(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】P2024158860
(43)【公開日】2024-11-08
(54)【発明の名称】被覆材
(51)【国際特許分類】
C09D 175/04 20060101AFI20241031BHJP
C09D 201/00 20060101ALI20241031BHJP
C09D 183/02 20060101ALI20241031BHJP
C09D 183/04 20060101ALI20241031BHJP
【FI】
C09D175/04
C09D201/00
C09D183/02
C09D183/04
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023074437
(22)【出願日】2023-04-28
(71)【出願人】
【識別番号】599071496
【氏名又は名称】ベック株式会社
(72)【発明者】
【氏名】篠原 大河
【テーマコード(参考)】
4J038
【Fターム(参考)】
4J038CG141
4J038DG022
4J038DG191
4J038DG262
4J038DL021
4J038DL031
4J038GA03
4J038GA11
4J038GA15
4J038KA03
4J038KA06
4J038KA08
4J038MA07
4J038NA03
4J038NA09
4J038NA23
4J038PA18
4J038PB05
(57)【要約】
【課題】
初期硬化性を高め乾燥過程での水分に起因する不具合を抑えるとともに、耐候性、追従性に優れた被膜が形成できる被覆材を提供する。
【解決手段】
本発明は、主剤及び硬化剤を有する被覆材であって、
上記主剤は、水酸基含有樹脂(A)を含み、
上記硬化剤は、ポリイソシアネート化合物(B)、及びシリケート化合物(C)を含み、
さらに上記被覆材は、硬化触媒(D)を含み、
上記水酸基含有樹脂(A)として、水酸基価が30mgKOH/g以上の非水分散型樹脂(a1)、及び水酸基価が30mgKOH/g以上の可溶型樹脂(a2)を含み、
上記非水分散型樹脂(a1)の水酸基価が、上記可溶型樹脂(a2)の水酸基価よりも大きいことを特徴とする。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
主剤及び硬化剤を有する被覆材であって、
上記主剤は、水酸基含有樹脂(A)を含み、
上記硬化剤は、ポリイソシアネート化合物(B)、及びシリケート化合物(C)を含み、
さらに上記被覆材は、硬化触媒(D)を含み、
上記水酸基含有樹脂(A)として、水酸基価が30mgKOH/g以上の非水分散型樹脂(a1)、及び水酸基価が30mgKOH/g以上の可溶型樹脂(a2)を含み、
上記非水分散型樹脂(a1)の水酸基価が、上記可溶型樹脂(a2)の水酸基価よりも大きいことを特徴とする被覆材。
【請求項2】
上記水酸基含有樹脂(A)は、シリコーン成分を含むことを特徴とする請求項1に記載の被覆材。
【請求項3】
上記非水分散型樹脂(a1)は、シリコーン成分を含むことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の被覆材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、被覆材に関するものである。
【背景技術】
【0002】
建築物、土木構築物等の躯体の保護、意匠性の付与、及び美観性等を高める目的で各種被覆材によって塗装が施されている。中でも、屋根材は、雨水や太陽の直射日光等の厳しい自然環境の影響を直接受けるために劣化しやすく、耐候性が必要とされており、例えば、特許文献1には、アクリルポリオールを含有する主剤、並びにイソシアネート及びシランカップリング剤を含有する硬化剤からなる被覆材が記載されている。
【0003】
一方、屋根材の塗装は、一般的に屋外で行われることから、塗装環境(気温等)の影響を受けることとなる。例えば、乾燥過程において雨水や結露等によって被膜に水分が付着する場合がある。このような水分の付着は、被膜の不具合を引き起こすおそれがある。また、屋根材は、次工程(重ね塗り塗装等)の作業性、仕上り性等の点から、施工翌日から歩行可能となるような被膜強度の発現(高度の初期硬化性)が要求される。初期硬化性を高める手段としては硬化触媒等を配合する方法が知られているが、下地への追従性が低下する場合がある。
【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】
本発明は、上述のような問題点に鑑みなされたものであり、初期硬化性を高め乾燥過程での水分に起因する不具合等を抑えるとともに、耐候性、追従性に優れた被膜が形成できる被覆材を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
このような課題を解決するために本発明者らは、鋭意検討の結果、特定の樹脂成分を必須成分とする被覆材に想到し、本発明を完成するに到った。
【0007】
すなわち、本発明は以下の特徴を有するものである。
1.主剤及び硬化剤を有する被覆材であって、
上記主剤は、水酸基含有樹脂(A)を含み、
上記硬化剤は、ポリイソシアネート化合物(B)、及びシリケート化合物(C)を含み、
さらに上記被覆材は、硬化触媒(D)を含み、
上記水酸基含有樹脂(A)として、水酸基価が30mgKOH/g以上の非水分散型樹脂(a1)、及び水酸基価が30mgKOH/g以上の可溶型樹脂(a2)を含み、
上記非水分散型樹脂(a1)の水酸基価が、上記可溶型樹脂(a2)の水酸基価よりも大きいことを特徴とする被覆材。
2.上記水酸基含有樹脂(A)は、シリコーン成分を含むことを特徴とする1.に記載の被覆材。
3.上記非水分散型樹脂(a1)は、シリコーン成分を含むことを特徴とする1.または2.に記載の被覆材。
【発明の効果】
【0008】
