JPH0234974B2 - - Google Patents

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JPH0234974B2
JPH0234974B2 JP60056048A JP5604885A JPH0234974B2 JP H0234974 B2 JPH0234974 B2 JP H0234974B2 JP 60056048 A JP60056048 A JP 60056048A JP 5604885 A JP5604885 A JP 5604885A JP H0234974 B2 JPH0234974 B2 JP H0234974B2
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JP
Japan
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weight
polysiloxane
parts
solution
polymer
Prior art date
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Application number
JP60056048A
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Japanese (ja)
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JPS61215629A (en
Inventor
Shigehiro Nishimura
Kyobumi Chikamatsu
Shigeru Tanimori
Sadanori Sano
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Nippon Shokubai Co Ltd
Original Assignee
Nippon Shokubai Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Shokubai Co Ltd filed Critical Nippon Shokubai Co Ltd
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Publication of JPH0234974B2 publication Critical patent/JPH0234974B2/ja
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、末端ヒドロキシル基含有ポリシロキ
サン存在下に重合性シラン化合物を含む単量体混
合物を重合させて得られる重合体を含んでなる表
面改質組成物に関するものであり、フイルム、繊
維、鋼板等の基材表面に塗布して、撥水性、滑り
性、耐熱性、耐マイグレーシヨン性等の表面特性
を賦与する組成物を提供するものである。 (従来の技術) 近年、磁気テープ、フロツピーデイスク、感熱
印刷材料等の滑り性、耐熱性、耐摩耗性等の性能
に対する要求が、電子機器の発達に併つてますま
す高度化しており、これらの要求に応える組成物
の出現が求められている。滑り性、耐熱性、耐摩
耗性等に対する要求に応える為、従来より種々の
改良が行われている。これらの方法には大別し
て、磁気テープや感熱印刷材料の基材として用い
られるフイルム本体の改質と、表面に改質物質を
塗布して改質を図るふたつの方向がある。 前者の方法としては、ポリイミドやポリスルホ
ン等の耐熱性樹脂フイルムを基材に用いる方法
(特開昭59−152894号)が開示されているが、高
価であり、高機能化に必要な薄膜フイルムの入手
に困難さがある。 また、基材として最も一般的に用いられている
ポリエステルフイルムでは、ポリエステル製造時
に無機粒子を生成させる方法(特公昭34−5144
号)あるいはシリカや炭酸カルシウム等の無機粒
子を添加する方法(特公昭42−24099号、特公昭
43−12013号)等により滑り性の良いフイルムを
得る方法が開示されているが、これらの方法は、
発生粒子の粒径の制御が難しいことや、滑り性を
得るには多量の無機粒子の添加が必要でフイルム
形成時の作業性を低下させたりフイルムの薄膜
化、透明化に問題を有するものである。さらに末
端ヒドロキシル基含有ポリシロキサンをポリエス
テル主鎖に導入する方法(特開昭59−168027号)
も開示されているが、基材全体にポリシロキサン
が分布する為、多量必要となり、また、磁性膜あ
るいはインキ層の密着性にも問題を生ずるもので
ある。 後者の方法としては、基材表面にシリコーン樹
脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フツ素樹脂等
を塗布して表面を改質する方法(米国特許
4310600号、特公昭59−39308号、特開昭55−7467
号)が開示されているが、滑り性や耐熱性等改善
を目的とする性質と樹脂皮膜の基材への密着性が
両立しない欠点があつた。また、アクリル変性シ
リコーンを用いたシリコーングラフト共重合体を
使用する方法(特開昭58−154766号、特開昭58−
164656号)が開示されており、滑り性と密着性の
両立が可能であるが、アクリル変性シリコーンの
製造が煩雑で高価であるという問題点を残すもの
である。 (発明が解決しようとする問題点) 本発明は、従来技術の有する上記問題点を解決
し、簡便な方法で基材に対する密着性を保持し、
滑り性、耐熱性、耐摩耗性の表面を与える組成物
を提供するものである。 (問題点を解決するための手段および作用) 本発明者らは、耐熱性、滑り性、耐マイグレー
シヨン性に優れたポリシロキサンを有効に利用
し、且つ基材に対して良好な密着性を示す表面改
質組成物について鋭意研究した結果、末端ヒドロ
キシル基含有ポリシロキサン存在下に重合性シラ
ン化合物を含む単量体混合物を重合させて得られ
る重合体を含んでなる組成物が、フイルム、繊
維、鋼板等の基材への密着性が良好で、且つ優れ
た耐熱性、滑り性、耐マイグレーシヨン性を発現
することを見出し、本発明を完成した。 即ち、本発明は末端ヒドロキシル基含有ポリシ
ロキサン(A)1〜20重量%存在下に、重合性シラン
化合物(B)0.05〜10重量%、不飽和有機酸(C)0.5〜
10重量%及びこれらと共重合可能な他の重合性単
量体(D)60〜98.45重量%(但し、(A)、(B)、(C)及び
(D)成分の合計は100重量%とする。)を重合させて
得られる重合体を含んでなる表面改質組成物を提
供するものである。 本発明に用いられる末端ヒドロキシル基含有ポ
リシロキサン(A)としては、一般式 (但し、R1及びR2はそれぞれ独立に一価のハロ
ゲン置換されていてもよい炭化水素基、nは1以
上の整数である。)で示されるものであり、現在
各種のものが容易に入手でき、目的に応じて使用
できる。用いられるポリシロキサン(A)の分子量と
してはnが1〜2000の範囲のものが望ましい。n
が10未満では得られた組成物が所望の表面特性を
充分発揮せず、またnが2000を超える範囲では高
粘度となり、取り扱いおよび重合操作が難しくな
るので好ましくない。また、前記一般式に示すポ
リシロキサンに加えて、一部枝分れした側鎖を有
するポリシロキサンもポリシロキサン(A)として支
障なく使用することが出来る。 末端ヒドロキシル基含有ポリシロキサン(A)の使
用量は、表面改質の程度に応じて、1〜20重量%
