TW201307398A - 活性能量線硬化型樹脂組成物、活性能量線硬化型樹脂組成物的製造方法、塗料、塗膜及薄膜 - Google Patents
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Abstract
本發明係提供一種活性能量線硬化型樹脂組成物、含有該樹脂組成物之塗料、由該塗料所構成的塗膜、及具有該塗膜層之薄膜,其具優越之保存安定性、且硬化塗膜係具有非常高的表面硬度與透明性。特徵為含有以平均粒徑為90至300nm之範圍的無機微粒(A)、離子液體(B)、重量平均分子量(Mw)為5,000至80,000之範圍且在分子構造中具有(甲基)丙烯醯基之丙烯酸聚合物(X)作為必要成分。
Description
本發明係關於一種活性能量線硬化型樹脂組成物、含有該樹脂組成物之塗料、由該塗料所構成的塗膜、及具有該塗膜層之薄膜,發現具優越之保存安定性、且硬化塗膜為非常高的表面硬度與透明性。
與僅由有機系材料所構成的樹脂組成物作一比較,使無機微粒分散於樹脂成分中所得之無機微粒分散型活性能量線硬化型樹脂組成物係作成使賦予硬化塗膜之高硬度化、折射率之調整、導電性等之賦予高性能化或新機能成為可能的新型材料,近年備受矚目。雖然如此之樹脂組成物的用途係各式各樣,例如於作為活用硬化塗膜為高硬度之特徵,用以避免刮傷來保護成型品或顯示器之表面的硬質塗布劑而使用之情形下,與使用僅由有機系材料所構成的樹脂組成物之情形作一比較,能夠獲得發現非常優異的耐割傷性之硬質塗布劑。然而,含有無機微粒之樹脂組成物係具有如上述優異的特徵,另一方面,具有容易發生無機微粒之歷時性沉澱、保存安定性劣化之缺點。
作為改善由無機微粒分散型活性能量線硬化型樹脂組成物所構成的硬質塗布劑保存安定性之技術,習知為一種樹脂組成物,其含有將利用γ-甲基丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷所表面修飾的平均粒徑為30nm之二氧化矽微粒分散於四丙烯酸乙氧基化季戊四醇酯中者、二丙烯
酸己二醇酯、及三辛基甲基銨=雙(三氟甲烷磺醯基)醯亞胺(參閱專利文獻1)。雖然如此之樹脂組成物係具優越之保存安定性,但由於使用平均粒徑為80nm以下之較小的無機微粒,近年來對於越來越高的塗膜硬度之要求水準,尚未獲得充分之性能。作為使塗膜硬度提高之方法,例如認為使用粒徑較超過80nm為大的無機微粒之方法,使用如此無機微粒之情形下,除了發生該無機微粒之歷時的沉澱而無法獲得充分之保存安定性之外,硬化塗膜之透明性也將會降低。
[專利文獻1]日本特開2010-189620號公報
本發明所欲解決的問題係提供一種活性能量線硬化型樹脂組成物、含有該樹脂組成物之塗料、由該塗料所構成的塗膜、及具有該塗膜層之薄膜,其具優越之保存安定性、且硬化塗膜係具有非常高的表面硬度與透明性。
本發明人等為了解決上述問題而鑽研的結果,發現下列事實而完成本發明:一種活性能量線硬化型樹脂組成物,其特徵為含有以平均粒徑為90至300nm之範圍的無機微粒(A)、離子液體(B)、重量平均分子量(Mw)為5,000至80,000之範圍且在分子構造中具有(甲基)丙烯醯
基之丙烯酸聚合物(X)作為必要成分,該樹脂組成物係具優越之保存安定性且由該樹脂組成物所構成的塗膜係非常高的表面硬度與透明性。
亦即,本發明係關於一種活性能量線硬化型樹脂組成物,其特徵為含有以平均粒徑為90至300nm之範圍的無機微粒(A)、離子液體(B)、重量平均分子量(Mw)為5,000至80,000之範圍且在分子構造中具有(甲基)丙烯醯基之丙烯酸聚合物(X)作為必要成分。
本發明更關於一種活性能量線硬化型樹脂組成物之製造方法。
本發明更關於一種含有該樹脂組成物之塗料。
本發明更關於一種由該塗料而成之塗膜。
本發明更關於一種具有該塗膜層之薄膜。
若根據本發明,能夠提供一種活性能量線硬化型樹脂組成物、含有該樹脂組成物之塗料、由該塗料所構成的塗膜、及具有該塗膜層之薄膜,其具優越之保存安定性、且硬化塗膜係具有非常高的表面硬度與透明性。
本發明申請案之活性能量線硬化型樹脂組成物係含有以平均粒徑為90至300nm之範圍的無機微粒(A)、離子液體(B)、重量平均分子量(Mw)為5,000至80,000之範圍且在分子構造中具有(甲基)丙烯醯基之丙烯酸聚合物(X)作為必要成分。
本發明之活性能量線硬化型樹脂組成物係藉由含有該無機微粒(A)而可獲得表面硬度更高的硬化塗膜。該無機微粒(A)之平均粒徑為90至300nm之範圍,平均粒徑低於90nm之情形下,所得之塗膜的表面硬度將會降低;超過300nm之情形下,則所得之塗膜的透明性將會降低。其中,基於以高的水準而能兼具所得之塗膜的硬度與透明性之觀點,平均粒徑更佳為100至160nm之範圍。
還有,於本發明申請案中,該無機微粒(A)之平均粒徑係使用粒徑測定裝置(大塚電子股份有限公司製「ELSZ-2」)所測得之值。
本發明申請案之活性能量線硬化型樹脂組成物所含有之該無機微粒(A)係藉由使得成為原料之無機微粒(a)分散於以本發明之活性能量線硬化型樹脂組成物所含之樹脂成分中,亦即以該丙烯酸聚合物(X)作為必要成分之樹脂成分中而可獲得。該無機微粒(a)可舉例:例如二氧化矽、氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦、鈦酸鋇、三氧化銻等之微粒。此等可分別單獨使用,亦可併用2種以上。
於此等無機微粒(a)之中,基於取得為容易且操作為簡便之觀點,較佳為二氧化矽微粒。二氧化矽微粒可舉例:例如濕式二氧化矽微粒或乾式二氧化矽微粒等。該濕式二氧化矽微粒可舉例:例如以無機酸中和矽酸鈉所得之二氧化矽微粒。將濕式二氧化矽微粒作為該無機微粒(a)使用之情形,基於將所得之樹脂組成物中之無機微粒(A)的平均粒徑調節至該較佳值成為容易之觀點,較佳使用平均粒徑為90至300nm之範圍的濕式二氧化矽微粒
。該乾式二氧化矽微粒可舉例:例如藉由於氧或氫火焰中燃燒四氯化矽所得之二氧化矽微粒。將乾式二氧化矽微粒作為該無機微粒(a)使用之情形,基於將所得之樹脂組成物中之無機微粒(A)的平均粒徑調節至該較佳值成為容易之觀點,較佳使用平均一次粒徑為3至100nm,更佳為5至50nm之範圍的乾式二氧化矽微粒所凝聚的二次粒子。
基於可獲得表面硬度更高的硬化塗膜之觀點,於上述二氧化矽微粒之中較佳為乾式二氧化矽微粒。
於本發明中,亦可使用各種矽烷偶合劑而將官能基導入該無機微粒(a)之表面。藉由將官能基導入該無機微粒(a)之表面,與在分子構造中具有(甲基)丙烯醯基之丙烯酸聚合物(X)等之有機成分的混合性將會提高,保存安定性將會提高。
該矽烷偶合劑可舉例:例如乙烯基三氯矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧丙基甲基二乙氧基矽烷、3-環氧丙氧丙基三乙氧基矽烷、對苯乙烯基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧丙基甲基二甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧丙基甲基二乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧丙基三乙氧基矽烷、3-丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷、N-2-(胺乙基)-3-胺丙基甲基二甲氧基矽烷、N-2-(胺乙基)-3-胺丙基三甲氧基矽烷、N-2-(胺乙基)-3-胺丙基三乙氧基矽烷、3-胺丙基三甲氧基矽烷、3-胺丙
基三乙氧基矽烷、3-三乙氧矽基-N-(1,3-二甲基亞丁基)丙基胺、N-苯基-3-胺丙基三甲氧基矽烷、N-(乙烯基苄基)-2-胺乙基-3-胺丙基三甲氧基矽烷之鹽酸鹽、特殊胺基矽烷、3-脲丙基三乙氧基矽烷、3-氯丙基三甲氧基矽烷、3-巰丙基甲基二甲氧基矽烷、3-巰丙基三甲氧基矽烷、四硫化雙(三乙氧矽基丙基)、3-異氰酸酯丙基三乙氧基矽烷、烯丙基三氯矽烷、烯丙基三乙氧基矽烷、烯丙基三甲氧基矽烷、二乙氧基甲基乙烯基矽烷、三氯乙烯基矽烷、乙烯基三氯矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)矽烷等之乙烯基系矽烷偶合劑;二乙氧基(環氧丙氧丙基)甲基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧丙基甲基二乙氧基矽烷、3-丁氧丙基三乙氧基矽烷等之環氧系矽烷偶合劑;對苯乙烯基三甲氧基矽烷等之苯乙烯系矽烷偶合劑;3-甲基丙烯醯氧丙基甲基二甲氧基矽烷、3-丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧丙基甲基二乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧丙基三乙氧基矽烷等之(甲基)丙烯醯氧系矽烷偶合劑;N-2-(胺乙基)-3-胺丙基甲基二甲氧基矽烷、N-2-(胺乙基)-3-胺丙基三甲氧基矽烷、N-2(胺乙基)-3-胺丙基三乙氧基矽烷、3-胺丙基三甲氧基矽烷、3-胺丙基三乙氧
基矽烷、3-三乙氧矽基-N-(1,3-二甲基亞丁基)丙基胺、N-苯基-3-胺丙基三甲氧基矽烷等之胺基系矽烷偶合劑;3-脲丙基三乙氧基矽烷等之脲系矽烷偶合劑;3-氯丙基三甲氧基矽烷等之氯丙基系矽烷偶合劑;3-巰丙基甲基二甲氧基矽烷、3-巰丙基三甲氧基矽烷等之巰系矽烷偶合劑;四硫化雙(三乙氧矽基丙基)等之硫化物系矽烷偶合劑;及3-異氰酸酯丙基三乙烷矽烷等之異氰酸酯系矽烷偶合劑。此等矽烷偶合劑可各自單獨使用,亦可併用2種以上。此等之中,基於可獲得與在分子構造中具有(甲基)丙烯醯基之丙烯酸聚合物(X)等有機成分具優越之混合性、表面硬度高且也具優越之透明性的硬化塗膜之觀點,較佳為(甲基)丙烯醯氧系矽烷偶合劑,更佳為3-丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷。
本發明之活性能量線硬化型樹脂組成物係藉由含有離子液體(B)來抑制無機微粒(A)之凝聚而成為具優越之保存安定性。於此,所謂離子液體(B)係指於包含陰離子部與陽離子部之離子性化合物中,在常溫下為液體者。
該離子液體(B)之陰離子可舉例:例如雙(三氟甲烷磺醯基)醯亞胺、(氟甲烷磺醯基)醯亞胺、四氟硼酸酯、六氟磷酸酯、三氟甲烷磺酸酯等。此等之中,基於可獲得具更優越之保存安定性的樹脂組成物之觀點,較佳為雙(三氟甲烷磺醯基)醯亞胺或四氟硼酸酯。
該離子液體(B)之陽離子可舉例:例如銨陽離子、咪唑鎓陽離子、吡啶鎓陽離子、吡咯啶鎓陽離子、哌啶鎓陽離子、鋶陽離子等。
該銨陽離子可舉例:例如四甲基銨、四乙基銨、四丙基銨、四丁基銨、四戊基銨、四己基銨、四庚基銨、四辛基銨、四壬基銨、四癸基銨、四(十二烷基)銨、乙基三甲基銨、二乙基二甲基銨、三乙基甲基銨、三甲基丙基銨、三甲基異丙基銨、乙基二甲基丙基銨、乙基二甲基異丙基銨、二乙基甲基丙基銨、二乙基甲基異丙基銨、二甲基二丙基銨、二甲基丙基異丙基銨、二甲基二異丙基銨、三乙基丙基銨、丁基三甲基銨、異丁基三甲基銨、第三丁基三甲基銨、三乙基異丙基銨、乙基甲基二丙基銨、乙基甲基二異丙基銨、丁基乙基二甲基銨、異丁基乙基二甲基銨、第三丁基乙基二甲基銨、二乙基二丙基銨、二乙基丙基二異丙基銨、二乙基二異丙基銨、甲基三丙基銨、甲基二丙基異丙基銨、甲基丙基二異丙基銨、丁基三乙基銨、異丁基三乙基銨、第三丁基三乙基銨、二丁基二甲基銨、二異丁基二甲基銨、二第三丁基二甲基銨、丁基異丁基二甲基銨、丁基第三丁基二甲基銨、異丁基第三丁基二甲基銨、三辛基甲基銨等。
咪唑鎓陽離子可舉例:例如1,3-二甲基咪唑鎓、1-乙基-3-甲基咪唑鎓、1,3-二乙基咪唑鎓、1,2,3-三甲基咪唑鎓、1,3,4-三甲基咪唑鎓、1-乙基-2,3-二甲基咪唑鎓、1-乙基-3,4-二甲基咪唑鎓、1-乙基-3,5-二甲基咪唑鎓、2-乙基-1,3-二甲基咪唑鎓、4-乙基-1,3-二甲基咪唑鎓、
