JP2008081618A - Acrylic resin composition having filler dispersed therein, its manufacturing method, and transparent resin molded item having surface coated with composition - Google Patents

Acrylic resin composition having filler dispersed therein, its manufacturing method, and transparent resin molded item having surface coated with composition Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surface-coating material that exhibits excellent adhesion to a substrate resin even when applied for one layer coating as well as excellent abrasion resistance and weather resistance, and a transparent resin molded item having its surface coated that can be used as plastic glass for automobiles. <P>SOLUTION: The acrylic resin composition 20 having a filler dispersed therein comprises (A) a methoxy group-bearing silane-modified acrylic resin 12, obtained by an epoxy ring-opening esterification reaction of a carboxy group-bearing acrylic polymer (1) with a glycidyl ether group-bearing methoxysilane partial condensate (2) obtained by a demethanolation reaction of glycidol with a methoxysilane partial condensate, (B) a methoxysilane partial condensate 14, (C) a solvent and (D) a finely dispersed silica filler 10. The transparent resin molded item has its surface coated with a cured film derived from the resin composition. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、フィラー分散アクリル系樹脂組成物およびその製造方法、該組成物で表面を被覆された透明樹脂成形体、特に、密着性ならびに耐摩耗性に優れた被覆膜が形成可能なフィラー分散アクリル系樹脂組成物およびその製造方法、該組成物で表面を被覆された透明樹脂成形体に関する。   The present invention relates to a filler-dispersed acrylic resin composition and a method for producing the same, a transparent resin molded body whose surface is coated with the composition, and particularly a filler dispersion capable of forming a coating film having excellent adhesion and wear resistance. The present invention relates to an acrylic resin composition, a method for producing the same, and a transparent resin molded body whose surface is coated with the composition.

近年、例えば、ポリカーボネート樹脂は、透明性、耐衝撃性、軽量性、加工性、成型時の寸法安定性等に優れるため、機械部品、電子絶縁材料、自動車部品などの多岐に亘る用途に、無機ガラスの代替として利用されてきている。一方、ポリカーボネート樹脂自体では、耐溶剤性、耐摩耗性や耐候性にやや劣る。このため、例えば屋外にて長時間使用した場合には、劣化が進むため、物性、外観が損なわれる場合があった。   In recent years, for example, polycarbonate resin is excellent in transparency, impact resistance, lightness, workability, dimensional stability at the time of molding, etc., so it is inorganic for various applications such as mechanical parts, electronic insulating materials, and automobile parts. It has been used as an alternative to glass. On the other hand, the polycarbonate resin itself is slightly inferior in solvent resistance, wear resistance and weather resistance. For this reason, for example, when used outdoors for a long time, the deterioration proceeds, so that the physical properties and appearance may be impaired.

一方、ポリカーボネート樹脂は、上述したように、透明性、耐衝撃性、軽量性、加工性、成型時の寸法安定性等に優れるため、この特徴を活かして、近年、窓ガラス、特に自動車の窓ガラスにポリカーボネート樹脂成形体を使用しようとする動きがある。しかしながら、この用途において、ワイパーの使用やウィンドウ自体の昇降が前提であるため、非常に優れた耐摩耗性が要求されることとなる。また、厳しい使用環境、特に高温環境や連続して強い直射日光に曝される状況が想定されるため、無機ガラス並の高い耐候性が求められている。   On the other hand, polycarbonate resin is excellent in transparency, impact resistance, light weight, workability, dimensional stability at the time of molding, etc. as described above. There is a movement to use polycarbonate resin moldings for glass. However, in this application, since it is premised on the use of a wiper and the window itself being raised and lowered, very excellent wear resistance is required. Further, since it is assumed that the environment is exposed to severe use environment, particularly high temperature environment and continuous direct sunlight, high weather resistance similar to that of inorganic glass is required.

これらの要求を満足させるべく、ポリカーボネート樹脂表面にアクリルプライマー層を形成させ、その上にコロイダルシリカ及びトリアルコキシシラン加水分解縮合物を熱硬化させてなるハードコート層を順次積層させ、さらにこの2層コートを特定の加熱硬化条件で行うことにより、耐摩耗性を付与する方法が提案されている(例えば、特許文献1)。しかしながら、上記2層コートが必要となるため、生産上作業が煩雑になり、コスト高になるおそれがある。   In order to satisfy these requirements, an acrylic primer layer is formed on the polycarbonate resin surface, and then a hard coat layer obtained by thermally curing colloidal silica and trialkoxysilane hydrolysis condensate is sequentially laminated thereon, and further, these two layers. There has been proposed a method of imparting wear resistance by performing coating under specific heat curing conditions (for example, Patent Document 1). However, since the two-layer coat is required, the production work becomes complicated and the cost may increase.

そこで、特許文献2には、カルボキシ基含有アクリル系ポリマー(1)と、グリシドールとメトキシシラン部分縮合物との脱メタノール反応によって得られるグリシジルエーテル基含有メトキシシラン部分縮合物(2)とを、エポキシ開環エステル化反応させてなるメトキシ基含有シラン変性アクリル樹脂と、媒体とを含有するアクリル系樹脂組成物を含むコーティング組成物が提案され、このコーティング組成物は、ポリカーボネート樹脂表面に1層コートするタイプのシロキサン系ハードコート剤である。   Therefore, in Patent Document 2, a carboxy group-containing acrylic polymer (1) and a glycidyl ether group-containing methoxysilane partial condensate (2) obtained by a demethanol reaction of glycidol and a methoxysilane partial condensate are combined with an epoxy. A coating composition comprising an acrylic resin composition containing a methoxy group-containing silane-modified acrylic resin obtained by a ring-opening esterification reaction and a medium is proposed, and this coating composition coats one layer on a polycarbonate resin surface. This is a type of siloxane hard coat agent.

特開2004−27110号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-27110 特開2004−300238号公報JP 2004-300238 A

しかしながら、上述した1層コートするタイプのシロキサン系ハードコート剤であっても、近年さらに要求度が高くなったポリカーボネート樹脂との十分な密着性が得られないという問題を抱えている。   However, even the above-mentioned type of siloxane-based hard coating agent that coats one layer has a problem that sufficient adhesion to a polycarbonate resin, which has been increasingly demanded in recent years, cannot be obtained.

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、従来のようなプライマーを必要とせず、1層コートでも基材樹脂(例えば、ポリカーボネート樹脂)との密着性に優れ、耐摩耗性、耐候性に優れた表面被覆材料及び自動車プラスチックガラスとして使用可能な表面が被覆された透明樹脂成形体を提供する。   The present invention has been made in view of the above problems, does not require a conventional primer, has excellent adhesion to a base resin (for example, polycarbonate resin) even with a single layer coat, and has wear resistance and weather resistance. And a transparent resin molded body coated with a surface usable as an automotive plastic glass.

本発明のフィラー分散アクリル系樹脂組成物およびその製造方法、該組成物で表面を被覆された透明樹脂成形体は、以下の特徴を有する。   The filler-dispersed acrylic resin composition of the present invention, a method for producing the same, and a transparent resin molded body whose surface is coated with the composition have the following characteristics.

(1)(A)カルボキシ基含有アクリル系ポリマー(1)と、グリシドールとメトキシシラン部分縮合物との脱メタノール反応によって得られるグリシジルエーテル基含有メトキシシラン部分縮合物(2)とを、エポキシ開環エステル化反応させてなるメトキシ基含有シラン変性アクリル樹脂と、(B)メトキシシラン部分縮合物と、(C)溶媒と、(D)微分散されたシリカフィラーと、を含むフィラー分散アクリル系樹脂組成物である。   (1) (A) A carboxy group-containing acrylic polymer (1) and a glycidyl ether group-containing methoxysilane partial condensate (2) obtained by a demethanol reaction of glycidol and a methoxysilane partial condensate are epoxy ring-opened. A filler-dispersed acrylic resin composition comprising an esterified methoxy group-containing silane-modified acrylic resin, (B) a methoxysilane partial condensate, (C) a solvent, and (D) a finely dispersed silica filler. It is a thing.

上記(B)メトキシシラン部分縮合物を存在させることによって、上記(A)メトキシ基含有シラン変性アクリル樹脂と(D)シリカフィラーとの凝集を抑制することができ、その結果、上記(A)メトキシ基含有シラン変性アクリル樹脂と(B)メトキシシラン部分縮合物と(C)溶媒との混合物中に、上記(D)シリカフィラーが超微細分散した組成物を得ることができる。これにより、1層コートでも十分に耐摩耗性を有し、且つ主に上記(A)メトキシ基含有シラン変性アクリル樹脂によって基材樹脂(例えば、ポリカーボネート樹脂)と十分な密着性を有するハードコート層を基材樹脂上に形成可能な組成物を提供することができる。   By the presence of the (B) methoxysilane partial condensate, aggregation of the (A) methoxy group-containing silane-modified acrylic resin and (D) silica filler can be suppressed. As a result, the (A) methoxy In the mixture of the group-containing silane-modified acrylic resin, the (B) methoxysilane partial condensate, and the (C) solvent, a composition in which the (D) silica filler is ultrafinely dispersed can be obtained. Thereby, a hard coat layer having sufficient wear resistance even in a single layer coat and having sufficient adhesion with a base resin (for example, polycarbonate resin) mainly by the (A) methoxy group-containing silane-modified acrylic resin. Can be provided on the base resin.

(2)上記(1)に記載のフィラー分散アクリル系樹脂組成物において、前記カルボキシ基含有アクリル系ポリマー(1)が、炭素数1〜2のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートと、炭素数3〜22のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートと、エチレン性不飽和カルボン酸とを含有するモノマー成分の共重合体である。   (2) In the filler-dispersed acrylic resin composition described in (1) above, the carboxy group-containing acrylic polymer (1) has an alkyl (meth) acrylate having an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms, and the number of carbon atoms. It is a copolymer of monomer components containing an alkyl (meth) acrylate having 3 to 22 alkyl groups and an ethylenically unsaturated carboxylic acid.

上記組み合わせにより、基材樹脂との十分な密着性を確保することができる。   By the above combination, sufficient adhesion with the base resin can be ensured.

(3)上記(1)または(2)に記載のフィラー分散アクリル系樹脂組成物において、強い剪断力が働く分散機を用いてシリカフィラーが超微細分散状態で分散されている。   (3) In the filler-dispersed acrylic resin composition according to the above (1) or (2), the silica filler is dispersed in an ultrafine dispersion state using a disperser that operates a strong shearing force.

上記強い剪断力が働く分散機を用い、シリカフィラーが超微細分散状態で分散している組成物を基材樹脂表面に塗布し形成されたハードコート層は、特に耐摩耗性が向上する。   Particularly, the hard coat layer formed by applying the composition in which the silica filler is dispersed in the ultrafine dispersion state on the surface of the base resin using the disperser with the strong shearing force is improved in wear resistance.

