JPH0136507B2 - - Google Patents
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- JPH0136507B2 JPH0136507B2 JP6834483A JP6834483A JPH0136507B2 JP H0136507 B2 JPH0136507 B2 JP H0136507B2 JP 6834483 A JP6834483 A JP 6834483A JP 6834483 A JP6834483 A JP 6834483A JP H0136507 B2 JPH0136507 B2 JP H0136507B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coating
- coating composition
- general formula
- compound represented
- film
- Prior art date
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- Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Description
本発明はプラスチツク、金属等の成型品表面に
耐擦傷性及び耐摩耗性に優れ、かつ染色性が良好
なコート膜を、高い密着性をもつて形成させるこ
とが可能なコーテイング用組成物に関する。
一般にプラスチツク成形品やアルミニウム、亜
鉛などの金属成形品は、表面硬度が低いために傷
つきやすい、摩耗しやすいなどの欠点がある。こ
れら問題を改良する目的で上記の如き成形品の表
面に硬化性物質のコート膜を形成する方法が行わ
れ、該コート膜を形成させるために種々のコーテ
イング用組成物が提案されている。
例えば、特開昭53―78273号、特開昭48―55884
号、米国特許第4027073号には、アルキルトリア
ルコキシシランのあるいはこれにテトラアルコキ
シシランやコロイドシリカを混合させたコーテイ
ング用組成物が開示されている。しかしながら、
これらコーテイング組成物を加水分解後、これを
加熱硬化させて得られるコート膜は、耐擦傷性は
すぐれているものの成型品表面との接着性あるい
はコート膜自体の可撓性が悪いため、密着性に劣
り、熱水中ではがれ、ひび割れを生ずる。そこ
で、かかるコーテイング用組成物のコーテイング
に際し、下塗り層(アミノアクリレート系)を設
ける方法が開示されている(特開昭53―138476)
が、該方法により密着性は改良されるものの得ら
れるコート膜は平滑性に欠け、例えば分散染料に
よる均一な染色が困難である。一方、エポキシ基
を含有するオルガノアルコキシシランやエポキシ
樹脂を主体とするコーテイング用組成物は密着
性、染色性にすぐれているが表面硬度が低く、こ
れを高めるために硬化剤、架橋剤の混合割合を増
加すると元来良好であつた染色性、密着性が不良
となる。
そこで本発明者等は、プラスチツク成形品の表
面に耐擦傷性、耐摩耗性及び染色性が優れたコー
ト膜を高い密着性をもつて形成可能なコーテイン
グ用組成物を開発すべく鋭意研究した結果、スピ
ラン構造を含有する特定なジシラン化合物を構成
成分とするコーテイング用組成物より得られるコ
ート膜が、これら諸特性を全て満足することを見
い出し本発明を完成するに至つた。
即ち、本発明は一般式
表わされるジシラン化合物(式中、kは2または
3、R1及びR2は同一または異種のアルキル基、
R3及びR4は同一または異種のアルキル基で、l
及びmは0または1である)を構成成分とするコ
ーテイング用組成物である。
本発明の最大の特徴は、上記の如く従来のコー
テイング用組成物がシラン化合物としてはモノシ
ラン化合物のみを構成成分としているのに対し、
スピラン構造を含有するジシラン化合物を使用す
る点にある。このジシラン化合物は一分子あたり
両末端に4ないし6個のアルコキシ基を有してい
るため、その加水分解物の重縮合反応によつて形
成されるコート膜は架橋密度が高く、高い表面硬
度を示し、耐擦傷性、耐摩耗性に優れ、また耐溶
剤性が与えられるものと考えられる。また、Si
Si間の官能基が一定の距離を持つ構造であるため
に、成形品との染みがよく、しかもコート膜自体
に弾性があり、可撓性が優れているので、熱によ
る成形品の膨張、収縮に対応でき、優れた密着性
を発揮する。更に分散染料による染色性も良好で
通常の染色方法で容易に染色できる。
以下、本発明のコーテイング用組成物について
詳細に説明する。
上記の一般式(1)で示されるジシラン化合物にお
いて、R1及びR2は同一または異種のアルコキシ
アルキル基を含めたアルキル基であり、炭素数が
1〜6、特に1〜3のアルキル基または炭素数1
〜6、特に1〜3のアルコキシ基を結合した炭素
数1〜6、特に1〜3のアルキル基よりなるアル
コキシアルキル基が好適である。具体的には、メ
チル基、エチル基、プロピル基、メトキシエチル
基などが一般的である。また、R3及びR4は同一
または異種のアルキル基であり、炭素数が1〜4
のものが好適である。具体的には、メチル基、エ
チル基、プロピル基などが例示される。
これら一般式(1)で示されるジシラン化合物は、
従来公知の種々の方法によつて合成することが出
来る。例えば、一般式
The present invention relates to a coating composition capable of forming a coating film with high adhesion on the surface of molded products such as plastics and metals with excellent scratch resistance and abrasion resistance and good dyeability. In general, plastic molded products and metal molded products such as aluminum and zinc have drawbacks such as being easily scratched and easily worn due to their low surface hardness. In order to improve these problems, a method of forming a coating film of a curable substance on the surface of the molded article as described above has been carried out, and various coating compositions have been proposed for forming the coating film. For example, JP-A-53-78273, JP-A-48-55884
No. 4,027,073 discloses a coating composition comprising an alkyltrialkoxysilane or a mixture thereof with a tetraalkoxysilane or colloidal silica. however,
Although the coating film obtained by hydrolyzing and curing these coating compositions by heating has excellent scratch resistance, it has poor adhesion to the surface of the molded product or poor flexibility of the coating film itself. peels off and cracks in hot water. Therefore, a method of providing an undercoat layer (amino acrylate type) when coating with such a coating composition has been disclosed (Japanese Patent Application Laid-Open No. 138476-1983).
