JP2013177503A - Coating composition, transparent coated molded article and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被覆用組成物、透明被覆成形品及びその製造方法に関する。より詳しくは、外壁、アーケード等の大面積の透明部材として、又は、自動車等の車両用に用いられるガラス(無機ガラスをいう、以下同様)及びその代替品として用いるための被覆用組成物、透明被覆成形品及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a coating composition, a transparent coated molded article, and a method for producing the same. More specifically, a coating composition for use as a transparent member having a large area such as an outer wall or an arcade, or for a vehicle such as an automobile (inorganic glass, hereinafter the same) and its substitute, transparent The present invention relates to a coated molded product and a manufacturing method thereof.
近年、ガラスに代わる透明材料として透明合成樹脂材料が使用されてきている。とりわけ芳香族ポリカーボネート系樹脂は耐破砕性、透明性、軽量性、易加工性などに優れ、その特徴を生かして、外壁、アーケード等の大面積の透明部材として各方面で使用されている。また、自動車等の車両用にも一部にガラス(無機ガラスをいう、以下同様)の代わりにこうした透明合成樹脂材料が使われる例がみられる。しかし、ガラスの代替として使用するには表面の硬度が充分ではなく、傷つきやすく摩耗しやすいことから透明性が損なわれやすい問題があった。 In recent years, transparent synthetic resin materials have been used as transparent materials to replace glass. In particular, the aromatic polycarbonate resin is excellent in crush resistance, transparency, lightness, easy processability, and the like, and is used in various fields as a transparent member having a large area such as an outer wall or an arcade by taking advantage of its characteristics. In addition, there is an example in which such a transparent synthetic resin material is used instead of glass (referred to as inorganic glass, hereinafter the same) for vehicles such as automobiles. However, the surface hardness is not sufficient for use as a substitute for glass, and there is a problem that transparency is easily impaired because it is easily damaged and easily worn.
このような、透明被覆成形品を製造するための被覆用組成物として、特許文献1において、活性エネルギー線硬化性の重合性官能基を2個以上有する多官能性化合物(a)と、含フッ素ポリシラザン(b)とを含有する被覆用組成物が提案されている。このような被覆用組成物を用いた場合には、硬化被膜においてフッ素を含有するポリシラザンの表面への濃縮が起こっているものと推測され、耐擦傷性能に優れた透明被覆成形品を得ることができると記載されている。
しかし、上記透明被覆成形品の透明性及び耐摩耗性は充分なものとはいえず、改良の余地があった。さらに、上記透明被覆成形品の防汚性については、何ら検討がされていない。
また、重合性の含フッ素モノマーという観点においては、特許文献2に記載のものが知られているが、被覆用組成物としての用途については記載も示唆もない。
As a coating composition for producing such a transparent coated molded article, in Patent Document 1, a polyfunctional compound (a) having two or more active energy ray-curable polymerizable functional groups and a fluorine-containing compound are disclosed. A coating composition containing polysilazane (b) has been proposed. When such a coating composition is used, it is presumed that polysilazane containing fluorine in the cured film is concentrated on the surface, and it is possible to obtain a transparent coated molded article having excellent scratch resistance. It is stated that it can be done.
However, the transparency and abrasion resistance of the transparent coated molded product are not sufficient, and there is room for improvement. Furthermore, no investigation has been made on the antifouling property of the transparent coated molded article.
Further, from the viewpoint of a polymerizable fluorine-containing monomer, the one described in Patent Document 2 is known, but there is no description or suggestion about the use as a coating composition.
本発明の目的は、上記課題を解決することを目的とするものであって、基材との密着性、耐摩耗性、透明性及び耐擦傷性などに優れるのみでなく、防汚性にも優れる透明被覆成形品を与える被覆用組成物、透明被覆成形品及びその製造方法を提供することにある。 The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and not only is excellent in adhesion to the substrate, wear resistance, transparency and scratch resistance, but also in antifouling properties. An object of the present invention is to provide a coating composition, a transparent coated molded article and a method for producing the same, which give an excellent transparent coated molded article.
上記課題のもと、本願発明者が鋭意検討を行った結果、特定の重合性基を3つ以上有し、フッ素含有率が特定の範囲にあり、前記重合性基を重合させた時、全ての架橋間分子量の計算値が特定の範囲にある多官能性フッ素化合物(a)と、含フッ素ポリシラザン(b)とを含有する被覆用組成物を透明基材上の少なくとも一部に形成することにより、密着性に優れるのみでなく、耐摩耗試験前後における透明性に優れ、高い防汚性を有する透明被覆成形品を提供可能であることを見出し、発明を完成させるに至った。具体的には以下の手段により、上記課題は達成された。 As a result of the inventor's earnest study under the above-mentioned problems, the present inventors have three or more specific polymerizable groups, the fluorine content is in a specific range, and when the polymerizable groups are polymerized, all Forming a coating composition containing a polyfunctional fluorine compound (a) having a calculated molecular weight between crosslinks in a specific range and a fluorine-containing polysilazane (b) on at least a part of the transparent substrate. Thus, it has been found that it is possible to provide a transparent coated molded article having not only excellent adhesion but also excellent transparency before and after an abrasion resistance test and having high antifouling properties, and has completed the invention. Specifically, the above problems have been achieved by the following means.
〔1〕
透明基材上の少なくとも一部に透明硬化物層を形成する被覆用組成物であって、該被覆用組成物が(メタ)アクリロイル基、アリル基、α-フルオロアクリロイル基、エポキシ基、及び−C(O)OCH=CH2より選ばれる重合性基を3つ以上有する含フッ素化合物であって、フッ素含有率が該含フッ素化合物の分子量の35.0質量%以上であり、前記重合性基を重合させた時、全ての架橋間分子量の計算値が300以下である多官能性フッ素化合物(a)と、含フッ素ポリシラザン(b)とを含有する被覆用組成物。
〔2〕
前記多官能性フッ素化合物(a)が一般式(1)で表される上記〔1〕に記載の被覆用組成物。
一般式(1):Rf{−(L)m−Y}n
(式中、Rfは下記f−1〜f−10から選ばれるn価の基を表し、nは3以上6以下の整数を表す。Lは炭素数1〜10のアルキレン基、炭素数6〜10のアリーレン基、−O−、−S−、−N(R)−、炭素数1〜10のアルキレン基と−O−、−S−、若しくは−N(R)−とを組み合わせて得られる基、又は、炭素数6〜10のアリーレン基と−O−、−S−、若しくは−N(R)−とを組み合わせて得られる基を表す。Rは水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基を表す。mは0又は1を表す。Yは(メタ)アクリロイル基、アリル基、α−フルオロアクリロイル基、エポキシ基、及び−C(O)OCH=CH2より選ばれる重合性基を表す。)
[1]
A coating composition for forming a transparent cured product layer on at least a part of a transparent substrate, the coating composition comprising a (meth) acryloyl group, an allyl group, an α-fluoroacryloyl group, an epoxy group, and- A fluorine-containing compound having three or more polymerizable groups selected from C (O) OCH═CH 2 , wherein the fluorine content is 35.0% by mass or more of the molecular weight of the fluorine-containing compound, and the polymerizable group A coating composition containing a polyfunctional fluorine compound (a) having a calculated value of molecular weight between crosslinks of 300 or less and a fluorine-containing polysilazane (b) when polymerized.
[2]
The coating composition according to [1], wherein the polyfunctional fluorine compound (a) is represented by the general formula (1).
General formula (1): Rf {-(L) m-Y} n
(In the formula, Rf represents an n-valent group selected from the following f-1 to f-10, n represents an integer of 3 to 6, and L represents an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms and 6 to 6 carbon atoms. It is obtained by combining 10 arylene groups, -O-, -S-, -N (R)-, an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms and -O-, -S-, or -N (R)-. Or a group obtained by combining an arylene group having 6 to 10 carbon atoms and —O—, —S—, or —N (R) —, wherein R represents a hydrogen atom or an alkyl having 1 to 5 carbon atoms; M represents 0 or 1. Y represents a polymerizable group selected from a (meth) acryloyl group, an allyl group, an α-fluoroacryloyl group, an epoxy group, and —C (O) OCH═CH 2. .)
〔3〕
前記多官能性フッ素化合物(a)が下記M−1〜M−13のいずれかである上記〔1〕又は〔2〕に記載の被覆用組成物。
[3]
The coating composition according to the above [1] or [2], wherein the polyfunctional fluorine compound (a) is any one of the following M-1 to M-13.
〔4〕
前記含フッ素ポリシラザン(b)が下記一般式(A)で表される上記〔1〕〜〔3〕のいずれか一項に記載の被覆用組成物。
一般式(A):
[(Rf’Q)aSi(R1)b(NR2)4−a−b/2]l・[(Rf’Q)cSi(R1)dO4−c−d/2]m・[(Rf’Q)eSi(R1)f(NR2)g/2Oh/2]n
(一般式(A)中、R1は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、水素原子又は非置換若しくは置換の1価炭化水素基であり;R2は、同一でも異なっていてもよく、水素原子又はアルキル基であり;Rf’は、同一でも異なっていてもよく、炭素原子数1〜20個のパーフルオロアルキル基若しくは炭素原子数2〜35個のパーフルオロアルキルエーテル基であり;Qは、炭素原子数2〜5の2価の有機基であり;各第1の構成単位において独立に、aは1〜3の整数であり、bは0〜2の整数であり、但し、a+bは1〜3の整数であり、各第2の構成単位において独立に、cは0〜2の整数であり、dは1〜3の整数であり、但しc+dは1〜3の整数であり、各第3の構成単位において独立に、e及びfは0〜2の整数であり、g及びhは1又は2の整数であり、但し、e+f+g+h=4であり;l,m及びnはそれぞれ1以上の数である。)
〔5〕
前記被覆用組成物が、更に平均粒径200nm以下のコロイド状シリカを含有する上記〔1〕〜〔4〕のいずれか一項に記載の被覆用組成物。
〔6〕
透明基材と、前記透明基材表面の少なくとも一部に上記〔1〕〜〔5〕のいずれか一項に記載の被覆用組成物の硬化物が形成された透明硬化物層とを有することを特徴とする透明被覆成形品。
〔7〕
前記透明基材が透明合成樹脂基材である上記〔6〕に記載の透明被膜成形品。
〔8〕
透明合成樹脂基材と、前記透明合成樹脂基材表面の少なくとも一部に形成された透明硬化物層とを有する透明被覆成形品の製造方法において、前記透明合成樹脂基材表面の少なくとも一部に、上記〔1〕〜〔5〕のいずれか一項に記載の被覆用組成物を塗工し、次に前記多官能性フッ素化合物(a)の活性エネルギー線の照射による硬化と、前記含フッ素ポリシラザン(b)の硬化とを、任意の順で又は同時に行う透明被覆成形品の製造方法。
〔9〕
透明合成樹脂基材と、前記透明合成樹脂基材表面の少なくとも一部に形成された透明硬化物層とを有する透明被覆成形品の製造方法において、前記透明合成樹脂基材表面の少なくとも一部に、上記〔1〕〜〔5〕のいずれか一項に記載の被覆用組成物を塗工し、次に前記多官能性フッ素化合物(a)の活性エネルギー線の照射による硬化と、前記含フッ素ポリシラザン(b)の硬化とを、任意の順で又は同時に行うとともに、前記含フッ素ポリシラザン(b)が未硬化又は部分硬化の状態で曲げ加工する透明被覆成形品の製造方法。
[4]
The coating composition according to any one of [1] to [3], wherein the fluorine-containing polysilazane (b) is represented by the following general formula (A).
Formula (A):
[(Rf'Q) a Si (R 1) b (NR 2) 4-a-b / 2] l · [(Rf'Q) c Si (R 1) d O 4-c-d / 2] m [[Rf′Q) e Si (R 1 ) f (NR 2 ) g / 2 O h / 2 ] n
(In the general formula (A), R 1 s may be the same or different and each is a hydrogen atom or an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group; R 2 may be the same or different, and Rf ′ may be the same or different and is a perfluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms or a perfluoroalkyl ether group having 2 to 35 carbon atoms; Q is And a divalent organic group having 2 to 5 carbon atoms; independently in each first structural unit, a is an integer of 1 to 3, b is an integer of 0 to 2, provided that a + b is Each is an integer of 1 to 3, and in each second structural unit, c is an integer of 0 to 2, d is an integer of 1 to 3, provided that c + d is an integer of 1 to 3, In the third structural unit, e and f are integers from 0 to 2, and g Fine h is an integer of 1 or 2, provided that be e + f + g + h = 4; l, m and n are numbers equal to or greater than 1).
[5]
The coating composition according to any one of [1] to [4], wherein the coating composition further contains colloidal silica having an average particle size of 200 nm or less.
[6]
It has a transparent base material, and the transparent hardened material layer in which the hardened | cured material of the coating composition as described in any one of said [1]-[5] was formed in at least one part of the said transparent base material surface. Transparent coated molded product characterized by
[7]
The transparent film molded product according to [6], wherein the transparent substrate is a transparent synthetic resin substrate.
[8]
In a method for producing a transparent coated molded article having a transparent synthetic resin base material and a transparent cured product layer formed on at least a part of the surface of the transparent synthetic resin base material, at least a part of the surface of the transparent synthetic resin base material Applying the coating composition according to any one of [1] to [5] above, then curing the polyfunctional fluorine compound (a) by irradiation with active energy rays, and the fluorine-containing composition. The manufacturing method of the transparent covering molded article which performs hardening of polysilazane (b) in arbitrary order or simultaneously.
[9]
In a method for producing a transparent coated molded article having a transparent synthetic resin base material and a transparent cured product layer formed on at least a part of the surface of the transparent synthetic resin base material, at least a part of the surface of the transparent synthetic resin base material Applying the coating composition according to any one of [1] to [5] above, then curing the polyfunctional fluorine compound (a) by irradiation with active energy rays, and the fluorine-containing composition. A method for producing a transparent coated molded article, wherein the polysilazane (b) is cured in any order or simultaneously, and the fluorinated polysilazane (b) is bent in an uncured or partially cured state.
本発明の被覆用組成物を透明基材上の少なくとも一部に形成すると、密着性に優れるのみでなく、耐摩耗試験前後における透明性に優れ、高い防汚性を有する透明被覆成形品を提供することができる。 When the coating composition of the present invention is formed on at least a part of a transparent substrate, it provides not only excellent adhesion but also excellent transparency before and after an abrasion resistance test and a transparent coated molded article having high antifouling properties can do.
以下において、本発明の内容について詳細に説明する。尚、本願明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。 Hereinafter, the contents of the present invention will be described in detail. In the present specification, “to” is used to mean that the numerical values described before and after it are included as a lower limit value and an upper limit value.
なお、本明細書中において、“(メタ)アクリレート”はアクリレート及びメタクリレートを表し、“(メタ)アクリル”はアクリル及びメタクリルを表し、“(メタ)アクリロイル”はアクリロイル及びメタクリロイルを表す。また、本明細書中において、“単量体”と“モノマー”とは同義である。本発明における単量体は、オリゴマー及びポリマーと区別され、重量平均分子量が2,000以下の化合物をいう。
また、本明細書における基(原子団)の表記において、置換及び無置換を記していない表記は、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含するものである。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。
In the present specification, “(meth) acrylate” represents acrylate and methacrylate, “(meth) acryl” represents acryl and methacryl, and “(meth) acryloyl” represents acryloyl and methacryloyl. In the present specification, “monomer” and “monomer” are synonymous. The monomer in the present invention is distinguished from oligomers and polymers, and refers to a compound having a weight average molecular weight of 2,000 or less.
Moreover, in the description of groups (atomic groups) in this specification, the description that does not indicate substitution and non-substitution includes those that have a substituent as well as those that do not have a substituent. For example, the “alkyl group” includes not only an alkyl group having no substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group).
[本発明の被覆用組成物]
本発明の被覆用組成物(以下、単に「本発明の組成物」と称する場合もある)は、透明基材上の少なくとも一部に透明硬化物層を形成する被覆用組成物であって、該被覆用組成物が(メタ)アクリロイル基、アリル基、α-フルオロアクリロイル基、エポキシ基、及び−C(O)OCH=CH2より選ばれる重合性基を3つ以上有する含フッ素化合物であって、フッ素含有率が該含フッ素化合物の分子量の35.0質量%以上であり、前記重合性基を重合させた時、全ての架橋間分子量の計算値が300以下である多官能性フッ素化合物(a)と、含フッ素ポリシラザン(b)とを含有することを特徴とする。
[Coating composition of the present invention]
The coating composition of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as “the composition of the present invention”) is a coating composition that forms a transparent cured product layer on at least a part of a transparent substrate, The coating composition is a fluorine-containing compound having three or more polymerizable groups selected from (meth) acryloyl groups, allyl groups, α-fluoroacryloyl groups, epoxy groups, and —C (O) OCH═CH 2. A polyfunctional fluorine compound having a fluorine content of 35.0% by mass or more of the molecular weight of the fluorine-containing compound and having all the calculated molecular weights between crosslinks of 300 or less when the polymerizable group is polymerized. It contains (a) and fluorine-containing polysilazane (b).
(多官能性フッ素化合物(a))
本発明の多官能性フッ素化合物(a)は、主に複数のフッ素原子と炭素原子から成る(但し、一部に酸素原子及び/又は水素原子を含んでもよい)、実質的に重合に関与しない原子団(以下、「含フッ素コア部」ともいう)と、エステル結合やエーテル結合などの連結基を介して、(メタ)アクリロイル基、アリル基、α-フルオロアクリロイル基、エポキシ基、及び−C(O)OCH=CH2より選ばれる、3つ以上の重合性基を有する含フッ素化合物であり、好ましくは4つ以上、より好ましくは4つの重合性基を有する。
重合性基を3つ以上有することで、多官能性フッ素化合物(a)の重合体(以下、単に「重合体」と称する場合もある。)の架橋密度が上昇し、得られる硬化膜の強度が向上する。
(Polyfunctional fluorine compound (a))
The polyfunctional fluorine compound (a) of the present invention mainly comprises a plurality of fluorine atoms and carbon atoms (however, it may partially contain oxygen atoms and / or hydrogen atoms) and does not substantially participate in polymerization. (Meth) acryloyl group, allyl group, α-fluoroacryloyl group, epoxy group, and —C through an atomic group (hereinafter also referred to as “fluorine-containing core part”) and a linking group such as an ester bond or an ether bond. (O) A fluorine-containing compound having 3 or more polymerizable groups selected from OCH═CH 2 , preferably 4 or more, more preferably 4 polymerizable groups.
