JP5637161B2 - Method for producing weather-resistant coating composition, method for preventing coloring, and coated article - Google Patents
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Description
本発明は、加水分解性シリル基及び有機系紫外線吸収性基がそれぞれ側鎖に結合したビニル系重合体、シリカ微粒子、カルボニル基を含有する有機溶剤、オルトカルボン酸エステル、及び3級アミン又はその有機酸塩を含有してなる耐候性コーティング組成物の製造方法及び該組成物の着色防止方法、並びにこの方法により製造されたコーティング組成物を基材に塗布、硬化したコーティング層の表面に、ケイ素酸化物含有硬質被膜を積層してなる被覆物品に関する。 The present invention relates to a vinyl polymer in which a hydrolyzable silyl group and an organic ultraviolet absorbing group are bonded to side chains, silica fine particles, an organic solvent containing a carbonyl group, an orthocarboxylic acid ester, and a tertiary amine or its A method for producing a weather-resistant coating composition containing an organic acid salt, a method for preventing coloration of the composition, a coating composition produced by this method on a substrate, and coating the cured coating layer with silicon. The present invention relates to a coated article formed by laminating oxide-containing hard coatings.
近年、透明板ガラスの代替として、非破砕性又はガラスよりも耐破砕性の大きい透明材料を使用することが広く行われるようになってきた。例えばプラスチック基材、特にポリカーボネート樹脂などは、透明性、耐衝撃性、耐熱性等に優れていることから、ガラスに代わる構造部材として建物や車両等の窓用、計器カバー等、種々の用途に現在用いられている。 In recent years, as a substitute for transparent plate glass, it has been widely used to use a transparent material that is non-crushable or has a higher resistance to crushing than glass. For example, plastic substrates, especially polycarbonate resin, etc. are excellent in transparency, impact resistance, heat resistance, etc., so they can be used for various applications such as windows for buildings and vehicles, instrument covers, etc. as structural members that replace glass. Currently used.
しかし、ガラスに比べて耐擦傷性、耐候性などの表面特性に劣ることから、ポリカーボネート樹脂成形品の表面特性を改良することが切望されており、最近では、車両の窓、道路用遮音壁等に屋外暴露10年以上でも耐え得るものが要望されている。 However, since it is inferior to glass in terms of surface properties such as scratch resistance and weather resistance, it has been eagerly desired to improve the surface properties of polycarbonate resin molded products. Recently, it has been used for vehicle windows, sound insulation walls for roads, etc. There is a demand for something that can withstand outdoor exposure for more than 10 years.
ポリカーボネート樹脂成形品の耐候性を改良する手段としては、ポリカーボネート樹脂基材の表面に耐候性に優れたアクリル系樹脂フィルムなどをラミネートする方法や、共押出等により樹脂表面に紫外線吸収剤を含有した樹脂層を設ける方法が提案されている。 As a means for improving the weather resistance of the polycarbonate resin molded article, a method of laminating an acrylic resin film having excellent weather resistance on the surface of the polycarbonate resin base material or a UV absorber was contained on the resin surface by coextrusion or the like. A method of providing a resin layer has been proposed.
また、ポリカーボネート樹脂成形品の耐擦傷性を改良する方法としては、ポリオルガノシロキサン系、メラミン系などの熱硬化性樹脂をコーティングする方法や多官能性アクリル系の光硬化性樹脂をコーティングする方法が提案されている。 In addition, as a method for improving the scratch resistance of a polycarbonate resin molded product, there are a method of coating a thermosetting resin such as polyorganosiloxane and melamine, and a method of coating a polyfunctional acrylic photocurable resin. Proposed.
一方、耐候性及び耐擦傷性を併せ持つ透明体を製造する方法としては、特開昭56−92059号公報及び特開平1−149878号公報(特許文献1,2)などに記載があり、多量の紫外線吸収剤を添加した下塗り層を介してコロイダルシリカ含有ポリシロキサン塗料の保護被膜を設けた紫外線吸収透明基板が知られている。 On the other hand, methods for producing a transparent body having both weather resistance and scratch resistance are described in JP-A-56-92059, JP-A-1-149878 (Patent Documents 1 and 2), and the like. An ultraviolet-absorbing transparent substrate is known in which a protective coating of a colloidal silica-containing polysiloxane paint is provided via an undercoat layer to which an ultraviolet absorber is added.
しかしながら、下塗り層への多量の紫外線吸収剤の添加は、基材や下塗り層の上面に塗布されるコロイダルシリカ含有ポリシロキサン塗料による保護被膜との密着性を悪くしたり、加熱硬化工程中に、例えば揮発化することによって組成物中から除去されてしまったり、屋外で長期間にわたって使用した場合、徐々に紫外線吸収剤がブリードアウトしてクラックが生じたり、白化するあるいは黄変するといった悪影響があった。更に、その上面のコロイダルシリカ含有ポリシロキサンからなる保護被膜層には、耐擦傷性の面から紫外線吸収剤を多量に添加できないという問題もあった。 However, the addition of a large amount of UV absorber to the undercoat layer deteriorates the adhesion with the protective coating by the colloidal silica-containing polysiloxane paint applied to the upper surface of the base material or the undercoat layer, or during the heat curing step, For example, if it is removed from the composition by volatilization, or if it is used outdoors for a long period of time, the ultraviolet absorber gradually bleeds out, causing cracks, whitening or yellowing. It was. Further, the protective coating layer made of colloidal silica-containing polysiloxane on the upper surface has a problem that a large amount of an ultraviolet absorber cannot be added from the viewpoint of scratch resistance.
またベンゾトリアゾール系紫外線吸収性ビニル系単量体あるいはベンゾフェノン系紫外線吸収性ビニル系単量体、アルコキシシリル基含有ビニル系単量体、及びこれら単量体に共重合可能なビニル系単量体との共重合体を塗料成分とすることで、樹脂基材への密着性を保ちつつ耐候性を付与した多層積層樹脂物品を得られることが知られている[特開2001−114841号公報、特許第3102696号公報、特開2001−214122号公報、特開2001−47574号公報(特許文献3〜6)]。 Also, a benzotriazole-based UV-absorbing vinyl monomer or a benzophenone-based UV-absorbing vinyl monomer, an alkoxysilyl group-containing vinyl monomer, and a vinyl monomer copolymerizable with these monomers, It is known that a multilayer laminated resin article imparted with weather resistance while maintaining adhesion to a resin substrate can be obtained by using a copolymer of the above as a coating component [Japanese Patent Laid-Open No. 2001-114841 and Patents] No. 3102696, JP-A-2001-214122, JP-A-2001-47574 (Patent Documents 3 to 6)].
これらは共重合体含有塗料を下塗り剤とし、その被膜上にコロイダルシリカ含有ポリシロキサン樹脂被膜を形成することで耐擦傷性及び耐候性を付与した被覆物品を得ている。これらについてはポリシロキサン樹脂被膜との密着性及び耐候性はかなり改善されるものの、下塗り層のアルコキシシリル基の架橋ネットワーク化が十分に進行しないため、未硬化の残存アルコキシシリル基又はヒドロキシシリル基の経時での後架橋が生起し、被膜に歪みが生じ易いため、クラックや剥離といった不具合が発生し易く、長期の耐候性にはなお不十分であった。更に被膜が急激な環境温度変化、特に比較的高い温度での変化に曝されると、上記の後架橋によるクラックが発生し易いという欠点もあった。 These use a copolymer-containing coating as an undercoat and form a colloidal silica-containing polysiloxane resin coating on the coating to obtain a coated article imparted with scratch resistance and weather resistance. For these, the adhesion to the polysiloxane resin film and the weather resistance are considerably improved, but the cross-linking network of the alkoxysilyl group of the undercoat layer does not proceed sufficiently, so that the uncured residual alkoxysilyl group or hydroxysilyl group Since post-crosslinking occurred over time and the film was apt to be distorted, defects such as cracks and peeling were likely to occur, and it was still insufficient for long-term weather resistance. Furthermore, when the coating film is exposed to a rapid change in ambient temperature, particularly a change at a relatively high temperature, there is a drawback that cracks due to post-crosslinking are likely to occur.
本発明者は、紫外線吸収性ビニル系単量体、アルコキシシリル基含有ビニル系単量体、及びこれら単量体に共重合可能なビニル系単量体の共重合体、及びシリカ微粒子からなるプライマー組成物を提案している[特開2008−120986号公報(特許文献7)]。当該プライマー組成物を塗布、硬化した被膜は、前記ビニル系重合体の加水分解性シリル基及び/又はSiOH基同士のシロキサン架橋、また前記ビニル系重合体の加水分解性シリル基及び/又はSiOH基と前記シリカ微粒子表面のSiOH基との間のシロキサン架橋により形成される緻密な3次元架橋ネットワーク、及びシリカ微粒子自身の低膨張性の作用により、線膨張係数が低くなり、温度差による膨張・収縮が従来のプライマーよりも小さくなる。従って、このプライマー被膜表面に被覆するポリシロキサン系硬質樹脂被膜には、長期にわたって、クラックや剥離が発生しにくくなる。
しかし、当該プライマー組成物は、塗布、硬化時の環境温度あるいは湿度によって、長期耐候性試験でクラック及び剥離といったプライマーとしての性能再現性が低下することが判明し、更なる改良が必要であった。
The present inventor has disclosed a primer comprising an ultraviolet-absorbing vinyl monomer, an alkoxysilyl group-containing vinyl monomer, a copolymer of vinyl monomers copolymerizable with these monomers, and silica fine particles. A composition has been proposed [Japanese Patent Laid-Open No. 2008-120986 (Patent Document 7)]. The film obtained by applying and curing the primer composition is a hydrolyzable silyl group and / or SiOH group of the vinyl polymer, or a hydrolyzable silyl group and / or SiOH group of the vinyl polymer. Due to the dense three-dimensional cross-linking network formed by siloxane cross-linking between the silica fine particles and the SiOH groups on the surface of the silica fine particles, and the low expansive action of the silica fine particles themselves, the linear expansion coefficient becomes low, and the expansion / contraction due to temperature difference Is smaller than conventional primers. Therefore, the polysiloxane hard resin film coated on the surface of the primer film is less likely to crack or peel over a long period of time.
However, it was found that the reproducibility of the primer composition, such as cracking and peeling, decreased in the long-term weather resistance test depending on the environmental temperature or humidity during application and curing, and further improvement was necessary. .
上記問題を解決する目的で、本発明者は、紫外線吸収性ビニル系単量体、アルコキシシリル基含有ビニル系単量体及びこれら単量体に共重合可能なビニル系単量体の共重合体、及びシリカ微粒子を予め加水分解し、残存する水をオルトカルボン酸エステルなどの脱水剤で捕捉した加水分解プライマー組成物の製造方法を提案している[特開2010−65076号公報(特許文献8)]。当該プライマー組成物を塗布、硬化した被膜は、予め加水分解性シリル基を加水分解しSiOH基として、容易に架橋反応が進行するようにしているため、塗布、硬化時の環境温度や湿度による影響を受け難くなり、プライマーとしての性能再現性が向上した。
しかし、当該プライマー組成物は、オルトギ酸エチルなどのオルトカルボン酸エステルを添加することで、強く着色し、プライマー塗膜を厚くした場合、当該塗膜が着色するという欠点があった。
For the purpose of solving the above problems, the present inventor has developed an ultraviolet absorbing vinyl monomer, an alkoxysilyl group-containing vinyl monomer, and a copolymer of vinyl monomers copolymerizable with these monomers. And a method for producing a hydrolysis primer composition in which silica fine particles are hydrolyzed in advance and the remaining water is captured by a dehydrating agent such as an orthocarboxylic acid ester [Japanese Patent Laid-Open No. 2010-65076 (Patent Document 8). ]]. The film coated and cured with the primer composition is preliminarily hydrolyzed with a hydrolyzable silyl group to form a SiOH group so that the crosslinking reaction proceeds easily. The performance reproducibility as a primer was improved.
However, the primer composition is strongly colored by adding an orthocarboxylic acid ester such as ethyl orthoformate, and has a disadvantage that the coating film is colored when the primer coating film is thickened.
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、長期にわたり、クラック、剥離、黄変といった欠点がない耐候性に優れた保護被膜を形成し、またこれら性能の再現性があり、しかも着色がなく、かつ保存安定性が良く、長期保存あるいは使用しても増粘又はゲル化することがない耐候性コーティング組成物の製造方法及び該組成物の着色防止方法、並びに該組成物を用いた被覆物品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 forms a protective film excellent in weather resistance without defects such as cracks, peeling, and yellowing over a long period of time, and has reproducibility of these performances and is free of coloring. And a method for producing a weather-resistant coating composition which has good storage stability and does not thicken or gel even after long-term storage or use, a method for preventing coloration of the composition, and a coated article using the composition The purpose is to provide.
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、加水分解性シリル基及び有機系紫外線吸収性基がそれぞれ側鎖に結合したビニル系重合体(A)、有機溶剤に分散したシリカ微粒子(B)、カルボニル基を含有する有機溶剤(C)、オルトカルボン酸エステル(D)、及び3級アミン又はその有機酸塩(E)を用い、以下の工程〔1〕又は〔2〕を含む製造方法によって得られるコーティング組成物により、上記課題を解決し得ることを見出した。
〔1〕
(I)前記(E)成分を除く1つ以上の成分を含むコーティング前駆体を調製する工程、
(II)前記(I)の工程で得られたコーティング前駆体に前記(E)成分を添加する工程。
但し、前記工程において未添加成分がある場合は、(II)工程の後で添加する。
〔2〕
(III)前記(A)成分単独、又は前記(D)成分を除く1つ以上の成分及び(A)成分を含むコーティング前駆体を調製する工程、
(IV)前記(III)の工程で得られたコーティング前駆体に水を加えて部分加水分解を行う工程、
(V)前記(IV)の工程で得られたコーティング前駆体部分加水分解物に、前記(D)成分を添加する工程。
但し、前記工程において未添加成分がある場合は、(V)工程の後で添加する。
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor has dispersed a vinyl polymer (A) in which a hydrolyzable silyl group and an organic ultraviolet absorbing group are bonded to side chains, respectively, in an organic solvent. The following steps [1] or [2] using the fine silica particles (B), the organic solvent (C) containing a carbonyl group, the orthocarboxylic acid ester (D), and a tertiary amine or an organic acid salt thereof (E) It was found that the above problems can be solved by a coating composition obtained by a production method comprising
[1]
(I) preparing a coating precursor comprising one or more components excluding the component (E),
(II) A step of adding the component (E) to the coating precursor obtained in the step (I).
However, when there is an unadded component in the step, it is added after the step (II).
[2]
(III) preparing a coating precursor containing the component (A) alone or one or more components excluding the component (D) and the component (A);
(IV) A step of performing partial hydrolysis by adding water to the coating precursor obtained in the step (III),
(V) A step of adding the component (D) to the coating precursor partial hydrolyzate obtained in the step (IV).
However, when there is an unadded component in the step, it is added after step (V).
即ち、本発明者は、ポリカーボネートなどの熱可塑性樹脂成形品に長期耐候性を付与する被膜を得ることができ、着色がなく、保存安定性が良好で、長期保存あるいは使用しても増粘又はゲル化することがないコーティング組成物について、種々検討した。
その結果、組成物構成成分として、加水分解性シリル基及び有機系紫外線吸収性基がそれぞれ側鎖に結合したビニル系重合体(A)、有機溶剤に分散したシリカ微粒子(B)、カルボニル基を含有する有機溶剤(C)、及びオルトカルボン酸エステル(D)を含むコーティング組成物は、ビニル系重合体(A)の加水分解性シリル基及び/又はSiOH基同士のシロキサン架橋、また前記ビニル系重合体(A)の加水分解性シリル基及び/又はSiOH基と前記シリカ微粒子(B)表面のSiOH基との間のシロキサン架橋により形成される緻密な3次元架橋ネットワーク、及び前記シリカ微粒子(B)自身の低膨張性の作用により、線膨張係数が低くなり、温度差による膨張・収縮が従来のコーティング被膜よりも小さくなる。従って、このコーティング被膜表面に被覆するケイ素酸化物含有硬質被膜には、長期にわたって、クラックや剥離が発生しない。
また前記ビニル系重合体(A)は、有機系紫外線吸収性基が側鎖に結合しており、かつ、該コーティング組成物からなる被膜内にて架橋するため、紫外線吸収性基が被膜中で固定されることにより、紫外線吸収性基の被膜表面への移行が極めて起こり難くなり、外観の白化現象や密着性の低下がなくなる点、水、溶剤等への溶出・流出がなく経時による紫外線吸収効果の低下が少ない点、高温で熱硬化処理を行っても被膜から紫外線吸収性基が揮散しない点から、大幅に耐候性が向上し、しかも長期にわたりその機能が維持される。
更にコーティング組成物を保存した場合、オルトカルボン酸エステル(D)の効果により組成物中の水分が除去され、保存安定性が格段に向上するという利点がある一方、組成物が強く着色するという欠点も併せ持っていたが、この組成物に3級アミン又はその有機酸塩(E)を添加することで、着色の問題を解決するに至った。
That is, the present inventor can obtain a coating film that imparts long-term weather resistance to a thermoplastic resin molded article such as polycarbonate, has no coloration, has good storage stability, and has increased viscosity even when stored or used for a long time. Various coating compositions that do not gelate were studied.
As a result, a vinyl polymer (A) in which a hydrolyzable silyl group and an organic UV-absorbing group are bonded to side chains, silica fine particles (B) dispersed in an organic solvent, and a carbonyl group are included as constituents of the composition. The coating composition containing the organic solvent (C) and the orthocarboxylic acid ester (D) contains a siloxane crosslink between hydrolyzable silyl groups and / or SiOH groups of the vinyl polymer (A), and the vinyl A dense three-dimensional crosslinked network formed by siloxane crosslinking between the hydrolyzable silyl group and / or SiOH group of the polymer (A) and the SiOH group on the surface of the silica fine particles (B), and the silica fine particles (B ) Due to its low expansion property, the linear expansion coefficient is lowered, and the expansion / contraction due to the temperature difference is smaller than that of the conventional coating film. Therefore, the silicon oxide-containing hard coating coated on the surface of the coating coating does not crack or peel for a long time.
In the vinyl polymer (A), the organic UV-absorbing group is bonded to the side chain and is crosslinked in the film made of the coating composition. Fixing makes it extremely difficult for UV-absorbing groups to migrate to the coating surface, eliminating the appearance of whitening and poor adhesion, and absorbing UV rays over time with no elution or outflow to water or solvents. The weather resistance is significantly improved and the function is maintained over a long period of time because the ultraviolet light absorbing group does not evaporate from the coating even when heat curing is performed at a high temperature.
Further, when the coating composition is stored, there is an advantage that moisture in the composition is removed due to the effect of the orthocarboxylic acid ester (D), and the storage stability is remarkably improved, whereas the composition is strongly colored. However, by adding a tertiary amine or an organic acid salt (E) thereof to the composition, the problem of coloring was solved.
