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JP2008179719A - Coating material composition and method for forming film - Google Patents

Coating material composition and method for forming film Download PDF

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JP2008179719A
JP2008179719A JP2007015062A JP2007015062A JP2008179719A JP 2008179719 A JP2008179719 A JP 2008179719A JP 2007015062 A JP2007015062 A JP 2007015062A JP 2007015062 A JP2007015062 A JP 2007015062A JP 2008179719 A JP2008179719 A JP 2008179719A
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polysiloxane
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fluororubber
coating
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JP2007015062A
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Osamu Saotome
修 五月女
Yuji Kitano
祐二 北野
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Canon Inc
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Abstract

【課題】 分子内にエーテル結合を有するフッ素原子含有ポリマーと、ポリエーテル構造を有するポリシロキサン、該フッ素原子含有ポリマー、及び該フッ素原子含有ポリマーの架橋剤が、より安定に分散、溶解している塗料組成物を得ることを目的とする。
【解決手段】 分子内にエーテル基を有するフッ素原子含有ポリマーと、ポリエーテル構造を有するポリシロキサンと、該フッ素ゴムポリマーの架橋剤と、ケトン系またはエステル系の溶媒と、アルコールとを含んでいることを特徴とする塗料組成物。
【選択図】 なし
PROBLEM TO BE SOLVED: To more stably disperse and dissolve a fluorine atom-containing polymer having an ether bond in a molecule, a polysiloxane having a polyether structure, the fluorine atom-containing polymer, and a crosslinking agent of the fluorine atom-containing polymer. The object is to obtain a coating composition.
A fluorine atom-containing polymer having an ether group in a molecule, a polysiloxane having a polyether structure, a cross-linking agent for the fluororubber polymer, a ketone-based or ester-based solvent, and an alcohol. The coating composition characterized by the above-mentioned.
[Selection figure] None

Description

本発明は、フッ素ゴムマトリクス中にポリシロキサンが微分散された膜を得るための塗料組成物及びそれを用いた膜形成方法に関する。   The present invention relates to a coating composition for obtaining a film in which polysiloxane is finely dispersed in a fluororubber matrix and a film forming method using the same.

フッ素ゴムからなる膜は、優れた柔軟性に加えて、耐熱性及び機械的強度に優れていることから、様々な分野の物品の外装被覆の用途に採用されている。
フッ素ゴムは、架橋前の状態であっても極めて粘性が高いため、成膜のためには、当該架橋前のフッ素ゴムを溶媒に溶解した塗料を調製する必要がある。ここで、当該溶媒としては、ケトン系またはエステル系の溶媒が知られている(非特許文献1参照)。
「フッ素樹脂ハンドブック」 日刊工業社、p.591(1.4.7 コーティング加工)
A film made of fluororubber is excellent in heat resistance and mechanical strength in addition to excellent flexibility, and is therefore used for exterior coating of articles in various fields.
Since the fluororubber has a very high viscosity even before being crosslinked, it is necessary to prepare a coating material in which the fluororubber before crosslinking is dissolved in a solvent for film formation. Here, as the solvent, a ketone-based or ester-based solvent is known (see Non-Patent Document 1).
“Fluorine Resin Handbook” Nikkan Kogyo, p. 591 (1.4.7 Coating)

本発明者らは、上記したフッ素ゴムからなる膜の表面特性の改良をはかるべく種々の検討を重ねた。その結果、フッ素ゴムマトリクス中にポリシロキサンを微分散させることにより、フッ素ゴム本来の柔軟性を維持しつつ、表面にワックス等の油状物質を均一に保持することのできる表面性を備えた膜の開発に成功した。   The inventors of the present invention have made various studies in order to improve the surface characteristics of the above-described film made of fluororubber. As a result, by dispersing polysiloxane in the fluororubber matrix finely, a film having a surface property capable of uniformly holding an oily substance such as wax on the surface while maintaining the original flexibility of the fluororubber. Successfully developed.

かかる膜は、分子内にエーテル結合を有するフッ素原子含有ポリマーと、ポリエーテル構造を有するポリシロキサンと、該フッ素原子含有ポリマーの架橋剤とを含む塗料の塗膜を架橋させることによって得られる。こうして得られた膜は、エーテル結合を有するフッ素ゴムのマトリクス中にポリエーテル構造を有するポリシロキサンが微細な島状に均一に分散した構造を有する。かかる膜は、フッ素ゴムマトリクス中に微細に分散した、油状物質との親和性が高いポリシロキサンにより、表面への油状物質の付着性が均一となる。またフッ素ゴムを含むことにより、優れた柔軟性をも備えている。かかる膜は、例えば防錆用の膜や、防汚性に優れた外装材用の膜などに適用し得るものと考えられる。   Such a film can be obtained by crosslinking a coating film of a paint containing a fluorine atom-containing polymer having an ether bond in the molecule, a polysiloxane having a polyether structure, and a crosslinking agent for the fluorine atom-containing polymer. The film thus obtained has a structure in which polysiloxane having a polyether structure is uniformly dispersed in a fine island shape in a fluororubber matrix having an ether bond. Such a film is uniformly dispersed in the surface of the oily substance due to the polysiloxane finely dispersed in the fluororubber matrix and having a high affinity with the oily substance. Moreover, it has excellent flexibility by including fluororubber. Such a film is considered to be applicable to, for example, a film for rust prevention or a film for exterior materials having excellent antifouling properties.

