JP6977698B2 - (Meta) acrylate compound, coating composition containing it and coated article - Google Patents

(Meta) acrylate compound, coating composition containing it and coated article Download PDF

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本発明は、(メタ)アクリレート化合物、それを含むコーティング組成物、およびこのコーティング組成物を用いて形成された被膜を有する被覆物品に関する。 The present invention relates to a (meth) acrylate compound, a coating composition comprising the (meth) acrylate compound, and a coated article having a coating formed using the coating composition.

ポリカーボネートおよびポリメチルメタクリレートのような熱可塑性プラスチック基材は、一般に、透明性、高い延性、高い加熱撓み温度、および高寸法安定性など数多くの優れた性質を有している。特に、これらの材料の多くは透明であり、従来、数多くの商用用途においてガラス代替物として使用されている。
しかし、これら熱可塑性プラスチック材料は、引掻傷や摩耗傷を生じ易いため透明度が低下してしまう虞があるのみならず、紫外線による劣化を受け易いため、黄変および表面の白化などの不具合が発生してしまう。
Thermoplastic plastic substrates such as polycarbonate and polymethylmethacrylate generally have a number of excellent properties such as transparency, high ductility, high heat deflection temperature, and high dimensional stability. In particular, many of these materials are transparent and have traditionally been used as glass substitutes in many commercial applications.
However, these thermoplastic materials are prone to scratches and abrasions, which may reduce the transparency, and are also susceptible to deterioration by ultraviolet rays, resulting in problems such as yellowing and whitening of the surface. It will occur.

熱可塑性プラスチック材料が有するこれらの問題を解決する方法として、耐擦傷性コーティング、いわゆるハードコートによる被膜を樹脂基材表面に設けることが行われる。
一般的なハードコートとしては、多官能(メタ)アクリレートを使用した光硬化性(メタ)アクリルコーティング組成物が知られている。光硬化性(メタ)アクリルコーティング組成物は、1種以上の多官能(メタ)アクリレートと光重合開始剤とを含み、多官能(メタ)アクリレート中の(メタ)アクリル基の光重合によって架橋して被膜を形成することで、優れた耐傷付性、耐磨耗性、硬度、および化学物質耐性を発現するハードコートが得られる。
この多官能(メタ)アクリレートを活性エネルギー線で硬化したハードコートは、傷や磨耗に対して耐性がある一方で、衝撃を受けた場合に、熱可塑性プラスチック製品全体に亀裂および破損を生じることがしばしばある。
また、屋外で長期に暴露された場合、塗膜の靱性低下によるクラックや、劣化チョーキングを生じることがある。
As a method for solving these problems of the thermoplastic material, a scratch resistant coating, a so-called hard coat, is provided on the surface of the resin base material.
As a general hard coat, a photocurable (meth) acrylic coating composition using a polyfunctional (meth) acrylate is known. The photocurable (meth) acrylic coating composition comprises one or more polyfunctional (meth) acrylates and a photopolymerization initiator, which is crosslinked by photopolymerization of the (meth) acrylic group in the polyfunctional (meth) acrylate. By forming a film, a hard coat that exhibits excellent scratch resistance, abrasion resistance, hardness, and chemical resistance can be obtained.
The hardcourt of this polyfunctional (meth) acrylate cured with active energy rays is resistant to scratches and abrasion, but can cause cracks and breakage throughout the thermoplastic plastic product when impacted. Often there is.
In addition, when exposed outdoors for a long period of time, cracks and deterioration chalking may occur due to a decrease in the toughness of the coating film.

これらの問題に対して、単官能または二重結合当量の大きな(メタ)アクリレートオリゴマーまたはモノマーを併用することで、ハードコートに柔軟性を付与する方法が用いられる(特許文献1〜3)。
しかし、上記方法では、ハードコートの耐衝撃性が増大する一方、ハードコートの柔軟性と硬度とはトレードオフの関係にあるため、硬度が著しく低下して耐傷付性、耐磨耗性が損なわれてしまうという問題がある。
このように、ハードコートに求められる硬さと衝撃に耐え得る柔軟性および長期の屋外暴露による靱性低下で引き起こされる耐候クラック性とを両立することは非常に困難である。
To solve these problems, a method of imparting flexibility to a hard coat by using a monofunctional or double bond equivalent (meth) acrylate oligomer or monomer in combination is used (Patent Documents 1 to 3).
However, in the above method, while the impact resistance of the hard coat is increased, the flexibility and hardness of the hard coat are in a trade-off relationship, so that the hardness is significantly reduced and the scratch resistance and abrasion resistance are impaired. There is a problem that it will be lost.
As described above, it is very difficult to achieve both the hardness required for a hard coat, the flexibility to withstand an impact, and the weather crack resistance caused by a decrease in toughness due to long-term outdoor exposure.

この点、耐傷付性および耐磨耗性と耐衝撃性を両立することができる方法として、ポリアルキレングリコール誘導体を用いたウレタンアクリレートとシリカ微粒子の組み合わせ(特許文献4)、トリシクロデカンジメタノール骨格を有するウレタン(メタ)アクリレートとシリカ微粒子の組み合わせ(特許文献5)、脂環構造を有するウレタン(メタ)アクリレートを含む組成物(特許文献6)などによる活性エネルギー線硬化型コーティング剤組成物が提案されている。 In this regard, as a method capable of achieving both scratch resistance, abrasion resistance and impact resistance, a combination of urethane acrylate and silica fine particles using a polyalkylene glycol derivative (Patent Document 4), a tricyclodecanedimethanol skeleton. Proposed an active energy ray-curable coating agent composition using a combination of urethane (meth) acrylate and silica fine particles (Patent Document 5) and a composition containing urethane (meth) acrylate having an alicyclic structure (Patent Document 6). Has been done.

しかし、特許文献4〜6記載の組成物から作製された被膜は、ある程度の耐傷付性、耐磨耗性、および耐衝撃性を発揮するものの、屋外で長期に暴露された場合の塗膜クラックやチョーキングが生じる問題は依然として残されている。 However, although the coating film produced from the compositions described in Patent Documents 4 to 6 exhibits a certain degree of scratch resistance, abrasion resistance, and impact resistance, the coating film cracks when exposed outdoors for a long period of time. And the problem of choking still remains.

また、主鎖骨格に環構造を有する化合物を用いた技術として、炭素−炭素二重結合を1分子中に2個以上有する有機化合物とケイ素原子に結合した水素原子を1分子中に2個以上有する環状ポリシロキサンとの付加反応生成物を含有する光学材料用組成物(特許文献7〜11)、炭素−炭素二重結合を1分子中に2個有する多環式炭化水素とケイ素原子に結合した水素原子を1分子中に3個以上有する環状ポリシロキサンとの付加反応生成物を含有する光学材料用組成物(特許文献12〜15)が提案されている。
これら環状シロキサン骨格からなる成分を含む組成物は、透明性が高く、高硬度、耐クラック性に優れる成型体が得られるが、これらは付加反応による加熱硬化形式であって、数時間単位の硬化時間が必要である。
In addition, as a technique using a compound having a ring structure in the main chain skeleton, an organic compound having two or more carbon-carbon double bonds in one molecule and two or more hydrogen atoms bonded to silicon atoms are contained in one molecule. Compositions for optical materials containing addition reaction products with cyclic polysiloxanes (Patent Documents 7 to 11), polycyclic hydrocarbons having two carbon-carbon double bonds in one molecule, and bonding to silicon atoms. There have been proposed compositions for optical materials (Patent Documents 12 to 15) containing an addition reaction product with a cyclic polysiloxane having three or more hydrogen atoms in one molecule.
A composition containing these components consisting of a cyclic siloxane skeleton can be obtained as a molded product having high transparency, high hardness and excellent crack resistance, but these are heat-curable forms by an addition reaction and are cured in units of several hours. I need time.

さらに、(メタ)アクリル基およびパーフルオロポリエーテル基を有する環状ポリシロキサン(特許文献16,17)や、これら環状ポリシロキサンが2価のパーフルオロポリエーテル基により連結されている化合物(特許文献18)が知られている。
しかし、これらの化合物は、パーフルオロポリエーテル構造に起因する撥水・撥油性、防汚性、滑り性を発現する光硬化性組成物用の添加剤として利用されており、高硬度、耐クラック性を目的としていない。
Further, a cyclic polysiloxane having a (meth) acrylic group and a perfluoropolyether group (Patent Documents 16 and 17) and a compound in which these cyclic polysiloxanes are linked by a divalent perfluoropolyether group (Patent Document 18). )It has been known.
However, these compounds are used as additives for photocurable compositions that exhibit water / oil repellency, stain resistance, and slipperiness due to the perfluoropolyether structure, and have high hardness and crack resistance. Not aimed at sex.

特開2005−255979号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-255979 特開2002−212500号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-212500 特開平6−263809号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-263809 特開2007−16215号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-16215 国際公開第2013/114750号International Publication No. 2013/114750 特開2010−215843号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-215843 特開2002−324920号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-324920 特開2002−327114号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-327114 特開2002−327126号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-327126 特開2002−338833号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-338833 特開2002−341101号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-341101 特開2005−89733号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-89733 特開2005−15666号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-15666 特開2005−272492号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-272492 特開2006−63234号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-63234 特開2010−53114号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-53114 特開2010−138112号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-138112 特開2010−285501号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-285501

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、優れた耐傷付性、強靭な耐衝撃性、および良好な耐候性、特に、耐候クラック性を有する光硬化性のハードコート層を与え得る(メタ)アクリレート化合物、それを含むコーティング組成物、および被覆物品を提供することを目的とする。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention has been made in view of the above circumstances, and can provide a photocurable hardcoat layer having excellent scratch resistance, tough impact resistance, and good weather resistance, particularly weather crack resistance (meth). ) It is an object of the present invention to provide an acrylate compound, a coating composition containing the same, and a coated article.

本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、下記一般式(1)で表される新規な(メタ)アクリレート化合物が、わずかな製造ステップで容易に製造できることを見出すとともに、この(メタ)アクリレート化合物と、光硬化性の多官能(メタ)アクリレート等の各種バインダー前駆体とを含む組成物が、優れた耐擦傷性、耐クラック性、および耐候性を有するコーティング被膜を与えることを見出し、本発明を完成した。 As a result of diligent studies to achieve the above object, the present inventor has found that a novel (meth) acrylate compound represented by the following general formula (1) can be easily produced in a few production steps. The composition containing this (meth) acrylate compound and various binder precursors such as a photocurable polyfunctional (meth) acrylate provides a coating film having excellent scratch resistance, crack resistance, and weather resistance. We found that and completed the present invention.

