JP5673288B2 - Elastic coating laminated structure including fluororesin coating - Google Patents
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Description
本発明は、フッ素樹脂塗膜を含む弾性塗膜積層構造に関する。 The present invention relates to an elastic coating laminated structure including a fluororesin coating.
たとえば家屋やマンションの壁材や屋根、屋上などでは、コンクリートなどの基材の経時劣化や温度変化によってクラックが生じ、漏水などの問題が発生するため、塗装としてそうした基材の寸法変化に追従可能な弾性塗膜を形成することが一般的である。同様な問題は熱膨張や収縮が大きな硬質基材である金属、ガラス、セラミックス、プラスチックなどの塗装においても生ずる。 For example, on wall materials, roofs, and rooftops of houses and condominiums, cracks occur due to deterioration of the base material such as concrete and temperature changes, causing problems such as water leakage. It is common to form a flexible elastic coating. Similar problems also occur in the coating of metals, glass, ceramics, plastics, and the like, which are hard substrates with large thermal expansion and contraction.
そうした弾性塗膜構造としては、たとえば硬質基材上にプライマー層、ついでアクリルゴム系塗膜等の非フッ素系弾性塗膜層を形成することが行われており(特許文献1および特許文献2)、さらに必要に応じてウレタン系塗料をトップコートすることも知られている。 As such an elastic coating structure, for example, a primer layer and then a non-fluorinated elastic coating layer such as an acrylic rubber-based coating are formed on a hard substrate (Patent Document 1 and Patent Document 2). Furthermore, it is also known to top coat urethane-based paint as necessary.
非フッ素系弾性塗膜は、硬質基材との追従性がよく、クラックを生じにくいという利点があるが、耐侯性に劣るという問題がある。そこで、耐候性に優れたフッ素系樹脂塗料をオーバーコートすることも考えられるが、これまで知られているフッ素系樹脂塗膜は他材との密着性が十分ではない傾向にあり、必要な追従性が達成できず、界面剥離が生じてしまうという問題がある。 Non-fluorine-based elastic coatings have the advantage that they have good followability with hard substrates and are less likely to cause cracks, but have the problem of poor weather resistance. Therefore, it is conceivable to overcoat a fluororesin paint with excellent weather resistance, but the known fluororesin coatings tend to have insufficient adhesion to other materials, and the necessary follow-up There is a problem that interface property cannot be achieved and interfacial peeling occurs.
本発明は、かかる課題を解消するべく完成されたものであり、耐侯性および弾性塗膜積層体との密着性、追従性に優れた弾性塗膜積層構造を提供することを目的とする。 The present invention has been completed to solve such problems, and an object of the present invention is to provide an elastic coating laminated structure excellent in weather resistance, adhesion to an elastic coating laminate, and followability.
本発明は、弾性塗膜積層体と、該弾性塗膜積層体上に形成されてなる含フッ素樹脂塗膜層とからなり、該含フッ素樹脂塗膜層が、含フッ素重合体とアクリル重合体との複合粒子であって4〜18mgKOH/gの酸価をもつ複合粒子を含む塗料により形成されてなる弾性塗膜積層構造に関する。 The present invention comprises an elastic coating film laminate and a fluorine-containing resin coating layer formed on the elastic coating film laminate, and the fluorine-containing resin coating layer comprises a fluorine-containing polymer and an acrylic polymer. It is related with the elastic-coating laminated structure formed by the coating material containing the composite particle which is a composite particle with an acid value of 4-18 mgKOH / g.
本発明によれば、耐侯性および弾性塗膜積層体との密着性、追従性に優れた含フッ素樹脂塗膜層を有する弾性塗膜積層構造を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the elastic coating-film laminated structure which has a fluorine-containing resin coating-film layer excellent in weather resistance, adhesiveness with an elastic coating-film laminated body, and followable | trackability can be provided.
本発明の弾性塗膜積層構造は、弾性塗膜積層体と、該弾性塗膜積層体上に形成されてなる含フッ素樹脂塗膜層とからなり、該含フッ素樹脂塗膜層が、含フッ素重合体とアクリル重合体との複合粒子であって4〜18mgKOH/gの酸価をもつ複合粒子を含む塗料により形成されてなることを特徴とする。 The elastic coating film laminate structure of the present invention comprises an elastic coating film laminate and a fluorine-containing resin coating layer formed on the elastic coating film laminate, and the fluorine-containing resin coating layer comprises a fluorine-containing film. A composite particle of a polymer and an acrylic polymer, which is formed by a coating material including composite particles having an acid value of 4 to 18 mg KOH / g.
以下、各要素について説明する。 Hereinafter, each element will be described.
(弾性塗膜積層体)
弾性塗膜積層体は、硬質基材に弾性塗膜層が形成されているものであれば特に限定されない。
(Elastic coating laminate)
The elastic coating laminate is not particularly limited as long as an elastic coating layer is formed on a hard substrate.