従って、本発明は、下記耐候性コーティング組成物の製造方法及び該組成物の着色防止方法、並びに該組成物からなる被覆物品を提供する。
〔1〕
以下の(A)〜(E)成分を含有してなり、下記の工程(I)、(II)を含むことを特徴とする耐候性コーティング組成物の製造方法。
加水分解性シリル基及び有機系紫外線吸収性基がそれぞれ側鎖に結合したビニル系重合体(A)、
有機溶剤に分散したシリカ微粒子(B)、
カルボニル基を含有する有機溶剤(C)、
オルトカルボン酸エステル(D)、
3級アミン又はその有機酸塩(E)、
(I)前記(E)成分を除く1つ以上の成分を含むコーティング前駆体を調製する工程、
(II)前記(I)の工程で得られたコーティング前駆体に前記(E)成分を添加する工程。
但し、前記工程において未添加成分がある場合は、(II)工程の後で添加する。
〔2〕
以下の(A)〜(E)成分を含有してなり、下記の工程(III)〜(V)を含むことを特徴とする耐候性コーティング組成物の製造方法。
加水分解性シリル基及び有機系紫外線吸収性基がそれぞれ側鎖に結合したビニル系重合体(A)、
有機溶剤に分散したシリカ微粒子(B)、
カルボニル基を含有する有機溶剤(C)、
オルトカルボン酸エステル(D)、
3級アミン又はその有機酸塩(E)、
(III)前記(A)成分単独、又は前記(D)成分を除く1つ以上の成分及び(A)成分を含むコーティング前駆体を調製する工程、
(IV)前記(III)の工程で得られたコーティング前駆体に水を加えて部分加水分解を行う工程、
(V)前記(IV)の工程で得られたコーティング前駆体部分加水分解物に、前記(D)成分を添加する工程。
但し、前記工程において未添加成分がある場合は、(V)工程の後で添加する。
〔3〕
加水分解に使用する水の量が、ビニル系重合体(A)中の加水分解性シリル基の加水分解性基1モルに対して、5モル未満であることを特徴とする〔2〕に記載の製造方法。
〔4〕
オルトカルボン酸エステル(D)が、オルトギ酸メチル、オルトギ酸エチル、オルト酢酸メチル及びオルト酢酸エチルから選ばれる少なくとも1種である〔1〕、〔2〕又は〔3〕に記載の製造方法。
〔5〕
カルボニル基を含有する有機溶剤(C)が、炭素数3〜10のケトン及びカルボン酸エステルから選ばれる少なくとも1種である〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の製造方法。
〔6〕
3級アミン又はその有機酸塩(E)が、トリブチルアミン、ピリジン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン−5及びそれらのカルボン酸塩から選ばれる少なくとも1種である〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載の製造方法。
〔7〕
加水分解性シリル基及び有機系紫外線吸収性基がそれぞれ側鎖に結合したビニル系重合体(A)が、加水分解性シリル基がC−Si結合を介して結合したビニル系単量体(a−1)、有機系紫外線吸収性基を有するビニル系単量体(a−2)、エポキシ基含有のビニル系単量体(a−3−i)、及び共重合可能な他の単量体(a−3−ii)からなる単量体成分を共重合して得られるビニル系重合体であることを特徴とする〔1〕〜〔6〕のいずれかに記載の製造方法。
〔8〕
加水分解性シリル基及び有機系紫外線吸収性基がそれぞれ側鎖に結合したビニル系重合体(A)、有機溶剤に分散したシリカ微粒子(B)、カルボニル基を含有する有機溶剤(C)、及びオルトカルボン酸エステル(D)を含有してなる耐候性コーティング組成物の着色を防止する方法であって、該組成物に3級アミン又はその有機酸塩(E)を添加してなることを特徴とする耐候性コーティング組成物の着色防止方法。
〔9〕
オルトカルボン酸エステル(D)が、オルトギ酸メチル、オルトギ酸エチル、オルト酢酸メチル及びオルト酢酸エチルから選ばれる少なくとも1種である〔8〕に記載の着色防止方法。
〔10〕
カルボニル基を含有する有機溶剤(C)が、炭素数3〜10のケトン及びカルボン酸エステルから選ばれる少なくとも1種である〔8〕又は〔9〕に記載の着色防止方法。
〔11〕
3級アミン又はその有機酸塩(E)が、トリブチルアミン、ピリジン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン−5及びそれらのカルボン酸塩から選ばれる少なくとも1種である〔8〕〜〔10〕のいずれかに記載の着色防止方法。
〔12〕
加水分解性シリル基及び有機系紫外線吸収性基がそれぞれ側鎖に結合したビニル系重合体(A)が、加水分解性シリル基がC−Si結合を介して結合したビニル系単量体(a−1)、有機系紫外線吸収性基を有するビニル系単量体(a−2)、エポキシ基含有のビニル系単量体(a−3−i)、及び共重合可能な他の単量体(a−3−ii)からなる単量体成分を共重合して得られるビニル系重合体であることを特徴とする〔8〕〜〔11〕のいずれかに記載の着色防止方法。
〔13〕
基材に、〔1〕〜〔7〕のいずれかに記載の方法により製造されたコーティング組成物を塗布、硬化させてなる被膜の表面に、ケイ素酸化物含有硬質被膜を積層してなることを特徴とする被覆物品。
〔14〕
ケイ素酸化物含有硬質被膜が、下記一般式(1)
(R7)mSi(OR8)4-m (1)
(式中、R7は炭素数1〜10の1価の有機基、R8は水素原子又は1価の有機基を示し、mは0,1又は2である。)
で示されるオルガノオキシシランの1種類以上の加水分解物又は共加水分解物と、シリカ微粒子とを含むハードコーティング組成物から形成されることを特徴とする〔13〕に記載の被覆物品。
Accordingly, the present invention provides the following method for producing a weather-resistant coating composition, a method for preventing the coloration of the composition, and a coated article comprising the composition.
[1]
A method for producing a weather-resistant coating composition comprising the following components (A) to (E) and comprising the following steps (I) and (II):
A vinyl polymer (A) in which a hydrolyzable silyl group and an organic ultraviolet absorbing group are bonded to side chains,
Silica fine particles (B) dispersed in an organic solvent,
An organic solvent (C) containing a carbonyl group,
Orthocarboxylic acid ester (D),
A tertiary amine or an organic acid salt thereof (E),
(I) preparing a coating precursor comprising one or more components excluding the component (E),
(II) A step of adding the component (E) to the coating precursor obtained in the step (I).
However, when there is an unadded component in the step, it is added after the step (II).
[2]
A method for producing a weather-resistant coating composition comprising the following components (A) to (E) and comprising the following steps (III) to (V):
A vinyl polymer (A) in which a hydrolyzable silyl group and an organic ultraviolet absorbing group are bonded to side chains,
Silica fine particles (B) dispersed in an organic solvent,
An organic solvent (C) containing a carbonyl group,
Orthocarboxylic acid ester (D),
A tertiary amine or an organic acid salt thereof (E),
(III) preparing a coating precursor containing the component (A) alone or one or more components excluding the component (D) and the component (A);
(IV) A step of performing partial hydrolysis by adding water to the coating precursor obtained in the step (III),
(V) A step of adding the component (D) to the coating precursor partial hydrolyzate obtained in the step (IV).
However, when there is an unadded component in the step, it is added after step (V).
[3]
[2] The amount of water used for hydrolysis is less than 5 moles with respect to 1 mole of hydrolyzable groups of the hydrolyzable silyl group in the vinyl polymer (A). Manufacturing method.
[4]
The production method according to [1], [2] or [3], wherein the orthocarboxylic acid ester (D) is at least one selected from methyl orthoformate, ethyl orthoformate, methyl orthoacetate and ethyl orthoacetate.
[5]
The production method according to any one of [1] to [4], wherein the organic solvent (C) containing a carbonyl group is at least one selected from ketones having 3 to 10 carbon atoms and carboxylic acid esters.
[6]
A tertiary amine or an organic acid salt thereof (E) is tributylamine, pyridine, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7, 1,5-diazabicyclo [4.3.0] nonene-5 and The production method according to any one of [1] to [5], which is at least one selected from those carboxylates.
[7]
A vinyl polymer (A) in which a hydrolyzable silyl group and an organic UV-absorbing group are bonded to the side chain is a vinyl monomer (a) in which a hydrolyzable silyl group is bonded through a C-Si bond. -1), a vinyl monomer (a-2) having an organic ultraviolet absorbing group, an epoxy group-containing vinyl monomer (a-3-i), and other copolymerizable monomers The production method according to any one of [1] to [6], which is a vinyl polymer obtained by copolymerizing a monomer component comprising (a-3-ii).
[8]
A vinyl polymer (A) in which a hydrolyzable silyl group and an organic ultraviolet absorbing group are bonded to side chains, silica fine particles (B) dispersed in an organic solvent, an organic solvent (C) containing a carbonyl group, and A method for preventing coloration of a weather-resistant coating composition containing an orthocarboxylic acid ester (D), wherein a tertiary amine or an organic acid salt (E) thereof is added to the composition. A method for preventing coloration of a weather-resistant coating composition.
[9]
The method for preventing coloring according to [8], wherein the orthocarboxylic acid ester (D) is at least one selected from methyl orthoformate, ethyl orthoformate, methyl orthoacetate and ethyl orthoacetate.
[10]
[8] or [9], wherein the organic solvent (C) containing a carbonyl group is at least one selected from ketones having 3 to 10 carbon atoms and carboxylic acid esters.
[11]
A tertiary amine or an organic acid salt thereof (E) is tributylamine, pyridine, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7, 1,5-diazabicyclo [4.3.0] nonene-5 and The coloring prevention method according to any one of [8] to [10], which is at least one selected from those carboxylates.
[12]
A vinyl polymer (A) in which a hydrolyzable silyl group and an organic UV-absorbing group are bonded to the side chain is a vinyl monomer (a) in which a hydrolyzable silyl group is bonded through a C-Si bond. -1), a vinyl monomer (a-2) having an organic ultraviolet absorbing group, an epoxy group-containing vinyl monomer (a-3-i), and other copolymerizable monomers The method for preventing coloring according to any one of [8] to [11], wherein the method is a vinyl polymer obtained by copolymerizing a monomer component comprising (a-3-ii).
[13]
It is formed by laminating a silicon oxide-containing hard coating on the surface of a coating formed by applying and curing the coating composition produced by the method according to any one of [1] to [7] on a substrate. Characteristic coated article.
[14]
The silicon oxide-containing hard coating has the following general formula (1)
(R 7 ) m Si (OR 8 ) 4-m (1)
(In the formula, R 7 represents a monovalent organic group having 1 to 10 carbon atoms, R 8 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, and m is 0, 1 or 2.)
The coated article according to [13], which is formed from a hard coating composition containing one or more hydrolysates or co-hydrolysates of organooxysilane represented by the formula (1) and silica fine particles.
本発明のコーティング組成物は、有機系紫外線吸収性基を被膜内に大量に保持できるため耐候性が大幅に向上し、更にシロキサン架橋することで被膜内に有機系紫外線吸収性基が固定化されるため紫外線吸収性基の経時流出が防止される。またビニル系重合体中の加水分解性シリル基同士、あるいはビニル系重合体とシリカ微粒子とのシロキサン架橋が進行することにより、得られるコーティング被膜は線膨張係数が低下し、かつ耐候性に富むバインダーとなり、耐水性、耐溶剤性、耐候性に優れた紫外線吸収性保護被膜を与える。本コーティング組成物を、耐候性に劣る物品に塗布、硬化させれば、物品の着色や劣化を抑制し、良好な耐候性を付与できる。また加水分解性シリル基を含有するビニル系重合体を予め加水分解すると、コーティング組成物は経時での増粘・ゲル化が顕著になるが、オルトカルボン酸エステルを添加することで、増粘・ゲル化することなく長期の保存安定性を確保することができる。更にオルトカルボン酸エステルの添加で生じる組成物の強い着色は、3級アミン又はその有機酸塩を添加することで防止できる。
本発明のコーティング組成物により被膜を施されたプラスチック物品、特にポリカーボネート樹脂は、優れた透明性、耐候性を付与することができ、更に該被膜上にケイ素酸化物含有硬質被膜を積層することで、耐擦傷性、耐薬品性も併せて付与可能なため、車両、飛行機など運送機の窓、風防、建物の窓、道路の遮音壁等屋外で使用される用途に好適なものである。
Since the coating composition of the present invention can retain a large amount of organic UV-absorbing groups in the film, the weather resistance is greatly improved, and the organic UV-absorbing groups are immobilized in the film by crosslinking with siloxane. Therefore, the ultraviolet ray-absorbing group is prevented from flowing out with time. Also, the hydrolytic silyl groups in the vinyl polymer, or the siloxane crosslinking between the vinyl polymer and the silica fine particles proceeds, so that the resulting coating film has a low coefficient of linear expansion and a binder with high weather resistance. Thus, an ultraviolet-absorbing protective coating excellent in water resistance, solvent resistance and weather resistance is provided. If this coating composition is applied and cured on an article having inferior weather resistance, coloring and deterioration of the article can be suppressed and good weather resistance can be imparted. In addition, when a vinyl polymer containing a hydrolyzable silyl group is hydrolyzed in advance, the coating composition becomes markedly thickened and gelled over time. However, by adding an orthocarboxylic acid ester, Long-term storage stability can be ensured without gelation. Further, strong coloring of the composition caused by the addition of orthocarboxylic acid ester can be prevented by adding a tertiary amine or an organic acid salt thereof.
The plastic article coated with the coating composition of the present invention, particularly the polycarbonate resin, can impart excellent transparency and weather resistance, and further, by laminating a hard coating containing silicon oxide on the coating. In addition, since scratch resistance and chemical resistance can be imparted together, it is suitable for outdoor use such as a window of a transport device such as a vehicle or an airplane, a windshield, a window of a building, or a sound insulation wall of a road.
本発明の耐候性コーティング組成物は、以下の(A)〜(E)成分を含有してなるものである。
(A)加水分解性シリル基及び有機系紫外線吸収性基がそれぞれ側鎖に結合したビニル系重合体、
(B)有機溶剤に分散したシリカ微粒子、
(C)カルボニル基を含有する有機溶剤、
(D)オルトカルボン酸エステル、
(E)3級アミン又はその有機酸塩。
The weather resistant coating composition of the present invention comprises the following components (A) to (E).
(A) a vinyl polymer in which a hydrolyzable silyl group and an organic ultraviolet absorbing group are each bonded to a side chain;
(B) silica fine particles dispersed in an organic solvent,
(C) an organic solvent containing a carbonyl group,
(D) orthocarboxylic acid ester,
(E) A tertiary amine or an organic acid salt thereof.
本発明の耐候性コーティング組成物の製造方法は、下記〔1〕又は〔2〕の工程を含むものである。
〔1〕
(I)前記(E)成分を除く1つ以上の成分を含むコーティング前駆体を調製する工程、
(II)前記(I)の工程で得られたコーティング前駆体に前記(E)成分を添加する工程。
但し、前記工程において未添加成分がある場合は、(II)工程の後で添加する。
〔2〕
(III)前記(A)成分単独、又は前記(A)成分と前記(D)成分を除く1つ以上の成分とを含むコーティング前駆体を調製する工程、
(IV)前記(III)の工程で得られたコーティング前駆体に水を加えて部分加水分解を行う工程、
(V)前記(IV)の工程で得られたコーティング前駆体部分加水分解物に、前記(D)成分を添加する工程。
但し、前記工程において未添加成分がある場合は、(V)工程の後で添加する。
The method for producing a weather resistant coating composition of the present invention includes the following step [1] or [2].
[1]
(I) preparing a coating precursor comprising one or more components excluding the component (E),
(II) A step of adding the component (E) to the coating precursor obtained in the step (I).
However, when there is an unadded component in the step, it is added after the step (II).
[2]
(III) preparing a coating precursor containing the component (A) alone or the component (A) and one or more components excluding the component (D);
(IV) A step of performing partial hydrolysis by adding water to the coating precursor obtained in the step (III),
(V) A step of adding the component (D) to the coating precursor partial hydrolyzate obtained in the step (IV).
However, when there is an unadded component in the step, it is added after step (V).
また、本発明の耐候性コーティング組成物の着色防止方法は、上記加水分解性シリル基及び有機系紫外線吸収性基がそれぞれ側鎖に結合したビニル系重合体(A)、有機溶剤に分散したシリカ微粒子(B)、カルボニル基を含有する有機溶剤(C)、及びオルトカルボン酸エステル(D)を含有してなるコーティング組成物に、3級アミン又はその有機酸塩(E)を添加することにより着色を防止することができるものである。 Further, the method for preventing coloration of the weather-resistant coating composition of the present invention includes a vinyl polymer (A) in which the hydrolyzable silyl group and the organic ultraviolet absorbing group are bonded to side chains, and silica dispersed in an organic solvent. By adding a tertiary amine or an organic acid salt thereof (E) to a coating composition containing fine particles (B), an organic solvent (C) containing a carbonyl group, and an orthocarboxylic acid ester (D) Coloring can be prevented.
本発明に係る耐候性コーティング組成物を製造する際の必須成分は、上述したように、加水分解性シリル基及び有機系紫外線吸収性基がそれぞれ側鎖に結合したビニル系重合体(A)、有機溶剤に分散したシリカ微粒子(B)、カルボニル基を含有する有機溶剤(C)、オルトカルボン酸エステル(D)、及び3級アミン又はその有機酸塩(E)である。 As described above, the essential components in producing the weather resistant coating composition according to the present invention are the vinyl polymer (A) in which the hydrolyzable silyl group and the organic ultraviolet absorbing group are bonded to the side chain, Silica fine particles (B) dispersed in an organic solvent, an organic solvent (C) containing a carbonyl group, an orthocarboxylic acid ester (D), and a tertiary amine or an organic acid salt thereof (E).
(A)成分の加水分解性シリル基及び有機系紫外線吸収性基がそれぞれ側鎖に結合したビニル系重合体としては、加水分解性シリル基がC−Si結合を介してビニル重合体主鎖と結合していることが好ましく、更に有機系紫外線吸収性基もビニル重合体主鎖と結合していることが好ましい。このような重合体は、加水分解性シリル基がC−Si結合を介して結合したビニル系単量体(a−1)と、有機系紫外線吸収性基を有するビニル系単量体(a−2)と、これら単量体と共重合可能な他の単量体(a−3)とからなる単量体成分を共重合して得ることができる。 As the vinyl polymer in which the hydrolyzable silyl group and the organic ultraviolet absorbing group of the component (A) are each bonded to the side chain, the hydrolyzable silyl group is bonded to the vinyl polymer main chain via a C-Si bond. It is preferable that it is bonded, and it is also preferable that the organic ultraviolet absorbing group is bonded to the vinyl polymer main chain. Such a polymer includes a vinyl monomer (a-1) in which a hydrolyzable silyl group is bonded via a C-Si bond, and a vinyl monomer (a-) having an organic ultraviolet absorbing group. It can be obtained by copolymerizing a monomer component consisting of 2) and another monomer (a-3) copolymerizable with these monomers.
ここで、(a−1)の加水分解性シリル基がC−Si結合を介して結合したビニル系単量体は、一分子中に1個のビニル重合性官能基と、1個以上の加水分解性シリル基を含有するものであれば、如何なるものでも使用することができる。 Here, the vinyl monomer in which the hydrolyzable silyl group of (a-1) is bonded through a C—Si bond is composed of one vinyl polymerizable functional group and one or more hydrolyzed monomers in one molecule. Any substance containing a decomposable silyl group can be used.
ビニル重合性官能基としては、ビニル基、ビニルオキシ基、(メタ)アクリルオキシ基、(α−メチル)スチリル基を含む炭素数2〜12の有機基を示すことができる。具体的には、ビニル基、5−ヘキセニル基、9−デセニル基、ビニルオキシメチル基、3−ビニルオキシプロピル基、(メタ)アクリルオキシメチル基、3−(メタ)アクリルオキシプロピル基、11−(メタ)アクリルオキシウンデシル基、ビニルフェニル基、イソプロペニルフェニル基、ビニルフェニルメチル基を具体例として示すことができる。反応性、入手し易さから、(メタ)アクリルオキシ基を含む有機基を使用することが好ましく、特に(メタ)アクリルオキシプロピル基を使用することが好ましい。 As a vinyl polymerizable functional group, a C2-C12 organic group including a vinyl group, a vinyloxy group, a (meth) acryloxy group, and an (α-methyl) styryl group can be shown. Specifically, vinyl group, 5-hexenyl group, 9-decenyl group, vinyloxymethyl group, 3-vinyloxypropyl group, (meth) acryloxymethyl group, 3- (meth) acryloxypropyl group, 11- Specific examples include (meth) acryloxyundecyl group, vinylphenyl group, isopropenylphenyl group, and vinylphenylmethyl group. From the viewpoint of reactivity and availability, it is preferable to use an organic group containing a (meth) acryloxy group, and it is particularly preferable to use a (meth) acryloxypropyl group.
加水分解性基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基などのアルコキシ基、フェノキシ基、アセチルオキシ基などのアシルオキシ基、ブタノキシム基などのオキシム基、アミノ基、メチルアミノ基などのアミノ基、クロル基などのハロゲン基を具体例として示すことができる。加水分解性の制御のし易さ、及び入手のし易さから、メトキシ基、エトキシ基などのアルコキシ基が好適に使用できる。 Hydrolyzable groups include alkoxy groups such as methoxy group, ethoxy group, propoxy group, isopropoxy group, butoxy group, isobutoxy group, sec-butoxy group, and tert-butoxy group, and acyloxy groups such as phenoxy group and acetyloxy group. Specific examples include oxime groups such as butanoxime groups, amino groups such as amino groups and methylamino groups, and halogen groups such as chloro groups. Alkoxy groups such as a methoxy group and an ethoxy group can be suitably used because of easy controllability of hydrolyzability and availability.
上記置換基以外の置換基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基、デシル基などのアルキル基、フェニル基などを例示できる。入手し易さから、メチル基を用いるのが好ましい。 Examples of substituents other than the above substituents include alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, hexyl, and decyl groups, and phenyl groups. From the viewpoint of availability, a methyl group is preferably used.