(4)被覆硬化膜厚10μmにおいて測定したヘイズ値が1.5%以下となる条件にて、(A)カルボキシ基含有アクリル系ポリマー(1)と、グリシドールとメトキシシラン部分縮合物との脱メタノール反応によって得られるグリシジルエーテル基含有メトキシシラン部分縮合物(2)とを、エポキシ開環エステル化反応させてなるメトキシ基含有シラン変性アクリル樹脂と、(B)メトキシシラン部分縮合物と、(C)溶媒とからなる混合液中に、シリカフィラーを超微細分散させるフィラー分散アクリル系樹脂組成物の製造方法である。   (4) Demethanol of (A) carboxy group-containing acrylic polymer (1), glycidol and methoxysilane partial condensate under the condition that the haze value measured at a coating cured film thickness of 10 μm is 1.5% or less. A methoxy group-containing silane-modified acrylic resin obtained by subjecting a glycidyl ether group-containing methoxysilane partial condensate (2) obtained by the reaction to an epoxy ring-opening esterification reaction, (B) a methoxysilane partial condensate, and (C) This is a method for producing a filler-dispersed acrylic resin composition in which a silica filler is ultrafinely dispersed in a mixed liquid comprising a solvent.

上記ヘイズ(Haze)は曇価とも呼ばれ、曇度合い、光の拡散度合いを表す。例えば透明な基材樹脂に塗布する場合には、基材樹脂の透明性を損なわない程度のヘイズを有する必要があり、上記条件であれば、上記フィラー分散アクリル系樹脂組成物が被覆された基材樹脂自体の透明性を損なうことなく、透明樹脂成形体を得ることができる。   The haze (also referred to as haze) is also referred to as a haze value, and represents a haze level and a light diffusion level. For example, when applied to a transparent base resin, it is necessary to have a haze that does not impair the transparency of the base resin. Under the above conditions, the base coated with the filler-dispersed acrylic resin composition is coated. A transparent resin molding can be obtained without impairing the transparency of the material resin itself.

(5)上記(1)から(3)のいずれか1つに記載のフィラー分散アクリル系樹脂組成物の硬化膜により表面が被覆されている透明樹脂成形体である。   (5) A transparent resin molded body having a surface coated with a cured film of the filler-dispersed acrylic resin composition according to any one of (1) to (3).

上記フィラー分散アクリル系樹脂組成物の硬化膜は、樹脂基材への密着性が優れ、且つ耐摩耗性にも優れ、さらにシリカフィラーが微細分散されているため、ヘイズ値も低く透明性の高い硬化膜である。したがって、この硬化膜により表面被覆された基材樹脂の透明性は損なわれず、得られた樹脂成形体も透明となる。   The cured film of the filler-dispersed acrylic resin composition has excellent adhesion to the resin substrate, excellent wear resistance, and finely dispersed silica filler. Therefore, the haze value is low and the transparency is high. It is a cured film. Therefore, the transparency of the base resin whose surface is coated with the cured film is not impaired, and the obtained resin molding is also transparent.

(6)上記(5)に記載の透明樹脂成形体において、前記透明樹脂成形体が、自動車用プラスチックガラスである。   (6) In the transparent resin molded product according to (5), the transparent resin molded product is plastic glass for automobiles.

耐摩耗性に優れハードコート層が形成された透明樹脂成形体であるため、この透明樹脂成形体は、特に、ワイパーの使用やウィンドウの昇降による摩耗が発生する自動車用プラスチックガラスに好適である。   Since it is a transparent resin molded body with excellent wear resistance and a hard coat layer formed, this transparent resin molded body is particularly suitable for plastic glass for automobiles that wear due to the use of wipers or raising and lowering of windows.

本発明によれば、従来のようなプライマーを必要とせず、組成物を塗布して熱硬化させることによって、1層コートでも基材樹脂(例えば、ポリカーボネート樹脂)との密着性に優れ、耐摩耗性、耐候性に優れた表面被覆組成物、および自動車用プラスチックガラスとして使用可能な表面被覆された透明樹脂成形体を得ることができる。   According to the present invention, a conventional primer is not required, and the composition is applied and heat-cured, so that even a single-layer coat has excellent adhesion to a base resin (for example, polycarbonate resin) and wear resistance. Surface coating composition excellent in heat resistance and weather resistance, and a surface-coated transparent resin molding usable as plastic glass for automobiles can be obtained.

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
[フィラー分散アクリル系樹脂組成物]
本実施の形態のフィラー分散アクリル系樹脂組成物は、(A)カルボキシ基含有アクリル系ポリマー(1)と、グリシドールとメトキシシラン部分縮合物との脱メタノール反応によって得られるグリシジルエーテル基含有メトキシシラン部分縮合物(2)とを、エポキシ開環エステル化反応させてなるメトキシ基含有シラン変性アクリル樹脂と、(B)メトキシシラン部分縮合物と、(C)溶媒と、(D)微分散されたシリカフィラーと、を含む。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Filler-dispersed acrylic resin composition]
The filler-dispersed acrylic resin composition of the present embodiment includes (A) a glycidyl ether group-containing methoxysilane portion obtained by a demethanol reaction of carboxy group-containing acrylic polymer (1), glycidol and a methoxysilane partial condensate. A methoxy group-containing silane-modified acrylic resin obtained by subjecting the condensate (2) to an epoxy ring-opening esterification reaction, (B) a methoxysilane partial condensate, (C) a solvent, and (D) a finely dispersed silica. And a filler.

−メトキシ基含有シラン変性アクリル樹脂(A)−
<カルボキシ基含有アクリル系ポリマー(1)>
メトキシ基含有シラン変性アクリル樹脂(A)を構成するカルボキシ基含有アクリル系ポリマー(1)としては、カルボキシル基を有するモノマーとその他のモノマーとからなり、これらのモノマーの少なくとも1種がアクリル系モノマーであるモノマー成分の共重合体であればよく、これらのモノマーの種類、それらの使用量については格別制限されない。
-Methoxy group-containing silane-modified acrylic resin (A)-
<Carboxy group-containing acrylic polymer (1)>
The carboxy group-containing acrylic polymer (1) constituting the methoxy group-containing silane-modified acrylic resin (A) comprises a monomer having a carboxyl group and other monomers, and at least one of these monomers is an acrylic monomer. A copolymer of a certain monomer component may be used, and the type of these monomers and the use amount thereof are not particularly limited.

さらに詳細に説明すると、上記カルボキシ基含有アクリル系ポリマー(1)は、炭素数1〜2(以下「C1〜C2」ともいう)のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートと、炭素数3〜22(以下「C3〜C22」ともいう)のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートと、エチレン性不飽和カルボン酸とを含有するモノマー成分の共重合体である。 More specifically, the carboxy group-containing acrylic polymer (1) includes an alkyl (meth) acrylate having an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms (hereinafter also referred to as “C 1 to C 2 ”), and 3 carbon atoms. It is a copolymer of monomer components containing an alkyl (meth) acrylate having an alkyl group of ˜22 (hereinafter also referred to as “C 3 -C 22 ”) and an ethylenically unsaturated carboxylic acid.

上記C1〜C2のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレートが挙げられる。 Examples of the alkyl (meth) acrylate having the C 1 -C 2 alkyl group include methyl (meth) acrylate and ethyl (meth) acrylate.

上記C3〜C22のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、n−プロピル(メタ)アクリレート、i−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、i−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルへキシル(メタ)アクリレートなどのC3〜C22のアルキル基を有する脂肪族アルキル(メタ)アクリレート;シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。 Examples of the alkyl (meth) acrylate having an alkyl group of C 3 to C 22 include n-propyl (meth) acrylate, i-propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, i-butyl (meth) ) acrylate, t- butyl (meth) acrylate, aliphatic alkyl (meth) acrylate having an alkyl group of C 3 -C 22, such as cyclohexyl (meth) acrylate to 2-ethyl; cyclohexyl (meth) acrylate, dicyclopentenyl ( And (meth) acrylate.

1〜C2のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートとC3〜C22のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートとは、前者/後者の使用モル比0.2〜2.0の範囲で使用することが好ましい。上記使用モル比が0.2未満では、基材樹脂表面にフィラー分散アクリル系樹脂組成物を塗布し熱硬化させることにより得られる硬化膜の耐摩耗性が十分でなく、一方、上記使用モル比が2.0を超える場合には硬化膜が脆く割れやすい傾向がある。 The alkyl (meth) acrylate having a C 1 -C 2 alkyl group and the alkyl (meth) acrylate having a C 3 -C 22 alkyl group are used in a range of a molar ratio of the former / the latter from 0.2 to 2.0. Is preferably used. If the use molar ratio is less than 0.2, the wear resistance of the cured film obtained by applying the filler-dispersed acrylic resin composition to the base resin surface and thermally curing is not sufficient, while the use molar ratio is When the value exceeds 2.0, the cured film tends to be brittle and easily cracked.

エチレン性不飽和カルボン酸としては、例えば(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等を挙げることができる。このエチレン性不飽和カルボン酸の使用割合は、カルボキシル基含有アクリル系ポリマー(1)の酸価が10〜150mgKOH/gになるように調整することが好ましい。酸価が150mgKOH/gを超えると、上記硬化膜の耐水性が低下し、一方酸価が10mgKOH/g未満では、上記硬化膜中のシリカフィラーの分散性が劣化するためシリカフィラーの割合が低下して、上述した本発明の効果が得られない。   Examples of the ethylenically unsaturated carboxylic acid include (meth) acrylic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid and the like. The use ratio of the ethylenically unsaturated carboxylic acid is preferably adjusted so that the acid value of the carboxyl group-containing acrylic polymer (1) is 10 to 150 mgKOH / g. When the acid value exceeds 150 mgKOH / g, the water resistance of the cured film is lowered. On the other hand, when the acid value is less than 10 mgKOH / g, the dispersibility of the silica filler in the cured film is deteriorated, so the ratio of the silica filler is lowered. Thus, the effects of the present invention described above cannot be obtained.

本実施の形態のカルボキシル基含有アクリル系ポリマー(1)では、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて、前記以外の構成モノマーも特に制限なく使用することができる。当該任意モノマーとしては、スチレン、メチルスチレン、アクリロニトリル、ブタジエンなどが挙げられる。当該任意モノマーの使用量は、カルボキシル基含有アクリル系ポリマー(1)に用いる総モノマーの内、通常30重量%未満である。   In the carboxyl group-containing acrylic polymer (1) of the present embodiment, constituent monomers other than those described above can be used without any particular limitation without departing from the object of the present invention. Examples of the optional monomer include styrene, methylstyrene, acrylonitrile, and butadiene. The usage-amount of the said arbitrary monomer is usually less than 30 weight% among the total monomers used for a carboxyl group-containing acrylic polymer (1).

