WO2024106348A1 - ポリオレフィン系塗料組成物及びプライマー塗料 - Google Patents

ポリオレフィン系塗料組成物及びプライマー塗料 Download PDF

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北斗 山崎
健二 柏原
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Definitions

  • the present invention relates to a polyolefin-based coating composition and a primer coating.
  • Resin materials such as polyolefin and ABS (acrylonitrile butadiene styrene) are used in a wide range of applications due to their light weight and excellent performance.
  • resin substrates such as polyolefin and ABS are widely used to reduce the weight of vehicle bodies in order to save energy. These resin substrates are often painted on the surface for design and protection purposes. Before painting, a primer paint is applied to improve adhesion between the topcoat and the resin substrate.
  • polyolefins are generally non-polar and have poor adhesion to paint films, so primer paints using modified polyolefins, which have excellent adhesion, are used especially for automotive exterior parts.
  • Patent Document 1 a paint composition containing a modified polyolefin resin with a glass transition temperature of -30°C or higher and a specific acrylic resin.
  • the paint composition containing the modified polyolefin resin and the specific acrylic resin has chemical resistance to polyolefin substrates, resistance to high-pressure car washes, and the paint also has good storage stability.
  • Patent Document 2 discloses a paint resin obtained by polymerizing a mixture of a chlorinated polyolefin with a chlorine content of 50% by mass or less and a vinyl monomer.
  • a paint resin composition with excellent storage stability is proposed, which can form a coating film with various excellent properties such as solvent resistance, oil resistance, and adhesion.
  • modified resins in which acrylic polymer chains are grafted onto the polyolefin portion have excellent storage stability, but have reduced adhesion to polyolefin substrates and cannot be said to have sufficient resistance to high-pressure car washes.
  • polyolefin base materials are often used for components such as automobile exterior panels, bumpers, fenders, and radiator grilles
  • plastic materials such as polycarbonate and ABS are used for parts such as gasoline tanks, door handles, engine covers, and side mirrors.
  • the surfaces of these plastic products are also painted for the purpose of beauty and protection. Therefore, from the perspective of improving the efficiency of the painting process, there is a growing demand for a single primer paint that has adhesion to both non-polar substrates such as polyolefin substrates and polar substrates such as polycarbonate and ABS substrates.
  • Patent Document 3 proposes a resin composition for water-based paints that contains a non-chlorinated polyolefin with a melting point of 60-70°C, a non-chlorinated polyolefin with a melting point of 90-130°C, and an acrylic-styrene copolymer with a glass transition temperature of 70-90°C, and that exhibits good adhesion, water resistance, and oil resistance to both non-polar substrates such as polyolefin substrates and polar substrates such as polycarbonate substrates and ABS substrates.
  • non-polar substrates such as polyolefin substrates and polar substrates such as polycarbonate substrates and ABS substrates.
  • a resin composition containing a specific non-chlorinated polyolefin and an acrylic-styrene copolymer exhibits good adhesion to substrates, water resistance, and oil resistance, but the adhesion is insufficient when hot water at high temperature and pressure is sprayed onto the composition, and the resistance to high-pressure car washes on polyolefin substrates and the storage stability of the paint are not sufficient.
  • the present invention provides a paint composition that has excellent resistance to high-pressure car washing on polyolefin resin substrates, and exhibits good adhesion and water resistance to both non-polar substrates such as polyolefin substrates and polar substrates such as polycarbonate substrates and ABS substrates, and also has good storage stability, as well as a primer paint containing this paint composition.
  • the present inventors discovered that the above problems can be solved by a coating composition that combines a specific modified polyolefin resin with a specific (meth)acrylic resin, in which the (meth)acrylic resin contains a polymer of a radically polymerizable compound, and the radically polymerizable compound contains at least one of a (meth)acrylate having an alkoxymethyl group and a (meth)acrylate having an alkoxyethyl group, and thus arrived at the present invention.
  • a composition comprising a modified polyolefin (A) and a (meth)acrylic resin (B),
  • the modified polyolefin (A) has a glass transition temperature of ⁇ 30° C. or higher
  • the (meth)acrylic resin (B) contains a polymer of a radically polymerizable compound (b1)
  • the radically polymerizable compound (b1) contains at least one of a (meth)acrylate having an alkoxymethyl group and a (meth)acrylate having an alkoxyethyl group
  • the (meth)acrylic resin (B) has a glass transition temperature of 0° C. or higher
  • the (meth)acrylic resin (B) has a hydroxyl value of 5 to 150 mgKOH/g.
  • a coating composition comprising:
  • the present invention provides a paint composition that has excellent resistance to high-pressure car washes on polyolefin resin substrates, and also exhibits good adhesion and water resistance to both non-polar substrates such as polyolefin substrates and polar substrates such as polycarbonate substrates and ABS substrates, and also has good storage stability, as well as a primer paint containing this paint composition.
  • the coating composition according to this embodiment contains a modified polyolefin (A) and a (meth)acrylic resin (B),
  • the modified polyolefin (A) has a glass transition temperature of ⁇ 30° C. or higher
  • the (meth)acrylic resin (B) contains a polymer of a radically polymerizable compound (b1)
  • the radically polymerizable compound (b1) contains at least one of a (meth)acrylate having an alkoxymethyl group and a (meth)acrylate having an alkoxyethyl group
  • the (meth)acrylic resin (B) has a glass transition temperature of 0° C. or higher
  • the (meth)acrylic resin (B) has a hydroxyl value of 5 to 150 mgKOH/g.
  • the present inventors have conducted extensive research into forming coating films from compositions containing modified polyolefin resins and (meth)acrylic resins, and utilizing these coating films. According to the findings that the present inventors have independently obtained through research and development, it has been found that the presence of hydroxyl groups in (meth)acrylic resins promotes intermolecular crosslinking reactions, thereby enhancing adhesion to both nonpolar substrates such as polyolefin substrates, and polar substrates such as polycarbonate substrates and ABS substrates.
  • nonpolar substrates such as polyolefin substrates
  • polar substrates such as polycarbonate substrates and ABS substrates.
  • problems such as reduced water resistance, reduced compatibility with modified polyolefins, and reduced storage stability of the coating composition due to the progression of crosslinking reactions.
  • the present inventors conducted extensive experiments and found that by mixing a specific (meth)acrylic resin having a certain amount of hydroxyl groups and at least one functional group of an alkoxymethyl group and an alkoxyethyl group with a specific modified polyolefin, a coating composition can be obtained that has excellent adhesion to both nonpolar substrates and polar substrates, excellent water resistance, and excellent storage stability.
  • the modified polyolefin (A) used in the present invention is a modified product of a polyolefin resin.
  • the polyolefin resin may be a polymer of a single ⁇ -olefin, or a copolymer of two or more ⁇ -olefins.
  • ⁇ -olefins include ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, and 1-octene.
  • the polyolefin resin is a copolymer, it may be a random copolymer or a block copolymer.
  • the polyolefin resin is preferably at least one of polypropylene and propylene- ⁇ -olefin copolymer.
  • polypropylene propylene homopolymer
  • ethylene-propylene copolymer ethylene-propylene copolymer
  • propylene-1-butene copolymer propylene-1-butene copolymer
  • propylene-ethylene-butene copolymer is preferred.
  • the ratio of propylene components to ⁇ -olefin components in the propylene- ⁇ -olefin copolymer is not limited, but it is preferable that the propylene-derived structural units account for 50 mol% or more, and more preferably 70 mol% or more, of 100 mol% of structural units.
  • the propylene-derived structural units are contained within the above range, it is easy to ensure the adhesion of the coating composition to the polyolefin substrate.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the modified polyolefin (A) is preferably in the range of 20,000 to 180,000. More preferably, it is in the range of 40,000 to 150,000. Even more preferably, it is in the range of 60,000 to 120,000. If it is less than 20,000, the cohesive force may be weak and the adhesiveness may be poor. On the other hand, if it exceeds 180,000, the solubility in the solvent may decrease and the compatibility with the (meth)acrylic resin (B) may decrease, which may reduce the storage stability of the coating composition.
  • the modified polyolefin (A) is preferably crystalline. Being crystalline is useful because it has stronger cohesive strength than amorphous polyolefins, and is excellent in adhesiveness, water resistance, heat resistance, and chemical resistance.
  • crystallinity refers to a material that shows a clear melting peak during the heating process when heated from -100°C to 250°C at 10°C/min using a differential scanning calorimeter (hereinafter referred to as "DSC"; Q-2000, manufactured by TA Instruments Japan).
  • the melting point is the value measured using DSC from the top temperature of the melting peak when the material is heated and melted at a rate of 10°C/min, cooled to a resin, and then heated and melted again.
  • the melting point (Tm) of the modified polyolefin (A) is preferably 40°C or higher, more preferably 50°C or higher, and even more preferably 60°C or higher. It is also preferably 120°C or lower, more preferably 100°C or lower, and even more preferably 90°C or lower. If it is lower than 40°C, the cohesive force may decrease and the resistance to high-pressure car washing may be poor. If it exceeds 120°C, the solubility in solvents may decrease and the storage stability may be poor.
  • the glass transition temperature (hereinafter, Tg) of the modified polyolefin (A) is -30°C or higher. It is preferably -25°C or higher, and more preferably -20°C or higher. With a Tg of -30°C or higher, even when high-pressure, high-temperature hot water is sprayed in a high-pressure car wash resistance test, the adhesion between the substrate and the coating film is good, the coating film is less affected, and the high-pressure car wash resistance is good.
  • the upper limit of the glass transition temperature (Tg) of the modified polyolefin (A) in the present invention is not particularly limited, but from the viewpoint of the performance of the coating film produced from the paint composition, it is, for example, 50°C or lower.
  • the polyolefin resin may be a polyolefin resin that uses biological raw materials instead of petroleum-derived polyolefin resin.
  • Biological polyolefin resin means a polyolefin resin produced from biological resources (biomass). Biological resources are formed from renewable organic resources derived from living organisms, excluding fossil resources, and are produced using agricultural crops, plants, microorganisms, agricultural waste, discarded food, etc. as raw materials. Because renewable resources can be used, carbon dioxide emissions can be reduced compared to when petroleum-derived raw materials are used, and the environment can be protected.
  • Polyolefins made from biological raw materials preferably contain at least propylene structural units.
  • the biomass ratio of the polyolefin resin is 25% or more, preferably 27% or more, and more preferably 30% or more. There is no upper limit, as long as it is 100% or less.
  • the biomass ratio relative to the total carbon can be calculated from the content of carbon isotope with mass number 14 measured in accordance with ASTM D6866.
  • the modified polyolefin (A) is not particularly limited, but preferably contains at least one of an acid-modified polyolefin (a1) and an acid-modified chlorinated polyolefin (a2).
  • the mass proportion of the modified polyolefin (A) in the total solid content of the paint composition is preferably 5 mass% or more and 80 mass% or less. In this case, a higher adhesion of the coating film formed from the paint composition can be maintained.
  • the mass proportion of the modified polyolefin (A) in the total solid content of the paint composition is more preferably 10 mass% or more and 70 mass% or less, and even more preferably 20 mass% or more and 60 mass% or less.
  • the total solid content here refers to the total amount of all components excluding components such as solvents that volatilize in the process of forming a coating film from the paint composition (so-called volatile components).
  • the acid-modified polyolefin (a1) is not limited, but is preferably at least one of an ⁇ -olefin polymer or copolymer modified with an acid, and more preferably obtained by grafting at least one of an ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acid and an acid anhydride thereof.
  • Examples of at least one of ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acids and their acid anhydrides include maleic acid, itaconic acid, citraconic acid, and their acid anhydrides. Among these, acid anhydrides are preferred, and maleic anhydride is more preferred. More preferred examples include maleic anhydride-modified polypropylene, maleic anhydride-modified propylene-ethylene copolymer, maleic anhydride-modified propylene-butene copolymer, maleic anhydride-modified propylene-ethylene-butene copolymer, etc., and these acid-modified polyolefins can be used alone or in combination of two or more.
  • the method for producing the acid-modified polyolefin (a1) is not particularly limited, and examples thereof include a radical graft reaction (i.e., a reaction in which radical species are generated in the main chain polymer and the radical species is used as the polymerization initiation point to graft polymerize an unsaturated carboxylic acid and an acid anhydride).
  • a radical graft reaction i.e., a reaction in which radical species are generated in the main chain polymer and the radical species is used as the polymerization initiation point to graft polymerize an unsaturated carboxylic acid and an acid anhydride.
  • a radical generator When modifying the polyolefin resin with an acid to obtain the acid-modified polyolefin (a1), a radical generator may be used.
  • the radical polymerization initiator is a compound that can generate radicals by heat or light.
  • the radical generator is not particularly limited, but it is preferable to use an organic peroxide.
  • organic peroxides include peroxides such as di-tert-butyl peroxyphthalate, tert-butyl hydroperoxide, dicumyl peroxide, benzoyl peroxide, tert-butyl peroxybenzoate, tert-butyl peroxy-2-ethylhexanoate, tert-butyl peroxypivalate, methyl ethyl ketone peroxide, di-tert-butyl peroxide, and lauroyl peroxide; and azonitriles such as 2,2'-azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis(4-methoxy-2.4-dimethylvaleronitrile), 2,2-azobis(2-cyclopropylpropionitrile), and 2.2-azobis(2.4-dimethyldimethylvaleronitrile).