By having three or more polymerizable groups, the crosslink density of the polymer of the polyfunctional fluorine compound (a) (hereinafter sometimes simply referred to as “polymer”) is increased, and the strength of the cured film obtained is increased. Will improve.
また、本発明の多官能性フッ素化合物(a)は、そのフッ素含有量が該含フッ素化合物の35.0質量%以上であることを特徴とする。フッ素含有量は、35〜60質量%であることが好ましく、より好ましくは40〜55質量%、さらに好ましくは40〜50質量%である。
フッ素含率を上記の範囲とすることで、本発明の組成物を構築する(a)以外の材料との相溶性が高くなり透明被覆成形品の透明性が向上するのみでなく、高度な防汚性を付与することが可能となる。
Moreover, the polyfunctional fluorine compound (a) of the present invention is characterized in that the fluorine content is 35.0% by mass or more of the fluorine-containing compound. The fluorine content is preferably 35 to 60% by mass, more preferably 40 to 55% by mass, and still more preferably 40 to 50% by mass.
By setting the fluorine content within the above range, compatibility with materials other than the material (a) for constructing the composition of the present invention is increased and transparency of the transparent coated molded product is improved. It becomes possible to impart dirtiness.
更に、本発明の多官能性フッ素化合物(a)は、多官能性フッ素化合物(a)の重合性基を全て重合させたとき、架橋間分子量の計算値が全て300以下であることを特徴とする。架橋間分子量については後述する。架橋間分子量の計算値は、より好ましくは250以下、さらに好ましくは200以下である。含フッ素多官能モノマーの重合性基をすべて重合させたときの架橋間分子量が300を超えると、透明硬化物層を形成したときの硬度が下がってしまい、さらには、防汚性や耐傷性が悪化する。 Furthermore, the polyfunctional fluorine compound (a) of the present invention is characterized in that when all the polymerizable groups of the polyfunctional fluorine compound (a) are polymerized, all the calculated values of the molecular weight between crosslinks are 300 or less. To do. The molecular weight between crosslinks will be described later. The calculated value of the molecular weight between crosslinks is more preferably 250 or less, and still more preferably 200 or less. When the molecular weight between crosslinks when all the polymerizable groups of the fluorine-containing polyfunctional monomer are polymerized exceeds 300, the hardness when the transparent cured product layer is formed decreases, and further, the antifouling property and scratch resistance are reduced. Getting worse.
本発明の多官能性フッ素化合物(a)は、好ましくは下記一般式(1)で表される。
一般式(1):Rf{−(L)m−Y}n
The polyfunctional fluorine compound (a) of the present invention is preferably represented by the following general formula (1).
General formula (1): Rf {-(L) m-Y} n
(式中、Rfは下記f−1〜f−10から選ばれるn価の基を表し、nは3以上6以下の整数を表す。Lは炭素数1〜10のアルキレン基、炭素数6〜10のアリーレン基、−O−、−S−、−N(R)−、炭素数1〜10のアルキレン基と−O−、−S−、若しくは−N(R)−とを組み合わせて得られる基、又は、炭素数6〜10のアリーレン基と−O−、−S−、若しくは−N(R)−とを組み合わせて得られる基を表す。Rは水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基を表す。mは0又は1を表す。Yは(メタ)アクリロイル基、アリル基、α−フルオロアクリロイル基、エポキシ基、及び−C(O)OCH=CH2より選ばれる重合性基を表す。) (In the formula, Rf represents an n-valent group selected from the following f-1 to f-10, n represents an integer of 3 to 6, and L represents an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms and 6 to 6 carbon atoms. It is obtained by combining 10 arylene groups, -O-, -S-, -N (R)-, an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms and -O-, -S-, or -N (R)-. Or a group obtained by combining an arylene group having 6 to 10 carbon atoms and —O—, —S—, or —N (R) —, wherein R represents a hydrogen atom or an alkyl having 1 to 5 carbon atoms; M represents 0 or 1. Y represents a polymerizable group selected from a (meth) acryloyl group, an allyl group, an α-fluoroacryloyl group, an epoxy group, and —C (O) OCH═CH 2. .)
一般式(1)中、Rfは「含フッ素コア部」を表し、上記f−1〜f−10から選ばれるn価の基を表し、nは3以上6以下の整数を表す。
Rfにおける水素原子数/フッ素原子数は、1/4以下が好ましく、1/9以下であるものがより好ましい。nは3以上6以下の整数を表し、nは4以上6以下であることが好ましく、4であることが最も好ましい。
Rfは、重合性基がすべて重合した場合の架橋間分子量がすべて300以下になるような基が好ましく、架橋間分子量については後述する。
Rfは、溶剤への溶解性及び架橋反応性の観点から、f−1、f−6、又はf−7であることが好ましく、f−1又はf−6であることがより好ましく、f−6であることが最も好ましい。
In general formula (1), Rf represents a "fluorine-containing core part", represents an n-valent group selected from the above f-1 to f-10, and n represents an integer of 3 to 6.
1/4 or less is preferable and the number of hydrogen atoms / fluorine atoms in Rf is more preferably 1/9 or less. n represents an integer of 3 or more and 6 or less, and n is preferably 4 or more and 6 or less, and most preferably 4.
Rf is preferably a group having a molecular weight between crosslinks of 300 or less when all polymerizable groups are polymerized. The molecular weight between crosslinks will be described later.
Rf is preferably f-1, f-6, or f-7, more preferably f-1 or f-6, from the viewpoint of solubility in a solvent and crosslinking reactivity, and f- 6 is most preferred.
Lは炭素数1〜10のアルキレン基、炭素数6〜10のアリーレン基、−O−、−S−、−N(R)−、炭素数1〜10のアルキレン基と−O−、−S−、若しくは−N(R)−とを組み合わせて得られる基、又は、炭素数6〜10のアリーレン基と−O−、−S−、若しくは−N(R)−とを組み合わせて得られる基を表す。
炭素数1〜10のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基等が挙げられ、メチレン基であることが好ましい。
炭素数6〜10のアリーレン基としては、フェニレン基、ナフチレン基等が挙げられる。
Lがアルキレン基又はアリーレン基を表す場合、Lで表されるアルキレン基及びアリーレン基はハロゲン原子で置換されていることが好ましく、フッ素原子で置換されていることが好ましい。
Lは、溶剤への溶解性及び化合物合成上の観点から、単結合(すなわちm=0)、−O−、又は炭素数1〜10のアルキレン基と−O−とを組み合わせて得られる基であることが好ましく、−O−、又は炭素数1〜10のアルキレン基と−O−とを組み合わせて得られる基であることがより好ましい。
L is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, an arylene group having 6 to 10 carbon atoms, -O-, -S-, -N (R)-, an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms and -O-, -S. A group obtained by combining-or -N (R)-, or a group obtained by combining an arylene group having 6 to 10 carbon atoms with -O-, -S-, or -N (R)- Represents.
Examples of the alkylene group having 1 to 10 carbon atoms include a methylene group, an ethylene group, and a propylene group, and a methylene group is preferable.
Examples of the arylene group having 6 to 10 carbon atoms include a phenylene group and a naphthylene group.
When L represents an alkylene group or an arylene group, the alkylene group and the arylene group represented by L are preferably substituted with a halogen atom, and preferably substituted with a fluorine atom.
L is a group obtained by combining a single bond (ie, m = 0), —O—, or an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms and —O— from the viewpoint of solubility in a solvent and compound synthesis. It is preferable that it is —O— or a group obtained by combining —O— with an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms.
Yは(メタ)アクリロイル基、アリル基、α−フルオロアクリロイル基、エポキシ基、及び−C(O)OCH=CH2より選ばれる重合性基を表す。
Yは、これらの中でも、重合性の観点から(メタ)アクリロイル基、又は−C(O)OCH=CH2であることが好ましい。
Y represents a polymerizable group selected from a (meth) acryloyl group, an allyl group, an α-fluoroacryloyl group, an epoxy group, and —C (O) OCH═CH 2 .
Among these, Y is preferably a (meth) acryloyl group or —C (O) OCH═CH 2 from the viewpoint of polymerizability.
Rは水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基を表す。Rは水素原子もしくはメチル基が好ましく、水素原子がより好ましい。 R represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. R is preferably a hydrogen atom or a methyl group, more preferably a hydrogen atom.
mは0又は1を表す。 m represents 0 or 1;
本発明の含フッ素多官能モノマーとしてより好ましいのは、一般式(2)又は(3)で表されるものである。 More preferable as the fluorine-containing polyfunctional monomer of the present invention is one represented by the general formula (2) or (3).
一般式(2) Rf−{OC(O)CH=CH2}n
一般式(3) Rf−{C(O)OCH=CH2}n
上記式中、Rf、nは、一般式(1)と同義であり、好ましい範囲も同様である。
Formula (2) Rf- {OC (O ) CH = CH 2} n
Formula (3) Rf- {C (O ) OCH = CH 2} n
In the above formula, Rf and n have the same meanings as those in the general formula (1), and the preferred ranges are also the same.
以下に本発明の多官能性フッ素化合物(a)の好ましい具体例を挙げるが、本発明はこれらによって限定されない。 Although the preferable specific example of the polyfunctional fluorine compound (a) of this invention is given to the following, this invention is not limited by these.
M−1〜M−13のフッ素含有率は、それぞれ37.5、46.2、48.6、49.8、36.6、39.8、47.0、35.1、44.9、42.5、36.2、36.7、45.8質量%である。
M−1〜M−13のうち、溶剤への溶解性及び架橋反応性の観点から、M−2〜M−5又はM−9〜M−11であることが好ましく、M−5又はM−9〜M−11であることがより好ましく、M−9又はM−10であることが最も好ましい。
The fluorine contents of M-1 to M-13 are 37.5, 46.2, 48.6, 49.8, 36.6, 39.8, 47.0, 35.1, 44.9, respectively. 42.5, 36.2, 36.7, 45.8 mass%.
Among M-1 to M-13, M-2 to M-5 or M-9 to M-11 are preferable from the viewpoint of solubility in a solvent and crosslinking reactivity, and M-5 or M- It is more preferably 9 to M-11, and most preferably M-9 or M-10.
本発明の多官能性フッ素化合物(a)は、多官能性フッ素化合物(a)の重合性基を全て重合させたとき、架橋間分子量の計算値が全て300以下となる含フッ素コア部Rfを有する。架橋間分子量の計算値とは、多官能性フッ素化合物(Ax)の重合性基が全て重合した重合体において、合わせて3個以上炭素原子又はケイ素原子が置換した炭素原子を(i)、合わせて3個以上炭素原子又は酸素原子が置換したケイ素原子を(ii)とするときに、(i)と(i)、(ii)と(ii)、又は(i)と(ii)で挟まれた原子団の分子量を指す。例えば、前記多官能性フッ素化合物(a)の内、Ax−2を例に挙げて説明する。Ax−2の重合性基がすべて重合したと仮定すると、式(4)のように表される。 The polyfunctional fluorine compound (a) of the present invention has a fluorine-containing core portion Rf in which all the calculated values of the molecular weight between crosslinks are 300 or less when all the polymerizable groups of the polyfunctional fluorine compound (a) are polymerized. Have. The calculated value of the molecular weight between crosslinks is the polymer in which all the polymerizable groups of the polyfunctional fluorine compound (Ax) are polymerized, and (i) the carbon atoms substituted with 3 or more carbon atoms or silicon atoms are combined. When a silicon atom substituted with 3 or more carbon atoms or oxygen atoms is (ii), it is sandwiched between (i) and (i), (ii) and (ii), or (i) and (ii) Refers to the molecular weight of the atomic group. For example, Ax-2 will be described as an example of the polyfunctional fluorine compound (a). Assuming that all the polymerizable groups of Ax-2 are polymerized, it is expressed as shown in Formula (4).
式(4)
この場合、上記で定義した架橋間分子量の計算の対象となる部分構造は、式(4)の破線で囲まれた部分であり、架橋間分子量の計算値は、それぞれC2F4O=116.0とC5H2F6O3=224.1であり、何れも300以下である。 In this case, the partial structure which is the target of calculation of the molecular weight between crosslinks defined above is a portion surrounded by a broken line in the formula (4), and the calculated value of the molecular weight between crosslinks is C 2 F 4 O = 116, respectively. 0.0 and C 5 H 2 F 6 O 3 = 224.1, both of which are 300 or less.
架橋間分子量の計算値は、より好ましくは250以下、さらに好ましくは200以下である。含フッ素多官能モノマーの重合性基をすべて重合させたときの架橋間分子量が300を超えると、塗膜にしたときの硬度が下がってしまう。 The calculated value of the molecular weight between crosslinks is more preferably 250 or less, and still more preferably 200 or less. When the molecular weight between crosslinks when all the polymerizable groups of the fluorine-containing polyfunctional monomer are polymerized exceeds 300, the hardness when formed into a coating film is lowered.
これらの含フッ素多官能モノマーの製造方法としては、エステル結合、ジアルコキシ基、及び/又はハロゲン原子を有する化合物を、液相フッ素化することにより、80mol%以上、好ましくは、90mol%以上の水素原子をフッ素原子に置換した後、3つ以上の重合性基を導入する方法が好適である。液相フッ素化については、例えば、米国特許第5093432号明細書に記載されている。 As a method for producing these fluorine-containing polyfunctional monomers, a compound having an ester bond, a dialkoxy group, and / or a halogen atom is subjected to liquid phase fluorination, whereby 80 mol% or more, preferably 90 mol% or more of hydrogen. A method of introducing three or more polymerizable groups after substituting atoms with fluorine atoms is preferred. Liquid phase fluorination is described, for example, in US Pat. No. 5,093,432.
液相フッ素化に供される化合物としては、液相フッ素化する際に用いるフッ素系の溶媒に溶解するか、又は、液体であることが要求されるが、それ以外は特に制限は無い。こうした溶解性や反応性の観点から、予めフッ素を含有する化合物を用いても良い。また、エステル結合、ジアルコキシ基、及び/又はハロゲン原子を有する化合物は、液相フッ素化後に重合性基を導入する際の反応点とすることができるため、好適である。
液相フッ素化によってフッ素原子の導入を行うことにより、後から導入する重合性基以外の部分のフッ素含有率を極めて高くすることが可能であり、撥水・撥インク性が極めて高い樹脂を与える多官能性フッ素化合物(a)を得ることができる。
The compound to be subjected to liquid phase fluorination is required to be dissolved in a fluorine-based solvent used for liquid phase fluorination or to be liquid, but there is no particular limitation other than that. From the viewpoint of such solubility and reactivity, a compound containing fluorine in advance may be used. In addition, a compound having an ester bond, a dialkoxy group, and / or a halogen atom is preferable because it can serve as a reaction point when a polymerizable group is introduced after liquid phase fluorination.
By introducing fluorine atoms by liquid phase fluorination, it is possible to extremely increase the fluorine content of the portion other than the polymerizable group to be introduced later, and give a resin with extremely high water and ink repellency. A polyfunctional fluorine compound (a) can be obtained.
本発明の硬化性組成物中における多官能性フッ素化合物(a)の含有量は、特に制限はないが、硬化性、組成物粘度の観点から、全重合性単量体中20〜100質量%が好ましく、30〜100質量%がより好ましく、40〜100質量%がさらに好ましく、50〜100質量%が特に好ましい。 Although content in particular of the polyfunctional fluorine compound (a) in the curable composition of this invention does not have a restriction | limiting, 20-100 mass% in all the polymerizable monomers from a viewpoint of sclerosis | hardenability and a composition viscosity. Is preferable, 30 to 100% by mass is more preferable, 40 to 100% by mass is further preferable, and 50 to 100% by mass is particularly preferable.
(含フッ素ポリシラザン(b))
本発明の被覆用組成物は、含フッ素ポリシラザン(b)を含有する。
ポリシラザンとは、[−Si−N−]の単位(シラザン単位)を2以上有する重合体であり、この化学式においてケイ素原子(4価)の残りの2つの結合手、窒素原子(3価)の残りの1つの結合手には、それぞれ水素原子や有機基などが結合している。また、上記シラザン単位のみからなる線状構造の重合体ばかりでなく、シラザン単位のケイ素原子の残りの2つの結合手の一方又は両方と他のシラザン単位の窒素原子の結合手とが結合して環状構造が形成されていてもよい。重合体は環状構造のみの繰り返しからなっていてもよく、一部に環状構造を有する線状の重合体であってもよく、さらに重合単位として[−Si−O−]の単位(シリカ単位)が含まれていてもよい。
(Fluorine-containing polysilazane (b))
The coating composition of the present invention contains fluorine-containing polysilazane (b).
Polysilazane is a polymer having two or more [—Si—N—] units (silazane units). In this chemical formula, the remaining two bonds of silicon atoms (tetravalent), nitrogen atoms (trivalent) A hydrogen atom or an organic group is bonded to the remaining one bond. In addition to the polymer having a linear structure composed only of the silazane unit, one or both of the remaining two bonds of the silicon atom of the silazane unit and the bond of the nitrogen atom of the other silazane unit are bonded. An annular structure may be formed. The polymer may consist of repeating cyclic structures only, may be a linear polymer having a cyclic structure in part, and [-Si-O-] units (silica units) as polymerized units. May be included.
