CN101910334A - 亲水性包覆剂、亲水性覆膜、及亲水性基材 - Google Patents

亲水性包覆剂、亲水性覆膜、及亲水性基材 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于提供具有高硬度、耐擦伤性优良、并且耐溶剂性、耐碱性也优良的亲水性覆膜。本发明的一个方面是一种亲水性包覆剂，其中，含有(A)胶体二氧化硅溶胶、(B)具有活性氢且重均分子量(Mw)为5千～20万的丙烯酸聚合物、(C)硅烷偶联剂、(D)聚内酯多元醇、和(E)固化剂，(F)具有活性氢的表面活性剂的含量不超过(B)成分与(F)成分的总量的30质量％，(A)成分与(B)成分的质量比[(A)/(B)]为5/95～95/5，(A)成分及(B)成分的总计与(C)成分的质量比[(A+B)/(C)]为30/70～95/5，(B)成分与(D)成分的质量比[(B)/(D)]为90/10～10/90。

Description

亲水性包覆剂、亲水性覆膜、及亲水性基材
技术领域
本发明涉及用于对眼镜镜片、窗户材料等赋予防雾性的亲水性包覆剂及由该亲水性包覆剂得到的亲水性覆膜、以及形成有该亲水性覆膜的亲水性基材。
背景技术
目前，已知用于对以玻璃、塑料材料等作为基材的眼镜镜片、窗户材料等赋予防雾性的亲水性包覆剂。
例如，下述专利文献1中公开了用于形成兼具耐擦伤性和防雾性的亲水性覆膜的亲水性硬涂层用组合物。具体而言，公开了含有一分子中具有至少3个以上(甲基)丙烯酰基的单体、具有从羧基、磺酸基、磷酸基选择的官能团的亲水性单体、和无机溶胶的亲水性硬涂层用组合物。
另外，下述专利文献2中公开了用于形成耐磨损性优良的防雾性覆膜且可以缩短流平工序的时间的涂布剂。具体而言，公开了由有机异氰酸酯、以聚乙二醇等吸水性多元醇、甲基丙烯酸2-羟基乙酯等含羟基单体为结构单元的丙烯酸多元醇酯、含活性氢基的表面活性剂及溶剂的混合物形成的涂布剂。
另外，下述专利文献3中公开了在形成有硬涂层的眼镜用塑料镜片基材上形成由有机物及无机物形成的防雾涂层的防雾性眼镜镜片。作为所述防雾涂层的具体例，公开了下述防雾涂层，该防雾涂层是层叠含有胶体二氧化硅、聚乙烯醇、聚丙烯酸和含水有机溶剂的涂敷组合物作为第一层，在该第一层上层叠含有硅酸甲酯、乙酰丙酮铝和含水有机溶剂的第二层而得到。另外，作为所述防雾涂层的具体例，公开了下述防雾涂层，该防雾涂层是层叠含有硅酸乙酯、胶体二氧化硅和含水有机溶剂的涂敷组合物作为第一层，在该第一层上层叠含有聚乙烯醇部分皂化物、硅酸甲酯、乙酰丙酮铝和环氧二氧化硅等的第二层而得到。
另外，下述专利文献4中公开了用于形成防雾性能的寿命优良的涂膜的防雾涂料。具体而言，记载了含有胶体二氧化硅溶胶和亲水性聚合物作为必要成分的防雾涂料。作为所述亲水性聚合物的具体例，例如可以举出聚乙烯醇、改性聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、改性聚乙烯基吡咯烷酮、亲水性丙烯酸类聚合物等。另外，记载了防雾涂料中还可以含有多异氰酸酯化合物等交联剂。
另外，下述专利文献5中公开了提供玻璃与涂层的密合性优良的涂布剂及使用了该涂布剂的耐擦伤性及防飞散性能优良的玻璃的技术。此外，记载了该涂布剂含有硅烷偶联剂、聚己内酯、聚二甲基硅氧烷和异氰酸酯树脂或三聚氰胺树脂。
由上述任何一个文献所公开的包覆剂形成的亲水性覆膜，均不能全部满足亲水性、高硬度、耐擦伤性、耐溶剂性、耐碱性。
专利文献1：日本特开2005-187576号公报
专利文献2：日本特开2006-169440号公报
专利文献3：日本特开2005-234066号公报
专利文献4：日本特开2005-314495号公报
专利文献5：日本特开2006-290696号公报
发明内容
本发明的目的在于，提供具有高硬度、耐擦伤性优良、进而耐溶剂性、耐碱性也优良的亲水性覆膜。
本发明的一个方案是一种亲水性包覆剂，含有主剂和(E)固化剂，所述主剂含有：(A)胶体二氧化硅溶胶、(B)具有活性氢且重均分子量(Mw)为5千～20万的丙烯酸聚合物、(C)硅烷偶联剂、(D)聚内酯多元醇和具有(F)活性氢的表面活性剂，其特征在于，(A)成分与(B)成分的质量比[(A)/(B)]为5/95～95/5，(A)成分及(B)成分的总计与(C)成分的质量比[(A+B)/(C)]为30/70～95/5，(B)成分与(D)成分的质量比[(B)/(D)]为90/10～10/90，(F)具有活性氢的表面活性剂相对于(B)成分与(F)成分的总量为0～30质量％。
另外，本发明的另一个方案是一种亲水性包覆剂，含有主剂和(E)固化剂，所述主剂含有：(A)胶体二氧化硅溶胶、(B)具有活性氢且重均分子量(Mw)为5千～20万的丙烯酸聚合物、(C)硅烷偶联剂、(D)聚内酯多元醇、和(F)具有活性氢的表面活性剂，其中，所述主剂的不挥发成分中，所述胶体二氧化硅(A)的含有比例为5～60质量％，所述丙烯酸聚合物(B)的含有比例为10～60质量％，所述硅烷偶联剂(C)的含有比例为5～30质量％，所述(D)聚内酯多元醇的含有比例为5～75质量％，所述(F)具有活性氢的表面活性剂的含有比例为0～15质量％。
另外，本发明的再一个方案是一种亲水性覆膜，其通过将上述任何一种亲水性包覆剂涂布在基材上并使其固化而得到。
另外，本发明的又一个方案是一种亲水性基材，其特征在于，由上述亲水性覆膜所包覆。
本发明的目的、特征、方案及优点，通过以下的具体说明可以更明白。
具体实施方式
下面具体说明本发明的优选实施方式。需要说明的是，本发明不限于以下说明的实施方式。
本实施方式中的亲水性包覆剂含有主剂和(E)固化剂，所述主剂含有：(A)胶体二氧化硅溶胶、(B)具有活性氢且重均分子量(Mw)为5千～20万的丙烯酸聚合物、(C)硅烷偶联剂、(D)聚内酯多元醇、和(F)具有活性氢的表面活性剂，其特征在于，(A)成分与(B)成分的质量比[(A)/(B)]为5/95～95/5，(A)成分及(B)成分的总计与(C)成分的质量比[(A+B)/(C)]为30/70～95/5，(B)成分与(D)成分的质量比[(B)/(D)]为90/10～10/90，(F)具有活性氢的表面活性剂相对于(B)成分和(F)成分的总量为0～30质量％。