すなわち、本発明は、
1. 下記一般式(1)で表されることを特徴とする(メタ)アクリレート化合物、

Figure 0006977698
(式中、R1、R2、R3およびR4は、それぞれ独立して、フッ素原子を含まず、かつ、酸素、窒素、硫黄およびリン原子から選ばれる少なくとも1種が介在していてもよい1価の炭化水素基、または水素原子を表し、
Yは、フッ素原子を含まない2価の基を表し、
1およびZ2は、それぞれ独立して、フッ素原子を含まず、かつ、酸素、窒素、硫黄およびリン原子から選ばれる少なくとも1種が介在していてもよい1価の炭化水素基、(メタ)アクリロイルオキシ基を有する1価有機基、または水素原子を表すが、これらのうち少なくとも1つは(メタ)アクリロイルオキシ基を有する1価有機基であり、
n1およびn2は、それぞれ独立して1〜5、かつ、n1+n2=3〜6を満たす整数を表し、
n3およびn4は、それぞれ独立して1〜5、かつ、n3+n4=3〜6を満たす整数を表し、
mは、0〜11の整数を表す。)
2. 前記mが、1〜4の整数である1の(メタ)アクリレート化合物、
3. 前記Z1およびZ2の少なくとも一方が、下記一般式(11)で表される基である1または2の(メタ)アクリレート化合物、
−X−(T−Q)a−(P)b (11)
(式中、Xは、それぞれ独立して、フッ素原子を含まず、かつ、酸素、窒素、硫黄およびリン原子から選ばれる少なくとも1種が介在していてもよい2〜3価の飽和炭化水素基を表し、
Tは、−O−(C=O)−NH−を表し(ただし、酸素原子で前記Xと結合し、窒素原子で前記Qと結合する。)、
Qは、それぞれ独立して、フッ素原子を含まず、かつ、酸素、窒素、硫黄およびリン原子から選ばれる少なくとも1種が介在していてもよい2〜3価の飽和炭化水素基を表し、
Pは、(メタ)アクリロイルオキシ基を表し、
aは、Xに結合するT−Qの数を表し、Xが2価の場合は1、Xが3価の場合は2であり、
bは、Qに結合する(メタ)アクリロイルオキシ基の数を表し、aが1の場合は1または2、aが2の場合は2、3または4である。)
4. 前記Yが、フッ素原子を含まない多環構造を有する2価の飽和炭化水素基である1〜3のいずれかの(メタ)アクリレート化合物、
5. 前記Yが、下記式(2a)〜(2d)で表される2価の飽和炭化水素基から選ばれる1種または2種以上である4の(メタ)アクリレート化合物、
Figure 0006977698
6. 前記Xが、それぞれ独立して下記式(3)または(4)で示される基である3〜5のいずれかの(メタ)アクリレート化合物、
Figure 0006977698
(式中、1*は、前記式(1)のケイ素原子と結合し、2*は、前記式(11)のTであるウレタン基中の酸素原子と結合している。)
7. 前記Qが、それぞれ独立して下記式(5)または(6)で示される基である3〜6のいずれかの(メタ)アクリレート化合物、
Figure 0006977698
(式中、3*は、前記式(11)のPと結合し、4*は、前記式(11)のTであるウレタン基中の窒素原子と結合している。)
8. 前記R1〜R4がメチル基であり、前記Xが前記式(3)で示される基であり、前記aおよびbが1である3〜7のいずれかの(メタ)アクリレート化合物、
9. 前記n1およびn4が3であり、n2およびn3が1であり、mが1〜3の整数である1〜8のいずれかの(メタ)アクリレート化合物、
10. 下記式(7)
Figure 0006977698
(式中、R1〜R4、Y、n1〜n4、およびmは、前記と同じ意味を表し、
11およびZ12は、それぞれ独立して、フッ素原子を含まず、かつ、酸素、窒素、硫黄およびリン原子から選ばれる少なくとも1種が介在していてもよい1価の炭化水素基または水素原子を表すが、これらのうち少なくとも1つは水素原子である。)
で表される、ケイ素原子に結合した水素原子を1分子中に1個以上有する化合物と、付加反応性炭素−炭素二重結合を1分子中に1個有し、かつ、水酸基を有する化合物とを付加反応させて、下記式(8)
Figure 0006977698
(式中、R1〜R4、Y、n1〜n4、およびmは、前記と同じ意味を表し、
21およびZ22は、それぞれ独立して、フッ素原子を含まず、かつ、酸素、窒素、硫黄およびリン原子から選ばれる少なくとも1種が介在していてもよい1価の炭化水素基、水素原子、または−X−(OH)gを表すが、これらのうち少なくとも1つは−X−(OH)g(Xは、前記と同じ意味を表す。)であり、gは、1または2の整数を表す。)
で表される付加反応生成物を得た後、この付加反応生成物中の水酸基と、下記式(9)
Figure 0006977698
(式中、QおよびPは、前記と同じ意味を表し、hは、1または2の整数を表す。)
で表される化合物中のイソシアネート基とを反応させる3の(メタ)アクリレート化合物の製造方法、
11. 1〜9のいずれかの(メタ)アクリレート化合物および当該(メタ)アクリレート化合物以外のバインダー前駆体を含むコーティング組成物、
12. 前記バインダー前駆体が、少なくとも1種の単官能または多官能(メタ)アクリレートと、少なくとも1種の光重合開始剤とを含む11のコーティング組成物、
13. 前記バインダー前駆体が、ウレタンポリ(メタ)アクリレート、並びに(メタ)アクリロイル基含有アルコキシシランの加水分解物および加水分解縮合物からなる群から選択される1種以上を含む11または12のコーティング組成物、
14. さらに(メタ)アクリロイル基含有アルコキシシランで表面処理されたコロイダルシリカを含む11〜13のいずれかのコーティング組成物、
15. 紫外線吸収剤、防汚剤、撥水剤、親水剤、レベリング剤、着色剤、顔料、接着促進剤、赤外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、硬化触媒(ただし、上記12の光重合開始剤を除く)、および金属酸化物微粒子(ただし、上記14のコロイダルシリカを除く)から選ばれる1種または2種以上の添加剤を含む11〜14のいずれかのコーティング組成物、
16. 基材と、この基材上に直接または少なくとも1種の他の層を介して形成された、11〜15のいずれかのコーティング組成物の硬化被膜とを備える被覆物品、
17. 前記基材が、有機樹脂または木材である16の被覆物品
を提供する。 That is, the present invention
1. 1. A (meth) acrylate compound represented by the following general formula (1),
Figure 0006977698
(In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 each independently contain no fluorine atom and are interspersed with at least one selected from oxygen, nitrogen, sulfur and phosphorus atoms. Represents a good monovalent hydrocarbon group, or hydrogen atom,
Y represents a divalent group containing no fluorine atom.
Z 1 and Z 2 are independently monovalent hydrocarbon groups that do not contain a hydrogen atom and may be mediated by at least one selected from oxygen, nitrogen, sulfur and phosphorus atoms (meth). ) A monovalent organic group having an acryloyloxy group, or a hydrogen atom, at least one of which is a monovalent organic group having a (meth) acryloyloxy group.
n1 and n2 represent integers that independently satisfy 1 to 5 and n1 + n2 = 3 to 6, respectively.
n3 and n4 represent integers that independently satisfy 1 to 5 and n3 + n4 = 3 to 6, respectively.
m represents an integer from 0 to 11. )
2. 2. 1 (meth) acrylate compound, wherein m is an integer of 1 to 4.
3. 3. A (meth) acrylate compound of 1 or 2, wherein at least one of Z 1 and Z 2 is a group represented by the following general formula (11).
-X- (T-Q) a- (P) b (11)
(In the formula, each of X is a 2-3 valent saturated hydrocarbon group that does not contain a fluorine atom and may contain at least one selected from oxygen, nitrogen, sulfur, and phosphorus atoms. Represents
T represents -O- (C = O) -NH- (where the oxygen atom binds to the X and the nitrogen atom binds to the Q).
Q represents a 2-3 valent saturated hydrocarbon group that is independently free of fluorine atoms and may be mediated by at least one selected from oxygen, nitrogen, sulfur and phosphorus atoms.
P represents a (meth) acryloyloxy group and represents
a represents the number of TQs bound to X, which is 1 when X is divalent and 2 when X is trivalent.
b represents the number of (meth) acryloyloxy groups attached to Q, which is 1 or 2 when a is 1 and 2, 3 or 4 when a is 2. )
4. The (meth) acrylate compound according to any one of 1 to 3, wherein Y is a divalent saturated hydrocarbon group having a polycyclic structure containing no fluorine atom.
5. 4 (meth) acrylate compounds in which Y is one or more selected from divalent saturated hydrocarbon groups represented by the following formulas (2a) to (2d).
Figure 0006977698
6. The (meth) acrylate compound according to any one of 3 to 5, wherein X is a group represented by the following formula (3) or (4) independently.
Figure 0006977698
(In the formula, 1 * is bonded to the silicon atom of the formula (1), and 2 * is bonded to the oxygen atom in the urethane group which is T of the formula (11).)
7. A (meth) acrylate compound according to any one of 3 to 6, wherein Q is a group represented by the following formula (5) or (6) independently.
Figure 0006977698
(In the formula, 3 * is bonded to P in the formula (11), and 4 * is bonded to the nitrogen atom in the urethane group which is T in the formula (11).)
8. The (meth) acrylate compound according to any one of 3 to 7, wherein R 1 to R 4 are methyl groups, X is a group represented by the formula (3), and a and b are 1.
9. The (meth) acrylate compound according to any one of 1 to 8, wherein n1 and n4 are 3, n2 and n3 are 1, and m is an integer of 1 to 3.
10. The following formula (7)
Figure 0006977698
(In the formula, R 1 to R 4 , Y, n1 to n4, and m have the same meanings as described above.
Z 11 and Z 12 each independently contain no fluorine atom and may be mediated by at least one selected from oxygen, nitrogen, sulfur and phosphorus atoms, and may be a monovalent hydrocarbon group or a hydrogen atom. However, at least one of these is a hydrogen atom. )
A compound having at least one hydrogen atom bonded to a silicon atom and a compound having an addition-reactive carbon-carbon double bond in one molecule and having a hydroxyl group, which are represented by. Is added to the reaction, and the following formula (8)
Figure 0006977698
(In the formula, R 1 to R 4 , Y, n1 to n4, and m have the same meanings as described above.
Z 21 and Z 22 are monovalent hydrocarbon groups and hydrogen atoms that are independently free of fluorine atoms and may be mediated by at least one selected from oxygen, nitrogen, sulfur and phosphorus atoms. , Or -X- (OH) g, at least one of which is -X- (OH) g (where X has the same meaning as above), where g is an integer of 1 or 2. Represents. )
After obtaining the addition reaction product represented by, the hydroxyl group in the addition reaction product and the following formula (9)
Figure 0006977698
(In the formula, Q and P have the same meanings as described above, and h represents an integer of 1 or 2.)
3. A method for producing a (meth) acrylate compound, which is reacted with an isocyanate group in a compound represented by.
11. A coating composition containing a (meth) acrylate compound according to any one of 1 to 9 and a binder precursor other than the (meth) acrylate compound.
12. Eleven coating compositions, wherein the binder precursor comprises at least one monofunctional or polyfunctional (meth) acrylate and at least one photopolymerization initiator.
13. 11 or 12 coating compositions in which the binder precursor comprises one or more selected from the group consisting of urethane poly (meth) acrylates and hydrolysates and hydrolyzates of (meth) acryloyl group-containing alkoxysilanes. ,
14. The coating composition according to any one of 11 to 13, further comprising colloidal silica surface-treated with (meth) acryloyl group-containing alkoxysilane.
15. UV absorber, antifouling agent, water repellent, hydrophilic agent, leveling agent, colorant, pigment, adhesion accelerator, infrared absorber, light stabilizer, antioxidant, curing catalyst (however, the above 12 photopolymerization starts. A coating composition according to any one of 11 to 14, which comprises one or more additives selected from (excluding the agent) and metal oxide fine particles (excluding the colloidal silica of 14 above).
16. A coated article comprising a substrate and a cured coating of any of 11-15 coating compositions formed directly on the substrate or via at least one other layer.
17. 16 coated articles in which the substrate is an organic resin or wood are provided.

本発明によれば、耐擦傷性を保ちつつ優れた耐クラック性、靱性を有する被膜を与える(メタ)アクリレート化合物を含むコーティング組成物を提供できる。
本発明の(メタ)アクリレート化合物を含むコーティング組成物から作製された被膜は、高度な耐候クラック性を有する。
According to the present invention, it is possible to provide a coating composition containing a (meth) acrylate compound that provides a film having excellent crack resistance and toughness while maintaining scratch resistance.
The coating film made from the coating composition containing the (meth) acrylate compound of the present invention has a high degree of weather crack resistance.

合成例で用いた化合物(A1)、実施例1で得られた化合物(B1)および(C1)のGPCチャートを示す図である。It is a figure which shows the GPC chart of the compound (A1) used in the synthesis example, the compound (B1) and (C1) obtained in Example 1. 実施例2および3で得られた化合物(C2)および(C3)のGPCチャートを示す図である。It is a figure which shows the GPC chart of the compound (C2) and (C3) obtained in Examples 2 and 3. 合成例で用いた化合物(A1)、実施例1で得られた化合物(B1)および(C1)のIRチャートを示す図である。It is a figure which shows the IR chart of the compound (A1) used in the synthesis example, the compound (B1) and (C1) obtained in Example 1.

以下、本発明について具体的に説明する。
本発明に係る(メタ)アクリレート化合物は、下記一般式(1)で表されることを特徴とする。
Hereinafter, the present invention will be specifically described.
The (meth) acrylate compound according to the present invention is characterized by being represented by the following general formula (1).

Figure 0006977698
Figure 0006977698

式(1)において、R1、R2、R3およびR4は、それぞれ独立して、フッ素原子を含まず、かつ、酸素、窒素、硫黄およびリン原子から選ばれる少なくとも1種が介在していてもよい1価の炭化水素基、または水素原子を表す。
1〜R4の1価炭化水素基としては、直鎖、分岐、環状のいずれでもよいが、炭素数1〜20のものが好ましい。その具体例としては、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、n−ヘキシル、シクロヘキシル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、n−デシル基等のアルキル基;ビニル、アリル(2−プロペニル)、1−プロペニル、イソプロペニル、ブテニル基等のアルケニル基;フェニル、トリル、キシリル、ナフチル基等のアリール基;ベンジル、フェニルエチル、フェニルプロピル基等のアラルキル基などが挙げられる。
In formula (1), R 1 , R 2 , R 3 and R 4 each independently contain no fluorine atom and are intervened by at least one selected from oxygen, nitrogen, sulfur and phosphorus atoms. It represents a monovalent hydrocarbon group or a hydrogen atom which may be used.
The monovalent hydrocarbon group of R 1 to R 4 may be linear, branched or cyclic, but those having 1 to 20 carbon atoms are preferable. Specific examples thereof include alkyl groups such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, n-hexyl, cyclohexyl, n-octyl, 2-ethylhexyl and n-decyl groups; vinyl. , Alkyl groups such as allyl (2-propenyl), 1-propenyl, isopropenyl, butenyl groups; aryl groups such as phenyl, trill, xylyl, naphthyl groups; aralkyl groups such as benzyl, phenylethyl, phenylpropyl groups and the like. Be done.

これらの中でも、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基が好ましく、炭素数1〜10のアルキル基がより好ましく、炭素数1〜5のアルキル基がより一層好ましく、メチル基がさらに好ましい。
なお、上記1価炭化水素基は、その分子鎖内またはSi側末端に酸素、窒素、硫黄およびリン原子から選ばれる少なくとも1種が介在していてもよく、例えば、炭素数1〜20のアルコキシ基であってもよい。
Among these, a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 12 carbon atoms are preferable, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms is more preferable, and an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is further preferable. Preferably, a methyl group is even more preferred.
The monovalent hydrocarbon group may have at least one selected from oxygen, nitrogen, sulfur and phosphorus atoms interposed in the molecular chain or at the end on the Si side, and for example, alkoxy having 1 to 20 carbon atoms. It may be a group.

式(1)において、Yは、フッ素原子を含まない2価の基を表し、この2価の基としては、特に限定されるものではないが、フッ素原子を含まない多環構造を有する2価の飽和炭化水素基が好ましく、下記式(2a)〜(2d)および(10a)〜(10f)で表される基がより好ましく、式(2a)〜(2d)で表される基がより一層好ましい。
なお、下記式で表される非対称な2価の炭化水素基は、その左右方向が下記のとおりに限定されるものではなく、個々の下記式を紙面上で180°回転させた構造であってもよい。また、下記式で表される炭化水素基は、それぞれの構造を組み合わせたものであってもよい。
In the formula (1), Y represents a divalent group containing no fluorine atom, and the divalent group is not particularly limited, but has a divalent structure having a polycyclic structure containing no fluorine atom. The saturated hydrocarbon groups of the above are preferable, the groups represented by the following formulas (2a) to (2d) and (10a) to (10f) are more preferable, and the groups represented by the formulas (2a) to (2d) are further more preferable. preferable.
The asymmetric divalent hydrocarbon group represented by the following formula is not limited to the following in the left-right direction, but has a structure in which each of the following formulas is rotated by 180 ° on a paper surface. May be good. Further, the hydrocarbon group represented by the following formula may be a combination of the respective structures.

Figure 0006977698
Figure 0006977698

式(1)において、Z1およびZ2は、それぞれ独立して、フッ素原子を含まず、かつ、酸素、窒素、硫黄およびリン原子から選ばれる少なくとも1種が介在していてもよい1価の炭化水素基、(メタ)アクリロイルオキシ基を有する1価有機基、または水素原子を表すが、これらのうち少なくとも1つは(メタ)アクリロイルオキシ基を有する1価有機基である。
1およびZ2の1価炭化水素基は、上記R1〜R4で例示した基と同様のものが挙げられる。
また、Z1およびZ2の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する1価有機基としては、(メタ)アクリロイルオキシ基を含むものであれば特に限定されるものではないが、本発明では、特に下記式(11)で表される基が好ましい。
In formula (1), Z 1 and Z 2 are monovalent, independently containing no fluorine atom and may be mediated by at least one selected from oxygen, nitrogen, sulfur and phosphorus atoms. Represents a hydrocarbon group, a monovalent organic group having a (meth) acryloyloxy group, or a hydrogen atom, at least one of which is a monovalent organic group having a (meth) acryloyloxy group.
Examples of the monovalent hydrocarbon group of Z 1 and Z 2 include the same groups as those exemplified in R 1 to R 4 above.
The monovalent organic group having a (meth) acryloyloxy group of Z 1 and Z 2 is not particularly limited as long as it contains a (meth) acryloyloxy group, but in the present invention, it is particularly described below. The group represented by the formula (11) is preferable.

−X−(T−Q)a−(P)b (11)
ここで、Xは、それぞれ独立して、フッ素原子を含まず、かつ、酸素、窒素、硫黄およびリン原子から選ばれる少なくとも1種が介在していてもよい2〜3価の飽和炭化水素基を表し、Tは、ウレタン基−O−(C=O)−NH−を表し(ただし、酸素原子で上記Xと結合し、窒素原子で前記Qと結合する。)、Qは、互いに独立して、フッ素原子は含まず、かつ酸素、窒素、硫黄およびリン原子から選ばれる少なくとも1種が介在していてもよい2〜3価の飽和炭化水素基を表し、Pは、(メタ)アクリロイルオキシ基を表す。
-X- (T-Q) a- (P) b (11)
Here, each of X independently contains a 2-3 valent saturated hydrocarbon group which does not contain a fluorine atom and may be mediated by at least one selected from oxygen, nitrogen, sulfur and phosphorus atoms. Representing, T represents a urethane group -O- (C = O) -NH- (where, an oxygen atom binds to the above X and a nitrogen atom binds to the Q), and Q is independent of each other. Represents a 2-3 valent saturated hydrocarbon group that does not contain a fluorine atom and may be mediated by at least one selected from oxygen, nitrogen, sulfur and phosphorus atoms, where P is a (meth) acryloyloxy group. Represents.

