JP2019172895A - 塗料用エポキシ樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
1)水酸基当量が350〜1100g/Eqであるポリエーテルポリオール(A)、エポキシ樹脂(B)、フェナルカミン硬化剤(C)、水酸基を0.055〜0.140mmol/g含有するコアシェルポリマー(D)および硫酸バリウム、マイカ、タルク、酸化鉄、りん酸亜鉛、酸化チタンからなる群より選択される1種以上の無機充填剤(E)を含有する塗料用エポキシ樹脂組成物であって、
(A)、(B)、(C)、(D)、(E)の合計量を100重量%とした場合に、
(A)の含有量が0.5〜5.0重量%、
(D)の含有量が1.5〜5.0重量%、
(E)の含有量が30〜75重量%、
である塗料用エポキシ樹脂組成物関する。
2)ポリエーテルポリオール(A)が、ポリオキシプロピレンジオール、ポリオキシプロピレントリオール、ポリオキシブチレンジオールおよびポリオキシブチレントリオールからなる群より選択された少なくとも一種である1)記載の塗料用エポキシ樹脂組成物に関する。
3)ポリエーテルポリオール(A)の水酸基当量が450〜900g/Eqである1)または2)のいずれかに記載の塗料用エポキシ樹脂組成物に関する。
4)コアシェルポリマー(D)が、数平均粒子径が0.01〜0.6μmのコアシェルポリマーである1)〜3)のいずれかに記載の塗料用エポキシ樹脂組成物に関する。
5)コアシェルポリマー(D)のコア層がジエン系ゴム、(メタ)アクリレート系ゴム、オルガノシロキサン系ゴム、スチレン系ポリマーおよび(メタ)アクリレート系ポリマーからなる群より選択される1種以上の物質を含有する1)〜4)のいずれかに記載の塗料用エポキシ樹脂組成物に関する。
6)コアシェルポリマー(D)のシェル層を構成するポリマーのガラス転移温度が−40〜20℃である1)〜5)いずれかに記載の塗料用エポキシ樹脂組成物関する。
7)コアシェルポリマー(D)の水酸基含有量が0.080〜0.140mmol/gである1)〜6)いずれかに記載の塗料用エポキシ樹脂組成物に関する。
8)1)〜7)のいずれかに記載の塗料用エポキシ樹脂組成物の硬化物に関する。
9)鉛筆硬度が3H以上である、8)記載の塗料用エポキシ樹脂組成物の硬化物に関する。
10)塗膜厚みが100〜500μmである請求項8または9のいずれかに記載の塗料用エポキシ樹脂組成物の硬化物に関する。
以下、本発明のエポキシ樹脂組成物について詳述する。
本発明で用いるポリエーテルポリオール(A)は、 ポリオキシプロピレンジオールやポリオキシブチレンジオール等のポリオキシアルキレンジオールのように主鎖に複数のエーテル結合を有し、かつ分子中に水酸基を2個以上有する化合物である。ポリエーテルポリオール(A)は、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ビスフェノールA等のジオール類;トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセリン等のトリオール類;ジグリセリン、ペンタエリスリトール等のテトラオール;単糖、オリゴ糖、多糖等の糖類;ソルビトール;アンモニア、エチレンジアミン、尿素、モノメチルジエタノールアミン、モノエチルジエタノールアミン等のアミン類;などの1種又は2種以上の活性水素を含有する開始剤の存在下、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、スチレンオキサイド等を開環重合して得られる化合物である。また、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコールなどの重縮合により合成される重縮合体であってもよい。なお、合成時に複数の種類の成分を用いることで得られる、ランダムまたはブロック共重合体であってもよい。
