JP5794474B2 - 含フッ素重合性樹脂、それを用いた活性エネルギー線硬化型組成物及びその硬化物 - Google Patents
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Description
ポリ(パーフルオロアルキレンエーテル)鎖とその両末端に重合性不飽和基を有する化合物(A)と、反応性官能基(b1)を持つアダマンチル基を有する重合性不飽和単量体(B1)とを必須の単量体成分として共重合させて得られる重合体(P1)に、前記官能基(b1)に対して反応性を有する官能基(c)及び重合性不飽和基を有する化合物(C)を反応させる方法。
ポリ(パーフルオロアルキレンエーテル)鎖とその両末端に重合性不飽和基を有する化合物(A)と、反応性官能基(b1)を持つアダマンチル基を有する重合性不飽和単量体(B1)又は反応性官能基(b1)を持たないアダマンチル基を有する重合性不飽和単量体(B2)と、反応性官能基(b3)を有する重合性不飽和単量体(B3)とを必須の単量体成分として共重合させて得られる重合体(P2)に、前記官能基(b1)又は前記官能基(b3)に対して反応性を有する官能基(c)及び重合性不飽和基を有する1種以上の化合物(C)を反応させる方法。
測定装置:東ソー株式会社製「HLC−8220 GPC」、
カラム:東ソー株式会社製ガードカラム「HHR−H」(6.0mmI.D.×4cm)
+東ソー株式会社製「TSK−GEL GMHHR−N」(7.8mmI.D.×30cm)
+東ソー株式会社製「TSK−GEL GMHHR−N」(7.8mmI.D.×30cm)
+東ソー株式会社製「TSK−GEL GMHHR−N」(7.8mmI.D.×30cm)
+東ソー株式会社製「TSK−GEL GMHHR−N」(7.8mmI.D.×30cm)
検出器:ELSD(オルテック製「ELSD2000」)
データ処理:東ソー株式会社製「GPC−8020モデルIIデータ解析バージョン4.30」
測定条件:カラム温度 40℃
展開溶媒 テトラヒドロフラン(THF)
流速 1.0ml/分
試料:樹脂固形分換算で1.0質量%のテトラヒドロフラン溶液をマイクロフィルターでろ過したもの(5μl)。
標準試料:前記「GPC−8020モデルIIデータ解析バージョン4.30」の測定マニュアルに準拠して、分子量が既知の下記の単分散ポリスチレンを用いた。
東ソー株式会社製「A−500」
東ソー株式会社製「A−1000」
東ソー株式会社製「A−2500」
東ソー株式会社製「A−5000」
東ソー株式会社製「F−1」
東ソー株式会社製「F−2」
東ソー株式会社製「F−4」
東ソー株式会社製「F−10」
東ソー株式会社製「F−20」
東ソー株式会社製「F−40」
東ソー株式会社製「F−80」
東ソー株式会社製「F−128」
東ソー株式会社製「F−288」
東ソー株式会社製「F−550」
装置:株式会社島津製作所製「IRPrestige−21」
実施例で得られた樹脂をKBr法にて測定した。
装置:日本電子株式会社製「AL−400」
溶媒:アセトン−d6
測定装置:東ソー株式会社製「HLC−8220 GPC」、
カラム:東ソー株式会社製ガードカラム「HHR−H」(6.0mmI.D.×4cm)
+東ソー株式会社製「TSK−GEL GMHHR−N」(7.8mmI.D.×30cm)
+東ソー株式会社製「TSK−GEL GMHHR−N」(7.8mmI.D.×30cm)
+東ソー株式会社製「TSK−GEL GMHHR−N」(7.8mmI.D.×30cm)
+東ソー株式会社製「TSK−GEL GMHHR−N」(7.8mmI.D.×30cm)
検出器:ELSD(オルテック製「ELSD2000」)
データ処理:東ソー株式会社製「GPC−8020モデルIIデータ解析バージョン4.30」
測定条件:カラム温度 40℃
展開溶媒 テトラヒドロフラン(THF)
流速 1.0ml/分
試料:樹脂固形分換算で1.0質量%のテトラヒドロフラン溶液をマイクロフィルターでろ過したもの(5μl)。
標準試料:前記「GPC−8020モデルIIデータ解析バージョン4.30」の測定マニュアルに準拠して、分子量が既知の下記の単分散ポリスチレンを用いた。
東ソー株式会社製「A−500」
東ソー株式会社製「A−1000」
東ソー株式会社製「A−2500」
東ソー株式会社製「A−5000」
東ソー株式会社製「F−1」
東ソー株式会社製「F−2」
東ソー株式会社製「F−4」
東ソー株式会社製「F−10」
東ソー株式会社製「F−20」
東ソー株式会社製「F−40」
東ソー株式会社製「F−80」