加水分解性シリル基がC−Si結合を介して結合したビニル系単量体(a−1)としては、例えば、メタクリロキシメチルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、メタクリロキシウンデシルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、メタクリロキシプロピルジメチルメトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、アクリロキシプロピルジメチルメトキシシラン、アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、アクリロキシメチルトリメトキシシラン、アクリロキシウンデシルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、スチリルトリメトキシシラン、スチリルメチルジメトキシシラン、スチリルトリエトキシシランなどを挙げることができる。これらの中でも、入手のし易さ、取り扱い性、架橋密度及び反応性などから、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、メタクリロキシプロピルジメチルメトキシシラン、アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、アクリロキシプロピルメチルジメトキシシランが好ましい。 Examples of the vinyl monomer (a-1) in which a hydrolyzable silyl group is bonded via a C—Si bond include methacryloxymethyltrimethoxysilane, methacryloxypropyltrimethoxysilane, methacryloxyundecyltrimethoxy. Silane, methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, methacryloxypropyldimethylmethoxysilane, methacryloxypropyltriethoxysilane, acryloxypropyltrimethoxysilane, acryloxypropylmethyldimethoxysilane, acryloxypropyldimethylmethoxysilane, acryloxypropyltriethoxysilane , Acryloxymethyltrimethoxysilane, acryloxyundecyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinylmethyldimethyl Kishishiran, allyl trimethoxysilane, styryl trimethoxysilane, styryl methyldimethoxysilane, and the like styryl triethoxysilane. Among these, methacryloxypropyltrimethoxysilane, methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, methacryloxypropyldimethylmethoxysilane, acryloxypropyltrimethoxysilane, acryloxy, etc. Roxypropylmethyldimethoxysilane is preferred.
(a−1)の加水分解性シリル基がC−Si結合を介して結合したビニル系単量体の量は、共重合組成で1〜50質量%、特に3〜40質量%の範囲が好ましい。1質量%未満ではシリカ微粒子や上記ビニル系共重合体同士の架橋によるシロキサンネットワークの形成が不十分となり塗膜の線膨張係数が十分に低くならず、耐熱性、耐久性が改良されない場合がある。また50質量%を超えると架橋密度が高くなりすぎて硬くなり接着性が低下したり、未反応加水分解性基又はSiOH基が残存し易くなり、経時での後架橋が生起し、クラックが発生し易くなる場合がある。 The amount of the vinyl monomer in which the hydrolyzable silyl group of (a-1) is bonded via a C—Si bond is preferably 1 to 50% by mass, particularly preferably 3 to 40% by mass in the copolymer composition. . If it is less than 1% by mass, the formation of a siloxane network by crosslinking between silica fine particles and the above vinyl copolymers is insufficient, and the linear expansion coefficient of the coating film is not sufficiently lowered, and the heat resistance and durability may not be improved. . On the other hand, if it exceeds 50% by mass, the crosslink density becomes too high and it becomes hard and the adhesiveness is lowered, or the unreacted hydrolyzable group or SiOH group tends to remain, and post-crosslinking occurs with time and cracks occur. It may be easy to do.
次に、有機系紫外線吸収性基を有するビニル系単量体(a−2)について説明する。分子内に紫外線吸収性基とビニル重合性基を含有していれば、如何なるものでも使用することができる。 Next, the vinyl monomer (a-2) having an organic ultraviolet absorbing group will be described. Any compound can be used as long as it contains an ultraviolet absorbing group and a vinyl polymerizable group in the molecule.
このような有機系紫外線吸収性基を有するビニル系単量体の具体例としては、分子内に紫外線吸収性基を有する(メタ)アクリル系単量体が示され、下記一般式(2)で表されるベンゾトリアゾール系化合物、及び下記一般式(3)で表されるベンゾフェノン系化合物を挙げることができる。 As a specific example of the vinyl monomer having such an organic ultraviolet absorbing group, a (meth) acrylic monomer having an ultraviolet absorbing group in the molecule is shown, and the following general formula (2) The benzotriazole type compound represented, and the benzophenone type compound represented by following General formula (3) can be mentioned.
上記一般式(2)において、R1で示される炭素数4〜8の第3級アルキル基としては、tert−ブチル基、tert−ペンチル基、tert−ヘキシル基、tert−ヘプチル基、tert−オクチル基、ジtert−オクチル基等を挙げることができる。
R2で示される直鎖状又は分岐鎖状の炭素数2〜10のアルキレン基としては、例えば、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基、1,1−ジメチルテトラメチレン基、ブチレン基、オクチレン基、デシレン基等を挙げることができる。
In the general formula (2), examples of the tertiary alkyl group having 4 to 8 carbon atoms represented by R 1 include a tert-butyl group, a tert-pentyl group, a tert-hexyl group, a tert-heptyl group, and a tert-octyl group. Group, di-tert-octyl group and the like.
Examples of the linear or branched alkylene group having 2 to 10 carbon atoms represented by R 2 include an ethylene group, a trimethylene group, a propylene group, a tetramethylene group, a 1,1-dimethyltetramethylene group, and a butylene group. Octylene group, decylene group and the like.
また、上記一般式(3)において、R4で示される直鎖状又は分岐鎖状の炭素数2〜10のアルキレン基としては、上記R2で例示したものと同様のもの、あるいはこれらの水素原子の一部をフッ素、臭素、塩素等のハロゲン原子や水酸基などで置換した基等を挙げることができる。R6で示されるアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等を挙げることができる。 In the general formula (3), the linear or branched alkylene group having 2 to 10 carbon atoms represented by R 4 is the same as those exemplified for R 2 above, or hydrogen thereof. A group in which a part of the atoms is substituted with a halogen atom such as fluorine, bromine or chlorine, a hydroxyl group, or the like can be given. Examples of the alkoxy group represented by R 6 include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and a butoxy group.
上記一般式(2)で表されるベンゾトリアゾール系化合物の具体例としては、例えば、2−(2’−ヒドロキシ−5’−(メタ)アクリロキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’−tert−ブチル−5’−(メタ)アクリロキシメチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、2−[2’−ヒドロキシ−5’−(2−(メタ)アクリロキシエチル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、2−[2’−ヒドロキシ−3’−tert−ブチル−5’−(2−(メタ)アクリロキシエチル)フェニル]−5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール、2−[2’−ヒドロキシ−3’−メチル−5’−(8−(メタ)アクリロキシオクチル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール等を挙げることができる。 Specific examples of the benzotriazole-based compound represented by the general formula (2) include 2- (2′-hydroxy-5 ′-(meth) acryloxyphenyl) -2H-benzotriazole, 2- (2 '-Hydroxy-3'-tert-butyl-5'-(meth) acryloxymethylphenyl) -2H-benzotriazole, 2- [2'-hydroxy-5 '-(2- (meth) acryloxyethyl) phenyl ] -2H-benzotriazole, 2- [2′-hydroxy-3′-tert-butyl-5 ′-(2- (meth) acryloxyethyl) phenyl] -5-chloro-2H-benzotriazole, 2- [ And 2'-hydroxy-3'-methyl-5 '-(8- (meth) acryloxyoctyl) phenyl] -2H-benzotriazole.
上記一般式(3)で表されるベンゾフェノン系化合物の具体例としては、例えば、2−ヒドロキシ−4−(2−(メタ)アクリロキシエトキシ)ベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−(4−(メタ)アクリロキシブトキシ)ベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4−(2−(メタ)アクリロキシエトキシ)ベンゾフェノン、2’,4−ジヒドロキシ−4’−(2−(メタ)アクリロキシエトキシ)ベンゾフェノン、2,2’,4−トリヒドロキシ−4’−(2−(メタ)アクリロキシエトキシ)ベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−(3−(メタ)アクリロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−(3−(メタ)アクリロキシプロポキシ)ベンゾフェノン等を挙げることができる。 Specific examples of the benzophenone compound represented by the general formula (3) include 2-hydroxy-4- (2- (meth) acryloxyethoxy) benzophenone and 2-hydroxy-4- (4- (meta ) Acryloxybutoxy) benzophenone, 2,2′-dihydroxy-4- (2- (meth) acryloxyethoxy) benzophenone, 2 ′, 4-dihydroxy-4 ′-(2- (meth) acryloxyethoxy) benzophenone, 2,2 ′, 4-trihydroxy-4 ′-(2- (meth) acryloxyethoxy) benzophenone, 2-hydroxy-4- (3- (meth) acryloxypropoxy) benzophenone, 2-hydroxy-4- ( And 3- (meth) acryloxypropoxy) benzophenone.
上記紫外線吸収性ビニル系単量体としては、式(2)で表されるベンゾトリアゾール系化合物が好ましく、中でも2−[2’−ヒドロキシ−5’−(2−(メタ)アクリロキシエチル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾールが好適に使用される。
更に、上記紫外線吸収性ビニル系単量体は、1種を単独で又は2種以上を混合して用いてもよい。
As the UV-absorbing vinyl monomer, a benzotriazole compound represented by the formula (2) is preferable, and 2- [2′-hydroxy-5 ′-(2- (meth) acryloxyethyl) phenyl is particularly preferable. ] -2H-benzotriazole is preferably used.
Furthermore, you may use the said ultraviolet absorptive vinyl-type monomer individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.
有機系紫外線吸収性基を有するビニル系単量体(a−2)の使用量は、共重合組成で1〜30質量%、特に3〜25質量%が好ましい。1質量%未満では良好な耐候性が得られない場合があり、また、30質量%を超えると塗膜の密着性が低下したり、白化などの塗膜外観不良を引き起こしたりする場合がある。 The usage-amount of the vinylic monomer (a-2) which has an organic type ultraviolet absorptive group is 1-30 mass% by copolymerization composition, 3-25 mass% is especially preferable. If it is less than 1% by mass, good weather resistance may not be obtained, and if it exceeds 30% by mass, the adhesion of the coating film may be lowered, or coating film appearance defects such as whitening may be caused.
次に、上記単量体(a−1)及び(a−2)と共重合可能な他の単量体(a−3)としては、共重合可能な単量体であれば特に制限されないが、エポキシ基含有のビニル系単量体(a−3−i)やその他の単量体(a−3−ii)を挙げることができる。 Next, the other monomer (a-3) copolymerizable with the monomers (a-1) and (a-2) is not particularly limited as long as it is a copolymerizable monomer. And epoxy group-containing vinyl monomers (a-3-i) and other monomers (a-3-ii).
エポキシ基含有のビニル系単量体(a−3−i)の具体例としては、(メタ)アクリル酸グリシジル等が挙げられる。 Specific examples of the epoxy group-containing vinyl monomer (a-3-i) include glycidyl (meth) acrylate.
その他の単量体(a−3−ii)としては、(メタ)アクリル系単量体、環状ヒンダードアミン構造を有する(メタ)アクリル系単量体、(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、アルキルビニルエーテル、アルキルビニルエステル、スチレン、及びこれらの誘導体等を挙げることができる。 Other monomers (a-3-ii) include (meth) acrylic monomers, (meth) acrylic monomers having a cyclic hindered amine structure, (meth) acrylic acid esters, (meth) acrylonitrile, Examples thereof include (meth) acrylamide, alkyl vinyl ether, alkyl vinyl ester, styrene, and derivatives thereof.
ここで、環状ヒンダードアミン構造を有する(メタ)アクリル系単量体の具体例としては、2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニルメタクリレート、1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジニルメタクリレート等が挙げられ、これらの光安定剤は2種以上併用してもよい。 Here, specific examples of the (meth) acrylic monomer having a cyclic hindered amine structure include 2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl methacrylate, 1,2,2,6,6- Examples include pentamethyl-4-piperidinyl methacrylate, and two or more of these light stabilizers may be used in combination.
(メタ)アクリル酸エステル及びその誘導体の具体例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸sec−ブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸n−ペンチル、(メタ)アクリル酸イソペンチル、(メタ)アクリル酸n−ヘキシル、(メタ)アクリル酸イソヘキシル、(メタ)アクリル酸n−ヘプチル、(メタ)アクリル酸イソヘプチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸n−オクチル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸n−ノニル、(メタ)アクリル酸イソノニル、(メタ)アクリル酸n−デシル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸n−ウンデシル、(メタ)アクリル酸n−ドデシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸パルミチル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸4−メチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸4−t−ブチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニルオキシエチル、(メタ)アクリル酸ベンジル等の1価アルコールの(メタ)アクリル酸エステル類;
2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、2−メトキシプロピル(メタ)アクリレート、3−メトキシプロピル(メタ)アクリレート、2−メトキシブチル(メタ)アクリレート、3−メトキシブチル(メタ)アクリレート、4−メトキシブチル(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート(エチレングリコール単位数は例えば2〜20)、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート(プロピレングリコール単位数は例えば2〜20)等のアルコキシ(ポリ)アルキレングリコールの(メタ)アクリル酸エステル類;
2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、グリセリンモノ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート(エチレングリコール単位数は例えば2〜20)、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート(プロピレングリコール単位数は例えば2〜20)等の多価アルコールのモノ(メタ)アクリル酸エステル類;
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、ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(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、1,4−シクロヘキサンジオールジ(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(エチレングリコール単位数は例えば2〜20)、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート(プロピレングリコール単位数は例えば2〜20)等の多価アルコールのポリ(メタ)アクリル酸エステル類;
コハク酸モノ[2−(メタ)アクリロイルオキシエチル]、コハク酸ジ[2−(メタ)アクリロイルオキシエチル]、アジピン酸モノ[2−(メタ)アクリロイルオキシエチル]、アジピン酸ジ[2−(メタ)アクリロイルオキシエチル]、フタル酸モノ[2−(メタ)アクリロイルオキシエチル]、フタル酸ジ[2−(メタ)アクリロイルオキシエチル]等の非重合性多塩基酸と(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルとの(ポリ)エステル類;
(メタ)アクリル酸2−アミノエチル、(メタ)アクリル酸2−(N−メチルアミノ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(N,N−ジメチルアミノ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(N−エチルアミノ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(N,N−ジエチルアミノ)エチル、(メタ)アクリル酸3−(N,N−ジメチルアミノ)プロピル、(メタ)アクリル酸4−(N,N−ジメチルアミノ)ブチル等のアミノ基含有(メタ)アクリル酸エステル類等を挙げることができる。
Specific examples of (meth) acrylic acid esters and derivatives thereof include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid. n-butyl, isobutyl (meth) acrylate, sec-butyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, n-pentyl (meth) acrylate, isopentyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid n-hexyl, isohexyl (meth) acrylate, n-heptyl (meth) acrylate, isoheptyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, n-octyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid Isooctyl, n-nonyl (meth) acrylate, isononyl (meth) acrylate, (meth) acrylic N-decyl acid, isodecyl (meth) acrylate, n-undecyl (meth) acrylate, n-dodecyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, palmityl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate Cyclohexyl (meth) acrylate, 4-methylcyclohexyl (meth) acrylate, 4-t-butylcyclohexyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate, (meth) (Meth) acrylic acid esters of monohydric alcohols such as dicyclopentenyloxyethyl acrylate and benzyl (meth) acrylate;
2-methoxyethyl (meth) acrylate, 2-methoxypropyl (meth) acrylate, 3-methoxypropyl (meth) acrylate, 2-methoxybutyl (meth) acrylate, 3-methoxybutyl (meth) acrylate, 4-methoxybutyl ( Of alkoxy (poly) alkylene glycols such as meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate (the number of ethylene glycol units is, for example, 2 to 20), and methoxypolypropylene glycol (meth) acrylate (the number of propylene glycol units is, for example, 2 to 20). (Meth) acrylic acid esters;
2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, 3-hydroxybutyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl ( (Meth) acrylate, glycerin mono (meth) acrylate, pentaerythritol mono (meth) acrylate, polyethylene glycol mono (meth) acrylate (the number of ethylene glycol units is, for example, 2 to 20), polypropylene glycol mono (meth) acrylate (the number of propylene glycol units) Are mono (meth) acrylic acid esters of polyhydric alcohols such as 2-20);
Ethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, butylene glycol di (meth) acrylate, glycerin di (meth) acrylate, glycerin tri (meth) acrylate, pentaerythritol di (meth) acrylate, pentaerythritol tetra ( (Meth) acrylate, 1,4-cyclohexanediol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate (the number of ethylene glycol units is, for example, 2 to 20), polypropylene glycol di (meth) acrylate (the number of propylene glycol units is, for example, 2 To 20) poly (meth) acrylic acid esters of polyhydric alcohols;
Succinic acid mono [2- (meth) acryloyloxyethyl], succinic acid di [2- (meth) acryloyloxyethyl], adipic acid mono [2- (meth) acryloyloxyethyl], adipic acid di [2- (meta ) Acryloyloxyethyl], mono [2- (meth) acryloyloxyethyl] phthalate, di [2- (meth) acryloyloxyethyl] phthalate, and other nonpolymerizable polybasic acids and hydroxyalkyl (meth) acrylates (Poly) esters of
(Meth) acrylic acid 2-aminoethyl, (meth) acrylic acid 2- (N-methylamino) ethyl, (meth) acrylic acid 2- (N, N-dimethylamino) ethyl, (meth) acrylic acid 2- ( N-ethylamino) ethyl, (meth) acrylic acid 2- (N, N-diethylamino) ethyl, (meth) acrylic acid 3- (N, N-dimethylamino) propyl, (meth) acrylic acid 4- (N, Examples thereof include amino group-containing (meth) acrylic acid esters such as (N-dimethylamino) butyl.
また、(メタ)アクリロニトリルの誘導体の具体例としては、α−クロロアクリロニトリル、α−クロロメチルアクリロニトリル、α−トリフルオロメチルアクリロニトリル、α−メトキシアクリロニトリル、α−エトキシアクリロニトリル、シアン化ビニリデン等を挙げることができる。
(メタ)アクリルアミドの誘導体の具体例としては、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−メトキシ(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメトキシ(メタ)アクリルアミド、N−エトキシ(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエトキシ(メタ)アクリルアミド、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノメチル(メタ)アクリルアミド、N−(2−ジメチルアミノ)エチル(メタ)アクリルアミド、N,N’−メチレンビス(メタ)アクリルアミド、N,N’−エチレンビス(メタ)アクリルアミド等を挙げることができる。
Specific examples of the derivative of (meth) acrylonitrile include α-chloroacrylonitrile, α-chloromethylacrylonitrile, α-trifluoromethylacrylonitrile, α-methoxyacrylonitrile, α-ethoxyacrylonitrile, vinylidene cyanide, and the like. it can.
Specific examples of (meth) acrylamide derivatives include N-methyl (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N-ethyl (meth) acrylamide, N, N-diethyl (meth) acrylamide, N- Methoxy (meth) acrylamide, N, N-dimethoxy (meth) acrylamide, N-ethoxy (meth) acrylamide, N, N-diethoxy (meth) acrylamide, diacetone (meth) acrylamide, N-methylol (meth) acrylamide, N- (2-hydroxyethyl) (meth) acrylamide, N, N-dimethylaminomethyl (meth) acrylamide, N- (2-dimethylamino) ethyl (meth) acrylamide, N, N′-methylenebis (meth) acrylamide, N, N'-ethylenebis (meth) acrylic Mention may be made of the bromide and the like.
アルキルビニルエーテルの具体例としては、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、ヘキシルビニルエーテル等を挙げることができる。
アルキルビニルエステルの具体例としては、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、アクリル酸ビニル、酪酸ビニル、カプロン酸ビニル、ステアリン酸ビニル等を挙げることができる。
スチレン及びその誘導体の具体例としては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等を挙げることができる。
Specific examples of the alkyl vinyl ether include methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, butyl vinyl ether, hexyl vinyl ether and the like.
Specific examples of the alkyl vinyl ester include vinyl formate, vinyl acetate, vinyl acrylate, vinyl butyrate, vinyl caproate, and vinyl stearate.
Specific examples of styrene and its derivatives include styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene and the like.
これらの単量体のうち、(a−3−i)としては、(メタ)アクリル酸グリシジルが好ましく、(a−3−ii)としては、(メタ)アクリル酸エステルが好ましく、特に(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸n−ヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソノニル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸4−メチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸4−t−ブチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニルオキシエチル等が好ましい。
共重合可能な他の単量体(a−3)は、前記単量体を単独で又は2種以上を混合して使用することができる。更に、(a−3−i)及び(a−3−ii)を混合して使用することがより好ましい。
Among these monomers, (a-3-i) is preferably glycidyl (meth) acrylate, and (a-3-ii) is preferably a (meth) acrylate ester, particularly (meth). Methyl acrylate, ethyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, n-hexyl (meth) acrylate, 2- (meth) acrylic acid 2- Ethylhexyl, isononyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, 4-methylcyclohexyl (meth) acrylate, 4-t-butylcyclohexyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid Isobornyl, dicyclopentanyl (meth) acrylate, dicyclopentenyloxye (meth) acrylate Le, and the like are preferable.
As the other copolymerizable monomer (a-3), the monomers can be used alone or in admixture of two or more. Furthermore, it is more preferable to use a mixture of (a-3-i) and (a-3-ii).
