JP6943391B2 - Coating composition - Google Patents

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Description

本発明は、耐久性及び基材に対する密着性等に優れた塗膜(被膜)を形成することが可能なコーティング組成物に関する。 The present invention relates to a coating composition capable of forming a coating film having excellent durability and adhesion to a substrate.

従来、ポリスチレン、ポリ(メタ)アクリレート、ポリアクリルアミド、及びこれらのポリマーを構成するモノマーの共重合体などの様々なビニル系モノマーを構成成分とするポリマーは、塗料、グラビアインキ、インクジェットインクなどの各種基材の表面を被覆する塗膜(被膜)を形成するコーティング組成物に配合される被膜成分として用いられている。このようなコーティング組成物は、例えば、木材、プラスチック、ゴム、金属、陶器、ガラス、皮革等の材料から構成される建物、建材、構造物、自動車、車両、電気機器、精密機器、食品包装、食品容器、家具、電池材料、電子部品、機械部品等の表面保護や、意匠性付与、材質耐久性向上、美観付与、熱伝導性付与、帯電防止性付与、導電性付与、耐汚染性付与、耐腐食性付与等の目的で用いられている。 Conventionally, polymers having various vinyl-based monomers such as polystyrene, poly (meth) acrylate, polyacrylamide, and copolymers of the monomers constituting these polymers have been various types such as paints, gravure inks, and inkjet inks. It is used as a coating component to be blended in a coating composition that forms a coating film (coating) that covers the surface of a base material. Such coating compositions include, for example, buildings, building materials, structures, automobiles, vehicles, electrical equipment, precision equipment, food packaging, etc., which are composed of materials such as wood, plastic, rubber, metal, pottery, glass, and leather. Surface protection of food containers, furniture, battery materials, electronic parts, mechanical parts, etc., designability, material durability improvement, aesthetics, thermal conductivity, antistatic property, conductivity, stain resistance, It is used for the purpose of imparting corrosion resistance.

コーティング組成物に被膜成分として配合されるポリマーとしては、多種多様なものが開発されている。例えば、フッ素原子を含有するビニル系単量体及びシリコーン系マクロモノマーを用いて得られるフッ素系グラフト共重合体(特許文献1)や、皮革用のコーティング剤に配合されるシリコーンアクリルグラフト共重合樹脂(特許文献2)が提案されている。また、アクリル等のポリマーと、官能基を有するポリオレフィンとの反応生成物を含む樹脂(特許文献3)や、ブロック化されたポリフルオロアルキル基を有する枝セグメントが幹セグメントに結合したポリマー(特許文献4)が提案されている。 A wide variety of polymers have been developed to be blended as coating components in coating compositions. For example, a fluorine-based graft copolymer obtained by using a vinyl-based monomer containing a fluorine atom and a silicone-based macromonomer (Patent Document 1), or a silicone acrylic graft copolymer resin blended in a coating agent for leather. (Patent Document 2) has been proposed. Further, a resin containing a reaction product of a polymer such as acrylic and a polyolefin having a functional group (Patent Document 3) and a polymer in which a branch segment having a blocked polyfluoroalkyl group is bonded to a trunk segment (Patent Document 3). 4) has been proposed.

さらに、パーフルオロ(メタ)アクリレートをモノマー成分とする主鎖と、非フッ素系重合体をモノマー成分とする側鎖とを有するグラフト共重合体(特許文献5)や、パーフルオロ(メタ)アクリレート等からなる重合体で構成される側鎖と、その他のラジカル重合性単量体からなる重合体で構成される主鎖とを有するグラフト共重合体(特許文献6)が提案されている。 Further, a graft copolymer (Patent Document 5) having a main chain containing a perfluoro (meth) acrylate as a monomer component and a side chain containing a non-fluoropolymer as a monomer component, perfluoro (meth) acrylate, and the like. A graft copolymer having a side chain composed of a polymer composed of a polymer and a main chain composed of a polymer composed of other radically polymerizable monomers (Patent Document 6) has been proposed.

特開2015−13911号公報JP-A-2015-13911 特開2016−138242号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-138242 特開2015−232149号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-232149 特公昭63−21715号公報Special Publication No. 63-21715 特開平6−228534号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-228534 特開平9−67417号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-67417

しかしながら、耐擦過性、耐水性、耐油性、耐摩擦性、耐薬品性、耐溶剤性、及び耐汚染性などの耐久性や、各種の基材に対する密着性(接着性)などの特性をバランスよく兼ね備えた塗膜(被膜)を形成しうるコーティング組成物については、これまでに見出されていなかった。 However, it balances durability such as abrasion resistance, water resistance, oil resistance, abrasion resistance, chemical resistance, solvent resistance, and stain resistance, and properties such as adhesion (adhesiveness) to various substrates. A coating composition capable of forming a well-combined coating film has not been found so far.

本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、耐久性や、基材に対する密着性などの特性をバランスよく兼ね備えた塗膜(被膜)を形成することが可能なコーティング組成物を提供することにある。 The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and the subject thereof is a coating film (coating film) having characteristics such as durability and adhesion to a substrate in a well-balanced manner. ) To provide a coating composition capable of forming.

すなわち、本発明によれば、以下に示すコーティング組成物が提供される。
[1]溶剤及びポリマーを含有するコーティング組成物であって、前記ポリマーが、下記一般式(1)で表される構成単位を80質量%以上含むグラフト型ポリマーであり、前記ポリマーの、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定されるポリスチレン換算の数平均分子量が、10,000以上1,000,000以下であるコーティング組成物。
That is, according to the present invention, the coating composition shown below is provided.
[1] A coating composition containing a solvent and a polymer, wherein the polymer is a graft-type polymer containing 80% by mass or more of a structural unit represented by the following general formula (1), and the gel perme of the polymer. A coating composition having a polystyrene-equivalent number average molecular weight of 10,000 or more and 1,000,000 or less as measured by ion chromatography.

Figure 0006943391
(前記一般式(1)中、R1は、水素原子又はメチル基を示し、Xは、O又はNHを示し、R2は、任意の有機基を示し、R3及びR4は、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、アリール基、又はアシル基を示すとともに、R3及びR4が結合している炭素原子は第3級炭素原子又は第4級炭素原子であり、nは、任意の繰り返し数を示し、Polymerは、(メタ)アクリル酸系モノマー、(メタ)アクリルアミド系モノマー、芳香族ビニル系モノマー、及び(メタ)アクリロニトリルからなる群より選択される少なくとも一種のグラフトモノマーに由来する構成単位を含むグラフト鎖を示す)
Figure 0006943391
(In the general formula (1), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, X represents O or NH, R 2 represents an arbitrary organic group, and R 3 and R 4 are independent of each other. Indicates a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, or an acyl group, and the carbon atom to which R 3 and R 4 are bonded is a tertiary carbon atom or a quaternary carbon atom, and n is an arbitrary repetition. Indicating a number, Polymer is a structural unit derived from at least one graft monomer selected from the group consisting of (meth) acrylic acid-based monomers, (meth) acrylamide-based monomers, aromatic vinyl-based monomers, and (meth) acrylonitrile. Indicates a graft chain containing

[2]前記グラフトモノマーが、カルボキシ基、リン酸基、リン酸エステル基、水酸基、グリシジル基、イソシアネート基、ブロック化イソシアネート基、アルコキシシリル基、及び(メタ)アクリロイル基のいずれかの反応性基を有する前記[1]に記載のコーティング組成物。
[3]前記ポリマーが、前記一般式(1)中のPolymerが相互に異なる2種以上の構成単位を含み、前記2種以上の構成単位が、下記一般式(1−A)で表される構成単位Aと、下記一般式(1−B)で表される構成単位Bと、を含む前記[1]に記載のコーティング組成物。
[2] The graft monomer is a reactive group of any one of a carboxy group, a phosphoric acid group, a phosphoric acid ester group, a hydroxyl group, a glycidyl group, an isocyanate group, a blocked isocyanate group, an alkoxysilyl group, and a (meth) acryloyl group. The coating composition according to the above [1].
[3] The polymer contains two or more structural units having different Polymers from each other in the general formula (1), and the two or more structural units are represented by the following general formula (1-A). The coating composition according to the above [1], which comprises a structural unit A and a structural unit B represented by the following general formula (1-B).

Figure 0006943391
(前記一般式(1−A)中、R1〜R4、X、及びnは、前記一般式(1)中のR1〜R4、X、及びnと同義であり、Polymer Aは、反応性基を有しない第1のグラフトモノマーに由来する構成単位からなるグラフト鎖を示す)
Figure 0006943391
(In the general formula (1-A), R 1 ~R 4, X, and n, R 1 to R 4, X in the general formula (1), and has the same meaning as n, Polymer A is Indicates a graft chain consisting of a structural unit derived from a first graft monomer having no reactive group)

Figure 0006943391
(前記一般式(1−B)中、R1〜R4、X、及びnは、前記一般式(1)中のR1〜R4、X、及びnと同義であり、Polymer Bは、カルボキシ基、リン酸基、リン酸エステル基、水酸基、グリシジル基、イソシアネート基、ブロック化イソシアネート基、アルコキシシリル基、及び(メタ)アクリロイル基のいずれかの反応性基を有する第2のグラフトモノマーに由来する構成単位を含むグラフト鎖を示す)
Figure 0006943391
(In the general formula (1-B), R 1 ~R 4, X, and n, R 1 to R 4, X in the general formula (1), and has the same meaning as n, Polymer B is A second graft monomer having a reactive group of any one of a carboxy group, a phosphoric acid group, a phosphoric acid ester group, a hydroxyl group, a glycidyl group, an isocyanate group, a blocked isocyanate group, an alkoxysilyl group, and a (meth) acryloyl group. Indicates a graft chain containing the structural unit from which it is derived)

[4]前記反応性基と反応しうる基を2以上有する架橋剤をさらに含有する前記[2]又は[3]に記載のコーティング組成物。 [4] The coating composition according to the above [2] or [3], which further contains a cross-linking agent having two or more groups capable of reacting with the reactive group.

本発明によれば、耐久性や、基材に対する密着性などの特性をバランスよく兼ね備えた塗膜(被膜)を形成することが可能なコーティング組成物を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a coating composition capable of forming a coating film (coating film) having characteristics such as durability and adhesion to a substrate in a well-balanced manner.

グラフト型ポリマーの架橋構造の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the crosslinked structure of a graft type polymer. グラフト型ポリマーの架橋構造の他の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows another example of the crosslinked structure of a graft type polymer.

<コーティング組成物>
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。本発明のコーティング組成物は、溶剤及びポリマーを含有する。そして、ポリマーが、下記一般式(1)で表される構成単位を80質量%以上含むグラフト型ポリマーである。
<Coating composition>
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described, but the present invention is not limited to the following embodiments. The coating composition of the present invention contains a solvent and a polymer. The polymer is a graft-type polymer containing 80% by mass or more of the structural units represented by the following general formula (1).

Figure 0006943391
(前記一般式(1)中、R1は、水素原子又はメチル基を示し、Xは、O又はNHを示し、R2は、任意の有機基を示し、R3及びR4は、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、アリール基、又はアシル基を示すとともに、R3及びR4が結合している炭素原子は第3級炭素原子又は第4級炭素原子であり、nは、任意の繰り返し数を示し、Polymerは、(メタ)アクリル酸系モノマー、(メタ)アクリルアミド系モノマー、芳香族ビニル系モノマー、及び(メタ)アクリロニトリルからなる群より選択される少なくとも一種のグラフトモノマーに由来する構成単位を含むグラフト鎖を示す)
Figure 0006943391
(In the general formula (1), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, X represents O or NH, R 2 represents an arbitrary organic group, and R 3 and R 4 are independent of each other. Indicates a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, or an acyl group, and the carbon atom to which R 3 and R 4 are bonded is a tertiary carbon atom or a quaternary carbon atom, and n is an arbitrary repetition. Indicating a number, Polymer is a structural unit derived from at least one graft monomer selected from the group consisting of (meth) acrylic acid-based monomers, (meth) acrylamide-based monomers, aromatic vinyl-based monomers, and (meth) acrylonitrile. Indicates a graft chain containing

(グラフト型ポリマー)
グラフト型ポリマーは、一般式(1)で表される構成単位を80質量%以上、好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは100質量%含む。すなわち、グラフト型ポリマーは、一般式(1)で表される構成単位を主成分とするため、これまでにない性能を発揮しうるポリマーである。このグラフト型ポリマーは、例えば、ボトルブラシ型ポリマー又はシリンダー型ポリマーと呼ばれ、一般式(1)中のPolymerで表される鎖が主鎖に高密度に結合しているため、良溶媒中では伸び切り鎖長に匹敵するほど高度に伸長配向しうる。これにより、圧縮抵抗、超摩擦特性、明確なサイズ排除効果、生体適合性、優れた機械的特性などの種々の特性を発揮することが期待される。そして、このグラフト型ポリマーを被膜形成成分として含有する本発明のコーティング組成物を用いれば、これまでにない特性を有する塗膜(被膜)を形成することができる。
(Graft type polymer)
The graft-type polymer contains 80% by mass or more, preferably 90% by mass or more, and more preferably 100% by mass of the structural unit represented by the general formula (1). That is, since the graft-type polymer contains the structural unit represented by the general formula (1) as a main component, it is a polymer capable of exhibiting unprecedented performance. This graft-type polymer is called, for example, a bottle-brush type polymer or a cylinder-type polymer, and since the chain represented by Polymer in the general formula (1) is bonded to the main chain at high density, it can be used in a good solvent. It can be highly elongated and oriented to match the length of the stretched chain. This is expected to exhibit various properties such as compression resistance, super-friction properties, clear size exclusion effect, biocompatibility, and excellent mechanical properties. Then, by using the coating composition of the present invention containing this graft-type polymer as a film-forming component, a coating film (coating film) having unprecedented characteristics can be formed.

