JPH0138419B2 - - Google Patents

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JPH0138419B2
JPH0138419B2 JP57212804A JP21280482A JPH0138419B2 JP H0138419 B2 JPH0138419 B2 JP H0138419B2 JP 57212804 A JP57212804 A JP 57212804A JP 21280482 A JP21280482 A JP 21280482A JP H0138419 B2 JPH0138419 B2 JP H0138419B2
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JP
Japan
Prior art keywords
group
coating composition
coating
general formula
compound
Prior art date
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Expired
Application number
JP57212804A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS59102964A (en
Inventor
Kanji Sakata
Kazuo Yomo
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Tokuyama Corp
Original Assignee
Tokuyama Corp
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Publication date
Application filed by Tokuyama Corp filed Critical Tokuyama Corp
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Publication of JPS59102964A publication Critical patent/JPS59102964A/en
Publication of JPH0138419B2 publication Critical patent/JPH0138419B2/ja
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  • Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、プラスチツク、金属等の成型品表面
に耐擦傷性及び耐摩耗性に優れ、かつ染色性が良
好なコート膜を、高い密着性をもつて形成させる
ことが可能なコーテイング用組成物に関する。 一般にプラスチツク成形品やアルミニウム、亜
鉛などの金属成形品は、表面硬度が低いために傷
つきやすい、摩耗しやすいなどの欠点がある。こ
れら問題を改良する目的で該成形品の表面に硬化
性物質のコート膜を形成する方法が行われ、該コ
ート膜を形成させるために種々のコーテイング用
組成物が提案されている。 例えば、特開昭53−78273号、特開昭48−55884
号、米国特許第4027073号には、アルキルトリア
ルコキシシラのあるいはこれにテトラアルコキシ
シランやコロイドシリカを混合させたコーテイン
グ用組成物が開示されている。しかしながら、該
コーテイング組成物を加水分解後、これを加熱硬
化されて得られるコート膜は、耐擦傷性はすぐれ
ているものの成型品表面との接着性あるいはコー
ト膜自体の可撓性が悪いため、密着性に劣り、熱
水中ではがれ、ひび割れを生ずる。そこで、該コ
ーテイング用組成物のコーテイングに際し、下塗
り層(アミノアクリレート系)を設ける方法が開
示されている(特開昭53−138476)が、該方法に
より密着性は改良されるものの得られるコート膜
は平滑性に欠け、例えば分散染料による均一な染
色が困難である。一方、エポキシ基を含有するオ
ルガノアルコキシシランやエポキシ樹脂を主体と
するコーテイング用組成物は密着性、染色性にす
ぐれているが表面硬度が低く、これを高めるため
に硬化剤、架橋剤の混合割合を増加すると元来良
好であつた染色性、密着性が不良となる。 そこで本発明者等は、プラスチツク成形品表面
に耐擦傷性、耐摩耗性及び染色性が優れたコート
膜を高い密着性をもつて形成可能なコーテイング
用組成物を開発すべく鋭意研究した結果、カーボ
ネート基を含有する特定なジシラン化合物を構成
成分とするコーテイング用組成物より得られるコ
ート膜がこれら諸特性を全て満足することを見い
出し本発明を完成するに至つた。 すなわち、本発明は、一般式 …(1) で示されるカーボネート基を含有するジシラン化
合物(式中、Aはカーボネート基を含有し、主鎖
が直鎖状に少なくとも7個以上の原子から成る2
価の原子団、R1及びR2は同一または異種のアル
キル基またはアルコキシアルキル基、R3及びR4
は同一または異種のアルキル基である)を構成成
分とするコーテイング用組成物である。 本発明の最大の特徴は、上記の如く従来のコー
テイング用組成物がシラン化合物としてはモノシ
ラン化合物のみを構成成分としているのに対し、
カーボネート基を含有するジシラン化合物を使用
する点にある。このジシラン化合物は一分子あた
り両末端に4個のアルコキシ基を有しているた
め、その加水分解物の重縮合反応によつて形成さ
れるコート膜は架橋密度が高く、高い表面硬度を
示し、耐擦傷性、耐摩耗性に優れ、また耐溶剤性
が与えられるものと考えられる。また、Si〜Si間
の官能基が一定の距離を持つ構造であるために、
成形品との染みがよく、しかもコート膜自体に弾
性があり、可撓性が優れているので、熱による成
型品の膨張、収縮に対応でき、優れた密着性を発
揮する。更に分子内にカーボネート基を有するた
めに、分散染料による染色性も良好で通常の染色
方法で容易に染色できる。 以下、本発明のコーテイング用組成物について
詳細に説明する。 一般式(1)で示されるカーボネート基を含有する
ジシラン化合物中、R1、R2は同一または異種の
アルキル基またはアルコキシアルキル基であり、
炭素数が1〜6、特に1〜3のアルキル基または
炭素数1〜6、特に1〜3のアルコキシ基を結合
した炭素数1〜6、特に1〜3のアルキル基より
なるアルコキシアルキル基が好適である。具体的
には、メチル基、エチル基、プロピル基、メトキ
シエチル基などが一般的である。また、R3、R4
は同一または異種のアルキル基であり、炭素数が
1〜4のものが好適である。具体的には、メチル
基、エチル基、プロピル基などが例示される。A
はカーボネート基を含有し、主鎖が直鎖状に少な
くとも7個以上の原子から成る2価の官能基で、
一般式 (ただし、RはCH2CH2OまたはCH2CH2CH2O
で、pは0〜4の整数である、qはp=0のとき
は0で、p=1〜4のときは1である) 具体的には、 が例示される。 これら一般式(1)で示されるカーボネート基を含
有するジシラン化合物は、従来公知の種々の方法
で合成することができる。すなわちその両末端に
付加可能な二重結合を有する置換基をもち、更に
その内部にカーボネート基を含む化合物に、白金
触媒下で
The present invention relates to a coating composition capable of forming a coating film with high adhesion on the surface of molded products such as plastics and metals, which has excellent scratch resistance and abrasion resistance, and has good dyeability. . In general, plastic molded products and metal molded products such as aluminum and zinc have drawbacks such as being easily scratched and easily worn due to their low surface hardness. In order to improve these problems, a method of forming a coating film of a curable substance on the surface of the molded article has been carried out, and various coating compositions have been proposed for forming the coating film. For example, JP-A-53-78273, JP-A-48-55884
