JP2013100396A - Silicone coating composition - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a silicone coating composition, which has excellent storage stability of coating liquid, and can form a coating film, particularly a laminate film, the film having high hardness, excellent scratch resistance, good adhesiveness and high toughness, and never causing cracks even when subjected to a sudden temperature change.SOLUTION: The silicone coating composition forms a silicone hard coat film directly on a surface of a silicone resin film which is formed by curing a silicone resin composition including a basic catalyst and a curable silicone having an alkoxysilyl group and/or silanol group. The composition includes: (i) a co-(partial) hydrolyzate or co-(partial) hydrolytic condensate of a hydrolyzable silicon compound and silicon dioxide fine particles; (ii) a curing catalyst higher in curing activity than the basic catalyst of the silicone resin composition; and (iii) an organic solvent. According to this, a heat-curable silicone coating composition which satisfies both wear resistance and adhesiveness in a balanced manner, and has excellent storage stability of the coating film can be obtained. A cured film of the composition can have excellent scratch resistance since it can be laminated to form a thick film.

Description

本発明は、シリコーンコーティング組成物に関する。詳しくは、シリコーン樹脂膜の表面にコートし、加熱硬化することにより、硬度が高く、耐擦傷性、耐クラック性に優れた塗膜を与え、また塗液の保存安定性に優れたシリコーンハードコート組成物に関する。   The present invention relates to a silicone coating composition. Specifically, a silicone hard coat that coats the surface of a silicone resin film and heat cures to give a coating film with high hardness, excellent scratch resistance and crack resistance, and excellent storage stability of the coating liquid Relates to the composition.

従来、プラスチック等の有機樹脂基材の表面に、高硬度、耐擦傷性の付与を目的とした表面保護塗膜を形成するコーティング剤として、加水分解性オルガノシランを加水分解もしくは部分加水分解して得られる組成物からなるコーティング剤、あるいは該組成物にコロイダルシリカを混合したコーティング剤が知られている。   Conventionally, hydrolyzable organosilane has been hydrolyzed or partially hydrolyzed as a coating agent that forms a surface protective coating for the purpose of imparting high hardness and scratch resistance to the surface of organic resin substrates such as plastics. A coating agent comprising the resulting composition, or a coating agent obtained by mixing colloidal silica with the composition is known.

例えば、特開昭51−2736号公報(特許文献1)、特開昭53−130732号公報(特許文献2)、特開昭63−168470号公報(特許文献3)には、オルガノアルコキシシラン、該オルガノアルコキシシランの加水分解物及び/又はその部分縮合物、及びコロイダルシリカからなり、過剰の水でアルコキシ基をシラノールに変換してなるコーティング剤が提案されている。   For example, JP-A-51-2736 (Patent Document 1), JP-A-53-130732 (Patent Document 2), and JP-A-63-168470 (Patent Document 3) include organoalkoxysilanes, There has been proposed a coating agent comprising the hydrolyzate of organoorganosilane and / or its partial condensate and colloidal silica, wherein an alkoxy group is converted into silanol with an excess of water.

これらのコーティング剤により得られる塗膜は、硬度が高く、基材保護用として優れているが、靭性に乏しく、厚い塗膜においては、加熱硬化中、硬化加熱炉から取り出す際や、屋外で使用中、急激な温度変化が起こったときなどに容易にクラックが発生する。とりわけ、硬化触媒として緩衝化されていない塩基性化合物、例えば、トリエチルアミン、ベンジルトリメチルアミン、ピリジン等のアミン、水酸化ナトリウム、ナトリウムメトキシド等のアルカリ金属の水酸化物あるいはアルコキシドなどを用いた場合、得られる塗膜の硬度は非常に優れるものの、塗膜クラックが発生し易くなり、また塗液の保存安定性も著しく低下する。   The coatings obtained with these coating agents have high hardness and are excellent for protecting the base material, but have poor toughness. For thick coatings, use them outdoors during heating and curing, when taking them out of a curing furnace. Cracks are easily generated when a sudden temperature change occurs. In particular, when a non-buffered basic compound as a curing catalyst, for example, an amine such as triethylamine, benzyltrimethylamine or pyridine, an alkali metal hydroxide such as sodium hydroxide or sodium methoxide, or an alkoxide is used. Although the hardness of the resulting coating film is very excellent, coating film cracks are likely to occur, and the storage stability of the coating liquid is also significantly reduced.

塗膜の高硬度化と塗液の保存安定性を両立するための硬化触媒として、緩衝化された塩基性化合物、例えば蟻酸カリウム、酢酸ナトリウム、プロピオン酸カリウム等のカルボン酸のアルカリ金属塩、酢酸アンモニウム、酢酸ジメチルアミン、酢酸エタノールアミン、ジメチルアニリン蟻酸塩等のアミンカルボキシレート、テトラメチルアンモニウムアセテート、ベンジルトリメチルアンモニウムアセテート、テトラエチルアンモニウムベンゾエート等の4級アンモニウムカルボキシレートなどが用いられており、特開平9−71654号公報(特許文献4)に記載されている。   Buffered basic compounds such as alkali metal salts of carboxylic acids such as potassium formate, sodium acetate, potassium propionate, acetic acid as curing catalysts for achieving both high hardness of the coating and storage stability of the coating liquid Amine carboxylates such as ammonium, dimethylamine acetate, ethanolamine acetate, and dimethylaniline formate, and quaternary ammonium carboxylates such as tetramethylammonium acetate, benzyltrimethylammonium acetate, and tetraethylammonium benzoate are used. -71654 (Patent Document 4).

しかし、硬化触媒として保存安定性を考慮し、緩衝化された塩基性触媒が使用されているにもかかわらず、これらのコーティング用組成物は、アルコキシシランの加水分解物/縮合物が比較的低分子量体を主成分としており、これらに含まれるシラノールの反応性は非常に高く、またその含有量も多量であるため、常温でも徐々にそれらの縮合反応が起こり、経時で高分子量化し、得られる塗膜の硬度が低下したり、ゲル化する場合もあり、コーティング剤として使用できなくなるという問題が依然として残されたままであった。   However, in view of storage stability as a curing catalyst, these coating compositions are relatively low in alkoxysilane hydrolysates / condensates despite the use of buffered basic catalysts. The main component is a molecular weight, and the reactivity of silanol contained in these is very high, and the content thereof is large, so that their condensation reaction occurs gradually even at room temperature, resulting in a high molecular weight over time. The hardness of the coating film may be reduced or gelled, and the problem that it cannot be used as a coating agent still remains.

とりわけ、シリコーンコーティング剤による厚い膜を形成しようとして、シリコーン層に直接シリコーン層を積層形成することは、一度塩基性硬化触媒により硬化したシリコーン膜表面上に、同一の塩基性触媒で架橋するシリコーン層を密着性よく形成することが困難であるため、積層したトップ膜において、加熱硬化中、あるいは、屋外で使用中、急激な温度変化が起こったときなどに容易にクラックが発生するという欠陥があった。   In particular, in order to form a thick film with a silicone coating agent, a silicone layer is directly laminated on a silicone layer, and a silicone layer that is crosslinked with the same basic catalyst on the surface of the silicone film once cured with the basic curing catalyst. Since it is difficult to form a film with good adhesion, the laminated top film has a defect that it easily cracks when it undergoes a rapid temperature change during heat curing or outdoor use. It was.

特開昭51−2736号公報JP-A 51-2736 特開昭53−130732号公報JP-A-53-130732 特開昭63−168470号公報JP 63-168470 A 特開平9−71654号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-71654

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、塗液の保存安定性に優れ、かつ高硬度で耐擦傷性に優れ、密着性も良好であり、しかも靭性も高く、急激な温度変化があってもクラックが発生しない塗膜、特に積層膜を形成することができるシリコーンコーティング組成物を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and has excellent storage stability of the coating liquid, high hardness, excellent scratch resistance, good adhesion, high toughness, and rapid temperature change. However, it aims at providing the silicone coating composition which can form the coating film which does not generate | occur | produce a crack, especially a laminated film.

本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、塗液の保存安定性に優れ、シリコーン樹脂膜の表面上に積層されたシリコーンハードコート膜を形成できるシリコーンコーティング組成物として、〈i〉加水分解性ケイ素化合物と二酸化ケイ素微粒子の共加水分解物、〈ii〉硬化触媒、〈iii〉有機溶剤を含有する組成物が有効であることを見出した。この場合、この組成物で用いる硬化触媒を、この組成物によるシリコーンハードコート膜が積層される下層のシリコーン樹脂硬化膜の形成に用いられた硬化触媒よりも、硬化活性が強い、つまり塩基性の高い硬化触媒を用いると共に、好ましくはこれに適切な制御剤を組み合わせることにより、塗液の保存安定性に優れ、かつ高硬度で耐擦傷性に優れ、密着性も良好であり、しかも靭性も高く、急激な温度変化があってもクラックの発生しない厚膜が形成できることを見出したものである。   As a result of diligent studies to achieve the above object, the inventors of the present invention have excellent storage stability of the coating liquid, and as a silicone coating composition capable of forming a silicone hard coat film laminated on the surface of the silicone resin film, It has been found that a composition containing i) a hydrolyzable silicon compound and silicon dioxide fine particles, <ii> a curing catalyst, and <iii> an organic solvent is effective. In this case, the curing catalyst used in this composition is stronger in curing activity than the curing catalyst used for forming the lower silicone resin cured film on which the silicone hard coat film is laminated by this composition, that is, is basic. By using a high curing catalyst and preferably combining it with an appropriate control agent, the coating solution has excellent storage stability, high hardness and scratch resistance, good adhesion, and high toughness. The inventors have found that a thick film that does not generate cracks can be formed even when there is an abrupt temperature change.

シリコーンハードコート塗膜を形成するためのシリコーンコーティング組成物中の硬化触媒は、保存安定性を付与する酸性の制御剤と、ケイ素化合物のシラノール基やアルコキシシリル基の縮合反応を促進して架橋により硬化を進め、ハードコート層の硬さと基板との密着性をも発現させる塩基性の硬化剤とから形成することが好ましい。活性の弱い硬化系は、活性の弱い触媒と活性の強い制御剤とから、あるいは少量の触媒と大量の制御剤で作ることができ、活性の強い硬化系は、活性の強い触媒と活性の弱い制御剤系とから、あるいは大量の触媒と少量の制御剤系で作ることができる。   The curing catalyst in the silicone coating composition for forming the silicone hard coat film is an acidic control agent that imparts storage stability, and promotes the condensation reaction of silanol groups and alkoxysilyl groups of the silicon compound by crosslinking. It is preferably formed from a basic curing agent that advances the curing and also develops the hardness of the hard coat layer and the adhesion to the substrate. A weakly active curing system can be made from a weakly active catalyst and a highly active control agent, or with a small amount of catalyst and a large amount of a controlling agent. It can be made from a control agent system or from a large amount of catalyst and a small amount of control agent system.

本発明は、この組成物で用いる硬化触媒を、シリコーン樹脂硬化膜で用いられた硬化触媒よりも、硬化活性が強い硬化触媒を用いていることと、好ましくはこれに適切な制御剤を組み合わせることにより、保存安定性に優れ、かつ高硬度で耐擦傷性に優れ、密着性も良好であり、しかも靭性も高く、急激な温度変化があってもクラックの発生しない厚膜が形成できるものである。   In the present invention, the curing catalyst used in this composition is a curing catalyst having a curing activity stronger than the curing catalyst used in the silicone resin cured film, and preferably an appropriate control agent is combined therewith. Therefore, it is possible to form a thick film that has excellent storage stability, high hardness, excellent scratch resistance, good adhesion, high toughness, and no cracks even when there is a sudden temperature change. .

この場合、シリコーンハードコート膜を形成するシリコーンコーティング組成物の硬化触媒が、塩基性有機化合物の硬化剤と酸性有機化合物の制御剤からなり、塩基性有機化合物が下記一般式(1)のアンモニウム化合物であることが好ましい。この塩基性有機化合物の硬化活性は、置換基のR1,R2,R3,R4の選択により制御でき、硬化活性の弱い触媒は、メチル以外のアルキルアンモニウム化合物にすればよく、硬化活性の強い触媒は、メチルのアルキルアンモニウム化合物にすればよい。縮合反応を促進して架橋により硬化を進めるが、これのみでは保存中にゲル化を起こす危険性があるため、酸性の制御剤を併用することで、保存中のシラノール基やアルコキシシリル基の縮合反応を制御して、適切な塗液の保存安定性と硬化膜形成を発現させることが好ましい。 In this case, the curing catalyst of the silicone coating composition forming the silicone hard coat film is composed of a curing agent of a basic organic compound and a control agent of an acidic organic compound, and the basic organic compound is an ammonium compound of the following general formula (1) It is preferable that The curing activity of this basic organic compound can be controlled by selecting the substituents R 1 , R 2 , R 3 and R 4 , and the catalyst having a weak curing activity may be an alkylammonium compound other than methyl. A strong catalyst may be a methyl alkylammonium compound. Although it accelerates the condensation reaction and cures by crosslinking, there is a risk of gelation during storage with this alone, so condensing silanol groups and alkoxysilyl groups during storage by using an acidic control agent together It is preferable to control the reaction to develop appropriate storage stability of the coating liquid and formation of a cured film.

