JP7073816B2 - An active energy ray-curable resin composition, a coating agent using the same, and a sheet. - Google Patents
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Description
本発明は、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に関し、さらに詳しくは、硬化塗膜とした際に、塗膜の伸びが大きく、高いヤング率を有し、更に屈曲性にも優れる活性エネルギー線硬化性樹脂組成物であり、とりわけ有機溶剤を配合せずに使用可能となりうる活性エネルギー線硬化性樹脂組成物、およびそれを用いたコーティング剤、ならびにシートに関するものである。 The present invention relates to an active energy ray-curable resin composition. More specifically, when a cured coating film is formed, the present invention has a large elongation of the coating film, has a high Young rate, and is also excellent in flexibility. It is a sex resin composition, and in particular, it relates to an active energy ray curable resin composition which can be used without blending an organic solvent, a coating agent using the same, and a sheet.
従来、液晶ディスプレイなどの光学部材用途として、プラスチックフィルムが広く使用されており、中でも加工性や透明性などの光学物性に優れることから、アセチル化セルロース樹脂フィルムやポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムが用いられてきた。しかしながら、これらのプラスチックフィルムは表面に傷が付きやすいという欠点があるため、硬度や耐擦傷性付与の目的で通常はハードコート剤を塗布して使用される。このハードコート剤としては、プラスチックフィルムへの密着性が優れていることや、硬化速度が速く生産性が向上するなどの理由から、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物が用いられることが多くなっている。 Conventionally, plastic films have been widely used for optical members such as liquid crystal displays, and acetylated cellulose resin films and polyethylene terephthalate resin films have been used because of their excellent optical properties such as workability and transparency. .. However, since these plastic films have a drawback that the surface is easily scratched, they are usually used by applying a hard coat agent for the purpose of imparting hardness and scratch resistance. As this hard coat agent, an active energy ray-curable resin composition is often used because of its excellent adhesion to a plastic film, high curing speed, and improved productivity. There is.
また、ハードコート剤は、打ち抜き加工等の加工適正を向上させるためや、近年開発されているフレキシブルディスプレイで使用するために、硬化塗膜の収縮によるカールが生じ難いこと(低カール性)、硬化塗膜を形成したプラスチックフィルムを曲げてもクラック等が生じ難いこと(高屈曲性)が求められている。 In addition, the hard coat agent is less likely to curl due to shrinkage of the cured coating film (low curl property) and is cured because it is used for improving processing suitability such as punching and for flexible displays that have been developed in recent years. It is required that cracks and the like are unlikely to occur even when the plastic film on which the coating film is formed is bent (high flexibility).
このような要望に応えるため、本出願人は、ポリオール成分由来の構造部位を持たないウレタン(メタ)アクリレート系化合物と、ポリオール成分由来の構造部位を持つウレタン(メタ)アクリレート系化合物とを含有する組成物において、ポリオール成分由来の構造部位を持たないウレタン(メタ)アクリレート系化合物がイソシアヌレート骨格を有しており、かつエチレン性不飽和基濃度が高く、ポリオール成分由来の構造部位を持つウレタン(メタ)アクリレート系化合物が脂環構造を有しており、かつエチレン性不飽和基濃度が低く、ポリオール成分由来の構造部位を持たないウレタン(メタ)アクリレート系化合物の含有量が、ポリオール成分由来の構造部位を持つウレタン(メタ)アクリレート系化合物の含有量に対して同等以上とすることによって、上記課題を解決できる活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を、既に提案している(特許文献1)。 In order to meet such demands, the applicant includes a urethane (meth) acrylate compound having no structural moiety derived from the polyol component and a urethane (meth) acrylate compound having a structural moiety derived from the polyol component. In the composition, the urethane (meth) acrylate compound having no structural moiety derived from the polyol component has an isocyanurate skeleton, has a high concentration of ethylenically unsaturated groups, and has a structural moiety derived from the polyol component. The content of the urethane (meth) acrylate compound having an alicyclic structure, a low ethylenically unsaturated group concentration, and no structural site derived from the polyol component is derived from the polyol component. We have already proposed an active energy ray-curable resin composition that can solve the above-mentioned problems by making the content of the urethane (meth) acrylate compound having a structural portion equal to or higher than that of the compound (Patent Document 1).
さらに、近年では、塗料の安定性や環境問題への対応等の観点から、有機溶剤を用いず、無溶剤系の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の使用が検討されている。ここで、上記活性エネルギー線硬化性樹脂としてウレタン(メタ)アクリレート系化合物を使用する場合には、粘度調整、表面硬度調整、塗膜柔軟性付与、基材密着性付与、硬化収縮の緩和、硬化速度の調整、屈折率調整、耐久性付与(例えば、耐水性、耐熱性付与等)、塗膜表面特性付与(例えば、撥水性付与、親水性付与、スリップ性付与、帯電防止性付与等)など様々な目的から、希釈モノマーを用いて希釈することにより使用に供することが行なわれている。 Further, in recent years, from the viewpoint of the stability of the coating material and the response to environmental problems, the use of a solvent-free active energy ray-curable resin composition without using an organic solvent has been studied. Here, when a urethane (meth) acrylate-based compound is used as the active energy ray-curable resin, viscosity adjustment, surface hardness adjustment, coating film flexibility imparting, substrate adhesion imparting, curing shrinkage relaxation, and curing are performed. Speed adjustment, refractive index adjustment, durability (eg, water resistance, heat resistance, etc.), coating surface properties (eg, water repellency, hydrophilicity, slip property, antistatic property, etc.), etc. For various purposes, it is used by diluting it with a diluting monomer.
そのようななか、本出願人は、無溶剤系の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物であって、良好な伸び特性および高いヤング率を有するとともに、高い強度を有する塗膜を形成することができる活性エネルギー線硬化性樹脂組成物として、水酸基含有(メタ)アクリレート系化合物,多価イソシアネート系化合物および低分子量ポリオールを含むポリオール系化合物の反応物であるウレタン(メタ)アクリレート系化合物と、エチレン性不飽和基を1つ含有するモノマーとを含有する活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を、既に提案している(特許文献2)。 Under such circumstances, the applicant is an activity of a solvent-free active energy ray-curable resin composition capable of forming a coating film having good elongation characteristics and a high Young's ratio and having high strength. The energy ray-curable resin composition includes a urethane (meth) acrylate compound which is a reaction product of a hydroxyl group-containing (meth) acrylate compound, a polyvalent isocyanate compound and a polyol compound containing a low molecular weight polyol, and ethylenically unsaturated. We have already proposed an active energy ray-curable resin composition containing a monomer containing one group (Patent Document 2).
しかしながら、上記特許文献1に記載の樹脂組成物からなる塗膜は、柔軟性の観点からは充分な検討がなされておらず、より厳しい条件での使用においては、塗膜に亀裂が生じたり破断したりするなどの懸念が残るものである。
また、上記特許文献2に記載の樹脂組成物からなる塗膜は、屈曲性の観点からは充分な検討がなされておらず、その塗膜を屈曲させた際に破断が生じるなどの懸念がある。
そのため、良好な伸び特性および高いヤング率を有するとともに、高い強度を有する塗膜を形成することができるといった特性と良好な屈曲性を兼ね備えた樹脂の提供が求められている。
However, the coating film made of the resin composition described in Patent Document 1 has not been sufficiently studied from the viewpoint of flexibility, and the coating film is cracked or broken when used under stricter conditions. There are still concerns about such things as doing so.
Further, the coating film made of the resin composition described in Patent Document 2 has not been sufficiently studied from the viewpoint of flexibility, and there is a concern that breakage may occur when the coating film is bent. ..
Therefore, it is required to provide a resin having good elongation characteristics, high Young's modulus, characteristics such as being able to form a coating film having high strength, and good flexibility.
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、硬化塗膜とした際に、透明性が高く、良好な伸び特性、高いヤング率、高い強度を有し、かつ屈曲性に優れる塗膜を形成することができる活性エネルギー線硬化性樹脂組成物、およびそれを用いたコーティング剤、ならびにシートの提供をその目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and when it is used as a cured coating film, it has high transparency, good elongation characteristics, high Young's modulus, high strength, and excellent flexibility. It is an object of the present invention to provide an active energy ray-curable resin composition capable of forming the above, a coating agent using the same, and a sheet.
本発明者らは、前記課題を解決するため鋭意研究を重ねた。その研究の過程で、ポリエステル系ウレタン(メタ)アクリレート、ポリカーボネート系ウレタン(メタ)アクリレート、及び、ポリオール成分を含まないウレタン(メタ)アクリレートの三成分から選ばれた、二成分ないし三成分に該当するウレタン(メタ)アクリレートを組み合わせて使用することを想起した。そして、上記ポリエステル系ウレタン(メタ)アクリレートやポリカーボネート系ウレタン(メタ)アクリレートの材料に用いられるイソシアネートとして、脂環構造含有多価イソシアネートを用い、さらに、上記ポリエステル系ウレタン(メタ)アクリレートやポリカーボネート系ウレタン(メタ)アクリレートの材料に用いられるポリオールとして、数平均分子量300以下の低分子量ポリオールと、数平均分子量500~20,000の高分子量ポリオールを併用したものを用いることを検討した。その結果、透明で、高伸度、高強度、高屈曲性のバランスに優れた硬化塗膜を形成することができるといった特性を有することから、上記の目的が達成できることを見出し、本発明に到達した。 The present inventors have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems. In the process of the research, it corresponds to two or three components selected from three components of polyester urethane (meth) acrylate, polycarbonate urethane (meth) acrylate, and urethane (meth) acrylate containing no polyol component. I recalled using it in combination with urethane (meth) acrylate. Then, as the isocyanate used as the material of the polyester-based urethane (meth) acrylate and the polycarbonate-based urethane (meth) acrylate, a polyvalent isocyanate containing an alicyclic structure is used, and further, the polyester-based urethane (meth) acrylate and the polycarbonate-based urethane are used. As a polyol used as a material for (meth) acrylate, it was examined to use a combination of a low molecular weight polyol having a number average molecular weight of 300 or less and a high molecular weight polyol having a number average molecular weight of 500 to 20,000. As a result, it has been found that the above object can be achieved because it has the characteristics of being transparent and capable of forming a cured coating film having an excellent balance of high elongation, high strength and high flexibility, and has reached the present invention. did.
すなわち、本発明は、下記(A)~(C)の三成分から選ばれた二成分ないし三成分に該当するウレタン(メタ)アクリレートを含有する活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を、第1の要旨とする。
(A)脂環構造含有多価イソシアネート(a1),ポリオール(a2),および水酸基含有(メタ)アクリレート(a3)の反応物であるウレタン(メタ)アクリレートであって、上記ポリオール(a2)が、数平均分子量300以下の低分子量ポリオール(a2-1)および数平均分子量500~20,000の高分子量ポリエステル系ポリオール(a2-2)を含む、ウレタン(メタ)アクリレート。
(B)脂環構造含有多価イソシアネート(b1),ポリオール(b2),および水酸基含有(メタ)アクリレート(b3)の反応物であるウレタン(メタ)アクリレートであって、上記ポリオール(b2)が、数平均分子量300以下の低分子量ポリオール(b2-1)および数平均分子量500~20,000の高分子量ポリカーボネート系ポリオール(b2-2)を含む、ウレタン(メタ)アクリレート。
(C)ポリイソシアネート(c1)および水酸基含有(メタ)アクリレート(c2)の反応物であるウレタン(メタ)アクリレート。
That is, the present invention uses, first, an active energy ray-curable resin composition containing a urethane (meth) acrylate corresponding to two or three components selected from the following three components (A) to (C). It is a summary.
(A) Urethane (meth) acrylate which is a reaction product of alicyclic structure-containing polyhydric isocyanate (a1), polyol (a2), and hydroxyl group-containing (meth) acrylate (a3), wherein the polyol (a2) is. A urethane (meth) acrylate containing a low molecular weight polyol (a2-1) having a number average molecular weight of 300 or less and a high molecular weight polyester-based polyol (a2-2) having a number average molecular weight of 500 to 20,000.
(B) A urethane (meth) acrylate which is a reaction product of a polyhydric isocyanate (b1) containing an alicyclic structure, a polyol (b2), and a hydroxyl group-containing (meth) acrylate (b3), wherein the polyol (b2) is a reaction product. A urethane (meth) acrylate containing a low molecular weight polyol (b2-1) having a number average molecular weight of 300 or less and a high molecular weight polycarbonate-based polyol (b2-2) having a number average molecular weight of 500 to 20,000.
(C) Urethane (meth) acrylate which is a reaction product of polyisocyanate (c1) and hydroxyl group-containing (meth) acrylate (c2).
また、本発明は、上記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を含有してなるコーティング剤を第2の要旨とする。さらに、本発明は、上記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化体からなるシートを第3の要旨とする。 The second gist of the present invention is a coating agent containing the above-mentioned active energy ray-curable resin composition. Further, the third gist of the present invention is a sheet made of a cured product of the above active energy ray-curable resin composition.
このように、本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、前記(A)~(C)の三成分から選ばれた二成分ないし三成分のウレタン(メタ)アクリレートを含有する。このため、本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物により形成される塗膜、本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を含有してなるコーティング剤により形成される塗膜、および本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化体からなるシートは、透明性が高く、良好な伸び特性、高いヤング率、高い強度を有し、かつ屈曲性に優れるようになる。また、上記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を用いて形成された塗膜等は、基材に対する追従性に優れ、さらに、伸縮性を有する強靱な基材としても有用である。さらに、上記塗膜等は、透明性が高く、高温時における物性の低下も少なく、耐薬品性にも優れていることから、これらの特性を生かした各種用途に用いることもできる。 As described above, the active energy ray-curable resin composition of the present invention contains a two-component to three-component urethane (meth) acrylate selected from the three components (A) to (C). Therefore, the coating film formed by the active energy ray-curable resin composition of the present invention, the coating film formed by the coating agent containing the active energy ray-curable resin composition of the present invention, and the present invention. The sheet made of the cured product of the active energy ray-curable resin composition has high transparency, good elongation characteristics, high Young rate, high strength, and excellent flexibility. Further, the coating film or the like formed by using the above-mentioned active energy ray-curable resin composition has excellent followability to the base material, and is also useful as a tough base material having elasticity. Further, since the coating film and the like have high transparency, little deterioration in physical properties at high temperature, and excellent chemical resistance, they can be used for various purposes utilizing these characteristics.
特に、上記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物が、少なくともウレタン(メタ)アクリレート(A)を含有し、上記ウレタン(メタ)アクリレート(A)中の低分子量ポリオール(a2-1)と高分子量ポリエステル系ポリオール(a2-2)との比率(a2-1/a2-2)が、重量比で、1/99~50/50であると、より高ヤング率、高伸度を付与しやすく、物性を微調整することができる。 In particular, the active energy ray-curable resin composition contains at least urethane (meth) acrylate (A), and is based on the low molecular weight polyol (a2-1) and the high molecular weight polyester in the urethane (meth) acrylate (A). When the ratio (a2-1 / a2-2) to the polyol (a2-2) is 1/99 to 50/50 in terms of weight, it is easier to impart a higher young rate and higher elongation, and the physical properties are improved. Can be fine-tuned.
また、上記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物が、少なくともウレタン(メタ)アクリレート(B)を含有し、上記ウレタン(メタ)アクリレート(B)中の低分子量ポリオール(b2-1)と高分子量ポリカーボネート系ポリオール(b2-2)との比率(b2-1/b2-2)が、重量比で、1/99~50/50であると、より高ヤング率、高伸度を付与しやすく、物性を微調整することができる。 Further, the active energy ray-curable resin composition contains at least urethane (meth) acrylate (B), and is based on the low molecular weight polyol (b2-1) and the high molecular weight polycarbonate in the urethane (meth) acrylate (B). When the ratio (b2-1 / b2-2) to the polyol (b2-2) is 1/99 to 50/50 in terms of weight, it is easier to impart a higher young rate and higher elongation, and the physical properties are improved. Can be fine-tuned.
