JP2017074778A - Crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film, crosslinking group-containing fluorine-containing polystyrene derivative, composite material and crosslinking resin composition solution - Google Patents

Crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film, crosslinking group-containing fluorine-containing polystyrene derivative, composite material and crosslinking resin composition solution Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a crosslinking resin composition, a crosslinked coating film and the like, which exhibit excellent biosafety, stability and adhesiveness to a base material and can impart excellent surface characteristics (water and oil repellency and optical characteristics) equal to or more than those of a (meth)acrylate polymer material containing a perfluoroalkyl group having 6 to 8 carbon atoms to the base material.SOLUTION: A crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film produced by coating a base material with the following crosslinking resin composition and then crosslinking the composition has excellent surface characteristics (water and oil repellency and optical characteristics), adhesiveness, stability and the like. The crosslinking resin composition comprises a crosslinking group-containing fluorine-containing derivative containing a repeating unit represented by formula [1] by 1 mass% or more and a crosslinking group-containing repeating unit by 1 mass% or more.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜、架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体、複合材料及び架橋性樹脂組成物溶液に関する。   The present invention relates to a crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film, a crosslinking group-containing fluorine-containing polystyrene derivative, a composite material, and a crosslinkable resin composition solution.

フッ素系材料は撥水撥油性、高耐熱性を有することからコーティング分野等において広く使用されている。このような分野においては撥水撥油性が優れるという観点から、有効成分として、炭素数が8以上のフルオロアルキル基を有するフッ素系重合体を用いることが多かった(例えば特許文献1を参照)。   Fluorine-based materials are widely used in the coating field and the like because they have water and oil repellency and high heat resistance. In such a field, from the viewpoint of excellent water and oil repellency, a fluorine-based polymer having a fluoroalkyl group having 8 or more carbon atoms is often used as an active ingredient (see, for example, Patent Document 1).

特に工業的な撥水・撥油剤としては、主に炭素数が8以上のパーフルオロアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル系重合体が使用されてきた。しかしながら、炭素数が8以上のパーフルオロアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル系重合体が分解されるとパーフルオロオクタン酸(以下、PFOA)を生成することがある。PFOAは、生体への蓄積性が懸念されるため、近年では、炭素数が8以上のパーフルオロアルキル基を有するフッ素系重合体に代わる製品、材料、プロセスなどが検討されている。   In particular, (meth) acrylic acid ester-based polymers having a perfluoroalkyl group having 8 or more carbon atoms have been used as industrial water and oil repellents. However, when a (meth) acrylic acid ester polymer having a perfluoroalkyl group having 8 or more carbon atoms is decomposed, perfluorooctanoic acid (hereinafter referred to as PFOA) may be generated. In recent years, PFOA has been studied for products, materials, processes, and the like to replace fluoropolymers having a perfluoroalkyl group having 8 or more carbon atoms because there is a concern about accumulation in a living body.

近年、炭素数が8以上のパーフルオロアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル系重合体に代わる撥水撥油剤として、炭素数が6以下のパーフルオロアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル系重合体が提案されている。しかしながら、炭素数が6以下のパーフルオロアルキル基を有する公知のフッ素系材料をコーティング分野で用いた場合、炭素数が8以上のパーフルオロアルキル基を有するフッ素系重合体を用いた場合と比べて、基材に付与される撥水・撥油性が劣っている。又、上記のような炭素数が6あるいは8以上の長鎖のパーフルオロアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル系重合体は、耐熱性、耐湿性あるいは耐候性のような安定性が不十分であるという問題点も抱えている。そのため、従来の炭素数が6あるいは8以上の長鎖のパーフルオロアルキル基含有(メタ)アクリル酸エステル系重合体の上記の問題点を抜本的に解決した新材料の開発が望まれていた。   In recent years, as a water / oil repellent agent that replaces a (meth) acrylic acid ester polymer having a perfluoroalkyl group having 8 or more carbon atoms, a (meth) acrylic acid ester system having a perfluoroalkyl group having 6 carbon atoms or less. Polymers have been proposed. However, when a known fluorine-based material having a perfluoroalkyl group having 6 or less carbon atoms is used in the coating field, compared with the case of using a fluorine-based polymer having a perfluoroalkyl group having 8 or more carbon atoms. The water and oil repellency imparted to the substrate is poor. In addition, the (meth) acrylic acid ester polymer having a long-chain perfluoroalkyl group having 6 or 8 or more carbon atoms as described above has insufficient stability such as heat resistance, moisture resistance or weather resistance. It also has the problem of being. Therefore, it has been desired to develop a new material that drastically solves the above-mentioned problems of conventional long-chain perfluoroalkyl group-containing (meth) acrylic acid ester-based polymers having 6 or 8 carbon atoms.

これまで、長鎖のパーフルオロアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル系重合体とは異なる構造を有し、分解してもPFOAを発生しない撥水・撥油性剤として以下のような重合体が報告されている。   The following polymers as water / oil repellents that have a structure different from that of (meth) acrylic acid ester-based polymers having a long-chain perfluoroalkyl group and do not generate PFOA even when decomposed: Has been reported.

特許文献2には、パーフルオロポリエーテル基含有アルコール鎖がエステル結合を介して(メタ)アクリル酸ポリマー骨格に連結しているポリマーからなる撥水撥油剤が開示されている。しかしながら、当該ポリマーはエステル結合を有するため、耐熱性、耐湿性あるいは耐候性のような安定性が不十分であるという問題点があった。   Patent Document 2 discloses a water / oil repellent comprising a polymer in which a perfluoropolyether group-containing alcohol chain is linked to a (meth) acrylic acid polymer skeleton via an ester bond. However, since the polymer has an ester bond, there is a problem that stability such as heat resistance, moisture resistance or weather resistance is insufficient.

特許文献3には、パーフルオロポリエーテル鎖がポリスチレンの芳香核に直接結合している改質ポリスチレン樹脂が開示されている。しかしながら、当該ポリマーの合成には、導入しようとするパーフルオロポリエーテル鎖と同じモル数のパーフルオロポリエーテル基含有パーオキシドを使用するので、安全性と経済性の懸念より工業的な量産製造は困難である。   Patent Document 3 discloses a modified polystyrene resin in which a perfluoropolyether chain is directly bonded to an aromatic nucleus of polystyrene. However, since the perfluoropolyether group-containing peroxide having the same number of moles as the perfluoropolyether chain to be introduced is used for the synthesis of the polymer, industrial mass production is difficult due to safety and economic concerns. It is.

特許文献4には、ポリフルオロ(ポリ)エーテル鎖(すなわち、ポリフルオロポリエーテル鎖およびポリフルオロエーテル鎖)がポリスチレンの芳香核にエーテル結合を介して結合している含フッ素ポリスチレン樹脂が開示されている。しかしながら、当該含フッ素ポリスチレン樹脂はガラス転移温度が室温あるいはそれ以下の軟質材料でその表面は粘着性があるので成型材料やコーティング膜材料としての使用は困難である。また、特許文献4には、当該含フッ素ポリスチレンのコーティング膜に求められる諸特性(すなわち、
表面特性(撥水・撥油性、表面硬度)、安定性(耐熱性、耐湿性、耐候性等)あるいは各種基材との密着性等)に関する具体的なデータは何も示されていない。
Patent Document 4 discloses a fluorine-containing polystyrene resin in which a polyfluoro (poly) ether chain (that is, a polyfluoropolyether chain and a polyfluoroether chain) is bonded to an aromatic nucleus of polystyrene via an ether bond. Yes. However, since the fluorine-containing polystyrene resin is a soft material having a glass transition temperature of room temperature or lower and its surface is sticky, it is difficult to use it as a molding material or a coating film material. Patent Document 4 discloses various properties required for the coating film of fluorine-containing polystyrene (that is,
No specific data regarding surface characteristics (water / oil repellency, surface hardness), stability (heat resistance, moisture resistance, weather resistance, etc.) or adhesion to various substrates is shown.

特開2006−299016号公報JP 2006-299016 A 特開昭63−42954号広報JP-A-63-42954 特開平5−78419号広報JP-A-5-78419 特開平2−103210号広報JP-A-2-103210

炭素数が8以上のパーフルオロアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル系重合体は人体に有害なパーフルオロオクタン酸(PFOA)を発生するおそれがあるので、それに替わる撥水撥油剤として炭素数が6以下のパーフルオロアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル系重合体が提案されている。しかしながら、当該代替材料は撥水・撥油性が十分ではない上に、炭素数が8以上の長鎖のパーフルオロアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル系重合体と同様に、耐熱性、耐湿性あるいは耐候性のような安定性が不十分であるという本質的な問題点も抱えている。更に、炭素数が6あるいは8以上のパーフルオロアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル系重合体を基材(特に有機材料基材)にコートした場合には、基材との密着性が極めて低いというコーティング材料としての本質的な問題も抱えている。   A (meth) acrylic acid ester-based polymer having a perfluoroalkyl group having 8 or more carbon atoms may generate perfluorooctanoic acid (PFOA) that is harmful to the human body. (Meth) acrylic acid ester polymers having a perfluoroalkyl group of 6 or less have been proposed. However, this alternative material is not sufficient in water and oil repellency, and in the same way as a (meth) acrylic acid ester-based polymer having a long-chain perfluoroalkyl group having 8 or more carbon atoms, heat resistance and moisture resistance. There is also an essential problem that stability such as stability or weather resistance is insufficient. Furthermore, when a base material (particularly an organic material base material) is coated with a (meth) acrylic acid ester polymer having a perfluoroalkyl group having 6 or 8 carbon atoms, the adhesion to the base material is extremely high. It also has an essential problem as a coating material that is low.

そのため、コーティング分野等においては、炭素数が6あるいは8以上の長鎖パーフルオロアルキル基含有(メタ)アクリル酸エステル系重合体が抱えている上記の問題点を抜本的に解決した新材料の開発が望まれていた。   Therefore, in the coating field, etc., development of a new material that drastically solves the above problems of long chain perfluoroalkyl group-containing (meth) acrylic acid ester-based polymers having 6 or 8 carbon atoms. Was desired.

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、長期間安定して充分な撥水・撥油性を基材に付与することが出来る架橋コーティング膜(架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜)、および当該架橋コーティング膜を基材にコートして形成される複合材料等を提供する。   The present invention has been completed based on the above circumstances, and is a cross-linked coating film (cross-linked fluorine-containing polystyrene derivative coating) that can stably provide sufficient water and oil repellency to a substrate for a long period of time. Film), and a composite material formed by coating a substrate with the crosslinked coating film.

本発明者は、ポリフルオロ(ポリ)エーテル鎖が結合した各種のポリスチレン系樹脂の特性を精査し、その問題点を解決することにより、従来の長鎖パーフルオロアルキル基含有(メタ)アクリル酸エステル系重合体に代わる実用的な撥水撥油剤を開発すべく鋭意検討を続けた。その結果、本発明者は特定のポリフルオロ(ポリ)エーテル鎖が結合したポリスチレン系樹脂に架橋基を導入した架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体を合成し、その利用法を検討することにより様々な実用特性を備えた有用材料を開発し本発明を完成させた。
すなわち、本発明は従来の長鎖パーフルオロアルキル基含有(メタ)アクリル酸エステル系重合体からなる撥水撥油剤の課題を解決する以下の発明に関するものである。
The present inventor has studied the properties of various polystyrene resins to which polyfluoro (poly) ether chains are bonded, and solved the problems, thereby providing a conventional long-chain perfluoroalkyl group-containing (meth) acrylic acid ester. Intensive study continued to develop a practical water- and oil-repellent agent to replace the polymer. As a result, the present inventors have synthesized various cross-linkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivatives by introducing a cross-linking group into a polystyrene resin to which a specific polyfluoro (poly) ether chain is bound, and examining its utilization methods. A useful material having characteristics was developed to complete the present invention.
That is, this invention relates to the following invention which solves the subject of the water / oil repellent which consists of a conventional long-chain perfluoroalkyl group containing (meth) acrylic acid ester polymer.

<1> 下記式[1]で表される繰り返し単位を1質量%以上99質量%以下と架橋基含有繰り返し単位を1質量%以上95質量%以下の範囲で含有する架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体を含有する架橋性樹脂組成物溶液を基材にコートした後に架橋処理して作製される架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜であって、下記の(A)、(B)及び(C)の要件を満たすことを特徴とした架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜。   <1> A crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative containing a repeating unit represented by the following formula [1] in an amount of 1 to 99 mass% and a crosslinking group-containing repeating unit in the range of 1 to 95 mass%. A cross-linked fluorine-containing polystyrene derivative coating film prepared by coating a base material with a cross-linkable resin composition solution containing the following requirements (A), (B) and (C): A cross-linked fluorine-containing polystyrene derivative coating film characterized by satisfying.

Figure 2017074778
Figure 2017074778

(式[1]中、Yは水素原子または炭素数が6以下のアルキル基を表し、Qは少なくとも1個のエーテル結合を含有し炭素原子の合計数が5個以下の2価の基を表し、Rfは少なくとも1個のエーテル基を含有する炭素原子の合計数が25個以下の1個の水素原子を含んでも良い1価のパーフルオロエーテル基である。zは1〜3から選ばれる整数である。Qの芳香核への結合位置は、芳香核とポリマー主鎖の結合位置に対してオルト位、メタ位、あるいはパラ位のいずれでもよい。式[1]中の芳香核に結合している水素原子の一部又はすべてはフッ素原子で置換されていてもよい。)
(A)当該架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜の表面の水の接触角が100°以上またはヘキサデカンの接触角が60°以上、もしくは水の接触角が100°以上かつヘキサデカンの接触角が60°以上であること。
(B)当該架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜の有機材料製基材および無機材料製基材から選ばれる少なくとも一種の基材に対する密着性評価試験で残存枡の数が、25枡中24枡以上であること。
(C)当該架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜が、下記の(1)ないし(3)の条件の少なくとも1項目を満たすこと。
(1)当該架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜の表面硬度が鉛筆(引っかき)硬度3B以上であること。
(2)前記架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜を大気中250℃の温度条件で3時間加熱した後の表面の水の接触角が加熱前の接触角の90%以上であること。
(3)前記架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜を500時間の耐侯性試験に晒した後の表面の水の接触角が試験前の接触角の93%以上であること。
(In the formula [1], Y represents a hydrogen atom or an alkyl group having 6 or less carbon atoms, and Q represents a divalent group containing at least one ether bond and having a total number of carbon atoms of 5 or less. , .z Rf o is at least one of the total number of carbon atoms containing an ether group is a monovalent which may contain 25 or less of one hydrogen atom perfluoroether group is selected from 1 to 3 The bond position of Q to the aromatic nucleus may be any of the ortho, meta, or para positions relative to the bond position of the aromatic nucleus and the polymer main chain, bonded to the aromatic nucleus in formula [1]. Some or all of the hydrogen atoms may be substituted with fluorine atoms.)
(A) The contact angle of water on the surface of the crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film is 100 ° or more, the contact angle of hexadecane is 60 ° or more, or the contact angle of water is 100 ° or more and the contact angle of hexadecane is 60 ° or more. Be.
(B) The number of residual wrinkles in the adhesion evaluation test for at least one kind of base material selected from organic base materials and inorganic material base materials of the crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film is 24% or more in 25% There is.
(C) The crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film satisfies at least one of the following conditions (1) to (3).
(1) The surface hardness of the crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film is a pencil (scratch) hardness of 3B or more.
(2) The contact angle of water on the surface after the crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film is heated in the atmosphere at 250 ° C. for 3 hours is 90% or more of the contact angle before heating.
(3) The contact angle of water on the surface after subjecting the crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film to a weather resistance test for 500 hours is 93% or more of the contact angle before the test.

<2> 前記式[1]で表される繰り返し単位が下記の式[1−1]で表される繰り返し単位であることを特徴とする前記<1>に記載の架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜。

Figure 2017074778
<2> The crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film according to <1>, wherein the repeating unit represented by the formula [1] is a repeating unit represented by the following formula [1-1]: .
Figure 2017074778

(式[1−1]中、Y1は水素原子またはメチル基であり、Q1は炭素原子数が3以下であるエーテル結合を含有する2価基である。RfoはRfa−O−[CF(CF)CFO]n1−[CFCFCFO]n2−[CFCFO]n3−[CFO]n4−Rfc−であって、Rfaは炭素数1〜6のパーフルオロアルキル基、n1、n2、n3、n4はそれぞれ0または1〜6から選ばれる整数であるとともに、n1+n2+n3+n4は0〜6であり、Rfcは炭素原子数が3以下の1個の水素原子を含んでも良いパーフルオロアルキレン基である。) (In Formula [1-1], Y1 is a hydrogen atom or a methyl group, and Q1 is a divalent group containing an ether bond having 3 or less carbon atoms. Rfo 1 is Rfa 1 -O- [CF (CF 3) CF 2 O] n1 - [CF 2 CF 2 CF 2 O] n2 - [CF 2 CF 2 O] n3 - [CF 2 O] n4 -Rfc 1 - a a, Rfa 1 1 carbon atoms To 6 perfluoroalkyl groups, n1, n2, n3 and n4 are each an integer selected from 0 or 1 to 6, n1 + n2 + n3 + n4 is 0 to 6, and Rfc 1 is one having 3 or less carbon atoms. A perfluoroalkylene group which may contain a hydrogen atom of

<3> 前記式[1]あるいは前記式[1−1]で表される繰り返し単位が下記の式[1−2]で表される繰り返し単位であることを特徴とする前記<1>または<2>に記載の架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜。   <3> The <1> or <1>, wherein the repeating unit represented by the formula [1] or the formula [1-1] is a repeating unit represented by the following formula [1-2]: The cross-linked fluorine-containing polystyrene derivative coating film according to 2>.

Figure 2017074778
Figure 2017074778

(式[1−2]中、Y2は水素原子またはメチル基、Lは0または1〜6から選ばれる整数、Rfaは炭素数1〜6のパーフルオロアルキル基である)。 (Wherein [1-2], Y2 is a hydrogen atom or a methyl group, an integer L 1 is selected from 0 or 1 to 6, Rfa 2 is a perfluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms).

<4> 前記<1>ないし<3>のいずれか1つに記載の架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜であって、前記(1)ないし(3)の条件の2項目以上を満たすことを特徴とした架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜。   <4> The crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film according to any one of <1> to <3>, wherein two or more items of the conditions (1) to (3) are satisfied. Cross-linked fluorine-containing polystyrene derivative coating film.

<5> 前記(B)の密着性評価試験における基材が有機材料製基材であることを特徴とする前記<1>ないし<4>のいずれか一項に記載の架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜。   <5> The crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating according to any one of <1> to <4>, wherein the base material in the adhesion evaluation test of (B) is an organic material base material film.

<6> 前記有機材料製基材がアクリル樹脂製基材、ポリカーボネート樹脂製基材、エステル系樹脂製基材およびポリスチレン系樹脂製基材から選ばれる少なくとも一種の有機材料製基材であることを特徴とする<5>に記載の架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜。   <6> The organic material substrate is at least one organic material substrate selected from an acrylic resin substrate, a polycarbonate resin substrate, an ester resin substrate, and a polystyrene resin substrate. <5> characterized in that the cross-linked fluorine-containing polystyrene derivative coating film.

<7> 前記の式[1]、式[1−1]あるいは式[1−2]で表される繰り返し単位を1質量%以上99質量%以下と架橋基含有繰り返し単位を1質量%以上95質量%以下の範囲で含有する架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体。   <7> The repeating unit represented by the formula [1], the formula [1-1] or the formula [1-2] is 1% by mass or more and 99% by mass or less and the crosslinking group-containing repeating unit is 1% by mass or more and 95%. A crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative contained in a mass% or less range.

<8> 前記の式[1]、式[1−1]あるいは式[1−2]で表される繰り返し単位を1質量%以上99質量%以下と架橋基含有繰り返し単位を1質量%以上95質量%以下の範囲で含有する架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体であって、当該架橋コーティング膜が前記<1>に記載の(A)、(B)及び(C)の要件を満たすことを特徴とした架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体。   <8> 1% by mass or more and 99% by mass or less of the repeating unit represented by the formula [1], [1-1] or [1-2] and 1% by mass or more of the repeating unit containing a crosslinking group. A crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative contained in a mass% or less range, wherein the crosslinked coating film satisfies the requirements (A), (B), and (C) described in <1> above. Cross-linked group-containing fluorine-containing polystyrene derivative.

<9> 前記<1>ないし<6>の何れか1つに記載の架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜により有機材料製基材および無機材料製基材から選ばれる基材がコートされて形成される複合材料。   <9> A substrate selected from an organic material substrate and an inorganic material substrate is coated with the crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film according to any one of the above items <1> to <6>. Composite material.

<10> 基材が有機材料製基材であることを特徴とした前記<9>に記載の複合材料。   <10> The composite material according to <9>, wherein the substrate is an organic material substrate.

<11> 有機材料製基材がアクリル樹脂製基材、ポリカーボネート樹脂製基材、エステル系樹脂製基材およびポリスチレン系樹脂製基材から選ばれる基材であることを特徴とする前記<10>に記載の複合材料。   <11> The above-mentioned <10>, wherein the organic material substrate is a substrate selected from an acrylic resin substrate, a polycarbonate resin substrate, an ester resin substrate, and a polystyrene resin substrate. The composite material described in 1.

<12> 有機材料製基材が透明樹脂製基材であることを特徴とする前記<10>に記載の複合材料。   <12> The composite material according to <10>, wherein the organic material substrate is a transparent resin substrate.

<13> 前記の式[1]、式[1−1]あるいは式[1−2]で表される繰り返し単位を1質量%以上99質量%以下と架橋基含有繰り返し単位を1質量%以上95質量%以下の範囲で含有する架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体を含有する架橋性樹脂組成物溶液。   <13> The repeating unit represented by the formula [1], the formula [1-1], or the formula [1-2] is 1% by mass to 99% by mass and the crosslinking group-containing repeating unit is 1% by mass to 95%. A crosslinkable resin composition solution containing a crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative contained in a mass% or less range.

<14> 前記<1>ないし<6>のいずれか1つに記載の架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜の作製に使用される架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体を含有する架橋性樹脂組成物溶液。   <14> A crosslinkable resin composition solution containing a crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative used for producing the crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film according to any one of <1> to <6>.

本発明者はポリフルオロ(ポリ)エーテル鎖が結合した各種のポリスチレン系樹脂の特性を詳細に検討しその特性を改良する方法を鋭意検討した結果、特定の構造のポリフルオロ(ポリ)エーテル鎖が結合したポリスチレン系樹脂に架橋基を導入した架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体を合成しその利用法を検討することにより、下記に示すような様々な優れた実用特性を有する有用材料が実現された。   The present inventor has studied in detail the properties of various polystyrene resins to which polyfluoro (poly) ether chains are bonded, and has intensively studied methods for improving the properties. As a result, polyfluoro (poly) ether chains having a specific structure are obtained. By synthesizing a cross-linked group-containing fluorine-containing polystyrene derivative in which a cross-linking group is introduced into a bonded polystyrene-based resin and examining its utilization, useful materials having various excellent practical properties as described below were realized.

(撥水撥油性と機械特性)
ポリフルオロ(ポリ)エーテル鎖が結合したポリスチレン系樹脂は、特許文献4に開示されていて公知であるが、特許文献4には、当該ポリマーがどの程度の撥水・撥油性を示すのかについては何も示されていない。そこで、本発明者がポリフルオロ(ポリ)エーテル鎖が結合した各種の含フッ素ポリスチレン系樹脂の撥水撥油性を詳細に評価したところ、特定の構造のポリフルオロ(ポリ)エーテル鎖が結合した含フッ素ポリスチレン系樹脂が炭素数が6や8のパーフルオロアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル系重合体と同等、あるいはそれ以上の撥水・撥油性を示すことが確認された。従来、長鎖パーフルオロアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル系重合体の優れた撥水・撥油性は、剛直な長鎖パーフルオロアルキル鎖が配向・凝集することによって低表面エネルギーの表面が形成されるためと解釈されていた。したがって、上記のようにフレキシブルなポリフルオロ(ポリ)エーテル鎖が結合した含フッ素ポリスチレン系樹脂が、炭素数が6や8の剛直なパーフルオロアルキル鎖を有する(メタ)アクリル酸エステル系重合体と同等、あるいはそれ以上の撥水・撥油性を示すことは従来の知見からは全く予期できない発見であった。
(Water / oil repellency and mechanical properties)
Polystyrene resins having a polyfluoro (poly) ether chain bonded thereto are disclosed in Patent Document 4 and are well known, but Patent Document 4 describes how much water and oil repellency the polymer exhibits. Nothing is shown. Therefore, when the present inventors evaluated in detail the water and oil repellency of various fluorine-containing polystyrene resins to which a polyfluoro (poly) ether chain is bonded, the content of the polyfluoro (poly) ether chain having a specific structure is bonded. It was confirmed that the fluoropolystyrene resin exhibits water repellency and oil repellency equivalent to or higher than those of a (meth) acrylic acid ester polymer having a perfluoroalkyl group having 6 or 8 carbon atoms. Conventionally, the excellent water and oil repellency of (meth) acrylic acid ester-based polymers having a long-chain perfluoroalkyl group is that the surface of low surface energy is obtained by the orientation and aggregation of rigid long-chain perfluoroalkyl chains. It was interpreted to be formed. Therefore, the fluorine-containing polystyrene resin to which a flexible polyfluoro (poly) ether chain is bonded as described above is a (meth) acrylic acid ester polymer having a rigid perfluoroalkyl chain having 6 or 8 carbon atoms. It was a completely unexpected finding based on the conventional knowledge that water repellency and oil repellency equivalent or higher were exhibited.

しかしながら、当該含フッ素ポリスチレン系樹脂はフレキシブルなポリフルオロ(ポリ)エーテル鎖を含有する故にガラス転移温度が低く、自己保持性に劣る軟質材料であったり、その表面が粘着性であったり、あるいは使用温度での機械的強度が不足していたりするため、成型材料やコーティング膜材料としての使用は困難であった。   However, since the fluorine-containing polystyrene resin contains a flexible polyfluoro (poly) ether chain, it has a low glass transition temperature and is a soft material inferior in self-holding property, or its surface is sticky or used. Since the mechanical strength at temperature is insufficient, it has been difficult to use it as a molding material or a coating film material.

そこで、本発明者らがその問題を解決する方法を鋭意検討した結果、特定の構造のポリフルオロ(ポリ)エーテル鎖が結合した含フッ素ポリスチレン系樹脂に架橋基を導入した架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体(以下、「本発明の架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体」と略記することがある。)から形成される架橋コーティング膜は粘着性が無く十分な硬度を有しており、優れた撥水撥油性と優れた機械特性を併せ持つことが確認された。例えば、本発明に使用される架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体を含む未架橋のコーティング膜が鉛筆硬度が6B以下である場合でも、架橋処理することにより容易に鉛筆硬度が3B以上あるいはHB以上の実用的な表面硬度が実現される。   Accordingly, as a result of intensive studies by the present inventors on a method for solving the problem, a crosslinkable group-containing fluorinated polystyrene in which a crosslinkable group is introduced into a fluorinated polystyrene resin to which a polyfluoro (poly) ether chain having a specific structure is bonded. A cross-linked coating film formed from a derivative (hereinafter sometimes abbreviated as “cross-linking group-containing fluorine-containing polystyrene derivative of the present invention”) has no tackiness and sufficient hardness, and has excellent water and water repellency. It was confirmed to have both oiliness and excellent mechanical properties. For example, even when an uncrosslinked coating film containing a crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative used in the present invention has a pencil hardness of 6B or less, the pencil hardness can easily be 3B or more or HB or more by crosslinking treatment. Surface hardness is achieved.

更に、本発明の架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体は、下記に示すような様々な予期できない優れた特徴を有する有用材料であることも確認された。   Furthermore, it was also confirmed that the crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative of the present invention is a useful material having various unexpected and excellent characteristics as described below.

(多様な均一溶液組成物形成能)
本発明の架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体は、極めて多様な溶媒に可溶であることが見いだされた。すなわち、本発明の架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体はその構造により含フッ素有機溶媒から非フッ素系有機溶媒まで、極めて広範な種類の溶媒に対して良好な溶解性を示すことが分った。したがって、本発明の架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体を含有する様々な種類の均一な架橋性樹脂組成物溶液の形成が可能であった。
(Various uniform solution composition forming ability)
The crosslinking group-containing fluorine-containing polystyrene derivative of the present invention has been found to be soluble in a wide variety of solvents. That is, it has been found that the crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative of the present invention exhibits good solubility in a very wide variety of solvents from fluorine-containing organic solvents to non-fluorinated organic solvents depending on the structure. Therefore, it was possible to form various types of uniform crosslinkable resin composition solutions containing the crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative of the present invention.