従って、本発明は下記シリコーンコーティング組成物を提供する。
<1> 塩基触媒と、アルコキシシリル基及び/又はシラノール基を有する硬化性シリコーンとを含むシリコーン樹脂組成物を硬化させることによって形成されたシリコーン樹脂膜の表面に直接シリコーンハードコート膜を形成するシリコーンコーティング組成物であって、
〈i〉加水分解性ケイ素化合物と二酸化ケイ素微粒子との共(部分)加水分解物又は共(部分)加水分解縮合物、
〈ii〉上記シリコーン樹脂組成物の塩基触媒よりも硬化活性が強い硬化触媒、及び
〈iii〉有機溶剤
を含有することを特徴とするシリコーンコーティング組成物。
<2> 上記〈ii〉成分の硬化触媒が、塩基性有機化合物の硬化剤と酸性有機化合物の制御剤とからなり、塩基性有機化合物が下記一般式(1)で表せるアンモニウム化合物であることを特徴とする<1>記載のシリコーンコーティング組成物。
〔(R1)(R2)(R3)(R4)N〕+- (1)
(式中、R1,R2,R3,R4は、独立に水素原子又は炭素数1〜18のアルキル基もしくはハロゲン化アルキル基であって、X-は、ヒドロキサイドアニオン又は有機カルボン酸アニオンである。)
<3> 上記〈ii〉成分の硬化触媒が、式(1)においてR1〜R4の少なくとも1個がメチル基である硬化剤と酸性有機化合物の制御剤とからなり、シリコーン樹脂組成物の塩基触媒が式(1)においてR1〜R4のいずれもが炭素数2以上のアルキル基である硬化剤と酸性有機化合物の制御剤とからなる<2>記載のシリコーンコーティング組成物。
<4> 上記〈ii〉成分の硬化触媒の硬化剤が、テトラメチルアンモニウムヒドロキサイド、テトラメチルアンモニウムアセテート、テトラメチルアンモニウムフォーメートから選択される化合物であり、上記シリコーン樹脂組成物の塩基触媒の硬化剤が、テトラブチルアンモニウムヒドロキサイドである<3>記載のシリコーンコーティング組成物。
Accordingly, the present invention provides the following silicone coating composition.
<1> Silicone directly forming a silicone hard coat film on the surface of a silicone resin film formed by curing a silicone resin composition containing a base catalyst and a curable silicone having an alkoxysilyl group and / or a silanol group A coating composition comprising:
<I> Co (partial) hydrolyzate or co (partial) hydrolyzed condensate of hydrolyzable silicon compound and silicon dioxide fine particles,
<Ii> A silicone coating composition comprising a curing catalyst having a curing activity stronger than that of the base catalyst of the silicone resin composition, and <iii> an organic solvent.
<2> The curing catalyst of the above <ii> component comprises a curing agent of a basic organic compound and a control agent of an acidic organic compound, and the basic organic compound is an ammonium compound represented by the following general formula (1). <1> The silicone coating composition according to <1>.
[(R 1 ) (R 2 ) (R 3 ) (R 4 ) N] + X (1)
Wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms or a halogenated alkyl group, and X represents a hydroxide anion or an organic carboxylic acid. Anion.)
<3> The curing catalyst of the above <ii> component comprises a curing agent in which at least one of R 1 to R 4 in formula (1) is a methyl group and a control agent for an acidic organic compound, <2> The silicone coating composition according to <2>, wherein the base catalyst comprises a curing agent in which all of R 1 to R 4 in formula (1) are alkyl groups having 2 or more carbon atoms and a control agent for an acidic organic compound.
<4> Curing of the base catalyst of the silicone resin composition, wherein the curing agent of the curing catalyst of the <ii> component is a compound selected from tetramethylammonium hydroxide, tetramethylammonium acetate, and tetramethylammonium formate. <3> The silicone coating composition according to <3>, wherein the agent is tetrabutylammonium hydroxide.

本発明によれば、塗膜クラックがなく、耐摩耗性及び接着性をバランスよく両立でき、しかも塗膜の保存安定性にも優れる加熱硬化性のシリコーンコーティング組成物が得られ、この組成物の硬化被膜は、積層して厚い膜の形成ができるため、耐擦傷性に優れるものとなり得る。   According to the present invention, there can be obtained a heat-curable silicone coating composition that is free from cracks in the coating film, can balance both wear resistance and adhesiveness, and is excellent in storage stability of the coating film. Since the cured coating can be laminated to form a thick film, it can be excellent in scratch resistance.

本発明のシリコーンコーティング組成物は、シリコーン樹脂膜の表面上に積層されたシリコーンハードコート膜を形成できる組成物であって、〈i〉加水分解性ケイ素化合物と二酸化ケイ素微粒子との共加水分解物又は共加水分解縮合物、〈ii〉硬化触媒、及び〈iii〉有機溶剤であって、シリコーン樹脂硬化膜で用いられた硬化触媒よりも、硬化活性が強い硬化触媒を用いていることを特徴とするシリコーンコーティング組成物である。   The silicone coating composition of the present invention is a composition capable of forming a silicone hard coat film laminated on the surface of a silicone resin film, comprising: <i> a co-hydrolyzed product of a hydrolyzable silicon compound and silicon dioxide fine particles Or a cohydrolyzed condensate, <ii> a curing catalyst, and <iii> an organic solvent, characterized in that a curing catalyst having a curing activity stronger than that of the curing catalyst used in the silicone resin cured film is used. A silicone coating composition.

本発明を具体化する硬化触媒は、塩基性有機化合物の硬化剤と酸性有機化合物の制御剤とからなり、塩基性有機化合物が下記一般式(1)で表せるアンモニウム化合物であることが好ましい。
〔(R1)(R2)(R3)(R4)N〕+- (1)
(式中、R1,R2,R3,R4は、独立に水素原子又は炭素数1〜18のアルキル基もしくはハロゲン化アルキル基であって、X-は、ヒドロキサイドアニオン又は有機カルボン酸アニオンである。)
The curing catalyst that embodies the present invention is preferably composed of a curing agent of a basic organic compound and a control agent of an acidic organic compound, and the basic organic compound is preferably an ammonium compound represented by the following general formula (1).
[(R 1 ) (R 2 ) (R 3 ) (R 4 ) N] + X (1)
Wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms or a halogenated alkyl group, and X represents a hydroxide anion or an organic carboxylic acid. Anion.)

以下に、本発明の各成分を詳細に説明する。
1)〈i〉成分
本発明の組成物の〈i〉成分は、下記一般式(A)で表される少なくとも1種の加水分解性ケイ素化合物と二酸化ケイ素微粒子の共(部分)加水分解物又は共(部分)加水分解縮合物である。
R’aSi(OR”)(4-a) (A)
(式中、R’は炭素数1〜18の有機基、R”は、同一又は異種の炭素数1〜6の有機基を示し、aは0≦a≦2の整数である。)
Below, each component of this invention is demonstrated in detail.
1) <i> Component The <i> component of the composition of the present invention is a co- (partial) hydrolyzate of at least one hydrolyzable silicon compound represented by the following general formula (A) and silicon dioxide fine particles or It is a co- (partial) hydrolysis condensate.
R ' a Si (OR ") (4-a) (A)
(In the formula, R ′ represents an organic group having 1 to 18 carbon atoms, R ″ represents the same or different organic group having 1 to 6 carbon atoms, and a is an integer of 0 ≦ a ≦ 2.)

R’は炭素数1〜18の有機基であり、特に炭素数1〜10の非置換又は置換の一価炭化水素基が好ましい。これらの一価炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、デシル基、シクロヘキシル基、1,1,2−トリメチルプロピル基等の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、フェニル基、トリル基等のアリル基、ベンジル基、フェニルエチル基等のアラルキル基、ビニル基、アリル基、プロペニル基、ブテニル基等のアルケニル基等が例示される。これらの中でも、特に耐擦傷性や耐候性が要求される用途に使用する場合にはアルキル基が好ましく、メチル基が最も好ましい。   R 'is an organic group having 1 to 18 carbon atoms, and an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms is particularly preferable. As these monovalent hydrocarbon groups, linear, branched or cyclic such as methyl, ethyl, propyl, butyl, hexyl, decyl, cyclohexyl, 1,1,2-trimethylpropyl, etc. An alkyl group, an allyl group such as a phenyl group and a tolyl group, an aralkyl group such as a benzyl group and a phenylethyl group, an alkenyl group such as a vinyl group, an allyl group, a propenyl group and a butenyl group. Among these, an alkyl group is preferable, and a methyl group is most preferable when used for applications requiring particularly scratch resistance and weather resistance.

(OR”)は加水分解性基であり、炭素数1〜6の加水分解性基等が挙げられる。具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、フェノキシ基、イソプロペノキシ基等のオルガノキシ基を挙げることができる。この中で、特に操作性、副産物の留去の容易さ、安定性から炭素数1〜4のアルコキシ基が好ましく、とりわけメトキシ基、エトキシ基が好ましく、ハードトップ剤の硬度、耐摩耗性、密着性の観点から、3官能性加水分解性シラン(a=1のシラン)が40モル%以上、特に50モル%以上含まれることが好ましく、100モル%であってもよい。   (OR ″) is a hydrolyzable group, and examples thereof include a hydrolyzable group having 1 to 6 carbon atoms. Specific examples include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a butoxy group, a phenoxy group, and an isopropenoxy group. Among them, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms is preferable from the viewpoint of operability, ease of distilling off byproducts, and stability, and a methoxy group and an ethoxy group are particularly preferable. From the viewpoint of the hardness, wear resistance, and adhesion of the agent, it is preferable that the trifunctional hydrolyzable silane (a = 1 silane) is contained in an amount of 40 mol% or more, particularly 50 mol% or more, preferably 100 mol%. May be.

具体的なケイ素化合物としては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、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、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン等が挙げられる。   Specific silicon compounds include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltriisopropoxysilane, methyltributoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, propyltrimethoxysilane, propyltriethoxysilane, butyl Examples include trimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, cyclohexyltrimethoxysilane, and the like.

上記ケイ素化合物を後述する二酸化ケイ素微粒子と共加水分解する場合、水量の上限に制限はないが、上記ケイ素化合物1モルに対し通常10モル以下、特には5モル以下である。また、その下限は1モル以上、特に1.2モル以上とすることが好ましい。   When the silicon compound is co-hydrolyzed with silicon dioxide fine particles to be described later, the upper limit of the amount of water is not limited, but is usually 10 mol or less, particularly 5 mol or less with respect to 1 mol of the silicon compound. Further, the lower limit is preferably 1 mol or more, particularly 1.2 mol or more.

加水分解に使用する水には、極性有機溶剤を加えることが好ましく、極性有機溶剤としては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、t−ブタノール、ジアセトンアルコール等のアルコール類、エチレングリコール、モノエチレングリコールモノエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノエーテル等が例示される。   It is preferable to add a polar organic solvent to the water used for the hydrolysis. Examples of the polar organic solvent include methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, isobutanol, t-butanol, diacetone alcohol and the like, ethylene Examples include glycol, monoethylene glycol monoether, propylene glycol, and propylene glycol monoether.

〈i〉成分は、その他の成分として、紫外線吸収剤を加えることによって調製することができる。この紫外線吸収剤は、分子内にベンゾフェノン系の骨格を持ち、これが紫外線の吸収に寄与する化合物を用いることができる。   The <i> component can be prepared by adding an ultraviolet absorber as the other component. As this ultraviolet absorber, a compound having a benzophenone-based skeleton in the molecule and contributing to the absorption of ultraviolet rays can be used.

上記加水分解性ケイ素化合物と共加水分解される二酸化ケイ素微粒子は、塗膜に硬度・耐摩耗性を与える充填剤の役割と、粒子表面でバインダーとしての〈i〉成分中のシラノール基と結合を形成するため、架橋剤としての役割を果たすと考えられる。即ち、微粒子表面は水酸基(Si−OH)が存在しており、〈i〉成分との間で結合生成(Si−O−Si)が可能である。この二酸化ケイ素微粒子としては、特に、コロイド状の酸化ケイ素分散液、即ちコロイダルシリカで、分散媒中に分散された状態(酸化物ゾル)で使用するのが好ましい。分散媒は、水、アルコール等の極性溶剤が好ましい。   The silicon dioxide fine particles cohydrolyzed with the hydrolyzable silicon compound have a role of a filler that gives the coating film hardness and abrasion resistance, and a bond with the silanol group in the <i> component as a binder on the particle surface. In order to form, it is thought to play a role as a crosslinking agent. That is, the surface of the fine particles has a hydroxyl group (Si—OH), and bond formation (Si—O—Si) is possible with the <i> component. As the silicon dioxide fine particles, it is particularly preferable to use a colloidal silicon oxide dispersion, that is, colloidal silica, dispersed in a dispersion medium (oxide sol). The dispersion medium is preferably a polar solvent such as water or alcohol.

二酸化ケイ素微粒子の粒径は、塗膜の透明性が維持できるほど小さいものであれば使用可能であるが、1〜300nm、特に1〜100nmの範囲にあるものが好ましい。粒子の分散安定性を増す目的でシランカップリング剤やテトラエトキシシラン等のテトラアルコキシシラン、チタンカップリング剤、カルボキシル基含有有機ポリマー等で一部処理・被覆されたものを用いてもよい。但し、ここでの主成分は、無機二酸化ケイ素であって、安定化のため添加し、被覆に使用される有機物含有量は10質量%以下であることが好ましい。   The particle diameter of the silicon dioxide fine particles can be used as long as the transparency of the coating film can be maintained, but is preferably in the range of 1 to 300 nm, particularly 1 to 100 nm. For the purpose of increasing the dispersion stability of the particles, a silane coupling agent, a tetraalkoxysilane such as tetraethoxysilane, a titanium coupling agent, a carboxyl group-containing organic polymer, or the like may be used. However, the main component here is inorganic silicon dioxide, which is added for stabilization, and the organic content used for coating is preferably 10% by mass or less.

