JPH0478663B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0478663B2 JPH0478663B2 JP62153891A JP15389187A JPH0478663B2 JP H0478663 B2 JPH0478663 B2 JP H0478663B2 JP 62153891 A JP62153891 A JP 62153891A JP 15389187 A JP15389187 A JP 15389187A JP H0478663 B2 JPH0478663 B2 JP H0478663B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon alkoxide
- coating agent
- added
- catalyst
- liquid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Paints Or Removers (AREA)
Description
〔技術分野〕
この発明は、たとえば、耐候性や硬度の有る塗
膜が要求される塗装面に用いられるケイ素アルコ
キシド系コーテイング剤に関する。
〔背景技術〕
ケイ素アルコキシド系コーテイング剤は、耐候
性があり、かつ、高硬度な塗膜が得られることか
ら、化学的に弱い欠点を有するプラスチツク、木
材、セメントなどからなる基体表面に塗布して基
体を保護することが行われている。このケイ素ア
ルコキシド系コーテイング剤は、ケイ素アルコキ
シドが加水分解や縮合を起こしてMnやMw/Mn
がある範囲の値になつていないと、均一で良質の
塗膜を得ることができない。ここに、Mwは重量
平均分子量、Mnは数平均分子量である。
ケイ素アルコキシド系コーテイング剤として
は、ケイ素アルコキシドに触媒や硬化剤などを、
あらかじめ添加して使用できるような状態で保存
されている一液タイプのケイ素アルコキシド系コ
ーテイング剤のほか、モノマーと触媒、硬化剤と
を分けた二液タイプのものがある。一液タイプの
ものは、使用時は簡単であるが、貯蔵安定性が悪
く、よくても冷暗所保存で1ヶ月程度である。一
方、二液タイプのものは、たとえば、ケイ素アル
コキシドを主剤とするA液に、使用時、硬化剤や
触媒を含むB液を適当量混合して所望のMwや
Mw/Mnにするようになつているため、貯蔵安
定性はあるが、前記A液にB液を混合してから
MwやMw/Mnが所望の値になるまでにかなり
の時間(これを「熟成時間」と言う)がかかり、
作業性が非常に悪い。この場合、熟成時間を短く
しようとして混合する触媒の量などを増量する
と、縮合は反応のすすむ速度が速すぎてMwや
Mw/Mnが所望の値に保たれている時間(これ
を「ライフ」と言う)が短くなるという問題があ
つた。さらに建材用途では使用量が多く、したが
つて保管量も多いので、冷暗所保管すること自体
難しいという問題もある。
〔発明の目的〕
この発明は、このような事情に鑑みて、不使用
時における貯蔵安定性がよく、使用時における熟
成時間が短く、しかも、ライフが長いケイ素アル
コキシド系コーテイング剤を提供することを目的
としている。
〔発明の開示〕
この発明は、このような目的を達成するため
に、ケイ素アルコキシドに触媒および硬化剤が添
加されてなるケイ素アルコキシド系コーテイング
剤において、
RoSi(OR′)4-o
〔式中、n=0〜2、Rは炭素数1〜4のアルキ
ル基、R′は炭素数1〜4のアルキル基〕
なる化学式であらわされるケイ素アルコキシドと
シリカゾルに触媒および硬化剤を添加してシロキ
サンプレポリマーのMw(重量平均分分子量)が
200〜400、Mw/Mn(数平均分子量)が1.0〜1.2
になるように調整しておいたA液と、使用時にこ
のA液に添加されてコーテイング剤の調製をする
ための硬化剤または硬化剤と触媒とを含むB液と
の組み合わせからなることを特徴とするケイ素ア
ルコキシド系コーテイング剤を要旨としている。
以下に、この発明を、詳しく説明する。
この発明では、ケイ素アルコキシドとして、
RNSi(OR′)4-o〔式中、n=0〜2、Rは炭素数
1〜4のアルキル基、R′は炭素数1〜4のアル
キル基〕なる化学式であらわされるケイ素アルコ
キシドと適切なフイラーであるシリカゾルを主成
分としており、これに添加される他のフイラーと
してTiO2等の無機物が挙げられる。具体的には、
たとえば、
SiO2成分としてSi(OR′)4、あるいは、シルカ
ゾル(オルガノシリカゾル、水分散シリカゾルの
いずれでもよい)が30〜200重量部(シリカゾル
の場合は固形分量)、
RSiO3/2成分としてRSi(OR′)3が100重量部、
R2SiO成分としてR2Si(OR′)2が13〜50重量部、
に配合したものが好ましい。この配合の場合、5
〜10μm程度(顔料等が加われば20〜40μm程度
まで厚くすることも可能)の厚い建材用途に適し
た塗膜が得やすくなる。さらに、界面活性剤、増
粘剤、着色剤等を目的に応じて添加してもよい。
A液は、上記ケイ素アルコキシドに希釈用のア
ルコール、硬化剤(水)と触媒を加えて混合する
ことにより得られるプレポリマー(主鎖がシロキ
サン結合で構成されているため、以下、「シロキ
サンプレポリマー」と記す)で形成されている。
シロキサンプレポリマーは、Mw(重量平均分子
量)が200〜400、Mw/Mn(数平均分子量)が
1.0〜1.2となるように調製されている。このよう
に調製されたA液は、密栓しておけば常温で数ヶ
月以上保存できる。Mwが200を下回ると、貯蔵
安定性はあるが、使用時に熟成時間がかかりすぎ
る。400を越えると、貯蔵安定性が低下したり、
ライフが短くなつたり、あるいは、望む高硬度な
塗膜が得られない。また、Mw/Mnが1.2を越え
ると、貯蔵安定性が低下する。
A液は、シロキサンプレポリマー末端の80%以
上、好ましくは90%以上がアルコキシドであるこ
とが好ましい。つまり、シロキサンプレポリマー
の末端をアルコキシドにし、残存水分をなくす事
により、
