TWI450939B - 塑膠基材用塗料組成物、其所形成之塗膜、以及形成體 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種塑膠基材用塗料組成物、以及其所形成之塗膜、以及塑膠基材與塗膜所形成之形成體。
以塑膠材料作為構成材料之塑膠製品而言,於車輛、船舶、建築等各領域中其被廣泛地用作為裝飾用材料、無機玻璃的代替材料、鏡子、透鏡、其他各種光學材料或各種顯示材料。
一般而言,因塑膠材料其表面容易刮傷,故已知通常會於塑膠材料所構成的基材上塗佈熱硬化性樹脂或光硬化性樹脂等,對基材表面進行硬膜(hard coat)處理。
然而,塑膠製品雖被期望能具有更優異之耐刮傷性(耐磨性),但上述之硬膜處理其耐磨性仍不能說已經足夠。
因此,例如專利文獻1中已揭示一種塗佈劑組成物,其耐磨性以及硬化性優異,含有具有(甲基)丙烯醯基之二氧化矽粒子、以及該二氧化矽粒子與具有聚合性官能基之化合物來作為賦予形成透明被覆之硬化性組成物的材料。
此外,專利文獻2中亦已揭示一種被覆材組成物,其耐磨性以及耐候性等良好,含有膠體二氧化矽與自由基聚合性矽烷化合物反應後之被覆材來作為可形成與基材之密合性優異之交聯硬化被膜的材料。
[專利文獻1]日本專利特開2003-41148號公報
[專利文獻2]日本專利特開平7-109355號公報
然而,專利文獻1、2所記載之組成物中,其耐磨性仍不能說已經足夠。
此外,塗佈組成物中,塑膠基材雖被期望能具有優異之附著性或耐候性,但專利文獻1、2所記載之組成物其附著性或耐候性亦不能說已經足夠。
本發明有鑑於上述事情,其目的在於實現一種塑膠基材用塗料組成物,其可形成對塑膠基材的附著性良好、且耐磨性與耐候性優異之塗膜。
為了解決上述課題,本發明係採用以下方法。
亦即:
(1)本發明之塑膠基材用塗料組成物,其作為塗膜形成成份係含有具有(甲基)丙烯醯基之二氧化矽粒子、6官能以上之脂肪族(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯、與具有脂環構造之活性能量線硬化性化合物,且該塗膜形成成份100質量%中,含有上述二氧化矽粒子1.0~40質量%。
(2)如上述(1)所記載之塑膠基材用塗料組成物,其中上述塗膜形成成份100質量%中,較佳為含有上述脂肪族(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯10~60質量%。
(3)如上述(1)所記載之塑膠基材用塗料組成物,其中上述塗膜形成成份100質量%中,較佳為含有上述活性能量線硬化性化合物5~60質量%。
(4)如上述(1)所記載之塑膠基材用塗料組成物,其中相對於上述塗膜形成成份100質量%,較佳為含有光聚合起始劑1~20質量份。
(5)本發明係包含一種塗膜,其係由上述(1)~(4)所記載之塑膠基材用塗料組成物所形成者。
(6)本發明係包含一種形成體,其係於塑膠基材上塗佈有上述(5)所記載之塗膜者。
根據本發明之塑膠基材用塗料組成物,其可形成對塑膠基材的附著性良好、耐磨性與耐候性優異之塗膜,且塗佈有其塗膜之形成體具有優異之耐磨性與耐候性。
以下,針對本發明詳細地加以說明。
本發明之塑膠基材用塗料組成物(以下有時稱之為「塗料組成物」)係含有塗膜形成成份。
塗膜形成成份係包含:二氧化矽粒子(silica particle)、脂肪族(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯(aliphatic urethane(meth)acrylate)、與活性能量線硬化性化合物(active energy ray curing compound)。
[塗膜形成成份]
<二氧化矽粒子>
二氧化矽粒子係具有(甲基)丙烯醯基。
上述之二氧化矽粒子例如可藉由具有(甲基)丙烯醯基之化合物與烷氧矽烷部分縮合物進行脫醇縮合反應而製得。
以下,本說明書中將具有(甲基)丙烯醯基之二氧化矽粒子稱為「聚合性二氧化矽粒子」。