の範囲内で適宜決めることができる。1重量%未
満の使用量では表面特性が充分ではなく、また20
重量%を超える範囲では基材への密着性が低下す
るので望ましくない。 本発明に用いられる重合性シラン化合物(B)は、
分子中に少なくとも1個の重合性不飽和基と少な
くとも1個の前記ポリシロキサンと縮合反応し得
る基とを有する化合物であり、例えばビニルトリ
メトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビ
ニルトリブトキシシラン、ビニルトリス(β−メ
トキシエトキシ)シラン、アリルトリエトキシシ
ラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリメ
トキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピ
ルトリエトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキ
シプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(メタ)
アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、
γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリス(β−
メトキシエトキシ)シラン、2−スチリルエチル
トリメトキシシラン、(メタ)アクリロキシエチ
ルジメチル(3−トリメトキシシリルプロピル)
アンモニウムクロライド、ビニルトリアセトキシ
シラン、ビニルトリクロルシランなどを挙げるこ
とができ、これらの群から選ばれる1種または2
種以上の混合物を使用することができる。 重合性シラン化合物(B)の使用量は0.05〜10重量
%の範囲内で適宜決めることができる。0.05重量
%未満の使用量では、ポリシロキサン(A)と(B)、(C)
及び(D)成分からなる重合物との結合が不充分で有
効量のグラフト反応が起こらず、組成物が層分離
を起こす傾向がある。また、10重量%を超える範
囲では、重合時のゲル化が起こりやすく、組成物
の安定性が不良となる。 本発明に用いられる不飽和有機酸(C)は、ポリシ
ロキサン(A)と前記重合物との結合を惹起してグラ
フト反応を円滑に進める作用を有すると共に、得
られる組成物の密着性を高めるものであり、例え
ばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタ
コン酸等の不飽和カルボン酸やビニルスルホン
酸、スルホエチルメタクリレート、2−アクリル
アミド−2−メチルプロパンスルホン酸等の不飽
和スルホン酸などを挙げることができ、これらの
1種または2種以上の混合物を使用することがで
きる。 不飽和有機酸(C)の使用量は、0.5〜10重量%の
範囲内で適宜決めることができる。0.5重量%未
満の使用量では、有効量のグラフト反応を起こす
のが難しく、また、10重量%を超える範囲では、
重合反応とグラフト反応のバランスの特性が困難
となり、共に得られる組成物の撥水性、滑り性等
の表面改質効果や密着性を損なうことになる。 本発明に用いられる重合性単量体(D)としては、
例えば、アクリル酸ブチル、アクリル酸−2−エ
チルヘキシル等のアクリル酸エステル類;メタク
リル酸メチル、メタクリル酸ブチル等のメタクリ
ル酸エステル類;(メタ)アクリル酸−2−ヒド
ロキシエチル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロ
キシプロピル等の(メタ)アクリル酸ヒドロキシ
アルキルエステル類;酢酸ビニル、プロピオン酸
ビニル等のビニルエステル類;スチレン、ビニル
トルエン等の芳香族ビニル類;アクリロニトリ
ル、メタクリロニトリル等の不飽和ニトリル類;
アクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド
等の不飽和アミド類;エチレン、プロピレン、イ
ソブチレン等のα−オレフイン類;メチルビニル
エーテル、エチルビニルエーテル、t−ブチルビ
ニルエーテル等のビニルエーテル類;塩化ビニリ
デン、フツ化ビニル、フツ化ビニリデン等の含ハ
ロゲンα,β−不飽和単量体類;(メタ)アクリ
ル酸トリフルオロエチル、2,2,3,3−テト
ラフルオロプロピルアクリレート、1H,1H,
2H,2H−ヘプタデカフルオロデシルアクリレー
ト、1H,1H,5H−オクタフルオロペンチルア
クリレート等の含フツ素(メタ)アクリル酸エス
テル類;2,3,5,6−テトラフルオロフエニ
ルアクリル酸エステル、2,3,4,5,6−ペ
ンタフルオロフエニルメタクリル酸エステル等の
芳香族フツ素含有(メタ)アクリル酸エステル類
等が挙げられ、これらの1種または2種以上の混
合物を使用することができる。 重合性単量体(D)の使用量は、60〜98.45重量%
の範囲内で適宜決めることができる。60重量%未
満あるいは98.45重量%を超えた使用量では、前
記のポリシロキサン(A)、重合性シリン化合物(B)ま
たは不飽和有機酸(C)の使用量が前記した範囲より
過多あるいは過少となり、前記した如き欠点が発
現するので望ましくない。 本発明の組成物に有効な重合体は、末端ヒドロ
キシル基含有ポリシロキサン(A)存在下に、重合性
シラン化合物(B)、不飽和有機酸(C)及びこれらと共
重合可能な他の重合性単量体(D)を従来公知の重合
法によつて重合して製造することができる。例え
ば溶液重合法を採用する際に使用できる溶剤とし
ては、トルエン、ヘキサン、メチルエチルケト
ン、エチルセロソルブ、酢酸エチル、イソプロピ
ルアルコール等の溶剤を挙げることができ、これ
らの1種または2種以上の混合物を使用すること
が出来る。また、重合開始剤としてはアゾビスイ
ソブチロニトリル、ベンゾイルパーオキシド等通
常のラジカル重合開始剤を挙げることができる。 反応温度は室温から200℃、好ましくは40〜120
℃の範囲である。 このようにして得られた重合体は、そのままで
も本発明の表面改質組成物として使用することが
できるが、塗布時の作業性を考慮すれば、各種媒
体に溶解もしくは分散して使用するのが好まし
い。特に、溶液重合法で得られる重合体の溶剤溶
液は、そのまま作業性良く本発明の組成物として
使用できる。また、本発明の組成物を調製するに
際して、該重合体あるいは該重合体の溶液に加え
て通常公知の硬化触媒、無機もしくは有機微粒子
及び帯電防止剤等の各種添加剤を本発明の目的を
損なわない範囲内で添加しても何らさしつかえな
い。 (発明の効果) 本発明の表面改質組成物は、放置しても層分離
することなく、これを基材に塗布して得られた塗
膜は、基材への密着性も良好で、且つ良好な撥水
性、滑り性、耐熱性、耐マイグレーシヨン性等の
優れた表面特性を示すものであり、磁気テープ、
感熱印刷材料等のバツクコート剤、繊維処理剤等
に適用されて優れた特性を発揮するものである。 本発明の組成物がこのように優れた性質を示す
理由については未だ定かでないが、次のように考
えられる。即ち、末端ヒドロキシル基含有ポリシ
ロキサン(A)存在下に重合性シラン化合物(B)を含む
単量体混合物を重合することにより、単量体混合
物の重合により生成するシラン化合物単位を含む
重合体鎖とポリシロキサンとが結合し、ポリシロ
キサングラフトポリマーが得られる。このような
グラフトポリマーを含んでなる本発明の組成物を
基材に塗布した場合、ポリシロキサン部分が空気
側に、重合により生成した該重合体鎖部分が基材