がより好ましい。耐熱衝撃性および低粘度で取り扱いの観点から、ポリオキシプロピレンジオールおよびポリオキシプロピレントリオールが特に好ましい。 なお、本発明のポリオキシプロピレンポリオールには、ポリオキシプロピレンポリオール中にオキシエチレン単位が40重量%未満含むもの、たとえばポリオキシプロピレンポリオール末端にエチレンオキサイドを付加したポリオキシプロピレンポリオール−エチレンオキサイド付加体など含む。また、ポリオキシブチレンジオールには、オキシ−3−メチルブチレン単位が40重量%未満有するものも含む。
本発明のエポキシ樹脂(B)としては、分子内に2つ以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂であれば、任意のものを使用することができる。
フェナルカミン硬化剤は、通常、フェノール系化合物、アルデヒド化合物およびアミンのマンニッヒ塩基反応によって得られる。フェノール系化合物の例としては、カシューナッツ殻液から抽出されたカルダノールなど、アルデヒド化合物の例としては、ホルムアルデヒドなど、アミンの例としては、エチレンジアミンやジエチルトリアミンなどを挙げることができる。
また、硬化促進剤を上記フェナルカミン硬化剤(および上記その他のアミン系硬化剤)と一緒に用いてもよい。硬化促進剤の例としては、トリエチルアミン、ベンジルジメチルアミン等の3級アミン、2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール等のイミダゾール類、ノニルフェノール、ベンジルアルコールなどの水酸基含有芳香族化合物、トリフェニルホスフィン、トリ−p−トリルホスフィン、亜リン酸トリフェニル等の有機リン系化合物、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウムテトラ−p−トリルボレート、テトタフェニルホスフィンブロマイド、テトラ−n−ブチルホスホニウムブロマイド、テトラn−ブチルホスホニウムo,o−ジエチルホスホロジチオネート等の4級ホスホニウム塩、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセンー7やその有機酸塩類等のジアザビシクロアルケン類、オクチル酸亜鉛、オクチル酸錫やアルミニウムアセチルアセトン錯体等の有機金属化合物類、テトラエチルアンモニウムブロマイド、テトラブチルアンモニウムブロマイド等の4級アンモニウム塩類、三フッ化ホウ素、トリフェニルボレート等のホウ素化合物、塩化亜鉛、塩化第二錫等の金属ハロゲン化合物が挙げられる。更には、高融点イミダゾール化合物、ジシアンジアミド、リン系、ホスフィン系促進剤の表面をポリマーで被覆したマイクロカプセル型潜在性促進剤、アミン塩型潜在性硬化促進剤、ルイス酸塩、ブレンステッド酸塩等の高温解離型熱カチオン重合型の潜在性硬化促進剤等に代表される代表される潜在性硬化促進剤も使用することができる。これらの硬化促進剤は単独又は2種類以上を混合して使用することができる。なお、前記その他のアミン系硬化剤および前記硬化促進剤を用い得る場合は、これらを含めて、フェナルカミン硬化剤(C)と見なす。
コアシェルポリマー(D)は、少なくとも2層の構造からなる粒子状ポリマーであり、水酸基を0.055〜0.140mmol/g、好ましくは0.080〜0.140mmol/g含有する。少なすぎても、多すぎても、耐熱衝撃性が低下する傾向にある。
前記Tgは、たとえば、動的粘弾性測定法や示差走査熱量分析法により測定できる。
前記多官能性モノマーとしては、ブタジエンは含まれず、アリル(メタ)アクリレート、アリルアルキル(メタ)アクリレート等のアリルアルキル(メタ)アクリレート類;アリルオキシアルキル(メタ)アクリレート類;(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル基を2個以上有する多官能(メタ)アクリレート類;ジアリルフタレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、ジビニルベンゼン等が挙げられる。特に好ましくはアリルメタアクリレート、トリアリルイソシアヌレート、ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、及びジビニルベンゼンである。