≡Si−OR+H2O→≡Si−OH+ROH
≡Si−OR+HO−Si≡→≡Si−O−Si≡+ROH
≡Si−OH+HO−Si≡→≡Si−O−Si≡+H2O
の3つの反応が起きないようにし、貯蔵安定性を
高めるようにすることが好ましい。80%以下の場
合、貯蔵中に反応が進み高分子化してしまつた
り、塗装後の塗膜の硬度が十分でない場合があ
る。そして、このようにシロキサンプレポリマー
の末端を上記のように調製しておいて、使用時に
B液を添加し、速やかに上記3つの反応を起こさ
せて、所定のコーテイング剤を迅速に得て、かつ
ライフが長くとれるようにする。
Mw、Mw/Mn、および、シロキサンプレポ
リマー末端のアルコキシドの割合は、硬化剤とし
ての水、触媒の添加量をコントロールしてなされ
るが、なかでも水の影響が強くあらわれる。水の
添加量は、ケイ素アルコキシドに対して、1wt%
以上12wt%以下が好ましい。1wt%を下回ると、
貯蔵安定性はよいが、熟成時間が長くなる。一
方、12wt%を越えると、貯蔵安定性に問題が生
じる。
触媒としては、たとえば、硫酸、塩酸、硫酸、
リン酸、過塩素酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、
シユウ酸、クエン酸、マロン酸、トリクロル酢酸
等を単独あるいは併用した無機酸および/または
有機酸の希薄溶液などの酸性触媒のうちの少なく
とも一種類のものを用いる。
酸性触媒を用いる場合の添加量は、A液および
B液に含まれる量がケイ素アルコキシドに対して
50ppm〜5000ppm、より好ましくは50ppm〜
1000ppmである。50ppmを下回ると、熟成時間が
非常に長くなる。5000ppmを越えると、貯蔵安定
性およびライフに悪影響をおよぼす傾向がみられ
る。なお、上記50〜5000ppmの範囲の酸性触媒を
用いた場合、コーテイング液の固形分に対し硬化
剤としての水を最低20wt%以上加えるのが好ま
しい。そうしないと十分な造膜性が得られない傾
向がみられる。
希釈溶液としては、メタノール、エタノール等
の低級アルコール、エチレングリコールモノメチ
ルエーテル、エチレングリコールモノエチルエー
テル、酢酸エステルなどを単独あるいは混合して
用いる。
使用時には、A液に対してB液を加えてMwが
400〜1600、より好ましくは500〜1600、Mw/
Mnが1.1〜1.8、より好ましくは、1.2〜1.8となる
ように調製する。B液は少なくとも水などの硬化
剤からなり、必要に応じて、触媒および溶剤等が
添加されている。
Mwが400を下回ると、造膜時にクラツクが入
りやすく重ね塗りがしにくく、さらには剥がれを
生じやすい。一方、1600を越えると、光沢、透明
性が低下したり、あるいは、塗膜硬度が低下した
り、重ね塗りがしにくくなる。Mw/Mnが1.1を
下回ると、塗膜にクラツクが入つたり、剥がれを
生じやすくなる傾向がでてくる。Mw/Mnが1.8
を越えると、塗膜の光沢、透明性および硬度が十
分でない傾向がみられる。
なお、上記のMwおよびMw/Mnの値は、コ
ーテイング剤中にフイラーが含まれる場合は、こ
のフイラーに結合したプレポリマーを除外した場
合のものである。
B液は少なくとも水などの硬化剤からなり、必
要に応じて、触媒および溶剤が添加されている。
この場合、硬化剤として加える水の量は、添加
量がコーテイング剤の固形分に対して30〜200wt
%の範囲、好ましくは、40〜170wt%の範囲であ
る。ここにいう固形分とは、最終的に塗膜として
残る分をいう。添加量が30wt%を下回ると、シ
ロキサンプレポリマーの末端がアルコキシドのま
まで高分子化が進み難くて塗膜を形成した場合、
造膜性の低下・クラツクの発生を招来する傾向が
でてくる。また、200wt%を上回ると、逆に高分
子化が進みすぎてライフが短くなる傾向がでてく
る。
A液、B液に用いる触媒として上記のもの以外
につぎのようなものを用いてもよい。
たとえば、(C5H5)oMeX4-o(以下、「シクロペ
ンタジエン系触媒」と記す)を用いることができ
る。具体的には、ジシクロペンタジエニルジルコ
ニウムジクロリド、ジシクロペンタジエニルチタ
ニウムジクロリド等がある。この触媒の添加量
は、ケイ素アルコキシドに対して130ppm〜
13000ppm以下、特に400〜7000ppmが好ましい。
130ppmを下回ると、触媒効果が殆どない。
13000ppmを越えると、触媒効果の増大が期待で
きず、ライフの短縮傾向がある。酸性触媒とシク
ロペンタジエン系触媒を併用しても上記の添加量
の適性な値は変わらない。
また、触媒としてアミノシランを用いることも
できる。アミノシランの添加量は、酸性触媒の添
加量に関係なく、ケイ素アルコキシドに対して、
100ppm〜10000ppm以下、とくに200〜7000ppm
が好ましい。添加量が100ppmを下回ると、触媒
効果が殆どない。10000ppmを越えると、液のラ
イフの短縮や塗膜硬度の低下傾向がみられる。
アミノシランとしては、γ−アミトプロピルト
リエトキシシラン〔H2N(CH2)3Si(OC2H5)3〕、
N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルト
リメトキシシラン〔H2N(CH2)2NH(CH2)3Si
(OCH3)3〕、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〔H2N
(CH2)2NH(CH2)3SiCH3(OCH3)2〕などが挙げ
られる。
さらに、触媒として、つぎのようなものも用い
ることができる。
無機酸の金属塩、有機酸の金属塩、無機酸の第
4級アンモニウム塩、有機酸の第4級アンモニウ
ム塩が、無機酸のアミン塩、有機酸のアミン塩が
触媒として用いることができる。この場合、酸の
種類は、塩酸、硝酸、リン酸、ギ酸、酢酸、プロ
ピオン酸等があり、金属の種類としては、Pb、
Fe、Co、Mn、Zn等がある。アミンの種類とし
ては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、n