本発明の被覆材によれば、初期硬化性を高め乾燥過程での水分に起因する不具合等を抑えるとともに、耐候性、下地への追従性に優れた被膜を形成することができる。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。
【0010】
本発明の被覆材は、主剤及び硬化剤を有するものであり、上記主剤は、水酸基含有樹脂(A)を含み、上記硬化剤は、ポリイソシアネート化合物(B)、及びシリケート化合物(C)を含み、さらに上記被覆材は、硬化触媒(D)を含むものである。
【0011】
(主剤)
主剤は、水酸基含有樹脂(A)(以下「(A)成分」ともいう)を含むものであり、(A)成分として、水酸基価が30mgKOH/g以上の非水分散型樹脂(a1)、及び水酸基価が30mgKOH/g以上の可溶型樹脂(a2)を含み、非水分散型樹脂(a1)の水酸基価が、可溶型樹脂(a2)の水酸基価よりも大きいことを特徴とする。このような場合、後述する硬化剤との反応により、強固な架橋構造を有する被膜を形成し、耐候性、耐汚染性、下地への追従性、密着性において優れた効果を発揮することができる。
この作用機構は、限定されるものではないが、可溶型樹脂(a2)は、非水分散型樹脂(a1)の分散効果に寄与し、非水分散型樹脂(a1)の周囲に存在する状態となりやすく、このような状態で架橋反応がすすむことで、被膜中の架橋密度に偏りが生じにくくなる。これにより、架橋密度の高い均一な被膜が形成され、耐候性、耐汚染性、追従性等が向上すると推察される。一方、(A)成分〔非水分散型樹脂(a1)及び可溶型樹脂(a2)〕の水酸基価が30mgKOH/g未満の場合、架橋密度が低くなり、被膜物性等が低下し、上記効果が十分に得られ難い。
なお、上記水酸基価は、(A)成分の固形分水酸基価であり、試料1gに含まれる水酸基と等モルの水酸化カリウムのmg数によって表される値である。
【0012】
具体的に、上記非水分散型樹脂(a1)の水酸基価は、30mgKOH/g以上(好ましくは35~200KOHmg/g、より好ましくは40~150KOHmg/g)であり、上記可溶型樹脂(a2)の水酸基価は、30KOHmg/g以上(好ましくは31~150KOHmg/g、より好ましくは35~100KOHmg/g)である。このような場合、被膜の架橋密度が高まり、耐候性、耐汚染性、追従性等において優れた効果を発揮することができる。なお、本発明において「α~β」は「α以上β以下」と同義である。
【0013】
また、本発明では、上記非水分散型樹脂(a1)の水酸基価が、該可溶型樹脂(a2)の水酸基価よりも大きいものであり、その水酸基価の差が、好ましくは1~50KOHmg/g(より好ましくは2~40KOHmg/g)である。このような場合、本発明の効果をよりいっそう高めることができる。
【0014】
さらに、非水分散型樹脂(a1)と可溶型樹脂(a2)の混合重量比[(a1)/(a2)]は、好ましくは99/1~50/50(より好ましくは98/2~60/40)である。このような場合、上記効果をよりいっそう高めることができる。
【0015】
本発明(A)成分における、非水分散型樹脂(a1)とは、非水系溶剤中に水酸基含有樹脂(A)が樹脂粒子として分散しているものである。また、可溶型樹脂(a2)とは、非水系溶剤中に水酸基含有樹脂(A)が溶解しているものである。
【0016】
非水系溶剤としては、脂肪族炭化水素含有非水系溶剤(所謂弱溶剤)を含むことが好ましい。脂肪族炭化水素含有非水系溶剤は、トルエン、キシレン等に比べ低毒性であり、作業上の安全性が高く、さらには大気汚染に対する影響も小さい非水系溶剤である。脂肪族炭化水素としては、例えば、n-ヘキサン、n-ペンタン、n-オクタン、n-ノナン、n-デカン、n-ウンデカン、n-ドデカン等が挙げられる。これらは1種または2種以上で使用できる。本発明では、ミネラルスピリット等の混合溶剤を使用することによって、脂肪族炭化水素を導入することもできる。脂肪族炭化水素は、非水系溶剤の総量に対し5重量%以上含まれることが好ましく、10~80重量%含まれることがより好ましい。
【0017】
非水系溶剤は、脂肪族炭化水素と混合可能な溶剤を含むものであってもよい。このような溶剤としては、例えば、石油エーテル、石油ナフサ、ソルベントナフサ等の石油系溶剤の他、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等が挙げられ、好適な溶剤として、例えば、混合アニリン点またはアニリン点が12~70℃である石油系溶剤(芳香族炭化水素含有石油混合溶剤)等が挙げられる。なお、混合アニリン点またはアニリン点は、JIS K2256:2013の方法で測定される値である。
【0018】
本発明の(A)成分としては、水酸基を含有する樹脂であればよく、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、アクリルポリオール、含フッ素ポリオール等が挙げられ、その他、フェノールレジンポリオール、エポキシポリオール、ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオール、ポリエステル-ポリエーテルポリオール、ウレア分散ポリオール、カーボネートポリオール等を使用することも可能である。(A)成分としては、これらの1種または2種以上が使用できる。本発明の(A)成分としては、特に、アクリルポリオールを含むことが好ましい。
【0019】
アクリルポリオールとしては、水酸基含有モノマー、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、及び必要に応じその他のモノマーを共重合したものが使用できる。
