JP2006083273A - Allophanate group-containing (meth)acrylate resin composition - Google Patents

Allophanate group-containing (meth)acrylate resin composition Download PDF

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Tadashi Ishida
忠 石田
Hiroshi Kosuge
宏 小菅
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Mitsui Chemicals Inc
Mitsui Chemicals Polyurethanes Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an allophanate group-containing (meth)acrylate resin with flexibility and scratch resistance compatible with each other, excellent in adhesion to plastic base materials and compatibility with other resins, and curable by ultraviolet light, electron beams, radiation or the like, and to provide a composition comprising the resin. <P>SOLUTION: The allophanate group-containing (meth)acrylate resin is such that the resin skeleton contains a structure composed of an allophanate group of formula(1)(wherein, R1 is a 1-40C aliphatic, alicyclic or aromatic hydrocarbon group, wherein the hydrocarbon group may be branched or have substituent(s)) and the structure of the resin terminal is represented by formula(2)(wherein, R2 is a 1-50C organic group and may be branched or have side chain(s); and R3 is H or methyl). <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、紫外線、電子線、放射線等で硬化可能なアロファネート基含有(メタ)アクリレート樹脂組成物に関するものである。   The present invention relates to an allophanate group-containing (meth) acrylate resin composition that can be cured by ultraviolet rays, electron beams, radiation, or the like.

紫外線硬化型塗料はオリゴマーやモノマーからなり、これらが紫外線により硬化するため、揮発成分がなく、環境問題に対応することができる塗料として注目されている。これら紫外線硬化型塗料の中でも、紫外線硬化型のウレタン樹脂は、耐傷性に優れた硬化塗膜を提供できるオリゴマー成分として知られている。しかし、紫外線硬化型ウレタン樹脂は通常、アクリル樹脂やポリエステル樹脂との相溶性に劣るだけではなく、耐傷性を向上させるため硬化塗膜を強固にすると、硬化収縮により塗膜の割れや密着性の低下、さらにフィルムなどの薄い基材を使用した場合はフィルムがカールしてしまう問題を抱えていた。   Ultraviolet curable coatings are made of oligomers and monomers, and these are cured by ultraviolet rays. Therefore, they are attracting attention as coatings that have no volatile components and can cope with environmental problems. Among these ultraviolet curable paints, ultraviolet curable urethane resins are known as oligomer components that can provide a cured coating film having excellent scratch resistance. However, UV curable urethane resins are usually not only inferior in compatibility with acrylic resins and polyester resins, but if the cured coating is hardened to improve scratch resistance, cracking and adhesion of the coating due to curing shrinkage In addition, when a thin substrate such as a film is used, the film has a problem of curling.

このような問題を解決するために、ポリイソシアネートから紫外線硬化型ウレタン樹脂を製造する方法が開示されている(例えば、特許文献1。)。この製造方法によれば、イソシアネート基を有するウレタン樹脂と水酸基含有アクリルモノマーおよび/またはメタクリルモノマーとを反応させることによって紫外線硬化型ウレタン樹脂が得られる。この製造方法によって得られた紫外線硬化型ウレタン樹脂を硬化して得られる塗膜は、可撓性、耐熱性、繰り返し耐熱試験での塗膜物性に優れたものであるが、ウレタン樹脂がアロファネート基を有するものではないため、他の樹脂との相溶性についての問題を解決できてはおらず、また、該樹脂の硬化塗膜は、市場から要求される可撓性と耐傷性との性能水準を両立できるものでもなかった。   In order to solve such a problem, a method for producing an ultraviolet curable urethane resin from polyisocyanate has been disclosed (for example, Patent Document 1). According to this production method, an ultraviolet curable urethane resin can be obtained by reacting an isocyanate group-containing urethane resin with a hydroxyl group-containing acrylic monomer and / or methacrylic monomer. The coating film obtained by curing the ultraviolet curable urethane resin obtained by this production method is excellent in flexibility, heat resistance, and coating film physical properties in repeated heat tests, but the urethane resin is an allophanate group. Therefore, it cannot solve the problem of compatibility with other resins, and the cured coating film of the resin has the performance level of flexibility and scratch resistance required from the market. It was not compatible.

また、ポリオール、トリレンジイソシアネート、水酸基含有ビニルモノマーを反応させたウレタンポリマー、およびスチレンからなる組成物が開示されている(例えば、特許文献2。)。この組成物は、チクソトロピー性を付与するためにアロファネート結合でポリマー同士を架橋結合させている。しかし、上記組成物においては、好適な粘度を維持するために、アロファネート結合の割合を非常に少なくしている。したがって、他樹脂との相溶性を改善する効果は極めて乏しく、さらに、該組成物の硬化塗膜に柔軟性を付与することも不十分であるという問題があった。   Moreover, the composition which consists of a urethane polymer which reacted the polyol, tolylene diisocyanate, the hydroxyl group containing vinyl monomer, and styrene is disclosed (for example, patent document 2). In this composition, polymers are cross-linked with allophanate bonds to impart thixotropic properties. However, in the above composition, the proportion of allophanate bonds is very small in order to maintain a suitable viscosity. Therefore, there is a problem that the effect of improving the compatibility with other resins is extremely poor, and further, it is insufficient to impart flexibility to the cured coating film of the composition.

また、アロファネート基を介して不飽和基を導入した紫外線硬化型ウレタン樹脂が開示されている(例えば、特許文献3。)。この紫外線硬化型ウレタン樹脂にはアロファネート基が導入されてはいるものの、エチレン性不飽和基がアロファネート基を介して導入された構造を有しているため、他樹脂との相溶性の改善効果は必ずしも十分ではなく、該樹脂を硬化して得られる塗膜の耐傷性と柔軟性との両立も不十分であるという問題があった。   Moreover, the ultraviolet curable urethane resin which introduce | transduced the unsaturated group through the allophanate group is disclosed (for example, patent document 3). Although allophanate groups are introduced into this UV curable urethane resin, it has a structure in which ethylenically unsaturated groups are introduced through allophanate groups, so the effect of improving compatibility with other resins is This is not always sufficient, and there is a problem that the coating film obtained by curing the resin has insufficient scratch resistance and flexibility.

また、ウレトジオン基を20〜50%、イソシアヌレート基を20%以下、ウレタン基とアロファネート基とを0.1〜40%含む紫外線硬化型ウレタン樹脂が開示されている(例えば、特許文献4。)。この紫外線硬化型ウレタン樹脂を硬化して得られる塗膜はウレトジオン基を多量に含有しているため耐傷性に優れるが、他樹脂との相溶性の改善効果は十分ではなく、さらに、樹脂自体が柔軟性に乏しいため、得られた硬化塗膜の可撓性も著しく低く、例えば折り曲げると塗膜の割れが生じ易いという問題があった。
特開平5−209038号公報 特開昭61−243815号公報 特開平10−279656号公報 特開2003−48927号公報
Moreover, the ultraviolet curable urethane resin containing 20 to 50% of uretdione groups, 20% or less of isocyanurate groups, and 0.1 to 40% of urethane groups and allophanate groups is disclosed (for example, Patent Document 4). . The coating film obtained by curing this ultraviolet curable urethane resin is excellent in scratch resistance because it contains a large amount of uretdione groups, but the effect of improving compatibility with other resins is not sufficient, and the resin itself Since the flexibility of the obtained cured coating film is extremely low due to poor flexibility, there is a problem that the coating film is likely to be cracked when bent, for example.
JP-A-5-209038 JP-A-61-243815 JP-A-10-279656 JP 2003-48927 A

本発明の目的は、プラスチック基材への密着性および他樹脂との相溶性に優れた樹脂および樹脂組成物を提供すること、さらに可撓性と耐傷性とが両立できるこれら樹脂および樹脂組成物からなる硬化物を提供することである。   An object of the present invention is to provide a resin and a resin composition excellent in adhesion to a plastic substrate and compatibility with other resins, and furthermore, these resins and resin compositions capable of achieving both flexibility and scratch resistance. It is providing the hardened | cured material which consists of.

本発明者らは、上記の問題を解決すべく鋭意検討した結果、少なくとも樹脂骨格中に下記式(1)で表されるアロファネート基からなる構造を含み、さらに下記式(2)で表される基からなる構造を含むことを特徴とする、アロファネート基含有(メタ)アクリレート樹脂および該樹脂を含む樹脂組成物が、他樹脂との相溶性に優れ、プラスチック基材への密着性にも優れ、さらに該樹脂組成物の硬化物が可撓性と耐傷性とを両立できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors include at least a structure comprising an allophanate group represented by the following formula (1) in the resin skeleton, and further represented by the following formula (2). An allophanate group-containing (meth) acrylate resin and a resin composition containing the resin, characterized by including a structure composed of a group, have excellent compatibility with other resins, and excellent adhesion to a plastic substrate. Furthermore, the present inventors have found that the cured product of the resin composition can achieve both flexibility and scratch resistance, and have completed the present invention.

Figure 2006083273
Figure 2006083273

(式中、R1は、総炭素数1〜40の脂肪族、脂環族、または芳香族炭化水素基を示す。ただし、これら炭化水素基は分岐を有していてもよく、あるいは置換基を有していてもよい。) (In the formula, R1 represents an aliphatic, alicyclic, or aromatic hydrocarbon group having 1 to 40 carbon atoms in total. However, these hydrocarbon groups may have a branch or a substituent. (You may have it.)

Figure 2006083273
Figure 2006083273

(式中、R2は総炭素数1〜50までの有機基を示し、R3は水素原子またはメチル基を示す。ただし、有機基R2は分岐を有していてもよく、あるいは側鎖を有していてもよい。)
上記アロファネート基含有(メタ)アクリレート樹脂の中でも上記樹脂1分子中に少なくとも2個の(メタ)アクリレート基を有することを特徴とするアロファネート基含有(メタ)アクリレート樹脂および該樹脂を含む組成物が好ましい。
(In the formula, R2 represents an organic group having 1 to 50 carbon atoms in total, and R3 represents a hydrogen atom or a methyl group. However, the organic group R2 may have a branch or have a side chain. May be.)
Among the allophanate group-containing (meth) acrylate resins, an allophanate group-containing (meth) acrylate resin characterized by having at least two (meth) acrylate groups in one molecule of the resin and a composition containing the resin are preferable. .