式(11)において、Xの2〜3価の飽和炭化水素基は、直鎖、分岐、環状のいずれでもよいが、合成の容易性や、原料の入手容易性などを考慮すると、下記式(3)または(4)で表される基が好ましく、下記式(3)で表される基がより好ましい。 In the formula (11), the 2-3 valent saturated hydrocarbon group of X may be linear, branched or cyclic, but in consideration of the ease of synthesis, the availability of raw materials, etc., the following formula ( The group represented by 3) or (4) is preferable, and the group represented by the following formula (3) is more preferable.

Figure 0006977698
(式中、1*は、上記式(1)のケイ素原子と結合し、2*は、上記式(11)のTであるウレタン基中の酸素原子と結合している。)
Figure 0006977698
(In the formula, 1 * is bonded to the silicon atom of the above formula (1), and 2 * is bonded to the oxygen atom in the urethane group which is T of the above formula (11).)

式(11)において、Qの2〜3価の飽和炭化水素基としては、直鎖、分岐、環状のいずれでもよく、その具体例としては、−CH2−、−CH2CH2−(式(5))、−CH(CH3)CH2−、−(CH24−、−CH(CH3)CH2CH2−、−C(CH32CH2−、=CH−、=CHCH2−、=C(CH3)CH2−、−C(CH3)(CH2−)2(式(6))等の炭素数1〜5の直鎖または分岐の2〜3価の飽和炭化水素基が挙げられる。なお、上記「=」は2重結合ではなく、結合手が2本あることを示す。
これらの中でも、合成の容易性や、原料の入手容易性などを考慮すると、下記式(5)または(6)で表される基が好ましく、下記式(5)で表される基がより好ましい。
In the formula (11), the 2-3 valent saturated hydrocarbon group of Q may be linear, branched, or cyclic, and specific examples thereof include −CH 2 − and −CH 2 CH 2 − (formula). (5)), −CH (CH 3 ) CH 2 −, − (CH 2 ) 4 −, −CH (CH 3 ) CH 2 CH 2 −, −C (CH 3 ) 2 CH 2 −, = CH −, = CHCH 2 −, = C (CH 3 ) CH 2 −, −C (CH 3 ) (CH 2 −) 2 (Equation (6)), etc. Saturated hydrocarbon groups of. The above "=" is not a double bond, but indicates that there are two bonds.
Among these, the group represented by the following formula (5) or (6) is preferable, and the group represented by the following formula (5) is more preferable, considering the ease of synthesis and the availability of raw materials. ..

Figure 0006977698
(式中、3*は、上記式(11)のPと結合し、4*は、上記式(11)のTであるウレタン基中の窒素原子と結合している。)
Figure 0006977698
(In the formula, 3 * is bonded to P in the above formula (11), and 4 * is bonded to the nitrogen atom in the urethane group which is T in the above formula (11).)

式(11)において、Tは、ウレタン基−O−(C=O)−NH−であり、T中の酸素原子でXと結合している。
また、Pは、(メタ)アクリロイルオキシ基であり、具体的には、下記一般式(12)で表される。
In formula (11), T is a urethane group-O- (C = O) -NH-, which is bonded to X by an oxygen atom in T.
Further, P is a (meth) acryloyloxy group, and is specifically represented by the following general formula (12).

Figure 0006977698
(式中、R8は、水素原子またはメチル基を表す。)
Figure 0006977698
(In the formula, R 8 represents a hydrogen atom or a methyl group.)

式(11)において、aは、Xに結合するQ−Tの数を表し、Xが2価の場合は1、Xが3価の場合は2であり、bは、Qに結合する(メタ)アクリロイルオキシ基の数を表し、aが1の場合は1または2、aが2の場合は2、3または4である。aは1が好ましく、bは1が好ましい。 In formula (11), a represents the number of Q-Ts bound to X, 1 if X is divalent, 2 if X is trivalent, and b binds to Q (meta). ) Represents the number of acryloyloxy groups, 1 or 2 when a is 1, 2, 3 or 4 when a is 2. 1 is preferably 1 and b is preferably 1.

式(1)において、n1およびn2は、それぞれ独立して1〜5、かつ、n1+n2=3〜6を満たす整数を表し、n3およびn4は、それぞれ独立して1〜5、かつ、n3+n4=3〜6を満たす整数を表すが、特に、n1およびn4が3であり、n2およびn3が1であることが好ましい。
また、mは、0〜11の整数を表すが、1〜3の整数が好ましい。なお、mが0の場合、Z2は、n2が付された括弧内のSi原子に直接結合する態様となる。
In the formula (1), n1 and n2 independently represent integers 1 to 5 and satisfy n1 + n2 = 3 to 6, and n3 and n4 independently represent 1 to 5 and n3 + n4 = 3, respectively. Represents an integer that satisfies ~ 6, but it is particularly preferable that n1 and n4 are 3 and n2 and n3 are 1.
Further, m represents an integer of 0 to 11, but an integer of 1 to 3 is preferable. When m is 0, Z 2 is in a mode of directly bonding to the Si atom in parentheses with n2.

上記式(1)で表される(メタ)アクリレート化合物としては、原料の入手が容易であり、多官能(メタ)アクリレートなどの比較的極性の高いバインダー前駆体への相溶性に優れ、また、光硬化性が優れることから、下記(13)〜(15)で表される化合物が好ましいが、これらに限定されるものではない。 As the (meth) acrylate compound represented by the above formula (1), a raw material is easily available, excellent compatibility with a relatively highly polar binder precursor such as polyfunctional (meth) acrylate, and further. The compounds represented by the following (13) to (15) are preferable, but are not limited thereto, because they are excellent in photocurability.

Figure 0006977698
(式中、m1は、2〜11の整数を表す。)
Figure 0006977698
(In the formula, m1 represents an integer of 2 to 11.)

本発明の(メタ)アクリレート化合物は、例えば、一般的なエステル交換反応やウレタン化反応を組み合わせる手法によって製造できるが、特に、下記式(7)で表される、ケイ素原子に結合した水素原子を1分子中に1個以上有する化合物と、付加反応性炭素−炭素二重結合を1分子中に1個有し、かつ水酸基を有する化合物とを付加反応させて、下記式(8)で表される付加反応生成物とした後(工程1)、さらにこの付加反応生成物中の水酸基と、下記式(9)で表される化合物中のイソシアネート基とを反応させる(工程2)方法が好適である。 The (meth) acrylate compound of the present invention can be produced, for example, by a method combining a general ester exchange reaction and a urethanization reaction, and in particular, a hydrogen atom bonded to a silicon atom represented by the following formula (7) can be produced. A compound having at least one compound in one molecule and a compound having one additive-reactive carbon-carbon double bond in one molecule and having a hydroxyl group are subjected to an addition reaction and represented by the following formula (8). The method of reacting the hydroxyl group in the addition reaction product with the isocyanate group in the compound represented by the following formula (9) after preparing the addition reaction product (step 1) is preferable. be.

Figure 0006977698
Figure 0006977698

Figure 0006977698
Figure 0006977698

Figure 0006977698
Figure 0006977698

上記各式中、R1〜R4、Y、n1〜n4、m、Q、およびPは、上記と同じ意味を表し、Z11、Z12は、それぞれ独立して、フッ素原子を含まず、かつ、酸素、窒素、硫黄およびリン原子から選ばれる少なくとも1種が介在していてもよい1価の炭化水素基または水素原子を表すが、これらのうち少なくとも1つは水素原子であり、Z21、Z22は、それぞれ独立して、フッ素原子を含まず、かつ、酸素、窒素、硫黄およびリン原子から選ばれる少なくとも1種が介在していてもよい1価の炭化水素基、水素原子、または−X−(OH)gを表し、これらのうち少なくとも1つは−X−(OH)g(Xは、上記と同じ意味を表す。)であり、gは、1または2の整数を表し、hは、1または2の整数を表す。なお、hが2を超える式(9)で表される化合物は、合成および入手が困難である。
11、Z12、Z21およびZ22の1価炭化水素基としては、上記R1〜R4で例示した基と同様のものが挙げられる。
In each of the above equations, R 1 to R 4 , Y, n1 to n4, m, Q, and P have the same meanings as described above, and Z 11 and Z 12 are independent of each other and do not contain a hydrogen atom. Moreover, it represents a monovalent hydrocarbon group or a hydrogen atom which may be mediated by at least one selected from oxygen, nitrogen, sulfur and phosphorus atoms, and at least one of these is a hydrogen atom, and Z 21 , Z 22 each independently contains a monovalent hydrocarbon group, a hydrogen atom, or a hydrogen atom which does not contain a fluorine atom and may be mediated by at least one selected from oxygen, nitrogen, sulfur and phosphorus atoms. Represents -X- (OH) g, at least one of which is -X- (OH) g (X represents the same meaning as above), where g represents an integer of 1 or 2. h represents an integer of 1 or 2. The compound represented by the formula (9) in which h exceeds 2 is difficult to synthesize and obtain.
Examples of the monovalent hydrocarbon group of Z 11 , Z 12 , Z 21 and Z 22 include the same groups as those exemplified in R 1 to R 4 above.

(1)工程1
工程1で用いられる上記式(7)で表される化合物としては、環状ポリシロキサン骨格および場合によりフッ素原子を含まない2価の基Yを有し、かつ、ケイ素原子に結合した水素原子を1分子中に1個以上有する化合物であれば、特に限定されるものではなく、その具体例としては、1,3,5,7−シクロテトラシロキサンおよび下記式(16)で表される化合物などが挙げられる。
なお、工程1において、上記式(7)で表される化合物は、1種単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(1) Step 1
The compound represented by the above formula (7) used in step 1 includes a cyclic polysiloxane skeleton and, in some cases, a divalent group Y containing no fluorine atom and a hydrogen atom bonded to a silicon atom. The compound is not particularly limited as long as it has one or more in the molecule, and specific examples thereof include 1,3,5,7-cyclotetrasiloxane and the compound represented by the following formula (16). Can be mentioned.
In step 1, the compound represented by the above formula (7) may be used alone or in combination of two or more.

Figure 0006977698
(式中、m2は、1〜11の整数を表し、Meは、メチル基を意味する。)
Figure 0006977698
(In the formula, m2 represents an integer of 1 to 11 and Me means a methyl group.)

一方、付加反応性炭素−炭素二重結合を1分子中に1個有し、かつ、水酸基を有する化合物としても特に限定されるものではないが、本発明では、アリルアルコール、アリルグリコール(エチレングリコールモノアリルエーテル)、3−アリロキシ−1,2−プロパンジオール等が好適である。
当該化合物の使用量は、上記式(7)で表される化合物中のケイ素原子に結合した水素原子1モルに対して、1モル超10モル以下が好ましく、2モル超5モル以下がより好ましい。
On the other hand, the compound having one addition-reactive carbon-carbon double bond in one molecule and having a hydroxyl group is not particularly limited, but in the present invention, allyl alcohol and allyl glycol (ethylene glycol) are used. (Monoallyl ether), 3-allyloxy-1,2-propanediol and the like are suitable.
The amount of the compound used is preferably more than 1 mol and 10 mol or less, more preferably more than 2 mol and 5 mol or less, with respect to 1 mol of hydrogen atom bonded to a silicon atom in the compound represented by the above formula (7). ..

なお、工程1の反応では、触媒を用いてもよい。
触媒としては、通常ヒドロシリル化付加反応に用いられている公知の触媒を用いることができ、例えば、白金金属を担持したカーボン粉末、塩化第二白金、塩化白金酸、塩化白金酸と一価アルコールとの反応物、塩化白金酸とオレフィン類との錯体;パラジウム系触媒、ロジウム系触媒等の白金族金属系触媒などが挙げられる。
触媒の使用量は、副反応を防止して生成物の着色を防止することを考慮すると、上記式(7)で表される化合物の全量に対して、2質量%以下が好ましく、5〜5,000ppmがより好ましい。
A catalyst may be used in the reaction of step 1.
As the catalyst, a known catalyst usually used for the hydrosilylation addition reaction can be used. For example, a carbon powder carrying a platinum metal, a second platinum chloride, a platinum chloride acid, a platinum chloride acid and a monovalent alcohol can be used. Examples thereof include a reaction product of platinum chloride, a complex of platinum chloride acid and olefins; a platinum group metal catalyst such as a palladium catalyst and a rhodium catalyst.
The amount of the catalyst used is preferably 2% by mass or less, preferably 5 to 5%, based on the total amount of the compound represented by the above formula (7), considering that side reactions are prevented and coloring of the product is prevented. 000 ppm is more preferred.

また、工程1の反応では、溶媒を用いてもよい。
溶媒としては、上記式(7)で表される化合物および付加反応性炭素−炭素二重結合を1分子中に1個有し、かつ、水酸基を有する化合物を溶解できるものが好ましい。
使用できる溶媒としては、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、イソオクタン、トルエン、キシレン、メシチレン等の炭化水素系溶媒;メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール溶媒、アセトニトリル、プロピオニトリル、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン等の非プロトン性極性溶媒、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素溶媒;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメトキシエタン等のエーテル系溶媒等が挙げられ、これらの溶媒は1種を単独で使用しても、2種以上を混合して使用してもよい。
Further, in the reaction of step 1, a solvent may be used.
As the solvent, a compound represented by the above formula (7) and a solvent having one addition-reactive carbon-carbon double bond in one molecule and capable of dissolving a compound having a hydroxyl group are preferable.
As the solvent that can be used, a hydrocarbon solvent such as pentane, hexane, cyclohexane, heptane, isooctane, toluene, xylene, and mesitylen; an alcohol solvent such as methanol, ethanol, and isopropanol, acetonitrile, propionitrile, N, N-dimethylformamide. , N-Methylpyrrolidone and other aprotonic polar solvents, dichloromethane, dichloroethane, chlorobenzene and other halogenated hydrocarbon solvents; and examples thereof include ether solvents such as diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, dimethoxyethane and the like. The seeds may be used alone or in combination of two or more.

工程1の反応温度は、反応時間の短縮化による生産性向上および副反応を防止して生成物の着色防止の観点から、10〜200℃が好ましく、20〜150℃がより好ましい。 The reaction temperature in step 1 is preferably 10 to 200 ° C, more preferably 20 to 150 ° C, from the viewpoint of improving productivity by shortening the reaction time and preventing side reactions to prevent coloring of the product.

(2)工程2
上記式(9)で表される化合物は、市販品として入手することができ、市販品としては、例えば、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(株)製)、1,1−ビス(アクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネート(商品名「カレンズBEI」,昭和電工(株)製)、2−メタ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MOI」,昭和電工(株)製)などが挙げられる。
(2) Step 2
The compound represented by the above formula (9) can be obtained as a commercially available product, and examples of the commercially available product include 2-acryloyloxyethyl isocyanate (trade name "Karenzu AOI", manufactured by Showa Denko KK). 1,1-Bis (acryloyloxymethyl) ethyl isocyanate (trade name "Karenzu BEI", manufactured by Showa Denko KK), 2-methacryloyloxyethyl isocyanate (trade name "Karenzu MOI", manufactured by Showa Denko KK), etc. Can be mentioned.

