TWI737912B - 塗覆用硬化性組成物及積層體 - Google Patents
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Abstract
本發明之課題在於提供一種塗覆用硬化性組成物,係即使對於聚烯烴等低表面能量素材之基材形成塗覆膜時,也與基材之密著性優異,且塗覆膜之表面硬化性亦優異。本發明之塗覆用硬化性組成物為含有聚合物(a)、單體(b)及硬化用觸媒(c)之組成物,且前述硬化用觸媒(c)為有機硼烷-胺錯合物(c-1)、或過渡金屬之羧酸鹽與具有3級胺基之多元胺的混合物(c-2),所包含之各成分為特定量。
Description
本發明係關於塗覆用硬化性組成物及積層體。
近年來,正盛行關於從金屬替換成樹脂材料、或利用樹脂材料之結構物/成形物之研討,其中,對聚丙烯等聚烯烴具有親和性的素材/材料正受到矚目。
但是,以往之塗覆劑雖可調控對聚烯烴塗覆時之液體潤濕性及塗膜硬化性,惟對表面之密著性的提升是很大的課題,而正進行使用各種素材/材料之研討。然而,仍未能使特性達到充分顯現,而有改善之需求。
於是,在專利文獻1中,提出一種熱硬化性樹脂組成物,係將(A)具有2個以上聚合性取代基之聚合物成分及(B)具有1個以上聚合性取代基之化合物藉由(C)活性聚合起始劑進行硬化而獲得在專利文獻1揭示,該熱硬化性樹脂組成物係使用於馬達、變壓器等之電氣機器用線圈的電性絶緣及固定。
[專利文獻1]日本特開2010-144109號公報
本發明之課題在於提供一種塗覆用硬化性組成物,係即使對於聚烯烴等低表面能量素材之基材形成塗覆膜時,也與基材之密著性優異,且塗覆膜之表面硬化性亦優異者。
本發明人等為解決上述課題而精心研究之結果發現可藉由具有以下構成之塗覆用硬化性組成物解決上述課題,遂完成本發明。
本發明係例如以下之〔1〕至〔5〕之組成物或積層。
〔1〕一種塗覆用硬化性組成物,係含有:具有不飽和鍵之聚合物(a)25至95質量份、具有聚合性不飽和基之單體(b)5至75質量份(惟,聚合物(a)及單體(b)之合計係設為100質量份)、及硬化用觸媒(c);其中,前述硬化用觸媒(c)為有機硼烷-胺錯合物(c-1)、或過渡金屬之羧酸鹽與具有3級胺基之多元胺的混合物(c-2);前述硬化用觸媒(c)為前述有機硼烷-胺錯合物(c-1)時,前述(a)與(b)之合計每100g係含有有機硼烷-胺錯合物(c-1) 0.001至0.1mol;前述硬化用觸媒(c)為前述過渡金屬之羧酸鹽與具有3級胺基之多元胺之混合物(c-2)時,前述(a)與(b)之合計每100g係含有過渡金屬之羧酸鹽及具有3級胺基之多元胺共合計0.001至0.1mol,過渡金屬之羧酸鹽及具有3級胺基之多元胺之莫耳比(過渡金屬之羧酸鹽:具有3級胺基之多元胺)為1:0.05至1:5;前述聚合物(a)之酸價為未達0.1mg-KOH/g,具有聚合性不飽和基之單體(b)不具有酸基,且硬化用觸媒(c)為有機硼烷-胺錯合物(c-1)時,前述組成物係以前述有機硼烷-胺錯合物(c-1)及具有酸基之化合物(d)之莫耳比(c-1:d)為1:0.01至1:5之範圍來含有前述具有酸基之化合物(d)。
〔2〕如〔1〕所述之塗覆用硬化性組成物,其中,聚合物(a)為不飽和聚酯樹脂。
〔3〕一種積層體,係具有基材、及鄰接於前述基材而形成之〔1〕或〔2〕所述之塗覆用硬化性組成物之塗覆膜。
〔4〕如〔3〕所述之積層體,其中,前述基材為低表面能量素材之基材。
〔5〕如〔4〕所述之積層體,其中,前述低表面能量素材為聚烯烴。
依據本發明,可提供一種塗覆用硬化性組成物,係即使對於聚烯烴等低表面能量素材之基材形成塗覆 膜時,也與基材之密著性優異,且塗覆膜之表面硬化性亦優異。
以下,說明本發明之塗覆用硬化性組成物。以下亦將本發明之塗覆用硬化性組成物簡稱為「組成物」。並且,亦將丙烯酸及甲基丙烯酸統稱為「(甲基)丙烯酸」,且亦將丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯統稱為「(甲基)丙烯酸酯」。