However, although this method improves adhesion, the resulting coated film lacks smoothness, making it difficult to uniformly dye it with, for example, a disperse dye. On the other hand, coating compositions containing epoxy group-containing organoalkoxysilanes and epoxy resins have excellent adhesion and dyeing properties, but have low surface hardness, and in order to increase this, a curing agent and a crosslinking agent are mixed in the coating composition. When this value is increased, the dyeability and adhesion, which were originally good, become poor. Therefore, the present inventors conducted extensive research in order to develop a coating composition that can form a coating film with excellent scratch resistance, wear resistance, and stainability on the surface of plastic molded products with high adhesion. The inventors have discovered that a coating film obtained from a coating composition containing a specific disilane compound containing a spiran structure as a constituent component satisfies all of these properties, and has completed the present invention. That is, the present invention is based on the general formula A disilane compound represented by the formula (where k is 2 or 3, R 1 and R 2 are the same or different alkyl groups,
R 3 and R 4 are the same or different alkyl groups,
and m is 0 or 1). The greatest feature of the present invention is that, as mentioned above, while conventional coating compositions have only a monosilane compound as a constituent component,
The point is that a disilane compound containing a spiran structure is used. Since this disilane compound has 4 to 6 alkoxy groups at both ends per molecule, the coating film formed by the polycondensation reaction of its hydrolyzate has a high crosslinking density and high surface hardness. It is thought that it has excellent scratch resistance, abrasion resistance, and solvent resistance. Also, Si
Since the structure has a structure in which the functional groups between Si have a certain distance, it stains well with the molded product, and the coating film itself is elastic and has excellent flexibility, so the molded product does not expand due to heat. Can handle shrinkage and exhibits excellent adhesion. Furthermore, it has good dyeability with disperse dyes and can be easily dyed using ordinary dyeing methods. Hereinafter, the coating composition of the present invention will be explained in detail. In the disilane compound represented by the above general formula (1), R 1 and R 2 are alkyl groups including the same or different alkoxyalkyl groups, and have 1 to 6 carbon atoms, especially 1 to 3 carbon atoms, or Carbon number 1
An alkoxyalkyl group consisting of an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, especially 1 to 3 carbon atoms, bonded with 1 to 3 alkoxy groups is preferred. Specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, methoxyethyl group, etc. are common. Further, R 3 and R 4 are the same or different alkyl groups, and have 1 to 4 carbon atoms.
Preferably. Specific examples include methyl group, ethyl group, and propyl group. These disilane compounds represented by general formula (1) are
It can be synthesized by various conventionally known methods. For example, the general formula
【式】
(式中、Rは―CH=CH2または―CH2―CH=
CH2)で示される化合物に、白金触媒下で[Formula] (In the formula, R is -CH=CH 2 or -CH 2 -CH=