工程2の反応において、上記式(9)で表される化合物の使用量は、特に限定されるものではなく、式(8)で表される化合物中の水酸基の数によって調整すればよいが、式(8)で表される化合物中の水酸基に対し、式(9)で表される化合物中のイソシアネート基が等モル量となる量が好ましく、特に、イソシアネート基が残存する場合、コーティング組成物にした際の貯蔵安定性が低下する傾向にあるため、反応生成物中にイソシアネート基が残存しないように、式(8)で表される化合物および式(9)で表される化合物の使用比率を調整することが好ましい。 In the reaction of step 2, the amount of the compound represented by the above formula (9) is not particularly limited, and may be adjusted by the number of hydroxyl groups in the compound represented by the formula (8). The amount of the isocyanate group in the compound represented by the formula (9) is preferably an equimolar amount with respect to the hydroxyl group in the compound represented by the formula (8), and particularly when the isocyanate group remains, the coating composition. Since the storage stability tends to decrease when the compound is used, the ratio of the compound represented by the formula (8) and the compound represented by the formula (9) is used so that the isocyanate group does not remain in the reaction product. It is preferable to adjust.

なお、ウレタン化反応の際には、(メタ)アクリルオキシ基の重合を抑制するため、p−メトキシフェノールなどの重合禁止剤を使用してもよい。
また、反応雰囲気を大気下または4質量%酸素を含む窒素雰囲気下で行うことでも重合を抑制することができ、これらを併用してもよい。
In the urethanization reaction, a polymerization inhibitor such as p-methoxyphenol may be used in order to suppress the polymerization of the (meth) acrylicoxy group.
Further, the polymerization can be suppressed by performing the reaction atmosphere in the atmosphere or in a nitrogen atmosphere containing 4% by mass of oxygen, and these may be used in combination.

工程2の反応では、触媒を用いてもよい。
触媒としては、通常ウレタン化反応に用いられている公知の触媒を用いることができ、例えば、スズ系やアミン系の触媒を用いることができる。
触媒の使用量は、副反応を抑制して生成物の着色を防止することを考慮すると、上記式(8)で表される化合物および式(9)で表される化合物の全量に対して、0〜1質量%が好ましく、10〜5,000ppmがより好ましい。
A catalyst may be used in the reaction of step 2.
As the catalyst, a known catalyst usually used for the urethanization reaction can be used, and for example, a tin-based catalyst or an amine-based catalyst can be used.
The amount of the catalyst used is relative to the total amount of the compound represented by the above formula (8) and the compound represented by the formula (9), considering that the side reaction is suppressed and the coloring of the product is prevented. 0 to 1% by mass is preferable, and 10 to 5,000 ppm is more preferable.

工程2の反応では、溶媒を用いてもよい。
使用できる溶媒としては、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、イソオクタン、トルエン、キシレン、メシチレン等の炭化水素系溶媒;アセトニトリル、プロピオニトリル、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン等の非プロトン性極性溶媒、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素溶媒;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメトキシエタン等のエーテル系溶媒等が挙げられ、これらの溶媒は1種を単独で使用しても、2種以上を混合して使用してもよい。
特に、溶媒としては、上記式(8)で表される化合物を溶解できるものであって、かつ副生物の生成を防止する観点から活性水素を有しないものが好ましい。特に、工程2の反応物から溶媒を除去せずにコーティング組成物を調製できることから、コーティング組成物の調製時に用いる溶媒を使用するのがより好ましい。
また、反応系から水を除去する目的で、共沸脱水やモレキュラーシーブスなどの脱水処理を行ってもよい。
A solvent may be used in the reaction of step 2.
Hydrocarbon solvents such as pentane, hexane, cyclohexane, heptane, isooctane, toluene, xylene, and mesitylene can be used; aprotonic solvents such as acetonitrile, propionitrile, N, N-dimethylformamide, and N-methylpyrrolidone. Polar solvents, halogenated hydrocarbon solvents such as dichloromethane, dichloroethane, chlorobenzene, etc .; ether-based solvents such as diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, dimethoxyethane, etc. may be mentioned, and these solvents may be used alone or 2 A mixture of seeds or more may be used.
In particular, as the solvent, a solvent capable of dissolving the compound represented by the above formula (8) and having no active hydrogen is preferable from the viewpoint of preventing the formation of by-products. In particular, since the coating composition can be prepared without removing the solvent from the reaction product in step 2, it is more preferable to use the solvent used when preparing the coating composition.
Further, for the purpose of removing water from the reaction system, dehydration treatment such as azeotropic dehydration or molecular sieves may be performed.

工程2の反応温度は、反応時間の短縮化による生産性向上および副反応を防止して生成物の着色防止の観点から、10〜200℃が好ましく、20〜150℃がより好ましい。 The reaction temperature in step 2 is preferably 10 to 200 ° C, more preferably 20 to 150 ° C, from the viewpoint of improving productivity by shortening the reaction time and preventing side reactions to prevent coloring of the product.

本発明のコーティング組成物は、上述した本発明の(メタ)アクリレート化合物と当該(メタ)アクリレート化合物以外のバインダー前駆体とを含んで構成される。
バインダー前駆体としては、本発明の(メタ)アクリレート化合物以外の物質であって、コーティングバインダーとなり得るものであれば、特に制限はなく、例えば、(メタ)アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂等の熱可塑性樹脂系、単官能または多官能(メタ)アクリレートからなる光硬化性(メタ)アクリル系、単官能または多官能エポキシ化合物からなる光または熱硬化型のエポキシ系、シラノールによる熱硬化型のシリコーン系などの各種バインダー前駆体が挙げられる。
これらの中でも、生産性および耐久性の観点から、単官能または多官能(メタ)アクリレートからなる光硬化性(メタ)アクリル系バインダー前駆体が好ましい。
The coating composition of the present invention is composed of the above-mentioned (meth) acrylate compound of the present invention and a binder precursor other than the (meth) acrylate compound.
The binder precursor is not particularly limited as long as it is a substance other than the (meth) acrylate compound of the present invention and can be a coating binder. For example, a thermoplastic resin such as a (meth) acrylic resin or a polyurethane resin is used. Systems, photocurable (meth) acrylics consisting of monofunctional or polyfunctional (meth) acrylates, light or thermosetting epoxys consisting of monofunctional or polyfunctional epoxy compounds, thermosetting silicones with silanol, etc. Examples include various binder precursors.
Among these, a photocurable (meth) acrylic binder precursor composed of a monofunctional or polyfunctional (meth) acrylate is preferable from the viewpoint of productivity and durability.

光硬化性(メタ)アクリル系バインダー前駆体となる単官能または多官能(メタ)アクリレートとしては、光硬化性であれば特に限定されるものではなく、例えば、ウレタン(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルオキシアルコキシシランの加水分解物/縮合物やコロイダルシリカと(メタ)アクリロイルオキシアルコキシシランとを加水分解縮合して得られる有機無機ハイブリッド(メタ)アクリレートなどの重合性不飽和結合を有する単官能(メタ)アクリレート、または多官能(メタ)アクリレートなどが挙げられ、塗膜の要求性能に応じて適宜選択すればよい。 The monofunctional or polyfunctional (meth) acrylate used as the photocurable (meth) acrylic binder precursor is not particularly limited as long as it is photocurable, and is, for example, urethane (meth) acrylate or epoxy (meth) acrylate. ) Acrylate, polyester (meth) acrylate, hydrolyzate / condensate of (meth) acryloyloxyalkoxysilane, or organic-inorganic hybrid (meth) acrylate obtained by hydrolyzing and condensing colloidal silica with (meth) acryloyloxyalkoxysilane. Examples thereof include monofunctional (meth) acrylates and polyfunctional (meth) acrylates having a polymerizable unsaturated bond such as, and may be appropriately selected depending on the required performance of the coating film.

単官能(メタ)アクリレートの具体例としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、i−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、モルフォリル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−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、グリシジル(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、トリシクロデカン(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(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、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、無水フタル酸と2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとの付加物等が挙げられる。 Specific examples of the monofunctional (meth) acrylate include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, and i-butyl (meth). Acrylate, t-butyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, morpholyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate , 2-Hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, dimethylaminoethyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate, tricyclodecane (meth) acrylate, polyethylene glycol Mono (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate, dicyclopentenyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, allyl (meth) acrylate, 2 -Examples include ethoxyethyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, phenoxyethyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, and an adduct of phthalic anhydride and 2-hydroxyethyl (meth) acrylate.

多官能(メタ)アクリレートの具体例としては、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(繰り返し単位数(以下「n」と記載する)=2〜15)ジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(n=2〜15)ジ(メタ)アクリレート、ポリブチレングリコール(n=2〜15)ジ(メタ)アクリレート、2,2−ビス(4−(メタ)アクリロキシエトキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−(メタ)アクリロキシジエトキシフェニル)プロパン、トリメチロールプロパンジアクリレート、ビス(2−(メタ)アクリロキシエチル)−ヒドロキシエチル−イソシアヌレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリス(2−(メタ)アクリロキシエチル)イソシアヌレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ビスフェノールA型ジエポキシと(メタ)アクリル酸とを反応させたエポキシジ(メタ)アクリレート等のエポキシポリ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネートの3量体に2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートを反応させたウレタントリ(メタ)アクリレート、イソホロンジイソシアネートと2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートとを反応させたウレタンジ(メタ)アクリレート、イソホロンジイソシアネートとペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートとを反応させたウレタンヘキサ(メタ)アクリレート、ジシクロヘキシルジイソシアネートと2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとを反応させたウレタンジ(メタ)アクリレート、ジシクロヘキシルジイソシアネートとポリ(n=6−15)テトラメチレングリコールとのウレタン化反応物に2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとを反応させたウレタンジ(メタ)アクリレート等のウレタンポリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタンとコハク酸および(メタ)アクリル酸とを反応させたポリエステル(メタ)アクリレート、トリメチロ−ルプロパンとコハク酸、エチレングリコールおよび(メタ)アクリル酸とを反応させたポリエステル(メタ)アクリレート等のポリエステルポリ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。 Specific examples of the polyfunctional (meth) acrylate include neopentyl glycol di (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, and polyethylene glycol (number of repeating units (hereinafter referred to as “n”) = 2 to 15) di. (Meta) acrylate, polypropylene glycol (n = 2 to 15) di (meth) acrylate, polybutylene glycol (n = 2 to 15) di (meth) acrylate, 2,2-bis (4- (meth) acryloxyethoxy) Phenyl) propane, 2,2-bis (4- (meth) acryloxidiethoxyphenyl) propane, trimethylolpropane diacrylate, bis (2- (meth) acryloxyethyl) -hydroxyethyl-isocyanurate, trimethylolpropane Tri (meth) acrylate, tris (2- (meth) acryloxyethyl) isocyanurate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta ( Meta) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, epoxy poly (meth) acrylate such as epoxy di (meth) acrylate obtained by reacting bisphenol A type diepoxy with (meth) acrylic acid, 1,6-hexamethylene diisocyanate Urethane tri (meth) acrylate obtained by reacting a trimer with 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, urethane di (meth) acrylate obtained by reacting isophorone diisocyanate with 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, isophorone diisocyanate and pentaerythritol. Urethane hexa (meth) acrylate reacted with tri (meth) acrylate, urethane di (meth) acrylate reacted with dicyclohexyldiisocyanate and 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, dicyclohexyldiisocyanate and poly (n = 6-15) Urethane poly (meth) acrylate such as urethane di (meth) acrylate obtained by reacting a urethanization reaction product with tetramethylene glycol with 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, trimethylolethane and succinic acid, and (meth) acrylic acid. Polyester (meth) acrylate and trimethylol propane reacted with succinic acid, ethylene glycol and (meth) acrylic acid. Examples thereof include polyester poly (meth) acrylates such as le (meth) acrylates.

有機無機ハイブリッド(メタ)アクリレートの具体例としては、3−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、2−(メタ)アクリロキシエチルトリメトキシシラン、2−(メタ)アクリロキシエチルトリエトキシシラン、(メタ)アクリロキシメチルトリメトキシシラン、(メタ)アクリロキシメチルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、8−(メタ)アクリロキシオクチルトリメトキシシラン、8−(メタ)アクリロキシオクチルトリエトキシシラン等の(メタ)アクリロイル基含有アルコキシシランを、またはその他のシランとの混合物を、場合によってコロイダルシリカ存在下で、(共)加水分解縮合することによって得られる有機無機ハイブリッド(メタ)アクリレート化合物等が挙げられる。 Specific examples of the organic-inorganic hybrid (meth) acrylate include 3- (meth) acryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane, and 2- (meth) acryloxyethyltrimethoxysilane, 2 -(Meta) acryloxyethyltriethoxysilane, (meth) acryloxymethyltrimethoxysilane, (meth) acryloxymethyltriethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3- (meth) acry A (meth) acryloyl group-containing alkoxysilane such as loxypropyltriethoxysilane, 8- (meth) acryloxyoctyltrimethoxysilane, 8- (meth) acryloxyoctyltriethoxysilane, or a mixture with other silanes. In some cases, an organic-inorganic hybrid (meth) acrylate compound obtained by (co) hydrolysis condensation in the presence of colloidal silica can be mentioned.

上記光硬化性(メタ)アクリル系バインダー前駆体は、単独で用いてもよいが、必要に応じて複数を組み合わせて用いることが好ましい。
特に、1〜2種類の多官能(メタ)アクリレートと、1分子内に少なくとも2個のラジカル重合性不飽和二重結合を有するウレタンポリ(メタ)アクリレート化合物および(メタ)アクリロイル基含有アルコキシシランの加水分解物または加水分解縮合物から選択される1種以上との組み合わせが適している。
中でも、耐熱性、耐薬品性、耐久性、基材との密着性に優れた塗膜を得ることを考慮すると、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、モノまたはポリペンタエリスリトールのポリ(メタ)アクリレート、1分子内に少なくとも2個のラジカル重合性不飽和二重結合を有するウレタンポリ(メタ)アクリレート、およびポリ〔(メタ)アクリロイルオキシアルキル〕(イソ)シアヌレート、(メタ)アクリロイルオキシプロピルアルコキシシラン単独もしくはその他のシランとの(共)加水分解物/縮合物、またはコロイダルシリカと(メタ)アクリロイルオキシプロピルアルコキシシラン単独もしくはその他のシランとを(共)加水分解・縮合して得られる有機無機ハイブリッド(メタ)アクリレートなどの組み合わせが好適である。
The photocurable (meth) acrylic binder precursor may be used alone, but it is preferable to use a plurality of the photocurable (meth) acrylic binder precursors in combination as needed.
In particular, one or two types of polyfunctional (meth) acrylates, urethane poly (meth) acrylate compounds having at least two radically polymerizable unsaturated double bonds in one molecule, and (meth) acryloyl group-containing alkoxysilanes. Combinations with one or more selected from hydrolysates or hydrolyzed condensates are suitable.
Among them, hexanediol di (meth) acrylate, mono or polypentaerythritol poly (meth) acrylate, in consideration of obtaining a coating film having excellent heat resistance, chemical resistance, durability, and adhesion to a substrate, Urethane poly (meth) acrylates with at least two radically polymerizable unsaturated double bonds in one molecule, and poly [(meth) acryloyloxyalkyl] (iso) cyanurate, (meth) acryloyloxypropylalkoxysilane alone or Organic-inorganic hybrid (meth) obtained by (co) hydrolysis / condensation of (co) hydrolyzate / condensate with other silanes, or colloidal silica with (meth) acryloyloxypropylalkoxysilane alone or with other silanes. ) A combination such as acrylate is suitable.

