JPH0749453B2 - アクリルポリオールの製造方法 - Google Patents
アクリルポリオールの製造方法Info
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
- C08F220/52—Amides or imides
- C08F220/54—Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide
- C08F220/60—Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide containing nitrogen in addition to the carbonamido nitrogen
-
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はアクリルポリオールの製造方法に関するもので
ある。更に詳しくは、塗料、インキ等各種用途に有用、
特に長期耐候性に優れると共に乾燥性、硬度、光沢、肉
持性、耐溶剤性にも優れた塗膜を形成することのできる
アクリルポリオールを製造する方法に関するものであ
る。
ある。更に詳しくは、塗料、インキ等各種用途に有用、
特に長期耐候性に優れると共に乾燥性、硬度、光沢、肉
持性、耐溶剤性にも優れた塗膜を形成することのできる
アクリルポリオールを製造する方法に関するものであ
る。
(従来の技術) 従来、塗膜の美麗感が特に要求される被覆組成物として
は光沢、肉持性、及び物理的化学的性質の点から、芳香
族ビニルモノマーを30重量%から60重量%用いた共重合
体を含む組成物が一般的に使用されてきた。しかしなが
ら芳香族不飽和単量体を多量に用いた共重合体を含む被
覆組成物は耐候性が劣るため、公知の紫外線安定剤や紫
外線吸収剤を混合配合して改良されている。又、最近で
は紫外線吸収性単量体を共重合する事も提案されている
(特公61−42751)。これらは一定レベルの耐候性向上
には効果はあるものの長期耐候性という観点からは十分
なものではなかった。一方、芳香族不飽和単量体を用い
ずに得られる従来の共重合体に紫外線吸収剤を混合配合
したり、紫外線吸収性単量体を共重合して得られる被覆
組成物は長期耐候性はかなり改善されているが、光沢や
肉特性などの美麗感が十分ではなかった。
は光沢、肉持性、及び物理的化学的性質の点から、芳香
族ビニルモノマーを30重量%から60重量%用いた共重合
体を含む組成物が一般的に使用されてきた。しかしなが
ら芳香族不飽和単量体を多量に用いた共重合体を含む被
覆組成物は耐候性が劣るため、公知の紫外線安定剤や紫
外線吸収剤を混合配合して改良されている。又、最近で
は紫外線吸収性単量体を共重合する事も提案されている
(特公61−42751)。これらは一定レベルの耐候性向上
には効果はあるものの長期耐候性という観点からは十分
なものではなかった。一方、芳香族不飽和単量体を用い
ずに得られる従来の共重合体に紫外線吸収剤を混合配合
したり、紫外線吸収性単量体を共重合して得られる被覆
組成物は長期耐候性はかなり改善されているが、光沢や
肉特性などの美麗感が十分ではなかった。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明者らは、これらの欠点を克服すべく鋭意研究を重
ねた結果、シクロアルキル基と紫外線安定基を有する特
定組成のアクリルポリオールを製造する方法を見い出し
た。本方法によって得られるアクリルポリオールは、塗
料、インキ各種用途に有用なる性能を示し、例えば該ア
クリルポリオールと架橋剤で塗料用組成物とし光沢、肉
持特が良く、しかも耐溶剤性や耐薬品性等の物理的及び
化学的性質が損われる事なく、長期間の屋外使用におけ
る光沢保持性、耐変色性、耐クラック性及び耐ブリスタ
ー性などが著しく改善された長期耐候性の塗膜を形成す
る事を見出し、本発明を完成するに至った。
ねた結果、シクロアルキル基と紫外線安定基を有する特
定組成のアクリルポリオールを製造する方法を見い出し
た。本方法によって得られるアクリルポリオールは、塗
料、インキ各種用途に有用なる性能を示し、例えば該ア
クリルポリオールと架橋剤で塗料用組成物とし光沢、肉
持特が良く、しかも耐溶剤性や耐薬品性等の物理的及び
化学的性質が損われる事なく、長期間の屋外使用におけ
る光沢保持性、耐変色性、耐クラック性及び耐ブリスタ
ー性などが著しく改善された長期耐候性の塗膜を形成す
る事を見出し、本発明を完成するに至った。
(問題点を解決するための手段および作用) すなわち本発明は、立体障害を受けた窒素原子を有する
ピペリジニル基と重合性不飽和基をそれぞれを分子内に
少なくとも1個有する重合性紫外線安定性単量体(a)
0.1〜10.0重量%、シクロアルキル(メタ)アクリレー
ト(b)5.0〜97.9重量%、水酸基を有する重合性不飽
和単量体(c)を2.0〜35.0重量%、重合性紫外線吸収
性単量体(d)を0〜10.0重量%及びその他共重合可能
な重合性不飽和単量体(e)0〜92.9重量%からなる重
合性単量体成分(但し、(a)、(b)、(c)、
(d)及び(e)成分の合計は100重量%である。)を
共重合して、アクリルポリオールを製造する方法に関す
るものである。
ピペリジニル基と重合性不飽和基をそれぞれを分子内に
少なくとも1個有する重合性紫外線安定性単量体(a)
0.1〜10.0重量%、シクロアルキル(メタ)アクリレー
ト(b)5.0〜97.9重量%、水酸基を有する重合性不飽