CH 2 ) under a platinum catalyst.
【式】及び/または[Formula] and/or
【式】
(式中のR1〜R4およびl、mは前記と同一)
で示されるアルコキシシランを付加反応させるこ
とによつて合成できる。または、アルコキシシラ
ンの代わりに、[Formula] (R 1 to R 4 and l and m in the formula are the same as above)
It can be synthesized by addition reaction of an alkoxysilane represented by Or instead of alkoxysilane,
【式】及び/または[Formula] and/or
【式】で示
されるクロロシランを付加反応させ、次いで
R1OHあるいはR2OHで示されるアルコールでア
ルコキシ化すればよい。(上記式中、R1〜R4及び
l、mは前記と同一)上記反応条件は特に制限さ
れないが、一般に常圧で−20〜160℃の温度下に、
必要によりベンゼン、トルエン、ジメチルエーテ
ル等の極性非水溶媒中で上記反応を行えばよい。
また、白金触媒として白金黒を用いることが無色
透明な生成物を得ることができ好ましい。
本発明のジシラン化合物を構成成分とするコー
テイング用組成物は、成形品へのコーテイングに
先立つて該シジシラン化合物を加水分解すること
が好ましく、その加水分解したあるいは更に部分
的に重縮合した形態で使用することが好ましい効
果を発揮する。このジシラン化合物の加水分解
は、塩酸、硫酸などの無機あるいは蟻酸、酢酸な
どの有機酸を含む弱酸性水溶液を添加、撹拌する
ことによつて行えばよい。しかし、加水分解によ
る発熱によつて過度に重縮合が進行して反応液が
固化したり調製したコーテイング用組成物の寿命
が短かくなることがある。したがつて、ジシラン
化合物を適当な溶媒に、好ましくはジシラン化合
物が完全に加水分解して重縮合した状態に換算し
たときの濃度(以下、換算濃度という)で30重量
パーセント以下となるように混合した後、徐々に
加水分解するのが望ましい。また、加水分解反応
と引き続き生起する部分的な重縮合反応を確実に
進行させ、再現性のある安定したコート膜性能を
得るために該反応液を放置し熟成することが望ま
しく、その期間は室温で1〜2日間程度が適当で
ある。
本発明のコーテイング組成物は、使用に際し上
記加水分解により副成するアルコール、アルコキ
シアルコール、未反応の水あるいは溶媒を含んで
いてもよいが、加水分解した後に加熱及び/また
は減圧下で上記成分を留出させることによつて除
去し、その後に適当な溶媒を加えることによつて
溶媒を置換することもできる。そして、最終的に
コーテイング用組成物として換算濃度は10〜40重
量パーセントが好ましく、これ以下では形成され
るコート膜について充分な耐擦傷性、耐摩耗性が
得にくく、これ以上では粘性が大きくなり、被コ
ート面に均一に塗布することが困難となる。前記
溶媒の置換に好適な溶媒としては、炭素数1〜4
のメタノール、エタノール、プロパノール、ブタ
ノール等の低級アルコール類;酢酸、酢酸メチル
等の低級カルボン酸類あるいはそのアルキルエス
テル;セロソルブ等のエーテル類;アセトンアセ
チルアセトン等のケトン類;メチレンクロライド
等のハロゲン化炭化水素類;ベンゼン、トルエン
等の芳香族炭化水素類等の1種あるいは2種以上
である。
以上説明したように、前記一般式(1)で示される
ジシラン化合物を構成成分とするコーテイング用
組成物は優れた特性のコート膜を形成することが
可能であるが、本発明は、更に該ジシラン化合物
に特定の化合物を添加することにより、得られる
コート膜の表面硬度を向上させることができるコ
ーテイング用組成物をも提供する。
即ち、本発明は一般式
で表わされるジシラン化合物(式中、kは2また
は3、R1及びR2は同一または異種のアルキル基、
R3及びR4は同一または異種のアルキル基、l及
びmは0または1である)と、一般式
で示されるオルガノアルコキシシラン化合物(た
だし、R5はビニル基、メタクリロキシ基、メル
カプト基、エポキシ基及びアミノ基のうちひとつ
を官能基として有する炭化水素基あるいはアルキ
ル基またはアリール基、R6はアルキル基で、n
は0または1、R7はアルキル基である)、一般式
Si(OR8)4 ……(3)
で示されるテトラアルコキシシラン化合物(ただ
し、R8はアルキル基である)、コロイドシリカ、
エポキシ化合物及びメラミン誘導体より選ばれた
少なくとも一種の添加剤とを構成成分とするコー
テイング用組成物である。
上記添加剤のうち、一般式(2)で示されるオルガ
ノアルコキシシラン化合物は、特にR6の炭素数
が1〜4、R7の炭素数が1〜4のものが一般に
使用される。具体的には、メチルトリメトキシシ
ラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリエ
トキシシラン、エチルトリメトキシシラン、フエ
ニ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
ニルトリスメトキシエトキシシラン、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―メ
タクリロキシ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
メトキシシラン、γ―アミノプロピルトリエトキ
シシラン等が挙げられる。また、一般式(3)で示さ
れるテトラアルコキシシラン化合物はR8の炭素
数が1〜4のものが一般に使用される。具体的に
は、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラ
ン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシ
ラン等が挙げられる。上記一般式(2)及び(3)で示さ
れるアルコキシシラン化合物は、ジシラン化合物
と同様の方法(この場合、無溶媒で加水分解する
ことも可能である)で加水分解して使用する態様
が推奨される。例えば、該アルコキシシラン化合
物は加水分解した後にジシラン化合物の加水分解
物溶液に加えても良いし、ジシラン化合物と共に
同時に加水分解させても良い。
コロイドシリカは、従来公知の種々の方法で製
造されている粒径1〜100mμのシリカ微粉体をそ
のままあるいはこれを極性溶媒に分散させたコロ
イド溶液の状態で使用可能である。本発明の組成
物としては、該コロイドシリカを極性溶媒、例え
ば水やイソプロパノール等のアルコール系溶媒に
分散させたコロイド溶液は、弱酸性に調整したも
のが好ましい。
エポキシ化合物は、従来公知の種々の方法で製
造されているポリオレフイン系エポキシ樹脂、脂
環式エポキシ樹脂、エポキシノボラツク樹脂、多
価アルコールのポリグリシジルエーテルなどが挙
げられる。
メラミン誘導体は、市販されているヘキサメト
キシメチルメラミンなどのアルキルエーテル化メ
チロールメラミンの硝化綿との混合物、あるいは
1,4―ブタンジオールなどの多価アルコールと
の予備縮合物が従来公知の方法により調製され使
用できる。
上記添加剤は、その総量が換算濃度比でジシラ
ン化合物100重量部に対して10〜900重量部の範囲
とすることが好適である。
本発明のコーテイング用組成物は、硬化温度の
低下や硬化時間の短縮を図るため、硬化触媒とし
て公知の化合物、例えば塩酸、硫酸、酢酸/酢酸
ナトリウム混合物、塩化錫、過塩素酸、過塩素酸
アンモニウム等の過塩素酸塩、アルミニウムアセ