  • peroxides such as di-tert-butyl peroxyphthalate, tert-butyl hydroperoxide, dicum
  • the amount of acid modification of the acid-modified polyolefin (a1) is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.3% by mass or more, and even more preferably 0.5% by mass or more, based on 100% by mass of the acid-modified polyolefin. Also, it is preferably 30% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, and even more preferably 5% by mass or less. Outside the above range, the adhesion to the polyolefin substrate may decrease.
  • the acid value of the acid-modified polyolefin (a1) is preferably 4 to 40 mgKOH/g, more preferably 5 to 38 mgKOH/g, and even more preferably 6 to 36 mgKOH/g. If the acid value is less than 4 mgKOH/g, the crosslinking reaction with the crosslinking agent contained in the topcoat paint may be insufficient. On the other hand, if the acid value exceeds 40 mgKOH/g, the storage stability of the paint composition may decrease.
  • the acid-modified chlorinated polyolefin (a2) is not limited, but is preferably, for example, one obtained by chlorinating the acid-modified polyolefin (a1).
  • the method for producing the acid-modified chlorinated polyolefin (a2) is not particularly limited, and it can be obtained, for example, by dissolving the acid-modified polyolefin (a1) in a halogenated hydrocarbon such as chloroform and introducing chlorine.
  • the chlorine content of the acid-modified chlorinated polyolefin (a2) is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, and even more preferably 15% by mass or more, based on 100% by mass of the acid-modified chlorinated polyolefin.
  • the upper limit is preferably 40% by mass or less, more preferably 35% by mass or less, and even more preferably 30% by mass or less. If the preferred upper limit of 40% by mass is exceeded, the crystallinity of the acid-modified chlorinated polyolefin may decrease, resulting in a decrease in adhesive strength.
  • (meth)acrylate means “acrylate or methacrylate”
  • (meth)acrylic acid means “acrylic acid or methacrylic acid”.
  • the (meth)acrylic resin (B) contains a polymer of a radically polymerizable compound (b1).
  • the radically polymerizable compound (b1) may be a compound having appropriate radical reactivity, for example, the radically polymerizable compound (b1) is a compound having at least one ethylenically unsaturated bond in the molecule.
  • the radical polymerizable compound (b1) contains at least one of a (meth)acrylate having an alkoxymethyl group and a (meth)acrylate having an alkoxyethyl group. This allows the compatibility between the modified polyolefin (A) and the (meth)acrylic resin (B) to be maintained in a good state, while improving adhesion to polar substrates such as polycarbonate substrates and ABS substrates. In addition, adhesion to topcoat paints is also improved.
  • (meth)acrylates having an alkoxymethyl group include methoxymethyl (meth)acrylate, ethoxymethyl (meth)acrylate, propoxymethyl (meth)acrylate, and butoxymethyl (meth)acrylate.
  • Specific examples of (meth)acrylates having an alkoxyethyl group include 2-methoxyethyl (meth)acrylate, 1-methoxyethyl (meth)acrylate, 2-ethoxyethyl (meth)acrylate, 1-ethoxyethyl (meth)acrylate, 2-propoxyethyl (meth)acrylate, 1-propoxyethyl (meth)acrylate, 2-butoxyethyl (meth)acrylate, 1-butoxyethyl (meth)acrylate, 2-(2-methoxyethoxy)ethyl (meth)acrylate, 2-(2-ethoxyethoxy)ethyl (meth)acrylate, 2-(2-butoxyethoxy)ethyl (meth
  • (meth)acrylates in which the alkoxymethyl group or alkoxyethyl group has 5 or less carbon atoms, such as methoxymethyl (meth)acrylate, ethoxymethyl (meth)acrylate, propoxymethyl (meth)acrylate, 2-methoxyethyl (meth)acrylate, 1-methoxyethyl (meth)acrylate, 2-ethoxyethyl (meth)acrylate, 1-ethoxyethyl (meth)acrylate, 2-propoxyethyl (meth)acrylate, and 1-propoxyethyl (meth)acrylate.
  • the (meth)acrylic resin (B) contains a polymer of a radical polymerizable compound (b1), and the radical polymerizable compound (b1) contains at least one of a (meth)acrylate having an alkoxymethyl group and a (meth)acrylate having an alkoxyethyl group.
  • the (meth)acrylate having an alkoxymethyl group and the (meth)acrylate having an alkoxyethyl group are preferably contained in the radical polymerizable compound (b1) in a total amount of 1 to 55 mass%.
  • containing a total amount of 1 to 55 mass% refers to the content of the (meth)acrylate having an alkoxymethyl group only when the compound contains the (meth)acrylate having an alkoxyethyl group only when the compound contains the (meth)acrylate having an alkoxyethyl group, and refers to the total amount of the (meth)acrylates having an alkoxyethyl group when the compound contains both of them. More preferably, it is 3 to 50 mass%, and even more preferably, it is 5 to 40 mass%. By being 1 mass% or more, it is easy to maintain good adhesion to polar substrates such as polycarbonate substrates and ABS substrates. By keeping the content at 55% by mass or less, the compatibility between the modified polyolefin (A) and the (meth)acrylic resin (B) can be maintained in a good state, and the storage stability of the coating composition can be easily maintained.
  • the radical polymerizable compound (b1) also contains a radical polymerizable compound having a hydroxyl group. This improves adhesion to polar substrates such as polycarbonate substrates and ABS substrates. In addition, the presence of crosslinking points allows crosslinking with topcoat paints and substrates, improving adhesion to topcoat paints and substrates.
  • Radically polymerizable compounds having a hydroxyl group include, for example, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 3-hydroxypropyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, 1,4-cyclohexanedimethanol monoacrylate, polyethylene glycol mono(meth)acrylate, polypropylene glycol mono(meth)acrylate, polybutylene glycol mono(meth)acrylate, polyethylene glycol-polypropylene glycol mono(meth)acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth)acrylate, and the like, which can be used alone or in combination of two or more kinds.
  • the radical polymerizable compound having a hydroxyl group is preferably contained in the radical polymerizable compound (b1) in an amount of 0.5 to 40 mass %. More preferably, it is 3 to 30 mass %, and even more preferably, it is 7 to 20 mass %.
  • it is 0.5 mass % or more, the resistance to high-pressure car washing is good, and it is easy to maintain good adhesion to polar substrates such as polycarbonate substrates and ABS substrates.
  • it is 40 mass % or less the water resistance is good, the compatibility between the modified polyolefin (A) and the (meth)acrylic resin (B) can be maintained in a good state, and it is easy to maintain good storage stability of the coating composition.
  • the balance between the compatibility with the modified polyolefin (A) and the crosslinking reaction is improved, making it easier to obtain a coating composition that has excellent adhesion to both non-polar and polar substrates, excellent water resistance, and excellent storage stability.
  • Alkyl (meth)acrylate compounds such as methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, n-propyl (meth)acrylate, i-propyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, i-butyl (meth)acrylate, t-butyl (meth)acrylate, n-hexyl (meth)acrylate, n-octyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, dodecyl (meth)acrylate, stearyl (meth)acrylate, and behenyl (meth)acrylate; (meth)acrylate compounds having an alicyclic structure, such as cyclohexyl (meth)acrylate and isobornyl (meth)acrylate; Ethylenically unsaturated monomers having a carboxyl group
  • the radically polymerizable compound (b1) may contain a chain transfer agent. This is a radical polymerization inhibitor that reacts with the end of a growing polymer chain in radical polymerization to terminate the polymer growth and at the same time generate a new polymerization initiation radical.
  • chain transfer agents include, but are not limited to, mercaptans such as n-dodecyl mercaptan (lauryl mercaptan), 2-ethylhexyl thioglycolate, 2,4-diphenyl-4-methyl-1-pentene, 2-mercaptoethanol, 2,3-dimethylcapto-1-propanol, and glycidyl mercaptan, allyl compounds such as allyl acetate, ⁇ -methylstyrene dimer, and allyl carbinol.
  • mercaptans such as n-dodecyl mercaptan (lauryl mercaptan), 2-ethylhexyl thioglycolate, 2,4-diphenyl-4-methyl-1-pentene, 2-mercaptoethanol, 2,3-dimethylcapto-1-propanol, and glycidyl mercaptan
  • allyl compounds such as allyl
  • a radical generator When obtaining a polymer from the radical polymerizable compound (b1), a radical generator may be used.
  • the radical generator is a compound that can generate radicals by heat or light.
  • radical generators include organic peroxide radical generators such as di-tert-butyl peroxyphthalate, tert-butyl hydroperoxide, dicumyl peroxide, benzoyl peroxide, tert-butyl peroxybenzoate, tert-butyl peroxy-2-ethylhexanoate, tert-butyl peroxypivalate, methyl ethyl ketone peroxide, di-tert-butyl peroxide, and lauroyl peroxide; and azonitrile radical generators such as 2,2'-azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis(4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobis(2-cyclopropylpropionit
  • the radically polymerizable compound (b1) may contain a biomass-derived (meth)acrylic monomer component.
  • the biomass-derived (meth)acrylic monomer component is composed of a biomass-derived (meth)acrylic acid or an ester of a biomass-derived alkanol and a biomass-derived or non-biomass-derived (meth)acrylic acid.
  • biomass-derived alkanols include biomass ethanol, and alkanols derived from plant materials such as palm oil, palm kernel oil, and coconut oil. When the biomass-derived alkanol has 3 or more carbon atoms, the alkanol may be linear or branched.
  • the glass transition temperature (Tg) of the (meth)acrylic resin (B) is 0°C or higher. It is preferably 2°C or higher, and more preferably 10°C or higher. This provides water resistance and high-pressure car wash resistance to the coating film formed from the paint composition.
  • the upper limit of the glass transition temperature (Tg) of the (meth)acrylic resin (B) in the present invention is not particularly limited, but is, for example, 150°C or lower from the viewpoint of workability in the film formation process of the coating film formed from the paint composition.
  • the Tg of the (meth)acrylic resin (B) is a value theoretically calculated from the composition ratio of the radical polymerizable monomer (b1) using the following calculation formula (FOX formula).
  • 1/Tg C1/Tg1+C2/Tg2+...+Cn/Tgn: (FOX formula)
  • Cn is the mass fraction of each of n types of monomers
  • Tgn is the glass transition temperature of each of the homopolymers of n types of monomers
  • n is the type of monomer used as the radical polymerizable monomer (b1), and indicates a positive integer. That is, this is a calculation formula when the (meth)acrylic resin (B) is obtained by polymerization of n types of monomers.
  • the unit of the glass transition temperature in the above calculation formula (FOX formula) is absolute temperature "K", and the value converted from the calculated value to Celsius temperature "°C” is regarded as the glass transition temperature of the (meth)acrylic resin (B).]
  • Tg of the homopolymer of the monomer values described in the literature can be used.
  • examples of such literature include the (meth)acrylic acid ester catalog of Kyoeisha Chemical Co., Ltd.; the acrylic ester catalog of Mitsubishi Chemical Co., Ltd.; and Kyozo Kitaoka, "New Polymer Library 7, Introduction to Synthetic Resins for Paints," Polymer Publishing Association, 1997, pp. 168-169.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the (meth)acrylic resin (B) is preferably 1,000 or more, more preferably 5,000 or more, and even more preferably 10,000 or more. It is also preferably 100,000 or less, and more preferably 50,000 or less. If the weight average molecular weight is less than 1,000, the cohesive force may decrease and the resistance to high-pressure car washing may be poor. On the other hand, if it exceeds 100,000, the storage stability of the coating composition may decrease.
  • the hydroxyl value of the (meth)acrylic resin (B) is 5 to 150 mgKOH/g. It is preferably 10 to 100 mgKOH/g, and more preferably 20 to 80 mgKOH/g. If it is less than 5 mgKOH/g, the crosslinking reaction is insufficient, resulting in reduced adhesion and reduced resistance to high-pressure car washing. On the other hand, if it exceeds 150 mgKOH/g, water resistance decreases, and the storage stability of the coating composition decreases due to hydrogen bonding and crosslinking reactions.
  • the acid value of the (meth)acrylic resin (B) is preferably 0.1 to 30 mgKOH/g. More preferably, it is 1 to 25 mgKOH/g, even more preferably, it is 2 to 20 mgKOH/g, and particularly preferably, it is 3 to 15 mgKOH/g. In this case, it is possible to improve adhesion to polar substrates such as polycarbonate substrates and ABS substrates. In addition, by having crosslinking points, it is possible to crosslink with topcoat paints and substrates, and to improve adhesion with topcoat paints and substrates. It also has excellent chemical resistance such as volatile oil resistance and gasoline resistance. If the acid value exceeds 30 mgKOH/g, water resistance and storage stability of the coating composition may decrease.
  • the "acid value” refers to the number of mg of potassium hydroxide required to neutralize 1 g of solid content of the (meth)acrylic resin (B).
  • the hydroxyl value of (meth)acrylic resin (B) is a value calculated as solid content, and can be evaluated in accordance with the pyridine-acetyl chloride method of JIS K 0070-1992.