No. 4,027,073 discloses a coating composition comprising an alkyltrialkoxysilane or a mixture thereof with a tetraalkoxysilane or colloidal silica. However, the coating film obtained by heating and curing the coating composition after hydrolyzing it has excellent scratch resistance, but has poor adhesion to the surface of the molded product or poor flexibility of the coating film itself. Poor adhesion, peels and cracks in hot water. Therefore, a method of providing an undercoat layer (aminoacrylate type) when coating with the coating composition has been disclosed (Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-138476), but although the adhesion is improved by this method, the resulting coated film is lacks smoothness, making it difficult to dye uniformly with, for example, disperse dyes. On the other hand, coating compositions containing epoxy group-containing organoalkoxysilanes and epoxy resins have excellent adhesion and dyeing properties, but have low surface hardness, and in order to increase this, a curing agent and a crosslinking agent are mixed in the coating composition. When this value is increased, the dyeability and adhesion, which were originally good, become poor. Therefore, the present inventors conducted extensive research to develop a coating composition that can form a coating film with excellent scratch resistance, abrasion resistance, and dyeability on the surface of plastic molded products with high adhesion. The present inventors have discovered that a coating film obtained from a coating composition containing a specific disilane compound containing a carbonate group as a constituent component satisfies all of these properties and has completed the present invention. That is, the present invention provides the general formula ...A disilane compound containing a carbonate group represented by (1) (wherein A is a 2-carbonate group-containing disilane compound whose main chain consists of at least 7 or more atoms in a straight chain)
Valid atomic group, R 1 and R 2 are the same or different alkyl groups or alkoxyalkyl groups, R 3 and R 4
are the same or different alkyl groups). The greatest feature of the present invention is that, as mentioned above, while conventional coating compositions have only a monosilane compound as a constituent component,
The point is that a disilane compound containing a carbonate group is used. Since this disilane compound has four alkoxy groups at both ends per molecule, the coat film formed by the polycondensation reaction of its hydrolyzate has a high crosslinking density and high surface hardness. It is thought that it has excellent scratch resistance and abrasion resistance, and also provides solvent resistance. In addition, since the structure has a certain distance between the functional groups between Si and Si,
It stains well with molded products, and since the coating film itself is elastic and has excellent flexibility, it can cope with the expansion and contraction of molded products due to heat, and exhibits excellent adhesion. Furthermore, since it has a carbonate group in its molecule, it has good dyeability with disperse dyes and can be easily dyed by ordinary dyeing methods. Hereinafter, the coating composition of the present invention will be explained in detail. In the disilane compound containing a carbonate group represented by general formula (1), R 1 and R 2 are the same or different alkyl groups or alkoxyalkyl groups,
An alkoxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, especially 1 to 3 carbon atoms, or an alkoxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, especially 1 to 3 carbon atoms bonded to an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, especially 1 to 3 carbon atoms. suitable. Specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, methoxyethyl group, etc. are common. Also, R 3 , R 4
are the same or different alkyl groups, preferably those having 1 to 4 carbon atoms. Specific examples include methyl group, ethyl group, and propyl group. A
is a divalent functional group containing a carbonate group and having a main chain of at least 7 or more atoms in a straight chain,
general formula (However, R is CH 2 CH 2 O or CH 2 CH 2 CH 2 O
(where p is an integer from 0 to 4, q is 0 when p = 0, and 1 when p = 1 to 4) Specifically, is exemplified. These disilane compounds containing a carbonate group represented by the general formula (1) can be synthesized by various conventionally known methods. In other words, a compound that has a substituent with a double bond that can be added at both ends and also contains a carbonate group inside is subjected to a platinum catalyst.

