(57)【要約】ビニルアルコキシシランモノマーを、主としてアクリレートモノマーと、または別な方法ではアクリレートモノマーのみと共重合させることによって、ビニルシランを含むアクリロシランポリマーを調製する。そのようにして調製されたポリマーは、酸腐蝕抵抗性溶媒系コーティング組成物、特に乗用車およびトラックのためのクリアコート／カラーコート仕上げ用クリアコーティング組成物の主成分として使用することが可能である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
約４０，０００未満の重量平均分子量を有し、Ａ、Ｂおよび任意選択的なＣから誘導される、架橋可能なアクリロシランポリマー組成物であって、
（Ａ）が、前記アクリロシランポリマーの重量を基準にして約５〜７５重量％の、次の一般式
【化１】
2005520023.tif 000007
（ここでＲ１は、１〜１０個の炭素原子を有するアリールまたはアルキル基であり、Ｒ２は加水分解性基であり、ｍは０または１であり、そしてｎは０、または１〜１０の正の整数である）で表されるビニルアルコキシシランモノマーであり、
（Ｂ）が、前記アクリロシランポリマーの重量を基準にして約２５〜９５重量％の、アクリル酸のエステルからなる群より選択される１種または複数の重合性モノマーであり、そして、
（Ｃ）が、前記アクリロシランポリマーの重量を基準にして約０〜７０重量％の、スチレン性モノマー、メタクリル酸のエステル、およびそれらの混合物からなる群より選択される、（Ａ）および（Ｂ）以外のエチレン性不飽和共重合可能モノマーであることを特徴とする組成物。
【請求項２】
前記アクリロシランポリマーが、約２０〜１６０のヒドロキシル価と約２０未満の酸価とを有することを特徴とする請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記アクリロシランポリマーが、（Ａ）および（Ｂ）以外のエチレン性不飽和モノマーを含まないことを特徴とする請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
（Ａ）において使用される前記ビニルアルコキシシランモノマーがビニルトリメトキシシランであることを特徴とする請求項１に記載の組成物。
【請求項５】
ビニルアルコキシシランモノマーを含むアクリロシランポリマーを調製するための方法であって、ＡとＢ、および任意選択的にＣを共重合させることを含み、
（Ａ）が、前記アクリロシランポリマーの重量を基準にして約５〜７５重量％の、次の一般式
【化２】
2005520023.tif 000008
（ここでＲ１は、１〜１０個の炭素原子を有するアリールまたはアルキル基であり、Ｒ２は加水分解性基であり、ｍは０または１であり、そしてｎは０、または１〜１０の正の整数である）で表されるビニルアルコキシシランモノマーの重合物であり、
（Ｂ）が、前記アクリロシランポリマーの重量を基準にして約２５〜９５重量％の、アクリル酸のエステルからなる群より選択されるモノマーの重合物であり、そして、
（Ｃ）が、前記アクリロシランポリマーの重量を基準にして約０〜７０重量％の、スチレン性モノマー、メタクリル酸のエステル、およびそれらの混合物からなる群より選択される、（Ａ）および（Ｂ）以外のエチレン性不飽和モノマーの重合物であることを特徴とする方法。
【請求項６】
前記アクリロシランポリマーが、２０〜１６０のヒドロキシル価と２０未満の酸価とを有することを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
（Ａ）において使用される前記ビニルアルコキシシランモノマーがビニルトリメトキシシランであることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項８】
（Ａ）および（Ｂ）以外のエチレン性不飽和モノマーが存在しないことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項９】
請求項１に記載のポリマーを含むことを特徴とするコーティング組成物。
【請求項１０】
約４０〜９０重量％の成膜性バインダーおよび１０〜６０重量％の有機液状ビヒクルを含むコーティング組成物であって、
前記バインダーが、
（ｉ）前記バインダーの重量を基準にして、約２０〜８０重量％のアクリロシランであって、
（Ａ）前記アクリロシランポリマーの重量を基準にして約５〜７５重量％の、次の一般式
【化３】
2005520023.tif 000009
（ここでＲ１は、１〜１０個の炭素原子を有するアリールまたはアルキル基であり、Ｒ２は加水分解性基であり、ｍは０または１であり、そしてｎは０、または１〜１０の正の整数である）で表されるビニルアルコキシシランモノマーの重合物、
（Ｂ）前記アクリロシランポリマーの重量を基準にして約２５〜９５重量％の、アクリル酸のエステルからなる群より選択されるモノマーの重合物、および、
（Ｃ）前記アクリロシランポリマーの重量を基準にして、約０〜７０重量％の、スチレン性モノマーおよびメタクリル酸のエステルの一方または両方から選択される、（Ａ）および（Ｂ）以外のエチレン性不飽和モノマーから選択されるモノマーの重合物、
を含み、前記ポリマーが約１，０００〜３０，０００の重量平均分子量を有しているアクリロシラン、
（ｉｉ）前記バインダーの重量を基準にして、約１０〜４０重量％の非水分散ポリマーであって、
（Ａ）約５０，０００〜５００，０００の重量平均分子量を有するマクロモレキュラーコア、および
（Ｂ）前記マクロモレキュラーコアに付着した、約１，０００〜３０，０００の重量平均分子量を有する複数のマクロモノマー鎖であって、前記マクロモノマーの重量を基準にして５〜３０重量％の、エポキシド、酸無水物、イソシアネート、シラン、酸、ヒドロキシ、アミドまたはそれらの基の任意の組合せからなる群より選択される官能基を有するエチレン性不飽和モノマーの重合物、および前記マクロモノマーの重量を基準にして約７０〜９５重量％の、架橋性官能基を有さない少なくとも１種のエチレン性不飽和モノマーの重合物を含むマクロモノマー鎖、
を含む非水分散ポリマー、および
（ｉｉｉ）前記バインダーの重量を基準にして、約１０〜７０重量％の、イソシアネートおよびメラミン架橋剤の一方または両方から選択される架橋剤、
を含むことを特徴とするコーティング組成物。
【請求項１１】
請求項１０に記載の組成物でコーティングされた基材。
【請求項１２】
請求項１０に記載の組成物でトップコートされた乗用車またはトラック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、架橋可能なポリマーに関し、さらに詳しくは、ビニルシランモノマーを含む架橋可能なアクリロシランポリマー、およびそれを調製するための方法に関する。本発明はさらに、ビニルシランを含む架橋可能なアクリロシランポリマーを含む酸腐蝕抵抗性のあるハイソリッド溶媒系コーティング組成物に関し、このものは乗用車およびトラックの外板の仕上げコーティングに使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