  • the acid value of (meth)acrylic resin (B) is a value calculated as solid content, and can be evaluated in accordance with the potentiometric titration method of JIS K 0070-1992.
  • the content of (meth)acrylic resin (B) is preferably 25 parts by mass or more per 100 parts by mass of modified polyolefin (A). More preferably, it is 50 parts by mass or more, and even more preferably, it is 100 parts by mass or more. In this case, the resistance to high-pressure car washing is good, the compatibility between modified polyolefin (A) and (meth)acrylic resin (B) is good, and good storage stability of the coating composition can be obtained. If it is less than 25 parts by mass, the adhesion to polar substrates such as polycarbonate substrates and ABS substrates may decrease. Also, it is preferably 900 parts by mass or less, more preferably 450 parts by mass or less, and even more preferably 300 parts by mass or less. If it exceeds 900 parts by mass, the adhesion to polyolefin substrates may decrease, and the resistance to high-pressure car washing may be poor.
  • the mass proportion of the (meth)acrylic resin (B) in the total solid content of the paint composition is preferably 5 mass% or more and 80 mass% or less. In this case, it is easier to maintain higher adhesion of the coating film formed from the paint composition.
  • the mass proportion of the (meth)acrylic resin (B) in the total solid content of the paint composition is more preferably 10 mass% or more and 70 mass% or less, and even more preferably 20 mass% or more and 60 mass% or less.
  • the total solid content here refers to the total amount of all components excluding components such as solvents that volatilize during the process of producing a coating film from the paint composition (so-called volatile components).
  • the coating composition may contain a solvent (C).
  • the solvent (C) is used for the purpose of adjusting the viscosity of the coating composition, adjusting the coating properties, adjusting the film-forming properties, etc.
  • the solvent (C) is not limited as long as it dissolves the acid-modified polyolefin (A) and the (meth)acrylic resin (B).
  • hydrocarbon solvent (C1) examples include aromatic hydrocarbon solvents such as toluene, xylene, and Solvesso (registered trademark) 100; aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane and heptane; and alicyclic hydrocarbon solvents such as cyclohexane, cyclohexene, methylcyclohexane, and ethylcyclohexane, and one or more of these can be preferably used.
  • aromatic hydrocarbon solvents such as toluene, xylene, and Solvesso (registered trademark) 100
  • aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane and heptane
  • alicyclic hydrocarbon solvents such as cyclohexane, cyclohexene, methylcyclohexane, and ethylcyclohexane, and one or more of these can be preferably used.
  • xylene or cyclohexane is
  • a combination of at least one selected from the group consisting of xylene, Solvesso (registered trademark) 100, methylcyclohexane, and cyclohexane is preferred, and an example of the combination of xylene and cyclohexane can be mentioned.
  • the amount of the hydrocarbon solvent (C1) is preferably 200 parts by mass or more, more preferably 300 parts by mass or more, and even more preferably 400 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the modified polyolefin (A). It is also preferably 3,000 parts by mass or less, more preferably 2,000 parts by mass or less, and even more preferably 1,000 parts by mass or less. By keeping it within the above range, it is easy to achieve excellent storage stability of the coating composition.
  • the solvent (C) preferably contains a hydrocarbon solvent (C1) and further contains at least one of an ester solvent (C2) and a ketone solvent (C3). In this case, a thickening suppression effect is obtained, and the coating composition is more likely to exhibit excellent storage stability.
  • ester-based solvent (C2) examples include methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, isopropyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate, and amyl acetate. Of these, ethyl acetate and butyl acetate are preferred.
  • ketone-based solvent (C3) examples include acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and methyl amyl ketone, of which methyl ethyl ketone is preferred.
  • a combination of two or more of the ester-based solvent (C2) and the ketone-based solvent (C3) is also a preferred embodiment.
  • the content (total amount) of the ester-based solvent (C2) and the ketone-based solvent (C3) is preferably 20 parts by mass or more, and more preferably 50 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the total amount of the modified polyolefin (A) and the (meth)acrylic resin (B). It is also preferably 500 parts by mass or less, more preferably 400 parts by mass or less, and even more preferably 200 parts by mass or less.
  • the coating composition of the present invention may further contain an alcohol-based solvent (C4) as the solvent (C).
  • an alcohol-based solvent (C4) as the solvent (C).
  • a combination of a hydrocarbon-based solvent (C1) and an alcohol-based solvent (C4) may be used.
  • the alcohol-based solvent (C4) has a high polarity, and therefore has a greater effect in adjusting viscosity and suppressing thickening, and can provide excellent storage stability to the coating composition.
  • the solids concentration can be increased, which can contribute to reducing the amount of solvent used.
  • the alcohol-based solvent (C4) include methanol, ethanol, normal propyl alcohol, isopropyl alcohol, normal butanol, isobutanol, and 2-butanol.
  • the content of the alcohol-based solvent (C4) is preferably 0.1 mass% or more, more preferably 0.5 mass% or more, and preferably 5 mass% or less, more preferably 3 mass% or less, based on 100 mass% of the solvent (C
  • the content of the alcohol-based solvent (C4) is preferably 1 part by mass or more, and more preferably 5 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the total amount of the modified polyolefin (A) and the (meth)acrylic resin (B). Also, it is preferably 50 parts by mass or less, and more preferably 30 parts by mass or less.
  • the coating composition of the present invention may contain a pigment, such as a color pigment, an extender pigment, or a conductive pigment.
  • Coloring pigments include, for example, titanium oxide, carbon black, yellow lead, yellow ocher, Hansa yellow, pigment yellow, chrome orange, permanent orange, permanent red, fast violet, methyl violet lake, Prussian blue, cobalt blue, phthalocyanine blue, pigment green, naphthol green, aluminum paste, etc., and these can be used alone or in combination of two or more kinds.
  • extender pigments examples include barium sulfate, talc, silica, calcium carbonate, etc., and these can be used alone or in combination of two or more.
  • the conductive pigment is not particularly limited as long as it can impart conductivity to the coating film, and any shape such as particles, flakes, or fibers (including whiskers) can be used.
  • Examples include conductive carbon, carbon nanotubes, carbon nanofibers, silver, nickel, copper, graphite, aluminum, antimony-doped tin oxide, phosphorus-doped tin oxide, acicular titanium oxide surface-coated with tin oxide/antimony, antimony oxide, zinc antimonate, and indium tin oxide, and these can be used alone or in combination of two or more kinds.
  • the content is preferably 50 to 700 parts by mass, and more preferably 75 to 350 parts by mass, per 100 parts by mass of modified polyolefin (A).
  • the coating composition of the present invention is composed of a modified polyolefin (A) and a (meth)acrylic resin (B), and can be provided by diluting it as necessary.
  • the coating composition proposed in this invention may contain alkyd resins, urethane resins, tackifiers, etc., to the extent that the effects of the invention are not impaired. All of these may be produced from raw materials derived from biomass.
  • the coating composition of the present invention is preferably substantially a solvent-based coating composition.
  • the solvent (C) it is also preferable to include a hydrocarbon-based solvent (C1) and further include at least one of an ester-based solvent (C2) and a ketone-based solvent (C3). Also, a combination of a hydrocarbon-based solvent (C1) and an alcohol-based solvent (C4) is also possible.
  • the total solvent in the coating composition is taken as 100 mass%
  • the total of the hydrocarbon-based solvent (C1), the ester-based solvent (C2), the ketone-based solvent (C3) and the alcohol-based solvent (C4) is preferably 90 mass% or more, more preferably 95 mass% or more, and even more preferably 99 mass% or more, and may be 100 mass%.
  • the viscosity of the coating composition when applied is not particularly limited, but a viscosity within the range of 10 to 300 mPa ⁇ sec, and more preferably 15 to 200 mPa ⁇ sec, provides good workability and is suitable in terms of the finished appearance.
  • the coating composition of the present invention may contain a curing agent to the extent that the effect of the present invention is not impaired.
  • a curing agent blocked isocyanate or epoxy-based curing agents are preferred. Blocked isocyanate can be made into a one-liquid coating composition by masking the isocyanate group with a blocking agent, and can be cured by heating when forming a coating film.
  • the coating composition of the present invention can be used as a primer coating for coating the surface of a polyolefin substrate, which may be a known polyolefin substrate such as polypropylene, polyethylene, or an ethylene-propylene copolymer, with a polypropylene substrate being preferred.
  • a polyolefin substrate such as polypropylene, polyethylene, or an ethylene-propylene copolymer, with a polypropylene substrate being preferred.
  • the coating composition of the present invention can be used as a primer coating for coating the surface of a polar substrate.
  • the polar substrate may be any known plastic polar substrate such as ABS or polycarbonate, with ABS substrates being preferred.
  • coated articles obtained with the coating composition of the present invention include structures, metal products, plastic products, and rubber products. More specifically, examples include automobile exterior panels and automobile parts (e.g., bodies, bumpers, spoilers, mirrors, wheels, fenders, radiator grilles, interior materials, and other parts made of various materials), etc.
  • automobile exterior panels and automobile parts e.g., bodies, bumpers, spoilers, mirrors, wheels, fenders, radiator grilles, interior materials, and other parts made of various materials, etc.
  • the coating composition of the present invention may be a colored or colorless clear coating, or may be a colored coating.
  • a topcoat layer may be formed on the coating film made of the coating composition of the present invention. Examples of the topcoat layer include acrylic resins.
  • One method involves coating the entire surface or part of the substrate with a primer coating, which is the coating composition of the present invention, and then leaving the coating film at room temperature or heating it to dry or harden it before coating the topcoat layer.
  • FT-IR8200PC FT-IR8200PC, manufactured by Shimadzu Corporation
  • Acid value [absorbance (I) x (f) x 2 x molecular weight of potassium hydroxide x 1000 (mg) / molecular weight of succinic anhydride] Molecular weight of succinic anhydride: 100.07 Molecular weight of potassium hydroxide: 56.11
  • GPC gel permeation chromatograph Alliance e2695 manufactured by Nihon Waters
  • the values of Tm and Tg measured by DSC are values measured in accordance with JIS K7121-2012. Using a DSC measuring device (manufactured by Seiko Denshi Kogyo Co., Ltd.), about 5 mg of a sample was heated and melted at 150°C for 10 minutes, cooled at a rate of 10°C/min, stably held at -50°C, and then heated to 150°C at a rate of 10°C/min. The values of Tm and Tg were obtained from the melting peak top temperature.
  • Tg refers to the midpoint glass transition temperature.
  • A-1 The acid-modified polyolefin synthesized by this manufacturing example was designated A-1.
  • an acid-modified propylene-1-butene copolymer (acid value 6 mg KOH/g, weight average molecular weight 160,000, Tm 70°C, Tg -20°C) was obtained.
  • the acid-modified polyolefin synthesized by this production example was designated A-2.
  • an acid-modified propylene-1-butene copolymer (acid value 36 mg KOH/g, weight average molecular weight 30,000, Tm 70°C, Tg -20°C) was obtained.
  • the acid-modified polyolefin synthesized by this production example was designated A-3.
  • A-2 to A-5 solutions were obtained by dissolving A-2 to A-5 in the same manner as A-1 solution.
  • a mixed liquid consisting of 10 parts by mass of 2-ethoxyethyl methacrylate (EEMA), 70 parts by mass of 2-ethylhexyl methacrylate (EHMA), 9 parts by mass of isobornyl methacrylate (IBOMA), 10 parts by mass of 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA), 1 part by mass of methacrylic acid (MAA), 3 parts by mass of ⁇ -methylstyrene dimer, 4.5 parts by mass of Perbutyl O as a polymerization initiator, and 37.5 parts by mass of butyl acetate (BA) as a solvent.
  • EEMA 2-ethoxyethyl methacrylate
  • EHMA 2-ethylhexyl methacrylate
  • IBOMA isobornyl methacrylate
  • HEMA 2-hydroxyethyl methacrylate
  • MAA methacrylic acid
  • BA butyl acetate
  • (Meth)acrylic resins B-2 to B-16 were obtained in the same manner, except that the radically polymerizable compound and solvent were changed as shown in Table 1.
  • 2-Methoxyethyl methacrylate was abbreviated as MEMA and xylene as XL.
  • the coating composition shown in Example 1 was prepared as follows. To 500 parts by mass of the A-1 solution (A-1, 100 parts by mass), 40 parts by mass of xylene and further the pigment in the mass ratio shown in Table 2 were added, and dispersed in a bead mill until the evaluation by a grind meter was 10 ⁇ m or less, to obtain a pigment dispersion. To this pigment dispersion, (meth)acrylic resin B-1 solution was added so that the B-1 amount was 100 parts by mass, and then cyclohexane, methyl ethyl ketone, and butyl acetate solvents were mixed in the ratios shown in the table, to obtain the coating composition shown in Example 1.
  • the coating compositions shown in Examples 2 to 22 were obtained by mixing the components shown in Tables 2 and 3 using the method shown in Example 1.
  • the ester-based solvent (C2), ketone-based solvent (C3), and alcohol-based solvent (C4) were added to the pigment dispersion.
  • the coating compositions shown in Comparative Examples 1 to 5 were obtained by mixing the ingredients in the amounts shown in Table 3 in the manner shown in Example 1.
