JPH038392B2 - - Google Patents

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JPH038392B2
JPH038392B2 JP17411483A JP17411483A JPH038392B2 JP H038392 B2 JPH038392 B2 JP H038392B2 JP 17411483 A JP17411483 A JP 17411483A JP 17411483 A JP17411483 A JP 17411483A JP H038392 B2 JPH038392 B2 JP H038392B2
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JP
Japan
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acid
resistance
acrylic resin
mol
oil
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Application number
JP17411483A
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Japanese (ja)
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JPS6067516A (en
Inventor
Tetsuo Higuchi
Yorio Doi
Yasuhiro Fujii
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Kansai Paint Co Ltd
Original Assignee
Kansai Paint Co Ltd
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Publication date
Application filed by Kansai Paint Co Ltd filed Critical Kansai Paint Co Ltd
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Publication of JPH038392B2 publication Critical patent/JPH038392B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は上塗塗料組成物に関し、さらに詳しく
はε−カプロラクトン変性ビニル単量体を共重合
成分として用いたアクリル樹脂、オイルフリーポ
リエステル、アルキド樹脂及び架橋剤をバインダ
ー成分とする耐スリ傷性及び耐ワツクスがけ性に
すぐれた塗膜を形成する上塗塗料組成物に関す
る。 近年、自動車車体等の上塗塗料として、塗膜の
仕上り外観(肉持感、平滑さ)、耐候性、耐薬品
性、機械的性質、下塗りに対する付着性、同一塗
料の塗り重ね時の付着性など通常要求される性能
に加えて、高度の耐スリ傷性及び耐ワツクスがけ
性性能が強く要求されている。 ここで、耐スリ傷性とは従来からの毛バタキや
最近の自動洗車機のブラシ等によるスリ傷耐久性
を言い、耐ワツクスがけ性とは着色顔料を多く含
む、いわゆる濃彩色系塗膜をワツクスがけしたと
き、塗面にスリキズやツヤボケが生じ難く、かつ
ウエスが着色しにくい性質のことを言う。この耐
ワツクスがけ性は、塗装直後の塗膜にも、また屋
外暴露後の塗膜にも要求される性能である。 従来から使用されているアルキド樹脂系上塗塗
料及びアクリル樹脂系上塗塗料は、耐スリ傷性及
び耐ワツクスがけ性がともに劣り、またオイルフ
リーポリエステル系上塗塗料は、特開昭56−
20068号公報に見られるように耐ワツクスがけ性
はある程度改良されるが、耐スリ傷性はなお不十
分である。また、上記した3種類の上塗塗料は他
の性能においても各々長所及び短長を有してお
り、自動車車体等の上塗塗料に通常要求される性
能を単独で完全に満たすことは不可能である。 そこで、本出願人は先にオイルフリーポリエス
テル、アクリル樹脂及びアルキド樹脂の3成分を
混合してなるそれぞれの樹脂の長所を兼ね備えた
熱硬化性塗料組成物を提案した(特開昭57−
123267号公報参照)。この熱硬化性塗料組成物は、
仕上り外観、耐候性、耐薬品性、機械的性質、下
塗り及び塗り重ね塗膜との付着性などの性能にす
ぐれ且つ耐ワツクスがけ性もかなり改良されてい
るが、なお、耐ワツクスがけ性及び耐スリ傷性の
面で現在の市場の要求を完全に満たすことができ
ないものであり、その改良が求められている。 而して、本発明者らは、従来から自動車用上塗
塗料に求められている性能を維持し、しかも耐ス
リ傷性及び耐ワツクスがけ性に特に優れた上塗塗
料を得るべく鋭意研究を重ねた結果、耐スリ傷性
及び耐ワツクスがけ性はいずれも塗膜の摩耗現象
であり、塗膜を高弾性化して塗膜の耐摩耗性を向
上させれば改良できることがわかり、その方法に
ついて検討を行なつた。もつとも塗膜を高弾性化
させるには例えば、アクリル樹脂の場合にはガラ
ス転移温度を低くする単量体を使用することによ
つて、またアルキド樹脂やオイルフリーポリエス
テル樹脂の場合には、軟質多塩基酸、軟質多価ア
ルコールの使用によつて可能である。しかしなが
ら、これらの樹脂を用いて得られる塗膜は低温で
急速に硬くなり弾性を失なつたり、塗板を重ねた
場合塗膜がブロツキングしたりする欠点が生じ、
満足な性能を与える上塗塗料が得られないという
問題がある。そこで、本発明者らは他の性能を低
下せしめることなく、塗膜を弾性化して耐摩耗性
を向上させることについてさらに研究を重ねた結
果、ε−カプロラクトン変性ビニル単量体を共重
合してなるガラス転移温度(Tg)−50〜20℃、酸
価2〜50及び水酸基価20〜200の特定のアクリル
樹脂が耐スリ傷性及び耐ワツクスがけ性に著しい
効果を示し、このものが酸成分として飽和脂環族
多塩基酸を含有する比較的リニアーな特定のオイ
ルフリーポリエステルとアルキド樹脂に対する相
溶性もすぐれ、その結果これら3種類の樹脂を用
いて前記諸性能を全て満足する上塗塗料組成物が
得られること、さらにこの上塗塗料組成物が、可
とう性及び下塗りとの付着性にすぐれていること
から最近使用の増加したポリウレタンをはじめと
する各種有機弾性体への適用が可能であることを
見い出し、本発明を完成するに至つた。 かくして、本発明に従えば、 (A) 下記一般式 (式中、R:HまたはCH3、n:0.5〜5) で表わされるε−カプロラクトン変性ビニル単
量体5〜70重量%と他のラジカル共重合性不飽
和単量体95〜30重量%とを共重合して得られる
ガラス転移温度(Tg)−50〜20℃、酸価2〜
50、及び水酸基価20〜200のアクリル樹脂; (B) ポリエステルを形成する酸成分の少なくとも
30モル%が飽和脂環族多塩基酸であり、かつポ
リエステル原料中の多塩基酸の総モル数を多価
アルコールの総モル数で除した値(二塩基酸
比)を横軸に、多価アルコール中の炭素数3以
上のグリコール成分のモル%を縦軸にとつた場
合、(0.8、60)、(0.8、100)、(1.00、70)、
(1.00、100)の4点で囲まれる4辺形の線上及
び内部に包含される組成からなるオイルフリー
ポリエステル; (C) 油長5〜50%及び水酸基価40〜200のアルキ
ド樹脂;及び (D) 架橋剤 をバインダーとして含有する上塗塗料組成物が提
供される。 本発明において用いられるアクリル樹脂(A)は、
一般式 (式中、R:H又はCH3、n:0.5〜5) で表わされるε−カプロラクトン変性ビニル単量
体5〜70重量%、好ましくは10〜50重量%と他の
ラジカル共重合性不飽和単量体95〜30重量%、好
ましくは10〜50重量%とを共重合することにより
得られるガラス転移温度(Tg)−50〜20℃、好ま
しくは−40〜10℃、酸価2〜50、好ましくは5〜
30及び水酸基価20〜200、好ましくは50〜160を有
するアクリル樹脂である。 前記ε−カプロラクトン変性ビニル単量体と共
重合されるラジカル重合性不飽和単量体として
は、ラジカル重合性のエチレン性不飽和結合(
C=C)を有する限り、特に制約がなく、最終
製品としてのアクリル樹脂に望まれる性能に応じ
て広範に選択することができるが後記する水酸基
含有アクリル単量体(a)とα,β−エチレン性不飽
和カルボン酸(d)は、前者がアクリル樹脂(A)に水酸
基価を与えるために、後者は酸価を与えるために
必要な成分である。 かかる不飽和単量体の代表例を示せば次のとお
りである。 (a) 水酸基含有アクリル系単量体:例えば、ヒド
ロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチル
メタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレ
ート、ヒドロキシプロピルメタクリレートなど
のアクリル酸又はメタクリル酸のC2〜8ヒドロキ
シアルキルエステル (b) アクリル酸又はメタクリル酸のエステル:例
えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、
