JP7051233B2 - Coating composition - Google Patents
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Description
本発明は、コーティング組成物に関する。 The present invention relates to a coating composition.
ガラス板の代替として軽量化や成形性の観点から樹脂成型体が広く用いられている。具体的な樹脂成型体の用途として、例えば、自動車部品、家電部品、ハウジング、容器、フィルム、シート等の広い分野が挙げられる。特に透明プラスチックは、例えば、各種窓、光学用レンズ、ミラー、眼鏡、ゴーグル、遮音壁、信号機等のレンズ、前照灯レンズ、カーブミラー、風防、銘板等に使用されている。しかし、プラスチック等の樹脂基材は、外気との温湿度鎖により、基材の一方の面が露点温度以下になった場合や、急激な温湿度変化が生じた際に基材表面が結露し、表面に微細な水滴が付着し透過光を散乱することがある。そのような場合、樹脂成型体は、透明性が損なわれ、いわゆる曇りが発生する。 As an alternative to the glass plate, a resin molded body is widely used from the viewpoint of weight reduction and moldability. Specific applications of the resin molded body include, for example, a wide range of fields such as automobile parts, home appliance parts, housings, containers, films, and sheets. In particular, transparent plastic is used for, for example, various windows, optical lenses, mirrors, eyeglasses, goggles, sound insulation walls, lenses for traffic lights, headlight lenses, curved mirrors, windshields, name plates and the like. However, in a resin base material such as plastic, dew condensation occurs when one surface of the base material becomes below the dew point temperature or when a sudden change in temperature and humidity occurs due to the temperature and humidity chain with the outside air. , Fine water droplets may adhere to the surface and scatter transmitted light. In such a case, the transparency of the resin molded body is impaired and so-called cloudiness occurs.
この曇りを防ぐ方法として、例えば、下記のような提案がされている。
(1)基材表面に吸水性化合物の塗膜を作製する方法。
(2)基材表面に界面活性剤等の親水化合物の塗膜を作製することで基材表面を親水性にする方法。
As a method for preventing this fogging, for example, the following proposals have been made.
(1) A method for forming a coating film of a water-absorbent compound on the surface of a substrate.
(2) A method for making the surface of a substrate hydrophilic by forming a coating film of a hydrophilic compound such as a surfactant on the surface of the substrate.
具体的には、(1)の方法として、例えば、特許文献1では、硬化エポキシド樹脂、あるいはウレタン樹脂からなる吸水性の架橋樹脂層を有し、前記吸水層が金属酸化物微粒子を含有する防曇性物品等が提案されている。また、特許文献2では、硬化エポキシ樹脂とポリオキシエチレンアルキルエーテル系の界面活性剤を含有する吸水層を具備した防曇性物品が提案されている。 Specifically, as the method (1), for example, in Patent Document 1, a water-absorbent crosslinked resin layer made of a cured epoxide resin or a urethane resin is provided, and the water-absorbent layer is prevented from containing metal oxide fine particles. Cloudy articles and the like have been proposed. Further, Patent Document 2 proposes an anti-fog article provided with a water-absorbing layer containing a cured epoxy resin and a polyoxyethylene alkyl ether-based surfactant.
(2)の方法として、例えば、特許文献3、特許文献4では塗膜表面がコロイダルシリカであることを特徴とする親水性、防汚性塗膜が開示されている。具体的には、重合体粒子とコロイダルシリカとを含有する防汚塗膜が開示されている。 As the method (2), for example, Patent Documents 3 and 4 disclose hydrophilic and antifouling coating films characterized in that the surface of the coating film is colloidal silica. Specifically, an antifouling coating film containing polymer particles and colloidal silica is disclosed.
しかしながら、特許文献1及び2をはじめとする方法においては、一定のレベルまでは物品の防曇性を維持できるが、吸水能以上の水分が該物品に凝集、付着すると曇りが生じる。そのため、高い防曇持続性を発現させるためには膜厚を厚くする必要があるといった不都合がある。 However, in the methods such as Patent Documents 1 and 2, the anti-fog property of the article can be maintained up to a certain level, but when water having a water absorption capacity or higher aggregates and adheres to the article, anti-fog occurs. Therefore, there is an inconvenience that it is necessary to increase the film thickness in order to exhibit high anti-fog durability.
また、特許文献3をはじめとする方法では、コロイダルシリカが塗膜最表面に偏在していることを特徴としている。そのため、初期の親水性、防曇性には優れるものの、高温環境下などの過酷な環境下においては重合体粒子が含まれると水相成分がブリードアウトすること等によって親水性が大幅に下がる傾向がある。その結果、高温試験後の防曇性、つまり耐熱性が低下する傾向がある。一方で、重合体粒子を使用しない場合、無機成分のみとなり、クラックが生じやすくはがれやすい傾向がある。 Further, the methods including Patent Document 3 are characterized in that colloidal silica is unevenly distributed on the outermost surface of the coating film. Therefore, although it is excellent in initial hydrophilicity and anti-fog property, in a harsh environment such as a high temperature environment, when polymer particles are contained, the hydrophilicity tends to be significantly reduced due to bleeding out of aqueous phase components. There is. As a result, the anti-fog property after the high temperature test, that is, the heat resistance tends to decrease. On the other hand, when the polymer particles are not used, only the inorganic component is used, and cracks are likely to occur and the particles tend to be easily peeled off.
前記した従来技術に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、耐熱性を有し、クラックの抑制ができるコーティング組成物を提供することである。 In view of the above-mentioned prior art, an object to be solved by the present invention is to provide a coating composition having heat resistance and capable of suppressing cracks.
前記課題を解決すべく、本願発明者らは鋭意検討し、実験を重ねた結果、予想外に(A)数平均粒子径が1~400nmの金属酸化物と、(B)重合体粒子水分散体とを含み、(B)成分に所定量の直鎖のアルキル基を有する加水分解性珪素化合物を含むコーティング組成物とすることにより、上記課題を解決しうることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of diligent studies and repeated experiments in order to solve the above problems, unexpectedly, (A) a metal oxide having a number average particle diameter of 1 to 400 nm and (B) a polymer particle aqueous dispersion. The present invention has been completed by finding that the above-mentioned problems can be solved by preparing a coating composition containing a hydrolyzable silicon compound containing a body and a predetermined amount of a linear alkyl group in the component (B). It came to.
すなわち、本発明は以下のとおりである。
[1]
(A)数平均粒子径が1nm~400nmの金属酸化物と、
(B)重合体粒子水分散体とを含み、
前記(B)成分は、
(b1)加水分解性珪素化合物、(b2)ビニル単量体及び(b3)乳化剤とからなる重合物を含む重合体粒子と、(b4)水と、を含む重合体粒子水分散体であり、
(b1)が
(b1-1)炭素数が3~16の直鎖のアルキル基を有する加水分解性珪素化合物と
(b1-2)メチル基を有する加水分解性珪素化合物とを含み、
(b1-1)と(b1-2)との質量比(b1-1)/(b1-2)が0.1~3.0の範囲である、コーティング組成物。
[2]
前記(A)成分(固形分)と前記(B)成分における重合体粒子との質量比(A)/(B)が0.5~3.0である、[1]に記載のコーティング組成物。
[3]
前記(B)成分の数平均粒子径が5nm~200nmである、[1]又は[2]に記載のコーティング組成物。
[4]
前記(b2)成分が、水酸基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基、及びエーテル基からなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基を有するビニル単量体を含む、[1]又は[2]に記載のコーティング組成物。
[5]
前記(B)成分における重合体粒子が、コアシェル構造を有する、[1]~[4]のいずれかに記載のコーティング組成物。
[6]
前記(B)成分における(b1-1)と(b1-2)との質量比(b1-1)/(b1-2)が0.1~1.5の範囲である、[1]~[5]のいずれかに記載のコーティング組成物。
[7]
前記(b1-1)が、炭素数が3~8の直鎖のアルキル基を有する加水分解性珪素化合物である、[1]~[6]のいずれかに記載のコーティング組成物。
[8]
前記(b2)成分が、2級アミド基、3級アミド基あるいはその両方を有するビニル単量体を含む、[1]~[7]のいずれかに記載のコーティング組成物。
[9]
前記(A)成分がコロイダルシリカである、[1]~[7]のいずれかに記載のコーティング組成物。
[10]
樹脂基材及び/又はガラス基材と、[1]~[9]のいずれかに記載のコーティング組成物との積層体。
[11]
防曇塗膜として使用される、[1]~[9]のいずれかに記載のコーティング組成物。
That is, the present invention is as follows.
[1]
(A) A metal oxide having a number average particle diameter of 1 nm to 400 nm,
(B) Including a polymer particle aqueous dispersion
The component (B) is
It is a polymer particle aqueous dispersion containing (b1) a polymer particle containing a polymer composed of a hydrolyzable silicon compound, (b2) a vinyl monomer and (b3) an emulsifier, and (b4) water.
(B1) contains (b1-1) a hydrolyzable silicon compound having a linear alkyl group having 3 to 16 carbon atoms and (b1-2) a hydrolyzable silicon compound having a methyl group.
A coating composition having a mass ratio (b1-1) / (b1-2) of (b1-1) and (b1-2) in the range of 0.1 to 3.0.
[2]
The coating composition according to [1], wherein the mass ratio (A) / (B) of the component (A) to the polymer particles in the component (B) is 0.5 to 3.0. ..
[3]
The coating composition according to [1] or [2], wherein the number average particle diameter of the component (B) is 5 nm to 200 nm.
[4]
[1] or [2], wherein the component (b2) contains a vinyl monomer having at least one functional group selected from the group consisting of a hydroxyl group, a carboxyl group, an amide group, an amino group, and an ether group. The coating composition described.
[5]
The coating composition according to any one of [1] to [4], wherein the polymer particles in the component (B) have a core-shell structure.
[6]
The mass ratio (b1-1) / (b1-2) of (b1-1) and (b1-2) in the component (B) is in the range of 0.1 to 1.5, [1] to [ 5] The coating composition according to any one of.
[7]
The coating composition according to any one of [1] to [6], wherein (b1-1) is a hydrolyzable silicon compound having a linear alkyl group having 3 to 8 carbon atoms.
[8]
The coating composition according to any one of [1] to [7], wherein the component (b2) contains a vinyl monomer having a secondary amide group, a tertiary amide group, or both.
[9]
The coating composition according to any one of [1] to [7], wherein the component (A) is colloidal silica.
[10]
A laminate of a resin base material and / or a glass base material and the coating composition according to any one of [1] to [9].
[11]
The coating composition according to any one of [1] to [9], which is used as an anti-fog coating film.
本発明によれば、耐熱性を有し、クラックの抑制ができるコーティング組成物を提供することである。 According to the present invention, it is an object of the present invention to provide a coating composition having heat resistance and capable of suppressing cracks.
以下、本発明を実施するための形態(以下、単に「本実施の形態」という。)について詳細に説明する。以下の本実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨の範囲内で適宜に変形して実施できる。 Hereinafter, a mode for carrying out the present invention (hereinafter, simply referred to as “the present embodiment”) will be described in detail. The following embodiments of the present invention are examples for explaining the present invention, and are not intended to limit the present invention to the following contents. The present invention can be appropriately modified and carried out within the scope of the gist thereof.
本明細書における「(メタ)アクリル」とは「アクリル」及びそれに対応する「メタクリル」を意味し、「(メタ)アクリレート」とは「アクリレート」及びそれに対応するメタクリレート」を意味し、「(メタ)アクリロイル」とは「アクリロイル」及びそれに対応するメタクリロイル」を意味する。 As used herein, "(meth) acrylic" means "acrylic" and its corresponding "methacrylic", and "(meth) acrylate" means "acrylate" and its corresponding methacrylate, "(meth) acrylate". ) Acryloyl "means" acryloyl "and its corresponding methacryloyl".
<コーティング組成物>
本実施の形態のコーティング組成物は、
(A)数平均粒子径が1nm~400nmの金属酸化物と、
(B)重合体粒子水分散体とを含み、
前記(B)成分は、
(b1)加水分解性珪素化合物、(b2)ビニル単量体及び(b3)乳化剤からなる重合物を含む重合体粒子と(b4)水とを含む重合体粒子水分散体であり、
(b1)が
(b1-1)炭素数が3~16の直鎖のアルキル基を有する加水分解性珪素化合物と
(b1-2)メチル基を有する加水分解性珪素化合物とを含み、
(b1-1)と(b1-2)との質量比(b1-1)/(b1-2)が0.1~3.0の範囲である。
<Coating composition>
The coating composition of the present embodiment is
(A) A metal oxide having a number average particle diameter of 1 nm to 400 nm,
(B) Including a polymer particle aqueous dispersion
The component (B) is
It is a polymer particle aqueous dispersion containing (b4) water and polymer particles containing a polymer composed of (b1) a hydrolyzable silicon compound, (b2) a vinyl monomer and (b3) an emulsifier.
(B1) contains (b1-1) a hydrolyzable silicon compound having a linear alkyl group having 3 to 16 carbon atoms and (b1-2) a hydrolyzable silicon compound having a methyl group.
The mass ratio (b1-1) / (b1-2) of (b1-1) and (b1-2) is in the range of 0.1 to 3.0.
本実施の形態のコーティング組成物は、(A)成分:数平均粒子径が1nm~400nmの金属酸化物を含む。これにより、塗膜透明性及び親水性が高い塗膜とすることができる。(A)成分は、(B)成分と相互作用することにより、(B)成分の硬化剤として作用すると考えられる(ただし、作用はこれに限定されない)。当該相互作用としては、特に限定されないが、例えば(A)成分が一般に有する官能基(例えば水酸基等)と、(B)成分が有する官能基(例えば水酸基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基、及びエーテル基等)との水素結合、(A)成分が一般に有する官能基と、(B)成分との化学結合(例えば縮合)等を例示することができる。 The coating composition of the present embodiment contains (A) component: a metal oxide having a number average particle diameter of 1 nm to 400 nm. This makes it possible to obtain a coating film having high transparency and hydrophilicity. The component (A) is considered to act as a curing agent for the component (B) by interacting with the component (B) (however, the action is not limited to this). The interaction is not particularly limited, but for example, a functional group generally possessed by the component (A) (for example, a hydroxyl group) and a functional group possessed by the component (B) (eg, a hydroxyl group, a carboxyl group, an amide group, an amino group, and the like). Examples thereof include a hydrogen bond with the ether group), a chemical bond (for example, condensation) between the functional group generally possessed by the component (A) and the component (B).
<(A)金属酸化物>
(A)成分の粒子径は数平均粒子径(一次粒子と二次粒子との混合物であってもよく、一次粒子及び二次粒子のいずれか一方のみであってもよい。)を意味し、1nm~400nmであり、好ましくは1nm~100nm、より好ましくは3nm~80nm、更に好ましくは5nm~50nmである。(A)成分の数平均粒子径を上記範囲とすることで、得られる塗膜や積層体等の光学特性等に寄与し得る。特に、その数平均粒子径を100nm以下とすることは、得られる塗膜や積層体の光線透過率を大きく向上させ得る。なお、本実施の形態において、数平均粒子径(以下、単に「粒子径」と略記することがある。)は、後述する実施例の方法に準じて測定される。
<(A) Metal oxide>
The particle size of the component (A) means a number average particle size (a mixture of primary particles and secondary particles, or only one of primary particles and secondary particles). It is 1 nm to 400 nm, preferably 1 nm to 100 nm, more preferably 3 nm to 80 nm, and even more preferably 5 nm to 50 nm. By setting the number average particle diameter of the component (A) in the above range, it can contribute to the optical characteristics of the obtained coating film, laminate, and the like. In particular, setting the number average particle diameter to 100 nm or less can greatly improve the light transmittance of the obtained coating film or laminate. In the present embodiment, the number average particle diameter (hereinafter, may be simply abbreviated as “particle diameter”) is measured according to the method of Examples described later.
(A)成分の形態としては、特に限定されず、例えば粉体、分散液、ゾル等が挙げられる。ここでいう「分散液」及び「ゾル」とは、(A)成分が、水、親水性有機溶媒あるいはそれらの混合溶媒中に0.01~80質量%、好ましくは0.1~50質量%の濃度で、一次粒子あるいは二次粒子の少なくとも一方として分散された状態を意味する。親水性有機溶媒としては、特に限定されないが、例えばエチレングリコール、ブチルセロソルブ、n-プロパノール、イソプロパノール、n-ブタノール、エタノール、メタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド等のアミド類、ジメチルスルホキシド及びニトロベンゼン、並びに、これらの2種以上の混合物が挙げられる。 The form of the component (A) is not particularly limited, and examples thereof include powders, dispersions, and sol. The "dispersion liquid" and "sol" as used herein mean that the component (A) is 0.01 to 80% by mass, preferably 0.1 to 50% by mass in water, a hydrophilic organic solvent or a mixed solvent thereof. It means a state in which the particles are dispersed as at least one of the primary particles or the secondary particles at the concentration of. The hydrophilic organic solvent is not particularly limited, and is, for example, alcohols such as ethylene glycol, butyl cellosolve, n-propanol, isopropanol, n-butanol, ethanol and methanol, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, tetrahydrofuran, and the like. Examples thereof include ethers such as dioxane, amides such as dimethylacetamide and dimethylformamide, dimethylsulfoxide and nitrobenzene, and mixtures of two or more thereof.
(A)成分に用いられる金属酸化物としては、特に限定されないが、例えば、二酸化珪素(シリカ)、酸化アルミニウム(アルミナ)、酸化アンチモン、酸化チタン、酸化インジウム、酸化スズ、酸化ジルコニウム、酸化鉛、酸化鉄、珪酸カルシウム、酸化マグネシウム、酸化ニオブ、酸化セリウム及びそれらの複合酸化物等が挙げられ、中でも相互作用の強さの観点から、二酸化珪素(シリカ)、酸化アルミニウム(アルミナ)、酸化アンチモン、及びそれらの複合酸化物等が好ましい。 The metal oxide used for the component (A) is not particularly limited, but for example, silicon dioxide (silica), aluminum oxide (alumina), antimony oxide, titanium oxide, indium oxide, tin oxide, zirconium oxide, lead oxide, and the like. Examples thereof include iron oxide, calcium silicate, magnesium oxide, niobium oxide, cerium oxide and composite oxides thereof. Among them, silicon dioxide (silica), aluminum oxide (alumina), antimony oxide, etc. from the viewpoint of the strength of interaction. And their composite oxides and the like are preferable.