作為具有(甲基)丙烯醯基之化合物,例如可列舉(甲基)丙烯酸羥烷基酯類、或該ε-己內酯縮合物、單(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯、三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯等。
作為烷氧矽烷部分縮合物,可列舉於酸或鹼觸媒的存在下添加烷氧矽烷化合物以及水,因而產生部份水解而縮合者。作為烷氧矽烷化合物,例如可列舉四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、乙基三乙氧基矽烷等。
此外,本發明中所謂「(甲基)丙烯醯基」係表示甲基丙烯醯基與丙烯醯基之一者或兩者;所謂「(甲基)丙烯酸酯」係表示甲基丙烯酸酯與丙烯酸酯之一者或兩者。
此外,作為聚合性二氧化矽粒子亦可使用市售品,例如較佳為荒川化學工業公司製「BEAMSET HC-900」、「BEAMSET HC-910」、JSR公司製「Desolite Z7501」、「Desolite Z7503」等。
聚合性二氧化矽粒子的平均粒徑,較佳為5nm~600nm、更佳為10nm~300nm。最佳為10nm~200nm。若平均粒徑為5nm以上,則會有容易確保耐磨性的傾向。另一方面,若平均粒徑為600nm以下,則會有容易維持透明性的傾向。
此外,聚合性二氧化矽粒子的平均粒徑,係以體積基準的中值粒徑求得之值。
聚合性二氧化矽粒子的含有量,於塗膜形成成份100質量%中為1.0~40質量%、較佳為5.0~20質量%、更佳為10~15質量%。若含有量為1.0質量%以上,則由塗料組成物所形成之塗膜的耐磨性會變得良好。另一方面,若含有量為40質量%以下,則塗膜對塑膠基材的附著性會提升。
<脂肪族(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯>
脂肪族(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯係具有6官能以上之官能基。
一般而言,若於塗料組成物中含有脂肪族(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯以外之(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯時,則塗膜的耐候性會降低,而塗膜會有容易黃變的傾向。因此,為了維持塗膜的耐候性,而常於塗料組成物中含有脂肪族(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯。其中,對於形成具有耐候性之塗膜而言,以含有具有5官能以上之脂肪族(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯為佳。另外,若官能基的數目為6官能以上,則可形成耐候性優異、且因交聯密度變高而使得耐磨性亦優異之塗膜。
作為上述之脂肪族(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯,可列舉聚異氰酸酯化合物與多元醇、具有羥基之(甲基)丙烯酸酯之反應物。
作為聚異氰酸酯化合物,例如可列舉六亞甲基二異氰酸酯、2,2,4-三甲基六亞甲基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯的三倍體、以及該等之脂肪族聚異氰酸酯等。
作為多元醇,例如可列舉乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、三羥甲基丙烷、季戊四醇等。
作為具有羥基之(甲基)丙烯酸酯,例如可列舉三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯等。
藉由上述聚異氰酸酯化合物與多元醇、具有羥基之(甲基)丙烯酸酯加以反應,可製得6官能以上之脂肪族(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯。此外,可於反應中使用公知的觸媒。