一般式(1)中、R1は水素原子又はメチル基であり、XはO又はNHであるため、グラフト型ポリマーの主鎖は、(メタ)アクリロイルオキシ基や(メタ)アクリロイルアミノ基のなどの不飽和基が重合することで形成されている。すなわち、グラフト型ポリマーは、Polymerで表されるグラフト鎖(側鎖)が任意の連結基を介して主鎖にグラフトした構造を有する。 In the general formula (1), since R 1 is a hydrogen atom or a methyl group and X is O or NH, the main chain of the grafted polymer is a (meth) acryloyloxy group, a (meth) acryloylamino group, or the like. It is formed by polymerizing the unsaturated groups of. That is, the graft-type polymer has a structure in which a graft chain (side chain) represented by Polymer is grafted to the main chain via an arbitrary linking group.

グラフト型ポリマーは、一般式(1)で表される構成単位を80質量%以上含んでいれば、一般式(1)で表される構成単位以外の構成単位(その他の構成単位)を含んでいてもよい。その他の構成単位を構成するモノマーとしては、ビニル基、ビニリデン基、ビニレン基等の不飽和結合を有する、ラジカル重合しうる従来公知のモノマーを用いることができる。 The graft-type polymer contains a structural unit (other structural units) other than the structural unit represented by the general formula (1) as long as it contains 80% by mass or more of the structural unit represented by the general formula (1). You may. As the monomer constituting the other structural unit, a conventionally known monomer having an unsaturated bond such as a vinyl group, a vinylidene group, and a vinylene group and capable of radical polymerization can be used.

一般式(1)中、n(繰り返し数)は、2以上であることが好ましく、10以上であることが好ましい。nの数を2以上とすることで、主鎖がポリマーとしてより機能しやすくなる。一般式(1)で表される構成単位は、ホモポリマーであってもよいし、その他の構成単位を含むランダム型ポリマーであってもよい。さらには、ブロック構造、グラジエント構造、グラフト構造、多分岐構造などの構造をとっていてもよい。 In the general formula (1), n (number of repetitions) is preferably 2 or more, and preferably 10 or more. By setting the number of n to 2 or more, the main chain can more easily function as a polymer. The structural unit represented by the general formula (1) may be a homopolymer or a random polymer containing other structural units. Furthermore, it may have a structure such as a block structure, a gradient structure, a graft structure, or a multi-branched structure.

一般式(1)中のPolymerは、主鎖に結合した(グラフトした)グラフト鎖であり、(メタ)アクリル酸系モノマー、(メタ)アクリルアミド系モノマー、芳香族ビニル系モノマー、及び(メタ)アクリロニトリルからなる群より選択される少なくとも一種のグラフトモノマーに由来する構成単位を含む。 The Polymer in the general formula (1) is a (grafted) graft chain bonded to the main chain, and is a (meth) acrylic acid-based monomer, a (meth) acrylamide-based monomer, an aromatic vinyl-based monomer, and a (meth) acrylonitrile. Includes structural units derived from at least one graft monomer selected from the group consisting of.

(メタ)アクリル酸系モノマーとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−メチルプロパン(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、テトラデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、べへニル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、t−ブチルシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、イソボロニル(メタ)アクリレート、トリメチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロデシル(メタ)アクリレート、シクロデシルメチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、t−ブチルベンゾトリアゾールフェニルエチル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ナフチル(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレートなどの脂肪族、脂環族、芳香族アルキル(メタ)アクリレート; Examples of the (meth) acrylic acid-based monomer include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-methylpropane (meth) acrylate, and t. -Butyl (meth) acrylate, pentyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, isodecyl (meth) acrylate , Lauryl (meth) acrylate, tetradecyl (meth) acrylate, octadecyl (meth) acrylate, behenyl (meth) acrylate, isostearyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, t-butylcyclohexylmethyl (meth) acrylate, Isobolonyl (meth) acrylate, trimethylcyclohexyl (meth) acrylate, cyclodecyl (meth) acrylate, cyclodecylmethyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, t-butylbenzotriazolephenylethyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate , Acrylates such as naphthyl (meth) acrylates and allyl (meth) acrylates, alicyclic, aromatic alkyl (meth) acrylates;

2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、6−ヒドロキシへキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジオールモノ(メタ)アクリレートなどの水酸基を有する(メタ)アクリレート; 2-Hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, 6-hydroxyhexyl (meth) acrylate, cyclohexanedimethanol mono (Meta) acrylate having a hydroxyl group such as (meth) acrylate and cyclohexanediol mono (meth) acrylate;

ポリ(n=2以上)エチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリ(n=2以上)プロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリ(n=2以上)テトラメチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、モノ又はポリ(n=2以上)エチレングリコールモノ又はポリ(n=2以上)プロピレングリコールランダムコポリマーのモノ(メタ)アクリレート、モノ又はポリ(n=2以上)エチレングリコールモノ又はポリ(n=2以上)プロピレングリコールブロックコポリマーのモノ(メタ)アクリレートなどのポリアルキレングリコールのモノ(メタ)アクリレート; Poly (n = 2 or more) ethylene glycol mono (meth) acrylate, poly (n = 2 or more) propylene glycol mono (meth) acrylate, poly (n = 2 or more) tetramethylene glycol mono (meth) acrylate, mono or poly ( n = 2 or more) Ethylene glycol mono or poly (n = 2 or more) Propylene glycol Random copolymer mono (meth) acrylate, mono or poly (n = 2 or more) ethylene glycol mono or poly (n = 2 or more) propylene glycol block Mono (meth) acrylates of polyalkylene glycols such as mono (meth) acrylates of copolymers;

(ポリ)エチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコールモノオクチルエーテル(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコールモノラウリルエーテル(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコールモノステアリルエーテル(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコールモノオレイルエーテル(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコールモノステアリン酸エステル(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコールモノノニルフェニルエーテル(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコールモノエチルエーテル(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコールモノオクチルエーテル(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコールモノラウリルエーテル(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコール(ポリ)プロピレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレートなどの(ポリアルキレン)グリコールモノアルキル、アルキレン、アルキンエーテル又はエステルのモノ(メタ)アクリレート; (Poly) ethylene glycol monomethyl ether (meth) acrylate, (poly) ethylene glycol monooctyl ether (meth) acrylate, (poly) ethylene glycol monolauryl ether (meth) acrylate, (poly) ethylene glycol monostearyl ether (meth) acrylate , (Poly) ethylene glycol monooleyl ether (meth) acrylate, (poly) ethylene glycol monostearic acid ester (meth) acrylate, (poly) ethylene glycol monononylphenyl ether (meth) acrylate, (poly) propylene glycol monomethyl ether (poly) Meta) acrylate, (poly) propylene glycol monoethyl ether (meth) acrylate, (poly) propylene glycol monooctyl ether (meth) acrylate, (poly) propylene glycol monolauryl ether (meth) acrylate, (poly) ethylene glycol (poly) ) Mono (meth) acrylate of (polyalkylene) glycol monoalkyl, alkylene, alkyne ether or ester such as propylene glycol monomethyl ether (meth) acrylate;

アクリル酸、メタクリル酸、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートに無水マレイン酸、無水コハク酸、無水フタル酸などの酸無水物を反応させたモノマーなどのカルボキシ基を有するモノマー;スルホン酸エチル(メタ)アクリレートなどのスルホン酸基を有するモノマー;(ジ、トリ)(メタ)アクリロイルオキシエチルリン酸エステルなどのリン酸基を有するモノマー; Monomer having a carboxy group such as a monomer obtained by reacting acrylic acid, methacrylic acid, hydroxyalkyl (meth) acrylate with an acid anhydride such as maleic anhydride, succinic anhydride, phthalic anhydride; ethyl sulfonate (meth) acrylate and the like. Sulfonic acid group-containing monomer; (di, tri) (meth) acryloyloxyethyl phosphate or other phosphate group-containing monomer;

グリシジル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、オキセタニルメチル(メタ)アクリレート、モルホリノ(メタ)アクリレート、メチルモルホリノ(メタ)アクリレート、メチルモルホリノエチル(メタ)アクリレートなどの酸素原子含有モノマー; Oxygen atom-containing monomers such as glycidyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, oxetanylmethyl (meth) acrylate, morpholino (meth) acrylate, methylmorpholino (meth) acrylate, methylmorpholinoethyl (meth) acrylate;

2−アミノエチル(メタ)アクリレート、t−ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、テトラメチルピペリジル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ペンタメチルピペリジル(メタ)アクリレート、N−エチルモルホリノ(メタ)アクリレート、塩化トリメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、塩化ジエチルメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、塩化ベンジルジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、トリメチルアミノエチル(メタ)アクリレートメチル硫酸塩などのアミノ基を有するモノマー; 2-Aminoethyl (meth) acrylate, t-butylaminoethyl (meth) acrylate, tetramethylpiperidyl (meth) acrylate, dimethylaminoethyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate, pentamethylpiperidyl (meth) acrylate, N-ethylmorpholino (meth) acrylate, trimethylaminoethyl (meth) acrylate, diethylmethylaminoethyl (meth) acrylate, benzyldimethylaminoethyl (meth) acrylate, trimethylaminoethyl (meth) acrylate methyl sulfate, etc. Monomer having an amino group;

(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネート、(メタ)アクリロイルオキシエトキシエチルイソシアネート、これらのモノマーのイソシアネート基をカプロラクトンなどでブロックしたブロック化イソシアネート含有(メタ)アクリレートなどの窒素原子含有モノマー;などを挙げることができる。 Examples thereof include (meth) acryloyloxyethyl isocyanate, (meth) acryloyloxyethoxyethyl isocyanate, and nitrogen atom-containing monomers such as blocked isocyanate-containing (meth) acrylate in which the isocyanate groups of these monomers are blocked with caprolactone or the like. ..

(メタ)アクリルアミド系モノマーとしては、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロイルモルホリンなどを挙げることができる。 Examples of the (meth) acrylamide-based monomer include (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N, N-diethyl (meth) acrylamide, N-hydroxyethyl (meth) acrylamide, and (meth) acryloyl morpholine. Can be mentioned.

芳香族ビニル系モノマーとしては、スチレン、ビニルトルエン、ビニルヒドロキシベンゼン、クロロメチルスチレン、ビニルナフタレン、ビニルビフェニル、ビニルエチルベンゼン、ビニルジメチルベンゼン、α−メチルスチレンなどを挙げることができる。 Examples of the aromatic vinyl-based monomer include styrene, vinyltoluene, vinylhydroxybenzene, chloromethylstyrene, vinylnaphthalene, vinylbiphenyl, vinylethylbenzene, vinyldimethylbenzene, α-methylstyrene and the like.

一般式(1)中、R2は任意の有機基を示す。任意の有機基としては、エチレンやプロピレンなどのアルキレン基;シクロヘキシレン基などのシクロアルキレン基;ポリ(n=2以上)アルキレングリコール基;ポリ(n=2以上)アルキレングリコール基の末端水酸基にヒドロキシアルキルカルボン酸を反応又は重合させたポリエステル基;これらの基の任意の位置に水酸基やアシル基などの基が結合した有機基;これらの基をウレタン結合、尿素結合などで結合した基などを挙げることができる。なかでも、汎用性が高く、入手が容易であること等の理由から、エチレン、プロピレン、ブチレン、メチルプロピレンなどのアルキレン基;ポリエチレングリコールやプロピレングリコールなどが好ましい。 In the general formula (1), R 2 represents an arbitrary organic group. Optional organic groups include alkylene groups such as ethylene and propylene; cycloalkylene groups such as cyclohexylene groups; poly (n = 2 or more) alkylene glycol groups; hydroxy at the terminal hydroxyl groups of poly (n = 2 or more) alkylene glycol groups. A polyester group obtained by reacting or polymerizing an alkylcarboxylic acid; an organic group in which a group such as a hydroxyl group or an acyl group is bonded to an arbitrary position of these groups; a group in which these groups are bonded by a urethane bond, a urea bond, or the like. be able to. Among them, alkylene groups such as ethylene, propylene, butylene and methyl propylene; polyethylene glycol and propylene glycol are preferable because of their high versatility and easy availability.

一般式(1)中、R3及びR4は、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、アリール基、又はアシル基を示す。そして、R3及びR4が結合している炭素原子は、第3級炭素原子又は第4級炭素原子である。R2に結合するエステル基の具体例としては、下記式(1−1)〜(1−6)で表される基を挙げることができる。なお、下記式(1−1)〜(1−6)中の「*」は、一般式(1)中のR2との結合位置を示す。 In the general formula (1), R 3 and R 4 independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, or an acyl group, respectively. The carbon atom to which R 3 and R 4 are bonded is a tertiary carbon atom or a quaternary carbon atom. Specific examples of the ester group bonded to R 2 include groups represented by the following formulas (1-1) to (1-6). In addition, "*" in the following formulas (1-1) to (1-6) indicates the coupling position with R 2 in the general formula (1).

