JP2011219691A - 活性エネルギー線硬化型塗料組成物及び塗装物品 - Google Patents

活性エネルギー線硬化型塗料組成物及び塗装物品 Download PDF

Info

Publication number
JP2011219691A
JP2011219691A JP2010093093A JP2010093093A JP2011219691A JP 2011219691 A JP2011219691 A JP 2011219691A JP 2010093093 A JP2010093093 A JP 2010093093A JP 2010093093 A JP2010093093 A JP 2010093093A JP 2011219691 A JP2011219691 A JP 2011219691A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
meth
general formula
acrylate
coating composition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2010093093A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5547540B2 (ja
Inventor
Atsuya Kato
敦也 加藤
Akinori Nagai
彰典 永井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kansai Paint Co Ltd
Original Assignee
Kansai Paint Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kansai Paint Co Ltd filed Critical Kansai Paint Co Ltd
Priority to JP2010093093A priority Critical patent/JP5547540B2/ja
Publication of JP2011219691A publication Critical patent/JP2011219691A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5547540B2 publication Critical patent/JP5547540B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

【課題】優れた耐擦り傷性、耐候性、さらにプラスチック製基材、特にポリカーボネート樹脂製基材に対する付着性を有する硬化塗膜を形成しうる活性エネルギー線硬化型塗料組成物を提供する。
【解決手段】ケイ素原子に直接に結合した有機基を有するシルセスキオキサン化合物であって、前記ケイ素原子に直接に結合した有機基の少なくとも1つがウレタン結合及び1つの(メタ)アクリロイルオキシ基を有する有機基であるシルセスキオキサン化合物(a)、分子中に2個以上の(メタ)アクリロイル基を有するウレタン(メタ)アクリレート(b)、ポリ[(メタ)アクリロイルオキシアルキル]イソシアヌレート(c)、及び光重合開始剤(d)を含有することを特徴とする活性エネルギー線硬化型塗料組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、耐候性、耐擦り傷性及びプラスチック材料、特にポリカーボネート樹脂との付着性に優れる硬化塗膜を形成しうる活性エネルギー線硬化型塗料組成物、及び該硬化塗膜を有する塗装物品に関する。
ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂等のプラスチック材料は、耐衝撃性、透明性に優れ、軽量であり、加工が容易であることなどから、ガラスに代わる材料として、建物の採光材、車両の窓、ランプレンズ、計器カバー等に用いられている。しかしながら、プラスチック材料は、ガラスと比較して耐擦り傷性、耐薬品性、耐候性等の表面特性に劣ることから、プラスチック材料の表面特性を改良することが行われている。プラスチック材料の表面特性を改良する方法としてポリオルガノシロキサン系、メラミン系等の熱硬化性塗料組成物を塗装する方法や多官能アクリレート系の活性エネルギー線硬化型塗料組成物を塗装する方法が提案されている。
これら方法に関連して、特許文献1及び2には、モノ又はポリペンタエリスリトールのポリ(メタ)アクリレート、1分子内に少なくとも2個の(メタ)アクリロイル基を有するウレタン(メタ)アクリレート、及びポリ[(メタ)アクリロイルオキシアルキル](イソ)シアヌレートを特定の割合で配合して得られる塗料組成物に関する発明が開示されている。この塗料組成物は、耐擦り傷性、耐候性に優れる。
一方、一般的な塗料組成物の耐擦り傷性、耐候性を向上させる方法として、塗料組成物中に無機材料や無機−有機ハイブリッド材料を配合する方法がある。例えば、特許文献3及び4には、ケイ素を中心原子とする4面体シートと金属を中心原子とする8面体シートとの2:1型または1:1型の積層体からなるフィロ珪酸塩鉱物型の層状構造を有し、ケイ素の少なくとも一部と共有結合する有機基をもつ層状ケイ素ポリマーが開示されている。また、特許文献5には、特許文献3及び4に記載の層状ケイ素ポリマーをフィラーとして用いた塗料組成物が記載されている。
近年、プラスチックの屋外での用途が広がるに従い、プラスチックの表面特性(耐擦り傷性、耐候性)のさらなる向上が要求されている。しかし、特許文献5に記載の塗料組成物では、上記要求を満足する優れた耐擦り傷性、耐候性及びプラスチック製基材に対する付着性を有する硬化塗膜を形成する塗料組成物は得られない。また、特許文献3及び4に記載の層状ケイ素ポリマーを特許文献1及び2に記載の塗料組成物に配合しても、上記要求を満足する優れた耐擦り傷性、耐候性、プラスチック製基材に対する付着性を有する硬化塗膜を形成する塗料組成物は得られない。
特開平5−230397号公報 特開平6−128502号公報 特開平6−200034号公報 特開平7−126396号公報 特開平8−12899号公報
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、優れた耐擦り傷性、耐候性、さらにプラスチック製基材、特にポリカーボネート樹脂製基材に対する付着性を有する硬化塗膜を形成しうる活性エネルギー線硬化型塗料組成物を提供することである。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、特定のシルセスキオキサン化合物、分子中に2個以上の(メタ)アクリロイル基を有するウレタン(メタ)アクリレート、特定のポリ[(メタ)アクリロイルオキシアルキル]イソシアヌレート、光重合開始剤、紫外線吸収剤、及び光安定剤を含有する活性エネルギー線硬化型塗料組成物により上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、ケイ素原子に直接に結合した有機基を有するシルセスキオキサン化合物であって、前記ケイ素原子に直接に結合した有機基の少なくとも1つがウレタン結合及び1つの(メタ)アクリロイルオキシ基を有する有機基であるシルセスキオキサン化合物(a)、分子中に2個以上の(メタ)アクリロイル基を有するウレタン(メタ)アクリレート(b)、ポリ[(メタ)アクリロイルオキシアルキル]イソシアヌレート(c)、及び光重合開始剤(d)を含有することを特徴とする活性エネルギー線硬化型塗料組成物、及び該塗料組成物を用いてプラスチック基材上に硬化塗膜が形成された塗装物品、に関する。
本発明の活性エネルギー線硬化型塗料組成物により、耐擦り傷性、耐候性及びプラスチック製基材、特にポリカーボネート樹脂製基材に対する付着性に優れた硬化塗膜を得ることができる。また該硬化塗膜を有する塗装物品を得ることができる。
本発明の活性エネルギー線硬化型塗料組成物は、シルセスキオキサン化合物(a)、分子中に2個以上の(メタ)アクリロイル基を有するウレタン(メタ)アクリレート(b)、ポリ[(メタ)アクリロイルオキシアルキル]イソシアヌレート(c)、及び光重合開始剤(d)を含有する。
(a)成分
(a)成分であるシルセスキオキサン化合物は、ケイ素原子に直接に結合した有機基を有するシルセスキオキサン化合物であって、前記ケイ素原子に直接に結合した有機基の少なくとも1つがウレタン結合及び1つの(メタ)アクリロイルオキシ基を有する有機基であるシルセスキオキサン化合物である。
ここで、本明細書において「シルセスキオキサン化合物」は、Si−OH基(ヒドロキシシリル基)の全てが加水分解縮合した構造のシルセスキオキサン化合物のみを意味するのではなく、Si−OH基が残存したラダー構造、不完全籠型構造、ランダム縮合体のシルセスキオキサン化合物をも含むことができる。
前記シルセスキオキサン化合物(a)は、Si−OH基の全てが加水分解縮合した構造のシルセスキオキサン化合物の割合が、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、特に好ましくは100質量%であることが液安定性及び耐候性の点から好ましい。
前記シルセスキオキサン化合物(a)として、例えば、前記ウレタン結合及び1つの(メタ)アクリロイルオキシ基を有する有機基が、下記一般式(A)で表される有機基であるシスセスキオキサン化合物を挙げることができる:
Figure 2011219691
[式(A)中、R1は水素原子又はメチル基を示す。R2は炭素数1〜10の2価の炭化水素基を示す。R3は炭素数1〜10の2価の炭化水素基を示す。Yは
Figure 2011219691
(式中、R2は、前記に同じ。nは0〜9の整数を示す。)、
Figure 2011219691
(式中、R4は置換又は非置換の炭素数1〜6の1価の炭化水素基を示す。)、又は
Figure 2011219691
(式中、R5は置換又は非置換の炭素数1〜6の1価の炭化水素基を示す。)を示す。]。
ここで、シルセスキオキサン化合物(a)としては、上記一般式(A)で表される有機基のうち、一種類を有していても、複数種類の有機基を有していてもよい。
いいかえると、シルセスキオキサン化合物(a)としては、例えば、前記ウレタン結合及び1つの(メタ)アクリロイルオキシ基を有する有機基が、下記一般式(I)〜(III)で表される有機基からなる群より選択される少なくとも一種であるシルセスキオキサン化合物を挙げることができる。
Figure 2011219691
[一般式(I)中、R1は水素原子又はメチル基を示す。R2は炭素数1〜10の2価の炭化水素基を示す。R3は炭素数1〜10の2価の炭化水素基を示す。nは0〜9の整数を示す。]
Figure 2011219691
[式(II)中、R1〜R3は前記に同じ。R4は置換又は非置換の炭素数1〜6の1価の炭化水素基を示す。]
Figure 2011219691
[式(III)中、R1〜R3は前記に同じ。R5は置換又は非置換の炭素数1〜6の1価の炭化水素基を示す。]。
前記R2としては、炭素数1〜10の2価の炭化水素基であれば特に限定されるものではない。具体的には例えば、メチレン基、エチレン基、1,2−プロピレン基、1,3−プロピレン基、1,2−ブチレン基、1,4−ブチレン基、ヘキシレン基等のアルキレン基;シクロヘキシレン基等のシクロアルキレン基;フェニレン基、キシリレン基、ビフェニレン基等のアリーレン基等が挙げられる。なかでも、炭素数1〜6の2価の炭化水素基、特にエチレン基、1,2−プロピレン基、1,4−ブチレン基であることが、耐熱性、耐擦傷性及び極性の高い重合性不飽和化合物との相溶性がより優れる点から好ましい。
前記R3としては、炭素数1〜10の2価の炭化水素基であれば特に限定されるものではない。具体的には例えば、メチレン基、エチレン基、1,2−プロピレン基、1,3−プロピレン基、1,2−ブチレン基、1,4−ブチレン基、ヘキシレン基等のアルキレン基;シクロヘキシレン基等のシクロアルキレン基;フェニレン基、キシリレン基、ビフェニレン基等のアリーレン基等が挙げられる。なかでも、炭素数1〜6の2価の炭化水素基、特にエチレン基、1,3−プロピレン基であることが、耐熱性、耐擦傷性及び極性の高い重合性不飽和化合物との相溶性がより優れる点から好ましい。
前記nとしては、0〜9の整数であれば特に限定されるものではない。nとしては、好ましくは0〜5の整数、さらに好ましくは0〜3の整数、特に好ましくは0又は1である。
前記R4としては、置換又は非置換の炭素数1〜6の1価の炭化水素基であれば特に限定されるものではない。具体的には例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、sec−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、シクロペンチル基、n−ヘキシル基、イソヘキシル基、シクロヘキシル基等の直鎖状又は分岐状のアルキル基といった非環状脂肪族1価炭化水素基又は環状脂肪族1価炭化水素基;トリフルオロメチル基、3,3,3−トリフルオロ−n−プロピル基等の含フッ素アルキル基等が挙げられる。特に、極性の高い重合性不飽和化合物との相溶性がより優れる点からメチル基が好ましい。
前記R5としては、置換又は非置換の炭素数1〜6の1価の炭化水素基であれば特に限定されるものではない。具体的には例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、sec−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、シクロペンチル基、n−ヘキシル基、イソヘキシル基、シクロヘキシル基等の直鎖状又は分岐状のアルキル基といった非環状脂肪族1価炭化水素基又は環状脂肪族1価炭化水素基;トリフルオロメチル基、3,3,3−トリフルオロ−n−プロピル基等の含フッ素アルキル基等が挙げられる。特に、極性の高い重合性不飽和化合物との相溶性がより優れる点からメチル基が好ましい。
前記一般式(I)で表される有機基としては、耐熱性、耐擦傷性、極性の高い重合性不飽和化合物との相溶性及び活性エネルギー線硬化性がより優れる点から、R1が水素原子であり、R2がエチレン基又は1,4−ブチレン基であり、R3がエチレン基又は1,3−プロピレン基であり、かつnが0である有機基が好ましい。
前記一般式(II)で表される有機基としては、耐熱性、耐擦傷性、極性の高い重合性不飽和化合物との相溶性及び活性エネルギー線硬化性がより優れる点から、R4がメチル基であり、R3がエチレン基又は1,3−プロピレン基であり、R1が水素原子であり、かつR2がエチレン基である有機基が好ましい。
前記一般式(III)で表される有機基としては、耐熱性、耐擦傷性、極性の高い重合性不飽和化合物との相溶性及び活性エネルギー線硬化性がより優れる点から、R5がメチル基であり、R3がエチレン基又は1,3−プロピレン基であり、R1が水素原子であり、かつR2がエチレン基である有機基が好ましい。
前記シルセスキオキサン化合物(a)は、単一の組成の化合物であってもよく、又は組成の異なる化合物の混合物であってもよい。
前記シルセスキオキサン化合物(a)の重量平均分子量は、特に限定されるものではない。好ましくは重量平均分子量が1,000〜100,000、より好ましくは重量平均分子量が1,000〜10,000である。これら範囲は、シルセスキオキサン化合物(a)から得られた塗膜の耐熱性や、本発明の活性エネルギー線硬化型塗料組成物の粘度及び塗装性の点で意義がある。
本明細書において、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ[東ソー(株)社製、「HLC8120GPC」]で測定した重量平均分子量をポリスチレンの重量平均分子量を基準にして換算した値である。カラムは、「TSKgel G−4000H×L」、「TSKgel G−3000H×L」、「TSKgel G−2500H×L」、「TSKgel G−2000H×L」(いずれも東ソー(株)社製、商品名)の4本を用い、移動相;テトラヒドロフラン、測定温度;40℃、流速;1ml/分、検出器;RIの条件で行ったものである。
前記シルセスキオキサン化合物(a)は種々の方法により製造され得るが、その一例を示せば、例えば下記製造方法A又はBで示される方法により製造される。
製造方法A
製造方法Aとしては、ケイ素原子に直接に結合した有機基であり、かつウレタン結合及び1つの(メタ)アクリロイルオキシ基を有する有機基を有する加水分解性シランを含有する出発物質を用いた製造方法が挙げられる。
具体的には例えば、出発物質に下記一般式(IV)で表される加水分解性シラン及び必要に応じて下記一般式(IV)で表される加水分解性シラン以外の加水分解性シランを用いて、触媒の存在下で加水分解縮合を行ってシルセスキオキサン化合物(a)を製造する方法が挙げられる。
6SiX3 (IV)
前記一般式(IV)中のR6は、ウレタン結合及び1つの(メタ)アクリロイルオキシ基を有する有機基である。Xは、同一又は異なって、塩素又は炭素数1〜6のアルコキシ基を示す。
炭素数1〜6のアルコキシ基としては、炭素数1〜6(好ましくは炭素数1〜4)の直鎖状又は分岐鎖状のアルコキシ基を挙げることができる。より具体的には、メトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、イソプロポキシ、n−ブトキシ、イソブトキシ、tert−ブトキシ、sec−ブトキシ、n−ペンチルオキシ、1−エチルプロポキシ、イソペンチルオキシ、ネオペンチルオキシ、n−ヘキシルオキシ、1,2,2−トリメチルプロポキシ、3,3−ジメチルブトキシ、2−エチルブトキシ、イソヘキシルオキシ、3−メチルペンチルオキシ基等が含まれる。