さらに、上記(A),(B)のウレタン(メタ)アクリレート中の水酸基含有(メタ)アクリレート(a3,b3)が、分子中に(メタ)アクリロイル基を1個有する(メタ)アクリレートであると、硬化塗膜に適度な架橋構造を付与し、かつ、伸長性を付与できる。 Further, it is said that the hydroxyl group-containing (meth) acrylates (a3 and b3) in the urethane (meth) acrylates (A) and (B) are (meth) acrylates having one (meth) acryloyl group in the molecule. , An appropriate crosslinked structure can be imparted to the cured coating film, and extensibility can be imparted.
また、上記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物が、さらに、ホモポリマーとした場合のガラス転移温度が100℃以上のエチレン性不飽和モノマー(D)を含有すると、より強靭な塗膜を得ることができる。 Further, when the active energy ray-curable resin composition further contains an ethylenically unsaturated monomer (D) having a glass transition temperature of 100 ° C. or higher when used as a homopolymer, a tougher coating film can be obtained. can.
そして、上記エチレン性不飽和モノマー(D)が、脂環構造含有(メタ)アクリレート(d1)および複素環構造含有(メタ)アクリレート(d2)から選ばれた少なくとも一つを含むエチレン性不飽和モノマーであると、より高ヤング率、高伸度を実現することができる。 Then, the ethylenically unsaturated monomer (D) contains at least one selected from the alicyclic structure-containing (meth) acrylate (d1) and the heterocyclic structure-containing (meth) acrylate (d2). Then, a higher young rate and a higher elongation can be realized.
さらに、上記エチレン性不飽和モノマー(D)が、脂環構造含有(メタ)アクリレート(d1)および複素環構造含有(メタ)アクリレート(d2)を含み、その含有割合(d1/d2)が、重量比で、99/1~1/99であると、高ヤング率、高伸度を実現しつつ、高い屈曲性を得ることができる。 Further, the ethylenically unsaturated monomer (D) contains an alicyclic structure-containing (meth) acrylate (d1) and a heterocyclic structure-containing (meth) acrylate (d2), and the content ratio (d1 / d2) thereof is the weight. When the ratio is 99/1 to 1/99, high flexibility can be obtained while achieving a high young rate and high elongation.
また、上記エチレン性不飽和モノマー(D)の含有割合が、上記ウレタン(メタ)アクリレート(A)~(C)の合計量100重量部に対して、100~400重量部であると、より屈曲性に優れるようになる。 Further, when the content ratio of the ethylenically unsaturated monomer (D) is 100 to 400 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the urethane (meth) acrylates (A) to (C), it is more bent. Become excellent in sex.
つぎに、本発明の実施の形態について詳しく説明する。ただし、本発明は、この実施の形態に限られるものではない。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to this embodiment.
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(以下「樹脂組成物」と略すことがある)は、下記(A)~(C)の三成分から選ばれた二成分ないし三成分に該当するウレタン(メタ)アクリレートを含有するものである。すなわち、(A)+(B)、(A)+(C)、(B)+(C)、(A)+(B)+(C)、の組合せで、各成分に該当するウレタン(メタ)アクリレートを併用する趣旨である。なかでも、本発明の作用効果の観点から、好ましくは、(A)+(B)の組合せを行うことであり、特に好ましくは、(A)+(B)+(C)の組合せを行うことである。なお、同一成分に該当するウレタン(メタ)アクリレートは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせて用いてもよい。
(A)脂環構造含有多価イソシアネート(a1),ポリオール(a2),および水酸基含有(メタ)アクリレート(a3)の反応物であるウレタン(メタ)アクリレートであって、上記ポリオール(a2)が、数平均分子量300以下の低分子量ポリオール(a2-1)および数平均分子量500~20,000の高分子量ポリエステル系ポリオール(a2-2)を含む、ウレタン(メタ)アクリレート。
(B)脂環構造含有多価イソシアネート(b1),ポリオール(b2),および水酸基含有(メタ)アクリレート(b3)の反応物であるウレタン(メタ)アクリレートであって、上記ポリオール(b2)が、数平均分子量300以下の低分子量ポリオール(b2-1)および数平均分子量500~20,000の高分子量ポリカーボネート系ポリオール(b2-2)を含む、ウレタン(メタ)アクリレート。
(C)ポリイソシアネート(c1)および水酸基含有(メタ)アクリレート(c2)の反応物であるウレタン(メタ)アクリレート。
The active energy ray-curable resin composition of the present invention (hereinafter, may be abbreviated as "resin composition") is a urethane corresponding to two or three components selected from the following three components (A) to (C). It contains (meth) acrylate. That is, a combination of (A) + (B), (A) + (C), (B) + (C), (A) + (B) + (C), and urethane (meth) corresponding to each component. ) The purpose is to use acrylate together. Among them, from the viewpoint of the action and effect of the present invention, the combination of (A) + (B) is preferably performed, and particularly preferably the combination of (A) + (B) + (C) is performed. Is. As the urethane (meth) acrylate corresponding to the same component, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
(A) Urethane (meth) acrylate which is a reaction product of alicyclic structure-containing polyvalent isocyanate (a1), polyol (a2), and hydroxyl group-containing (meth) acrylate (a3), wherein the polyol (a2) is. A urethane (meth) acrylate containing a low molecular weight polyol (a2-1) having a number average molecular weight of 300 or less and a high molecular weight polyester-based polyol (a2-2) having a number average molecular weight of 500 to 20,000.
(B) A urethane (meth) acrylate which is a reaction product of a polyhydric isocyanate (b1) containing an alicyclic structure, a polyol (b2), and a hydroxyl group-containing (meth) acrylate (b3), wherein the polyol (b2) is a reaction product. A urethane (meth) acrylate containing a low molecular weight polyol (b2-1) having a number average molecular weight of 300 or less and a high molecular weight polycarbonate-based polyol (b2-2) having a number average molecular weight of 500 to 20,000.
(C) Urethane (meth) acrylate which is a reaction product of polyisocyanate (c1) and hydroxyl group-containing (meth) acrylate (c2).
なお、本発明の樹脂組成物において、上記(A)成分と(B)成分のみを組み合わせて用いる場合、その重量比率は、(A):(B)=95:5~5:95であることが、本発明の作用効果の観点から好ましく、同様の観点から、より好ましくは、(A):(B)=90:10~10:90の範囲である。
また、上記(A)成分と(C)成分のみを組み合わせて用いる場合、その重量比率は、(A):(C)=99:1~1:99であることが、本発明の作用効果の観点から好ましく、同様の観点から、より好ましくは、(A):(C)=95:5~5:95の範囲である。
また、上記(B)成分と(C)成分のみを組み合わせて用いる場合、その重量比率は、(B):(C)=99:1~1:99であることが、本発明の作用効果の観点から好ましく、同様の観点から、より好ましくは、(B):(C)=95:5~5:95の範囲である。
そして、上記(A)~(C)の三成分を全て含む場合、本発明の作用効果の観点から、(A)~(C)の三成分の合計量100重量部に対し、(A)成分の含有量は、1~80重量部とすることが好ましく、より好ましくは10~60重量部の範囲であり、(B)成分の含有量は、1~80重量部とすることが好ましく、より好ましくは10~60重量部の範囲であり、(C)成分の含有量は、1~50重量部とすることが好ましく、より好ましくは3~30重量部である。
In the resin composition of the present invention, when only the component (A) and the component (B) are used in combination, the weight ratio thereof is (A) :( B) = 95: 5 to 5:95. However, it is preferable from the viewpoint of the action and effect of the present invention, and more preferably from the same viewpoint, it is in the range of (A) :( B) = 90:10 to 10:90.
Further, when only the component (A) and the component (C) are used in combination, the weight ratio thereof is (A) :( C) = 99: 1 to 1:99, which is the effect of the present invention. From the viewpoint, it is preferable, and from the same viewpoint, it is more preferably in the range of (A) :( C) = 95: 5 to 5:95.
Further, when only the component (B) and the component (C) are used in combination, the weight ratio thereof is (B) :( C) = 99: 1 to 1:99, which is the effect of the present invention. From the viewpoint, it is preferable, and from the same viewpoint, it is more preferably in the range of (B): (C) = 95: 5 to 5:95.
When all the three components (A) to (C) are contained, the component (A) is added to 100 parts by weight of the total amount of the three components (A) to (C) from the viewpoint of the action and effect of the present invention. The content of the component (B) is preferably 1 to 80 parts by weight, more preferably 10 to 60 parts by weight, and the content of the component (B) is preferably 1 to 80 parts by weight. The content is preferably in the range of 10 to 60 parts by weight, and the content of the component (C) is preferably 1 to 50 parts by weight, more preferably 3 to 30 parts by weight.
なお、本発明において、(メタ)アクリルとはアクリルあるいはメタクリルを、(メタ)アクリロイルとはアクリロイルあるいはメタクリロイルを、(メタ)アクリレートとはアクリレートあるいはメタクリレートをそれぞれ意味するものである。 In the present invention, (meth) acrylic means acrylic or methacrylic, (meth) acryloyl means acryloyl or methacrylic, and (meth) acrylate means acrylate or methacrylate.
つぎに、上記(A)~(C)の各成分に該当するウレタン(メタ)アクリレートについて説明する。 Next, the urethane (meth) acrylate corresponding to each of the above components (A) to (C) will be described.
《ウレタン(メタ)アクリレート(A)》
本発明で用いられるウレタン(メタ)アクリレート(A)は、脂環構造含有多価イソシアネート(a1)、ポリオール(a2)、および水酸基含有(メタ)アクリレート(a3)を用いて反応させてなる反応生成物である。そして、上記ポリオール(a2)が、数平均分子量300以下の低分子量ポリオール(a2-1)および数平均分子量500~20,000の高分子量ポリエステル系ポリオール(a2-2)を含む。すなわち、本発明で用いられるウレタン(メタ)アクリレート(A)は、脂環構造含有多価イソシアネート(a1)由来の構造単位、数平均分子量300以下の低分子量ポリオール(a2-1)由来の構造単位、数平均分子量500~20,000の高分子量ポリエステル系ポリオール(a2-2)由来の構造単位、水酸基含有(メタ)アクリレート(a3)由来の構造単位を備えた化合物である。なお、本発明の作用効果の観点から、上記ポリオール(a2)全体の50重量%以上、特には80重量%以上が、上記低分子量ポリオール(a2-1)および高分子量ポリエステル系ポリオール(a2-2)からなることが好ましく、上記ポリオール(a2)の全てが上記低分子量ポリオール(a2-1)および高分子量ポリエステル系ポリオール(a2-2)からなることが、より好ましい。
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The urethane (meth) acrylate (A) used in the present invention is a reaction generated by reacting with a polyvalent isocyanate (a1) containing an alicyclic structure, a polyol (a2), and a hydroxyl group-containing (meth) acrylate (a3). It is a thing. The polyol (a2) contains a low molecular weight polyol (a2-1) having a number average molecular weight of 300 or less and a high molecular weight polyester-based polyol (a2-2) having a number average molecular weight of 500 to 20,000. That is, the urethane (meth) acrylate (A) used in the present invention is a structural unit derived from the alicyclic structure-containing polyvalent isocyanate (a1) and a structural unit derived from a low molecular weight polyol (a2-1) having a number average molecular weight of 300 or less. , A compound having a structural unit derived from a high molecular weight polyester-based polyol (a2-2) having a number average molecular weight of 500 to 20,000 and a structural unit derived from a hydroxyl group-containing (meth) acrylate (a3). From the viewpoint of the action and effect of the present invention, 50% by weight or more, particularly 80% by weight or more of the total amount of the polyol (a2) is the low molecular weight polyol (a2-1) and the high molecular weight polyester-based polyol (a2-2). ), And it is more preferable that all of the above-mentioned polyol (a2) is composed of the above-mentioned low molecular weight polyol (a2-1) and the high-molecular-weight polyester-based polyol (a2-2).
[脂環構造含有多価イソシアネート(a1)]
上記脂環構造含有多価イソシアネート(a1)としては、例えば、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート、1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、水添化ジフェニルメタンジイソシアネート等があげられる。
これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせて用いてもよい。
[Alicyclic structure-containing multivalent isocyanate (a1)]
Examples of the alicyclic structure-containing polyvalent isocyanate (a1) include xylylene diisocyanate, tetramethylxylylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, norbornene diisocyanate, 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, and 1,4-bis (isocyanatomethyl). Isocyanatomethyl) cyclohexane, hydrogenated diphenylmethane diisocyanate and the like can be mentioned.
These may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more type.
[ポリオール(a2)]
上記ポリオール(a2)としては、先に述べたように、数平均分子量300以下の低分子量ポリオール(a2-1)と、数平均分子量500~20,000の高分子量ポリエステル系ポリオール(a2-2)とを併用したものが用いられる。
[Polyol (a2)]
As the above-mentioned polyol (a2), as described above, a low molecular weight polyol (a2-1) having a number average molecular weight of 300 or less and a high molecular weight polyester-based polyol (a2-2) having a number average molecular weight of 500 to 20,000. And are used in combination.
特に、上記低分子量ポリオール(a2-1)と高分子量ポリエステル系ポリオール(a2-2)との比率(a2-1/a2-2)が、重量比で、1/99~50/50であることが、より高ヤング率、高伸度を付与しやすく、物性を微調整することができるため、好ましい。同様の観点から、上記比率(重量比)は、より好ましくは、(a2-1/a2-2)=1.5/98.5~49/51、特に好ましくは、(a2-1/a2-2)=2/98~48/52の範囲である。 In particular, the ratio (a2-1 / a2-2) of the low molecular weight polyol (a2-1) to the high molecular weight polyester-based polyol (a2-2) is 1/99 to 50/50 by weight. However, it is preferable because it is easy to impart a higher Young's modulus and a higher elongation, and the physical properties can be finely adjusted. From the same viewpoint, the above ratio (weight ratio) is more preferably (a2-1 / a2-2) = 1.5 / 98.5 to 49/51, and particularly preferably (a2-1 / a2-). 2) = 2/98 to 48/52.
また、上記低分子量ポリオール(a2-1)が、数平均分子量60~300のポリオールであり、上記高分子量ポリエステル系ポリオール(a2-2)が、数平均分子量500~20,000のポリエステル系ポリオールであることが、より高ヤング率、高伸度を付与しやすく、物性を微調整することができるため、好ましい。同様の観点から、上記低分子量ポリオール(a2-1)が、数平均分子量70~250のポリオールであり、上記高分子量ポリエステル系ポリオール(a2-2)が、数平均分子量600~15,000のポリエステル系ポリオールであることが、より好ましく、特に好ましくは、上記低分子量ポリオール(a2-1)が、数平均分子量80~200のポリオールであり、上記高分子量ポリエステル系ポリオール(a2-2)が、数平均分子量700~10,000のポリエステル系ポリオールの場合である。 Further, the low molecular weight polyol (a2-1) is a polyol having a number average molecular weight of 60 to 300, and the high molecular weight polyester-based polyol (a2-2) is a polyester-based polyol having a number average molecular weight of 500 to 20,000. It is preferable because it is easy to impart a higher young rate and a higher elongation, and the physical properties can be finely adjusted. From the same viewpoint, the low molecular weight polyol (a2-1) is a polyol having a number average molecular weight of 70 to 250, and the high molecular weight polyester-based polyol (a2-2) is a polyester having a number average molecular weight of 600 to 15,000. It is more preferable, and particularly preferably, the low molecular weight polyol (a2-1) is a polyol having a number average molecular weight of 80 to 200, and the high molecular weight polyester-based polyol (a2-2) is a number. This is the case of a polyester-based polyol having an average molecular weight of 700 to 10,000.