Figure 0006943391
Figure 0006943391

ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定されるグラフト型ポリマーのポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)は、10,000以上1,000,000以下であり、好ましくは20,000以上800,000以下、さらに好ましくは30,000以上500,000以下である。グラフト型ポリマーの数平均分子量が10,000未満であると、グラフト型ポリマーの特定の構造に由来する性能が発揮されない。一方、グラフト型ポリマーの数平均分子量が1,000,000超であると、コーティング組成物の粘度が高くなりすぎてしまい、基材等への塗布が困難になる。 The polystyrene-equivalent number average molecular weight (Mn) of the grafted polymer measured by gel permeation chromatography (GPC) is 10,000 or more and 1,000,000 or less, preferably 20,000 or more and 800,000 or less. , More preferably 30,000 or more and 500,000 or less. If the number average molecular weight of the grafted polymer is less than 10,000, the performance derived from the specific structure of the grafted polymer will not be exhibited. On the other hand, if the number average molecular weight of the graft-type polymer is more than 1,000,000, the viscosity of the coating composition becomes too high, and it becomes difficult to apply it to a substrate or the like.

グラフト型ポリマーは、一般式(1)中のPolymerの分子量が小さいとともに、グラフト鎖の本数が多い場合;及び一般式(1)中のPolymerの分子量が大きいとともに、グラフト鎖の本数が少ない場合;のいずれであってもよい。 In the graft type polymer, when the molecular weight of Polymer in the general formula (1) is small and the number of graft chains is large; and when the molecular weight of Polymer in the general formula (1) is large and the number of graft chains is small; It may be any of.

一般式(1)中のPolymerで表されるグラフト鎖の構成単位を構成するグラフトモノマーは、カルボキシ基、リン酸基、リン酸エステル基、水酸基、グリシジル基、イソシアネート基、ブロック化イソシアネート基、アルコキシシリル基、及び(メタ)アクリロイル基のいずれかの反応性基を有することが好ましい。すなわち、このような反応性基を有するグラフト鎖が主鎖に結合したグラフト型ポリマーを用いることで、各種の基材に対してより密着性が向上した塗膜を形成可能なコーティング組成物とすることができる。さらに、反応性基を架橋させることで三次元網目構造を形成することができる。このため、機械的及び化学的な物性が向上した塗膜を形成可能なコーティング組成物とすることができる。 The graft monomer constituting the constituent unit of the graft chain represented by Polymer in the general formula (1) is a carboxy group, a phosphoric acid group, a phosphoric acid ester group, a hydroxyl group, a glycidyl group, an isocyanate group, a blocked isocyanate group, or an alkoxy. It preferably has a reactive group of either a silyl group or a (meth) acryloyl group. That is, by using a graft-type polymer in which a graft chain having such a reactive group is bonded to the main chain, a coating composition capable of forming a coating film having improved adhesion to various substrates can be obtained. be able to. Furthermore, a three-dimensional network structure can be formed by cross-linking the reactive groups. Therefore, it is possible to obtain a coating composition capable of forming a coating film having improved mechanical and chemical physical characteristics.

反応性基を有するグラフトモノマーは、前述のグラフトモノマーの具体例から適宜選択して用いることができる。なお、リン酸エステル基を有するグラフトモノマーとしては、リン酸基を有するグラフトモノマーのリン酸基をエステル化して得られるモノマーを用いることができる。また、(メタ)アクリロイル基を有するグラフトモノマーは、例えば、カルボキシ基を有するグラフトモノマーにグリシジル(メタ)アクリレートを反応させる;水酸基を有するグラフトモノマーにイソシアナトエチル(メタ)アクリレートを反応させる;グリシジル基を有するグラフトモノマーに(メタ)アクリル酸を反応させる;こと等により得ることができる。 The graft monomer having a reactive group can be appropriately selected and used from the above-mentioned specific examples of the graft monomer. As the graft monomer having a phosphoric acid ester group, a monomer obtained by esterifying the phosphoric acid group of the graft monomer having a phosphoric acid group can be used. Further, the graft monomer having a (meth) acryloyl group is, for example, reacting a graft monomer having a carboxy group with glycidyl (meth) acrylate; reacting a graft monomer having a hydroxyl group with isocyanatoethyl (meth) acrylate; a glycidyl group. It can be obtained by reacting (meth) acrylic acid with a graft monomer having the above;

グラフト鎖中の反応性基を有するグラフトモノマーに由来する構成単位の量は特に限定されず、架橋密度やポリマーの物性などを考慮して適宜設定すればよい。具体的には、0.5〜100質量%であることが好ましく、3〜30質量%であることがさらに好ましい。 The amount of the structural unit derived from the graft monomer having a reactive group in the graft chain is not particularly limited, and may be appropriately set in consideration of the crosslink density, the physical properties of the polymer, and the like. Specifically, it is preferably 0.5 to 100% by mass, and more preferably 3 to 30% by mass.

図1は、グラフト型ポリマーの架橋構造の一例を示す模式図である。図1に示すグラフト型ポリマー10は、主鎖2と、この主鎖2に結合した、反応性基を有するグラフト鎖4と、を有する。このグラフト型ポリマー10を反応性基で架橋することで、架橋構造を形成することができる。 FIG. 1 is a schematic view showing an example of a crosslinked structure of a grafted polymer. The graft-type polymer 10 shown in FIG. 1 has a main chain 2 and a graft chain 4 having a reactive group attached to the main chain 2. By cross-linking the graft-type polymer 10 with a reactive group, a cross-linked structure can be formed.

また、グラフト型ポリマーは、一般式(1)中のPolymerが相互に異なる2種以上の構成単位を含み、これら2種以上の構成単位が、下記一般式(1−A)で表される構成単位Aと、一般式(1−B)で表される構成単位Bと、を含むことが好ましい。 Further, the graft type polymer contains two or more kinds of structural units having different Polymers in the general formula (1), and these two or more kinds of structural units are represented by the following general formula (1-A). It is preferable to include the unit A and the structural unit B represented by the general formula (1-B).

Figure 0006943391
(前記一般式(1−A)中、R1〜R4、X、及びnは、前記一般式(1)中のR1〜R4、X、及びnと同義であり、Polymer Aは、反応性基を有しない第1のグラフトモノマーに由来する構成単位からなるグラフト鎖を示す)
Figure 0006943391
(In the general formula (1-A), R 1 ~R 4, X, and n, R 1 to R 4, X in the general formula (1), and has the same meaning as n, Polymer A is Indicates a graft chain consisting of a structural unit derived from a first graft monomer having no reactive group)

Figure 0006943391
(前記一般式(1−B)中、R1〜R4、X、及びnは、前記一般式(1)中のR1〜R4、X、及びnと同義であり、Polymer Bは、カルボキシ基、リン酸基、リン酸エステル基、水酸基、グリシジル基、イソシアネート基、ブロック化イソシアネート基、アルコキシシリル基、及び(メタ)アクリロイル基のいずれかの反応性基を有する第2のグラフトモノマーに由来する構成単位を含むグラフト鎖を示す)
Figure 0006943391
(In the general formula (1-B), R 1 ~R 4, X, and n, R 1 to R 4, X in the general formula (1), and has the same meaning as n, Polymer B is A second graft monomer having a reactive group of any one of a carboxy group, a phosphoric acid group, a phosphoric acid ester group, a hydroxyl group, a glycidyl group, an isocyanate group, a blocked isocyanate group, an alkoxysilyl group, and a (meth) acryloyl group. Indicates a graft chain containing the structural unit from which it is derived)

一般式(1−B)中のPolymer Bは、反応性基を有するグラフト鎖であるため、架橋反応などによって固定化されうる。このため、Polymer Bは、機械的及び化学的な物性が向上した塗膜を形成するためのグラフト鎖として機能する。これに対して、一般式(1−A)中のPolymer Aは、反応性基を実質的に有しないグラフト鎖であるため、架橋反応などによって実質的に固定化されることなく、自由鎖として存在しうる。そして、Polymer Bが架橋反応などにより固定されたとしても、自由鎖の状態で存在するPolymer Aは溶媒に溶解する又は溶媒で膨潤するので、軟質状態が維持された硬化膜である塗膜が形成される。さらに、自由鎖の状態で存在するPolymer Aにより、形成される塗膜に撥水性や撥油性などの特性を付与することもできる。 Since Polymer B in the general formula (1-B) is a graft chain having a reactive group, it can be immobilized by a cross-linking reaction or the like. Therefore, Polymer B functions as a graft chain for forming a coating film having improved mechanical and chemical physical characteristics. On the other hand, Polymer A in the general formula (1-A) is a graft chain having substantially no reactive group, and therefore is not substantially immobilized by a cross-linking reaction or the like and is used as a free chain. Can exist. Then, even if Polymer B is fixed by a cross-linking reaction or the like, Polymer A existing in a free chain state dissolves in a solvent or swells with a solvent, so that a coating film which is a cured film in which a soft state is maintained is formed. Will be done. Further, the Polymer A existing in a free chain state can impart properties such as water repellency and oil repellency to the formed coating film.

図2は、グラフト型ポリマーの架橋構造の他の例を示す模式図である。図2に示すグラフト型ポリマー20は、主鎖12と、この主鎖12に結合した、反応性基を有しないグラフト鎖(Polymer A)及び反応性基を有するグラフト鎖(Polymer B)と、を有する。このグラフト型ポリマー20を架橋することで、反応性基を有するPolymer Bが固定化されるとともに、反応性基を有しないPolymer Aが自由鎖として存在する架橋構造を形成することができる。 FIG. 2 is a schematic view showing another example of the crosslinked structure of the grafted polymer. The graft-type polymer 20 shown in FIG. 2 has a main chain 12 and a graft chain having no reactive group (Polymer A) and a graft chain having a reactive group (Polymer B) bonded to the main chain 12. Have. By cross-linking this graft-type polymer 20, Polymer B having a reactive group can be immobilized, and a cross-linked structure in which Polymer A having no reactive group exists as a free chain can be formed.

グラフト型ポリマーに含まれる、構成単位Aと構成単位Bの比率は特に限定されず、所望とする物性を有する塗膜が形成されるように適宜設定すればよい。例えば、溶媒で膨潤しにくい塗膜を形成するには、反応性基を有するPolymer Bを含む構成単位Bの比率を多くすればよい。一方、溶媒に溶解しないが、膨潤してゲル状になりやすい塗膜を形成するには、反応性基を有しないPolymer Aを含む構成単位Aの比率を多くすればよい。 The ratio of the structural unit A to the structural unit B contained in the graft-type polymer is not particularly limited, and may be appropriately set so as to form a coating film having desired physical properties. For example, in order to form a coating film that does not easily swell with a solvent, the ratio of the structural unit B containing Polymer B having a reactive group may be increased. On the other hand, in order to form a coating film that does not dissolve in a solvent but tends to swell and form a gel, the ratio of the structural unit A containing Polymer A having no reactive group may be increased.

グラフト型ポリマーには、さらに、上記の構成単位A及び構成単位Bと異なる構成単位(構成単位C、D、E、…)を含ませることができる。構成単位A、B、C、D、E、…を含むグラフト型ポリマーは、下記一般式(X)で表すことができる。 The graft-type polymer can further contain structural units (constituent units C, D, E, ...) Different from the above-mentioned structural unit A and structural unit B. The graft-type polymer containing the structural units A, B, C, D, E, ... Can be represented by the following general formula (X).