アクリル酸プロピル、アクリル酸イソプロピ
ル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ヘキシル、
アクリル酸オクチル、アクリル酸ラウリル、ア
クリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸メチ
ル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピ
ル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸
ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸
オクチル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル
酸シクロヘキシル等のアクリル酸又はメタクリ
ル酸のC1〜18アルキル又はシクロアルキルエス
テル:アクリル酸メトキシブチル、メタクリル
酸メトキシブチル、アクリル酸メトキシエチ
ル、メタクリル酸メトキシエチル、アクリル酸
エトキシブチル、メタクリル酸エトキシブチル
等のアクリル酸又はメタクリル酸のアルコキシ
アルキルエステル。グリシジルアクリレート又
はグリシジルメタクリレートとC2〜18モノカル
ボン酸化合物(例えば酢酸、プロピオン酸、オ
レイン酸、ステアリン酸、ラウリン酸、p−t
−ブチル安息香酸等)との付加物、カージユラ
E−10とアクリル酸等の不飽和酸との付加物。 (c) ビニル芳香族化合物:例えば、スチレン、α
−メチルスチレン、ビニルトルエン、p−クロ
ルスチレン、ビニルピリジン。 (d) α,β−エチレン性不飽和カルボン酸:例え
ばアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イ
タコン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマ
ル酸。 (e) グリシジル基含有ビニル系単量体:例えばグ
リシジルアクリレート、グリシジルメタクリレ
ート、アリルグリシジルエーテル。 (f) アクリル酸又はメタクリル酸のアミド:例え
ば、アクリルアミド、N−メチロールアクリル
アミド、N−ブトキシメチルアクリルアミド。 (g) アルコキシシラン基を有するエチレン性不飽
和モノマー:例えばγ−メタクリロキシトリメ
トキシシラン。 (h) その他:アクリロニトリル、メタクリロニト
リル。 これら不飽和単量体はアクリル樹脂(A)のTg、
酸価及び水酸基価を満足させる以外は所望の物性
に応じて適宜選択され、それぞれ単独で用いても
よく、或いは2種又はそれ以上組合わせてε−カ
プロラクトン変性ビニル単量体と共重合すること
ができるが、中でも、上記(b)のアクリル酸又はメ
タクリル酸のエステル及び(c)のビニル芳香族化合
物が好適である。 上記のε−カプロラクトン変性ビニル単量体と
ラジカル共重合性不飽和単量体の共重合は、特開
昭57−195714号公報により公知であり、例えばア
クリル系共重合体を製造するためのそれ自体公知
の方法に従い、例えば溶液重合法、乳化重合法、
懸濁重合法等を用いて行なうことができる。有利
には、溶液重合法に従つて行なうことが好まし
く、該重合は一般に、上記2種の成分を適当な溶
媒中で、重合触媒の存在下に、通常約0〜約180
℃、好ましくは約40〜約170℃の反応温度におい
て、約1〜約20時間、好ましくは約4〜約10時間
反応させることにより行なうことができる。 また、重合触媒としては、例えばアゾ系化合
物、パーオキサイド系化合物、スルフイド類、ス
ルフイン類、ジアゾ化合物、ニトロソ化合物、レ
ドツクス系等の通常のラジカル重合用のラジカル
開始剤を使用することができる。 かくして得られるε−カプロラクトン変性ビニ
ル単量体5〜70重量%とラジカル重合性不飽和単
量体95〜30重量%とを共重合したアクリル樹脂(A)
はTg−50〜20℃、酸価2〜50及び水酸基価が20
〜200を有するものである。 上記したアクリル樹脂を得るには、その調製に
際してガラス転移温度、酸価及び水酸基価が前記
した値を有するように単量体の量をあらかじめ調
整することが望ましい。アクリル樹脂(A)の数平均
分子量は本発明の目的には通常約1000〜30000の
範囲にあることが好ましい。 上記ガラス転移温度は1/Tg=ΣWn/Tgn
〔Tg:共重合体のガラス転移温度(絶対温度)、
Wn:nモノマーの重量分率、Tgn:nモノマー
のガラス転移温度(絶対温度)〕の実験式より計
算したものである。 本発明で用いられる前記アクリル樹脂(A)は、上
塗塗料に用いた場合全く予期し得ないすぐれた耐
スリ傷性、耐ワツクスがけ性を示すものである
が、それ自体では、塗膜の仕上り外観(肉持感、
平滑性)、下塗りに対する付着性、同一塗料の塗
り重ね時の付着性に劣る欠点を有している。しか
しながら、該アクリル樹脂を後記する特定のオイ
ルフリーポリエステル(B)及びアルキド樹脂(C)と組
合せて使用することにより、両者の性能が相乗的
に作用して前記性能を完全に満足する上塗塗料を
形成する。 前記したアクリル樹脂(A)において、ε−カプロ
ラクトン変性単量体が5重量%より少ない場合は
得られる塗膜の弾性が乏しく、すぐれた耐スリ傷
性、耐ワツクスがけ性が得られない。他方70重量
%より多い場合には溶剤に対する溶解性、オイル
フリーポリエステル、アルキド樹脂及び架橋剤と
の相溶性が低下する。また、アクリル樹脂(A)の
Tgが−50℃より低い場合には塗膜が粘着性を示
すようになり、反対に20℃より高くなると塗膜の
弾性が得られなくなる。酸価は顔料の分散性から
2〜50の範囲にあることが好ましく、この範囲外
では良好な顔料分散性が得られず、しかも50を越
えると耐水性が悪くなる。さらにまた水酸基価は
20未満であると架橋剤との反応性が低下し、200
を超えると耐水性が低下する。 本発明において用いられるオイルフリーポリエ
ステル(B)は、その酸成分として、全酸成分の少な
くとも30モル%、好ましくは少なくとも40モル%
の飽和脂環族多塩基酸を含有し、且つポリエステ
ル原料中の多塩基酸の総モル数を多価アルコール
の総モル数で除した値(二塩基酸比)を横軸に、
多価アルコール中の炭素数3以上のグリコール成
分のモル%を縦軸にとつた場合、(0.8、60)、
(0.8、100)、(1.00、70)、(1.00、100)の4点、
好ましくは、(0.8、70)、(0.8、90)、(1.00、80)

(1.00、100)の4点で囲れる4辺形の線上及び内
部に包含される組成からなる点で特徴的である。 本発明において使用するオイルフリーポリエス
テルを形成する酸成分のうち飽和脂環族多塩基酸
の例としては、ヘキサヒドロフタール酸およびそ
の無水物、メチルヘキサヒドロフタル酸およびそ
の無水物、ヘキサヒドロトリメリツト酸およびそ
の無水物、ヘキサヒドロ2−メチルトリメリツト
酸およびその無水物などが挙げられる。その他の
多塩基酸の例としては、フタル酸およびその無水
物イソフタル酸およびそのジメチルエステル、テ
レフタル酸およびそのジメチルエステル、トリメ
リツト酸およびその無水物、2−メチルトリメリ
ツト酸およびその無水物、ピロメリツト酸および
その無水物などの芳香族多塩基酸;コハク酸およ
びその無水物、アジピン酸、セバシン酸、アゼラ
イン酸、ドデカン二酸などのHOOC(CH2o
COOH(nは1〜12の整数)で示される飽和二塩
基酸;テトラヒドロ無水フタル酸、(無水)マレ
イン酸などの不飽和多塩基酸;などが挙げられ
る。酸成分の一部に不飽和多塩基酸が使用される
場合、耐候性が重視される用途にはその分子内の
不飽和結合によつて塗膜の耐候性を悪くするので
その使用量は、例えば10モル%以下にとどめるべ
きである。 上記飽和脂環族多塩基酸の酸成分に占める含量
が30モル%未満であると、得られるオイルフリー
ポリエステルはアクリル樹脂及びアルキド樹脂と
の相溶性に劣る。 一方、該オイルフリーポリエステルの多価アル
コール成分は従来からポリエステルの形成に際し
て通常使用されているものからなることができ
る。例えばグリコール成分としては、エチレング
リコールの如き炭素数2の2価アルコール又はジ
エチレングリコール、プロピレングリコール、ネ
オペンチルグリコール、1,2−ブチレングリコ
ール、1,3−ブチレングリコール、2,3−ブ
チレングリコール、1,4−ブチレングリコー
ル、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサ
ンジオール、2,5−ヘキサンジオール、エステ
ルジオール204(ユニオンカーバイド社(米)製
品)、トリシクロデカンジメタノール、1,4−
シクロヘキサンジメタノールなどの炭素数3以上
の2価アルコールが挙げられ、3価以上のアルコ
ールとしては、トリメチロールエタン、トリメチ
ロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリト
ール、ジペンタエリスリトール、ジグリセリン、
ソルビトールなどが挙げられる。 該オイルフリーポリエステルは、常法に従い、
飽和脂環族多塩基酸を必要に応じて芳香族多塩基
酸、飽和二塩基酸などと共に、上に例示したよう