従って、Xとしては、具体的には、例えば、塩素、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等が挙げられる。
前記一般式(IV)以外の加水分解性シランとしては、前記一般式(IV)で表される加水分解性シランとともに加水分解縮合することによりシルセスキオキサン化合物を製造できるものであれば特に限定されるものではない。具体的には例えば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン等のアルキルトリアルコキシシラン;3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン等の3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリアルコキシシラン;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のビニルトリアルコキシシラン等が挙げられる。
ここで、前記一般式(IV)で表される加水分解性シランは、例えば、イソシアネート基を有するトリアルコキシシランと水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステルを反応させることにより得ることができる。
また、前記一般式(IV)で表される加水分解性シランとしては、具体的には例えば、下記一般式(V)で表される加水分解性シランが挙げられる。
Figure 2011219691
[一般式(V)中、R1、R2、R3、n及びXは、前記に同じ。]
前記一般式(V)で表される加水分解性シランは、例えば、下記一般式(VI)で表される加水分解性シランと、下記一般式(VII)で表される化合物とを反応させることにより得ることができる。
Figure 2011219691
[一般式(VI)中、R3及びXは、前記に同じ。]
Figure 2011219691
[一般式(VII)中、R1、R2及びnは、前記に同じ。]
前記一般式(VI)で表される化合物としては、例えば、3−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
前記一般式(VII)で表される化合物としては、例えば、2−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、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
前記一般式(VI)で表される加水分解性シランと前記一般式(VII)で表される化合物との反応は、イソシアネート基と水酸基とを反応させる常法に従って行うことができる。
上記反応式における一般式(VI)で表される加水分解性シランと前記一般式(VII)で表される化合物との使用割合は、通常前者1モルに対し後者を0.90〜1.10モル程度、好ましくは0.95〜1.05モル程度とすればよい。
反応温度は、例えば、0〜200℃、好ましくは20〜200℃、更に好ましくは、20〜120℃である。また、この反応は圧力によらず実施できるが、0.02〜0.2MPa、特に0.08〜0.15MPaの圧力範囲が好ましい。当該反応は、通常、2〜10時間程度で終了する。
前記反応では適宜触媒を使用しても良い。触媒としては、トリエチルアミン等の第三級アミン、ジブチル錫ジラウレート等の有機金属化合物等が挙げられる。
前記反応では適宜溶媒を使用しても良い。溶媒としては、具体的には例えば、アセトン、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、メチルアミルケトン、エチルイソアミルケトン、ジイソブチルケトン、メチルへキシルケトン等のケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、安息香酸メチル、プロピオン酸メチル等のエステル類;テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメトキシエタン等のエーテル類;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3−メトキシブチルアセテート等のグリコールエーテル類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、脂肪族炭化水素類等が挙げられる。
また、前記一般式(IV)で表される加水分解性シランの他の具体的な例としては、下記一般式(VIII)で表される加水分解性シラン及び下記一般式(IX)で表される加水分解性シランが挙げられる。
Figure 2011219691
[一般式(VIII)中、R1、R2、R3、R4及びXは前記に同じ。]
Figure 2011219691
[一般式(IX)中、R1、R2、R3、R5及びXは前記に同じ。]
前記一般式(VIII)で表される加水分解性シランは、例えば、下記一般式(X)で表される加水分解性シランと下記一般式(XI)で表される化合物とを反応させ生成物を得た後、さらに該生成物に下記一般式(XII)で表される化合物を反応させることにより得ることができる。
Figure 2011219691
[一般式(X)中、R3及びXは前記に同じ。]
Figure 2011219691
[一般式(XI)中、R4は前記に同じ。]
Figure 2011219691
[一般式(XII)中、R1及びR2は前記に同じ。]
前記一般式(X)で表される加水分解性シランとしては、具体的には例えば、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
前記一般式(XI)で表される化合物としては、具体的には例えば、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、トリフルオロ酢酸、3,3,3−トリフルオロプロピオン酸等が挙げられる。
前記一般式(XII)で表される化合物としては、具体的には例えば、イソシアネートメチル(メタ)アクリレート、2−イソシアネートエチル(メタ)アクリレート、3−イソシアネートプロピル(メタ)アクリレート、イソシアネートオクチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
前記一般式(IX)で表される加水分解性シランは、例えば、下記一般式(XIII)で表される加水分解性シランと下記一般式(XIV)で表される化合物とを反応させ生成物を得た後、さらに該生成物に下記一般式(XV)で表される化合物を反応させることにより得ることができる。
Figure 2011219691
[一般式(XIII)中、R3及びXは前記に同じ。]
Figure 2011219691
[一般式(XIV)中、R5は前記に同じ。]
Figure 2011219691
[一般式(XV)中、R1及びR2は前記に同じ。]
前記一般式(XIII)で表される加水分解性シランとしては、具体的には例えば、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン等が挙げられる。
前記一般式(XIV)で表される化合物としては、具体的には例えば、前記一般式(XI)で表される化合物の説明において具体的に示した化合物と同じ化合物が挙げられる。
前記一般式(XV)で表される化合物としては、具体的には例えば、前記一般式(XII)で表される化合物の説明において具体的に示した化合物と同じ化合物が挙げられる。
前記一般式(X)で表される加水分解性シランと前記一般式(XI)で表される化合物との反応、及び、前記一般式(XIII)で表される加水分解性シランと前記一般式(XIV)で表される化合物との反応は、カルボキシル基とエポキシ基とを反応させる常法に従って行うことができる。
上記反応における前記一般式(X)で表される加水分解性シランと前記一般式(XI)で表される化合物との使用割合は、通常前者1モルに対し後者を0.80〜1.20モル程度、好ましくは0.90〜1.10モル程度とすればよい。
上記反応における前記一般式(XIII)で表される加水分解性シランと前記一般式(XIV)で表される化合物との使用割合は、通常前者1モルに対し後者を0.80〜1.20モル程度、好ましくは0.90〜1.10モル程度とすればよい。
反応温度は、例えば、0〜200℃、好ましくは20〜200℃、更に好ましくは、20〜120℃である。当該反応は、通常、10〜24時間程度で終了する。
前記反応では適宜触媒を使用しても良い。触媒としては、具体的には例えば、トリエチルアミン、ベンジルジメチルアミン等の3級アミン;テトラメチルアンモニウムクロライド、テトラエチルアンモニウムブロマイド、テトラブチルアンモニウムブロマイド等の4級アンモニウム塩;ジエチルアミン等の酢酸塩、ギ酸塩等の2級アミン塩;水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金属の水酸化物;酢酸ナトリウム、酢酸カルシウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金属塩;イミダゾ−ル類;ジアザビシクロウンデセン等の環状含窒素化合物、トリフェニルフォスフィン、トリブチルフォスフィンなどのリン化合物等が挙げられる。触媒の使用量は、特に限定されるものではないが、反応原料に対して、0.01〜5質量%である。
前記反応では適宜溶媒を使用しても良い。溶媒は特に限定されるものではない。具体的には例えば、アセトン、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、メチルアミルケトン、エチルイソアミルケトン、ジイソブチルケトン、メチルへキシルケトン等のケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、安息香酸メチル、プロピオン酸メチル等のエステル類;テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメトキシエタン等のエーテル類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3−メトキシブチルアセテート等のグリコールエーテル類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、脂肪族炭化水素類等が挙げられる。
前記一般式(X)で表される加水分解性シランと前記一般式(XI)で表される化合物とを反応させて得た反応生成物(以下、単に反応生成物(X−XI)と示すこともある)と前記一般式(XII)で表される化合物との反応、及び、前記一般式(XIII)で表される加水分解性シランと前記一般式(XIV)で表される化合物とを反応させて得た反応生成物(以下、単に反応生成物(XIII−XIV)と示すこともある)と前記一般式(XV)で表される化合物との反応は、水酸基とイソシアネート基とを反応させる常法に従って行うことができる。
上記反応における前記反応生成物(X−XI)と前記一般式(XII)で表される化合物との使用割合は、通常前者1モルに対し後者を0.90〜1.10モル程度、好ましくは0.95〜1.05モル程度とすればよい。
上記反応における前記反応生成物(XIII−XIV)と前記一般式(XV)で表される化合物との使用割合は、通常前者1モルに対し後者を0.90〜1.10モル程度、好ましくは0.95〜1.05モル程度とすればよい。
反応温度は、例えば、0〜200℃、好ましくは20〜200℃、更に好ましくは、20〜120℃である。また、この反応は圧力によらず実施できるが、0.02〜0.2MPa、特に0.08〜0.15MPaの圧力範囲が好ましい。当該反応は、通常、2〜10時間程度で終了する。
前記反応では適宜触媒を使用しても良い。触媒としては、トリエチルアミン等の第三級アミン、ジブチル錫ジラウレート等の有機金属化合物等が挙げられる。
前記反応では適宜溶媒を使用しても良い。溶媒としては、具体的には例えば、アセトン、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、メチルアミルケトン、エチルイソアミルケトン、ジイソブチルケトン、メチルへキシルケトン等のケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、安息香酸メチル、プロピオン酸メチル等のエステル類;テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメトキシエタン等のエーテル類;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3−メトキシブチルアセテート等のグリコールエーテル類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、脂肪族炭化水素類等が挙げられる。
本製造方法において前記本発明のシルセスキオキサン化合物を得るためには、具体的には、
[1]前記一般式(IV)で表される加水分解性シランを出発物質に用いて触媒の存在下で加水分解縮合する、又は、
[2]前記一般式(IV)で表される加水分解性シラン及び前記一般式(IV)以外の加水分解性シランを出発物質に用いて触媒の存在下で加水分解縮合する、
ことが挙げられる。
前記触媒としては、塩基性触媒が好適に用いられる。塩基性触媒としては、具体的には例えば、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化セシウム等のアルカリ金属水酸化物、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリメチルアンモニウムヒドロキシド等の水酸化アンモニウム塩、テトラブチルアンモニウムフルオリド等のフッ化アンモニウム塩などが挙げられる。
前記触媒の使用量は特に限定されるものではないが、多すぎるとコスト高、除去が困難等の問題があり、一方、少なすぎると反応が遅くなってしまう。そのため、触媒の使用量は、好ましくは加水分解性シラン1モルに対して0.0001〜1.0モル、より好ましくは0.0005〜0.1モルの範囲である。
加水分解縮合する場合(前記[1]又は[2]の場合)は水を使用する。加水分解性シランと水との量比は、特に限定されるものでない。水の使用量は、加水分解性シラン1モルに対し、好ましくは水0.1〜100モル、さらに好ましくは0.5〜3モルの割合である。水の量が少なすぎると、反応が遅くなり、目的とする本発明のシルセスキオキサン化合物の収率が低くなるおそれがあり、水の量が多すぎると高分子量化し、所望とする構造の生成物が減少するおそれがある。また、使用する水は塩基性触媒を水溶液として用いる場合はその水で代用してもよいし、別途水を加えてもよい。
前記加水分解縮合において、有機溶媒は使用してもよく、又は使用しなくてもよい。有機溶媒を用いることは、ゲル化を防止する点及び製造時の粘度を調節できる点から好ましい。有機溶媒としては、極性有機溶媒、非極性有機溶媒を単独又は混合物として用いることができる。
極性有機溶媒としてはメタノール、エタノール、2−プロパノール等の低級アルコール類、アセトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン等のエーテル類が用いられるが、特にアセトン、テトラヒドロフランは沸点が低く系が均一になり反応性が向上することから好ましい。非極性有機溶媒としては、炭化水素系溶媒が好ましく、トルエン、キシレン等の水よりも沸点が高い有機溶媒が好ましく、特にトルエン等の水と共沸する有機溶媒は系内から水を効率よく除去できるため好ましい。特に、極性有機溶媒と非極性有機溶媒とを混合することで、前述したそれぞれの利点が得られるため混合溶媒として用いることが好ましい。
加水分解縮合時の反応温度としては0〜200℃、好ましくは10〜200℃、更に好ましくは、10〜120℃である。また、この反応は圧力によらず実施できるが、0.02〜0.2MPa、特に0.08〜0.15MPaの圧力範囲が好ましい。当該反応は、通常、1〜12時間程度で終了する。
加水分解縮合反応では、加水分解と共に縮合反応が進行し、加水分解性シランの加水分解性基[具体的には例えば、前記一般式(IV)中のX]の大部分、好ましくは100%がヒドロキシル基(OH基)に加水分解され、更にそのOH基の大部分、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上、特に好ましくは100%を縮合させることが液安定性及び耐候性の点から好ましい。
加水分解縮合後の混合液からは、溶媒や反応で生成したアルコール、触媒を公知の手法で除去してもよい。なお、得られた生成物は、その目的に応じて、触媒を洗浄、カラム分離、固体吸着剤等の各種の精製法によって除去し、更に精製してもよい。好ましくは、効率の点から水洗により触媒を除去することである。
以上の製造方法によりシルセスキオキサン化合物(a)が製造される。
ここで、前記加水分解縮合において100%縮合しない場合には、上記の製造方法により得られる生成物には、Si−OH基(ヒドロキシシリル基)の全てが加水分解縮合した構造のシルセスキオキサン化合物以外に、Si−OH基が残存したラダー構造、不完全籠型構造及び/又はランダム縮合体のシルセスキオキサン化合物が含まれる場合があるが、上記製造方法により得られるシルセスキオキサン化合物(a)は、それらラダー構造、不完全籠型構造及び/又はランダム縮合体を含んでいてもよい。
製造方法B