チルアセトナート等の金属アセチルアセトナー
ト、ナフテン酸金属塩、p―トルエンスルホン
酸、安息香酸、リン酸アルカリ金属塩、チオシア
ン酸ナトリウム等を使用することが好ましい。そ
の使用量は、コーテイング用組成物中の重縮合可
能な成分が完全に重縮合した状態に換算した量
(以下換算量という)に対して0.01〜5重量パー
セントが好ましい。勿論、硬化触媒の使用は必須
ではない。
また、本発明のコーテイング用組成物にはコー
ト膜の平滑性をより向上させる目的で、シリコン
系やフツ素系の界面活性剤を加えることが可能で
ある。また、その他の各種添加剤、例えば紫外線
吸収剤、酸化防止剤、染料や顔料あるいはゲル化
防止剤として蟻酸、酢酸等の有機カルボン酸類も
使用可能である。
本発明において、対象とする被コート物は特に
制限されない。一般には表面硬度が低く耐擦傷
性、耐摩耗性が乏しい成形品、特にプラスチツク
成形品が主として対象とされる。例えば、ポリメ
チルメタクリレート、ポリメタクリレート、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリアクリレート、ポ
リメチルアクリレート等のポリ不飽和エステル
類;ポリスチレン類;ポリ塩化ビニル;エポキシ
樹脂;ポリアミド類;ポリカーボネート;ポリジ
エチレングリコールビスアリルカーボネート等の
ポリアクリルカーボネート類;酢酸繊維素プラス
チツク等の重合体、あるいはこれらの重合体を形
成するモノマー相互または該モノマーと他のモノ
マーとの共重合体よりなる成形品が挙げられる。
就中、ポリメタクリル酸エステル類、ポリアクリ
ル酸エステル類、ポリカーボネート類、ポリアク
リルカーボネート類等の重合体よりなる透明性に
優れたプラスチツク成形品に対しては、本発明の
コーテイング用組成物から得られるコート膜は透
明性が高く外観良好なため、その光学的特性を失
うことがない点で特に効果的である。なお、プラ
スチツク成形品はその表面の状態が得られるコー
ト膜の性状に大いに影響するので、溶剤などによ
つて脱脂洗浄することによつてその表面を清浄に
することが好ましい。また、プラスチツク生地に
よつて、本発明のコーテイング用組成物でも密着
性が不十分な場合、例えばポリカーボネート類、
スチレン系ポリマー等のプラスチツク成形品にお
いては、水酸化ナトリウム水溶液、重クロム酸カ
リウム/硫酸溶液等による試薬処理、プラズマ等
による放電処理、あるいはプライマー塗装等の公
知の方法がプラスチツク成形品とコート膜との密
着性を向上させるのが効果的である。また、上記
放電処理された面は、プラスチツクを実質的に溶
解しない溶剤で該処理によつて変性された層を溶
解することが更に好ましい。
本発明のコーテイング用組成物をプラスチツク
成形品の表面に塗布する方法は特に制限すること
なく使用することができる。例えば成形品をコー
テイング用組成物の溶液中に浸漬する方法、該溶
液をスプレー、ハケ、ローラー等で塗布する方法
等が一般に採用される。塗布を行つた後、乾燥空
気あるいは空気中で風乾して通常加熱処理するこ
とによつて硬化しコート膜が形成される。加熱温
度は成形品によつて異なるが、50℃以上好ましく
は70℃以上ないしは成形品が熱変化を生じない温
度、一般には150℃以上が好適である。硬化時間
は、加熱温度が130℃で約1時間、70℃〜80℃で
約2〜4時間が一応の目安となる。硬化して形成
されるコート膜は0.1μ〜50μ程度の厚みとするこ
とが可能であるが、1μ〜20μの厚みが特に好適で
ある。
このようにして本発明のコーテイング用組成物
から形成されるコート膜は、耐擦傷性、耐摩耗
性、染色性、耐温水性、耐熱性等の表面特性にす
ぐれている。以下、本発明を具体的に説明するた
め実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限
定されるものではない。なお、コート膜の性能評
価は下記の方法によつて実施した。
(1) 密着性試験
先端が鋭利なカツターナイフで試料表面に1
mm×1mmのマス目を100個つけた後、市販のセ
ロテープを貼り付け、すばやくはがした時に残
つたマス目の数で表示した。
(2) 耐擦傷性試験
福田機械工業(株)製の耐擦傷性試験器に#0000
のスチールウールを取り付け、1Kgの荷重下で
試験片表面を10回往復させた後の表面の傷つき
度合を目視により観察し、全く傷つかなかつた
状態をA、そしてポリメチルメタクリレート生
地の非常に傷つき易い状態をEとしてA〜Eの
5段階で評価した。
(3) 耐熱性試験
130℃に設定した空気オーブン中に3時間放
置し、コート膜の外観を目視により観察する。
コート膜にひび、はがれ、ふくれ、白化等がな
くて外観の良好な場合は〇、不良な場合は×と
した。
(4) 耐温水性試験
沸騰水中(ただし、ポリメチルメタクリレー
トについては80℃の温水を使用した)に2時間
放置し、コート膜の外観を目視により観察し
た。コート膜にはがれ、ふくれ、ひび、白化等
がなくて外観の良好な場合を〇、不良な場合は
×とした。
(5) 染色性試験
分散染料(日本化薬社製;カヤロン―ポリエ
ステル、ブラウンAF)0.5重量部を水100重量
部に分散溶解させた染色浴を80℃に保ち、10分
間染色した。好染色性を示すポリジエチレング
リコールビスアリルカーボネートと同程度ある
いはそれ以上に良く染色される場合をA、そし
て、染色性に劣しいポリメチルメタクリレート
と同程度あるいはそれ以下に染色されない場合
をCとして、A〜Cの3段階で評価した。
実施例 1
プラスチツク成形品として、市販のポリメチル
メタクリレート板状体を用い、まずメタノールで
洗浄して充分に風乾し清澄な状態とした後、第1
表に示す組成から成るコーテイング用組成物に浸
漬し、室温で充分風乾後、80℃で3時間加熱して
硬化させコート膜を得た。コーテイング組成物は
第1表に示す組成物を換算濃度が25重量パーセン
トになるように溶媒のイソプロピルアルコールに
各相当量を混合溶解し、次いで上記組成のアルコ
キシ基の加水分解に必要な当量の0.05規定塩酸を
室温で添加して1日放置熟成した後硬化触媒とし
て酢酸ナトリウム/酢酸(1/10重量比)を換算
量に対して2重量パーセント加えて調製した。な
お、コロイドシリカは、触媒化成社製OSCAL
(商品名:SiO2 30重量パーセント、粒径10〜
20mμ、溶媒イソプロピルアルコール)を使用し
た。各コーテイング液から得たコート膜の評価結
果を第1表に併せて示す。いずれの場合もコート
膜厚は、約5〜10μであつた。The chlorosilane represented by the formula is subjected to an addition reaction, and then
Alkoxylation may be performed with an alcohol represented by R 1 OH or R 2 OH. (In the above formula, R 1 to R 4 and l and m are the same as above) The above reaction conditions are not particularly limited, but generally at normal pressure and a temperature of -20 to 160°C,
If necessary, the above reaction may be carried out in a polar nonaqueous solvent such as benzene, toluene, dimethyl ether, or the like.