此外,作為脂肪族(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯亦可使用市售品,例如可列舉DAICEL-CYTEC公司製之胺基甲酸酯寡聚物「EBECRYL 1290K」、日本合成化學工業公司製之胺基甲酸酯寡聚物「紫光7610」、「紫光7620EA」等。
脂肪族(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯的含有量,於塗膜形成成份100質量%中較佳為10~60質量%、更佳為20~50質量%。最佳為25~45質量%。若含有量為10質量%以上,則可製得耐磨性更佳優異之塗膜。另一方面,若含有量超過60質量%,則不易得到一定程度以上之耐磨性。又於另一方面,製造成本會上升。若含有量於上述範圍內時則不僅可製得具備足夠耐磨性之塗膜,又可抑制製造成本,故含有量的上限值較佳為60質量%以下。
<活性能量線硬化性化合物>
活性能量線硬化性化合物係具有脂環構造。具有脂環構造之活性能量線硬化性化合物不易引起硬化收縮,特別是對塑膠材料之附著性良好。因此,藉由於塗料組成物中含有上述之活性能量線硬化性化合物,可形成對塑膠基材附著性優異之塗膜。
作為具有脂環構造之活性能量線硬化性化合物可為單體、亦可為寡聚物。例如可列舉(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸第三丁基環己酯、(甲基)丙烯酸二環己基戊酯、(甲基)丙烯酸三環癸基二甲醇酯、(甲基)丙烯酸異莰酯、二(甲基)丙烯酸二羥甲基三環癸酯、二(甲基)丙烯酸二羥甲基二環戊酯等。
此外,作為具有脂環構造之活性能量線硬化性化合物,亦可使用例如具有脂環構造之(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯。該具有脂環構造之(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯,係藉由具有脂環構造之聚異氰酸酯化合物與多元醇反應後,將所製得之生成物與具有羥基之(甲基)丙烯酸酯反應而製得。
作為具有脂環構造之聚異氰酸酯化合物,例如可列舉加氫苯二甲基二異氰酸酯、加氫二苯甲烷二異氰酸酯、異佛酮二異氰酸酯、1,3-雙(異氰酸甲基)環己烷酯、異佛酮二異氰酸酯的3倍體、以及具有該等之脂環構造之聚異氰酸酯化合物等。
作為多元醇,可使用先前於脂肪族(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯之說明中所例示之多元醇中選用1種以上。
作為具有羥基之(甲基)丙烯酸酯,可列舉2-羥基(甲基)丙烯酸乙酯、2-羥基(甲基)丙烯酸丙酯、2-羥基(甲基)丙烯酸丁酯、三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、五(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、三(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯等。
具有脂環構造之活性能量線硬化性化合物的含有量,於塗膜形成成份100質量%中較佳為5~60質量%、更佳為10~50質量%。最佳為15~40質量%。若含有量為5質量%以上,則可製得附著性(特別是冷熱附著性)優異之塗膜。另一方面,若含有量為60質量%以下,則可製得具備足夠耐磨性之塗膜。
<其他>
塗膜形成成份中除了含有具有上述脂環構造之活性能量線硬化性化合物以外,亦可含有其他活性能量線硬化性化合物。
作為其他活性能量線硬化性化合物,可列舉例如於分子內具有1個以上之(甲基)丙烯醯基之化合物。