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TW201016712A - Silsesquioxane compound having a polymerizable functional group - Google Patents

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TW201016712A
TW201016712A TW098127400A TW98127400A TW201016712A TW 201016712 A TW201016712 A TW 201016712A TW 098127400 A TW098127400 A TW 098127400A TW 98127400 A TW98127400 A TW 98127400A TW 201016712 A TW201016712 A TW 201016712A
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TW
Taiwan
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acrylate
meth
group
compound
product
Prior art date
Application number
TW098127400A
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English (en)
Inventor
Akinori Nagai
Masami Kobata
Osamu Isozaki
Original Assignee
Kansai Paint Co Ltd
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Publication date
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Description

201016712 六、發明說明: t考务明所屬技名舒領】 發明領域 本發明是有關於一種具有聚合性官能基之倍半矽氧烷 化合物、以及含有該化合物之活性能量射線硬化性組成物。
【^tr 冬好;J 發明背景 以通式(RSi03/2)n所示的倍半矽氧烷係採取梯子型 (Ladder Structure)、籃子型(Cage Structure)及三次元網目型 (隨機型XRandom Structure)之結構的一連串網狀聚矽氧烷 的總稱。該倍半矽氧烷化合物係不同於以通式Si02所示之 屬完全無機物質之二氧化矽,可溶於一般的有機溶媒中, 因此處理性容易’具有成膜等的加工性或成形性優異之特 徵。 另一方面’作為具有自由基聚合性的不飽和化合物方 面,廣泛檢討了多官能丙烯酸酯及不飽和聚酯等,又利用 於工業性上。該等自由基聚合性不飽和化合物,基於賦予 硬化物耐擦傷性、耐污染性等特性之目的,加諸了各種檢 討。但是,習知大量使用的自由基聚合性不飽和化合物中 混合了倍半矽氧烷化合物等有機聚矽氧烷化合物的組成 物,存在著因相溶性不佳而不易成為均勻的組成物、有機 聚石夕氧炫化合物從所得到的硬化物分離等的問題點。 專利文獻1〜5中,揭示了具有丙烯醯氧基或甲基丙烯醯 氧基等的自由絲合性官能基的倍切氧烧化合物及含有 201016712 該倍半矽氧烷化合物的紫外線硬化性組成物的發明。利用 該等倍半矽氧烷化合物的組成物,雖然埘熱性、耐擦傷性 優異,但是倍半矽氧烷化合物與其他聚合性不飽和化合物 之相/谷性尤其與極性焉的聚合性不飽和化合物之相溶性不 充分這點上,依然有課題待克服。 【先行技術文獻】 【專利文獻】 【專利文獻丨】日本特開平3-281616號公報 【專利文獻2】日本特開平4-28722號公報 【專利文獻3】日本特開2〇〇2_167552號公報 【專利文獻4】曰本特開2〇〇2 363414號公報 【專利文獻5】國際公開w〇〇4/85501 【發明内容】 發明揭示 發明欲解決之課題 本發明係有鐘於上述情況而完成者,本發明目的在於 提供-種倍半魏絲合物,其所得到的塗膜之对熱性、 耐擦傷性優異,甚且,不僅與—般性聚合性不飽和化合物 之相冷J±佳’且與極性⑤之聚合性不飽和化合物之相溶性 亦佳。 用以欲解決課題之手段 本發明人等為了解決上述課題而反覆專精研究,結果 發現’將具有二㈣基及丨個(甲基)丙刺氧基的有機基作 為直接鍵結财原子的有機基,將之導人倍抑氧炫化合 201016712 物,藉此即可解決上述課題,而完成了本發明。 亦即,本發明係如下所述者。 1. 一種倍半矽氧烷化合物,係具有直接鍵結於矽原子 之有機基者,前述直接鍵結於矽原子之有機基之至少1個為 具有二級羥基及1個(曱基)丙烯醯氧基的有機基。 2. 如第1項之倍半矽氧烷化合物,係以下述一般式(I)表 不者. (R1Si〇3/2)m(R2Si〇3/2)n(R3Si〇3/2)p (I)
[式(I)中,R1為具有二級羥基及1個(甲基)丙烯醯氧基之 有機基,R2為具有環氧基之有機基,R3為具有氫原子、碳 數1〜30之取代或非取代之1價烴基、乙烯基之有機基、或(甲 基)丙烯醯氧烷基(烷基的碳數為1〜3),且R1、R2、R3各自可 相同或相異,m為1以上的整數,η為0以上的整數,p為0以 上的整數,且m+n+p為4以上的整數]。 3. 如第1或2項之倍半矽氧烷化合物,其重量平均分子 量為 1,000〜100,000。 4. 如第2或3項之倍半矽氧烷化合物,其中在前述通式(I) 中,R1是以下述通式(II)或(III)所表示的有機基: 【化1】
-(II) —(III ) 201016712 [式(II)中,R4表示氫原子或甲基,R5絲碳數卜1〇的2 價烴基’細)中’ R6表示氫原子或甲基,r7表树數卜10 的2價烴基]。 5·-種活絲量射線硬化性纟讀物,係含有如第卜*項 中任-項之倍半錢燒化合物、及光聚合起始劑。 6·如第5項之活性能量射線硬化性組成物,其更含有聚 合性不飽和化合物。 7. 如第6項之活起量麟硬化餘餘,其中前述聚 合性不飽和化合物係選自於由—元醇與(曱基)丙烯酸的酯 化物、多兀醇與(甲基)丙稀酸的δ旨化物、胺曱酸乙醋(曱基) 丙稀酸醋樹脂、環氧(曱基)丙稀酸醋樹脂或聚醋(曱基)丙烯 酸酯樹脂所構成之群。 8. 