カルボキシル基含有アクリル系ポリマー(1)の製造は、従来公知の重合法を採用して、上記のモノマー成分を共重合させることにより行う。具体的には、ベンゾイルパーオキシド等の過酸化物や2,2’−アゾビスイソブチロニトリル等のアゾビス系化合物などのラジカル重合開始剤と有機溶媒を用いた溶液重合法が挙げられる。重合温度および重合時間は、特に限定されず、用いる開始剤のラジカル発生温度、半減期によって適宜決定される。当該有機溶媒としては、生成するカルボキシル基含有アクリル系ポリマー(1)を溶解して、重合温度よりも高い沸点を有し、カルボキシル基含有アクリル系ポリマー(1)および後述するグリシジルエーテル基含有メトキシシラン部分縮合物(2)に対して、非反応性のものであれば、特に限定されず使用することができる。当該有機溶媒としては、例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒;トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒、セロソルブアセテート、ジメチルジグルコール等のセロソルブ系溶剤;メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール溶剤などが挙げられ、これらの単独または混合して使用することができる。   The carboxyl group-containing acrylic polymer (1) is produced by copolymerizing the above monomer components using a conventionally known polymerization method. Specifically, a solution polymerization method using a radical polymerization initiator such as a peroxide such as benzoyl peroxide or an azobis compound such as 2,2′-azobisisobutyronitrile and an organic solvent may be used. The polymerization temperature and the polymerization time are not particularly limited, and are appropriately determined depending on the radical generation temperature and half-life of the initiator used. As the organic solvent, the carboxyl group-containing acrylic polymer (1) to be produced is dissolved and has a boiling point higher than the polymerization temperature. The carboxyl group-containing acrylic polymer (1) and a glycidyl ether group-containing methoxysilane described later If it is a non-reactive thing with respect to a partial condensate (2), it will not be specifically limited, It can use. Examples of the organic solvent include ketone solvents such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone; ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate; aromatic solvents such as toluene and xylene, cellosolve acetate, dimethyl diglycol, and the like. Cellosolve solvents; alcohol solvents such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol and the like can be mentioned, and these can be used alone or in combination.

カルボキシル基含有アクリル系ポリマー(1)の分子量は、特に限定されないが、通常数平均分子量が5,000〜200,000程度であることが好ましい。数平均分子量が5,000未満では、上述した硬化膜の物性(例えば、基材樹脂との密着性)が不十分であり、200,000を超えるとポリマーの溶液粘度が高くなりすぎるため、分散、塗布の効率、取り扱い性が悪くなるため好ましくない。   The molecular weight of the carboxyl group-containing acrylic polymer (1) is not particularly limited, but usually the number average molecular weight is preferably about 5,000 to 200,000. If the number average molecular weight is less than 5,000, the properties of the cured film described above (for example, adhesion to the base resin) are insufficient, and if it exceeds 200,000, the solution viscosity of the polymer becomes too high. This is not preferable because the coating efficiency and handling properties deteriorate.

<グリシジルエーテル基含有メトキシシラン部分縮合物(2)>
本実施の形態で使用されるグリシジルエーテル基含有メトキシシラン部分縮合物(2)は、グリシドールとメトキシシラン部分縮合物とを脱メタノール反応させて得られるものである。
<Glycidyl ether group-containing methoxysilane partial condensate (2)>
The glycidyl ether group-containing methoxysilane partial condensate (2) used in the present embodiment is obtained by subjecting glycidol and a methoxysilane partial condensate to a demethanol reaction.

メトキシシラン部分縮合物としては、一般式
mSi(OCH34-m
(式中、mは0または1の整数を示し、Rは炭素数8以下のアルキル基またはアリール基を表す)で表される加水分解性メトキシシランモノマーを、酸または塩基触媒、およびミスの存在下において加水分解させ、部分的に縮合させて得られるものが用いられる。
As the methoxysilane partial condensate, the general formula R m Si (OCH 3 ) 4-m
(Wherein m represents an integer of 0 or 1 and R represents an alkyl group or aryl group having 8 or less carbon atoms), a hydrolyzable methoxysilane monomer represented by an acid or base catalyst, and the presence of a mistake A product obtained by hydrolysis and partial condensation is used below.

原料となる加水分解性メトキシシランモノマーとしては、テトラメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン等のテトラまたはトリメトキシシラン類等が例示される。通常、これらの中でも、特に、グリシドールとの反応性が高いことから、メトキシシラン部分縮合物としては、テトラメトキシシランまたはメチルメトキシシランを70%以上用いて合成されるものが好ましい。これら例示物の内の2種以上を混合使用する場合には、メトキシシラン部分縮合物の総量中でテトラメトキシシラン部分縮合物またはメチルメトキシシラン部分縮合物を70%以上用いることが好ましい。   Examples of the hydrolyzable methoxysilane monomer used as a raw material include tetramethoxysilanes such as tetramethoxysilane, methyltrimethoxysilane, and ethyltrimethoxysilane. Usually, among these, since the reactivity with glycidol is particularly high, the methoxysilane partial condensate is preferably synthesized using 70% or more of tetramethoxysilane or methylmethoxysilane. When two or more of these examples are used in combination, it is preferable to use 70% or more of tetramethoxysilane partial condensate or methylmethoxysilane partial condensate in the total amount of methoxysilane partial condensate.

当該メトキシシラン部分縮合物の数平均分子量は230〜2,000、1分子中のSiの平均個数は2〜11程度であることが好ましい。Siの平均個数が2未満であると、グリシドールとの脱メタノール反応の際、反応せずにアルコールと一緒に系外に流出するメトキシシラン類の量が増え、またSiの平均個数が11を超えると、グリシジルエーテル基含有メトキシシラン部分縮合物(2)のカルボキシル基含有アクリル系ポリマー(1)との反応性が低下し、目的とするメトキシ基含有シラン変性アクリル樹脂(A)が得られにくい。   The number average molecular weight of the methoxysilane partial condensate is preferably 230 to 2,000, and the average number of Si in one molecule is preferably about 2 to 11. When the average number of Si is less than 2, the amount of methoxysilanes flowing out of the system together with alcohol increases without reacting during the demethanol reaction with glycidol, and the average number of Si exceeds 11. And the reactivity of the glycidyl ether group-containing methoxysilane partial condensate (2) with the carboxyl group-containing acrylic polymer (1) is reduced, and the desired methoxy group-containing silane-modified acrylic resin (A) is hardly obtained.

グリシジルエーテル基含有メトキシシラン部分縮合物(2)は、グリシドールとメトキシシラン部分縮合物を脱メタノール反応させることにより得られる。グリシドールとメトキシシラン部分縮合物との使用割合は、メトキシ基が実質的に残留するような割合であれば特に制限されないが、得られるグリシジルエーテル基含有メトキシシラン部分縮合物(2)中のグリシジル基の割合が通常はグリシドールの水酸基の当量/メトキシシラン部分縮合物のメトキシ基の当量=0.01/1〜0.5/1となる仕込み比率で、該メトキシシラン部分縮合物(2)とグリシドールを脱メタノール反応させることが好ましい。前記仕込み比率が少ないとグリシドールとの反応しないメトキシシラン部分縮合物の割合が増加し、このメトキシシラン部分縮合物が自己縮合して得られる樹脂組成物の硬化物が不透明化する傾向があるため、前記仕込み比率は、グリシドールの水酸基の当量/メトキシシラン部分縮合物のメトキシ基の当量=0.03/1以上とすることがより好ましい。また、前記仕込み比率が大きくなると、グリシジルエーテル基含有メトキシシラン部分縮合物(2)のグリシジル基が多環能化し、メトキシ基含有シラン変性アクリル樹脂(A)の合成時にゲル化し易くなるため、前記仕込み比率は、グリシドールの水酸基の当量/メトキシシラン部分縮合物のメトキシ基の当量=0.4/1以下とすることがより好ましい。   The glycidyl ether group-containing methoxysilane partial condensate (2) can be obtained by subjecting glycidol and a methoxysilane partial condensate to a demethanol reaction. The proportion of glycidol and methoxysilane partial condensate used is not particularly limited as long as the methoxy group substantially remains, but the glycidyl group in the resulting glycidyl ether group-containing methoxysilane partial condensate (2). The methoxysilane partial condensate (2) and the glycidol are usually charged at a ratio of the glycidol hydroxyl group equivalent / methoxysilane partial condensate methoxy group equivalent = 0.01 / 1 to 0.5 / 1. Is preferably subjected to demethanol reaction. If the charging ratio is small, the proportion of the methoxysilane partial condensate that does not react with glycidol increases, and the cured product of the resin composition obtained by self-condensation of this methoxysilane partial condensate tends to become opaque, More preferably, the charging ratio is equivalent to the hydroxyl group equivalent of glycidol / the methoxy group equivalent of the methoxysilane partial condensate = 0.03 / 1 or more. Further, when the charging ratio is increased, the glycidyl group of the glycidyl ether group-containing methoxysilane partial condensate (2) becomes polycyclic and easily gels during synthesis of the methoxy group-containing silane-modified acrylic resin (A). More preferably, the charging ratio is equivalent to the hydroxyl group equivalent of glycidol / the methoxy group equivalent of the methoxysilane partial condensate = 0.4 / 1 or less.

メトキシシラン部分縮合物とグリシドールとの反応は、例えば、前記各成分を仕込み、加熱して生成するメタノールを留去しながら脱メタノールさせる。反応温度は50〜150℃程度、好ましくは70〜110℃であり、全反応時間は1〜15時間程度である。なお、110℃を超える温度で脱メタノール反応させると、反応系中でメトキシシランの縮合に伴って反応生成物の分子量が上がりすぎて、高粘度化やゲル化する傾向がある。このような場合には、脱メタノール反応を途中で停止させるなどの方法により高粘度化やゲル化を防止できる。   In the reaction of the methoxysilane partial condensate and glycidol, for example, the above components are charged, and methanol is removed while distilling off the methanol produced by heating. The reaction temperature is about 50 to 150 ° C., preferably 70 to 110 ° C., and the total reaction time is about 1 to 15 hours. In addition, when the methanol removal reaction is performed at a temperature exceeding 110 ° C., the molecular weight of the reaction product increases excessively with the condensation of methoxysilane in the reaction system, which tends to increase the viscosity or gel. In such a case, high viscosity or gelation can be prevented by a method such as stopping the methanol removal reaction.

また、上記のメトキシシラン部分縮合物とグリシドールの脱メタノール反応に際しては、反応促進のために従来公知のエステルと水酸基のエステル交換反応触媒の内、エポキシ環を開環しないものを使用することができる。例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ストロンチウム、亜鉛、アルミニウム、チタン、コバルト、ゲルマニウム、錫、鉛、アンチモン、砒素、セリウム、硼素、カドミウム、マンガンのような金属や、これらの酸化物、有機酸塩、ハロゲン化合物、メトキシド等が挙げられる。これらの中でも、特に有機錫、有機酸錫が好ましく、具体的にはジブチル錫ジラウレート、オクチル酸錫などが有効である。   In addition, in the demethanol reaction of the methoxysilane partial condensate and glycidol, a conventionally known ester-hydroxyl ester transesterification catalyst that does not open an epoxy ring can be used to promote the reaction. . For example, metals such as lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, magnesium, calcium, barium, strontium, zinc, aluminum, titanium, cobalt, germanium, tin, lead, antimony, arsenic, cerium, boron, cadmium, manganese, , These oxides, organic acid salts, halogen compounds, methoxides and the like. Among these, organic tin and organic acid tin are particularly preferable, and specifically, dibutyltin dilaurate, tin octylate and the like are effective.