また、上記アロファネート基含有(メタ)アクリレート樹脂にはアロファネート基が0.2〜5.0mmol/gの量含まれていることが好ましい。
上記樹脂は塗料用途に好適に用いることができ、特に上記樹脂と光重合開始剤とを含有する塗料は光硬化型塗料として好適に用いることができる。
The allophanate group-containing (meth) acrylate resin preferably contains 0.2 to 5.0 mmol / g of allophanate groups.
The resin can be suitably used for paint applications, and in particular, a paint containing the resin and a photopolymerization initiator can be suitably used as a photocurable paint.

また、上記樹脂を含む組成物は、硬化して硬化物として用いることができる。
また、上記樹脂組成物はハードコート用樹脂組成物に好適である。
なお、メチル(メタ)アクリレートのような記載は、メチルアクリレートおよび/またはメチルメタクリレートであることを意味し、以下(メタ)アクリレートとの記載は同様の意味である。
Moreover, the composition containing the said resin can harden | cure and can be used as hardened | cured material.
Moreover, the said resin composition is suitable for the resin composition for hard-coats.
In addition, description like methyl (meth) acrylate means that it is methyl acrylate and / or methyl methacrylate, and description with (meth) acrylate is the same meaning hereafter.

本発明により、他樹脂との相溶性に優れ、プラスチック基材への密着性にも優れた樹脂および樹脂組成物を得ることができ、さらに、可撓性と耐傷性とが両立できる該樹脂組成物からなる硬化塗膜を得ることができる。   According to the present invention, a resin and a resin composition excellent in compatibility with other resins and excellent in adhesion to a plastic substrate can be obtained, and further, the resin composition capable of achieving both flexibility and scratch resistance. A cured coating film comprising a product can be obtained.

本発明について以下、詳細に説明する。
〔アロファネート基含有(メタ)アクリレート樹脂〕
本発明に係るアロファネート基含有(メタ)アクリレート樹脂は、樹脂骨格中に、上記式(1)で表されるアロファネート基からなる構造を含み、さらに上記式(2)で表される構造を含むことを特徴とする。上記構造を有するアロファネート基含有(メタ)アクリレート樹脂は、アロファネート基含有ポリイソシアネート樹脂と、分子中に少なくとも1個の(メタ)アクリレート基を有する活性水素化合物とを反応させることによって得ることができる。
The present invention will be described in detail below.
[Allophanate group-containing (meth) acrylate resin]
The allophanate group-containing (meth) acrylate resin according to the present invention includes a structure composed of an allophanate group represented by the above formula (1) in the resin skeleton, and further includes a structure represented by the above formula (2). It is characterized by. The allophanate group-containing (meth) acrylate resin having the above structure can be obtained by reacting an allophanate group-containing polyisocyanate resin with an active hydrogen compound having at least one (meth) acrylate group in the molecule.

<アロファネート基含有ポリイソシアネート樹脂>
本発明に用いるアロファネート基含有ポリイソシアネート樹脂は、モノアルコールと有機ポリイソシアネートプレポリマーとを特定の条件で反応させることによって得ることができる。
<Allophanate group-containing polyisocyanate resin>
The allophanate group-containing polyisocyanate resin used in the present invention can be obtained by reacting a monoalcohol with an organic polyisocyanate prepolymer under specific conditions.

≪有機ポリイソシアネートプレポリマーの製造方法≫
本発明に用いる有機ポリイソシアネートプレポリマーは、イソシアネート基を有するプレポリマーのことをいい、通常、イソシアネート化合物と水酸基含有化合物とを反応させることにより製造することができる。
≪Method for producing organic polyisocyanate prepolymer≫
The organic polyisocyanate prepolymer used in the present invention refers to a prepolymer having an isocyanate group, and can usually be produced by reacting an isocyanate compound and a hydroxyl group-containing compound.

上記製造反応に用いるイソシアネート化合物は、通常、ジイソシアネート化合物、およびポリイソシアネート化合物に分けることができる。ここで、本発明においては、ポリイソシアネート化合物とは、イソシアネート基を3個以上有するイソシアネート化合物を意味する。   The isocyanate compound used in the production reaction can be generally divided into a diisocyanate compound and a polyisocyanate compound. Here, in the present invention, the polyisocyanate compound means an isocyanate compound having three or more isocyanate groups.

ジイソシアネート化合物としては、例えば、
トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ペンタメチレンジイソシアネート、1,2−プロピレンジイソシアネート、1,2−ブチレンジイソシアネート、2,3−ブチレンジイソシアネート、1,3−ブチレンジイソシアネート、2,4,4−又は、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−ジイソシアネートメチルカプロエートなどの脂肪族ジイソシアネート化合物;
1,3−シクロペンテンジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、1,3−シクロヘキサンジイソシアネート、3−イソシアネートメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート、4,4'−メチレンビス(シクロヘキシルイソ
シアネート)、メチル−2,4−シクロヘキサンジイソシアネート、メチル−2,6−シクロヘキサンジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、1,3−ジイソシアナトメチルシクロヘキサン(H6 XDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)などの脂環
族ジイソシアネート化合物;
1,3−または1,4−キシリレンジイソシアネート、前記2種の化合物の混合物、ω,ω'−ジイソシアネート−1,4−ジエチルベンゼン、1,3−又は1,4−ビス(1−
イソシアネート−1−メチルエチル)ベンゼン、前記2種の化合物の混合物などの芳香脂肪族ジイソシアネート化合物;および
m−フェニレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、4,4'−ジフェ
ニルジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、4,4'−ジフェニルメ
タンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、4,4'−トルイジンジイソシアネート、4,4'−ジフェニルエーテルジイソシアネート、トルエンジイソシアネート(TDI)などの芳香族ジイソシアネート化合物;
などが挙げられる。
As the diisocyanate compound, for example,
Trimethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (HDI), pentamethylene diisocyanate, 1,2-propylene diisocyanate, 1,2-butylene diisocyanate, 2,3-butylene diisocyanate, 1,3-butylene diisocyanate, 2,4 , 4- or 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 2,6-diisocyanate methylcaproate and other aliphatic diisocyanate compounds;
1,3-cyclopentene diisocyanate, 1,4-cyclohexane diisocyanate, 1,3-cyclohexane diisocyanate, 3-isocyanate methyl-3,5,5-trimethylcyclohexyl isocyanate, 4,4'-methylenebis (cyclohexyl isocyanate), methyl-2 , 4-cyclohexane diisocyanate, methyl-2,6-cyclohexane diisocyanate, 1,3-bis (isocyanate methyl) cyclohexane, 1,4-bis (isocyanate methyl) cyclohexane, 1,3-diisocyanatomethyl cyclohexane (H 6 XDI ), Alicyclic diisocyanate compounds such as isophorone diisocyanate (IPDI);
1,3- or 1,4-xylylene diisocyanate, a mixture of the two compounds, ω, ω′-diisocyanate-1,4-diethylbenzene, 1,3- or 1,4-bis (1-
Isocyanate-1-methylethyl) benzene, an araliphatic diisocyanate compound such as a mixture of the above two compounds; and m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, 4,4′-diphenyl diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, Aromatic diisocyanates such as 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 4,4'-toluidine diisocyanate, 4,4'-diphenyl ether diisocyanate, toluene diisocyanate (TDI) Compound;
Etc.

ポリイソシアネート化合物としては、例えば、
リジンエステルトリイソシアネート、1,4,8−トリイソシアネートオクタン、1,6,11−トリイソシアネートウンデカン、1,8−ジイソシアネート−4−イソシアネートメチルオクタン、1,3,6−トリイソシアネートヘキサン、2,5,7−トリメチル−1,8−ジイソシアネート−5−イソシアネートメチルオクタンなどの脂肪族ポリイソシアネート化合物;
1,3,5−トリイソシアネートシクロヘキサン、1,3,5−トリメチルイソシアネートシクロヘキサン、2−(3−イソシアネートプロピル)−2,5−ジ(イソシアネートメチル)−ビシクロ(2.2.1)ヘプタン、2−(3−イソシアネートプロピル)−2,6−ジ(イソシアネートメチル)−ビシクロ(2.2.1)ヘプタン、3−(3−イソシアネートプロピル)−2,5−ジ(イソシアネートメチル)−ビシクロ(2.2.1)ヘプタン、5−(2−イソシアネートエチル)−2−イソシアネートメチル−3−(3−イソシアネートプロピル)−ビシクロ(2.2.1)ヘプタン、6−(2−イソシアネートエチル)−2−イソシアネートメチル−3−(3−イソシアネートプロピル)−ビシクロ(2.2.1)ヘプタン、5−(2−イソシアネートエチル)−2−イソシアネートメチル−2−(3−イソシアネートプロピル)−ビシクロ(2.2.1)ヘプタン、6−(2−イソシアネートエチル)−2−イソシアネートメチル−2−(3−イソシアネートプロピル)−ビシクロ(2.2.1)ヘプタンなどの脂環族ポリイソシアネート化合物;
1,3,5−トリイソシアネートメチルベンゼンなどの芳香脂肪族ポリイソシアネート化合物;および
トリフェニルメタン−4,4',4''−トリイソシアネート、1,3,5−トリイソシア
ネートベンゼン、2,4,6−トリイソシアネートトルエン、4,4'−ジフェニルメタ
ン−2,2',5,5'−テトライソシアネートなどの芳香族ポリイソシアネート化合物;などが挙げられる。
As a polyisocyanate compound, for example,
Lysine ester triisocyanate, 1,4,8-triisocyanate octane, 1,6,11-triisocyanate undecane, 1,8-diisocyanate-4-isocyanate methyloctane, 1,3,6-triisocyanate hexane, 2,5 Aliphatic polyisocyanate compounds such as 1,7-trimethyl-1,8-diisocyanate-5-isocyanate methyloctane;
1,3,5-triisocyanatecyclohexane, 1,3,5-trimethylisocyanatecyclohexane, 2- (3-isocyanatopropyl) -2,5-di (isocyanatemethyl) -bicyclo (2.2.1) heptane, 2 -(3-Isocyanatopropyl) -2,6-di (isocyanatomethyl) -bicyclo (2.2.1) heptane, 3- (3-isocyanatopropyl) -2,5-di (isocyanatomethyl) -bicyclo (2 2.1) Heptane, 5- (2-isocyanatoethyl) -2-isocyanatomethyl-3- (3-isocyanatopropyl) -bicyclo (2.2.1) heptane, 6- (2-isocyanatoethyl) -2 -Isocyanatomethyl-3- (3-isocyanatopropyl) -bicyclo (2.2.1) heptane, -(2-isocyanatoethyl) -2-isocyanatomethyl-2- (3-isocyanatopropyl) -bicyclo (2.2.1) heptane, 6- (2-isocyanatoethyl) -2-isocyanatomethyl-2- (3 An alicyclic polyisocyanate compound such as -isocyanatopropyl) -bicyclo (2.2.1) heptane;
Araliphatic polyisocyanate compounds such as 1,3,5-triisocyanate methylbenzene; and triphenylmethane-4,4 ′, 4 ″ -triisocyanate, 1,3,5-triisocyanatebenzene, 2,4, And aromatic polyisocyanate compounds such as 6-triisocyanate toluene and 4,4′-diphenylmethane-2,2 ′, 5,5′-tetraisocyanate.