水酸基含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸-2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸-2-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸-3-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸-2-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸-4-ヒドロキシブチル等の(メタ)アクリル酸のヒドロキシアルキルエステル;ヒドロキシエチルビニルエーテル、ヒドロキシプロピルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、ヒドロキシペンチルビニルエーテル等のヒドロキシアルキルビニルエーテル;エチレングリコールモノアリルエーテル、ジエチレングリコールモノアリルエーテル、トリエチレングリコールモノアリルエーテル等のヒドロキシアリルエーテル等が挙げられ、これらの1種または2種以上が使用できる。
【0020】
(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、n-アミル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、n-ヘキシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート等が挙げられ、これらの1種または2種以上が使用できる。
【0021】
その他のモノマーとしては、例えば、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノ(メタ)アクリレート、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)アクリレート等のアミノ基含有モノマー;アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸またはそのモノアルキルエステル、イタコン酸またはそのモノアルキルエステル、フマル酸またはそのモノアルキルエステル等のカルボキシル基含有モノマー;(メタ)アクリルアミド、エチル(メタ)アクリルアミド等のアミド含有モノマー;(メタ)アクリロニトリル等のニトリル基含有モノマー;グリシジル(メタ)アクリレート等のエポキシ基含有モノマー;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、γ-(メタ)アクリロイルオキシプロピ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モノマー、または重合性二重結合を有するシリコーン化合物;スチレン、メチルスチレン、クロロスチレン、ビニルトルエン等の芳香族炭化水素系モノマー;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル等のビニルエステル等が挙げられ、必要に応じこれらの1種または2種以上が使用できる。
【0022】
さらに、(A)成分は、構成成分として、シリコーン成分を含むことが好ましい。特に、上記非水分散型樹脂(a1)がシリコーン成分を含むことが好ましい。水酸基価の大きい非水分散型樹脂(a1)がシリコーン成分を含むことにより、架橋密度を高めたシリコーン被膜が形成され、長期耐候性の向上効果をより一層高めることができる。このようなシリコーン成分の形態としては、鎖状、分枝状、環状等のものが使用可能である。シリコーン成分の含有量は、樹脂固形分中にSiO2換算で、好ましくは0.1~20重量%(より好ましくは0.5~10重量%)である。上記範囲の場合、長期耐候性の向上効果を得ることができるとともに、下地への追従性を確保することができる。なお、上記可溶型樹脂(a2)は、下地への追従性、密着性、屈曲性等を考慮し、シリコーン成分を含まない態様とすることができる。
【0023】
本発明におけるSiO2換算とは、Si-O結合をもつ化合物を、完全に加水分解した後に、900℃で焼成した際にシリカ(SiO2)となって残る重量分にて表したものである。一般に、アルコキシシラン、シリケート、シリコーン等は、水と反応して加水分解反応が起こりシラノールとなり、さらにシラノールどうしやシラノールとアルコキシにより縮合反応を起こす性質を持っている。この反応を究極まで行うと、シリカ(SiO2)となる。これらの反応は、
RO(Si(OR)2O)nR+(n+1)H2O→nSiO2+(2n+2)ROH (Rはアルキル基を示す。nは整数。)
という反応式で表される。本発明におけるSiO2換算は、この反応式をもとに残るシリカ成分の量を換算したものである。
【0024】
(A)成分にシリコーンを導入する方法としては、特に限定されず各種の方法を採用することができるが、例えば、
(1)重合性二重結合を有するシリコーン化合物を共重合する方法、
(2)樹脂中の官能基と、該官能基と反応可能な官能基を有するシリコーン化合物とを反応させる方法、
(3)反応性シリル基含有モノマーを共重合した樹脂に、反応性シリル基含有化合物を反応させる方法、
(4)樹脂中の官能基と、該官能基と反応可能な官能基を有するカップリング剤を反応させた後、反応性シリル基含有化合物を反応させる方法、等が挙げられる。
【0025】
上記(2)、(4)における官能基の組み合わせとしては、水酸基とイソシアネート基、水酸基とカルボン酸無水物基、アミノ基とイソシアネート基、カルボキシル基とエポキシ基、アミノ基とエポキシ基、アルコキシシリル基どうし等が挙げられる。
【0026】