本発明者等は、上記した、分子内にエーテル結合を有するフッ素原子含有ポリマーと、ポリエーテル構造を有するポリシロキサンと、該フッ素原子含有ポリマーとを含む塗料を調製する際の溶媒として、上記非特許文献1に基づき、メチルイソブチルケトンを用いた。   The present inventors have described the above non-solvent as a solvent for preparing a paint containing a fluorine atom-containing polymer having an ether bond in the molecule, a polysiloxane having a polyether structure, and the fluorine atom-containing polymer. Based on Patent Document 1, methyl isobutyl ketone was used.

このような溶媒を用いて得られる塗料の塗膜を基材上にスプレー塗工法によって形成し、該塗膜を架橋させることで、エーテル結合を有するフッ素ゴムのマトリクス中にポリエーテル構造を有するポリシロキサンが微細な島状に均一に分散した構造の膜を得られる。しかし、塗工方法として、浸漬法等の方法を採用した場合、必ずしもポリシロキサンがフッ素ゴムマトリクス中に微細に分散してなる構造の膜を得られないことがあった。これは、塗膜の乾燥がスプレー法による塗膜と比較して遅い浸漬法を採用したことにより、当該塗料の各成分の溶解状態または分散状態の不安定性が顕在化したものと推察した。   A coating film of a paint obtained using such a solvent is formed on a substrate by a spray coating method, and the coating film is cross-linked to obtain a polymer having a polyether structure in a fluororubber matrix having an ether bond. A film having a structure in which siloxane is uniformly dispersed in fine islands can be obtained. However, when a method such as a dipping method is employed as a coating method, a film having a structure in which polysiloxane is finely dispersed in a fluororubber matrix may not always be obtained. This is presumed that the instability of the dissolved state or the dispersed state of each component of the coating material was manifested by adopting the dipping method in which the drying of the coating film was slower than the coating film by the spray method.

そこで、スプレー塗工法に比較して塗料の利用効率の高い浸漬法等を採用した場合にも、フッ素ゴムマトリクス中にポリシロキサンが微細な島状に均一に分散した構造の膜を得ることができるような安定性に優れた塗料組成物を得る必要があるとの認識を得るに至った。   Therefore, even when a dipping method or the like having a higher paint utilization efficiency than the spray coating method is adopted, a film having a structure in which polysiloxane is uniformly dispersed in a fine island shape in the fluororubber matrix can be obtained. It came to the recognition that it is necessary to obtain such a coating composition excellent in stability.

そこで、本発明の目的は、分子内にエーテル結合を有するフッ素原子含有ポリマーと、ポリエーテル構造を有するポリシロキサン、該フッ素原子含有ポリマー、及び該フッ素原子含有ポリマーの架橋剤が、より安定に分散、溶解している塗料組成物を得る点にある。   Therefore, an object of the present invention is to more stably disperse a fluorine atom-containing polymer having an ether bond in the molecule, a polysiloxane having a polyether structure, the fluorine atom-containing polymer, and a crosslinking agent of the fluorine atom-containing polymer. In the point which obtains the coating composition which is melt | dissolving.

また本発明の他の目的は、塗工方法によらず、エーテル結合を有するフッ素ゴムのマトリクス中にポリエーテル構造を有するポリシロキサンが微細な島状に均一に分散した構造の膜を形成することのできる膜形成方法を得る点にある。   Another object of the present invention is to form a film having a structure in which polysiloxane having a polyether structure is uniformly dispersed in a fine island shape in a fluororubber matrix having an ether bond, regardless of the coating method. It is in the point of obtaining the film formation method which can be performed.

本発明にかかる塗料組成物は、
(1)分子内にエーテル基を有するフッ素原子含有ポリマーと、
(2)ポリエーテル構造を有するポリシロキサンと、
(3)該フッ素ゴムポリマーの架橋剤と、
(4)ケトン系またはエステル系の溶媒と、
(5)アルコールと、を含んでいることを特徴とする。
The coating composition according to the present invention is:
(1) a fluorine atom-containing polymer having an ether group in the molecule;
(2) a polysiloxane having a polyether structure;
(3) a crosslinking agent for the fluororubber polymer;
(4) a ketone-based or ester-based solvent;
(5) It contains alcohol.

また本発明にかかる、フッ素ゴムマトリクス中にポリシロキサンが島状に分散している膜の形成方法膜形成方法は、基材表面に、上記塗料組成物の塗膜を形成する工程と、該塗膜中のフッ素ゴムポリマーを架橋させる工程と、を含むことを特徴とする。   A film forming method in which polysiloxane is dispersed in islands in a fluororubber matrix according to the present invention includes a step of forming a coating film of the coating composition on the surface of a substrate, and the coating method. And a step of cross-linking the fluororubber polymer in the film.

本発明によれば、膜の構成成分である上記(1)乃至(3)の分散、溶解状態が安定し、長時間の放置などによっても上記(1)乃至(3)の各成分が相分離し難い塗料組成物を得ることができる。   According to the present invention, the components (1) to (3), which are constituents of the membrane, are stable in dispersion and dissolution, and each of the components (1) to (3) is phase-separated even when left for a long time. It is possible to obtain a coating composition that is difficult to perform.