これらイソシアネート化合物は、単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。また、これらイソシアネート化合物の中では、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、1,3−ジイソシアナトメチルシクロヘキサン(H6 XDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)が好ましい。 These isocyanate compounds may be used alone or in combination of two or more. Among these isocyanate compounds, hexamethylene diisocyanate (HDI), 1,3-diisocyanatomethylcyclohexane (H 6 XDI), and isophorone diisocyanate (IPDI) are preferable.

有機ポリイソシアネートプレポリマーを製造する際に用いる上記水酸基含有化合物としては、例えば、
メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、炭素数が5〜38のアルカノール、炭素数が3〜36のアルケニルアルコール(例えば、2−プロペン−1−オール等)、炭素数が6〜8のアルカジエノール(例えば3,7−ジメチル−1,6−オクタジエン−3−オ−ル等)、前記以外の炭素数が9〜24の脂肪族不飽和アルコールなどのモノアルコール(一価アルコール);
エチレングリコール、プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,2−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、メチルペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、3,3−ジメチロールヘプタン、炭素数が7〜22のアルカンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、炭素数が17〜20のアルカン−1,2−ジオール、水素化ビスフェノールA、1,4−ジヒドロキシ−2−ブテン、2,6−ジメチル−1−オクテン−3,8−ジオール、ビスフェノールAなどのジアルコール(二価アルコール);
グリセリン、2−メチル−2−ヒドロキシメチル−1,3−プロパンジオール、2,4−ジヒドロキシ−3−ヒドロキシメチルペンタン、1,2,6−ヘキサントリオール、1,1,1−トリス(ヒドロキシメチル)プロパン、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)−3−ブタノール、その他の炭素数が8〜24の脂肪族トリオールなどのトリアルコール(三価アルコール);
テトラメチロールメタン、D−ソルビトール、キシリトール、D−マンニトール、D−マンニットなどの四価以上のアルコール;
ピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルなどのポリエステルポリオール;
ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなどのポリエーテルポリオール;および
ポリヘキサメチレンカーボネートグリコールなどのポリカーボネートポリオール;
などが挙げられる。
Examples of the hydroxyl group-containing compound used when producing the organic polyisocyanate prepolymer include:
Methanol, ethanol, propanol, butanol, alkanol having 5 to 38 carbon atoms, alkenyl alcohol having 3 to 36 carbon atoms (for example, 2-propen-1-ol, etc.), alkadienol having 6 to 8 carbon atoms ( Monoalcohols (monohydric alcohols) such as aliphatic unsaturated alcohols having 9 to 24 carbon atoms other than the above, such as 3,7-dimethyl-1,6-octadiene-3-ol)
Ethylene glycol, propanediol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, 1,2-butanediol, 1,6-hexanediol, methylpentanediol, neopentylglycol, 3,3-dimethylolheptane, Alkanediol having 7 to 22 carbon atoms, diethylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol, cyclohexanedimethanol, alkane-1,2-diol having 17 to 20 carbon atoms, hydrogenated bisphenol A, 1,4-dihydroxy- Dialcohols (dihydric alcohols) such as 2-butene, 2,6-dimethyl-1-octene-3,8-diol, bisphenol A;
Glycerin, 2-methyl-2-hydroxymethyl-1,3-propanediol, 2,4-dihydroxy-3-hydroxymethylpentane, 1,2,6-hexanetriol, 1,1,1-tris (hydroxymethyl) Trialcohols (trihydric alcohols) such as propane, 2,2-bis (hydroxymethyl) -3-butanol and other aliphatic triols having 8 to 24 carbon atoms;
Tetramethylol methane, D-sorbitol, xylitol, D-mannitol, tetravalent or higher alcohols such as D-mannitol;
Polyester polyols such as pivalic acid neopentyl glycol ester;
Polyether polyols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol; and polycarbonate polyols such as polyhexamethylene carbonate glycol;
Etc.

これら水酸基を有する化合物の中では、モノアルコール、またはジアルコールが好ましい。また、これら水酸基を有する化合物は、単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。   Among these compounds having a hydroxyl group, monoalcohol or dialcohol is preferable. Moreover, these compounds having a hydroxyl group may be used alone or in combination of two or more.

本発明で用いる有機ポリイソシアネートプレポリマーは、上記水酸基化合物がモノアルコールの場合は、上記モノアルコールと、該モノアルコールの水酸基当量の2倍当量に対し過剰のイソシアネート基当量となる量の上記イソシアネート化合物とを反応させ、上記水酸基化合物がモノアルコール以外の場合は、上記水酸基含有化合物と、該水酸基含有化合物の水酸基当量に対し過剰のイソシアネート基当量となる量の上記イソシアネート化合物とを反応させ、さらに必要に応じて、未反応のイソシアネート化合物を除去することによって得ることができる。   When the hydroxyl group compound is a monoalcohol, the organic polyisocyanate prepolymer used in the present invention is an isocyanate compound in an amount that is an excess of the isocyanate group equivalent to the monoalcohol and twice the equivalent of the hydroxyl equivalent of the monoalcohol. When the hydroxyl group compound is other than a monoalcohol, the hydroxyl group-containing compound is reacted with an amount of the isocyanate compound in an amount that is an excess of the isocyanate group equivalent to the hydroxyl group equivalent of the hydroxyl group-containing compound, and further required. Depending on the case, it can be obtained by removing the unreacted isocyanate compound.

≪アロファネート基含有ポリイソシアネート樹脂の製造方法≫
本発明で用いるアロファネート基含有ポリイソシアネート樹脂は、上記有機ポリイソシアネートプレポリマーとモノアルコールとを特定の反応条件で反応させることにより得ることができ、該アロファネート基含有ポリイソシアネート樹脂の製造方法は、特開平5−209038号公報、および特開平8−188566号公報に詳しく開示されている。
≪Method for producing allophanate group-containing polyisocyanate resin≫
The allophanate group-containing polyisocyanate resin used in the present invention can be obtained by reacting the above organic polyisocyanate prepolymer with a monoalcohol under specific reaction conditions. This is disclosed in detail in Japanese Laid-Open Patent Application No. 5-209090 and Japanese Laid-Open Patent Application No. 8-188556.

すなわち、アロファネート基含有ポリイソシアネート樹脂は、モノアルコールと、該モノアルコール中の水酸基当量に対し過剰のイソシアネート基当量となる量の上記有機ポリイソシアネートプレポリマーとを、触媒の存在下、アロファネート化反応させ、さらに、未反応の有機ポリイソシアネートプレポリマーを除去することにより得ることができる。   That is, the allophanate group-containing polyisocyanate resin is an allophanate-forming reaction of monoalcohol and the above-mentioned organic polyisocyanate prepolymer in an amount that gives an excess of isocyanate group equivalent to the hydroxyl group equivalent in the monoalcohol in the presence of a catalyst. Further, it can be obtained by removing the unreacted organic polyisocyanate prepolymer.

これら反応により、アロファネート基を介して、有機ポリイソシアネートプレポリマーに、モノアルコールを結合させることができ、アクリル樹脂やポリエステル樹脂への溶解性を飛躍的に向上させることができる。しかも、モノアルコールに由来する骨格により、上記樹脂を用いて得られる硬化物に柔軟性を付与することができ、可撓性と耐傷性を両立することできる。   By these reactions, monoalcohol can be bonded to the organic polyisocyanate prepolymer via the allophanate group, and the solubility in acrylic resin and polyester resin can be greatly improved. Moreover, the skeleton derived from the monoalcohol can impart flexibility to the cured product obtained using the resin, so that both flexibility and scratch resistance can be achieved.

上記製造過程で使用するモノアルコールは、不飽和結合、エーテル基、エステル基など
の極性基を有していてもよい。また、上記モノアルコールは、相溶させたい他樹脂に応じて適宜選択して使用することができる。
The monoalcohol used in the above production process may have a polar group such as an unsaturated bond, an ether group or an ester group. The monoalcohol can be appropriately selected and used according to the other resin to be compatible.

これらモノアルコールの中でも、炭素数が1〜40のモノアルコールが好ましい。上記範囲内の炭素数のモノアルコールを用いることにより、硬化塗膜の可撓性と耐傷性とを両立することができる。   Among these monoalcohols, monoalcohols having 1 to 40 carbon atoms are preferable. By using a monoalcohol having a carbon number within the above range, both the flexibility and scratch resistance of the cured coating film can be achieved.