共重合可能な他の単量体(a−3)の使用量は、(a−3−i)及び(a−3−ii)の使用量の合計で、共重合組成で20〜98質量%、特に35〜94質量%の範囲が好ましい。単量体(a−3)が多すぎると得られるビニル系共重合体同士やシリカ微粒子との架橋が不十分となり、塗膜の線膨張係数が低くならず耐熱性、耐久性が改善されなかったり、良好な耐候性が得られない場合があり、少なすぎると架橋密度が高くなりすぎて接着性が低下したり、白化などの塗膜外観不良を引き起こしたりする場合がある。
また中でも(a−3−i)の使用量は、共重合組成で0〜20質量%、特に1〜10質量%の範囲が好ましい。(a−3−i)が多すぎると、経時でのエポキシ基の架橋による増粘が顕著になり、組成物とした際の保存安定性が低下する場合がある。
The amount of the other copolymerizable monomer (a-3) used is the sum of the amounts used of (a-3-i) and (a-3-ii), and is 20 to 98% by mass in the copolymer composition. In particular, the range of 35 to 94% by mass is preferable. When the amount of the monomer (a-3) is too large, crosslinking between the obtained vinyl copolymers and silica fine particles becomes insufficient, the coefficient of linear expansion of the coating film is not lowered, and heat resistance and durability are not improved. In some cases, good weather resistance may not be obtained. If the amount is too small, the cross-linking density may be too high, resulting in a decrease in adhesiveness or a coating appearance failure such as whitening.
Among them, the amount of (a-3-i) used is preferably in the range of 0 to 20% by mass, particularly 1 to 10% by mass in the copolymer composition. When there is too much (a-3-i), the thickening by the crosslinking | crosslinking of the epoxy group with time will become remarkable, and the storage stability at the time of setting it as a composition may fall.
前記ビニル系重合体(A)において、加水分解性シリル基がC−Si結合を介して結合したビニル系単量体(a−1)と、有機系紫外線吸収性基を含有するビニル系単量体(a−2)と、前記共重合可能な他の単量体(a−3)との共重合反応は、公知の方法で行うことができ、例えば、これら単量体を含有する混合物に、ジクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド等のパーオキサイド類、又はアゾビスイソブチロニトリル、アゾビスイソバレロニトリル等のアゾ化合物から選択されるラジカル重合用開始剤を加え、加熱下(好ましくは50〜150℃、特に70〜120℃で1〜10時間、特に3〜8時間)に反応させることにより容易に得られる。この場合、反応は有機溶剤の存在下で行うことができ、この有機溶剤としては、例えば、ジアセトンアルコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、イソブチルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、n−プロピルアルコール、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、酢酸エチル、酢酸ブチル、キシレン、トルエンなどを用いることができる。 In the vinyl polymer (A), a vinyl monomer (a-1) in which a hydrolyzable silyl group is bonded via a C-Si bond, and a vinyl monomer containing an organic ultraviolet absorbing group The copolymerization reaction of the body (a-2) and the other copolymerizable monomer (a-3) can be carried out by a known method, for example, in a mixture containing these monomers. , A radical polymerization initiator selected from peroxides such as dicumyl peroxide and benzoyl peroxide, or azo compounds such as azobisisobutyronitrile and azobisisovaleronitrile, and heated (preferably 50 ˜150 ° C., particularly 70 to 120 ° C., for 1 to 10 hours, particularly 3 to 8 hours). In this case, the reaction can be performed in the presence of an organic solvent. Examples of the organic solvent include diacetone alcohol, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, Isobutyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, n-propyl alcohol, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, acetyl acetone, ethyl acetate, butyl acetate, xylene, toluene and the like can be used.
なお、このビニル系重合体のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算重量平均分子量は、1,000〜300,000、特に5,000〜250,000であることが好ましい。分子量が大きすぎると粘度が高くなりすぎて合成しにくかったり、取り扱いづらくなる場合があり、小さすぎると塗膜の白化などの外観不良を引き起こしたり、十分な接着性、耐久性、耐候性が得られない場合がある。 In addition, it is preferable that the polystyrene conversion weight average molecular weights by gel permeation chromatography (GPC) of this vinyl polymer are 1,000-300,000, especially 5,000-250,000. If the molecular weight is too large, the viscosity becomes too high and it may be difficult to synthesize or difficult to handle.If it is too small, it may cause poor appearance such as whitening of the coating film, and sufficient adhesion, durability, and weather resistance will be obtained. It may not be possible.
ビニル系重合体は、有機溶剤溶液として用いることが好ましい。有機溶剤としては、上記した反応時に使用される有機溶剤と同様のものが例示される。溶液の固形分濃度は、10〜90質量%とすることが好ましく、特に20〜80質量%とすることが好ましい。固形分濃度が高すぎると、粘度が高くなり、取り扱い性が低下することがあり、低すぎるとコーティング組成物とした場合、使用量が多くなりすぎることがある。 The vinyl polymer is preferably used as an organic solvent solution. Examples of the organic solvent are the same as the organic solvents used in the above reaction. The solid content concentration of the solution is preferably 10 to 90% by mass, and particularly preferably 20 to 80% by mass. If the solid content concentration is too high, the viscosity may be increased and the handleability may be lowered, and if it is too low, the amount used may be excessive when used as a coating composition.
本発明のコーティング組成物における他の必須成分である、有機溶剤に分散したシリカ微粒子(B)について説明する。
シリカ微粒子(B)は、有機溶剤に分散していれば特に制限はない。ここで、シリカ微粒子(B)は、粒子表面にSiOH基を有するため、組成物の硬化被膜形成時に(A)成分のビニル系重合体の加水分解性シリル基及び/又は該加水分解性シリル基が加水分解されたSiOH基との間でシロキサン架橋することにより、前記ビニル系重合体(A)の加水分解性シリル基及び/又はSiOH基と前記シリカ微粒子(B)表面のSiOH基との間のシロキサン架橋による有機−無機複合体を生成する。その結果、線膨張係数は低下する。
The silica fine particles (B) dispersed in an organic solvent, which is another essential component in the coating composition of the present invention, will be described.
The silica fine particles (B) are not particularly limited as long as they are dispersed in an organic solvent. Here, since the silica fine particles (B) have SiOH groups on the particle surfaces, the hydrolyzable silyl groups and / or the hydrolyzable silyl groups of the vinyl polymer of the component (A) at the time of forming a cured film of the composition. The siloxane crosslinks with the hydrolyzed SiOH groups so that the hydrolyzable silyl groups and / or SiOH groups of the vinyl polymer (A) and the SiOH groups on the surface of the silica fine particles (B) An organic-inorganic composite is produced by siloxane crosslinking. As a result, the linear expansion coefficient decreases.
このような有機溶剤に分散したシリカ微粒子(B)の有機溶剤としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、エチレングリコール、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、キシレン/n−ブタノールの混合物を挙げることができる。中でも(A)成分のビニル系重合体の溶解性を考慮すると、エチレングリコール、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等が好ましい。 Examples of the organic solvent of the silica fine particles (B) dispersed in such an organic solvent include methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, ethylene glycol, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, dimethylformamide. , Dimethylacetamide, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and a mixture of xylene / n-butanol. Of these, ethylene glycol, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and the like are preferable in consideration of the solubility of the vinyl polymer of component (A).
またコーティング硬化被膜中での分散性及び透明性を考慮すると、シリカ微粒子(B)の一次粒子径は0.5〜100nmであることが好ましい。より好ましくは2〜50nmがよい。100nmを超えると、シリカ微粒子(B)の本組成物中での分散安定性が低下したり、硬化被膜の透明性が著しく低下したりする場合がある。 Moreover, when the dispersibility and transparency in a coating cured film are considered, it is preferable that the primary particle diameter of a silica fine particle (B) is 0.5-100 nm. More preferably, 2-50 nm is good. If it exceeds 100 nm, the dispersion stability of the silica fine particles (B) in the present composition may be lowered, or the transparency of the cured film may be significantly lowered.
有機溶剤に分散したシリカ微粒子(B)の固形分濃度は、10〜50質量%であることが好ましく、特に20〜40質量%であることが好ましい。固形分濃度が高すぎるとシリカ微粒子(B)が凝集し易くなることがあり、低すぎるとコーティング組成物の使用量が多くなりすぎることがある。 The solid content concentration of the silica fine particles (B) dispersed in the organic solvent is preferably 10 to 50% by mass, and particularly preferably 20 to 40% by mass. If the solid content concentration is too high, the silica fine particles (B) may be easily aggregated, and if the solid content concentration is too low, the amount of the coating composition used may be excessive.
このような有機溶剤に分散したシリカ微粒子(B)としては、オルガノシリカゾルと称される有機溶剤に分散したコロイダルシリカが好ましい。特にエチレングリコール分散シリカゾル、エチレングリコールモノn−プロピルエーテル分散シリカゾル、エチルセロソルブ分散シリカゾル、ブチルセロソルブ分散シリカゾル、プロピレングリコールモノメチルエーテル分散シリカゾル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート分散シリカゾル、メチルエチルケトン分散シリカゾル、メチルイソブチルケトン分散シリカゾルが例示できる。
更に、前記有機溶剤に分散したシリカ微粒子(B)は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
The silica fine particles (B) dispersed in such an organic solvent are preferably colloidal silica dispersed in an organic solvent called an organosilica sol. Especially ethylene glycol dispersed silica sol, ethylene glycol mono n-propyl ether dispersed silica sol, ethyl cellosolve dispersed silica sol, butyl cellosolve dispersed silica sol, propylene glycol monomethyl ether dispersed silica sol, propylene glycol monomethyl ether acetate dispersed silica sol, methyl ethyl ketone dispersed silica sol, methyl isobutyl ketone dispersed silica sol It can be illustrated.
Furthermore, the silica fine particles (B) dispersed in the organic solvent can be used alone or in admixture of two or more.
なお、これらの有機溶剤に分散したコロイダルシリカとしては、市販品が用いられる。例えばこのような市販品として、後述する実施例で用いたPMA−ST、PGM−ST、MEK−ST、MIBK−ST(いずれも日産化学工業(株)製)のほか、IPA−ST−L、IPA−ST−MS、EG−ST−ZL、DMAC−ST−ZL、XBA−ST(いずれも日産化学工業(株)製)、OSCAL1132、1332、1532、1722、ELCOM ST−1003SIV(いずれも触媒化成工業(株)製)を挙げることができる。 In addition, a commercial item is used as colloidal silica disperse | distributed to these organic solvents. For example, in addition to PMA-ST, PGM-ST, MEK-ST, MIBK-ST (all manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) used in the examples described later, IPA-ST-L, IPA-ST-MS, EG-ST-ZL, DMAC-ST-ZL, XBA-ST (all manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.), OSCAL1132, 1332, 1532, 1722, ELCOM ST-1003SIV (all catalytic conversion) Kogyo Co., Ltd.).
有機溶剤に分散したシリカ微粒子(B)の配合量は、ビニル系重合体(A)の樹脂分100質量部に対し、シリカ微粒子(B)の固形分を0.1〜100質量部含有することが好ましく、より好ましくは1〜50質量部含有することがよい。シリカ微粒子(B)の固形分を、100質量部を超えて添加すると、本発明のコーティング組成物の硬化被覆層における架橋密度が高くなりすぎて、得られる被膜の硬度が高くなり、基材や該被覆層表面に積層したケイ素酸化物含有硬質被膜との密着性が不良となったり、増粘・ゲル化し易くなるおそれがある。また、0.1質量部未満では得られる被膜の架橋密度が十分低くならず、期待した密着性、耐クラック性が得られない場合がある。 The compounding amount of the silica fine particles (B) dispersed in the organic solvent should contain 0.1 to 100 parts by mass of the solid content of the silica fine particles (B) with respect to 100 parts by mass of the resin content of the vinyl polymer (A). It is preferable to contain 1-50 mass parts more preferably. When the solid content of the silica fine particles (B) is added in excess of 100 parts by mass, the crosslinking density in the cured coating layer of the coating composition of the present invention becomes too high, and the hardness of the resulting film increases, There is a possibility that adhesion to the silicon oxide-containing hard coating laminated on the surface of the coating layer may be poor, or that it may be easily thickened and gelled. On the other hand, if the amount is less than 0.1 parts by mass, the resulting coating has a sufficiently low crosslinking density, and the expected adhesion and crack resistance may not be obtained.
本発明のコーティング組成物における必須成分であるカルボニル基を含有する有機溶剤(C)について説明する。カルボニル基を含有する有機溶剤(C)を配合することにより、ビニル系重合体(A)及びシリカ微粒子(B)との相溶性を向上させることができ、コーティング組成物とした場合、樹脂基材との密着性を向上させることができる。 The organic solvent (C) containing a carbonyl group, which is an essential component in the coating composition of the present invention, will be described. By adding an organic solvent (C) containing a carbonyl group, the compatibility with the vinyl polymer (A) and the silica fine particles (B) can be improved. Adhesiveness can be improved.
このような有機溶剤(C)としては、カルボニル基を含有している有機溶剤であれば如何なるものでも使用することができる。好ましくは、炭素数3〜10のケトン及びカルボン酸エステルが挙げられる。この有機溶剤(C)の具体例としては、ジアセトンアルコール、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、アセチルアセトン、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸ブチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなどを挙げることができる。中でもビニル系重合体(A)の溶解のし易さ及び塗工時での揮発性の観点から、ジアセトンアルコール、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、ギ酸エチル、酢酸エチルが好ましい。 As such an organic solvent (C), any organic solvent containing a carbonyl group can be used. Preferably, a C3-C10 ketone and carboxylic acid ester are mentioned. Specific examples of the organic solvent (C) include diacetone alcohol, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, Examples thereof include cyclopentanone, cyclohexanone, acetylacetone, methyl formate, ethyl formate, butyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, and butyl acetate. Among them, from the viewpoint of easy dissolution of the vinyl polymer (A) and volatility at the time of coating, diacetone alcohol, propylene glycol monomethyl ether acetate, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, ethyl formate Ethyl acetate is preferred.
カルボニル基を含有する有機溶剤(C)の配合量は、コーティング組成物中の揮発成分の合計100質量部に対して、0.5〜95質量部が好ましく、1〜50質量部がより好ましい。カルボニル基を含有する有機溶剤(C)を、95質量部を超えて添加すると、本発明のコーティング組成物をポリカーボネートなどのプラスチック樹脂基材へ塗布した際に、樹脂基材表面を侵す、いわゆるエッチング効果が大きくなりすぎ、塗膜外観にスジ、白化、クラックなどの塗膜外観異常が生じるおそれがある。また逆に配合量が0.5質量部未満であると、樹脂基材へのエッチング効果が期待できずに基材との密着性が低下するおそれがある。 The blending amount of the organic solvent (C) containing a carbonyl group is preferably 0.5 to 95 parts by mass, and more preferably 1 to 50 parts by mass with respect to a total of 100 parts by mass of the volatile components in the coating composition. When the organic solvent (C) containing a carbonyl group is added in an amount exceeding 95 parts by mass, the coating composition of the present invention is applied to a plastic resin substrate such as polycarbonate, so-called etching that erodes the resin substrate surface. The effect becomes too large, and the coating film appearance may be abnormal in appearance such as streaks, whitening and cracks. Conversely, if the blending amount is less than 0.5 parts by mass, the etching effect on the resin base material cannot be expected, and the adhesion to the base material may be reduced.
本発明のコーティング組成物における必須成分であるオルトカルボン酸エステル(D)について説明する。オルトカルボン酸エステル(D)は、本発明のコーティング組成物中の水分を除去する、いわゆる脱水剤として作用する。ここで、水分としては、成分中に含まれる水分やコーティング組成物を保存している際に吸湿する水分であるが、これによりビニル系重合体(A)中の加水分解性シリル基が徐々に加水分解縮合し、コーティング組成物が経時で増粘・ゲル化することを防ぐ働きをする。
また、上記加水分解性シリル基を含有するビニル系重合体(A)を予め加水分解すると、コーティング組成物は経時で増粘・ゲル化が顕著になるが、オルトカルボン酸エステル(D)を添加することで、増粘・ゲル化することなく、長期の保存安定性を確保することができる。
The orthocarboxylic acid ester (D), which is an essential component in the coating composition of the present invention, will be described. The orthocarboxylic acid ester (D) acts as a so-called dehydrating agent that removes moisture in the coating composition of the present invention. Here, the moisture is moisture contained in the components or moisture that absorbs moisture when the coating composition is stored. As a result, the hydrolyzable silyl group in the vinyl polymer (A) is gradually reduced. It hydrolyzes and condenses to prevent the coating composition from thickening and gelling over time.
Moreover, when the above-mentioned hydrolyzable silyl group-containing vinyl polymer (A) is hydrolyzed in advance, the coating composition becomes markedly thickened and gelled over time, but the orthocarboxylic acid ester (D) is added. By doing so, long-term storage stability can be ensured without thickening or gelling.
オルトカルボン酸エステル(D)の具体的な例として、オルトギ酸メチル、オルトギ酸エチル、オルトギ酸プロピル、オルトギ酸ブチル、オルト酢酸メチル、オルト酢酸エチル、オルト酢酸プロピルなどを挙げることができる。 Specific examples of the orthocarboxylic acid ester (D) include methyl orthoformate, ethyl orthoformate, propyl orthoformate, butyl orthoformate, methyl orthoacetate, ethyl orthoacetate, propyl orthoacetate and the like.
オルトカルボン酸エステル(D)の添加量としては、コーティング組成物中に残存する水分が取り除かれるような量でよく、好ましくは水1モルに対して1〜20モルであり、2〜10モルが特に好ましい。オルトカルボン酸エステル(D)を水1モルに対して20モルを超えて添加すると、コーティング組成物を被膜にする際に、スジ、白化、クラックなどの塗膜外観異常が生じやすくなる。また1モル未満ではコーティング組成物中の残存水分を十分脱水できず、経時で増粘・ゲル化するなど期待した保存安定性が得られない場合がある。 The amount of orthocarboxylic acid ester (D) added may be such that water remaining in the coating composition is removed, preferably 1 to 20 moles per mole of water, and 2 to 10 moles. Particularly preferred. When the orthocarboxylic acid ester (D) is added in excess of 20 moles relative to 1 mole of water, abnormal coating appearance such as streaks, whitening, and cracks tends to occur when the coating composition is formed into a film. If the amount is less than 1 mol, the remaining moisture in the coating composition cannot be sufficiently dehydrated, and the expected storage stability such as thickening and gelation over time may not be obtained.
本発明のコーティング組成物における必須成分である3級アミン又はその有機酸塩(E)について説明する。(E)成分は、前記(A)〜(D)成分を含有してなるコーティング組成物の着色を防止する役割をする。ここでの組成物の着色は、(A)〜(D)成分の4つが共存した場合に見られる現象であり、混合直後は、無色ないし淡黄色であるが、徐々に紫色ないし褐色へと変化する。この着色の原因は不明であるが、おそらく(A)成分中の紫外線吸収性基、(C)成分中のカルボニル基及び(D)成分のオルトカルボン酸エステルが、シリカ微粒子(B)のSiOH基酸性下にて相互作用したためと推測される。実際、(A)〜(D)成分のうち1つでも存在していないと、この着色は僅かであるか、又は生じない。 The tertiary amine or its organic acid salt (E), which is an essential component in the coating composition of the present invention, will be described. The component (E) serves to prevent coloring of the coating composition comprising the components (A) to (D). The coloring of the composition here is a phenomenon observed when the four components (A) to (D) coexist, and is colorless or light yellow immediately after mixing, but gradually changes to purple or brown. To do. The cause of this coloring is unknown, but the UV-absorbing group in component (A), the carbonyl group in component (C) and the orthocarboxylic acid ester in component (D) are probably SiOH groups in silica fine particles (B). It is presumed that they interacted under acidic conditions. In fact, this coloring is slight or does not occur if none of the components (A) to (D) is present.
(E)成分としては、3級アミン又はその有機酸塩であれば如何なるものでも使用することができる。
(E)成分の例としては、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミンなどの対称型3級アミン類;
イソブチルジメチルアミン、t−ブチルジメチルアミン、オクチルジメチルアミン、ベンジルジメチルアミン、2−(ジメチルアミノメチル)フェノール、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン、N−メチルジシクロヘキシルアミンなどの非対称型3級アミン類;
ピリジン、N−メチルピペリジン、1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン、N,N−ジメチルピペラジン、トリエチレンジアミン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7(DBU)、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン−5(DBN)などの環状3級アミン類;
上記3級アミンのギ酸塩、酢酸塩、オクチル酸塩、オレイン酸塩、p−トルエンスルホン酸塩、オルソフタル酸塩などの3級アミンの有機酸塩類などを挙げることができ、3級アミンの有機酸塩類の中でも、トリエチルアミンやトリブチルアミンのギ酸塩や酢酸塩、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン−5のギ酸塩、酢酸塩、オクチル酸塩などの3級アミンの有機酸塩が好ましい。
(E)成分である3級アミン又はその有機酸塩としては、トリブチルアミン、ピリジン、DBU、DBN、及びそれらのカルボン酸塩が好ましく、特にはDBU、DBN、及びそれらのカルボン酸塩が好ましい。
As the component (E), any tertiary amine or organic acid salt thereof can be used.