Figure 0006943391
(前記一般式(X)中、R1〜R4、X、及びnは、前記一般式(1)中のR1〜R4、X、及びnと同義であり、Polymer A〜Eは、相互に異なるグラフト鎖を示す)
Figure 0006943391
(In the general formula (X), R 1 to R 4, X, and n, R 1 to R 4, X in the general formula (1), and has the same meaning as n, Polymer A-E is, Show different graft chains)

一般式(X)中のPolymer A〜Eは、相互に異なるグラフト鎖である。その後に異なる複数種のグラフト鎖を主鎖に結合させることで、所望とする様々な特性を有するグラフト型ポリマーとすることができる。例えば、硬さ(軟らかさ)が相違する複数種のグラフト鎖が導入されたグラフト型ポリマー;ガラス転移点や融点が相違する複数種のグラフト鎖が導入されたグラフト型ポリマー;屈折率が相違する複数種のグラフト鎖が導入されたグラフト型ポリマー;水溶解性が相違する複数種のグラフト鎖が導入されたグラフト型ポリマー;相溶性が相違する複数種のグラフト鎖が導入されたグラフト型ポリマー;親水性(疎水性)が相違する複数種のグラフト鎖が導入されたグラフト型ポリマー;嵩密度が相違する複数種のグラフト鎖が導入されたグラフト型ポリマー;イオン性が相違する複数種のグラフト鎖が導入されたグラフト型ポリマー;光の吸収波長が相違する複数種のグラフト鎖が導入されたグラフト型ポリマー;光架橋性が相違する複数種のグラフト鎖が導入されたグラフト型ポリマー;(加水)分解性が相違する複数種のグラフト鎖が導入されたグラフト型ポリマー;色素が結合したグラフト鎖と色素が結合していないグラフト鎖が導入されたグラフト型ポリマー;無機性の基が結合したグラフト鎖と無機性の基が結合していないグラフト鎖が導入されたグラフト型ポリマー;ガス透過性が相違する複数種のグラフト鎖が導入されたグラフト型ポリマー;熱導電性が相違する複数種のグラフト鎖が導入されたグラフト型ポリマーなどを挙げることができる。 Polymers A to E in the general formula (X) are graft chains that are different from each other. By subsequently binding a plurality of different types of graft chains to the main chain, a graft-type polymer having various desired properties can be obtained. For example, a graft-type polymer in which multiple types of graft chains having different hardness (softness) are introduced; a graft-type polymer in which multiple types of graft chains having different glass transition points and melting points are introduced; Graft-type polymer with multiple graft chains introduced; Graft-type polymer with multiple graft chains with different water solubility; Graft-type polymer with multiple graft chains with different compatibility; Graft-type polymer in which multiple types of graft chains with different hydrophilicity (hydrophobicity) are introduced; Gradient-type polymer in which multiple types of graft chains with different bulk densities are introduced; Multiple types of graft chains with different ionicity Introduced graft-type polymer; graft-type polymer in which multiple types of graft chains with different light absorption wavelengths are introduced; graft-type polymer in which multiple types of graft chains with different photocrosslinkability are introduced; (hydration) Graft-type polymer with multiple types of graft chains with different degradability introduced; graft-type polymer with dye-bound graft chain and non-dye-bonded graft chain introduced; graft chain with inorganic groups bonded Graft-type polymer with graft chains that do not have inorganic groups bonded to each other; Graft-type polymer with multiple types of graft chains with different gas permeability; Multiple types of graft chains with different thermal conductivity Examples thereof include a graft-type polymer in which is introduced.

さらに、グラフト鎖に含まれる官能基の種類、グラフト鎖の本数、グラフト鎖の相互比率、グラフト鎖を構成するモノマーの種類及び数などを適宜設定したり;グラフト鎖の分子量を適宜設定したり;することもできる。 Further, the type of functional group contained in the graft chain, the number of graft chains, the mutual ratio of the graft chains, the type and number of the monomers constituting the graft chain, etc. are appropriately set; and the molecular weight of the graft chain is appropriately set; You can also do it.

(グラフト型ポリマーの製造)
本発明のコーティング組成物に用いるグラフト型ポリマーは、例えば、塩素イオン、臭素イオン、又はヨウ素イオンを生ずる第4級アンモニウム塩及び第4級ホスホニウム塩の少なくともいずれかの存在下、下記一般式(2)で表されるモノマーに由来する構成単位を含むポリマーと、(メタ)アクリル酸系モノマー、(メタ)アクリルアミド系モノマー、芳香族ビニル系モノマー、及び(メタ)アクリロニトリルからなる群より選択される少なくとも一種のグラフトモノマーと、を重合反応させることで製造することができる。
(Manufacturing of graft type polymer)
The graft-type polymer used in the coating composition of the present invention has the following general formula (2) in the presence of at least one of a quaternary ammonium salt and a quaternary phosphonium salt producing, for example, chlorine ion, bromine ion, or iodine ion. ), And at least selected from the group consisting of (meth) acrylic acid-based monomers, (meth) acrylamide-based monomers, aromatic vinyl-based monomers, and (meth) acrylonitrile. It can be produced by polymerizing a kind of graft monomer.

Figure 0006943391
(前記一般式(2)中、R1〜R4及びXは、前記一般式(1)中のR1〜R4及びXと同義であり、Yは、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子を示す)
Figure 0006943391
(In the general formula (2), R 1 to R 4 and X have the same meanings as R 1 to R 4 and X in the general formula (1), Y is a chlorine atom, a bromine atom, or iodine atom Show)

一般式(2)中、Yで表される基(ハロゲン原子)がラジカルとなって脱離するとともに、ハロゲン原子が結合していた炭素原子がラジカルとなる。そして、生成した炭素原子のラジカルがグラフトモノマーと反応し、ラジカルが生成する。生成したラジカルに脱離したハロゲンラジカルが直ちに結合して安定化させる。生成したラジカルがこのように安定化することで、ラジカル同士のカップリングなどによる停止反応が生じにくくなる。これにより、グラフトモノマーが逐次重合して、一般式(1)中のPolymerで表されるグラフト鎖が形成され、目的とするグラフト型ポリマーを得ることができる。 In the general formula (2), the group (halogen atom) represented by Y becomes a radical and is eliminated, and the carbon atom to which the halogen atom is bonded becomes a radical. Then, the radical of the generated carbon atom reacts with the graft monomer to generate a radical. The desorbed halogen radicals immediately bind to the generated radicals to stabilize them. By stabilizing the generated radicals in this way, it becomes difficult for a termination reaction due to coupling between radicals to occur. As a result, the graft monomers are sequentially polymerized to form the graft chain represented by Polymer in the general formula (1), and the desired graft-type polymer can be obtained.

ところで、下記一般式(4)で表されるマクロモノマーを重合することによっても、目的とするグラフト型ポリマーを製造することは可能ではある。しかし、下記一般式(4)で表されるマクロモノマーの反応点は高分子末端に存在するため、重合しないマクロモノマーが残存しやすいとともに、得られる重合体の分子量が増大しにくい。また、相互に異なる複数種のグラフト鎖(Polymer A、B、…)が主鎖に結合したグラフト型ポリマーを製造する場合には、対応する複数種のマクロモノマーを用意する必要があるため、煩雑であるとともに効率的でもない。 By the way, it is also possible to produce the desired graft-type polymer by polymerizing the macromonomer represented by the following general formula (4). However, since the reaction site of the macromonomer represented by the following general formula (4) exists at the polymer terminal, the macromonomer that does not polymerize tends to remain, and the molecular weight of the obtained polymer does not easily increase. Further, in the case of producing a graft-type polymer in which a plurality of different types of graft chains (Polymer A, B, ...) Are bonded to the main chain, it is necessary to prepare a plurality of types of corresponding macromonomers, which is complicated. It is neither efficient nor efficient.

Figure 0006943391
(前記一般式(4)中、R1〜R4、X、及びPolymerは、前記一般式(1)中のR1〜R4、X、及びPolymerと同義である)
Figure 0006943391
(In the general formula (4), R 1 ~R 4 , X, and Polymer, the general formula (1) R 1 ~R 4 in, X, and is synonymous with Polymer)

これに対して、一般式(2)で表されるモノマーに由来する構成単位を含むポリマー(以下、「開始基ポリマー」とも記す)を用いる前述の方法によれば、複数種のマクロモノマーをあらかじめ用意する必要がないとともに、目的とするグラフト型ポリマーを1ポットで効率的に製造することができる。 On the other hand, according to the above-mentioned method using a polymer containing a structural unit derived from the monomer represented by the general formula (2) (hereinafter, also referred to as “starting group polymer”), a plurality of types of macromonomers are previously prepared. It is not necessary to prepare it, and the desired graft-type polymer can be efficiently produced in one pot.

一般式(2)で表されるモノマーの具体例としては、下記一般式(3)で表されるモノマーを挙げることができる。 Specific examples of the monomer represented by the general formula (2) include the monomer represented by the following general formula (3).

Figure 0006943391
(前記一般式(3)中、R1及びR2は、前記一般式(1)中のR1及びR2と同義である)
Figure 0006943391
(In the general formula (3), R 1 and R 2, the general formula (1) in the same meaning as that of R 1 and R 2)

一般式(3)で表されるモノマーは、市販されているものを用いても、合成したものを用いてもよい。例えば、水酸基やグリシジル基を有する(メタ)アクリレートに、2−ブロモ−2−メチルプロピオン酸(2−ブロモイソ酪酸)類を反応させることで、一般式(3)で表されるモノマーを合成することができる。 As the monomer represented by the general formula (3), a commercially available monomer or a synthesized monomer may be used. For example, a monomer represented by the general formula (3) is synthesized by reacting a (meth) acrylate having a hydroxyl group or a glycidyl group with 2-bromo-2-methylpropionic acid (2-bromoisobutyric acid). Can be done.

また、水酸基やグリシジル基を有する(メタ)アクリレートを重合した後、Y(塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子)を有するカルボン酸又はその誘導体を反応させることによって、一般式(2)で表されるモノマーに由来する構成単位を含むポリマー(開始基ポリマー)を得ることもできる。 Further, it is represented by the general formula (2) by polymerizing a (meth) acrylate having a hydroxyl group or a glycidyl group and then reacting with a carboxylic acid having Y (chlorine atom, bromine atom, or iodine atom) or a derivative thereof. It is also possible to obtain a polymer (initiating group polymer) containing a structural unit derived from the monomer.

第4級アンモニウム塩や第4級ホスホニウム塩としては、従来公知の化合物を用いることができる。これらの第4級塩は、重合溶媒に溶解しうるものであることが好ましい。これらの第4級塩は、用いるモノマーや重合溶媒の種類等に応じて適宜選択して用いればよい。 As the quaternary ammonium salt and the quaternary phosphonium salt, conventionally known compounds can be used. It is preferable that these quaternary salts are soluble in a polymerization solvent. These quaternary salts may be appropriately selected and used according to the type of monomer and polymerization solvent used.

第4級アンモニウム塩としては、テトラメチルアンモニウム塩、テトラエチルアンモニウム塩、テトラブチルアンモニウム塩、メチルイミダゾリウム塩、メチルピリジニウム塩などを挙げることができる。第4級ホスホニウム塩としては、テトラブチルホスホニウム塩、トリブチルメチルホスホニウム塩、トリフェニルメチルホスホニウム塩などを挙げることができる。 Examples of the quaternary ammonium salt include tetramethylammonium salt, tetraethylammonium salt, tetrabutylammonium salt, methylimidazolium salt, and methylpyridinium salt. Examples of the quaternary phosphonium salt include tetrabutylphosphonium salt, tributylmethylphosphonium salt, triphenylmethylphosphonium salt and the like.

開始基ポリマーに対し、等モル以上の第4級塩の存在下でグラフトモノマーを反応させると、すべての開始基がハロゲン交換してグラフト鎖が形成され、目的とするグラフト型ポリマーを得ることができる。また、相互に異なる複数種のグラフト鎖(Polymer A、B、C、…)が主鎖に結合したグラフト型ポリマーを製造する場合には、まず、開始基ポリマーに対して、等モル数未満の第4級塩の存在下で1段目のグラフトモノマーを重合してグラフト鎖(例;Polymer A)を形成する。その後、第4級塩及び2段目以降のグラフトモノマーを逐次添加し、残存した開始基から順次重合して2段目以降のグラフト鎖(例;Polymer B、C、…)を形成する。これにより、相互に異なる複数種のグラフト鎖(Polymer A、B、C、…)が主鎖に結合したグラフト型ポリマーを得ることができる。 When the graft monomer is reacted with the initiating group polymer in the presence of an equimolar or more quaternary salt, all the initiating groups are halogen-exchanged to form a graft chain, and the desired graft-type polymer can be obtained. can. Further, in the case of producing a graft-type polymer in which a plurality of different types of graft chains (Polymer A, B, C, ...) Are bonded to the main chain, first, the number of moles is less than the equal number of the starting group polymer. The first-stage graft monomer is polymerized in the presence of a quaternary salt to form a graft chain (eg Polymer A). Then, the quaternary salt and the graft monomers of the second and subsequent stages are sequentially added, and the remaining starting groups are sequentially polymerized to form the graft chains of the second and subsequent stages (eg, Polymer B, C, ...). This makes it possible to obtain a graft-type polymer in which a plurality of different types of graft chains (Polymer A, B, C, ...) Are bonded to the main chain.

有機溶媒等の重合溶媒の存在下で重合する溶液重合によってグラフト型ポリマーを製造することが好ましい。重合溶媒としては、炭化水素系溶媒、ケトン系溶媒、アルコール系溶媒、グリコール系溶媒、アミド系溶媒、エステル系溶媒、尿素系溶媒、イオン液体などを用いることができる。なかでも、第4級塩を溶解しうるとともに、ハロゲン交換させることが可能な高極性の溶媒を少なくとも一部用いることが好ましい。そのような重合溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコール系溶媒;エチレグリコール、プロピレングリコール、グリセリン、ジエチレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどのグリコール系溶媒;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、3−メトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド、3−ブトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミドなどのアミド系溶媒;ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド系溶媒;イミダゾリウム塩や第四級アンモニウム塩等のイオン性液体を挙げることができる。 It is preferable to produce a graft type polymer by solution polymerization in which the polymer is polymerized in the presence of a polymerization solvent such as an organic solvent. As the polymerization solvent, a hydrocarbon solvent, a ketone solvent, an alcohol solvent, a glycol solvent, an amide solvent, an ester solvent, a urea solvent, an ionic liquid and the like can be used. Among them, it is preferable to use at least a part of a highly polar solvent capable of dissolving the quaternary salt and exchanging halogen. Such polymerization solvents include alcohol solvents such as methanol, ethanol and isopropanol; glycol solvents such as ethireglycol, propylene glycol, glycerin, diethylene glycol and propylene glycol monomethyl ether; dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, etc. Amide solvents such as 3-methoxy-N, N-dimethylpropanamide, 3-butoxy-N, N-dimethylpropanamide; sulfoxide solvents such as dimethylsulfoxide; ionicity such as imidazolium salts and quaternary ammonium salts Can be a liquid.