東ソー株式会社製「F−128」
東ソー株式会社製「F−288」
東ソー株式会社製「F−550」
撹拌装置、温度計、冷却管、滴下装置を備えたガラスフラスコに、下記式(a2−1−1)で表される両末端に水酸基を有するパーフルオロポリエーテル化合物20質量部、溶媒としてジイソプロピルエーテル10質量部、重合禁止剤としてp−メトキシフェノール0.006質量部及び中和剤としてトリエチルアミン3.3質量部を仕込み、空気気流下にて攪拌を開始し、フラスコ内を10℃に保ちながらメタクリル酸クロライド3.1質量部を2時間かけて滴下した。滴下終了後、10℃で1時間攪拌し、昇温して30℃で1時間攪拌した後、50℃に昇温して10時間攪拌することにより反応を行い、ガスクロマトグラフィー測定にてメタクリル酸クロライドの消失が確認された。次いで、溶媒としてジイソプロピルエーテル70質量部を追加した後、イオン交換水80質量部を混合して攪拌してから静置し水層を分離させて取り除く方法による洗浄を3回繰り返した。次いで、重合禁止剤としてp−メトキシフェノール0.02質量部を添加し、脱水剤として硫酸マグネシウム8質量部を添加して1日間静置することで完全に脱水した後、脱水剤を濾別した。
撹拌装置、温度計、冷却管、滴下装置を備えたガラスフラスコに、溶媒としてメチルイソブチルケトン100質量部を仕込み、窒素気流下にて攪拌しながら105℃に昇温した。次いで、合成例1で得られたポリ(パーフルオロアルキレンエーテル)鎖を有する化合物(A−2−1)20質量部と、3−ヒドロキシ−1−アダマンチルメタクリレート(上記式(B1−1−1)で表される化合物)50.1質量部をメチルイソブチルケトン120質量部に溶解したモノマー溶液と、重合開始剤としてt−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート10.5質量部をメチルイソブチルケトン80質量部に溶解した重合開始剤溶液との3種類の滴下液をそれぞれ別々の滴下装置にセットし、フラスコ内を105℃に保ちながら同時に2時間かけて滴下した。滴下終了後、105℃で5時間攪拌した後、減圧下で溶媒262.1質量部を留去することによって、重合体(P1−1)溶液を得た。
撹拌装置、温度計、冷却管、滴下装置を備えたガラスフラスコに、溶媒としてメチルイソブチルケトン77.6質量部を仕込み、窒素気流下にて攪拌しながら105℃に昇温した。次いで、合成例1で得られたポリ(パーフルオロアルキレンエーテル)鎖を有する化合物(A−2−1)40質量部と、3−ヒドロキシ−1−アダマンチルメタクリレート37.6質量部をメチルイソブチルケトン139質量部に溶解したモノマー溶液と、重合開始剤としてt−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート11.7質量部をメチルイソブチルケトン16.2質量部に溶解した重合開始剤溶液との3種類の滴下液をそれぞれ別々の滴下装置にセットし、フラスコ内を105℃に保ちながら同時に2時間かけて滴下した。滴下終了後、105℃で5時間攪拌した後、減圧下で溶媒190.8質量部を留去することによって、重合体(P1−2)溶液を得た。
撹拌装置、温度計、冷却管、滴下装置を備えたガラスフラスコに、溶媒としてメチルイソブチルケトン66.3質量部を仕込み、窒素気流下にて攪拌しながら105℃に昇温した。次いで、合成例1で得られたポリ(パーフルオロアルキレンエーテル)鎖を有する化合物(A−2−1)10質量部と、3−ヒドロキシ−1−アダマンチルメタクリレート56.3質量部をメチルイソブチルケトン122.6質量部に溶解したモノマー溶液と、重合開始剤としてt−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート9.9質量部をメチルイソブチルケトン10質量部に溶解した重合開始剤溶液との3種類の滴下液をそれぞれ別々の滴下装置にセットし、フラスコ内を105℃に保ちながら同時に2時間かけて滴下した。滴下終了後、105℃で5時間攪拌した後、減圧下で溶媒154.7質量部を留去することによって、重合体(P1−3)溶液を得た。
撹拌装置、温度計、冷却管、滴下装置を備えたガラスフラスコに、溶媒としてメチルイソブチルケトン35質量部を仕込み、窒素気流下にて攪拌しながら105℃に昇温した。次いで、合成例1で得られたポリ(パーフルオロアルキレンエーテル)鎖を有する化合物(A−2−1)20質量部と、3−ヒドロキシ−1−アダマンチルメタクリレート50.1質量部をメチルイソブチルケトン84.6質量部に溶解したモノマー溶液と、重合開始剤としてt−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート10.6質量部をメチルイソブチルケトン10.6質量部に溶解した重合開始剤溶液との3種類の滴下液をそれぞれ別々の滴下装置にセットし、フラスコ内を105℃に保ちながら同時に2時間かけて滴下した。滴下終了後、105℃で5時間攪拌した後、減圧下で溶媒83.5質量部を留去することによって、重合体(P1−4)溶液を得た。