また、上記反応は溶剤中で行うことができる。溶剤としては、メトキシシラン部分縮合物とグリシドールを溶解し、且つグリシドールのグリシジル基に対して不活性なものであれば特に限定されない。このような有機溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、メチルエチルケトンなどの溶媒を用いることが好ましい。   Moreover, the said reaction can be performed in a solvent. The solvent is not particularly limited as long as it dissolves the methoxysilane partial condensate and glycidol and is inert to the glycidyl group of glycidol. As such an organic solvent, for example, it is preferable to use a solvent such as toluene, xylene, or methyl ethyl ketone.

<メトキシ基含有シラン変性アクリル樹脂(A)の製造>
本実施の形態の組成物の必須成分であるメトキシ基含有シラン変性アクリル樹脂(A)は、前記カルボキシル基含有アクリルポリマー(1)と前記グリシジルエーテル基含有メトキシシラン部分縮合物(2)をエポキシ開環エステル化反応させて得られる。カルボキシル基含有アクリル系ポリマー(1)とグリシジルエーテル基含有メトキシシラン部分縮合物(2)の使用割合は、特に限定されないが、(グリシジルエーテル基含有メトキシシラン部分縮合物(2)のグリシジル基の当量)/(カルボキシル基含有アクリル系ポリマー(1)のカルボキシル基の当量)が0.5〜10の範囲となる割合とするのが好ましい。この当量比が0.5未満であると本発明の効果(例えば、基材樹脂との密着性)が得られにくく、上記当量比が10を超えると上記硬化膜が不透明になる場合があるため好ましくない。
<Production of methoxy group-containing silane-modified acrylic resin (A)>
The methoxy group-containing silane-modified acrylic resin (A), which is an essential component of the composition of the present embodiment, is obtained by epoxy-opening the carboxyl group-containing acrylic polymer (1) and the glycidyl ether group-containing methoxysilane partial condensate (2). Obtained by a ring esterification reaction. The use ratio of the carboxyl group-containing acrylic polymer (1) and the glycidyl ether group-containing methoxysilane partial condensate (2) is not particularly limited, but the equivalent of the glycidyl group of the glycidyl ether group-containing methoxysilane partial condensate (2) ) / (Equivalent of carboxyl group of carboxyl group-containing acrylic polymer (1)) is preferably in the range of 0.5-10. If this equivalent ratio is less than 0.5, the effect of the present invention (for example, adhesion to the base resin) is difficult to obtain, and if the equivalent ratio exceeds 10, the cured film may become opaque. It is not preferable.

上記メトキシ基含有シラン変性アクリル樹脂(A)の製造は、例えば、前記各成分を仕込み、実質的に無水状態で加熱して行う。本反応はカルボキシル基含有アクリルポリマー(1)のカルボキシル基と、グリシジルエーテル基含有メトキシシラン部分縮合物(2)のグリシジル基の反応を主目的にしており、本反応中にグリシジルエーテル基含有メトキシシラン部分縮合物(2)のメトキシシリル部位のゾル−ゲル反応によるシリカの生成を抑える必要がある。そこで、反応温度は50〜120℃程度、好ましくは60〜100℃であり、全反応時間は1〜30時間程度で行うことが好ましい。   The methoxy group-containing silane-modified acrylic resin (A) is produced, for example, by charging each of the components and heating it in a substantially anhydrous state. The main purpose of this reaction is to react the carboxyl group of the carboxyl group-containing acrylic polymer (1) with the glycidyl group of the glycidyl ether group-containing methoxysilane partial condensate (2). During this reaction, the glycidyl ether group-containing methoxysilane It is necessary to suppress the formation of silica due to the sol-gel reaction at the methoxysilyl site of the partial condensate (2). Therefore, the reaction temperature is about 50 to 120 ° C., preferably 60 to 100 ° C., and the total reaction time is preferably about 1 to 30 hours.

また、上記のエポキシ開環エステル化反応に際しては、反応促進のために従来公知のグリシジル基とカルボキシル基とを反応させる際に使用する触媒を用いることができる。かかる触媒としては、例えば、トリエチルアミン、ベンジルジメチルアミン、トリエタノールアミンなどの三級アミン類;2−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾールなどのイミダゾール類;トリブチルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィンなどの有機ホスフィン類などを挙げることができる。反応触媒は、カルボキシル基含有アクリルポリマー(1)の固形分100重量部に対して0.01〜5重量部の割合で使用するのが好ましい。   In the epoxy ring-opening esterification reaction, a catalyst used for reacting a conventionally known glycidyl group with a carboxyl group can be used to promote the reaction. Examples of such catalysts include tertiary amines such as triethylamine, benzyldimethylamine, and triethanolamine; imidazoles such as 2-methylimidazole, 2-phenylimidazole, and 2-phenyl-4-methylimidazole; tributylphosphine, methyl And organic phosphines such as diphenylphosphine and triphenylphosphine. The reaction catalyst is preferably used in a proportion of 0.01 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the solid content of the carboxyl group-containing acrylic polymer (1).

なお、上記反応は、有機溶媒中で行うことが好ましい。有機溶媒としては、カルボキシル基含有アクリルポリマー(1)およびグリシジルエーテル基含有メトキシシラン部分縮合物(2)を溶解する溶剤であれば特に制限されない。このような溶媒としては、例えば、カルボキシル基含有アクリルポリマー(1)製造時に使用したものを例示できる。   In addition, it is preferable to perform the said reaction in an organic solvent. The organic solvent is not particularly limited as long as it is a solvent that dissolves the carboxyl group-containing acrylic polymer (1) and the glycidyl ether group-containing methoxysilane partial condensate (2). Examples of such a solvent include those used in the production of the carboxyl group-containing acrylic polymer (1).

こうして得られたメトキシ基含有シラン変性アクリル樹脂(A)は、その分子中にメトキシシラン部分縮合物(2)に由来するメトキシ基を有している。当該メトキシ基の含有量は、特に限定されないが、このメトキシ基は溶剤の蒸発や加熱処理により、または水分(湿気)との反応によりゾル−ゲル反応や脱メタノール縮合により相互に結合した硬化物を形成するのに必要であるため、メトキシ基含有シラン変性アクリル樹脂(A)は通常、メトキシシラン部分縮合物のメトキシ基の50〜95モル%、好ましくは60〜90モル%を未反応のままで保持しておくことがよい。   The methoxy group-containing silane-modified acrylic resin (A) thus obtained has a methoxy group derived from the methoxysilane partial condensate (2) in the molecule. Although the content of the methoxy group is not particularly limited, the methoxy group is a cured product bonded to each other by sol-gel reaction or demethanol condensation by evaporation of a solvent, heat treatment, or reaction with moisture (humidity). Since it is necessary to form the methoxy group-containing silane-modified acrylic resin (A), usually 50 to 95 mol%, preferably 60 to 90 mol% of the methoxy group of the methoxysilane partial condensate remains unreacted. It is good to keep.

−メトキシシラン部分縮合物(B)−
上述したように、メトキシシラン部分縮合物としては、一般式
mSi(OCH34-m
(式中、mは0または1の整数を示し、Rは炭素数8以下のアルキル基またはアリール基を表す)で表される加水分解性メトキシシランモノマーを、酸または塩基触媒、およびミスの存在下において加水分解させ、部分的に縮合させて得られるものが用いられる。
-Methoxysilane partial condensate (B)-
As described above, the methoxysilane partial condensate has the general formula R m Si (OCH 3 ) 4-m
(Wherein m represents an integer of 0 or 1 and R represents an alkyl group or aryl group having 8 or less carbon atoms), a hydrolyzable methoxysilane monomer represented by an acid or base catalyst, and the presence of a mistake A product obtained by hydrolysis and partial condensation is used below.

また、上述したように、原料となる加水分解性メトキシシランモノマーとしては、テトラメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン等のテトラまたはトリメトキシシラン類等が例示される。これら例示物の内の2種以上を混合使用する場合には、メトキシシラン部分縮合物の総量中でテトラメトキシシラン部分縮合物またはメチルメトキシシラン部分縮合物を70%以上用いることが好ましい。   Further, as described above, examples of the hydrolyzable methoxysilane monomer as a raw material include tetra- or trimethoxysilanes such as tetramethoxysilane, methyltrimethoxysilane, and ethyltrimethoxysilane. When two or more of these examples are used in combination, it is preferable to use 70% or more of tetramethoxysilane partial condensate or methylmethoxysilane partial condensate in the total amount of methoxysilane partial condensate.

当該メトキシシラン部分縮合物の数平均分子量は230〜2000、1分子中のSiの平均個数は2〜11程度であることが好ましい。分子量が高くなると粘度が上昇してしまい、分子量が2000を超えると配合、分散が困難になるため好ましくない。   The number average molecular weight of the methoxysilane partial condensate is preferably 230 to 2000, and the average number of Si in one molecule is preferably about 2 to 11. When the molecular weight increases, the viscosity increases. When the molecular weight exceeds 2000, blending and dispersion become difficult, which is not preferable.

−シリカフィラー(D)−
本実施の形態で使用されるシリカフィラーとしてはナノシリカフィラーが好ましく、特に製造方法に制限はないが、平均粒径が50nm以下であることが好ましい。平均粒径が50nmを超えて大き過ぎると、超微細分散状態が得られたとしても、上記硬化膜の透明性が損なわれるため好ましくない。
-Silica filler (D)-
The silica filler used in the present embodiment is preferably a nanosilica filler, and the production method is not particularly limited, but the average particle diameter is preferably 50 nm or less. If the average particle diameter exceeds 50 nm, it is not preferable because the transparency of the cured film is impaired even if an ultrafine dispersion state is obtained.

−溶媒(C)−
溶媒として、具体的には、例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒;トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒;セロソルブアセテート、ジメチルジグルコール等のセロソルブ系溶剤;メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール溶剤などが挙げられる。これらは単独または混合して使用することができる。
-Solvent (C)-
Specific examples of the solvent include, for example, ketone solvents such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone; ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate; aromatic solvents such as toluene and xylene; cellosolve acetate, dimethyl diglycol And cellosolve solvents such as alcohol solvents such as methanol, ethanol and isopropyl alcohol. These can be used alone or in combination.