重合時の重合溶媒の量は、重合反応系の全体を基準として、30〜80質量%とすることが好ましく、40〜70質量%とすることがさらに好ましい。重合溶媒の量が30質量%未満であると、固形分の量が多すぎて粘度が高くなりすぎる場合がある。一方、重合溶媒の量が80質量%超であると、モノマー濃度が低くなりすぎてしまい、重合率が低下する場合がある。グラフト型ポリマーは、そのまま(重合溶媒に溶解した状態のまま)で用いてもよく、貧溶媒中に析出させて取り出した後、他の溶剤に溶解させて用いてもよい。 The amount of the polymerization solvent at the time of polymerization is preferably 30 to 80% by mass, more preferably 40 to 70% by mass, based on the whole polymerization reaction system. If the amount of the polymerization solvent is less than 30% by mass, the amount of solid content may be too large and the viscosity may become too high. On the other hand, if the amount of the polymerization solvent exceeds 80% by mass, the monomer concentration becomes too low, and the polymerization rate may decrease. The graft-type polymer may be used as it is (in a state of being dissolved in a polymerization solvent), or may be used by being precipitated in a poor solvent and taken out, and then dissolved in another solvent.

(溶剤)
本発明のコーティング組成物は、溶剤を含有する。溶剤としては、例えば、前述の溶液重合に用いることができる有機溶媒の他、水を用いることもできる。溶剤の具体例としては、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコール系溶剤;エチレグリコール、プロピレングリコール、グリセリン、ジエチレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどのグリコール系溶剤;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、3−メトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド、3−ブトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミドなどのアミド系溶剤;イミダゾリウム塩や第四級アンモニウム塩等のイオン性液体;トルエン、キシレン、ヘキサン、イソパラフィンなどの炭化水素系溶剤;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン系溶剤;酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、エチレングリコールジラウリン酸、トリメチロールプロパントリアセテートなどのエステル系溶剤;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3−メトキシ−3−メチル−1−ブチルアセテートなどのグリコール系溶剤のエステル化物;などを挙げることができる。
(solvent)
The coating composition of the present invention contains a solvent. As the solvent, for example, water can be used in addition to the organic solvent that can be used for the above-mentioned solution polymerization. Specific examples of the solvent include alcohol solvents such as methanol, ethanol and isopropanol; glycol solvents such as ethireglycol, propylene glycol, glycerin, diethylene glycol and propylene glycol monomethyl ether; dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, 3 Amide solvents such as -methoxy-N, N-dimethylpropanamide, 3-butoxy-N, N-dimethylpropanamide; ionic liquids such as imidazolium salt and quaternary ammonium salt; toluene, xylene, hexane, isoparaffin Carbohydrate-based solvents such as: Methyl ethyl ketone, Methyl isobutyl ketone and other ketone solvents; Ethyl acetate, propyl acetate, Butyl acetate, ethylene glycol dilauric acid, Trimethylol propanetriacetate and other ester solvents; propylene glycol monomethyl ether acetate, 3 Examples thereof include esterified products of glycol-based solvents such as −methoxy-3-methyl-1-butyl acetate; and the like.

(架橋剤)
本発明のコーティング組成物は、グラフト鎖中の反応性基と反応しうる基を2以上有する架橋剤をさらに含有することが好ましい。架橋剤を含有させることで、反応性基を有するグラフト鎖を架橋させて三次元網目構造を形成することができる。これにより、グラフト型ポリマーを硬化させて、機械的物性及び耐久性がより向上した塗膜を形成しうるコーティング組成物とすることができる。
(Crosslinking agent)
The coating composition of the present invention preferably further contains a cross-linking agent having two or more groups capable of reacting with reactive groups in the graft chain. By containing a cross-linking agent, a graft chain having a reactive group can be cross-linked to form a three-dimensional network structure. Thereby, the graft-type polymer can be cured to obtain a coating composition capable of forming a coating film having further improved mechanical properties and durability.

架橋剤は、グラフト鎖中の反応性基の種類に合わせて適宜選択して用いることができる。例えば、反応性基がカルボキシ基である場合には、多官能エポキシ化合物、多官能カルボジイミド化合物、メチロールメラミンなどのメラミン系架橋剤、多官能オキサゾリン化合物、多価金属などを架橋剤として用いることが好ましい。反応性基がリン酸基又はリン酸エステル基である場合には、水酸基を多く有する化合物を架橋剤として用いることが好ましい。反応性基が水酸基である場合には、多官能イソシアネート化合物、そのブロック化イソシアネート、酸無水物などを架橋剤として用いることが好ましい。反応性基がグリシジル基である場合には、多官能カルボキシ基含有化合物、ポリアミン、酸無水物などを架橋剤として用いることが好ましい。反応性基がイソシアネート基又はブロック化イソシアネート基である場合には、ポリオール、ポリアミン、ポリカルボン酸化合物などを架橋剤として用いることが好ましい。反応性基がアルコキシシリル基である場合には、水、ポリアルコキシシリル基化合物などを架橋剤として用いることが好ましい。反応性基が(メタ)アクリロイル基である場合には、多価不飽和化合物などを架橋剤として用いることが好ましい。 The cross-linking agent can be appropriately selected and used according to the type of reactive group in the graft chain. For example, when the reactive group is a carboxy group, it is preferable to use a melamine-based cross-linking agent such as a polyfunctional epoxy compound, a polyfunctional carbodiimide compound or methylol melamine, a polyfunctional oxazoline compound, or a polyvalent metal as the cross-linking agent. .. When the reactive group is a phosphoric acid group or a phosphoric acid ester group, it is preferable to use a compound having many hydroxyl groups as a cross-linking agent. When the reactive group is a hydroxyl group, it is preferable to use a polyfunctional isocyanate compound, a blocked isocyanate thereof, an acid anhydride or the like as a cross-linking agent. When the reactive group is a glycidyl group, it is preferable to use a polyfunctional carboxy group-containing compound, a polyamine, an acid anhydride or the like as a cross-linking agent. When the reactive group is an isocyanate group or a blocked isocyanate group, it is preferable to use a polyol, a polyamine, a polycarboxylic acid compound or the like as a cross-linking agent. When the reactive group is an alkoxysilyl group, it is preferable to use water, a polyalkoxysilyl group compound, or the like as a cross-linking agent. When the reactive group is a (meth) acryloyl group, it is preferable to use a polyunsaturated compound or the like as a cross-linking agent.

コーティング組成物中のグラフト型ポリマーや架橋剤の量は特に限定されず、形成しようとする塗膜の性状等に応じて適宜設定すればよい。コーティング組成物中のグラフト型ポリマーの量は、一般的には5〜50質量%であればよく、好ましくは10〜30質量%である。また、コーティング組成物中の架橋剤の量は、グラフト型ポリマーに含有される官能基量やその添加する架橋剤の分子量によって調整されるので一概には言えないが、一般的にはグラフト型ポリマー100部に対し0.5〜100部であればよく、好ましくは1〜50部である。 The amount of the graft-type polymer or the cross-linking agent in the coating composition is not particularly limited, and may be appropriately set according to the properties of the coating film to be formed and the like. The amount of the graft-type polymer in the coating composition is generally 5 to 50% by mass, preferably 10 to 30% by mass. Further, the amount of the cross-linking agent in the coating composition is adjusted by the amount of functional groups contained in the graft-type polymer and the molecular weight of the cross-linking agent to be added, so it cannot be said unconditionally, but in general, the graft-type polymer. It may be 0.5 to 100 parts with respect to 100 parts, preferably 1 to 50 parts.

コーティング組成物は、実質的に透明(クリア)な塗膜を形成するための組成物としてもよく、必要に応じて種々の添加剤を配合してもよい。例えば、染料や顔料などの着色剤、顔料分散剤、消泡剤、レベリング剤、防腐剤、紫外線吸収剤、光安定剤、増粘剤、光開始剤、光酸発生剤、光塩基発生剤、光増感剤、抗菌剤、防カビ剤、防曇剤、撥水剤、帯電防止剤、導電剤、補強材、繊維状物質、他のポリマー成分などを配合することができる。 The coating composition may be a composition for forming a substantially transparent (clear) coating film, and various additives may be blended if necessary. For example, colorants such as dyes and pigments, pigment dispersants, defoaming agents, leveling agents, preservatives, UV absorbers, light stabilizers, thickeners, photoinitiators, photoacid generators, photobase generators, Photosensitizers, antibacterial agents, antifungal agents, antifogging agents, water repellents, antistatic agents, conductive agents, reinforcing materials, fibrous substances, other polymer components and the like can be blended.

本発明のコーティング組成物は、例えば、グラビアインク、オフセットインク、インクジェットインク、紫外線硬化型インク、電子線硬化型インク、自動車や建築などの油性塗料、水性塗料として用いることができる。さらに、本発明のコーティング組成物は、プラスチック、カラーフィルター材料、エネルギー関係材料、機械部品関係材料、医療機器、医療材料、薬剤関係、ヘルスケア、電池材料、有機EL材料などの様々な分野の材料等に塗膜(コーティング膜)を形成するための材料として用いることができる。 The coating composition of the present invention can be used, for example, as a gravure ink, an offset ink, an inkjet ink, an ultraviolet curable ink, an electron beam curable ink, an oil-based paint for automobiles and buildings, and a water-based paint. Further, the coating composition of the present invention is a material in various fields such as plastics, color filter materials, energy-related materials, mechanical parts-related materials, medical devices, medical materials, drug-related materials, healthcare, battery materials, and organic EL materials. It can be used as a material for forming a coating film (coating film).

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例、比較例中の「部」及び「%」は、特に断らない限り質量基準である。 Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited to these examples. In addition, "part" and "%" in Examples and Comparative Examples are based on mass unless otherwise specified.

<重合開始基含有ポリマーの合成>
(合成例1)
撹拌機、還流コンデンサー、温度計、及び窒素導入管を取り付けた反応装置に、3−メトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド(MDPA)561部、ヨウ素1部、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)(商品名「V−70」、和光純薬社製(V−70))3.7部、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル(HEMA)208部、及びN−アイオドスクシンイミド(NIS)0.113部を入れた。窒素を吹き込みながら65℃で7時間重合して重合溶液を得た。重合率は、約100%であった。可視光検出機(RI)を備えたGPC装置(溶媒:ジメチルホルムアミド(DMF))を使用して測定した、重合溶液中のポリマーのポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)は20,000であり、分子量分布(分散度PDI)は1.12であった。
<Synthesis of polymerization initiator group-containing polymer>
(Synthesis Example 1)
561 parts of 3-methoxy-N, N-dimethylpropanamide (MDPA), 1 part of iodine, 2,2'-azobis (4-) in a reactor equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a nitrogen introduction tube. Methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile) (trade name "V-70", manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. (V-70)) 3.7 parts, 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) 208 parts, and N- 0.113 parts of iodosuccinimide (NIS) was added. A polymerization solution was obtained by polymerizing at 65 ° C. for 7 hours while blowing nitrogen. The polymerization rate was about 100%. The polystyrene-equivalent number average molecular weight (Mn) of the polymer in the polymerization solution as measured using a GPC apparatus (solvent: dimethylformamide (DMF)) equipped with a visible light detector (RI) is 20,000. The molecular weight distribution (dispersity PDI) was 1.12.

得られた重合溶液にピリジン189.5部を添加し、氷浴で5℃に冷却した。滴下ロートに2−ブロモイソ酪酸ブロマイド459.8部を入れ、10℃を超えないように3時間かけて滴下した。その温度で2時間放置した後、45℃に加温して1時間反応させた。室温まで冷却した後、メタノール561部を添加して撹拌した。別容器にメタノール5,000部を入れ、ディスパーで撹拌しながら重合溶液を徐々に添加して軟質のポリマーを析出させた。析出したポリマーを分取し、大量の水中にディスパーで撹拌しながら添加して洗浄した。ろ過及び水洗した後、50℃の送風乾燥機を使用して揮発分がなくなるまで乾燥して、白色の粉末状の固体である重合開始基含有ポリマー(1)(開始基ポリマー(1))を得た。RI検出器を備えたGPC装置(溶媒:テトラヒドロフラン(THF))を使用して測定した開始基ポリマー(1)のMnは28,000であり、PDIは1.31であった。 189.5 parts of pyridine was added to the obtained polymerization solution, and the mixture was cooled to 5 ° C. in an ice bath. 459.8 parts of 2-bromoisobutyric acid bromide was placed in the dropping funnel, and the mixture was added dropwise over 3 hours so as not to exceed 10 ° C. After leaving it at that temperature for 2 hours, it was heated to 45 ° C. and reacted for 1 hour. After cooling to room temperature, 561 parts of methanol was added and stirred. 5,000 parts of methanol was placed in a separate container, and the polymerization solution was gradually added while stirring with a disper to precipitate a soft polymer. The precipitated polymer was separated, added to a large amount of water with stirring with a disper, and washed. After filtration and washing with water, the polymer (1) (initiator group polymer (1)), which is a white powdery solid, is dried using a blower dryer at 50 ° C. until the volatile matter disappears. Obtained. The starting group polymer (1) measured using a GPC apparatus equipped with an RI detector (solvent: tetrahydrofuran (THF)) had a Mn of 28,000 and a PDI of 1.31.