Further, it is preferable to use platinum black as the platinum catalyst since a colorless and transparent product can be obtained. In the coating composition containing the disilane compound of the present invention, it is preferable to hydrolyze the disilane compound prior to coating the molded article, and use the disilane compound in a hydrolyzed or partially polycondensed form. Doing so will produce desirable effects. Hydrolysis of the disilane compound may be carried out by adding and stirring a weakly acidic aqueous solution containing an inorganic acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid or an organic acid such as formic acid or acetic acid. However, polycondensation may proceed excessively due to heat generated by hydrolysis, resulting in solidification of the reaction solution and shortening of the life of the prepared coating composition. Therefore, the disilane compound is mixed in an appropriate solvent, preferably at a concentration of 30% by weight or less when converted to a state in which the disilane compound is completely hydrolyzed and polycondensed (hereinafter referred to as the "converted concentration"). After that, it is desirable to gradually hydrolyze it. In addition, in order to ensure that the hydrolysis reaction and the subsequent partial polycondensation reaction proceed, and to obtain reproducible and stable coating film performance, it is desirable to leave the reaction solution to mature. Approximately 1 to 2 days is appropriate. The coating composition of the present invention may contain alcohol, alkoxy alcohol, unreacted water, or solvent produced by the above-mentioned hydrolysis during use, but after hydrolysis, the above-mentioned components are removed by heating and/or under reduced pressure. The solvent can also be replaced by removal by distillation and subsequent addition of a suitable solvent. The final concentration of the coating composition is preferably 10 to 40% by weight; if it is less than this, it will be difficult to obtain sufficient scratch resistance and abrasion resistance for the coated film that is formed, and if it is more than this, the viscosity will increase. , it becomes difficult to apply the coating uniformly to the surface to be coated. Suitable solvents for replacing the solvent include those having 1 to 4 carbon atoms;
lower alcohols such as methanol, ethanol, propanol, and butanol; lower carboxylic acids or alkyl esters thereof such as acetic acid and methyl acetate; ethers such as cellosolve; ketones such as acetone and acetylacetone; halogenated hydrocarbons such as methylene chloride ; One or more aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene. As explained above, the coating composition containing the disilane compound represented by the general formula (1) as a component can form a coating film with excellent properties. The present invention also provides a coating composition that can improve the surface hardness of the resulting coat film by adding a specific compound to the compound. That is, the present invention is based on the general formula A disilane compound represented by (wherein k is 2 or 3, R 1 and R 2 are the same or different alkyl groups,
R 3 and R 4 are the same or different alkyl groups, l and m are 0 or 1), and the general formula An organoalkoxysilane compound represented by So, n
is 0 or 1, R 7 is an alkyl group), a tetraalkoxysilane compound represented by the general formula Si(OR 8 ) 4 ...(3) (wherein R 8 is an alkyl group), colloidal silica,
This is a coating composition containing as a constituent component at least one additive selected from an epoxy compound and a melamine derivative. Among the above additives, the organoalkoxysilane compound represented by the general formula (2) is generally used, especially those in which R 6 has 1 to 4 carbon atoms and R 7 has 1 to 4 carbon atoms. Specifically, methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, Vinyltrismethoxyethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-
Mercaptopropyltrimethoxysilane, β-
Examples include (3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane and γ-aminopropyltriethoxysilane. Further, the tetraalkoxysilane compound represented by the general formula (3) is generally used when R 8 has 1 to 4 carbon atoms. Specific examples include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, and tetrabutoxysilane. It is recommended that the alkoxysilane compounds represented by the above general formulas (2) and (3) be used after being hydrolyzed in the same manner as disilane compounds (in this case, it is also possible to hydrolyze without a solvent). be done. For example, the alkoxysilane compound may be hydrolyzed and then added to the disilane compound hydrolyzate solution, or may be hydrolyzed simultaneously with the disilane compound. As colloidal silica, fine silica powder having a particle size of 1 to 100 μm, which is produced by various conventionally known methods, can be used as it is or in the form of a colloidal solution obtained by dispersing it in a polar solvent. For the composition of the present invention, a colloidal solution prepared by dispersing the colloidal silica in a polar solvent, for example, water or an alcoholic solvent such as isopropanol, is preferably adjusted to be slightly acidic. Examples of the epoxy compound include polyolefin epoxy resins, alicyclic epoxy resins, epoxy novolac resins, and polyglycidyl ethers of polyhydric alcohols, which are manufactured by various conventionally known methods. Melamine derivatives are prepared by conventionally known methods, such as mixtures of commercially available alkyl etherified methylolmelamines such as