製造方法Bとしては、エポキシ基を有する加水分解性シランを用いて、エポキシ基を有するシルセスキオキサン化合物を製造する第B1工程、該第B1工程により得られたシルセスキオキサン化合物のエポキシ基に、カルボキシル基を有する化合物の該カルボキシル基を反応させ、2級水酸基を有するシルセスキオキサン化合物を製造する第B2工程、該第B2工程により得られたシルセスキオキサン化合物の2級水酸基に、(メタ)アクリロイルオキシ基及びイソシアネート基を有する化合物の該イソシアネート基を反応させる第B3工程を含む製造方法が挙げられる。
第B1工程
前記第B1工程に用いるエポキシ基を有する加水分解性シランとしては、具体的には例えば、下記一般式(XVI)で表される加水分解性シラン、及び下記一般式(XVII)で表される加水分解性シランが挙げられる。
Figure 2011219691
[一般式(XVI)及び一般式(XVII)中、R3及びXは前記に同じ。]
前記第B1工程においてエポキシ基を有するシルセスキオキサン化合物を得るためには、具体的には、
[3]前記一般式(XVI)で表される加水分解性シラン及び/又は前記一般式(XVII)で表される加水分解性シランを出発物質に用いて触媒の存在下で加水分解縮合する、又は、
[4]前記一般式(XVI)で表される加水分解性シラン及び/又は一般式(XVII)で表される加水分解性シラン、並びにエポキシ基を有する加水分解性シラン以外の加水分解性シランを出発物質に用いて触媒の存在下で加水分解縮合する、
ことが挙げられる。
前記エポキシ基を有する加水分解性シラン以外の加水分解性シランとしては、前記エポキシ基を有する加水分解性シランとともに加水分解縮合することによりシルセスキオキサン化合物を製造できるものであれば特に限定されるものではない。具体的には例えば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン等のアルキルトリアルコキシシラン;3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン等の3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリアルコキシシラン;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のビニルトリアルコキシシラン等が挙げられる。
前記触媒としては、塩基性触媒が好適に用いられる。塩基性触媒としては、具体的には例えば、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化セシウム等のアルカリ金属水酸化物、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリメチルアンモニウムヒドロキシド等の水酸化アンモニウム塩、テトラブチルアンモニウムフルオリド等のフッ化アンモニウム塩などが挙げられる。
前記触媒の使用量は特に限定されるものではないが、多すぎるとコスト高、除去が困難等の問題があり、一方、少なすぎると反応が遅くなってしまう。そのため、触媒の使用量は、好ましくは加水分解性シラン1モルに対して0.0001〜1.0モル、より好ましくは0.0005〜0.1モルの範囲である。
加水分解縮合する場合(前記[3]又は[4]の場合)は水を使用する。加水分解性シランと水との量比は、特に限定されるものでない。水の使用量は、加水分解性シラン1モルに対し、好ましくは水0.1〜100モル、さらに好ましくは0.5〜3モルの割合である。水の量が少なすぎると、反応が遅くなり、目的とするシルセスキオキサンの収率が低くなるおそれがあり、水の量が多すぎると高分子量化し、所望とする構造の生成物が減少するおそれがある。また、使用する水は塩基性触媒を水溶液として用いる場合はその水で代用してもよいし、別途水を加えてもよい。
前記加水分解縮合において、有機溶媒は使用してもよく、又は使用しなくてもよい。有機溶媒を用いることは、ゲル化を防止する点及び製造時の粘度を調節できる点から好ましい。有機溶媒としては、極性有機溶媒、非極性有機溶媒を単独又は混合物として用いることができる。
極性有機溶媒としてはメタノール、エタノール、2−プロパノール等の低級アルコール類、アセトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン等のエーテル類が用いられるが、特にアセトン、テトラヒドロフランは沸点が低く系が均一になり反応性が向上することから好ましい。非極性有機溶媒としては、炭化水素系溶媒が好ましく、トルエン、キシレン等の水よりも沸点が高い有機溶媒が好ましく、特にトルエン等の水と共沸する有機溶媒は系内から水を効率よく除去できるため好ましい。特に、極性有機溶媒と非極性有機溶媒とを混合することで、前述したそれぞれの利点が得られるため混合溶媒として用いることが好ましい。
加水分解縮合時の反応温度としては0〜200℃、好ましくは10〜200℃、更に好ましくは10〜120℃である。当該反応は、通常、1〜12時間程度で終了する。
加水分解縮合反応では、加水分解と共に縮合反応が進行し、加水分解性シランの加水分解性基[具体的には例えば、前記一般式(XVI)又は前記一般式(XVII)中のX]のXの大部分、好ましくは100%がヒドロキシル基(OH基)に加水分解され、更にそのOH基の大部分、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上、特に好ましくは100%を縮合させることが液安定性の点から好ましい。
第B2工程
前記第B2工程では、具体的には例えば、前記第B1工程により得られるケイ素原子に直接に結合した有機基として下記一般式(XVIII)で表される有機基を有するシルセスキオキサン化合物に、下記一般式(XIX)で表される化合物を反応させ、ケイ素原子に直接に結合した有機基として下記一般式(XX)で表される有機基を有するシルセスキオキサン化合物を製造する。
Figure 2011219691
[一般式(XVIII)、一般式(XIX)及び一般式(XX)中、R3及びR4は前記に同じ。]
また他の具体例としては例えば、前記第B1工程により得られるケイ素原子に直接に結合した有機基として下記一般式(XXI)で表される有機基を有するシルセスキオキサン化合物に、下記一般式(XXII)で表される化合物を反応させ、ケイ素原子に直接に結合した有機基として下記一般式(XXIII)で表される有機基を有するシルセスキオキサン化合物を製造する。
Figure 2011219691
[一般式(XXI)、一般式(XXII)及び一般式(XXIII)中、R3及びR5は前記に同じ。]
前記ケイ素原子に直接に結合した有機基として前記一般式(XX)で表される有機基を有するシルセスキオキサン化合物、及び前記ケイ素原子に直接に結合した有機基として前記一般式(XXIII)で表される有機基を有するシルセスキオキサン化合物を製造する際の反応は、エポキシ基とカルボキシル基とを反応させる常法に従って行うことができる。
反応温度は、例えば、0〜200℃、好ましくは20〜200℃、更に好ましくは20〜120℃である。当該反応は、通常、10〜24時間程度で終了する。
上記反応における前記一般式(XVIII)で表される有機基を有するシルセスキオキサン化合物と前記一般式(XIX)で表される化合物との使用割合は、シルセスキオキサン化合物が有する一般式(XVIII)で表される有機基1モルに対し一般式(XIX)で表される化合物を、通常、0.80〜1.20モル程度、好ましくは0.90〜1.10モル程度とすればよい。
上記反応における前記一般式(XXI)で表される有機基を有するシルセスキオキサン化合物と前記一般式(XXII)で表される化合物との使用割合は、シルセスキオキサン化合物が有する一般式(XXI)で表される有機基1モルに対し一般式(XXII)で表される化合物を、通常、0.80〜1.20モル程度、好ましくは0.80〜1.20モル程度とすればよい。
前記反応では適宜触媒を使用しても良い。触媒としては、具体的には例えば、トリエチルアミン、ベンジルジメチルアミン等の3級アミン;テトラメチルアンモニウムクロライド、テトラエチルアンモニウムブロマイド、テトラブチルアンモニウムブロマイド等の4級アンモニウム塩;ジエチルアミン等の酢酸塩、ギ酸塩等の2級アミン塩;水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金属の水酸化物;酢酸ナトリウム、酢酸カルシウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金属塩;イミダゾ−ル類;ジアザビシクロウンデセン等の環状含窒素化合物、トリフェニルフォスフィン、トリブチルフォスフィンなどのリン化合物等が挙げられる。触媒の使用量は、特に限定されるものではないが、反応原料に対して、0.01〜5質量%である。
前記反応では適宜溶媒を使用しても良い。溶媒は特に限定されるものではない。具体的には例えば、アセトン、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、メチルアミルケトン、エチルイソアミルケトン、ジイソブチルケトン、メチルへキシルケトン等のケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、安息香酸メチル、プロピオン酸メチル等のエステル類;テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメトキシエタン等のエーテル類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3−メトキシブチルアセテート等のグリコールエーテル類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、脂肪族炭化水素類等が挙げられる。
第B3工程
前記第B3工程では、具体的には例えば、前記第B2工程により得られるケイ素原子に直接に結合した有機基として前記一般式(XX)で表される有機基を有するシルセスキオキサン化合物に、下記一般式(XXIV)で表される化合物を反応させる。
Figure 2011219691
[一般式(XXIV)中、R1及びR2は前記に同じ。]
この反応を行うことにより、ケイ素原子に直接に結合した有機基として前記一般式(II)で表される有機基を有するシルセスキオキサン化合物を得ることができる。
また他の具体例としては例えば、前記第B2工程により得られるケイ素原子に直接に結合した有機基として前記一般式(XXIII)で表される有機基を有するシルセスキオキサン化合物に、下記一般式(XXV)で表される化合物を反応させる。
Figure 2011219691
[一般式(XXV)中、R1及びR2は前記に同じ。]
この反応を行うことにより、ケイ素原子に直接に結合した有機基として前記一般式(III)で表される有機基を有するシルセスキオキサン化合物を得ることができる。
前記反応の反応温度としては、水酸基とイソシアネート基を反応させる常法に従って行うことができ、例えば、0〜200℃、好ましくは10〜200℃、更に好ましくは、10〜120℃である。当該反応は、通常、2〜10時間程度で終了する。
上記反応における前記一般式(XX)で表される有機基を有するシルセスキオキサン化合物と前記一般式(XXIV)で表される化合物との使用割合は、シルセスキオキサン化合物が有する一般式(XX)で表される有機基1モルに対し一般式(XXIV)で表される化合物を、通常、0.90〜1.10モル程度、好ましくは0.95〜1.05モル程度とすればよい。
上記反応における前記一般式(XXIII)で表される有機基を有するシルセスキオキサン化合物と前記一般式(XXV)で表される化合物との使用割合は、シルセスキオキサン化合物が有する一般式(XXIII)で表される有機基1モルに対し一般式(XXV)で表される化合物を、通常、0.90〜1.10モル程度、好ましくは0.95〜1.05モル程度とすればよい。
前記反応では適宜触媒を使用しても良い。触媒としては、トリエチルアミン等の第三級アミン、ジブチル錫ジラウレート等の有機金属化合物等が挙げられる。
以上の製造方法によりシルセスキオキサン化合物(a)が製造される。
上記各反応により得られる目的とする化合物は、通常の分離手段により反応系内より分離され、さらに精製することができる。この分離及び精製手段としては、例えば、蒸留法、溶媒抽出法、希釈法、再結晶法、カラムクロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、ゲルクロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー、等を用いることができる。
ここで、前記第B1工程の加水分解縮合において100%縮合しない場合には、製造方法Bにより得られる生成物には、Si−OH基(ヒドロキシシリル基)の全てが加水分解縮合した構造のシルセスキオキサン化合物以外に、Si−OH基が残存したラダー構造、不完全籠型構造及び/又はランダム縮合体のシルセスキオキサン化合物が含まれる場合があるが、上記製造方法Bにより得られるシルセスキオキサン化合物(a)は、それらラダー構造、不完全籠型構造及び/又はランダム縮合体を含んでいてもよい。
本発明の活性エネルギー線硬化型塗料組成物において(a)成分の使用割合は、(a)〜(c)成分の合計固形量中に10〜80質量%、好ましくは15〜70質量%であることが、得られる硬化塗膜の耐擦り傷性と耐候性の点から好適である。
(b)成分
(b)成分である分子中に2個以上の(メタ)アクリロイル基を有するウレタン(メタ)アクリレートは、分子中に2個以上の(メタ)アクリロイル基を有し、かつウレタン結合を有する(メタ)アクリレートである。
(b)成分には、例えば、水酸基含有(メタ)アクリレート(b1)とポリイソシアネート化合物(b2)と必要に応じてポリオール(b3)とを反応して得られるものが含まれる。
水酸基含有(メタ)アクリレート(b1)は、少なくとも1個の水酸基と少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基とを有するものであって、例えば、以下(b11)〜(b16)のものが挙げられる。
(b11)(メタ)アクリル酸のアルキレンオキシド(以下AOと略記)[炭素数(以下、Cと略記)2〜4]1〜50モル付加物
:2−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、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート及びこれらのAO付加物(分子量160以上かつMn5,000以下)等。
(b12)(b11)のε−カプロラクトン付加物(分子量230以上かつMn5,000以下)
:2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートのε−カプロラクトン2モル付加物等。
(b13)ジオール(Mn300〜5,000)のモノ(メタ)アクリレート
:ジオール[Mn300〜5,000で後述の(b16)を構成するポリオール以外のもの、例えば後述のポリカーボネートジオール、ポリエチレングリコール(以下PEGと略記)、ポリプロピレングリコール(以下PPGと略記)、ポリテトラメチレングリコール(以下PTMGと略記)、ポリエステルジオール]のモノ(メタ)アクリレート。
(b14)エポキシドと(メタ)アクリル酸の反応生成物
:3−フェノキシ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ビフェノキシ−2−ヒドロキシプロプル(メタ)アクリレート等。
(b15)(メタ)アクリル酸と3官能以上のポリオール(分子量92以上かつMn5,000以下)の反応生成物及びそのAO付加物
:グリセリンモノ−及びジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンモノ−及びジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールモノ−、ジ−及びトリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンモノ−、ジ−及びトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールモノ−、ジ−、トリ−、テトラ−及びペンタ(メタ)アクリレート並びにそれらのAO(1〜100モル)付加物等。
(b16)(メタ)アクリル酸とブタジエンポリオール、イソプレンポリオール、水添ブタジエンポリオール及び水添イソプレンポリオールからなる群から選ばれる少なくとも1種のポリオール(Mn300〜5,000)との反応生成物。