数式(1)
多官能性モノマーは、使用する場合、シェル層形成用モノマー中に、0.5〜10重量%含まれていることが好ましく、より好ましくは1〜5重量%である。
シェル層は、上記モノマー成分の他に、他のモノマー成分を含んで形成されてもよい。
(コア層の製造方法)
本発明で用いるコアシェルポリマー(D)を構成するコア層を形成するポリマーが、ジエン系モノマー(共役ジエン系モノマー)および(メタ)アクリレート系モノマーから選ばれる少なくとも1種のモノマー(第1モノマー)を含んで構成される場合には、コア層の形成は、例えば、乳化重合、懸濁重合、マイクロサスペンジョン重合などによって製造することができ、例えばWO2005/028546号公報に記載の方法を用いることができる。
シェル層は、シェル層形成用モノマーを、公知のラジカル重合により重合することによって形成することができる。コア層をコアシェルポリマー(D)前駆体のエマルジョンとして得た場合には、シェル層形成用モノマーの重合は乳化重合法により行うことが好ましく、例えば、WO2005/028546号公報に記載の方法に従って製造することができる。
前記開始剤の使用量、レドックス型開始剤を用いる場合には前記還元剤・遷移金属塩・キレート剤などの使用量は公知の範囲で用いることができる。
また、要すれば連鎖移動剤も使用できる。該連鎖移動剤は通常の乳化重合で用いられているものであればよく、とくに限定はされない。
重合に際しての重合温度、圧力、脱酸素などの条件は、公知の範囲のものが適用できる。
本発明に使用される無機充填剤(E)は、基材との密着性や基材の腐食を防ぐとともに、ポリエーテルポリオール(A)とコアシェルポリマー(D)による耐衝撃性、耐熱衝撃性が発現しやすいものが選ばれる。具体例としては、硫酸バリウム、マイカ、タルク、酸化鉄、りん酸亜鉛、酸化チタンからなる群より選択される一種以上である。これらの中で特に好ましいのが硫酸バリウムであり、無機充填剤中に50重量%以上含むことが好ましい。炭酸カルシウムやシリカ粉などは、無機充填剤としてよく使用されるが、本発明では耐腐食性を含めた物性バランスが低下する傾向があることから好ましくない。
無機充填剤(E)の配合量は、耐衝撃性および耐熱衝撃性が発現しやすいことから、成分(A)、(B)、(C)、(D)、(E)の合計量を100重量%とした場合に、30〜75重量%、好ましくは35〜70重量%である。少なすぎても多すぎてもエポキシ樹脂組成物の基材への密着性が低下して耐衝撃性が低下する傾向がある。
本発明では、必要に応じて、その他の配合成分を使用することができる。その他の配合成分としては、通常のエポキシ樹脂組成物に使用されるものであれば、特に限定されることなく使用できる。たとえば、溶剤、水、シランカップリング剤、消泡剤、沈降防止剤、チキソ性付与剤、顔料や染料等の着色剤、体質顔料、紫外線吸収剤、酸化防止剤、安定化剤(ゲル化防止剤)、可塑剤、レベリング剤、帯電防止剤、難燃剤、滑剤、減粘剤、低収縮剤、有機質充填剤、熱可塑性樹脂、乾燥剤、分散剤等が挙げられる。中でも、溶剤は配合粘度を大きく低下させ、スプレーによるコーティングを可能にすることから、溶剤の使用が好ましい場合がある。溶剤の好ましい具体例は、キシレン、n−ブタノール、メチルエチルケトン、メチルブチルケトンなどを挙げることができる。溶剤を使用する場合、その使用量は、本発明のエポキシ樹脂組成物100重量部に対して、5〜40重量部が好ましく、さらには10〜30重量部含有するのがより好ましい。また、環境負荷の低減から溶剤の代わりに水を用いてもよい。水の使用量は、本発明のエポキシ樹脂組成物100重量部に対して、5〜80重量部が好ましく、さらには20〜70重量部含有するのがより好ましい。