<コーティング組成物の製造(1)>
(実施例1)
合成例1で用いた反応装置と同様の反応装置に、MDPA200部、メタクリル酸メチル(MMA)200部、開始基ポリマー(1)11部、テトラブチルアンモニウムアイオダイド(TBAI)11.8部、及びNIS0.3部を入れた。75℃で8時間重合して高粘度の液体を得た。少量をサンプリングして測定した重合率は86%であった。また、溶液中のポリマーのMnは134,000であり、PDIは1.40であった。得られた溶液を室温まで冷却した後、メタノール5,000部中に徐々に添加してポリマーを析出させた。析出したポリマーをろ過した後、80℃で12時間乾燥させた。これにより、開始基を有するグラフトポリマーである開始基ポリマー(2)を得た。
<Manufacturing of coating composition (1)>
(Example 1)
In the same reactor as the reactor used in Synthesis Example 1, 200 parts of MDPA, 200 parts of methyl methacrylate (MMA), 11 parts of the initiating group polymer (1), 11.8 parts of tetrabutylammonium iodide (TBAI), and The NIS 0.3 part was put. Polymerization at 75 ° C. for 8 hours gave a highly viscous liquid. The polymerization rate measured by sampling a small amount was 86%. The Mn of the polymer in the solution was 134,000, and the PDI was 1.40. After cooling the obtained solution to room temperature, it was gradually added to 5,000 parts of methanol to precipitate a polymer. The precipitated polymer was filtered and then dried at 80 ° C. for 12 hours. As a result, a starting group polymer (2), which is a graft polymer having a starting group, was obtained.

同様の反応装置に、MDPA200部、MMA25部、メタクリロイロキシプロピルテトラエトキシシラン(MPTES)25部、開始基ポリマー(2)100部、TBAI11.8部、及びNIS0.3部を入れた。75℃で8時間重合して、ポリマーを含有する液体を得た。少量をサンプリングして測定した重合率は91%であり、ポリマーのMnは208,000であり、PDIは1.43であった。得られたポリマーは、一般式(1−A)中のPolymer AがMMAに由来する構成単位からなるグラフト鎖であり、一般式(1−B)中のPolymer BがMMA及びMPTESに由来する構成単位からなるグラフト鎖であるグラフト型ポリマーである。得られたポリマーをGP−1ポリマーとする。GP−1ポリマーを含有する液体をメタノール中に徐々に添加し、GP−1ポリマーを析出させて白色のペースト(固形分65.2%)を得た。得られた白色のペーストにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMAc)を添加して溶解させた後、80℃に加温してメタノールを除去した。PGMAcを添加して固形分を調整し、固形分10%であるGP−1ポリマーの溶液を得た。得られたGP−1ポリマーの溶液を実施例1のコーティング組成物とした。 In a similar reactor, 200 parts of MDPA, 25 parts of MMA, 25 parts of methacryloyloxypropyl tetraethoxysilane (MPTES), 100 parts of starting group polymer (2), 11.8 parts of TBAI, and 0.3 parts of NIS were placed. Polymerization at 75 ° C. for 8 hours gave a liquid containing the polymer. The polymerization rate measured by sampling a small amount was 91%, the Mn of the polymer was 208,000, and the PDI was 1.43. The obtained polymer is a graft chain in which Polymer A in the general formula (1-A) is composed of a structural unit derived from MMA, and Polymer B in the general formula (1-B) is derived from MMA and MPTES. It is a graft-type polymer that is a graft chain consisting of units. The obtained polymer is designated as GP-1 polymer. A liquid containing the GP-1 polymer was gradually added to methanol to precipitate the GP-1 polymer to obtain a white paste (solid content 65.2%). Propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMAc) was added to the obtained white paste to dissolve it, and then the paste was heated to 80 ° C. to remove methanol. PGMAc was added to adjust the solid content to obtain a solution of GP-1 polymer having a solid content of 10%. The obtained solution of GP-1 polymer was used as the coating composition of Example 1.

(比較例1)
合成例1で用いた反応装置と同様の反応装置にPGMAc100部を入れ、70℃に加温して窒素を吹き込んだ。別容器にMMA82部、MPTES8部、及びアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)1部を入れ、窒素を吹き込んでモノマー溶液を調製した。調製したモノマー溶液を反応装置中に3時間かけて滴下し、7時間重合して高粘性のポリマー溶液を得た。少量をサンプリングして測定した重合率は約100%であった。また、溶液中のポリマーのMnは65,000であり、PDIは3.12であった。得られたポリマーをRP−1ポリマーとする。RP−1ポリマーを含有する液体にPGMAcを添加して固形分を調整し、固形分10%であるRP−1ポリマーの溶液を得た。得られたRP−1ポリマーの溶液を比較例1のコーティング組成物とした。RP−1ポリマーは、直鎖状のランダムコポリマーである。
(Comparative Example 1)
100 parts of PGMAc was placed in a reaction device similar to the reaction device used in Synthesis Example 1, heated to 70 ° C., and nitrogen was blown into it. 82 parts of MMA, 8 parts of MPTES, and 1 part of azobisisobutyronitrile (AIBN) were placed in a separate container, and nitrogen was blown into the container to prepare a monomer solution. The prepared monomer solution was added dropwise to the reactor over 3 hours and polymerized for 7 hours to obtain a highly viscous polymer solution. The polymerization rate measured by sampling a small amount was about 100%. The Mn of the polymer in the solution was 65,000, and the PDI was 3.12. The obtained polymer is designated as an RP-1 polymer. PGMAc was added to the liquid containing the RP-1 polymer to adjust the solid content, and a solution of the RP-1 polymer having a solid content of 10% was obtained. The obtained solution of RP-1 polymer was used as the coating composition of Comparative Example 1. The RP-1 polymer is a linear random copolymer.

<コーティング組成物の評価>
脱脂後、UVオゾンにて表面を活性化させたシリコン板を用意した。スピンコーターを使用し、2,000rpm、30秒の条件で、用意したシリコン板の表面に実施例1のコーティング組成物と比較例1のコーティング組成物をそれぞれ塗布した。次いで、90℃で1分間及び180℃で30分間焼き付けて塗膜を形成した。エリプソメトリーにより測定した塗膜の膜厚は、それぞれ、612nm(実施例1)及び423nm(実施例2)であった。
<Evaluation of coating composition>
After degreasing, a silicon plate whose surface was activated with UV ozone was prepared. Using a spin coater, the coating composition of Example 1 and the coating composition of Comparative Example 1 were respectively applied to the surface of the prepared silicon plate under the conditions of 2,000 rpm and 30 seconds. Then, it was baked at 90 ° C. for 1 minute and 180 ° C. for 30 minutes to form a coating film. The film thicknesses of the coating film measured by ellipsometry were 612 nm (Example 1) and 423 nm (Example 2), respectively.

塗膜を形成したシリコン板をトルエンに24時間浸漬させた後、外観を確認した。その結果、実施例1のコーティング組成物で形成した塗膜は剥がれておらず、シリコン板に密着していることがわかった。一方、比較例1のコーティング組成物で形成した塗膜は部分的に剥がれていた。 After immersing the silicon plate on which the coating film was formed in toluene for 24 hours, the appearance was confirmed. As a result, it was found that the coating film formed by the coating composition of Example 1 was not peeled off and was in close contact with the silicon plate. On the other hand, the coating film formed by the coating composition of Comparative Example 1 was partially peeled off.

また、Heidon摩擦試験機タイプ14を使用し、荷重50g、振幅3cmの条件で塗膜表面を摩擦する往復摺動摩擦試験を行った。その結果、実施例1のコーティング組成物で形成した塗膜表面の摩擦係数は0.002であり、試験後の塗膜の膜厚は605nmであることがわかった。一方、比較例1のコーティング組成物で形成した塗膜の表面の摩擦係数は0.018であり、試験後の塗膜表面には凹凸が形成されており、膜厚も減少したことがわかった。以上より、実施例のコーティング組成物を用いれば、擦過性及び基板との密着性に優れているとともに、摩擦係数の小さい表面を有する塗膜を形成可能であることがわかる。 In addition, a reciprocating sliding friction test was performed using a Heidon friction tester type 14 to rub the surface of the coating film under the conditions of a load of 50 g and an amplitude of 3 cm. As a result, it was found that the friction coefficient of the coating film surface formed by the coating composition of Example 1 was 0.002, and the film thickness of the coating film after the test was 605 nm. On the other hand, the friction coefficient of the surface of the coating film formed by the coating composition of Comparative Example 1 was 0.018, and it was found that the surface of the coating film after the test had irregularities and the film thickness was also reduced. .. From the above, it can be seen that by using the coating composition of the example, it is possible to form a coating film having excellent scratch resistance and adhesion to the substrate and having a surface having a small friction coefficient.

<コーティング組成物の製造(2)>
(実施例2)
合成例1で用いた反応装置と同様の反応装置に、プロピレングリコールモノプロピルエーテル(PPG)150部、開始基ポリマー(1)2.8部、及びテトラブチルアンモニウムブロミド(TBAB)2.6部を入れた。85℃に加温した後、MMA80部を添加して5時間重合し、ポリマーを含有する溶液を得た。少量をサンプリングして測定した重合率は68.4%であった。また、溶液中のポリマーのMnは90,000であり、PDIは2.55であった。
<Manufacturing of coating composition (2)>
(Example 2)
In a reactor similar to the one used in Synthesis Example 1, 150 parts of propylene glycol monopropyl ether (PPG), 2.8 parts of the initiating group polymer (1), and 2.6 parts of tetrabutylammonium bromide (TBAB) were added. I put it in. After heating to 85 ° C., 80 parts of MMA was added and polymerized for 5 hours to obtain a solution containing the polymer. The polymerization rate measured by sampling a small amount was 68.4%. The Mn of the polymer in the solution was 90,000 and the PDI was 2.55.

次いで、TBAB1部、メタクリル酸ベンジル(BzMA)15部、及びHEMA5部を添加し、6時間重合した後、PGMAc150部を添加して、固形分40.8%のポリマーを含有する液体を得た。ガスクロマトグラフィーにより残存モノマーを定量して算出した重合率は、約100%であった。また、得られたポリマーのMnは120,000であり、PDIは2.64であり、単峰性であった。なお、紫外吸収検出機(測定波長:254nm)を備えたGPC装置を使用して測定したポリマーのMnは122,000であり、PDIは2.43であった。得られたポリマーは、一般式(1−A)中のPolymer AがMMAに由来する構成単位からなるグラフト鎖であり、一般式(1−B)中のPolymer BがBzMA及びHEMAに由来する構成単位からなるグラフト鎖であるグラフト型ポリマーである。得られたポリマーをGP−2ポリマーとする。GP−2ポリマーを含有する液体をメタノール中に徐々に添加し、生じた析出物をろ過した後、乾燥させて、GP−2ポリマーを得た。JIS K 1557−1:2007のフタル酸法にしたがって測定したGP−2ポリマーの水酸基価は19.9mgKOH/gであった。 Then, 1 part of TBAB, 15 parts of benzyl methacrylate (BzMA), and 5 parts of HEMA were added and polymerized for 6 hours, and then 150 parts of PGMAc was added to obtain a liquid containing a polymer having a solid content of 40.8%. The polymerization rate calculated by quantifying the residual monomer by gas chromatography was about 100%. The Mn of the obtained polymer was 120,000 and the PDI was 2.64, which were monomodal. The Mn of the polymer measured using a GPC apparatus equipped with an ultraviolet absorption detector (measurement wavelength: 254 nm) was 122,000, and the PDI was 2.43. The obtained polymer is a graft chain in which Polymer A in the general formula (1-A) is composed of a structural unit derived from MMA, and Polymer B in the general formula (1-B) is derived from BzMA and HEMA. It is a graft-type polymer that is a graft chain consisting of units. The obtained polymer is designated as GP-2 polymer. A liquid containing the GP-2 polymer was gradually added to methanol, and the resulting precipitate was filtered and then dried to obtain a GP-2 polymer. The hydroxyl value of the GP-2 polymer measured according to the phthalic acid method of JIS K 1557-1: 2007 was 19.9 mgKOH / g.