撹拌装置、温度計、冷却管、滴下装置を備えたガラスフラスコに、溶媒としてメチルイソブチルケトン100質量部を仕込み、窒素気流下にて攪拌しながら105℃に昇温した。次いで、合成例1で得られたポリ(パーフルオロアルキレンエーテル)鎖を有する化合物(A−2−1)20質量部と、3−ヒドロキシ−1−アダマンチルメタクリレート(上記式(B1−1−1)で表される化合物)48.3質量部をメチルイソブチルケトン166質量部に溶解したモノマー溶液と、重合開始剤としてt−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート10.2質量部をメチルイソブチルケトン34質量部に溶解した重合開始剤溶液との3種類の滴下液をそれぞれ別々の滴下装置にセットし、フラスコ内を105℃に保ちながら同時に2時間かけて滴下した。滴下終了後、105℃で5時間攪拌した後、減圧下で溶媒270質量部を留去することによって、重合体(P1−5)溶液を得た。
撹拌装置、温度計、冷却管、滴下装置を備えたガラスフラスコに、溶媒としてメチルイソブチルケトン68.8質量部を仕込み、窒素気流下にて攪拌しながら105℃に昇温した。次いで、合成例1で得られたポリ(パーフルオロアルキレンエーテル)鎖を有する化合物(A−2−1)40質量部と、2−ヒドロキシエチルメタクリレート28.8質量部をメチルイソブチルケトン82.6質量部に溶解したモノマー溶液と、重合開始剤としてt−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート10.3質量部をメチルイソブチルケトン55.1質量部に溶解した重合開始剤溶液との3種類の滴下液をそれぞれ別々の滴下装置にセットし、フラスコ内を105℃に保ちながら同時に2時間かけて滴下した。滴下終了後、105℃で5時間攪拌した後、減圧下で溶媒169.3質量部を留去することによって、重合体(P’)溶液を得た。
[活性エネルギー線硬化型組成物のベース樹脂組成物の調製]
紫外線硬化型ウレタンアクリレート樹脂(DIC株式会社製「ユニディック17−806」;樹脂分80質量%の酢酸ブチル溶液)125質量部、光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン株式会社製「イルガキュア184」)5質量部、溶剤としてトルエン54質量部、2−プロパノール28質量部、酢酸エチル28質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテル28質量部を混合し溶解させて、活性エネルギー線硬化型組成物のベース樹脂組成物を得た。
上記で得られたベース樹脂組成物268質量部に、含フッ素界面活性剤として実施例1で得られた含フッ素硬化性樹脂(1)の50質量%含有溶液2質量部(樹脂分として1質量部)を加えて均一に混合して、活性エネルギー線硬化型組成物を得た。次いで、この活性エネルギー線硬化型組成物をバーコーターNo.13を用いて、厚さ188μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムに塗布した後、60℃の乾燥機に5分間入れて溶剤を揮発させた。次に、乾燥した塗膜に紫外線硬化装置(窒素雰囲気下、高圧水銀灯、紫外線照射量2kJ/m2)で紫外線を照射して硬化塗膜を得た。
上記で得られた硬化塗膜表面の防汚性を、下記の水及びn−ドデカンの接触角から評価した。
硬化塗膜表面について、接触角測定装置(協和界面科学株式会社製「MODEL CA−W150」)を用いて、水及びn−ドデカンの接触角を測定した。
防汚持続性の評価として、磨耗処理した硬化塗膜表面について、水及びn−ドデカンの接触角の測定を上記と同様に行った。なお、磨耗処理は、往復磨耗試験機(新東科学株式会社製「HEIDON トライボギア TYPE:30S」)を用いて、治具に不織布(旭化成せんい株式会社製「ベンコットS」)を取り付けて1.72N/cm2の荷重にて、5000回の往復磨耗することにより行った。
上記で得られた硬化塗膜を、70℃に加温した2.0mol/Lの水酸化カリウム水溶液に1分間浸漬させ、水洗後、100℃で3分間乾燥させて、強アルカリ処理を行った。