上記(3)、(4)における反応性シリル基としては、珪素原子にアルコキシル基、フェノキシ基、メルカプト基、アミノ基、ハロゲン等が結合したものである。反応性シリル基含有化合物としては、反応性シリル基を一分子中に2個以上有するものが用いられ、例えば、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラブトキシシラン等の4官能アルコキシシラン類;メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリブトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリブトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリブトキシシラン等の3官能アルコキシシラン類;ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジブトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジプロピルジメトキシシラン、ジプロピルジエトキシシラン、ジブチルジメトキシシラン、ジブチルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ジフェニルジブトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、メチルフェニルジエトキシシラン等の2官能アルコキシシラン類;テトラクロロシラン、メチルトリクロロシラン、エチルトリクロロシラン、プロピルトリクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、ビニルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、ジエチルジクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、メチルフェニルジクロロシラン等のクロロシラン類;テトラアセトキシシラン、メチルトリアセトキシシラン、フェニルトリアセトキシシラン、ジメチルジアセトキシシラン、ジフェニルジアセトキシシラン等のアセトキシシラン類などがあげられ、これらの1種または2種以上を使用することができる。また、反応性シリル基を一分子中に1個有する化合物を併用することもできる。
【0027】
上記(3)における反応性シリル基含有モノマーは、反応性シリル基と重合性二重結合を含有する化合物であり、例えば、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-n-ブトキシシラン、ビニルトリス(β-メトキシエトキシ)シラン、アリルトリメトキシシラン、トリメトキシシリルエチルビニルエーテル、トリエトキシシリルエチルビニルエーテル、トリメトキシシリルプロピルビニルエーテル、トリエトキシシリルプロピルビニルエーテル、γ-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、γ-(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、メチルジメトキシシリルエチルビニルエーテル、メチルジメトキシシリルプロピルビニルエーテル等があげられ、これらの1種または2種以上を使用することができる。
【0028】
上記(4)におけるカップリング剤は、例えば、一分子中に、少なくとも1個以上のアルコキシシリル基とそのほかの置換基を有する化合物である。カップリング剤としては具体的には、例えば、β-(3、4エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、N-(β-アミノエチル)-γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-(β-アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、イソシアネート官能性シラン、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メチルジエトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリエトキシシランなどがあげられ、これらの1種または2種以上を使用することができる。
【0029】
(A)成分のガラス転移温度は、好ましくは-10~80℃(より好ましくは0~60℃)である。ガラス転移点がこのような範囲内であれば、耐汚染性、屈曲性、耐久性等の被膜物性を高めることができる。なお、ガラス転移温度は、樹脂を構成するビニル単量体に基づき、Foxの計算式によって求められる値である。
【0030】
(硬化剤)
硬化剤は、(B)ポリイソシアネート化合物、及び(C)シリケート化合物を含むものである。
【0031】
(B)ポリイソシアネート化合物(以下、「(B)成分」ともいう)は、1分子中に2以上のイソシアネート基を有し、前記(A)成分と反応して、被膜を形成するものである。(B)成分としては、(A)成分と常温で架橋しうるものが好適である。なお、ここでいう常温とは、好ましくは-10℃以上50℃以下、より好ましくは-5℃以上40℃以下を示す。(B)成分の固形分中のイソシアネート基含有量は、好ましくは2重量%以上30重量%以下である。
【0032】
(B)成分としては、脂肪族ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネートから選ばれる少なくとも1種類のジイソシアネートとアルコール成分、必要に応じてポリオール成分等をアルファネート化、ビウレット化、2量化(ウレチジオン化)、3量化(イソシアヌレート化)、アダクト化、カルボジイミド化反応等により誘導体化したもの、及びそれらの混合物が挙げられる。これらは1種または2種以上で使用できる。
【0033】
脂肪族ジイソシアネートとは分子中に飽和脂肪族基を有する化合物であり、例えば、1,4-ジイソシアナトブタン、1,5-ジイソシアナトペンタン、1,6-ジイソシアナトヘキサン(別名:ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI))、1,6-ジイソシアナト-2,2,4-トリメチルヘキサン、2,6-ジイソシアナトヘキサン酸メチル(リジンジイソシアネート)等が挙げられる。一方、脂環式ジイソシアネートとは、分子中に環状脂肪族基を有する化合物であり、例えば、5-イソシアナト-1-イソシアナトメチル-1,3,3-トリメチルシクロヘキサン(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(水添キシリレンジイソシアネート)、ビス(4-イソシアナトシクロヘキシル)メタン(水添ジフェニルメタンジイソシアネート)、1,4-ジイソシアナトシクロヘキサン等が挙げられる。この中でもHDIは耐候性と柔軟性が非常に優れており最も好ましい。(以下、脂肪族ジイソシアネートと脂環式ジイソシアネートを総称して「ジイソシアネート」という。)