なアルコールの少なくとも1種と縮合重合させる
ことにより製造することができ、その際末端封鎖
剤として、例えば安息香酸、p−t−ブチル安息
香酸、安息香酸メチルエステルなどを使用して分
子量を調節してもよい。上記多塩基酸成分とアル
コール成分との反応割合は、二塩基酸比を横軸
に、多価アルコール中の炭素数3以上のグリコー
ル成分のモル%を縦軸にとつた場合、上記した4
点で囲まれる4辺形の線上及び内部に包含される
ように調節する。 上記範囲からはずれた組成から得られるオイル
フリーポリエステルはこれを組合せて用いられる
アクリル樹脂(A)及びアルキド樹脂(C)との相溶性が
劣り、本発明の用途には供し得なくなる。 本発明に用いるアルキド樹脂(C)は通常のアルキ
ド樹脂の製造方法と同じ方法で製造することがで
き、その際使用される原料としては、前記オイル
フリーポリエステルの製造に使用した原料の他に
各種の天然および合成の脂肪酸及びそのグリセラ
イドが使用される。又アルコール成分としてカー
ジユラE−10(シエル石油化学社製品)、α−オレ
フインエポキシドなどを用いることもできる。ア
ルキド樹脂の変性用に使用される脂肪酸及びその
グリセライドには特に使用上の制限はないが、ヨ
ウ素価の高い、脂肪酸及びそのグリセライドは耐
候性を悪くする傾向があるので、好適にはヨウ素
価の低いもの、例えばヨウ素価約12以下のものが
使用される。上記アルキド樹脂の製造に使用され
る原料成分の反応割合は、得られるアルキド樹脂
の油長が15〜50%、好適には20〜45%、水酸基価
が40〜200、好適には50〜160になるように調節さ
れる。 本発明に用いる架橋剤(D)は、加熱硬化型として
は、アミノアルデヒド樹脂及び/又はブロツクイ
ソシアネートであり、常温もしくは低温加熱硬化
型としてはポリイソシアネートである。 アミノアルデヒド樹脂は、アミノ成分としてメ
ラミン、尿素、ベンゾグアナミン、アセトグアナ
ミン、ステログアナミン、スピログアナミン等が
用いられ、通常塗料に用いられる殆んどのアミノ
アルデヒド樹脂が使用できる。なかでも最も好ま
しいものは耐候性の面からメラミンホルムアルデ
ヒド樹脂である。 ブロツク型ポリイソシアネートは、トリレンジ
イソシアネート、好ましくは無黄変型ポリイソシ
アネート、例えばイソホロンジイソシアネート、
ヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソ
シアネート、ジシクロヘキシルメタン−4,4′−
ジイソシアネート及びこれらと水もしくは多価ア
ルコールとの反応体を例えば脂肪族又は芳香族モ
ノアルコールオキシム、ラクタム、フエノールな
どのような常用のブロツク剤を用いてブロツク型
ポリイソシアネートにしたものであり、たとえ
ば、タケネートB−815N(武田薬品(株)製品)、タ
ケネートB−840N(武田薬品(株)製品)、Adduct
B1065(Veba Chemie社(独))、ADDITOL
VXL−80(ヘキストジヤパン(株)製品)などがあ
る。これらのブロツク型ポリイソシアネートを使
用する際には必要に応じてブロツク剤の解離を促
す触媒を添加して用いる。 常温もしくは低温加熱硬化型に用いるポリイソ
シアネートとしては前記ブロツクイソシアネート
の非ブロツク体を使用できる。 本発明に用いる前記アクリル樹脂は、耐スリ傷
性、耐ワツクスがけ性に著るしい効果を示し、さ
らに耐候性、耐水性、耐薬品性に効果を示す。 他方、本発明に用いるオイルフリーポリエステ
ルは、耐候性、下塗り及び同一塗料の塗り重ねに
対する付着性、塗面外観にすぐれた性能を発揮す
る。 一方、本発明に用いるアルキド樹脂は、優れた
顔料分散性、塗装作業性(ワキにくく、タレにく
く且つ塗装し易いこと)により、優れた塗膜外観
(ワキ、タレがなく、塗膜が平滑でツヤ感、肉持
感が良好であること)、高い光沢を付与する。 すなわち、本発明の上塗塗料組成物はおもにア
クリル樹脂(A)で耐スリ傷性・耐ワツクスがけ性能
を発揮し、その不足する性能をオイルフリーポリ
エステル(B)及びアルキド樹脂(C)で補うものであ
り、この3種類の樹脂と架橋剤(D)との混合比はそ
れぞれの役割を考えて、全バインダー中で成分(A)
が10〜60重量%、成分(B)が5〜40重量%、成分(C)
が5〜30重量%、成分(D)が10〜40重量%の範囲に
あるのが好ましい。 本発明の上塗塗料組成物は、必要に応じて表面
調整剤、硬化促進用触媒、ハジキ防止剤、紫外線
吸収剤、酸化防止剤、クエンチヤー、その他の添
加剤などを添加して用いられる。 かくして得られる本発明の塗料組成物は、耐ス
リ傷性、耐ワツクスがけ性、耐候性、耐薬品性
(耐酸性)、塗装のし易すさ、塗面の外観、可とう
性、耐水性、下塗りおよび塗り重ね塗膜との付着
性、顔料分散性などの性能においてすべてすぐれ
ており、とりわけ自動車車体のソリツドカラー上
塗り用として好適である。 さらに最近、自動車のウレタンをはじめとする
各種有機弾性体を用いたバンパー、プラスチツク
弾性容器等への弾性コーテイングの適用等、従来
のコーテイングでは適用できない高度の性能が要
求されているが、本発明の上塗塗料組成物はその
有する、高度の弾性、可トウ性、下塗との密着性
等により上記要望を満たすことができる。 本発明の塗料組成物を用いて例えば自動車車体
を塗装するには、まずアクリル樹脂(A)、オイルフ
リーポリエステル(B)、アルキド樹脂(C)および架橋
剤(D)からなるバインダー成分に通常用いられる着
色顔料、必要ならば添加剤などを配合して通常の
方法で塗料を作り、このものを希釈用溶剤により
塗装粘度がフオードカツプNo.4(20℃)で20〜30
秒に調整する。ついで、これを下塗り必要ならば
中塗り塗膜を形成せしめた塗装素材上に乾燥膜厚
が約30〜40μになるように塗装する。塗装方法は
通常のエアスプレー、エアレススプレー、静電塗
装などで行なう。 上塗塗料組成物がアミノアルデヒド樹脂及び/
又はブロツクイソシアネートを用いた加熱硬化型
では、数分間常温下に放置後140〜150℃で20〜40
分間加熱せしめて、またポリイソシアネートを用
いた常温もしくは低温硬化型では、必要ならば40
〜80℃で20〜60分間の加熱を行い、1昼液放置
後、本発明の目的とする上塗塗膜が得られる。 以下、実施例によつて本発明をより詳細に説明
する。実施例中の部及び%は特に断らない限り重
量部及び重量%を示す。 〔〕 ワニスの製造 (1) アクリル樹脂ワニスAの製造 反応槽、撹拌機、モノマー滴下槽、加熱冷
却装置などを備えた通常のアクリル樹脂ワニ
ス製造装置において、反応槽にキシロール40
部、酢酸ブチル20部を仕込み112℃まで加熱
する。反応の終りまでこの温度(112℃)を
保つ。 ついで、下記のモノマー混合物を4時間か
けて均一速度で反応槽に滴下する。 Placcel FM−3注-(1) 40部 2−ヒドロキシエチルアクリレート 10 スチレン 10 n−ブチルアクリレート 39 アクリル酸 1 2,2′−アゾビスイソブチロニトリル 1.2 注−(1) 商品名:ダイセル化学工業(株)製造
ε−カプロラクトン変性ビニルモノマー
(R:CH3、n=3)。 モノマー混合物の滴下終了後1時間たつて
から、2,2′−アゾビスイソブチロニトリル
0.5部を10分間間隔でその1/6量ずつを1時間
かけて加える。ついで、1時間112℃に保つ
て撹拌を続けた後反応を終了し、冷却する。
冷却後キシロール6.7部を加え固形分60%の
アクリル樹脂ワニスAを得た。 アクリル樹脂ワニスAのTg−35℃、酸価
7.8及び水酸基価は96であつた。 (2) アクリル樹脂ワニスBの製造 アクリル樹脂ワニスAの場合と同様にし
て、(但し、反応温度、2,2′−アゾビスイ
ソブチロニトリル量は異なる。)下記モノマ
ー組成のアクリルワニスBを製造した。 Placcel FM−3 40部 2−ヒドロキシエチルアクリレート 6 スチレン 30 n−ブチルアクリレート 23 アクリル酸 1 アクリル樹脂ワニスB樹脂分のTg−11℃、
酸価7.8及び水酸基価は77であつた。 (3) アクリル樹脂ワニスCの製造 アクリル樹脂ワニスAの場合と同様にし
て、(但し、反応温度、2,2′−アゾビスイ
ソブチロニトリル量は異なる)下記モノマー
組成のアクリル樹脂ワニスCを製造した。 2−ヒドロキシエチルアクリレート 20部 スチレン 30 n−ブチルアクリレート 49 アクリル酸 1 アクリル樹脂ワニスCのTg−23℃、酸価
7.8及び水酸基価は97であつた。このアクリ
ル樹脂ワニスCは比較例に用いられる。 (4) オイルフリーポリエステルワニスAの製造 加熱装置・撹拌機還流装置・水分離器・精
留塔・温度計等を備えた通常のポリエステル
樹脂製造装置を用い反応槽にヘキサヒドロ無
水フタル酸72.4部(0.47モル)、無水フタル
酸28.1部(0.19モル)、アジピン酸43.8部
(0.3モル)、トリメチロールプロパン32.8部
(0.24モル)、ネオペンチルグリコール58.5部
(0.56モル)、1,6−ヘキサンジオール23.6
部(0.20モル)を仕込み加熱する。原料が融
解し、撹拌が可能となつたら撹拌を開始し、
反応槽温度を240℃まで昇温させる。ただし
160℃から240℃までは4時間かけて均一速度
で昇温させる。生成する縮合水は精留塔を通