ポリイソシアネート化合物(b2)は、1分子中に2個以上のイソシアネート基を有する化合物であって、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート、リジンジイソシアネートなどの脂肪族ポリイソシアネート類及びこれらのポリイソシアネートのビューレットタイプ付加物、イソシアヌレート環付加物;イソホロンジイソシアネート、4,4´−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、メチルシクロヘキサン−2,4−ジイソシアネート、メチルシクロヘキサン−2,6−ジイソシアネート、1,3−ジ(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,4−ジ(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、1,3−シクロペンタンジイソシアネート、1,2−シクロヘキサンジイソシアネートなどの脂環族ジイソシアネート類及びこれらのポリイソシアネートのビューレットタイプ付加物、イソシアヌレート環付加物;キシリレンジイソシアネート、メタキシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、トリ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、1,5−ナフタレンジイソシアネート、1,4−ナフタ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、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´−ビフェニレンジイソシアネート、3,3´−ジメチル−4,4´−ビフェニレンジイソシアネート、ビス(4−イソシアナトフェニル)スルホン、イソプロピリデンビス(4−フェニルイソシアネート)などの芳香族ジイソシアネート化合物及びこれらのポリイソシアネートのビューレットタイプ付加物、イソシアヌレート環付加物;トリフェニルメタン−4,4´,4´´−トリイソシアネート、1,3,5−トリイソシアナトベンゼン、2,4,6−トリイソシアナトトルエン、4,4´−ジメチルジフェニルメタン−2,2´,5,5´−テトライソシアネートなどの1分子中に3個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート類及びこれらのポリイソシアネートのビューレットタイプ付加物、イソシアヌレート環付加物;エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブチレングリコール、ジメチロールプロピオン酸、ポリアルキレングリコール、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオールなどのポリオールの水酸基にイソシアネート基が過剰量となる比率でポリイソシアネート化合物を反応させてなるウレタン化付加物及びこれらのポリイソシアネートのビューレットタイプ付加物、イソシアヌレート環付加物等が挙げられる。
ポリオール(b3)には、2個以上のOH基を有し、OH当量(OH価に基づく、OH当たりの分子量)が250未満の低分子ポリオール及びOH当量が250以上の高分子ポリオール、及びこれらの混合物が含まれる。なお、(b3)は前記(b1)を除くものとする。
低分子ポリオールとしては、2価アルコール(C2〜20またはそれ以上)、例えば脂肪族2価アルコール〔C2〜12、例えば(ジ)アルキレングリコール[エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,2−、2,3−、1,3−及び1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール及び3−メチルペンタンジオール(以下それぞれEG、DEG、PG、DPG、BD、HD、NPG及びMPDと略記)、ドデカンジオール等]等〕、脂環含有2価アルコール[C5〜10、例えば1,3−シクロペンタンジオール、1,3−及び1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール等]、芳香脂肪族2価アルコール[C8〜20、例えばキシリレングリコール、ビス(ヒドロキシエチル)ベンゼン等];3価〜8価もしくはそれ以上の多価アルコール、例えば(シクロ)アルカンポリオール及びそれらの分子内もしくは分子間脱水物[グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール及びジペンタエリスリトール(以下それぞれGR、TMP、PE、SO及びDPEと略記)、1,2,6−ヘキサントリオール、エリスリトール、シクロヘキサントリオール、マンニトール、キシリトール、ソルビタン、ジグリセリンその他のポリグリセリン等]、糖類及びその誘導体[ショ糖、グルコース、フラクトース、マンノース、ラクトース、グルコシド(メチルグルコシド等)等]等;並びに、後述するポリエーテルポリオール、PTMG、ポリエステルポリオール、ポリカプロラクトン、ポリカーボネート、ポリブタジエン、水添ポリブタジエン、ポリイソプレンポリオール及び水添ポリイソプレンポリオールのうち、OH当量が250未満のものが挙げられる。
高分子ポリオールとしては、ポリエーテルポリオール[上記2価アルコール、または3価〜8価もしくはそれ以上の多価アルコールのAO付加物(Mn500〜20,000)、PTMG(Mn500〜10,000)等]、ポリエステルポリオール(Mn500〜20,000)、Mn200〜10,000の、ポリカプロラクトン、ポリカーボネート、ポリブタジエン、水添ポリブタジエン、ポリイソプレンポリオール及び水添ポリイソプレンポリオールが含まれる。
(b)成分の市販品としては、具体的には2官能ウレタン(メタ)アクリレート(日本化薬社製の「UX−2201」あるいは「UX−8101」、共栄社化学社製の「UF−8001」、「UF−8003」、「UX−6101」、「UX−8101」、ダイセル・サイテック株式会社製の「Ebecryl244」、「Ebecryl284」、「Ebecryl2002」、「Ebecryl4835」、「Ebecryl4883」、「Ebecryl8402」、「Ebecryl8804」、「Ebecryl8807」、「Ebecryl6700」、サートマージャパン株式会社製の「CN9001」、「CN991」)、3官能ウレタン(メタ)アクリレート(ダイセル・サイテック株式会社製の「Ebecryl254」、「Ebecryl264」、「Ebecryl265」)、4官能ウレタン(メタ)アクリレート(ダイセル・サイテック株式会社製の「Ebecryl8210」)、6官能ウレタン(メタ)アクリレート(ダイセル・サイテック株式会社製の「Ebecryl1290k」、「Ebecryl5129」、「Ebecryl220」、)等が挙げられる。これら(B)成分は、単独又は2種以上を組合せて使用することができる。
(b)成分の分子量は特に限定されるものではない。耐擦り傷性、付着性の点から、好ましくは重量平均分子量が、500〜20,000、より好ましくは800〜10,000である。
本発明の活性エネルギー線硬化型塗料組成物は(b)成分を含有することにより、(a)成分を含有することによる付着性の低下を抑え、付着性に優れた硬化塗膜を得ることができる。
本発明の活性エネルギー線硬化型塗料組成物では、(a)成分との相溶性、得られる硬化塗膜の付着性、耐候性(付着性、ワレ)等の点から、(b)成分がその成分の少なくとも一部として、分子中に3個の(メタ)アクリロイル基を有するウレタン(メタ)アクリレート(b−i)を含むことが望ましい。
上記(b−i)成分としては、特に耐候性及び耐擦り傷性の点から、下記一般式(1)で表されるウレタン(メタ)アクリレート及び/又は下記一般式(2)で表されるウレタン(メタ)アクリレートであることが好適である。
Figure 2011219691
[式(1)中、R6は同一又は異なって炭素数1〜6の2価の炭化水素基を示し、R7は同一又は異なって水素原子又はメチル基を示す。式(2)中、R8は同一又は異なって炭素数1〜6の2価の炭化水素基を示し、R9は同一又は異なって水素原子又はメチル基を示す。]
前記R6は、炭素数1〜6の2価の炭化水素基であれば特に限定されるものではない。具体的には例えば、メチレン基、エチレン基、1,2−プロピレン基、1,3−プロピレン基、1,2−ブチレン基、1,4−ブチレン基、ヘキシレン基等が挙げられる。なかでも、炭素数2〜4の2価の炭化水素基であることが、得られる硬化被膜の耐擦傷性の点から好ましい。
前記R8は、炭素数1〜6の2価の炭化水素基であれば特に限定されるものではない。具体的には例えば、メチレン基、エチレン基、1,2−プロピレン基、1,3−プロピレン基、1,2−ブチレン基、1,4−ブチレン基、ヘキシレン基等が挙げられる。なかでも、炭素数2〜4の2価の炭化水素基であることが、得られる硬化被膜の耐擦傷性の点から好ましい。
前記一般式(1)で表されるウレタン(メタ)アクリレートは、例えば、イソシアヌレート基を有するヘキサメチレンジイソシアネートトリマーとヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートとを触媒の存在下、イソシアネート基とヒドロキシル基がほぼ等量になるように用いて反応させることにより得ることができる。
イソシアヌレート基を有するヘキサメチレンジイソシアネートトリマーの市販品としては、例えば、スミジュールN3300(住化バイエルウレタン社製)、デュラネートTPA100(旭化成ケミカルズ社製)等が挙げられる。
前記一般式(2)で表されるウレタン(メタ)アクリレートは、例えばイミノオキサジアジンジオン基を有するヘキサメチレンジシソシアネートトリマーとヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートとを触媒の存在下、イソシアネート基とヒドロキシル基がほぼ等量になるように用いて反応させることにより得ることができる。
イミノオキサジアジンジオン基を有するヘキサメチレンジシソシアネートトリマーの市販品としては、例えば、デスモジュールXP2410(バイエルマテリアルサイエンス社製)等が挙げられる。
ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、2−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、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
ヘキサメチレンジシソシアネートトリマーとヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートとの反応は、例えば、0〜200℃、好ましくは20〜200℃、更に好ましくは、20℃〜120℃の温度で行なうことができる。当該反応は、通常、2〜10時間程度で終了する。
前記反応では適宜触媒を使用しても良い。触媒としては、トリエチルアミン等の第三級アミン、ジブチル錫ジラウレート等の有機金属化合物等が挙げられる。
前記反応では適宜溶媒を使用しても良い。溶媒としては、具体的には例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、安息香酸メチル、プロピオン酸メチル等のエステル類;テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメトキシエタン等のエーテル類;プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3−メトキシブチルアセテート等のグリコールエーテル類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、脂肪族炭化水素類等が挙げられる。
本発明の活性エネルギー線硬化型塗料組成物において(b)成分の使用割合は、(a)〜(c)成分の合計固形量中に10〜85質量%、好ましくは20〜75質量%であることが、硬化塗膜の付着性、耐候性(付着性、ワレ)の点から好適である。また(b−i)成分は、(b)成分の固形分中に20質量%以上、好ましくは30〜80質量%含まれることが、硬化塗膜の耐候性(付着性、ワレ)の点から好適である。
(c)成分
(c)成分は、ポリ[(メタ)アクリロイルオキシアルキル]イソシアヌレートであり、特に(a)成分との相溶性、得られる硬化塗膜の付着性、耐候性(付着性、ワレ)等の点から、下記一般式(3)で表されるポリ[(メタ)アクリロイルオキシアルキル]イソシアヌレートが好適に使用される。(c)成分は本発明の組成物が紫外線吸収剤を含む場合に、硬化前に塗膜から紫外線吸収剤が析出するのを防止する点からも好適に使用される。
Figure 2011219691
[式(3)中、R10は同一又は異なってオキシアルキレン基又はポリオキシアルキレン基を示す。R11は同一又は異なって(メタ)アクリロイル基、カプロラクトンにより変性された(メタ)アクリロイル基、水素原子又はアルキル基を示し、3つのR11のうち少なくとも2つは(メタ)アクリロイル基又はカプロラクトンにより変性された(メタ)アクリロイル基である。]
(c)成分としては、具体的には、ビス(2−アクリロイルオキシエチル)ヒドロキシエチルイソシアヌレート、トリス(2−アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、ビス(2−アクリロイルオキシプロピル)ヒドロキシエチルイソシアヌレート、トリス(2−アクリロイルオキシプロピル)イソシアヌレート、1分子あたり1個のカプロラクトンにより変性されたトリス(2−アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート[「アロニックスM−325(商品名、東亞合成社製)]、1分子あたり3個のカプロラクトンにより変性されたトリス(2−アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート[アロニックスM−327(商品名、東亞合成社製)]等が挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組合せて使用してもよい。
本発明の活性エネルギー線硬化型塗料組成物において(c)成分の使用割合は、(a)〜(c)成分の合計固形量中に5〜70質量%、好ましくは10〜65質量%であることが、得られる硬化塗膜の付着性、耐候性(付着性、ワレ)の点から好適である。
(d)成分
光重合開始剤(d)としては、活性エネルギー線を吸収してラジカルを発生する開始剤であれば特に限定されることなく使用できる。
光重合開始剤(d)としては、例えばベンジル、ジアセチル等のα−ジケトン類;ベンゾイン等のアシロイン類;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等のアシロインエーテル類;チオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、チオキサントン−4−スルホン酸等のチオキサントン類;ベンゾフェノン、4,4´−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4´−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン等のベンゾフェノン類;ミヒラーケトン類;アセトフェノン、2−(4−トルエンスルホニルオキシ)−2−フェニルアセトフェノン、p−ジメチルアミノアセトフェノン、α,α´−ジメトキシアセトキシベンゾフェノン、2,2´−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、p−メトキシアセトフェノン、2−メチル〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−モルフォリノ−1−プロパノン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オン、α−イソヒドロキシイソブチルフェノン、α,α´−ジクロル−4−フェノキシアセトフェノン、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン等のアセトフェノン類;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(アシル)フォスフィンオキサイド等のアシルフォスフィンオキサイド類;アントラキノン、1,4−ナフトキノン等のキノン類;フェナシルクロライド、トリハロメチルフェニルスルホン、トリス(トリハロメチル)−s−トリアジン等のハロゲン化合物;ジ−t−ブチルパーオキサイド等の過酸化物等が挙げられる。これらは1種又は2種以上の混合物として使用できる。
光重合開始剤(d)の市販品としては、例えば、イルガキュア(IRGACURE)−184、イルガキュア−127、イルガキュア−261、イルガキュア−500、イルガキュア−651、イルガキュア−819、イルガキュア−907、イルガキュア−CGI−1700(チバ スペシャルティ ケミカルズ社製、商品名)、ダロキュア(Darocur)−1173、ダロキュア−1116、ダロキュア−2959、ダロキュア−1664、ダロキュア−4043(メルクジャパン社製、商品名)、カヤキュア(KAYACURE)−MBP、カヤキュア−DETX−S、カヤキュア−DMBI、カヤキュア−EPA、カヤキュア−OA(日本化薬社製、商品名)、ビキュア(VICURE)−10、ビキュア−55〔ストウファー社(STAUFFER Co., LTD.)製、商品名〕、トリゴナル(TRIGONAL)P1〔アクゾ社(AKZO Co., LTD.)製、商品名〕、サンドレイ(SANDORAY)1000〔サンドズ社(SANDOZ Co., LTD.)製、商品名〕、ディープ(DEAP)〔アプジョン社(APJOHN Co., LTD.)製、商品名〕、カンタキュア(QUANTACURE)−PDO、カンタキュア−ITX、カンタキュア−EPD〔ウォードブレキンソプ社(WARD BLEKINSOP Co., LTD.)製、商品名〕、ESACURE−KIP150、ESACURE−ONE(LAMBERTI社製、商品名)、ルシリン−TPO等が挙げられる。