−ブチルアミン等がある。また、上記各塩の複分
解塩も触媒として用いることができる。添加量
は、ケイ素アルコキシドに対し、50〜15000ppm
の範囲が好ましい。50ppmを下回ると、触媒作用
が過少であり添加する意味が薄く、15000ppmを
越えると、触媒作用の増大が見られないだけでな
く、ライフの短縮や塗膜硬度低下の傾向がみられ
る。
有機スズ化合物も触媒として用いることができ
る。例えば、ジブチル錫メトキシド、ジブチル錫
ジラウレート、ジブチル錫ジオクテート等があ
る。添加量は、ケイ素アルコキシドに対し、50〜
15000ppmの範囲が好ましい。50ppmを下回ると、
触媒作用が過少であり添加する意味が薄く、
15000ppmを越えると、触媒作用の増大が見られ
ないだけでなく、ライフの短縮や塗膜硬度低下の
傾向がみられる
以上に挙げた各触媒を複数併用する時は、それ
ぞれ単独で用いる好ましい添加量範囲で使用する
ことが望ましい。
以上の調製は、80℃以下の温度で行うことが好
ましい。
このようにして調製したケイ素アルコキシド系
コーテイング剤は、被塗装物の塗布され加熱され
ることにより、被塗装物の表面に塗膜を形成する
ことができる。
加熱条件は、50〜200℃が好ましい。50℃を下
回ると、硬化しにくく、200℃越えるとクラツク
が入りやすくなる傾向がみられる。塗装方法は、
とくに限定されないが、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
れる。
つぎに実施例1〜29および比較例1〜3を説明
する。
主剤となるケイ素アルコキシドと溶剤を、下記
の割合で配合した。
メチルトリメトキシシラン 100重量部
テトラエトキシシラン 20重量部
IPA−シリカゾル(OSCAL1432、SiO230%)
105重量部
ジメチルジメトキシシラン 30重量部
イソプロパノール(IPA) 100重量部
(注)IPA−シリカゾルは触媒化成(株)製であ
る。
このケイ素アルコキシドに第1表にみるような
種類の触媒および水を表の添加量で配合し、A液
を調製した。なお、配合は、25℃の雰囲気下で、
1000rpmまたは500rpmで10〜30分間撹拌を行つ
た。
このA液を25℃で1週間以上密栓状態で保存し
たのち、液の増粘性、ゲル化、分子量の変化、お
よび、シロキサンプレポリマー末端のアルコキシ
ドの様子をみた。その結果を第1表に示した。な
お、分子量は、GPC(ゲル浸透クロマトグラフイ
東洋ソーダ(株)製)を用いて測定し、プレポリマー
末端のアルコキシドの様子は、FT(フーリエ変
換)−IR(日本電子(株)社製)、FT(フーリエ変換)
−NMR(日本電子(株)社製)を用いて測定した。
つぎに、第1表にみるような添加量の水および
触媒をA液に加え、コーテイング液を調製した。
なお、配合は、25℃の雰囲気下で、1000rpmで10
分間撹拌を行つた。
この調製の際、コーテイング液がMwが400以
上、Mw/Mnが1.1以上になるまでの時間(熟成
時間)、Mwが400以上、Mw/Mnが1.2以上にな
つてからMwが1600を、Mw/Mnが1.8を越える
までの時間(ライフ)を測定し、その結果を第1
表に示した。なお、第1表における触媒のEは塩
酸、Gはジシクロペンタジエニルジルコニウムジ
クロリド、Tはジシクロペンタジエニルチタニウ
ムジクロリド、NはN−(β−アミノエチル)−γ
−アミトプロピルトリメトキシシラン、Zは
(C2H5)2ZrCl2、GAはギ酸アンモニウム、Dはジ
ブチル錫ジラウレート、γはγ−アミノプロピル
トリエトキシシランである。
続いて、実施例30〜32および比較例4、5を説
明する。
主剤となるケイ素アルコキシドや溶剤などを下
記の割合で配合した。
メチルトリメトキシシラン 100重量部
IPA−シリカゾル(OSCAL1432、SiO230%)
60重量部
イソプロパノール(IPC) 100重量部
そして、さらに第1表(その5)にみるよう
に、触媒および水を表に示す添加量で配合し、A
液を調製した。なお、配合は、25℃の雰囲気下
で、1000rpmまたは500rpmで10〜30分間撹拌を
行つた。
このA液を25℃で1週間以上密栓状態で保存し
たのち、前記の実施例1等と同様にして、液の増
粘性、ゲル化、分子量の変化、および、シロキサ
ンプレポリマー末端のアルコキシドの様子をみ
た。その結果は表に示した通りである。
つぎに、第1表(その5)にみるような添加量
の水をA液に加え、コーテイング液を調製した。
なお、配合は、25℃の雰囲気下で、1000rpmで10
分間撹拌を行つた。
また、調製の際、熟成時間およびライフも、先
の場合と同様にして測定し、その結果を第1表
(その5)に示した。なお、第1表(その5)中
の触媒のEは塩酸である。
[Technical Field] The present invention relates to a silicon alkoxide coating agent used, for example, on painted surfaces that require a coating film with weather resistance and hardness. [Background Art] Silicon alkoxide coating agents are weather resistant and can produce highly hard coatings, so they can be applied to substrate surfaces made of plastic, wood, cement, etc., which have chemically weak defects. Protecting the substrate is being done. This silicon alkoxide-based coating agent produces Mn and Mw/Mn by hydrolysis and condensation of silicon alkoxide.
