JPH0383877A - Inorganic coating material composition - Google Patents

Inorganic coating material composition

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JPH0383877A
JPH0383877A JP22218489A JP22218489A JPH0383877A JP H0383877 A JPH0383877 A JP H0383877A JP 22218489 A JP22218489 A JP 22218489A JP 22218489 A JP22218489 A JP 22218489A JP H0383877 A JPH0383877 A JP H0383877A
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JP
Japan
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coating material
molecular weight
material composition
inorganic coating
coating film
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JP22218489A
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Japanese (ja)
Inventor
Minoru Inoue
稔 井上
Kazuo Seto
和夫 瀬戸
Masahiro Fukiage
吹挙 昌宏
Yukio Shimada
幸雄 嶋田
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

PURPOSE:To improve crack resistance of coating film, comprising an oligomer prepared by hydrolyzing a mixture consisting essentially of three kinds of silicon compounds shown by the formula and subjecting to polycondensation as an essential component and having specific molecular weight and molecular weight distribution. CONSTITUTION:This inorganic coating material composition comprises an oligomer prepared by hydrolyzing a mixture consisting essentially of three kinds of silicon compounds and subjecting to polycondensation at one stage as an essential component. The three kinds of compounds are composed of 20-200 pts.wt. silicon compound shown by the general formula (R<1> and R<2> are each monofunctional group) wherein n=0 and/or colloidal silica, 100 pts.wt. silicon compound wherein n=1 and 27-80 pts.wt. silicon compound wherein n=2. The oligomer has 500-2,300 (calculated as polystyrene) weight-average molecular weight and 1.1-3Mw/Mn (Mn: number-average molecular weight) molecular weight distribution.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、無機系塗料、特に、ケイ素アルコキシドを
主成分とし、耐候性および硬度に優れた塗膜を形成する
無機系コーティング材組成物に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] This invention relates to an inorganic coating material, particularly an inorganic coating material composition containing silicon alkoxide as a main component and forming a coating film with excellent weather resistance and hardness. .

〔従来の技術〕[Conventional technology]

ケイ素アルコキシドを主成分とする無機系コーティング
材組成物は、耐候性があり、かつ、高硬度な塗膜を形成
することから、これまでにも種々研究されてきた。たと
えば、特開昭51−2736号公報では、コロイドシリ
カとR3i  (OH)3の部分縮合物とを含むものが
、特開昭56−125466号公報では、コロイドシリ
カ、R31(oH)sの部分縮合物、および、線状オリ
ゴシロキサンの混合物が示されている。また、特開昭5
3−130732号公報では、コロイドシリカ、ジアル
キルジアルコキシシランおよびアルキルトリアルコキシ
シランを含む組成物が開示されている。
BACKGROUND ART Inorganic coating material compositions containing silicon alkoxide as a main component have been studied in various ways because they are weather resistant and form highly hard coatings. For example, in JP-A-51-2736, a product containing colloidal silica and a partial condensate of R3i (OH)3 is disclosed, whereas in JP-A-56-125466, colloidal silica and a partial condensate of R31(oH)s are used. A mixture of condensates and linear oligosiloxanes is shown. Also, JP-A-5
No. 3-130732 discloses a composition containing colloidal silica, dialkyldialkoxysilane and alkyltrialkoxysilane.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、これら従来の無機系コーティング材組成
物は、その塗膜が硬いため、セメント系建材等の基材の
ようにかなりの寸法変化を伴うと、基材の寸法変化によ
る動きに追随できず、塗膜にクランク、はがれが発生す
る場合が多い。
However, since the coating film of these conventional inorganic coating material compositions is hard, if the base material undergoes considerable dimensional changes such as cement-based building materials, it cannot follow the movement of the base material due to the dimensional change. Cracks and peeling often occur in the paint film.

そこで、この発明は、ケイ素アルコキシド系コーティン
グ材の特徴を損なわず、比較的寸法変化の大きい基材に
塗装したときでも塗膜にクラックがまったく発生しない
か、あるいは、はとんど発生しない無機系コーティング
材組底物を提供することを課題とする。
Therefore, this invention has developed an inorganic coating material that does not impair the characteristics of the silicon alkoxide coating material and that does not cause cracks in the coating film at all or rarely even when applied to a substrate with relatively large dimensional changes. The object of the present invention is to provide a bottom made of coating material.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記課題を解決するために、この発明にかかる無機系コ
ーティング材組成物は、下記(a)、(′l:I)およ
び(0)を主成分とする混合物が一段階で加水分解およ
び重縮合反応してなるプレポリマーを必須成分とするも
のとされている。しかも、前記プレポリマーは、重量平
均分子量Mwがポリスチレン換算で500〜2300、
かつ、分子量分布M w / Mnが1.1〜3.0(
Mnは数平均分子量)のものとされている。
In order to solve the above problems, an inorganic coating material composition according to the present invention is produced by hydrolyzing and polycondensing a mixture containing the following (a), ('l:I) and (0) as main components in one step. It is said that the prepolymer formed by the reaction is an essential component. Moreover, the prepolymer has a weight average molecular weight Mw of 500 to 2300 in terms of polystyrene,
And the molecular weight distribution M w / Mn is 1.1 to 3.0 (
Mn is a number average molecular weight).