シランカップリング剤は、充填剤、接着基材、ガラス繊維や炭素繊維などと樹脂との接着性を改良することから、特に好ましい。具体例としては、3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。使用量は、エポキシ樹脂組成物100重量部に対して0.1〜2重量部が好ましい。また、エポキシ樹脂組成物は、気泡を極力減らす必要があるので、消泡剤を配合中に添加することが好ましい。消泡剤としては、例えば、シリコーン系、フッ素系、アクリル系、ポリオキシエチレン系、ポリオキシプロピレン系等の消泡剤より適宜選択すればよい。具体的な例としては、ビックケミー社のBYK−A500やBYK−1790などを挙げることができる。使用量は、エポキシ樹脂組成物100重量部に対して、0.01〜5重量部を使用することが好ましい。また、エポキシ樹脂組成物に充填剤などを用いた場合、その貯蔵安定性を高めることから、沈降防止剤を配合することが好ましい。沈降防止剤としては、エポキシ樹脂組成物のチキソ性を高める添加剤、例えばヒュームドシリカや微粉末有機ベントナイトなどが好ましい。沈降防止剤の使用量は、エポキシ樹脂組成物100重量部に対して0.1〜15重量部使用することが好ましい。難燃剤としては、水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウムなどの無機難燃剤、テトラブロモビスフェノールAやその変性体、テトラブロモフタレードなどのハロゲン系難燃剤、トリフェニルホスフェート、ビスフェノールAビス(ジフェニル)ホスフェートおよび反応型ビスフェノールAビス(ジフェニル)ホスフェートなどのリン系難燃剤、シリコーン系難燃剤などを挙げることができる。難燃剤は、エポキシ樹脂(B)100重量部に対して1〜200重量部使用することが好ましい。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、水酸基当量が350〜1100g/Eqであるポリエーテルポリオール(A)、エポキシ樹脂(B)、フェナルカミン硬化剤(C)、水酸基を0.055〜0.140mmol/g含有するコアシェルポリマー(D)および硫酸バリウム、マイカ、タルク、酸化鉄、りん酸亜鉛、酸化チタンからなる群より選択される1種以上の無機充填剤(E)を含有する塗料用エポキシ樹脂組成物であって、
(A)、(B)、(C)、(D)、(E)の合計量を100重量%とした場合に、
(A)の含有量が0.5〜5.0重量%、
(D)の含有量が1.5〜5.0重量%、
(E)の含有量が30〜75重量%、
であるものである。
本発明には、前記エポキシ樹脂組成物を硬化して得られる硬化物が含まれる。前記エポキシ樹脂組成物は、通常のエポキシ硬化条件:−5〜150℃、30分〜10日の範囲で硬化できる。得られる硬化物の硬度はえんぴつ硬度で、好ましくは3H以上である。また、硬化して得られる塗膜厚みは100〜500μmであることが好ましい。薄すぎても、厚すぎても硬化物の物性バランスが低下する傾向にある。
本発明の組成物から得られる硬化物は、優れた、硬度、耐衝撃性および耐熱衝撃性を有することから、下塗り用の塗料などに好適である。
水性ラテックスに分散しているポリマー粒子の数平均粒子径(Mn)は、マイクロトラックUPA150(日機装株式会社製)を用いて測定した。脱イオン水で希釈したものを測定試料として用いた。
ラテックスから乾燥させて得られたコアシェルポリマーの2gを23℃にて、MEK100gに24時間浸漬した後にMEK不溶分を遠心分離した。得られた不溶分を乾燥させて重量を計り、コアシェルポリマーの重量に対するMEK不溶分の重量分率(%)を算出した。
粘度は、BROOKFIELD社製コーンプレート型粘度計でコーンプレート3°/24mmを用いて、25℃で、5サイクル/秒のせん断速度の粘度値を測定した。