酸性雨やその他の環境汚染物による腐蝕に対して優れた抵抗性を有する架橋可能な成膜性アクリロシランポリマーを含有するコーティング組成物は、米国特許公報（特許文献１）（ハザン（Ｈａｚａｎ）ら、発行１９９２年１１月１０日）に記載されている。これらの塗料は今日でも、乗用車およびトラックのボディの外板の仕上げコーティング用として広く使用されている。
【０００３】
そのようなコーティングは極めて良好な機能を発揮してはいるが、記載されているそれらを調製するための方法は、アクリロシランポリマー分子の中に、はるかに安価なビニルアルコキシシランのようなビニルシランモノマーを取り入れるためには、都合のよい方法とはいえない。ビニルアルコキシシランはそれらのコーティングにもある種のメリットを与えるが、現在までのところ実用化には至っていない。米国特許公報（特許文献２）（ヒュイブレヒト（Ｈｕｙｂｒｅｃｈｔｓ）、発行１９９９年３月２３日）には、ビニルアルコキシシランモノマーと分岐状脂肪酸のビニルエステルを含む、架橋可能なコポリマーが開示されている。それらのコポリマーは腐蝕抵抗性の膜を作ることはできるものの、分岐状脂肪酸のビニルエステルを使用することなくビニルアルコキシシランモノマーを含むコポリマーが得られれば、望ましい。
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５，１６２，４２６号明細書
【特許文献２】米国特許第５，８８６，１２５号明細書
【特許文献３】米国特許第４，２２０，６７９号明細書
【特許文献４】米国特許第４，５９１，５３３号明細書
【非特許文献１】Ｒ．ランボーン（Ｌａｍｂｏｕｒｎｅ）編『ペイント・アンド・サーフェス・コーティング：セオリー・アンド・プラクチス（ＰＡＩＮＴ  ＡＮＤ  ＳＵＲＦＡＣＥ  ＣＯＡＴＩＮＧ：  ＴＨＥＯＲＹ  ＡＮＤ  ＰＲＡＣＴＩＣＥ）』（エリス・ハーウッド・リミテッド（Ｅｌｌｉｓ  Ｈｏｒｗｏｏｄ  Ｌｉｍｉｔｅｄ）、１９８７年）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、それらのコーティング組成物の性能を最適化させるのに使用することができ、しかも同時にそのコストを大幅に低下させるような、シランモノマーの選択の幅を広げる、新規な化学物質と扱いやすい方法とに対する要望は依然として存在している。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ビニルアルコキシシランモノマーから、酸腐蝕抵抗性のコーティング組成物を形成させるのに有用な架橋可能なアクリロシランポリマーを調製するための方法を提供するものであって、成分Ａ、Ｂおよび任意選択的なＣ（以下において定義する）を共に本明細書に記載の割合で共重合させることを含む。
【０００７】
上記の方法により作成した架橋可能なアクリロシランポリマー組成物はまた、本発明の一部である。さらに詳しくは、本発明は、Ａ、Ｂおよび任意選択的なＣから誘導した、重量平均分子量が約４０，０００未満の、架橋可能なポリマー組成物を提供し、ここで：
（Ａ）は、アクリロシランポリマーの重量を基準にして約５〜７５重量％の、次の一般式で表されるビニルアルコキシシランモノマーであり、
【０００８】
【化１】
2005520023.tif 000002
【０００９】
（ここでＲ１は、１〜１０個の炭素原子を有するアリールまたはアルキル基であり、Ｒ２は加水分解性基であり、ｍは０または１であり、そしてｎは０、または１〜１０の正の整数である）；
（Ｂ）は、アクリロシランポリマーの重量を基準にして約２５〜９５重量％の、アクリル酸のエステルからなる群より選択される１種または複数の重合性モノマーであり；そして、
（Ｃ）は、アクリロシランポリマーの重量を基準にして約０〜７０重量％の、メタクリル酸のエステル、スチレン性モノマー、およびそれらの組合せからなる群より選択される、（ａ）および（ｂ）以外の１種または複数のエチレン性不飽和モノマーである。
【００１０】
本発明のポリマー組成物は、より低コストで、各種の基材に対して、耐溶媒性、耐薬品性、硬度、可撓性および接着性を優れたバランスで与えることができる。より詳しくは、そのような組成物は、自動車のトップコート、特に乗用車およびトラックのためのクリアコート／カラーコート仕上げ用クリアコーティング組成物に使用する酸腐蝕抵抗性溶媒系コーティング組成物の配合において特に有用である。本発明の範囲にはさらに、上記ポリマーから形成されるコーティング組成物、および本明細書に開示されるコーティング組成物を用いてコーティングした基材もまた含まれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の新規な方法によって、ビニルアルコキシシランモノマーをアクリロシランポリマーの中に組み込むための、利便性の良い方法が提供される。このようにして調製されるアクリロシランポリマーは、次いで、上述の米国特許公報（特許文献１）に記載されているような酸腐蝕抵抗性コーティング組成物における主たる成膜成分として使用することが可能である。前記明細書の全てを、参考として引用し本明細書に組み入れる。
【００１２】
本発明の方法には、ビニルアルコキシシランモノマー（Ａ）と、主としてアクリレートモノマー（Ｂ）と、任意選択的に他のエチレン性不飽和コモノマー（Ｃ）たとえばスチレン性またはメタクリレート系モノマーとを共重合させることを含む。本明細書において使用する場合「アクリレート」という用語は、アクリル酸のエステルを指す。本明細書において使用する場合「メタクリレート」という用語は、メタクリル酸のエステルを指す。「スチレン性」という用語は、非置換のスチレンモノマーまたは、そのアルキル基中に約１〜４個の炭素原子を含むアルキルで置換したスチレンモノマーを指す。
【００１３】
本発明においては、存在させる追加のコモノマー（Ｃ）の量は、望ましい重合性能、たとえばポリマー転化速度などに悪影響が出るほど大量に使用すべきではない、ということを理解しておかれたい。どのような追加のコモノマー（Ｃ）を存在させるとしても、その重量パーセントは、ポリマー転化速度の低下が約９０％未満、好ましくは９７％未満、さらにより好ましくは、９８〜９９％転化率未満にはならないような量とするのが好ましい。典型的な実施態様においては、存在させる追加のコモノマー（Ｃ）がどのようなものであっても、その重量パーセントは、存在させるアクリレートモノマー（Ｂ）の重量パーセントより大きくはしない。１つの好ましい実施態様においては、モノマー（Ａ）と（Ｂ）だけを存在させる。このようにすれば、ほとんど１００％の転化率を確保することができる。
【００１４】
アクリロシランポリマーの中にビニルアルコキシシランモノマーを組み込むための利便性の良い方法はこれまで存在しなかったが、その理由は、それが他のモノマーとの共重合性に乏しく、その結果モノマーからポリマーへの転化率が低くなるからである。その代わりとして、シランモノマーとして、（メタ）アクリルオキシシランモノマー、たとえばメタクリルオキシプロピルトリメトキシシランを使用することが、標準的な方法とされてきた。驚くべきことには、ビニルアルコキシシランを主として、または別な方法として、アクリレートモノマーのみと共重合させると、転化率が良好で、収率が高くなり、そのため、ポリマー中にビニルアルコキシシランを組み込むための利便性のよい方法となりうることが見いだされた。そのようにして調製されたアクリロシランポリマーは、次いで、酸腐蝕抵抗性コーティング組成物、特に乗用車およびトラックのためのクリアコート／カラーコート仕上げ用クリアコーティング組成物の主成分として使用することが可能である。
