(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024143417
(43)【公開日】2024-10-11
(54)【発明の名称】樹脂組成物、塗料及びプラスチック成形品
(51)【国際特許分類】
C08G 18/40 20060101AFI20241003BHJP
C08G 18/44 20060101ALI20241003BHJP
C08G 18/62 20060101ALI20241003BHJP
C08G 64/02 20060101ALI20241003BHJP
C09D 133/00 20060101ALI20241003BHJP
C09D 175/06 20060101ALI20241003BHJP
C08J 7/04 20200101ALI20241003BHJP
【FI】
C08G18/40 063
C08G18/44
C08G18/62 016
C08G64/02
C09D133/00
C09D175/06
C08J7/04 A CER
C08J7/04 CEZ
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023056083
(22)【出願日】2023-03-30
(71)【出願人】
【識別番号】000006035
【氏名又は名称】三菱ケミカル株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100165179
【弁理士】
【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡
(74)【代理人】
【識別番号】100142309
【弁理士】
【氏名又は名称】君塚 哲也
(74)【代理人】
【識別番号】100140774
【弁理士】
【氏名又は名称】大浪 一徳
(72)【発明者】
【氏名】石鍋 拓郎
(72)【発明者】
【氏名】浦 正敏
【テーマコード(参考)】
4F006
4J029
4J034
4J038
【Fターム(参考)】
4F006AA58
4F006AB37
4F006BA15
4F006CA04
4F006EA05
4J029AA09
4J029AB07
4J029AD01
4J029AD03
4J029AE17
4J029BA02
4J029BA05
4J029HC05
4J034BA07
4J034DF02
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4J034HA01
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4J034HB07
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4J034HC03
4J034HC17
4J034HC22
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4J034HC46
4J034HC52
4J034HC61
4J034HC71
4J034HC73
4J034HD03
4J034HD04
4J034HD05
4J034HD07
4J034HD12
4J034HD13
4J034HD15
4J034JA30
4J034QA01
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4J034QB03
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4J034RA05
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4J038CG001
4J038DG121
4J038DG191
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4J038KA03
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4J038MA13
4J038MA14
4J038NA01
4J038NA26
4J038PC08
(57)【要約】
【課題】外観に優れた塗膜を形成でき、貯蔵安定性が良好な樹脂組成物、塗料及びプラスチック成形品の提供。
【解決手段】多価アルコールを原料としたポリカーボネートポリオール(A)、アクリルポリオール(B)、及び溶剤を含む樹脂組成物であって、前記多価アルコールは下記式(1a)で表されるアルコール(1a)を含み、前記溶剤は芳香族炭化水素系溶剤(C)を含む、樹脂組成物。
HO-R1-OH ・・・(1a)
(式(1a)中、R1は置換又は無置換の炭素数8~20のアルキレン基を示す。)
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
多価アルコールを原料としたポリカーボネートポリオール(A)、アクリルポリオール(B)、及び溶剤を含む樹脂組成物であって、
前記多価アルコールは下記式(1a)で表されるアルコール(1a)を含み、
前記溶剤は芳香族炭化水素系溶剤(C)を含む、樹脂組成物。
HO-R1-OH ・・・(1a)
(式(1a)中、R1は置換又は無置換の炭素数8~20のアルキレン基を示す。)
【請求項2】
前記多価アルコールはバイオマス由来のジオールを1種類以上含む、請求項1に記載の樹脂組成物。
【請求項3】
前記アルコール(1a)は1,10-デカンジオールを含む、請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
【請求項4】
前記多価アルコールは1,10-デカンジオールと1,4-ブタンジオールとを含む、請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
【請求項5】
前記ポリカーボネートポリオール(A)と前記アクリルポリオール(B)との質量比(A)/(B)が、5/95~90/10である、請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
【請求項6】
前記アクリルポリオール(B)のガラス転移温度が-50~150℃である、請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
【請求項7】
前記芳香族炭化水素系溶剤(C)の含有量が、前記溶剤の総質量に対して35~100質量%である、請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
【請求項8】
前記芳香族炭化水素系溶剤(C)がトルエン及びキシレンのうちの1種以上を含む、請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
【請求項9】
請求項1又は2に記載の樹脂組成物を含有する、塗料。
【請求項10】
請求項9に記載の塗料で塗装された、プラスチック成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、樹脂組成物、塗料及びプラスチック成形品に関する。
【背景技術】
【0002】
(メタ)アクリル樹脂は、耐薬品性や塗膜外観が良好な性質を活かし、塗料用に幅広く用いられている。
しかし、プラスチック基材への適用にあたっては、密着性や柔軟性を(メタ)アクリル樹脂のみで担保することは難しい。
【0003】
この問題を解決するためにプラスチック基材への密着性が高く柔軟性の高い異種樹脂を混合して利用することが提案されており、なかでもポリカーボネートジオールがよく利用されている。
例えば特許文献1には、特定のポリカーボネートジオールと限定されたモノマーに由来するアクリル樹脂によるポリカーボネート変性アクリル樹脂により、付着性、耐水付着性、耐芳香剤性が良好となることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献1に記載の樹脂組成物より形成される塗膜では耐薬品性や耐汚染性が不十分であった。
特許文献1のように結晶性の低いポリカーボネートジオールがしばしば利用されてきたが、耐薬品性や耐汚染性、また柔軟性等の性能を最大限に出すためには、結晶性の高いポリカーボネートジオールを利用することが必要である。一方で結晶性の高いポリカーボネートジオールはそれ単体でも、あるいはアクリルポリオールと混合しても溶液中で結晶化する等、貯蔵安定性が極めて悪く、さらには塗膜を形成した際に光沢やヘイズといった外観が悪いといった課題がある。
【0006】
本発明の目的は、外観に優れた塗膜を形成でき、貯蔵安定性が良好な樹脂組成物、塗料及びプラスチック成形品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
すなわち、本発明は、以下の[1]~[10]を要旨とする。
[1] 多価アルコールを原料としたポリカーボネートポリオール(A)、アクリルポリオール(B)、及び溶剤を含む樹脂組成物であって、
前記多価アルコールは下記式(1a)で表されるアルコール(1a)を含み、
前記溶剤は芳香族炭化水素系溶剤(C)を含む、樹脂組成物。
HO-R1-OH ・・・(1a)
(式(1a)中、R1は置換又は無置換の炭素数8~20のアルキレン基を示す。)
[2] 前記多価アルコールはバイオマス由来のジオールを1種類以上含む、前記[1]の樹脂組成物。
[3] 前記アルコール(1a)は1,10-デカンジオールを含む、前記[1]又は[2]の樹脂組成物。
[4] 前記多価アルコールは1,10-デカンジオールと1,4-ブタンジオールとを含む、前記[1]~[3]のいずれかの樹脂組成物。
[5] 前記ポリカーボネートポリオール(A)と前記アクリルポリオール(B)との質量比(A)/(B)が、5/95~90/10である、前記[1]~[4]のいずれかの樹脂組成物。
[6] 前記アクリルポリオール(B)のガラス転移温度が-50~150℃である、前記[1]~[5]のいずれかの樹脂組成物。
[7] 前記芳香族炭化水素系溶剤(C)の含有量が、前記溶剤の総質量に対して35~100質量%である、前記[1]~[6]のいずれかの樹脂組成物。
[8] 前記芳香族炭化水素系溶剤(C)がトルエン及びキシレンのうちの1種以上を含む、前記[1]~[7]のいずれかの樹脂組成物。
[9] 前記[1]~[8]のいずれかの樹脂組成物を含有する、塗料。
[10] 前記[9]の塗料で塗装された、プラスチック成形品。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、外観に優れた塗膜を形成でき、貯蔵安定性が良好な樹脂組成物、塗料及びプラスチック成形品を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下に発明の好ましい実施の形態を上げて本発明をさらに詳細に説明するが、以下の説明は、本発明の実施の形態の一例であり、本発明はその要旨を超えない限り、以下の記載内容に限定されるものではない。
なお、本明細書において数値範囲を示す「~」は、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。
また、本明細書において、「(メタ)アクリ」は、アクリ又はメタアクリの総称である。
また、以下の明細書において、「塗膜」とは、本発明の塗料より形成される硬化塗膜である。
【0010】
[樹脂組成物]
以下、本発明の樹脂組成物の一実施形態について説明する。
本実施形態の樹脂組成物は、以下に示すポリカーボネートポリオール(A)、アクリルポリオール(B)及び溶剤を含む。
樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲内であれば、必要に応じて、ポリカーボネートポリオール(A)、アクリルポリオール(B)及び溶剤以外の成分(以下、「任意成分」ともいう。)をさらに含んでいてもよい。
【0011】
<ポリカーボネートポリオール(A)>
ポリカーボネートポリオール(A)は、多価アルコールを原料として製造される化合物であり、多価アルコールは下記式(1a)で表されるアルコール(1a)を含む。アルコール(1a)を原料とすることで、塗膜の耐薬品性及び低温柔軟性が良好となる。
HO-R1-OH ・・・(1a)
(式(1a)中、R1は置換又は無置換の炭素数8~20のアルキレン基を示す。)
【0012】
ポリカーボネートポリオール(A)の製造方法としては、少なくともアルコール(1a)を含む多価アルコールと、カーボネート化合物とを、エステル交換反応により重縮合する方法が挙げられる。
【0013】
塗膜の耐薬品性が良好となる観点から、ポリカーボネートポリオール(A)としては、下記式(2a)で表されるアルコール(2a)及び前記アルコール(1a)の1種以上を含む多価アルコールに由来する構造単位、及びジカーボネート化合物に由来する構造単位を含むポリカーボネートジオールであって、水酸基価が38.0~145mgKOH/gであり、前記アルコール(2a)由来の構造単位と前記アルコール(1a)由来の構造単位とのモル比が、(2a)/(1a)=90/10~0/100であるポリカーボネートジオールがより好ましい。
HO-R2-OH ・・・(2a)
(式(2a)中、R2は置換又は無置換の炭素数4のアルキレン基を示す。)
【0014】
前記アルコール(1a)に由来する構造単位としては、例えば、下記式(11a)で表される構造単位が挙げられる。
【0015】
【0016】
式(11a)中、R11は置換又は無置換の炭素数8~20のアルキレン基を示す。
式(11a)中、R11は1種であってもよいし、複数種であってもよい。