一実施形態において、(A)成分は、取扱い性の観点からコロイダルシリカが好ましい。コロイダルシリカは、ゾル-ゲル法で調製されてもよいし、市販品を利用してもよい。ゾル-ゲル法で調製する場合には、Werner Stober et al;J.Colloid and Interface Sci., 26, 62-69 (1968)、Rickey D.Badley et al;Lang muir 6, 792-801 (1990)、色材協会誌,61 [9] 488-493 (1988)等を参照できる。コロイダルシリカは、二酸化珪素を基本単位とするシリカの水又は水溶性溶媒の分散体である。コロイダルシリカの数平均粒子径は1~400nmであり、好ましくは1~100nmであり、より好ましくは4~50nmである。コロイダルシリカの数平均粒子径が1nm以上の場合、コーティング組成物の貯蔵安定性が良好となる傾向にある。また、コロイダルシリカの数平均粒子径が400nm以下の場合、コーティング組成物から得られる塗膜の透明性が良好となる傾向にある。 In one embodiment, the component (A) is preferably colloidal silica from the viewpoint of handleability. Colloidal silica may be prepared by a sol-gel method, or a commercially available product may be used. When prepared by the sol-gel method, Werner Stober et al; J. Mol. Colloid and Interface Sci. , 26, 62-69 (1968), Rickey D. Badley et al; Lang muir 6, 792-801 (1990), Journal of Japan Society of Color Material, 61 [9] 488-493 (1988) and the like can be referred to. Colloidal silica is a dispersion of water or a water-soluble solvent of silica having silicon dioxide as a basic unit. The number average particle size of colloidal silica is 1 to 400 nm, preferably 1 to 100 nm, and more preferably 4 to 50 nm. When the number average particle size of colloidal silica is 1 nm or more, the storage stability of the coating composition tends to be good. Further, when the number average particle size of colloidal silica is 400 nm or less, the transparency of the coating film obtained from the coating composition tends to be good.
上記範囲の数平均粒子径のコロイダルシリカは、水性分散液の状態で、酸性及び塩基性のいずれであっても用いることができる。コロイダルシリカと親水性化合物とが非共有結合を介して固定化される場合、非共有結合が強固になることからpH10以下であることが好ましい。水を分散媒体とする酸性のコロイダルシリカとしては、特に限定されないが、例えば市販品として日産化学工業(株)製スノーテックス(登録商標)-OXS、スノーテックス-OS、スノーテックス-O、スノーテックス-OL、スノーテックス-OYL、旭電化工業(株)製アデライト(登録商標)AT-20Q、クラリアントジャパン(株)製クレボゾール(登録商標)20H12、及びクレボゾール30CAL25などが利用できる。 Colloidal silica having a number average particle size in the above range can be used in the state of an aqueous dispersion, whether it is acidic or basic. When colloidal silica and the hydrophilic compound are immobilized via a non-covalent bond, the pH is preferably 10 or less because the non-covalent bond becomes strong. The acidic colloidal silica using water as a dispersion medium is not particularly limited, but as a commercial product, for example, Snowtex (registered trademark) -OXS, Snowtex-OS, Snowtex-O, Snowtex manufactured by Nissan Chemical Industry Co., Ltd. -OL, Snowtex-OYL, Adelite (registered trademark) AT-20Q manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd., Clevosol (registered trademark) 20H12 manufactured by Clariant Japan Co., Ltd., Clevosol 30CAL25, etc. can be used.
塩基性のコロイダルシリカとしては、特に限定されないが、例えばアルカリ金属イオン、アンモニウムイオン、及びアミンの添加で安定化したシリカがある。市販品として、特に限定されないが、例えば、日産化学工業(株)製スノーテックス-20、スノーテックス-30、スノーテックス-C、スノーテックス-C30、スノーテックス-CM40、スノーテックス-N、スノーテックス-N30、スノーテックス-K、スノーテックス-XL、スノーテックス-YL、スノーテックス-ZL、スノーテックスPS-M、及びスノーテックスPS-L等が使用可能である。あるいは、旭電化工業(株)製アデライトAT-20、アデライトAT-30、アデライトAT-20N、アデライトAT-30N、アデライトAT-20A、アデライトAT-30A、アデライトAT-40、及びアデライトAT-50等も使用可能である。さらに、クラリアントジャパン(株)製クレボゾール30R9、クレボゾール30R50、及びクレボゾール50R50等や、デュポン社製ルドックス(登録商標)HS-40、ルドックスHS-30、ルドックスLS、及びルドックスSM-30等も使用可能である。 The basic colloidal silica is not particularly limited, and includes, for example, silica stabilized by the addition of alkali metal ion, ammonium ion, and amine. Commercially available products are not particularly limited, but for example, Nissan Chemical Industries, Ltd. Snowtex-20, Snowtex-30, Snowtex-C, Snowtex-C30, Snowtex-CM40, Snowtex-N, Snowtex. -N30, Snowtex-K, Snowtex-XL, Snowtex-YL, Snowtex-ZL, Snowtex PS-M, Snowtex PS-L and the like can be used. Alternatively, Adelite AT-20, Adelite AT-30, Adelite AT-20N, Adelite AT-30N, Adelite AT-20A, Adelite AT-30A, Adelite AT-40, Adelite AT-50, etc. manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd. Can also be used. Further, Clariant Japan Co., Ltd.'s Crevosol 30R9, Crevosol 30R50, Crevosol 50R50, etc., and DuPont's Ludox (registered trademark) HS-40, Ludox HS-30, Ludox LS, Ludox SM-30, etc. can also be used. be.
また、水溶性溶剤を分散媒体とするコロイダルシリカとしては、特に限定されないが、例えば、日産化学工業(株)製MA-ST-M(数平均粒子径が20~25nmのメタノール分散タイプ)、IPA-ST(数平均粒子径が10~15nmのイソプロピルアルコール分散タイプ)、EG-ST(数平均粒子径が10~15nmのエチレングリコール分散タイプ)、EG-ST-ZL(数平均粒子径が70~100nmのエチレングリコール分散タイプ)、及びNPC-ST(数平均粒子径が10~15nmのエチレングリコールモノプロピルエーテール分散タイプ)等が使用可能である。 The colloidal silica using a water-soluble solvent as a dispersion medium is not particularly limited, and is, for example, MA-ST-M (a methanol dispersion type having a number average particle diameter of 20 to 25 nm) manufactured by Nissan Chemical Industry Co., Ltd., IPA. -ST (isopropyl alcohol dispersion type with a number average particle diameter of 10 to 15 nm), EG-ST (ethylene glycol dispersion type with a number average particle diameter of 10 to 15 nm), EG-ST-ZL (number average particle diameter of 70 to 70 to 100 nm ethylene glycol dispersion type), NPC-ST (ethylene glycol monopropyl ether dispersion type having a number average particle diameter of 10 to 15 nm) and the like can be used.
なお、これらのコロイダルシリカは、一種又は二種類以上組み合わせて使用されてもよい。また、少量成分として、アルミナ、及びアルミン酸ナトリウム等を含んでいてもよい。さらに、コロイダルシリカは、安定剤として無機塩基(水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、アンモニアなど)や有機塩基(テトラメチルアンモニウムなど)等を含んでいてもよい。 In addition, these colloidal silica may be used individually or in combination of two or more types. Further, alumina, sodium aluminate and the like may be contained as a small amount component. Further, colloidal silica may contain an inorganic base (sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, ammonia, etc.), an organic base (tetramethylammonium, etc.) and the like as stabilizers.
<(B)重合体粒子水分散体>
(B)成分は、上述したように、(b1)成分:加水分解性珪素化合物及び(b2)成分:ビニル単量体と、(b3)成分:乳化剤とからなる重合物を含む重合体粒子と、(b4):水とを含む重合体粒子水分散体である。(B)成分としては、(b1)成分に由来する水酸基と、(b2)成分の重合生成物とが、水素結合等により複合化されたものを用いることが好適である。
<(B) Polymer particle aqueous dispersion>
As described above, the component (B) is a polymer particle containing a polymer composed of a component (b1): a hydrolyzable silicon compound, a component (b2): a vinyl monomer, and a component (b3): an emulsifier. , (B4): Polymer particle aqueous dispersion containing water. As the component (B), it is preferable to use a compound in which the hydroxyl group derived from the component (b1) and the polymerization product of the component (b2) are complexed by hydrogen bonds or the like.
本実施の形態のコーティング組成物は、(B)に含まれる(b1)が、(b1-1):炭素数が3~16の直鎖のアルキル基を有する加水分解性珪素化合物と(b1-2):メチル基を有する加水分解性珪素化合物とを含み、(b1-1)と(b1-2)との質量比(b1-1)/(b1-2)が0.1~3.0の範囲となることにより、耐熱性を有し、クラックの抑制ができる。 In the coating composition of the present embodiment, (b1) contained in (B) is (b1-1): a hydrolyzable silicon compound having a linear alkyl group having 3 to 16 carbon atoms and (b1-b1-). 2): Contains a hydrolyzable silicon compound having a methyl group, and the mass ratio (b1-1) / (b1-2) of (b1-1) and (b1-2) is 0.1 to 3.0. Within the range of, it has heat resistance and can suppress cracks.
<(b1)>
(b1)成分としては、特に限定されないが、例えば下記式(I)で表される化合物やその縮合生成物、シランカップリング剤等が挙げられる。
SiWxRy (I)
ここで、式中、Wは炭素数1~20のアルコキシ基、水酸基、炭素数1~20のアセトキシ基、ハロゲン原子、水素原子、炭素数1~20のオキシム基、エノキシ基、アミノキシ基及びアミド基からなる群より選ばれる少なくとも1種の基を表す。Rは、直鎖状又は分岐状の炭素数が1~30個のアルキル基、炭素数5~20のシクロアルキル基、及び置換されていないか又は炭素数1~20のアルキル基若しくは炭素数1~20のアルコキシ基若しくはハロゲン原子で置換されている炭素数6~20のアリール基からなる群より選ばれる少なくとも1種の炭化水素基を表す。xは1以上4以下の整数であり、yは0以上3以下の整数である。また、x+y=4である。
<(B1)>
The component (b1) is not particularly limited, and examples thereof include a compound represented by the following formula (I), a condensation product thereof, a silane coupling agent, and the like.
SiWxRy (I)
Here, in the formula, W is an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a hydroxyl group, an acetoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a halogen atom, a hydrogen atom, an oxime group having 1 to 20 carbon atoms, an enoxy group, an aminoxy group and an amide. Represents at least one group selected from the group consisting of groups. R is a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, and an unsubstituted or substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or 1 carbon atom. Represents at least one hydrocarbon group selected from the group consisting of ~ 20 alkoxy groups or aryl groups having 6 to 20 carbon atoms substituted with halogen atoms. x is an integer of 1 or more and 4 or less, and y is an integer of 0 or more and 3 or less. Further, x + y = 4.
シランカップリング剤とは、ビニル重合性基、エポキシ基、アミノ基、メタクリル基、メルカプト基、イソシアネート基等の有機物と反応性を有する官能基が分子内に存在するシラン誘導体を意味する。 The silane coupling agent means a silane derivative in which a functional group reactive with an organic substance such as a vinyl polymerizable group, an epoxy group, an amino group, a methacrylic group, a mercapto group and an isocyanate group is present in the molecule.
式(I)で表される化合物としては、特に限定されないが、例えば、具体的にはテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ-n-プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラ-n-ブトキシシラン等のテトラアルコキシシラン類;メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、n-プロピルトリメトキシシラン、n-プロピルトリエトキシシラン、イソプロピルトリメトキシシラン、イソプロピルトリエトキシシラン、n-ブチルトリメトキシシラン、n-ブチルトリエトキシシラン、n-ペンチルトリメトキシシラン、n-ヘキシルトリメトキシシラン、n-ヘプチルトリメトキシシラン、n-オクチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、3-クロロプロピルトリメトキシシラン、3-クロロプロピルトリエトキシシラン、3,3,3-トリフロロプロピルトリメトキシシラン、3,3,3-トリフルオロプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、2-ヒドロキシエチルトリメトキシシラン、2-ヒドロキシエチルトリエトキシシラン、2-ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、2-ヒドロキシプロピルトリエトキシシラン、3-ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、3-ヒドロキシプロピルトリエトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3-イソシアナートプロピルトリメトキシシラン、3-イソシアナートプロピルトリエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、3-(メタ)アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリ-n-プロポキシシラン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリイソプロポキシシラン、3-ウレイドプロピルトリメトキシシラン、3-ウレイドプロピルトリエトキシシラン等のトリアルコキシシラン類;ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジ-n-プロピルジメトキシシラン、ジ-n-プロピルジエトキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、ジイソプロピルジエトキシシラン、ジ-n-ブチルジメトキシシラン、ジ-n-ブチルジエトキシシラン、ジ-n-ペンチルジメトキシシラン、ジ-n-ペンチルジエトキシシラン、ジ-n-ヘキシルジメトキシシラン、ジ-n-ヘキシルジエトキシシラン、ジ-n-ヘプチルジメトキシシラン、ジ-n-ヘプチルジエトキシシラン、ジ-n-オクチルジメトキシシラン、ジ-n-オクチルジエトキシシラン、ジ-n-シクロヘキシルジメトキシシラン、ジ-n-シクロヘキシルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン等のジアルコキシシラン類;トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン等のモノアルコキシシラン類等が使用可能である。また、これらは、単独で使用されてもよいし、2種以上を混合して使用されてもよい。 The compound represented by the formula (I) is not particularly limited, but specifically, for example, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetra-n-butoxysilane and the like. Tetraalkoxysilanes; methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, isopropyltrimethoxysilane, isopropyltriethoxysilane, n-butyltrimethoxysilane, n-butyltriethoxysilane, n-pentyltrimethoxysilane, n-hexyltrimethoxysilane, n-heptyltrimethoxysilane, n-octyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxy. Silane, allyltrimethoxysilane, cyclohexyltrimethoxysilane, cyclohexyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3-chloropropyltriethoxysilane, 3,3,3-tri Fluoropropyltrimethoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 2-hydroxyethyltrimethoxysilane, 2-hydroxyethyltriethoxysilane , 2-Hydroxypropyltrimethoxysilane, 2-hydroxypropyltriethoxysilane, 3-hydroxypropyltrimethoxysilane, 3-hydroxypropyltriethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 3 -Isocyanatopropyltrimethoxysilane, 3-Isocyanatopropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxy Silane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, 3- (meth) acrylicoxypropyltrimethoxysilane, 3- (meth) acrylicoxypropyltriethoxysilane, 3- (meth) acryloyloxypropyltri -N-propoxysilane, 3- (meth) acryloyloxypropyltriisopropoxysilane, 3-ureidopro Trialkoxysilanes such as pyrutrimethoxysilane, 3-ureidopropyltriethoxysilane; dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, diethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, di-n-propyldimethoxysilane, di-n-propyl Diethoxysilane, diisopropyldimethoxysilane, diisopropyldiethoxysilane, di-n-butyldimethoxysilane, di-n-butyldiethoxysilane, di-n-pentyldimethoxysilane, di-n-pentyldiethoxysilane, di-n -Hexyldimethoxysilane, di-n-hexyldiethoxysilane, di-n-heptyldimethoxysilane, di-n-heptyldiethoxysilane, di-n-octyldimethoxysilane, di-n-octyldiethoxysilane, di- Dialkoxysilanes such as n-cyclohexyldimethoxysilane, di-n-cyclohexyldiethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, 3- (meth) acryloyloxypropylmethyldimethoxysilane; trimethylmethoxysilane, trimethylethoxysilane, etc. Monoalkoxysilanes and the like can be used. Further, these may be used alone or in combination of two or more.
(b1-1)成分は、炭素数が3~16の直鎖のアルキル基を有する加水分解性珪素化合物であり、炭素数が3~8の直鎖のアルキル基を有する加水分解性珪素化合物であることが好ましい。 The component (b1-1) is a hydrolyzable silicon compound having a linear alkyl group having 3 to 16 carbon atoms and a hydrolyzable silicon compound having a linear alkyl group having 3 to 8 carbon atoms. It is preferable to have.
また、(b1-1)成分としては、特に限定されないが、例えば、n-プロピルトリメトキシシラン、n-プロピルトリエトキシシラン、n-ブチルトリメトキシシラン、n-ブチルトリエトキシシラン、n-ペンチルトリメトキシシラン、n-ペンチルトリエトキシシラン、n-ヘキシルトリメトキシシラン、n-ヘキシルトリエトキシシラン、n-ヘプチルトリメトキシシラン、n-ヘプチルトリエトキシシラン、n-オクチルトリメトキシシラン、n-オクチルトリエトキシシラン、n-オクチルトリエメトキシシラン、n-デシルトリエトキシシラン、n-ドデシルトリメトキシシラン、n-ドデシルトリエトキシシラン、n-ヘキサデシルトリメトキシシラン、n-ヘキサデシルトリエトキシシラン、1,6ビス(トリメトキシシリル)ヘキサン、1,8ビス(トリメトキシシリル)オクタン等のアルコキシシラン累投が使用可能である。これらは単独で使用されてもよいし、2種以上を混合して使用されてもよい。 The component (b1-1) is not particularly limited, but for example, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, n-butyltrimethoxysilane, n-butyltriethoxysilane, and n-pentyltri. Methoxysilane, n-pentyltriethoxysilane, n-hexyltrimethoxysilane, n-hexyltriethoxysilane, n-heptiltrimethoxysilane, n-heptiltriethoxysilane, n-octyltrimethoxysilane, n-octyltriethoxysilane Silane, n-octyltriethoxysilane, n-decyltriethoxysilane, n-dodecyltrimethoxysilane, n-dodecyltriethoxysilane, n-hexadecyltrimethoxysilane, n-hexadecyltriethoxysilane, 1,6 bis Ekoxysilane accumulation such as (trimethoxysilyl) hexane and 1,8 bis (trimethoxysilyl) octane can be used. These may be used alone or in admixture of two or more.
(b1-2)成分としては、式(II)で表される化合物等が挙げられる。
SiW1W2W3CH3 (II)
ここで、式(II)中、W1、W2、W3は炭素数1~20のアルコキシ基、水酸基、炭素数1~20のアセトキシ基、ハロゲン原子、水素原子、炭素数1~20のオキシム基、エノキシ基、アミノキシ基及びアミド基からなる群より選ばれる少なくとも1種の基を表す。W1、W2、W3は全て同じ官能基でも異なる官能基でもよい。
Examples of the component (b1-2) include compounds represented by the formula (II).