前記光重合開始剤(d)としては、光硬化性の点からチオキサントン類、アセトフェノン類及びアシルフォスフィンオキシド類の1種又は2種以上の混合物であることが好ましく、なかでもアセトフェノン類とアシルフォスフィンオキシド類との混合物であることが特に好適である。
光重合開始剤(d)の使用量は、特に限定されるものではないが、前記(a)〜(c)成分(後述の(e)成分を使用する場合にはこれを含む)の合計固形分100質量部に対して、0.1〜10質量部、好ましくは2〜8質量部の範囲であることが好適である。
本発明の活性エネルギー線硬化型塗料組成物は、前記(a)〜(d)成分を必須とするものであり、さらに必要に応じて、前記(a)〜(c)成分以外の重合性不飽和化合物(e)を含有することができる。
前記重合性不飽和化合物(e)としては、例えば、一価アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル化物等が挙げられる。具体的には、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、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、ネオペンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(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、イソボルニル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、N−アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタルイミド等が挙げられる。また、例えば、多価アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル化物等が挙げられる。具体的には、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(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、グリセリンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(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−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエチレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレート等のジ(メタ)アクリレート化合物;グリセリントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンプロピレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンエチレンオキサイド変性トリ(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)アクリレート等のテトラ(メタ)アクリレート化合物;その他、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられる。さらにエポキシ(メタ)アクリレート樹脂、ポリエステル(メタ)アクリレート樹脂等が挙げられる。これら重合性不飽和化合物は単独で又は2種以上組合せて使用することができる。
前記重合性不飽和化合物(e)を含有する場合の使用量は特に限定されるものではないが、得られる塗膜の物性の点から、前記(a)〜(c)成分の合計固形分100質量部に対して30質量部以下、好ましくは1〜15質量部の範囲が適当である。
本発明の活性エネルギー線硬化型塗料組成物には、さらに必要に応じて紫外線吸収剤及び光安定剤を配合することが望ましい。
紫外線吸収剤は、入射光を吸収し、光エネルギーを熱のような無害な形に変換することにより、被膜の劣化の開始に到達するのを抑制する作用がある。
紫外線吸収剤としては、従来から公知のものが使用でき、例えば、ベンゾトリアゾール系吸収剤、トリアジン系吸収剤、サリチル酸誘導体系吸収剤、ベンゾフェノン系吸収剤等を使用できる。
ベンゾトリアゾール系吸収剤の具体例としては、2−(2´−ヒドロキシ−5´−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2´−ヒドロキシ−5´−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2´−ヒドロキシ−3´,5´−ジ−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2´−ヒドロキシ−3´−t−ブチル−5´−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2´−ヒドロキシ−3´,5´−ジ−t−ブチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、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、2−(2´−ヒドロキシ−4´−オクトキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−{2´−ヒドロキシ−3´−(3´´,4´´,5´´,6´´−テトラヒドロフタルイミドメチル)−5´−メチルフェニル}ベンゾトリアゾール等が挙げられる。
トリアジン系吸収剤の具体例としては、2,4−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−6−(2−ヒドロキシ−4−イソオクチルオキシフェニル)−1,3,5−トリアジンン、2−[4((2−ヒドロキシ−3−ド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−トリアジンン、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−トリアジンン、2−(2,4−ジ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−トリアジン等が挙げられる。
サリチル酸誘導体系吸収剤の具体例としては、フェニルサリシレート、p−オクチルフェニルサリシレート、4−tert−ブチルフェニルサリシレート等が挙げられる。
ベンゾフェノン系吸収剤の具体例としては、4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2´−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−2´−カルボキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−5−スルホベンゾフェノントリヒドレート、2,2´−ジヒドロキシ−4,4´−ジメトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクタデシロキシベンゾフェノン、ナトリウム2,2´−ジヒドロキシ−4,4´−ジメトキシ−5−スルホベンゾフェノン、2,2´,4,4´−テトラヒドロキシベンゾフェノン、4−ドデシロキシ−2−ヒドロキシベンゾフェノン、5−クロロ−2−ヒドロキシベンゾフェノン、レゾルシノールモノベンゾエート、2,4−ジベンゾイルレゾルシノール、4,6−ジベンゾイルレゾルシノール、ヒドロキシドデシルベンゾフェノン等が挙げられる。紫外線吸収剤としては、また、公知の重合性紫外線吸収剤、例えば2−(2´−ヒドロキシ−5´−メタクリロイルオキシエチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、2,2´−ジヒドロキシ−4(3−メタクリルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノンなども使用することが可能である。
上記紫外線吸収剤の市販品としては、例えば、TINUVIN900、TINUVIN928、TINUVIN348−2、TINUVIN479、TINUVIN405(チバ スペシャルティ ケミカルズ社製、商品名)、RUVA93(大塚化学社製、商品名)等が挙げられる。
上記紫外線吸収剤の使用量は、特に限定されるものではないが、前記(a)〜(c)成分(後述の(e)成分を使用する場合にはこれを含む)の合計固形分100質量部に対して、1〜20質量部、好ましくは2〜15質量部の範囲であることが好適である。
一方、光安定剤は、被膜の劣化過程で生成する活性なラジカル種を捕捉するラジカル連鎖禁止剤として用いられるもので、例えば、ヒンダードアミン系の光安定剤等が挙げられる。
光安定剤のなかで優れた光安定化作用を示す光安定剤としてヒンダードピペリジン類が挙げられる。ヒンダードピペリジン類としては、例えば、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル)セバケート、ビス(N−メチル−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル)セバケート、4−ベンゾイルオキシ−2,2´,6,6´−テトラメチルピペリジン、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル){[3,5−ビス(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシフェニル]メチル}ブチルマロネート等のモノマータイプのもの;ポリ{[6−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)イミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル][(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ]ヘキサメチレン[(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノール]}等のオリゴマータイプのもの;4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジンエタノールとコハク酸とのポリエステル化物等のポリエステル結合タイプのものなどが挙げられるが、これらに限ったものではない。光安定剤としては、また、公知の重合性光安定剤も使用することが可能である。
上記光安定剤の市販品としては、例えば、TINUVIN123、TINUVIN152、TINUVIN292(チバ スペシャルティ ケミカルズ社製、商品名)、HOSTAVIN3058(クラリアント社製、商品名)、アデカスタブLA−82(株式会社ADEKA製、商品名)等が挙げられる。
上記光安定剤の使用量は、特に限定されるものではないが、前記(a)〜(c)成分(後述の(e)成分を使用する場合にはこれを含む)の合計固形分100質量部に対して、0.1〜10質量部、好ましくは0.5〜5質量部の範囲であることが好適である。
本発明の活性エネルギー線硬化型塗料組成物は、必要に応じて、着色顔料、体質顔料を含有することができる。
本発明の活性エネルギー線硬化型塗料組成物は、さらに必要に応じて、硬化触媒、増粘剤、消泡剤、防錆剤、可塑剤、有機溶剤、表面調整剤、沈降防止剤等の通常の塗料用添加剤をそれぞれ単独でもしくは2種以上組み合わせて含有することができる。
本発明の活性エネルギー線硬化型塗料組成物は、有機溶剤型塗料組成物及び水性塗料組成物のいずれであってもよいが、貯蔵安定性などの観点から、有機溶剤型塗料組成物であることが好適である。なお、本明細書において、水性塗料組成物は溶媒の主成分が水である塗料であり、有機溶剤型塗料組成物は有機溶剤を溶媒の主成分とする塗料であり、実質的に水を含有しない塗料である。
有機溶剤型塗料の場合に使用される有機溶剤は特に限定されない。例えば、具体的には、例えば、アセトン、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、メチルアミルケトン、エチルイソアミルケトン、ジイソブチルケトン、メチルへキシルケトン等のケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、安息香酸メチル、プロピオン酸メチル等のエステル類;テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメトキシエタン等のエーテル類;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3−メトキシブチルアセテート等のグリコールエーテル類;芳香族炭化水素類、脂肪族炭化水素類等が挙げられる。
本発明の活性エネルギー線硬化型塗料組成物が塗装される被塗物は特に限定されない。例えば、鉄、アルミニウム、真鍮、銅、ステンレス鋼、ブリキ、亜鉛メッキ鋼、合金化亜鉛(Zn−Al、Zn−Ni、Zn−Fe等)メッキ鋼等の金属材料;ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂や各種のFRP等のプラスチック材料;ガラス、セメント、コンクリート等の無機材料;木材;繊維材料(紙、布等)等が挙げられ、なかでも、プラスチック材料が好適であり、特にポリカーボネート樹脂が好適である。
また、本発明の活性エネルギー線硬化型塗料組成物が塗装される被塗物の用途としては、特に制限されず、例えば、乗用車、トラック、オートバイ、バス等の自動車車体の外板部;自動車部品;携帯電話、オーディオ機器等の家庭電気製品の外板部等が挙げられ、なかでも、自動車車体の外板部及び自動車部品が好ましい。
本発明の活性エネルギー線硬化型塗料組成物を塗装する方法は、特に限定されるものではない。例えば、エアスプレー、エアレススプレー、回転霧化塗装機、浸漬塗装、刷毛、フローコートなどにより塗装することができる。塗装の際、静電印加を行ってもよい。塗装膜厚は、硬化膜厚で通常2〜100μm、好ましくは5〜50μm、の範囲内とすることができる。
塗装後には、塗装直後の被膜の揮発分を低くする又は揮発分を除去するために、予備加熱(プレヒート)、エアブローを行うことができる。プレヒートは、通常、塗装された被塗物を乾燥炉内で、50〜110℃、好ましくは60〜90℃の温度で1〜30分間程度直接的又は間接的に加熱することにより行うことができる。また、エアブローは、通常、被塗物の塗装面に常温又は25℃〜80℃の温度に加熱された空気を吹き付けることにより行なうことができる。
本発明の活性エネルギー線硬化型塗料組成物から形成される塗膜を硬化させる際には活性エネルギー線を照射する。
活性エネルギー線としては、例えば紫外線、可視光線、レーザー光(近赤外線、可視光レーザー、紫外線レーザー等)が挙げられる。その照射量は、通常100〜10,000mJ/cm2、好ましくは300〜5,000mJ/cm2の範囲内が好ましい。また、活性エネルギー線の照射源としては、従来から使用されているもの、例えば超高圧、高圧、中圧、低圧の水銀灯、ケミカルランプ、カーボンアーク灯、キセノンランプ、パルス型キセノンランプ、メタルハライド灯、蛍光灯、タングステン灯、太陽光等の各光源により得られる光線や紫外カットフィルターによりカットした可視領域の光線や、可視領域に発振線を持つ各種レーザー等が使用できる。
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。尚、「部」及び「%」は、別記しない限り「質量部」及び「質量%」を示す。なお、製造例における構造解析及び測定は、本明細書に記載の前記分析装置に加え、以下の分析装置及び測定方法により行った。
29Si−NMR、1H−NMR分析)
装置:JEOL社製 FT−NMR EX−400
溶媒:CDCl3
内部標準物質:テトラメチルシラン
(FT−IR分析)
装置:日本分光社製 FT/IR−610。
(SP値の測定方法)
本実施例におけるSP値とは溶解性パラメーターのことであり、簡便な実測法である濁点滴定により測定することができ、下記のK.W.SUH、J.M.CORBETTの式(Journalof Applied Polymer Science,12,2359,1968の記載参照)に従い算出される値である。
式 SP=(√Vml・δH+√Vmh・δD)/(√Vml+√Vmh)
濁点滴定では、試料0.5gをアセトン10mlに溶解した中に、n−ヘキサンを加えていき、濁点での滴定量H(ml)を読み、同様にアセトン溶液中に脱イオン水を加えたときの濁点における滴定量D(ml)を読み、これらを下記式に適用し、Vml、Vmh、δH、δDを算出する。なお、各溶剤の分子容(mol/ml)は、アセトン:74.4、n−ヘキサン:130.3、脱イオン水:18であり、各溶剤のSPは、アセトン:9.75、n−ヘキサン:7.24、脱イオン水:23.43である。
Vml=74.4×130.3/((1−VH)×130.3+VH×74.4)
Vmh=74.4×18/((1-VD)×18+VD×74.4)
VH=H/(10+H)
VD=D/(10+D)
δH=9.75×10/(10+H)+7.24×H/(10+H)
δD=9.75×10/(10+D)+23.43×D/(10+D)。
(製造例1)