側に配向する結果、揆水性、滑り性等の表面特性
と基材への密着性を両立させるものと考えられ
る。しかし、この理由だけで何ら制限を受けるも
のではない。 以下に実施例をあげて本発明を具体的に説明す
るが、これらにより本発明は何ら限定を受けるも
のではない。尚、例中の部はすべて重量部を示す
ものとする。 参考例 1 温度計、還流冷却器、滴下漏斗、窒素導入管お
よび攪拌機を備えた四つ口フラスコに末端ヒドロ
キシル基含有ポリシロキサンとして式 (ただし、nが平均1500) で示されるジヒドロキシジメチルポリシロキサン
の30重量%トルエン溶液10部およびトルエン100
部を仕込み、窒素雰囲気下、80℃に昇温した。こ
れにメタクリル酸メチル64.4部、アクリル酸ブチ
ル20部、アクリル酸5部、アクリル酸−2−ヒド
ロキシエチル5.6部、γ−メタクリロキシプロピ
ルトリメトキシシラン5部およびアゾビスイソブ
チロニトリル2部からなる単量体均一溶液の20重
量%を加えて、80℃で30分間、初期重合を行つ
た。次いで同温度で残りの単量体均一溶液を2時
間かけて滴下し、滴下終了後20分間重合を継続し
た時、イソプロピルアルコール100部を加えて希
釈した。引続き温度を80℃に保持しながら3時間
40分攪拌を続けて重合反応を継続したのち冷却し
て、本発明の表面改質組成物用重合体の溶液(以
下、重合体溶液(1)という。)を得た。得られた重
合体溶液(1)の粘度は50cps(25℃、B型粘度計、
60rpm)で、固形分33.3重量%であつた。 参考例 2 参考例1で用いたのと同様の四つ口フラスコに
参考例1で用いたのと同様の末端ヒドロキシル基
含有ポリシロキサンの30重量%トルエン溶液33.3
部およびトルエン100部を仕込み、窒素雰囲気下、
80℃に昇温した。これにメタクリル酸メチル50
部、アクリル酸ブチル20部、アクリロニトリル20
部、アクリル酸5部、γ−メタクリロキシプロピ
ルトリメトキシシラン5部およびアゾビスイソブ
チロニトリル2部からなる単量体均一溶液を用い
て、参考例1と同様の初期重合操作および単量体
均一溶液の滴下操作を行つた。単量体均一溶液の
滴下終了後30分間重合を継続した時、エチルアル
コール100部を加えて希釈した。更に80℃で3時
間30分重合反応を継続したのち冷却して、本発明
の表面改質組成物用重合体の溶液(以下、重合体
溶液(2)という。)を得た。得られた重合体溶液(2)
の粘度は70cps(25℃、B型粘度計、60rpm)で、
固形分33.0重量%であつた。 参考例 3 参考例1で用いたのと同様の四つ口フラスコに
末端ヒドロキシル基含有ポリシロキサンとして式 (ただし、nが平均650) で示されるジヒドロキシジメチルポリシロキサン
3部およびトルエン100部を仕込み、窒素雰囲気
下、80℃に昇温した。これにメタクリル酸メチル
30部、スチレン30部、酢酸ビニル30部、アクリル
酸5部、2−スチリルエチルトリメトキシシラン
5部およびアジビスイソブチロニトリル2部から
なる単量体均一溶液を用いて、参考例1と同様の
初期重合操作および単量体均一溶液の滴下操作を
行つた。単量体均一溶液の滴下終了後15分間重合
を継続した時、イソプロピルアルコール100部を
加えて希釈した。更に80℃で3時間45分重合反応
を継続したのち冷却して、本発明の表面改質組成
物用重合体の溶液(以下、重合体溶液(3)という。)
を得た。得られた重合体溶液(3)の粘度は55cps(25
℃、B型粘度計、60rpm)で、固形分33.9重量%
であつた。 参考例 4 参考例1におけるγ−メタクリロキシプロピル
トリメトキシシランを用いない以外は、参考例1
と全く同様にして、比較用の重合体溶液(以下、
比較用重合体溶液(1)という。)を得た。得られた
比較用重合体溶液(1)を一晩放置したところ、多量
のポリシロキサンが上層に分離した。 参考例 5 参考例1における末端ヒドロキシル基含有ポリ
シロキサンを用いない以外は、参考例1と全く同
様にして得られた重合体溶液302部に、参考例1
で用いたのと同様の末端ヒドロキシル基含有ポリ
シロキサンを30重量%トルエン溶液として10部加
え、よく混合して比較用の重合体溶液(以下、比
較用重合体溶液(2)という。)を得た。得られた比
較用重合体溶液(2)は、放置するとしだいにポリシ
ロキサンを上層に分離した。 参考例 6 オルガノアルコキシシラン縮合物を製造するた
めに、反応容器に次の成分を入れた。 重量部 γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン
16.0 オルガノポリシロキサン 314.0 キシレン 78.0 ここで用いたオルガノポリシロキサンは次の性
質を有していた。 全固形分(%) 100.0 水酸基含有率(%) 1.7 平均分子量 約2000 共沸蒸留的に水を除きつつ、この混合物を130
℃で30分還流して縮合させ、次いで次の物質を加
えた。 重量部 N−ブトキシメチルアクリルアミド 222.0 メタクリル酸 25.0 アクリロニトリル 200.0 スチレン 250.0 アクリル酸ブチル 425.0 ブタノール 405.0 キシレン 327.0 ターシヤリイドデシルメルカプタン 27.5 t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート
(沸点187℃〜205℃の高沸点炭化水素芳香族溶媒
20部溶液) 2.5 この混合物を90〜100℃で4時間還流し、更に
0.64部の触媒を加えた。還流を更に2時間続け、
次いでブタノール210部、触媒0.64部及び高沸点
芳香族炭化水素溶媒265部を加えた。次いで、共
沸還流を7時間行い、終りの2時間を除いて各時
間ごとに0.64部の触媒を追加した。得られた混合
物は固形分48.5%であつた。これを比較用重合体
溶液(3)とする。 実施例1〜3および比較例1〜2 参考例1〜5で得られた重合体溶液(1)〜(3)およ
び比較用重合体溶液(1)〜(2)をトルエンで希釈し
て、それぞれ固形分25重量%の重合体溶液とし、
このもの100部に対してそれぞれジラウリン酸ジ
−n−ブチル錫4部を加えて、本発明の表面改質
組成物(1)〜(3)および比較用表面改質組成物(1)〜(2)
を調製した。 これらの組成物について、下記に示す性能試験
方法により性能評価した。評価結果は第1表に示
す。なお、滑り性と撥水性については、ガラス板
の測定値も参考として示した。 比較例 3 参考例6で得られた比較用重合体溶液(3)の塗膜
の動摩擦係数は0.085であつた。 (1) 滑り性:ガラス板上に表面改質組成物を1.5μ
の厚さに塗布し、100℃で1分間乾燥後、1晩
放置したものを試験片として、塗膜の動摩擦係
数を測定することにより、滑り性を評価した。
動摩擦係数は表面性測定機(新東科学社製、
HEIDON−14型)を用いて測定した。 (2) 撥水性:試験片は滑り性試験と同じものを用
いた。塗膜の水に対する接触角を測定すること
により撥水性を評価した。接触角は接触角測定
装置(協和界面科学社製、CA−A型)を用い、
液滴法で測定した。 (3) 耐熱性:膜厚6μのポリエステルフイルムの
片面に表面改質組成物を1.5μの厚さに塗布し、
100℃で1分間乾燥後、1晩放置し、もう片面
に熱溶融性インキを塗布した。表面改質組成物
の塗布面をサーマルヘツド側にして受像紙と重
ね、市販のGフアクシミリ(富士通製、
FACOM FAX640/540)を通して感熱印刷を
用い、印刷機のサーマルヘツドの汚れの状態
(耐ステイツキング性)や印刷の鮮明さを観察