本発明における架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体を含有する「架橋性樹脂組成物溶液」とは当該架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体を含有する架橋反応が可能な組成物を溶解した均一溶液を意味しており、その例としては、例えば、a)単独で架橋反応が可能な当該架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体を溶解した均一溶液、b)当該架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体と当該架橋基と反応する多官能性化合物の混合物を溶解した均一溶液、c)当該架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体と当該架橋基の重合開始剤との混合物を溶解した均一溶液、d)前記のa)〜c)の溶液に更にフッ素系ポリマー及び非フッ素系ポリマーから選ばれる少なくとも一種類の他のポリマーを加えた均一溶液、あるいはe)前記のa)〜d)の溶液更に様々な添加剤(樹脂特性改質剤や着色剤等)を加えた均一溶液等が挙げられる。   The “crosslinkable resin composition solution” containing a crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative in the present invention means a homogeneous solution in which a composition capable of a crosslinking reaction containing the crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative is dissolved. Examples thereof include, for example, a) a homogeneous solution in which the crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative capable of undergoing a crosslinking reaction alone is dissolved, and b) a multi-layer that reacts with the crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative and the crosslinkable group. A homogeneous solution in which a mixture of functional compounds is dissolved; c) a uniform solution in which a mixture of the crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative and the polymerization initiator of the crosslinkable group is dissolved; d) in the solutions a) to c) above. Further, a homogeneous solution in which at least one other polymer selected from a fluorine-based polymer and a non-fluorine-based polymer is added, or e) the above a) to d Homogeneous solution or the like was added a solution further various additives (resin properties modifiers and colorants, etc.) and the like.

すなわち、本発明の架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体は、低分子量体から高分子量体までの様々な分子量で様々な分子構造を有する多様な物質と均一な架橋性樹脂組成物溶液を形成することが可能である。したがってこれらの多様な架橋性樹脂組成物溶液を使用することにより、様々な組成の架橋コーティング膜の製造が可能となり、目的に合わせて幅広い機能を有する材料を作製できる道が拓けた。例えば、本発明のポリフルオロ(ポリ)エーテル鎖が結合した架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体は(フッ素系材料だけでなく)各種の非フッ素系ポリマーや各種の多官能性非フッ素系オリゴマーとも両者の共通溶媒を使用することにより、均一な架橋性樹脂組成物溶液が形成可能である。当該架橋性樹脂組成物溶液の利用例としては、例えば、当該架橋性樹脂組成物溶液の組成を最適化してその溶液を塗布・乾燥・架橋することにより本発明の架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体に由来する優れた撥水撥油性と非フッ素系材料の機械的特性を併せ持つ架橋コーティング膜の作製が可能となった。   That is, the crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative of the present invention can form a uniform crosslinkable resin composition solution with various substances having various molecular structures with various molecular weights from low molecular weight to high molecular weight. Is possible. Therefore, by using these various crosslinkable resin composition solutions, it is possible to produce cross-linked coating films having various compositions, and the way to produce materials having a wide range of functions according to purposes has been opened. For example, the crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative to which the polyfluoro (poly) ether chain of the present invention is bonded is not limited to various non-fluorinated polymers and various polyfunctional non-fluorinated oligomers (not only fluorine-based materials). By using a common solvent, a uniform crosslinkable resin composition solution can be formed. Examples of the use of the crosslinkable resin composition solution include, for example, optimizing the composition of the crosslinkable resin composition solution and applying the solution to the crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative by coating, drying, and crosslinking. It has become possible to produce a crosslinked coating film that combines the excellent water and oil repellency derived from it with the mechanical properties of non-fluorine materials.

一方、従来の炭素数が6あるいは8以上の長鎖で剛直なパーフルオロアルキル鎖を有する(メタ)アクリル酸エステル系重合体の場合には、高い撥水・撥油性を示す高フッ素含有率ポリマーはフッ素系有機溶媒にしか良好な溶解性を示さない。また、各種の非フッ素系ポリマーや非フッ素系添加剤あるいは非フッ素系多官能性物質はフッ素系有機溶媒にはほとんど溶解しない。したがって、高フッ素含有率の(メタ)アクリル酸エステル系重合体は上記のような各種の非フッ素系材料とは均一溶液を形成しないので、高フッ素含有率の(メタ)アクリル酸エステル系重合体の非フッ素系材料による特性改質(例えば機械的強度の向上)の余地は少ない。   On the other hand, in the case of a conventional (meth) acrylic acid ester polymer having a long chain having 6 or 8 carbon atoms and a rigid perfluoroalkyl chain, a high fluorine content polymer exhibiting high water and oil repellency. Shows good solubility only in fluorine-based organic solvents. In addition, various non-fluorine polymers, non-fluorine additives, or non-fluorine polyfunctional substances hardly dissolve in fluorine-based organic solvents. Therefore, since the (meth) acrylic acid ester polymer having a high fluorine content does not form a uniform solution with various non-fluorine materials as described above, the (meth) acrylic acid ester polymer having a high fluorine content is not included. There is little room for property modification (for example, improvement in mechanical strength) with non-fluorine materials.

以上のような、本発明の架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体と上記のような様々な種類の添加剤からなる均一な架橋性樹脂組成物溶液、当該架橋性樹脂組成物溶液から製造される優れた撥水撥油性と優れた機械特性を併せ持つ架橋含フッ素ポリスチレン誘導体のコーティング膜は、従来の撥水撥油ポリマーである高フッ素含有率の(メタ)アクリル酸エステル系重合体の知見からは予測困難であり、本発明の検討により初めて実現されたものである。   Uniform crosslinkable resin composition solution comprising the above-mentioned crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative of the present invention and various types of additives as described above, and excellent produced from the crosslinkable resin composition solution The coating film of cross-linked fluorinated polystyrene derivative that has both water and oil repellency and excellent mechanical properties is difficult to predict from the knowledge of conventional (meth) acrylate polymers with high fluorine content, which are water and oil repellent polymers. Thus, this has been realized for the first time by studying the present invention.

上記の架橋性樹脂組成物溶液から形成される架橋コーティング膜について、特に注目すべき特徴としては、上記のd)に記載の溶液の一種である非フッ素系樹脂を含有する架橋性樹脂組成物溶液を各種の基材にコートした後に架橋処理して形成される架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜においては、本発明の架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体の含有量が極めて低い場合でも優れた撥水・撥油性が発現することが挙げられる。この理由は明確ではないが、ひとつの可能性として、当該架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜では架橋性樹脂組成物のコート時にポリフルオロ(ポリ)エーテル鎖の効果により架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体が高効率で表面濃縮されるためと推察される。   Regarding the cross-linked coating film formed from the cross-linkable resin composition solution, as a particularly noteworthy feature, a cross-linkable resin composition solution containing a non-fluorine resin which is a kind of the solution described in d) above In the crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film formed by coating the various substrates with a crosslinking treatment, even when the content of the crosslinking group-containing fluorine-containing polystyrene derivative of the present invention is extremely low, excellent water and water repellency is achieved. It is mentioned that oiliness is expressed. The reason for this is not clear, but one possibility is that the crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film has a high cross-linking group-containing fluorine-containing polystyrene derivative due to the effect of the polyfluoro (poly) ether chain during coating of the crosslinkable resin composition. It is assumed that the surface is concentrated with efficiency.

(耐熱性と耐候性)
本発明のポリフルオロ(ポリ)エーテル鎖が結合した架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体を含有する架橋性樹脂組成物から形成される架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜は、上記の優れた撥水・撥油性に加えて極めて優れた耐熱性や耐候性を示すことが確認され、実用性に優れた高耐久性の撥水・撥油性材料を提供することが可能となった。
(Heat resistance and weather resistance)
The crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film formed from the crosslinkable resin composition containing the crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative to which the polyfluoro (poly) ether chain is bonded according to the present invention has the above excellent water and oil repellency. In addition to the above, it was confirmed that extremely excellent heat resistance and weather resistance were exhibited, and it became possible to provide a highly durable water- and oil-repellent material having excellent practicality.

本発明のポリフルオロ(ポリ)エーテル鎖が結合した架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体の骨格であるポリスチレン構造では、光反応、酸素酸化反応、あるいは光照射下での酸素酸化反応に活性なベンジル水素を有する。したがって、ポリスチレンは酸化反応を受けやすい樹脂であり、特に光酸化反応を受けやすいので屋外用途での使用は避けられている。それに対して、ポリスチレンと同様にベンジル水素を有する本発明のポリフルオロ(ポリ)エーテル鎖が結合した架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体から形成される架橋コーティング膜が優れた耐熱性や耐候性(光照射下での耐酸化性)を示すことは、従来のポリスチレン系材料に関する知見からは全く予期できず、本発明者らの検討により初めて発見された実用的に極めて重要な特性である。   In the polystyrene structure which is a skeleton of a crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative to which the polyfluoro (poly) ether chain of the present invention is bonded, benzyl hydrogen active in photoreaction, oxygen oxidation reaction, or oxygen oxidation reaction under light irradiation is added. Have. Accordingly, polystyrene is a resin that is susceptible to an oxidation reaction, and is particularly susceptible to a photo-oxidation reaction, so that it is avoided to be used outdoors. On the other hand, the cross-linked coating film formed from the cross-linkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative to which the polyfluoro (poly) ether chain of the present invention having benzyl hydrogen bonded as in the case of polystyrene has excellent heat resistance and weather resistance (light irradiation) (Oxidation resistance below) is an extremely important characteristic practically discovered for the first time by the inventors of the present invention, which is completely unexpected from the knowledge of conventional polystyrene-based materials.

従来の炭素数が6あるいは8以上の長鎖で剛直なパーフルオロアルキル鎖を有する(メタ)アクリル酸エステル系重合体は、耐熱性や耐候性に劣るので屋外用コーティング材料として使用することは困難である。それに対して、本発明の架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜は撥水撥油性だけなく、耐熱性や耐候性に優れているので従来困難であった屋外用の高耐久性の撥水撥油性コーティング膜を提供するものである。   Conventional (meth) acrylic acid ester-based polymers having a long, rigid perfluoroalkyl chain with 6 or 8 carbon atoms are inferior in heat resistance and weather resistance, and are therefore difficult to use as outdoor coating materials. It is. On the other hand, the cross-linked fluorine-containing polystyrene derivative coating film of the present invention is not only water and oil repellency, but also excellent heat resistance and weather resistance. Is to provide.

(各種基材に対する密着性)
従来から使用されていた長鎖パーフルオロアルキル基含有(メタ)アクリレート系ポリマーからなる撥水撥油性コーティング膜は、無機材料製基材および有機材料製基材のいずれに対しても密着性が不十分であり、特に有機材料製基材に対しては密着性が極めて不良であるという問題を抱えていた。それに対して、本発明のポリフルオロ(ポリ)エーテル鎖が結合した架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体から形成される架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜は、無機材料製基材に対しては勿論のこと各種の有機材料製基材に対しても極めて優れた密着性を示すことが確認された。
(Adhesion to various substrates)
The water / oil repellent coating film made of a long chain perfluoroalkyl group-containing (meth) acrylate polymer that has been used conventionally has no adhesion to both inorganic and organic material substrates. It is sufficient, and particularly has a problem that the adhesion is extremely poor with respect to a substrate made of an organic material. On the other hand, the cross-linked fluorine-containing polystyrene derivative coating film formed from the cross-linkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative to which the polyfluoro (poly) ether chain of the present invention is bonded is not limited to various inorganic material substrates. It was confirmed that extremely excellent adhesion was exhibited even with respect to the organic material base material.

したがって、本発明の架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜により、各種の基材の表面に優れた表面特性(高撥水撥油性、高防食性、高低屈折率等)と高耐久性(高耐候性、高耐熱性、高密着性)を併せ持つ高性能コーティング膜の形成が可能となった。その中でも、特に、「各種の有機材料製基材上に形成された本発明の架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜」は、従来のコーティング膜では実現できなかった高密着性の高機能性コーティング膜を可能にしたものであり、幅広い新規用途への適用が可能となるもので特に重要である。   Therefore, the crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film of the present invention has excellent surface properties (high water and oil repellency, high corrosion resistance, high low refractive index, etc.) and high durability (high weather resistance, High-performance coating film with high heat resistance and high adhesion) can be formed. Among them, in particular, the “crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film of the present invention formed on various organic material base materials” is a highly adhesive highly functional coating film that could not be realized by a conventional coating film. This is particularly important because it can be applied to a wide range of new uses.

また、本発明の架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜で各種の基材がコートされて形成される複合材料は、各種基材に対して優れた表面特性(高撥水撥油性、高防食性、高低屈折率等)と高耐久性(高耐候性、高耐熱性、高密着性)を併せ持つ高性能表面を付与するものであり実用的に極めて重要である。その中でも、特に、「本発明の架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜で有機材料製基材がコートされて形成される複合材料」は、従来のコーティング膜では実現できない様々な新機能を備えている上に幅広い新規用途への適用が可能となるものであり、特に重要である。   In addition, composite materials formed by coating various substrates with the crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film of the present invention have excellent surface properties (high water and oil repellency, high corrosion resistance, high and low) for various substrates. Refractive index, etc.) and high durability (high weather resistance, high heat resistance, high adhesion) are imparted, and are extremely practically important. Among them, in particular, “a composite material formed by coating a substrate made of an organic material with the crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film of the present invention” has various new functions that cannot be realized with a conventional coating film. It is particularly important because it can be applied to a wide range of new uses.

従来の含フッ素メタクリル酸エステルポリマー系の高撥水撥油性ポリマーは、生体安全性(PFOA蓄積性)の問題の他に、耐熱性や耐候性に劣ること、あるいは各種基材(特に有機材料基材)に対する密着性が不良であること等の様々な問題点を抱えていたので、その利用(特に高耐久性のコーティング膜分野)には大きな制約があった。   Conventional fluorine-containing methacrylate polymer-based highly water- and oil-repellent polymers have inferior heat resistance and weather resistance, as well as problems of biosafety (PFOA accumulation), or various base materials (especially organic material bases). Since there were various problems such as poor adhesion to the material, its use (particularly in the field of highly durable coating films) was greatly restricted.

それに対して、本発明のポリフルオロ(ポリ)エーテル鎖が結合した架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体から製造される架橋コーティング膜は、優れた撥水撥油性を示すだけでなく、PFOA蓄積性の懸念が無く、優れた耐熱性や耐候性、更には各種基材(特に有機材料基材)に対する優れた密着性が確認された。
このような本発明の架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体から製造される架橋コーティング膜、及び当該コーティング膜を各種の基材(特に有機材料製基材)にコートして作製される複合材料は、従来の含フッ素メタクリル酸エステルポリマーでは実現できなかった新機能を備えた高性能材料を提供するものである。特に、本発明の材料は高耐久性のコーティング膜材料として極めて有用である。
On the other hand, the crosslinked coating film produced from the crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative to which the polyfluoro (poly) ether chain of the present invention is bonded not only exhibits excellent water and oil repellency, but also has a PFOA accumulation property. No heat resistance, weather resistance, and excellent adhesion to various substrates (particularly organic material substrates) were confirmed.
A cross-linked coating film produced from such a crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative of the present invention, and a composite material produced by coating the coating film on various base materials (particularly organic material base materials) have been conventionally used. The present invention provides a high-performance material having new functions that could not be realized with the fluorine-containing methacrylate polymer. In particular, the material of the present invention is extremely useful as a highly durable coating film material.

従来の含フッ素メタクリル酸エステルポリマー系の高撥水撥油性ポリマーは、物理的特性(密着性・鉛筆硬度)が低く、物理的接触がある用途では使用が困難であった。また物理的特性の改善のために非フッ素系(メタ)アクリル酸系モノマーを共重合すると接触角が低下することと耐溶剤性が低下する問題があり、人が触れる箇所への適用には問題があった。特に日常的に清掃される箇所、洗剤やアルコール製剤を用いた拭き取り清掃されるような箇所では耐薬品性の不足と物理的特性の不足により、極めて短時間で効果が失われるため実用的に使用が困難であった。   Conventional fluorine-containing methacrylic ester polymer-based highly water- and oil-repellent polymers have low physical properties (adhesiveness / pencil hardness) and are difficult to use in applications where there is physical contact. In addition, copolymerization of non-fluorinated (meth) acrylic acid monomers to improve physical properties has the problem of lowering the contact angle and solvent resistance. was there. Especially practically used in places where cleaning is routinely performed or where wiping and cleaning is performed using detergents or alcohol preparations, because the effects are lost in a very short time due to insufficient chemical resistance and physical properties. It was difficult.

それに対して、本発明のポリフルオロ(ポリ)エーテル鎖が結合した架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体から製造される架橋コーティング膜は、優れた撥水撥油性を示すだけでなく密着性・鉛筆硬度に優れていることが確認され、さらに優れた耐薬品性を有することが明らかとなった。
このような本発明の架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体から製造される架橋コーティング膜、及び当該コーティング膜を各種の基材(特に有機材料製基材)にコートして作製される複合材料は、従来の含フッ素メタクリル酸エステルポリマーでは実現できなかった新機能を備えた高性能材料を提供するものである。特に、本発明の材料は家電筐体・IT(IoT)機器筐体・各種機器筐体・洗面や浴室用具・自動車内装・自動車外装等、高耐久性が要求されるコーティング膜材料として極めて有用である。
In contrast, the cross-linked coating film produced from the cross-linking group-containing fluorine-containing polystyrene derivative to which the polyfluoro (poly) ether chain of the present invention is bonded not only exhibits excellent water and oil repellency, but also has excellent adhesion and pencil hardness. It was confirmed that it had excellent chemical resistance.
A cross-linked coating film produced from such a crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative of the present invention, and a composite material produced by coating the coating film on various base materials (particularly organic material base materials) have been conventionally used. The present invention provides a high-performance material having new functions that could not be realized with the fluorine-containing methacrylate polymer. In particular, the material of the present invention is extremely useful as a coating film material that requires high durability, such as home appliance housings, IT (IoT) device housings, various device housings, bathrooms, bathroom tools, car interiors, and car exteriors. is there.

本発明によれば、炭素数が6あるいは8以上のパーフルオロアルキル基を含む(メタ)アクリル酸エステル系重合体に代えて用いることができるポリフルオロ(ポリ)エーテル鎖が結合した架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体、当該架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体を含有する架橋性樹脂組成物溶液、架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜及び架橋含フッ素ポリスチレン誘導体でコートされた複合材料等を提供することができる。   According to the present invention, it contains a cross-linking group containing a polyfluoro (poly) ether chain bonded to a (meth) acrylic acid ester polymer containing a perfluoroalkyl group having 6 or 8 carbon atoms. A fluorine polystyrene derivative, a crosslinkable resin composition solution containing the crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative, a cross-linked fluorine-containing polystyrene derivative coating film, a composite material coated with the cross-linked fluorine-containing polystyrene derivative, and the like can be provided.

つまり本発明によれば、優れた環境適合性(PFOA発生のおそれが無い)、優れた撥水・撥油性、優れた安定性(耐熱性、耐湿性・耐加水分解性、耐候性等)、各種基材に対する優れた密着性、及び優れた機械特性を併せ持つ実用的な高性能架橋コーティング膜やその関連材料を提供することができる。   That is, according to the present invention, excellent environmental compatibility (no risk of PFOA generation), excellent water / oil repellency, excellent stability (heat resistance, moisture resistance / hydrolysis resistance, weather resistance, etc.), It is possible to provide a practical high-performance crosslinked coating film having excellent adhesion to various substrates and excellent mechanical properties and related materials.

本発明は、特定構造のポリフルオロ(ポリ)エーテル鎖が結合した架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体、及びその関連材料に関するものである。以下に、詳しく本発明について説明する。   The present invention relates to a crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative to which a polyfluoro (poly) ether chain having a specific structure is bonded, and a related material thereof. The present invention is described in detail below.

<架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体>
本発明の架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体としては、式[1]で表される繰り返し単位を1質量%以上99質量%以下と架橋基含有繰り返し単位を1質量%以上95質量%以下の範囲で含有する架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体が使用される。
<Fluorine-containing polystyrene derivative containing crosslinking groups>
As a crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative of the present invention, the repeating unit represented by the formula [1] is 1% by mass or more and 99% by mass or less and the crosslinking group-containing repeating unit is 1% by mass or more and 95% by mass or less. The fluorine-containing polystyrene derivative containing a crosslinking group is used.

Figure 2017074778
Figure 2017074778

(式[1]中、Yは水素原子または炭素数が6以下のアルキル基を表し、Qは少なくとも1個のエーテル結合を含有し炭素原子の合計数が5個以下の2価の基を表し、Rfは少なくとも1個のエーテル基を含有する炭素原子の合計数が25個以下の1個の水素原子を含んでも良い1価のパーフルオロエーテル基である。zは1〜3から選ばれる整数である。Qの芳香核への結合位置は、芳香核とポリマー主鎖の結合位置に対してオルト位、メタ位、あるいはパラ位のいずれでもよい。式[1]中の芳香核に結合している水素原子の一部又はすべてはフッ素原子で置換されていてもよい。) (In the formula [1], Y represents a hydrogen atom or an alkyl group having 6 or less carbon atoms, and Q represents a divalent group containing at least one ether bond and having a total number of carbon atoms of 5 or less. , Rf 0 is a monovalent perfluoroether group which may contain one hydrogen atom with a total number of carbon atoms containing at least one ether group of 25 or less, and z is selected from 1 to 3. The bond position of Q to the aromatic nucleus may be any of the ortho, meta, or para positions relative to the bond position of the aromatic nucleus and the polymer main chain, bonded to the aromatic nucleus in formula [1]. Some or all of the hydrogen atoms may be substituted with fluorine atoms.)

式[1]中のYは、水素原子または炭素数が6以下のアルキル基である。炭素数が6以下のアルキル基としては、直鎖アルキル基および分岐アルキル基のいずれであってもよく、具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、n−アミル基、n−ヘキシル基等が挙げられる。Yとしては、水素原子および炭素数が4以下のアルキル基が好ましく、水素原子およびメチル基が特に好ましい。   Y in the formula [1] is a hydrogen atom or an alkyl group having 6 or less carbon atoms. The alkyl group having 6 or less carbon atoms may be any of a linear alkyl group and a branched alkyl group, and specifically includes a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, and an n-butyl group. Tert-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, n-amyl group, n-hexyl group and the like. Y is preferably a hydrogen atom and an alkyl group having 4 or less carbon atoms, particularly preferably a hydrogen atom and a methyl group.

式[1]中のQとしては、少なくとも1個のエーテル結合を含有し炭素原子の合計数が5個以下の2価の基であって、例えば、下記式[2]で表される2価の基が挙げられる。   Q in the formula [1] is a divalent group containing at least one ether bond and having a total number of carbon atoms of 5 or less, for example, a divalent group represented by the following formula [2] The group of is mentioned.

Figure 2017074778
Figure 2017074778

(式[2]中、aは0または1であり、bは0または1〜3から選ばれる整数である。式[2]の右側の結合の手はRfと結合する手である。) (In Formula [2], a is 0 or 1, and b is an integer selected from 0 or 1 to 3. The right hand of the bond in Formula [2] is a hand that bonds to Rf 0. )

Qとしては、例えば、−O−、−OCH−、−OCHCH−、−OCHCHCH−、−OCHCHCHCH−、−OCH(CH)CH−、−OCHCH(CH)−、−OCHCH(OH)CH−、−OCHCH(OH)CHOCH−、−CHO−、−CHOCH−、−CHOCHCH−、−CHOCHCHCH−,−CHOCHCHCHCH−、−CHOCHCH(CH)OCH−、−OCHCHOCH−、−OCHCHOCHCH−、−CHOCHCHOCH−、−CHOCHCHOCHCH−等があげられる(各基の右側の結合の手はRfと結合する手である)。 As Q, for example, —O—, —OCH 2 —, —OCH 2 CH 2 —, —OCH 2 CH 2 CH 2 —, —OCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 —, —OCH (CH 3 ) CH 2 -, - OCH 2 CH (CH 3) -, - OCH 2 CH (OH) CH 2 -, - OCH 2 CH (OH) CH 2 OCH 2 -, - CH 2 O -, - CH 2 OCH 2 -, - CH 2 OCH 2 CH 2 -, - CH 2 OCH 2 CH 2 CH 2 -, - CH 2 OCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 -, - CH 2 OCH 2 CH (CH 3) OCH 2 -, - OCH 2 CH 2 OCH 2 —, —OCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 —, —CH 2 OCH 2 CH 2 OCH 2 —, —CH 2 OCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 — and the like (the bond on the right side of each group) Hand is R 0 to be a hand to bond).

これらのうち、−O−、−OCH−、−OCHCH−、−CHOCH−および−CHOCHCH−は、ポリマーが合成しやすいため好ましく、−O−、−OCH−、−CHOCH−がより好ましく、化学的安定性が特に優れているという点で−O−が特に好ましい。 Among these, —O—, —OCH 2 —, —OCH 2 CH 2 —, —CH 2 OCH 2 — and —CH 2 OCH 2 CH 2 — are preferable because the polymer can be easily synthesized. OCH 2 — and —CH 2 OCH 2 — are more preferable, and —O— is particularly preferable in terms of particularly excellent chemical stability.

式[1]中のRfは少なくとも1個のエーテル結合を含有しかつ1個の水素原子を含んでも良い1価のパーフルオロエーテル基であり、Rf中の炭素原子数は25個以下である。Rf中の[炭素原子の数/エーテル結合の数]の比は、通常は2.0以上9.0以下であり好ましくは2.2以上8.0以下であり、より好ましくは3.3以上6.0以下、特に好ましくは3.5以上5.0以下である。 Rf 0 in the formula [1] is a monovalent perfluoroether group that contains at least one ether bond and may contain one hydrogen atom, and the number of carbon atoms in Rf 0 is 25 or less. is there. The ratio of [number of carbon atoms / number of ether bonds] in Rf 0 is usually 2.0 or more and 9.0 or less, preferably 2.2 or more and 8.0 or less, and more preferably 3.3. It is 6.0 or less and particularly preferably 3.5 or more and 5.0 or less.

Rfの例としては、例えば、下記の式[3]で表される基が挙げられる。 Examples of Rf 0 include a group represented by the following formula [3].

Figure 2017074778
Figure 2017074778

式[3]中、Rfは炭素数が7以下のパーフルオロアルキル基であり、Rfは炭素数4以下の直鎖または分岐構造のパーフルオロアルキレン基から選ばれる1種又は複数種のパーフルオロアルキレン基であり、Rfは炭素数3以下のパーフルオロアルキレン基、または当該パーフルオロアルキレン基の1個のフッ素原子が水素原子で置換された構造のポリフルオロアルキレン基であり、Lは0または1〜10から選ばれる整数である。 In the formula [3], Rf 1 is a perfluoroalkyl group having 7 or less carbon atoms, and Rf 2 is one or more kinds of perfluoroalkyl groups selected from linear or branched perfluoroalkylene groups having 4 or less carbon atoms. Rf 3 is a perfluoroalkylene group having 3 or less carbon atoms, or a polyfluoroalkylene group having a structure in which one fluorine atom of the perfluoroalkylene group is substituted with a hydrogen atom, and L is 0 Or it is an integer chosen from 1-10.

Rfとしては、炭素数が7以下の直鎖または分岐構造のパーフルオロアルキル基があげられ、好ましくは炭素数が6以下のパーフルオロアルキル基であり、より好ましくは炭素数が3以下のパーフルオロアルキル基である。 Examples of Rf 1 include linear or branched perfluoroalkyl groups having 7 or less carbon atoms, preferably perfluoroalkyl groups having 6 or less carbon atoms, and more preferably perfluoroalkyl groups having 3 or less carbon atoms. A fluoroalkyl group;

Rfの具体例としては、CF−、CFCF−、CFCFCF−、(CFCF−、CFCFCFCF−、CFCFCFCFCF−、CFCFCFCFCFCF−、CFCFCFCFCFCFCF−があげられる。これらのうちCFCFCF−、CFCFCFCF−、CFCFCFCFCFCF−が好ましく、合成が容易でありかつ良好な撥水撥油性を示すという観点から特にCFCFCF−が好ましい。 Specific examples of Rf 1 include CF 3 −, CF 3 CF 2 —, CF 3 CF 2 CF 2 —, (CF 3 ) 2 CF—, CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 —, CF 3 CF 2 CF 2. CF 2 CF 2- , CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2- , and CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2- . Of these, CF 3 CF 2 CF 2- , CF 3 CF 2 CF 2 CF 2- , and CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 -are preferred, and they are easy to synthesize and have good water and oil repellency. From the viewpoint of showing, CF 3 CF 2 CF 2 — is particularly preferable.

