JPH10102002A - Composition for photocurable coating agent and formation of coated film - Google Patents

Composition for photocurable coating agent and formation of coated film

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JPH10102002A
JPH10102002A JP28174996A JP28174996A JPH10102002A JP H10102002 A JPH10102002 A JP H10102002A JP 28174996 A JP28174996 A JP 28174996A JP 28174996 A JP28174996 A JP 28174996A JP H10102002 A JPH10102002 A JP H10102002A
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JP
Japan
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meth
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composition
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JP28174996A
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Japanese (ja)
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Masaaki Yamatani
正明 山谷
Kazuharu Sato
和治 佐藤
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a composition for photocurable coating agent capable of providing a high productivity because of a good curability by high energy rays such as ultraviolet rays and electron rays, forming a protecting film having a high hardness, flexibility and excoriation resistance when being cured at a low temperature and improving weather resistance of the protecting film itself and a substrate covered by the film because of its excellent shading effect. SOLUTION: This composition for photocurable coating agent comprises (1) 100 pts.wt. orgnaopolysiloxane having a (meth)acrylic functional group of the formula R<1> m R<2> n Si(OX)p O(4-m-n-p)/2 [R<1> is a 1-10C monofunctional organic group having one or more (meth)acryloxy group; R<2> is a substituted (with the proviso that a (meth)acryl group is omitted) or unsubstituted monofunctional hydrocarbon group; X is H or a 1-4C monofunctional organic group; 0.05<=(m)<=1.00; 0.0<=(n)<=1.55; 0<(p)<=1.80; 0.20<=(m+n)<=1.60; 1.0<=(m+n+p)<=3.9], 1-200 pts.wt. fine powder of an inorganic oxide containing at least one kind of atom selected from titan, cerium and zinc and capable of absorbing light having <=400nm wavelength and (3) 0.01-10 pts.wt. photopolymerization initiator.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、各種有機質材料、
無機質材料にシリコーンレジン系のコーティング被膜を
紫外線、電子線などの高エネルギー線の照射により形
成、硬化し得る光硬化性コーティング剤組成物及びこの
組成物を用いてコーティング被膜を形成する方法に関す
る。
The present invention relates to various organic materials,
The present invention relates to a photocurable coating composition capable of forming and curing a silicone resin-based coating film on an inorganic material by irradiation of high energy rays such as ultraviolet rays and electron beams, and a method for forming a coating film using the composition.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】シリコ
ーンレジン系のコーティング材料で形成される被膜は、
他の有機樹脂系では達成が難しい耐擦傷性に優れる高硬
度の保護被膜で、良好な耐候性を示し、難燃性に優れる
などの利点を有しており、プラスチックに代表される各
種材料の表面保護材料として適用されている。しかしな
がら、従来のこの種のシリコーンレジン系のコーティン
グ材料は、シラノール基の縮合により硬化させる方式
で、硬化を完了させるまでに長時間を要するため、生産
性が著しく悪いという欠点がある。また、シリコーンレ
ジンを硬化させた被膜自身は極めて耐候性に優れるが、
処理した基材に良好な耐候性を付与する目的で、プライ
マー層或いはシリコーンレジン層に、各種の有機系UV
吸収剤を含有させる試みがなされているが、(i)これ
らの被膜を形成する際に加熱するために有機系UV吸収
剤が熱分解したり或いは昇華・飛散してしまう、(i
i)長期の屋外暴露により化合物自体が分解・劣化し、
被膜の紫外線吸収能力が低下していくなどの欠点を有し
ているため、優れた耐候性を得るには至っていない。ま
た、有機系UV吸収剤は、主としてUVB領域と呼ばれ
る280〜320nmを中心とする領域の光を吸収する
能力には富むが、近年人体及び有機物に悪影響を及ぼす
ことが指摘されている320〜400nmの範囲のUV
A領域の光を遮蔽するには十分な能力を保持していない
ので、長期の耐候性を付与するには不十分である。更
に、シラノール基が活性に富んでいるので、コーティン
グ液は保存安定性に欠けるという欠点もある。
2. Description of the Related Art A coating formed of a silicone resin-based coating material is:
It is a high hardness protective coating with excellent scratch resistance that is difficult to achieve with other organic resin systems.It has good weather resistance and has advantages such as excellent flame retardancy. Applied as a surface protection material. However, this type of conventional silicone resin-based coating material cures by condensation of silanol groups and requires a long time to complete the curing, and thus has the disadvantage of extremely poor productivity. In addition, the coating itself obtained by curing the silicone resin is extremely excellent in weather resistance,
For the purpose of imparting good weather resistance to the treated base material, various types of organic UV are added to the primer layer or the silicone resin layer.
Attempts have been made to incorporate an absorber, but (i) the organic UV absorber thermally decomposes or sublimates or scatters due to heating when forming these coatings;
i) The compound itself decomposes and degrades due to long-term outdoor exposure,
Since the coating has disadvantages such as a decrease in the ultraviolet absorbing ability, excellent weather resistance has not been obtained. Organic UV absorbers are rich in the ability to absorb light mainly in the region around 280 to 320 nm called the UVB region, but have recently been pointed out to have a bad effect on the human body and organic substances from 320 to 400 nm. UV in the range
Since it does not have sufficient ability to block light in the A region, it is insufficient to provide long-term weather resistance. Further, since the silanol group is rich in activity, the coating liquid has a disadvantage that it lacks storage stability.

【0003】一方、生産性の高い表面処理方法として
は、多官能性アクリル化合物を使用するUV硬化システ
ムがある。このシステムの利点は、速硬化性に基づく高
生産性にある。しかしながら、主骨格が有機物であるた
め、耐候性が不十分で、しかもシリコーン系並の高硬度
化は難しく、保護被膜としての特性は不足しているとい
う欠点がある。
On the other hand, as a surface treatment method with high productivity, there is a UV curing system using a polyfunctional acrylic compound. The advantage of this system is high productivity based on fast curing. However, since the main skeleton is an organic substance, there is a defect that the weather resistance is insufficient, the hardness as high as that of silicone is difficult, and the properties as a protective coating are insufficient.

【0004】上記両者の折衷案として、(メタ)アクリ
ル官能基を含有するシリコーン樹脂を使用するシステム
も種々提案されている(特公平1−55307号、特公
平3−2168号、特公昭63−65115号公報)。
しかし、これらの系では生産性を考慮して短時間のUV
照射のみで硬化させており、シロキサン結合がネットワ
ーク状に形成されないため、形成される被膜の硬度はな
お不足している。硬度を向上させる目的でシラノール基
の縮合反応を併用する場合にも、シラン化合物の加水分
解を通常よく用いられる有機溶剤中で酸触媒を用いた加
水分解法で実施するため、得られるシランの加水分解物
は不安定で保存安定性に欠け、結果的には作業性に劣る
ものである。また、主として多官能アクリル化合物を用
いるUV硬化システムと比較すると、大幅に耐候耐久性
は改良されているものの、なお不十分である。
As a compromise between the above two, various systems using a silicone resin containing a (meth) acrylic functional group have been proposed (Japanese Patent Publication No. 1-55307, Japanese Patent Publication No. 3-2168, Japanese Patent Publication No. 63-1988). No. 65115).
However, in these systems, short time UV
Since the film is cured only by irradiation and siloxane bonds are not formed in a network, the hardness of the formed film is still insufficient. Even when a silanol group condensation reaction is used in combination for the purpose of increasing the hardness, the hydrolysis of the silane compound is carried out by a hydrolysis method using an acid catalyst in an organic solvent which is usually used frequently. The decomposed product is unstable and lacks storage stability, resulting in poor workability. Further, compared with a UV curing system mainly using a polyfunctional acrylic compound, although the weather resistance is greatly improved, it is still insufficient.

【0005】更に、シリコーン樹脂層に紫外線遮断性を
有する無機酸化物微粒子を配合し、紫外線の透過を低減
する試みもなされている(特開平8−2941号公
報)。しかしながら、この系においては耐候耐久性の向
上は認められるものの、硬化システムはシラノール基の
縮合反応を適用しているため、生産性は劣っている。
Further, attempts have been made to reduce the transmission of ultraviolet rays by blending inorganic oxide fine particles having ultraviolet blocking properties into the silicone resin layer (Japanese Patent Laid-Open No. 8-2941). However, in this system, although improvement in weather resistance and durability is recognized, productivity is inferior because the curing system applies a condensation reaction of silanol groups.

【0006】以上のように、従来公知のものでは、高性
能(高硬度、耐擦傷性、耐候耐久性)と高生産性とを両
立できている例はなかった。
[0006] As described above, there has been no example in which conventionally known products can achieve both high performance (high hardness, scratch resistance and weather resistance) and high productivity.

【0007】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、紫外線、電子線等の高エネルギー線照射による硬化
性が良好であるため生産性に富み、更に低温熱硬化を併
用すると、高硬度かつ可撓性に富む耐擦傷性保護被膜を
形成し、遮光効果に優れるので保護被膜自身及び被覆さ
れた基材の耐候耐久性を向上させることが可能な光硬化
性コーティング剤組成物及びこの組成物を用いたコーテ
ィング被膜を形成する方法を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has good productivity because of its good curability by irradiation with high energy rays such as ultraviolet rays and electron beams. Photocurable coating agent composition capable of forming an abrasion-resistant protective coating rich in flexibility and having excellent light-shielding effect and capable of improving the weather resistance of the protective coating itself and the coated substrate, and this composition It is an object of the present invention to provide a method for forming a coating film using the same.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結
果、 (1)下記平均組成式(A) R1 m2 nSi(OX)p(4-m-n-p)/2 (A) (式中、R1は(メタ)アクリロキシ基を1個以上含有する炭素数1〜10の一 価の有機基、R2は置換(但し、(メタ)アクリル基を除く)又は非置換の一価 炭化水素基、Xは水素原子又は炭素数1〜4の一価の有機基を示す。m,n,p は0.05≦m≦1.00、0≦n≦1.55、0<p≦1.80、0.20≦ m+n≦1.60、1.0≦m+n+p≦3.0を満たす数である。) で表される(メタ)アクリル官能基含有オルガノポリシロキサン 100重量部、 (2)チタン、セリウム及び亜鉛から選ばれる少なくとも1種の原子を含有し、 波長が400nm以下の光線を吸収する無機酸化物微粒子 1〜200重量部、 (3)光重合開始剤 0.01〜10重量部 を必須成分とするコーティング剤組成物が、光重合可能
な量以上の高エネルギー線を照射すると、上記無機酸化
物微粒子(無機系紫外線吸収剤)が大量に配合されてい
る場合にあっても、(メタ)アクリル重合が効果的に進
行し、良好な硬化性を与え、短時間で進行すること、ま
た、上記無機系紫外線吸収剤は、屋外暴露のような広い
波長領域で低エネルギー量の照射領域では光線を吸収す
るが、それ自身光劣化し難いため、長期間に亘り良好な
耐候耐久性を有することを知見した。またこの場合、波
長が400nm以下の光線を吸収する能力を有する有機
化合物(有機系紫外線吸収剤)を併用すると、無機系及
び有機系の両者の相乗的な作用で広範囲のUV領域の光
を効率よく吸収し得ること、更に、シラノール縮合触媒
を配合し、光硬化させた後に残存しているシラノール基
を加熱縮合させることにより、更に高硬度で耐擦傷性に
優れた硬化被膜が得られることを見出し、本発明をなす
に至ったものである。
Means for Solving the Problems and Embodiments of the Invention The present inventors have conducted intensive studies in order to achieve the above object and found that (1) the following average composition formula (A): R 1 m R 2 n Si (OX) p O (4-mnp) / 2 (A) (wherein, R 1 is a monovalent organic group having 1 or more carbon atoms and containing at least one (meth) acryloxy group, and R 2 is substituted ( However, (excluding (meth) acrylic group) or unsubstituted monovalent hydrocarbon group, X represents a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 4 carbon atoms, and m, n, and p are 0.05 ≦ m. ≦ 1.00, 0 ≦ n ≦ 1.55, 0 <p ≦ 1.80, 0.20 ≦ m + n ≦ 1.60, 1.0 ≦ m + n + p ≦ 3.0.) (2) containing at least one atom selected from titanium, cerium, and zinc; A coating agent composition containing 1 to 200 parts by weight of an inorganic oxide fine particle absorbing a light beam having a wavelength of 400 nm or less, and (3) 0.01 to 10 parts by weight of a photopolymerization initiator is photopolymerizable. Irradiation with a high energy ray of an amount or more, even when a large amount of the inorganic oxide fine particles (inorganic ultraviolet absorber) is blended, effectively promotes (meth) acrylic polymerization and achieves good curing. Imparts the property and progresses in a short time, and the inorganic ultraviolet absorber absorbs light rays in a low energy amount irradiation area in a wide wavelength range such as outdoor exposure, but is not easily deteriorated by itself. It has been found that it has good weather resistance over a long period of time. In this case, when an organic compound (organic ultraviolet absorber) having the ability to absorb light having a wavelength of 400 nm or less is used in combination, light in a wide UV region can be efficiently emitted by the synergistic action of both inorganic and organic compounds. It can be well absorbed, and furthermore, by blending a silanol condensation catalyst and heating and condensing the remaining silanol groups after photocuring, it is possible to obtain a cured film having higher hardness and excellent scratch resistance. The present invention has led to the present invention.