し、 ○:サーマルヘツドの汚れなく、印刷鮮明 ×:サーマルヘツドに汚れが付着し、印刷不
鮮明 で評価した。 (4) 塗膜物性の保持性:上質紙に表面改質組成物
を15μの厚さに塗布し、130℃で10分間乾燥後、
室温で2時間放置して得た塗膜に、粘着テープ
(ニチバンポリエステルテープ)を圧着した。
これを50℃で4週間保存した後、上質紙から粘
着テープを剥離し、その剥離した粘着テープを
ステンレス板に圧着して、粘着テープの残留接
着力を測定した。 なお、残留接着力は180度剥離試験による剥
離力で表わし、剥離速度は30cm/分で行つた。 残留接着力の大小により表面改質組成物の塗
膜物性の保持性が評価できる。残留接着力の大
きい場合、塗膜の層間剥離が起こりにくく、塗
膜物性の保持性は良好である。また、残留接着
力の小さい場合、塗膜の層間剥離(特に塗膜中
のポリシロキサン成分の脱落)が容易に起こ
り、塗膜物性の保持性は不良である。 (5) 安定性:表面改質組成物を24時間静置したの
ち、層分離状況を観察し、 〇:均一な状態 ×:2層に層分離した状態 で評価した。 【表】
Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention relates to a surface comprising a polymer obtained by polymerizing a monomer mixture containing a polymerizable silane compound in the presence of a polysiloxane containing a terminal hydroxyl group. This relates to a modification composition, which provides a composition that can be applied to the surface of a base material such as a film, fiber, or steel plate to impart surface properties such as water repellency, slipperiness, heat resistance, and migration resistance. It is. (Prior art) In recent years, along with the development of electronic devices, the requirements for performance such as slipperiness, heat resistance, and abrasion resistance of magnetic tapes, floppy disks, thermal printing materials, etc. have become more and more sophisticated. There is a need for a composition that meets these demands. Various improvements have been made to meet the demands for slipperiness, heat resistance, abrasion resistance, etc. These methods can be roughly divided into two types: modification of the film itself, which is used as a base material for magnetic tapes and thermal printing materials, and modification by applying a modifying substance to the surface. As for the former method, a method using a heat-resistant resin film such as polyimide or polysulfone as a base material has been disclosed (Japanese Patent Application Laid-open No. 152894/1989), but this method is expensive and does not require the use of thin films necessary for high functionality. It is difficult to obtain. In addition, for polyester film, which is the most commonly used base material, there is a method in which inorganic particles are generated during polyester production (Japanese Patent Publication No. 34-5144).
) or a method of adding inorganic particles such as silica or calcium carbonate (Special Publication No. 42-24099, Special Publication No. 24099,
No. 43-12013) etc. disclose a method of obtaining a film with good slipperiness, but these methods
It is difficult to control the particle size of the generated particles, and it is necessary to add a large amount of inorganic particles to obtain slipperiness, which reduces workability during film formation and causes problems in thinning and transparency of the film. be. Furthermore, a method of introducing a polysiloxane containing terminal hydroxyl groups into the polyester main chain (Japanese Patent Application Laid-Open No. 168027/1983)
is also disclosed, but since the polysiloxane is distributed throughout the base material, a large amount is required, and it also causes problems in the adhesion of the magnetic film or ink layer. The latter method involves coating the surface of the base material with silicone resin, epoxy resin, melamine resin, fluororesin, etc. to modify the surface (U.S. patent
