塗料組合物及塗裝物品的製造方法與工藝

2023-09-23 17:51:30 2

本發明涉及一種塗料組合物及塗裝物品,其可形成相對於塑料基材具有優異的耐擦傷性、硬度、外觀、附著性及耐化學品性的塗膜。

背景技術：
近年來，在通信設備、家電製品、汽車用零件等各種工業製品中使用了ABS樹脂、聚丙烯、聚氨酯樹脂、聚碳酸酯樹脂等塑料基材。對該工業製品要求耐擦傷性、硬度、外觀、附著性、耐化學品性等。在各種工業製品中，有以第一層為對基材的附著性優異的塗料、第二層為基材的耐擦傷性優異的塗料的方式重疊塗布功能不同的多種塗料而形成多層塗膜的工業製品，其中，也有要求在利用一種塗料進行一次塗布一次烘烤(一次塗裝一次燒結)的塗裝工序中滿足附著性和各種塗膜性能的工業製品，作為課題，要求一次塗布一次烘烤較為困難。另外，作為耐化學品性，近年來特別是要求液狀粉底、隔離霜、遮瑕膏、防曬霜、美容液、乳液、護手霜等化妝品這樣的含有紫外線吸收劑、防腐劑及乳化劑的皮膚外用組合物即使在附著於塗膜面的狀態下放置也不會發生塗膜的附著不良、外觀降低及硬度降低等(以下，有時略記為「對於含有紫外線吸收劑等的組合物的耐性」)。例如在專利文獻1中，作為耐損傷性和耐酸性優異的塗料，公開有一種汽車用透明塗料組合物，其為含有含羥基丙烯酸樹脂和多官能異氰酸酯化合物的透明塗料組合物，其特徵在於，所述含羥基丙烯酸樹脂為使用具有碳原子數4～9的羥基烷基的(甲基)丙烯酸羥基烷基酯作為至少一部分的單體而得到的含羥基丙烯酸樹脂，所述多官能異氰酸酯化合物中的至少一部分為異氰脲酸酯型異氰酸酯化合物，相對於所述含羥基丙烯酸樹脂及多官能異氰酸酯化合物的固形物總量具有25～50質量％的特定的軟鏈段部，以使源自含內酯單體的軟鏈段部相對於所述含羥基丙烯酸樹脂及多官能異氰酸酯化合物的固形物總量的比例為4.5質量％以下、且得到的固化塗膜的動態玻璃化轉變溫度為30～60℃的範圍的方式進行製備。然而，該塗料主要適於金屬基材，相對於塑料基材的一次塗布一次烘烤塗裝工序中的附著性及相對於含有紫外線吸收劑等的組合物的耐性不充分。在專利文獻2中，作為耐洗車劃傷性、耐酸性、耐候性優異的塗料，公開有一種塗料組合物，其為以羥值為80～220mgKOH/g、玻璃化轉變溫度為-50℃以上且低於0℃、且含有25～55質量％的源自(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯的單元的含羥基樹脂(A)、羥值為80～220mgKOH/g、玻璃化轉變溫度為0～50℃的含羥基樹脂(B)、及由多異氰酸酯化合物構成的交聯劑(C)為必需成分的塗料組合物，其特徵在於，含羥基樹脂(A)和含羥基樹脂(B)的含有比例以樹脂固形物質量比計為95/5～50/50，且作為交聯劑(C)的官能團的異氰酸酯基相對於含羥基樹脂(A)及含羥基樹脂(B)的總羥基的含有比例以NCO/OH的摩爾比計為0.5～1.5。然而，該塗料主要適於金屬基材，相對於塑料基材的一次塗布一次烘烤塗裝工序中的附著性、相對於含有紫外線吸收劑等的組合物的耐性不充分。在專利文獻3中，公開有一種自復原塗料組合物，其特徵在於，含有內酯改性丙烯酸樹脂和聚碳酸酯二醇。該塗布樹脂組合物雖然在一次塗布一次烘烤塗裝工序中對ABS板的耐擦傷性優異，但相對於含有紫外線吸收劑等的組合物的耐性不充分。在專利文獻4中，公開有一種塗布樹脂組合物，其特徵在於，以兩者的比率[多異氰酸酯化合物中的異氰酸酯基的摩爾數]/[丙烯酸系多元醇(B)中的羥基的摩爾數]為0.75～1.5的範圍這樣的比例含有多異氰酸酯化合物(A)和丙烯酸系多元醇(B)，其中多異氰酸酯化合物(A)的異氰酸酯基當量為100～280g/eq的範圍，丙烯酸系多元醇(B)的平均玻璃化轉變溫度(Tg)為-55℃以上且低於-9℃、每1分子的羥基的平均官能團數為4～20、且數均分子量(Mn)為3000～15000的範圍。該塗布樹脂組合物雖然在一次塗布一次烘烤塗裝工序中對ABS板的耐損傷性及基材密合性優異，但相對於含有紫外線吸收劑等的組合物的耐性不充分。在專利文獻5中，公開有一種塗布樹脂組合物，其特徵在於，以兩者的比率[多異氰酸酯化合物中的異氰酸酯基的摩爾數]/[聚酯多元醇(B)中的羥基的摩爾數]為0.75～1.5的範圍這樣的比例含有異氰酸酯基當量為100～280g/eq的範圍的多異氰酸酯化合物(A)和平均Tg為-50～-10℃、每1分子的羥基的平均官能團數為4～20、且數均分子量(Mn)為1000～3000的範圍的聚酯多元醇(B)。該塗布樹脂組合物雖然在一次塗布一次烘烤塗裝工序中對ABS板的耐損傷性及基材密合性優異，但相對於含有紫外線吸收劑等的組合物的耐性不充分。