硬質基材としては、コンクリート、スレート、タイル、サイディングボードなどの建築物の内外壁や屋根材、屋上に使用されている基材のほか、金属、ガラス、プラスチックス、セラミックスなどの板材や物品が例示できる。 Hard substrates include concrete, slate, tile, siding board and other building interior and exterior walls, roofing materials, and materials used on the roof, as well as metal, glass, plastics, ceramics and other plate materials and articles. It can be illustrated.
硬質基材上に形成される弾性塗膜層としては、従来公知の弾性塗料を用いた単層でもよいが、プライマー層を介して、要すればさらにトップコート層を設けた多層構造の弾性塗膜層であってもよい。 The elastic coating layer formed on the hard substrate may be a single layer using a conventionally known elastic coating, but a multilayered elastic coating further provided with a top coat layer if necessary via a primer layer. It may be a membrane layer.
弾性塗料としては、たとえばアクリルゴム系塗料、ウレタン系塗料、シリコーン系塗料などが例示できるが、これらに限定されるものではない。 Examples of elastic paints include, but are not limited to, acrylic rubber paints, urethane paints, silicone paints, and the like.
プライマーとしては、従来公知のプライマー用塗料、たとえばエポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂をバインダーとする塗料などがあげられる。 Examples of the primer include conventionally known primer paints such as a paint using an epoxy resin, a urethane resin, an acrylic resin, a silicone resin, or a polyester resin as a binder.
本発明においては、弾性塗膜積層体上に含フッ素樹脂塗膜層を設けるので、弾性塗膜積層体には必ずしもトップコートを必要としないが、たとえば既設の弾性塗膜上に含フッ素樹脂塗膜層を設ける場合、すなわち補修に用いる場合には、必然的にトップコートが存在している。その場合、既設のトップコートを既設の弾性塗膜と含フッ素樹脂塗膜層との密着性を向上させるためのプライマー層または接着剤層として用いてもよい。 In the present invention, since the fluorine-containing resin coating layer is provided on the elastic coating film laminate, the top coating is not necessarily required for the elastic coating film laminate. For example, the fluorine-containing resin coating is applied on the existing elastic coating film. When a film layer is provided, that is, when used for repair, a top coat is necessarily present. In that case, the existing top coat may be used as a primer layer or an adhesive layer for improving the adhesion between the existing elastic coating film and the fluororesin coating film layer.
弾性塗膜積層体のトップコートとしては、たとえばアクリル塗膜層、ウレタン塗膜層、シリコーン塗膜層などがあげられる。 Examples of the top coat of the elastic coating layered product include an acrylic coating layer, a urethane coating layer, and a silicone coating layer.
具体的な弾性塗膜積層体としては、たとえばつぎの積層構造が例示できるが、これらのみに限定されるものではない。
弾性塗膜積層体1
硬質基材:コンクリート
プライマー層:アクリル樹脂系塗膜
弾性塗膜層:アクリルゴム系弾性塗膜
トップコート層:ウレタン系塗膜層
弾性塗膜積層体2
硬質基材:モルタル
プライマー層:アクリル樹脂系塗膜
弾性塗膜層:アクリルゴム系弾性塗膜
トップコート層:シリコーン系塗膜層
弾性塗膜積層体3
硬質基材:窯業系サイデリングボード
プライマー層:アクリル樹脂系塗膜
弾性塗膜層:ウレタン系塗膜
トップコート層:シリコーン系塗膜層
Specific examples of the elastic coating film laminate include the following laminated structures, but are not limited thereto.
Elastic coating laminate 1
Hard base: Concrete Primer layer: Acrylic resin-based coating Elastic coating layer: Acrylic rubber-based elastic coating Top coat layer: Urethane-based coating layer Elastic coating laminate 2
Hard substrate: Mortar Primer layer: Acrylic resin-based coating Elastic coating layer: Acrylic rubber-based elastic coating Top coat layer: Silicone-based coating layer Elastic coating layer 3
Rigid base material: Ceramic industry side board Board primer layer: Acrylic resin paint film Elastic paint film layer: Urethane paint film Top coat layer: Silicone paint film layer
弾性塗膜積層体における各塗膜層の厚さは特に限定されず、用途や施工場所に応じて、適宜選定すればよい。 The thickness of each coating film layer in the elastic coating film laminate is not particularly limited, and may be appropriately selected depending on the use and construction location.
(含フッ素樹脂塗膜層)
含フッ素樹脂塗膜層は、含フッ素重合体とアクリル重合体との複合粒子であって4〜18mgKOH/gの酸価をもつ複合粒子を含む塗料により形成されてなることを特徴とする。
(Fluorine-containing resin coating layer)
The fluorine-containing resin coating layer is formed of a paint containing composite particles of a fluorine-containing polymer and an acrylic polymer and having an acid value of 4 to 18 mg KOH / g.
含フッ素重合体とアクリル重合体との複合粒子は、含フッ素重合体粒子の存在下にアクリル系単量体を重合させることにより製造できる。 Composite particles of a fluoropolymer and an acrylic polymer can be produced by polymerizing an acrylic monomer in the presence of the fluoropolymer particles.
