JPS63251407A - 紫外線硬化性ハードコーティング剤 - Google Patents

紫外線硬化性ハードコーティング剤

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JPS63251407A
JPS63251407A JP62085467A JP8546787A JPS63251407A JP S63251407 A JPS63251407 A JP S63251407A JP 62085467 A JP62085467 A JP 62085467A JP 8546787 A JP8546787 A JP 8546787A JP S63251407 A JPS63251407 A JP S63251407A
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08F283/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G
    • C08F283/12Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G on to polysiloxanes
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    • C09D183/00Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D183/04Polysiloxanes
    • C09D183/06Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、硬化皮膜の硬度、耐表面損傷性及び耐久性に
優れた紫外線硬化性組成物に関する。
従来の技術及び発明が解決しようとする問題点紫外線硬
化性オルガノポリシロキサン組成物については、すでに
各種のものが提案、実施されており、これには例えばア
クリル官能性シリコーン樹脂よりなるもの(特開昭61
−1.1.1330 )、コロイダルシリカと多官能価
アクリレートモノマー及びアクリレ−1〜シランの加水
分解物とからなるもの(特開昭58−1756)などが
知られているが、前者には硬化皮膜が脆く、耐表面損傷
性に劣るという欠点がある。また、後者については、バ
ー1〜コー1〜レジンの性能を有し耐摩耗性に優れるが
、可撓性、耐熱性、耐候性などに劣るという欠点がある
本発明は+、記事(’i’iに鑑みなされたもので、紫
外線照射により硬化するオルガノポリシロキサン組成物
において、硬化皮膜の脆さ、硬度、耐表面損傷性及び耐
久性などについて改善された紫外線硬化性組成物を提供
することを目的とする。
即題点を解決するための手段及び作用 本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討をη−
1,ねた結果、後述する特定のアクリル官能基を有する
シロキサン単位とフェニルシロキサン単位とを含有する
アクリル官能性オルガノポリシロキサンと、後述する特
定のポリアクリレ−1へとを併用することにより、無臭
、透明で紫外線照射により容易に硬化する一液タイブの
取り扱い性に優れた紫外線硬化性組成物がネ:↑られる
と共に、その硬化物は硬度が高く、耐表面損傷性、強度
に優れ、耐久性、耐溶剤性が良好である上、可撓性、耐
熱性にも優れ、このためガスケツ1〜用コーティング剤
、FPC用ソルダーレジスト剤、光フアイバー用コーテ
ィング剤、プラスチック基材に対するハードコート剤、
金属へのコーティングによる撥メッキ性付与剤など、各
種の用途に有効に使用されることを知見した。
即ち、後述する実施例、比較例に示したように、アクリ
ル官能性オルガノポリシロキサン組成物では耐表面損傷
性に欠けるため、その用途の1つであるプラスチックの
表面保展コーティング剤として表面の(U防止能力等に
問題があり、さらにバートコ−1〜剤の用途に関して鉛
筆硬度を4H以−ヒにすることが困難である。一方、ポ
リアクリレートI4i独では、耐熱性、耐候性、可撓性
、耐ハンダ耐熱性などに問題があるが、この両者を併用
することにより、」―記の如き優れた特性の紫外線硬化
性組成物が得られることを見い出し、本発明を完成する
に至ったものである。
従って、本発明は、 (A)1分子中に下記一般式 %式% (式中、R’は水素原子又はメチル基、R2は炭素数1