【式】及び/または[Formula] and/or

【式】 で示されるアルコキシシランを付加反応させるこ
とによつて合成できる。または、アルコキシシラ
ンの代わりに、
It can be synthesized by addition reaction of an alkoxysilane represented by the formula. Or instead of alkoxysilane,

【式】及び/または[Formula] and/or

【式】で示され るクロロシランを付加反応させ、次いでR1OHあ
るいはR2OHで示されるアルコールでアルコキシ
化すればよい。上記反応条件は特に制限されない
が、一般に常圧で−20〜160℃の温度下に、必要
によりベンゼン、トルエン、ジメチルエーテル等
の極性非水溶媒中で上記反応を行えばよい。ま
た、白金触媒として白金黒を用いることが無色透
明な生成物を得ることができ好ましい。例えば、
ジエチレングリコールビスアリルカーボネートに
白金触媒下でジエトキシメチルシランを反応させ
ることによつて が得られる。 本発明において、前記カーボネート基を含有す
るジシラン化合物を構成成分とするコーテイング
用組成物は、成形品へのコーテイングに先立つて
該ジシラン化合物を加水分解することが好まし
く、その加水分解したあるいは更に部分的に重縮
合した形態で使用することが好ましい効果を発揮
する。該ジシラン化合物の加水分解は、塩酸、硫
酸などの無機あるいは蟻酸、酢酸などの有機物を
含む弱酸性水溶酸を添加、撹拌することによつて
行えばよい。しかし、加水分解による発熱によつ
て過度に重縮合が進行して反応液が固化したり調
整したコーテイング用組成物の寿命が短かくなる
ことがある。したがつて、該ジシラン化合物を適
当な溶媒に、好ましくはジシラン化合物が完全に
加水分解して重縮合した状態に換算したときの濃
度(以下、換算濃度という)で30重量パーセント
以下となるように混合した後、徐々に加水分解す
るのが望ましい。また、加水分解反応と引き続き
生起する部分的な重縮合反応を確実に進行させ、
再現性のある安定したコート膜性能を得るために
該反応液を放置し熟成することが望ましく、その
期間は室温で1〜2日間程度が適当である。 本発明のコーテイング組成物は、使用に際し上
記加水分解により副生するアルコール、アルコキ
シアルコール、未反応の水あるいは溶媒を含んで
いてもよいが、加水分解した後に加熱及び/また
は減圧下で上記成分を留出させることによつて除
去し、その後に適当な溶媒を加えることによつて
溶媒を置換することもできる。そして、最終的に
コーテイング用組成物として換算濃度は20〜40重
量パーセントが好ましく、これ以下では形成され
るコート膜について充分な耐擦傷性、耐摩耗性が
得にくく、これ以上では粘性が大きくなり、被コ
ート面に均一に塗布することが困難となる。前記
溶媒の置換に好適な溶媒としては、炭素数1〜4
のメタノール、エタノール、プロパノール、ブタ
ノール等の低級アルコール類;酢酸、酢酸メチル
等の低級カルボン酸類あるいはそのアルキルエス
テル;セルソルブ等のエーテル類;アセトン等の
ケトン類;メチレンクロライド等のハロゲン化炭
化水素類;ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水
素類等の1種あるいは2種以上である。 以上説明したように、前記一般式(1)で示される
ジシラン化合物を構成成分とするコーテイング用
組成物は優れた特性のコート膜を形成することが
可能であるが、本発明は、更に該ジシラン化合物
に特定の化合物を添加することにより、得られる
コート膜の表面硬度を向上させることができるコ
ーテイング用組成物をも提供する。 すなわち、本発明は、一般式 …(1) で表わされるカーボネート基を含有するジシラン
化合物(ただし、Aはカーボネート基を含有し主
鎖が直鎖状に少なくとも7個以上の原子からなる
2価の原子団、R1及びR2は同一または異種のア
ルキル基またはアルコキシアルキル基、R3及び
R4は同一または異種のアルキル基、である)と、
一般式 で示されるオルガノアルコキシシラン化合物(た
だし、R5はビニル基、メタクリロキシ基、メル
カプト基、エポキシ基及びアミノ基のうちひとつ
を官能基として有する炭化水素基あるいはアルキ
ル基またはアリール基、R6はアルキル基で、n
は0または1、R7はアルキル基またはアルコキ
シアルキル基である)、一般式 Si(OR84 …(3) で示されるテトラアルコキシシラン化合物(ただ
し、R8はアルキル基またはアルコキシアルキル
基である)、コロイドシリカ、エポキシ化合物及
びメラミン誘導体より選ばれた少なくとも一種の
添加剤とを構成成分とするコーテイング用組成物
である。 上記添加剤のうち、一般式(2)で示されるオルガ
ノアルコキシシラン化合物は、特にR6の炭素数
が1〜4、R7の炭素数が1〜4のものが一般に
使用される。具体的には、メチルトリメトキシシ
ラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリエ
トキシシラン、エチルトリメトキシシラン、フエ
ニルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシ
ラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエ
トキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビ
ニルトリスメトキシエトキシシラン、γ−グリシ
ドキシプロピルトリメトキシシンラ、γ−グリシ
ドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メ
タクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−
メルカプトプロピルトリメトキシシラン、β−
(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリ
メトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキ
シシラン等が挙げられる。また、一般式(3)で示さ
れるテトラアルコキシシラン化合物はR8の炭素
数が1〜4のものが一般に使用される。具体的に
は、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラ
ン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシ
ラン等が挙げられる。上記一般式(2)及び(3)で示さ
れるアルコキシシラン化合物は、ジシラン化合物
と同様の方法(この場合、無溶媒で加水分解する
ことも可能である)で加水分解して使用する態様
が推奨される。例えば、該アルコキシシラン化合
物は加水分解した後にジシラン化合物の加水分解
物溶液に加えても良いし、ジシラン化合物と共に
同時に加水分解させても良い。 コロイドシリカは、従来公知の種々の方法で製
造されている粒径1〜100mμのシリカ微粉体を
そのままあるいはこれを極性溶媒に分散させたコ
ロイド溶液の状態で使用可能である。本発明の組
成物としては、該コロイドシリカを極性溶媒、例
えば水やイソプロパノール等のアルコール系溶媒
に分散させたコロイド溶液は、弱酸性に調整した
ものが好ましい。 エポキシ化合物は、従来公知の種々の方法で製
造されているポリオレフイン系エポキシ樹脂、脂
環式エポキシ樹脂、エポキシノポラツク樹脂、多
価アルコールのポリグリシジルエーテルなどが挙
げられる。 メラミン誘導体は、市販されているヘキサメト
キシメチルメラミンなどのアルキルエーテル化メ
チロールメラミンの硝化綿との混合物、あるいは
1,4−ブタンジオールなどの多価アルコールと
の予備縮合物が従来公知の方法により調製され使
用できる。 上記添加剤は、その総量が換算濃度比でジシラ
ン化合物100重量部に対して10〜900重量部、好ま
しくは50〜200重量部の範囲とすることが好適で
ある。 本発明のコーテイング用組成物は、硬化温度の
低下や硬化時間の短縮を図るため、硬化触媒とし
て公知の化合物、例えば塩酸、硫酸、酢酸/酢酸
ナトリウム混合物、塩化錫、過塩素酸、過塩素酸
アンモニウム、アルミニウムアセチルアセトナー
ト、ナフテン酸金属塩、p−トルエンスルホン
酸、安息香酸、リン酸アルカリ金属塩、チオシア
ン酸ナトリウム等を使用することが好ましい。そ
の使用量は、コーテイング用組成物中の重縮合可
能な成分が完全に重縮合した状態に換算した量
(以下換算量という)に対して0.01〜5重量パー
セントが好ましい。勿論、硬化触媒の使用は必須
ではない。 また、本発明のコーテイング用組成物にはコー
ト膜の平滑性をより向上させる目的で、シリコン
系やフツ素系の界面活性剤を加えることが可能で
ある。また、その他の各種添加剤、例えば紫外線
吸収剤、酸化防止剤、染料や顔料あるいはゲル化
防止剤として蟻酸、酢酸等の有機カルボン酸類も
使用可能である。 本発明において、対象とする被コート物は特に
制限されない。一般には表面硬度が低く耐擦傷
性、耐摩耗性が乏しい成形品、特にプラスチツク
成形品が主として対象とされる。例えば、ポリメ
チルメタクリレート、ポリメタクリレート、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリアクリレート、ポ
リメチルアクリレート等のポリ不飽和エステル
類;ポリスチレン類;ポリ塩化ビニル;エポキシ
樹脂;ポリアミド類;ポリカーボネート;ポリジ
エチレングリコールビスアリルカーボネート等の
ポリアリルカーボネート類;酢酸繊維素プラスチ
ツク等の重合体、あるいはこれらの重合体を形成
するモノマー相互または該モノマーと他のモノマ
ーとの共重合体よりなる成形品が挙げられる。就
中、ポリメタクリル酸エステル類、ポリアクリル
酸エステル類、ポリカーボネート類、ポリアリル
カーボネート類等の重合体よりなる透明性に優れ
たプラスチツク成形品に対しては、本発明のコー
テイング用組成物から得られるコート膜は透明性
が高く格観良好なため、その光学的特性を失うこ
とがない点で特に効果的である。なお、プラスチ
ツク成形品はその表面の状態が得られるコート膜
の性状に大いに影響するので、溶剤などによつて
