JP2012017433A - Urethane resin composition, coating agent, hard coating agent, and cured product obtained by using the same, and method for producing cured product - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a urethane resin composition that enables formation of a molded article having extremely high hardness and excellent scratch resistance.SOLUTION: The urethane resin composition contains an alcohol-soluble urethane resin (A) having an oxyethylene structure and a hydrolyzable silyl group, at least one kind of hydrolyzable group-containing compound (B) selected from a group consisting of metal alkoxide (B-1) and its condensate (B-2), and an alcohol (C). The total mass of silicon atoms and oxygen atoms constituting the hydrolyzable silyl group possessed by the alcohol-soluble urethane resin (A) and of metal atoms and oxygen atoms possessed by the hydrolyzable group-containing compound (B) is 50 mass% or more and 95 mass% or less with respect to the total mass of the alcohol-soluble urethane resin (A) and the hydrolyzable group-containing compound (B).

Description

本発明は、例えばコーティング剤や成形材料等をはじめとする様々な用途に使用可能なウレタン樹脂組成物に関するものである。   The present invention relates to a urethane resin composition that can be used in various applications including, for example, coating agents and molding materials.

ウレタン樹脂組成物としては、従来から溶剤系、水系、無溶剤系のものが知られており、フィルムやシート等の成形材料や接着剤、コーティング剤等をはじめとする様々な用途で使用されている。   As urethane resin compositions, solvent-based, water-based, and solvent-free ones are conventionally known, and they are used in various applications including molding materials such as films and sheets, adhesives, and coating agents. Yes.

なかでも溶剤系ウレタン樹脂組成物は、水系ウレタン樹脂組成物と比較して、一般に耐久性や耐水性に優れた皮膜等を形成できることから、現在でも幅広く使用されている。   Among these, solvent-based urethane resin compositions are still widely used because they can generally form a film having excellent durability and water resistance as compared with water-based urethane resin compositions.

しかし、近年の環境負荷低減の観点から、溶剤系ウレタン樹脂組成物の使用が敬遠される傾向にあり、なかでも、ジメチルホルムアミド等の強溶剤を含むウレタン樹脂組成物は、環境や人体へ与える悪影響が大きいため、産業界からは、前記溶剤系ウレタン樹脂組成物に代わる耐久性や耐水性に優れたウレタン樹脂組成物の開発が求められている。   However, from the viewpoint of reducing environmental impact in recent years, the use of solvent-based urethane resin compositions tends to be avoided, and in particular, urethane resin compositions containing strong solvents such as dimethylformamide have adverse effects on the environment and the human body. Therefore, the development of a urethane resin composition excellent in durability and water resistance in place of the solvent-based urethane resin composition is demanded by the industry.

一方、前記ウレタン樹脂組成物の使用用途が前記のとおり拡大傾向にあるなかで、例えば液晶ディスプレイやタッチパネル装置等の表面保護材料、人工骨や人工歯等の医療材料、自動車部品等の分野では、経時的な変形や傷の発生を防止する観点から、高硬度で優れた耐擦傷性を備えた成形物を形成可能なウレタン樹脂組成物の開発が求められている。   On the other hand, in the fields of use of the urethane resin composition as described above, for example, surface protection materials such as liquid crystal displays and touch panel devices, medical materials such as artificial bones and artificial teeth, automobile parts, From the viewpoint of preventing deformation and scratches with time, development of a urethane resin composition capable of forming a molded product having high hardness and excellent scratch resistance is required.

比較的高硬度な成形物を形成可能なウレタン樹脂組成物としては、例えば両末端にアルコキシシリル基を有するポリウレタン及び加水分解性アルコキシシランを含有してなる有機無機ハイブリッドポリウレタン用組成物が知られている(例えば、特許文献1参照。)。   As a urethane resin composition capable of forming a molded product having a relatively high hardness, for example, a composition for an organic-inorganic hybrid polyurethane comprising a polyurethane having alkoxysilyl groups at both ends and a hydrolyzable alkoxysilane is known. (For example, refer to Patent Document 1).

前記有機無機ハイブリッドポリウレタン用組成物であれば、比較的良好な硬度の成形物を形成できるものの、例えばタッチパネル装置等の表面保護材料や人工骨等の医療材料に使用可能なレベルの、極めて高い硬度の成形物を形成できない場合があった。   Although the composition for organic / inorganic hybrid polyurethane can form a molded article having relatively good hardness, it has a very high hardness that can be used for surface protective materials such as touch panel devices and medical materials such as artificial bones. In some cases, the molded product could not be formed.

また、自動車部材や各種窓ガラス等には、例えば石や金属片等の非常に硬いものが接触した場合であっても傷のつきにくい優れた耐擦傷性が求められる場合がある。   In addition, automobile members, various window glasses, and the like may be required to have excellent scratch resistance that is difficult to be scratched even when a very hard object such as a stone or a metal piece comes into contact therewith.

しかし、前記文献1記載の組成物を用いて得られた成形物の表面に、金属片等が接触した場合に、その表面には著しいすり傷が発生し、前記成形物の外観不良等を引き起こす場合があった。   However, when a metal piece or the like comes into contact with the surface of a molded product obtained by using the composition described in the above-mentioned document 1, a significant scratch occurs on the surface, causing a defective appearance or the like of the molded product. There was a case.

また、前記したようにジメチルホルムアミド等の強溶剤を溶媒としたウレタン樹脂組成物が、環境負荷低減の観点から敬遠されつつあるなかで、前記文献1記載の両末端にアルコキシシリル基を有するポリウレタンは、アルコール溶媒に十分溶解せず、保存安定性等の低下を引き起こす場合があった。そして、良好な保存安定性を付与するためには、前記アルコール溶媒とともに前記メチルエチルケトンやトルエン等の強溶剤を併用しなければならない場合があった。   In addition, as described above, the urethane resin composition using a strong solvent such as dimethylformamide as a solvent is being avoided from the viewpoint of reducing the environmental load. In some cases, the solvent was not sufficiently dissolved in the alcohol solvent, resulting in a decrease in storage stability and the like. In order to impart good storage stability, it may be necessary to use a strong solvent such as methyl ethyl ketone or toluene together with the alcohol solvent.

以上のように、従来技術と比較して極めて高い硬度を有し、金属等で擦過した場合であっても傷のつかない成形物を形成可能なアルコール可溶型の樹脂組成物が産業界から求められているものの、依然として見出されていないのが実情であった。   As described above, an alcohol-soluble resin composition having an extremely high hardness compared to the prior art and capable of forming a molded product that does not scratch even when scraped with a metal or the like is provided by the industry. Although it was sought after, it was still not found.

特開2000−63661号公報JP 2000-63661 A

本発明が解決しようとする課題は、極めて高硬度で、かつ優れた耐擦傷性を備えた硬化物を形成可能なウレタン樹脂組成物を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a urethane resin composition capable of forming a cured product having extremely high hardness and excellent scratch resistance.

本発明者等は、得られる硬化物の硬度をより一層高めるためには、前記硬化物中に含まれる無機成分の含有量を増加することが有効ではないかと考え検討を進めた。具体的には、前記特許文献1記載の組成物をベースに、加水分解性アルコキシシランの使用量を増加させることを検討した。   In order to further increase the hardness of the obtained cured product, the present inventors have considered that it would be effective to increase the content of the inorganic component contained in the cured product. Specifically, on the basis of the composition described in Patent Document 1, it was studied to increase the amount of hydrolyzable alkoxysilane used.

しかし、前記加水分解性アルコキシシランの使用量を増加することのみでは、得られる樹脂組成物の保存安定性が著しく低下したり、塗工の際の造膜性の著しい低下を引き起こし、その結果、耐擦傷性の向上を実現することはできなかった。   However, only by increasing the amount of the hydrolyzable alkoxysilane used, the storage stability of the resulting resin composition is remarkably reduced, or the film forming property during coating is significantly reduced. An improvement in scratch resistance could not be realized.

そこで、本発明者等は、前記加水分解性アルコキシシラン等の無機成分の含有量を高めるためには、それと組み合わせ使用するウレタン樹脂の選択が重要ではないかと考え検討をすすめた。   Accordingly, the present inventors have considered and considered that it is important to select a urethane resin to be used in combination with the hydrolyzable alkoxysilane and the like in order to increase the content of inorganic components.

その結果、オキシエチレン構造及び加水分解性シリル基を有するアルコール可溶型ウレタン樹脂を使用した場合に、前記加水分解性アルコキシシラン等の無機成分の含有量を増加させることが可能となり、従来よりも各段に高硬度で、かつ、トルエン等の強溶剤を組み合わせ使用せずともアルコール溶媒に溶解可能なウレタン樹脂組成物を見出すに至った。   As a result, when an alcohol-soluble urethane resin having an oxyethylene structure and a hydrolyzable silyl group is used, it is possible to increase the content of inorganic components such as the hydrolyzable alkoxysilane, which is more than conventional. The inventors have found a urethane resin composition that has high hardness at each stage and can be dissolved in an alcohol solvent without using a strong solvent such as toluene.

即ち、本発明は、オキシエチレン構造及び加水分解性シリル基を有するアルコール可溶型ウレタン樹脂(A)と、金属アルコキシド(B−1)及びその縮合物(B−2)からなる群より選ばれる1種以上の加水分解性基含有化合物(B)と、アルコール(C)とを含有するウレタン樹脂組成物であって、前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)が有する加水分解性シリル基を構成するケイ素原子及び酸素原子と、前記加水分解性基含有化合物(B)が有する金属原子及び酸素原子との合計質量が、前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)及び前記加水分解性基含有化合物(B)の合計質量に対して50質量%以上95質量%以下であることを特徴とするウレタン樹脂組成物及びそれを用いて得られる硬化物に関するものである。   That is, the present invention is selected from the group consisting of an alcohol-soluble urethane resin (A) having an oxyethylene structure and a hydrolyzable silyl group, a metal alkoxide (B-1) and a condensate (B-2) thereof. A urethane resin composition containing at least one hydrolyzable group-containing compound (B) and an alcohol (C), comprising the hydrolyzable silyl group of the alcohol-soluble urethane resin (A) The total mass of the silicon atoms and oxygen atoms to be produced and the metal atoms and oxygen atoms of the hydrolyzable group-containing compound (B) is such that the alcohol-soluble urethane resin (A) and the hydrolyzable group-containing compound ( The present invention relates to a urethane resin composition characterized by being 50% by mass or more and 95% by mass or less with respect to the total mass of B) and a cured product obtained by using the urethane resin composition.

また、本発明は、前記ウレタン樹脂組成物、または、前記ウレタン樹脂組成物に対して必要に応じて更に水と酸触媒とを混合して得た組成物を、基材表面に塗布し、前記塗布層中に含まれる前記アルコール(C)を除去することによって、前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)の加水分解性シリル基が加水分解して形成されたシラノール基と、前記金属アルコキシド(B−1)及びその縮合物(B−2)からなる群より選ばれる1種以上の加水分解性基含有化合物(B)の金属原子に結合したアルコキシ基が加水分解して生成される水酸基とを、反応させ結合を形成することを特徴とする硬化物の製造方法に関するものである。   In addition, the present invention applies the composition obtained by mixing water and an acid catalyst to the urethane resin composition or the urethane resin composition, if necessary, on the surface of the substrate. By removing the alcohol (C) contained in the coating layer, the hydrolyzable silyl group of the alcohol-soluble urethane resin (A) is hydrolyzed, and the metal alkoxide (B -1) and a hydroxyl group produced by hydrolysis of an alkoxy group bonded to a metal atom of one or more hydrolyzable group-containing compounds (B) selected from the group consisting of the condensate (B-2) The present invention relates to a method for producing a cured product characterized by reacting to form a bond.

本発明のウレタン樹脂組成物であれば、従来と比較して極めて高硬度で耐擦傷性に優れた皮膜や各種成形物等の硬化物を形成できることから、例えばコーティング剤や成形材料等に使用することができる。また、本発明のウレタン樹脂組成物であれば、前記高硬度で優れた耐擦傷性を損なうことなく、更にメチルエチルケトンや各種アルコールに対する耐溶剤性に優れ、かつ、ガラスをはじめとする各種基材に対して優れた密着性を備えた皮膜や成形物等の硬化物を形成できる。   Since the urethane resin composition of the present invention can form a cured product such as a film or various molded products having extremely high hardness and excellent scratch resistance as compared with conventional ones, it is used, for example, as a coating agent or a molding material. be able to. In addition, the urethane resin composition of the present invention is superior in solvent resistance to methyl ethyl ketone and various alcohols without damaging the excellent hardness and high scratch resistance, and can be applied to various substrates including glass. On the other hand, a cured product such as a film or molded product having excellent adhesion can be formed.

したがって、本発明のウレタン樹脂組成物は、例えば自動車や鉄道等を構成する部品の表面被覆、太陽光発電装置等の光発電装置等の受光表面の表面被覆、電子部品等の表面被覆、壁材や床材、窓ガラス等の表面被覆に使用するコーティング剤やそれらの接着剤、人工骨や人工歯のような医療材料、自動車部品、家電部品及び電子材料等の成形材料に使用することが可能である。   Therefore, the urethane resin composition of the present invention is, for example, a surface coating of parts constituting automobiles, railways, etc., a surface coating of light receiving surfaces of photovoltaic power generation devices such as solar power generation devices, a surface coating of electronic components, etc., wall materials Can be used for molding materials such as coating materials used for surface coatings such as glass, flooring and window glass, and their adhesives, medical materials such as artificial bones and artificial teeth, automobile parts, household appliance parts and electronic materials It is.

本発明は、オキシエチレン構造及び加水分解性シリル基を有するアルコール可溶型ウレタン樹脂(A)と、金属アルコキシド(B−1)及びその縮合物(B−2)からなる群より選ばれる1種以上の加水分解性基含有化合物(B)と、アルコール(C)と、必要に応じてその他の成分とを含有するウレタン樹脂組成物であって、前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)が有する加水分解性シリル基を構成するケイ素原子及び酸素原子と、前記加水分解性基含有化合物(B)が有する金属原子及び酸素原子との合計質量が、前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)及び前記加水分解性基含有化合物(B)の合計質量に対して50質量%以上95質量%以下であることを特徴とするウレタン樹脂組成物である。   The present invention is one selected from the group consisting of an alcohol-soluble urethane resin (A) having an oxyethylene structure and a hydrolyzable silyl group, a metal alkoxide (B-1) and a condensate (B-2) thereof. A urethane resin composition containing the hydrolyzable group-containing compound (B), an alcohol (C), and other components as necessary, the alcohol-soluble urethane resin (A) having The total mass of the silicon atom and oxygen atom constituting the hydrolyzable silyl group and the metal atom and oxygen atom of the hydrolyzable group-containing compound (B) is the alcohol-soluble urethane resin (A) and the above It is a urethane resin composition characterized by being 50 mass% or more and 95 mass% or less with respect to the total mass of the hydrolyzable group-containing compound (B).

本発明のウレタン樹脂組成物は、前記アルコール(C)を溶媒とし、前記アルコール(C)中に前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)や前記金属アルコキシド(B−1)及びその縮合物(B−2)からなる群より選ばれる1種以上の加水分解性基含有化合物(B)等が溶解または分散したものである。   The urethane resin composition of the present invention uses the alcohol (C) as a solvent, the alcohol-soluble urethane resin (A), the metal alkoxide (B-1), and a condensate (B) in the alcohol (C). -2). One or more hydrolyzable group-containing compounds (B) selected from the group consisting of 2) are dissolved or dispersed.

ここで、前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)と、前記金属アルコキシド(B−1)及びその縮合物(B−2)からなる群より選ばれる1種以上の加水分解性基含有化合物(B)とは、溶媒としてのアルコール(C)中で反応しにくいため、それらの多くは前記アルコール(C)中でそれぞれ独立して存在する場合が多い。   Here, at least one hydrolyzable group-containing compound (B) selected from the group consisting of the alcohol-soluble urethane resin (A), the metal alkoxide (B-1) and the condensate (B-2) thereof. ) Are difficult to react in the alcohol (C) as a solvent, and many of them are often present independently in the alcohol (C).

具体的には、前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)の有する加水分解性シリル基はアルコール(C)中で加水分解せずシラノール基を形成しにくい。また、前記金属アルコキシド(B−1)及びその縮合物(B−2)からなる群より選ばれる1種以上の加水分解性基含有化合物(B)も、その金属原子に結合したアルコキシ基が加水分解せず、水酸基を形成しにくい。その結果、前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)と前記金属アルコキシド(B−1)及びその縮合物(B−2)からなる群より選ばれる1種以上の加水分解性基含有化合物(B)とは、アルコール(C)中で反応しにくい。   Specifically, the hydrolyzable silyl group possessed by the alcohol-soluble urethane resin (A) is not hydrolyzed in the alcohol (C) and hardly forms a silanol group. One or more hydrolyzable group-containing compounds (B) selected from the group consisting of the metal alkoxide (B-1) and the condensate (B-2) thereof also have an alkoxy group bonded to the metal atom. Does not decompose and hardly forms hydroxyl groups. As a result, at least one hydrolyzable group-containing compound (B) selected from the group consisting of the alcohol-soluble urethane resin (A), the metal alkoxide (B-1) and the condensate (B-2) thereof. It is difficult to react in alcohol (C).

これにより、本発明のウレタン樹脂組成物は、経時的な高粘度化を引き起こさず、良好な保存安定性と塗工作業性とを長期間維持することが可能である。   As a result, the urethane resin composition of the present invention can maintain good storage stability and coating workability for a long period of time without causing an increase in viscosity over time.

なお、本発明のウレタン樹脂組成物は、前記良好な保存安定性等を損なわない範囲であれば、前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)と、前記金属アルコキシド(B−1)及びその縮合物(B−2)からなる群より選ばれる1種以上の加水分解性基含有化合物(B)とが部分的に結合を形成した状態でアルコール(C)中に溶解または分散したものであってもよい。   In addition, if the urethane resin composition of this invention is a range which does not impair the said favorable storage stability etc., the said alcohol soluble type urethane resin (A), the said metal alkoxide (B-1), and its condensate will be sufficient as it. Even when one or more hydrolyzable group-containing compounds (B) selected from the group consisting of (B-2) are dissolved or dispersed in alcohol (C) in a partially bonded state. Good.

本発明のウレタン樹脂組成物は、良好な塗工作業性等の観点から、500〜10000mPa・sの範囲の粘度であることが好ましい。   The urethane resin composition of the present invention preferably has a viscosity in the range of 500 to 10,000 mPa · s from the viewpoint of good coating workability and the like.

一方、本発明のウレタン樹脂組成物を各種基材表面に塗布、乾燥し、該塗布層中に含まれるアルコール(C)を揮発、除去すると、前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)の加水分解性シリル基が大気中の湿気(水)や、意図的に添加された水によって加水分解されシラノール基を形成する。また、前記金属アルコキシド(B−1)及びその縮合物(B−2)からなる群より選ばれる1種以上の加水分解性基含有化合物(B)は、その金属原子に結合したアルコキシ基が加水分解して水酸基を形成する。   On the other hand, when the urethane resin composition of the present invention is applied to the surfaces of various substrates, dried, and the alcohol (C) contained in the coating layer is volatilized and removed, the alcohol-soluble urethane resin (A) is hydrolyzed. The functional silyl group is hydrolyzed by moisture (water) in the atmosphere or intentionally added water to form a silanol group. In addition, the one or more hydrolyzable group-containing compound (B) selected from the group consisting of the metal alkoxide (B-1) and the condensate (B-2) thereof has an alkoxy group bonded to the metal atom. Decomposes to form hydroxyl groups.

そして、前記金属アルコキシド(B−1)及びその縮合物(B−2)からなる群より選ばれる1種以上の加水分解性基含有化合物(B)中に形成された前記水酸基間、または該水酸基と、前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)中のシラノール基とが縮合し、極めて高硬度で耐擦傷性にも優れた皮膜や成形物等の硬化物を形成することができる。   And between the hydroxyl groups formed in one or more hydrolyzable group-containing compounds (B) selected from the group consisting of the metal alkoxide (B-1) and its condensate (B-2), or the hydroxyl groups And a silanol group in the alcohol-soluble urethane resin (A) are condensed, and a cured product such as a film or a molded product having extremely high hardness and excellent scratch resistance can be formed.

本発明のウレタン樹脂組成物は、前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)が有する加水分解性シリル基を構成するケイ素原子及び酸素原子と、前記金属アルコキシド(B−1)及びその縮合物(B−2)からなる群より選ばれる1種以上の加水分解性基含有化合物(B)が有する金属原子及び酸素原子との合計質量が、前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)及び前記加水分解性基含有化合物(B)の合計質量に対して50質量%以上95質量%以下となる範囲で、前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)と前記加水分解性基含有化合物(B)とを組み合わせ使用することが重要である。   The urethane resin composition of the present invention comprises a silicon atom and an oxygen atom constituting the hydrolyzable silyl group of the alcohol-soluble urethane resin (A), the metal alkoxide (B-1) and a condensate thereof (B -2) The total mass of the metal atom and oxygen atom of one or more hydrolyzable group-containing compounds (B) selected from the group consisting of the alcohol-soluble urethane resin (A) and the hydrolyzable The alcohol-soluble urethane resin (A) and the hydrolyzable group-containing compound (B) are used in combination within a range of 50% by mass to 95% by mass with respect to the total mass of the group-containing compound (B). It is important to.