【００１５】
本発明により調製されるアクリロシランポリマーは、アクリロシランポリマーの全重量を基準として、約５〜７５％、好ましくは１０〜５０重量％のエチレン性不飽和ビニルアルコキシシランモノマーと、それに対応して約２５〜９５％、好ましくは５０〜９０重量％のエチレン性不飽和アクリレートモノマーと、さらに任意選択的に０〜７０％、好ましくは０〜４０重量％のスチレン性およびメタクリレートモノマーの一方または両方から選択される別のエチレン性不飽和モノマーからの、重合生成物であるのが好ましい。このアクリロシランポリマーを調製するために使用可能なビニルアルコキシシランモノマーの例を挙げれば、次式の一般式で表されるものがあるが、
【００１６】
【化２】
2005520023.tif 000003
【００１７】
ここでＲ１は、１〜１０個の炭素原子を有するアリールまたはアルキル基であり、Ｒ２は加水分解性基であり、ｍは０または１であり、そしてｎは０、または１〜１０の正の整数である。ｍが０であり、Ｒ２がＣＨ３Ｏであり、ｎが０であれば好ましい。
【００１８】
そのようなビニルアルコキシシランの典型例としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、およびビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シランなどが挙げられる。
【００１９】
このアクリロシランポリマーを調製するために使用可能なアクリレートモノマーとしては、そのアルキル基に１〜１２個の炭素原子、好ましくは３〜８個の炭素原子を有するアルキルアクリレートが挙げられる。そのようなアルキルアクリレートの典型例としては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、ｔｅｒｔ−ブチルアクリレート、ペンチルアクリレート、エチルヘキシルアクリレート、ノニルアクリレート、ラウリルアクリレートなどがある。シクロ脂肪族アクリレートを使用することも可能であるが、そのようなものとしては、たとえばイソボルニルアクリレート、トリメチルシクロヘキシルアクリレート、ｔ−ブチルシクロヘキシルアクリレートなどが挙げられる。たとえばベンジルアクリレートのようなアリールアクリレートも使用することができる。ポリアクリレートモノマー、（好ましくはジアクリレート）もまた使用することができる。そのようなモノマーの典型例を挙げれば、たとえば１，３−ブタンジオールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンデジオールジアクリレート、シクロヘキサンジメタノールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジウレタンジアクリレート、ウレタントリアクリレートなどがある。その他のアクリレートモノマー、たとえばアクリルオキシシランのようなシラン官能性アクリレートを使用することもできる。当然のことながら、上述のモノマーの混合物もまた適している。
【００２０】
任意選択的な成分Ｃとしては、アルキルメタクリレートモノマーたとえばメチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、ペンチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、オクチルメタクリレート、ノニルメタクリレート、ラウリルメタクリレートなどを挙げることができる。トリメチルシクロヘキシルメタクリレート、ｔ−ブチルシクロヘキシルメタクリレートなどのようなシクロ脂肪族メタクリレートも使用することができる。アリールメタクリレート、たとえばベンジルメタクリレートを使用することも可能である。硬度、外観表面損傷抵抗性などで所望の性質を得るために、アルキルメタクリレートに加えて、少量のその他の重合性モノマーをアクリロシランポリマー中で使用することも可能である。そのようなその他のモノマーの例としては、ビニル芳香族化合物、特にスチレン、メチルスチレンなどがある。しかしながら、成分Ｃが存在しない方が、ビニルシランのポリマーへの転化率が高くなる。
【００２１】
アクリロシランポリマーには、（ポリマーの重量を基準にして好ましくは約４０重量％までの量の）ヒドロキシ官能基を含むことが可能であり、また含むのがよいが、そのためには、そのアルキル基中に１〜４個の炭素原子を有するヒドロキシアルキルアクリレートおよびメタクリレート、たとえばヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシブチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシブチルメタクリレートなどを用いることができる。先に述べたのと同じ理由から、ヒドロキシアルキルアクリレートが好ましい。ヒドロキシル価（滴定法による；ｍｇＫＯＨ／グラム）が約２０〜１６０のポリマー組成物が特に好ましい。ヒドロキシル価が約５０〜１３０であれば、より好ましい。酸価は典型的には、約２０ｍｇＫＯＨ／グラム未満である。
【００２２】
本発明の重合方法は、従来のフリーラジカル重合法によって実施することが可能であり、またその方法によるのが好ましい。従来の方法では通常、２段法で実施する。その第１工程では、ビニルアルコキシシランモノマーを従来の重合反応器中で有機溶媒または溶媒ブレンド物と混合し、調節を容易とするために好ましくは還流温度まで加熱し、そして第２工程では、それに対して、残りのモノマー、追加の溶媒および、従来からの重合開始剤、たとえばアゾ−またはペルオキシド重合開始剤の一般的な量を添加する。この反応を、好ましくは還流温度で、必要に応じてモノマー、溶媒および重合開始剤を加えながら続けて、所望の分子量のアクリロシランポリマーを形成させる。
【００２３】
本発明により調製されたアクリロシランポリマーは、好ましくはその重量平均分子量が約４０，０００未満、好ましくは１，０００〜３０，０００である。本明細書における分子量はすべて、標準としてポリスチレンを使用して、ＧＰＣ（ゲル浸透クロマトグラフィー）によって測定したものである。
【００２４】
アクリロシランポリマーを形成させるために使用できる典型的な溶媒は、石油留分であって；アルコールたとえば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、イソブタノール、およびプロパノールなど；ケトンたとえば、アセトン、ブタノン、ペンタノン、ヘキサノンおよびメチルエチルケトンなど；酢酸、プロピオン酸および酪酸のアルキルエステル、たとえば酢酸エチル、酢酸ブチルおよび酢酸アミルなど；エーテルたとえば、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、およびエチレングリコール、ならびにポリエチレングリコールモノアルキルおよびジアルキルエーテルたとえばセロソルブおよびカルビトールなど；および、グリコールたとえばエチレングリコールおよびプロピレングリコールなど；ならびに各種それらの混合物が挙げられる。
【００２５】