脱脂洗浄することによつてその表面を清浄にする
ことが好ましい。また、プラスチツク生地によつ
て、本発明のコーテイング用組成物でも密着性が
不十分な場合、例えばポリカーボネート類、スチ
レン系ポリマー等のプラスチツク成形品において
は、水酸化ナトリウム水溶液、重クロム酸カリウ
ム/硫酸溶液等による試薬処理、プラズマ等によ
る放電処理、あるいはプライマー塗装等の公知の
方法がプラスチツク成形品とコート膜との密着性
を向上させるのが効果的である。また、上記放電
処理された面は、プラスチツクを実質的に溶解し
ない溶剤で該処理によつて変性された層を溶解す
ることが更に好ましい。 本発明のコーテイング用組成物をプラスチツク
成形品の表面に塗布する方法は特に制限すること
なく使用することができる。例えば成形品をコー
テイング用組成物の溶液中に浸漬する方法、該溶
液をスプレー、ハケ、ローラー等で塗布する方法
等が一般に採用される。塗布を行つた後、乾燥空
気あるいは空気中で風乾して通常加熱処理するこ
とによつて硬化しコート膜が形成される。加熱温
度は成形品によつて異なるが、50℃以上好ましく
は70℃以上ないしは成形品が熱変化を生じない温
度、一般には150℃以下が好適である。硬化時間
は、加熱温度が130℃で約1時間、70〜80℃で約
2〜4時間が一応の目安となる。硬化して形成さ
れるコート膜は0.1μ〜50μ程度の厚みとすること
が可能であるが、1μ〜20μの厚みが特に好適であ
る。 このようにして本発明のコーテイング用組成物
から形成されるコート膜は、耐擦傷性、耐摩耗
性、染色性、耐温水性、耐熱性等の表面特性にす
ぐれている。以下、本発明を具体的に説明するた
め実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限
定されるものではない。なお、コート膜の性能評
価は下記の方法によつて実施した。 (1) 密着性試験 先端が鋭利なカツターナイフで試料表面に1
mm×1mmのマス目を100個つけた後、市販のセ
ロテープを貼り付け、すばやくはがした時に残
つたマス目の数で表示した。 (2) 耐擦傷性試験 福田機械工業(株)製の耐擦傷性試験器に#0000
のスチールウールを取り付け、1Kgの荷重下で
試験片表面を10回往複させた後の表面の傷つき
度合を目視により観察し、全く傷つかなかつた
状態をA、そしてポリメチルメタクリレート生
地の非常に傷つき易い状態をEとしてA〜Eの
5段階で評価した。 (3) 耐熱性試験 130℃に設定した空気オーブン中に3時間放
置し、コート膜の外観を目視により観察する。
コート膜にひび、はがれ、ふくれ、白化等がな
くて外観の良好な場合は〇、不良な場合は×と
した。 (4) 耐温水性試験 沸騰水中(ただし、ポリメチルメタクリレー
トについては80℃の温水を使用した)に2時間
放置し、コート膜の外観を目視により観察し
た。コート膜にはがれ、ふくれ、ひび、白化等
がなくて外観の良好な場合を〇、不良な場合は
×とした。 (5) 染色性試験 分散染料(日本化薬社製;カヤロン−ポリエ
ステル、ブラウンAF)0.5重量部を水100重量
部に分散溶解させた染色浴を80℃に保ち、10分
間染色した。好染色性を示すポリジエチレング
リコールビスアリルカーボネートと同程度ある
いはそれ以上に良く染色される場合をA、そし
て、染色性に乏しいポリメチルメタクリレート
と同程度あるいはそれ以下に染色されない場合
をCとして、A〜Cの3段階で評価した。 実施例 1 プラスチツク成形品として、市販のポリメチル
メタクリレート板状体を用い、まずメタノールで
洗浄して充分に風乾し清澄な状態とした後、第1
表に示す組成から成るコーテイング用組成物に浸
漬し、室温で充分風乾後、80℃で3時間加熱して
硬化させコート膜を得た。該コーテイング組成物
は第1表に示す組成物を換算濃度が30重量パーセ
ントになるように溶媒のイソプロピルアルコール
に各相当量を混合溶解し、次いで上記組成のアル
コキシ基の加水分解に必要な当量の0.05規定塩酸
を室温で添加して1日放置熟成した後硬化触媒と
して酢酸ナトリウム/酢酸(1/10重量比)を換
算量に対して2重量パーセント加えて調製した。
なお、コロイドシリカは、触媒化成製OSCAL
(商品名:SiO230重量パーセント、粒径10〜20m
μ、溶媒イソプロピルアルコール)を使用した。
各コーテイング液から得たコート膜の評価結果を
第1表に併せて示す。いずれの場合もコート膜厚
は、約5〜10μであつた。
The chlorosilane represented by the formula may be subjected to an addition reaction, and then alkoxylated with an alcohol represented by R 1 OH or R 2 OH. The reaction conditions are not particularly limited, but the reaction may generally be carried out at normal pressure and a temperature of -20 to 160°C, if necessary, in a polar nonaqueous solvent such as benzene, toluene, dimethyl ether, or the like. Further, it is preferable to use platinum black as the platinum catalyst since a colorless and transparent product can be obtained. for example,
By reacting diethylene glycol bisallyl carbonate with diethoxymethylsilane under a platinum catalyst. is obtained. In the present invention, it is preferable that the coating composition containing the carbonate group-containing disilane compound as a constituent component hydrolyzes the disilane compound prior to coating the molded article. It is preferable to use it in a polycondensed form. Hydrolysis of the disilane compound may be carried out by adding and stirring a weakly acidic aqueous acid containing an inorganic substance such as hydrochloric acid or sulfuric acid or an organic substance such as formic acid or acetic acid. However, due to the heat generated by hydrolysis, polycondensation may proceed excessively, resulting in solidification of the reaction solution or shortening the life of the prepared coating composition. Therefore, the disilane compound is used in an appropriate solvent, preferably so that the concentration of the disilane compound in a completely hydrolyzed and polycondensed state (hereinafter referred to as converted concentration) is 30% by weight or less. After mixing, it is desirable to hydrolyze gradually. In addition, it ensures that the hydrolysis reaction and subsequent partial polycondensation reaction proceed,
In order to obtain reproducible and stable coating film performance, it is desirable to leave the reaction solution to ripen, and the appropriate period for this is about 1 to 2 days at room temperature. The coating composition of the present invention may contain alcohol, alkoxy alcohol, unreacted water, or solvent produced by the above-mentioned hydrolysis during use, but after hydrolysis, the above-mentioned components are removed by heating and/or under reduced pressure. The solvent can also be replaced by removal by distillation and subsequent addition of a suitable solvent. The final concentration of the coating composition is preferably 20 to 40% by weight; if it is less than this, it will be difficult to obtain sufficient scratch resistance and abrasion resistance for the coated film that is formed, and if it is more than this, the viscosity will increase. , it becomes difficult to apply the coating uniformly to the surface to be coated. Suitable solvents for replacing the solvent include those having 1 to 4 carbon atoms;