Unless the value falls within a certain range, it is not possible to obtain a uniform, high-quality coating film. Here, Mw is the weight average molecular weight, and Mn is the number average molecular weight. Silicon alkoxide coating agents include silicon alkoxide with catalysts, curing agents, etc.
In addition to one-part type silicon alkoxide coating agents that are added in advance and stored ready for use, there are two-part types that separate monomers, catalysts, and curing agents. One-liquid type products are easy to use, but have poor storage stability and can only be stored in a cool, dark place for about one month at best. On the other hand, in the two-component type, for example, the desired Mw and
Since the ratio is Mw/Mn, there is storage stability, but after mixing liquid B with liquid A,
It takes a considerable amount of time (this is called "ripening time") for Mw and Mw/Mn to reach the desired values.
Workability is very poor. In this case, if you increase the amount of catalyst mixed in an attempt to shorten the aging time, the condensation reaction will proceed too fast and the Mw will decrease.
There was a problem in that the time during which Mw/Mn was maintained at a desired value (this is called "life") became shorter. Furthermore, since a large amount is used in building material applications, and therefore a large amount is stored, there is also the problem that it is difficult to store it in a cool, dark place. [Object of the invention] In view of the above circumstances, the present invention aims to provide a silicon alkoxide coating agent that has good storage stability when not in use, has a short maturing time when in use, and has a long life. The purpose is [Disclosure of the Invention] In order to achieve the above object, the present invention provides a silicon alkoxide - based coating agent in which a catalyst and a curing agent are added to silicon alkoxide. where n = 0 to 2, R is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R' is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms] A catalyst and a curing agent are added to silicon alkoxide and silica sol to form siloxane. The Mw (weight average molecular weight) of the prepolymer is
200-400, Mw/Mn (number average molecular weight) 1.0-1.2
It is characterized by consisting of a combination of liquid A, which has been adjusted to have the following properties, and liquid B, which contains a curing agent or a curing agent and a catalyst, which is added to liquid A to prepare a coating agent at the time of use. The gist is silicon alkoxide coating agents. This invention will be explained in detail below. In this invention, as silicon alkoxide,
Silicon alkoxide represented by the chemical formula R N Si(OR') 4-o [where n = 0 to 2, R is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R' is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms] The main component is silica sol, which is a suitable filler, and other fillers added to this include inorganic substances such as TiO 2 . in particular,
For example, 30 to 200 parts by weight (solid content in the case of silica sol) of Si(OR ′ ) 4 or silka sol (either organosilica sol or water-dispersed silica sol) as the SiO 2 component, RSi as the RSiO 3/2 component Preferably, 100 parts by weight of (OR') 3 and 13 to 50 parts by weight of R 2 Si(OR') 2 as the R 2 SiO component are blended. For this combination, 5
It becomes easier to obtain a thick coating film suitable for use as a building material, with a thickness of about 10 μm (it is possible to increase the thickness to about 20 to 40 μm by adding pigments, etc.). Furthermore, surfactants, thickeners, colorants, etc. may be added depending on the purpose. Liquid A is a prepolymer obtained by adding and mixing a diluting alcohol, a curing agent (water), and a catalyst to the silicon alkoxide (since the main chain is composed of siloxane bonds, hereinafter referred to as "siloxane prepolymer"). ”).