GP−2ポリマーを含有する液体49部、PGMAc46.8部、及びブロックイソシアネート(商品名「デュラネートSBB−70」、旭化成社製、固形分70%、NCO10.1%)4.2部を混合して、実施例2のコーティング組成物を調製した。調製したコーティング組成物をスクリーン印刷によりポリイミドフィルムに塗布した後、80℃で30分間及び150℃で60分間加熱処理して、膜厚5μmの塗膜を形成した。塗膜を形成したポリイミドフィルムをトルエンに24時間浸漬させた後、外観を観察した。その結果、膨れやひび割れ等は生じておらず、良好な状態の塗膜が維持されていることがわかった。 49 parts of liquid containing GP-2 polymer, 46.8 parts of PGMAc, and 4.2 parts of blocked isocyanate (trade name "Duranate SBB-70", manufactured by Asahi Kasei Corporation, solid content 70%, NCO 10.1%) are mixed. The coating composition of Example 2 was prepared. The prepared coating composition was applied to a polyimide film by screen printing and then heat-treated at 80 ° C. for 30 minutes and at 150 ° C. for 60 minutes to form a coating film having a film thickness of 5 μm. The polyimide film on which the coating film was formed was immersed in toluene for 24 hours, and then the appearance was observed. As a result, it was found that no swelling or cracking occurred, and the coating film in a good condition was maintained.

(実施例3)
合成例1で用いた反応装置と同様の反応装置に、PPG300部、開始基ポリマー(1)5.6部、及びTBAB5.2部を入れた。85℃に加温した後、MMA160部を添加して5時間重合し、ポリマーを含有する液体を得た。少量をサンプリングして測定した重合率は86%であった。また、液体中のポリマーのMnは135,000であり、PDIは2.30であった。
(Example 3)
300 parts of PPG, 5.6 parts of the initiating group polymer (1), and 5.2 parts of TBAB were placed in a reaction device similar to the reaction device used in Synthesis Example 1. After heating to 85 ° C., 160 parts of MMA was added and polymerized for 5 hours to obtain a liquid containing a polymer. The polymerization rate measured by sampling a small amount was 86%. The Mn of the polymer in the liquid was 135,000, and the PDI was 2.30.

次いで、TBAB2部、MMA30部、及びメタクリル酸2−(0−(1’−メチルプロピリデンアミノ)カルボキシアミノ)エチル(商品名「カレンズMOI−BM」、昭和電工社製(MOI−BM))10部を添加し、5時間重合した後、PGMAc300部を添加して、固形分26.0%のポリマーを含有する液体を得た。ガスクロマトグラフィーにより残存モノマーを定量して算出した重合率は、約100%であった。また、得られたポリマーのMnは156,000であり、PDIは2.44であった。得られたポリマーは、一般式(1−A)中のPolymer AがMMAに由来する構成単位からなるグラフト鎖であり、一般式(1−B)中のPolymer BがMMA及びMOI−BMに由来する構成単位からなるグラフト鎖であるグラフト型ポリマーである。得られたポリマーをGP−3ポリマーとする。GP−3ポリマーのイソシアネート(NCO)量は、0.2mmol/gであった。 Next, 2 parts of TBAB, 30 parts of MMA, and 2- (0- (1'-methylpropylideneamino) carboxyamino) ethyl methacrylate (trade name "Karenzu MOI-BM", manufactured by Showa Denko KK (MOI-BM)) 10 After adding the parts and polymerizing for 5 hours, 300 parts of PGMAc was added to obtain a liquid containing a polymer having a solid content of 26.0%. The polymerization rate calculated by quantifying the residual monomer by gas chromatography was about 100%. The Mn of the obtained polymer was 156,000, and the PDI was 2.44. In the obtained polymer, Polymer A in the general formula (1-A) is a graft chain composed of structural units derived from MMA, and Polymer B in the general formula (1-B) is derived from MMA and MOI-BM. It is a graft-type polymer that is a graft chain composed of constituent units. The obtained polymer is designated as GP-3 polymer. The amount of isocyanate (NCO) of the GP-3 polymer was 0.2 mmol / g.

GP−3ポリマーを含有する溶液76.9部、PGMAc19.1部、及びポリカーボネートジオール(商品名「デュラノールT5652」、旭化成社製、固形分100%、水酸基価56.4mgKOH/g)4部を混合して、実施例3のコーティング組成物を調製した。調製したコーティング組成物をスクリーン印刷によりポリイミドフィルムに塗布した後、80℃で30分間及び150℃で60分間加熱処理して、膜厚5μmの塗膜を形成した。塗膜を形成したポリイミドフィルムをN,N−ジエチル−N−メチル−N−(2−メトキシエチル)アンモニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドに24時間浸漬させた後、外観を観察した。その結果、剥がれなどは生じておらず、良好な状態の塗膜が維持されていることがわかった。さらに、塗膜を形成したポリイミドフィルムについて、前述の往復摺動摩擦試験を行った。その結果、塗膜表面の摩擦係数は0.009であることがわかった。 76.9 parts of a solution containing GP-3 polymer, 19.1 parts of PGMAc, and 4 parts of polycarbonate diol (trade name "Duranol T5652", manufactured by Asahi Kasei Corporation, solid content 100%, hydroxyl value 56.4 mgKOH / g) are mixed. Then, the coating composition of Example 3 was prepared. The prepared coating composition was applied to a polyimide film by screen printing and then heat-treated at 80 ° C. for 30 minutes and at 150 ° C. for 60 minutes to form a coating film having a film thickness of 5 μm. The polyimide film on which the coating film was formed was immersed in N, N-diethyl-N-methyl-N- (2-methoxyethyl) ammonium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide for 24 hours, and then the appearance was observed. As a result, it was found that no peeling occurred and the coating film in a good condition was maintained. Further, the above-mentioned reciprocating sliding friction test was performed on the polyimide film on which the coating film was formed. As a result, it was found that the coefficient of friction on the surface of the coating film was 0.009.

また、ポリカーボネートジオール(デュラノールT5652)に代えて、実施例2で製造したGP−2ポリマー(水酸基を有するグラフト型ポリマー)を用いたところ、同等の性能及び摩擦係数の塗膜を形成することができた。 Further, when the GP-2 polymer (graft type polymer having a hydroxyl group) produced in Example 2 was used instead of the polycarbonate diol (Duranol T5652), a coating film having the same performance and friction coefficient could be formed. rice field.

(実施例4)
合成例1で用いた反応装置と同様の反応装置に、3−ブトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド(BDPA)150部、開始基ポリマー(1)2.8部、及びTBAB2.6部を入れた。85℃に加温した後、メタクリル酸ラウリル(LMA)60部を添加して5時間重合し、ポリマーを含有する溶液を得た。少量をサンプリングして測定した重合率は77.3%であった。また、溶液中のポリマーのMnは85,800であり、PDIは2.24であった。
(Example 4)
In a reactor similar to the reactor used in Synthesis Example 1, 150 parts of 3-butoxy-N, N-dimethylpropanamide (BDPA), 2.8 parts of the initiating group polymer (1), and 2.6 parts of TBAB were placed. rice field. After heating to 85 ° C., 60 parts of lauryl methacrylate (LMA) was added and polymerized for 5 hours to obtain a solution containing the polymer. The polymerization rate measured by sampling a small amount was 77.3%. The Mn of the polymer in the solution was 85,800, and the PDI was 2.24.

次いで、TBAB2部、BzMA30.0部、MOI−BM5部、及びHEMA5部を添加し、4時間重合した後、PGMAc250部を添加して、固形分20.5%のポリマーを含有する液体を得た。ガスクロマトグラフィーにより残存モノマーを定量して算出した重合率は、約100%であった。また、得られたポリマーのMnは105,200であり、PDIは2.85であった。得られたポリマーは、一般式(1−A)中のPolymer AがLMAに由来する構成単位からなるグラフト鎖であり、一般式(1−B)中のPolymer BがBzMA、MOI−BM、及びHEMAに由来する構成単位からなるグラフト鎖であるグラフト型ポリマーである。得られたポリマーをGP−4ポリマーとする。 Next, 2 parts of TBAB, 30.0 parts of BzMA, 5 parts of MOI-BM, and 5 parts of HEMA were added and polymerized for 4 hours, and then 250 parts of PGMAc was added to obtain a liquid containing a polymer having a solid content of 20.5%. .. The polymerization rate calculated by quantifying the residual monomer by gas chromatography was about 100%. The Mn of the obtained polymer was 105,200, and the PDI was 2.85. In the obtained polymer, Polymer A in the general formula (1-A) is a graft chain composed of a structural unit derived from LMA, and Polymer B in the general formula (1-B) is BzMA, MOI-BM, and It is a graft-type polymer that is a graft chain composed of structural units derived from HEMA. The obtained polymer is designated as GP-4 polymer.

得られたGP−4ポリマーを含有する液体にPGMAcを添加して希釈し、実施例4のコーティング組成物(固形分10%)を調製した。スピンコーターを使用し、2,000rpm、30秒の条件でガラス板の表面に実施例4のコーティング組成物を塗布した。次いで、90℃で30秒間及び180℃で20分間処理して硬化させ、膜厚1.1μmの塗膜を形成した。塗膜を形成したガラス板をペンタエリスリトールテトラ2−エチルヘキサノエート(潤滑油)に24時間浸漬させた後、外観を観察した。その結果、形成した塗膜は剥がれておらず、ガラス板に密着していることがわかった。このように、実施例のコーティング組成物を用いれば、潤滑油に対しても良好な耐性を示す塗膜を形成可能であることがわかる。 PGMAc was added to the obtained liquid containing the GP-4 polymer and diluted to prepare the coating composition (solid content 10%) of Example 4. Using a spin coater, the coating composition of Example 4 was applied to the surface of the glass plate under the conditions of 2,000 rpm and 30 seconds. Then, it was treated at 90 ° C. for 30 seconds and at 180 ° C. for 20 minutes to be cured to form a coating film having a film thickness of 1.1 μm. The glass plate on which the coating film was formed was immersed in pentaerythritol tetra2-ethylhexanoate (lubricating oil) for 24 hours, and then the appearance was observed. As a result, it was found that the formed coating film was not peeled off and was in close contact with the glass plate. As described above, it can be seen that by using the coating composition of Examples, it is possible to form a coating film showing good resistance to lubricating oil.

(実施例5)
実施例1で用いた反応装置と同様の反応装置に、エチレングリコールモノブチルエーテル300部、開始基ポリマー(1)11.2部、及びTBAB5.2部を入れた。85℃に加温した後、BzMA100部を添加して5時間重合し、ポリマーを含有する液体を得た。少量をサンプリングして測定した重合率は77.3%であった。また、液体中のポリマーのMnは75,800であり、PDIは2.24であった。
(Example 5)
300 parts of ethylene glycol monobutyl ether, 11.2 parts of the initiating group polymer (1), and 5.2 parts of TBAB were placed in a reaction device similar to the reaction device used in Example 1. After heating to 85 ° C., 100 parts of BzMA was added and polymerized for 5 hours to obtain a liquid containing the polymer. The polymerization rate measured by sampling a small amount was 77.3%. The Mn of the polymer in the liquid was 75,800, and the PDI was 2.24.

次いで、TBAB2部、BzMA60部、及びメタクリル酸(MA)40.0部を添加し、8時間重合して、ポリマーを含有する高粘度の溶液を得た。ガスクロマトグラフィーにより残存モノマーを定量して算出した重合率は、約100%であった。また、得られたポリマーのMnは105,600であり、PDIは2.85であった。得られたポリマーは、一般式(1−A)中のPolymer AがBzMAに由来する構成単位からなるグラフト鎖であり、一般式(1−B)中のPolymer BがBzMA及びMAに由来する構成単位からなるグラフト鎖であるグラフト型ポリマーである。得られたポリマーをGP−5ポリマーとする。 Then, 2 parts of TBAB, 60 parts of BzMA, and 40.0 parts of methacrylic acid (MA) were added and polymerized for 8 hours to obtain a highly viscous solution containing a polymer. The polymerization rate calculated by quantifying the residual monomer by gas chromatography was about 100%. The Mn of the obtained polymer was 105,600, and the PDI was 2.85. The obtained polymer is a graft chain in which Polymer A in the general formula (1-A) is derived from BzMA, and Polymer B in the general formula (1-B) is derived from BzMA and MA. It is a graft-type polymer that is a graft chain consisting of units. The obtained polymer is designated as GP-5 polymer.

GP−5ポリマーを含有する溶液の一部をメタノールに添加して生じた析出物を乾燥し、GP−5ポリマーを得た。得られたGP−5ポリマー0.1g、及びトルエン/エタノール(=1/1)混合溶媒50mLを100mLのコニカルビーカーに入れ、GP−5ポリマーを溶解させた。フェノールフタレインを滴定指示薬とし、0.1N水酸化カリウムエタノール溶液で滴定して測定したGP−5ポリマーの酸価は126.1mgKOH/gであった。 A part of the solution containing the GP-5 polymer was added to methanol, and the resulting precipitate was dried to obtain a GP-5 polymer. 0.1 g of the obtained GP-5 polymer and 50 mL of a toluene / ethanol (= 1/1) mixed solvent were placed in a 100 mL conical beaker to dissolve the GP-5 polymer. The acid value of the GP-5 polymer measured by titrating with a 0.1N potassium hydroxide ethanol solution using phenolphthalein as a titration indicator was 126.1 mgKOH / g.