本発明によって、このような効果が得られる詳細なメカニズムは未だ解明中であるが、フッ素原子含有ポリマーのエーテル部位と、ポリシロキサンのエーテル部位と、アルコールの水酸基の相互作用により、相分離しにくい塗料組成物が得られるものと考えられる。例えば、水酸基を持たないケトン系やエステル系の溶媒のみでは、これらの成分は相分離してしまうからである。   Although the detailed mechanism by which this effect is obtained by the present invention is still being elucidated, phase separation is difficult due to the interaction of the ether part of the fluorine atom-containing polymer, the ether part of the polysiloxane, and the hydroxyl group of the alcohol. It is thought that a coating composition is obtained. For example, these components are phase-separated only with a ketone-based or ester-based solvent having no hydroxyl group.

<フッ素ゴムマトリクス中にポリシロキサンが島状に分散している膜について>
本発明にかかる膜は、エーテル結合を有するフッ素ゴムとポリエーテル構造を有するポリシロキサンとを含んでいる。
<About a film in which polysiloxane is dispersed in an island shape in a fluororubber matrix>
The film | membrane concerning this invention contains the fluororubber which has an ether bond, and the polysiloxane which has a polyether structure.

フッ素ゴムからなる膜は、ワックス等の油状物質とは一般に親和性が低い。このような膜表面の油状物質との親和性を向上させる手段として、フッ素ゴム中に、油状物質との親和性が相対的に高いポリシロキサン(ジメチルポリシロキサン等)を分散させる方法が考えられる。   A film made of fluororubber generally has low affinity with oily substances such as wax. As a means for improving the affinity of the film surface with the oily substance, a method of dispersing polysiloxane (dimethylpolysiloxane or the like) having a relatively high affinity with the oily substance in the fluororubber can be considered.

しかし、フッ素ゴムとポリシロキサンとは親和性が低い為、これらの分散状態が不均一となり易い。この場合、当該膜表面への油状物質の付着性も不均一となり易い。   However, since the fluororubber and polysiloxane have low affinity, their dispersion state tends to be non-uniform. In this case, the adhesion of the oily substance to the film surface tends to be non-uniform.

一方、分子内にエーテル結合を有するフッ素原子含有ポリマーと、ポリエーテル結合を有するポリシロキサンとを含む塗料の塗膜を架橋せしめることにより、フッ素ゴムマトリクス中にポリシロキサンが微細に分散した構成の表層を得ることができる。即ち、フッ素ゴムの原料として、架橋し得る、分子内にエーテル結合を有するフッ素原子含有ポリマーを用いる。それと共に、ポリシロキサンとして、ポリエーテル構造を有するポリシロキサンを用いる。これらを本発明の塗料中に共存させた場合、フッ素原子含有ポリマーとポリシロキサンとは親和性に優れ、フッ素原子含有ポリマー中にポリシロキサンを微細に分散させることができる。   On the other hand, by cross-linking a coating film of a coating containing a fluorine atom-containing polymer having an ether bond in the molecule and a polysiloxane having a polyether bond, a surface layer having a structure in which polysiloxane is finely dispersed in a fluororubber matrix Can be obtained. That is, a fluorine atom-containing polymer having an ether bond in the molecule and capable of crosslinking is used as a raw material for fluororubber. At the same time, polysiloxane having a polyether structure is used as polysiloxane. When these coexist in the paint of the present invention, the fluorine atom-containing polymer and the polysiloxane are excellent in affinity, and the polysiloxane can be finely dispersed in the fluorine atom-containing polymer.

このような塗料の塗膜を架橋させると、エーテル結合を有するフッ素ゴムをマトリクスとし、エーテル構造を有するポリシロキサンが該マトリクス中に島状に均一に微分散してなる構造を有する膜を得ることができる。   When such a paint film is crosslinked, a film having a structure in which fluorosiloxane having an ether bond is used as a matrix and polysiloxane having an ether structure is uniformly finely dispersed in an island shape in the matrix is obtained. Can do.

このような膜の表面には、油状物質を均一に付着させることができる。   An oily substance can be uniformly attached to the surface of such a film.

ここで、表層中の、ポリシロキサンからなる島部分の個数基準の平均粒径は0.1μm以上2.0μm以下であることが好ましい。油状物質を表層の表面に均一に且つ確実に保持させることができるからである。   Here, the average particle diameter based on the number of island portions made of polysiloxane in the surface layer is preferably 0.1 μm or more and 2.0 μm or less. This is because the oily substance can be uniformly and reliably held on the surface of the surface layer.

なお、本発明において、島部分の平均粒径の測定は、電子顕微鏡やビデオマイクロスコープによって行なうことができる。無作為に20箇所の島部分を選択し、その島部分の長径を測定する。測定された値のうち、最も大きい側値及び最も小さい側から各々3つの値を除いた14の測定値の平均値をもって島部分の平均粒径と定義する。   In the present invention, the average particle size of the island portion can be measured using an electron microscope or a video microscope. Randomly select 20 islands and measure the major axis of the islands. Among the measured values, an average value of 14 measured values obtained by removing three values from the largest side value and the smallest side is defined as the average particle size of the island portion.

<塗料組成物について>
次に、上記したような膜を与える、本発明にかかる塗料組成物について説明する。
本発明にかかる塗料組成物は、下記(1)乃至(5)を含んでいる。
(1)分子内にエーテル基を有するフッ素原子含有ポリマー;、
(2)ポリエーテル構造を有するポリシロキサン;
(3)該フッ素ゴムポリマーの架橋剤;
(4)ケトン系またはエステル系の溶媒;及び、
(5)アルコール。
<About paint composition>
Next, the coating composition according to the present invention which gives the film as described above will be described.
The coating composition according to the present invention includes the following (1) to (5).
(1) a fluorine atom-containing polymer having an ether group in the molecule;
(2) polysiloxane having a polyether structure;
(3) a crosslinking agent for the fluororubber polymer;
(4) a ketone-based or ester-based solvent; and
(5) Alcohol.