胶体二氧化硅溶胶(A)是通过表面具有的硅烷醇基(-Si-OH)对得到的覆膜赋予亲水性、进而赋予高硬度、耐溶剂性的成分。
胶体二氧化硅溶胶(A)是以水、甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、二甲苯、二甲基甲酰胺等作为分散介质的、具有硅烷醇基(-Si-OH)的二氧化硅类化合物的胶体或溶胶。作为胶体二氧化硅溶胶，可以举出：以硅酸甲酯、硅酸乙酯及它们的低聚物等为原料使用碱性催化剂制造的、含有二氧化硅微粒、长链状分子作为分散胶体的胶体二氧化硅溶胶。
作为分散胶体的平均粒径，从包覆剂的稳定性、固化后的透明性优良的观点考虑，优选为1～200nm，进一步优选10～100nm。另外，所述平均粒径是进行比面积换算而算出的值。
另外，作为胶体二氧化硅溶胶(A)中的二氧化硅类化合物的含有比例(固体成分)，从粒子的稳定性优良的观点考虑，优选为5～50质量％，进一步优选10～40质量％。
作为胶体二氧化硅溶胶(A)的具体例，可以举出作为市售品的MEK-ST、甲醇二氧化硅溶胶等Snowtex系列(均为日产化学株式会社制)；QUARTRON(扶桑化学株式会社制)；Cataloid S(触媒化成工业株式会社制)；ルドツクス(グレ一ス公司制)；シリカド一ル(日本化学工业株式会社制)；アデライト(旭电化工业株式会社制)等。
本实施方式的亲水性包覆剂的主剂的不挥发成分中的胶体二氧化硅溶胶(A)的含有比例优选为5～60质量％，进一步优选5～55质量％，特别优选10～30质量％。所述胶体二氧化硅溶胶(A)的含有比例小于5质量％时，得到的覆膜有亲水性、耐溶剂性下降、或者硬度下降的倾向。另一方面，所述胶体二氧化硅溶胶(A)的含有比例超过60质量％时，得到的覆膜的硬度过高，由此具有容易产生裂纹、另外耐擦伤性下降的倾向。
本实施方式中的丙烯酸聚合物(B)，是用于形成在使得到的覆膜维持耐碱性、耐溶剂性等的同时具有亲水性的覆膜的成分。
本实施方式中的丙烯酸聚合物(B)，是具有活性氢的重均分子量5千～20万的丙烯酸聚合物。通过丙烯酸聚合物(B)中所含的活性氢，丙烯酸聚合物(B)借助硅烷偶联剂(C)与胶体二氧化硅溶胶(A)形成交联结构。另外，丙烯酸聚合物(B)的活性氢也成为固化剂(E)起作用的交联点。
具有活性氢的丙烯酸聚合物(B)，通过将包含自由基聚合性单体(以下也简称为含活性氢单体)的单体混合液聚合而得到，所述自由基聚合性单体含有具有活性氢的官能团。作为聚合方法的具体例，可以举出溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合等。其中，优选使用将单体混合液溶解于溶剂中并根据必要在聚合引发剂的存在下进行聚合的溶液聚合。
作为具有活性氢的官能团的具体例，例如可以举出羟基、羧基、磺酸基、氨基、酰胺基、磷酸酯基、巯基等。其中，从与偶联剂的反应性优良的观点及包覆剂的稳定性优良的观点考虑，优选羟基。
丙烯酸聚合物(B)，只要是含有含活性氢单体单元作为结构单元的聚合物，就没有特别限制，可以是含活性氢单体与不具有可与该含活性氢单体共聚的活性氢的自由基聚合性单体(以下也简称为不含活性氢单体)的共聚物，也可以是含活性氢单体的均聚物。
作为丙烯酸聚合物(B)中的含活性氢单体单元的含有比例，优选为10质量％以上，进一步优选20质量％以上，优选为100质量％以下，进一步优选80质量％以下。所述含活性氢单体单元的含有比例过低时，有得到的覆膜的亲水性变得不充分的倾向。
丙烯酸聚合物(B)的重均分子量(Mw)为5千～20万的范围，优选为1万～10万、进一步优选为1万～3万的范围。所述重均分子量低于5千时，形成的亲水性覆膜的表面的耐水性、耐碱性下降。另一方面，所述重均分子量超过20万时，与(A)胶体二氧化硅溶胶的相溶性下降，由此包覆剂中发生凝聚而难以进行涂布、或者得不到良好的涂膜。
另外，作为丙烯酸聚合物(B)的羟值，优选为10～70，进一步优选15～65。在所述羟值过低时，亲水性有下降的倾向。另外，所述羟值过高时，具有得到的覆膜发生白浊、或者包覆剂中的胶体二氧化硅溶胶发生凝聚的倾向。需要说明的是，羟值是根据JIS-K0070通过电位差滴定法测定的值。
本实施方式的亲水性包覆剂中，胶体二氧化硅溶胶(A)与丙烯酸聚合物(B)的质量比[(A)/(B)]为5/95～95/5(0.05～19)，优选20/80～80/20(0.25～4)，进一步优选25/75～75/25(0.3～3)，特别优选25/75～40/60(0.3～0.6)。在A/B小于5/95时，耐溶剂性下降。另外，在A/B高于95/5时，产生裂纹等，得不到良好的涂膜，或者耐碱性、耐擦伤性下降。
本实施方式的亲水性包覆剂的主剂的不挥发成分中的、丙烯酸聚合物(B)的含有比例，优选为10～60质量％的范围，进一步优选20～55质量％，特别优选30～45质量％。所述丙烯酸聚合物(B)的含有比例低于10质量％时，有得到的覆膜的亲水性下降、另外耐碱性下降的倾向。另一方面，所述丙烯酸聚合物(B)的含有比例超过60质量％时，有得到的覆膜的硬度下降、或耐溶剂性下降、或耐擦伤性下降的倾向。
作为具有羟基的自由基聚合性单体，可以举出具有羟基的、(甲基)丙烯酸酯、乙烯基醚、或(甲基)丙烯酸酯的二醇类加成物等。
作为具有羟基的自由基聚合性单体的具体例，例如可以举出(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯等(甲基)丙烯酸羟烷基酯；4-羟基丁基乙烯基醚、环己烷二甲醇单乙烯基醚等羟烷基乙烯基醚；羟基乙基烯丙基醚、环己烷二甲醇单烯丙基醚等羟烷基烯丙基醚；聚乙二醇、聚丙二醇、1，4-丁二醇等聚亚烷基多元醇与(甲基)丙烯酸的酯即单(甲基)丙烯酸多元醇酯；Daicel化学株式会社制的PLACCEL F系列等聚己内酯低聚物中导入了自由基反应性不饱和双键和羟基的大分子单体；单(甲基)丙烯酸多元醇酯或聚亚烷基多元醇与ε-己内酯的加成物等。