含フッ素重合体は、フルオロオレフィン単位を少なくとも1種含んでいればよい。フルオロオレフィンとしては、たとえばテトラフルオロエチレン(TFE)、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)、パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)(PAVE)、
また、官能基含有フルオロオレフィンモノマーも使用できる。官能基含有フルオロオレフィンとしては、たとえば式(1):
CX1 2=CX2−(Rf)m−Y1 (1)
(式中、Y1は−OH、−COOH、−SO2F、−SO3M2(M2は水素原子、NH4基またはアルカリ金属)、カルボン酸塩、カルボキシエステル基、エポキシ基またはシアノ基;X1およびX2は同じかまたは異なりいずれも水素原子またはフッ素原子;Rfは炭素数1〜40の2価の含フッ素アルキレン基または炭素数1〜40のエーテル結合を含有する2価の含フッ素アルキレン基;mは0または1)で示される化合物があげられる。
Also, functional group-containing fluoroolefin monomers can be used. As the functional group-containing fluoroolefin, for example, formula (1):
CX 1 2 = CX 2- (Rf) m -Y 1 (1)
(Wherein Y 1 is —OH, —COOH, —SO 2 F, —SO 3 M 2 (M 2 is a hydrogen atom, NH 4 group or alkali metal), carboxylate, carboxyester group, epoxy group or cyano. A group; X 1 and X 2 are the same or different and both are hydrogen atoms or fluorine atoms; R f is a divalent fluorine-containing alkylene group having 1 to 40 carbon atoms or a divalent containing an ether bond having 1 to 40 carbon atoms A fluorine-containing alkylene group; and m is 0 or 1).
具体例としては、たとえば
また、ヨウ素含有モノマー、たとえば特公平5−63482号公報や特開昭62−12734号公報に記載されているパーフルオロ(6,6−ジヒドロ−6−ヨード−3−オキサ−1−ヘキセン)、パーフルオロ(5−ヨード−3−オキサ−1−ペンテン)などのパーフルオロビニルエーテルのヨウ素化物も使用できる。 In addition, iodine-containing monomers such as perfluoro (6,6-dihydro-6-iodo-3-oxa-1-hexene) described in JP-B-5-63482 and JP-A-62-212734, Periodinated vinyl ethers such as perfluoro (5-iodo-3-oxa-1-pentene) can also be used.
本発明において、含フッ素重合体は、フルオロオレフィンの1種または2種以上の重合体であってもよいし、フルオロオレフィンと共重合可能な非フッ素系単量体との共重合体であってもよい。非フッ素系単量体としては、たとえばエチレン、プロピレン、イソブチレンなどのオレフィン類;エチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテルなどのビニルエーテル類;アリルアルコール、アリルエーテルなどのアルケニル類;酢酸ビニル、乳酸ビニルなどのビニルエステル類;無水コハク酸、クロトン酸などのエチレン性不飽和カルボン酸類などがあげられる。 In the present invention, the fluoropolymer may be one or more of fluoroolefins, or a copolymer of non-fluorine monomers copolymerizable with fluoroolefin. Also good. Non-fluorine monomers include, for example, olefins such as ethylene, propylene and isobutylene; vinyl ethers such as ethyl vinyl ether, cyclohexyl vinyl ether and hydroxybutyl vinyl ether; alkenyls such as allyl alcohol and allyl ether; vinyl acetate and vinyl lactate. Vinyl esters; ethylenically unsaturated carboxylic acids such as succinic anhydride and crotonic acid.
なかでも、好ましい含フッ素重合体としては、耐侯性が良好な点からVDF単位を含む含フッ素共重合体があげられる。具体的には、VDF/TFE/CTFE共重合体、VDF/HFP共重合体、VDF/TFE/HFP共重合体、VDF/CTFE共重合体、VDF/TFE/PAVE共重合体などが、耐侯性が良好な点から特に好ましい。 Among these, preferable fluorine-containing polymers include fluorine-containing copolymers containing VDF units from the viewpoint of good weather resistance. Specifically, VDF / TFE / CTFE copolymer, VDF / HFP copolymer, VDF / TFE / HFP copolymer, VDF / CTFE copolymer, VDF / TFE / PAVE copolymer, etc. are resistant to weathering. Is particularly preferable from the viewpoint of good.
含フッ素重合体粒子の製造方法は特に限定されず、従来公知の乳化重合法で行うことができる。 The production method of the fluoropolymer particles is not particularly limited, and can be performed by a conventionally known emulsion polymerization method.
含フッ素重合体と複合粒子を形成するアクリル重合体は、複合粒子に酸価を与える不飽和カルボン酸のほか、(メタ)アクリル酸エステル系単量体を含むアクリル系単量体混合物を共重合することによって得られる。 Acrylic polymer that forms composite particles with fluorine-containing polymer is a copolymer of unsaturated carboxylic acid that gives acid value to composite particles and acrylic monomer mixture containing (meth) acrylic acid ester monomer It is obtained by doing.