トライボギア HEIDON 往復磨耗試験機 TYPE:30S(新東科学株式会社製)を用いて、直径27mmの円形の治具にボンスター No,0000(日本スチールウール株式会社製)を取り付けた磨耗試験機(500g/cm2荷重)にて、30往復磨耗させて試験を行った。試験後の塗膜表面に付いた傷の本数を数えて、下記の基準によって耐擦傷性を評価した。
A:傷の本数が5本未満である。
B:傷の本数が10本未満である。
C:傷の本数が10本以上50本未満である。
D:傷の本数が50本以上である。
実施例6で用いた含フッ素硬化性樹脂(1)に代えて、実施例2〜5で得られた含フッ素硬化性樹脂(2)〜(5)をそれぞれ用いた以外は実施例6と同様に操作して、活性エネルギー線硬化型組成物の調製、硬化塗膜の作製、防汚性の評価及び耐擦傷性の評価を行った。
実施例6で用いた含フッ素硬化性樹脂(1)に代えて、比較例1で得られた含フッ素硬化性樹脂(6)を用いた以外は実施例6と同様に操作して、活性エネルギー線硬化型組成物の調製、硬化塗膜の作製、防汚性の評価及び耐擦傷性の評価を行った。
実施例6で調製した活性エネルギー線硬化型組成物のベース樹脂組成物に、何も添加せずに実施例6と同様に操作して、硬化塗膜の作製、防汚性の評価及び耐擦傷性の評価を行った。
Claims (5)
- 重合性不飽和単量体を重合させて得られた重合体で、前記重合体の構造中にポリ(パーフルオロアルキレンエーテル)鎖、アダマンチル基及び重合性不飽和基を有する重合体である含フッ素重合性樹脂であり、該フッ素重合性樹脂はポリ(パーフルオロアルキレンエーテル)鎖とその両末端に重合性不飽和基を有する化合物(A)と、反応性官能基(b1)を持つアダマンチル基を有する重合性不飽和単量体(B1)とを必須の単量体成分として共重合させて得られる重合体(P1)に、前記官能基(b1)に対して反応性を有する官能基(c)及び重合性不飽和基を有する化合物(C)を反応させて得られ、前記単量体(B1)が有する反応性官能基(b1)が、水酸基、イソシアネート基、エポキシ基、カルボキシル基、カルボン酸ハライド基及び酸無水物基からなる群から選ばれる少なくとも1つの官能基であり、前記化合物(C)が有する官能基(c)が、前記反応性官能基(b1)と反応性を有し、かつ水酸基、イソシアネート基、エポキシ基、カルボキシル基、カルボン酸ハライド基及び酸無水物基からなる群から選ばれる少なくとも1つの官能基であることを特徴とする含フッ素重合性樹脂。
- 重合性不飽和単量体を重合させて得られた重合体で、前記重合体の構造中にポリ(パーフルオロアルキレンエーテル)鎖、アダマンチル基及び重合性不飽和基を有する重合体である含フッ素重合性樹脂であり、該フッ素重合性樹脂はポリ(パーフルオロアルキレンエーテル)鎖とその両末端に重合性不飽和基を有する化合物(A)と、反応性官能基(b1)を持つアダマンチル基を有する重合性不飽和単量体(B1)又は反応性官能基(b1)を持たないアダマンチル基を有する重合性不飽和単量体(B2)と、反応性官能基(b3)を有する重合性不飽和単量体(B3)とを必須の単量体成分として共重合させて得られる重合体(P2)に、前記官能基(b1)又は前記官能基(b3)に対して反応性を有する官能基(c)及び重合性不飽和基を有する1種以上の化合物(C)を反応させて得られ、前記単量体(B1)又は(B3)が有する反応性官能基(b1)又は(b3)が、水酸基、イソシアネート基、エポキシ基、カルボキシル基、カルボン酸ハライド基及び酸無水物基からなる群から選ばれる少なくとも1つの官能基であり、前記化合物(C)が有する官能基(c)が、前記反応性官能基(b1)又は(b3)と反応性を有し、かつ水酸基、イソシアネート基、エポキシ基、カルボキシル基、カルボン酸ハライド基及び酸無水物基からなる群から選ばれる少なくとも1つの官能基であることを特徴とする含フッ素重合性樹脂。
- 請求項1または2項記載の含フッ素重合性樹脂、及び、活性エネルギー線硬化型樹脂(D)又は活性エネルギー線硬化性単量体(E)を含有することを特徴とする活性エネルギー線硬化型組成物。
- 請求項1または2記載の含フッ素重合性樹脂又は請求項3記載の活性エネルギー線硬化型組成物を、基材に塗布し、活性エネルギー線を照射して硬化させてなることを特徴とする硬化物。
- 請求項1または2記載の含フッ素重合性樹脂又は請求項3記載の活性エネルギー線硬化型組成物の硬化塗膜を有することを特徴とする物品。
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