Examples of component (E) include symmetrical tertiary amines such as triethylamine, tripropylamine, tributylamine;
Asymmetric tertiary amines such as isobutyldimethylamine, t-butyldimethylamine, octyldimethylamine, benzyldimethylamine, 2- (dimethylaminomethyl) phenol, N, N-dimethylcyclohexylamine, N-methyldicyclohexylamine;
Pyridine, N-methylpiperidine, 1,2,2,6,6-pentamethylpiperidine, N, N-dimethylpiperazine, triethylenediamine, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7 (DBU), Cyclic tertiary amines such as 1,5-diazabicyclo [4.3.0] nonene-5 (DBN);
Examples include tertiary amine organic acid salts such as tertiary amine formate, acetate, octylate, oleate, p-toluenesulfonate, orthophthalate, and the like. Among the acid salts, formate and acetate of triethylamine and tributylamine, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7, 1,5-diazabicyclo [4.3.0] nonene-5 formate Organic acids of tertiary amines such as acetate and octylate are preferred.
As the tertiary amine or organic acid salt thereof as component (E), tributylamine, pyridine, DBU, DBN, and carboxylates thereof are preferable, and DBU, DBN, and carboxylates thereof are particularly preferable.
なお、1級又は2級アミンでも着色防止効果はあるが、ビニル系重合体(A)の安定性の観点から1級又は2級アミンは好ましくない。特にビニル系重合体(A)を構成するビニル系単量体として、エポキシ基を含有するビニル系単量体(a−3−i)を用いている場合、そのエポキシ基との反応により増粘・ゲル化する場合があるためである。 Although primary or secondary amines have an effect of preventing coloring, primary or secondary amines are not preferred from the viewpoint of the stability of the vinyl polymer (A). In particular, when a vinyl monomer (a-3-i) containing an epoxy group is used as the vinyl monomer constituting the vinyl polymer (A), the viscosity is increased by reaction with the epoxy group.・ This is because gelation may occur.
3級アミン又はその有機酸塩(E)の配合量は、ビニル系重合体(A)の固形分100質量部に対し、0.001〜10質量部含有することが好ましく、より好ましくは0.001〜1質量部含有することがよい。(E)成分を、10質量部を超えて添加すると、組成物中のビニル系重合体(A)の増粘を促進し、増粘するおそれがある。また配合量が0.001質量部未満であると、組成物の期待した着色防止効果が現れないおそれがある。 The compounding amount of the tertiary amine or organic acid salt (E) thereof is preferably 0.001 to 10 parts by mass, more preferably 0.001 part by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content of the vinyl polymer (A). It is good to contain 001-1 mass part. When the component (E) is added in an amount exceeding 10 parts by mass, the thickening of the vinyl polymer (A) in the composition is promoted and the viscosity may be increased. Moreover, there exists a possibility that the coloring prevention effect which the composition anticipated as a compounding quantity is less than 0.001 mass part may not appear.
次に、本発明のコーティング組成物に任意に添加できる構成成分について説明する。
本発明のコーティング組成物には、熱可塑性ビニル系樹脂を配合してもよい。配合することで、コーティング組成物を硬化させた被膜に可撓性を付与することができると共に、該コーティング被膜が受ける環境温度変化、特に比較的高温領域での相変化や軟化現象を抑えることができ、コーティング被膜内部、及び積層する場合の上層被膜との界面での歪みを抑制でき、結果として上層であるケイ素酸化物含有硬質被膜のクラックを防止できること、更にコーティング被膜自身に耐熱性、耐水性を付与できる。
ここで、熱可塑性ビニル系樹脂として、具体的には、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸ブチル等を(共)重合したアクリル樹脂、ポリカーボネート系、ポリエステル系のウレタンをグラフト変性したアクリル樹脂等を例示することができる。
Next, components that can be optionally added to the coating composition of the present invention will be described.
You may mix | blend a thermoplastic vinyl-type resin with the coating composition of this invention. By blending, it is possible to impart flexibility to the film obtained by curing the coating composition, and to suppress the environmental temperature change that the coating film is subjected to, particularly the phase change and softening phenomenon in a relatively high temperature region. It is possible to suppress the distortion inside the coating film and at the interface with the upper film when laminated, and as a result, it is possible to prevent cracking of the silicon oxide-containing hard film as the upper layer, and the coating film itself has heat resistance and water resistance. Can be granted.
Here, as the thermoplastic vinyl resin, specifically, acrylic resin obtained by (co) polymerization of methyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, etc., and acrylic resin obtained by graft modification with polycarbonate or polyester urethane. Resin etc. can be illustrated.
この熱可塑性ビニル系樹脂の配合量は、コーティング組成物中の有効成分(固形分換算で(A)成分と(B)成分の合計量、以下同じ)100質量部に対して0〜50質量部がよく、配合する場合、1〜50質量部、特に3〜45質量部とすることが好ましい。50質量部を超えて添加すると塗膜の架橋密度が低下するため、耐クラック性や硬度が低下する場合がある。 The amount of the thermoplastic vinyl resin is 0 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the active ingredient in the coating composition (the total amount of the component (A) and the component (B) in terms of solid content). When it mix | blends, it is preferable to set it as 1-50 mass parts, especially 3-45 mass parts. When added in excess of 50 parts by mass, the crosslink density of the coating film is lowered, so that crack resistance and hardness may be lowered.
上記コーティング組成物には、弊害を及ぼさない範囲で、有機系紫外線吸収剤を加えてもよい。この場合、上記コーティング組成物と相溶性が良好な有機系紫外線吸収剤が好ましい。特に、主骨格が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。更に、側鎖にこれら紫外線吸収剤を含有するビニルポリマーなどの重合体でもよい。具体的には、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラ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−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン−5−スルホン酸、2−ヒドロキシ−4−n−オクトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−n−ドデシロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−n−ベンジロキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジエトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジプロポキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジブトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4−メトキシ−4’−プロポキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4−メトキシ−4’−ブトキシベンゾフェノン、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン、2−(2−ヒドロキシ−5−t−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、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が例示される。これらの紫外線吸収剤は2種以上併用してもよい。 An organic ultraviolet absorber may be added to the coating composition as long as it does not cause harmful effects. In this case, an organic ultraviolet absorber having good compatibility with the coating composition is preferable. In particular, compound derivatives whose main skeleton is hydroxybenzophenone, benzotriazole, cyanoacrylate, or triazine are preferable. Furthermore, a polymer such as a vinyl polymer containing these ultraviolet absorbers in the side chain may be used. Specifically, 2,4-dihydroxybenzophenone, 2,2 ′, 4,4′-tetrahydroxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone-5-sulfonic acid, 2 -Hydroxy-4-n-octoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-n-dodecyloxybenzophenone, 2-hydroxy-4-n-benzyloxybenzophenone, 2,2'-dihydroxy-4,4'-dimethoxybenzophenone 2,2′-dihydroxy-4,4′-diethoxybenzophenone, 2,2′-dihydroxy-4,4′-dipropoxybenzophenone, 2,2′-dihydroxy-4,4′-dibutoxybenzophenone, 2, , 2'-Dihydroxy-4-methoxy-4'-propoxybenzopheno 2,2′-dihydroxy-4-methoxy-4′-butoxybenzophenone, 2,3,4-trihydroxybenzophenone, 2- (2-hydroxy-5-t-methylphenyl) benzotriazole, 2- (2- Hydroxy-5-t-octylphenyl) benzotriazole, 2- (2-hydroxy-3,5-di-t-butylphenyl) benzotriazole, ethyl-2-cyano-3,3-diphenyl acrylate, 2-ethylhexyl- Examples include 2-cyano-3,3-diphenyl acrylate and 2- (2-hydroxy-4-hexyloxyphenyl) -4,6-diphenyltriazine. Two or more of these ultraviolet absorbers may be used in combination.
有機系紫外線吸収剤の添加量は、コーティング組成物中の有効成分100質量部に対して0〜30質量部がよく、配合する場合、0.5〜30質量部とすることが好ましい。添加量が多すぎるとコーティング被膜の外観が白化したり、上層であるケイ素酸化物含有硬質被膜との密着性が低下することがある。 The addition amount of the organic ultraviolet absorber is preferably 0 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the active ingredient in the coating composition, and preferably 0.5 to 30 parts by mass when blended. If the amount added is too large, the appearance of the coating film may be whitened or the adhesion to the upper silicon oxide-containing hard film may be lowered.
また、上記コーティング組成物に弊害を及ぼさない範囲で、無機系紫外線吸収剤として、機能性の金属酸化物微粒子を加えてもよい。この場合、コーティング組成物と相溶性、分散性が良好であり、かつ被膜化した際に、被膜が白濁せずに一定の透明性を保てるものであればよい。具体的には、酸化チタン、酸化セリウム、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化ジルコニウム、酸化アンチモン、酸化タングステン、アンチモン含有酸化スズ、スズ含有酸化インジウム、酸化鉄、アルミナなどの単一もしくはこれらの複合金属酸化物微粒子、及びこれらの混合物を挙げることができる。 In addition, functional metal oxide fine particles may be added as an inorganic ultraviolet absorber within a range that does not adversely affect the coating composition. In this case, what is necessary is just to be compatible with the coating composition and dispersibility, and to maintain a certain transparency without causing the coating to become clouded when formed into a coating. Specifically, titanium oxide, cerium oxide, zinc oxide, tin oxide, zirconium oxide, antimony oxide, tungsten oxide, antimony-containing tin oxide, tin-containing indium oxide, iron oxide, alumina, etc. And fine particles, and mixtures thereof.
上記金属酸化物微粒子の配合量は、コーティング組成物中の有効成分の合計100質量部に対して0〜30質量部がよく、配合する場合、1〜30質量部とすることが好ましい。30質量部を超えると、被膜の透明性が低下する場合がある。 The compounding amount of the metal oxide fine particles is preferably 0 to 30 parts by mass with respect to a total of 100 parts by mass of the active ingredients in the coating composition. When it exceeds 30 mass parts, the transparency of a film may fall.
本発明の耐候性コーティング組成物の製造方法は、第1の方法として、下記の工程を含むものである。
(I)前記(E)成分を除く1つ以上の成分を含むコーティング前駆体を調製する工程、
(II)前記(I)の工程で得られたコーティング前駆体に前記(E)成分を添加する工程。
但し、前記工程において未添加成分がある場合は、(II)工程の後で添加する。
The manufacturing method of the weather-resistant coating composition of this invention includes the following process as a 1st method.
(I) preparing a coating precursor comprising one or more components excluding the component (E),
(II) A step of adding the component (E) to the coating precursor obtained in the step (I).
However, when there is an unadded component in the step, it is added after the step (II).
まず、前記(E)成分を除く1つ以上の成分を含むコーティング前駆体を調製するが、好ましくは(A)、(C)、(D)成分を混合し、コーティング前駆体を調製することが好ましい。
コーティング前駆体の調製方法としては、(E)成分を除く1つ以上の成分を同時又は任意の順番に混合・撹拌する。撹拌は、公知の方法で行えばよいが、0〜120℃、特に20〜80℃で行うことが好ましく、時間は、均一となる十分な時間であればよいが、通常5分〜24時間、特には10分〜10時間である。
First, a coating precursor containing one or more components excluding the component (E) is prepared. Preferably, the components (A), (C) and (D) are mixed to prepare a coating precursor. preferable.
As a method for preparing the coating precursor, one or more components excluding component (E) are mixed and stirred simultaneously or in any order. Stirring may be performed by a known method, but it is preferably performed at 0 to 120 ° C., particularly 20 to 80 ° C., and the time may be sufficient time to be uniform, but usually 5 minutes to 24 hours, In particular, it is 10 minutes to 10 hours.
次いで、前記コーティング前駆体に、(E)成分を添加する。
残りの成分がある場合は、次いで残りの成分を添加することにより、本発明の耐候性コーティング組成物を得ることができる。
Next, the component (E) is added to the coating precursor.
When there are remaining components, the weatherable coating composition of the present invention can be obtained by adding the remaining components.
本発明の耐候性コーティング組成物の製造方法は、第2の方法として、下記の工程を含むものである。
(III)前記(A)成分単独、又は前記(A)成分と前記(D)成分を除く1つ以上の成分とを含むコーティング前駆体を調製する工程、
(IV)前記(III)の工程で得られたコーティング前駆体に水を加えて部分加水分解を行う工程、
(V)前記(IV)の工程で得られたコーティング前駆体部分加水分解物に、前記(D)成分を添加する工程。
但し、前記工程において未添加成分がある場合は、(V)工程の後で添加する。
The manufacturing method of the weather-resistant coating composition of this invention includes the following process as a 2nd method.
(III) preparing a coating precursor containing the component (A) alone or the component (A) and one or more components excluding the component (D);
(IV) A step of performing partial hydrolysis by adding water to the coating precursor obtained in the step (III),
(V) A step of adding the component (D) to the coating precursor partial hydrolyzate obtained in the step (IV).
However, when there is an unadded component in the step, it is added after step (V).
まず、前記(A)成分単独、又は前記(A)成分と前記(D)成分を除く1つ以上の成分とを含むコーティング前駆体を調製するが、好ましくは(A)成分、(B)成分及び(C)成分、特に好ましくは(A)成分及び(C)成分を混合し、コーティング前駆体とすることが好ましい。 First, the coating precursor containing the component (A) alone or the component (A) and one or more components excluding the component (D) is prepared, preferably the component (A), the component (B) And (C) component, particularly preferably (A) component and (C) component are mixed to form a coating precursor.
次いで、このコーティング前駆体に水を加えて、(A)成分を部分加水分解する。
具体的には、前記加水分解性シリル基及び有機系紫外線吸収性基がそれぞれ側鎖に結合したビニル系重合体(A)を単独で加水分解し、ビニル系重合体(A)中の加水分解性シリル基をSiOH基に変換、又は前記加水分解性シリル基及び有機系紫外線吸収性基がそれぞれ側鎖に結合したビニル系重合体(A)と有機溶剤に分散したシリカ微粒子(B)とカルボニル基を含有する有機溶剤(C)とを、より好ましくはビニル系重合体(A)とカルボニル基を含有する有機溶剤(C)とを混合してコーティング前駆体を調製し、これを加水分解して該コーティング前駆体中の加水分解性シリル基をSiOH基に変換する。これにより、本発明のコーティング組成物を硬化させる際に架橋が進行し易くなり、コーティング層の線膨張係数がより低下するので好ましい。
Next, water is added to the coating precursor to partially hydrolyze the component (A).
Specifically, the vinyl polymer (A) in which the hydrolyzable silyl group and the organic ultraviolet absorbing group are each bonded to the side chain is hydrolyzed alone to hydrolyze the vinyl polymer (A). A vinyl polymer (A) in which a functional silyl group is converted into a SiOH group, or the hydrolyzable silyl group and the organic ultraviolet absorbing group are bonded to side chains, silica fine particles (B) dispersed in an organic solvent, and carbonyl An organic solvent (C) containing a group, more preferably a vinyl polymer (A) and an organic solvent (C) containing a carbonyl group are mixed to prepare a coating precursor, which is hydrolyzed. Thus, the hydrolyzable silyl group in the coating precursor is converted into a SiOH group. Thereby, when hardening the coating composition of this invention, since it becomes easy to advance bridge | crosslinking and the linear expansion coefficient of a coating layer falls more, it is preferable.
前記加水分解性シリル基及び有機系紫外線吸収性基がそれぞれ側鎖に結合したビニル系重合体(A)の加水分解は、水を用いて行う。水は特に制限はないが、酸性ないし中性が好ましい。水を酸性にする物質としては、コーティング被膜にした際に塗膜中に残存しないものが好ましい。コーティング被膜中に残存すると、期待した密着性、耐クラック性が得られない場合がある。より好ましくは有機酸がよく、具体的には、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、しゅう酸等の有機カルボン酸を挙げることができる。中でも被膜中に残存しないような揮発性を考慮すると、ギ酸、酢酸が好ましい。 Hydrolysis of the vinyl polymer (A) in which the hydrolyzable silyl group and the organic ultraviolet absorbing group are bonded to the side chain is performed using water. Water is not particularly limited, but is preferably acidic to neutral. As the substance that makes water acidic, one that does not remain in the coating film when formed into a coating film is preferable. If it remains in the coating film, the expected adhesion and crack resistance may not be obtained. More preferred are organic acids, and specific examples include organic carboxylic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, and oxalic acid. Of these, formic acid and acetic acid are preferred in consideration of volatility that does not remain in the coating.
水の使用量は、コーティング前駆体又はビニル系重合体(A)に相溶し、均一になれば、特に制限はない。具体的にはビニル系重合体(A)中における加水分解性シリル基の加水分解性基1モルに対して、5モル未満の水量であることが好ましく、0.1モル以上5モル未満の水量がより好ましく、更に好ましくは0.3〜3モルの水量である。水の使用量が多すぎると保存安定性が低下することがあり、保存中又は使用中に増粘もしくはゲル化する場合がある。 The amount of water used is not particularly limited as long as it is compatible with the coating precursor or the vinyl polymer (A) and becomes uniform. Specifically, the amount of water is preferably less than 5 moles per mole of the hydrolyzable group of the hydrolyzable silyl group in the vinyl polymer (A), and the amount of water is from 0.1 moles to less than 5 moles. Is more preferable, and the amount of water is more preferably 0.3 to 3 mol. If the amount of water used is too large, the storage stability may decrease, and the solution may thicken or gel during storage or use.
加水分解は、公知の方法で行えばよいが、好ましくは0〜120℃で0.5〜24時間、特に20〜80℃で1〜10時間で行えばよい。
上記加水分解による加水分解率としては、0〜95%であることが好ましく、より好ましくは0〜80%である。
また、その測定方法は、例えば13C−NMR分析において、50.0〜50.5ppmに観測されるメトキシシリル基由来のピークと49.0〜49.5ppmに観測される加水分解で生じるメタノールに由来するピークの積分値を用いて、下記式より算出することができる。
加水分解率(%)=〔メタノール由来ピークの積分値/(メタノール由来ピークの積分値
+メトキシシリル基由来ピークの積分値)〕×100
加水分解性基がメトキシ基でない場合もこれに準じて求めることができる。
The hydrolysis may be carried out by a known method, but is preferably carried out at 0 to 120 ° C. for 0.5 to 24 hours, particularly at 20 to 80 ° C. for 1 to 10 hours.
As a hydrolysis rate by the said hydrolysis, it is preferable that it is 0 to 95%, More preferably, it is 0 to 80%.
In addition, for example, in 13 C-NMR analysis, the measurement method includes a peak derived from a methoxysilyl group observed at 50.0 to 50.5 ppm and methanol generated by hydrolysis observed at 49.0 to 49.5 ppm. It can be calculated from the following equation using the integrated value of the peak derived.
Hydrolysis rate (%) = [integral value of methanol-derived peak / (integral value of methanol-derived peak
+ Integral value of peak derived from methoxysilyl group)] × 100
When the hydrolyzable group is not a methoxy group, it can be determined according to this.
なお、加水分解は、ビニル系重合体(A)及び有機溶剤に分散したシリカ微粒子(B)を含むコーティング前駆体を得た後に行っても、またビニル系重合体(A)を単独で加水分解してもよく、単独で加水分解した場合は、その加水分解物に、有機溶剤に分散したシリカ微粒子(B)を添加する。 Hydrolysis may be carried out after obtaining a coating precursor containing the vinyl polymer (A) and silica fine particles (B) dispersed in an organic solvent, or the vinyl polymer (A) may be hydrolyzed alone. Alternatively, when hydrolyzed alone, silica fine particles (B) dispersed in an organic solvent are added to the hydrolyzate.
得られたコーティング前駆体部分加水分解物に、(D)成分を添加する。そして、残りの成分を添加することにより、本発明の耐候性コーティング組成物を得ることができる。 (D) component is added to the obtained coating precursor partial hydrolysate. And the weather-resistant coating composition of this invention can be obtained by adding the remaining component.
本発明の耐候性コーティング組成物は、カルボニル基を含有する有機溶剤(C)以外の有機溶剤で希釈して使用することもできる。この有機溶剤としては、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、イソブチルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、n−プロピルアルコール、キシレン、トルエンなどが挙げられる。
本発明の耐候性コーティング組成物は、通常、上述したいずれかの溶剤で希釈され、コーティング組成物の有効成分濃度が5〜20質量%の溶液として使用されることが好ましい。
The weather resistant coating composition of the present invention can also be used after diluted with an organic solvent other than the organic solvent (C) containing a carbonyl group. Examples of the organic solvent include propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, isobutyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, n-propyl alcohol, xylene, toluene and the like. It is done.