−組成物−
本実施の液体のメトキシ基含有シラン変性アクリル樹脂(A)、メトキシシラン部分縮合物(B)、溶媒(C)および微細分散されるシリカフィラー(D)からなる組成については、特に制限されないが、上記硬化膜の物性、組成物としての安定性、取り扱い性などを考慮して設定される。本実施の形態のシリカフィラー成分は、全固形物の0.5〜20重量%、好ましくは1〜10重量%であり、多すぎると分散が困難となり、透明性、耐摩耗性が低下するため好ましくない。
-Composition-
The composition of the liquid methoxy group-containing silane-modified acrylic resin (A), methoxysilane partial condensate (B), solvent (C) and finely dispersed silica filler (D) is not particularly limited, It is set in consideration of the physical properties of the cured film, the stability as the composition, the handleability, and the like. The silica filler component of the present embodiment is 0.5 to 20% by weight, preferably 1 to 10% by weight of the total solids, and if too much, dispersion becomes difficult, and transparency and wear resistance are reduced. It is not preferable.

また、配合されるメトキシシラン部分縮合物(B)とナノシリカフィラー(D)は、メトキシ基含有シラン変性アクリル樹脂(A)の硬化時に加水分解、重縮合により一体化するが、分散処理工程においてシリカフィラー表面の活性点が、図1に示すように、メトキシ基含有シラン変性アクリル樹脂12とメトキシシラン部分縮合物14と適度に結合(ゾル−ゲル反応)することにより、組成物全体として架橋密度が下がり、硬化収縮による内部応力が緩和されることによって発現されるため、シリカフィラー10成分が0.5%未満では基材樹脂に対する密着性が低下するとともに、耐摩耗性が低下する傾向となる。   The methoxysilane partial condensate (B) and nanosilica filler (D) to be blended are integrated by hydrolysis and polycondensation when the methoxy group-containing silane-modified acrylic resin (A) is cured. As shown in FIG. 1, the active point on the filler surface is appropriately bonded (sol-gel reaction) with the methoxy group-containing silane-modified acrylic resin 12 and the methoxysilane partial condensate 14 so that the entire composition has a crosslinking density. Since it is expressed by relaxation and relaxation of internal stress due to curing shrinkage, when the silica filler 10 component is less than 0.5%, the adhesion to the base resin is lowered and the wear resistance tends to be lowered.

本実施の形態の組成物は、通常、取り扱い性、塗布の作業性等を勘案して、固形分濃度が5〜50重量%程度であることが好ましい。また、メトキシ基含有シラン変性アクリル樹脂(A)とメトキシシラン部分縮合物(B)との重合比率は、特に制限を受けず、硬化物の物性、塗工の安定性、取り扱い作業性等を勘案して設定されるが、通常50/50〜90/10の範囲であり、好ましくは60/40〜80/20の範囲である。   In general, the composition of the present embodiment preferably has a solid content concentration of about 5 to 50% by weight in consideration of handleability, coating workability, and the like. The polymerization ratio between the methoxy group-containing silane-modified acrylic resin (A) and the methoxysilane partial condensate (B) is not particularly limited, taking into consideration the physical properties of the cured product, coating stability, handling workability, etc. However, it is usually in the range of 50/50 to 90/10, and preferably in the range of 60/40 to 80/20.

本実施の形態の樹脂組成物には、任意成分として、メトキシ基含有シラン変性アクリル樹脂(A)の製造時に使用した原料成分であるカルボキシル基含有アクリル系ポリマー等を含有してもかまわない。   The resin composition of the present embodiment may contain, as an optional component, a carboxyl group-containing acrylic polymer that is a raw material component used during the production of the methoxy group-containing silane-modified acrylic resin (A).

本実施の形態のフィラー分散アクリル系樹脂組成物をハードコーティング用途に使用する場合、本発明の効果を損なわない範囲において各種用途に応じて、各種添加剤(離型剤、表面処理剤、レベリング剤、安定剤、着色剤、カップリング剤等)を配合することができる。   When the filler-dispersed acrylic resin composition of the present embodiment is used for hard coating applications, various additives (release agents, surface treatment agents, leveling agents) are used within a range that does not impair the effects of the present invention. , Stabilizers, colorants, coupling agents, and the like).

[フィラー分散アクリル系樹脂組成物の製造方法、フィラーの超分散方法]
本実施の形態では、凝集しているシリカフィラーのナノ微粒子を分散基の強剪断、破砕力により再分散させている。このような方法で、シリカフィラーを超微分散した場合でも、そのままでは、微粒子間の相互作用により再び凝集が生じてしまう。透明性と耐摩耗性を発現させるためには、分散処理によりナノサイズの1次粒子径まで再分散したシリカフィラー微粒子表面を効率的に被覆して、この再凝集を抑制する必要がある。
[Method for producing filler-dispersed acrylic resin composition, method for superdispersing filler]
In the present embodiment, the aggregated silica filler nanoparticles are redispersed by the strong shearing and crushing forces of the dispersing group. Even when the silica filler is ultrafinely dispersed by such a method, as it is, aggregation occurs again due to the interaction between the fine particles. In order to exhibit transparency and abrasion resistance, it is necessary to efficiently coat the surface of the silica filler fine particles redispersed to the primary particle size of nano size by the dispersion treatment to suppress this reaggregation.

本実施の形態では、メトキシ基含有シラン変性アクリル樹脂(A)およびメトキシシラン部分縮合物(B)がシリカフィラー(D)微粒子の再凝集を抑制する役割を果たすことになるが、シリカフィラー微粒子の表面をこれらの物質により効率的に被覆するためには、シリカフィラー微粒子表面にメトキシシリル基と反応することができる反応点が存在していることが必要である。通常、シリカフィラーは凝集を抑制する目的で、表面の不活性化処理を施している。したがって、メトキシ基含有シラン変性アクリル樹脂およびメトキシシラン部分縮合物と反応させることができる反応活性点が表面に存在しているフィラーを選択し、使用する必要がある。当該フィラーとしては、一般に無修飾シリカフィラーが好適であり、具体的には、旭化成 Wacker Silicone社の「HDKN−20」などを例示することができる。   In the present embodiment, the methoxy group-containing silane-modified acrylic resin (A) and the methoxysilane partial condensate (B) serve to suppress reaggregation of the silica filler (D) fine particles. In order to efficiently coat the surface with these substances, it is necessary that a reactive site capable of reacting with the methoxysilyl group exists on the surface of the silica filler fine particles. In general, the silica filler is subjected to a surface inactivation treatment for the purpose of suppressing aggregation. Therefore, it is necessary to select and use a filler having reactive active sites on the surface that can be reacted with the methoxy group-containing silane-modified acrylic resin and the methoxysilane partial condensate. As the filler, an unmodified silica filler is generally suitable, and specific examples include “HDKN-20” manufactured by Asahi Kasei Wacker Silicone.

分散方法としては、メトキシ基含有シラン変性アクリル樹脂(A)、メトキシシラン部分縮合物(B)、シリカフィラー(D)、溶媒(C)を事前に混合した後、分散機で分散する。この場合、塗工液の取り扱い性や硬化膜の物性等を考慮して、事前に機械混合、加熱処理等を行っても構わない。   As a dispersion method, a methoxy group-containing silane-modified acrylic resin (A), a methoxysilane partial condensate (B), a silica filler (D), and a solvent (C) are mixed in advance and then dispersed by a disperser. In this case, in consideration of the handling property of the coating liquid and the physical properties of the cured film, mechanical mixing, heat treatment or the like may be performed in advance.

−分散機−
本実施の形態の分散を行うための装置としては、最終的に目的の分散状態を達成できれば特に制限を受けないが、ボールミル、振動ミル、遊星粉砕機等を例示することができ、特に操作性、生産性を考慮してボールミルを選択することが好ましい。この際使用される分散用のボール材料、大きさとしては目的レベルの超微細分散が達成でき、工程を消耗してしまうことのないものであれば特に制限されず使用でき、特に、ジルコニアが好ましく選択される。
-Disperser-
The apparatus for carrying out the dispersion of the present embodiment is not particularly limited as long as the desired dispersion state can be finally achieved, but a ball mill, a vibration mill, a planetary pulverizer, etc. can be exemplified, and operability in particular. In consideration of productivity, it is preferable to select a ball mill. The ball material for dispersion used in this case can be used without particular limitation as long as it can achieve the desired level of ultrafine dispersion and does not consume the process, and zirconia is particularly preferred. Selected.

本実施の形態において、硬化膜に優れた透明性、耐久性と密着性を発現させるためには、分散条件の選定が重要となる。つまり、シリカフィラーの微細分散を果たすとともに、フィラー表面におけるメトキシ基含有シラン変性アクリル樹脂(A)およびメトキシシラン部分縮合物(B)との反応を起こさせる必要がある。このため、ナノシリカフィラーに対して高剪断力を与える必要がある。   In the present embodiment, selection of dispersion conditions is important in order to exhibit excellent transparency, durability and adhesion to the cured film. That is, it is necessary to achieve fine dispersion of the silica filler and to cause a reaction with the methoxy group-containing silane-modified acrylic resin (A) and the methoxysilane partial condensate (B) on the filler surface. For this reason, it is necessary to give a high shearing force to the nano silica filler.

本実施の形態の微細分散を達成するための分散条件は、被分散組成物の性状、分散に使用する装置等を勘案して、適宜設定される。シリカフィラーの超微細分散が達成されることにより、硬化膜の透明性が向上するため、特定の厚さの硬化膜の光透過性からシリカフィラーの分散状況を判断することができる。具体的には、硬化膜厚10μmにおけるヘイズ値=Td/Tt(Td:散乱光線透過率/Tt:全光線透過率)が1.5%以下を達成できるように各条件を調整する。   The dispersion conditions for achieving fine dispersion in the present embodiment are appropriately set in consideration of the properties of the composition to be dispersed, the apparatus used for dispersion, and the like. Since the ultrafine dispersion of the silica filler is achieved, the transparency of the cured film is improved. Therefore, the dispersion state of the silica filler can be determined from the light transmittance of the cured film having a specific thickness. Specifically, each condition is adjusted so that a haze value = Td / Tt (Td: scattered light transmittance / Tt: total light transmittance) at a cured film thickness of 10 μm can be 1.5% or less.

例えば、遊星型ボールミルの場合、硬化膜厚10μmにおけるヘイズ値が1.5%以下を達成するためには、剪断力として20G以上、好ましくは25G以上の重力がかかるように設定することが必要となり、この条件が達成されるように、容器、公転半径、自転・公転比等を勘案して回数が設定される。これにより、剪断力が低い場合には十分な分散が達成されず、一方剪断力が高すぎる場合には実現的ではない。   For example, in the case of a planetary ball mill, in order to achieve a haze value of 1.5% or less at a cured film thickness of 10 μm, it is necessary to set the shearing force so that gravity of 20 G or more, preferably 25 G or more is applied. In order to achieve this condition, the number of times is set in consideration of the container, the revolution radius, the rotation / revolution ratio, and the like. Thus, sufficient dispersion is not achieved when the shear force is low, while it is not practical when the shear force is too high.