本発明における含フッ素ポリシラザンとは、上記シラザン単位のケイ素原子の残りの2つの結合手のうち少なくとも一方に、1価の含フッ素有機基が結合したシラザン単位を含むポリシラザンをいう。好ましい含フッ素有機基が結合したシラザン単位はケイ素原子に1個の含フッ素有機基と1個の水素原子を有し、かつ窒素原子に水素原子が結合した含フッ素有機基が結合したシラザン単位である。含フッ素ポリシラザンはこの含フッ素有機基を有するシラザン単位のみからなっていてもよく、この含フッ素有機基を有するシラザン単位と他のシラザン単位を含むものであってもよい。好ましい含フッ素ポリシラザンは含フッ素有機基を有するシラザン単位と他のシラザン単位(特にペルヒドロシラザンの単位)を含むものである。含フッ素有機基はたとえ少量であっても目的の効果を発揮するに充分である。例えば、全シラザン単位の0.1モル%以上が含フッ素有機基を有するシラザン単位であるものが使用でき、1〜50モル%が含フッ素有機基を有するシラザン単位であるものが好ましい。 The fluorine-containing polysilazane in the present invention refers to a polysilazane containing a silazane unit in which a monovalent fluorine-containing organic group is bonded to at least one of the remaining two bonds of the silicon atom of the silazane unit. A preferred silazane unit to which a fluorine-containing organic group is bonded is a silazane unit in which a fluorine-containing organic group having one fluorine-containing organic group and one hydrogen atom on a silicon atom and a hydrogen atom bonded to a nitrogen atom is bonded. is there. The fluorine-containing polysilazane may be composed only of the silazane unit having this fluorine-containing organic group, or may contain a silazane unit having this fluorine-containing organic group and another silazane unit. A preferred fluorine-containing polysilazane includes a silazane unit having a fluorine-containing organic group and another silazane unit (particularly a unit of perhydrosilazane). Even a small amount of the fluorine-containing organic group is sufficient to exert the desired effect. For example, those in which 0.1 mol% or more of all silazane units are silazane units having a fluorinated organic group can be used, and those in which 1 to 50 mol% are silazane units having a fluorinated organic group are preferred.
本発明の被覆用組成物における含フッ素ポリシラザン(b)は多官能性フッ素化合物(a)と良好な相溶性を示す。このため、フッ素を含有しない多官能性化合物を使用した場合に比して、透明性に優れた透明被覆成形品を与える被覆用組成物を得ることができる。 The fluorine-containing polysilazane (b) in the coating composition of the present invention exhibits good compatibility with the polyfunctional fluorine compound (a). For this reason, compared with the case where the polyfunctional compound which does not contain a fluorine is used, the coating composition which gives the transparent coating molded article excellent in transparency can be obtained.
含フッ素有機基とは有機基の炭素原子に結合した水素原子の1個以上がフッ素原子に置換された1価の有機基をいう。例えば、脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基、芳香族炭化水素基などの炭素原子に結合した水素原子の1個以上がフッ素原子に置換された有機基がある。好ましくは炭素原子に結合した水素原子の数にして50%以上がフッ素原子に置換された有機基である。含フッ素有機基は炭素の結合手でケイ素原子に結合している(すなわち、含フッ素有機基とケイ素原子は炭素−ケイ素結合で結合している)。有機基中にはエーテル結合、エステル結合、イミノ結合その他の酸素原子、窒素原子、イオウ原子等のヘテロ原子を有する結合を有していてもよい。 The fluorine-containing organic group refers to a monovalent organic group in which one or more hydrogen atoms bonded to carbon atoms of the organic group are substituted with fluorine atoms. For example, there is an organic group in which one or more hydrogen atoms bonded to a carbon atom such as an aliphatic hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group, and an aromatic hydrocarbon group are substituted with a fluorine atom. Preferably, it is an organic group in which 50% or more of hydrogen atoms bonded to carbon atoms are substituted with fluorine atoms. The fluorine-containing organic group is bonded to the silicon atom by a carbon bond (that is, the fluorine-containing organic group and the silicon atom are bonded by a carbon-silicon bond). The organic group may have an ether bond, an ester bond, an imino bond, or another bond having a hetero atom such as an oxygen atom, a nitrogen atom, or a sulfur atom.
好ましい含フッ素有機基はポリフルオロアルキル基である。特に高度にフッ素化されたアルキル基(炭素原子に結合した水素原子の数にして60%以上、特に80%以上がフッ素原子に置換されたアルキル基)が好ましい。炭素原子に結合した水素原子の少数は塩素原子に置換されていてもよい。このポリフルオロアルキル基は直鎖状であるか短い分岐を有する直鎖状のものが好ましい。またポリフルオロアルキル基の2個の炭素原子間には上記の結合を有していてもよい。なお、このポリフルオロアルキル基のケイ素原子に結合する末端炭素原子には水素原子のみが結合していることが好ましい。 A preferred fluorine-containing organic group is a polyfluoroalkyl group. Particularly preferred is a highly fluorinated alkyl group (an alkyl group in which 60% or more, especially 80% or more of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms are substituted with fluorine atoms). A small number of hydrogen atoms bonded to carbon atoms may be substituted with chlorine atoms. The polyfluoroalkyl group is preferably linear or linear having a short branch. Moreover, you may have said coupling | bonding between two carbon atoms of a polyfluoroalkyl group. In addition, it is preferable that only the hydrogen atom has couple | bonded with the terminal carbon atom couple | bonded with the silicon atom of this polyfluoroalkyl group.
特に好ましい含フッ素有機基はエーテル結合を有していてもよいペルフルオロアルキル基を有する有機基である。ペルフルオロアルキル基はアルキル基の水素原子のすべてがフッ素原子に置換されたフルオロアルキル基をいう。エーテル結合を有するペルフルオロアルキル基とはペルフルオロアルキル基の2個の炭素原子間に存在するエーテル性酸素原子を1個以上有する基をいう。以下、これらエーテル結合を有していてもよいペルフルオロアルキル基をRperf基という。Rperf基は直鎖状のものであっても分岐状のものであってもよい。特に、直鎖状のもの、及びトリフルオロメチル基などの短い(炭素数1〜2)側鎖を有する直鎖状のものが好ましい。Rperf基としては、炭素数1〜20、特に2〜16のペルフルオロアルキル基、及び炭素数2〜35、特に4〜25、エーテル性酸素原子数1〜7のエーテル結合を有するペルフルオロアルキル基が好ましい。 A particularly preferred fluorine-containing organic group is an organic group having a perfluoroalkyl group which may have an ether bond. A perfluoroalkyl group refers to a fluoroalkyl group in which all of the hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with fluorine atoms. The perfluoroalkyl group having an ether bond refers to a group having one or more etheric oxygen atoms existing between two carbon atoms of the perfluoroalkyl group. Hereinafter, these perfluoroalkyl groups which may have an ether bond are referred to as R perf groups. The R perf group may be linear or branched. In particular, a straight chain and a straight chain having a short (1 to 2 carbon atoms) side chain such as a trifluoromethyl group are preferred. Examples of the R perf group include a perfluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, particularly 2 to 16 carbon atoms, and a perfluoroalkyl group having an ether bond having 2 to 35 carbon atoms, particularly 4 to 25 carbon atoms and 1 to 7 etheric oxygen atoms. preferable.
ペルフルオロアルキル基を有する有機基としては一般式Rperf−R−(式中、Rperfは上記Rperf基を表し、Rはフッ素原子を有しない2価の有機基を表す。)で表されるものが好ましい。 Formula R perf -R- is a organic group having a perfluoroalkyl group (wherein, R perf represents the R perf group, R represents. A divalent organic group having no fluorine atom) represented by Those are preferred.
Rとしては、Rperf側に又は2個の炭素原子間にエーテル結合、エステル結合、イミノ結合その他の2価の結合基を有していてもよい炭素数10以下の2価の有機基が好ましく、特に炭素数2〜6の2価の炭化水素基(特にアルキレン基)が好ましい。 R is preferably a divalent organic group having 10 or less carbon atoms which may have an ether bond, ester bond, imino bond or other divalent linking group on the R perf side or between two carbon atoms. In particular, a divalent hydrocarbon group having 2 to 6 carbon atoms (particularly an alkylene group) is preferred.
含フッ素有機基が結合したシラザン単位は含フッ素有機基以外にケイ素原子と窒素原子に水素原子や含フッ素有機基以外の有機基を有していてもよい。また、ケイ素原子にはアルコキシ基などの加水分解性基を有していてもよい。このような基としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、アリール基、シクロアルキル基、又はハロゲン原子や水酸基等の置換基を有するこれらの基がある。好ましい含フッ素有機基以外のケイ素原子に結合した基は水素原子である。 The silazane unit to which the fluorine-containing organic group is bonded may have a hydrogen atom or an organic group other than the fluorine-containing organic group on the silicon atom and the nitrogen atom in addition to the fluorine-containing organic group. The silicon atom may have a hydrolyzable group such as an alkoxy group. Examples of such a group include an alkyl group, an alkoxy group, an alkenyl group, an aryl group, a cycloalkyl group, or a group having a substituent such as a halogen atom or a hydroxyl group. A group bonded to a silicon atom other than the preferred fluorine-containing organic group is a hydrogen atom.
また、本発明における好ましい含フッ素ポリシラザン(b)は、下記一般式(A)で表される含フッ素ポリシラザンである。 Further, a preferred fluorine-containing polysilazane (b) in the present invention is a fluorine-containing polysilazane represented by the following general formula (A).
一般式(A):
[(Rf’Q)aSi(R1)b(NR2)4−a−b/2]l・[(Rf’Q)cSi(R1)dO4−c−d/2]m・[(Rf’Q)eSi(R1)f(NR2)g/2Oh/2]n
Formula (A):
[(Rf'Q) a Si (R 1) b (NR 2) 4-a-b / 2] l · [(Rf'Q) c Si (R 1) d O 4-c-d / 2] m [[Rf′Q) e Si (R 1 ) f (NR 2 ) g / 2 O h / 2 ] n
(一般式(A)中、R1は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、水素原子又は非置換若しくは置換の1価炭化水素基であり;R2は、同一でも異なっていてもよく、水素原子又はアルキル基であり;Rf’は、同一でも異なっていてもよく、炭素原子数1〜20個のパーフルオロアルキル基若しくは炭素原子数2〜35個のパーフルオロアルキルエーテル基であり;Qは、炭素原子数2〜5の2価の有機基であり;各第1の構成単位において独立に、aは1〜3の整数であり、bは0〜2の整数であり、但し、a+bは1〜3の整数であり、各第2の構成単位において独立に、cは0〜2の整数であり、dは1〜3の整数であり、但しc+dは1〜3の整数であり、各第3の構成単位において独立に、e及びfは0〜2の整数であり、g及びhは1又は2の整数であり、但し、e+f+g+h=4であり;l,m及びnはそれぞれ1以上の数である。) (In the general formula (A), R 1 s may be the same or different and each is a hydrogen atom or an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group; R 2 may be the same or different, and Rf ′ may be the same or different and is a perfluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms or a perfluoroalkyl ether group having 2 to 35 carbon atoms; Q is And a divalent organic group having 2 to 5 carbon atoms; independently in each first structural unit, a is an integer of 1 to 3, b is an integer of 0 to 2, provided that a + b is Each is an integer of 1 to 3, and in each second structural unit, c is an integer of 0 to 2, d is an integer of 1 to 3, provided that c + d is an integer of 1 to 3, In the third structural unit, e and f are integers from 0 to 2, and g Fine h is an integer of 1 or 2, provided that be e + f + g + h = 4; l, m and n are numbers equal to or greater than 1).
前記式(A)中、R1は、各々、水素原子又は非置換若しくは置換の1価炭化水素基であり、非置換若しくは置換の1価炭化水素基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシル基等のアルキル基、ビニル、アリル基等のアルケニル基、フェニル、トリル基等のアリール基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、又はこれら基の炭素原子に結合した水素原子の一部若しくは全部がハロゲン原子で置換されたハロゲン化炭化水素基等であり、好ましくは炭素原子数1〜10、より好ましくは炭素原子数1〜6のもの、例えば3,3,3−トリフルオロプロピル基、CF3CF2CF2CH2CH2基等である;R2は水素原子又はアルキル基、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシル基等であり、好ましくは水素原子である;Rf’は、例えば、式:CiF2i+1−(ここで、iは1〜20の整数)で表されるパーフルオロアルキル基、又は例えば、式: In the formula (A), each R 1 is a hydrogen atom or an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group. Examples of the unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group include methyl, ethyl, propyl, Alkyl groups such as butyl and hexyl groups, alkenyl groups such as vinyl and allyl groups, aryl groups such as phenyl and tolyl groups, cycloalkyl groups such as cyclohexyl groups, or a part of hydrogen atoms bonded to carbon atoms of these groups or A halogenated hydrocarbon group, all of which are substituted with halogen atoms, preferably having 1 to 10 carbon atoms, more preferably having 1 to 6 carbon atoms, such as a 3,3,3-trifluoropropyl group, CF is a 3 CF 2 CF 2 CH 2 CH 2 group or the like; R 2 is a hydrogen atom or an alkyl group, e.g., methyl, ethyl, propyl, butyl, be hexyl In certain preferably a hydrogen atom; Rf 'is, for example, the formula: C i F 2i + 1 - ( where, i is an integer of 1 to 20) perfluoroalkyl group represented by, or example, the formula:
(ここで、jは1〜50の整数)で示されるパーフルオロアルキルエーテル基等であり;Qは炭素原子数2〜5の2価の有機基で、例えば、式:−CH2CH2−基、−CH2CH2CH2−基等のアルキレン基、式:−CH2OCH2CH2CH2−基等の酸素置換アルキレン基、−CONHCH2CH2CH2−等のアルキルアミド基等である。 (Where j is an integer of 1 to 50) and the like; Q is a divalent organic group having 2 to 5 carbon atoms, for example, the formula: —CH 2 CH 2 — Group, an alkylene group such as —CH 2 CH 2 CH 2 — group, a formula: an oxygen-substituted alkylene group such as —CH 2 OCH 2 CH 2 CH 2 — group, an alkylamide group such as —CONHCH 2 CH 2 CH 2 —, etc. It is.
a〜hはそれぞれ前記の整数であり、但し、a+b、c+d及びe+f+g+hは、それぞれ前記の整数であり、各構成単位において同一でも異なってもよい。また、l、m及びnはそれぞれ1以上の整数であるが、l+mは好ましくは10〜500とされる。l+mの値を10以上とすることにより、得られる硬化被膜の強度が高いものとなり、一方、l+mの値を100以下とすることにより、硬化性が良好になる。nは、通常、2〜100、より好ましくは5〜70の整数である。 a to h are each the above-mentioned integers, provided that a + b, c + d and e + f + g + h are each the above-mentioned integers, and may be the same or different in each structural unit. L, m and n are each an integer of 1 or more, and l + m is preferably 10 to 500. By setting the value of l + m to 10 or more, the strength of the resulting cured film becomes high. On the other hand, by setting the value of l + m to 100 or less, the curability is improved. n is usually an integer of 2 to 100, more preferably 5 to 70.
さらに、前記式(A)で示される含フッ素ポリシラザンにおけるl、mの割合は、得られる硬化皮膜の硬化速度及び防汚性の観点から、m/(l+m)が0.05〜0.5の範囲であることが好ましい。 Furthermore, the ratio of l and m in the fluorine-containing polysilazane represented by the formula (A) is such that m / (l + m) is 0.05 to 0.5 from the viewpoint of the curing rate and antifouling property of the resulting cured film. A range is preferable.
含フッ素ポリシラザンの合成:一般式(A)に示す含フッ素シラザン化合物は、例えば、下記一般式(B)で表されるオルガノシランと、下記平均組成式(C)で表されるオルガノポリシロキサンとを、アンモニア及び第1アミンから選ばれる少なくとも1種と反応させることにより製造することができる。 Synthesis of fluorinated polysilazane: The fluorinated silazane compound represented by the general formula (A) includes, for example, an organosilane represented by the following general formula (B) and an organopolysiloxane represented by the following average composition formula (C): Can be produced by reacting with at least one selected from ammonia and primary amines.
一般式(B):
(Rf’Q)aSi(R1)bX4−a−b
Formula (B):
(Rf′Q) a Si (R 1 ) b X 4-ab
〔ここで、R1、Rf’、Q、a、b及びa+bは前記一般式(A)中のものと同義であり;Xはハロゲン原子、例えば、塩素、臭素である。〕 [Wherein R 1 , Rf ′, Q, a, b and a + b are as defined in the general formula (A); X is a halogen atom such as chlorine or bromine. ]
一般式(C):
(Rf’Q)pSi(R1)qXrO4−p−q−r/2
Formula (C):
(Rf'Q) p Si (R 1 ) q X r O 4-p-q-r / 2
〔ここで、R1、Rf’、Q及びXは前記一般式(A)中のものと同義であり、p、q及びrは、それぞれ0≦p<3、0<q<3、0<r<3の数であって、但しp+q+r<4である。〕 [Wherein R 1 , Rf ′, Q and X are as defined in the general formula (A), and p, q and r are 0 ≦ p <3, 0 <q <3, 0 <, respectively. r <3, where p + q + r <4. ]
上記のような含フッ素ポリシラザンは公知であり、例えば特開平3−290437及び特開2002−174702などに記載されている。また含フッ素ポリシラザンを含む被覆用組成物も市販されており、本発明ではこのような市販の被覆用組成物(例えば、後記実施例で用いる商品名「FPSZ」、東燃社製)を用いることができ、この市販の被覆用組成物における含フッ素ポリシラザンは、Rperfが炭素数4〜10の直鎖状ペルフルオロアルキル基、Rがトリメチレン基又はジメチレン基であるペルフルオロアルキル基置換アルキル基を含むシラザン単位を、全シラザン単位に対して比較的少量(5〜20モル%程度)含む含フッ素ポリシラザンであると考えられる。 Such fluorine-containing polysilazanes are known, and are described in, for example, JP-A-3-290437 and JP-A-2002-174702. In addition, a coating composition containing fluorine-containing polysilazane is also commercially available, and in the present invention, such a commercially available coating composition (for example, trade name “FPZ” used in the examples described later, manufactured by Tonen Corporation) is used. The fluorine-containing polysilazane in this commercially available coating composition is a silazane unit containing a perfluoroalkyl group-substituted alkyl group in which R perf is a linear perfluoroalkyl group having 4 to 10 carbon atoms and R is a trimethylene group or a dimethylene group. Is considered to be a fluorine-containing polysilazane containing a relatively small amount (about 5 to 20 mol%) of all silazane units.
含フッ素ポリシラザンを含め一般的にポリシラザンは、鎖状、環状もしくは架橋構造を有する重合体、又は分子内にこれらの複数の構造を有する混合物からなる。ポリシラザンの分子量としては数平均分子量で200〜5万であるものが好ましい。 In general, polysilazane including fluorine-containing polysilazane is composed of a polymer having a chain, cyclic or crosslinked structure, or a mixture having a plurality of these structures in the molecule. The molecular weight of polysilazane is preferably a number average molecular weight of 200 to 50,000.