不飽和カルボン酸系単量体としては、たとえばアクリル酸(AA)、メタクリル酸、ビニル酢酸、クロトン酸、桂皮酸、3−アリルオキシプロピオン酸、3−(2−アリロキシエトキシカルボニル)プロピオン酸、イタコン酸、イタコン酸モノエステル、マレイン酸、マレイン酸モノエステル、マレイン酸無水物、フマル酸、フマル酸モノエステル、フタル酸ビニル、ピロメリット酸ビニル、ウンデシレン酸などがあげられる。それらのなかでも密着性や増粘性が良好な点から、アクリル酸が好ましい。 Examples of unsaturated carboxylic acid monomers include acrylic acid (AA), methacrylic acid, vinyl acetic acid, crotonic acid, cinnamic acid, 3-allyloxypropionic acid, 3- (2-allyloxyethoxycarbonyl) propionic acid, Itaconic acid, itaconic acid monoester, maleic acid, maleic acid monoester, maleic anhydride, fumaric acid, fumaric acid monoester, vinyl phthalate, vinyl pyromellitic acid, undecylenic acid and the like. Among them, acrylic acid is preferable from the viewpoint of good adhesion and thickening.
(メタ)アクリル酸のエステル系単量体の具体例としては、(メタ)アクリル酸の炭素数1〜10のアルキルエステル、たとえばメチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート(BA)、メチルメタクリレート(MMA)、n−プロピルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、2−エチルへキシルアクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、シクロヘキシルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレートなどの1種または2種以上が例示できる。なかでも、含フッ素重合体との相溶性が良好な点から、MMA、BAなどが好ましい。 Specific examples of the (meth) acrylic acid ester monomers include (meth) acrylic acid alkyl esters having 1 to 10 carbon atoms, such as methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, and n-butyl. One or two of acrylate (BA), methyl methacrylate (MMA), n-propyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isopropyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, cyclohexyl acrylate, cyclohexyl methacrylate, etc. More than one species can be exemplified. Of these, MMA, BA and the like are preferable from the viewpoint of good compatibility with the fluoropolymer.
そのほか、他の共重合可能なラジカル重合性の非フッ素系単量体を併用してもよい。他の単量体としては、たとえばビニルエーテル系単量体、オレフィン系単量体、加水分解性シリル基含有ビニル系単量体、ビニルエステル系単量体などがあげられる。 In addition, other copolymerizable radical polymerizable non-fluorinated monomers may be used in combination. Examples of other monomers include vinyl ether monomers, olefin monomers, hydrolyzable silyl group-containing vinyl monomers, vinyl ester monomers, and the like.
ビニルエーテル系単量体としては、アルキルビニルエーテル類、水酸基含有ビニルエーテル類などがあげられる。 Examples of vinyl ether monomers include alkyl vinyl ethers and hydroxyl group-containing vinyl ethers.
水酸基含有ビニルエーテルとしては、たとえば2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、3−ヒドロキシプロピルビニルエーテル、2−ヒドロキシプロピルビニルエーテル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピルビニルエーテル、4−ヒドロキシブチルビニルエーテル、4−ヒドロキシ−2−メチルブチルビニルエーテル、5−ヒドロキシペンチルビニルエーテル、6−ヒドロキシヘキシルビニルエーテル、2−ヒドロキシエチルアリルエーテル、4−ヒドロキシブチルアリルエーテル、グリセロールモノアリルエーテルなどがあげられ、弾性塗膜積層体との密着性の向上などに寄与する。 Examples of the hydroxyl group-containing vinyl ether include 2-hydroxyethyl vinyl ether, 3-hydroxypropyl vinyl ether, 2-hydroxypropyl vinyl ether, 2-hydroxy-2-methylpropyl vinyl ether, 4-hydroxybutyl vinyl ether, 4-hydroxy-2-methylbutyl vinyl ether. , 5-hydroxypentyl vinyl ether, 6-hydroxyhexyl vinyl ether, 2-hydroxyethyl allyl ether, 4-hydroxybutyl allyl ether, glycerol monoallyl ether, and the like, which contribute to improving adhesion to the elastic coating laminate To do.
オレフィン系単量体としては、たとえばエチレン、プロピレン、n−ブテン、イソブテン、スチレンなどがあげられ、塗膜に可とう性の向上などの特性を付与できる。 Examples of the olefin monomer include ethylene, propylene, n-butene, isobutene, styrene, and the like, and properties such as improvement in flexibility can be imparted to the coating film.
加水分解性シリル基含有ビニル系単量体としては、たとえばγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、があげられ、弾性塗膜積層体との密着性の向上に寄与する。 Examples of the hydrolyzable silyl group-containing vinyl-based monomer include γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, which contributes to improvement in adhesion to the elastic coating film laminate.
ビニルエステル系単量体としては、たとえば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、イソ酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル、カプロン酸ビニル、バーサチック酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、シクロヘキシルカルボン酸ビニル、安息香酸ビニル、パラ−t−ブチル安息香酸ビニルなどのカルボン酸ビニルエステル類などがあげられ、塗膜に光沢の向上、ガラス転移温度の上昇などの特性を付与できる。 Examples of vinyl ester monomers include vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl isobutyrate, vinyl pivalate, vinyl caproate, vinyl versatate, vinyl laurate, vinyl stearate, vinyl cyclohexylcarboxylate, and benzoic acid. Carboxylic acid vinyl esters such as vinyl acid and vinyl para-t-butylbenzoate can be mentioned, and properties such as improvement in gloss and increase in glass transition temperature can be imparted to the coating film.