(a)  下記一般式(1)においてn=0で表される
ケイ素化合物および/またはコロイド状シリカを20〜
200重量部(以下、「重量部」を単に「部」と言う)
(a) A silicon compound and/or colloidal silica represented by n=0 in the following general formula (1) from 20 to
200 parts by weight (hereinafter, "parts by weight" is simply referred to as "parts")
.

(b)  下記一般式(1)においてn=+++ lで
表されるケイ棄化合物100部。
(b) 100 parts of a silica compound represented by n=+++l in the following general formula (1).

(c1下記一般弐〇においてnm 2で表されるケイ素
化合物27〜80部。
(c1 27 to 80 parts of a silicon compound represented by nm 2 in the following general 2).

R’、Si  (OH鵞)4−IT     IT−■
■式中、R1およびR8は特に限定されるものではない
が、R’は、たとえば、炭素数1〜4のアルキル基、フ
ェニル基(これらは、アミノ基、アクリル基などを含ん
でいてもよい)などの!価の基である。また、R富は、
たとえば、炭素数1〜4のアルキル基またはアルキル基
を主原料とするものである。たとえば、上記(a)、(
b)および(c)はケイ素アルコキシドである。
R', Si (OH) 4-IT IT-■
(2) In the formula, R1 and R8 are not particularly limited; ) and more! It is the basis of valence. In addition, R wealth is
For example, the main raw material is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alkyl group. For example, (a) above, (
b) and (c) are silicon alkoxides.

この発明の無機系コーティング材組成物は、たとえば、
上記各原料ケイ素化合物成分(al、(b)および(c
)を適当な溶剤で希釈し、そこに硬化剤および触媒を必
要量添加して一段階で加水分解および重縮合反応を行わ
せることによりプレポリマーを生成させて調製される。
The inorganic coating material composition of the present invention includes, for example,
Each of the above raw material silicon compound components (al, (b) and (c)
) is diluted with a suitable solvent, a curing agent and a catalyst are added thereto in the required amounts, and the hydrolysis and polycondensation reactions are carried out in one step to produce a prepolymer.

同プレポリマーの分子量は、重量平均分子量Mwがポリ
スチレン換算で500〜2300、かつ、分子量分布M
 w / M n < M nは数平均分子N)が1.
0〜3.0である必要があり、好ましくは、Mw=60
0〜1500、かつ、Mw/Mn = 1.2〜1.8
である。前記プレポリマーの分子量分布が、前記範囲よ
りも小さいときには、縮重合の際の硬化収縮が大きくな
る傾向にあり、焼付は後に塗膜にクラックが発生しやす
くなる傾向になる。また、前記範囲よりも大きいときに
は、反応が遅すぎて硬化しにくいか、または、硬化して
も柔らかい塗膜になったり、塗膜のレベリング性が非常
に悪いものとなる傾向にある。前記プレポリマーの重量
平均分子量が、前記範囲よりも小さいときには、焼付は
時に塗膜にクラックが生じるという問題があり、大きい
ときには、塗膜のレベリング性が悪いという問題がある
The molecular weight of the prepolymer is such that the weight average molecular weight Mw is 500 to 2300 in terms of polystyrene, and the molecular weight distribution M
w/M n < M n is the number average molecule N) is 1.
Must be 0 to 3.0, preferably Mw=60
0 to 1500, and Mw/Mn = 1.2 to 1.8
It is. When the molecular weight distribution of the prepolymer is smaller than the above range, curing shrinkage during polycondensation tends to increase, and cracks tend to occur in the coating film after baking. On the other hand, when it is larger than the above range, the reaction tends to be too slow and hard to cure, or even if cured, the coating film tends to be soft, or the leveling properties of the coating film tend to be very poor. When the weight average molecular weight of the prepolymer is smaller than the above range, there is a problem in that baking sometimes causes cracks in the coating film, and when it is larger, there is a problem in that the leveling properties of the coating film are poor.