このようなポリシラザンを硬化させてシリカとするためには通常焼成と呼ばれる加熱が必要である。しかし、本発明においては基材が合成樹脂である場合はその焼成温度は制限される。すなわち、基材の耐熱温度以上に加熱して硬化させることは困難である。一般的に被覆用組成物の硬化物の耐熱性は基材のそれよりも高い。しかし、場合によってはこの硬化物の耐熱性が基材の耐熱性よりも低い場合があり、その場合はこの硬化物の耐熱温度よりも低い温度でポリシラザンを硬化させる必要が生じることもある。したがって、本発明において含フッ素ポリシラザン(b)の焼成生温度は芳香族ポリカーボネート樹脂などの通常の合成樹脂を基材とする場合は180℃以下とすることが好ましい。 In order to cure such polysilazane to form silica, heating called firing is usually required. However, in the present invention, when the substrate is a synthetic resin, the firing temperature is limited. That is, it is difficult to cure by heating above the heat resistance temperature of the substrate. Generally, the heat resistance of the cured product of the coating composition is higher than that of the substrate. However, in some cases, the heat resistance of the cured product may be lower than the heat resistance of the substrate, and in that case, it may be necessary to cure the polysilazane at a temperature lower than the heat resistance temperature of the cured product. Therefore, in the present invention, the raw baking temperature of the fluorine-containing polysilazane (b) is preferably 180 ° C. or lower when a normal synthetic resin such as an aromatic polycarbonate resin is used as a base material.
含フッ素ポリシラザン(b)を低温で硬化させるため、被覆用組成物は、触媒を含むことが好ましい。触媒の種類や量により室温での硬化が可能となる。また、硬化を行う雰囲気としては空気中などの酸素の存在する雰囲気が好ましい。 In order to cure the fluorine-containing polysilazane (b) at a low temperature, the coating composition preferably contains a catalyst. Curing at room temperature is possible depending on the type and amount of the catalyst. Further, the atmosphere for curing is preferably an atmosphere containing oxygen such as in the air.
触媒としては、より低温でポリシラザンを硬化させうる触媒を用いることが好ましい。そのような触媒としては、例えば特開平7−196986に提案されている金、銀、パラジウム、白金、ニッケルなどの金属の微粒子、及び特開平5−93275に提案されているそれらのカルボン酸錯体が挙げられる。 As the catalyst, it is preferable to use a catalyst capable of curing polysilazane at a lower temperature. Examples of such a catalyst include fine particles of metals such as gold, silver, palladium, platinum and nickel proposed in JP-A-7-196986, and carboxylic acid complexes thereof proposed in JP-A-5-93275. Can be mentioned.
また、触媒を被覆用組成物に添加しておくのではなく、特開平9−31333に提案されてい
るように、触媒溶液、具体的にはアミン水溶液等に直接基材を接触させる、又はその蒸気に一定時間曝すといった方法も採用できる。
Further, instead of adding a catalyst to the coating composition, as proposed in JP-A-9-31333, the substrate is directly contacted with a catalyst solution, specifically an amine aqueous solution, or the like. A method of exposing to steam for a certain period of time can also be adopted.
ポリシラザンは光開始剤の存在下、活性エネルギー線の照射により硬化が促進されることから、光開始剤や活性エネルギ線の照射条件の最適化をはかることにより、本発明において含フッ素ポリシラザン(b)を活性エネルギー線で硬化させることもできる。 Since polysilazane is cured by irradiation with active energy rays in the presence of a photoinitiator, the fluorine-containing polysilazane (b) is used in the present invention by optimizing the irradiation conditions of the photoinitiator and active energy rays. Can be cured with active energy rays.
本発明の被覆用組成物において、多官能性フッ素化合物(a)に対するポリシラザン(含フッ素ポリシラザン(b)と他のポリシラザンとの合計)の割合に特に制限はないが、耐擦傷性の観点から多官能性フッ素化合物(a)/ポリシラザン=0.01〜10(質量比)の範囲であることが好ましく、更に基材への密着性を付与する観点から0.1〜5(質量比)の範囲であることがより好ましい。 In the coating composition of the present invention, the ratio of polysilazane (the total of fluorine-containing polysilazane (b) and other polysilazane) to the polyfunctional fluorine compound (a) is not particularly limited, but it is large from the viewpoint of scratch resistance. The functional fluorine compound (a) / polysilazane is preferably in the range of 0.01 to 10 (mass ratio), and further in the range of 0.1 to 5 (mass ratio) from the viewpoint of imparting adhesion to the substrate. It is more preferable that
また、含フッ素ポリシラザン(b)と他のポリシラザンを併用する場合は、全ポリシラザン中の含フッ素ポリシラザン(b)の割合は、撥水性能等の必要な表面特性により決定されるが、充分な効果を得るためには質量で10%以上であることが好ましい。 In addition, when the fluorine-containing polysilazane (b) is used in combination with another polysilazane, the ratio of the fluorine-containing polysilazane (b) in the total polysilazane is determined by necessary surface characteristics such as water repellency, but sufficient effects Is preferably 10% or more by mass.
(その他成分)
本発明の被覆用組成物は、上述の多官能性フッ素化合物(a)及び含フッ素ポリシラザン(b)の他に種々の目的に応じて、本発明の効果を損なわない範囲で、コロイド状シリカ、他の重合性単量体、光重合開始剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、熱重合防止剤などの安定剤、レベリング剤、消泡剤、増粘剤、沈降防止剤、顔料、着色染料、赤外線吸収剤、蛍光増白剤、分散剤、帯電防止剤、防曇剤などの界面活性剤類、酸、アルカリ及び塩類などから選ばれる硬化触媒等を適宜含有してもよく、特に紫外線吸収剤や光安定剤を含有することが好ましい。
(Other ingredients)
The coating composition of the present invention comprises colloidal silica within the range not impairing the effects of the present invention according to various purposes in addition to the above-mentioned polyfunctional fluorine compound (a) and fluorine-containing polysilazane (b). Stabilizers such as other polymerizable monomers, photopolymerization initiators, ultraviolet absorbers, light stabilizers, antioxidants, thermal polymerization inhibitors, leveling agents, antifoaming agents, thickeners, antisettling agents, pigments , A coloring dye, an infrared absorber, a fluorescent brightener, a dispersant, an antistatic agent, a surfactant such as an antifogging agent, a curing catalyst selected from acids, alkalis and salts, etc. In particular, it is preferable to contain an ultraviolet absorber or a light stabilizer.
−コロイド状シリカ−
本発明の被覆用組成物は、透明硬化物層の耐摩耗性や硬度を高める意味で平均粒径200nm以下のコロイド状シリカを含むことができる。また、上記コロイド状シリカの平均粒径は1〜100nmであることがより好ましく、特に1〜50nmが好ましい。コロイド状シリカの平均粒径を上記の範囲とすることにより、曇り(ヘーズ)の発生を抑えることができる。
-Colloidal silica-
The coating composition of the present invention can contain colloidal silica having an average particle size of 200 nm or less in order to increase the wear resistance and hardness of the transparent cured product layer. The average particle size of the colloidal silica is more preferably 1 to 100 nm, and particularly preferably 1 to 50 nm. By setting the average particle diameter of the colloidal silica within the above range, occurrence of haze can be suppressed.
また、コロイド状シリカを使用する場合、その使用する効果を充分発揮するためにはコロイド状シリカの量は、被覆用組成物中の活性エネルギー線硬化性成分(多官能性フッ素化合物(a)と後述する他の重合性単量体との合計)100質量部に対して5〜300質量部が好ましく、10〜250質量部がより好ましく、10〜50質量部がさらにより好ましい。
コロイド状シリカの量を5質量部とすることにより、充分な耐摩耗性が得られる。
また、300質量部未満とすることにより透明硬化物層の透明性を保つことができ、また、得られた透明被覆成形品を後記する熱曲げ加工などの2次加工を行う場合に、クラックが生じにくくすることができる。
Moreover, when using colloidal silica, in order to fully exhibit the effect to be used, the amount of colloidal silica is the amount of the active energy ray-curable component (polyfunctional fluorine compound (a) in the coating composition). 5-300 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts) (total with the other polymerizable monomer mentioned later), 10-250 mass parts is more preferable, and 10-50 mass parts is still more preferable.
By setting the amount of colloidal silica to 5 parts by mass, sufficient wear resistance can be obtained.
Moreover, the transparency of a transparent hardened | cured material layer can be maintained by setting it as less than 300 mass parts, and when performing secondary processes, such as a hot bending process mentioned later, the crack is cracked. It can be made difficult to occur.
さらに、コロイド状シリカは、表面未修飾のコロイド状シリカを使用できるが、好ましくは表面修飾されたコロイド状シリカを使用する。表面修飾されたコロイド状シリカの使用は組成物中のコロイド状シリカの分散安定性を向上させる。修飾によってコロイド状シリカ微粒子の平均粒径は実質的に変化しないか、又は多少大きくなると考えられるが、得られる修飾コロイド状シリカの平均粒径は上記範囲のものであると考えられる。以下、表面修飾されたコロイド状シリカ(以下、単に修飾コロイド状シリカという)について説明する。 Further, colloidal silica can be unmodified colloidal silica, but preferably surface-modified colloidal silica is used. The use of surface-modified colloidal silica improves the dispersion stability of the colloidal silica in the composition. It is considered that the average particle size of the colloidal silica fine particles is not substantially changed or slightly increased by modification, but the average particle size of the obtained modified colloidal silica is considered to be in the above range. Hereinafter, the surface-modified colloidal silica (hereinafter simply referred to as modified colloidal silica) will be described.
コロイド状シリカの分散媒としては種々の分散媒が知られており、原料コロイド状シリカの分散媒は特に限定されない。必要により分散媒を変えて修飾を行うことができ、また修飾後に分散媒を変えることもできる。修飾コロイド状シリカの分散媒はそのまま被覆用組成物中の硬化組成物の媒体(溶媒)とすることが好ましい。被覆用組成物中の硬化組成物の媒体としては、乾燥性などの面から比較的低沸点の溶媒、すなわち通常の塗料用溶媒であることが好ましい。製造の容易さなどの理由により、原料コロイド状シリカの分散媒、修飾コロイド状シリカの分散媒及び被覆用組成物中の硬化組成物の媒体はすべて同一の媒体(溶媒)であることが好ましい。このような媒体としては、塗料用溶媒として広く使用されているような有機媒体が好ましい。 Various dispersion media are known as a dispersion medium for colloidal silica, and the dispersion medium for raw material colloidal silica is not particularly limited. If necessary, modification can be performed by changing the dispersion medium, and the dispersion medium can be changed after modification. The dispersion medium of the modified colloidal silica is preferably used as the medium (solvent) for the cured composition in the coating composition as it is. The medium of the curable composition in the coating composition is preferably a solvent having a relatively low boiling point, that is, a normal coating solvent from the standpoint of dryness. For reasons such as ease of manufacture, the dispersion medium of the raw material colloidal silica, the dispersion medium of the modified colloidal silica, and the medium of the cured composition in the coating composition are all preferably the same medium (solvent). As such a medium, an organic medium widely used as a solvent for paint is preferable.
分散媒としては、例えば以下のような分散媒を使用できる。水。メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、t−ブタノール、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、エチレングリコールのような低級アルコール類。メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート等のセロソルブ類。ジメチルアセトアミド、トルエン、キシレン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、アセトンなど。 As the dispersion medium, for example, the following dispersion medium can be used. water. Lower alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, t-butanol, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, and ethylene glycol. Cellosolves such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, and ethyl cellosolve acetate. Dimethylacetamide, toluene, xylene, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, acetone, etc.
前記のように特に分散媒としては有機分散媒が好ましく、上記有機分散媒のうちではさらにエチルセロソルブアセテートやキシレン、酢酸ブチルなどの水酸基を有しない有機分散媒が含フッ素ポリシラザン(b)の貯蔵安定性の点で好ましい。なお、コロイド状シリカとそれを分散させている分散媒との一体物をコロイド状シリカ分散液という。 As described above, an organic dispersion medium is particularly preferable as the dispersion medium, and among these organic dispersion media, an organic dispersion medium having no hydroxyl group, such as ethyl cellosolve acetate, xylene, and butyl acetate, is stable in storage of the fluorinated polysilazane (b). From the viewpoint of sex. Note that an integral body of colloidal silica and a dispersion medium in which it is dispersed is called a colloidal silica dispersion.
コロイド状シリカの修飾は加水分解性ケイ素基又は水酸基が結合したケイ素基を有する化合物(以下これらを修飾剤という)を用いて行うことが好ましい。加水分解性ケイ素基の加水分解によってシラノール基が生じ、これらシラノール基がコロイド状シリカ表面に存在すると考えられるシラノール基と反応して結合し、修飾剤がコロイド状シリカ表面に結合すると考えられる。修飾剤は2種以上を併用してもよい。また後述のように互いに反応性の反応性官能基を有する修飾剤2種をあらかじめ反応させて得られる反応生成物を修飾剤として用いることもできる。 The colloidal silica is preferably modified using a hydrolyzable silicon group or a compound having a silicon group to which a hydroxyl group is bonded (hereinafter referred to as a modifier). It is considered that silanol groups are generated by hydrolysis of hydrolyzable silicon groups, and these silanol groups react with and bind to silanol groups which are considered to be present on the colloidal silica surface, and the modifier is bound to the colloidal silica surface. Two or more modifiers may be used in combination. Further, as described later, a reaction product obtained by reacting two kinds of modifiers having reactive functional groups that are reactive with each other in advance can also be used as the modifier.
修飾剤は2個以上の加水分解性ケイ素基やシラノール基を有していてもよく、また加水分解性ケイ素基を有する化合物の部分加水分解縮合物やシラノール基を有する化合物の部分縮合物であってもよい。好ましくは1個の加水分解性ケイ素基を有する化合物を修飾剤として使用する(修飾処理過程で部分加水分解縮合物が生じてもよい)。また、修飾剤はケイ素原子に結合した有機基を有し、その有機基の1個以上は反応性官能基を有する有機基であることが好ましい。 The modifier may have two or more hydrolyzable silicon groups or silanol groups, and may be a partial hydrolysis condensate of a compound having hydrolyzable silicon groups or a partial condensate of a compound having silanol groups. May be. Preferably, a compound having one hydrolyzable silicon group is used as a modifying agent (a partially hydrolyzed condensate may be formed during the modification process). The modifier has an organic group bonded to a silicon atom, and at least one of the organic groups is preferably an organic group having a reactive functional group.
好ましい反応性官能基はアミノ基、メルカプト基、エポキシ基及び(メタ)アクリロイルオキシ基である。反応性官能基が結合する有機基としては、反応性官能基を除いて炭素数8以下のアルキレン基やフェニレン基が好ましく、特に炭素数2〜4のアルキレン基(とりわけポリメチレン基)が好ましい。具体的な修飾剤としては反応性官能基の種類によって分けると、例えば以下のような化合物がある。 Preferred reactive functional groups are amino groups, mercapto groups, epoxy groups and (meth) acryloyloxy groups. The organic group to which the reactive functional group is bonded is preferably an alkylene group having 8 or less carbon atoms or a phenylene group, excluding the reactive functional group, and particularly preferably an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms (particularly a polymethylene group). Specific modifiers include the following compounds, for example, according to the type of reactive functional group.
(イ).(メタ)アクリロイルオキシ基含有シラン類
3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシランなど。
(I). (Meth) acryloyloxy group-containing silanes 3- (meth) acryloyloxypropyltrimethoxysilane, 3- (meth) acryloyloxypropyltriethoxysilane, 3- (meth) acryloyloxypropylmethyldimethoxysilane, and the like.
(ロ).アミノ基含有シラン類
3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、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、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、N−(N−ビニルベンジル−2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アニリノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシランなど。
(B). Amino group-containing silanes 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, N- (2 -Aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltriethoxysilane, 3-ureidopropyltriethoxysilane, N- (N-vinylbenzyl-2-aminoethyl) ) -3-Aminopropyltrimethoxysilane, 3-anilinopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane and the like.
(ハ).メルカプト基含有シラン類
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、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジエトキシシランなど。
(C). Mercapto group-containing silanes 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldiethoxysilane, and the like.
(ニ).エポキシ基含有シラン類
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メチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシランなど。
(D). Epoxy group-containing silanes such as 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, and 3-glycidoxypropyltriethoxysilane.
(ホ).イソシアネート基含有シラン類
3−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、3−イソシアネートプロピルメチルジメトキシシラン、3−イソシアネートプロピルメチルジエトキシシランなど。
(E). Isocyanate group-containing silanes 3-isocyanatepropyltrimethoxysilane, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane, 3-isocyanatepropylmethyldimethoxysilane, 3-isocyanatepropylmethyldiethoxysilane, and the like.
上記反応性官能基を有する修飾剤2種を、あらかじめ反応させて得られる反応生成物としては、例えば、アミノ基含有シラン類とエポキシ基含有シラン類との反応生成物、アミノ基含有シラン類と(メタ)アクリロイルオキシ基含有シラン類との反応生成物、エポキシ基含有シラン類とメルカプト基含有シラン類との反応生成物、メルカプト基含有シラン類どうし2分子の反応生成物などがある。 Examples of the reaction product obtained by reacting the two modifiers having reactive functional groups in advance include, for example, a reaction product of an amino group-containing silane and an epoxy group-containing silane, an amino group-containing silane, There are reaction products of (meth) acryloyloxy group-containing silanes, reaction products of epoxy group-containing silanes and mercapto group-containing silanes, reaction products of two molecules of mercapto group-containing silanes, and the like.
コロイド状シリカの修飾は通常、加水分解性基を有する修飾剤を、触媒存在下でコロイド状シリカに接触させて加水分解することにより行う。例えば、コロイド状シリカ分散液に修飾剤と触媒を添加し、コロイド状シリカ分散液中で修飾剤を加水分解することによって修飾できる。 The modification of the colloidal silica is usually performed by bringing a modifier having a hydrolyzable group into contact with the colloidal silica in the presence of a catalyst for hydrolysis. For example, the modification can be performed by adding a modifier and a catalyst to the colloidal silica dispersion and hydrolyzing the modifier in the colloidal silica dispersion.