一般的に使用される各種のアゾまたはペルオキシ重合開始剤を使用して、ポリマーを調製することが可能であるが、ただし、その重合開始剤は、溶媒とモノマー混合物との溶液に溶解性があり、またその重合温度において適当な半減期を有している必要がある。アゾ型の重合開始剤として好適なものには、２，２’−アゾビス（イソブチロニトリル）、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビス（メチルブチロニトリル）、および１，１’−アゾビス（シアノシクロヘキサン）がある。ペルオキシ系の重合開始剤として好適なものには、ベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、ｔ−ブチルペルオキシピバレート、ｔ−ブチルペルオキシ２−エチルヘキサノエートなどがある。
【００２６】
アクリロシランポリマーの上記成分に合わせて、本明細書で有用なアクリロシランポリマーの例には、以下のような成分を含む：約１０〜９０重量％の１種または複数の非官能性アクリレートたとえばブチルアクリレート、イソボルニルアクリレートおよびそれらの各種混合物、約５〜３０重量％のヒドロキシ官能性アルキルアクリレート、および約５〜５０重量％のビニルアルコキシシラン。ここで好ましいそのような１つのポリマーには、約３０％のビニルトリメトキシシラン、２０％のヒドロキシプロピルアクリレート、１０％のブチルアクリレート、および４０％のイソボルニルアクリレートが含まれる。
【００２７】
本発明の方法により調製されたアクリロシランポリマーは、本発明の一部をなすものでもあるが、酸腐蝕抵抗性のコーティング組成物の主たる成膜成分として使用されるのが好ましい。
【００２８】
そのようなコーティング組成物もまた本発明の一部をなすが、組成物中には、アクリロシランポリマーの成膜性成分と、非水分散ポリマー（ＮＡＤポリマーと呼ぶ）と、組み合わせることによって、環境大気汚染物質による酸腐蝕、およびシランコーティングに通常付随するクラッキングの起こりやすさに対する抵抗性を改良する架橋剤との組合せを含む。
【００２９】
これらのコーティング組成物は、乗用車およびトラックボディの外板の仕上げコーティングに有用である。その用途に応じて、本発明の組成物は、耐久性があり、ベースコートへの優れた接着性があり、クラックをおこさず、耐候条件下に長期間暴露しても透明性の点で劣化せず、そして長期間にわたって優れた光沢と魅力的な外観性を与えるような、コーティングを提供することが可能である。さらにこのコーティング組成物は、環境からの化学的な攻撃が原因の腐蝕に対する抵抗性の面において、従来から使用されてきたコーティング組成物よりも、顕著な改良を供することができる。したがってこのコーティング組成物は、乗用車またはトラックに、高光沢やＤＯＩ（画像鮮鋭性（ｄｉｓｔｉｎｃｔｎｅｓｓ  ｏｆ  ｉｍａｇｅ））を含めた高度に魅力的な美的外観を有し、さらに、環境からの化学的な攻撃が原因のその表面光沢の低下や腐蝕に対する抵抗性のある、外表面仕上げコーティングを与えることができる。
【００３０】
典型的には鋼板製の乗用車およびトラックには、数層のコーティングが施されている。通常鋼板はまず最初に無機の錆止め用のリン酸亜鉛またはリン酸鉄層をコーティングし、その上にプライマーコーティングを塗布するが、それは典型的には電着プライマーであるが、補修用プライマーであってもよい。典型的な電着プライマーには、陰極電着エポキシ変性樹脂が含まれ、これがポリイソシアネートによって架橋される。典型的な補修用プライマーにはアルキド樹脂が含まれる。任意選択的に、プライマーサーフェーサーをプライマーコーティングの上に塗布して、外観を改良し、および／またはプライマーコートに対するベースコートの接着性を改良することができる。次いでプライマーサーフェーサーの上に、顔料添加ベースコートまたはカラーコートを塗布する。典型的なベースコートには、顔料（メタリック塗装の場合には金属粉を含んでいてもよい）と、成膜性バインダーとしてのポリエステルまたはアクリロウレタンが含まれる。次いでその顔料添加ベースコート（カラーコート）に、クリアトップコート（クリアコート）を塗布する。カラーコートとクリアコートの厚みはそれぞれ、約０．１〜３ミルと１．０〜５．０ミルとにするのが好ましい。本発明のコーティング組成物は、顔料やその他常用される成分などの存在に応じて、ベースコート、クリアコートあるいはプライマーとして使用することができる。しかしながら、特に好ましい組成物は、クリアトップコートとして使用して、環境からの化学的な攻撃を防御するための、完全な仕上げコーティングとなるものである。本発明のクリアコート組成物を、本発明のベースコート組成物の上に塗布することもできる。
【００３１】
ポリマー成分を含む、本発明のコーティング組成物の成膜部分は、「バインダー」または「バインダー固形分」と呼ぶが、これは、有機溶媒また液状ビヒクル中に、溶解させるか、乳化させるか、あるいはその他の方法で分散させる。このバインダー固形分には一般に、全組成物中の、通常固体であるポリマー性の非液状成分が全部含まれる。一般に触媒、顔料、および非ポリマー性の化学物質添加剤たとえば安定剤などは、バインダー固形分の一部であるとはみなさない。顔料以外の非バインダー固形分は通常、組成物の約５重量％を超える量にはしない。本明細書の開示においては、「バインダー」という用語には、アクリロシランポリマー、ＮＡＤポリマー、架橋剤およびその他すべての任意選択的な成膜性ポリマーが含まれる。
【００３２】
本発明のコーティング組成物には好ましくは、約４０〜９０重量％のバインダーと、それに対応する約１０〜６０重量％の有機溶媒またはその他の液状ビヒクルが含まれる。このコーティング組成物がハイソリッド組成物であって、約５０〜８０重量％のバインダーと２０〜５０重量％の液状ビヒクルを含んでいるのが好ましい。本発明のコーティングはさらに、低ＶＯＣコーティング組成物であるのが好ましいが、これが意味しているのは、組成物の１リットルあたり０．６キログラム（１ガロンあたり５ポンド）未満の有機溶媒しか含まれないということである（ＡＳＴＭ  Ｄ３９６０による手順で測定）。このコーティング組成物のバインダーは、約２０〜８０重量％の成膜性アクリロシランポリマー、１０〜４０重量％のＮＡＤポリマー、約１０〜７０重量％の架橋剤のブレンド物であるのが好ましい。好適なコーティング組成物は、そのバインダーが、約４０〜７０重量％のアクリロシランポリマー、１０〜３０重量％のＮＡＤポリマー、そして１０〜５０重量％の架橋剤のブレンド物であるようなものである。
【００３３】
バインダー中の成膜性アクリロシラン部分には、上述のアクリロシランポリマーが含まれる。そのようなポリマーでは、コーティングの耐久性ならびに化学的および環境的な暴露作用に対する抵抗性に悪影響を及ぼすことなく、はるかに安価なビニルアルコキシシランモノマーを使用することが可能となる。今や、化学的および環境的な攻撃に対して高い抵抗性を有し、しかも同時に塗装コストを低減できるコーティング組成物を製造することが可能となった。
【００３４】
コーティング組成物のこの部分においては、上述のアクリロシランポリマーを、アクリロシランポリマーの唯一の手段とするのが好ましい。任意選択的に、上記のアクリロシランポリマーとその他のアクリロシランポリマーのブレンド物を使用することも可能である。それらのアクリロシランポリマーの具体例は、先に援用されることにより本明細書に組み入れられた、米国特許公報（特許文献１）に開示されている。
