JP2021143312A5

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Publication number: JP2021143312A5
Application number: JP2020044430A
Authority: JP
Filing date: 2020-03-13
Publication date: 2022-09-16

Description

上記課題を解決するため、本発明は下記態様を提供する。
［１］
シランカップリング剤（Ｓ）で表面処理した無機基材用の、親水処理塗料組成物あって、
親水性化合物（Ａ）、および
親水性化合物（Ｂ）
を含み、
上記親水性化合物（Ａ）は、スルホン酸基およびスルホン酸基のアルカリ金属塩の少なくとも一方を有する化合物であり、
上記親水性化合物（Ｂ）は、第四級アンモニウムカチオン性基を有する化合物である、
親水処理塗料組成物。
［２］
無機基材用の、親水処理塗料組成物であって、
シランカップリング剤（Ｓ）、
親水性化合物（Ａ）、および
親水性化合物（Ｂ）
を含み、
上記親水性化合物（Ａ）は、スルホン酸基およびスルホン酸基のアルカリ金属塩の少なくとも一方を有する化合物であり、
上記親水性化合物（Ｂ）は、第四級アンモニウムカチオン性基を有する化合物である、
親水処理塗料組成物。
［３］
上記シランカップリング剤（Ｓ）は、ラジカル反応性官能基（Ｒ_Ｓ）を有し、
上記親水性化合物（Ａ）はラジカル反応性官能基（Ｒ_Ａ）を有し、および
上記親水性化合物（Ｂ）はラジカル反応性官能基（Ｒ_Ｂ）を有し、
更に、上記組成物は、ラジカル重合開始剤を含む、
［１］または［２］に記載の親水処理塗料組成物。
［４］
上記シランカップリング剤（Ｓ）は、１つの縮合型の反応性官能基（Ｒ_Ｓ２）を有する単官能基型のシランカップリング剤であり、
上記親水性化合物（Ａ）は、縮合型の反応性官能基（Ｒ_Ａ２）を有し、
上記親水性化合物（Ｂ）は、縮合型の反応性官能基（Ｒ_Ｂ２）を有する、
［１］または［２］に記載の親水処理塗料組成物。
［５］
上記親水性化合物のラジカル反応性官能基（Ｒ_Ａ）および（Ｒ_Ｂ）の少なくとも１つが、アクリルアミド基、アクリロイル基、メタクリロイル基、アリル基、ビニル基、スチリル基およびメルカプト基から選択される少なくとも一種である、［１］～［３］のいずれか１つに記載の親水処理塗料組成物。
［６］
上記親水性化合物（Ａ）は、分子鎖の端部以外に親水部を有さない、［１］～［５］のいずれか１つに記載の親水処理塗料組成物。
［７］
上記親水性化合物（Ｂ）は、分子鎖の端部以外に親水部を有さない、［１］～［６］のいずれか１つに記載の親水処理塗料組成物。
［８］
上記親水性化合物（Ａ）の数平均分子量が、７０～５００であり、
上記親水性化合物（Ｂ）の数平均分子量が、７０～５００である、
［１］～［７］のいずれか１つに記載の親水処理塗料組成物。
［９］
上記親水性化合物（Ａ）のラジカル反応性官能基（Ｒ_Ａ）とスルホン酸基との間に存在する炭素数の平均値を（ｎ_１）とし、
上記親水性化合物（Ｂ）のラジカル反応性官能基（Ｒ_Ｂ）と第四級アンモニウムカチオン性官能基との間に存在する炭素数の平均値を（ｎ_２）とし、
上記（ｎ_１）と上記（ｎ_２）が、
（ｎ_２）＞（ｎ_１）
の関係を有する、［３］、［５］～［８］のいずれか１つに記載の親水処理塗料組成物。
［１０］
上記親水性化合物（Ａ）における、上記縮合型の反応性官能基（Ｒ_Ａ２）と、スルホン酸基との間に存在する炭素数の平均値を（ｎ_１２）とし、
上記親水性化合物（Ｂ）における、上記縮合型の反応性官能基（Ｒ_Ｂ２）と、第四級アンモニウムカチオン性官能基との間に存在する炭素数の平均値を（ｎ_２２）とし、
上記（ｎ_１２）と上記（ｎ_２２）が、
（ｎ_２２）＞（ｎ_１２）
の関係を有する、［４］、［６］～［８］のいずれか１つに記載の親水処理塗料組成物。
［１１］
［１］～［１０］のいずれか１つに記載の親水処理塗料組成物における、上記親水性化合物（Ａ）と、上記親水性化合物（Ｂ）とが、互いに分けて収納された、
親水処理塗料組成物セット。
［１２］
無機基材の表面を、シランカップリング剤（Ｓ）で表面処理する工程と、
上記シランカップリング剤（Ｓ）で処理した無機基材に、［１］、［３］～［１１］のいずれか１つに記載の親水処理塗料組成物を塗布し、
光または熱により、上記シランカップリング剤（Ｓ）と、
上記親水性化合物（Ａ）および上記親水性化合物（Ｂ）の少なくとも１つと、を反応させる工程と、を含む、無機基材の親水化処理方法。
［１３］
［２］～［１１］のいずれか１つに記載の親水処理塗料組成物に光または熱を施し、
上記シランカップリング剤（Ｓ）と、上記親水性化合物（Ａ）および上記親水性化合物（Ｂ）の少なくとも１つと、を反応させることを含み、
上記反応後の上記親水処理塗料組成物を、無機基材の表面に塗装することを含む、
無機基材の親水化処理方法。
［１４］
無機基材の表面に、［２］～［１１］のいずれか１つに記載の親水処理塗料組成物を塗布し、
光照射または加熱により、上記シランカップリング剤（Ｓ）と、上記親水性化合物（Ａ）および上記親水性化合物（Ｂ）の少なくとも１つとを反応させることを含む、
無機基材の親水化処理方法。
［１５］
上記シランカップリング剤（Ｓ）と、上記親水性化合物（Ａ）および上記親水性化合物（Ｂ）の少なくとも１つとを、光照射により反応させることを含む、［１２］～［１４］のいずれか１つに記載の、無機基材の親水化処理方法。
［１６］
上記無機基材が衛生陶器である、［１２］～［１５］のいずれか１つに記載の親水化処理方法。