【0009】従って、本発明は、第1に、 (1)上記(メタ)アクリル官能基含有オルガノポリシロキサン 100重量部、 (2)上記無機酸化物微粒子 1〜200重量部、 (3)光重合開始剤 0.01〜10重量部 を含有してなる光硬化性コーティング剤組成物、更に上記(1)〜(3)成分に 加え、 (4)シラノール縮合触媒 0.01〜10重量部、 及び/又は (5)有機系紫外線吸収剤 1〜50重量部 を配合した光硬化性コーティング剤組成物を提供する。
また、本発明は、基材表面に上記組成物を塗工した後、
この塗工物に高エネルギー線を照射して上記組成物中の
(メタ)アクリル基を重合し、上記塗工物を硬化させる
コーティング被膜の形成方法、及びこの場合必要に応じ
上記塗工物に高エネルギー線を照射して硬化した後、こ
の硬化物を加熱して上記組成物中の残存OX基を縮合
し、2次硬化させるようにした方法を提供する。
Accordingly, the present invention firstly provides (1) 100 parts by weight of the above (meth) acrylic functional group-containing organopolysiloxane, (2) 1 to 200 parts by weight of the above inorganic oxide fine particles, and (3) photopolymerization. A photocurable coating agent composition containing 0.01 to 10 parts by weight of an initiator, and in addition to the above components (1) to (3), (4) a silanol condensation catalyst, 0.01 to 10 parts by weight, and And / or (5) To provide a photocurable coating composition containing 1 to 50 parts by weight of an organic ultraviolet absorber.
Further, the present invention, after coating the composition on the substrate surface,
This coating is irradiated with high energy rays to polymerize the (meth) acrylic group in the composition, and a method of forming a coating film that cures the coating, and in this case, if necessary, the coating is applied to the coating. A method is provided in which after curing by irradiation with a high energy beam, the cured product is heated to condense the remaining OX groups in the composition and to perform secondary curing.

【0010】以下、本発明につき更に詳しく説明する。Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

【0011】本発明に係る光硬化性コーティング剤組成
物の第1成分は、下記平均組成式(A)で示される(メ
タ)アクリル官能基含有オルガノポリシロキサン(シリ
コーン樹脂)である。 R1 m2 nSi(OX)p(4-m-n-p)/2 (A)
The first component of the photocurable coating composition according to the present invention is a (meth) acryl functional group-containing organopolysiloxane (silicone resin) represented by the following average composition formula (A). R 1 m R 2 n Si ( OX) p O (4-mnp) / 2 (A)

【0012】ここに、R1は高エネルギー線により重合
・架橋する置換基であり、(メタ)アクリロキシ基を1
個以上含有する炭素数1〜10の一価の有機基を表わ
す。この場合、(メタ)アクリロキシ基は、アルキル
基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、ア
ルコキシアルキル基などの炭素原子に結合する水素原子
の1個以上と置換したものが挙げられる。具体的には、
(メタ)アクリロキシメチル基、3−(メタ)アクリロ
キシプロピル基、2−メチル−3−(メタ)アクリロキ
シプロピル基、6−(メタ)アクリロキシヘキシル基、
10−(メタ)アクリロキシデシル基、p−(メタ)ア
クリロキシフェニル基、2−〔p−(メタ)アクリロキ
シメチルフェニル〕エチル基、3−〔2,3−ジ(メ
タ)アクリロキシプロポキシ〕プロピル基などを挙げる
ことができる。これらの中から、1種或いは2種以上を
使用してもよい。経済的見地及び硬化物特性から、特に
3−(メタ)アクリロキシプロピル基が好ましい。
Here, R 1 is a substituent which is polymerized and cross-linked by a high energy ray, and has a (meth) acryloxy group of 1
Represents a monovalent organic group having 1 to 10 carbon atoms. In this case, examples of the (meth) acryloxy group include those substituted with one or more hydrogen atoms bonded to a carbon atom, such as an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, and an alkoxyalkyl group. In particular,
(Meth) acryloxymethyl group, 3- (meth) acryloxypropyl group, 2-methyl-3- (meth) acryloxypropyl group, 6- (meth) acryloxyhexyl group,
10- (meth) acryloxydecyl group, p- (meth) acryloxyphenyl group, 2- [p- (meth) acryloxymethylphenyl] ethyl group, 3- [2,3-di (meth) acryloxypropoxy ] Propyl group and the like. One or more of these may be used. From the economic viewpoint and the properties of the cured product, a 3- (meth) acryloxypropyl group is particularly preferred.

【0013】また、R2は炭素数1〜10の置換((メ
タ)アクリル官能基は除く)或いは非置換の一価炭化水
素基を表わし、オルガノポリシロキサンに撥水性、可撓
性、接着性などを付与する役割を果たすものである。こ
の場合、非置換の一価炭化水素基としては、メチル基、
エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチ
ル基、デシル基等のアルキル基、シクロヘキシル基等の
シクロアルキル基、フェニル基等のアリール基、ビニル
基等のアルケニル基、アラルキル基などが挙げられる。
また、置換一価炭化水素基としては、上記非置換の一価
炭化水素基の炭素原子に結合する水素原子の一部又は全
部を(i)フッ素、塩素などのハロゲン原子、(ii)
グリシジロキシ基、エポキシシクロヘキシル基などのエ
ポキシ官能基、(iii)アミノ基、アミノエチルアミ
ノ基、フェニルアミノ基、ジブチルアミノ基などのアミ
ノ基、(iv)メルカプト基、テトラスルフィド基など
の含硫黄官能基、(v)(ポリオキシアルキレン)アル
キルエーテル基などのアルキルエーテル基、(vi)カ
ルボキシル基、スルフォニル基などのアニオン性基、
(vii)第4級アンモニウム塩構造含有基などの、
(メタ)アクリル官能基を除く従来公知の置換基で置換
したものが挙げられる。
R 2 represents a substituted (unless a (meth) acrylic functional group) having 1 to 10 carbon atoms or an unsubstituted monovalent hydrocarbon group, and is water-repellent, flexible and adhesive to the organopolysiloxane. And the like. In this case, the unsubstituted monovalent hydrocarbon group includes a methyl group,
Examples include an alkyl group such as an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a hexyl group, an octyl group and a decyl group, a cycloalkyl group such as a cyclohexyl group, an aryl group such as a phenyl group, an alkenyl group such as a vinyl group, and an aralkyl group. .
As the substituted monovalent hydrocarbon group, part or all of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms of the unsubstituted monovalent hydrocarbon group may be (i) a halogen atom such as fluorine or chlorine, or (ii)
Epoxy functional groups such as glycidyloxy group and epoxycyclohexyl group; (iii) amino groups such as amino group, aminoethylamino group, phenylamino group and dibutylamino group; and (iv) sulfur-containing functional groups such as mercapto group and tetrasulfide group. , (V) an alkyl ether group such as a (polyoxyalkylene) alkyl ether group, (vi) an anionic group such as a carboxyl group or a sulfonyl group,
(Vii) a quaternary ammonium salt structure-containing group,
Those substituted with a conventionally known substituent excluding a (meth) acrylic functional group are exemplified.

【0014】R2として具体的には、トリフルオロプロ
ピル基、パーフルオロブチルエチル基、パーフルオロオ
クチルエチル基、3−クロロプロピル基、2−(クロロ
メチルフェニル)エチル基、3−グリシジロキシプロピ
ル基、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル
基、5,6−エポキシヘキシル基、9,10−エポキシ
デシル基、3−アミノプロピル基、N−(2−アミノエ
チル)アミノプロピル基、3−(N−フェニルアミノ)
プロピル基、3−ジブチルアミノプロピル基、3−メル
カプトプロピル基、2−(4−メルカプトメチルフェニ
ル)エチル基、ポリオキシエチレンオキシプロピル基、
3−ヒドロキシカルボニルプロピル基、3−トリブチル
アンモニウムプロピル基などを挙げることができるが、
これら具体例に限定されるものではなく、上記条件を満
足するものであれば使用可能であり、これらの中から、
1種或いは2種以上を使用してもよい。特に高硬度被膜
を求める場合にはメチル基が好ましく、他の有機樹脂を
併用する場合には、フェニル基を適用すると相溶性が良
好となるため好ましく、また基材に対する接着性を重視
する場合にはエポキシ官能性基を採用するのがよい。
Specific examples of R 2 include trifluoropropyl, perfluorobutylethyl, perfluorooctylethyl, 3-chloropropyl, 2- (chloromethylphenyl) ethyl, and 3-glycidyloxypropyl. Group, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyl group, 5,6-epoxyhexyl group, 9,10-epoxydecyl group, 3-aminopropyl group, N- (2-aminoethyl) aminopropyl group, 3 -(N-phenylamino)
Propyl group, 3-dibutylaminopropyl group, 3-mercaptopropyl group, 2- (4-mercaptomethylphenyl) ethyl group, polyoxyethyleneoxypropyl group,
Examples thereof include a 3-hydroxycarbonylpropyl group and a 3-tributylammoniumpropyl group.
It is not limited to these specific examples, and any one can be used as long as it satisfies the above conditions.
One type or two or more types may be used. In particular, when a high hardness coating is required, a methyl group is preferable, and when another organic resin is used in combination, a phenyl group is preferably used because compatibility is improved, and when adhesion to a substrate is emphasized, Preferably employs an epoxy functional group.