Rfとしては、炭素数が4以下の直鎖又は分岐構造のパーフルオロアルキレン基から選ばれる1種または複数種のパーフルオロアルキレン基である。Rf中の炭素原子数は通常は1乃至4であり、好ましくは1乃至3であり、特に好ましくは3である。 Rf 2 is one or more perfluoroalkylene groups selected from linear or branched perfluoroalkylene groups having 4 or less carbon atoms. The number of carbon atoms in Rf 2 is usually 1 to 4, preferably 1 to 3, and particularly preferably 3.

Rfの具体例としては、−CF(CF)CF−、−CF(CF)−、−CF−、−CFCF−、−CFCFCF−、−CFCFCFCF−、−CFCF(CF)CF−があげられる。これらのうち−CF(CF)CF−、−CF−、−CFCF−、−CFCFCF−が好ましく、合成が容易でありかつ良好な撥水撥油性を示すという観点から特に−CF(CF)CF−又は−CFCFCF−が好ましい。(Rfの具体例の各基の右側の結合の手は、式[3]中の(RfO)単位において酸素原子と結合する手である。) Specific examples of Rf 2, -CF (CF 3) CF 2 -, - CF (CF 3) -, - CF 2 -, - CF 2 CF 2 -, - CF 2 CF 2 CF 2 -, - CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 -, - CF 2 CF (CF 3) CF 2 - and the like. Of these -CF (CF 3) CF 2 - , - CF 2 -, - CF 2 CF 2 -, - CF 2 CF 2 CF 2 - is preferred, showing a easy and good water and oil repellency synthesis particularly -CF (CF 3) CF 2 from the viewpoint of - or -CF 2 CF 2 CF 2 - is preferred. (Right side of the join hand of each group of specific examples of Rf 2 is a hand that binds to the oxygen atom in (Rf 2 O) units of the formula [3].)

式[3]中のLは、0または1〜10から選ばれる整数であり、好ましくは0または1〜6から選ばれる整数であり、より好ましくは0または1〜3から選ばれる整数であり、さらに好ましくは0または1〜2から選ばれる整数であり、特に好ましくは0または1である。   L in the formula [3] is an integer selected from 0 or 1 to 10, preferably an integer selected from 0 or 1 to 6, more preferably an integer selected from 0 or 1 to 3, More preferably, it is 0 or an integer selected from 1 or 2, particularly preferably 0 or 1.

式[3]中の(RfO)セグメントにおいて、Rfが複数種のパーフルオロアルキレン基から構成される場合には、−CF(CF)CFO−CFCFCFO−CF(CF)CFO−・・・のように、相違する種類のRfがランダムに混在して並んでいてもよいし、同じ種類のRfが複数個ずつ並んでいてもよい。 In the (Rf 2 O) L segment in the formula [3], when Rf 2 is composed of a plurality of perfluoroalkylene groups, —CF (CF 3 ) CF 2 O—CF 2 CF 2 CF 2 O As in —CF (CF 3 ) CF 2 O—, different types of Rf 2 may be randomly mixed and arranged, or a plurality of the same type of Rf 2 may be arranged. .

Rfが複数種のパーフルオロアルキレン基からなる場合の(RfO)Lの具体例としては、例えば下記式[4]で表される基があげられる。 Specific examples of (Rf 2 O) L in the case where Rf 2 is composed of a plurality of perfluoroalkylene groups include a group represented by the following formula [4].

−[CF(CF)CF2O]n1−[CFCFCFO]n2−[CFCFO]n3−[CFO]n4− [4] - [CF (CF 3) CF2O ] n1 - [CF 2 CF 2 CF 2 O] n2 - [CF 2 CF 2 O] n3 - [CF 2 O] n4 - [4]

(式[4]中、n1、n2、n3、n4はそれぞれ0または1〜6から選ばれる整数である。n1+n2+n3+n4の和は、式[3]中のLと同じである。)   (In Formula [4], n1, n2, n3, and n4 are each an integer selected from 0 or 1 to 6. The sum of n1 + n2 + n3 + n4 is the same as L in Formula [3].)

Rfとしては、炭素数3以下のパーフルオロアルキレン基、または当該パーフルオロアルキレン基の1個のフッ素原子が水素原子で置換された構造のポリフルオロアルキレン基があげられる。 Examples of Rf 3 include a perfluoroalkylene group having 3 or less carbon atoms, or a polyfluoroalkylene group having a structure in which one fluorine atom of the perfluoroalkylene group is substituted with a hydrogen atom.

Rfの具体例としては、−CF−、−CFCF−、−CF(CF)−、−CFCFCF−、−CF(CF)CF−、−CFCF(CF)−、−CHFCF−、−CFCHFCF−等があげられる。これらのうち、−CFCF−、−CF(CF)−、−CHFCF−が好ましく、合成が容易でありかつ良好な撥水撥油性を示すという観点から特に−CHFCF−が好ましい(Rfの具体例の各基の右側の結合の手はQと結合する手である。)。 Examples of Rf 3, -CF 2 -, - CF 2 CF 2 -, - CF (CF 3) -, - CF 2 CF 2 CF 2 -, - CF (CF 3) CF 2 -, - CF 2 CF (CF 3 ) —, —CHFCF 2 —, —CF 2 CHFCF 2 — and the like can be mentioned. Of these, -CF 2 CF 2 -, - CF (CF 3) -, - CHFCF 2 - are preferable, -CHFCF 2 from the viewpoint of synthesis shows the easy and good water and oil repellency - preferably (The bond on the right side of each group in the specific example of Rf 3 is a bond to Q).

Rfの具体例としては、例えば、下記の式[R−1]、式[R−2]、式[R−3]、式[R−4]で表される基が挙げられる。 Specific examples of Rf 0 include groups represented by the following formula [R-1], formula [R-2], formula [R-3], and formula [R-4].

Figure 2017074778
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Figure 2017074778
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Figure 2017074778
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Figure 2017074778
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式[R−1]で表される基の具体例としては、CFCFCFOCHFCF−、CFCFCFOCF(CF)CFOCHFCF−、CFCFCFOCF(CF)CFOCF(CF)CFOCHFCF−、CFCFCFOCF(CF)CFOCF(CF)CFOCF(CF)CFOCHFCF−が挙げられる。 Specific examples of the group represented by the formula [R-1] include CF 3 CF 2 CF 2 OCHFCF 2 —, CF 3 CF 2 CF 2 OCF (CF 3 ) CF 2 OCHFCF 2 —, CF 3 CF 2 CF 2. OCF (CF 3 ) CF 2 OCF (CF 3 ) CF 2 OCHFCF 2 —, CF 3 CF 2 CF 2 OCF (CF 3 ) CF 2 OCF (CF 3 ) CF 2 OCF (CF 3 ) CF 2 OCHFCF 2 — It is done.

また、式[R−2]、式[R−3]あるいは式[R−4]で表される基の具体例としては、上記の式[R−1]で表される基の具体例として挙げられた各構造の末端CHFCF基が、それぞれCF(CF)基、CFCF基あるいはCFCHFCFに置き替わった構造の基が挙げられる。 Specific examples of the group represented by the formula [R-2], the formula [R-3] or the formula [R-4] include the specific examples of the group represented by the above formula [R-1]. Examples include groups having a structure in which the terminal CHFCF 2 group of each of the listed structures is replaced with a CF (CF 3 ) group, a CF 2 CF 2 group, or CF 2 CHFCF 2 , respectively.

またRfとしては式[R−1]、式[R−2]、式[R−3]、式[R−4]のそれぞれの基における末端基CFCFCF基を炭素数が1〜7、好ましくは1〜6の直鎖または分岐のパーフルオロアルキル基に置き換えた構造であってもよい。当該パーフルオロアルキル基の例としては、CF−、CFCF−、(CFCF−、CFCFCFCF−、CFCFCFCFCF−、CFCFCFCFCFCF−があげられる。 In addition, as Rf 0 , the terminal group CF 3 CF 2 CF 2 group in each group of the formula [R-1], the formula [R-2], the formula [R-3], and the formula [R-4] The structure may be substituted with 1 to 7, preferably 1 to 6 linear or branched perfluoroalkyl groups. Examples of the perfluoroalkyl group include CF 3- , CF 3 CF 2- , (CF 3 ) 2 CF-, CF 3 CF 2 CF 2 CF 2- , CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2- , CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 —.

式[1]中のzは1〜3から選ばれる整数であるが、合成が容易である点からはzが1の場合がより好ましい。   Z in formula [1] is an integer selected from 1 to 3, but z is more preferably 1 from the viewpoint of easy synthesis.

式[1]におけるQの芳香核への結合位置は、芳香核とポリマー主鎖の結合位置に対してオルト位、メタ位、あるいはパラ位のいずれでもよいが、合成が容易である点や原料が入手しやすい点からはパラ位がより好ましい。   The bonding position of Q in the formula [1] to the aromatic nucleus may be any of the ortho position, the meta position, and the para position with respect to the bonding position of the aromatic nucleus and the polymer main chain. Is more preferable from the viewpoint of easy availability.

式[1]中の芳香核に結合している水素原子の一部又はすべてはフッ素原子で置換されていてもよいが、合成が容易である点からはフッ素原子で置換されていないものがより好ましい。   Some or all of the hydrogen atoms bonded to the aromatic nucleus in the formula [1] may be substituted with fluorine atoms, but from the viewpoint of easy synthesis, those not substituted with fluorine atoms are more preferred. preferable.

式[1]で表される繰り返し単位としては、下記式[1−1]で表される繰り返し単位がより好ましく、下記式[1−2]で表される繰り返し単位が特に好ましい。   As the repeating unit represented by the formula [1], a repeating unit represented by the following formula [1-1] is more preferable, and a repeating unit represented by the following formula [1-2] is particularly preferable.

Figure 2017074778
Figure 2017074778

(式[1−1]中、Yは水素原子またはメチル基であり、Qは炭素原子数が3以下であるエーテル結合を含有する2価基である。Rf01はRfa−O−[CF(CF)CFO]m1−[CFCFCFO]m2−[CFCFO]m3−[CFO]m4−Rfc−であって、Rfaは炭素数1〜6のパーフルオロアルキル基、m1、m2、m3、m4はそれぞれ0または1〜6から選ばれる整数であるとともに、m1+m2+m3+m4の和は0〜6であり、Rfcは炭素原子数が3以下の1個の水素原子を含んでも良いパーフルオロアルキレン基である。) (In Formula [1-1], Y 1 is a hydrogen atom or a methyl group, Q 1 is a divalent group containing an ether bond having 3 or less carbon atoms. Rf 01 is Rfa 1 —O—. [CF (CF 3) CF 2 O] m1 - [CF 2 CF 2 CF 2 O] m2 - [CF 2 CF 2 O] m3 - [CF 2 O] m4 -Rfc 1 - a a, Rfa 1 carbon The perfluoroalkyl groups of formulas 1 to 6, m1, m2, m3, and m4 are each an integer selected from 0 or 1 to 6, and the sum of m1 + m2 + m3 + m4 is 0 to 6, and Rfc 1 has 3 carbon atoms. (It is a perfluoroalkylene group which may contain one hydrogen atom below.)

は炭素原子数が3以下であるエーテル結合を含有する2価基であり、その例としては、例えば、−O−、−OCH−、−CHO−、−OCHCH−、−CHOCH−、または−CHOCHCH−等が挙げられる。Qとしては、−O−、−CHOCH−または−OCH−がより好ましく、−O−が特に好ましい。(Qの具体例の各基の右側の結合の手は、式[1−1]中のRfoと結合する手である。) Q 1 is a divalent group containing an ether bond having 3 or less carbon atoms. Examples thereof include —O—, —OCH 2 —, —CH 2 O—, —OCH 2 CH 2 —. , —CH 2 OCH 2 —, —CH 2 OCH 2 CH 2 — and the like. Q 1 is more preferably —O—, —CH 2 OCH 2 — or —OCH 2 —, and particularly preferably —O—. (The bond on the right side of each group in the specific example of Q 1 is a bond that binds to Rfo 1 in formula [1-1].)

m1+m2+m3+m4の和は、0または1〜6から選ばれる整数であり、0〜3が好ましく、0〜2がより好ましく、0〜1が特に好ましい。Rfoは炭素原子数が3以下の1個の水素原子を含んでも良いパーフルオロアルキレン基であり、その具体例としては、例えば、−CFCF−、−CF(CF)−、−CF−、−CFCHFCF−または−CHFCF−が挙げられる。Rfoとしては、−CF(CF)−または−CHFCF−がより好ましく、−CHFCF−が特に好ましい。(Rfoの具体例の各基の右側の結合の手は、式[1−1]中のQと結合する手である。) The sum of m1 + m2 + m3 + m4 is an integer selected from 0 or 1 to 6, preferably 0 to 3, more preferably 0 to 2, and particularly preferably 0 to 1. Rfo 1 is a perfluoroalkylene group that may contain one hydrogen atom having 3 or less carbon atoms. Specific examples thereof include —CF 2 CF 2 —, —CF (CF 3 ) —, — CF 2 —, —CF 2 CHFCF 2 — or —CHFCF 2 — may be mentioned. Rfo 1 is more preferably —CF (CF 3 ) — or —CHFCF 2 —, and particularly preferably —CHFCF 2 —. (The bond on the right side of each group in the specific example of Rfo 1 is the hand that binds to Q 1 in formula [1-1].)

式[1−1]におけるQの芳香核への結合位置は、芳香核とポリマー主鎖の結合位置に対してオルト位、メタ位、あるいはパラ位のいずれでもよいが、合成が容易である点や原料が入手しやすい点からはパラ位がより好ましい。 The bonding position of Q 1 to the aromatic nucleus in the formula [1-1] may be any of the ortho position, the meta position, and the para position with respect to the bonding position of the aromatic nucleus and the polymer main chain, but is easily synthesized. The para position is more preferable in terms of the point and the availability of raw materials.

Figure 2017074778
Figure 2017074778

(式[1−2]中、Yは水素原子またはメチル基、Lは0または1〜6から選ばれる整数、Rfaは炭素数1〜6のパーフルオロアルキル基である)。 (Wherein [1-2], Y 2 is a hydrogen atom or a methyl group, an integer L 1 is selected from 0 or 1 to 6, Rfa 2 is a perfluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms).

は0または1〜6から選ばれる整数であり、0〜4が好ましく、0〜2がより好ましく、0〜1が特に好ましい。また、Rfaは通常は炭素数1〜6のパーフルオロアルキル基であり、好ましくは炭素数2〜4のパーフルオロアルキル基であり、特に好ましくはCFCFCF−である。 L 1 is an integer selected from 0 or 1 to 6, preferably 0 to 4, more preferably 0 to 2, and particularly preferably 0 to 1. Rfa 2 is usually a C 1-6 perfluoroalkyl group, preferably a C 2-4 perfluoroalkyl group, and particularly preferably CF 3 CF 2 CF 2 —.

本発明において使用される式[1]、式[1−1]あるいは式[1−2]で表される繰り返し単位を含む含フッ素ポリスチレン誘導体は、p−ヒドロキシスチレン型の繰り返し単位を含有するポリマーやp−クロロメチルスチレン由来の繰り返し単位を含有するポリマー等の反応性基含有ポリスチレン誘導体と活性末端基を含有するパーフルオロ(ポリ)エーテル化合物あるいはポリフルオロ(ポリ)エーテル化合物との反応により製造することができる。例えば、p−ヒドロキシスチレン型の繰り返し単位を含有するポリマーとCF=CF−[OCFCF(CF)]L1−ORfa型モノマー(L,Rfaは式[1−2]と同じ)の付加反応により式[1−2]の繰り返し単位を含むポリスチレン誘導体を製造することができる。また、CH=CY−Ph−[Q−Rfo]構造を有するモノマー(Y,Q,Rfo及びzは式[1]と同じ)の共重合によっても式[1]で表される繰り返し単位を含む含フッ素ポリスチレン誘導体を製造することができる。 The fluorine-containing polystyrene derivative containing a repeating unit represented by formula [1], formula [1-1] or formula [1-2] used in the present invention is a polymer containing a p-hydroxystyrene type repeating unit. And a reactive group-containing polystyrene derivative such as a polymer containing a repeating unit derived from p-chloromethylstyrene and a perfluoro (poly) ether compound or a polyfluoro (poly) ether compound containing an active terminal group. be able to. For example, a polymer containing a repeating unit of p-hydroxystyrene type and CF 2 = CF— [OCF 2 CF (CF 3 )] L 1 —ORfa 2 type monomer (L 1 and Rfa 2 are the same as those in the formula [1-2]. ), A polystyrene derivative containing a repeating unit of the formula [1-2] can be produced. The repeating unit represented by the formula [1] is also obtained by copolymerization of a monomer having a CH 2 ═CY—Ph— [Q—Rfo] Z structure (Y, Q, Rfo and z are the same as those in the formula [1]). The fluorine-containing polystyrene derivative containing can be manufactured.

本発明の架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体中の式[1]、式[1−1]あるいは式[1−2]で表される繰り返し単位の含有量は1質量%以上99質量%以下であるが、その用途や期待効果に応じて様々な式[1]で表される繰り返し単位の含有量の含フッ素ポリスチレン誘導体が使用可能である。すなわち、本発明の含フッ素ポリスチレン誘導体中の式[1]で表される繰り返し単位の含有量は、1質量%以上99質量%以下の範囲から適宜選択される。例えば、本発明の含フッ素ポリスチレン誘導体中の式[1]で表される繰り返し単位の含有量の下限は、通常は1質量%以上であるが、用途に応じて、5質量%以上、10質量%以上、30質量%以上あるいは50質量%以上の範囲が採用される。また、当該繰り返し単位の含有量の上限は通常は99質量%以下であるが、用途に応じて、90質量%以下、80質量%以下、あるいは90質量%以下の範囲が採用される。   The content of the repeating unit represented by formula [1], formula [1-1] or formula [1-2] in the crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative of the present invention is 1% by mass or more and 99% by mass or less. However, fluorine-containing polystyrene derivatives having various repeating unit contents represented by the formula [1] can be used depending on the application and expected effects. That is, the content of the repeating unit represented by the formula [1] in the fluorine-containing polystyrene derivative of the present invention is appropriately selected from the range of 1% by mass to 99% by mass. For example, the lower limit of the content of the repeating unit represented by the formula [1] in the fluorine-containing polystyrene derivative of the present invention is usually 1% by mass or more, but depending on the use, 5% by mass or more and 10% by mass. % Or more, 30 mass% or more, or 50 mass% or more is adopted. Moreover, although the upper limit of the content of the repeating unit is usually 99% by mass or less, a range of 90% by mass or less, 80% by mass or less, or 90% by mass or less is adopted depending on the application.

本発明の架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体には、前記の式[1]で表される繰り返し単位の他に架橋基を含有する繰り返し単位を1質量%以上95質量%以下の範囲で含有する。本発明の架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体中の架橋基含有繰り返し単位としては、例えば、活性水素含有基、炭素―炭素多重結合、エポキシ基、イソシアネート基及びアルコキシシラン基の中から選ばれる架橋基の少なくとも一種類を含有する繰り返し単位が好ましい。活性水素含有基の例としては、例えば水酸基(フェノール性水酸基、アルコール性水酸基)、アミノ基、チオール基、カルボキシル基等が挙げられる。炭素―炭素多重結合含有基の例としては、例えば、アクリレート基、メタアクリレート基、スチレニル基、アリル基、ビニルオキシ基、トリフルオロビニルオキシ基(CF=CFO−基)、マレイミド基等の炭素―炭素二重結合含有基、あるいはプロパルギル基やエチニル基等の炭素―炭素三重結合含有基等が挙げられる。エポキシ基としては、例えば様々な基に連結したグリシジル基が挙げられる。イソシアネート基としては脂肪族イソシアネート基あるいは芳香族イソシアネート基が挙げられる。また、アルコキシシラン基としては、トリアルコキシシラン基、ジアルコキシモノアルキルシラン基やモノアルコキシジアルキルシラン基等が挙げられる。 The crosslinking group-containing fluorine-containing polystyrene derivative of the present invention contains a repeating unit containing a crosslinking group in the range of 1% by mass to 95% by mass in addition to the repeating unit represented by the formula [1]. The crosslinkable group-containing repeating unit in the crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative of the present invention includes, for example, an active hydrogen-containing group, a carbon-carbon multiple bond, an epoxy group, an isocyanate group, and an alkoxysilane group. A repeating unit containing at least one kind is preferred. Examples of the active hydrogen-containing group include a hydroxyl group (phenolic hydroxyl group, alcoholic hydroxyl group), amino group, thiol group, carboxyl group and the like. Examples of carbon-carbon multiple bond-containing groups include, for example, carbons such as acrylate groups, methacrylate groups, styryl groups, allyl groups, vinyloxy groups, trifluorovinyloxy groups (CF 2 = CFO- groups), maleimide groups, etc. Examples thereof include a carbon double bond-containing group or a carbon-carbon triple bond-containing group such as a propargyl group or an ethynyl group. Examples of the epoxy group include glycidyl groups linked to various groups. Examples of the isocyanate group include aliphatic isocyanate groups and aromatic isocyanate groups. Examples of the alkoxysilane group include trialkoxysilane groups, dialkoxymonoalkylsilane groups, and monoalkoxydialkylsilane groups.

当該架橋基を含有する繰り返し単位中の架橋基は、様々な方式で架橋反応をすることができる。その例としては、例えば以下のような架橋反応を挙げることができる。   The crosslinking group in the repeating unit containing the crosslinking group can undergo a crosslinking reaction in various ways. Examples thereof include the following crosslinking reactions.

(i) 活性水素型架橋基と多官能性物質との反応で架橋するタイプ(例:活性水素(アルコール、フェノール、アミン、チオール、カルボン酸等)型架橋基と多官能性化合物(多価イソシアネート、多価エポキシ等)との反応による架橋) (I) A type that crosslinks by a reaction between an active hydrogen type crosslinkable group and a polyfunctional substance (eg, active hydrogen (alcohol, phenol, amine, thiol, carboxylic acid, etc.) type crosslinkable group and a polyfunctional compound (polyvalent isocyanate) , Crosslinking by reaction with polyhydric epoxy, etc.)

(ii) 高活性架橋基と多官能性物質との反応で架橋するタイプ(例:イソシアネート型架橋基やエポキシ基型架橋基と多価活性水素化合物(多価アルコール、多価フェノール、多価アミン、多価チオール、多価カルボン酸型化合物)との反応による架橋) (Ii) A type that crosslinks by a reaction between a highly active crosslinking group and a polyfunctional substance (eg, an isocyanate type crosslinking group or an epoxy group type crosslinking group and a polyvalent active hydrogen compound (polyhydric alcohol, polyhydric phenol, polyvalent amine) , Polythiols, polycarboxylic acid type compounds))

(iii) 単一種類の架橋基が重合して架橋するタイプ(例:(メタ)アクリレート型架橋基、スチレニル型架橋基、エポキシ型架橋基、オキセタン型架橋基、エピスルフイド型架橋基等。重合方式の例:ラジカル重合、カチオン重合、アニオン重合、熱重合、UV照射) (Iii) A type in which a single type of crosslinking group is polymerized to crosslink (eg, (meth) acrylate type crosslinking group, styryl type crosslinking group, epoxy type crosslinking group, oxetane type crosslinking group, episulfide type crosslinking group, etc.) Examples: radical polymerization, cationic polymerization, anionic polymerization, thermal polymerization, UV irradiation)

(iV) 単一種類の架橋基がいくつか連結して架橋するタイプ(例:エチニル又はプロパルギル型架橋基、アルコキシシラン型架橋基、トリフルオロビニルオキシ型架橋基等) (IV) A type in which several types of crosslinkable groups are linked to form a crosslink (eg, ethynyl or propargyl type crosslinkable group, alkoxysilane type crosslinkable group, trifluorovinyloxy type crosslinkable group, etc.)

本発明の架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体中の架橋基を含有する繰り返し単位の具体例を以下に例示するがこれに限定されるものではない。   Although the specific example of the repeating unit containing the crosslinking group in the crosslinking group containing fluorine-containing polystyrene derivative of this invention is illustrated below, it is not limited to this.

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上記のような本発明の架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体中の架橋基含有繰り返し単位は様々な方法で導入することができる。   The crosslinkable group-containing repeating unit in the crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative of the present invention as described above can be introduced by various methods.

例えば、p−ヒドロキシスチレン単位を繰り返し単位として含有するポリマーは、p−アセトキシスチレン由来の繰り返し単位を含有するポリマーの加水分解反応等により製造できる。当該p−ヒドロキシスチレン単位部は、フェノール性の活性水素型架橋基として使用できる。更に、当該p−ヒドロキシスチレン単位部は、その高い反応性を利用して様々な架橋基含有繰り返し単位へ容易に変換できる。その例としては、例えば、p−ヒドロキシスチレン単位部の―OH基を下記のような様々な種類の架橋基へ変換する例が挙げられる。また、2−ヒドロキシエチルメタクリレートや2−ヒドロキシプロピルメタクリレート等の繰り返し単位を含有する共重合体の脂肪族アルコール基も同様に下記のような様々な種類の架橋基へ変換することが出来る。   For example, a polymer containing a p-hydroxystyrene unit as a repeating unit can be produced by a hydrolysis reaction of a polymer containing a repeating unit derived from p-acetoxystyrene. The p-hydroxystyrene unit can be used as a phenolic active hydrogen type crosslinking group. Furthermore, the p-hydroxystyrene unit can be easily converted into various repeating units containing a crosslinking group using its high reactivity. Examples thereof include an example in which the —OH group of the p-hydroxystyrene unit is converted into various types of crosslinking groups as described below. Moreover, the aliphatic alcohol group of the copolymer containing repeating units, such as 2-hydroxyethyl methacrylate and 2-hydroxypropyl methacrylate, can be similarly converted into various types of crosslinking groups as described below.

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本発明の架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体中の架橋基含有繰り返し単位は、各種の架橋基を含有するビニル重合性モノマーと式[1]、式[1−1]あるいは式[1−2]で表される繰り返し単位を形成するポリスチレン誘導体モノマーとの共重合により導入することも出来る。そのような利用法が可能な架橋基を含有するビニル重合性(ラジカル重合性、カチオン重合性、アニオン重合性)モノマーの例を以下に示すがこれに限定されるものではない。また、さらにビニル重合性のモノマー中の活性水素基やイソシアネート基のような活性基を保護基で安定化しておいて共重合した後、保護基を外して活性化する方法も有効である。   The crosslinkable group-containing repeating unit in the crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative of the present invention is represented by the vinyl polymerizable monomer containing various crosslinkable groups and the formula [1], formula [1-1] or formula [1-2]. It can also introduce | transduce by copolymerization with the polystyrene derivative monomer which forms the repeating unit represented. Examples of vinyl polymerizable (radical polymerizable, cationic polymerizable, anionic polymerizable) monomers containing a crosslinking group that can be used in this way are shown below, but are not limited thereto. Further, it is also effective to stabilize the active group such as an active hydrogen group or isocyanate group in the vinyl polymerizable monomer with a protective group, copolymerize it, and then remove the protective group for activation.

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本発明の架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体中の架橋基含有繰り返し単位の含有量は1質量%以上50質量%以下であるが、その用途や期待効果に応じて様々な架橋基含有繰り返し単位の含有量の含フッ素ポリスチレン誘導体が使用可能である。すなわち、本発明の架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体中の架橋基含有繰り返し単位の含有量は、通常は1質量%以上95質量%以下の範囲から選ばれるが、好ましくは、1質量%以上80質量%以下、1質量%以上60質量%以下あるいは1質量%以上50質量%以下の範囲から選ばれる。なお、架橋基含有繰り返し単位の含有量が、1質量%未満の場合には架橋による特性改善効果が不十分なので好ましくない。なお、本発明の架橋基含有フッ素ポリスチレン誘導体中の架橋基含有繰り返し単位は一種類であっても良いし、複数種類であっても良い。   The content of the crosslinkable group-containing repeating unit in the crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative of the present invention is 1% by mass or more and 50% by mass or less. An amount of fluorine-containing polystyrene derivative can be used. That is, the content of the crosslinking group-containing repeating unit in the crosslinking group-containing fluorine-containing polystyrene derivative of the present invention is usually selected from the range of 1% by mass to 95% by mass, preferably 1% by mass to 80% by mass. % Or less, 1 mass% or more and 60 mass% or less, or 1 mass% or more and 50 mass% or less. In addition, when the content of the crosslinking group-containing repeating unit is less than 1% by mass, the effect of improving properties by crosslinking is insufficient, such being undesirable. In addition, the crosslinking group containing repeating unit in the crosslinking group containing fluorine polystyrene derivative of this invention may be one type, and may be multiple types.