【0034】
アルコール成分としては、例えば、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノール、2-ブタノール、イソブタノール、1-ペンタノール、2-ペンタノール、イソアミルアルコール、1-ヘキサノール、2-ヘキサノール、1-ヘプタノール、1-オクタノール、2-エチル-1-ヘキサノール、3,3,5-トリメチル-1-ヘキサノール、トリデカノール、ペンタデカノール、パルミチルアルコール、ステアリルアルコール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、トリメチルシクロヘキサノール等が挙げられる。これらは1種または2種以上で使用することができる。
【0035】
ポリオール成分としては、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリオレフィン系ポリオール等が挙げられる。本発明では特に、ポリプロピレントリオール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のポリエーテルポリオールが好適である。これらは1種または2種以上で使用することができる。
【0036】
本発明では、固形分中のイソシアネート基含有量が5~35重量%(より好ましくは8~30重量%、さらに好ましくは12~28重量%)であるポリイソシアネート化合物を使用することが好ましい。このような範囲の場合、硬化性(特に、初期硬化性)に優れ、乾燥過程における結露等の水分に起因する不具合を十分に抑え、仕上り性(光沢等)に優れた被膜を形成することができる。また、耐候性、耐汚染性等に優れた効果を発揮することができるため、良好な仕上り状態を長期にわたり保持することができる。なお、本発明において、イソシアネート基含有量とは、ポリイソシアネート化合物の固形分中に含まれるイソシアネート基の含有量(重量%)と定義され、イソシアネート基を過剰のアミンで中和した後、塩酸による逆滴定によって求められる値である。
【0037】
(B)成分の混合比率は、(B)成分のイソシアネート基と(A)成分の水酸基とのモル比[NCO]/[OH]を考慮して設定すればよい。(B)成分のイソシアネート基と(A)成分の水酸基とのモル比[NCO]/[OH]は、好ましくは0.6~1.4(より好ましくは0.8~1.3)である。このような比率であれば、本発明の効果をいっそう高めることができる。
【0038】
なお、(A)成分と(B)成分の混合比率(重量比率)は、上記(A)成分の水酸基価、及び上記(B)成分のイソシアネート基含有量により設定されるものであるが、本発明の被覆材において(B)成分の混合比率は、(A)成分の樹脂固形分100重量部に対して、好ましくは5~50重量部(より好ましくは10~40重量部)である。
【0039】
シリケート化合物(C)(以下「(C)成分」ともいう」)は、主に形成被膜の耐候性を高めるとともに、親水性を付与する作用を有するものである。このような(C)成分としては、例えば、テトラアルコキシシラン、テトラアルコキシシランの縮合物、及びこれらの変性物等が使用できる。テトラアルコキシシランとしては、例えばテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラn-プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラn-ブトキシシラン、テトライソブトキシシラン、テトラsec-ブトキシシラン、テトラt-ブトキシシラン、テトラフェノキシシラン、モノエトキシトリメトキシシラン、モノブトキシトリメトキシシラン、モノペントキシトリメトキシシラン、モノヘトキシトリメトキシシラン、ジメトキシジエトキシシラン、ジメトキシジブトキシシラン等が挙げられる。これらは1種または2種以上で使用できる。
【0040】
本発明では、炭素数が1以上2以下のアルコキシル基と、炭素数が3以上12以下のアルコキシル基を含有するテトラアルコキシシランの縮合物(c1)(以下「(c1)成分」という。)を使用することが好ましい。特に、(c1)成分としては、その化合物全体のアルコキシル基のうち、5重量%以上50重量%以下が炭素数3以上12以下のアルコキシル基となるようにしたものが好適である。
【0041】
炭素数3以上12以下のアルコキシル基としては、例えば、n-プロポキシ基、n-ブトキシ基、n-ペンチルオキシ基、n-ヘキシルオキシ基、n-オクチルオキシ基、n-ドデシルオキシ基等の直鎖アルコキシル基、イソプロポキシ基、イソブトキシ基、t-ブトキシ基、sec-ブトキシ基、イソペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、イソヘキシルオキシ基、3-メチルペンチルオキシ基、1-メチルヘキシルオキシ基、1-エチルペンチルオキシ基、2,3-ジメチルブトキシ基、1,5-ジメチルヘキシルオキシ基、2-エチルヘキシルオキシ基、1-メチルヘプチルオキシ基、t-オクチルオキシ基等の分岐アルコキシル基等が挙げられる。
【0042】
このような(c1)成分は、公知の方法により製造することができる。(c1)成分の製造方法としては、例えば、炭素数1以上2以下のアルコキシル基を有するテトラアルコキシシラン縮合物を、炭素数3以上12以下のアルコールで変性する方法等が挙げられる。
【0043】
(C)成分の混合比率は、(A)成分の樹脂固形分100重量部に対して、好ましくは0.1~50重量部(より好ましくは1~30重量部)である。(C)成分がこのような範囲であれば、優れた耐候性、耐汚染性効果等が得られる。