如第6項之活性能量射線硬化性組成物其中一元 醇與(甲基)丙烯酸的酯化物係選自於由:(曱基)丙烯酸甲 6旨、(甲基)丙稀酸乙酿、(曱基)丙稀酸正丙醋、(甲基)丙烯 酸異丙醋、(曱基)丙稀酸正丁醋、(甲基)丙稀酸異丁醋、(甲 基)丙婦酸三級丁醋、(甲基)丙婦酸新戊醋、(甲基)丙歸酸環 己醋、(曱基)丙稀酸四氡咳喃醋、(甲基)丙稀酸異获醋、(甲 基)丙稀酸苯醋、(甲基)丙稀酸节醋、Ν_丙雜氧基乙基六 氫鄰苯二曱醢亞胺所構成之群;多元醇與(曱基)丙稀酸的酿 化物係選自於由:乙二醇二(甲基)丙稀酸醋、二乙二醇二(甲 基)丙歸酸S旨、三乙二醇二(甲基)丙稀酸醋、四乙二醇二(甲 基)丙稀酸醋、1,3-丁二醇二(甲基)丙稀酸醋、μ 丁二酵二 (甲基)丙稀酸醋、1,9-壬二醇二(曱基)丙稀酸酿、二(甲基) 201016712 丙烯酸甘油酯、三羧曱基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇 二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、丨,6-己二 醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、雙齡A 乙烯氧化物改質二(甲基)丙烯酸酯等的二(甲基)丙烯酸酯 化合物;三(甲基)丙烯酸甘油酯、三羧甲基丙烷三(甲基)丙 烯酸酯、三羧曱基丙烷丙烯氧化物改質三(曱基)丙烯酸酯、 三羧甲基丙烷乙烯氧化物改質三(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇 三(甲基)丙烯酸酯、ε-己内酯改質三個(丙烯醯氧基乙基) 參 異三聚異氰酸酯等的三(甲基)丙烯酸酯化合物;新戊四醇四 (甲基)丙烯酸酯等的四(甲基)丙烯酸酯化合物;其他的二新 戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯所 構成之群。 ^ 發明效果 依據本發明之倍半石夕氧烧化合物,將具有二級經基及1 個(甲基)丙稀醯氧基的有機基作為直接鍵結於石夕原子的有 Φ 機基,將之導入倍半矽氧烧化合物,藉此,可得到不僅與 一般性聚合性不飽和化合物之相溶性佳,且與極性高之聚 合性不飽和化合物之相溶性亦佳的倍半矽氧烷化合物。 又’由於與各種聚合性不飽和化合物之相溶性佳,故本發 明之倍半矽氧烷化合物,可使用於各種活性能量射線硬化 性組成物,可使由活性能量射線硬化性組成物所獲得的塗 膜之耐熱性、耐擦傷性提升。 圖式簡單說明 第1圖中顯示了梯狀結構(Ladder Structure)、籃狀結構 201016712 (Cage Structure)、隨機結構縮合體(Rand〇ln Structure)之 例。第1圖中,R係表示直接鍵結於矽原子的有機基。 【實施方式:J 用以實施發明之最佳形態 本發明之倍半矽氧烷化合物’係具有直接鍵結於矽原 子的有機基者’其係前述直接鍵結於矽原子的有機基之至 少1個為二級經基及丨個(甲基)丙烯醯氧基的有機基之倍半 石夕氧燒化合物(以下’僅略稱為「本發明之倍半魏烧化合 物」)。藉由使刚述本發明之倍半矽氧烷化合物之前述直接 鍵結於矽原子的有機基之至少丨個為二級羥基及丨個(甲基) 丙烯醯氧基的有機基,可藉由該有機基所具有的 二級羥基 之極性’而與各種聚合性不飽和化合物之相溶性佳,且藉 & «機&所具有的(甲基)丙雜氧基,可透過在光聚合起 始劑存在τ的活性能量射線照射 而硬化。 基於°亥障况,前述本發明之倍半石夕氧烧化合物可使用 於各種活性能量射線硬化性組成物。 具有二級羥基及1個(甲基)丙烯醯氧基的有機基,可藉 由例如具有環氧基的有機基與(甲基)丙烯酸之反應而獲 得這時’從1個環氧基生成1個二級經基與1個(甲基)丙婦 醯氧基。 本發明之倍半矽氧烷化合物 &本發明之倍半石夕氧燒化合物係具有經由Si-c鍵直接鍵 於夕原子的有機基之倍半碎魏化合物,係前述直接鍵 結於石夕原子的有機基之至少—個為具有 二級羥基及1個(甲 201016712 基)丙稀醯氧基的有機基之倍半石夕氧燒化合物。 在此,本說明書中,所謂「倍半矽氧烷化合物」並非 僅意指所有Si-OH基(羥矽基)已水解縮合之結構的倍半矽 氧烧化合物,也可包含具有Si-〇H基殘存的梯狀結構 (Ladder Structure)、不完全籃狀結構(Inc〇mplete Cage
Structure)、隨機結構縮合體(Randoni structure)之倍半矽氧 烧化合物。梯狀結構(Ladder Structure)、籃狀結構(Cage Structure)、隨機結構縮合體(Randoln Structure)之例子顯示 於第1圖。第1圖中,(T8)意指由8個T單位形成的籃狀結構, (T10)意指由10個T單位形成的籃狀結構,(Τ12)意指由12個 Τ單位形成的籃狀結構。 前述本發明之倍半矽氧烷化合物,結構屬所有si_OH基 已水解縮合之倍半矽氧烷化合物的比例,較佳為80質量% 以上,更佳為90質量%以上,尤其1〇〇質量%則在液穩定性 之點上特佳。 作為前述本發明之倍半矽氧烷化合物,例如可舉出以 下述通式⑴表示的倍半矽氧烧化合物。 (R1Si03/2)m(R2Si〇3/2)n(R3Si03/2)p (I) [式(I)中’R1為具有二級羥基及丨個(子基)丙烯醯氧基的 有機基,R2為具有環氧基的有機基,R3為具有氫原子、碳 數1〜30之取代或非取代之丨價烴基、乙烯基的有機基、或(曱 基)丙烯醯氧燒基(院基的碳數為1〜3),R1、R2、R3各自可相 同或相異。m為1以上的整數,η為〇以上的整數,p為〇以上 的整數’且m+n+p為4以上的整數。] 201016712 在此,前述通式(I)中的R1,具體而言可舉例如以下述 通式(II)或(III)所表示的有機基。 【化2】
[式(II)中,R4表示氫原子或甲基,R5表示碳數1〜10的2 價烴基,式(ΙΠ)中,R6表示氫原子或甲基,R7表示碳數1〜10 的2價烴基。] 作為前述通式(II)中的R5,只要是碳數1〜10的2價烴 基,皆無特別限定。具體而言,可舉例如亞甲基、伸乙基、 1,2-伸丙基、1,3-伸丙基、1,2-伸丁基、1,4-伸丁基、伸己基 等的伸烷基;環伸己基等的環伸烷基;伸苯基、伸茬基、 伸聯苯基等的亞芳基等。其中,碳數1〜6的2價烴基(例如伸 烷基)尤其是伸乙基(-CH2CH2-)、1,3-伸丙基 (-CH2CH2CH2-),因為耐熱性、耐擦傷性及與極性高的聚合 性不飽和化合物之相溶性更佳,故很適宜。 作為前述通式(III)中的R7,只要是碳數1〜10的2價烴 基,皆無特別限定。具體而言,可舉例如與已在前述R5的 具體例中所例示的2價烴基相同者。其中,碳數1〜6的2價烴 基(例如伸烷基)尤其是伸乙基(-CH2CH2-)、1,3-伸丙基 201016712 (-CH2CH2CH2-),因為耐熱性、耐擦傷性及與極性高的聚合 性不飽和化合物之相溶性更佳,故很適宜。 作為前述通式⑴中的R1,基於耐熱性、耐擦傷性、及 與極性高的聚合性不飽和化合物之相溶性、以及活性能量 射線硬化性更佳之點,故在以通式(11)所表示的有機基當 中,較佳係R4為氫原子且尺5為13伸丙基之以通式(11)表禾 的有機基,或者,在以通式(III)所表示的有機基當中,較位 〇 係尺6為氫原子且R7為伸乙基之以通式(III)表示的有機基。 作為前述通式(I)中的R2,只要是具有環氧基的有機 基,皆無特別限定。具體而言,可舉例如2,3_環氧丙基、3- 環氧丙氧丙基(3-Glycid〇xypr〇pyi)、2-(3,4-環氧環己恭)乙基 等。 作為前述通式(I)中的R3,只要是具有氫原子、碳數卜3〇 的取代或非取代之1價烴基、乙烯基之有機基、(甲基)丙烯 醯氧烷基(烷基的碳數為丨〜”皆無特別限定。 ® 作為前述通式(I)中的R3中之碳數1〜30的取代戒#取代 之1價烴基方面,具體而言可舉例如甲基、乙基、玉丙基、 異丙基、正丁基、異丁基、三級_丁基、二級丁基、正戊基、 異戊基、新戊基、環戊基、正己基、異己基、環己基、正 庚基、異庚基、正辛基、異辛基、三級_辛基、正壬基、異 壬基、正癸基、異癸基、正十一基、異十一基、正十二基、 異十—基等的直鏈狀或分支鍵狀院基之所謂非環狀脂肪族 Η賈烴基或環狀脂肪族丨價烴基;苄基、苯乙基、2_甲苄基、 3-甲节基、4·甲节基等的芳炫基;芳烯基、苯基、甲苯基、 11 201016712 表基等的芳基;3,3,3-二狀-正丙基等的含氟院基等。尤其, 基於與極性高的聚合性不飽和化合物之相溶性更佳之點 而以碳數1〜6的取代或非取代之1價烴基為佳,而甲基、乙 基、異丁基、環戊基、環己基、苯基、3-三氟丙基則更佳。 作為前述通式⑴中的R3中之具有乙烯基的有機基,具 體而言可舉例如稀丙基。 作為前述通式(I)中的R3中之(甲基)丙烯醯氧燒基,具體 而言可舉例如(甲基)丙烯醢氧甲基、2_(甲基)丙稀酿氧乙 基、3-(甲基)丙烯醯氧丙基等。 φ 前述通式(I)中的m為1以上的整數,較佳為2以上的整 數,尤其是4〜100、或4〜50的整數,n為〇以上的整數,較佳 為0〜4的整數,ρ為〇以上的整數,較佳為〇〜*的整數,且 m+n+p為4以上的整數。m+n+p較佳為4〜1〇〇、或是4〜別的 整數。 前述本發明之倍半矽氧烷化合物,可以是切、n、p相同 的單一組成化合物,或m、η、ρ之至少丨種之值為相異的多 數倍半石魏烧化合物之混合物。混合物方面,可舉例如I ❹ 成相異的本發明之倍半;5夕氧烧化合物之混合物中,含有 前述通式⑴中的m+n+p為8、1〇、12及14中任一者的本發明 之倍半碎氧烧化合物在5Gf量%以上,較佳為川質量%以上 之物。 前述本發明之倍半矽氧烷化合物的重量平均分子量, 並無特別限定。適當為重量平均分子量在[_〜_,〇〇〇, 更適當為重量平均分子量在i 〇〇〇七〇〇〇〇。該等範圍,在由 12 201016712 本發明之倍半石夕氧烷化合物所獲得的塗膜之耐熱性、或含 有本發明之倍半矽氧烷化合物的活性能量射線硬化性組成 物之黏度及塗襞這些方面為有意義。 本說明書中’重量平均分子量係將以凝膠滲透層析法 所測定之重量平均分子量,以聚苯乙烯之重量平均分子量 為基準所換算之值,更詳而言之,係以凝膠滲透層析法[東 索(股)社製’「HLC8120GPC」]所測定之重量平均分子量, ❹將之以聚苯乙烯的重量平均分子量為基準所換算之值。管 柱係使用「TSKgel G-4000HxL」、「TSKgel G-3000HxL」、 「TSKgel G_2500HxL」、「TSKgel G-2000HXL」(任一者皆 為東索(股)社製,商品名)這4根,移動相:四氫吱味;測定 測定溫度:40<>C ;流速:lml/分;檢測器:RI,在此條件 下所進行者。 本發明之倍半矽氧烷化合物的製造方法 前述本發明之倍半矽氧烷化合物的製造方法,可採用 φ 一般性之倍半矽氧烷製造上習知所使用的製造方法,並無 特別限定。此外’還可使用例如以下之製造方法A或製造方 法B等來製造。
製造方法A 作為製造方法A’可舉使用含有水解性矽烷之起始物質 的製造方法,該水解性矽烷具有有機基,該有機基屬直接 鍵、、、。於妙原子之有機基且具有二級經基及⑽(甲基)丙稀醜 氧基。(參照方案1)。 具體而言,可舉例如於起始物質使用以下述通式 13 201016712 (IV)〜(VI)表示的水解性矽烷,在催化劑的存在下進行水解 縮合,而製造本發明之倍半矽氧烷化合物的方法。又, R1 SiXs係可使R2SiXs與丙烯酸或曱基丙烯酸反應而擭得。 R2SiX3+(CH2=CH-C00H^CH2=C(CH3)-C00H)->R,Six (R1、R2係如前述定義。) RlSiX3 (IV) R2SiX3 (V) R3SiX3 (VI)
m(R1SiX3)+n(R2SiX3)+p(R3Six3) ^(R1Si〇3/2)m(R2Si〇3/2)n(R3Si〇3/2)p 前述通式(IVHVI)中的Ri、r2、R3係與前述通式⑴中 的R、R、R相同。X為氣原子或碳數卜6的烷氧基,X可 相同或相異。作為X方面,具體而言可舉氣原子、甲氧基、 乙氧基、丙氧基、丁氧基等。 在此,以前述通式(IV)所表示的水解性矽烷,具體而言
可藉由例如使含有環氧基的三烷氧基矽烷與(甲基)丙烯酸 反應而獲得。 又,以前述通式(IV)所表示的水解性矽烷方面,具體而 言可舉例如以下述通式(VII)或(VIII)所表示的水解性矽烷。 14 201016712
【化3】 Ο
前述通式(VII)、(vm)中的R4、R5、R6、R7係與前述通 式(π)、_中的心^作同心與前述通式㈤训 中的X相同,X可相同或相異。作為χ方面,具體而言可舉
氣原子、甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氣某等 以前述通式(νπ)、(νιΙΙ)所表示的水解性石夕院,具體而 言可藉由使例如2,3·環氧丙基三甲氧基外、2,3_環氧丙基 三乙氧基魏、3環氧丙氧基丙基三甲氧基魏、%環氧丙 氧基丙基三乙氧基矽烷、2-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧 基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三乙氧基矽烷等任丨種與 (甲基)丙稀酸反應而獲得。 為了利用製造方法Α獲得前述本發明之倍半石夕氧烧化 合物,具體而言,可舉出以下方法: 15 201016712 Π]利用以前述通式(IV)所表示的水解性矽烷為起始物 質,在催化劑的存在下水解縮合;或者 [2J利用前述通式(ίν)以及前述通式(v)及/或前述通式 (VI)作為起始物質’在催化劑的存在下水解縮合。 作為前述催化劑,可適當使用鹼性催化劑。鹼性催化 劑方面,具體而言可舉例如氫氧化鉀、氫氧化鈉、氳氧化 絶等的驗金屬氫氧化物、氫氧化四甲銨、氫氧化四乙銨、 氣氧化四丁銨、氫氧化苄基三甲銨等的氫氧化第四級錢 鹽、氟化四丁銨等的氟化銨鹽等。 鲁 前述催化劑的使用量並無特別限定’不過若過多,則 會產生成本高、不易除去等問題,另一方面,若過少則反 應會變慢。因此,催化劑的使用量,適當為相對於水解性 - 矽烷1莫耳而在0.000l〜i.0莫耳,更適當為在0.00〇5〜〇·i莫耳 的範圍。 在水解縮合的情況下(前述[1]或[2]的情況)係使用水。 水解性矽烷與水的量比並無特別限定。水的使用量係相對 於水解性矽烷1莫耳,而適當為水〇.1~1〇0莫耳,更適當為 〇 0.5〜3莫耳的比例。水量若過少時,則反應會變慢’恐有作 為目的之倍半矽氧烷的產率變低之虞’而水量若過多時, 則會高分子量化,恐有所期望之結構的生成物減少之虞。 又’若係將鹼性催化劑作為水溶液來使用的情況下’則所 使用的水亦可以該水來代用,或亦可另外加水。 在前述水解縮合中,可使用有機溶齊丨’或者不使用亦 可。使用有機溶劑係在基於防止凝膠化這點及可調節製造 16 201016712 恤細,可單獨使用 低:=機溶劑者,可使用甲醇、乙醇、2-丙醇等 性提=二咖因沸點低、系統可變得均勻-反應 佳,《f笨乂非極性有機溶劑方面’以烴系溶劑為