また、28%アンモニア水溶液30部及びイオン交換水270部を混合してアンモニア水を調製した。GP−5ポリマーを含有する液体を70℃に加温し、アンモニア水を徐々に添加した。次いで、イオン交換水200部を添加して、白濁した低粘度のエマルジョンを得た。得られたエマルジョンの固形分は20.6%であった。得られたエマルジョン48.5部、及びポリカルボジイミド系架橋剤(商品名「カルボジライトE−02」、日清紡社製、固形分40.0%)1.87部を混合して、実施例5のコーティング組成物を調製した。バーコーターを使用して調製したコーティング組成物をアルミ板に塗布した後、150℃で15分間加熱処理して硬化させ、塗膜を形成した。塗膜を形成したアルミ板を水に24時間浸漬させた後、外観を観察した。その結果、剥がれや白化等は生じておらず、耐水性に優れた塗膜が形成されたことがわかった。 Further, 30 parts of a 28% aqueous ammonia solution and 270 parts of ion-exchanged water were mixed to prepare ammonia water. The liquid containing the GP-5 polymer was heated to 70 ° C., and aqueous ammonia was gradually added. Then, 200 parts of ion-exchanged water was added to obtain a cloudy, low-viscosity emulsion. The solid content of the obtained emulsion was 20.6%. 48.5 parts of the obtained emulsion and 1.87 parts of a polycarbodiimide-based cross-linking agent (trade name "Carbodilite E-02", manufactured by Nisshinbo, Inc., solid content 40.0%) are mixed to form the coating of Example 5. The composition was prepared. The coating composition prepared using a bar coater was applied to an aluminum plate and then heat-treated at 150 ° C. for 15 minutes to be cured to form a coating film. After immersing the aluminum plate on which the coating film was formed in water for 24 hours, the appearance was observed. As a result, it was found that no peeling or whitening occurred, and a coating film having excellent water resistance was formed.

また、ポリカルボジイミド系架橋剤(カルボジライトE−02)に代えて、水溶性ポリエポキシ系架橋剤(商品名「デナコールEX−411」、ナガセケムテック社製、固形分100%)を用いたところ、同等の耐水性を示す塗膜を形成することができた。 Further, instead of the polycarbodiimide-based cross-linking agent (carbodilite E-02), a water-soluble polyepoxy-based cross-linking agent (trade name "Denacol EX-411", manufactured by Nagase Chemtech Co., Ltd., 100% solid content) was used. It was possible to form a coating film showing the same water resistance.

(実施例6)
合成例1で用いた反応装置と同様の反応装置に、MDPA150部、開始基ポリマー(1)2.8部、及びTBAB2.6部を入れた。85℃に加温した後、MMA50部及びHEMA40部を添加して10時間重合し、ポリマーを含有する溶液を得た。少量をサンプリングして測定した重合率は約100%であった。また、溶液中のポリマーのMnは178,000であり、PDIは1.74であった。
(Example 6)
In a reactor similar to the reactor used in Synthesis Example 1, 150 parts of MDPA, 2.8 parts of the initiating group polymer (1), and 2.6 parts of TBAB were placed. After heating to 85 ° C., 50 parts of MMA and 40 parts of HEMA were added and polymerized for 10 hours to obtain a solution containing the polymer. The polymerization rate measured by sampling a small amount was about 100%. The Mn of the polymer in the solution was 178,000, and the PDI was 1.74.

次いで、2−アクリロイルオキシエチルイソシアネート(商品名「カレンズAOI」、昭和電工社製(カレンズAOI))10部、及びジオクタン酸錫の10%MPDA溶液1部を添加し、85℃で5時間してポリマーを含有する液体を得た。赤外分光光度計を使用して分析し、2,250cm-1のピーク(イソシアネート基)が消失し、ウレタン結合が生成したことを確認した。PGMAcを添加して希釈し、固形分15%のポリマーを含有する液体を得た。得られたポリマーのMnは198,000であり、PDIは1.59であった。得られたポリマーは、一般式(1−A)中のPolymer AがMMA及びHEMAに由来する構成単位からなるグラフト鎖であり、一般式(1−B)中のPolymer BがカレンズAOIに由来する構成単位からなるグラフト鎖であるグラフト型ポリマーである。得られたポリマーをGP−6ポリマーとする。 Next, 10 parts of 2-acryloyloxyethyl isocyanate (trade name "Karenzu AOI", manufactured by Showa Denko KK (Karenzu AOI)) and 1 part of a 10% MPDA solution of tin dioctanoate were added, and the mixture was heated at 85 ° C. for 5 hours. A liquid containing the polymer was obtained. Analysis was performed using an infrared spectrophotometer, and it was confirmed that the peak (isocyanate group) of 2,250 cm -1 disappeared and a urethane bond was formed. PGMAc was added and diluted to obtain a liquid containing a polymer having a solid content of 15%. The obtained polymer had a Mn of 198,000 and a PDI of 1.59. In the obtained polymer, Polymer A in the general formula (1-A) is a graft chain composed of structural units derived from MMA and HEMA, and Polymer B in the general formula (1-B) is derived from Karenz AOI. It is a graft-type polymer that is a graft chain composed of constituent units. The obtained polymer is designated as GP-6 polymer.

GP−6ポリマーを含有する液体100部、及び1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン0.1部を混合して、実施例6のコーティング組成物を調製した。ナイフコーターを使用して調製したコーティング組成物をポリエチレンテレフタレート製のフィルムに塗布した。120W/cmの高圧水銀灯を備えた紫外線照射装置を使用し、窒素雰囲気下、照射光量0.8J/cm2の条件で紫外線を照射した後、オーブンに入れ、60℃で10分間加熱して塗膜を形成した。塗膜を形成したフィルムを折り曲げても、塗膜はひび割れや白化等せず、良好な状態が維持されていた。 100 parts of the liquid containing the GP-6 polymer and 0.1 part of the 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone were mixed to prepare the coating composition of Example 6. The coating composition prepared using a knife coater was applied to a film made of polyethylene terephthalate. Using an ultraviolet irradiation device equipped with a high-pressure mercury lamp of 120 W / cm, after irradiating with ultraviolet rays under the condition of irradiation light amount of 0.8 J / cm 2 in a nitrogen atmosphere, put it in an oven and heat it at 60 ° C for 10 minutes to apply it. A film was formed. Even when the film on which the coating film was formed was bent, the coating film did not crack or whiten, and was maintained in a good state.

本発明のコーティング組成物は、例えば、家電、自動車、電子デバイス部材、電池部材、ディスプレー部材、容器、建材、包装用資材、医療部材、及びエネルギー関連部材の表面に、低摩擦性、耐摩擦性、耐水性、密着性、電気特性、耐熱性、耐薬品性、耐擦過性等に優れた塗膜(被膜)を形成するための材料として有用である。 The coating composition of the present invention has low friction and abrasion resistance on the surfaces of home appliances, automobiles, electronic device members, battery members, display members, containers, building materials, packaging materials, medical members, and energy-related members, for example. It is useful as a material for forming a coating film having excellent water resistance, adhesion, electrical characteristics, heat resistance, chemical resistance, abrasion resistance, and the like.

2,12:主鎖
4:グラフト鎖
10,20:グラフト型ポリマー
2,12: Main chain 4: Graft chain 10,20: Graft type polymer

Claims (3)

溶剤及びポリマーを含有するコーティング組成物であって、
前記ポリマーが、下記一般式(1)で表される構成単位を80質量%以上含むグラフト型ポリマーであり、
前記ポリマーの、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定されるポリスチレン換算の数平均分子量が、10,000以上1,000,000以下であるコーティング組成物。
Figure 0006943391
(前記一般式(1)中、Rは、水素原子又はメチル基を示し、Xは、O又はNHを示し、Rは、任意の有機基を示し、R及びRは、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、アリール基、又はアシル基を示すとともに、R及びRが結合している炭素原子は第3級炭素原子又は第4級炭素原子であり、nは、任意の繰り返し数を示し、Polymerは、(メタ)アクリル酸系モノマー、(メタ)アクリルアミド系モノマー、芳香族ビニル系モノマー、及び(メタ)アクリロニトリルからなる群より選択される少なくとも一種のグラフトモノマーに由来する構成単位を含むグラフト鎖を示し、前記グラフトモノマーが、カルボキシ基、リン酸基、リン酸エステル基、水酸基、グリシジル基、イソシアネート基、ブロック化イソシアネート基、アルコキシシリル基、及び(メタ)アクリロイル基のいずれかの反応性基を有する
A coating composition containing a solvent and a polymer.
The polymer is a graft-type polymer containing 80% by mass or more of a structural unit represented by the following general formula (1).
A coating composition of the polymer having a polystyrene-equivalent number average molecular weight of 10,000 or more and 1,000,000 or less as measured by gel permeation chromatography.
Figure 0006943391
(In the general formula (1), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, X represents O or NH, R 2 represents an arbitrary organic group, and R 3 and R 4 are independent of each other. Is a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, or an acyl group, and the carbon atom to which R 3 and R 4 are bonded is a tertiary carbon atom or a quaternary carbon atom, and n is an arbitrary repetition. Indicating a number, Polymer is a structural unit derived from at least one graft monomer selected from the group consisting of (meth) acrylic acid-based monomer, (meth) acrylamide-based monomer, aromatic vinyl-based monomer, and (meth) acrylonitrile. shows a graft chain containing the graft monomer, a carboxy group, a phosphoric acid group, a phosphoric acid ester group, a hydroxyl group, glycidyl group, isocyanate group, blocked isocyanate group, one of the alkoxysilyl group, and (meth) acryloyl groups Has a reactive group )
溶剤及びポリマーを含有するコーティング組成物であって、
前記ポリマーが、下記一般式(1)で表される構成単位を80質量%以上含むグラフト型ポリマーであり、
前記ポリマーの、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定されるポリスチレン換算の数平均分子量が、10,000以上1,000,000以下であり、
前記ポリマーが、下記一般式(1)中のPolymerが相互に異なる2種以上の構成単位を含み、
前記2種以上の構成単位が、下記一般式(1−A)で表される構成単位Aと、下記一般式(1−B)で表される構成単位Bと、を含むコーティング組成物。
Figure 0006943391
(前記一般式(1)中、R は、水素原子又はメチル基を示し、Xは、O又はNHを示し、R は、任意の有機基を示し、R 及びR は、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、アリール基、又はアシル基を示すとともに、R 及びR が結合している炭素原子は第3級炭素原子又は第4級炭素原子であり、nは、任意の繰り返し数を示し、Polymerは、(メタ)アクリル酸系モノマー、(メタ)アクリルアミド系モノマー、芳香族ビニル系モノマー、及び(メタ)アクリロニトリルからなる群より選択される少なくとも一種のグラフトモノマーに由来する構成単位を含むグラフト鎖を示す)
Figure 0006943391
(前記一般式(1−A)中、R 〜R 、X、及びnは、前記一般式(1)中のR 〜R 、X、及びnと同義であり、Polymer Aは、反応性基を有しない第1のグラフトモノマーに由来する構成単位からなるグラフト鎖を示す)
Figure 0006943391
(前記一般式(1−B)中、R 〜R 、X、及びnは、前記一般式(1)中のR 〜R 、X、及びnと同義であり、Polymer Bは、カルボキシ基、リン酸基、リン酸エステル基、水酸基、グリシジル基、イソシアネート基、ブロック化イソシアネート基、アルコキシシリル基、及び(メタ)アクリロイル基のいずれかの反応性基を有する第2のグラフトモノマーに由来する構成単位を含むグラフト鎖を示す)
A coating composition containing a solvent and a polymer.
The polymer is a graft-type polymer containing 80% by mass or more of a structural unit represented by the following general formula (1).
The polystyrene-equivalent number average molecular weight of the polymer measured by gel permeation chromatography is 10,000 or more and 1,000,000 or less.
The polymer contains two or more structural units having different Polymers in the following general formula (1).
A coating composition in which the two or more structural units include a structural unit A represented by the following general formula (1-A) and a structural unit B represented by the following general formula (1-B).
Figure 0006943391
(In the general formula (1), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, X represents O or NH, R 2 represents an arbitrary organic group, and R 3 and R 4 are independent of each other. Is a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, or an acyl group, and the carbon atom to which R 3 and R 4 are bonded is a tertiary carbon atom or a quaternary carbon atom, and n is an arbitrary repetition. Indicating a number, Polymer is a structural unit derived from at least one graft monomer selected from the group consisting of (meth) acrylic acid-based monomers, (meth) acrylamide-based monomers, aromatic vinyl-based monomers, and (meth) acrylonitrile. Indicates a graft chain containing
Figure 0006943391
(In the general formula (1-A), R 1 ~R 4, X, and n, R 1 to R 4, X in the general formula (1), and has the same meaning as n, Polymer A is Indicates a graft chain consisting of a structural unit derived from a first graft monomer having no reactive group)
Figure 0006943391
(In the general formula (1-B), R 1 ~R 4, X, and n, R 1 to R 4, X in the general formula (1), and has the same meaning as n, Polymer B is A second graft monomer having a reactive group of any one of a carboxy group, a phosphoric acid group, a phosphoric acid ester group, a hydroxyl group, a glycidyl group, an isocyanate group, a blocked isocyanate group, an alkoxysilyl group, and a (meth) acryloyl group. Indicates a graft chain containing the structural unit from which it is derived)
前記反応性基と反応しうる基を2以上有する架橋剤をさらに含有する請求項又はに記載のコーティング組成物。 The coating composition according to claim 1 or 2 , further comprising a cross-linking agent having two or more groups capable of reacting with the reactive group.
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