なお、数平均分子量は、JIS K 1557に準拠して測定した水酸基価に基づいて算出した数平均分子量とする。具体的には、水酸基価を測定し、末端基定量法により、(56.1×1,000×価数)/水酸基価 [mgKOH/g]で算出する。前記式中において、価数は1分子中の水酸基の数である。 The number average molecular weight shall be the number average molecular weight calculated based on the hydroxyl value measured in accordance with JIS K 1557. Specifically, the hydroxyl value is measured and calculated as (56.1 × 1,000 × valence) / hydroxyl value [mgKOH / g] by the end group quantification method. In the above formula, the valence is the number of hydroxyl groups in one molecule.
そして、上記低分子量ポリオール(a2-1)としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリメチレングリコール、ジメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール、2,2-ジエチル-1,3-プロパンジオール、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール、1,4-テトラメチレンジオール、1,3-テトラメチレンジオール、2-メチル-1,3-トリメチレンジオール、1,5-ペンタメチレンジオール、1,6-ヘキサメチレンジオール、3-メチル-1,5-ペンタメチレンジオール、2,4-ジエチル-1,5-ペンタメチレンジオール、ペンタエリスリトールジアクリレート、1,9-ノナンジオール、2-メチル-1,3-ヘキサンジオール、2-メチル-1,8-オクタンジオール等の脂肪族アルコール類、1,4-シクロヘキサンジオール、シクロヘキシルジメタノール、トリシクロデカンジメタノール等の脂環族ジオール類、ビスフェノールA等のビスフェノール類、キシリトールやソルビトール等の糖アルコール類等があげられ、これらは1種または2種以上を併用して用いることができる。
これらの中でも、硬化塗膜の黄変性の観点から、芳香環や不飽和基を含まない構造の化合物が好ましく、特に好ましくは脂肪族アルコール類、更に好ましくはネオペンチルグリコールである。
Examples of the low molecular weight polyol (a2-1) include ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, trimethylene glycol, dimethylolpropane, neopentyl glycol, and 2,2-diethyl-1,3-. Propanediol, 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, 1,4-tetramethylenediol, 1,3-tetramethylenediol, 2-methyl-1,3-trimethylethylenediol, 1,5- Pentamethylenediol, 1,6-hexamethylenediol, 3-methyl-1,5-pentamethylenediol, 2,4-diethyl-1,5-pentamethylenediol, pentaerythritol diacrylate, 1,9-nonanediol, Aliper alcohols such as 2-methyl-1,3-hexanediol and 2-methyl-1,8-octanediol, and alicyclic diols such as 1,4-cyclohexanediol, cyclohexyldimethanol and tricyclodecanedimethanol. Glycols, bisphenols such as bisphenol A, sugar alcohols such as xylitol and sorbitol, and the like, and these can be used alone or in combination of two or more.
Among these, from the viewpoint of yellowing of the cured coating film, a compound having a structure free of aromatic rings and unsaturated groups is preferable, and aliphatic alcohols are particularly preferable, and neopentyl glycol is more preferable.
また、上記高分子量ポリエステル系ポリオール(a2-2)としては、例えば、多価アルコールと多価カルボン酸との縮合重合物;環状エステル(ラクトン)の開環重合物;多価アルコール、多価カルボン酸及び環状エステルの3種類の成分による反応物等があげられる。 Examples of the high molecular weight polyester polyol (a2-2) include a condensation polymer of a polyhydric alcohol and a polyvalent carboxylic acid; a ring-opening polymer of a cyclic ester (lactone); a polyhydric alcohol and a polyvalent carboxylic acid. Examples thereof include reactants consisting of three types of components, an acid and a cyclic ester.
上記多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリメチレングリコール、1,4-テトラメチレンジオール、1,3-テトラメチレンジオール、2-メチル-1,3-トリメチレンジオール、1,5-ペンタメチレンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6-ヘキサメチレンジオール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタメチレンジオール、2,4-ジエチル-1,5-ペンタメチレンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、シクロヘキサンジオール類(1,4-シクロヘキサンジオール等)、トリシクロデカンジメタノール、ビスフェノール類(ビスフェノールA等)、糖アルコール類(キシリトールやソルビトール等)等があげられる。 Examples of the polyvalent alcohol include ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, trimethylene glycol, 1,4-tetramethylenediol, 1,3-tetramethylenediol, and 2-methyl-1,3-tri. Methylenediol, 1,5-pentamethylenediol, neopentylglycol, 1,6-hexamethylenediol, 2-methyl-2,4-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentamethylenediol, 2,4- Diethyl-1,5-pentamethylenediol, glycerin, trimethylolpropane, trimethylolethane, cyclohexanediols (1,4-cyclohexanediol, etc.), tricyclodecanedimethanol, bisphenols (bisphenol A, etc.), sugar alcohols (Xylitol, sorbitol, etc.) and the like.
上記多価カルボン酸としては、例えば、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸等の脂肪族ジカルボン酸;1,4-シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸;テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、パラフェニレンジカルボン酸、トリメリット酸等の芳香族ジカルボン酸等があげられる。 Examples of the polyvalent carboxylic acid include aliphatic dicarboxylic acids such as malonic acid, maleic acid, fumaric acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid and dodecandionic acid; 1,4. -Alicyclic dicarboxylic acid such as cyclohexanedicarboxylic acid; aromatic dicarboxylic acid such as terephthalic acid, isophthalic acid, orthophthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, paraphenylenedicarboxylic acid, trimellitic acid and the like can be mentioned.
上記環状エステルとしては、例えば、プロピオラクトン、β-メチル-δ-バレロラクトン、ε-カプロラクトン等があげられる。 Examples of the cyclic ester include propiolactone, β-methyl-δ-valerolactone, ε-caprolactone and the like.
前記ポリオール(a2)全体としては、硬化塗膜とした際に、伸長性を付与できる点から、2官能(水酸基数が2個)のポリオールを用いることが好ましく、さらに2官能のポリオールと3官能(水酸基数が3個)のポリオールを併用してもよい。 As the polyol (a2) as a whole, it is preferable to use a bifunctional (two hydroxyl groups) polyol, and further, a bifunctional polyol and a trifunctional polyol, from the viewpoint of imparting extensibility when the cured coating film is formed. A polyol (with 3 hydroxyl groups) may be used in combination.
[水酸基含有(メタ)アクリレート(a3)]
上記水酸基含有(メタ)アクリレート(a3)としては、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、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、6-ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート等のアルキル基の炭素数が1~16(好ましくは1~12)のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェート、2-(メタ)アクリロイロキシエチル-2-ヒドロキシプロピルフタレート、カプロラクトン変性2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、脂肪酸変性-グリシジル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-(メタ)アクリロイロキシプロピル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリロイル基を1個有する化合物;グリセリンジ(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-アクリロイル-オキシプロピルメタクリレート等の(メタ)アクリロイル基を2個有する化合物;ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、コハク酸変性ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリロイル基を3個以上有する化合物等があげられる。
これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせて用いてもよい。
[Hydroxy group-containing (meth) acrylate (a3)]
Examples of the hydroxyl group-containing (meth) acrylate (a3) include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, and 4-hydroxybutyl (meth) acrylate. , 6-Hydroxyhexyl (meth) acrylate and other alkyl groups having 1 to 16 (preferably 1 to 12) carbon atoms, hydroxyalkyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethylacryloyl phosphate, 2- (meth) acryloyloxy. Ethyl-2-hydroxypropylphthalate, caprolactone-modified 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, dipropylene glycol (meth) acrylate, fatty acid-modified-glycidyl (meth) acrylate, polyethylene glycol mono (meth) acrylate, polypropylene glycol mono (meth) Compounds having one (meth) acryloyl group such as acrylate, 2-hydroxy-3- (meth) acryloyloxypropyl (meth) acrylate; glycerindi (meth) acrylate, 2-hydroxy-3-acryloyl-oxypropyl methacrylate. Compounds having two (meth) acryloyl groups such as; pentaerythritol tri (meth) acrylate, caprolactone-modified pentaerythritol tri (meth) acrylate, ethylene oxide-modified pentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate. , Caprolactone-modified dipentaerythritol penta (meth) acrylate, ethylene oxide-modified dipentaerythritol penta (meth) acrylate, succinic acid-modified pentaerythritol tri (meth) acrylate, and other compounds having three or more (meth) acryloyl groups. Be done.
These may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more type.
これらの中でも、分子中に(メタ)アクリロイル基を1個有する水酸基含有(メタ)アクリレートが、硬化塗膜に適度な架橋構造を付与し、かつ、伸長性を付与できる理由から好ましく、特に好ましくは、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートであり、更に好ましくは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、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、6-ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートであり、反応性および汎用性に優れる点で殊に好ましくは2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートである。 Among these, a hydroxyl group-containing (meth) acrylate having one (meth) acryloyl group in the molecule is preferable because it can impart an appropriate crosslinked structure to the cured coating film and impart extensibility, and is particularly preferable. , Hydroxyalkyl (meth) acrylates, more preferably 2-hydroxyethyl (meth) acrylates, 2-hydroxypropyl (meth) acrylates, 2-hydroxybutyl (meth) acrylates, 4-hydroxybutyl (meth) acrylates, 6 -Hydroxyhexyl (meth) acrylate, caprolactone-modified 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, particularly preferably 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) in terms of excellent reactivity and versatility. Acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, caprolactone-modified 2-hydroxyethyl (meth) acrylate.
[ウレタン(メタ)アクリレート(A)の調製]
本発明で用いられるウレタン(メタ)アクリレート(A)は、例えば、前記脂環構造含有多価イソシアネート(a1)、低分子量ポリオール(a2-1)、高分子量ポリエステル系ポリオール(a2-2)、水酸基含有(メタ)アクリレート(a3)を用いて、反応器に一括または別々に仕込み反応させることにより製造することができるが、低分子量ポリオール(a2-1)および高分子量ポリエステル系ポリオール(a2-2)と、脂環構造含有多価イソシアネート(a1)とを予め反応させて得られる反応生成物に、水酸基含有(メタ)アクリレート(a3)を反応させることが、反応の安定性や副生成物の低減等の点から有用である。
特に、後述のエチレン性不飽和モノマー(D)の存在下で、前記脂環構造含有多価イソシアネート(a1)、低分子量ポリオール(a2-1)、高分子量ポリエステル系ポリオール(a2-2)を反応させた後、その反応物に、水酸基含有(メタ)アクリレート(a3)を反応させて、目的とするウレタン(メタ)アクリレート(A)を製造すると、有機溶剤を使用することなく、良好にウレタン(メタ)アクリレート(A)を製造することができる。
[Preparation of urethane (meth) acrylate (A)]
The urethane (meth) acrylate (A) used in the present invention is, for example, the alicyclic structure-containing polyvalent isocyanate (a1), low molecular weight polyol (a2-1), high molecular weight polyester-based polyol (a2-2), hydroxyl group. It can be produced by charging the contained (meth) acrylate (a3) into a reactor in a batch or separately and reacting them, but the low molecular weight polyol (a2-1) and the high molecular weight polyester-based polyol (a2-2) can be produced. By reacting the reaction product obtained by previously reacting with the alicyclic structure-containing polyvalent isocyanate (a1) with the hydroxyl group-containing (meth) acrylate (a3), the stability of the reaction and the reduction of by-products can be reduced. It is useful in terms of such things.
In particular, the alicyclic structure-containing polyvalent isocyanate (a1), low molecular weight polyol (a2-1), and high molecular weight polyester-based polyol (a2-2) are reacted in the presence of the ethylenically unsaturated monomer (D) described later. After the reaction, the reaction product is reacted with a hydroxyl group-containing (meth) acrylate (a3) to produce the desired urethane (meth) acrylate (A). Meta) acrylate (A) can be produced.
そして、ウレタン(メタ)アクリレート(A)を収率良く得るために、脂環構造含有多価イソシアネート(a1)、低分子量ポリオール(a2-1)、高分子量ポリエステル系ポリオール(a2-2)、水酸基含有(メタ)アクリレート(a3)のモル比が、下記の通りであることが好ましい。 Then, in order to obtain the urethane (meth) acrylate (A) in good yield, an alicyclic structure-containing polyhydric isocyanate (a1), a low molecular weight polyol (a2-1), a high molecular weight polyester-based polyol (a2-2), and a hydroxyl group are used. The molar ratio of the contained (meth) acrylate (a3) is preferably as follows.
脂環構造含有多価イソシアネート(a1)、低分子量ポリオール(a2-1)、高分子量ポリエステル系ポリオール(a2-2)の反応には、公知の反応手段を用いることができる。その際、例えば、脂環構造含有多価イソシアネート(a1)中のイソシアネート基とポリオール中の水酸基(低分子量ポリオール(a2-1)中の水酸基と高分子量ポリエステル系ポリオール(a2-2)中の水酸基の合計)が、モル比で、通常、イソシアネート基:水酸基=2:1~15:14程度にすることにより、イソシアネート基を残存させた末端イソシアネート基含有ウレタン(メタ)アクリレートを得ることができる。そして、その末端イソシアネート基に対し、水酸基含有(メタ)アクリレート(a3)との付加反応が可能となる。 A known reaction means can be used for the reaction of the alicyclic structure-containing polyvalent isocyanate (a1), the low molecular weight polyol (a2-1), and the high molecular weight polyester-based polyol (a2-2). At that time, for example, the isocyanate group in the alicyclic structure-containing polyvalent isocyanate (a1), the hydroxyl group in the polyol (the hydroxyl group in the low molecular weight polyol (a2-1), and the hydroxyl group in the high molecular weight polyester-based polyol (a2-2)). Isocyanate group: hydroxyl group = 2: 1 to 15:14 in terms of molar ratio), a terminal isocyanate group-containing urethane (meth) acrylate in which an isocyanate group remains can be obtained. Then, an addition reaction with the hydroxyl group-containing (meth) acrylate (a3) is possible with respect to the terminal isocyanate group.
上記脂環構造含有多価イソシアネート(a1)と、低分子量ポリオール(a2-1)と、高分子量ポリエステル系ポリオール(a2-2)とを予め反応させて得られる反応生成物と、水酸基含有(メタ)アクリレート(a3)との付加反応にも、公知の反応手段を用いることができる。 A reaction product obtained by preliminarily reacting the alicyclic structure-containing polyvalent isocyanate (a1), a low molecular weight polyol (a2-1), and a high molecular weight polyester-based polyol (a2-2), and a hydroxyl group-containing (meth). ) A known reaction means can also be used for the addition reaction with the acrylate (a3).
反応生成物と水酸基含有(メタ)アクリレート(a3)との反応モル比は、例えば、脂環構造含有多価イソシアネート(a1)のイソシアネート基が2個で、水酸基含有(メタ)アクリレート(a3)の水酸基が1個である場合は、反応生成物:水酸基含有(メタ)アクリレート(a3)が、1:2程度であり、脂環構造含有多価イソシアネート(a1)のイソシアネート基が3個で、水酸基含有(メタ)アクリレート(a3)の水酸基が1個である場合は、反応生成物:水酸基含有(メタ)アクリレート(a3)が、1:3程度である。 The reaction molar ratio of the reaction product to the hydroxyl group-containing (meth) acrylate (a3) is, for example, that the alicyclic structure-containing polyvalent isocyanate (a1) has two isocyanate groups and the hydroxyl group-containing (meth) acrylate (a3). When there is one hydroxyl group, the reaction product: hydroxyl group-containing (meth) acrylate (a3) is about 1: 2, and the alicyclic structure-containing polyvalent isocyanate (a1) has three isocyanate groups and hydroxyl groups. When the contained (meth) acrylate (a3) has one hydroxyl group, the reaction product: the hydroxyl group-containing (meth) acrylate (a3) is about 1: 3.