二酸化ケイ素微粒子の配合量は、上記加水分解性ケイ素化合物100質量部に対して5〜300質量部、特に5〜100質量部が好ましい。   The compounding amount of the silicon dioxide fine particles is preferably 5 to 300 parts by mass, more preferably 5 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the hydrolyzable silicon compound.

〈i〉成分は、上記二酸化ケイ素微粒子の水分散液を、原料である加水分解性ケイ素化合物に加えることによって調製するのが好ましい。これは、二酸化ケイ素微粒子共存下で〈i〉成分を製造することを意味する。この方法は、酸性あるいはアルカリ性の水分散の二酸化ケイ素ゾルを使用する場合に効率のよい製造方法であり、本発明では、特に酸性水分散二酸化ケイ素ゾルを用いることが好ましい。この調製法を用いた場合でも、加水分解性基(OR”)1モルに対し、水分散二酸化ケイ素ゾル中の水が1モル以上、好ましくは1.2モル以上であることが好ましい。1モル未満だと、加水分解性基が残存することになり、架橋密度の低下による硬度低下、密着性低下が起こる。なお、水量の上限に制限はないが、通常10モル以下、特には5モル以下である。   The <i> component is preferably prepared by adding the above aqueous dispersion of silicon dioxide fine particles to the hydrolyzable silicon compound as a raw material. This means that the <i> component is produced in the presence of silicon dioxide fine particles. This method is an efficient production method when an acidic or alkaline water-dispersed silicon dioxide sol is used. In the present invention, it is particularly preferable to use an acidic water-dispersed silicon dioxide sol. Even when this preparation method is used, the amount of water in the water-dispersed silicon dioxide sol is 1 mol or more, preferably 1.2 mol or more, with respect to 1 mol of the hydrolyzable group (OR ″). If the amount is less than 1, the hydrolyzable group remains, resulting in a decrease in hardness and adhesion due to a decrease in crosslink density, although the upper limit of the amount of water is not limited, but is usually 10 mol or less, particularly 5 mol or less. It is.

共加水分解に際し、加水分解触媒を使用してもよい。加水分解触媒としては、従来公知の触媒を使用することができ、特に酸性のハロゲン化水素、カルボン酸、スルホン酸、酸性あるいは弱酸性の酸化物や無機塩、イオン交換樹脂等の固体酸等を使用することができる。これらの例としては、酢酸、マレイン酸に代表される有機酸、表面にスルホン酸基又はカルボン酸基を有するカチオン交換樹脂等を好適に用いることができる。加水分解触媒の量は、加水分解性基(OR”)1モルに対して0.001〜10モル%が好ましい。また、加水分解は弱酸性条件下で加水分解することが好ましく、特にpHが2〜7の範囲で反応させることが好ましい。加水分解を弱酸性下で行わない場合は生成するシラノール基が不安定となり、縮合反応が進み、分子量が大きくなりすぎることがある。   A hydrolysis catalyst may be used for the co-hydrolysis. As the hydrolysis catalyst, conventionally known catalysts can be used, and particularly acidic hydrogen halides, carboxylic acids, sulfonic acids, acidic or weakly acidic oxides and inorganic salts, solid acids such as ion exchange resins, etc. Can be used. As these examples, an organic acid typified by acetic acid and maleic acid, a cation exchange resin having a sulfonic acid group or a carboxylic acid group on the surface, and the like can be suitably used. The amount of the hydrolysis catalyst is preferably 0.001 to 10 mol% with respect to 1 mol of the hydrolyzable group (OR ″). The hydrolysis is preferably performed under weakly acidic conditions, and the pH is particularly high. It is preferable to make it react in the range of 2 to 7. When hydrolysis is not performed under weak acidity, the silanol group to produce | generate becomes unstable, a condensation reaction advances, and molecular weight may become large too much.

とりわけ、トップ膜の高硬度を得るには、前記の加水分解に続いて、縮合させることが好ましい。縮合は、加水分解に続いて連続的に行えばよく、通常、液温が常温又は100℃以下の加熱下で行われる。100℃より高い温度ではゲル化する場合がある。更に80℃以上、常圧又は減圧下にて、加水分解で生成したアルコールを留去することにより、縮合を促進させることができる。更に、縮合を促進させる目的で、塩基性化合物、酸性化合物、金属キレート化合物等の縮合触媒を添加してもよい。縮合工程の前又は最中に、縮合の進行度及び濃度を調整する目的で有機溶剤を添加してもよく、また二酸化ケイ素ゾル等の金属酸化物微粒子を水もしくは有機溶剤中に分散させたものを添加してもよい。一般的にシリコーンレジンは縮合が進行すると共に、高分子量化し、水や生成アルコールへの溶解性が低下していくため、添加する有機溶剤としては、生成物をよく溶解し、沸点が80℃以上の比較的極性の高い有機溶剤が好ましい。このような有機溶剤の具体例としてはイソプロピルアルコール、n−ブタノール、イソブタノール、t−ブタノール、ジアセトンアルコール等のアルコール類;メチルプロピルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ジアセトンアルコール等のケトン類;ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、アニソール、ジオキサン、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエーテル類;酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸シクロヘキシル等のエステル類などを挙げることができる。   In particular, in order to obtain a high hardness of the top film, it is preferable to perform condensation after the hydrolysis. Condensation may be performed continuously following hydrolysis, and is usually performed under heating at a liquid temperature of room temperature or 100 ° C. Gelation may occur at temperatures higher than 100 ° C. Furthermore, condensation can be accelerated | stimulated by distilling off the alcohol produced | generated by hydrolysis under 80 degreeC or more and a normal pressure or pressure reduction. Furthermore, for the purpose of promoting condensation, a condensation catalyst such as a basic compound, an acidic compound, or a metal chelate compound may be added. Before or during the condensation step, an organic solvent may be added for the purpose of adjusting the degree and concentration of condensation, and metal oxide fine particles such as silicon dioxide sol are dispersed in water or an organic solvent. May be added. In general, silicone resin undergoes condensation, increases in molecular weight, and decreases in solubility in water and produced alcohol. Therefore, as an organic solvent to be added, the product is well dissolved and has a boiling point of 80 ° C. or higher. The organic solvent having relatively high polarity is preferred. Specific examples of such organic solvents include alcohols such as isopropyl alcohol, n-butanol, isobutanol, t-butanol, diacetone alcohol; methylpropyl ketone, diethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, diacetone alcohol, and the like. Ketones; ethers such as dipropyl ether, dibutyl ether, anisole, dioxane, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate; propyl acetate, butyl acetate, cyclohexyl acetate, etc. Examples include esters.

この縮合により得られたシリコーン生成物のGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)分析におけるポリスチレン換算数平均分子量は、1,500以上であることが好ましく、1,500〜50,000であることがより好ましく、2,000〜20,000であることが更に好ましい。分子量がこの範囲より低いと、塗膜の靱性が低く、クラックが発生しやすくなる傾向があり、一方、分子量が高すぎると、硬度が低くなる傾向があり、また塗膜中の樹脂が相分離するために塗膜白化を引き起こす場合がある。   The number average molecular weight in terms of polystyrene in GPC (gel permeation chromatography) analysis of the silicone product obtained by this condensation is preferably 1,500 or more, more preferably 1,500 to 50,000. More preferably, it is 2,000-20,000. If the molecular weight is lower than this range, the toughness of the coating film is low and cracks tend to occur. On the other hand, if the molecular weight is too high, the hardness tends to be low, and the resin in the coating film is phase-separated. May cause whitening of the coating film.

また、シリコーンハードコート膜の可撓性を向上させることを目的として、下記平均組成式(D)で示されるシロキサン樹脂を共存させることができる。
R'''bSi(OR'''')c(OH)d(4-b-c-d)/2 (D)
(式中、R'''は、同一又は異種の炭素数1〜18の有機基、R''''は、同一又は異種の炭素数1〜4の有機基を示し、b,c及びdは、0.8≦b≦1.5、0≦c≦0.3、0.001≦d≦0.5、0.801≦b+c+d<2を満たす数である。)
で表され、ハードトップコート膜の高硬度性を維持しながら、柔軟性を与え、クラック等を防止する成分である。
Moreover, the siloxane resin shown by the following average compositional formula (D) can coexist for the purpose of improving the flexibility of the silicone hard coat film.
R ′ ″ b Si (OR ″ ″) c (OH) d O (4-bcd) / 2 (D)
(Wherein R ′ ″ represents the same or different organic group having 1 to 18 carbon atoms, R ″ ″ represents the same or different organic group having 1 to 4 carbon atoms, b, c and d) Is a number satisfying 0.8 ≦ b ≦ 1.5, 0 ≦ c ≦ 0.3, 0.001 ≦ d ≦ 0.5, and 0.801 ≦ b + c + d <2.
It is a component that gives flexibility and prevents cracks while maintaining the high hardness of the hard top coat film.

この作用は、式(D)のシロキサン樹脂の末端基(OR''''及びOH)量が比較的少なく、ハードトップコート剤の架橋反応に限定的にしか関与せず、架橋ネットワークの隙間を埋める緩衝材のような役割を演じているためと考えられる。この場合、末端基量が少なすぎると、膜内に強固に固定されないので、耐溶剤性等で不利になる場合がある。従って、上記シロキサン樹脂としては、末端基量は比較的少ないが、限定的にハードトップコート膜内に固定化されるだけの結合形成を〈i〉成分との間で行うことができるものが必要である。   This action has a relatively small amount of terminal groups (OR ″ ″ and OH) of the siloxane resin of the formula (D) and is only limitedly involved in the cross-linking reaction of the hard top coating agent. This is probably because it plays a role like a cushioning material. In this case, if the amount of the terminal group is too small, it is not firmly fixed in the film, which may be disadvantageous in terms of solvent resistance. Therefore, the siloxane resin should have a relatively small amount of terminal groups, but can be bonded to the <i> component only to be fixed within the hard topcoat film. It is.

R'''は、同一又は異種の炭素数1〜18、特に1〜10の有機基であり、非置換又は置換の一価炭化水素基、例えばアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルケニル基、ハロゲン置換アルキル基等が挙げられ、アルキル基、アリール基が好ましい。例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、フェニル基、ビニル基、トリフルオロプロピル基等が挙げられる。   R ′ ″ is the same or different organic group having 1 to 18 carbon atoms, particularly 1 to 10 carbon atoms, and an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group such as an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group, an alkenyl group, Examples thereof include a halogen-substituted alkyl group, and an alkyl group and an aryl group are preferable. Examples include methyl, ethyl, propyl, butyl, hexyl, octyl, decyl, cyclopentyl, cyclohexyl, phenyl, vinyl, trifluoropropyl, and the like.

R''''は、同一又は異種の炭素数1〜4の有機基であり、特にアルキル基又はアルケニル基が挙げられる。(OR'''')は、シロキサン樹脂の末端基のうち、シラノール基(Si−OH)以外の部分を示し、具体例としてメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等が挙げられ、原料の入手が容易なメトキシ基、エトキシ基が好ましい。   R ″ ″ is the same or different organic group having 1 to 4 carbon atoms, and particularly includes an alkyl group or an alkenyl group. (OR ″ ″) represents a portion other than the silanol group (Si—OH) in the terminal group of the siloxane resin, and specific examples include methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, etc. A methoxy group and an ethoxy group that are easily available are preferred.

b,c及びdは、0.8≦b≦1.5、0≦c≦0.3、0.001≦d≦0.5、0.801≦b+c+d<2を満たす数である。R'''の含有量bが0.8未満だとクラック防止性が低下し、1.5を超えると、有機基が多くなって疎水性が高くなるため、ハードトップコート層への相溶性が低下し、膜内からブリードするため、クラック防止効果がなくなるだけでなく、ハジキ等の外観不良が生じる。OR''''の含有量cが0.3を超えると、末端基量が多く、〈i〉成分との縮合反応に関与してくる比率が高まり、クラック防止性能が発現しなくなる。これらのアルコキシ基等は赤外吸収スペクトル(IR)、アルカリクラッキングによるアルコール定量法等で定量可能である。   b, c and d are numbers satisfying 0.8 ≦ b ≦ 1.5, 0 ≦ c ≦ 0.3, 0.001 ≦ d ≦ 0.5, and 0.801 ≦ b + c + d <2. When the content b of R ′ ″ is less than 0.8, the crack preventing property is lowered, and when it exceeds 1.5, the organic group is increased and the hydrophobicity is increased. Therefore, compatibility with the hard top coat layer is increased. Is reduced and bleeding occurs from within the film, so that not only the crack prevention effect is lost, but also appearance defects such as repellency occur. When the content c of OR ″ ″ exceeds 0.3, the amount of terminal groups is large, the ratio involved in the condensation reaction with the <i> component is increased, and crack prevention performance is not exhibited. These alkoxy groups and the like can be quantified by infrared absorption spectrum (IR), alcohol quantification by alkali cracking, or the like.