式(11a)中、R11は置換又は無置換の炭素数8~20のアルキレン基であるが、塗膜の耐薬品性及び低温柔軟性が良好となる観点から、置換基がある場合、置換基の炭素数は少ないほうが好ましく、置換基の炭素数は2以下がより好ましく、1以下がさらに好ましく、無置換が特に好ましい。
【0017】
前記アルコール(2a)に由来する構造単位としては、例えば、下記式(21a)で表される構造単位が挙げられる。
【0018】
【0019】
式(21a)中、R21は置換又は無置換の炭素数4のアルキレン基を示す。
式(21a)中、R21は1種であってもよいし、複数種であってもよい。
式(21a)中、R21は置換又は無置換の炭素数4のアルキレン基であるが、塗膜の耐薬品性及び低温柔軟性が良好となる観点から、無置換であることが好ましい。
【0020】
前記ポリカーボネートポリオール(A)が、前記アルコール(2a)由来の構造単位及び前記アルコール(1a)由来の構造単位を有していれば、ポリウレタンにしたときに、樹脂組成物及び後述の塗料の溶液安定性、耐薬品性及び低温柔軟性が良好となる。
【0021】
前記アルコール(2a)由来の構造単位と前記アルコール(1a)由来の構造単位とのモル比(2a)/(1a)は、90/10~0/100が好ましく、89/11~10/90がより好ましく、85/15~20/80がさらに好ましく、80/20~25/75が特に好ましく、75/25~27/73が最も好ましい。
前記(2a)/(1a)のモル比が前記範囲内であれば、ポリウレタンとしたときの樹脂組成物の溶液安定性が良好となる。また、樹脂組成物及び塗料の硬化塗膜の低温柔軟性並びに耐薬品性が良好となる。
【0022】
(多価アルコール)
多価アルコールは、ポリカーボネートポリオール(A)の原料である。
多価アルコールは、前記アルコール(1a)を含む。
ポリカーボネートポリオール(A)の原料となるジヒドロキシ化合物であるアルコール(1a)としては、1,8-オクタンジオール、2-メチル-1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,11-ウンデカンジオール、1,12-ドデカンジオール、1,13-トリデカンジオール、1,14-テトラデカンジオール、1,16-ヘキサデカンジオール、1,18-オクタデカンジオール、1,12-オクタデカンジオール、1,20-エイコサンジオール等が挙げられる。中でもポリウレタンとしたときの溶液安定性、耐薬品性、低温柔軟性のバランスが優れる観点から、1,8-オクタンジオール、2-メチル-1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,11-ウンデカンジオール、1,12-ドデカンジオールが好ましく、2-メチル-1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,11-ウンデカンジオール、1,12-ドデカンジオールがより好ましく、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,11-ウンデカンジオール、1,12-ドデカンジオールがさらに好ましく、1,10-デカンジオール、1,11-ウンデカンジオール、1,12-ドデカンジオールが特に好ましく、1,10-デカンジオールが最も好ましい。すなわち、前記アルコール(1a)は1,10-デカンジオールを含むことが好ましい。
アルコール(1a)は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0023】
アルコール(1a)は、動植物、微生物及びバクテリアのうちの1種以上から生合成された、再生可能な有機資源由来であることが、環境負荷低減の観点から好ましい。すなわち、環境負荷低減の観点から、多価アルコールはバイオマス由来のジオールを1種類以上含むことが好ましい。
動植物、微生物及びバクテリアのうちの1種以上から生合成された、再生可能な有機資源由来のアルコール(1a)としては、例えば、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,11-ウンデカンジオール、1,12-ドデカンジオール、1,13-トリデカンジオール、1,12-オクタデカンジオール、1,20-エイコサンジオールが挙げられる。
【0024】
動植物、微生物及びバクテリアのうちの1種以上から生合成された、再生可能な有機資源由来のジヒドロキシ化合物として、例えば1,10-デカンジオールを用いる場合、1,10-デカンジオールは、ひまし油からアルカリ溶融によりセバシン酸を合成し、直接もしくはエステル化反応後に水素添加することにより生合成することができる。
【0025】
多価アルコールは、アルコール(1a)に加えて、前記アルコール(2a)をさらに含むことが好ましい。
ポリカーボネートポリオール(A)の原料となるジヒドロキシ化合物であるアルコール(2a)としては、2-メチル-1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール等が挙げられる。中でも、ポリウレタンとしたときの耐薬品性と低温柔軟性のバランスから、1,4-ブタンジオールが好ましい。すなわち、前記アルコール(2a)は1,4-ブタンジオールを含むことが好ましい。
アルコール(2a)は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0026】
アルコール(2a)は、動植物、微生物及びバクテリアのうちの1種以上から生合成された、再生可能な有機資源由来であることが、環境負荷低減の観点から好ましい。
動植物、微生物及びバクテリアのうちの1種以上から生合成された、再生可能な有機資源由来のアルコール(2a)としては、例えば、1,4-ブタンジオールが挙げられる。
【0027】
動植物、微生物及びバクテリアのうちの1種以上から生合成された、再生可能な有機資源由来のジヒドロキシ化合物として、例えば1,4-ブタンジオールを用いる場合、発酵法により得られたコハク酸、コハク酸無水物、コハク酸エステル、マレイン酸、マレイン酸無水物、マレイン酸エステル、テトラヒドロフラン及びγ-ブチロラクトン等から化学合成により1,4-ブタンジオールを製造してもよいし、発酵法で直接1,4-ブタンジオールを製造してもよいし、発酵法により得られた1,3-ブタジエンから1,4-ブタンジオールを製造してもよい。これらの中でも発酵法で直接1,4-ブタンジオールを製造する方法とコハク酸を還元触媒により水添して1,4-ブタンジオールを得る方法が効率的で好ましい。
【0028】
ポリウレタンとしたときの溶液安定性、耐薬品性、低温柔軟性のバランスが優れる観点から、多価アルコールは1,10-デカンジオールを含むことが好ましい。
さらにポリウレタンとしたときの溶液安定性、耐薬品性、低温柔軟性のバランスが優れ、環境負荷低減の観点から、本発明の樹脂組成物は、多価アルコールは1,10-デカンジオールと1,4-ブタンジオールとを含むことが好ましい。すなわち、ポリカーボネートポリオール(A)は、1,10-デカンジオール由来の構造単位と、1,4-ブタンジオール由来の構造単位とを有することが好ましい。
【0029】
アルコール(1a)とアルコール(2a)とを併用する場合、これらの比率はモル比(2a)/(1a)で、90/10~0/100が好ましく、89/11~10/90がより好ましく、85/15~20/80がさらに好ましく、80/20~25/75が特に好ましく、75/25~27/73が最も好ましい。
【0030】
なお、多価アルコールは、本発明の効果を損なわない範囲内であれば、アルコール(1a)及びアルコール(2a)以外のジヒドロキシ化合物である2価のアルコール(3a)や、3価以上のアルコール(4a)を含んでいてもよい。
アルコール(3a)としては、下記式(3a)で表されるアルコールが挙げられる。
HO-R3-OH ・・・(3a)
(式(3a)中、R3は置換又は無置換の炭素数1~3、5~7のアルキレン基を示す。)
【0031】
アルコール(3a)としては、メタンジオール、1,2-エタンジオール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,2-ペンタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,2-ヘキサンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,2-ヘプタンジオール、1,7-ヘプタンジオール等が挙げられる。
アルコール(4a)としては、トリメチロールプロパン、ソルビトール、1,4-ソルビタン、エリスリトール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4-ブタントリオール、1,2,5-ペンタントリオール、2-メチル-1,2,3-プロパントリオール、2-メチル-1,2,4-ブタントリオール、グリセリン等が挙げられる。
アルコール(3a)及びアルコール(4a)は、それぞれ1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0032】
アルコール(3a)の使用量は、多価アルコールの総質量に対して、10質量%以下が好ましく、5質量%以下がより好ましく、1質量%以下がさらに好ましい。
アルコール(4a)の使用量は、多価アルコールの総質量に対して、10質量%以下が好ましく、5質量%以下がより好ましく、1質量%以下がさらに好ましい。
【0033】
(カーボネート化合物)
カーボネート化合物(以下、「炭酸ジエステル」と称する場合がある。)は、ポリカーボネートポリオール(A)の原料である。
カーボネート化合物としては、本発明の効果を損なわない限り限定されないが、例えば、ジアルキルカーボネート、ジアリールカーボネート、又はアルキレンカーボネートが挙げられる。これらの中でも反応性の観点からジアリールカーボネートが好ましい。
【0034】
カーボネート化合物の具体例としては、例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジブチルカーボネート、ジフェニルカーボネート、エチレンカーボネートが挙げられる。これらの中でも反応性が良好となる観点から、ジフェニルカーボネートが好ましい。
カーボネート化合物は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0035】
(エステル交換触媒)
ポリカーボネートポリオール(A)を製造する場合には、重合を促進する目的で、必要に応じてエステル交換触媒(以下、単に「触媒」と称する場合がある。)を用いることができる。
ただし、エステル交換触媒を用いる場合、得られるポリカーボネートポリオール(A)中に、過度に多くの触媒が残存すると、そのポリカーボネートポリオール(A)を用いてポリウレタンを製造する際に、触媒がウレタン化反応を阻害したり、ウレタン化反応を過度に促進したりする場合がある。
このため、ポリカーボネートポリオール(A)中に残存する触媒量は、特に限定されないが、ポリカーボネートポリオール(A)の総質量に対して、触媒金属換算の含有量として100質量ppm以下が好ましく、50質量ppm以下がより好ましく、10質量ppm以下がさらに好ましい。
【0036】
エステル交換触媒としては、一般にエステル交換能があるとされている化合物であれば特に制限なく用いることができる。
エステル交換触媒の例を挙げると、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム等の周期表第1族金属の化合物;マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等の周期表第2族金属の化合物;チタン、ジルコニウム等の周期表第4族金属の化合物;ハフニウム等の周期表第5族金属の化合物;コバルト等の周期表第9族金属の化合物;亜鉛等の周期表第12族金属の化合物;アルミニウム等の周期表第13族金属の化合物;ゲルマニウム、スズ、鉛等の周期表第14族金属の化合物;アンチモン、ビスマス等の周期表第15族金属の化合物;ランタン、セリウム、ユーロピウム、イッテルビウム等ランタナイド系金属の化合物が挙げられる。
エステル交換触媒は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0037】
これらの中でも、エステル交換反応の反応速度を高めるという観点から、周期表第1族金属の化合物、周期表第2族金属の化合物、周期表第4族金属の化合物、周期表第5族金属の化合物、周期表第9族金属の化合物、周期表第12族金属の化合物、周期表第13族金属の化合物、周期表第14族金属の化合物が好ましく、周期表第1族金属の化合物、周期表第2族金属の化合物がより好ましく、周期表第2族金属の化合物がさらに好ましい。
周期表第1族金属の化合物の中でも、リチウム、カリウム、ナトリウムの化合物が好ましく、リチウム、ナトリウムの化合物がより好ましく、ナトリウムの化合物がさらに好ましい。
周期表第2族金属の化合物の中でも、マグネシウム、カルシウム、バリウムの化合物が好ましく、カルシウム、マグネシウムの化合物がより好ましく、マグネシウムの化合物がさらに好ましい。
【0038】
これらの金属化合物は主に、水酸化物や塩等として使用される。塩として使用される場合の塩の例としては、例えば、塩化物、臭化物、ヨウ化物等のハロゲン化物塩;酢酸塩、ギ酸塩、安息香酸塩等のカルボン酸塩;メタンスルホン酸やトルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸等のスルホン酸塩;燐酸塩や燐酸水素塩、燐酸二水素塩等の燐含有の塩;アセチルアセトナート塩が挙げられる。前記金属化合物は、さらにメトキシドやエトキシド等のアルコキシドとして用いることもできる。