還流冷却器、温度計、空気導入管、攪拌機を取り付けたセパラブルフラスコに、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン685部、2−ヒドロキシエチルアクリレート315部、p−メトキシフェノール1部を仕込み、乾燥空気を吹き込みながら100℃で12時間反応させ、生成物(P1)を得た。次に、還流冷却器、温度計、攪拌機を取り付けたセパラブルフラスコに、生成物(P1)728部、テトラヒドロフラン2800部を入れて常温で攪拌した。テトララブチルアンモニウムフルオリド三水和物4部を脱イオン水54部に溶解してフラスコに投入し、20℃にて24時間反応させた。1−メトキシ−2−プロパノール500部を入れて、減圧蒸留にて揮発分を除去した後、更に1−メトキシ−2−プロパノール500部を入れて減圧蒸留し、溶媒を交換した。生成物を1000部に調整し、生成物(P2)の不揮発分50%溶液1000部を得た。
生成物(P2)について29Si−NMR分析を行った結果、Siに結合した3つの酸素原子が全て他のSiと結合したT3構造に由来する−70ppm付近のピークのみが確認され、T0,T1、T2構造に由来するピークは観測されなかった。
また、生成物(P2)について1H−NMR分析を行った結果、Siに結合したメチレン基に由来する0.6ppmのピークが確認された。また、アクリロイルオキシ基の炭素−炭素不飽和結合に由来する5.9ppm、6.1ppm、6.4ppmのピークが確認された。これらのピーク強度比より計算したSiに結合したメチレン基に対するアクリロイルオキシ基の炭素−炭素不飽和結合のモル比率は、1.01であった。
また、生成物(P2)についてFT−IR分析を行った結果、ウレタン結合に帰属する1540cm-1付近のピークが確認された。
また、生成物(P2)についてゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)分析を行った結果、重量平均分子量は2,500であった。
生成物(P2)についての前記29Si−NMR、1H−NMR、FT−IR、GPCの結果から、生成物(P2)が、ケイ素原子に直接に結合した有機基の全てが下記式(XXVI)で表される有機基
Figure 2011219691
を有するシルセスキオキサン化合物であって、該シルセスキオキサン化合物がSi−OH基のほとんど全てが加水分解縮合した構造である重量平均分子量2,500のシルセスキオキサン化合物であることが確認された。得られたシルセスキオキサン化合物のSP値は10.7であった。
(製造例2)
還流冷却器、温度計、空気導入管、攪拌機を取り付けたセパラブルフラスコに、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン646部、4−ヒドロキシブチルアクリレート363部、p−メトキシフェノール1部を仕込み、乾燥空気を吹き込みながら100℃で12時間反応させ、生成物(P3)を得た。次に、還流冷却器、温度計、攪拌機を取り付けたセパラブルフラスコに、生成物(P3)706部、テトラヒドロフラン2800部を入れて常温で攪拌した。テトララブチルアンモニウムフルオリド三水和物4部を脱イオン水48部に溶解してフラスコに投入し、20℃にて24時間反応させた。1−メトキシ−2−プロパノール500部を入れて、減圧蒸留にて揮発分を除去した後、更に1−メトキシ−2−プロパノール500部を入れて減圧蒸留し、溶媒を交換した。生成物を1000部に調整し、生成物(P4)の不揮発分50%溶液1000部を得た。
生成物(P4)について29Si−NMR分析を行った結果、Siに結合した3つの酸素原子が全て他のSiと結合したT3構造に由来する−70ppm付近のピークのみが確認され、T0,T1、T2構造に由来するピークは観測されなかった。
また、生成物(P4)について1H−NMR分析を行った結果、Siに結合したメチレン基に由来する0.6ppmのピークが確認された。また、アクリロイルオキシ基の炭素−炭素不飽和結合に由来する5.9ppm、6.1ppm、6.4ppmのピークが確認された。これらのピーク強度比より計算したSiに結合したメチレン基に対するアクリロイルオキシ基の炭素−炭素不飽和結合のモル比率は、1.02であった。
また、生成物(P4)についてFT−IR分析を行った結果、ウレタン結合に帰属する1540cm-1付近のピークが確認された。
また、生成物(P4)についてGPC分析を行った結果、重量平均分子量は3,000であった。
生成物(P4)についての前記29Si−NMR、1H−NMR、FT−IR、GPCの結果から、生成物(P4)が、ケイ素原子に直接に結合した有機基の全てが下記式(XXVII)で表される有機基
Figure 2011219691
を有するシルセスキオキサン化合物であって、該シルセスキオキサン化合物がSi−OH基のほとんど全てが加水分解縮合した構造である重量平均分子量3,000のシルセスキオキサン化合物であることが確認された。得られたシルセスキオキサン化合物のSP値は10.5であった。
(製造例3)
還流冷却器、温度計、空気導入管、攪拌機を取り付けたセパラブルフラスコに、生成物(P1)246部、アクリロキシプロピルトリメトキシシラン470部、テトラヒドロフラン2800部を入れて常温で攪拌した。テトララブチルアンモニウムフルオリド三水和物4部を脱イオン水70部に溶解してフラスコに投入し、乾燥空気を吹き込みながら20℃にて24時間反応させた。1−メトキシ−2−プロパノール500部を入れて、減圧蒸留にて揮発分を除去した後、更に1−メトキシ−2−プロパノール500部を入れて減圧蒸留し、溶媒を交換した。生成物を1000部に調整し、生成物(P5)の不揮発分50%溶液1000部を得た。
生成物(P5)について29Si−NMR分析を行った結果、Siに結合した3つの酸素原子が全て他のSiと結合したT3構造に由来する−70ppm付近のピークのみが確認され、T0,T1、T2構造に由来するピークは観測されなかった。
また、生成物(P5)について1H−NMR分析を行った結果、Siに結合したメチレン基に由来する0.6ppmのピークが確認された。また、アクリロイルオキシ基の炭素−炭素不飽和結合に由来する5.9ppm、6.1ppm、6.4ppmのピークが確認された。これらのピーク強度比より計算したSiに結合したメチレン基に対するアクリロイルオキシ基の炭素−炭素不飽和結合のモル比率は、1.01であった。
また、生成物(P5)についてFT−IR分析を行った結果、ウレタン結合に帰属する1540cm-1付近のピークが確認された。
また、生成物(P5)についてゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)分析を行った結果、重量平均分子量は2,000であった。
生成物(P5)についての前記29Si−NMR、1H−NMR、FT−IR、GPCの結果から、生成物(P5)が、ケイ素原子に直接に結合した有機基の25モル%が上記式(XXVI)で表される有機基で、残りの75モル%が下記式(XXIX)
Figure 2011219691
を有するシルセスキオキサン化合物であって、該シルセスキオキサン化合物がSi−OH基のほとんど全てが加水分解縮合した構造である重量平均分子量2,000のシルセスキオキサン化合物であることが確認された。得られたシルセスキオキサン化合物のSP値は10.4であった。
(製造例4)
還流冷却器、温度計、空気導入管、攪拌機を取り付けたセパラブルフラスコに、Glycidyl POSS cage mixture(商品名、Hybrid Plastics社製)100部及び酢酸ブチル140部を仕込み、60℃で攪拌しながら溶解させた。ここに酢酸40部、p−メトキシフェノール0.5部、及びテトラブチルアンモニウムブロミド10部を仕込み、乾燥空気を吹き込みながら120℃で12時間反応させた。80℃まで冷却し、2−イソシアネートエチルアクリレート85部を加えて80℃で10時間反応させた後、減圧蒸留にて揮発分を除去し、1−メトキシ−2−プロパノールを500gを加えてさらに減圧蒸留し、生成物(P6)の不揮発分50%溶液を得た。
原材料として用いたGlycidyl POSS cage mixtureは、3−グリシドキシプロピル基含有籠型ポリシルセスキオキサンであり、重量平均分子量は1,800、エポキシ当量は168g/eqであった。
生成物(P6)について29Si−NMR分析を行った結果、Siに結合した3つの酸素原子が全て他のSiと結合したT3構造に由来する−70ppm付近のピークのみが確認され、ヒドロキシシリル基の存在を示すT1やT2構造に由来するピークは確認されなかった。
また、生成物(P6)について1H−NMR分析を行った結果、Siに結合したメチレン基に由来する0.6ppmのピークが確認された。また、アクリロイルオキシ基の炭素−炭素不飽和結合に由来する5.9ppm、6.1ppm、6.4ppmのピークが確認された。これらのピーク強度比より計算したSiに結合したメチレン基に対するアクリロイルオキシ基の炭素−炭素不飽和結合のモル比率は、1.00であった。また、エポキシ基に帰属するピークは確認されなかった。滴定によって求めたエポキシ当量は10,000g/eq以上であった。
また、生成物(P6)についてFT−IR分析を行った結果、原材料であるGlycidyl POSS cage mixtureにおいて確認されなかったウレタン結合に帰属する1540cm-1付近の幅広いピークが確認された。
また、生成物(P6)についてGPC分析を行った結果、重量平均分子量は4,000であった。
生成物(P6)についての前記29Si−NMR、1H−NMR、FT−IR、GPCの結果から、生成物(P6)が、ケイ素原子に直接に結合した有機基の全てが下記式(XXVIII)で表される有機基
Figure 2011219691
を有するシルセスキオキサン化合物であって、該シルセスキオキサン化合物の55%以上がSi−OH基の全てが加水分解縮合した構造である重量平均分子量4,000のシルセスキオキサン化合物であることが確認された。得られたシルセスキオキサン化合物のSP値は11.2であった。
(製造例5)
攪拌機、温度計、還流冷却器、空気導入管、及び滴下装置を備えた反応容器に、スミジュールN3300(住化バイエルウレタン社製)50.0部、ジブチルスズジラウレート 0.02部、及びp−メトキシフェノール 0.1部の混合物を仕込んだ。該混合物を乾燥空気を吹き込みながら攪拌し攪拌しながら、80℃まで加熱した。続いて、混合物の温度が90℃を超えないようにしながら、2−ヒドロキシエチルアクリレート 30.3部を2時間かけて滴下し、混合物を80℃で更に4時間撹拌し、1−メトキシ−2−プロパノール 20.1部を加えて不揮発分80%の生成物(b−i−1)溶液を得た。
(製造例6)
攪拌機、温度計、還流冷却器、空気導入管、及び滴下装置を備えた反応容器に、スミジュールN3300(住化バイエルウレタン社製)50.0部、ジブチルスズジラウレート0.02部、及びp−メトキシフェノール0.1部の混合物を仕込んだ。該混合物を乾燥空気を吹き込みながら攪拌しながら、80℃まで加熱した。続いて、混合物の温度が90℃を超えないようにしながら、4−ヒドロキシブチルアクリレート37.7部を2時間かけて滴下し、混合物を80℃で更に4時間撹拌し、1−メトキシ−2−プロパノール21.9部を加えて不揮発分80%の生成物(b−i−2)溶液を得た。
(製造例7)
攪拌機、温度計、還流冷却器、空気導入管及び滴下装置を備えた反応容器に、デスモジュールXP2410(バイエルマテリアルサイエンス社製)50.0部、ジブチルスズジラウレート0.02部、及びp−メトキシフェノール0.1部の混合物を仕込んだ。該混合物を乾燥空気を吹き込みながら攪拌しながら、80℃まで加熱した。続いて、混合物の温度が90℃を超えないようにしながら、2−ヒドロキシエチルアクリレート32.9部を2時間かけて滴下し、混合物を80℃で更に4時間撹拌し、1−メトキシ−2−プロパノール20.7部を加えて不揮発分80%の生成物(b−i−3)溶液を得た。
活性エネルギー線硬化型塗料組成物の作成
(実施例1)
製造例1で得られた生成物(P2)溶液80部(不揮発分40部)、Ebecryl8804(商品名、ダイセルサイテック社製、2官能ウレタンアクリレート)20部、アロニックスM−313[商品名、東亞合成社製、ビス(2−アクリロイルオキシエチル)ヒドロキシエチルイソシアヌレート]20部、製造例5で得られた生成物(b−i−1)溶液25部(不揮発分20部)、イルガキュア−184(商品名、チバ スペシャルティ ケミカルズ社製、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン)3部、イルガキュア−819(商品名、チバ スペシャルティ ケミカルズ社製、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド)2部、TINUVIN928(商品名、チバ スペシャルティ ケミカルズ社製、紫外線吸収剤)3部、TINUVIN405(商品名、チバ スペシャルティ ケミカルズ社製、紫外線吸収剤)1部及びTINUVIN152(商品名、チバ スペシャルティ ケミカルズ社製、光安定剤)1部、及び表面調整剤としてBYK−333(商品名、ビックケミー社製)0.1部を混合し、1−メトキシ−2−プロパノールで不揮発分を調整して、不揮発分30%の活性エネルギー線硬化型塗料組成物No.1を得た。下記試験板作成方法に従い、得られた塗料組成物No.1を塗装した試験板を作成し、各種評価に供した。評価結果を表1に示した。
(実施例2〜27、比較例1〜4)
実施例1において、各成分の種類及び配合量を表1に記載の各成分の種類及び配合量にする以外は実施例1と同様にして、活性エネルギー線硬化型塗料組成物No.2〜31を得た。得られた各塗料組成物を塗装した試験板を作成し、各種評価に供した。評価結果を表1に示した。
Figure 2011219691
表1中の表示は不揮発分量であり、(注1)〜(注14)は下記の通りである。
(注1)Ebecryl8402:商品名、ダイセルサイテック社製、2官能ウレタンアクリレート
(注2)CN9001:商品名、サートマー社製、2官能ウレタンアクリレート
(注3)アロニックスM−215:商品名、東亞合成社製、ビス(2−アクリロイルオキシエチル)ヒドロキシエチルイソシアヌレート。
(注4)アロニックスM−315:商品名、東亞合成社製、ビス(2−アクリロイルオキシエチル)ヒドロキシエチルイソシアヌレートとトリス(2−アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレートとの混合物。
(注5)アロニックスM−325:商品名、東亞合成社製、1分子あたり1個のカプロラクトンにより変性されたトリス(2−アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート。
(注6)アロニックスM−309:商品名、東亞合成社製、トリメチロールプロパントリアクリレート
(注7)アロニックスM−408:商品名、東亞合成社製、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート
(注8)ダロキュア−MBF:チバ スペシャルティ ケミカルズ社製、光重合開始剤
(注9)イルガキュア−127:商品名、チバ スペシャルティ ケミカルズ社製、光重合開始剤
(注10)ESACURE−ONE:商品名、LAMBERTI社製、光重合開始剤。
(注11)ルシリン−TPO:BASFジャパン社製、光重合開始剤
(注12)TINUVIN384−2:商品名、チバ スペシャルティ ケミカルズ社製、紫外線吸収剤
(注13)RUVA93:商品名、大塚化学社製、紫外線吸収剤
(注14)TINUVIN479:商品名、チバ スペシャルティ ケミカルズ社製、紫外線吸収剤
(注15)TINUVIN123:商品名、チバ スペシャルティ ケミカルズ社製、光安定剤
(注16)HOSTAVIN3058:商品名、クラリアント社製、光安定剤
(注17)アデカスタブLA82:商品名、株式会社ADEKA製、光安定剤。
(試験板の作成)
ポリカーボネート樹脂板に各活性エネルギー線硬化型塗料組成物を乾燥膜厚が10μmとなるようエアスプレー塗装した。続いて、80℃で10分間プレヒートした後、超高圧水銀灯を用い3,000mJ/cm2の照射量で活性エネルギー線を照射して被膜を硬化させ、試験板を得た。
(透明性)
試験板の外観を目視で観察し、下記基準で評価した。
○:透明であり、良好
△:わずかに濁りがある
×:かなりに濁っている。
(初期付着性)
JIS K 5600−5−6(1990)に準じて被膜に2mm×2mmのゴバン目100個を作り、その面に粘着テープを貼着し、急激に剥がした後に、塗面に残ったゴバン目被膜の数を評価した。
○:残存個数/全体個数=100個/100個
△:残存個数/全体個数=99個〜90個/100個
×:残存個数/全体個数=89個以下/100個。
(耐擦り傷性)
各試験板について、ASTM D1044に準じて、テーバー磨耗試験(磨耗輪CF−10F、荷重500g、500回転)を行った。試験前後の被膜についてヘイズ値を測定してその変化(ΔH)を求め、下記基準により評価した。
◎:ΔHが15未満
○:ΔHが15以上20未満
△:ΔHが20以上30未満
×:ΔHが30以上。
(耐候性)
各試験板について、スーパーUVテスター(大日本プラスチック社製、W−13型、促進耐候性試験機)を用いて、ブラックパネル温度60℃、24時間紫外線照射−24時間水噴霧のサイクル条件を1サイクルとして40サイクル試験を行った。外観及び付着性を下記基準にて評価した。外観は目視で評価し、付着性は上記初期付着性と同じ方法で評価した。
○:塗膜にワレが生じていない、付着性は残存個数/全体個数=100個/100個
△:塗膜にワレが生じていないが、付着性は残存個数/全体個数=99個以下/100個
×:塗膜にワレが生じている