【0015】OX基は、本シリコーン樹脂の縮合可能な
シラノール基或いは加水分解性基を表わす。従って、X
基は、水素原子、或いは炭素数1〜4の一価の有機基を
表わすものであり、例えばアルキル基、アルケニル基、
アルコキシアルキル基、アシル基、アルケニルオキシ基
など、具体的には水素原子、メチル基、エチル基、プロ
ピル基、ブチル基、イソプロペノキシ基、アセトキシ基
などを例示することができる。
The OX group represents a condensable silanol group or a hydrolyzable group of the present silicone resin. Therefore, X
The group represents a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 4 carbon atoms, such as an alkyl group, an alkenyl group,
Specific examples include an alkoxyalkyl group, an acyl group, and an alkenyloxy group, and specific examples include a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, an isopropenoxy group, and an acetoxy group.

【0016】m,n,pはそれぞれの上記置換基の含有
率を表わし、各々、0.05≦m≦1.00、0≦n≦
1.55、0<p≦1.80、0.20≦m+n≦1.
60の範囲を満たす数を表わす。より好ましくは0.0
7≦m≦1.00、0≦n≦1.00、0.05≦p≦
1.60、0.40≦m+n≦1.50である。また、
m+n+pは、1.0≦m+n+p≦3.0であり、特
に1.2≦m+n+p≦2.5であることが好ましい。
M, n, and p represent the contents of the above substituents, respectively, 0.05 ≦ m ≦ 1.00, 0 ≦ n ≦
1.55, 0 <p ≦ 1.80, 0.20 ≦ m + n ≦ 1.
Represents a number satisfying the range of 60. More preferably 0.0
7 ≦ m ≦ 1.00, 0 ≦ n ≦ 1.00, 0.05 ≦ p ≦
1.60, 0.40 ≦ m + n ≦ 1.50. Also,
m + n + p is 1.0 ≦ m + n + p ≦ 3.0, and particularly preferably 1.2 ≦ m + n + p ≦ 2.5.

【0017】アクリル官能性置換基の含有量を意味する
mは、高エネルギー線により重合・架橋する密度に関連
し、0.05より小さいと、硬度が不足したり、第1次
硬化でタックフリーになり難く、生産性が低下するた
め、好ましくない。1.00より大きいと、高硬度にな
りすぎ、被膜に可撓性が不足するため、クラックが発生
しやすくなり、好ましくない。(メタ)アクリル官能性
基以外の有機置換基の含有量を意味するnは、0でもよ
く、1.55より大きいと硬化被膜の硬度が低くなりす
ぎるため好ましくない。また、(m+n)は、0.20
未満では、有機基の残存量が少なすぎるため、硬化被膜
が硬くなりすぎ耐擦傷性が不足するため好ましくなく、
1.60を超えると、硬化被膜の硬度が低くなりすぎる
ため好ましくない。シラノール基或いは加水分解性基の
含有量を意味するpは、縮合硬化性に富み緻密な被膜を
形成するためには1.80以下であればよく、1.80
より大きいとオルガノポリシロキサン樹脂溶液は不安定
となり好ましくない。特にpは1.60以下の範囲を満
たすのが好ましい。
M, which means the content of the acrylic functional substituent, is related to the density at which polymerization and cross-linking is caused by high-energy radiation. If it is smaller than 0.05, the hardness becomes insufficient or the primary curing becomes tack-free. It is not preferable because it is unlikely to cause a decrease in productivity. If it is larger than 1.00, the hardness becomes too high and the coating film has insufficient flexibility, so that cracks are easily generated, which is not preferable. N, which means the content of an organic substituent other than the (meth) acrylic functional group, may be 0, and if it is more than 1.55, the hardness of the cured film becomes too low, which is not preferable. (M + n) is 0.20
If it is less, the residual amount of the organic group is too small, and the cured film becomes too hard, so that the abrasion resistance is insufficient.
If it exceeds 1.60, the hardness of the cured film becomes too low, which is not preferable. P, which means the content of the silanol group or the hydrolyzable group, may be 1.80 or less in order to form a dense film which is rich in condensation curability and is 1.80.
If it is larger, the organopolysiloxane resin solution becomes unstable, which is not preferable. In particular, p preferably satisfies the range of 1.60 or less.

【0018】本発明の(メタ)アクリル官能性基含有オ
ルガノポリシロキサンは、以上のような条件を満たすも
のであれば如何なるものも適用可能である。
As the organopolysiloxane having a (meth) acrylic functional group of the present invention, any one can be applied as long as it satisfies the above conditions.

【0019】このようなオルガノポリシロキサン(シリ
コーン樹脂)は、以下に述べるような処方で製造するこ
とが可能である。
Such an organopolysiloxane (silicone resin) can be produced by the following formulation.

【0020】まず、出発原料となるシラン化合物として
は、前記R1及び/又はR2を有機置換基として含有す
る、以下の構造の各種加水分解性シラン化合物及びこれ
らの部分加水分解・縮合物を使用することができる。
First, as a silane compound as a starting material, various hydrolyzable silane compounds having the following structure and containing R 1 and / or R 2 as an organic substituent, and partially hydrolyzed / condensed products thereof are used. Can be used.

【0021】Si(OX)4、R1 Si(OX)3、R2
i(OX)3、R1 2Si(OX 2、R2 2Si(O
X)2、R1 2Si(OX)2、R1 22Si(OX)、
1 2 2Si(OX)、R2 3Si(OX)
Si (OX)Four, R1 Si (OX)Three, RTwo S
i (OX)Three, R1 TwoSi (OX )Two, RTwo TwoSi (O
X)Two, R1 RTwoSi (OX)Two, R1 TwoRTwoSi (OX),
R1 RTwo TwoSi (OX), RTwo ThreeSi (OX)

【0022】加水分解性基を3個有するT単位は、縮合
反応により3次元のシロキサン結合(高架橋度のポリシ
ロキサンのネットワーク)を形成し、硬質の耐擦傷性に
富む被膜を形成する基幹となる成分であり、30〜10
0モル%含有されることが好ましい。30モル%未満で
は、架橋密度が不足し高硬度の被膜が形成されないため
好ましくない。より好ましくは40モル%以上のT単位
を含有するのがよい。T単位以外の構成単位としては、
有機置換基を2個含有するD単位、或いは有機置換基を
全く含有しないQ単位を含有することが可能である。こ
れらの成分の含有率は任意であるが、被膜に柔軟性・可
撓性を付与したい場合にはD単位の含有率を高めればよ
く、逆に、高硬質にするためにはQ単位の含有率を上げ
ればよい。目的とする物性を得るために、これらの各単
位を任意の比率で混合・使用すればよい。操作性、副生
物の留去のしやすさから、メトキシシラン或いはエトキ
シシランを使用するのがより好ましい。
The T units having three hydrolyzable groups form a three-dimensional siloxane bond (polysiloxane network having a high degree of crosslinking) by a condensation reaction, and serve as a basis for forming a hard and scratch-resistant film. Component, 30 to 10
It is preferably contained at 0 mol%. If the amount is less than 30 mol%, the crosslinking density is insufficient and a high-hardness film is not formed, which is not preferable. More preferably, it contains 40 mol% or more of T units. As constituent units other than the T unit,
It is possible to contain a D unit containing two organic substituents or a Q unit containing no organic substituent at all. The content of these components is optional, but if it is desired to impart flexibility and flexibility to the coating, the content of the D unit may be increased, and conversely, if the hardness is high, the content of the Q unit may be increased. Just increase the rate. These units may be mixed and used at an arbitrary ratio in order to obtain desired physical properties. It is more preferable to use methoxysilane or ethoxysilane from the viewpoint of operability and easy removal of by-products.

【0023】上述した原料を用いて、本発明において適
用されるオルガノポリシロキサンの製造方法について説
明すると、原理的には、上述した各種加水分解性シラン
化合物を加水分解すればよく、従来公知の種々の方法を
適用することが可能である。即ち、 (a)有機溶媒中で加水分解する方法 (b)水中で加水分解する方法 (c)無溶剤で加水分解する方法 などを例示することができる。高エネルギー線による重
合とシラノール基の縮合とのダブル硬化系を目指す場
合、この本質的に不安定なシラノール基を豊富に含有す
るレジンを調製する必要があり、そのためには、(a)
或いは(b)の方法を採用するのがよい。(a)或いは
(c)の方法は、シラノール基以外の加水分解性基を積
極的に残存させた保存安定性に優れるレジンを得るのに
適した方法である。
The method for producing the organopolysiloxane applied in the present invention using the above-mentioned raw materials will be described. In principle, it is sufficient to hydrolyze the above-mentioned various hydrolyzable silane compounds. It is possible to apply the above method. That is, (a) a method of hydrolysis in an organic solvent, (b) a method of hydrolysis in water, and (c) a method of hydrolysis without a solvent can be exemplified. When aiming at a double curing system of polymerization with high energy rays and condensation of silanol groups, it is necessary to prepare a resin rich in this inherently unstable silanol group.
Alternatively, the method (b) is preferably adopted. The method (a) or (c) is a method suitable for obtaining a resin having excellent storage stability in which a hydrolyzable group other than a silanol group is positively left.

【0024】加水分解反応を行うに際して、加水分解触
媒を使用してもよい。加水分解系に触媒を直接添加する
か、或いは添加する水に加水分解触媒を分散・溶解して
使用するとよい。加水分解触媒としては、従来公知の触
媒を使用することができ、(a)酢酸、塩酸、硫酸、硝
酸、リン酸、フッ化水素などの鉱酸、(b)シュウ酸、
マレイン酸などのカルボン酸、(c)メタンスルフォン
酸などのスルフォン酸、(d)KFなどの酸性或いは弱
酸性の無機塩、(e)表面にスルフォン酸基又はカルボ
ン酸基を有するイオン交換樹脂などの固体酸、(f)水
酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ナ
トリウムメチラートなどの塩基性物質、(g)酢酸ナト
リウム、ぎ酸ナトリウムなどの有機酸塩、(h)アンモ
ニア、ブチルアミン、n−ヘキシルアミン、トリエチル
アミン、ジアザビシクロウンデセンの如きアミン化合
物、(i)テトライソプロピルチタネート、テトラブチ
ルチタネート、アルミニウムトリイソブトキシド、アル
ミニウムトリイソプロポキシド、アルミニウムアセチル
アセトナート、過塩素酸アルミニウム、塩化アルミニウ
ム、コバルトオクチレート、コバルトアセチルアセトナ
ート、亜鉛オクチレート、亜鉛アセチルアセトナート、
鉄アセチルアセトナート、スズアセチルアセトナート、
ジブチルスズオクチレート、ジブチルスズラウレートの
如き含金属化合物類などを使用することが可能である。
これらの触媒を複数種混合使用してもよい。加水分解触
媒の量は、珪素原子上の加水分解性基1モルに対して
0.001〜10モル%の範囲内であることが好まし
い。
In carrying out the hydrolysis reaction, a hydrolysis catalyst may be used. It is advisable to add the catalyst directly to the hydrolysis system, or to disperse and dissolve the hydrolysis catalyst in water to be used. As the hydrolysis catalyst, conventionally known catalysts can be used. (A) mineral acids such as acetic acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, and hydrogen fluoride; (b) oxalic acid;
Carboxylic acids such as maleic acid, (c) sulfonic acids such as methanesulfonic acid, (d) acidic or weakly acidic inorganic salts such as KF, (e) ion exchange resins having a sulfonic acid group or a carboxylic acid group on the surface, etc. (F) basic substances such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide and sodium methylate; (g) organic acid salts such as sodium acetate and sodium formate; (h) ammonia, butylamine; amine compounds such as n-hexylamine, triethylamine, diazabicycloundecene, (i) tetraisopropyl titanate, tetrabutyl titanate, aluminum triisobutoxide, aluminum triisopropoxide, aluminum acetylacetonate, aluminum perchlorate, chloride Aluminum, cobalt octi Over DOO, cobalt acetylacetonate, zinc octylate, zinc acetylacetonate,
Iron acetylacetonate, tin acetylacetonate,
It is possible to use metal-containing compounds such as dibutyltin octylate and dibutyltin laurate.
These catalysts may be used in combination of two or more. The amount of the hydrolysis catalyst is preferably in the range of 0.001 to 10 mol% based on 1 mol of the hydrolyzable group on the silicon atom.