  • the ester-based solvent (C2), the ketone-based solvent (C3), and the alcohol-based solvent (C4) were added to the pigment dispersion. Evaluation method
  • the viscosity (flow time) of the coating compositions prepared in the Examples and Comparative Examples was measured at 25° C. using a Ford cup (No. 4).
  • the coating compositions were allowed to stand at ⁇ 5° C. and 50° C. for 10 days, after which the appearance and viscosity of the coating compositions were evaluated.
  • Evaluation Criteria A No lumps or gelation were observed, and the increase in flow time (thickening) compared to the viscosity before the test was within 1 second.
  • B No lumps or gelation were observed, and the increase in viscosity over the flow time compared to the viscosity before the test was more than 1 second and less than 5 seconds.
  • a polypropylene (PP) substrate (10 cm x 10 cm) or an ABS substrate (10 cm x 10 cm) was degreased with isopropyl alcohol to prepare a test plate.
  • the diluted paint composition prepared above was spray-painted onto the test plate to a dry film thickness of 10 ⁇ m.
  • Retan (registered trademark) PG White product name, manufactured by Kansai Paint Co., Ltd.
  • the test plate was then heated in an oven at 80°C for 30 minutes to obtain a test plate with a multilayer coating film formed.
  • the test plate was used to carry out the various coating film performance tests shown below.
  • the coating compositions obtained in Examples 1 to 22 showed good adhesion and water resistance to polyolefin and ABS substrates, and excellent storage stability, and the coating film formed on the non-polar substrate was found to have excellent resistance to high-pressure car washing.
  • the coating composition obtained in Comparative Example 1 did not have adhesion to ABS because it did not contain a (meth)acrylic resin having an alkoxymethyl group or an alkoxyethyl group.
  • the coating composition obtained in Comparative Example 2 had slightly poor water resistance, and poor gasohol resistance and high-pressure car washing resistance because the Tg of the (meth)acrylic resin was 0°C or lower.
  • the coating composition obtained in Comparative Example 3 had poor resistance to high-pressure car washing because the (meth)acrylic resin did not have a hydroxyl group.
  • the coating composition obtained in Comparative Example 4 had poor water resistance and storage stability because the hydroxyl value of the (meth)acrylic resin was 150 mgKOH/g or more.
  • the coating composition obtained in Comparative Example 5 had poor coating performance and storage stability because the Tg of the modified polyolefin was 0°C or lower.
  • a composition comprising a modified polyolefin (A) and a (meth)acrylic resin (B),
  • the modified polyolefin (A) has a glass transition temperature of ⁇ 30° C. or higher
  • the (meth)acrylic resin (B) contains a polymer of a radically polymerizable compound (b1)
  • the radically polymerizable compound (b1) contains at least one of a (meth)acrylate having an alkoxymethyl group and a (meth)acrylate having an alkoxyethyl group
  • the (meth)acrylic resin (B) has a glass transition temperature of 0° C.
  • the (meth)acrylic resin (B) has a hydroxyl value of 5 to 150 mgKOH/g.
  • a coating composition comprising: Item 2. The coating composition according to item 1, wherein the modified polyolefin (A) comprises at least one of an acid-modified polyolefin (a1) and an acid-modified chlorinated polyolefin (a2). Item 3. The coating composition according to item 1 or 2, wherein the modified polyolefin (A) has an acid value of 4 to 40 mg KOH/g. Item 4. The coating composition according to any one of Items 1 to 3, wherein the modified polyolefin (A) has a weight average molecular weight of 20,000 to 180,000. Item 5.
  • Item 6 The coating composition according to any one of items 1 to 5, wherein the (meth)acrylic resin (B) has an acid value of 0.1 to 30 mg KOH/g.
  • Item 7 The coating composition according to any one of items 1 to 6, wherein the content of the (meth)acrylic resin (B) is 25 to 900 parts by mass per 100 parts by mass of the modified polyolefin (A).
  • Item 9 The coating composition according to any one of Items 1 to 8, further comprising a solvent (C), the solvent (C) comprising a hydrocarbon solvent (C1) and at least one of an ester solvent (C2) and a ketone solvent (C3).
  • Item 10 The coating composition according to item 8 or 9, wherein the solvent (C) further contains an alcohol-based solvent (C4).
  • a primer coating for polyolefin substrates comprising the coating composition according to any one of items 1 to 10.
  • Item 12. A primer coating for ABS substrates, comprising the coating composition according to any one of items 1 to 10.

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Abstract

本発明は、ポリオレフィン樹脂基材への耐高圧洗車性に優れ、かつポリオレフィン基材のような非極性基材、及びポリカーボネート基材、ABS基材のような極性基材の両者に対して良好な密着性と耐水性を示し、貯蔵安定性も良好な塗料組成物を提供する。 本発明は、具体的には、 変性ポリオレフィン(A)と、(メタ)アクリル樹脂(B)とを含み、 前記変性ポリオレフィン(A)のガラス転移温度は、-30℃以上であり、 前記(メタ)アクリル樹脂(B)はラジカル重合性化合物(b1)の重合体を含み、前記ラジカル重合性化合物(b1)は、アルコキシメチル基を有する(メタ)アクリレート、及びアルコキシエチル基を有する(メタ)アクリレートの少なくとも一方を含み、 前記(メタ)アクリル樹脂(B)のガラス転移温度は、0℃以上であり、 前記(メタ)アクリル樹脂(B)の水酸基価は、5~150mgKOH/gである、 ことを特徴とする塗料組成物を提供する。

Description

ポリオレフィン系塗料組成物及びプライマー塗料
 本発明は、ポリオレフィン系塗料組成物、及びプライマー塗料に関する。
 ポリオレフィン、ABS(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン)などの樹脂材料は、軽量かつ優れた性能を有するため、幅広い用途で使用されている。特に自動車用途では、省エネ化に向けた車体軽量化において、ポリオレフィン、ABSなどの樹脂基材が普及している。これらの樹脂基材には、意匠性や保護を目的として表面に塗装が施される事が多い。その塗装にあたり、上塗り塗膜と樹脂基材との密着性を向上させるために、プライマー塗料があらかじめ塗装される。しかし、一般的にポリオレフィンは、非極性であり塗膜との密着性が低いことから、密着性に優れる変性ポリオレフィンを用いたプライマー塗料が特に自動車外装部品で用いられている。
 近年、高温かつ高圧の温水の噴射により、自動車の洗車や除雪をすることが増えてきており、従来よりも高圧かつ高温の温水が噴射された場合の塗膜の剥離がないような要求が高まっており、ポリオレフィン基材への耐高圧洗車性に優れた塗料が求められている。
 これに対して、本出願人は、特許文献1においてガラス転移温度が-30℃以上の変性ポリオレフィン樹脂と特定のアクリル樹脂を含む塗料組成物を提案した。上記変性ポリオレフィン樹脂と特定のアクリル樹脂を含む塗料組成物は、ポリオレフィン基材への耐薬品性、耐高圧洗車性を有し、塗料の貯蔵安定性も良好である。
 また、特許文献2には、塩素含有率50質量%以下の塩素化ポリオレフィン及びビニル系単量体混合物を重合することにより得られる塗料用樹脂が開示されている。詳細には、耐溶剤性、耐油性、付着性等の種々の優れた性能を有する塗膜を形成できる、貯蔵安定性に優れた塗料用樹脂組成物が提案されている。しかしながら、ポリオレフィン部分にアクリル系重合鎖をグラフトした変性樹脂は、貯蔵安定性には優れるものの、ポリオレフィン基材への密着性が低下し、十分な耐高圧洗車性を有するとはいえない。
 一方、最近では、自動車外装部品のうち、自動車外板、バンパー、フェンダー、ラジエータグリルなどの部材としては、ポリオレフィン基材が多く使用されているが、ガソリンタンク、ドア取っ手、エンジンカバー、サイドミラーなどの部品にはポリカーボネート、ABSなどのプラスチック素材が使用されている。これらのプラスチック製品にも美粧性及び保護を目的として表面に塗装が施される。そのため、塗装工程の効率化の観点から、一つのプライマー塗料で、ポリオレフィン基材のような非極性基材、及びポリカーボネート基材、ABS基材のような極性基材のどちらにも密着性を有する塗料が求められようになってきている。
 これに対して、特許文献3には融点が60~70℃である非塩素化ポリオレフィンと、融点が90~130℃である非塩素化ポリオレフィンと、ガラス転移温度が70~90℃であるアクリル-スチレン共重合体とを含有し、ポリオレフィン基材のような非極性基材、ポリカーボネート基材、ABS基材のような極性基材の両者に対して良好な密着性、耐水性、耐油性を示す水性塗料用樹脂組成物が提案されている。
国際公開第2022/054727号 特開第2002-201236号公報 特開第2011-195718号公報
 特許文献3のように、特定の非塩素化ポリオレフィンと、アクリル-スチレン共重合体とを含有する樹脂組成物は、基材への良好な密着性、耐水性、耐油性を示すものの、高温かつ高圧の温水を噴射した際の密着性は十分ではなく、ポリオレフィン基材への耐高圧洗車性、塗料の貯蔵安定性は十分なものではない。