SiW1W2W3CH 3 (II)
Here, in the formula (II), W1, W2, and W3 are an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a hydroxyl group, an acetoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a halogen atom, a hydrogen atom, and an oxime group having 1 to 20 carbon atoms. Represents at least one group selected from the group consisting of an enoxy group, an aminoxi group and an amide group. W1, W2, and W3 may all have the same functional group or different functional groups.
また、(b1-1)成分と(b1-2)との質量比(b1-1)/(b1-2)は、0.1~3.0の範囲であり、重合安定性の観点から、好ましくは0.1~2.0であり、より好ましくは0.1~1.5である。 Further, the mass ratio (b1-1) / (b1-2) of the component (b1-1) and (b1-2) is in the range of 0.1 to 3.0, and from the viewpoint of polymerization stability, It is preferably 0.1 to 2.0, and more preferably 0.1 to 1.5.
更に、(b1)成分としては、フェニル基を有する珪素アルコキシド(例えばフェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、及びジフェニルジメトキシシラン等)を含んでもよい。フェニル基を有する珪素アルコキシドを用いた場合、水及び乳化剤の存在下における重合安定性が良好となり、好適である。(b1)成分として、フェニル基を有する珪素アルコキシドを用いた場合、(b1)成分の合計量100質量部に対して、好ましくは0.1~30質量部、より好ましくは1.0~20質量部が好ましい。この範囲内の場合、重合安定性が十分であり、得られる塗膜の耐熱性も良好である。 Further, the component (b1) may contain a silicon alkoxide having a phenyl group (for example, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, etc.). When a silicon alkoxide having a phenyl group is used, the polymerization stability is good in the presence of water and an emulsifier, which is preferable. When a silicon alkoxide having a phenyl group is used as the component (b1), it is preferably 0.1 to 30 parts by mass, more preferably 1.0 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the component (b1). The unit is preferable. Within this range, the polymerization stability is sufficient and the heat resistance of the obtained coating film is also good.
また、(b1)成分として、4官能の珪素アルコキシド(例えばテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ(n-プロポキシ)シラン、テトラ(i-プロポキシ)シラン、テトラ(n-ブトキシ)シラン、テトラ(i-ブトキシ)シラン、テトラ-sec-ブトキシシラン、テトラ-tert-ブトキシシラン等)を含んでもよい。4官能の珪素アルコキシドを用いた場合、(b1)成分の合計量100質量部に対して、好ましくは0.1~10質量部、より好ましくは10得られる塗膜の強度及び防汚性が良好となり、好適である。 Further, as the component (b1), a tetrafunctional silicon alkoxide (for example, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra (n-propoxy) silane, tetra (i-propoxy) silane, tetra (n-butoxy) silane, tetra (i). -Butoxy) silane, tetra-sec-butoxysilane, tetra-tert-butoxysilane, etc.) may be included. When a tetrafunctional silicon alkoxide is used, the strength and antifouling property of the obtained coating film are good, preferably 0.1 to 10 parts by mass, more preferably 10 with respect to 100 parts by mass of the total amount of the component (b1). It is suitable.
更に、(b1)成分は、チオール基を有するシランカップリング剤や、ビニル重合性基を有する加水分解性珪素化合物と組み合わせて用いてもよい。これらを用いた場合、得られる塗膜の長期防汚染性が良好となり好適である。チオール基を有するシランカップリング剤としては、特に限定されないが、例えば、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、及び3-メルカプトプロピルトリエトキシシラン等が使用可能である。 Further, the component (b1) may be used in combination with a silane coupling agent having a thiol group or a hydrolyzable silicon compound having a vinyl polymerizable group. When these are used, the long-term stain resistance of the obtained coating film is good, which is preferable. The silane coupling agent having a thiol group is not particularly limited, and for example, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane and the like can be used.
また、(b1)成分としては、特に限定されないが、例えば、3-(メタ)アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、3-(メタ)アタクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリn-プロポキシシラン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、及び2-トリメトキシシリルエチルビニルエーテル等のビニル重合性基を有するシランカップリング剤等が使用可能である。 The component (b1) is not particularly limited, but is, for example, 3- (meth) acrylicoxypropyltrimethoxysilane, 3- (meth) atacryloxypropyltriethoxysilane, and 3- (meth) acryloyloxypropylmethyl. Dimethoxysilane, 3- (meth) acryloyloxypropyltri n-propoxysilane, 3- (meth) acryloyloxypropyltriisopropoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, allyltrimethoxysilane, and 2-trimethoxy. A silane coupling agent having a vinyl polymerizable group such as silyl ethyl vinyl ether can be used.
これらシランカップリング剤は、後述する(b2)成分との共重合又は連鎖移動反応により化学結合を生成し得る。このため、ビニル重合性基やチオール基を有するシランカップリング剤を上述した(b1)成分と混合若しくは複合化させて用いた場合、(b1)の重合生成物と後述する(b2)成分の重合生成物とを化学結合により複合化し得る。なお、上述の「ビニル重合性基」とは、特に限定されないが、例えば、ビニル基、アリル基等であり、中でも3-(メタ)アクリルオキシプロピル基が好ましい。 These silane coupling agents can form a chemical bond by copolymerization with the component (b2) described later or a chain transfer reaction. Therefore, when a silane coupling agent having a vinyl polymerizable group or a thiol group is mixed or combined with the above-mentioned component (b1), the polymerization product of (b1) and the component (b2) described later are polymerized. The product can be polymerized by chemical bonding. The above-mentioned "vinyl polymerizable group" is not particularly limited, but is, for example, a vinyl group, an allyl group, or the like, and a 3- (meth) acrylic oxypropyl group is preferable.
<(b2)>
(b2)成分は、ビニル単量体である。(b2)成分としては、水酸基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基、及びエーテル基からなる群より選ばれる少なくとも1種の官能基を有するビニル単量体を含むことが好ましい。かかる官能基を有するビニル単量体を含むことにより、(B)成分以外の他の成分(例えば(A)成分における金属酸化物等)が有する官能基と化学結合(例えば縮合等)することが容易となり、相互作用を高めることができる。
<(B2)>
The component (b2) is a vinyl monomer. The component (b2) preferably contains a vinyl monomer having at least one functional group selected from the group consisting of a hydroxyl group, a carboxyl group, an amide group, an amino group, and an ether group. By containing the vinyl monomer having such a functional group, it is possible to chemically bond (for example, condensation, etc.) with the functional group of a component other than the component (B) (for example, a metal oxide in the component (A)). It becomes easier and the interaction can be enhanced.
(b2)成分として挙げられる水酸基含有ビニル単量体の具体例としては、特に限定されないが、例えば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)アクリレート若しくは4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートのような各種のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類;2-ヒドロキシエチルビニルエーテル若しくは4-ヒドロキシブチルビニルエーテルのような各種の水酸基含有ビニルエーテル類;2-ヒドロキシエチルアリルエーテルのような各種の水酸基含有アリルエーテル類;ポリエチレングリコールに代表される種々のポリエーテルポリオールと、(メタ)アクリル酸に代表される種々の不飽和カルボン酸とから得られるポリオキシアルキレングリコールのモノエステル類;上述の各種の水酸基含有単量体類とε-カプロラクトンに代表される種々のラクトン類との付加物;グリシジル(メタ)アクリレートに代表される種々のエポキシ基含有不飽和単量体と酢酸に代表される種々の酸類との付加物;(メタ)アクリル酸に代表される種々の不飽和カルボン酸類と「カーデュラ E」(オランダ国シェル社製の商品名)に代表されるα-オレフィンのエポキサイド以外の種々のモノエポキシ化合物との付加物等が挙げられる。 Specific examples of the hydroxyl group-containing vinyl monomer mentioned as the component (b2) are not particularly limited, but for example, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate or 4-hydroxybutyl (meth). Various hydroxyalkyl (meth) acrylates such as acrylates; Various hydroxyl group-containing vinyl ethers such as 2-hydroxyethyl vinyl ether or 4-hydroxybutyl vinyl ether; Various hydroxyl group-containing allyl ethers such as 2-hydroxyethyl allyl ether. Kind; Monoesters of polyoxyalkylene glycols obtained from various polyether polyols typified by polyethylene glycol and various unsaturated carboxylic acids typified by (meth) acrylic acid; Additives of weights and various lactones typified by ε-caprolactone; various epoxy group-containing unsaturated monomers typified by glycidyl (meth) acrylate and various acids typified by acetic acid. Additives; various unsaturated carboxylic acids typified by (meth) acrylic acid and various monoepoxide compounds other than epoxides of α-olefins typified by "Cardura E" (trade name manufactured by Shell Co., Ltd., Netherlands). Additives and the like.
(b2)成分として挙げられるカルボキシル基含有ビニル単量体の具体例としては、特に限定されないが、例えば(メタ)アクリル酸、2-カルボキシエチル(メタ)アクリレート、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸若しくはフマル酸のような各種の不飽和カルボン酸類;(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸ブチルのような不飽和カルボン酸類と飽和1価アルコール類とのエステル類;イタコン酸モノメチル、イタコン酸モノ-n-ブチル、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノ-n-ブチル、フマル酸モノメチル、フマル酸モノ-n-ブチルのような不飽和ジカルボン酸類と飽和1価アルコール類とのモノエステル類(ハーフエステル類);アジピン酸モノビニル若しくはコハク酸モノビニルのような各種の飽和ジカルボン酸のモノビニルエステル類;無水コハク酸、無水グルタル酸、無水フタル酸若しくは無水トリメリット酸のような各種の飽和ポリカルボン酸の無水物類と上述の各種の水酸基含有ビニル系単量体類との付加反応生成物;上述の各種のカルボキシル基含有単量体類とラクトン類とを付加反応して得られる単量体類;3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシランのような加水分解性珪素化合物等が挙げられる。 Specific examples of the carboxyl group-containing vinyl monomer mentioned as the component (b2) are not particularly limited, but are, for example, (meth) acrylic acid, 2-carboxyethyl (meth) acrylate, crotonic acid, itaconic acid, maleic acid or the like. Various unsaturated carboxylic acids such as fumaric acid; esters of unsaturated carboxylic acids such as methyl (meth) acrylate and butyl (meth) acrylate and saturated monovalent alcohols; monomethyl itaconate, mono-itaconate Monoesters (half esters) of unsaturated dicarboxylic acids such as -n-butyl, monomethyl maleate, mono-n-butyl maleate, monomethyl fumarate, mono-n-butyl fumarate and saturated monovalent alcohols. ); Monovinyl esters of various saturated dicarboxylic acids such as monovinyl adipate or monovinyl succinate; anhydrides of various saturated polycarboxylic acids such as succinic acid anhydride, glutaric acid anhydride, phthalic acid anhydride or trimellitic acid anhydride. Addition reaction products of the above-mentioned various hydroxyl group-containing vinyl-based monomers; monomers obtained by addition reaction of the above-mentioned various carboxyl group-containing monomers and lactones; 3- Examples thereof include hydrolyzable silicon compounds such as methacryloxypropyltrimethoxysilane.
(b2)成分として挙げられるアミノ基含有ビニル単量体の具体例としては、特に限定されないが、例えば2-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、2-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、2-ジ-n-プロピルアミノエチル(メタ)アクリレート、3-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、4-ジメチルアミノブチル(メタ)アクリレート若しくはN-[2-(メタ)アクリロイルオキシ]エチルモルホリンのような各種の3級アミノ基含有(メタ)アクリル酸エステル類;ビニルピリジン、N-ビニルカルバゾール、N-ビニルキノリンのような各種の3級アミノ基含有芳香族ビニル系単量体類;N-(2-ジメチルアミノ)エチル(メタ)アクリルアミド、N-(2-ジエチルアミノ)エチル(メタ)アクリルアミド、N-(2-ジ-n-プロピルアミノ)エチル(メタ)アクリルアミド、N-(3-ジメチルアミノ)プロピル(メタ)アクリルアミド、N-(4-ジメチルアミノ)ブチル(メタ)アクリルアミド若しくはN-[2-(メタ)アクリルアミド]エチルモルホリンのような各種の3級アミノ基含有(メタ)アクリルアミド類;N-(2-ジメチルアミノ)エチルクロトン酸アミド、N-(2-ジエチルアミノ)エチルクロトン酸アミド、N-(2-ジ-n-プロピルアミノ)エチルクロトン酸アミド、N-(3-ジメチルアミノ)プロピルクロトン酸アミド若しくはN-(4-ジメチルアミノ)ブチルクロトン酸アミドのような各種の3級アミノ基含有クロトン酸アミド類;2-ジメチルアミノエチルビニルエーテル、2-ジエチルアミノエチルビニルエーテル、3-ジメチルアミノプロピルビニルエーテル若しくは4-ジメチルアミノブチルビニルエーテルのような各種の3級アミノ基含有ビニルエーテル類等が挙げられる。 Specific examples of the amino group-containing vinyl monomer mentioned as the component (b2) are not particularly limited, but are, for example, 2-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, 2-diethylaminoethyl (meth) acrylate, and 2-di-n. -Various tertiary aminos such as propylaminoethyl (meth) acrylate, 3-dimethylaminopropyl (meth) acrylate, 4-dimethylaminobutyl (meth) acrylate or N- [2- (meth) acryloyloxy] ethylmorpholin. Group-containing (meth) acrylic acid esters; various tertiary amino group-containing aromatic vinyl-based monomers such as vinylpyridine, N-vinylcarbazole, N-vinylquinolin; N- (2-dimethylamino) ethyl. (Meta) acrylamide, N- (2-diethylamino) ethyl (meth) acrylamide, N- (2-di-n-propylamino) ethyl (meth) acrylamide, N- (3-dimethylamino) propyl (meth) acrylamide, Various tertiary amino group-containing (meth) acrylamides such as N- (4-dimethylamino) butyl (meth) acrylamide or N- [2- (meth) acrylamide] ethylmorpholin; N- (2-dimethylamino) Ethyl crotonic acid amide, N- (2-diethylamino) ethyl crotonic acid amide, N- (2-di-n-propylamino) ethyl crotonic acid amide, N- (3-dimethylamino) propyl crotonic acid amide or N- ( Various tertiary amino group-containing crotonic acid amides such as 4-dimethylamino) butyl crotonic acid amide; 2-dimethylaminoethyl vinyl ether, 2-diethylaminoethyl vinyl ether, 3-dimethylaminopropyl vinyl ether or 4-dimethylaminobutyl vinyl ether. Examples thereof include various tertiary amino group-containing vinyl ethers such as.
(b2)成分として挙げられるエーテル基含有ビニル単量体の具体例としては、特に限定されないが、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン高級脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレンブロック共重合体のような各種のポリエーテル鎖を側鎖に有するビニルエーテル類、アリルエーテル類又は(メタ)アクリル酸エステル類のビニル単量体類が挙げられる。エーテル基含有ビニル単量体は市販品を用いることもでき、例えばブレンマーPE-90、PE-200、PE-350、PME-100、PME-200、PME-400、AE-350(以上、日本油脂社製、商品名)、MA-30、MA-50、MA-100、MA-150、RA-1120、RA-2614、RMA-564、RMA-568、RMA-1114、MPG130-MA(以上、日本乳化剤社製、商品名)等が挙げられる。ここで、ポリオキシエチレン鎖のオキシエチレン単位の数は2~30が好ましい。ポリオキシエチレン鎖のオキシエチレン単位の数が2以上では、塗膜の柔軟性が良好となる傾向にあり、30以下であると、塗膜が軟らかくなりすぎず、耐ブロッキング性に優れる傾向にある。 Specific examples of the ether group-containing vinyl monomer mentioned as the component (b2) are not particularly limited, but are limited to polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, polyoxyethylene higher fatty acid ester, and polyoxyethylene-poly. Examples thereof include vinyl ethers having various polyether chains such as oxypropylene block copolymers on the side chains, allyl ethers, and vinyl monomers of (meth) acrylic acid esters. Commercially available products can be used as the ether group-containing vinyl monomer, for example, Blemmer PE-90, PE-200, PE-350, PME-100, PME-200, PME-400, AE-350 (above, NOF). (Product name), MA-30, MA-50, MA-100, MA-150, RA-1120, RA-2614, RMA-564, RMA-568, RMA-1114, MPG130-MA (above, Japan) (Product name) manufactured by Embroidery Co., Ltd. may be mentioned. Here, the number of oxyethylene units in the polyoxyethylene chain is preferably 2 to 30. When the number of oxyethylene units in the polyoxyethylene chain is 2 or more, the flexibility of the coating film tends to be good, and when it is 30 or less, the coating film does not become too soft and tends to have excellent blocking resistance. ..
(b2)成分として挙げられるアミド基含有ビニル単量体の具体例としては、特に限定されないが、例えばN-アルキル又はN-アルキレン置換(メタ)アクリルアミドを例示することができる。より具体的には、特に限定されないが、例えばN-メチルアクリルアミド、N-メチルメタクリルアミド、N-エチルアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジメチルメタクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、N-エチルメタクリルアミド、N-メチル-N-エチルアクリルアミド、N-メチル-N-エチルメタクリルアミド、N-イソプロピルアクリルアミド、N-n-プロピルアクリルアミド、N-イソプロピルメタクリルアミド、N-n-プロピルメタクリルアミド、N-メチル-N-n-プロピルアクリルアミド、N-メチル-N-イソプロピルアクリルアミド、N-アクリロイルピロリジン、N-メタクリロイルピロリジン、N-アクリロイルピペリジン、N-メタクリロイルピペリジン、N-アクリロイルヘキサヒドロアゼピン、N-アクリロイルモルホリン、N-メタクリロイルモルホリン、N-ビニルピロリドン、N-ビニルカプロラクタム、N,N’-メチレンビスアクリルアミド、N,N’-メチレンビスメタクリルアミド、N-ビニルアセトアミド、ダイアセトンアクリルアミド、ダイアセトンメタクリルアミド、N-メチロールアクリルアミド、N-メチロールメタクリルアミド等が挙げられる。 Specific examples of the amide group-containing vinyl monomer mentioned as the component (b2) are not particularly limited, and examples thereof include N-alkyl and N-alkylene substituted (meth) acrylamide. More specifically, but not particularly limited, for example, N-methylacrylamide, N-methylmethacrylamide, N-ethylacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N, N-dimethylmethacrylamide, N, N-diethylacrylamide, N-ethylmethacrylamide, N-methyl-N-ethylacrylamide, N-methyl-N-ethylmethacrylamide, N-isopropylacrylamide, Nn-propylacrylamide, N-isopropylmethacrylamide, Nn-propylmethacrylamide , N-Methyl-N-n-propylacrylamide, N-Methyl-N-Isopropylacrylamide, N-Acryloylpyrrolidine, N-methacryloylpyrrolidine, N-acryloylpiperidin, N-methacryloylpiperidin, N-acryloylhexahydroazepine, N- Acryloyl morpholine, N-methacryloyl morpholine, N-vinylpyrrolidone, N-vinylcaprolactum, N, N'-methylenebisacrylamide, N, N'-methylenebismethacrylamide, N-vinylacetamide, diacetoneacrylamide, diacetonemethacrylamide , N-methylolacrylamide, N-methylolmethacrylamide and the like.