本発明の架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体には、式[1]、式[1−1]あるいは式[1−2]で表される繰り返し単位と架橋基含有繰り返し単位以外に、当該架橋体の特性を調整するために様々な構造の繰り返し単位を一種類あるいは複数種類含んでいても良い。   In addition to the repeating unit represented by the formula [1], the formula [1-1] or the formula [1-2] and the crosslinking group-containing repeating unit, the crosslinked group-containing fluorine-containing polystyrene derivative of the present invention includes: In order to adjust the characteristics, one type or a plurality of types of repeating units having various structures may be included.

例えば、式[1]、式[1−1]あるいは式[1−2]で表される繰り返し単位と架橋基含有繰り返し単位以外の繰り返し単位として、ラジカル重合性、カチオン重合性、あるいはアニオン重合性の各種のモノマー単位を一種類あるいは複数種類含んでいても良い。当該重合性モノマーの具体例としては、例えば、αメチルスチレン、p−メチルスチレン、p−アルコキシスチレン、p−アセトキシスチレン、p−ヒドロキシスチレン(脱保護基反応を利用して合成される)等の各種置換スチレン、無置換スチレン、ビニルナフタレン、アセナフチレン、無水マレイン酸あるいはその誘導体、マレイミド誘導体、(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミドとその誘導体、各種(メタ)アクリル酸エステル、含フッ素(メタ)アクリル酸エステル、各種含フッ素オレフィン、各種カルボン酸ビニルあるいは各種ビニルエーテル等の様々な重合性モノマーが挙げられる。   For example, as a repeating unit other than the repeating unit represented by the formula [1], the formula [1-1] or the formula [1-2] and the repeating unit containing a crosslinking group, radical polymerizable, cationic polymerizable or anionic polymerizable These monomer units may contain one kind or a plurality of kinds. Specific examples of the polymerizable monomer include, for example, α-methyl styrene, p-methyl styrene, p-alkoxy styrene, p-acetoxy styrene, p-hydroxy styrene (synthesized using a deprotection group reaction), and the like. Various substituted styrene, unsubstituted styrene, vinyl naphthalene, acenaphthylene, maleic anhydride or its derivatives, maleimide derivatives, (meth) acrylonitrile, (meth) acrylamide and its derivatives, various (meth) acrylic acid esters, fluorine-containing (meth) acrylic Examples include various polymerizable monomers such as acid esters, various fluorine-containing olefins, various vinyl carboxylates, and various vinyl ethers.

本発明の架橋基含有フッ素ポリスチレン誘導体には、式[1]、式[1−1]あるいは式[1−2]で表される繰り返し単位と架橋基含有繰り返し単位以外の繰り返し単位を、本発明の架橋基含有フッ素ポリスチレン誘導体の総質量に対して0質量%以上90質量%以下、0質量%以上60質量%以下あるいは0質量%以上40質量%以下の範囲の量で含んでいても良い。   In the crosslinkable group-containing fluoropolystyrene derivative of the present invention, a recurring unit other than the recurring unit represented by the formula [1], the formula [1-1] or the formula [1-2] and the recurring group-containing recurring unit, The crosslinking group-containing fluoropolystyrene derivative may be contained in an amount in the range of 0 to 90% by mass, 0 to 60% by mass, or 0 to 40% by mass.

上記の式[1]で表される繰り返し単位と架橋基含有繰り返し単位以外の繰り返し単位を含む架橋基含有ポリスチレン誘導体の製造方法としては、例えば、1)p−ヒドロキシスチレン単位、架橋基含有繰り返し単位と各種モノマー単位からなる共重合体中のフェノール性水酸基へのCF=CF−[OCFCF(CF)]L1−ORfaのような活性末端基含有パーフルオロ(ポリ)エーテル化合物(L,Rfaは式[1−2]と同じ)の付加反応による製造方法、あるいは、2)CH=CY−Ph−[Q−Rf構造を有するモノマー(Y,Q,Rf及びzは式[1]と同じ)、架橋基含有モノマーと各種コモノマーとの共重合による製造方法が挙げられるが、これに限定されるものではない。 Examples of a method for producing a crosslinking group-containing polystyrene derivative containing a repeating unit other than the repeating unit represented by the above formula [1] and a crosslinking group-containing repeating unit include 1) p-hydroxystyrene unit and crosslinking group-containing repeating unit. and CF to the phenolic hydroxyl group of the copolymer composed of various monomeric units 2 = CF- [OCF 2 CF ( CF 3)] L1 active end group-containing perfluoro like -ORfa 2 (poly) ether compound (L 1 , Rfa 2 is the same as the production method by the addition reaction of the formula [1-2], or 2) a monomer having a CH 2 ═CY—Ph— [Q—Rf o ] Z structure (Y, Q, Rf o And z are the same as those in the formula [1]), and a production method by copolymerization of a crosslinking group-containing monomer and various comonomers can be mentioned, but is not limited thereto.

本発明に使用される架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体としては、様々な製造方法で製造される様々な構造・シークエンスの重合体が使用可能である。例えば、本発明の架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体は、ラジカル共重合、カチオン共重合あるいはアニオン共重合等の様々な共重合方式で製造することが出来る。更には、そのような共重合で製造された共重合体に含まれる反応活性基を他の種類の反応活性基に変換して所望の架橋反応性を有するポリマーを製造することもできる。また、本発明の架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体は、ランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体あるいは星型ポリマー等の様々な構造のポリマーが使用可能である。   As the crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative used in the present invention, polymers having various structures and sequences produced by various production methods can be used. For example, the crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative of the present invention can be produced by various copolymerization methods such as radical copolymerization, cation copolymerization or anion copolymerization. Furthermore, a polymer having a desired crosslinking reactivity can be produced by converting a reactive group contained in the copolymer produced by such copolymerization into another type of reactive group. Further, the crosslinking group-containing fluorine-containing polystyrene derivative of the present invention can use polymers having various structures such as a random copolymer, a block copolymer, a graft copolymer or a star polymer.

「前記の式[1]、式[1−1]あるいは式[1−2]で表される繰り返し単位を1質量%以上99質量%以下と架橋基含有繰り返し単位を1質量%以上95質量%以下の範囲で含有する架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体」、あるいは、「前記の<1>ないし<4>項に記載の架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜の作製に使用される架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体」は、下記のような様々な優れた特性(撥水撥油性、耐熱性、耐候性、密着性、表面硬度等)を有する本発明の新規コーティング膜および新規複合材料を形成するために必須の新規材料である。   “The repeating unit represented by the formula [1], the formula [1-1] or the formula [1-2] is 1% by mass to 99% by mass and the crosslinking group-containing repeating unit is 1% by mass to 95% by mass. Crosslinking group-containing fluorine-containing polystyrene derivative contained in the following range ”or“ crosslinking group-containing fluorine-containing polystyrene used for producing a crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film according to <1> to <4> above ” “Derivatives” are essential for forming the novel coating film and novel composite material of the present invention having various excellent properties (water / oil repellency, heat resistance, weather resistance, adhesion, surface hardness, etc.) as described below. New material.

<架橋性樹脂組成物溶液>
本発明における架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体を含有する「架橋性樹脂組成物溶液」とは当該架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体を含有する架橋反応が可能な組成物を溶解した均一溶液を意味する。
<Crosslinkable resin composition solution>
The “crosslinkable resin composition solution” containing a crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative in the present invention means a uniform solution in which a composition capable of a crosslinking reaction containing the crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative is dissolved.

当該架橋性樹脂組成物溶液の例としては、例えば、a)単独で架橋反応が可能な当該架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体を溶解した均一溶液、b)当該架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体と当該架橋基と反応する多官能性化合物の混合物を溶解した均一溶液、c)当該架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体と当該架橋基の重合開始剤との混合物を溶解した均一溶液、d)前記のa)〜c)の溶液に更にフッ素系樹脂及び非フッ素系樹脂から選ばれる少なくとも一種類の他のポリマーを加えた均一溶液、あるいはe)前記のa)〜d)の溶液更に様々な添加剤(樹脂特性改質剤や着色剤等)を加えた均一溶液等が挙げられる。   Examples of the crosslinkable resin composition solution include, for example, a) a uniform solution in which the crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative capable of undergoing a crosslinking reaction alone is dissolved; b) the crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative and the crosslinkable A homogeneous solution in which a mixture of polyfunctional compounds that react with groups is dissolved, c) a homogeneous solution in which a mixture of the crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative and the polymerization initiator of the crosslinkable group is dissolved, d) a) to a) above a uniform solution in which at least one other polymer selected from a fluororesin and a non-fluorine resin is further added to the solution of c), or e) the solutions a) to d) above, and various additives (resin properties) And uniform solutions to which modifiers and coloring agents are added.

a)の例としては、例えば、熱架橋可能な置換基(例:エチニル基、エピスルフィド基、トリフルオロビニルオキシ基等)含有体、あるいはUV架橋可能な置換基(メタアクリル基、アクリル基、スチレニル基等)を含有する含フッ素ポリスチレン誘導体等を溶解した均一溶液が挙げられる。   Examples of a) include, for example, a thermally crosslinkable substituent (eg, ethynyl group, episulfide group, trifluorovinyloxy group, etc.) or a UV crosslinkable substituent (methacryl group, acrylic group, styryl). And a homogeneous solution in which a fluorine-containing polystyrene derivative containing a group or the like is dissolved.

b)の例としては、例えば、エポキシ基やイソシアネート基を架橋基として含有する本発明の含フッ素ポリスチレン誘導体と多価アルコールや多価アミンとの混合物を溶解した均一溶液、フェノール性水酸基や脂肪族アルコール基を架橋基として含有する本発明の含フッ素ポリスチレン誘導体と多価エポキシ化合物や多価イソシアネート基との混合物を溶解した均一溶液、あるいはエステル基含有含フッ素ポリスチレン誘導体と多価アミンの混合物等を溶解した均一溶液が例示される。具体的には、例えば、既存のポリオール含有硬化性塗料のポリオールの替りに各種水酸基を架橋基として含有する本発明の含フッ素ポリスチレン誘導体を添加した均一溶液、あるいは、多価エポキシ化合物や多価イソシアネート基を含有する既存の硬化性塗料のポリオールの替りにエポキシ基やイソシアネート基を架橋基として含有する本発明の含フッ素ポリスチレン誘導体を添加した均一溶液が挙げられる。   Examples of b) include, for example, a homogeneous solution in which a mixture of the fluorine-containing polystyrene derivative of the present invention containing an epoxy group or an isocyanate group as a crosslinking group and a polyhydric alcohol or polyamine is dissolved, a phenolic hydroxyl group or an aliphatic group. A homogeneous solution in which a mixture of the fluorine-containing polystyrene derivative of the present invention containing an alcohol group as a crosslinking group and a polyvalent epoxy compound or a polyvalent isocyanate group is dissolved, or a mixture of an ester group-containing fluorine-containing polystyrene derivative and a polyvalent amine, etc. A dissolved homogeneous solution is exemplified. Specifically, for example, instead of the polyol of the existing polyol-containing curable coating, a homogeneous solution to which the fluorine-containing polystyrene derivative of the present invention containing various hydroxyl groups as crosslinking groups is added, or a polyvalent epoxy compound or a polyvalent isocyanate Examples include a uniform solution in which the fluorine-containing polystyrene derivative of the present invention containing an epoxy group or an isocyanate group as a crosslinking group is added in place of the polyol of the existing curable paint containing a group.

c)の例としては、例えば、各種のビニル重合性置換基(メタアクリレート基、アクリレート基、スチレニル基、ビニルエーテル基)を含有する含フッ素ポリスチレン誘導体とその重合開始剤(ラジカル重合開始剤、アニオン重合開始剤、カチオン重合開始剤、各種の光重合開始剤等)を含む混合物、あるいは、各種の開環重合性置換基(エポキシ基、オキセタン基、環状エステル構造含有基、環状アミド構造含有基等)を含有する含フッ素ポリスチレン誘導体とその重合開始剤を含む混合物を溶解した均一溶液が例示される。なお、このタイプの架橋性樹脂組成物の場合には、さらに当該架橋基と共重合可能な単官能性あるいは多官能性のビニル重合性モノマーや開環重合性モノマーを含んでいても良い。   Examples of c) include, for example, fluorine-containing polystyrene derivatives containing various vinyl polymerizable substituents (methacrylate groups, acrylate groups, styryl groups, vinyl ether groups) and polymerization initiators thereof (radical polymerization initiators, anionic polymerizations). Mixtures containing initiators, cationic polymerization initiators, various photopolymerization initiators, etc.) or various ring-opening polymerizable substituents (epoxy groups, oxetane groups, cyclic ester structure-containing groups, cyclic amide structure-containing groups, etc.) And a homogeneous solution in which a mixture containing a fluorine-containing polystyrene derivative containing a polymerization initiator and its polymerization initiator is dissolved. In the case of this type of crosslinkable resin composition, it may further contain a monofunctional or polyfunctional vinyl polymerizable monomer or ring-opening polymerizable monomer copolymerizable with the crosslinkable group.

d)に記載の添加樹脂としては溶媒に可溶な様々な樹脂が挙げられる。非フッ素系樹脂の例としては、例えば、ポリスチレンやポリ-α-メチルスチレンのような各種スチレン系樹脂、ポリメタクリル酸メチルのような各種アクリル系樹脂、トリアセチルセルロースのような改質セルロース系ポリマー、ポリエチレンテレフタレートで代表される各種ポリエステル系樹脂や各種ポリカーボネート系樹脂等の重縮合ポリマー、各種の重付加ポリマー等が挙げられる。また、フッ素系樹脂としては、含フッ素アクリレートポリマーや含フッ素オレフィンのような各種含フッ素ポリマーが挙げられる。当該架橋性樹脂組成物溶液では、添加ポリマーの特性に応じて架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜の特性を大きく変性できるので、目的に応じてコーティング膜の特性が調整可能となる。上記の各種の添加樹脂の中でも、特に非フッ素系樹脂の場合が、低コストで優れた表面特性を実現できるので有用である。   Examples of the additive resin described in d) include various resins that are soluble in a solvent. Examples of non-fluorine resins include, for example, various styrene resins such as polystyrene and poly-α-methylstyrene, various acrylic resins such as polymethyl methacrylate, and modified cellulose polymers such as triacetyl cellulose. And polycondensation polymers such as various polyester resins represented by polyethylene terephthalate and various polycarbonate resins, and various polyaddition polymers. In addition, examples of the fluorine-based resin include various fluorine-containing polymers such as fluorine-containing acrylate polymers and fluorine-containing olefins. In the crosslinkable resin composition solution, the characteristics of the crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative coating film can be greatly modified according to the characteristics of the added polymer, so that the characteristics of the coating film can be adjusted according to the purpose. Among the various additive resins described above, the non-fluorine resin is particularly useful because it can realize excellent surface characteristics at a low cost.

e)の例としては、例えば、上記のa)〜d)に記載の溶液に更に各種の樹脂特性改質剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、フィラー、や着色剤等の各種の添加剤を加えた均一溶液が挙げられる。当該架橋性樹脂組成物溶液は基本的には均一溶液であるが、目的によっては、均一溶液に更にフイラー等の不溶性物質を添加した懸濁溶液でもよい。   As an example of e), for example, various additives such as various resin property modifiers, antioxidants, ultraviolet absorbers, fillers, and colorants are further added to the solutions described in the above a) to d). The added uniform solution is mentioned. The crosslinkable resin composition solution is basically a homogeneous solution, but depending on the purpose, a suspension solution in which an insoluble substance such as a filler is further added to the homogeneous solution may be used.

これらの「架橋性樹脂組成物溶液」を各種の基材上に塗布した後に、必要に応じて乾燥した後、架橋処理することにより「架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜」や「架橋含フッ素ポリスチレン誘導体でコートされた複合材料」を作製することができる。
本発明の架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体は、優れた撥水撥油性を示す含フッ素ポリマーであるにもかかわらず含フッ素有機溶媒だけでなく様々な非フッ素系有機溶媒にも良好な溶解性を示すことが分った。その溶解特性を利用することにより、本発明の架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体はフッ素系物質だけでなく様々な非フッ素系物質とも均一溶液を形成することが可能となり、上記の各種の均一な架橋性樹脂組成物溶液が実現出来た。
After coating these “crosslinkable resin composition solutions” on various substrates, drying is carried out as necessary, and then crosslinking treatment is carried out to obtain “crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film” or “crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative”. Can be produced.
The crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative of the present invention has good solubility not only in fluorine-containing organic solvents but also in various non-fluorine organic solvents, despite being a fluorine-containing polymer exhibiting excellent water and oil repellency. I found out that By utilizing the solubility characteristics, the crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative of the present invention can form a uniform solution with not only fluorine-based materials but also various non-fluorine-based materials. A functional resin composition solution could be realized.

一方、従来の炭素数が8以上の長鎖で剛直なパーフルオロアルキル鎖を有する(メタ)アクリル酸エステル系重合体の場合には、高い撥水・撥油性を示す高フッ素含有率ポリマーはフッ素系有機溶媒にしか良好な溶解性を示さない。したがって、長鎖パーフルオロアルキル基含有(メタ)アクリル酸エステル系重合体は、フッ素系溶媒には溶解しない各種の非フッ素系ポリマーとの均一溶液を形成することは困難である。また、例え長鎖パーフルオロアルキル基含有(メタ)アクリル酸エステル系重合体に本発明と同様の架橋基を導入したとしても、非フッ素系の多官能性化合物(多価アルコールや多価アミン等)との均一溶液を形成することは困難であるので均一な架橋性組成物形成には大きな制約がある。
したがって、本発明の架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体を含む均一な架橋性樹脂組成物溶液を基材にコートした後に架橋処理して形成される「架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜」および「架橋含フッ素ポリスチレン誘導体でコートされた複合材料」は、従来の長鎖パーフルオロアルキル基含有(メタ)アクリル酸エステル系重合体よりなる撥水撥油剤に関する知見からは予測困難であり、本発明者らの検討により初めて実現されたものである。
On the other hand, in the case of a conventional (meth) acrylic acid ester polymer having a long chain having a carbon number of 8 or more and a rigid perfluoroalkyl chain, a high fluorine content polymer exhibiting high water and oil repellency is fluorine. Good solubility only in organic solvents. Therefore, it is difficult for the long-chain perfluoroalkyl group-containing (meth) acrylic acid ester-based polymer to form a uniform solution with various non-fluorinated polymers that are not soluble in the fluorine-based solvent. In addition, even if a crosslinking group similar to the present invention is introduced into a long-chain perfluoroalkyl group-containing (meth) acrylic acid ester polymer, a non-fluorinated polyfunctional compound (such as a polyhydric alcohol or a polyamine) It is difficult to form a uniform solution with), so that there is a great limitation in forming a uniform crosslinkable composition.
Accordingly, the “crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film” and the “crosslinked fluorine-containing film” formed by coating the substrate with the uniform crosslinkable resin composition solution containing the crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative of the present invention and then crosslinking. “Composite material coated with polystyrene derivatives” is difficult to predict from the knowledge of conventional water- and oil-repellent agents comprising a long-chain perfluoroalkyl group-containing (meth) acrylic acid ester polymer. It was realized for the first time.

本発明の架橋性樹脂組成物溶液から揮発性溶剤を除いた不揮発性成分中の架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体の含有量は、通常は0.1質量%以上100質量%以下の範囲である。当該不揮発性分における架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体の含有量は、架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体の組成や各種の添加成分の種類、あるいは架橋体に期待される特性等に応じて適宜選択される。すなわち、当該不揮発組成物における架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体の含有量の下限は通常は0.1質量%であるが、特に優れた撥水撥油性を発現するためには、1.0質量%が好ましく、10.0質量%がより好ましく、20.0質量%あるいは40.0質量%が特に好ましい。また、当該架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体の含有量の上限は通常は100質量%であるが、目的とする特性に応じて、99.0質量%、95.0質量%、90.0質量%、70.0質量%あるいは50.0質量%等の上限が選ばれる。   The content of the crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative in the non-volatile component obtained by removing the volatile solvent from the crosslinkable resin composition solution of the present invention is usually in the range of 0.1% by mass to 100% by mass. The content of the crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative in the nonvolatile content is appropriately selected according to the composition of the crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative, the types of various additive components, the properties expected of the crosslinked product, and the like. . That is, the lower limit of the content of the crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative in the nonvolatile composition is usually 0.1% by mass, but in order to express particularly excellent water and oil repellency, 1.0% by mass Is preferable, 10.0% by mass is more preferable, and 20.0% by mass or 40.0% by mass is particularly preferable. Moreover, although the upper limit of the content of the crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative is usually 100% by mass, it is 99.0% by mass, 95.0% by mass, 90.0% by mass depending on the intended properties. , 70.0% by mass or 50.0% by mass or the like is selected.

本発明の架橋性樹脂組成物溶液に使用される溶剤は、溶解物質の種類や用途に応じて非ハロゲン系溶剤やハロゲン系溶剤等の各種の溶剤から選択される。非ハロゲン系溶剤としては、例えば、アセトンやメチルエチルケトン(MEK)などのケトン系溶剤、酢酸エチルや酢酸ブチルなどのエステル系溶剤、n−ヘキサン、シクロヘキサン、イソヘキサンやn−ヘプタン等の脂肪族炭化水素系溶剤、トルエンやキシレンなどの芳香族炭化水素系溶剤、アニソール、ジメチルアニリンやピリジンのようなヘテロ原子含有芳香族系溶媒、トリエチルアミンやジエチルアミンのような窒素原子含有溶媒、ジメチルホルミアミドやジメチルアセトアミドのようなアミド系溶媒、ジメチルスルホキシドのようなイオウ原子含有溶媒、ジオキサンやテトラヒドロフラン(THF)等の環状エーテル系溶剤、ジ−n−ブチルエーテルやメチル-t-ブチルエーテル等のエーテル系溶剤、モノグライムやジグライムのようなグライム系溶媒、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブやセロソルブアセテート等のセロソルブ系溶剤、エチルアルコール、イソプロピルアルコールやn−ブチルアルコールなどのアルコール系溶剤があげられる。   The solvent used in the crosslinkable resin composition solution of the present invention is selected from various solvents such as a non-halogen solvent and a halogen solvent depending on the type and use of the dissolved substance. Non-halogen solvents include, for example, ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone (MEK), ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate, and aliphatic hydrocarbons such as n-hexane, cyclohexane, isohexane and n-heptane. Solvents, aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene, heteroatom-containing aromatic solvents such as anisole, dimethylaniline and pyridine, nitrogen atom-containing solvents such as triethylamine and diethylamine, dimethylformamide and dimethylacetamide Such as amide solvents, sulfur atom-containing solvents such as dimethyl sulfoxide, cyclic ether solvents such as dioxane and tetrahydrofuran (THF), ether solvents such as di-n-butyl ether and methyl-t-butyl ether, monoglyme and diglyme Yo A glyme-based solvent, ethyl cellosolve, cellosolve solvents such as butyl cellosolve and cellosolve acetate, ethyl alcohol, alcohol-based solvents such as isopropyl alcohol or n- butyl alcohol and the like.

ハロゲン系溶剤としては、パーフルオロヘキサンやパーフルオロシクロヘキサンのようなパーフルオロカーボン(PFC)系溶媒、CFCFCHFCHFCFやc−Cのようなハイドロフルオロカーボン(HFC)系溶媒、CClFCFCHClFやCFCFCHClのようなハイドロクロロフルオロカーボン(HCFC)系溶媒、COCHやCOCのようなハイドロフルオロエーテル(HFE)系溶媒、パーフルオロポリエーテル(PFPE)系溶媒、ハイドロフルオロポリエーテル(HFPE)系溶媒、1,3−ビストリフルオロメチルベンゼンやヘキサフルオロベンゼン等の含フッ素芳香族系溶媒などの各種のフッ素系溶剤、あるいはジクロロメタン、トリクロロエチレンやクロロベンゼン等の塩素系溶剤を用いることができる。上記の溶剤は単独で使用される場合もあるし二種類以上の混合溶媒として使用されることもある。 Examples of halogen solvents include perfluorocarbon (PFC) solvents such as perfluorohexane and perfluorocyclohexane, hydrofluorocarbon (HFC) solvents such as CF 3 CF 3 CHFCHFCF 3 and c-C 5 F 7 H 3 , Hydrochlorofluorocarbon (HCFC) solvents such as CClF 2 CF 2 CHClF and CF 3 CF 2 CHCl 2 , hydrofluoroether (HFE) solvents such as C 4 F 9 OCH 3 and C 4 F 9 OC 2 H 5 Various fluorine-based solvents such as perfluoropolyether (PFPE) solvents, hydrofluoropolyether (HFPE) solvents, fluorine-containing aromatic solvents such as 1,3-bistrifluoromethylbenzene and hexafluorobenzene, or Dichloromethane, trichloro Chlorinated solvents such as roethylene and chlorobenzene can be used. The above solvents may be used alone or as a mixed solvent of two or more.

本発明の架橋性樹脂組成物溶液中の溶剤の量は、溶剤以外の架橋性樹脂組成物の性状や用途に応じて適宜選択されるが、溶液の全質量に対して、通常は50質量%以上99.99質量%の範囲から選ばれ、好ましくは70質量%以上99.99質量%の範囲から選ばれ、より好ましくは80質量%以上99.9質量%の範囲から選ばれ、特に好ましくは90質量%以上99.9質量%の範囲から選ばれる。架橋性樹脂組成物溶液中の架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体以外の添加成分が液状である場合には溶剤の使用量は少量でもよく、場合によっては液状添加剤を溶剤とみなしても良い場合もある。   The amount of the solvent in the crosslinkable resin composition solution of the present invention is appropriately selected according to the properties and applications of the crosslinkable resin composition other than the solvent, but is usually 50% by mass with respect to the total mass of the solution. It is selected from the range of 99.99% by mass, preferably from 70% by mass to 99.99% by mass, more preferably from 80% by mass to 99.9% by mass, particularly preferably. It is selected from the range of 90% by mass or more and 99.9% by mass. When the additive component other than the crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative in the crosslinkable resin composition solution is liquid, the amount of the solvent used may be small, and in some cases the liquid additive may be regarded as the solvent. is there.

<架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜>
本発明の架橋性樹脂組成物溶液を基材にコートした後に架橋処理して架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜を形成することができる。基材への塗布方法は、特に限定されず、ディップ(Dip)、刷毛塗り、スプレー、ディスペンス、ロールコーター、グラビアコーター、カーテンコーター、ダイコーター等、周知の塗布方法を用いることができる。本発明の架橋性樹脂組成物溶液を基材にコートした後、(必要に応じて乾燥した後、)各種の架橋方式により架橋することにより「架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜」および「架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜で基材がコートされた複合材料」が作製される。当該架橋方式としては各種の架橋方式が採用可能であり、その例としては例えば、熱架橋方式(重付加反応あるいは重縮合反応等の利用)、光架橋方式、UV架橋方式、EB硬化方式、湿気架橋方式、湿熱架橋方式などが挙げられる。
<Crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film>
A cross-linked fluorine-containing polystyrene derivative coating film can be formed by coating the base material with the cross-linkable resin composition solution of the present invention and then performing cross-linking treatment. The coating method to a base material is not specifically limited, Well-known coating methods, such as a dip (Dip), brush coating, a spray, dispensing, a roll coater, a gravure coater, a curtain coater, a die coater, can be used. After coating the crosslinkable resin composition solution of the present invention on the substrate, (after drying as necessary), the resultant is crosslinked by various crosslinking methods to thereby form “crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film” and “crosslinked fluorine-containing film”. A composite material in which a substrate is coated with a polystyrene derivative coating film is produced. As the crosslinking method, various crosslinking methods can be employed. Examples thereof include a thermal crosslinking method (use of polyaddition reaction or polycondensation reaction), photocrosslinking method, UV crosslinking method, EB curing method, moisture, and the like. Examples include a crosslinking method and a wet heat crosslinking method.

<基材の種類とその形状>
本発明の架橋性樹脂組成物溶液を塗布する対象基材としては、種々の材料からなる種々の形状の各種基材を用いることができる。本発明の架橋性樹脂組成物溶液を各種基材に塗布した後、乾燥及び架橋処理して形成される「架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜」および「架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜で基材がコートされた複合材料」は、様々な優れた特性を有し、その特性に応じて様々な用途に使用される新タイプの高性能材料である。
<Type of base material and its shape>
As the target substrate to which the crosslinkable resin composition solution of the present invention is applied, various substrates of various shapes made of various materials can be used. After coating the crosslinkable resin composition solution of the present invention on various substrates, the substrate is coated with “crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film” and “crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film” formed by drying and crosslinking treatment. The "composite material" is a new type of high-performance material that has various excellent properties and is used for various applications depending on the properties.

