JP7557198B2

JP7557198B2 - 密着性向上剤及びコーティング組成物

Info

Publication number: JP7557198B2
Application number: JP2020176063A
Authority: JP
Inventors: 耕平澤熊
Original assignee: San Nopco Ltd
Current assignee: San Nopco Ltd
Priority date: 2020-10-20
Filing date: 2020-10-20
Publication date: 2024-09-27
Anticipated expiration: 2040-10-20
Also published as: JP2022067380A

Description

本発明は、コーティング組成物用密着性向上剤及びこれを含有するコーティング組成物に関する。

密着性付与剤として、高分子量ブロックポリマーの溶液(ポリアミドを２０～３０重量％含有する)が知られている(非特許文献１及び２)。

ＢＹＫ－４５００の安全性データシート（２０１８年７月９日改訂、ビックケミー・ジャパン株式会社、https://www.byk.com/ja/products/additives-by-name/byk-4500 からダウンロード可能）ＢＹＫ－４５００のTechnical Data Sheet（２０１７年１２月発行、ビックケミー・ジャパン株式会社、https://www.byk.com/ja/products/additives-by-name/byk-4500 からダウンロード可能）

従来の密着性向上剤は、基材に対するコーティング膜の密着性が不十分であるという問題がある。本発明の目的は基材に対するコーティング膜の密着性を向上できるコーティング組成物用密着性向上剤を提供することである。

本発明のコーティング組成物用密着性向上剤の特徴は、基材に対するコーティング膜の密着性を向上するための添加剤であって、
式（１）で表されるポリオキシアルキレン化合物（Ｙ）を含有してなる点を要旨とする。

Ｒ－Ｎ｛－（ＡＯ）_ｎＨ｝_２（１）

ただし、Ｒはアルキル基又はアルケニル基、ＡＯは炭素数２～４のオキシアルキレン基であり、オキシプロピレンとオキシエチレンとの混合を含み、オキシエチレンの含有割合（モル％）がオキシアルキレンの全モル数に基づいて、６０～９０であり、窒素原子Ｎから離れた末端部にオキシエチレンが結合し、結合様式にブロック状を含み、Ｎは窒素原子、Ｈは水素原子、ｎは１６～１００の整数を表す。

本発明のコーティング組成物の特徴は、コーティング剤及び上記の密着性向上剤とからなり、この密着性向上剤の含有量はコーティング剤の重量に基づいて０．２～２重量％である点を要旨とする。

本発明のコーティング組成物用密着性向上剤は、基材に対するコーティング膜の密着性を大幅に向上できる。

本発明のコーティング組成物は、上記の密着性向上剤を含んでいるので、基材に対する密着性に優れたコーティング膜を容易に形成できる。

アルキル基、アルケニル基又はアリール基（Ｒ）のうち、アルキル基としては、炭素数４～１８のアルキル基が含まれ、ｎ－ブチル、シクロブチル、ｎ－ペンチル、シクロペンチル、ｎ－ヘキシル、シクロヘキシル、ｎ－ヘプチル、メチルシクロヘキシル、ｎ－オクチル、２－エチルヘキシル、ｎ－ノニル、トリメチルシクロヘキシル、ｎ－デシル、ｎ－ウンデシル、ｎ－ドデシル、ｎ－トリデシル、イソトリデシル、ｎ－テトラデシル、ｎ－ペンタデシル、ノニルシクロへキシル、ｎ－ヘキサデシル、ｎ－ヘプタデシル、ｎ－オクタデシル及びイソオクタデシル等が挙げられる。

また、アルケニル基としては、炭素数４～１８のアルケニル基が含まれ、ｎ－ブテニル、ｎ－ペンテニル、ｎ－ヘキセニル、ｎ－ヘプテニル、ｎ－オクテニル、２－エチルヘキセニル、ｎ－ノネニル、ｎ－デセニル、ｎ－ウンデセニル、ｎ－ドデセニル、ｎ－トリデセニル、イソトリデセニル、ｎ－テトラデセニル、ｎ－ペンタデセニル、ｎ－ヘキサデセニル、ｎ－ヘプタデセニル、ｎ－オクタデセニル及びイソオクタデセニル等が挙げられる。

また、アリール基としては、炭素数６～１５のアリール基が含まれ、フェニル、トリル、ベンジル、キシリル、ノニルフェニル及びナフチル等が挙げられる。

これらのＲのうち、アルキル基が好ましい。

炭素数２～４のオキシアルキレン基（ＡＯ）としては、オキシエチレン、オキシプロピレン、オキシブチレン及びこれらの混合等が挙げられる。これらのうち、密着性の観点から、Ｒが炭素数１２～１８のアルキル基の場合、オキシエチレン単独が好ましく、Ｒが炭素数４～１１のアルキル基やアルケニル基又はアリール基の場合、オキシエチレンとオキシプロピレン及び／又はオキシブチレンとの混合が好ましい。