前記(b2)成分としては、他成分との水素結合性をより向上させる観点から、2級アミド基、3級アミド基あるいはその両方を有するビニル単量体であることが好ましい。特に水素結合力の観点から3級アミド基を有するビニル単量体が好ましい。 The component (b2) is preferably a vinyl monomer having a secondary amide group, a tertiary amide group, or both, from the viewpoint of further improving the hydrogen bonding property with other components. In particular, a vinyl monomer having a tertiary amide group is preferable from the viewpoint of hydrogen bonding force.
(B)成分に対する(b2)成分の含有量の質量比((b2)/(B))は、重合安定性の観点から、好ましくは0.005/1~0.2/1、より好ましくは0.01/1~0.05/1、である。 The mass ratio of the content of the component (b2) to the component (B) ((b2) / (B)) is preferably 0.005 / 1 to 0.2 / 1, more preferably 0.005 / 1 to 0.2 / 1, from the viewpoint of polymerization stability. It is 0.01 / 1 to 0.05 / 1.
<(b3)>
(b3)成分としては、特に限定されないが、例えばアルキルベンゼンスルホン酸、アルキルスルホン酸、アルキルスルホコハク酸、ポリオキシエチレンアルキル硫酸、ポリオキシエチレンアルキルアリール硫酸、ポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテルスルホン酸等の酸性乳化剤、酸性乳化剤のアルカリ金属(Li、Na、K等)塩、酸性乳化剤のアンモニウム塩、脂肪酸石鹸等のアニオン性界面活性剤;アルキルトリメチルアンモニウムブロミド、アルキルピリジニウムブロミド、イミダゾリニウムラウレート等の四級アンモニウム塩、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩型のカチオン性界面活性剤;ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンオキシプロピレンブロックコポリマー、ポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテル等のノニオン型界面活性剤等が挙げられる。これらは1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
<(B3)>
The component (b3) is not particularly limited, but is acidic, for example, alkylbenzene sulfonic acid, alkylsulfonic acid, alkylsulfosuccinic acid, polyoxyethylenealkylsulfate, polyoxyethylenealkylarylsulfate, polyoxyethylene distyrylphenylethersulfonic acid and the like. Anionic surfactants such as emulsifiers, alkali metal (Li, Na, K, etc.) salts of acidic emulsifiers, ammonium salts of acidic emulsifiers, fatty acid soaps; alkyltrimethylammonium bromide, alkylpyridinium bromide, imidazolinium laurate, etc. Primary ammonium salt, pyridinium salt, imidazolinium salt type cationic surfactant; polyoxyethylene alkylaryl ether, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene oxypropylene block copolymer, polyoxyethylene distyrylphenyl ether, etc. Nonionic type surfactant and the like can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
(b3)成分としては、得られる(B)成分の水分散安定性を向上させる観点、及び、得られる塗膜の長期防汚染性を向上させる観点から、ラジカル重合性の二重結合を有する反応性乳化剤を用いることが好ましい。反応性乳化剤としては、特に限定されないが、例えば、スルホン酸基又はスルホネート基を有するビニル単量体、硫酸エステル基を有するビニル単量体、及びそれらのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、ポリオキシエチレン等のノニオン基を有するビニル単量体、並びに、4級アンモニウム塩を有するビニル単量体等が挙げられる。 The component (b3) is a reaction having a radically polymerizable double bond from the viewpoint of improving the water dispersion stability of the obtained component (B) and improving the long-term antifouling property of the obtained coating film. It is preferable to use a sex emulsifier. The reactive emulsifier is not particularly limited, and is, for example, a vinyl monomer having a sulfonic acid group or a sulfonate group, a vinyl monomer having a sulfate ester group, and alkali metal salts, ammonium salts, polyoxyethylene and the like thereof. Examples thereof include a vinyl monomer having a nonionic group of the above, a vinyl monomer having a quaternary ammonium salt, and the like.
スルホン酸基又はスルホネート基を有するビニル単量体としては、例えばラジカル重合性の二重結合を有し、かつスルホン酸基のアンモニウム塩、ナトリウム塩又はカリウム塩のような置換基により一部が置換された、炭素数1~20のアルキル基、炭素数2~4のアルキルエーテル基、炭素数2~4のポリアルキルエーテル基、フェニル基、ナフチル基、及びコハク酸基からなる群より選ばれる置換基を有する化合物;スルホン酸基のアンモニウム塩、ナトリウム塩又はカリウム塩のような置換基が結合しているビニル基を有するビニルスルホネート化合物等が挙げられる。 The vinyl monomer having a sulfonic acid group or a sulfonate group has, for example, a radically polymerizable double bond and is partially substituted with a substituent such as an ammonium salt, a sodium salt or a potassium salt of the sulfonic acid group. Substitution selected from the group consisting of an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkyl ether group having 2 to 4 carbon atoms, a polyalkyl ether group having 2 to 4 carbon atoms, a phenyl group, a naphthyl group, and a succinic acid group. Compounds having a group; Examples thereof include vinyl sulfonate compounds having a vinyl group to which a substituent such as an ammonium salt, a sodium salt or a potassium salt of a sulfonic acid group is bonded.
硫酸エステル基を有するビニル単量体としては、例えばラジカル重合性の二重結合を有し、かつ硫酸エステル基のアンモニウム塩、ナトリウム塩又はカリウム塩のような置換基により一部が置換された、炭素数1~20のアルキル基、炭素数2~4のアルキルエーテル基、炭素数2~4のポリアルキルエーテル基、フェニル基、及びナフチル基からなる群より選ばれる置換基を有する化合物等が挙げられる。 The vinyl monomer having a sulfate group has, for example, a radically polymerizable double bond and is partially substituted with a substituent such as an ammonium salt, a sodium salt or a potassium salt of the sulfate group. Examples thereof include compounds having a substituent selected from the group consisting of an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkyl ether group having 2 to 4 carbon atoms, a polyalkyl ether group having 2 to 4 carbon atoms, a phenyl group, and a naphthyl group. Be done.
スルホン酸基のアンモニウム塩、ナトリウム塩又はカリウム塩のような置換基により一部が置換されたコハク酸基を有する化合物の具体例としては、アリルスルホコハク酸塩等が挙げられる。より詳しくは、例えばエレミノールJS-2(三洋化成社製、商品名)、ラテムルS-120、S-180A又はS-180(花王社製、商品名)等が挙げられる。 Specific examples of the compound having a succinic acid group partially substituted with a substituent such as an ammonium salt, a sodium salt or a potassium salt of a sulfonic acid group include allylsulfosuccinate and the like. More specifically, for example, Eleminor JS-2 (manufactured by Sanyo Chemical Industries, Inc., trade name), Latemul S-120, S-180A or S-180 (manufactured by Kao Corporation, trade name) and the like can be mentioned.
スルホン酸基のアンモニウム塩、ナトリウム塩又はカリウム塩のような置換基により一部が置換された、炭素数2~4のアルキルエーテル基又は炭素数2~4のポリアルキルエーテル基を有する化合物の具体例としては、例えばアクアロンHS-10又はKH-1025(第一工業製薬社製、商品名)、アデカリアソープSE-1025N又はSR-1025(旭電化工業社製、商品名)等が挙げられる。 Specifics of a compound having an alkyl ether group having 2 to 4 carbon atoms or a polyalkyl ether group having 2 to 4 carbon atoms, which is partially substituted with a substituent such as an ammonium salt, a sodium salt or a potassium salt of a sulfonic acid group. Examples thereof include Aqualon HS-10 or KH-1025 (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., trade name), Adecaria Soap SE-1025N or SR-1025 (manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd., trade name) and the like.
ノニオン基を有するビニル単量体として具体的には、例えばα-〔1-〔(アリルオキシ)メチル〕-2-(ノニルフェノキシ)エチル〕-ω-ヒドロキシポリオキシエチレン(商品名:アデカリアソープNE-20、NE-30、NE-40等、旭電化工業社製)、ポリオキシエチレンアルキルプロペニルフェニルエーテル(商品名:アクアロンRN-10、RN-20、RN-30、RN-50等、第一製薬工業社製)が挙げられる。 Specifically, as the vinyl monomer having a nonionic group, for example, α- [1-[(allyloxy) methyl] -2- (nonylphenoxy) ethyl] -ω-hydroxypolyoxyethylene (trade name: Adecaria Soap NE) -20, NE-30, NE-40, etc., manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.), Polyoxyethylene alkyl propenylphenyl ether (trade names: Aqualon RN-10, RN-20, RN-30, RN-50, etc., No. 1 (Manufactured by Pharmaceutical Industry Co., Ltd.).
(b3)成分の含有量は、重合安定性の観点から、(B)成分100質量部に対して、好ましくは10質量部以下、より好ましくは0.001~5質量部である。 The content of the component (b3) is preferably 10 parts by mass or less, and more preferably 0.001 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (B) from the viewpoint of polymerization stability.
(B)成分は、例えば、上述の(b1)~(b3)の各成分、及び(b4)成分(すなわち水)を含む重合原液中で、(b1)成分、(b2)成分及び(b3)成分を重合して得られる重合体粒子水分散体であることが好ましい。(b4)成分の含有量は、重合安定性の観点から、重合原液中の含有率として好ましくは30~99.9質量%である。 The component (B) is, for example, the component (b1), the component (b2) and the component (b3) in the polymerization stock solution containing the above-mentioned components (b1) to (b3) and the component (b4) (that is, water). It is preferably a polymer particle aqueous dispersion obtained by polymerizing the components. The content of the component (b4) is preferably 30 to 99.9% by mass as the content in the polymerization stock solution from the viewpoint of polymerization stability.
重合原液には、(b1)~(b4)成分に加え、更に種々の成分を混合することができる。まず、重合原液には、(b5)成分:前記(b2)成分と共重合可能な他のビニル単量体をさらに混合することが好ましい。このような(b5)成分を用いることは、生成する重合生成物の特性(ガラス転移温度、分子量、水素結合力、極性、分散安定性、耐候性、(b1)成分である加水分解性珪素化合物の重合生成物との相溶性等)を制御する観点から好適である。 In addition to the components (b1) to (b4), various components can be further mixed in the polymerization stock solution. First, it is preferable to further mix the component (b5): another vinyl monomer copolymerizable with the component (b2) in the polymerization stock solution. The use of such a component (b5) is characterized by the characteristics (glass transition temperature, molecular weight, hydrogen bonding force, polarity, dispersion stability, weather resistance) of the produced polymerization product, and the hydrolyzable silicon compound which is the component (b1). It is suitable from the viewpoint of controlling the compatibility with the polymerization product of the above.
(b5)成分としては、特に限定されないが、例えばアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、芳香族ビニル化合物、シアン化ビニル類の他、エポキシ基含有ビニル単量体、カルボニル基含有ビニル単量体、アニオン型ビニル単量体のような官能基を含有する単量体等が挙げられる。 The component (b5) is not particularly limited, and is, for example, an acrylic acid ester, a methacrylate ester, an aromatic vinyl compound, vinyl cyanide, an epoxy group-containing vinyl monomer, a carbonyl group-containing vinyl monomer, and an anion. Examples thereof include a monomer containing a functional group such as a type vinyl monomer.
(b5)成分が全ビニル単量体中に占める割合としては、好ましくは0.001~30質量%であり、より好ましくは0.05~10質量%の範囲である。(b5)成分をこの範囲で用いることは、ガラス転移温度、分子量、水素結合力、極性、分散安定性、耐候性、(b1)成分である加水分解性珪素化合物の重合生成物との相溶性等を制御する観点から好適である。 The proportion of the component (b5) in the total vinyl monomer is preferably 0.001 to 30% by mass, and more preferably 0.05 to 10% by mass. The use of the component (b5) in this range includes glass transition temperature, molecular weight, hydrogen bonding force, polarity, dispersion stability, weather resistance, and compatibility with the polymerization product of the hydrolyzable silicon compound as the component (b1). It is suitable from the viewpoint of controlling the above.
重合原液には、連鎖移動剤を混合することができる。連鎖移動剤としては、特に限定されないが、例えばn-オクチルメルカプタン、n-ドデシルメルカプタン、t-ドデシルメルカプタンのようなアルキルメルカプタン類;ベンジルメルカプタン、ドデシルベンジルメルカプタンのような芳香族メルカプタン類;チオリンゴ酸のようなチオカルボン酸又はそれらの塩若しくはそれらのアルキルエステル類、又はポリチオール類、ジイソプロピルキサントゲンジスルフィド、ジ(メチレントリメチロールプロパン)キサントゲンジスルフィド及びチオグリコール、α-メチルスチレンのダイマー等のアリル化合物等が挙げられる。 A chain transfer agent can be mixed with the polymerization stock solution. The chain transfer agent is not particularly limited, and is, for example, alkyl mercaptans such as n-octyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, and t-dodecyl mercaptan; aromatic mercaptans such as benzyl mercaptan and dodecyl benzyl mercaptan; Examples thereof include thiocarboxylic acids or salts thereof or alkyl esters thereof, polythiols, diisopropylxanthogen disulfides, di (methylenetrimethylolpropane) xanthogen disulfides and thioglycols, and allyl compounds such as dimers of α-methylstyrene. ..
これら連鎖移動剤の使用量は、全ビニル単量体の合計量100質量部に対して、好ましくは0.001~30質量部、より好ましくは0.05~10質量部である。連鎖移動剤をこの範囲で用いることは、重合安定性の観点から好適である。 The amount of these chain transfer agents used is preferably 0.001 to 30 parts by mass, more preferably 0.05 to 10 parts by mass, based on 100 parts by mass of the total amount of all vinyl monomers. It is preferable to use a chain transfer agent in this range from the viewpoint of polymerization stability.
更に、重合原液には、分散安定剤を混合してもよい。分散安定剤としては、特に限定されないが、例えば、ポリカルボン酸及びスルホン酸塩からなる群から選ばれる各種の水溶性オリゴマー類や、ポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセルロース、澱粉、マレイン化ポリブタジエン、マレイン化アルキッド樹脂、ポリアクリル酸(塩)、ポリアクリルアミド、水溶性又は水分散性アクリル樹脂などの合成又は天然の水溶性又は水分散性の各種の水溶性高分子物質が使用可能である。また、これらの1種又は2種以上の混合物を使用可能である。重合原液における分散安定剤の使用量は、重合体粒子(B)100質量部に対して、好ましくは10質量部以下であり、より好ましくは0.001~5質量部である。 Further, a dispersion stabilizer may be mixed with the polymerization stock solution. The dispersion stabilizer is not particularly limited, but is, for example, various water-soluble oligomers selected from the group consisting of polycarboxylic acid and sulfonate, polyvinyl alcohol, hydroxyethyl cellulose, starch, maleated polybutadiene, and maleized alkyd resin. , Polyacrylic acid (salt), polyacrylamide, synthetic or natural water-soluble or water-dispersible various water-soluble polymer substances such as water-soluble or water-dispersible acrylic resin can be used. In addition, one kind or a mixture of two or more kinds of these can be used. The amount of the dispersion stabilizer used in the polymerization stock solution is preferably 10 parts by mass or less, and more preferably 0.001 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer particles (B).
重合原液の重合は、重合触媒の存在下で実施するのが好ましい。(b1)成分の重合触媒としては、特に限定されないが、例えば、塩酸、フッ酸等のハロゲン化水素類、酢酸、トリクロル酢酸、トリフルオロ酢酸、乳酸等のカルボン酸類、硫酸、p-トルエンスルホン酸等のスルホン酸類、アルキルベンゼンスルホン酸、アルキルスルホン酸、アルキルスルホコハク酸、ポリオキシエチレンアルキル硫酸、ポリオキシエチレンアルキルアリール硫酸、ポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテルスルホン酸等の酸性乳化剤類、酸性又は弱酸性の無機塩、フタル酸、リン酸、及び硝酸のような酸性化合物類;水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ナトリウムメチラート、酢酸ナトリウム、テトラメチルアンモニウムクロリド、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、トリブチルアミン、ジアザビシクロウンデセン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、エタノールアミン類、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、及びγ-(2-アミノエチル)-アミノプロピルトリメトキシシランのような塩基性化合物類;ジブチル錫オクチレート、及びジブチル錫ジラウレートのような錫化合物等が使用可能である。中でも、加水分解性珪素化合物(b1)の重合触媒としては、重合触媒のみならず乳化剤としても作用する酸性乳化剤類、特に炭素数が5~30のアルキルベンゼンスルホン酸(ドデシルベンゼンスルホン酸等)が好ましい。 The polymerization of the polymerization stock solution is preferably carried out in the presence of a polymerization catalyst. The polymerization catalyst of the component (b1) is not particularly limited, but for example, hydrogen halides such as hydrochloric acid and hydrofluoric acid, carboxylic acids such as acetic acid, trichloracetic acid, trifluoroacetic acid and lactic acid, sulfuric acid and p-toluenesulfonic acid. Cyclic acids such as alkylbenzene sulfonic acid, alkylsulfonic acid, alkylsulfosuccinic acid, polyoxyethylenealkylsulfate, polyoxyethylenealkylarylsulfate, polyoxyethylene distyrylphenyl ether sulfonic acid and other acidic emulsifiers, acidic or weakly acidic Acidic compounds such as inorganic salts, phthalic acid, phosphoric acid, and nitrate; sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium methylate, sodium acetate, tetramethylammonium chloride, tetramethylammonium hydroxide, tributylamine, diazabicyclo Basic compounds such as undecene, ethylenediamine, diethylenetriamine, ethanolamines, γ-aminopropyltrimethoxysilane, and γ- (2-aminoethyl) -aminopropyltrimethoxysilane; dibutyltin octylate, and dibutyltin dilaurate. Such as tin compounds can be used. Among them, as the polymerization catalyst of the hydrolyzable silicon compound (b1), acidic emulsifiers that act as emulsifiers as well as polymerization catalysts, particularly alkylbenzene sulfonic acid having 5 to 30 carbon atoms (dodecylbenzene sulfonic acid, etc.) are preferable. ..