在專利文獻6中，作為可在各種基材的表面形成產生的損傷在短時間消失的自修復性的塗膜的塗料組合物，公開有一種塗料組合物，其含有羥值為40～80mgKOH/g、且玻璃化轉變溫度為-40～-10℃的聚酯多元醇(A)、及羥值為35～65mgKOH/g、且玻璃化轉變溫度為50～70℃的聚酯多元醇(B)、以及脂肪族二異氰酸酯的三聚物(C)，且(A)成分和(B)成分的使用重量比[(A)/(B)]為45/55～85/15，且(A)成分和(B)成分的羥基的總摩爾數(OH)與(C)成分的異氰酸酯基的摩爾數(NCO)之比[NCO/OH]為0.8～2。但是，該塗料組合物雖然在一次塗布一次烘烤塗裝工序中的自修復性及密合性優異，但相對於含有紫外線吸收劑等的組合物的耐性不充分。在專利文獻7中公開有一種面向熱成形用膜的固化性樹脂組合物，其特徵在於，所述熱成形用膜具有耐化學品性，例如即使在用於防曬的乳液、護手霜附著的狀態下在高溫下長時間曝露，丙烯酸樹脂膜表面也不會粗糙，另外，在成形為深拉形狀的成形品的情況下，在膜表面也不會產生裂紋，且具有表面硬度，所述樹脂組合物含有具有羧基和羥基、固形物酸值為15～150mgKOH/g、玻璃化轉變溫度為70～140℃的乙烯基系聚合物(A)和多異氰酸酯化合物(B)，多異氰酸酯化合物(B)的含量為與乙烯基系聚合物(A)的固形物羥值2～80mgKOH/g反應的含量。但是，該面向熱成型用膜的固化性樹脂組合物在一次塗布一次烘烤塗裝工序中對ABS板的附著性及耐擦傷性不充分。現有技術文獻專利文獻專利文獻1：日本特開2006-176634號公報專利文獻2：日本特開2009-46642號公報專利文獻3：日本特開2012-97127號公報專利文獻4：日本特開2012-97173號公報專利文獻5：日本特開2012-87183號公報專利文獻6：日本特開2012-140614號公報專利文獻7：日本特開2012-97248號公報

技術實現要素：
發明所要解決的課題本發明是考慮這些方面而完成的，其目的在於，提供一種塗料組合物及塗裝物品，其中，在一次塗布一次烘烤塗裝工序中，所述塗料組合物可形成相對於塑料基材具有優異的耐擦傷性、硬度、外觀、附著性且具有相對於含有紫外線吸收劑等的組合物的耐性的塗膜。用於解決課題的技術方案本發明人等為了實現上述目的進行了潛心研究，結果發現，通過使用下述塗料組合物可解決上述課題，以至完成了本發明，所述塗料組合物包含含有特定的含羥基丙烯酸樹脂及含羥基聚酯樹脂的主劑、及含有特定的多異氰酸酯化合物的固化劑，其中得到的塗膜的玻璃化轉變溫度為20～60℃。即，本發明提供以下的塗料組合物以及塗裝該塗料組合物而得到的物品。本發明涉及以下的(1)～(5)。(1)一種塗料組合物，其為包含主劑和含有多異氰酸酯化合物(C)的固化劑的塗料組合物，所述主劑含有含羥基丙烯酸樹脂(A)及含羥基聚酯樹脂(B)，其中，含羥基丙烯酸樹脂(A)的羥值為100～200mgKOH/g，玻璃化轉變溫度低於-20℃，所述含羥基丙烯酸樹脂(A)為以聚合性不飽和單體(a1)～(a3)的總量為基準，使15～35質量％的甲基丙烯酸甲酯(a1)、5～30質量％的具有碳原子數4～9的羥基烷基的聚合性不飽和單體(a2)、以及35～80質量％的其它聚合性不飽和單體(a3)反應而得到的含羥基丙烯酸樹脂，含羥基聚酯樹脂(B)的羥值為50～200mgKOH/g、數均分子量為2,000～20,000，並且所述含羥基聚酯樹脂(B)為通過多元醇和多元酸的反應而得到的含羥基聚酯樹脂，所述多元醇包含具有脲酸酯結構(ヌレート構造)的環狀多元醇化合物(b1)，多異氰酸酯化合物(C)為選自由含縮二脲基多異氰酸酯化合物及含脲基甲酸酯基多異氰酸酯化合物構成的組中的至少1個，得到的塗膜的玻璃化轉變溫度為20～60℃。(2)根據上述(1)所述的塗料組合物，其中，以主劑中的樹脂固形物質量為基準，含有含羥基丙烯酸樹脂(A)10～80質量份、含羥基聚酯樹脂(B)20～90質量份。(3)根據上述(1)或(2)所述的塗料組合物，其中，得到的塗膜的交聯間分子量為300～1000。(4)一種塗裝方法，其中在塑料基材上塗裝上述(1)～(3)中任一項所述的塗料組合物。(5)一種塗裝物品，其是通過在塑料基材上塗裝上述(1)～(3)中任一項所述的塗料組合物而得到的。發明效果根據本發明的塗料組合物，可在一次塗布一次烘烤塗裝工序中形成相對於塑料基材具有優異的耐擦傷性、硬度、外觀、附著性且具有相對於含有紫外線吸收劑等的組合物的耐性的塗膜。具體實施方式以下，對本發明的塗料組合物進一步詳細地進行說明。需要說明的是，在本說明書中，「質量」是指「重量」。本發明的塗料組合物包含主劑和含有多異氰酸酯化合物(C)的固化劑，主劑含有含羥基丙烯酸樹脂(A)及含羥基聚酯樹脂(B)。(主劑)在本發明中，含羥基丙烯酸樹脂(A)是指分子中含有羥基的丙烯酸樹脂。