ASTM D2794に準じて、試験温度23℃で行った。まず、塗料用エポキシ樹脂組成物を冷間圧延鋼板(厚み0.8mm)にアプリケーターを用いて塗布し、室温で3日間以上置いて硬化し、その後60℃で3時間置くことで十分に硬化した。試験板は23℃で1日置いてから、塗膜厚みを測定した。その後、この塗膜上に、重さ1kgのおもりを異なる高さから落とし、クラックが入る高さを測定した。これを耐衝撃性指数(cm)とした。
塗料用エポキシ樹脂組成物をスプリングワッシャー(サイズ M10)が中心に埋め込まれるようにセットされた型枠に入れて硬化した(硬化条件は、[4]と同じ)。得られた直径26mm、厚み5mmを60℃/30分〜−30℃/30分を1サイクルとするヒートサイクルテストを行った。硬化物にクラックが発生した時のサイクル数を記録し耐熱衝撃性指数とした。
前記[4]の方法で作製した試験板を用いて、塗膜のえんぴつ硬度を23℃で評価した。評価は、ASTM D3363に準じて行った。
A−1:PPD1000、数平均分子量1000のポリオキシプロピレンジオール(三井化学(株)製、アクトコールD−1000:水酸基当量510g/Eq)
A−2:PPD1500、数平均分子量1500のポリオキシプロピレンジオール(三井化学(株)製、アクトコールD−1500:水酸基当量748g/Eq)
A−3:PPT1500、数平均分子量1500のポリオキシプロピレントリオール(三井化学(株)製、アクトコールT−1500:水酸基当量510g/Eq)
A−4:PPD2000、数平均分子量2000のポリオキシプロピレンジオール(三井化学(株)製、アクトコールD−2000:水酸基当量1020g/Eq)
A−5:PPD700、数平均分子量700のポリオキシプロピレンジオール(三井化学(株)製、アクトコールD−700:水酸基当量351g/Eq)
A−6:PPD400、数平均分子量400のポリオキシプロピレンジオール(三井化学(株)製、アクトコールD−400:水酸基当量200g/Eq)
A−7:PPD2400、数平均分子量2400のポリオキシプロピレンジオール(三井化学(株)製、アクトコールD−2000とアクトコールD3000の等重量混合物:水酸基当量1200g/Eq)
B−1:BPADGE、ビスフェノールAジグリシジルエーテル(三菱化学(株)製jER828EL)
C−1:NC−541LV フェナルカミン(カードライト製NC−541LV)。
D−1〜D−8:コアの主成分がブタジエンゴムコアであるコアシェルポリマー
E−1:硫酸バリウム(竹原化学工業(株)製W−1、平均粒径1.5μm)
E−2:タルク(和光純薬工業(株)製タルク、平均粒径10〜15μm)
E−3:酸化鉄(ランクセス社製バイフェロックス(Bayferrox)180M、平均粒径1μm)
F−1:コアシェルポリマー(D−1)40重量%がポリエーテルポリオール(A−1)に分散した分散物
F−2:コアシェルポリマー(D−2)40重量%がポリエーテルポリオール(A−1)に分散した分散物
F−3:コアシェルポリマー(D−3)40重量%がポリエーテルポリオール(A−1)に分散した分散物
F−4:コアシェルポリマー(D−4)40重量%がポリエーテルポリオール(A−1)に分散した分散物
F−5:コアシェルポリマー(D−5)40重量%がポリエーテルポリオール(A−1)に分散した分散物
F−6:コアシェルポリマー(D−6)40重量%がポリエーテルポリオール(A−1)に分散した分散物
F−7:コアシェルポリマー(D−7)40重量%がポリエーテルポリオール(A−1)に分散した分散物
F−8:コアシェルポリマー(D−8)40重量%がポリエーテルポリオール(B−1)に分散した分散物
F−9:コアシェルポリマー(D−2)40重量%がポリエーテルポリオール(A−2)に分散した分散物
F−10:コアシェルポリマー(D−2)40重量%がポリエーテルポリオール(A−3)に分散した分散物
F−11:コアシェルポリマー(D−2)40重量%がポリエーテルポリオール(A−4)に分散した分散物