また、(b2)成分の重合触媒としては、熱又は還元性物質などによってラジカル分解してビニル単量体の付加重合を起こさせるラジカル重合触媒が好適である。水溶性又は油溶性の過硫酸塩、過酸化物、アゾビス化合物等が好ましく使用される。より具体的には、特に限定されないが、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素、t-ブチルヒドロパーオキシド、t-ブチルパーオキシベンゾエート、2,2-アゾビスイソブチロニトリル、2,2-アゾビス(2-ジアミノプロパン)ヒドロクロリド、及び2,2-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)等が使用可能である。 Further, as the polymerization catalyst of the component (b2), a radical polymerization catalyst that undergoes radical decomposition by heat or a reducing substance to cause addition polymerization of the vinyl monomer is suitable. Water-soluble or oil-soluble persulfates, peroxides, azobis compounds and the like are preferably used. More specifically, but not particularly limited, for example, potassium persulfate, sodium persulfate, ammonium persulfate, hydrogen peroxide, t-butylhydroperoxide, t-butylperoxybenzoate, 2,2-azobisisobutyi. Lonitrile, 2,2-azobis (2-diaminopropane) hydrochloride, 2,2-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) and the like can be used.
重合原液における重合触媒の使用量は、全ビニル単量体100質量部に対して、好ましくは0.001~5質量部である。なお、重合速度の促進、及び70℃以下等の低温での重合を望まれる場合は、例えば重亜硫酸ナトリウム、塩化第一鉄、アスコルビン酸塩、及びロンガリット等の還元剤をラジカル重合触媒と組み合わせて用いると有利である。 The amount of the polymerization catalyst used in the polymerization stock solution is preferably 0.001 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total vinyl monomer. If it is desired to accelerate the polymerization rate and polymerize at a low temperature such as 70 ° C. or lower, a reducing agent such as sodium bisulfite, ferrous chloride, ascorbate, and longalit is combined with a radical polymerization catalyst. It is advantageous to use.
一実施形態において、(b1)成分の重合と、(b2)成分との重合とは、別々に実施することも可能であるが、同時に実施すると、水素結合等によるミクロな有機・無機複合化が達成できるので好ましい。 In one embodiment, the polymerization of the component (b1) and the polymerization of the component (b2) can be carried out separately, but if they are carried out at the same time, micro-organic / inorganic composites due to hydrogen bonds or the like are formed. It is preferable because it can be achieved.
(B)成分を得る方法として、乳化剤がミセルを形成するのに十分な量の水の存在下に(b1)成分と(b2)成分とを重合する、いわゆる乳化重合が適している。乳化重合の方法としては、例えば(b1)成分及び(b2)成分、更には必要に応じて(b3)成分をそのまま、又は乳化した状態で、一括若しくは分割して、又は連続的に反応容器中に滴下し、重合触媒の存在下、好ましくは大気圧から必要により10MPaまでの圧力下で、約30~150℃の反応温度で重合させる方法等が挙げられる。ただし、必要に応じて、これ以上の圧力で、又はこれ以下の温度条件で重合してもよい。 As a method for obtaining the component (B), so-called emulsion polymerization in which the component (b1) and the component (b2) are polymerized in the presence of a sufficient amount of water for the emulsifier to form micelles is suitable. As a method of emulsion polymerization, for example, the component (b1) and the component (b2), and if necessary, the component (b3) as they are, or in an emulsified state, are collectively or divided, or continuously in a reaction vessel. In the presence of a polymerization catalyst, preferably under a pressure from atmospheric pressure to 10 MPa if necessary, a method of polymerizing at a reaction temperature of about 30 to 150 ° C. can be mentioned. However, if necessary, polymerization may be carried out at a pressure higher than this or under temperature conditions lower than this.
重合原液の配合について、重合安定性の観点から、全固形分質量が0.1~70質量%、好ましくは1~55質量%の範囲になるように(b1)~(b4)の各成分を配合するのが好ましい。全固形分質量(質量%)は、(B)成分を100℃に加温したオーブンに2時間入れて乾燥させた乾燥質量を求め、下記式(III)に基づいて求めることができる。
全固形分質量(質量%)=乾燥質量/(B)成分の質量×100・・・(III)
Regarding the formulation of the polymerization stock solution, from the viewpoint of polymerization stability, each component (b1) to (b4) is added so that the total solid content mass is in the range of 0.1 to 70% by mass, preferably 1 to 55% by mass. It is preferable to mix. The total solid content mass (mass%) can be determined by placing the component (B) in an oven heated to 100 ° C. for 2 hours and drying it, and determining the dry mass based on the following formula (III).
Total solid content mass (mass%) = dry mass / mass of (B) component x 100 ... (III)
更に、乳化重合を行なう際には、粒子径を適度に成長又は制御する観点から、シード重合法を用いることが好ましい。シード重合法とは、予め水相中にエマルジョン粒子(シード粒子)を存在させて重合させる方法である。シード重合法を行なう際の重合系中のpHは、好ましくは1.0~10.0であり、より好ましくは1.0~6.0である。重合中のpHは、例えば、燐酸二ナトリウムやボラックス、又は、炭酸水素ナトリウム、アンモニア等のpH緩衝剤を用いて調節することが可能である。 Further, when carrying out emulsion polymerization, it is preferable to use a seed polymerization method from the viewpoint of appropriately growing or controlling the particle size. The seed polymerization method is a method in which emulsion particles (seed particles) are previously present in the aqueous phase to polymerize. The pH in the polymerization system when the seed polymerization method is carried out is preferably 1.0 to 10.0, and more preferably 1.0 to 6.0. The pH during the polymerization can be adjusted by using, for example, disodium phosphate, volax, or a pH buffer such as sodium hydrogen carbonate or ammonia.
(B)成分を得る方法として、(b1)成分を重合させるのに必要な(b3)成分及び(b4)成分の存在下、(b1)成分及び(b2)成分を、必要により溶剤存在下で重合した後、重合生成物がエマルジョンとなるまで水を添加する手法も適用できる。 As a method for obtaining the component (B), in the presence of the component (b3) and the component (b4) necessary for polymerizing the component (b1), the component (b1) and the component (b2) can be obtained in the presence of a solvent, if necessary. After polymerization, a method of adding water until the polymerization product becomes an emulsion can also be applied.
(B)成分における重合体粒子は、得られる塗膜の基材密着性を向上させる観点から、コア層と、当該コア層を被覆する1層又は2層以上のシェル層とを備えたコアシェル構造を有することが好ましい。当該コアシェル構造を形成する方法としては、乳化重合を多段で行う、多段乳化重合が非常に有用である。コアシェル構造は、例えば透過型電子顕微鏡等による形態観察や粘弾性測定による解析等により観察することができる。 The polymer particles in the component (B) have a core-shell structure including a core layer and one or more shell layers covering the core layer from the viewpoint of improving the adhesion of the obtained coating film to the substrate. It is preferable to have. As a method for forming the core-shell structure, multi-stage emulsion polymerization in which emulsion polymerization is carried out in multiple stages is very useful. The core-shell structure can be observed, for example, by morphological observation with a transmission electron microscope or analysis by viscoelasticity measurement.
(B)成分は、前記コア層を形成するシード粒子を含む前記重合原液中で、前記(b1)成分及び前記(b2)成分を重合して得られる重合体粒子であることが好ましく、前記シード粒子が、前記(b1)成分、前記(b2)成分及び(b5)成分(前記(b2)成分と共重合可能な他のビニル単量体からなる群より選ばれる少なくとも1種以上の成分)を重合して得られる粒子であることがより好ましい。この場合も、多段乳化重合が有用である。 The component (B) is preferably polymer particles obtained by polymerizing the component (b1) and the component (b2) in the polymerization stock solution containing the seed particles forming the core layer, and the seed. The particles contain the component (b1), the component (b2) and the component (b5) (at least one component selected from the group consisting of other vinyl monomers copolymerizable with the component (b2)). It is more preferable that the particles are obtained by polymerization. In this case as well, multi-stage emulsion polymerization is useful.
多段乳化重合は、具体的には、例えば第1段階として、(b3)成分及び(b4)成分の存在下、(b1)成分、(b2)成分及び(b5)成分からなる群より選ばれる少なくとも1種以上の成分を重合してシード粒子を形成し、第2段階として、当該シード粒子の存在下、(b1)成分及び(b2)成分、並びに必要に応じて(b5)成分を含む重合原液を添加して重合する(2段重合法)。3段以上の多段乳化重合を実施する場合、例えば第3段階として、さらに(b1)成分及び(b2)成分、並びに必要に応じて(b5)成分を含む重合原液を添加して重合することができる。このような方法は、重合安定性の観点からも好適である。 Specifically, the multi-stage emulsion polymerization is specifically selected from the group consisting of the (b1) component, the (b2) component and the (b5) component in the presence of the (b3) component and the (b4) component, for example, as the first step. A polymerization stock solution containing one or more components to form seed particles, and as a second step, the components (b1) and (b2) and, if necessary, the component (b5) in the presence of the seed particles. Is added and polymerized (two-stage polymerization method). When performing multi-stage emulsion polymerization in three or more stages, for example, as the third stage, the polymerization stock solution containing the component (b1) and the component (b2) and, if necessary, the component (b5) may be added and polymerized. can. Such a method is also suitable from the viewpoint of polymerization stability.
2段重合法を採用する場合、上記第1段階において用いられる重合原液中の固形分質量(M1)と上記第2段階において添加される重合原液中の固形分質量(M2)との質量比((M1)/(M2))は、重合安定性の観点から、好ましくは9/1~1/9、より好ましくは8/2~2/8である。 When the two-stage polymerization method is adopted, the mass ratio of the solid content mass (M1) in the polymerization stock solution used in the first step to the solid content mass (M2) in the polymerization stock solution added in the second step (M2). (M1) / (M2)) is preferably 9/1 to 1/9, more preferably 8/2 to 2/8, from the viewpoint of polymerization stability.
また、上記コアシェル構造として、重合安定性の観点から、シード粒子の粒径分布(体積平均粒子径/数平均粒子径)が大きく変化することなく、上記第2段階の重合によって粒子径が増大した構造を有することが好ましい。なお、体積平均粒子径は、数平均粒子径と同様に測定し得る。また、コアシェル構造は、例えば、透過型電子顕微鏡等による形態観察や粘弾性測定による解析等により観察することができる Further, as the core-shell structure, the particle size of the seed particles (volume average particle size / number average particle size) did not change significantly from the viewpoint of polymerization stability, and the particle size was increased by the second stage polymerization. It is preferable to have a structure. The volume average particle diameter can be measured in the same manner as the number average particle diameter. Further, the core-shell structure can be observed by, for example, morphological observation with a transmission electron microscope or analysis by viscoelasticity measurement or the like.
コアシェル構造のコア層のガラス転移温度(Tg)は、好ましくは0℃以下である。この場合、室温における柔軟性がより優れた塗膜を得ることができるので、クラック等が生じ難い太陽電池用の保護部材を形成することが可能となり、好ましい。なお、本実施の形態において、Tgは示差走査熱量測定装置(DSC)にて測定することができる。 The glass transition temperature (Tg) of the core layer of the core-shell structure is preferably 0 ° C. or lower. In this case, since a coating film having more excellent flexibility at room temperature can be obtained, it is possible to form a protective member for a solar cell in which cracks and the like are less likely to occur, which is preferable. In this embodiment, Tg can be measured by a differential scanning calorimetry device (DSC).
一実施形態において、コーティング組成物(及びこれから形成される塗膜)に含まれる(B)成分の数平均粒子径は、例えば10nm~800nmであることが好ましい。数平均粒子径が10nm~800nmの(B)成分と、数平均粒子径が1nm~400nmの金属酸化物を含む(A)成分と組み合わせてコーティング組成物を形成することにより、得られる塗膜の耐候性、防汚染性が良好となる。また、得られる塗膜の光学特性、ハードコート性の観点から、(B)成分の数平均粒子径は、好ましくは20nm~250nmであり、より好ましくは5nm~200nmである。(B)成分の数平均粒子径の測定法については、(A)成分における金属酸化物の数平均粒子径の測定法と同じものが採用され得る。 In one embodiment, the number average particle size of the component (B) contained in the coating composition (and the coating film formed from the coating film) is preferably 10 nm to 800 nm, for example. A coating film obtained by forming a coating composition by combining a component (B) having a number average particle diameter of 10 nm to 800 nm and a component (A) containing a metal oxide having a number average particle diameter of 1 nm to 400 nm. Good weather resistance and stain resistance. Further, from the viewpoint of the optical characteristics and the hard coat property of the obtained coating film, the number average particle size of the component (B) is preferably 20 nm to 250 nm, and more preferably 5 nm to 200 nm. As for the method for measuring the number average particle size of the component (B), the same method as the method for measuring the number average particle size of the metal oxide in the component (A) can be adopted.
(A)成分における金属酸化物の表面積(SA)と(B)成分における重合体粒子の表面積(SB)との比((SA)/(SB))は、好ましくは0.001~1000の範囲である。なお、各成分の表面積は、(A)成分及び(B)成分の各々の粒子径、各々の質量、及び各々の比重から、粒子の形状を真球と仮定して算出することができる。 The ratio ((SA) / (SB)) of the surface area (SA) of the metal oxide in the component (A) to the surface area (SB) of the polymer particles in the component (B) is preferably in the range of 0.001 to 1000. Is. The surface area of each component can be calculated from the particle size of each of the components (A) and (B), the mass of each, and the specific gravity of each, assuming that the shape of the particles is a true sphere.
<(C)加水分解性珪素化合物>
本実施の形態のコーティング組成物は、得られる塗膜の強度及び防汚性を向上させる目的で、(C)成分として加水分解性珪素化合物を更に含むことが好ましい。(C)成分として用いられる加水分解性珪素含有化合物としては、特に限定されないが、例えば、下記式(IV)で表される加水分解性珪素含有化合物(c1)、下記式(V)で表される加水分解性珪素含有化合物(c2)、及び下記式(VI)で表される加水分解性珪素化合物(c3)からなる群より選ばれる1種以上を用いることができる。
R1nSiX4-n (IV)
ここで、式(IV)中、R1は水素原子、あるいは、ハロゲン基、ヒドロキシ基、メルカプト基、アミノ基、(メタ)アクリロイル基又はエポキシ基を有していてもよい、炭素数1~10のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基若しくはアリール基を表す。Xは、加水分解性基を表し、nは0~3の整数である。加水分解性基は加水分解により水酸基が生じる基であれば特に限定されず、例えばハロゲン原子、アルコキシ基、アシルオキシ基、アミノ基、フェノキシ基、オキシム基等が挙げられる。
X3Si-R2n-SiX3 (V)
ここで、式(V)中、Xは加水分解性基を表し、R2は炭素数1~6のアルキレン基又はフェニレン基を表す。nは0又は1である。
R3-(O-Si(OR3)2)n-OR3 (VI)
ここで、式(VI)中、R3は炭素数1~6のアルキル基を表す。nは2~8の整数である。
<(C) Hydrolyzable silicon compound>
The coating composition of the present embodiment preferably further contains a hydrolyzable silicon compound as the component (C) for the purpose of improving the strength and antifouling property of the obtained coating film. The hydrolyzable silicon-containing compound used as the component (C) is not particularly limited, but is represented by, for example, the hydrolyzable silicon-containing compound (c1) represented by the following formula (IV) and the following formula (V). One or more selected from the group consisting of the hydrolyzable silicon-containing compound (c2) and the hydrolyzable silicon compound (c3) represented by the following formula (VI) can be used.
R1 n SiX 4-n (IV)
Here, in the formula (IV), R1 may have a hydrogen atom, a halogen group, a hydroxy group, a mercapto group, an amino group, a (meth) acryloyl group or an epoxy group, and has 1 to 10 carbon atoms. Represents an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group or an aryl group. X represents a hydrolyzable group, and n is an integer of 0 to 3. The hydrolyzable group is not particularly limited as long as it is a group in which a hydroxyl group is generated by hydrolysis, and examples thereof include a halogen atom, an alkoxy group, an acyloxy group, an amino group, a phenoxy group and an oxime group.
X 3 Si-R2 n -SiX 3 (V)
Here, in the formula (V), X represents a hydrolyzable group, and R2 represents an alkylene group or a phenylene group having 1 to 6 carbon atoms. n is 0 or 1.
R3- (O-Si (OR3) 2 ) n -OR3 (VI)
Here, in the formula (VI), R3 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. n is an integer of 2 to 8.