【0039】
エステル交換反応の反応速度を高めるという観点から、周期表第2族金属から選ばれた少なくとも1種の金属の酢酸塩、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、リン酸塩、水酸化物、ハロゲン化物、アルコキシドが好ましく、周期表第2族金属の酢酸塩、炭酸塩、水酸化物がより好ましく、マグネシウム、カルシウムの酢酸塩、炭酸塩、水酸化物が用さらに好ましく、マグネシウム、カルシウムの酢酸塩が特に好ましく、酢酸マグネシウムが最も好ましい。
【0040】
十分な重合活性が得られる観点から、エステル交換触媒の使用量は、原料の多価アルコールの質量に対する前記金属化合物の質量比として、500質量ppm以下が好ましく、100質量ppm以下がより好ましく、50質量ppm以下がさらに好ましく、10質量ppm以下が特に好ましい。また、0.01質量ppm以上が好ましく、0.1質量ppm以上がより好ましく、1質量ppm以上がさらに好ましい。
【0041】
(反応条件)
エステル交換反応の際の反応温度は、実用的な反応速度が得られる温度であれば任意に採用することができる。通常、エステル交換反応の反応温度は、70℃以上が好ましく、100℃以上がより好ましく、130℃以上がさらに好ましい。また、250℃以下が好ましく、230℃以下がより好ましく、200℃以下がさらに好ましい。反応温度が前記範囲内であれば、エステル交換反応を実用的な速度で進行させることができる。また、エステル交換反応の反応温度を前記範囲内とすることにより、得られるポリカーボネートポリオール(A)が着色したり、エーテル構造が副生したりする等の品質上の問題が生じることを防ぐことができる。
【0042】
さらには、ポリカーボネートポリオール(A)を製造するエステル交換反応の全工程を通じて反応温度を180℃以下とすることが好ましく、170℃以下とすることがより好ましく、160℃以下とすることがさらに好ましい。全工程を通じて反応温度を180℃以下とすることにより、高温条件によってポリカーボネートポリオール(A)が着色し易くなるのを防ぐことができる。
【0043】
反応は常圧で行なうこともできるが、エステル交換反応は平衡反応であり、生成する軽沸成分を系外に留去することで反応を生成系に偏らせることができる。従って、通常、反応過程の後半には、減圧条件を採用して軽沸成分を留去しながら反応することが好ましい。また、反応の途中から徐々に圧力を下げて生成する軽沸成分を留去しながら反応させていくことも可能である。特に反応の終期において減圧度を高めて反応を行うと、副生したモノアルコール、フェノール類及び環状カーボネート等を留去することができるので好ましい。
エステル交換反応の反応終了の際の反応圧力は、10kPa以下が好ましく、5kPa以下がより好ましく、1kPa以下がさらに好ましい。
【0044】
軽沸成分の留出を効果的に行うために、反応系へ、窒素、アルゴン及びヘリウム等の不活性ガスを流通しながらエステル交換反応を行うこともできる。
エステル交換反応の際に低沸のカーボネート化合物や多価アルコールを使用する場合は、反応初期はカーボネート化合物や多価アルコールの沸点近辺で反応を行い、反応が進行するにつれて、徐々に温度を上げて、さらに反応を進行させる、という方法も採用可能である。前記方法を採用することで、反応初期の未反応のカーボネート化合物の留去を防ぐことができる。
さらに前記原料が反応中に反応系外に留去することを防ぐ目的で、反応器に還流管をつけて、カーボネート化合物と多価アルコールを還流させながら反応を行うことで、仕込んだ原料が反応系外に失われずに高収率でポリカーボネートポリオール(A)を得ることができる。
【0045】
重合反応は、バッチ式又は連続式で行うことができるが、製品の安定性等から連続式で行うことが好ましい。使用する装置は、槽型、管型及び塔型のいずれの形式であってもよく、各種の撹拌翼を具備した公知の重合槽等を使用することができる。装置昇温中の雰囲気は特に制限はないが、製品の品質の観点から、窒素ガス等の不活性ガス中、常圧又は減圧下で行うのが好ましい。
【0046】
ポリカーボネートポリオール(A)を製造する際の重合反応は、生成するポリカーボネートポリオール(A)の分子量を測定しながら、目的の分子量となったところで終了することでポリカーボネートポリオール(A)の分子量制御を行うことができる。
前記重合反応に必要な反応時間は、使用する多価アルコール、カーボネート化合物、触媒の使用の有無及び種類により大きく異なるので、一概に規定することは出来ないが、重合工程を短く出来る観点から、通常50時間以下が好ましく、20時間以下がより好ましく、10時間以下がさらに好ましい。
【0047】
(触媒失活剤)
前述の如く、ポリカーボネートポリオール(A)を製造する際の重合反応で、触媒を用いた場合、通常、得られるポリカーボネートポリオール(A)には触媒が残存する。残存する触媒により、ポリウレタン化反応でポリカーボネートポリオール(A)を加熱した際に、ポリウレタンの分子量上昇、組成変化、色調悪化等を引き起こしたり、ポリウレタン化反応の収率低下を引き起こしたりする場合がある。この残存する触媒の前記の悪影響を抑制するために、例えば、使用されたエステル交換触媒とほぼ等モルの触媒失活剤を添加し、エステル交換触媒を不活性化することが好ましい。さらに触媒失活剤を添加後、後述のように加熱処理等により、エステル交換触媒を効率的に不活性化することができる。
【0048】
エステル交換触媒の不活性化に使用される触媒失活剤としては、リン系化合物が挙げられる。
リン系化合物としては、例えば、リン酸、亜リン酸等の無機リン酸や、リン酸ジブチル、リン酸トリブチル、リン酸トリオクチル、リン酸トリフェニル、亜リン酸トリフェニル等の有機リン酸エステルが挙げられる。これら中でも、少量で触媒失活効果が大きい観点から、リン酸、亜リン酸が好ましく、リン酸がより好ましい。
リン系化合物は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0049】
リン系化合物の使用量は、特に限定はされないが、前述したように、使用されるエステル交換触媒とほぼ等モルであればよい。リン系化合物の使用量は、使用されるエステル交換触媒1モルに対して5モル以下が好ましく、2モル以下がより好ましい。また、0.6モル以上が好ましく、0.8モル以上がより好ましく、1.0モル以上がさらに好ましい。リン系化合物の使用量が前記範囲内であれば、ポリカーボネートポリオール(A)を加熱した際に、ポリカーボネートポリオール(A)の分子量上昇、組成変化、色調悪化、ポリウレタンの収率低下等を引き起こさずに、ポリウレタンを製造することができる。
【0050】
リン系化合物を添加することによるエステル交換触媒の不活性化は、室温でも行うことができるが、加熱処理するとより効率的に不活性化を行うことができる。
加熱処理の温度は、特に限定はされないが、180℃以下が好ましく、150℃以下がより好ましく、120℃以下がさらに好ましく、100℃以下が特に好ましい。また、50℃以上が好ましく、60℃以上がより好ましく、70℃以上がさらに好ましい。加熱処理の温度が前記範囲内であれば、エステル交換触媒の不活性化を効率的に行うことができる。また、得られるポリカーボネートポリオール(A)の着色を防止することができる。
リン系化合物と反応させる加熱処理の時間は特に限定するものではないが、通常0.1~5時間が好ましい。
【0051】
(精製)
ポリカーボネートポリオール(A)を製造する際の重合反応の後、必要に応じてエステル交換触媒の不活性化を行った後の反応生成物は、前記のようなポリマー末端に水酸基を有さない不純物、フェノール類、原料ジヒドロキシ化合物、カーボネート化合物、副生する軽沸の環状カーボネート及び添加した触媒等を不純物として含有しており、これら不純物を除去する目的で精製することができる。
その際の精製は、軽沸化合物については、蒸留で留去する方法が採用できる。蒸留の具体的な方法としては、減圧蒸留、水蒸気蒸留及び薄膜蒸留等、特にその形態に制限はなく、任意の方法を採用することが可能であるが、中でも高純度で着色が少ないポリカーボネートポリオール(A)が得られる観点から、薄膜蒸留が好ましい。
【0052】
薄膜蒸留の条件としては特に制限はないが、薄膜蒸留の際の温度は、250℃以下が好ましく、200℃以下がより好ましい。また、120℃以上が好ましく、150℃以上がより好ましい。薄膜蒸留の際の温度が前記範囲内であれば、軽沸成分の除去効果が十分となる。また、薄膜蒸留の際の温度が前記範囲内であれば、薄膜蒸留後に得られるポリカーボネートポリオール(A)が着色するのを防ぐことができる。
【0053】
薄膜蒸留の際の圧力は、500Pa以下が好ましく、150Pa以下がより好ましく、70Pa以下がさらに好ましく、60Pa以下が特に好ましい。薄膜蒸留の際の圧力が前記範囲内であれば、軽沸成分の除去効果が十分に得られる。
【0054】
また、薄膜蒸留直前のポリカーボネートポリオール(A)の保温の温度は、250℃以下が好ましく、150℃以下がより好ましい。また、80℃以上が好ましく、120℃以上がより好ましい。
薄膜蒸留直前のポリカーボネートポリオール(A)の保温の温度が前記範囲内であれば、薄膜蒸留直前のポリカーボネートポリオール(A)の流動性が低下するのを防ぐことができる。また、薄膜蒸留直前のポリカーボネートポリオール(A)の保温の温度が前記範囲内であれば、薄膜蒸留後に得られるポリカーボネートポリオール(A)が着色するのを防ぐことができる。
【0055】
また、水溶性の不純物を除くために、水、アルカリ性水、酸性水及びキレート剤溶解溶液等でポリカーボネートポリオール(A)を洗浄してもよい。その場合、水に溶解させる化合物は任意に選択できる。
【0056】
(分子鎖末端)
ポリカーボネートポリオール(A)は、分子鎖末端に水酸基を有していてもよい。前記多価アルコールと前記カーボネート化合物との反応で得られるポリカーボネートポリオール(A)は、不純物として分子鎖末端に水酸基を有さないポリカーボネートポリオールを含有していてもよい。分子鎖末端に水酸基を有さないポリカーボネートポリオールの具体例としては、分子鎖末端がアルキルオキシ基又はアリールオキシ基のポリカーボネートポリオールであり、多くはカーボネート化合物由来の構造である。
例えば、カーボネート化合物として、ジフェニルカーボネートを使用した場合はアリールオキシ基としてフェノキシ基、ジメチルカーボネートを使用した場合はアルキルオキシ基としてメトキシ基、ジエチルカーボネートを使用した場合はエトキシ基、エチレンカーボネートを使用した場合はヒドロキシエトキシ基が分子鎖末端として残存する場合がある。
【0057】
ポリカーボネートポリオール(A)の全末端構造の数に対して、前記アルコール(2a)に由来する末端構造と前記アルコール(1a)に由来する末端構造の合計の数の割合は、80モル%以上が好ましく、90モル%以上がより好ましく、95モル%以上がさらに好ましく、97モル%以上が特に好ましく、99モル以上が最も好ましい。ポリカーボネートポリオールの全末端構造の数に対する、アルコール(2a)に由来する末端構造とアルコール(1a)に由来する末端構造の合計の数の割合が前記範囲内であれば、ポリウレタンとしたときに所望の分子量とすることが容易となり、溶液安定性、耐薬品性、低温柔軟性のバランスに優れたポリウレタンの原料となることが可能となる。
【0058】
(水酸基価)
ポリカーボネートポリオール(A)の水酸基価は、37.4mgKOH/g以上が好ましく、38.7mgKOH/g以上がより好ましく、40mgKOH/g以上がさらに好ましく、42mgKOH/g以上が特に好ましく、44.8mgKOH/g以上がより特に好ましく、45mgKOH/g以上が最も好ましい。また、140mgKOH/g以下が好ましく、135mgKOH/g以下がより好ましく、130mgKOH/g以下がさらに好ましく、125mgKOH/g以下が特に好ましい。水酸基価が前記範囲内であれば、粘度が高くなりすぎポリウレタン化の際のハンドリングが良好となる。また、本発明の樹脂組成物及び塗料の硬化膜の耐薬品性や低温柔軟性等の物性が良好となる。
ポリカーボネートポリオール(A)の水酸基価の前記の上限及び下限は任意に組み合わせることができる。例えば、ポリカーボネートポリオール(A)の水酸基価は、37.4~140mgKOH/gが好ましく、38.7~135mgKOH/gがより好ましく、40~130mgKOH/gがさらに好ましく、42~125mgKOH/gが特に好ましく、44.8~125mgKOH/gがより特に好ましく、45~125mgKOH/gが最も好ましい。
【0059】
ポリカーボネートポリオール(A)の水酸基価はJIS K 1557-1に準拠して、アセチル化試薬を用いた方法にて算出した値である。
【0060】
(分子量・分子量分布)
ポリカーボネートポリオール(A)の水酸基価から求めた数平均分子量(Mn)は、700以上が好ましく、800以上がより好ましく、900以上がさらに好ましい。また、3500以下好ましく、3000以下がより好ましく、2500以下がさらに好ましい。ポリカーボネートポリオール(A)のMnが前記範囲内であれば、ウレタンとした際に低温柔軟性が良好となる。また、ポリカーボネートポリオール(A)のMnが前記範囲内であれば、本発明の樹脂組成物及び塗料の粘度が下がり、ポリウレタン化の際のハンドリングが容易となる。