本發明之組成物係含有:以下說明之特定之聚合物(a)(以下,亦簡稱為「聚合物(a)」)、特定之單體(b)(以下,亦簡稱為「單體(b)」)及特定之硬化用觸媒(c)(以下,亦簡稱為「硬化用觸媒(c)」)。本發明之組成物在後述之特定情形下,係含有以下所說明之特定化合物(d)(以下,亦簡稱為「化合物(d)」)作為必要成分。又,本發明之組成物亦可依需要而更含有其他成分。
聚合物(a)係含有不飽和鍵。
聚合物(a)所具有之不飽和鍵較佳係具有聚合性之碳/碳雙鍵。而且,具有聚合性之碳/碳雙鍵亦稱為烯性不飽和 鍵。
聚合物(a)可列舉:不飽和聚酯樹脂、乙烯酯樹脂、酞酸二烯丙酯預聚物、胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯樹脂、聚酯(甲基)丙烯酸酯樹脂、聚丁二烯、聚異戊二烯、異戊二烯-異丁烯共聚物、丙烯腈-丁二烯共聚物。聚合物(a)可使用1種,亦可使用2種以上。聚合物(a)較佳係不飽和聚酯樹脂、酞酸二烯丙酯預聚物、異戊二烯-異丁烯共聚物、丙烯腈-丁二烯共聚物,其中,因為不飽和聚酯樹脂可兼具顯現與低表面能量基材之密著性所需要的塗覆膜之表面硬化性及製膜性,故為特佳。
不飽和聚酯樹脂並無特別限定,例如可藉由使二元酸等多元酸與多元醇類縮合反應而得到。
前述多元酸係以二元酸為佳,具體而言,可列舉:馬來酸、馬來酸酐、富馬酸、伊康酸、伊康酸酐等α,β-不飽和二元酸;酞酸、酞酸酐、鹵化酞酸酐、異酞酸、對酞酸、四氫酞酸、四氫酞酸酐、六氫酞酸、六氫異酞酸、六氫對酞酸、環戊二烯-馬來酸酐加成物、琥珀酸、丙二酸、戊二酸、己二酸、癸二酸、1,10-癸二羧酸、2,6-萘二羧酸、2,7-萘二羧酸、2,3-萘二羧酸、2,3-萘二羧酸酐、4,4'-聯苯基二羧酸及此等之二烷酯等飽和二元酸等,但並無特別限定。二元酸可以使用1種,亦可使用2種以上。
前述多元醇類可舉例如:乙二醇、二乙二醇、聚乙二醇等乙二醇類、丙二醇、二丙二醇、聚丙二醇等丙二醇類、2-甲基-1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、雙酚A與環氧 丙烷或環氧乙烷之加成物、甘油、三羥甲基丙烷、1,3-丙二醇、1,2-環己二醇、1,3-環己二醇、1,4-環己二醇、對苯二甲醇、雙環己基-4,4'-二醇、2,6-十氫萘二醇、參(2-羥基乙基)三聚異氰酸酯等。
多元醇類可使用1種,亦可使用2種以上。又,亦可依需要而藉由環氧樹脂、二異氰酸酯、二環戊二烯等進行改性。
前述乙烯酯樹脂並無特別限定,可列舉例如:使(甲基)丙烯酸環氧酯及於末端羧基之聚酯與含有α、β-不飽和羧酯基之環氧化合物反應所得的聚酯(甲基)丙烯酸酯。又,前述(甲基)丙烯酸環氧酯係能夠從環氧樹脂與丙烯酸或甲基丙烯酸而獲得,前述末端羧基之聚酯係可由飽和二羧酸及/或不飽和二羧酸與多元醇而獲得。
酞酸二烯丙酯預聚物並無特別限定,可列舉酞酸二烯丙酯,亦即,藉由使酞酸二烯丙酯聚合,且依需要而與其他單體共聚合所得之預聚物。
前述胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯樹脂並無特別限定,例如可藉由使聚異氰酸酯與聚羥基化合物或多元醇類反應之後,再使之與含羥基之(甲基)丙烯酸化合物及依需要之含羥基的烯丙基醚化合物反應而獲得。又,亦可使含羥基之(甲基)丙烯酸化合物與聚羥基化合物或多元醇類反應之後,再使之與聚異氰酸酯反應。
前述聚酯(甲基)丙烯酸酯樹脂並無特別限定,例如可藉由使不飽和或飽和聚酯之末端與(甲基)丙烯酸化 合物反應而獲得。
獲得聚合物(a)時之各原料的調配條件、反應條件等只要適當調整即可,並無特別限制。
聚合物(a)藉由凝膠滲透色層分析法(GPC法)所測定之重量平均分子量(Mw)以聚苯乙烯換算值計,較佳係800至150,000。從兼顧顯現基材密著性所需之塗覆膜的表面硬化性與製膜性之觀點來看,Mw係以於前述範圍內為較佳。
又,聚合物(a)藉由GPC法所測定之分子量分布(重量平均分子量(Mw)/數量平均分子量(Mn))較佳為1.0至20.0,更佳為1.5至18.0,又更佳為1.5至15.0。