上記シランカップリング剤（Ｓ）の具体例として、
ビニルトリエトキシシラン、
ビニルトリメトキシシラン、
ビニルトリス（２－メトキシエトキシ）シラン、
ビニルメチルジメトキシシラン、
ｐ－スチリルトリメトキシシラン、
ｐ－スチリルトリエトキシシラン、
３－メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、
３－メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、
３－メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、
３－メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、
３－アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、
２－（３，４－エポキシシクロへキシル）エチルトリメトキシシラン、
３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、
３－グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、
３－グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、
３－グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、
３－メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、
３－メルカプトプロピルトリメトキシシラン、
３－メルカプトプロピルトリエトキシシラン、
３－オクタノイルチオ－１－プロピルトリエトキシシラン、
３－アミノプロピルトリエトキシシラン、
３－アミノプロピルトリメトキシシラン、
Ｎ－（２－アミノエチル）－３－アミノプロピルトリメトキシシラン、
Ｎ－（２－アミノエチル）－３－アミノプロピルメチルジメトキシシラン、
３－（Ｎ－フェニル）アミノプロピルトリメトキシシラン、
３－トリエトキシシリル－Ｎ－（１，３－ジメチル－ブチリデン）プロピルアミン、
Ｎ－（ビニルベンジル）－２－アミノエチル－３－アミノプロピルトリメトキシシラン、
３－ウレイドプロピルトリエトキシシラン、
３－イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、
３－イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、
トリス－（トリメトキシシリルプロピル）イソシアヌレート、
などが挙げられる。

熱ラジカル重合開始剤としては、２，２’－アゾビス［２－（２－イミダゾリン－２－イル）プロパン］ジヒドロクロライド、２，２’－アゾビス［２－（２－イミダゾリン－２－イル）プロパン］ジサルフェイトジハイドレート、２，２’－アゾビス［２－（２－イミダゾリン－２－イル）プロパン］、２，２’－アゾビス（プロパン－２－カルボアミジン）二塩酸塩、２，２’－アゾビス［Ｎ－（２－カルボキシエチル）－２－メチルプロピオンアミジン］ｎ－ハイドレート、２，２’－アゾビス［２－メチル－Ｎ－（２－ヒドロキシエチル）プロピオンアミド］、４，４’－アゾビス（４－シアノペンタノイックアシッド）などのアゾ系化合物、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウムなどの過硫酸塩、過酸化水素、クミルパーネオデカノエート、１，１，３，３－テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、ｔ－ヘキシルパーオキシネオデカノエート、ｔ－ブチルパーオキシネオデカノエート、ｔ－ヘキシルパーオキシピヴァレート、ｔ－ブチルパーオキシピヴァレートなどの過酸化物などが好ましい。また、必要に応じて、上記熱ラジカル重合開始剤に、水などを添加することもできる。これらの市販品として、和光純薬工業株式会社のＶＡ－０４４、ＶＡ－０４６Ｂ、ＶＡ－０６１、Ｖ－５０、ＶＡ－０５７、ＶＡ－０８６、Ｖ－５０１、日油株式会社のパークミルＮＤ－５０Ｅ、パーオクタＮＤ－５０Ｅ、パーヘキシルＮＤ－５０Ｅ、パーブチルＮＤ－５０Ｅ、パーヘキシルＰＶ－５０Ｅ、パーブチルＰＶ－４０Ｅ、各社試薬を使用することができる。