The siloxane prepolymer has an Mw (weight average molecular weight) of 200 to 400 and an Mw/Mn (number average molecular weight) of
It is adjusted to be 1.0 to 1.2. Solution A prepared in this way can be stored at room temperature for several months or more if kept tightly capped. If Mw is less than 200, the product will have storage stability, but it will take too long to ripen when used. If it exceeds 400, storage stability may decrease,
The life may be shortened, or the desired high hardness coating film may not be obtained. Moreover, when Mw/Mn exceeds 1.2, storage stability decreases. In liquid A, 80% or more, preferably 90% or more of the terminals of the siloxane prepolymer are preferably alkoxides. In other words, by converting the terminals of the siloxane prepolymer into alkoxide and eliminating residual moisture, the following results can be obtained: ≡Si−OR+H 2 O→≡Si−OH+ROH ≡Si−OR+HO−Si≡→≡Si−O−Si≡+ROH ≡Si−OH+HO− It is preferable to prevent the three reactions Si≡→≡Si-O-Si≡+H 2 O from occurring to improve storage stability. If it is less than 80%, the reaction may proceed during storage and result in polymerization, or the coating film may not have sufficient hardness after painting. Then, the end of the siloxane prepolymer is prepared as described above, and at the time of use, liquid B is added to quickly cause the above three reactions to quickly obtain the desired coating agent. And make it possible to have a long life. Mw, Mw/Mn, and the ratio of alkoxide at the end of the siloxane prepolymer are controlled by controlling the amounts of water and catalyst added as a curing agent, but the influence of water is particularly strong. The amount of water added is 1wt% relative to silicon alkoxide.
The content is preferably 12 wt% or less. When it is less than 1wt%,
It has good storage stability, but takes a long time to ripen. On the other hand, if it exceeds 12 wt%, problems will arise in storage stability. Examples of catalysts include sulfuric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid,
Phosphoric acid, perchloric acid, formic acid, acetic acid, propionic acid,
At least one type of acidic catalyst is used, such as a dilute solution of an inorganic acid and/or an organic acid using oxalic acid, citric acid, malonic acid, trichloroacetic acid, etc. alone or in combination. When using an acidic catalyst, the amount added is based on the amount contained in liquids A and B based on the silicon alkoxide.
50ppm~5000ppm, more preferably 50ppm~
It is 1000ppm. Below 50ppm, the ripening time becomes very long. If it exceeds 5000 ppm, there is a tendency for storage stability and life to be adversely affected. In addition, when using the above-mentioned acidic catalyst in the range of 50 to 5000 ppm, it is preferable to add at least 20 wt % or more of water as a curing agent to the solid content of the coating liquid. Otherwise, there is a tendency that sufficient film-forming properties cannot be obtained. As the diluted solution, lower alcohols such as methanol and ethanol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, acetic acid ester, etc. are used alone or in combination. When using, add liquid B to liquid A to increase Mw.
400-1600, more preferably 500-1600, Mw/
It is prepared so that Mn is 1.1 to 1.8, more preferably 1.2 to 1.8. The B liquid consists of at least a curing agent such as water, and a catalyst, a solvent, etc. are added as necessary. When Mw is less than 400, cracks occur easily during film formation, making it difficult to overcoat, and furthermore, peeling tends to occur. On the other hand, if it exceeds 1600, the gloss and transparency may decrease, or the coating film hardness may decrease, or it may become difficult to recoat. When Mw/Mn is less than 1.1, the coating film tends to crack or peel easily. Mw/Mn is 1.8
If it exceeds 50%, the gloss, transparency and hardness of the coating film tend to be insufficient. Note that the above values of Mw and Mw/Mn exclude the prepolymer bonded to the filler when the coating agent contains the filler. The B liquid consists of at least a curing agent such as water, and a catalyst and a solvent are added as necessary. In this case, the amount of water added as a hardening agent is 30 to 200 wt based on the solid content of the coating agent.
%, preferably in the range of 40 to 170 wt%. The solid content here refers to the content that ultimately remains as a coating film. If the amount added is less than 30wt%, the ends of the siloxane prepolymer remain alkoxide, making it difficult for polymerization to proceed and forming a coating film.
This tends to lead to a decrease in film-forming properties and the occurrence of cracks. Moreover, if it exceeds 200wt%, polymerization will progress too much and the life will tend to be shortened. In addition to the catalysts mentioned above, the following catalysts may be used for liquids A and B. For example, (C 5 H 5 ) o MeX 4-o (hereinafter referred to as "cyclopentadiene catalyst") can be used. Specifically, there are dicyclopentadienyl zirconium dichloride, dicyclopentadienyl titanium dichloride, and the like. The amount of this catalyst added is 130 ppm to silicon alkoxide.
It is preferably 13000 ppm or less, particularly 400 to 7000 ppm.
Below 130 ppm, there is almost no catalytic effect.
If it exceeds 13,000 ppm, no increase in catalytic effect can be expected and the life tends to be shortened. Even if an acidic catalyst and a cyclopentadiene catalyst are used in combination, the appropriate value of the amount added does not change. Moreover, aminosilane can also be used as a catalyst. The amount of aminosilane added is based on silicon alkoxide, regardless of the amount of acidic catalyst added.