【0044】
また、上記(B)成分と上記(C)成分の混合比率は、上記(B)成分の固形分100重量部に対して、(C)成分が好ましくは5~80重量部(より好ましくは10~60重量部)である。(C)成分がこのような範囲であれば、優れた耐候性、耐汚染性効果等が得られる。
【0045】
本発明の硬化剤は、上記(B)成分、(C)成分を常法により均一に撹拌・混合して製造することができる。
【0046】
(被覆材)
本発明の被覆材は、上記主剤と、上記硬化剤を有する多液型の被覆材であり、塗装時に主剤と硬化剤を常法により均一に撹拌・混合して使用するものである。
さらに、本発明被覆材は、硬化触媒(D)(以下「(D)成分」ともいう」)を含むことを特徴とする。(D)成分は、主に上記(A)成分と上記(B)成分の反応を促進させる作用を有する物質であり、優れた初期硬化性を付与することができる。これにより、施工翌日に歩行できる硬化性を得ることができる。なお、この硬化時間は年間を通して17時間以内に調整できることが最良とされている。このような(D)成分はしては、例えば、アミン系触媒、有機金属系触媒、及び無機系触媒等各種が挙げられる。例えば、アミン系触媒としては、エチレンジアミン、トリエチレンジアミン、トリエチルアミン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、及び、ヘキサメチレンジアミンもしくはこれらの誘導体または溶剤との混合物等が挙げられる。有機金属系触媒としては、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジアセテート等の有機金属化合物;酢酸カリウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸鉛、ステアリン酸アルミニウム、オクチル酸錫等の有機金属塩等が挙げられる。無機系触媒としては、塩化スズ等が挙げられる。これらは1種または2種以上で使用でき、溶剤と混合して使用することもできる。本発明では、特に、有機金属系触媒を含むことが好適である。
【0047】
(D)成分は、主剤と硬化剤の少なくとも一方に混合すればよいが、主剤と硬化剤の混合時に添加することもできる。
具体的な被覆材の対応としては、
・主剤が(A)成分と(D)成分を含み、硬化剤が(B)成分と(C)成分を含む2液型の被覆材、
・主剤が(A)成分を含み、硬化剤が(B)成分と(C)成分と(D)成分を含む2液型の被覆材、
・主剤が(A)成分と(D)成分を含み、硬化剤が(B)成分と(C)成分と(D)成分を含む2液型の被覆材、
・主剤が(A)成分を含み、硬化剤が(B)成分と(C)成分とを含み、さらに別途(D)成分を含む3液型の被覆材、等が挙げられる。
【0048】
(D)成分の含有量(有効成分)は、上記(A)の固形分100重量部に対して、好ましくは0.005~3重量部(より好ましくは0.01~2重量部)である。また、上記(B)成分の固形分100重量部に対して、好ましくは0.01~3重量部(より好ましくは0.02~2重量部)である。
【0049】
さらに、本発明被覆材は、主剤及び/または硬化剤に、上述の成分に加えて、脱水剤(E)(以下「(E)成分」ともいう)を含むことが好ましい。(E)成分としては、例えば、トシルイソシアネート、ビニルトリメトキシシラン、酸化カルシウム、ゼオライト、p-トルエンスルホニルイソシアネート、3-エチル-2-メチル-2-(3-メチルブチル)-1,3-オキサゾリジン、オルトギ酸トリメチル、オルトギ酸トリエチル、オルト酢酸トリメチル、オルト酢酸トリエチル等が挙げられる。これらは1種または2種以上で使用できる。
(E)成分は、主剤と硬化剤の少なくとも一方に混合すればよい。本発明では、特に、(E)成分を硬化剤に混合することが好ましい。硬化剤中に(E)成分を含むことにより(B)成分の貯蔵安定性を確保することができるため、主剤との混合時には(A)成分と(B)成分が十分に反応して被膜を形成することができるため、本発明の効果をよりいっそう高めることができる。
【0050】
(E)成分の含有量(有効成分)は、上記(A)の固形分100重量部に対して、好ましくは0.005~5重量部(より好ましくは0.01~3重量部)である。また、上記(B)成分の固形分100重量部に対して、好ましくは0.01~10重量部(より好ましくは0.02~5重量部)である。
【0051】
さらに、本発明被覆材は、主剤及び/または硬化剤に、上述の成分に加えて、粉体成分(F)(以下「(F)成分」ともいう)を含むことが好ましい。(F)成分としては、例えば、着色顔料、体質顔料が挙げられる。
【0052】
着色顔料としては、有彩色顔料、白色顔料、黒色顔料等が使用できる。このような着色顔料を含むことにより、種々の色彩を表出することが可能となる。このうち、有彩色顔料は、例えば、黄色、橙色、赤色、緑色、青色、紫色等の有彩色を呈する顔料である。このような有彩色顔料としては、例えば、酸化第二鉄、含水酸化第二鉄、群青、コバルトブルー、コバルトグリーン等の無機質のもの、アゾ系、ナフトール系、ピラゾロン系、アントラキノン系、ペリレン系、キナクリドン系、ジスアゾ系、イソインドリノン系、ベンゾイミダゾール系、フタロシアニン系、キノフタロン系等の有機質のもの等が挙げられる。一方、白色顔料は、白色を呈する顔料であり、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム等が挙げられる。黒色顔料は、黒色を呈する顔料であり、例えば、鉄黒、鉄‐マンガン複合酸化物、鉄‐銅‐マンガン複合酸化物、鉄‐クロム‐コバルト複合酸化物、銅‐クロム複合酸化物、銅‐マンガン‐クロム複合酸化物等の無機質のもの、その他カーボンブラック等が挙げられる。これらは1種または2種以上で使用できる。また、その表面に何らかの処理がされたものであってもよい。
【0053】