以下に上記(1)乃至(5)の材料について順次説明する。
(1)フッ素原子含有ポリマー;
上記した表層を構成するフッ素ゴムの原料の例として、架橋し得る、分子内にエーテル結合を有するフッ素原子含有ポリマーが挙げられる。具体例としては、エーテル基を有するビニリデンフルオライド、テトラフルオロエチレン及びパーフルオロアルキルビニルエーテルとの三元共重合体等が挙げられる。
The materials (1) to (5) will be sequentially described below.
(1) a fluorine atom-containing polymer;
As an example of the raw material of the fluororubber constituting the surface layer, there can be mentioned a fluorine atom-containing polymer having an ether bond in the molecule, which can be crosslinked. Specific examples include terpolymers of vinylidene fluoride having an ether group, tetrafluoroethylene and perfluoroalkyl vinyl ether.

このような三元共重合体は、例えば、分子内にヨウ素または臭素を含有するビニリデンフルオライドとテトラフルオロエチレンとパーフルオロメチルビニルエーテルとを用いて公知の方法で合成できる。当該公知の方法の例としては、共重合体の成分であるフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、パーフルオロメチルビニルエーテルと、架橋部位であるヨウ素または臭素を有する単量体を塊状、溶液、懸濁、乳化重合等公知の方法で重合させる方法がある。   Such a terpolymer can be synthesized by a known method using, for example, vinylidene fluoride containing iodine or bromine in the molecule, tetrafluoroethylene, and perfluoromethyl vinyl ether. Examples of the known method include block, vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene, perfluoromethyl vinyl ether which is a component of a copolymer, and a monomer having iodine or bromine which is a crosslinking site, There are known polymerization methods such as emulsion polymerization.

また、このような三元共重合体は、市販されている。例えば、ダイキン工業(株)社からは、商品名「ダイエル LT−302」として上市されている。また、デュポン ダウエラストマー ジャパン(株)からは、商品名「バイトン GLT」、「バイトンGLT−305」、「バイトンGLT−505」、「バイトンGFLT」、「バイトンGFLT−300」、「バイトンGFLT−301」、「バイトンGFLT−501」、「バイトンGFLT−600」として上市されている。   Such terpolymers are commercially available. For example, Daikin Industries, Ltd. is marketed under the trade name “DAIEL LT-302”. DuPont Dow Elastomer Japan Co., Ltd. has trade names “Viton GLT”, “Viton GLT-305”, “Viton GLT-505”, “Viton GFLT”, “Viton GFLT-300”, “Viton GFLT-301”. "Viton GFLT-501" and "Viton GFLT-600".

(2)ポリシロキサン;
ポリシロキサンは、疎水基として、好ましくはジアルキルポリシロキサン構造、より好ましくはジメチルポリシロキサン構造を有するものである。また、親水基として、好ましくはポリエーテル構造、より好ましくはポリオキシアルキレン構造を有する非イオン系の界面活性剤である。
ポリシロキサン界面活性剤は、ジメチルポリシロキサンを例とすると主に3種類の構造に分類することができる。
(2) polysiloxane;
The polysiloxane preferably has a dialkylpolysiloxane structure as a hydrophobic group, more preferably a dimethylpolysiloxane structure. The hydrophilic group is preferably a nonionic surfactant having a polyether structure, more preferably a polyoxyalkylene structure.
The polysiloxane surfactant can be classified mainly into three types of structures by taking dimethylpolysiloxane as an example.

すなわち、
下記式(1)で表されるジメチルポリシロキサン骨格の側鎖にポリオキシアルキレンが結合した構造からなる側鎖変性型、
下記式(2)で表されるジメチルポリシロキサン骨格の末端にポリオキシアルキレンが結合した構造からなる末端変性型、および
下記式(3)で表されるジメチルポリシロキサンとポリオキシアルキレンが交互に繰り返し結合した構造からなる共重合型である。特に、下記式(3)で表される共重合型は、フッ素ゴムに対する分散性が最も優れている点において、より好ましい。
That is,
A side chain-modified type having a structure in which polyoxyalkylene is bonded to a side chain of a dimethylpolysiloxane skeleton represented by the following formula (1):
A terminal-modified type having a structure in which polyoxyalkylene is bonded to the terminal of a dimethylpolysiloxane skeleton represented by the following formula (2), and dimethylpolysiloxane and polyoxyalkylene represented by the following formula (3) are alternately repeated. It is a copolymer type consisting of a bonded structure. In particular, the copolymer type represented by the following formula (3) is more preferable in that the dispersibility with respect to the fluororubber is most excellent.

Figure 2008179719
Figure 2008179719

Figure 2008179719
Figure 2008179719

Figure 2008179719
(上記式(1)〜(3)中、a及びbは0または整数であり、n及びmは整数であり、R及びR´は飽和炭化水素鎖または不飽和炭化水素鎖である)。
Figure 2008179719
(In the above formulas (1) to (3), a and b are 0 or an integer, n and m are integers, and R and R ′ are a saturated hydrocarbon chain or an unsaturated hydrocarbon chain).