これらモノアルコールとしては、
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、ブタノール異性体類、アリルアルコール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、2−エチルヘキサノール、n−オクタノール、ノナノール、n−デカノール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、フルフリルアルコール、ベンジルアルコールなどの脂肪族、脂環族、芳香脂肪族アルコール;
上記モノアルコールとエチレンオキサイド、プロピレンオキサイドなどのアルキレンオキサイドとの付加重合体(2種以上のアルキレンオキサイドのランダムおよび/またはブロック共重合体)であるエーテル基含有モノアルコール;
低分子量モノアルコールとε−カプロラクトン、δ−バレロラクトンなどのラクトンとの付加重合体であるエステル基含有モノアルコール;
酢酸、プロピオン酸、安息香酸などのモノカルボン酸とアルキレンオキサイドとの付加物であるエステル基含有モノアルコール;
などを例示することができる。
As these monoalcohols,
Methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, butanol isomers, allyl alcohol, pentanol, hexanol, heptanol, 2-ethylhexanol, n-octanol, nonanol, n-decanol, cyclopentanol, cyclohexanol, furfuryl alcohol Aliphatic, alicyclic and araliphatic alcohols such as benzyl alcohol;
An ether group-containing monoalcohol which is an addition polymer (a random and / or block copolymer of two or more alkylene oxides) of the monoalcohol and an alkylene oxide such as ethylene oxide or propylene oxide;
An ester group-containing monoalcohol which is an addition polymer of a low molecular weight monoalcohol and a lactone such as ε-caprolactone or δ-valerolactone;
An ester group-containing monoalcohol which is an adduct of a monocarboxylic acid such as acetic acid, propionic acid, benzoic acid and an alkylene oxide;
Etc. can be illustrated.

また、上述した炭素数1〜40のモノアルコールに加えて少量のジアルコール、トリアルコールなどの多官能アルコールを併用することができる。さらに、これら以外にも、チオール類、オキシム類、ラクタム類、フエノール類、β−ジケトン類などの活性水素化合物も、必要に応じて併用することができる。   In addition to the monoalcohol having 1 to 40 carbon atoms described above, a small amount of polyfunctional alcohol such as dialcohol or trialcohol can be used in combination. In addition to these, active hydrogen compounds such as thiols, oximes, lactams, phenols, and β-diketones can be used in combination as necessary.

また、有機ポリイソシアネートプレポリマーとモノアルコールとによるアロファネート化反応を行う前に、モノアルコール中に存在する水酸基の一部または全部と有機ポリイソシアネート化合物中に存在するイソシアネート基の一部とを予備反応して、ウレタン基を生成させておいてもよい。   In addition, prior to the allophanatization reaction with the organic polyisocyanate prepolymer and the monoalcohol, some or all of the hydroxyl groups present in the monoalcohol and some of the isocyanate groups present in the organic polyisocyanate compound are pre-reacted. Then, a urethane group may be generated.

本発明において、有機ポリイソシアネートプレポリマーとモノアルコールとの使用割合は、有機ポリイソシアネートプレポリマー中に存在するイソシアネート基とモノアルコール中に存在する水酸基とのモル比(〔前記プレポリマー中のイソシアネート基〕/〔モノアルコール中の水酸基〕)で換算して、通常5〜100、好ましくは10〜50となる範囲である。イソシアネート基と水酸基とのモル比が前記範囲内にあると、アロファネート基の含有量が適量となり、他樹脂との高い溶解性を有する樹脂を得ることができる。   In the present invention, the use ratio of the organic polyisocyanate prepolymer and the monoalcohol is the molar ratio of the isocyanate group present in the organic polyisocyanate prepolymer to the hydroxyl group present in the monoalcohol ([isocyanate group in the prepolymer). ] / [Hydroxyl group in monoalcohol]) is usually in the range of 5 to 100, preferably 10 to 50. When the molar ratio of the isocyanate group to the hydroxyl group is within the above range, the allophanate group content becomes an appropriate amount, and a resin having high solubility with other resins can be obtained.

モノアルコールと有機ポリイソシアネート化合物との反応には、溶剤を用いても、また用いなくてもよい。溶剤を用いる場合は、イソシアネート基に対して反応活性をもたない溶剤を用いることが必要である。   A solvent may or may not be used for the reaction between the monoalcohol and the organic polyisocyanate compound. When using a solvent, it is necessary to use a solvent having no reaction activity with respect to an isocyanate group.

モノアルコールと有機ポリイソシアネートプレポリマーとの反応に用いる触媒としては、反応の制御が容易であり、最終生成物の着色が少なく、熱安定性に劣る二量体の生成が少ない触媒が用いられる。これら触媒としては、例えば、
テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、トリメチルベンジルアンモニウムなどのテトラアルキルアンモニウムのハイドロオキサイドおよびその有機弱酸塩;
トリメチルヒドロキシプロピルアンモニウム、トリメチルヒドロキシエチルアンモニウム
、トリエチルヒドロキシプロピルアンモニウム、トリエチルヒドロキシエチルアンモニウムなどのトリアルキルヒドロキシアルキルアンモニウムのハイドロオキサイドおよびその有機弱酸塩;
酢酸、カプロン酸、オクチル酸、ミリスチン酸などのアルキルカルボン酸とアルカリ金属とのアルキルカルボン酸塩;
上記アルキルカルボン酸とスズ、亜鉛、鉛等の金属とのアルキルカルボン酸金属塩;
アルミニウムアセチルアセトン、リチウムアセチルアセトンなどのβ−ジケトンと金属とのキレート化合物;
塩化アルミニウム、三フッ化ホウ素などのフリーデル・クラフツ触媒;
チタンテトラブチレート、トリブチルアンチモン酸化物などの種々の有機金属化合物;および
ヘキサメチルシラザンなどのアミノシリル基含有化合物;
などを挙げることができる。
As the catalyst used for the reaction between the monoalcohol and the organic polyisocyanate prepolymer, a catalyst that is easy to control the reaction, has little coloring of the final product, and generates a dimer having poor thermal stability is used. As these catalysts, for example,
Tetraalkylammonium hydroxides such as tetramethylammonium, tetraethylammonium, tetrabutylammonium, trimethylbenzylammonium and their weak organic acid salts;
Trialkylhydroxyalkylammonium hydroxides and their organic weak acid salts such as trimethylhydroxypropylammonium, trimethylhydroxyethylammonium, triethylhydroxypropylammonium, triethylhydroxyethylammonium;
Alkyl carboxylates of alkyl carboxylic acids such as acetic acid, caproic acid, octylic acid, myristic acid and alkali metals;
An alkylcarboxylic acid metal salt of the above alkylcarboxylic acid and a metal such as tin, zinc or lead;
A chelate compound of β-diketone and metal such as aluminum acetylacetone and lithium acetylacetone;
Friedel-Crafts catalysts such as aluminum chloride and boron trifluoride;
Various organometallic compounds such as titanium tetrabutyrate and tributylantimony oxide; and aminosilyl group-containing compounds such as hexamethylsilazane;
And so on.

これら触媒のなかでは、テトラアルキルアンモニウムのハイドロオキサイドおよびその有機弱酸塩、トリアルキルヒドロキシアルキルアンモニウムのハイドロオキサイドおよびその有機弱酸塩などのような第4級アンモニウム化合物が好ましく用いられる。   Among these catalysts, quaternary ammonium compounds such as tetraalkylammonium hydroxide and its organic weak acid salt, trialkylhydroxyalkylammonium hydroxide and its organic weak acid salt are preferably used.

前記触媒は、その種類や反応温度などによって異なるが、通常、有機ポリイソシアネートに対して、0.0001〜1重量%の範囲で用いられる。本発明において、アロファネ
ート化反応は、通常、20〜160℃、好ましくは、40〜100℃の温度範囲で行なわれる。
Although the said catalyst changes with the kind, reaction temperature, etc., it is normally used in 0.0001-1 weight% with respect to organic polyisocyanate. In the present invention, the allophanatization reaction is usually performed in a temperature range of 20 to 160 ° C, preferably 40 to 100 ° C.

所望のポリイソシアネート樹脂は、残存NCO量が所望の量に達した時点で、例えば、リン酸、塩化ベンゾイル、モノクロロ酢酸、ドデシルベンゼンスルホン酸などの酸性物質を触媒失活剤として反応混合物に加え、触媒を失活させた後、例えば、薄膜蒸留等の手段によって、未反応の有機ポリイソシアネートプレポリマーを除去することによって得られる。   When the desired polyisocyanate resin reaches the desired amount of residual NCO, for example, an acidic substance such as phosphoric acid, benzoyl chloride, monochloroacetic acid, dodecylbenzenesulfonic acid is added to the reaction mixture as a catalyst deactivator, After deactivation of the catalyst, it can be obtained, for example, by removing the unreacted organic polyisocyanate prepolymer by means such as thin film distillation.

このようにして得られたアロファネート基を有するポリイソシアネート樹脂は、原料であるモノアルコールを適宜選択することによって、他樹脂と任意の割合で混合できる樹脂とすることができ、室温以下においても白濁しない樹脂を提供することが可能となる。   The polyisocyanate resin having an allophanate group thus obtained can be made into a resin that can be mixed with other resins at an arbitrary ratio by appropriately selecting the raw material monoalcohol, and does not become cloudy even at room temperature or lower. Resin can be provided.

なお、上記アロファネート基含有ポリイソシアネート樹脂は、上述した有機ポリイソシアネートプレポリマーの製造に用いるイソシアネート化合物と水酸基を有する化合物であるモノアルコールとをイソシアネート化合物が大過剰となる条件で反応させることによっても得られる。
<アロファネート基含有(メタ)アクリレート樹脂の製造方法>
本発明に係るアロファネート基含有(メタ)アクリレート樹脂は、上記アロファネート基含有ポリイソシアネート樹脂と、分子中に少なくとも1個の(メタ)アクリレート基を有する活性水素化合物とを反応させることによって得られる。この反応に用いる(メタ)アクリレート基を有する活性水素化合物としては、(メタ)アクリレート基と水酸基とを含有する化合物を好適に用いることができる。
The allophanate group-containing polyisocyanate resin can also be obtained by reacting the isocyanate compound used in the production of the organic polyisocyanate prepolymer described above with a monoalcohol, which is a compound having a hydroxyl group, under conditions where the isocyanate compound is in a large excess. It is done.
<Method for producing allophanate group-containing (meth) acrylate resin>
The allophanate group-containing (meth) acrylate resin according to the present invention is obtained by reacting the allophanate group-containing polyisocyanate resin with an active hydrogen compound having at least one (meth) acrylate group in the molecule. As the active hydrogen compound having a (meth) acrylate group used in this reaction, a compound containing a (meth) acrylate group and a hydroxyl group can be suitably used.