聚合物(a)係以酸價為0至70.0mg-KOH/g為較佳,以0至55.0mg-KOH/g為更佳。在前述範圍內,因為容易獲得與單體、硬化用觸媒之良好的相溶性和容易獲得對溶劑之良好的溶解性而為較佳。
聚合物(a)可使用市售品,就市售品而言,例如:不飽和聚酯可列舉昭和電工公司製之Rigolac、Japan Composite公司製之POLYHOPE、日本U-PICA公司製之U-PICA;酞酸二烯丙酯預聚物可列舉大阪曹達公司製之DAISO-DAP、DAISO-ISO DAP;異戊二烯-異丁烯共聚物可列舉JSR公司製之JSR BUTYL;丙烯腈-丁二烯共聚物可列舉日本ZEON公司製之Nipol NBR。
本發明之塗覆用硬化性組成物係包含具有聚合性不 飽和基之單體(b)。本發明之組成物係可藉由將前述單體(b)與前述聚合物(a)一起聚合,而於基材等之表面形成塗覆膜。
前述單體(b)可舉例如(甲基)丙烯酸單體、(甲基)丙烯酸單體以外之單體。在此,所謂(甲基)丙烯酸單體係具有丙烯醯基(H2C=CH-CO-)或甲基丙烯醯基(H2C=CCH3-CO-)之單體。
(甲基)丙烯酸單體係可使用選自丙烯酸單體及甲基丙烯酸單體之至少1種單體。
(甲基)丙烯酸單體可舉例如具有極性基之(甲基)丙烯酸單體、不具有極性基之(甲基)丙烯酸單體。
極性基較佳係包含選自氧、氮及硫之至少1種原子,更佳係包含選自氧及氮之至少1種原子。
具有極性基之(甲基)丙烯酸單體可列舉含氧之(甲基)丙烯酸單體、含氮之(甲基)丙烯酸單體、含硫之(甲基)丙烯酸單體,較佳係含氧之(甲基)丙烯酸單體、含氮之(甲基)丙烯酸單體。
含氧之(甲基)丙烯酸單體可列舉例如:(甲基)丙烯酸四氫呋喃甲酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲酯、二(甲基)丙烯酸新戊四醇酯、三(甲基)丙烯酸新戊四醇酯、(甲基)丙烯酸、丙烯酸β-羧基乙酯、2-丙烯醯氧基乙基-琥珀酸、2-丙烯醯氧基乙基-酞酸、2-丙烯醯氧基乙基酸 式磷酸酯、3-(甲基)丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-(甲基)丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷。
含氮之(甲基)丙烯酸單體可列舉例如:(甲基)丙烯酸二甲基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙基胺基乙酯、丙烯醯胺、二甲基(甲基)丙烯醯胺、(甲基)丙烯醯基嗎啉。
含硫之(甲基)丙烯酸單體可列舉例如:(甲基)丙烯酸2-甲基硫乙基酯。
不具有極性基之(甲基)丙烯酸單體可列舉例如(甲基)丙烯酸酯。具體而言,可列舉:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸二環戊酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯酯、(甲基)丙烯酸異莰酯及(甲基)丙烯酸苯甲酯等單官能(甲基)丙烯酸酯;新戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、1,2-乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,12-十二烷二醇二(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酸三羥甲基丙烷酯、三(甲基)丙烯酸四羥甲基甲烷酯、二(甲基)丙烯酸丁酯及二(甲基)丙烯酸己酯等多官能(甲基)丙烯酸酯。
(甲基)丙烯酸單體可單獨使用1種,亦可使用2種以上。
(甲基)丙烯酸單體以外之單體可列舉例如:乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等乙烯酯;馬來酸、富馬酸等不 飽和羧酸系化合物;馬來酸酐、富馬酸酐等不飽和羧酸酐系化合物;乙烯、丙烯、異丁烯等烯烴;氯乙烯、氯亞乙烯(vinylidene chloride)等鹵化烯烴;苯乙烯、α-甲基苯乙烯、二乙烯基苯等苯乙烯系單體;丁二烯、異戊二烯、氯丁二烯等二烯系單體;酞酸二烯丙酯、異酞酸二烯丙酯等烯丙基系單體;N-苯基馬來醯亞胺。