限定されない好ましいアクリル重合体としては、たとえばMMA/BA/AA(=55〜97/2〜35/1〜10モル%比)があげられる。 Non-limiting preferred acrylic polymers include, for example, MMA / BA / AA (= 55 to 97/2 to 35/1 to 10 mol% ratio).
含フッ素重合体粒子とアクリル重合体を複合化する方法としては、従来公知の方法が採用できる。たとえば、含フッ素重合体粒子の存在下に上記アクリル系単量体混合物を乳化重合する方法(いわゆるシード重合法)があげられる。 A conventionally known method can be adopted as a method for combining the fluoropolymer particles and the acrylic polymer. For example, a method (so-called seed polymerization method) of emulsion polymerization of the acrylic monomer mixture in the presence of the fluoropolymer particles can be mentioned.
本発明で用いる複合粒子の酸価は4〜18mgKOH/gである。酸価が4mgKOH/gを下回ると弾性塗膜積層体との密着性が劣り、目的とする追従性が得られない。酸価が18mgKOH/gを超えると耐水性が悪くなり、また貯蔵安定性が悪くなるため、好ましくない。好ましい酸価の下限としては、凍結融解性試験での耐クラックがさらに向上する点から5mgKOH/g、さらには弾性塗料との密着性に特に優れる点から6mgKOH/gである。また、好ましい酸価の上限としては、弾性がさらに向上する点から15mgKOH/g、さらには耐水性に特に優れる点から12mgKOH/gである。 The acid value of the composite particles used in the present invention is 4 to 18 mgKOH / g. When the acid value is less than 4 mgKOH / g, the adhesiveness with the elastic coating film laminate is inferior, and the desired follow-up property cannot be obtained. When the acid value exceeds 18 mgKOH / g, water resistance is deteriorated and storage stability is deteriorated, which is not preferable. The lower limit of the acid value is preferably 5 mgKOH / g from the viewpoint of further improving the crack resistance in the freeze-thaw test, and further 6 mgKOH / g from the viewpoint of particularly excellent adhesion to the elastic paint. Further, the preferable upper limit of the acid value is 15 mgKOH / g from the viewpoint of further improving the elasticity, and further 12 mgKOH / g from the viewpoint of particularly excellent water resistance.
複合粒子の酸価を本発明の範囲に調整する方法としては種々の方法が採用できる。たとえば(1)アクリル重合体中の不飽和カルボン酸単位の量を調整する方法、(2)複合粒子における含フッ素重合体とアクリル系重合体の割合を調整する方法、(3)これらの方法を組み合わせた方法などがあげられる。 Various methods can be adopted as a method of adjusting the acid value of the composite particles within the range of the present invention. For example, (1) a method of adjusting the amount of unsaturated carboxylic acid units in the acrylic polymer, (2) a method of adjusting the ratio of the fluorinated polymer and the acrylic polymer in the composite particles, and (3) these methods Combination methods are available.
複合粒子における含フッ素重合体とアクリル系重合体の質量比を調整することにより、上記のように酸価を調整することができるほか、耐候性や耐水性、貯蔵安定性などの特性を調整することができる。アクリル系重合体の割合を増やすと、光沢が向上する一方、耐候性が低下することがある。この観点から、たとえば含フッ素重合体とアクリル系重合体の質量比を70/30〜30/70にすることが好ましい。 By adjusting the mass ratio of the fluorinated polymer and the acrylic polymer in the composite particles, the acid value can be adjusted as described above, and the characteristics such as weather resistance, water resistance, and storage stability are adjusted. be able to. Increasing the proportion of the acrylic polymer may improve the gloss while decreasing the weather resistance. From this viewpoint, for example, the mass ratio of the fluorine-containing polymer and the acrylic polymer is preferably 70/30 to 30/70.
複合粒子のフッ素含有量としては、15〜45質量%、この範囲にあるときに、含フッ素重合体とアクリル系重合体の相溶性が良好である。 The fluorine content of the composite particles is 15 to 45% by mass. When the content is within this range, the compatibility between the fluoropolymer and the acrylic polymer is good.
また複合粒子の平均粒子径としては250nm以下、さらには50〜250nm、特に100〜160nmが好ましい。前記平均粒子径が50nm未満になると水性分散液の粘度が上昇し、高濃度の水性分散液が得られなくなる傾向があり、250nmを超えると水性分散液の保存時に粒子の沈降や凝固を生じ、さらには塗膜調製時に光沢が出なくなる傾向がある。 The average particle size of the composite particles is preferably 250 nm or less, more preferably 50 to 250 nm, and particularly preferably 100 to 160 nm. When the average particle diameter is less than 50 nm, the viscosity of the aqueous dispersion increases, and there is a tendency that a high concentration aqueous dispersion cannot be obtained. When the average particle diameter exceeds 250 nm, the particles settle and solidify during storage of the aqueous dispersion. Furthermore, there is a tendency that the gloss does not appear when the coating film is prepared.