100ppm~10000ppm or less, especially 200~7000ppm
is preferred. When the amount added is less than 100 ppm, there is almost no catalytic effect. If it exceeds 10,000 ppm, the life of the liquid tends to be shortened and the hardness of the coating film tends to decrease. As the aminosilane, γ-amitopropyltriethoxysilane [H 2 N (CH 2 ) 3 Si (OC 2 H 5 ) 3 ],
N-(β-aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilane [ H2N ( CH2 ) 2NH ( CH2 ) 3Si
(OCH 3 ) 3 ], N-(β-aminoethyl)-γ-aminopropylmethyldimethoxysilane [H 2 N
(CH 2 ) 2 NH (CH 2 ) 3 SiCH 3 (OCH 3 ) 2 ]. Furthermore, the following catalysts can also be used. Metal salts of inorganic acids, metal salts of organic acids, quaternary ammonium salts of inorganic acids, quaternary ammonium salts of organic acids, amine salts of inorganic acids, and amine salts of organic acids can be used as catalysts. In this case, the types of acids include hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, formic acid, acetic acid, propionic acid, etc., and the types of metals include Pb,
There are Fe, Co, Mn, Zn, etc. Types of amines include trimethylamine, triethylamine, n
-butylamine, etc. Moreover, metathesis salts of the above-mentioned salts can also be used as catalysts. The amount added is 50 to 15000 ppm to silicon alkoxide.
A range of is preferred. If it is less than 50 ppm, the catalytic effect is too small and there is little point in adding it, and if it exceeds 15,000 ppm, not only will the catalytic effect not increase, but there will also be a tendency for the life to be shortened and the coating hardness to decrease. Organotin compounds can also be used as catalysts. Examples include dibutyltin methoxide, dibutyltin dilaurate, dibutyltin dioctate, and the like. The amount added is 50 to 50% to silicon alkoxide.
A range of 15000 ppm is preferred. If it falls below 50ppm,
The catalytic effect is too low, so there is little point in adding it.
If it exceeds 15,000 ppm, not only will there be no increase in catalytic activity, but there will also be a tendency for life to be shortened and coating film hardness to decrease.When using multiple of the catalysts listed above, the preferred addition amount for each is used individually. It is desirable to use within the range. The above preparation is preferably carried out at a temperature of 80°C or lower. The silicon alkoxide coating agent thus prepared can form a coating film on the surface of the object by being applied and heated. The heating conditions are preferably 50 to 200°C. If it is below 50℃, it will be difficult to cure, and if it exceeds 200℃, it will tend to crack easily. The painting method is
Examples include, but are not limited to, spray coating, roll coating, flow coater coating, and dip coating. Next, Examples 1 to 29 and Comparative Examples 1 to 3 will be explained. A silicon alkoxide as a main ingredient and a solvent were blended in the following proportions. Methyltrimethoxysilane 100 parts by weight Tetraethoxysilane 20 parts by weight IPA-Silica sol (OSCAL1432, SiO 2 30%)
105 parts by weight Dimethyldimethoxysilane 30 parts by weight Isopropanol (IPA) 100 parts by weight (Note) IPA-silica sol is manufactured by Catalysts Kasei Co., Ltd. This silicon alkoxide was blended with the types of catalysts shown in Table 1 and water in the amounts shown in the table to prepare Solution A. In addition, the formulation is in an atmosphere of 25℃,
Stirring was performed at 1000 rpm or 500 rpm for 10-30 minutes. After storing this solution A in a sealed state at 25° C. for more than one week, the thickening of the solution, gelation, changes in molecular weight, and the appearance of alkoxides at the terminals of the siloxane prepolymer were observed. The results are shown in Table 1. The molecular weight was measured using GPC (gel permeation chromatography manufactured by Toyo Soda Co., Ltd.), and the state of the alkoxide at the end of the prepolymer was measured using FT (Fourier transform)-IR (manufactured by JEOL Ltd.). , FT (Fourier transform)
- Measured using NMR (manufactured by JEOL Ltd.). Next, water and catalyst in the amounts shown in Table 1 were added to Solution A to prepare a coating solution.
The formulation is 10% at 1000rpm in an atmosphere of 25℃.
Stirring was performed for a minute. During this preparation, the time required for the coating solution to reach Mw of 400 or higher and Mw/Mn of 1.1 or higher (aging time); /Measure the time (life) until Mn exceeds 1.8, and use the results as the first
Shown in the table. In Table 1, E of the catalyst is hydrochloric acid, G is dicyclopentadienyl zirconium dichloride, T is dicyclopentadienyl titanium dichloride, and N is N-(β-aminoethyl)-γ.
-amitopropyltrimethoxysilane, Z is (C 2 H 5 ) 2 ZrCl 2 , GA is ammonium formate, D is dibutyltin dilaurate, and γ is γ-aminopropyltriethoxysilane. Next, Examples 30 to 32 and Comparative Examples 4 and 5 will be described. Silicon alkoxide as the main ingredient, solvent, etc. were blended in the following proportions. Methyltrimethoxysilane 100 parts by weight IPA-silica sol (OSCAL1432, SiO 2 30%)
60 parts by weight Isopropanol (IPC) 100 parts by weight Then, as shown in Table 1 (Part 5), catalyst and water were added in the amounts shown in the table, and A
A liquid was prepared. The formulation was performed under an atmosphere of 25° C. with stirring at 1000 rpm or 500 rpm for 10 to 30 minutes. After storing this solution A in a sealed state at 25°C for more than one week, the same procedures as in Example 1 were carried out to determine the viscosity of the solution, gelation, changes in molecular weight, and the appearance of alkoxides at the terminals of the siloxane prepolymer. I saw it. The results are shown in the table. Next, water in the amount shown in Table 1 (Part 5) was added to Solution A to prepare a coating solution.
The formulation is 10% at 1000rpm in an atmosphere of 25℃.