1,2-二乙基-3-甲基咪唑鎓、1,4-二乙基-3-甲基咪唑鎓、1,5-二乙基-3-甲基咪唑鎓、1,3-二乙基-2-甲基咪唑鎓、1,3-二乙基-4-甲基咪唑鎓、1,2,3-三乙基咪唑鎓、1,3,4-三乙基咪唑鎓、1,2,3,4-四甲基咪唑鎓、1-乙基-2,3,4-三甲基咪唑鎓、1-乙基-2,3,5-三甲基咪唑鎓、1-乙基-3,4,5-三甲基咪唑鎓、2-乙基-1,3,4-三甲基咪唑鎓、4-乙基-1,2,3-三甲基咪唑鎓、1,2-二乙基-3,4-二甲基咪唑鎓、1,3-二乙基-2,4-二甲基咪唑鎓、1,4-二乙基-2,3-二甲基咪唑鎓、2,4-二乙基-1,3-二甲基咪唑鎓、4,5-二乙基-1,3-二甲基咪唑鎓、1,2,3-三乙基-4-甲基咪唑鎓、1,2,4-三乙基-3-甲基咪唑鎓、1,2,5-三乙基-3-甲基咪唑鎓、1,3,4-三乙基-2-甲基咪唑鎓、1,3,4-三乙基-5-甲基咪唑鎓、1,4,5-三乙基-3-甲基咪唑鎓、1,2,3,4,5-五甲基咪唑鎓、1-甲基-3-丙基咪唑鎓等。
吡啶鎓陽離子可舉例:例如1-甲基吡啶鎓、1-乙基吡啶鎓、1-丙基吡啶鎓、1-丁基吡啶鎓、1-戊基吡啶鎓、1-己基吡啶鎓、1-庚基吡啶鎓、1-辛基吡啶鎓、1-壬基吡啶鎓、1-癸基吡啶鎓、1,2-二甲基吡啶鎓、1,3-二甲基吡啶鎓、1,4-二甲基吡啶鎓、1-乙基-2-甲基吡啶鎓、2-乙基-1-甲基吡啶鎓、1-乙基-3-甲基吡啶鎓、3-乙基-1-甲基吡啶鎓、1-乙基-4-甲基吡啶鎓、4-乙基-1-甲基吡啶鎓、1,2-二乙基吡啶鎓、1,3-二乙基吡啶鎓、1,4-二乙基吡啶鎓、1,2,3-三甲基吡啶鎓、1,2,4-三甲基吡啶鎓、1,3,4-三甲基吡啶鎓、1,3,5-三甲基吡啶鎓、1,2,5-三甲基吡啶鎓、1,2,6-三甲基吡啶鎓、1-乙基-2,3-二甲基吡啶鎓、1-
乙基-2,4-二甲基吡啶鎓、1-乙基-2,5-二甲基吡啶鎓、1-乙基-2,6-二甲基吡啶鎓、1-乙基-3,4-二甲基吡啶鎓、1-乙基-3,5-二甲基吡啶鎓、2-乙基-1,3-二甲基吡啶鎓、2-乙基-1,4-二甲基吡啶鎓、2-乙基-1,5-二甲基吡啶鎓、2-乙基-1,6-二甲基吡啶鎓、3-乙基-1,2-二甲基吡啶鎓、3-乙基-1,4-二甲基吡啶鎓、3-乙基-1,5-二甲基吡啶鎓、3-乙基-1,6-二甲基吡啶鎓、4-乙基-1,2-二甲基吡啶鎓、4-乙基-1,3-二甲基吡啶鎓、1,2-二乙基-3-甲基吡啶鎓、1,2-二乙基-4-甲基吡啶鎓、1,2-二乙基-5-甲基吡啶鎓、1,2-二乙基-6-甲基吡啶鎓、1,3-二乙基-2-甲基吡啶鎓、1,3-二乙基-4-甲基吡啶鎓、1,3-二乙基-5-甲基吡啶鎓、1,3-二乙基-6-甲基吡啶鎓、1,4-二乙基-2-甲基吡啶鎓、1,4-二乙基-3-甲基吡啶鎓、2,3-二乙基-1-甲基吡啶鎓、2,4-二乙基-1-甲基吡啶鎓、2,5-二乙基-1-甲基吡啶鎓、2,6-二乙基-1-甲基吡啶鎓、3,4-二乙基-1-甲基吡啶鎓、3,5-二乙基-1-甲基吡啶鎓、1,2,3,4,5-五甲基吡啶鎓、1,2,3,4,6-五甲基吡啶鎓、1,2,3,5,6-五甲基吡啶鎓、1,2,3,4,5,6-六甲基吡啶鎓、1-甲基-4-甲基吡啶鎓、1-乙基-4-甲基吡啶鎓、1-丙基-4-甲基吡啶鎓、1-丁基-4-甲基吡啶鎓、1-戊基-4-甲基吡啶鎓、1-己基-4-甲基吡啶鎓、1-庚基-4-甲基吡啶鎓、1-辛基-4-甲基吡啶鎓、1-壬基-4-甲基吡啶鎓、1-癸基-4-甲基吡啶鎓等。
吡咯啶鎓陽離子可舉例:例如1,1-二甲基吡咯啶鎓、1-乙基-1-甲基吡咯啶鎓、1,1-二乙基吡咯啶鎓、1,1,2-三甲基吡咯啶鎓、1,1,3-三甲基吡咯啶鎓、1-乙基-1,2-
二甲基吡咯啶鎓、1-乙基-1,3-二甲基吡咯啶鎓、2-乙基-1,1-二甲基吡咯啶鎓、3-乙基-1,1-二甲基吡咯啶鎓、1,1-二乙基-2-甲基吡咯啶鎓、1,1-二乙基-3-甲基吡咯啶鎓、1,1-二乙基-1-甲基吡咯啶鎓、1,3-二乙基-1-甲基吡咯啶鎓、1,1,2-三乙基吡咯啶鎓、1,1,3-三乙基吡咯啶鎓、1,1,2,2-四甲基吡咯啶鎓、1,1,2,3-四甲基吡咯啶鎓、1,1,2,4-四甲基吡咯啶鎓、1,1,2,5-四甲基吡咯啶鎓、1,1,3,4-四甲基吡咯啶鎓、1,1,3,3-四甲基吡咯啶鎓、1,1-二甲基吡咯啶鎓、1-乙基-1-甲基吡咯啶鎓、1,1-二乙基吡咯啶鎓、1,1,2-三甲基吡咯啶鎓、1,1,3-三甲基吡咯啶鎓、1-乙基-1,2-二甲基吡咯啶鎓、1-乙基-1,3-二甲基吡咯啶鎓、2-乙基-1,1-二甲基吡咯啶鎓、3-乙基-1,1-二甲基吡咯啶鎓、1,1-二乙基-2-甲基吡咯啶鎓、1,1-二乙基-3-甲基吡咯啶鎓、1,2-二乙基-1-甲基吡咯啶鎓、1,3-二乙基-1-甲基吡咯啶鎓、1,1,2-三乙基吡咯啶鎓、1,1,3-三乙基吡咯啶鎓、1,1,2,2-四甲基吡咯啶鎓、1,1,2,3-四甲基吡咯啶鎓、1,1,2,4-四甲基吡咯啶鎓、1,1,2,5-四甲基吡咯啶鎓、1,1,3,4-四甲基吡咯啶鎓、1,1,3,3-四甲基吡咯啶鎓、2-乙基-1,1,2-三甲基吡咯啶鎓、2-乙基-1,1,3-三甲基吡咯啶鎓、3-乙基-1,1,2-三甲基吡咯啶鎓、3-乙基-1,1,3-三甲基吡咯啶鎓、2-乙基-1,1,4-三甲基吡咯啶鎓、4-乙基-1,1,2-三甲基吡咯啶鎓、2-乙基-1,1,5-三甲基吡咯啶鎓、5-乙基-1,1,2-三甲基吡咯啶鎓、3-乙基-1,1,4-三甲基吡咯啶鎓、4-乙基-1,1,3-三甲基吡咯啶鎓、1-乙基-1,2,2-三甲基吡咯啶鎓、1-乙基-1,2,3-三甲基吡咯啶鎓、1-乙基-1,3,3-三甲
基吡咯啶鎓、1-乙基-1,2,4-三甲基吡咯啶鎓、1-乙基-1,2,5-三甲基吡咯啶鎓、1-乙基-1,3,4-三甲基吡咯啶鎓、2,2-二乙基-1,1-二甲基吡咯啶鎓、2,3-二乙基-1,1-二甲基吡咯啶鎓、3,3-二乙基-1,1-二甲基吡咯啶鎓、2,4-二乙基-1,1-二甲基吡咯啶鎓、2,5-二乙基-1,1-二甲基吡咯啶鎓、3,4-二乙基-1,1-二甲基吡咯啶鎓、1,2-二乙基-1,2-二甲基吡咯啶鎓、1,2-二乙基-1,3-二甲基吡咯啶鎓、1,3-二乙基-1,2-二甲基吡咯啶鎓、1,3-二乙基-1,3-二甲基吡咯啶鎓、1,2-二乙基-1,4-二甲基吡咯啶鎓、1,4-二乙基-1,2-二甲基吡咯啶鎓、1,2-二乙基-1,5-二甲基吡咯啶鎓、1,5-二乙基-1,2-二甲基吡咯啶鎓、1,3-二乙基-1,4-二甲基吡咯啶鎓、1,1,2,2,3-五甲基吡咯啶鎓、1,1,2,2,4-五甲基吡咯啶鎓、1,1,2,2,5-五甲基吡咯啶鎓、1,1,2,3,4-五甲基吡咯啶鎓、1,1,2,3,5-五甲基吡咯啶鎓、1,1,3,3,4-五甲基吡咯啶鎓、1,1,3,3,5-五甲基吡咯啶鎓、1-乙基-1,2,2,3-四甲基吡咯啶鎓、1-乙基-1,2,2,4-四甲基吡咯啶鎓、1-乙基-1,2,2,5-四甲基吡咯啶鎓、1-乙基-1,2,3,4-四甲基吡咯啶鎓、1-乙基-1,2,3,5-四甲基吡咯啶鎓、1-乙基-1,2,4,5-四甲基吡咯啶鎓、1-乙基-1,3,3,4-四甲基吡咯啶鎓、1-乙基-1,3,3,5-四甲基吡咯啶鎓、1-乙基-1,3,4,5-四甲基吡咯啶鎓、2-乙基-1,1,2,3-四甲基吡咯啶鎓、2-乙基-1,1,2,4-四甲基吡咯啶鎓、2-乙基-1,1,2,5-四甲基吡咯啶鎓、2-乙基-1,1,3,3-四甲基吡咯啶鎓、2-乙基-1,1,3,4-四甲基吡咯啶鎓、2-乙基-1,1,3,5-四甲基吡咯啶鎓、2-乙基-1,1,4,4-四甲基吡咯啶鎓、2-乙基-1,1,4,5-四甲基吡咯啶鎓、2-乙基
-1,1,5,5-四甲基吡咯啶鎓、3-乙基-1,1,2,2-四甲基吡咯啶鎓、3-乙基-1,1,2,3-四甲基吡咯啶鎓、3-乙基-1,1,2,4-四甲基吡咯啶鎓、3-乙基-1,1,2,5-四甲基吡咯啶鎓、3-乙基-1,1,3,4-四甲基吡咯啶鎓、3-乙基-1,1,4,4-四甲基吡咯啶鎓、3-乙基-1,1,4,5-四甲基吡咯啶鎓、1,1,2,2,3,3-六甲基吡咯啶鎓、1,1,2,2,3,4-六甲基吡咯啶鎓、1,1,2,2,3,5-六甲基吡咯啶鎓、1,1,2,2,4,4-六甲基吡咯啶鎓、1,1,2,2,4,5-六甲基吡咯啶鎓、1,1,2,2,5,5-六甲基吡咯啶鎓、1,1,2,3,3,4-六甲基吡咯啶鎓、1,1,2,3,3,5-六甲基吡咯啶鎓、1,1,2,3,4,4-六甲基吡咯啶鎓、1,1,2,3,5,5-六甲基吡咯啶鎓、1,1,2,3,4,5-六甲基吡咯啶鎓等。
哌啶鎓陽離子可舉例:例如1,1-二甲基哌啶鎓、1-乙基-1-甲基哌啶鎓、1,1-二乙基哌啶鎓、1,1,2-三甲基哌啶鎓、1,1,3-三甲基哌啶鎓、1,1,4-三甲基哌啶鎓、1,1,2,2-四甲基哌啶鎓、1,1,2,3-四甲基哌啶鎓、1,1,2,4-四甲基哌啶鎓、1,1,2,5-四甲基哌啶鎓、1,1,2,6-四甲基哌啶鎓、1,1,3,3-四甲基哌啶鎓、1,1,3,4-四甲基哌啶鎓、1,1,3,5-四甲基哌啶鎓、1-乙基-1,2-二甲基哌啶鎓、1-乙基-1,3-二甲基哌啶鎓、1-乙基-1,4-二甲基哌啶鎓、1-乙基-1,2,3-三甲基哌啶鎓、1-乙基-1,2,4-三甲基哌啶鎓、1-乙基-1,2,5-三甲基哌啶鎓、1-乙基-1,2,6-三甲基哌啶鎓、1-乙基-1,3,4-三甲基哌啶鎓、1-乙基-1,3,5-三甲基哌啶鎓、1,1-二乙基-2-甲基哌啶鎓、1,1-二乙基-3-甲基哌啶鎓、1,1-二乙基-4-甲基哌啶鎓、1,1-二乙基-2,3-二甲基哌啶鎓、1,1-二乙基-2,4-二甲基哌啶鎓、1,1-二乙基-2,5-二甲
基哌啶鎓、1,1-二乙基-2,6-二甲基哌啶鎓、1,1-二乙基-3,4-二甲基哌啶鎓、1,1-二乙基-3,5-二甲基哌啶鎓、2-乙基-1,1,3-三甲基哌啶鎓、2-乙基-1,1,4-三甲基哌啶鎓、2-乙基-1,1,5-三甲基哌啶鎓、2-乙基-1,1,6-三甲基哌啶鎓、3-乙基-1,1,2-三甲基哌啶鎓、3-乙基-1,1,4-三甲基哌啶鎓、3-乙基-1,1,5-三甲基哌啶鎓、3-乙基-1,1,6-三甲基哌啶鎓、4-乙基-1,1,2-三甲基哌啶鎓、4-乙基-1,1,3-三甲基哌啶鎓、1,2-二乙基-1,3-二甲基哌啶鎓、1-乙基-1,2,4-三甲基哌啶鎓、1,2-二乙基-1,5-二甲基哌啶鎓、1,2-二乙基-1,6-二甲基哌啶鎓、1,3-二乙基-1,5-二甲基哌啶鎓、1,3-二乙基-1,6-二甲基哌啶鎓、1,4-二乙基-1,2-二甲基哌啶鎓、1,4-二乙基-1,3-二甲基哌啶鎓、1,1,2-三乙基-3-甲基哌啶鎓、1,1,2-三乙基-4-甲基哌啶鎓、1,1,2-三乙基-5-甲基哌啶鎓、1,1,2-三乙基-6-甲基哌啶鎓、1,1,3-三乙基-2-甲基哌啶鎓、1,1,3-三乙基-4-甲基哌啶鎓、1,1,3-三乙基-5-甲基哌啶鎓、1,1,3-三乙基-6-甲基哌啶鎓、1,1,4-三乙基-2-甲基哌啶鎓、1,1,4-三乙基-3-甲基哌啶鎓、2-乙基-1,1-二甲基哌啶鎓、3-乙基-1,1-二甲基哌啶鎓、4-乙基-1,1-二甲基哌啶鎓、2,3-二乙基-1,1-二甲基哌啶鎓、2,4-二乙基-1,1-二甲基哌啶鎓、2,5-二乙基-1,1-二甲基哌啶鎓、2,6-二乙基-1,1-二甲基哌啶鎓、3,4-二乙基-1,1-二甲基哌啶鎓、3,5-二乙基-1,1-二甲基哌啶鎓、1,2-二乙基-1-甲基哌啶鎓、1,3-二乙基-1-甲基哌啶鎓、1,4-二乙基-1-甲基哌啶鎓、1,2,3-三乙基-1-甲基哌啶鎓、1,2,4-三乙基-1-甲基哌啶鎓、1,2,5-三乙基-1-甲基哌啶
鎓、1,2,6-三乙基-1-甲基哌啶鎓、1,3,4-三乙基-1-甲基哌啶鎓、1,3,5-三乙基-1-甲基哌啶鎓、1,1,2-三乙基哌啶鎓、1,1,3-三乙基哌啶鎓、1,1,4-三乙基哌啶鎓、1,1,2,3-四乙基哌啶鎓、1,1,2,4-四乙基哌啶鎓、1,1,2,5-四乙基哌啶鎓、1,1,2,6-四乙基哌啶鎓、1,1,3,4-四乙基哌啶鎓、1,1,3,5-四乙基哌啶鎓等。
鋶陽離子可舉例:例如四甲基鋶、四乙基鋶、四丙基鋶、四丁基鋶、四戊基鋶、四己基鋶、四庚基鋶、四辛基鋶、四壬基鋶、四癸基鋶、四苯基鋶、三丁基辛基鋶、三丁基壬基鋶、三丁基癸基鋶、三丁基十一烷基鋶、三丁基十二烷基鋶、三丁基十三烷基鋶、三丁基十四烷基鋶、三丁基十五烷基鋶、三丁基十六烷基鋶、三丁基十七烷基鋶、三丁基十八烷基鋶、三丁基十九烷基鋶、三丁基二十烷基鋶、三戊基辛基鋶、三戊基壬基鋶、三戊基癸基鋶、三戊基十一烷基鋶、三戊基十二烷基鋶、三戊基十三烷基鋶、三戊基十四烷基鋶、三戊基十五烷基鋶、三戊基十六烷基鋶、三戊基十七烷基鋶、三戊基十八烷基鋶、三戊基十九烷基鋶、三戊基二十烷基鋶、三己基癸基鋶、三己基十一烷基鋶、三己基十二烷基鋶、三己基十三烷基鋶、三己基十五烷基鋶、三己基十六烷基鋶、三己基十七烷基鋶、三己基十八烷基鋶、三己基十九烷基鋶、三己基二十烷基鋶、三庚基辛基鋶、三庚基壬基鋶、三庚基癸基鋶、三庚基十一烷基鋶、三庚基十二烷基鋶、三庚基十三烷基鋶、三庚基十四烷基鋶、三庚基十五烷基鋶、三庚基十六烷基鋶、三庚基十