F−12:コアシェルポリマー(D−2)40重量%がポリエーテルポリオール(A−5)に分散した分散物
F−13:コアシェルポリマー(D−2)40重量%がポリエーテルポリオール(A−6)に分散した分散物
F−14:コアシェルポリマー(D−2)40重量%がポリエーテルポリオール(A−7)に分散した分散物
G−1:チキソ付与剤、有機ベントナイト(エレメンティス社製ベントンSD−2)
H−1:分散剤、U100(BYK社製、Anti−Terra−U100)
I−1:溶媒混合物、キシレン(X)とn−ブタノール(B)を重量比で2:1で混合した溶媒混合物
1−1.コア層の形成
合成例1−1−1;ポリブタジエンゴムラテックス(R−1)の調製
耐圧重合機中に、脱イオン水200部、リン酸三カリウム0.03部、リン酸二水素カリウム0.25部、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム(EDTA)0.002部、硫酸第一鉄・7水和塩(Fe)0.001部およびドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(SDS)0.2部を投入し、撹拌しつつ十分に窒素置換を行なって酸素を除いた後、ブタジエン(BD)100部を系中に投入し、45℃に昇温した。パラメンタンハイドロパーオキサイド(PHP)0.015部、続いてナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート(SFS)0.04部を投入し重合を開始した。重合開始から4時間目に、SDS0.3部、PHP0.01部、EDTA0.0015部およびFe0.001部を投入した。さらに重合から7時間目に、SDS0.4部を投入した。重合10時間目に減圧下残存モノマーを脱揮除去して重合を終了し、ポリブタジエンゴム粒子を含むラテックス(R−1)を得た。重合反応率は99%以上であった。得られたラテックスに含まれるポリブタジエンゴム粒子の数平均粒子径は0.14μmであった。
合成例1−2−1;コアシェルポリマー(D−1)を含有するラテックス(D−1LX)の調製
還流冷却器、窒素吹込口、モノマーと乳化剤の追加口、温度計を備えた5口ガラス容器に、合成例1−1で得たラテックス(R−1)1575部(ポリブタジエンゴム粒子518部相当)および脱イオン水315部を仕込み、窒素置換を行いながら60℃で撹拌した。EDTA0.024部、Fe0.006部、SFS1.2部を加えた後、グラフトモノマー(ブチルアクリレート(BA)42部、メチルメタクリレート(MMA)42部、4−ヒドロキシブチルアクリレート(4−HBA)6部)およびCHP0.4部の混合物を2時間かけて連続的に添加しグラフト重合した。添加終了後、更に2時間撹拌して反応を終了させ、コアシェルポリマー(D−1)のラテックス(D−1LX)を得た。重合反応率は99%以上であった。コアシェルポリマー(D−1)のゴム成分量は、仕込み量と反応率から85%であった。得られたラテックスに含まれるコアシェルポリマー(D−1)の数平均粒子径は0.15μmであり、MEK不溶分量は98%であった。なお、シェルポリマーのTgは組成比から1℃と算出された。
合成例1−2−1において、グラフトモノマーとして<BA42部、MMA42部、4−HBA6部>の代わりに<BA41.4部、MMA41.4部、4−HBA7.2部>を用いたこと以外は合成例1−2−1と同様にして、コアシェルポリマー(D−2)のラテックス(D−2LX)を得た。重合反応率は99%以上であった。コアシェルポリマー(D−2)のゴム成分量は、仕込み量と反応率からから85%であった。得られたラテックスに含まれるコアシェルポリマー(D−2)の数平均粒子径は0.15μmであり、MEK不溶分量は98%であった。なお、シェルポリマーのTgは組成比から0℃と算出された。