本実施の形態における分散時の温度は、シリカフィラーの分散状態、硬化膜の物性、粘度等の取り扱い性を考慮して設定される。一般には、分散時の温度が高くなることにより、メトキシ基含有シラン変性アクリル樹脂(A)およびメトキシシラン部分縮合物(B)との反応が進み、硬化膜のヘイズ値も低下する傾向にあり、30℃〜80℃の範囲であることが好ましい。30℃未満では、分散を達成するために長時間を要する。80℃を超える場合には、溶媒の揮発などの問題があり好ましくない。分散処理に伴い摩擦熱等による温度の上昇がある場合には、必要に応じて冷却等を行うことができる。   The temperature during dispersion in the present embodiment is set in consideration of handling properties such as the dispersion state of the silica filler, the physical properties of the cured film, and the viscosity. In general, as the temperature during dispersion increases, the reaction with the methoxy group-containing silane-modified acrylic resin (A) and the methoxysilane partial condensate (B) proceeds, and the haze value of the cured film tends to decrease, It is preferable that it is the range of 30 to 80 degreeC. Below 30 ° C., it takes a long time to achieve dispersion. If the temperature exceeds 80 ° C., there is a problem such as volatilization of the solvent, which is not preferable. When there is a temperature rise due to frictional heat or the like accompanying the dispersion treatment, cooling or the like can be performed as necessary.

本実施の形態における分散時間は、シリカフィラーの分散状態、硬化膜の物性、粘度等の取り扱い性を考慮して設定される。一般には、分散時間を長くすることでより微細に分散が進み、硬化膜のヘイズ値も低下する傾向にあり、10分〜150分程度とすることが好ましく、より好ましくは60分〜120分の範囲である。上記範囲を超えると非効率であり、摩擦熱等による発熱が顕著となり溶媒の揮発等の問題が生じる。   The dispersion time in the present embodiment is set in consideration of handling properties such as the dispersion state of the silica filler, the physical properties of the cured film, and the viscosity. Generally, the dispersion proceeds more finely by increasing the dispersion time, and the haze value of the cured film also tends to decrease, and is preferably about 10 minutes to 150 minutes, more preferably 60 minutes to 120 minutes. It is a range. Exceeding the above range is inefficient, and heat generation due to frictional heat or the like becomes significant, causing problems such as solvent volatilization.

[紫外線吸収剤]
特に耐光性を確保するためには、紫外線吸収剤を使用する必要がある。かかる場合には、樹脂組成物に紫外線吸収剤を添加する必要がある。
[Ultraviolet absorber]
In particular, in order to ensure light resistance, it is necessary to use an ultraviolet absorber. In such a case, it is necessary to add an ultraviolet absorber to the resin composition.

紫外線吸収剤としては、添加型および/または反応型のものを用いることができ、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、トリアジン系などの有機系化合物、或いは、酸化チタン、酸化セリウム、酸化亜鉛などの金属酸化物微粒子類が挙げられるが、透明性の観点から有機系紫外線吸収剤が好ましい。   As the ultraviolet absorber, an additive type and / or a reactive type can be used, and organic compounds such as benzophenone, benzotriazole, and triazine, or metal oxides such as titanium oxide, cerium oxide, and zinc oxide can be used. The organic ultraviolet absorber is preferable from the viewpoint of transparency.

ベンゾフェノン系紫外線吸収剤には、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノンとして、「Uvinul 400」(商品名、BASF社製)、2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノンとして、「スミソーブ 130」(商品名、住友化学社製)、2−(2’−ヒドロキシ−5’−メタアクリロキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾールとして、「RUVA−93」(商品名、大塚化学社製)、2,2’、4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノンとして「Uvinul 3050」(商品名、BASF社製)などが挙げられる。   The benzophenone-based ultraviolet absorbers include “Uvinul 400” (trade name, manufactured by BASF) as 2,4-dihydroxybenzophenone, and “Sumisorb 130” (trade name, Sumitomo Chemical) as 2-hydroxy-4-octoxybenzophenone. ), 2- (2′-hydroxy-5′-methacryloxyphenyl) -2H-benzotriazole, “RUVA-93” (trade name, manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.), 2,2 ′, 4,4 Examples of '-tetrahydroxybenzophenone include “Uvinul 3050” (trade name, manufactured by BASF).

ベンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤には、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−アミルフェニル)ベンゾトリアゾールとして、「Tinuvin 328」(商品名、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)、2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾールとして「スミソーブ 200」(商品名、住友化学社製)などが挙げられる。   As the benzotriazole-based UV absorber, 2- (2′-hydroxy-3 ′, 5′-di-t-amylphenyl) benzotriazole, “Tinuvin 328” (trade name, manufactured by Ciba Specialty Chemicals) ), 2- (2′-hydroxy-5′-methylphenyl) benzotriazole, “Sumisorb 200” (trade name, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) and the like.

トリアジン系紫外線吸収剤には、2−[4−[(2−ヒドロキシ−3−ジデシルオキシプロピル)−オキシ]−2−ヒドロキシフェニル]−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジンと、2−[4−[(2−ヒドロキシ−3−トリデシルオキシプロピル)−オキシ]−2−ヒドロキシフェニル]−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジンの混合物として、「TINUVIN 400」(商品名、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)が挙げられる。   Triazine-based UV absorbers include 2- [4-[(2-hydroxy-3-didecyloxypropyl) -oxy] -2-hydroxyphenyl] -4,6-bis (2,4-dimethylphenyl)- 1,3,5-triazine and 2- [4-[(2-hydroxy-3-tridecyloxypropyl) -oxy] -2-hydroxyphenyl] -4,6-bis (2,4-dimethylphenyl) Examples of the mixture of -1,3,5-triazine include “TINUVIN 400” (trade name, manufactured by Ciba Specialty Chemicals).

これら紫外線吸収剤は、単独でも、2種以上を混合しても使用することができる。紫外線吸収剤の添加量は特に制限されないが、310nm以下の波長における透過率が10%以下であることが好ましく、360nm以下における透過率が10%以下であることがより好ましい。例えば、基材樹脂がポリカーボネート樹脂である場合、このポリカーボネート樹脂基材の劣化主波長は280〜310nmおよび330〜360nmであるからである。該特性を満足する前記紫外線吸収剤の添加量は、硬化膜厚および紫外線吸収剤の紫外線吸収特性、安定性により決定される。   These ultraviolet absorbers can be used alone or in combination of two or more. The addition amount of the ultraviolet absorber is not particularly limited, but the transmittance at a wavelength of 310 nm or less is preferably 10% or less, and the transmittance at 360 nm or less is more preferably 10% or less. For example, when the base resin is a polycarbonate resin, the deterioration dominant wavelengths of the polycarbonate resin base are 280 to 310 nm and 330 to 360 nm. The addition amount of the ultraviolet absorber satisfying the characteristics is determined by the cured film thickness, the ultraviolet absorption characteristics and stability of the ultraviolet absorber.

紫外線吸収剤を必要以上に添加しても更なる耐候性向上は期待できないばかりでなく、密着性が低下したり、硬化膜特性が低下したりするので好ましくない。   Addition of an ultraviolet absorber more than necessary is not preferable because not only a further improvement in weather resistance cannot be expected, but also the adhesiveness and cured film characteristics are deteriorated.

また、フィラー分散アクリル系樹脂組成物を熱硬化させてなる硬化膜の表層へのブリードの問題がない、高分子タイプの紫外線吸収剤を添加することが好ましい態様として推奨される。該高分子タイプの紫外線吸収剤とは、紫外線吸収剤として有効な骨格を側鎖に有するポリマーをいう。また、フィラー分散アクリル系樹脂組成物との相溶性から主にアクリル系ポリマー紫外線吸収剤が好ましい。アクリル系ポリマー紫外線吸収剤には、例えば、ベンゾトリアゾール骨格を側鎖に有するアクリル系ポリマーとして、「UVA−1635」(商品名、BASF社製)、ベンゾフェノン骨格を側鎖に有するアクリル系ポリマーとして、「ULS−933LP」(商品名、一方社油脂工業製)が挙げられる。   Moreover, it is recommended as a preferable embodiment to add a polymer type ultraviolet absorber that does not cause a problem of bleeding on the surface layer of a cured film obtained by thermally curing the filler-dispersed acrylic resin composition. The polymer type ultraviolet absorber refers to a polymer having a skeleton in the side chain effective as an ultraviolet absorber. Moreover, an acrylic polymer ultraviolet absorber is mainly preferred from the viewpoint of compatibility with the filler-dispersed acrylic resin composition. As the acrylic polymer ultraviolet absorber, for example, as an acrylic polymer having a benzotriazole skeleton in the side chain, “UVA-1635” (trade name, manufactured by BASF), an acrylic polymer having a benzophenone skeleton in the side chain, “ULS-933LP” (trade name, manufactured by Yushi Kogyo Co., Ltd.).

耐候性を向上させるため、必要に応じてヒンダードアミン系の光安定剤を塗料不揮発分に対して0〜3重量%の割合で配合させることが好ましい。ヒンダードアミン系の光安定剤としては、添加型および/または反応型のものを用いることができ、ビス(1,2,2,6,6,−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケートとして「TINUVIN 292」(商品名、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)、ビス(1−オクタオキシ−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケートとして「TINUVIN 123」(商品名、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)、2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルメタクリレートとして「アデカスタブLA−87」(商品名、旭電化工業製)が挙げられる。   In order to improve the weather resistance, it is preferable to add a hindered amine light stabilizer in a proportion of 0 to 3% by weight based on the non-volatile content of the paint as necessary. As the hindered amine-based light stabilizer, an additive type and / or a reactive type can be used, and “TINUVIN 292” (as bis (1,2,2,6,6, -pentamethyl-4-piperidyl) sebacate) can be used. "TINUVIN 123" (trade name, manufactured by Ciba Specialty Chemicals) as a trade name, manufactured by Ciba Specialty Chemicals), and bis (1-octaoxy-2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) sebacate ), 2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl methacrylate, “ADEKA STAB LA-87” (trade name, manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.).

−添加方法−
通常、分散後分散ボールを濾過等の方法により分離して使用される。その後、希釈しても構わない。
-Addition method-
Usually, after the dispersion, the dispersed balls are separated and used by a method such as filtration. Thereafter, it may be diluted.