和単量体(c)を2.0〜35.0重量%、重合性紫外線吸収
性単量体(d)を0〜10.0重量%及びその他共重合可能
な重合性不飽和単量体(e)0〜92.9重量%からなる重
合性単量体成分(但し、(a)、(b)、(c)、
(d)及び(e)成分の合計は100重量%である。)を
共重合して、アクリルポリオールを製造する方法に関す
るものである。
本発明において、立体障害を受けた窒素原子を有するピ
ペリジニル基と重合性不飽和基それぞれを分子内に少な
くとも1個有する重合性紫外線安定性単量体(a)は、
重合性単量体成分中0.1〜10.0重量%の範囲内で使用す
るが、0.1重量%未満では耐候性が十分に発揮されず、
逆に10.0重量%を越えて多量に用いた場合は光沢、肉持
性が低下し、外観がそこなわれるものであり、好ましく
は0.2〜5.0重量%の範囲で使用する。重合性紫外線安定
性単量体(a)としては、立体障害を受けた窒素原子を
有するピペリジニル基と重合性不飽和基とを分子内に少
なくとも1個有するものであれば特に制限はないが、特
に下記一般式(I)及び(II) (但し、一般式(I)及び(II)中R1は水素原子または
シアノ基を、R2,R3はそれぞれ独立して水素原子又は炭
素数1〜2のアルキル基を、R4は水素原子又は炭素数1
〜18のアルキル基を、Xはイミノ基または酸素原子を示
す。) で表わされる化合物が、耐候性が一段と優れたアクリル
ポリオールを得るために必須的に用いられる。特に、後
述のシクロヘキシル(メタ)アクリレート(b)と併用
することによって、耐候性が非常に向上するのである。
一般式(I)及び(II)で表わされる化合物としては、
例えば4−(メタ)アクリロイルオキシ−2,2,6,6−テ
トラメチルピペリジン、4−(メタ)アクリロイルアミ
ノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−シアノ−
4−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2,6,6−テトラメ
チルピペリジン、1−(メタ)アクリロイル−4−(メ
タ)アクリロイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペ
リジン、1−(メタ)アクリロイル−4−シアノ−4−
(メタ)アクリロイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチル
ピペリジン、4−クロトノイルオキシ−2,2,6,6−テト
ラメチルピペリジン、4−クロトイルアミノ−2,2,6,6
−テトラメチルピペリジン、1−クロトノイル−4−ク
ロトノイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン
などを挙げることができる。
ペリジニル基と重合性不飽和基それぞれを分子内に少な
くとも1個有する重合性紫外線安定性単量体(a)は、
重合性単量体成分中0.1〜10.0重量%の範囲内で使用す
るが、0.1重量%未満では耐候性が十分に発揮されず、
逆に10.0重量%を越えて多量に用いた場合は光沢、肉持
性が低下し、外観がそこなわれるものであり、好ましく
は0.2〜5.0重量%の範囲で使用する。重合性紫外線安定
性単量体(a)としては、立体障害を受けた窒素原子を
有するピペリジニル基と重合性不飽和基とを分子内に少
なくとも1個有するものであれば特に制限はないが、特
に下記一般式(I)及び(II) (但し、一般式(I)及び(II)中R1は水素原子または
シアノ基を、R2,R3はそれぞれ独立して水素原子又は炭
素数1〜2のアルキル基を、R4は水素原子又は炭素数1
〜18のアルキル基を、Xはイミノ基または酸素原子を示
す。) で表わされる化合物が、耐候性が一段と優れたアクリル
ポリオールを得るために必須的に用いられる。特に、後
述のシクロヘキシル(メタ)アクリレート(b)と併用
することによって、耐候性が非常に向上するのである。
一般式(I)及び(II)で表わされる化合物としては、
例えば4−(メタ)アクリロイルオキシ−2,2,6,6−テ
トラメチルピペリジン、4−(メタ)アクリロイルアミ
ノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−シアノ−
4−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2,6,6−テトラメ
チルピペリジン、1−(メタ)アクリロイル−4−(メ
タ)アクリロイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペ
リジン、1−(メタ)アクリロイル−4−シアノ−4−
(メタ)アクリロイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチル
ピペリジン、4−クロトノイルオキシ−2,2,6,6−テト
ラメチルピペリジン、4−クロトイルアミノ−2,2,6,6
−テトラメチルピペリジン、1−クロトノイル−4−ク
ロトノイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン
などを挙げることができる。
本発明に用いられるシクロアルキル(メタ)アクリレー
ト(b)は、得られるアクリルポリオールを特に二液ウ
レタン樹脂塗料用として使用する場合、塗膜の硬度、光
沢、肉持性、耐溶剤性、耐ガソリン性、耐候性の向上の
ために必須の成分である。シクロアルキル(メタ)アク