No. 4310600, Special Publication No. 59-39308, Japanese Patent Publication No. 55-7467
No.) has been disclosed, but it has the drawback that the properties aimed at improving slipperiness and heat resistance are not compatible with the adhesion of the resin film to the base material. In addition, a method using a silicone graft copolymer using acrylic modified silicone (JP-A-58-154766, JP-A-58-154766;
No. 164656) has been disclosed, and it is possible to achieve both slipperiness and adhesion, but the problem remains that the production of acrylic-modified silicone is complicated and expensive. (Problems to be Solved by the Invention) The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, maintains adhesion to a base material in a simple method, and
The present invention provides a composition that provides a surface that is slippery, heat resistant, and wear resistant. (Means and effects for solving the problem) The present inventors have effectively utilized polysiloxane which has excellent heat resistance, slipperiness, and migration resistance, and has achieved good adhesion to the base material. As a result of intensive research on the surface-modifying composition shown in Table 1, it was found that a composition comprising a polymer obtained by polymerizing a monomer mixture containing a polymerizable silane compound in the presence of a polysiloxane containing terminal hydroxyl groups has been found to be suitable for use in films, fibers, etc. The present invention was completed based on the discovery that it has good adhesion to base materials such as steel plates, and exhibits excellent heat resistance, slipperiness, and migration resistance. That is, in the present invention, in the presence of 1 to 20% by weight of a terminal hydroxyl group-containing polysiloxane (A), 0.05 to 10% by weight of a polymerizable silane compound (B), and 0.5 to 0.5% by weight of an unsaturated organic acid (C).
10% by weight and 60 to 98.45% by weight of other polymerizable monomers (D) copolymerizable with these (however, (A), (B), (C) and
The total of component (D) shall be 100% by weight. ) is provided.The present invention provides a surface-modifying composition comprising a polymer obtained by polymerizing .). The terminal hydroxyl group-containing polysiloxane (A) used in the present invention has the general formula (However, R 1 and R 2 are each independently a hydrocarbon group that may be substituted with a monovalent halogen, and n is an integer of 1 or more.) Currently, various types are easily available. It is available and can be used for any purpose. The molecular weight of the polysiloxane (A) used is preferably one in which n is in the range of 1 to 2,000. n
If n is less than 10, the resulting composition will not sufficiently exhibit the desired surface properties, and if n exceeds 2000, it will become highly viscous, making handling and polymerization operations difficult, which is not preferable. Furthermore, in addition to the polysiloxanes represented by the above general formula, polysiloxanes having partially branched side chains can also be used as the polysiloxane (A) without any problem. The amount of polysiloxane (A) containing terminal hydroxyl groups is 1 to 20% by weight, depending on the degree of surface modification.