需要说明的是，作为单(甲基)丙烯酸多元醇酯的具体例，可以举出作为市售品的BLEMMER AET系列、APT系列、AE系列、AEP系列、BLEMMER AP-400、AP-550、AP-800、BLEMMER PEP系列、PET系列、PPT系列、PP系列(均为日本油脂株式会社制)；日本乳化剂株式会社制的MA系列；第一工业制药株式会社制的ニユ一フロンテイアNF系列。其中，从聚合时不会发生凝胶化或粘度的急剧升高，可以进行稳定的聚合控制的观点考虑，优选单(甲基)丙烯酸多元醇酯。另外，从提高耐擦伤性的观点考虑，特别优选在聚己内酯低聚物中导入了自由基反应性不饱和双键和羟基的大分子单体。
作为含有羧基的自由基聚合性单体的具体例，可以举出(甲基)丙烯酸、巴豆酸、马来酸、富马酸、衣康酸、2-丙烯酰氧乙基邻苯二甲酸、2-丙烯酰氧乙基琥珀酸、ω-羧基-聚己内酯单(甲基)丙烯酸酯等不饱和羧酸类。
作为含有磺酸基的自由基聚合性单体的具体例，例如可以举出乙烯磺酸、乙烯苯磺酸、烯丙基磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸等。
作为含有酰胺基的自由基聚合性单体的具体例，例如可以举出(甲基)丙烯酰胺、二甲基(甲基)丙烯酰胺、二乙基(甲基)丙烯酰胺、异丙基(甲基)丙烯酰胺、二甲氨基丙基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺等。
作为含有氨基的自由基聚合性单体的具体例，例如可以举出(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙氨基丙酯等。
作为含有磷酸酯基的自由基聚合性的单体的具体例，例如可以举出酸式磷酸2-(甲基)丙烯酰氧乙酯等酸式磷酸(甲基)丙烯酰氧烷基酯类。
另一方面，作为不含有具有活性氢的官能团的自由基聚合性单体的具体例，例如可以举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸双环戊二烯酯等(甲基)丙烯酸烷基酯；(甲基)丙烯酸缩水甘油酯；(甲基)丙烯酸三氟乙酯；含聚硅氧烷的(甲基)丙烯酸酯；苯乙烯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯等芳香族乙烯基化合物；丙烯腈、甲基丙烯腈等氰化乙烯基化合物；3-甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷等含烷氧基甲硅烷基的乙烯基化合物等。
上述单体可以单独使用任意一种，也可以两种以上组合使用。
作为聚合引发剂的具体例，例如可以举出过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、过氧化己酰、过氧化新癸酸叔己酯、过氧化特戊酸叔丁酯等有机过氧化物、2，2-偶氮二异丁腈、2，2-偶氮双-2，4-二甲基戊腈、2，2-偶氮双-4-甲氧基-2，4-二甲基戊腈等偶氮化合物。聚合引发剂可以单独使用，也可以两种以上组合使用。作为聚合引发剂的配合比例，相对于自由基聚合性单体100质量份优选为0.01～8质量份、进一步优选0.5～2质量份。
另外，作为溶液聚合中的溶剂，可以举出丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮等酮类有机溶剂，乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯类有机溶剂，二甲基甲酰胺、二甲亚砜、N-甲基-2-吡咯烷酮等极性溶剂，甲醇、乙醇、异丙醇等醇类有机溶剂，甲苯、二甲苯、“Solvesso 100”(Exxon Chemical公司制)等芳香族烃类有机溶剂、正己烷、环己烷、甲基环己烷、“ロウス”、“ミネラルスピリツトEC”(均为Shell公司制)等脂肪族烃类/脂环族烃类有机溶剂，甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂等溶纤剂类有机溶剂，四氢呋喃、二噁烷等醚类有机溶剂，正丁基卡必醇、异戊基卡必醇等卡必醇类有机溶剂。这些溶剂可以单独使用，也可以两种以上组合使用。
丙烯酸聚合物(B)可以以丙烯酸树脂溶液、丙烯酸乳液、丙烯酸悬浮液等液体状态进行配合。作为丙烯酸树脂溶液、丙烯酸乳液或丙烯酸悬浮液中的丙烯酸聚合物(B)的固体成分浓度，从丙烯酸聚合物制造时的稳定性及作业性的观点考虑，优选为10～80质量％，进一步优选为20～60质量％。
另一方面，本实施方式中的硅烷偶联剂(C)，用于在胶体二氧化硅溶胶(A)与丙烯酸聚合物(B)或聚内酯多元醇(D)之间形成交联结构。即，硅烷偶联剂(C)通过其一个末端的官能团与丙烯酸聚合物(B)或聚内酯多元醇(D)的活性氢发生反应，另一方面，通过另一末端的烷氧基甲硅烷基与反应胶体二氧化硅溶胶(A)的表面的硅烷醇基形成硅烷醇键。此外，通过在胶体二氧化硅溶胶(A)与丙烯酸聚合物(B)或聚内酯多元醇(D)之间形成交联结构，对得到的覆膜表面赋予亲水性和高耐碱性。
作为硅烷偶联剂(C)的具体例，例如可以举出环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(信越化学工业株式会社制的KBM403、Chisso株式会社制的SilaplainS-510等)、环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷(信越化学工业株式会社制的KBE403、东丽道康宁株式会社制的Z-6041等)等含环氧基硅烷偶联剂；氨基丙基三甲氧基硅烷(信越化学工业株式会社制的KBM903、东丽道康宁株式会社制的Z-6610等)、氨基丙基三乙氧基硅烷(信越化学工业株式会社制的KBE903、Chisso株式会社制的Silaplain S330等)等含氨基硅烷偶联剂；巯基丙基三甲氧基硅烷(信越化学工业株式会社制的KBM803、东丽道康宁株式会社制的Z-6062等)等含巯基硅烷偶联剂；脲基丙基三乙氧基硅烷(信越化学工业株式会社制的KBE585、东丽道康宁株式会社制的Z-6676等)等含氨基甲酸酯基硅烷偶联剂；异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷(信越化学工业株式会社制的KBE9007等)等含异氰酸酯基硅烷偶联剂等。其中，从包覆剂的稳定性及反应性优良的观点考虑，优选环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、氨基丙基三甲氧基硅烷、异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷。
