JPH0485380A

JPH0485380A - 無機系コーティング材

Info

Publication number: JPH0485380A
Application number: JP20074490A
Authority: JP
Inventors: Motomasa Haruna; 基全春名; Kazuo Seto; 和夫瀬戸; Minoru Inoue; 稔井上
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1990-07-25
Filing date: 1990-07-25
Publication date: 1992-03-18

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、耐候性、硬度に優れた、ケイ素アルコキシ
ドを主成分とするコーティング材（塗料）に関するもの
である。

〔従来の技術〕

ケイ素アルコキシド系コーティング材は、耐候性があり
、かつ、高硬度な塗膜が得られることから、これまでに
も種々研究されてきた。たとえば、特開昭５１−２７３
６号公報では、コロイドシリカとＲＳ　ｉ　　（ＯＨ）
ｓの部分縮合物が示されている。さらには、特開昭５６
−１２５４６６号公報では、コロイドシリカとＲＳ　ｉ
　　（ＯＨ）雪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５３−１３０
７３２号公報などのようにコロイドシリカとジアルキル
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
ンの組成物が研究されてきた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記組成の無機系コーティング材を焼き
付けて塗膜にする場合、特に、湿度が高い時には、いわ
ゆるユズ肌等の現象を起こし、塗膜の平滑性が悪くなる
ことがある。

そこで、この発明は、上記のような現象が起こらないよ
うな無機系コーティング材を提供することを課題とする
。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、この発明は、下記の成分（
ａｌ、（ｂ）および（Ｃ）を必須成分として得られる、
平均分子量Ｍｗ　（分子量重量平均）がポリスチレン換
算で５００〜２３００であるケイ素アルコキシドプレポ
リマー、および、沸点が１００〜２３０°Ｃで、水に対する溶解度が５ｗ
ｔ％以上、かつ、アルコールに可溶な溶剤（以下、「高
沸点溶剤」と言う）、を必須成分とする無機系コーティング材を提供する。

（ａｌ　　下記一般式（１）においてｎ＝ｏ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２０〜２
００重量部。

（ｂｌ　　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３０〜８０重量部。

Ｒ，ｌＳ　ｉ　　（ＯＲ’Ｌ−ｎ・・・■〔０式中、Ｒ
：非加水分解性の１価の基Ｒ′：炭素数１〜４のアルキ
ル基ｎ：０〜２〕前記非加水分解性の１価の基としては、たとえば、後述
する成分（ａ）、（ｂ）および（ｃ）の反応の際に加水
分解を起こさない基であり、特に制限はないが、たとえ
ば、炭素数１〜４のアルキル基、フェニル基、アミノ基
、アクリル基、エポキシ基、および、これらの基の中の
水素などが置換されている基などが挙げられる。また、
■式において、Ｒが２個以上の場合、複数個のＲは互い
に同じでもよく、いずれかが異なっていてもよく、また
、Ｒ′が２個以上の場合もＲのときと同様である。

このような無機系コーティング材を用いることにより均
一な塗膜を形成させることができる。

以下に、この発明の詳細な説明する。

この発明の無機系コーティング材は、ケイ素アルコキシ
ド系コーティング材であり、たとえば、各原料ケイ素化
合物成分（ａｌ、（ｂｌおよび（Ｃ）を適当な溶剤（溶
媒）（以下、「希釈溶剤」という）で希釈し、そこに硬
化剤としての水および触媒を必要量添加して、加水分解
および重縮合反応を行わせ、焼き付は後の表面を平滑に
するために、沸点が１００〜２３０℃で、かつ、水およ
びアルコールに可溶な高沸点溶剤を添加することにより
調製される。

この時、コーティング材のプレポリマーの分子量Ｍｗ（
分子量重量平均）がポリスチレン換算て５００〜２３０
０、好ましくは、Ｍｗ＝６００〜１５００になるように
調整する。プレポリマーの分子量分布がこの範囲よりも
小さいときは、縮重合の際の硬化収縮が大きくなる傾向
にあり、焼き付は後に塗膜にクラックが発生しやすくな
る傾向にある。また、分子量が前記範囲よりも大きいと
きは、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、塗膜のレヘリング性が非
常に悪いものとなる傾向にある。なお、プレポリマー生
成の原料としては、成分（ａｌ、（ｂ）および（Ｃ）以
外のものを、この発明の目的達成を損なわない範囲で必
要に応して、それらと併用してもよい。

コロイド状シリカは、微粒子シリカ成分が、水およびメ
タノール等の有機溶剤から選ばれる単独溶媒または２以
上の混合溶媒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、コロイド
状シリカを用いる場合、成分（ａ’ｌの２０〜２００重
量部には、その分散媒体も含まれる。