OHの含有量dが0.5を超えると、加熱硬化時〈i〉、〈ii〉成分との縮合反応に関与してくる比率が高まり、高硬度ではあるが耐クラック性に乏しくなる。dが0.001未満だと、〈i〉成分との結合生成が全くなくなり、膜内に固定化されず、硬度低下、耐溶剤性低下をもたらす。より好ましくは、0.9≦b≦1.3、0.001≦c≦0.2、0.01≦d≦0.3、0.911≦b+c+d≦1.8である。   When the OH content d exceeds 0.5, the ratio involved in the condensation reaction with the <i> and <ii> components at the time of heat curing increases, resulting in poor hardness and crack resistance. When d is less than 0.001, bond formation with the <i> component is completely eliminated and the film is not fixed in the film, resulting in a decrease in hardness and a decrease in solvent resistance. More preferably, 0.9 ≦ b ≦ 1.3, 0.001 ≦ c ≦ 0.2, 0.01 ≦ d ≦ 0.3, and 0.911 ≦ b + c + d ≦ 1.8.

上記シロキサン樹脂は、40℃以下で固体である。40℃以下で液体だと、加熱硬化時に上記シロキサン樹脂と〈i〉成分の間で結合が生成したとしても、塗膜の硬度、耐溶剤性が低下する。また、上記シロキサン樹脂中に含まれる揮発分は、105℃,3時間乾燥にて2質量%以下であることが好ましい。2質量%を超えると40℃以下でも固体が流動したり、融着したりして作業性が低下する場合がある。シロキサン樹脂は、軟化点が60〜90℃であることが好ましい。60℃未満だと、ハードトップコート膜の硬度、耐摩耗性が低下する場合があり、90℃を超えると、〈i〉成分への相溶性、耐クラック性が低下する場合がある。なお、軟化点はJIS K2207に準拠した環球法で測定した値である。   The siloxane resin is solid at 40 ° C. or lower. If it is liquid at 40 ° C. or lower, even if a bond is formed between the siloxane resin and the <i> component during heat curing, the hardness and solvent resistance of the coating film are lowered. Moreover, it is preferable that the volatile matter contained in the said siloxane resin is 2 mass% or less by drying at 105 degreeC for 3 hours. If it exceeds 2% by mass, the workability may be deteriorated due to the solid flowing or fusing even at 40 ° C. or lower. The siloxane resin preferably has a softening point of 60 to 90 ° C. When the temperature is lower than 60 ° C., the hardness and wear resistance of the hard top coat film may be lowered. When the temperature is higher than 90 ° C., compatibility with the <i> component and crack resistance may be lowered. The softening point is a value measured by the ring and ball method according to JIS K2207.

このシロキサン樹脂の分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)によって測定することができる。本発明のシロキサン樹脂は、GPCにより測定したポリスチレン標準で換算した重量平均分子量が2,000以上、好ましくは2,000〜10,000である。分子量が2,000未満だと、末端基量が多すぎて架橋に関与してしまうためクラック防止性に乏しくなり、分子量が大きすぎると、〈i〉成分等との相溶性が低下し、塗膜が不透明になることがある。   The molecular weight of the siloxane resin can be measured by GPC (gel permeation chromatography). The siloxane resin of the present invention has a weight average molecular weight of 2,000 or more, preferably 2,000 to 10,000, as converted by polystyrene standard measured by GPC. If the molecular weight is less than 2,000, the amount of terminal groups is too large and is involved in crosslinking, resulting in poor crack prevention. If the molecular weight is too large, the compatibility with the <i> component and the like decreases, The film may become opaque.

シロキサン樹脂の製造方法は、以下のような従来公知のレジン製造方法が適用できる。即ち、1種類以上の加水分解性シラン化合物、あるいはこれらと有機溶剤との混合液に対し、水を加えて撹拌し、加水分解性シラン化合物と水を接触させることによって加水分解反応をさせ、加水分解反応によって発生するシラノール基を、互いに、あるいは他の加水分解性基と反応させてシロキサン結合(−Si−O−Si−)を生成させ、縮重合させることによる重合体製造法である。重合後、中和し、最終的に有機溶剤を留去することによって、固形のシロキサン樹脂を得ることができる。この固形レジンは、溶剤不溶のゲルとは異なり、再び有機溶剤に溶解するものである。特に本発明に用いる場合に有利な製造方法としては、加水分解を強酸性条件下(特にpHが2より小さいことが好ましい)に行うことがよい。このような強酸性条件下では、縮重合反応に寄与するシラノール基が弱酸性時に比べ不安定で、反応が次々と急速に進行するため高分子量体となる。   The following conventionally known resin production methods can be applied to the production method of the siloxane resin. That is, one or more kinds of hydrolyzable silane compounds, or a mixed solution of these and an organic solvent, are added with water and stirred to cause hydrolysis reaction by bringing the hydrolyzable silane compound and water into contact with each other. This is a method for producing a polymer by reacting silanol groups generated by a decomposition reaction with each other or with other hydrolyzable groups to form a siloxane bond (—Si—O—Si—), followed by condensation polymerization. After the polymerization, neutralization is performed, and finally the organic solvent is distilled off to obtain a solid siloxane resin. This solid resin is different from a solvent-insoluble gel and is dissolved again in an organic solvent. As an advantageous production method particularly for use in the present invention, the hydrolysis is preferably carried out under strongly acidic conditions (particularly, the pH is preferably smaller than 2). Under such strongly acidic conditions, the silanol group contributing to the polycondensation reaction is unstable compared to when weakly acidic, and the reaction proceeds rapidly one after another, resulting in a high molecular weight product.

加水分解に用いる好ましい水量は、原料として用いるシランの加水分解性基の種類によるが、アルコキシシランを原料とした場合、加水分解性基OR''''1モルに対し、1.5モル未満、特に0.6〜1.0モルであることが好ましい。この場合のような強酸性条件での縮重合反応で、加水分解水量が1.5モル以上であると、急速に3次元的な縮合が進み、ゲル化するので不適である。また、原料がクロルシランの場合は、加水分解水量は特に問わない。   The preferred amount of water used for hydrolysis depends on the type of hydrolyzable group of the silane used as the raw material, but when alkoxysilane is used as the raw material, it is less than 1.5 mol with respect to 1 mol of the hydrolyzable group OR ″ ″, Particularly preferred is 0.6 to 1.0 mol. In the condensation polymerization reaction under strongly acidic conditions as in this case, if the amount of hydrolyzed water is 1.5 mol or more, three-dimensional condensation proceeds rapidly and gelation is not suitable. Further, when the raw material is chlorosilane, the amount of hydrolysis water is not particularly limited.

加水分解には有機溶剤を用いてもよく、有機溶剤は、水への溶解性の低い非極性溶剤が好ましい。具体的には、トルエン、キシレン、ヘキサン等の炭化水素系溶剤が主に好ましく用いられるが、水との混和性が低すぎると加水分解反応が進行しにくいので、アルコール等の極性溶剤を併用しても構わない。   An organic solvent may be used for hydrolysis, and the organic solvent is preferably a nonpolar solvent having low solubility in water. Specifically, hydrocarbon solvents such as toluene, xylene, and hexane are mainly preferably used. However, if the miscibility with water is too low, the hydrolysis reaction is difficult to proceed. It doesn't matter.

原料となる加水分解性シラン化合物は、具体的にはビニルトリクロルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメチルジクロルシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、テトラクロルシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリクロルシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、プロピルトリクロルシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ヘキシルトリクロルシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、フェニルトリクロルシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン等が好ましい。特にメチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリメトキシシランが好ましい。   Specifically, the hydrolyzable silane compound used as a raw material is vinyltrichlorosilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinylmethyldichlorosilane, vinylmethyldimethoxysilane, vinylmethyldiethoxysilane, tetrachlorosilane, tetra Methoxysilane, tetraethoxysilane, methyltrichlorosilane, methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltriisopropoxysilane, propyltrichlorosilane, propyltrimethoxysilane, propyltriethoxysilane, hexyltrichlorosilane, hexyl Trimethoxysilane, phenyltrichlorosilane, phenyltrimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane and the like are preferable. In particular, methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, methyltriethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, and phenyltrimethoxysilane are preferable.

上記シロキサン樹脂の配合量は、〈i〉成分の合計100質量部に対し、シロキサン樹脂が0〜100質量部、特に3〜80質量部であることが好ましい。シロキサン樹脂を配合しない場合、熱硬化の条件によってはクラックが発生する場合があり、100質量部を超えると、ハードトップコートとしての硬度、耐摩耗性が極端に低下する場合がある。   It is preferable that the compounding quantity of the said siloxane resin is 0-100 mass parts, especially 3-80 mass parts of siloxane resin with respect to a total of 100 mass parts of <i> component. When a siloxane resin is not blended, cracks may occur depending on the thermosetting conditions, and when it exceeds 100 parts by mass, the hardness and wear resistance as a hard top coat may be extremely lowered.

シロキサン樹脂を配合する場合に、シロキサン樹脂の有機溶剤溶液をあらかじめ調製しておいて、これを上記各成分と混合してもよい。シロキサン樹脂を溶剤に溶かす際、加熱を要する場合があるからである。溶剤としては、好ましくはエタノール、イソプロパノール、イソブタノール、プロピレングリコールモノアルキルエーテル、ダイアセトンアルコール等が使用できるが、これに限定されるものではない。   When the siloxane resin is blended, an organic solvent solution of the siloxane resin may be prepared in advance and mixed with the above components. This is because heating may be required when the siloxane resin is dissolved in a solvent. As the solvent, ethanol, isopropanol, isobutanol, propylene glycol monoalkyl ether, diacetone alcohol or the like can be preferably used, but the solvent is not limited thereto.

2)〈ii〉成分
〈ii〉成分は、シリコーンハードコート膜を形成するための上記〈i〉成分の共加水分解物又は共加水分解縮合物の硬化触媒であって、塩基性の硬化剤と酸性の制御剤とからなるものが好ましい。塩基性の硬化剤は、ケイ素化合物のシラノール基やアルコキシシリル基の縮合反応を促進して架橋により硬化を進め、ハードコート層の硬さと基板との密着性をも発現させ、酸性の制御剤はゲル化を制御して溶液の保存安定性を付与する役割を持っている。
2) <ii> Component The <ii> component is a curing catalyst for the co-hydrolyzate or co-hydrolyzed condensate of the above-mentioned <i> component for forming a silicone hard coat film, and a basic curing agent and What consists of an acidic control agent is preferable. The basic curing agent promotes the condensation reaction of silanol groups and alkoxysilyl groups of the silicon compound to promote curing by crosslinking, and also develops the hardness of the hard coat layer and the adhesion between the substrate and the acidic control agent is It has the role of controlling the gelation and imparting storage stability of the solution.

本発明は、この組成物で用いる硬化触媒を、シリコーン樹脂硬化膜で用いられた硬化触媒よりも、硬化活性が強い、つまり塩基性の高い硬化触媒を用いていることと、好ましくは適切な制御剤を組み合わせることにより、塗液の保存安定性に優れ、かつ高硬度で耐擦傷性に優れ、密着性も良好であり、しかも靭性も高く、急激な温度変化があってもクラックの発生しない厚膜が形成できることを見出したものである。   The present invention uses a curing catalyst having a curing activity stronger, that is, a higher basicity than the curing catalyst used in the silicone resin cured film, and preferably appropriate control. Combined with the agent, the coating solution has excellent storage stability, high hardness, excellent scratch resistance, good adhesion, high toughness, and thickness that does not generate cracks even when there is a sudden change in temperature. It has been found that a film can be formed.

シリコーンコーティング組成物の硬化触媒は、縮合反応を促進して架橋により硬化を進めるが、これのみでは保存中にゲル化を起こす危険性がある。酸性の制御剤を併用することで、保存中のシラノール基やアルコキシシリル基の縮合反応を制御して、適切な塗液の保存安定性と硬化膜形成を発現させるものである。   The curing catalyst for the silicone coating composition accelerates the condensation reaction and proceeds with curing by crosslinking, but this alone has a risk of causing gelation during storage. In combination with an acidic control agent, the condensation reaction of silanol groups and alkoxysilyl groups during storage is controlled, and appropriate storage stability of the coating liquid and formation of a cured film are exhibited.

水溶液中において最も著しい強塩基は、アルカリ金属及びテトラアルキルアンモニウムの水酸化物である。水溶液中において酸HAがプロトンを放出した共役塩基A-の塩基解離定数は酸解離定数と以下の関係にあり、弱い酸であるほどその共役塩基は強い塩基となる。 The most prominent strong bases in aqueous solution are alkali metal and tetraalkylammonium hydroxides. The base dissociation constant of the conjugate base A from which the acid HA released a proton in an aqueous solution has the following relationship with the acid dissociation constant. The weaker the acid, the stronger the conjugate base.

金属の水酸化物の塩基強度は、金属イオンの電荷が小さく、イオン半径が大きいほど水酸化物イオンとの静電気力が弱くなり、強塩基となり、水に対する溶解度及び溶解度積も大きくなる。また、塩基強度は、金属の電気陰性度が小さいほどイオン結合性が強くなり、大きくなる。従って、金属アクアイオンの酸解離定数pKaは電荷をe、イオン半径をrとして(e2/r)とほぼ直線関係にあり、金属アクアイオンのpKaが大きく加水分解しにくいものほど、その金属の水酸化物は強塩基であることになる。強塩基とは、塩基解離定数の大きい塩基を指し、狭義には水溶液中において電離度が1に近く水酸化物イオンを定量的に生成し、塩基解離定数がpKb<0程度のものをいう。水溶性でかつ水溶液中において強塩基であるものは特に強アルカリともよばれる。 The base strength of the metal hydroxide is such that the smaller the charge of the metal ion and the larger the ion radius, the weaker the electrostatic force with the hydroxide ion, the stronger the base, and the higher the solubility and solubility product in water. In addition, the base strength increases as the metal electronegativity decreases and the ionic bond strength increases. Therefore, the acid dissociation constant pKa of a metal aqua ion is approximately linear with (e 2 / r) where the charge is e and the ion radius is r, and the higher the pKa of the metal aqua ion is, the more difficult it is to hydrolyze. The hydroxide will be a strong base. A strong base refers to a base having a large base dissociation constant. In a narrow sense, a strong base has a degree of ionization close to 1 in an aqueous solution and quantitatively generates hydroxide ions, and has a base dissociation constant of about pKb <0. Those which are water-soluble and are strong bases in an aqueous solution are also called strong alkalis.