その他の成分
上記親水処理塗料組成物は、必要に応じて溶媒を含んでもよい。溶媒を含むことによって、親水性化合物を良好に溶解または分散させることができる利点がある。好ましい溶媒として、例えば、水、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ｎ－プロピルアルコールなどが挙げられる。これらの溶媒は、上記各親水性化合物の種類および含有量などに応じて適宜選択することができる。

添加剤として用いることができる相溶化剤として、例えば、尿素、メラミン、アクリロイルモルホリン、ジメチルアクリルアミド、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、イソプロピルアクリルアミド、ジエチルアクリルアミド、ヒドロキシエチルアクリルアミドなどのアミド化合物、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミドなどの非プロトン性極性溶媒、エチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、エリトリトール、エリスリトール、ジペンタエリスリトールなどの多価アルコール、トリオース、テトロース、ペントース、ヘキソース、セドヘプツロース、グルコース、マルトース、スクロース（ショ糖）、ラクトース、セロビオース、ラフィノース、アカルボース、オリゴ糖、シクロデキストリン、デキストリン、デンプンなどの糖類、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸ナトリウム、変性ウレアなどの極性を有する樹脂、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、硫酸水素ナトリウム、硫酸ナトリウムなどの無機塩類などが挙げられる。相溶化剤の含有量は、親水性化合物の合計量１００質量部に対して１０質量部以上１００質量部以下が好ましい。

合成例１スルホン酸ナトリウム含有ウレタンアクリレートの合成
アミノエチルスルホン酸４５．２質量部、水酸化ナトリウム１４．８質量部、イオン交換水４０質量部を、２０～２５℃の室温で反応させた。
得られた反応物４２．５質量部を５～１０℃の温度に保ち、これに、１－メトキシ－２－プロパノール３３質量部に２－イソシアナトエチルアクリレート（昭和電工株式会社製カレンズＡＯＩ（登録商標））２４．５質量部を混合溶解した溶液を５分かけて滴下した。続いて、４時間攪拌した。赤外吸収スペクトルにて、イソシアネート基に由来する吸収が認められず反応が終了したことを確認し、スルホン酸ナトリウム含有ウレタンアクリレートを得た。