It can be determined as appropriate within the range. If the amount used is less than 1% by weight, the surface properties will not be sufficient, and 20
If the amount exceeds % by weight, the adhesion to the substrate will decrease, which is not desirable. The polymerizable silane compound (B) used in the present invention is
A compound having in its molecule at least one polymerizable unsaturated group and at least one group capable of condensation reaction with the polysiloxane, such as vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltributoxysilane, vinyltris. (β-methoxyethoxy)silane, allyltriethoxysilane, γ-(meth)acryloxypropyltrimethoxysilane, γ-(meth)acryloxypropyltriethoxysilane, γ-(meth)acryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ - (meta)
acryloxypropylmethyldiethoxysilane,
γ-(meth)acryloxypropyltris (β-
methoxyethoxy)silane, 2-styrylethyltrimethoxysilane, (meth)acryloxyethyldimethyl(3-trimethoxysilylpropyl)
Examples include ammonium chloride, vinyltriacetoxysilane, vinyltrichlorosilane, and one or two selected from these groups.
Mixtures of more than one species can be used. The amount of the polymerizable silane compound (B) to be used can be appropriately determined within the range of 0.05 to 10% by weight. In amounts less than 0.05% by weight, polysiloxanes (A), (B), and (C)
Since the bonding with the polymer consisting of component (D) is insufficient, an effective amount of graft reaction does not occur, and the composition tends to undergo layer separation. Furthermore, if the amount exceeds 10% by weight, gelation during polymerization tends to occur, resulting in poor stability of the composition. The unsaturated organic acid (C) used in the present invention has the effect of inducing a bond between the polysiloxane (A) and the polymer to smoothly proceed with the grafting reaction, and also increases the adhesion of the resulting composition. Examples include unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, and itaconic acid, and unsaturated sulfonic acids such as vinylsulfonic acid, sulfoethyl methacrylate, and 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid. One or a mixture of two or more of these can be used. The amount of unsaturated organic acid (C) to be used can be appropriately determined within the range of 0.5 to 10% by weight. If the amount used is less than 0.5% by weight, it is difficult to cause an effective amount of grafting reaction, and if the amount used exceeds 10% by weight,
This makes it difficult to balance the polymerization reaction and the grafting reaction, which impairs surface modification effects such as water repellency and slipperiness, and adhesion of the resulting composition. As the polymerizable monomer (D) used in the present invention,
For example, acrylic esters such as butyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate; methacrylic esters such as methyl methacrylate and butyl methacrylate; 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, and (meth)acrylic acid. (meth)acrylic acid hydroxyalkyl esters such as 2-hydroxypropyl; vinyl esters such as vinyl acetate and vinyl propionate; aromatic vinyls such as styrene and vinyltoluene; unsaturated nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile ;
Unsaturated amides such as acrylamide and N-methylolacrylamide; α-olefins such as ethylene, propylene, and isobutylene; vinyl ethers such as methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, and t-butyl vinyl ether; vinylidene chloride, vinyl fluoride, vinylidene fluoride Halogen-containing α,β-unsaturated monomers such as trifluoroethyl (meth)acrylate, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl acrylate, 1H, 1H,
Fluorine-containing (meth)acrylic acid esters such as 2H, 2H-heptadecafluorodecyl acrylate, 1H, 1H, 5H-octafluoropentyl acrylate; 2,3,5,6-tetrafluorophenyl acrylic ester, 2 , 3,4,5,6-pentafluorophenyl methacrylate and other aromatic fluorine-containing (meth)acrylic esters, and it is possible to use one type or a mixture of two or more of these. can. The amount of polymerizable monomer (D) used is 60 to 98.45% by weight
It can be determined as appropriate within the range. If the amount used is less than 60% by weight or more than 98.45% by weight, the amount of the polysiloxane (A), polymerizable silin compound (B) or unsaturated organic acid (C) used will be more or less than the above range. This is not desirable because the above-mentioned drawbacks occur. The polymer useful in the composition of the present invention includes a polymerizable silane compound (B), an unsaturated organic acid (C), and other polymers copolymerizable with these in the presence of the terminal hydroxyl group-containing polysiloxane (A). It can be produced by polymerizing the monomer (D) using a conventionally known polymerization method. For example, solvents that can be used when employing the solution polymerization method include toluene, hexane, methyl ethyl ketone, ethyl cellosolve, ethyl acetate, isopropyl alcohol, etc. One type or a mixture of two or more of these can be used. You can. Examples of the polymerization initiator include common radical polymerization initiators such as azobisisobutyronitrile and benzoyl peroxide. The reaction temperature is room temperature to 200℃, preferably 40 to 120℃
℃ range. The polymer thus obtained can be used as it is as the surface-modifying composition of the present invention, but in consideration of workability during coating, it may be used after being dissolved or dispersed in various media. is preferred. In particular, a solvent solution of a polymer obtained by a solution polymerization method can be used as it is as the composition of the present invention with good workability. Further, when preparing the composition of the present invention, in addition to the polymer or a solution of the polymer, various additives such as a curing catalyst, inorganic or organic fine particles, and an antistatic agent which are commonly known may be added to the polymer or a solution thereof, which may impede the purpose of the present invention. There is no problem even if it is added within the above range. (Effects of the Invention) The surface-modified composition of the present invention does not undergo layer separation even when left to stand, and the coating film obtained by applying it to a substrate has good adhesion to the substrate. In addition, it exhibits excellent surface properties such as good water repellency, slipperiness, heat resistance, and migration resistance, and is suitable for magnetic tape,