【００３５】
本発明の用途では、アクリロシランポリマーに加えて、その他の成膜性および／または架橋性の溶液ポリマーが含まれていてもよい。例を挙げれば、一般に公知のアクリル樹脂、セルロース系材料、アミノプラスト、ウレタン、ポリエステル、エポキシまたはそれらの混合物がある。
【００３６】
任意選択的な成分の成膜性ポリマーの好ましい一例としては、ポリオール、たとえばモノマーの重合物のアクリル系ポリオール溶液ポリマーがある。そのようなモノマーの例としては、上述の各種アルキルアクリレートおよび／または相当するメタクリレート、および上述の各種ヒドロキシアルキルアクリレートおよび／または相当するメタクリレートが挙げられる。好適なアルキルアクリレートは先に列挙したものである。好適なアルキルメタクリレートとしては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、ペンチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、オクチルメタクリレート、ノニルメタクリレート、ラウリルメタクリレートなどが挙げられる。このポリオールポリマーで好ましいのは、ヒドロキシル数が約５０〜２００で、重量平均分子量が約１，０００〜２００，０００、好ましくは約１，０００〜２０，０００のものである。
【００３７】
ポリオール中にヒドロキシ官能性を与えるためには、約９０％まで、好ましくは２０〜５０重量％のポリオールが、ヒドロキシ官能性のモノマーの重合物を含むようにする。好適なモノマーとしては、ヒドロキシアルキルアクリレートおよびメタクリレート、たとえば先に列挙したヒドロキシアルキルアクリレートがある。好適なヒドロキシアルキルメタクリレートとしては、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシブチルメタクリレートなどがある。
【００３８】
ポリオールポリマー成分中に、その他の重合性ヒドロキシ非含有モノマーを、最高約９０重量％まで、好ましくは５０〜８０％の量で含ませることも可能である。そのような重合性モノマーの例としては、たとえばスチレン、メチルスチレン、アクリルアミド、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、メタクリルアミド、メチロールメタクリルアミド、メチロールアクリルアミドなど、およびそれらの混合物を挙げることができる。
【００３９】
アクリル系ポリオールポリマーの一例としては、約１０〜２０重量％のスチレン、４０〜６０重量％のそのアルキル基中に１〜６個の炭素原子を有するアルキルメタクリレートまたはアクリレート、および１０〜５０重量％のそのアルキル基中に１〜４個の炭素原子を有するヒドロキシアルキルアクリレートまたはメタクリレートを含むものがある。そのようなポリマーの１つでは、約１５重量％のスチレン、約２９重量％のイソブチルメタクリレート、約２０重量％の２−エチルヘキシルアクリレート、および約３６重量％のヒドロキシプロピルアクリレートを含む。
【００４０】
本発明のコーティング組成物の基本となる成分は、上記のポリマー成分に加えて、非水分散ポリマー（ＮＡＤ）ポリマー（ミクロゲル、非水ラテックス、ポリマーコロイドと呼ばれることもある）である。このＮＡＤポリマーは、ポリマー粒子が有機媒体中に分散されている点に特徴があり、その粒子は立体安定化（ｓｔｅｒｉｃ  ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ）によって安定化されている。立体安定化は、溶媒和したポリマーまたはオリゴマーの層を粒子と媒体の界面に、通常は吸着によって、付着させることにより達成される。立体障害を与える際の問題点は２つあると考えられてきた：第１には、それぞれの粒子を取り囲む溶媒和化合物のさや（ｓｈｅａｔｈ）を含む可溶性ポリマーの選択であり、第２には、その粒子表面に、このポリマーを付着あるいは固着させるための方法である。典型的には、ＮＡＤポリマーはブロックまたはグラフトコポリマーであって、その１つの成分が可溶性の安定化部分となり、残りの部分（「アンカー」とよばれることがある）が連続層には溶解せず、分散相上に吸着または分散相内に吸収される。分散相のポリマーの、特に強い溶媒に対する安定性を向上させるために、あるいは、その安定化材の脱着や置き換えが起きないようにするためには、そのアンカー基を粒子に共有結合的に結合させることもできる。そのようにするためには、アンカー基の中に反応性の基、たとえばグリシジル基を組み込んで、それが分散ポリマー中の相方となる基、たとえばカルボン酸と反応できるようにする。
【００４１】
この組成物のＮＡＤポリマー中では、立体障害によって取り囲まれている分散相または粒子を、「マクロモレキュラーポリマー」または「コア」と呼ぶこととする。このコアに付着して、立体障害を与えている安定化材を、「マクロモノマー鎖」または「アーム」と呼ぶことにする。
【００４２】
このＮＡＤポリマーによって、シランコーティングに付随するクラッキングの問題も解決される。クラッキングを所望通り最小限に抑えるためには、これらのＮＡＤポリマーを、他の目的たとえば流動調節剤として使用する場合の典型的な使用量よりは、かなり多めに使用しなければならない。この分散ポリマーは典型的には、組成物中の全バインダーの１０〜６０重量％、好ましくは約１５〜４０％、より好ましくは２０〜３０％の間の量で使用する。組成物における、シラン化合物の、分散ポリマー成分に対する比率は、５：１から１：２まで、好ましくは４：１から１：１までである。組成物中において、このように分散ポリマーを比較的高い濃度とすることが可能となるのは、分散ポリマーのアームの中に反応性基が存在しているためであって、この反応性基がポリマーに、系の連続層に対する親和性を与えている。
【００４３】
このＮＡＤポリマーには、ＮＡＤポリマーの重量を基準にして、約１０〜９０重量％、好ましくは５０〜８０％の、約５０，０００〜５００，０００の重量平均分子量を有する高分子量コアが含まれる。その平均粒子径が０．１〜０．５ミクロンであれば好ましい。そのコアに付いているアームが、ＮＡＤポリマーの約９０〜１０重量％、好ましくは２０〜５０％を占め、その重量平均分子量は約１，０００〜３０，０００、好ましくは１０００〜１０，０００である。
【００４４】
ＮＡＤポリマーのマクロモレキュラーコアに、エチレン性不飽和モノマーの重合物を含むのが好ましい。好適なモノマーとしては、スチレン、アルキルアクリレートまたはメタクリレート、エチレン性不飽和モノカルボン酸、および／またはシラン含有モノマーなどが挙げられる。メチルメタクリレートのようなモノマーは高いＴｇ（ガラス転移温度）のＮＡＤポリマーを与えるし、それに対して、ブチルアクリレートや２−エチルヘキシルアクリレートのような「軟化」モノマーは、低いＴｇの分散ポリマーを与える。その他の任意選択的な成分モノマーとしては、ヒドロキシアルキルアクリレートもしくはメタクリレート、またはアクリロニトリルなどがある。ヒドロキシのような官能基は、アクリロシランポリマー中のシラン基と反応して、組成物中にさらなる結合を生じさせることが可能であることに、注意されたい。コアを架橋させた方が望ましい場合には、アリルアクリレートまたはアリルメタクリレートを使用して互いに架橋結合させたり、モノカルボン酸官能性エチレン性不飽和モノマーと反応してコアを架橋させることが可能な、グリシジルアクリレートまたはメタクリレートのようなエポキシ官能性モノマーを使用したりすることが可能である。