リレート(b)としては、例えば、シクロヘキシル(メ
タ)アクリレート、メチルシクロヘキシル(メタ)アク
リレート、ターシャリーブチルシクロヘキシル(メタ)
アクリレート、シクロアルキル(メタ)アクリレートな
どを挙げることができ、これらの1種又は2種以上を使
用することができる。該シクロアルキル(メタ)アクリ
レート(b)は重合性単量体成分中5.0〜97.9重量%の
範囲で使用する。5.0重量%未満の場合は、塗膜の硬
度、光沢、肉持性、耐候性等の性能が充分発揮されず、
逆に97.9重量%を越えて多量を用いた場合は、乾燥性及
びレベリング性が両立し難くなるので好ましくない。
ト(b)は、得られるアクリルポリオールを特に二液ウ
レタン樹脂塗料用として使用する場合、塗膜の硬度、光
沢、肉持性、耐溶剤性、耐ガソリン性、耐候性の向上の
ために必須の成分である。シクロアルキル(メタ)アク
リレート(b)としては、例えば、シクロヘキシル(メ
タ)アクリレート、メチルシクロヘキシル(メタ)アク
リレート、ターシャリーブチルシクロヘキシル(メタ)
アクリレート、シクロアルキル(メタ)アクリレートな
どを挙げることができ、これらの1種又は2種以上を使
用することができる。該シクロアルキル(メタ)アクリ
レート(b)は重合性単量体成分中5.0〜97.9重量%の
範囲で使用する。5.0重量%未満の場合は、塗膜の硬
度、光沢、肉持性、耐候性等の性能が充分発揮されず、
逆に97.9重量%を越えて多量を用いた場合は、乾燥性及
びレベリング性が両立し難くなるので好ましくない。
本発明に用いられる水酸基を含有する重合性不飽和単量
体(c)としては、例えば、ヒドロキシエチル(メタ)
アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレー
ト、カプロラクトン変性ヒドロキシ(メタ)アクリレー
ト(例えば、商品名プラクセルFM、ダイセル化学工業
(株)製)、フタル酸とプロピレングリコールとから得
られるポリエステルジオールのモノ(メタ)アクリレー
トなど水酸基を有する(メタ)アクリルモノマー等を挙
げることができ、これらの1種又は2種以上を使用する
ことができる。水酸基を含有する重合性単量体(c)は
得られるアクリルポリオールをポリイソシアネートをは
じめその他硬化剤を配合して熱硬化型塗料用樹脂組成物
とする場合に、それら硬化剤との反応に必須の成分であ
り、重合性単量体成分中2.0〜35.0重量%、好ましくは
3.5〜23.0重量%の範囲で使用する。2.0重量%未満の場
合は、得られるアクリルポリオール中の水酸基の量が少
なくなり、該アクリルポリオールと架橋剤との反応性が
低下して、架橋密度が低くなり、目的とする塗膜性能が
得られない。逆に35.0重量%を越える多量では、架橋剤
を配合した後の保存安定性が悪くなる。
体(c)としては、例えば、ヒドロキシエチル(メタ)
アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレー
ト、カプロラクトン変性ヒドロキシ(メタ)アクリレー
ト(例えば、商品名プラクセルFM、ダイセル化学工業
(株)製)、フタル酸とプロピレングリコールとから得
られるポリエステルジオールのモノ(メタ)アクリレー
トなど水酸基を有する(メタ)アクリルモノマー等を挙
げることができ、これらの1種又は2種以上を使用する
ことができる。水酸基を含有する重合性単量体(c)は
得られるアクリルポリオールをポリイソシアネートをは
じめその他硬化剤を配合して熱硬化型塗料用樹脂組成物
とする場合に、それら硬化剤との反応に必須の成分であ
り、重合性単量体成分中2.0〜35.0重量%、好ましくは
3.5〜23.0重量%の範囲で使用する。2.0重量%未満の場
合は、得られるアクリルポリオール中の水酸基の量が少
なくなり、該アクリルポリオールと架橋剤との反応性が
低下して、架橋密度が低くなり、目的とする塗膜性能が
得られない。逆に35.0重量%を越える多量では、架橋剤
を配合した後の保存安定性が悪くなる。
本発明に用いられる重合性紫外線吸収性単量体(d)と
しては、例えば次のようなモノマーが挙げられる。2,4
−ジヒドロキシベンゾフェノン又は、2,2′,4−トリヒ
ドロキシベンゾフェノンと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を反応して得られる2−
ヒドロキシ−4−(3−メタクリロイルオキシ−2−ヒ
ドロキシ−プロポキシ)ベンゾフェノン、2−ヒドロキ
シ−4−(3−アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシ−
プロポキシ)ベンゾフェノン、2,2′−ジヒドロキシ−
4−(3−メタクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロ
ポキシ)ベンゾフェノン、2,2′−ジヒドロキシ−4−
(3−アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロポキ
シ)ベンゾフェノン等である。重合性紫外線吸収性単量
体(d)は、必要により本発明法によって得られるアク
リルポリオールの耐候性を更に向上させるために用いる
ものであり、重合性単量体成分中0〜10重量%の範囲で
使用する。その使用量が10重量%を越えると光沢、肉持
性、作業性が低下し、好ましくは0.2〜5.0重量%の範囲
で使用する。
しては、例えば次のようなモノマーが挙げられる。2,4