七烷基鋶、三庚基十八烷基鋶、三庚基十九烷基鋶、三庚基二十烷基鋶、四辛基鋶、三辛基壬基鋶、三辛基癸基鋶、三辛基十一烷基鋶、三辛基十二烷基鋶、三辛基十三烷基鋶、三辛基十四烷基鋶、三辛基十五烷基鋶、三辛基十六烷基鋶、三辛基十七烷基鋶、三辛基十八烷基鋶、三辛基十九烷基鋶、三辛基二十烷基鋶等。
此等陽離子之中,基於成為具更優越之保存安定性的活性能量線硬化型樹脂組成物之觀點,較佳為該銨陽離子及鋶陽離子,更佳為銨陽離子。
具有該銨陽離子之離子液體可舉例:例如三辛基甲基銨=雙三氟甲烷磺醯基醯亞胺、三甲基丙基銨=雙三氟甲烷磺醯基醯亞胺、二甲基乙基[2-(2-甲氧乙氧基)乙基]銨=雙三氟甲烷磺醯基醯亞胺、二乙基甲基(2-甲氧乙氧基)銨=雙三氟甲烷磺醯基醯亞胺、二乙基甲基(2-甲氧乙基)銨=四氟磷酸酯、二甲基乙基[2-(2-甲氧乙氧基)乙基]銨=四氟磷酸酯、二乙基甲基(2-甲氧乙基)銨=六氟磷酸酯等。
具有該鋶陽離子之離子液體可舉例:例如三丁基甲基鋶=雙三氟甲烷磺醯基醯亞胺、三乙基辛基鋶=雙三氟甲烷磺醯基醯亞胺、三丙基辛基鋶=雙三氟甲烷磺醯基醯亞胺、三丁基辛基鋶=雙三氟甲烷磺醯基醯亞胺等。
此等離子液體可各自單獨使用,亦可併用2種以上。
具有該銨陽離子之離子液體的市售品可舉例:例如公榮化學公司製「IL-A1」、「IL-A2」、「IL-A3」、「IL-A4」、「IL-A5」、「IL-A12」等。又,具有該鋶離
子之離子液體的市售品可舉例:例如「IL-AP1」、「IL-AP3」等。
本發明之活性能量線硬化型樹脂組成物係以重量平均分子量(Mw)為5,000至100,000之範圍作為樹脂成分,含有在分子構造中具有(甲基)丙烯醯基之丙烯酸聚合物(X)。
由於該在分子構造中具有(甲基)丙烯醯基之丙烯酸聚合物(X)係其重量平均分子量(Mw)為5,000至80,000之範圍,因而能夠安定地分散該無機微粒(A),樹脂組成物之保存安定性將會提高。於重量平均分子量(Mw)低於5,000之情形下,由於該無機微粒(A)之分散性將會降低,樹脂組成物之保存安定性或硬化塗膜之透明性將會降低。又,重量平均分子量(Mw)超過80,000之情形下,黏度將會變高,作為塗料用途則將成為難以操作者。其中,基於使得該無機微粒(A)具更優越之分散性、且活性能量線硬化型樹脂組成物成為適合於塗布的黏度之觀點,重量平均分子量(Mw)較佳為8,000至50,000之範圍,更佳為10,000至40,000之範圍。
還有,於本發明中,重量平均分子量(Mw)係使用凝膠滲透層析儀(GPC),以下列之條件所測出的值。
測定裝置:Tosoh股份有限公司製HLC-8220
管柱:Tosoh股份有限公司製 Guard管柱HXL-H+Tosoh股份有限公司製 TSKgel G5000HXL+Tosoh股份有限公司製 TSKgel G4000HXL+Tosoh股份有限公司製 TSKgel G3000HXL
+Tosoh股份有限公司製 TSKgel G2000HXL
檢測器:RI(微差折射計)
資料處理:Tosoh股份有限公司製 SC-8010
標準:聚苯乙烯
試樣:利用精密過濾器過濾以樹脂固形成分換算0.4重量%之四氫呋喃溶液者(100μl)
又,基於可獲得具有高的表面硬度且進一步對硬化時也具優越之耐卷縮性之觀點,該在分子構造中具有(甲基)丙烯醯基之丙烯酸聚合物(X)的(甲基)丙烯醯基當量較佳為100g/eq至1,000g/eq之範圍,更佳為150g/eq至800g/eq之範圍,特佳為200g/eq至600g/eq之範圍者。
該在分子構造中具有(甲基)丙烯醯基之丙烯酸聚合物(X),可舉例:例如以具有反應性官能基與(甲基)丙烯醯基之化合物(y)作為必要成分而使其聚合所得之丙烯酸聚合物(Y)、及使具有可與該化合物(y)所具有之反應性官能基進行反應之官能基與(甲基)丙烯醯基之化合物(x)反應所得之聚合物。
更具體而言,可舉例:以具有環氧基與(甲基)丙烯醯基之化合物(y1)作為必要成分而使其聚合所得之丙烯酸聚合物(Y1)、及使具有羧基與(甲基)丙烯醯基之化合物(z1)反應所得之丙烯酸聚合物(X1);或是以具有羧基與(甲基)丙烯醯基之化合物(y2)作為必要成分而使其聚合
所得之丙烯酸聚合物(Y2)、及使具有環氧基與(甲基)丙烯醯基之化合物(z2)反應所得之丙烯酸聚合物(X2);以具有羥基與(甲基)丙烯醯基之化合物(y3)作為必要成分而使其聚合所得之丙烯酸聚合物(Y3)、及使具有異氰酸酯基與(甲基)丙烯醯基之化合物(z3)反應所得之丙烯酸聚合物(X3)等。
首先,針對該丙烯酸聚合物(X1)加以說明。
成為該丙烯酸聚合物(X1)之原料的該丙烯酸聚合物(Y1)可為具有該環氧基與(甲基)丙烯醯基之化合物(y1)之單獨聚合物,亦可為與其他聚合性化合物(v1)之共聚物。
成為該丙烯酸聚合物(Y1)之原料成分的具有環氧基與(甲基)丙烯醯基之化合物(y1),可舉例:例如(甲基)丙烯酸環氧丙氧酯、(甲基)丙烯酸環氧丙氧基-α-乙酯、(甲基)丙烯酸環氧丙氧基-α-正丙酯、(甲基)丙烯酸環氧丙氧基-α-正丁酯、(甲基)丙烯酸-3,4-環氧丁酯、(甲基)丙烯酸-4,5-環氧戊酯、(甲基)丙烯酸-6,7-環氧戊酯、(甲基)丙烯酸-6,7-環氧戊基-α-乙酯、(甲基)丙烯酸-β-甲基環氧丙氧酯、(甲基)丙烯酸-3,4-環氧環己酯、內酯改性(甲基)丙烯酸-3,4-環氧環己酯、氧化乙烯基環己烯等。此等可各自單獨使用,亦可併用2種以上。此等之中,基於將所得之丙烯酸聚合物(X1)之(甲基)丙烯醯基當量調節至該較佳的範圍內之觀點,較佳為(甲基)丙烯酸環氧丙氧酯、(甲基)丙烯酸環氧丙氧基-α-乙酯、及(甲基)丙烯酸環氧丙氧基-α-正丙酯,更佳為(甲基)丙烯酸環氧丙氧酯。
於製造該丙烯酸聚合物(Y1)之際,能夠使具有該環氧基與(甲基)丙烯醯基之化合物(y1)一併聚合的聚合性化合物(v1),可舉例:例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸第三丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十二烷酯、(甲基)丙烯酸十四烷酯、(甲基)丙烯酸十六烷酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸十八烷酯、(甲基)丙烯酸二十烷酯等之具有碳數1至22之烷基的(甲基)丙烯酸烷酯;(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸異降酯、(甲基)丙烯酸二環己酯、(甲基)丙烯酸二環戊氧乙酯等之具有脂環式烷基的(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸苯甲醯氧乙酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯乙酯、(甲基)丙烯酸苯氧乙酯、(甲基)丙烯酸苯氧二乙二醇酯、(甲基)丙烯酸-2-羥基-3-苯氧丙酯等之具有芳香環的(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸羥丙酯、(甲基)丙烯酸羥丁酯、(甲基)丙烯酸甘油酯、內酯改性(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯、(甲基)丙烯酸聚丙二醇酯等之具有聚伸烷基二醇基的(甲基)丙烯酸酯等之具有羥烷基的丙烯酸酯;反丁烯二酸二甲酯、反丁烯二酸二乙酯、反丁烯二酸二丁酯、亞丁基二酸二甲酯、亞丁基二酸二丁酯、反丁烯二酸甲基乙酯、反丁烯二酸甲基丁酯、亞丁基二酸
甲基乙酯等之不飽和二羧酸酯;苯乙烯、α-甲基苯乙烯、氯苯乙烯等之苯乙烯衍生物;丁二烯、異戊二烯、間戊二烯、二甲基丁二烯等之二烯系化合物;氯乙烯、溴乙烯等之鹵化乙烯或鹵化亞乙烯;甲基乙烯基酮、丁基乙烯基酮等之不飽和酮;乙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯等之乙烯酯;甲基乙烯醚、丁基乙烯醚等之乙烯醚;丙烯腈、甲基丙烯腈、氰化亞乙烯等之氰化乙烯;丙烯醯胺或其醇酸取代醯胺;N-苯基順丁烯二醯亞胺、N-環己基順丁烯二醯亞胺等之N-取代順丁烯二醯亞胺;如氟乙烯、偏二氟乙烯、三氟乙烯、氯三氟乙烯、溴三氟乙烯、五氟丙烯或六氟丙烯之含氟的α-烯烴;如三氟甲基三氟乙烯醚、五氟乙基三氟乙烯醚或七氟丙基三氟乙烯醚之(過)氟烷基之碳數成為1至18之(過)氟烷基.過氟乙烯醚;如(甲基)丙烯酸-2,2,2-三氟乙酯、(甲基)丙烯酸-2,2,3,3-四氟丙酯、(甲基)丙烯酸-1H,1H,5H-十八氟癸酯、(甲基)丙烯酸-1H,1H,2H,2H-十七氟癸酯或(甲基)丙烯酸過氟乙氧基乙酯之過氟烷基的碳數成為1至18之(甲基)丙烯酸(過)氟烷酯;γ-甲基丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷等之含有矽基之(甲基)丙烯酸酯;
可舉例:(甲基)丙烯酸-N,N-二甲胺基乙酯、(甲基)丙烯酸-N,N-二乙胺基乙酯、或(甲基)丙烯酸-N,N-二乙胺基丙酯等之(甲基)丙烯酸-N,N-二烷胺基烷酯等。此等可各自單獨使用,亦可併用2種以上。此等之中,基於將所得之丙烯酸聚合物(X1)之(甲基)丙烯醯基當量調節至該較佳的範圍內成為容易、且使得所得之硬化塗膜既為高硬度也為富有韌性者之觀點,較佳為具有碳數1至22之烷基的(甲基)丙烯酸酯、及具有脂環式之烷基的(甲基)丙烯酸酯,更佳為具有碳數1至22之烷基的(甲基)丙烯酸酯。尤其,特佳為(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、及(甲基)丙烯酸第三丁酯。
該丙烯酸聚合物(Y1)係如上所述,可為具有該環烷基與(甲基)丙烯醯基之化合物(y1)的單獨聚合物,亦可為具有該環烷基與(甲基)丙烯醯基之化合物(y1)和該其他聚合性化合物(v1)之共聚物。此等之中,基於將所得之丙烯酸系聚合物(X1)之(甲基)丙烯醯基當量調整至適合的範圍內成為容易之觀點,較佳為以使其共聚合之際的兩者質量比[具有環氧基與(甲基)丙烯醯基之化合物(y1)]:[其他聚合性化合物(v)]成為15/85至100/0之範圍的比例使其共聚合的聚合物,更佳為40/60至100/0之質量份的範圍。
雖然該丙烯酸聚合物(Y1)係具有源自該化合物(y1)的環氧基,但基於將所得之丙烯酸聚合物(X1)之丙烯醯基當量調節至100至1,000g/eq之範圍成為容易之觀點,該
丙烯酸聚合物(Y1)之環氧當量較佳為140至800g/eq之範圍,更佳為140至480g/eq之範圍,特佳為140至400g/eq之範圍。
該丙烯酸聚合物(Y1)可舉例:例如藉由於聚合起始劑之存在下、在80℃至150℃之溫度區域,單獨聚合該化合物(y1)、或併用該化合物(y1)與該化合物(v1)後使其加成聚合而能夠製造的無規共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物等。聚合之方法可舉例:例如塊狀聚合法、溶液聚合法、懸浮聚合法、乳化聚合法等。此等之中,基於使得該丙烯酸聚合物(Y1)之製造、及隨後連續進行該丙烯酸聚合物(Y1)與具有該羧基和(甲基)丙烯醯基之化合物(z1)的反應成為可能之觀點,較佳為溶液聚合法。
若考量反應溫度時,用於利用溶液聚合法進行該丙烯酸聚合物(Y1)之製造之際的溶劑係沸點為80℃以上者,可舉例:例如甲基乙基酮、甲基正丙基酮、甲基異丙基酮、甲基正丁基酮、甲基異丁基酮、甲基正戊基酮、甲基正己基酮、二乙基酮、乙基正丁基酮、二正丙基酮、二異丁基酮、環己酮、佛酮等之酮溶劑;正丁基醚、二異戊基醚、二烷等之醚溶劑;乙二醇一甲基醚、乙二醇二甲基醚、乙二醇一乙基醚、乙二醇二乙基醚、乙二醇一丙基醚、乙二醇一異丙基醚、乙二醇一丁基醚、二乙二醇一甲基醚、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇一乙基醚、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇一異丙基醚、二乙二醇一丁基醚、三乙二醇一甲基醚、三乙二醇二甲基醚、丙二醇一甲基醚、丙二醇二