ポリシロキサンの配合量としては、フッ素ゴム100質量部に対して、20〜60質量部特には、40〜60質量部であることが好ましい。上記の範囲内で使用することにより、親油性の向上効果が十分に得られることに加え、フッ素ゴムの機械的強度を良好な範囲に維持できる。   As a compounding quantity of polysiloxane, it is preferable that it is 20-60 mass parts with respect to 100 mass parts of fluororubber, especially 40-60 mass parts. By using within the above range, the effect of improving the lipophilicity can be sufficiently obtained, and the mechanical strength of the fluororubber can be maintained in a favorable range.

また、ポリエーテル構造を有するポリシロキサンとしては、特に限定されるものではないが、ジメチルポリシロキサンとポリアルキレンオキサイドの共重合型が好ましい。   The polysiloxane having a polyether structure is not particularly limited, but a copolymer type of dimethylpolysiloxane and polyalkylene oxide is preferable.

(3)架橋剤;
前記したフッ素原子含有ポリマー及びポリシロキサンは、フッ素原子含有ポリマーの架橋反応の結果、フッ素ゴムのマトリクス中にポリエーテル構造を有するポリシロキサンが微細に分散された構造を有する。更にはポリシロキサンの少なくとも一部がフッ素ゴムに固定されてなる構造を有するものとなる。
(3) a crosslinking agent;
The aforementioned fluorine atom-containing polymer and polysiloxane have a structure in which polysiloxane having a polyether structure is finely dispersed in a fluororubber matrix as a result of the crosslinking reaction of the fluorine atom-containing polymer. Furthermore, it has a structure in which at least a part of the polysiloxane is fixed to the fluororubber.

ここで、架橋に用いる架橋剤としては、有機過酸化物が好ましい。有機過酸化物で架橋した場合、上記フッ素ゴムとポリエーテル構造を有するポリシロキサン界面活性剤との混合物を有効に架橋できる。   Here, as a crosslinking agent used for crosslinking, an organic peroxide is preferable. When crosslinked with an organic peroxide, the mixture of the fluororubber and the polysiloxane surfactant having a polyether structure can be effectively crosslinked.

即ち、配合したシリコーン系界面活性剤の大部分をフッ素ゴムと反応させ、フッ素ゴムのマトリクス中に固定することができる。そのため、表層のトナー離型性の耐久性をより優れたものとすることができる。   That is, most of the blended silicone surfactant can be reacted with the fluororubber and fixed in the fluororubber matrix. Therefore, the durability of the toner releasability on the surface layer can be further improved.

このような架橋剤の例は、以下のものを含む:
・ベンゾイルパーオキサイド;
・ビス(2,4−ジクロロベンゾイル)パーオキサイド;
・ジクミルパーオキサイド;
・2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン。
Examples of such crosslinkers include the following:
・ Benzoyl peroxide;
-Bis (2,4-dichlorobenzoyl) peroxide;
・ Dicumyl peroxide;
2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane.

特に、室温における蒸発損失が少なく、かつ分解温度が低いベンゾイルパーオキサイドが好ましい。   In particular, benzoyl peroxide having a low evaporation loss at room temperature and a low decomposition temperature is preferable.

また、上記以外の架橋剤を使用することも何ら排除されるものではない。
フッ素原子含有ポリマーが、分子鎖末端又は側鎖にヨウ素または臭素を有するものである場合、有機過酸化物による架橋は、ヨウ素または臭素原子の引き抜き反応と架橋助剤のアリル基へのラジカル反応等により効率良く行われることとなる。
In addition, the use of a crosslinking agent other than the above is not excluded.
When the fluorine atom-containing polymer has iodine or bromine at the molecular chain terminal or side chain, crosslinking with an organic peroxide includes an extraction reaction of iodine or bromine atoms and a radical reaction to the allyl group of the crosslinking aid. It will be performed more efficiently.

従って、上記有機過酸化物を架橋剤として用いる場合には、架橋助剤として、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレートなどを併用することが好ましい。
特にトリアリルイソシアヌレートが架橋効率の観点から好ましい。
Therefore, when using the organic peroxide as a crosslinking agent, it is preferable to use triallyl cyanurate, triallyl isocyanurate, or the like as a crosslinking aid.
Triaryl isocyanurate is particularly preferable from the viewpoint of crosslinking efficiency.

また、ポリエーテル構造を有するポリシロキサンが反応基としてビニル基あるいはアリル基を有している場合には、有機過酸化物による架橋は、ビニル基あるいはアリル基へのラジカル反応等により行われる。   When the polysiloxane having a polyether structure has a vinyl group or an allyl group as a reactive group, the crosslinking with the organic peroxide is performed by a radical reaction to the vinyl group or the allyl group.

(4)ケトン系またはエステル系の溶媒;
ケトン系またはエステル系の溶媒としては、上記(1)のフッ素原子含有ポリマー及び(3)のフッ素ゴムポリマーの架橋剤の良溶媒であることが好ましい。具体的には、例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル等が挙げられる。
(4) ketone-based or ester-based solvents;
The ketone-based or ester-based solvent is preferably a good solvent for the crosslinking agent of the fluorine atom-containing polymer (1) and the fluororubber polymer (3). Specific examples include acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, ethyl acetate, butyl acetate, and isobutyl acetate.

(5)アルコール;
アルコールとしては、上記(4)との相溶性に優れ、且つ上記(1)の良溶媒であるアルコールが好適に用いられる。具体的には、例えば、メタノールを挙げることができる。
(5) alcohol;
As the alcohol, an alcohol which is excellent in compatibility with the above (4) and is a good solvent of the above (1) is preferably used. Specifically, methanol can be mentioned, for example.