前記コロイド状シリカは、微粒子シリカ成分が水、メタ
ノール等の有機溶剤、これらの混合溶剤に分散されたも
のであるが、その粒径、溶剤種等は特に限定されるもの
ではない。なお、上記成分(a)としてコロイド状シリ
カを用いる場合、上記配合割合は、分散媒も含む重量部
である。
The colloidal silica is obtained by dispersing particulate silica components in water, an organic solvent such as methanol, or a mixed solvent thereof, but the particle size, type of solvent, etc. are not particularly limited. In addition, when colloidal silica is used as the component (a), the above blending ratio is a part by weight that also includes the dispersion medium.

この発明で使用される硬化剤としては、たとえば水が用
いられ、この量としては、特に限定はないが、コーティ
ング材組成物中の重量%で、好ましくは45%以下、よ
り好ましくは25%以下がよい。
As the curing agent used in this invention, water is used, for example, and the amount thereof is not particularly limited, but it is preferably 45% or less, more preferably 25% or less in weight% of the coating material composition. Good.

この発明で使用される触媒は特に限定されないが、たと
えば、塩酸、燐酸、硫酸等の無機酸や、蟻酸、酢酸、ク
ロロ酢酸等の有機酸の希薄溶液などの酸性触媒、後で述
べる塩基性触媒などを単独であるいは2以上併せて使用
することができる。
Catalysts used in this invention are not particularly limited, but include acidic catalysts such as dilute solutions of inorganic acids such as hydrochloric acid, phosphoric acid, and sulfuric acid, and organic acids such as formic acid, acetic acid, and chloroacetic acid, and basic catalysts described later. These can be used alone or in combination of two or more.

また、上記成分(a)としてシリカゾルを用いる場合に
は、シリカゾルが酸性を示すものであり、これが触媒の
代わりになるので、触媒としては何も入れなくてもよい
Furthermore, when silica sol is used as the component (a), the silica sol is acidic and serves as a catalyst, so there is no need to add anything as a catalyst.

この発明の無機系コーティング材組成物は、pH値を3
.8〜6.0に調整することによって、上記の分子量の
範囲内で、安定して使用することができる。pH値が前
記範囲外であると、コーティング材組成物の安定性が悪
いため、塗料調製時からの使用できる期間が限られてし
まうことがある。
The inorganic coating material composition of this invention has a pH value of 3.
.. By adjusting the molecular weight to 8 to 6.0, it can be stably used within the above molecular weight range. When the pH value is outside the above range, the stability of the coating material composition is poor, and the usable period from the time of paint preparation may be limited.

ここで、pH値調整方法は特に限定されるものではない
が、たとえ・ば、コーティング材の原料混合時にpH値
が3.8未満となった場合は、たとえば、アンモニア等
の塩基性試薬を用いて前記範囲内のpHに調整すればよ
く、pH値が6.0を越えた場合も、たとえば、塩酸等
の酸性試薬を用いて調整すればよい。また、pHによっ
ては、分子量が小さいままで反応が進まず、上記分子量
範囲に到達させるのに時間がかかる場合は、コーティン
グ材を加熱して反応を促進してもよいし、酸性試薬でp
H値を下げて反応を進めた後、塩基性試薬で所定のpH
値に戻すようにしてもよい。
Here, the pH value adjustment method is not particularly limited, but for example, if the pH value becomes less than 3.8 when mixing raw materials for the coating material, for example, a basic reagent such as ammonia may be used. The pH may be adjusted to within the above range by using the above-mentioned method, and even if the pH value exceeds 6.0, it may be adjusted using an acidic reagent such as hydrochloric acid. In addition, depending on the pH, if the reaction does not proceed with the molecular weight remaining small and it takes time to reach the above molecular weight range, the reaction may be accelerated by heating the coating material, or the reaction may be accelerated with an acidic reagent.
After lowering the H value and proceeding with the reaction, adjust the pH to the specified value using a basic reagent.
It may be possible to return it to a value.