前記質量割合が50質量%未満であるウレタン樹脂組成物を使用した場合であっても、ある程度良好な硬度を備えた硬化物を形成することはできる。しかし、例えばJISK5600で定められた方法に従って行う「ひっかき硬度(鉛筆法)」において、9H〜7Hといった非常に高硬度な硬化物を形成できない場合がある。また、前記質量割合が50質量%未満であるウレタン樹脂組成物を使用して得られた硬化物は、その表面を金属等で擦過した際に、著しい傷が発生する場合がある。   Even when a urethane resin composition having a mass ratio of less than 50% by mass is used, a cured product having a certain degree of good hardness can be formed. However, for example, in “scratch hardness (pencil method)” performed in accordance with a method defined in JISK5600, a cured product having an extremely high hardness of 9H to 7H may not be formed. Moreover, the hardened | cured material obtained using the urethane resin composition whose said mass ratio is less than 50 mass% may generate | occur | produce a remarkable crack when the surface is rubbed with a metal etc.

一方、前記質量割合が95質量%を超える配合からなるウレタン樹脂組成物を使用した場合には、得られる樹脂組成物の保存安定性が著しく低下したり、造膜性や成形加工性の著しい低下を引き起こし、皮膜や成形物等の硬化物を得ることができない場合がある。   On the other hand, when a urethane resin composition having a blending ratio of more than 95% by mass is used, the storage stability of the resulting resin composition is remarkably lowered, and the film forming property and the molding processability are significantly reduced. In some cases, a cured product such as a film or a molded product cannot be obtained.

したがって、本発明のウレタン樹脂組成物としては、前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)が有する加水分解性シリル基を構成するケイ素原子及び酸素原子と、前記金属アルコキシド(B−1)及びその縮合物(B−2)からなる群より選ばれる1種以上の加水分解性基含有化合物(B)が有する金属原子及び酸素原子との合計質量が、前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)及び前記加水分解性基含有化合物(B)の合計質量に対して55質量%以上95質量%以下であることが好ましく、60質量%以上92質量%以下であることがより好ましく、65質量%以上92質量%以下であることがよりより好ましく、70質量%以上90質量%以下であることが、極めて高硬度でかつ耐擦傷性に優れた硬化物を形成するうえでより好ましい。   Therefore, the urethane resin composition of the present invention includes a silicon atom and an oxygen atom constituting the hydrolyzable silyl group of the alcohol-soluble urethane resin (A), the metal alkoxide (B-1) and a condensation thereof. The total mass of the metal atom and oxygen atom of one or more hydrolyzable group-containing compounds (B) selected from the group consisting of the product (B-2) is the alcohol-soluble urethane resin (A) and the It is preferably 55% by mass or more and 95% by mass or less, more preferably 60% by mass or more and 92% by mass or less, and more preferably 65% by mass or more and 92% by mass with respect to the total mass of the hydrolyzable group-containing compound (B). % Is more preferable, and 70% by mass or more and 90% by mass or less is more preferable in forming a cured product having extremely high hardness and excellent scratch resistance. There.

前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)と前記金属アルコキシド(B−1)及びその縮合物(B−2)からなる群より選ばれる1種以上の加水分解性基含有化合物(B)との質量割合は、前記ケイ素原子と酸素原子の合計質量の割合が50質量%以上95質量%以下となる範囲で適宜調整することができる。具体的には、前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)と前記加水分解性基含有化合物(B)との合計質量に対する、前記加水分解性基含有化合物(B)の質量割合が、50質量%以上95質量%以下の範囲で使用することが好ましく、60質量%以上95質量%以下の範囲で使用することがより好ましく、65質量%以上95質量%以下の範囲で使用することが特に好ましい。   The mass of the alcohol-soluble urethane resin (A) and one or more hydrolyzable group-containing compounds (B) selected from the group consisting of the metal alkoxide (B-1) and its condensate (B-2) The ratio can be appropriately adjusted within a range where the ratio of the total mass of the silicon atom and the oxygen atom is 50% by mass or more and 95% by mass or less. Specifically, the mass ratio of the hydrolyzable group-containing compound (B) to the total mass of the alcohol-soluble urethane resin (A) and the hydrolyzable group-containing compound (B) is 50% by mass. It is preferably used in the range of 95% by mass or less, more preferably in the range of 60% by mass or more and 95% by mass or less, and particularly preferably in the range of 65% by mass or more and 95% by mass or less.

はじめに、本発明で使用するアルコール可溶型ウレタン樹脂(A)について説明する。
本発明で使用するアルコール可溶型ウレタン樹脂(A)は、オキシエチレン構造及び加水分解性シリル基を有するものである。
First, the alcohol-soluble urethane resin (A) used in the present invention will be described.
The alcohol-soluble urethane resin (A) used in the present invention has an oxyethylene structure and a hydrolyzable silyl group.

前記オキシエチレン構造は、例えば前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)の分子中や分子末端、分子側鎖等に導入可能な、下記一般式(1)で示される構造である。

Figure 2012017433
The oxyethylene structure is, for example, a structure represented by the following general formula (1) that can be introduced into a molecule, a molecular end, a molecular side chain, or the like of the alcohol-soluble urethane resin (A).
Figure 2012017433

(前記一般式(1)中のnは1以上の整数を示す。)
前記オキシエチレン構造は、前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)とアルコール(C)とともに、多量の前記加水分解性基含有化合物(B)を混合した場合であっても、本発明のウレタン樹脂組成物の保存安定性や、造膜性及び成形加工性等の低下を引き起こすことなく、極めて高硬度で耐擦傷性に優れた皮膜や成形物等の硬化物を得る上で重要である。具体的には、前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)が有する加水分解性シリル基を構成するケイ素原子及び酸素原子と、前記加水分解性基含有化合物(B)が有する金属原子及び酸素原子との合計質量を、前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)及び前記加水分解性基含有化合物(B)の合計質量に対して50質量%以上とするうえで重要である。
(In the general formula (1), n represents an integer of 1 or more.)
Even if the said oxyethylene structure is a case where a lot of said hydrolysable group containing compounds (B) are mixed with said alcohol soluble type urethane resin (A) and alcohol (C), the urethane resin composition of this invention It is important for obtaining a cured product such as a film or a molded product having extremely high hardness and excellent scratch resistance without causing deterioration in storage stability of the product, film forming property, molding processability, and the like. Specifically, a silicon atom and an oxygen atom constituting the hydrolyzable silyl group of the alcohol-soluble urethane resin (A), and a metal atom and an oxygen atom of the hydrolyzable group-containing compound (B) It is important to make the total mass of 50% by mass or more based on the total mass of the alcohol-soluble urethane resin (A) and the hydrolyzable group-containing compound (B).

ここで、前記ウレタン樹脂(A)の代わりに、前記オキシエチレン構造を有さないウレタン樹脂を使用した場合、ウレタン樹脂組成物の保存安定性や、造膜性及び成形加工性等が低下し、極めて高硬度で耐擦傷性に優れた皮膜や成形物等の硬化物を得ることができない場合がある。   Here, instead of the urethane resin (A), when a urethane resin having no oxyethylene structure is used, the storage stability of the urethane resin composition, the film forming property and the molding processability, In some cases, it is impossible to obtain a cured product such as a film or a molded product having extremely high hardness and excellent scratch resistance.

なお、前記アルコール(C)とともに、メチルエチルケトン等の強溶剤を多量に併用することによって、前記オキシエチレン構造を有さないウレタン樹脂等の溶媒に対する溶解性は、若干、向上する傾向にある。しかし、前記多量の加水分解性基含有化合物(B)は、依然として安定して存在できず、凝集物の発生等を引き起こす場合がある。また、前記強溶剤を使用することは、環境負荷低減を図るうえでも、好ましくない。   In addition, by using a large amount of a strong solvent such as methyl ethyl ketone together with the alcohol (C), the solubility in a solvent such as a urethane resin having no oxyethylene structure tends to be slightly improved. However, the large amount of the hydrolyzable group-containing compound (B) still cannot exist stably and may cause the generation of aggregates. Moreover, it is not preferable to use the strong solvent from the viewpoint of reducing the environmental load.

前記オキシエチレン構造は、前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)の全量に対して5〜70質量%の範囲で存在することが、ウレタン樹脂組成物の良好な保存安定性や造膜性、成形加工性を維持し、かつ、極めて高硬度で耐擦傷性に優れた皮膜や成形物等の硬化物を得るうえで好ましい。また、前記一般式(1)中のnは、1〜50の整数であることが好ましく、10〜50の整数であることがより好ましい。   The oxyethylene structure is present in the range of 5 to 70% by mass with respect to the total amount of the alcohol-soluble urethane resin (A), so that the urethane resin composition has good storage stability, film-forming property, and molding. It is preferable for obtaining a cured product such as a film or a molded product that maintains workability and has extremely high hardness and excellent scratch resistance. Moreover, it is preferable that n in the said General formula (1) is an integer of 1-50, and it is more preferable that it is an integer of 10-50.

また、前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)が有する加水分解性シリル基は、前記したとおり、前記金属アルコキシド(B−1)及びその縮合物(B−2)からなる群より選ばれる1種以上の加水分解性基含有化合物(B)と架橋反応し、極めて高硬度でかつ耐擦傷性に優れた皮膜や成形物等の硬化物を形成するうえで重要である。   Moreover, the hydrolyzable silyl group which the said alcohol soluble type urethane resin (A) has is 1 type chosen from the group which consists of the said metal alkoxide (B-1) and its condensate (B-2) as above-mentioned. This is important in forming a cured product such as a film or a molded product that undergoes a crosslinking reaction with the hydrolyzable group-containing compound (B) and has extremely high hardness and excellent scratch resistance.

前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)が有する加水分解性シリル基は、加水分解性基がケイ素原子に直接結合した官能基であり、例えば、下記の一般式(2)で表される官能基が挙げられる。   The hydrolyzable silyl group of the alcohol-soluble urethane resin (A) is a functional group in which the hydrolyzable group is directly bonded to a silicon atom. For example, the functional group represented by the following general formula (2) Is mentioned.

Figure 2012017433
Figure 2012017433

(一般式(2)中、Rはアルキル基、アリール基又はアラルキル基等の1価の有機基を、Rはハロゲン原子、アルコキシ基、アシロキシ基、フェノキシ基、アリールオキシ基、メルカプト基、アミノ基、アミド基、アミノオキシ基、イミノオキシ基又はアルケニルオキシ基である。またxは0〜2の整数である。) (In the general formula (2), R 1 is a monovalent organic group such as an alkyl group, an aryl group or an aralkyl group, R 2 is a halogen atom, an alkoxy group, an acyloxy group, a phenoxy group, an aryloxy group, a mercapto group, An amino group, an amide group, an aminooxy group, an iminooxy group or an alkenyloxy group, and x is an integer of 0 to 2.)

前記アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基、ヘキシル基、イソヘキシル基等が挙げられる。   Examples of the alkyl group include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, pentyl, neopentyl, 1-methylbutyl, 2-methylbutyl, hexyl, and isohexyl groups. It is done.

前記アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、2−メチルフェニル基等が挙げられ、前記アラルキル基としては、例えば、ベンジル基、ジフェニルメチル基、ナフチルメチル基等が挙げられる。   Examples of the aryl group include a phenyl group, a naphthyl group, and a 2-methylphenyl group. Examples of the aralkyl group include a benzyl group, a diphenylmethyl group, and a naphthylmethyl group.

前記ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。   Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.

前記アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基等が挙げられる。   Examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropoxy group, and a butoxy group.

前記アシロキシ基としては、例えば、アセトキシ、プロパノイルオキシ、ブタノイルオキシ、フェニルアセトキシ、アセトアセトキシ等が挙げられ、前記アリールオキシ基としては、例えば、フェニルオキシ、ナフチルオキシ等が挙げられ、前記アルケニルオキシ基としては、例えば、アリルオキシ基、1−プロペニルオキシ基、イソプロペニルオキシ基等が挙げられる。   Examples of the acyloxy group include acetoxy, propanoyloxy, butanoyloxy, phenylacetoxy, acetoacetoxy, and the like. Examples of the aryloxy group include phenyloxy, naphthyloxy, and the like. Examples of the group include an allyloxy group, a 1-propenyloxy group, and an isopropenyloxy group.

前記Rは、加水分解によって生じうる一般式ROH等の脱離成分の除去が容易であることから、好ましくはそれぞれ独立してアルコキシ基であることが好ましい。 R 2 is preferably independently an alkoxy group, since it is easy to remove a leaving component such as the general formula R 2 OH that can be generated by hydrolysis.

また、前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)は、通常、アルコール(C)の存在下では加水分解しにくいため、シラノール基を形成しにくく、アルコキシシリル基等の加水分解性シリル基を有するが、それらのごく一部がシラノール基の状態でウレタン樹脂(A)中に存在していても良い。   In addition, the alcohol-soluble urethane resin (A) is usually difficult to hydrolyze in the presence of the alcohol (C), so it is difficult to form a silanol group and has a hydrolyzable silyl group such as an alkoxysilyl group. A small part of them may be present in the urethane resin (A) in a silanol group state.

前記加水分解性シリル基は、前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)の分子末端または前記ウレタン樹脂(A)の側鎖のいずれに存在していてもよい。なかでも、前記加水分解性シリル基が前記ウレタン樹脂(A)からなる分子の側鎖に存在するものを使用することが、より一層高硬度でかつ耐擦傷性に優れた皮膜や成形物等の硬化物を形成するうえで好ましい。   The hydrolyzable silyl group may be present at either the molecular end of the alcohol-soluble urethane resin (A) or the side chain of the urethane resin (A). Among them, the use of a hydrolyzable silyl group that is present in the side chain of the molecule composed of the urethane resin (A) makes it possible to obtain a film or molded article that has higher hardness and excellent scratch resistance. It is preferable when forming hardened | cured material.

前記加水分解性シリル基は、前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)の質量に対して、0.5〜20質量%の範囲で存在することが、得られる硬化物の硬度を各段に向上させるとともに、優れた耐擦傷性を付与するうえで好ましく、0.5〜10質量%の範囲で存在することがより好ましい。   The hydrolyzable silyl group is present in a range of 0.5 to 20% by mass with respect to the mass of the alcohol-soluble urethane resin (A), thereby improving the hardness of the resulting cured product in each stage. In addition, it is preferable for imparting excellent scratch resistance, and more preferably in the range of 0.5 to 10% by mass.

前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)としては、後述するアルコール(C)への溶解しやすさを向上する観点から、5000〜300000の範囲の数平均分子量を有するものを使用することが好ましく、8000〜200000の範囲がより好ましく、100000〜200000の範囲が特に好ましい。   As the alcohol-soluble urethane resin (A), it is preferable to use a resin having a number average molecular weight in the range of 5,000 to 300,000 from the viewpoint of improving ease of dissolution in the alcohol (C) described later. The range of 8000-200000 is more preferable, and the range of 100,000-200000 is particularly preferable.

また、前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)の製造に使用する後述するポリイソシアネート(a1)として芳香族環式構造を有するものを使用する場合等には、前記アルコール可溶型ウレタン樹脂として、概ね5000〜30000、好ましくは5000〜10000の範囲の比較的低分子量のものであることが、アルコール(C)への良好な溶解性を維持するうえで好ましい。   Moreover, when using what has an aromatic cyclic structure as polyisocyanate (a1) mentioned later used for manufacture of the said alcohol soluble type urethane resin (A), as said alcohol soluble type urethane resin, In order to maintain good solubility in alcohol (C), a relatively low molecular weight in the range of about 5,000 to 30,000, preferably 5,000 to 10,000 is preferable.

前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)は、例えばポリイソシアネート(a1)及びポリオール(a2)を反応させることによって得られた分子末端に水酸基またはイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(a3)と、アミノ基含有シランカップリング剤及びイソシアネート基含有シランカップリング剤からなる群より選ばれる1種以上のシランカップリング剤(a4)と、必要に応じて鎖伸長剤(a5)とを反応させることによって製造することができる。   The alcohol-soluble urethane resin (A) includes, for example, a urethane prepolymer (a3) having a hydroxyl group or an isocyanate group at a molecular end obtained by reacting a polyisocyanate (a1) and a polyol (a2), and an amino group. Produced by reacting at least one silane coupling agent (a4) selected from the group consisting of a containing silane coupling agent and an isocyanate group-containing silane coupling agent with a chain extender (a5) as necessary. be able to.

前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)は、具体的には、分子末端に水酸基またはイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(a3)を製造する工程(第一工程)、及び、前記ウレタンプレポリマー(a3)と、前記シランカップリング剤(a4)と必要に応じて鎖伸長剤(a5)とを反応させることで前記アルコール(C)に溶解しうるアルコール可溶型ウレタン樹脂(A)を製造する工程(第二工程)とによって製造することができる。   Specifically, the alcohol-soluble urethane resin (A) includes a step of producing a urethane prepolymer (a3) having a hydroxyl group or an isocyanate group at a molecular end (first step), and the urethane prepolymer (a3). ) And the silane coupling agent (a4) and, if necessary, the chain extender (a5), a process for producing an alcohol-soluble urethane resin (A) that can be dissolved in the alcohol (C) (Second step).

はじめに、前記第一工程について説明する。
前記第一工程は、前記ポリイソシアネート(a1)とポリオール(a2)とを、無溶媒下で反応させることによって、分子末端に水酸基またはイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(a3)を製造する工程である。
First, the first step will be described.
The first step is a step of producing a urethane prepolymer (a3) having a hydroxyl group or an isocyanate group at the molecular end by reacting the polyisocyanate (a1) and the polyol (a2) in the absence of a solvent. .

ここで、前記ポリイソシアネート(a1)と前記ポリオール(a2)との反応は、無溶媒下で行うことが重要である。例えばジメチルホルムアミド等の強溶剤の存在下で上記反応を行うと、前記強溶剤がウレタン樹脂組成物中に残留する場合が多く、残留した強溶剤が各種基材表面の溶解や変色等を引き起こし、その表面に形成された皮膜の硬度や耐擦傷性の低下を引き起こす場合がある。また、溶媒として後述するアルコール(C)を使用した際に、前記ポリイソシアネート(a1)とアルコール(C)との反応を誘引し、所望のアルコール可溶型ウレタン樹脂(A)を得ることができない場合がある。   Here, it is important that the reaction between the polyisocyanate (a1) and the polyol (a2) is performed in the absence of a solvent. For example, when the above reaction is performed in the presence of a strong solvent such as dimethylformamide, the strong solvent often remains in the urethane resin composition, and the remaining strong solvent causes dissolution or discoloration of various substrate surfaces, In some cases, the hardness or scratch resistance of the film formed on the surface may be lowered. Moreover, when alcohol (C) mentioned later is used as a solvent, reaction of the said polyisocyanate (a1) and alcohol (C) is induced, and a desired alcohol-soluble urethane resin (A) cannot be obtained. There is a case.

したがって、前記ポリイソシアネート(a1)と前記ポリオール(a2)との反応は、前記のとおり無溶媒下で行うか、または溶媒存在下で行う場合には、弱溶媒を使用したり、残留溶媒を十分に除去することが好ましい。   Therefore, when the reaction between the polyisocyanate (a1) and the polyol (a2) is carried out in the absence of a solvent as described above or in the presence of a solvent, a weak solvent is used or a residual solvent is sufficiently used. It is preferable to remove it.

前記ポリイソシアネート(a1)と前記ポリオール(a2)との反応は、前記ポリイソシアネート(a1)の有するイソシアネート基と前記ポリオール(a2)の有する水酸基との当量割合[ポリイソシアネート(a1)の有するイソシアネート基/ポリオール(a2)の有する水酸基]が0.8〜10.0の範囲で行うことが好ましく、1.0〜5.0の範囲で行うことがより好ましく、1.1〜2.0の範囲で行うことが特に好ましい。   Reaction of the said polyisocyanate (a1) and the said polyol (a2) is equivalent ratio of the isocyanate group which the said polyisocyanate (a1) has, and the hydroxyl group which the said polyol (a2) has [isocyanate group which the polyisocyanate (a1) has / Hydroxyl group possessed by polyol (a2)] is preferably in the range of 0.8 to 10.0, more preferably in the range of 1.0 to 5.0, and in the range of 1.1 to 2.0. It is particularly preferable to carry out at

ポリイソシアネート(a1)と前記ポリオール(a2)とを無溶媒下で反応させる際の反応は、急激な発熱や発泡などに十分に注意し安全性を考慮し、好ましくは50℃〜120℃、より好ましくは80℃〜100℃の反応温度で、前記ポリイソシアネート(a1)と前記ポリオール(a2)とを、一括混合、または、何れか一方を他方へ滴下等の方法で逐次供給し、概ね1〜15時間程度反応させる方法により行うことができる。   The reaction when the polyisocyanate (a1) and the polyol (a2) are reacted in the absence of a solvent is preferably in the range of 50 ° C to 120 ° C. Preferably, at a reaction temperature of 80 ° C. to 100 ° C., the polyisocyanate (a1) and the polyol (a2) are sequentially mixed, or one of them is sequentially supplied to the other by a method such as dropping to about 1 to The reaction can be carried out for about 15 hours.

次に、前記第二工程について説明する。
前記第二工程は、前記ウレタンプレポリマー(a3)を製造する第一工程に続いて行う、以下の(方法1)〜(方法3)のいずれかの方法からなる工程である。かかる工程は、前記ウレタンプレポリマー(a3)と前記カップリング剤(a4)と、必要に応じて鎖伸長剤(a5)とを反応させることによって、加水分解性シリル基を有するアルコール可溶型ウレタン樹脂(A)のアルコール(C)溶液を製造する工程である。
Next, the second step will be described.
The second step is a step comprising any one of the following (Method 1) to (Method 3), which is carried out following the first step of producing the urethane prepolymer (a3). This step comprises reacting the urethane prepolymer (a3), the coupling agent (a4), and, if necessary, a chain extender (a5), thereby producing an alcohol-soluble urethane having a hydrolyzable silyl group. This is a process for producing an alcohol (C) solution of resin (A).