hexamethoxymethylmelamine with nitrified cotton, or precondensates with polyhydric alcohols such as 1,4-butanediol. and can be used. The total amount of the above additives is preferably in the range of 10 to 900 parts by weight based on 100 parts by weight of the disilane compound in terms of converted concentration ratio. In order to lower the curing temperature and shorten the curing time, the coating composition of the present invention uses known compounds as curing catalysts, such as hydrochloric acid, sulfuric acid, acetic acid/sodium acetate mixture, tin chloride, perchloric acid, and perchloric acid. It is preferable to use perchlorates such as ammonium, metal acetylacetonates such as aluminum acetylacetonate, metal naphthenates, p-toluenesulfonic acid, benzoic acid, alkali metal phosphates, sodium thiocyanate, and the like. The amount used is preferably 0.01 to 5 percent by weight based on the amount converted into a completely polycondensed state of the polycondensable components in the coating composition (hereinafter referred to as converted amount). Of course, the use of a curing catalyst is not essential. Furthermore, a silicone-based or fluorine-based surfactant may be added to the coating composition of the present invention for the purpose of further improving the smoothness of the coated film. In addition, various other additives such as ultraviolet absorbers, antioxidants, dyes and pigments, and organic carboxylic acids such as formic acid and acetic acid as gelling inhibitors can also be used. In the present invention, the object to be coated is not particularly limited. Generally, molded products with low surface hardness and poor scratch resistance and abrasion resistance, especially plastic molded products, are mainly targeted. For example, polyunsaturated esters such as polymethyl methacrylate, polymethacrylate, polyethylene terephthalate, polyacrylate, polymethyl acrylate; polystyrene; polyvinyl chloride; epoxy resin; polyamide; polycarbonate; polyacrylic such as polydiethylene glycol bisallyl carbonate. Carbonates include polymers such as cellulose acetate plastics, and molded products made of copolymers of monomers forming these polymers or copolymers of the monomers and other monomers.
In particular, the coating composition of the present invention can be used for plastic molded articles with excellent transparency made of polymers such as polymethacrylic esters, polyacrylic esters, polycarbonates, and polyacrylic carbonates. The resulting coating film is highly transparent and has a good appearance, so it is particularly effective in that it does not lose its optical properties. Since the condition of the surface of a plastic molded article greatly affects the properties of the coated film obtained, it is preferable to clean the surface by degreasing and washing with a solvent or the like. In addition, when the adhesion of the coating composition of the present invention is insufficient depending on the plastic fabric, for example, polycarbonates,
For plastic molded products such as styrene-based polymers, known methods such as reagent treatment with an aqueous sodium hydroxide solution, potassium dichromate/sulfuric acid solution, discharge treatment with plasma, etc., or primer coating can be applied to the plastic molded product and the coating film. It is effective to improve the adhesion of It is further preferred that the discharge-treated surface dissolves the layer modified by the treatment with a solvent that does not substantially dissolve the plastic. The method of applying the coating composition of the present invention to the surface of a plastic molded article can be used without particular limitation. For example, a method of immersing a molded article in a solution of a coating composition, a method of applying the solution by spraying, brushing, roller, etc. are generally employed. After coating, the coating film is cured by air-drying in dry air or air and usually heat-treated to form a coating film. The heating temperature varies depending on the molded product, but is preferably 50°C or higher, preferably 70°C or higher, or a temperature at which the molded product does not undergo thermal change, generally 150°C or higher. The curing time is approximately 1 hour at a heating temperature of 130°C, and approximately 2 to 4 hours at a heating temperature of 70°C to 80°C. The coat film formed by curing can have a thickness of about 0.1 μm to 50 μm, but a thickness of 1 μm to 20 μm is particularly suitable. The coating film thus formed from the coating composition of the present invention has excellent surface properties such as scratch resistance, abrasion resistance, dyeability, hot water resistance, and heat resistance. Examples are shown below to specifically explain the present invention, but the present invention is not limited to these Examples. Note that the performance evaluation of the coat film was carried out by the following method. (1) Adhesion test Place a cutter knife with a sharp tip on the sample surface.
After 100 squares of mm x 1 mm were attached, commercially available cellophane tape was attached and the number of squares remaining when quickly peeled off was measured. (2) Scratch resistance test #0000 in a scratch resistance tester manufactured by Fukuda Kikai Kogyo Co., Ltd.
After attaching steel wool and reciprocating the surface of the test piece 10 times under a load of 1 kg, the degree of damage to the surface was visually observed. The condition was evaluated on a five-grade scale from A to E with E as the condition. (3) Heat resistance test Leave in an air oven set at 130°C for 3 hours, and visually observe the appearance of the coated film.