触媒としては、酸やアルカリがある。好ましくは無機酸及び有機酸から選ばれる酸を使用する。無機酸としては、例えば塩酸、フッ化水素酸、臭化水素酸等のハロゲン化水素酸や硫酸、硝酸、リン酸等を使用できる。また有機酸としては、ギ酸、酢酸、シュウ酸、(メタ)アクリル酸等を使用できる。反応温度としては室温から用いる溶媒の沸点までの間が好ましく、反応時間は温度にもよるが0.5〜24時間の範囲が好ましい。 Examples of the catalyst include acids and alkalis. Preferably, an acid selected from inorganic acids and organic acids is used. As the inorganic acid, for example, hydrohalic acid such as hydrochloric acid, hydrofluoric acid, hydrobromic acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid and the like can be used. As the organic acid, formic acid, acetic acid, oxalic acid, (meth) acrylic acid and the like can be used. The reaction temperature is preferably from room temperature to the boiling point of the solvent used, and the reaction time is preferably in the range of 0.5 to 24 hours depending on the temperature.
コロイド状シリカの修飾において、修飾剤の使用量は特に限定されないが、コロイド状シリカ(分
散液中の固形分)100質量部に対し、修飾剤1〜100質量部が適当である。
In the modification of the colloidal silica, the amount of the modifier used is not particularly limited, but 1 to 100 parts by mass of the modifier is appropriate for 100 parts by mass of the colloidal silica (solid content in the dispersion).
−他の重合性単量体−
本発明の被覆用組成物は、多官能性フッ素化合物(a)とは異なる他の重合性単量体を含有することができる。
他の重合性単量体としては、多官能性化合物及び単官能性化合物が挙げられる。
なお、本発明における「多官能性化合物」は、フッ素を含まない点で「多官能性フッ素化合物」とは異なるものである。
重合性官能基としては、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、アリル基などの不飽和基やそれを有する基が挙げられ、(メタ)アクリロイル基が好ましい。
-Other polymerizable monomers-
The coating composition of the present invention can contain another polymerizable monomer different from the polyfunctional fluorine compound (a).
Examples of other polymerizable monomers include polyfunctional compounds and monofunctional compounds.
The “polyfunctional compound” in the present invention is different from the “polyfunctional fluorine compound” in that it does not contain fluorine.
Examples of the polymerizable functional group include unsaturated groups such as (meth) acryloyl group, vinyl group and allyl group, and groups having the same, and (meth) acryloyl group is preferable.
本発明の被覆用組成物に使用することができる多官能性化合物としては、1種類の多官能性化合物であってもよく、また複数の種類の化合物を用いてもよい。複数の場合、同一範疇の異なる化合物であってもよく、範疇の異なる化合物であってもよい。例えば、後述アクリルウレタンの場合それぞれがアクリルウレタンである異なる化合物の組み合わせであってもよく、一方がアクリルウレタン、他方がウレタン結合を有しないアクリル酸エステル化合物である組み合わせであってもよい。 As a polyfunctional compound that can be used in the coating composition of the present invention, one type of polyfunctional compound may be used, or a plurality of types of compounds may be used. In the case of a plurality of compounds, different compounds in the same category or different compounds in the category may be used. For example, in the case of acrylic urethane described below, a combination of different compounds each of which is acrylic urethane may be used, or a combination in which one is acrylic urethane and the other is an acrylate compound having no urethane bond.
多官能性化合物としては、(メタ)アクリロイル基から選ばれる1種以上の重合性官能基を2個以上有する化合物が好ましい。とりわけ紫外線によってより重合しやすいアクリロイル基を有する化合物が好ましい。さらに好ましくは、(メタ)アクリロイルオキシ基を2個以上有する化合物、すなわち多価アルコールなどの2個以上の水酸基を有する化合物と(メタ)アクリル酸とのポリエステル、が好ましい。 The polyfunctional compound is preferably a compound having two or more polymerizable functional groups selected from (meth) acryloyl groups. In particular, a compound having an acryloyl group that is more easily polymerized by ultraviolet rays is preferable. More preferably, a compound having two or more (meth) acryloyloxy groups, that is, a polyester of (meth) acrylic acid and a compound having two or more hydroxyl groups such as a polyhydric alcohol is preferable.
なお、多官能性化合物は1分子中に2種以上の重合性官能基を有する化合物であってもよく、同じ重合性官能基を有する化合物であってもよい。また、多官能性化合物1分子中における重合性官能基の合計は2〜50個が好ましく、3〜30個がより好ましい。 The polyfunctional compound may be a compound having two or more polymerizable functional groups in one molecule, or may be a compound having the same polymerizable functional group. Moreover, 2-50 pieces are preferable and, as for the sum total of the polymerizable functional group in 1 molecule of a polyfunctional compound, 3-30 pieces are more preferable.
また、被覆用組成物において、多官能性化合物として2種以上の多官能性化合物が含まれていてもよい。また、多官能性化合物とともに、重合性官能基を1個有する単官能性化合物が含まれていてもよい。この単官能性化合物としては、(メタ)アクリロイル基を有する化合物が好ましく、特にアクリロイル基を有する化合物が好ましい。 In the coating composition, two or more polyfunctional compounds may be contained as the polyfunctional compound. Moreover, the monofunctional compound which has one polymerizable functional group may be contained with the polyfunctional compound. As this monofunctional compound, a compound having a (meth) acryloyl group is preferable, and a compound having an acryloyl group is particularly preferable.
なお、被覆用組成物においてこの単官能性化合物を併用する場合、多官能性化合物とこの単官能性化合物との合計に対するこの単官能性化合物の割合は、特に限定されないが0〜60質量%が好ましく、0〜30質量%がより好ましい。単官能性化合物の割合を60質量%以下とすることにより、硬化塗膜の硬さ及び耐摩耗性を充分なものとすることができる。 In addition, when using this monofunctional compound together in the coating composition, the ratio of the monofunctional compound to the total of the polyfunctional compound and the monofunctional compound is not particularly limited, but is 0 to 60% by mass. Preferably, 0 to 30% by mass is more preferable. By setting the ratio of the monofunctional compound to 60% by mass or less, the hardness and abrasion resistance of the cured coating film can be made sufficient.
さらに、多官能性化合物としては、重合性官能基以外に種々の官能基や結合を有する化合物であってもよい。例えば、水酸基、カルボキシル基、ハロゲン原子、ウレタン結合、エーテル結合、エステル結合、チオエーテル結合、アミド結合、ジオルガノシロキサン結合などを有していてもよい。特に、ウレタン結合を有する(メタ)アクリロイル基含有化合物(いわゆるアクリルウレタン)と、ウレタン結合を有しない(メタ)アクリル酸エステル化合物が好ましい。以下、上記した2種の多官能性化合物について説明する。 Furthermore, the polyfunctional compound may be a compound having various functional groups and bonds in addition to the polymerizable functional group. For example, it may have a hydroxyl group, a carboxyl group, a halogen atom, a urethane bond, an ether bond, an ester bond, a thioether bond, an amide bond, a diorganosiloxane bond, or the like. In particular, a (meth) acryloyl group-containing compound having a urethane bond (so-called acrylic urethane) and a (meth) acrylic acid ester compound having no urethane bond are preferable. Hereinafter, the two kinds of polyfunctional compounds described above will be described.
(1)ウレタン結合を有する(メタ)アクリロイル基含有化合物(以下アクリルウレタンという)
としては、例えば以下に示す(イ)〜(ハ)のような化合物が挙げられる。
(イ).(メタ)アクリロイル基と水酸基とを有する化合物(X1)と、2個以上のイソシアネート基を有する化合物(以下ポリイソシアネートという)との反応生成物。
(ロ).上記化合物(X1)と2個以上の水酸基とを有する化合物(X2)と、ポリイソシアネートとの反応生成物。
(ハ).(メタ)アクリロイル基とイソシアネート基とを有する化合物(X3)と化合物(X2)との反応生成物。
(1) (meth) acryloyl group-containing compound having a urethane bond (hereinafter referred to as acrylic urethane)
Examples of the compounds include the following compounds (a) to (c).
(I). A reaction product of a compound (X1) having a (meth) acryloyl group and a hydroxyl group and a compound having two or more isocyanate groups (hereinafter referred to as polyisocyanate).
(B). A reaction product of the compound (X2) having the above compound (X1) and two or more hydroxyl groups and a polyisocyanate.
(C). A reaction product of the compound (X3) having a (meth) acryloyl group and an isocyanate group and the compound (X2).
これらの反応生成物においては、イソシアネート基が存在しないことが好ましいが、水酸基は存在してもよい。したがって、これらの反応生成物の製造においては、全反応原料の水酸基の合計モル数はイソシアネート基の合計モル数と等しいかそれより多いことがより好ましい。 In these reaction products, it is preferable that an isocyanate group does not exist, but a hydroxyl group may exist. Therefore, in the production of these reaction products, it is more preferable that the total number of moles of hydroxyl groups in all reaction raw materials is equal to or greater than the total number of moles of isocyanate groups.
上記(イ)及び(ロ)における化合物(X1)としては、(メタ)アクリロイル基と水酸基を各1個ずつ有する化合物であってもよく、(メタ)アクリロイル基2個以上と水酸基1個を有する化合物、(メタ)アクリロイル基1個と水酸基2個以上を有する化合物、(メタ)アクリロイル基と水酸基を各2個以上有する化合物であってもよい。 The compound (X1) in the above (i) and (b) may be a compound having one (meth) acryloyl group and one hydroxyl group, each having two or more (meth) acryloyl groups and one hydroxyl group. The compound may be a compound having one (meth) acryloyl group and two or more hydroxyl groups, or a compound having two or more (meth) acryloyl groups and hydroxyl groups.
具体例として、上記順に、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンモノ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレートなどがある。これらは2個以上の水酸基を有する化合物と(メタ)アクリル酸とのモノエステル又は1個以上の水酸基を残したポリエステルである。 Specific examples include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, trimethylolpropane di (meth) acrylate, trimethylolpropane mono (meth) acrylate, pentaerythritol di (meth) acrylate, and the like in this order. These are monoesters of a compound having two or more hydroxyl groups and (meth) acrylic acid, or a polyester leaving one or more hydroxyl groups.
さらに化合物(X1)としては、エポキシ基を1個以上有する化合物と(メタ)アクリル酸との開環反応生成物であってもよい。エポキシ基と(メタ)アクリル酸との反応によりエポキシ基が開環してエステル結合が生じるとともに水酸基が生じ、(メタ)アクリロイル基と水酸基を有する化合物となる。またエポキシ基を1個以上有する化合物のエポキシ基を開環させて水酸基含有化合物としそれを(メタ)アクリル酸エステルに変換することもできる。 Further, the compound (X1) may be a ring-opening reaction product of a compound having one or more epoxy groups and (meth) acrylic acid. The reaction between the epoxy group and (meth) acrylic acid causes the epoxy group to ring open to form an ester bond and a hydroxyl group, resulting in a compound having a (meth) acryloyl group and a hydroxyl group. Moreover, the epoxy group of a compound having one or more epoxy groups can be opened to form a hydroxyl group-containing compound, which can be converted to a (meth) acrylic acid ester.
エポキシ基を1個以上有する化合物としては、いわゆるエポキシ樹脂と呼ばれているポリエポキシドが好ましい。ポリエポキシドとしては、例えば多価フェノール類−ポリグリシジルエーテル(例えばビスフェノールA−ジグリシジルエーテル)などのグリシジル基を2個以上有する化合物や脂環族エポキシ化合物が好ましい。更に、エポキシ基を有する(メタ)アクリレートと水酸基やカルボキシル基を有する化合物との反応生成物も化合物(X1)として使用できる。エポキシ基を有する(メタ)アクリレートとしては、例えばグリシジル(メタ)アクリレートがある。 As the compound having one or more epoxy groups, a polyepoxide called a so-called epoxy resin is preferable. The polyepoxide is preferably a compound having two or more glycidyl groups such as polyhydric phenols-polyglycidyl ether (for example, bisphenol A-diglycidyl ether) or an alicyclic epoxy compound. Furthermore, a reaction product of a (meth) acrylate having an epoxy group and a compound having a hydroxyl group or a carboxyl group can also be used as the compound (X1). Examples of the (meth) acrylate having an epoxy group include glycidyl (meth) acrylate.
上記(イ)及び(ロ)におけるポリイソシアネートとしては、通常の単量体状のポリイソシアネートでもよく、ポリイソシアネートの多量体や変性体又はイソシアネート基含有ウレタンプレポリマーなどのプレポリマー状の化合物でもよい。 The polyisocyanate in the above (a) and (b) may be an ordinary monomeric polyisocyanate, or a prepolymer compound such as a polyisocyanate multimer or modified product or an isocyanate group-containing urethane prepolymer. .
具体的な単量体状のポリイソシアネートとしては、例えば、2,6−トリレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、メチレンビス(4−フェニルイソシアネート)[MDI]、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、トランスシクロヘキサン−1,4−ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート[XDI]、水添XDI、水添MDI([ ]内は略称)が挙げられる。 Specific monomeric polyisocyanates include, for example, 2,6-tolylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, methylene bis (4-phenyl isocyanate) [MDI], hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, trans Examples include cyclohexane-1,4-diisocyanate, xylylene diisocyanate [XDI], hydrogenated XDI, and hydrogenated MDI (the abbreviations in []).
また、多量体としては、3量体(イソシアヌレート変性体)、2量体、カルボジイミド変性体などがあり、変性体としてはトリメチロールプロパン等の多価アルコールで変性して得られるウレタン変性体、ビュレット変性体、アロハネート変性体、ウレア変性体などがある。プレポリマー状のものの例としては、後述ポリエーテルポリオールやポリエステルポリオールなどのポリオールとポリイソシアネートとを反応させて得られるイソシアネート基含有ウレタンプレポリマーなどがある。これらポリイソシアネートは2種以上併用できる。 The multimer includes a trimer (isocyanurate-modified product), a dimer, a carbodiimide-modified product, etc., and the modified product is a urethane-modified product obtained by modification with a polyhydric alcohol such as trimethylolpropane, Examples include burette modified products, allophanate modified products, and urea modified products. Examples of the prepolymer-like material include an isocyanate group-containing urethane prepolymer obtained by reacting a polyol such as a polyether polyol or a polyester polyol described later with a polyisocyanate. Two or more of these polyisocyanates can be used in combination.
なお、ポリイソシアネートとしては、特に無黄変性ポリイソシアネート(芳香核に直接結合したイソシアネート基を有しないポリイソシアネート)が好ましい。具体的には、ヘキサメチレンジイソシアネートなどの脂肪族ポリイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなどの脂環族ポリイソシアネート、キシリレンジイソシアネートなどの芳香族ポリイソシアネートがある。上記のようにこれらポリイソシアネートの多量体や変性体等も好ましい。 As the polyisocyanate, non-yellowing polyisocyanate (polyisocyanate having no isocyanate group directly bonded to an aromatic nucleus) is particularly preferable. Specific examples include aliphatic polyisocyanates such as hexamethylene diisocyanate, alicyclic polyisocyanates such as isophorone diisocyanate, and aromatic polyisocyanates such as xylylene diisocyanate. As described above, multimers and modified products of these polyisocyanates are also preferable.
次に、上記(ロ)及び(ハ)における化合物(X2)としては、多価アルコールや多価アルコールに比較して高分子量のポリオールなどがある。多価アルコールとしては、2〜20個の水酸基を有する多価アルコールが好ましく、特に2〜15個の水酸基を有する多価アルコールが好ましい。多価アルコールは脂肪族多価アルコールでもよく、脂環族多価アルコールや芳香核を有する多価アルコールでもよい。芳香核を有する多価アルコールとしては、例えば多価フェノール類のアルキレンオキシド付加物や多価フェノール類−ポリグリシジルエーテルなどの芳香核を有するポリエポキシドの開環物などがある。 Next, examples of the compound (X2) in the above (b) and (c) include polyhydric alcohol and polyol having a higher molecular weight than polyhydric alcohol. The polyhydric alcohol is preferably a polyhydric alcohol having 2 to 20 hydroxyl groups, and particularly preferably a polyhydric alcohol having 2 to 15 hydroxyl groups. The polyhydric alcohol may be an aliphatic polyhydric alcohol, or an alicyclic polyhydric alcohol or a polyhydric alcohol having an aromatic nucleus. Examples of the polyhydric alcohol having an aromatic nucleus include polyepoxide ring-opened products having an aromatic nucleus such as an alkylene oxide adduct of polyhydric phenols and polyhydric phenols-polyglycidyl ether.
上記多価アルコールの具体例としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジオール、ジメチロールシクロヘキサン、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール、ジトリメチロールプロパン、ジペンタエリスリトール、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、トリス(2−ヒドロキシプロピル)イソシアヌレート、ビスフェノールA−ジグリシジルエーテルの開環物、ビニルシクロヘキセンジオキシドの開環物が挙げられる。 Specific examples of the polyhydric alcohol include, for example, ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, neopentyl glycol, cyclohexanediol, dimethylolcyclohexane, Methylolpropane, glycerin, pentaerythritol, ditrimethylolpropane, dipentaerythritol, tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate, tris (2-hydroxypropyl) isocyanurate, ring-opened product of bisphenol A-diglycidyl ether, vinylcyclohexenedi Examples thereof include ring-opened products of oxides.
また、高分子量のポリオールとしては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルエステルポリオール、ポリカーボネートポリオールなどがある。また、ポリオールとして水酸基含有ビニルポリマーも使用できる。これら多価アルコールやポリオールは2種以上を併用できる。 Examples of the high molecular weight polyol include polyether polyol, polyester polyol, polyether ester polyol, and polycarbonate polyol. A hydroxyl group-containing vinyl polymer can also be used as the polyol. Two or more of these polyhydric alcohols and polyols can be used in combination.
上記ポリオールの具体例としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ビスフェノールA−アルキレンオキシド付加物、ポリテトラメチレングリコール等のポリエーテルポリオール、ポリε−カプロラクトンポリオール等の環状エステルを開環重合して得られるポリエステルポリオール、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸、マレイン酸、フマル酸、アゼライン酸、グルタル酸等の多塩基酸と上記多価アルコールとの反応で得られるポリエステルポリオール、1,6−ヘキサンジオールとホスゲンの反応で得られるポリカーボネートジオールが挙げられる。 Specific examples of the polyol include, for example, ring-opening polymerization of cyclic esters such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, bisphenol A-alkylene oxide adduct, polyether polyol such as polytetramethylene glycol, and poly-ε-caprolactone polyol. Polyester polyol obtained by reaction of a polybasic acid such as adipic acid, sebacic acid, phthalic acid, maleic acid, fumaric acid, azelaic acid, glutaric acid and the polyhydric alcohol with 1,6-hexanediol The polycarbonate diol obtained by reaction of phosgene is mentioned.