本発明における含フッ素樹脂塗膜層を形成するフッ素樹脂塗料は、バインダー樹脂として上記複合粒子のみからなっていてもよいし、追従性に実質的な影響を与えない限り、他の樹脂または添加剤を適量で含んでいてもよい。 The fluororesin coating material for forming the fluororesin coating film layer in the present invention may consist only of the composite particles as a binder resin, and other resins or additives as long as the followability is not substantially affected. May be contained in an appropriate amount.
含フッ素樹脂塗料は、水性塗料の形態とすることが、塗料安定性の点から好ましい。 The fluorine-containing resin paint is preferably in the form of an aqueous paint from the viewpoint of paint stability.
顔料入りの水性塗料組成物を調製する場合は、複合粒子の水性分散液に、あらかじめサンドミル等の顔料分散機で水、酸化チタンなどの顔料、消泡剤、顔料分散剤、pH調整剤等を分散した顔料分散体の所定量と造膜補助剤の所定量を撹拌混合したのち、増粘剤を所定量加えて混合し、その他必要な添加剤を適宜加えればよい。顔料を加えない水性塗料組成物を調製する場合は、含フッ素シード重合体粒子の水性分散液に、必要に応じ、水、造膜補助剤、消泡剤、増粘剤、pH調整剤、その他所要の添加剤を加えて公知方法で撹拌混合すればよい。 When preparing an aqueous coating composition containing a pigment, water, a pigment such as titanium oxide, an antifoaming agent, a pigment dispersing agent, a pH adjusting agent, etc. are previously added to the aqueous dispersion of composite particles using a pigment dispersing machine such as a sand mill. After stirring and mixing a predetermined amount of the dispersed pigment dispersion and a predetermined amount of the film-forming auxiliary, a predetermined amount of a thickener is added and mixed, and other necessary additives may be added as appropriate. When preparing an aqueous coating composition without adding a pigment, water, a film-forming auxiliary agent, an antifoaming agent, a thickener, a pH adjuster, etc., if necessary, in an aqueous dispersion of fluorine-containing seed polymer particles What is necessary is just to stir and mix by a well-known method, adding a required additive.
含フッ素樹脂塗膜層の形成方法としては従来公知の方法と条件が採用できる。たとえば、弾性塗膜積層体にスプレーコーティングやロールコーティング、フローコーティング、ローラー、刷毛による塗装などの塗装方法により塗布して塗膜を形成した後、5〜200℃で乾燥すればよい。膜厚は特に制限されないが、コスト、塗装性の点から5〜100μmの範囲で適宜選択すればよい。 Conventionally known methods and conditions can be adopted as a method for forming the fluorine-containing resin coating layer. For example, the coating film may be formed on the elastic coating film laminate by a coating method such as spray coating, roll coating, flow coating, roller, or brush painting, and then dried at 5 to 200 ° C. The film thickness is not particularly limited, but may be appropriately selected in the range of 5 to 100 μm from the viewpoint of cost and paintability.
つぎに本発明を実施例をあげて説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。 Next, the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited to such examples.
なお、特性の評価に使用した装置および測定条件は以下のとおりである。 The apparatus and measurement conditions used for property evaluation are as follows.
(貯蔵安定性試験)
250mlのプラスチック製のビンに複合体粒子を200g入れ、50℃に設定した恒温層内に4週間静置する。その後、複合体粒子の状態を目視で確認し、ゲル化しているかどうかを確認する。
評価基準は、ゲル化していない場合を○、ゲル化している場合を×とする。
(Storage stability test)
200 g of the composite particles are placed in a 250 ml plastic bottle and left in a thermostatic layer set at 50 ° C. for 4 weeks. Thereafter, the state of the composite particles is visually confirmed to determine whether or not the particles are gelled.
Evaluation criteria are set as (circle) when it is not gelatinized and x when it is gelatinized.
(温冷繰返し試験)
被験塗板を23℃で7日間乾燥した後、−20℃の空気中に2時間静置し、その後10℃の水中に2時間浸漬する。このサイクルを10回繰り返した後、23℃で1日間乾燥し、一次密着(JIS K5600−8−5)および割れ(JIS K5600−8−4)の等級を評価する。
(Heating / cooling repeated test)
The test coated plate is dried at 23 ° C. for 7 days, then left in air at −20 ° C. for 2 hours, and then immersed in water at 10 ° C. for 2 hours. After repeating this cycle 10 times, it is dried at 23 ° C. for 1 day, and the grade of primary adhesion (JIS K5600-8-5) and cracking (JIS K5600-8-4) is evaluated.
一次密着の評価基準
密度を0〜5の等級(小さい方が0)に、大きさをS1〜S5の等級(S1の方が小さい)に、深さをa〜bの等級(aの方が浅い)に分け、たとえば2(S1)aのように記載する。
Evaluation criteria for primary adhesion Density is a grade of 0-5 (smaller is 0), size is a grade of S1-S5 (S1 is smaller), depth is a grade of a-b (a is more For example, 2 (S1) a.