じて系外へ留去する。240℃に達したらその
まま温度を一定に保ち2時間撹拌をつづけ
る。その後、反応槽にキシロールを添加し溶
剤縮合法に切り替えて反応を続ける。酸価が
7に達したら反応を終了し冷却する。冷却後
キシロール143部を加えて固形分含量60%の
オイルフリーポリエステルワニスAを製造し
た。このワニスの粘度はZ(ガードナー粘度、
25℃)樹脂酸価は7.1であつた。 (5) オイルフリーポリエステルワニスBの製造 オイルフリーポリエステルワニスAの場合
と同様にして下記の原料によりオイルフリー
ポリエステルワニスBを製造した。 イソフタール酸 106.2部(0.64モル) アジピン酸 43.8(0.3モル) ネオペンチルグリコール 85.3(0.82モル) トリメチロールプロパン 24.1(0.18モル) 得られたオイルフリーポリエステルワニス
Bの固形分は60%、粘度はV(ガードナー粘
度25℃)、樹脂酸価は6.9であつた。このオイ
ルフリーポリエステルワニスBは比較例に用
いられる。 (6) アルキド樹脂ワニスAの製造 オイルフリーポリエステルAの場合と同様
にして下記の原料によりアルキド樹脂ワニス
Bを製造した。 無水フタール酸 132部(0.89モル) ペンタエリスリトール 58(0.42モル) トリメチロールプロパン 78(0.58モル) イソノナン酸 142(0.90モル) アルキド樹脂ワニスAの固形分は60%、粘
度はR(25℃ガードナー粘度)、樹脂酸価は
5.8であつた。 またアルキド樹脂ワニスAの樹脂分の水酸
基価は115、油長は41%であつた。 〔〕 塗装素材の準備 (1) 鋼板素材 リン酸亜鉛処理済みのダル鋼板のエポキシ
系カチオン電着塗料を電着塗装法にて乾燥膜
厚が20μとなるように塗装し170℃×20分焼
き付ける。 ついで#400サンドペーパーにて塗面を研
磨した後石油ベンジンをしめしたガーゼで塗
面を拭き脱脂する。 その後アミノアルキド系自動車用中塗り塗
料を乾燥膜厚が30μとなるように塗装し140
℃×30分焼き付ける。 ついで#400サンドペーパーで塗面を水研
し水切り乾燥し石油ベンジンで塗面を拭き本
発明の実施例および比較用の塗装素材とし
た。 (2) 柔軟性素材 自動車バンパー用のリアクテイブインジエ
クシヨンモールドポリウレタン樹脂の厚さ3
mmの板をトリクロルエタンで脱脂し、その上
に揮発乾燥型のポリウレタン樹脂プライマー
を乾燥膜厚が約10ミクロンとなるよう塗布し
たものを塗装素材とした。 実施例 1 アルキド樹脂Aを用いてペブルボールミル分散
により下記配合で青色の上塗り用塗料を作成し
た。 60%アクリル樹脂ワニスA 66.7部 60%オイルフリーポリエステルワニスA 33.3 60%アルキド樹脂ワニスA 16.7 60%ユーバン20SE(注−2) 50 Heliogen Blue 7040(注−3) 10 (注−2)三井東圧化学(株)製メラミン樹脂 (注−3)BASF(西独)社製銅フタロシアニン
顔料 顔料分散はキシロールを適量添加してアルキド
樹脂ワニスAを用いて行なつた。塗料には塗面調
整剤としてシリコンオイルKP−322(信越化学工
業(株)製)を塗料に対し40ppm添加した。 得られた塗料をスワゾール#1500(丸善石油(株)
製石油系溶剤)/キシロール/酢酸ブチル/n−
ブタノール=30/20/30/20の混合溶剤で粘度26
秒(フオードカツプ#4/20℃)に希釈した。 希釈済みの塗料を前もつて準備した塗料素材面
に、乾燥膜厚35μとなるようエアースプレーし、
室温で10分間セツテイング後、熱風式電気乾燥機
で140℃×30分間焼き付けた。 得られた塗板の試験結果を表2に示した。 顔料分散方法、塗面調整剤の添加、試験塗板の
作成方法などは以下の実施例、比較例とも、実施
例1と同様である。ただし、比較例2の顔料分散
は、アクリル樹脂Aを用いて行つた。 実施例1、2、比較例1〜4の塗料配合を表1
に示す。それぞれの試験結果を表2に示す。
The present invention relates to a top coating composition, and more specifically to a scratch-resistant and scratch-resistant composition containing an acrylic resin using an ε-caprolactone-modified vinyl monomer as a copolymerization component, an oil-free polyester, an alkyd resin, and a crosslinking agent as binder components. The present invention relates to a top coating composition that forms a coating film with excellent waxability. In recent years, it has been used as a top coat for automobile bodies, etc., such as the finished appearance (texture, smoothness), weather resistance, chemical resistance, mechanical properties, adhesion to undercoat, adhesion when recoating the same paint, etc. In addition to the normally required performance, a high degree of scratch resistance and wax resistance performance is strongly required. Here, scratch resistance refers to the resistance to scratches caused by conventional brushing of hair or the brushes of recent automatic car washes, and wax resistance refers to the resistance to scratches caused by conventional brushing of hair or the brushes of recent automatic car washes. Waxing refers to the property that when applied with wax, the painted surface is less likely to get scratches or become dull, and the rag is less likely to become colored. This waxing resistance is a performance required both for the coating film immediately after painting and for the coating film after being exposed outdoors. Conventionally used alkyd resin-based topcoat paints and acrylic resin-based topcoat paints have poor scratch resistance and waxing resistance, and oil-free polyester-based topcoat paints have
As seen in Publication No. 20068, the waxing resistance is improved to some extent, but the scratch resistance is still insufficient. In addition, each of the above three types of top coat paints has its own advantages and disadvantages in other performance areas, and it is impossible to completely satisfy the performance normally required for top coat paints for automobile bodies, etc. . Therefore, the present applicant previously proposed a thermosetting coating composition that is a mixture of three components: oil-free polyester, acrylic resin, and alkyd resin, and combines the advantages of each resin (Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-1989-1).