ポリカーボネートポリオール(A)のMnの前記の上限及び下限は任意に組み合わせることができる。例えば、ポリカーボネートポリオール(A)のMnは、700~3500が好ましく、800~3000がより好ましく、900~2500がさらに好ましい。
【0061】
ポリカーボネートポリオール(A)の分子量分布である重量平均分子量/数平均分子量(Mw/Mn)は、1.1以上が好ましく、1.3以上がより好ましい。また、3.5以下が好ましく、3.0以下がより好ましい。分子量分布が前記範囲内であれば、前記ポリカーボネートポリオール(A)を用いて製造したポリウレタンの物性が、低温柔軟性が良好となって、伸びが向上する。また、前記分子量分布が前記範囲内であれば、ポリカーボネートポリオール(A)を製造する際に、オリゴマーを除く等の高度な精製操作が不要となる。
ポリカーボネートポリオール(A)の分子量分布の前記の上限及び下限は任意に組み合わせることができる。例えば、ポリカーボネートポリオール(A)の分子量分布(Mw/Mn)は、1.1~3.5が好ましく、1.3~3.0がより好ましい。
【0062】
ポリカーボネートポリオール(A)の分子量分布におけるポリカーボネートポリオール(A)の重量平均分子量及び数平均分子量は、それぞれポリスチレン換算の重量平均分子量及び数平均分子量であり、通常ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下、GPCとも称する。)の測定により求めることができる。
【0063】
(残存副生物等)
ポリカーボネートポリオール(A)としてポリカーボネートジオールを製造するに際して、原料として例えばジフェニルカーボネート等の芳香族炭酸ジエステルを使用した場合、ポリカーボネートジオール製造中にフェノール類が副生物として副生する。フェノール類は一官能性化合物なので、ポリウレタンを製造する際の阻害因子となる可能性がある上、フェノール類によって形成されたウレタン結合は、その結合力が弱いために、その後の工程等で熱によって解離してしまい、イソシアネートやフェノール類が再生し、不具合を起こす可能性がある。また、フェノール類は刺激性物質でもあるため、ポリカーボネートジオール中のフェノール類の残存量は、より少ない方が好ましい。
具体的にはポリカーボネートジオールに対するフェノール類の残存量は、質量比として1000ppm以下が好ましく、500ppm以下がより好ましく、300ppm以下がさらに好ましく、100ppm以下が特に好ましい。ポリカーボネートジオール中のフェノール類を低減するためには、後述するようにポリカーボネートジオールの重合反応の圧力を絶対圧力として1kPa以下の高真空としたり、ポリカーボネートジオールの重合後に薄膜蒸留等を行ったりすることが有効である。
【0064】
ポリカーボネートジオール中には、製造の際に原料として使用した炭酸ジエステルが残存することがある。ポリカーボネートジオール中の炭酸ジエステルの残存量は限定されるものではないが、少ないほうが好ましい。ポリカーボネートジオールに対する炭酸ジエステルの残存量は、質量比として5質量%以下が好ましく、3質量%以下がより好ましく、1質量%以下がさらに好ましい。また、0質量%以上が好ましく、0.01質量%以上がより好ましく、0.1質量%以上さらに好ましい。ポリカーボネートジオールに対する炭酸ジエステルの残存量が前記範囲内であれば、ポリウレタン化の際の反応が阻害されるのを防止することができる。
ポリカーボネートジオールに対する炭酸ジエステルの残存量の前記の上限及び下限は任意に組み合わせることができる。例えば、ポリカーボネートジオールに対する炭酸ジエステルの残存量は、質量比として0~5質量%が好ましく、0.01~3質量%がより好ましく、0.1~1質量%がさらに好ましい。
【0065】
ポリカーボネートジオールには、製造の際に使用したジヒドロキシ化合物が残存する場合がある。ポリカーボネートジオール中のジヒドロキシ化合物の残存量は、限定されるものではないが、少ないほうが好ましい。ポリカーボネートジオールに対するジヒドロキシ化合物の残存量は、質量比として1質量%以下が好ましく、0.1質量%以下がより好ましく、0.05質量%以下がさらに好ましい。ポリカーボネートジオール中のジヒドロキシ化合物の残存量が前記範囲内であれば、ポリウレタンとした際のソフトセグメント部位の分子の長さが充足し、所望の物性が得られる。
【0066】
ポリカーボネートジオール中には、製造の際に副生した環状のカーボネート(環状オリゴマー)を含有する場合がある。例えば、前記アルコール(2a)として1,4-ブタンジオールを用いた場合、1,3-ジオキセパン-2-オン又はさらにこれらが2分子以上で環状カーボネートとなった化合物が副生してポリカーボネートジオール中に含まれる場合がある。副生した前記化合物は、ポリウレタン化反応においては副反応をもたらす可能性があり、また濁りの原因となるため、ポリカーボネートジオールの重合反応の圧力を絶対圧力として1kPa以下の高真空にしたり、ポリカーボネートジオールの合成後に薄膜蒸留等を行ったりすることで副生した前記化合物をできる限り除去しておくことが好ましい。副反応や濁りの原因を低減する観点から、ポリカーボネートジオール中に含まれるこれら環状カーボネートの含有量は、ポリカーボネートジオールに対する質量比として3質量%以下が好ましく、1質量%以下がより好ましく、0.5質量%以下がさらに好ましい。
【0067】
(含有量)
樹脂組成物中のポリカーボネートポリオール(A)の含有量は、樹脂組成物から溶剤を除いた残部に相当する固形分(以下、単に「固形分」ともいう。)の総質量に対して、3~80質量%が好ましく、5~60質量%がより好ましく、10~40質量%がさらに好ましい。ポリカーボネートポリオール(A)の含有量が前記範囲内であれば、樹脂組成物の安定性がより向上する。
【0068】
<アクリルポリオール(B)>
アクリルポリオール(B)は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0069】
アクリルポリオールは、例えば、水酸基を有する重合性不飽和モノマーと、水酸基を有する重合性不飽和モノマーと共重合可能なその他の重合性不飽和モノマー(以下、「他の重合性不飽和モノマー」ともいう。)とを常法により共重合することによって製造することができる。
【0070】
(モノマー)
水酸基を有する重合性不飽和モノマーは、一分子中に水酸基と重合性不飽和基とをそれぞれ1つ以上有する化合物である。
水酸基を有する重合性不飽和モノマーとしては、具体的には、アクリル酸又はメタクリル酸と炭素数2~10の2価アルコールとのモノエステル化物が好適であり、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、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシブチル(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、3-クロロ-2-ヒドロキシプロピル(メタ)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、プラクセルFM(株式会社ダイセル製、カプロラクトン付加モノマー)、及びプラクセルFA(株式会社ダイセル製、カプロラクトン付加モノマー)等の水酸基を有する重合性単量体が挙げられる。これらの中でも、塗膜の耐擦り傷性や耐磨耗性がより向上する点で、2-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)アクリレートが好ましい。
水酸基を有する重合性不飽和モノマーは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0071】
他の重合性不飽和モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸;(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ) アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸ラウリル及び(メタ)アクリル酸シクロヘキシル等の(メタ)アクリル酸の炭素数1~18のアルキルエステル又はシクロアルキルエステル;(メタ)アクリル酸メトキシブチル、(メタ)アクリル酸メトキシエチル及び(メタ)アクリル酸エトキシブチル等の(メタ)アクリル酸のアルコキシアルキルエステル;グリシジルアクリレート又はグリシジルメタクリレートと、炭素数3~18のモノカルボン酸化合物(例えば、酢酸、プロピオン酸、オレイン酸、ステアリン酸又はラウリン酸)との付加物;カージュラE-10とアクリル酸等の不飽和酸との付加物;1-メタクリロキシトリメトキシシラン等のアルコキシシラン基を有するエチレン性不飽和モノマー;クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、無水マレイン酸及びフマル酸等の1-エチレン性不飽和カルボン酸;グリシジル(メタ)アクリレート及びアリルグリシジルエーテル等のグリジシル基を有するビニル系単量体;アクリルアミド、N-メチロールアクリルアミド及びN-ブトキシメチルアクリルアミド等の(メタ)アクリル酸のアミド;スチレン;(メタ)アクリロニトリルが挙げられる。
他の重合性不飽和モノマーは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0072】
(溶解度パラメーター)
アクリルポリオール(B)の溶解度パラメーター(SP値)は8.1~12.5(J/cm3)1/2が好ましく、8.3~11.5(J/cm3)1/2がより好ましく、8.5~10.0(J/cm3)1/2がさらに好ましい。アクリルポリオール(B)のSP値が前記下限値以上であれば、ポリカーボネートポリオール(A)、特に1,10-デカンジオールを原料としたポリカーボネートポリオール(A)との相溶性が良好になる。また、アクリルポリオール(B)のSP値が前記上限値以下であれば、塗膜の耐水性が良好となる。
【0073】
SP値はsolubility parameterの略であり、溶解性の尺度となるものである。SP値は、数値が大きいほど極性が高く、逆に数値が小さいほど極性が低いことを示す。SP値は、例えば、次の方法によって実測することができる[参考文献:SUH,CLARKE〔J.P.S.A-1,5,1671-1681(1967)]。
【0074】
サンプルとして、アクリルポリオール(B)0.5gを100mLビーカーに秤量し、ホールピペットを用いて良溶媒10mLを加え、マグネティックスターラーにより溶解したものを使用する。溶媒としては、アセトンを用いる。
得られたサンプルに対して測定温度20℃で、50mLビュレットを用いて貧溶媒を滴下し、溶液に濁りが生じた点(濁点)を滴下量とする。貧溶媒は、高SP貧溶媒としてイオン交換水を用い、低SP貧溶媒としてn-ヘキサンを使用して、それぞれの貧溶媒を用いた場合の濁点の測定を行う。
下記式(2-1)~(2-5)より、アクリルポリオール(B)のSP値(δ)(単位:(J/cm3)1/2)を求める。
Vml=(Vl×Va)/(φl×Va+φa1×Vl) ・・・(2-1)
δml=φl×δl+φa1×δa ・・・(2-2)
Vmh=(Vh×Va)/(φh×Va+φa2×Vh) ・・・(2-3)
δmh=φh×δh+φa2×δa ・・・(2-4)
δ={(Vml)1/2×δml+(Vmh)1/2×δmh}/{(Vml)1/2+(Vmh)1/2} ・・・(2-5)
【0075】
式(2-1)~(2-5)中の略号は以下を意味する。
・Vl:n-ヘキサンのモル体積(cm3/mol)
・Vh:イオン交換水のモル体積(cm3/mol)
・Va:良溶媒のモル体積(cm3/mol)
・φl:濁点における良溶媒とn-ヘキサンとの和に対するn-ヘキサンの体積分率=n-ヘキサンの滴下量/(良溶媒の使用量+n-ヘキサンの滴下量)
・φh:濁点における良溶媒とイオン交換水との和に対するイオン交換水の体積分率=イオン交換水の滴下量/(良溶媒の使用量+イオン交換水の滴下量)
・φa1:濁点における良溶媒とn-ヘキサンとの和に対する良溶媒の体積分率=良溶媒の使用量/(良溶媒の使用量+n-ヘキサンの滴下量)
・φa2:濁点における良溶媒とイオン交換水との和に対する良溶媒の体積分率=良溶媒の使用量/(良溶媒の使用量+イオン交換水の滴下量)
・δl:n-ヘキサンのSP値
・δh:イオン交換水のSP値
・δa:良溶媒のSP値
【0076】
(分子量)
アクリルポリオール(B)の重量平均分子量は900~50000が好ましい。アクリルポリオール(B)の重量平均分子量が前記下限値以上であれば、塗膜の硬度が良好となる。アクリルポリオール(B)の重量平均分子量が前記上限値以下であれば、樹脂組成物及び後述する塗料の粘度が適度に低くなり、ハンドリングが良好となる。アクリルポリオール(B)の重量平均分子量は、1000~25000が好ましい。
【0077】
アクリルポリオール(B)の重量平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー法(GPC法)により測定される標準ポリスチレン換算の値である。詳しい測定条件は以下の通りである。
(GPC測定条件)
・カラム:「TSK-gel superHZM-M」、「TSK-gel HZM-M」、「TSK-gel HZ2000」
・溶離液:THF
・流量:0.35mL/min