割れの評価基準
密度を0〜5の等級(小さい方が0)に、大きさをS0〜S5の等級(S0の方が小さい)に、深さをa〜cの等級(aの方が浅い)に分け、たとえば2(S1)bのように記載する。
Evaluation criteria for cracks Density is grade 0-5 (smaller is 0), size is grade S0-S5 (smaller S0), depth is grade a-c (a is shallower) For example, 2 (S1) b.
実施例1
2Lのステンレススチール製のオートクレーブに、イオン交換水500g、式:
In a 2 L stainless steel autoclave, 500 g of ion exchange water, formula:
ついで過硫酸アンモニウム(APS)1.0g(2000ppm/水)を4mLのイオン交換水に溶解した重合開始剤溶液および酢酸エチル0.75g(1500ppm/水)を窒素ガスで圧入し、600rpmで撹拌しながら反応を開始した。 Next, a polymerization initiator solution in which 1.0 g (2000 ppm / water) of ammonium persulfate (APS) was dissolved in 4 mL of ion-exchanged water and 0.75 g (1500 ppm / water) of ethyl acetate were injected with nitrogen gas and stirred at 600 rpm. The reaction was started.
重合の進行に伴い内圧が降下し始めた時点で、VDF/TFE/CTFE(=74/14/12モル%)混合単量体を内圧が0.75〜0.80MPaを維持するように供給した。重合開始から2時間5分後に未反応単量体を放出し、オートクレーブを冷却して、固形分濃度10.6質量%の含フッ素重合体(Ia)のディスパージョンを得た。 When the internal pressure began to drop as the polymerization progressed, a VDF / TFE / CTFE (= 74/14/12 mol%) mixed monomer was supplied so that the internal pressure was maintained at 0.75 to 0.80 MPa. . Two hours and five minutes after the start of polymerization, unreacted monomers were released, and the autoclave was cooled to obtain a dispersion of a fluoropolymer (Ia) having a solid content concentration of 10.6% by mass.
撹拌翼、冷却管、温度計を備えた内容量2Lの四つ口フラスコに、含フッ素重合体(Ia)ディスパージョン1200gを仕込み、これにシード重合の際のシード粒子の安定性確保のために界面活性剤(三洋化成(株)製、エレミノールJS−20)を含フッ素重合体固形分に対して1質量%、RMA−450M(日本乳化剤(株)製)を含フッ素重合体固形分に対して3質量%、RS−3000(日本乳化剤(株)製)を含フッ素重合体固形分に対して1質量%添加した。撹拌下に水浴中で加温し、該フラスコ内の温度を75℃に上げた。別途、MMAとBAとAAの87.4/10/2.6(モル%比)の混合単量体とAPSの1%水溶液(混合単量体の0.158質量%に相当する量)の混合エマルジョンを調製し、この混合エマルジョンを2時間かけてフラスコ中に滴下し、重合した。重合開始2.5時間後に、前記フラスコ内の温度を80℃に上げ、2時間保持したのち冷却し、アンモニア水で中和してpHを7に調整し、300メッシュの金網で濾過して青白色のフッ素−アクリル複合粒子(平均粒子径200nm)の水性分散体を製造した。得られた複合粒子の酸価は6mgKOH/gであった。 In order to ensure the stability of seed particles during seed polymerization, 1200 g of a fluoropolymer (Ia) dispersion is charged into a 2 L four-necked flask equipped with a stirring blade, a cooling tube and a thermometer. Surfactant (manufactured by Sanyo Kasei Co., Ltd., Eleminol JS-20) is 1% by mass with respect to the solid content of the fluoropolymer, and RMA-450M (manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd.) is based on the solid content of the fluoropolymer. 3 mass%, RS-3000 (manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd.) was added at 1 mass% with respect to the solid content of the fluoropolymer. Warming in a water bath with stirring, the temperature in the flask was raised to 75 ° C. Separately, 87.4 / 10 / 2.6 (molar ratio) of MMA, BA and AA mixed monomer and 1% aqueous solution of APS (amount corresponding to 0.158% by mass of the mixed monomer) A mixed emulsion was prepared, and the mixed emulsion was dropped into the flask over 2 hours to polymerize. 2.5 hours after the start of the polymerization, the temperature in the flask was raised to 80 ° C., kept for 2 hours, cooled, neutralized with ammonia water to adjust the pH to 7, filtered through a 300 mesh wire mesh, and blue An aqueous dispersion of white fluorine-acrylic composite particles (average particle size 200 nm) was produced. The acid value of the obtained composite particles was 6 mgKOH / g.
得られた複合粒子の水性分散液を用いて、以下の処方で建築用の耐候性水性塗料組成物(白塗料組成物)を調製した。 Using the obtained aqueous dispersion of composite particles, a weather-resistant water-based paint composition for buildings (white paint composition) was prepared according to the following formulation.