本発明のコーティング組成物中における、本発明の(メタ)アクリレート化合物の含有量は、当該組成物から得られる硬化塗膜の耐候クラック性を高めるとともに、耐擦傷性および基材への密着性を高めることを考慮すると、(メタ)アクリレート化合物とバインダー前駆体との合計100質量部に対して、1〜100質量部が好ましく、5〜90質量部がより好ましい。 The content of the (meth) acrylate compound of the present invention in the coating composition of the present invention enhances the weather crack resistance of the cured coating film obtained from the composition, and also provides scratch resistance and adhesion to the substrate. Considering the increase, 1 to 100 parts by mass is preferable, and 5 to 90 parts by mass is more preferable with respect to 100 parts by mass of the total of the (meth) acrylate compound and the binder precursor.

また、本発明のコーティング組成物は、光重合開始剤を含んでいてもよい。
光重合開始剤は、コーティング組成物中での相溶性および硬化性の観点から適宜選択すればよく、その具体例としては、ベンゾイン、ベンゾインモノメチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、アセトイン、ベンジル、ベンゾフェノン、p−メトキシベンゾフェノン、ジエトキシアセトフェノン、ベンジルジメチルケタール、2,2−ジエトキシアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、メチルフェニルグリオキシレート、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン等のカルボニル化合物;テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィドなどの硫黄化合物;2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイルフェニルエトキシフォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキサイドなどのリン酸化合物;2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)ブタノン−1やカンファーキノン等が挙げられる。これらは、1種単独で使用しても、2種以上を併用して用いてもよく、要求される塗膜性能に応じて、任意に組み合わせることができる。
Further, the coating composition of the present invention may contain a photopolymerization initiator.
The photopolymerization initiator may be appropriately selected from the viewpoint of compatibility and curability in the coating composition, and specific examples thereof include benzoin, benzoin monomethyl ether, benzoin isopropyl ether, acetoin, benzyl, benzophenone and p-. methoxybenzophenone, diethoxyacetophenone, benzyl dimethyl ketal, 2,2-diethoxyacetophenone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, methylphenyl glyoxylate, 2-hydroxy-2-methyl-like of Carbonyl compounds; sulfur compounds such as tetramethylthium monosulfide, tetramethylthium disulfide; 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, 2,4,6-trimethylbenzoylphenylethoxyphosphine oxide, bis (2,4) , 6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide, phosphate compounds such as bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethyl-pentylphosphinoxide; 2-benzyl-2-dimethylamino-1 -(4-Morphorinophenyl) butanone-1, camphorquinone and the like can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more, and may be arbitrarily combined according to the required coating film performance.

光重合開始剤を用いる場合、組成物中におけるその含有量は、得られる塗膜の硬化速度を適度にし、硬化塗膜の耐擦傷性および基材への密着性を向上させるとともに、着色や耐候性の低下を防止することを考慮すると、(メタ)アクリレート化合物とバインダー前駆体の合計100質量部に対し、0.1〜10質量部が好ましく、1〜8質量部がより好ましい。 When a photopolymerization initiator is used, its content in the composition moderates the curing rate of the obtained coating film, improves the scratch resistance and adhesion to the substrate of the cured coating film, and colors and weather resistance. In consideration of preventing deterioration of the property, 0.1 to 10 parts by mass is preferable, and 1 to 8 parts by mass is more preferable with respect to 100 parts by mass of the total of the (meth) acrylate compound and the binder precursor.

また、本発明のコーティング組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、その他の添加剤を添加してもよい。
このような添加剤としては、紫外線吸収剤、防汚剤、撥水剤、レベリング剤、着色剤、顔料、酸化防止剤、黄変防止剤、ブルーイング剤、消泡剤、増粘剤、沈降防止剤、帯電防止剤、界面活性剤、接着促進剤、赤外線吸収剤、光安定剤、上述した光重合開始剤以外の硬化触媒、上述した(メタ)アクリロイル基含有アルコキシシランで表面処理されたコロイダルシリカ以外の金属酸化物微粒子等が挙げられる。
特に、紫外線吸収剤、防汚剤、撥水剤、レベリング剤、着色剤、顔料、接着促進剤、赤外線吸収剤、光安定剤、上記光重合開始剤以外の硬化触媒、上記(メタ)アクリロイル基含有アルコキシシランで表面処理されたコロイダルシリカ以外の金属酸化物微粒子を含む群から選択された1以上の添加剤を含むことが好ましい。
Further, other additives may be added to the coating composition of the present invention as long as the effects of the present invention are not impaired.
Such additives include UV absorbers, antifouling agents, water repellents, leveling agents, colorants, pigments, antioxidants, anti-yellowing agents, brewing agents, defoaming agents, thickeners, and sedimentation agents. Colloidal surface-treated with an inhibitor, an antistatic agent, a surfactant, an adhesion accelerator, an infrared absorber, a light stabilizer, a curing catalyst other than the above-mentioned photopolymerization initiator, and the above-mentioned (meth) acryloyl group-containing alkoxysilane. Examples thereof include metal oxide fine particles other than silica.
In particular, ultraviolet absorbers, antifouling agents, water repellents, leveling agents, colorants, pigments, adhesion promoters, infrared absorbers, light stabilizers, curing catalysts other than the above photopolymerization initiators, the above (meth) acryloyl groups. It is preferable to contain one or more additives selected from the group containing metal oxide fine particles other than colloidal silica surface-treated with the contained alkoxysilane.

さらに、本発明のコーティング組成物は、有機溶剤を含んでいてもよい。
有機溶剤は、塗装方法に応じて選択して用いることが好ましい。
例えば、スプレー塗装に使用する場合には、イソブタノール等のアルコール系溶剤、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコール系溶剤、酢酸n−ブチル等のエステル系溶剤、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤、トルエン等の芳香族系溶剤を任意に組み合わせ、コーティング組成物の粘度を20mPa・s以下にすることが好ましく、シャワーフローコートやディップコートによる塗装に使用する場合には、コーティング組成物の粘度を100mPa・s以下にすることが好ましい。
なお、固形分が80質量%を超えるハイソリッド型コーティング組成物の場合では、各種添加剤の溶解性を考慮し、溶剤を適宜選択することが重要となる。
Further, the coating composition of the present invention may contain an organic solvent.
The organic solvent is preferably selected and used according to the coating method.
For example, when used for spray coating, an alcohol solvent such as isobutanol, a glycol solvent such as propylene glycol monomethyl ether, an ester solvent such as n-butyl acetate, a ketone solvent such as methyl isobutyl ketone, toluene and the like. It is preferable to arbitrarily combine the above aromatic solvents to reduce the viscosity of the coating composition to 20 mPa · s or less, and when used for coating with a shower flow coat or dip coat, the viscosity of the coating composition is 100 mPa · s. It is preferable to make the following.
In the case of a high solid type coating composition having a solid content of more than 80% by mass, it is important to appropriately select a solvent in consideration of the solubility of various additives.

本発明のコーティング組成物を、各種基材に塗布して硬化させることにより、硬化塗膜を作製することができる。
硬化方法は、加熱および/または光で硬化させる方法が挙げられるが、生産性の面から光硬化が好ましい。
光により硬化させる際には、コーティング組成物を基材上に規定の膜厚が形成されるように塗布し、その後、必要に応じて溶剤を揮発させた後、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、LEDランプ等を用いて、紫外線や電子線などを照射する。照射する雰囲気は、空気中でもよいし、窒素、アルゴン等の不活性ガス中でもよい。
A cured coating film can be produced by applying the coating composition of the present invention to various substrates and curing the coating composition.
Examples of the curing method include a method of curing by heating and / or light, but photocuring is preferable from the viewpoint of productivity.
When curing with light, the coating composition is applied on the substrate so as to form a specified film thickness, and then the solvent is volatilized as necessary, and then high-pressure mercury lamps, metal halide lamps, and LEDs are used. Use a lamp or the like to irradiate ultraviolet rays or electron beams. The atmosphere to be irradiated may be air or an inert gas such as nitrogen or argon.

基材としては、プラスチック成形体等の有機樹脂、木材系製品、繊維、セラミックス、ガラス、金属、またはそれらの複合物等が挙げられ、特に限定されることはないが、本発明のコーティング組成物は、各種プラスチック材料に好適に使用できる。
特に、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、変性アクリル樹脂、ウレタン樹脂、チオウレタン樹脂、ハロゲン化ビスフェノールAとエチレングリコールの重縮合物、アクリルウレタン樹脂、ハロゲン化アリール基含有アクリル樹脂、含硫黄樹脂、ポリアルキレンテレフタレート樹脂、セルロース樹脂、非晶質ポリオレフィン樹脂、およびこれらの複合化樹脂等に好適に使用できる。
Examples of the base material include organic resins such as plastic molded bodies, wood-based products, fibers, ceramics, glass, metals, or composites thereof, and the present invention is not particularly limited, but the coating composition of the present invention. Can be suitably used for various plastic materials.
In particular, polycarbonate resin, polystyrene resin, acrylic resin, modified acrylic resin, urethane resin, thiourethane resin, polycondensate of halogenated bisphenol A and ethylene glycol, acrylic urethane resin, aryl halide-containing acrylic resin, sulfur-containing resin, It can be suitably used for polyalkylene terephthalate resin, cellulose resin, amorphous polyolefin resin, and composite resins thereof.

さらに、これらの樹脂基材の表面が処理されたもの、具体的には、化成処理、コロナ放電処理、火炎処理、プラズマ処理、酸やアルカリ液処理されたものを用いることもでき、また、表層が基材本体と異なる種類の樹脂で被覆された積層体を用いることもできる。
積層体の具体例としては、共押出法やラミネート法により製造されたポリカーボネート樹脂基材の表層にアクリル樹脂層もしくはウレタン樹脂層が存在する積層体や、ポリエステル樹脂基材の表層にアクリル樹脂層が存在する積層体等が挙げられる。
なお、コーティング組成物は、基材表面に直接塗布しても、また必要に応じてプライマー層や紫外線吸収層、印刷層、記録層、熱線遮蔽層、粘着層、無機蒸着膜層等を介して形塗布してもよい。
Further, those treated on the surface of these resin base materials, specifically, those treated with chemical conversion treatment, corona discharge treatment, flame treatment, plasma treatment, acid or alkaline solution, and surface layers can also be used. It is also possible to use a laminate coated with a resin of a different type from that of the base material body.
Specific examples of the laminated body include a laminated body in which an acrylic resin layer or a urethane resin layer is present on the surface layer of a polycarbonate resin base material manufactured by a coextrusion method or a laminating method, or an acrylic resin layer on the surface layer of a polyester resin base material. Examples thereof include existing laminates.
Even if the coating composition is applied directly to the surface of the substrate, it may be applied via a primer layer, an ultraviolet absorbing layer, a printing layer, a recording layer, a heat ray shielding layer, an adhesive layer, an inorganic vapor deposition film layer, or the like, if necessary. The shape may be applied.

塗工方法は、例えば、スピンコーター、コンマコーター、リップコーター、ロールコーター、ダイコーター、ナイフコーター、ブレードコーター、ロッドコーター、キスコーター、グラビアコーター、スクリーン塗工、浸漬塗工、キャスト塗工等の公知の塗工方法から適宜選択して用いることができる。 Known coating methods include, for example, spin coaters, comma coaters, lip coaters, roll coaters, die coaters, knife coaters, blade coaters, rod coaters, kiss coaters, gravure coaters, screen coatings, dipping coatings, cast coatings and the like. It can be appropriately selected and used from the coating methods of.

本発明のコーティング組成物から作製される塗膜の厚みは特に制限はないが、塗膜欠損を防止して充分な耐擦傷性を発揮させるとともに、クラックの発生を防止することを考慮すると、0.1〜50μmが好ましく、さらに、塗膜の硬さ、耐擦傷性、長期的に安定な密着性およびクラックが発生しにくいという特性を良好に発揮させることを考慮すると、1〜30μmがより好ましい。 The thickness of the coating film produced from the coating composition of the present invention is not particularly limited, but is 0 in consideration of preventing coating film defects, exhibiting sufficient scratch resistance, and preventing the occurrence of cracks. .1 to 50 μm is preferable, and 1 to 30 μm is more preferable in consideration of satisfactorily exhibiting the properties of coating film hardness, scratch resistance, long-term stable adhesion and crack resistance. ..

さらに、必要に応じて、本発明のコーティング組成物の硬化塗膜の表面上に、接着層、紫外線吸収層、印刷層、記録層、熱線遮蔽層、粘着層、無機蒸着膜層、撥水撥油層、親水防汚層などの他の被覆層を形成してもよい。 Further, if necessary, an adhesive layer, an ultraviolet absorbing layer, a printing layer, a recording layer, a heat ray shielding layer, an adhesive layer, an inorganic vapor-deposited film layer, and a water-repellent repellent layer are placed on the surface of the cured coating film of the coating composition of the present invention. Other coating layers such as an oil layer and a hydrophilic antifouling layer may be formed.

本発明のコーティング組成物から得られる硬化塗膜は、上述のとおり、耐擦傷性に優れるものであるが、もう一段の耐擦傷性を得るために、無機蒸着膜層を本塗膜上に被覆してもよい。
無機蒸着膜層としては、乾式成膜工法で形成されたものであれば特に制限されるものではなく、例えば、Si、Ti、Zn、Al、Ga、In、Ce、Bi、Sb、B、Zr、Sn、およびTa等の元素を有する少なくとも1種以上の各種金属、これら金属の酸化物、窒化物および硫化物等を主成分とする層が挙げられる。また、例えば、高硬度で絶縁性に優れたダイヤモンドライクカーボン膜層も挙げられる。
無機蒸着膜層の積層方法は、乾式成膜工法であれば特に限定されず、例えば、抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、分子線エピタキシー法、イオンビームデポジション、イオンプレーティング、スパッタリング等の物理気相成長法や、熱CVD、プラズマCVD、光CVD、エピタキシャルCVD、アトミックレイヤーCVD、catCVD等の化学気相成長法等の乾式成膜工法が挙げることができる。
As described above, the cured coating film obtained from the coating composition of the present invention has excellent scratch resistance, but in order to obtain another scratch resistance, an inorganic thin-film film layer is coated on the coating film. You may.
The inorganic vapor deposition film layer is not particularly limited as long as it is formed by a dry film forming method, and is, for example, Si, Ti, Zn, Al, Ga, In, Ce, Bi, Sb, B, Zr. , Sn, and at least one of various metals having elements such as Ta, and a layer containing oxides, nitrides, sulfides, and the like of these metals as main components can be mentioned. Further, for example, a diamond-like carbon film layer having high hardness and excellent insulating properties can be mentioned.
The method for laminating the inorganic vapor deposition film layer is not particularly limited as long as it is a dry film deposition method, and for example, physical vapor deposition such as resistance heating vapor deposition, electron beam deposition, molecular beam epitaxy method, ion beam deposition, ion plating, and sputtering. Examples thereof include a phase growth method and a dry film deposition method such as a chemical vapor deposition method such as thermal CVD, plasma CVD, optical CVD, epitaxial CVD, atomic layer CVD, and catCVD.

このようにして得られた本発明のコーティング組成物の硬化物にて被覆された被覆物品は、耐擦傷性および耐候性、特に耐候クラック性に優れたものとなり得る。 The coated article thus coated with the cured product of the coating composition of the present invention can be excellent in scratch resistance and weather resistance, particularly weather crack resistance.