含羥基丙烯酸樹脂(A)可通過利用常規方法使作為聚合性不飽和單體的甲基丙烯酸甲酯(a1)、具有碳原子數4～9的羥基烷基的聚合性不飽和單體(a2)及其它聚合性不飽和單體(a3)共聚而合成。作為具有碳原子數4～9的羥基烷基的聚合性不飽和單體(a2)，可以舉出：(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸5-羥基戊酯、(甲基)丙烯酸6-羥基己酯、(甲基)丙烯酸7-羥基庚酯、(甲基)丙烯酸8-羥基辛酯、(甲基)丙烯酸7-甲基-8-羥基辛酯、(甲基)丙烯酸2-甲基-8-羥基辛酯、(甲基)丙烯酸9-羥基壬酯等，這些可以分別單獨使用或組合使用2種以上。從耐擦傷性、外觀、附著性及相對於含有紫外線吸收劑等的組合物的耐性優異的觀點考慮，作為具有碳原子數4～9的羥基烷基的聚合性不飽和單體(a2)，其中特別優選(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸6-羥基己酯。作為其它聚合性不飽和單體(a3)，例如可以舉出：(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸3-羥基丙酯、聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯等多元醇和(甲基)丙烯酸的單酯化物、將ε-己內酯與該多元醇和(甲基)丙烯酸的單酯化物開環聚合而成的化合物等具有碳原子數4～9的羥基烷基的聚合性不飽和單體以外的含羥基聚合性不飽和單體；丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸月桂基酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯等(甲基)丙烯酸的烷基酯；(甲基)丙烯酸、馬來酸、馬來酸酐等含羧基聚合性不飽和單體；(甲基)丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二乙基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二甲基氨基丙酯等(甲基)丙烯酸氨基烷基酯；丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、N,N-二甲基氨基乙基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二乙基氨基乙基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二甲基氨基丙基(甲基)丙烯醯胺、N-羥甲基丙烯醯胺、N-羥甲基丙烯醯胺甲基醚、N-羥甲基丙烯醯胺丁基醚等(甲基)丙烯醯胺或其衍生物；2-(甲基丙烯醯氧基)乙基三甲基氯化銨、2-(甲基丙烯醯氧基)乙基三甲基溴化銨等含季銨鹽基的單體；2-丙烯醯胺-2-甲基丙烷磺酸等(甲基)丙烯醯胺-鏈烷磺酸、(甲基)丙烯酸2-磺基乙酯等(甲基)丙烯酸磺基烷基酯；丙烯腈、甲基丙烯腈、乙酸乙烯酯、苯乙烯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯等含芳香環聚合性不飽和單體；甲基丙烯酸烯丙基酯等多乙烯基化合物；γ-(甲基)丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-(甲基)丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、γ-(甲基)丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷等含水解性甲矽烷基的聚合性不飽和單體等，這些可以分別單獨使用或組合使用2種以上。其中，從得到耐擦傷性、硬度、外觀、附著性及相對於含有紫外線吸收劑等的組合物的耐性優異的塗膜的觀點考慮，作為其它聚合性不飽和單體(a3)，優選含有具有碳原子數4～9的羥基烷基的聚合性不飽和單體以外的含羥基聚合性不飽和單體、(甲基)丙烯酸的烷基酯。作為具有碳原子數4～9的羥基烷基的聚合性不飽和單體以外的含羥基聚合性不飽和單體，特別優選(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯。作為(甲基)丙烯酸的烷基酯，特別優選烷基部分的碳原子數為4～8的聚合性不飽和單體，其中，從得到的塗膜的耐擦傷性、硬度、外觀、附著性及相對於含有紫外線吸收劑等的組合物的耐性等觀點考慮，特別優選(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸2-...