(甲基)丙烯酸單體以外之單體可單獨使用1種,亦可使用2種以上。
前述單體(b)較佳係與聚合物(a)及硬化用觸媒(c)具有相溶性,詳細的機制雖不明確,但就獲得良好的硬化性與基材密著性之點而言,係以(甲基)丙烯酸四氫呋喃甲酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸苯甲酯、(甲基)丙烯酸環己酯、苯乙烯、N-苯基馬來醯亞胺、馬來酸、馬來酸酐為特佳。
本發明之塗覆用硬化性組成物含有硬化用觸媒(c)。本發明之組成物係藉由從前述硬化用觸媒(c)產生自由基,而能夠進行聚合物(a)及單體(b)之聚合反應,並開始組成物之硬化。
前述硬化用觸媒(c)為有機硼烷-胺錯合物(c-1)、或過渡金屬之羧酸鹽與具有3級胺基之多元胺之混合物(c-2)。以下,依序進行說明。
(有機硼烷-胺錯合物(c-1))
所謂有機硼烷-胺錯合物(c-1)係由有機硼烷與胺所形成之錯合物。構成有機硼烷-胺錯合物(c-1)之有機硼烷可舉例如以BR3表示之化合物。前述式中,R係分別獨立地表示碳數1至8之烷基、環烷基、烷氧基或苯基。
有機硼烷係可舉例如:三乙基硼烷、三丁基硼烷、三己基硼烷、單甲氧基二乙基硼烷。就有機硼烷而言,因烷基硼烷在大氣中能得到良好的硬化性及基材密著性,故較佳。
有機硼烷-胺錯合物之胺只要在分子內具有至少1個胺基即可,較佳為具有2或3個胺基。
胺可舉例如:二乙基胺、二丁基胺、三乙基胺、甲氧基丙基胺等單胺;1,3-二胺基丙烷、二伸乙基三胺等多元胺。
有機硼烷-胺錯合物可為不僅由前述之有機硼烷與胺所形成之錯合物,亦可為在同一分子內具有有機硼烷與胺且在同一分子內形成錯合物之錯合物。如此之有機硼烷-胺錯合物可舉例如以下述式(A)所示之化合物。
在式(A)中,由N朝向B之箭號表示配位鍵。
有機硼烷-胺錯合物之具體例可舉例如:三乙基硼烷-1,3-二胺基丙烷錯合物、三乙基硼烷-二伸乙基三胺錯合物、三正丁基硼烷-3-甲氧基-1-丙基胺錯合物等。
有機硼烷-胺錯合物可以單獨使用1種,亦可使用2種以上。
(過渡金屬之羧酸鹽與具有3級胺基之多元胺之混合物(c-2))
在本發明中,可使用過渡金屬之羧酸鹽與具有3級胺基之多元胺之混合物(c-2)取代有機硼烷-胺錯合物(c-1)來作為硬化用觸媒(c)。
構成前述過渡金屬之羧酸鹽的過渡金屬可列舉例如:鐵、銅、鋅、鎳、鈷、錳、鉻,以鐵或銅為較佳。亦即,過渡金屬之羧酸鹽以羧酸鐵、羧酸銅為較佳。
構成過渡金屬之羧酸鹽的金屬之價數通常為2價以下,較佳係1價或2價。前述金屬為鐵時以2價為較佳,為銅時以1價為較佳。
過渡金屬之羧酸鹽可舉例如:過渡金屬之乙酸鹽、過渡金屬之甲酸鹽、過渡金屬之草酸鹽、過渡金屬之硬脂酸鹽、過渡金屬之2-乙基己酸鹽、過渡金屬之環烷酸鹽、過渡金屬之安息香酸鹽,較佳為過渡金屬之乙酸鹽、過渡金屬之甲酸鹽,更佳為過渡金屬之乙酸鹽。
又,過渡金屬之羧酸鹽係可以水合物之形式被包含在接著劑組成物中。
過渡金屬之羧酸鹽具體上可列舉:乙酸鐵(II)、乙酸銅(I)、甲酸鐵(II)、甲酸銅(I)、草酸鐵(II)、草酸銅(I)、硬脂酸鐵(II)、硬脂酸銅(I)、雙(2-乙基己酸)鐵(II)、雙(2-乙基己酸)銅(I)、環烷酸鐵(II)、環烷酸銅(I)等,較佳為乙酸鐵(II)、乙酸銅(I)、甲酸鐵(II),更佳為乙酸鐵(II)、乙酸銅(I)。
過渡金屬之羧酸鹽可以單獨使用1種,亦可使用2種以上。
前述具有3級胺基之多元胺係於分子內具有2個以上之胺。
具有3級胺基之多元胺係於分子內具有2個以上之胺,惟通常係在分子內具有2至6個胺,較佳係2至4個,更佳係2或3個。多元胺在分子內所具有之胺的個數於前述範圍內時,因為可顯現充分之硬化性及良好之接著性,故為較佳。
具有3級胺基之多元胺係至少具有一個3級胺基,更佳係至少具有二個3級胺基,又更佳係至少具有二個3級胺基且不具有1級及2級之胺基。