第四級アンモニウムカチオンは、分子式NR4+で表される正電荷を持った多原子イオンである。Rはアルキル基又はアリール基を示す。アンモニウムイオンNH4+や第一級・第二級・第三級アンモニウムカチオンとは違い、第四級アンモニウムカチオンは常に帯電していて、溶液のpHに左右されない。第四級アンモニウム塩や第四級アンモニウム化合物は第四級アンモニウムカチオンとほかのアニオンとの塩である。第四級アンモニウム化合物は第三級アミンのアルキル化で合成され、このプロセスは第四級化とよばれる。 The quaternary ammonium cation is a polyatomic ion having a positive charge represented by the molecular formula NR 4+ . R represents an alkyl group or an aryl group. Unlike ammonium ion NH 4+ and primary / secondary / tertiary ammonium cations, quaternary ammonium cations are always charged and do not depend on the pH of the solution. Quaternary ammonium salts and quaternary ammonium compounds are salts of quaternary ammonium cations and other anions. Quaternary ammonium compounds are synthesized by alkylation of tertiary amines and this process is called quaternization.

硬化剤は、塩基性化合物、とりわけ、上記有機のアンモニウム化合物がよく、下記一般式(1)で表せるテトラアルキルアンモニウム化合物が望ましい。   The curing agent is preferably a basic compound, especially the organic ammonium compound, and is preferably a tetraalkylammonium compound represented by the following general formula (1).

第四級アンモニウム水酸化物の特徴は、アルカリ金属水酸化物と異なり、100〜300℃といった温度に晒すと容易に低沸点アミンとアルコールに分解し、塩基性が消失することである。このことが、硬化後のハードコート膜の耐久性の向上に寄与していると考えられる。   A characteristic of quaternary ammonium hydroxides is that, unlike alkali metal hydroxides, when they are exposed to a temperature of 100 to 300 ° C., they are easily decomposed into low-boiling amines and alcohols and the basicity disappears. This is considered to contribute to the improvement of the durability of the hard coat film after curing.

〔(R1)(R2)(R3)(R4)N〕+- (1)
(式中、R1,R2,R3,R4は、独立に水素原子又は炭素数1〜18のアルキル基もしくはハロゲン化アルキル基であって、X-は、ヒドロキサイドアニオン又は有機カルボン酸アニオンである。)
[(R 1 ) (R 2 ) (R 3 ) (R 4 ) N] + X (1)
Wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms or a halogenated alkyl group, and X represents a hydroxide anion or an organic carboxylic acid. Anion.)

上記式中、R1,R2,R3,R4のハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜18、好ましくは1〜12のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、クロロメチル基、γ−クロロプロピル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基等のハロゲン化アルキル基が挙げられる。有機カルボン酸アニオンとしては、ギ酸アニオン、酢酸アニオン、プロピオン酸アニオン、酪酸アニオン、吉草酸アニオン、カプロン酸アニオン等が挙げられる。 In the above formula, the alkyl group having 1 to 18, preferably 1 to 12 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom of R 1 , R 2 , R 3 or R 4 includes a methyl group, an ethyl group, and a propyl group. , Butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group and other linear, branched or cyclic alkyl groups, chloromethyl group, γ-chloropropyl group, 3, 3, 3 -Halogenated alkyl groups such as a trifluoropropyl group. Examples of the organic carboxylate anion include formate anion, acetate anion, propionate anion, butyrate anion, valerate anion, and caproate anion.

このような成分の具体例としては、例えば、テトラn−プロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラn−ブチルアンモニウムヒドロキシド、テトラn−ペンチルアンモニウムヒドロキシド、テトラn−ヘキシルアンモニウムヒドロキシド、テトラシクロヘキシルアンモニウムヒドロキシド、テトラキス(トリフルオロメチル)アンモニウムヒドロキシド、トリメチルシクロヘキシルアンモニウムヒドロキシド、トリメチル(トリフルオロメチル)アンモニウムヒドロキシド、トリメチルt−ブチルアンモニウムヒドロキシド等のヒドロキシド類を挙げることができる。   Specific examples of such components include, for example, tetra n-propyl ammonium hydroxide, tetra n-butyl ammonium hydroxide, tetra n-pentyl ammonium hydroxide, tetra n-hexyl ammonium hydroxide, tetracyclohexyl ammonium hydroxide, Examples thereof include hydroxides such as tetrakis (trifluoromethyl) ammonium hydroxide, trimethylcyclohexylammonium hydroxide, trimethyl (trifluoromethyl) ammonium hydroxide, and trimethylt-butylammonium hydroxide.

この塩基性の強さは、置換基の大きさに反比例し、例えばアルキル基の場合の塩基性の強さ、つまり、硬化活性の強さは、メチル基>エチル基>プロピル基>ブチル基>ペンチル基>ヘキシル基>ヘプチル基>オクチル基である。   The basic strength is inversely proportional to the size of the substituent. For example, the basic strength in the case of an alkyl group, that is, the strength of curing activity is methyl group> ethyl group> propyl group> butyl group> Pentyl group> hexyl group> heptyl group> octyl group.

塩基触媒とアルコキシシリル基により硬化させたシリコーン樹脂膜と積層されたシリコーンハードコート膜を形成できる組成物の硬化触媒は異なっていて、前者の硬化触媒の塩基性よりも、後者の硬化触媒の塩基性が強いことが必要であるが、このためにはこうしたアルキル基の選択を行えばよい。また、一般的に活性の弱い硬化系は、硬化性の弱い触媒と活性の強い制御剤系と、少量の触媒と大量の制御剤系で作ることができ、活性の強い硬化系は、活性の強い触媒と活性の弱い制御剤系と、大量の触媒と少量の制御剤系で作ることができる。硬化活性の弱い触媒は、メチル以外のアルキルアンモニウム化合物にすればよく、硬化活性の強い触媒は、メチルのアルキルアンモニウム化合物にすればよい。例えば、前者の塩基性硬化触媒が、テトラブチルアンモニウムアセテートであり、後者の塩基性硬化触媒が、テトラメチルアンモニウムヒドロキサイド、テトラメチルアンモニウムアセテート、テトラメチルアンモニウムフォーメートから選択される化合物が好適に使用できる。   The curing catalyst of the composition capable of forming a silicone hard coat film laminated with a silicone resin film cured with a base catalyst and an alkoxysilyl group is different, and the base of the latter curing catalyst is different from the basicity of the former curing catalyst. It is necessary to select such an alkyl group for this purpose. Also, generally a weakly active curing system can be made with a weakly curable catalyst and a highly active control agent system, and a small amount of catalyst and a large amount of a control agent system. It can be made with a strong catalyst and a weakly active control agent system, and a large amount of catalyst and a small amount of control agent system. The catalyst having weak curing activity may be an alkylammonium compound other than methyl, and the catalyst having strong curing activity may be a methyl alkylammonium compound. For example, the former basic curing catalyst is tetrabutylammonium acetate, and the latter basic curing catalyst is preferably a compound selected from tetramethylammonium hydroxide, tetramethylammonium acetate, and tetramethylammonium formate. it can.

制御活性の弱い制御剤は、分子量の高いカルボン酸化合物にすればよく、活性の強い制御剤は、分子量の低いカルボン酸化合物にすればよい。カルボン酸はカルボキシル基を持っており酸性である。カルボン酸は最も小さな炭素一つのギ酸から、炭素16個のパルミチン酸など大きさが様々であるが、置換基を持たないカルボン酸は分子量が大きくなるにつれ、水素イオンの解離が減ってくる。つまり、酸としての強さが減るのである。これがどういった理由によるのかというと、カルボキシル基の電子密度が高いか低いかによって決まる。アルキル基は電子供与性基であり、これが結合している原子や置換基は電子がアルキル基から押し付けられるので、電子の密度が高くなる。そうすると、カルボキシル基の酸素の電子密度が高くなるため、水素との間の結合が堅牢になる。結果、水素はカルボキシル基から離れにくくなり、酸性度が低下する。アルキル基を構成する炭素の数が多いほどこの傾向は顕著である。逆に、カルボン酸のカルボキシル基に隣接する炭素に電子求引性基が結合していた場合、酸性度は強くなる。例えば、クロロ酢酸(CH2Cl−COOH)は酢酸よりも強い。電子求引性基の数が増えれば更に酸性度は強くなる。 The control agent having a weak control activity may be a carboxylic acid compound having a high molecular weight, and the control agent having a high activity may be a carboxylic acid compound having a low molecular weight. Carboxylic acid has a carboxyl group and is acidic. Carboxylic acids vary in size, from the smallest carbon formic acid to 16 carbonic palmitic acids, but carboxylic acids without substituents decrease the dissociation of hydrogen ions as the molecular weight increases. That is, the strength as an acid is reduced. The reason for this depends on whether the electron density of the carboxyl group is high or low. The alkyl group is an electron donating group, and the atom or substituent to which the alkyl group is bonded has an electron density increased because the electrons are pressed from the alkyl group. As a result, the electron density of oxygen in the carboxyl group is increased, so that the bond with hydrogen becomes robust. As a result, hydrogen becomes difficult to leave from the carboxyl group, and the acidity decreases. This tendency becomes more conspicuous as the number of carbons constituting the alkyl group increases. Conversely, when an electron withdrawing group is bonded to the carbon adjacent to the carboxyl group of the carboxylic acid, the acidity is increased. For example, chloroacetic acid (CH 2 Cl-COOH) is stronger than acetic acid. As the number of electron withdrawing groups increases, the acidity becomes stronger.

具体的には、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、シュウ酸、乳酸、クエン酸、コハク酸、マロン酸、酒石酸、酪酸など、緩衝作用を持たせうる弱酸が好適に使用できるが、特にギ酸、酢酸が望ましい。   Specifically, formic acid, acetic acid, propionic acid, oxalic acid, lactic acid, citric acid, succinic acid, malonic acid, tartaric acid, butyric acid, etc., weak acids that can have a buffering action can be preferably used. desirable.

〈ii〉成分の配合量は、〈i〉成分のシリコーンを硬化させるのに有効な量であればよく、特に限定されるものではないが、具体的には、〈i〉、〈ii〉成分の固形分に対し、0.0001〜30質量%であることが好ましく、より好ましくは0.001〜10質量%である。0.0001質量%未満であると硬化が不十分となり、硬度が低下する場合があり、30質量%より多いと塗膜にクラックが発生しやすくなる場合や、耐水性が低下する場合がある。なお、硬化剤と制御剤の量比は、制御剤1モルに対して硬化剤0.3〜3モルであることが好ましい。硬化剤が多すぎると保存安定性が低下することがあり、少なすぎると硬化性が低下することがある。   The blending amount of the <ii> component is not particularly limited as long as it is an amount effective for curing the silicone of the <i> component. Specifically, the <i> and <ii> components It is preferable that it is 0.0001-30 mass% with respect to solid content of this, More preferably, it is 0.001-10 mass%. If it is less than 0.0001% by mass, curing may be insufficient and the hardness may decrease, and if it is more than 30% by mass, cracks may easily occur in the coating film, and water resistance may decrease. In addition, it is preferable that the quantity ratio of a hardening | curing agent and a control agent is 0.3-3 mol of hardening | curing agents with respect to 1 mol of control agents. If the curing agent is too much, the storage stability may be lowered, and if it is too little, the curability may be lowered.

3)〈iii〉有機溶剤
〈iii〉溶剤は、二酸化ケイ素微粒子を除く〈i〉、〈ii〉成分を溶解するものであれば特に限定されるものではないが、極性の高い有機溶剤が主溶剤であることが好ましい。有機溶剤の具体例としては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、n−ブタノール、イソブタノール、t−ブタノール、ジアセトンアルコール等のアルコール類;メチルプロピルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ジアセトンアルコール等のケトン類;ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、アニソール、ジオキサン、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエーテル類;酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸シクロヘキシル等のエステル類などを挙げることができ、これらからなる群より選ばれた1種もしくは2種以上の混合物を使用することができる。
3) <iii> Organic solvent <iii> The solvent is not particularly limited as long as it dissolves <i> and <ii> components excluding silicon dioxide fine particles, but a highly polar organic solvent is the main solvent. It is preferable that Specific examples of the organic solvent include alcohols such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, n-butanol, isobutanol, t-butanol, diacetone alcohol; methyl propyl ketone, diethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, diacetone alcohol Ketones such as dipropyl ether, dibutyl ether, anisole, dioxane, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, etc .; ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate And esters such as cyclohexyl acetate, and one or a mixture of two or more selected from the group consisting of these It can be used.