(c1)成分及び(c2)成分としては、具体的には、特に限定されないが、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ(n-プロポキシ)シラン、テトラ(i-プロポキシ)シラン、テトラ(n-ブトキシ)シラン、テトラ(i-ブトキシ)シラン、テトラ-sec-ブトキシシラン、テトラ-tert-ブトキシシラン、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジメトキシシラン、ジエトキシシラン、メチルジメトキシシラン、メチルジエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ビス(トリメトキシシリル)メタン、ビス(トリエトキシシリル)メタン、ビス(トリフェノキシシリル)メタン、ビス(トリメトキシシリル)エタン、ビス(トリエトキシシリル)エタン、ビス(トリフェノキシシリル)エタン、1,3-ビス(トリメトキシシリル)プロパン、1,3-ビス(トリエトキシシリル)プロパン、1,3-ビス(トリフェノキシシリル)プロパン、1,4-ビス(トリメトキシシリル)ベンゼン、1,4-ビス(トリエトキシシリル)ベンゼン、3-クロロプロピルトリメトキシシラン、3-クロロプロピルトリエトキシシラン、3-ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、3-ヒドロキシプロピルトリエトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、テトラアセトキシシラン、テトラキス(トリクロロアセトキシ)シラン、テトラキス(トリフルオロアセトキシ)シラン、トリアセトキシシラン、トリス(トリクロロアセトキシ)シラン、トリス(トリフルオロアセトキシ)シラン、メチルトリアセトキシシラン、メチルトリス(トリクロロアセトキシ)シラン、テトラクロロシラン、テトラブロモシラン、テトラフルオロシラン、トリクロロシラン、トリブロモシラン、トリフルオロシラン、メチルトリクロロシラン、メチルトリブロモシラン、メチルトリフルオロシラン、テトラキス(メチルエチルケトキシム)シラン、トリス(メチルエチルケトキシム)シラン、メチルトリス(メチルエチルケトキシム)シラン、フェニルトリス(メチルエチルケトキシム)シラン、ビス(メチルエチルケトキシム)シラン、メチルビス(メチルエチルケトキシム)シラン、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサメチルシクロトリシラザン、ビス(ジメチルアミノ)ジメチルシラン、ビス(ジエチルアミノ)ジメチルシラン、ビス(ジメチルアミノ)メチルシラン、ビス(ジエチルアミノ)メチルシラン等が使用可能である。 The component (c1) and the component (c2) are not particularly limited, but are, for example, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra (n-propoxy) silane, tetra (i-propoxy) silane, and tetra (c1). n-butoxy) silane, tetra (i-butoxy) silane, tetra-sec-butoxysilane, tetra-tert-butoxysilane, trimethoxysilane, triethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane , Ethyltriethoxysilane, propyltrimethoxysilane, propyltriethoxysilane, isobutyltriethoxysilane, cyclohexyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, dimethoxysilane, diethoxysilane, methyldimethoxysilane, methyldiethoxy Silane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, bis (trimethoxysilyl) methane, bis (triethoxysilyl) methane, bis (triphenyloxysilyl) methane, bis (trimethoxysilyl) ethane, bis (triethoxysilyl) ethane , Bis (triphenoxysilyl) ethane, 1,3-bis (trimethoxysilyl) propane, 1,3-bis (triethoxysilyl) propane, 1,3-bis (triphenyloxysilyl) propane, 1,4-bis (Trimethoxysilyl) benzene, 1,4-bis (triethoxysilyl) benzene, 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3-chloropropyltriethoxysilane, 3-hydroxypropyltrimethoxysilane, 3-hydroxypropyltriethoxysilane , 3-Mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-Mercaptopropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, 3-acryloxy Propyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, tetraacetoxysilane, tetrakis (trichloroacetoxy) silane, tetrakis (trifluoroacetoxy) silane, triacetoxysilane, tris (trichloroacetoxy) ) Silane, Tris (trifluoroacetoxy) silane, Methyltriacetoxysilane, Methyltris (trichloroacetoxy) silane, Tetrak Lorosilane, Tetrabromosilane, Tetrafluorosilane, Trichlorosilane, Tribromosilane, Trifluorosilane, Methyltrichlorosilane, Methyltribromosilane, Methyltrifluorosilane, Tetrakiss (methylethylketoxim) silane, Tris (methylethylketoxim) silane, Methyltris (Methylethylketoxim) silane, phenyltris (methylethylketoxim) silane, bis (methylethylketoxim) silane, methylbis (methylethylketoxim) silane, hexamethyldisilazane, hexamethylcyclotrisilazane, bis (dimethylamino) dimethylsilane, bis (diethylamino) ) Dimethylsilane, bis (dimethylamino) methylsilane, bis (diethylamino) methylsilane and the like can be used.
また、(c3)成分としては、具体的には、特に限定されないが、例えば、テトラメトキシシランの部分加水分解縮合物(商品名「Mシリケート51」多摩化学工業(株)製、商品名「MSI51」コルコート(株)製)、商品名「MS51」、「MS56」三菱化学(株)製)、テトラエトキシシランの部分加水分解縮合物(商品名「シリケート35」、「シリケート45」多摩化学工業(株)製、商品名「ESI40」、「ESI48」コルコート(株)製)、及びテトラメトキシシランとテトラエトキシシランとの共部分加水分解縮合物(商品名「FR-3」多摩化学工業(株)製、商品名「EMSi48」コルコート(株)製)等が使用可能である。 The component (c3) is not particularly limited, but for example, a partially hydrolyzed condensate of tetramethoxysilane (trade name "M silicate 51" manufactured by Tama Chemical Industry Co., Ltd., trade name "MSI51". "Corcourt Co., Ltd.), trade name" MS51 "," MS56 "manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd.), partial hydrolysis condensate of tetraethoxysilane (trade name" Silicate 35 "," Silicate 45 "Tama Chemical Industry ( Made by Co., Ltd., trade name "ESI40", "ESI48" manufactured by Corcote Co., Ltd.), and a co-partially hydrolyzed condensate of tetramethoxysilane and tetraethoxysilane (trade name "FR-3", Tama Chemical Industry Co., Ltd.) , Product name "EMSi48" manufactured by Corcourt Co., Ltd.) and the like can be used.
加水分解性珪素化合物(C)は、単独又は2種以上の混合物として用いてよい。また、コーティング組成物における(A)成分と(C)成分との質量比は、(C)/(A)=5/100~90/100であり、好ましくは(C)/(A)=5/100~70/100である。(C)/(A)が5/100以上であることで、形成される塗膜の耐擦過性を十分なものとすることができ、(C)/(A)が90/100以下であることで、塗膜の強度が適当に保持され、良好なハードコート性能が得られる。 The hydrolyzable silicon compound (C) may be used alone or as a mixture of two or more kinds. The mass ratio of the component (A) to the component (C) in the coating composition is (C) / (A) = 5/100 to 90/100, preferably (C) / (A) = 5. It is / 100 to 70/100. When (C) / (A) is 5/100 or more, the scratch resistance of the formed coating film can be sufficiently sufficient, and (C) / (A) is 90/100 or less. As a result, the strength of the coating film is appropriately maintained, and good hard coat performance can be obtained.
前記(A)成分に対する前記(b2)成分の質量比((b2)/(A))は、金属酸化物との水素結合力を高める観点の観点から、好ましくは0.01/1~1/1であり、より好ましくは0.05/1~0.8/1であり、更に好ましくは0.1/1~0.4/1である。 The mass ratio ((b2) / (A)) of the component (b2) to the component (A) is preferably 0.01 / 1/1 to 1 / from the viewpoint of enhancing the hydrogen bonding force with the metal oxide. It is 1, more preferably 0.05 / 1 to 0.8 / 1, and even more preferably 0.1 / 1 to 0.4 / 1.
前記(B)成分における重合体粒子に対する前記(A)成分(固形分)の質量比((A)/(B))は、親水性及び成膜性の観点から、好ましくは0.5~4.8であり、より好ましくは1.1~4.8であり、更に好ましくは1.1~3.0であり、より更に好ましくは1.5~2.5である。質量比((A)/(B))をこのような比率とすることで、防汚性、透明性、親水性を更に向上できるとともに、衝撃性・耐久性や、高温下、高湿下、あるいは高温高湿下の塗膜表面の親水性も優れたものとすることができる。 The mass ratio ((A) / (B)) of the component (A) (solid content) to the polymer particles in the component (B) is preferably 0.5 to 4 from the viewpoint of hydrophilicity and film forming property. It is 8.8, more preferably 1.1 to 4.8, still more preferably 1.1 to 3.0, and even more preferably 1.5 to 2.5. By setting the mass ratio ((A) / (B)) to such a ratio, antifouling property, transparency, and hydrophilicity can be further improved, and impact resistance / durability, high temperature, high humidity, and so on. Alternatively, the hydrophilicity of the coating film surface under high temperature and high humidity can be made excellent.
<他の任意成分>
本実施の形態のコーティング組成物は、上記各成分に加えて、その用途及び使用方法等に応じて、通常、塗料や成型用樹脂に添加配合される添加剤成分を含んでいてもよい。添加剤成分としては、特に限定されないが、例えば界面活性剤、光安定剤、紫外線吸収剤、増粘剤、レベリング剤、チクソ化剤、消泡剤、凍結安定剤、艶消し剤、架橋反応触媒、顔料、硬化触媒、架橋剤、充填剤、皮張り防止剤、分散剤、湿潤剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、レオロジーコントロール剤、成膜助剤、防錆剤、染料、可塑剤、潤滑剤、還元剤、防腐剤、防黴剤、消臭剤、黄変防止剤、静電防止剤又は帯電調整剤等をそれぞれの目的に応じて選択したり、組み合わせたりして、配合することができる。
<Other optional ingredients>
In addition to the above-mentioned components, the coating composition of the present embodiment may contain additive components that are usually added to and blended with paints and molding resins, depending on the intended use and method of use. The additive component is not particularly limited, but is, for example, a surfactant, a light stabilizer, an ultraviolet absorber, a thickener, a leveling agent, a tinxing agent, a defoaming agent, a freeze stabilizer, a matting agent, and a cross-linking reaction catalyst. , Pigments, curing catalysts, cross-linking agents, fillers, anti-skin agents, dispersants, wetting agents, antioxidants, UV absorbers, rheology control agents, film-forming aids, rust inhibitors, dyes, plasticizers, lubricants Agents, reducing agents, preservatives, fungicides, deodorants, anti-yellowing agents, antistatic agents, antistatic agents, etc. can be selected or combined according to their respective purposes and blended. can.
界面活性剤としては、特に限定されないが、例えばアルキルベンゼンスルホン酸、脂肪酸ナトリウム、アルキル硫酸塩、アルキルポリオキシエチレン硫酸塩、アルキルリン酸塩のようなアニオン性界面活性剤、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルベンジルジメチルアンモニウム塩、塩化アルキルピリジニウム、塩化ベンザルコニウムのようなカチオン性界面活性剤、ポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレン縮合物、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、アルキルポリグルコシド、アルキルモノグリセリルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ラウリル酸ジエタノールアミド、オレイン酸ジエタノールアミド、ステアリン酸ジエタノールアミド、グリセリン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルのようなノニオン性界面活性剤、ラウリルジアルキルアミノ酢酸ベタイン、ステアリルジアルキルアミノ酢酸ベタイン、ドデシルアミノメチルジアルキルスルホプロピルベタイン、ヘキサデシルアミノメチルジアルキルスルホプロピルベタイン、オクタデシルアミノメチルジアルキルスルホプロピルベタイン、コカミドプロピルベタイン、コカミドプロピルヒドロキシスルタイン、アルキル-N-カルボキシメチル-N-ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン、ラウロイルグルタミン酸ナトリウム、ラウロイルグルタミン酸カリウム、ラウロイルメチル-β-アラニン、ラウリルジメチルアミンN-オキシド、オレイルジメチルアミンN-オキシドのような両性イオン性界面活性剤などが挙げられる。これらを親水性化合物と併用することによって、得られる塗膜の親水性、防曇性、耐水性がより向上する。これらの界面活性剤は、これらの中でも、特に炭素数が10以上の長鎖アルキル基を有する界面活性剤、及び/又はフッ素原子を分子内に有する界面活性剤を用いた場合、塗膜内から水への溶出が抑制される傾向にあることから、耐水性の観点でより好ましい。 The surfactant is not particularly limited, but is, for example, an anionic surfactant such as alkylbenzene sulfonic acid, fatty acid sodium, alkyl sulfate, alkylpolyoxyethylene sulfate, alkyl phosphate, alkyltrimethylammonium salt, dialkyldimethyl. Cationic surfactants such as ammonium salts, alkylbenzyldimethylammonium salts, alkylpyridinium chlorides, benzalkonium chlorides, polyoxyethylene-polyoxypropylene condensates, polyoxyethylene alkyl ethers, alkyl polyglucosides, alkyl monoglyceryl ethers. Nonionic surfactants such as, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, lauric acid diethanolamide, oleic acid diethanolamide, stearic acid diethanolamide, glycerin fatty acid ester, sucrose fatty acid ester, polyoxyethylene alkylphenyl ether. , Lauryl dialkylaminoacetic acid betaine, stearyldialkylaminoacetic acid betaine, dodecylaminomethyldialkylsulfopropylbetaine, hexadecylaminomethyldialkylsulfopropylbetaine, octadecylaminomethyldialkylsulfopropylbetaine, cocamidopropylbetaine, cocamidopropylhydroxysultaine, Amphoteric ionics such as alkyl-N-carboxymethyl-N-hydroxyethyl imidazolinium betaine, sodium lauroyl glutamate, potassium lauroyl glutamate, lauroylmethyl-β-alanine, lauryldimethylamine N-oxide, oleyldimethylamine N-oxide. Examples include surfactants. By using these in combination with a hydrophilic compound, the hydrophilicity, anti-fog property, and water resistance of the obtained coating film are further improved. Among these, when a surfactant having a long-chain alkyl group having 10 or more carbon atoms and / or a surfactant having a fluorine atom in the molecule is used, these surfactants can be used from inside the coating film. Since elution into water tends to be suppressed, it is more preferable from the viewpoint of water resistance.
架橋反応触媒及び/又は硬化触媒としては、特に限定されないが、例えば、ジブチルスズジラウレート、ジオクチルスズジラウレート、ジブチルスズジアセテート等のジアルキルスズジカルボキシレートや、ジブチルスズオキサイド等のスズオキサイド化合物、2-エチルヘキサン酸スズ、2-エチルヘキサン酸亜鉛、コバルト塩等の金属カルボン酸塩、トリエチルアミン、ピリジン、メチルピリジン、ベンジルジメチルアミン、N,N-ジメチルシクロヘキシルアミン、N-メチルピペリジン、ペンタメチルジエチレントリアミン、N,N’-エンドエチレンピペラジン、及びN,N’-ジメチルピペラジンのような3級アミン類等が挙げられる。 The cross-linking reaction catalyst and / or the curing catalyst is not particularly limited, and for example, a dialkyltin dicarboxylate such as dibutyltin dilaurate, dioctylstindilaurate, or dibutyltin diacetate, a tin oxide compound such as dibutyltin oxide, or 2-ethylhexanoic acid. Metal carboxylates such as tin, zinc 2-ethylhexanoate, cobalt salts, triethylamine, pyridine, methylpyridine, benzyldimethylamine, N, N-dimethylcyclohexylamine, N-methylpiperazine, pentamethyldiethylenetriamine, N, N' -Endoethylene piperazine and tertiary amines such as N, N'-dimethylpiperazine and the like can be mentioned.
光安定剤としては、例えばヒンダードアミン系光安定剤が好ましく用いられる。中でも、分子内にラジカル重合性の二重結合を有するラジカル重合性光安定剤が好ましい。紫外線吸収剤としては、特に限定されないが、例えば有機系紫外線吸収剤を挙げることができる。このような有機系紫外線吸収剤としては、特に限定されないが、例えばベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、トリアジン系紫外線吸収剤等が挙げられる。これらの中でも、分子内にラジカル重合性の二重結合を有するラジカル重合性紫外線吸収剤を用いることが好ましい。また、紫外線吸収能の高いベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、トリアジン系紫外線吸収剤が好ましい。
光安定剤は、有機系紫外線吸収剤と併用することが好ましい。両者を併用することは、得られる塗膜の耐候性向上に寄与し得る。また、これらの有機系紫外線吸収剤や、光安定剤、各種添加剤成分は、(A)成分及び(B)成分と単に配合することも可能であるし、(B)成分を合成する際に共存させることも可能である。
As the light stabilizer, for example, a hindered amine-based light stabilizer is preferably used. Of these, a radically polymerizable light stabilizer having a radically polymerizable double bond in the molecule is preferable. The ultraviolet absorber is not particularly limited, and examples thereof include an organic ultraviolet absorber. Examples of such an organic ultraviolet absorber include, but are not limited to, a benzophenone-based ultraviolet absorber, a benzotriazole-based ultraviolet absorber, a triazine-based ultraviolet absorber, and the like. Among these, it is preferable to use a radically polymerizable ultraviolet absorber having a radically polymerizable double bond in the molecule. Further, a benzotriazole-based ultraviolet absorber and a triazine-based ultraviolet absorber having high ultraviolet absorbing ability are preferable.
The light stabilizer is preferably used in combination with an organic ultraviolet absorber. The combined use of both may contribute to the improvement of the weather resistance of the obtained coating film. Further, these organic ultraviolet absorbers, light stabilizers, and various additive components can be simply blended with the components (A) and (B), and when synthesizing the component (B), they can be simply blended. It is also possible to coexist.
<積層体>
本実施の形態の積層体は、樹脂基材及び/又はガラス基材と、上述のコーティング組成物との積層体である。
<Laminated body>
The laminate of the present embodiment is a laminate of a resin substrate and / or a glass substrate and the above-mentioned coating composition.
<基材>
基材は、コーティング層により特に優れた防曇性、防曇持続性を付与される対象として位置付けられる。種々の材料を基材として採用することができる。なお、一実施形態においては、基材は、樹脂製であることが好ましい。上記樹脂製の基材(樹脂基材)としては、特に限定されないが、例えば、合成樹脂や天然樹脂等の有機基材を挙げることができる。
<Base material>
The base material is positioned as an object to which the coating layer imparts particularly excellent anti-fog property and anti-fog durability. Various materials can be adopted as the base material. In one embodiment, the base material is preferably made of resin. The base material made of resin (resin base material) is not particularly limited, and examples thereof include organic base materials such as synthetic resin and natural resin.
上記合成樹脂としては、熱可塑性樹脂と硬化性樹脂(熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、湿気硬化性樹脂等)とを使用することができる。より詳細には、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、フッ素樹脂、アルキド樹脂、アミノアルキド樹脂、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、スチレン-ブタジエン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリケトン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリスルフォン樹脂、ポリフェニレンスルホン樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン-アクリル樹脂等を挙げることができる。しかしながら、上記に限定されるものではない。 As the synthetic resin, a thermoplastic resin and a curable resin (thermosetting resin, photocurable resin, moisture curable resin, etc.) can be used. More specifically, for example, silicone resin, acrylic resin, methacrylic resin, fluororesin, alkyd resin, aminoalkyd resin, vinyl resin, polyester resin, styrene-butadiene resin, polyolefin resin, polystyrene resin, polyketone resin, polyamide resin, polycarbonate. Resin, polyacetal resin, polyether ether ketone resin, polyphenylene oxide resin, polysulphon resin, polyphenylene sulfone resin, polyether resin, polyvinyl chloride resin, polyvinylidene chloride resin, urea resin, phenol resin, melamine resin, epoxy resin, urethane Examples thereof include resin, silicone-acrylic resin and the like. However, the present invention is not limited to the above.
また、上記天然樹脂としては、特に限定されないが、例えば、セルロース系樹脂、天然ゴム等のイソプレン系樹脂、カゼイン等のタンパク質系樹脂等を挙げることができる。 The natural resin is not particularly limited, and examples thereof include cellulose-based resins, isoprene-based resins such as natural rubber, and protein-based resins such as casein.
一実施形態において、樹脂基材の表面は、コロナ放電処理やフレーム処理、プラズマ処理等の表面処理がされてあっても構わないが、これらの表面処理は必須ではない。 In one embodiment, the surface of the resin base material may be subjected to surface treatment such as corona discharge treatment, frame treatment, plasma treatment, etc., but these surface treatments are not essential.