lower alcohols such as methanol, ethanol, propanol, and butanol; lower carboxylic acids or alkyl esters thereof such as acetic acid and methyl acetate; ethers such as Cellsolve; ketones such as acetone; halogenated hydrocarbons such as methylene chloride; One or more aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene. As explained above, the coating composition containing the disilane compound represented by the general formula (1) as a component can form a coating film with excellent properties. The present invention also provides a coating composition that can improve the surface hardness of the resulting coat film by adding a specific compound to the compound. That is, the present invention provides the general formula ...A disilane compound containing a carbonate group represented by (1) (where A is a divalent atomic group containing a carbonate group and having a main chain of at least 7 or more linear atoms, R 1 and R 2 are the same or different alkyl groups or alkoxyalkyl groups, R 3 and
R 4 is the same or different alkyl group), and
general formula An organoalkoxysilane compound represented by So, n
is 0 or 1, R 7 is an alkyl group or an alkoxyalkyl group), a tetraalkoxysilane compound represented by the general formula Si(OR 8 ) 4 ...(3) (however, R 8 is an alkyl group or an alkoxyalkyl group) This coating composition contains at least one additive selected from colloidal silica, epoxy compounds, and melamine derivatives. Among the above additives, the organoalkoxysilane compound represented by the general formula (2) is generally used, especially those in which R 6 has 1 to 4 carbon atoms and R 7 has 1 to 4 carbon atoms. Specifically, methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, Vinyltrismethoxyethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-
Mercaptopropyltrimethoxysilane, β-
Examples include (3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane and γ-aminopropyltriethoxysilane. Further, the tetraalkoxysilane compound represented by the general formula (3) is generally used when R 8 has 1 to 4 carbon atoms. Specific examples include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, and tetrabutoxysilane. It is recommended that the alkoxysilane compounds represented by the above general formulas (2) and (3) be used after being hydrolyzed in the same manner as disilane compounds (in this case, it is also possible to hydrolyze without a solvent). be done. For example, the alkoxysilane compound may be hydrolyzed and then added to the disilane compound hydrolyzate solution, or may be hydrolyzed simultaneously with the disilane compound. As colloidal silica, fine silica powder having a particle size of 1 to 100 μm, which is produced by various conventionally known methods, can be used as it is or in the form of a colloidal solution obtained by dispersing it in a polar solvent. For the composition of the present invention, a colloidal solution prepared by dispersing the colloidal silica in a polar solvent, for example, water or an alcoholic solvent such as isopropanol, is preferably adjusted to be slightly acidic. Examples of the epoxy compound include polyolefin epoxy resins, alicyclic epoxy resins, epoxy nopolac resins, and polyglycidyl ethers of polyhydric alcohols, which are manufactured by various conventionally known methods. Melamine derivatives are prepared by conventionally known methods such as mixtures of commercially available alkyl etherified methylolmelamines such as hexamethoxymethylmelamine with nitrified cotton, or precondensates with polyhydric alcohols such as 1,4-butanediol. and can be used. The total amount of the above additives is preferably in the range of 10 to 900 parts by weight, preferably 50 to 200 parts by weight, based on 100 parts by weight of the disilane compound. In order to lower the curing temperature and shorten the curing time, the coating composition of the present invention uses known compounds as curing catalysts, such as hydrochloric acid, sulfuric acid, acetic acid/sodium acetate mixture, tin chloride, perchloric acid, and perchloric acid. Preferably, ammonium, aluminum acetylacetonate, metal naphthenate, p-toluenesulfonic acid, benzoic acid, alkali metal phosphate, sodium