このアロファネート基含有(メタ)アクリレート樹脂の硬化物の耐傷性を優れたものとするためには、この反応でウレタン結合を形成させることが必要である。したがって、上記反応温度を40℃以上、80℃以下に制御することが好ましい。反応を上記温度範囲内で行うことにより、効率よく所望のウレタン結合が形成させることができ、硬化物とした時に、可撓性を損なうことなく優れた耐傷性を発現させることができる。また、反応は触媒を使用せずに行うことが好ましい。さらに、副反応を抑えつつウレタン結合を確実に形
成させる観点からは、アロファネート基含有ポリイソシアネート樹脂と、該アロファネート基含有ポリイソシアネート樹脂中に含まれるイソシアネート基と等モル量の水酸基含有(メタ)アクリレートとを10℃以上、50℃以下の温度範囲の低温で全量混合した後、昇温して反応を開始することが好ましい。
In order to make the cured product of the allophanate group-containing (meth) acrylate resin excellent in scratch resistance, it is necessary to form a urethane bond by this reaction. Therefore, it is preferable to control the reaction temperature to 40 ° C. or higher and 80 ° C. or lower. By carrying out the reaction within the above temperature range, a desired urethane bond can be formed efficiently, and when it is made into a cured product, excellent scratch resistance can be exhibited without impairing flexibility. The reaction is preferably performed without using a catalyst. Furthermore, from the viewpoint of reliably forming a urethane bond while suppressing side reactions, an allophanate group-containing polyisocyanate resin, and an isocyanate group contained in the allophanate group-containing polyisocyanate resin have an equimolar amount of a hydroxyl group-containing (meth) acrylate. Is preferably mixed at a low temperature in the temperature range of 10 ° C. or more and 50 ° C. or less, and then the reaction is started by raising the temperature.

上記水酸基含有(メタ)アクリレート化合物としては、
2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート、4−ヒドロキシブチルメタクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルメタクリレート、ポリエチレングリコールモノアクリレート、ポリエチレングリコールモノメタクリレート、ポリプロピレングリコールモノアクリレート、ポリプロピレングリコールモノメタクリレート、などの分子中に1個の(メタ)アクリレート基を有する化合物;
ペンタエリスリトールアクリレート、ペンタエリスリトールメタクリレート、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性ジアクリレート、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性ジメタクリレート、グリセリンジメタクリレート、2−ヒドロキシ−3−アクリロイルオキシプロピルメタクリレートなどの分子中に2個以上の(メタ)アクリレート基を有する化合物;
などが挙げられる。
As the hydroxyl group-containing (meth) acrylate compound,
2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate, 2-hydroxy- Compounds having one (meth) acrylate group in the molecule, such as 3-phenoxypropyl methacrylate, polyethylene glycol monoacrylate, polyethylene glycol monomethacrylate, polypropylene glycol monoacrylate, polypropylene glycol monomethacrylate;
Two or more (meth) per molecule such as pentaerythritol acrylate, pentaerythritol methacrylate, isocyanuric acid ethylene oxide modified diacrylate, isocyanuric acid ethylene oxide modified dimethacrylate, glycerin dimethacrylate, 2-hydroxy-3-acryloyloxypropyl methacrylate A compound having an acrylate group;
Etc.

塗膜の耐傷性を向上するためには、架橋密度を高めることが重要であるが、水酸基含有(メタ)アクリレート化合物として、分子中に1個の(メタ)アクリレート基を有する化合物を用いて得られる(メタ)アクリレート樹脂を使用した硬化物の場合は、架橋密度が低いため、可撓性は向上するものの耐傷性が低下してしまう傾向にある。分子中に2個以上の(メタ)アクリレート基を有する化合物を用いて得られる(メタ)アクリレート樹脂を使用した硬化物の場合は、架橋密度が高くなるため耐傷性が向上する傾向にあり、さらに、前記(メタ)アクリレート樹脂中にアロファネート基が含まれる場合、特に、アロファネート基とイソシアヌレート基とが含まれる場合には、硬化物に可撓性が附与され、可撓性と耐傷性との両立が可能となる。   In order to improve the scratch resistance of the coating film, it is important to increase the crosslink density, but it is obtained by using a compound having one (meth) acrylate group in the molecule as the hydroxyl group-containing (meth) acrylate compound. In the case of a cured product using the (meth) acrylate resin obtained, since the crosslinking density is low, the flexibility is improved, but the scratch resistance tends to be lowered. In the case of a cured product using a (meth) acrylate resin obtained by using a compound having two or more (meth) acrylate groups in the molecule, the crosslink density increases, so that the scratch resistance tends to be improved. When the allophanate group is contained in the (meth) acrylate resin, in particular, when the allophanate group and the isocyanurate group are contained, flexibility is imparted to the cured product, and flexibility and scratch resistance are obtained. Can be achieved.

したがって、可撓性と耐傷性とを両立するためには、少なくとも分子中に2個の(メタ)アクリレート基を有する化合物を使用することが好ましく、少なくとも分子中に3個の(メタ)アクリレート基を有する化合物を使用することがより好ましい。   Therefore, in order to achieve both flexibility and scratch resistance, it is preferable to use a compound having at least two (meth) acrylate groups in the molecule, and at least three (meth) acrylate groups in the molecule. It is more preferable to use a compound having

さらに、該水酸基含有(メタ)アクリレート化合物の使用量は、上記アロファネート基含有ポリイソシアネート樹脂100重量部に対して5重量部以上使用することが好ましい。   Further, the amount of the hydroxyl group-containing (meth) acrylate compound is preferably 5 parts by weight or more based on 100 parts by weight of the allophanate group-containing polyisocyanate resin.

なお、可撓性と耐傷性との両立を目的とする場合であっても、その効果を損なわない範囲において、水酸基含有(メタ)アクリレート化合物として、分子中に1個の(メタ)アクリレート基を有する化合物を併用してもさしつかえない。   In addition, even if it is a case where it aims at coexistence with flexibility and scratch resistance, in the range which does not impair the effect, as a hydroxyl-containing (meth) acrylate compound, one (meth) acrylate group is included in a molecule | numerator. Even if it has the compound which has it, there is no problem.

本発明に係るアロファネート基含有(メタ)アクリレート樹脂におけるアロファネート基の含有量は、他樹脂との相溶性を優れたものとし、さらに、上記樹脂からなる硬化物の可撓性と耐傷性との両立を図るためには、好ましくは0.2〜5.0mmol/g、より好ましくは0.3〜4mmol/g、さらに好ましくは0.4〜3mmol/gの量の範囲である。このようなアロファネート基の含有量は、例えば、特開2002−53635号公報や特開平8−52939号公報に記載されているように、d6−DMSOもしくはd6−アセトンを溶媒としてH1−NMR測定をすることにより求めることができる。 In the allophanate group-containing (meth) acrylate resin according to the present invention, the allophanate group content is excellent in compatibility with other resins, and further, both the flexibility and scratch resistance of the cured product made of the above resin are achieved. Is preferably in the range of 0.2 to 5.0 mmol / g, more preferably 0.3 to 4 mmol / g, and still more preferably 0.4 to 3 mmol / g. The content of such allophanate groups is determined by H 1 -NMR measurement using d6-DMSO or d6-acetone as a solvent as described in, for example, JP-A-2002-53635 and JP-A-8-52939. It can be obtained by doing.

本発明に係るアロファネート基含有(メタ)アクリレート樹脂からなる硬化物は、アロファネート基で結合されたモノアルコールの炭素鎖によって、可撓性および他樹脂との相溶性が付与される。さらに、(メタ)アクリレート基がウレタン基を介して結合しているため、可撓性を損なうことなく耐傷性を発現させることができる。   The cured product comprising the allophanate group-containing (meth) acrylate resin according to the present invention is given flexibility and compatibility with other resins by the carbon chain of the monoalcohol bonded with the allophanate group. Furthermore, since the (meth) acrylate group is bonded via a urethane group, scratch resistance can be exhibited without impairing flexibility.

〔光硬化型塗料〕
本発明に係るアロファネート基含有(メタ)アクリレート樹脂に光重合開始剤および必要に応じてその他添加剤を添加することにより光硬化型樹脂組成物を得ることができ、この光硬化型樹脂組成物は光硬化型塗料などに好適に用いることができる。
[Light curable paint]
A photocurable resin composition can be obtained by adding a photopolymerization initiator and, if necessary, other additives to the allophanate group-containing (meth) acrylate resin according to the present invention. This photocurable resin composition is It can be suitably used for a photo-curing paint or the like.

<光重合開始剤>
本発明に係る光硬化型塗料には光重合開始剤が用いられる。本発明における光重合開始剤とは、紫外線、電子線、放射線などによってラジカル発生が可能な化合物を意味する。本発明に用いる光重合開始剤の具体例としては、
ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、アセトイン、ブチロイン、トルオイン、ベンジル、ベンゾフェノン、p−メトキシベンゾフェノン、ジエトキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、メチルフェニルグリオキシレート
、エチルフェニルグリオキシレート、4,4−ビス(ジメチルアミノベンゾフェノン)、
2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オンなどのカルボニル化合物;
テトラメチルチウラムジスルフィドなどの硫黄化合物;
アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリルなどのアゾ化
合物;
2−エチルアントラキノンなどのアントラキノン類;
ベンゾイルパーオキシド、ジターシャリーブチルパーオキシド等のパーオキシド化合物;2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメ
トキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルホスフィンオキサイドなどのアシルホスフィンオキサイド化合物;
などを挙げることができる。
<Photopolymerization initiator>
A photopolymerization initiator is used in the photocurable coating according to the present invention. The photopolymerization initiator in the present invention means a compound capable of generating radicals by ultraviolet rays, electron beams, radiation or the like. As a specific example of the photopolymerization initiator used in the present invention,
Benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin isobutyl ether, acetoin, butyroin, toluoin, benzyl, benzophenone, p-methoxybenzophenone, diethoxyacetophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, methylphenyl Glyoxylate, ethylphenylglyoxylate, 4,4-bis (dimethylaminobenzophenone),
Carbonyl compounds such as 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one;
Sulfur compounds such as tetramethylthiuram disulfide;
Azo compounds such as azobisisobutyronitrile and azobis-2,4-dimethylvaleronitrile;
Anthraquinones such as 2-ethylanthraquinone;
Peroxide compounds such as benzoyl peroxide and ditertiary butyl peroxide; acylphosphines such as 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide and bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethylpentylphosphine oxide An oxide compound;
And so on.