〜12の非置換又は置換二価炭化水素基、R1は炭素数
]−〜12の非↑を換又は置換−価炭化水素基、nは0
.1又は2の数である)で示される単位及びフェニル基
含有シロキサン単位をそれぞれ少なくとも1個含有する
アクリル官能性オルガノポリシロキサン、 (B)下記一般式 (式中、R4は異なる炭素原子に結合したアルコール性
ヒドロキシル基を含む有機多価アルコールのヒドロキシ
を含まない残基又は多価アルコールと多塩基酸とで構成
されるエステルの残基を示し、R5は水素原子又はメチ
ル基であり、n′は1〜6の整数である。) で示されるポリアクリレ−1へ又はポリメタクリレ−1
へ及び (C)光重合開始剤 を含有してなることを特徴とする紫外線硬化性組成物を
提供するものである。
以下、本発明を更に詳しく説明する。
本発明に係る紫外線硬化性組成物を構成する(A)成分
のアクリル官能性オルガノポリシロキサンは、」−述し
たように下記一般式(1)%式%(]) で示されるシロキサン中1位を少なくとも]−個含有す
るものである。ここで、上記(1)式中R1は水素原子
又はメチル基である。R2の炭素数1〜12の非置換又
は置換二価炭化水素基としては、メチレン、エチレン、
1−リエチレン、テトラメチレンなどのアルキレン基が
挙げられる。また、R3の炭素数1〜12の非置換又は
置換−価炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プ
ロピル基、ブチル基なとのアルギル基、ビニル基、アリ
ル基などのアルケニル基、フェニル基、1−リル基など
のアリールJI(、シクロヘキシル基などのシクロアル
キル基又はこれらの基の炭素原子に結合した水素原子の
一部又は全部をハロゲン原子、シアノ基などで置換した
グロロメチル基、1〜リフルオロプロピル基、シアノエ
チル基などが挙げられる。
この(A)成分のアクリル官能性オルガノポリシロキサ
ンにおいて、アクリル官能性シロキサン単位i位の含有
量は、全シロキサンQi位中少なくとも]−個以−1−
又は0.1〜50モル%であり、好ましくは2〜20モ
ル%の範囲である。このアクリル官能性シロキサン+1
11位が0.1モル%未満だと紫外線硬化速度が遅く、
また50モル%を超えるものは可撓性、耐衝撃性等に欠
ける傾向がある。
また、この(Δ)成分中に含まれる」−記以外のオルガ
ノポリシロキサンの具体例としては、ジメチルシロキサ
ン1114位、メチルシロキサンqt位、ジフェニルシ
ロキサンj1を位、フェニルシロキサン単位、メチルフ
ェニルシロキサン単位、メチルビニルシロキサン屯位、
1−リメチルシロキサン単位、ジメチルビニルシロキサ
ン単位などが挙げられるが、本発明においては、1−記
(1)式で示されるシロキサン単位のほかにフェニル基
含有シロキサン単位を必須単位として含有する。このフ
ェニル基含有シロキサン単位は全シロキサン単位中央な
くとも1個又は0.1〜85モル%、好ましくは10〜
60モル%であり、該フェニル基含有シロキサン単位i
位の含有は短時間の露光での硬化性及び表面タックに有
利となる。
なお、(A)成分のオルガノポリシロキサンの分子量及
び粘度は、特に制限されるものではないが、粘度は25
℃において30〜100000センチストークスの範囲
であることが好ましい。
具体的には、(A)成分のアクリル官能性オルガノポリ
シロキサンとして、 =8− などが挙げられる。
また、(B)成分のポリアクリレ−1〜又はポリメタク
リレ−1へは、下記一般式(2)で示される。ここで、
R’は異なる炭素原子に結合したアルコール性ヒドロキ
シル基を含む有機多価アルコールのヒドロキシを含まな
い残基又は多価アルコールと多塩基酸で構成されるエス
テルの残基を示し、R5は水素原子又はメチル基であり
、n′は1〜6の整数である。
この場合、R4として異なる炭素原子に結合したアルコ
ール性ヒドロキシル基を含む有機多価アルコールのヒド
ロキシを含まない残基を有するポリアクリレート又はポ
リメタクリレ−1〜は、有機多価アルコールとアクリル
酸又はメタクリル酸とのエステル化反応を公知の条件下
に反応させることにより製造することができる。
なお、有機多価アルコールとしては、エチレングリコー
ル、ジエチレングリコール、2,2.4−1〜リメチル
−1,3−ベンタンジオール、ジプロピレングリコール
、プロピレングリコール、平均分子量約150〜約60