(See Publication No. 123267). This thermosetting coating composition is
It has excellent performance in terms of finished appearance, weather resistance, chemical resistance, mechanical properties, and adhesion to undercoat and recoat films, and its waxing resistance has also been considerably improved. In terms of scratch resistance, it cannot completely meet the demands of the current market, and improvements are required. Therefore, the present inventors have conducted intensive research in order to obtain a top coat that maintains the performance conventionally required of automotive top coats and has particularly excellent scratch resistance and wax resistance. The results showed that both scratch resistance and waxing resistance are abrasion phenomena of the paint film, and that they can be improved by increasing the abrasion resistance of the paint film by making the paint film more elastic. I did it. However, in order to make the coating film highly elastic, for example, in the case of acrylic resin, it is necessary to use a monomer that lowers the glass transition temperature, and in the case of alkyd resin or oil-free polyester resin, it is necessary to use a monomer that lowers the glass transition temperature. This is possible by using basic acids and soft polyhydric alcohols. However, the coating films obtained using these resins have the disadvantage that they rapidly harden and lose elasticity at low temperatures, and that the coating films block when coated plates are stacked.
There is a problem that a top coat that provides satisfactory performance cannot be obtained. Therefore, the present inventors conducted further research on making the coating film elastic and improving its abrasion resistance without degrading other properties.As a result, we copolymerized an ε-caprolactone-modified vinyl monomer. A specific acrylic resin with a glass transition temperature (Tg) of -50 to 20℃, an acid value of 2 to 50, and a hydroxyl value of 20 to 200 has a remarkable effect on scratch resistance and waxing resistance, and this resin has an acid component. It also has excellent compatibility with a relatively linear specific oil-free polyester containing a saturated alicyclic polybasic acid and an alkyd resin, and as a result, a top coating composition that satisfies all of the above performances using these three types of resins. Furthermore, this top coating composition has excellent flexibility and adhesion with undercoating, so it can be applied to various organic elastomers including polyurethane, which has been increasingly used recently. They discovered this and completed the present invention. Thus, according to the present invention, (A) the following general formula (wherein R: H or CH 3 , n: 0.5-5) 5-70% by weight of ε-caprolactone-modified vinyl monomer and 95-30% by weight of other radically copolymerizable unsaturated monomers Glass transition temperature (Tg) obtained by copolymerizing with -50 to 20℃, acid value 2 to
50, and an acrylic resin with a hydroxyl value of 20 to 200; (B) at least one of the acid components forming the polyester;
30 mol% is saturated alicyclic polybasic acid, and the horizontal axis is the value obtained by dividing the total number of moles of polybasic acid in the polyester raw material by the total number of moles of polyhydric alcohol (dibasic acid ratio). When the mol% of glycol components with 3 or more carbon atoms in the alcohol is plotted on the vertical axis, (0.8, 60), (0.8, 100), (1.00, 70),
(1.00, 100); (C) an alkyd resin with an oil length of 5 to 50% and a hydroxyl value of 40 to 200; and ( D) A top coating composition containing a crosslinking agent as a binder is provided. The acrylic resin (A) used in the present invention is
general formula (wherein R: H or CH 3 , n: 0.5-5) 5-70% by weight, preferably 10-50% by weight of an ε-caprolactone-modified vinyl monomer and other radically copolymerizable unsaturated Glass transition temperature (Tg) -50 to 20°C, preferably -40 to 10°C, acid value 2 to 50 obtained by copolymerizing monomer 95 to 30% by weight, preferably 10 to 50% by weight. , preferably 5~
30 and a hydroxyl value of 20 to 200, preferably 50 to 160. The radically polymerizable unsaturated monomer to be copolymerized with the ε-caprolactone modified vinyl monomer includes a radically polymerizable ethylenically unsaturated bond (
There are no particular restrictions as long as the acrylic monomer (a) containing a hydroxyl group and α, β- The ethylenically unsaturated carboxylic acid (d) is a component necessary for the former to provide a hydroxyl value to the acrylic resin (A), and the latter to provide an acid value. Representative examples of such unsaturated monomers are as follows. (a) Hydroxyl group-containing acrylic monomer: for example, C2-8 hydroxyalkyl ester of acrylic acid or methacrylic acid such as hydroxyethyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxypropyl methacrylate (b) Acrylic acid or methacrylate Esters of acids: e.g. methyl acrylate, ethyl acrylate,
Propyl acrylate, isopropyl acrylate, butyl acrylate, hexyl acrylate,
Acrylics such as octyl acrylate, lauryl acrylate, cyclohexyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, butyl methacrylate, hexyl methacrylate, octyl methacrylate, lauryl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, etc. C 1-18 alkyl or cycloalkyl ester of acid or methacrylic acid: acrylic acid or methacrylate such as methoxybutyl acrylate, methoxybutyl methacrylate, methoxyethyl acrylate, methoxyethyl methacrylate, ethoxybutyl acrylate, ethoxybutyl methacrylate, etc. Alkoxyalkyl ester of acid. Glycidyl acrylate or glycidyl methacrylate and C2-18 monocarboxylic acid compounds (e.g. acetic acid, propionic acid, oleic acid, stearic acid, lauric acid, p-t
-butylbenzoic acid, etc.), and adducts of Cardiula E-10 and unsaturated acids such as acrylic acid. (c) Vinyl aromatic compounds: e.g. styrene, α
-Methylstyrene, vinyltoluene, p-chlorostyrene, vinylpyridine. (d) α,β-Ethylenically unsaturated carboxylic acids, such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, itaconic acid, maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid. (e) Glycidyl group-containing vinyl monomer: for example, glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, allyl glycidyl ether. (f) Amides of acrylic or methacrylic acid: for example acrylamide, N-methylolacrylamide, N-butoxymethylacrylamide. (g) Ethylenically unsaturated monomers having alkoxysilane groups: for example γ-methacryloxytrimethoxysilane. (h) Others: Acrylonitrile, methacrylonitrile. These unsaturated monomers are Tg of acrylic resin (A),
Other than satisfying the acid value and hydroxyl value, they are appropriately selected depending on the desired physical properties, and each may be used alone, or two or more types may be combined and copolymerized with the ε-caprolactone modified vinyl monomer. Among these, esters of acrylic acid or methacrylic acid (b) and vinyl aromatic compounds (c) are preferred. The copolymerization of the above-mentioned ε-caprolactone-modified vinyl monomer and radically copolymerizable unsaturated monomer is known from JP-A-57-195714, and is used, for example, to produce an acrylic copolymer. According to a method known per se, for example, solution polymerization method, emulsion polymerization method,
This can be carried out using a suspension polymerization method or the like. Advantageously, the polymerization is carried out according to a solution polymerization method, in which the above two components are generally combined in a suitable solvent in the presence of a polymerization catalyst, usually at a concentration of from about 0 to about 180
The reaction can be carried out at a reaction temperature of about 40 DEG to about 170 DEG C. for about 1 to about 20 hours, preferably about 4 to about 10 hours. As the polymerization catalyst, it is possible to use conventional radical initiators for radical polymerization, such as azo compounds, peroxide compounds, sulfides, sulfines, diazo compounds, nitroso compounds, and redox compounds. Acrylic resin (A) obtained by copolymerizing 5 to 70% by weight of the ε-caprolactone modified vinyl monomer and 95 to 30% by weight of a radically polymerizable unsaturated monomer.