はじめに、前記(方法1)について説明する。
前記(方法1)は、前記カップリング剤(a4)とアルコール(C)と、必要に応じて前記鎖伸長剤(a5)とを含む混合物、及び、前記ウレタンプレポリマー(a3)を混合し反応させることにより、加水分解性シリル基を有するアルコール可溶型ウレタン樹脂(A)のアルコール(C)溶液を製造する方法である。
First, the (Method 1) will be described.
The (Method 1) is a reaction in which the coupling agent (a4), the alcohol (C), and the chain extender (a5) as necessary are mixed with the urethane prepolymer (a3). This is a method for producing an alcohol (C) solution of an alcohol-soluble urethane resin (A) having a hydrolyzable silyl group.

具体的には、予め調製した前記カップリング剤(a4)とアルコール(C)と、必要に応じて前記鎖伸長剤(a5)とを含む混合物と、前記第一工程で得られた前記ウレタンプレポリマー(a3)とを混合し、前記ウレタンプレポリマー(a3)が有するイソシアネート基または水酸基と、前記カップリング剤(a4)や鎖伸長剤(a5)が有するアミノ基やイソシアネート基等の官能基とを反応させることによって、分子中に加水分解性シリル基が導入されたウレタン樹脂(A)のアルコール(C)溶液を製造することができる。   Specifically, a mixture containing the coupling agent (a4) and alcohol (C) prepared in advance, and, if necessary, the chain extender (a5), and the urethane prepolymer obtained in the first step. Polymer (a3) is mixed and the urethane prepolymer (a3) has an isocyanate group or a hydroxyl group, and the coupling agent (a4) or the chain extender (a5) has a functional group such as an amino group or an isocyanate group. By reacting, an alcohol (C) solution of the urethane resin (A) having a hydrolyzable silyl group introduced into the molecule can be produced.

ここで、前記カップリング剤(a4)として、後述するようなモノアミンシランカップリング剤やモノイソシアネート基含有シランカップリング剤等を使用した場合、前記加水分解性シリル基は、得られるアルコール可溶型ウレタン樹脂(A)の分子末端に導入される。また、前記カップリング剤(a4)として、後述するジアミンシランカップリング剤やジイソシアネート基含有シランカップリング剤等を使用した場合、前記加水分解性シリル基は、得られるアルコール可溶型ウレタン樹脂(A)の分子側鎖に導入される。   Here, when a monoamine silane coupling agent or a monoisocyanate group-containing silane coupling agent as described later is used as the coupling agent (a4), the hydrolyzable silyl group is obtained as an alcohol-soluble type. It introduce | transduces into the molecular terminal of a urethane resin (A). Moreover, when the diamine silane coupling agent mentioned later, a diisocyanate group containing silane coupling agent, etc. are used as the said coupling agent (a4), the said hydrolyzable silyl group is an alcohol-soluble urethane resin (A ) Introduced in the molecular side chain.

前記カップリング剤(a4)とアルコール(C)と、必要に応じて前記鎖伸長剤(a5)とを含む混合物は、カップリング剤(a4)とアルコール(C)と、必要に応じて前記鎖伸長剤(a5)とを、常温下、具体的には10〜50℃程度の条件下で一括供給またはいずれかを逐次供給し、混合、攪拌することにより得ることができる。ここで、前記カップリング剤(a4)は、アルコール(C)の存在下にあるので、該カップリング剤(a4)が有する加水分解性シリル基間での加水分解縮合反応を実質的に引き起こさない。   The mixture containing the coupling agent (a4), the alcohol (C) and, if necessary, the chain extender (a5) is composed of the coupling agent (a4), the alcohol (C), and if necessary, the chain. The extender (a5) can be obtained by collectively supplying at a normal temperature, specifically, at a temperature of about 10 to 50 ° C., or sequentially supplying any of them, and mixing and stirring. Here, since the coupling agent (a4) is in the presence of the alcohol (C), it does not substantially cause a hydrolysis condensation reaction between hydrolyzable silyl groups of the coupling agent (a4). .

次に、前記(方法2)について説明する。
前記(方法2)は、前記カップリング剤(a4)と、必要に応じて前記鎖伸長剤(a5)とを含む混合物、及び、前記ウレタンプレポリマー(a3)を混合し反応させることで分子中に加水分解性シリル基を有するアルコール可溶型ウレタン樹脂(A)を製造し、次いで、前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)とアルコール(C)とを混合することで加水分解性シリル基を有するアルコール可溶型ウレタン樹脂(A)のアルコール(C)溶液を製造する方法である。
Next, the (Method 2) will be described.
In the (Method 2), a mixture containing the coupling agent (a4) and, if necessary, the chain extender (a5), and the urethane prepolymer (a3) are mixed and reacted. The alcohol-soluble urethane resin (A) having a hydrolyzable silyl group is prepared, and then the alcohol-soluble urethane resin (A) and the alcohol (C) are mixed to form a hydrolyzable silyl group. This is a method for producing an alcohol (C) solution of an alcohol-soluble urethane resin (A).

具体的には、予め調製した前記カップリング剤(a4)単独、または、前記カップリング剤(a4)と前記鎖伸長剤(a5)とを含む混合物と、前記第一工程で得られた前記ウレタンプレポリマー(a3)とを混合し、前記ウレタンプレポリマー(a3)が有するイソシアネート基または水酸基と、前記カップリング剤(a4)や鎖伸長剤(a5)が有するアミノ基やイソシアネート基等の官能基とを反応させることによって、分子中に加水分解性シリル基及び/またはシラノール基が導入された前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)を製造する。   Specifically, the urethane prepared in the first step, and the coupling agent (a4) alone or a mixture containing the coupling agent (a4) and the chain extender (a5) prepared in advance. The prepolymer (a3) is mixed, the isocyanate group or hydroxyl group of the urethane prepolymer (a3), and the functional group such as amino group or isocyanate group of the coupling agent (a4) or chain extender (a5). To produce the alcohol-soluble urethane resin (A) in which hydrolyzable silyl groups and / or silanol groups are introduced into the molecule.

次いで、得られたアルコール可溶型ウレタン樹脂(A)とアルコール(C)とを混合し、攪拌することによって、アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)の前記アルコール(C)溶液を得ることができる。その際、前記ウレタン樹脂(A)中に存在していたシラノール基の大部分は、アルコール(C)の存在下でアルコキシシリル基等の加水分解性シリル基を形成する。   Next, the alcohol-soluble urethane resin (A) and the alcohol (C) thus obtained are mixed and stirred, whereby the alcohol-soluble urethane resin (A) solution of the alcohol-soluble urethane resin (A) can be obtained. . At that time, most of the silanol groups present in the urethane resin (A) form hydrolyzable silyl groups such as alkoxysilyl groups in the presence of the alcohol (C).

前記カップリング剤(a4)とともに鎖伸長剤(a5)を使用する場合には、カップリング剤(a4)と鎖伸長剤(a5)とを、常温下、具体的には10〜50℃程度の条件下で混合することが好適である。   When the chain extender (a5) is used together with the coupling agent (a4), the coupling agent (a4) and the chain extender (a5) are used at room temperature, specifically about 10 to 50 ° C. It is preferred to mix under conditions.

また、前記カップリング剤(a4)単独、または、前記カップリング剤(a4)と草地伸長剤(a5)とを含む混合物と、前記ウレタンプレポリマー(a3)との混合は、好ましくは10〜50℃、より好ましくは10〜30℃の温度条件下で行うことができる。   In addition, the coupling agent (a4) alone or a mixture containing the coupling agent (a4) and the grassland extender (a5) and the urethane prepolymer (a3) is preferably 10-50. The reaction can be performed at a temperature of 10 ° C, more preferably 10 to 30 ° C.

また、前記カップリング剤(a4)及び鎖伸長剤(a5)の混合物と、前記ウレタンプレポリマー(a3)との混合は、それらを一括して混合する方法や、いずれか一方を他方へ滴下等で逐次供給し混合する方法により行ってもよい。   In addition, the mixture of the coupling agent (a4) and the chain extender (a5) and the urethane prepolymer (a3) may be mixed in a batch, or one of them may be dropped onto the other. May be carried out by a method of sequentially feeding and mixing.

また、前記方法で得られたアルコール可溶型ウレタン樹脂(A)とアルコール(C)との混合は、好ましくは10〜50℃の温度条件下で行うことが好ましい。前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)と前記アルコール(C)との混合も、それらを一括して混合する方法や、いずれか一方を他方へ滴下等により逐次供給し混合する方法で行うことができる。   The mixing of the alcohol-soluble urethane resin (A) and the alcohol (C) obtained by the above method is preferably performed under a temperature condition of 10 to 50 ° C. Mixing of the alcohol-soluble urethane resin (A) and the alcohol (C) can also be performed by a method of mixing them all at once or by a method of sequentially supplying and mixing one of them to the other by dropping or the like. it can.

次に、前記(方法3)について説明する。
前記(方法3)は、前記第一工程で得られたウレタンプレポリマー(a3)及びアルコール(C)の混合物と、前記カップリング剤(a4)と、必要に応じ鎖伸長剤(a5)とを混合し反応させることによって、加水分解性シリル基を有するアルコール可溶型ウレタン樹脂(A)のアルコール(C)溶液を製造する方法である。
Next, (Method 3) will be described.
The (Method 3) includes a mixture of the urethane prepolymer (a3) and the alcohol (C) obtained in the first step, the coupling agent (a4), and, if necessary, a chain extender (a5). It is a method for producing an alcohol (C) solution of an alcohol-soluble urethane resin (A) having a hydrolyzable silyl group by mixing and reacting.

具体的には、前記第一工程で得られた前記ウレタンプレポリマー(a3)をアルコール(C)に溶解した混合物を予め調製し、該混合物と、前記カップリング剤(a4)と、必要に応じて鎖伸長剤(a5)とを混合し、前記カップリング剤(a4)や鎖伸長剤(a5)が有するアミノ基やイソシアネート基等の官能基と、前記ウレタンプレポリマー(a3)の有するイソシアネート基や水酸基とを反応させることによって、アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)の前記アルコール(C)溶液を得ることができる。   Specifically, a mixture prepared by dissolving the urethane prepolymer (a3) obtained in the first step in alcohol (C) is prepared in advance, and the mixture, the coupling agent (a4), and as necessary. The chain extender (a5) is mixed, and the functional group such as an amino group or isocyanate group that the coupling agent (a4) or chain extender (a5) has, and the isocyanate group that the urethane prepolymer (a3) has. The alcohol (C) solution of the alcohol-soluble urethane resin (A) can be obtained by reacting with a hydroxyl group.

ここで、前記ウレタンプレポリマー(a3)とアルコール(C)との混合は、前記ウレタンプレポリマー(a3)が有するイソシアネート基と、前記アルコール(C)が有する水酸基との反応を防止する観点から、好ましくは10〜50℃、より好ましくは10〜30℃の常温または比較的低温条件下で行うことが重要である。   Here, the mixing of the urethane prepolymer (a3) and the alcohol (C) is from the viewpoint of preventing the reaction between the isocyanate group of the urethane prepolymer (a3) and the hydroxyl group of the alcohol (C). It is important to carry out the reaction at room temperature or relatively low temperature, preferably 10 to 50 ° C., more preferably 10 to 30 ° C.

前記ウレタンプレポリマー(a3)とアルコール(C)との混合は、それらを一括して混合する方法や、いずれか一方を他方へ滴下等で逐次供給し混合する方法により行ってもよい。   The urethane prepolymer (a3) and the alcohol (C) may be mixed by a method of mixing them all together or a method of sequentially supplying one of them to the other by dropping or the like and mixing them.

また、前記ウレタンプレポリマー(a3)とアルコール(C)との混合物と、前記カップリング剤(a4)と必要に応じて鎖伸長剤(a5)との混合は、それらを一括して混合、攪拌する方法であっても、何れかの成分を他の成分へ滴下等の方法により逐次供給することによって行っても良い。但し、前記ウレタンプレポリマー(a3)が有するイソシアネート基と、前記アルコール(C)が有する水酸基との反応を防止する観点から、前記ウレタンプレポリマー(a3)とアルコール(C)との混合物を製造した後、できるだけ速やかに、具体的には、好ましくは10〜50℃の条件下、前記混合物の製造後、約2時間以内に前記カップリング剤(a4)や前記鎖伸長剤(a5)と混合し、その後、約10〜50℃で反応させることが好ましい。   Moreover, the mixture of the urethane prepolymer (a3) and the alcohol (C), the coupling agent (a4) and, if necessary, the chain extender (a5) are mixed and stirred together. Even if it is a method to do, you may carry out by supplying one component to another component sequentially by methods, such as dripping. However, a mixture of the urethane prepolymer (a3) and the alcohol (C) was produced from the viewpoint of preventing the reaction between the isocyanate group of the urethane prepolymer (a3) and the hydroxyl group of the alcohol (C). Thereafter, the mixture is mixed with the coupling agent (a4) and the chain extender (a5) as soon as possible, specifically, preferably at a temperature of 10 to 50 ° C. within about 2 hours after the production of the mixture. Thereafter, the reaction is preferably carried out at about 10 to 50 ° C.

前記第一工程及び第二工程によって得られたアルコール可溶型ウレタン樹脂(A)は、後述するアルコール(C)に対して優れた溶解性を有する。前記ウレタン樹脂(A)の溶解性は、前記ウレタン樹脂(A)の好ましくは95質量%以上がアルコール(C)に溶解できることを指し、より好ましくは99質量%以上が溶解できることを指し、特に好ましくは実質的に100質量%が溶解することを指す。また、前記ウレタン樹脂(A)の溶解性は、本発明のウレタン樹脂組成物を目視した際に白濁を引き起こさず、透明な状態を維持できる状態を指す。   The alcohol-soluble urethane resin (A) obtained by the first step and the second step has excellent solubility in the alcohol (C) described later. The solubility of the urethane resin (A) indicates that preferably 95% by mass or more of the urethane resin (A) can be dissolved in the alcohol (C), more preferably 99% by mass or more can be dissolved, and particularly preferable. Means that substantially 100% by mass is dissolved. Moreover, the solubility of the said urethane resin (A) points out the state which does not cause white turbidity when the urethane resin composition of this invention is visually observed but can maintain a transparent state.

前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)の製造に使用可能なポリイソシアネート(a1)としては、例えば4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、カルボジイミド化ジフェニルメタンポリイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、テトラメチルキシレンジイソシアネート等の芳香族環式構造含有ポリイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート等の脂肪族環式構造含有ポリイソシアネート、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、ノルボルネンジイソシアネート等の脂肪族系ポリイソシアネート等を使用することができる。   Examples of the polyisocyanate (a1) that can be used for the production of the alcohol-soluble urethane resin (A) include 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 2,4′-diphenylmethane diisocyanate, polymethylene polyphenyl polyisocyanate, and carbodiimidization. Aromatic cyclic structure-containing polyisocyanates such as diphenylmethane polyisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, tetramethylxylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, water Polyisocyanates containing aliphatic cyclic structures such as hydrogenated diphenylmethane diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, die Over acid diisocyanate, an aliphatic polyisocyanate such as norbornene diisocyanate can be used.

なかでも、後述するアルコール(C)に対して良好な溶解性を有し、かつ前記アルコール(C)とも副反応しにくいアルコール可溶型ウレタン樹脂(A)を製造する観点から、脂肪族環式構造含有ポリイソシアネートや脂肪族ポリイソシアネートを使用することが好ましく、イソホロンジイソシアネートを使用することが特に好ましい。なお、前記ポリイソシアネート(a1)として芳香族環式構造含有ポリイソシアネートを単独で使用する場合には、ウレタン樹脂(A)を製造する際の第二工程として前記方法2を行うことが好ましい。   Among them, from the viewpoint of producing an alcohol-soluble urethane resin (A) that has good solubility in the alcohol (C) described later and that hardly reacts with the alcohol (C), the aliphatic cyclic It is preferable to use structure-containing polyisocyanates and aliphatic polyisocyanates, and it is particularly preferable to use isophorone diisocyanate. In addition, when using aromatic cyclic structure containing polyisocyanate alone as said polyisocyanate (a1), it is preferable to perform the said method 2 as a 2nd process at the time of manufacturing a urethane resin (A).

前記ポリイソシアネート(a1)と反応しうるポリオール(a2)としては、前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)中にオキシエチレン構造を導入する観点から、オキシエチレン構造含有ポリオール(a2−1)を使用することが好ましい。   As the polyol (a2) capable of reacting with the polyisocyanate (a1), an oxyethylene structure-containing polyol (a2-1) is used from the viewpoint of introducing an oxyethylene structure into the alcohol-soluble urethane resin (A). It is preferable to do.

前記オキシエチレン構造含有ポリオール(a2−1)としては、例えば分子中または側鎖にオキシエチレン構造を有するものを使用することができ、例えばポリオキシエチレングリコールや、オキシエチレン構造とともに、オキシプロピレン構造やテトラメチレンオキサイド構造等のその他のオキシアルキレン構造との両方の構造を有するランダム共重合体やブロック共重合体を使用することができる。   As said oxyethylene structure containing polyol (a2-1), what has an oxyethylene structure in a molecule | numerator or a side chain, for example can be used, for example, an oxypropylene structure and polyoxyethylene glycol, an oxyethylene structure, Random copolymers and block copolymers having both structures with other oxyalkylene structures such as a tetramethylene oxide structure can be used.

前記オキシエチレン構造とその他のオキシアルキレン構造との質量割合[オキシエチレン構造/その他のオキシアルキレン構造]としては、前記加水分解性基含有化合物(B)や、硬化物を形成する際に必要に応じて使用可能な水及び酸触媒等に対する相溶性を向上させ、得られる硬化物の耐水性を向上する観点から、30/70〜60/40の質量割合であることが好ましい。   The mass ratio of the oxyethylene structure and the other oxyalkylene structure [oxyethylene structure / other oxyalkylene structure] is necessary when forming the hydrolyzable group-containing compound (B) or a cured product. From the viewpoints of improving the compatibility with water and acid catalysts that can be used, and improving the water resistance of the resulting cured product, the mass ratio is preferably 30/70 to 60/40.

また、前記オキシエチレン構造含有ポリオール(a2−1)としては、オキシエチレン構造を有するポリオキシアルキレン鎖の片末端に水酸基を1個または2個以上有するものを使用することもできる。オキシエチレン構造を有するポリオキシアルキレン鎖の片末端に水酸基を1個有するものとしては、例えばポリエチレングリコールモノメチルエーテル等を使用することができる。また、オキシエチレン構造を有するポリオキシアルキレン鎖の片末端に水酸基を2個以上有するものとしては、具体的にはYmer N120(パーストープ社製)等を使用することができる。   Moreover, as said oxyethylene structure containing polyol (a2-1), what has 1 or 2 or more of hydroxyl groups in the one end of the polyoxyalkylene chain which has an oxyethylene structure can also be used. As the polyoxyalkylene chain having an oxyethylene structure having one hydroxyl group at one end, for example, polyethylene glycol monomethyl ether can be used. In addition, specifically, Ymer N120 (manufactured by Perstorp) or the like can be used as one having two or more hydroxyl groups at one end of a polyoxyalkylene chain having an oxyethylene structure.

前記オキシエチレン構造含有ポリオール(a2−1)としては、前記したなかでもオキシエチレン構造含有ポリエーテルポリオールを使用することが、好ましく、エチレンオキサイドとテトラヒドロフランとの共重合体からなるポリエーテルポリオール、及び、ポリオキシエチレンポリオールとからなる群より選ばれる1種以上を使用することがより好ましい。   As the oxyethylene structure-containing polyol (a2-1), it is preferable to use an oxyethylene structure-containing polyether polyol, and a polyether polyol composed of a copolymer of ethylene oxide and tetrahydrofuran, and It is more preferable to use one or more selected from the group consisting of polyoxyethylene polyols.

前記オキシエチレン構造含有ポリエーテルポリオールは、例えば活性水素原子を2個以上有する化合物からなる開始剤と、エチレンオキサイドを必須とし、必要に応じてその他のアルキレンオキサイドとを付加重合することによって製造することができる。具体的には、例えば三フッ化ホウ素等の触媒と前記開始剤の存在下に、前記エチレンオキサイドを含むアルキレンオキサイド等を一括供給、またはそれぞれ別々に供給、混合し、反応させることによって製造することができる。   The oxyethylene structure-containing polyether polyol is produced, for example, by addition polymerization of an initiator composed of a compound having two or more active hydrogen atoms with ethylene oxide as necessary, and with other alkylene oxide as necessary. Can do. Specifically, for example, it is produced by collectively supplying alkylene oxides containing ethylene oxide or the like separately in the presence of a catalyst such as boron trifluoride and the initiator, or separately supplying, mixing and reacting each other. Can do.

前記オキシエチレン構造含有ポリエーテルポリオールの製造に使用する開始剤としては、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール、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、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、ソルビトール、マンニトール、ソルビタン、ジグリセリン、ジペンタエリスリトール等を使用することができる。   Examples of the initiator used for the production of the oxyethylene structure-containing polyether polyol include ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, cyclohexanediol, cyclohexanedimethanol, glycerin, and trimethylol. Propane, trimethylolethane, hexanetriol, pentaerythritol, sorbitol, mannitol, sorbitan, diglycerin, dipentaerythritol and the like can be used.

また、前記開始剤と反応しうるアルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイドを必須とし、必要に応じてプロピレンオキサイドやブチレンオキサイド、スチレンオキサイド、γ-クロロプロピレンオキシド(エピクロルヒドリン)、テトラメチレンオキサイド(テトラヒドロフラン)等のその他のアルキレンオキサイドを組み合わせ使用することができる。   Further, as the alkylene oxide that can react with the initiator, ethylene oxide is essential, and propylene oxide, butylene oxide, styrene oxide, γ-chloropropylene oxide (epichlorohydrin), tetramethylene oxide (tetrahydrofuran), etc., as necessary. Other alkylene oxides can be used in combination.