It exhibits excellent properties when applied to back coating agents for thermal printing materials, fiber processing agents, etc. The reason why the composition of the present invention exhibits such excellent properties is not yet clear, but it is thought to be as follows. That is, by polymerizing a monomer mixture containing a polymerizable silane compound (B) in the presence of a polysiloxane containing a terminal hydroxyl group (A), a polymer chain containing silane compound units produced by polymerization of the monomer mixture is formed. and polysiloxane are combined to obtain a polysiloxane graft polymer. When the composition of the present invention containing such a graft polymer is applied to a substrate, the polysiloxane portion is oriented toward the air side and the polymer chain portion generated by polymerization is oriented toward the substrate side, resulting in water repellency. , it is thought that surface properties such as slipperiness and adhesion to the base material can be achieved at the same time. However, this is not the only reason for any limitations. The present invention will be specifically explained below with reference to Examples, but the present invention is not limited in any way by these examples. In addition, all parts in the examples indicate parts by weight. Reference Example 1 In a four-necked flask equipped with a thermometer, reflux condenser, dropping funnel, nitrogen inlet tube, and stirrer, prepare the formula as a polysiloxane containing terminal hydroxyl groups. (However, n is 1500 on average) 10 parts of a 30% by weight toluene solution of dihydroxydimethylpolysiloxane and 100 parts of toluene
The temperature was raised to 80°C under a nitrogen atmosphere. This was composed of 64.4 parts of methyl methacrylate, 20 parts of butyl acrylate, 5 parts of acrylic acid, 5.6 parts of 2-hydroxyethyl acrylate, 5 parts of γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, and 2 parts of azobisisobutyronitrile. 20% by weight of the homogeneous monomer solution was added and initial polymerization was carried out at 80°C for 30 minutes. Next, the remaining monomer homogeneous solution was added dropwise over 2 hours at the same temperature, and when the polymerization was continued for 20 minutes after the addition was completed, 100 parts of isopropyl alcohol was added to dilute the solution. Continue to maintain the temperature at 80℃ for 3 hours.
After stirring for 40 minutes to continue the polymerization reaction, the solution was cooled to obtain a solution of the polymer for a surface-modifying composition of the present invention (hereinafter referred to as polymer solution (1)). The viscosity of the obtained polymer solution (1) was 50 cps (25°C, B type viscometer,
60 rpm), and the solid content was 33.3% by weight. Reference Example 2 A 30% by weight toluene solution of the same terminal hydroxyl group-containing polysiloxane as used in Reference Example 1 was placed in a four-necked flask similar to that used in Reference Example 1.
and 100 parts of toluene, under nitrogen atmosphere,
The temperature was raised to 80°C. Methyl methacrylate 50
parts, butyl acrylate 20 parts, acrylonitrile 20 parts
The same initial polymerization procedure as in Reference Example 1 was carried out and the monomer was A homogeneous solution was added dropwise. When the polymerization was continued for 30 minutes after the dropwise addition of the monomer homogeneous solution, 100 parts of ethyl alcohol was added to dilute the solution. The polymerization reaction was further continued at 80° C. for 3 hours and 30 minutes, and then cooled to obtain a solution of the polymer for the surface-modifying composition of the present invention (hereinafter referred to as polymer solution (2)). Obtained polymer solution (2)
The viscosity of is 70cps (25℃, B type viscometer, 60rpm),
The solid content was 33.0% by weight. Reference Example 3 In a four-necked flask similar to that used in Reference Example 1, a polysiloxane containing a terminal hydroxyl group was prepared using the formula (However, n is 650 on average) 3 parts of dihydroxydimethylpolysiloxane represented by the following formula and 100 parts of toluene were charged, and the temperature was raised to 80°C under a nitrogen atmosphere. In this, methyl methacrylate
Reference example 1 and A similar initial polymerization operation and dropping operation of a homogeneous monomer solution were performed. When the polymerization was continued for 15 minutes after the dropwise addition of the monomer homogeneous solution was completed, 100 parts of isopropyl alcohol was added to dilute the solution. The polymerization reaction was further continued at 80°C for 3 hours and 45 minutes, and then cooled to form a solution of the polymer for the surface-modifying composition of the present invention (hereinafter referred to as polymer solution (3)).
I got it. The viscosity of the obtained polymer solution (3) was 55 cps (25
℃, B-type viscometer, 60 rpm), solid content 33.9% by weight
It was hot. Reference Example 4 Reference Example 1 except that γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane in Reference Example 1 was not used.
A comparative polymer solution (hereinafter referred to as
It is called comparative polymer solution (1). ) was obtained. When the obtained comparative polymer solution (1) was left overnight, a large amount of polysiloxane was separated into an upper layer. Reference Example 5 Reference Example 1 was added to 302 parts of a polymer solution obtained in exactly the same manner as Reference Example 1 except that the terminal hydroxyl group-containing polysiloxane in Reference Example 1 was not used.
Add 10 parts of the same terminal hydroxyl group-containing polysiloxane as used in 30% by weight toluene solution and mix well to obtain a comparative polymer solution (hereinafter referred to as comparative polymer solution (2)). Ta. When the obtained comparative polymer solution (2) was allowed to stand, the polysiloxane gradually separated into an upper layer. Reference Example 6 To produce an organoalkoxysilane condensate, the following components were placed in a reaction vessel. Part by weight γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane
16.0 Organopolysiloxane 314.0 Xylene 78.0 The organopolysiloxane used here had the following properties. Total solid content (%) 100.0 Hydroxyl group content (%) 1.7 Average molecular weight Approximately 2000 This mixture was distilled to 130% while removing water by azeotropic distillation.