Claims (7)

  1. ケイ素原子に直接に結合した有機基を有するシルセスキオキサン化合物であって、前記ケイ素原子に直接に結合した有機基の少なくとも1つがウレタン結合及び1つの(メタ)アクリロイルオキシ基を有する有機基であるシルセスキオキサン化合物(a)、分子中に2個以上の(メタ)アクリロイル基を有するウレタン(メタ)アクリレート(b)、ポリ[(メタ)アクリロイルオキシアルキル]イソシアヌレート(c)、及び光重合開始剤(d)を含有することを特徴とする活性エネルギー線硬化型塗料組成物。
  2. (a)成分における前記ウレタン結合及び1つの(メタ)アクリロイルオキシ基を有する有機基が、下記一般式(A)で表される有機基である請求項1記載の活性エネルギー線硬化型塗料組成物。
    Figure 2011219691
    [式(A)中、Rは水素原子又はメチル基を示す。Rは炭素数1〜10の2価の炭化水素基を示す。Rは炭素数1〜10の2価の炭化水素基を示す。Yは
    Figure 2011219691
    (式中、Rは、前記に同じ。nは0〜9の整数を示す。)、
    Figure 2011219691
    (式中、Rは置換又は非置換の炭素数1〜6の1価の炭化水素基を示す。)、又は
    Figure 2011219691
    (式中、Rは置換又は非置換の炭素数1〜6の1価の炭化水素基を示す。)を示す。]
  3. (b)成分が、その成分の少なくとも一部として、分子中に3個の(メタ)アクリロイル基を有するウレタン(メタ)アクリレート(b−i)を含む請求項1又は2に記載の活性エネルギー線硬化型塗料組成物。
  4. (b−i)成分が、下記一般式(1)で表されるウレタン(メタ)アクリレート及び/又は下記一般式(2)で表されるウレタン(メタ)アクリレートである請求項3記載の活性エネルギー線硬化型塗料組成物。
    Figure 2011219691
    [式(1)中、Rは同一又は異なって炭素数1〜6の2価の炭化水素基を示し、Rは同一又は異なって水素原子又はメチル基を示す。式(2)中、Rは同一又は異なって炭素数1〜6の2価の炭化水素基を示し、Rは同一又は異なって水素原子又はメチル基を示す。]
  5. (c)成分が、下記一般式(3)で表されるポリ[(メタ)アクリロイルオキシアルキル]イソシアヌレート
    Figure 2011219691
    [式(3)中、R10は同一又は異なってオキシアルキレン基又はポリオキシアルキレン基を示す。R11は同一又は異なって(メタ)アクリロイル基、カプロラクトンにより変性された(メタ)アクリロイル基、水素原子又はアルキル基を示し、3つのR11のうち少なくとも2つは(メタ)アクリロイル基又はカプロラクトンにより変性された(メタ)アクリロイル基である。]
    である請求項1ないし4のいずれか1項に記載の活性エネルギー線硬化型塗料組成物。
  6. さらに紫外線吸収剤及び光安定剤を含有する請求項1ないし5のいずれか1項に記載の活性エネルギー線硬化型塗料組成物。
  7. プラスチック基材上に、請求項1ないし6のいずれか1項に記載の活性エネルギー線硬化型塗料組成物を用いて硬化塗膜が形成された塗装物品。
JP2010093093A 2010-04-14 2010-04-14 活性エネルギー線硬化型塗料組成物及び塗装物品 Active JP5547540B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010093093A JP5547540B2 (ja) 2010-04-14 2010-04-14 活性エネルギー線硬化型塗料組成物及び塗装物品