・注入量:10μL
・カラム温度:40℃
・検出器:UV-8020
【0078】
(水酸基価)
アクリルポリオール(B)の水酸基価は10~300mgKOH/gが好ましく、25~220mgKOH/gがより好ましい。アクリルポリオール(B)の水酸基価が前記下限値以上であれば、塗膜としての好ましい架橋密度が得られ、塗膜の硬度が良好となる。アクリルポリオール(B)の水酸基価が前記上限値以下であれば、樹脂組成物又は後述する塗料中での溶解性や塗膜とした際の塗膜の可とう性が良好となる。
アクリルポリオール(B)の水酸基価は、下記式(3)により算出した値である。
水酸基価(mgKOH/g)=(fb×M1b/Mnb/M2b×〔KOH〕×1000) ・・・(3)
【0079】
式(3)中の略号は以下を意味する。
・fb:アクリルポリオール(B)を構成する水酸基を有するモノマー(前記の水酸基を有する重合性不飽和モノマー)の水酸基の数
・〔KOH〕:KOHの分子量
・M1b:水酸基を有するモノマーの質量(g)
・M2b:アクリルポリオール(B)の固形分質量(g)
・Mnb:水酸基を有するモノマーの分子量(数平均分子量)
【0080】
(ガラス転移温度)
アクリルポリオール(B)のガラス転移温度の下限は-60℃が好ましく、-50℃が好ましい。またアクリルポリオール(B)のガラス転移温度の上限は180℃が好ましく、150℃がより好ましく、140℃がさらに好ましい。アクリルポリオール(B)のガラス転移温度が前記下限値以上であれば、塗膜の硬度が良好となる。アクリルポリオール(B)のガラス転移温度が前記上限値以下であれば、後述の塗料がゲル化しにくく、ハンドリングを良好に維持できる。
アクリルポリオール(B)のガラス転移温度の前記の上限及び下限は任意に組み合わせることができる。例えば、アクリルポリオール(B)のガラス転移温度は、-60~180℃が好ましく、-50~150℃がより好ましく、-50~140℃がさらに好ましい。
アクリルポリオール(B)のガラス転移温度(Tg)(単位:℃)は、下記式(4)で示されるFoxの計算式により算出した値である。
【0081】
【0082】
式(4)中の略号は以下を意味する。
・Wi:単量体iの質量分率
・Tgi:単量体iの単独重合体のTg(℃)
なお、単独重合体のTgは、「ポリマーハンドブック第4版 John Wiley & Sons著」に記載の数値を用いることができる。
「ポリマーハンドブック第4版 John Wiley & Sons著」に記載のない単独重合体のTgは、JIS規格K-7121-1987「プラスチックの転移温度測定方法」に記載の方法で測定した実測値を用いることができる。
【0083】
(含有量)
樹脂組成物中のアクリルポリオール(B)の含有量は、樹脂組成物から溶剤を除いた残部に相当する固形分の総質量に対して、5~90質量%が好ましく、20~85質量%がより好ましく、50~80質量%がさらに好ましい。アクリルポリオール(B)の含有量が前記範囲内であれば、樹脂組成物の安定性がより向上する。
【0084】
(質量比)
塗膜の外観が良好となる観点から、ポリカーボネートポリオール(A)とアクリルポリオール(B)との質量比(A)/(B)は、5/95~90/10が好ましく、10/90~70/30がより好ましく、15/85~50/50がさらに好ましい。
【0085】
<溶剤>
溶剤は、芳香族炭化水素系溶剤(C)を含む。
溶剤は、芳香族炭化水素系溶剤(C)以外の溶剤(以下、「他の溶剤」ともいう。)をさらに含んでいてもよい。
【0086】
(芳香族炭化水素系溶剤(C))
芳香族炭化水素系溶剤(C)としては、例えば、トルエン、キシレン、ベンゼン、トリメチルベンゼン、クメン、T-SOLTM 100FLUID(ENEOS株式会社製)、T-SOLTM 150FLUID(ENEOS株式会社製)、SS200、イプゾール100番(出光興産株式会社製)、イプゾール150番(出光興産株式会社製)、高沸点芳香族溶剤S100(安藤パラケミー株式会社製)が挙げられる。これらの中でも、塗料中での凝集物が少なく、塗膜の外観がより良好となる観点から、芳香族炭化水素系溶剤(C)としてはトルエン、キシレン、T-SOLTM 100FLUID(ENEOS株式会社製)、高沸点芳香族溶剤S100(安藤パラケミー株式会社製)が好ましく、塗料中での凝集物が少なく、塗膜の外観がより良好となる観点から、芳香族炭化水素系溶剤(C)がトルエン及びキシレンのうちの1種以上を含むことがより好ましい。
芳香族炭化水素系溶剤(C)は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0087】
芳香族炭化水素系溶剤(C)の含有量は、溶剤の総質量に対して35~100質量%が好ましく、50~100質量%がより好ましく、70~100質量%がさらに好ましい。芳香族炭化水素系溶剤(C)の含有量が前記範囲内であれば、ポリカーボネートポリオール(A)、特に1,10-デカンジオールを原料としたポリカーボネートポリオール(A)とアクリルポリオール(B)との相溶性が良好となり、塗膜の外観、及び樹脂組成物の安定性が良好となる。
【0088】
なお、前記のポリカーボネートポリオール(A)及びアクリルポリオール(B)は、その製造過程において、反応溶剤として芳香族炭化水素系溶剤(C)を用いることがある。その場合、得られる反応生成物は、ポリカーボネートポリオール(A)と芳香族炭化水素系溶剤(C)とを含むもの、又は、アクリルポリオール(B)と芳香族炭化水素系溶剤(C)とを含むものであり、芳香族炭化水素系溶剤(C)を除去することなくそのまま反応生成物を樹脂組成物あるいは塗料の製造に用いることができる。
ポリカーボネートポリオール(A)と芳香族炭化水素系溶剤(C)とを含む反応生成物を塗料の製造に用いる場合は、ポリカーボネートポリオール(A)由来で持ち込まれる、すなわち反応生成物に含まれる芳香族炭化水素系溶剤(C)も、樹脂組成物あるいは塗料中の芳香族炭化水素系溶剤(C)の含有量に含める。
また、アクリルポリオール(B)と芳香族炭化水素系溶剤(C)とを含む反応生成物を塗料の製造に用いる場合は、アクリルポリオール(B)由来で持ち込まれる、すなわち反応生成物に含まれる芳香族炭化水素系溶剤(C)も、樹脂組成物あるいは塗料中の芳香族炭化水素系溶剤(C)の含有量に含める。
【0089】
(他の溶剤)
他の溶剤としては、例えば、メタノール、イソプロピルアルコール、n-ブタノール、ジアセトンアルコール、2-メトキシエタノール(メチルセロソルブ)、2-エトキシエタノール(エチルセロソルブ)、2-ブトキシエタノール(ブチルセロソルブ)、ターシャリーアミルアルコール等のアルコール系溶剤;酢酸エチル、酢酸n-プロピル、酢酸ブチル、ギ酸ブチル等のカルボン酸エステル系溶剤;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド系溶剤;ジエチルエーテル、メトキシトルエン、1,2-ジメトキシエタン、1,2-ジブトキシエタン、1,1-ジメトキシメタン、1,1-ジメトキシエタン、1,4-ジオキサン、テトラヒドロフラン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエーテル系溶剤;メチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、メチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、メチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、メチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ブチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ブチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ブチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、ブチレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のアルキレングリコールアルキルエーテルアセテート系溶剤が挙げられる。
他の溶剤は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0090】
他の溶剤の含有量は、溶剤の総質量に対して0~65質量%が好ましく、0~50質量%がより好ましく、0~30質量%がさらに好ましい。
【0091】
<任意成分>
本発明の樹脂組成物には必要に応じて以下に挙げられるような任意成分を加えてもよい。各種の性質を付与出来る観点から、塗料として樹脂組成物を利用する際には任意成分を加えることが好ましい。
樹脂組成物に含まれる任意成分としては、例えば、架橋剤(D)、耐候性付与剤、表面調整剤、硬化促進触媒、酸化防止剤、黄変防止剤、ブルーイング剤、顔料、レベリング剤、消泡剤、増粘剤、沈降防止剤、帯電防止剤、防曇剤が挙げられる。
任意成分は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0092】
<樹脂組成物の製造方法>
樹脂組成物は、ポリカーボネートポリオール(A)、アクリルポリオール(B)及び溶剤を均一に混合することによって製造できる。混合の際に、必要に応じて任意成分の1つ以上を加えてもよい。
また、前述したように、ポリカーボネートポリオール(A)と芳香族炭化水素系溶剤とを含む反応生成物、及びアクリルポリオール(B)と芳香族炭化水素系溶剤とを含む反応生成物の少なくとも一方を用いる場合、必要に応じて任意成分の1つ以上を加えて樹脂組成物を製造してもよいし、所望の固形分濃度になるように、さらに溶剤で希釈してもよい。
【0093】
<固形分濃度>
樹脂組成物の固形分濃度は、樹脂組成物の総質量に対して30質量%以上100質量%未満が好ましく、35~70質量%がより好ましく、40~65質量%がさらに好ましい。樹脂組成物の固形分濃度が前記下限値以上であれば、樹脂組成物を塗料として用いる際に塗装時のタレを抑制でき外観が良好となる。樹脂組成物の固形分濃度が前記上限値以下であれば、安定性が良好となる。
なお、樹脂組成物の固形分濃度は、樹脂組成物の総質量に対する、樹脂組成物から溶剤を除いた残部の質量割合であり、純分濃度ともいう。すなわち、樹脂組成物中の溶剤の含有量と、樹脂組成物の固形分濃度の合計が100質量%である。
【0094】
<作用効果>
以上説明した本実施形態の樹脂組成物は、特定のポリカーボネートポリオール(A)を含むので、塗膜の耐薬品性、耐汚染性、柔軟性に優れる。また、本実施形態の樹脂組成物は、芳香族炭化水素系溶剤を含むので、外観が良好な塗膜が得られる。加えて、樹脂組成物やその塗料の貯蔵安定性が良好となる。
よって、本実施形態の樹脂組成物であれは、貯蔵安定性が良好である。
また、本実施形態の樹脂組成物を用いれば、塗膜の耐薬品性、耐汚染性、柔軟性、塗膜の外観等の各種性能を維持できる塗膜を形成でき、これらの性能は、外装建材、道路資材、自動車を含む車両、航空機等で長時間使用される条件下でも良好に維持できる。
【0095】
[塗料]
以下、本発明の塗料の一実施形態について説明する。
本実施形態の塗料は、前記の本発明の樹脂組成物を含む組成物(塗料組成物)である。
塗料は、以下に示す架橋剤(D)を含むことが好ましい。
塗料は、本発明の効果を損なわない範囲内であれば、必要に応じて、本発明の樹脂組成物及び架橋剤(D)以外の成分(以下、「任意成分」ともいう。)をさらに含んでいてもよい。
【0096】
<樹脂組成物>
塗料に含まれる樹脂組成物は、前述した本発明の樹脂組成物であるため、その説明を省略する。
塗料中のポリカーボネートポリオール(A)の含有量は、塗膜を形成する成分(以下、「塗膜形成成分」ともいう。)の総質量に対して、1~70質量%が好ましく、5~50質量%がより好ましく、10~30質量%がさらに好ましい。ポリカーボネートポリオール(A)の含有量が前記下限値以上であれば、塗膜の耐薬品性が良好となる。また、ポリカーボネートポリオール(A)の含有量が前記上限値以下であれば、塗膜の外観が良好となり、また塗膜にクラックが生じにくくなる。
ここで、「塗膜を形成する成分」とは、塗料から溶剤を除いた残部(すなわち、塗料の固形分)のことである。
【0097】
塗料中のアクリルポリオール(B)の含有量は、塗膜形成成分の総質量に対して、1~90質量%が好ましく、20~80質量%がより好ましく、40~70質量%がさらに好ましい。アクリルポリオール(B)の含有量が前記下限値以上であれば、塗膜の外観が良好となる。また、アクリルポリオール(B)の含有量が前記上限値以下であれば、塗膜にクラックが生じにくくなる。
【0098】
<架橋剤(D)>
塗膜に靭性、強靭で、耐擦り傷性、耐薬品性、耐候性に優れる塗膜を形成する目的で、本発明の塗料は、架橋剤(D)を含むことが好ましい。
架橋剤(D)としては、例えば、ポリイソシアネート、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、アルキルシリケートが挙げられる。これらの中でも、アクリルポリオール(B)と反応性の高いポリイソシアネート、メラミン樹脂が好ましく、その中でも特に、硬化温度が低温であり、硬化時間を短縮でき、硬化に必要なエネルギーを低減できる点で、ポリイソシアネートがさらに好ましい。
架橋剤(D)は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0099】