Condensation was achieved by refluxing for 30 minutes at <RTIgt;C,</RTI> then the next material was added. Part by weight N-butoxymethylacrylamide 222.0 Methacrylic acid 25.0 Acrylonitrile 200.0 Styrene 250.0 Butyl acrylate 425.0 Butanol 405.0 Xylene 327.0 Tertiaryidodecyl mercaptan 27.5 T-Butylperoxyisopropyl carbonate (high boiling point of 187°C to 205°C) hydrocarbon aromatic solvent
20 parts solution) 2.5 Reflux this mixture at 90-100°C for 4 hours, and then
0.64 parts of catalyst was added. Continue refluxing for another 2 hours,
Next, 210 parts of butanol, 0.64 parts of catalyst, and 265 parts of a high-boiling aromatic hydrocarbon solvent were added. Azeotropic reflux was then carried out for 7 hours, with 0.64 parts of catalyst added each hour except for the last 2 hours. The resulting mixture had a solids content of 48.5%. This is designated as comparative polymer solution (3). Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 2 Polymer solutions (1) to (3) obtained in Reference Examples 1 to 5 and comparative polymer solutions (1) to (2) were diluted with toluene, A polymer solution with a solid content of 25% by weight,
To 100 parts of this material, 4 parts of di-n-butyltin dilaurate was added, and surface modification compositions (1) to (3) of the present invention and comparative surface modification compositions (1) to ( 2)
was prepared. The performance of these compositions was evaluated using the performance test method shown below. The evaluation results are shown in Table 1. In addition, regarding the slipperiness and water repellency, the measured values of the glass plate are also shown for reference. Comparative Example 3 The coating film of the comparative polymer solution (3) obtained in Reference Example 6 had a dynamic friction coefficient of 0.085. (1) Slip property: 1.5μ of the surface-modified composition is applied on the glass plate.
The slip properties were evaluated by measuring the coefficient of dynamic friction of the coating film using test pieces that were coated to a thickness of 100° C., dried for 1 minute at 100° C., and left overnight.
The coefficient of dynamic friction is measured using a surface property measuring device (manufactured by Shinto Kagakusha,
HEIDON-14 type). (2) Water repellency: The same test piece as used in the slip test was used. Water repellency was evaluated by measuring the contact angle of the coating film with water. The contact angle was measured using a contact angle measuring device (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd., model CA-A).
Measured by droplet method. (3) Heat resistance: A surface modification composition is applied to one side of a 6μ thick polyester film to a thickness of 1.5μ,
After drying at 100°C for 1 minute, it was left to stand overnight, and the other side was coated with hot-melt ink. Place the surface-modifying composition on the image-receiving paper with the surface to which it has been applied facing the thermal head, and place it on a commercially available G facsimile (manufactured by Fujitsu,
Using thermal printing through FACOM FAX640/540), we observed the state of dirt on the thermal head of the printing machine (statting resistance) and the clarity of the print. ○: No dirt on the thermal head, clear printing. Evaluation was made based on the fact that dirt was attached and the printing was unclear. (4) Retention of physical properties of coating film: The surface modification composition was applied to a thickness of 15μ on high-quality paper, and after drying at 130℃ for 10 minutes,
Adhesive tape (Nichiban Polyester Tape) was pressure-bonded to the coating film obtained by allowing it to stand at room temperature for 2 hours.
After storing this at 50° C. for 4 weeks, the adhesive tape was peeled off from the high-quality paper, and the peeled adhesive tape was pressed onto a stainless steel plate to measure the residual adhesive strength of the adhesive tape. The residual adhesive strength was expressed as the peeling force determined by a 180 degree peel test, and the peeling speed was 30 cm/min. The ability of the surface-modifying composition to maintain the physical properties of the coating film can be evaluated based on the magnitude of the residual adhesive strength. When the residual adhesive strength is large, delamination of the coating film is less likely to occur, and the physical properties of the coating film are maintained well. In addition, when the residual adhesive strength is small, delamination of the coating film (particularly, shedding of the polysiloxane component in the coating film) easily occurs, and the retention of the physical properties of the coating film is poor. (5) Stability: After the surface-modified composition was allowed to stand for 24 hours, the state of layer separation was observed and evaluated: ○: uniform state; ×: state separated into two layers. 【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 末端ヒドロキシル基含有ポリシロキサン(A)1
〜20重量%存在下に、重合性シラン化合物(B)0.05
〜10重量%、不飽和有機酸(C)0.5〜10重量%及び
これらと共重合可能な他の重合性単量体(D)60〜
98.45重量%(但し、(A)、(B)、(C)及び(D)成分の合
計は100重量%とする。)を重合させて得られる重
合体を含んでなる表面改質組成物。
1 Polysiloxane containing terminal hydroxyl group (A) 1
In the presence of ~20% by weight, 0.05% of polymerizable silane compound (B)
~10% by weight, unsaturated organic acid (C) 0.5~10% by weight, and other polymerizable monomers copolymerizable with these (D) 60~
A surface modification composition comprising a polymer obtained by polymerizing 98.45% by weight (however, the total of components (A), (B), (C) and (D) is 100% by weight).
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