It is preferable that the weather-resistant coating composition of the present invention is usually diluted with any of the solvents described above and used as a solution having an active ingredient concentration of 5 to 20% by mass.
また、塗膜の平滑化をはかるため、フロラードFC−4430(住友スリーエム(株)製)、KP−341(信越化学工業(株)製)、LE−604(共栄社化学(株)製)等のフッ素系、シリコーン系、フッ素アクリルポリマー系の界面活性剤を効果量添加してもよい。また、この塗膜の硬化を促進させるためにネオスタンU−810(日東化成(株)製)、B−7(日本曹達(株)製)、オルガチックスZA−60、TC−200(松本製薬(株)製)等の架橋硬化触媒を触媒量添加してもよい。 Moreover, in order to smooth the coating film, such as Florard FC-4430 (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.), KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), LE-604 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), etc. An effective amount of a fluorine-based, silicone-based, or fluorine-acrylic polymer-based surfactant may be added. In order to accelerate the curing of this coating film, Neostan U-810 (manufactured by Nitto Kasei Co., Ltd.), B-7 (manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.), Olga Tix ZA-60, TC-200 (Matsumoto Pharmaceutical Co., Ltd.) A catalytic amount of a cross-linking curing catalyst such as a product of Co., Ltd. may be added.
得られた耐候性コーティング組成物は、予め清浄化したプラスチックフィルム、基板等の樹脂基材の表面に塗布し、上記溶剤を室温あるいは加熱下で蒸発させて、厚さ0.5〜30μm、好ましくは1〜20μmの塗膜を形成させるようにすればよい。0.5μm未満では所望の耐候性が得られなくなり、30μmを超えると塗工性が低下するだけでなく、樹脂基材が本来有している機械的及び光学的特性を低下させたりする場合がある。
上記溶剤を加熱により蒸発させる場合、常温〜基材の耐熱温度までの範囲、特に50〜140℃で1分〜3時間、特に5分〜2時間加熱することが好ましい。
また、塗布方法は特に限定されないが、ロールコート、ディップコート、フローコート、バーコート、スプレーコート、スピンコートなどにより行うことができる。
The obtained weather-resistant coating composition is applied to the surface of a resin substrate such as a previously cleaned plastic film or substrate, and the solvent is evaporated at room temperature or under heating to give a thickness of 0.5 to 30 μm, preferably May form a coating film of 1 to 20 μm. If it is less than 0.5 μm, the desired weather resistance cannot be obtained, and if it exceeds 30 μm, not only the coating property is lowered, but also the mechanical and optical properties inherent to the resin substrate may be lowered. is there.
When evaporating the solvent by heating, it is preferable to heat at a temperature ranging from room temperature to the heat resistant temperature of the substrate, particularly 50 to 140 ° C. for 1 minute to 3 hours, particularly 5 minutes to 2 hours.
The coating method is not particularly limited, and can be performed by roll coating, dip coating, flow coating, bar coating, spray coating, spin coating, or the like.
本発明のコーティング組成物は、各種プラスチック材料に好適に使用され、特にポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、(メタ)アクリル樹脂、ウレタン樹脂、チオウレタン樹脂、ハロゲン化ビスフェノールAとエチレングリコールの重縮合物、アクリルウレタン樹脂、ハロゲン化アリール基含有アクリル樹脂、含硫黄樹脂、これら樹脂を2層以上積層した複合積層材料等に好適に使用される。 The coating composition of the present invention is suitably used for various plastic materials, and in particular, polycarbonate resin, polystyrene resin, (meth) acrylic resin, urethane resin, thiourethane resin, halogenated bisphenol A and ethylene glycol polycondensate, acrylic It is suitably used for urethane resins, halogenated aryl group-containing acrylic resins, sulfur-containing resins, composite laminate materials in which two or more layers of these resins are laminated, and the like.
このようにして得られる本発明のコーティング組成物による硬化被膜を設けたプラスチックフィルム、基板などのプラスチック(樹脂)成形品は、初期接着性、耐熱性、耐水性、耐候性の優れたものとなるが、更に該コーティング被膜の上に公知のケイ素酸化物含有硬質被膜を積層すると耐擦傷性も付与できるため、好ましい。 A plastic (resin) molded article such as a plastic film or a substrate provided with a cured film by the coating composition of the present invention thus obtained has excellent initial adhesiveness, heat resistance, water resistance, and weather resistance. However, it is preferable to further laminate a known silicon oxide-containing hard film on the coating film because scratch resistance can be imparted.
ケイ素酸化物含有硬質被膜の例としては、本発明のコーティング組成物による硬化被膜にレーザーや紫外線を照射することで、当該被膜の表層だけを酸化・硬質化させる方法、有機ケイ素化合物の真空もしくは大気圧化学気相蒸着法などの乾式方法、及びオルガノシラン加水分解物を含む組成物を塗布、硬化させた湿式方法などにより得られたケイ素酸化物含有硬質被膜を挙げることができる。 Examples of the silicon oxide-containing hard film include a method in which only the surface layer of the film is oxidized and hardened by irradiating the cured film of the coating composition of the present invention with laser or ultraviolet rays, or a vacuum or large amount of an organic silicon compound. Examples thereof include a silicon oxide-containing hard film obtained by a dry method such as atmospheric pressure chemical vapor deposition and a wet method in which a composition containing an organosilane hydrolyzate is applied and cured.
中でも下記一般式(1)
(R7)mSi(OR8)4-m (1)
(式中、R7は炭素数1〜10の1価の有機基、R8は水素原子又は1価の有機基を示し、mは0,1又は2である。)
で示されるオルガノオキシシランの1種類以上の加水分解物又は共加水分解物を塗布し、加熱硬化することで、硬質被膜を得る方法により得られたケイ素酸化物含有硬質被膜が好ましい。
Among them, the following general formula (1)
(R 7 ) m Si (OR 8 ) 4-m (1)
(In the formula, R 7 represents a monovalent organic group having 1 to 10 carbon atoms, R 8 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, and m is 0, 1 or 2.)
A silicon oxide-containing hard coating obtained by a method of obtaining a hard coating by applying one or more hydrolysates or co-hydrolysates of organooxysilane represented by the formula (1) is preferred.
ここで、上記式(1)において、R7の1価の有機基としては、炭素数1〜10の非置換又は置換1価炭化水素基、例えば、アルキル基、アリール基、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アリール基、アルケニル基、又はこれらの炭化水素基の水素原子の一部がエポキシ基、(メタ)アクリルオキシ基、メルカプト基、アミノ基、シアノ基などで置換された、またO,NH,NCH3等のヘテロ原子が介在された有機基などが挙げられ、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ヘキシル基、デシル基、シクロヘキシル基などのアルキル基、フェニル基、フェネチル基などのアリール基、3−クロロプロピル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基、3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロヘキシル基等のハロゲン化アルキル基、p−クロロフェニル基などのハロゲン化アリール基、ビニル基、アリル基、9−デセニル基、p−ビニルベンジル基などのアルケニル基、3−グリシドキシプロピル基、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル基、9,10−エポキシデシル基などのエポキシ基含有有機基、γ−メタクリルオキシプロピル基、γ−アクリルオキシプロピル基などの(メタ)アクリルオキシ基含有有機基、γ−メルカプトプロピル基、p−メルカプトメチルフェニルエチル基などのメルカプト基含有有機基、γ−アミノプロピル基、(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピル基などのアミノ基含有有機基、β−シアノエチル基などのシアノ基含有有機基などを例示することができる。 Here, in the above formula (1), the monovalent organic group represented by R 7 is an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, such as an alkyl group, an aryl group, a halogenated alkyl group, Halogenated aryl group, alkenyl group, or part of hydrogen atoms of these hydrocarbon groups is substituted with epoxy group, (meth) acryloxy group, mercapto group, amino group, cyano group, etc., and O, NH, Examples include organic groups intervening heteroatoms such as NCH 3 , specifically, alkyl groups such as methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, hexyl group, decyl group, cyclohexyl group, Aryl group such as phenyl group, phenethyl group, 3-chloropropyl group, 3,3,3-trifluoropropyl group, 3,3,4,4,5,5,6,6,6-nonafluorohe Halogenated alkyl group such as xyl group, halogenated aryl group such as p-chlorophenyl group, alkenyl group such as vinyl group, allyl group, 9-decenyl group and p-vinylbenzyl group, 3-glycidoxypropyl group, β -(3,4) epoxycyclohexyl) ethyl group, epoxy group-containing organic group such as 9,10-epoxydecyl group, (meth) acryloxy group-containing organic group such as γ-methacryloxypropyl group, γ-acryloxypropyl group Group, γ-mercaptopropyl group, mercapto group-containing organic group such as p-mercaptomethylphenylethyl group, γ-aminopropyl group, amino group-containing organic group such as (β-aminoethyl) -γ-aminopropyl group, β -A cyano group-containing organic group such as a cyanoethyl group can be exemplified.
また、R8は水素原子又は炭素数1〜10の1価の有機基であり、該有機基としてはアルキル基、アルケニル基、アルコキシアルキル基又はアシル基が挙げられ、アルキル基、アシル基が好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ヘキシル基、フェニル基、イソプロペニル基、メトキシエチル基、アセチル基等が例示される。 R 8 is a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 10 carbon atoms, and examples of the organic group include an alkyl group, an alkenyl group, an alkoxyalkyl group, and an acyl group, and an alkyl group and an acyl group are preferable. . Specific examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, a hexyl group, a phenyl group, an isopropenyl group, a methoxyethyl group, and an acetyl group.
これらの条件を満たすシラン化合物の具体例としては、
メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、メチルトリアセトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリイソプロペノキシシラン、メチルトリブトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリイソプロペノキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリアセトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリプロポキシシラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルメチルジメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、β−シアノエチルトリメトキシシラン等のトリアルコキシ又はトリアシルオキシシラン類、
ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジ(2−メトキシエトキシ)シラン、ジメチルジアセトキシシラン、ジメチルジプロポキシシラン、ジメチルジイソプロペノキシシラン、ジメチルジブトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、ビニルメチルジアセトキシシラン、ビニルメチルジ(2−メトキシエトキシ)シラン、ビニルメチルジイソプロペノキシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、フェニルメチルジエトキシシラン、フェニルメチルジアセトキシシラン、γ−プロピルメチルジメトキシシラン、γ−プロピルメチルジエトキシシラン、γ−プロピルメチルジプロポキシシラン、3,3,3−トリフルオロプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アクリルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、β−シアノエチルメチルジメトキシシラン等のジアルコキシシラン又はジアシルオキシシラン類、
更に、テトラアルコキシシラン類の例として、メチルシリケート、エチルシリケート、n−プロピルシリケート、n−ブチルシリケート、sec−ブチルシリケート及びt−ブチルシリケート等、
ビス(トリメトキシシリル)エタン、ビス(トリメトキシシリル)ヘキサン、ビス(トリメトキシシリル)デカン、ビス(トリエトキシシリル)ヘキサン、ビス(トリメトキシシリル)ベンゼン、ビス(トリメトキシシリルオキシジメチルシリル)ベンゼン、1,8−ビス(トリメトキシシリル)−3,3,4,4,5,5,6,6−オクタフルオロオクタン等のビスシラン化合物を挙げることができる。
Specific examples of silane compounds that satisfy these conditions include:
Methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltris (2-methoxyethoxy) silane, methyltriacetoxysilane, methyltripropoxysilane, methyltriisopropenoxysilane, methyltributoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane , Vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, vinyltris (2-methoxyethoxy) silane, vinyltriisopropenoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenyltriacetoxysilane, γ-chloro Propyltrimethoxysilane, γ-chloropropyltriethoxysilane, γ-chloropropyltripropoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxy Orchid, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, β- (3,4- Epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethylmethyldimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethylmethyl Diethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-acryloxypropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-mer Hept aminopropyltriethoxysilane, N-(beta-aminoethyl)-.gamma.-aminopropyltrimethoxysilane, trialkoxy or triacyloxy silanes such as beta-cyanoethyl trimethoxy silane,
Dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, dimethyldi (2-methoxyethoxy) silane, dimethyldiacetoxysilane, dimethyldipropoxysilane, dimethyldiisopropenoxysilane, dimethyldibutoxysilane, vinylmethyldimethoxysilane, vinylmethyldiethoxysilane , Vinylmethyldiacetoxysilane, vinylmethyldi (2-methoxyethoxy) silane, vinylmethyldiisopropenoxysilane, phenylmethyldimethoxysilane, phenylmethyldiethoxysilane, phenylmethyldiacetoxysilane, γ-propylmethyldimethoxysilane, γ- Propylmethyldiethoxysilane, γ-propylmethyldipropoxysilane, 3,3,3-trifluoropropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxy Propylmethyldimethoxysilane, γ-acryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropylmethyldiethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldiethoxysilane, N- Dialkoxysilanes or diacyloxysilanes such as (β-aminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane and β-cyanoethylmethyldimethoxysilane;
Furthermore, examples of tetraalkoxysilanes include methyl silicate, ethyl silicate, n-propyl silicate, n-butyl silicate, sec-butyl silicate, t-butyl silicate, and the like.
Bis (trimethoxysilyl) ethane, bis (trimethoxysilyl) hexane, bis (trimethoxysilyl) decane, bis (triethoxysilyl) hexane, bis (trimethoxysilyl) benzene, bis (trimethoxysilyloxydimethylsilyl) benzene Bissilane compounds such as 1,8-bis (trimethoxysilyl) -3,3,4,4,5,5,6,6-octafluorooctane.
これらのシラン化合物は、1種以上を用いて(共)加水分解すればよく、また、これらのシラン化合物の(共)加水分解物は1種単独で又は2種以上の混合物として使用することもできる。 These silane compounds may be (co) hydrolyzed using one or more kinds, and (co) hydrolysates of these silane compounds may be used alone or as a mixture of two or more. it can.
上記シラン化合物の(共)加水分解物は、例えば酸触媒存在下、そのシラン化合物の低級アルコール溶液に水を添加して加水分解を行うことによって得ることができる。低級アルコールとしては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール等が例示される。更にそのアルコールと併用可能な溶剤としてはアセトン、アセチルアセトン、シクロヘキサノンなどのケトン類、酢酸エチル、酢酸イソブチルなどのエステル類、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が例示される。 The (co) hydrolyzate of the silane compound can be obtained, for example, by adding water to a lower alcohol solution of the silane compound in the presence of an acid catalyst to perform hydrolysis. Examples of the lower alcohol include methanol, ethanol, isopropanol, butanol and the like. Examples of solvents that can be used in combination with alcohols include ketones such as acetone, acetylacetone, and cyclohexanone, esters such as ethyl acetate and isobutyl acetate, and ethers such as propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, and diisopropyl ether. The
また、上記シラン化合物の(共)加水分解物に、1〜100nmのシリカ微粒子を水又はメタノール、エタノール、イソブタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどの溶剤に分散させたコロイダルシリカを固形分で5〜70質量%添加したコロイダルシリカ含有オルガノポリシロキサン組成物(ハードコーティング組成物)を塗布する方法が、耐擦傷性を向上するためにより好ましい。 Further, colloidal silica obtained by dispersing silica fine particles of 1 to 100 nm in water or a solvent such as methanol, ethanol, isobutanol, propylene glycol monomethyl ether or the like in a (co) hydrolyzate of the above silane compound in a solid content of 5 to 70. A method of applying a colloidal silica-containing organopolysiloxane composition (hard coating composition) added in mass% is more preferred in order to improve the scratch resistance.
コロイダルシリカの添加方法としては、単純に上記シラン化合物の(共)加水分解物に添加してもよいし、上記したシラン化合物と予め混合してから加水分解してもよい。また、水分散コロイダルシリカの場合、シラン化合物を加水分解する際に必要な水の一部もしくは全部として、水分散コロイダルシリカ中の水を利用して加水分解してもよい。 As a method for adding colloidal silica, the colloidal silica may be simply added to the (co) hydrolyzate of the silane compound, or may be hydrolyzed after previously mixing with the silane compound. In the case of water-dispersed colloidal silica, the water in the water-dispersed colloidal silica may be hydrolyzed as part or all of the water necessary for hydrolyzing the silane compound.
また、上記シラン化合物の(共)加水分解物に添加可能な紫外線吸収剤として、無機系のものとしては、酸化チタン、酸化セリウム、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化ジルコニウム、酸化アンチモン、酸化タングステン、アンチモン含有酸化スズ、スズ含有酸化インジウム、酸化鉄、シリカ、アルミナなどの単一もしくはこれらの複合金属酸化物微粒子、及びこれらの混合物;チタン、亜鉛、ジルコニウムなどの金属キレート化合物、及びこれらの(部分)加水分解物、縮合物;有機系のものとしては、主骨格が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、側鎖にこれら紫外線吸収剤を含有するビニルポリマーなどの(共)重合体などを挙げることができる。
更に、上記シラン化合物の(共)加水分解物の硬化触媒として、第四級アンモニウム塩、有機酸のアルカリ金属塩、アルミニウム、チタン、クロム及び鉄等のアルコキシドやキレート、過塩素酸塩、酸無水物、ポリアミン、ルイス酸等を触媒量添加してもよい。
In addition, as an ultraviolet absorber that can be added to the (co) hydrolyzate of the silane compound, inorganic oxides include titanium oxide, cerium oxide, zinc oxide, tin oxide, zirconium oxide, antimony oxide, tungsten oxide, and antimony. Tin oxide containing, tin containing indium oxide, iron oxide, silica, single or composite metal oxide fine particles such as alumina, and mixtures thereof; metal chelate compounds such as titanium, zinc, zirconium, etc. (parts thereof) Hydrolysates, condensates; organic compounds such as compound derivatives whose main skeleton is hydroxybenzophenone, benzotriazole, cyanoacrylate or triazine, vinyl polymers containing these UV absorbers in the side chain, etc. (Co) polymers can be mentioned.
Further, as a curing catalyst for the (co) hydrolyzate of the above silane compound, quaternary ammonium salt, alkali metal salt of organic acid, alkoxide and chelate such as aluminum, titanium, chromium and iron, perchlorate, acid anhydride Products, polyamines, Lewis acids and the like may be added in catalytic amounts.
上記シラン化合物の(共)加水分解物あるいはハードコーティング組成物の塗布量は、加熱硬化後の厚さが0.2〜20μm、特に0.5〜15μmとなるように塗布することが好ましい。薄すぎると所望の硬度、耐磨耗性が得られない場合があり、厚すぎると硬化後にクラックが発生する場合がある。
なお、塗布方法は特に限定されないが、ロールコート、ディップコート、フローコート、バーコート、スプレーコート、スピンコートなどにより行うことができる。
The coating amount of the (co) hydrolyzed product or hard coating composition of the silane compound is preferably applied so that the thickness after heat curing is 0.2 to 20 μm, particularly 0.5 to 15 μm. If it is too thin, the desired hardness and wear resistance may not be obtained. If it is too thick, cracks may occur after curing.
The coating method is not particularly limited, and can be performed by roll coating, dip coating, flow coating, bar coating, spray coating, spin coating, or the like.
硬化条件としては、50〜140℃で5分〜3時間加熱硬化させると、このプラスチック成形品はその表面に本発明のコーティング組成物が塗布されていることから、このコーティング被膜とオルガノポリシロキサン被膜との相乗作用により、接着性、耐磨耗性も良好で、耐候性が優れるという有利性が与えられる。 As the curing conditions, when the resin composition is heated and cured at 50 to 140 ° C. for 5 minutes to 3 hours, the coating composition of the present invention is applied to the surface of the plastic molded article. The synergistic effects of the above-described materials provide the advantages of good adhesion and wear resistance and excellent weather resistance.
本発明のコーティング組成物の硬化被膜の上に、ケイ素酸化物含有硬質被膜を被覆したプラスチック材料は、光学特性、耐候性、耐擦傷性に優れるため、光学材料やガラス代替材料として好適に使用することができる。 The plastic material in which the hard coating of the coating composition of the present invention is coated with a silicon oxide-containing hard coating is excellent in optical properties, weather resistance, and scratch resistance. Therefore, it is preferably used as an optical material or a glass substitute material. be able to.