さらに、水酸基含有ビニルポリマーとしては、例えばアリルアルコール、ビニルアルコール、ヒドロキシアルキルビニルエーテル、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートなどの水酸基含有単量体とオレフィンなどの水酸基不含単量体との共重合体がある。上記(ハ)における化合物(X3)としては、2−イソシアネートエチル(メタ)アクリレート、メタクリロイルイソシアネートが挙げられる。 Further, examples of the hydroxyl group-containing vinyl polymer include a copolymer of a hydroxyl group-containing monomer such as allyl alcohol, vinyl alcohol, hydroxyalkyl vinyl ether, and hydroxyalkyl (meth) acrylate and a hydroxyl group-free monomer such as olefin. . Examples of the compound (X3) in the above (iii) include 2-isocyanatoethyl (meth) acrylate and methacryloyl isocyanate.
(2)多官能性化合物において好ましい化合物である、ウレタン結合を有しない(メタ)アクリル酸エステル化合物としては、(1)で記載した化合物(X2)と同様の2個以上の水酸基を有する化合物と(メタ)アクリル酸とのポリエステルが好ましい。2個以上の水酸基を有する化合物としては、(1)で記載した多価アルコールやポリオールが好ましい。さらに、ポリエポキシドと(メタ)アクリル酸との反応生成物である(メタ)アクリル酸エステル化合物も好ましく、ポリエポキシドとして、例えば、グリシジルエーテル型ポリエポキシド、脂環型ポリエポキシドなどのエポキシ樹脂として市販されているものが使用できる。ウレタン結合を含まない多官能性化合物の具体例としては、例えば以下に示す(イ)〜(ハ)のような化合物が挙げられる。 (2) As a (meth) acrylic acid ester compound having no urethane bond, which is a preferable compound in the polyfunctional compound, a compound having two or more hydroxyl groups similar to the compound (X2) described in (1) Polyester with (meth) acrylic acid is preferred. The compound having two or more hydroxyl groups is preferably the polyhydric alcohol or polyol described in (1). Furthermore, a (meth) acrylic acid ester compound which is a reaction product of polyepoxide and (meth) acrylic acid is also preferable, and is commercially available as an epoxy resin such as a glycidyl ether polyepoxide or an alicyclic polyepoxide as a polyepoxide. Can be used. Specific examples of the polyfunctional compound not containing a urethane bond include the following compounds (a) to (c).
(イ).脂肪族多価アルコールの(メタ)アクリレート
例えば、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、グリセロールトリ(メタ)アクリレート、グリセロールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートが挙げられる。
(I). (Meth) acrylate of aliphatic polyhydric alcohol For example, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) Acrylate, glycerol tri (meth) acrylate, glycerol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, Examples include dipentaerythritol hexa (meth) acrylate and dipentaerythritol penta (meth) acrylate.
(ロ).芳香核又はトリアジン環を有する多価アルコールや多価フェノールの(メタ)アクリレート
例えば、トリス(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、ビス(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)−2−ヒドロキシエチルイソシアヌレート、トリス(2−(メタ)アクリロイルオキシプロピル)イソシアヌレート、ビス(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)ビスフェノールA、ビス(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)ビスフェノールS、ビス(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)ビスフェノールF、ビスフェノールAジメタクリレートが挙げられる。
(B). (Meth) acrylates of polyhydric alcohols or polyphenols having an aromatic nucleus or triazine ring, for example, tris (2- (meth) acryloyloxyethyl) isocyanurate, bis (2- (meth) acryloyloxyethyl) -2-hydroxy Ethyl isocyanurate, tris (2- (meth) acryloyloxypropyl) isocyanurate, bis (2- (meth) acryloyloxyethyl) bisphenol A, bis (2- (meth) acryloyloxyethyl) bisphenol S, bis (2- (Meth) acryloyloxyethyl) bisphenol F, bisphenol A dimethacrylate.
(ハ).水酸基含有化合物−アルキレンオキシド付加物の(メタ)アクリレート、水酸基含有化合物−カプロラクトン付加物の(メタ)アクリレート、ポリオキシアルキレンポリオールの(メタ)アクリレート
例えば、トリメチロールプロパン−EO付加物のトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパン−PO付加物のトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトール−カプロラクトン付加物のヘキサ(メタ)アクリレート、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート−カプロラクトン付加物のトリ(メタ)アクリレート、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート−カプロラクトン付加物のトリ(メタ)アクリレート(EOはエチレンオキシド、POはプロピレンオキシドを表す。)が挙げられる。
(C). (Meth) acrylate of hydroxyl group-containing compound-alkylene oxide adduct, (meth) acrylate of hydroxyl group-containing compound-caprolactone adduct, (meth) acrylate of polyoxyalkylene polyol For example, tri (meth) of trimethylolpropane-EO adduct Acrylate, tri (meth) acrylate of trimethylolpropane-PO adduct, hexa (meth) acrylate of dipentaerythritol-caprolactone adduct, tri (meth) acrylate of tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate-caprolactone adduct, Tri (meth) acrylate of tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate-caprolactone adduct (EO represents ethylene oxide, PO represents propylene oxide).
具体的な好ましい多官能性化合物は下記のアクリルウレタンとウレタン結合を有しない多官能性化合物である。アクリルウレタンの場合、ペンタエリスリトールやその多量体であるポリペンタエリスリトールとポリイソシアネートとヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート)の反応生成物であるアクリルウレタン、又はペンタエリスリトールやポリペンタエリスリトールの水酸基含有ポリ(メタ)アクリレートとポリイソシアネートとの反応生成物であるアクリルウレタンであって重合性官能基を3個以上(好ましくは4〜20個)有する多官能性化合物が好ましい。 Specific preferred polyfunctional compounds are the following acrylic urethane and polyfunctional compounds having no urethane bond. In the case of acrylic urethane, acrylic urethane which is a reaction product of pentaerythritol or its multimer polypentaerythritol, polyisocyanate and hydroxyalkyl (meth) acrylate), or hydroxyl-containing poly (meth) of pentaerythritol or polypentaerythritol A polyfunctional compound which is an acrylic urethane which is a reaction product of acrylate and polyisocyanate and has 3 or more (preferably 4 to 20) polymerizable functional groups is preferable.
ウレタン結合を有しない多官能性化合物としては、ペンタエリスリトール系ポリ(メタ)アクリレートとイソシアヌレート系ポリ(メタ)アクリレートが好ましい。ペンタエリスリトール系ポリ(メタ)アクリレートとは、ペンタエリスリトールやポリペンタエリスリトールと(メタ)アクリル酸とのポリエステル(好ましくは重合性官能基を4〜20個有するもの)をいう。イソシアヌレート系ポリ(メタ)アクリレートとは、トリス(ヒドロキシアルキル)イソシアヌレート又はその1モルに1〜6モルのカプロラクトンやアルキレンオキシドを付加して得られる付加物と(メタ)アクリル酸とのポリエステル(重合性官能基を2〜3個有するもの)をいう。これら好ましい多官能性化合物と他の重合性官能基を2個以上有する多官能性化合物(特に多価アルコールのポリ(メタ)アクリレート)とを併用することも好ましい。 As the polyfunctional compound having no urethane bond, pentaerythritol poly (meth) acrylate and isocyanurate poly (meth) acrylate are preferable. Pentaerythritol-based poly (meth) acrylate refers to pentaerythritol or polyester of polypentaerythritol and (meth) acrylic acid (preferably having 4 to 20 polymerizable functional groups). Isocyanurate-based poly (meth) acrylate is tris (hydroxyalkyl) isocyanurate or an addition product obtained by adding 1 to 6 moles of caprolactone or alkylene oxide to 1 mole thereof and a polyester (meth) acrylic acid ( Having 2 to 3 polymerizable functional groups). It is also preferable to use these preferred polyfunctional compounds and polyfunctional compounds having two or more other polymerizable functional groups (particularly poly (meth) acrylates of polyhydric alcohols) in combination.
本発明の被覆用組成物に使用することができる単官能性化合物としては、例えば分子中に1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物が好ましい。そのような単官能性化合物は、水酸基、エポキシ基などの官能基を有していてもよい。好ましい単官能性化合物は(メタ)アクリル酸エステル、すなわち(メタ)アクリレートである。 As the monofunctional compound that can be used in the coating composition of the present invention, for example, a compound having one (meth) acryloyl group in the molecule is preferable. Such a monofunctional compound may have a functional group such as a hydroxyl group or an epoxy group. Preferred monofunctional compounds are (meth) acrylic acid esters, ie (meth) acrylates.
具体的な単官能性化合物としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレートが挙げられる。 Specific monofunctional compounds include, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, and 2-ethylhexyl (meth). Examples include acrylate, lauryl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, and glycidyl (meth) acrylate.
−光重合開始剤−
本発明の被覆用組成物は、光重合開始剤を含有することが好ましい。光重合開始剤としては、公知のものを使用できる。特に入手容易な市販のものが好ましい。被覆用組成物において複数の光重合開始剤を使用してもよい。
光重合開始剤としては、アリールケトン系光重合開始剤(例えば、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、アルキルアミノベンゾフェノン類、ベンジル類、ベンゾイン類、ベンゾインエーテル類、ベンジルジメチルケタール類、ベンゾイルベンゾエート類、α−アシロキシムエステル類など)、含イオウ系光重合開始剤(例えば、スルフィド類、チオキサントン類など)、アシルホスフィンオキシド系光重合開始剤、ジアシルホスフィンオキシド系光重合開始剤、その他の光重合開始剤がある。特に、アシルホスフィンオキシド系光重合開始剤及びジアシルホスフィンオキシド系光重合開始剤の使用が好ましい。また、光重合開始剤はアミン類などの光増感剤と組み合わせて使用することもできる。
-Photopolymerization initiator-
The coating composition of the present invention preferably contains a photopolymerization initiator. Known photopolymerization initiators can be used. A commercially available product that is readily available is particularly preferred. A plurality of photopolymerization initiators may be used in the coating composition.
Examples of the photopolymerization initiator include aryl ketone photopolymerization initiators (for example, acetophenones, benzophenones, alkylaminobenzophenones, benzyls, benzoins, benzoin ethers, benzyl dimethyl ketals, benzoylbenzoates, α-acylose). Oxime esters), sulfur-containing photopolymerization initiators (eg, sulfides, thioxanthones, etc.), acylphosphine oxide photopolymerization initiators, diacylphosphine oxide photopolymerization initiators, and other photopolymerization initiators. . In particular, it is preferable to use an acylphosphine oxide photopolymerization initiator and a diacylphosphine oxide photopolymerization initiator. Moreover, a photoinitiator can also be used in combination with photosensitizers, such as amines.
具体的な光重合開始剤としては、例えば、4−フェノキシジクロロアセトフェノン、4−t−ブチル−ジクロロアセトフェノン、4−t−ブチル−トリクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチル−プロパン−1−オン、1−(4−ドデシルフェニル)−2−メチル−プロパン−1−オン、1−{4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル}−2−ヒドロキシ−2−メチル−プロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−{4−(メチルチオ)フェニル}−2−モルホリノプロパン−1−オン、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、3,3’−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン、3,3’,4,4’−テトラキス(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、9,10−フェナントレンキノン、カンファーキノン、ジベンゾスベロン、2−エチルアントラキノン、4’,4”−ジエチルイソフタロフェノン、α−アシロキシムエステル、メチルフェニルグリオキシレート、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルスルフィド、チオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−メチルチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン。2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、2,6−ジメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルホスフィンオキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシドが挙げられる。 Specific photopolymerization initiators include, for example, 4-phenoxydichloroacetophenone, 4-t-butyl-dichloroacetophenone, 4-t-butyl-trichloroacetophenone, diethoxyacetophenone, 2-hydroxy-2-methyl-1- Phenylpropan-1-one, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methyl-propan-1-one, 1- (4-dodecylphenyl) -2-methyl-propan-1-one, 1 -{4- (2-hydroxyethoxy) phenyl} -2-hydroxy-2-methyl-propan-1-one, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-methyl-1- {4- (methylthio) phenyl} -2 -Morpholinopropan-1-one, benzyl, benzoin, benzoin methyl ether, benzoy Ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin isobutyl ether, benzyl dimethyl ketal, benzophenone, benzoylbenzoic acid, methyl benzoylbenzoate, 4-phenylbenzophenone, hydroxybenzophenone, acrylated benzophenone, 3,3′-dimethyl-4-methoxybenzophenone, 3,3 ′, 4,4′-tetrakis (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 9,10-phenanthrenequinone, camphorquinone, dibenzosuberone, 2-ethylanthraquinone, 4 ′, 4 ″ -diethylisophthalophenone, α-acyloxime ester, methylphenylglyoxylate, 4-benzoyl-4′-methyldiphenyl sulfide, thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-methyl Ruthioxanthone, 2,4-dimethylthioxanthone, isopropylthioxanthone, 2,4-dichlorothioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2,4-diisopropylthioxanthone, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, benzoyldiphenylphosphine oxide 2,6-dimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethylpentylphosphine oxide, and bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide.
被覆用組成物における光重合開始剤の量は、活性エネルギ線硬化性成分(多官能性フッ素化合物と他の重合性単量体との合計)100質量部に対して0.01〜20質量部、特に0.1〜10質量部が好ましい。 The amount of the photopolymerization initiator in the coating composition is 0.01 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the active energy ray-curable component (the total of the polyfunctional fluorine compound and other polymerizable monomers). In particular, 0.1 to 10 parts by mass is preferable.
−紫外線吸収剤−
本発明の被覆用組成物は、市販されているような公知又は周知の紫外線吸収剤を含有すことが好ましい。紫外線吸収剤としては、例えばベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、サリチル酸系紫外線吸収剤、フェニルトリアジン系紫外線吸収剤などがある。
-UV absorber-
The coating composition of the present invention preferably contains a known or well-known ultraviolet absorber that is commercially available. Examples of the ultraviolet absorber include a benzotriazole ultraviolet absorber, a benzophenone ultraviolet absorber, a salicylic acid ultraviolet absorber, and a phenyltriazine ultraviolet absorber.
具体的な化合物としては、例えば、3−{3−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−5−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル}プロピオン酸オクチル、2−(3,5−ジ−t−ペンチル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3−t−ブチル−5−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、p−t−ブチルフェニルサリシレート、2−{2−ヒドロキシ−5−(2−アクリロイルオキシエチル)フェニル}ベンゾトリアゾール、3−(3−ベンゾトリアゾール−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)プロピオン酸2−ヒドロキシ−3−メタクリロイルオキシプロピルが挙げられる。 Specific examples of the compound include octyl 3- {3- (2H-benzotriazol-2-yl) -5-t-butyl-4-hydroxyphenyl} propionate, 2- (3,5-di-t -Pentyl-2-hydroxyphenyl) benzotriazole, 2- (2-hydroxy-5-methylphenyl) benzotriazole, 2- (2-hydroxy-3,5-di-t-butylphenyl) benzotriazole, 2- ( 2-hydroxy-3-tert-butyl-5-methylphenyl) -5-chlorobenzotriazole, 2- (2-hydroxy-3,5-di-tert-butylphenyl) -5-chlorobenzotriazole, 2,4 -Dihydroxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2,2'-dihydroxy-4-methoxybenzophenone, p t-butylphenyl salicylate, 2- {2-hydroxy-5- (2-acryloyloxyethyl) phenyl} benzotriazole, 3- (3-benzotriazole-4-hydroxy-5-t-butylphenyl) propionic acid 2- Hydroxy-3-methacryloyloxypropyl is mentioned.
−光安定剤−
本発明の被覆用組成物は、合成樹脂用光安定剤として通常使用されているようなヒンダードアミン系光安定剤を含有することが好ましい。
-Light stabilizer-
The coating composition of the present invention preferably contains a hindered amine light stabilizer that is usually used as a light stabilizer for synthetic resins.
ヒンダードアミン系光安定剤としては、例えば、2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルベンゾエート、N−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ドデシルコハク酸イミド、1−[2−{3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ}エチル]−4−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ]−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、2−ブチル−2−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)マロン酸ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)、N,N’−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ヘキサメチレンジアミン、テトラキス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ブタン−1,2,3,4−テトラカルボキシレート、テトラキス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)ブタン−1,2,3,4−テトラカルボキシレート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)・ジ(トリデシル)ブタン−1,2,3,4−テトラカルボキシレート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)・ジ(トリデシル)ブタン−1,2,3,4−テトラカルボキシレート、3,9−ビス[1,1−ジメチル−2−{トリス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルオキシカルボニル)ブチルカルボニルオキシ}エチル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、3,9−ビス[1,1−ジメチル−2−{トリス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルオキシカルボニル)ブチルカルボニルオキシ}エチル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、1,5,8,12−テトラキス[4,6−ビス{N−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ブチルアミノ}−1,3,5−トリアジン−2−イル]−1,5,8,12−テトラアザドデカン、1−(2−ヒドロキシエチル)−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジノール/コハク酸ジメチル縮合物、2−t−オクチルアミノ−4,6−ジクロロ−1,3,5−トリアジン/N,N’−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ヘキサメチレンジアミン縮合物、N,N’−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ヘキサメチレンジアミン/ジブロモエタン縮合物が挙げられる。 Examples of the hindered amine light stabilizer include 2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidylbenzoate, N- (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) dodecyl succinimide, 1 -[2- {3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionyloxy} ethyl] -4- [3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) Propionyloxy] -2,2,6,6-tetramethylpiperidine, bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) sebacate, bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4 -Piperidyl) sebacate, 2-butyl-2- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl) malonic acid bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl), N, N -Bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) hexamethylenediamine, tetrakis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) butane-1,2,3,4-tetra Carboxylate, tetrakis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) butane-1,2,3,4-tetracarboxylate, bis (2,2,6,6-tetramethyl-4- Piperidyl) .di (tridecyl) butane-1,2,3,4-tetracarboxylate, bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) .di (tridecyl) butane-1,2, 3,4-tetracarboxylate, 3,9-bis [1,1-dimethyl-2- {tris (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyloxycarbonyl) butylcarbonyloxy Ethyl] -2,4,8,10-tetraoxaspiro [5.5] undecane, 3,9-bis [1,1-dimethyl-2- {tris (1,2,2,6,6-pentamethyl- 4-piperidyloxycarbonyl) butylcarbonyloxy} ethyl] -2,4,8,10-tetraoxaspiro [5.5] undecane, 1,5,8,12-tetrakis [4,6-bis {N- ( 2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) butylamino} -1,3,5-triazin-2-yl] -1,5,8,12-tetraazadodecane, 1- (2-hydroxy Ethyl) -2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinol / dimethyl succinate condensate, 2-t-octylamino-4,6-dichloro-1,3,5-triazine / N, N'- Bis (2,2,6,6-tetra Methyl-4-piperidyl) hexamethylenediamine condensate, N, N′-bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) hexamethylenediamine / dibromoethane condensate.