着色顔料の平均粒子径は、好ましくは1μm以下、より好ましくは0.01~0.9μmである。なお、着色顔料の平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定装置によって測定される値である。着色顔料の混合比率は、(A)成分の固形分100重量部に対し、好ましくは1~200重量部(より好ましくは5~150重量部)である。
【0054】
体質顔料は、例えば、固形分調整、粘性調整、艶調整(艶低減化等)、あるいは貯蔵安定性や顔料混和性の向上化等の目的で使用することができる。体質顔料としては、例えば、重質炭酸カルシウム、軽微性炭酸カルシウム、カオリン、クレー、ベントナイト、陶土、チャイナクレー、珪藻土、含水微粉珪酸、タルク、バライト粉、硫酸バリウム、沈降性硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸マグネシウム、シリカ粉、水酸化アルミニウム等が挙げられ、これらは何らかの処理(表面処理等)がされたものであってもよい。これらは1種または2種以上で使用できる。
【0055】
体質顔料の平均粒子径は、好ましくは0.01~10μm(より好ましくは0.05~5μm)である。なお、体質顔料の平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定装置によって測定される値である。体質顔料の混合比率は、(A)成分の固形分100重量部に対し、好ましくは1~150重量部(より好ましくは5~100重量部)である。
【0056】
(F)成分の混合比率は、(A)成分の固形分100重量部に対し、好ましくは1~300重量部(より好ましくは5~250重量部)である。また、(F)成分として、比重が3.0以上である粉体成分(f1)成分(以下「(f1)成分」ともいう。)を含む場合には、比重が3.0未満の粉体成分(f2)成分(以下「(f2)成分」ともいう。)を併用して含むことが好ましい。上記(f1)成分に対する上記(f2)成分の混合重量比[(f1)/(f2)]は、好ましくは99.5/0.5~70/30(より好ましくは99/1~80/20)である。これにより、上記(A)成分に対する(F)成分の分散安定性が高まり、優れた顔料混和性、色安定性、光沢性を得ることができる。また、耐候性向上においても有利である。このような効果が奏される理由は、限定されるものではないが、比重が大きい(f1)成分に対して、(f2)成分を併用することにより、上記(f2)成分が上記(f1)成分のスペーサ―として作用し、(f1)成分の分散安定性を高めることができるためと推察される。
【0057】
また、本発明被覆材は、主剤及び/または硬化剤に、上述の成分の他、本発明の効果に影響しない程度に各種成分を含むものであってもよい。このような成分としては、例えば、可塑剤、防腐剤、防黴剤、防藻剤、消泡剤、レベリング剤、顔料分散剤、増粘剤、皮張り防止剤、艶消し剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、溶剤等が挙げられる。また、上記(A)成分以外の樹脂成分を含むものであってもよい。なお、本発明の被覆材は、主剤及び硬化剤を有する多液型の被覆材であり、塗装時に、少なくとも主剤と硬化剤を混合して使用するものである。
【0058】
本発明被覆材は、主に、建築物、土木構造物等に適用することができる。特に、本発明の被覆材は、屋根材等に好適に適用することができる。屋根材とは、屋根部を構成するものであり、例えば、金属製屋根材、窯業系屋根材等が挙げられる。
金属製屋根材としては、例えば、鉄、冷延鋼、アルミニウム鋼、ステンレス鋼、銅鋼、溶融亜鉛メッキ鋼、溶融亜鉛・アルミニウム合金メッキ鋼、電気亜鉛メッキ鋼、電気合金メッキ鋼、合金メッキ鋼、銅メッキ鋼、錫メッキ鋼等、あるいはこれらに表面処理(例えば、リン酸塩系処理剤、クロム酸塩系処理剤等による表面処理)を施したもの等が挙げられる。
窯業系屋根材としては、例えば、陶器瓦、粘土瓦、コンクリート瓦、スレート板、繊維補強セメント板等が挙げられる。
また、上記金属製屋根材、窯業系屋根材は、例えば、有機質被膜、無機質被膜、有機無機複合被膜等から選ばれる少なくとも1種の被膜等の各種既存被膜を有するものであってもよい。
【0059】
上記金属製屋根材は、一般的に熱伝導率が高く、結露等が生じやすいものであるが、本発明の被覆材は、金属製屋根材に被膜を形成する場合であっても、結露等の水分に対する耐性を十分に確保することができる。
【0060】
本発明の被覆材は、塗装時に希釈を行うことができる。希釈剤としては、上記脂肪族炭化水素含有非水系溶剤が好ましい。
【0061】
塗装方法としては、例えば、刷毛塗装、ローラー塗装、スプレー塗装等、種々の方法を採用することができる。塗装時の塗付け量は、1回の塗装あたり、好ましくは30~250g/m 2、より好ましくは50~200g/m 2である。また、一旦塗装を行い、その塗膜が乾燥した後に、次の塗装(重ね塗り)を行うことができる。乾燥温度は、好ましくは-10~50℃、より好ましくは5~45℃である。塗り回数は、好ましくは2回以上である。
【0062】
本発明の被覆材により形成される被膜は、艶有り、艶消し(7分艶、5分艶、3分艶等を含む)のいずれであってもよい。本発明では、艶有り被膜のであっても、結露等の水分に起因する光沢低下等の不具合を抑え、仕上り性(光沢等)に優れた被膜を形成することができる。なお、艶有り被膜とは、鏡面光沢度が70以上(好ましくは75~90)の被膜のことである。また、「鏡面光沢度」とは、JIS K5600-4-7「鏡面光沢度」に準じて測定される値である。具体的には、ガラス板の片面に、すきま150μmのフィルムアプリケータを用いて上塗材を塗り、塗面を水平に置いて標準状態で72時間乾燥したときの鏡面光沢度(測定角度60度)を測定することによって得られる値である。
【実施例0063】
以下に実施例を示し、本発明の特徴をより明確にする。
(A)ポリオール化合物
(A1)アクリルポリオール化合物分散体(固形分:50重量%、水酸基価(固形分):55KOHmg/g、媒体:ミネラルスピリット)