溶剤の添加量としては、本発明のシリコーンコーティング組成物の固形分濃度を1〜30質量%、特に5〜25質量%とする量を用いることが好ましい。この範囲外では該組成物を塗布、硬化した塗膜に不具合が生じることがある。上記範囲未満の濃度では塗膜にタレ、ヨリ、マダラが発生し易くなり、所望の硬度、耐擦傷性が得られない場合がある。また上記範囲を超える濃度では、塗膜のブラッシング、白化、クラックが生じ易くなるおそれがある。   As the addition amount of the solvent, it is preferable to use an amount which makes the solid content concentration of the silicone coating composition of the present invention 1-30% by mass, particularly 5-25% by mass. Outside this range, defects may occur in the coating film coated and cured with the composition. If the concentration is less than the above range, sagging, twisting, and spotting are likely to occur in the coating film, and the desired hardness and scratch resistance may not be obtained. If the concentration exceeds the above range, the coating film may be easily brushed, whitened or cracked.

ここで、本発明のシリコーンコーティング組成物は、塩基触媒と、アルコキシシリル基及び/又はシラノール基を有する硬化性シリコーンとを含むシリコーン樹脂組成物を硬化させることによって形成されたシリコーン樹脂膜の表面に直接シリコーンハードコート膜を形成する目的で用いられる。この場合、上記シリコーン樹脂組成物としては、アルコキシシリル基及び/又はシラノール基を有し、塩基触媒の作用でアルコキシシリル基及び/又はシラノール基が架橋反応を起こし、硬化するものであればいずれのものでもよく、公知のものや市販品を使用し得、典型的には、上記シリコーンコーティング組成物で説明した〈i〉、〈iii〉成分及び硬化触媒を含むものを使用し得るが、この硬化触媒については、上記シリコーンコーティング組成物で用いた〈ii〉成分の硬化触媒よりも硬化活性が弱い硬化触媒を使用するものである。特に、この硬化触媒としては、上記シリコーンコーティング組成物の硬化触媒の硬化剤が上記式(1)においてR1〜R4の少なくとも1個がメチル基である場合、該硬化剤としてR1〜R4のいずれもが炭素数2以上のアルキル基であるものを用いるものである。より好ましくは、上記シリコーンコーティング組成物の硬化触媒の硬化剤が、テトラメチルアンモニウムヒドロキサイド、テトラメチルアンモニウムアセテート、テトラメチルアンモニウムフォーメートから選択される化合物であり、上記シリコーン樹脂組成物の塩基触媒の硬化剤が、テトラブチルアンモニウムヒドロキサイドである。 Here, the silicone coating composition of the present invention is formed on the surface of a silicone resin film formed by curing a silicone resin composition containing a base catalyst and a curable silicone having an alkoxysilyl group and / or a silanol group. It is used for the purpose of directly forming a silicone hard coat film. In this case, any silicone resin composition may be used as long as it has an alkoxysilyl group and / or silanol group, and the alkoxysilyl group and / or silanol group undergoes a crosslinking reaction by the action of a base catalyst and cures. A known or commercially available product may be used, and typically, a material containing the <i> and <iii> components described in the above silicone coating composition and a curing catalyst may be used. As the catalyst, a curing catalyst having a curing activity weaker than that of the <ii> component curing catalyst used in the silicone coating composition is used. Particularly, as the curing catalyst, if the curing agent of the curing catalyst of the silicone coating composition is at least one methyl group of R 1 to R 4 in the above formula (1), R 1 as a curing agent to R Any of 4 is an alkyl group having 2 or more carbon atoms. More preferably, the curing agent of the curing catalyst of the silicone coating composition is a compound selected from tetramethylammonium hydroxide, tetramethylammonium acetate, and tetramethylammonium formate, and the base catalyst of the silicone resin composition. The curing agent is tetrabutylammonium hydroxide.

本発明のシリコーンコーティング組成物は、上記シリコーン樹脂組成物によるシリコーン樹脂膜上に塗布、硬化することにより被膜を形成した被覆物品を得ることができる。   The silicone coating composition of this invention can obtain the coated article which formed the film by apply | coating and hardening on the silicone resin film by the said silicone resin composition.

コーティング組成物の塗布方法としては、通常の塗布方法で基材にコーティングすることができ、例えば、刷毛塗り、スプレー、浸漬、フローコート、ロールコート、カーテンコート、スピンコート、ナイフコート等の各種塗布方法を選択することができる。   As a method for applying the coating composition, the substrate can be coated by a normal application method. For example, various coatings such as brush coating, spraying, dipping, flow coating, roll coating, curtain coating, spin coating, knife coating, etc. A method can be selected.

塗膜の形成方法は、以下の工程からなるものが好ましい。必要によりプライマー層を介して従来公知の下塗り層(上記シリコーン樹脂組成物のシリコーン樹脂膜)を第一層として基材に塗布する工程、塗布した膜を風乾、あるいは加熱硬化することにより硬化させる工程、本発明のシリコーンコーティング組成物を下塗り層上に塗布する工程、室温乾燥、あるいは加熱してハードコート層を形成させることによって第二層とする工程を順次行うことにより達成される。   The method for forming the coating film preferably comprises the following steps. A step of applying a conventionally known undercoat layer (silicone resin film of the above-mentioned silicone resin composition) to the substrate as a first layer via a primer layer, if necessary, a step of curing the applied film by air drying or heat curing This is achieved by sequentially performing the step of applying the silicone coating composition of the present invention on the undercoat layer, drying at room temperature, or heating to form the second layer by forming a hard coat layer.

また、ここで用いられる基材としては、プラスチック成形体、あるいはプラスチックとセラミックス、ガラス又は金属の複合物等が挙げられ、各種プラスチック材料(有機樹脂基材)に好適に使用され、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリル樹脂、ABS樹脂、塩化ビニル樹脂等が好ましく、特にポリカーボネート樹脂等が好ましい。   Moreover, as a base material used here, a plastic molded object or a composite of plastic and ceramics, glass or metal, etc. are mentioned, and it is suitably used for various plastic materials (organic resin base materials), such as polycarbonate, polystyrene, Acrylic resin, ABS resin, vinyl chloride resin and the like are preferable, and polycarbonate resin and the like are particularly preferable.

本発明の組成物を塗布した後の硬化は、空気中に放置して風乾させてもよいし、加熱してもよい。硬化温度、硬化時間は限定されるものではないが、基材の耐熱温度以下で10分〜2時間加熱するのが好ましい。具体的には80〜145℃で10分〜2時間加熱するのがより好ましい。   Curing after applying the composition of the present invention may be left in the air and air-dried, or may be heated. Although the curing temperature and the curing time are not limited, it is preferable to heat at a temperature lower than the heat resistant temperature of the substrate for 10 minutes to 2 hours. Specifically, it is more preferable to heat at 80 to 145 ° C. for 10 minutes to 2 hours.

各塗膜の厚みは特に制限はなく、0.01〜100μm、特に0.5〜60μmであればよいが、塗膜の硬さ、耐擦傷性、長期的に安定な密着性、及びクラックが発生しないことを満たすためには、1〜30μmが好ましい。なお、以上の操作を繰り返し、重ね塗りを行ってもよい。とりわけ、下塗り層の厚みは、プラスチック材を紫外線から保護するために重要で、5〜20μmが好ましい。0.1μm未満では、トップ層との密着性が十分でない場合があり、また、100μmを超えると発泡が起こりやすく硬さが十分でない場合がある。また、トップ層においては、0.1μm未満では、硬さが十分でない場合があり、また、100μmを超えるとクラックが起こりやすくなる。   The thickness of each coating film is not particularly limited and may be 0.01 to 100 μm, particularly 0.5 to 60 μm. However, the hardness of the coating film, scratch resistance, long-term stable adhesion, and cracks In order to satisfy that it does not occur, 1 to 30 μm is preferable. The above operation may be repeated to perform overcoating. In particular, the thickness of the undercoat layer is important for protecting the plastic material from ultraviolet rays, and is preferably 5 to 20 μm. If it is less than 0.1 μm, the adhesion to the top layer may not be sufficient, and if it exceeds 100 μm, foaming is likely to occur and the hardness may not be sufficient. Further, in the top layer, if it is less than 0.1 μm, the hardness may not be sufficient, and if it exceeds 100 μm, cracks are likely to occur.

以下、合成例、製造例、参考例、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。なお、以下の例において、部は質量部、%は質量%を示す。   EXAMPLES Hereinafter, although a synthesis example, a manufacture example, a reference example, an Example, and a comparative example are shown and this invention is demonstrated concretely, this invention is not restrict | limited to the following Example. In addition, in the following examples, a part shows a mass part and% shows the mass%.

以下にまず、プライマー塗料、硬化剤を含まないシリコーンハードコート塗料の合成例を示す。
1)プライマー塗料の製造
[合成例1]
〈i〉ポリマー合成例1: プライマー用ポリマーの合成
撹拌機、コンデンサー及び温度計を備えた2リットルフラスコに溶剤としてジアセトンアルコール248gを仕込み、窒素気流下にて80℃に加熱した。
ここに予め調製しておいたモノマー混合溶液(2−[2’−ヒドロキシ−5’−(2−メタクリロキシエチル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール(RUVA−93と略記、大塚化学(株)製)72g、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(KBM−503と略記、信越化学工業(株)製)80g、メチルメタクリレート(MMAと略記)248g、ジアセトンアルコール(DAAと略記)600g)のうち400g及び予め調製しておいた重合開始剤としての2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)(V59と略記)3gをジアセトンアルコール200gに溶解した溶液のうち150gを順次投入した。
80℃で30分間反応させた後、残りのモノマー混合溶液と残りの重合開始剤溶液を同時に80〜90℃で1.5時間かけて滴下した。更に80〜90℃で5時間撹拌し、アルコキシシリル基と紫外線吸収性基とを含有する共重合体を得た。
この共重合体溶液中の紫外線吸収性基単位の含有量は18%、アルコキシシリル基単位の含有量は20%であるが、この粘度は5,370mPa・sであった。また、標準ポリスチレンを基準とするGPC分析による重量平均分子量は27,600で、その他の溶液物性は表1にまとめた。この共重合体溶液をUVポリマー1とする。
(注)KBM−503:γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン
RUVA−93:2−[2’−ヒドロキシ−5’−(2−メタクリロキシエチル)
フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール(大塚化学(株)製)
MMA:メチルメタクリレート
First, a synthesis example of a primer hard coating and a silicone hard coat coating not containing a curing agent is shown below.
1) Production of primer paint [Synthesis Example 1]
<I> Polymer synthesis example 1: Synthesis of primer polymer A 2 liter flask equipped with a stirrer, a condenser and a thermometer was charged with 248 g of diacetone alcohol as a solvent and heated to 80 ° C. under a nitrogen stream.
A monomer mixed solution (2- [2′-hydroxy-5 ′-(2-methacryloxyethyl) phenyl] -2H-benzotriazole (abbreviated as RUVA-93, manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.) ) 72 g, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane (abbreviated as KBM-503, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 80 g, methyl methacrylate (abbreviated as MMA) 248 g, diacetone alcohol (abbreviated as DAA) 600 g) 150 g of a solution prepared by dissolving 3 g of 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile) (abbreviated as V59) as a polymerization initiator in 200 g of diacetone alcohol was added in order.
After reacting at 80 ° C. for 30 minutes, the remaining monomer mixed solution and the remaining polymerization initiator solution were simultaneously added dropwise at 80 to 90 ° C. over 1.5 hours. Furthermore, it stirred at 80-90 degreeC for 5 hours, and obtained the copolymer containing an alkoxy silyl group and an ultraviolet absorptive group.
The content of the ultraviolet-absorbing group unit in this copolymer solution was 18%, and the content of the alkoxysilyl group unit was 20%, but this viscosity was 5,370 mPa · s. Moreover, the weight average molecular weight by GPC analysis on the basis of standard polystyrene was 27,600, and the other solution physical properties are summarized in Table 1. This copolymer solution is designated as UV polymer 1.
(Note) KBM-503: γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane RUVA-93: 2- [2′-hydroxy-5 ′-(2-methacryloxyethyl)
Phenyl] -2H-benzotriazole (Otsuka Chemical Co., Ltd.)
MMA: Methyl methacrylate

原料ポリマーと塗料の組成物と物性
(1)プライマー用ポリマーの合成組成と溶液物性

Figure 2013100396
Composition and physical properties of raw material polymer and paint (1) Synthesis composition and solution physical properties of polymer for primer
Figure 2013100396

[合成例2]
〈ii〉プライマー合成例1 プライマー組成物Aの合成
UVポリマー1に、溶剤(DAA,MFDG,EA)、並びに、シリカゾル溶液(PGMAC(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)に分散したコロイダルシリカ、商品名:PMA−ST、固形分濃度30%、一次粒子径10〜15nm、日産化学工業(株)製)、オルソギ酸トリエチル(OFE)を加え、プライマー組成物Aとした。プライマー組成物A溶液の溶剤の種類と配合量、及び物性は、表2にまとめた。
(注)DAA:ジアセトンアルコール
MFDG:ジ(プロピレングリコール)モノメチルエーテル
PGMAC:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
EA:エチルアセテート
OFE:オルソギ酸トリエチル
[Synthesis Example 2]
<Ii> Primer Synthesis Example 1 Synthesis of Primer Composition A UV polymer 1 was mixed with solvent (DAA, MFDG, EA) and silica sol solution (colloidal silica dispersed in PGMAC (propylene glycol monomethyl ether acetate), trade name: PMA -ST, solid content concentration of 30%, primary particle size of 10 to 15 nm, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) and triethyl orthoformate (OFE) were added to obtain primer composition A. Table 2 summarizes the types and blending amounts of the solvent and the physical properties of the primer composition A solution.
(Note) DAA: diacetone alcohol MFDG: di (propylene glycol) monomethyl ether PGMAC: propylene glycol monomethyl ether acetate EA: ethyl acetate OFE: triethyl orthoformate