[透明被覆成形品]
本発明は、透明基材と、前記透明基材表面の少なくとも一部に上記被覆用組成物の硬化物が形成された透明硬化物層とを有する透明被覆成形品に関する。
[Transparent coated molded products]
The present invention relates to a transparent coated molded article having a transparent substrate and a transparent cured product layer in which a cured product of the coating composition is formed on at least a part of the surface of the transparent substrate.
(基材)
本発明において使用される透明基材としては、透明な基材であれば特に制限はないが、透明合成樹脂基材又はガラス基材を用いることが好ましく、曲げ加工の容易性の観点から、透明合成樹脂基材を用いることがより好ましい。
(Base material)
The transparent substrate used in the present invention is not particularly limited as long as it is a transparent substrate, but it is preferable to use a transparent synthetic resin substrate or a glass substrate. From the viewpoint of ease of bending, the transparent substrate is transparent. It is more preferable to use a synthetic resin base material.
透明合成樹脂基材としては例えば、芳香族ポリカーボネート系樹脂、ポリメチルメタクリレート系樹脂(アクリル樹脂)、ポリスチレン系樹脂などの透明合成樹脂が使用でき、特に芳香族ポリカーボネート系樹脂が好ましい。
この基材は成形されたものであり、例えば平板や波板などのシート状基材、フィルム状基材、各種形状に成形された基材、少なくとも表面層が各種透明合成樹脂からなる積層体等がある。特にシート状の基材やフィルム状の基材が好ましい。
As the transparent synthetic resin base material, for example, a transparent synthetic resin such as an aromatic polycarbonate resin, a polymethyl methacrylate resin (acrylic resin), or a polystyrene resin can be used, and an aromatic polycarbonate resin is particularly preferable.
This substrate is molded, for example, a sheet-like substrate such as a flat plate or corrugated plate, a film-like substrate, a substrate molded into various shapes, a laminate in which at least the surface layer is made of various transparent synthetic resins, etc. There is. In particular, a sheet-like substrate or a film-like substrate is preferable.
ガラス基材としては例えば、無アルカリガラス板が好ましい。
ガラス基材は、予め表面処理を施したものを使用することができる。表面処理としては、UV洗浄装置による洗浄、洗浄剤を用いたブラシ洗浄及び超音波洗浄が挙げられる。
As the glass substrate, for example, an alkali-free glass plate is preferable.
As the glass substrate, one that has been subjected to surface treatment in advance can be used. Examples of the surface treatment include cleaning with a UV cleaning device, brush cleaning using a cleaning agent, and ultrasonic cleaning.
また、基材の厚さは特に限定されないが、剛性及び強度の観点から、1〜100mmが好ましい。基材の厚さを上記の範囲とすることは、透明基材として透明合成樹脂基材を使用した場合における曲げ加工の容易性の観点からも好ましい。 Moreover, although the thickness of a base material is not specifically limited, 1-100 mm is preferable from a viewpoint of rigidity and intensity | strength. Setting the thickness of the substrate within the above range is also preferable from the viewpoint of the ease of bending when a transparent synthetic resin substrate is used as the transparent substrate.
[透明被覆成形品の製造方法]
本発明の透明被覆成形品は、基材表面の少なくとも一部に、多官能性フッ素化合物(a)と含フッ素ポリシラザン(b)とを含有する被覆用組成物を塗工した後、これを硬化して得ることができる。
[Method for producing transparent coated molded article]
The transparent coated molded article of the present invention is coated with a coating composition containing a polyfunctional fluorine compound (a) and a fluorine-containing polysilazane (b) on at least a part of the substrate surface, and then cured. Can be obtained.
ここで、被覆用組成物を塗工する手段としては特に制限されず、公知の方法を採用でき、例えば、ディップ法、フローコート法、スプレー法、バーコート法、グラビアコート法、ロールコート法、ブレードコート法、エアーナイフコート法、スピンコート法、スリットコート法、マイクログラビアコート法等が挙げられる。 Here, the means for applying the coating composition is not particularly limited, and a known method can be adopted, for example, a dip method, a flow coating method, a spray method, a bar coating method, a gravure coating method, a roll coating method, Examples thereof include a blade coating method, an air knife coating method, a spin coating method, a slit coating method, and a micro gravure coating method.
また、塗工された被覆用組成物を硬化する方法としては、以下の3つ方法が挙げられる。
(イ).被覆用組成物を塗工した後に充分な量の活性エネルギー線を照射して充分に多官能性フッ素化合物(a)の硬化を終了させた後、含フッ素ポリシラザン(b)(他のポリシラザンとの併用の場合も含む、以下同様)の部分硬化物又は未硬化物を加熱するか、室温に放置するか、又は含フッ素ポリシラザン(b)の硬化触媒溶液の蒸気に曝すことで硬化させる方法。
Moreover, the following three methods are mentioned as a method of hardening the coated composition for coating.
(I). After coating the coating composition, after irradiation of a sufficient amount of active energy rays to sufficiently cure the polyfunctional fluorine compound (a), the fluorine-containing polysilazane (b) (with other polysilazane) The partially cured product or the uncured product (including the case of combined use, the same shall apply hereinafter) is heated, left at room temperature, or exposed to the vapor of a curing catalyst solution of fluorine-containing polysilazane (b).
(ロ).被覆用組成物を塗工した後に含フッ素ポリシラザン(b)の未硬化物を加熱するか、室温に放置するか、又は含フッ素ポリシラザン(b)の硬化触媒溶液の蒸気に曝すことで硬化させた後、充分な量の活性エネルギー線を照射して多官能性フッ素化合物(a)を硬化させる方法。 (B). After coating the coating composition, the uncured product of the fluorinated polysilazane (b) was heated, allowed to stand at room temperature, or cured by exposure to the vapor of a curing catalyst solution of the fluorinated polysilazane (b). Thereafter, the polyfunctional fluorine compound (a) is cured by irradiating a sufficient amount of active energy rays.
(ハ).上記エネルギー線の照射による多官能性フッ素化合物(a)の硬化と含フッ素ポリシラザン(b)の硬化をほぼ同時に行う方法。この方法では、含フッ素ポリシラザン(b)の硬化が多官能性フッ素化合物(b)の硬化よりも通常遅いことより、実際上は(イ)の方法と同じプロセスで硬化すると考えられる。 (C). A method in which the polyfunctional fluorine compound (a) and the fluorine-containing polysilazane (b) are cured almost simultaneously by irradiation with the energy beam. In this method, since the curing of the fluorine-containing polysilazane (b) is usually slower than the curing of the polyfunctional fluorine compound (b), it is considered that the curing is actually performed by the same process as the method (a).
多官能性フッ素化合物を硬化させる活性エネルギー線としては特に紫外線が好ましい。
しかし、紫外線に限定されず、電子線やその他の活性エネルギ線を使用できる。紫外線源としてはキセノンランプ、パルスキセノンランプ、低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、カーボンアーク灯、タングステンランプ等が使用できる。
As the active energy ray for curing the polyfunctional fluorine compound, ultraviolet rays are particularly preferable.
However, it is not limited to ultraviolet rays, and an electron beam or other active energy rays can be used. As the ultraviolet light source, a xenon lamp, a pulse xenon lamp, a low pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, an ultrahigh pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a carbon arc lamp, a tungsten lamp, or the like can be used.
被覆用組成物は基材に塗工するために溶剤で希釈して使用できる。溶剤による希釈は通常必須
であり、多官能性フッ素化合物(a)が特に低粘度の液体でない限り溶剤が使用される。溶剤としては、多官能性フッ素化合物(a)及びポリシラザンの両方に可溶な溶剤を使用する。コロイド状シリカを添加する場合には原料コロイド状シリカの分散媒をそのまま溶剤として使用してもよい。
The coating composition can be used after being diluted with a solvent in order to be applied to a substrate. Dilution with a solvent is usually essential, and a solvent is used unless the polyfunctional fluorine compound (a) is a particularly low-viscosity liquid. As the solvent, a solvent that is soluble in both the polyfunctional fluorine compound (a) and polysilazane is used. When colloidal silica is added, the dispersion medium of the raw material colloidal silica may be used as a solvent as it is.
さらに、基材の種類により適切な溶剤を選択して用いることが好ましい。そのなかでも、含フッ素ポリシラザン(b)の貯蔵安定性を考慮した場合には分子中に水酸基を含まない溶剤が特に好ましい。 Furthermore, it is preferable to select and use an appropriate solvent depending on the type of substrate. Among these, when the storage stability of the fluorine-containing polysilazane (b) is taken into consideration, a solvent containing no hydroxyl group in the molecule is particularly preferable.
具体的には、炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類、ケトン類、エーテル類、エステル類などがある。更に例示すれば、ペンタン、ヘキサン、イソヘキサン、メチルペンタン、ヘプタン、イソヘプタン、オクタン、イソオクタン、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の炭化水素類、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、ブロモホルム、1,2−ジクロロエタン、1,1−ジクロロエタン、トリクロロエタン、テトラクロロエタン等のハロゲン化炭化水素類、エチルエーテル、イソプロピルエーテル、エチルブチルエーテル、ブチルエーテル、ジオキサン、ジメチルジオキサン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等のエーテル類、酢酸n−ブチル、ジエチレングリコールモノアセテートなどのエステル類などが挙げられる。 Specific examples include hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, ketones, ethers and esters. For example, pentane, hexane, isohexane, methylpentane, heptane, isoheptane, octane, isooctane, cyclopentane, methylcyclopentane, cyclohexane, methylcyclohexane, benzene, toluene, xylene, ethylbenzene and other hydrocarbons, methylene chloride, Halogenated hydrocarbons such as chloroform, carbon tetrachloride, bromoform, 1,2-dichloroethane, 1,1-dichloroethane, trichloroethane, tetrachloroethane, ethyl ether, isopropyl ether, ethyl butyl ether, butyl ether, dioxane, dimethyl dioxane, tetrahydrofuran, Examples include ethers such as tetrahydropyran, and esters such as n-butyl acetate and diethylene glycol monoacetate.
溶剤の量は必要とする組成物の粘度、目的とする硬化被膜の厚さ、乾燥温度条件などにより適宜変更できる。通常は組成物中の硬化性成分(活性エネルギー線硬化性成分とポリシラザンの合計)に対して質量で100倍以下が好ましく、0.1〜50倍がより好ましい。 The amount of the solvent can be appropriately changed depending on the required viscosity of the composition, the desired thickness of the cured film, the drying temperature conditions, and the like. Usually, it is preferably 100 times or less, more preferably 0.1 to 50 times by mass with respect to the curable component (total of active energy ray-curable component and polysilazane) in the composition.
なお、塗工後被覆用組成物が溶剤を含んでいる場合は、乾燥して溶剤を除いた後に、多官能性フッ素化合物(a)を紫外線等を照射して硬化させ、さらに含フッ素ポリシラザン(b)を加熱、室温放置、活性エネルギー線照射、又は硬化触媒溶液の蒸気に曝すといった方法で硬化させることができる。 In addition, when the coating composition after coating contains a solvent, after drying and removing the solvent, the polyfunctional fluorine compound (a) is cured by irradiation with ultraviolet rays or the like, and further, fluorine-containing polysilazane ( b) can be cured by methods such as heating, standing at room temperature, irradiation with active energy rays, or exposure to the vapor of the curing catalyst solution.
本発明の被覆用組成物を用いて形成される硬化物の層の厚さは、活性エネルギー線による硬化の効率及び硬化後の耐摩耗性の観点から、0.1〜50μmであることが好ましい。より好ましい層厚は1〜30μmである。 The thickness of the layer of the cured product formed using the coating composition of the present invention is preferably 0.1 to 50 μm from the viewpoint of the efficiency of curing with active energy rays and the wear resistance after curing. . A more preferable layer thickness is 1 to 30 μm.
本発明の透明被覆成形品は、耐摩耗性や耐擦傷性などの表面特性が、ガラスとほぼ同等のレベルを有するため、従来、ガラスが用いられていた各種用途に使用できる。また、各種用途のうち、車両用窓材としての用途の場合、曲げ加工した成形品が必要となることが多い。しかし、あらかじめ曲げ加工された基材を用いる場合は、被覆組成物の塗工及び硬化による透明硬化物層の形成が困難となる。 Since the transparent coated molded article of the present invention has surface characteristics such as wear resistance and scratch resistance almost equal to those of glass, it can be used in various applications where glass has conventionally been used. Of various applications, in the case of an application as a window material for a vehicle, a bent molded product is often required. However, when using a base material that has been bent in advance, it becomes difficult to form a transparent cured product layer by coating and curing the coating composition.
そこで、曲げ加工された透明被覆成形品は、基材上に、多官能性フッ素化合物(a)の未硬化物、部分硬化物又は完全硬化物と、含フッ素ポリシラザン(b)の未硬化物又は部分硬化物とを含む被覆用組成物の未硬化物又は部分硬化物の層を形成した後、この層を有する基材を曲げ加工し、次いで含フッ素ポリシラザン(b)の未硬化物又は部分硬化物を、及び多官能性フッ素化合物(a)の未硬化物や部分硬化物が存在する場合はそれを硬化させることにより、被覆用組成物を完全に硬化させて、製造することが好ましい。 Therefore, the transparent coated molded article that has been bent is formed on the base material with an uncured product, a partially cured product or a completely cured product of the polyfunctional fluorine compound (a), and an uncured product of the fluorine-containing polysilazane (b) or After forming a layer of an uncured or partially cured product of a coating composition containing a partially cured product, the substrate having this layer is bent, and then the uncured or partially cured fluorine-containing polysilazane (b) In the case where an uncured product or a partially cured product of the polyfunctional fluorine compound (a) is present, it is preferable that the coating composition is completely cured to produce the product.
これによれば、曲げ加工のための加熱によって含フッ素ポリシラザン(b)の未硬化物や部分硬化物が硬化するが、通常は曲げ加工に要する時間に比較して含フッ素ポリシラザン(b)の未硬化物や部分硬化物の硬化に要する時間が長いことより、含フッ素ポリシラザン(b)の硬化によって曲げ加工が困難になるおそれは少ない。 According to this, the uncured product or partially cured product of the fluorinated polysilazane (b) is cured by heating for bending, but the fluorinated polysilazane (b) is usually not cured compared to the time required for bending. Since the time required for curing the cured product or the partially cured product is long, there is little possibility that bending processing becomes difficult due to the curing of the fluorine-containing polysilazane (b).
具体的には、例えば、基材上に前記被覆用組成物を塗工した後、多官能性フッ素化合物(a)の未硬化物、部分硬化物又は完全硬化物と、含フッ素ポリシラザン(b)を含むポリシラザンの未硬化物又は部分硬化物とを含む状態で、基材の熱軟化温度に5分間程度加熱し、続いて曲げ加工を施す。その後含フッ素ポリシラザン(b)の未硬化物や部分硬化物が硬化しうる温度に保持するか又は室温に放置し、活性エネルギー線を照射する又は含フッ素ポリシラザン(b)の硬化触媒溶液の蒸気に曝すことで硬化させ、また多官能性フッ素化合物(a)の未硬化物や部分硬化物が存在する場合はそれを活性エネルギー線の照射により硬化させることにより、本発明の曲げ加工された被覆成形品が得られる。このような方法により、含フッ素ポリシラザン(b)が完全に硬化する前に基材が変形し、その後、硬いシリカの層が形成されるため、硬化物層のクラック等の不具合が生じることがない。 Specifically, for example, after coating the coating composition on a substrate, the polyfunctional fluorine compound (a) is uncured, partially cured or completely cured, and fluorine-containing polysilazane (b). The polysilazane-containing uncured product or partially-cured product is heated to the heat softening temperature of the substrate for about 5 minutes, followed by bending. Thereafter, the uncured product or partially cured product of the fluorinated polysilazane (b) is kept at a temperature at which it can be cured or left at room temperature, irradiated with active energy rays, or vaporized into the curing catalyst solution of the fluorinated polysilazane (b). It is cured by exposure, and when there is an uncured product or a partially cured product of the polyfunctional fluorine compound (a), it is cured by irradiation with active energy rays, whereby the bending-molded coating molding of the present invention Goods are obtained. By such a method, the base material is deformed before the fluorine-containing polysilazane (b) is completely cured, and then a hard silica layer is formed, so that problems such as cracks in the cured product layer do not occur. .
以上のような方法により、優れた耐摩耗性を有する透明被覆成形品の曲げ加工を可能としたため、従来用いることができなかった車両用の窓、オートバイの風防、ゴーグル、曲面を持つショーケース等への応用が可能となる。 The above-described method enables bending of transparent coated molded products having excellent wear resistance, so vehicle windows, motorcycle windshields, goggles, showcases with curved surfaces, etc. that could not be used conventionally. Application to is possible.
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。 The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. The materials, amounts used, ratios, processing details, processing procedures, and the like shown in the following examples can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the specific examples shown below.