0を有するポリプロピレングリコール、1〜リエチレン
グリコール、1゜4−シクロへギサンジメタノール、ネ
オペンチルグリコール、2,2−ジメチル−3−ヒドロ
キシプロピル、2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロ
バナー1・、平均分子量約150〜約600を有するポ
リエチレングリコール、2,2−ビス〔4−(2−ヒド
ロキシエトキシ)フェニル〕プロパン、2.2−ビスC
/J、−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル〕プロパ
ン、トリエタノールアミン、2゜3−ブタンジオール、
テI−ラエチレングリコール、2.2−ビス(4−ヒド
ロキシフェニル)プロパン、グリセリン、1−リメチロ
ールプロパン、1,4−ブタンジオール、約1.5当量
のカプロラクトンを含むトリメチロールプロパンのポリ
カプロラクトンエステル、約3.6当量のカプロラクト
ンを含むトリメチロールプロパンのポリカプロラクトン
エステル、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、1
,5−ベンタンジオール、1〜リプロピレングリコール
、2.2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロ
パン、1,2.6−ムギサン1〜リオール、1,3−プ
ロパンジオール、1,6−ヘキサンジオール等が挙げら
れ、これらの1種又は2種以−にが使用し得る。
このようなポリアクリレ−1〜又はポリメタクリレート
としては、特に限定されるものではないが、ジエチレン
グリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコー
ルジメタクリレ−1〜、テトラニー11= チレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコー
ルジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリ
レート、ペンタエリスリトールトリアクリレート及びト
リメチロールプロパントリメタクリレートなどが挙げら
れる。
また、R4として多価アルコールと多塩基酸とで構成さ
れるエステルの残基を有するポリアクリレート又はポリ
メタクリレ−1〜を得る場合、多価アルコールとしては
、例えばエチレングリコール、1.2−プロピレングリ
コール、1,6−ヘキサンジオール、グリセリン、トリ
メチロールプロパン、1,2,6−ヘキサンジオール、
ソルビ1ヘール、ペンタエリスリI−−ル、ジエチレン
グリコール、1−ジエチレングリコール、テ1−ラエチ
レングリコール、ポリエチレングリコール、ジプロピレ
ングリコールなどが挙げられる。一方多塩基酸としては
、例えばフタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒド
ロフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ハイミック
酸、コハク酸、アジピン酸、ドデカン酸、セパチン酸、
マレイン酸、イタコン酸、フマール酸、ピロメリット酸
、トリメリット酸などの多塩基酸又はその無水物などが
ある。なお、エステル残基R4は一種の多価アルコール
と一種の多塩基酸であることを必要とせず、それぞれ2
種以1−の多塩基酸から構成されていてもよい。
このようなポリエステルアクリレートの具体例としては
、 などが挙げられる。
本発明の組成物中における(A)成分及び(B)成分の
配合量は、(A)成分50〜99重量部、好ましくは5
0〜80重量部に対して(B)成分50〜1重量部、好
ましくは50〜20重量部である。
この(B)成分が50重量部を超えると、即ち(A)成
分より(B)成分の量が多いと、主成分がポリアクリレ
−1〜となるため、硬化物が耐熱性、可撓性、耐候性等
に劣る場合がある。
さらに、本発明において使用される(C)成分である光
重合開始剤としては、従来公知とされている種々のもの
を使用することができ、具体的にはアセ1−フェノン、
プロピオフェノン、ベンゾフェノン、キサントーン、フ
ルオレノン、ベンズアルデヒド、フルオレン、アンスラ
キノン、トリフェニルアミン、カルバゾール、3−メチ
ルアセ1ヘフエノン、4−クロロベンゾフェノン、4.