上で述べたようにpHの調整されたか、あるいは、pH
11整のされていないコーティング材に、少なくとも使
用時に、すなわち、使用にいたるまでの間または使用時
に、塩基性触媒を添加するようにすれば、縮合反応を促
進し、塗膜中の架橋点を増やすことができるので、安定
して耐クラツク性の良い塗膜を得ることができる。また
、架橋反応が促進されることによって、硬化時間を短縮
し、あるいは、硬化温度を下げることができるため、経
済的であり、しかも、低温焼付けしかできない基材にも
通用できる効果もある。塩基性触媒としては、アミン類
(たとえば、トリエタノールアミン等)、ア主ノシラン
類(たとえば、γ−ア主ノブロビルトリエトキシシラン
、N−(β−アミノエチル)−r−ア文ノブロピルトリ
エトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミ
ノプロピルメチルジメトキシシラン等)や、無機酸(た
とえば、塩酸、硝酸、リン酸など)および有機酸(たと
えば、蟻酸、酢酸、プロピオン酸など)のアンモニア、
トリメチルアミン、トリエチルアミン、n−ブチルアミ
ン等の塩、あるいは、無機酸および有機酸の塩と第4級
アンモニウム塩との複分解塩等があるが、その種類、添
加量については特に限定されるものではない。
pH adjusted as described above or
If a basic catalyst is added to a coating material that has not been properly prepared, at least during use, that is, before or during use, it will accelerate the condensation reaction and reduce the crosslinking points in the coating film. Since the amount can be increased, a stable coating film with good crack resistance can be obtained. Further, by promoting the crosslinking reaction, it is possible to shorten the curing time or lower the curing temperature, so it is economical and has the effect of being applicable to base materials that can only be baked at low temperatures. Examples of basic catalysts include amines (for example, triethanolamine, etc.), amonosilanes (for example, γ-anobrobyltriethoxysilane, N-(β-aminoethyl)-r-amonobyltriethoxysilane, pyrutriethoxysilane, N-(β-aminoethyl)-γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, etc.), inorganic acids (e.g., hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, etc.) and organic acids (e.g., formic acid, acetic acid, propionic acid, etc.). etc.) ammonia,
There are salts of trimethylamine, triethylamine, n-butylamine, etc., metathesis salts of inorganic and organic acid salts, and quaternary ammonium salts, but there are no particular limitations on the type and amount added.

以上の製法によって調製されたこの発明の無機系コーテ
ィング材組成物には、上記の成分の他、必要に応じて、
各種着色剤、上記シリカゾル以外の充填剤(有機充填剤
および/または無機充填剤。たとえば、アル主ナゾル、
ヒユームドシリカなど)、希釈溶剤、増粘剤、界面活性
剤、紫外線吸収剤等種々の添加剤が1種以上加えられて
もよい前記希釈溶剤としては、メタノール、エタノール
、イソプロパツール(IPA)等のアルコール、エチル
セロソルブ、ブチルセロソルブ、エチレングリコール、
エチレングリコールモノメチルエーテル等が例示され、
これらは、単独であるいは複数で使用される。
In addition to the above-mentioned components, the inorganic coating material composition of the present invention prepared by the above-mentioned method includes, if necessary,
Various colorants, fillers other than the above-mentioned silica sol (organic fillers and/or inorganic fillers; for example, Al-based nasol,
Examples of the diluting solvent include methanol, ethanol, isopropanol (IPA), etc., in which one or more of various additives such as fumed silica, etc.), diluting solvent, thickener, surfactant, and ultraviolet absorber may be added. Alcohol, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, ethylene glycol,
Examples include ethylene glycol monomethyl ether,
These may be used alone or in combination.

この発明の無機系コーティング材組成物の塗装方法は、
たとえば、スプレー塗装、ロール塗装、フローコーター
塗装、浸漬塗装などが挙げられ、特に限定されない。ま
た、塗装後の乾燥・焼付け条件についても、特に限定さ
れないが、60〜200℃程度で行うことが好ましい。
The method for applying the inorganic coating material composition of this invention includes:
Examples include spray coating, roll coating, flow coater coating, dip coating, etc., and are not particularly limited. Further, the drying/baking conditions after coating are not particularly limited either, but it is preferably carried out at about 60 to 200°C.

また、この発明の無機系コーティング材組成物は、基材
(塗装対象物)に直接塗装してもよいし、基材によって
は、プライマー等の下地処理をしてからその上に塗装し
てもよい0以上のような組成に調製することにより、セ
メント系建材等の寸法変化の大きい基材に塗装した際、
塗膜にクランクやはがれが全く発生しないか、あるいは
、はとんど発生しない無機系コーティング材を製造する
ことができる。また、この発明の組成にすることにより
、膜厚を5n以上に厚くしても、クラックやはがれのな
い塗膜を形成させることができる。
Furthermore, the inorganic coating material composition of the present invention may be applied directly to the base material (object to be coated), or depending on the base material, it may be coated on top of the base material after a surface treatment such as a primer. By preparing the composition to a good value of 0 or more, when painted on base materials with large dimensional changes such as cement-based building materials,
It is possible to produce an inorganic coating material in which no or very little cracking or peeling occurs in the coating film. Further, by using the composition of the present invention, a coating film without cracks or peeling can be formed even if the film thickness is increased to 5 nm or more.