具體而言,可列舉(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸第三丁酯、(甲基)丙烯酸苯甲酯、(甲基)丙烯酸乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸丁氧基乙酯、(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸第三丁基環己酯、(甲基)丙烯酸二環己基戊烯酯、(甲基)丙烯酸三環癸基二甲醇酯、(甲基)丙烯酸異莰酯、二(甲基)丙烯酸乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸二乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸三乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸四乙二醇酯、膦酸2-(甲基)丙烯醯氧基乙酯、二(甲基)丙烯酸1,4-丁烷二醇酯、二(甲基)丙烯酸1,6-己烷二醇酯、三(甲基)丙烯酸三(2-羥乙基)異三聚氰酸酯、二(甲基)丙烯酸二羥甲基三環癸酯、二(甲基)丙烯酸新戊二醇酯、二(甲基)丙烯酸3-甲基-1,5-戊烷二醇酯、二(甲基)丙烯酸2-丁基-2-乙基-1,3-丙烷酯、二(甲基)丙烯酸丙二醇酯、二(甲基)丙烯酸二丙二醇酯、三(甲基)丙烯酸三羥甲基丙烷酯、三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、四(甲基)丙烯酸二羥甲基丙烷酯、四(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、六(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、三(丙烯醯氧基乙基)異三聚氰酸酯等。
其他活性能量線硬化性化合物的含有量,於塗膜形成成份100質量%中較佳為5~50質量%、更佳為10~40質量%。最佳為15~35質量%。若含有量為5質量%以上,則用作塗料組成物時可抑制黏度成為所需以上,具有確保塗佈性的傾向。另一方面,若含有量為50質量%以下,則具有可維持良好的耐磨性與耐候性的傾向。
此外,塗膜形成成份中亦可進一步含有上述聚合性二氧化矽粒子以外之其他二氧化矽粒子(亦即不含有(甲基)丙烯醯基之二氧化矽粒子)或熱塑性樹脂。
藉由含有其他二氧化矽粒子,可抑制塗料組成物硬化時之硬化收縮,特別是於塗膜的膜較厚時具有可抑制易產生的龜裂的傾向。作為其他二氧化矽粒子,可列舉例如產品名Snow-Tex20、Snow-Tex30、Snow-Tex40、Snow-Tex UP、Snow-Tex OUP(以上均為日產化學工業公司製)等。該等其他二氧化矽粒子可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
含有其他二氧化矽粒子時,其平均粒徑較佳為5nm~600nm、更佳為10nm~300nm。最佳為10nm~200nm。若平均粒徑未滿5nm,則為了顯現龜裂的抑制效果而有必要添加大量的其他二氧化矽粒子,其結果會使附著性容易降低。若平均粒徑為5nm以上,則可良好地維持龜裂的抑制與附著性的平衡。另一方面,若平均粒徑為600nm以下,則可具有維持透明性的傾向。
此外,其他二氧化矽粒子的平均粒徑,係以體積基準的中值粒徑求得之值。
其他二氧化矽粒子係因應製得之塗料組成物的用途而添加,其含有量於塗膜形成成份100質量%中較佳為0~20質量%、更佳為1~10質量%。最佳為2~8質量%。即使不含其他二氧化矽粒子亦可充分發揮本發明的效果,而若含有量位於上述範圍內,則可抑制塗料組成物硬化時的硬化收縮,特別是於塗膜的膜較厚時可抑制易產生的龜裂。
另一方面,若於塗膜形成成份中含有熱塑性樹脂,則會有塗料組成物的流動性變得更好的傾向。作為熱塑性樹脂,可例示聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸2-乙基己酯等同元聚合物、或該等之共聚物等之(甲基)丙烯酸樹脂。該等之中較佳為聚甲基丙烯酸甲酯。
熱塑性樹脂係因應製得之塗料組成物的用途而添加,其含有量於塗膜形成成份100質量%中較佳為0~30質量%、更佳為0~20質量%。最佳為0~15質量%。即使不含熱塑性樹脂亦可充分發揮本發明的效果,而若含有量位於上述範圍內,則可保持形成之塗膜的附著性、耐磨性與耐候性等諸物性,進一步可修飾塗料組成物的流動性。