(白塗料組成物の処方)
フッ素−アクリル複合体粒子の水性分散液 65.00質量部
水 9.12質量部
酸化チタン 31.39質量部
顔料分散剤 2.35質量部
凍結防止剤 1.79質量部
pH調整剤 0.04質量部
消泡剤 0.11質量部
増粘剤1 0.38質量部
増粘剤2 0.40質量部
造膜助剤 2.35質量部
(Prescription of white paint composition)
Aqueous dispersion of fluorine-acrylic composite particles 65.00 parts by weight Water 9.12 parts by weight Titanium oxide 31.39 parts by weight Pigment dispersant 2.35 parts by weight Antifreeze agent 1.79 parts by weight pH adjuster 0.04 Parts by weight defoaming agent 0.11 parts by weight thickener 1 0.38 parts by weight thickener 2 0.40 parts by weight film-forming aid 2.35 parts by weight
使用した各成分はつぎのものである。
酸化チタン:石原産業(株)製タイペークCR−97(商品名)
顔料分散剤:サンノプコ(株)製ノプコスパースSN−5027(商品名)
凍結防止剤:エチレングリコール
pH調整剤:アンモニア水
消泡剤:ダウコーニング社製FSアンチフォーム013A(商品名)
増粘剤1:旭電化工業(株)製アデカノールUH−420(商品名)
増粘剤2:ローム・アンド・ハーツ・ジャパン(株)製プライマルASE−60(商品名)
造膜助剤:アジピン酸ジエチル
The components used are as follows.
Titanium oxide: Ishihara Sangyo Co., Ltd. Taipaek CR-97
Pigment dispersant: Sannopco Nop Cospers SN-5027 (trade name)
Antifreeze agent: Ethylene glycol pH adjuster: Ammonia water defoamer: FS Antifoam 013A (trade name) manufactured by Dow Corning
Thickener 1: Adecanol UH-420 (trade name) manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.
Thickener 2: Primal ASE-60 (trade name) manufactured by Rohm and Hearts Japan
Film-forming aid: Diethyl adipate
得られた白塗料組成物をスレート板(予めアクリルゴム系塗料(日本特殊塗料(株)製のハイプルーフ(商品名)を200g/m2となるように塗装し、室温で1日間乾燥させたもの)に150g/m2となるように刷毛塗りし、室温で1日間乾燥させ、被験塗板を作製した。 The obtained white paint composition was applied to a slate plate (previously coated with acrylic rubber paint (High Proof (trade name) manufactured by Nippon Special Paint Co., Ltd.) to 200 g / m 2 and dried at room temperature for 1 day. 1) was applied with a brush at 150 g / m 2 and dried at room temperature for 1 day to prepare a test coated plate.
得られた被験塗板について貯蔵安定性試験および温冷繰返し試験を行った。また、温冷繰返し試験および貯蔵安定性の結果を総合的に判断し、いずれの試験でも良好な結果を得られた場合を総合判定として○とした。結果を表1に示す。 The obtained test coated plate was subjected to a storage stability test and a hot and cold repeated test. In addition, the results of the hot / cold repeated test and the storage stability were comprehensively judged, and a case where good results were obtained in any of the tests was evaluated as ◯. The results are shown in Table 1.
実施例2〜3および比較例1〜2
アクリル重合体を表1に示すモノマー組成としたほかは実施例1と同様にしてフッ素−アクリル複合粒子を製造し、それぞれ得られたフッ素−アクリル複合粒子を用いて実施例1と同様にして白塗料組成物を調製した。
Examples 2-3 and Comparative Examples 1-2
Fluorine-acrylic composite particles were produced in the same manner as in Example 1 except that the acrylic polymer was changed to the monomer composition shown in Table 1, and each of the obtained fluorine-acrylic composite particles was used in the same manner as in Example 1 to obtain white. A coating composition was prepared.
得られた白塗料組成物を用いて実施例1と同様にして被験塗板を作製し、得られた被験塗板について貯蔵安定性試験および温冷繰返し試験を行った。結果を表1に示す。 Using the obtained white paint composition, a test coated plate was produced in the same manner as in Example 1, and the obtained test coated plate was subjected to a storage stability test and a hot and cold repeated test. The results are shown in Table 1.
表1の結果から、複合体粒子の酸価を調整することにより、弾性塗料との密着性に優れ割れにも強い塗膜が得られるということが分かる。 From the results in Table 1, it can be seen that by adjusting the acid value of the composite particles, it is possible to obtain a coating film that has excellent adhesion to an elastic paint and is resistant to cracking.
Claims (4)
前記弾性塗膜積層体を構成する弾性塗膜層を形成する弾性塗料が、アクリルゴム系塗料である弾性塗膜積層構造。 An elastic coating film laminate and a fluorine-containing resin coating layer formed on the elastic coating film laminate, the fluorine-containing resin coating layer being a composite particle of a fluorine-containing polymer and an acrylic polymer Ri Na is formed by paint containing composite particles having an acid number of 4~18mgKOH / g comprising at,
An elastic coating film laminated structure in which the elastic coating material forming the elastic coating film layer constituting the elastic coating film laminate is an acrylic rubber-based coating material.
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