Stirring was performed for a minute. Further, during preparation, the aging time and life were measured in the same manner as in the previous case, and the results are shown in Table 1 (Part 5). In addition, E of the catalyst in Table 1 (Part 5) is hydrochloric acid.
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】
第1表にみるように、各実施例のものは、比較
例のものに比べて、貯蔵安定性にすぐれ、熟成時
間が短く、しかも、ライフが長かつた。
さらに、A液に水や触媒を配合してMwが400、
Mw/Mnが1.1になるまでの状態(第1状態)の
コーテイング液、Mwが400以上、Mw/Mnが1.1
以上になつてからMwが1600に、Mw/Mnが1.8
になるまでの状態(第2状態)のコーテイング
液、Mwが1600を、Mw/Mnが1.8を越えた状態
(第3状態)のコーテイング液のそれぞれについ
て、基材となる10cm角で厚み1mmのアルミナ基板
にスプレー塗布し、2分間室温でセツテイングを
とつたのち、20分間130℃の乾燥器中に入れ加熱
処理行い、1コートにつき、実施例1〜25の場合
は10μm、実施例30〜32の場合は5μmの厚みの塗
膜を得た。その時の造膜性および塗膜の状態を調
べ、その結果を第2表に示した。重ね塗りする場
合には、同様の条件で行つた。
JISA5403の石綿スレート系のフレキシブル板
(厚み6mm、12cm×18cm)を用意し、第4表に示
した実施例の場合について、第2表(その1〜
3)では10μmの厚みで第2表(その4)では5μ
mの厚みで塗膜を上記と同様にして形成し、塗膜
形成したフレキシブル板を60℃の温水に浸漬し、
クラツクの発生状況等を調べた。テストを行つ
た。結果を第4表に示す。なお、この板にはプラ
イマー層として、予め5μmの厚みのプライマー
層を形成しておいた。プライマー層形成用の材料
は、シリコン変成ウレタン系材料(東芝シリコー
ン社製)を用いた。
また、上記各実施例および比較例の一部につい
て行つた各状態(第1〜第3状態)のコーテイン
グ液から得た塗膜の硬度を第3表に示す。なお、
硬度は、JIS K−5400に従つて行つた鉛筆硬度で
ある。[Table] As shown in Table 1, the products of each example had better storage stability, shorter maturation time, and longer life than those of the comparative example. Furthermore, by blending water and catalyst with liquid A, Mw is 400,
Coating liquid in the state until Mw/Mn becomes 1.1 (first state), Mw is 400 or more, Mw/Mn is 1.1
After that, Mw becomes 1600 and Mw/Mn becomes 1.8.
For each of the coating liquid in the state where Mw exceeds 1600 (second state), the coating solution in which Mw/Mn exceeds 1.8 (third state), a 10 cm square with a thickness of 1 mm is used as a base material. Spray coated on an alumina substrate, set at room temperature for 2 minutes, and heat-treated in a dryer at 130°C for 20 minutes. In this case, a coating film with a thickness of 5 μm was obtained. The film forming properties and the state of the coating film were examined at that time, and the results are shown in Table 2. In the case of overcoating, the same conditions were applied. A JISA5403 asbestos slate flexible board (thickness 6 mm, 12 cm x 18 cm) was prepared, and Table 2 (Parts 1 to 1) was prepared for the examples shown in Table 4.
In 3), the thickness is 10μm, and in Table 2 (Part 4), it is 5μm.
A coating film with a thickness of
We investigated the occurrence of cracks. I did a test. The results are shown in Table 4. Note that a primer layer having a thickness of 5 μm was previously formed on this plate as a primer layer. As the material for forming the primer layer, a silicon-modified urethane material (manufactured by Toshiba Silicone Co., Ltd.) was used. Further, Table 3 shows the hardness of the coating film obtained from the coating liquid in each state (first to third states) in each of the above examples and some of the comparative examples. In addition,
Hardness is pencil hardness measured according to JIS K-5400.
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
この発明にかかるケイ素アルコキシド系コーテ
イング剤は、以上のような構成を有しているの
で、建材用途のような大量保管にも適するほどに
不使用時の貯蔵安定性がよく、使用時には熟成時
間が短く、しかも、ライフが長くなり、光沢があ
り高硬度な塗膜が安定して得られる。
Since the silicon alkoxide coating agent according to the present invention has the above-mentioned structure, it has good storage stability when not in use and is suitable for large-scale storage such as for building materials, and has a short aging time when in use. It has a short and long life, and a glossy and highly hard coating film can be stably obtained.