機溶齊ij 用 … 。/、,混合使用極性有機溶劑與非極性有 ,可獲得前述各個優點,故报適宜以混合溶劑來使 縮5時的反應溫度方面,為0〜20(TC,以10〜200 2佳’更以HM坑為佳。又,該反應雖可不藉助壓力 來實施,不過以0.02〜〇.2MPa、尤其〇〇8〜〇應 、在水解縮合反應中,縮合反應是與水解一起進行前 述通式(IV)〜(VI)中的X的大部分經水解為經基(OH基),而 較佳為ιοο%。進-步,使該0H基的大部分縮合較佳為8〇% 以上,更佳為90%以上,特佳為100%縮合,如此則在液穩 定性這點上很適宜。 /谷劑或因反應所生成的醇、摧化劑,可依習知手法從 水解縮合後的混合液除去。又,所得到的生成物,可因應 其目的,藉由洗淨催化劑、管柱分離、固體吸附劑等各種 精製法除去’進__步精製。基於效率的觀點,較佳為藉水 17 201016712 洗除去催化劑。 藉由以上製造方法,即可製造出本發明之倍半石夕氧燒 化合物。 若鈉述水解縮合中未100〇/。縮合的情況下,藉製 以方法A所獲得的生成物中,除了 Si〇H基(㈣基)已完全 水解縮合之結構的倍半錢燒化合物以外,可能還包含了 有Η基殘存的梯狀結構、不完全籃狀結構及/或隨機姓 構縮合體之倍切纽化合物,㈣,藉製造方法骑娜
的,發j之倍切氧燒化合物,即使含有該等梯狀結構、 不疋全監狀結構及/或隨機結構縮合體亦無妨。
製造方法B
作為製造方法B,可例舉包含以下第m步驟與第拉步 驟的製&方法,該第B1步驟係使祕有官能基⑷的水解性 :烧而製料有財祕⑷的倍切纽化合物,前述官 此基(a)係可藉由與其他化合物之反應導人二級經基及(甲 土)丙埽醯氧基者。該第B2步驟係在藉該第則步驟所得到的 =錢純合物之該官祕⑷上,使具有(甲基)丙稀酿 ^且具有官能基(b)之化合物反應,前述官能基⑼係可藉 與倍切枝化合物之該官祕(狀反鼓生成二級經 二:作為官能基⑷方面’可舉環氧基、胺基等,作為官能 土 )方面’可舉緩基(c_)、環氧基等作為具有官能基 =化合物方面,可舉(曱基)丙稀酸、(甲基)丙稀酸環氧丙 #作為B能基(a)與官能基(b)的其他組合方面,可舉(幻 為裒乳基與(b)為縣之組合、⑷為胺基與⑼為環氧基之组 18 201016712 合。以下’顯示官能基(a)為環氧基,具有官能基⑷之水解 性矽烷為R2SiX3之情況之例子。 <Step B1> (m+n)(R2SiX3) +P(R3SiX3) -- (R2Si03/2)(m+n)(R3Si03/2)p <Step B2> (R2Si03^)(m+n)(R3Si03/2)p + m{CH2=C(R4)-CO〇H}--- (R1Si〇3/2)m(R2Si〇3^)n(R3si〇3/2)p (R1〜R4、m、η、p、X係定義如前述。)
❹ 製造方法B係於製造倍半矽氧烷化合物之後再進行第 B2步驟,因此,在製造方法8的82步驟中,不需考量到烷 氧基矽烷之水解縮合,可選擇適合於第B2步驟之反應的催 化劑、反應溫度等。如此一來,製造方法B即可縮短製造時 間。 第B1步驟 前述第B1步驟中,具體而言係例如於起始物質使用以 下述通式(v)、(vi)[與製造方法八中所例示之通式(v)、(νι) 相同的通式。]表示的水解性矽烷,在催化劑的存在下進行 水解縮合,藉此製造具有可導人二_基及(甲基河稀酿氧 基之官能基(a)的倍半矽氧烷化合物。 R2SiX3 (V) R3SiX3 (VI) 在此,前述可導入二級經基及巧基)丙騎氧基之官能 基(a)可舉以通式(V)所表不的水解性石夕烧所具有的環氧 基。 作為以前述通式(V)所表 言可舉例如2,3-環氧丙基三曱 不的水解性矽烷方面,具體而 氧基發烷、2,3-環氧丙基三乙 19 201016712 氧基石夕院、3-環氧丙氧基丙基三甲氧基魏、3_環氧丙氧基 丙基三乙氧基石夕烧、2-(3,4、環氧基環己基化基三甲氧基矽 烷、2-(3,4-環氧環已基)乙基三乙氧基矽烷等。 為了於前述第m步驟中得到該具有官能基⑷的倍半 矽氧烷化合物,具體而言,可舉出以下方法: [3] 利用以前述通式(V)所表示的水解性石夕院為起始物 質’在催化劑的存在下水解縮合;或者 [4] 利用則述通式(v)以及前述通式(νι)作為起始物 質,在催化劑的存在下水解縮合。 參 作為前述催化劑者,可適當使用鹼性催化劑。鹼性催 化劑方面,具體而言可舉例如氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧 化铯等的鹼金屬氫氧化物、氫氧化四甲銨、氫氧化四乙銨、 . 氮氧化四丁銨、氫氧化苄基三甲銨等的氫氧化第四級銨 鹽、氟化四丁錢等的氟化錢鹽等。 前述催化劑的使用量並無特別限定,不過若過多,則 會產生成本高、不易除去等問題,另一方面,若過少則反 應會變慢。因此,催化劑的使用量,適當為相對於水解性 鲁 珍燒1莫耳而在0.0001〜1 .〇莫耳,更適當為在0.0005〜0.1莫耳 的範圍。 在水解縮合的情況下(前述[3]或[4]的情況)係使用水。 水解性錢與水的量比並無特別限定。水的使用量係相對 於水解性㈣i莫耳,而適當為水〇.卜1〇〇莫耳’更適當為 〇·5〜3莫耳的比例。水量若過少時,則反應會變慢,恐有作 為目的之倍切氧燒的產率變低之虞,而水量若過多時’ 20 201016712 則會鬲分子置化’恐有所期望之結構的生成物減少之虞。 又,若係將驗性催化劑作為水溶液來使用的情況下,則所 使用的水亦可⑽水來代用,或糾另外加水。 在前述水解縮合中,可使用有機溶劑,或者不使用邡 可。使用有機溶劑係在基於防止跡化這點及可調節製遠 時的勒度&點上很適宜。作騎機溶劑方面,可單獨使用 極性有機㈣、非祕有機_,或减合物來使用。 作為極性有機溶劑方面,可使用甲醇、乙醇、2_丙酵 等低級醇類、丙酮、甲基異丁網等酮類、四氩吱鱗醚類, 而尤其丙酮、四氫呋喃因沸點低、系統可變得均勻、反應 ^升等而較適且。非極性有機溶劑方面,以烴系溶劑為 佳二曱苯、二甲苯等沸點比水高的有機溶劑為佳,尤其 甲笨等與水共彿的有機溶劑’可以良好效率自系統内除 去故很適宜。尤其,混合使用極性有機溶劑與非極性有 機溶劑’可獲得前述各個優點’故很適宜以混合溶劑來使 用。 。水解縮合時的反應溫度方面,為〇〜2〇(rc,以1〇〜2〇〇 C為佳’更以ΐ()〜12(η:為佳。又,該反應雖可不藉助麼力 來實施,不過以〇·〇2〜〇.2MPa、尤其〇〇8〜〇應以的塵力範 圍為佳。 在水解縮合反應中,縮合反應是與水解一起進行,前 述通式(V)〜(VI)巾的χ社部分經水解_基(〇陶,而較 佳為屬。進—步’使龍基的大料縮合較佳為祕 以上’更佳為90%以上,特佳為職縮合,如此則在液穩 21 201016712 疋性這點上很適宜。 第B2步驟 前述第B2步驟中,具體而言,例如在藉前述第m步驟 獲付之具有環氧基作為可導人二級經基及(甲基)丙稀酿氧 基之官能基⑷的倍半魏烧化合物中,使具有(甲基)丙歸 醢氧基且具有可藉由與倍半魏院化合物之該官能基⑷之 反應而生成二級羥基之官能基卬)的化合物反應。 作為前述官能基(b)方面,具體而言可舉例如羧基。 前述具有(甲基)丙烯醯氧基且具有官能基(15)可藉與倍 魯 半矽氧烷化合物之該官能基(a)(具體而言為環氧基)之反應 而生成二級羥基的化合物方面,具體而言可舉例如(甲基) 丙稀酸。 前述第B2步驟中的反應條件並無特別限定。具體而 言’可在催化劑的存在下進行反應。 作為前述催化劑,具體而言可舉例如三乙胺、苄基二 甲胺等三級胺;氣化四甲敍、溴化四乙敍、溴化四丁敍等 四級銨鹽;二乙胺等乙酸鹽、蟻酸鹽等二級胺鹽;氫氧化 〇 鈉、氫氧化鉀等鹼金屬、鹼土金屬的氫氧化物;乙酸鈉、 乙酸鈣等鹼金屬、鹼土金屬鹽;咪唑類;1,8-二疊氮雙環 [5.4.0]十一 -7-稀(1,8-diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene)等環狀 含氮化合物、三笨膦、三丁膦等鱗化合物等。催化劑的使 用量並無特別限定,不過相對於反應原料而在0.01〜5質量 %。 前述反應中,溶劑並無特別限定’具體而言可使用例 22 201016712 如在前述_步驟中所使用的有機溶劑。 反應溫度方面,為0〜2〇。 1〇〜靴。又…二 宜為10〜200t,更宜為 ο〇2〇)λ 可不藉助壓力來實施,不過以 .〜.咖、尤其G綱场爾力範圍為佳。 人物“上製造方法,即可製造本Μ之倍切氧烧化 魯