Tg -50~20℃, acid value 2~50 and hydroxyl value 20
~200. In order to obtain the above-described acrylic resin, it is desirable to adjust the amount of monomers in advance so that the glass transition temperature, acid value, and hydroxyl value have the above-mentioned values during its preparation. For the purpose of the present invention, the number average molecular weight of the acrylic resin (A) is preferably in the range of about 1,000 to 30,000. The above glass transition temperature is 1/Tg=ΣWn/Tgn
[Tg: Glass transition temperature (absolute temperature) of copolymer,
Wn: weight fraction of n monomer; Tgn: glass transition temperature (absolute temperature) of n monomer]. The acrylic resin (A) used in the present invention shows unexpectedly excellent scratch resistance and waxing resistance when used in a top coat, but it does not affect the finish of the paint film by itself. Appearance (feeling of flesh,
It has the disadvantages of poor smoothness), poor adhesion to undercoating, and poor adhesion when the same paint is applied over and over again. However, by using the acrylic resin in combination with the specific oil-free polyester (B) and alkyd resin (C) described later, the performance of both acts synergistically to produce a top coat that completely satisfies the above performance. Form. In the above-mentioned acrylic resin (A), if the content of the ε-caprolactone modified monomer is less than 5% by weight, the resulting coating film will have poor elasticity and will not have excellent scratch resistance and waxing resistance. On the other hand, if the amount is more than 70% by weight, the solubility in solvents and the compatibility with oil-free polyester, alkyd resin and crosslinking agent decrease. In addition, acrylic resin (A)
When Tg is lower than -50°C, the coating film becomes sticky; on the other hand, when Tg is higher than 20°C, the coating film loses its elasticity. The acid value is preferably in the range of 2 to 50 in view of the dispersibility of the pigment; outside this range, good pigment dispersibility cannot be obtained, and if it exceeds 50, water resistance deteriorates. Furthermore, the hydroxyl value is
If it is less than 20, the reactivity with the crosslinking agent will decrease, and if it is less than 200
If it exceeds this, water resistance will decrease. The oil-free polyester (B) used in the present invention has an acid component of at least 30 mol%, preferably at least 40 mol% of the total acid component.
contains a saturated alicyclic polybasic acid, and the horizontal axis is the value obtained by dividing the total number of moles of polybasic acid in the polyester raw material by the total number of moles of polyhydric alcohol (dibasic acid ratio),
When the vertical axis is the mol% of the glycol component with 3 or more carbon atoms in the polyhydric alcohol, (0.8, 60),
4 points: (0.8, 100), (1.00, 70), (1.00, 100),
Preferably (0.8, 70), (0.8, 90), (1.00, 80)
,
It is distinctive in that it consists of compositions contained on and within a quadrilateral line surrounded by the four points (1.00, 100). Among the acid components forming the oil-free polyester used in the present invention, examples of saturated alicyclic polybasic acids include hexahydrophthalic acid and its anhydride, methylhexahydrophthalic acid and its anhydride, and hexahydrotrid. Examples include mellitic acid and its anhydride, hexahydro 2-methyltrimellitic acid and its anhydride, and the like. Examples of other polybasic acids include phthalic acid and its anhydride, isophthalic acid and its dimethyl ester, terephthalic acid and its dimethyl ester, trimellitic acid and its anhydride, 2-methyltrimellitic acid and its anhydride, pyromellitic acid Aromatic polybasic acids such as succinic acid and its anhydrides; HOOC (CH 2 ) such as succinic acid and its anhydrides, adipic acid, sebacic acid, azelaic acid, dodecanedioic acid, etc.
Saturated dibasic acids represented by COOH (n is an integer of 1 to 12); unsaturated polybasic acids such as tetrahydrophthalic anhydride and (anhydrous) maleic acid; and the like. When an unsaturated polybasic acid is used as part of the acid component, the amount used should be adjusted as the unsaturated bonds within the molecule will deteriorate the weather resistance of the coating film in applications where weather resistance is important. For example, it should be kept at 10 mol% or less. If the content of the saturated alicyclic polybasic acid in the acid component is less than 30 mol%, the resulting oil-free polyester will have poor compatibility with acrylic resins and alkyd resins. On the other hand, the polyhydric alcohol component of the oil-free polyester can be comprised of those conventionally used in the formation of polyester. For example, glycol components include dihydric alcohols having 2 carbon atoms such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, neopentyl glycol, 1,2-butylene glycol, 1,3-butylene glycol, 2,3-butylene glycol, 1, 4-butylene glycol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 2,5-hexanediol, ester diol 204 (product of Union Carbide (USA)), tricyclodecane dimethanol, 1,4-
Examples include dihydric alcohols having 3 or more carbon atoms such as cyclohexanedimethanol, and examples of alcohols having 3 or more hydric acids include trimethylolethane, trimethylolpropane, glycerin, pentaerythritol, dipentaerythritol, diglycerin,
Examples include sorbitol. The oil-free polyester is prepared according to a conventional method.
It can be produced by condensation polymerization of a saturated alicyclic polybasic acid together with an aromatic polybasic acid, a saturated dibasic acid, etc. as necessary, and at least one of the alcohols as exemplified above. The molecular weight may be adjusted using, for example, benzoic acid, pt-butylbenzoic acid, benzoic acid methyl ester, etc. as an end-capping agent. The reaction ratio between the polybasic acid component and the alcohol component is determined by the above-mentioned 4.
Adjust so that it is included on and within the quadrilateral line surrounded by the points. Oil-free polyester obtained from a composition outside the above range has poor compatibility with the acrylic resin (A) and alkyd resin (C) used in combination, and cannot be used for the purpose of the present invention. The alkyd resin (C) used in the present invention can be produced by the same method as that of ordinary alkyd resins, and the raw materials used at this time include various materials in addition to those used for producing the oil-free polyester. Natural and synthetic fatty acids and their glycerides are used. Further, as the alcohol component, Cardiura E-10 (product of Shell Petrochemical Co., Ltd.), α-olefin epoxide, etc. can also be used. There are no particular restrictions on the use of fatty acids and their glycerides used for modifying alkyd resins, but since fatty acids and their glycerides with high iodine values tend to deteriorate weather resistance, it is preferable to use fatty acids with high iodine values. A low iodine number is used, for example an iodine value of about 12 or less. The reaction ratio of the raw material components used to produce the above alkyd resin is such that the oil length of the obtained alkyd resin is 15 to 50%, preferably 20 to 45%, and the hydroxyl value is 40 to 200, preferably 50 to 160. is adjusted so that The crosslinking agent (D) used in the present invention is an aminoaldehyde resin and/or a blocked isocyanate as a heat-curing type, and a polyisocyanate as a room-temperature or low-temperature heat-curing type. For the aminoaldehyde resin, melamine, urea, benzoguanamine, acetoguanamine, steroguanamine, spiroguanamine, etc. are used as amino components, and most aminoaldehyde resins commonly used in paints can be used. Among them, melamine formaldehyde resin is most preferred from the viewpoint of weather resistance. The block type polyisocyanate is tolylene diisocyanate, preferably a non-yellowing type polyisocyanate, such as isophorone diisocyanate,
Hexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, dicyclohexylmethane-4,4'-
Diisocyanates and their reactants with water or polyhydric alcohols are made into blocked polyisocyanates using conventional blocking agents such as aliphatic or aromatic monoalcohol oximes, lactams, phenols, etc. Takenate B-815N (Takeda Pharmaceutical Co., Ltd. product), Takenate B-840N (Takeda Pharmaceutical Co., Ltd. product), Adduct
B1065 (Veba Chemie (Germany)), ADDITOL
Examples include VXL-80 (manufactured by Hoechst Japan Co., Ltd.). When these blocked polyisocyanates are used, a catalyst that promotes the dissociation of the blocking agent is added if necessary. As the polyisocyanate used for the room temperature or low temperature heating curing type, non-blocked forms of the above-mentioned blocked isocyanates can be used. The acrylic resin used in the present invention exhibits remarkable effects on scratch resistance and waxing resistance, and further exhibits effects on weather resistance, water resistance, and chemical resistance. On the other hand, the oil-free polyester used in the present invention exhibits excellent performance in weather resistance, adhesion to undercoating and repeated coatings of the same paint, and appearance of the coated surface. On the other hand, the alkyd resin used in the present invention has excellent pigment dispersibility and painting workability (does not bleed, sag, and is easy to apply), and has an excellent paint film appearance (no blemishes or sag, and the paint film is smooth). Good gloss and texture) and high gloss. That is, the top coating composition of the present invention mainly exhibits scratch resistance and waxing resistance with the acrylic resin (A), and compensates for the lack of this performance with the oil-free polyester (B) and the alkyd resin (C). The mixing ratio of these three types of resins and the crosslinking agent (D) is determined by considering the role of each of them.
is 10-60% by weight, component (B) is 5-40% by weight, component (C)
is preferably in the range of 5 to 30% by weight, and component (D) is in the range of 10 to 40% by weight. The top coating composition of the present invention may be used with addition of a surface conditioner, a catalyst for accelerating curing, an anti-cissing agent, an ultraviolet absorber, an antioxidant, a quencher, and other additives, if necessary. The thus obtained coating composition of the present invention has excellent scratch resistance, waxing resistance, weather resistance, chemical resistance (acid resistance), ease of painting, appearance of the painted surface, flexibility, water resistance, It has excellent performance in terms of adhesion to undercoats and overcoats, pigment dispersibility, etc., and is particularly suitable as a solid color topcoat for automobile bodies. Furthermore, recently, there has been a demand for high performance that cannot be applied to conventional coatings, such as the application of elastic coatings to bumpers made of various organic elastic materials such as urethane for automobiles, plastic elastic containers, etc. The top coating composition can meet the above requirements due to its high elasticity, towability, adhesion to the undercoat, and the like. In order to paint, for example, an automobile body using the coating composition of the present invention, first, a binder component consisting of an acrylic resin (A), an oil-free polyester (B), an alkyd resin (C), and a crosslinking agent (D) is added. A paint is prepared in the usual way by blending the colored pigments to be used and additives if necessary, and this is diluted with a diluting solvent until the coating viscosity is 20 to 30 at a food cup No. 4 (20℃).