使用される基材の種類、厚みや、表面処理により形成される膜の厚みは特に限定されず、用途に応じて適宜設定することができる。 The type and thickness of the base material used and the thickness of the film formed by the surface treatment are not particularly limited and can be appropriately set according to the intended use.
<コーティング組成物の製造>
典型的な一実施態様において、本発明に係るコーティング組成物は、(A)成分と(B)成分とを予め混合後、水と混合する工程、及び40℃未満で10分以上撹拌する工程を含む方法によって製造することができる。一般に水を含むコーティング組成物を製造する際は、コーティング組成物中に含まれる各成分をそれぞれ水で希釈後に混合する方法、水の中に各成分を混合する方法、及び予め各成分を混合後、水で希釈する方法などが挙げられる。本実施の形態においては(A)成分と(B)成分とを予め混合することが好ましい。予め混合することによって(A)成分と(B)成分とが強固に相互作用を形成し得る。そのようにして作成したコーティング組成物から得られる塗膜は耐水性が優れるため好ましい。さらに40℃未満で10分以上撹拌することにより、(A)成分と(B)成分とが均一に分散したコーティング組成物を形成し得る。そのようにして作成したコーティング組成物から得られる塗膜は、透明性が高く外観が優れるため好ましい。
<Manufacturing of coating composition>
In a typical embodiment, the coating composition according to the present invention comprises a step of mixing the component (A) and the component (B) in advance and then mixing them with water, and a step of stirring at a temperature of less than 40 ° C. for 10 minutes or more. It can be manufactured by a method including. Generally, when producing a coating composition containing water, a method of diluting each component contained in the coating composition with water and then mixing, a method of mixing each component in water, and a method of mixing each component in advance are performed. , The method of diluting with water and the like. In the present embodiment, it is preferable to mix the component (A) and the component (B) in advance. By mixing in advance, the component (A) and the component (B) can form a strong interaction. The coating film obtained from the coating composition thus prepared is preferable because it has excellent water resistance. Further, by stirring at a temperature lower than 40 ° C. for 10 minutes or more, a coating composition in which the component (A) and the component (B) are uniformly dispersed can be formed. The coating film obtained from the coating composition thus prepared is preferable because of its high transparency and excellent appearance.
本実施の形態のコーティング組成物は、防曇性に優れることから、防曇塗膜として使用されることが好ましい。 The coating composition of the present embodiment is preferably used as an anti-fog coating film because it has excellent anti-fog properties.
本実施の形態に係る積層体は、例えば、水等の溶媒等に分散させたコーティング組成物(「水分散体」と略記することがある)を基材上に塗工し、乾燥して形成される。ここで、水分散体の固形分濃度としては、好ましくは0.01~60質量%であり、より好ましくは1~40質量%である。また、水分散体の粘度としては、好ましくは20℃において0.1~100000mPa・sであり、好ましくは1~10000mPa・sである。塗工方法としては、特に限定されないが、例えばスプレー吹き付け法、フローコーティング法、ロールコート法、刷毛塗り法、ディップコーティング法、スピンコーティング法、スクリーン印刷法、キャスティング法、グラビア印刷法、及びフレキソ印刷法等が使用可能である。なお、積層体は、例えば、塗膜を基材上で乾燥した後、所望により、好ましくは20℃~500℃、より好ましくは40℃~250℃で熱処理や紫外線照射等を行って形成してもよい。 The laminate according to the present embodiment is formed by applying, for example, a coating composition (sometimes abbreviated as "aqueous dispersion") dispersed in a solvent such as water onto a substrate and drying it. Will be done. Here, the solid content concentration of the aqueous dispersion is preferably 0.01 to 60% by mass, and more preferably 1 to 40% by mass. The viscosity of the aqueous dispersion is preferably 0.1 to 100,000 mPa · s, preferably 1 to 10,000 mPa · s at 20 ° C. The coating method is not particularly limited, and is, for example, a spray spraying method, a flow coating method, a roll coating method, a brush coating method, a dip coating method, a spin coating method, a screen printing method, a casting method, a gravure printing method, and a flexographic printing method. Law etc. can be used. The laminate is formed, for example, by drying the coating film on a substrate and then heat-treating or irradiating with ultraviolet rays at preferably 20 ° C. to 500 ° C., more preferably 40 ° C. to 250 ° C. May be good.
塗膜の厚みは、好ましくは0.05~100μmであり、より好ましくは0.1~10μmである。透明性の面から、塗膜は100μm以下であることが好ましく、耐候性及び防汚染性等の機能を発現するためには、0.05μm以上であることが好ましい。なお、本実施の形態において、「塗膜」は必ずしも連続膜である必要はなく、不連続膜、島状分散膜等の態様であっても構わない。 The thickness of the coating film is preferably 0.05 to 100 μm, more preferably 0.1 to 10 μm. From the viewpoint of transparency, the coating film is preferably 100 μm or less, and preferably 0.05 μm or more in order to exhibit functions such as weather resistance and stain resistance. In the present embodiment, the "coating film" does not necessarily have to be a continuous film, and may be a discontinuous film, an island-shaped dispersion film, or the like.
次に、実施例及び比較例を挙げて本実施の形態をより具体的に説明するが、本実施の形態はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
なお、各種物性は下記の方法で評価した。
Next, the present embodiment will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples, but the present embodiments are not limited to the following examples as long as the gist of the present embodiments is not exceeded.
Various physical properties were evaluated by the following methods.
<数平均粒子径>
試料中の固形分含有量が1~20質量%となるよう適宜溶媒を加えて希釈し、湿式粒度分析計(日本国日機装製マイクロトラックUPA-9230)を用いて数平均粒子径を測定した。
<Number average particle size>
A solvent was appropriately added to dilute the sample so that the solid content content in the sample was 1 to 20% by mass, and the number average particle size was measured using a wet particle size analyzer (Microtrac UPA-9230 manufactured by Nikkiso Co., Ltd., Japan).
<膜厚>
反射分光膜厚計(大塚電子製、商品名「FE-3000」)を用いて得られた塗膜の膜厚を測定した。無作為に選択した3点の測定値の平均を算出し、膜厚とした。
<Film thickness>
The film thickness of the obtained coating film was measured using a reflection spectroscopic film thickness meter (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd., trade name "FE-3000"). The average of the measured values of three randomly selected points was calculated and used as the film thickness.
<塗膜外観(耐クラック性)>
得られた塗膜(コーティング組成物の塗工面)の外観をマイクロスコープ(キーエンス社製;倍率100倍)で観察した。その結果を以下のように評価した。
○:微小クラックがほとんどない
△:微小クラックが多い
×:成膜できない
<Appearance of coating film (crack resistance)>
The appearance of the obtained coating film (coated surface of the coating composition) was observed with a microscope (manufactured by KEYENCE CORPORATION; magnification 100 times). The results were evaluated as follows.
◯: Almost no microcracks △: Many microcracks ×: Film formation is not possible
<防曇性試験>
80℃に保った温水浴の水面から5cmの高さのところに、得られた塗膜の試験片を塗膜面が下になるように設置し、温水浴からの蒸気を塗膜に連続照射し、照射から30秒後の曇りの有無を目視によって下記のように評価した。なお、評価が△以上であれば実用上問題なく、○であればより好ましい。
○(良好):全く曇らない。
△(中程度):蒸気照射直後にわずかに曇る。
×(不良):曇る。
<Anti-fog test>
A test piece of the obtained coating film was placed at a height of 5 cm from the water surface of the hot water bath maintained at 80 ° C. so that the coating film surface was facing down, and steam from the hot water bath was continuously irradiated to the coating film. Then, the presence or absence of cloudiness 30 seconds after irradiation was visually evaluated as follows. If the evaluation is Δ or higher, there is no problem in practical use, and if it is ◯, it is more preferable.
○ (Good): No cloudiness at all.
Δ (Medium): Slightly cloudy immediately after steam irradiation.
× (defective): Cloudy.
<耐熱性試験>
作成した塗膜を120℃の環境下に24時間曝露後、23℃50%RHの環境下に1時間静置させた。得られた塗膜に関し、防曇性、塗膜外観を評価した。
<Heat resistance test>
The prepared coating film was exposed to an environment of 120 ° C. for 24 hours and then allowed to stand in an environment of 23 ° C. and 50% RH for 1 hour. The obtained coating film was evaluated for anti-fog property and appearance of the coating film.
<合成例1(重合体粒子(HB-1)の合成)>
<製造例1>
還流冷却器、滴下槽、温度計及び撹拌装置を有する反応器に、イオン交換水964g、及びドデシルベンゼンスルホン酸1.9gを投入した後、撹拌下で温度を80℃に加温した。これに、プロピルトリメトキシシラン46g、及びメチルトリメトキシシラン54gの混合液を反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて滴下し、その後、反応容器中の温度が80℃の状態で約1時間撹拌を続行した。次に、アクリル酸ブチル5.5g、フェニルトリメトキシシラン2.8g、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン0.5g、及びテトラエトキシシラン16.8gの混合液と、N,N-ジエチルアクリルアミド11.5g、アクリル酸0.9g、及び過硫酸アンモニウムの2質量%水溶液40gの混合液とを、反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて同時に滴下した。さらに反応容器中の温度が80℃の状態で約2時間撹拌を続行した後、室温まで冷却し、100メッシュの金網で濾過した後、イオン交換水で固形分を6.0質量%に調整し、数平均粒子径40nmの重合体粒子(HB-1)水分散体を得た。
<Synthesis Example 1 (Synthesis of Polymer Particles (HB-1))>
<Manufacturing example 1>
After charging 964 g of ion-exchanged water and 1.9 g of dodecylbenzene sulfonic acid into a reactor having a reflux condenser, a dropping tank, a thermometer and a stirrer, the temperature was heated to 80 ° C. under stirring. A mixed solution of 46 g of propyltrimethoxysilane and 54 g of methyltrimethoxysilane was added dropwise to the reaction vessel while maintaining the temperature in the reaction vessel at 80 ° C. for about 2 hours, and then the temperature in the reaction vessel was 80 ° C. Stirring was continued for about 1 hour in the state of. Next, a mixed solution of 5.5 g of butyl acrylate, 2.8 g of phenyltrimethoxysilane, 0.5 g of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, and 16.8 g of tetraethoxysilane, and N, N-diethylacrylamide 11. A mixed solution of 5 g, 0.9 g of acrylic acid, and 40 g of a 2% by mass aqueous solution of ammonium persulfate was simultaneously added dropwise over about 2 hours while keeping the temperature in the reaction vessel at 80 ° C. Further, after continuing stirring for about 2 hours at a temperature of 80 ° C. in the reaction vessel, cooling to room temperature, filtering with a 100 mesh wire mesh, and then adjusting the solid content to 6.0% by mass with ion-exchanged water. , A polymer particle (HB-1) aqueous dispersion having a number average particle diameter of 40 nm was obtained.
<合成例2(重合体粒子(HB-2)の合成)>
<製造例2>
還流冷却器、滴下槽、温度計及び撹拌装置を有する反応器に、イオン交換水876g、及びドデシルベンゼンスルホン酸1.7gを投入した後、撹拌下で温度を80℃に加温した。これに、プロピルトリメトキシシラン17g、及びメチルトリメトキシシラン83gの混合液を反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて滴下し、その後、反応容器中の温度が80℃の状態で約1時間撹拌を続行した。次に、アクリル酸ブチル5.2g、フェニルトリメトキシシラン2.5g、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン0.5g、及びテトラエトキシシラン15.3gの混合液と、N,N-ジエチルアクリルアミド10.9g、アクリル酸0.9g、及び過硫酸アンモニウムの2質量%水溶液40gの混合液とを、反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて同時に滴下した。さらに反応容器中の温度が80℃の状態で約2時間撹拌を続行した後、室温まで冷却し、100メッシュの金網で濾過した後、イオン交換水で固形分を6.0質量%に調整し、数平均粒子径25nmの重合体粒子(HB-2)水分散体を得た。
<Synthesis Example 2 (Synthesis of Polymer Particles (HB-2))>
<Manufacturing example 2>
After charging 876 g of ion-exchanged water and 1.7 g of dodecylbenzene sulfonic acid into a reactor having a reflux condenser, a dropping tank, a thermometer and a stirrer, the temperature was heated to 80 ° C. under stirring. A mixed solution of 17 g of propyltrimethoxysilane and 83 g of methyltrimethoxysilane was added dropwise to the reaction vessel while maintaining the temperature in the reaction vessel at 80 ° C. for about 2 hours, and then the temperature in the reaction vessel was 80 ° C. Stirring was continued for about 1 hour in the state of. Next, a mixed solution of 5.2 g of butyl acrylate, 2.5 g of phenyltrimethoxysilane, 0.5 g of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, and 15.3 g of tetraethoxysilane, and N, N-diethylacrylamide 10. A mixed solution of 9 g, 0.9 g of acrylic acid, and 40 g of a 2% by mass aqueous solution of ammonium persulfate was simultaneously added dropwise over about 2 hours while keeping the temperature in the reaction vessel at 80 ° C. Further, after continuing stirring for about 2 hours at a temperature of 80 ° C. in the reaction vessel, cooling to room temperature, filtering with a 100 mesh wire mesh, and then adjusting the solid content to 6.0% by mass with ion-exchanged water. , A polymer particle (HB-2) aqueous dispersion having a number average particle diameter of 25 nm was obtained.
<合成例3(重合体粒子(HB-3)の合成)>
<製造例3>
還流冷却器、滴下槽、温度計及び撹拌装置を有する反応器に、イオン交換水997g、及びドデシルベンゼンスルホン酸1.9gを投入した後、撹拌下で温度を80℃に加温した。これに、プロピルトリメトキシシラン72g、及びメチルトリメトキシシラン28gの混合液を反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて滴下し、その後、反応容器中の温度が80℃の状態で約1時間撹拌を続行した。次に、アクリル酸ブチル5.7g、フェニルトリメトキシシラン2.9g、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン0.5g、及びテトラエトキシシラン17.4gの混合液と、N,N-ジエチルアクリルアミド11.9g、アクリル酸1.0g、及び過硫酸アンモニウムの2質量%水溶液40gの混合液とを、反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて同時に滴下した。さらに反応容器中の温度が80℃の状態で約2時間撹拌を続行した後、室温まで冷却し、100メッシュの金網で濾過した後、イオン交換水で固形分を6.0質量%に調整し、数平均粒子径100nmの重合体粒子(HB-3)水分散体を得た。
<Synthesis Example 3 (Synthesis of Polymer Particles (HB-3))>
<Manufacturing example 3>
After charging 997 g of ion-exchanged water and 1.9 g of dodecylbenzene sulfonic acid into a reactor having a reflux condenser, a dropping tank, a thermometer and a stirrer, the temperature was heated to 80 ° C. under stirring. A mixed solution of 72 g of propyltrimethoxysilane and 28 g of methyltrimethoxysilane was added dropwise over about 2 hours while keeping the temperature in the reaction vessel at 80 ° C., and then the temperature in the reaction vessel was 80 ° C. Stirring was continued for about 1 hour in the state of. Next, a mixed solution of 5.7 g of butyl acrylate, 2.9 g of phenyltrimethoxysilane, 0.5 g of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, and 17.4 g of tetraethoxysilane, and N, N-diethylacrylamide 11. A mixed solution of 9 g, 1.0 g of acrylic acid, and 40 g of a 2% by mass aqueous solution of ammonium persulfate was simultaneously added dropwise over about 2 hours while keeping the temperature in the reaction vessel at 80 ° C. Further, after continuing stirring for about 2 hours at a temperature of 80 ° C. in the reaction vessel, cooling to room temperature, filtering with a 100 mesh wire mesh, and then adjusting the solid content to 6.0% by mass with ion-exchanged water. , A polymer particle (HB-3) aqueous dispersion having a number average particle diameter of 100 nm was obtained.
<合成例4(重合体粒子(HB-4)の合成)>
<製造例4>
還流冷却器、滴下槽、温度計及び撹拌装置を有する反応器に、イオン交換水964g、及びドデシルベンゼンスルホン酸1.9gを投入した後、撹拌下で温度を80℃に加温した。これに、プロピルトリメトキシシラン46g、及びメチルトリメトキシシラン54gの混合液を反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて滴下し、その後、反応容器中の温度が80℃の状態で約1時間撹拌を続行した。次に、メタクリル酸メチル5.5g、フェニルトリメトキシシラン2.8g、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン0.5g、及びテトラエトキシシラン16.8gの混合液と、N,N-ジエチルアクリルアミド11.5g、アクリル酸0.9g、及び過硫酸アンモニウムの2質量%水溶液40gの混合液とを、反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて同時に滴下した。さらに反応容器中の温度が80℃の状態で約2時間撹拌を続行した後、室温まで冷却し、100メッシュの金網で濾過した後、イオン交換水で固形分を6.0質量%に調整し、数平均粒子径50nmの重合体粒子(HB-4)水分散体を得た。
<Synthesis Example 4 (Synthesis of Polymer Particles (HB-4))>
<Manufacturing example 4>
After charging 964 g of ion-exchanged water and 1.9 g of dodecylbenzene sulfonic acid into a reactor having a reflux condenser, a dropping tank, a thermometer and a stirrer, the temperature was heated to 80 ° C. under stirring. A mixed solution of 46 g of propyltrimethoxysilane and 54 g of methyltrimethoxysilane was added dropwise to the reaction vessel while maintaining the temperature in the reaction vessel at 80 ° C. for about 2 hours, and then the temperature in the reaction vessel was 80 ° C. Stirring was continued for about 1 hour in the state of. Next, a mixed solution of 5.5 g of methyl methacrylate, 2.8 g of phenyltrimethoxysilane, 0.5 g of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, and 16.8 g of tetraethoxysilane, and N, N-diethylacrylamide 11. A mixed solution of 5 g, 0.9 g of acrylic acid, and 40 g of a 2% by mass aqueous solution of ammonium persulfate was simultaneously added dropwise over about 2 hours while keeping the temperature in the reaction vessel at 80 ° C. Further, after continuing stirring for about 2 hours at a temperature of 80 ° C. in the reaction vessel, cooling to room temperature, filtering with a 100 mesh wire mesh, and then adjusting the solid content to 6.0% by mass with ion-exchanged water. , A polymer particle (HB-4) aqueous dispersion having a number average particle diameter of 50 nm was obtained.