具有3級胺基之多元胺可列舉例如:N,N,N',N'-四甲基伸乙基二胺、N,N,N',N",N"-五甲基二伸乙基三胺、參〔2-(二甲基胺基)乙基〕胺、N,N-二甲基-1,2-乙烷二胺、1,1,4,7,10,10-六甲基三伸乙基四胺、1,4,8,11-四甲基-1,4,8,11-四偶氮環十四烷、參(2-吡啶基甲基)胺、N,N,N',N'-肆(2-吡啶基甲基)伸乙基二胺,較佳為 N,N,N',N'-四甲基伸乙基二胺、N,N,N',N",N"-五甲基二伸乙基三胺、參〔2-(二甲基胺基)乙基〕胺。
具有3級胺基之多元胺係可單獨使用1種,亦可使用2種以上。
過渡金屬之羧酸鹽及具有3級胺基之多元胺之組合並無特別限制,惟混合物(c-2)可列舉例如:乙酸鐵(II)與N,N,N',N'-四甲基伸乙基二胺之混合物、乙酸鐵(II)與N,N,N',N",N"-五甲基二伸乙基三胺之混合物、乙酸鐵(II)與參〔2-(二甲基胺基)乙基〕胺之混合物、乙酸銅(I)與N,N,N',N",N"-五甲基二伸乙基三胺之混合物、乙酸銅(I)與參〔2-(二甲基胺基)乙基〕胺之混合物。
本發明之塗覆用硬化性組成物在前述聚合物(a)之酸價未達0.1mg-KOH/g,具有聚合性不飽和基之單體(b)為不具有酸基、且硬化用觸媒(c)為有機硼烷-胺錯合物(c-1)之情形(X)(以下,亦記載為「滿足條件(X)之情形」)下,係包含具有酸基之化合物(d)作為必要成分。
又,本發明之塗覆用硬化性組成物在前述聚合物(a)之酸價為未達0.1mg-KOH/g,且具有聚合性不飽和基之單體(b)為不具有酸基,並且硬化用觸媒(c)為有機硼烷-胺錯合物(c-1)之情形(X)(以下,亦記載為「不滿足條件(X)之情形」)下,係可包含具有酸基之化合物(d)作為任意成分。
前述具有酸基之化合物(d)係意指在其分子內 具有酸基之化合物,且不相當於前述(a)、(b)及(c)之化合物。
化合物(d)若為已知作為有機酸、無機酸之化合物,則可廣泛使用。
在本發明中,所謂酸基只要為表示酸性之基即可,可列舉例如:羧基、磷酸基、磺基、已知作為酸酐基之羧酸酐基、二磺酸酐基、焦磷酸基。
化合物(d)只要在其分子內至少具有1個酸基即可,較佳為在分子內具有1至6個酸基,更佳為具有1至4個酸基。
化合物(d)可列舉:乙酸、檸檬酸、甲酸、乳酸、戊二酸、酞酸、琥珀酸、蓖麻油酸等含羧酸化合物;乙酸酐、酞酸酐、琥珀酸酐等含羧酸酐化合物;磺酸、甲烷磺酸、苯磺酸等含磺酸化合物;磷酸、磷酸單烷酯、磷酸二烷酯等含磷酸化合物。
本發明之組成物可進一步依需要而含有其他成分。
其他成分可列舉例如:塑化劑、光滑劑、硬化促進劑、硬化劑、增黏劑、被膜形成助劑、剝離劑、填充劑、消泡劑、耐熱性賦予劑、阻燃性賦予劑、抗靜電劑、導電性賦予劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑、聚合抑制劑、防霧劑、抗菌/防霉劑、光觸媒、染料、顏料、偶合劑、搖變性賦予劑、可撓性賦予劑、強化材(纖維、布、不織布等)、(甲基) 丙烯酸單體以外之硬化性單體/寡聚物、溶劑等。
≪組成物之組成、製造方法、用途等≫
本發明之組成物係含有上述之聚合物(a)、單體(b)及硬化用觸媒(c)之組成物。
本發明之組成物係含有聚合物(a)25至95質量份、單體(b)5至75質量份。惟,聚合物(a)及單體(b)之合計係設為100質量份。
相對於聚合物(a)及單體(b)之合計100質量份,聚合物(a)之調配量較佳為25至93質量份,更佳為27至93質量份,特佳為30至90質量份。又,單體(b)之調配量較佳為7至75質量份,更佳為7至73質量份,特佳為10至70質量份。在前述範圍內,在大氣中能得到良好硬化性,對於由低表面能量素材所形成之基材的密著性優異,故為較佳。
本發明之組成物含有的硬化用觸媒(c)之量依硬化用觸媒(c)之種類而異。
本發明之組成物在硬化用觸媒(c)為有機硼烷-胺錯合物(c-1)時,前述聚合物(a)與單體(b)之合計每100g係包含有機硼烷-胺錯合物(c-1)0.001至0.1mol,較佳為包含0.002至0.1mol,更佳為包含0.003至0.08mol,最佳為包含0.004至0.08mol。在前述範圍中,因為可顯現在大氣中之硬化性與對基材之密著性,同時確保良好的塗覆液之適用時間(pot life),故為較佳。