(A2)シリコーン含有アクリルポリオール化合物分散体(固形分:50重量%、水酸基価(固形分):55KOHmg/g、シリコーン成分含有量:3重量%(SiO2換算)、媒体:ミネラルスピリット)
(A3)アクリルポリオール化合物分散体(固形分:50重量%、水酸基価(固形分):28KOHmg/g、媒体:ミネラルスピリット)
(A4)アクリルポリオール化合物溶液(固形分:50重量%、水酸基価(固形分):65KOHmg/g、媒体:メチルエチルケトン)
(A5)アクリルポリオール化合物溶液(固形分:50重量%、水酸基価(固形分):40KOHmg/g、媒体:ミネラルスピリット)
(A6)アクリルポリオール化合物溶液(固形分:50重量%、水酸基価(固形分):28KOHmg/g、媒体:ミネラルスピリット)
なお、上記(A1)~(A3)は非水分散型樹脂(a1)であり、上記(A4)~(A6)は可溶型樹脂(a2)である。
(B)ポリイソシアネート化合物(ヘキサメチレンジイソシアネート誘導体溶液、固形分:100重量%、イソシアネート基含有量:21重量%)
(C)シリケート化合物
(C1)テトラメトキシシラン
(C2)テトラメトキシシラン化合物のi-ブチルアルコール変性物(平均縮合度4、エステル交換率30%、シリカ残存比率40%)
(D)ジブチル錫ジラウレート溶液(有効成分:10重量%、媒体:ミネラルスピリット)
(E)p-トルエンスルホニルイソシアネート
(F)顔料
(F1)ルチル型酸化チタン(比重4、平均粒子径0.45μm)
(F2)カオリンクレー(比重2.6、平均粒子径0.8μm)
(F3)有機変性ベントナイト(比重1.5、平均粒子径0.5μm)
(溶剤)
・脂肪族炭化水素含有非水系溶剤:ミネラルスピリット
(添加剤)
・消泡剤、増粘剤等
【0064】
<被覆材1の調製>
・主剤の製造
(A1)成分48重量部、(A5)成分12重量部、(F1)成分25重量部、溶剤10重量部、及び添加剤5重量部を混合、攪拌し主剤1を製造した。
・硬化剤の製造
(B)成分5.8重量部、(C1)成分3重量部、(D)成分0.05重量部、(E)成分0.2重量部、溶剤10.95重量部を混合、攪拌し硬化剤1を製造した。
・被覆材の調製
主剤1(100重量部)と硬化剤1(20重量部)を塗装直前に混合([NCO]/[OH]=1.04)撹拌して被覆材1を得た。
【0065】
<被覆材2~14の調製>
表1の配合に変更した以外は、被覆材1と同様にして各成分を混合、撹拌し主剤及び硬化剤を調製し、それらを塗装直前に混合して被覆材を得た。
【0066】
【0067】
(実施例1~7、比較例1~7)
上記被覆材1~14について、以下の評価を行った。その結果を表2に示す。
【0068】
・評価1(初期硬化性)
ブリキ板に対し、各被覆材を塗付け量0.15kg/m 2でローラー塗装し、5℃、相対湿度65%の環境下で16時間乾燥後、標準状態(気温23℃、相対湿度50%)にて被膜上を歩行してタックの有無を評価した。評価は、スムーズな歩行が可能なものを「A」、タックを強く感じるものを「D」とする4段階(優:A>B>C>D:劣)で行った。
【0069】
・評価2(耐湿性・耐水性)
まず、アルミニウム板に対し、各被覆材を塗付け量0.10kg/m 2でローラー塗装し、標準状態(気温23℃、相対湿度50%)にて72時間静置して乾燥させ、試験体[ブランク]を作製した。
次いで、アルミニウム板に対し、各被覆材を塗付け量0.10kg/m 2でローラー塗装し、5℃恒温器内にて2時間静置し、標準状態(気温23℃、相対湿度50%)にて5分間静置するサイクル(このサイクルで結露を発生させた)を計3回行い、さらに5℃恒温器内にて24時間、標準状態にて24時間静置した。以上の方法で得られた被膜の外観を試験体[ブランク]の外観と比較し、外観の変化がなかったものを「A」、変化があったもの(光沢低下等を生じたもの)を「D」とする4段階(優:A>B>C>D:劣)で行った。
【0070】
・評価3(耐候性)
スレート系屋根材に対し、各被覆材をスプレー塗装し(1回当たりの塗付け量0.15kg/m 2で2回塗装)、標準状態にて14日乾燥養生することにより、試験体[I]を作製した。
上記試験体[I]において、促進耐候性試験機(メタルウェザー;ダイプラウィンテス株式会社製)による曝露を500時間行った後、試験体[I]表面の外観変化(光沢、色、浮き、剥れ、ひび割れの状態)を観察した。評価は、その外観変化を曝露前の試験体と比較し、変化が見られなかったものを「AA」、光沢低下、変色、浮き、剥れまたはひび割れ等を生じたものを「D」とする5段階(優:AA>A>B>C>D:劣)で行った。
【0071】
・評価4(耐汚染性)
ブリキ板(150mm×50mm×0.3mm)に対し、各被覆材を、乾燥膜厚が75μmとなるように塗装し、7日間乾燥させて試験体[II]を作製した。なお、塗装、乾燥はすべて標準状態下で行った。
上記方法で作製した試験体[II]に対し、カーボン分散液(1%)を吹付けし、乾燥(60℃、1時間)後に水洗した。試験体の汚染前と汚染後の明度差(ΔL値)を測定し、耐汚染性試験の評価を行なった。なお、ΔL値の測定は、TC-1800型色差計(東京電色株式会社製)を使用して行なった。
評価基準は、
AA:明度差(ΔL値)が5未満
A:明度差(ΔL値)が5以上10未満
B:明度差(ΔL値)が10以上20未満
C:明度差(ΔL値)が20以上30
D:明度差(ΔL値)が30以上
【0072】
・評価5(追従性)
ブリキ板(150mm×50mm×0.3mm)に対し、各被覆材を、乾燥膜厚が75μmとなるように塗装し、7日間乾燥させて試験体[II]を作製した。なお、塗装、乾燥はすべて標準状態下で行った。
各試験体[II]において、JIS K5600-5-1「耐屈曲性」の方法(マンドレル直径:2mm)により試験板を折り曲げた後、その表面状態を観察した。評価は、下地への追従性が高く割れが生じなかったものを「A」、下地への追従性が低く割れが生じたものを「D」とする4段階(優:A>B>C>D:劣)で行った。
【0073】