(実施例1)
<被覆用組成物(A)の調製>
撹拌機及び冷却管を装着した500mLの4つ口フラスコに、酢酸ブチル15g、キシレン15g、2−{2−ヒドロキシ−5−(2−アクリロイルオキシエチル)フェニル}ベンゾトリアゾール2.5g、2−メチル−1−{4−(メチルチオ)フェニル}−2−モルホリノプロパン−1−オン0.5g、及びビス(1−オクチルオキシ−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル)セバケート0.5gを加え溶解させ、続いて本発明の多官能性フッ素化合物(M−1)25gと低温硬化性のペルフルオロアルキル基含有ポリシラザンのキシレン溶液(固形分20質量%、東燃社製、商品名「FPSZ」)62.5gを加え窒素雰囲気下、常温で1時間撹拌して被覆用組成物(A)を得た。
Example 1
<Preparation of coating composition (A)>
In a 500 mL four-necked flask equipped with a stirrer and a condenser tube, 15 g of butyl acetate, 15 g of xylene, 2.5 g of 2- {2-hydroxy-5- (2-acryloyloxyethyl) phenyl} benzotriazole, 2-methyl 0.5 g of -1- {4- (methylthio) phenyl} -2-morpholinopropan-1-one and bis (1-octyloxy-2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl) sebacate 5 g was added and dissolved, followed by 25 g of the polyfunctional fluorine compound (M-1) of the present invention and a low-temperature-curable perfluoroalkyl group-containing polysilazane xylene solution (solid content 20 mass%, manufactured by Tonen Co., Ltd., trade name “FPZ ] 62.5 g was added and stirred at room temperature for 1 hour under a nitrogen atmosphere to obtain a coating composition (A).
<透明硬化物層の作成>
基材(厚さ3mmの透明な芳香族ポリカーボネート樹脂板、PCと表記)にバーコータを用いて被覆用組成物(A)を塗工(ウエット厚さ16μm)して、80℃の熱風循環オーブン中で5分間保持した。これを空気雰囲気中、高圧水銀灯を用いて2000mJ/cm2(波長300〜390nm領域の紫外線積算エネルギ量、以下同じ)の紫外線を照射した後、100℃の熱風循環オーブン中で120分間保持することで膜厚5μmの透明硬化物層を形成したサンプルを作成した。このサンプルを用いて下記に示す各測定を行った。
<Creation of transparent cured product layer>
Coating the coating composition (A) on a base material (transparent aromatic polycarbonate resin plate with a thickness of 3 mm, expressed as PC) using a bar coater (wet thickness 16 μm), in a hot air circulating oven at 80 ° C. For 5 minutes. This is irradiated with ultraviolet rays of 2000 mJ / cm 2 (ultraviolet integrated energy amount in the wavelength range of 300 to 390 nm, the same shall apply hereinafter) using a high-pressure mercury lamp in an air atmosphere and then held in a hot air circulation oven at 100 ° C. for 120 minutes. The sample which formed the transparent hardened | cured material layer with a film thickness of 5 micrometers was prepared. Each measurement shown below was performed using this sample.
[初期曇価、耐摩耗性]
JIS−R3212における耐摩耗試験法により、2つのCS−10F摩耗輪にそれぞれ500gの重りを組み合わせ500回転させたときの曇価(ヘーズ)をヘーズメータにて測定した。曇価の測定は摩耗サイクル軌道の4カ所で行い、平均値を算出した。
初期曇価は耐摩耗試験前の曇価の値(%)を、耐摩耗性は(摩耗試験後曇価)−(摩耗試験前曇価)の値(%)を示す。
[Initial haze value, abrasion resistance]
According to the abrasion resistance test method in JIS-R3212, the haze was measured with a haze meter when a 500 g weight was combined with each of two CS-10F wear wheels for 500 rotations. The haze value was measured at four locations on the wear cycle orbit, and the average value was calculated.
The initial haze value indicates the haze value (%) before the wear resistance test, and the wear resistance indicates the value (%) of (haze value after wear test) − (haze value before wear test).
[密着性]
サンプルを剃刀の刃で1mm間隔で縦横それぞれ11本の切れ目を付け、100個の碁盤目を作る。そして、市販のセロハンテープをよく密着させた後、90度手前方向に急激にはがした際の、被膜が剥離せずに残存した碁盤目の数(m)をm/100で表す。サンプル作成後の初期密着性及び60℃、95%の雰囲気下7日間保存した後の耐湿密着性も測定した。
[Adhesion]
The sample is made with 11 razor cuts at intervals of 1 mm with a razor blade to make 100 grids. The number (m) of the grids remaining without peeling off the coating when the commercially available cellophane tape is well adhered and then suddenly peeled 90 degrees forward is expressed as m / 100. The initial adhesion after sample preparation and the moisture resistance adhesion after storage for 7 days under an atmosphere of 60 ° C. and 95% were also measured.
[防汚性試験]
表面の耐汚染性の指標として、サンプルを温度25℃、湿度60%RHで2時間調湿した後、サンプル表面に「マジックインキ」(商品名)を付着させてから、それをクリーニングクロスで拭き取ったときの状態を観察して、以下のように「マジックインキ」付着性を評価した。
[Anti-fouling test]
As an index of surface contamination resistance, the sample was conditioned at 25 ° C and 60% RH for 2 hours, and then “Magic ink” (trade name) was attached to the sample surface, and then wiped off with a cleaning cloth. As a result, the “magic ink” adhesion was evaluated as follows.
◎:「マジックインキ」の跡が完全に拭き取れる。
○:「マジックインキ」の跡がわずかに見える。
△:「マジックインキ」の跡が少し見える。
×:「マジックインキ」の跡がほとんど拭き取れない。
A: The mark of “magic ink” can be completely wiped off.
○: A trace of “magic ink” is visible.
Δ: A trace of “magic ink” is visible.
X: Traces of “magic ink” are hardly wiped off.
(実施例2〜10)
実施例1において、含フッ素多官能化合物(M−1)の代わりに表1に示す本発明の含フッ素多官能化合物を用い、基材として表1に示す基材を用いたこと以外、実施例1と同様にして透明硬化物層を形成したサンプルを作成し、同様の評価を行った。
ここで、基材が「GL」と記載されている実施例では、UV洗浄装置で洗浄後に洗浄剤を用いてブラシ洗浄し、更に超純水で超音波洗浄した後、120℃3分熱処理して表面状態を安定化させた無アルカリガラス板(厚さ1mm)を用いた。
(Examples 2 to 10)
In Example 1, instead of the fluorine-containing polyfunctional compound (M-1), the fluorine-containing polyfunctional compound of the present invention shown in Table 1 was used, and the substrate shown in Table 1 was used as the substrate. The sample which formed the transparent hardened | cured material layer similarly to 1 was created, and the same evaluation was performed.
Here, in the examples in which the substrate is described as “GL”, after cleaning with a UV cleaning device, brush cleaning is performed using a cleaning agent, ultrasonic cleaning with ultrapure water is further performed, and then heat treatment is performed at 120 ° C. for 3 minutes. Then, a non-alkali glass plate (thickness 1 mm) whose surface state was stabilized was used.
(比較例1〜3)
実施例1において、含フッ素多官能化合物(M−1)の代わりに、表1に示すジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(日本化薬(株)製、商品名:KAYARAD DPHA)、4官能ウレタンアクリレート(日本化薬(株)製、商品名:U−4HA)を用い、基材として表1に示す基材を用いたこと以外、実施例1と同様にして透明硬化物層を形成したサンプルを作成し、同様の評価を行った。
(Comparative Examples 1-3)
In Example 1, instead of the fluorine-containing polyfunctional compound (M-1), dipentaerythritol hexaacrylate shown in Table 1 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., trade name: KAYARAD DPHA), tetrafunctional urethane acrylate (Japan) A sample in which a transparent cured product layer was formed in the same manner as in Example 1 except that Kayaku Co., Ltd., trade name: U-4HA) was used and the base material shown in Table 1 was used as the base material. The same evaluation was performed.
(比較例4,5)
実施例1において、含フッ素多官能化合物(M−1)もしくは(M−9)を用い、低温硬化性のペルフルオロアルキル基含有ポリシラザンのキシレン溶液の代わりに低温硬化性のペルヒドロポリシラザンのキシレン溶液(固形分20質量%、東燃社製、商品名「L110」)を用いたこと以外、実施例1と同様にして透明硬化物層を形成したサンプルを作成し、同様の評価を行った。
(Comparative Examples 4 and 5)
In Example 1, the fluorine-containing polyfunctional compound (M-1) or (M-9) was used, and a xylene solution of a low-temperature curable perhydropolysilazane (instead of a low-temperature curable perfluoroalkyl group-containing polysilazane xylene solution ( A sample in which a transparent cured product layer was formed in the same manner as in Example 1 except that a solid content of 20% by mass, manufactured by Tonen Co., Ltd., trade name “L110”) was used, and the same evaluation was performed.
(実施例11)
<被覆用組成物(B)の調製>
撹拌機及び冷却管を装着した500mLの4つ口フラスコに、酢酸ブチル15g、キシレン15g、2−{2−ヒドロキシ−5−(2−アクリロイルオキシエチル)フェニル}ベンゾトリアゾール2.5g、2−メチル−1−{4−(メチルチオ)フェニル}−2−モルホリノプロパン−1−オン0.5g、及びビス(1−オクチルオキシ−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル)セバケート0.5gを加え溶解させ、続いて本発明の多官能性フッ素化合物(M−1)25g、メルカプトシラン修飾コロイド状シリカ分散液(キシレン分散型コロイド状シリカ(シリカ含量30質量%、平均粒径11nm)100質量部に、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン5質量部と、0.1N塩酸3.0質量部を加え、100℃にて6時間加熱撹拌した後12時間室温下で熟成することにより調製)30g、低温硬化性のペルフルオロアルキル基含有ポリシラザンのキシレン溶液(固形分20質量%、東燃社製、商品名「FPSZ」)62.5gを加え窒素雰囲気下、常温で1時間撹拌して被覆用組成物(B)を得た。
(Example 11)
<Preparation of coating composition (B)>
In a 500 mL four-necked flask equipped with a stirrer and a condenser tube, 15 g of butyl acetate, 15 g of xylene, 2.5 g of 2- {2-hydroxy-5- (2-acryloyloxyethyl) phenyl} benzotriazole, 2-methyl 0.5 g of -1- {4- (methylthio) phenyl} -2-morpholinopropan-1-one and bis (1-octyloxy-2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl) sebacate 5 g was added and dissolved, followed by 25 g of the polyfunctional fluorine compound (M-1) of the present invention, mercaptosilane-modified colloidal silica dispersion (xylene-dispersed colloidal silica (silica content 30 mass%, average particle size 11 nm)) To 100 parts by mass, 5 parts by mass of 3-mercaptopropyltrimethoxysilane and 3.0 parts by mass of 0.1N hydrochloric acid are added, and at 100 ° C. 30g, prepared by aging at room temperature for 12 hours after heating and stirring), xylene solution of low temperature curable perfluoroalkyl group-containing polysilazane (solid content 20% by mass, manufactured by Tonen Corporation, trade name "FPZ") 62.5g Was added at room temperature for 1 hour in a nitrogen atmosphere to obtain a coating composition (B).
<透明硬化物層の作成>
基材PCにバーコータを用いて被覆用組成物(B)を塗工(ウエット厚さ16μm)して、80℃の熱風循環オーブン中で5分間保持した。これを空気雰囲気中、高圧水銀灯を用いて3000mJ/cm2の紫外線を照射することで膜厚5μmの透明硬化物層を形成した。このサンプルを用いて前記各測定を行った。
<Creation of transparent cured product layer>
The coating composition (B) was applied to the substrate PC using a bar coater (wet thickness 16 μm) and held in a hot air circulating oven at 80 ° C. for 5 minutes. This was irradiated with 3000 mJ / cm 2 of ultraviolet light in an air atmosphere using a high pressure mercury lamp to form a transparent cured product layer having a thickness of 5 μm. Each measurement was performed using this sample.
(実施例12〜14)
実施例11において、含フッ素多官能化合物(M−1)の代わりに表1に示す本発明の含フッ素多官能化合物を用いたこと以外、実施例11と同様にして透明硬化物層を形成したサンプルを作成し、同様の評価を行った。
(Examples 12 to 14)
In Example 11, a transparent cured product layer was formed in the same manner as in Example 11 except that the fluorine-containing polyfunctional compound of the present invention shown in Table 1 was used instead of the fluorine-containing polyfunctional compound (M-1). Samples were prepared and evaluated in the same manner.
(実施例15)
実施例11において、被覆用組成物(B)を基材にバーコータを用いて塗工(ウエット厚さ16μm)して、80℃の熱風循環オーブン中で5分間保持した後、これを空気雰囲気中、高圧水銀灯を用いて200mJ/cm2の紫外線を照射し、引き続いて170℃の熱風循環オーブン中で5分間保持し、取り出し直後に透明硬化物層塗工面が凸側になるように、300mmRの曲率を持つ型に押し付け、曲げ加工を施した。更に高圧水銀灯を用いて3000mJ/cm2の紫外線を照射したものの外観を観察した結果、透明性が高くてクラックやしわが無い良好な硬化物層を有していた。
(Example 15)
In Example 11, the coating composition (B) was coated on a base material using a bar coater (wet thickness 16 μm) and held in a hot air circulation oven at 80 ° C. for 5 minutes, and then this was placed in an air atmosphere. Irradiate UV light of 200 mJ / cm 2 using a high-pressure mercury lamp, then hold it in a hot air circulating oven at 170 ° C. for 5 minutes, and immediately after taking out, 300 mmR so that the coated surface of the transparent cured product layer becomes convex. It was pressed against a mold with curvature and bent. Furthermore, as a result of observing the appearance of what was irradiated with ultraviolet rays of 3000 mJ / cm 2 using a high-pressure mercury lamp, it had a good cured product layer with high transparency and no cracks or wrinkles.
<本発明の含フッ素多官能化合物> <Fluorine-containing polyfunctional compound of the present invention>
本発明の被覆用組成物を透明基材上の少なくとも一部に形成した透明被覆成形品は、透明基材として芳香族ポリカーボネート樹脂板及び無アルカリガラス板のいずれを使用しても密着性に優れるのみでなく、耐摩耗試験前後における透明性に優れ、高い防汚性を有している。一方、比較例では、耐摩耗試験前後における透明性及び防汚性のいずれかの性能が劣っており、密着性とこれらの性能とを両立することができない。 The transparent coated molded article in which the coating composition of the present invention is formed on at least a part of a transparent substrate is excellent in adhesiveness regardless of whether an aromatic polycarbonate resin plate or an alkali-free glass plate is used as the transparent substrate. In addition, it has excellent transparency before and after the abrasion resistance test, and has high antifouling properties. On the other hand, in the comparative example, the performance of either transparency or antifouling property before and after the abrasion resistance test is inferior, and the adhesion and these performances cannot be made compatible.
Claims (9)
一般式(1):Rf{−(L)m−Y}n
(式中、Rfは下記f−1〜f−10から選ばれるn価の基を表し、nは3以上6以下の整数を表す。Lは炭素数1〜10のアルキレン基、炭素数6〜10のアリーレン基、−O−、−S−、−N(R)−、炭素数1〜10のアルキレン基と−O−、−S−、若しくは−N(R)−とを組み合わせて得られる基、又は、炭素数6〜10のアリーレン基と−O−、−S−、若しくは−N(R)−とを組み合わせて得られる基を表す。Rは水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基を表す。mは0又は1を表す。Yは(メタ)アクリロイル基、アリル基、α−フルオロアクリロイル基、エポキシ基、及び−C(O)OCH=CH2より選ばれる重合性基を表す。)
General formula (1): Rf {-(L) m-Y} n
(In the formula, Rf represents an n-valent group selected from the following f-1 to f-10, n represents an integer of 3 to 6, and L represents an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms and 6 to 6 carbon atoms. It is obtained by combining 10 arylene groups, -O-, -S-, -N (R)-, an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms and -O-, -S-, or -N (R)-. Or a group obtained by combining an arylene group having 6 to 10 carbon atoms and —O—, —S—, or —N (R) —, wherein R represents a hydrogen atom or an alkyl having 1 to 5 carbon atoms; M represents 0 or 1. Y represents a polymerizable group selected from a (meth) acryloyl group, an allyl group, an α-fluoroacryloyl group, an epoxy group, and —C (O) OCH═CH 2. .)
一般式(A):
[(Rf’Q)aSi(R1)b(NR2)4−a−b/2]l・[(Rf’Q)cSi(R1)dO4−c−d/2]m・[(Rf’Q)eSi(R1)f(NR2)g/2Oh/2]n
(一般式(A)中、R1は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、水素原子又は非置換若しくは置換の1価炭化水素基であり;R2は、同一でも異なっていてもよく、水素原子又はアルキル基であり;Rf’は、同一でも異なっていてもよく、炭素原子数1〜20個のパーフルオロアルキル基若しくは炭素原子数2〜35個のパーフルオロアルキルエーテル基であり;Qは、炭素原子数2〜5の2価の有機基であり;各第1の構成単位において独立に、aは1〜3の整数であり、bは0〜2の整数であり、但し、a+bは1〜3の整数であり、各第2の構成単位において独立に、cは0〜2の整数であり、dは1〜3の整数であり、但しc+dは1〜3の整数であり、各第3の構成単位において独立に、e及びfは0〜2の整数であり、g及びhは1又は2の整数であり、但し、e+f+g+h=4であり;l,m及びnはそれぞれ1以上の数である。) The coating composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the fluorine-containing polysilazane (b) is represented by the following general formula (A).
Formula (A):
[(Rf'Q) a Si (R 1) b (NR 2) 4-a-b / 2] l · [(Rf'Q) c Si (R 1) d O 4-c-d / 2] m [[Rf′Q) e Si (R 1 ) f (NR 2 ) g / 2 O h / 2 ] n
(In the general formula (A), R 1 s may be the same or different and each is a hydrogen atom or an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group; R 2 may be the same or different, and Rf ′ may be the same or different and is a perfluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms or a perfluoroalkyl ether group having 2 to 35 carbon atoms; Q is And a divalent organic group having 2 to 5 carbon atoms; independently in each first structural unit, a is an integer of 1 to 3, b is an integer of 0 to 2, provided that a + b is Each is an integer of 1 to 3, and in each second structural unit, c is an integer of 0 to 2, d is an integer of 1 to 3, provided that c + d is an integer of 1 to 3, In the third structural unit, e and f are integers from 0 to 2, and g Fine h is an integer of 1 or 2, provided that be e + f + g + h = 4; l, m and n are numbers equal to or greater than 1).
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WO2022186269A1 (en) * | 2021-03-05 | 2022-09-09 | Agc株式会社 | Fluorine-containing ether compound, surface treatment agent, fluorine-containing ether composition, coating liquid, article, method for producing article, and compound |
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2012
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