【0025】また必要に応じて、加水分解終了後、中和
してもよいし、濾別除去してもよい。最終的に、系のp
Hをシラノール基が安定に存在しやすいpH=2〜7、
特に好ましくはpH=3〜6に制御することが、安定性
を確保する観点からは好ましい。pHを調節するための
緩衝剤となる酸・塩基性化合物の組み合わせ、例えば酢
酸と酢酸ナトリウム、リン酸水素二ナトリウムとクエン
酸などを添加してもよい。
If necessary, after completion of the hydrolysis, it may be neutralized or may be removed by filtration. Finally, the system p
H is a pH at which silanol groups are likely to be stably present = 2 to 7,
It is particularly preferable to control the pH to 3 to 6 from the viewpoint of securing stability. A combination of an acid and a basic compound serving as a buffer for adjusting the pH, such as acetic acid and sodium acetate, disodium hydrogen phosphate and citric acid, may be added.

【0026】(a)の方法で使用可能な有機溶媒は、メ
タノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノ
ール、イソブタノール、t−ブタノール、t−アミルア
ルコール、ブチルセロソルブ、3−メチル−3−メトキ
シブタノール、ダイアセトンアルコールなどのアルコー
ル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチ
ルケトン、アセチルアセトンなどのケトン類、プロピレ
ングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコ
ールモノメチルエーテル、ジイソプロピルエーテルなど
のエーテル類、酢酸エチル、酢酸イソブチルなどのエス
テル類、トルエン、キシレンなどの芳香族類、ジメチル
ホルムアミドなどのアミド類、ジメチルスルフォキシド
などの溶媒を例示することができるが、これらに限定さ
れるものではない。
Organic solvents usable in the method (a) include methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, t-butanol, t-amyl alcohol, butyl cellosolve, 3-methyl-3-methoxybutanol, Alcohols such as acetone alcohol, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and acetylacetone, ethers such as propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether and diisopropyl ether, esters such as ethyl acetate and isobutyl acetate, and toluene , Aromatics such as xylene, amides such as dimethylformamide, and solvents such as dimethylsulfoxide, but are not limited thereto.

【0027】次に、加水分解に使用される水の量は、
(H2O/Si−OX)のモル比で0.1〜50の範囲
を満たしているのがよい。モル比が0.1未満の場合に
は、重合度が低く、揮発性が高く、その結果塗工性が悪
くなるため好ましくない。また、モル比が50を超える
とポットイールドが低下し、生産性が悪くなり、経済的
に好ましくない。更に、適度な分子量を確保する観点か
ら、本モル比は0.2〜30の範囲を満たしているのが
よい。特に、水が大過剰の系或いは水溶液中で加水分解
を行うと、T単位中R−Si(O−Si≡)2−OHで
表わされるT−2単位を多量に含有するレジンを調製す
ることができる。このT−2単位のシラノール基は、保
存時には安定であるが、加熱硬化させると著しい活性を
示す特性を有しており、また直鎖性もあることから硬化
被膜に可撓性を付与することもできるので、レジンとし
てはより好ましい。
Next, the amount of water used for hydrolysis is
Good to meet the range of 0.1 to 50 in molar ratio (H 2 O / Si-OX ). If the molar ratio is less than 0.1, the degree of polymerization is low, the volatility is high, and as a result, the coating property is poor, which is not preferable. On the other hand, if the molar ratio exceeds 50, the pot yield decreases, the productivity becomes poor, and it is not economically preferable. Further, from the viewpoint of securing an appropriate molecular weight, the molar ratio preferably satisfies the range of 0.2 to 30. In particular, when hydrolysis is carried out in a system or an aqueous solution having a large excess of water, a resin containing a large amount of T-2 units represented by R-Si (O-Si≡) 2- OH in T units is prepared. Can be. The silanol group of the T-2 unit is stable during storage, but has a characteristic of exhibiting remarkable activity when cured by heating, and has a linear property to impart flexibility to the cured film. Therefore, the resin is more preferable.

【0028】この加水分解を実施する場合、反応を促進
させる目的或いは完結させる目的から、系を加熱しても
よい。
In carrying out this hydrolysis, the system may be heated for the purpose of accelerating or completing the reaction.

【0029】また、加水分解を実施する場合に、波長が
400nm以下の光線を吸収する能力を有する無機酸化
物微粒子或いは後述する金属酸化物を分散させた系で行
ってもよい。
When the hydrolysis is carried out, it may be carried out using inorganic oxide fine particles capable of absorbing light having a wavelength of 400 nm or less or a system in which metal oxides described later are dispersed.

【0030】次に、本発明の第2の構成成分である有機
化合物を分解・劣化させる波長が400nm以下の有害
な光線を吸収する能力を有する無機酸化物微粒子(無機
系UV吸収剤)について述べると、チタン、セリウム、
亜鉛の酸化物は、波長が400nm以下の光線を吸収す
る能力があるため、本発明の無機酸化物微粒子中にはこ
れらの各原子を少なくとも1種含有する必要がある。こ
の無機酸化物微粒子には、粒子の安定化或いは耐候性の
向上を目的に、光吸収機能を妨げない範囲で、上記以外
の金属酸化物を単純に添加する、上記以外の金属酸化物
を本無機酸化物微粒子の周囲にメカニカルに吸着させ
る、金属酸化物の薄層を本無機酸化物微粒子の表面に被
覆させる、或いは無機酸化物微粒子中にドープさせ混晶
の形態にするなどの方法で加えてもよい。その金属の具
体例としては、Si(シリカ),Al(アルミナ),S
n(酸化スズ),Zr(酸化ジルコニウム),Sb(酸
化アンチモン),Fe(酸化鉄),稀土類金属(稀土類
酸化物)などを挙げることができるが、これらに限定さ
れるものではない。これらの中では、特に、Si,A
l,Sn,Zrなどが好ましい。
Next, inorganic oxide fine particles (inorganic UV absorber) having the ability to absorb harmful light rays having a wavelength of 400 nm or less which decompose and degrade the organic compound as the second component of the present invention will be described. And titanium, cerium,
Since zinc oxide has the ability to absorb light having a wavelength of 400 nm or less, it is necessary that the inorganic oxide fine particles of the present invention contain at least one of these atoms. To the inorganic oxide fine particles, for the purpose of stabilizing the particles or improving the weather resistance, a metal oxide other than the above is simply added as long as the light absorption function is not hindered. Mechanically adsorb around the inorganic oxide fine particles, coat a thin layer of metal oxide on the surface of the inorganic oxide fine particles, or dope the inorganic oxide fine particles to form a mixed crystal. You may. Specific examples of the metal include Si (silica), Al (alumina), and S (silica).
Examples thereof include, but are not limited to, n (tin oxide), Zr (zirconium oxide), Sb (antimony oxide), Fe (iron oxide), and rare earth metals (rare earth oxides). Among these, in particular, Si, A
1, Sn, Zr and the like are preferable.

【0031】本無機酸化物微粒子の粒子径は、1〜30
0mμの範囲であることが好ましく、更に好ましくは1
〜200mμの範囲にあるのがよい。300mμを超過
すると、光の透過性が悪くなる場合がある。1mμ未満
のものは、不安定すぎるため製造するのが難しく適当で
はない。本無機酸化物微粒子は、粉体、水分散体、有機
溶剤分散体などの形で使用することができる。使用可能
な溶剤としては、前述した有機溶媒が全て使用可能であ
る。
The particle diameter of the present inorganic oxide fine particles is from 1 to 30.
0 μm, more preferably 1 μm.
It is preferably in the range of ~ 200mμ. If it exceeds 300 μm, the light transmittance may be deteriorated. Those having a particle diameter of less than 1 mμ are not suitable because they are too unstable and difficult to produce. The present inorganic oxide fine particles can be used in the form of a powder, an aqueous dispersion, an organic solvent dispersion, or the like. As the usable solvent, all of the above-mentioned organic solvents can be used.

【0032】この無機酸化物微粒子の配合量は、本発明
の(メタ)アクリル官能性基含有オルガノポリシロキサ
ン100重量部に対して、1〜200重量部使用するの
がよい。1重量部未満の添加では、光の遮蔽能力が不足
し、不十分な耐候性しか得られなくなるため好ましくな
い。また、200重量部を超過する範囲では、硬化被膜
中のバインダー成分が不足するため、被膜強度が弱くか
つ非透明になり好ましくない。更に好ましくは2〜10
0重量部含有させるのがよい。
The amount of the inorganic oxide fine particles is preferably 1 to 200 parts by weight based on 100 parts by weight of the (meth) acryl functional group-containing organopolysiloxane of the present invention. Addition of less than 1 part by weight is not preferable because light shielding ability is insufficient and only insufficient weather resistance can be obtained. On the other hand, if the amount exceeds 200 parts by weight, the binder component in the cured film becomes insufficient, so that the film strength becomes weak and non-transparent, which is not preferable. More preferably, 2 to 10
It is preferable to contain 0 parts by weight.

【0033】次に、本発明において使用する第3成分の
光重合開始剤について説明する。この光重合開始剤とし
ては、紫外線、電子線、放射線などに代表される高エネ
ルギー線を吸収してラジカルを発生し、本発明に含有さ
れる(メタ)アクリル基などの不飽和二重結合を重合さ
せる能力を有するものであれば特に制約されない。具体
的には、ベンゾイン、ベンゾインエチルエーテル、ベン
ゾインプロピルエーテル、ベンゾインイソプロピルエー
テルなどのベンゾイン誘導体、2−ヒドロキシ−2−メ
チル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−(4−イ
ソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプ
ロパン−1−オンなどの2−ヒドロキシ−2−メチル−
1−フェニルプロパン−1−オン誘導体、ジメトキシア
セトフェノン、ジエトキシアセトフェノンなどのアセト
フェノン誘導体、ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジ
メチルアミノ)ベンゾフェノン、4−トリメチルシリル
ベンゾフェノンなどの2−ヒドロキシ基を有しないベン
ゾフェノン誘導体、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェ
ニルケトン、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジ
ルジメチルケタール、2,4,6−トリメチルベンゾイ
ルジフェニルホスフィンオキサイドなどを例示すること
ができる。
Next, the photopolymerization initiator of the third component used in the present invention will be described. As the photopolymerization initiator, a radical is generated by absorbing a high energy ray represented by ultraviolet rays, an electron beam, radiation, and the like, and an unsaturated double bond such as a (meth) acryl group contained in the present invention is removed. There is no particular limitation as long as it has the ability to polymerize. Specifically, benzoin derivatives such as benzoin, benzoin ethyl ether, benzoin propyl ether and benzoin isopropyl ether, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 1- (4-isopropylphenyl) -2 2-hydroxy-2-methyl- such as -hydroxy-2-methylpropan-1-one
1-phenylpropan-1-one derivatives, acetophenone derivatives such as dimethoxyacetophenone and diethoxyacetophenone; benzophenone derivatives having no 2-hydroxy group such as benzophenone, 4,4'-bis (dimethylamino) benzophenone and 4-trimethylsilylbenzophenone , 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone, methylphenylglyoxylate, benzyldimethylketal, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide and the like.