−ジヒドロキシベンゾフェノン又は、2,2′,4−トリヒ
ドロキシベンゾフェノンと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を反応して得られる2−
ヒドロキシ−4−(3−メタクリロイルオキシ−2−ヒ
ドロキシ−プロポキシ)ベンゾフェノン、2−ヒドロキ
シ−4−(3−アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシ−
プロポキシ)ベンゾフェノン、2,2′−ジヒドロキシ−
4−(3−メタクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロ
ポキシ)ベンゾフェノン、2,2′−ジヒドロキシ−4−
(3−アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロポキ
シ)ベンゾフェノン等である。重合性紫外線吸収性単量
体(d)は、必要により本発明法によって得られるアク
リルポリオールの耐候性を更に向上させるために用いる
ものであり、重合性単量体成分中0〜10重量%の範囲で
使用する。その使用量が10重量%を越えると光沢、肉持
性、作業性が低下し、好ましくは0.2〜5.0重量%の範囲
で使用する。
本発明に用いられるその他の重合性不飽和単量体(e)
としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチ
ル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレー
ト、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メ
タ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、
ターシャリーブチル(メタ)アクリレート、2−エチル
ヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アク
リレート、ステアリル(メタ)アクリレートなどの(メ
タ)アクリル酸アルキルエステル;グリシジル(メタ)
アクリレートなどのエポキシ基含有不飽和単量体;(メ
タ)アクリルアミド、N,N′−ジメチルアミノエチル
(メタ)アクリレート、ビニルピリジン、ビニルイミダ
ゾールなどの窒素含有不飽和単量体;塩化ビニル、塩化
ビニリデンなどのハロゲン含有不飽和単量体;スチレ
ン、α−メチルスチレン、ビニルトルエンなどの芳香族
不飽和単量体;酢酸ビニルなどのビニルエステル;ビニ
ルエーテル;(メタ)アクリロニトリルなどの不飽和シ
アン化合物などを挙げることができ、これらの群から選
ばれた1種又は2種以上を使用することができる。
としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチ
ル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレー
ト、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メ
タ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、
ターシャリーブチル(メタ)アクリレート、2−エチル
ヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アク
リレート、ステアリル(メタ)アクリレートなどの(メ
タ)アクリル酸アルキルエステル;グリシジル(メタ)
アクリレートなどのエポキシ基含有不飽和単量体;(メ
タ)アクリルアミド、N,N′−ジメチルアミノエチル
(メタ)アクリレート、ビニルピリジン、ビニルイミダ
ゾールなどの窒素含有不飽和単量体;塩化ビニル、塩化
ビニリデンなどのハロゲン含有不飽和単量体;スチレ
ン、α−メチルスチレン、ビニルトルエンなどの芳香族
不飽和単量体;酢酸ビニルなどのビニルエステル;ビニ
ルエーテル;(メタ)アクリロニトリルなどの不飽和シ
アン化合物などを挙げることができ、これらの群から選
ばれた1種又は2種以上を使用することができる。
又、酸性官能基を含有する重合性不飽和単量体も使用す
ることができ、例えば、(メタ)アクリル酸、クロトン
酸、イタコン酸、マレイン酸及び無水マレイン酸などの
如きカルボキシル基含有不飽和単量体;ビニルスルホン
酸、スチレンスルホン酸及びスルホエチル(メタ)アク
リレートなどの如きスルホン酸基含有不飽和単量体;2−
(メタ)アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェー
ト、2−(メタ)アクリロイルオキシプロピルアシッド
ホスフェート、2−(メタ)アクリロイルオキシ−2−
クロロプロピルアシッドホスフェート、2−メタクリロ
イルオキシエチルフェニルリン酸などの酸性リン酸エス
テル系不飽和単量体などを挙げることができ、これらの
群から選ばれる1種又は2種以上を使用することができ
る。その他の重合性単量体(e)は、必要に応じて本発
明法によって得られるアクリルポリオールの特徴を損わ
ない範囲で使用するもので、その使用量は重合性単量体
成分中0〜92.9重量%とすることができる。又、その他
の重合性単量体(e)のうちの酸性官能基を含有する重
合性単量体は本発明法によって得られるアクリルポリオ
ールが架橋剤と架橋反応する時の内部触媒として作用す
るもので、その量は重合性単量体成分中0〜5重量%、