前記オキシエチレン構造含有ポリオール(a2−1)としては、前記加水分解性基含有化合物(B)や水、マレイン酸等の酸触媒等との相溶性を向上させるうえで、800〜5000の数平均分子量を有するものを使用することが好ましい。   The oxyethylene structure-containing polyol (a2-1) has a number average of 800 to 5000 in order to improve the compatibility with the hydrolyzable group-containing compound (B), acid catalyst such as water and maleic acid, and the like. It is preferable to use one having a molecular weight.

前記オキシエチレン構造含有ポリオール(a2−1)は、前記ポリオール(a2)の全量に対して10〜100質量%の範囲で使用することが好ましく、20〜100質量%が好ましく、80〜100質量%の範囲で使用することが、ウレタン樹脂組成物の良好な保存安定性や造膜性、成形加工性を維持し、かつ、極めて高硬度で耐擦傷性に優れた硬化物等を得るうえで好ましい。   The oxyethylene structure-containing polyol (a2-1) is preferably used in a range of 10 to 100% by mass, preferably 20 to 100% by mass, and 80 to 100% by mass with respect to the total amount of the polyol (a2). Is preferably used for obtaining a cured product having excellent storage stability, film-forming property, moldability, and extremely high hardness and excellent scratch resistance. .

前記ポリオール(a2)としては、前記オキシエチレン構造含有ポリオール(a2−1)とともに、必要に応じてその他のポリオールを組み合わせ使用することができる。   As said polyol (a2), another polyol can be used in combination with the said oxyethylene structure containing polyol (a2-1) as needed.

前記その他のポリオールとしては、オキシエチレン構造を有さないポリオールであって、例えばオキシエチレン構造を有さないポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール等を使用することができる。得られる硬化物の耐溶剤性等を向上する場合には、前記その他のポリオールとしてポリエステルポリオールやポリカーボネートポリオールを使用することが好ましい。   Examples of the other polyols include polyols having no oxyethylene structure, such as polyether polyols, polyester polyols, and polycarbonate polyols having no oxyethylene structure. When improving the solvent resistance etc. of the cured | curing material obtained, it is preferable to use polyester polyol and polycarbonate polyol as said other polyol.

前記その他のポリエーテルポリオールとしては、例えば前記した開始剤及びアルキレンオキサイドとして、オキシエチレン構造を有さないものを使用しそれらを付加重合することによって得られたものを使用することができる。   As said other polyether polyol, what was obtained by carrying out addition polymerization of the above-mentioned initiator and alkylene oxide which do not have an oxyethylene structure, for example can be used.

前記ポリエーテルポリオールとしては、例えばポリオキシテトラメチレングリコールやポリオキシプロピレングリコール等を使用することができる。   As said polyether polyol, polyoxytetramethylene glycol, polyoxypropylene glycol, etc. can be used, for example.

また、前記その他のポリエステルポリオールとしては、例えば低分子量のポリオールとポリカルボン酸とをエステル化反応して得られる脂肪族ポリエステルポリオールや芳香族ポリエステルポリオール、ε−カプロラクトンやγ−ブチロラクトン等の環状エステル化合物を開環重合反応して得られるポリエステルや、これらの共重合ポリエステル等を使用することができる。   Examples of the other polyester polyols include aliphatic polyester polyols and aromatic polyester polyols obtained by esterifying low molecular weight polyols and polycarboxylic acids, and cyclic ester compounds such as ε-caprolactone and γ-butyrolactone. Polyester obtained by ring-opening polymerization reaction, copolymerized polyesters thereof, and the like can be used.

前記低分子量のポリオールとしては、例えば1,2−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン等を単独または2種以上併用して使用することができる。   Examples of the low molecular weight polyol include 1,2-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1, 4-Cyclohexanedimethanol, neopentyl glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, glycerin, trimethylolpropane and the like can be used alone or in combination of two or more.

また、前記ポリカルボン酸としては、例えばコハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、アゼライン酸、シクロペンタンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸及びこれらの無水物またはエステル形成性誘導体などを使用することができる。なお、前記芳香族環式構造含有ポリエステルポリオールを使用する場合には、前記ポリカルボン酸としてテレフタル酸やイソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ポリカルボン酸を使用することが好ましい。   Examples of the polycarboxylic acid include succinic acid, adipic acid, sebacic acid, dodecanedicarboxylic acid, azelaic acid, cyclopentanedicarboxylic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, and these. An anhydride or an ester-forming derivative can be used. In addition, when using the said aromatic cyclic structure containing polyester polyol, it is preferable to use aromatic polycarboxylic acids, such as a terephthalic acid, isophthalic acid, a phthalic acid, and a naphthalene dicarboxylic acid, as the said polycarboxylic acid.

また、前記その他のポリカーボネートポリオールとしては、例えば炭酸エステルとポリオールとを反応させて得られるものや、ホスゲンとビスフェノールA等とを反応させて得られるものを使用することができる。   Moreover, as said other polycarbonate polyol, what is obtained by making carbonate ester and a polyol react, for example, what is obtained by making phosgene, bisphenol A, etc. react can be used.

前記炭酸エステルとしては、メチルカーボネートや、ジメチルカーボネート、エチルカーボネート、ジエチルカーボネート、シクロカーボネート、ジフェニルカーボネ−ト等を使用することできる。   As the carbonate ester, methyl carbonate, dimethyl carbonate, ethyl carbonate, diethyl carbonate, cyclocarbonate, diphenyl carbonate and the like can be used.

前記炭酸エステルと反応しうるポリオールとしては、例えば1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,2−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,5−ヘキサンジオール、2,5−ヘキサンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,11−ウンデカンジオール、1,12−ドデカンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、2−ブチル−2−エチルプロパンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、ネオペンチルグリコール、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、ハイドロキノン、レゾルシン、ビスフェノール−A、ビスフェノール−F、4,4’−ビフェノール等の比較的低分子量のジヒドロキシ化合物等を使用することができる。   Examples of the polyol that can react with the carbonate ester include 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, dipropylene glycol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, and 1,2-butanediol. 2,3-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,5-hexanediol, 2,5-hexanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol, 1,11-undecanediol, 1,12-dodecanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 2-methyl-1,8-octanediol, 2-butyl-2- Tylpropanediol, 2-methyl-1,8-octanediol, neopentyl glycol, 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, hydroquinone, resorcin, bisphenol-A, bisphenol-F, 4,4 ′ -Relatively low molecular weight dihydroxy compounds such as biphenols can be used.

前記ポリオール(a2)としては、前記したものの他に、1,2−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパンや、ジメチロールプロピオン酸等の比較的低分子量のポリオールを使用することもできる。   As the polyol (a2), in addition to those described above, 1,2-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,6- Relatively low molecular weight polyols such as hexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, neopentyl glycol, dipropylene glycol, glycerin, trimethylolpropane and dimethylolpropionic acid can also be used.

前記その他のポリオールとしては、800〜5000の範囲の数平均分子量を有するものを使用することが好ましく、800〜3000の範囲のものを使用することがより好ましい。   As said other polyol, it is preferable to use what has the number average molecular weight of the range of 800-5000, and it is more preferable to use the thing of the range of 800-3000.

前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)の製造に使用するカップリング剤(a4)は、前記ウレタン樹脂(A)の分子末端または分子側鎖に加水分解性シリル基を導入するために使用する。   The coupling agent (a4) used for the production of the alcohol-soluble urethane resin (A) is used for introducing a hydrolyzable silyl group into the molecular terminal or molecular side chain of the urethane resin (A).

前記カップリング剤(a4)としては、例えばアミノ基含有シランカップリング剤やイソシアネート基含有シランカップリング剤を使用することができる。   As said coupling agent (a4), an amino group containing silane coupling agent and an isocyanate group containing silane coupling agent can be used, for example.

前記アミノ基含有シランカップリング剤としては、例えばモノアミンシランカップリング剤、ジアミンシランカップリング剤を使用することができる。前記モノアミンシランカップリング剤は、前記ウレタンプレポリマー(a3)の分子末端がイソシアネート基である場合に、かかるイソシアネート基と前記モノアミンシランカップリング剤のアミノ基とが反応する。これにより、分子末端に加水分解性シリル基を有するアルコール可溶型ウレタン樹脂(A)を得ることができる。   As said amino group containing silane coupling agent, a monoamine silane coupling agent and a diamine silane coupling agent can be used, for example. In the monoamine silane coupling agent, when the molecular end of the urethane prepolymer (a3) is an isocyanate group, the isocyanate group reacts with the amino group of the monoamine silane coupling agent. Thereby, the alcohol-soluble urethane resin (A) having a hydrolyzable silyl group at the molecular end can be obtained.

一方、前記ジアミンシランカップリング剤は、前記ウレタンプレポリマー(a3)の分子末端がイソシアネート基である場合に、かかるイソシアネート基と前記ジアミンシランカップリング剤のアミノ基とが反応する。これにより、分子末端ではなく、分子側鎖に加水分解性シリル基を有するアルコール可溶型ウレタン樹脂(A)を得ることができる。   On the other hand, when the molecular end of the urethane prepolymer (a3) is an isocyanate group, the isocyanate group reacts with the amino group of the diamine silane coupling agent. Thereby, it is possible to obtain an alcohol-soluble urethane resin (A) having a hydrolyzable silyl group in the molecular side chain instead of the molecular end.

前記モノアミンシランカップリング剤としては、例えば、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン等のモノアミンシランカップリング剤を単独または2種以上併用して使用することができる。   Examples of the monoamine silane coupling agent include monoamine silane coupling agents such as γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, and γ-aminopropylmethyldiethoxysilane. Can be used alone or in combination of two or more.

前記ジアミンシランカップリング剤としては、例えば、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン等のジアミンシランカップリング剤を単独または2種以上併用して使用することができる。   As the diamine silane coupling agent, for example, a diamine silane coupling agent such as N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimethoxysilane alone or Two or more types can be used in combination.

また、前記前記イソシアネート基含有シランカップリング剤としては、例えばモノイソシアネート基含有シランカップリング剤、ジイソシアネート基含有シランカップリング剤を使用することができる。   Moreover, as said isocyanate group containing silane coupling agent, a monoisocyanate group containing silane coupling agent and a diisocyanate group containing silane coupling agent can be used, for example.

前記モノイソシアネート基含有シランカップリング剤は、前記ウレタンプレポリマー(a3)の分子末端が水酸基である場合に、かかる水酸基と前記モノイソシアネート基含有シランカップリング剤のイソシアネート基とが反応する。これにより、分子末端に加水分解性シリル基を有するアルコール可溶型ウレタン樹脂(A)を得ることができる。   In the monoisocyanate group-containing silane coupling agent, when the molecular end of the urethane prepolymer (a3) is a hydroxyl group, the hydroxyl group reacts with the isocyanate group of the monoisocyanate group-containing silane coupling agent. Thereby, the alcohol-soluble urethane resin (A) having a hydrolyzable silyl group at the molecular end can be obtained.

一方、前記ジイソシアネート基含有シランカップリング剤は、前記ウレタンプレポリマー(a3)の分子末端が水酸基である場合に、かかる水酸基と前記ジイソシアネート基含有シランカップリング剤のイソシアネート基とが反応する。これにより、分子末端ではなく、分子側鎖に加水分解性シリル基を有するアルコール可溶型ウレタン樹脂(A)を得ることができる。   On the other hand, in the diisocyanate group-containing silane coupling agent, when the molecular end of the urethane prepolymer (a3) is a hydroxyl group, the hydroxyl group reacts with the isocyanate group of the diisocyanate group-containing silane coupling agent. Thereby, it is possible to obtain an alcohol-soluble urethane resin (A) having a hydrolyzable silyl group in the molecular side chain instead of the molecular end.

前記モノイソシアネート基含有シランカップリング剤としては、例えば、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン等を単独または2種以上併用して使用することができる。   As said monoisocyanate group containing silane coupling agent, (gamma) -isocyanate propyl triethoxysilane, (gamma) -isocyanate propyl trimethoxysilane etc. can be used individually or in combination of 2 or more types, for example.

前記カップリング剤(a4)としては、加水分解性シリル基を、前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)からなる分子の側鎖に導入し、より一層優れた耐擦傷性を備えた硬化物を得るうえで、ジアミンシランカップリング剤やジイソシアネート基含有シランカップリング剤を使用することが好ましく、特にジアミンシランカップリング剤を使用することがより好ましい。   As the coupling agent (a4), a hydrolyzable silyl group is introduced into a side chain of a molecule composed of the alcohol-soluble urethane resin (A), and a cured product having even better scratch resistance is obtained. In obtaining, it is preferable to use a diamine silane coupling agent or a diisocyanate group-containing silane coupling agent, and more preferably to use a diamine silane coupling agent.

前記カップリング剤(a4)は、前記ウレタンプレポリマー(a3)が有するイソシアネート基の1.00当量に対して、アミノ基が0.01〜1.0(当量比)の割合となる範囲で使用することが好ましく、0.01〜0.9(当量比)の割合で使用することがより好ましい。また、前記ウレタンプレポリマー(a3)の分子末端に官能基が水酸基である場合には、該水酸基1.00当量に対して、カップリング剤(a4)の有するイソシアネート基が0.01〜1.0(当量比)の割合となる範囲で使用することが好ましく、0.01〜0.9(当量比)の割合で使用することがより好ましい。   The coupling agent (a4) is used in a range where the amino group has a ratio of 0.01 to 1.0 (equivalent ratio) with respect to 1.00 equivalent of the isocyanate group of the urethane prepolymer (a3). It is preferable to use it at a ratio of 0.01 to 0.9 (equivalent ratio). Moreover, when a functional group is a hydroxyl group at the molecular terminal of the urethane prepolymer (a3), the isocyanate group of the coupling agent (a4) is 0.01 to 1 with respect to 1.00 equivalent of the hydroxyl group. It is preferable to use in the range which becomes the ratio of 0 (equivalent ratio), and it is more preferable to use it in the ratio of 0.01-0.9 (equivalent ratio).

また、前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)を製造する際には、該ウレタン樹脂(A)を高分子量化し、得られる硬化物に極めて高硬度で特に優れた耐擦傷性を付与するうえで、必要に応じて鎖伸長剤(a5)を使用することができる。   When the alcohol-soluble urethane resin (A) is produced, the urethane resin (A) has a high molecular weight, and the obtained cured product is imparted with extremely high hardness and particularly excellent scratch resistance. The chain extender (a5) can be used as necessary.

前記カップリング剤(a4)としての前記ジアミンシランカップリング剤やジイソシアネート基含有シランカップリング剤は、鎖伸長剤として使用することも可能であるため、それらを使用する場合には、前記鎖伸長剤(a5)は必ずしも使用する必要はない。   Since the diamine silane coupling agent or diisocyanate group-containing silane coupling agent as the coupling agent (a4) can be used as a chain extender, the chain extender is used when they are used. (A5) is not necessarily used.

しかし、前記カップリング剤(a4)として、例えば前記モノアミンシランカップリング剤やモノイソシアネート基含有シランカップリング剤を使用する場合には、アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)を高分子量化し、極めて高硬度で特に優れた耐擦傷性を備えた硬化物を得るうえで、前記鎖伸長剤(a5)を使用することが好ましい。   However, when the monoamine silane coupling agent or the monoisocyanate group-containing silane coupling agent is used as the coupling agent (a4), for example, the alcohol-soluble urethane resin (A) has a high molecular weight and is extremely high. The chain extender (a5) is preferably used in order to obtain a cured product having particularly excellent scratch resistance in hardness.

前記鎖伸長剤(a5)としては、従来知られるアミン化合物やアルカノールアミン等を使用することができる。なかでもジアミンを使用することが好ましい。   As the chain extender (a5), conventionally known amine compounds and alkanolamines can be used. Of these, diamines are preferably used.

前記ジアミンとしては、例えばジシクロヘキシルメタンジアミン、イソホロンジアミン、4,4’−ジフェニルメタンジアミン、ジアミノエタン、1,2−又は1,3−ジアミノプロパン、1,2−又は1,3−又は1,4−ジアミノブタン、1,5−ジアミノペンタン、1,6−ジアミノヘキサン、ピペラジン、N,N’−ビス−(2−アミノエチル)ピペラジン、ビス−(4−アミノシクロヘキシル)メタン、ビス−(4−アミノ−3−ブチルシクロヘキシル)メタン、1,2−、1,3−及び1,4−ジアミノシクロヘキサン、ノルボルネンジアミン、ヒドラジン、アジピン酸ジヒドラジン等を単独または2種以上併用して使用できる。なかでも、前記アルコール(C)への溶解性に優れたアルコール可溶型ウレタン樹脂(A)を製造する観点から、脂肪族環式構造含有ジアミンや脂肪族ジアミンを使用することが好ましく、ジシクロヘキシルメタンジアミン、イソホロンジアミンを使用することがより好ましい。   Examples of the diamine include dicyclohexylmethanediamine, isophoronediamine, 4,4′-diphenylmethanediamine, diaminoethane, 1,2- or 1,3-diaminopropane, 1,2- or 1,3- or 1,4- Diaminobutane, 1,5-diaminopentane, 1,6-diaminohexane, piperazine, N, N′-bis- (2-aminoethyl) piperazine, bis- (4-aminocyclohexyl) methane, bis- (4-amino) -3-Butylcyclohexyl) methane, 1,2-, 1,3- and 1,4-diaminocyclohexane, norbornenediamine, hydrazine, dihydrazine adipate and the like can be used alone or in combination of two or more. Among these, from the viewpoint of producing the alcohol-soluble urethane resin (A) excellent in solubility in the alcohol (C), it is preferable to use an aliphatic cyclic structure-containing diamine or an aliphatic diamine, and dicyclohexylmethane. More preferably, diamine or isophoronediamine is used.

また、本発明では、前記ジアミンの他に、必要に応じてその他の鎖伸長剤を併用してもよく、例えばエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、3,3’−ジメチロールへプタン、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコール、3,3−ビス(ヒドロキシメチル)へプタン、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ソルビトール、ハイドロキノンジエチロールエーテル等を使用することもできる。   In the present invention, in addition to the diamine, other chain extenders may be used in combination as necessary. For example, ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4- Butanediol, 2,3-butanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 3,3′-dimethylol heptane, 1,4-cyclohexanedimethanol, neopentyl glycol, 3 , 3-bis (hydroxymethyl) heptane, diethylene glycol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polybutylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, sorbitol, hydroquinone diethylol ether, and the like can also be used.

前記ジアミンは、ウレタンプレポリマー(a3)が有するイソシアネート基の1.00当量に対して、アミノ基が0.50〜1.00(当量比)の割合となる範囲で使用することが好ましく、0.60〜0.90の割合で使用することが、得られる硬化物に優れた耐熱性を付与するうえでより好ましい。   The diamine is preferably used in a range where the amino group has a ratio of 0.50 to 1.00 (equivalent ratio) with respect to 1.00 equivalent of the isocyanate group of the urethane prepolymer (a3). It is more preferable to use at a ratio of .60 to 0.90 in order to impart excellent heat resistance to the obtained cured product.

また、前記カップリング剤(a4)としてモノアミンシランカップリング剤やジアミンシランカップリング剤を使用し、かつ、前記鎖伸長剤(a5)としてのジアミンを組み合わせ使用する場合には、ウレタンプレポリマー(a3)が有するイソシアネート基の1.00当量に対して、前記カップリング剤(a4)及び鎖伸長剤(a5)が有するアミノ基が0.50〜1.00(当量比)の割合となる範囲で使用することが好ましく、0.60〜0.90の割合で使用することが、得られる硬化物に優れた耐熱性を付与するうえでより好ましい。   When a monoamine silane coupling agent or a diamine silane coupling agent is used as the coupling agent (a4) and a diamine as the chain extender (a5) is used in combination, a urethane prepolymer (a3 In the range where the amino group of the coupling agent (a4) and the chain extender (a5) is in a ratio of 0.50 to 1.00 (equivalent ratio) with respect to 1.00 equivalent of the isocyanate group of It is preferable to use it, and it is more preferable to use it in the ratio of 0.60-0.90, when giving the outstanding heat resistance to the hardened | cured material obtained.

前記方法で得られたアルコール可溶型ウレタン樹脂(A)は、前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)と前記加水分解性基含有化合物(B)と前記アルコール(C)との合計質量に対して、3質量%〜20質量%の範囲で使用することが好ましく、3質量%〜10質量%の範囲で使用することが、極めて高硬度で耐擦傷性等に優れた硬化物を形成するうえで好ましい。   The alcohol-soluble urethane resin (A) obtained by the above method is based on the total mass of the alcohol-soluble urethane resin (A), the hydrolyzable group-containing compound (B), and the alcohol (C). In order to form a cured product having extremely high hardness and excellent scratch resistance, etc., it is preferable to use in the range of 3% by mass to 20% by mass. Is preferable.

次に、本発明で使用する金属アルコキシド(B−1)及びその縮合物(B−2)からなる群より選ばれる1種以上の加水分解性基含有化合物(B)について説明する。   Next, at least one hydrolyzable group-containing compound (B) selected from the group consisting of the metal alkoxide (B-1) and its condensate (B-2) used in the present invention will be described.

前記金属アルコキシド(B−1)は、金属原子にアルコキシ基が結合した化合物である。具体的には、前記金属アルコキシド(B−1)としては、下記一般式(3)で示される構造を有するものを使用することができる。   The metal alkoxide (B-1) is a compound in which an alkoxy group is bonded to a metal atom. Specifically, as the metal alkoxide (B-1), one having a structure represented by the following general formula (3) can be used.