希釈溶剤としては、たとえば、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。

上記触媒としては、たとえば、塩基性触媒などが使用さ
れ、具体例を挙げると、たとえば、アミン類（たとえば
トリエタノールアミン等）、アミノシラン類（たとえば
、Ｔ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（β−
アミノエチル）　−ｒアミノプロピルトリエトキシシラ
ン、Ｎ−（βアミノエチル）−γ−アミノプロピルトリ
メチルジメトキシシラン等）や、無機酸・有機酸（たと
えば、塩酸、硝酸、燐酸、蟻酸、酢酸、プロピオン酸）
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、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
。

高沸点溶剤は、沸点１００〜２３０℃、かつ、水および
アルコールに可溶なもので、コーティング材の分子量が
大きくなるほど、水への溶解性が悪くなるため、これを
多く入れる必要がある。また、コーティング材の分子量
が２３００以上の場合は、高沸点溶剤をいくら入れても
、焼き付は時のレベリング性は悪い。

また、高沸点溶剤は、水に対する溶解度が５ｉｖｔ％以
上のものを用いた方が焼き付は時の塗膜の状態が良く、
５ｉｖｔ％未満であるとレベリング性が悪くなる。

高沸点溶剤としては、たとえば、ブチルセロソルブ、エ
チルセロソルブ、セロソルブアセテート、ジアセトンア
ルコール、無水酢酸、２−ブチルラクトン、Ｎ、Ｎ−ジ
メチルアセトアミド、エチレングリコール、フルフリル
アルコール、モルホリン、１，２−プロパンジオール、
プロピオン酸等が例示され、その種類について特に限定
されるものではない。

上記ケイ素アルコキシドプレポリマーの添加量は特に限
定されるわけではないが、たとえば、コーティング材全
体に対して２０〜４０ｗｔ％とされる。

また、高沸点溶剤の添加量についても特に限定されるも
のではないが、好ましくは高沸点溶剤がコーティング材
の３〜５０ｗｔ％（または、５〜５０ｗｔ％）であるの
が望ましい。高沸点溶剤の含有量が、３ｗｔ％より少な
いとき、あるいは、５０−ｔ％よりも大きいときには、
レベリング性が悪くなるという傾向がある。

希釈溶剤の量は、特に限定するものではないが、たとえ
ば、１０〜３５−ｔ％（コーティング材全体に対する重
量比）とされる。

この発明のコーティング材には、上記必須成分以外にも
、必要に応じて、各種着色剤、上記シリカゾル以外の充
填剤（たとえば、アルミナゾル、ヒユームドシリカなど
）、界面活性剤、増粘剤、紫外線吸収剤などを適宜加え
ても良い。

コーティング材の塗装方法は、スプレー塗装、ロール塗
装、フローコーター塗装、浸漬塗装等、特に限定される
ものではない。また、塗装後の乾燥・焼き付は条件につ
いても、特に限定されないが、たとえば、６０〜２００
℃程度で行うことが好ましい。

また、この発明のコーティング材は基材に直接塗装して
もよいし、基材によっては、プライマー等の下地処理を
してから塗装してもよい。

〔作　　　用〕

以上のような組成に調製することにより、基材に塗装し
た際、塗膜面のレベリングが悪くなったり、ブラッシン
グを起こしたりするのを防ぐことができる。

高沸点溶剤の沸点が１００〜２３０℃の範囲を外れると
、コーティング材の塗膜の面状態が悪くなるという問題
がある。

成分（ａ）の割合が、成分（ｂ）１０Ｏｆｆｉ量部に対
して２０重量部未満であると塗膜が軟らかかったりレベ
リング性が悪かったりするという問題があり、２００重
量部を越えると耐クランク性が悪いという問題がある。

成分（Ｃ）の割合が、成分（ｂ）　１００重量部に対し
て３０重量部未満であると耐クランク性が悪く、８０重
量部を越えると塗膜が軟らかすぎるという問題がある。

〔実　施　例〕

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。なお、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６ｎ＋厚を１２ａ１１×１８ａ１１
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３μｍになるように塗布して使用
した。

このようにプライマーを施した基材へ、以下のコーティ
ング材をスプレーで硬化後膜厚５μｍになるよう塗装し
、セツティングを５分間とった後、以下に示す温度で焼
き付けた。分子量（Ｍ量平均）の測定には、ＧＰ（、（
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、標準試
料はポリスチレンを用いた。