甲基醚、丙二醇一丙基醚、丙二醇一丁基醚、二丙二醇一甲基醚、二丙二醇二甲基醚等之二醇醚溶劑;乙酸正丙酯、乙酸異丙酯、乙酸正丁酯、乙酸正戊酯、乙二醇一甲基醚乙酸酯、乙二醇一乙基醚乙酸酯、二乙二醇一甲基醚乙酸酯、二乙二醇一乙基醚乙酸酯、丙二醇一甲基醚乙酸酯、乙基-3-乙氧基丙酸酯等之酯溶劑;異丙醇、正丁醇、異丁醇、二丙酮醇、3-甲氧基-1-丙醇、3-甲氧基-1-丁醇、3-甲基-3-甲氧基丁醇等之醇溶劑;甲苯、二甲苯、SOLVESSO 100、SOLVESSO 150、SWASOL 1800、SWASOL 310、ISOPAR E、ISOPAR G、EXXON 5號、EXXON 6號等之烴溶劑。此等可各自單獨使用,亦可併用2種以上。
於該溶劑之中,基於所得之丙烯酸聚合物(Y1)具優越之溶解性之觀點,較佳為甲基乙基酮或甲基異丁基酮等之酮溶劑。
在該丙烯酸聚合物(Y1)之製造所用之觸媒可舉例:例如2,2’-偶氮二異丁腈、2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮二(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)等之偶氮化合物;過氧化苯甲醯、過氧化月桂醯、第三丁基過氧三甲基乙酸酯、第三丁基過氧乙基己酸乙酯、1,1’-雙(第三丁基過氧)環己烷、第三戊基過氧-2-乙基己酸酯、第三己基過氧-2-乙基己酸酯等之有機過氧化物及過氧化氫等。
於將過氧化物作為觸媒使用之情形下,亦可將過氧
化物與還原劑一併作為氧化還原型起始劑使用。
作為該丙烯酸聚合物(X1)之原料所用之具有羧基與(甲基)丙烯醯基之化合物(z1),可舉例:例如(甲基)丙烯酸、(丙烯醯氧基)乙酸、丙烯酸-2-羧乙酯、丙烯酸-3-羧丙酯、琥珀酸-1-[2-(丙烯醯氧基)乙基]酯、酞酸-1-(2-丙烯醯氧乙基)酯、六氫化酞酸氫-2-(丙烯醯氧基)乙酯及此等之內酯改性物等之不飽和一羧酸;順丁烯二酸等之不飽和二羧酸;使琥珀酸酐或順丁烯二酸酐等之酸酐與三丙烯酸季戊四醇酯等之含羥基多官能(甲基)丙烯酸酯單體反應所得之含羧基多官能(甲基)丙烯酸酯等。此等可各自單獨使用,亦可併用2種以上。此等之中,基於將該丙烯酸聚合物(X1)之(甲基)丙烯醯基當量調節至該較佳的範圍內成為容易之觀點,較佳為(甲基)丙烯酸、(丙烯醯氧基)乙酸、丙烯酸-2-羧乙酯、丙烯酸-3-羧丙酯,特佳為(甲基)丙烯酸。
該丙烯酸聚合物(X1)係使該丙烯酸聚合物(Y1)、及具有羧基與(甲基)丙烯醯基之化合物(z1)反應所獲得。該反應方法可舉例:例如利用溶液聚合法聚合丙烯酸聚合物(Y1),在其反應系中添加具有羧基與(甲基)丙烯醯基之化合物(z1),在80至150℃之溫度範圍內,適宜使用三苯膦等之觸媒等之方法。丙烯酸聚合物(X1)之(甲基)丙烯醯基當量較佳為100至1,000g/eq之範圍。此能夠藉由該丙烯酸聚合物(Y1)、與具有羧基和(甲基)丙烯醯基之化合物(z1)的反應比例而調節。通常,相對於該丙烯酸聚合物(Y1)所具有的環氧基1莫耳而言,藉由使該化合物
(z1)所具有之羧基成為0.4至1.1莫耳之範圍的方式來使其反應,將所得之丙烯酸聚合物(X1)之(甲基)丙烯醯基當量調整至該較佳的範圍內成為容易。
如上述般進行所得之丙烯酸聚合物(X1)係在其分子構造中,具有利用環氧基與羧基之反應所生成的羥基。基於將丙烯酸聚合物(X1)的丙烯醯基當量調整至適合的範圍內之目的,視必要亦可使具有異氰酸酯基與(甲基)丙烯醯基之化合物(w)和該羥基加成反應。如上述般進行所得之丙烯酸聚合物(X1’)也與該丙烯酸聚合物(X1)相同,能夠作為本發明申請案之丙烯酸聚合物(X)使用。
具有該異氰酸酯基與(甲基)丙烯醯基之化合物(w),可舉例:例如以下列通式1所示之化合物,可舉例:具有1個異氰酸酯基與1個(甲基)丙烯醯基之單體、具有1個異氰酸酯基與2個(甲基)丙烯醯基之單體、具有1個異氰酸酯基與3個(甲基)丙烯醯基之單體、具有1個異氰酸酯基與4個(甲基)丙烯醯基之單體、具有1個異氰酸酯基與5個(甲基)丙烯醯基之單體等。
通式(1)中,R1係氫原子或甲基。R2係碳數2至4之伸烷基。n係表示1至5之整數。
具有此等異氰酸酯基與(甲基)丙烯醯基之化合物(w)的具體之製品例,可舉例:2-丙烯醯氧乙基異氰酸酯(商品名:昭和電工股份有限公司製「Karenz AOI」等)
、2-甲基丙烯醯氧乙基異氰酸酯(商品名:昭和電工股份有限公司製「Karenz MOI」等)、1,1-雙(丙烯醯氧甲基)乙基異氰酸酯(商品名:昭和電工股份有限公司製「Karenz BEI」等)。
作為該化合物(w)之其他例,可舉例:使含羥基之(甲基)丙烯酸酯化合物加成於二異氰酸酯化合物之1個異氰酸酯基所得之化合物。利用該反應所用之二異氰酸酯化合物可舉例:丁烷-1,4-二異氰酸酯、六亞甲二異氰酸酯、2,2,4-三甲基六亞甲二異氰酸酯、2,4,4-三甲基六亞甲二異氰酸酯、二甲苯二異氰酸酯、間四甲基二甲苯二異氰酸酯等之脂肪族二異氰酸酯;環己烷-1,4-二異氰酸酯、異佛酮二異氰酸酯、離胺酸二異氰酸酯、二環己基甲烷-4,4’-二異氰酸酯、1,3-雙(異氰酸酯甲基)環己烷、甲基環己烷二異氰酸酯等之脂環式二異氰酸酯;1,5-萘二異氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯、4,4’-二苯基二甲基甲烷二異氰酸酯、4,4’-二苄基二異氰酸酯、二烷基二苯基甲烷二異氰酸酯、四烷基二苯基甲烷二異氰酸酯、1,3-伸苯基二異氰酸酯、1,4-伸苯基二異氰酸酯、甲伸苯基二異氰酸酯等之芳香族二異氰酸酯等。此等可各自單獨使用,亦可併用2種以上。
又,利用該反應所用之含羥基之(甲基)丙烯酸酯化合物,可舉例:丙烯酸-2-羥乙酯、丙烯酸-2-羥丙酯、丙烯酸-4-羥丁酯、二丙烯酸甘油酯、二丙烯酸三羥甲基丙酯、三丙烯酸季戊四醇酯、五丙烯酸二季戊四醇酯等之
脂肪族(甲基)丙烯酸酯化合物;丙烯酸-4-羥基苯酯、丙烯酸-β-羥基苯乙酯、丙烯酸-4-羥基苯乙酯、丙烯酸-1-苯基-2-羥基乙酯、丙烯酸-3-羥基-4-乙醯基苯酯、丙烯酸-2-羥基-3-苯氧丙酯等之在分子構造中具有芳香環之(甲基)丙烯酸酯化合物等。此等可各自單獨使用,亦可併用2種以上。
該丙烯酸聚合物(X1)、及具有異氰酸酯基與(甲基)丙烯醯基之化合物(w)的反應,例如能夠於利用上述方法製造丙烯酸聚合物(X1)後之系統中,一面滴入具有該異氰酸酯基與(甲基)丙烯醯基之化合物(w)而添加,一面加熱至50至120℃等之方法而進行。
於該丙烯酸聚合物(X1)與(X1’)中,由於因分子中含有更多的羥基,該羥基與無機微粒(A)之相互作用而提高對於無機微粒(A)之分散能力,較佳為該丙烯酸聚合物(X1)。
接著,針對該丙烯酸聚合物(X2)加以說明。
成為該丙烯酸聚合物(X2)之原料的該丙烯酸聚合物(Y2)可為具有該羧基與(甲基)丙烯醯基之化合物(y2)的單獨聚合物,亦可為與其他聚合性化合物(v2)之共聚物。
具有成為該丙烯酸聚合物(Y2)之原料成分的羧基與(甲基)丙烯醯基之化合物(y2),可舉例:例如(甲基)丙烯酸、(甲基丙烯醯氧基)乙酸、丙烯酸-2-羧乙酯、丙烯酸-3-羧丙酯、琥珀酸-1-[2-(丙烯醯氧基)乙基]酯、酞酸-1-(2-丙烯醯氧乙基)酯、六氫化酞酸氫-2-(丙烯醯氧基)
乙酯及此等之內酯改性物等之不飽和一羧酸;順丁烯二酸等之不飽和二羧酸;使琥珀酸酐或順丁烯二酸酐等之酸酐與三丙烯酸季戊四醇酯等之含羥基多官能(甲基)丙烯酸酯單體反應所得之含羧基多官能(甲基)丙烯酸酯等。此等可各自單獨使用,亦可併用2種以上。此等之中,基於將該丙烯酸聚合物(X2)之(甲基)丙烯醯基當量調節至該較佳的範圍內成為容易之觀點,較佳為(甲基)丙烯酸、(丙烯醯氧基)乙酸、丙烯酸-2-羧乙酯、丙烯酸-3-羧丙酯,特佳為(甲基)丙烯酸。
於製造該丙烯酸聚合物(Y2)之際,能夠使其與具有該羧基和(甲基)丙烯醯基之化合物(y2)一併聚合之其他聚合性化合物(v2),可舉例:例如作為該化合物(v1)所舉例的各種化合物。此等可各自單獨使用,亦可併用2種以上。其中,基於將所得之丙烯酸聚合物(X2)之(甲基)丙烯醯基當量調節至該較佳的範圍內成為容易、且使得所得之硬化塗膜既為高硬度也為富有韌性之觀點,較佳為具有碳數1至22之烷基的(甲基)丙烯酸酯、及具有脂環式之烷基的(甲基)丙烯酸酯,更佳為具有碳數1至22之烷基的(甲基)丙烯酸酯。尤其,特佳為(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、及(甲基)丙烯酸第三丁酯。
該丙烯酸聚合物(Y2)係如上所述,可為具有該羧基與(甲基)丙烯醯基之化合物(y2)的單獨聚合物,亦可為具有該羧基與(甲基)丙烯醯基之化合物(y2)和該其他聚合性化合物(v2)之共聚物。此等之中,基於將所得之丙烯
酸系聚合物(X2)之(甲基)丙烯醯基當量調整至適合的範圍內成為容易之觀點,較佳為以使其共聚合之際的兩者質量比[具有羧基與(甲基)丙烯醯基之化合物(y2)]:[其他聚合性化合物(v2)]成為15/85至100/0之範圍的比例使其共聚合的聚合物,更佳為40/60至100/0之質量份的範圍。
該丙烯酸聚合物(Y2)可舉例:例如藉由於聚合起始劑之存在下、在80℃至150℃之溫度區域,單獨聚合該化合物(y2)、或併用該化合物(y2)與該化合物(v2)後使其加成聚合而能夠製造的無規共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物等。聚合之方法可舉例:例如塊狀聚合法、溶液聚合法、懸浮聚合法、乳化聚合法等。此等之中,基於使得該丙烯酸聚合物(Y2)之製造,與隨後連續進行該丙烯酸聚合物(Y2)、及具有該羧基與(甲基)丙烯醯基之化合物(z1)的反應成為可能之觀點,較佳為溶液聚合法。
用於利用溶液聚合法進行該丙烯酸聚合物(Y2)之製造之際的溶劑,可舉例:作為用於利用溶液聚合法進行該丙烯酸聚合物(Y1)之製造之情形所舉例的各種溶劑。此等可各自單獨使用,亦可併用2種以上。其中,基於所得之丙烯酸聚合物(Y2)具優越之溶解性之觀點,較佳為甲基乙基酮或甲基異丁基酮等之酮溶劑。
在該丙烯酸聚合物(Y2)之製造所用之觸媒可舉例:作為該丙烯酸聚合物(Y1)之製造所用之觸媒所舉例的各種觸媒。
作為該丙烯酸聚合物(X2)之原料所用之具有環氧基
與(甲基)丙烯醯基之化合物(z2),可舉例:例如(甲基)丙烯酸環氧丙氧酯、(甲基)丙烯酸環氧丙氧基-α-乙酯、(甲基)丙烯酸環氧丙氧基-α-正丙酯、(甲基)丙烯酸環氧丙氧基-α-正丁酯、(甲基)丙烯酸-3,4-環氧丁酯、(甲基)丙烯酸-4,5-環氧戊酯、(甲基)丙烯酸-6,7-環氧戊酯、(甲基)丙烯酸-6,7-環氧戊基-α-乙酯、(甲基)丙烯酸-β-甲基環氧丙氧酯、(甲基)丙烯酸-3,4-環氧環己酯、內酯改性(甲基)丙烯酸-3,4-環氧環己酯、氧化乙烯基環己烯等。此等可各自單獨使用,亦可併用2種以上。此等之中,基於將所得之丙烯酸聚合物(X2)之(甲基)丙烯醯基當量調節至該較佳的範圍內之觀點,特佳為(甲基)丙烯酸環氧丙氧酯、(甲基)丙烯酸環氧丙氧基-α-乙酯、及(甲基)丙烯酸環氧丙氧基-α-正丙酯。
該丙烯酸聚合物(X2)係使該丙烯酸聚合物(Y2)、及具有環氧基與(甲基)丙烯醯基之化合物(z2)反應後獲得。該反應方法可舉例:例如利用溶液聚合法聚合丙烯酸聚合物(Y2),將具有環氧基與(甲基)丙烯醯基之化合物(z2)添加於此反應系統中,在80至150℃之溫度範圍內,適當使用三苯膦等之觸媒等之方法。丙烯酸聚合物(X2)之(甲基)丙烯醯基當量較佳為100至1,000g/eq之範圍。此能夠藉由該丙烯酸聚合物(Y2)、與具有該環氧基和(甲基)丙烯醯基之化合物(z2)的反應比例而調節。通常,相對於該丙烯酸聚合物(Y2)所具有的羧基1莫耳而言,藉由使該化合物(z2)所具有之環氧基成為0.4至1.1莫耳之範圍的方式來使其反應,將所得之丙烯酸聚合物(X2)之(甲基
)丙烯醯基當量調整至該較佳的範圍內成為容易。
如上述般進行所得之丙烯酸聚合物(X2)係在其分子構造中,具有利用羧基與環氧基之反應所生成的羥基。基於將丙烯酸聚合物(X2)之丙烯醯基當量調整至適合的範圍內之目的,視必要亦可使具有異氰酸酯基與(甲基)丙烯醯基之化合物(w)和該羥基進行加成反應。如上述般進行所得之丙烯酸聚合物(X2’)也與該丙烯酸聚合物(X2)相同,能夠作為本發明申請案之丙烯酸聚合物(X)使用。