M(OR)n (3)
(上記一般式(3)中のMは金属原子を表し、Rはアルキル基を表し、nは1〜金属原子Mの価数の範囲の整数を表す。)
前記Mは、例えばケイ素原子、チタン原子、アルミニウム原子をはじめ、マグネシウム原子、ゲルマニウム原子、リチウム原子、ナトリウム原子等が挙げられる。また、前記Rとしては、炭素原子数1〜10のアルキル基が挙げられ、具体的にはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等が挙げられる。
M (OR) n (3)
(M in the general formula (3) represents a metal atom, R represents an alkyl group, and n represents an integer in the range of 1 to the valence of the metal atom M.)
Examples of M include a silicon atom, a titanium atom, an aluminum atom, a magnesium atom, a germanium atom, a lithium atom, and a sodium atom. Moreover, as said R, a C1-C10 alkyl group is mentioned, Specifically, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group etc. are mentioned.

また、前記金属アルコキシドの縮合物(B−2)は、前記金属アルコキシドが有するアルコキシ基の一部が加水分解することで水酸基を形成し、他のアルコキシ基や水酸基と縮合反応したものを指す。   In addition, the metal alkoxide condensate (B-2) refers to a product in which a part of the alkoxy group of the metal alkoxide is hydrolyzed to form a hydroxyl group and subjected to a condensation reaction with another alkoxy group or a hydroxyl group.

前記金属アルコキシド(B−1)及びその縮合物(B−2)からなる群より選ばれる1種以上の加水分解性基含有化合物(B)を構成する金属(前記一般式(I)中のM)としては、例えばケイ素原子、チタン原子、アルミニウム原子等が挙げられる。なかでも前記金属がケイ素原子からなる金属アルコキシドまたはその縮合物を使用することが、工業的に入手が容易で、かつ、前記ウレタン樹脂(A)が有する加水分解性シリル基またはシラノール基と架橋反応し極めて高硬度で耐擦傷性に優れた皮膜等を形成するうえで好ましい。   The metal constituting the one or more hydrolyzable group-containing compound (B) selected from the group consisting of the metal alkoxide (B-1) and its condensate (B-2) (M in the general formula (I) ) Include, for example, silicon atom, titanium atom, aluminum atom and the like. Among them, the use of a metal alkoxide in which the metal is a silicon atom or a condensate thereof is industrially easily available, and the urethane resin (A) has a hydrolyzable silyl group or silanol group and a crosslinking reaction. However, it is preferable for forming a film having extremely high hardness and excellent scratch resistance.

前記金属がケイ素原子からなる金属アルコキシド(B−1)及びその縮合物(B−2)としては、一般的にゾル−ゲル反応で用いられる加水分解性シリル基含有化合物を使用することができる。   As the metal alkoxide (B-1) in which the metal is a silicon atom and the condensate (B-2) thereof, a hydrolyzable silyl group-containing compound generally used in a sol-gel reaction can be used.

前記加水分解性シリル基含有化合物としては、アルコキシシリル基含有化合物が挙げられ、例えばテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラブトキシシラン等のテトラアルコキシシラン類、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリブトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、イソプロピルトリメトキシシラン、イソプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、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、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、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、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等のトリアルコキシシラン類、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン等のアルコキシシラン、またはこれらの部分縮合物等を使用することができる。   Examples of the hydrolyzable silyl group-containing compound include alkoxysilyl group-containing compounds, such as tetraalkoxysilanes such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetraisopropoxysilane, and tetrabutoxysilane, Methoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltripropoxysilane, methyltributoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, isopropyltrimethoxysilane, isopropyltriethoxy Silane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-methyl Trialkoxysilanes such as captopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, 3,4-epoxycyclohexylethyltrimethoxysilane, 3,4-epoxycyclohexylethyltrimethoxysilane Alkoxy silanes such as dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, diethyldimethoxysilane, and diethyldiethoxysilane, or partial condensates thereof can be used.

なかでも、テトラメトキシシランや、その部分加水分解縮合物を使用することが、速やかに架橋反応を進行させ極めて高硬度で耐擦傷性に優れた硬化物を形成できるため好ましい。   Among these, it is preferable to use tetramethoxysilane or a partially hydrolyzed condensate thereof because a cured product having an extremely high hardness and excellent scratch resistance can be formed by promptly proceeding with a crosslinking reaction.

また、前記金属がチタン原子である金属アルコキシドまたはその縮合物としては、例えば、チタンイソプロポキシド、チタンラクテート、チタントリエタノールアミネート等のチタンアルコキシドを使用することができる。   In addition, as the metal alkoxide in which the metal is a titanium atom or a condensate thereof, for example, titanium alkoxide such as titanium isopropoxide, titanium lactate, titanium triethanolamate, and the like can be used.

また、前記金属がアルミニウム原子である金属アルコキシドまたはその縮合物としては、例えば、アルミニウムイソプロポキシド等のアルミニウムアルコキシドを使用することができる。   Moreover, as a metal alkoxide whose metal is an aluminum atom, or its condensate, aluminum alkoxides, such as aluminum isopropoxide, can be used, for example.

次に、本発明で使用するアルコール(C)について説明する。
前記アルコール(C)は、前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)や前記加水分解性基含有化合物(B)の溶媒に使用する。
Next, the alcohol (C) used in the present invention will be described.
The alcohol (C) is used as a solvent for the alcohol-soluble urethane resin (A) and the hydrolyzable group-containing compound (B).

前記アルコール(C)は、直鎖構造、分岐構造、環状構造などの何れの構造のものでもよいが、前記ウレタン樹脂(A)の溶解のしやすさを高める観点から、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、t−ブチルアルコールなどの好ましくは1〜7個、より好ましくは1〜4個の炭素原子数を有するアルコールを使用することが好ましく、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコールを単独または2種以上併用して使用することがより好ましい。   The alcohol (C) may have any structure such as a straight chain structure, a branched structure, and a cyclic structure, but from the viewpoint of enhancing the ease of dissolution of the urethane resin (A), methyl alcohol, ethyl alcohol, It is preferable to use an alcohol having 1 to 7 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms, such as n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, isobutyl alcohol, t-butyl alcohol, It is more preferable to use methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, or isopropyl alcohol alone or in combination of two or more.

前記アルコール(C)は、DMFなどの強溶剤とは異なり、弱溶剤に分類されるものであるため、例えば、本発明のウレタン樹脂組成物を被着体の表面に塗布等した場合であっても、被着体表面の溶解や劣化を引き起こすことがない。とりわけ、被着体が多孔体である場合には、多孔体を構成する孔を壊すことがないから、多孔体由来の柔軟性を損なうことがない。   Unlike the strong solvent such as DMF, the alcohol (C) is classified as a weak solvent. For example, when the urethane resin composition of the present invention is applied to the surface of an adherend, However, it does not cause dissolution or deterioration of the adherend surface. In particular, when the adherend is a porous body, the pores constituting the porous body are not broken, and the flexibility derived from the porous body is not impaired.

また、前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)が有する加水分解性シリル基と、前記金属アルコキシド(B−1)及びその縮合物(B−2)からなる群より選ばれる1種以上の加水分解性基含有化合物(B)を構成する金属原子に結合したアルコキシ基とは、過剰量のアルコール(C)存在下で実質的に加水分解縮合反応を進行しない。したがって、本発明のウレタン樹脂組成物では、優れた保存安定性を維持するうえで溶媒として前記アルコール(C)を使用することが重要である。   One or more hydrolysiss selected from the group consisting of the hydrolyzable silyl group of the alcohol-soluble urethane resin (A), the metal alkoxide (B-1), and the condensate (B-2) thereof. The hydrolysis-condensation reaction does not substantially proceed with the alkoxy group bonded to the metal atom constituting the functional group-containing compound (B) in the presence of an excessive amount of alcohol (C). Therefore, in the urethane resin composition of the present invention, it is important to use the alcohol (C) as a solvent in order to maintain excellent storage stability.

前記アルコール(C)は、前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)と前記加水分解性基含有化合物(B)と前記アルコール(C)との合計質量に対して20〜70質量%の範囲で使用することが、より一層優れた保存安定性を維持するうえでより好ましい。   The alcohol (C) is used in a range of 20 to 70% by mass with respect to the total mass of the alcohol-soluble urethane resin (A), the hydrolyzable group-containing compound (B), and the alcohol (C). It is more preferable to maintain even better storage stability.

なお、本発明のウレタン樹脂組成物は、前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)及び前記加水分解性基含有化合物(B)等の溶媒として、前記アルコール(C)以外のその他の溶媒を含むものであってもよい。例えば、前記ジメチルホルムアミドやトルエン等の強溶媒を含むことを排除しないが、環境負荷低減等の観点からその使用量はできるだけ少ないことが好ましい。具体的には、本発明のウレタン樹脂組成物は、該組成物中に含まれる溶媒の合計質量に対する前記アルコール(C)の質量割合が、95〜100質量%であることが好ましく、98〜100質量%であることがより好ましく、100質量%であることが特に好ましい。   In addition, the urethane resin composition of this invention contains other solvents other than the said alcohol (C) as solvents, such as the said alcohol soluble type urethane resin (A) and the said hydrolysable group containing compound (B). It may be. For example, it does not exclude the presence of a strong solvent such as dimethylformamide or toluene, but the amount used is preferably as small as possible from the viewpoint of reducing environmental burden. Specifically, in the urethane resin composition of the present invention, the mass ratio of the alcohol (C) to the total mass of the solvent contained in the composition is preferably 95 to 100% by mass, and 98 to 100. More preferably, it is 100 mass%, and it is especially preferable that it is 100 mass%.

本発明のウレタン樹脂組成物は、例えば前記方法で得たアルコール可溶型ウレタン樹脂(A)と、前記金属アルコキシド(B−1)及びその縮合物(B−2)からなる群より選ばれる1種以上の加水分解性基含有化合物(B)と、アルコール(C)とを混合することによって製造することができる。   The urethane resin composition of the present invention is, for example, 1 selected from the group consisting of the alcohol-soluble urethane resin (A) obtained by the above method, the metal alkoxide (B-1) and the condensate (B-2) thereof. It can manufacture by mixing a hydrolysable group containing compound (B) of a seed or more and alcohol (C).

具体的には、前記方法によって予め製造したアルコール可溶型ウレタン樹脂(A)のアルコール(C)溶液と、前記金属アルコキシド(B−1)及びその縮合物(B−2)からなる群より選ばれる1種以上の加水分解性基含有化合物(B)とを一括供給、または一方を他方へ逐次供給し混合、攪拌することで製造することができる。前記加水分解性基含有化合物(B)は、アルコール(C)等と予め混合されていてもよく、また、前記加水分解性基含有化合物(B)の一部が加水分解することによって生成されたアルコールを含むものであってもよい。前記加水分解によって生成されたアルコールは、必要に応じて減圧下で放置又は加温等の方法によって、除去されていても良い。   Specifically, it is selected from the group consisting of an alcohol (C) solution of an alcohol-soluble urethane resin (A) produced in advance by the above method, the metal alkoxide (B-1) and a condensate (B-2) thereof. One or more hydrolyzable group-containing compounds (B) can be supplied all at once, or one can be sequentially supplied to the other and mixed and stirred. The hydrolyzable group-containing compound (B) may be previously mixed with an alcohol (C) or the like, and is produced by hydrolysis of a part of the hydrolyzable group-containing compound (B). It may contain alcohol. The alcohol produced by the hydrolysis may be removed by a method such as standing or heating under reduced pressure as necessary.

前記ウレタン樹脂(A)のアルコール(C)溶液と、前記金属アルコキシド(B−1)及びその縮合物(B−2)からなる群より選ばれる1種以上の加水分解性基含有化合物(B)との混合は、例えば、10〜50℃程度の温度条件下、攪拌棒等を用いて行うこともできるし、ホモミキサー等の攪拌装置を用いて行うこともできる。前記混合方法としては、前記無機粒子(B)を均一に分散させる観点から、ホモミキサー等の攪拌装置を使用することが好ましい。   One or more hydrolyzable group-containing compounds (B) selected from the group consisting of an alcohol (C) solution of the urethane resin (A), the metal alkoxide (B-1) and a condensate (B-2) thereof. The mixing with can be performed, for example, using a stirring rod or the like under a temperature condition of about 10 to 50 ° C., or using a stirring device such as a homomixer. As the mixing method, it is preferable to use a stirring device such as a homomixer from the viewpoint of uniformly dispersing the inorganic particles (B).

本発明のウレタン樹脂組成物には、必要に応じて、例えば酸触媒、架橋剤、成膜助剤、充填材、チキソトロピー付与剤、粘着性付与剤、界面活性剤、顔料、ブレンド用の樹脂、その他の添加剤等を本発明の目的を阻害しない範囲で添加することができる。   In the urethane resin composition of the present invention, if necessary, for example, an acid catalyst, a crosslinking agent, a film forming aid, a filler, a thixotropic agent, a tackifier, a surfactant, a pigment, a resin for blending, Other additives and the like can be added as long as the object of the present invention is not impaired.

前記酸触媒は、本発明のウレタン樹脂組成物の硬化を速やかに進行させることを目的として使用することが好ましい。具体的には、本発明のウレタン樹脂組成物を基材等の表面に塗布等する前に、前記ウレタン樹脂組成物と前記酸触媒と水とを混合して得た、前記ウレタン樹脂組成物と前記酸触媒と前記水とを含む組成物を基材等の表面に塗布等する。これにより、該塗布層中における前記ウレタン樹脂(A)の加水分解性シリル基は速やかにシラノール基を形成し、また、前記加水分解性基含有化合物(B)の金属原子に結合したアルコキシ基も速やかに水酸基を形成し、前記シラノール基や前記水酸基の間の架橋反応を速やかに進行させることができる。   The acid catalyst is preferably used for the purpose of promptly proceeding with the curing of the urethane resin composition of the present invention. Specifically, before applying the urethane resin composition of the present invention to the surface of a substrate or the like, the urethane resin composition obtained by mixing the urethane resin composition, the acid catalyst and water, A composition containing the acid catalyst and the water is applied to the surface of a substrate or the like. Thereby, the hydrolyzable silyl group of the urethane resin (A) in the coating layer quickly forms a silanol group, and the alkoxy group bonded to the metal atom of the hydrolyzable group-containing compound (B) also A hydroxyl group can be quickly formed, and a crosslinking reaction between the silanol group and the hydroxyl group can be rapidly advanced.

前記酸触媒としては、例えば、塩酸、ホウ酸、硫酸、フッ酸、リン酸等の無機酸や、酢酸、フタル酸、マレイン酸、フマル酸、パラトルエンスルホン酸等の有機酸を、単独または2種以上併用することができる。なかでも、極めて高硬度で優れた耐擦傷性を備えた被膜等の硬化物を速やかに形成できることから、マレイン酸やリン酸を用いることが好ましい。   Examples of the acid catalyst include inorganic acids such as hydrochloric acid, boric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid, and phosphoric acid, and organic acids such as acetic acid, phthalic acid, maleic acid, fumaric acid, and paratoluenesulfonic acid. More than one species can be used in combination. Among these, maleic acid or phosphoric acid is preferably used because a cured product such as a film having extremely high hardness and excellent scratch resistance can be formed quickly.

前記酸触媒は、前記加水分解性基含有化合物(B)の100質量部に対して1〜50質量部の範囲で使用することが好ましく、2〜40質量部の範囲で使用することが、前記架橋反応を速やかに進行させるうえで好ましい。   The acid catalyst is preferably used in a range of 1 to 50 parts by weight, and in a range of 2 to 40 parts by weight, based on 100 parts by weight of the hydrolyzable group-containing compound (B). It is preferable for promptly proceeding with the crosslinking reaction.

前記架橋剤としては、例えばイソシアネート系架橋剤を使用することができ、具体的には、トリレンジイソシアネート、ナフチレン−1,5−ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、トリメチロールプロパン変性トリレンジイソシアネート等を使用することができる。   As said crosslinking agent, an isocyanate type crosslinking agent can be used, for example, specifically, tolylene diisocyanate, naphthylene-1,5-diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, trimethylolpropane modified tolylene diisocyanate, etc. Can be used.

前記成膜助剤としては、特に限定しないが、例えば、アニオン系界面活性剤(ジオクチルスルホコハク酸エステルソーダ塩など)、疎水性ノニオン系界面活性剤(ソルビタンモノオレエートなど)、シリコーンオイル等が挙げられる。   The film forming aid is not particularly limited, and examples thereof include anionic surfactants (such as dioctyl sulfosuccinate soda salt), hydrophobic nonionic surfactants (such as sorbitan monooleate), and silicone oil. It is done.

前記充填材としては、ケイ素、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、亜鉛、スズ等の金属の酸化物やそれらの加水分解縮合物をはじめ、炭酸塩(例えばカルシウム塩、カルシウム・マグネシウム塩、マグネシウム塩等)、珪酸、珪酸塩(例えばアルミニウム塩、マグネシウム塩、カルシウム塩等)、水酸化物(例えばアルミニウム塩、マグネシウム塩、カルシウム塩等)、硫酸塩(例えばバリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩等)、硼酸塩(例えばアルミニウム塩、亜鉛塩、カルシウム塩等)、チタン酸塩(例えばカリウム塩等)等が挙げられる。   Examples of the filler include metal oxides such as silicon, aluminum, titanium, zirconium, zinc, and tin and their hydrolysis condensates, carbonates (for example, calcium salts, calcium / magnesium salts, magnesium salts, etc.), Silicic acid, silicate (eg aluminum salt, magnesium salt, calcium salt etc.), hydroxide (eg aluminum salt, magnesium salt, calcium salt etc.), sulfate (eg barium salt, calcium salt, magnesium salt etc.), borate (For example, aluminum salt, zinc salt, calcium salt, etc.), titanate (for example, potassium salt, etc.) and the like.

前記チキソトロピー付与剤としては、例えば、脂肪酸、脂肪酸金属塩、脂肪酸エステル、パラフィン、樹脂酸、界面活性剤、ポリアクリル酸等で表面処理された前記充填材、ポリ塩化ビニルパウダー、水添ヒマシ油、微粉末シリカ、有機ベントナイト、セピオライト等が挙げられる。   Examples of the thixotropy-imparting agent include fatty acid, fatty acid metal salt, fatty acid ester, paraffin, resin acid, surfactant, polyacrylic acid and the like surface-treated filler, polyvinyl chloride powder, hydrogenated castor oil, Fine powder silica, organic bentonite, sepiolite and the like can be mentioned.

前記粘着性付与剤としては、特に限定しないが、例えば、ロジン樹脂系、テルペン樹脂系、フェノール樹脂系等の粘着性付与剤が挙げられる。   Although it does not specifically limit as said tackifier, For example, tackifiers, such as a rosin resin type, a terpene resin type, a phenol resin type, are mentioned.

更に、その他の添加剤としては、例えば、反応促進剤(金属系、金属塩系、アミン系等)、安定剤(紫外線吸収剤、酸化防止剤、耐熱安定剤等)、水分除去剤(4−パラトルエンスルフォニルイソシアネート等)、吸着剤(生石灰、消石灰、ゼオライト、モレキュラーシーブ等)、接着性付与剤、消泡剤、レベリング剤等の種々の添加剤が挙げられる。   Furthermore, other additives include, for example, reaction accelerators (metal-based, metal salt-based, amine-based, etc.), stabilizers (ultraviolet absorbers, antioxidants, heat-resistant stabilizers, etc.), moisture removal agents (4- And various additives such as adsorbents (quick lime, slaked lime, zeolite, molecular sieves, etc.), adhesion-imparting agents, antifoaming agents, and leveling agents.

本発明のウレタン樹脂組成物は、ゲル化などを引き起こしにくく分散安定性、保存安定性に優れ、かつ、硬化した際には極めて高硬度で耐擦傷性にも優れた硬化物を形成することができる。また、溶媒としてアルコールを使用したものであるから、基材表面の溶解や劣化等を引き起こさない。   The urethane resin composition of the present invention is less likely to cause gelation and the like, and is excellent in dispersion stability and storage stability, and when cured, it can form a cured product with extremely high hardness and excellent scratch resistance. it can. Moreover, since alcohol is used as a solvent, it does not cause dissolution or deterioration of the substrate surface.

したがって、本発明のウレタン樹脂組成物は、例えば、極めた高硬度で耐擦傷性の求められる部材の表面被覆に使用するコーティング剤、好ましくはハードコート剤に使用することができる。   Therefore, the urethane resin composition of the present invention can be used, for example, as a coating agent, preferably a hard coating agent, used for coating the surface of a member that requires extremely high hardness and scratch resistance.

前記コーティング剤等を塗布し皮膜を形成したり、貼り合わせが可能な基材としては、例えばガラス基材、金属基材、プラスチック基材、紙や木材基材、繊維質基材等が挙げられる。また、ウレタンフォーム等の多孔体構造の基材に使用することもできる。   Examples of the base material that can be coated with the coating agent to form a film or can be bonded include a glass base material, a metal base material, a plastic base material, a paper or wood base material, and a fibrous base material. . Moreover, it can also be used for the base material of porous body structures, such as a urethane foam.

前記金属基材としては、例えば亜鉛めっき鋼板、アルミニウム−亜鉛合金鋼板等のめっき鋼板や、鉄板、アルミ板、アルミ合金板、電磁鋼板、銅板、ステンレス鋼板等を使用することができる。   As said metal base material, galvanized steel plates, such as a galvanized steel plate and an aluminum zinc alloy steel plate, an iron plate, an aluminum plate, an aluminum alloy plate, an electromagnetic steel plate, a copper plate, a stainless steel plate etc. can be used, for example.

また、プラスチック基材としては、例えばポリカーボネート基材、ポリエステル基材、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン基材、ポリアクリル基材、ポリスチレン基材、ポリウレタン基材、エポキシ樹脂基材、ポリ塩化ビニル系基材及びポリアミド系基材等を使用することができる。   Examples of the plastic base material include polycarbonate base materials, polyester base materials, acrylonitrile-butadiene-styrene base materials, polyacryl base materials, polystyrene base materials, polyurethane base materials, epoxy resin base materials, polyvinyl chloride base materials, and the like. A polyamide-based substrate or the like can be used.