本発明のコーティング組成物は、特に屋外で使用される物品用の光硬化型コーティング組成物として用いることが好ましい。
特に、自動車のヘッドランプレンズ、車両センサー、樹脂ガラスの表面塗装用に用いられることが好ましい。これらの基材はポリカーボネートであり、ポリカーボネートは高い耐衝撃性、耐熱性、透明性および軽さを兼ね備えているため、通常よく用いられる。しかしポリカーボネートは、耐薬品性、耐候性、耐擦傷性といった性能が不足していることから、本発明のコーティング組成物を用いて表面を被覆し、それらの性能の向上を図ることが好適である。
The coating composition of the present invention is preferably used as a photocurable coating composition for articles used outdoors.
In particular, it is preferably used for surface coating of automobile headlamp lenses, vehicle sensors, and resin glass. These substrates are polycarbonate, which is commonly used because of its high impact resistance, heat resistance, transparency and lightness. However, since polycarbonate lacks performance such as chemical resistance, weather resistance, and scratch resistance, it is preferable to coat the surface with the coating composition of the present invention to improve those performances. ..

また、本発明のコーティング組成物からなる塗膜で被覆されたポリカーボネートは、黄変、塗膜の耐候クラックを防ぐことができ、さらに、表面硬度はガラス並みであり、軽量で、かつ易成形性を兼ね備えるため、自動車のヘッドランプレンズ、車両センサー、車両用窓、屋外の看板、温室や屋外建物の窓ガラス、テラスやガレージの屋根、バルコニー、計器類カバーなど多岐に使用できる。 Further, the polycarbonate coated with the coating film made of the coating composition of the present invention can prevent yellowing and weather crack resistance of the coating film, and has a surface hardness comparable to that of glass, is lightweight, and is easy to mold. It can be used for a wide variety of purposes such as automobile headlamp lenses, vehicle sensors, vehicle windows, outdoor signs, windowpanes of greenhouses and outdoor buildings, roofs of terraces and garages, balconies, and instrument covers.

以下、合成例、実施例および比較例を挙げて本発明をより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、下記の例において、特に断らない限り、「部」および「%」はそれぞれ「質量部」および「質量%」を意味する。また、実施例で用いた各装置は以下のとおりである。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to synthetic examples, examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples.
In the following examples, "parts" and "%" mean "parts by mass" and "% by mass", respectively, unless otherwise specified. The devices used in the examples are as follows.

(1)GPC測定条件
装置:東ソー(株)製 HLC−8320GPC
カラム:東ソー(株)製 TSKgel G4000HXL+G3000HXL+G2000HXL+G2000HXL(各内径6mm、長さ150mm)
展開溶液:テトラヒドロフラン
カラム槽温度:40℃
流速:1mL/min
検出器:屈折率(RI)
標準:単分散ポリスチレン
(2)プロトン核磁気共鳴スペクトル(1H−NMR)測定条件
装置:BRUKER社製 AVANCE III 400
溶媒:CDCl3
内部標準:テトラメチルシラン(TMS)
(3)赤外吸収スペクトル(IR)測定条件
装置:Thermo Fisher社製 Nicolet 6700
(1) GPC measurement condition device: HLC-8320GPC manufactured by Tosoh Corporation
Column: TSKgel G4000HXL + G3000HXL + G2000HXL + G2000HXL manufactured by Tosoh Corporation (each inner diameter 6 mm, length 150 mm)
Developing solution: Tetrahydrofuran Column tank temperature: 40 ° C
Flow rate: 1 mL / min
Detector: Refractive index (RI)
Standard: Monodisperse polystyrene (2) Proton nuclear magnetic resonance spectrum ( 1 H-NMR) Measurement conditions Device: AVANCE III 400 manufactured by BRUKER
Solvent: CDCl 3
Internal standard: Tetramethylsilane (TMS)
(3) Infrared absorption spectrum (IR) measurement condition device: Nicolet 6700 manufactured by Thermo Fisher.

[1]環状シロキサン骨格を有するヒドロシラン化合物の合成
[合成例1]
撹拌装置、冷却管、滴下ロートおよび温度計を備えた500mLの4つ口フラスコに、トルエン80gおよび1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン115.2g(0.48モル)を加え、オイルバスを用いて117℃に加熱した。これに、5%の白金金属を担持したカーボン粉末0.05gを添加し、撹拌しながらビニルノルボルネン(商品名:V0062、東京化成工業(株)製;5−ビニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エンと6−ビニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2―エンとの略等モル量の異性体混合物)48g(0.4モル)を16分間かけて滴下した。滴下終了後、125℃で16時間加熱撹拌し、室温まで冷却した。その後、白金金属担持カーボンをろ過して除去し、トルエンを減圧留去して、無色透明な粘ちょう液体(A1)を得た。このものの25℃における粘度は2,500mm2/s、含有するSiHの量は、平均して7.2ミリモル/gであった。
[1] Synthesis of hydrosilane compound having a cyclic siloxane skeleton [Synthesis Example 1]
To a 500 mL four-necked flask equipped with a stirrer, condenser, dropping funnel and thermometer, 80 g of toluene and 115.2 g (0.48 mol) of 1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane were added. It was heated to 117 ° C. using an oil bath. To this, 0.05 g of carbon powder carrying 5% platinum metal was added, and while stirring, vinyl norbornene (trade name: V0062, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd .; 5-vinylbicyclo [2.2.1] 48 g (0.4 mol) of a mixture of isomers having a substantially equal molar amount of hept-2-ene and 6-vinylbicyclo [2.2.1] hept-2-ene) was added dropwise over 16 minutes. After completion of the dropping, the mixture was heated and stirred at 125 ° C. for 16 hours and cooled to room temperature. Then, the platinum metal-supported carbon was filtered off, and toluene was distilled off under reduced pressure to obtain a colorless and transparent viscous liquid (A1). The viscosity of this product at 25 ° C. was 2,500 mm 2 / s, and the amount of SiH contained was 7.2 mmol / g on average.

上記A1をIR、1H−NMR、GPC等により分析した結果、このものは下記に示す混合物であることが判明した。
・テトラメチルシクロテトラシロキサン環を1個有する化合物:約6モル%(下記式(17)に代表的な構造式の一例を示す。)
As a result of analyzing the above A1 by IR, 1 H-NMR, GPC and the like, it was found that this was a mixture shown below.
-Compound having one tetramethylcyclotetrasiloxane ring: Approximately 6 mol% (an example of a typical structural formula is shown in the following formula (17)).

Figure 0006977698
Figure 0006977698

・テトラメチルシクロテトラシロキサン環を2個有する化合物:約25モル%(下記式(18)に代表的な構造式の一例を示す。) -Compound having two tetramethylcyclotetrasiloxane rings: Approximately 25 mol% (an example of a typical structural formula is shown in the following formula (18)).

Figure 0006977698
Figure 0006977698

・テトラメチルシクロテトラシロキサン環を3個有する化合物:約16モル%(下記式(19)、m=2に代表的な構造式の一例を示す) -Compound having three tetramethylcyclotetrasiloxane rings: Approximately 16 mol% (an example of a typical structural formula is shown in the following formula (19), m = 2).

Figure 0006977698
Figure 0006977698

・テトラメチルシクロテトラシロキサン環を4個有する:約11モル%(上記式(19)、m=3に代表的な構造式の一例を示す。)
・シクロテトラシロキサン環を5〜12個有する化合物:残余(上記式(19)、m=4〜11に代表的な構造式の一例を示す。)
-Has four tetramethylcyclotetrasiloxane rings: about 11 mol% (an example of a typical structural formula is shown in the above formula (19), m = 3).
-Compound having 5 to 12 cyclotetrasiloxane rings: Residual (An example of a typical structural formula is shown in the above formula (19), m = 4 to 11).

[2](メタ)アクリレート化合物の合成
[実施例1]
1Lのフラスコに、アリルグリコール110g(1.08モル)、ジブチルヒドロキシトルエン0.04g、白金−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体のエタノール溶液(白金濃度3%)0.7g、およびイソプロパノール100gを仕込み、窒素雰囲気下、75℃にて加熱撹拌した。次いで、合成例で得られたA1 100g(0.72モル)を1時間かけて滴下した。滴下終了後、85℃で反応し、続いて5mmHgにて80℃で2時間減圧濃縮を行った。得られた溶液にトルエン273gおよび酢酸エチル200gを加えてよく撹拌した後、10%の塩化ナトリウム水溶液240gを3回に分けて水洗した。上層を5mmHgにて80℃3時間減圧留去して、無色透明の粘ちょう液体152gを得た。
この液体の粘度は170.5Pa・s、屈折率1.4820、水酸基価は155であった。GPC、1H−NMR、およびIRの結果から、この液体は下記式(20)で示される混合物(B1、m=1〜11)であることが確認された。
[2] Synthesis of (meth) acrylate compound [Example 1]
In a 1 L flask, 110 g (1.08 mol) of allylglycol, 0.04 g of dibutylhydroxytoluene, 0.7 g of an ethanol solution of platinum-divinyltetramethyldisiloxane complex (platinum concentration 3%), and 100 g of isopropanol are charged, and nitrogen is charged. The mixture was heated and stirred at 75 ° C. under an atmosphere. Then, 100 g (0.72 mol) of A1 obtained in the synthetic example was added dropwise over 1 hour. After completion of the dropping, the reaction was carried out at 85 ° C., followed by concentration under reduced pressure at 80 ° C. at 5 mmHg for 2 hours. After adding 273 g of toluene and 200 g of ethyl acetate to the obtained solution and stirring well, 240 g of a 10% sodium chloride aqueous solution was washed with water in three portions. The upper layer was distilled off under reduced pressure at 80 ° C. for 3 hours at 5 mmHg to obtain 152 g of a colorless and transparent viscous liquid.
The viscosity of this liquid was 170.5 Pa · s, the refractive index was 1.4820, and the hydroxyl value was 155. From the results of GPC, 1 H-NMR, and IR, it was confirmed that this liquid was a mixture (B1, m = 1 to 11) represented by the following formula (20).

Figure 0006977698
Figure 0006977698

続いて、500mLのフラスコに、上記で得られた混合物(B1)100g、酢酸エチル100g、ジブチルヒドロキシトルエン0.2g、およびジオクチルスズオキシド0.1gを仕込み、4%酸素−窒素雰囲気下、80℃にて加熱撹拌した。次いで、カレンズAOI(昭和電工(株)製;2−アクリロイルオキシエチルイソシアネート)58.3g(0.41モル)を滴下した後、80℃で5時間反応させた。室温まで冷却した後、IRを測定するとNCO由来の吸収ピーク(2,260cm-1)がほぼ消失しており、原料であるカレンズAOIの消費を確認した。次いで、濾紙を用いて濾過し、粘度82.4mm2/s、105℃、3時間での不揮発分、66.2%の無色透明液体247gを得た。GPC、1H−NMR、およびIRの結果から、この液体は下記式(21)で示される混合物(C1、m=1〜11)の酢酸エチル溶液であることが確認された。 Subsequently, 100 g of the mixture (B1) obtained above, 100 g of ethyl acetate, 0.2 g of dibutylhydroxytoluene, and 0.1 g of dioctyltin oxide were placed in a 500 mL flask and charged at 80 ° C. under a 4% oxygen-nitrogen atmosphere. Was heated and stirred. Then, 58.3 g (0.41 mol) of Karenz AOI (manufactured by Showa Denko KK; 2-acryloyloxyethyl isocyanate) was added dropwise and then reacted at 80 ° C. for 5 hours. After cooling to room temperature, when IR was measured, the absorption peak (2,260 cm -1 ) derived from NCO almost disappeared, and the consumption of the raw material, Calends AOI, was confirmed. Then, it was filtered using a filter paper to obtain 247 g of a colorless transparent liquid having a viscosity of 82.4 mm 2 / s, a non-volatile content at 105 ° C. for 3 hours, and 66.2%. From the results of GPC, 1 H-NMR, and IR, it was confirmed that this liquid was an ethyl acetate solution of the mixture (C1, m = 1 to 11) represented by the following formula (21).

Figure 0006977698
Figure 0006977698

[実施例2]
200mLのフラスコに、上記で得られた混合物(B1)30g、酢酸エチル50g、ジブチルヒドロキシトルエン0.04g、およびジオクチルスズオキシド0.03gを仕込み、4%酸素−窒素雰囲気下、80℃にて加熱撹拌した。次いで、カレンズBEI(昭和電工(株)製;1,1−(ビスアクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネート)29g(0.12モル)を滴下した後、80℃で5時間反応させた。室温まで冷却した後、IRを測定するとNCO由来の吸収ピーク(2,260cm-1)がほぼ消失しており、原料であるカレンズBEIの消費を確認した。次いで、濾紙を用いて濾過し、105℃、3時間での不揮発分、64.8%の無色透明液体89gを得た。GPC、1H−NMR、およびIRの結果から、この液体は下記式(22)で示される混合物(C2、m=1〜11)の酢酸エチル溶液であることが確認された。
[Example 2]
A 200 mL flask was charged with 30 g of the above-mentioned mixture (B1), 50 g of ethyl acetate, 0.04 g of dibutylhydroxytoluene, and 0.03 g of dioctyltin oxide, and heated at 80 ° C. under a 4% oxygen-nitrogen atmosphere. Stirred. Then, 29 g (0.12 mol) of Karenz BEI (manufactured by Showa Denko KK; 1,1- (bisacryloyloxymethyl) ethyl isocyanate) was added dropwise, and the mixture was reacted at 80 ° C. for 5 hours. After cooling to room temperature, when IR was measured, the absorption peak (2,260 cm -1 ) derived from NCO almost disappeared, and the consumption of the raw material, Calends BEI, was confirmed. Then, it was filtered using a filter paper to obtain 89 g of a colorless transparent liquid having a non-volatile content at 105 ° C. for 3 hours and 64.8%. From the results of GPC, 1 H-NMR, and IR, it was confirmed that this liquid was an ethyl acetate solution of the mixture (C2, m = 1 to 11) represented by the following formula (22).

Figure 0006977698
Figure 0006977698

[実施例3]
1Lのフラスコに、アリルグリコール306g(3モル)、ジブチルヒドロキシトルエン0.08g、白金−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体のエタノール溶液(白金濃度3%)0.9g、およびイソプロパノール150gを仕込み、窒素雰囲気下、75℃にて加熱撹拌した。次いで、1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン120g(0.72モル)を1時間かけて滴下した。滴下終了後、85℃で反応し、続いて5mmHgにて80℃で2時間減圧濃縮を行った。得られた溶液にトルエン250gを加えよく撹拌した後、10%の塩化ナトリウム水溶液400gを4回に分けて水洗した。上層を5mmHgにて80℃3時間減圧留去して、無色透明液体295gを得た。この液体の粘度は579mm2/s、屈折率1.4630、水酸基価は163であった。GPC、1H−NMR、およびIRの結果から、この液体は下記式(23)で示される化合物(B3)であることが確認された。
[Example 3]
A 1 L flask is charged with 306 g (3 mol) of allylglycol, 0.08 g of dibutylhydroxytoluene, 0.9 g of an ethanol solution of platinum-divinyltetramethyldisiloxane complex (platinum concentration 3%), and 150 g of isopropanol under a nitrogen atmosphere. , Stirred by heating at 75 ° C. Then, 120 g (0.72 mol) of 1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane was added dropwise over 1 hour. After completion of the dropping, the reaction was carried out at 85 ° C., followed by concentration under reduced pressure at 80 ° C. at 5 mmHg for 2 hours. After adding 250 g of toluene to the obtained solution and stirring well, 400 g of a 10% sodium chloride aqueous solution was washed with water in 4 portions. The upper layer was distilled off under reduced pressure at 80 ° C. for 3 hours at 5 mmHg to obtain 295 g of a colorless transparent liquid. The viscosity of this liquid was 579 mm 2 / s, the refractive index was 1.4630, and the hydroxyl value was 163. From the results of GPC, 1 H-NMR, and IR, it was confirmed that this liquid was the compound (B3) represented by the following formula (23).