 本発明は、かかる背景事情に鑑み、ポリオレフィン樹脂基材への耐高圧洗車性に優れ、かつポリオレフィン基材のような非極性基材、及びポリカーボネート基材、ABS基材のような極性基材の両者に対して良好な密着性と耐水性を示し、貯蔵安定性も良好な塗料組成物、及びこの塗料組成物を含有するプライマー塗料を提供するものである。
課題解決するための手段
 本発明者らは、特定の変性ポリオレフィン樹脂と、特定の(メタ)アクリル樹脂を配合し、前記(メタ)アクリル樹脂がラジカル重合性化合物の重合体を含み、前記ラジカル重合性化合物が、アルコキシメチル基を有する(メタ)アクリレート、及びアルコキシエチル基を有する(メタ)アクリレートの少なくとも一方を含む塗料組成物が、上記課題を解決できることを見出し、本発明に至った。
 本発明は、例えば、以下の項に記載の主題を包含する。
[1] 変性ポリオレフィン(A)と、(メタ)アクリル樹脂(B)とを含み、
 前記変性ポリオレフィン(A)のガラス転移温度は、-30℃以上であり、
 前記(メタ)アクリル樹脂(B)はラジカル重合性化合物(b1)の重合体を含み、前記ラジカル重合性化合物(b1)は、アルコキシメチル基を有する(メタ)アクリレート、及びアルコキシエチル基を有する(メタ)アクリレートの少なくとも一方を含み、
 前記(メタ)アクリル樹脂(B)のガラス転移温度は、0℃以上であり、
 前記(メタ)アクリル樹脂(B)の水酸基価は、5~150mgKOH/gである、
ことを特徴とする塗料組成物。
 本発明によれば、ポリオレフィン樹脂基材への耐高圧洗車性に優れ、かつポリオレフィン基材のような非極性基材、及びポリカーボネート基材、ABS基材のような極性基材の両者に対して良好な密着性と耐水性を示し、貯蔵安定性も良好な塗料組成物、及びこの塗料組成物を含有するプライマー塗料を提供することができる。
 本実施形態に係る塗料組成物は、変性ポリオレフィン(A)と、(メタ)アクリル樹脂(B)とを含み、
 前記変性ポリオレフィン(A)のガラス転移温度は、-30℃以上であり、
 前記(メタ)アクリル樹脂(B)はラジカル重合性化合物(b1)の重合体を含み、前記ラジカル重合性化合物(b1)は、アルコキシメチル基を有する(メタ)アクリレート、及びアルコキシエチル基を有する(メタ)アクリレートの少なくとも一方を含み、
 前記(メタ)アクリル樹脂(B)のガラス転移温度は、0℃以上であり、
 前記(メタ)アクリル樹脂(B)の水酸基価は、5~150mgKOH/gである。
 本発明者らは、変性ポリオレフィン樹脂と、(メタ)アクリル樹脂とを配合した組成物から塗膜を形成し、この塗膜を利用する研究を重ねてきた。本発明者らが研究開発を通じて独自に得た知見によると、(メタ)アクリル樹脂が水酸基を有することにより、分子間の架橋反応が進行し、ポリオレフィン基材のような非極性基材、及びポリカーボネート基材、ABS基材のような極性基材の両者への密着性を高めることがわかった。しかしながら、(メタ)アクリル樹脂が多くの水酸基を有する場合には、耐水性の低下や、変性ポリオレフィンとの相溶性の低下、架橋反応が進行することにより塗料組成物の貯蔵安定性が低下するといった問題があった。そこで、本発明者らは、実験を重ね、一定量の水酸基と、アルコキシメチル基及びアルコキシエチル基の少なくとも一方の官能基を有する特定の(メタ)アクリル樹脂と、特定の変性ポリオレフィンとを混合することにより、非極性基材と極性基材の両者への密着性と耐水性に優れ、かつ貯蔵安定性に優れた塗料組成物が得られることを見出した。
 以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
<変性ポリオレフィン(A)>
 本発明で用いる変性ポリオレフィン(A)は、ポリオレフィン樹脂の変性物である。
 ポリオレフィン樹脂は、1種単独のα-オレフィンの重合体であってもよく、2種以上のα-オレフィンの共重合体であってもよい。α-オレフィンとしては、例えば、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテン等が挙げられる。ポリオレフィン樹脂が共重合体である場合、ポリオレフィン樹脂はランダム共重合体であってもよく、ブロック共重合体であってもよい。
 ポリオレフィン樹脂は、非極性基材への十分な密着性を発現させるという観点から、ポリプロピレン及びプロピレン-α-オレフィン共重合体の少なくとも一種であることが好まし。これらの中でも、ポリプロピレン(プロピレン単独重合体)、エチレン-プロピレン共重合体、プロピレン-1-ブテン共重合体、及びプロピレン-エチレン-ブテン共重合体の少なくとも一種が好ましい。
 プロピレン-α-オレフィン共重合体のプロピレン成分とα-オレフィン成分との比率は限定されないが、構成単位100モル%中、プロピレン由来の構成単位を50モル%以上含むことが好ましく、70モル%以上含むことがより好ましい。プロピレン由来の構成単位を上記範囲で含む場合には、塗料組成物のポリオレフィン基材に対する密着性が確保し易い。
 変性ポリオレフィン(A)の重量平均分子量(Mw)は、20,000~180,000の範囲であることが好ましい。40,000~150,000の範囲であることがより好ましい。さらに好ましくは60,000~120,000の範囲である。20,000未満の場合、凝集力が弱くなり、接着性が劣る場合がある。一方、180,000超過の場合、溶剤への溶解性が低下や、(メタ)アクリル樹脂(B)との相溶性が低下し、塗料組成物の貯蔵安定性が低下する可能性がある。
 変性ポリオレフィン(A)は、結晶性であることが好ましい。結晶性であることで、非晶性と比べて凝集力が強く、接着性、耐水性、耐熱性、耐薬品性に優れるため有用である。
 本発明でいう結晶性とは、示差走査型熱量計(以下「DSC」ともいう。ティー・エー・インスツルメント・ジャパン製、Q-2000)を用いて、-100℃~250℃まで10℃/min.で昇温し、該昇温過程に明確な融解ピークを示すものを指す。融点は、DSCを用いて、10℃/min.の速度で昇温融解、冷却樹脂化して、再度昇温融解した際の融解ピークのトップ温度から測定した値である。
 変性ポリオレフィン(A)の融点(Tm)は、40℃以上であることが好ましく、より好ましくは50℃以上、さらに好ましくは60℃以上である。また、120℃以下であることが好ましく、より好ましくは100℃以下、さらに好ましくは90℃以下である。40℃未満である場合は、凝集力が低下し、耐高圧洗車性が劣る場合がある。120℃超過の場合、溶剤への溶解性が低下し、貯蔵安定性が劣る場合がある。
 変性ポリオレフィン(A)のガラス転移温度(以下、Tg)は、-30℃以上である。好ましくは-25℃以上であり、より好ましくは-20℃以上である。Tgが-30℃以上であることにより耐高圧洗車性試験で高圧かつ高温の温水が噴射された場合においても、基材と塗膜との密着性が良好であり、塗膜が影響を受けにくく、耐高圧洗車性が良好となる。本発明における変性ポリオレフィン(A)のガラス転移温度(Tg)の上限は、特に制限されないが、塗料組成物から作製された塗膜性能の観点から、例えば、50℃以下である。
 ポリオレフィン樹脂は、石油由来のポリオレフィン樹脂に代えて生物由来の原料を用いたポリオレフィン樹脂であってもよい。生物由来ポリオレフィン樹脂とは、生物資源(バイオマス) から製造されるポリオレフィン樹脂を意味する。生物資源とは、化石資源を除いた再生可能な生物由来の有機性資源から形成されるものであり、農作物や植物、微生物、農業廃棄物、廃棄食品等を原料として製造される。再生可能資源を用いることができるので、石油由来原料を用いる場合と比較して、二酸化炭素の排出量を削減することができ、環境を保護することができる。
 生物由来の原料を用いたポリオレフィンは、プロピレン構造単位を少なくとも含むことが好ましい。またポリオレフィン樹脂のバイオマス度は、25%以上、好ましくは27%以上、より好ましくは30%以上である。上限は、100%以下であればよく、特に限定されない。全炭素に占めるバイオマス度は、ASTM D6866に準拠して測定される質量数14の炭素同位体含有量から算定することができる。
 変性ポリオレフィン(A)は、特に限定されないが、酸変性ポリオレフィン(a1)及び酸変性塩素化ポリオレフィン(a2)の少なくとも一方を含むことが好ましい。
 塗料組成物の固形分全量における変性ポリオレフィン(A)の質量割合は、5質量%以上80質量%以下であることが好ましい。この場合、塗料組成物から形成される塗膜のより高い密着性を維持することができる。塗料組成物の固形分全量における変性ポリオレフィン(A)の質量割合は、10質量%以上70質量%以下であればより好ましく、20質量%以上60質量%以下であればさらに好ましい。なお、ここでいう固形分全量とは塗料組成物から塗膜を形成する過程で揮発する溶剤などの成分(いわゆる揮発成分)を除いた、全成分の合計量のことである。
<酸変性ポリオレフィン(a1)>
 本発明において酸変性ポリオレフィン(a1)は限定的ではないが、α-オレフィンの重合体又は共重合体の少なくとも1種を酸変性したものが好ましく、α,β-不飽和カルボン酸及びその酸無水物の少なくとも1種をグラフトすることにより得られるものがより好ましい。
 α,β-不飽和カルボン酸及びその酸無水物の少なくとも1種としては、例えば、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸及びこれらの酸無水物が挙げられる。これらの中でも酸無水物が好ましく、無水マレイン酸がより好ましい。さらに好ましいものとして、具体的には、無水マレイン酸変性ポリプロピレン、無水マレイン酸変性プロピレン-エチレン共重合体、無水マレイン酸変性プロピレン-ブテン共重合体、無水マレイン酸変性プロピレン-エチレン-ブテン共重合体等が挙げられ、これら酸変性ポリオレフィンを1種類又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。
 酸変性ポリオレフィン(a1)の製造方法としては、特に限定されず、例えばラジカルグラフト反応(すなわち主鎖となるポリマーに対してラジカル種を生成し、そのラジカル種を重合開始点として不飽和カルボン酸及び酸無水物をグラフト重合させる反応)、などが挙げられる。
 ポリオレフィン樹脂を酸で変性し、酸変性ポリオレフィン(a1)を得るに際して、ラジカル発生剤を使用してもよい。ラジカル重合開始剤は、熱又は光によりラジカルを生じ得る化合物である。ラジカル発生剤としては、特に限定されないが、有機過酸化物を使用することが好ましい。有機過酸化物としては、ジ-tert-ブチルパーオキシフタレート、tert-ブチルヒドロパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、tert-ブチルパーオキシベンゾエート、tert-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、tert-ブチルパーオキシピバレート、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジ-tert-ブチルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド等の過酸化物;2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2.4-ジメチルバレロニトリル)、2,2-アゾビス(2-シクロプロピルプロピオニトリル)、2.2-アゾビス(2.4-ジメチルジメチルバレロニトリル)、等のアゾニトリル類等が挙げられる。
 酸変性ポリオレフィン(a1)の酸変性量は、酸変性ポリオレフィン100質量%に対して、0.1質量%以上が好ましく、0.3質量%以上がより好ましく、0.5質量%以上がさらに好ましい。また、30質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましく、5質量%以下がさらに好ましい。上記範囲外では、ポリオレフィン基材との接着性が低下する可能性がある。
 酸変性ポリオレフィン(a1)の酸価は、4~40mgKOH/gであることが好ましく、より好ましくは5~38mgKOH/gであり、さらに好ましくは6~36mgKOH/gである。酸価が4mgKOH/g未満であると、上塗り塗料に含まれる架橋剤との架橋反応が不十分になる可能性がある。一方、40mgKOH/gを超えると、塗料組成物の貯蔵安定性が低下する可能性がある。
<酸変性塩素化ポリオレフィン(a2)>
 本発明において酸変性塩素化ポリオレフィン(a2)は限定的ではないが、例えば前記酸変性ポリオレフィン(a1)を塩素化することにより得られるものが好ましい。
 酸変性塩素化ポリオレフィン(a2)の製造方法としては、特に限定されず、例えば酸変性ポリオレフィン(a1)をクロロホルム等のハロゲン化炭化水素に溶解させ、塩素を導入することにより得ることができる。
 酸変性塩素化ポリオレフィン(a2)の塩素含有率は、塗料組成物の貯蔵安定性及び接着性の観点から、酸変性塩素化ポリオレフィン100質量%に対して、5質量%以上であることが好ましく、より好ましくは10質量%以上であり、さらに好ましくは15質量%以上である。特に酸変性塩素化ホモポリプロピレンの場合は、前記範囲内であると、ポリオレフィン基材に対して良好な接着強度を示す。上限は40質量%以下であることが好ましく、より好ましくは35質量%以下であり、さらに好ましくは30質量%以下である。好ましい上限値である40質量%を超えると、酸変性塩素化ポリオレフィンの結晶性が低下し、接着強度が低下する場合がある。
<(メタ)アクリル樹脂(B)>
 本発明において、「(メタ)アクリレート」は「アクリレート又はメタクリレート」を意味し、「(メタ)アクリル酸」は「アクリル酸又はメタクリル酸」を意味する。
 (メタ)アクリル樹脂(B)は、ラジカル重合性化合物(b1)の重合体を含む。ラジカル重合性化合物(b1)は、適宜のラジカル反応性を有する化合物であってよく、例えばラジカル重合性化合物(b1)は、分子内に少なくとも1つのエチレン性不飽和結合を有する化合物である。
 ラジカル重合性化合物は(b1)は、アルコキシメチル基を有する(メタ)アクリレート、及びアルコキシエチル基を有する(メタ)アクリレートの少なくとも一方を含む。これにより、変性ポリオレフィン(A)と(メタ)アクリル樹脂(B)との相溶性を良好な状態に保ちながら、ポリカーボネート基材、ABS基材のような極性基材との密着性を向上させることができる。また、上塗り塗料との密着性も向上する。