前記基材は前記材質からなる平面状のものであっても曲部を有するものであってもよく、また、不織布のような繊維からなる基材であってもよい。   The base material may be a planar material made of the above material or may have a curved portion, or may be a base material made of fibers such as a nonwoven fabric.

前記コーティング剤等を前記基材上に塗布する方法としては、例えばスプレー法、カーテンコーター法、フローコーター法、ロールコーター法、刷毛塗り法、浸漬法等が挙げられる。   Examples of the method for applying the coating agent or the like on the substrate include a spray method, a curtain coater method, a flow coater method, a roll coater method, a brush coating method, and a dipping method.

また、本発明のウレタン樹脂組成物は、例えば自動車部材や家電部品、電子材料等の極めて高硬度で耐擦傷性に優れた硬化物の製造に使用することができる。   Moreover, the urethane resin composition of the present invention can be used, for example, for producing a cured product having extremely high hardness and excellent scratch resistance, such as an automobile member, a household appliance part, and an electronic material.

本発明のウレタン樹脂組成物を硬化させ、皮膜や成形物等の硬化物を形成する方法としては、例えば前記ウレタン樹脂組成物と、必要に応じて前記酸触媒と水とを混合することによって、前記ウレタン樹脂組成物と酸触媒と水とを含む組成物を得、該組成物を、基材表面に塗布し、前記塗布層中に含まれる前記アルコール(C)を除去することによって、前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)の加水分解性シリル基が加水分解して形成されたシラノール基と、前記金属アルコキシド(B−1)及びその縮合物(B−2)からなる群より選ばれる1種以上の加水分解性基含有化合物(B)の金属原子に結合したアルコキシ基が加水分解して生成される水酸基とを、反応させ結合を形成することを特徴とする硬化物の製造方法が挙げられる。   As a method of curing the urethane resin composition of the present invention and forming a cured product such as a film or a molded product, for example, by mixing the urethane resin composition and, if necessary, the acid catalyst and water, A composition containing the urethane resin composition, an acid catalyst, and water is obtained, the composition is applied to a substrate surface, and the alcohol (C) contained in the coating layer is removed to thereby remove the alcohol. 1 selected from the group consisting of a silanol group formed by hydrolysis of a hydrolyzable silyl group of a soluble urethane resin (A), the metal alkoxide (B-1) and a condensate (B-2) thereof. The manufacturing method of the hardened | cured material characterized by reacting the hydroxyl group produced | generated by the hydrolysis of the alkoxy group couple | bonded with the metal atom of the hydrolyzable group containing compound (B) of a seed | species or more forms a bond. It is done.

前記アルコール(C)を除去する工程は、例えば常温下に放置または30〜80℃程度の条件下に放置することによって行うことが好ましい。   The step of removing the alcohol (C) is preferably performed, for example, by leaving it at room temperature or leaving it at about 30 to 80 ° C.

また、前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)の加水分解性シリル基が加水分解して形成されたシラノール基と、前記金属アルコキシド(B−1)及びその縮合物(B−2)からなる群より選ばれる1種以上の加水分解性基含有化合物(B)の金属原子に結合したアルコキシ基が加水分解して生成される水酸基とを反応させ結合を形成する工程は、例えば、概ね80〜150℃に加熱することで、速やかに進行させることができる。   Moreover, the group which consists of the silanol group formed by hydrolyzing the hydrolyzable silyl group of the said alcohol soluble type urethane resin (A), the said metal alkoxide (B-1), and its condensate (B-2). The step of forming a bond by reacting a hydroxyl group produced by hydrolysis of an alkoxy group bonded to a metal atom of one or more hydrolyzable group-containing compounds (B) selected from about 80 to 150, for example. By heating to ° C., it can be rapidly advanced.

また、加熱のみでは前記加水分解縮合反応がしにくい場合や、前記基材が熱に弱い材質からなるものである場合には、本発明のウレタン樹脂組成物に、予め前記酸触媒や水を混合して得た組成物を使用することによって、前記反応を速やかに進行させることが可能となる。   In addition, when the hydrolysis condensation reaction is difficult by heating alone, or when the substrate is made of a material that is weak against heat, the acid catalyst and water are mixed in advance with the urethane resin composition of the present invention. By using the composition obtained in this manner, the reaction can proceed promptly.

前記水は、本発明のウレタン樹脂組成物の溶媒として使用するものではなく、その架橋反応を進行させる際に使用することが好ましい。前記水は、前記加水分解性基含有化合物(B)の100質量部に対して1〜100質量部の範囲で使用することが好ましく、5〜50質量部の範囲で使用することが、前記架橋反応を速やかに進行させるうえで好ましい。   The water is not used as a solvent for the urethane resin composition of the present invention, but is preferably used when the crosslinking reaction proceeds. The water is preferably used in the range of 1 to 100 parts by weight, and in the range of 5 to 50 parts by weight, based on 100 parts by weight of the hydrolyzable group-containing compound (B). It is preferable for promptly proceeding the reaction.

かかる方法によって得られた皮膜や成形物等の硬化物は、極めて高硬度で、かつ、金属等で擦過しても傷の発生を防止可能なものである。   A cured product such as a film or a molded product obtained by such a method has an extremely high hardness and can prevent the occurrence of scratches even when it is rubbed with a metal or the like.

以上のように、本発明のウレタン樹脂組成物を含むコーティング剤や成形材料は、例えば例えば携帯電話、家電製品、OA機器をはじめ、自動車内外装材等の自動車部品や各種家電製品の部品、電子材料、建材製品、人工骨や人工歯等の医療材料等の製造や、それらの表面被覆及び接着をはじめとする様々な用途に使用することが可能である。   As described above, coating agents and molding materials containing the urethane resin composition of the present invention include, for example, mobile phones, home appliances, OA equipment, automobile parts such as automobile interior and exterior materials, parts of various household appliances, electronic It can be used in various applications including production of materials, building material products, medical materials such as artificial bones and artificial teeth, and surface coating and adhesion thereof.

以下、本発明を実施例により一層具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.

[合成例1]アルコール可溶型ウレタン樹脂(A−1)のアルコール溶液の調製
攪拌装置を備えた窒素置換された反応容器中に、無溶媒下、イソホロンジイソシアネート47質量部と、ポリエチレンオキサイドとポリテトラメチレンオキサイド構造とのブロック共重合体からなるポリエーテルポリオール(数平均分子量1800、[ポリオキシエチレン構造/ポリテトラメチレンオキサイド構造]=45/55)153質量部とを混合し、80℃で3時間反応させることによって、分子末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(x−1)を製造した。
[Synthesis Example 1] Preparation of alcohol solution of alcohol-soluble urethane resin (A-1) In a nitrogen-substituted reaction vessel equipped with a stirrer, 47 parts by mass of isophorone diisocyanate, polyethylene oxide, poly A polyether polyol composed of a block copolymer with a tetramethylene oxide structure (number average molecular weight 1800, [polyoxyethylene structure / polytetramethylene oxide structure] = 45/55) is mixed with 153 parts by mass, and 3 parts at 80 ° C. are mixed. By reacting for a period of time, a urethane prepolymer (x-1) having an isocyanate group at the molecular end was produced.

次いで、前記ウレタンプレポリマー(x−1)の温度が40℃となるまで反応容器を冷却した後、前記ウレタンプレポリマー(x−1)とイソプロピルアルコール527質量部とを混合し、直ちに、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン4.25質量部を混合し、15分間攪拌した。   Next, the reaction vessel was cooled until the temperature of the urethane prepolymer (x-1) reached 40 ° C., and then the urethane prepolymer (x-1) and 527 parts by mass of isopropyl alcohol were mixed. 4.25 parts by mass of β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltriethoxysilane were mixed and stirred for 15 minutes.

次いで、ジシクロヘキシルメタンジアミン21.8質量部を混合した後、前記混合物の粘度が150dPa・s〜450dPa・sの範囲となるまで、更にジシクロヘキシルメタンジアミンを加え40℃で3時間反応させることによって、オキシエチレン構造と分子側鎖に加水分解性シリル基とを有する数平均分子量180000のアルコール可溶型ウレタン樹脂(A−1)のイソプロピルアルコール溶液(不揮発分30質量%)を得た。なお、前記数平均分子量は、前記ウレタン樹脂(A−1)のジメチルホルムアミド溶液(不揮発分0.4質量%)を作成し、ポリスチレン換算によるゲル・パーミエイション・クロマトグラフ(GPC、条件;カラム(KD−806M;昭和電工株式会社製)、溶離液(DMF))を用いて測定した。以下の合成例2及び3ならびに比較合成例4及び5も同様の方法で測定した。   Next, after mixing 21.8 parts by mass of dicyclohexylmethanediamine, oxymethane was added by further adding dicyclohexylmethanediamine and reacting at 40 ° C. for 3 hours until the viscosity of the mixture was in the range of 150 dPa · s to 450 dPa · s. An isopropyl alcohol solution (non-volatile content: 30% by mass) of an alcohol-soluble urethane resin (A-1) having a number average molecular weight of 180,000 having an ethylene structure and a hydrolyzable silyl group in the molecular side chain was obtained. In addition, the said number average molecular weight created the dimethylformamide solution (nonvolatile matter 0.4 mass%) of the said urethane resin (A-1), and the gel permeation chromatograph (GPC, conditions; column by polystyrene conversion) (KD-806M; manufactured by Showa Denko KK), eluent (DMF)). The following synthesis examples 2 and 3 and comparative synthesis examples 4 and 5 were also measured in the same manner.

[合成例2]アルコール可溶型ウレタン樹脂(A−2)のアルコール溶液の調製
攪拌装置を備えた窒素置換された反応容器中に、無溶媒下、イソホロンジイソシアネート47質量部と、ポリエチレンオキサイドとポリテトラメチレンオキサイド構造とのブロック共重合体からなるポリエーテルポリオール(数平均分子量1800、[ポリオキシエチレン構造/ポリテトラメチレンオキサイド構造]=45/55)153質量部とを混合し、80℃で3時間反応させることによって、分子末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(x−1)を製造した。
[Synthesis Example 2] Preparation of alcohol solution of alcohol-soluble urethane resin (A-2) In a nitrogen-substituted reaction vessel equipped with a stirrer, 47 parts by mass of isophorone diisocyanate, polyethylene oxide, poly A polyether polyol composed of a block copolymer with a tetramethylene oxide structure (number average molecular weight 1800, [polyoxyethylene structure / polytetramethylene oxide structure] = 45/55) is mixed with 153 parts by mass, and 3 parts at 80 ° C. are mixed. By reacting for a period of time, a urethane prepolymer (x-1) having an isocyanate group at the molecular end was produced.

次いで、前記ウレタンプレポリマー(x−1)の温度が40℃となるまで反応容器を冷却した後、前記ウレタンプレポリマー(x−1)とイソプロピルアルコール527質量部とを混合し、直ちに、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン1.7質量部を混合し、15分間攪拌した。   Next, the reaction vessel was cooled until the temperature of the urethane prepolymer (x-1) reached 40 ° C., and then the urethane prepolymer (x-1) and 527 parts by mass of isopropyl alcohol were mixed. 1.7 parts by mass of 2- (aminoethyl) -3-aminopropyltriethoxysilane was mixed and stirred for 15 minutes.

次いで、ジシクロヘキシルメタンジアミン21.8質量部を混合した後、前記混合物の粘度が150dPa・s〜450dPa・sの範囲となるまで、更にジシクロヘキシルメタンジアミンを加え40℃で3時間反応させることによって、オキシエチレン構造と分子側鎖に加水分解性シリル基とを有する数平均分子量180000のアルコール可溶型ウレタン樹脂(A−2)のイソプロピルアルコール溶液(不揮発分30質量%)を得た。   Next, after mixing 21.8 parts by mass of dicyclohexylmethanediamine, oxymethane was added by further adding dicyclohexylmethanediamine and reacting at 40 ° C. for 3 hours until the viscosity of the mixture was in the range of 150 dPa · s to 450 dPa · s. An isopropyl alcohol solution (non-volatile content: 30% by mass) of an alcohol-soluble urethane resin (A-2) having a number average molecular weight of 180,000 having an ethylene structure and a hydrolyzable silyl group in the molecular side chain was obtained.

[合成例3]アルコール可溶型ウレタン樹脂(A−3)のアルコール溶液の調製
攪拌装置を備えた窒素置換された反応容器中に、無溶媒下、イソホロンジイソシアネート47質量部と、ポリエチレンオキサイドとポリテトラメチレンオキサイド構造とのブロック共重合体からなるポリエーテルポリオール(数平均分子量1800、[ポリオキシエチレン構造/ポリテトラメチレンオキサイド構造]=45/55)153質量部とを混合し、80℃で3時間反応させることによって、分子末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(x−1)を製造した。
[Synthesis Example 3] Preparation of alcohol solution of alcohol-soluble urethane resin (A-3) In a nitrogen-substituted reaction vessel equipped with a stirrer, 47 parts by mass of isophorone diisocyanate, polyethylene oxide, poly A polyether polyol composed of a block copolymer with a tetramethylene oxide structure (number average molecular weight 1800, [polyoxyethylene structure / polytetramethylene oxide structure] = 45/55) is mixed with 153 parts by mass, and 3 parts at 80 ° C. are mixed. By reacting for a period of time, a urethane prepolymer (x-1) having an isocyanate group at the molecular end was produced.

次いで、前記ウレタンプレポリマー(x−1)の温度が40℃となるまで反応容器を冷却し、前記ウレタンプレポリマー(x−1)とイソプロピルアルコール527質量部とを混合した後、直ちに、ジシクロヘキシルメタンジアミン24質量部を混合し、得られた混合物の粘度が150dPa・s〜450dPa・sの範囲となるまで、更にジシクロヘキシルメタンジアミンを加え反応させることで、それらの反応混合物を得た。   Next, the reaction vessel was cooled until the temperature of the urethane prepolymer (x-1) reached 40 ° C., and the urethane prepolymer (x-1) and 527 parts by mass of isopropyl alcohol were mixed, and immediately, dicyclohexylmethane. 24 parts by mass of diamine were mixed, and further dicyclohexylmethanediamine was added and reacted until the viscosity of the obtained mixture was in the range of 150 dPa · s to 450 dPa · s, thereby obtaining a reaction mixture.

次いで、前記反応混合物とγ−アミノプロピルトリエトキシシラン1.7質量部とを混合し、40℃で3時間反応させることによって、オキシエチレン構造と分子末端に加水分解性シリル基とを有する数平均分子量180000のアルコール可溶型ウレタン樹脂(A−3)のイソプロピルアルコール溶液(不揮発分30質量%)を得た。   Next, the reaction mixture and 1.7 parts by mass of γ-aminopropyltriethoxysilane are mixed and reacted at 40 ° C. for 3 hours, thereby having a number average having an oxyethylene structure and a hydrolyzable silyl group at the molecular end. An isopropyl alcohol solution (nonvolatile content: 30% by mass) of an alcohol-soluble urethane resin (A-3) having a molecular weight of 180,000 was obtained.

[比較合成例4]アルコール可溶型ウレタン樹脂(A’−4)のアルコール溶液の調製
攪拌装置を備えた窒素置換された反応容器中に、無溶媒下、イソホロンジイソシアネート47質量部と、ポリエチレンオキサイドとポリテトラメチレンオキサイド構造とのブロック共重合体からなるポリエーテルポリオール(数平均分子量1800、[ポリオキシエチレン構造/ポリテトラメチレンオキサイド構造]=45/55)153質量部とを混合し、80℃で攪拌下3時間反応させることによって、ウレタンプレポリマー(x−1)を製造した。
[Comparative Synthesis Example 4] Preparation of alcohol solution of alcohol-soluble urethane resin (A'-4) In a nitrogen-substituted reaction vessel equipped with a stirrer, 47 parts by mass of isophorone diisocyanate and polyethylene oxide in the absence of solvent. And 153 parts by mass of a polyether polyol (number average molecular weight 1800, [polyoxyethylene structure / polytetramethylene oxide structure] = 45/55) consisting of a block copolymer of a polytetramethylene oxide structure and 80 ° C. The urethane prepolymer (x-1) was produced by reacting for 3 hours under stirring.

次いで、前記ウレタンプレポリマー(x−1)の温度が40℃となるまで反応容器を冷却し、前記ウレタンプレポリマー(x−1)とイソプロピルアルコール527質量部とを混合した後、直ちに、ジシクロヘキシルメタンジアミン24質量部を混合し、得られた混合物の粘度が150dPa・s〜450dPa・sの範囲となるまで、更にジシクロヘキシルメタンジアミンを加え反応させることによって、オキシエチレン構造を有する数平均分子量180000のアルコール可溶型ウレタン樹脂(A’−4)のイソプロピルアルコール溶液(不揮発分30質量%)を得た。   Next, the reaction vessel was cooled until the temperature of the urethane prepolymer (x-1) reached 40 ° C., and the urethane prepolymer (x-1) and 527 parts by mass of isopropyl alcohol were mixed, and immediately, dicyclohexylmethane. 24 parts by mass of diamine are mixed, and an alcohol having a number average molecular weight of 180,000 having an oxyethylene structure is obtained by further adding dicyclohexylmethanediamine and reacting until the viscosity of the resulting mixture is in the range of 150 dPa · s to 450 dPa · s. An isopropyl alcohol solution (nonvolatile content: 30% by mass) of a soluble urethane resin (A′-4) was obtained.

[比較合成例5]アルコール可溶型ウレタン樹脂(A’−5)のアルコール溶液の調製
攪拌装置を備えた窒素置換された反応容器中に、無溶媒下、イソホロンジイソシアネート47質量部と、2−エチル−2−ブチルプロパンアジペート(数平均分子量1800)153質量部とを混合し、80℃で攪拌下3時間反応させることによって、ウレタンプレポリマー(x−2)を製造した。
[Comparative Synthesis Example 5] Preparation of alcohol solution of alcohol-soluble urethane resin (A'-5) In a nitrogen-substituted reaction vessel equipped with a stirrer, 47 parts by mass of isophorone diisocyanate and 2- A urethane prepolymer (x-2) was produced by mixing 153 parts by mass of ethyl-2-butylpropane adipate (number average molecular weight 1800) and reacting at 80 ° C. for 3 hours with stirring.

次いで、前記ウレタンプレポリマー(x−2)の温度が40℃となるまで反応容器を冷却し、前記ウレタンプレポリマー(x−2)とイソプロピルアルコール527質量部とを混合した後、直ちに、ジシクロヘキシルメタンジアミン24質量部を混合し、得られた混合物の粘度が150dPa・s〜450dPa・sの範囲となるまで、更にジシクロヘキシルメタンジアミンを加え反応させることで、それらの反応混合物を得た。   Next, the reaction vessel was cooled until the temperature of the urethane prepolymer (x-2) reached 40 ° C., and the urethane prepolymer (x-2) and 527 parts by mass of isopropyl alcohol were mixed, and immediately, dicyclohexylmethane. 24 parts by mass of diamine were mixed, and further dicyclohexylmethanediamine was added and reacted until the viscosity of the obtained mixture was in the range of 150 dPa · s to 450 dPa · s, thereby obtaining a reaction mixture.

次いで、前記反応混合物とγ−アミノプロピルトリエトキシシラン1.7質量部とを混合し、40℃で3時間反応させることによって、オキシエチレン構造と分子末端に加水分解性シリル基とを有する数平均分子量180000のアルコール可溶型ウレタン樹脂(A’−5)のイソプロピルアルコール溶液(不揮発分30質量%)を得た。   Next, the reaction mixture and 1.7 parts by mass of γ-aminopropyltriethoxysilane are mixed and reacted at 40 ° C. for 3 hours, thereby having a number average having an oxyethylene structure and a hydrolyzable silyl group at the molecular end. An isopropyl alcohol solution (non-volatile content: 30% by mass) of an alcohol-soluble urethane resin (A′-5) having a molecular weight of 180,000 was obtained.

[実施例1] <ウレタン樹脂組成物>
合成例1で得られたアルコール可溶型ウレタン樹脂(A−1)のアルコール溶液(不揮発分30質量%)35.0質量部及びイソプロピルアルコール 35.0質量部を撹拌混合した後、該混合物中に、テトラメトキシシラン及びその部分加水分解縮合物の99質量%とメタノール1質量%の混合物(SiO構造の占める割合51質量%)30.0質量部を徐々に混合することによって、本発明のウレタン樹脂組成物(1)を得た。
[Example 1] <Urethane resin composition>
In the mixture, 35.0 parts by mass of an alcohol solution (non-volatile content 30% by mass) of alcohol-soluble urethane resin (A-1) obtained in Synthesis Example 1 and 35.0 parts by mass of isopropyl alcohol were stirred and mixed. 30.0 parts by mass of a mixture of 99% by mass of tetramethoxysilane and its partially hydrolyzed condensate and 1% by mass of methanol (51% by mass of the SiO 2 structure) is gradually mixed. A urethane resin composition (1) was obtained.

<硬化物(皮膜)>
前記で得たウレタン樹脂組成物(1)に、攪拌下、マレイン酸水溶液(不揮発分28.6質量%)21.0質量部を徐々に添加し、前記添加後、更に30分間攪拌を継続した後、得られた混合物を200メッシュナイロンシャーを用い濾過することによってコーティング剤(1)を得た。前記コーティング剤(1)を、ガラス板(株式会社 エンジニアリングテストサービス社製、JIS3202ガラス、サイズ2.0×70×150mm)上に塗布した後、110℃で5分乾燥することによって、膜厚約10μmの皮膜(1)を作製した。
<Hardened product (film)>
To the urethane resin composition (1) obtained above, 21.0 parts by mass of an aqueous maleic acid solution (non-volatile content: 28.6% by mass) was gradually added with stirring. After the addition, stirring was further continued for 30 minutes. Thereafter, the obtained mixture was filtered using a 200 mesh nylon shear to obtain a coating agent (1). The coating agent (1) was applied on a glass plate (manufactured by Engineering Test Service Co., Ltd., JIS3202 glass, size 2.0 × 70 × 150 mm), and then dried at 110 ° C. for 5 minutes to obtain a film thickness of about A 10 μm film (1) was prepared.