If the coat film had no cracks, peeling, blistering, whitening, etc. and had a good appearance, it was rated as ○, and if it was poor, it was rated as ×. (4) Hot water resistance test The coated film was left in boiling water (80°C warm water was used for polymethyl methacrylate) for 2 hours, and the appearance of the coated film was visually observed. If the coat film had no peeling, blistering, cracking, whitening, etc. and had a good appearance, it was rated ○, and if it was poor, it was rated ×. (5) Dyeability test A dyeing bath in which 0.5 parts by weight of disperse dye (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.; Kayalon-Polyester, Brown AF) was dispersed and dissolved in 100 parts by weight of water was maintained at 80°C and dyed for 10 minutes. A is a case where the staining is as good as or better than that of polydiethylene glycol bisallyl carbonate, which has good stainability, and C is a case where it is not stained to the same level or worse than polymethyl methacrylate, which has a poor stainability. Evaluation was made on a 3-grade scale from ~C. Example 1 A commercially available polymethyl methacrylate plate was used as a plastic molded product. First, it was washed with methanol and thoroughly air-dried to a clear state.
It was immersed in a coating composition having the composition shown in the table, thoroughly air-dried at room temperature, and then heated at 80° C. for 3 hours to cure it, to obtain a coated film. The coating composition is prepared by mixing and dissolving the equivalent amounts of the compositions shown in Table 1 in isopropyl alcohol as a solvent so that the concentration is 25% by weight, and then 0.05% of the equivalent amount required for hydrolysis of the alkoxy group in the above composition. Normalized hydrochloric acid was added at room temperature, the mixture was left to age for one day, and then sodium acetate/acetic acid (1/10 weight ratio) was added as a curing catalyst in an amount of 2% by weight based on the converted amount. The colloidal silica is OSCAL manufactured by Catalysts & Chemicals Co., Ltd.
(Product name: SiO2 30% by weight, particle size 10~
20 mμ, solvent isopropyl alcohol) was used. Table 1 also shows the evaluation results of the coating films obtained from each coating solution. In either case, the coating film thickness was about 5 to 10 microns.
【表】
実施例 2
プラスチツク成形品として、注型重合により製
造したポリエチレングリコールビスアリルカーボ
ネート板状体を用いた。まず、前処理として該板
状体をアセトンで洗浄して充分に風乾し清澄な状
膜とした後、5%NaOH水溶液に5分間浸漬し、
充分に水洗して再び風乾した。上記処理した板状
体を実施例1のNo.1〜12において硬化触媒を添加
しなかつた以外は全く同様にして調製したコーテ
イング組成物に夫々浸した後、室温で充分風乾
し、130℃で1時間加熱硬化させコート膜を得た。
各コーテイング組成物から得たコート膜の評価結
果を第2表に示す。いずれの場合もコート膜厚
は、約5〜10μであつた。[Table] Example 2 A polyethylene glycol bisallyl carbonate plate produced by cast polymerization was used as a plastic molded article. First, as a pretreatment, the plate was washed with acetone and thoroughly air-dried to form a clear film, and then immersed in a 5% NaOH aqueous solution for 5 minutes.
It was thoroughly washed with water and air-dried again. The above-treated plate-like bodies were immersed in coating compositions prepared in exactly the same manner as Nos. 1 to 12 of Example 1 except that no curing catalyst was added, and then thoroughly air-dried at room temperature and heated at 130°C. It was heated and cured for 1 hour to obtain a coated film.
Table 2 shows the evaluation results of the coated films obtained from each coating composition. In either case, the coating film thickness was about 5 to 10 microns.
【表】【table】
【表】
実施例 3
プラスチツク成型品を注型重合により製造した
2,2′―ビス〔4―(2―メタクリロキシ)―エ
トキシ―3,5―ジブロモフエニル〕―プロパン
とスチレンとの共重合体(以下、TB―スチレン
共重合体という)でTB/スチレン重量比が2/
3よりなる板状体を用いた。まず、前処理として
該板状体をアセトンで洗浄して充分に風乾し清澄
な状態とした後、プラズマ処理装置中で、アルゴ
ン/酸素混合ガス(流量30ml/min/10ml/
min)圧力0.7Torr、出力200W、処理時間1分の
条件で処理し、次いでアセトンを溶剤として5分
間超音波洗浄機を用いて洗浄し、再び風乾した。
上記処理した板状体を実施例2のNo.1〜12におい
て、同様にコーテイング処理してコート膜を得
た。各コーテイング組成物から得たコート膜の評
価結果を第3表に示す。いずれの場合も、コート
膜厚は、約5〜10μであつた。[Table] Example 3 Copolymer of 2,2'-bis[4-(2-methacryloxy)-ethoxy-3,5-dibromophenyl]-propane and styrene produced from plastic molded products by cast polymerization (hereinafter referred to as TB-styrene copolymer) with a TB/styrene weight ratio of 2/
A plate-like body consisting of 3 was used. First, as a pretreatment, the plate was washed with acetone and thoroughly air-dried to a clear state, and then treated with an argon/oxygen mixed gas (flow rate: 30ml/min/10ml/
min) under the conditions of a pressure of 0.7 Torr, an output of 200 W, and a processing time of 1 minute, and then washed using an ultrasonic cleaner using acetone as a solvent for 5 minutes, and air-dried again.
The above-treated plate-shaped bodies were coated in the same manner as in Nos. 1 to 12 of Example 2 to obtain coated films. Table 3 shows the evaluation results of the coated films obtained from each coating composition. In either case, the coating film thickness was about 5 to 10 microns.