thiocyanate, and the like are used. The amount used is preferably 0.01 to 5 percent by weight based on the amount converted into a completely polycondensed state of the polycondensable components in the coating composition (hereinafter referred to as converted amount). Of course, the use of a curing catalyst is not essential. Furthermore, a silicone-based or fluorine-based surfactant may be added to the coating composition of the present invention for the purpose of further improving the smoothness of the coated film. In addition, various other additives such as ultraviolet absorbers, antioxidants, dyes and pigments, and organic carboxylic acids such as formic acid and acetic acid as gelling inhibitors can also be used. In the present invention, the object to be coated is not particularly limited. Generally, molded products with low surface hardness and poor scratch resistance and abrasion resistance, especially plastic molded products, are mainly targeted. For example, polyunsaturated esters such as polymethyl methacrylate, polymethacrylate, polyethylene terephthalate, polyacrylate, and polymethyl acrylate; polystyrene; polyvinyl chloride; epoxy resin; polyamide; polycarbonate; polyallyl such as polydiethylene glycol bisallyl carbonate Carbonates include polymers such as cellulose acetate plastics, and molded products made of copolymers of monomers forming these polymers or copolymers of the monomers and other monomers. In particular, the coating composition of the present invention can be used for plastic molded articles with excellent transparency made of polymers such as polymethacrylic esters, polyacrylic esters, polycarbonates, and polyallyl carbonates. The resulting coating film is highly transparent and has a good appearance, so it is particularly effective in that it does not lose its optical properties. Since the condition of the surface of a plastic molded article greatly affects the properties of the coated film obtained, it is preferable to clean the surface by degreasing and washing with a solvent or the like. In addition, if adhesion is insufficient even with the coating composition of the present invention depending on the plastic fabric, for example, in the case of plastic molded articles made of polycarbonates, styrene polymers, etc., sodium hydroxide aqueous solution, potassium dichromate/sulfuric acid may be used. It is effective to use known methods such as reagent treatment with a solution, discharge treatment with plasma, or primer coating to improve the adhesion between the plastic molded article and the coating film. It is further preferred that the discharge-treated surface dissolves the layer modified by the treatment with a solvent that does not substantially dissolve the plastic. The method of applying the coating composition of the present invention to the surface of a plastic molded article can be used without particular limitation. For example, a method of immersing a molded article in a solution of a coating composition, a method of applying the solution by spraying, brushing, roller, etc. are generally employed. After coating, the coating film is cured by air-drying in dry air or air and usually heat-treated to form a coating film. The heating temperature varies depending on the molded product, but is preferably 50°C or higher, preferably 70°C or higher, or a temperature at which the molded product does not undergo thermal change, generally 150°C or lower. The curing time is approximately 1 hour at a heating temperature of 130°C, and approximately 2 to 4 hours at a heating temperature of 70 to 80°C. The coat film formed by curing can have a thickness of about 0.1 μm to 50 μm, but a thickness of 1 μm to 20 μm is particularly suitable. The coating film thus formed from the coating composition of the present invention has excellent surface properties such as scratch resistance, abrasion resistance, dyeability, hot water resistance, and heat resistance. Examples are shown below to specifically explain the present invention, but the present invention is not limited to these Examples. Note that the performance evaluation of the coat film was carried out by the following method. (1) Adhesion test Place a cutter knife with a sharp tip on the sample surface.
After 100 squares of mm x 1 mm were attached, commercially available cellophane tape was attached and the number of squares remaining when quickly peeled off was measured. (2) Scratch resistance test #0000 in a scratch resistance tester manufactured by Fukuda Machinery Co., Ltd.