Claims (1)
加されてなるケイ素アルコキシド系コーテイング
剤において、 RoSi(OR′)4-o 〔式中、n=0〜2、Rは炭素数1〜4のアルキ
ル基、R′は炭素数1〜4のアルキル基〕 なる化学式であらわされるケイ素アルコキシドと
シリカゾルに触媒および硬化剤を添加してシロキ
サンプレポリマーのMw(重量平均分分子量)が
200〜400、Mw/Mn(数平均分子量)が1.0〜1.2
になるように調整しておいたA液と、使用時にこ
のA液に添加されてコーテイング剤の調製をする
ための硬化剤または硬化剤と触媒とを含むB液と
の組み合わせからなることを特徴とするケイ素ア
ルコキシド系コーテイング剤。 2 コーテイング剤の調製が、Mwが400〜1600、
Mw/Mnが1.1〜1.8になるように行われる特許請
求の範囲第1項記載のケイ素アルコキシド系コー
テイング剤。 3 シロキサンプレポリマーの末端の80%以上が
アルコキシドになつている特許請求の範囲第1項
または第2項記載のケイ素アルコキシド系コーテ
イング剤。 4 A液に添加される硬化剤が水であつて、添加
量がコーテイング剤の固形分に対して30〜200wt
%の範囲である特許請求の範囲第1項から第3項
までのいずれかに記載のケイ素アルコキシドコー
テイング剤。 5 触媒として(C5H5)oMeX4-o〔ただし、C5H5
はシクロペンタジエン、Meは周期律表第族の
4〜6周期の元素、Xはハロゲン元素、nは1〜
3である。〕、アミノシラン、無機酸、有機酸、無
機酸の金属塩、有機酸の金属塩、無機酸の第4級
アンモニウム塩、有機酸の第4級アンモニウム
塩、無機酸のアミン塩、有機酸のアミン塩および
有機スズ化合物からなる群のうちの少なくともひ
とつが用いられる特許請求の範囲第1項から第4
項までのいずれかに記載のケイ素アルコキシド系
コーテイング剤。[Scope of Claims] 1. A silicon alkoxide-based coating agent in which a catalyst and a curing agent are added to silicon alkoxide, R o Si (OR') 4-o [where n = 0 to 2, R is the number of carbon atoms] 1 to 4 alkyl group, R' is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms] A catalyst and a curing agent are added to silicon alkoxide and silica sol represented by the chemical formula, and the Mw (weight average molecular weight) of the siloxane prepolymer is
200-400, Mw/Mn (number average molecular weight) 1.0-1.2
It is characterized by consisting of a combination of liquid A, which has been adjusted to have the following properties, and liquid B, which contains a curing agent or a curing agent and a catalyst, which is added to liquid A to prepare a coating agent at the time of use. Silicon alkoxide coating agent. 2 The preparation of the coating agent has a Mw of 400 to 1600,
The silicon alkoxide coating agent according to claim 1, which is applied so that Mw/Mn is 1.1 to 1.8. 3. The silicon alkoxide coating agent according to claim 1 or 2, wherein 80% or more of the terminal ends of the siloxane prepolymer are alkoxide. 4 The curing agent added to liquid A is water, and the amount added is 30 to 200 wt based on the solid content of the coating agent.
% of the silicon alkoxide coating agent according to any one of claims 1 to 3. 5 As a catalyst (C 5 H 5 ) o MeX 4-o [However, C 5 H 5
is cyclopentadiene, Me is an element from period 4 to 6 of group of the periodic table, X is a halogen element, n is 1 to
It is 3. ], aminosilane, inorganic acid, organic acid, metal salt of inorganic acid, metal salt of organic acid, quaternary ammonium salt of inorganic acid, quaternary ammonium salt of organic acid, amine salt of inorganic acid, amine of organic acid Claims 1 to 4 in which at least one of the group consisting of salts and organotin compounds is used.
The silicon alkoxide coating agent according to any one of the preceding paragraphs.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15389187A JPS64168A (en) | 1987-02-24 | 1987-06-19 | Silicon alkoxide coating agent |
Applications Claiming Priority (3)
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|---|---|---|---|
| JP62-41702 | 1987-02-24 | ||
| JP4170287 | 1987-02-24 | ||
| JP15389187A JPS64168A (en) | 1987-02-24 | 1987-06-19 | Silicon alkoxide coating agent |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01168A JPH01168A (en) | 1989-01-05 |
| JPS64168A JPS64168A (en) | 1989-01-05 |
| JPH0478663B2 true JPH0478663B2 (en) | 1992-12-11 |
Family
ID=26381349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15389187A Granted JPS64168A (en) | 1987-02-24 | 1987-06-19 | Silicon alkoxide coating agent |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS64168A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012188665A (en) * | 2004-03-23 | 2012-10-04 | Sika Technology Ag | Two-component adhesion promoter composition and use of package comprising two compartments |
Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
| US5877345A (en) * | 1997-02-07 | 1999-03-02 | Rohm And Haas Company | Process for producing butyl acrylate |
| JP5403847B2 (en) * | 2005-01-05 | 2014-01-29 | 株式会社カネカ | Contamination resistance imparting composition, coating composition, and coating film obtained from the coating composition |
Family Cites Families (5)
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|---|---|---|---|---|
| JPS52152425A (en) * | 1976-06-15 | 1977-12-17 | Daicel Chem Ind Ltd | Coating compositions |
| JPS52154837A (en) * | 1976-06-18 | 1977-12-22 | Daicel Chem Ind Ltd | Coating compositions |
| JPS583494B2 (en) * | 1976-08-23 | 1983-01-21 | 旭化成株式会社 | Film-forming composition |
| JPS53144959A (en) * | 1977-05-23 | 1978-12-16 | Daicel Chem Ind Ltd | Curing composition |
| US4246038A (en) * | 1978-05-01 | 1981-01-20 | General Electric Company | Silicone abrasion resistant coatings for plastics |
-
1987
- 1987-06-19 JP JP15389187A patent/JPS64168A/en active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012188665A (en) * | 2004-03-23 | 2012-10-04 | Sika Technology Ag | Two-component adhesion promoter composition and use of package comprising two compartments |
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|---|---|
| JPS64168A (en) | 1989-01-05 |
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