作为硅烷偶联剂(C)的配合比例，以胶体二氧化硅溶胶(A)和丙烯酸聚合物(B)的总量(A+B)与硅烷偶联剂(C)的质量比[(A+B)/(C)]计，为30/70～95/5(0.42～19)，优选50/50～90/10(1～9)，进一步优选60/40～85/15(1.5～5.6)，特别优选70/30～80/20(2.3～4)。在质量比[(A+B)/(C)]小于30/70时，成膜性下降，因此表面硬度、耐水性等下降。另外，在质量比[(A+B)/(C)]超过95/5时，胶体二氧化硅(A)与丙烯酸聚合物(B)的交联点减少，由此使胶体二氧化硅溶胶(A)与丙烯酸聚合物(B)的界面处的结合减少，因此亲水性及耐碱性下降。
本实施方式的亲水性包覆剂的主剂的不挥发成分中的硅烷偶联剂(C)的含有比例优选为5～30质量％，进一步优选10～20质量％。在所述硅烷偶联剂(C)的含有比例低于5质量％时，胶体二氧化硅溶胶(A)与丙烯酸聚合物(B)或聚内酯多元醇(D)之间的交联结构的形成有不充分的倾向。
本实施方式中的聚内酯多元醇(D)通过硅烷偶联剂(C)而与胶体二氧化硅溶胶(A)交联，另外，与固化剂(E)也交联，由此对得到的覆膜赋予高回弹性。由此，对得到的覆膜赋予耐擦伤性。
聚内酯多元醇(D)例如可以通过以多元醇类为引发剂，使内酯单体开环聚合而得到。
作为多元醇的具体例，例如可以举出乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，2-丁二醇、1，3-丁二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、新戊二醇、1，5-戊二醇、3-甲基-1，5-戊二醇、1，6-己二醇、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇、2-乙基-1，3-己二醇、2-甲基-1，8-辛二醇、1，9-壬二醇、1，10-癸二醇、1，12-十八烷二醇、甘油、三羟甲基丙烷、三羟甲基辛烷、季戊四醇等多元醇类。
另外，作为内酯单体，可以举出：ε-己内酯、α-甲基-ε-己内酯、β-甲基-ε-己内酯、γ-甲基-ε-己内酯、β，δ-二甲基-ε-己内酯、3，3，5-三甲基-ε-己内酯等己内酯类；δ-戊内酯、β-甲基-δ-戊内酯等聚戊内酯类；丙内酯类；丁内酯类；庚内酯(Enantholactone)；十二烷内酯等或它们的衍生物等。
例如，聚己内酯二醇由下述通式(1)表示。
H[O(CH2)5(C＝O)]mO-R-O[(C＝O)(CH2)5O]n-H     …(1)
(通式(1)中，R为-C2H4-、-C2H4OC2H4-、-C(CH3)2C2H4-等碳原子数2～18的亚烷基，m+n为4～35的整数)
另外，聚己内酯三醇是在三价的烃基R’上结合有三条下式(2)所示的具有末端羟基的聚酯链的物质。
R’-(O[(C＝O)-(CH2)5O]pH)3   …(2)
(通式(2)中，R’为
Figure BPA00001172202900091
等碳原子数2～18的三价烃基，p×3＝3～30)
作为聚内酯多元醇(D)的具体例，可以举出作为市售品的聚己内酯三醇(例如，Daicel化学工业株式会社制的PLACCEL 303、305、308、312)、聚己内酯二醇(Daicel化学公司制、PLACCEL 205、208、210、212)等。作为聚内酯多元醇(D)，特别优选将聚酯键彼此连接的碳原子数较多因而回弹性优良的聚己内酯多元醇。
作为聚内酯多元醇(D)的配合比例，丙烯酸聚合物(B)与聚内酯多元醇(D)的质量比[(B)/(D)]为90/10～10/90(0.11～9)，优选为80/20～40/60(0.6～4)。质量比[(B)/(D)]小于10/90时，虽然可以得到高耐擦伤性，但是由于丙烯酸聚合物(B)的比例下降，因此亲水性下降。另一方面，质量比[(B)/(D)]超过90/10时，得不到充分的耐擦伤性。
本实施方式的亲水性包覆剂的主剂的不挥发成分中的聚内酯多元醇(D)的含有比例优选为5～75质量％、进一步优选10～50质量％、特别优选15～30质量％的范围。所述聚内酯多元醇(D)的含有比例低于5质量％时，耐擦伤性有下降的倾向。另一方面，所述聚内酯多元醇(D)的含有比例超过75质量％时，亲水性有下降的倾向。
本实施方式的包覆剂中，可以少量配合具有活性氢的表面活性剂(F)。少量配合具有活性氢的表面活性剂(F)时，得到的覆膜表面的亲水性进一步提高。另外，由于表面活性剂具有活性氢，因此通过与硅烷偶联剂(C)、固化剂(E)反应可以长期维持亲水性的提高效果。但是，其配合比例过多时，硬度、耐水性下降。因此，含有比例限定为后述的范围。
作为表面活性剂(F)，只要具有活性氢则没有特别限制。具体而言，可以举出含有具有活性氢的官能团的、阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂。作为具有活性氢的官能团，可以举出羟基、羧基、氨基、酰胺基等。
作为含有活性氢的阴离子型表面活性剂的具体例，例如可以举出蓖麻油单硫酸酯、蓖麻油单磷酸酯、山梨糖醇酐脂肪酸酯硫酸酯、山梨糖醇酐脂肪酸酯磷酸酯、聚氧化烯甘油醚单硫酸酯、聚氧化烯甘油醚单磷酸酯、全氟烷基酯磷酸酯等。
作为含有活性氢的阳离子型表面活性剂的具体例，可以举出：二烷醇胺盐、聚氧化烯烷基胺醚盐、聚氧化烯烷基铵盐、聚氧化烯二烷醇胺醚盐等。
作为含有活性氢的非离子型表面活性剂，可以举出：聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚合物、山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧化烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯等。