本発明に使用される基材としては、例えば以下の材料からなる基材が挙げられる。
(i)有機材料製基材:アクリル樹脂製基材(ポリメタクリル酸メチル(PMMA)やポリアクリル酸メチル(PMA)をはじめとする各種(メタ)アクリル酸エステルの重合体やそれらの共重合体等)、ポリカーボネート(PC)樹脂製基材(ビスフェノール−A系PC、フルオレンジオール系PC等)、エステル系樹脂製基材(ポリエチレンテレフタレート(PET)やポリブチレンテレフタレート(PBT)等のポリエステルやトリアセチルセルロース(TAC)のようなセルロースエステル系樹脂等)やポリスチレン系樹脂製基材(スチレンや各種置換スチレン(α−メチルスチレンやp−メチルスチレン等)の重合体やそれらの共重合体等)等の各種有機樹脂製基材、あるいはエポキシ樹脂やウレタン樹脂等の各種の有機樹脂製の塗料・コーティング剤を各種基材に塗布して形成された有機材料被覆基材等。
As a base material used for this invention, the base material which consists of the following materials is mentioned, for example.
(I) Organic material substrate: Acrylic resin substrate (Polymethyl methacrylate (PMMA) and polymethyl methacrylate (PMA) and other (meth) acrylate polymers and copolymers thereof Etc.), polycarbonate (PC) resin base materials (bisphenol-A type PC, full orange all type PC, etc.), ester resin base materials (polyethylene terephthalate (PET) and polybutylene terephthalate (PBT), etc.) Cellulose ester resins such as acetyl cellulose (TAC)) and polystyrene resin substrates (polymers of styrene and various substituted styrenes (α-methylstyrene, p-methylstyrene, etc.) and copolymers thereof) Made of various organic resin base materials such as epoxy resins and urethane resins Charge and coatings of various substrates coated organic material coated substrate or the like formed by.

各種の有機材料製基材の中でも、アクリル樹脂製基材、ポリカーボネート樹脂製基材、エステル系樹脂製基材およびポリスチレン系樹脂製基材が幅広い用途があるので重要であり、特にこれらの樹脂からなる透明樹脂製基材が高性能光学材料として重要である。   Among various organic material base materials, acrylic resin base materials, polycarbonate resin base materials, ester resin base materials, and polystyrene resin base materials are important because they have a wide range of uses. A transparent resin substrate is important as a high-performance optical material.

(ii)無機材料製基材
(ii−1)金属製基材:SUS304、SUS430等のステンレス鋼製基材、鉄製の基材あるいは銅製基材等。
(ii―2)セラミックス製基材:シリカ、シリカ・アルミナ、アルミナ、ジルコニア、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、フェライト、酸化亜鉛、シリコン、炭化ケイ素、あるいはチタン酸バリウム等の各種基材。
(Ii) Substrate made of inorganic material (ii-1) Metal substrate: Stainless steel substrate such as SUS304, SUS430, iron substrate or copper substrate.
(Ii-2) Ceramic base materials: Various base materials such as silica, silica / alumina, alumina, zirconia, quartz glass, borosilicate glass, ferrite, zinc oxide, silicon, silicon carbide, or barium titanate.

各種の無機材料製基材の中では、金属製基材が幅広い用途があるので特に有用である。   Among various inorganic material substrates, metal substrates are particularly useful because they have a wide range of uses.

本発明の架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜でコートされた複合材料の形成に適した基材の形状、あるいは本発明の架橋性樹脂組成物溶液により表面特性が改良される基材の形状としては、成型体状、平板状、曲面状、フイルム状、パイプ状、ファイバー状材料、織物状、多孔質状等の様々な形状の基材が挙げられる。その中でも、特に成型体状、平板状、曲面状、フイルム状、ファイバー状またはパイプ状の材料が有用である。   As the shape of the substrate suitable for the formation of the composite material coated with the crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film of the present invention, or the shape of the substrate whose surface characteristics are improved by the crosslinkable resin composition solution of the present invention, Examples of the base material include various shapes such as a molded body shape, a flat plate shape, a curved surface shape, a film shape, a pipe shape, a fiber-like material, a fabric shape, and a porous shape. Among these, a molded body, flat plate, curved surface, film, fiber, or pipe material is particularly useful.

その具体的使用例としては、例えば、各種の成型体の表面保護コート材、各種の平面材料やフイルムの表面コート剤、光ファイバーの表面コート材(低屈折率鞘材)、各種の繊維材料(天然繊維や合成繊維)・織物に撥水撥油性を付与する繊維処理材、多孔質建築材料の撥水・防汚コート材等の使用例が挙げられる。   Specific examples of use include, for example, surface protection coating materials for various molded products, surface coating agents for various planar materials and films, surface coating materials for optical fibers (low refractive index sheath materials), and various fiber materials (natural Examples thereof include fiber treatment materials that impart water and oil repellency to fibers and synthetic fibers) and fabrics, and water repellent and antifouling coating materials for porous building materials.

以下に、本発明の「架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜」および「架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜で基材がコートされた複合材料」の表面特性とその評価方法を詳しく説明する。   Hereinafter, the surface characteristics of the “crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film” and “composite material in which the substrate is coated with the crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film” of the present invention and the evaluation method thereof will be described in detail.

(撥水・撥油性(接触角))
本発明の架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜は、撥水・撥油性に優れているので以下の特性を有する。例えば、本発明において、架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体を含む架橋性樹脂組成物溶液を基材に塗布して乾燥後に架橋処理(硬化)して得られる架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜の表面における水の接触角は、100°以上、またはヘキサデカンの接触角が60°以上、もしくは水の接触角が100°以上かつヘキサデカンの接触角が60°以上である。より好ましくは、当該架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜の表面における水の接触角は、110°以上、またはヘキサデカンの接触角が65°以上、もしくは水の接触角が110°以上かつヘキサデカンの接触角が65°以上である。
(Water / oil repellency (contact angle))
Since the crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film of the present invention is excellent in water and oil repellency, it has the following characteristics. For example, in the present invention, water on the surface of a crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film obtained by applying a crosslinking resin composition solution containing a crosslinking group-containing fluorine-containing polystyrene derivative to a substrate and drying (crosslinking) after drying. The contact angle is 100 ° or more, the contact angle of hexadecane is 60 ° or more, or the contact angle of water is 100 ° or more and the contact angle of hexadecane is 60 ° or more. More preferably, the contact angle of water on the surface of the crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film is 110 ° or more, or the contact angle of hexadecane is 65 ° or more, or the contact angle of water is 110 ° or more and the contact angle of hexadecane is It is 65 ° or more.

本発明の架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜の表面における水の接触角は、100°以上であるが、好ましくは105°以上、より好ましくは110°以上、特に好ましくは120°以上である。また、更に、本発明の架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜は、条件を選べば更に高い水の接触角を実現することも可能であり、例えば130°程度の接触角を実現することも可能である。また、本発明の架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜の表面におけるヘキサデカンの接触角は、60°以上であるが、より好ましくは65°以上、特に好ましくは70°以上であり、架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜作製の条件を選べば80°程度の接触角を実現することも可能である。また、本発明の架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜で各種の基材がコートされた複合材料の表面も同様の撥水撥油性(接触角)を示す。   The contact angle of water on the surface of the crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film of the present invention is 100 ° or more, preferably 105 ° or more, more preferably 110 ° or more, and particularly preferably 120 ° or more. Furthermore, the cross-linked fluorine-containing polystyrene derivative coating film of the present invention can realize a higher water contact angle if conditions are selected, for example, a contact angle of about 130 ° can be realized. . The contact angle of hexadecane on the surface of the crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film of the present invention is 60 ° or more, more preferably 65 ° or more, and particularly preferably 70 ° or more. A contact angle of about 80 ° can be realized if the conditions for film production are selected. Moreover, the surface of the composite material in which various base materials are coated with the crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film of the present invention also exhibits the same water and oil repellency (contact angle).

本発明における「水及びヘキサデカンに対する接触角」の測定方法を以下に示す。本発明の架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜の接触角については、接触角測定装置DM−300(協和界面科学製)を用いて、液滴法で純水の静的接触角及びヘキサデカンの静的接触角を計測する。   The measuring method of “contact angle with respect to water and hexadecane” in the present invention is shown below. Regarding the contact angle of the cross-linked fluorine-containing polystyrene derivative coating film of the present invention, the contact angle measuring device DM-300 (manufactured by Kyowa Interface Science) is used to measure the static contact angle of pure water and the static contact of hexadecane by the droplet method. Measure the corner.

当該接触角測定用サンプルは、例えば、本発明の架橋含フッ素ポリスチレン誘導体を含む架橋性樹脂組成物溶液(固形分濃度:0.1質量%以上)に、各種材料からなる基板(長さ75mm×幅25mm、厚さ1mm)を一回ディップして溶液を塗布し、その後、乾燥および架橋処理をして作製することが出来る。   The sample for contact angle measurement is, for example, a substrate made of various materials (length: 75 mm × X) in a crosslinkable resin composition solution (solid content concentration: 0.1% by mass or more) containing the crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative of the present invention. (Width 25 mm, thickness 1 mm) is dipped once to apply the solution, followed by drying and crosslinking treatment.

(密着性)
従来から使用されていた長鎖パーフルオロアルキル基含有(メタ)アクリレート系ポリマーからなる撥水撥油性コーティング膜は、無機材料製基材および有機材料製基材のいずれに対しても密着性が不十分であり、特に有機材料製基材に対しては密着性が極めて不良であるという問題を抱えていた。
(Adhesion)
The water / oil repellent coating film made of a long chain perfluoroalkyl group-containing (meth) acrylate polymer that has been used conventionally has no adhesion to both inorganic and organic material substrates. It is sufficient, and particularly has a problem that the adhesion is extremely poor with respect to a substrate made of an organic material.

それに対して、本発明の架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜は、無機材料製基材(金属製基材、セラミックス製基材)に対しては勿論のこと各種の有機材料製基材に対しても極めて優れた密着性を示すことが確認された。この結果、本発明の架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜を使用することにより、各種の基材(特に有機材料製基材)の表面に優れた撥水撥油性、防汚性や低屈折率性等のフッ素系材料特有の特性だけでなく、優れた安定性、及び密着性を併せ持つ実用性の高いコーティング膜の形成が可能となった。   On the other hand, the crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film of the present invention is applicable not only to inorganic material substrates (metal substrates and ceramic substrates) but also to various organic material substrates. It was confirmed that extremely excellent adhesion was exhibited. As a result, by using the crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film of the present invention, the surface of various base materials (particularly organic material base materials) has excellent water and oil repellency, antifouling properties, low refractive index properties, etc. This makes it possible to form a highly practical coating film that has not only the characteristics peculiar to fluorine-based materials but also excellent stability and adhesion.

本発明のコーティング膜の各種材料製基材に対する密着性の測定方法の一例を以下に示す。対象となる架橋性樹脂組成物溶液に、長さ75mm×幅25mm、厚さ1mmの板状の各種材料製基材を一回ディップして溶液を塗布し、無機材料製基材の場合には100℃で1時間乾燥し、有機材料製基材の場合には70℃で3時間乾燥して未架橋試験片を作製した。次に、それぞれの未架橋試験片に対して、その架橋性樹脂組成物の特性に応じて架橋処理操作を実施して試験片とした。   An example of a method for measuring the adhesion of the coating film of the present invention to various types of materials is shown below. In the case of a base material made of an inorganic material, a plate-like various material base material having a length of 75 mm × width of 25 mm and a thickness of 1 mm is applied once to the target crosslinkable resin composition solution, and the solution is applied. It dried at 100 degreeC for 1 hour, and in the case of the base material made from an organic material, it dried at 70 degreeC for 3 hours, and produced the uncrosslinked test piece. Next, each uncrosslinked test piece was subjected to a crosslinking treatment operation according to the characteristics of the crosslinkable resin composition to obtain a test piece.

試験片に、JIS K 5600用の25枡治具を使用し、クラフトナイフで碁盤目状に切れ込みを入れ、セロハンテープ(ニチバン製、24mm幅)を貼り付けた。次に、消しゴムでセロハンテープを基材に押し付けて密着させた後、セロハンテープを基材に対し直角上方へ引き剥がし、その後、架橋コーティング膜を観察し、架橋コーティング膜の剥がれ・浮き・割れが無い枡を数え、その個数で密着性を評価した。   A 25-mm jig for JIS K 5600 was used for the test piece, and a craft knife cut into a grid pattern, and cellophane tape (manufactured by Nichiban, 24 mm width) was attached. Next, after pressing the cellophane tape against the substrate with an eraser, the cellophane tape is peeled off at a right angle with respect to the substrate, and then the crosslinked coating film is observed, and the crosslinked coating film is peeled off, floated or cracked. There were no wrinkles, and the adhesion was evaluated by the number.

本発明の架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜は、上記の密着性評価法で、有機材料製基材および無機材料製基材(金属製基材、セラミック製基材)のいずれに対しても極めて優れた接着性(25枡中24枡以上)をしめす。   The crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film of the present invention is extremely excellent for both organic material base materials and inorganic material base materials (metal base materials, ceramic base materials) by the above-mentioned adhesion evaluation method. Tight adhesion (over 24 mm out of 25 mm).

例えば、本発明の架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜は、ガラス製基材等のセラミックス製基材、ステンレス鋼(例えばSUS304)製基材、鉄製基材、銅製基材等の金属製基材、あるいはアクリル樹脂製基材、ポリカーボネート樹脂製基材、エステル系樹脂製基材およびポリスチレン系樹脂製基材等の各種の有機材料製基材に対しては、少なくとも25枡中24枡以上の優れた密着性を示し、大部分の場合には25枡中25枡の密着性を示す。   For example, the cross-linked fluorine-containing polystyrene derivative coating film of the present invention is made of a ceramic substrate such as a glass substrate, a metal substrate such as a stainless steel (for example, SUS304) substrate, an iron substrate, or a copper substrate, or Excellent adhesion of at least 24 mm in 25 mm to various organic material substrates such as acrylic resin substrate, polycarbonate resin substrate, ester resin substrate and polystyrene resin substrate In most cases, it exhibits an adhesion of 25 cm out of 25 cm.

一方、従来のパーフルオロオクチル基あるいはパーフルオロヘキシル基含有メタクリレートポリマーのコーティング膜の無機材料製基材に対する密着性は不十分であり、特に有機材料製基材に対する密着性は25枡中10枡以下(ポリカーボネート樹脂製基材)であって極めて不十分であった。   On the other hand, the adhesion of the conventional perfluorooctyl group- or perfluorohexyl group-containing methacrylate polymer coating film to the inorganic material substrate is insufficient, and particularly the adhesion to the organic material substrate is 10 mm or less in 25 mm. It was a (polycarbonate resin substrate) and was extremely insufficient.

したがって、上記の本発明の架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜が、アクリル樹脂製基材、ポリカーボネート樹脂製基材およびポリスチレン系樹脂製基材から選ばれる少なくとも一種の有機材料製基材(工業的に有用な有機材料製基材)に対する密着性評価試験で残存枡の数が、25枡中24枡以上であること、更には25枡中25枡であることは実用的に極めて重要な特長である。   Therefore, the above-mentioned crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film of the present invention is at least one organic material substrate (industrially useful) selected from an acrylic resin substrate, a polycarbonate resin substrate and a polystyrene resin substrate. It is an extremely important feature for practical use that the number of residual wrinkles in an adhesion evaluation test on a base material made of an organic material is at least 24 mm in 25 mm, and further 25 mm in 25 mm.

以上のように、優れた撥水・撥油性と各種基材に対する優れた密着性とを併せ持つコーティング膜は本発明の架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜により初めて実現されたと言える。特に、各種の有機材料基材に対する優れた接着性は、各種の有機材料の高機能化を実現可能とするものであり極めて重要な特性である。   As described above, it can be said that the coating film having both excellent water / oil repellency and excellent adhesion to various substrates is realized for the first time by the crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film of the present invention. In particular, excellent adhesion to various organic material substrates is an extremely important characteristic that enables high performance of various organic materials.

<鉛筆(引っかき)硬度>
本発明における各種材料表面の鉛筆硬度の測定方法を以下に示す。
JIS K 5600―5―4に準拠し、鉛筆引っかき試験器(コーティングテスター工業製)を用いて評価を実施した。
<Pencil (scratch) hardness>
The measuring method of the pencil hardness of the surface of various materials in the present invention is shown below.
Based on JIS K 5600-5-4, evaluation was carried out using a pencil scratch tester (manufactured by Coating Tester Kogyo).

各種コーティング膜の鉛筆硬度試験の結果は、その基材の種類により左右される場合が多い。したがって、本発明における有機材料表面の鉛筆硬度は、特に説明が無い場合には平面状のアクリル基板または平面状のポリカーボネート(PC)基板の表面にコートしたコーティング膜の鉛筆硬度を採用する。なお、架橋温度が100℃以上や140℃以上のような高い温度ではアクリル基板やPC基板が変形してしまう場合があるので、このような場合にはSUS304ステンレス鋼のようなステンレス鋼製平面基板の表面にコートしたコーティング膜の鉛筆硬度を採用することがある。   The results of the pencil hardness test for various coating films often depend on the type of substrate. Therefore, the pencil hardness of the coating film coated on the surface of a planar acrylic substrate or planar polycarbonate (PC) substrate is adopted as the pencil hardness on the surface of the organic material in the present invention unless otherwise specified. It should be noted that since the acrylic substrate and the PC substrate may be deformed at a high crosslinking temperature of 100 ° C. or higher or 140 ° C. or higher, in such a case, a stainless steel flat substrate such as SUS304 stainless steel is used. The pencil hardness of the coating film coated on the surface may be adopted.

本発明で使用される架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体を含む未架橋のコーティング膜の上記の方法で測定した鉛筆硬度が6B以下である場合でも、架橋処理することにより容易に鉛筆硬度が3B以上の硬度の実用的な架橋コーティング膜が形成される。また、更に、鉛筆硬度がHB以上の硬度、F以上の硬度あるいはH以上の硬度も実現可能である。   Even when the pencil hardness measured by the above method of the uncrosslinked coating film containing the crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative used in the present invention is 6B or less, the pencil hardness is easily 3B or more by crosslinking. A practical crosslinked coating film of hardness is formed. Furthermore, a pencil hardness of HB or higher, F or higher, or H or higher can be realized.

(耐熱性)
本発明の架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜は以下のような優れた耐熱特性を示す。すなわち、本発明の架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜を大気中、250℃の温度条件で3時間加熱した後の表面の水の接触角は、通常は加熱前の表面の接触角の90%以上を示し、更には95%以上あるいは97%以上の接触角保持率も容易に実現可能である。
(Heat-resistant)
The crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film of the present invention exhibits the following excellent heat resistance characteristics. That is, the surface water contact angle after the crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film of the present invention is heated in the atmosphere at 250 ° C. for 3 hours usually has a contact angle of 90% or more of the surface contact angle before heating. Furthermore, a contact angle retention of 95% or more or 97% or more can be easily realized.

(耐候性)
本発明の架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜は極めて優れた耐候性を示す。すなわち、本発明の架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜を下記の500時間の耐侯性試験に晒した後の、水の接触角の保持率は試験前の表面の接触角に対して93%以上であり、更には95%以上あるいは97%以上の保持率も容易に実現可能である。一方、従来のパーフルオロオクチルエチルメタクリレート系撥水・撥油剤のコーティング膜の耐候性試験後の水の接触角の保持率は70%付近であり不十分であった。このように、本発明の硬化塗膜は従来のパーフルオロオクチルエチルメタクリレート系撥水・撥油剤に比べて極めて優れた耐候性を示すことが確認された。
(Weatherability)
The crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film of the present invention exhibits extremely excellent weather resistance. That is, after the crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film of the present invention is subjected to the following 500 hour weather resistance test, the water contact angle retention is 93% or more with respect to the surface contact angle before the test. Furthermore, a retention rate of 95% or more or 97% or more can be easily realized. On the other hand, the retention rate of the water contact angle after the weather resistance test of the coating film of the conventional perfluorooctylethyl methacrylate-based water / oil repellent was around 70% and was insufficient. Thus, it was confirmed that the cured coating film of the present invention exhibits extremely excellent weather resistance as compared with conventional perfluorooctylethyl methacrylate water / oil repellents.

本発明の架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜の耐候性の評価方法を以下に示す。JIS B 7754の「キセノンアークランプ式耐光性及び耐候性試験機」で規定された試験機を用い、JIS K 7350―2:2008の「プラスチック−実験室光源による暴露試験方法第2部「キセノンアークランプ」に記載の試験条件(サイクルNo8 暴露サイクル:連続照射、暴露時間:500時間、放射照度:50W/m2、ブラックスタンダード温度:65℃、相対湿度:50%)の耐候性試験を実施した。耐候性試験後のサンプル表面の水の接触角を測定し、耐候性試験前のサンプル表面の水の接触角と比較し、その保持率で耐候性を評価した。   The method for evaluating the weather resistance of the crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film of the present invention is shown below. JIS B 7754 “Xenon arc lamp type light and weather resistance tester” is used, and JIS K 7350-2: 2008 “Plastic-Laboratory light source exposure test method part 2“ Xenon arc ” The weather resistance test under the test conditions described in “Lamp” (cycle No. 8 exposure cycle: continuous irradiation, exposure time: 500 hours, irradiance: 50 W / m 2, black standard temperature: 65 ° C., relative humidity: 50%) was performed. The contact angle of water on the sample surface after the weather resistance test was measured, compared with the contact angle of water on the sample surface before the weather resistance test, and the weather resistance was evaluated by the retention rate.

<各種コーティング膜及び複合材料の表面特性の評価方法>
1)非平面状基材上のコーティング膜の特性評価
表面にコーティング膜を備えた複合材料の形状が平面状でない場合には上記の評価方法での接触角測定、密着性試験および鉛筆硬度試験ができない。したがって、その場合には、本発明においては、非平面状基材上のコーティング膜の特性評価は以下の方法での評価結果で代替するものとする。
・接触角の測定:対象の非平面状の複合材料の基材と同質の材料で形成された平面状基材へのコーティング膜の表面の水やヘキサデカンの接触角が、本発明の接触角の要件を満たせば良いものとする。
なお、非平面状の複合材料の基材上のコーティング膜の耐熱性評価における水の接触角の保持率の評価は、下記の2)に記載のようにSUS304ステンレス鋼製平面基板上のコーティング膜の水の接触角の保持率の評価結果で代替することとする。
また、非平面状の複合材料の基材上のコーティング膜の耐候性評価における水の接触角の保持率の評価は、下記の3)に記載のようにSUS304ステンレス鋼製平面基板上のコーティング膜の水の接触角の保持率の評価結果で代替することとする。
・密着性試験:非平面状の複合材料の基板上のコーティング膜の密着性試験結果は、対象の非平面状の複合材料の基材と同質の材料で形成された平面状基材へのコーティング膜の密着性試験結果で代替することとする。
・鉛筆硬度試験:非平面状の複合材料の基材上のコーティング膜の鉛筆硬度試験結果は、平面状のアクリル基板又はPC基板の表面にコートしたコーティング膜の鉛筆硬度試験結果で代替することとする。
<Method for evaluating surface properties of various coating films and composite materials>
1) Characteristic evaluation of coating film on non-planar substrate When the shape of the composite material provided with the coating film on the surface is not planar, contact angle measurement, adhesion test and pencil hardness test by the above evaluation methods are performed. Can not. Therefore, in that case, in the present invention, the characteristic evaluation of the coating film on the non-planar substrate is replaced with the evaluation result by the following method.
-Contact angle measurement: The contact angle of water or hexadecane on the surface of the coating film to the planar substrate formed of the same material as the target non-planar composite substrate is the contact angle of the present invention. It shall be sufficient if the requirements are met.
In addition, the evaluation of the water contact angle retention in the heat resistance evaluation of the coating film on the substrate of the non-planar composite material is carried out by the coating film on the flat substrate made of SUS304 stainless steel as described in 2) below. The water contact angle retention rate evaluation results will be substituted.
In addition, the evaluation of the retention rate of water contact angle in the weather resistance evaluation of the coating film on the substrate of the non-planar composite material is as follows. The coating film on the flat substrate made of SUS304 stainless steel as described in 3) below The water contact angle retention rate evaluation results will be substituted.
-Adhesion test: The result of the adhesion test of the coating film on the substrate of the non-planar composite material is the coating on the planar substrate made of the same material as the target non-planar composite material substrate The film adhesion test result will be used instead.
Pencil hardness test: The pencil hardness test result of the coating film on the substrate of the non-planar composite material is replaced with the pencil hardness test result of the coating film coated on the surface of the planar acrylic substrate or PC substrate. To do.

2)本発明の各種コーティング膜の耐熱性評価
本発明の各種コーティング膜および本発明の複合材料を形成する各種コーティング膜の耐熱性評価は、耐熱性(高温での特性の安定性)を加速評価するために「大気中250℃」という極めて厳しい温度条件での評価方法を採用している。この温度条件では基材が有機材料製基材の場合には多くの有機材料基材が変質あるいは変形してしまうので、特に説明が無い場合には各種の基材上の各種コーティング膜の耐熱性評価は、SUS304ステンレス鋼製平面基板上の前記コーティング膜と同一の材料からなるコーティング膜の耐熱性評価結果(水の接触角の保持率)で判断することとする。
2) Evaluation of heat resistance of various coating films of the present invention The heat resistance evaluation of various coating films of the present invention and various coating films forming the composite material of the present invention is an accelerated evaluation of the heat resistance (stability of properties at high temperatures). Therefore, an evaluation method under extremely severe temperature conditions of “250 ° C. in the atmosphere” is employed. Under these temperature conditions, when the base material is an organic material base material, many organic material base materials are altered or deformed, and unless otherwise specified, the heat resistance of various coating films on various base materials. The evaluation is made based on the heat resistance evaluation result (water contact angle retention rate) of the coating film made of the same material as the coating film on the SUS304 stainless steel flat substrate.

3)本発明の各種コーティング膜の耐候性評価
本発明の各種コーティング膜および本発明の複合材料を形成する各種コーティング膜の
耐候性評価も、厳しい加速条件下での評価方法を採用しているので、SUS304ステンレス鋼製平面基板上の前記コーティング膜と同一の材料からなるコーティング膜の耐候性評価結果(水の接触角の保持率)で判断することとする。
3) Weather resistance evaluation of various coating films of the present invention The weather resistance evaluation of various coating films of the present invention and various coating films forming the composite material of the present invention also employs an evaluation method under severe acceleration conditions. The determination is made based on the weather resistance evaluation result (water contact angle retention rate) of the coating film made of the same material as the coating film on the SUS304 stainless steel flat substrate.

<架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜とその複合材料の用途>
本発明の架橋性樹脂組成物を基材にコートした後に架橋処理して形成される架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜は、各種の基材の表面に優れた撥水撥油性、防汚性や低屈折率性等のフッ素系材料特有の特性だけでなく、従来の含フッ素ポリアクリレート系樹脂には無い優れた安定性(耐熱性、耐候性、耐湿性、耐加水分解性、耐溶剤性等)や優れた密着性も併せ持つ実用性の高いコーティング膜を提供するものであり極めて有用である。また、本発明の架橋性樹脂組成物溶液を基材にコートした後に架橋処理して形成される架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜でコートされた複合材料も、その表面に上記のコーティング膜の特性を具備するものであり極めて有用である。
以下に、本発明の架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜の特性を活かした具体的用途の例を挙げるがこれに限定するものではない。
<Use of crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film and its composite material>
The cross-linked fluorine-containing polystyrene derivative coating film formed by coating the cross-linkable resin composition of the present invention on the base material is excellent in water and oil repellency, antifouling property and low on the surface of various base materials. Not only properties unique to fluorine materials such as refractive index, but also excellent stability (heat resistance, weather resistance, moisture resistance, hydrolysis resistance, solvent resistance, etc.) not found in conventional fluorine-containing polyacrylate resins In addition, it provides a highly practical coating film that also has excellent adhesion and is extremely useful. In addition, a composite material coated with a cross-linked fluorine-containing polystyrene derivative coating film formed by coating a cross-linkable resin composition solution of the present invention on a base material and also having the above-described coating film characteristics on its surface is also provided. It is extremely useful.
Although the example of the specific use which utilized the characteristic of the bridge | crosslinking fluorine-containing polystyrene derivative coating film of this invention below is given, it is not limited to this.

1)屋外用途向け塗料
本発明の架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜の優れた耐候性と安定性(耐熱性、耐加水分解性)を活かした屋外用途向け塗料(架橋コーティング膜)
1) Paints for outdoor use Paints for outdoor use (cross-linked coating film) utilizing the excellent weather resistance and stability (heat resistance, hydrolysis resistance) of the crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film of the present invention.