(ポリイソシアネート)
ポリイソシアネートとしては、2官能以上のイソシアネート化合物であることが好ましい。2官能以上のイソシアネート化合物としては、公知のものを用いることができる。
2官能のイソシアネート化合物(以下、「ジイソシアネート化合物」ともいう。)としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン4,4-ジシクロヘキシルジイソシアネートが挙げられる。
ジイソシアネート化合物は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0100】
3官能以上のイソシアネート化合物としては、前記ジイソシアネート化合物を出発原料として合成されたものであって、ビュレット体、トリメチロールプロパンアダクト体、イソシアヌレート体、アロファネート体等が挙げられる。
3官能以上のイソシアネート化合物としては、具体的には、ヘキサメチレンジイソシアネートのビュレット体(旭化成株式会社製の商品名「デュラネート24A-100」)、ヘキサメチレンジイソシアネートのアダクト体(旭化成株式会社製の商品名「デュラネートP-301-75E」)、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体(旭化成株式会社製の商品名「デュラネートTPA-100」)、ブロック型イソシアネート体(旭化成株式会社製の商品名「デュラネートMF-K60X」);1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンのトリメチロールプロパンアダクト体(三井化学株式会社製の商品名「タケネートD-120N」)、1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンのイソシアヌレート体(三井化学株式会社製の商品名「タケネートD-127N」)、イソホロンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体(三井化学株式会社製の商品名「タケネートD-140N」);ヘキサメチレンジイソシアネートのアロファネート体(住化バイエルウレタン株式会社製の商品名「デスモジュールXP2679」)等が挙げられる。
3官能以上のイソシアネート化合物は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
塗膜の架橋密度を増加させ、塗膜の耐水性を向上させる観点からは、ポリイソシアネートは、3官能以上のイソシアネート化合物であることが好ましい。
【0101】
また、ポリイソシアネートとして、前記の2官能以上のイソシアネート化合物及びその誘導体中のイソシアネート基をブロック剤でブロックした化合物であるブロック化ポリイソシアネート化合物を使用することもできる。
ブロック化ポリイソシアネート化合物は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0102】
ブロック剤としては、例えば、フェノール、クレゾール、キシレノール、ニトロフェノール、エチルフェノール、ヒドロキシジフェニル、ブチルフェノール、イソプロピルフェノール、ノニルフェノール、オクチルフェノール、ヒドロキシ安息香酸メチル等のフェノール系化合物;ε-カプロラクタム、δ-バレロラクタム、γ-ブチロラクタム、β-プロピオラクタム等のラクタム系化合物;メタノール、エタノール、プロピルアルコール、ブチルアルコール、アミルアルコール、ラウリルアルコール等の脂肪族アルコール系化合物;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、メトキシメタノール等のエーテル系化合物;ベンジルアルコール、グリコール酸、グリコール酸メチル、グリコール酸エチル、グリコール酸ブチル、乳酸、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、メチロール尿素、メチロールメラミン、ジアセトンアルコール、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート等のアルコール系化合物;ホルムアミドオキシム、アセトアミドオキシム、アセトオキシム、メチルエチルケトオキシム、ジアセチルモノオキシム、ベンゾフェノンオキシム、シクロヘキサンオキシム等のオキシム系化合物;マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸メチル、アセチルアセトン等の活性メチレン系化合物;ブチルメルカプタン、t-ブチルメルカプタン、ヘキシルメルカプタン、t-ドデシルメルカプタン、2-メルカプトベンゾチアゾール、チオフェノール、メチルチオフェノール、エチルチオフェノール等のメルカプタン系;アセトアニリド、アセトアニシジド、アセトトルイド、アクリルアミド、メタクリルアミド、酢酸アミド、ステアリン酸アミド、ベンズアミド等の酸アミド系化合物;コハク酸イミド、フタル酸イミド、マレイン酸イミド等のイミド系化合物;ジフェニルアミン、フェニルナフチルアミン、キシリジン、N-フェニルキシリジン、カルバゾール、アニリン、ナフチルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、ブチルフェニルアミン等のアミン系化合物;イミダゾール、2-エチルイミダゾール等のイミダゾール系化合物;尿素、チオ尿素、エチレン尿素、エチレンチオ尿素、ジフェニル尿素等の尿素系化合物;N-フェニルカルバミン酸フェニル等のカルバミン酸エステル系;エチレンイミン、プロピレンイミン等のイミン系化合物;重亜硫酸ソーダ、重亜硫酸カリ等の亜硫酸塩系化合物;アゾール系化合物が挙げられる。前記アゾール系化合物としては、例えば、ピラゾール、3,5-ジメチルピラゾール、3-メチルピラゾール、4-ベンジル-3,5-ジメチルピラゾール、4-ニトロ-3,5-ジメチルピラゾール、4-ブロモ-3,5-ジメチルピラゾール、3-メチル-5- フェニルピラゾール等のピラゾール又はピラゾール誘導体;イミダゾール、ベンズイミダゾール、2-メチルイミダゾール、2-エチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール等のイミダゾール又はイミダゾール誘導体;2-メチルイミダゾリン、2-フェニルイミダゾリン等のイミダゾリン誘導体が挙げられる。
【0103】
ブロック化を行う(ブロック剤を反応させる)にあたっては、必要に応じて溶剤を添加して行なうことができる。
ブロック化反応に用いる溶剤としては、イソシアネート基に対して反応性が低い又は反応しない溶剤が好ましい。このような溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;酢酸エチル等のエステル類;N-メチル-2-ピロリドン(NMP)が挙げられる。
ブロック化反応に用いる溶剤は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0104】
ポリイソシアネートとポリカーボネートポリオール(A)とアクリルポリオール(B)との配合比は、塗膜の性能の点からNCO/OH[ポリイソシアネートが有するイソシアネート基のモル数/ポリカーボネートポリオール(A)及びアクリルポリオール(B)が有する水酸基のモル数]が0.5~2.0が好ましく、0.7~1.8がより好ましく、0.8~1.5以下がさらに好ましい。NCO/OHが前記下限値以上であれば、塗料の硬化速度をより速くすることができる。また、塗膜の架橋密度が高くなり、塗膜の硬度や耐水性が向上しやすい。NCO/OHが前記上限値以下であれば、塗料を基材に塗装した後の乾燥性及び塗膜の基材に対する密着性が向上しやすい。
【0105】
(メラミン樹脂)
メラミン樹脂は、メラミン、グアナミン、尿素等のアミン化合物の、ホルムアルデヒドとの付加縮合により得られる樹脂、又は、このような樹脂の、アルコールとのさらなる付加縮合により得られる樹脂である。
メラミン樹脂としては、例えば、メチル化されたメラミン、ブチル化されたメラミン、メチル化されたベンゾグアナミン、ブチル化されたベンゾグアナミン等が挙げられる。特に、硬化塗膜の耐薬品性が良好となる観点から、ヘキサメチロールメラミン、ペンタメチロールメラミン、テトラメチロールメラミン、及びそれらの混合物等の、全面的に、又は部分的にメチロール化されたメラミン樹脂が好ましい。
【0106】
メラミン樹脂の具体例としては、Cytec社製の商品名「CYMEL 303」、「CYMEL 325」、「CYMEL 1156」;三井化学株式会社製の商品名「YUBAN 20N」、「YUBAN 20SB」、「YUBAN 128」;住友化学株式会社製の商品名「SUMIMAL M-50W」、「SUMIMAL M-40N」、「SUMIMA L M-30W」等が挙げられる。
メラミン樹脂は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0107】
(エポキシ樹脂)
エポキシ樹脂は、エポキシ化合物又はエポキシ樹脂であり、分子内に平均してグリシジル基(エポキシ基)を2つ以上有するものであれば、従来公知のものを制限なく使用できる。
エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂(例えばフェノールノボラック型エポキシ樹脂やクレゾールノボラック型エポキシ樹脂等)、脂環式エポキシ樹脂(例えば3’,4’-エポキシシクロヘキシルメチル-3,4-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート等)、含窒素環状エポキシ樹脂(例えばトリグリシジルイソシアヌレート、ヒダントイン型エポキシ樹脂等)、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、脂肪族系エポキシ樹脂、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ジシクロ環型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ハロゲン化エポキシ樹脂が挙げられる。
エポキシ樹脂は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0108】
塗料中の架橋剤(D)の含有量は、塗膜形成成分の総質量に対して、1~90質量%が好ましく、5~70質量%がより好ましく、10~50質量%がさらに好ましい。架橋剤(D)の含有量が前記下限値以上であれば、塗膜にクラックが生じにくくなる。また、架橋剤(D)の含有量が前記上限値以下であれば、塗膜の外観が良好となる。
【0109】
また、塗料中の架橋剤(D)の含有量は、ポリカーボネートポリオール(A)及びアクリルポリオール(B)の合計質量(100質量部)に対し、5~100質量部が好ましく、15~90質量部がより好ましい。架橋剤の含有量が前記範囲内であれば、塗料を基材に塗装した後の乾燥性及び塗膜の基材に対する密着性が向上しやすい。
【0110】
<任意成分>
塗料に含まれる任意成分としては、耐候性付与剤、表面調整剤、硬化促進触媒、酸化防止剤、黄変防止剤、ブルーイング剤、顔料、レベリング剤、消泡剤、増粘剤、沈降防止剤、帯電防止剤、防曇剤が挙げられる。
任意成分は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0111】
(耐候性付与剤)
耐候性付与剤は、塗膜に耐候性を付与する成分である。
耐候性付与剤としては、例えば、紫外線吸収剤、光安定剤が挙げられる。
耐候性付与剤は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0112】
<<紫外線吸収剤>>
紫外線吸収剤としては、トリアジン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、サリチル酸フェニル系化合物又は安息香酸フェニル系化合物等から誘導された化合物が好ましく、塗料に多量に含有させることが可能という点からベンゾフェノン系化合物が好ましく、ポリカーボネート等の基材の黄変を防ぐことができるという点からトリアジン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物が好ましい。
硬化塗膜の経時による黄変を長期にわたって防止できる観点から、紫外線吸収剤としては、紫外線吸収剤の最大吸収波長が240~380nmの範囲にあるものがより好ましい。
【0113】