オキシプロピレン及び／又はオキシブチレンとオキシエチレンとの混合を含む場合、オキシエチレンの含有割合（モル％）は、オキシアルキレンの全モル数に基づいて、５０～９０が好ましく、さらに好ましくは６０～９０、特に好ましくは６０～８０である。また、この場合、窒素原子Ｎにオキシプロピレン及び／又はオキシブチレンが位置することが好ましい。すなわち窒素原子Ｎから離れた末端部にオキシエチレンが結合していることが好ましい。また、複数種類のオキシアルキレン基を含む場合、結合様式はブロック状、ランダム状及びこれらの混合のいずれでもよいが、少なくともブロック状を含むことが好ましい。

ｎは、１６～１００の整数が好ましく、さらに好ましくは１８～９０の整数、特に好ましくは２０～７０の整数、つぎに好ましくは２２～６０の整数、最も好ましくは２５～５０の整数である。この範囲であると、密着性がさらに良好となる。

式（１）で表されるポリオキシアルキレン化合物（Ｙ）としては、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基及びアリール基のいずれか一つを持つアミン（第１級アミン）と炭素数２～４のアルキレンオキシドとの化学反応により製造できる。

本発明の密着性向上剤には、ポリオキシアルキレン化合物（Ｙ）以外に、必要により、その他の添加剤（粘度調整剤、消泡剤、湿潤剤及び分散剤等）等を含有させることができる。

粘度調整剤としては、ＳＮシックナー６０１及び同６１２（サンノプコ株式会社製）等、消泡剤としてはＳＮデフォーマー１８０及び同１８４及び同３２０（サンノプコ株式会社製）等、湿潤剤としてはＳＮウエット１２５及び同１２６（サンノプコ株式会社製）等、分散剤としてはノプコスパース６１００及び同６１５０、ＳＮディスパーサント２０６０及び同５０４１（サンノプコ株式会社製）等が挙げられる。なお、添加剤を含有する場合、これらの含有量としては、ポリオキシアルキレン化合物（Ｙ）の重量に基づいて、いずれも０．１～１００重量％が好ましい。

本発明の密着性向上剤は、基材に対するコーティング膜の密着性を向上するための添加剤として、水系及び非水系のコーティング組成物に適用でき、特に焼付け塗料用の密着性向上剤として好適である。

本発明の密着性向上剤は、塗料化工程のいずれかに添加してもよく、完成した塗料（すなわち、コーティング剤）に添加することもできる。そして、これらの何れの場合にも、優れた密着性を発揮し得る。

本発明の密着性向上剤の含有量（重量％）は、コーティング剤の重量に基づいて、０．２～２が好ましく、さらに好ましくは０．５～１．７、特に好ましくは０．７～１である。

本発明の密着性向上剤を含むコーティング組成物は、通常の方法により基材に塗装(コーティング)することができ、ハケ塗り、ローラー塗装、ベル塗装、エアスプレー塗装、エアレス塗装、ロールコーター塗装及びフローコーター塗装等の塗装方法等が適用できる。乾燥方法は常乾であっても焼付け乾燥であってもよいが、焼付け乾燥に効果的である。焼付け乾燥は電気式熱風乾燥機、間接熱風炉、直接熱風炉、遠赤外炉等を用い、約１２０～２６０℃にて数１０秒～３０分間保持する方法等が挙げられる。

＜実施例１～４＞
通常のポリアルキレンオキシド合成法により、以下のポリオキシアルキレン化合物（Ｙ１）～（Ｙ４）を調製し、本発明のコーティング組成物用密着性向上剤（順に実施例１～４）とした。
なお、／はランダム状を表し、・はブロック状を表す。

（Ｙ１）ｎ－ブチルアミンのエチレンオキシド２０モル／プロピレンオキシド１６モル・エチレンオキシド２０モル付加体
（Ｙ２）ｎ－オクタデシルアミンのエチレンオキシド２０モル／プロピレンオキシド１０モル・エチレンオキシド２０モル付加体
（Ｙ３）ｎ－デシルアミンのプロピレンオキシド４０モル・エチレンオキシド６０モル付加体
（Ｙ４）ｎ－ヘプタデシルアミンのエチレンオキシド３９モル／プロピレンオキシド１２モル・エチレンオキシド９モル付加体