含有上述各成份之塗膜形成成份,其平均交聯點間分子量較佳為100~500、更佳為140~365的範圍內。若平均交聯點間分子量為100以上,則不僅可防止本發明之塗料組成物所形成之塗膜成為所需以上的硬度,且硬化保護膜會變得不易剝離。另一方面,若平均交聯點間分子量為500以下,則不僅可防止塗料組成物所形成之塗膜成為所需以上的柔軟度,且可抑制硬化保護膜的斷裂。
此外,本發明中所謂平均交聯點間分子量,意指除了構成塗膜形成成份之聚合性二氧化矽粒子以及其他二氧化矽粒子以外,將各單體的平均分子量除以該單體的反應性官能基數所算出之交聯點間分子量的平均值(亦即各交聯點間分子量的值所對應各單體的比例所換算之合計值)。例如,含有塗膜形成成份三丙烯酸三羥甲基丙烷酯(TMPTA)的情況,TMPTA的平均分子量為296,反應性官能基為3,因此交聯點間分子量的值為99。此外,TMPTA的反應性官能基指的是丙烯醯基(乙烯基)。
[其他成份]
本發明之塗料組成物較佳為含有光聚合起始劑以及紫外線吸收劑。
作為光聚合起始劑,可列舉例如商品名IRGACURE 184、IRGACURE 149、IRGACURE 651、IRGACURE 907、IRGACURE 754、IRGACURE 819、IRGACURE 500、IRGACURE 1000、IRGACURE 1800、IRGACURE 754(以上均為Ciba Specialty Chemicals公司製)、Lucirin TPO(BASF公司製)、KAYACURE DETX-S、KAYACURE EPA、KAYACURE DMBI(以上均為日本化藥公司製)等。該等光聚合起始劑可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
此外,除了光聚合起始劑亦可使用光增感劑或光促進劑。
光聚合起始劑的含有量相對於塗膜形成成份100質量份較佳為1~20質量份、更佳為2~10質量份。最佳為3~8質量份。若光聚合起始劑的含有量位於上述範圍內,則可得到充分的交聯密度,可製得耐磨性更佳優異的塗膜。
作為紫外線吸收劑,可列舉例如商品名TINUVIN 327、TINUVIN 328、TINUVIN 400、TINUVIN 479、TINUVIN 900、TINUVIN 928(以上均為Ciba Specialty Chemicals公司製)、SEESORB 100、SEESORB 101、SEESORB 103、SEESORB 151(以上均為SHIPRO公司製)等。該等紫外線吸收劑可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
紫外線吸收劑的含有量相對於塗膜形成成份100質量份較佳為1~20質量份、更佳為2~10質量份。最佳為3~8質量份。若紫外線吸收劑的含有量位於上述範圍內,則可維持耐磨性,且可製得耐候性更佳優異的塗膜。
塗料組成物亦可視需要含有各種溶劑。作為溶劑,可列舉例如甲苯、二甲苯、石油腦、甲基環環己烷、乙基環己烷等烴系溶劑;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸乙二醇單甲醚等酯系溶劑、丙酮、甲基乙酮、甲基異丁酮、二異丁酮等酮系溶劑等酮系溶劑等。該等溶劑可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
此外,塗料組成物亦可適量含有通常的塗料所用之添加劑,如抗氧化劑、自由基捕捉劑、表面調整劑、可塑劑、抗顏料沉澱劑等。
塗料組成物可藉由混合上述塗膜形成成份(含有聚合性二氧化矽粒子、6官能以上之脂肪族(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯、具有脂環構造之活性能量線硬化性化合物、視需要含有其他活性能量線硬化性化合物、其他二氧化矽粒子、以及熱塑性樹脂)與其他成份(光聚合起始劑、溶劑、各種添加劑等)來調製。
如此調製之塗料組成物,以噴塗法、刷塗法、輥塗法、簾塗法、流塗法、浸漬塗法等塗佈於塑膠基材表面使得硬化後的塗膜厚度成為1~50μm左右,然後例如藉由將100~3000mJ左右(日本電池(股)公司製「UVR-N1」所測定之值)的紫外線使用融合燈、高壓水銀燈、金屬鹵素燈等照射1~10分鐘左右,可形成塗膜。