本發明之組成物在硬化用觸媒(c)為過渡金屬之羧酸鹽與具有3級胺基之多元胺之混合物(c-2)時,前述聚合物(a)與單體(b)之合計每100g係包含過渡金屬之羧酸鹽與具有3級胺基之多元胺合計0.001至0.1mol,較佳係含有0.002至0.09mol,更佳係含有0.002至0.08mol,特佳係含有0.004至0.08mol。在前述範圍中,因為可顯現在大氣中之硬化性及對基材之密著性,同時確保良好的塗覆液之適用時間,故為較佳。又,過渡金屬之羧酸鹽與具有3級胺基之多元胺之莫耳比(過渡金屬之羧酸鹽:具有3級胺基之多元胺)係1:0.05至1:5,較佳係1:0.1至1:4,更佳係1:0.15至1:3.5。在前述範圍中,因為可顯現在大氣中之硬化性及對基材之密著性,同時確保良好的塗覆液之適用時間,故為較佳。
本發明之組成物在滿足如前述之條件(X)時,係含有化合物(d)作為必要成分。當滿足條件(X)時,本發明之組成物係以前述有機硼烷-胺錯合物(c-1)與化合物(d)之莫耳比(c-1:d)為1:0.01至1:5之範圍,較佳為1:0.03至1:4.5之範圍,更佳為1:0.05至1:4之範圍來含有化合物(d)。在前述範圍中,因為可顯現在大氣中之硬化性及對基材之密著性,同時確保良好的塗覆液之適用時間,故為較佳。
本發明之組成物在未滿足條件(X)時,亦可含有化合物(d)作為任意成分。當未滿足條件(X)且硬化用觸媒(c)為有機硼烷-胺錯合物(c-1)時,本發明之組成物係以 前述有機硼烷-胺錯合物(c-1)與化合物(d)之莫耳比(c-1:d)通常為1:0至1:5之範圍,較佳為1:0至1:4.5之範圍,更佳為1:0至1:4來含有化合物(d)。在前述範圍中,因為可顯現在大氣中之硬化性及對基材之密著性,同時確保良好的塗覆液之適用時間,故為較佳。又,不滿足條件(X)時,且硬化用觸媒(c)為過渡金屬之羧酸鹽及具有3級胺基之多元胺之混合物(c-2)時,本發明之組成物係前述過渡金屬之羧酸鹽與化合物(d)之莫耳比(過渡金屬之羧酸鹽:d)通常為1:0至1:5之範圍,較佳係1:0至1:4.5之範圍,更佳係1:0至1:4來含有化合物(d)。在前述範圍中,因為可顯現在大氣中之硬化性及對基材之密著性,同時確保良好的塗覆液之適用時間,故為較佳。
本發明之組成物在含有前述之其他成分時,只要發揮本發明之效果,對於其量並無特別限定。就其他成分(惟溶劑除外)之量而言,通常將聚合物(a)及單體(b)之合計設為100質量份時,係以0.01至50質量份之範圍含有其他成分。
又,本發明之組成物含有溶劑時,通常將使聚合物(a)及單體(b)之合計設為100質量份時,是以10至1900質量份之範圍含有溶劑。
本發明之組成物之製造方法並無特別限制。前述組成物通常可藉由將構成組成物之成分,亦即,聚合物(a)、單體(b)、硬化用觸媒(c)以及依需要之化合物(d)及其他成分進行混合而獲得。
前述組成物係聚合物(a)、單體(b)、依需要之化合物(d)及硬化用觸媒(c)在藉由混合等而接觸時會開始聚合反應,亦即開始硬化反應,因此較佳係在剛要使用前混合各成分而獲得塗覆用硬化性組成物,或是以使聚合物(a)、單體(b)、依需要之化合物(d)及硬化用觸媒(c)不接觸之方式調製為二液型或多成分型(一部分之成分可為固體成分、亦可為粉體)之接著劑來保存,並在剛要使用前混合兩成分或全部之成分。
使本發明之組成物硬化時之溫度通常為-20至80℃,較佳為0至60℃。本發明之組成物在常溫(例如10至30℃)亦可進行硬化,故本發明之組成物係可使用作為塗覆用常溫硬化型組成物。因此,容易將塗覆膜形成於基材上,亦可使用不耐熱的素材作為基材。
本發明之組成物係可塗覆於各種基材上,能夠藉由使組成物硬化而獲得塗覆膜。亦即,本發明之積層體係具有基材及鄰接於前述基材而形成之塗覆用硬化性組成物之塗覆膜。
又,本發明之組成物係藉由硬化而獲得塗覆膜,而本發明之組成物相較於以往之塗覆用硬化性組成物,係可縮短硬化熟成時間。再者,本發明之組成物係容易調控在常溫/大氣環境下之安全性、組成物調製後之液體適用時間,故處理性亦優異。