合成例1−2−1において、グラフトモノマーとして<BA42部、MMA42部、4−HBA6部>の代わりに<BA39.6部、MMA39.6部、4−HBA10.8部>を用いたこと以外は合成例1−2−1と同様にして、コアシェルポリマー(D−3)のラテックス(D−3LX)を得た。重合反応率は99%以上であった。コアシェルポリマー(D−3)のゴム成分量は、仕込み量と反応率からから85%であった。得られたラテックスに含まれるコアシェルポリマー(D−3)の数平均粒子径は0.15μmであり、MEK不溶分量は98%であった。なお、シェルポリマーのTgは組成比から−2℃と算出された。
合成例1−2−1において、グラフトモノマーとして<BA42部、MMA42部、4−HBA6部>の代わりに<BA39部、MMA39部、4−HBA12部>を用いたこと以外は合成例1−2−1と同様にして、コアシェルポリマー(D−4)のラテックス(D−4LX)を得た。重合反応率は99%以上であった。コアシェルポリマー(D−4)のゴム成分量は、仕込み量と反応率からから85%であった。得られたラテックスに含まれるコアシェルポリマー(D−4)の数平均粒子径は0.15μmであり、MEK不溶分量は98%であった。なお、シェルポリマーのTgは組成比から−3℃と算出された。
合成例1−2−1において、グラフトモノマーとして<BA42部、MMA42部、4−HBA6部>の代わりに<BA38.1部、MMA38.1部、4−HBA13.8部>を用いたこと以外は合成例1−2−1と同様にして、コアシェルポリマー(D−5)のラテックス(D−5LX)を得た。重合反応率は99%以上であった。コアシェルポリマー(D−5)のゴム成分量は、仕込み量と反応率からから85%であった。得られたラテックスに含まれるコアシェルポリマー(D−5)の数平均粒子径は0.15μmであり、MEK不溶分量は98%であった。なお、シェルポリマーのTgは組成比から−4℃と算出された。
合成例1−2−1において、グラフトモノマーとして<BA42部、MMA42部、4−HBA6部>の代わりに<BA26.8部、MMA56部、4−HBA7.2部>を用いたこと以外は合成例1−2−1と同様にして、コアシェルポリマー(D−6)のラテックス(D−6LX)を得た。重合反応率は99%以上であった。コアシェルポリマー(D−6)のゴム成分量は、仕込み量と反応率からから85%であった。得られたラテックスに含まれるコアシェルポリマー(D−6)の数平均粒子径は0.15μmであり、MEK不溶分量は98%であった。なお、シェルポリマーのTgは組成比から26℃と算出された。
合成例1−2−1において、グラフトモノマーとして<BA42部、MMA42部、4−HBA6部>の代わりに<BA45部、MMA45部>を用いたこと以外は合成例1−2−1と同様にして、コアシェルポリマー(D−7)のラテックス(D−7LX)を得た。重合反応率は99%以上であった。コアシェルポリマー(D−7)のゴム成分量は、仕込み量と反応率からから85%であった。得られたラテックスに含まれるコアシェルポリマー(D−7)の数平均粒子径は0.15μmであり、MEK不溶分量は98%であった。なお、シェルポリマーのTgは組成比から4℃と算出された。
合成例1−2−1において、グラフトモノマーとして<BA42部、MMA42部、4−HBA6部>の代わりに<BA42部、MMA42部、グリシジルメタクリレート(GMA)6部>を用いたこと以外は合成例1−2−1と同様にして、コアシェルポリマー(D−8)のラテックス(D−8LX)を得た。重合反応率は99%以上であった。コアシェルポリマー(D−8)のゴム成分量は、仕込み量と反応率からから85%であった。得られたラテックスに含まれるコアシェルポリマー(D−8)の数平均粒子径は0.15μmであり、MEK不溶分量は98%であった。なお、シェルポリマーのTgは組成比から7℃と算出された。
上記の合成例のコアシェルポリマーについて、表1にまとめた。