作为含有活性氢的两性表面活性剂的具体例，可以举出：N，N-二(β-羟烷基)N-羟乙基-N-羧基烷基铵甜菜碱、N，N-二(聚氧乙烯)-N-烷基-N-磺基烷基铵甜菜碱、全氟烷基甜菜碱等。
作为含有表面活性剂(F)时的含有比例，相对于丙烯酸聚合物(B)与表面活性剂(F)的总量[(B)+(F)]优选为30质量％以下、更优选20质量％以下，优选0质量％以上，进一步优选5质量％以上，特别优选10质量％以上。表面活性剂(F)的配合比例超过30质量％时，得到的覆膜的硬度、耐水性、耐碱性及耐溶剂性下降。
本实施方式的亲水性包覆剂的主剂的不挥发成分中的表面活性剂(F)的含有比例优选为0～15质量％、进一步优选1～5质量％的范围。所述表面活性剂(F)的配合比例过高时，得到的覆膜的硬度、耐水性、耐碱性及耐溶剂性有下降的倾向。
另一方面，本实施方式中的固化剂(E)是通过使丙烯酸聚合物(B)及聚内酯多元醇(D)交联，对形成的覆膜赋予高耐碱性、耐水性及耐溶剂性等的成分。
关于固化剂(E)，只要是具有至少两个以上与丙烯酸聚合物(B)及聚内酯多元醇(D)含有的活性氢具备反应性的官能团的化合物，可以没有特别限制地使用。
作为固化剂(E)的具体例，可以举出具有至少两个以上的反应性官能团的、例如多异氰酸酯、三聚氰胺树脂类固化剂、环氧类固化剂、碳二亚胺类固化剂、噁唑啉类固化剂等。其中，从即使在较低温度下反应性也优良的观点考虑，优选多异氰酸酯、三聚氰胺树脂类固化剂，特别优选多异氰酸酯。
作为多异氰酸酯的具体例，例如可以举出以六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯等为起始原料的具有缩二脲、异氰脲酸酯、脲基甲酸酯结构的三官能的多异氰酸酯等。作为其市售品，例如可以举出三井武田化学株式会社制的D-165N(缩二脲结构)、D-170N(异氰脲酸酯结构)、D-178N(脲基甲酸酯结构)、作为通过环氧乙烷等的亲水基改性的水分散型多异氰酸酯的三井武田化学株式会社制的WD系列、旭化成化学株式会社制的多耐德(DURANATE)WB40-100、作为水分散嵌段型异氰酸酯的三井武田化学株式会社制的WB、WD系列等。
另外，作为三聚氰胺树脂类固化剂的具体例，可以举出例如作为市售品的株式会社三和化学制的ニカラツク系列等。
另外，作为环氧类固化剂的具体例，可以举出例如作为市售品的油化Shell Epoxy株式会社制的Epicoat系列、共荣社化学株式会社制的エポライト系列等。
另外，作为碳二亚胺类固化剂的具体例，可以举出例如作为市售品的日清纺株式会社制的カルボジライト系列等。
另外，作为噁唑啉类固化剂的具体例，可以举出例如作为市售品的日本触媒株式会社制的エポクロス系列等。
固化剂(E)的配合比例根据丙烯酸聚合物(B)及聚内酯多元醇(D)的种类、活性氢含量等适当选择。具体而言，例如，丙烯酸聚合物(B)为含羟基丙烯酸聚合物、固化剂(E)为多异氰酸酯时，优选相对于含羟基丙烯酸聚合物的羟基1当量，多异氰酸酯的异氰酸酯基为0.2～3当量的配合比例。另外，例如，聚内酯多元醇(D)为聚内酯三醇、固化剂(E)为多异氰酸酯时，优选相对于聚内酯三醇的羟基1当量，多异氰酸酯的异氰酸酯基为0.2～3当量的配合比例。另外，作为固化剂(E)的总量，以丙烯酸聚合物(B)及聚内酯多元醇(D)的固化所需的总量进行配合。
关于本实施方式的固化剂(E)的含有比例，相对于主剂100质量份，优选为10～200质量份、进一步优选20～100质量份、特别优选30～60质量份的范围。所述固化剂(E)的含有比例过低时，固化反应进行不充分，因此有成膜困难的倾向。另一方面，所述固化剂(E)的含有比例过高时，有亲水性下降的倾向。
本实施方式的表面亲水性包覆剂中，还可以配合固化金属催化剂(G)。通过配合固化金属催化剂(G)，可以促进胶体二氧化硅溶胶(A)与硅烷偶联剂(C)的缩合反应，进一步提高所得覆膜的硬度及耐碱性。
作为固化金属催化剂(G)的具体例，例如可以举出锡、钛、锌、铁、钴、铝的金属盐、醇盐、螯合物等。具体可以举出：单乙酰丙酮铝、二异丙氧基双(乙酰乙酸乙酯)合钛、四(乙酰乙酸乙酯)合锆等。
作为本实施方式的亲水性包覆剂的主剂的不挥发成分中的固化金属催化剂(G)的含有比例，优选为0.01～0.2质量％、进一步优选0.05～0.1质量％的范围。固化金属催化剂(G)的配合比例过高时，虽然得到的覆膜的硬度、耐碱性提高，但亲水性有下降的倾向。
本实施方式的表面亲水性包覆剂中，在不损害本发明的效果的范围内，根据需要可以进一步配合紫外线吸收剂、抗氧化剂、光稳定剂、耐热稳定剂、防静电剂、消泡剂等各种添加剂。另一方面，本实施方式的表面亲水性包覆剂中，优选不含聚二甲基硅氧烷。聚二甲基硅氧烷已知作为用于提高耐擦伤性的成分。但是，聚二甲基硅氧烷为疏水性。因此，大量含有聚二甲基硅氧烷时亲水性丧失。因此，优选不含有聚二甲基硅氧烷、或者即使含有则在主剂中也抑制到0.2质量％以下、进一步优选抑制到0.1质量％以下程度的比例。
本实施方式的表面亲水性包覆剂的主剂，通过将胶体二氧化硅溶胶(A)、丙烯酸聚合物(B)的溶液、硅烷偶联剂(C)、聚内酯多元醇(D)、及根据需要使用的具有活性氢的表面活性剂(F)、固化金属催化剂(G)及其它添加剂等以上述配合比例进行混合来制备。需要说明的是，固化剂(E)优选在即将要进行涂布之前才混合到主剂中。具体而言，例如，将胶体二氧化硅溶胶(A)、硅烷偶联剂(C)、聚内酯多元醇(D)、根据需要配合的表面活性剂(F)及固化金属催化剂(G)预混合后，缓慢添加丙烯酸聚合物(B)的溶液的同时进行混合，由此得到主剂。然后，在即将涂布到基材上之前在主剂中添加固化剂(E)，由此制备表面亲水性包覆剂。更具体而言，例如，将胶体二氧化硅(A)、硅烷偶联剂(C)、聚内酯多元醇(D)、根据需要配合的表面活性剂(F)及固化金属催化剂(G)加入到容器中，升温至40℃。然后，向所述容器中缓慢地、具体而言用约30～60分钟左右滴加丙烯酸聚合物(B)。然后，滴加结束后，再在40℃搅拌约30～60分钟左右，由此制备主剂。然后，在即将涂布到基材上之前在主剂中配合固化剂(E)并进行混合，由此制备表面包覆剂。