Adjust to seconds. Then, if an undercoat is required, this is applied onto the coating material on which an intermediate coating film has been formed so that the dry film thickness is about 30 to 40 μm. Painting methods include regular air spray, airless spray, and electrostatic painting. The top coating composition contains an aminoaldehyde resin and/or
Alternatively, for the heat-curing type using blocking isocyanate, leave it at room temperature for a few minutes and then heat it at 140-150℃ for 20-40℃.
For room temperature or low temperature curing types using polyisocyanates, heat for 40 minutes if necessary.
After heating at ~80° C. for 20 to 60 minutes and leaving the solution for one day, the top coat film targeted by the present invention is obtained. Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples. Parts and percentages in the examples are by weight unless otherwise specified. [] Manufacture of varnish (1) Manufacture of acrylic resin varnish A In a normal acrylic resin varnish manufacturing equipment equipped with a reaction tank, a stirrer, a monomer dropping tank, a heating and cooling device, etc., xylol 40 is placed in the reaction tank.
Add 20 parts of butyl acetate and heat to 112°C. Maintain this temperature (112°C) until the end of the reaction. The monomer mixture described below is then added dropwise to the reaction vessel at a uniform rate over a period of 4 hours. Placcel FM-3 Note- (1) 40 parts 2-hydroxyethyl acrylate 10 Styrene 10 n-butyl acrylate 39 Acrylic acid 1 2,2'-azobisisobutyronitrile 1.2 Note-(1) Product name: Daicel Chemical Industries Co., Ltd. Manufactured by ε-caprolactone modified vinyl monomer (R: CH 3 , n=3). One hour after the monomer mixture was added dropwise, 2,2'-azobisisobutyronitrile was added.
Add 0.5 parts at 10 minute intervals in 1/6 portions over 1 hour. Then, the mixture was kept at 112° C. for 1 hour and stirred, and then the reaction was completed and the mixture was cooled.
After cooling, 6.7 parts of xylene was added to obtain acrylic resin varnish A with a solid content of 60%. Tg-35℃, acid value of acrylic resin varnish A
7.8 and the hydroxyl value was 96. (2) Production of acrylic resin varnish B Acrylic varnish B having the following monomer composition was prepared in the same manner as in the case of acrylic resin varnish A (however, the reaction temperature and the amount of 2,2'-azobisisobutyronitrile were different). Manufactured. Placcel FM-3 40 parts 2-hydroxyethyl acrylate 6 Styrene 30 n-butyl acrylate 23 Acrylic acid 1 Acrylic resin varnish B resin content Tg - 11℃,
The acid value was 7.8 and the hydroxyl value was 77. (3) Production of acrylic resin varnish C In the same manner as in the case of acrylic resin varnish A (however, the reaction temperature and the amount of 2,2'-azobisisobutyronitrile are different), acrylic resin varnish C having the following monomer composition is produced. Manufactured. 2-hydroxyethyl acrylate 20 parts Styrene 30 n-butyl acrylate 49 Acrylic acid 1 Tg of acrylic resin varnish C - 23℃, acid value
7.8 and the hydroxyl value was 97. This acrylic resin varnish C is used as a comparative example. (4) Production of oil-free polyester varnish A 72.4 parts of hexahydrophthalic anhydride ( 0.47 mol), phthalic anhydride 28.1 parts (0.19 mol), adipic acid 43.8 parts (0.3 mol), trimethylolpropane 32.8 parts (0.24 mol), neopentyl glycol 58.5 parts (0.56 mol), 1,6-hexanediol 23.6
(0.20 mol) and heat. Once the raw materials have melted and stirring is possible, start stirring.
Raise the reactor temperature to 240°C. however
The temperature is raised uniformly from 160°C to 240°C over 4 hours. The condensed water produced is distilled out of the system through a rectification column. Once the temperature reaches 240°C, keep the temperature constant and continue stirring for 2 hours. After that, xylene is added to the reaction tank and the reaction is continued by switching to the solvent condensation method. When the acid value reaches 7, the reaction is terminated and the mixture is cooled. After cooling, 143 parts of xylene was added to produce an oil-free polyester varnish A having a solid content of 60%. The viscosity of this varnish is Z (Gardner viscosity,
(25°C) The resin acid value was 7.1. (5) Production of oil-free polyester varnish B Oil-free polyester varnish B was produced in the same manner as in the case of oil-free polyester varnish A using the following raw materials. Isophthalic acid 106.2 parts (0.64 mol) Adipic acid 43.8 (0.3 mol) Neopentyl glycol 85.3 (0.82 mol) Trimethylolpropane 24.1 (0.18 mol) The solid content of the obtained oil-free polyester varnish B was 60%, and the viscosity was V ( Gardner viscosity (25°C) and resin acid value were 6.9. This oil-free polyester varnish B is used as a comparative example. (6) Production of alkyd resin varnish A Alkyd resin varnish B was produced in the same manner as in the case of oil-free polyester A using the following raw materials. Phthalic anhydride 132 parts (0.89 mol) Pentaerythritol 58 (0.42 mol) Trimethylolpropane 78 (0.58 mol) Isononanoic acid 142 (0.90 mol) The solid content of alkyd resin varnish A is 60%, and the viscosity is R (Gardner viscosity at 25°C ), the resin acid value is
It was 5.8. Furthermore, the hydroxyl value of the resin component of alkyd resin varnish A was 115, and the oil length was 41%. [] Preparation of coating material (1) Steel sheet material Apply cationic epoxy electrodeposition paint to a dull steel sheet treated with zinc phosphate using the electrodeposition method to a dry film thickness of 20μ and bake at 170℃ for 20 minutes. . Next, polish the painted surface with #400 sandpaper, and then wipe the painted surface with gauze soaked in petroleum benzene to degrease it. After that, an amino alkyd-based automotive intermediate paint was applied to a dry film thickness of 30 μm.
Bake for 30 minutes at ℃. Then, the coated surface was sanded with #400 sandpaper, drained and dried, and the coated surface was wiped with petroleum benzine to provide coating materials for examples of the present invention and for comparison. (2) Flexible material Thickness of reactive injection molded polyurethane resin for automobile bumpers 3
The coating material was made by degreasing a 1.0 mm plate with trichloroethane and applying a volatilized polyurethane resin primer to a dry film thickness of approximately 10 microns. Example 1 A blue top coating paint was prepared using alkyd resin A with the following formulation by dispersion in a pebble ball mill. 60% acrylic resin varnish A 66.7 parts 60% oil-free polyester varnish A 33.3 60% alkyd resin varnish A 16.7 60% Yuban 20SE (Note-2) 50 Heliogen Blue 7040 (Note-3) 10 (Note-2) Mitsui Toatsu Melamine resin (Note 3) manufactured by Kagaku Co., Ltd. Copper phthalocyanine pigment manufactured by BASF (West Germany) Pigment dispersion was performed using alkyd resin varnish A with the addition of an appropriate amount of xylol. 40 ppm of silicone oil KP-322 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was added to the paint as a coating surface conditioner. The obtained paint was coated with Swasol #1500 (Maruzen Sekiyu Co., Ltd.)
petroleum-based solvent)/xylol/butyl acetate/n-
Butanol = 30/20/30/20 mixed solvent with viscosity 26
(Food cup #4/20°C). Air spray the diluted paint onto the previously prepared paint material surface to a dry film thickness of 35μ.