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010093093A JP5547540B2 (ja) 2010-04-14 2010-04-14 活性エネルギー線硬化型塗料組成物及び塗装物品

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011219691A true JP2011219691A (ja) 2011-11-04
JP5547540B2 JP5547540B2 (ja) 2014-07-16

Family

ID=45037077

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010093093A Active JP5547540B2 (ja) 2010-04-14 2010-04-14 活性エネルギー線硬化型塗料組成物及び塗装物品

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5547540B2 (ja)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013035263A1 (ja) * 2011-09-06 2013-03-14 株式会社豊田自動織機 車両用部材およびその製造方法
JP2013234217A (ja) * 2012-05-07 2013-11-21 Toagosei Co Ltd 活性エネルギー線硬化型コーティング剤組成物
JP2013249395A (ja) * 2012-06-01 2013-12-12 Shin-Etsu Chemical Co Ltd 硬化性組成物及びその硬化成形品、その硬化皮膜が形成されてなる物品並びに該硬化性組成物の硬化方法
WO2014103716A1 (ja) * 2012-12-26 2014-07-03 Dic株式会社 活性エネルギー線硬化性組成物、その硬化塗膜、及び該硬化塗膜を有する物品
US20140336298A1 (en) * 2013-05-07 2014-11-13 Takao Hiraoka Photopolymerizable inkjet ink, ink cartridge, photopolymerizable composition, and coated matter
JP6086358B1 (ja) * 2016-01-19 2017-03-01 東洋インキScホールディングス株式会社 紫外線硬化型樹脂組成物および積層体
JP2019509362A (ja) * 2016-01-21 2019-04-04 ビーエーエスエフ コーティングス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングBASF Coatings GmbH 放射線硬化性コーティング組成物、耐引掻性コーティングを製造する方法、コーティング組成物を使用する方法、およびコーティング組成物でコーティングされた基材
WO2022025175A1 (ja) * 2020-07-30 2022-02-03 中国塗料株式会社 光硬化性樹脂組成物、硬化被膜、および硬化被膜付き成形品
WO2023159857A1 (zh) * 2022-02-24 2023-08-31 天津利安隆新材料股份有限公司 反应型复合光稳定剂及其应用、光稳定改性高分子材料

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997011129A1 (fr) * 1995-09-20 1997-03-27 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Composition de revetement resistant a l'usure et article ainsi revetu de cette composition
JPH09165430A (ja) * 1988-01-20 1997-06-24 Japan Synthetic Rubber Co Ltd ウレタン化ポリシロキサンの製造方法
WO2010044321A1 (ja) * 2008-10-15 2010-04-22 関西ペイント株式会社 重合性官能基を有するシルセスキオキサン化合物
WO2010067684A1 (ja) * 2008-12-10 2010-06-17 関西ペイント株式会社 重合性官能基を有するシルセスキオキサン化合物
JP2011144233A (ja) * 2010-01-13 2011-07-28 Kansai Paint Co Ltd 活性エネルギー線硬化性組成物、及び塗装物品
JP2011144307A (ja) * 2010-01-18 2011-07-28 Kansai Paint Co Ltd 活性エネルギー線硬化性組成物、及び塗装物品
JP2011218331A (ja) * 2010-04-14 2011-11-04 Kansai Paint Co Ltd 複層塗膜形成方法及び塗装物品

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09165430A (ja) * 1988-01-20 1997-06-24 Japan Synthetic Rubber Co Ltd ウレタン化ポリシロキサンの製造方法
WO1997011129A1 (fr) * 1995-09-20 1997-03-27 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Composition de revetement resistant a l'usure et article ainsi revetu de cette composition
WO2010044321A1 (ja) * 2008-10-15 2010-04-22 関西ペイント株式会社 重合性官能基を有するシルセスキオキサン化合物
WO2010067684A1 (ja) * 2008-12-10 2010-06-17 関西ペイント株式会社 重合性官能基を有するシルセスキオキサン化合物
JP2011144233A (ja) * 2010-01-13 2011-07-28 Kansai Paint Co Ltd 活性エネルギー線硬化性組成物、及び塗装物品
JP2011144307A (ja) * 2010-01-18 2011-07-28 Kansai Paint Co Ltd 活性エネルギー線硬化性組成物、及び塗装物品
JP2011218331A (ja) * 2010-04-14 2011-11-04 Kansai Paint Co Ltd 複層塗膜形成方法及び塗装物品

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013035263A1 (ja) * 2011-09-06 2013-03-14 株式会社豊田自動織機 車両用部材およびその製造方法
JP2013052660A (ja) * 2011-09-06 2013-03-21 Toyota Industries Corp 車両用部材およびその製造方法
US9359521B2 (en) 2011-09-06 2016-06-07 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Member for vehicle and manufacturing process for the same
JP2013234217A (ja) * 2012-05-07 2013-11-21 Toagosei Co Ltd 活性エネルギー線硬化型コーティング剤組成物
JP2013249395A (ja) * 2012-06-01 2013-12-12 Shin-Etsu Chemical Co Ltd 硬化性組成物及びその硬化成形品、その硬化皮膜が形成されてなる物品並びに該硬化性組成物の硬化方法
WO2014103716A1 (ja) * 2012-12-26 2014-07-03 Dic株式会社 活性エネルギー線硬化性組成物、その硬化塗膜、及び該硬化塗膜を有する物品
JP2014237804A (ja) * 2013-05-07 2014-12-18 株式会社リコー 光重合性組成物、光重合性インクジェットインク、インクカートリッジ、塗工物
US9120940B2 (en) * 2013-05-07 2015-09-01 Ricoh Company, Ltd. Photopolymerizable inkjet ink, ink cartridge, photopolymerizable composition, and coated matter
US20140336298A1 (en) * 2013-05-07 2014-11-13 Takao Hiraoka Photopolymerizable inkjet ink, ink cartridge, photopolymerizable composition, and coated matter
JP6086358B1 (ja) * 2016-01-19 2017-03-01 東洋インキScホールディングス株式会社 紫外線硬化型樹脂組成物および積層体
JP2017128634A (ja) * 2016-01-19 2017-07-27 東洋インキScホールディングス株式会社 紫外線硬化型樹脂組成物および積層体
JP2019509362A (ja) * 2016-01-21 2019-04-04 ビーエーエスエフ コーティングス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングBASF Coatings GmbH 放射線硬化性コーティング組成物、耐引掻性コーティングを製造する方法、コーティング組成物を使用する方法、およびコーティング組成物でコーティングされた基材
WO2022025175A1 (ja) * 2020-07-30 2022-02-03 中国塗料株式会社 光硬化性樹脂組成物、硬化被膜、および硬化被膜付き成形品
WO2023159857A1 (zh) * 2022-02-24 2023-08-31 天津利安隆新材料股份有限公司 反应型复合光稳定剂及其应用、光稳定改性高分子材料

Also Published As

Publication number Publication date
JP5547540B2 (ja) 2014-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5547540B2 (ja) 活性エネルギー線硬化型塗料組成物及び塗装物品
JP5443940B2 (ja) 硬化型コーティング剤組成物
JP6915405B2 (ja) ポリ(メタ)アクリレート並びにそれを含むコーティング組成物および被覆物品
JP5470166B2 (ja) 硬化型コーティング剤組成物
JP5574166B2 (ja) 車両用部材およびその製造方法
WO2011048775A1 (ja) 車両用部材およびその製造方法
JP5656878B2 (ja) 活性エネルギー線硬化性組成物、及び塗装物品
TW201033240A (en) Curable resin composition, coating, and plastic molded object
JP5907588B2 (ja) シルセスキオキサン化合物及びこれを含むコーティング組成物
JP2014037453A (ja) 活性エネルギー線硬化性樹脂組成物およびそれを用いた積層体
EP2786987B1 (en) Reactive UV absorber, making method, coating composition, and coated article
JP6156214B2 (ja) 反応性紫外線吸収剤、その製造方法、並びにそれを含むコーティング組成物及び被覆物品
JP5643533B2 (ja) 複層塗膜形成方法及び塗装物品
WO2013035265A1 (ja) 硬化型コーティング剤組成物
WO2011105401A1 (ja) コーティング剤組成物
JP2012130863A (ja) 複層塗膜形成方法及び塗装物品
JP2013018848A (ja) 活性エネルギー線硬化性組成物、及び塗装物品
JP5392326B2 (ja) 車両用部材およびその製造方法
JP5656877B2 (ja) 活性エネルギー線硬化性組成物、及び塗装物品
JP2013136706A (ja) 硬化型コーティング剤組成物
JP2017511399A (ja) 有機樹脂積層体
JP6977698B2 (ja) (メタ)アクリレート化合物、それを含むコーティング組成物および被覆物品
JP5643534B2 (ja) 複層塗膜形成方法及び塗装物品
JP2012183519A (ja) 複層塗膜形成方法及び塗装物品
JP5515609B2 (ja) 光硬化型塗料組成物

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20121219

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20131225

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140218

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140415

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140513

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140515

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5547540

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250