好ましくは0.1〜3重量%とすることができる。
ることができ、例えば、(メタ)アクリル酸、クロトン
酸、イタコン酸、マレイン酸及び無水マレイン酸などの
如きカルボキシル基含有不飽和単量体;ビニルスルホン
酸、スチレンスルホン酸及びスルホエチル(メタ)アク
リレートなどの如きスルホン酸基含有不飽和単量体;2−
(メタ)アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェー
ト、2−(メタ)アクリロイルオキシプロピルアシッド
ホスフェート、2−(メタ)アクリロイルオキシ−2−
クロロプロピルアシッドホスフェート、2−メタクリロ
イルオキシエチルフェニルリン酸などの酸性リン酸エス
テル系不飽和単量体などを挙げることができ、これらの
群から選ばれる1種又は2種以上を使用することができ
る。その他の重合性単量体(e)は、必要に応じて本発
明法によって得られるアクリルポリオールの特徴を損わ
ない範囲で使用するもので、その使用量は重合性単量体
成分中0〜92.9重量%とすることができる。又、その他
の重合性単量体(e)のうちの酸性官能基を含有する重
合性単量体は本発明法によって得られるアクリルポリオ
ールが架橋剤と架橋反応する時の内部触媒として作用す
るもので、その量は重合性単量体成分中0〜5重量%、
好ましくは0.1〜3重量%とすることができる。
本発明法によって得られるアクリルポリオールは、前記
の重合性紫外線安定性単量体(a)、シクロアルキル
(メタ)アクリレート(b)、水酸基を含有する重合性
不飽和単量体(c)、重合性紫外線吸収性単量体
(d)、及びその他の重合性単量体(e)をそれぞれ前
記規定の量で用いてなる重合性単量体成分を重合してア
クリルポリオールを製造するところに特徴を有してお
り、重合方法は特に限定されず従来公知の重合法によっ
て重合して製造できる。例えば、溶液重合法を採用する
際に使用できる溶剤としては、例えば、トルエン、キシ
レンやその他の高沸点の芳香族系溶剤;酢酸エチル,酢
酸ブチルやセロソルブアセテート、プロピレングリコー
ルモノメチルエーテルアセテートなどのエステル系溶
剤;メチルエチルケトン、メチルソブチルケトンなどの
ケトン系溶剤;イソプロパノール、n−ブタノール、イ
ソブタノールなどの脂肪族アルコール類;プロピレング
リコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモ
ノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエ
ーテルなどのアルキレングリコールモノアルキルエーテ
ル類などを挙げることができ、これらの1種又は2種以
上の混合物を使用することができる。また、重合開始剤
としては、アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルパ
ーオキサイド、ジ−tert−ブチルパーオキサイドなど通
常のラジカル重合開始剤を挙げることができる。反応温
度は室温から200℃、好ましくは40〜140℃の範囲であ
る。
の重合性紫外線安定性単量体(a)、シクロアルキル
(メタ)アクリレート(b)、水酸基を含有する重合性
不飽和単量体(c)、重合性紫外線吸収性単量体
(d)、及びその他の重合性単量体(e)をそれぞれ前
記規定の量で用いてなる重合性単量体成分を重合してア
クリルポリオールを製造するところに特徴を有してお
り、重合方法は特に限定されず従来公知の重合法によっ
て重合して製造できる。例えば、溶液重合法を採用する
際に使用できる溶剤としては、例えば、トルエン、キシ
レンやその他の高沸点の芳香族系溶剤;酢酸エチル,酢
酸ブチルやセロソルブアセテート、プロピレングリコー
ルモノメチルエーテルアセテートなどのエステル系溶
剤;メチルエチルケトン、メチルソブチルケトンなどの
ケトン系溶剤;イソプロパノール、n−ブタノール、イ
ソブタノールなどの脂肪族アルコール類;プロピレング
リコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモ
ノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエ
ーテルなどのアルキレングリコールモノアルキルエーテ
ル類などを挙げることができ、これらの1種又は2種以
上の混合物を使用することができる。また、重合開始剤
としては、アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルパ
ーオキサイド、ジ−tert−ブチルパーオキサイドなど通
常のラジカル重合開始剤を挙げることができる。反応温
度は室温から200℃、好ましくは40〜140℃の範囲であ
る。
本発明法で得られるアクリルポリオールは、建築外装用
などに利用されるクリアラッカーとして有用である。ま
た、ポリイソシアネート化合物、ポリエポキシ化合物、
アミノ樹脂などの架橋剤を配合して硬化型塗料として使
用することもできる。使用形態は有機溶剤系のほか、水
系や水分散タイプでも利用できる。
などに利用されるクリアラッカーとして有用である。ま
た、ポリイソシアネート化合物、ポリエポキシ化合物、
アミノ樹脂などの架橋剤を配合して硬化型塗料として使
用することもできる。使用形態は有機溶剤系のほか、水
系や水分散タイプでも利用できる。
ポリイソシアネート化合物としては、2個以上のイソシ
アネート基を分子内に有するものであれば特に制限な
く、例えば、トリメチレンジイソシアネート、1,6−ヘ
キサメチレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネ
ート、ジフェニルメタンジイソシアネート、イソホロジ
イソシアネート、キシリレンジイソシアネート、および
これらジイソシアネートの誘導体であるビュレット体、
イソシアヌレート体などのアダクトポリイソシアネート
化合物の他、これらのポリイソシアネート化合物のイソ
シアネート基をカプロラクタム、フェノール、クレゾー
ル、オキシム、アルコール類等の化合物でブロックした
イソシアネート化合物などのポリイソシアネート類を挙
げることができ、これらの1種または2種以上の混合物
として使用できる。本発明法で得られるアクリルポリオ
ールの良好な耐候性を考慮すると、耐黄変性のよいヘキ
サメチレンジイソシアネートおよびその変性物が好まし
い。
アネート基を分子内に有するものであれば特に制限な
く、例えば、トリメチレンジイソシアネート、1,6−ヘ
キサメチレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネ
ート、ジフェニルメタンジイソシアネート、イソホロジ
イソシアネート、キシリレンジイソシアネート、および
これらジイソシアネートの誘導体であるビュレット体、
イソシアヌレート体などのアダクトポリイソシアネート
化合物の他、これらのポリイソシアネート化合物のイソ
シアネート基をカプロラクタム、フェノール、クレゾー
ル、オキシム、アルコール類等の化合物でブロックした
イソシアネート化合物などのポリイソシアネート類を挙
げることができ、これらの1種または2種以上の混合物
として使用できる。本発明法で得られるアクリルポリオ
ールの良好な耐候性を考慮すると、耐黄変性のよいヘキ
サメチレンジイソシアネートおよびその変性物が好まし
い。
なお、ポリイソシアネート化合物を架橋剤としてアクリ
ルポリオールとして用いる場合には、アクリルポリオー
ルの溶剤として脂肪族アルコール類、アルキレングリコ
ールモノアルキルエーテル類、あるいは水の様なイソシ
アネート基に対して活性を示す溶剤は避けなければなら
ない。
ルポリオールとして用いる場合には、アクリルポリオー
ルの溶剤として脂肪族アルコール類、アルキレングリコ
ールモノアルキルエーテル類、あるいは水の様なイソシ
アネート基に対して活性を示す溶剤は避けなければなら
ない。
架橋剤として使用されるポリエポキシ化合物としては、
ビスフェノールA−エピクロルヒドリン樹脂、水添ビス
フェノールA−エピクロルヒドリン樹脂、エポキシノボ
ラック樹脂、グリシジルメタクリレート共重合アクリル
樹脂、N,N,N′,N′−テトラグリシジルm−キシリレン
ジアミン、1,3−ビス(N,N−ジグリシジルアミノエチ
ル)シクロヘキサン、トリグリシジルイソシアヌレート
などを挙げることができ、これらの1種または2種以上
の混合物として使用できる。なお、ポリエポキシ化合物
を架橋剤として用いる時は、アクリルポリオールを構成
する前述のその他の重合性不飽和単量体(e)としてカ
ルボキシル基含有不飽和単量体を選ぶことが必要であ
る。カルボキシル基含有不飽和単量体の量は全単量体成
分中5〜30重量%が好ましい。
ビスフェノールA−エピクロルヒドリン樹脂、水添ビス
フェノールA−エピクロルヒドリン樹脂、エポキシノボ
ラック樹脂、グリシジルメタクリレート共重合アクリル
樹脂、N,N,N′,N′−テトラグリシジルm−キシリレン
ジアミン、1,3−ビス(N,N−ジグリシジルアミノエチ
ル)シクロヘキサン、トリグリシジルイソシアヌレート
などを挙げることができ、これらの1種または2種以上
の混合物として使用できる。なお、ポリエポキシ化合物
を架橋剤として用いる時は、アクリルポリオールを構成
する前述のその他の重合性不飽和単量体(e)としてカ
ルボキシル基含有不飽和単量体を選ぶことが必要であ
る。カルボキシル基含有不飽和単量体の量は全単量体成
分中5〜30重量%が好ましい。
架橋剤として使用されアミノ樹脂としては、例えば、メ
チルエーテル化メラミン樹脂、ブチルエーテル化メラミ
ン樹脂、ブチルエーテル化ベンゾグアナミン樹脂、ブチ
ルエーテル化シクロヘキサンカルボグアナミン樹脂など
を挙げることができ、これらの1種または2種以上の混
合物を使用できる。
チルエーテル化メラミン樹脂、ブチルエーテル化メラミ
ン樹脂、ブチルエーテル化ベンゾグアナミン樹脂、ブチ
ルエーテル化シクロヘキサンカルボグアナミン樹脂など
を挙げることができ、これらの1種または2種以上の混
合物を使用できる。
本発明の製造方法によって得られるアクリルポリオール
は、水溶性もしくは水分散タイプとして使用することも
できる。このときは、アクリルポリオールを構成する前
述のその他の重合性不飽和単量体(e)の一部として酸
性官能基を有する不飽和単量体を選択し、得られるアク
リルポリオール中の酸価が20〜80KOHmg/gとなる様にす
ることが好ましい。必要に応じて、アンモニア、トリエ
チルアミン、ジメチルエタノールアミン、モルホリンな
どの塩基性化合物で中和してもよい。
は、水溶性もしくは水分散タイプとして使用することも
できる。このときは、アクリルポリオールを構成する前
述のその他の重合性不飽和単量体(e)の一部として酸
性官能基を有する不飽和単量体を選択し、得られるアク
リルポリオール中の酸価が20〜80KOHmg/gとなる様にす
ることが好ましい。必要に応じて、アンモニア、トリエ
チルアミン、ジメチルエタノールアミン、モルホリンな