4’−ヅメ1〜キシベンゾフエノン、N、N、N’、N
’−テトラメチル−4,4′−ジアミノベンゾフェノン
(ミヒラーケ1〜ン)、さらにはオルガノポリシロキサ
ンとの相溶性に優れたものとして特公昭51−4879
4号に開示されている有機けい素基含有ベンゾフェノン
誘導体、特開11i’j 54−−44643号公報に
開示されている有機けい素基含有ベンゾイン誘導体など
が例示される。
これらの光重合開始剤は、1種類を単独でもしくは2種
類以−1−を混合して使用される。この光重合開始剤は
、その配合量が少ないと硬化速度が遅くなり、また、多
量に配合してもその量に比例して硬化速度が増大するも
のではなく、経済的メリy hが生じない。従って、こ
の(C)成分の光重合開始剤の配合量は、(A)、(B
)両成分の合計量]、 O0重量部に対して0.1〜1
0重量部が好ましく、更に好ましくは1〜4重量部の範
囲である。
なお、本発明の組成物には、硬化物の物性の改質を目的
として、あるいは硬化物の用途などに応じて、種々の物
質や化合物を配合して硬化させることができる7これら
の添加物としては熱重合防止剤としてハイドロキノン及
び1.−ブチルハイドロキノン、着色顔料としてフタロ
シアニンブルー、フタロシアニンブルー及びチタンホワ
イ1〜、増粘剤としてシリカ、炭酸カルシウム、カオリ
ングレー及びコロイダルシリカなどが挙げられる。更に
組成物の特徴を損なわない範囲で使用目的に応じ通常の
ジオルガノポリシロキサン等を加えても差支えない。
 15一 本発明に係る組成物を硬化させるに際して使用される紫
外線源としては、紫外線蛍光灯、低圧水銀灯、高圧水銀
灯、超高圧水銀灯、キャノン灯、炭素マーク灯、太陽光
などがあるが、その照射量は適宜選定され得る。
丈班勿匁果 本発明の紫外線硬化性組成物は、(A)成分のアクリル
官能性オルガノポリシロキサンと(B)成分のポリアク
リレ−I・とを併用したことにより耐表面損傷性の優れ
たハードコート剤となり得る。
また、硬度に優れているので耐久性、耐溶剤性の優れた
被膜が得られる。さらにこの紫外線硬化性組成物は可撓
性、耐熱性についても優れたもので、本発明組成物は電
子光学面におけるプリント回路、集積回路をはじめ種々
の配線設置の保護用に、また、成形熱可塑性プラスチッ
ク(ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレ−1−、
ポリエーテルイミドなど)基体上へのハードコート剤、
ガラススリーブ用コーティング剤などとして多方面に利
用できる。
以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体的に説明す
るが、本発明は下記実施例に制限されるものではない。
〔実施例1〕 IQの四つ目フラスコにγ−アクリロイルプロピルメチ
ルジメトキシシラン218g(1モル)、フェニル1−
ツメ1−キシシラン297g (1,5モル)、ジメチ
ルジメトキシシラン300g(2,5モル)を仕込み、
塩酸0.2重量%の水溶液124..2 g (6,9
モル)を滴下した。発熱反)+8のため反応器内を25
〜30℃に保持すべく冷却を行ない、滴下後昇温し、7
0’Cで生成するメタノールをエステルアダプターで反
応系外に除去し、内温が90℃に到着後、冷却し、水洗
にて廃酸分離し、更にス1へリップにより低留分を除去
し、反応生成物としてアクリル官能性オルガノポリシロ
キサンi540g(収率94%)を得た。
このアクリル官能性オルガノポリシロキサン■は粘度1
845センチストークス(25℃)、屈折率nd2″’
=1.4811であった。
このようにして得られたアクリル官能性オルガノポリシ
ロキサン■を80重量部、1−リスチロールプロパント
リアクリレ−820重量部、ベンゾインイソブチルエー
テル4重量部を混合し、ポリカーボネートに塗布厚20
μで塗工後、80W/印の高圧水銀ランプの点灯下、ラ
ンプ直下距離8■の位置において5 m / minの
速度で通過させて組成物を硬化させた。
この硬化皮膜の表面硬度は鉛筆硬度3 T−Iであり、
またポリカーボネーl−への密着性はゴバン目エリクセ
ン試験で100/100と優れていた。
比較のため、上記アクリル官能性オルガノポリシロキサ