また、上記各成分の好ましい配合割合としては、
上記(1)のフッ素原子含有ポリマー100質量部に対して、
上記(5)のアルコールを100質量部以上300質量部以下、
上記(2)のポリシロキサンを40質量部以上60質量部以下、
上記(4)のケトン系またはエステル系の溶媒を、上記(5)のアルコールに対して質量比(ケトン系またはエステル系溶媒の総量/アルコール)で1/10以上3/10以下とすることが好ましい。
Moreover, as a preferable blending ratio of each of the above components,
For 100 parts by mass of the fluorine atom-containing polymer (1) above,
100 parts by weight or more and 300 parts by weight or less of the alcohol of (5) above,
40 parts by weight or more and 60 parts by weight or less of the polysiloxane (2) above,
The ketone or ester solvent of the above (4) may be 1/10 or more and 3/10 or less by mass ratio (total amount of ketone or ester solvent / alcohol) to the alcohol of (5). preferable.

これにより、安定性に優れ、且つ塗工に好適な塗料組成物を得ることが出来る。
本発明にかかる塗料組成物の安定性は、フッ素原子含有ポリマーのエーテル部位とポリシロキサン系界面活性剤のエーテル部位と、アルコールの水酸基との相互作用により達成されていると考えられる。
Thereby, the coating composition which is excellent in stability and suitable for coating can be obtained.
The stability of the coating composition according to the present invention is considered to be achieved by the interaction between the ether moiety of the fluorine atom-containing polymer, the ether moiety of the polysiloxane surfactant, and the hydroxyl group of the alcohol.

そして、上記組成によれば、各成分のバランスが良く、安定化の作用が大きくなると考えられる。   And according to the said composition, it is thought that the balance of each component is good and the effect | action of stabilization becomes large.

<フッ素ゴムマトリクス中にポリシロキサンが島状に分散している膜の形成方法>
本発明にかかる、フッ素ゴムマトリクス中にポリシロキサンが島状に分散している膜の形成方法としては、基材表面に、上記塗料組成物の塗膜を形成する工程と、該塗膜中のフッ素ゴムポリマーを架橋させる工程と、を含む。
<Method for forming a film in which polysiloxane is dispersed in an island shape in a fluororubber matrix>
As a method for forming a film in which polysiloxane is dispersed in islands in a fluororubber matrix according to the present invention, a step of forming a coating film of the coating composition on the surface of the substrate, Cross-linking the fluororubber polymer.

そして、基材上への塗膜の形成方法としては、特に限定されず、例えば、スプレーコート、キャストコート、スリットコート、ダイコート、ロールコート、ナイフコート、ディップコート、スピンコート等の公知の方法を例示できる。特に、スプレーコートに比べて、キャストコート、スリットコート、ダイコート、ロールコート、ナイフコート、ディップコート、スピンコート等のコート方法は、塗膜の乾燥が遅い傾向がある。そのため、乾燥工程において、塗膜中で各成分の相分離が生じると、均一な表面特性を有する膜を形成しにくいことがある。しかし、本発明にかかる塗料組成物は、安定性に優れ、長時間の静置によっても各成分の相分離が生じにくい。よって、塗膜の乾燥が遅い塗工法を採用した場合や、厚い塗膜であっても、フッ素ゴムマトリクス中にポリシロキサンが微細に分散した均一性に優れた膜を得ることができる。従って、塗膜の乾燥方法も、特に限定されず。自然乾燥、送風乾燥、加熱乾燥等の公知の方法を例示できる。   The method for forming the coating film on the substrate is not particularly limited, and examples thereof include known methods such as spray coating, cast coating, slit coating, die coating, roll coating, knife coating, dip coating, and spin coating. It can be illustrated. In particular, coating methods such as cast coating, slit coating, die coating, roll coating, knife coating, dip coating, and spin coating tend to be slower in drying the coating film than spray coating. Therefore, when phase separation of each component occurs in the coating film in the drying process, it may be difficult to form a film having uniform surface characteristics. However, the coating composition according to the present invention is excellent in stability, and phase separation of each component hardly occurs even after standing for a long time. Therefore, a film with excellent uniformity in which polysiloxane is finely dispersed in the fluororubber matrix can be obtained even when a coating method in which the coating film is slowly dried is employed or when the coating film is thick. Therefore, the method for drying the coating film is not particularly limited. Well-known methods, such as natural drying, ventilation drying, and heat drying, can be illustrated.

塗膜の厚さは、必要に応じて適宜調整することができるが、通常1μm以上1mm以下である。また、塗膜を乾燥させた後、パーオキサイド架橋反応させる方法としては、公知の手段を用いることが出来るが、窒素パージされたイナートガスオーブン内にて加熱して、架橋反応させる手段が好適である。架橋条件としては、100℃以上200℃以下で、30分以上30時間以下である。   Although the thickness of a coating film can be suitably adjusted as needed, it is 1 micrometer or more and 1 mm or less normally. Further, as a method for performing the peroxide crosslinking reaction after drying the coating film, a known means can be used, but a means for carrying out the crosslinking reaction by heating in a nitrogen purged inert gas oven is preferable. . The crosslinking conditions are 100 ° C. or more and 200 ° C. or less and 30 minutes or more and 30 hours or less.