<合成例5(重合体粒子(HB-5)の合成)>
<製造例5>
還流冷却器、滴下槽、温度計及び撹拌装置を有する反応器に、イオン交換水980g、及びドデシルベンゼンスルホン酸1.9gを投入した後、撹拌下で温度を80℃に加温した。これに、オクチルトリメトキシシラン46g、及びメチルトリメトキシシラン54gの混合液を反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて滴下し、その後、反応容器中の温度が80℃の状態で約1時間撹拌を続行した。次に、アクリル酸ブチル5.6g、フェニルトリメトキシシラン2.8g、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン0.5g、及びテトラエトキシシラン17.1gの混合液と、N,N-ジエチルアクリルアミド11.7g、アクリル酸0.9g、及び過硫酸アンモニウムの2質量%水溶液40gの混合液とを、反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて同時に滴下した。さらに反応容器中の温度が80℃の状態で約2時間撹拌を続行した後、室温まで冷却し、100メッシュの金網で濾過した後、イオン交換水で固形分を6.0質量%に調整し、数平均粒子径50nmの重合体粒子(HB-5)水分散体を得た。
<Synthesis Example 5 (Synthesis of Polymer Particles (HB-5))>
<Manufacturing example 5>
After charging 980 g of ion-exchanged water and 1.9 g of dodecylbenzene sulfonic acid into a reactor having a reflux condenser, a dropping tank, a thermometer and a stirrer, the temperature was heated to 80 ° C. under stirring. A mixed solution of 46 g of octyltrimethoxysilane and 54 g of methyltrimethoxysilane was added dropwise to this over a period of about 2 hours while keeping the temperature in the reaction vessel at 80 ° C., and then the temperature in the reaction vessel was 80 ° C. Stirring was continued for about 1 hour in the state of. Next, a mixed solution of 5.6 g of butyl acrylate, 2.8 g of phenyltrimethoxysilane, 0.5 g of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, and 17.1 g of tetraethoxysilane and N, N-diethylacrylamide 11. A mixed solution of 7 g, 0.9 g of acrylic acid, and 40 g of a 2% by mass aqueous solution of ammonium persulfate was simultaneously added dropwise over about 2 hours while keeping the temperature in the reaction vessel at 80 ° C. Further, after continuing stirring for about 2 hours at a temperature of 80 ° C. in the reaction vessel, cooling to room temperature, filtering with a 100 mesh wire mesh, and then adjusting the solid content to 6.0% by mass with ion-exchanged water. , A polymer particle (HB-5) aqueous dispersion having a number average particle diameter of 50 nm was obtained.
<合成例6(重合体粒子(HB-6)の合成)>
<製造例6>
還流冷却器、滴下槽、温度計及び撹拌装置を有する反応器に、イオン交換水1107g、及びドデシルベンゼンスルホン酸2.2gを投入した後、撹拌下で温度を80℃に加温した。これに、ヘキサデシルトリメトキシシラン46g、及びメチルトリメトキシシラン54gの混合液を反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて滴下し、その後、反応容器中の温度が80℃の状態で約1時間撹拌を続行した。次に、アクリル酸ブチル6.3g、フェニルトリメトキシシラン3.2g、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン0.6g、及びテトラエトキシシラン19.3gの混合液と、N,N-ジエチルアクリルアミド13.2g、アクリル酸1.0g、及び過硫酸アンモニウムの2質量%水溶液40gの混合液とを、反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて同時に滴下した。さらに反応容器中の温度が80℃の状態で約2時間撹拌を続行した後、室温まで冷却し、100メッシュの金網で濾過した後、イオン交換水で固形分を6.0質量%に調整し、数平均粒子径50nmの重合体粒子(HB-6)水分散体を得た。
<Synthesis Example 6 (Synthesis of Polymer Particles (HB-6))>
<Manufacturing example 6>
After charging 1107 g of ion-exchanged water and 2.2 g of dodecylbenzene sulfonic acid into a reactor having a reflux condenser, a dropping tank, a thermometer and a stirrer, the temperature was heated to 80 ° C. under stirring. A mixed solution of 46 g of hexadecyltrimethoxysilane and 54 g of methyltrimethoxysilane was added dropwise to the reaction vessel while maintaining the temperature in the reaction vessel at 80 ° C. over about 2 hours, and then the temperature in the reaction vessel was 80. Stirring was continued for about 1 hour at ° C. Next, a mixed solution of 6.3 g of butyl acrylate, 3.2 g of phenyltrimethoxysilane, 0.6 g of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, and 19.3 g of tetraethoxysilane, and N, N-diethylacrylamide 13. A mixed solution of 2 g, 1.0 g of acrylic acid, and 40 g of a 2 mass% aqueous solution of ammonium persulfate was simultaneously added dropwise over about 2 hours while keeping the temperature in the reaction vessel at 80 ° C. Further, after continuing stirring for about 2 hours at a temperature of 80 ° C. in the reaction vessel, cooling to room temperature, filtering with a 100 mesh wire mesh, and then adjusting the solid content to 6.0% by mass with ion-exchanged water. , A polymer particle (HB-6) aqueous dispersion having a number average particle diameter of 50 nm was obtained.
<合成例7(重合体粒子(HB-7)の合成)>
<製造例7>
還流冷却器、滴下槽、温度計及び撹拌装置を有する反応器に、イオン交換水1187g、及びドデシルベンゼンスルホン酸2.0gを投入した後、撹拌下で温度を80℃に加温した。これに、メチルトリメトキシシラン100gを反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて滴下し、その後、反応容器中の温度が80℃の状態で約1時間撹拌を続行した。次に、アクリル酸ブチル7.0g、フェニルトリメトキシシラン2.8g、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン1.0g、及びテトラエトキシシラン21.0gの混合液と、N,N-ジエチルアクリルアミド14.0g、アクリル酸1.0g、及び過硫酸アンモニウムの2質量%水溶液40gの混合液とを、反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて同時に滴下した。さらに反応容器中の温度が80℃の状態で約2時間撹拌を続行した後、室温まで冷却し、100メッシュの金網で濾過した後、イオン交換水で固形分を6.0質量%に調整し、数平均粒子径50nmの重合体粒子(HB-7)水分散体を得た。
<Synthesis Example 7 (Synthesis of Polymer Particles (HB-7))>
<Manufacturing example 7>
After charging 1187 g of ion-exchanged water and 2.0 g of dodecylbenzene sulfonic acid into a reactor having a reflux condenser, a dropping tank, a thermometer and a stirrer, the temperature was heated to 80 ° C. under stirring. To this, 100 g of methyltrimethoxysilane was added dropwise over about 2 hours while keeping the temperature in the reaction vessel at 80 ° C., and then stirring was continued for about 1 hour while the temperature in the reaction vessel was 80 ° C. .. Next, a mixed solution of 7.0 g of butyl acrylate, 2.8 g of phenyltrimethoxysilane, 1.0 g of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, and 21.0 g of tetraethoxysilane, and N, N-diethylacrylamide 14. A mixed solution of 0 g, 1.0 g of acrylic acid, and 40 g of a 2% by mass aqueous solution of ammonium persulfate was simultaneously added dropwise over about 2 hours while keeping the temperature in the reaction vessel at 80 ° C. Further, after continuing stirring for about 2 hours at a temperature of 80 ° C. in the reaction vessel, cooling to room temperature, filtering with a 100 mesh wire mesh, and then adjusting the solid content to 6.0% by mass with ion-exchanged water. , A polymer particle (HB-7) aqueous dispersion having a number average particle diameter of 50 nm was obtained.
<合成例8(重合体粒子(HB-8)の合成)>
<製造例8>
還流冷却器、滴下槽、温度計及び撹拌装置を有する反応器に、イオン交換水1025g、及びドデシルベンゼンスルホン酸2.0gを投入した後、撹拌下で温度を80℃に加温した。これに、プロピルトリメトキシシラン78g、及びメチルトリメトキシシラン22gの混合液を反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて滴下し、その後、反応容器中の温度が80℃の状態で約1時間撹拌を続行した。次に、アクリル酸ブチル5.8g、フェニルトリメトキシシラン3.0g、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン0.5g、及びテトラエトキシシラン18.0gの混合液と、N,N-ジエチルアクリルアミド12.2g、アクリル酸1.0g、及び過硫酸アンモニウムの2質量%水溶液40gの混合液とを、反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて同時に滴下した。さらに反応容器中の温度が80℃の状態で約2時間撹拌を続行した後、室温まで冷却し、100メッシュの金網で濾過した後、イオン交換水で固形分を6.0質量%に調整し、数平均粒子径100nmの重合体粒子(HB-8)水分散体を得た。
<Synthesis Example 8 (Synthesis of Polymer Particles (HB-8))>
<Manufacturing example 8>
After charging 1025 g of ion-exchanged water and 2.0 g of dodecylbenzene sulfonic acid into a reactor having a reflux condenser, a dropping tank, a thermometer and a stirrer, the temperature was heated to 80 ° C. under stirring. A mixed solution of 78 g of propyltrimethoxysilane and 22 g of methyltrimethoxysilane was added dropwise over about 2 hours while keeping the temperature in the reaction vessel at 80 ° C., and then the temperature in the reaction vessel was 80 ° C. Stirring was continued for about 1 hour in the state of. Next, a mixed solution of 5.8 g of butyl acrylate, 3.0 g of phenyltrimethoxysilane, 0.5 g of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, and 18.0 g of tetraethoxysilane, and N, N-diethylacrylamide 12. A mixed solution of 2 g, 1.0 g of acrylic acid, and 40 g of a 2 mass% aqueous solution of ammonium persulfate was simultaneously added dropwise over about 2 hours while keeping the temperature in the reaction vessel at 80 ° C. Further, after continuing stirring for about 2 hours at a temperature of 80 ° C. in the reaction vessel, cooling to room temperature, filtering with a 100 mesh wire mesh, and then adjusting the solid content to 6.0% by mass with ion-exchanged water. , A polymer particle (HB-8) aqueous dispersion having a number average particle diameter of 100 nm was obtained.
[実施例1~8及び比較例1~2]
コロイダルシリカ(日産化学工業社製、商品名「スノーテックス」((A)成分)を水中に分散させたもの(固形分10質量%))と製造例で得られた重合体粒子((B)成分:HB-1~8)とテトラエトキシシラン((C)成分)とを表2~3に示す配合にてコーティング組成物を得た。表2~3に記載のコロイダルシリカ(日産化学工業社製、商品名「スノーテックス」)の数平均粒子径はカタログ値を記載した。
縦60mm×横60mm×厚さ2mmのポリカーボネート板(タキロン社製、以下「PC」とも記載する)に、得られたコーティング組成物をスピンコーターにより800rpm×5秒の条件でコーティングし、その後120℃、30分間乾燥して塗膜を有する積層体を得た。得られた塗膜の膜厚は全て約1.0μmであった。これらの評価結果を表2~3に記載した。
[Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 2]
Colloidal silica (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., trade name "Snowtex" (component (A)) dispersed in water (solid content 10% by mass)) and polymer particles obtained in the production example ((B)) A coating composition was obtained by blending HB-1 to 8) and tetraethoxysilane (component (C)) as shown in Tables 2 and 3. The number average particle size of colloidal silica (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., trade name "Snowtex") shown in Tables 2 to 3 is a catalog value.
A polycarbonate plate (manufactured by Takiron Co., Ltd., hereinafter also referred to as “PC”) having a length of 60 mm, a width of 60 mm, and a thickness of 2 mm is coated with the obtained coating composition by a spin coater under the conditions of 800 rpm × 5 seconds, and then at 120 ° C. , 30 minutes was dried to obtain a laminate having a coating film. The film thicknesses of the obtained coating films were all about 1.0 μm. The results of these evaluations are shown in Tables 2 and 3.
<評価結果>
実施例1~3において、(B)重合体粒子水分散体に対して、(A)コロイダルシリカの相対量を増やす、又は減らしたところ、本発明の許容範囲内において、耐熱性及び耐クラック性は変化した。特に、(B)重合体粒子と(A)コロイダルシリカ(固形分)との質量比が1:1となる実施例1において、これらの特性が最も優れていた。
<Evaluation result>
In Examples 1 to 3, when the relative amount of (A) colloidal silica was increased or decreased with respect to (B) the polymer particle aqueous dispersion, heat resistance and crack resistance within the permissible range of the present invention. Has changed. In particular, in Example 1 in which the mass ratio of (B) polymer particles to (A) colloidal silica (solid content) was 1: 1, these characteristics were the most excellent.
実施例4、5において、配合する(A)コロイダルシリカの数平均粒子径を変えたときにも、本発明の許容範囲内において、良好な耐熱性及び耐クラック性を示した。 In Examples 4 and 5, good heat resistance and crack resistance were exhibited within the permissible range of the present invention even when the number average particle size of the (A) colloidal silica to be blended was changed.
実施例6、7において、(B)成分における重合体粒子に用いる(b1-1)炭素数が3~16の直鎖のアルキル基を有する加水分解性珪素化合物の(b1-2)メチル基を有する加水分解性珪素化合物に対する相対量を減らしたところ、本発明の許容範囲内において、良好な耐熱性及び耐クラック性を示した。一方で、(b1-1)炭素数が3~16の直鎖のアルキル基を有する加水分解性珪素化合物の(b1-2)メチル基を有する加水分解性珪素化合物に対する相対量を増やしたところ、本発明の許容範囲内において、これらの特性が変化した。 In Examples 6 and 7, the (b1-2) methyl group of the (b1-1) hydrolyzable silicon compound having a linear alkyl group having 3 to 16 carbon atoms used for the polymer particles in the component (B) was used. When the relative amount with respect to the hydrolyzable silicon compound contained was reduced, good heat resistance and crack resistance were shown within the permissible range of the present invention. On the other hand, when the relative amount of the (b1-1) hydrolyzable silicon compound having a linear alkyl group having 3 to 16 carbon atoms to the hydrolyzable silicon compound having a (b1-2) methyl group was increased, the amount was increased. Within the permissible range of the present invention, these properties have changed.
実施例8において、(B)成分における重合体粒子に用いる(b2)ビニル単量体を変えた場合にも、本発明の許容範囲内において、良好な耐熱性及び耐クラック性を示した。 In Example 8, even when the (b2) vinyl monomer used for the polymer particles in the component (B) was changed, good heat resistance and crack resistance were exhibited within the permissible range of the present invention.
実施例9、10において、(B)成分における重合体粒子に用いる(b1-1)炭素数が3~16の直鎖のアルキル基を有する加水分解性珪素化合物中の直鎖のアルキル基の炭素数を増やしたときにも、本発明の許容範囲内において、良好な耐熱性及び耐クラック性を示した。 In Examples 9 and 10, the carbon of the linear alkyl group in the hydrolyzable silicon compound having the (b1-1) linear alkyl group having 3 to 16 carbon atoms used for the polymer particles in the component (B). Even when the number was increased, good heat resistance and crack resistance were shown within the permissible range of the present invention.
他方、上述の通り、(b1-1)炭素数が3~16の直鎖のアルキル基を有する加水分解性珪素化合物を(B)成分における重合体粒子中に含まない比較例1の場合、耐クラック性が実用に耐えがたいレベルまで低下した。 On the other hand, as described above, in the case of Comparative Example 1 in which the (b1-1) hydrolyzable silicon compound having a linear alkyl group having 3 to 16 carbon atoms is not contained in the polymer particles in the component (B), the resistance is resistant. The crackability has dropped to a level that is unbearable for practical use.
比較例2において、(B)成分における重合体粒子中に含む(b1-1)炭素数が3~16の直鎖のアルキル基を有する加水分解性珪素化合物の(b1-2)メチル基を有する加水分解性珪素化合物に対する相対量を過剰にしたところ、初期の防曇性が明らかに低下した。 In Comparative Example 2, the hydrolyzable silicon compound having a (b1-1) linear alkyl group having 3 to 16 carbon atoms contained in the polymer particles in the component (B) has a (b1-2) methyl group. Excessive amounts relative to the hydrolyzable silicon compound clearly reduced the initial antifogging property.
本発明のコーティング組成物は、塗膜外観、防曇性に優れ、高温下のような過酷な環境下においても防曇性を長期に維持可能である。したがって、本発明のコーティング組成物は、高い防曇性が必要とされる防曇塗膜として、特に好適に使用できる。さらに、例えば自動車のヘッドランプ等の車両灯具などの自動車外装部品用の塗膜として、高温環境下での防曇耐久性が求められる用途のために用いることが出来る。また、本発明のコーティング組成物は、各種機器の内部部品や高所に設置される部品のように曇り除去のために容易に取り出すことが出来ないような部品にも用いることができる。本発明にかかるコーティング組成物について上述した特長及び利点の全ては、これらの防曇塗膜、自動車外装部品用塗膜、内部部品用塗膜についても適用される。 The coating composition of the present invention is excellent in the appearance of the coating film and the anti-fog property, and can maintain the anti-fog property for a long period of time even in a harsh environment such as a high temperature. Therefore, the coating composition of the present invention can be particularly preferably used as an anti-fog coating film that requires high anti-fog properties. Further, it can be used as a coating film for automobile exterior parts such as vehicle lighting fixtures such as automobile headlamps for applications requiring anti-fog durability in a high temperature environment. Further, the coating composition of the present invention can also be used for parts that cannot be easily taken out to remove fogging, such as internal parts of various devices and parts installed in high places. All of the above-mentioned features and advantages of the coating composition according to the present invention are also applied to these anti-fog coating films, coating films for automobile exterior parts, and coating films for internal parts.
Claims (11)
(B)重合体粒子水分散体とを含み、
前記(B)成分は、
(b1)加水分解性珪素化合物、(b2)ビニル単量体及び(b3)乳化剤とからなる重合物を含む重合体粒子と、(b4)水と、を含む重合体粒子水分散体であり、
(b1)が
(b1-1)炭素数が3~16の直鎖のアルキル基を有する加水分解性珪素化合物と
(b1-2)メチル基を有する加水分解性珪素化合物とを含み、
(b1-1)と(b1-2)との質量比(b1-1)/(b1-2)が0.1~3.0の範囲である、コーティング組成物。 (A) A metal oxide having a number average particle diameter of 1 nm to 400 nm,
(B) Including a polymer particle aqueous dispersion
The component (B) is
It is a polymer particle aqueous dispersion containing (b1) a polymer particle containing a polymer composed of a hydrolyzable silicon compound, (b2) a vinyl monomer and (b3) an emulsifier, and (b4) water.
(B1) contains (b1-1) a hydrolyzable silicon compound having a linear alkyl group having 3 to 16 carbon atoms and (b1-2) a hydrolyzable silicon compound having a methyl group.
A coating composition having a mass ratio (b1-1) / (b1-2) of (b1-1) and (b1-2) in the range of 0.1 to 3.0.
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