どの塩基性化合物で中和してもよい。
更に、本発明によって得られるアクリルポリオールに、
前記架橋剤と併用する場合にはそれぞれの架橋剤に応じ
た反応触媒を加えてもよく、溶剤、充填剤、レベリング
剤、可塑剤、安定剤、染料、顔料などの各種塗料用添加
剤を適宜含んでもよい。
前記架橋剤と併用する場合にはそれぞれの架橋剤に応じ
た反応触媒を加えてもよく、溶剤、充填剤、レベリング
剤、可塑剤、安定剤、染料、顔料などの各種塗料用添加
剤を適宜含んでもよい。
(発明の効果) 本発明法によって得られるアクリルポリオールは、特定
組成の重合性単量体成分を用い得られる為に、長期の耐
候性に優れており、例えばクリアラッカーとして使用で
きる他、顔料分散性にも優れている為に公知の顔料分散
法により無機及び有機の顔料を分散して着色塗料とする
ことができる。更にポリイソシアネート化合物、ポリエ
ポキシ化合物またはアミノ樹脂等の架橋剤を配合して硬
化型塗料とすることができる。
組成の重合性単量体成分を用い得られる為に、長期の耐
候性に優れており、例えばクリアラッカーとして使用で
きる他、顔料分散性にも優れている為に公知の顔料分散
法により無機及び有機の顔料を分散して着色塗料とする
ことができる。更にポリイソシアネート化合物、ポリエ
ポキシ化合物またはアミノ樹脂等の架橋剤を配合して硬
化型塗料とすることができる。
本発明法で得られるアクリルポリオールを用いたクリア
ラッカー、あるいは硬化型塗料は、スプレー塗装、ロー
ル塗装、ハケ塗りなどの塗装法により、金属類、プラス
チック類、木工製品などに塗装して耐候性に優れた塗膜
を形成することができる。これらの塗膜は、長期の耐候
性に優れていると共に、乾燥性、硬度、光沢、肉持性、
耐溶剤性の優れた塗膜と優れた作業性を有するものであ
り、大型構造物用、自動車補修用あるいは家具塗装等木
工用の他、建築・建材用などの広い用途に使用できる。
ラッカー、あるいは硬化型塗料は、スプレー塗装、ロー
ル塗装、ハケ塗りなどの塗装法により、金属類、プラス
チック類、木工製品などに塗装して耐候性に優れた塗膜
を形成することができる。これらの塗膜は、長期の耐候
性に優れていると共に、乾燥性、硬度、光沢、肉持性、
耐溶剤性の優れた塗膜と優れた作業性を有するものであ
り、大型構造物用、自動車補修用あるいは家具塗装等木
工用の他、建築・建材用などの広い用途に使用できる。
(実施例) 以下、実施例、実施例及び比較例で本発明を説明する。
なお、例中で部または%とあるのは特に断わりのないか
ぎりそれぞれ重量部または重量%である。
なお、例中で部または%とあるのは特に断わりのないか
ぎりそれぞれ重量部または重量%である。
実施例1 攪拌機、温度計、冷却器、窒素ガス導入管のついた4つ
口フラスコに窒素ガス気流下、キシレン50部を仕込み、
80℃に昇温した中に、4−メタクリロイルオキシ−2,2,
6,6−テトラメチルピペリジン1.0部、シクロヘキシルメ
タクリレート20.0部、ヒドロキシプロピルアクリレート
2.0部、スチレン10.0部、n−ブチルメタクリレート7.5
部、n−ブチルアクリレート10.0部、メタクリル酸0.5
部及びベンゾイルパーオキサイド0.3部からなる重合性
単量体成分を2時間かけて滴下し、更に80℃で4時間保
持して、アクリルポリオールを不揮発分49.9%、粘度Z1
の溶液(アクリルポリオール溶液(1)という。)とし
て得た。
口フラスコに窒素ガス気流下、キシレン50部を仕込み、
80℃に昇温した中に、4−メタクリロイルオキシ−2,2,
6,6−テトラメチルピペリジン1.0部、シクロヘキシルメ
タクリレート20.0部、ヒドロキシプロピルアクリレート
2.0部、スチレン10.0部、n−ブチルメタクリレート7.5
部、n−ブチルアクリレート10.0部、メタクリル酸0.5
部及びベンゾイルパーオキサイド0.3部からなる重合性
単量体成分を2時間かけて滴下し、更に80℃で4時間保
持して、アクリルポリオールを不揮発分49.9%、粘度Z1
の溶液(アクリルポリオール溶液(1)という。)とし
て得た。
比較例1〜2 実施例1において、使用した重合性単量体を第1表に示
した通りとする以外は実施例1と同様の操作をくり返し
て、比較用アクリルポリオール溶液(1)〜(2)を得
た。
した通りとする以外は実施例1と同様の操作をくり返し
て、比較用アクリルポリオール溶液(1)〜(2)を得
た。
アクリルポリオール溶液(1)、比較用アクリルポリオ
ール溶液(1),(2)を、予めリン酸亜鉛処理板上に
2液ウレタン樹脂エナメルを塗布したホワイト板に、ア
プリケーターを用いて塗布し、60℃で40分乾燥して得た
テストピースを用いて、下記の塗膜性能試験を行なっ
た。膜厚は20μmであった。評価結果は第2表に示す。
実施例は優れた耐候性を有していることがわかる。
ール溶液(1),(2)を、予めリン酸亜鉛処理板上に
2液ウレタン樹脂エナメルを塗布したホワイト板に、ア
プリケーターを用いて塗布し、60℃で40分乾燥して得た
テストピースを用いて、下記の塗膜性能試験を行なっ
た。膜厚は20μmであった。評価結果は第2表に示す。
実施例は優れた耐候性を有していることがわかる。
〈性能試験〉 光沢;60度鏡面反射率測定値の比較。
日本電色工業社製のVG型光沢・色差計(型番ZD−1001D
P)を用いた。
P)を用いた。
外観;塗装皮膜の目視判定。
促進耐候性試験;ATLAS社のUVCON MODEL UC−1を用いて
蛍光UV−凝縮試験(QUV)を行い1500時間後に評価し