The degree of damage to the surface of the test piece was visually observed after attaching steel wool and repeating the test piece surface 10 times under a load of 1 kg. The condition was evaluated on a five-grade scale from A to E with E as the condition. (3) Heat resistance test Leave in an air oven set at 130°C for 3 hours, and visually observe the appearance of the coated film.
If the coat film had no cracks, peeling, blistering, whitening, etc. and had a good appearance, it was rated as ○, and if it was poor, it was rated as ×. (4) Hot water resistance test The coated film was left in boiling water (80°C warm water was used for polymethyl methacrylate) for 2 hours, and the appearance of the coated film was visually observed. If the coat film had no peeling, blistering, cracking, whitening, etc. and had a good appearance, it was rated ○, and if it was poor, it was rated ×. (5) Dyeability test A dyeing bath in which 0.5 parts by weight of a disperse dye (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.; Kayalon Polyester, Brown AF) was dispersed and dissolved in 100 parts by weight of water was maintained at 80° C. and dyed for 10 minutes. A is the case where the staining is as good as or better than that of polydiethylene glycol bisallyl carbonate which shows good stainability, and C is the case where it is not stained to the same level or lower than that of polymethyl methacrylate which has poor stainability. It was evaluated in three stages: C. Example 1 A commercially available polymethyl methacrylate plate was used as a plastic molded product. First, it was washed with methanol and thoroughly air-dried to a clear state.
It was immersed in a coating composition having the composition shown in the table, thoroughly air-dried at room temperature, and then cured by heating at 80° C. for 3 hours to obtain a coated film. The coating composition is prepared by mixing and dissolving the compositions shown in Table 1 in equivalent amounts in isopropyl alcohol as a solvent so that the concentration is 30% by weight, and then adding the equivalent amount necessary for hydrolysis of the alkoxy groups in the above composition. After adding 0.05N hydrochloric acid at room temperature and aging for one day, sodium acetate/acetic acid (1/10 weight ratio) was added as a curing catalyst in an amount of 2% by weight based on the converted amount.
The colloidal silica is OSCAL manufactured by Catalysts and Chemicals.
(Product name: SiO 2 30% by weight, particle size 10-20m
μ, solvent isopropyl alcohol) was used.
Table 1 also shows the evaluation results of the coating films obtained from each coating solution. In either case, the coating film thickness was about 5 to 10 microns.

【表】【table】

【表】 実施例 2 プラスチツク成形品として、注型重合により製
造したポリエチレングリコールビスアリルカーボ
ネート板状体を用いた。まず、前処理として該板
状体をアセトンで洗浄して充分に風乾し清澄な状
態とした後、5%NaOH水溶液に5分間浸漬し、
充分に水洗して再び風乾した。上記処理した板状
体を実施例1のNo.1〜11において硬化触媒を添加
しなかつた以外は全く同様にして調整したコーテ
イング組成物に夫々浸した後、室温で充分風乾
し、130℃で1時間加熱硬化させコート膜を得た。
各コーテイング組成物から得たコート膜の評価結
果を第2表に示す。いずれの場合もコート膜厚
は、約5〜10μであつた。
[Table] Example 2 A polyethylene glycol bisallyl carbonate plate produced by cast polymerization was used as a plastic molded article. First, as a pretreatment, the plate was washed with acetone and thoroughly air-dried to a clear state, and then immersed in a 5% NaOH aqueous solution for 5 minutes.
It was thoroughly washed with water and air-dried again. The above-treated plate-like bodies were immersed in coating compositions prepared in exactly the same manner as Nos. 1 to 11 of Example 1 except that no curing catalyst was added, and then thoroughly air-dried at room temperature and heated at 130°C. It was heated and cured for 1 hour to obtain a coated film.
Table 2 shows the evaluation results of the coated films obtained from each coating composition. In either case, the coating film thickness was about 5 to 10 microns.

【表】【table】

【表】 実施例 3 プラスチツク成形品を注型重合により製造した
2,2′−ビス〔4−(2−メタクリロキシ)−エト
キシ−3,5−ジブロモフエニル〕−プロパンと
スチレンとの共重合体(以下、TB−スチレン共
重合体という)でTB/スチレン重量比が2/3
よりなる板状体を用いた。まず、前処理として該
板状体をアセトンで洗浄して充分に風乾し清澄な
状態とした後、プラズマ処理装置中で、アルゴ
ン/酸素混合ガス(流量30ml/min/10ml/
min)圧力0.7Torr、出力200W、処理時間1分の
条件で処理し、次いでアセトンを溶剤として5分
間超音波洗浄機を用いて洗浄し、再び風乾した。
上記処理した板状体を実施例2のNo.1〜11におい
て、同様にコーテイング処理してコート膜を得
た。各コーテイング組成物から得たコート膜の評
価結果を第3表に示す。いずれの場合も、コート
膜厚は、約5〜10μであつた。
[Table] Example 3 Copolymer of 2,2'-bis[4-(2-methacryloxy)-ethoxy-3,5-dibromophenyl]-propane and styrene produced from plastic molded articles by cast polymerization (hereinafter referred to as TB-styrene copolymer) with a TB/styrene weight ratio of 2/3
A plate-like body made of First, as a pretreatment, the plate was washed with acetone and thoroughly air-dried to a clear state, and then treated with an argon/oxygen mixed gas (flow rate: 30ml/min/10ml/
min) under the conditions of a pressure of 0.7 Torr, an output of 200 W, and a processing time of 1 minute, and then washed using an ultrasonic cleaner using acetone as a solvent for 5 minutes, and air-dried again.