該丙烯酸聚合物(X2)、及具有異氰酸酯基與(甲基)丙烯醯基之化合物(w)的反應,例如能夠於利用上述方法製造丙烯酸聚合物(X2)後之系統中,一面滴入具有該異氰酸酯基與(甲基)丙烯醯基之化合物(w)而添加,一面加熱至50至120℃等之方法而進行。
於該丙烯酸聚合物(X2)與(X2’)中,由於因分子中含有更多的羥基,該羥基與無機微粒(A)之相互作用而提高對於無機微粒(A)之分散能力,較佳為該丙烯酸聚合物(X2)。
接著,針對該丙烯酸聚合物(X3)加以說明。
成為該丙烯酸聚合物(X3)之原料的該丙烯酸聚合物(Y3)可為具有該羥基與(甲基)丙烯醯基之化合物(y3)的單獨聚合物,亦可為與其他聚合性化合物(v3)之共聚物。
具有成為該丙烯酸聚合物(Y3)之原料成分的羥基與(甲基)丙烯醯基之化合物(y3),可舉例:例如丙烯酸-2-
羥乙酯、丙烯酸-2-羥丙酯、丙烯酸-4-羥丁酯、丙烯酸-2,3-二羥丙酯、甲基丙烯酸-2-羥乙酯、甲基丙烯酸-2-羥丙酯、甲基丙烯酸-4-羥丁酯、甲基丙烯酸-2,3-二羥丙酯等。此等可各自單獨使用,亦可併用2種以上。此等之中,基於將該丙烯酸聚合物(X3)之(甲基)丙烯醯基當量調節至該較佳的範圍內成為容易、且可獲得羥基價高、該無機微粒(A)具優越之分散性的該丙烯酸聚合物(X3)之觀點,較佳為丙烯酸-2-羥乙酯與丙烯酸-2-羥丙酯。
於製造該丙烯酸聚合物(Y3)之際,能夠使其與具有該羥基和(甲基)丙烯醯基之化合物(y3)一併聚合之其他聚合性化合物(v3),可舉例:例如作為該化合物(v1)所舉例的各種化合物。此等可各自單獨使用,亦可併用2種以上。其中,基於將所得之丙烯酸聚合物(X3)之(甲基)丙烯醯基當量調節至該較佳的範圍內成為容易、且使得所得之硬化塗膜既為高硬度也為富有韌性之觀點,較佳為具有碳數1至22之烷基的(甲基)丙烯酸酯、及具有脂環式之烷基的(甲基)丙烯酸酯,更佳為具有碳數1至22之烷基的(甲基)丙烯酸酯。尤其,特佳為(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、及(甲基)丙烯酸第三丁酯。
該丙烯酸聚合物(Y3)係如上所述,可為具有羥基與(甲基)丙烯醯基之化合物(y3)的單獨聚合物,亦可為與其他聚合性化合物(v3)之共聚物。此等之中,為了將所得之丙烯酸系聚合物(X3)之(甲基)丙烯醯基當量調整至適合的範圍內,較佳為以使其共聚合之際的兩者質量比[
具有羥基與(甲基)丙烯醯基之化合物(y3)]:[其他聚合性化合物(v3)]成為15/85至100/0之範圍的比例使其共聚合的聚合物,更佳為40/60至100/0之質量份的範圍。
該丙烯酸聚合物(Y3)可舉例:例如藉由於聚合起始劑之存在下、在80℃至150℃之溫度區域,單獨聚合該化合物(y3)、或併用該化合物(y3)與該化合物(v3)後使其加成聚合而能夠製造的無規共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物等。共聚合方法可舉例:例如塊狀聚合法、溶液聚合法、懸浮聚合法、乳化聚合法等。此等之中,基於使得該丙烯酸聚合物(Y3)之製造,與隨後連續進行該丙烯酸聚合物(Y3)、及具有該異氰酸酯基與(甲基)丙烯醯基之化合物(z3)的反應成為可能之觀點,較佳為溶液聚合法。
於利用溶液聚合法進行該丙烯酸聚合物(Y3)之製造之際所用之溶劑,可舉例:作為用於利用溶液聚合法進行該丙烯酸聚合物(Y1)之製造之情形的溶劑所舉例的各種溶劑。此等可各自單獨使用,亦可併用2種以上。其中,基於所得之丙烯酸聚合物(Y3)具優越之溶解性之觀點,較佳為甲基乙基酮或甲基異丁基酮等之酮溶劑。
在該丙烯酸聚合物(Y3)之製造所用之觸媒,可舉例:作為該丙烯酸聚合物(Y1)之製造所用之觸媒所舉例的各種觸媒。
作為該丙烯酸聚合物(X3)之原料所用之具有異氰酸酯基與(甲基)丙烯醯基之化合物(z3),可舉例:例如作為該異氰酸酯基與(甲基)丙烯醯基之化合物(w)所舉例的
各種化合物。此等可各自單獨使用,亦可併用2種以上。此等之中,基於將所得之丙烯酸聚合物(X3)成為更多官能基化合物、獲得更高密度的塗膜之觀點,較佳為在1分子中具有2個以上之(甲基)丙烯醯基者,具體而言,較佳為1,1-雙(丙烯醯氧甲基)乙基異氰酸酯。
該丙烯酸聚合物(X3)係使該丙烯酸聚合物(Y3)、及具有異氰酸酯基與(甲基)丙烯醯基之化合物(z3)反應後獲得。該反應可舉例:例如能夠利用溶液聚合法聚合丙烯酸聚合物(Y3),將具有異氰酸酯基與(甲基)丙烯醯基之化合物(z3)添加於此反應系統中,在50至120℃之溫度範圍內,利用適當使用辛酸錫(II)等之觸媒等之方法進行。丙烯酸聚合物(X3)之(甲基)丙烯醯基當量較佳為100至1,000g/eq之範圍。此能夠藉由該丙烯酸系聚合物(Y3)、與具有該異氰酸酯基和(甲基)丙烯醯基之化合物(z3)的反應比例而調節。通常,相對於該丙烯酸聚合物(Y3)所具有的羥基1莫耳而言,藉由使該化合物(z3)所具有之異氰酸酯基成為0.7至0.9莫耳之範圍的方式來使其反應,將所得之丙烯酸聚合物(X3)之(甲基)丙烯醯基當量調整至該較佳的範圍內成為容易。
於該丙烯酸聚合物(X)之中,基於與該無機微粒(A)之溶解性良好、所得之分散體具優越之儲藏安定性之觀點,較佳為該丙烯酸聚合物(X1)與(X2)。於此,基於該無機微粒(A)具更優越之分散性之觀點,該丙烯酸聚合物(X1)與(X2)之羥基價較佳為70至280g/eq之範圍,更佳為100至250g/eq之範圍。還有,基於合成為更簡便之觀點
,較佳為該丙烯酸聚合物(X1),更佳為將(甲基)丙烯酸環氧丙氧酯作為該化合物(y1)、使用(甲基)丙烯酸作為該化合物(z1)而成之丙烯酸聚合物使用。
本發明之活性能量線硬化型樹脂組成物係將該無機微粒(A)、該離子液體(B)、及該丙烯酸聚合物(X)作為必要成分。基於樹脂組成物具優越之保存安定性、且可獲得兼具高的表面硬度與透明性之硬化塗膜之觀點,於此等之合計100質量份中,較佳為於20至70質量份之範圍內含有該無機微粒(A),更佳為含有25至65質量份之範圍。
又,基於成為具更優越之安定性的活性能量線硬化型樹脂組成物之觀點,於該無機微粒(A)、該離子液體(B)、及該丙烯酸聚合物(X)之合計100質量份中,較佳為在0.01至5質量份之範圍內含有該離子液體(B)。進一步基於可獲得表面硬度高的硬化塗膜之觀點,更佳為含有0.05至1.5質量份之範圍。
除了該在分子構造中具有(甲基)丙烯醯基之丙烯酸聚合物(X)之外,本發明之活性能量線硬化型樹脂組成物亦可含有在丙烯酸聚合物(X)以外之分子構造中具有(甲基)丙烯醯基之化合物(c)。於本發明中,基於成為黏度更低、作為塗料用途容易使用的活性能量線硬化型樹脂組成物之觀點,較佳為使用該化合物(c)。此時,該在分子構造中具有(甲基)丙烯醯基之丙烯酸聚合物(X)、與該在分子構造中具有(甲基)丙烯醯基之化合物(c)的質量比[(X)/(c)]較佳為5/95至90/10之範圍,更佳為15/85至80/20之範圍。
該在分子構造中具有(甲基)丙烯醯基之化合物(c),可舉例:例如(甲基)丙烯酸-2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸-2-羥丁酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸第三丁酯、(甲基)丙烯酸環氧丙氧酯、丙烯醯基啉、N-乙烯基吡咯啶酮、丙烯酸四氫化糠酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸異酯、(甲基)丙烯酸異癸酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸十三烷酯、(甲基)丙烯酸十六烷酯、(甲基)丙烯酸硬脂酸酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸-2-乙氧乙酯、(甲基)丙烯酸-3-甲氧丁酯、(甲基)丙烯酸乙基卡必醇酯、(甲基)丙烯酸磷酸酯、(甲基)丙烯酸氧化伸乙基改性磷酸酯、(甲基)丙烯酸苯氧酯、(甲基)丙烯酸氧化伸乙基改性苯氧酯、(甲基)丙烯酸氧化伸丙基改性苯氧酯、(甲基)丙烯酸壬基苯酚酯、(甲基)丙烯酸氧化伸乙基改性壬基苯酚酯、(甲基)丙烯酸氧化伸丙基改性壬基苯酚酯、(甲基)丙烯酸甲氧基二乙二醇酯、(甲基)丙烯酸甲氧基聚乙二醇酯、(甲基)丙烯酸甲氧基丙二醇酯、酞酸-2-=(甲基)丙烯醯氧乙基-2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸-2-羥基-3-苯氧丙酯、氫化酞酸-2-(甲基)丙烯醯氧基乙酯、氫化酞酸-2-(甲基)丙烯醯氧基丙酯、六氫化酞酸-2-(甲基)丙烯醯氧基丙酯、四氫化酞酸-2-(甲基)丙烯醯氧基丙酯、(甲基)丙烯酸二甲基胺乙酯、(甲基)丙烯酸三氟乙酯、(甲基)丙烯酸四氟丙酯、(甲基)丙烯酸六氟丙酯、(甲基)丙烯酸八氟丙酯、一(甲基)丙烯酸金剛烷酯等之一(甲基)丙烯酸酯;
二(甲基)丙烯酸丁二醇酯、二(甲基)丙烯酸己二醇酯、二(甲基)丙烯酸乙氧基化己二醇酯、二(甲基)丙烯酸丙氧基化己二醇酯、二(甲基)丙烯酸二乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸聚丙二醇酯、二(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、二(甲基)丙烯酸環氧基化季戊四醇酯、二(甲基)丙烯酸羥基三甲基乙酸季戊四醇酯等之二(甲基)丙烯酸酯;三(甲基)丙烯酸三羥甲基丙酯、三(甲基)丙烯酸乙氧基化三羥甲基丙酯、三(甲基)丙烯酸丙氧基化三羥甲基丙酯、三(甲基)丙烯酸三(2-羥乙基)三聚氰酸酯、三(甲基)丙烯酸甘油酯等之三(甲基)丙烯酸酯;三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、三(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、三(甲基)丙烯酸二(三羥甲基)丙酯、四(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、四(甲基)丙烯酸二(三羥甲基)丙酯、四(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、五(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、五(甲基)丙烯酸二(三羥甲基)丙酯、六(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、六(甲基)丙烯酸二(三羥甲基)丙酯等之4官能基以上之(甲基)丙烯酸酯;及以烷基或ε-己內酯取代上述各種多官能基(甲基)丙烯酸酯之一部分的(甲基)丙烯酸酯等。此等可各自單獨使用,亦可併用2種以上。
於此等化合物(c)之中,基於可獲得更高硬度的塗膜較佳為3官能基以上之(甲基)丙烯酸酯,更佳為三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、四(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、五(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、六(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯。
除了該無機微粒(A)、該離子液體(B)、及該在分子構造中具有(甲基)丙烯醯基之丙烯酸聚合物(X)之外,本發明之活性能量線硬化型樹脂組成物也含有化合物(c)之情形,基於可獲得樹脂組成物具優越之保存安定性、且兼具高的表面硬度與透明性之硬化塗膜之觀點,該無機微粒(A)、該離子液體(B)、該丙烯酸聚合物(X)、及該化合物(c)之合計100質量份中,較佳為在20至70質量份之範圍內,更佳為在25至65質量份之範圍內含有無機微粒(A)。
又,基於成為具更優越之安定性的活性能量線硬化型樹脂組成物之觀點,該無機微粒(A)、該離子液體(B)、該丙烯酸聚合物(X)、及該化合物(c)之合計100質量份中,較佳為在0.01至5質量份之範圍內含有該離子液體(B)。還有,基於可獲得表面硬度高的硬化塗膜之觀點,更佳為含有0.05至1.5質量份之範圍。