この反応生成物と水酸基含有(メタ)アクリレート(a3)との付加反応においては、反応系の残存イソシアネート基含有率が0.3重量%以下になる時点で反応を終了させることにより、ウレタン(メタ)アクリレート(A)が得られる。 In the addition reaction between this reaction product and the hydroxyl group-containing (meth) acrylate (a3), urethane (meth) is terminated when the residual isocyanate group content of the reaction system becomes 0.3% by weight or less. ) Acrylate (A) is obtained.
そして、反応条件に関しては、例えば、反応温度は、ウレタン(メタ)アクリレート(A)を収率良く得るために、30~80℃程度の範囲に設定するのが好ましいが、反応熱を制御できる点から、60~70℃で反応を行うのが適当であり、反応時間は、通常2~10時間、好ましくは3~8時間である。 Regarding the reaction conditions, for example, the reaction temperature is preferably set in the range of about 30 to 80 ° C. in order to obtain the urethane (meth) acrylate (A) in good yield, but the reaction heat can be controlled. Therefore, it is appropriate to carry out the reaction at 60 to 70 ° C., and the reaction time is usually 2 to 10 hours, preferably 3 to 8 hours.
上記脂環構造含有多価イソシアネート(a1)と、低分子量ポリオール(a2-1)と、高分子量ポリエステル系ポリオール(a2-2)との反応、更にその反応生成物と水酸基含有(メタ)アクリレート(a3)との反応においては、反応を促進する目的で触媒を用いることも好ましく、上記触媒としては、例えば、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジアセテート、トリメチル錫ヒドロキシド、テトラ-n-ブチル錫、ビスアセチルアセトナート亜鉛、ジルコニウムトリス(アセチルアセトネート)エチルアセトアセテート、ジルコニウムテトラアセチルアセトネート等の有機金属化合物、オクテン酸錫、ヘキサン酸亜鉛、オクテン酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛、2-エチルヘキサン酸ジルコニウム、ナフテン酸コバルト、塩化第1錫、塩化第2錫、酢酸カリウム等の金属塩、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、ベンジルジエチルアミン、1,4-ジアザビシクロ[2,2,2]オクタン、1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]-7-ウンデセン、N,N,N’,N’-テトラメチル-1,3-ブタンジアミン、N-メチルモルホリン、N-エチルモルホリン等のアミン系触媒、硝酸ビスマス、臭化ビスマス、ヨウ化ビスマス、硫化ビスマス等の他、ジブチルビスマスジラウレート、ジオクチルビスマスジラウレート等の有機ビスマス化合物や、2-エチルヘキサン酸ビスマス塩、ナフテン酸ビスマス塩、イソデカン酸ビスマス塩、ネオデカン酸ビスマス塩、ラウリル酸ビスマス塩、マレイン酸ビスマス塩、ステアリン酸ビスマス塩、オレイン酸ビスマス塩、リノール酸ビスマス塩、酢酸ビスマス塩、ビスマスリビスネオデカノエート、ジサリチル酸ビスマス塩、ジ没食子酸ビスマス塩等の有機酸ビスマス塩等のビスマス系触媒等があげられ、中でも、ジブチル錫ジラウレート、1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]-7-ウンデセンが好適である。これらは1種単独で用いてもよいし、2種以上併せて用いることもできる。 The reaction between the alicyclic structure-containing polyvalent isocyanate (a1), the low molecular weight polyol (a2-1), and the high molecular weight polyester-based polyol (a2-2), and the reaction product thereof and the hydroxyl group-containing (meth) acrylate (meth). In the reaction with a3), it is also preferable to use a catalyst for the purpose of accelerating the reaction, and examples of the catalyst include dibutyltin dilaurate, dibutyltin dilaurate, trimethyltin hydroxide, tetra-n-butyltin, and bis. Organic metal compounds such as acetylacetonate zinc, zirconite tris (acetylacetonate) ethylacetacetate, zirconite tetraacetylacetonate, tin octatenate, zinc hexanoate, zinc octatenate, zinc stearate, zirconium 2-ethylhexanoate, Metal salts such as cobalt naphthenate, fistin chloride, ditin chloride, potassium acetate, triethylamine, triethylenediamine, benzyldiethylamine, 1,4-diazabicyclo [2,2,2] octane, 1,8-diazabicyclo [5 , 4,0] -7-Undecene, N, N, N', N'-tetramethyl-1,3-butanediamine, N-methylmorpholin, N-ethylmorpholin and other amine-based catalysts, bismuth nitrate, bromide In addition to bismuth, bismuth iodide, bismuth sulfide, etc., organic bismuth compounds such as dibutyl bismuth dilaurate and dioctyl bismuth dilaurate, 2-ethylhexanoic acid bismuth salt, naphthenic acid bismuth salt, isodecanic acid bismuth salt, neodecanoic acid bismuth salt, lauryl Organic acid bismuth such as acid bismuth salt, maleic acid bismuth salt, stearate bismuth salt, oleic acid bismuth salt, linoleic acid bismuth salt, acetate bismuth salt, bismuth ribisneodecanoate, disalicylic acid bismuth salt, di-eclipse acid bismuth salt. Examples thereof include bismuth-based catalysts such as salts, and among them, dibutyltin dilaurate and 1,8-diazabicyclo [5,4,0] -7-undecene are preferable. These may be used alone or in combination of two or more.
上記触媒の配合量は、通常、反応成分の総和に対して0.01~1,000ppmであり、好ましくは0.1~500ppm、特に好ましくは1~300ppmである。 The blending amount of the catalyst is usually 0.01 to 1,000 ppm, preferably 0.1 to 500 ppm, and particularly preferably 1 to 300 ppm with respect to the total of the reaction components.
また、上記反応においては、更に重合禁止剤を用いることが好ましい。上記重合禁止剤としては、重合禁止剤として用いられている公知一般のものを使用することができ、例えば、p-ベンゾキノン、ナフトキノン、トルキノン、2,5-ジフェニル-p-ベンゾキノン、ハイドロキノン、2,5-ジ-t-ブチルハイドロキノン、メチルハイドロキノン、モノ-t-ブチルハイドロキノン等のキノン類、4-メトキシフェノール、ジブチルヒドロキシトルエン等の芳香族類、p-t-ブチルカテコール等を挙げることができる。中でも芳香族類が好ましく、4-メトキシフェノール、ジブチルヒドロキシトルエンが特に好ましい。 Further, in the above reaction, it is preferable to further use a polymerization inhibitor. As the polymerization inhibitor, known general substances used as polymerization inhibitors can be used, and for example, p-benzoquinone, naphthoquinone, toluquinone, 2,5-diphenyl-p-benzoquinone, hydroquinone, 2, Examples thereof include quinones such as 5-di-t-butylhydroquinone, methylhydroquinone and mono-t-butylhydroquinone, aromatics such as 4-methoxyphenol and dibutylhydroxytoluene, and pt-butylcatechol. Of these, aromatics are preferable, and 4-methoxyphenol and dibutylhydroxytoluene are particularly preferable.
上記反応の際には有機溶剤を使用しないことが好ましいが、必要に応じて使用することもできる。上記有機溶剤としては、例えば、アセトン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、エチルセロソルブ等のセロソルブ類、トルエン、キシレン等の芳香族類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等の酢酸エステル類等があげられる。これら上記の有機溶剤は、単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。有機溶剤を使用する際には、本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物が実質的には無溶剤系であることが好ましいことから、反応生成の際に乾燥工程を経て有機溶剤を乾燥除去することが好ましい。上記乾燥除去の際には、上述の反応において使用する各種モノマー成分が揮発しないことを必要とすることから、低沸点の有機溶剤を使用することが好ましい。本発明において、上記低沸点とは、具体的には、60℃以下を意味する。なお、反応生成において有機溶剤を使用した場合、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物中に上記有機溶剤に由来する溶剤成分が微量に残存することがあるが、本発明において、実質的に有機溶剤を含有しない(無溶剤系)。すなわち実質的に有機溶剤を含有しないとは、積極的に有機溶剤を用い配合しないことを意味するものであって、上記微量に残存する場合は除く。そして、「実質的に有機溶剤を含有しない」とは、具体的には、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物中における有機溶剤の含有量が、通常1重量%以下、好ましくは0.1重量%以下であり、下限値は、通常0.0001重量%である。 It is preferable not to use an organic solvent in the above reaction, but it can also be used if necessary. Examples of the organic solvent include ketones such as acetone, methyl isobutyl ketone, methyl ethyl ketone and cyclohexanone, cellosolves such as ethyl cellosolve, aromatics such as toluene and xylene, and acetate esters such as methyl acetate, ethyl acetate and butyl acetate. Kind etc. can be mentioned. These above-mentioned organic solvents may be used alone or in combination of two or more. When an organic solvent is used, it is preferable that the active energy ray-curable resin composition of the present invention is substantially solvent-free. Therefore, the organic solvent is dried and removed through a drying step at the time of reaction generation. It is preferable to do so. Since it is necessary that the various monomer components used in the above reaction do not volatilize during the above-mentioned dry removal, it is preferable to use an organic solvent having a low boiling point. In the present invention, the low boiling point specifically means 60 ° C. or lower. When an organic solvent is used in the reaction generation, a trace amount of the solvent component derived from the organic solvent may remain in the active energy ray-curable resin composition, but in the present invention, the organic solvent is substantially used. Does not contain (solvent-free). That is, the fact that the organic solvent is substantially not contained means that the organic solvent is not positively blended, and the case where the trace amount remains is excluded. And, "substantially free of organic solvent" means that the content of the organic solvent in the active energy ray-curable resin composition is usually 1% by weight or less, preferably 0.1% by weight. The lower limit is usually 0.0001% by weight.
上記ウレタン(メタ)アクリレート(A)中におけるエチレン性不飽和基の含有数は、1~10であることが好ましく、より好ましくは1~6、特に好ましくは1~3である。 The content of the ethylenically unsaturated group in the urethane (meth) acrylate (A) is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 6, and particularly preferably 1 to 3.
上記ウレタン(メタ)アクリレート(A)の重量平均分子量は、好ましくは1,000~50,000であり、より好ましくは3,500~45,000、特に好ましくは7,000~40,000である。ウレタン(メタ)アクリレート(A)の重量平均分子量が小さすぎると、硬化塗膜中のエチレン性不飽和基濃度が相対的に大きくなり、硬化塗膜とした際に塗膜の伸長性が得られ難い傾向がみられ、ウレタン(メタ)アクリレート(A)の重量平均分子量が大きすぎると、粘度が高くなり反応制御が難しくなる傾向があり、また、硬化塗膜中のエチレン性不飽和基濃度が相対的に小さくなり架橋密度が低くなるため硬化塗膜の伸長性は得られるもののヤング率が低くなる傾向がみられる。 The weight average molecular weight of the urethane (meth) acrylate (A) is preferably 1,000 to 50,000, more preferably 3,500 to 45,000, and particularly preferably 7,000 to 40,000. .. If the weight average molecular weight of the urethane (meth) acrylate (A) is too small, the concentration of ethylenically unsaturated groups in the cured coating film becomes relatively large, and the extensibility of the coating film can be obtained when the cured coating film is formed. If the weight average molecular weight of the urethane (meth) acrylate (A) is too large, the viscosity tends to be high and the reaction control tends to be difficult, and the concentration of ethylenically unsaturated groups in the cured coating film tends to be difficult. Since it becomes relatively small and the crosslink density becomes low, the extensibility of the cured coating film can be obtained, but the young ratio tends to be low.
なお、上記重量平均分子量は、標準ポリスチレン分子量換算による重量平均分子量であり、高速液体クロマトグラフ(Waters社製、「ACQUITY APCシステム」)に、カラム:ACQUITY APC XT 450を1本、ACQUITY APC XT 200を1本、ACQUITY APC XT 45を2本の計4本を直列にして用いることにより測定される。 The weight average molecular weight is a weight average molecular weight converted to a standard polystyrene molecular weight. A high-speed liquid chromatograph (“ACQUITY APC system” manufactured by Waters) has a column: ACQUITY APC XT 450, ACQUITY APC XT 200. Is measured by using one ACQUITY APC XT 45 in series, for a total of four ACQUITY APC XT 45.
《ウレタン(メタ)アクリレート(B)》
本発明で用いられるウレタン(メタ)アクリレート(B)は、脂環構造含有多価イソシアネート(b1)、ポリオール(b2)、および水酸基含有(メタ)アクリレート(b3)を用いて反応させてなる反応生成物である。そして、上記ポリオール(b2)が、数平均分子量300以下の低分子量ポリオール(b2-1)および数平均分子量500~20,000の高分子量ポリカーボネート系ポリオール(b2-2)を含む。すなわち、本発明で用いられるウレタン(メタ)アクリレート(B)は、脂環構造含有多価イソシアネート(b1)由来の構造単位、数平均分子量300以下の低分子量ポリオール(b2-1)由来の構造単位、数平均分子量500~20,000の高分子量ポリカーボネート系ポリオール(b2-2)由来の構造単位、水酸基含有(メタ)アクリレート(b3)由来の構造単位を備えた化合物である。なお、本発明の作用効果の観点から、上記ポリオール(b2)全体の50重量%以上、特には80重量%以上が、上記低分子量ポリオール(b2-1)および高分子量ポリカーボネート系ポリオール(b2-2)からなることが好ましく、上記ポリオール(b2)の全てが上記低分子量ポリオール(b2-1)および高分子量ポリカーボネート系ポリオール(b2-2)からなることが、より好ましい。
<< Urethane (meth) acrylate (B) >>
The urethane (meth) acrylate (B) used in the present invention is a reaction generated by reacting with a polyvalent isocyanate (b1) containing an alicyclic structure, a polyol (b2), and a hydroxyl group-containing (meth) acrylate (b3). It is a thing. The polyol (b2) contains a low molecular weight polyol (b2-1) having a number average molecular weight of 300 or less and a high molecular weight polycarbonate-based polyol (b2-2) having a number average molecular weight of 500 to 20,000. That is, the urethane (meth) acrylate (B) used in the present invention is a structural unit derived from the alicyclic structure-containing polyvalent isocyanate (b1) and a structural unit derived from a low molecular weight polyol (b2-1) having a number average molecular weight of 300 or less. , A compound having a structural unit derived from a high molecular weight polycarbonate-based polyol (b2-2) having a number average molecular weight of 500 to 20,000 and a structural unit derived from a hydroxyl group-containing (meth) acrylate (b3). From the viewpoint of the action and effect of the present invention, 50% by weight or more, particularly 80% by weight or more of the total amount of the polyol (b2) is the low molecular weight polyol (b2-1) and the high molecular weight polycarbonate-based polyol (b2-2). ), And it is more preferable that all of the above-mentioned polyols (b2) are made of the above-mentioned low molecular weight polyol (b2-1) and the high-molecular-weight polycarbonate-based polyol (b2-2).
[脂環構造含有多価イソシアネート(b1)]
上記脂環構造含有多価イソシアネート(b1)としては、先に説明した脂環構造含有多価イソシアネート(a1)と同様のものが用いられる。なお、上記脂環構造含有多価イソシアネート(a1)と、(b1)とは、同じ脂環構造含有多価イソシアネートを用いてもよいし、異なる脂環構造含有多価イソシアネートを用いてもよい。
[Alicyclic structure-containing multivalent isocyanate (b1)]
As the alicyclic structure-containing multivalent isocyanate (b1), the same as the alicyclic structure-containing polyvalent isocyanate (a1) described above is used. The alicyclic structure-containing polyvalent isocyanate (a1) and (b1) may be the same alicyclic structure-containing polyvalent isocyanate, or different alicyclic structure-containing polyvalent isocyanates may be used.