After setting at room temperature for 10 minutes, it was baked in a hot air electric dryer at 140°C for 30 minutes. The test results of the obtained coated plates are shown in Table 2. The pigment dispersion method, the addition of a coating surface conditioner, the method of preparing a test coated plate, etc. are the same as in Example 1 in both the following Examples and Comparative Examples. However, the pigment dispersion in Comparative Example 2 was performed using acrylic resin A. Table 1 shows the paint formulations of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 4.
Shown below. The results of each test are shown in Table 2.

【表】【table】

【表】【table】

【表】 実施例 3 60%アクリル樹脂ワニスA 66.7部 60%オイルフリーポリエステルワニスA 33.3 60%アルキド樹脂ワニスA 16.7 Heliogen Blue 7040 10 の主液をあらかじめ作成し、次いで主液の水酸基
とイソシアネートの比率(OH/NCO比)が1に
なる様にジユラネート24A−100(旭化成工業(株)製
造のポリイソシアネート)を加え、次いでキシロ
ール/酢酸ブチル/メチルイソブチルチトン=
40/30/30の溶剤で26秒に希釈し、前記〔〕−
(2)で作成した柔軟性素材に乾燥膜厚35μとなるよ
うにエアースプレーし、10分間セツセング後、80
℃×1時間焼きつけ、さらに40℃で24時間放置し
て試験塗板を得た。 塗膜性能試験の結果、60゜鏡面反射率、93、
Taber摩耗性、9mg、鉛筆硬度、3B、耐衝撃性、
50、耐候性、82の他、表−2に記載の諸性能はす
べて良好もしくは◎であつた。 さらに柔軟性素材にとつて重要な機能である低
温耐屈曲性(注−15)についても合格であつた。 (注−15)低温耐屈曲性:塗液を−30℃の冷蔵
庫に4時間置いた後、これを直ちに塗面を外側に
して直径10mmの鉄の棒をはさんで180゜折り曲げた
後、屈曲部の塗膜を観察し、ひび割れのないもの
を合格、ひび割れの発生しているものを不合格と
する。 実施例1〜3は本発明の適用例であり、上塗塗
料(特に実施例1、2は自動車車体上塗用、3は
プラスチツクバンパー等の柔軟性素材の上塗用)
として、耐スリ傷、耐ワツクスがけ性をはじめ、
それぞれの試験においてすぐれた特性を示してい
る。 比較例1は、オイルフリーポリエステル(B)を用
いずに、アクリル樹脂(A)とアルキド樹脂(C)及び架
橋剤(D)を用いた例であり、塗膜外観、層間付着性
に劣る。 比較例2はアルキド樹脂(C)を用いずに、アクリ
ル樹脂(A)、オイルフリーポリエステル(B)及び架橋
剤(D)を用いた例であり、実施例1、2に比較し
て、塗膜外観、60゜鏡面反射率が一段劣る。 比較例3はオイルフリーポリエステルBを用い
た例であり相溶性が悪いため塗膜外観不良、ツヤ
ビケの欠点があり、上塗塗料として不適であるた
め、耐洗車スリ傷性以下の試験は省略した。 比較例4は、ε−カプロラクトン変性ビニルモ
ノマーを使用しないアクリル樹脂を用いた例であ
り、耐スリ傷性、耐ワツクスがけ性が大巾に劣
る。 以上により本発明の上塗塗料組成物は非常に優
れた性能を有することが明らかである。
[Table] Example 3 60% acrylic resin varnish A 66.7 parts 60% oil-free polyester varnish A 33.3 60% alkyd resin varnish A 16.7 A main liquid of Heliogen Blue 7040 10 was prepared in advance, and then the ratio of hydroxyl groups and isocyanate in the main liquid was determined. Diyuranate 24A-100 (polyisocyanate manufactured by Asahi Kasei Industries, Ltd.) was added so that the (OH/NCO ratio) was 1, and then xylol/butyl acetate/methylisobutyl titone=
Diluted with 40/30/30 solvent for 26 seconds and the above []-
Air spray the flexible material prepared in (2) to a dry film thickness of 35μ, and after setting for 10 minutes,
It was baked for 1 hour at 40°C and then left at 40°C for 24 hours to obtain a test coated plate. As a result of the coating film performance test, 60° specular reflectance, 93,
Taber abrasion resistance, 9mg, pencil hardness, 3B, impact resistance,
In addition to 50, weather resistance, and 82, the various performances listed in Table 2 were all good or ◎. It also passed the test for low-temperature bending resistance (Note 15), which is an important function for flexible materials. (Note-15) Low-temperature bending resistance: After placing the coating liquid in a refrigerator at -30℃ for 4 hours, it was immediately bent 180 degrees with the coated side facing outward between iron rods with a diameter of 10 mm. Observe the paint film at the bent part, and pass if there are no cracks, and reject if cracks are present. Examples 1 to 3 are application examples of the present invention, and are top coatings (particularly Examples 1 and 2 are for top coating of automobile bodies, and 3 is for top coating of flexible materials such as plastic bumpers).
In addition to scratch resistance and wax resistance,
It has shown excellent properties in each test. Comparative Example 1 is an example in which an acrylic resin (A), an alkyd resin (C), and a crosslinking agent (D) were used without using an oil-free polyester (B), and the coating film appearance and interlayer adhesion were poor. Comparative Example 2 is an example in which an acrylic resin (A), an oil-free polyester (B), and a crosslinking agent (D) were used without using an alkyd resin (C), and compared to Examples 1 and 2, the coating was The film appearance and 60° specular reflectance are much worse. Comparative Example 3 is an example using oil-free polyester B, which has poor compatibility and has defects such as poor coating film appearance and glossiness, making it unsuitable as a top coat, so tests for car wash and scratch resistance were omitted. Comparative Example 4 is an example using an acrylic resin that does not use an ε-caprolactone modified vinyl monomer, and is significantly inferior in scratch resistance and waxing resistance. From the above, it is clear that the top coating composition of the present invention has very excellent performance.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 (A) 下記一般式 (式中、R:HまたはCH3、n:0.5〜5) で表わされるε−カプロラクトン変性ビニル単
量体5〜70重量%と他のラジカル共重合性不飽
和単量体95〜30重量%とを共重合して得られる
ガラス転移温度(Tg)−50〜20℃、酸価2〜50
及び水酸基価20〜200のアクリル樹脂; (B) ポリエステルを形成する酸成分の少なくとも
30モル%が飽和脂環族多塩基酸であり、かつポ
リエステル原料中の多塩基酸の総モル数を多価
アルコールの総モル数で除した値(二塩基酸
比)を横軸に、多価アルコール中の炭素数3以
上のグリコール成分のモル%を縦軸にとつた場
合、(0.8、60)、(0.8、100)、(1.00、70)、
(1.00、100)の4点で囲まれる4辺形の線上及
び内部に包含される組成からなるオイルフリー
ポリエステル; (C) 油長5〜50%及び水酸基価40〜200のアルキ
ド樹脂;及び (D) 架橋剤 をバインダーとして含有する上塗塗料組成物。
[Claims] 1 (A) The following general formula (wherein R: H or CH 3 , n: 0.5-5) 5-70% by weight of ε-caprolactone-modified vinyl monomer and 95-30% by weight of other radically copolymerizable unsaturated monomers Glass transition temperature (Tg) obtained by copolymerizing with -50 to 20℃, acid value 2 to 50
and an acrylic resin with a hydroxyl value of 20 to 200; (B) at least one of the acid components forming the polyester;
30 mol% is saturated alicyclic polybasic acid, and the horizontal axis is the value obtained by dividing the total number of moles of polybasic acid in the polyester raw material by the total number of moles of polyhydric alcohol (dibasic acid ratio). When the mol% of glycol components with 3 or more carbon atoms in the alcohol is plotted on the vertical axis, (0.8, 60), (0.8, 100), (1.00, 70),
(1.00, 100); (C) an alkyd resin with an oil length of 5 to 50% and a hydroxyl value of 40 to 200; and ( D) Top coating composition containing a crosslinking agent as a binder.
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