本發明之樹脂組成物視必要亦可含有分散輔助劑。該分散輔助劑可舉例:例如酸性磷酸異丙酯、亞磷酸三異癸酯、二甲基丙烯酸氧化伸乙基改性磷酸酯等之磷酸酯化合物等。此等可各自單獨使用,亦可併用2種以上。於此等之中,基於分散輔助性能之觀點,較佳為二甲基丙烯酸氧化伸乙基改性磷酸酯。
該分散輔助劑之市售品可舉例:例如日本化藥股份有限公司製「Kayamer PM-21」、「Kayamer PM-2」、共榮社化學股份有限公司製「Light Ester P-2M」等。
使用該分散輔助劑之情形,基於成為保存安定性更
高的樹脂組成物之觀點,於本發明之樹脂組成物100質量份中,較佳為含有0.5至5.0質量份之範圍。
又,本發明之樹脂組成物亦可含有有機溶劑。例如,於利用溶液聚合法製造該丙烯酸聚合物(X)之情形下,該有機溶劑在維持原狀態下可含有此時所用之溶劑,亦可進一步追加地添加其他溶劑。或是亦可一次去除該丙烯酸聚合物(X)之製造時所使用的有機溶劑後再使用其他溶劑。所用之溶劑的具體例,可舉例:丙酮、甲基乙基酮(MEK)、甲基異丁基酮(MIBK)等之酮溶劑;四氫呋喃(THF)、二烷等之環狀醚溶劑;乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等之酯;甲苯、二甲苯等之芳香族溶劑;卡必醇、溶纖素、甲醇、異丙醇、丁醇、丙二醇一甲基醚等之醇溶劑;乙二醇一乙基醚、乙二醇一丁基醚、丙二醇一甲基醚、丙二醇一丙基醚等之乙二醇醚系溶劑。此等可各自單獨使用,亦可併用2種以上。此等之中,基於成為具優越之保存安定性且於作為塗料所用之際具優越之噴塗性樹脂組成物之觀點,較佳為酮溶劑,更佳為甲基異丁基酮。又,基於使該離子液體(B)的溶解性提高之目的,除了該酮溶劑之外,也可以併用乙二醇醚溶劑。
本發明之樹脂組成物亦可進一步含有紫外線吸收劑、抗氧化劑、矽系添加劑、有機珠、氟系添加劑、流變控制劑、脫泡劑、脫模劑、抗靜電劑、防霧劑、著色劑、有機溶劑、無機填料等之添加劑。
該紫外線吸收劑可舉例:例如2-[4-{(2-羥基-3-十二烷氧丙基)氧基}-2-羥苯基]-4,6-雙(2,4-二甲基苯基)
-1,3,5-三、2-[4-{(2-羥基-3-十三烷氧丙基)氧基}-2-羥苯基]-4,6-雙(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三等之三衍生物;2-(2’-呫噸羧基-5’-甲基苯基)苯并三唑、2-(2’-鄰硝基苄氧基-5’-甲基苯基)苯并三唑、2-呫噸羧基-4-十二烷氧基二苯甲酮、2-鄰硝基苄氧基-4-十二烷氧基二苯甲酮等。
該抗氧化劑可舉例:例如受阻酚系抗氧化劑、受阻胺系抗氧化劑、有機硫系抗氧化劑、磷酸酯抗氧化劑等。此等可各自單獨使用,亦可併用2種以上。
該矽系添加劑可舉例:例如二甲基聚矽氧烷、甲基苯基聚矽氧烷、環狀二甲基聚矽氧烷、甲基鹵素聚矽氧烷、聚醚改性二甲基聚矽氧烷共聚物、聚酯改性二甲基聚矽氧烷共聚物、氟改性二甲基聚矽氧烷共聚物、胺基改性二甲基聚矽氧烷共聚物等之具有烷基或苯基之聚有機矽氧烷、具有聚醚改性丙烯酸基之聚二甲基矽氧烷、具有聚酯改性丙烯酸基之聚二甲基矽氧烷等。此等可各自單獨使用,亦可併用2種以上。
該有機珠可舉例:例如聚甲基丙烯酸甲酯珠、聚碳酸酯珠、聚苯乙烯珠、聚丙烯酸苯乙烯珠、矽氧烷珠、玻璃珠、丙烯酸珠、苯并二聚氰二胺系樹脂珠、三聚氰胺系樹脂珠、聚烯烴系樹脂珠、聚酯系樹脂珠、聚醯胺樹脂珠、聚醯亞胺系樹脂珠、聚氟乙烯樹脂珠等。此等有機珠之平均粒徑的較佳值為1至10μm之範圍。此等可各自單獨使用,亦可併用2種以上。
該氟系添加劑可舉例:例如DIC股份有限公司「
Megafac」系列等。此等可各自單獨使用,亦可併用2種以上。
該脫模劑可舉例:例如Evonik Degussa公司製「Tegorad 2200N」、「Tegorad 2300」、「Tegorad 2100」、BYK Chemie公司製「UV3500」、Toray Dow Corning公司製「Pentad 8526」、「SH-29PA」等。此等可各自單獨使用,亦可併用2種以上。
該抗靜電劑可舉例:例如雙(三氟甲烷磺醯基)醯亞胺或雙(氟磺醯基)醯亞胺之吡啶鎓、咪唑鎓、鋶、銨、或鋰鹽。此等可各自單獨使用,亦可併用2種以上。
該各種添加劑之用量較佳為充分發揮其效果,或不阻礙紫外線硬化之範圍,具體而言,於本發明申請案樹脂組成物100質量份中,各自較佳為在0.01至40質量份之範圍內使用。
本發明之樹脂組成物進一步含有光聚合起始劑。光聚合起始劑可舉例:例如二苯甲酮、3,3’-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮、4,4’-雙(二甲胺基)二苯甲酮、4,4’-雙(二乙胺基)二苯甲酮、4,4’-二氯二苯甲酮、米其勒酮、3,3’,4,4’-四(三級丁基過氧羰基)二苯甲酮等各種二苯甲酮;呫噸酮、噻噸酮、2-甲基噻噸酮、2-氯噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮等之呫噸酮、噻噸酮類;苯偶因、苯偶因甲基醚、苯偶因乙基醚、苯偶因異丙基醚等之各種偶因醚;苯偶醯、雙乙醯等之α-二酮類;二硫化四甲胺硫甲醯、對甲苯二硫醚等之硫化物類;4-二甲胺基苯甲酸、
4-二甲胺基苯甲酸酯等之各種苯甲酸;3,3’-羰基雙(7-二乙胺基)香豆素、1-羥基環己基苯基酮、2,2’-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-啉基丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲胺基-1-(4-啉基苯基)丁烷-1-酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、氧化-2,4,6-三甲基苯甲醯二苯膦、氧化雙(2,4,6-三甲基苯甲醯)苯膦、1-[4-(2-羥乙氧基)苯基]-2-羥基-2-甲基-1-丙烷-1-酮、1-(4-異丙基苯基)-2-羥基-2-甲基丙烷-1-酮、1-(4-十二烷基苯基)-2-羥基-2-甲基丙烷-1-酮、4-苯甲醯-4’-甲基二甲硫醚、2,2’-二乙氧基苯乙酮、苄基二甲基縮酮、苄基-β-甲氧乙基乙縮醛、鄰苯甲醯苯甲酸甲酯、雙(4-二甲胺基苯基)酮、對二甲胺基苯乙酮、α,α-二氯-4-苯氧基苯乙酮、戊基-4-二甲胺基苯甲酸酯、2-(鄰氯苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2,4-雙(三氯甲基)-6-[二(乙氧羰甲基)胺基]苯基-S-三、2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-乙氧基)苯基-S-三、2,4-雙(三氯甲基)-6-(3-溴-4-乙氧基)苯基-S-三、蒽醌、2-第三丁基蒽醌、2-胺基蒽醌、β-氯蒽醌等。此等可各自單獨使用,亦可併用2種以上。
於該光聚合起始劑中,藉由使用由1-羥基環己基苯基酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-[4-(2-羥乙氧基)苯基]-2-羥基-2-甲基-1-丙烷-1-酮、噻噸酮及噻噸酮衍生物、2,2’-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮、氧化-2,4,6-三甲基苯甲醯二苯膦、氧化雙(2,4,6-三甲基苯甲醯)苯膦、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-啉基-1-丙酮、
2-苄基-2-二甲胺基-1-(4-啉基苯基)丁烷-1-酮之族群中所選出的1種或2種以上之混合系,由於對於更廣範圍的波長之光顯示活性,可獲得硬化性高的塗料,故較佳。
該光聚合起始劑之市售品可舉例:例如Ciba Specialty Chemicals公司製「Irugacure 184」、「Irugacure 149」、「Irugacure 261」、「Irugacure 369」、「Irugacure 500」、「Irugacure 651」、「Irugacure 754」、「Irugacure 784」、「Irugacure 819」、「Irugacure 907」、「Irugacure 1116」、「Irugacure 1664」、「Irugacure 1700」、「Irugacure 1800」、「Irugacure 1850」、「Irugacure 2959」、「Irugacure 4043」、「Darocur 1173」;BASF公司製「Lucirin TPO」;日本化藥股份有限公司製「Kayacure DETX」、「Kayacure MBP」、「Kayacure DMBI」、「Kayacure EPA」、「Kayacure OA」;Stouffer Chemical公司製「Vicure 10」、「Vicure 55」;Akzo公司製「Trigonal P1」;Sandz公司製「Sandoray 1,000」;Apjohn公司製「Deap」;Ward Blenkinshop公司製「Quantacure PDO」、「Quantacure ITX」、「Quantacure EPD」等。
該光聚合起始劑之用量較佳為能充分發揮作為光聚合起始劑之機能的量、且不發生結晶析出或塗膜物性劣化之範圍,具體而言,相對於樹脂組成物100質量份而言,較佳為在0.05至20質量份之範圍內使用,其中,特佳為在0.1至10質量份之範圍使用。
本發明之樹脂組成物亦可進一步與該光聚合起始劑合併而使用各種光增感劑。光增感劑可舉例:例如胺類
、尿素類、含硫化合物、含磷化合物、含氯化合物或是腈類或其他含氮化合物等。
製造本發明之活性能量線硬化型樹脂組成物之方法可舉例:例如使用分散機、具有渦輪葉輪等攪拌葉輪之分散機、漆用搖動機、輥磨機、球磨機、磨碎機、砂磨機、珠磨機等之分散機而將該無機微粒(a)混合分散於該丙烯酸聚合物(X)中之方法,或是將該無機微粒(a)混合分散於由該丙烯酸聚合物(X)、及該化合物(c)所構成的樹脂成分中之方法。於該無機微粒(a)為濕式二氧化矽微粒之情形下,無論使用上述中任一種分散機之情形下皆可獲得均勻且安定之分散體。另一方面,於該無機微粒(a)為乾式二氧化矽微粒之情形下,為了獲得均勻且安定之分散體,較佳為使用球磨機或珠磨機。
能夠於製造本發明之活性能量線硬化型樹脂組成物之際較佳所用之球磨機可舉例:例如一種濕式球磨機,具有內部填充有介質之槽、旋轉軸、與該旋轉軸呈同軸狀的旋轉軸,且具有藉該旋轉軸之旋轉驅動而旋轉的攪拌葉輪、在該槽內所設置的原料供應口、在該槽內所設置的分散體排出口、及在貫穿槽之部分配設有該旋轉軸的軸封裝置,該軸封裝置係具有2個機械密封單元且具有藉外部密封液而以液體密封該2個機械密封單元密封部的構造之軸封裝置。
亦即,製造本發明之活性能量線硬化型樹脂組成物之方法,例如可舉例下列之方法:為一種濕式球磨機,具有內部填充有介質之槽、旋轉軸、與該旋轉軸呈同軸
狀的旋轉軸,且具有藉該旋轉軸之旋轉驅動而旋轉的攪拌葉輪、在該槽內所設置的原料供應口、在該槽內所設置的分散體排出口、及在貫穿槽之部分配設有該旋轉軸的軸封裝置;該軸封裝置係藉由從具有2個機械密封單元且具有藉外部密封液而以液體密封該2個機械密封單元密封部的構造之軸封裝置的濕式球磨機該供應口,將以該無機微粒(a)、該離子液體(B)、該丙烯酸聚合物(X)作為必要成分之樹脂成分供應至該槽內,在該槽內使旋轉軸與攪拌葉輪旋轉來攪拌混合介質與原料,而進行該無機微粒(a)之粉碎與該無機微粒(a)對該樹脂成分之分散,接著從該排出口排出。
有關此製造方法,該濕式球磨機之具體構造之一例如圖面所示,更詳細地予以說明。
顯示於第1圖之濕式球磨機係具有內部填充有介質之槽(p1)、旋轉軸(q1)、與該旋轉軸(q1)呈同軸狀的旋轉軸,且具有藉該旋轉軸之旋轉驅動而旋轉的攪拌葉輪(r1)、在該槽(p1)內所設置的原料供應口(s1)、在該槽(p1)內所設置的分散體排出口(t1)、及在貫穿槽之部分配設有該旋轉軸的軸封裝置(u1)。於此,該軸封裝置(u1)係具有2個機械密封單元且具有藉外部密封液而以液體密封該2個機械密封單元密封部的構造者,如此之軸封裝置(u1)可舉例:例如具有在第2圖所示之構造者。