例)防塩害・防食塗料、屋外構造物の防汚・防食(防錆)塗料、住宅外装用塗料、自動車用防食塗料、自動車用補修用塗料、列車・航空機用防汚・防食塗料、船舶用塗料、港湾関連建造物用塗料、温泉地関連建造物用塗料、農業関連建造物用塗料、橋梁用塗料、各種インフラ用塗料、各種屋外構造物・土木構造物用塗料等   Example) Anti-salt and anti-corrosion paints, anti-fouling and anti-corrosion (anti-rust) paints for outdoor structures, paints for home exteriors, anti-corrosion paints for automobiles, automotive repair paints, anti-stain and anti-corrosion paints for trains and aircraft Paints, harbor-related building paints, hot springs-related building paints, agricultural-related building paints, bridge paints, various infrastructure paints, various outdoor and civil engineering structure paints, etc.

2)透明樹脂製基材用コーティング膜
本発明の架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜は前記のように金属材料製基材やセラミックス製材料基材だけでなく各種の有機材料製基材に対しても優れた密着性を示すのが大きな特長である。有機材料製基材の中でも、特に透明アクリル樹脂製基材、透明ポリカーボネート樹脂製基材、および透明エステル系樹脂製基材のような透明樹脂製基材の場合には、以下のようなメリットがあり有用である。
2) Coating film for transparent resin substrate The crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film of the present invention is not only applied to a metal material substrate and a ceramic material substrate as described above, but also to various organic material substrates. A major feature is that it exhibits excellent adhesion. Among the organic material base materials, in particular, in the case of transparent resin base materials such as transparent acrylic resin base materials, transparent polycarbonate resin base materials, and transparent ester resin base materials, there are the following merits. It is useful.

i)従来の含フッ素ポリアクリレート系樹脂では実現できなかった有機材料基材との極めて優れた密着性を示す。   i) Extremely excellent adhesion to an organic material base material that could not be realized with conventional fluorine-containing polyacrylate resins.

ii)従来の含フッ素ポリアクリレート系樹脂では実現できなかった優れた安定性(耐熱性、耐候性、耐湿性、耐加水分解性、耐溶剤性等)を示す。   ii) It exhibits excellent stability (heat resistance, weather resistance, moisture resistance, hydrolysis resistance, solvent resistance, etc.) that could not be realized with conventional fluorine-containing polyacrylate resins.

iii)架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜は透明性に優れるので各種の透明樹脂基材からなる透明光学樹脂製品の表面特性改良(撥水撥油性、防汚性、低屈折率性等の付与)に適している。   iii) Since the cross-linked fluorine-containing polystyrene derivative coating film is excellent in transparency, it improves surface properties of transparent optical resin products composed of various transparent resin substrates (providing water / oil repellency, antifouling properties, low refractive index, etc.). Is suitable.

上記の様々なメリットを備えた「透明樹脂製基材表面に形成された架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜」および「透明樹脂製基材が架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜でコートされた複合材料」は、特に有機光学樹脂製品やその部材の表面特性改良用途(撥水撥油性付与材、防汚処理材、耐溶剤性付与材、反射防止材、プラスチック光ファイバー用低屈折率鞘材等)に有用である。   The “crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film formed on the surface of a transparent resin substrate” and “composite material in which a transparent resin substrate is coated with a crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film” having the above-mentioned various merits are Especially useful for improving the surface properties of organic optical resin products and their components (water / oil repellency imparting materials, antifouling treatment materials, solvent resistance imparting materials, antireflection materials, low refractive index sheath materials for plastic optical fibers, etc.) is there.

3)その他用途
本発明の架橋性樹脂組成物溶液を各種の基材にコートした後に架橋処理して形成される架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜は、その優れた表面特性と耐久性・化学的安定性を活かして以下のような幅広い用途に適用可能である。
3) Other uses Cross-linked fluorine-containing polystyrene derivative coating film formed by coating the cross-linkable resin composition solution of the present invention on various base materials and then cross-linking treatment has excellent surface characteristics, durability and chemical stability. It can be applied to a wide range of uses as described below.

例)電子基板の防湿コーティング剤、塩水・電解液・腐食性ガス等から基材を保護する耐薬品保護コーティング剤、マイクロモーターの軸受けに用いる潤滑オイルの拡散を防止するオイルバリア剤、HDDモーターの流体軸受けに用いる潤滑オイルの拡散を防止するオイルバリア剤、サインペン・ボールペン等のインクの漏れを防止する漏れ防止剤、コネクタ・電子部品等の汚れ防止剤、絶縁樹脂の這い上がり防止剤、MFコンデンサのリード封止樹脂の付着防止剤、金属部品の防錆剤、DVD・CD等のガイドレール用のドライ潤滑剤、表面反射防止コート剤、防水スプレー原液、防錆塗料、電子機器筐体塗料、玩具塗料等。   Example) Moisture-proof coating agent for electronic substrates, chemical protection coating agent that protects the substrate from salt water, electrolyte, corrosive gas, etc., oil barrier agent that prevents the diffusion of lubricating oil used in micro motor bearings, HDD motor Oil barrier agent that prevents the diffusion of lubricating oil used for fluid bearings, leakage preventive agent that prevents leakage of ink such as sign pens and ballpoint pens, antifouling agent for connectors and electronic parts, anti-scooping agent for insulating resin, MF capacitor Anti-adhesion agent for lead sealing resin, anti-rust agent for metal parts, dry lubricant for guide rails such as DVD / CD, anti-reflection coating agent, waterproof spray undiluted solution, anti-corrosion paint, electronic equipment casing paint, Toy paint, etc.

<実施例>
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。
<Example>
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.

(実施例1)
−共重合体の作製−
下記式[S−1]に示される共重合体Aを、以下に示される方法で作製した。
Example 1
-Preparation of copolymer-
A copolymer A represented by the following formula [S-1] was produced by the method shown below.

Figure 2017074778
Figure 2017074778

1Lのセパラブルフラスコ、3つ口フタ、撹拌機、撹拌翼、滴下ロート、温調付きウォーターバスを用意した。ポリ(p−ヒドロキシスチレン)(商品名「マルカリンカーM」、丸善石油化学株式会社製、Mw=4,000)を120g(p−ヒドロキシスチレン単位として1.00モル)、ジメチルスルホキシド(DMSO)を300gに加え、60℃で加熱撹拌して溶解し、60℃に保ちつつ50%のKOH水溶液20.0mlを加えて5時間撹拌した。次に15℃に冷却し、パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)(FVE)を240g(0.90モル)加えて24時間撹拌した。反応液を多量の水へあけ沈殿した樹脂をバットへ移し、60℃で24時間真空乾燥して略収率100%でポリスチレン誘導体を得た。この反応の結果、CFCFCFOCHFCFO―基をp−(パラ)位に有するスチレンユニットとOH基をp−(パラ)位に有するスチレンユニットのモル比が90:10(質量比が97:3)である共重合体Aが得られた。 A 1 L separable flask, a three-necked lid, a stirrer, a stirring blade, a dropping funnel, and a water bath with temperature control were prepared. 120 g (1.00 mol as p-hydroxystyrene unit) of poly (p-hydroxystyrene) (trade name “Marcalinker M”, manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd., Mw = 4,000), dimethyl sulfoxide (DMSO) In addition to 300 g, it melt | dissolved by heating and stirring at 60 degreeC, 20.0 ml of 50-% KOH aqueous solution was added and it stirred for 5 hours, keeping 60 degreeC. Next, the mixture was cooled to 15 ° C., 240 g (0.90 mol) of perfluoro (propyl vinyl ether) (FVE) was added, and the mixture was stirred for 24 hours. The reaction solution was poured into a large amount of water, and the precipitated resin was transferred to a vat and vacuum dried at 60 ° C. for 24 hours to obtain a polystyrene derivative with an approximate yield of 100%. As a result of this reaction, the molar ratio of the styrene unit having a CF 3 CF 2 CF 2 OCHFCF 2 O— group at the p- (para) position and the styrene unit having an OH group at the p- (para) position was 90:10 (mass). Copolymer A having a ratio of 97: 3) was obtained.

−硬化性樹脂組成物X1の作製−
上記共重合体Aを10質量部と、硬化性樹脂である旭化成株式会社製デュラネートTPA−100(登録商標)(イソシアヌレート型三官能イソシアネート。以下、デュラネートTPA−100と表記する場合がある)を1.4質量部とをメチルエチルケトン(MEK)10質量部に溶解し、均一溶解溶液を得た(硬化性樹脂組成物溶液X1)。なお、硬化性樹脂組成物X1(共重合体A及び硬化性樹脂)中の共重合体Aの割合は、88質量%であった。また、硬化性樹脂組成物X1における、共重合体A中の水酸基の量とデュラネートTPA−100中のイソシアネート基の量のモル比は1:1である。
-Production of curable resin composition X1-
10 parts by mass of the copolymer A and Duranate TPA-100 (registered trademark) manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd., which is a curable resin (isocyanurate type trifunctional isocyanate. Hereinafter, may be referred to as Duranate TPA-100). 1.4 parts by mass was dissolved in 10 parts by mass of methyl ethyl ketone (MEK) to obtain a uniform solution (curable resin composition solution X1). In addition, the ratio of the copolymer A in curable resin composition X1 (Copolymer A and curable resin) was 88 mass%. Moreover, the molar ratio of the amount of the hydroxyl group in the copolymer A and the amount of the isocyanate group in the duranate TPA-100 in the curable resin composition X1 is 1: 1.

(実施例2)
−硬化性樹脂組成物X2の作製−
デュラネートTPA−100(イソシアヌレート型三官能イソシアネート)の添加量を2.1質量部に変更したこと以外は、上記実施例1と同様にして、均一溶解溶液を得た(硬化性樹脂組成物溶液X2)。なお、硬化性樹脂組成物X2(共重合体A及び硬化性樹脂)中の共重合体Aの割合は、83質量%であった。また、硬化性樹脂組成物X2における、共重合体A中の水酸基の量とデュラネートTPA−100中のイソシアネート基の量のモル比は1:1.5である。
(Example 2)
-Production of curable resin composition X2-
Except that the addition amount of Duranate TPA-100 (isocyanurate type trifunctional isocyanate) was changed to 2.1 parts by mass, a homogeneous solution was obtained (curable resin composition solution) in the same manner as in Example 1 above. X2). In addition, the ratio of the copolymer A in curable resin composition X2 (Copolymer A and curable resin) was 83 mass%. Moreover, the molar ratio of the amount of the hydroxyl group in the copolymer A and the amount of the isocyanate group in Duranate TPA-100 in the curable resin composition X2 is 1: 1.5.

(実施例3)
−硬化性樹脂組成物X3の作製−
デュラネートTPA−100(イソシアヌレート型三官能イソシアネート)の添加量を2.8質量部に変更したこと以外は、上記実施例1と同様にして、均一溶解溶液を得た(硬化性樹脂組成物溶液X3)。なお、硬化性樹脂組成物X3(共重合体A及び硬化性樹脂)中の共重合体Aの割合は、78質量%であった。また、硬化性樹脂組成物X3における、共重合体A中の水酸基の量とデュラネートTPA−100中のイソシアネート基の量のモル比は1:2である。
(Example 3)
-Production of curable resin composition X3-
Except that the addition amount of Duranate TPA-100 (isocyanurate type trifunctional isocyanate) was changed to 2.8 parts by mass, a homogeneous solution was obtained (curable resin composition solution) in the same manner as in Example 1 above. X3). In addition, the ratio of the copolymer A in curable resin composition X3 (Copolymer A and curable resin) was 78 mass%. Moreover, the molar ratio of the amount of the hydroxyl group in the copolymer A and the amount of the isocyanate group in Duranate TPA-100 in the curable resin composition X3 is 1: 2.

(試験サンプルの作製)
後述する各評価試験のために、以下に示される方法で試験サンプル(試験片)を作成した。上記の実施例1〜3の各硬化性樹脂組成物溶液X1、X2及びX3を、それぞれポリカーボネート(PC)板(100mm×120mm、厚さ1.5mm)に♯20バーコーターでそれぞれ塗布し、120℃、60分の加熱を行ってポリカーボネート(PC)板に硬化塗膜が形成されてなる試験サンプル(試験片)を得た。
(Preparation of test sample)
For each evaluation test described later, a test sample (test piece) was prepared by the method shown below. Each of the curable resin composition solutions X1, X2, and X3 of Examples 1 to 3 was applied to a polycarbonate (PC) plate (100 mm × 120 mm, thickness 1.5 mm) with a # 20 bar coater, respectively. A test sample (test piece) in which a cured coating film was formed on a polycarbonate (PC) plate by heating at 60 ° C. for 60 minutes was obtained.

その他、同一サイズのアクリル板、ポリエチレンテレフタレート(PET)板についても同様に塗布し、60℃、48時間の各条件で加熱を行って試験サンプル(試験片)を作製した。   In addition, the same size acrylic plate and polyethylene terephthalate (PET) plate were applied in the same manner, and heated at 60 ° C. for 48 hours to prepare test samples (test pieces).

(比較例1)
上記共重合体A10質量部をメチルエチルケトン(MEK)10質量部に溶解し、均一溶解溶液を得た(溶液K)。なお、比較例1中の共重合体Aの割合は、100質量%であった。
(Comparative Example 1)
10 parts by mass of the copolymer A was dissolved in 10 parts by mass of methyl ethyl ketone (MEK) to obtain a uniform solution (solution K). In addition, the ratio of the copolymer A in the comparative example 1 was 100 mass%.

(比較例2)
1Lのセパラブルフラスコ、3つ口フタ、撹拌機、撹拌翼、温調付きウォーターバスを用意した。フラスコにパーフルオロオクチルエチルメタクリレート(PFOEMA)70質量部とメチルメタクリレート30質量部、ヘキサフルオロメタキシレン200質量部、アゾビスイソブチロニトリル2質量部に加え、60℃で加熱撹拌して溶解し、75℃に保ちつつ8時間撹拌した。次に15℃に冷却し、ノルマルヘキサン350質量部を加え良く攪拌した後に一晩静置した。沈殿物をろ別回収し60℃で24時間真空乾燥して略収率100%でフッ素化アクリル樹脂(共重合体C)を得た。
(Comparative Example 2)
A 1 L separable flask, a three-necked lid, a stirrer, a stirring blade, and a water bath with temperature control were prepared. In a flask, 70 parts by mass of perfluorooctylethyl methacrylate (PFOEMA), 30 parts by mass of methyl methacrylate, 200 parts by mass of hexafluorometaxylene, 2 parts by mass of azobisisobutyronitrile were dissolved by heating and stirring at 60 ° C. The mixture was stirred for 8 hours while maintaining at 75 ° C. Next, the mixture was cooled to 15 ° C., 350 parts by mass of normal hexane was added, and the mixture was stirred well and allowed to stand overnight. The precipitate was collected by filtration and vacuum-dried at 60 ° C. for 24 hours to obtain a fluorinated acrylic resin (copolymer C) with an approximate yield of 100%.

この重合体CはMEKに溶解しなかった。共重合体Cを2質量部、HCFC(旭硝子製アサヒクリン(登録商標)AK−225)98質量部に溶解し、均一溶液を得た(溶液L)。   This polymer C did not dissolve in MEK. Copolymer C was dissolved in 2 parts by mass and 98 parts by mass of HCFC (Asahi Clin (registered trademark) AK-225 manufactured by Asahi Glass) to obtain a uniform solution (Solution L).

(比較例3)
パーフルオロオクチルエチルメタクリレート(PFOEMA)70質量部をパーフルオロヘキシルエチルメタクリレート(PFHEMA)70質量部に変更した他は比較例2と同様に実施し略収率100%で共重合体Dを得た。
(Comparative Example 3)
The same procedure as in Comparative Example 2 was carried out except that 70 parts by mass of perfluorooctylethyl methacrylate (PFOEMA) was changed to 70 parts by mass of perfluorohexylethyl methacrylate (PFHEMA), and a copolymer D was obtained in an approximate yield of 100%.

この共重合体DはMEKに溶解しなかった。共重合体Dを2質量部、HCFC(旭硝子製アサヒクリン(登録商標)AK−225)98質量部に溶解し、均一溶液を得た(溶液M)。   This copolymer D did not dissolve in MEK. Copolymer D was dissolved in 2 parts by mass and 98 parts by mass of HCFC (Asahi Clin (registered trademark) AK-225 manufactured by Asahi Glass) to obtain a uniform solution (Solution M).

なお、比較例1〜3についても、上記各実施例と同様に、各比較例の溶液K,L,Mからなる塗膜を支持基板上に形成した試験サンプルを作製した。   For Comparative Examples 1 to 3, a test sample was prepared in which a coating film composed of the solutions K, L, and M of each Comparative Example was formed on a support substrate, as in the above Examples.

〔評価1:撥水・撥油性(接触角)〕
各実施例及び各比較例の塗膜について、以下に示される方法により、水及びヘキサデカン(HD)に対する接触角を測定した。具体的には、各実施例及び各比較例の塗膜の接触角を、接触角測定装置(DM−300、協和界面科学株式会社製)を用いて、液滴法で純粋の静的接触角及びヘキサデカン(HD)の静的接触角を計測した。各実施例及び各比較例の評価結果は、表1に示した。
[Evaluation 1: Water and oil repellency (contact angle)]
About the coating film of each Example and each comparative example, the contact angle with respect to water and hexadecane (HD) was measured by the method shown below. Specifically, the contact angle of the coating film of each Example and each Comparative Example was determined by using a contact angle measuring device (DM-300, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) and a pure static contact angle by a droplet method. And the static contact angle of hexadecane (HD) was measured. The evaluation results of each example and each comparative example are shown in Table 1.

〔評価2:耐熱性試験〕
各実施例及び各比較例の塗膜について、以下に示される方法により、耐熱性を評価した。具体的には、各実施例及び各比較例の塗膜を、大気中、250℃の温度条件で24時間加熱した後、その塗膜表面の水の接触角を測定し、耐熱性試験前のサンプル表面(塗膜表面)の水の接触角と比較し、その保持率で耐熱性を評価した。水の接触角は、上記接触角測定装置を用いた。結果は、表1に示した。
[Evaluation 2: Heat resistance test]
About the coating film of each Example and each comparative example, heat resistance was evaluated by the method shown below. Specifically, after heating the coating film of each Example and each Comparative Example in the atmosphere at a temperature condition of 250 ° C. for 24 hours, the contact angle of water on the surface of the coating film was measured, and before the heat resistance test Compared with the contact angle of water on the sample surface (coating film surface), the heat resistance was evaluated by the retention rate. For the contact angle of water, the above contact angle measuring device was used. The results are shown in Table 1.

〔評価3:密着性〕
各実施例及び各比較例の塗膜について、以下に示される方法により、各種支持基板(PC板、アクリル板、PET板)に対する密着性を評価した。具体的には、JIS K 5600用の25枡治具を使用しつつ、測定サンプルの塗膜にクラフトナイフで碁盤目状に25分割されるように切れ込みを入れた。次いで、切れ込みの入った塗膜に、セロハンテープ(24mm幅、ニチバン株式会社製)を貼り付け、そのセロハンテープを消しゴムで押し付ける形で支持基板に密着させた。続いて、セロハンテープを支持基板(塗膜)に対して直角上方へ引き剥がし、その後、支持基板上の塗膜を目視で観察して、塗膜の剥がれ・浮き・割れ等の欠陥の無い枡を数え、その枡の個数で密着性を評価した。評価結果は、表1に示した。なお、表1の空欄部分は、密着性の評価を行っていないことを意味する。
[Evaluation 3: Adhesion]
About the coating film of each Example and each comparative example, the adhesiveness with respect to various support substrates (PC board, an acrylic board, PET board) was evaluated by the method shown below. Specifically, while using a 25 mm jig for JIS K 5600, the coating film of the measurement sample was cut so that it was divided into 25 in a grid pattern with a craft knife. Next, a cellophane tape (24 mm width, manufactured by Nichiban Co., Ltd.) was applied to the cut-out coating film, and the cellophane tape was adhered to the support substrate by pressing with an eraser. Subsequently, the cellophane tape is peeled upward at a right angle with respect to the support substrate (coating film), and then the coating film on the support substrate is visually observed to eliminate defects such as peeling, floating, and cracking of the coating film. And the adhesion was evaluated by the number of the ridges. The evaluation results are shown in Table 1. In addition, the blank part of Table 1 means that adhesive evaluation is not performed.

〔評価4:鉛筆硬度〕
各実施例及び各比較例の塗膜について、以下に示される方法により、鉛筆(引っかき)硬度を測定した。具体的には、JIS K 5600−5−4に準拠し、鉛筆引っかき試験器(コーティングテスター工業株式会社製)を用いて、各塗膜の鉛筆硬度を測定した。なお、鉛筆硬度の測定では、測定サンプルの支持基板として、PC板、アクリル板、PET板を用いた。測定結果は、表1に示した。なお、表1の空欄部分は、鉛筆硬度の測定を行っていないことを意味する。
[Evaluation 4: Pencil hardness]
About the coating film of each Example and each comparative example, pencil (scratch) hardness was measured by the method shown below. Specifically, the pencil hardness of each coating film was measured using a pencil scratch tester (manufactured by Coating Tester Kogyo Co., Ltd.) in accordance with JIS K 5600-5-4. In the measurement of pencil hardness, a PC plate, an acrylic plate, and a PET plate were used as a support substrate for the measurement sample. The measurement results are shown in Table 1. In addition, the blank part of Table 1 means that the pencil hardness is not measured.

Figure 2017074778
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各実施例の塗膜は、各比較例の塗膜と比べて耐熱性に優れ、自動車・産業機器等への使用が可能であり実用上有用であることが確かめられた。
また、各実施例の塗膜は、比較例2,3の塗膜と比べ密着性に優れており、実用上有用であることが確かめられた。
また、各実施例の塗膜は、各比較例の塗膜と比べ鉛筆硬度に優れており、外装用途等に有用であることが確かめられた。
It was confirmed that the coating film of each example was excellent in heat resistance as compared with the coating film of each comparative example, could be used for automobiles and industrial equipment, and was practically useful.
Moreover, the coating film of each Example was excellent in adhesiveness compared with the coating film of Comparative Examples 2 and 3, and it was confirmed that it was practically useful.
Moreover, the coating film of each Example was excellent in pencil hardness compared with the coating film of each comparative example, and it was confirmed that it was useful for the exterior use etc.

(実施例4)
−共重合体の作製−
下記式[S−2]に示される共重合体Bを、以下に示される方法で作製した。
Example 4
-Preparation of copolymer-
Copolymer B represented by the following formula [S-2] was produced by the method shown below.

Figure 2017074778
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1Lのセパラブルフラスコ、3つ口フタ、撹拌機、撹拌翼、温調付きウォーターバスを用意した。フラスコに4―[1,1,2―トリフルオロ−2−[1,1,2,3,3,3―ヘキサフルオロ―2―(1,1,2,2,3,3,3-ヘプタフルオロプロポキシ) プロポキシ]--エトキシ]スチレン100質量部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート2.6質量部、ヘキサフルオロメタキシレン200質量部、アゾビスイソブチロニトリル2.4質量部に加え、60℃で加熱撹拌して溶解し、75℃に保ちつつ8時間撹拌した。次に15℃に冷却し、ノルマルヘキサン300質量部を加え良く攪拌した後に一晩静置した。沈殿物をろ別回収し60℃で24時間真空乾燥して略収率100%でポリスチレン誘導体を得た。この反応の結果、スチレンユニットとメタクリレートユニットのモル比が90:10である共重合体Bを得た。   A 1 L separable flask, a three-necked lid, a stirrer, a stirring blade, and a water bath with temperature control were prepared. Add 4- [1,1,2-trifluoro-2- [1,1,2,3,3,3-hexafluoro-2- (1,1,2,2,3,3,3-hepta] to the flask. In addition to 100 parts by mass of propoxy]-ethoxy] styrene, 2.6 parts by mass of 2-hydroxyethyl methacrylate, 200 parts by mass of hexafluorometaxylene, 2.4 parts by mass of azobisisobutyronitrile at 60 ° C. It melt | dissolved by heating and stirring, and stirred for 8 hours, keeping at 75 degreeC. Next, after cooling to 15 ° C., adding 300 parts by mass of normal hexane and stirring well, the mixture was allowed to stand overnight. The precipitate was collected by filtration and vacuum-dried at 60 ° C. for 24 hours to obtain a polystyrene derivative with an approximate yield of 100%. As a result of this reaction, a copolymer B having a styrene unit: methacrylate unit molar ratio of 90:10 was obtained.

−硬化性樹脂組成物Y1の作製−
上記共重合体Bを6質量部と、硬化性樹脂である旭化成(株)製デュラネートTPA−100(イソシアヌレート型三官能イソシアネート)を0.2質量部とをメチルエチルケトン(MEK)14質量部に溶解し、均一溶解溶液を得た(硬化性樹脂組成物溶液Y1)。なお、硬化性樹脂組成物Y1(共重合体B及び硬化性樹脂)中の共重合体Bの割合は、97質量%であった。また、硬化性樹脂組成物Y1における、共重合体B中の水酸基の量とデュラネートTPA−100中のイソシアネート基の量のモル比は1:1である。
-Production of curable resin composition Y1-
6 parts by mass of the copolymer B and 0.2 parts by mass of Duranate TPA-100 (isocyanurate type trifunctional isocyanate) manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd., which is a curable resin, are dissolved in 14 parts by mass of methyl ethyl ketone (MEK). As a result, a homogeneous solution was obtained (curable resin composition solution Y1). In addition, the ratio of the copolymer B in curable resin composition Y1 (Copolymer B and curable resin) was 97 mass%. Moreover, the molar ratio of the amount of the hydroxyl group in the copolymer B and the amount of the isocyanate group in Duranate TPA-100 in the curable resin composition Y1 is 1: 1.

(実施例5)
−硬化性樹脂組成物Y2の作製−
デュラネートTPA−100(イソシアヌレート型三官能イソシアネート)の添加量を0.3質量部に変更したこと以外は、上記実施例4と同様にして、均一溶解溶液を得た(硬化性樹脂組成物溶液Y2)。なお、硬化性樹脂組成物Y2(共重合体B及び硬化性樹脂)中の共重合体Bの割合は、95.2質量%であった。また、硬化性樹脂組成物Y2における、共重合体B中の水酸基の量とデュラネートTPA−100中のイソシアネート基の量のモル比は1:1.5である。
(Example 5)
-Production of curable resin composition Y2-
Except that the addition amount of Duranate TPA-100 (isocyanurate-type trifunctional isocyanate) was changed to 0.3 parts by mass, a homogeneous solution was obtained (curable resin composition solution) in the same manner as in Example 4 above. Y2). In addition, the ratio of the copolymer B in curable resin composition Y2 (Copolymer B and curable resin) was 95.2 mass%. Moreover, the molar ratio of the amount of the hydroxyl group in the copolymer B and the amount of the isocyanate group in Duranate TPA-100 in the curable resin composition Y2 is 1: 1.5.

(実施例6)
−硬化性樹脂組成物Y3の作製−
デュラネートTPA−100(イソシアヌレート型三官能イソシアネート)の添加量を0.4質量部に変更したこと以外は、上記実施例4と同様にして、均一溶解溶液を得た(硬化性樹脂組成物溶液Y3)。なお、硬化性樹脂組成物Y3(共重合体B及び硬化性樹脂)中の共重合体Bの割合は、93.8質量%であった。また、硬化性樹脂組成物Y3における、共重合体B中の水酸基の量とデュラネートTPA−100中のイソシアネート基の量のモル比は1:2である。
(Example 6)
-Production of curable resin composition Y3-
Except having changed the addition amount of Duranate TPA-100 (isocyanurate type trifunctional isocyanate) into 0.4 mass part, it carried out similarly to the said Example 4, and obtained the uniform melt | dissolution solution (curable resin composition solution) Y3). In addition, the ratio of the copolymer B in curable resin composition Y3 (Copolymer B and curable resin) was 93.8 mass%. In the curable resin composition Y3, the molar ratio of the amount of hydroxyl groups in the copolymer B to the amount of isocyanate groups in the duranate TPA-100 is 1: 2.

(比較例4)
上記共重合体B6質量部をメチルエチルケトン(MEK)14質量部に溶解し、均一溶解溶液を得た(溶液N)。なお、樹脂組成物(共重合体B及び硬化性樹脂)中の共重合体Bの割合は、100質量%であった。
(Comparative Example 4)
6 parts by mass of the copolymer B was dissolved in 14 parts by mass of methyl ethyl ketone (MEK) to obtain a uniform solution (solution N). In addition, the ratio of the copolymer B in a resin composition (Copolymer B and curable resin) was 100 mass%.

(試験サンプルの作製)
後述する各評価試験のために、以下に示される方法で試験サンプル(試験片)を作成した。上記の実施例4〜6の各硬化性樹脂組成物溶液Y1、Y2及びY3を、それぞれポリカーボネート(PC)板(100mm×120mm、厚さ1.5mm)に♯20バーコーターでそれぞれ塗布し、120℃、60分の加熱を行ってポリカーボネート(PC)板に硬化塗膜が形成されてなる試験サンプル(試験片)を得た。
(Preparation of test sample)
For each evaluation test described later, a test sample (test piece) was prepared by the method shown below. Each of the curable resin composition solutions Y1, Y2, and Y3 of Examples 4 to 6 was applied to a polycarbonate (PC) plate (100 mm × 120 mm, thickness 1.5 mm) with a # 20 bar coater, respectively. A test sample (test piece) in which a cured coating film was formed on a polycarbonate (PC) plate by heating at 60 ° C. for 60 minutes was obtained.