制备的表面亲水性包覆剂优选在反应过度进行前涂布到基材上。
对基材没有特别限制，可以无特别限制地使用聚碳酸酯树脂、聚丙烯酸类树脂、苯乙烯类树脂等各种树脂基材，不锈钢、钢、铝等各种金属基材、，玻璃等无机基材等。另外，对基材的形态也没有特别限制，可以是板、薄膜、成形品等。
对涂布方法没有特别限制，可以无特别限制地使用浸涂、辊涂、旋涂、刮棒涂布等各种涂布方法。
涂布的表面包覆剂通过在60～180℃、优选80～150℃左右的温度下加热15～120分钟、优选30～60分钟左右来进行热固化。由此，形成亲水性覆膜。另外，如果可能，可以进行常温固化或光固化。
对亲水性覆膜的膜厚没有特别限制，例如为2～90μm、进一步优选5～50μm左右。
这样的表面包覆剂在眼镜、护目镜等的镜片、建筑用、车辆用、测量仪器用的窗户材料、电子设备部件等上形成亲水性包覆，所以优选使用。
实施例
以下，通过实施例更具体地说明本发明。另外，以下的“％”、“份”表示质量基准。
需要说明的是，本发明不受下述实施例的任何限制，可以在本发明的技术思想的范围内进行任意的变形。
《具有羟基的丙烯酸聚合物的合成例》
(合成例1)
在反应容器中加入作为溶剂的甲乙酮(MEK)233份，升温至60℃。
另一方面，在由甲基丙烯酸甲酯(MMA)50份及聚乙二醇的单甲基丙烯酸酯(MA-50A、日本乳化剂株式会社制)50份构成的单体成分中，搅拌混合作为聚合催化剂的偶氮双-2-甲基溴腈(ABN-E、日本肼工业株式会社制)4.0份，由此制备单体混合液。
在60℃下用3小时将单体混合液滴加到上述混合溶剂中，并在3小时后结束反应。由此，制造含有羟值25、重均分子量(Mw)28000的丙烯酸聚合物的树脂溶液。
(合成例2)
使用由MA-50A构成的单体100份作为单体成分、并配合2-巯基甲醇1份作为链转移剂，除此以外，与合成例1同样操作，制造含有羟值55、重均分子量(Mw)8000的丙烯酸聚合物的树脂溶液。
(合成例3)
使用由MMA 50份、N，N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)30份及丙烯酸2-羟基乙酯(2-HEA)20份构成的单体作为单体成分，除此以外，与合成例1同样操作，制造含有具有羟基和酰胺基的、羟值31、重均分子量(Mw)14000的丙烯酸聚合物的树脂溶液。
(合成例4)
使用由MMA 85份及MA-50A 15份构成的单体作为单体成分，除此以外，与合成例1同样操作，制造含有羟值15、重均分子量(Mw)26000的丙烯酸聚合物的树脂溶液。
(合成例5)
使用由MMA 50份及在聚己内酯低聚物中各导入一个具有自由基聚合性的不饱和双键和伯羟基的大分子单体(PLACCEL FM5，Daicel化学工业株式会社制)50份构成的单体作为单体成分，除此以外，与合成例1同样操作，制造含有羟值65、重均分子量(Mw)30000的丙烯酸聚合物的树脂溶液。
(合成例6)
使用由MA-50A构成的单体100份作为单体成分，使用ABN-E 6份作为聚合催化剂，并且配合2-巯基甲醇2份，除此以外，与合成例1同样操作，制造含有羟值55、重均分子量(Mw)4000的丙烯酸聚合物的树脂溶液。
(合成例7)
除了将聚合催化剂(ABN-E)的添加量从4份变更为0.5份以外，与合成例1同样操作，制造含有羟值25、重均分子量(Mw)250000的丙烯酸聚合物的树脂溶液。
表1中归纳列出合成例1～7中的聚合组合物的种类及所得丙烯酸聚合物的重均分子量(Mw)、树脂溶液的粘度及不挥发成分、丙烯酸聚合物的羟值。
[表1]
《实施例》
使用合成例1～7得到的丙烯酸聚合物，如下制造亲水性包覆剂。
需要说明的是，本实施例中使用的其它原材料，归纳说明如下。
(A)胶体二氧化硅溶胶
·MEK-ST(日产化学株式会社制、スノ一テツク(Snowtex)系列)：分散粒径10～15nm、不挥发成分30％
(C)硅烷偶联剂
·S-510溶液：环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(Silaplain S-510、Chisso株式会社制)的MEK溶液、不挥发成分30％
·KBE-9007溶液：异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷(KBE-9007、信越化学工业株式会社制)的MEK溶液、不挥发成分30％
(D)聚内酯多元醇
·PLACCEL 303溶液：聚己内酯三醇(PLACCEL 303溶液、Daicel化学工业株式会社制)的MEK溶液、不挥发成分30％
(E)固化剂
·WB40-100溶液：デユラネ一トWB40-100(旭化成化学株式会社制的赋予亲水基团的改性六亚甲基二异氰酸酯(HDI)的缩二脲型水分散聚氨酯树脂)的MEK溶液、不挥发成分30％
·D-165N溶液：TAKENATE D-165N(三井武田化学株式会社制的六亚甲基二异氰酸酯(HDI)的缩二脲型聚氨酯树脂)的MEK溶液、不挥发成分30％
·D-170N溶液：TAKENATE D-170N(三井武田化学株式会社制的六亚甲基二异氰酸酯(HDI)的异氰脲酸酯型聚氨酯树脂)的MEK溶液、不挥发成分30％
·D-178N溶液：TAKENATE D-178N(三井武田化学株式会社制的六亚甲基二异氰酸酯(HDI)的脲基甲酸酯型聚氨酯树脂)的MEK溶液、不挥发成分30％
(F)表面活性剂
·エバンU105溶液：聚氧乙烯聚氧丙烯二醇醚(第一工业制药株式会社制エバンU105)的MEK溶液、不挥发成分30％
(G)固化催化剂
·TN-12溶液：二月桂酸二丁基锡(堺化学工业株式会社制TN-12)的MEK溶液、不挥发成分30％
(实施例1)
按照表2所示的组成，通过以下的方法制备亲水性包覆剂。
首先，在反应容器中加入MEK-ST 20份、S-510溶液20份及PLACCEL303溶液20份，升温至40℃。
然后，用45分钟将合成例1中得到的丙烯酸聚合物溶液40份滴加到上述反应容器内，滴加结束后在40℃搅拌30分钟，由此制备主剂。
然后，在得到的主剂中搅拌混合作为固化剂的WB40-100溶液53份，由此得到亲水性包覆剂。