(2)プライマー組成物Aの配合組成と溶液物性

Figure 2013100396
(2) Composition composition and solution physical properties of primer composition A
Figure 2013100396

2)シリコーンハードコート塗料の製造
[合成例3]
〈iii〉合成例1 可撓性付与ポリシロキサン(C)の製造
温度計、撹拌機、冷却器を備えた2L三口フラスコに、メチルトリメトキシシラン408部、トルエン400部を仕込み、98%メタンスルホン酸11部を触媒として添加し、内温を30℃以下に保ちながら水146部を滴下し、メチルトリメトキシシランを加水分解した。滴下終了後、室温で2時間撹拌して反応を完結させた。
その後、酸性成分を中和し、生成したメタノールを減圧留去した。2回水洗することにより完全に中和塩を除去した後、再び減圧にて105℃,3時間乾燥前後の質量減少が1.1%となるまでトルエン等の溶剤成分を除去することにより、無色透明固体のシロキサン樹脂210部を得た。
この樹脂のGPCから得られた重量平均分子量は7.5×103であった。また、この樹脂の29Si−NMR及びIRスペクトルの結果から、このシロキサン樹脂の平均組成式は、下記式(C)であった。
MeSi(OMe)0.06(OH)0.12(O)1.41 (C)
(式中、Meはメチル基を示す。)
この透明固体樹脂の軟化点をJIS K2207に準拠し、環球式自動軟化点試験機で測定したところ、75℃であった。物性は、表3にまとめた。
このシロキサン樹脂283部は、イソプロパノール717部を加えて溶解させることにより、固形分濃度28%のシロキサン樹脂溶液Cとした。
2) Production of silicone hard coat paint [Synthesis Example 3]
<Iii> Synthesis Example 1 Production of Flexibility-Providing Polysiloxane (C) A 2 L three-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a cooler was charged with 408 parts of methyltrimethoxysilane and 400 parts of toluene, and 98% methanesulfone. 11 parts of acid was added as a catalyst, and 146 parts of water was added dropwise while keeping the internal temperature at 30 ° C. or lower to hydrolyze methyltrimethoxysilane. After completion of the dropwise addition, the reaction was completed by stirring at room temperature for 2 hours.
Then, the acidic component was neutralized and the produced methanol was distilled off under reduced pressure. After completely removing the neutralized salt by washing twice with water, solvent components such as toluene are removed by removing the solvent component at 105 ° C. under reduced pressure again until the mass loss before and after drying for 3 hours becomes 1.1%. 210 parts of a transparent solid siloxane resin was obtained.
The weight average molecular weight obtained from GPC of this resin was 7.5 × 10 3 . Moreover, from the results of 29 Si-NMR and IR spectrum of this resin, the average composition formula of this siloxane resin was the following formula (C).
MeSi (OMe) 0.06 (OH) 0.12 (O) 1.41 (C)
(In the formula, Me represents a methyl group.)
It was 75 degreeC when the softening point of this transparent solid resin was measured with the ring and ball type automatic softening point tester based on JISK2207. The physical properties are summarized in Table 3.
This siloxane resin 283 parts was made into siloxane resin solution C of solid content concentration 28% by adding and dissolving 717 parts of isopropanol.

(3)可撓性ポリシロキサンCの物性

Figure 2013100396
(3) Physical properties of flexible polysiloxane C
Figure 2013100396

2)シリコーンハードコート塗料Bの合成
[合成例4]
トップ合成例1
撹拌機、コンデンサー及び温度計を備えた2リットルフラスコにメチルトリメトキシシラン381gを仕込み、撹拌しながら20℃に維持し、ここに水分散コロイダルシリカ(スノーテックスO(平均粒子径15〜20nm)、日産化学工業(株)製、SiO2 20%含有品)108gと0.25Nの酢酸水溶液252gとの混合溶液を添加して高速撹拌した。
次いで、60℃にて3時間撹拌後、シクロヘキサノン330gを添加したのち、常圧にて副生したメタノールと一部の水、計335gを留去した。
撹拌しながら室温まで放冷後、イソプロパノール205g、28%の可撓性付与シロキサン樹脂溶液C400g、ポリエーテル変性シリコーンKP−341(信越化学工業(株)製)0.6gを添加した。
こうして得られたオルガノポリシロキサン溶液の粘度は6.39mm2/s、GPC分析による重量平均分子量は2,500であった。このものをシリコーンハードコート組成物B(トップ剤ベース)とする。
これらの物性については、表4にまとめた。
2) Synthesis of silicone hard coat paint B [Synthesis Example 4]
Top synthesis example 1
Into a 2 liter flask equipped with a stirrer, a condenser and a thermometer, 381 g of methyltrimethoxysilane was charged and maintained at 20 ° C. while stirring. Here, water-dispersed colloidal silica (Snowtex O (average particle size 15 to 20 nm), A mixed solution of 108 g of Nissan Chemical Industries, Ltd. (containing 20% SiO 2 ) and 252 g of 0.25N acetic acid aqueous solution was added and stirred at high speed.
Next, after stirring at 60 ° C. for 3 hours, 330 g of cyclohexanone was added, and then methanol and a part of water by-produced at normal pressure were distilled off.
After cooling to room temperature with stirring, 205 g of isopropanol, 400 g of a 28% flexible siloxane resin solution C, and 0.6 g of polyether-modified silicone KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) were added.
The organopolysiloxane solution thus obtained had a viscosity of 6.39 mm 2 / s and a weight average molecular weight of 2,500 as determined by GPC analysis. This is designated as silicone hard coat composition B (top agent base).
These physical properties are summarized in Table 4.

(4)シリコーンハードコート塗料Bの溶液物性

Figure 2013100396
(4) Solution physical properties of silicone hard coat paint B
Figure 2013100396

3)硬化剤の製造
以下の方法で異なる塩基性触媒と制御剤と溶剤を用いて、異なる硬化活性の硬化剤を製造した。
(1)テトラブチルアンモニウム系硬化剤(低活性)
[製造例1]
〈i〉テトラブチルアンモニウム−酢酸系硬化剤の製造(TBAH/Ac)
100mlフラスコにイソプロピルアルコール(IPA)54.5gを仕込み、硬化触媒として10%テトラブチルアンモニウムヒドロキシドの水溶液44gを加え、撹拌しながら20℃に維持し、ここに制御剤として、酢酸1.5gを添加して30分間高速撹拌した。
こうして得られた透明溶液の粘度は3.92mm2/s、pHは6.36、150℃,30分間での加熱残量は2.39%であった。このものは、テトラブチルアンモニウム系硬化剤(TBAH/Ac)とする。
3) Production of curing agent Curing agents having different curing activities were produced by using different basic catalysts, control agents and solvents in the following manner.
(1) Tetrabutylammonium curing agent (low activity)
[Production Example 1]
<I> Production of tetrabutylammonium-acetic acid-based curing agent (TBAH / Ac)
Into a 100 ml flask is charged 54.5 g of isopropyl alcohol (IPA), and 44 g of an aqueous solution of 10% tetrabutylammonium hydroxide is added as a curing catalyst and maintained at 20 ° C. with stirring. The mixture was added and stirred at high speed for 30 minutes.
The clear solution thus obtained had a viscosity of 3.92 mm 2 / s, a pH of 6.36, and a remaining heating amount at 150 ° C. for 30 minutes was 2.39%. This is a tetrabutylammonium curing agent (TBAH / Ac).

(2)テトラメチルアンモニウム系硬化剤の製造(高活性)
[製造例2]
〈i〉テトラメチルアンモニウム硬化剤の製造(TMAH)
100mlフラスコにイソプロピルアルコール(IPA)56gを仕込み、硬化触媒として20%テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの水溶液44gを加え、撹拌した。
こうして得られた透明溶液の粘度は1.39mm2/s、pHは14<、150℃,30分間での加熱残量は6.15%であった。このものは、テトラメチルアンモニウム硬化剤(TMAH)とする。
(2) Production of tetramethylammonium curing agent (high activity)
[Production Example 2]
<I> Production of tetramethylammonium curing agent (TMAH)
A 100 ml flask was charged with 56 g of isopropyl alcohol (IPA), and 44 g of an aqueous solution of 20% tetramethylammonium hydroxide was added as a curing catalyst and stirred.
The clear solution thus obtained had a viscosity of 1.39 mm 2 / s, a pH of 14 <, 150 ° C., and a residual heating amount of 30 minutes at 6.15%. This is a tetramethylammonium curing agent (TMAH).

[製造例3]
〈ii〉テトラメチルアンモニウム−酢酸硬化剤の製造(TMAH/Ac)(TMAH/Ac−2)
100mlフラスコにイソプロピルアルコール(IPA)50gを仕込み、硬化触媒として20%テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの水溶液44gを加え、撹拌しながら20℃に維持し、ここに制御剤として、酢酸6gを添加して30分間高速撹拌した。
こうして得られた透明溶液の粘度は4.86mm2/s、pHは8.07、150℃,30分間での加熱残量は14.87%であった。このものは、テトラメチルアンモニウム−酢酸硬化剤(TMAH/Ac)とする。同様にして、酢酸を3gにした溶液の粘度は3.86mm2/s、pHは14以上、150℃,30分間での加熱残量は10.27%であった。このものは(TMAH/Ac−2)とする。
[Production Example 3]
<Ii> Production of tetramethylammonium-acetic acid curing agent (TMAH / Ac) (TMAH / Ac-2)
A 100 ml flask was charged with 50 g of isopropyl alcohol (IPA), 44 g of 20% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution was added as a curing catalyst, and maintained at 20 ° C. with stirring. Stir at high speed for minutes.
The clear solution thus obtained had a viscosity of 4.86 mm 2 / s, a pH of 8.07, and a remaining heating amount at 150 ° C. for 30 minutes was 14.87%. This shall be tetramethylammonium-acetic acid curing agent (TMAH / Ac). Similarly, the viscosity of a solution containing 3 g of acetic acid was 3.86 mm 2 / s, the pH was 14 or more, and the remaining amount of heat at 150 ° C. for 30 minutes was 10.27%. This shall be (TMAH / Ac-2).

[製造例4]
〈iii〉テトラメチルアンモニウムアセテート硬化剤の製造(TMAH・Ac)
100mlフラスコにイソプロピルアルコール(IPA)14.3gを仕込み、硬化触媒兼制御剤として15%テトラメチルアンモニウムアセテートの水溶液85.7gを加え、撹拌しながら添加して30分間高速撹拌した。
こうして得られた透明溶液の粘度は2.53mm2/s、pHは8.77、150℃,30分間での加熱残量は15.42%であった。このものは、テトラメチルアンモニウムアセテート硬化剤(TMAH・Ac)とする。
[Production Example 4]
<Iii> Manufacture of tetramethylammonium acetate curing agent (TMAH · Ac)
Into a 100 ml flask was charged 14.3 g of isopropyl alcohol (IPA), and 85.7 g of a 15% tetramethylammonium acetate aqueous solution was added as a curing catalyst and control agent.
The transparent solution thus obtained had a viscosity of 2.53 mm 2 / s, a pH of 8.77, a residual heating amount of 15.42% at 150 ° C. for 30 minutes. This is a tetramethylammonium acetate curing agent (TMAH · Ac).

[製造例5]
〈iv〉テトラメチルアンモニウム−ギ酸硬化剤の製造(TMAH/Fo)
100mlフラスコにイソプロピルアルコール(IPA)52gを仕込み、硬化触媒として20%テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの水溶液44gを加え、撹拌しながら20℃に維持し、ここに制御剤として、ギ酸4gを添加して30分間高速撹拌した。
こうして得られた透明溶液の粘度は4.40mm2/s、pHは14以上、150℃,30分間での加熱残量は13.1%であった。このものは、トップ用硬化剤(TMAH/Fo)とする。
これらの物性については、表5にまとめた。
[Production Example 5]
<Iv> Production of tetramethylammonium formic acid curing agent (TMAH / Fo)
A 100 ml flask was charged with 52 g of isopropyl alcohol (IPA), 44 g of an aqueous solution of 20% tetramethylammonium hydroxide was added as a curing catalyst and maintained at 20 ° C. with stirring, and 4 g of formic acid was added thereto as a control agent to add 30 g. Stir at high speed for minutes.
The clear solution thus obtained had a viscosity of 4.40 mm 2 / s, a pH of 14 or more, and a remaining heating amount at 150 ° C. for 30 minutes was 13.1%. This shall be the top curing agent (TMAH / Fo).
These physical properties are summarized in Table 5.

硬化剤の物性

Figure 2013100396
Physical properties of curing agents
Figure 2013100396

4)塗膜用液組成物の製造
[製造例6]
プライマー塗料のプライマー組成物Aは、そのまま、実施例のための下塗り剤とした。シリコーンハードコート塗料Bは、塗料B100gに、各々トップ用硬化剤(TBAH/Ac、TMAH/Ac)2.0gを加え、実施例、比較例の下地のシリコーン樹脂組成物とした。
また、シリコーンハードコート塗料B100gに、各々トップ用硬化剤(TBAH/Ac、TMAH/Ac、TMAH、TMAH・Ac、TMAH/Fo)2.0gを加え、実施例、比較例の積層用のシリコーンコーティング組成物とした。
4) Production of liquid composition for coating film [Production Example 6]
The primer composition A of the primer paint was used as an undercoat for the examples. The silicone hard coat paint B was prepared by adding 2.0 g of a curing agent for top (TBAH / Ac, TMAH / Ac) to 100 g of the paint B, respectively, to obtain a base silicone resin composition of Examples and Comparative Examples.
Also, 2.0 g of curing agent for each top (TBAH / Ac, TMAH / Ac, TMAH, TMAH · Ac, TMAH / Fo) is added to 100 g of silicone hard coat paint B, and the silicone coating for lamination of Examples and Comparative Examples is added. A composition was obtained.