更に、上記基材としては、特に限定されないが、例えば、SUS等の金属、プラスチック類、ガラス、コンクリート、木材等を挙げることができる。   Furthermore, the base material is not particularly limited, and examples thereof include metals such as SUS, plastics, glass, concrete, and wood.

(実施例1)
下記(1)と下記(5)とを混合し、ミックスロータ(商品名:MR−5;アズワン株式会社製)を用いて混合し、これらの混合物を得た。
(1)フッ素原子含有ポリマー(ビニリデンフルオライドとテトラフルオロエチレンとパーフルオロメチルビニルエーテルとの三元共重合体(商品名:ダイエルLT−302 ダイキン工業株式会社製))
:100質量部、
(5)メタノール :100質量部
上記混合物に、下記(2)乃至(4)及び(6)を加え、ミックスロータにて再び混合して塗料組成物を得た。
(2)ジメチルポリシロキサン構造とポリオキシアルキレンを含む構造を有するポリシロキサン系界面活性剤(商品名:FZ2207;東レダウコーニング株式会社製) :40質量部、
(3)ベンゾイルパーオキサイド(25%含水品、キシダ化学株式会社製) :4質量部、
(4)メチルイソブチルケトン :10質量部
(6)トリアリルイソシアヌレート(架橋助剤)(商品名:TAIC;日本化成株式会社製) :4質量部
(Example 1)
The following (1) and the following (5) were mixed and mixed using a mix rotor (trade name: MR-5; manufactured by ASONE Co., Ltd.) to obtain a mixture thereof.
(1) Fluorine atom-containing polymer (ternary copolymer of vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene and perfluoromethyl vinyl ether (trade name: Daiel LT-302, manufactured by Daikin Industries, Ltd.))
: 100 parts by mass
(5) Methanol: 100 parts by mass The following (2) to (4) and (6) were added to the above mixture and mixed again with a mix rotor to obtain a coating composition.
(2) Polysiloxane surfactant having a dimethylpolysiloxane structure and a structure containing polyoxyalkylene (trade name: FZ2207; manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.): 40 parts by mass,
(3) Benzoyl peroxide (25% water-containing product, manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.): 4 parts by mass
(4) Methyl isobutyl ketone: 10 parts by mass (6) Triallyl isocyanurate (crosslinking aid) (trade name: TAIC; manufactured by Nippon Kasei Co., Ltd.): 4 parts by mass

(実施例2〜実施例5)
実施例1にかかる塗料組成物の各構成成分の配合量を下記表1に示したように変更した以外は、実施例1と同様にして各実施例にかかる塗料組成物を調製した。
(Example 2 to Example 5)
The coating composition concerning each Example was prepared like Example 1 except having changed the compounding quantity of each structural component of the coating composition concerning Example 1 as shown in the following Table 1.

(比較例1〜3)
実施例1にかかる塗料組成物の各構成成分の配合量を下記表1に示したように変更した以外は、実施例1と同様にして各比較例にかかる塗料組成物を調製した。
(Comparative Examples 1-3)
A coating composition according to each comparative example was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of each constituent component of the coating composition according to Example 1 was changed as shown in Table 1 below.

上記実施例1〜5及び比較例1〜3にかかる各塗料組成物を、室温にて6時間放置し、目視にて、塗料組成物の状態を観察した。その結果を下記表1に示す。   The coating compositions according to Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 were allowed to stand at room temperature for 6 hours, and the state of the coating composition was visually observed. The results are shown in Table 1 below.

Figure 2008179719
Figure 2008179719

この結果から、実施例1〜5にかかる塗料組成物は十分な安定性を示していることがわかる。一方、比較例1及び比較例2にかかる塗料組成物は、メタノールの配合量が少なすぎ、または多すぎることにより、構成成分の相分離が認められた。   This result shows that the coating composition concerning Examples 1-5 has shown sufficient stability. On the other hand, in the coating compositions according to Comparative Example 1 and Comparative Example 2, phase separation of the constituent components was observed when the amount of methanol was too small or too large.

比較例3は、メチルイソブチルケトンが配合されていないため、架橋剤が析出してしまい、塗料としての安定性が不十分であった。   In Comparative Example 3, since methyl isobutyl ketone was not blended, the crosslinking agent was precipitated, and the stability as a coating was insufficient.

更に、実施例1〜4の塗料組成物について、24時間放置し、目視にて、塗料組成物の状態を観察した。この結果、24時間後であっても、これら塗料組成物の相分離は確認されなかった。このことから、実施例1〜4に係る塗料組成物は、極めて良好な安定性を有していることが確認された。   Further, the coating compositions of Examples 1 to 4 were left for 24 hours and visually observed for the state of the coating composition. As a result, phase separation of these coating compositions was not confirmed even after 24 hours. From this, it was confirmed that the coating composition which concerns on Examples 1-4 has very favorable stability.