【００４５】
あるいは、架橋の目的でコアにシラン官能性を持たせることも可能であり、そのような官能性を与えることは、成膜性アクリロシランポリマーのところで述べたようなシラン含有モノマーの１種または複数を、少量加えることによって可能となる。このシラン官能基を、コアの中での架橋をさせるための、第１または主要な手段、好ましくは唯一の手段とするのが好ましい。マクロモレキュラーコアを形成するモノマーの約２〜１０％、好ましくは約５％未満のモノマーを、それ自体の間で架橋を形成することが可能なシランモノマーとするのが好ましい。そのようにすると、シロキサン結合（−Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ−）による架橋が起きる。このシラン架橋にすることで、硬化させる前にはコアが非架橋ポリマーとしての挙動を示して、塗布の際には良好な流動性を有するので、その結果外観が改良される。このコアは、硬化中に湿分に暴露し加熱するか、および／または硬化後に環境中の湿分に暴露させることによって、硬化中または硬化後に架橋させることが可能である。コア中にシランを存在させることのまた別な利点は、硬化させた膜を湿分に暴露してもかぶりが起きないことで、そのようなかぶりは、シランが存在しない場合には起きることが知られている。
【００４６】
本発明で使用するＮＡＤポリマーの好ましい特徴は、反応性を有するマクロモノマーアームが存在すること、すなわち、それらのアームが、本発明の組成物のアクリロシランポリマーと反応させるのに用いられる多くの反応性基（「架橋官能基」と呼ばれる）を有している点にある。実際のところ、これらの官能基がどの程度の割合でアクリロシランポリマーと反応しているのかは、正確には判らないが、その理由は、組成物の焼付けおよび硬化の際に多くの複雑な反応が組み合わさって起きるためであって、これは特に追加の成膜性バインダーが存在する場合に著しい。しかしながら、アームの中のそれらの官能基のかなりの部分、好ましくはその大部分が、組成物の成膜成分と実際に反応して架橋させているのであろう、と言うことはできよう。たとえばポリオールのような、追加の成膜性ポリマーが存在する場合には、それらのアームはアクリロシランポリマー以外の成膜性ポリマーとも反応することができる。マクロモノマーアームを構成するモノマーの約３〜３０％が、反応性の架橋官能基を有しているのが好ましい。それらモノマーの約１０〜２０％がそのような反応性基を有しているのが好ましい。
【００４７】
ＮＡＤポリマーのアームは、マクロモレキュラーコアにしっかりと固着されているべきである。この理由から、アームは共有結合によって固着されているのが好ましい。この固着は、成膜性ポリマーと反応した後でも、アームがＮＡＤポリマーに充分に保持されているようにしなければならない。
【００４８】
上述のように、ＮＡＤポリマーのアームまたはマクロモノマーの役目は、当分野において立体障害と呼ばれているものを形成することによって、コアが凝集するのを妨げることにある。このアームは、典型的にはマクロモレキュラーコアとは対照的に、少なくとも一時的には、有機溶媒ビヒクルまたは媒体中で溶媒和されることが可能である。したがって、それらは、鎖が延びた配置をとることが可能で、そのために、それらの架橋性官能基が成膜性シラン含有ポリマーのシラン基と比較的容易に反応することが可能となる。そのようなアームには、マクロモノマーの重量を基準にして約５〜３０重量％好ましくは１０〜２０％の、エチレン性不飽和ヒドロキシの重合物、エポキシド、シラン、酸、酸無水物、イソシアネート、アミド、またはその他の架橋性官能基含有モノマーまたはそれらの組合せと、マクロモノマーの重量を基準にして約７０〜９５重量％の、そのような架橋性官能基を持たない、少なくとも１種のその他のエチレン性不飽和モノマーの重合物とを含んでいるのが好ましい。架橋性官能基がヒドロキシ、シランまたはエポキシ含有モノマーであるのが好ましいが、それは、そのような反応性基を一液型システムとして使用することが可能であるからである。架橋性官能基が酸、酸無水物またはイソシアネートであるような場合には、二液型システムとして、一般にその第一液中に分散ポリマー、そしてその第二液中にアクリロシランを用いる必要がある。上述の架橋性官能基を組み合わせることも好ましいが、ただし、ヒドロキシ基とシラン基は相互親和性が乏しく、そのため同一のマクロモノマー鎖上には存在させない方が好ましいということには、注意が必要である。
【００４９】
一例を挙げれば、コアに結合したマクロモノマーアームには、それぞれそのアルキル基に１〜１２個の炭素原子を有するアルキルメタクリレート、アルキルアクリレートのモノマーの重合物、さらには、固着および／または架橋のための、グリシジルアクリレートもしくはグリシジルメタクリレート、またはエチレン性不飽和モノカルボン酸含有モノマーを含むことができる。典型的に有用なヒドロキシ含有モノマーは、上述のように、ヒドロキシアルキルアクリレートまたはメタクリレートである。
【００５０】
ヒドロキシ官能性を有するＮＡＤポリマーとして好適な１つの組成物には、約２５重量％のヒドロキシエチルアクリレート、約４重量％のメタクリル酸、約４６．５重量％のメチルメタクリレート、約１８重量％のメチルアクリレート、約１．５重量％のグリシジルメタクリレートおよび約５％のスチレンからなるコアが含まれる。そのコアに付着したマクロモノマーには、９７．３重量％のプレポリマーと約２．７重量％のグリシジルメタクリレートが含まれ、後者が架橋または固着に使用される。１つの好適なプレポリマーには、約２８重量％のブチルメタクリレート、約１５重量％のエチルメタクリレート、約３０重量％のブチルアクリレート、約１０重量％のヒドロキシエチルアクリレート、約２重量％のアクリル酸、および約１５重量％のスチレンが含まれる。
【００５１】
このＮＡＤポリマーは一般に公知の方法によって製造することが可能である。たとえば、そのようなポリマーを、有機溶媒中で、粒子のための立体安定剤の存在下に、モノマーを分散フリーラジカル重合させる方法によって製造することが可能であることは開示されている。その方法は基本的に、モノマーは可溶であるが生成してくるポリマーは溶解しない不活性溶媒中、溶解させた両性安定剤の存在下で、モノマーを重合させる方法の一つとして、開示されている。そのような方法は、特許文献、非特許文献のいずれにも詳しく開示されているが、たとえば、先に挙げた一般的な分散ポリマーに関する文献や、米国特許公報（特許文献３）、および（非特許文献１）を参照されたい。マクロモノマーアームは、コバルト触媒を用いて特殊連鎖移動（ＳＣＴ）重合、グループトランスファー重合（ＧＴＰ）またはフリーラジカル重合によって調製することが可能である。この分散ポリマーによって、従来シランコーティングに付随していたクラッキングの問題が解決される。
【００５２】