Figure 0006977698
Figure 0006977698

次いで、1Lのフラスコに、化合物(B3)162g、酢酸エチル162g、ジブチルヒドロキシトルエン0.08g、およびジオクチルスズオキシド0.04gを仕込み、4%酸素−窒素雰囲気下、80℃にて加熱撹拌した。次いで、カレンズAOI(昭和電工(株)製;2−アクリロイルオキシエチルイソシアネート)148g(1.05モル)を滴下した後、80℃で5時間反応させた。室温まで冷却した後、IRを測定するとNCO由来の吸収ピーク(2,260cm-1)がほぼ消失しており、原料であるカレンズBEIの消費を確認した。次いで、濾紙を用いて濾過し、105℃、3時間での不揮発分、68.7%の無色透明液体459gを得た。GPC、1H−NMR、およびIRの結果から、この液体は下記式(24)で示される化合物(C3)の酢酸エチル溶液であることが確認された。 Next, 162 g of compound (B3), 162 g of ethyl acetate, 0.08 g of dibutylhydroxytoluene, and 0.04 g of dioctyltin oxide were placed in a 1 L flask, and the mixture was heated and stirred at 80 ° C. under a 4% oxygen-nitrogen atmosphere. Then, 148 g (1.05 mol) of Calends AOI (manufactured by Showa Denko KK; 2-acryloyloxyethyl isocyanate) was added dropwise, and the mixture was reacted at 80 ° C. for 5 hours. After cooling to room temperature, when IR was measured, the absorption peak (2,260 cm -1 ) derived from NCO almost disappeared, and the consumption of the raw material, Calends BEI, was confirmed. Then, it was filtered using a filter paper to obtain 459 g of a colorless transparent liquid having a non-volatile content of 68.7% at 105 ° C. for 3 hours. From the results of GPC, 1 H-NMR, and IR, it was confirmed that this liquid was an ethyl acetate solution of the compound (C3) represented by the following formula (24).

Figure 0006977698
Figure 0006977698

[参考例1]アクリルシラン加水分解縮合物
KBM5103(商品名、信越化学工業(株)製、アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン)142部、イソプロピルアルコール500部、メトキノン0.1部、テトラメチルアンモニウムヒドロキサイド1.0部、および脱イオン水20部を配合し、20℃で24時間反応させ、無色透明の液体を得た。減圧留去にて濃縮し、無色透明の液体であるアクリルシラン加水分解縮合物(5103SQ)を得た。この不揮発分は99.3%、重量平均分子量は1,900であった。
[Reference Example 1] Acrylosilane Hydrolyzed Condensate KBM5103 (trade name, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., acryloyloxypropyltrimethoxysilane) 142 parts, isopropyl alcohol 500 parts, methquinone 0.1 parts, tetramethylammonium hydroxyside 1.0 part and 20 parts of deionized water were mixed and reacted at 20 ° C. for 24 hours to obtain a colorless and transparent liquid. It was concentrated by distillation under reduced pressure to obtain an acrylic silane hydrolyzed condensate (5103SQ) which is a colorless and transparent liquid. The non-volatile content was 99.3% and the weight average molecular weight was 1,900.

[参考例2]アクリルシランで表面処理したコロイダルシリカ
KBM5103(商品名、信越化学工業(株)製、アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン)2.8部、メチルエチルケトンシリカゾルMEK−ST(商品名、日産化学(株)製、数平均粒子径45nm、シリカ濃度30%)95.6部(固形分27.4部)およびイオン交換水0.1部の混合液を、80℃で3時間撹拌後、オルト蟻酸メチルエステル1.4部を添加し、さらに1時間同一温度で加熱撹拌することで表面処理シリカ粒子分散液を得た。固形分含量を求めたところ32%であった。このシリカ粒子の平均粒子径は45nmであった。
[Reference Example 2] Colloidal silica KBM5103 surface-treated with acrylic silane (trade name, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., acryloyloxypropyltrimethoxysilane) 2.8 parts, methyl ethyl ketone silica sol MEK-ST (trade name, Nissan Chemical Co., Ltd.) A mixed solution of 95.6 parts (solid content 27.4 parts) and 0.1 part of ion-exchanged water manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. (number average particle diameter 45 nm, silica concentration 30%) was stirred at 80 ° C. for 3 hours, and then orthoaterate. 1.4 parts of methyl ester was added, and the mixture was further heated and stirred at the same temperature for 1 hour to obtain a surface-treated silica particle dispersion. The solid content was determined to be 32%. The average particle size of the silica particles was 45 nm.

[参考例3]
特開2003−327626号公報の実施例6に記載された方法を用いて、下記式で表される1,4−ビス(ジメチルクロロシリル)ベンゼンと2−ヒドロキシエチルアクリレートとの反応生成物SPHEAを合成した。
[Reference Example 3]
Using the method described in Example 6 of JP-A-2003-327626, SPHEA, a reaction product of 1,4-bis (dimethylchlorosilyl) benzene represented by the following formula and 2-hydroxyethyl acrylate, was prepared. Synthesized.

Figure 0006977698
Figure 0006977698

[参考例4]
特開2003−327626号公報の実施例3に記載された方法を用いて、下記式で表される1,4−ビス(ジメチルクロロシリル)ベンゼンと3−(アクリロイルオキシ)−2−ヒドロキシプロピルメタアクリレートとの反応生成物SPAMAを合成した。
[Reference example 4]
Using the method described in Example 3 of JP-A-2003-327626, 1,4-bis (dimethylchlorosilyl) benzene and 3- (acryloyloxy) -2-hydroxypropyl meta represented by the following formulas are used. The reaction product SPAMA with acrylate was synthesized.

Figure 0006977698
Figure 0006977698

[3]コーティング組成物の調製
[実施例4]
実施例1で得られた混合物(C1)8.6部、アロニックスM403(東亞合成(株)製、ジペンタエリスリトールペンタおよびヘキサアクリレート)4部、HDDA(ダイセルサイテック社製、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート)2.5部、IRGACURE184(BASF社製重合開始剤、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン)0.23部、LUCILIN TPO(BASF社製重合開始剤、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド)0.23部、レベリング剤としてKP341(信越化学工業(株)製、ポリエーテル変性シリコーン)0.02部、紫外線吸収剤としてTINUVIN400(BASF社製、トリアジン系紫外線吸収剤)2.5部、溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテル17.4部を配合し、光硬化性コーティング組成物(D1)を調製した。
[3] Preparation of coating composition [Example 4]
8.6 parts of the mixture (C1) obtained in Example 1, 4 parts of Aronix M403 (manufactured by Toa Synthetic Co., Ltd., dipentaerythritol penta and hexaacrylate), HDDA (manufactured by Daisel Cytec, 1,6-hexanediol). Diacrylate) 2.5 parts, IRGACURE184 (BASF polymerization initiator, 1-hydroxycyclohexylphenylketone) 0.23 parts, LUCILIN TPO (BASF polymerization initiator, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine) 0.23 parts of oxide), 0.02 part of KP341 (manufactured by Shinetsu Chemical Industry Co., Ltd., polyether-modified silicone) as a leveling agent, 2.5 parts of TINUVIN400 (manufactured by BASF, triazine-based ultraviolet absorber) as an ultraviolet absorber. , 17.4 parts of propylene glycol monomethyl ether was blended as a solvent to prepare a photocurable coating composition (D1).

[実施例5〜13、比較例1〜6]
実施例1〜3で得られた化合物および参考例1〜4の化合物を用い、表1,2に記載の配合で、実施例4と同様の操作でコーティング組成物(D2〜D10,R1〜R6)を調製した。これらコーティング組成物を三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製ポリカーボネートNF−2000シート(厚さ4mm×長さ15cm×幅10cm)の表面に流し塗り法により塗布した後、5分間風乾し、さらに80℃にて1分間加熱の後、高圧水銀灯を用いて600mJ/cm2の照射量で光照射して塗膜を硬化させ、試験片を得た。
[Examples 5 to 13, Comparative Examples 1 to 6]
The coating composition (D2 to D10, R1 to R6) using the compounds obtained in Examples 1 to 3 and the compounds of Reference Examples 1 to 4 in the same manner as in Example 4 with the formulations shown in Tables 1 and 2. ) Was prepared. These coating compositions are applied to the surface of a polycarbonate NF-2000 sheet (thickness 4 mm × length 15 cm × width 10 cm) manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics Co., Ltd. by a flow coating method, air-dried for 5 minutes, and further heated to 80 ° C. After heating for 1 minute, the coating film was cured by irradiating with light at an irradiation amount of 600 mJ / cm 2 using a high-pressure mercury lamp to obtain a test piece.

上記実施例および比較例で得られた塗膜に関して、下記の評価を行った。結果を表1に示す。
(1)塗膜外観
塗膜を目視で観察し、異常の有無を判定した。
○:異常なし
△:着色あり
×:異物、ムラ、白化の異常あり
(2)初期ヘイズ
日本電色工業(株)製ヘイズメーターNDH5000SPを用いて、塗工シートの曇価を測定し、初期ヘイズとした。
(3)耐擦傷性
ASTM1044に準じ、テーバー摩耗試験機にて摩耗輪CS−10Fを装着、荷重500g下での500回転後の曇価を測定し、試験後と試験前の曇価差を耐擦傷性とした。
(4)初期密着性
JIS K5600に準じ、カミソリ刃を用いて、塗膜に2mm間隔で縦、横6本ずつ切れ目を入れて25個の碁盤目を作製し、セロテープ(登録商標、ニチバン(株)製)をよく付着させた後、90°手前方向に急激に剥がしたとき、塗膜が剥離せずに残存したマス目数(X)を、X/25で表示した。
(5)煮沸密着性
評価サンプルを、沸騰水に2時間浸漬した後の密着性を、上記初期密着性と同様に評価した。
(6)耐候性評価
岩崎電気(株)製アイスーパーUVテスターW−151を使用し、[ブラックパネル温度63℃、湿度50%RH、照度50mW/cm2、降雨10秒/1時間で5時間]→[ブラックパネル温度30℃、湿度95%RHで1時間]を1サイクルとして、このサイクルを繰り返す条件で100時間、200時間、300時間の試験を行った。耐候性試験後の被膜の状態を目視又は顕微鏡(倍率250倍)にて観察、下記の基準で評価した。
○:異常なし
△:僅かに異常あり(クラック、白化、もしくは一部剥離)
×:塗膜全体にクラック、白化、もしくは全面剥離あり
また日本電色工業(株)製色差計300Aを用いて、各時間での黄変度を測定、初期の黄変度との差を求め、これを黄変度変化(ΔYI)とした。
The following evaluations were performed on the coating films obtained in the above Examples and Comparative Examples. The results are shown in Table 1.
(1) Appearance of coating film The coating film was visually observed to determine the presence or absence of abnormality.
◯: No abnormality △: Coloring ×: Foreign matter, unevenness, whitening abnormality (2) Initial haze The fogging value of the coating sheet was measured using the haze meter NDH5000SP manufactured by Nippon Denshoku Kogyo Co., Ltd., and the initial haze. And said.
(3) Scratch resistance According to ASTM1044, the wear wheel CS-10F is attached with a tabor wear tester, the fogging value after 500 rotations under a load of 500 g is measured, and the difference in fogging value after and before the test is tolerated. It was scratch-resistant.
(4) Initial adhesion According to JIS K5600, 25 grids are made by making vertical and horizontal 6 cuts in the coating film at 2 mm intervals using a razor blade, and cellophane tape (registered trademark, Nichiban Co., Ltd.) The number of squares (X) remaining without peeling of the coating film when the coating film was rapidly peeled off 90 ° in front of the surface after the product) was well adhered was indicated by X / 25.
(5) Boiling Adhesion Evaluation The adhesion of the sample after being immersed in boiling water for 2 hours was evaluated in the same manner as the above initial adhesion.
(6) Weather resistance evaluation Using IWASAKI ELECTRIC CO., LTD. Eye Super UV Tester W-151, [Black panel temperature 63 ° C, humidity 50% RH, illuminance 50 mW / cm 2 , rainfall 10 seconds / hour for 5 hours ] → [Black panel temperature 30 ° C., humidity 95% RH for 1 hour] was set as one cycle, and tests were conducted for 100 hours, 200 hours, and 300 hours under the condition of repeating this cycle. The state of the coating film after the weather resistance test was observed visually or with a microscope (magnification 250 times) and evaluated according to the following criteria.
○: No abnormality △: Slightly abnormal (crack, whitening, or partial peeling)
×: There are cracks, whitening, or peeling on the entire coating film. Also, the yellowing degree at each time is measured using a color difference meter 300A manufactured by Nippon Denshoku Kogyo Co., Ltd., and the difference from the initial yellowing degree is obtained. This was defined as the change in yellowing degree (ΔYI).