【表】【table】
【表】
実施例 4
実施例1のNo.5において、
[Table] Example 4 In No. 5 of Example 1,
【式】の代わりに
ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル
(共栄社油脂製、エポライト200E)あるいはヘキ
サメトキシメチルメラミン50重量部と1,4―ブ
タンジオール50重量部とからなる予備縮合物を同
量添加したコーテイング用組成物を用いて、注型
重合により製造される。ポリジエチレングリコー
ルビスアリルカーボネートとTB/スチレン共重
合体の板状体を実施例3と同様にして前処理及び
コーテイングしてコート膜を得た。いずれの場合
も、コート膜の密着性(100/100)、耐擦傷性(A)、
耐熱性(○)、耐温水性(○)、そして染色性(A)は
良好であつた。
実施例 5
注型重合により製造されるポリエチレングリコ
ールビスアリルカーボネートと、TB/スチレン
共重合体の板状体を実施例3と同様にして前処理
し、実施例1と同様な調整方法によつて第4表に
示す各種組成からなるコーテイング用組成物に浸
漬した後、室温で充分風乾し、次いで130℃で1
時間加熱硬化してコート膜を得た。
ポリエチレングリコールビスアリルカーボネー
トとTB/スチレン共重合体のコート膜は各コー
ト液について同様のコート膜性能を示した。コー
ト液組成とともに第4表に評価結果を示した。For coatings in which the same amount of polyethylene glycol diglycidyl ether (Epolite 200E, manufactured by Kyoeisha Yushi Co., Ltd.) or a precondensate consisting of 50 parts by weight of hexamethoxymethylmelamine and 50 parts by weight of 1,4-butanediol is added instead of [Formula]. The composition is manufactured by cast polymerization. A plate of polydiethylene glycol bisallyl carbonate and TB/styrene copolymer was pretreated and coated in the same manner as in Example 3 to obtain a coated film. In either case, the adhesion of the coating film (100/100), scratch resistance (A),
Heat resistance (○), hot water resistance (○), and dyeability (A) were good. Example 5 A plate of polyethylene glycol bisallyl carbonate produced by cast polymerization and a TB/styrene copolymer was pretreated in the same manner as in Example 3, and prepared in the same manner as in Example 1. After immersing the coating composition in the various compositions shown in Table 4, it was thoroughly air-dried at room temperature, and then heated to 130°C for 1 hour.
A coated film was obtained by heating and curing for a period of time. Coating films of polyethylene glycol bisallyl carbonate and TB/styrene copolymer showed similar coating film performance for each coating solution. The evaluation results are shown in Table 4 along with the coating liquid composition.
【表】
実施例 6
アルミニウム板をアセトンにより洗浄し風乾し
て清澄な状態にした後、表1のコート液No.5に浸
漬してコーテイングし、室温で充分風乾した後、
130℃で1時間加熱硬化した。得られたコート膜
は、密着性(100/100)、耐擦傷性(A)、耐熱性
(○)、耐温水性(○)が良好であつた。[Table] Example 6 After washing an aluminum plate with acetone and air drying it to a clear state, it was coated by immersing it in coating solution No. 5 of Table 1, and after thoroughly air drying at room temperature,
It was heat cured at 130°C for 1 hour. The obtained coat film had good adhesion (100/100), scratch resistance (A), heat resistance (◯), and hot water resistance (◯).
Claims (1)
たは3、R1及びR2は同一または異種のアルキル
基、R3及びR4は同一または異種のアルキル基、
l及びmは0または1である)を構成成分とする
コーテイング用組成物。 2 一般式 で表わされるジシラン化合物(ただし、kは2ま
たは3、R1及びR2は同一または異種のアルキル
基、R3及びR4は同一または異種のアルキル基、
l及びmは0または1である)と、一般式 で示されるオルガノアルコキシシラン化合物(た
だし、R5はビニル基、メタクリロキシ基、メル
カプト基、エポキシ基及びアミノ基のうち1つを
官能基として有する炭化水素基あるいはアルキル
基またはアリール基、R6はアルキル基で、nは
0または1、R7はアルキル基である)、一般式Si
(OR8)4で示されるテトラアルコキシシラン化合
物(ただし、R8はアルキル基である)、コロイド
シリカ、エポキシ化合物及びメラミン誘導体より
選ばれた少なくとも一種の添加剤とを構成成分と
するコーテイング用組成物。[Claims] 1. General formula A disilane compound represented by (where k is 2 or 3, R 1 and R 2 are the same or different alkyl groups, R 3 and R 4 are the same or different alkyl groups,
1 and m are 0 or 1). 2 General formula A disilane compound represented by (where k is 2 or 3, R 1 and R 2 are the same or different alkyl groups, R 3 and R 4 are the same or different alkyl groups,
l and m are 0 or 1) and the general formula An organoalkoxysilane compound represented by group, n is 0 or 1, R 7 is an alkyl group), general formula Si
(OR 8 ) A coating composition comprising a tetraalkoxysilane compound represented by 4 (where R 8 is an alkyl group), at least one additive selected from colloidal silica, epoxy compounds, and melamine derivatives. thing.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6834483A JPS59193969A (en) | 1983-04-20 | 1983-04-20 | Coating composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6834483A JPS59193969A (en) | 1983-04-20 | 1983-04-20 | Coating composition |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59193969A JPS59193969A (en) | 1984-11-02 |
| JPH0136507B2 true JPH0136507B2 (en) | 1989-08-01 |
Family
ID=13371122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6834483A Granted JPS59193969A (en) | 1983-04-20 | 1983-04-20 | Coating composition |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59193969A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6348269B1 (en) * | 1998-10-23 | 2002-02-19 | Sdc Coatings, Inc. | Composition for providing an abrasion resistant coating on a substrate having improved adhesion and improved resistance to crack formation |
-
1983
- 1983-04-20 JP JP6834483A patent/JPS59193969A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59193969A (en) | 1984-11-02 |
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