ν本發月之倍半⑦氧燒化合物可具有不對稱碳原 子,不對稱碳原子的絕對轉(r,s)無論是邮皆可。 在此右剛述第B1步驟的水解缩合中未100%縮合的情 況下’藉製造方法B所獲得的生成物中,除了 si〇H基已完 全水解縮合之結構的倍特魏化合物以外,可能還包含 了有Si-嶋殘存的梯狀結構、不完全籃狀結構及/或隨機 β構縮。體之倍切氧烧化合物’不過,藉製造方法b所獲 仔的本發明之倍切氧烧化合物亦可含有該等梯狀結 構、不完全籃狀結構及/或隨機結構縮合體。 活性能量射線硬化性組成物 本發明之活性能量射線硬化性組成物係含有本發明 之倍切氧統合物、及光聚合起始劑。作為活性能量射 線者可舉紫外線、可見光、χ射線、加馬射線、電子束等, 尤其可例示可見光、紫外線。 光聚合起始劑 作為光聚合起始劑者,只要是可吸收活性能量射線而 生自由基的起始劑,即可加以使用,並無特別限定。 作為前述光聚合起始劑者,可舉例如节基、聯乙醜等 23 201016712 的〇:_二酮類;苯偶姻等的醯偶姻類;苯偶姻甲醚、苯偶姻 乙謎、本偶姻異丙_等的醯偶姻謎類;9_氧硫^山。星、2,4_ 二乙基9-氧硫汕噬、2-異丙基9-氧硫汕嚜、9-氧硫汕嗟-4_ 磺酸等的9-氧硫吣嗟類;二苯基酮、4 4,_雙(二甲胺基)二苯 基酮、4,4’-雙(二乙胺基)二苯基酮等的二苯基酮類;米其勒 酮(Michler's ketone)類;笨乙酮、2-(4-曱苯磺醯基氧基)_2_ 本基笨乙酮、對-二甲胺基苯乙酮、α,α,-二甲氧基乙醯氧 基二苯基酮、2,2’-二曱氧基_2_苯基苯乙酮、對_曱氧基苯乙 酮、2-甲基[4-(甲硫)笨基]-2-咮啉基_ι·丙酮、2_苄基_2•二曱 〇 胺基-1-(4-咪嚇·本基)-丁院-ΐ_酮、〇;-異經苯異丁酿j、α,α,_ 二氣-4-苯氧基苯乙酮、1-羥基-環己基_苯基-酮等的笨乙酮 類,2,4,6-二甲基苯曱醯基二苯膦、雙(醯基)膦氧化物等的 醯基膦氧化物類;蔥醌、1,4-萘酚醌等的醌類;苯氣乙酮、 三函甲基苯砜、三個(三自曱基)_s_三讲等的鹵化合物;二 -第三-丁基過氧化物等的過氧化物等。該等可使用丨種或作 為2種以上的混合物加以使用。 作為前述光聚合起始劑的市售品,可舉例如依路佳邱 Θ 亞(IRGACURE)-184、同 261、同 500、同 651、同 907、同 CGI-1700[汽巴精化公司(ciba Specialty Chemicals
Corporation)製,商品名]、達羅邱亞①时沉叫七乃、同 1116、同 2959、同 1664、同 4043[墨克日本(Merck Japan
Limited)製,商品名]、卡亞邱亞(KAYACURE) MBp、同 DETX-S、同DMBI、同EPA、同〇A[日本化藥(股)製,商品 名]、比邱亞(VICURE)-IO、同55[斯道夫社(stauffer 24 201016712 (:〇.,1^1).)製’商品名]、託利哥納爾(丁1110(^八1^1[阿克蘇 社(AKZO Co.,LTD.)製,商品名]、三德雷依 (SANDORAY)IOOO[三德茲社(SANDOZCo.,LTD.)製,商品 名]、迪普(DEAP)[阿普約翰社(APJOHNCo.,LTD.)製,商品 名]、坎塔邱亞(QUANTACURE)-PDO、同 ITX、同 EPD[沃 德布雷奇蘇普社(WARDBLEKINSOPCo·, LTD.)製,商品名] 等。 作為前述光聚合起始劑,基於光硬化性之點,以9_氧 硫山嗤類、苯乙酮類及醯基膦氧化物類的1種或2種以上的 混合物為佳,其中特別以苯乙酮類與醯基膦氧化物類之混 合物最適合。 光聚合起始劑的使用量並無特別限定,不過相對於活 性能量射線硬化性組成物的非揮發分之總量100質量份,宜 為0.5〜10質量份,更宜為1〜5質量份的範圍。該下限值係基 於活性能量射線硬化性提升之點上有意義,該上限值係在 成本及深部硬化性之點上有意義。 聚合性不飽和化合物 又,本發明之活性能量射線硬化性組成物亦可含有聚 合性不飽和化合物。作為聚合性不飽和化合物,只要是本 發明之倍半矽氧烷化合物以外的化合物,且其化學結構中 至少具有1個聚合性不飽和雙鍵之化合物者即可,並無特別 限定。 作為前述聚合性不飽和化合物方面,可舉例如一元醇 與(甲基)丙浠酸的酯化物等。具體而言,可舉例如:(甲基) 25 201016712 丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲 基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(曱基)丙烯酸異丁 酯、(甲基)丙稀酸三級丁酯、(曱基)丙烯酸新戍酯、(曱基) 丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸四氫呋喃酯、異莰基(甲基)丙 稀酸酯、(曱基)丙稀酸苯酯、(曱基)丙烯酸苄酯、N-丙烯酿 氧基乙基六氫鄰苯二甲醯亞胺等。又,可舉例如多元醇與 (甲基)丙稀酸的酯化物等。具艘而言,可舉例如乙二醇二(曱 基)丙稀酸酯、二乙二醇二(甲基)丙稀酸酯、三乙二醇二(甲 基)丙烯酸酯、四乙二醇二(曱基)丙烯酸酯、1,3-丁二醇二(曱 基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二 (曱基)丙烯酸酯、二(甲基)丙烯酸甘油酯、三羧甲基丙烷二 (甲基)丙烯酸酯、新戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二 (甲基)丙烯酸酯、I,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇 二(甲基)丙烯酸酯、雙酚A乙烯氧化物改質二(甲基)丙烯酸 酯等的二甲基)丙烯酸酯化合物;三(甲基)丙烯酸甘油酯、 三羧甲基丙烷三(曱基)丙烯酸酯、三羧曱基丙烷丙烯氧化物 改質三(甲基)丙烯酸酯、三羧曱基丙烷乙烯氧化物改質三 (曱基)丙烯酸酯、新戊四醇三(曱基)丙烯酸酯、ε -己内酯改 質三個(丙烯醯氧基乙基)異三聚異氰酸酯等的三(曱基)丙 烯酸酯化合物;新戊四醇四(曱基)丙烯酸酯等的四(甲基)丙 烯酸酯化合物;其他’還可舉二新戊四醇五(甲基)丙烯酸 酯、二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯。甚且,可舉胺甲酸乙酯 (甲基)丙烯酸醋樹脂、環氧(曱基)丙烯酸酯樹脂、聚酯(曱基) 丙烯酸酯樹脂等。胺甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯樹脂係可藉由 26 201016712 例如使用氫酸酯化合物、經院基(甲基)丙烯酸醋及聚醇化合 物作為原料,相對於異氫酸醋基使經基以等莫耳量或過剩 之量反應而獲得。該等聚合性不飽和化合物可單獨使用, 或組合2種以上來使用。 「極性高的聚合性不飽和化合物」可舉例如具有酿亞 胺結構、羥基、異三聚異氰酸醋環等之物。具體而言,可 舉「N-丙烯醢氧乙基六氫鄰苯二甲醯亞胺、二(甲基)丙烯酸 甘油酯、三綾甲基丙炫二(甲基)丙稀酸酯、新戊四醇二(甲 基)丙烯酸酯、新戊四醇三(曱基)丙烯酸酯、ε -己内酯改質 三個(丙烯醯氧基乙基)異三聚異氰酸酯、新戊四醇四(甲基) 丙稀酸酯、二新戊四醇五(甲基)丙稀酸酯、胺甲酸乙酯(甲 基)丙烯酸酯樹脂、環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂」。 含有前述聚合性不飽和化合物時的使用量並無特別限 定,而基於所得到的塗膜之物性的觀點,相對於前述本發 明之倍半矽氧烷化合物之非揮發分100質量份,宜為 0.1〜1000質量份,更宜為20〜200質量份。 本發明之活性知*量射線硬化性組成物,可因應需要而 摻混各種添加劑。作為添加剤者,可舉例如增感劑 '紫外 線吸收劑、光穩定劑、聚合抑制劑、抗氧化劑、消泡劑、 表面調整劑、可塑劑、著色劑等。 本發明之活性能量射線硬化性組成物亦可因應需要摻 混無機奈米粒子。作為無機奈米粒子者,可舉例如黏土、 二氧化矽(矽酸膠、燻矽(fumed silica)、非晶形矽石)、二氧 化矽溶膠、金屬、金屬氧化物(例如二氧化鈦、氧化鍅、氧 27 201016712 化鉋、氧化鋁、氧化辞、氧化鈽、氧化釔、氧化錄)、金屬 氮化物、金屬碳化物、金屬硫化物、金屬氟化物、金屬矽 酸鹽、金屬硼化物、金屬碳酸鹽、及沸石等。無機奈米板 子的平均粒子徑以l〜1〇〇〇nm為佳,更以丨〜⑺此瓜為佳特 別以2〜5〇nm為佳。平均粒子徑可藉由動態光散射法、利用 電子顯微鏡照片之測定法等而測定。 本發明之活性能量射線硬化性組成物亦可依據所期望 而以溶劑稀釋。作為用於稀釋的溶劑,可舉例如丙酮、曱 乙酮、甲基異丁_等的闕類;乙酸乙醋、乙酸丁西旨、n ❹ 香酸曱醋、丙酸甲醋等的醋類;四氫吱喃、二。号燒、二甲 氧基乙烷等的醚類;乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、二乙 ,醇單甲醚、丙二醇單曱醚乙酸醋、3·甲氧基丁基乙酸酉旨 等的二醇謎類;芳香族烴類、脂肪族烴類等。該等可依據 黏度_整、塗佈性的調整等目的而適當組合使用。 本發明之活性能量射線硬化性組成物之非揮發分並無 特別限定。例如’適宜為20〜1〇〇質量%,更宜為25〜肩量 %。該等之範圍係在塗膜之平滑性及乾燥時間縮短化之點 φ 上有意義。 將本發明之活性能量射線硬化性組成物朝被塗物表面 塗佈的方法並無特別限定’可舉例如親子塗裝、滚筒塗佈 機塗裝、旋轉塗佈機塗裝、簾式滚筒塗佈機塗裝、狹縫塗 佈機塗裝、喷霧塗裝、靜電塗|、浸潰塗裝、絲網印刷、 旋轉塗裝等。 作為被塗物者並無特別限定。具體而言,可舉例如金 28 201016712 屬、陶瓷、玻璃、塑膠、木材等。又,亦可使用已於該等 之上形成有塗膜之物。 由前述活性能量射線硬化性組成物形成塗膜之際,可 因應需要進行乾燥。乾燥只要是可除去所添加的溶劑之條 件即可,並無特別限定。例如,在20〜100°C的乾燥溫度下 以3〜20分鐘的乾燥時間進行。 塗膜的膜厚可因應目的而適當設定。例如,膜厚以 1〜100/zm為佳,以1〜20//m更佳。膜厚在該等範圍的下限 值以上時,塗膜的平滑性及外觀優異。又,在該等範圍的 上限值以下時,塗膜的硬化性、抗裂性優異。 將活性能量射線硬化性組成物塗佈於被塗物表面之 後,進行活性能量射線照射而形成硬化塗膜。活性能量射 線照射的照射源及照射量並無特別限定。例如,作為活性 能量射線的照射源者可舉超高壓、高壓、中壓、低壓的水 銀燈、化學燈、碳弧燈、氙燈、金屬i素燈、螢光燈、鎢 絲燈、太陽光等。照射量係例如可舉以5〜20,OOOJ/m2為佳, 進一步以100〜10,000J/m2的範圍為佳。 活性能量射線照射可在大氣環境下進行,亦可在非活 性氣體環境下進行。作為非活性氣體者,可舉氮、二氧化 碳等。在非活性氣體環境下的活性能量射線照射,以硬化 性之點而言很適宜。 【實施例】 以下,舉實施例進一步詳細說明本發明。又,在未另 行記述的情況下,「份」及「%」係顯示「質量份」及「質 29 201016712 量%」。又’本實施例中的結構解析及測定,除了本說明書 所記載的前述分析裝置以外,再加上依據以下的分析裝置 及測定方法來進行。 (29Si-NMR、^-NIVIR分析) 裝置:曰本電子有限公司(JEOL)製FT-NMREX-400 溶劑:CDC13 内部標準物質:四曱基石夕烧 (傅立葉轉換紅外光譜(FT_IR)分析) 裝置:日本分光社製FT/IR-610 ® (溶解度參數值(SP值)的測定方法) 本實施例中的SP值係指溶解性參數,可藉由簡便的實 測法濁點滴定來測定,並根據下述K W SUH、 J.M.CORBETT 之數式(參考 journai〇f Applied Polymer 8(^1«^,12,2359,1968之記載)所算出之值。 數式 SP=(/Vml · 5 H+/~Vmh · 5 D)/(入 Vml+v^Vmh) 在濁點滴定中,係將試料〇.5g溶解於丙酮l〇ml中,逐 步添加正己烷,讀取在濁點的滴定量H(ml),同樣地讀取在 ® 丙酮溶液中添加脫離子水時的濁點中的滴定量D(ml),將其 等適用於下述式,算出Vml、Vmh、dH、5D。又,各溶 劑之分子容量(mol/ml)係丙酮:74.4、正己烷:130.3、脫離 子水:18,各溶劑的SP係丙嗣:9.75、正己烷:7.24、脫離 子水:23.43。
Vml=74.4xl30.3/((l-VH)xl30.3+VHx74.4)