また、比較例4についても、上記各実施例と同様に、比較例の溶液Nからなる塗膜を支持基板(PC板)上に形成した試験サンプルを作製した。   Moreover, also about the comparative example 4, the test sample which formed the coating film which consists of the solution N of a comparative example on the support substrate (PC board) similarly to each said Example was produced.

〔評価5:撥水・撥油性(接触角)〕
実施例4〜6の塗膜について、上述した評価1の測定方法と同様にして、水及びヘキサデカン(HD)に対する接触角を測定した。結果は、表2に示した。
[Evaluation 5: Water and oil repellency (contact angle)]
About the coating film of Examples 4-6, it carried out similarly to the measuring method of the evaluation 1 mentioned above, and measured the contact angle with respect to water and hexadecane (HD). The results are shown in Table 2.

〔評価6:密着性〕
実施例4〜6の塗膜について、上述した評価3の方法と同様にして、PC板に対する密着性を評価した。結果は、表2に示した。
[Evaluation 6: Adhesion]
About the coating film of Examples 4-6, it carried out similarly to the method of the evaluation 3 mentioned above, and evaluated the adhesiveness with respect to a PC board. The results are shown in Table 2.

表2には、上述した比較例2〜4の結果も併せて示した。なお、実施例4〜6のPC基板上の硬化塗膜は、いずれもHB以上の鉛筆硬度を示した。   Table 2 also shows the results of Comparative Examples 2 to 4 described above. In addition, all the cured coating films on the PC substrates of Examples 4 to 6 exhibited a pencil hardness of HB or higher.

Figure 2017074778
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表2に示されるように、比較例4の密着性の評価は、塗膜の粘着性が高く、塗膜がべたついているため測定不能という結果になった。   As shown in Table 2, the evaluation of the adhesion of Comparative Example 4 resulted in the measurement being impossible because the coating film was highly tacky and the coating film was sticky.

実施例4〜6の塗膜は、比較例2と比較しても、高い接触角を示し、環境対応かつ高撥水撥油性を持つ材料として非常に有用であることが確かめられた。また更に、実施例4〜6の塗膜は、密着性にも優れており、外装用コーティング材等の各種のコーティング材への適用が可能であり実用上有用であることが確かめられた。   The coating films of Examples 4 to 6 showed a high contact angle even when compared with Comparative Example 2, and it was confirmed that the coating films were extremely useful as materials having environmental friendliness and high water and oil repellency. Furthermore, it was confirmed that the coating films of Examples 4 to 6 were excellent in adhesion, applicable to various coating materials such as exterior coating materials, and practically useful.

(実施例7)
−共重合体C11の作製−
1Lのセパラブルフラスコ、3つ口フタ、撹拌機、撹拌翼、温調付きウォーターバスを用意した。フラスコに4−[1,1,2−トリフルオロ−2−(1,1,2,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロポキシ)エトキシ]スチレン(以下、モノマーAと表記する場合がある)96.4質量部、ヒドロキシプロピルアクリレート(以下、HPAと表記する場合がある)3.6質量部、ヘキサフルオロメタキシレン200質量部、アゾビスイソブチロニトリル2.4質量部に加え、60℃で加熱撹拌して溶解し、75℃に保ちつつ8時間撹拌した。次に15℃に冷却し、ノルマルヘキサン300質量部を加え良く攪拌した後に一晩静置した。沈殿物をろ別回収し60℃で24時間真空乾燥して略収率100%でポリスチレン誘導体を得た。この反応の結果、含フッ素スチレンユニットとHPAユニットのモル比が90:10である共重合体C11を得た。
(Example 7)
-Production of copolymer C11-
A 1 L separable flask, a three-necked lid, a stirrer, a stirring blade, and a water bath with temperature control were prepared. 4- [1,1,2-trifluoro-2- (1,1,2,2,3,3,3-heptafluoropropoxy) ethoxy] styrene (hereinafter sometimes referred to as monomer A) in a flask In addition to 96.4 parts by mass, 3.6 parts by mass of hydroxypropyl acrylate (hereinafter sometimes referred to as HPA), 200 parts by mass of hexafluorometaxylene, 2.4 parts by mass of azobisisobutyronitrile, 60 ° C. Then, the mixture was dissolved by heating and stirring, and the mixture was stirred for 8 hours while maintaining at 75 ° C. Next, after cooling to 15 ° C., adding 300 parts by mass of normal hexane and stirring well, the mixture was allowed to stand overnight. The precipitate was collected by filtration and vacuum-dried at 60 ° C. for 24 hours to obtain a polystyrene derivative with an approximate yield of 100%. As a result of this reaction, a copolymer C11 having a molar ratio of fluorine-containing styrene unit to HPA unit of 90:10 was obtained.

−硬化性樹脂組成物K11の作製− 上記共重合体C11を9質量部と、硬化性樹脂であるデュラネートTPA−100を0.62質量部とをプロピレングリコールモノメチルエーテル(以下、PGM−Acと表記する場合がある)20質量部に溶解し、均一溶解溶液を得た(硬化性樹脂組成物溶液K11)。なお、硬化性樹脂組成物K11における、共重合体C11中の水酸基の量とデュラネートTPA−100中のイソシアネート基の量のモル比は1:1.5である。 —Preparation of Curable Resin Composition K11— 9 parts by mass of the copolymer C11 and 0.62 parts by mass of Duranate TPA-100, which is a curable resin, are expressed as propylene glycol monomethyl ether (hereinafter referred to as PGM-Ac). It was dissolved in 20 parts by mass to obtain a uniform solution (curable resin composition solution K11). In addition, in the curable resin composition K11, the molar ratio of the amount of hydroxyl groups in the copolymer C11 and the amount of isocyanate groups in the duranate TPA-100 is 1: 1.5.

(実施例8)
−共重合体C12の作製−
モノマーAの添加量を87.4質量部、HPAの添加量を12.6質量部に変更した以外は、上記実施例7と同様にして、含フッ素スチレンユニットとHPAユニットのモル比が70:30である共重合体C12を得た。
(Example 8)
-Production of copolymer C12-
The molar ratio of the fluorinated styrene unit and the HPA unit was 70: as in Example 7 except that the addition amount of monomer A was changed to 87.4 parts by mass and the addition amount of HPA was changed to 12.6 parts by mass. A copolymer C12 of 30 was obtained.

−硬化性樹脂組成物K12の作製−
共重合体C11の代わりに上記共重合体C12を9質量部使用し、デュラネートTPA−100の添加量を2.15質量部に変更したこと以外は、上記実施例7と同様にして、均一溶解溶液を得た(硬化性樹脂組成物K12)。なお、硬化性樹脂組成物K12における、共重合体C12中の水酸基の量とデュラネートTPA−100中のイソシアネート基の量のモル比は1:1.5である。
-Production of curable resin composition K12-
In the same manner as in Example 7 except that 9 parts by mass of the copolymer C12 was used instead of the copolymer C11, and the addition amount of duranate TPA-100 was changed to 2.15 parts by mass. A solution was obtained (curable resin composition K12). In addition, in the curable resin composition K12, the molar ratio of the amount of hydroxyl groups in the copolymer C12 and the amount of isocyanate groups in the duranate TPA-100 is 1: 1.5.

(実施例9)
−共重合体C13の作製−
モノマーAの添加量を74.8質量部、HPAの添加量を25.2質量部に変更した以外は、上記実施例7と同様にして、含フッ素スチレンユニットとHPAユニットのモル比が50:50である共重合体C13を得た。
Example 9
-Production of copolymer C13-
The molar ratio of the fluorinated styrene unit to the HPA unit was 50: as in Example 7 except that the addition amount of monomer A was changed to 74.8 parts by mass and the addition amount of HPA to 25.2 parts by mass. A copolymer C13 of 50 was obtained.

−硬化性樹脂組成物K13の作製−
共重合体C11の代わりに上記共重合体C13を9質量部使用し、デュラネートTPA−100の添加量を4.39質量部に変更したこと以外は、上記実施例7と同様にして、均一溶解溶液を得た(硬化性樹脂組成物K13)。なお、硬化性樹脂組成物K3における、共重合体C13中の水酸基の量とデュラネートTPA−100中のイソシアネート基の量のモル比は1:1.5である。
-Production of curable resin composition K13-
Uniform dissolution was carried out in the same manner as in Example 7 except that 9 parts by mass of the copolymer C13 was used instead of the copolymer C11 and the addition amount of Duranate TPA-100 was changed to 4.39 parts by mass. A solution was obtained (curable resin composition K13). In addition, in the curable resin composition K3, the molar ratio of the amount of hydroxyl groups in the copolymer C13 and the amount of isocyanate groups in the duranate TPA-100 is 1: 1.5.

(実施例10)
−共重合体C14の作製−
モノマーAの添加量を66.4質量部、HPAの添加量を33.6質量部に変更した以外は、上記実施例7と同様にして、含フッ素スチレンユニットとHPAユニットのモル比が40:60である共重合体C14を得た。
(Example 10)
-Production of copolymer C14-
The molar ratio of the fluorine-containing styrene unit to the HPA unit was 40: in the same manner as in Example 7 except that the amount of monomer A added was changed to 66.4 parts by mass and the amount of HPA added was changed to 33.6 parts by mass. A copolymer C14 of 60 was obtained.

−硬化性樹脂組成物K14の作製−
共重合体C11の代わりに上記共重合体C14を9質量部使用し、デュラネートTPA−100の添加量を5.85質量部に変更したこと以外は、上記実施例7と同様にして、均一溶解溶液を得た(硬化性樹脂組成物K14)。なお、硬化性樹脂組成物K14における、共重合体C15中の水酸基の量とデュラネートTPA−100中のイソシアネート基の量のモル比は1:1.5である。
-Production of curable resin composition K14-
In the same manner as in Example 7 except that 9 parts by mass of the copolymer C14 was used instead of the copolymer C11 and the addition amount of Duranate TPA-100 was changed to 5.85 parts by mass. A solution was obtained (curable resin composition K14). In addition, in the curable resin composition K14, the molar ratio of the amount of hydroxyl groups in the copolymer C15 and the amount of isocyanate groups in the duranate TPA-100 is 1: 1.5.

(実施例11)
−共重合体C15の作製−
モノマーAの添加量を56.0質量部、HPAの添加量を44.0質量部に変更した以外は、上記実施例7と同様にして、含フッ素スチレンユニットとHPAユニットのモル比が30:70である共重合体C15を得た。
(Example 11)
-Production of copolymer C15-
The molar ratio of the fluorine-containing styrene unit to the HPA unit was 30 as in Example 7 except that the addition amount of monomer A was changed to 56.0 parts by mass and the addition amount of HPA was changed to 44.0 parts by mass. A copolymer C15 of 70 was obtained.

−硬化性樹脂組成物K15の作製−
共重合体C11の代わりに上記共重合体C15を9質量部使用し、デュラネートTPA−100の添加量を7.67質量部に変更したこと以外は、上記実施例7と同様にして、均一溶解溶液を得た(硬化性樹脂組成物K15)。なお、硬化性樹脂組成物K15における、共重合体C15中の水酸基の量とデュラネートTPA−100中のイソシアネート基の量のモル比は1:1.5である。
-Production of curable resin composition K15-
Uniform dissolution was carried out in the same manner as in Example 7 except that 9 parts by mass of the copolymer C15 was used instead of the copolymer C11 and the addition amount of duranate TPA-100 was changed to 7.67 parts by mass. A solution was obtained (curable resin composition K15). In addition, in the curable resin composition K15, the molar ratio of the amount of hydroxyl groups in the copolymer C15 and the amount of isocyanate groups in the duranate TPA-100 is 1: 1.5.

(実施例12)
−共重合体C21の作製−
モノマーAの添加量を94.6質量部とし、HPAの代わりに1,4−シクロヘキサンジメタノールモノアクリレート(以下、CHDMMAと表記する場合がある)を5.4質量部添加した以外は、上記実施例7と同様にして、含フッ素スチレンユニットとCHDMMAユニットのモル比が90:10である共重合体C21を得た。
(Example 12)
-Production of copolymer C21-
The above implementation was performed except that the amount of monomer A added was 94.6 parts by mass, and 5.4 parts by mass of 1,4-cyclohexanedimethanol monoacrylate (hereinafter sometimes referred to as CHDMMA) was added instead of HPA. In the same manner as in Example 7, a copolymer C21 having a molar ratio of fluorine-containing styrene unit to CHDMMA unit of 90:10 was obtained.

−硬化性樹脂組成物K21の作製−
共重合体C11の代わりに上記共重合体C21を9質量部使用し、デュラネートTPA−100の添加量を0.60質量部に変更したこと以外は、上記実施例7と同様にして、均一溶解溶液を得た(硬化性樹脂組成物K21)。なお、硬化性樹脂組成物K21における、共重合体C21中の水酸基の量とデュラネートTPA−100中のイソシアネート基の量のモル比は1:1.5である。
-Production of curable resin composition K21-
In the same manner as in Example 7 except that 9 parts by mass of the copolymer C21 was used instead of the copolymer C11, and the addition amount of duranate TPA-100 was changed to 0.60 parts by mass. A solution was obtained (curable resin composition K21). In addition, in the curable resin composition K21, the molar ratio of the amount of hydroxyl groups in the copolymer C21 and the amount of isocyanate groups in the duranate TPA-100 is 1: 1.5.

(実施例13)
−共重合体C22の作製−
モノマーAの添加量を82.0質量部とし、CHDMMAの添加量を18.0質量部とした以外は、上記実施例12と同様にして、含フッ素スチレンユニットとCHDMMAユニットのモル比が70:30である共重合体C22を得た。
(Example 13)
-Production of copolymer C22-
The molar ratio of the fluorine-containing styrene unit to the CHDMMA unit was 70: as in Example 12 except that the amount of monomer A added was 82.0 parts by mass and the amount of CHDMMA added was 18.0 parts by mass. 30 copolymer C22 was obtained.

−硬化性樹脂組成物K22の作製−
共重合体C21の代わりに上記共重合体C22を9質量部使用し、デュラネートTPA−100の添加量を2.06質量部に変更したこと以外は、上記実施例12と同様にして、均一溶解溶液を得た(硬化性樹脂組成物K22)。なお、硬化性樹脂組成物K22における、共重合体C22中の水酸基の量とデュラネートTPA−100中のイソシアネート基の量のモル比は1:1.5である。
-Production of curable resin composition K22-
In the same manner as in Example 12, except that 9 parts by mass of the copolymer C22 was used instead of the copolymer C21 and the addition amount of Duranate TPA-100 was changed to 2.06 parts by mass. A solution was obtained (curable resin composition K22). In the curable resin composition K22, the molar ratio of the amount of hydroxyl groups in the copolymer C22 to the amount of isocyanate groups in the duranate TPA-100 is 1: 1.5.

(実施例14)
−共重合体C23の作製−
モノマーAの添加量を66.1質量部とし、CHDMMAの添加量を33.9質量部とした以外は、上記実施例12と同様にして、含フッ素スチレンユニットとCHDMMAユニットのモル比が50:50である共重合体C23を得た。
(Example 14)
-Production of copolymer C23-
The molar ratio of the fluorinated styrene unit to the CHDMMA unit was 50: as in Example 12 except that the amount of monomer A added was 66.1 parts by mass and the amount of CHDMMA added was 33.9 parts by mass. A copolymer C23 of 50 was obtained.

−硬化性樹脂組成物K23の作製−
共重合体C21の代わりに上記共重合体C23を9質量部使用し、デュラネートTPA−100の添加量を3.88質量部に変更したこと以外は、上記実施例12と同様にして、均一溶解溶液を得た(硬化性樹脂組成物K23)。なお、硬化性樹脂組成物K23における、共重合体C23中の水酸基の量とデュラネートTPA−100中のイソシアネート基の量のモル比は1:1.5である。
-Production of curable resin composition K23-
In the same manner as in Example 12 except that 9 parts by mass of the copolymer C23 was used instead of the copolymer C21 and the addition amount of Duranate TPA-100 was changed to 3.88 parts by mass. A solution was obtained (curable resin composition K23). In addition, in the curable resin composition K23, the molar ratio of the amount of hydroxyl groups in the copolymer C23 and the amount of isocyanate groups in the duranate TPA-100 is 1: 1.5.

(実施例15)
−共重合体C31の作製−
モノマーAの添加量を86.2質量部とし、HPAの代わりに4−ヒドロキシブチルアクリレート(以下、4HBAと表記する場合がある)を13.8質量部添加した以外は、上記実施例7と同様にして、含フッ素スチレンユニットと4HBAユニットのモル比が70:30である共重合体C31を得た。
(Example 15)
-Production of copolymer C31-
The same as Example 7 except that the amount of monomer A added was 86.2 parts by mass, and 13.8 parts by mass of 4-hydroxybutyl acrylate (hereinafter sometimes referred to as 4HBA) was added instead of HPA. Thus, a copolymer C31 having a molar ratio of the fluorine-containing styrene unit to the 4HBA unit of 70:30 was obtained.

−硬化性樹脂組成物K31の作製−
共重合体C11の代わりに上記共重合体C31を9質量部使用し、デュラネートTPA−100の添加量を2.06質量部に変更したこと以外は、上記実施例7と同様にして、均一溶解溶液を得た(硬化性樹脂組成物K31)。なお、硬化性樹脂組成物K31における、共重合体C31中の水酸基の量とデュラネートTPA−100中のイソシアネート基の量のモル比は1:1.5である。
-Production of curable resin composition K31-
Uniform dissolution was carried out in the same manner as in Example 7 except that 9 parts by mass of the copolymer C31 was used instead of the copolymer C11 and the addition amount of duranate TPA-100 was changed to 2.06 parts by mass. A solution was obtained (curable resin composition K31). In the curable resin composition K31, the molar ratio of the amount of hydroxyl groups in the copolymer C31 to the amount of isocyanate groups in the duranate TPA-100 is 1: 1.5.

(試験サンプルの作製)
後述する各評価試験のために、以下に示される方法で試験サンプル(試験片)を作成した。上記の実施例7〜15の各硬化性樹脂組成物溶液K11〜K15、K21〜K23、並びにK31を、ポリカーボネート(PC)板(100mm×120mm、厚さ1.5mm)に♯20バーコーターでそれぞれ塗布し、120℃、60分の加熱を行ってポリカーボネート(PC)板に硬化塗膜が形成されてなる試験サンプル(試験片)を得た。
(Preparation of test sample)
For each evaluation test described later, a test sample (test piece) was prepared by the method shown below. Each of the curable resin composition solutions K11 to K15, K21 to K23, and K31 of Examples 7 to 15 was placed on a polycarbonate (PC) plate (100 mm × 120 mm, thickness 1.5 mm) with a # 20 bar coater. The sample was applied and heated at 120 ° C. for 60 minutes to obtain a test sample (test piece) in which a cured coating film was formed on a polycarbonate (PC) plate.

(比較例7〜15)
上記の実施例7〜15の各硬化性樹脂組成物溶液K11〜K15、K21〜K23、並びにK31を、ポリカーボネート(PC)板(100mm×120mm、厚さ1.5mm)に♯20バーコーターでそれぞれ塗布し、硬化反応を行っていない未硬化塗膜からなる試験サンプルを作製し、それぞれ比較例7〜15とした。
(Comparative Examples 7-15)
Each of the curable resin composition solutions K11 to K15, K21 to K23, and K31 of Examples 7 to 15 was placed on a polycarbonate (PC) plate (100 mm × 120 mm, thickness 1.5 mm) with a # 20 bar coater. The test sample which consists of an uncured coating film which apply | coated and has not performed hardening reaction was produced, and it was set as Comparative Examples 7-15, respectively.

〔評価6:撥水・撥油性(接触角)〕
実施例7〜15および比較例7〜15の試験サンプルについて、上述した評価1の測定方法と同様にして、水及びヘキサデカン(HD)に対する接触角を測定した。結果は、表3に示す。
[Evaluation 6: Water and oil repellency (contact angle)]
About the test sample of Examples 7-15 and Comparative Examples 7-15, it carried out similarly to the measuring method of the evaluation 1 mentioned above, and measured the contact angle with respect to water and hexadecane (HD). The results are shown in Table 3.

〔評価7:密着性〕
実施例7〜15および比較例7〜15の試験サンプルについて、上述した評価3の方法と同様にして、PC板に対する密着性を評価した。結果は、表3に示した。
[Evaluation 7: Adhesion]
About the test sample of Examples 7-15 and Comparative Examples 7-15, it carried out similarly to the method of the evaluation 3 mentioned above, and evaluated the adhesiveness with respect to a PC board. The results are shown in Table 3.

〔評価8:鉛筆硬度〕
実施例7〜15および比較例7〜15の試験サンプルについて、上述した評価4の方法と同様にして、鉛筆(引っかき)硬度を評価した。結果は、表3に示した。
[Evaluation 8: Pencil hardness]
About the test sample of Examples 7-15 and Comparative Examples 7-15, it carried out similarly to the method of the evaluation 4 mentioned above, and evaluated pencil (scratch) hardness. The results are shown in Table 3.

Figure 2017074778
Figure 2017074778

各実施例の塗膜は、各比較例の塗膜と比べて特に鉛筆硬度において優れており、外装用途等に有用であることが確かめられた。   The coating film of each example was particularly excellent in pencil hardness as compared with the coating film of each comparative example, and it was confirmed that the coating film was useful for exterior use and the like.

〔評価9:耐熱性試験〕
実施例7〜8の試験サンプルについて、上述した評価2の方法と同様にして、耐熱性を評価した。結果は、表4に示した。
[Evaluation 9: Heat resistance test]
About the test sample of Examples 7-8, it carried out similarly to the method of the evaluation 2 mentioned above, and evaluated heat resistance. The results are shown in Table 4.

〔評価10:耐候性試験〕
実施例7〜8の試験サンプルについて、以下に示される方法により、耐候性を評価した。結果は、表4に示した。具体的には、各実施例及び各比較例の塗膜について、JIS B 7754の「キセノンアークランプ式耐光性及び耐候性試験機」で規定された試験機を用い、JIS K 7350―2:2008の「プラスチック−実験室光源による暴露試験方法第2部「キセノンアークランプ」に記載の試験条件(サイクルNo8 暴露サイクル:連続照射、暴露時間:500時間、放射照度:50W/m2、ブラックスタンダード温度:65℃、相対湿度:50%)の耐候性試験を実施した。耐候性試験前および後のサンプル表面の水の接触角を測定し、耐候性試験前のサンプル表面の水の接触角と比較し、その保持率で耐候性を評価した。接触角は、評価1に記載の方法により測定し、結果は、表4に示した。
[Evaluation 10: Weather resistance test]
About the test sample of Examples 7-8, the weather resistance was evaluated by the method shown below. The results are shown in Table 4. Specifically, with respect to the coating films of each Example and each Comparative Example, JIS K 7350-2: 2008 was used by using a tester defined by “Xenon arc lamp light resistance and weather resistance tester” of JIS B 7754. Test conditions described in “Plastics—Exposure test method using laboratory light source” Part 2 “Xenon arc lamp” (cycle No8 exposure cycle: continuous irradiation, exposure time: 500 hours, irradiance: 50 W / m 2, black standard temperature: 65 ° C., relative humidity: 50%). The contact angle of water on the sample surface before and after the weather resistance test was measured, compared with the contact angle of water on the sample surface before the weather resistance test, and the weather resistance was evaluated by the retention rate. The contact angle was measured by the method described in Evaluation 1, and the results are shown in Table 4.

Figure 2017074778
Figure 2017074778

各実施例の塗膜は、耐熱性および耐候性に優れ、自動車・産業機器等への使用が可能であり実用上有用であることが確かめられた。   It was confirmed that the coating film of each example is excellent in heat resistance and weather resistance, can be used for automobiles and industrial equipment, and is practically useful.

〔評価11:溶剤ラビング試験〕
実施例7〜8および実施例13、並びに比較例7〜8および比較例13の試験サンプルについて、溶剤ラビング試験により耐溶剤性を評価した。溶剤ラビング試験は、各種溶剤を含浸したウエスに500gの荷重を掛けて各試験サンプルの表面を100往復擦過し、その前後で接触角の変化を測定することにより行った。結果は、表5に示した。
[Evaluation 11: Solvent rubbing test]
About the test sample of Examples 7-8 and Example 13, and Comparative Examples 7-8 and Comparative Example 13, solvent resistance was evaluated by the solvent rubbing test. The solvent rubbing test was performed by applying a load of 500 g to a waste impregnated with various solvents, rubbing the surface of each test sample 100 times, and measuring the change in contact angle before and after that. The results are shown in Table 5.

Figure 2017074778
Figure 2017074778

各実施例の塗膜は、耐溶剤性に優れており、実用上有用であることが確かめられた。各比較例の塗膜は、対応する各実施例の塗膜と比較して、全て耐溶剤性に劣る結果となった。架橋によって、水ラビングおよび溶剤ラビングによる接触角低下が大きく抑制されており、架橋体とすることで耐溶剤性が改善していることが確認された。   The coating film of each Example was excellent in solvent resistance, and it was confirmed that it was practically useful. The coating film of each comparative example was inferior in solvent resistance as compared with the coating film of each corresponding example. It was confirmed that the contact angle decrease due to water rubbing and solvent rubbing was largely suppressed by the crosslinking, and that the solvent resistance was improved by using a crosslinked body.

(実施例16)
−共重合体D11の作製−
モノマーAの添加量を96.1質量部とし、HPAの代わりに昭和電工株式会社製カレンズAOI(登録商標)(2−アクリロイルオキシエチルイソシアネート。以下、カレンズAOIと表記する場合がある)を3.9質量部添加した以外は、上記実施例7と同様にして、含フッ素スチレンユニットとカレンズAOIユニットのモル比が90:10である共重合体D11を得た。
(Example 16)
-Production of copolymer D11-
The amount of monomer A added is 96.1 parts by mass, and Karenz AOI (registered trademark) (2-acryloyloxyethyl isocyanate, hereinafter referred to as Karenz AOI) manufactured by Showa Denko KK is used instead of HPA. A copolymer D11 having a molar ratio of the fluorinated styrene unit to the Karenz AOI unit of 90:10 was obtained in the same manner as in Example 7 except that 9 parts by mass was added.

−硬化性樹脂組成物L11の作製−
共重合体C11の代わりに上記共重合体D11を9質量部使用し、デュラネートTPA−100の代わりに丸善石油化学株式会社製「マルカリンカー」CST−50(スチレン−ヒドロキシスチレン共重合物。以下、CST−50と表記する場合がある)を0.40質量部添加したこと以外は、上記実施例7と同様にして、均一溶解溶液を得た(硬化性樹脂組成物L11)。なお、硬化性樹脂組成物L11における、共重合体D11中のイソシアネート基の量とCST−50中の水酸基の量のモル比は1.5:1である。
-Production of curable resin composition L11-
9 parts by mass of the above copolymer D11 was used instead of copolymer C11, and “Marcalinker” CST-50 (styrene-hydroxystyrene copolymer produced by Maruzen Petrochemical Co., Ltd.) was used instead of duranate TPA-100. A homogeneous solution was obtained (curable resin composition L11) in the same manner as in Example 7 except that 0.40 part by mass of CST-50 was sometimes added). In addition, in the curable resin composition L11, the molar ratio of the amount of isocyanate groups in the copolymer D11 and the amount of hydroxyl groups in CST-50 is 1.5: 1.

(実施例17)
−共重合体D12の作製−
モノマーAの添加量を86.5質量部、カレンズAOIの添加量を13.5質量部に変更した以外は、上記実施例16と同様にして、含フッ素スチレンユニットとカレンズAOIユニットのモル比が70:30である共重合体D12を得た。
(Example 17)
-Production of copolymer D12-
The molar ratio of the fluorinated styrene unit to the Karenz AOI unit was the same as in Example 16 except that the addition amount of the monomer A was changed to 86.5 parts by mass and the addition amount of the Karenz AOI was changed to 13.5 parts by mass. A copolymer D12 of 70:30 was obtained.

−硬化性樹脂組成物L12の作製−
共重合体D11の代わりに上記共重合体D12を9質量部使用し、CST−50の添加量を1.40質量部に変更したこと以外は、上記実施例16と同様にして、均一溶解溶液を得た(硬化性樹脂組成物L12)。なお、硬化性樹脂組成物L12における、共重合体D12中のイソシアネート基の量とCST−50中の水酸基の量のモル比は1:1.5である。
-Production of curable resin composition L12-
Uniformly dissolved solution in the same manner as in Example 16 except that 9 parts by mass of the copolymer D12 was used instead of the copolymer D11, and the addition amount of CST-50 was changed to 1.40 parts by mass. (Curable resin composition L12) was obtained. In addition, in the curable resin composition L12, the molar ratio of the amount of isocyanate group in the copolymer D12 and the amount of hydroxyl group in CST-50 is 1: 1.5.