 アルコキシメチル基を有する(メタ)アクリレートの具体例としては、メトキシメチル(メタ)アクリレート、エトキシメチル(メタ)アクリレート、プロポキシメチル(メタ)アクリレート、ブトキシメチル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。アルコキシエチル基を有する(メタ)アクリレートの具体例としては、2-メトキシエチル(メタ)アクリレート、1-メトキシエチル(メタ)アクリレート、2-エトキシエチル(メタ)アクリレート、1-エトキシエチル(メタ)アクリレート、2-プロポキシエチル(メタ)アクリレート、1-プロポキシエチル(メタ)アクリレート、2-ブトキシエチル(メタ)アクリレート、1-ブトキシエチル(メタ)アクリレート、2-(2-メトキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、2-(2-エトキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、2-(2-ブトキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、[2-(2-メトキシエトキシ)エトキシ]エチル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。これらの中で、塗料組成物の良好な密着性を得るためには、メトキシメチル(メタ)アクリレート、エトキシメチル(メタ)アクリレート、プロポキシメチル(メタ)アクリレート、2-メトキシエチル(メタ)アクリレート、1-メトキシエチル(メタ)アクリレート、2-エトキシエチル(メタ)アクリレート、1-エトキシエチル(メタ)アクリレート、2-プロポキシエチル(メタ)アクリレート、1-プロポキシエチル(メタ)アクリレート等の、アルコキシメチル基又はアルコキシエチル基の炭素数が5以下の(メタ)アクリレート類を使用することが好ましい。
 (メタ)アクリル樹脂(B)はラジカル重合性化合物(b1)の重合体を含み、前記ラジカル重合性化合物(b1)は、アルコキシメチル基を有する(メタ)アクリレート、及びアルコキシエチル基を有する(メタ)アクリレートの少なくとも一方を含む。ここで、アルコキシメチル基を有する(メタ)アクリレート及びアルコキシエチル基を有する(メタ)アクリレートは、ラジカル重合性化合物(b1)中、合計量で1~55質量%含有することが好ましい。なお、「合計量で1~55質量%含有する」とは、アルコキシメチル基を有する(メタ)アクリレートだけを含有する場合にはその含有量を示し、アルコキシエチル基を有する(メタ)アクリレートだけを含有する場合にはその含有量を示し、両方を含有する場合にはそれらの合計量を示す。さらに好ましくは、3~50質量%であり、さらに好ましくは、5~40質量%である。1質量%以上であることで、ポリカーボネート基材、ABS基材のような極性基材への密着性を良好に保ち易い。55質量%以下であることで、変性ポリオレフィン(A)と(メタ)アクリル樹脂(B)との相溶性を良好な状態に保つことができ、塗料組成物の貯蔵安定性を良好に保ち易い。
 また、ラジカル重合性化合物(b1)は、水酸基を有するラジカル重合性化合物を含む。これにより、ポリカーボネート基材、ABS基材のような極性基材極との密着性を向上させることができる。また、架橋点を有することにより、上塗り塗料や基材と架橋し、上塗り塗料や基材との密着性も向上する。
 水酸基を有するラジカル重合性化合物は、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、1、4―シクロヘキサンジメタノールモノアクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート及びポリエチレングリコールーポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレートなどが挙げられ、これらはそれぞれ単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。
 水酸基を有するラジカル重合性化合物は、ラジカル重合性化合物(b1)中に0.5~40質量%含有することが好ましい。さらに好ましくは、3~30質量%であり、さらに好ましくは、7~20質量%である。0.5質量%以上であることで、耐高圧洗車性が良好であり、ポリカーボネート基材、ABS基材のような極性基材への密着性を良好に保ち易い。また、40質量%以下であることで、耐水性が良好であり、変性ポリオレフィン(A)と(メタ)アクリル樹脂(B)との相溶性を良好な状態に保つことができ、塗料組成物の貯蔵安定性を良好に保ち易い。
 ラジカル重合性化合物(b1)として、アルコキシメチル基を有する(メタ)アクリレート、及びアルコキシエチル基を有する(メタ)アクリレートの少なくとも一方と、水酸基を有するラジカル重合性化合物とを含むことにより、変性ポリオレフィン(A)との相溶性と架橋反応とのバランスが向上し、非極性基材と極性基材の両者への密着性、耐水性に優れ、かつ貯蔵安定性に優れた塗料組成物が得られ易い。
 上記以外のラジカル重合性化合物(b1)として、
メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、i-プロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、i-ブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、n-ヘキシル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ベヘニル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート化合物;
シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等の脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物;
(メタ)アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、けい皮酸等のカルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量体;
無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸等の酸無水物基を有するエチレン性不飽和単量体;
ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチルアクリレート、フェノキシエチルメタクリレート等の芳香環を有する(メタ)アクリレート化合物;
ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、t-ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、メチルエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノスチレン、ジエチルアミノスチレン等ペンタメチルピペリジニル(メタ)アクリレート、テトラメチルピペリジニル(メタ)アクリレート等のアミノ基を有するエチレン性不飽和単量体;
グリシジル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート等のエポキシ基含有エチレン性不飽和単量体;
γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリブトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ-アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ-アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ-メタクリロキシメチルトリメトキシシラン、γ-アクリロキシメチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリブトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン等のアルコキシシリル基含有エチレン性不飽和単量体;
ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール・ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート等のポリエチレンオキシ基含有エチレン性不飽和単量体;
(メタ)アクリルアミド、N-メトキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-エトキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-プロポキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-ペントキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N,N-ジ(メトキシメチル)アクリルアミド、N-エトキシメチル-N-メトキシメチルメタアクリルアミド、N,N-ジ(エトキシメチル)アクリルアミド、N-エトキシメチル-N-プロポキシメチルメタアクリルアミド、N,N-ジ(プロポキシメチル)アクリルアミド、N-ブトキシメチル-N-(プロポキシメチル)メタアクリルアミド、N,N-ジ(ブトキシメチル)アクリルアミド、N-ブトキシメチル-N-(メトキシメチル)メタアクリルアミド、N,N-ジ(ペントキシメチル)アクリルアミド、N-メトキシメチル-N-(ペントキシメチル)メタアクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、N,N-ジエチルアミノプロピルアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、ジアセトン(メタ)アクリルアミド等のアミド基含有エチレン性不飽和単量体;
スチレン、α-メチルスチレン、o-メチルスチレン、p-メチルスチレン、m-メチルスチレン、ビニルナフタレン、インデン等の芳香族ビニル化合物;
(メタ)アクリロニトリル、アクリロイルモルホリン等;
が挙げられる。これらは単独で使用しても良いし、2種以上を併用しても良い。なお、ラジカル重合性化合物(b1)は、上記で示した化合物に限定されない。
 ラジカル重合性化合物(b1)は、連鎖移動剤を含んでもよい。これは、ラジカル重合において生長ポリマー鎖の末端に反応してポリマーの生長を停止させると同時に新たな重合開始ラジカルを発生させることのできるラジカル重合制御剤である。連鎖移動剤としては、特に限定されることはないが、n-ドデシルメルカプタン(ラウリルメルカプタン)、チオグリコール酸2-エチルヘキシル、2,4-ジフェニル-4-メチル-1-ペンテン、2-メルカプトエタノール、2,3-ジメチルカプト-1-プロパノール、グリシジルメルカプタン等のメルカプタン類、酢酸アリル、α-メチルスチレンダイマー及びアリルカルビノールなどのアリル化合物等が挙げられる。
 ラジカル重合性化合物(b1)から重合体を得るに際して、ラジカル発生剤を使用してもよい。ラジカル発生剤は、熱又は光によりラジカルを生じうる化合物である。ラジカル発生剤の例は、ジ-tert-ブチルパーオキシフタレート、tert-ブチルヒドロパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、tert-ブチルパーオキシベンゾエート、tert-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、tert-ブチルパーオキシピバレート、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジ-tert-ブチルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド等の有機過酸化物ラジカル発生剤;2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス(2-シクロプロピルプロピオニトリル)、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルジメチルバレロニトリル)、等のアゾニトリル類ラジカル発生剤等が挙げられる。
 ラジカル重合性化合物(b1)は、バイオマス由来の(メタ)アクリルモノマー成分を含んでもよい。バイオマス由来の(メタ)アクリルモノマー成分は、バイオマス由来の(メタ)アクリル酸や、バイオマス由来のアルカノールと、バイオマス由来又は非バイオマス由来の(メタ)アクリル酸とのエステルにより構成されたものである。バイオマス由来のアルカノールの例には、バイオマスエタノール、パーム油やパーム核油、ヤシ油等の植物原料に由来するアルカノール等が含まれる。バイオマス由来のアルカノールの炭素原子数が3以上である場合、該アルカノールは、直鎖状でもよく、分岐を有していてもよい。
 (メタ)アクリル樹脂(B)のガラス転移温度(Tg)は、0℃以上である。好ましくは2℃以上であり、より好ましくは10℃以上である。これにより、塗料用組成物から形成される塗膜の耐水性、耐高圧洗車性を付与する。なお、本発明における(メタ)アクリル樹脂(B)のガラス転移温度(Tg)の上限は、特に制限されないが、塗料組成物から形成された塗膜の成膜過程の作業性の観点から、例えば、150℃以下である。
 (メタ)アクリル樹脂(B)のTgは、ラジカル重合性単量体(b1)の組成割合から理論的に計算される値であり、下記の算出式(FOX式)を用いて算出した値である。
 1/Tg=C1/Tg1+C2/Tg2+・・・+Cn/Tgn :(FOX式)
 [上記算出式(FOX式)において、Cnは、n種類の単量体の各質量分率、Tgnは、n種類の単量体のホモポリマーの各ガラス転移温度、nは、ラジカル重合性単量体(b1)として用いる単量体の種類であり、正の整数を示す。すなわち、n種類の単量体の重合によって(メタ)アクリル樹脂(B)を得た場合の計算式である。上記算出式(FOX式)におけるガラス転移温度の単位は絶対温度「K」であり、その計算値をセルシウス温度「℃」に変換した値を(メタ)アクリル樹脂(B)のガラス転移温度とする。]
 単量体のホモポリマーのTgは、文献に記載されている値を用いることができる。そのような文献として、例えば、共栄社化学社の(メタ)アクリル酸エステルカタログ;三菱ケミカル社のアクリルエステルカタログ;並びに北岡協三著、「新高分子文庫7、塗料用合成樹脂入門」、高分子刊行会、1997年発行、第168~169頁を参照できる。
 (メタ)アクリル樹脂(B)の重量平均分子量(Mw)は、1,000以上であることが好ましく、より好ましくは5,000以上であり、さらに好ましくは10,000以上である。また、100,000以下であることが好ましく、50,000以下であることがより好ましい。重量平均分子量が1,000未満の場合、凝集力が低下し、耐高圧洗車性が劣る場合がある。一方、100,000を超えると塗料組成物の貯蔵安定性が低下する場合がある。
 (メタ)アクリル樹脂(B)の水酸基価は5~150mgKOH/gである。好ましくは、10~100mgKOH/gであり、より好ましくは20~80mgKOH/gである。5mgKOH/g未満であると架橋反応が不十分であり、密着性が低下し、耐高圧洗車性が低下する。一方で150mgKOH/gを超えると耐水性の低下、水素結合や架橋反応により塗料組成物の貯蔵安定性が低下する。