これら開始剤の中でも、好ましい開始剤の例としては、ベンゾフェノン、メチルフェニルグリオキシレート、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイドを挙げることができる。   Among these initiators, preferred initiators include benzophenone, methylphenylglyoxylate, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2,4, Mention may be made of 6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide.

これら光重合開始剤は単独で使用してもよく、あるいは2種以上併用してもよい。
これら光重合性開始剤の使用量は、本発明に係るアロファネート基含有(メタ)アクリレート樹脂100重量部に対して、通常0.01〜10重量部、好ましくは0.1〜5重量部である。光重合性開始剤の使用量が上記範囲内にあると硬化反応を十分に行うことができ、さらに、硬化被膜の帯色、経時的な変色が起こらない光硬化型塗料を得ることができるので好ましい。
These photopolymerization initiators may be used alone or in combination of two or more.
The amount of these photopolymerizable initiators used is usually 0.01 to 10 parts by weight, preferably 0.1 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the allophanate group-containing (meth) acrylate resin according to the present invention. . If the use amount of the photopolymerizable initiator is within the above range, the curing reaction can be sufficiently performed, and further, a photocurable coating material that does not cause discoloration of the cured film and discoloration over time can be obtained. preferable.

<その他添加剤>
さらに本発明に係る光硬化型塗料には、粘度調整などの目的から(メタ)アクリル基を有する化合物、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、オレフィン樹脂などをさらに添加して用いることができる。これらの中でも、特に(メタ)アクリル基を有する化合物は光硬化性を有するため、耐摩耗性や耐薬品性を向上させる観点から使用することが好ましい場合もある。
<Other additives>
Furthermore, the photocurable coating according to the present invention may be used by further adding a compound having a (meth) acrylic group, an acrylic resin, a polyester resin, an epoxy resin, a melamine resin, an olefin resin, etc. for the purpose of adjusting the viscosity. it can. Among these, since the compound having a (meth) acryl group has photocurability, it may be preferable to use it from the viewpoint of improving wear resistance and chemical resistance.

このような(メタ)アクリル基を有する化合物の具体例としては、2エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソボロニル(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−へキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコール変性トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ビス((メタ)アクリロキシエチル)ビスフェノールA、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性グリセリントリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性グリセリントリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、これら(メタ)アクリレート化合物の一部をアルキル基、ε−カプロラクトンで置換した多官能(メタ)アクリレートなどを挙げることができる。   Specific examples of such a compound having a (meth) acrylic group include 2 ethylhexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, dipropylene glycol (meth) acrylate, Ethoxydiethylene glycol (meth) acrylate, hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, dicyclopentenyl (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, 1, 6-hexanediol di (meth) acrylate, 1,9-nonanediol di (meth) acrylate, dimethylol tricyclodecane di (meth) acrylate, hydroxypivalic acid Opentyl glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol modified trimethylolpropane di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, bis (( (Meth) acryloxyethyl) bisphenol A, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, ethylene oxide modified trimethylolpropane di (meth) acrylate, propylene oxide modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate, glycerin tri (meth) acrylate, ethylene Oxide-modified glycerin tri (meth) acrylate, propylene oxide-modified glycerin tri (meth) acrylate, ditrimethylo Rupropanetetra (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, one of these (meth) acrylate compounds Examples thereof include polyfunctional (meth) acrylates in which a part is substituted with an alkyl group and ε-caprolactone.

さらには、フタル酸、アジピン酸などの多塩基酸と、エチレングリコール、ブタンジオール等の多価アルコールと、(メタ)アクリル酸化合物との反応で得られるポリエステルポリ(メタ)アクリレート;エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸化合物との反応で得られるエポキシポリ(メタ)アクリレート;ポリシロキサンと(メタ)アクリル酸化合物との反応によって得られるポリシロキサンポリ(メタ)アクリレート;ポリアミドと(メタ)アクリル酸化合物との反応によって得られるポリアミドポリ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。   Furthermore, polyester poly (meth) acrylate obtained by reaction of polybasic acid such as phthalic acid and adipic acid, polyhydric alcohol such as ethylene glycol and butanediol, and (meth) acrylic acid compound; epoxy resin ( Epoxy poly (meth) acrylate obtained by reaction with meth) acrylic acid compound; polysiloxane poly (meth) acrylate obtained by reaction of polysiloxane with (meth) acrylic acid compound; polyamide and (meth) acrylic acid compound And polyamide poly (meth) acrylate obtained by the above reaction.

これらの(メタ)アクリル基を有する化合物の使用量は、硬化塗膜の耐薬品性、耐磨耗性が低下しないので、本発明に係るアルファネート基含有(メタ)アクリレート樹脂と(メタ)アクリル基含有化合物との重量比(〔アルファネート基含有(メタ)アクリレート樹脂〕/〔(メタ)アクリル基含有化合物〕)が90/10〜20/80の範囲であることが好ましい。使用量が上記範囲内にあると、光硬化後の硬化塗膜の耐薬品性、耐磨耗性に優れる。   Since the amount of these (meth) acrylic group-containing compounds does not decrease the chemical resistance and abrasion resistance of the cured coating film, the alphanate group-containing (meth) acrylate resin and (meth) acrylic according to the present invention are used. The weight ratio of the group-containing compound ([alphanate group-containing (meth) acrylate resin] / [(meth) acrylic group-containing compound]) is preferably in the range of 90/10 to 20/80. When the amount used is within the above range, the cured coating film after photocuring is excellent in chemical resistance and abrasion resistance.

さらに本発明に係る光硬化型塗料には、有機溶剤、重合禁止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、黄変防止剤、染料、顔料、レベリング剤、消泡剤、増粘剤、沈降防止剤、帯電防止剤、防曇剤、はじき防止剤、湿潤剤、分散剤、だれ防止剤、カップリング剤などの各種添加剤を含有していても良い。   Further, the photocurable coating according to the present invention includes an organic solvent, a polymerization inhibitor, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, an antioxidant, an anti-yellowing agent, a dye, a pigment, a leveling agent, an antifoaming agent, and a thickening agent. Further, it may contain various additives such as an anti-settling agent, an antistatic agent, an antifogging agent, an anti-fogging agent, a wetting agent, a dispersing agent, an anti-sagging agent and a coupling agent.

<光硬化型塗料の使用方法>
このような光硬化型塗料を基材に塗布する方法に限定はなく、ハケ塗り、スプレーコート、ディップコート、スピンコート、カーテンコートなどの常法によって行うことができる。被膜にクラックを発生させることなく、十分な耐摩耗性、および良好な被膜と基材との密着性を発現させるためには、硬化被膜の膜厚が3〜30μmとなるような塗布量で使用することが好ましい。
<Usage of photocurable paint>
There is no limitation on the method of applying such a photocurable coating to a substrate, and it can be performed by a conventional method such as brush coating, spray coating, dip coating, spin coating, curtain coating or the like. In order to develop sufficient abrasion resistance and good adhesion between the film and the substrate without generating cracks in the film, use it in a coating amount such that the film thickness of the cured film is 3 to 30 μm. It is preferable to do.

基材に塗布された被膜を硬化させる手段としては、紫外線、電子線、放射線などの活性エネルギー線を照射する公知の方法を用いることができ、紫外線発生源としては実用性、経済性の面から紫外線ランプが一般に用いられている。具体的には、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、ガリウムランプ、メタルハライドランプなどの紫外線ランプが挙げられる。また、太陽光を直接用いることもできる。照射雰囲気は空気でもよいし、窒素、アルゴン等の不活性ガスでもよい。   As a means for curing the coating applied to the substrate, a known method of irradiating active energy rays such as ultraviolet rays, electron beams, and radiation can be used, and the ultraviolet ray generation source is from the viewpoint of practicality and economy. An ultraviolet lamp is generally used. Specific examples include ultraviolet lamps such as low-pressure mercury lamps, high-pressure mercury lamps, ultrahigh-pressure mercury lamps, xenon lamps, gallium lamps, and metal halide lamps. Sunlight can also be used directly. The irradiation atmosphere may be air or an inert gas such as nitrogen or argon.

また、基材表面に本発明に係る光硬化型塗料を塗布した後、活性エネルギー線を用いて硬化させる前に、硬化被膜の基材に対する密着性向上を目的として、赤外線または熱風乾燥炉を用いて、20〜120℃の温度範囲で1〜60分間熱処理を行ってもよい。   In addition, after applying the photocurable paint according to the present invention to the surface of the substrate, before curing with active energy rays, an infrared or hot air drying furnace is used for the purpose of improving the adhesion of the cured film to the substrate. The heat treatment may be performed for 1 to 60 minutes in a temperature range of 20 to 120 ° C.

光硬化型塗料を塗布する基材としては、特に制限はないが、例えば、各種合成樹脂成形品を用いることができる。具体例には、ポリメチルメタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリメタクリルイミド樹脂、ポリアリルジグリコールカーボネート樹脂などの成形品を挙げることができる。特に、ポリメチルメタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリオレフィン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂を用いた成形品は、耐摩耗性改良要求が強いため、本発明に係る光硬化型塗料組成物を好適に用いることができる。また合成樹脂成形品とは、これらの樹脂からなるシート状成形品、フィルム状成形品、各種射出成形品などである。   Although there is no restriction | limiting in particular as a base material which apply | coats a photocurable coating material, For example, various synthetic resin molded products can be used. Specific examples include polymethyl methacrylic resin, polycarbonate resin, polyethylene terephthalate resin, polyester resin, polystyrene resin, polyolefin resin, acrylonitrile-styrene copolymer resin, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer resin, polyamide resin, polyarylate resin, poly Examples include molded products such as methacrylimide resins and polyallyl diglycol carbonate resins. In particular, molded products using polymethylmethacrylic resin, polycarbonate resin, polystyrene resin, polyethylene terephthalate resin, polyolefin resin, and acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer resin are highly demanded to improve wear resistance. A mold coating composition can be suitably used. Synthetic resin molded products include sheet-shaped molded products, film-shaped molded products, and various injection molded products made of these resins.