紫外線吸収剤の具体例としては、2-[4-(2-ヒドロキシ-3-ドデシロキシ-プロピル)オキシ-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-[ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン]及び2-[4-(2-ヒドロキシ-3-トリデシロキシ-プロピル)オキシ-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-[ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン]の混合物(BASF社製の商品名「チヌビン400」)、2-[4-(オクチル-2-メチルエタノエート)オキシ-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-[ビス(2,4-ジメチルフェニル)]-1,3,5-トリアジン(BASF社製の商品名「チヌビン479」)、トリス[2,4,6-[2-{4-(オクチル-2-メチルエタノエート)オキシ-2-ヒドロキシフェニル}]-1,3,5-トリアジン](BASF社製の商品名「チヌビン777」)、2-ヒドロキシベンゾフェノン、5-クロロ-2-ヒドロキシベンゾフェノン、2,4-ジヒドロキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-オクチロキシベンゾフェノン、4-ドデシロキシ-2-ヒドロキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-オクタデシロキシベンゾフェノン、2,2’-ジヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2,2’-ジヒドロキシ-4,4’-ジメトキシベンゾフェノン、フェニルサリシレート、p-tert-ブチルフェニルサリシレート、p-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)フェニルサリシレート、3-ヒドロキシフェニルベンゾエート、フェニレン-1,3-ジベンゾエート、2-(2-ヒドロキシ-5’-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2-ヒドロキシ-5-tert-ブチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(2-ヒドロキシ-3,5-ジ-tert-ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2-ヒドロキシ-5-tert-ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2-ヒドロキシ-4-オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-5’-メタクリロキシエチルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾ-ル物等が挙げられる。
紫外線吸収剤は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0114】
塗料中の紫外線吸収剤の含有量は、ポリカーボネートポリオール(A)、アクリルポリオール(B)、及び架橋剤(D)の合計質量(100質量部)に対し、0.1~40質量部が好ましく、0.5~30質量部がより好ましい。紫外線吸収剤の含有量が前記下限値以上であれば、塗膜の耐候性が向上する傾向にある。紫外線吸収剤の含有量が前記上限値以下であれば、塗料の硬化性、塗膜の硬度、耐擦り傷性がより向上する傾向にある。
【0115】
<<光安定剤>>
光安定剤としては、例えば、ヒンダードアミン系光安定剤が挙げられる。ヒンダードアミン系光安定剤は、紫外線吸収剤と併用することで、塗膜の耐候性をより向上させることができる。
【0116】
光安定剤の具体例としては、1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸と1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジノールとβ,β,β,β-テトラメチル-3,9-(2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5,5])ウンデカン)ジエタノールとの縮合物(株式会社ADEKA製の商品名「アデカスタブ(登録商標。以下同じ。)LA-63P」)、1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸と2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジノールとβ,β,β,β-テトラメチル-3,9-(2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5,5])ウンデカン)ジエタノールとの縮合物(株式会社ADEKA製の商品名「アデカスタブLA-68P」)、1,1-ジメチルエチルヒドロペルオキシドとオクタンとの縮合物、デカン二酸ビス(2,2,6,6-テトラメチル-1-(オクチルオキシ)-4-ピペリジニル)エステル、1,1-ジメチルエチルヒドロペルオキシドとオクタンの反応生成物(BASF社製の商品名「チヌビン123」)、2-ブチル-2-[3,5-ジ(tert-ブチル)-4-ヒドロキシベンジル]マロン酸ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)(BASF社製の商品名「チヌビン144」)、2,4-ビス[N-ブチル-N-(1-シクロヘキシロキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)アミノ]-6-(2-ヒドロキシエチルアミン)-1,3,5-トリアジン(BASF社製の商品名「チヌビン152」)、セバシン酸ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチルピペリジン-4-イル)とセバシン酸メチル(1,2,2,6,6-ペンタメチルピペリジン-4-イル)との混合物(BASF社製の商品名「チヌビン292」)等が挙げられる。
光安定剤は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0117】
塗料中の光安定剤の含有量は、ポリカーボネートポリオール(A)、アクリルポリオール(B)、及び架橋剤(D)の合計質量(100質量部)に対し、0.1~10質量部が好ましく、0.5~5質量部がより好ましい。光安定剤の含有量が前記下限値以上であれば、塗膜の耐候性が向上しやすい。光安定剤の含有量が前記上限値以下であれば、塗料の硬化性、塗膜の硬度、耐擦り傷性がより向上しやすい。
【0118】
(表面調整剤)
表面調整剤(レベリング剤)としては、例えば、シリコーン系表面調整剤(シリコーン系レベリング剤)、アクリル系表面調整剤(アクリル系レベリング剤)、フッ素系表面調整剤(フッ素系レベリング剤)が挙げられる。これらの中でも、シリコーン系表面調整剤が好ましい。
シリコーン系表面調整剤としては、例えば、ポリエーテル変性シロキサン、ポリエステル変性ポリメチルアルキルシロキサン、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、アクリル基含有ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサンが挙げられる。
表面調整剤は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0119】
(硬化促進触媒)
塗料は、室温又は加熱して硬化させることができるが、硬化を促進させる目的で、必要に応じて硬化促進触媒を含んでいてもよい。
硬化促進触媒としては、例えば、トリエチルアミン、テトラ(2-エチルヘキシル)チタネート、ジラウリル酸ジ-n-ブチルスズ及び1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタンが挙げられる。
硬化促進触媒は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0120】
<塗料の製造方法>
本発明の塗料は、ポリカーボネートポリオール(A)、アクリルポリオール(B)、及び溶剤を含む本発明の樹脂組成物を均一に混合することによって製造することもできる。混合の際に、必要に応じて、架橋剤(D)及び任意成分の1つ以上を加えてもよい。また、必要に応じて、所望の固形分濃度になるように、溶剤でさらに希釈してもよい。
希釈に用いる溶剤としては、前記樹脂組成物の説明において先に例示した溶剤が挙げられる。
【0121】
<固形分濃度>
塗料の固形分濃度は、塗料の総質量に対して30質量%以上100質量%未満が好ましく、35~90質量%がより好ましく、35~80質量%がさらに好ましく、40~70質量%が特に好ましい。塗料の固形分濃度が前記下限値以上であれば、塗装時のタレを抑制でき外観が良好となる。塗料の固形分濃度が前記上限値以下であれば、スプレー塗装等の一般的な塗装方法において膜厚の調整が容易となる。
なお、塗料の固形分濃度は、塗料の総質量に対する、塗料から溶剤を除いた残部の質量割合であり、純分濃度ともいう。すなわち、塗料中の溶剤の含有量と、塗料の固形分濃度の合計が100質量%である。
【0122】
<作用効果>
以上説明した本実施形態の塗料は、本発明の樹脂組成物と架橋剤(D)とを含有するので、耐薬品性、耐汚染性、柔軟性、塗膜の外観等の各種性能を維持できる塗膜を形成でき、これらの性能は、外装建材、道路資材、自動車を含む車両、航空機等で長時間使用される条件下でも良好に維持できる。
【0123】
[硬化物]
以下、硬化物の一実施形態について説明する。
本実施形態の硬化物は、前記の本発明の樹脂組成物又は本発明の塗料の硬化物である。
なお、本発明の塗料より形成される塗膜は、本発明の塗料の硬化物、すなわち硬化塗膜である。
【0124】
硬化物は、本発明の塗料を硬化させることで得られる。具体的には、塗料を後述の基材に塗装した後に、基材上の塗料を硬化させて硬化物を得る。
塗料の塗装方法は、ハケ塗り、バーコート、スプレーコート、ディップコート、スピンコート及びカーテンコート等の公知の方法で行うことができる。
塗料を硬化させる温度は、基材の耐熱性や熱変形性等を考慮して適宜設定すればよいが、例えば、20~200℃が好ましく、60~150℃がより好ましい。
塗装時間短縮の観点から、塗料を硬化させる時間は、数分から数時間が好ましい。
【0125】
前記硬化物は、本発明の樹脂組成物又は本発明の塗料を硬化してなるものであり、耐薬品性及び外観等の各種性能を維持できる。
【0126】
[プラスチック成形品]
以下、本発明のプラスチック成形品の一実施形態について説明する。
本実施形態のプラスチック成形品の一例としては、基材と、前記基材に積層された、前記硬化物からなる層(以下、「硬化物層」又は「塗膜」ともいう。)とを有する。
プラスチック成形品は、積層体であってもよいし、射出成型品であってもよい。
硬化塗膜の外観が良好となる理由から、プラスチック成形品は、本発明の塗料で塗装された成形品であることが好ましく、基材の表面が本発明の塗料で塗装され、基材上に硬化物層が形成された積層体であることがより好ましい。
なお、硬化物層は、本発明の塗料より形成される塗膜である。
【0127】
基材の形状としては、例えば、フィルム状、板状、立体的な形状が挙げられる。
基材の材質としては、例えば、亜鉛メッキ鋼、亜鉛合金メッキ鋼、ステンレス鋼、錫メッキ鋼等の金属;ポリメタクリル酸メチル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ABS樹脂、AS樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリメタクリルイミド樹脂、ポリアリルジグリコールカーボネート樹脂等の樹脂が挙げられる。
なお、基材の硬化物層が積層される表面には、プライマー処理が施されていてもよい。
【0128】
前記積層体は、基材の表面に本発明の塗料を塗装した後に、基材上の塗料を硬化させて、基材上に硬化物層を形成することで得られる。
塗料の塗装方法及び硬化条件は、前記硬化物の説明において先に記載した塗装方法及び硬化条件と同様である。
【0129】
硬化物層の厚さは、1~50μmが好ましい。硬化物層の厚さが前記下限値以上であれば、本発明の塗料の効果が得られやすい。硬化物層の厚さが前記上限値以下であれば、クラックを低減できる。
【0130】
なお、本実施形態のプラスチック成形品の一例である前記積層体は、硬化物層を複数有していてもよい。
例えば、硬化物層を2層有する積層体は、基材の表面に、本発明の塗料(α)を塗装し、硬化させて第一の硬化物層(α)を積層した後に、第一の硬化物層(α)の基材とは反対側の表面に、塗料(α)とは組成の異なる本発明の塗料(β)を塗装し、硬化させて第二の硬化物層(β)を積層することで得ることもできる。
【0131】
また、積層体は、基材上に、硬化物層以外の塗膜、すなわち、本発明の塗料より形成される塗膜以外の塗膜(以下、「他の塗膜」ともいう。)をさらに有していてもよい。以下、硬化物層と他の塗膜とを総称して、「複層塗膜」ともいう。
硬化物層は耐擦り傷性及び外観等の各種性能に優れていることから、複層塗膜の最表層に適している。よって、積層体が他の塗膜を有する場合は、基材上に、他の塗膜及び硬化物層がこの順に積層していることが好ましい。
【0132】
複層塗膜の構成としては、例えば、着色ベース塗膜及びクリヤー塗膜からなる複層塗膜;第一の着色ベース塗膜、第二の着色ベース塗膜及びクリヤー塗膜からなる複層塗膜が挙げられる。前記したように、硬化物層は複層塗膜の最表層に適しており、本発明の塗料は、これら複層塗膜の各塗膜のうち、クリヤー塗膜を形成するクリヤー塗料として特に有用である。
【実施例0133】
以下、実施例及び比較例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、「部」及び「%」はそれぞれ特に記載のない限り「質量部」及び「質量%」を示す。
【0134】
[評価]
<樹脂組成物の貯蔵安定性の評価>
(低温安定性の評価)
樹脂組成物を-5℃の恒温槽に静置し、一定期間が経過した後の樹脂組成物の外観、分離の様子を目視にて観察し、下記評価基準にて樹脂組成物の低温での貯蔵安定性を評価した。A~Dを合格とする。