得られた塗膜は、ケイ素アルコキシド系コーティング材
の特徴、すなわち、耐候性および硬度に優れているとい
う特性を損なわないものである。
The resulting coating film does not impair the characteristics of the silicon alkoxide coating material, that is, its excellent weather resistance and hardness.

〔作   用〕[For production]

上記成分(a)の割合が20部未満または200部を越
えると、耐クラツク性が悪いという問題がある。上記成
分(c)の割合が27部未満だと、耐クラツク性が悪い
という問題があり、80部を越えると、塗膜が軟らかす
ぎ、非実用的であるという問題がある。
If the proportion of component (a) is less than 20 parts or more than 200 parts, there is a problem that crack resistance is poor. If the proportion of component (c) is less than 27 parts, there will be a problem of poor crack resistance, and if it exceeds 80 parts, there will be a problem that the coating film will be too soft and impractical.

この発明の無機系コーティング材組成物の必須成分であ
るプレポリマーのMwが500未満だと、焼付は時に塗
膜にクラックが生じるという問題があり、同Mwが23
00を越えると、塗膜のレベリング性が悪いという問題
がある。同プレポリマーのM w / M nが1.1
未満だと、縮重合の際の硬化収縮が大きくなる傾向にあ
り、焼付は後に塗膜にクランクが発生しやすくなる傾向
になり、3゜0を越えると、反応が遅すぎて硬化しにく
いか、または、硬化しても柔らかい塗膜になったり、塗
膜のレベリング性が非常に悪いものとなる傾向にある。
If the Mw of the prepolymer, which is an essential component of the inorganic coating material composition of the present invention, is less than 500, there is a problem that cracks may sometimes occur in the coating film due to baking;
If it exceeds 00, there is a problem that the leveling properties of the coating film are poor. Mw/Mn of the same prepolymer is 1.1
If it is less than 3°, the curing shrinkage during polycondensation tends to increase, and the coating tends to crack after baking. If it exceeds 3°0, the reaction is too slow and it may be difficult to cure. Or, even after curing, the coating film tends to be soft, or the leveling properties of the coating film tend to be very poor.

上記成分(a)、(b)および(0)を主成分とする混
合物を一段階で加水分解および重縮合反応させて上記特
定のMwおよ°びM w / M nを有するプレポリ
マーを調製しておいた方が、加水分解および重縮合反応
を二段階にして行ってそのようなプレポリマーを調製す
るよりも、耐クランク性などの性能がさらに良い。
A mixture containing the above components (a), (b) and (0) as main components is subjected to hydrolysis and polycondensation reaction in one step to prepare a prepolymer having the above specific Mw and Mw/Mn. Performance such as crank resistance is better when the prepolymer is prepared by performing the hydrolysis and polycondensation reactions in two steps.

〔実 施 例〕〔Example〕

以下に、この発明の具体的な実施例および比較例を示す
が、この発明は下記実施例に限定されない。
Specific examples and comparative examples of the present invention are shown below, but the present invention is not limited to the following examples.

実施にあたり、基材はJIS A3403の石綿スレー
ト系のフレキシブル板61m厚を12(JXlBCIl
の大きさに切断して使用した。また、プライマーとして
、東芝シリコーン株式会社製のシリコーン変性ウレタン
系プライマーを膜厚で3nになるように塗布して使用し
た。
For implementation, the base material was JIS A3403 asbestos slate flexible board 61 m thick (JXlBCIl
It was cut to size and used. Further, as a primer, a silicone-modified urethane primer manufactured by Toshiba Silicone Co., Ltd. was applied to a film thickness of 3 nm.

このようにプライマーを施した基材へ、以下のコーティ
ング材組成物をスプレーで硬化後の膜厚が5nになるよ
う塗装し、セツティングを5分とった後、以下に示す温
度で焼付けた。
The following coating material composition was spray coated onto the base material coated with the primer so that the film thickness after curing was 5 nm, and after setting for 5 minutes, it was baked at the temperature shown below.

なお、分子量の測定には、GPC(ゲル浸透クロマトグ
ラフィー)装置として、東ソー■製HLC802Aおよ
びHLC8020を使用した。
In addition, for the measurement of molecular weight, HLC802A and HLC8020 manufactured by Tosoh Corporation were used as GPC (gel permeation chromatography) devices.

実施例1〜6および比較例1〜6は、請求項1および2
の発明の実施例および比較例である。
Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 6 are based on claims 1 and 2.
Examples and comparative examples of the invention.