以下、合成例及び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。なお、下記の例において%は質量%、部は質量部を示す。また、粘度はJIS Z 8803に基づいて測定した25℃での値である。水分量はカールフィッシャー法にて測定した値である。重量平均分子量は、標準ポリスチレンを基準としたゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定した。加水分解率は、13C−NMR分析において、50.0〜50.5ppmに観測されるメトキシシリル基由来のピークと49.0〜49.5ppmに観測される加水分解で生じるメタノールに由来するピークの積分値にて、下記式から算出した。
加水分解率(%)=〔メタノール由来ピークの積分値/(メタノール由来ピークの積分値
+メトキシシリル基由来ピークの積分値)〕×100
EXAMPLES Hereinafter, although a synthesis example, an Example, and a comparative example are shown and this invention is demonstrated concretely, this invention is not restrict | limited to the following Example. In addition, in the following example,% shows the mass% and a part shows a mass part. Moreover, a viscosity is a value in 25 degreeC measured based on JISZ8803. The water content is a value measured by the Karl Fischer method. The weight average molecular weight was measured by gel permeation chromatography (GPC) based on standard polystyrene. The hydrolysis rate is determined by 13 C-NMR analysis, a peak derived from methoxysilyl group observed at 50.0 to 50.5 ppm and a peak derived from methanol generated by hydrolysis observed at 49.0 to 49.5 ppm. Was calculated from the following equation.
Hydrolysis rate (%) = [integral value of methanol-derived peak / (integral value of methanol-derived peak
+ Integral value of peak derived from methoxysilyl group)] × 100
<加水分解性シリル基と有機系紫外線吸収性基とが側鎖に結合したビニル系重合体(A)の合成>
[合成例1]
撹拌機、コンデンサー及び温度計を備えた2リットルフラスコに、溶剤としてジアセトンアルコール152gを仕込み、窒素気流下にて80℃に加熱した。ここに予め調製しておいた単量体混合溶液(2−[2’−ヒドロキシ−5’−(2−メタクリロキシエチル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール(RUVA−93、大塚化学(株)製)81g、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシランを90g、メチルメタクリレート256.5g、グリシジルメタクリレート22.5g、ジアセトンアルコール350g)を混合したもののうち240g、及び予め調製しておいた重合開始剤としての2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)2.3gをジアセトンアルコール177.7gに溶解した溶液のうち54gを順次投入した。80℃で30分反応させた後、残りの単量体混合溶液と残りの重合開始剤溶液を同時に80〜90℃で1.5時間かけて滴下した。更に80〜90℃で5時間撹拌した。
得られたトリメトキシシリル基及び有機系紫外線吸収性基が側鎖に結合したビニル系重合体の粘度は6,120mPa・s、またその共重合体中の紫外線吸収性単量体の含有量は18%、トリメトキシシリル基がC−Si結合を介して側鎖に結合したビニル系単量体量は20%であった。また、標準ポリスチレンを基準とするGPC分析による重量平均分子量は66,200であった。このようにして得られたビニル系重合体(固形分濃度約40%のジアセトンアルコール溶液)をA−1とする。
<Synthesis of vinyl polymer (A) in which hydrolyzable silyl group and organic ultraviolet absorbing group are bonded to side chain>
[Synthesis Example 1]
A 2 liter flask equipped with a stirrer, a condenser and a thermometer was charged with 152 g of diacetone alcohol as a solvent and heated to 80 ° C. under a nitrogen stream. Monomer mixed solution (2- [2′-hydroxy-5 ′-(2-methacryloxyethyl) phenyl] -2H-benzotriazole (RUVA-93, manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.) ) 81 g, 90 g of γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 256.5 g of methyl methacrylate, 22.5 g of glycidyl methacrylate, 350 g of diacetone alcohol), and 240 g as a polymerization initiator prepared in advance 54 g of a solution in which 2.3 g of 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile) was dissolved in 177.7 g of diacetone alcohol was sequentially added. After reacting at 80 ° C. for 30 minutes, the remaining monomer mixed solution and the remaining polymerization initiator solution were simultaneously added dropwise at 80 to 90 ° C. over 1.5 hours. Furthermore, it stirred at 80-90 degreeC for 5 hours.
The viscosity of the vinyl polymer in which the obtained trimethoxysilyl group and organic ultraviolet absorbing group are bonded to the side chain is 6,120 mPa · s, and the content of the ultraviolet absorbing monomer in the copolymer is The amount of vinyl monomer in which the trimethoxysilyl group was bonded to the side chain via a C—Si bond was 20%. Moreover, the weight average molecular weight by GPC analysis on the basis of standard polystyrene was 66,200. The vinyl polymer thus obtained (diacetone alcohol solution with a solid content concentration of about 40%) is designated as A-1.
[合成例2、比較合成例1]
表1に示した組成で、合成例1と同様にして、ビニル系重合体A−2、RA−1を得た。
[Synthesis Example 2, Comparative Synthesis Example 1]
With the composition shown in Table 1, vinyl polymers A-2 and RA-1 were obtained in the same manner as in Synthesis Example 1.
(注)
MPTMS :γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン
RUVA−1:2−[2’−ヒドロキシ−5’−(2−メタクリロキシエチル)フェニル
]−2H−ベンゾトリアゾール(RUVA−93、大塚化学(株)製)
RUVA−2:2−ヒドロキシ−4−(2−アクリロキシエトキシ)ベンゾフェノン(B P−1A、大阪有機化学工業(株)製)
GMA :グリシジルメタクリレート
MMA :メチルメタクリレート
(note)
MPTMS: γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane RUVA-1: 2- [2′-hydroxy-5 ′-(2-methacryloxyethyl) phenyl
] -2H-benzotriazole (RUVA-93, manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.)
RUVA-2: 2-hydroxy-4- (2-acryloxyethoxy) benzophenone (BP-1A, manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.)
GMA: Glycidyl methacrylate MMA: Methyl methacrylate
<コロイダルシリカ含有オルガノポリシロキサン組成物の合成>
[合成例3]
撹拌機、コンデンサー及び温度計を備えた2リットルフラスコに、メチルトリメトキシシラン338gを仕込み、撹拌しながら20℃に維持し、ここに水分散コロイダルシリカ(スノーテックスO(平均粒子径15〜20nm)、日産化学工業(株)製、SiO220%含有品)98g、0.25Nの酢酸水溶液230gを添加して3時間撹拌した。更に、60℃にて3時間撹拌後、シクロヘキサノン300gを添加し、常圧にて副生メタノールを留去した。次いでイソプロパノール300g、0.25%テトラブチルアンモニウムヒドロキシドのイソプロパノール溶液134g、レベリング剤としてポリエーテル変性シリコーンKP−341(信越化学工業(株)製)0.5gを添加し、更に不揮発分(JIS K 6833)が20%となるようにイソプロパノールで調整した。こうして得られたコロイダルシリカ含有オルガノポリシロキサン組成物の粘度は4.3mm2/s、GPC分析による重量平均分子量は2,300であった。このものをコロイダルシリカ含有オルガノポリシロキサン組成物HC−1とする。
<Synthesis of colloidal silica-containing organopolysiloxane composition>
[Synthesis Example 3]
A 2 liter flask equipped with a stirrer, a condenser and a thermometer was charged with 338 g of methyltrimethoxysilane and maintained at 20 ° C. while stirring. Water-dispersed colloidal silica (Snowtex O (average particle size 15 to 20 nm)) 98 g of Nissan Chemical Industries, Ltd., SiO 2 20% product) and 230 g of 0.25N acetic acid aqueous solution were added and stirred for 3 hours. Further, after stirring at 60 ° C. for 3 hours, 300 g of cyclohexanone was added, and by-product methanol was distilled off at normal pressure. Next, 300 g of isopropanol, 134 g of an isopropanol solution of 0.25% tetrabutylammonium hydroxide, and 0.5 g of a polyether-modified silicone KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) as a leveling agent are added, and further a non-volatile content (JIS K). 6833) was adjusted with isopropanol so as to be 20%. The viscosity of the colloidal silica-containing organopolysiloxane composition thus obtained was 4.3 mm 2 / s, and the weight average molecular weight determined by GPC analysis was 2,300. This is designated colloidal silica-containing organopolysiloxane composition HC-1.
以下にコーティング組成物としての実施例及び比較例を挙げる。
[実施例1]
撹拌機、コンデンサー及び温度計を備えた2リットルフラスコに、加水分解性シリル基及び有機系紫外線吸収性基がそれぞれ側鎖に結合したビニル系重合体A−1(固形分濃度約40%のジアセトンアルコール溶液)を400g[固形分160g、固形分換算で100部とする]、有機溶剤に分散したシリカ微粒子としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに分散したコロイダルシリカ(PMA−ST、固形分濃度30%、一次粒子径10〜15nm、日産化学工業(株)製)133g[固形分換算25部]、ジアセトンアルコールを100g、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート100gを仕込み、25℃に維持しながらよく撹拌した。得られたコーティング前駆体のカールフィッシャー滴定法による水分量は、1,152ppmであった。ここにオルトギ酸エチルを67g[水分1モルに対し8.8モル]添加した後、よく撹拌した。コーティング前駆体の色調は、オルトギ酸エチル添加前は淡黄色であったが、オルトギ酸エチル添加後は、徐々に濃紫色へと着色した。この着色したコーティング前駆体に、トリブチルアミンを0.5g[有効成分換算0.3部]添加、コーティング組成物P−1を得た。この際、濃紫色が淡黄色へと変化した(図1)。
Examples and comparative examples as coating compositions are given below.
[Example 1]
In a 2 liter flask equipped with a stirrer, a condenser and a thermometer, a vinyl polymer A-1 having a hydrolyzable silyl group and an organic ultraviolet absorbing group bonded to the side chain, respectively 400 g of acetone alcohol solution) (solid content 160 g, 100 parts in terms of solid content), colloidal silica (PMA-ST, solid content concentration 30%, dispersed in propylene glycol monomethyl ether acetate as silica fine particles dispersed in an organic solvent, A primary particle size of 10 to 15 nm (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) 133 g [25 parts in terms of solid content], 100 g of diacetone alcohol, and 100 g of propylene glycol monomethyl ether acetate were charged and stirred well while maintaining at 25 ° C. The water content of the obtained coating precursor by Karl Fischer titration was 1,152 ppm. To this, 67 g of ethyl orthoformate [8.8 mol per 1 mol of water] was added, followed by thorough stirring. The color of the coating precursor was light yellow before the addition of ethyl orthoformate, but gradually became dark purple after the addition of ethyl orthoformate. To this colored coating precursor, 0.5 g of tributylamine [0.3 parts in terms of active ingredient] was added to obtain a coating composition P-1. At this time, dark purple changed to pale yellow (FIG. 1).
[実施例2]
撹拌機、コンデンサー及び温度計を備えた2リットルフラスコに、加水分解性シリル基及び有機系紫外線吸収性基がそれぞれ側鎖に結合したビニル系重合体A−2(固形分濃度約40%のジアセトンアルコール溶液)を350g[固形分140g、固形分換算で100部とする]、ジアセトンアルコール100g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート100g、及びオルトギ酸エチル50g[実施例1と同様、水分量1,152ppmを含むと仮定して、水分1モルに対して6.6モル]を仕込み、25℃に維持しながらよく撹拌した。得られたコーティング前駆体の色調は淡黄色であった。更に、トリブチルアミン0.1g[有効成分換算0.07部]を添加し、25℃にて30分間撹拌した後、有機溶剤に分散したシリカ微粒子としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに分散したコロイダルシリカ(PMA−ST、固形分濃度30%、一次粒子径10〜15nm、日産化学工業(株)製)200g[固形分60g、固形分換算42.9部]を添加、よく撹拌した後に淡黄色のコーティング組成物P−2を得た。
こうして得られたコーティング組成物P−2の粘度は67mm2/s、不揮発分(JIS K 6833)は24.8%、水分量は52ppm、13C−NMR分析による加水分解率は0%であった。
またコーティング組成物P−2を室温で1日保存した後に、表面を清浄化した厚さ5mm、150mm×150mmのポリカーボネート樹脂板(ユーピロンシート、三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製)にフローコーティング法にて、それぞれ塗布し、120℃にて60分間硬化させ、厚さ10.7μmの被膜を得た。このようにして得られた塗膜を試験片とし、各種物性評価の結果を表2に示した。
[Example 2]
In a 2 liter flask equipped with a stirrer, a condenser and a thermometer, a vinyl polymer A-2 having a hydrolyzable silyl group and an organic UV-absorbing group bonded to the side chain, respectively Acetone alcohol solution) 350 g [solid content 140 g, 100 parts in terms of solid content], diacetone alcohol 100 g, propylene glycol monomethyl ether acetate 100 g, and ethyl orthoformate 50 g [as in Example 1, moisture content 1,152 ppm 6.6 moles per mole of water] and stirred well while maintaining at 25 ° C. The color tone of the obtained coating precursor was light yellow. Further, 0.1 g of tributylamine [0.07 part in terms of active ingredient] was added and stirred for 30 minutes at 25 ° C., and then colloidal silica (PMA) dispersed in propylene glycol monomethyl ether acetate as silica fine particles dispersed in an organic solvent. -ST, solid content concentration 30%, primary particle size 10-15 nm, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) 200 g [solid content 60 g, solid content conversion 42.9 parts] was added, and after stirring well, a pale yellow coating composition Product P-2 was obtained.
The thus obtained coating composition P-2 had a viscosity of 67 mm 2 / s, a non-volatile content (JIS K 6833) of 24.8%, a water content of 52 ppm, and a hydrolysis rate by 13 C-NMR analysis of 0%. It was.
In addition, after the coating composition P-2 was stored at room temperature for 1 day, the surface was cleaned on a polycarbonate resin plate (Iupilon sheet, manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics Co., Ltd.) having a thickness of 5 mm and 150 mm × 150 mm. Each was applied and cured at 120 ° C. for 60 minutes to obtain a film having a thickness of 10.7 μm. The coating film thus obtained was used as a test piece, and the results of various physical property evaluations are shown in Table 2.
[実施例3〜5及び比較例1〜6]
実施例2と同様な操作を行い、表2,3に示した組成(固形分換算)を用いてコーティング組成物及び厚さ6〜7μmの被膜を有する試験片を得た。またコーティング組成物及び試験片を用いた各種物性評価の結果も表2,3に示した。
[Examples 3 to 5 and Comparative Examples 1 to 6]
The same operation as in Example 2 was performed, and a test piece having a coating composition and a film having a thickness of 6 to 7 μm was obtained using the compositions shown in Tables 2 and 3 (in terms of solid content). Tables 2 and 3 also show the results of various physical property evaluations using the coating composition and the test piece.
[実施例6]
撹拌機、コンデンサー及び温度計を備えた2リットルフラスコに、加水分解性シリル基及び有機系紫外線吸収性基がそれぞれ側鎖に結合したビニル系重合体A−2を350g[固形分140g、固形分換算で100部とする]、ジアセトンアルコール100g、プロピレンアルコールモノメチルエーテルアセテート100g、及び有機溶剤に分散したシリカ微粒子としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに分散したコロイダルシリカ(PMA−ST、固形分濃度30%、一次粒子径10〜15nm、日産化学工業(株)製)200g[固形分60g、固形分換算42.9部]を仕込み、25℃でよく撹拌した。これに脱イオン水4.5g[A−2中のメトキシシリル基1モルに対して0.5モル]を加え、60℃で6時間撹拌した。室温まで冷却後、脱水剤としてオルトギ酸エチル111g[脱イオン水1モルに対して3モル]を加え、撹拌しながらトリブチルアミン0.1g[有効成分換算0.07部]を添加し、更に25℃で3時間撹拌して淡黄色のコーティング組成物P−6を得た。
こうして得られたコーティング組成物P−6の粘度は、103mm2/s、不揮発分(JIS K 6833)は25.3%、水分量668ppm、13C−NMR分析による加水分解率は17%であった。
またコーティング組成物P−6を用い、実施例2と同様な方法でポリカーボネート樹脂板に塗布、硬化させ、厚さ12.6μmの被膜を得た。このようにして得られた塗膜を試験片とし、各種物性評価の結果を表2に示した。
[Example 6]
In a 2 liter flask equipped with a stirrer, a condenser and a thermometer, 350 g of vinyl polymer A-2 having a hydrolyzable silyl group and an organic ultraviolet absorbing group bonded to the side chain, respectively (solid content 140 g, solid content) 100 parts in terms of conversion], 100 g of diacetone alcohol, 100 g of propylene alcohol monomethyl ether acetate, and colloidal silica (PMA-ST, solid content concentration 30%, dispersed in propylene glycol monomethyl ether acetate as silica fine particles dispersed in an organic solvent, A primary particle size of 10 to 15 nm, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) 200 g [solid content 60 g, solid content conversion 42.9 parts] was charged and stirred well at 25 ° C. To this was added 4.5 g of deionized water [0.5 mol with respect to 1 mol of methoxysilyl group in A-2], and the mixture was stirred at 60 ° C. for 6 hours. After cooling to room temperature, 111 g of ethyl orthoformate [3 mol per 1 mol of deionized water] was added as a dehydrating agent, and 0.1 g of tributylamine [0.07 parts in terms of active ingredient] was added while stirring, and further 25 The mixture was stirred at 0 ° C. for 3 hours to obtain a pale yellow coating composition P-6.
The viscosity of the coating composition P-6 thus obtained was 103 mm 2 / s, the non-volatile content (JIS K 6833) was 25.3%, the water content was 668 ppm, and the hydrolysis rate by 13 C-NMR analysis was 17%. It was.
In addition, the coating composition P-6 was applied to a polycarbonate resin plate and cured in the same manner as in Example 2 to obtain a coating having a thickness of 12.6 μm. The coating film thus obtained was used as a test piece, and the results of various physical property evaluations are shown in Table 2.
[実施例7]
撹拌機、コンデンサー及び温度計を備えた2リットルフラスコに、加水分解性シリル基及び有機系紫外線吸収性基がそれぞれ側鎖に結合したビニル系重合体A−1を477.7g[固形分191g、固形分換算で100部とする]、ジアセトンアルコール827.3g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート187.4g、オルト酢酸エチル138.1g[水分量を1,200ppm含むと仮定して、水分1モルに対して8.7モル]を仕込み、25℃にてよく撹拌しながらDBUオクチル酸塩0.2g[有効成分換算0.1部]を添加し、25℃にて30分間撹拌後、有機溶剤に分散したシリカ微粒子としてプロピレングリコールモノメチルエーテルに分散したコロイダルシリカ(PGM−ST、固形分濃度30%、一次粒子径10〜15nm、日産化学工業(株)製)112.4g[固形分換算17.6部]を加え、25℃にて30分間撹拌した。その後、不揮発分(JIS K 6833)が12%となるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルで固形分を調整し、淡黄色のコーティング組成物P−7を得た。
こうして得られたコーティング組成物P−7の粘度は25.7mm2/s、水分量は83ppm、13C−NMR分析による加水分解率は0%であった。
[Example 7]
477.7 g of vinyl polymer A-1 having a hydrolyzable silyl group and an organic ultraviolet absorbing group bonded to the side chain, respectively, in a 2 liter flask equipped with a stirrer, a condenser and a thermometer [solid content: 191 g, 100 parts in terms of solid content], 827.3 g of diacetone alcohol, 187.4 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, 138.1 g of ethyl orthoacetate [Assuming that the water content is 1,200 ppm, 8.7 mol], and 0.2 g of DBU octylate [0.1 parts in terms of active ingredient] was added while stirring well at 25 ° C., and the mixture was stirred at 25 ° C. for 30 minutes and dispersed in an organic solvent. Colloidal silica (PGM-ST, solid content concentration 30%, primary particles dispersed in propylene glycol monomethyl ether as fine silica particles Diameter 10 to 15 nm, Nissan Chemical Industries, Ltd.) 112.4 g [solid basis 17.6 parts] was added and stirred for 30 minutes at 25 ° C.. Thereafter, the solid content was adjusted with propylene glycol monomethyl ether so that the nonvolatile content (JIS K 6833) was 12%, to obtain a pale yellow coating composition P-7.
The thus obtained coating composition P-7 had a viscosity of 25.7 mm 2 / s, a water content of 83 ppm, and a hydrolysis rate by 13 C-NMR analysis of 0%.
またコーティング組成物P−7を室温で1日保存した後に、表面を清浄化した厚さ5mm、150mm×150mmのポリカーボネート樹脂板(ユーピロンシート、三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製)に、フローコーティング法にて塗布し、120℃にて30分間硬化させ、厚さ6.3μmの被膜を得た。更に、該塗膜上に合成例3で作製したコロイダルシリカ含有オルガノポリシロキサン組成物HC−1を、フローコーティング法にて塗布し、120℃にて1時間硬化させ、厚さ2.9μmの被膜を得た。このようにして得られた塗膜を試験片とし、各種物性評価の結果を表4に示した。 Further, after storing the coating composition P-7 at room temperature for 1 day, a flow coating method was applied to a 5 mm thick, 150 mm × 150 mm thick polycarbonate resin plate (Iupilon sheet, manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics Co., Ltd.). And cured at 120 ° C. for 30 minutes to obtain a film having a thickness of 6.3 μm. Further, the colloidal silica-containing organopolysiloxane composition HC-1 prepared in Synthesis Example 3 was applied on the coating film by a flow coating method and cured at 120 ° C. for 1 hour to form a coating film having a thickness of 2.9 μm. Got. The coating film thus obtained was used as a test piece, and the results of various physical property evaluations are shown in Table 4.