[実施例2] <ウレタン樹脂組成物>
合成例2で得られたアルコール可溶型ウレタン樹脂(A−2)のアルコール溶液(不揮発分30質量%)34.8質量部及びイソプロピルアルコール 34.8質量部を撹拌混合した後、該混合物中に、テトラメトキシシラン及びその部分加水分解縮合物の99質量%とメタノール1質量%の混合物(SiO構造の占める割合51質量%)30.4質量部を徐々に混合することによって、本発明のウレタン樹脂組成物(2)を得た。
[Example 2] <Urethane resin composition>
After stirring and mixing 34.8 parts by mass of an alcohol solution (non-volatile content 30% by mass) of alcohol-soluble urethane resin (A-2) obtained in Synthesis Example 2 and 34.8 parts by mass of isopropyl alcohol, 30.4 parts by mass of a mixture of 99% by mass of tetramethoxysilane and its partially hydrolyzed condensate and 1% by mass of methanol (51% by mass of the SiO 2 structure) is gradually mixed. A urethane resin composition (2) was obtained.

前記で得たウレタン樹脂組成物(2)に、攪拌下、マレイン酸水溶液(不揮発分28.6質量%)21.3質量部を徐々に添加し、前記添加後、更に30分間攪拌を継続した後、得られた混合物を200メッシュナイロンシャーを用い濾過することによってコーティング剤(2)を得た。   To the urethane resin composition (2) obtained above, 21.3 parts by mass of an aqueous maleic acid solution (non-volatile content: 28.6% by mass) was gradually added with stirring. After the addition, stirring was continued for another 30 minutes. Then, the obtained mixture was filtered using a 200 mesh nylon shear to obtain a coating agent (2).

前記コーティング剤(1)の代わりにコーティング剤(2)を使用すること以外は実施例1と同様の方法で、膜厚約10μmの皮膜(2)を作製した。   A film (2) having a thickness of about 10 μm was produced in the same manner as in Example 1 except that the coating agent (2) was used instead of the coating agent (1).

[実施例3] <ウレタン樹脂組成物>
合成例3で得られたアルコール可溶型ウレタン樹脂(A−3)のアルコール溶液(不揮発分30質量%)34.8質量部及びイソプロピルアルコール 34.8質量部を撹拌混合した後、該混合物中に、テトラメトキシシラン及びその部分加水分解縮合物の99質量%とメタノール1質量%の混合物(SiO構造の占める割合51質量%)30.4質量部を徐々に混合することによって、本発明のウレタン樹脂組成物(3)を得た。
[Example 3] <Urethane resin composition>
After stirring and mixing 34.8 parts by mass of the alcohol solution (non-volatile content 30% by mass) of the alcohol-soluble urethane resin (A-3) obtained in Synthesis Example 3 and 34.8 parts by mass of isopropyl alcohol, 30.4 parts by mass of a mixture of 99% by mass of tetramethoxysilane and its partially hydrolyzed condensate and 1% by mass of methanol (51% by mass of the SiO 2 structure) is gradually mixed. A urethane resin composition (3) was obtained.

前記で得たウレタン樹脂組成物(3)に、攪拌下、マレイン酸水溶液(不揮発分28.6質量%)21.3質量部を徐々に添加し、前記添加後、更に30分間攪拌を継続した後、得られた混合物を200メッシュナイロンシャーを用い濾過することによってコーティング剤(3)を得た。   To the urethane resin composition (3) obtained above, 21.3 parts by mass of a maleic acid aqueous solution (non-volatile content: 28.6% by mass) was gradually added with stirring. After the addition, stirring was continued for another 30 minutes. Thereafter, the obtained mixture was filtered using a 200 mesh nylon shear to obtain a coating agent (3).

前記コーティング剤(1)の代わりにコーティング剤(3)を使用すること以外は実施例1と同様の方法で、膜厚約10μmの皮膜(3)を作製した。   A film (3) having a thickness of about 10 μm was produced in the same manner as in Example 1 except that the coating agent (3) was used instead of the coating agent (1).

[比較例1] <ウレタン樹脂組成物>
比較合成例4で得られたアルコール可溶型ウレタン樹脂(A’−4)のアルコール溶液(不揮発分30質量%)34.7質量部及びイソプロピルアルコール 34.7質量部を撹拌混合した後、該混合物中に、テトラメトキシシラン及びその部分加水分解縮合物の99質量%とメタノール1質量%の混合物(SiO構造の占める割合51質量%)30.6質量部を徐々に混合することによってウレタン樹脂組成物(1’)を得た。
[Comparative Example 1] <Urethane resin composition>
After stirring and mixing 34.7 parts by mass of an alcohol solution (non-volatile content 30% by mass) of alcohol-soluble urethane resin (A′-4) obtained in Comparative Synthesis Example 4 and 34.7 parts by mass of isopropyl alcohol, Urethane resin by gradually mixing 30.6 parts by mass of a mixture of 99% by mass of tetramethoxysilane and its partially hydrolyzed condensate and 1% by mass of methanol (51% by mass of SiO 2 structure) in the mixture. A composition (1 ′) was obtained.

前記で得たウレタン樹脂組成物(1’)に、攪拌下、マレイン酸水溶液(不揮発分28.6質量%)21.4質量部を徐々に添加し、前記添加後、更に30分間攪拌を継続した後、得られた混合物を200メッシュナイロンシャーを用い濾過することによってコーティング剤(1’)を得た。   To the urethane resin composition (1 ′) obtained above, 21.4 parts by mass of an aqueous maleic acid solution (non-volatile content: 28.6% by mass) was gradually added with stirring. After the addition, stirring was continued for another 30 minutes. Then, the obtained mixture was filtered using a 200 mesh nylon shear to obtain a coating agent (1 ′).

前記コーティング剤(1)の代わりにコーティング剤(1’)を使用すること以外は実施例1と同様の方法で、膜厚約10μmの皮膜(1’)を作製した。   A film (1 ') having a film thickness of about 10 m was prepared in the same manner as in Example 1 except that the coating agent (1') was used instead of the coating agent (1).

[実施例4] <ウレタン樹脂組成物>
合成例1で得られたアルコール可溶型ウレタン樹脂(A−1)のアルコール溶液(不揮発分30質量%)30.0質量部及びイソプロピルアルコール 30.0質量部を撹拌混合した後、該混合物中に、テトラメトキシシラン及びその部分加水分解縮合物の99質量%とメタノール1質量%の混合物(SiO構造の占める割合51質量%)40.0質量部を徐々に混合することによって、本発明のウレタン樹脂組成物(4)を得た。
[Example 4] <Urethane resin composition>
After stirring and mixing 30.0 parts by mass of an alcohol solution (non-volatile content 30% by mass) of the alcohol-soluble urethane resin (A-1) obtained in Synthesis Example 1 and 30.0 parts by mass of isopropyl alcohol, 40.0 parts by mass of a mixture of 99% by mass of tetramethoxysilane and its partially hydrolyzed condensate and 1% by mass of methanol (51% by mass of the SiO 2 structure) is gradually mixed. A urethane resin composition (4) was obtained.

前記で得たウレタン樹脂組成物(4)に、攪拌下、マレイン酸水溶液(不揮発分28.6質量%)28.0質量部を徐々に添加し、前記添加後、更に30分間攪拌を継続した後、得られた混合物を200メッシュナイロンシャーを用い濾過することによってコーティング剤(4)を得た。   To the urethane resin composition (4) obtained above, 28.0 parts by weight of an aqueous maleic acid solution (non-volatile content: 28.6% by mass) was gradually added with stirring, and stirring was continued for another 30 minutes after the addition. Thereafter, the obtained mixture was filtered using a 200 mesh nylon shear to obtain a coating agent (4).

前記コーティング剤(1)の代わりにコーティング剤(4)を使用すること以外は実施例1と同様の方法で、膜厚約10μmの皮膜(4)を作製した。   A film (4) having a film thickness of about 10 μm was prepared in the same manner as in Example 1 except that the coating agent (4) was used instead of the coating agent (1).

[実施例5] <ウレタン樹脂組成物>
合成例2で得られたアルコール可溶型ウレタン樹脂(A−2)のアルコール溶液(不揮発分30質量%)29.8質量部及びイソプロピルアルコール 29.8質量部を撹拌混合した後、該混合物中に、テトラメトキシシラン及びその部分加水分解縮合物の99質量%とメタノール1質量%の混合物(SiO構造の占める割合51質量%)40.4質量部を徐々に混合することによって、本発明のウレタン樹脂組成物(5)を得た。
[Example 5] <Urethane resin composition>
After 29.8 parts by mass of the alcohol-soluble urethane resin (A-2) obtained in Synthesis Example 2 (non-volatile content 30% by mass) and 29.8 parts by mass of isopropyl alcohol were stirred and mixed, 40.4 parts by mass of a mixture of 99% by mass of tetramethoxysilane and its partially hydrolyzed condensate and 1% by mass of methanol (51% by mass of the SiO 2 structure) is gradually mixed. A urethane resin composition (5) was obtained.

前記で得たウレタン樹脂組成物(5)に、攪拌下、マレイン酸水溶液(不揮発分28.6質量%)28.3質量部を徐々に添加し、前記添加後、更に30分間攪拌を継続した後、得られた混合物を200メッシュナイロンシャーを用い濾過することによってコーティング剤(5)を得た。   To the urethane resin composition (5) obtained above, 28.3 parts by mass of an aqueous maleic acid solution (non-volatile content 28.6% by mass) was gradually added with stirring, and stirring was continued for another 30 minutes after the addition. Thereafter, the obtained mixture was filtered using a 200 mesh nylon shear to obtain a coating agent (5).

前記コーティング剤(1)の代わりにコーティング剤(5)を使用すること以外は実施例1と同様の方法で、膜厚約10μmの皮膜(5)を作製した。   A film (5) having a thickness of about 10 μm was produced in the same manner as in Example 1 except that the coating agent (5) was used instead of the coating agent (1).

[実施例6] <ウレタン樹脂組成物>
合成例3で得られたアルコール可溶型ウレタン樹脂(A−3)のアルコール溶液(不揮発分30質量%)29.8質量部及びイソプロピルアルコール 29.8質量部を撹拌混合した後、該混合物中に、テトラメトキシシラン及びその部分加水分解縮合物の99質量%とメタノール1質量%の混合物(SiO構造の占める割合51質量%)40.4質量部を徐々に混合することによって、本発明のウレタン樹脂組成物(6)を得た。
[Example 6] <Urethane resin composition>
After 29.8 parts by mass of the alcohol solution (non-volatile content 30% by mass) of alcohol-soluble urethane resin (A-3) obtained in Synthesis Example 3 and 29.8 parts by mass of isopropyl alcohol were stirred and mixed, 40.4 parts by mass of a mixture of 99% by mass of tetramethoxysilane and its partially hydrolyzed condensate and 1% by mass of methanol (51% by mass of the SiO 2 structure) is gradually mixed. A urethane resin composition (6) was obtained.

前記で得たウレタン樹脂組成物(6)に、攪拌下、マレイン酸水溶液(不揮発分28.6質量%)28.3質量部を徐々に添加し、前記添加後、更に30分間攪拌を継続した後、得られた混合物を200メッシュナイロンシャーを用い濾過することによってコーティング剤(6)を得た。   To the urethane resin composition (6) obtained above, 28.3 parts by mass of an aqueous maleic acid solution (non-volatile content: 28.6% by mass) was gradually added with stirring. After the addition, stirring was continued for another 30 minutes. Thereafter, the obtained mixture was filtered using a 200 mesh nylon shear to obtain a coating agent (6).

前記コーティング剤(1)の代わりにコーティング剤(6)を使用すること以外は実施例1と同様の方法で、膜厚約10μmの皮膜(6)を作製した。   A film (6) having a thickness of about 10 μm was produced in the same manner as in Example 1 except that the coating agent (6) was used instead of the coating agent (1).

[比較例2] <ウレタン樹脂組成物>
比較合成例4で得られたアルコール可溶型ウレタン樹脂(A’−4)のアルコール溶液(不揮発分30質量%)29.7質量部及びイソプロピルアルコール 29.7質量部を撹拌混合した後、該混合物中に、テトラメトキシシラン及びその部分加水分解縮合物の99質量%とメタノール1質量%の混合物(SiO構造の占める割合51質量%)40.6質量部を徐々に混合することによって、ウレタン樹脂組成物(2’)を得た。
[Comparative Example 2] <Urethane resin composition>
29.7 parts by mass of an alcohol solution (non-volatile content 30% by mass) of alcohol-soluble urethane resin (A′-4) obtained in Comparative Synthesis Example 4 and 29.7 parts by mass of isopropyl alcohol were stirred and mixed. By gradually mixing 40.6 parts by mass of 99% by mass of tetramethoxysilane and its partially hydrolyzed condensate and 1% by mass of methanol (51% by mass of the SiO 2 structure) in the mixture, urethane was obtained. A resin composition (2 ′) was obtained.

前記で得たウレタン樹脂組成物(2’)に、攪拌下、マレイン酸水溶液(不揮発分28.6質量%)28.4質量部を徐々に添加し、前記添加後、更に30分間攪拌を継続した後、得られた混合物を200メッシュナイロンシャーを用い濾過することによってコーティング剤(2’)を得た。   To the urethane resin composition (2 ′) obtained above, 28.4 parts by weight of an aqueous maleic acid solution (non-volatile content: 28.6% by mass) was gradually added with stirring. After the addition, stirring was continued for another 30 minutes. Then, the obtained mixture was filtered using a 200 mesh nylon shear to obtain a coating agent (2 ′).

前記コーティング剤(1)の代わりにコーティング剤(2’)を使用すること以外は実施例1と同様の方法で、膜厚約10μmの皮膜(2’)を作製した。   A film (2 ') having a film thickness of about 10 μm was produced in the same manner as in Example 1 except that the coating agent (2 ′) was used instead of the coating agent (1).

[実施例7] <ウレタン樹脂組成物>
合成例1で得られたアルコール可溶型ウレタン樹脂(A−1)のアルコール溶液(不揮発分30質量%)13.9質量部及びイソプロピルアルコール 13.9質量部を撹拌混合した後、該混合物中に、テトラメトキシシラン及びその部分加水分解縮合物の99質量%とメタノール1質量%の混合物(SiO構造の占める割合51質量%)72.2質量部を徐々に混合することによって、本発明のウレタン樹脂組成物(7)を得た。
[Example 7] <Urethane resin composition>
In the mixture, 13.9 parts by mass of an alcohol solution (non-volatile content 30% by mass) of the alcohol-soluble urethane resin (A-1) obtained in Synthesis Example 1 and 13.9 parts by mass of isopropyl alcohol were stirred and mixed. By gradually mixing 72.2 parts by mass of a mixture of 99% by mass of tetramethoxysilane and its partially hydrolyzed condensate and 1% by mass of methanol (ratio 51% by mass occupied by SiO 2 structure), A urethane resin composition (7) was obtained.

前記で得たウレタン樹脂組成物(7)に、攪拌下、マレイン酸水溶液(不揮発分28.6質量%)50.5質量部を徐々に添加し、前記添加後、更に30分間攪拌を継続した後、得られた混合物を200メッシュナイロンシャーを用い濾過することによってコーティング剤(7)を得た。   To the urethane resin composition (7) obtained above, 50.5 parts by mass of an aqueous maleic acid solution (non-volatile content: 28.6% by mass) was gradually added with stirring. After the addition, stirring was further continued for 30 minutes. Thereafter, the resulting mixture was filtered using a 200 mesh nylon shear to obtain a coating agent (7).

前記コーティング剤(1)の代わりにコーティング剤(7)を使用すること以外は実施例1と同様の方法で、膜厚約10μmの皮膜(7)を作製した。   A film (7) having a thickness of about 10 μm was produced in the same manner as in Example 1 except that the coating agent (7) was used instead of the coating agent (1).

[実施例8] <ウレタン樹脂組成物>
合成例2で得られたアルコール可溶型ウレタン樹脂(A−2)のアルコール溶液(不揮発分30質量%)13.8質量部及びイソプロピルアルコール 13.8質量部を撹拌混合した後、該混合物中に、テトラメトキシシラン及びその部分加水分解縮合物の99質量%とメタノール1質量%の混合物(SiO構造の占める割合51質量%)72.4質量部を徐々に混合することによって、本発明のウレタン樹脂組成物(8)を得た。
[Example 8] <Urethane resin composition>
In the mixture, 13.8 parts by mass of an alcohol solution (non-volatile content: 30% by mass) of alcohol-soluble urethane resin (A-2) obtained in Synthesis Example 2 and 13.8 parts by mass of isopropyl alcohol were stirred and mixed. In addition, 72.4 parts by mass of a mixture of 99% by mass of tetramethoxysilane and its partially hydrolyzed condensate and 1% by mass of methanol (51% by mass of SiO 2 structure) is gradually mixed. A urethane resin composition (8) was obtained.

前記で得たウレタン樹脂組成物(8)に、攪拌下、マレイン酸水溶液(不揮発分28.6質量%)50.7質量部を徐々に添加し、前記添加後、更に30分間攪拌を継続した後、得られた混合物を200メッシュナイロンシャーを用い濾過することによってコーティング剤(8)を得た。   To the urethane resin composition (8) obtained above, 50.7 parts by mass of an aqueous maleic acid solution (non-volatile content: 28.6% by mass) was gradually added with stirring. After the addition, stirring was further continued for 30 minutes. Thereafter, the resulting mixture was filtered using a 200 mesh nylon shear to obtain a coating agent (8).

前記コーティング剤(1)の代わりにコーティング剤(8)を使用すること以外は実施例1と同様の方法で、膜厚約10μmの皮膜(8)を作製した。   A film (8) having a film thickness of about 10 μm was produced in the same manner as in Example 1 except that the coating agent (8) was used instead of the coating agent (1).

[実施例9] <ウレタン樹脂組成物>
合成例3で得られたアルコール可溶型ウレタン樹脂(A−3)のアルコール溶液(不揮発分30質量%)13.8質量部及びイソプロピルアルコール 13.8質量部を撹拌混合した後、該混合物中に、テトラメトキシシラン及びその部分加水分解縮合物の99質量%とメタノール1質量%の混合物(SiO構造の占める割合51質量%)72.4質量部を徐々に混合することによって、本発明のウレタン樹脂組成物(9)を得た。
[Example 9] <Urethane resin composition>
In the mixture, 13.8 parts by mass of the alcohol solution (non-volatile content 30% by mass) of alcohol-soluble urethane resin (A-3) obtained in Synthesis Example 3 and 13.8 parts by mass of isopropyl alcohol were stirred and mixed. In addition, 72.4 parts by mass of a mixture of 99% by mass of tetramethoxysilane and its partially hydrolyzed condensate and 1% by mass of methanol (51% by mass of SiO 2 structure) is gradually mixed. A urethane resin composition (9) was obtained.

前記で得たウレタン樹脂組成物(9)に、攪拌下、マレイン酸水溶液(不揮発分28.6質量%)50.7質量部を徐々に添加し、前記添加後、更に30分間攪拌を継続した後、得られた混合物を200メッシュナイロンシャーを用い濾過することによってコーティング剤(9)を得た。   To the urethane resin composition (9) obtained above, 50.7 parts by mass of a maleic acid aqueous solution (non-volatile content: 28.6% by mass) was gradually added with stirring, and stirring was continued for another 30 minutes after the addition. Thereafter, the resulting mixture was filtered using a 200 mesh nylon shear to obtain a coating agent (9).

前記コーティング剤(1)の代わりにコーティング剤(9)を使用すること以外は実施例1と同様の方法で、膜厚約10μmの皮膜(9)を作製した。   A film (9) having a film thickness of about 10 μm was produced in the same manner as in Example 1 except that the coating agent (9) was used instead of the coating agent (1).

[比較例3] <ウレタン樹脂組成物>
比較合成例4で得られたアルコール可溶型ウレタン樹脂(A’−4)のアルコール溶液(不揮発分30質量%)13.7質量部及びイソプロピルアルコール 13.7質量部を撹拌混合した後、該混合物中に、テトラメトキシシラン及びその部分加水分解縮合物の99質量%とメタノール1質量%の混合物(SiO構造の占める割合51質量%)72.6質量部を徐々に混合することによってウレタン樹脂組成物(3’)を得た。
[Comparative Example 3] <Urethane resin composition>
After stirring and mixing 13.7 parts by mass of an alcohol solution (non-volatile content 30% by mass) of the alcohol-soluble urethane resin (A′-4) obtained in Comparative Synthesis Example 4 and 13.7 parts by mass of isopropyl alcohol, Urethane resin by gradually mixing 72.6 parts by mass of a mixture of 99% by mass of tetramethoxysilane and its partially hydrolyzed condensate and 1% by mass of methanol (51% by mass occupied by SiO 2 structure) in the mixture. A composition (3 ′) was obtained.

前記で得たウレタン樹脂組成物(3’)に、攪拌下、マレイン酸水溶液(不揮発分28.6質量%)50.8質量部を徐々に添加し、前記添加後、更に30分間攪拌を継続した後、得られた混合物を200メッシュナイロンシャーを用い濾過することによってコーティング剤(3’)を得た。   To the urethane resin composition (3 ′) obtained above, 50.8 parts by mass of an aqueous maleic acid solution (non-volatile content: 28.6% by mass) was gradually added with stirring. After the addition, stirring was continued for another 30 minutes. Then, the obtained mixture was filtered using a 200 mesh nylon shear to obtain a coating agent (3 ′).

前記コーティング剤(1)の代わりにコーティング剤(3’)を使用すること以外は実施例1と同様の方法で、膜厚約10μmの皮膜(3’)を作製した。   A film (3 ') having a film thickness of about 10 m was prepared in the same manner as in Example 1 except that the coating agent (3') was used instead of the coating agent (1).