一実施例1− メチルトリメトキシシラン100部に、テトラエトキシ
シラン10部、IPAオルガノシリカゾル(触媒化戒工
業株式会社製「○5CAL1432」、Si○、含有量
30%)10部、ジメチルジメトキシシラン30部、お
よび、IPA100部を混合し、さらに、Hso80部
を添加し、攪拌した。これを60℃の恒温槽中に入れ、
プレポリマーの分子量をMw=870(ポリスチレン換
算で) 、Mw/Mn=1.31に調整して、無機系コ
ーティング材組成物を得た。上で述べたようにシリカゾ
ルが酸性を示すものであるため、触媒は添加しなかった
Example 1 - 100 parts of methyltrimethoxysilane, 10 parts of tetraethoxysilane, 10 parts of IPA organosilica sol ("○5CAL1432" manufactured by Catalyst Kakai Kogyo Co., Ltd., Si○, content 30%), 30 parts of dimethyldimethoxysilane and 100 parts of IPA were mixed, and further, 80 parts of Hso was added and stirred. Place this in a constant temperature bath at 60℃,
The molecular weight of the prepolymer was adjusted to Mw=870 (in terms of polystyrene) and Mw/Mn=1.31 to obtain an inorganic coating material composition. As mentioned above, since the silica sol is acidic, no catalyst was added.

その後、塗装および150℃で30分間の焼付けを行っ
た。
Thereafter, it was painted and baked at 150° C. for 30 minutes.

一実施例2〜6および比較例1〜6− 第1表に示す配合で実施例1と同様にして、第1表に示
す分子量のプレポリマーを生成させて無機系コーティン
グ材組成物を得た。ただし、比較例5では、恒温槽中の
温度を40℃にした。
Examples 2 to 6 and Comparative Examples 1 to 6 - Prepolymers having the molecular weights shown in Table 1 were produced in the same manner as in Example 1 using the formulations shown in Table 1 to obtain inorganic coating material compositions. . However, in Comparative Example 5, the temperature in the constant temperature bath was set to 40°C.

その後、実施例1と同様にして塗装および焼付けを行っ
た。
Thereafter, painting and baking were performed in the same manner as in Example 1.

得られた各塗膜について、60℃温水に8時間浸漬−1
6時間乾燥を1サイクルとする繰り返し試験を行い、塗
膜にクラックが発生するサイクル数を記録した。結果を
第1表に示した。
Each of the obtained coatings was immersed in 60°C warm water for 8 hours -1
A repeated test was conducted in which one cycle was drying for 6 hours, and the number of cycles at which cracks occurred in the coating film was recorded. The results are shown in Table 1.

第1表にみるように、実施例の各塗膜は、比較例1〜3
に比べてクラック発生サイクル数が非常に大きい、すな
わち、実施例のコーティング材は、比較的寸法変化の大
きい基材に塗装した時にクランクが発生しにくい。比較
例4は、塗膜が軟らかすぎて実用的なものではなかった
。比較例5は、塗膜のレベリング性が極端に悪いため、
実用的ではなかった。比較例6は、焼付けによる硬化後
に塗膜にクラックが入ってしまった。
As shown in Table 1, each coating film of Examples is
In other words, the coating material of the example has a very large number of crack generation cycles compared to the above example, and is less likely to crack when coated on a substrate with relatively large dimensional changes. In Comparative Example 4, the coating film was too soft to be practical. In Comparative Example 5, the leveling property of the coating film was extremely poor;
It wasn't practical. In Comparative Example 6, cracks appeared in the coating film after curing by baking.

以下の実施例7〜11および比較例7.8は、請求項3
の発明の実施例および比較例である。
Examples 7 to 11 and comparative examples 7.8 below are based on claims 3
Examples and comparative examples of the invention.

一実施例7〜11一 実施例5と同様にしてプレポリマーの調製を行い、プレ
ポリマーの分子量がMw−620(ポリスチレン換算で
) 、Mw/Mn=!、20になったところで、それぞ
れ、pH値が第2表に示す値となるようにアンモニア水
(アンモニア1%含有)で調整して無機系コーティング
材組成物を得た。
Examples 7 to 11 A prepolymer was prepared in the same manner as in Example 5, and the molecular weight of the prepolymer was Mw-620 (in terms of polystyrene), Mw/Mn=! , 20, the respective pH values were adjusted with ammonia water (containing 1% ammonia) to the values shown in Table 2 to obtain inorganic coating material compositions.