作為活性能量線,除了紫外線以外可使用電子束、γ線等。
本發明之塗料組成物可適用於塑膠基材的被覆用途。
作為構成塑膠基材之塑膠材料,可列舉聚碳酸酯樹脂、丙烯酸樹脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂(acrylonitrile-butadiene-styreneresin,ABS樹脂)、聚酯樹脂、環烯烴樹脂等。
藉由將本發明之塗料組成物塗佈於上述塑膠基材的表面以形成塗膜,可製得塑膠基材與塗膜的附著性良好、且耐磨性與耐候性優異之複合塗膜。此外,由本發明之複合塗膜被覆於上述塑膠基材的表面而成之形成體,本發明亦包含於本發明中。
作為上述複合塗膜以及形成體的用途並無特別限制,可例示於鋁框等建材、或汽車等車輛用品等各種物品。
以上所說明之本發明之塗料組成物,藉由以特定比例含有特定的聚合性二氧化矽粒子以及脂肪族(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯,可形成耐磨性以及耐候性優異之塗膜。此外,藉由含有特定的活性能量線硬化性化合物,可形成對塑膠基材附著性優異的塗膜。
此外,依據本發明可形成塑膠基材與塗膜之間的附著性良好、且耐磨性與耐候性優異之複合塗膜、以及由塑膠基材與被覆於該表面之複合塗膜所構成之耐磨性以及耐候性優異之形成體。
此外,本發明之塗料組成物因具有活性能量線硬化性,故與熱硬化性之塗料相比其硬化所需的時間較短,且生產性亦良好。
實施例
以下,藉由實施例對本發明作更具體的說明,但本發明並不限定於該等實施例中。
在此將實施例以及比較例所用之各成份的內容標示於下。
[塗膜形成成份]
<具有(甲基)丙烯醯基之二氧化矽粒子>
(1)聚合性二氧化矽粒子:荒川化學工業公司製、「BEAMSET HC-900」,平均粒徑25nm。
<脂肪族(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯>
(2)9官能寡聚物:日本合成化學工業公司製、「紫光7610」,平均分子量4000,反應性官能基數9,交聯點間分子量444。
(3)6官能寡聚物:DAICEL-CYTEC公司製、「EBECRYL 1290K」,平均分子量1000,反應性官能基數6,交聯點間分子量167。
(4)4官能寡聚物:DAICEL-CYTEC公司製、「EBECRYL 8210」,平均分子量600,反應性官能基數4,交聯點間分子量150。
(5)2官能寡聚物:日本合成化學工業公司製、「紫光3520」,平均分子量14000,反應性官能基數2,交聯點間分子量7000。
<芳香族(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯>
(6)6官能寡聚物:DAICEL-CYTEC公司製、「EBECRYL 220K」,平均分子量1000,反應性官能基數6,交聯點間分子量167。
<活性能量線硬化性化合物>
(7)脂環式寡聚物(2官能):藉以下方法調製。
將1,6-己烷二醇(宇部興產公司製)59質量份、加氫苯二甲基二異氰酸酯(三井武田化學公司製)194質量份置入於具備有攪拌機、溫度計之500ml燒瓶中,於70℃氮氣流下反應4小時。接著,於此燒瓶中進一步添加甲基丙烯酸2-羥乙酯(共榮化學工業公司製)116質量份、對苯二酚0.6質量份、二月桂酸二丁基錫0.3質量份,對燒瓶內之內容物一邊通入氮氣,一邊於70℃進一步反應5小時,製得2官能之脂環式丙烯酸胺基甲酸酯。所得之2官能之脂環式丙烯酸胺基甲酸酯的平均分子量為738,反應性官能基數為2,交聯點間分子量為369。
(8)脂環式單體(2官能):東亞合成公司製、「Aronix M203」,平均分子量304,反應性官能基數2,交聯點間分子量152。
<其他活性能量線硬化性化合物>
(9)3官能單體(TMPTA,三丙烯酸三羥甲基丙烷酯):東亞合成公司製、「Aronix M-309」,平均分子量296,反應性官能基數3,交聯點間分子量99。
(10)6官能單體(DPHA,六丙烯酸二季戊四醇酯):日本化藥公司製、「KAYARAD DPHA」,平均分子量578,反應性官能基數6,交聯點間分子量96。