[ポリオール(b2)]
上記ポリオール(b2)としては、先に述べたように、数平均分子量300以下の低分子量ポリオール(b2-1)と、数平均分子量500~20,000の高分子量ポリカーボネート系ポリオール(b2-2)とを併用したものが用いられる。
[Polyol (b2)]
As the above-mentioned polyol (b2), as described above, a low molecular weight polyol (b2-1) having a number average molecular weight of 300 or less and a high molecular weight polycarbonate-based polyol (b2-2) having a number average molecular weight of 500 to 20,000. And are used in combination.
特に、上記低分子量ポリオール(b2-1)と高分子量ポリカーボネート系ポリオール(b2-2)との比率(b2-1/b2-2)が、重量比で、1/99~50/50であることが、より高ヤング率、高伸度を付与しやすく、物性を微調整することができるため、好ましい。同様の観点から、上記比率(重量比)は、より好ましくは、(b2-1/b2-2)=1.5/98.5~49/51、特に好ましくは、(b2-1/b2-2)=2/98~48/52の範囲である。 In particular, the ratio (b2-1 / b2-2) of the low molecular weight polyol (b2-1) to the high molecular weight polycarbonate-based polyol (b2-2) is 1/99 to 50/50 by weight. However, it is preferable because it is easy to impart a higher Young's modulus and a higher elongation, and the physical properties can be finely adjusted. From the same viewpoint, the above ratio (weight ratio) is more preferably (b2-1 / b2-2) = 1.5 / 98.5 to 49/51, and particularly preferably (b2-1 / b2-). 2) = 2/98 to 48/52.
また、上記低分子量ポリオール(b2-1)が、数平均分子量60~300のポリオールであり、上記高分子量ポリカーボネート系ポリオール(b2-2)が、数平均分子量500~20,000のポリカーボネート系ポリオールであることが、より高ヤング率、高伸度を付与しやすく、物性を微調整することができるため、好ましい。同様の観点から、上記低分子量ポリオール(b2-1)が、数平均分子量70~250のポリオールであり、上記高分子量ポリカーボネート系ポリオール(b2-2)が、数平均分子量600~15,000のポリカーボネート系ポリオールであることが、より好ましく、特に好ましくは、上記低分子量ポリオール(b2-1)が、数平均分子量80~200のポリオールであり、上記高分子量ポリカーボネート系ポリオール(b2-2)が、数平均分子量700~10,000のポリカーボネート系ポリオールの場合である。 Further, the low molecular weight polyol (b2-1) is a polyol having a number average molecular weight of 60 to 300, and the high molecular weight polycarbonate-based polyol (b2-2) is a polycarbonate-based polyol having a number average molecular weight of 500 to 20,000. It is preferable because it is easy to impart a higher young rate and a higher elongation, and the physical properties can be finely adjusted. From the same viewpoint, the low molecular weight polyol (b2-1) is a polyol having a number average molecular weight of 70 to 250, and the high molecular weight polycarbonate-based polyol (b2-2) is a polycarbonate having a number average molecular weight of 600 to 15,000. The system-based polyol is more preferable, and particularly preferably, the low molecular weight polyol (b2-1) is a polyol having a number average molecular weight of 80 to 200, and the high-molecular-weight polycarbonate-based polyol (b2-2) is a number. This is the case of a polycarbonate-based polyol having an average molecular weight of 700 to 10,000.
そして、上記低分子量ポリオール(b2-1)としては、先に説明した低分子量ポリオール(a2-1)と同様のものが用いられる。なお、上記低分子量ポリオール(a2-1)と、(b2-1)とは、同じ低分子量ポリオールを用いてもよいし、異なる低分子量ポリオールを用いてもよい。 Then, as the low molecular weight polyol (b2-1), the same one as the low molecular weight polyol (a2-1) described above is used. The low molecular weight polyol (a2-1) and (b2-1) may use the same low molecular weight polyol or different low molecular weight polyols.
また、上記高分子量ポリカーボネート系ポリオール(b2-2)としては、例えば、多価アルコールとホスゲンとの反応物;環状炭酸エステル(アルキレンカーボネート等)の開環重合物等があげられる。 Examples of the high molecular weight polycarbonate-based polyol (b2-2) include a reaction product of a polyhydric alcohol and phosgene; a ring-opening polymer of a cyclic carbonate ester (alkylene carbonate, etc.).
上記多価アルコールとしては、高分子量ポリエステル系ポリオール(a2-2)の説明中で例示の多価アルコール等があげられ、上記アルキレンカーボネートとしては、例えば、エチレンカーボネート、トリメチレンカーボネート、テトラメチレンカーボネート、ヘキサメチレンカーボネート等があげられる。 Examples of the polyhydric alcohol include polyhydric alcohols exemplified in the description of the high molecular weight polyester-based polyol (a2-2), and examples of the alkylene carbonate include ethylene carbonate, trimethylene carbonate, and tetramethylene carbonate. Hexamethylene carbonate and the like can be mentioned.
なお、上記ポリカーボネート系ポリオールは、分子内にカーボネート結合を有し、末端がヒドロキシル基である化合物であればよく、カーボネート結合とともにエステル結合を有していてもよい。 The polycarbonate-based polyol may be a compound having a carbonate bond in the molecule and having a hydroxyl group at the end, and may have an ester bond together with the carbonate bond.
前記ポリオール(b2)全体としては、硬化塗膜とした際に、伸長性を付与できる点から、2官能(水酸基数が2個)のポリオールを用いることが好ましく、さらに2官能のポリオールと3官能(水酸基数が3個)のポリオールを併用してもよい。 As the polyol (b2) as a whole, it is preferable to use a bifunctional (two hydroxyl groups) polyol, and further, a bifunctional polyol and a trifunctional polyol, from the viewpoint of imparting extensibility when the cured coating film is formed. A polyol (with 3 hydroxyl groups) may be used in combination.
[水酸基含有(メタ)アクリレート(b3)]
上記水酸基含有(メタ)アクリレート(b3)としては、先に説明した水酸基含有(メタ)アクリレート(a3)と同様のものが用いられる。なお、上記水酸基含有(メタ)アクリレート(a3)と、(b3)とは、同じ水酸基含有(メタ)アクリレートを用いてもよいし、異なる水酸基含有(メタ)アクリレートを用いてもよい。
[Hydroxy group-containing (meth) acrylate (b3)]
As the hydroxyl group-containing (meth) acrylate (b3), the same as the hydroxyl group-containing (meth) acrylate (a3) described above is used. The same hydroxyl group-containing (meth) acrylate may be used for the hydroxyl group-containing (meth) acrylate (a3) and (b3), or different hydroxyl group-containing (meth) acrylates may be used.
そして、上記水酸基含有(メタ)アクリレート(b3)の中でも、分子中に(メタ)アクリロイル基を1個有する水酸基含有(メタ)アクリレートが、硬化塗膜に適度な架橋構造を付与し、かつ、伸長性を付与できる理由から好ましく、特に好ましくは、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートであり、更に好ましくは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、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、6-ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートであり、反応性および汎用性に優れる点で殊に好ましくは2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートである。 Among the hydroxyl group-containing (meth) acrylates (b3), the hydroxyl group-containing (meth) acrylate having one (meth) acryloyl group in the molecule imparts an appropriate crosslinked structure to the cured coating film and is elongated. It is preferable because it can impart properties, and particularly preferably hydroxyalkyl (meth) acrylate, and more preferably 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, or 2-hydroxybutyl (meth) acrylate. , 4-Hydroxybutyl (meth) acrylate, 6-hydroxyhexyl (meth) acrylate, caprolactone-modified 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, particularly preferably 2-hydroxyethyl (meth) acrylate in terms of excellent reactivity and versatility. Meta) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, caprolactone-modified 2-hydroxyethyl (meth) acrylate.
[ウレタン(メタ)アクリレート(B)の調製]
本発明で用いられるウレタン(メタ)アクリレート(B)は、高分子量ポリエステル系ポリオール(a2-2)に代えて高分子量ポリカーボネート系ポリオール(b2-2)を用いる以外は、先に説明したウレタン(メタ)アクリレート(A)の製造方法に準じて調製される。
[Preparation of urethane (meth) acrylate (B)]
The urethane (meth) acrylate (B) used in the present invention is the urethane (meth) described above, except that the high molecular weight polycarbonate-based polyol (b2-2) is used instead of the high-molecular-weight polyester-based polyol (a2-2). ) Prepared according to the method for producing acrylate (A).
上記ウレタン(メタ)アクリレート(B)中におけるエチレン性不飽和基の含有数は、1~10であることが好ましく、より好ましくは1~6、特に好ましくは1~3である。 The content of the ethylenically unsaturated group in the urethane (meth) acrylate (B) is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 6, and particularly preferably 1 to 3.
上記ウレタン(メタ)アクリレート(B)の重量平均分子量は、好ましくは1,000~50,000であり、より好ましくは3,500~45,000、特に好ましくは7,000~40,000である。ウレタン(メタ)アクリレート(B)の重量平均分子量が小さすぎると、硬化塗膜中のエチレン性不飽和基濃度が相対的に大きくなり、硬化塗膜とした際に塗膜の伸長性が得られ難い傾向がみられ、ウレタン(メタ)アクリレート(B)の重量平均分子量が大きすぎると、粘度が高くなり反応制御が難しくなる傾向があり、また、硬化塗膜中のエチレン性不飽和基濃度が相対的に小さくなり架橋密度が低くなるため硬化塗膜の伸長性は得られるもののヤング率が低くなる傾向がみられる。 The weight average molecular weight of the urethane (meth) acrylate (B) is preferably 1,000 to 50,000, more preferably 3,500 to 45,000, and particularly preferably 7,000 to 40,000. .. If the weight average molecular weight of the urethane (meth) acrylate (B) is too small, the concentration of ethylenically unsaturated groups in the cured coating film becomes relatively large, and the extensibility of the coating film can be obtained when the cured coating film is formed. If the weight average molecular weight of the urethane (meth) acrylate (B) is too large, the viscosity tends to be high and the reaction control tends to be difficult, and the concentration of ethylenically unsaturated groups in the cured coating film tends to be difficult. Since it becomes relatively small and the crosslink density becomes low, the extensibility of the cured coating film can be obtained, but the young ratio tends to be low.
《ウレタン(メタ)アクリレート(C)》
本発明で用いられるウレタン(メタ)アクリレート(C)は、ポリイソシアネート(c1)および水酸基含有(メタ)アクリレート(c2)を用いて反応させてなる反応生成物である。すなわち、本発明で用いられるウレタン(メタ)アクリレート(C)は、ポリイソシアネート(c1)由来の構造単位、水酸基含有(メタ)アクリレート(c2)由来の構造単位を備えた化合物である。
<< Urethane (meth) acrylate (C) >>
The urethane (meth) acrylate (C) used in the present invention is a reaction product obtained by reacting with a polyisocyanate (c1) and a hydroxyl group-containing (meth) acrylate (c2). That is, the urethane (meth) acrylate (C) used in the present invention is a compound having a structural unit derived from polyisocyanate (c1) and a structural unit derived from hydroxyl group-containing (meth) acrylate (c2).
[ポリイソシアネート(c1)]
上記ポリイソシアネート(c1)としては、例えば、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリフェニルメタンポリイソシアネート、変性ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート等の芳香族ポリイソシアネート;ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、リジントリイソシアネート等の脂肪族ポリイソシアネート;水添化ジフェニルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート、1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン等の脂環構造含有ポリイソシアネート;或いはこれらポリイソシアネートの3量体化合物又は多量体化合物、アロファネート型ポリイソシアネート、ビュレット型ポリイソシアネート、水分散型ポリイソシアネート等があげられる。
これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせて用いてもよい。
[Polyisocyanate (c1)]
Examples of the polyisocyanate (c1) include aromatic polyisocyanates such as tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, polyphenylmethane polyisocyanate, modified diphenylmethane diisocyanate, xylylene diisocyanate, tetramethylxylylene diisocyanate, phenylenedi isocyanate, and naphthalene diisocyanate; Alibo polyisocyanate such as hexamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, lysine triisocyanate; alicyclic structure such as hydrogenated diphenylmethane diisocyanate, isophorone diisocyanate, norbornene diisocyanate, 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane. Examples thereof include polyisocyanates contained; or trimeric or multimer compounds of these polyisocyanates, allophanate-type polyisocyanates, bullet-type polyisocyanates, water-dispersed polyisocyanates, and the like.
These may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more type.
これらの中でも、黄変が少ない点で、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート、水添化ジフェニルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート、1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン等の脂環構造含有ジイソシアネートが好ましく、特に好ましくは硬化収縮が小さい点でイソホロンジイソシアネート、水添化ジフェニルメタンジイソシアネート、1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、汎用性が高い点でヘキサメチレンジイソシアネートが用いられ、更に好ましくは、反応性および汎用性に優れる点でイソホロンジイソシアネート、1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、ヘキサメチレンジイソシアネートが用いられる。 Among these, aliphatic diisocyanates such as hexamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, and lysine diisocyanate, hydrogenated diphenylmethane diisocyanate, isophorone diisocyanate, norbornene diisocyanate, and 1,3-bis (isosyanatomethyl) are low in yellowing. An alicyclic structure-containing diisocyanate such as cyclohexane is preferable, and isophorone diisocyanate, hydrogenated diphenylmethane diisocyanate, 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, and hexamethylene diisocyanate are particularly preferable because they have a small curing shrinkage. , And more preferably, isophorone diisocyanate, 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, and hexamethylene diisocyanate are used because of their excellent reactivity and versatility.
[水酸基含有(メタ)アクリレート(c2)]
上記水酸基含有(メタ)アクリレート(c2)としては、先に説明した水酸基含有(メタ)アクリレート(a3)と同様のものが用いられる。なお、上記水酸基含有(メタ)アクリレート(a3)と、(c2)とは、同じ水酸基含有(メタ)アクリレートを用いてもよいし、異なる水酸基含有(メタ)アクリレートを用いてもよい。
[Hydroxy group-containing (meth) acrylate (c2)]
As the hydroxyl group-containing (meth) acrylate (c2), the same as the hydroxyl group-containing (meth) acrylate (a3) described above is used. The same hydroxyl group-containing (meth) acrylate may be used for the hydroxyl group-containing (meth) acrylate (a3) and (c2), or different hydroxyl group-containing (meth) acrylates may be used.
[ウレタン(メタ)アクリレート(C)の調製]
本発明で用いられるウレタン(メタ)アクリレート(C)は、例えば、前記ポリイソシアネート(c1)および水酸基含有(メタ)アクリレート(c2)を反応器に仕込み反応させることにより、製造することができる。なお、製造時の反応温度や、触媒については、先に説明したウレタン(メタ)アクリレート(A)の製造方法に準じて設定される。
[Preparation of urethane (meth) acrylate (C)]
The urethane (meth) acrylate (C) used in the present invention can be produced, for example, by charging the polyisocyanate (c1) and the hydroxyl group-containing (meth) acrylate (c2) into a reactor and reacting them. The reaction temperature at the time of production and the catalyst are set according to the method for producing urethane (meth) acrylate (A) described above.
そして、ウレタン(メタ)アクリレート(C)を収率良く得るために、上記ポリイソシアネート(c1)および水酸基含有(メタ)アクリレート(c2)のモル比が、(c1):(c2)=1:2程度の割合となるよう配合することが好ましい。 Then, in order to obtain the urethane (meth) acrylate (C) in good yield, the molar ratio of the polyisocyanate (c1) and the hydroxyl group-containing (meth) acrylate (c2) is (c1) :( c2) = 1: 2. It is preferable to mix them in a ratio of about.