 (メタ)アクリル樹脂(B)の酸価は、0.1~30mgKOH/gであることが好ましい。より好ましくは、1~25mgKOH/gであり、さらに好ましくは、2~20mgKOH/gであり、特に好ましくは、3~15mgKOH/gである。この場合、ポリカーボネート基材、ABS基材のような極性基材との密着性を向上させ得る。また、架橋点を有することにより、上塗り塗料や基材と架橋し、上塗り塗料や基材との密着性も向上させ得る。また、耐揮発油性、耐ガソリン性等の耐薬品性にも優れる。酸価が30mgKOH/gを超えた場合、耐水性や塗料組成物の貯蔵安定性が低下する場合がある。なお、「酸価」とは、(メタ)アクリル樹脂(B)の固形分1gを中和するのに必要な水酸化カリウムのmg数をいう。
 (メタ)アクリル樹脂(B)の水酸基価は固形分換算での値を示し、JIS K 0070-1992のピリジン-塩化アセチル化法に準じて評価することができる。また、(メタ)アクリル樹脂(B)の酸価は固形分換算での値を示し、JIS K 0070-1992の電位差滴定法に準じて評価することができる。
 (メタ)アクリル樹脂(B)の含有量は、変性ポリオレフィン(A)100質量部に対し、25質量部以上であることが好ましい。より好ましくは50質量部以上であり、さらに好ましくは100質量部以上である。この場合、耐高圧洗車性が良好であり、変性ポリオレフィン(A)と(メタ)アクリル樹脂(B)との相溶性が良好であり、塗料組成物の良好な貯蔵安定性が得られ得る。25質量部未満であれば、ポリカーボネート基材やABS基材のような極性基材への密着性が低下する場合がある。また、900質量部以下であることが好ましく、450質量部以下であることがより好ましく、さらに好ましくは300質量部以下である。900質量部を超える場合、ポリオレフィン基材への密着性が低下し、耐高圧洗車性が劣る場合がある。
 塗料組成物の固形分全量における(メタ)アクリル樹脂(B)の質量割合は、5質量%以上80質量%以下であることが好ましい。この場合、塗料組成物から形成される塗膜のより高い密着性を維持し易い。塗料組成物の固形分全量における(メタ)アクリル樹脂(B)の質量割合は、10質量%以上70質量%以下であればより好ましく、20質量%以上60質量%以下であればさらに好ましい。なお、ここでいう固形分全量とは、塗料組成物から塗膜を作製する過程で揮発する溶剤などの成分(いゆわる揮発成分)を除いた、全成分の合計量のことである。
<溶剤(C)>
 本発明において、塗料組成物は溶剤(C)を含んでもよい。溶剤(C)は、塗料組成物の粘度調整、塗布性の調整、造膜性の調整などの目的で使用される。溶剤(C)としては、酸変性ポリオレフィン(A)及び(メタ)アクリル樹脂(B)を溶解させるものであれば限定されないが、炭化水素系溶剤(C1)としては、トルエン、キシレン、Solvesso(登録商標)100等の芳香族炭化水素系溶剤;ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族系炭化水素系溶剤;シクロヘキサン、シクロヘキセン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン等の脂環族炭化水素系溶剤が挙げられ、これら1種以上を好ましく用いることができる。なかでもキシレン又は、シクロヘキサンが好ましい。特に、キシレン、Solvesso(登録商標)100、メチルシクロヘキサン及びシクロヘキサンからなる群から選択される少なくとも一種の組み合わせが好ましく、例えばキシレンとシクロヘキサンとの組み合わせが挙げられる。
 変性ポリオレフィン(A)100質量部に対して、炭化水素系溶剤(C1)を200質量部以上含むことが好ましく、300質量部以上含むことがより好ましく、さらに好ましくは400質量部以上である。また、3,000質量部以下であることが好ましく、2,000質量部以下であることがより好ましい。さらに好ましくは1,000質量部以下である。上記範囲内にすることで塗料組成物の優れた貯蔵安定性を発現し易い。
 溶剤(C)は、炭化水素系溶剤(C1)を含有し、さらにエステル系溶剤(C2)及びケトン系溶剤(C3)の少なくとも一方を含むことも好ましい。この場合、増粘抑制効果が得られ、塗料組成物の優れた貯蔵安定性を発現し易い。
 エステル系溶剤(C2)としては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸アミル等が挙げられる。なかでも酢酸エチル、酢酸ブチルが好ましい。ケトン系溶剤(C3)としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルアミルケトンが挙げられ、なかでもメチルエチルケトンが好ましい。エステル系溶剤(C2)及びケトン系溶剤(C3)の中から2種類以上を組み合わせることも好ましい一態様である。
 エステル系溶剤(C2)及びケトン系溶剤(C3)の含有量(合計量)は、変性ポリオレフィン(A)と(メタ)アクリル樹脂(B)との合計量100質量部に対して、20質量部以上であることが好ましく、50質量部以上であることがより好ましい。また500質量部以下であることが好ましく、400質量部以下であることがより好ましく、さらに好ましくは200質量部以下である。
 エステル系溶剤(C2)、ケトン系溶剤(C3)と、炭化水素系溶剤(C1)との含有量(質量比)は、(C2+C3):(C1)=5:95~95:5であることが好ましく、より好ましくは10:90~92:8であり、さらに好ましくは15:85~90:10である。
 本発明の塗料組成物には、溶剤(C)として、さらにアルコール系溶剤(C4)を含んでもよい。例えば、炭化水素系溶剤(C1)とアルコール系溶剤(C4)との組み合わせが挙げられる。アルコール系溶剤(C4)は、高極性であるため、粘度調整及び増粘抑制の効果がより大きく、塗料組成物の優れた貯蔵安定性を発現することができる。また、固形分濃度を高くでき、溶剤使用量を削減に寄与し得る。アルコール系溶剤(C4)としては、メタノール、エタノール、ノルマルプロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ノルマルブタノール、イソブタノール、2-ブタノール等が挙げられる。アルコール系溶剤(C4)の含有量は、溶剤(C)100質量%中、0.1質量%以上であることが好ましく、より好ましくは0.5質量%以上であり、5質量%以下が好ましく、より好ましくは3質量%以下である。
 アルコール系溶剤(C4)の含有量は、変性ポリオレフィン(A)と(メタ)アクリル樹脂(B)との合計量100質量部に対して、1質量部以上であることが好ましく、より好ましくは5質量部以上である。また、50質量部以下であることが好ましく、より好ましくは30質量部以下である。
<顔料>
 本発明の塗料組成物には、顔料を含むことができる。顔料としては、着色顔料、体質顔料、導電性顔料などを使用することが出来る。
 着色顔料としては、例えば、酸化チタン、カーボンブラック、黄鉛、黄土、ハンザイエロー、ピグメントイエロー、クロムオレンジ、パーマネントオレンジ、パーマネントレッド、ファストバイオレット、メチルバイオレットレーキ、紺青、コバルトブルー、フタロシアニンブルー、ピグメントグリーン、ナフトールグリーン、アルミペーストなどが挙げられ、これらを1種又は2種以上併用することができる。
 体質顔料としては、例えば、硫酸バリウム、タルク、シリカ、炭酸カルシウムなどが挙げられ、これらを1種又は2種以上併用することができる。
 導電性顔料としては、塗膜に導電性を付与することができるものであれば特に限定されることはなく、粒子状、フレーク状、ファイバー(ウィスカー含む)状のいずれの形状のものでも使用することができる。例えば、導電カーボン、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、銀、ニッケル、銅、グラファイト、アルミニウム、アンチモンがドープされた酸化錫、リンがドープされた酸化錫、酸化錫/アンチモンで表面被覆された針状酸化チタン、酸化アンチモン、アンチモン酸亜鉛、インジウム錫オキシドなどが挙げられ、これらを1種又は2種以上併用することができる。
 顔料を含む場合の含有量は、変性ポリオレフィン(A)100質量部に対して、50~700質量部含まれていることが好ましく、75~350質量部含まれていることがより好ましい。
<(溶剤系)塗料組成物>
 本発明の塗料組成物は、変性ポリオレフィン(A)、(メタ)アクリル樹脂(B)により構成され、必要に応じて希釈することにより、本発明の塗料組成物を提供することができる。
 本発明で提案する塗料組成物には、本発明の効果を損ねない範囲でアルキド樹脂、ウレタン樹脂、粘着付与剤等を含有してもよい。これらはいずれもバイオマス由来の原料から製造されたものであってもよい。
 本発明の塗料組成物は、実質的に溶剤系の塗料組成物であることが好ましい。溶剤(C)として、炭化水素系溶剤(C1)を含み、さらに、エステル系溶剤(C2)及びケトン系溶剤(C3)の少なくとも一方を含むことも好ましい。また、炭化水素系溶剤(C1)とアルコール系溶剤(C4)との組み合わせも挙げられる。塗料組成物中の全溶剤を100質量%としたとき、前記炭化水素系溶剤(C1)、エステル系溶剤(C2)、ケトン系溶剤(C3)及びアルコール系溶剤(C4)の合計が90質量%以上であることが好ましく、より好ましくは95質量%以上であり、さらに好ましくは99質量%以上であり、100質量%であっても差し支えない。実質的に溶剤系塗料組成物であることで、優れた耐水性や耐高圧洗車性を発現し易い。
 上記塗料組成物の塗装時の粘度としては、特に制限されるものではないが、10~300mPa・sec、より好ましくは、15~200mPa・secの範囲以内にあることで塗装作業性が良好であり、仕上がり外観の点から適している。
 本発明の塗料組成物には、本発明の効果を損ねない範囲で、硬化剤を含有してもよい。硬化剤としては、ブロックイソシアネートやエポキシ系の硬化剤が好ましい。ブロックイソシアネートは、ブロック剤でイソシアネート基をマスキングしておくことで一液型塗料組成物にすることができ、塗膜形成時に加熱硬化することが可能である。
<プライマー塗料>
 本発明の塗料組成物は、ポリオレフィン基材の表面を塗装するためのプライマー塗料として使用することができる。このポリオレフィン基材としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、エチレンプロピレン共重合体等の公知のポリオレフィン基材でよいが、ポリプロピレン基材が好ましい。
 本発明の塗料組成物は、極性基材の表面を塗装するためのプライマー塗料として使用することができる。この極性基材としては、ABS、ポリカーボネート等の公知のプラスチック系極性基材でよいが、ABS基材が好ましい。
 本発明の塗料組成物により得られる塗装物品としては、例えば、構造物、金属製品、プラスチック製品、ゴム製品などが挙げられる。より具体的には、自動車外板、自動車用部品( 例えば、ボディー、バンパー、スポイラー、ミラー、ホイール、フェンダー、ラジエータグリル、内装材等の部品であって、各種材質のもの)、などが挙げられる。
 本発明の塗料組成物は着色又は無色のクリアー塗料としても良く、着色塗料とすることもできる。また本発明の塗料組成物からなる塗膜上にさらに上塗り層を形成させておくことができる。上塗り層としては、例えば、アクリル系樹脂などが挙げられる。基材の全面又は一部に本発明の塗料組成物であるプライマー塗料を塗装し、その塗膜を適宜室温で放置してから、又は加熱して乾燥又は硬化させてから、上塗り層を塗装する方法などがある。
 本発明の塗料組成物の塗布方法については特に限定はなく、刷毛塗り、スプレー、浸漬等公知の方法が採用できる。
<実施例>
 以下に、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例中及び比較例中に単に「部」とあるのは質量部を示す。また、本発明で採用した測定・評価方法は以下のとおりである。
測定方法
<変性ポリオレフィン(A)酸価の測定>
 本発明における変性ポリオレフィン(A)の酸価(mgKOH/g)は、FT-IR(島津製作所社製、FT-IR8200PC)を使用して、無水マレイン酸(東京化成製)のクロロホルム溶液によって作成した検量線から得られる係数(f)、酸変性ポリオレフィン溶液における無水コハク酸のカルボニル(C=O)結合の伸縮ピーク(1780cm-1)の吸光度(I)を用いて下記式により算出した値である。
酸価(mgKOH/g)=[吸光度(I)×(f)×2×水酸化カリウムの分子量×1000(mg)/無水コハク酸の分子量]
無水コハク酸の分子量:100.07 水酸化カリウムの分子量:56.11
<変性ポリオレフィン(A)、(メタ)アクリル樹脂(B)の重量平均分子量(Mw)の測定>
 本発明における変性ポリオレフィン(A)、(メタ)アクリル樹脂(B)の重量平均分子量は日本ウォーターズ社製ゲル浸透クロマトグラフAlliance e2695(以下、GPC、標準物質:ポリスチレン樹脂、移動相:テトラヒドロフラン、カラム:Shodex KF-806 + KF―803、カラム温度:40℃、流速:1.0ml/分、検出器:フォトダイオードアレイ検出器(波長254nm=紫外線))によって測定した値である。
<変性ポリオレフィン(A)TmとTgの測定>
 本発明におけるDSCによるTmとTgの測定はJIS K7121-2012に準拠して測定した値である。DSC測定装置(セイコー電子工業製)を用い、約5mgの試料を150℃で10分間加熱融解状態を保持後、10℃/分の速度で降温して-50℃で安定保持した後、さらに10℃/分で150℃まで昇温した際の融解ピークトップ温度から、TmとTgの値を求めた。ここでTgとは、中間点ガラス転移温度のことを指す。
<変性ポリオレフィン(A)塩素含有率>
 酸変性塩素化ポリオレフィンの塩素含有率は、JIS K-7229-1995に準じて滴定によって測定されたものである。
<酸変性ポリオレフィン(A-1)の製造例>
 1Lオートクレーブに、メタロセン触媒により重合されたプロピレン-ブテン共重合体(プロピレン成分76モル%及び、1-ブテン成分24モル%)を100質量部、トルエン150質量部及び無水マレイン酸4質量部、ジ-tert-ブチルパーオキサイド10質量部を加え、140℃で3時間反応させた。その後、多量のメチルエチルケトンが入った容器に注ぎ、樹脂を析出させた。その後、遠心分離で未反応物などを取り除き、無水マレイン酸がグラフト重合した酸変性プロピレン・1-ブテン共重合体を得た。その後、減圧下50℃で5時間乾燥させることにより、酸変性プロピレン・1-ブテン共重合体(酸価6mgKOH/g、重量平均分子量30,000、Tm70℃、Tg-20℃)を得た。この製造例により合成した酸変性ポリオレフィンをA-1とした。
 ジ-tert-ブチルパーオキサイドを6質量部に変更した以外は製造例1と同様に操作することにより、酸変性プロピレン・1-ブテン共重合体(酸価6mgKOH/g、重量平均分子量160,000、Tm70℃、Tg-20℃)を得た。この製造例により合成した酸変性ポリオレフィンをA-2とした。
 無水マレイン酸の仕込み量を38質量部に変更した以外は製造例1と同様に操作することにより、酸変性プロピレン・1-ブテン共重合体(酸価36mgKOH/g、重量平均分子量30,000、Tm70℃、Tg-20℃)を得た。この製造例により合成した酸変性ポリオレフィンをA-3とした。
 無水マレイン酸の仕込み量を38質量部、ジ-tert-ブチルパーオキサイドを5質量部に変更した以外は製造例1と同様に操作することにより、酸変性プロピレン・1-ブテン共重合体(酸価36mgKOH/g、重量平均分子量160,000、Tm70℃、Tg-20℃)を得た。この製造例により合成した酸変性ポリオレフィンをA-4とした。