(実施例18)
−共重合体D13の作製−
モノマーAの添加量を73.2質量部、カレンズAOIの添加量を26.8質量部に変更した以外は、上記実施例16と同様にして、含フッ素スチレンユニットとカレンズAOIユニットのモル比が50:50である共重合体D13を得た。
(Example 18)
-Production of copolymer D13-
The molar ratio of the fluorinated styrene unit to the Karenz AOI unit was the same as in Example 16 except that the addition amount of the monomer A was changed to 73.2 parts by mass and the addition amount of the Karenz AOI was changed to 26.8 parts by mass. Copolymer D13 having a ratio of 50:50 was obtained.

−硬化性樹脂組成物L13の作製−
共重合体D11の代わりに上記共重合体D13を9質量部使用し、CST−50の添加量を2.80質量部に変更したこと以外は、上記実施例16と同様にして、均一溶解溶液を得た(硬化性樹脂組成物L13)。なお、硬化性樹脂組成物L13における、共重合体D13中のイソシアネート基の量とCST−50中の水酸基の量のモル比は1:1.5である。
-Production of curable resin composition L13-
A homogeneous solution as in Example 16 except that 9 parts by weight of the copolymer D13 was used instead of the copolymer D11 and the amount of CST-50 added was changed to 2.80 parts by weight. (Curable resin composition L13) was obtained. In addition, in the curable resin composition L13, the molar ratio of the amount of isocyanate groups in the copolymer D13 and the amount of hydroxyl groups in CST-50 is 1: 1.5.

(試験サンプルの作製)
後述する各評価試験のために、以下に示される方法で試験サンプル(試験片)を作成した。上記の実施例16〜21の各硬化性樹脂組成物溶液L11〜L13を、ポリカーボネート(PC)板(100mm×120mm、厚さ1.5mm)に♯20バーコーターでそれぞれ塗布し、120℃、60分の加熱を行ってポリカーボネート(PC)板に硬化塗膜が形成されてなる試験サンプル(試験片)を得た。
(Preparation of test sample)
For each evaluation test described later, a test sample (test piece) was prepared by the method shown below. Each of the curable resin composition solutions L11 to L13 of Examples 16 to 21 was applied to a polycarbonate (PC) plate (100 mm × 120 mm, thickness 1.5 mm) with a # 20 bar coater. The test sample (test piece) by which the cured coating film was formed in the polycarbonate (PC) board by heating for a minute was obtained.

(比較例16〜18)
上記の実施例16〜18の各硬化性樹脂組成物溶液L11〜L13を、ポリカーボネート(PC)板(100mm×120mm、厚さ1.5mm)に♯20バーコーターでそれぞれ塗布し、硬化反応を行っていない未硬化塗膜からなる試験サンプルを作製し、それぞれ比較例16〜18とした。
(Comparative Examples 16-18)
Each of the curable resin composition solutions L11 to L13 of Examples 16 to 18 was applied to a polycarbonate (PC) plate (100 mm × 120 mm, thickness 1.5 mm) with a # 20 bar coater, and a curing reaction was performed. Test samples comprising uncured uncured coatings were prepared and used as Comparative Examples 16 to 18, respectively.

〔評価12:撥水・撥油性(接触角)〕
実施例16〜18および比較例16〜18の試験サンプルについて、上述した評価1の測定方法と同様にして、水及びヘキサデカン(HD)に対する接触角を測定した。結果は、表6に示した。
[Evaluation 12: Water and oil repellency (contact angle)]
About the test sample of Examples 16-18 and Comparative Examples 16-18, it carried out similarly to the measuring method of the evaluation 1 mentioned above, and measured the contact angle with respect to water and hexadecane (HD). The results are shown in Table 6.

〔評価13:密着性〕
実施例16〜18および比較例16〜18の試験サンプルについて、上述した評価3の方法と同様にして、PC板に対する密着性を評価した。結果は、表6に示した。
[Evaluation 13: Adhesion]
About the test sample of Examples 16-18 and Comparative Examples 16-18, it carried out similarly to the method of the evaluation 3 mentioned above, and evaluated the adhesiveness with respect to a PC board. The results are shown in Table 6.

〔評価14:鉛筆硬度〕
実施例16〜18および比較例16〜18の試験サンプルについて、上述した評価4の方法と同様にして、鉛筆(引っかき)硬度を評価した。結果は、表6に示した。
[Evaluation 14: Pencil hardness]
About the test sample of Examples 16-18 and Comparative Examples 16-18, it carried out similarly to the method of the evaluation 4 mentioned above, and pencil (scratch) hardness was evaluated. The results are shown in Table 6.

Figure 2017074778
Figure 2017074778

各実施例の塗膜は、各比較例の塗膜と比べて特に鉛筆硬度において優れており、外装用途等に有用であることが確かめられた。   The coating film of each example was particularly excellent in pencil hardness as compared with the coating film of each comparative example, and it was confirmed that the coating film was useful for exterior use and the like.

(実施例19)
−共重合体E11の作製−
モノマーAの添加量を96.1質量部とし、HPAの代わりにメタクリル酸グリシジルを3.9質量部添加した以外は、上記実施例7と同様にして、含フッ素スチレンユニットとメタクリル酸グリシジルユニットのモル比が90:10である共重合体E11を得た。
(Example 19)
-Production of copolymer E11-
The amount of the monomer A was 96.1 parts by mass, and fluoridated styrene unit and glycidyl methacrylate unit were added in the same manner as in Example 7 except that glycidyl methacrylate was added instead of HPA. A copolymer E11 having a molar ratio of 90:10 was obtained.

−硬化性樹脂組成物M11の作製−
共重合体C11の代わりに上記共重合体E11を10質量部使用し、デュラネートTPA−100の代わりに株式会社ADEKA製「ADEKAハードナー」EH−479A(ポリアミン。以下、EH−479と表記する場合がある)を0.40質量部添加したこと以外は、上記実施例7と同様にして、均一溶解溶液を得た(硬化性樹脂組成物L11)。
-Production of curable resin composition M11-
Instead of the copolymer C11, 10 parts by mass of the copolymer E11 is used, and instead of Duranate TPA-100, “ADEKA Hardener” EH-479A (polyamine. Except that 0.40 parts by mass of (A) was added, a homogeneous solution was obtained in the same manner as in Example 7 (curable resin composition L11).

(実施例20)
−共重合体E12の作製−
モノマーAの添加量を86.4質量部、メタクリル酸グリシジルの添加量を13.6質量部に変更した以外は、上記実施例19と同様にして、含フッ素スチレンユニットとメタクリル酸グリシジルユニットのモル比が70:30である共重合体E12を得た。
(Example 20)
-Production of copolymer E12-
The moles of the fluorine-containing styrene unit and the glycidyl methacrylate unit were the same as in Example 19 except that the addition amount of monomer A was changed to 86.4 parts by mass and the addition amount of glycidyl methacrylate to 13.6 parts by mass. A copolymer E12 having a ratio of 70:30 was obtained.

−硬化性樹脂組成物M12の作製−
共重合体E11の代わりに上記共重合体E12を10質量部、EH−479を0.40質量部使用し、上記実施例19と同様にして、均一溶解溶液を得た(硬化性樹脂組成物M12)。
-Production of curable resin composition M12-
10 parts by mass of the copolymer E12 and 0.40 parts by mass of EH-479 were used instead of the copolymer E11, and a homogeneous solution was obtained in the same manner as in Example 19 (curable resin composition). M12).

(実施例21)
−共重合体E21の作製−
モノマーAの添加量を81.8質量部とし、メタクリル酸グリシジルの代わりに4-ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル(以下、4HBAGEと表記する場合がある)を18.2質量部使用した以外は、上記実施例19と同様にして、含フッ素スチレンユニットとメタクリル酸グリシジルユニットのモル比が70:30である共重合体E21を得た。
(Example 21)
-Production of copolymer E21-
The above implementation was performed except that the amount of monomer A added was 81.8 parts by mass, and 18.2 parts by mass of 4-hydroxybutyl acrylate glycidyl ether (hereinafter sometimes referred to as 4HBAGE) was used instead of glycidyl methacrylate. In the same manner as in Example 19, a copolymer E21 having a molar ratio of the fluorine-containing styrene unit to the glycidyl methacrylate unit of 70:30 was obtained.

−硬化性樹脂組成物M21の作製−
共重合体E11の代わりに上記共重合体E21を10質量部、EH−479を0.40質量部使用し、上記実施例19と同様にして、均一溶解溶液を得た(硬化性樹脂組成物M21)。
-Production of curable resin composition M21-
10 parts by mass of the copolymer E21 and 0.40 parts by mass of EH-479 were used instead of the copolymer E11, and a homogeneous solution was obtained in the same manner as in Example 19 (curable resin composition). M21).

(試験サンプルの作製)
後述する各評価試験のために、以下に示される方法で試験サンプル(試験片)を作成した。上記の実施例19〜21の各硬化性樹脂組成物溶液M11,M12,M21を、SUS304ステンレス鋼製板(100mm×120mm、厚さ1.5mm)に♯20バーコーターでそれぞれ塗布し、150℃、60分の加熱を行ってステンレス鋼板に硬化塗膜が形成されてなる試験サンプル(試験片)を得た。
(Preparation of test sample)
For each evaluation test described later, a test sample (test piece) was prepared by the method shown below. Each of the curable resin composition solutions M11, M12, and M21 of Examples 19 to 21 was applied to a SUS304 stainless steel plate (100 mm × 120 mm, thickness 1.5 mm) with a # 20 bar coater, and 150 ° C. The test sample (test piece) in which a cured coating film was formed on the stainless steel plate by heating for 60 minutes was obtained.

(比較例19〜21)
上記の実施例19〜21の各硬化性樹脂組成物溶液M11,M12,M21を、SUS304ステンレス鋼製板(100mm×120mm、厚さ1.5mm)に♯20バーコーターでそれぞれ塗布して、硬化反応を行っていない未硬化塗膜からなる試験サンプルを作製し、それぞれ比較例19〜21とした。
(Comparative Examples 19-21)
The curable resin composition solutions M11, M12, and M21 of Examples 19 to 21 were applied to a SUS304 stainless steel plate (100 mm × 120 mm, thickness 1.5 mm) with a # 20 bar coater, and cured. Test samples composed of uncured coatings that had not been reacted were prepared and used as Comparative Examples 19 to 21, respectively.

〔評価15:撥水・撥油性(接触角)〕
実施例19〜21および比較例19〜21の試験サンプルについて、上述した評価1の測定方法と同様にして、水及びヘキサデカン(HD)に対する接触角を測定した。結果は、表7に示した。
[Evaluation 15: Water and oil repellency (contact angle)]
About the test sample of Examples 19-21 and Comparative Examples 19-21, it carried out similarly to the measuring method of the evaluation 1 mentioned above, and measured the contact angle with respect to water and hexadecane (HD). The results are shown in Table 7.

〔評価16:密着性〕
実施例19〜21および比較例19〜21の試験サンプルについて、上述した評価3の方法と同様にして、PC板に対する密着性を評価した。結果は、表7に示した。
[Evaluation 16: Adhesion]
About the test sample of Examples 19-21 and Comparative Examples 19-21, it carried out similarly to the method of the evaluation 3 mentioned above, and evaluated the adhesiveness with respect to a PC board. The results are shown in Table 7.

〔評価17:鉛筆硬度〕
実施例19〜21および比較例19〜21の試験サンプルについて、上述した評価4の方法と同様にして、鉛筆(引っかき)硬度を評価した。結果は、表7に示した。
[Evaluation 17: Pencil hardness]
About the test sample of Examples 19-21 and Comparative Examples 19-21, it carried out similarly to the method of the evaluation 4 mentioned above, and evaluated pencil (scratch) hardness. The results are shown in Table 7.

Figure 2017074778
Figure 2017074778

各実施例の塗膜は、各比較例の塗膜と比べて特に鉛筆硬度において優れており、外装用途等に有用であることが確かめられた。   The coating film of each example was particularly excellent in pencil hardness as compared with the coating film of each comparative example, and it was confirmed that the coating film was useful for exterior use and the like.

(実施例22)
−共重合体C41の作製−
モノマーAの添加量を71.1質量部、HPAの添加量を12.0質量部とし、さらに4−[1,1,2−トリフルオロ−2−[1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−(1,1,2,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロポキシ)プロポキシ]−エトキシ]スチレン(以下、モノマーBと称する場合がある)を16.9質量部使用した以外は、上記実施例7と同様にして、モノマーAの含フッ素スチレンユニットと、モノマーBの含フッ素スチレンユニットと、HPAユニットのモル比が、60:10:30である共重合体C41を得た。
(Example 22)
-Production of copolymer C41-
The amount of monomer A added was 71.1 parts by mass, the amount of HPA added was 12.0 parts by mass, and 4- [1,1,2-trifluoro-2- [1,1,2,3,3, 16.9 parts by mass of 3-hexafluoro-2- (1,1,2,2,3,3,3-heptafluoropropoxy) propoxy] -ethoxy] styrene (hereinafter sometimes referred to as monomer B) In the same manner as in Example 7 except that the copolymer C41 in which the molar ratio of the fluorine-containing styrene unit of monomer A, the fluorine-containing styrene unit of monomer B, and the HPA unit is 60:10:30 is obtained. Obtained.

−硬化性樹脂組成物K41の作製−
共重合体C11の代わりに上記共重合体C41を9質量部使用し、デュラネートTPA−100を2.00質量部添加したこと以外は、上記実施例7と同様にして、均一溶解溶液を得た(硬化性樹脂組成物K41)。
-Production of curable resin composition K41-
A homogeneous solution was obtained in the same manner as in Example 7 except that 9 parts by mass of the copolymer C41 was used instead of the copolymer C11 and 2.00 parts by mass of Duranate TPA-100 was added. (Curable resin composition K41).

(実施例23)
−共重合体C42の作製−
モノマーAの添加量を66.9質量部、モノマーBの添加量を15.9質量部とし、HPAの代わりにCHDMMAを18.2質量部使用した以外は、上記実施例22と同様にして、モノマーAの含フッ素スチレンユニットと、モノマーBの含フッ素スチレンユニットと、CHDMMAユニットのモル比が、60:10:30である共重合体C42を得た。
(Example 23)
-Production of copolymer C42-
Except for using 66.9 parts by mass of monomer A, 15.9 parts by mass of monomer B, and 18.2 parts by mass of CHDMMA instead of HPA, the same as in Example 22 above, A copolymer C42 in which the molar ratio of the fluorine-containing styrene unit of monomer A, the fluorine-containing styrene unit of monomer B, and the CHDMMA unit was 60:10:30 was obtained.

−硬化性樹脂組成物K42の作製−
共重合体C41の代わりに上記共重合体C42を9質量部使用し、デュラネートTPA−100の添加量を1.97質量部としたこと以外は、上記実施例22と同様にして、均一溶解溶液を得た(硬化性樹脂組成物K42)。
-Production of curable resin composition K42-
A homogeneous solution as in Example 22 except that 9 parts by mass of the copolymer C42 was used instead of the copolymer C41, and the addition amount of Duranate TPA-100 was 1.97 parts by mass. (Curable resin composition K42) was obtained.

(試験サンプルの作製)
後述する各評価試験のために、以下に示される方法で試験サンプル(試験片)を作成した。上記の実施例22,23の各硬化性樹脂組成物溶液K41,42を、ポリカーボネート(PC)板(100mm×120mm、厚さ1.5mm)に♯20バーコーターでそれぞれ塗布し、120℃、60分の加熱を行ってポリカーボネート(PC)板に硬化塗膜が形成されてなる試験サンプル(試験片)を得た。
(Preparation of test sample)
For each evaluation test described later, a test sample (test piece) was prepared by the method shown below. Each of the curable resin composition solutions K41 and 42 of Examples 22 and 23 was applied to a polycarbonate (PC) plate (100 mm × 120 mm, thickness 1.5 mm) with a # 20 bar coater, respectively, at 120 ° C., 60 ° C. The test sample (test piece) by which the cured coating film was formed in the polycarbonate (PC) board by heating for a minute was obtained.

(比較例19〜21)
上記の実施例22,23の各硬化性樹脂組成物溶液K41,42を、ポリカーボネート(PC)板(100mm×120mm、厚さ1.5mm)に♯20バーコーターでそれぞれ塗布して、硬化反応を行っていない未硬化塗膜からなる試験サンプルを作製し、それぞれ比較例22,23とした。
(Comparative Examples 19-21)
Each of the curable resin composition solutions K41 and 42 of Examples 22 and 23 was applied to a polycarbonate (PC) plate (100 mm × 120 mm, thickness 1.5 mm) with a # 20 bar coater to cause a curing reaction. Test samples made of uncured coatings that were not performed were prepared as Comparative Examples 22 and 23, respectively.

〔評価18:撥水・撥油性(接触角)〕
実施例22,23および比較例22,23の試験サンプルについて、上述した評価1の測定方法と同様にして、水及びヘキサデカン(HD)に対する接触角を測定した。結果は、表8に示した。
[Evaluation 18: Water and oil repellency (contact angle)]
For the test samples of Examples 22 and 23 and Comparative Examples 22 and 23, the contact angles for water and hexadecane (HD) were measured in the same manner as in the measurement method of Evaluation 1 described above. The results are shown in Table 8.

〔評価19:密着性〕
実施例22,23および比較例22,23の試験サンプルについて、上述した評価3の方法と同様にして、PC板に対する密着性を評価した。結果は、表8に示した。
[Evaluation 19: Adhesion]
About the test sample of Examples 22 and 23 and Comparative Examples 22 and 23, it carried out similarly to the method of the evaluation 3 mentioned above, and evaluated the adhesiveness with respect to a PC board. The results are shown in Table 8.

〔評価20:鉛筆硬度〕
実施例22,23および比較例22,23の試験サンプルについて、上述した評価4の方法と同様にして、鉛筆(引っかき)硬度を評価した。結果は、表8に示した。
[Evaluation 20: Pencil hardness]
For the test samples of Examples 22 and 23 and Comparative Examples 22 and 23, the pencil (scratch) hardness was evaluated in the same manner as in the method of Evaluation 4 described above. The results are shown in Table 8.

Figure 2017074778
Figure 2017074778

各実施例の塗膜は、各比較例の塗膜と比べて特に鉛筆硬度において優れており、外装用途等に有用であることが確かめられた。   The coating film of each example was particularly excellent in pencil hardness as compared with the coating film of each comparative example, and it was confirmed that the coating film was useful for exterior use and the like.

Claims (14)

下記式[1]で表される繰り返し単位を1質量%以上99質量%以下と架橋基含有繰り返し単位を1質量%以上95質量%以下の範囲で含有する架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体を含有する架橋性樹脂組成物溶液を基材にコートした後に架橋処理して作製される架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜であって、下記の(A)、(B)及び(C)の要件を満たすことを特徴とした架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜。
Figure 2017074778
(式[1]中、Yは水素原子または炭素数が6以下のアルキル基を表し、Qは少なくとも1個のエーテル結合を含有し炭素原子の合計数が5個以下の2価の基を表し、Rfは少なくとも1個のエーテル基を含有する炭素原子の合計数が25個以下の1個の水素原子を含んでも良い1価のパーフルオロエーテル基である。zは1〜3から選ばれる整数である。Qの芳香核への結合位置は、芳香核とポリマー主鎖の結合位置に対してオルト位、メタ位、あるいはパラ位のいずれでもよい。式[1]中の芳香核に結合している水素原子の一部又はすべてはフッ素原子で置換されていてもよい。)
(A)当該架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜の表面の水の接触角が100°以上またはヘキサデカンの接触角が60°以上、もしくは水の接触角が100°以上かつヘキサデカンの接触角が60°以上であること。
(B)当該架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜の有機材料製基材および無機材料製基材から選ばれる少なくとも一種の基材に対する密着性評価試験で残存枡の数が、25枡中24枡以上であること。
(C)当該架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜が、下記の(1)ないし(3)の条件の少なくとも1項目を満たすこと。
(1)当該架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜の表面硬度が鉛筆(引っかき)硬度3B以上であること。
(2)前記架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜を大気中250℃の温度条件で3時間加熱した後の表面の水の接触角が加熱前の接触角の90%以上であること。
(3)前記架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜を500時間の耐侯性試験に晒した後の表面の水の接触角が試験前の接触角の93%以上であること。
1 to 99% by mass of a repeating unit represented by the following formula [1] and a crosslinking group-containing fluorine-containing polystyrene derivative containing a crosslinking group-containing repeating unit in a range of 1 to 95% by mass. A cross-linked fluorine-containing polystyrene derivative coating film prepared by coating a cross-linkable resin composition solution on a substrate and then performing cross-linking treatment, and satisfying the following requirements (A), (B) and (C) A characteristic cross-linked fluorine-containing polystyrene derivative coating film.
Figure 2017074778
(In the formula [1], Y represents a hydrogen atom or an alkyl group having 6 or less carbon atoms, and Q represents a divalent group containing at least one ether bond and having a total number of carbon atoms of 5 or less. , .z Rf o is at least one of the total number of carbon atoms containing an ether group is a monovalent which may contain 25 or less of one hydrogen atom perfluoroether group is selected from 1 to 3 The bond position of Q to the aromatic nucleus may be any of the ortho, meta, or para positions relative to the bond position of the aromatic nucleus and the polymer main chain, bonded to the aromatic nucleus in formula [1]. Some or all of the hydrogen atoms may be substituted with fluorine atoms.)
(A) The contact angle of water on the surface of the crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film is 100 ° or more, the contact angle of hexadecane is 60 ° or more, or the contact angle of water is 100 ° or more and the contact angle of hexadecane is 60 ° or more. Be.
(B) The number of residual wrinkles in the adhesion evaluation test for at least one kind of base material selected from organic base materials and inorganic material base materials of the crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film is 24% or more in 25% There is.
(C) The crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film satisfies at least one of the following conditions (1) to (3).
(1) The surface hardness of the crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film is a pencil (scratch) hardness of 3B or more.
(2) The contact angle of water on the surface after the crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film is heated in the atmosphere at 250 ° C. for 3 hours is 90% or more of the contact angle before heating.
(3) The contact angle of water on the surface after subjecting the crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film to a weather resistance test for 500 hours is 93% or more of the contact angle before the test.
前記式[1]で表される繰り返し単位が下記の式[1−1]で表される繰り返し単位であることを特徴とする請求項1に記載の架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜。
Figure 2017074778
(式[1−1]中、Y1は水素原子またはメチル基であり、Q1は炭素原子数が3以下であるエーテル結合を含有する2価基である。RfoはRfa−O−[CF(CF)CFO]n1−[CFCFCFO]n2−[CFCFO]n3−[CFO]n4−Rfc−であって、Rfaは炭素数1〜6のパーフルオロアルキル基、n1、n2、n3、n4はそれぞれ0または1〜6から選ばれる整数であるとともに、n1+n2+n3+n4は0〜6であり、Rfcは炭素原子数が3以下の1個の水素原子を含んでも良いパーフルオロアルキレン基である。)
2. The crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film according to claim 1, wherein the repeating unit represented by the formula [1] is a repeating unit represented by the following formula [1-1].
Figure 2017074778
(In Formula [1-1], Y1 is a hydrogen atom or a methyl group, and Q1 is a divalent group containing an ether bond having 3 or less carbon atoms. Rfo 1 is Rfa 1 -O- [CF (CF 3) CF 2 O] n1 - [CF 2 CF 2 CF 2 O] n2 - [CF 2 CF 2 O] n3 - [CF 2 O] n4 -Rfc 1 - a a, Rfa 1 1 carbon atoms To 6 perfluoroalkyl groups, n1, n2, n3 and n4 are each an integer selected from 0 or 1 to 6, n1 + n2 + n3 + n4 is 0 to 6, and Rfc 1 is one having 3 or less carbon atoms. A perfluoroalkylene group which may contain a hydrogen atom of
前記式[1]あるいは前記式[1−1]で表される繰り返し単位が下記の式[1−2]で表される繰り返し単位であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜。
Figure 2017074778
(式[1−2]中、Y2は水素原子またはメチル基、L1は0または1〜6から選ばれる整数、Rfaは炭素数1〜6のパーフルオロアルキル基である)。
The repeating unit represented by the formula [1] or the formula [1-1] is a repeating unit represented by the following formula [1-2]. Cross-linked fluorine-containing polystyrene derivative coating film.
Figure 2017074778
(Wherein [1-2], Y2 is a hydrogen atom or a methyl group, an integer L1 is selected from 0 or 1 to 6, Rfa 2 is a perfluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms).
請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜であって、前記(1)ないし(3)の条件の2項目以上を満たすことを特徴とした架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜。   The crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film according to any one of claims 1 to 3, wherein the crosslinked fluorine-containing film satisfies two or more of the conditions (1) to (3). Polystyrene derivative coating film. 前記(B)の密着性評価試験における基材が有機材料製基材であることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜。   The crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film according to any one of claims 1 to 4, wherein the substrate in the adhesion evaluation test (B) is a substrate made of an organic material. 前記有機材料製基材がアクリル樹脂製基材、ポリカーボネート樹脂製基材、エステル系樹脂製基材およびポリスチレン系樹脂製基材から選ばれる少なくとも一種の有機材料製基材であることを特徴とする請求項5に記載の架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜。   The organic material substrate is at least one organic material substrate selected from an acrylic resin substrate, a polycarbonate resin substrate, an ester resin substrate, and a polystyrene resin substrate. The crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film according to claim 5. 前記の式[1]、式[1−1]あるいは式[1−2]で表される繰り返し単位を1質量%以上99質量%以下と架橋基含有繰り返し単位を1質量%以上95質量%以下の範囲で含有する架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体。   1 to 99% by mass of the repeating unit represented by the formula [1], [1-1] or [1-2] and 1 to 95% by mass of the repeating unit containing a crosslinking group. Crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative contained in the range of 前記の式[1]、式[1−1]あるいは式[1−2]で表される繰り返し単位を1質量%以上99質量%以下と架橋基含有繰り返し単位を1質量%以上95質量%以下の範囲で含有する架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体であって、その架橋コーティング膜が請求項1に記載の(A)、(B)及び(C)の要件を満たすことを特徴とした架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体。   1 to 99% by mass of the repeating unit represented by the formula [1], [1-1] or [1-2] and 1 to 95% by mass of the repeating unit containing a crosslinking group. A crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative contained in the range of the above, wherein the crosslinkable coating film satisfies the requirements (A), (B) and (C) according to claim 1 Fluorine-containing polystyrene derivative. 請求項1ないし請求項6の何れか一項に記載の架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜により有機材料製基材および無機材料製基材から選ばれる基材がコートされて形成される複合材料。   A composite material formed by coating a substrate selected from an organic material substrate and an inorganic material substrate with the crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film according to any one of claims 1 to 6. 基材が有機材料製基材であることを特徴とした請求項9に記載の複合材料。   The composite material according to claim 9, wherein the base material is an organic material base material. 有機材料製基材がアクリル樹脂製基材、ポリカーボネート樹脂製基材、エステル系樹脂製基材およびポリスチレン系樹脂製基材から選ばれる基材であることを特徴とする請求項10に記載の複合材料。   11. The composite according to claim 10, wherein the organic material substrate is a substrate selected from an acrylic resin substrate, a polycarbonate resin substrate, an ester resin substrate, and a polystyrene resin substrate. material. 有機材料製基材が透明樹脂製基材であることを特徴とする請求項10に記載の複合材料。   11. The composite material according to claim 10, wherein the organic material substrate is a transparent resin substrate. 前記の式[1]、式[1−1]あるいは式[1−2]で表される繰り返し単位を1質量%以上99質量%以下と架橋基含有繰り返し単位を1質量%以上95質量%以下の範囲で含有する架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体を含有する架橋性樹脂組成物溶液。   1 to 99% by mass of the repeating unit represented by the formula [1], [1-1] or [1-2] and 1 to 95% by mass of the repeating unit containing a crosslinking group. A crosslinkable resin composition solution containing a crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative contained in the range of. 請求項1ないし請求項6の何れか一項に記載の架橋含フッ素ポリスチレン誘導体コーティング膜の作製に使用される架橋基含有含フッ素ポリスチレン誘導体を含有する架橋性樹脂組成物溶液。   A crosslinkable resin composition solution containing a crosslinkable group-containing fluorine-containing polystyrene derivative used for producing the crosslinked fluorine-containing polystyrene derivative coating film according to any one of claims 1 to 6.
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