上記ウレタン(メタ)アクリレート(C)中におけるエチレン性不飽和基の含有数は、2~10であることが好ましく、より好ましくは1~6である。 The content of the ethylenically unsaturated group in the urethane (meth) acrylate (C) is preferably 2 to 10, and more preferably 1 to 6.
上記ウレタン(メタ)アクリレート(C)の重量平均分子量は、好ましくは3,000以下であり、より好ましくは2,000以下、特に好ましくは1,500以下である。ウレタン(メタ)アクリレート(C)の重量平均分子量が小さすぎると、硬化塗膜中のエチレン性不飽和基濃度が相対的に大きくなり、硬化塗膜とした際に塗膜の伸長性が得られ難い傾向がみられ、ウレタン(メタ)アクリレート(C)の重量平均分子量が大きすぎると、粘度が高くなり反応制御が難しくなる傾向があり、また、硬化塗膜中のエチレン性不飽和基濃度が相対的に小さくなり架橋密度が低くなるため硬化塗膜の伸長性は得られるもののヤング率が低くなる傾向がみられる。 The weight average molecular weight of the urethane (meth) acrylate (C) is preferably 3,000 or less, more preferably 2,000 or less, and particularly preferably 1,500 or less. If the weight average molecular weight of the urethane (meth) acrylate (C) is too small, the concentration of ethylenically unsaturated groups in the cured coating film becomes relatively large, and the extensibility of the coating film can be obtained when the cured coating film is formed. If the weight average molecular weight of the urethane (meth) acrylate (C) is too large, the viscosity tends to be high and the reaction control tends to be difficult, and the concentration of ethylenically unsaturated groups in the cured coating film tends to be difficult. Since it becomes relatively small and the crosslink density becomes low, the extensibility of the cured coating film can be obtained, but the young ratio tends to be low.
《エチレン性不飽和モノマー(D)》
本発明の樹脂組成物は、上記(A)~(C)のウレタン(メタ)アクリレートの他、好ましくは更にエチレン性不飽和モノマー(D)を含有する。本発明において、エチレン性不飽和モノマー(D)とは、通常、エチレン性不飽和基を1つ有するモノマーのことを言う。また、上記エチレン性不飽和モノマー(D)は、その数平均分子量が1,000以下のものである。そして、本発明においては、所望の屈曲性等を得るため、上記エチレン性不飽和モノマー(D)が、脂環構造含有(メタ)アクリレート(d1)を含むことが好ましい。さらに、屈曲性等を効果的に得る観点から、上記エチレン性不飽和モノマー(D)における、脂環構造含有(メタ)アクリレート(d1)の占める割合が、エチレン性不飽和モノマー全体の40重量%以上であることが好ましく、より好ましくはエチレン性不飽和モノマー全体の60重量%以上である。
<< Ethylene unsaturated monomer (D) >>
In addition to the urethane (meth) acrylates (A) to (C) described above, the resin composition of the present invention preferably further contains an ethylenically unsaturated monomer (D). In the present invention, the ethylenically unsaturated monomer (D) usually refers to a monomer having one ethylenically unsaturated group. The ethylenically unsaturated monomer (D) has a number average molecular weight of 1,000 or less. In the present invention, the ethylenically unsaturated monomer (D) preferably contains an alicyclic structure-containing (meth) acrylate (d1) in order to obtain desired flexibility and the like. Further, from the viewpoint of effectively obtaining flexibility and the like, the proportion of the alicyclic structure-containing (meth) acrylate (d1) in the ethylenically unsaturated monomer (D) is 40% by weight of the entire ethylenically unsaturated monomer. The above is preferable, and more preferably 60% by weight or more of the total ethylenically unsaturated monomer.
また、上記屈曲性を高めるとともに、高ヤング率、高伸度を実現するため、上記脂環構造含有(メタ)アクリレート(d1)とともに、複素環構造含有(メタ)アクリレート(d2)を併用することが好ましい。特に、屈曲性を高めるとともに、高ヤング率、高伸度を実現する観点から、上記エチレン性不飽和モノマー(D)における脂環構造含有(メタ)アクリレート(d1)と複素環構造含有(メタ)アクリレート(d2)との含有割合(d1/d2)は、重量比で、99/1~1/99であることが好ましく、同様の観点から、d1/d2=95/5~5/90の範囲であることがより好ましく、d1/d2=90/10~10/90の範囲であることが特に好ましい。 Further, in order to enhance the flexibility and realize high Young's modulus and high elongation, the alicyclic structure-containing (meth) acrylate (d1) and the heterocyclic structure-containing (meth) acrylate (d2) should be used in combination. Is preferable. In particular, from the viewpoint of enhancing flexibility and achieving high Young's modulus and high elongation, the alicyclic structure-containing (meth) acrylate (d1) and heterocyclic structure-containing (meth) in the ethylenically unsaturated monomer (D) are contained. The content ratio (d1 / d2) with the acrylate (d2) is preferably 99/1 to 1/99 in terms of weight ratio, and from the same viewpoint, the range of d1 / d2 = 95/5 to 5/90. Is more preferable, and the range of d1 / d2 = 90/10 to 10/90 is particularly preferable.
さらに、上記脂環構造含有(メタ)アクリレート(d1)は、ホモポリマーとした場合のガラス転移温度が100℃以上、好ましくは100~180℃の(メタ)アクリレートであると、より強靭且つ柔軟な塗膜を得ることができる。 Further, the alicyclic structure-containing (meth) acrylate (d1) is more tough and flexible when it is a (meth) acrylate having a glass transition temperature of 100 ° C. or higher, preferably 100 to 180 ° C. when used as a homopolymer. A coating film can be obtained.
各モノマーのホモポリマーとした場合のガラス転移温度(Tg)は、通常、示差走査熱量計(DSC)により測定されるものであり、JIS K 7121-1987や、JIS K 6240に準拠した方法で測定することができる。 The glass transition temperature (Tg) when homopolymers of each monomer are used is usually measured by a differential scanning calorimeter (DSC), and is measured by a method compliant with JIS K 7121-1987 or JIS K 6240. can do.
上記脂環構造含有(メタ)アクリレート(d1)としては、例えば、ジシクロペンタニルアクリレート(Tg=120℃)、ジシクロペンタニルアクリレート(Tg=120℃)、イソボルニルメタクリレート(Tg=180℃)、1-アダマンチルアクリレート(Tg=153℃)、1-アダマンチルメタクリレート(Tg=250℃)等があげられる。これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせて用いてもよい。
なお、上記( )内の温度は、各モノマーのホモポリマーとした場合のガラス転移温度(Tg)である。
Examples of the alicyclic structure-containing (meth) acrylate (d1) include dicyclopentanyl acrylate (Tg = 120 ° C.), dicyclopentanyl acrylate (Tg = 120 ° C.), and isobornyl methacrylate (Tg = 180 ° C.). ), 1-adamantyl acrylate (Tg = 153 ° C.), 1-adamantyl methacrylate (Tg = 250 ° C.) and the like. These may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more type.
The temperature in () is the glass transition temperature (Tg) when homopolymers of each monomer are used.
また、上記複素環構造含有(メタ)アクリレート(d2)としては、例えば、アクリロイルモルホリン(Tg=145℃)、(メタ)アクリロイルピロリドン、(メタ)アクリロイルピペリジン、(メタ)アクリロイルピロリジン、(メタ)アクリロイルアジリジン等があげられる。これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせて用いてもよい。 Examples of the heterocyclic structure-containing (meth) acrylate (d2) include acryloyl morpholine (Tg = 145 ° C.), (meth) acryloylpyrrolidone, (meth) acryloylpiperidin, (meth) acryloylpyrrolidine, and (meth) acryloyl. Acryloyl and the like can be mentioned. These may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more type.
本発明において、上記の脂環構造含有(メタ)アクリレート(d1)、複素環構造含有(メタ)アクリレート(d2)以外のエチレン性不飽和モノマー(D)として、例えば、脂肪族アルキルアクリレートを用いることもできる。 In the present invention, for example, an aliphatic alkyl acrylate is used as the ethylenically unsaturated monomer (D) other than the alicyclic structure-containing (meth) acrylate (d1) and the heterocyclic structure-containing (meth) acrylate (d2). You can also.
上記エチレン性不飽和モノマー(D)の含有量は、屈曲性に優れるようになる観点から、前記特定のウレタン(メタ)アクリレート〔(A)~(C)の三成分から選ばれた二成分ないし三成分〕100重量部に対して100~400重量部であることが好ましく、より好ましくは110~380重量部、特に好ましくは120~350重量部、さらに好ましくは130~330重量部である。 The content of the ethylenically unsaturated monomer (D) is a two-component or two components selected from the three components of the specific urethane (meth) acrylate [(A) to (C), from the viewpoint of excellent flexibility. Three components] It is preferably 100 to 400 parts by weight, more preferably 110 to 380 parts by weight, particularly preferably 120 to 350 parts by weight, and further preferably 130 to 330 parts by weight with respect to 100 parts by weight.
前記特定のウレタン(メタ)アクリレート(A)と上記エチレン性不飽和モノマー(D)との混合物の粘度(25℃;E型粘度計)は、20,000mPa・s以下が好ましく、特に好ましくは10,000mPa・s以下、更に好ましくは5,000mPa・s以下、殊に好ましくは2,000mPa・s以下である。なお、通常下限値は10mPa・sである。 The viscosity (25 ° C.; E-type viscometer) of the mixture of the specific urethane (meth) acrylate (A) and the ethylenically unsaturated monomer (D) is preferably 20,000 mPa · s or less, and particularly preferably 10. It is 000 mPa · s or less, more preferably 5,000 mPa · s or less, and particularly preferably 2,000 mPa · s or less. The lower limit is usually 10 mPa · s.
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物においては、硬化性を付与するために、さらに光重合開始剤(E)を含有させることが好ましい。 In the active energy ray-curable resin composition of the present invention, it is preferable to further contain a photopolymerization initiator (E) in order to impart curability.
上記光重合開始剤(E)としては、光の作用によりラジカルを発生するものであれば特に限定されず、例えば、ジエトキシアセトフェノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、ベンジルジメチルケタール、4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル-(2-ヒドロキシ-2-プロピル)ケトン、1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン、1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、2-メチル-2-モルホリノ(4-チオメチルフェニル)プロパン-1-オン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)ブタノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-[4-(1-メチルビニル)フェニル]プロパノンオリゴマー等のアセトフェノン類;ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン類;ベンゾフェノン、o-ベンゾイル安息香酸メチル、4-フェニルベンゾフェノン、4-ベンゾイル-4’-メチル-ジフェニルサルファイド、3,3’,4,4’-テトラ(t-ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、2,4,6-トリメチルベンゾフェノン、4-ベンゾイル-N,N-ジメチル-N-[2-(1-オキソ-2-プロペニルオキシ)エチル]ベンゼンメタナミニウムブロミド、(4-ベンゾイルベンジル)トリメチルアンモニウムクロリド等のベンゾフェノン類;2-イソプロピルチオキサントン、4-イソプロピルチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン、2,4-ジクロロチオキサントン、1-クロロ-4-プロポキシチオキサントン、2-(3-ジメチルアミノ-2-ヒドロキシ)-3,4-ジメチル-9H-チオキサントン-9-オンメソクロリド等のチオキサントン類;2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチル-ペンチルフォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィンオキサイド等のアシルフォスフォンオキサイド類;等があげられる。なお、これら光重合開始剤(E)は、1種単独で用いてもよいし2種以上を併用することもできる。 The photopolymerization initiator (E) is not particularly limited as long as it generates radicals by the action of light, and is, for example, diethoxyacetophenone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one. , Benzyldimethylketal, 4- (2-hydroxyethoxy) phenyl- (2-hydroxy-2-propyl) ketone, 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone, 1- [4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl] -2-Hydroxy-2-methyl-1-propane-1-one, 2-methyl-2-morpholino (4-thiomethylphenyl) propane-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4) -Acetophenones such as morpholinophenyl) butanone, 2-hydroxy-2-methyl-1- [4- (1-methylvinyl) phenyl] propanone oligomer; benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin Benzoins such as isobutyl ether; benzophenone, methyl o-benzoylbenzoate, 4-phenylbenzophenone, 4-benzoyl-4'-methyl-diphenylsulfide, 3,3', 4,4'-tetra (t-butylperoxy) Carbonyl) benzophenone, 2,4,6-trimethylbenzophenone, 4-benzoyl-N, N-dimethyl-N- [2- (1-oxo-2-propenyloxy) ethyl] benzenemethanamineium bromide, (4-benzoyl) Phenylphenones such as trimethylammonium chloride; 2-isopropylthioxanthone, 4-isopropylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2,4-dichlorothioxanthone, 1-chloro-4-propoxythioxanthone, 2- (3-dimethylamino) -2-Hydroxy) -3,4-dimethyl-9H-thioxanthone-9-onemethochloride and other thioxanthones; 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenylphosphinoxide, bis (2,6-dimethoxybenzoyl)- Examples thereof include acylphosphon oxides such as 2,4,4-trimethyl-pentylphosphine oxide, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphinoxide; and the like. In addition, these photopolymerization initiators (E) may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more type.
また、上記光重合開始剤(E)の助剤として、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、4,4’-ジメチルアミノベンゾフェノン(ミヒラーケトン)、4,4’-ジエチルアミノベンゾフェノン、2-ジメチルアミノエチル安息香酸、4-ジメチルアミノ安息香酸エチル、4-ジメチルアミノ安息香酸(n-ブトキシ)エチル、4-ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、4-ジメチルアミノ安息香酸2-エチルヘキシル、2,4-ジエチルチオキサンソン、2,4-ジイソプロピルチオキサンソン等を併用することも可能である。これら助剤も1種単独で用いてもよいし2種以上併せて用いることもできる。 Further, as an auxiliary agent for the photopolymerization initiator (E), triethanolamine, triisopropanolamine, 4,4'-dimethylaminobenzophenone (Mihiler ketone), 4,4'-diethylaminobenzophenone, 2-dimethylaminoethyl benzoic acid , 4-Dimethylaminobenzoate ethyl, 4-dimethylaminobenzoic acid (n-butoxy) ethyl, 4-dimethylaminobenzoate isoamyl, 4-dimethylaminobenzoate 2-ethylhexyl, 2,4-diethylthioxanthone, 2 , 4-Diisopropylthioxanson, etc. can also be used in combination. These auxiliaries may be used alone or in combination of two or more.
上記光重合開始剤(E)の含有量については、前記特定のウレタン(メタ)アクリレート(A)~(C)とエチレン性不飽和モノマー(D)の合計量100重量部に対して、0.1~20重量部であることが好ましく、特に好ましくは0.5~10重量部であり、更に好ましくは1~7.5重量部である。上記含有量が少なすぎると硬化不良となり塗膜が形成されにくくなる傾向があり、多すぎると硬化塗膜の黄変の原因となり、着色の問題が起こりやすい傾向がある。 Regarding the content of the photopolymerization initiator (E), 0. It is preferably 1 to 20 parts by weight, particularly preferably 0.5 to 10 parts by weight, and further preferably 1 to 7.5 parts by weight. If the content is too small, curing tends to be poor and it tends to be difficult to form a coating film, and if it is too large, it causes yellowing of the cured coating film and tends to cause a problem of coloring.