[実施例8]
撹拌機、コンデンサー及び温度計を備えた2リットルフラスコに、加水分解性シリル基及び有機系紫外線吸収性基がそれぞれ側鎖に結合したビニル系重合体A−1を477.7g[固形分191g、固形分換算で100部とする]、ジアセトンアルコール827.3gを仕込み、25℃に維持しながらよく撹拌した。ここに脱イオン水5.6g[A−1中のメトキシシリル基1モルに対して0.7モル]を加え、80℃に保ちながら5時間撹拌した。室温まで冷却後、有機溶剤に分散したシリカ微粒子としてプロピレングリコールモノメチルエーテルに分散したコロイダルシリカ(PGM−ST、固形分濃度30%、一次粒子径10〜15nm、日産化学工業(株)製)112.4g[固形分換算17.6部]、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート187.4gを仕込み、25℃に維持しながら10時間撹拌した。その後、脱水剤としてオルトギ酸エチル138.1g[脱イオン水1モルに対して3モル]を加え、25℃で撹拌しながらDBUオクチル酸塩0.2g[有効成分換算0.1部]を添加し、更に25℃にて3時間撹拌後、不揮発分(JIS K 6833)が12%となるようにジアセトンアルコールで固形分を調整し、淡黄色のコーティング組成物P−8を得た。
こうして得られたコーティング組成物P−8の粘度は30.7mm2/s、水分量は438ppm、13C−NMR分析による加水分解率は25%であった。
[Example 8]
477.7 g of vinyl polymer A-1 having a hydrolyzable silyl group and an organic ultraviolet absorbing group bonded to the side chain, respectively, in a 2 liter flask equipped with a stirrer, a condenser and a thermometer [solid content: 191 g, It was 100 parts in terms of solid content], and 827.3 g of diacetone alcohol was charged and well stirred while maintaining at 25 ° C. To this was added 5.6 g of deionized water [0.7 mol with respect to 1 mol of methoxysilyl group in A-1], and the mixture was stirred for 5 hours while maintaining at 80 ° C. Colloidal silica dispersed in propylene glycol monomethyl ether as fine silica particles dispersed in an organic solvent after cooling to room temperature (PGM-ST, solid content concentration 30%, primary particle size 10 to 15 nm, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) 112. 4 g [17.6 parts in terms of solid content] and 187.4 g of propylene glycol monomethyl ether acetate were charged and stirred for 10 hours while maintaining at 25 ° C. Thereafter, 138.1 g of ethyl orthoformate [3 moles per mole of deionized water] was added as a dehydrating agent, and 0.2 g of DBU octylate [0.1 parts in terms of active ingredient] was added while stirring at 25 ° C. After further stirring at 25 ° C. for 3 hours, the solid content was adjusted with diacetone alcohol so that the non-volatile content (JIS K 6833) was 12% to obtain a pale yellow coating composition P-8.
The thus obtained coating composition P-8 had a viscosity of 30.7 mm 2 / s, a water content of 438 ppm, and a hydrolysis rate of 25% by 13 C-NMR analysis.
実施例7と同様にして、組成物P−8のコーティング硬化被膜(厚さ6.9μm)上に、コロイダルシリカ含有オルガノポリシロキサン組成物HC−1、添加剤として、紫外線吸収剤(UVA−1)などを混合したものを被覆(硬化後の被膜厚さ3.0μm)した試験片を得た。この時の塗膜物性評価の結果を表4に示した。 In the same manner as in Example 7, a colloidal silica-containing organopolysiloxane composition HC-1 was added on the cured coating film (thickness: 6.9 μm) of the composition P-8, and an ultraviolet absorber (UVA-1) was used as an additive. ) Etc. were mixed to obtain a test piece coated (film thickness after curing: 3.0 μm). The results of coating film physical property evaluation at this time are shown in Table 4.
[実施例9、10]
実施例2及び4で得られたコーティング組成物P−2及びP−4を用いて、それぞれ不揮発分(JIS K 6833)が12%となるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルで固形分を調整した後、実施例7と同様に、コーティング積層被膜を得た(実施例9のコーティング硬化被膜厚さ:6.6μm、上層硬化被膜厚さ:2.7μm、実施例10のコーティング硬化被膜厚さ:6.8μm、上層硬化被膜厚さ:2.7μm)。このようにして得た被膜の物性を表4に示した。
[Examples 9 and 10]
Using the coating compositions P-2 and P-4 obtained in Examples 2 and 4, after adjusting the solid content with propylene glycol monomethyl ether so that the non-volatile content (JIS K 6833) was 12%, In the same manner as in Example 7, a coating laminate film was obtained (coating cured film thickness of Example 9: 6.6 μm, upper layer cured film thickness: 2.7 μm, coating cured film thickness of Example 10: 6. 8 μm, upper layer cured film thickness: 2.7 μm). The physical properties of the coating thus obtained are shown in Table 4.
[比較例7、8]
比較例1及び6で得られたコーティング組成物PR−1及びPR−6を用いて、それぞれ不揮発分(JIS K 6833)が12%となるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルで固形分を調整した後、実施例7と同様に、コーティング積層被膜を得た(比較例7のコーティング硬化被膜厚さ:6.4μm、上層硬化被膜厚さ:2.8μm、比較例8のコーティング硬化被膜厚さ:7.0μm、上層硬化被膜厚さ:2.6μm)。このようにして得た被膜の物性を表5に示した。
[Comparative Examples 7 and 8]
Using the coating compositions PR-1 and PR-6 obtained in Comparative Examples 1 and 6, after adjusting the solid content with propylene glycol monomethyl ether so that the non-volatile content (JIS K 6833) was 12%, A coating laminate film was obtained in the same manner as in Example 7 (Coating cured film thickness of Comparative Example 7: 6.4 μm, Upper layer cured film thickness: 2.8 μm, Coated cured film thickness of Comparative Example 8: 7. 0 μm, upper layer cured film thickness: 2.6 μm). Table 5 shows the physical properties of the coating thus obtained.
なお、実施例及び比較例に用いた略号のうち、合成例で説明していない略号は以下の通りである。
<(B)有機溶剤に分散したシリカ微粒子>
B−1 :プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに分散したコロイダ
ルシリカ(PMA−ST、固形分濃度30%、一次粒子径10〜15nm
、日産化学工業(株)製)
Of the abbreviations used in the examples and comparative examples, the abbreviations not described in the synthesis examples are as follows.
<(B) Silica fine particles dispersed in an organic solvent>
B-1: Colloidal dispersed in propylene glycol monomethyl ether acetate
Silica (PMA-ST, solid content concentration 30%, primary particle size 10-15 nm
Manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.)
<(E)3級アミン又はその有機酸塩>
DBUオクチル酸塩:1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7とオクチル
酸との塩
DBU:1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7
<(E) Tertiary amine or organic acid salt thereof>
DBU octylate: 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7 and octyl
Salt DBU with acid: 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7
<添加剤(3級アミン又はその有機酸塩の代替)>
DMF:N,N−ジメチルホルムアミド
Tinuvin400:ヒドロキシフェニルトリアジン(Ciba製)
Tinuvin770:ビス(2,2,6,6)テトラメチル−4−ピペリジル)セバケ
ート(2級アミンタイプの光安定剤、Ciba製)
<Additives (alternative to tertiary amines or organic acid salts thereof)>
DMF: N, N-dimethylformamide Tinuvin 400: hydroxyphenyl triazine (Ciba)
Tinuvin 770: Bis (2,2,6,6) tetramethyl-4-piperidyl) Sebake
(Secondary amine type light stabilizer, manufactured by Ciba)
<紫外線吸収剤>
UVA−1 :酸化亜鉛微粒子の15%アルコール系溶剤分散液(ZNAP15WT%、
シーアイ化成(株)製)
UVA−2 :2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン(シーソーブ10
6、シプロ化成(株)製)
<Ultraviolet absorber>
UVA-1: 15% alcohol-based solvent dispersion of zinc oxide fine particles (ZNAP15WT%,
CAI Kasei Co., Ltd.)
UVA-2: 2,2 ′, 4,4′-tetrahydroxybenzophenone (Seesorb 10)
6, made by Sipro Kasei Co., Ltd.)
また、実施例中の各種物性の測定及び評価は以下の方法で行った。
評価は、本発明のコーティング組成物及びその硬化被膜単独(実施例2〜6、比較例1〜6)、並びに該硬化被膜の上にコロイダルシリカ含有オルガノポリシロキサン組成物を硬化・積層させた積層膜(実施例7〜10、比較例7、8)について各種評価を行った。
In addition, various physical properties in the examples were measured and evaluated by the following methods.
Evaluation is the coating composition of the present invention and its cured film alone (Examples 2 to 6, Comparative Examples 1 to 6), and a laminate obtained by curing and laminating a colloidal silica-containing organopolysiloxane composition on the cured film. Various evaluation was performed about the film | membrane (Examples 7-10, the comparative examples 7 and 8).
(1)保存安定性:コーティング組成物を、100mLポリビン中、40℃で2週間保存した後の粘度を測定し、下記の基準で評価した。
[保存安定性]
○:2週間後の粘度と初期粘度との差が20mm2/s未満
△:2週間後の粘度と初期粘度との差が20mm2/s以上50mm2/s未満
×:2週間後の粘度と初期粘度との差が50mm2/s以上
(1) Storage stability: The viscosity of the coating composition after storage at 100C for 2 weeks at 40 ° C was measured and evaluated according to the following criteria.
[Storage stability]
○: The difference between the viscosity after 2 weeks and the initial viscosity is less than 20 mm 2 / s Δ: The difference between the viscosity after 2 weeks and the initial viscosity is 20 mm 2 / s or more and less than 50 mm 2 / s ×: The viscosity after 2 weeks And the difference between the initial viscosity and 50mm 2 / s or more
(2)初期塗膜外観:コーティング組成物の硬化被膜単独層、又は該硬化被膜層上にコロイダルシリカ含有オルガノポリシロキサン組成物を硬化・積層した積層膜の試験片について塗膜外観を目視にて観察した。 (2) Appearance of initial coating film: The coating film appearance is visually observed for a test piece of a cured film alone layer of the coating composition or a laminated film obtained by curing and laminating a colloidal silica-containing organopolysiloxane composition on the cured film layer. Observed.
(3)一次密着性:JIS K 5400に準拠し、試験片をカミソリの刃で2mm間隔の縦横6本ずつ切れ目を入れて25個の碁盤目を作り、市販のセロハン粘着テープをよく密着させた後、90度手前方向に急激に剥がした時、被膜が剥離せずに残存したマス目数(X)をX/25で表示した。 (3) Primary adhesion: In accordance with JIS K 5400, the test piece was cut into 6 grids of 2 mm intervals vertically and horizontally with a razor blade to make 25 grids, and a commercially available cellophane adhesive tape was well adhered. Thereafter, when the film was peeled off 90 degrees toward the front, the number of grids (X) remaining without peeling off the coating was indicated by X / 25.
(4)耐水性及び耐水密着性:試験片を沸騰水中に2時間浸漬した後に、目視にて外観観察、及び前記(3)と同様にして密着性試験を行った。 (4) Water resistance and water-resistant adhesion: After immersing the test piece in boiling water for 2 hours, the appearance was visually observed and the adhesion test was performed in the same manner as in (3) above.
(5)耐擦傷性試験:ASTM1044に準拠し、テーバー磨耗試験機にて磨耗輪CS−10Fを装着し、荷重500g下で500回転後の曇価を測定した。耐擦傷性(%)は(試験後の曇価)−(試験前の曇価)で示した。 (5) Scratch resistance test: In accordance with ASTM 1044, a wear wheel CS-10F was mounted with a Taber abrasion tester, and the haze value after 500 rotations under a load of 500 g was measured. Scratch resistance (%) was indicated by (cloudiness value after test) − (cloudiness value before test).
(6)耐候性試験:岩崎電気(株)製アイスーパーUVテスターを使用し、[ブラックパネル温度63℃、湿度50%RH、照度50mW/cm2、降雨10秒/1時間で5時間]→[ブラックパネル温度30℃、湿度95%RHで1時間]を1サイクルとして、このサイクルを繰り返す条件で250時間、500時間の試験を行った。耐候性試験前後に、JIS K 7103に準拠して黄変度を、また耐候塗膜クラック、耐候塗膜剥離の状態を目視又は顕微鏡(倍率250倍)にて観察した。
[耐候塗膜クラック]
耐候性試験後の塗膜外観を下記の基準で評価した。
○:異常なし
△:僅かにクラックあり
×:塗膜全体にクラックあり
[耐候塗膜剥離]
耐候性試験後の塗膜の剥離状態を下記の基準で評価した。
○ :異常なし
△1:コロイダルシリカ含有オルガノポリシロキサン組成物層とコーティング組成物層との間で一部剥離
△2:コーティング組成物層と基材との間で一部剥離
×1:コロイダルシリカ含有オルガノポリシロキサン組成物層とコーティング組成物層との間で全面剥離
×2:コーティング組成物層と基材との間で全面剥離
(6) Weather resistance test: using an I-Super UV tester manufactured by Iwasaki Electric Co., Ltd. [black panel temperature 63 ° C., humidity 50% RH, illuminance 50 mW / cm 2 , rain 10 seconds / 1 hour for 5 hours] → The test was conducted for 250 hours and 500 hours under the conditions of repeating this cycle, assuming that the black panel temperature was 30 ° C. and the humidity was 95% RH for 1 hour. Before and after the weather resistance test, the degree of yellowing was observed in accordance with JIS K 7103, and the state of weather coating cracking and weather coating peeling was observed visually or under a microscope (magnification 250 times).
[Weather-resistant coating crack]
The appearance of the coating film after the weather resistance test was evaluated according to the following criteria.
○: No abnormality △: Slightly cracked ×: Cracked in the entire coating film [Weather-resistant coating film peeling]
The peeled state of the coating film after the weather resistance test was evaluated according to the following criteria.
○: No abnormality Δ1: Partial peeling between the colloidal silica-containing organopolysiloxane composition layer and the coating composition layer Δ2: Partial peeling between the coating composition layer and the substrate x1: Colloidal silica Whole surface peeling between containing organopolysiloxane composition layer and coating composition layer x2: Whole surface peeling between coating composition layer and substrate
実施例2〜6では、(E)として種々の3級アミン又はその有機酸塩に変えたところ、いずれもコーティング組成物の色調は淡黄色であり、着色は見られなかった。粘度変化の観点から実施例2〜6を比較すると、トリブチルアミン(実施例2、6)、ピリジン(実施例3)に比べDBUオクチル酸塩(実施例4)、DBU(実施例5)のいずれも保存安定性は良好であり、DBUオクチル酸塩(実施例4)がこの中で最も良かった。これらコーティング組成物を塗布、硬化させた被膜の物性も問題ないレベルであった。
一方、比較例1では、3級アミン又はその有機酸塩(E)を使用せず、また比較例2〜5では、(E)の代わりに各種の窒素原子含有の添加剤を使用した。その結果、(E)不使用(比較例1)や添加剤として、アミンではないN,N−ジメチルホルムアミド(比較例3)、Tinuvin400(トリアジン、比較例4)では、得られたコーティング組成物の色調は濃紫色と強く着色し、コーティング被膜も薄黄色と着色した。また、(E)の代わりに1級もしくは2級アミン添加剤を使用した比較例2(t−ブチルアミン、1級アミン)や比較例5[Tinuvin770(2級アミン型光安定剤)]では、コーティング組成物の着色は防止できたものの、粘度変化が大きく、保存安定性に欠けることが判った。
また比較例6では、ビニル系重合体(A)として、有機系紫外線吸収性基の単位(a−2)を含まないRA−1を用いているため、組成物PR−6は着色せず、粘度変化も小さかったが、耐候性試験で早期に剥離が見られた。
In Examples 2 to 6, when (E) was changed to various tertiary amines or organic acid salts thereof, the color tone of the coating composition was light yellow and no coloring was observed. Comparing Examples 2 to 6 from the viewpoint of viscosity change, DBU octylate (Example 4) and DBU (Example 5) were compared with tributylamine (Examples 2 and 6) and pyridine (Example 3). Also, the storage stability was good, and DBU octylate (Example 4) was the best among them. The physical properties of the coatings on which these coating compositions were applied and cured were at a level with no problem.
On the other hand, in the comparative example 1, tertiary amine or its organic acid salt (E) was not used, and in the comparative examples 2-5, various nitrogen atom containing additives were used instead of (E). As a result, (E) non-use (Comparative Example 1) and N, N-dimethylformamide (Comparative Example 3) and Tinuvin 400 (Triazine, Comparative Example 4) which are not amines are used as additives. The color tone was dark purple and strongly colored, and the coating film was also colored light yellow. In Comparative Example 2 (t-butylamine, primary amine) and Comparative Example 5 [Tinvin 770 (secondary amine type light stabilizer)] using a primary or secondary amine additive instead of (E), the coating Although coloring of the composition could be prevented, it was found that the viscosity change was large and the storage stability was lacking.
In Comparative Example 6, since the vinyl polymer (A) uses RA-1 that does not contain the unit (a-2) of the organic ultraviolet absorbing group, the composition PR-6 is not colored, Although the viscosity change was small, peeling was seen early in the weather resistance test.
Claims (14)
加水分解性シリル基及び有機系紫外線吸収性基がそれぞれ側鎖に結合したビニル系重合体(A)、
有機溶剤に分散したシリカ微粒子(B)、
カルボニル基を含有する有機溶剤(C)、
オルトカルボン酸エステル(D)、
3級アミン又はその有機酸塩(E)、
(I)前記(E)成分を除く1つ以上の成分を含むコーティング前駆体を調製する工程、
(II)前記(I)の工程で得られたコーティング前駆体に前記(E)成分を添加する工程。
但し、前記工程において未添加成分がある場合は、(II)工程の後で添加する。 A method for producing a weather-resistant coating composition comprising the following components (A) to (E) and comprising the following steps (I) and (II):
A vinyl polymer (A) in which a hydrolyzable silyl group and an organic ultraviolet absorbing group are bonded to side chains,
Silica fine particles (B) dispersed in an organic solvent,
An organic solvent (C) containing a carbonyl group,
Orthocarboxylic acid ester (D),
A tertiary amine or an organic acid salt thereof (E),
(I) preparing a coating precursor comprising one or more components excluding the component (E),
(II) A step of adding the component (E) to the coating precursor obtained in the step (I).
However, when there is an unadded component in the step, it is added after the step (II).
加水分解性シリル基及び有機系紫外線吸収性基がそれぞれ側鎖に結合したビニル系重合体(A)、
有機溶剤に分散したシリカ微粒子(B)、
カルボニル基を含有する有機溶剤(C)、
オルトカルボン酸エステル(D)、
3級アミン又はその有機酸塩(E)、
(III)前記(A)成分単独、又は前記(D)成分を除く1つ以上の成分及び(A)成分を含むコーティング前駆体を調製する工程、
(IV)前記(III)の工程で得られたコーティング前駆体に水を加えて部分加水分解を行う工程、
(V)前記(IV)の工程で得られたコーティング前駆体部分加水分解物に、前記(D)成分を添加する工程。
但し、前記工程において未添加成分がある場合は、(V)工程の後で添加する。 A method for producing a weather-resistant coating composition comprising the following components (A) to (E) and comprising the following steps (III) to (V):
A vinyl polymer (A) in which a hydrolyzable silyl group and an organic ultraviolet absorbing group are bonded to side chains,
Silica fine particles (B) dispersed in an organic solvent,
An organic solvent (C) containing a carbonyl group,
Orthocarboxylic acid ester (D),
A tertiary amine or an organic acid salt thereof (E),
(III) preparing a coating precursor containing the component (A) alone or one or more components excluding the component (D) and the component (A);
(IV) A step of performing partial hydrolysis by adding water to the coating precursor obtained in the step (III),
(V) A step of adding the component (D) to the coating precursor partial hydrolyzate obtained in the step (IV).
However, when there is an unadded component in the step, it is added after step (V).
(R7)mSi(OR8)4-m (1)
(式中、R7は炭素数1〜10の1価の有機基、R8は水素原子又は1価の有機基を示し、mは0,1又は2である。)
で示されるオルガノオキシシランの1種類以上の加水分解物又は共加水分解物と、シリカ微粒子とを含むハードコーティング組成物から形成されることを特徴とする請求項13に記載の被覆物品。 The silicon oxide-containing hard coating has the following general formula (1)
(R 7 ) m Si (OR 8 ) 4-m (1)
(In the formula, R 7 represents a monovalent organic group having 1 to 10 carbon atoms, R 8 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, and m is 0, 1 or 2.)
The coated article according to claim 13, wherein the article is formed from a hard coating composition containing one or more hydrolysates or cohydrolysates of organooxysilane represented by formula (II) and silica fine particles.
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