得られた無機系コーティング材組底物をそれぞれ、塗装
し、150℃で30分間焼付けしたところ、良好な塗膜
が得られた。他方、各コーティング材をポリ容器に入れ
て密栓し、40℃の雰囲気で3か月保存した。保存後の
コーティング材でもう一度塗装、焼付けを行って、造膜
性に変わりがないか否かを確認した。結果を第2表に示
した。
When each of the obtained inorganic coating material assemblies was painted and baked at 150° C. for 30 minutes, a good coating film was obtained. On the other hand, each coating material was placed in a plastic container, sealed tightly, and stored in an atmosphere at 40° C. for 3 months. Painting and baking were performed once again using the coating material after storage, and it was confirmed whether there was any change in film-forming properties. The results are shown in Table 2.

−比較例7一 実施例7において、pH値を3.5となるように調整し
たこと以外は、実施例7と同様にして無機系コーティン
グ材組成物を得た。
- Comparative Example 7 - An inorganic coating material composition was obtained in the same manner as in Example 7, except that the pH value was adjusted to 3.5.

このコーティング材で塗装し、150℃で30分間焼付
けしたところ、良好な塗膜が得られた。
When this coating material was applied and baked at 150°C for 30 minutes, a good coating film was obtained.

他方、同コーティング材をポリ容器に入れて密栓し、4
0℃の雰囲気で3か月保存した。保存後のコーティング
材でもう一度塗装、焼付けを行ったところ、造膜はする
が、非常にレベリングが悪い塗膜になった。
On the other hand, put the same coating material in a plastic container, seal it tightly, and
It was stored in an atmosphere at 0°C for 3 months. When I painted and baked it again with the coating material after storage, a film was formed, but the leveling was extremely poor.

一比較例8一 実施例7において、pH値を6.3となるように調整し
たこと以外は、実施例7と同様にして無機系コーティン
グ材組成物を得た。
Comparative Example 8 An inorganic coating material composition was obtained in the same manner as in Example 7, except that the pH value was adjusted to 6.3.

このコーティング材で塗装し、150℃で30分間焼付
けしたところ、良好な塗膜が得られた。
When this coating material was applied and baked at 150°C for 30 minutes, a good coating film was obtained.

他方、同コーティング材をポリ容器に入れて密栓し、4
0℃の雰囲気で3か月保存した。保存後のコーティング
材でもう一度塗装、焼付けを行ったεころ、塗膜を形成
しなかった。
On the other hand, put the same coating material in a plastic container, seal it tightly, and
It was stored in an atmosphere at 0°C for 3 months. When the ε roller was painted and baked again with the coating material after storage, no paint film was formed.

第   2   表 (注)○・・・良好な塗膜が得られた。Table 2 (Note) ○: A good coating film was obtained.

以下の実施例12〜16および比較例9〜11は、請求
項4の発明の実施例および比較例である一実施例12〜
16および比較例9〜11一実施例8の組成物100g
に対して、ギ酸アンモニウムをそれぞれ第3表に示す重
量だけ添加して無機系コーティング材組成物を得た。
The following Examples 12 to 16 and Comparative Examples 9 to 11 are examples 12 to 11 which are examples and comparative examples of the invention of claim 4.
16 and Comparative Examples 9 to 11 - 100 g of the composition of Example 8
Inorganic coating material compositions were obtained by adding ammonium formate in the weights shown in Table 3.

硬化が促進されることから、焼付は温度の低減および焼
付は時間の短縮をねらって、第3表に示すように、焼付
は条件を変えて、塗装、焼付けを行い、温水−乾燥繰り
返し試験で性能を評価した。また、塗膜の硬化度合をみ
るために、通常のガラス板(ソーダガラス、100mm
X 80m)にも、同様の塗装、焼付けを行い、鉛筆硬
度を測定した。
Since hardening is accelerated, we aimed to reduce the temperature and shorten the baking time, as shown in Table 3, by changing the baking conditions, painting and baking, and conducting repeated hot water-drying tests. Performance was evaluated. In addition, in order to check the degree of hardening of the coating film, a regular glass plate (soda glass, 100 mm) was used.
80m) was similarly painted and baked, and the pencil hardness was measured.

第 3 表 第3表にみるように、ギ酸アンモニウムを添加した実施
例は、ギ酸アンモニウムを添加しなかった比較例に比べ
て、より低い温度および/または短時間の焼付けでも、
塗膜にクラックが発生しにりく、硬度も高かった。
Table 3 As shown in Table 3, the examples in which ammonium formate was added had a lower temperature and/or shorter baking time than the comparative examples in which ammonium formate was not added.
The coating film was less prone to cracking and had high hardness.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明の無機系コーティング材組成物は、上記特定の
ケイ素化合物が一段階で加水分解および重縮合反応して
なるプレポリマーを必須成分とし、同プレポリマーが上
記特定の重量平均分子量および分子量分布を有するもの
であるので、比較的寸法変化の大きい基材に塗装したと
きでも、塗膜にクラックが発生しにくいものである。
The inorganic coating material composition of the present invention has as an essential component a prepolymer obtained by one-step hydrolysis and polycondensation reaction of the above-mentioned specific silicon compound, and the prepolymer has the above-mentioned specific weight average molecular weight and molecular weight distribution. Therefore, even when coating is applied to a substrate with relatively large dimensional changes, cracks are less likely to occur in the coating film.