The above-treated plate-shaped bodies were coated in the same manner as in Nos. 1 to 11 of Example 2 to obtain coated films. Table 3 shows the evaluation results of the coated films obtained from each coating composition. In either case, the coating film thickness was about 5 to 10 microns.

【表】 実施例 4 実施例1のNo.5において、 の代わりにポリエチレングリコールジグリシジル
エーテル(共栄社油脂製、エポライト200E)あ
るいはヘキサメトキシメチルメラミン50重量部と
1,4−ブタンジオール50重量部とからなる予備
縮合物を同量添加したコーテイング用組成物を用
いて、注型重合により製造される。ポリエチレン
グリコールビスアリルカーボネートとTB/スチ
レン共重合体の板状体を実施例3と同様にして前
処理及びコーテイングしてコート膜を得た。いず
れの場合も、コート膜の密着性(100/100)、耐
擦傷性(A)、耐熱性(〇)、耐温水性(〇)、そして
染色性(A)は良好であつた。 実施例 5 アルミニウム板をアセトンにより洗浄し風乾し
て清澄な状態にした後、表1のコート液No.5に浸
漬してコーテイングし、室温で充分風乾した後、
130℃で1時間加熱硬化した。得られたコート膜
は、密着性(100/100)、耐擦傷性(A)、耐熱性
(〇)、耐温水性(〇)が良好であつた。 実施例 6 実施例1のNo.3において、ジシラン化合物とし
て第4表に示す原子団(−A−)を有する下記の
ジシラン化合物を用いた以外は同様にしてコーテ
イング用組成物を調製した。
[Table] Example 4 In No. 5 of Example 1, Instead, a coating composition containing the same amount of polyethylene glycol diglycidyl ether (Epolite 200E, manufactured by Kyoeisha Yushi Co., Ltd.) or a precondensate consisting of 50 parts by weight of hexamethoxymethylmelamine and 50 parts by weight of 1,4-butanediol was added. It is produced by cast polymerization. A plate of polyethylene glycol bisallyl carbonate and TB/styrene copolymer was pretreated and coated in the same manner as in Example 3 to obtain a coated film. In all cases, the coating film had good adhesion (100/100), scratch resistance (A), heat resistance (○), hot water resistance (○), and dyeability (A). Example 5 After washing an aluminum plate with acetone and air drying it to a clear state, it was coated by immersing it in coating solution No. 5 in Table 1, and after being thoroughly air-dried at room temperature,
It was cured by heating at 130°C for 1 hour. The obtained coat film had good adhesion (100/100), scratch resistance (A), heat resistance (○), and hot water resistance (○). Example 6 A coating composition was prepared in the same manner as in Example 1, No. 3, except that the following disilane compound having the atomic group (-A-) shown in Table 4 was used as the disilane compound.

【式】 該コーテイング用組成物を用いて、実施例1と
同様なコーテイングを行いコート膜を形成させ
た。該コート膜の評価結果を第4表に併せて示
す。
[Formula] Using the coating composition, coating was carried out in the same manner as in Example 1 to form a coat film. The evaluation results of the coated film are also shown in Table 4.

【表】【table】

【表】【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 一般式 で表されるカーボネート基を含有するジシラン化
合物(ただし、Aはカーボネート基を含有し主鎖
が直鎖状に少なくとも7個以上の原子からなる2
価の官能基、R1及びR2は同一または異種のアル
キル基またはアルコキシアルキル基、R3及びR4
は同一または異種のアルキル基である)を構成成
分とするコーテイング用組成物。 2 一般式 で表されるカーボネート基を含有するジシラン化
合物(ただし、Aはカーボネート基を含有し主鎖
が直鎖状に少なくとも7個以上の原子からなる2
価の官能基、R1及びR2は同一または異種のアル
キル基またはアルコキシアルキル基、R3及びR4
は同一または異種のアルキル基である)と、一般
で示されるオルガノアルコキシシラン化合物(た
だし、R5はビニル基、メタクリロキシ基、メル
カプト基、エポキシ基及びアミノ基のうちひとつ
を官能基として有する炭化水素基あるいはアルキ
ル基またはアリール基、R6はアルキル基で、n
は0または1、R7はアルキル基またはアルコキ
シアルキル基である)、一般式Si(OR84で示され
るテトラアルコキシシラン化合物(ただし、R8
はアルキル基またはアルコキシアルキル基であ
る)、コロイドシリカ、エポキシ化合物及びメラ
ミン誘導体より選ばれた少なくとも一種の添加剤
とを構成成分とするコーテイング用組成物。
[Claims] 1. General formula A disilane compound containing a carbonate group represented by (where A is 2 containing a carbonate group and having a main chain of at least 7 or more atoms in a straight chain)
functional group, R 1 and R 2 are the same or different alkyl groups or alkoxyalkyl groups, R 3 and R 4
are the same or different alkyl groups). 2 General formula A disilane compound containing a carbonate group represented by (where A is 2 containing a carbonate group and having a main chain of at least 7 or more atoms in a straight chain)
functional group, R 1 and R 2 are the same or different alkyl groups or alkoxyalkyl groups, R 3 and R 4
are the same or different alkyl groups) and the general formula An organoalkoxysilane compound represented by So, n
is 0 or 1, R 7 is an alkyl group or an alkoxyalkyl group), a tetraalkoxysilane compound represented by the general formula Si(OR 8 ) 4 (however, R 8
is an alkyl group or an alkoxyalkyl group), colloidal silica, an epoxy compound, and at least one additive selected from a melamine derivative.
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