さらに、本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物には、前記特定のウレタン(メタ)アクリレート(A)~(C)、前記特定のエチレン性不飽和モノマー(D)、光重合開始剤(E)以外に、酸化防止剤、難燃剤、帯電防止剤、充填剤、レベリング剤、安定剤、補強剤、艶消し剤等を配合することも可能である。更に、架橋剤として、熱により架橋を引き起す作用をもつ化合物、具体的にはエポキシ化合物、アジリシン化合物、メラミン化合物、イソシアネート化合物、キレート化合物等も使用できる。 Further, the active energy ray-curable resin composition of the present invention includes the specific urethane (meth) acrylates (A) to (C), the specific ethylenically unsaturated monomer (D), and a photopolymerization initiator (E). ), Antioxidants, flame retardants, antistatic agents, fillers, leveling agents, stabilizers, reinforcing agents, matting agents and the like can also be blended. Further, as the cross-linking agent, a compound having an action of causing cross-linking by heat, specifically, an epoxy compound, an aziricin compound, a melamine compound, an isocyanate compound, a chelate compound and the like can also be used.
《活性エネルギー線硬化性樹脂組成物》
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、前記特定のウレタン(メタ)アクリレート(A)~(C)、前記特定のエチレン性不飽和モノマー(D)に、光重合開始剤(E)、さらには上記各種添加剤を所定の配合量にて配合し、混合することにより製造することができる。
<< Active energy ray-curable resin composition >>
The active energy ray-curable resin composition of the present invention comprises the specific urethane (meth) acrylates (A) to (C), the specific ethylenically unsaturated monomer (D), and a photopolymerization initiator (E). Further, it can be produced by blending the above-mentioned various additives in a predetermined blending amount and mixing them.
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、水、水性溶媒はもちろん有機溶剤を実質的に含有しておらず、通常、前記特定のウレタン(メタ)アクリレート(A)~(C)、前記特定のエチレン性不飽和モノマー(D)、光重合開始剤(E)、さらに必要に応じ適宜配合される他の成分が、溶解もしくは均一に分散した状態となることが好ましい。この活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、上記各配合成分を、常温(25℃±10℃)または場合によっては常温~60℃の温度範囲に加温し混合することにより調製することができる。より好ましくは、光重合開始剤(E)を除く各成分を、予め常温もしくは上記温度範囲の加温状態で予備混合(0.5~30時間)した後に、光重合開始剤(E)を混合することにより、上記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を調製することである。このようにして得られる活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、実質的に有機溶剤を含有しない、無溶剤系の樹脂組成物である。 The active energy ray-curable resin composition of the present invention does not substantially contain an organic solvent as well as water and an aqueous solvent, and usually contains the specific urethane (meth) acrylates (A) to (C), the above-mentioned. It is preferable that the specific ethylenically unsaturated monomer (D), the photopolymerization initiator (E), and other components appropriately blended as necessary are dissolved or uniformly dispersed. This active energy ray-curable resin composition can be prepared by heating and mixing each of the above-mentioned compounding components in a temperature range of normal temperature (25 ° C. ± 10 ° C.) or, in some cases, normal temperature to 60 ° C. More preferably, each component except the photopolymerization initiator (E) is premixed (0.5 to 30 hours) in advance at room temperature or in a heated state in the above temperature range, and then the photopolymerization initiator (E) is mixed. By doing so, the above-mentioned active energy ray-curable resin composition is prepared. The active energy ray-curable resin composition thus obtained is a solvent-free resin composition that does not substantially contain an organic solvent.
このようにして得られる活性エネルギー線硬化性樹脂組成物としては、その粘度が、25℃において、100~20,000mPa・sであることが好ましく、より好ましくは300~10,000mPa・s、特に好ましくは500~5,000mPa・sである。粘度が低すぎると、硬化塗膜は柔軟性に乏しいものになり伸びにくくなる傾向がみられ、粘度が高すぎると、コーティング剤用途、またはシート成形に供することが困難となる傾向がみられる。
なお、上記粘度は、E型粘度計を用いて測定される。
The viscosity of the active energy ray-curable resin composition thus obtained is preferably 100 to 20,000 mPa · s, more preferably 300 to 10,000 mPa · s at 25 ° C. It is preferably 500 to 5,000 mPa · s. If the viscosity is too low, the cured coating film tends to be inflexible and difficult to stretch, and if the viscosity is too high, it tends to be difficult to use as a coating agent or for sheet molding.
The viscosity is measured using an E-type viscometer.
《コーティング剤、シート》
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物としては、例えば、コーティング剤用途に用いられる。
《Coating agent, sheet》
The active energy ray-curable resin composition of the present invention is used, for example, as a coating agent.
さらには、上記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物をコーティング剤用途として用い、基材に塗工して塗膜を形成した後、活性エネルギー線を照射して塗膜を硬化し、これを剥離することによりシートを作製することができる。 Further, the active energy ray-curable resin composition is used as a coating agent, and is applied to a substrate to form a coating film, which is then irradiated with active energy rays to cure the coating film and peel it off. This makes it possible to produce a sheet.
なお、本発明において、「シート」とは、シートおよびフィルムを概念的に包含するものである。 In the present invention, the "sheet" conceptually includes a sheet and a film.
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を塗工する対象となる基材としては、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体(ABS)、ポリスチレン系樹脂等やそれらの成型品(フィルム、シート、カップ等)等のプラスチック基材、それらの複合基材、またはガラス繊維や無機物を混合した前記材料の複合基材等、金属(アルミニウム、銅、鉄、SUS、亜鉛、マグネシウム、これらの合金等)や、ガラス等の基材上にプライマー層を設けた基材等があげられる。 The base material to which the active energy ray-curable resin composition of the present invention is applied includes a polyolefin resin, a polyester resin, a polycarbonate resin, an acrylic resin, an acrylonitrile butadiene styrene copolymer (ABS), and a polystyrene. Metals (aluminum, copper, (Iron, SUS, zinc, magnesium, alloys thereof, etc.) and a base material having a primer layer on a base material such as glass can be mentioned.
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の塗工方法としては、例えば、スプレー、シャワー、ディッピング、ロール、スピン、スクリーン印刷等のようなウェットコーティング法があげられ、通常は常温下にて、基材に塗工すればよい。 Examples of the coating method of the active energy ray-curable resin composition of the present invention include wet coating methods such as spray, shower, dipping, roll, spin, screen printing, etc., usually at room temperature. It may be applied to the base material.
基材上に塗工された活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化させる際に使用する活性エネルギー線としては、例えば、遠紫外線、紫外線、近紫外線、赤外線等の光線、X線、γ線等の電磁波の他、電子線、プロトン線、中性子線等が利用できるが、硬化速度、照射装置の入手のし易さ、価格等から紫外線照射による硬化が有利である。なお、電子線照射を行う場合は、前述の光重合開始剤(E)を用いなくても硬化し得る。 Active energy rays applied on the substrate Examples of the active energy rays used for curing the curable resin composition include far-ultraviolet rays, ultraviolet rays, near-ultraviolet rays, rays of infrared rays, X-rays, γ-rays and the like. In addition to the electromagnetic waves of the above, electron beams, proton rays, neutron rays, etc. can be used, but curing by ultraviolet irradiation is advantageous in terms of curing speed, availability of irradiation equipment, price, and the like. When the electron beam irradiation is performed, it can be cured without using the above-mentioned photopolymerization initiator (E).
紫外線照射により本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化させる際には、150~450nm波長域の光を発する高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ケミカルランプ、無電極放電ランプ、LED等を用いて、通常30~3,000mJ/cm2(好ましくは100~1,500mJ/cm2)の紫外線を照射すればよい。
紫外線照射後は、必要に応じて加熱を行って硬化の完全化を図ることもできる。その際の加熱条件としては、例えば、温度120~200℃等があげられる。
When the active energy ray-curable resin composition of the present invention is cured by irradiation with ultraviolet rays, a high-pressure mercury lamp, an ultra-high pressure mercury lamp, a carbon arc lamp, a metal halide lamp, a xenon lamp, and a chemical that emit light in the wavelength range of 150 to 450 nm are emitted. A lamp, a non-electrode discharge lamp, an LED, or the like may be used to irradiate ultraviolet rays of 30 to 3,000 mJ / cm 2 (preferably 100 to 1,500 mJ / cm 2 ).
After irradiation with ultraviolet rays, heating can be performed as necessary to complete the curing. Examples of the heating conditions at that time include a temperature of 120 to 200 ° C. and the like.
塗工膜厚(硬化後の膜厚)としては、通常、紫外線硬化型の塗膜として光重合開始剤(E)が均一に反応するべく光線透過を鑑みると、3~1,000μmであればよく、好ましくは5~500μmであり、特に好ましくは10~200μmである。 The coating film thickness (thickness after curing) is usually 3 to 1,000 μm in consideration of light transmission so that the photopolymerization initiator (E) reacts uniformly as an ultraviolet curable coating film. It is often, preferably 5 to 500 μm, and particularly preferably 10 to 200 μm.
活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を用いて塗膜を形成した後、これを硬化する際に、上記樹脂組成物中に有機溶剤が残存している場合、有機溶剤を乾燥除去することが好ましい。上記乾燥条件としては、好ましくは温度40~120℃で、時間1~20分、より好ましくは温度50~100℃で、時間2~10分である。 When a coating film is formed using the active energy ray-curable resin composition and then cured, if an organic solvent remains in the resin composition, it is preferable to dry and remove the organic solvent. The drying conditions are preferably a temperature of 40 to 120 ° C. and an hour of 1 to 20 minutes, and more preferably a temperature of 50 to 100 ° C. and an hour of 2 to 10 minutes.
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、その特性により、例えば、スマートフォン用のコーティング剤、ディスプレイ用のコーティング剤、タッチパネルのコーティング剤、光ファイバーやフレキシブルな管状物の外部被覆材料、衣料品等に貼付される物品の形成材料、医療用シート材料、チューブ形成材料等に使用することができる。 Depending on its properties, the active energy ray-curable resin composition of the present invention may be, for example, a coating agent for smartphones, a coating agent for displays, a coating agent for touch panels, an outer coating material for optical fibers or flexible tubular materials, clothing, etc. It can be used as a material for forming an article to be attached to, a medical sheet material, a tube forming material, and the like.
以下、実施例をあげて本発明を更に具体的に説明するが、本発明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、例中「部」、「%」とあるのは、重量基準を意味する。
また、重量平均分子量、数平均分子量および粘度の測定に関しては、前述の方法にしたがって測定した。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples as long as the gist thereof is not exceeded.
In the example, "part" and "%" mean the weight standard.
Further, the weight average molecular weight, the number average molecular weight and the viscosity were measured according to the above-mentioned methods.
まず、実施例に先立ち、以下のようにして、ウレタンアクリレート(A-1,B-1,C-1,X-1)を調製した。 First, prior to the examples, urethane acrylates (A-1, B-1, C-1, X-1) were prepared as follows.
[ウレタンアクリレート(A-1)の調製]
温度計、撹拌機、水冷コンデンサー、窒素ガス吹き込み口を備えた4つ口フラスコに、1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(a1)25.0g(0.13モル)、ネオペンチルグリコール(a2-1)(分子量:104)3.4g(0.03モル)、2官能のポリエステルポリオール(a2-2)(水酸基価63mgKOH/g、数平均分子量(Mn):1,781)114.1g(0.06モル)、重合禁止剤としてジブチルヒドロキシトルエン0.12g、反応触媒としてジブチル錫ジラウレート0.03gを仕込み、60℃で2時間反応させた。ついで、この系に、2-ヒドロキシエチルアクリレート(a3)7.6g(0.065モル)を仕込み、60℃で3時間反応させ、残存イソシアネート基が0.3%となった時点で反応を終了することにより、ウレタンアクリレート(A-1)(重量平均分子量(Mw):18,000)を得た。
[Preparation of urethane acrylate (A-1)]
In a four-necked flask equipped with a thermometer, agitator, a water-cooled condenser, and a nitrogen gas inlet, 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane (a1) 25.0 g (0.13 mol), neopentyl glycol (0.13 mol). a2-1) (Molecular weight: 104) 3.4 g (0.03 mol), bifunctional polyester polyol (a2-2) (hydroxyl value 63 mgKOH / g, number average molecular weight (Mn): 1,781) 114.1 g (0.06 mol), 0.12 g of dibutyl hydroxytoluene as a polymerization inhibitor and 0.03 g of dibutyltin dilaurate as a reaction catalyst were charged and reacted at 60 ° C. for 2 hours. Then, 7.6 g (0.065 mol) of 2-hydroxyethyl acrylate (a3) was charged into this system and reacted at 60 ° C. for 3 hours, and the reaction was terminated when the residual isocyanate group became 0.3%. By doing so, urethane acrylate (A-1) (weight average molecular weight (Mw): 18,000) was obtained.
[ウレタンアクリレート(B-1)の調製]
温度計、撹拌機、水冷コンデンサー、窒素ガス吹き込み口を備えた4つ口フラスコに、1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(b1)68.9g(0.35モル)、ネオペンチルグリコール(b2-1)(分子量:104)27.7g(0.27モル)、2官能のポリカーボネートポリオール(b2-2)(水酸基価143mgKOH/g、数平均分子量(Mn):783)46.3g(0.06モル)、重合禁止剤としてジブチルヒドロキシトルエン0.12g、反応触媒としてジブチル錫ジラウレート0.03gを仕込み、60℃で2時間反応させた。ついで、この系に、2-ヒドロキシエチルアクリレート(b3)7.0g(0.06モル)を仕込み、60℃で3時間反応させ、残存イソシアネート基が0.3%となった時点で反応を終了することにより、ウレタンアクリレート(B-1)(重量平均分子量(Mw):17,000)を得た。
[Preparation of urethane acrylate (B-1)]
In a four-necked flask equipped with a thermometer, agitator, a water-cooled condenser, and a nitrogen gas inlet, 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane (b1) 68.9 g (0.35 mol), neopentyl glycol (0.35 mol) b2-1) (Molecular weight: 104) 27.7 g (0.27 mol), bifunctional polycarbonate polyol (b2-2) (hydroxyl value 143 mgKOH / g, number average molecular weight (Mn): 783) 46.3 g (0) .06 mol), 0.12 g of dibutyl hydroxytoluene as a polymerization inhibitor and 0.03 g of dibutyltin dilaurate as a reaction catalyst were charged and reacted at 60 ° C. for 2 hours. Then, 7.0 g (0.06 mol) of 2-hydroxyethyl acrylate (b3) was charged into this system and reacted at 60 ° C. for 3 hours, and the reaction was terminated when the residual isocyanate group became 0.3%. By doing so, urethane acrylate (B-1) (weight average molecular weight (Mw): 17,000) was obtained.
[ウレタンアクリレート(C-1)の調製]
温度計、撹拌機、水冷コンデンサー、窒素ガス吹き込み口を備えた4つ口フラスコに、1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(c1)63.2g(0.33モル)、2-ヒドロキシプロピルアクリレート(c2)86.8g(0.67モル)を仕込み、60℃で3時間反応させ、残存イソシアネート基が0.3%となった時点で反応を終了することにより、ウレタンアクリレート(C-1)(重量平均分子量(Mw):670)を得た。
[Preparation of urethane acrylate (C-1)]
1,3-Bis (isocyanatomethyl) cyclohexane (c1) 63.2 g (0.33 mol), 2-hydroxypropyl in a four-necked flask equipped with a thermometer, agitator, water-cooled condenser, and nitrogen gas inlet. Urethane acrylate (C-1) was charged with 86.8 g (0.67 mol) of acrylate (c2), reacted at 60 ° C. for 3 hours, and the reaction was terminated when the residual isocyanate group became 0.3%. ) (Weight average molecular weight (Mw): 670) was obtained.