本發明之積層體為即使基材係低表面能量素材之基材,塗覆膜與基材之密著性仍優異,且塗覆膜之表 面硬化性亦優異者,故可使用於各種用途。
基材可使用由各種素材所構成之基材,素材可舉例如:聚丙烯、聚乙烯等聚烯烴、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物、尼龍、聚縮醛、碳纖維強化熱塑性塑膠(CFRTP)等。
本發明之組成物係可適合使用於塗覆低表面能量素材之基材之情形,低表面能量素材可列舉聚丙烯、聚乙烯等聚烯烴、聚矽氧、聚四氟乙烯等。
本發明之積層體可藉由適當選擇基材之形狀、二次加工之條件等而使用作為各種用途,例如構成電氣機器、汽車、車輛、船舶、住宅設備機器等各種構造物之零件、構件。
其次,顯示實施例更詳細說明本發明,但本發明不受此等限定。
各實施例、比較例係以分別成為表1至表4記載之配方的方式計量各成分,並進行混合。又,在表1至表4中,份意指質量份。
又,在表1至4中,硬化觸媒(C)及化合物(D)之「mol」係表示將聚合物(A)及單體(B)之合計設為100g時之硬化觸媒(C)及化合物(D)的mol(量)。
具體而言,將聚合物(A)、單體(B)、溶劑計量並投入至玻璃容器,使經混合至各成分均勻溶解為止(10 分鐘左右)者作為塗覆劑主劑。
在所得之塗覆劑主劑中計量/投入硬化觸媒(C),混合1分鐘至均勻溶解或分散為止,調製塗覆用硬化性組成物。以下述方法評估塗覆用硬化性組成物之液體適用時間。
又,使用化合物(D)之實施例、比較例中,係在將聚合物(A)、單體(B)、化合物(D)、溶劑進行計量/混合而得到之塗覆主劑中計量/投入硬化觸媒(C),並進行混合1分鐘,以調製塗覆用硬化性組成物。
將所得之塗覆用硬化性組成物利用棒塗機(bar coater)塗佈於聚丙烯片(25mm×100mm×1.6mm厚)。塗佈後,在23℃‧大氣環境下靜置20小時,進行硬化熟成。以下述之基準進行硬化熟成後的塗佈表面之評估及基材與塗覆膜之密著性之評估。
(液體適用時間(liquid pot life))
將所調製之塗覆用硬化性組成物在23℃下保管於密閉之玻璃製容器內。
調製後,目視觀察保管1小時後之液體的增黏狀態而進行液體適用時間之評估。又,在以下之表1至4中,係將「液體適用時間」記載為「液體壽命」。
◎:無液體增黏/外觀變化
○:稍可看到液體增黏,但可塗佈
△:可看到液體增黏,在塗佈後產生表面條紋或表面粗糙
×:液體硬化,無法塗佈
(塗佈表面)
以指碰觸而確認、評估硬化熟成後之塗佈表面之沾黏/發黏感。
◎:無沾黏/發黏感
○:稍有沾黏/發黏感
△:有沾黏/發黏感,在碰觸後之手指有附著物
×:明顯有沾黏/發黏感,有未反應物之臭氣
(密著性)
在硬化熟成後之塗佈試樣之塗佈面(塗覆膜)貼附黏著膠帶,並在23℃/50%RH環境靜置1小時。
靜置後,以島津製作所Autograph AG-X使用10kN荷重元件(load cell)而以拉伸速度1cm/分鐘剝離黏著膠帶,並以目視確認、評估聚丙烯片上之塗覆膜殘渣。
◎:塗覆劑未剝離,殘渣以面積計殘留100%
○:少許塗覆劑剝離,殘渣以面積計為未達100%至80%以上
△:塗覆劑剝離,殘渣以面積計為未達80%至50%以上
×:塗覆劑剝離,殘渣以面積計為未達50%至0%
將各實施例、比較例之結果示於表1至4。
在表1至4中,硬化用觸媒(C)、化合物(D)之mol係意指聚合物(A)及單體(B)之合計每100g的硬化用觸媒(C)、化合物(D)的mol數。
記載於表1至4之各成分之詳細內容表示於以下。
(聚合物(A))
U-PICA 8510:日本U-PICA公司製U-PICA 8510(不飽和聚酯樹脂)、Mw20000、Mw/Mn4.10、酸價18.5mg-KOH/g
DG774-E:大立高分子工業公司製DG774-E(不飽和聚酯樹脂)、Mw4000、Mw/Mn2.00、酸價43.0mg-KOH/g
DN281:大立高分子工業公司製DN281(不飽和聚酯樹脂)、Mw33000、Mw/Mn6.70、酸價0mg-KOH/g
GV150:日本U-PICA公司製UBE GV150(飽和聚酯)、Mw14000、Mw/Mn2.40、酸價6mg-KOH/g