[比較例4] <ウレタン樹脂組成物>
比較合成例5で得られたアルコール可溶型ウレタン樹脂(A’−5)のアルコール溶液(不揮発分30質量%)38.0質量部及びイソプロピルアルコール 38.0質量部を撹拌混合した後、該混合物中に、テトラメトキシシラン及びその部分加水分解縮合物の99質量%とメタノール1質量%の混合物(SiO構造の占める割合51質量%)24.0質量部を徐々に混合することによってウレタン樹脂組成物(4’)を得た。
[Comparative Example 4] <Urethane resin composition>
After stirring and mixing 38.0 parts by mass of an alcohol solution (non-volatile content 30% by mass) of the alcohol-soluble urethane resin (A′-5) obtained in Comparative Synthesis Example 5 and 38.0 parts by mass of isopropyl alcohol, Urethane resin by gradually mixing 24.0 parts by mass of 99% by mass of tetramethoxysilane and its partial hydrolysis-condensation product and 1% by mass of methanol (51% by mass of SiO 2 structure) in the mixture. A composition (4 ′) was obtained.

しかし、得られたウレタン樹脂組成物(4’)は保存安定性に乏しく、テトラメトキシシラン及びその部分加水分解縮合物の凝集が生じたため、皮膜を作成することはできなかった。   However, since the obtained urethane resin composition (4 ') was poor in storage stability and agglomeration of tetramethoxysilane and its partial hydrolysis condensate occurred, a film could not be formed.

[比較例5] <ウレタン樹脂組成物>
比較合成例5で得られたアルコール可溶型ウレタン樹脂(A’−5)のアルコール溶液(不揮発分30質量%)29.8質量部及びイソプロピルアルコール 29.8質量部を撹拌混合した後、該混合物中に、テトラメトキシシラン及びその部分加水分解縮合物の99質量%とメタノール1質量%の混合物(SiO構造の占める割合51質量%)40.4質量部を徐々に混合することによってウレタン樹脂組成物(5’)を得た。
[Comparative Example 5] <Urethane resin composition>
After stirring and mixing 29.8 parts by mass of the alcohol solution (non-volatile content 30% by mass) of the alcohol-soluble urethane resin (A′-5) obtained in Comparative Synthesis Example 5 and 29.8 parts by mass of isopropyl alcohol, Urethane resin by gradually mixing 40.4 parts by mass of a mixture of 99% by mass of tetramethoxysilane and its partially hydrolyzed condensate and 1% by mass of methanol (51% by mass occupied by SiO 2 structure) in the mixture. A composition (5 ′) was obtained.

しかし、得られたウレタン樹脂組成物(5’)は保存安定性に乏しく、ウレタン樹脂や、テトラメトキシシラン及びその部分加水分解縮合物の凝集が生じたため、皮膜を作成することはできなかった。   However, since the obtained urethane resin composition (5 ') was poor in storage stability and agglomeration of the urethane resin, tetramethoxysilane and its partial hydrolysis condensate occurred, a film could not be formed.

[比較例6] <ウレタン樹脂組成物>
比較合成例5で得られたアルコール可溶型ウレタン樹脂(A’−5)のアルコール溶液(不揮発分30質量%)13.8質量部及びイソプロピルアルコール 13.8質量部を撹拌混合した後、該混合物中に、テトラメトキシシラン及びその部分加水分解縮合物の99質量%とメタノール1質量%の混合物(SiO構造の占める割合51質量%)72.4質量部を徐々に混合することによってウレタン樹脂組成物(6’)を得た。
[Comparative Example 6] <Urethane resin composition>
After stirring and mixing 13.8 parts by mass of an alcohol solution (non-volatile content 30% by mass) of the alcohol-soluble urethane resin (A′-5) obtained in Comparative Synthesis Example 5 and 13.8 parts by mass of isopropyl alcohol, Urethane resin by gradually mixing 72.4 parts by mass of 99% by mass of tetramethoxysilane and its partially hydrolyzed condensate and 1% by mass of methanol (51% by mass of SiO 2 structure) in the mixture. A composition (6 ′) was obtained.

しかし、得られたウレタン樹脂組成物(6’)は保存安定性に乏しく、ウレタン樹脂や、テトラメトキシシラン及びその部分加水分解縮合物の凝集が生じたため、皮膜を作成することはできなかった。   However, since the obtained urethane resin composition (6 ') was poor in storage stability and agglomeration of the urethane resin, tetramethoxysilane and its partial hydrolysis condensate occurred, a film could not be formed.

(皮膜の硬度の評価方法)
前記実施例及び比較例で得た皮膜の硬度は、JIS K5600のひっかき硬度(鉛筆法)に基づいて測定した。7Hを超える硬度を有するものを高硬度な皮膜と評価した。
(Method for evaluating film hardness)
The hardness of the films obtained in the examples and comparative examples was measured based on the scratch hardness (pencil method) of JIS K5600. A film having a hardness exceeding 7H was evaluated as a high hardness film.

(皮膜の基材に対する密着性の評価方法)
前記実施例及び比較例で得た皮膜の、基材に対する密着性は、JIS K5600 碁盤目試験法に基づいて測定し、下記評価基準に従って評価した。
(Evaluation method for adhesion of film to substrate)
The adhesion of the films obtained in Examples and Comparative Examples to the substrate was measured based on the JIS K5600 cross cut test method and evaluated according to the following evaluation criteria.

◎:皮膜の剥がれが全く見られなかった。
○:皮膜の剥がれた面積が、全碁盤目面積の30%未満であった。
△:皮膜の剥がれた面積が、全碁盤目面積の30〜95%未満であった。
×:皮膜の剥がれた面積が、全碁盤目面積の95%以上であった。
A: No peeling of the film was observed.
○: The area where the film was peeled off was less than 30% of the total grid area.
(Triangle | delta): The area from which the film peeled was 30 to less than 95% of the total grid area.
X: The area from which the film was peeled was 95% or more of the total grid area.

(皮膜の耐溶剤性の評価方法)
前記実施例及び比較例で得た皮膜の表面の同一箇所を、メチルエチルケトン(MEK)またはエタノール(EtOH)を浸み込ませた綿棒を用いて往復50回ラビングした。ラビング前とラビング後の皮膜の状態を目視により確認し、下記評価基準に従って評価した。
(Evaluation method of solvent resistance of film)
The same part of the surface of the film obtained in the above Examples and Comparative Examples was rubbed back and forth 50 times using a cotton swab soaked with methyl ethyl ketone (MEK) or ethanol (EtOH). The state of the film before rubbing and after rubbing was visually confirmed and evaluated according to the following evaluation criteria.

◎ :ラビング前後で、皮膜表面の状態に全く変化が認められなかった。
○ :ラビング前後で、皮膜表面に、ごく僅かな白濁が認められた。
△ :ラビング前後で、皮膜表面の約半分の面積において皮膜の白濁が認められた。 × :ラビング前後で、皮膜のほぼ全体が白濁した。
××:ラビングを50回終了するまでに、皮膜の溶解を引き起こした。
A: No change was observed in the state of the coating surface before and after rubbing.
○: Slight white turbidity was observed on the film surface before and after rubbing.
(Triangle | delta): The cloudiness of the film | membrane was recognized in about half the area of the film | membrane surface before and after rubbing. X: Before and after rubbing, almost the entire film became cloudy.
XX: Dissolving of the film was caused by rubbing 50 times.

(皮膜の耐擦傷性の評価方法)
RUBBING TESTER(太平理化工業株式会社製)を用いて評価を行った。具体的には、磨耗体としてスチールウール(日本スチールウール株式会社製、商品名BONSTAR、品番No.0000)を用い、該磨耗体を荷重500gの条件で、前記皮膜表面を往復20回ラビングした。ラビング後の皮膜表面の状態を目視により下記評価基準にしたがって評価した。
(Evaluation method of scratch resistance of film)
Evaluation was performed using RUBING TESTER (produced by Taihei Rika Kogyo Co., Ltd.). Specifically, steel wool (made by Nippon Steel Wool Co., Ltd., trade name BONSTAR, product number No. 0000) was used as the wear body, and the wear surface was rubbed back and forth 20 times under the condition of a load of 500 g. The state of the film surface after rubbing was visually evaluated according to the following evaluation criteria.

◎ :往復20回のラビング前後で、皮膜に全く傷が発生していなかった。
○ :往復20回のラビング前後で、皮膜表面に1〜4本程度の微かなスジ傷が認められた。
△ :往復20回のラビング前後で、皮膜表面に5本以上の微かなスジ傷が認められた。
× :往復20回のラビング前後で、皮膜表面に明確な傷が認められ、かつ、前記傷により皮膜の透明性の低下を引き起こした。
××:往復20回のラビング後に、皮膜の破れや基材からの剥離を引き起こした。
A: The film was not damaged at all before and after 20 rounds of rubbing.
○: About 1 to 4 fine streak scratches were observed on the surface of the film before and after rubbing 20 times.
Δ: Five or more fine streak scratches were observed on the surface of the film before and after 20 rounds of rubbing.
X: Clear flaws were observed on the surface of the film before and after 20 rounds of rubbing, and the film caused a decrease in transparency of the film.
XX: After 20 rounds of rubbing, the film was torn and peeled off from the substrate.

また、実施例7〜9及び比較例3で得た皮膜に対しては、前記20回のラビング後、更に往復40回のラビングを行うことで、合計、往復60回のラビングを行った。   In addition, the coatings obtained in Examples 7 to 9 and Comparative Example 3 were rubbed 60 times in total by further rubbing 40 times after the 20 times of rubbing.

前記60回のラビング後の皮膜表面の状態を目視により下記評価基準にしたがって評価した。   The state of the film surface after the 60 times of rubbing was visually evaluated according to the following evaluation criteria.

◎ :往復60回のラビング前後で、皮膜に全く傷が発生していなかった。
○ :往復60回のラビング前後で、皮膜表面に1〜4本程度の微かなスジ傷が認められた。
△ :往復60回のラビング前後で、皮膜表面に5本以上の微かなスジ傷が認められた。
× :往復60回のラビング前後で、皮膜表面に明確な傷が認められ、かつ、前記傷により皮膜の透明性の低下を引き起こした。
××:往復60回のラビング後に、皮膜の破れや基材からの剥離を引き起こした。
A: The film was not scratched before and after rubbing 60 times.
○: About 1 to 4 fine streak scratches were observed on the film surface before and after the reciprocating rubbing 60 times.
Δ: Before and after the reciprocating 60 times of rubbing, 5 or more fine streaks were observed on the surface of the film.
X: A clear flaw was observed on the surface of the film before and after 60 rounds of rubbing, and the film caused a decrease in transparency of the film.
XX: After rubbing 60 times, the film was torn and peeled off from the substrate.

Figure 2012017433
Figure 2012017433

Figure 2012017433
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表1〜3の脚注
[有機成分量/無機成分量]の[無機成分量]は、テトラメトキシシラン及びその部分加水分解縮合物中に含まれるケイ素原子の質量と酸素原子の質量と、アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)の加水分解性シリル基を構成するケイ素原子及び酸素原子の質量との合計質量である。また、前記[有機成分量]は、アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)の質量から、前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)の加水分解性シリル基を構成するケイ素原子及び酸素原子の合計質量を差し引いた値である。
Footnotes in Tables 1 to 3 [Amount of inorganic component] of [Amount of organic component / amount of inorganic component] are the mass of silicon atom and the mass of oxygen atom contained in tetramethoxysilane and its partially hydrolyzed condensate, alcohol It is a total mass with the mass of the silicon atom and oxygen atom which comprise the hydrolyzable silyl group of a solution type urethane resin (A). The [organic component amount] is the total mass of silicon atoms and oxygen atoms constituting the hydrolyzable silyl group of the alcohol-soluble urethane resin (A) from the mass of the alcohol-soluble urethane resin (A). Is the value obtained by subtracting.

Claims (18)

オキシエチレン構造及び加水分解性シリル基を有するアルコール可溶型ウレタン樹脂(A)と、金属アルコキシド(B−1)及びその縮合物(B−2)からなる群より選ばれる1種以上の加水分解性基含有化合物(B)と、アルコール(C)とを含有するウレタン樹脂組成物であって、前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)が有する加水分解性シリル基を構成するケイ素原子及び酸素原子と、前記加水分解性基含有化合物(B)が有する金属原子及び酸素原子との合計質量が、前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)及び前記加水分解性基含有化合物(B)の合計質量に対して50質量%以上95質量%以下であることを特徴とするウレタン樹脂組成物。 One or more types of hydrolysis selected from the group consisting of an alcohol-soluble urethane resin (A) having an oxyethylene structure and a hydrolyzable silyl group, a metal alkoxide (B-1) and a condensate thereof (B-2). A urethane resin composition containing a functional group-containing compound (B) and an alcohol (C), the silicon atom and oxygen atom constituting the hydrolyzable silyl group of the alcohol-soluble urethane resin (A) And the total mass of the metal atom and oxygen atom of the hydrolyzable group-containing compound (B) is the total mass of the alcohol-soluble urethane resin (A) and the hydrolyzable group-containing compound (B). The urethane resin composition is characterized by being 50% by mass or more and 95% by mass or less. 前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)が、前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)の全質量に対して0.5〜20質量%の加水分解性シリル基を有するものである、請求項1に記載のウレタン樹脂組成物。 The said alcohol-soluble urethane resin (A) has 0.5-20 mass% hydrolyzable silyl group with respect to the total mass of the said alcohol-soluble urethane resin (A). The urethane resin composition described in 1. 前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)が、前記加水分解性シリル基を、前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)の側鎖に有するものである、請求項1に記載のウレタン樹脂組成物。 The urethane resin composition according to claim 1, wherein the alcohol-soluble urethane resin (A) has the hydrolyzable silyl group in a side chain of the alcohol-soluble urethane resin (A). 前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)が、ポリイソシアネート(a1)と、オキシエチレン構造含有ポリオール(a2−1)を含むポリオール(a2)とを反応させることによって分子末端に水酸基またはイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(a3)を製造し、次いで、前記ウレタンプレポリマー(a3)と、アミノ基含有シランカップリング剤及びイソシアネート基含有シランカップリング剤からなる群より選ばれる1種以上と、必要に応じて鎖伸長剤とを反応させることによって得られるものである、請求項1に記載のウレタン樹脂組成物。 The alcohol-soluble urethane resin (A) has a hydroxyl group or an isocyanate group at the molecular end by reacting the polyisocyanate (a1) with the polyol (a2) containing the oxyethylene structure-containing polyol (a2-1). Producing a urethane prepolymer (a3), then one or more selected from the group consisting of the urethane prepolymer (a3), an amino group-containing silane coupling agent and an isocyanate group-containing silane coupling agent, and as required The urethane resin composition according to claim 1, which is obtained by reacting with a chain extender. 前記オキシエチレン構造含有ポリオール(a2−1)が、エチレンオキサイドとテトラヒドロフランとの共重合体からなるポリエーテルポリオール、及び、ポリオキシエチレンポリオールからなる群より選ばれる1種以上である、請求項4に記載のウレタン樹脂組成物。 The said oxyethylene structure containing polyol (a2-1) is 1 or more types chosen from the group which consists of a polyether polyol which consists of a copolymer of ethylene oxide and tetrahydrofuran, and a polyoxyethylene polyol. The urethane resin composition as described. 前記ポリオール(a2)の全質量に対する、前記オキシエチレン構造含有ポリオール(a2−1)の質量割合が20〜70質量%である、請求項4に記載のウレタン樹脂組成物。 The urethane resin composition of Claim 4 whose mass ratio of the said oxyethylene structure containing polyol (a2-1) with respect to the total mass of the said polyol (a2) is 20-70 mass%. 前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)が5000〜300000の範囲の数平均分子量を有するものである、請求項1に記載のウレタン樹脂組成物。 The urethane resin composition according to claim 1, wherein the alcohol-soluble urethane resin (A) has a number average molecular weight in the range of 5,000 to 300,000. 前記金属アルコキシド(B−1)が、下記一般式(3)で示される構造を有する金属アルコキシド、またはその縮合物である、請求項1記載のウレタン樹脂組成物。
M(OR)n (3)
(上記一般式(3)中のMは金属原子を表し、Rはアルキル基を表し、nは1〜金属原子Mの価数の範囲の整数を表す。)
The urethane resin composition according to claim 1, wherein the metal alkoxide (B-1) is a metal alkoxide having a structure represented by the following general formula (3), or a condensate thereof.
M (OR) n (3)
(M in the general formula (3) represents a metal atom, R represents an alkyl group, and n represents an integer in the range of 1 to the valence of the metal atom M.)
前記金属アルコキシド(B−1)及び/またはその縮合物(B−2)が、アルコキシシリル基含有化合物及び/またはその縮合物である、請求項1に記載のウレタン樹脂組成物。 The urethane resin composition according to claim 1, wherein the metal alkoxide (B-1) and / or a condensate thereof (B-2) is an alkoxysilyl group-containing compound and / or a condensate thereof. 前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)と前記金属アルコキシド(B−1)及びその縮合物(B−2)からなる群より選ばれる1種以上の加水分解性基含有化合物(B)との合計質量に対する、前記加水分解性基含有化合物(B)の質量割合が、50〜95質量%である、請求項1に記載のウレタン樹脂組成物。 Total of the alcohol-soluble urethane resin (A) and the one or more hydrolyzable group-containing compounds (B) selected from the group consisting of the metal alkoxide (B-1) and its condensate (B-2) The urethane resin composition of Claim 1 whose mass ratio of the said hydrolysable group containing compound (B) with respect to mass is 50-95 mass%. 前記アルコール(C)が、炭素原子数1〜7個のアルキル基を有するアルコールである、請求項1に記載のウレタン樹脂組成物。 The urethane resin composition according to claim 1, wherein the alcohol (C) is an alcohol having an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms. 請求項1〜11のいずれか1項に記載のウレタン樹脂組成物からなるコーティング剤。 The coating agent which consists of a urethane resin composition of any one of Claims 1-11. 請求項1〜11のいずれか1項に記載のウレタン樹脂組成物からなるハードコート剤。 The hard-coat agent which consists of a urethane resin composition of any one of Claims 1-11. 請求項1〜11のいずれか1項に記載のウレタン樹脂組成物を硬化して得られる硬化物。 Hardened | cured material obtained by hardening | curing the urethane resin composition of any one of Claims 1-11. 前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)の加水分解性シリル基が加水分解して生成されるシラノール基と、前記金属アルコキシド(B−1)及びその縮合物(B−2)からなる群より選ばれる1種以上の加水分解性基含有化合物(B)の金属原子に結合したアルコキシ基が加水分解して生成される水酸基とが、反応し結合を形成したものである、請求項14に記載の硬化物。 Selected from the group consisting of a silanol group produced by hydrolysis of a hydrolyzable silyl group of the alcohol-soluble urethane resin (A), the metal alkoxide (B-1) and a condensate (B-2) thereof. The one or more hydrolyzable group-containing compounds (B) are bonded with a hydroxyl group produced by hydrolysis of an alkoxy group bonded to a metal atom to form a bond. Cured product. 前記金属アルコキシド(B−1)及びその縮合物(B−2)からなる群より選ばれる1種以上の加水分解性基含有化合物(B)の有する金属原子に結合したアルコキシ基がアルコキシシリル基であり、かつ、前記アルコキシ基が加水分解して生成される金属原子に結合した水酸基がシラノール基である、請求項14に記載の硬化物。 An alkoxy group bonded to a metal atom of one or more hydrolyzable group-containing compounds (B) selected from the group consisting of the metal alkoxide (B-1) and its condensate (B-2) is an alkoxysilyl group. Furthermore, the hardened | cured material of Claim 14 whose hydroxyl group couple | bonded with the metal atom produced | generated by the said alkoxy group hydrolyzing is a silanol group. 請求項1〜11のいずれか1項に記載のウレタン樹脂組成物と、必要に応じて水と酸触媒とを混合して得られた組成物を、基材表面に塗布し、前記塗布層中に含まれる前記アルコール(C)を除去することによって、前記アルコール可溶型ウレタン樹脂(A)の加水分解性シリル基が加水分解して形成されたシラノール基と、前記金属アルコキシド(B−1)及びその縮合物(B−2)からなる群より選ばれる1種以上の加水分解性基含有化合物(B)の金属原子に結合したアルコキシ基が加水分解して生成される水酸基とを、反応させ結合を形成することを特徴とする硬化物の製造方法。 The urethane resin composition according to any one of claims 1 to 11 and, if necessary, a composition obtained by mixing water and an acid catalyst are applied to a substrate surface, The silanol group formed by hydrolyzing the hydrolyzable silyl group of the alcohol-soluble urethane resin (A) and the metal alkoxide (B-1) by removing the alcohol (C) contained in And a hydroxyl group produced by hydrolysis of an alkoxy group bonded to a metal atom of one or more hydrolyzable group-containing compounds (B) selected from the group consisting of condensates thereof (B-2). The manufacturing method of the hardened | cured material characterized by forming a coupling | bonding. 前記金属アルコキシド(B−1)及びその縮合物(B−2)からなる群より選ばれる1種以上の加水分解性基含有化合物(B)の有する金属原子に結合したアルコキシ基がアルコキシシリル基であり、かつ、前記アルコキシ基が加水分解して生成される金属原子に結合した水酸基が、シラノール基である、請求項17に記載の硬化物の製造方法。 An alkoxy group bonded to a metal atom of one or more hydrolyzable group-containing compounds (B) selected from the group consisting of the metal alkoxide (B-1) and its condensate (B-2) is an alkoxysilyl group. The method for producing a cured product according to claim 17, wherein the hydroxyl group bonded to the metal atom produced by hydrolysis of the alkoxy group is a silanol group.
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