25℃の1L混合槽にMEK100部を導入し、撹拌しながら、それぞれ前記合成例で得られたコアシェルポリマー(D)のラテックス:コアシェルポリマー30部相当分を投入した。均一に混合後、水150部を60部/分の供給速度で投入した。供給終了後、速やかに撹拌を停止したところ、浮上性の凝集体および有機溶媒を一部含む水相からなるスラリー液を得た。次に、水相を槽下部の払い出し口より排出させた。得られた凝集体にMEK70部を追加して均一に混合し、コアシェルポリマーが均一に分散した分散体を得た。この分散体を500mlのガラス容器に入れ、ポリエーテルポリオール(A)45部と混合した。ただし、分散物(F−8)に関しては、ポリエーテルポリオール(A)の代わりにエポキシ樹脂(B)と混合した。この混合物から、回転式の蒸発装置で、MEKを除去した。このようにして、ポリエーテルポリオール(A)またはエポキシ樹脂(B)中にコアシェルポリマー(D)が40重量%分散した分散物(F)を得た。表2に、配合量をまとめた。
表3〜4に示す処方にしたがってい、まず成分(A)、(B)、(E)、(F)、(G)および(H)をそれぞれ計量し、撹拌装置(自転公転ミキサー、あわとり練太郎、株式会社シンキー製)を用いて均一に混合した。得られた混合物に、成分(C)および(I)をそれぞれ計量して加え、撹拌装置を用いて均一に混合してエポキシ樹脂組成物を得た。得られたエポキシ樹脂組成物を冷間圧延鋼板(厚み0.8mm)にアプリケーターを用いて塗布し、室温で3日間以上置いて硬化し、その後60℃で3時間置くことで十分に硬化した。試験板は23℃で1日置いてから、塗膜厚みを測定して、えんぴつ硬度、耐衝撃性および耐熱衝撃性の評価を行った。
結果を表3および表4に示す。
Claims (10)
- 水酸基当量が350〜1100g/Eqであるポリエーテルポリオール(A)、エポキシ樹脂(B)、フェナルカミン硬化剤(C)、水酸基を0.055〜0.140mmol/g含有するコアシェルポリマー(D)および硫酸バリウム、マイカ、タルク、酸化鉄、りん酸亜鉛、酸化チタンからなる群より選択される1種以上の無機充填剤(E)を含有する塗料用エポキシ樹脂組成物であって、
(A)、(B)、(C)、(D)、(E)の合計量を100重量%とした場合に、
(A)の含有量が0.5〜5.0重量%、
(D)の含有量が1.5〜5.0重量%、
(E)の含有量が30〜75重量%、
である塗料用エポキシ樹脂組成物。 - ポリエーテルポリオール(A)が、ポリオキシプロピレンジオール、ポリオキシプロピレントリオール、ポリオキシブチレンジオールおよびポリオキシブチレントリオールからなる群より選択された少なくとも一種である請求項1記載の塗料用エポキシ樹脂組成物。
- ポリエーテルポリオール(A)の水酸基当量が450〜900g/Eqである請求項1または2のいずれか1項に記載の塗料用エポキシ樹脂組成物。
- コアシェルポリマー(D)が、数平均粒子径が0.01〜0.6μmのコアシェルポリマーである請求項1〜3のいずれか一項に記載の塗料用エポキシ樹脂組成物
- コアシェルポリマー(D)のコア層がジエン系ゴム、(メタ)アクリレート系ゴム、オルガノシロキサン系ゴム、スチレン系ポリマーおよび(メタ)アクリレート系ポリマーからなる群より選択される1種以上の物質を含有する請求項1〜4のいずれか一項に記載の塗料用エポキシ樹脂組成物。
- コアシェルポリマー(D)のシェル層を構成するポリマーのガラス転移温度が−40〜20℃である請求項1〜5いずれか一項に記載の塗料用エポキシ樹脂組成物。
- コアシェルポリマー(D)の水酸基含有量が0.080〜0.140mmol/gである請求項1〜6いずれか一項に記載の塗料用エポキシ樹脂組成物。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載の塗料用エポキシ樹脂組成物の硬化物。
- 鉛筆硬度が3H以上である、請求項8記載の塗料用エポキシ樹脂組成物の硬化物。
- 塗膜厚みが100〜500μmである請求項8または9のいずれか1項に記載の塗料用エポキシ樹脂組成物の硬化物。
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