Vmh=74.4x 18/(( 1 -VD)x 18+VDx74.4) 30 201016712 VH=H/(10+H) VD=D/(10+D) δ H=9.75xl0/(10+H)+7.24xH/(10+H) δ D=9.75x 10/( 10+D)+23.43xD/( 10+D) (實施例1) 在安裝有回流冷卻器、溫度計、空氣導入管、攪拌機 的可分離燒瓶中,置入Glycidyl POSS cage mixture (商品 ©名’ Hybrid Plastics社製)400份及乙酸丁酯600份,在60°C下 一面攪拌一面使之溶解。在此,置入丙烯酸19〇份、甲氧苯 酚1.5份、及溴化四丁銨1〇份,一面吹入乾燥空氣一面在1〇〇 . C使之反應4小時’得到生成物(P1)的非揮發分50%溶液。 作為原材料使用的Glycidyl POSS cage mixture係含有 3-環氧丙氧基丙基籃狀聚倍半矽氧烷’重量平均分子量為 1800 ’環氧當量為168g/eq。 針對生成物(P1)進行29Si-NMR分析之結果,僅確認出 ❹ 來自於鍵結於Sl的3個氧原子全部與其他Si鍵結之T3結構 < 7()PPmj^近之峰值’而未確認出表示財基存在的们或 T2結構。 ,又針對生成物(P1)進行4_NMR分析之結果,確認了 ,自於鍵結於Si的亞甲基之之峰值。又確認了來 Η;埽酿氧基的碳原子·碳原子*飽和鍵之5柳瓜, fp Mppm之蜂值。從該等峰值強度比所計算的丙嫌 :*原子_石反原子不飽和鍵與鍵結於 之莫 耳比率為1.07〇 (簟;^:屮玄 、兴斗比率之所以超過1.00,是為了促進兩 31 201016712 稀酸的加歧應,㈣剩摻制雜的料 出歸屬於環氧基的峰值。又,環氧當量為H)_g/eq^ 又,針對生成物(P1)進行FT_IR分析的結果,破認出在 屬原材料之Glyeidyl P〇ss eage 中未確認的歸屬於 羥基之3500cm-1附近的寬廣峰值。 又,針對生成物(P1)進行GPC分析之結果,重量平均分 子量係2,700。
根據針對生成物(P1)之前述29si_NMR、丨h_nmr、 FT-IR、GPC的結果’確認生成物(ρι)是以(RSsi〇“。[R8係 以下述式(IX)所表示的結構,m=l〇,n=〇,p=〇,m+n+P=l〇。] 【化4】
OH 一(IX)
所表示的倍半矽氧烷化合物佔了 55%以上(55〜6〇%。推測剩 餘的成分為梯狀結構、隨機結構縮合體及其他籃狀結構。) 之重量平均分子量2,700的倍半矽氡烷化合物。所得到的倍 半矽氧烷化合物之SP值為12.3。 (實施例2) 在安裝有回流冷卻器、溫度計、空氣導入管、攪拌機 之可分離燒瓶中,置入Epoxycyclohexyl POSS Cage Mixture(商品名,Hybrid Plastics社製)400份及丙二醇單甲醚 乙醯酯600份,於60°C —面攪拌一面使之溶解。在此,置入 甲基丙烯酸210份、甲氧苯酚1.5份、及溴化四丁銨1〇份, 32 201016712 一面吹入乾燥空氣一面在l〇〇°C使之反應48小時,得到生成 物(P2)之非揮發分50%溶液。 作為原材料使用的Epoxycyclohexyl POSS Cage Mixture係含有2_(34_環氧環己基)乙基之籃狀聚倍半矽氧 烧’重量平均分子量為2,200,環氧當量為178g/eq。 針對生成物(P2)進行29Si-NMR分析的結果,僅確認了 來自鍵結於Si的3個氧原子全部與其他Si鍵結之T3結構之 •70pPm附近之峰值,而未確認出表示羥矽基之存在的T1或 T2結構。 又’針對生成物(P2)進行1H-NMR分析之結果,確認了 來自於鍵結於Si的亞甲基之0.6ppm之峰值。又,確認了來 自於甲基丙烯醯氧基的碳原子-碳原子不飽和鍵之 5-5ppm、6.1ppm之峰值。從該等峰值強度比所計算之甲基 丙烯酿氧基之碳原子-碳原子不飽和鍵與鍵結於Si之亞甲基 之莫耳比率為1.05。(莫耳比率之所以超過l.oo是為了促進 曱基丙烯酸之加成反應,而過剩摻混甲基丙烯酸的緣故。) 又’未確認出歸屬於環氧基的峰值。又,環氧當量為 10,000g/eq以上。 又’針對生成物(P2)進行FT-IR分析之結果,確認出在 屬原材料之Epoxyeyclohexyl POSS Cage Mixture中未確認 出之歸屬於羥基之3500cm·1附近的寬廣峰值。 又,針對生成物(P2)進行GPC分析的結果,重量平均分 子量為3,500。 根據針對生成物(P2)之前述29Si-NMR、W-NMR、 33 201016712 FT-IR、GPC之結果,確認了生成物印2彳具八β,
(R9Si〇3/2)8、I 所表示之結;j (R9Si03/2)剎 中,m=12, 【化5】
所表示之倍半矽氧烷化合物之混合物佔了 55%以上 (55〜60%。推測剩餘的成分為梯狀結構、隨機結構縮合體及 其他的籃狀結構y之重量平均分子量3,5〇〇的倍半矽氧烷化 合物。所得到的倍半矽氧烷化合物之SP值為12.1。 (實施例3) . 在安裝有回流冷卻器、溫度計、攪拌機的可分離燒瓶 中’置入KBM_4〇3(商品名,信越化學工業社製,弘環氧丙 氡丙基三曱氧基矽烷)1〇8份、丙烯酸35份、對苯二酚L5份、 參 及溴化四丁錢5份,一面吹入乾燥空氣一面在i〇〇°c使之反 應24小時’得到生成物(P3)。在安裝有回流冷卻器、溫度計、 授拌機的可分離燒瓶中,加入甲苯3〇〇份、氫氧化四丁銨 40%甲醇溶液30份、及脫離子水12份,以冰浴冷卻至2。(:。 在此,投入業已混合四氫呋喃300份與生成物(P3)143份的溶 液’於20。(:使之反應24小時。將生成物投入業已激烈攪拌 之脫離子水中使之凝聚後,將沉澱物以傾析法回收,以脫 34 201016712 離子水洗淨。24小時減壓乾燥後,溶解於丙二醇單甲醚乙 醯酯100份,得到生成物(P4)之非揮發分50%溶液。 針對生成物(P4)進行29Si-NMR分析之結果,確認了來 自於鍵結於Si之3個氧原子全部與其他Si鍵結之T3結構之 -70ppm附近的峰值、與來自具有i個羥矽基之丁2結構之 _59ppm的峰值。 該等峰值之積分強度比為90/10。 _ 又’針對生成物(P4)進行iH_NMR分析的結果,確認了 來自於鍵結於Si的亞甲基之0.6ppm之峰值。又,確認了來 自於丙稀酿氧基之碳原子-碳原子不飽和鍵之59ρριη、 : 6Jppm、6 4ppm之峰值。從該等峰值強度比所計算的丙烯 醯氧基之碳原子-碳原子不飽和鍵與鍵結於以之亞甲基之莫 耳比率為1.06。(比率之所以超過100是為了促進丙烯酸之 加成反應,而過剩摻混丙烯酸的緣故。)又,未確認出歸屬 於環氧基之峰值❶又’環氧當量為1〇〇〇〇g/eq以上。 ® 又’針對生成物(P4)進行FT_IR分析的結果,確認出歸 屬於羥基之3500cm·1附近的寬廣峰值。 又’針對生成物(P4)進行GPC分析的結果,重量平均分 子量為2,000。 針對生成物(P4)之前述29Si_NMR、iH_NMR、ft_ir、 GpC的結果,確認生成物(p4)是以(R丨〇si〇3/2)8[R丨〇係以下述 、(^^)所表不的結構 ’ rn=8,n=0,p^O,m+n+p=8。]
35 201016712 【化6】 广。八八一(以)