<不含有(甲基)丙烯醯基之二氧化矽粒子>
(11)其他二氧化矽粒子:日產化學工業公司製、「Snow-Tex20」。
[其他成份]
(12)光聚合起始劑:Ciba Specialty Chemicals公司製、「IRGACURE 184」。
(13)光聚合起始劑:Ciba Specialty Chemicals公司製、「TINUVIN 327」。
[實施例1]
以表1所示之固體成份比率(質量比)將各成份加以混合,調製成液狀之塗料組成物。
接著,將所得之塗料組成物以噴槍噴塗於聚碳酸酯樹脂基板(100×100×3mm)上,使得硬化後的塗膜厚度為10μm。接著,於熱風乾燥爐內以60℃×3分鐘的條件對溶劑進行乾燥,然後藉由高壓水銀燈以500mJ(日本電池公司製UVR-N1所測定之值)的紫外線照射2~3分鐘以形成塗膜,製得由基板與塗膜所構成之形成體,以此作為試驗片。
<評價>
上述所製得之試驗片,對於聚碳酸酯樹脂基板之塗膜的附著性、以及試驗片的耐磨性與耐候性藉由以下所示之各條件來進行評價。結果顯示於表1。
(初期附著性的評價)
將試驗片以切割器分割成1mm寬之10×10方格狀,並於方格狀的部分實施膠帶貼著、剝除的操作,再藉由以下的評價基準進行評價。此外,膠帶係使用玻璃紙膠帶(cellophane tape,註冊商標)。
○:完全無塗膜剝離。
Δ:塗膜的角的部分剝離。
╳:有1個以上的塗膜剝離。
(耐濕附著性的評價)
將試驗片於溫度50℃、濕度95%的環境氣氛中放置240小時後,以切割器分割成1mm寬之10×10方格狀,並於方格狀的部分實施膠帶貼著、剝除的操作,再藉由以下的評價基準進行評價。此外,膠帶係使用玻璃紙膠帶(註冊商標)。
○:完全無塗膜剝離。
Δ:塗膜的角的部分剝離。
╳:有1個以上的塗膜剝離。
(耐熱附著性的評價)
將試驗片於120℃的環境氣氛中放置240小時後,以切割器分割成1mm寬之10×10方格狀,並於方格狀的部分實施膠帶貼著、剝除的操作,再藉由以下的評價基準進行評價。此外,膠帶係使用玻璃紙膠帶(註冊商標)。
○:完全無塗膜剝離。
Δ:塗膜的角的部分剝離。
╳:有1個以上的塗膜剝離。
(冷熱附著性的評價)
將試驗片先於-40℃保持2小時,然後再於80℃保持2小時(上述步驟為1循環),如此進行總計50循環後,以切割器分割成1mm寬之10×10方格狀,並於方格狀的部分實施膠帶貼著、剝除的操作,再藉由以下的評價基準進行評價。此外,膠帶係使用玻璃紙膠帶(註冊商標)。
○:完全無塗膜剝離。
Δ:塗膜的角的部分剝離。
╳:有1個以上的塗膜剝離。
(耐磨性的評價)
將試驗片裝設於TABER耐磨試驗機(TESTER SANGYO公司製、「AB101」),使用磨耗輪(TABER公司製、「CF-10F」),負重500g,旋轉數1000週的條件下進行試驗,利用霧值測定計(村上色彩研究所公司製、「MH-150」)測定其霧值。從霧值藉由以下的評價基準進行耐磨性的評價。
◎:霧值未滿10。
○:霧值為10以上,未滿20。
Δ:霧值為20以上,未滿30。
╳:霧值為30以上。
(耐候性的評價)
將試驗片裝設於促進耐候性試驗機(Suga Test Instruments公司製、「SWOM-WEL-SUN-DC-B型」),以人造太陽光線之照射時間3000小時、照射時間3000小時中的水噴霧時間600小時、溫度63℃的條件,實施塗膜的劣化促進試驗。
以目視觀察劣化耐候性試驗後的試驗片的外觀,藉由以下的評價基準進行評價。
○:塗膜以及聚碳酸酯樹脂基板無黃變等異常。
Δ:試驗片之塗膜的端部確認出白化或黃變等異常。
╳:塗膜的整面或聚碳酸酯樹脂基板確認出黃變等異常。
[實施例2~8]
以表1所示之固體成份比率(質量比)將各成份加以混合,調製成液狀之塗料組成物。除了使用上述所製得之不同的塗料組成物以外,其餘以與實施例1相同的方式來製作試驗片,並進行評價。結果示於表1。
[比較例1~7]
以表2所示之固體成份比率(質量比)將各成份加以混合,調製成液狀之塗料組成物。除了使用上述所製得之不同的塗料組成物以外,其餘以與實施例1相同的方式來製作試驗片,並進行評價。結果示於表2。