[ウレタンアクリレート(X-1)の調製]
温度計、撹拌機、水冷コンデンサー、窒素ガス吹き込み口を備えた4つ口フラスコに、イソホロンジイソシアネート25.3g(0.11モル)、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(水酸基価58mgKOH/g、数平均分子量(Mn):1,934)111.1g(0.056モル)、重合禁止剤としてジブチルヒドロキシトルエン0.12g、反応触媒としてジブチル錫ジラウレート0.03gを仕込み、60℃で2時間反応させた。ついで、この系に、2-ヒドロキシエチルアクリレート3.0g(0.025モル)を仕込み、60℃で3時間反応させ、残存イソシアネート基が0.3%となった時点で反応を終了することにより、ウレタンアクリレート(X-1)(重量平均分子量(Mw):13,000)を得た。
[Preparation of urethane acrylate (X-1)]
Isophoron diisocyanate 25.3 g (0.11 mol), polytetramethylene ether glycol (hydroxyl value 58 mgKOH / g, number average molecular weight) in a four-necked flask equipped with a thermometer, agitator, water-cooled condenser, and nitrogen gas inlet. Mn): 1,934) 111.1 g (0.056 mol), dibutyl hydroxytoluene 0.12 g as a polymerization inhibitor, and dibutyl tin dilaurate 0.03 g as a reaction catalyst were charged and reacted at 60 ° C. for 2 hours. Then, 3.0 g (0.025 mol) of 2-hydroxyethyl acrylate was charged into this system and reacted at 60 ° C. for 3 hours, and the reaction was terminated when the residual isocyanate group became 0.3%. , Urethane acrylate (X-1) (weight average molecular weight (Mw): 13,000) was obtained.
〔実施例1〕
ウレタンアクリレート(A-1)40%、ウレタンアクリレート(C-1)3%に対し、エチレン性不飽和モノマーとして、ジシクロペンタニルアクリレート(d1-1)(Tg=120℃)50%、アクリロイルモルホリン(d2-1)(Tg=145℃)5%、およびノルマルオクチルアクリレート(Tg=-65℃)(d3)2%を混合し、希釈した。
このようにして得られた溶液(粘度(25℃):4,300mPa・s)100部に対して、さらに光重合開始剤(1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン(IGMresins社製、「オムニラッド184」))(E-1)4部を配合することにより活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を作製した。
[Example 1]
Dicyclopentanyl acrylate (d1-1) (Tg = 120 ° C.) 50%, acryloylmorpholin as an ethylenically unsaturated monomer with respect to 40% of urethane acrylate (A-1) and 3% of urethane acrylate (C-1). (D2-1) (Tg = 145 ° C.) 5% and normal octyl acrylate (Tg = −65 ° C.) (d3) 2% were mixed and diluted.
For 100 parts of the solution (viscosity (25 ° C.): 4,300 mPa · s) thus obtained, a photopolymerization initiator (1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone (IGMresins), “Omnirad 184” ”)) (E-1) An active energy ray-curable resin composition was prepared by blending 4 parts.
〔実施例2〕
ウレタンアクリレート(A-1)30%、ウレタンアクリレート(B-1)10%に対し、エチレン性不飽和モノマーとして、ジシクロペンタニルアクリレート(d1-1)(Tg=120℃)40%、およびアクリロイルモルホリン(d2-1)(Tg=145℃)20%を混合し、希釈した。
このようにして得られた溶液(粘度(25℃):7,100mPa・s)100部に対して、さらに光重合開始剤(1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン(IGMresins社製、「オムニラッド184」))(E-1)4部を配合することにより活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を作製した。
[Example 2]
Dicyclopentanyl acrylate (d1-1) (Tg = 120 ° C.) 40% and acryloyl as ethylenically unsaturated monomers with respect to 30% urethane acrylate (A-1) and 10% urethane acrylate (B-1). 20% of morpholine (d2-1) (Tg = 145 ° C.) was mixed and diluted.
For 100 parts of the solution (viscosity (25 ° C.): 7,100 mPa · s) thus obtained, a photopolymerization initiator (1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone (IGMresins), “Omnirad 184” ”)) (E-1) An active energy ray-curable resin composition was prepared by blending 4 parts.
〔比較例1〕
ウレタンアクリレート(A-1)30%、ウレタンアクリレート(X-1)10%に対し、エチレン性不飽和モノマーとして、ジシクロペンタニルアクリレート(d1-1)(Tg=120℃)40%、およびアクリロイルモルホリン(d2-1)(Tg=145℃)20%を混合し、希釈した。しかしながら、相溶性が悪く白濁したため、その他の評価は行わなかった。
[Comparative Example 1]
Dicyclopentanyl acrylate (d1-1) (Tg = 120 ° C.) 40% and acryloyl as ethylenically unsaturated monomers with respect to 30% urethane acrylate (A-1) and 10% urethane acrylate (X-1). 20% of morpholine (d2-1) (Tg = 145 ° C.) was mixed and diluted. However, no other evaluation was performed because of poor compatibility and cloudiness.
このようにして得られた活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を用い、下記の通りに測定用サンプルを作製し、そのサンプルに対し、ヤング率、伸度、透明性、および屈曲性について、下記の通り評価した。その結果を後記の表1に示す。なお、後記の表1に、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の構成成分であるウレタンアクリレート(A-1,B-1,C-1,X-1)およびエチレン性不飽和モノマー(d1-1,d2-1,d3)の合計含量に対する、ウレタンアクリレートの割合(%)、およびエチレン性不飽和モノマーの割合(%)を、併せて示す。 Using the active energy ray-curable resin composition thus obtained, a measurement sample was prepared as follows, and the Young's modulus, elongation, transparency, and flexibility were described below for the sample. I evaluated it as a street. The results are shown in Table 1 below. In Table 1 below, urethane acrylates (A-1, B-1, C-1, X-1) and ethylenically unsaturated monomers (d1-1), which are constituents of the active energy ray-curable resin composition, are shown. , D2-1 and d3), the ratio of urethane acrylate (%) and the ratio of ethylenically unsaturated monomer (%) to the total content are also shown.
[ヤング率、伸度、透明性、屈曲性の測定用サンプルの作製]
活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を離型性ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(厚み100μm)にアプリケーターで塗布し、高圧水銀ランプ(80W)1灯を用いて、18cmの高さから3.4m/minのコンベア速度で2パスの紫外線照射(積算照射量800mJ/cm2)を行い、硬化塗膜(膜厚:100μm)を得た。ついで、この硬化塗膜をダンベルで打ち抜いて、幅15mm、長さ75mmとなるように短冊状サンプルを作製した後、PETフィルムから硬化塗膜を剥離し、測定用サンプルとした。
[Preparation of samples for measuring Young's modulus, elongation, transparency, and flexibility]
The active energy ray-curable resin composition is applied to a releasable polyethylene terephthalate (PET) film (thickness 100 μm) with an applicator, and using one high-pressure mercury lamp (80 W), the height is 3.4 m / min from a height of 18 cm. Two passes of ultraviolet irradiation (cumulative irradiation amount 800 mJ / cm 2 ) were carried out at the same conveyor speed to obtain a cured coating film (thickness: 100 μm). Then, this cured coating film was punched out with a dumbbell to prepare a strip-shaped sample having a width of 15 mm and a length of 75 mm, and then the cured coating film was peeled off from the PET film to prepare a sample for measurement.
<ヤング率>
温度23℃、湿度50%下で、引っ張り試験機「AG-X」(島津製作所社製)を用い、JIS K 7127に準拠してサンプルの引っ張り試験を行った。引っ張り速度は10mm/minで、降伏点までの傾きからヤング率を測定し、下記の基準にて評価した。
◎・・・400(N/mm2)以上。
○・・・200(N/mm2)以上、400(N/mm2)未満。
×・・・200(N/mm2)未満。
<Young's modulus>
A tensile test of a sample was carried out in accordance with JIS K 7127 using a tensile tester "AG-X" (manufactured by Shimadzu Corporation) at a temperature of 23 ° C. and a humidity of 50%. The tensile speed was 10 mm / min, and Young's modulus was measured from the inclination to the yield point and evaluated according to the following criteria.
◎ ・ ・ ・ 400 (N / mm 2 ) or more.
○ ・ ・ ・ 200 (N / mm 2 ) or more and less than 400 (N / mm 2 ).
×: Less than 200 (N / mm 2 ).
<伸度>
温度23℃、湿度50%下で、引っ張り試験機「AG-X」(島津製作所社製)を用い、JIS K 7127に準拠してサンプルの引っ張り試験を行った。引っ張り速度は10mm/minで、塗膜の破断点における伸度を測定し、下記の基準にて評価した。
◎・・・300%以上。
○・・・200%以上、300%未満。
×・・・200%未満。
<Elongation>
A tensile test of a sample was carried out in accordance with JIS K 7127 using a tensile tester "AG-X" (manufactured by Shimadzu Corporation) at a temperature of 23 ° C. and a humidity of 50%. The tensile speed was 10 mm / min, and the elongation at the break point of the coating film was measured and evaluated according to the following criteria.
◎ ・ ・ ・ 300% or more.
○ ・ ・ ・ 200% or more and less than 300%.
× ・ ・ ・ Less than 200%.
<透明性>
サンプルを目視観察し、下記の基準にて評価した。
○・・・透明であり、白濁がみられなかった。
×・・・白濁がみられた。
<Transparency>
The sample was visually observed and evaluated according to the following criteria.
○ ・ ・ ・ It was transparent and no cloudiness was observed.
×: White turbidity was observed.
<屈曲性>
得られたサンプルを手で繰り返し折り曲げ、下記の基準で評価した。
○・・・100回折り曲げても破断しなかった。
×・・・100回未満で破断した。
<Flexibility>
The obtained sample was repeatedly bent by hand and evaluated according to the following criteria.
◯ ... It did not break even if it was bent 100 times.
X ... Broken less than 100 times.
<総合判定>
上記各測定評価に基づき、下記の基準にて総合判定評価を行った。
◎・・・「◎」の評価が少なくとも一つあり、その他の評価は「○」であった。
○・・・全ての評価において「○」の評価が得られた。
×・・・「×」の評価が少なくとも一つあった。
<Comprehensive judgment>
Based on each of the above measurement evaluations, a comprehensive judgment evaluation was performed according to the following criteria.
◎ ・ ・ ・ There was at least one evaluation of “◎”, and the other evaluations were “○”.
○ ・ ・ ・ Evaluation of “○” was obtained in all evaluations.
× ・ ・ ・ There was at least one evaluation of “×”.
上記の結果から、全ての実施例では、ヤング率,伸度とも高く、透明性を有し、屈曲性にも優れていることがわかる。 From the above results, it can be seen that in all the examples, both Young's modulus and elongation are high, transparency is obtained, and flexibility is also excellent.
これに対し、比較例1でも、実施例と同様、二種類のウレタンアクリレートを含有するが、本発明で規定される特定のウレタン(メタ)アクリレート(A)~(C)に相当するものが一種類(A-1のみ)しか含まれておらず、透明性に劣る(白濁がみられる)結果となった。 On the other hand, Comparative Example 1 also contains two types of urethane acrylates as in the examples, but one corresponding to the specific urethane (meth) acrylates (A) to (C) defined in the present invention is one. Only the type (A-1 only) was included, resulting in inferior transparency (white turbidity was observed).
本発明は、硬化塗膜とした際に、透明性が高く、良好な伸び特性、高いヤング率、高い強度を有し、かつ屈曲性に優れる塗膜を形成することができる活性エネルギー線硬化性樹脂組成物であり、さらにはそれを用いてなるコーティング剤、ならびにシートを提供するものである。従って、例えば、スマートフォン用のコーティング剤、ディスプレイ用のコーティング剤、タッチパネルのコーティング剤、光ファイバーやフレキシブルな管状物の外部被覆材料、衣料品等に貼付される物品の形成材料、医療用シート材料、チューブ形成材料等に非常に有用である。さらに、上記塗膜等は、透明性が高く、高温時における物性の低下も少なく、耐薬品性にも優れていることから、これらの特性を生かした各種用途に用いることもできる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention has high transparency, good elongation characteristics, high Young's modulus, high strength, and active energy ray curability capable of forming a coating film having excellent flexibility when used as a cured coating film. It is a resin composition, and further provides a coating agent and a sheet made by using the resin composition. Therefore, for example, a coating agent for smartphones, a coating agent for displays, a coating agent for touch panels, an outer coating material for optical fibers and flexible tubular objects, a material for forming articles to be attached to clothing, medical sheet materials, and tubes. Very useful for forming materials and the like. Further, since the coating film and the like have high transparency, little deterioration in physical properties at high temperature, and excellent chemical resistance, they can be used for various purposes utilizing these characteristics.
Claims (9)
(A)脂環構造含有多価イソシアネート(a1),ポリオール(a2),および水酸基含有(メタ)アクリレート(a3)の反応物であるウレタン(メタ)アクリレートであって、上記ポリオール(a2)が、数平均分子量300以下の低分子量ポリオール(a2-1)および数平均分子量500~20,000の高分子量ポリエステル系ポリオール(a2-2)を含む、ウレタン(メタ)アクリレート。
(B)脂環構造含有多価イソシアネート(b1),ポリオール(b2),および水酸基含有(メタ)アクリレート(b3)の反応物であるウレタン(メタ)アクリレートであって、上記ポリオール(b2)が、数平均分子量300以下の低分子量ポリオール(b2-1)および数平均分子量500~20,000の高分子量ポリカーボネート系ポリオール(b2-2)を含み、
上記低分子量ポリオール(b2-1)が、脂肪族アルコール、脂環族ジオール、ビスフェノール、および糖アルコールからなる群から選ばれた少なくとも一つであり、
その低分子量ポリオール(b2-1)と高分子量ポリカーボネート系ポリオール(b2-2)との比率(b2-1/b2-2)が、重量比で、1/99~50/50である、ウレタン(メタ)アクリレート。
(C)ポリイソシアネート(c1)および水酸基含有(メタ)アクリレート(c2)の反応物であるウレタン(メタ)アクリレート。
(D)ホモポリマーとした場合のガラス転移温度が100℃以上のエチレン性不飽和モノマー。 An active energy ray-curable resin composition containing a urethane (meth) acrylate corresponding to two or three components selected from the following three components (A) to (C), at least the following (A) and ( An active energy ray-curable resin composition comprising a component (B) and further containing the following component (D) .
(A) Urethane (meth) acrylate which is a reaction product of alicyclic structure-containing polyvalent isocyanate (a1), polyol (a2), and hydroxyl group-containing (meth) acrylate (a3), wherein the polyol (a2) is. A urethane (meth) acrylate containing a low molecular weight polyol (a2-1) having a number average molecular weight of 300 or less and a high molecular weight polyester-based polyol (a2-2) having a number average molecular weight of 500 to 20,000.
(B) A urethane (meth) acrylate which is a reaction product of a polyhydric isocyanate (b1) containing an alicyclic structure, a polyol (b2), and a hydroxyl group-containing (meth) acrylate (b3), wherein the polyol (b2) is a reaction product. It contains a low molecular weight polyol (b2-1) having a number average molecular weight of 300 or less and a high molecular weight polycarbonate-based polyol (b2-2) having a number average molecular weight of 500 to 20,000.
The low molecular weight polyol (b2-1) is at least one selected from the group consisting of fatty alcohols, alicyclic diols, bisphenols, and sugar alcohols .
The ratio (b2-1 / b2-2) of the low molecular weight polyol (b2-1) to the high molecular weight polycarbonate-based polyol (b2-2) is 1/99 to 50/50 by weight, that is, urethane ( Meta) acrylate.
(C) Urethane (meth) acrylate which is a reaction product of polyisocyanate (c1) and hydroxyl group-containing (meth) acrylate (c2).
(D) An ethylenically unsaturated monomer having a glass transition temperature of 100 ° C. or higher when used as a homopolymer.
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