[実施例1〜4、比較例1〜4]
(1)下地シリコーン層塗膜の作製
シリコーンハードコート膜を積層するための下地シリコーン樹脂膜は以下の方法により作製した。
0.5mmポリカーボネート樹脂板(ユーピロンシート、三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製)に、プライマー組成物Aを硬化塗膜として10μmになるようにフローコーティング法にて塗布し、室温で20分間風乾した後、120℃で60分間硬化させた。
その上に硬化剤を加えたシリコーン樹脂組成物を硬化塗膜として5μmになるようにフローコーティング法にて塗布し、室温で20分間風乾した後、120℃で60分間硬化させ、シリコーン樹脂膜を形成した(下地シリコーン層)。
[Examples 1-4, Comparative Examples 1-4]
(1) Preparation of base silicone layer coating film A base silicone resin film for laminating a silicone hard coat film was prepared by the following method.
After applying primer composition A to a 0.5 mm polycarbonate resin plate (Iupilon sheet, manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics Co., Ltd.) as a cured coating film by a flow coating method and air-drying at room temperature for 20 minutes. And cured at 120 ° C. for 60 minutes.
A silicone resin composition to which a curing agent is added is applied by a flow coating method so as to have a cured coating film thickness of 5 μm, air-dried at room temperature for 20 minutes, and then cured at 120 ° C. for 60 minutes to form a silicone resin film. Formed (underlying silicone layer).

(2)実施例、参考例並びに比較例[実施例1〜3、比較例1〜3、参考例1]
下地シリコーン樹脂膜の上に、硬化剤を加えたシリコーンコーティング組成物を硬化塗膜として5μmになるようにフローコーティング法にて塗布し室温で20分間風乾した後、120℃で60分間硬化させた(積層シリコーン層)。
このようにして得られた塗膜を下記評価方法で評価した。各種物性評価の結果を表6に示した。
(2) Examples, Reference Examples and Comparative Examples [Examples 1 to 3, Comparative Examples 1 to 3, Reference Example 1]
On the underlying silicone resin film, a silicone coating composition added with a curing agent was applied as a cured coating film to a thickness of 5 μm by a flow coating method, air-dried at room temperature for 20 minutes, and then cured at 120 ° C. for 60 minutes. (Laminated silicone layer).
The coating film thus obtained was evaluated by the following evaluation method. The results of various physical property evaluations are shown in Table 6.

Figure 2013100396

保存安定性評価:○:実用上合格、×:実用上不合格、△条件により使用可能
外観(初期Hz)評価:◎:0.3より小さい、○:1.5より小さい、
△:3より小さい、×:3以上
密着性評価:○:初期と煮沸ともに100%、×:初期のみ100%、
××:初期も100%でない
硬度(ΔHz)評価:◎:2より小さい、○:10より小さい、×:10以上
総合評価:◎:非常に良い、○:実用上合格、×:実用上不合格、△:条件により使用可能
Figure 2013100396

Storage stability evaluation: ○: Practical pass, ×: Practical reject, Δ Applicable appearance (initial Hz) evaluation: ◎: Less than 0.3, ○: Less than 1.5,
Δ: smaller than 3, x: 3 or more Adhesion evaluation: ○: 100% for both initial and boiling, x: 100% for initial only,
XX: Hardness (ΔHz) which is not 100% even at the beginning: A: Less than 2, B: Less than 10, B: More than 10 Overall evaluation: A: Very good, B: Practical pass, X: Practical failure Pass, △: Can be used depending on conditions

参考例については、混合直後は良好な塗膜が形成できたが、40℃、1日後にはゲル化が起こり、塗膜形成ができなかった。したがって、この系は、2液タイプでのように条件により使用が可能である。
一方、比較例1のように、制御剤がない場合は、混合直後からゲル化が起こり、塗膜物性の評価ができなかった。
本発明の下地シリコーン樹脂膜とシリコーンハードコート膜(トップコート層)を有するプラスチックポリカーボネート樹脂は、優れた外観、密着性、硬度を発現し、総合評価として優れた膜であることが明らかとなった。
As for the reference example, a good coating film could be formed immediately after mixing, but gelation occurred after 1 day at 40 ° C., and the coating film could not be formed. Therefore, this system can be used depending on conditions as in the two-component type.
On the other hand, as in Comparative Example 1, in the absence of a control agent, gelation occurred immediately after mixing, and the coating film properties could not be evaluated.
The plastic polycarbonate resin having the base silicone resin film and the silicone hard coat film (top coat layer) according to the present invention has an excellent appearance, adhesion, and hardness, and is an excellent film as a comprehensive evaluation. .

評価実施例
実施例中の各種物性の測定及び評価は以下の方法で行った。
1)評価の方法
評価は、シリコーンハードコート膜を有するポリカーボネート樹脂について、膜特性(製膜性、外観、密着性、硬度)について行った。
Evaluation Examples Various physical properties in the examples were measured and evaluated by the following methods.
1) Method of evaluation Evaluation was performed about the film | membrane characteristic (film forming property, external appearance, adhesiveness, hardness) about the polycarbonate resin which has a silicone hard coat film | membrane.

(1)製膜性の評価
プライマー層、シリコーン樹脂膜、シリコーンハードコート膜を順次硬化・積層したポリカーボネート樹脂フィルムの試験片の塗膜外観を目視にてひび割れの有無を観察した。
(1) Evaluation of film forming property The appearance of a coating film of a polycarbonate resin film test piece obtained by sequentially curing and laminating a primer layer, a silicone resin film, and a silicone hard coat film was visually observed for cracks.

(2)膜外観の評価
積層した試験片の塗膜外観は、ヘイズメータNDH2000(日本電色工業(株)製)にて、曇価(ヘイズ、Hzと表記)にて、0.3より小さい時を◎(非常に良好)、0.3以上1.5より小さい時を○(実用上使用可能)、1.5以上3より小さい時を△(用途や条件により使用可能)、3以上の時を×(実用上使用不可能)と評価した。
(2) Evaluation of film appearance The coating film appearance of the laminated test piece is haze meter NDH2000 (manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.), and the haze (denoted as haze, Hz) is less than 0.3. ◎ (very good), when 0.3 or more and less than 1.5 ○ (can be used practically), when 1.5 or more and less than 3 △ (can be used depending on applications and conditions), 3 or more Was evaluated as x (practically unusable).

(3)膜のポリカーボネート樹脂フィルムへの密着特性の評価
初期密着は、JIS K5400に準拠し、試験片をカミソリの刃で2mm間隔の縦横6本ずつ切れ目を入れて25個の碁盤目を作り、市販のセロハン粘着テープをよく密着させた後、90度手前方向に急激に剥がした時、被膜が剥離せずに残存したマス目数(X)をX/25で調べ、%表示した。更に、煮沸密着性の評価として、試験片を沸騰水中に4時間浸漬した後に、目視にて外観観察、及び前記と同様にして密着性試験を行った。
密着性の評価として、初期密着性試験と煮沸密着性試験の結果が共に100%の場合を○(実用上使用可能)、初期密着性試験は100%であるが煮沸密着性試験の結果が100%より小さい場合を△(用途や条件により使用可能)、初期密着性試験と煮沸密着性試験の結果が共に100%より小さい場合を×(実用上使用不可能)と評価した。
(3) Evaluation of adhesion characteristics of the membrane to the polycarbonate resin film Initial adhesion is based on JIS K5400, and the test piece is cut with 6 razor blades at intervals of 2 mm vertically and horizontally to make 25 grids, When the commercially available cellophane adhesive tape was closely adhered and then peeled off 90 degrees toward the front, the number of squares (X) remaining without peeling off the coating was examined by X / 25 and expressed as%. Further, as an evaluation of boiling adhesiveness, after immersing the test piece in boiling water for 4 hours, the appearance was visually observed and the adhesiveness test was performed in the same manner as described above.
As the evaluation of adhesion, the results of the initial adhesion test and the boiling adhesion test are both 100% (can be used practically), the initial adhesion test is 100%, but the result of the boiling adhesion test is 100. A case in which the results of the initial adhesion test and the boiling adhesion test were both less than 100% was evaluated as x (not practically usable).

(4)膜の硬度の評価
耐擦傷性の試験として、ASTM 1044に準拠し、テーバー摩耗試験機(東洋精機(株)製Taber 5130 Abraser)にて摩耗輪CS−10Fを装着し、荷重500g下で500回転後の曇価を測定した。
耐擦傷性(%)ΔHzは(試験後の曇価)−(試験前の曇価)で示した。
膜の硬度の評価は、
◎(非常に良好):ΔHz<2.0
○(実用上使用可能):2.0≦ΔHz<10.0
×(実用上使用不可能):10.0≦ΔHz
(4) Evaluation of film hardness As a scratch resistance test, a wear wheel CS-10F was attached with a Taber abrasion tester (Taber 5130 Abraser manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.) in accordance with ASTM 1044, under a load of 500 g. The haze value after 500 rotations was measured.
Scratch resistance (%) ΔHz was expressed as (cloudiness value after test) − (cloudiness value before test).
The evaluation of film hardness is
◎ (very good): ΔHz <2.0
○ (Practically usable): 2.0 ≦ ΔHz <10.0
× (Not practically usable): 10.0 ≦ ΔHz

Claims (4)

塩基触媒と、アルコキシシリル基及び/又はシラノール基を有する硬化性シリコーンとを含むシリコーン樹脂組成物を硬化させることによって形成されたシリコーン樹脂膜の表面に直接シリコーンハードコート膜を形成するシリコーンコーティング組成物であって、
〈i〉加水分解性ケイ素化合物と二酸化ケイ素微粒子との共(部分)加水分解物又は共(部分)加水分解縮合物、
〈ii〉上記シリコーン樹脂組成物の塩基触媒よりも硬化活性が強い硬化触媒、及び
〈iii〉有機溶剤
を含有することを特徴とするシリコーンコーティング組成物。
Silicone coating composition for directly forming a silicone hard coat film on the surface of a silicone resin film formed by curing a silicone resin composition comprising a base catalyst and a curable silicone having an alkoxysilyl group and / or silanol group Because
<I> Co (partial) hydrolyzate or co (partial) hydrolyzed condensate of hydrolyzable silicon compound and silicon dioxide fine particles,
<Ii> A silicone coating composition comprising a curing catalyst having a curing activity stronger than that of the base catalyst of the silicone resin composition, and <iii> an organic solvent.
上記〈ii〉成分の硬化触媒が、塩基性有機化合物の硬化剤と酸性有機化合物の制御剤とからなり、塩基性有機化合物が下記一般式(1)で表せるアンモニウム化合物であることを特徴とする請求項1記載のシリコーンコーティング組成物。
〔(R1)(R2)(R3)(R4)N〕+- (1)
(式中、R1,R2,R3,R4は、独立に水素原子又は炭素数1〜18のアルキル基もしくはハロゲン化アルキル基であって、X-は、ヒドロキサイドアニオン又は有機カルボン酸アニオンである。)
The <ii> component curing catalyst comprises a curing agent of a basic organic compound and a control agent of an acidic organic compound, and the basic organic compound is an ammonium compound represented by the following general formula (1). The silicone coating composition of claim 1.
[(R 1 ) (R 2 ) (R 3 ) (R 4 ) N] + X (1)
Wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms or a halogenated alkyl group, and X represents a hydroxide anion or an organic carboxylic acid. Anion.)
上記〈ii〉成分の硬化触媒が、式(1)においてR1〜R4の少なくとも1個がメチル基である硬化剤と酸性有機化合物の制御剤とからなり、シリコーン樹脂組成物の塩基触媒が式(1)においてR1〜R4のいずれもが炭素数2以上のアルキル基である硬化剤と酸性有機化合物の制御剤とからなる請求項2記載のシリコーンコーティング組成物。 The curing catalyst of <ii> component comprises a curing agent in which at least one of R 1 to R 4 in formula (1) is a methyl group and a control agent for an acidic organic compound, and the base catalyst of the silicone resin composition is The silicone coating composition according to claim 2, comprising a curing agent in which all of R 1 to R 4 in formula (1) are alkyl groups having 2 or more carbon atoms and a control agent for an acidic organic compound. 上記〈ii〉成分の硬化触媒の硬化剤が、テトラメチルアンモニウムヒドロキサイド、テトラメチルアンモニウムアセテート、テトラメチルアンモニウムフォーメートから選択される化合物であり、上記シリコーン樹脂組成物の塩基触媒の硬化剤が、テトラブチルアンモニウムヒドロキサイドである請求項3記載のシリコーンコーティング組成物。   The curing agent of the curing catalyst of the <ii> component is a compound selected from tetramethylammonium hydroxide, tetramethylammonium acetate, and tetramethylammonium formate, and the curing agent of the base catalyst of the silicone resin composition is The silicone coating composition of claim 3 which is tetrabutylammonium hydroxide.
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