從表1可明確得知,實施例所製得之塗料組成物,對於聚碳酸酯樹脂基板的附著性良好,可形成耐磨性與耐候性優異的塗膜。然而,對於聚合性二氧化矽粒子的含有量為1~5質量%範圍內之實施例3以及4,相較於其他實施例其耐磨性不佳。
另一方面,從表2可明確得知,由比較例所製得之塗料組成物所形成之塗膜,難以完全達成對於聚碳酸酯樹脂基板的附著性、耐磨性、耐候性。
比較例1的情況,因聚合性二氧化矽粒子的含有量較少,故塗膜的耐磨性降低。另一方面,比較例5的情況,因聚合性二氧化矽粒子的含有量較多,故塗膜的耐磨性良好,但對於聚碳酸酯樹脂基板的附著性、特別是冷熱附著性降低。此外,耐候性亦降低,塗膜有產生龜裂。
比較例2、3的情況,因脂肪族(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯的官能基數為2或4,故塗膜的耐磨性降低。特別是使用2官能之脂肪族(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯之比較例3,其耐候性亦降低,塗膜有產生白化。
比較例4的情況,因未使用6官能以上之脂肪族(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯,故冷熱附著性降低。此外,其耐候性亦降低,塗膜有產生白化。
比較例6的情況,因未使用具有脂環構造之活性能量線硬化性化合物,故附著性,特別是冷熱附著性降低。此外,其耐候性亦降低,塗膜有產生白化。
比較例7的情況,因使用芳香族(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯來取代6官能以上之脂肪族(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯,故耐候性降低,塗膜有產生黃變。
根據本發明,可形成對塑膠基材的附著性良好、耐磨性與耐候性優異之塗膜,且塗佈有其塗膜之形成體具有優異之耐磨性與耐候性。
根據本發明,可形成對塑膠基材的附著性良好、耐磨性與耐候性優異之塗膜,且塗佈有其塗膜之形成體具有優異之耐磨性與耐候性。
Claims (9)
- 一種塑膠基材用塗料組成物,其作為塗膜形成成份係含有:具有(甲基)丙烯醯基之二氧化矽粒子、6官能以上之脂肪族(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯、與作為具有脂環構造之活性能量線硬化性化合物之脂環構造的(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯,且該塗膜形成成份100質量%中,含有該具有(甲基)丙烯醯基之二氧化矽粒子1.0~40質量%,該具有(甲基)丙烯醯基之二氧化矽粒子之平均粒徑為5nm~600nm。
- 如申請專利範圍第1項之塑膠基材用塗料組成物,其中,該具有(甲基)丙烯醯基之二氧化矽粒子之平均粒徑為10nm~300nm。
- 如申請專利範圍第1項之塑膠基材用塗料組成物,其中,該具有(甲基)丙烯醯基之二氧化矽粒子之平均粒徑為10nm~200nm。
- 如申請專利範圍第1項之塑膠基材用塗料組成物,其中該塗膜形成成份100質量%中,含有該脂肪族(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯10~60質量%。
- 如申請專利範圍第1項之塑膠基材用塗料組成物,其中該塗膜形成成份100質量%中,含有該活性能量線硬化性化合物5~60質量%。
- 如申請專利範圍第4項之塑膠基材用塗料組成物,其中該塗膜形成成份100質量%中,含有該活性能量線硬化性化合物5~60質量%。
- 如申請專利範圍第1~6項中任一項之塑膠基材用塗料組成物,其中相對於該塗膜形成成份100質量%,含有光聚合起始劑1~20質量份。
- 一種塗膜,其係由申請專利範圍第1~7項中任一項之塑膠基材用塗料組成物所形成者。
- 一種形成體,其係於塑膠基材上塗佈有申請專利範圍第8項之塗膜者。
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