(实施例2～14)
除了按照表2的组成制备以外，与实施例1同样地得到亲水性包覆剂。
(比较例1～10)
除了按照表3的组成制备以外，与实施例1同样地得到亲水性包覆剂。
按照以下的评价方法对上述得到的各种亲水性包覆剂进行评价。
《亲水性包覆剂的评价方法》
在上述实施例1～14及比较例1～10中得到的主剂中配合固化剂(E)，并搅拌混合，制备亲水性包覆剂。然后，用涂布器以4密耳将得到的包覆剂涂布在150mm×70mm×0.5mm(厚度)的玻璃板上后，在120℃、20分钟的条件下干燥，制作试验板。此时，得到厚度约15μm的覆膜。然后，使用得到的试验板，供于下述评价试验。
但是，比较例10得到的亲水性包覆剂由于涂布液发生凝聚因此未能进行试验。
(外观评价)
根据JIS K 5600-1-1的4.4“涂膜的外观”的试验方法，通过下述基准判断透明性及裂纹的有无。
优：无色透明，无裂纹。
差：白浊、或产生裂纹。
(铅笔硬度)
根据JIS K 5600-5-4“刮擦硬度(铅笔法)”的试验方法，实施铅笔硬度试验。铅笔硬度试验中，硬度从低到高按照B、HB、F、H的顺序排列。另外，“H”前所附的数字越大则硬度越高，“B”前所附的数字越大则硬度越低。
(密合性)
根据JIS K 5600-5-6的“划格(cross cut)法”的试验方法，实施密合性试验。具体而言，用刀具沿纵横方向切割在试验板上涂布的涂膜，形成深达基材的100个网格(cross-cut)(切割片)。然后，在网格上粘贴玻璃纸粘合带(例如，NICHIBAN株式会社制、型号“NICHIBAN TAPE 1号”)。然后，将粘贴的玻璃纸粘合带剥离后，计数未剥离而残留的网格数。
(防静电性试验)
根据JIS K-6911的试验方法，使用数字高电阻仪(三菱化学株式会社制ハイレスタUP MCP-HT450)测定试验板表面的表面电阻值[Ω]。需要说明的是，表面电阻值[Ω]的乘数部分越小，则表示防静电性越高。
优：表面电阻值[Ω]的乘数部分为1012以上
差：表面电阻值[Ω]的乘数部分为1013以上
(防污性试验；油性污损成分擦拭评价)
在试验板的表面滴加0.1g的正十六烷。然后，将试验板表面上附着的正十六烷用纤维素制无纺布(ペンコツトM-3，旭化成株式会社制)以300g的载荷擦拭10次。使用浊度仪NDH5000(日本电色工业公司制)测定试验前和试验后的试验板表面的浊度。然后，计算ΔE。该ΔE的值越小，则表示油性污损的擦拭性越好，即防污性越好。
优：ΔE为0～1
普通：ΔE为1～3
差：ΔE为3以上
(耐水性)
将试验板在23℃±2℃的水中浸渍3天。然后，观察浸渍后的试验片的外观，根据JIS K 5600-1-1的4.4“涂膜的外观”的试验方法，判断耐水性。
优：无色透明
普通：半透明
差：白化或溶解
(耐碱性)
将试验板在23℃±2℃的5％氢氧化钠水溶液中浸渍3天。然后，观察浸渍后的试验片的外观，根据JIS K 5600-1-1的4.4“涂膜的外观”的试验方法，判断耐碱性。
优：无色透明
普通：半透明
差：白化或溶解
(耐溶剂性)
向在试验板表面形成的覆膜的表面滴加丙酮后，施加100g载荷进行50次摩擦试验。然后，根据JIS K 5600-1-1的4.4“涂膜的外观”的试验方法，判断耐溶剂性。
优：明显无色透明
普通：半透明
差：白化或溶解
(耐擦伤性)
在试验板表面使钢丝绒(Bonstar销售株式会社制、型号#0000)在负荷每cm2300g的载荷的同时沿水平方向往返50次。然后，目视观察此时产生的划痕的条数。
优：划痕的条数为0～2条。
普通：划痕的条数为2～4条。
差：划痕的条数为5条以上。
(防雾性)
使试验板的涂布面隔开1cm的间隔与50℃的温水的表面相对，测定直至覆膜的表面开始起雾所要的时间。
优：直至开始起雾的时间需要2分钟以上。
普通：直至开始起雾的时间为1分钟以上、且小于2分钟。
差：直至开始起雾的时间小于1分钟。
(表面亲水性(水接触角))
在试验板表面滴加0.4μL的水滴，用接触角仪(協和界面科学公司制、Drop Master500)测定接触角。
结果如表2及表3所示。
Figure BPA00001172202900211
Figure BPA00001172202900221
由实施例1～14制备的表面包覆剂得到的覆膜，对水的接触角均为50°以下，亲水性优良。另外，其铅笔硬度均为H以上。并且，耐擦伤性也优良。另外，外观均为无色透明，且无裂纹的产生。另外，耐溶剂性、耐碱性、耐水性、防雾性、防静电性、防污性也优良。
另一方面，比较例1得到的亲水性覆膜的耐擦伤性低。这是因为不含有(D)聚内酯多元醇。另外，比较例2得到的亲水性覆膜的耐擦伤性也低。这是因为(D)聚内酯多元醇的含有比例过低。另外，比较例3得到的亲水性覆膜的亲水性低。这是因为丙烯酸聚合物(B)的含有比例过低。另外，比较例4得到的亲水性覆膜产生裂纹，并且耐碱性、耐擦伤性等低。这是因为与胶体二氧化硅(A)的含有比例相比，丙烯酸聚合物(B)的含有比例过低。另外，比较例5得到的亲水性覆膜的耐溶剂性低。这是因为与丙烯酸聚合物(B)的含有比例相比，胶体二氧化硅(A)的含有比例过低。另外，比较例6得到的亲水性覆膜耐碱性低、亲水性也较低。这是因为与胶体二氧化硅(A)及丙烯酸聚合物(B)的含有比例相比，硅烷偶联剂(C)的含有比例过低。另外，比较例7得到的亲水性覆膜硬度低、密合性也低、耐水性、耐碱性等也低、亲水性也低。这是因为与胶体二氧化硅(A)及丙烯酸聚合物(B)的含有比例相比，硅烷偶联剂(C)的含有比例过高。另外，比较例8得到的亲水性覆膜硬度低、密合性也低、耐水性、耐碱性等也低。这是因为具有活性氢的表面活性剂(F)的含有比例过高。另外，比较例9得到的亲水性覆膜的耐水性、耐碱性低。这是因为丙烯酸聚合物(B)的分子量过低。另外，比较例10得到的亲水性覆膜，涂布液发生凝聚，不能形成实用的覆膜。这是因为丙烯酸聚合物(B)的分子量过高，(A)胶体二氧化硅溶胶难以分散。