S400:Kaneka公司製Kanevinyl S400(聚氯乙烯)、Mw62000、Mw/Mn2.00、酸價0mg-KOH/g
前述U-PICA 8510、DG774-E及DN281相當於上述之聚合物(a)。
(單體(B))
St:NS STYRENE MONOMER公司製 苯乙烯
n-pmid:日本觸媒公司製Imilex P(N-苯基馬來醯亞胺)
MMA:三菱化學公司製Acryester M(甲基丙烯酸甲酯)
THF-MA:共榮社化學公司製Lightester THF(甲基丙烯酸四氫呋喃甲酯)
THF-A:大阪有機化學工業公司製VISCOAT # 150(丙烯酸四氫呋喃甲酯)
DMAA:KJ化學公司製DMAA(二甲基丙烯醯胺)
BZMA:三菱化學公司製Acryester BZ(甲基丙烯酸苯甲酯)
MAA:三菱化學公司製 甲基丙烯酸
馬來酸酐:東京化成工業公司製 馬來酸酐
單體(B)相當於全部上述之單體(b)。
(硬化用觸媒(C))
TEB-DAP:BASF公司製TEB-DAP(三乙基硼烷-1,3-二胺基丙烷錯合物)分子量:172.12
Fe(Ac)2:東京化成工業公司製 乙酸鐵(II)(Iron(II)acetate)、分子量:173.9
TMEDA:廣榮化學工業公司製 四甲基伸乙基二胺 分子量:116.24
TEB-DAP相當於上述之(c-1),藉由將Fe(Ac)2及TMEDA組合使用而相當於上述之(c-2)。
(化合物(D))
GluOH:東京化成工業公司製Glutaric acid M:132.12琥珀酸酐:東京化成工業公司製 琥珀酸酐M:100.07 GluOH與琥珀酸酐相當於上述之化合物(d)。
(硬化劑)
L-45:綜研化學公司製 異氰酸酯系硬化劑
TPA-100:旭化成化學公司製Duranate TPA-100異氰酸酯系硬化劑
TD-75:綜研化學公司製 異氰酸酯系硬化劑
(溶劑)
MEK:丸善石油化學公司製MEK(甲乙酮)
從表1至4之結果,可知本發明之塗覆用硬化性組成物對黏著物(聚烯烴)之密著性優異,表面硬化性亦優異。又,本發明之塗覆用硬化性組成物能夠在常溫/大氣環境下使用,故可使用作為能夠塗覆聚烯烴等之常溫硬化型塗覆劑。
Claims (5)
- 一種塗覆用硬化性組成物,係含有:具有不飽和鍵之聚合物(a)25至95質量份、具有聚合性不飽和基之單體(b)5至75質量份,惟,使聚合物(a)及單體(b)之合計係設為100質量份、及硬化用觸媒(c);前述硬化用觸媒(c)為有機硼烷-胺錯合物(c-1)、或過渡金屬之羧酸鹽與具有3級胺基之多元胺的混合物(c-2);前述硬化用觸媒(c)為前述有機硼烷-胺錯合物(c-1)時,前述(a)與(b)之合計每100g係含有有機硼烷-胺錯合物(c-1)0.001至0.1mol;前述硬化用觸媒(c)為前述過渡金屬之羧酸鹽與具有3級胺基之多元胺之混合物(c-2)時,前述(a)與(b)之合計每100g係含有過渡金屬之羧酸鹽與具有3級胺基之多元胺共合計0.001至0.1mol,過渡金屬之羧酸鹽與具有3級胺基之多元胺之莫耳比(過渡金屬之羧酸鹽:具有3級胺基之多元胺)為1:0.05至1:5;前述聚合物(a)之酸價為未達0.1mg-KOH/g,具有聚合性不飽和基之單體(b)不具有酸基,且硬化用觸媒(c)為有機硼烷-胺錯合物(c-1)時,前述組成物係以前述有機硼烷-胺錯合物(c-1)與具有酸基之化合物(d)之莫耳比(c-1:d)為1:0.01至1:5之範圍來含有前述具有酸基之化合物(d)。
- 如申請專利範圍第1項所述之塗覆用硬化性組成物,其 中,聚合物(a)為不飽和聚酯樹脂。
- 一種積層體,係具有:基材、及鄰接於前述基材而形成之申請專利範圍第1或2項所述之塗覆用硬化性組成物的塗覆膜。
- 如申請專利範圍第3項所述之積層體,其中,前述基材為低表面能量素材之基材。
- 如申請專利範圍第4項所述之積層體,其中,前述低表面能量素材為聚烯烴。
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