Figure 0006977698
Figure 0006977698

Figure 0006977698
Figure 0006977698

表1,2中の略語は次の通りである。
他のアクリレート
SPHEA:特開2003−327626の実施例6に記載の方法で合成した1,4−ビス(ジメチルクロロシリル)ベンゼンと2−ヒドロキシエチルアクリレートとの反応生成物(参考例3参照)
SPAMA:特開2003−327626の実施例6に記載の方法で合成した1,4−ビス(ジメチルクロロシリル)ベンゼンと3−(アクリロイルオキシ)−2−ヒドロキシプロピルメタアクリレートとの反応生成物(参考例4参照)
BPADA:ABE−300(商品名、新中村化学工業(株)製、エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート)
TCDDA:A−DCP(商品名、新中村化学工業(株)製、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート)
A−M403:アロニックスM403(商品名、東亞合成(株)製、ジペンタエリスリトールペンタおよびヘキサアクリレート)
HDDA:HDDA(商品名、ダイセルサイテック社製、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート)
U−4HA:ウレタンアクリレートU−4HA(商品名、新中村化学工業(株)製、無黄変タイプ)
5103SQ:KBM5103(商品名、信越化学工業(株)製、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン)の加水分解縮合物(参考例1参照)
光重合開始剤
I184:IRGACURE184(商品名、BASF社製、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン)
L−TPO:LUCIRIN−TPO(商品名、BASF社製、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド)
添加剤
KP341:KP341(商品名、信越化学工業(株)製、ポリエーテル変性シリコーン)
シリカ:KBM5103(商品名、信越化学工業(株)製、アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン)にて表面処理したシリカ粒子分散液(参考例2参照)
T400:TINUVIN400(商品名:BASF社製、ヒドロキシフェニルトリアジン系紫外線吸収剤)
溶剤
PGM:プロピレングリコールモノメチルエーテル
The abbreviations in Tables 1 and 2 are as follows.
Other Acrylate SPHEA: Reaction product of 1,4-bis (dimethylchlorosilyl) benzene synthesized by the method described in Example 6 of JP-A-2003-327626 and 2-hydroxyethyl acrylate (see Reference Example 3).
SPAMA: Reaction product of 1,4-bis (dimethylchlorosilyl) benzene synthesized by the method described in Example 6 of JP-A-2003-327626 and 3- (acryloyloxy) -2-hydroxypropyl methacrylate (reference). See Example 4)
BPADA: ABE-300 (trade name, manufactured by Shin Nakamura Chemical Industry Co., Ltd., ethoxylated bisphenol A diacrylate)
TCDDA: A-DCP (trade name, manufactured by Shin Nakamura Chemical Industry Co., Ltd., tricyclodecanedimethanol diacrylate)
A-M403: Aronix M403 (trade name, manufactured by Toagosei Co., Ltd., dipentaerythritol penta and hexaacrylate)
HDDA: HDDA (trade name, manufactured by Dycel Cytec, 1,6-hexanediol diacrylate)
U-4HA: Urethane acrylate U-4HA (trade name, manufactured by Shin Nakamura Chemical Industry Co., Ltd., non-yellowing type)
5103SQ: Hydrolyzed condensate of KBM5103 (trade name, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., 3-acryloxypropyltrimethoxysilane) (see Reference Example 1).
Photopolymerization Initiator I184: IRGACURE184 (trade name, manufactured by BASF, 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone)
L-TPO: LUCIRIN-TPO (trade name, manufactured by BASF, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide)
Additive KP341: KP341 (trade name, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., polyether-modified silicone)
Silica: Silica particle dispersion liquid surface-treated with KBM5103 (trade name, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., acryloyloxypropyltrimethoxysilane) (see Reference Example 2).
T400: TINUVIN400 (trade name: BASF, hydroxyphenyltriazine-based UV absorber)
Solvent PGM: Propylene glycol monomethyl ether

表1,2に示されるように、実施例4〜13(D1〜D10)で作製した被膜は、本発明の(メタ)アクリレート化合物を含まない比較例1,2(R1,R2)で作製した被膜に比べ、耐擦傷性では劣るものの、耐候性、特に耐候クラック性は大幅に向上していた。
また、驚くべきことに、本発明の(メタ)アクリレート化合物の配合量が多くなるほど、耐候性試験後の黄変度変化(ΔYI)は小さいことがわかる。
さらに、表面処理シリカを配合した実施例6〜13(D3〜D10)で作製した被膜は、耐候クラック性は維持しながら、耐擦傷性も向上していることがわかる。
実施例12,13(D9,D10)の1つのシクロテトラシロキサンを有する(メタ)アクリレートを含むコーティング組成物から得られた被膜は、実施例4〜11(D1〜D8)の複数のシクロテトラシロキサンを有する(メタ)アクリレートに比べて、耐候性でやや劣っていることがわかる。
As shown in Tables 1 and 2, the coating films prepared in Examples 4 to 13 (D1 to D10) were prepared in Comparative Examples 1 and 2 (R1, R2) containing no (meth) acrylate compound of the present invention. Although the scratch resistance was inferior to that of the coating film, the weather resistance, especially the weather crack resistance, was significantly improved.
Surprisingly, it can be seen that the larger the amount of the (meth) acrylate compound of the present invention, the smaller the change in yellowing degree (ΔYI) after the weather resistance test.
Further, it can be seen that the coating films prepared in Examples 6 to 13 (D3 to D10) containing the surface-treated silica have improved scratch resistance while maintaining weather crack resistance.
The coating obtained from the coating composition containing the (meth) acrylate having one cyclotetrasiloxane of Examples 12 and 13 (D9, D10) is a plurality of cyclotetrasiloxanes of Examples 4 to 11 (D1 to D8). It can be seen that the weather resistance is slightly inferior to that of the (meth) acrylate having.

一方、本発明の(メタ)アクリレートの代わりに他の(メタ)アクリレートを配合した比較例1〜6(R1〜R6)で作製した被膜は、耐擦傷性は実施例4〜7(D1〜D4)とほぼ同レベルであるが、煮沸密着性および耐候性の面で大きく劣っていることがわかる。これは、おそらく本発明の(メタ)アクリレート化合物中の主鎖が剛直であるため、(メタ)アクリル架橋部の自由度を低下させているので、耐クラック性が向上したものと推定される。
これらの結果から、本発明の(メタ)アクリレート化合物の効果は明らかである。
On the other hand, the coating film prepared in Comparative Examples 1 to 6 (R1 to R6) in which another (meth) acrylate was blended in place of the (meth) acrylate of the present invention had scratch resistance of Examples 4 to 7 (D1 to D4). ), But it can be seen that it is significantly inferior in boiling adhesion and weather resistance. It is presumed that this is because the main chain in the (meth) acrylate compound of the present invention is rigid, which reduces the degree of freedom of the (meth) acrylic crosslinked portion, and thus the crack resistance is improved.
From these results, the effect of the (meth) acrylate compound of the present invention is clear.

Claims (14)

下記一般式(1)で表されることを特徴とする(メタ)アクリレート化合物。
Figure 0006977698
(式中、R1、R2、R3およびR4は、それぞれ独立して、フッ素原子を含まない炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基または水素原子を表し、
Yは、フッ素原子を含まない多環構造を有する2価の飽和炭化水素基を表し、下記式(2a)〜(2d)および(10a)〜(10f)で表される2価の飽和炭化水素基から選ばれる1種または2種以上であり、
1およびZ2は、それぞれ独立して、フッ素原子を含まない炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基、下記式(11)で表される(メタ)アクリロイルオキシ基を有する1価有機基、または水素原子を表すが、これらのうち少なくとも1つは前記(メタ)アクリロイルオキシ基を有する1価有機基であり、
n1およびn2は、それぞれ独立して1〜5、かつ、n1+n2=3〜6を満たす整数を表し、
n3およびn4は、それぞれ独立して1〜5、かつ、n3+n4=3〜6を満たす整数を表し、
mは、1〜4の整数を表す。)
Figure 0006977698
−X−(T−Q)a−(P)b (11)
(式中、Xは、それぞれ独立して、フッ素原子を含まず、かつ、酸素原子が介在していてもよい2〜3価の飽和炭化水素基を表し、
Tは、−O−(C=O)−NH−を表し(ただし、酸素原子で前記Xと結合し、窒素原子で前記Qと結合する。)、
Qは、それぞれ独立して、フッ素原子を含まない炭素数1〜5の直鎖または分岐の2〜3価の飽和炭化水素を表し、
Pは、(メタ)アクリロイルオキシ基を表し、
aは、Xに結合するT−Qの数を表し、Xが2価の場合は1、Xが3価の場合は2であり、
bは、Qに結合する(メタ)アクリロイルオキシ基の数を表し、aが1の場合は1または2、aが2の場合は2、3または4である。)
A (meth) acrylate compound represented by the following general formula (1).
Figure 0006977698
(In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 independently represent a fluorine atom-free alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms or a hydrogen atom, respectively.
Y represents a divalent saturated hydrocarbon group having a polycyclic structure containing no fluorine atom, and is a divalent saturated hydrocarbon represented by the following formulas (2a) to (2d) and (10a) to (10f). One or more selected from the group,
Z 1 and Z 2 are independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms containing no fluorine atom, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and a (meth) acryloyloxy group represented by the following formula (11). Represents a monovalent organic group having a hydrogen atom, or at least one of these is a monovalent organic group having the (meth) acryloyloxy group.
n1 and n2 represent integers that independently satisfy 1 to 5 and n1 + n2 = 3 to 6, respectively.
n3 and n4 represent integers that independently satisfy 1 to 5 and n3 + n4 = 3 to 6, respectively.
m represents an integer of 1 to 4. )
Figure 0006977698
-X- (T-Q) a- (P) b (11)
(In the formula, X independently represents a 2-3 valent saturated hydrocarbon group that does not contain a fluorine atom and may be interspersed with an oxygen atom.
T represents -O- (C = O) -NH- (where the oxygen atom binds to the X and the nitrogen atom binds to the Q).
Q independently represents a linear or branched 2-3 valent saturated hydrocarbon having 1 to 5 carbon atoms and does not contain a fluorine atom.
P represents a (meth) acryloyloxy group and represents
a represents the number of TQs bound to X, which is 1 when X is divalent and 2 when X is trivalent.
b represents the number of (meth) acryloyloxy groups attached to Q, which is 1 or 2 when a is 1 and 2, 3 or 4 when a is 2. )
前記Yが、下記式(2a)〜(2d)で表される2価の飽和炭化水素基から選ばれる1種または2種以上である請求項1記載の(メタ)アクリレート化合物。
Figure 0006977698
The (meth) acrylate compound according to claim 1, wherein Y is one or more selected from divalent saturated hydrocarbon groups represented by the following formulas (2a) to (2d).
Figure 0006977698
前記Xが、それぞれ独立して下記式(3)または(4)で示される基である請求項1または2記載の(メタ)アクリレート化合物。
Figure 0006977698
(式中、1*は、前記式(1)のケイ素原子と結合し、2*は、前記式(11)のTであるウレタン基中の酸素原子と結合している。)
The (meth) acrylate compound according to claim 1 or 2, wherein X is a group independently represented by the following formula (3) or (4).
Figure 0006977698
(In the formula, 1 * is bonded to the silicon atom of the formula (1), and 2 * is bonded to the oxygen atom in the urethane group which is T of the formula (11).)
前記Qが、それぞれ独立して下記式(5)または(6)で示される基である請求項1〜3のいずれか1項記載の(メタ)アクリレート化合物。
Figure 0006977698
(式中、3*は、前記式(11)のPと結合し、4*は、前記式(11)のTであるウレタン基中の窒素原子と結合している。)
The (meth) acrylate compound according to any one of claims 1 to 3, wherein the Q is a group represented by the following formula (5) or (6) independently.
Figure 0006977698
(In the formula, 3 * is bonded to P in the formula (11), and 4 * is bonded to the nitrogen atom in the urethane group which is T in the formula (11).)
前記R1〜R4がメチル基であり、前記Xが前記式(3)で示される基であり、前記aおよびbが1である請求項3または4記載の(メタ)アクリレート化合物。 The (meth) acrylate compound according to claim 3 or 4, wherein R 1 to R 4 are methyl groups, X is a group represented by the formula (3), and a and b are 1. 前記n1およびn4が3であり、n2およびn3が1であり、mが1〜3の整数である請求項1〜5のいずれか1項記載の(メタ)アクリレート化合物。 The (meth) acrylate compound according to any one of claims 1 to 5, wherein n1 and n4 are 3, n2 and n3 are 1, and m is an integer of 1 to 3. 下記式(7)
Figure 0006977698
(式中、R1〜R4、Y、n1〜n4、およびmは、前記と同じ意味を表し、
11およびZ12は、それぞれ独立して、フッ素原子を含まない炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基または水素原子を表すが、これらのうち少なくとも1つは水素原子である。)
で表される、ケイ素原子に結合した水素原子を1分子中に1個以上有する化合物と、付加反応性炭素−炭素二重結合を1分子中に1個有し、かつ、水酸基を有する化合物とを付加反応させて、下記式(8)
Figure 0006977698
(式中、R1〜R4、Y、n1〜n4、およびmは、前記と同じ意味を表し、
21およびZ22は、それぞれ独立して、フッ素原子を含まない炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基、水素原子、または−X−(OH)gを表すが、これらのうち少なくとも1つは−X−(OH)g(Xは、前記と同じ意味を表す。)であり、gは、1または2の整数を表す。)
で表される付加反応生成物を得た後、この付加反応生成物中の水酸基と、下記式(9)
Figure 0006977698
(式中、QおよびPは、前記と同じ意味を表し、hは、1または2の整数を表す。)
で表される化合物中のイソシアネート基とを反応させる請求項1記載の(メタ)アクリレート化合物の製造方法。
The following formula (7)
Figure 0006977698
(In the formula, R 1 to R 4 , Y, n1 to n4, and m have the same meanings as described above.
Z 11 and Z 12 independently represent a fluorine atom-free alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, or a hydrogen atom, at least one of which is a hydrogen atom. Is. )
A compound having at least one hydrogen atom bonded to a silicon atom and a compound having an addition-reactive carbon-carbon double bond in one molecule and having a hydroxyl group, which are represented by. Is added to the reaction, and the following formula (8)
Figure 0006977698
(In the formula, R 1 to R 4 , Y, n1 to n4, and m have the same meanings as described above.
Z 21 and Z 22 independently represent an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, a hydrogen atom, or -X- (OH) g, which do not contain a fluorine atom. At least one of these is -X- (OH) g (where X has the same meaning as above), where g represents an integer of 1 or 2. )
After obtaining the addition reaction product represented by, the hydroxyl group in the addition reaction product and the following formula (9)
Figure 0006977698
(In the formula, Q and P have the same meanings as described above, and h represents an integer of 1 or 2.)
The method for producing a (meth) acrylate compound according to claim 1, wherein the reaction is carried out with an isocyanate group in the compound represented by.
請求項1〜6のいずれか1項記載の(メタ)アクリレート化合物および当該(メタ)アクリレート化合物以外のバインダー前駆体を含むコーティング組成物。 A coating composition containing the (meth) acrylate compound according to any one of claims 1 to 6 and a binder precursor other than the (meth) acrylate compound. 前記バインダー前駆体が、少なくとも1種の単官能または多官能(メタ)アクリレートと、少なくとも1種の光重合開始剤とを含む請求項8記載のコーティング組成物。 The coating composition of claim 8, wherein the binder precursor comprises at least one monofunctional or polyfunctional (meth) acrylate and at least one photopolymerization initiator. 前記バインダー前駆体が、ウレタンポリ(メタ)アクリレート、並びに(メタ)アクリロイル基含有アルコキシシランの加水分解物および加水分解縮合物からなる群から選択される1種以上を含む請求項8または9記載のコーティング組成物。 The eighth or nine claim, wherein the binder precursor comprises one or more selected from the group consisting of a urethane poly (meth) acrylate and a hydrolyzate and a hydrolyzed condensate of a (meth) acryloyl group-containing alkoxysilane. Coating composition. さらに(メタ)アクリロイル基含有アルコキシシランで表面処理されたコロイダルシリカを含む請求項8〜10のいずれか1項記載のコーティング組成物。 The coating composition according to any one of claims 8 to 10, further comprising colloidal silica surface-treated with (meth) acryloyl group-containing alkoxysilane. 紫外線吸収剤、防汚剤、撥水剤、親水剤、レベリング剤、着色剤、顔料、接着促進剤、赤外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、硬化触媒(ただし、請求項9記載の光重合開始剤を除く)、および金属酸化物微粒子(ただし、請求項11記載のコロイダルシリカを除く)から選ばれる1種または2種以上の添加剤を含む請求項8〜11のいずれか1項記載のコーティング組成物。 UV absorber, antifouling agent, water repellent, hydrophilic agent, leveling agent, colorant, pigment, adhesion accelerator, infrared absorber, light stabilizer, antioxidant, curing catalyst (however, the light according to claim 9). The invention according to any one of claims 8 to 11, which comprises one or more additives selected from (excluding the polymerization initiator) and the metal oxide fine particles (excluding the colloidal silica according to claim 11). Coating composition. 基材と、この基材上に直接または少なくとも1種の他の層を介して形成された、請求項8〜12のいずれか1項記載のコーティング組成物の硬化被膜とを備える被覆物品。 A coated article comprising a substrate and a cured coating of the coating composition according to any one of claims 8-12, formed directly on the substrate or via at least one other layer. 前記基材が、有機樹脂または木材である請求項13記載の被覆物品。 The coated article according to claim 13, wherein the base material is an organic resin or wood.
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