一実施例１メチルトリメトキシシラン１００重量部に、テトラエト
キシシラン１０重量部、ＩＰＡオルガノシリカゾル（商
品名ｒＯ３ｃＡＬ　１４３２Ｊ触媒化成工業■製、シリ
カ固形分３０ｗｔ％、分散媒体ＩＰＡ）５０重量部、ジ
メチルジメトキシシラン４０重量部、イソプロピルアル
コール（ＩＰ、Ａ）１００重量部を混合し、更に、Ｈ，
０４５重量部、ブチルセロソルブ２３０部（４０ｗｔ％
）添加し、攪拌した。これを６０℃の恒温槽中で、分子
量をＭｗ＝１５．００に調整し、コーティング材を得た
。その後、塗装および１５０℃での３０分間の焼き付け
を行った。

一実施例２− メチルトリメトキシシラン１００重量部に、テトラエト
キシシラン２０重量部、ＴＰＡオルガノシリカゾル（商
品名ｒＯ３ｃＡＬ　１４３２．Ｊ触媒化成工業■製）１
７０重量部、ジメチルジメトキシシラン６０重量部、イ
ソプロピルアルコール（ＩＰＡ）１００重量部を混合し
、更に、Ｈ２Ｏ１００重量部、ブチルセロソルブ１８３
部（２５ｉｖｔ％）添加し、攪拌した。これを６０℃の
恒温槽中で、分子量をＭｗ＝８００に調整し、コーティ
ング材を得た。その後、塗装および１５０℃での３０分
間の焼き付けを行った。

一実施例３メチルトリメトキシシラン１００重量部に、テトラエト
キシシラン３０重量部、ＩＰＡオルガノシリカゾル（商
品名ｒＯ３ｃＡ、Ｌ　１４３２Ｊ触媒化成工業■ｉ！り
１００重量部、ジメチルジメトキシシラン５０重量部、
イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）１００重量部を混合
し、更に、Ｈ２Ｏ８０重量部、ブチルセロソルブ５１部
（１０ｗｔ％）添加し、攪拌した。これを６０℃の恒温
槽中で、分子量をＭｗ＝５４０に調整し、コーティング
材を得た。その後、塗装および１５０℃での３０分間の
焼き付けを行った。

実施例４メチルトリメトキシシラン１００重量部に、テトラエト
キシシラン１５重量部、ＩＰＡオルガノシリカゾル（商
品名ｒＯ５ｃＡＬ　１４３２Ｊ触媒化成工業■製）８０
重量・部、ジメチルジメトキシシラン５０重量部、イソ
プロピルアルコール（ＩＰＡ）１００重量部を混合し、
更に、Ｈ，０６５重量部、エチルセロソルブ１３６部（
２５ｗｔ％）添加し、攪拌した。これを６０℃の恒温槽
中で、分子量をＭｗ＝１８００に調整し、コーティング
材を得た。その後、塗装および１５０”Ｃでの３０分間
の焼き付けを行った。

一実施例５メチルトリメトキシシラン１００重量部に、テトラエト
キシシラン１５重量部、ＩＰＡオルガノシリカゾル（商
品名ｒＯ３ｃＡＬ　１４３２Ｊ触媒化成工業■製）７０
重量部、ジメチルジメトキシシラン５０［を部、イソプ
ロピルアルコール（ＩＰＡ）１００重量部を混合し、更
に、Ｈ２Ｏ９５重量部、ジアセトンアルコール１０８部
（２０ｉｖｔ％）添加し、攪拌した。これを６０　’ｃ
の恒温槽中で、分子量をＭｗ＝１０５０に調整し、コー
ティング材を得た。その後、塗装および１５０　”ｃで
の３０分間の焼き付けを行った。

一比較例１メチルトリメトキシシラン１００ｆｆｉ量部に、テトラ
エトキシシラン１０重量部、ＩＰＡオルガノシリカゾル
（商品名ｒＯ３ｃＡＬ　Ｉ　４３２Ｊ触媒化成工業■製
）１０［ｉ部、ジメチルジメトキシシラン５０重量部、
イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）１００重量部を混合
し、更に、Ｈ，０１００重量部添加し、攪拌した。これ
を６０℃の恒温槽中で、分子量をＭｗ＝６８０に調整し
、コーティング材を得た。その後、塗装および１５０℃
での３０分間の焼き付けを行った。しかし、できた塗膜
は平滑性が悪く、実用的なものではなかった一比較例２メチルトリメトキシシラン１００重量部に、テトラエト
キシシラン２０重量部、ＩＰＡオルガノシリカゾル（商
品名ｒＯ３ｃＡＬ　ｌ　４３２Ｊ触媒化成工業■製）１
１０重量部、ジメチルジメトキシシラン５０重量部、イ
ソプロピルアルコール（ＩＰＡ）１００重量部を混合し
、更に、Ｈ，０１００重量部、ブチルセロソルブ１０部
（２−ｔ％）を添加し、攪拌した。これを６０℃の恒温
槽中で、分子量をＭｗ＝６５０に調整し、コーティング
材を得た。その後、塗装および１５０℃での３０分間の
焼き付けを行った。しかし、できた塗膜は平滑性が悪く
、実用的なものではなかった。