【0034】これらの光重合開始剤は、本発明の(メ
タ)アクリル官能性基含有オルガノポリシロキサン10
0重量部に対して、0.01〜10重量部使用するのが
よい。0.01重量部未満の添加では、硬化速度が遅く
なり良好な生産性が得られず、好ましくない。また、1
0重量部を超えると、この成分が架橋に関与しないため
硬化被膜を軟化させてしまうため好ましくない。更に好
ましくは0.1〜5重量部の範囲を満たしているのがよ
い。
These photopolymerization initiators are the (meth) acryl functional group-containing organopolysiloxanes 10 of the present invention.
It is preferable to use 0.01 to 10 parts by weight with respect to 0 parts by weight. If the addition is less than 0.01 part by weight, the curing speed becomes slow and good productivity cannot be obtained, which is not preferable. Also, 1
Exceeding 0 parts by weight is not preferred because this component does not participate in crosslinking and softens the cured film. More preferably, the amount satisfies the range of 0.1 to 5 parts by weight.

【0035】本発明の光硬化性コーティング剤組成物に
は、シラノール縮合触媒を配合することが好ましい。シ
ラノール縮合触媒としては従来公知のものが使用可能
で、例えば水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化
カリウム、ナトリウムメチラート、酢酸ナトリウム、ぎ
酸ナトリウム、n−ヘキシルアミン、トリブチルアミ
ン、ジアザビシクロウンデセンの如き塩基性化合物類;
テトライソプロピルチタネート、テトラブチルチタネー
ト、アルミニウムトリイソブトキシド、アルミニウムト
リイソプロポキシド、アルミニウムアセチルアセトナー
ト、過塩素酸アルミニウム、塩化アルミニウム、コバル
トオクチレート、コバルトアセチルアセトナート、亜鉛
オクチレート、亜鉛アセチルアセトナート、鉄アセチル
アセトナート、スズアセチルアセトナート、ジブチルス
ズオクチレート、ジブチルスズラウレートの如き含金属
化合物類;p−トルエンスルホン酸、トリクロル酢酸の
如き酸性化合物類などが挙げられる。
The photocurable coating composition of the present invention preferably contains a silanol condensation catalyst. As the silanol condensation catalyst, conventionally known catalysts can be used. For example, lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium methylate, sodium acetate, sodium formate, n-hexylamine, tributylamine, diazabicycloun Basic compounds such as decene;
Tetraisopropyl titanate, tetrabutyl titanate, aluminum triisobutoxide, aluminum triisopropoxide, aluminum acetylacetonate, aluminum perchlorate, aluminum chloride, cobalt octylate, cobalt acetylacetonate, zinc octylate, zinc acetylacetonate, iron Metal-containing compounds such as acetylacetonate, tin acetylacetonate, dibutyltin octylate and dibutyltin laurate; and acidic compounds such as p-toluenesulfonic acid and trichloroacetic acid.

【0036】本シラノール縮合触媒の配合量は、本発明
の(メタ)アクリル官能性基含有オルガノポリシロキサ
ン100重量部に対して、0.01〜10重量部使用す
るのがよい。0.01重量部未満の添加では、シラノー
ル基の縮合が十分な速度で進行しなくなる場合が生じ、
また、10重量部を超過する範囲では、被膜強度が弱く
なるため好ましくない。
The amount of the present silanol condensation catalyst is preferably 0.01 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the (meth) acryl functional group-containing organopolysiloxane of the present invention. Addition of less than 0.01 part by weight may cause the silanol group condensation to stop at a sufficient rate,
Further, when the amount exceeds 10 parts by weight, the strength of the coating film becomes weak, which is not preferable.

【0037】また、本発明の光硬化性コーティング剤組
成物は、上記第1〜第3成分を必須成分として含有する
が、更に波長が400nm以下の光線を吸収する能力を
有する有機化合物(有機系UV吸収剤)を配合すること
ができる。この場合、この有機系UV吸収剤としては、
波長が400nm以下の光線を吸収する能力があれば如
何なる構造の有機化合物でも適用可能である。特に、主
骨格が2−ヒドロキシベンゾフェノン系、ベンゾトリア
ゾール系、シアノアクリレート系、トリアジン系である
化合物誘導体が好ましい。2,4−ジヒドロキシベンゾ
フェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノ
ン、2,2’−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェ
ノン、2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ベ
ンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−5−t−オ
クチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒド
ロキシ−3,5−ジ−t−ブチルフェニル)ベンゾトリ
アゾール、エチル−2−シアノ−3,3−ジフェニルア
クリレート、2−エチルヘキシル−2−シアノ−3,3
−ジフェニルアクリレート、4−(2−アクリロキシエ
トキシ)−2−ヒドロキシベンゾフェノンの重合体、2
−(2−ヒドロキシ−4−ヘキシルオキシフェニル)−
4,6−ジフェニルトリアジンなどを例示することがで
きるが、これらの例に限定されるものではない。
The photocurable coating composition of the present invention contains the above-mentioned first to third components as essential components, and further has an organic compound (organic compound) having the ability to absorb light having a wavelength of 400 nm or less. UV absorber). In this case, as the organic UV absorber,
An organic compound having any structure can be applied as long as it has an ability to absorb a light beam having a wavelength of 400 nm or less. Particularly, a compound derivative whose main skeleton is a 2-hydroxybenzophenone-based, benzotriazole-based, cyanoacrylate-based, or triazine-based is preferable. 2,4-dihydroxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2,2′-dihydroxy-4-methoxybenzophenone, 2- (2-hydroxy-5-methylphenyl) benzotriazole, 2- (2-hydroxy- 5-t-octylphenyl) benzotriazole, 2- (2-hydroxy-3,5-di-t-butylphenyl) benzotriazole, ethyl-2-cyano-3,3-diphenylacrylate, 2-ethylhexyl-2- Cyano-3,3
Polymer of diphenyl acrylate, 4- (2-acryloxyethoxy) -2-hydroxybenzophenone, 2
-(2-hydroxy-4-hexyloxyphenyl)-
Examples thereof include 4,6-diphenyltriazine and the like, but are not limited to these examples.

【0038】本有機系UV吸収剤は、前記無機系UV吸
収剤と併用することにより、耐候耐久性を相乗効果で向
上させるように作用するものである。本有機系UV吸収
剤の配合量は、本発明の(メタ)アクリル官能性基含有
オルガノポリシロキサン100重量部に対して、1〜5
0重量部使用するのがよい。1重量部未満の添加では、
その効果が十分に発揮されず、また、50重量部を超過
する範囲では、硬化被膜中のバインダー成分が不足する
ため、被膜強度が弱く、かつ非透明になり好ましくな
い。更に好ましくは2〜30重量部含有させるのがよ
い。
The present organic UV absorber works in synergy with the inorganic UV absorber to improve weather resistance and durability. The amount of the present organic UV absorber is from 1 to 5 based on 100 parts by weight of the (meth) acryl functional group-containing organopolysiloxane of the present invention.
It is recommended to use 0 parts by weight. With less than 1 part by weight,
If the effect is not sufficiently exhibited, and if it exceeds 50 parts by weight, the binder component in the cured film is insufficient, so that the film strength is low and the film is not transparent, which is not preferable. More preferably, the content is 2 to 30 parts by weight.

【0039】本発明の組成物は、更に上記成分に加え、
被膜の特性が低下しない範囲において高エネルギー線照
射した場合に共重合し、架橋剤として機能し、また接着
性を向上させる役割を果たす非シリコーン系の多官能
(メタ)アクリル化合物、硬度を向上させる機能のある
シリカ、アルミナ、酸化スズ、酸化ジルコニウム等の無
機酸化物微粒子、ヒンダードアミン系の光安定化剤、優
れた被膜性能を付与する目的で有機樹脂、顔料、染料、
レベリング剤、良好な溶液安定性を得る目的で保存安定
剤などを添加してもよい。
The composition of the present invention further comprises, in addition to the above components,
A non-silicone polyfunctional (meth) acrylic compound that functions as a cross-linking agent and plays a role in improving adhesion when irradiated with high-energy radiation within a range where the properties of the coating are not deteriorated. Functional silica, alumina, tin oxide, inorganic oxide fine particles such as zirconium oxide, hindered amine-based light stabilizers, organic resins, pigments, dyes for the purpose of imparting excellent film performance,
A leveling agent and a storage stabilizer may be added for the purpose of obtaining good solution stability.

【0040】非シリコーン系の多官能(メタ)アクリル
化合物としては、(メタ)アクリル官能基を1分子中に
2個以上含有するものであればあらゆるものが使用可能
であり、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、
1,3−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,
6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9
−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチ
ルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリ
コールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコー
ルジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ
(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メ
タ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メ
タ)アクリレート、2−ヒドロキシ−1,3−ジ(メ
タ)アクリロキシプロパン、2,2−ビス〔4−((メ
タ)アクリロキシエトキシ)フェニル〕プロパン、2,
2−ビス〔4−((メタ)アクリロキシ・ポリエトキ
シ)フェニル〕プロパンなどの2官能性(メタ)アクリ
レート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレ
ート、トリス(ヒドロキシメチルオキシエチル)プロパ
ントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールト
リ(メタ)アクリレート、トリス〔(メタ)アクリロキ
シエチル〕イソシアヌレートなどの3官能性(メタ)ア
クリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アク
リレートなどの4官能性(メタ)アクリレートなどを例
示することができる。また、ジビニルベンゼンなどの高
エネルギー線照射により重合し、架橋剤として作用する
ものも応用可能である。この成分は、本発明の(メタ)
アクリル官能性基含有オルガノポリシロキサン100重
量部に対して、0〜500重量部使用するのがよい。特
に併用しなくてもよいが、接着性を向上させるためには
若干併用するのがよい。500重量部を超えて添加する
と、シリコーン系の特徴が消失し耐候性や高硬度などの
利点が得られなくなるため好ましくない。特に好ましく
は0〜200重量部使用するのがよい。
As the non-silicone polyfunctional (meth) acrylic compound, any compound can be used as long as it contains two or more (meth) acrylic functional groups in one molecule. ) Acrylate,
1,3-butanediol di (meth) acrylate, 1,
6-hexanediol di (meth) acrylate, 1,9
-Nonanediol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, Polypropylene glycol di (meth) acrylate, 2-hydroxy-1,3-di (meth) acryloxypropane, 2,2-bis [4-((meth) acryloxyethoxy) phenyl] propane, 2,
Bifunctional (meth) acrylates such as 2-bis [4-((meth) acryloxypolyethoxy) phenyl] propane, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, tris (hydroxymethyloxyethyl) propane tri (meth) acrylate, Examples include trifunctional (meth) acrylates such as pentaerythritol tri (meth) acrylate and tris [(meth) acryloxyethyl] isocyanurate, and tetrafunctional (meth) acrylates such as pentaerythritol tetra (meth) acrylate. Can be. In addition, divinylbenzene or the like that is polymerized by irradiation with high energy rays and acts as a crosslinking agent is also applicable. This component is the (meth) of the present invention.
It is preferable to use 0 to 500 parts by weight based on 100 parts by weight of the organopolysiloxane having an acrylic functional group. It is not particularly necessary to use them together, but it is better to use them slightly in order to improve the adhesiveness. If it is added in excess of 500 parts by weight, the characteristics of the silicone system disappear, and advantages such as weather resistance and high hardness cannot be obtained. Particularly preferably, 0 to 200 parts by weight is used.