[透明樹脂成形体]
−塗工方法−
その後、樹脂基材表面に塗布することになるが、塗布の方法は特に制限を受けない。スピンコート、ディッピング、バーコーターやアプリケーターを用いて塗布することができる。縮合硬化が常温において進行してしまうため、塗工条件にも配慮が必要である。塗布後、フィラー分散アクリル系樹脂組成物を加熱することによって、乾燥により溶媒を留去させゾル−ゲル硬化反応を進行させることにより、アクリル樹脂−シリカハイブリッド硬化物であるハードコーティング層が基材樹脂である例えばポリカーボネート樹脂成形体上に形成される。なお、本明細書中の「ポリカーボネート」はポリカーボナートともいう。この溶剤留去、硬化条件は、必要な硬化膜厚、組成物組成等に応じて適宜選択すればよく、通常50℃〜140℃、1時間〜4時間の条件で行われる。50℃未満では乾燥が不完全となり140℃を超えると基材樹脂、例えばポリカーボネート樹脂の耐熱性を超えるため好ましくない。また、低温で予備硬化を行った後で温度を上げて硬化させる方法等を硬化膜の物性を考慮して任意に選択することができる。
[Transparent resin molding]
-Coating method-
Thereafter, coating is performed on the surface of the resin substrate, but the coating method is not particularly limited. It can be applied using spin coating, dipping, bar coater or applicator. Since condensation curing proceeds at room temperature, it is necessary to consider the coating conditions. After coating, the filler-dispersed acrylic resin composition is heated to evaporate the solvent by drying and advance the sol-gel curing reaction, whereby the hard coating layer, which is an acrylic resin-silica hybrid cured product, is a base resin. For example, it is formed on a polycarbonate resin molded body. In the present specification, “polycarbonate” is also referred to as polycarbonate. The solvent distillation and curing conditions may be appropriately selected according to the required cured film thickness, composition composition, and the like, and are usually performed under conditions of 50 ° C to 140 ° C and 1 hour to 4 hours. If it is less than 50 ° C., drying is incomplete, and if it exceeds 140 ° C., it exceeds the heat resistance of the base resin, for example, polycarbonate resin, which is not preferable. In addition, a method of increasing the temperature after performing preliminary curing at a low temperature and curing can be arbitrarily selected in consideration of the physical properties of the cured film.

自動車用プラスチックガラスとしては、ポリカーボネート樹脂からなる基材に、上述した本実施の形態のフィラー分散アクリル系樹脂組成物を塗布し、溶媒を留去させて熱硬化させたハードコーティング層を形成した透明樹脂成形体が好適である。   As a plastic glass for automobiles, a transparent coating in which a hard coating layer is formed by applying the filler-dispersed acrylic resin composition of the present embodiment described above to a base material made of a polycarbonate resin, and distilling off the solvent to thermally cure. A resin molded body is preferred.

以下、実施例により本発明を詳述するが、本発明はこれに限るものではない。なお、フィラー分散アクリル系樹脂組成物を用いて被覆されたポリカーボネート樹脂成形体は、以下の方法により評価した。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited to this. In addition, the polycarbonate resin molded object coat | covered with the filler dispersion | distribution acrylic resin composition was evaluated with the following method.

(密着性)
基材(実施例中では、ポリカーボネート樹脂からなる基材、以下同様)の被覆面にカッターナイフで1mm間隔で100個の碁盤目を作り、ニチバン製粘着テープ(商品名:セロテープ(登録商標))を圧着したのち、垂直に引き剥がし基材上に残った碁盤目の数から評価した。
(Adhesion)
Nichiban adhesive tape (trade name: cello tape (registered trademark)) was made on the coated surface of the substrate (in the examples, a substrate made of polycarbonate resin, the same applies hereinafter) with a cutter knife at 100 grids at 1 mm intervals. After pressure bonding, it was peeled off vertically and evaluated from the number of grids remaining on the substrate.

(耐摩耗性)
TABER INDUSTRIES社製テーバー摩耗試験機に摩耗輪「CS−10F」を装着し、荷重500g、500回転でテーバー摩耗試験を行い、摩耗試験前後のヘイズの差ΔH(%)を測定して評価した。ヘイズの測定は日本電色工業(株)製「NDH2000」を用いて行った。なお、テーバー摩耗試験前のヘイズ値から基材のヘイズ値を差し引いた値を硬化膜の初期透明性(ヘイズ%)としている(ヘイズ=Td/Tt×100、Td:散乱光線透過率、Tt:全光線透過率)。なお、耐摩耗性の評価における摩耗試験前後のヘイズの差ΔH(%)は、自動車用ガラスの認証規格に適合させるため、10%以下が望ましい。
(Abrasion resistance)
A wear wheel “CS-10F” was attached to a Taber INDUSTRIES Taber abrasion tester, a Taber abrasion test was performed at a load of 500 g and 500 revolutions, and a haze difference ΔH (%) before and after the abrasion test was measured and evaluated. The measurement of haze was performed using “NDH2000” manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. The value obtained by subtracting the haze value of the substrate from the haze value before the Taber abrasion test is defined as the initial transparency (haze%) of the cured film (haze = Td / Tt × 100, Td: scattered light transmittance, Tt: Total light transmittance). The haze difference ΔH (%) before and after the wear test in the evaluation of wear resistance is preferably 10% or less in order to conform to the certification standard for automotive glass.

(製造例)
メトキシ基含有シラン変性アクリル系樹脂組成物としてコンポセランAC601(荒川化学工業株式会社製)を使用した。
(Production example)
Composeran AC601 (Arakawa Chemical Industries, Ltd.) was used as the methoxy group-containing silane-modified acrylic resin composition.

実施例1.
内容積45mLのジルコニウム製容器にジルコニアビーズ13.5mL(容器容量の30vol%)を入れ、ここに表1中のプレ分散で示す組成、つまり、メトキシ基含有シラン変性アクリル樹脂(荒川化学工業株式会社製、商品名:コンポセランAC)、メトキシシラン部分縮合物(多摩化学(株)社製、商品名:メチルシリケート51)を混合したものを投入した。これを遊星型ボールミル(FRITSCH社製P−7)を用いて、公転の回転数800rpm(公転半径6.7cm、自転/公転比=2.0、重力24.5G相当)にて50℃、120分間混合した後、表1中の最終組成で示す組成となるように、メトキシ基含有シラン変性アクリル樹脂、シリカフィラー(旭化成WackerSilicone社製、商品名:HDKN−20)を混合したものを投入し、プレ分散と同じ分散条件にて混合し、ジルコニアビーズを濾別することにより、フィラー分散アクリル系樹脂組成物を調製した。
Example 1.
A zirconia bead 13.5 mL (30 vol% of the container capacity) is put in a 45 mL zirconium container, and the composition shown by the pre-dispersion in Table 1, that is, a methoxy group-containing silane-modified acrylic resin (Arakawa Chemical Industries, Ltd.) Manufactured, trade name: Composcelan AC) and methoxysilane partial condensate (manufactured by Tama Chemical Co., Ltd., trade name: methyl silicate 51) were added. Using a planetary ball mill (P-7, manufactured by FRITSCH), this was carried out at 50 ° C. and 120 ° C. at a revolution speed of 800 rpm (revolution radius: 6.7 cm, rotation / revolution ratio = 2.0, gravity equivalent to 24.5 G). After mixing for a minute, a mixture of methoxy group-containing silane-modified acrylic resin and silica filler (product name: HDKN-20, manufactured by Asahi Kasei Silicone Co., Ltd.) was added so that the composition shown in the final composition in Table 1 was obtained. A filler-dispersed acrylic resin composition was prepared by mixing under the same dispersion conditions as the pre-dispersion and filtering out the zirconia beads.

調製したフィラー分散アクリル系樹脂組成物をポリカーボネート樹脂板(PC:三菱エンジニアリングプラスチック(株)製、商品名「ユーピロン・シート」、タイプ「NF−2000」)の片面にバーコーターを用いて塗布し、熱風式循環乾燥機で130℃で60分間加熱乾燥・硬化させて、フィラー分散アクリル系樹脂組成物由来の硬化膜で、表面が被覆されたポリカーボネート樹脂成形体を得た(硬化膜厚10μm)。硬化膜のテーバー摩耗試験前のヘイズ値は1.5%であり、シリカフィラーが超微分散されていることを確認した。得られたフィラー分散アクリル系樹脂組成物由来の硬化膜で表面被覆されたポリカーボネート樹脂成形体を評価した結果を表1に示した。   The prepared filler-dispersed acrylic resin composition was applied to one side of a polycarbonate resin plate (PC: Mitsubishi Engineering Plastics Co., Ltd., trade name “Iupilon Sheet”, type “NF-2000”) using a bar coater, It was heated and dried and cured at 130 ° C. for 60 minutes with a hot air circulating dryer to obtain a polycarbonate resin molded body whose surface was coated with a cured film derived from a filler-dispersed acrylic resin composition (cured film thickness: 10 μm). The haze value of the cured film before the Taber abrasion test was 1.5%, and it was confirmed that the silica filler was ultrafinely dispersed. Table 1 shows the results of evaluation of the polycarbonate resin molded body whose surface was coated with the cured film derived from the obtained filler-dispersed acrylic resin composition.

実施例2.
表1で示す組成(シリカフィラーを7.9%混合)に変更した以外は、実施例1と同様に処理を行い、フィラー分散アクリル系樹脂組成物由来の硬化膜で表面が被覆されたポリカーボネート樹脂成形体を得た。この硬化膜のテーバー摩耗試験前のヘイズ値は1.2%であり、シリカフィラーが超微分散されていることを確認した。得られた表面が被覆されたポリカーボネート樹脂成形体を評価して結果を表1に示した。
Example 2
Except for changing to the composition shown in Table 1 (7.9% silica filler mixed), the same treatment as in Example 1 was carried out, and a polycarbonate resin whose surface was coated with a cured film derived from a filler-dispersed acrylic resin composition A molded body was obtained. The cured film had a haze value of 1.2% before the Taber abrasion test, and it was confirmed that the silica filler was ultrafinely dispersed. The obtained polycarbonate resin molded body coated with the surface was evaluated and the results are shown in Table 1.

実施例3.
基材としてポリメタクリル酸メチルからなる樹脂板(PMMA:旭化成(株)製、商品名「デラグラス」、タイプ「K」)を用い、熱風式循環乾燥機で100℃で120分間加熱乾燥・硬化させた以外は実施例2と同様にて処理を行い、フィラー分散アクリル系樹脂組成物由来の硬化膜で表面が被覆されたメタクリル樹脂成形体を得た。
Example 3
Using a resin plate made of poly (methyl methacrylate) as a base material (PMMA: manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd., trade name “Delagrass”, type “K”), heat drying and curing at 100 ° C. for 120 minutes with a hot air circulating dryer. A methacrylic resin molded body whose surface was coated with a cured film derived from a filler-dispersed acrylic resin composition was obtained in the same manner as in Example 2 except that.