A:4週間経過後も初期状態から変化なし。
B:4週間経過時点で分離、白濁、結晶が見られる。
C:2週間経過時点で分離、白濁、結晶が見られる。
D:1週間経過時点で分離、白濁、結晶が見られる。
E:24時間経過時点で分離、白濁、結晶が見られる。
【0135】
(高温安定性の評価)
樹脂組成物を50℃の恒温槽に静置し、一定期間が経過した後の樹脂組成物の外観、分離の様子を目視にて観察し、下記評価基準にて樹脂組成物の高温での貯蔵安定性を評価した。A~Dを合格とする。
A:4週間経過後も初期状態から変化なし。
B:4週間経過時点で分離、白濁、結晶、黄変が見られる。
C:2週間経過時点で分離、白濁、結晶、黄変が見られる。
D:1週間経過時点で分離、白濁、結晶、黄変が見られる。
E:24時間経過時点で分離、白濁、結晶、黄変が見られる。
【0136】
<塗膜の外観の評価>
塗膜の外観を目視にて観察し、下記評価基準にて塗膜の外観を評価した。Aを合格とする。
A:塗膜に異常がない。
B:塗膜にブツが認められる。
C:塗膜に白化あるいはクラックが認められる。
【0137】
<塗膜のヘイズの評価>
塗膜のヘイズは、JIS K7136:2000に準拠してヘイズメーター(HM-65W、株式会社村上色彩技術研究所製)にて拡散透過率(ヘイズ値)を測定することにより、下記評価基準にて塗膜のヘイズを評価した。A、Bを合格とする。
A:ヘイズが1%未満である。
B:ヘイズが1%以上3%未満である。
C:ヘイズが3%以上である。
【0138】
[ポリカーボネートポリオール(A)]
<製造例1:ポリカーボネートジオール(A-1)の製造>
撹拌機、留出液トラップ、及び圧力調整装置を備えた5Lガラス製セパラブルフラスコに1,4-ブタンジオール926.6g、バイオマス由来の1,10-デカンジオール696.9g、ジフェニルカーボネート2376.5g、酢酸マグネシウム4水和物水溶液6.6mL(濃度:8.4g/L、酢酸マグネシウム4水和物:56mg)を入れ、窒素ガスで置換して窒素雰囲気とした。撹拌下、内温を160℃まで昇温して、内容物を加熱溶解した。その後、2分間かけて圧力を24kPaまで下げた後、フェノールを系外へ除去しながら90分間反応させた。次いで、圧力を9.3kPaまで90分間かけて下げ、さらに0.4kPaまで30分間かけて下げて反応を続けた後に、170℃まで温度を上げてフェノール及び未反応のジヒドロキシ化合物を系外へ除きながら60分間反応させて、ポリカーボネートジオール含有組成物を得た。その後、0.85質量%リン酸水溶液:2.6mL(リン酸として22mg)を加えて触媒として使用した酢酸マグネシウムを失活させて、ポリカーボネートジオール含有組成物を得た。
得られたポリカーボネートジオール含有組成物を約20g/分の流量で薄膜蒸留装置に送液し、薄膜蒸留(温度:170℃、圧力:53~67Pa)を行い、ポリカーボネートジオール(A-1)を得た。
薄膜蒸留装置としては、直径50mm、高さ200mm、面積0.0314m2の内部コンデンサー、ジャケット付きの柴田科学株式会社製 分子蒸留装置「MS-300特型」を使用した。
薄膜蒸留で得られたポリカーボネートジオール(A-1)のフェノール類の含有量は100質量ppm以下であった。また、マグネシウムの含有量は100質量ppm以下であった。
また、ポリカーボネートジオール(A-1)の数平均分子量(Mn)は990であり、分子量分布(Mw/Mn)は2.1であり、水酸基価は114mgKOH/gであった。
なお、数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)はGPC法より求め、水酸基価はJIS K 1557-1に準拠して、アセチル化試薬を用いた方法にて求めた。
【0139】
<ポリカーボネートジオール(A-2)~(A-4)>
ポリカーボネートジオール(A-2)~(A-4)として、以下の化合物を用いた。
・A-2:1,10-デカンジオールと1,4-ブタンジオールとを共重合したポリカーボネートジオール(三菱ケミカル株式会社製、商品名「BENEBiOL NL1055DB」、数平均分子量1000、分子量分布(Mw/Mn)2.0、水酸基価110mgKOH/g)
・A-3:1,10-デカンジオールと1,4-ブタンジオールとを共重合したポリカーボネートジオール(三菱ケミカル株式会社製、商品名「BENEBiOL NL1070DB」、数平均分子量1000、分子量分布(Mw/Mn)2.0、水酸基価110mgKOH/g)
・A-4:1,10-デカンジオールを重合したポリカーボネートジオール(三菱ケミカル株式会社製、商品名「BENEBiOL NL1000D」、数平均分子量1000、分子量分布(Mw/Mn)2.0、水酸基価110mgKOH/g)
【0140】
[アクリルポリオール(B)]
<製造例2:アクリルポリオール含有物(B-1)の製造>
撹拌装置、温度計、冷却管、窒素ガス導入口を備えた四つ口フラスコに、初期溶剤として高沸点芳香族炭化水素系溶剤S100(安藤パラケミー株式会社製、以下「S100」と略記する。)60部を投入し、窒素ガス通気下で内温140℃となるよう加熱した。内温が安定した後、モノマーとしてイソボルニルメタクリレート65部、メタクリル酸メチル10部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート24部及びメタクリル酸1部と、重合開始剤としてtert-ブチルパーオキシ2-エチルヘキサノエート(日本油脂株式会社製、商品名「パーブチル(登録商標)O」)5部との混合物(滴下仕込み)を3時間かけて滴下した。滴下終了後1時間保持した後、パーブチル(登録商標)Oの0.4部をS100の7部に溶解させ、添加した。その後、1時間保持した後、室温まで冷却して、アクリルポリオールを60%含むアクリルポリオール含有物(B-1)を得た。
アクリルポリオール含有物(B-1)中のアクリルポリオールのガラス転移温度(Tg)を前記式(4)より求め、SP値を前記式(2-1)~(2-5)より求め、水酸基価(OHV)を前記式(3)より求め、重量平均分子量(Mw)をGPC法より求めた。GPC測定条件は前記した通りである。これらの結果を表1に示す。
【0141】
<製造例3~11:アクリルポリオール含有物(B-2)~(B-11)の製造>
表1に示すモノマー及び重合開始剤を用い、重合温度を表1に示す温度に変更したこと以外は製造例2と同様にして、アクリルポリオールを60%又は65%含むアクリルポリオール含有物(B-2)~(B-10)を製造し、各種特性値を測定した。結果を表1に示す。
【0142】
【0143】
表1中の各略号はそれぞれ以下のものを意味する。なお、表中の空欄は、その成分が配合されていないこと(配合量0部)を意味する。
・IBXMA:イソボルニルメタクリレート(三菱ケミカル株式会社製、商品名「アクリエステルIBX」)
・MMA:メタクリル酸メチル(三菱ケミカル株式会社製、商品名「アクリエステルM」)
・MA:アクリル酸メチル(三菱ケミカル株式会社製、商品名「アクリル酸メチル」)
・IBMA:メタクリル酸イソブチル(三菱ケミカル株式会社製、商品名「アクリエステルIB」)
・St:スチレン(NSスチレンモノマー株式会社製、商品名「スチレンモノマー」)
・EHA:アクリル酸2-エチルヘキシル(三菱ケミカル株式会社製、商品名「アクリル酸エチル」)
・HEMA:2-ヒドロキシエチルメタクリレート(三菱ケミカル株式会社製、商品名「アクリエステルHO」)
・HEA:2-ヒドロキシエチルアクリレート(大阪有機化学工業株式会社製、商品名「ヒドロキシエチルアクリレート」)
・プラクセル FM3:カプロラクトン付加モノマー(株式会社ダイセル製、商品名「プラクセル FM3」)
・MAA:メタクリル酸(三菱ケミカル株式会社製、商品名「メタクリル酸」)
・AA:アクリル酸(三菱ケミカル株式会社製、商品名「アクリル酸100%」)
・ルペロックス DTA:ジ-t-アミル パーオキサイド(アルケマ吉富株式会社製、商品名「ルペロックス DTA」)
・S100:高沸点芳香族炭化水素系溶剤S100(安藤パラケミー株式会社製、商品名「高沸点芳香族溶剤S100」)
・PMA:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
【0144】
[実施例1]
<樹脂組成物の調製>
ポリカーボネートジオール(A)として、ポリカーボネートジオール(A-2)を25部と、アクリルポリオール(B)として、アクリルポリオール含有物(B-1)を125部とを均一に混合し、溶剤としてS100を50部用いて溶液を希釈し、樹脂組成物を得た。
得られた樹脂組成物の低温及び高温での貯蔵安定性を評価した。結果を表2に示す。
【0145】
[実施例2~10、比較例1~9]
各成分の配合量が表2、3に示す組成となるように変更した以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調製し、得られた樹脂組成物の低温及び高温での貯蔵安定性を評価した。結果を表2、3に示す。
【0146】
【0147】
【0148】
表2、3中の各略号はそれぞれ以下のものを意味する。なお、表中の空欄は、その成分が配合されていないこと(配合量0部)を意味する。また、固形分中のポリカーボネートポリオール(A)の含有量は、樹脂組成物から溶剤を除いた残部に相当する固形分の総質量に対するポリカーボネートポリオールの含有量(%)である。固形分中のアクリルポリオール(B)の含有量は、前記固形分の総質量に対するアクリルポリオールの含有量(%)である。(A)/(B)は、ポリカーボネートポリオール(A)とアクリルポリオール(B)との質量比である。
・S100:高沸点芳香族溶剤S100(安藤パラケミー株式会社製、商品名「高沸点芳香族溶剤S100」)
・PMA:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
【0149】
表2から明らかなように、各実施例で得られた樹脂組成物は、低温及び高温での貯蔵安定性に優れていた。
一方、表3から明らかなように、各比較例で得られた樹脂組成物は、溶剤中に芳香族炭化水素系溶剤を含まないため、ポリカーボネートポリオール(A)とアクリルポリオール(B)の相溶性が悪く、樹脂の分離、結晶化、黄変が発生しやすく、低温での貯蔵安定性に劣っていた。特に、比較例3~9で得られた樹脂組成物は、高温での貯蔵安定性にも劣っていた。
【0150】
[実施例11]
<塗料の調製>
ポリカーボネートジオール(A)としてポリカーボネートジオール(A-2)を25部と、アクリルポリオール(B)としてアクリルポリオール含有物(B-1)を125部と、架橋剤(D)としてポリイソシアネート(ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体、旭化成株式会社製、商品名「デュラネートTPA-100」)を32.9部と、表面調整剤としてシリコ-ン系レベリング剤(BYK社製、商品名「BYK-333」)を0.39部とを均一に混合し、溶剤としてS100を50部及び酢酸ブチルを10部用いて溶液を希釈し、塗料を得た。
【0151】
<塗膜の形成>
基材としてABS樹脂製テストピース及びガラス板上に、得られた塗料を乾燥膜厚が30~40μmとなるようそれぞれ塗装し、室温(25℃)で10分間の予備乾燥の後、80℃の乾燥機にて30分間、乾燥、硬化させて、基材上に、塗料の硬化物からなる塗膜(硬化物層)が形成された積層体を得た。
得られた積層体の塗膜について、ABS樹脂製テストピースを用いて外観を、また、ガラス板を用いてヘイズを評価した。結果を表4に示す。
【0152】
[実施例12~20、比較例10~12]
各成分の配合量が表4、5に示す組成となるように変更した以外は、実施例1と同様にして塗料を調製し、得られた塗料を用いて積層体を作製し、外観及びヘイズを評価した。結果を表4、5に示す。
【表4】
【0153】
【0154】
表4、5中の各略号はそれぞれ以下のものを意味する。なお、表中の空欄は、その成分が配合されていないこと(配合量0部)を意味する。また、固形分中のポリカーボネートポリオール(A)の含有量は、塗膜形成成分(すなわち、塗料から溶剤を除いた残部に相当する固形分)の総質量に対するポリカーボネートポリオールの含有量(%)である。固形分中のアクリルポリオール(B)の含有量は、塗膜形成成分(固形分)の総質量に対するアクリルポリオールの含有量(%)である。固形分中の架橋剤(D)の含有量は、塗膜形成成分(固形分)の総質量に対する架橋剤(D)の含有量(%)である。(A)/(B)は、ポリカーボネートポリオール(A)とアクリルポリオール(B)との質量比である。
・S100:高沸点芳香族溶剤S100(安藤パラケミー株式会社製、商品名「高沸点芳香族溶剤S100」)
・PMA:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
【0155】
表4から明らかなように、各実施例で得られた塗料より形成される塗膜は、外観が良好であった。
一方、表5から明らかなように、各比較例で得られた塗料は、溶剤中に芳香族炭化水素系溶剤を含まないため、塗膜を形成する乾燥時のポリカーボネートポリオール(A)とアクリルポリオール(B)の相溶性の悪さから、塗膜の白化、高いヘイズが発生しやすく、塗膜の外観に劣っていた。
本発明によれば、外観に優れた塗膜を形成でき、貯蔵安定性が良好な樹脂組成物、塗料及びプラスチック成形品を提供できるため、本発明の樹脂組成物、塗料及びプラスチック成形品は、外装建材、道路資材、自動車を含む車両、航空機等の塗装用の組成物として有用である。