ン■とトリメチロールプロパントリアクリレートをそれ
ぞれ単独でベンゾインイソブチルエーテルを用いて上記
と同様に硬化させ、試験を行なった結果、前者は密着性
は100/100であったが、表浦硬度はI−I Bと
軟らかく、後者は表面タックが生じてキュアー不良であ
った。
〔実施例2〕 IQの四つ目フラスコにγ−アクリロイルプロピルメチ
ルジメトキシシラン43.6g(0,2モル)、フェニ
ル1〜リメトキシシラン118.8g(0,6モル)、
ジメチルジメトキシシラン72g(0,6モル)及びジ
フェニルジメトキシシラン↑/]、6.4 g(0,6
モル)を仕込み、塩酸0.2重量%の水溶液41.4−
g(2,3モル)を滴下した後、昇温しで、70℃で生
成するメタノールをエステルアダプターで反応系外に除
去した。内温か90°Cに到着した後に冷却し、水洗に
て廃酸分離し、さらにス1−リップにより低留分を除去
し、反応生成物としてアクリル官能性オルガノポリシロ
キサンTl270g (収率97%)を得た。このアク
リル官能性オルガノポリシロキサン■は粘度18400
センチス1−一りス(25°C)、屈折率nd”=1.
5542であった。
このアクリル官能性オルガノポリシロキサン■70重量
部、ペンタエリスリトール1−リアクリレ−I−30重
量部、炭酸カルシウム20重量部、アセトフェノン4重
量部を混合し、三本ロールで均一に分散したものをポリ
イミドフィルムに銅箔処理した基材に対し塗布厚25μ
で塗工した後、実施例1と同様に紫外線照射して硬化物
を作成した。
その硬化物は銅箔への密着性に優れ、可撓性、耐ハンダ
耐熱性(260’Cx1O秒の浸漬テスト)に優れたも
のであった。
比較のため、上記アクリル官能性オルガノポリシロキサ
ン■及びペンタエリスリトールトリアクリレ−1−をそ
れぞれ単独で使用し、その100重量部に対して炭酸カ
ルシウム及びアセトフェノンを」−記と同様の配合量で
加えて組成物を作成し、硬化した後、上記と同様の試験
を行なった結果、前者は密着性、可撓性に優れるが、硬
度が低く(鉛筆硬度HB)、耐表面損傷性に欠けており
、後者は可撓性が不十分で、耐ハンダ耐熱性テストでク
ラックが生じた。
〔実施例3〕 IQの四つ目フラスコにγ−アクリロイルプロピルトリ
メトキシシラン117g (0−5モル)、α−ω−ジ
クロロジメチルポリシロキサン(25℃における粘度9
0センチストークス)226.3g (0,06モル)
、フェニルトリメ1へキシシラン297g (1,5モ
ル)を仕込み、水72g(4モル)を滴下して加水分解
を行なった。反応器内を30℃以下に保持すべく冷却し
て攪拌した後、50〜60℃で2時間加熱し、次いで水
洗にて廃酸分離し、更にス1へリップにより低分子物を
除去し、反応生成物としてアクリル官能性オルガノポリ
シロキサンm473 gを得た。このアクリル官能性オ
ルガノポリシロキサン■は粘度8650センチストーク
スであった。
このアクリル官能性オルガノポリシロキサン■50重量
部、テトラエチレングリコールジアクリレート50重量
部、4−メ1−キシベンゾフェノン1重量部を均一に混
合し、ステンレス板に塗布厚100μで塗工した後、実
施例1と同様に紫外線照射にて硬化物を作成した。この
硬化物の圧縮率は10.3%、復元率は82%、耐油性
はΔW=+5.0%(J工5No−3才イル150℃×
3 hr)と優れたゴム弾性体であった。
−1−記実施例1〜3の結果から、本発明に係る組酸物
は耐表面損イ葛性、密着性、可撓性、耐ハンダ耐熱性、
耐油性に優れた特性を示し、前述した従来の紫外線硬化
性オルガノポリシロキサン組成物の持つ欠点、問題点を
改善、解決し得る紫外線硬化性組成物であることが認め
られた。
出願人  信越化学工業株式会社 代理人  弁理士 小 島 隆 司 =23− 手続補正書(自船 特許庁長官   黒 1)明 雄  殿1、事件の表示 昭和62年特許願第85467号 2、発明の名称 紫外線硬化性組成物 3、補正をする者 事件との関係    特許出願人 住  所  東京都千代田区大手町二丁目6番1号氏 
 名  (206)信越化学工業 株式会社代表者 小
坂錐太部 4、代理人 〒104 住  所  東京都中央区銀座3丁目11番14号ダパ