任意選択的に本発明のコーティング組成物にさらに、特に任意選択的な成分のポリオールポリマーに関連して、追加の架橋剤たとえば、常用される各種アルキル化メラミンホルムアルデヒド架橋剤を加えることもできる。使用可能な典型的なアルキル化メラミンホルムアルデヒド架橋剤としては、たとえば、通常のモノマー性またはポリマー性の部分的または全面的にアルキル化されたアルキル化メラミンホルムアルデヒド樹脂が挙げられる。有用な架橋剤の１つは、重合度が約１〜３のメチル化およびブチル化またはイソブチル化メラミンホルムアルデヒド樹脂である。一般にこのメラミンホルムアルデヒド樹脂には、約５０％のブチル化基またはイソブチル化基と、５０％のメチル化基とが含まれる。典型的にはそのような架橋剤の数平均分子量は約３００〜６００であり、重量平均分子量は約５００〜１５００である。市販されている樹脂の例を挙げれば、サイメル（Ｃｙｍｅｌ）（登録商標）１１６８、サイメル（Ｃｙｍｅｌ）（登録商標）１１６１、サイメル（Ｃｙｍｅｌ）（登録商標）１１５８、レジミン（Ｒｅｓｉｍｉｎｅ）（登録商標）４５１４およびレジミン（Ｒｅｓｉｍｉｎｅ）（登録商標）３５４などがある。この架橋剤はバインダーの重量を基準にして、約５〜５０重量％の量で使用するのが好ましい。その他の架橋剤として考えられるのは、尿素ホルムアルデヒド、ベンゾクアナミンホルムアルデヒドおよびブロックポリイソシアネート、または各種前記架橋剤の相溶性混合物などである。
【００５３】
上述のコーティング組成物は、長い貯蔵寿命を有する一液型システムとして配合することができる。
【００５４】
二成分型システムでは、多官能有機イソシアネートを、そのイソシアネート化合物が１分子中に少なくとも２つのイソシアネート基を有してさえいれば、特別な制限なしに架橋剤として使用することができる。ポリイソシアネート化合物としては、１分子中に２〜３つのイソシアネート基を有するイソシアネート化合物が好ましい。多官能有機イソシアネート化合物の典型例を挙げてみれば、たとえば、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、２，４−トルエンジイソシアネート、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−４，４’−ジイソシアネート、テトラメチルキシリデンジイソシアネートなどがある。ジイソシアネートのトリマーもまた使用可能で、たとえばヘキサメチレンジイソシアネートのトリマー（イソシアヌレート）で商品名デスモジュール（Ｄｅｓｍｏｄｕｒ）（登録商標）Ｎ−３３９０として販売されているもの、イソホロンジイソシアネートのトリマー（イソシアヌレート）で商品名デスモジュール（Ｄｅｓｍｏｄｕｒ）（登録商標）Ｚ−４４７０として販売されているものなどがある。ポリイソシアネート官能性アダクトもまた使用可能で、それらは、前述の各種有機ポリイソシアネートとポリオールとから製造される。トリメチロールアルカンたとえばトリメチロールプロパンまたはエタンのようなポリオールを使用することができる。有用なアダクトの１つに、テトラメチルキシリデンジイソシアネートとトリメチロールプロパンの反応生成物で、商品名サイタン（Ｃｙｔｈａｎｅ）（登録商標）３１６０として販売されているものがある。本発明の架橋可能な樹脂を外板のコーティングに使用する場合、耐候性および耐黄変性の観点から、芳香族イソシアネートを使用するよりは、脂肪族またはシクロ脂肪族イソシアネートを使用する方が好ましい。
【００５５】
通常触媒を添加して、シランポリマーのシラン部分を、それ自体で架橋させたり、分散ポリマーを含めた組成物中の他の成分と架橋させたりするための、触媒作用をさせる。そのような触媒の典型例を挙げれば、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジオキシド、ジブチルスズジオクトエート、スズオクトエート、アルミニウムチタネート、アルミニウムキレート、ジルコニウムキレートなどがある。３級アミン、および酸またはそれらの組合せも、シラン結合生成の触媒として有用である。これらの触媒は、バインダーの重量を基準にして約０．１〜５．０％の量で使用される。
【００５６】
さらに、これらコーティング組成物には、構造化ポリマー、スターポリマー、または溶媒逆転可能ポリマー（ｓｏｌｖｅｎｔ  ｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅ  ｐｏｌｙｍｅｒ）（ＳＲＰ）を加えることもできる。
【００５７】
本発明のコーティング組成物によって製造されるクリア仕上げコーティングの耐候性を改良するために、単一の紫外光安定剤または複数の紫外光安定剤の組合せを、バインダーの重量を基準にして約０．１〜５重量％の量で添加することができる。そのような安定剤としては、紫外光吸収剤、遮蔽剤（ｓｃｒｅｅｎｅｒ）、失活剤、および特定のヒンダードアミン光安定剤などが挙げられる。さらに抗酸化剤を、バインダーの重量を基準にして約０．１〜５重量％の量で添加してもよい。
【００５８】
有用な紫外光安定剤の典型例としては、ベンゾフェノン、トリアゾール、トリアジン、ベンゾエート、ヒンダードアミンおよびそれらの混合物が挙げることができる。紫外線安定剤の具体例については、米国特許公報（特許文献４）に開示されている（その開示のすべてを参考として引用し本明細書に組み入れる）。
【００５９】
この組成物にはさらに、その他の常用される配合添加物を含んでいてもよく、そのようなものとしては、流動調節剤たとえば、レジフロー（Ｒｅｓｉｆｌｏｗ）（登録商標）Ｓ（ポリブチルアクリレート）、ビー・ワイ・ケー（ＢＹＫ）（登録商標）３２０および３２５（高分子量ポリアクリレート）；レオロジー調節剤たとえば、ヒュームドシリカ；水捕捉剤たとえば、テトラシリケート、トリメチルオルトホーメート、トリエチルオルトホーメートなどがある。
【００６０】
本発明の組成物を、顔料添加カラーコート（ベースコート）の上のクリアコート（トップコート）として使用してカラーコート／クリアコート仕上げを行う場合には、クリアコートにも少量の顔料を添加して、黄変のような仕上げコーティングにおける望ましくない着色を防止することもできる。
【００６１】
本発明の組成物はさらに、顔料を添加してカラーコートとして使用したり、あるいはモノコートとして、さらにはプライマーもしくはプライマーサーフェーサーとして使用することができる。この組成物は、各種の基材、たとえば、あらかじめ塗装ずみの基材、冷間圧延鋼板、リン酸処理鋼板、電着により通常のプライマーコートした鋼板などに対して優れた接着性を有している。本発明の組成物は、プライマー、たとえば架橋エポキシポリエステルおよび各種のエポキシ樹脂、さらにはアルキド樹脂補修用プライマーなどを含むプライマーに対して優れた接着性を示す。本発明の組成物は、ポリエステル補強ファイバーガラス、反応射出成形ウレタン、部分結晶性ポリアミドのような、プラスチック基材をコーティングするのにも使用することができる。
【００６２】
本発明のコーティング組成物をベースコートとして使用する場合には、組成物に添加することが可能な典型的な顔料としては、以下のようなものを挙げることができる：金属酸化物たとえば、二酸化チタン、酸化亜鉛、各種の色の鉄酸化物、カーボンブラック、充填顔料たとえばタルク、チャイナクレー、バライト、炭酸塩、ケイ酸塩、および各種の有機着色顔料たとえば、キナクリドン、銅フタロシアニン、ペリレン、アゾ顔料、インダントロンブルー、カルバゾールたとえばカルバゾールバイオレット、イソインドリノン、イソインドール、チオインジゴレッド、ベンズイミダゾリノン、金属粉顔料たとえばアルミニウムフレーク、など。