本発明に係る光硬化型塗料によって得られた塗膜は、透明性が良好でかつ表面硬度、耐摩耗性、密着性に優れているため、特にPETやABS、PC等のプラスチック基材を使用する自動車部品、化粧品容器などの表面保護用塗膜として、プラスチックレンズやディスプレイ基板用樹脂フィルムなどの光学部材のハードコート塗膜に好適に用いることがである。   The coating film obtained by the photo-curable paint according to the present invention has good transparency and excellent surface hardness, wear resistance, and adhesion, and therefore, particularly, a plastic substrate such as PET, ABS, PC is used. As a coating film for surface protection of automobile parts, cosmetic containers, etc., it can be suitably used as a hard coat coating film for optical members such as plastic lenses and resin films for display substrates.

〔実施例〕
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
〔Example〕
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated concretely, this invention is not limited to these Examples.

[実施例1]
特開平6−41270公報の実施例1に開示されている方法でアロファネート基含有ポリイソシアネート樹脂を製造した。具体的には1,3−ジイソシアナトメチルシクロヘキサン(H6XDI)とイソブタノール(IBA)とから得られたポリイソシアネート樹脂である。得られたポリイソシアネート樹脂はNCO含有量18.2wt%で、NMR分析からウレタン基はほとんど認められず、アロファネート基35mol%、イソシアヌレート基75mol%であった。続けてこのポリイソシアネート樹脂600g、ペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA)206g、2−ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)241g、およびメチルヒドロキノン2gを反応容器に仕込み、空気気流下、80℃で4時間反応させた。これにジブチルスズラウレート0.6gを添加し、更に80℃で4時間反応させることで、光硬化型アロファネート基含有アクリレート樹脂(A−1)を得た。また、d6−DMSOを溶媒としてH1−NMR測定より求めたアロファネート
基の含有量は、1.0mmol/gであった。
[Example 1]
An allophanate group-containing polyisocyanate resin was produced by the method disclosed in Example 1 of JP-A-6-41270. Specifically, it is a polyisocyanate resin obtained from 1,3-diisocyanatomethylcyclohexane (H6XDI) and isobutanol (IBA). The obtained polyisocyanate resin had an NCO content of 18.2 wt%, and almost no urethane groups were observed by NMR analysis. They were allophanate groups 35 mol% and isocyanurate groups 75 mol%. Subsequently, 600 g of this polyisocyanate resin, 206 g of pentaerythritol triacrylate (PETA), 241 g of 2-hydroxyethyl acrylate (HEA), and 2 g of methylhydroquinone were charged into a reaction vessel and reacted at 80 ° C. for 4 hours in an air stream. To this, 0.6 g of dibutyltin laurate was added, and further reacted at 80 ° C. for 4 hours to obtain a photocurable allophanate group-containing acrylate resin (A-1). The content of allophanate groups determined from H 1 -NMR measurement of d6-DMSO as a solvent was 1.0 mmol / g.

[実施例2]
特開平6−41270号公報の実施例4に開示されている方法でポリイソシアネート樹
脂を製造した。具体的にはイソホロンジイソシアネート(IPDI)とイソブタノール(IBA)から得られたポリイソシアネート樹脂である。得られたポリイソシアネート樹脂はNCO含有量11.6wt%で、NMR分析からウレタン基はほとんど認められず、アロファネート基60mol%、イソシアヌレート基40mol%であった。続けてこのポリイソシアネート600g、ペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA)127g、2−ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)149g、およびメチルヒドロキノン2gを反応容器に仕込み、空気気流下、80℃で4時間反応させた。これにジブチルスズラウレート0.6gを添加し、更に80℃で4時間反応させることで、光硬化型アロファネート基含有アクリレート樹脂(A−2)を得た。また、d6−DMSOを溶媒としてH1−NMR測定より求めたアロファネート基の含有量は、0.5mmol/gであった。
[Example 2]
A polyisocyanate resin was produced by the method disclosed in Example 4 of JP-A-6-41270. Specifically, it is a polyisocyanate resin obtained from isophorone diisocyanate (IPDI) and isobutanol (IBA). The obtained polyisocyanate resin had an NCO content of 11.6 wt%, and almost no urethane groups were observed by NMR analysis. They were 60 mol% of allophanate groups and 40 mol% of isocyanurate groups. Subsequently, 600 g of this polyisocyanate, 127 g of pentaerythritol triacrylate (PETA), 149 g of 2-hydroxyethyl acrylate (HEA), and 2 g of methylhydroquinone were charged into a reaction vessel and reacted at 80 ° C. for 4 hours in an air stream. Dibutyltin laurate 0.6g was added to this, and also it was made to react at 80 degreeC for 4 hours, and the photocurable allophanate group containing acrylate resin (A-2) was obtained. The content of allophanate groups determined from H 1 -NMR measurement of d6-DMSO as a solvent was 0.5 mmol / g.

[実施例3]
特開平8−188566号公報の実施例1に開示されている方法でポリイソシアネート樹脂を製造した。具体的には1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)とイソブタノール(IBA)から得られたポリイソシアネート樹脂である。得られたポリイソシアネート樹脂はNCO含有量19.3wt%で、NMR分析とIR分析からウレタン基とイソシアヌレート基はほとんど認められず、アロファネート基100mol%であった。続けてこのポリイソシアネート600g、ペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA)127g、2−ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)149g、メチルヒドロキノン2gを反応容器に仕込み、空気気流下、80℃で4時間反応させた。これにジブチルスズラウレート0.6gを添加し、更に80℃で4時間反応させることで、光硬化型アロファネート基含有アクリレート樹脂(A−3)を得た。また、d6−DMSOを溶媒としてH1−NMR測定より求めたアロファネート基の含有量は、1.3mmol/gであ
った。
[Example 3]
A polyisocyanate resin was produced by the method disclosed in Example 1 of JP-A-8-188565. Specifically, it is a polyisocyanate resin obtained from 1,6-hexamethylene diisocyanate (HDI) and isobutanol (IBA). The obtained polyisocyanate resin had an NCO content of 19.3 wt%, almost no urethane groups and isocyanurate groups were observed from NMR analysis and IR analysis, and allophanate groups were 100 mol%. Subsequently, 600 g of this polyisocyanate, 127 g of pentaerythritol triacrylate (PETA), 149 g of 2-hydroxyethyl acrylate (HEA), and 2 g of methylhydroquinone were charged into a reaction vessel and reacted at 80 ° C. for 4 hours in an air stream. To this, 0.6 g of dibutyltin laurate was added, and further reacted at 80 ° C. for 4 hours to obtain a photocurable allophanate group-containing acrylate resin (A-3). The content of allophanate groups determined from H 1 -NMR measurement of d6-DMSO as a solvent was 1.3 mmol / g.

[実施例4]
特開平6−41270号公報の比較例1に開示されている方法でポリイソシアネート樹脂を製造した。具体的には1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)と1,3−ブタンジオール(1、3BD)から得られたポリイソシアネート樹脂である。得られたポリイソシアネート樹脂はNCO含有量20.8wt%で、NMR分析からウレタン基はほとんど認められず、アロファネート基5mol%、イソシアヌレート基95mol%であった。続けてこのポリイソシアネート600g、ペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA)127g、2−ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)149g、およびメチルヒドロキノン2gを反応容器に仕込み、空気気流下、80℃で4時間反応させた。これにジブチルスズラウレート0.6gを添加し、更に80℃で4時間反応させることで、光硬化型アロファネート基含有アクリレート樹脂(A−4)を得た。また、d6−DMSOを溶媒としてH1−NMR測定より求めたアロファネート基の含有量は、0.2m
mol/gであった。
[Example 4]
A polyisocyanate resin was produced by the method disclosed in Comparative Example 1 of JP-A-6-41270. Specifically, it is a polyisocyanate resin obtained from 1,6-hexamethylene diisocyanate (HDI) and 1,3-butanediol (1,3BD). The obtained polyisocyanate resin had an NCO content of 20.8 wt%, and almost no urethane groups were observed by NMR analysis. They were 5 mol% allophanate groups and 95 mol% isocyanurate groups. Subsequently, 600 g of this polyisocyanate, 127 g of pentaerythritol triacrylate (PETA), 149 g of 2-hydroxyethyl acrylate (HEA), and 2 g of methylhydroquinone were charged into a reaction vessel and reacted at 80 ° C. for 4 hours in an air stream. To this, 0.6 g of dibutyltin laurate was added, and further reacted at 80 ° C. for 4 hours to obtain a photocurable allophanate group-containing acrylate resin (A-4). Further, the content of allophanate groups determined by H 1 -NMR measurement using d6-DMSO as a solvent was 0.2 m.
mol / g.

[比較例1]
特開平5−209038号公報の実施例1に開示されている方法で光硬化型アクリレート樹脂を得た。具体的にはイソホロンジイソシアネート(IPDI)とポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMEG)とから得られたポリイソシアネート樹脂に、4−ヒドロキシブチルアクリレート(4HBA)を反応させたものである。IR分析およびNMR分
析を行ったが、この樹脂にはアロファネート基、およびイソシアヌレート基の存在は確認されず、ウレタン基の存在のみが確認された。
[Comparative Example 1]
A photocurable acrylate resin was obtained by the method disclosed in Example 1 of JP-A-5-209038. Specifically, 4-hydroxybutyl acrylate (4HBA) is reacted with a polyisocyanate resin obtained from isophorone diisocyanate (IPDI) and polytetramethylene ether glycol (PTMEG). Although IR analysis and NMR analysis were conducted, the presence of allophanate groups and isocyanurate groups was not confirmed in this resin, and only the presence of urethane groups was confirmed.