た。紫外線照射70℃×4時間〜湿潤50℃×4時間のサイ
クル条件で行った。評価項目は下記光沢保持率と耐黄変
性及び耐クラック性である。
蛍光UV−凝縮試験(QUV)を行い1500時間後に評価し
た。紫外線照射70℃×4時間〜湿潤50℃×4時間のサイ
クル条件で行った。評価項目は下記光沢保持率と耐黄変
性及び耐クラック性である。
光沢保持率;促進耐候性試験前の光沢を100とした時の
試験後の光沢を%で示した。
試験後の光沢を%で示した。
耐黄変性Δb;上記光沢・色相計で測定。
耐クラック性;表面状態を目視で判定。
なお、外観および耐クラック性の目視判定基準は以下の
通りである。
通りである。
◎優秀 ○良好 △普通 ×不良 実施例2〜3 実施例1と同様の反応装置に、トルエン25部、酢酸n−
ブチル25部を仕込み、100℃に昇温して、第3表に示し
た重合性単量体成分を2時間かけて滴下し、さらに100
℃で4時間保持して、アクリルポリオール溶液(2)〜
(3)を得た。
ブチル25部を仕込み、100℃に昇温して、第3表に示し
た重合性単量体成分を2時間かけて滴下し、さらに100
℃で4時間保持して、アクリルポリオール溶液(2)〜
(3)を得た。
比較例3〜4 実施例2〜3において、使用した重合性単量体成分を第
3表に示した通りとする以外は実施例2〜3と同様の操
作を繰り返し、比較用アクリルポリオール(3)および
(4)を得た。
3表に示した通りとする以外は実施例2〜3と同様の操
作を繰り返し、比較用アクリルポリオール(3)および
(4)を得た。
アクリルポリオール溶液(2)、(3)と、比較用アク
リルポリオール溶液(3)、(4)のそれぞれに酸化チ
タン(タイペークR−820)、石原産業(株)製)を不
揮発分中顔料濃度が40重量%となるように配合しサンド
ミルでよく分散した。得られた分散液中のヒドロキシル
基に対して、多官能イソシアネート(スミジュールN、
住友バイエルウレタン(株)製)のイソシアネートが同
当量となる様に配合し、さらにスプレー可能な粘度にな
るまでトルエン:酢酸ブチル=1:1のシンナーで希釈し
た。
リルポリオール溶液(3)、(4)のそれぞれに酸化チ
タン(タイペークR−820)、石原産業(株)製)を不
揮発分中顔料濃度が40重量%となるように配合しサンド
ミルでよく分散した。得られた分散液中のヒドロキシル
基に対して、多官能イソシアネート(スミジュールN、
住友バイエルウレタン(株)製)のイソシアネートが同
当量となる様に配合し、さらにスプレー可能な粘度にな
るまでトルエン:酢酸ブチル=1:1のシンナーで希釈し
た。
ついで、エアースプレーでリン酸亜鉛処理板に乾燥膜厚
40μmになるように塗装したのち、60℃で30分間強制乾
燥して各種性能試験用の試験片を作成した。試験方法
は、促進耐候性試験において1500時間ではなく、2500時
間後に各評価を行った以外は、前述の通りである。評価
結果は第4表に示した。実施例2〜3が長時間の促進耐
候性試験においても優れた耐候性を示すことがわかる。
40μmになるように塗装したのち、60℃で30分間強制乾
燥して各種性能試験用の試験片を作成した。試験方法
は、促進耐候性試験において1500時間ではなく、2500時
間後に各評価を行った以外は、前述の通りである。評価
結果は第4表に示した。実施例2〜3が長時間の促進耐
候性試験においても優れた耐候性を示すことがわかる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08F 220/60 MNJ C08G 18/62 NEN C09D 133/14 PFY 175/04 PHR (72)発明者 橋口 章二 大阪府吹田市西御旅町5番8号 日本触媒 化学工業株式会社吹田製造所内 (72)発明者 青山 孝浩 大阪府吹田市西御旅町5番8号 日本触媒 化学工業株式会社吹田製造所内 (56)参考文献 特開 昭62−109808(JP,A) 特開 昭55−157612(JP,A) 特開 昭54−71185(JP,A) 特開 昭55−160009(JP,A) 特開 昭58−17174(JP,A)
Claims (3)
- 【請求項1】立体障害を受けた窒素原子を有するピペリ
ジニル基と重合性不飽和基それぞれを分子内に少なくと
も1個有する重合性紫外線安定性単量体(a)0.1〜10.
0重量%、 シクロアルキル(メタ)アクリレート(b)5.0〜97.9
重量%、 水酸基を有する重合性不飽和単量体(c)2.0〜35.0重
量%、 重合性紫外線吸収性単量体(d)0〜10.0重量%及び その他の重合性不飽和単量体(e)0〜92.9重量% からなる重合性単量体成分(但し、(a)、(b)、
(c)、(d)及び(e)成分の合計は100重量%であ
る。)を共重合することを特徴とするアクリルポリオー
ルの製造方法。 - 【請求項2】上記重合性紫外線吸収性単量体(d)が重
合性単量体成分中0.1〜5.0重量%である請求項1に記載
のアクリルポリオールの製造方法。 - 【請求項3】重合性紫外線安定性単量体(a)として、
下記一般式(I)及び/又は一般式(II) (但し、一般式(I)及び(II)中、R1は水素原子又は
シアノ基を、R2、R3はそれぞれ独立して水素原子又は炭
素数1〜2のアルキル基を、R4は水素原子又は炭素数1
〜18のアルキル基を、Xはイミノ基又は酸素原子を示
す。) で表される化合物を用いる請求項1に記載のアクリルポ
リオールの製造方法。
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