−比較例３メチルトリメトキシシラン１００ｆｆｉ！部に、テトラ
エトキシシラン１０重量部、ＩＰＡオルガノシリカゾル
（商品名ｒＯ３ｃＡＬ　１４３２Ｊ触媒化成工業■製）
４０重量部、ジメチルジメトキシシラン５０重量部、イ
ソプロピルアルコール（ＩＰＡ）１００重量部を混合し
、更に、Ｈ，０４０重量部、ブチルセロソルブ５１　Ｏ
Ｎ　（６０ｉｖｔ％）を添加し、攪拌した。これを６０
℃の恒温槽中で、分子量をＭｗ＝　１０２０に調整し、
コーティング材を得た。その後、塗装および１５０℃で
の３０分間の焼き付けを行った。しかし、できた塗膜は
平滑性が悪く、実用的なものではなかった。

−比較例４− メチルトリメトキシシラン１００重量部に、テトラエト
キシシラン１０［ｉ部、ＩＰＡオルガノシリカゾル（商
品名ｒＯ３ｃＡＬ　１４３２Ｊ触媒化成工業■製）５０
重量部、ジメチルジメトキシシラン５０重量部、イソプ
ロピルアルコール（ＩＰＡ）１００重量部を混合し、更
に、Ｈｚ　ｏ　８０重量部、１−ペンタノール２６０部
（４０智ｔ％）を添加し、攪拌した。これを６０″Ｃの
恒温槽中で、分子量をＭｗ＝２８００に調整し、コーテ
ィング材を得た。その後、塗装および１５０　”ｃでの
３０分間の焼き付けを行った。しがし、できた塗膜は平
滑性が悪く、実用的なものではなかった。

比較例５− メチルトリメトキシシラン１００重量部に、テトラエト
キシシラン１０ｉ量部、ＩＰＡオルガノシリカゾル（商
品名ｒＣ）ｓＣＡＬ　１４３２ｊ触媒化成工業■製）１
００重量部、ジメチルジメトキシ’ｉ　’ｙ　７５０　
重１　部、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）１００重
量部を混合し、更に、Ｈ，０８０重量部、グリセロール
２−メチルエーテル２９３部（４０ｗｔ％）を添加し、
攪拌した。これを６０℃の恒温槽中で、分子量をＭｗ＝
４４０に調整し、コーティング材を得た。その後、塗装
および１５０℃での３０分間の焼き付けを行った。しが
し、塗膜の平滑性が極端に悪いため、実用的ではなかっ
た。

得られた塗膜のレベリング性は目視により評価をし、光
沢は、色査光沢計で調べた。その結果を、面状態の良い
ものを○、平滑性の悪いものを×で第１表に示した。ま
た、第１表には、コーティング材の原材料配合も示した
。

第１表にみるように、実施例の各コーティング材による
塗膜は面状態が良好である。これに対し、比較例の各コ
ーティング材による塗膜は平滑性が悪かった。

〔発明の効果〕

この発明の無機系コーティング材は、以上に述べたよう
な組成に調整されているので、焼き付は時に塗膜の平滑
性が悪くならないようなものとすることができる。

代理人　弁理士　　松　本　武　彦

Claims

【特許請求の範囲】１　下記の成分（ａ）、（ｂ）および（ｃ）を必須成分
として得られる、平均分子量Ｍｗ（分子量重量平均）が
ポリスチレン換算で５００〜２３００であるケイ素アル
コキシドプレポリマー、および、沸点が１００〜２３０℃で、水に対する溶解度が５ｗｔ
％以上、かつ、アルコールに可溶な溶剤、を必須成分と
する無機系コーティング材。（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２０〜２００
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３０〜８０重量部。Ｒ＿ｎＳｉ（ＯＲ′）＿４＿−＿ｎ…（１）〔（１）式
中、Ｒ：非加水分解性の１価の基Ｒ′：炭素数１〜４の
アルキル基ｎ：０〜２〕