如上所述，本发明的一个方案的亲水性包覆剂，含有：(A)胶体二氧化硅溶胶、(B)具有活性氢且重均分子量(Mw)为5千～20万的丙烯酸聚合物、(C)硅烷偶联剂、(D)聚内酯多元醇和(E)固化剂，(F)具有活性氢的表面活性剂的含量相对于(B)成分与(F)成分的总量不超过30质量％，(A)成分与(B)成分的质量比[(A)/(B)]为5/95～95/5，(A)成分及(B)成分的总计与(C)成分的质量比[(A+B)/(C)]为30/70～95/5，(B)成分与(D)成分的质量比[(B)/(D)]为90/10～10/90。通过这样的亲水性包覆剂，可以形成具有高硬度、耐擦伤性优良、并且耐溶剂性、耐碱性也优良的亲水性覆膜。
另外，所述丙烯酸聚合物(B)的羟值为10～70时，从可以赋予覆膜更优良的亲水性的观点考虑是优选的。
另外，所述固化剂(E)含有从由异氰脲酸酯型聚氨酯树脂、缩二脲型聚氨酯树脂及脲基甲酸酯型聚氨酯树脂组成的组中选择的至少一种，从涂膜的固化性、密合性、柔软性的观点考虑是优选的。
另外，上述亲水性包覆剂还含有固化金属催化剂(G)，从促进胶体二氧化硅溶胶(A)与硅烷偶联剂(C)的缩合反应、由此可以使得到的覆膜的硬度及耐碱性进一步提高的观点考虑是优选的。
另外，本发明的另一个方案的亲水性包覆剂，含有主剂和(E)固化剂，所述主剂含有：(A)胶体二氧化硅溶胶、(B)具有活性氢且重均分子量(Mw)为5千～20万的丙烯酸聚合物、(C)硅烷偶联剂、(D)聚内酯多元醇、和(F)具有活性氢的表面活性剂，其特征在于，所述主剂的不挥发成分中，所述胶体二氧化硅(A)的含有比例为5～60质量％、优选为10～30质量％，所述丙烯酸聚合物(B)的含有比例为10～60质量％、优选为30～45质量％，所述硅烷偶联剂(C)的含有比例为5～30质量％、优选为10～20质量％，所述(D)聚内酯多元醇的含有比例为5～75质量％、优选为15～30质量％，所述(F)具有活性氢的表面活性剂的含有比例为0～15质量％。通过这样的亲水性包覆剂，可以形成具有高硬度、耐擦伤性优良、并且耐溶剂性、耐碱性也优良的亲水性覆膜。
另外，优选(A)成分与(B)成分的质量比[(A)/(B)]为5/95～95/5，(A)成分及(B)成分的总计与(C)成分的质量比[(A+B)/(C)]为30/70～95/5，(B)成分与(D)成分的质量比[(B)/(D)]为90/10～10/90。
另外，本发明的再一个方案的亲水性覆膜，其特征在于，通过将上述任何一种亲水性包覆剂涂布在基材并使其固化而得到。这样的亲水性覆膜具有高硬度，耐擦伤性优良，并且耐溶剂性、耐碱性也优良。
另外，本发明的又一个方案的亲水性基材，其特征在于，由上述亲水性覆膜包覆。这样的亲水性基材具有高硬度、耐擦伤性优良、并且耐溶剂性、耐碱性也优良的表面。
产业上的利用可能性
本发明的亲水性包覆剂广泛应用于亲水性硬涂层用材料、防雾用涂布剂、防静电用涂布剂、防油污或指纹等的防污涂布剂等。

Claims (14)

1.一种亲水性包覆剂，其特征在于，含有主剂和(E)固化剂，所述主剂含有：
(A)胶体二氧化硅溶胶、
(B)具有活性氢且重均分子量Mw为5千～20万的丙烯酸聚合物、
(C)硅烷偶联剂、
(D)聚内酯多元醇、和
(F)具有活性氢的表面活性剂，
(A)成分与(B)成分的质量比(A)/(B)为5/95～95/5，
(A)成分及(B)成分的总计与(C)成分的质量比(A+B)/(C)为30/70～95/5，
(B)成分与(D)成分的质量比(B)/(D)为90/10～10/90，
(F)具有活性氢的表面活性剂相对于(B)成分与(F)成分的总量为0～30质量％。
2.如权利要求1所述的亲水性包覆剂，其中，丙烯酸聚合物(B)的羟值为10～70。
3.如权利要求1或2所述的亲水性包覆剂，其中，固化剂(E)含有从由异氰脲酸酯型聚氨酯树脂、缩二脲型聚氨酯树脂及脲基甲酸酯型聚氨酯树脂组成的组中选择的至少一种。
4.如权利要求1～3中任一项所述的亲水性包覆剂，其中，还含有固化金属催化剂(G)。
5.一种亲水性包覆剂，其特征在于，含有主剂和(E)固化剂，所述主剂含有：
(A)胶体二氧化硅溶胶、
(B)具有活性氢且重均分子量Mw为5千～20万的丙烯酸聚合物、
(C)硅烷偶联剂、
(D)聚内酯多元醇、和
(F)具有活性氢的表面活性剂，
所述主剂的不挥发成分中，
所述胶体二氧化硅(A)的含有比例为5～60质量％，
所述丙烯酸聚合物(B)的含有比例为10～60质量％，
所述硅烷偶联剂(C)的含有比例为5～30质量％，
所述聚内酯多元醇(D)的含有比例为5～75质量％，
所述具有活性氢的表面活性剂(F)的含有比例为0～15质量％。
6.如权利要求5所述的亲水性包覆剂，其特征在于，
所述主剂的不挥发成分中，
所述胶体二氧化硅(A)的含有比例为10～30质量％，
所述丙烯酸聚合物(B)的含有比例为30～45质量％，
所述硅烷偶联剂(C)的含有比例为10～20质量％，
所述(D)聚内酯多元醇的含有比例为15～30质量％，
所述(F)具有活性氢的表面活性剂的含有比例为0～15质量％。
7.如权利要求5或6所述的亲水性包覆剂，其特征在于，
(A)成分与(B)成分的质量比(A)/(B)为5/95～95/5，
(A)成分及(B)成分的总计与(C)成分的质量比(A+B)/(C)为30/70～95/5，
(B)成分与(D)成分的质量比(B)/(D)为90/10～10/90。
8.如权利要求5～7中任一项所述的亲水性包覆剂，其中，丙烯酸聚合物(B)的羟值为10～70。
9.如权利要求5～8中任一项所述的亲水性包覆剂，其中，固化剂(E)含有从由异氰脲酸酯型聚氨酯树脂、缩二脲型聚氨酯树脂及脲基甲酸酯型聚氨酯树脂组成的组中选择的至少一种。
10.如权利要求5～9中任一项所述的亲水性包覆剂，其中，还含有固化金属催化剂(G)。
11.一种亲水性覆膜，其特征在于，通过将权利要求1～4中任一项所述的亲水性包覆剂涂布在基材上并使其固化而得到。
12.一种亲水性覆膜，其特征在于，通过将权利要求5～10中任一项所述的亲水性包覆剂涂布在基材上并使其固化而得到。
13.一种亲水性基材，其特征在于，由权利要求11所述的亲水性覆膜包覆。
14.一种亲水性基材，其特征在于，由权利要求12所述的亲水性覆膜包覆。
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