Claims

シランカップリング剤（Ｓ）で表面処理した無機基材用の、親水処理塗料組成物あって、
親水性化合物（Ａ）、および
親水性化合物（Ｂ）
を含み、
前記親水性化合物（Ａ）は、スルホン酸基およびスルホン酸基のアルカリ金属塩の少なくとも一方を有する化合物であり、
前記親水性化合物（Ｂ）は、第四級アンモニウムカチオン性基を有する化合物である、
親水処理塗料組成物。
無機基材用の、親水処理塗料組成物であって、
シランカップリング剤（Ｓ）、
親水性化合物（Ａ）、および
親水性化合物（Ｂ）
を含み、
前記親水性化合物（Ａ）は、スルホン酸基およびスルホン酸基のアルカリ金属塩の少なくとも一方を有する化合物であり、
前記親水性化合物（Ｂ）は、第四級アンモニウムカチオン性基を有する化合物である、
親水処理塗料組成物。
前記シランカップリング剤（Ｓ）は、ラジカル反応性官能基（Ｒ_Ｓ）を有し、
前記親水性化合物（Ａ）はラジカル反応性官能基（Ｒ_Ａ）を有し、および
前記親水性化合物（Ｂ）はラジカル反応性官能基（Ｒ_Ｂ）を有し、
更に、前記組成物は、ラジカル重合開始剤を含む、
請求項１または２に記載の親水処理塗料組成物。
前記シランカップリング剤（Ｓ）は、１つの縮合型の反応性官能基（Ｒ_Ｓ２）を有する単官能基型のシランカップリング剤であり、
前記親水性化合物（Ａ）は、縮合型の反応性官能基（Ｒ_Ａ２）を有し、
前記親水性化合物（Ｂ）は、縮合型の反応性官能基（Ｒ_Ｂ２）を有する、
請求項１または２に記載の親水処理塗料組成物。
前記親水性化合物のラジカル反応性官能基（Ｒ_Ａ）および（Ｒ_Ｂ）の少なくとも１つが、アクリルアミド基、アクリロイル基、メタクリロイル基、アリル基、ビニル基、スチリル基およびメルカプト基から選択される少なくとも一種である、請求項１～３のいずれか１項に記載の親水処理塗料組成物。
前記親水性化合物（Ａ）は、分子鎖の端部以外に親水部を有さない、請求項１～５のいずれか１項に記載の親水処理塗料組成物。
前記親水性化合物（Ｂ）は、分子鎖の端部以外に親水部を有さない、請求項１～６のいずれか１項に記載の親水処理塗料組成物。
前記親水性化合物（Ａ）の数平均分子量が、７０～５００であり、
前記親水性化合物（Ｂ）の数平均分子量が、７０～５００である、
請求項１～７のいずれか１項に記載の親水処理塗料組成物。
前記親水性化合物（Ａ）のラジカル反応性官能基（Ｒ_Ａ）とスルホン酸基との間に存在する炭素数の平均値を（ｎ_１）とし、
前記親水性化合物（Ｂ）のラジカル反応性官能基（Ｒ_Ｂ）と第四級アンモニウムカチオン性官能基との間に存在する炭素数の平均値を（ｎ_２）とし、
前記（ｎ_１）と前記（ｎ_２）が、
（ｎ_２）＞（ｎ_１）
の関係を有する、請求項３、５～８のいずれか１項に記載の親水処理塗料組成物。
前記親水性化合物（Ａ）における、前記縮合型の反応性官能基（Ｒ_Ａ２）と、スルホン酸基との間に存在する炭素数の平均値を（ｎ_１２）とし、
前記親水性化合物（Ｂ）における、前記縮合型の反応性官能基（Ｒ_Ｂ２）と、第四級アンモニウムカチオン性官能基との間に存在する炭素数の平均値を（ｎ_２２）とし、
前記（ｎ_１２）と前記（ｎ_２２）が、
（ｎ_２２）＞（ｎ_１２）
の関係を有する、請求項４、６～８のいずれか１項に記載の親水処理塗料組成物。
請求項１～１０のいずれか１項に記載の親水処理塗料組成物における、前記親水性化合物（Ａ）と、前記親水性化合物（Ｂ）とが、互いに分けて収納された、
親水処理塗料組成物セット。
無機基材の表面を、シランカップリング剤（Ｓ）で表面処理する工程と、
前記シランカップリング剤（Ｓ）で処理した無機基材に、請求項１、３～１１のいずれか１項に記載の親水処理塗料組成物を塗布し、
光または熱により、前記シランカップリング剤（Ｓ）と、
前記親水性化合物（Ａ）および前記親水性化合物（Ｂ）の少なくとも１つと、を反応させる工程と、を含む、無機基材の親水化処理方法。
請求項２～１１のいずれか１項に記載の親水処理塗料組成物に光または熱を施し、
前記シランカップリング剤（Ｓ）と、前記親水性化合物（Ａ）および前記親水性化合物（Ｂ）の少なくとも１つと、を反応させることを含み、
前記反応後の前記親水処理塗料組成物を、無機基材の表面に塗装することを含む、
無機基材の親水化処理方法。
無機基材の表面に、請求項２～１１のいずれか１項に記載の親水処理塗料組成物を塗布し、
光照射または加熱により、前記シランカップリング剤（Ｓ）と、前記親水性化合物（Ａ）および前記親水性化合物（Ｂ）の少なくとも１つとを反応させることを含む、
無機基材の親水化処理方法。
前記シランカップリング剤（Ｓ）と、前記親水性化合物（Ａ）および前記親水性化合物（Ｂ）の少なくとも１つとを、光照射により反応させることを含む、請求項１２～１４のいずれか１項に記載の、無機基材の親水化処理方法。
前記無機基材が衛生陶器である、請求項１２～１５のいずれか１項に記載の親水化処理方法。