【００６３】
それらの顔料は、従来からの方法たとえば、高速混合、サンドグラインド法、ボールミル法、アトライターグラインド法または２本ロールミル法を用いて、コーティング組成物に使用する上述の各種ポリマー、またはその他相溶性のあるポリマーまたは分散剤を使用したミルベースまたは顔料分散体をまず形成させることによって、コーティング組成物中に導入することが可能である。次いでそのミルベースを、コーティング組成物に使用されるその他の成分とブレンドする。
【００６４】
通常の溶媒および希釈剤を使用して、上述のポリマーを分散および／または希釈させて、本発明のコーティング組成物を得ることができる。典型的な溶媒および希釈剤を挙げてみれば、トルエン、キシレン、酢酸ブチル、アセトン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、メタノール、イソプロパノール、ブタノール、ヘキサン、アセトン、エチレングリコール、モノエチルエーテル、ＶＭおよびＰナフサ、ミネラルスピリッツ、ヘプタンおよびその他の脂肪族、シクロ脂肪族、芳香族炭化水素、エステル、エーテルおよびケトンなどがある。
【００６５】
このコーティング組成物は、一般的な方法たとえば、スプレー塗り、静電塗装、浸漬塗り、刷毛塗り、フローコーティングなどにより塗布することができる。好適な方法は、スプレー塗りと静電塗装である。塗布後に典型的には、その組成物を１００〜１５０℃で約１５〜３０分間焼き付けを行って、厚み約０．１〜３．０ミルのコーティングを形成させる。この組成物をクリアコートとして使用する場合には、それをカラーコート上に塗布するが、そのカラーコートはタックフリーな状態まで乾燥させて硬化させておくか、または短時間好ましくはフラッシュ乾燥させてから、クリアコートを塗布する。次いでそのカラーコート／クリアコート仕上げコーティングを前述のようにして焼き付けし、乾燥した硬化済みの仕上げコーティングとする。
【００６６】
クリアトップコートをベースコートの上に、「ウェット・オン・ウェット」塗装法の手段を用いて塗布するのもよく行われているが、これはすなわち、ベースコートを硬化させたり完全に乾燥させたりすることなく、ベースコート上にトップコートを塗布する方法である。次いでそのようにしてコーティングした基材を、所定の時間加熱して、ベースコートとクリアコートを同時に硬化させる。
【００６７】
本発明のクリアトップコート組成物を硬化させる際に、特にシランポリマーをポリオールと組み合わせて使用した場合には、シラン含有ポリマーの一部がクリアコートの上側部分の中に移行して層を形成することができ、その結果、耐久性のある、耐候性クリアコートが得られるようになる。そのような層形成は、トップコートの硬化層の断面をＸ線電子分光法（ＥＳＣＡ）にかけることによって、見ることができる。
【００６８】
このコーティング組成物は、二液型システムとして、または貯蔵寿命を長くした一液型システムとして、配合することが可能である。
【００６９】
以下の実施例を用いて本発明を説明する。すべての部とパーセントは、特に断らない限り、重量基準である。本明細書に開示されている分子量はすべて、標準ポリスチレンを使用してＧＰＣにより測定したものである。
【実施例】
【００７０】
（実施例１）
ビニルシランおよびアクリレートのみを含むポリマーの調製
以下の成分を、マントルヒーター、還流凝縮器、および撹拌機、熱電対、窒素入口、および滴下ロートを備えた１２リットルの反応フラスコの中に仕込んだ：
【００７１】
【表１】
2005520023.tif 000004
【００７２】
第１成分を反応フラスコ中に仕込み、窒素下で、その還流温度まで加熱した。第２成分を３３０分間かけて添加したが、その間その反応混合物を還流温度に維持した。次いで第３成分を添加し、その反応混合物をさらに３０分間その還流温度に保持した。
【００７３】
得られたポリマー溶液の重量固形分は７５．６％（これは実質的に転化率が１００％であることを示している）、重量平均分子量は約５，２００で、以下の成分、Ａ１７１／ＩＢＯＡ／ＨＰＡ／ＢＡを３０／４０／２０／１０の重量比で含んでいる。
【００７４】
（実施例２）
ビニルシラン、アクリレートおよびジアクリレートを含むポリマーの調製
以下の成分を、マントルヒーター、還流凝縮器、および撹拌機、熱電対、窒素入口、および滴下ロートを備えた１２リットルの反応フラスコの中に仕込んだ：
【００７５】
【表２】
2005520023.tif 000005
【００７６】
第１成分を反応フラスコ中に仕込み、窒素下で、その還流温度まで加熱した。第２成分を３６０分間かけて添加したが、その間その反応混合物を還流温度に維持した。次いで第３成分を６０分間かけて添加し、その反応混合物をさらに３０分間その還流温度に保持した。
【００７７】
得られたポリマー溶液の重量固形分は７５．６％（これは実質的に転化率が１００％であることを示している）、重量平均分子量は約１５，０００で、以下の成分、Ａ１７１／ＩＢＯＡ／ＨＰＡ／ＢＡ／ＨＤＯＤＡを２０／４５／２０／１３／２の重量比で含んでいる。
【００７８】
（実施例３〜１１）
ビニルシラン、アクリレートおよび各種の量のメタクリレートおよび／またはスチレンモノマーを含むポリマーの調製
それぞれの試験ポリマーについて、下記の表に示した第１成分を、前述と同様の装備の反応フラスコ中に仕込み、窒素下でその還流温度にまで加熱した。次いで下に示す第２成分を３６０分間かけて添加したが、その間その反応混合物を還流温度に維持した。次いで第３成分を６０分間かけて添加し、その反応混合物をさらに３０分間その還流温度に保持した。これらの実施例から、ビニルアルコキシシランおよびアクリレートモノマーと共に、コモノマーとしてスチレン性またはメタクリレートモノマーをかなりの量で使用すると、転化率が低下することが判る。しかしながら、この一連の実験を通じて良好な転化率が得られている。
【００７９】
【表３】
2005520023.tif 000006
【００８０】
（実施例１２）
ビニルシランコポリマーを含むクリアコートの調製
電着用プライマーを電着させたリン酸被膜処理鋼板パネルに、通常の溶媒系の黒色ベースコーティング組成物をスプレーコーティングして、厚み約０．５〜１．０ミルのベースコートを形成させた。実施例１のコポリマーを用いた配合のクリアコートペイントを、前記黒色ベースコートの上に「ウェット・オン・ウェット」法で塗布し、厚み約１．５〜２．５ミルのクリアコート層を形成させた。このパネルを、３０分間約１４０℃の焼き付けによって完全に硬化させると、優れた外観が得られた。このクリアコーティング組成物はさらに、従来のアクリロシランポリマーからのクリアコートに匹敵する酸腐蝕抵抗性を示し、またシランポリマーなしで作ったクリアコートよりは明らかに優れた酸腐蝕抵抗性を示した。
【００８１】
本発明の精神および範囲から外れることなく、本発明の組成物の成分について、各種の修正、変更、追加、置き換えが可能であることは、当業者には明らかであろう。本発明は、本明細書で説明した例示のための実施態様に限定されるものではなく、むしろ以下の請求の範囲によって定義されるべきである。
【国際調査報告】
2005520023.tif 000010
2005520023.tif 000011