比較例1.
遊星型ボールミル(FRITSCH社製P−7)を用いて、公転の回転数を500rpmに変更した以外は、実施例2と同じ処方にて処理を行い、フィラー分散アクリル系樹脂組成物由来の硬化膜で表面が被覆されたポリカーボネート樹脂成形体を得た。この硬化膜のテーバー摩耗試験前のヘイズ値は7.3%であり、シリカフィラーが微分散されていない状態であった。得られた表面が被覆されたポリカーボネート樹脂成形体を評価した結果を表2に示した。
Comparative Example 1
A cured film derived from a filler-dispersed acrylic resin composition, using a planetary ball mill (P-7, manufactured by FRITSCH), except that the revolution speed was changed to 500 rpm, with the same formulation as in Example 2. A polycarbonate resin molded body having a surface coated with was obtained. The cured film had a haze value of 7.3% before the Taber abrasion test, and the silica filler was not finely dispersed. Table 2 shows the results of evaluating the obtained polycarbonate resin molded body coated with the surface.

比較例2.
遊星型ボールミル(FRITSCH社製P−7)を用いた、メトキシ基含有シラン変性アクリル樹脂、メトキシシラン部分縮合物(多摩化学(株)社製、商品名:メチルシリケート51)の混合(分散)時間を30分にした以外は、実施例2と同じ処方にて処理を行い、フィラー分散アクリル系樹脂組成物由来の硬化膜で表面が被覆されたポリカーボネート樹脂成形体を得た。得られた表面が被覆されたポリカーボネート樹脂成形体を評価した結果を表2に示した。
Comparative Example 2
Mixing (dispersing) time of a methoxy group-containing silane-modified acrylic resin and a methoxysilane partial condensate (manufactured by Tama Chemical Co., Ltd., trade name: methyl silicate 51) using a planetary ball mill (P-7 manufactured by FRITSCH) The polycarbonate resin molding which the surface was coat | covered with the cured film derived from a filler dispersion | distribution acrylic resin composition was performed in the same prescription as Example 2 except having made 30 minutes. Table 2 shows the results of evaluating the obtained polycarbonate resin molded body coated with the surface.

比較例3.
遊星型ボールミル(FRITSCH社製P−7)を用いた、メトキシ基含有シラン変性アクリル樹脂、メトキシシラン部分縮合物(多摩化学(株)社製、商品名:メチルシリケート51)の混合(分散)温度を25℃にした以外は、実施例2と同じ処方にて処理を行い、フィラー分散アクリル系樹脂組成物由来の硬化膜で表面が被覆されたポリカーボネート樹脂成形体を得た。得られた表面が被覆されたポリカーボネート樹脂成形体を評価した結果を表2に示した。
Comparative Example 3
Mixing (dispersing) temperature of a methoxy group-containing silane-modified acrylic resin and a methoxysilane partial condensate (manufactured by Tama Chemical Co., Ltd., trade name: methyl silicate 51) using a planetary ball mill (P-7 manufactured by FRITSCH) The polycarbonate resin molded body, the surface of which was coated with a cured film derived from a filler-dispersed acrylic resin composition, was obtained except that the temperature was 25 ° C. Table 2 shows the results of evaluating the obtained polycarbonate resin molded body coated with the surface.

比較例4.
シリカフィラーの含有量が13.0重量%になるようにシリカフィラーを添加分散させた以外は、実施例2と同じ処方にて処理を行い、フィラー分散アクリル系樹脂組成物由来の硬化膜で表面が被覆されたポリカーボネート樹脂成形体を得た。得られた表面が被覆されたポリカーボネート樹脂成形体を評価した結果を表2に示した。
Comparative Example 4
The surface is treated with a cured film derived from a filler-dispersed acrylic resin composition, except that the silica filler is added and dispersed so that the content of the silica filler is 13.0% by weight. A polycarbonate resin molded body coated with was obtained. Table 2 shows the results of evaluating the obtained polycarbonate resin molded body coated with the surface.

比較例5.
シリカフィラーを無添加とした以外は、実施例2と同じ処方にて処理を行い、フィラー分散アクリル系樹脂組成物由来の硬化膜で表面が被覆されたポリカーボネート樹脂成形体を得た。得られた表面が被覆されたポリカーボネート樹脂成形体を評価した結果を表2に示した。
Comparative Example 5
Except that the silica filler was not added, the same formulation as in Example 2 was used to obtain a polycarbonate resin molded body whose surface was coated with a cured film derived from a filler-dispersed acrylic resin composition. Table 2 shows the results of evaluating the obtained polycarbonate resin molded body coated with the surface.

比較例6.
表3に示す重量%の組成になるように、メトキシ基含有シラン変性アクリル系樹脂とシリカフィラーとを混合したものをプレ分散の組成とし、メトキシ基含有シラン変性アクリル系樹脂とメトキシラン部分縮合物を加え最終組成とした以外は、実施例2と同じ処方にて処理を行い、フィラー分散アクリル系樹脂組成物由来の硬化膜で表面が被覆されたポリカーボネート樹脂成形体を得た。得られた表面が被覆されたポリカーボネート樹脂成形体を評価した結果を表3に示した。
Comparative Example 6
A composition obtained by mixing a methoxy group-containing silane-modified acrylic resin and a silica filler so as to have the composition of wt% shown in Table 3 is a pre-dispersion composition, and the methoxy group-containing silane-modified acrylic resin and the methoxylane partial condensate. A polycarbonate resin molded body having a surface coated with a cured film derived from a filler-dispersed acrylic resin composition was obtained by performing the same treatment as in Example 2 except that the final composition was added. Table 3 shows the results of evaluating the obtained polycarbonate resin molded body coated on the surface.

比較例7.
表3に示す重量%の組成になるように添加し、プレ分散を実施しない以外は、実施例2と同じ処方にて処理を行い、フィラー分散アクリル系樹脂組成物由来の硬化膜で表面が被覆されたポリカーボネート樹脂成形体を得た。得られた表面が被覆されたポリカーボネート樹脂成形体を評価した結果を表3に示した。
Comparative Example 7
It is added so as to have the composition of the weight% shown in Table 3, and the surface is covered with a cured film derived from the filler-dispersed acrylic resin composition except that pre-dispersion is not performed and the treatment is performed in the same formulation A polycarbonate resin molded product was obtained. Table 3 shows the results of evaluating the obtained polycarbonate resin molded body coated on the surface.

本発明のフィラー分散アクリル系樹脂組成物およびその製造方法、該組成物で表面を被覆された透明樹脂成形体は、透明樹脂成形体を用いる用途であれば、いかなる用途でも有効であるが、例えば摩擦の多い環境下で使用される樹脂成形体に供することができ、特に自動車用プラスチックガラスに供することができる。   The filler-dispersed acrylic resin composition of the present invention and the production method thereof, and the transparent resin molded body whose surface is coated with the composition are effective in any application as long as the transparent resin molded body is used. It can be used for a resin molded body used in an environment with a lot of friction, and can be used particularly for plastic glass for automobiles.

本発明におけるフィラー分散アクリル系樹脂組成物の状態を模式化して説明する図である。It is a figure which illustrates typically the state of the filler dispersion acrylic resin composition in the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 シリカフィラー、12 メトキシ基含有シラン変性アクリル樹脂、14 メトキシシラン部分縮合物、20 フィラー分散アクリル系樹脂組成物。   10 Silica filler, 12 methoxy group-containing silane-modified acrylic resin, 14 methoxysilane partial condensate, 20 filler-dispersed acrylic resin composition.

Claims (6)

カルボキシ基含有アクリル系ポリマー(1)と、グリシドールとメトキシシラン部分縮合物との脱メタノール反応によって得られるグリシジルエーテル基含有メトキシシラン部分縮合物(2)とを、エポキシ開環エステル化反応させてなるメトキシ基含有シラン変性アクリル樹脂と、
メトキシシラン部分縮合物と、
溶媒と、
微分散されたシリカフィラーと、
を含むことを特徴とするフィラー分散アクリル系樹脂組成物。
Carboxyl group-containing acrylic polymer (1) and glycidyl ether group-containing methoxysilane partial condensate (2) obtained by demethanol reaction of glycidol and methoxysilane partial condensate are subjected to an epoxy ring-opening esterification reaction. A methoxy group-containing silane-modified acrylic resin,
A methoxysilane partial condensate;
A solvent,
A finely dispersed silica filler;
A filler-dispersed acrylic resin composition comprising:
請求項1に記載のフィラー分散アクリル系樹脂組成物において、
前記カルボキシ基含有アクリル系ポリマー(1)が、炭素数1〜2のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートと、炭素数3〜22のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートと、エチレン性不飽和カルボン酸とを含有するモノマー成分の共重合体であることを特徴とするフィラー分散アクリル系樹脂組成物。
In the filler-dispersed acrylic resin composition according to claim 1,
The carboxy group-containing acrylic polymer (1) is an alkyl (meth) acrylate having an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms, an alkyl (meth) acrylate having an alkyl group having 3 to 22 carbon atoms, and ethylenically unsaturated. A filler-dispersed acrylic resin composition, which is a copolymer of monomer components containing carboxylic acid.
請求項1または請求項2に記載のフィラー分散アクリル系樹脂組成物において、
強い剪断力が働く分散機を用いてシリカフィラーが超微細分散状態で分散されていることを特徴とするフィラー分散アクリル系樹脂組成物。
In the filler-dispersed acrylic resin composition according to claim 1 or 2,
A filler-dispersed acrylic resin composition, wherein a silica filler is dispersed in an ultrafine dispersion state using a disperser in which a strong shearing force works.
被覆硬化膜厚10μmにおいて測定したヘイズ値が1.5%以下となる条件にて、
(A)カルボキシ基含有アクリル系ポリマー(1)と、グリシドールとメトキシシラン部分縮合物との脱メタノール反応によって得られるグリシジルエーテル基含有メトキシシラン部分縮合物(2)とを、エポキシ開環エステル化反応させてなるメトキシ基含有シラン変性アクリル樹脂と、(B)メトキシシラン部分縮合物と、(C)溶媒とからなる混合液中に、シリカフィラーを超微細分散させることを特徴とするフィラー分散アクリル系樹脂組成物の製造方法。
Under the condition that the haze value measured at a coating cured film thickness of 10 μm is 1.5% or less,
(A) Epoxy ring-opening esterification reaction of carboxy group-containing acrylic polymer (1) and glycidyl ether group-containing methoxysilane partial condensate (2) obtained by demethanol reaction of glycidol and methoxysilane partial condensate A filler-dispersed acrylic system in which a silica filler is ultrafinely dispersed in a mixed liquid comprising a methoxy group-containing silane-modified acrylic resin, a (B) methoxysilane partial condensate, and a (C) solvent. A method for producing a resin composition.
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のフィラー分散アクリル系樹脂組成物の硬化膜により表面が被覆されていることを特徴とする透明樹脂成形体。   A transparent resin molded article, the surface of which is coated with a cured film of the filler-dispersed acrylic resin composition according to any one of claims 1 to 3. 請求項5に記載の透明樹脂成形体において、
前記透明樹脂成形体が、自動車用プラスチックガラスであることを特徴とする透明樹脂成形体。
In the transparent resin molded product according to claim 5,
The transparent resin molding is a plastic glass for automobiles.
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