<酸変性塩素化ポリオレフィン(A-5)の製造例>
 撹拌機を取り付けた1Lオートクレーブに、プロピレン-エチレン共重合体100質量部(プロピレン成分98モル%及び、エチレン成分2モル%)、トルエン150質量部及び無水マレイン酸10質量部、ジ-tert-ブチルパーオキサイド5質量部を加え、140℃まで昇温した後、さらに3時間撹拌した。その後、得られた反応液を冷却後、多量のメチルエチルケトンが入った容器に注ぎ、樹脂を析出させた。その後、遠心分離で未反応物などを取り除き、無水マレイン酸がグラフト重合した酸変性プロピレン-エチレン共重合体を得た。その後、減圧下70℃で5時間乾燥させることにより、無水マレイン酸変性プロピレン-エチレン共重合体を得た。次いで、2Lのグラスライニング製反応缶に、無水マレイン酸変性プロピレン-エチレン共重合体を100質量部、クロロホルムを1700質量部入れ密閉にした。反応缶内の液を撹拌しながら加温し、缶内温度120℃で1時間溶解した。缶内温度を110℃まで冷却した後に、t-ブチル-パーオキシ-2-エチルヘキサエノエートを0.5質量部添加し、塩素を70質量部導入した。缶内温度を60℃まで冷却し、クロロホルム1400質量部を留去した。その後、乾燥することにより、無水マレイン酸変性塩素化プロピレン-エチレン共重合体(A-5、酸価15mgKOH/g、塩素含有率20質量%、重量平均分子量90,000、Tm70℃、Tg5℃)を得た。
<変性ポリオレフィン溶液の調製>
 水冷還流凝縮器と撹拌機を備えた1000mlの四つ口フラスコに、A-1を100質量部に対してシクロヘキサンを280質量部、キシレンを120質量部仕込み、撹拌しながら70℃まで昇温し、1時間撹拌することで、固形分20質量%のA-1溶液を得た。
 A-1溶液と同様の方法でA-2~A~5を溶解することで、A-2~A-5溶液を得た。
 水冷還流凝縮器と撹拌機を備えた1000mlの四つ口フラスコに、変性ポリオレフィン(エチレン、アクリル酸エチル、無水マレイン酸の共重合物、酸価15mgKOH/g-resin、重量平均分子量100,000、Tm60℃、Tg-40℃) を100質量部に対してシクロヘキサンを280質量部、キシレンを120質量部仕込み、撹拌しながら70℃まで昇温し、1時間撹拌することでA-6溶液を得た。
<(メタ)アクリル樹脂(B―1)の製造例>
 まず、2-エトキシエチルメタクリレート(EEMA)10質量部、2-エチルヘキシルメタクリレート(EHMA)70質量部、イソボルニルメタクリレート(IBOMA)9質量部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)10質量部、メタクリル酸(MAA)1質量部、α-メチルスチレンダイマー3質量部、重合開始剤としてパーブチルOを4.5質量部と、溶剤として酢酸ブチル(BA)37.5質量部からなる混合液を調製した。
 次に、水冷還流凝縮器と撹拌機を備えた500mlの四つ口フラスコに酢酸ブチル(BA)112.5質量部を仕込み、窒素ガスにより十分に脱気し、内温を90℃まで昇温した。次いで、調製した混合液を滴下ロートで3時間滴下することにより重合を行った。滴下終了後、さらに5時間加熱熟成することで、固形分40質量%の(メタ)アクリル樹脂B-1溶液(水酸基価43mgKOH/g、酸価6.5mgKOH/g、Tg5℃、重量平均分子量10000)を得た。
 ラジカル重合性化合物、溶剤を表1に示す通りに変更した以外は、同様に(メタ)アクリル樹脂B-2~B-16を得た。また、2-メトキシエチルメタクリレートをMEMA、キシレンをXLとして表記した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
<塗料組成物>
 実施例1に示す塗料組成物は、以下の通りに作製した。A-1溶液500質量部(A-1、100質量部)に対して、キシレン40質量部、さらに表2に示す質量比の顔料を添加し、グラインドメーターによる評価が10μm以下になるまで、ビーズミルで分散することで顔料分散液を得た。この顔料分散液に、(メタ)アクリル樹脂B-1が100質量部になるようB-1溶液を加え、次いでシクロヘキサン、メチルエチルケトン、酢酸ブチルの溶剤を表に示す割合になるように混合することで、実施例1に示す塗料組成物を得た。
 実施例1に示す方法で、表2、表3に示す成分を混合することにより、実施例2~22に示す塗料組成物を得た。エステル系溶剤(C2)、ケトン系溶剤(C3)、アルコール系溶剤(C4)は、顔料分散液に添加した。
 実施例1に示す方法で、表3に示す質量で混合することにより、比較例1~5に示す塗料組成物を得た。エステル系溶剤(C2)、ケトン系溶剤(C3)、アルコール系溶剤(C4)は、顔料分散液に添加した。
評価方法
<貯蔵安定性(塗料安定性)試験>
 実施例又は比較例で作製した塗料組成物の貯蔵安定性に関し、以下の項目を評価した。
 実施例又は比較例で作製した塗料組成物の粘度(流出時間)をフォードカップ(No.4)を使用し、25℃にて測定した。塗料組成物を-5℃、50℃で10日間静置した後の塗料組成物の外観や粘度を評価した。
評価基準
A:ツブやゲル化がなく、試験前の粘度と比べて流出時間の増加(増粘)が1秒以内であった。
B:ツブやゲル化がなく、試験前の粘度と比べて流出時間の増粘が1秒を超え5秒以内であった。
C:ツブやゲル化はないが、試験前の粘度と比べて流出時間の増粘が5秒超であった。
D:ツブやゲル化が生じ、試験前の粘度と比べて流出時間の増粘が5秒超であった。
試験塗板の作製
 実施例又は比較例で得られた塗料組成物100質量部に対して、30質量部のキシレンと30質量部のトルエンを配合することで、塗装時の溶剤組成に調製した。以下、調製後の塗料組成物を希釈塗料組成物と記載する。
 ポリプロピレン(PP)基材(10cm×10cm)、又はABS基材(10cm×10cm)をイソプロピルアルコールで脱脂し、試験板とした。試験板に上記で作製した希釈塗料組成物を乾燥膜厚10μmとなるようにスプレー塗装した。前記試験板の希釈塗料組成物層の上に、着色ベース塗料として、レタン(登録商標)PGホワイト(商品名、関西ペイント社製)を乾燥膜厚50μmとなるようスプレー塗装した。その後80℃のオーブンで30分間加熱して積層塗膜が形成された試験塗板を得た。その試験塗板を用いて、以下に示す各種塗膜性能試験を行った。
<塗膜性能試験>
 上記通り作成した試験塗板に関し、以下の各項目について評価試験を行った。
(1)初期密着性
 PP基材、ABS基材の各試験塗板の塗装面に、素地に達するようにカッターで切り込みを入れ、大きさ1mm×1mmの碁盤目が100個になるよう切り込みを作成した。その表面に粘着セロハンテープを貼着し、20℃においてそのテープを急激に剥離し、新しいテープに変えて再度剥離する作業を合計3回繰り返し、以下の基準で評価した。
評価基準
A:5回繰り返しても剥離が生じなかった。
B:5回目で剥離が生じた。
C:4回目で剥離が生じた。
D:1~3回目で剥離が生じた。
(2)耐水性
 PP基材、ABS基材の各試験塗板を25℃雰囲気下で36時間静置後、40℃の温水に10日間浸漬させた。塗膜の変化を確認した後、塗装面の密着性の評価を(1)に示す方法で実施し、下記の基準で評価した。
A:外観に全く変化がなく、5回繰り返しても剥離が生じなかった。
B:外観に全く変化がないが、5回目で剥離が生じた。
C:外観に全く変化がないが、4回目で剥離が生じた。
D:ブリスターが発生し、1~3回目で剥離が生じた。
(3)耐ガソホール性(耐薬品性)
 PP基材の各試験塗板を、ガソリン/エタノール=90/10重量比の試験液中に20℃で浸し、120分経過時のふくれ、剥がれの塗膜状態を観察し、下記の基準で評価した。
評価基準
A:全く異常がない。
B:直径1mm未満のふくれ、又は直径1mm未満の剥がれが生じている。
C:直径1~3mm未満のふくれ、又は直径1~3mm未満の剥がれが生じている。
D:直径3mm以上のふくれ、又は直径3mm以上の剥がれが生じている。
(4)耐高圧洗車性試験(耐高圧洗浄性)
 PP基材の各試験塗板の塗装面を、素地に達するようにカッターで切り込みを入れ、大きさ1mm×1mmの碁盤目が100個になるよう切り込みを作成した。塗装板と噴射口との距離が10cmで角度が90℃、かつクロスカット部分に噴射水が当たるよう塗装板をセッティングした。そこに水温80℃、水圧80barの温水を1分間噴射し続けた。噴射後の塗膜状態を観察し、以下の基準で評価した。
A:全く剥がれが無い。
B:塗装板の面積に対して1%未満の塗膜が剥離している。
C:塗装板の面積に対して1~10%未満の塗膜が剥離している。
D:塗装板の面積に対して10%以上の塗膜が剥離している。
 各実施例及び比較例において、上記貯蔵安定性試験、塗膜性能試験で行った評価試験の結果を、下記表2及び表3に示した。表2,3における変性ポリオレフィン(A)、(メタ)アクリル樹脂(B)の数値は固形分換算値である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 表2、表3に示すように、実施例1~22で得られた塗料組成物は、ポリオレフィン基材、ABS基材に対して良好な密着性と耐水性を示し、貯蔵安定性に優れ、非極性基材に形成される塗膜は耐高圧洗車性に優れていることがわかった。比較例1で得られた塗料組成物は、アルコキシメチル基やアルコキシエチル基を有する(メタ)アクリル樹脂を含まないため、ABSへの密着性が得られなかった。比較例2で得られた塗料組成物は、(メタ)アクリル樹脂のTgが0℃以下であるため、耐水性がやや劣り、耐ガソホール性、耐高圧洗車性が劣っていた。比較例3で得られた塗料組成物は、(メタ)アクリル樹脂に水酸基を有さないため、耐高圧洗車性が劣っていた。比較例4で得られた塗料組成物は、(メタ)アクリル樹脂の水酸基価が150mgKOH/g以上であるため、耐水性と貯蔵安定性が劣っていた。比較例5で得られた塗料組成物は、変性ポリオレフィンのTgが0℃以下であるため、塗膜性能、貯蔵安定性すべてにおいて劣っていた。
 本発明は、下記に掲げる態様の発明を提供する。
項1.変性ポリオレフィン(A)と、(メタ)アクリル樹脂(B)とを含み、
 前記変性ポリオレフィン(A)のガラス転移温度は、-30℃以上であり、
 前記(メタ)アクリル樹脂(B)はラジカル重合性化合物(b1)の重合体を含み、前記ラジカル重合性化合物(b1)は、アルコキシメチル基を有する(メタ)アクリレート、及びアルコキシエチル基を有する(メタ)アクリレートの少なくとも一方を含み、
 前記(メタ)アクリル樹脂(B)のガラス転移温度は、0℃以上であり、
 前記(メタ)アクリル樹脂(B)の水酸基価は、5~150mgKOH/gである、
ことを特徴とする塗料組成物。
項2.前記変性ポリオレフィン(A)が、酸変性ポリオレフィン(a1)及び酸変性塩素化ポリオレフィン(a2)の少なくとも一方を含む、上記項1に記載の塗料組成物。
項3.前記変性ポリオレフィン(A)の酸価は、4~40mgKOH/gである、上記項1又は2に記載の塗料組成物。
項4.前記変性ポリオレフィン(A)の重量平均分子量は、20,000~180,000である、上記項1~3のいずれか一項に記載の塗料組成物。
項5.前記ラジカル重合性化合物(b1)における、前記アルコキシメチル基を有する(メタ)アクリレート及び前記アルコキシエチル基を有する(メタ)アクリレートの合計の含有率は、1~55質量%である、上記項1~4のいずれか一項に記載の塗料組成物。
項6.前記(メタ)アクリル樹脂(B)の酸価は、0.1~30mgKOH/gである、上記項1~5のいずれか一項に記載の塗料組成物。
項7.前記変性ポリオレフィン(A)100質量部に対する、前記(メタ)アクリル樹脂(B)の含有量は、25~900質量部である、上記項1~6のいずれか一項に記載の塗料組成物。
項8.溶剤(C)を含有し、前記溶剤(C)は、炭化水素系溶剤(C1)を含有し、前記変性ポリオレフィン(A)100質量部に対して、前記炭化水素系溶剤(C1)を200~3,000質量部含有する、上記項1~7のいずれか一項に記載の塗料組成物。
項9.溶剤(C)を含有し、前記溶剤(C)は、炭化水素系溶剤(C1)を含有し、さらにエステル系溶剤(C2)及びケトン系溶剤(C3)の少なくとも一方を含有する、上記項1~8のいずれか一項に記載の塗料組成物。
項10.前記溶剤(C)が、さらに、アルコール系溶剤(C4)を含有する、上記項8又は9に記載の塗料組成物。
項11.上記項1~10のいずれか一項に記載の塗料組成物を含有する、ポリオレフィン基材用プライマー塗料。
項12.上記項1~10のいずれか一項に記載の塗料組成物を含有する、ABS基材用プライマー塗料。

Claims (12)

  1.  変性ポリオレフィン(A)と、(メタ)アクリル樹脂(B)とを含み、
     前記変性ポリオレフィン(A)のガラス転移温度は、-30℃以上であり、
     前記(メタ)アクリル樹脂(B)はラジカル重合性化合物(b1)の重合体を含み、前記ラジカル重合性化合物(b1)は、アルコキシメチル基を有する(メタ)アクリレート、及びアルコキシエチル基を有する(メタ)アクリレートの少なくとも一方を含み、
     前記(メタ)アクリル樹脂(B)のガラス転移温度は、0℃以上であり、
     前記(メタ)アクリル樹脂(B)の水酸基価は、5~150mgKOH/gである、
    ことを特徴とする塗料組成物。
  2.  前記変性ポリオレフィン(A)が、酸変性ポリオレフィン(a1)及び酸変性塩素化ポリオレフィン(a2)の少なくとも一方を含む、請求項1に記載の塗料組成物。
  3.  前記変性ポリオレフィン(A)の酸価は、4~40mgKOH/gである、請求項1に記載の塗料組成物。
  4.  前記変性ポリオレフィン(A)の重量平均分子量は、20,000~180,000である、請求項1に記載の塗料組成物。
  5.  前記ラジカル重合性化合物(b1)における、前記アルコキシメチル基を有する(メタ)アクリレート及び前記アルコキシエチル基を有する(メタ)アクリレートの合計の含有率は、1~55質量%である、請求項1に記載の塗料組成物。
  6.  前記(メタ)アクリル樹脂(B)の酸価は、0.1~30mgKOH/gである、請求項1に記載の塗料組成物。
  7.  前記変性ポリオレフィン(A)100質量部に対する、前記(メタ)アクリル樹脂(B)の含有量は、25~900質量部である、請求項1に記載の塗料組成物。
  8.  溶剤(C)を含有し、前記溶剤(C)は、炭化水素系溶剤(C1)を含有し、前記変性ポリオレフィン(A)100質量部に対して、前記炭化水素系溶剤(C1)を200~3,000質量部含有する、請求項1に記載の塗料組成物。
  9.  溶剤(C)を含有し、前記溶剤(C)は、炭化水素系溶剤(C1)を含有し、さらにエステル系溶剤(C2)及びケトン系溶剤(C3)の少なくとも一方を含有する、請求項1に記載の塗料組成物。
  10.  前記溶剤(C)が、さらに、アルコール系溶剤(C4)を含有する、請求項8に記載の塗料組成物。
  11.  請求項1~10のいずれか一項に記載の塗料組成物を含有する、ポリオレフィン基材用プライマー塗料。
  12.  請求項1~10のいずれか一項に記載の塗料組成物を含有する、ABS基材用プライマー塗料。
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