使用該濕式球磨機而製造本發明之樹脂組成物之情形,可舉例:將該無機微粒(a)與該丙烯酸聚合物(X)供應至濕式球磨機而混合分散之方法。此時,除了該無機微
粒(a)與該丙烯酸聚合物(X)之外,亦可將該離子液體(B)、該化合物(c)、該分散輔助劑、該有機溶劑、及該各種添加劑一併供應至濕式球磨機而混合分散,於將該無機微粒(a)與該丙烯酸聚合物(X)供應至濕式球磨機而混合分散後,亦可將該離子液體(B)、該化合物(c)、該分散輔助劑、該有機溶劑、及該各種添加劑加入所得之混合物中。其中,基於使製造成為簡便之觀點,較佳為將該無機微粒(a)、該丙烯酸聚合物(X)、該離子液體(B)、該化合物(c)、該分散輔助劑、該有機溶劑、及該各種添加劑供應至濕式球磨機中而混合分散。還有,以防止分散時生成凝膠化等之目的下,其後,光聚合起始劑係添加於分散後之分散體中。
於顯示於第1圖之濕式球磨機中,原料係經由第1圖中之供應口(s1)而供應至槽(p1)。於該槽(p1)內已填充有介質,依照藉旋轉軸(q1)之旋轉驅動而旋轉的攪拌葉輪(r1)來攪拌混合原料與介質,進行該無機微粒(a)之粉碎、與無機微粒(a)對該丙烯酸聚合物(X)或化合物(c)之分散。該旋轉軸(q1)係其內側成為在排出口(t1)側具有開口部之空洞。於該空洞內設置有作為分離器之篩型分離器2,在該分離器2之內側設置有連接至排出口(t1)之通路。該槽(p1)內之分散體係受原料之供應壓力而被推擠,從該旋轉軸(q1)之開口部被運送至其內側之該分離器2。該分離器2不會使粒徑大的介質通過而是藉由僅使含有粒徑小的無機微粒(A)通過,該介質係滯留於槽(p1)內,僅分散體從排出口(t1)被排出。
該濕式球磨機係具有如第2圖所示之軸封裝置(u1)。該軸封裝置(u1)係具有2個機械密封單元,其具有使在該軸(q1)上所固定的旋轉環3與被第1圖中之軸封裝置的外殼1所固定之固定環4形成密封部的方式所配設的構造,且在該單元中之旋轉環3與固定環4之排列係2個單元朝相同方向。於此,所謂密封部係指依照該旋轉環3與固定環4所形成的一對滑動面。又,於2個機械密封單元間具有液體密封空間11,且具有連通於此液體密封空間11之外部密封液供應口5與外部密封液排出口6。於該液體密封空間11中,藉由利用泵8而從外部密封液槽7所供應的外部密封液(R)將經由該外部密封液供應口5而被供應,再經由該外部密封液排出口6,被送回該槽7而予以循環供應。藉此,在該液體密封空間11中,外部密封液(R)被密封地填充的同時,在該密封部中,於旋轉環3與固定環4之間所形成的間隙9也將會被外部密封液(R)所充滿。藉由此密封液(R)而進行該旋轉環3與該固定環4之滑動面的潤滑與冷卻。
又,藉外部密封液(R)之流入壓力而使固定環4對旋轉環3所按壓之力P1、固定環4將會因彈簧10而對旋轉環3所按壓之力P2、藉外部密封液(R)之流入壓力而使固定環4從旋轉環3所拉開之力與P3之均衡得以維持的方式來設定密封液(R)之流入壓力與彈簧10之壓力。藉此,外部密封液(R)將於滑動面的固定環4與旋轉環3之間隙9中被密封地填充,不會使該丙烯酸聚合物(X)或該化合物(c)進入該間隙9中。於該丙烯酸聚合物(X)或該化合物(c)流入該
間隙9中之情形下,因該旋轉環3與該固定環4之滑動而從該丙烯酸聚合物(X)與該化合物(c)產生機械自由基,此等所具有的(甲基)丙烯醯基將會引起聚合而發生凝膠化或增黏,藉由使用具有如該軸封裝置(u1)之軸封裝置的本發明申請案之濕式球磨機而避免如此之風險。
如該軸封裝置(u1)之軸封裝置可舉例:例如串聯型機械密封等。又,作為軸封裝置之具有該串聯型機械密封之濕式球磨機Y的市售品可舉例:例如Ashizawa Finetech股份有限公司製「LMZ」系列等。
該外部密封液(R)係一種非反應性液體,例如作為於製造該丙烯酸聚合物(X)之際所用之有機溶劑可舉例下列各種有機溶劑等。於此等之中,較佳為與該丙烯酸聚合物(X)之製造時所用之溶劑相同者,因而,較佳為酮溶劑,特佳為甲基乙基酮(MEK)或甲基異丁基酮(MIBK)。
於第1圖中之槽(p1)內所填充的介質,例如可使用各種微小珠。微小珠之材料可舉例:例如氧化鋯、玻璃、氧化鈦、銅、矽酸鋯等。於此等之中,由於氧化鋯之微小珠為最硬且磨耗少,故較佳。
由於該介質係在第1圖中之篩型分離器2之糊漿與介質的分離為良好,因為該無機微粒(a)之粉碎能力高而使分散時間變得較短,對該無機微粒(a)之撞擊不會過強,難以發生無機微粒(a)之過度分散現象。
所謂過度分散現象係指因無機微粒之破壞而生成新的活性表面、引起再凝聚之情形。發生過度分散現象之情形,使分散液凝膠化。
基於能夠使分散所得之動力成為最小、進行最為有效粉碎之觀點,第1圖中之槽(p1)內之介質填充率較佳為槽內容積之75至90體積%之範圍。
由於介質與該無機微粒(a)相碰撞之際的撞擊、提高了分散效率,該攪拌葉輪(r1)較佳為使尖端部之周速成為5至20m/sec之範圍的方式,更佳為8至20m/sec之範圍來予以旋轉驅動。
於使用如此之濕式球磨機而製造本發明之樹脂組成物之際,其製造方法可為分批式或連續式。又,於連續式之情形下,可為糊之取出後再度進行供應之循環型或亦可為非循環型。此等之中,基於使生產效率變高,或分散體具優越之均質性之觀點,較佳為循環型。
又,於使用如此之濕式球磨機而製造本發明之樹脂組成物之際,較佳為以二段步驟進行:將中值粒徑為400至1,000μm之範圍的較大粒子作為介質使用而進行預分散步驟之後,將中值粒徑為15至400μm之範圍的較小粒子作為介質使用而進行主要分散步驟。
於該預分散步驟中,使用中值粒徑為400至1,000μm之範圍的較大粒子之介質。由於如此之介質與無機微粒(a)相碰撞之際所給與的撞擊力大,粒徑大的無機微粒(a)之粉碎性高,使用此無機微粒(A)原料而進行直到某種程度之粒徑為止之粉碎。於該主要分散步驟中,使用中值粒徑為15至400μm之範圍的較小粒子之介質。雖然如此之介質與無機微粒(a)相碰撞之際所給與的撞擊力小,但與粒徑大的介質作一比較,由於相同體積中所含之粒子
數變多,故與無機微粒(a)之碰撞次數變多。因而,進一步基於將直到預分散步驟中之程度為止所粉碎的無機微粒(a)粉碎至更微細的粒子之目的下使用。於此,若該預分散步驟過長時,由於有發生該過度分散現象之虞,較佳為1至3次使糊來回地循環於該槽(p1)內之範圍進行該預分散步驟。
本發明之活性能量線硬化型樹脂組成物能夠用於塗料用途。該塗料係藉由塗布於各種基材上,照射活性能量線後使其硬化而能夠作為保護基材表面之塗布層使用。此情形下,可將本發明之塗料直接塗布於被表面保護構件上使用。或是,亦可將本發明之塗料塗布於塑膠薄膜上,將已形成塗膜者作為抗反射薄膜、擴散薄膜、及稜鏡片等之光學薄膜使用。由於使用本發明之塗料所得之塗膜具有表面硬度高且也具優越之透明性的特徵,特佳為塗布於塑膠薄膜上,作為保護膜用途或薄膜狀成型品使用。
該塑膠薄膜可舉例:例如由聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚酯、聚烯烴、環氧樹脂、三聚氰胺樹脂、三乙醯基纖維素樹脂、ABS樹脂、AS樹脂、降烯系樹脂、環狀烯烴、聚醯亞胺樹脂等所構成的塑膠薄膜。
將本發明申請案之塗料塗布於塑膠薄膜上之際的塗布量較佳使乾燥後之質量成為0.1至30g/m2之範圍,更佳成為1至20g/m2之範圍的方式來塗布。本發明之塗膜的膜厚係藉由設為3%以上,作為保護層而發現充分之硬度。
其中,相對於塑膠薄膜之膜厚而言,較佳為將塗膜之膜厚設為3至100%之範圍,更佳為5至100%之範圍的薄膜,相對於薄膜狀基材之膜厚而言,特佳為5至50%之範圍的薄膜。
本發明之塗料的塗布方法可舉例:例如棒塗布機塗布、繞線棒(Mayer bar)塗布、氣刀塗布、照相凹版塗布、逆照相凹版塗布、平版印刷、柔版印刷、網板印刷法等。
使本發明之塗料硬化而作成塗膜之際所照射的活性能量線可舉例:例如紫外線或電子線。於藉紫外線而使其硬化之情形下,將具有氙燈、高壓水銀燈、金屬鹵化物燈之紫外線照射裝置作為光源使用,視必要而調整光量、光源之配置等。於使用高壓水銀燈之情形下,通常對於具有80至160W/cm之範圍的光量之1個燈泡燈而言,較佳為於搬送速度5至50m/分鐘之範圍內使其硬化。另一方面,於藉電子線而使其硬化之情形下,通常較佳為利用具有10至300kV之範圍的加速電壓的電子線加速裝置,在搬送速度5至50m/分鐘之範圍內使其硬化。
又,塗布本發明之塗料的基材,不僅為塑膠薄膜,也能夠適當使用各種塑膠成型品可舉例:例如作為行動電話、家電製品、汽車之保險桿等之表面塗布劑。此情形下,作為其塗膜之形成方法可舉例:例如噴塗法、轉印法、片黏著法等。
該噴塗法係噴霧塗布該塗料,或是使用簾塗布機、輥塗布機、照相凹版塗布機等之印刷機器,對成型品噴
塗作為面塗層而塗布後,照射活性能量線而使其硬化之方法。
該轉印法可舉例:使在具有脫模性之基體片上塗布上述本發明之塗料後所得之轉印材黏著於成型品表面後,剝離基體片而在成型品表面轉印面塗層,接著照射活性能量線而使其硬化之方法,或是使該轉印材黏著於成型品表面後,照射活性能量線而使其硬化,接著藉由剝離基體片而將面塗層轉印至成型品表面之方法。
另一方面,該片黏著法係藉由將在基體片上具有由該本發明之塗料所構成的塗膜之保護片、或在基體片上具有由該塗料所構成的塗膜與加飾層之保護片黏著於塑膠成型品而在成型品表面形成保護層之方法。
此等之中,本發明之塗料能夠較佳使用於轉印法及片黏著法用途。
於該轉印法中,首先作成轉印材。該轉印材例如能夠單獨地將該塗料或是將與聚異氰酸酯化合物混合者塗布於基材片上,進行加熱而使塗膜半硬化(B-階段化)後製得。
於此,本發明之活性能量線硬化型化合物所含之該丙烯酸聚合物(X)或該化合物(c)為在分子構造中具有羥基之化合物之情形,基於更有效地進行該B-階段化步驟之目的下,亦可與聚異氰酸酯化合物併用。
為了製造轉印材,首先在基材片上噴塗上述本發明之塗料。噴塗該塗料之方法可舉例:例如照相凹版塗布法、輥塗布法、噴霧塗布法、唇塗布法、逗點塗布法等
之塗布法、照相凹版印刷法、網版印刷法等之印刷法等。由於進行噴塗之際的膜厚係使耐磨耗性及耐藥品性成為良好,較佳為使硬化後之塗膜厚度成為0.5至30μm的方式來噴塗,更佳為成為1至6μm的方式來噴塗。
利用上述方法而將該塗料噴塗於基材片上之後,使其加熱乾燥而使塗膜半硬化(B-階段化)。加熱通常為55至160℃,較佳為100至140℃。加熱時間通常為30秒鐘至30分鐘,較佳為1至10分鐘,更佳為1至5分鐘。
使用該轉印材之成型品的表面保護層之形成,例如於黏著該轉印材所B-階段化的樹脂層與成型品後,且於照射活性能量線而使樹脂層硬化後進行。具體而言,例如藉由使轉印材所B-階段化的樹脂層黏著於成型品表面,之後,剝離轉印材之基材片而使轉印材所B-階段化的樹脂層轉印至成型品表面上之後,藉由活性能量線照射而使其能量硬化後進行樹脂層交聯硬化之方法(轉印法);將該轉印材插入成型模具內,使樹脂射出充滿於模槽內,獲得樹脂成型品的同時,也使轉印材黏著於其表面,剝離基體片而轉印至成型品上之後,藉由活性能量線照射而使其能量線硬化後進行樹脂層的交聯硬化之方法(成型同時轉印法)等。
接著,具體而言,片黏著法可舉例:使預先作成的保護層形成用片之基體片與成型品黏著之後,藉由加熱而使其熱硬化,進行由B-階段化構成的樹脂層之交聯硬化之方法(後黏著法);或將該保護層形成用片插入成型模具內,使樹脂射出充滿於模槽內,獲得樹脂成型品的
同時,也使其表面與保護層形成用片黏著後,藉由加熱而使其熱硬化後進行樹脂層的交聯硬化之方法(成型同時黏著法)等。
接著,本發明之塗膜係使本發明之塗料塗布、硬化於上述塑膠薄膜上所形成的塗膜,或是作為塑膠成型品之表面保護劑係使本發明之塗料塗布、硬化所形成的塗膜,又,本發明之薄膜係在塑膠薄膜上形成塗膜之薄膜。
於該薄膜之各種用途之中,如上所述,基於具優越之塗膜硬度之觀點,較佳為將本發明之塗料塗布於塑膠薄膜上、照射活性能量線後所得之薄膜,將該薄膜作為液晶顯示器或觸控面板顯示器等所用之偏光板用保護膜使用。具體而言,將本發明之塗料塗布於液晶顯示器或觸控面板顯示器等所用之偏光板的保護膜上,作成照射活性能量線、使其硬化構成的薄膜之情形,使硬化塗膜成為兼具高硬度與高透明性之保護膜。於偏光板之保護膜用途中,亦可在塗布本發明之塗料的塗布層相反側面上形成黏著劑層。
以下,列舉具體之製造例、實施例而更具體說明本發明,本發明並非受此等實施例所限定者。例子中之份及%只要無特別之記載,全部為質量基準。
於本發明之實施例中,重量平均分子量(Mw)係使用凝膠滲透層析儀(GPC),依照下列之條件所測得之值。