[比較例2]
特開平5−209038号公報の実施例2に開示されている方法で光硬化型アクリレート樹脂を得た。具体的にはヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)と1、3−ブタン
ジオール(1、3−BD)とから得られたポリイソシアネート樹脂に、4−ヒドロキシブチルアクリレート(4HBA)を反応させたものである。IR分析およびNMR分析により、
この樹脂中のウレタン基とイソシアヌレート基との存在を確認したが、アロファネート基の存在は確認されなかった。
[Comparative Example 2]
A photocurable acrylate resin was obtained by the method disclosed in Example 2 of JP-A-5-209038. Specifically, 4-hydroxybutyl acrylate (4HBA) is reacted with a polyisocyanate resin obtained from hexamethylene diisocyanate (HDI) and 1,3-butanediol (1,3-BD). By IR analysis and NMR analysis
The presence of urethane groups and isocyanurate groups in this resin was confirmed, but the presence of allophanate groups was not confirmed.

[評価方法]
上記方法で得られた光硬化型アクリレート樹脂について以下に示す方法で試験を行った。その結果を表1に示す。
[Evaluation methods]
The photocurable acrylate resin obtained by the above method was tested by the following method. The results are shown in Table 1.

<相溶性>
合成した光硬化型アクリレート樹脂100gにアクリル樹脂(オレスター Q164:三井化学社製)100g、もしくはポリエステル樹脂(オレスター Q2148E:三井化学社製)100gを混合し、40℃で1週間保存した後の外観を目視で確認した。無色透明であるものを○、微白濁で分離は生じないものを△、白濁や分離が生じたものを×、とした。
<Compatibility>
After mixing 100 g of acrylic resin (Olester Q164: made by Mitsui Chemicals) or 100 g of polyester resin (Olester Q2148E: made by Mitsui Chemicals) with 100 g of the synthesized photocurable acrylate resin, the mixture was stored at 40 ° C. for 1 week. The appearance was confirmed visually. Colorless and transparent were marked with ◯, slightly cloudy and without separation, Δ, and white with turbidity and separation with x.

以下、硬化物性の評価方法について示すが、紫外線硬化は以下のようにして行った。
<紫外線硬化>
合成した光硬化型アクリレート樹脂100部に対してイルガキュア184(チバスペシ
ャリティケミカルズ社製の光重合開始剤)3部を溶解させ、光硬化型塗料組成物とした。所定の基材にアプリケーターで25μm塗装し、100w/cm高圧水銀灯を3灯有する紫外線照射装置で照射距離10cmにより、500mJ/cm2照射した。
Hereinafter, although it shows about the evaluation method of hardened | cured material property, ultraviolet curing was performed as follows.
<UV curing>
3 parts of Irgacure 184 (a photopolymerization initiator manufactured by Ciba Specialty Chemicals) was dissolved in 100 parts of the synthesized photocurable acrylate resin to obtain a photocurable coating composition. A predetermined base material was coated with 25 μm by an applicator, and irradiated with an irradiation distance of 10 cm with an ultraviolet irradiation apparatus having three 100 w / cm high-pressure mercury lamps, and irradiated with 500 mJ / cm 2.

<可撓性>
膜厚50μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム基材上に、光硬化型アクリレート樹脂を塗布して、上記硬化条件で紫外線硬化させ、硬化塗膜を有するPETフィルムを得た。このPETフィルムを折り曲げ、形成した塗膜の割れを目視で確認し、
180゜に折り曲げたときに割れがないものを○、
180°では割れるが、90°で割れがないものを△、
90°でも割れるものを×
とした。
<Flexibility>
A photocurable acrylate resin was applied onto a polyethylene terephthalate (PET) film substrate having a film thickness of 50 μm, and UV-cured under the above curing conditions to obtain a PET film having a cured coating film. Bending this PET film, visually confirming the cracks in the formed coating film,
○, when there is no crack when bent 180 °
△, which breaks at 180 ° but does not crack at 90 °
What breaks even at 90 degrees ×
It was.

<透明性>
ASTM D−1003に準拠し、ポリカーボネート(PC)板上に紫外線硬化した硬
化被膜の曇価をヘーズメータを用いて測定した。
<Transparency>
In accordance with ASTM D-1003, the haze value of a cured film cured with ultraviolet rays on a polycarbonate (PC) plate was measured using a haze meter.

○…透明で硬化被膜に濁りなし(曇価0〜0.2%)
△…硬化被膜に少し濁りあり(曇価0.3〜0.6%)
×…硬化被膜の濁りがはっきり判別できる(曇価0.7%以上)
<密着性>
ポリカーボネート(PC)板と膜厚50μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムにそれぞれ光硬化型塗料組成物を塗布して光硬化させ、密着性を碁盤目試験(JIS K5600−5−6)によって評価した。
○… Transparent and no turbidity in the cured coating (cloudiness 0 ~ 0.2%)
Δ: Slight turbidity in the cured film (cloudiness: 0.3 to 0.6%)
X: The turbidity of the cured coating can be clearly identified (cloudiness value of 0.7% or more)
<Adhesion>
A photocurable coating composition was applied to a polycarbonate (PC) plate and a polyethylene terephthalate (PET) film having a thickness of 50 μm, respectively, and photocured, and the adhesion was evaluated by a cross cut test (JIS K5600-5-6).

<耐傷性>
ポリカーボネート(PC)板上に光硬化させて得られた、硬化塗膜について、テーバー磨耗試験法(JIS K5600−5−9)によりCS−10F磨耗輪で荷重500g、100回転における曇価をヘーズメーターで測定して評価した。実用的には2未満が必要である。
[評価結果]
<Scratch resistance>
For a cured coating film obtained by photocuring on a polycarbonate (PC) plate, the haze value at a load of 500 g and 100 revolutions with a CS-10F wear wheel was measured by the Taber abrasion test method (JIS K5600-5-9). It was measured and evaluated with. Practically less than 2 is necessary.
[Evaluation results]

Figure 2006083273
Figure 2006083273

本発明の樹脂は、紫外線や放射線、電子線等で硬化させる光硬化型塗料の原料樹脂として好適に使用できる。この樹脂を用いた光硬化型塗料は、建築材料、成型材料等に好適に使用でき、特にプラスチックのフィルムや成型体に適用される塗料に優れた特性を発揮するものである。   The resin of the present invention can be suitably used as a raw material resin for a photo-curable coating that is cured by ultraviolet rays, radiation, electron beams, or the like. A photo-curable coating using this resin can be suitably used for building materials, molding materials, and the like, and exhibits excellent properties particularly in coatings applied to plastic films and moldings.

Claims (8)

樹脂骨格中に下記式(1)で表されるアロファネート基からなる構造と、下記式(2)で表される基からなる構造とを含むことを特徴とするアロファネート基含有(メタ)アクリレート樹脂。
Figure 2006083273
(式中、R1は、総炭素数1〜40の脂肪族、脂環族、または芳香族炭化水素基を示す。ただし、これら炭化水素基は分岐を有していてもよく、あるいは置換基を有していてもよい。)
Figure 2006083273
(式中、R2は総炭素数1〜50までの有機基を示し、R3は水素原子またはメチル基を示す。ただし、有機基R2は分岐を有していてもよく、あるいは側鎖を有していてもよい。)
The allophanate group containing (meth) acrylate resin characterized by including in the resin frame | skeleton the structure consisting of the allophanate group represented by following formula (1), and the structure consisting of the group represented by following formula (2).
Figure 2006083273
(In the formula, R1 represents an aliphatic, alicyclic, or aromatic hydrocarbon group having 1 to 40 carbon atoms in total. However, these hydrocarbon groups may have a branch or a substituent. (You may have it.)
Figure 2006083273
(In the formula, R2 represents an organic group having 1 to 50 carbon atoms in total, and R3 represents a hydrogen atom or a methyl group. However, the organic group R2 may have a branch or have a side chain. May be.)
前記樹脂1分子中に少なくとも2個の(メタ)アクリレート基を有することを特徴とする請求項1に記載のアロファネート基含有(メタ)アクリレート樹脂。   2. The allophanate group-containing (meth) acrylate resin according to claim 1, which has at least two (meth) acrylate groups in one molecule of the resin. アロファネート基の含有量が0.2〜5.0mmol/gであることを特徴とする請求項1または2に記載のアロファネート基含有(メタ)アクリレート樹脂。   The allophanate group-containing (meth) acrylate resin according to claim 1 or 2, wherein the allophanate group content is 0.2 to 5.0 mmol / g. 請求項1〜3のいずれかに記載のアロファネート基含有(メタ)アクリレート樹脂を含有することを特徴とする塗料。   A paint comprising the allophanate group-containing (meth) acrylate resin according to claim 1. 請求項1〜3のいずれかに記載のアロファネート基含有(メタ)アクリレート樹脂と光重合開始剤とを含有することを特徴とする光硬化型塗料   A photocurable coating material comprising the allophanate group-containing (meth) acrylate resin according to claim 1 and a photopolymerization initiator. 請求項1〜3のいずれかに記載のアロファネート基含有(メタ)アクリレート樹脂を含
む組成物を硬化して得られたことを特徴とする硬化物。
Hardened | cured material obtained by hardening | curing the composition containing the allophanate group containing (meth) acrylate resin in any one of Claims 1-3.
有機ポリイソシアネートプレポリマーに含まれる一部のイソシアネート基と不飽和結合を有さないモノアルコールに含まれる水酸基とを反応させてアロファネート基含有ポリイソシアネート樹脂を製造し、
該ポリイソシアネート樹脂に残存するイソシアネート基と分子中に少なくとも1個の(メタ)アクリレート基を有する活性水素化合物の活性水素基とを反応させることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のアロファネート基含有(メタ)アクリレート樹脂の製造方法。
Producing an allophanate group-containing polyisocyanate resin by reacting some of the isocyanate groups contained in the organic polyisocyanate prepolymer with a hydroxyl group contained in a monoalcohol having no unsaturated bond,
4. The isocyanate group remaining in the polyisocyanate resin is reacted with an active hydrogen group of an active hydrogen compound having at least one (meth) acrylate group in the molecule. Of producing an allophanate group-containing (meth) acrylate resin.
請求項1〜3のいずれかに記載のアロファネート基含有(メタ)アクリレート樹脂を含有することを特徴とするハードコート用樹脂組成物。   A resin composition for hard coat, comprising the allophanate group-containing (meth) acrylate resin according to claim 1.
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