【0041】また、シラノール基の安定性を更に向上さ
せるために、pHを調節するための緩衝剤となる酸・塩
基性化合物の組み合わせ、例えば酢酸と酢酸ナトリウ
ム、リン酸水素二ナトリウムとクエン酸などを添加し
て、系内をpH=3〜6に調整してもよい。
In order to further improve the stability of the silanol group, a combination of an acid and a basic compound serving as a buffer for adjusting the pH, such as acetic acid and sodium acetate, disodium hydrogen phosphate and citric acid, etc. May be added to adjust the inside of the system to pH = 3-6.

【0042】次に、本発明のコーティング剤組成物によ
る硬化被膜の形成方法について述べる。各種基材の表面
に処理する方法は、以下の工程からなるものである。即
ち、上記組成物に、必要に応じて各種稀釈剤、種々の添
加剤、硬化触媒を添加して混合し調製したコーティング
液を基材に塗布し、更に必要に応じて、風乾或いは短時
間の加熱乾燥をすることにより塗布被膜から溶剤などの
揮発性成分を除去し、コーティング被膜を塗工・形成す
る第1の工程、紫外線、電子線などの高エネルギー線を
照射し、被膜がタックフリーになるまで硬化させる第2
の工程、更に好ましくはタックフリーになった被膜を更
に加熱し、シラノール基を縮合・硬化させ被膜を高硬度
化させる第3の工程を順次行うことにより達成すること
ができる。この場合、塗布方法としては、流し塗り、浸
漬塗り、スプレー塗り、スピンコート、ロールコート等
の通常の方法を適用することができ、基材表面に通常
0.1〜10μmの厚さに塗布することが好ましい。
0.1μmより薄膜の場合、表面保護性能が不足するた
め不適当な場合がある。また、10μmより厚膜の場
合、クラックが発生しやすくなる場合が生じる。紫外線
又は電子線などの高エネルギー線の照射量は、20〜2
00W/cm2、照射時間は5〜600秒とすることが
好ましい。高エネルギー線照射後、なお残存するシラノ
ール基を加熱により縮合させる加熱硬化の工程は、30
〜250℃の温度領域で5〜120分間処理するのが好
ましく、特に硬化時間の短縮並びに基材の劣化防止を両
立する観点から60〜150℃の温度領域で加熱処理す
るのが好ましい。
Next, a method for forming a cured film using the coating composition of the present invention will be described. The method of treating the surface of various substrates comprises the following steps. That is, the composition is coated with a coating solution prepared by adding various diluents, various additives, and a curing catalyst, if necessary, to the substrate, and further, if necessary, air-drying or short-time drying. The first step of coating and forming a coating film by removing volatile components such as solvents from the coating film by heating and drying, irradiating high energy rays such as ultraviolet rays and electron beams to make the coating tack-free The second to cure until
, More preferably the tack-free coating is further heated, and the third step of condensing and curing silanol groups to increase the hardness of the coating is sequentially performed. In this case, as a coating method, a usual method such as flow coating, dip coating, spray coating, spin coating, and roll coating can be applied, and the coating is usually applied to the substrate surface to a thickness of 0.1 to 10 μm. Is preferred.
If the thickness is less than 0.1 μm, the surface protection performance may be insufficient, which may be inappropriate. If the thickness is more than 10 μm, cracks may easily occur. The irradiation amount of high energy rays such as ultraviolet rays or electron beams is 20 to 2
It is preferable that the irradiation time is 00 W / cm 2 and the irradiation time is 5 to 600 seconds. After the high energy beam irradiation, the heat curing step of condensing the remaining silanol groups by heating is performed in 30
The treatment is preferably performed at a temperature in the range of from 250 to 250 ° C. for 5 to 120 minutes, and in particular, from the viewpoint of shortening the curing time and preventing the deterioration of the base material.

【0043】本発明のコーティング剤組成物は、その基
材としてプラスチック成形体、木材系製品、セラミック
ス、ガラス、金属、或いはそれらの複合物等、あらゆる
有機質材料、無機質材料に適用可能で、特に限定される
ものではない。
The coating composition of the present invention is applicable to any organic or inorganic material such as a plastic molded article, wood-based product, ceramics, glass, metal, or a composite thereof as a base material. It is not something to be done.

【0044】[0044]

【発明の効果】本発明による(メタ)アクリル官能性基
を一定量含有するオルガノポリシロキサンに、UV領域
に吸収特性がある無機酸化物微粒子を配合した組成物は
以下の特徴がある。 (1)光重合可能な量以上の高エネルギー線(UV、E
B)を照射すると、UV吸収剤を大量に含有している場
合でも、驚くべきことに(メタ)アクリル重合が進行
し、短時間で硬化する。このため生産性は極めて良好で
ある。 (2)屋外暴露のような広い波長領域で低エネルギー量
の照射領域では光線を吸収するが、光吸収性の無機酸化
物微粒子自身は光劣化し難いため、硬化被膜に優れた長
期の耐候耐久性を付与することができる。 (3)有機系UV吸収剤を併用すると、相乗効果により
広範囲のUV領域の光を効率よく吸収することが可能に
なる。 (4)光硬化させた後、更に残存しているシラノール基
を加熱縮合させると、アクリルポリマー部とシロキサン
部とが相互侵入網目構造を形成するため、硬化被膜は極
めて高硬度で耐擦傷性に優れた被膜となる。 (5)アクリルポリマー部は密着性向上に寄与するの
で、(メタ)アクリル官能性基含有オルガノポリシロキ
サンを硬化させたものは基材に対してアクリル官能基を
有しないシリコーンレジンに比べて密着性は良好とな
る。
According to the present invention, the composition comprising the organopolysiloxane containing a certain amount of the (meth) acrylic functional group and the inorganic oxide fine particles having an absorption property in the UV region is characterized as follows. (1) High energy rays (UV, E
Irradiation with B) surprisingly progresses (meth) acrylic polymerization and cures in a short time, even if it contains a large amount of UV absorber. Therefore, the productivity is extremely good. (2) Light is absorbed in a low energy amount irradiation region in a wide wavelength region such as outdoor exposure, but the light-absorbing inorganic oxide fine particles themselves are hardly deteriorated by light, so that the cured film has excellent long-term weather resistance and durability. Properties can be imparted. (3) When an organic UV absorber is used in combination, light in a wide range of UV region can be efficiently absorbed by a synergistic effect. (4) After the photocuring, if the remaining silanol groups are further condensed by heating, the acrylic polymer portion and the siloxane portion form an interpenetrating network structure, so that the cured film has extremely high hardness and scratch resistance. Excellent coating. (5) Since the acrylic polymer part contributes to the improvement of adhesion, the cured epoxy resin containing (meth) acrylic functional group has better adhesiveness to the substrate than the silicone resin having no acrylic functional group. Is good.

【0045】従って、従来公知の方法では、高生産性と
高硬度及び高耐候性などの高機能性とを両立できなかっ
たが、本法では両立が可能である。
Therefore, the conventional method cannot achieve both high productivity and high functionality such as high hardness and high weather resistance, but this method can achieve both.

【0046】[0046]

【実施例】以下、調整例、実施例と比較例を示し、本発
明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限
されるものではない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to adjustment examples, examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples.

【0047】〔調製例1〕2Lのフラスコに水を900
g(50mol)仕込み、室温下3−アクリロキシプロ
ピルトリメトキシシランを468.7g(2.0mo
l)加え、混合した。ここに氷冷下、0.05N塩酸水
溶液180g(10mol)を30分で滴下し、水中で
完全加水分解を行った(I法)。滴下終了後、室温で2
時間撹拌し、加水分解を完了させた。その後、加水分解
で生成したメタノール及び水を70℃で減圧留去して、
溶液を初期の85%まで濃縮し、ほぼアルコールフリー
な水溶液を得た。この溶液を一昼夜放置したところ、粘
稠なオルガノポリシロキサン樹脂が沈降し、2層に分離
した。ここにMIBKを600g加え、下層の水層を分
離・除去し、固形分濃度37.6重量%の無色透明なオ
ルガノポリシロキサン樹脂溶液(A)を871g得た。
得られたオルガノポリシロキサンの数平均分子量は1.
5×103(GPC)であった。
[Preparation Example 1] 900 L of water was placed in a 2 L flask.
g (50 mol), and 468.7 g (2.0 mol) of 3-acryloxypropyltrimethoxysilane was added at room temperature.
l) Added and mixed. Under ice-cooling, 180 g (10 mol) of a 0.05N aqueous hydrochloric acid solution was added dropwise over 30 minutes, followed by complete hydrolysis in water (Method I). After dropping, add 2
Stir for hours to complete the hydrolysis. Thereafter, methanol and water generated by the hydrolysis were distilled off under reduced pressure at 70 ° C.
The solution was concentrated to the initial 85% to obtain an almost alcohol-free aqueous solution. When this solution was allowed to stand overnight, the viscous organopolysiloxane resin settled and separated into two layers. 600 g of MIBK was added thereto, and the lower aqueous layer was separated and removed to obtain 871 g of a colorless and transparent organopolysiloxane resin solution (A) having a solid content of 37.6% by weight.
The number average molecular weight of the obtained organopolysiloxane was 1.
It was 5 × 10 3 (GPC).

【0048】オルガノポリシロキサン樹脂溶液をNaC
l板上に滴下し、溶媒を蒸発させた後の薄膜のIRスペ
クトルを測定したところ、以下の特性吸収が認められた
が、メトキシ基に帰属される2850cm-1付近の吸収
は認められなかった。従って、このレジン中には、メト
キシ基は残存していないと判断される。 (1)1055、1124cm-1 ≡Si−O−Si≡ (2)1724cm-1 C=C−C(=O)−O− (3)3432cm-1 ≡Si−OH このオルガノポリシロキサン樹脂溶液の29Si−NMR
を測定したところ、表1に帰属される3本のブロードな
シグナルが観測された。
The organopolysiloxane resin solution was converted to NaC
When the IR spectrum of the thin film after dropping it on a 1-plate and evaporating the solvent was measured, the following characteristic absorption was observed, but no absorption near 2850 cm -1 attributed to a methoxy group was observed. . Therefore, it is determined that no methoxy group remains in this resin. (1) 1055, 1124 cm -1 {Si-O-Si} (2) 1724 cm -1 C = CC (= O) -O- (3) 3432 cm -1 @ Si-OH This organopolysiloxane resin solution 29 Si-NMR
As a result, three broad signals assigned to Table 1 were observed.