クリエートビル5階 電話(545)6454明細書の
「特許請求の範囲」の欄。
6、補正の内容 (1)別紙の通り特許請求の範囲を訂正する。
以上 特許請求の範囲 rl、(A)1分子中に下記一般式 (式中、R1は水素原子又はメチル基、R2は炭素数1
〜12の非置換又は置換二価炭化水素基、R3は炭素数
1〜12の非置換又は置換−価炭化水素基、nは0.1
又は2の数である。)で示される単位及びフェニル基含
有シロキサン単位をそれぞれ少なくとも1個含有するア
クリル官能性オルガノポリシロキサン、 (B)下記一般式 (式中、R4は異なる炭素原子に結合したアルコール性
ヒドロキシル基を含む有機多価アルコールのヒドロキシ
を含まない残基又は多価アルコールと多塩基酸とで構成
されるエステルの残基を示し、R5は水素原子又はメチ
ル基であり、n′は1〜6の整数である。) で示されるポリアクリレート又はポリメタクリレート、
及び (C)光重合開始剤 を含有してなることを特徴とする紫外線硬化性組成物。
2、(B)成分のポリアクリレート又はメタクリレート
がジエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレ
ングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパン
トリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレ
ート及びトリメチロールプロパントリメタクリレートか
ら選ばれる1種又は2種以上である特許請求の範囲第1
項記載の組成物。
3、(A)成分と(B)成分との配合割合が重量比とし
て50〜99 : 50〜1である特許請求の範囲第1
項又は第2項記載の組成物。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、(A)1分子中に下記一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、R^1は水素原子又はメチル基、R^2は炭素
    数1〜12の非置換又は置換二価炭化水素基、R^3は
    炭素数1〜12の非置換又は置換一価炭化水素基、nは
    0、1又は2の数である) で示される単位及びフェニル基含有シロキサン単位をそ
    れぞれ少なくとも1個含有するアクリル官能性オルガノ
    ポリシロキサン、 (B)下記一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、R^4は異なる炭素原子に結合したアルコール
    性ヒドロキシル基を含む有機多価アルコールのヒドロキ
    シを含まない残基又は多価アルコールと多塩基酸とで構
    成されるエステルの残基を示し、R^5は水素原子又は
    メチル基であり、n’は1〜6の整数である。) で示されるポリアクリレート又はポリメタクリレート及
    び (C)光重合開始剤 を含有してなることを特徴とする紫外線硬化性組成物。 2、(B)成分のポリアクリレート又はメタクリレート
    がジエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレ
    ングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパン
    トリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレ
    ート及びトリメチロールプロパントリメタクリレートか
    ら選ばれる1種又は2種以上である特許請求の範囲第1
    項記載の組成物。 3、(A)成分と(B)成分との配合割合が重量比とし
    て50〜90:50〜10である特許請求の範囲第1項
    又は第2項記載の組成物。 4、(C)成分の光重合開始剤が(A)、(B)両成分
    の合計量100重量部に対して0.1〜10重量部の範
    囲で配合された特許請求の範囲第1項、第2項又は第3
    項記載の組成物。
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