＜比較例＞
非特許文献１及び２に記載されたＢＹＫ－４５００（ビックケミー・ジャパン株式会社）を比較用の密着性向上剤（Ｈ）とした。

＜密着性評価＞
１．エマルションベース塗料の調製
表１に記載した原料組成（グラインディング工程、レッドダウン工程）にて、円盤型羽根を装着した卓上サンドミル（カンペ家庭塗料株式会社、カンペサンドミル）でグラインディングし、ついでアンカー型羽根を装着した撹拌機（東京理化器械株式会社、ＭＡＺＥＬＬＡＺＺ－１１００）でレットダウンして、エマルションベース塗料を調製した。

注１：分散剤（サンノプコ株式会社、「ノプコール」は同社の登録商標である。）
注２：増粘剤（サンノプコ株式会社）
注３：炭酸カルシウム（太陽化学株式会社、「カルライト」は白石工業株式会社の登録商標である。）
注４：二酸化チタン（石原産業株式会社、「タイペーク」は同社の登録商標である。）
注５：消泡剤（サンノプコ株式会社）
注６：アクリルエマルション（ジャパンコーティングレジン株式会社）

２．評価用エマルション塗料の調製
エマルションベース塗料９９部と密着性向上剤（Ｙ１）～（Ｙ４）及び比較用密着性向上剤（Ｈ）のいずれか１部とをコーレス型羽根を装着したエクセルオートホモジナイザー（日本精器株式会社、モデルＥＤ）にて２５℃、３０００ｒｐｍ、５分間攪拌混合して評価用エマルション塗料（Ｙ１）～（Ｙ４）及び（Ｈ）を得た。
また、密着性向上剤を加えないこと以外、上記と同様にして、評価用エマルション塗料（ブランク）を得た。

３．評価用塗装片の調製
３００ｍｍ×１００ｍｍ×０．８ｍｍステンレス鋼板（ＳＵＳ３０４）に、評価用エマルション塗料を１００ｍｍ×１００ｍｍの面積で５ｍｍウェット厚となるようにエアスプレー塗装機で塗布した後、１５秒間レベリングさせてから１４０℃で３０分間乾燥し、ついで、２５℃で１日乾燥して、評価用塗装片（Ｙ１）～（Ｙ４）、（Ｈ）及び（ブランク）を調製した。

４．密着性１
評価用塗装片の外観を目視観察して、次の基準によって、密着性１を評価した。
〇：ハガレ及び膨れも認められなかった
×：ハガレは認められなかったが膨れが認められた
××：ハガレ及び膨れが認められた

５．密着性２
評価用塗装片のハガレ及び膨れが認められない部分３か所について、ＪＩＳＫ５６００－５－６：１９９９「塗料一般試験法－第５部：塗膜の機械的性質－第６節：付着性（クロスカット法）」に準じて、碁盤目試験｛クロスカット試験準拠カッターＮＴカッターｅＬ５００（エヌティー株式会社）、ｍｔｖクロスカットプレート（１ｍｍ間隔、１００マス試験、オールグット株式会社）、クロスカット試験・基盤目試験準拠セロテープ（幅２４ｍｍ、粘着力４．０１Ｎ／１０ｍｍ、ニチバン株式会社、「セロテープ」は同社の登録商標である。）｝を行い、３か所の分類の平均値を算出し、密着性２とした。

本発明のコーティング組成物用密着性向上剤は、比較用の密着性向上剤に比べ、基材に対するコーティング膜の密着性に優れていた。

Claims

基材に対するコーティング膜の密着性を向上するための添加剤であって、
式（１）で表されるポリオキシアルキレン化合物（Ｙ）を含有してなることを特徴とするコーティング組成物用密着性向上剤。

Ｒ－Ｎ｛－（ＡＯ）_ｎＨ｝_２（１）

ただし、Ｒはアルキル基又はアルケニル基、ＡＯは炭素数２～４のオキシアルキレン基であり、オキシプロピレンとオキシエチレンとの混合を含み、オキシエチレンの含有割合（モル％）がオキシアルキレンの全モル数に基づいて、６０～９０であり、窒素原子Ｎから離れた末端部にオキシエチレンが結合し、結合様式にブロック状を含み、Ｎは窒素原子、Ｈは水素原子、ｎは１６～１００の整数を表す。
コーティング剤及び請求項１に記載された密着性向上剤とからなり、この密着性向上剤の含有量がコーティング剤の重量に基づいて０．２～２重量％であることを特徴とするコーティング組成物。