【0049】[0049]

【表1】 [Table 1]

【0050】本測定結果から、この樹脂溶液中には、モ
ノマー状のT−0単位は存在せず、全T単位中T−2単
位が36モル%含有されており、OH基は42モル%
(対Si)含有されていた。
From the results of this measurement, it was found that this resin solution contained no monomeric T-0 units, but contained 36 mol% of T-2 units in all T units, and 42 mol% of OH groups.
(Vs. Si).

【0051】以上から、得られたオルガノポリシロキサ
ン樹脂は、以下の平均組成式で表わすことができる。
From the above, the obtained organopolysiloxane resin can be represented by the following average composition formula.

【0052】[0052]

【化1】 Embedded image

【0053】〔調製例2〕2Lのフラスコに3−アクリ
ロキシプロピルトリメトキシシランを187.5g
(0.8mol)、3−アクリロキシプロピルメチルジ
メトキシシランを43.7g(0.2mol)、テトラ
メトキシシランを152.2g(1.0mol)、及び
メチルアルコールを100g加え、混合した。ここに氷
冷下、0.05N塩酸水溶液126.1g(7.0mo
l)を30分で滴下し、有機溶剤中で加水分解を行った
(II法)。滴下終了後、40℃で2時間、室温で30
時間撹拌し、加水分解を完了させ、無色透明なオルガノ
ポリシロキサン樹脂溶液(B)を545g得た。得られ
たオルガノポリシロキサンの数平均分子量は1.6×1
3(GPC)であった。
[Preparation Example 2] 187.5 g of 3-acryloxypropyltrimethoxysilane was placed in a 2 L flask.
(0.8 mol), 43.7 g (0.2 mol) of 3-acryloxypropylmethyldimethoxysilane, 152.2 g (1.0 mol) of tetramethoxysilane, and 100 g of methyl alcohol were added and mixed. Under ice-cooling, 126.1 g of a 0.05N aqueous hydrochloric acid solution (7.0 mol)
l) was added dropwise over 30 minutes, and hydrolysis was carried out in an organic solvent (Method II). After completion of the dropwise addition, the mixture was heated at 40 ° C. for 2 hours and
After stirring for an hour, the hydrolysis was completed, and 545 g of a colorless and transparent organopolysiloxane resin solution (B) was obtained. The number average molecular weight of the obtained organopolysiloxane is 1.6 × 1
0 3 (GPC).

【0054】調製例1と同様にして、29Si−NMR解
析により各構成単位の存在比率を測定したところ、(シ
ラノール基+メトキシ基)は合計で1.14モル(対S
i原子1モル)存在すると解った。また、1H−NMR
解析を行い、メトキシ基とメチル基の積分比から、メト
キシ基は0.43モル(対Si原子1モル)存在すると
解った。以上の結果から、得られたオルガノポリシロキ
サン樹脂は以下の平均組成式で表わすことができる。
When the abundance ratio of each structural unit was measured by 29 Si-NMR analysis in the same manner as in Preparation Example 1, the total (silanol group + methoxy group) was 1.14 mol (based on S).
(1 mole of i atom). In addition, 1 H-NMR
Analysis was carried out, and it was found from the integral ratio of the methoxy group and the methyl group that the methoxy group was present at 0.43 mol (relative to 1 mol of Si atom). From the above results, the obtained organopolysiloxane resin can be represented by the following average composition formula.

【0055】[0055]

【化2】 Embedded image

【0056】〔調製例3〕調製例2における3−アクリ
ロキシプロピルメチルジメトキシシランの代わりに3−
グリシドキシプロピルメチルジメトキシシランを41.
2g(0.2mol)使用し、また、加水分解用の0.
05N塩酸水溶液を34.2g(1.9mol)に減量
し、調製例2と同様に部分加水分解を実施した(III
法)。加水分解終了後、減圧下低沸物を留去し、MIB
Kで稀釈し、有効成分50%の無色透明なオルガノポリ
シロキサン樹脂溶液(C)を493g得た。得られたオ
ルガノポリシロキサンの数平均分子量は1.4×103
(GPC)であった。
[Preparation Example 3] Instead of 3-acryloxypropylmethyldimethoxysilane in Preparation Example 2,
41. glycidoxypropylmethyldimethoxysilane
2 g (0.2 mol) is used, and 0.1 g for hydrolysis is used.
The amount of the 05N hydrochloric acid aqueous solution was reduced to 34.2 g (1.9 mol), and partial hydrolysis was carried out in the same manner as in Preparation Example 2 (III).
Law). After completion of the hydrolysis, low-boiling substances are distilled off under reduced pressure, and MIB
The mixture was diluted with K to obtain 493 g of a colorless and transparent organopolysiloxane resin solution (C) containing 50% of the active ingredient. The number average molecular weight of the obtained organopolysiloxane is 1.4 × 10 3.
(GPC).

【0057】調製例2と同様の解析により、得られたオ
ルガノポリシロキサン樹脂は以下の平均組成式で表わす
ことができると解った。
By the same analysis as in Preparation Example 2, it was found that the obtained organopolysiloxane resin could be represented by the following average composition formula.

【0058】[0058]

【化3】 Embedded image

【0059】〔調製例4〕調製例2の配合組成での加水
分解を、酸化チタンゾル共存下に実施した(IV法)。
酸化チタンゾルは、TiO2を85%含有し、表面をS
iO2で被覆した、平均粒子径が20mμで、400n
m以下の波長の光線を吸収する能力を有する複合酸化物
微粒子であり、本微粒子を固形分として20%含有する
メタノール分散溶液(G)として使用した。この酸化チ
タンゾルを、オルガノポリシロキサン樹脂固形分100
重量部に対して固形分換算で20重量部添加し、調製例
2と同様に加水分解を実施し、オルガノポリシロキサン
樹脂溶液(D)を得た。
[Preparation Example 4] Hydrolysis with the composition of Preparation Example 2 was carried out in the presence of titanium oxide sol (Method IV).
The titanium oxide sol contains 85% TiO 2 and has a surface of S
400 n coated with iO 2 and having an average particle size of 20 μm
These are composite oxide fine particles having the ability to absorb light having a wavelength of not more than m, and used as a methanol dispersion solution (G) containing 20% of the present fine particles as a solid content. This titanium oxide sol is treated with an organopolysiloxane resin solid content of 100.
20 parts by weight in terms of solid content was added to the parts by weight, and hydrolysis was carried out in the same manner as in Preparation Example 2 to obtain an organopolysiloxane resin solution (D).

【0060】〔調製例5〕調製例2における3−アクリ
ロキシプロピルメチルジメトキシシランの代わりにフェ
ニルメチルジメトキシシランを36.4g(0.2mo
l)使用し、また、加水分解用の0.05N塩酸水溶液
の代わりに陽イオン交換型イオン交換樹脂を加水分解触
媒として3gと水を126g(7.0mol)に変更
し、調製例2と同様に有機溶剤中で加水分解を実施し、
有効成分50%の無色透明なオルガノポリシロキサン樹
脂溶液(E)を495g得た。得られたオルガノポリシ
ロキサンの数平均分子量は1.4×103(GPC)で
あった。
[Preparation Example 5] Instead of 3-acryloxypropylmethyldimethoxysilane in Preparation Example 2, 36.4 g (0.2 mol) of phenylmethyldimethoxysilane was used.
l) The same procedure as in Preparation Example 2 was carried out except that 3 g of water and 126 g (7.0 mol) of water were used instead of a 0.05 N aqueous hydrochloric acid solution for hydrolysis, using a cation exchange type ion exchange resin as a hydrolysis catalyst. Hydrolysis in an organic solvent to
495 g of a colorless and transparent organopolysiloxane resin solution (E) containing 50% of the active ingredient was obtained. The number average molecular weight of the obtained organopolysiloxane was 1.4 × 10 3 (GPC).

【0061】調製例2と同様の解析により、得られたオ
ルガノポリシロキサン樹脂は以下の平均組成式で表わす
ことができると解った。
By the same analysis as in Preparation Example 2, it was found that the obtained organopolysiloxane resin could be represented by the following average composition formula.

【0062】[0062]

【化4】 Embedded image

【0063】〔比較調製例1〕調製例1において3−ア
クリロキシプロピルトリメトキシシランを468.7g
(2.0mol)の代わりに、3−アクリロキシプロピ
ルトリメトキシシランを9.4g(0.04mol)、
及びメチルトリメトキシシランを266.6g(1.9
6mol)使用して、同様に加水分解を行った。得られ
たオルガノポリシロキサンの数平均分子量は1.2×1
3(GPC)であった。
[Comparative Preparation Example 1] In Preparation Example 1, 468.7 g of 3-acryloxypropyltrimethoxysilane was used.
9.4 g (0.04 mol) of 3-acryloxypropyltrimethoxysilane instead of (2.0 mol),
And 266.6 g (1.9) of methyltrimethoxysilane.
6 mol) and hydrolyzed similarly. The number average molecular weight of the obtained organopolysiloxane is 1.2 × 1.
0 3 (GPC).

【0064】同様な分析の結果から、得られたオルガノ
ポリシロキサン樹脂溶液(F)は、以下の平均組成式で
あった。
From the result of the same analysis, the obtained organopolysiloxane resin solution (F) had the following average composition formula.

【0065】[0065]

【化5】 表2に以上の調製例及び比較調製例の結果をまとめて示
す。
Embedded image Table 2 summarizes the results of the above Preparation Examples and Comparative Preparation Examples.

【0066】[0066]

【表2】 [Table 2]

【0067】〔実施例1〕上記の調製法により得られた
オルガノポリシロキサン樹脂溶液(A)の固形分100
重量部に対して、酸化チタンゾルのメタノール分散溶液
(G)を300重量部(固形分換算で60重量部)、2
−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1
−オンを1重量部、アルミニウムアセチルアセトナート
を0.6重量部加えてコーティング溶液を調製した。得
られたコーティング溶液を表面が清浄な磨き鋼板にバー
コーター(No.20)で塗工し、10分間室温で風乾
した。
Example 1 The solid content of the organopolysiloxane resin solution (A) obtained by the above-mentioned preparation method was 100%.
300 parts by weight of a methanol dispersion of titanium oxide sol (G) (60 parts by weight in terms of solid content),
-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropane-1
One part by weight of -one and 0.6 parts by weight of aluminum acetylacetonate were added to prepare a coating solution. The obtained coating solution was applied to a polished steel plate having a clean surface using a bar coater (No. 20), and air-dried at room temperature for 10 minutes.