測定裝置:Tosoh股份有限公司製 HLC-8220
管柱:Tosoh股份有限公司製 Guard管柱HXL-H+Tosoh股份有限公司製 TSKgel G5000HXL+Tosoh股份有限公司製 TSKgel G4000HXL+Tosoh股份有限公司製 TSKgel G3000HXL+Tosoh股份有限公司製 TSKgel G2000HXL
檢測器:RI(微差折射計)
資料處理:Tosoh股份有限公司製 SC-8010
標準:聚苯乙烯
試樣:利用精密過濾器過濾以樹脂固形成分換算0.4重量%之四氫呋喃溶液者(100μl)
在本發明申請案使用之無機微粒(a)
.無機微粒(a1):日本Aerosil股份有限公司製「Aerosil R7200」一次平均粒徑12nm之二氧化矽微粒
.無機微粒(a2):日本Aerosil股份有限公司製「Aerosil R711」一次平均粒徑12nm之二氧化矽微粒
.無機微粒(a3):日本Aerosil股份有限公司製「Aerosil 50」一次平均粒徑30nm之二氧化矽微粒
.無機微粒(a4):日本Aerosil股份有限公司製「Aerosil 200」一次平均粒徑12nm之二氧化矽微粒
.無機微粒(a1’):日揮觸媒化成股份有限公司製「ELCOM V-8804」(γ-甲基丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷處理二氧化矽之分散體)
在本發明申請案使用之離子液體(B)
.離子液體(B1):廣榮化學股份有限公司製「IL-A2」
.離子液體(B2):廣榮化學股份有限公司製「IL-A5」
.離子液體(B3):廣榮化學股份有限公司製「IL-AP3」
丙烯酸聚合物(X-1)之製造
於具備攪拌裝置、冷卻管、滴液漏斗及氮氣導入管之反應裝置中,進料甲基異丁基酮493質量份,一面攪拌一面使系統內溫度升溫至110℃,接著,歷時3小時而從滴液漏斗滴入由甲基丙烯酸環氧丙酯304質量份、甲基丙烯酸甲酯17質量份、丙烯酸乙酯17質量份及第三丁基過氧-2-乙基己酸酯(日本乳化劑股份有限公司製「Perbutyl O」)15質量份所構成的混合液後,於110℃下保持15小時。接著,降溫至90℃後,進料Methoquinone 2質量份及丙烯酸154質量份後,添加三苯基膦5質量份後,進一步升溫至100℃後保持8小時,獲得丙烯酸聚合物(X-1)之甲基異丁基酮溶液1,000質量份。該丙烯酸聚合物(X-1)之各特性值係如下所示。不揮發成分:50.0質量%、加登納(Gardener)黏度(25℃):Z4-Z5、加登納顏色:1以下、酸價:1.5、重量平均分子量(Mw):24,000、固形物換算之理論丙烯醯基當量:230g/eq。
丙烯酸聚合物(X-2)之製造
於具備攪拌裝置、冷卻管、滴液漏斗及氮氣導入管之反應裝置中,進料甲基異丁基酮476質量份,一面攪拌
一面使系統內溫度升溫至110℃,接著,歷時3小時而從滴液漏斗滴入由甲基丙烯酸環氧丙酯119質量份、甲基丙烯酸甲酯267質量份、甲基丙烯酸正丁酯30質量份、及第三丁基過氧-2-乙基己酸酯(日本乳化劑股份有限公司製「Perbutyl O」)48質量份所構成的混合液後,於110℃下保持15小時。接著,降溫至90℃後,進料Methoquinone 5質量份及丙烯酸60質量份後,添加三苯基膦5質量份後,進一步升溫至100℃後保持8小時,獲得丙烯酸聚合物(X-2)之甲基異丁基酮溶液1,000質量份。該丙烯酸聚合物(X-2)之各特性值係如下所示。不揮發成分:50.0質量%、加登納黏度(25℃):U、加登納顏色:1以下、酸價:1.0、重量平均分子量(Mw):10,400、固形物換算之理論丙烯醯基當量:572g/eq。
本發明申請案實施例所用之在分子構造中具有(甲基)丙烯醯基之化合物(c)
.六丙烯酸二季戊四醇酯(c1)
.四丙烯酸季戊四醇酯(c2)
使用濕式球磨機(Ashizawa股份有限公司製「Star Mill LMZ015」)混合分散已摻合在該製造例1所得之丙烯酸聚合物(X-1)之甲基異丁基酮溶液60質量份(60質量份中丙烯酸聚合物(X-1)為30.0質量份)、六丙烯酸二季戊四醇酯(c1)20質量份、無機微粒(a1)50質量份、離子液體(B)0.5質量份、MIBK 60質量份及丙二醇一甲基醚10質量份之物而獲得分散體。
利用該濕式球磨機所進行的分散之各條件係如下所示。
介質:中值粒徑100μm之氧化鋯珠
樹脂組成物對磨機內容積之填充率:70堆積%
攪拌葉片尖端部之周速:11m/sec
樹脂組成物之流速:200ml/min
分散時間:60分鐘
混合所得之分散體100g與光起始劑(Ciba Specialty Chemicals公司製「Irugacure #184」)2g,獲得活性能量線硬化型樹脂組成物。針對該活性能量線硬化型樹脂組成物,藉由下列各種試驗而評估其性能,將結果顯示於表1。
無機微粒(A)之平均粒徑之測定
活性能量線硬化型樹脂組成物中之無機微粒(A)之平均粒徑係使用粒徑測定裝置(大塚電子股份有限公司製「ELSZ-2」)而測得。
塗膜之鉛筆硬度試驗
1.硬化塗膜之作成方法
藉由在三乙醯基纖維素(TAC)薄膜(膜厚80μm)上,使硬化後之膜厚成為10μm的方式來利用棒塗布機塗布該活性能量線硬化型樹脂組成物,在70℃下使其乾燥1分鐘,在氮氣下使用高壓水銀燈,以250mJ/cm2之照射量使其通過後硬化而獲得具有硬化塗膜之試驗片。
2.鉛筆硬度試驗方法
依照JIS K 5400,藉由載重500g之鉛筆劃痕試驗而評
估上述試驗片之硬化被覆膜。進行5次試驗,將附有2次以上刮傷之硬度的下一個硬度設為其塗膜之鉛筆硬度。
塗膜之透明性試驗
1.硬化塗膜之作成方法
利用相同於上述鉛筆硬度試驗情形之方法而作成塗膜。
2.透明性試驗方法
使用Suga試驗機股份有限公司製「Haze Computer HZ-2」而測定塗膜之霧度值。霧度值越低,塗膜之透明性越高。
塗料之儲藏安定性試驗
以40℃之溫度條件下,2週至3個月期間靜置該活性能量線硬化型樹脂組成物,評估各期間經過時有無沉澱物。
○:未觀察到沉澱物
×:觀察到沉澱物
除了將組成設為表1及表2之摻合以外,進行相同於實施1的方式來獲得活性能量線硬化型樹脂組成物。針對此等而進行與實施1同樣的試驗。將結果顯示於表1及表2。
使用勻相分散機而混合分散已摻合二丙烯酸己二醇酯20質量份、四丙烯酸乙氧基化季戊四醇酯40質量份、無機微粒(A1’)100質量份、離子液體(B1)0.2質量份及MIBK 40質量份者而獲得分散體。針對該分散體,進行與實施例1同樣的試驗。將結果顯示於表3。
利用該勻相分散機所進行的分散之各條件係如下所示。
旋轉速度:2400r/min
分散時間:15分鐘
除了將組成作成顯示於表3之摻合以外,與實施例1同樣地進行而獲得活性能量線硬化型樹脂組成物。針對此等,進行與實施例1同樣的試驗。將結果顯示於表3。
除了將組成作成顯示於表3之摻合以外,與實施例1同樣地進行而獲得活性能量線硬化型樹脂組成物。針對此等而進行與實施例1同樣的試驗。將結果顯示於表3。
1‧‧‧外殼
2‧‧‧分離器
3‧‧‧旋轉環
4‧‧‧固定環
5‧‧‧外部密封液供應口
6‧‧‧外部密封液排出口
7‧‧‧外部密封液槽
8‧‧‧泵
9‧‧‧間隙
10‧‧‧彈簧
11‧‧‧液體密封空間
p1‧‧‧槽
q1‧‧‧旋轉軸
r1‧‧‧攪拌葉輪
s1‧‧‧供應口
t1‧‧‧排出口
U1‧‧‧軸封裝置
第1圖係能夠用於製造本發明之樹脂組成物之際的濕式球磨機之縱剖面圖。
第2圖係能夠用於製造本發明之樹脂組成物之際的濕式球磨機的軸封裝置之縱剖面圖。
Claims (18)
- 一種活性能量線硬化型樹脂組成物,其特徵為含有以平均粒徑為90至300nm之範圍的無機微粒(A)、離子液體(B)、重量平均分子量(Mw)為5,000至80,000之範圍且在分子構造中具有(甲基)丙烯醯基之丙烯酸聚合物(X)作為必要成分。
- 如申請專利範圍第1項之活性能量線硬化型樹脂組成物,其中該無機微粒(A)為由二氧化矽、氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦、鈦酸鋇、三氧化銻所構成之群組中所選出的1種以上之無機微粒。
- 如申請專利範圍第2項之活性能量線硬化型樹脂組成物,其中該無機微粒(A)為乾式二氧化矽。
- 如申請專利範圍第1項之活性能量線硬化型樹脂組成物,其中該離子液體(B)為脂肪族胺系離子性化合物或脂肪族磷系離子性化合物。
- 如申請專利範圍第4項之活性能量線硬化型樹脂組成物,其中該離子液體(B)為脂肪族胺系離子性化合物。
- 如申請專利範圍第1項之活性能量線硬化型樹脂組成物,其中該丙烯酸聚合物(X)為以具有反應性官能基與(甲基)丙烯醯基之化合物(y)作為必要成分而使其聚合所得之丙烯酸聚合物(Y)、及使具有可與該化合物(y)所具有之反應性官能基進行反應之官能基與(甲基)丙烯醯基之化合物(z)反應所得之聚合物。
- 如申請專利範圍第6項之活性能量線硬化型樹脂組成物,其中該化合物(y)為具有環氧基與(甲基)丙烯醯基 之化合物(y1),且該化合物(z)為具有羧基與(甲基)丙烯醯基之化合物(z1)。
- 如申請專利範圍第1項之活性能量線硬化型樹脂組成物,其中除了該無機微粒(A)、該丙烯酸聚合物(X)與離子液體(B)之外,也含有在該丙烯酸聚合物(X)以外之分子構造中具有(甲基)丙烯醯基之化合物(c)。
- 如申請專利範圍第8項之活性能量線硬化型樹脂組成物,其中該丙烯酸聚合物(X)與該具有(甲基)丙烯醯基之化合物(c)的質量比[(X)/(c)]為5/95至90/10之範圍。
- 如申請專利範圍第8項之活性能量線硬化型樹脂組成物,其中於該無機微粒(A)、該離子液體(B)、該丙烯酸聚合物(X)、及該在分子構造中具有(甲基)丙烯醯基之化合物(c)的合計100質量份中,於20至60質量份之範圍內含有該無機微粒(A)。
- 如申請專利範圍第8項之活性能量線硬化型樹脂組成物,其中於該無機微粒(A)、該離子液體(B)、該丙烯酸聚合物(X)、及該在分子構造中具有(甲基)丙烯醯基之化合物(c)的合計100質量份中,於0.01至5質量份之範圍內含有該離子液體(B)。
- 如申請專利範圍第1項之活性能量線硬化型樹脂組成物,其中一種濕式球磨機,具有內部填充有介質之槽、旋轉軸、與該旋轉軸呈同軸狀的旋轉軸,且具有藉該旋轉軸之旋轉驅動而旋轉的攪拌葉輪、在該槽內所設置的供應口、在該槽內所設置的排出口、及在貫穿槽之部分配設有該旋轉軸的軸封裝置;該樹脂組成物 係利用下列方法所製造者:該軸封裝置係藉由從具有2個機械密封單元且具有藉外部密封液而以液體密封該2個機械密封單元密封部的構造之軸封裝置的濕式球磨機該供應口,將以無機微粒(a)、該離子液體(B)、該丙烯酸聚合物(X)作為必要成分之樹脂成分供應至該槽內,在該槽內使旋轉軸與該攪拌葉輪旋轉來攪拌混合介質與原料,而進行該無機微粒(a)之粉碎與該無機微粒(a)對該樹脂成分之分散,接著從該排出口排出。
- 一種活性能量線硬化型樹脂組成物之製造方法,其特徵為一種濕式球磨機,具有內部填充有介質之槽、旋轉軸、與該旋轉軸呈同軸狀的旋轉軸,且具有藉該旋轉軸之旋轉驅動而旋轉的攪拌葉輪、在該槽內所設置的原料供應口、在該槽內所設置的分散體排出口、及在貫穿槽之部分配設有該旋轉軸的軸封裝置;該軸封裝置係藉由從具有2個機械密封單元且具有藉外部密封液而以液體密封該2個機械密封單元密封部的構造之軸封裝置的濕式球磨機該供應口,將以無機微粒(a)、離子液體(B)、重量平均分子量(Mw)為5,000至80,000之範圍且在分子構造中具有(甲基)丙烯醯基之丙烯酸聚合物(X)作為必要成分之樹脂成分供應至該槽內,在該槽內使旋轉軸與攪拌葉輪旋轉來攪拌混合介質與原料,而進行該無機微粒(a)之粉碎與該無機微粒(a)對該樹脂成分之分散,接著從該排出口排出。
- 一種塗料,其係含有如申請專利範圍第1至12項中任一項之活性能量線硬化型樹脂組成物。
- 一種塗料,其係含有利用如申請專利範圍第13項之製造方法所製造的活性能量線硬化型樹脂組成物。
- 一種塗料,其係由使如申請專利範圍第14或15項之塗料硬化而構成。
- 一種積層薄膜,其係在塑膠薄膜之單面或雙面具有如申請專利範圍第16項之塗膜。
- 如申請專利範圍第17項之積層薄膜,其中該塑膠薄膜為三乙醯基纖維素薄膜。
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