この発明の無機系コーティング材組成物において、プレ
ポリマーが、Mw=600〜1500、かつ、M w 
/ M n = 1.2〜1.8であるであると、塗膜
にクランクがより発生しにくかったり、反応が遅すぎな
かったり、柔らかい塗膜になりにくかったり、塗膜のレ
ベリング性がより良くなったりする。
In the inorganic coating material composition of the present invention, the prepolymer has Mw=600 to 1500 and Mw
/ M n = 1.2 to 1.8, the coating film is less prone to cranking, the reaction is not too slow, the coating film is less likely to be soft, and the leveling property of the coating film is better. It might get better.

この発明の無機系コーティング材組威物において、pH
値が3.8〜6.0に調整されていると、同コーティン
グ材組底物の安定性がより良くなるという効果が加わる
In the inorganic coating material composition of this invention, the pH
When the value is adjusted to 3.8 to 6.0, there is an added effect that the stability of the bottom of the coating material is improved.

この発明の無機系コーティング材組成物において、少な
くとも使用時に塩基性触媒が添加されるようになってい
ると、塗膜の耐クラツク性がより良くなり、また、硬化
時間が短縮したり、あるいは、硬化温度を下げたりする
こεができる。
In the inorganic coating material composition of the present invention, if a basic catalyst is added at least during use, the crack resistance of the coating film will be better, the curing time will be shortened, or It is possible to lower the curing temperature.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 下記(a)、(b)および(c)を主成分とする混
合物が一段階で加水分解および重縮合反応してなるプレ
ポリマーを必須成分とし、同プレポリマーの重量平均分
子量Mwがポリスチレン換算で500〜2300、かつ
、分子量分布Mw/Mnが1.1〜3.0(Mnは数平
均分子量)である無機系コーティング材組成物。 (a)下記一般式(1)においてn=0で表されるケイ
素化合物および/またはコロイド状シリカを20〜20
0重量部。 (b)下記一般式1においてn=1で表されるケイ素化
合物100重量部。 (c)下記一般式1においてn=2で表されるケイ素化
合物27〜80重量部。 R^1_nSi(OR^2)_4_−_n・・・(1)
[(1)式中、R^1およびR^2はそれぞれ1価の基
であり、R^1およびR^2がそれぞれ複数個の場合に
は、すべてのR^1またはR^2が同じ基であってもよ
く、1以上が異なっていてもよい。] 2 プレポリマーが、Mw=600〜1500、かつ、
Mw/Mn=1.2〜1.8である請求項1記載の無機
系コーティング材組成物。 3 pH値が3.8〜6.0に調整されている請求項1
または2記載の無機系コーティング材組成物。 4 少なくとも使用時に塩基性触媒が添加されるように
なっている請求項1から3までのいずれかに記載の無機
系コーティング材組成物。
[Scope of Claims] 1 A prepolymer obtained by hydrolyzing and polycondensing a mixture containing the following (a), (b), and (c) as main components in one step is an essential component, and the weight of the prepolymer is An inorganic coating material composition having an average molecular weight Mw of 500 to 2300 in terms of polystyrene and a molecular weight distribution Mw/Mn of 1.1 to 3.0 (Mn is number average molecular weight). (a) 20 to 20 silicon compounds and/or colloidal silica represented by n=0 in the following general formula (1)
0 parts by weight. (b) 100 parts by weight of a silicon compound represented by n=1 in the following general formula 1. (c) 27 to 80 parts by weight of a silicon compound represented by n=2 in the following general formula 1. R^1_nSi(OR^2)_4_-_n...(1)
[In formula (1), R^1 and R^2 are each a monovalent group, and if there are multiple R^1 and R^2, all R^1 or R^2 are the same may be a group, and one or more may be different. ] 2 The prepolymer has Mw=600 to 1500, and
The inorganic coating material composition according to claim 1, wherein Mw/Mn=1.2 to 1.8. 3. Claim 1, wherein the pH value is adjusted to 3.8 to 6.0.
Or the inorganic coating material composition according to 2. 4. The inorganic coating material composition according to claim 1, wherein a basic catalyst is added at least during use.
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