【0068】次いで、鋼板から8cm離した距離から、
80W/cm2の高圧水銀灯で30秒間紫外線を照射し
た。得られたコーティング被膜について、タックの有無
の確認、JIS K−5400に準ずる硬化被膜の鉛筆
硬度の測定、並びに、更に80℃で30分間加熱硬化さ
せた被膜の鉛筆硬度の評価を行った。また、サンシャイ
ン・ロングライフ・ウェーザー・メーターを用いて30
00時間照射後の耐光性を確認した。
Next, from a distance of 8 cm from the steel plate,
Ultraviolet rays were irradiated for 30 seconds with a high-pressure mercury lamp of 80 W / cm 2 . The obtained coating film was checked for the presence or absence of tack, measured for the pencil hardness of the cured film according to JIS K-5400, and further evaluated for the pencil hardness of the film cured by heating at 80 ° C. for 30 minutes. In addition, using a sunshine long life weather meter, 30
The light resistance after irradiation for 00 hours was confirmed.

【0069】耐光性については、被膜の性状及び着色が
全くないものを○、接着不良及び薄く黄変したものを
△、剥離或いは黄変したものを×と判定した。その結果
を表3に示す。
Regarding the light fastness, a film having no property and coloration of the film was evaluated as ○, a film having poor adhesion and light yellowing was evaluated as Δ, and a film having peeled or yellowed was evaluated as ×. Table 3 shows the results.

【0070】〔実施例2〜10、比較例1〜3〕オルガ
ノポリシロキサン樹脂、金属酸化物微粒子について、種
類及び量を変更し、更に有機系UV吸収剤を添加し、実
施例1と同様にして表3の組成物を調製し、上記と同様
な評価を行った。結果をまとめて表3に示す。
Examples 2 to 10 and Comparative Examples 1 to 3 In the same manner as in Example 1, the types and amounts of the organopolysiloxane resin and the metal oxide fine particles were changed, and an organic UV absorber was further added. Thus, the compositions shown in Table 3 were prepared and evaluated in the same manner as described above. Table 3 summarizes the results.

【0071】なお、金属酸化物微粒子としては、平均粒
子径が20mμの酸化チタン(H)、平均粒子径が20
mμで、組成比率がTiO2/ZrO2/SiO2=70
/8/22の混晶型の複合酸化チタン(I)、平均粒子
径が20mμの酸化セリウム(J)、及び平均粒子径が
20mμで15重量%のシリカで表面処理された酸化亜
鉛(K)を使用した。
As the metal oxide fine particles, titanium oxide (H) having an average particle diameter of 20 μm,
mμ, and the composition ratio is TiO 2 / ZrO 2 / SiO 2 = 70
/ 8/22 mixed crystal type composite titanium oxide (I), cerium oxide (J) having an average particle diameter of 20 mμ, and zinc oxide (K) surface-treated with silica having an average particle diameter of 20 mμ and 15% by weight It was used.

【0072】[0072]

【表3】 [Table 3]

【0073】表3の結果から、アクリル官能性基の少な
いオルガノポリシロキサン樹脂をベース樹脂に採用する
と、紫外線照射のみではタックフリーとはならず、また
第2成分の400nm以下の波長の光線を吸収する能力
を有する無機酸化物微粒子の含有量が低い組成では耐光
性が不十分であることが解った。
From the results in Table 3, it can be seen that when an organopolysiloxane resin having a small acrylic functional group is used as the base resin, tack-free is not achieved only by ultraviolet irradiation, and the second component absorbs light having a wavelength of 400 nm or less. It has been found that a composition having a low content of the inorganic oxide fine particles having the ability to perform light resistance has insufficient light resistance.

【0074】〔実施例11〕上記の調製法により得られ
たオルガノポリシロキサン樹脂溶液(A)の固形分10
0重量部に対して、酸化チタンゾルのメタノール分散溶
液(G)を300重量部(固形分換算で60重量部)、
2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−
1−オンを1重量部、アルミニウムアセチルアセトナー
トを0.6重量部、及びトリメチロールプロパントリア
クリレートを60重量部加えて、コーティング溶液を調
製した。得られたコーティング溶液を表面が清浄なポリ
カーボネート板にバーコーター(No.20)で塗工
し、10分間室温で風乾した。
Example 11 The solid content of the organopolysiloxane resin solution (A) obtained by the above preparation method was 10%.
300 parts by weight of a methanol-dispersed solution (G) of titanium oxide sol (60 parts by weight in terms of solid content) with respect to 0 parts by weight;
2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropane-
1-one part by weight, 0.6 part by weight of aluminum acetylacetonate, and 60 parts by weight of trimethylolpropane triacrylate were added to prepare a coating solution. The obtained coating solution was applied to a polycarbonate plate having a clean surface using a bar coater (No. 20), and air-dried at room temperature for 10 minutes.

【0075】次いで、ポリカーボネート板から8cm離
した距離から、80W/cm2の高圧水銀灯で30秒間
紫外線を照射した後、更に80℃で30分間加熱硬化さ
せた。得られた被膜について、#0000のスチールウ
ールを被膜上で50回往復運動させた後の傷の入り具合
により耐擦傷性を判定し、被膜に10×10個の碁盤目
カットを入れた後、セロハンテープ剥離試験を行い、残
存するマス目を数えることにより密着性を判定した。ま
た、サンシャイン・ロングライフ・ウェーザー・メータ
ーを用いて3000時間照射後の耐光性を確認した。
Next, ultraviolet rays were irradiated from a distance of 8 cm from the polycarbonate plate with a high-pressure mercury lamp of 80 W / cm 2 for 30 seconds, followed by heating and curing at 80 ° C. for 30 minutes. About the obtained coating film, the scratch resistance was determined by the degree of scratching after the steel wool of # 0000 was reciprocated 50 times on the coating film, and after the cut film was cut into 10 × 10 crosscuts, A cellophane tape peeling test was performed, and the adhesion was determined by counting the remaining squares. Further, the light resistance after irradiation for 3000 hours was confirmed using a sunshine long life weatherer meter.

【0076】耐擦傷性の判定基準は、傷が全く入ってい
ないものを○、数本の傷が入っているものを△、基材と
同じくらい傷が入っている場合を×と判定した。耐光性
は上記と同様に判定した。以上の結果を表4に示す。
The criteria for abrasion resistance were as follows: い な い when no scratch was found, △ when several scratches were found, and x when scratch was as much as the substrate. Light fastness was determined in the same manner as above. Table 4 shows the above results.

【0077】〔実施例12〜20、比較例4〜6〕オル
ガノポリシロキサン樹脂、金属酸化物微粒子について、
種類及び量を変更し、更に有機系UV吸収剤を添加し、
実施例11と同様にして表4の組成物を調製し、上記と
同様な評価を行った。結果をまとめて表4に示す。
Examples 12 to 20, Comparative Examples 4 to 6 Regarding organopolysiloxane resin and metal oxide fine particles,
Change the type and amount, further add an organic UV absorber,
The compositions in Table 4 were prepared in the same manner as in Example 11, and evaluated in the same manner as described above. The results are summarized in Table 4.

【0078】[0078]

【表4】 [Table 4]

【0079】表4の結果から、アクリル官能性基の少な
いオルガノポリシロキサン樹脂をベース樹脂に採用する
と、紫外線照射のみではタックフリーとはならず、また
第2成分の400nm以下の波長の光線を吸収する能力
を有する無機酸化物微粒子の含有量が低い組成では耐光
性が不十分であること、また有機系のUV吸収剤を併用
すると、更に耐光性が良好となる場合があるとが解っ
た。
From the results shown in Table 4, it can be seen that when an organopolysiloxane resin having a small acrylic functional group is used as the base resin, tack-free is not obtained only by irradiation with ultraviolet light, and the second component absorbs light having a wavelength of 400 nm or less. It has been found that light resistance is insufficient when the content of the inorganic oxide fine particles having a low content is low, and that the light resistance may be further improved when an organic UV absorber is used in combination.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (1)下記平均組成式(A) R1 m2 nSi(OX)p(4-m-n-p)/2 (A) (式中、R1は(メタ)アクリロキシ基を1個以上含有する炭素数1〜10の一 価の有機基、R2は置換(但し、(メタ)アクリル基を除く)又は非置換の一価 炭化水素基、Xは水素原子又は炭素数1〜4の一価の有機基を示す。m,n,p は0.05≦m≦1.00、0≦n≦1.55、0<p≦1.80、0.20≦ m+n≦1.60、1.0≦m+n+p≦3.0を満たす数である。) で表される(メタ)アクリル官能基含有オルガノポリシロキサン 100重量部、 (2)チタン、セリウム及び亜鉛から選ばれる少なくとも1種の原子を含有し、 波長が400nm以下の光線を吸収する無機酸化物微粒子 1〜200重量部、 (3)光重合開始剤 0.01〜10重量部 を含有することを特徴とする光硬化性コーティング剤組
成物。
(1) The following average composition formula (A): R 1 m R 2 n Si (OX) p O (4-mnp) / 2 (A) (wherein R 1 represents a (meth) acryloxy group At least one monovalent organic group having 1 to 10 carbon atoms, R 2 is a substituted (excluding (meth) acrylic group) or unsubstituted monovalent hydrocarbon group, and X is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group. Represents a monovalent organic group of 4 to 4. m, n, and p are 0.05 ≦ m ≦ 1.00, 0 ≦ n ≦ 1.55, 0 <p ≦ 1.80, 0.20 ≦ m + n ≦ 1 .60, 1.0 ≦ m + n + p ≦ 3.0) 100 parts by weight of a (meth) acrylic functional group-containing organopolysiloxane represented by the following formula: (2) at least one selected from titanium, cerium and zinc 1 to 200 parts by weight of inorganic oxide fine particles containing a kind of atom and absorbing a light beam having a wavelength of 400 nm or less, (3) photopolymerization The photocurable coating composition characterized in that it contains 0.01 to 10 parts by weight.
【請求項2】 (4)シラノール縮合触媒 0.01〜10重量部 を更に含有する請求項1記載の組成物。2. The composition according to claim 1, further comprising (4) a silanol condensation catalyst in an amount of 0.01 to 10 parts by weight. 【請求項3】 (5)有機系紫外線吸収剤 1〜50重量部 を更に含有する請求項1又は2記載の組成物。3. The composition according to claim 1, further comprising (5) an organic ultraviolet absorber in an amount of 1 to 50 parts by weight. 【請求項4】 有機系紫外線吸収剤が、2−ヒドロキシ
ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、シアノアク
リレート系及びトリアジン系の化合物から選ばれる1種
又は2種以上である請求項3記載の組成物。
4. The composition according to claim 3, wherein the organic ultraviolet absorber is one or more selected from 2-hydroxybenzophenone-based, benzotriazole-based, cyanoacrylate-based and triazine-based compounds.
【請求項5】 基材表面に請求項1,2,3又は4記載
の光硬化性コーティング剤組成物を塗工した後、この塗
工物に高エネルギー線を照射して上記組成物中の(メ
タ)アクリル基を重合し、上記塗工物を硬化させること
を特徴とするコーティング被膜の形成方法。
5. The photocurable coating composition according to claim 1, 2, 3, or 4 is applied to the surface of a base material, and the composition is irradiated with a high energy ray to apply the photocurable coating composition. A method for forming a coating film, comprising polymerizing a (meth) acrylic group and curing the coated product.
【請求項6】 上記塗工物に高エネルギー線を照射して
硬化した後、この硬化物を加熱して上記組成物中の残存
OX基を縮合し、2次硬化させるようにした請求項5記
載の方法。
6. The cured product is irradiated with high energy rays and cured, and then the cured product is heated to condense the remaining OX groups in the composition and to perform secondary curing. The described method.
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