次に、実施例1にかかる塗料組成物を、スライドガラス上に厚み約500μm程度になるようにキャストコートし、室温にて送風乾燥させた。その後、イナートガスオーブン(商品名:INL−60;光洋サーモシステム株式会社製)内に入れ、窒素ガスを90L/minの流量でパージし、15分後から200℃に加熱し、200℃で1時間保持し、冷却後取り出した。次いで、180℃で24時間、通常の熱風オーブンにて加熱し、フッ素原子含有ポリマーを架橋させた。このコート膜の表面を、ビデオマイクロスコープ(商品名:VH200 株式会社キーエンス社製)を用いて、倍率2000倍にて観察した。その結果、少なくとも1μmより大きな凝集状態は確認されず、フッ素ゴムのマトリクス中に島状に分散しているポリシロキサンの島部分は、1μm以下の平均粒径であることが確認された。   Next, the coating composition according to Example 1 was cast-coated on a slide glass so as to have a thickness of about 500 μm, and air-dried at room temperature. Then, it is put into an inert gas oven (trade name: INL-60; manufactured by Koyo Thermo System Co., Ltd.), purged with nitrogen gas at a flow rate of 90 L / min, heated to 200 ° C. after 15 minutes, and heated at 200 ° C. for 1 hour. Hold and take out after cooling. Subsequently, it heated at 180 degreeC for 24 hours in normal hot-air oven, and the fluorine atom containing polymer was bridge | crosslinked. The surface of the coat film was observed at a magnification of 2000 using a video microscope (trade name: VH200, manufactured by Keyence Corporation). As a result, an aggregation state larger than at least 1 μm was not confirmed, and it was confirmed that the island portion of the polysiloxane dispersed in an island shape in the fluororubber matrix had an average particle diameter of 1 μm or less.

一方、比較例1に係る、相分離していない塗料組成物を用いて、上記と同様にして膜を形成した。その結果、10〜100μm程の大きさの凝集状態が確認され、得られた膜中のポリシロキサンからなる島部分の粒径は、大きくばらついていた。これは、当該塗料組成物の塗膜の乾燥工程において、相分離が生じた結果によるものと考えられる。   On the other hand, a film was formed in the same manner as described above using the coating composition according to Comparative Example 1 that was not phase-separated. As a result, an aggregated state having a size of about 10 to 100 μm was confirmed, and the particle size of the island portion made of polysiloxane in the obtained film varied widely. This is considered to be due to the result of phase separation in the drying process of the coating film of the coating composition.

Claims (6)

(1)分子内にエーテル基を有するフッ素原子含有ポリマーと、
(2)ポリエーテル構造を有するポリシロキサンと、
(3)該フッ素ゴムポリマーの架橋剤と、
(4)ケトン系またはエステル系の溶媒と、
(5)アルコールと、を含んでいることを特徴とする塗料組成物。
(1) a fluorine atom-containing polymer having an ether group in the molecule;
(2) a polysiloxane having a polyether structure;
(3) a crosslinking agent for the fluororubber polymer;
(4) a ketone-based or ester-based solvent;
(5) A coating composition comprising alcohol.
前記フッ素原子含有ポリマーが、ビニリデンフルオライドとテトラフルオロエチレンとパーフルオロメチルビニルエーテルとの三元共重合体であり、
前記ポリシロキサンが、ジメチルポリシロキサン構造とポリオキシアルキレン構造とを含むものであり、且つ
前記架橋剤が、パーオキサイド架橋反応によりフッ素ゴムポリマーを架橋させるものである請求項1記載の塗料組成物。
The fluorine atom-containing polymer is a terpolymer of vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene and perfluoromethyl vinyl ether,
The coating composition according to claim 1, wherein the polysiloxane includes a dimethylpolysiloxane structure and a polyoxyalkylene structure, and the crosslinking agent crosslinks the fluororubber polymer by a peroxide crosslinking reaction.
前記架橋剤が、ベンゾイルパーオキサイド、ビス(2,4−ジクロロベンゾイル)パーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサンから選ばれる少なくとも1つである請求項1または2に記載の塗料組成物。   The crosslinking agent is at least one selected from benzoyl peroxide, bis (2,4-dichlorobenzoyl) peroxide, dicumyl peroxide, and 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane. The coating composition according to claim 1 or 2, wherein 前記アルコールが、メタノールであり、
前記ケトン系またはエステル系の溶媒が、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル及び酢酸イソブチルから選ばれる少なくとも1つである請求項1乃至3のいずれかに記載の塗料組成物。
The alcohol is methanol;
The coating composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the ketone-based or ester-based solvent is at least one selected from acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, ethyl acetate, butyl acetate, and isobutyl acetate.
前記フッ素原子含有ポリマー100質量部に対して、
前記アルコールを100質量部以上300質量部以下、
前記ポリシロキサンを40質量部以上60質量部以下含み、且つ
前記ケトン系またはエステル系の溶媒の総量の、アルコールに対する質量比(ケトン系またはエステル系の溶媒の総量/アルコール)が、1/10以上3/10以下である請求項1乃至4のいずれかに記載の塗料組成物。
For 100 parts by mass of the fluorine atom-containing polymer,
100 parts by weight or more and 300 parts by weight or less of the alcohol,
40 parts by mass or more and 60 parts by mass or less of the polysiloxane, and the mass ratio of the ketone-based or ester-based solvent to the alcohol (total amount of the ketone-based or ester-based solvent / alcohol) is 1/10 or more. The coating composition according to any one of claims 1 to 4, which is 3/10 or less.
基材表面に、請求項1乃至5のいずれかに記載の塗料組成物の塗膜を形成する工程と、該塗膜中のフッ素ゴムポリマーを架橋させる工程と、を含むことを特徴とする、フッ素ゴムマトリクス中にポリシロキサンが島状に分散している膜の形成方法。   A step of forming a coating film of the coating composition according to any one of claims 1 to 5 on a substrate surface, and a step of crosslinking a fluororubber polymer in the coating film, A method of forming a film in which polysiloxane is dispersed in an island shape in a fluororubber matrix.
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