OH 所表示的倍切氧烧化合物佔了 75%以上(75〜8g% ^推測剩 餘的成分為梯狀結構、隨機結構縮合體及其他籃狀結構。) 之重量平均分子量2,GGG的倍半;^氧烧化合物。所得到的倍 半石夕氧院化合物之SP值為12.5。 (實施例4) 與實施例3同樣地合成生成物(P3)a在安裝有回流冷卻 器、/BL度计、授拌機的可分離燒瓶中置入生成物(p3)8〇份、 KBM-5103(商品名,信越化學工業社製,3_丙烯醯氧丙基三 甲氧基矽烷)61份、甲苯1300份、甲氧苯酚〗.〇份、及脫離子 水30份’在乾燥空氣的氣泡下一面攪拌一面升溫至8(rc。 保持此狀態進行6小時攪拌之後’取下回流冷卻器,安裝水 刀離益使之升溫至甲苯的〉弗點,一面使甲笨回流一面回 收水分。持續1 〇小時進行該操作之後,確認已無水分餾出, 使反應結束。進行減壓蒸餾而餾去甲笨之後,投入乙二醇 單丁喊105份’得到生成物(P5)之非揮發分50%溶液。 針對生成物(P5)進行29Si-NMR分析的結果,確認了來 自於鍵結於Si之3個氧原子全部與其他Si鍵結之T3結構之 -70ppm附近的峰值 '與來自具有丨個羥矽基之T2結構之 -59ppm的峰值。 該等峰值的積分強度比為90/10。 36 201016712 又,針對生成物(P5)進行1H_NMR分析的結果,確認了 來自於鍵結於Si的亞甲基之0.6ppm之峰值。又,確認了來 自於丙烯醯氧基之碳原子-碳原子不飽和鍵之59ppm、 6.1PPm、6.4PPm之峰值。從該等峰值強度比所計算的丙烯 醯氧基之碳原子-碳原子不飽和鍵與鍵結於^之亞甲基之莫 耳比率為1.02。又,未確認出歸屬於環氧基之峰值。又, 環氧當量為10,000g/eq以上。 又,針對生成物(P5)進行FT_IR分析的結果,確認出歸 屬於羥基之3500cm_1附近之寬廣峰值。 又,針對生成物(P5)進行GPC分析之結果,重量平均分 子量為3,000。 針對生成物(P5)之前述29si_NMR、h-NMR、 FT-IR、GPC的結果,確認生成物(p5)是以 (RUSiOwMRUsiO3^!^丨係以下述式(Ιχ)所表示的結構, R12係以下述式(XI)所表示的結構’ m=5,η=〇,ρ=5, m+n+p=l〇 〇 ] 【化7】 Ο X广一 (|χ)
OH 【化8】
—(XI) 所表不的倍半矽氧烷化合物佔了 55°/d以上(55〜60°/〇。推測剩 37 201016712 餘的成分為梯狀結構、隨機結構縮合體及其他籃狀結構。) 之重量平均分子量3,0〇〇的倍半矽氧烧化合物。所得到的倍 半矽氧烷化合物之SP值為1〇.8。 (實施例5) 在安裝了回流冷卻器、溫度計、攪拌機的可分離燒瓶 中,置入KBM-403 565份、2-丙酵2,260份、氟化四丁敍2.〇 份、及脫離子水65份,在氮氣流下一面攪拌一面以加熱套 升溫至6(TC。於60。(:使之反應1〇小時後,藉由減壓蒸餾, 除去水、甲醇及2-丙醇。於此添加丙二醇單甲_乙醯醋6〇〇 參 份’得到生成物(P6)的非揮發分40%溶液。 接著,在安裝了回流冷卻器、溫度計、攪拌機的可分 離燒瓶中’置入前述生成物(P6)的非揮發分40%溶液1,〇〇〇 份、丙烯酸190份、甲氧苯酚h5份、及溴化四丁銨1〇份, 一面吹入乾燥空氣一面在1〇〇〇c使之反應24小時,得到生成 物(P7)的非揮發分50%溶液。 針對生成物(P6)進行29Si-NMR分析的結果,確認了來 自於鍵結於Si之3個氧原子全部與其他Si鍵結之T3結構之 Ο -7〇ppm附近之峰值。又,該峰值的積分強度比率在卯%以 上確⑽獲得丁3結構的比率高的倍半石夕氧院。又,稍微破 認出來自於鍵、结於8(之3個氧原子其中2個與其他&鍵結、而 1個為羥矽基之T2結構之_59ppm附近的峰值。 又,針對生成物(P6)進行1 H-NMR分析的結果,確認出 來自於鍵結於Si的亞甲基之06ppm之峰值、來自於環氧基 之2.6ppm 2.8ppm、3.1ppm之峰值。從該等峰值的比率求 38 201016712 得的環氡基/Si之莫耳比率為ι,οο。 又’針對生成物(Ρ6)進行FT-IR分析的結果,確認出歸 屬於SMD'Si鍵結的1100cm·1與1050cm·1附近之吸收。另一方 面’幾乎沒有歸屬於羥矽基之35〇〇cm-i附近的吸收。又, 確認出歸屬於環氧基的910cm·1附近之吸收。生成物(P6)的 環氧當量為I68g/eq。 又’針對生成物(P6)進行凝膠滲透層析法(GPC)分析的 φ 結果’確認出聚笨乙烯換算分子量分別為2,800、2,000、 1,200之峰值。推定其中最大尖銳之成分之分子量12〇〇的峰 值係知屬於8量體[(RSi〇3/2)8] ’該成分佔全體的比率在70質 量%以上。生成物(p6)的重量平均分子量為175〇。 依據針對生成物(P6)之上述29Si-NMR、h-NMR、 FT_IR、GPC的結果,確認生成物(P6)是以(R13Si03/2)8[R13 係表不3-環氧丙氧丙基。]所表示的倍半矽氧烷化合物佔了 7〇貝量/°以上之重量平均分子量1J50的倍半矽氧烷化合 φ 物又,生成物(P6)中,有些微的梯狀結構或不完全籃狀結 構混在。 接著,針對生成物(P7)進行29Si_NMR分析的結果,僅 確認出歸屬於丁3結構之-7〇ppm附近之峰值。 針對生成物(P7)進行1H-NMR分析的結果,確認出 來自於鍵結於Si的亞甲基之〇 6ppm之峰值。又確認出來 自於丙烯酿氧基之碳原子碳原子不飽和鍵之5 9鹏、 6.1,、6.4ppm之峰值。從該等峰值強度比所計算的丙烯 酿氧基之碳原子_碳原子不飽和鍵與鍵結於幻之亞甲基之莫 39 201016712 耳比率為莫耳比率之所以超過UK)是為了促進丙稀 酸之加成反應,而過剩摻混丙稀酸的緣故。)又在生成物 (P6)的分析中所確認的來自環氧基之峰值消失。又,環氧當 量在10,000g/eq以上。 又,針對生成物(P7)進行FT_IR分析的結果,確認出在 生成物(P6)的分析中未確認出的歸屬於羥基之35〇〇cm_、4 近的寬廣峰值。
又,針對生成物(P7)進行GPC分析的結果,重量平均分 子量為2,600。 根據針對生成物(P7)之前述29Si-NMR、iH-NMR、 FT-IR、GPC的結果,確認了 生成物(P7)是以(Ri4si〇3/2)8[Ri4 係以下述式(IX)所表示的結構,m=8,n=0,p=〇,m+n+p=8。J 【化9】
OH —(IX)
所表示的倍半矽氧烷化合物佔了 70質量%以上(70〜75%。推 測剩餘的成分為梯狀結構、隨機結構縮合體及其他籃狀結 構。)之重量平均分子量2,600的倍半矽氧烷化合物❶所獲得 的倍半矽氧烷化合物之SP值為12.3。 實施例1〜5的結果彙整於表1、表2。 40 201016712 【表1】
實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 實施例5 生成物是單一 組成的化合物 或混合物 混合物 混合物 混合物 混合物 混合物 混合物中的主 成分(說明書中 的記載) (i)(R8Si03/2),〇 (i) (R9Si03/2)8、 (ii) (R9SiO3/2)10、 (iii) (R9Si〇3/2),2 (i)(R10SiO3/2)8 (i)(RnSi〇3/2) 5(R12Si03/2)5 (i)(R14Si03/2)8 混合物中的主 成分之m + n + p 及m、η、p (i)m+n+p=10 、且 m=10、η =0、ρ=0 (i) m+n+p=8、且 m=8、n=0、p=0 (ii) m+n+p=10、 且 m=10、n=0、 p=0 (iii) m+n+p=12、 且 111==12、n=0、p=0 (i)m+n+p=8、 且 m=8、n=0 、p=0 (i)m+n+p=10、 且 m=5、n=0、 p=5 (i)m+n+p=8、 且 m=8、n=0、 p=0 混合物中的主 成分之存在量 55質量%以上 (5 5 〜60%) (i)+(ii)+(iii)為 55質量。/〇以上 (55 〜60%) 75質量%以上 (75 〜80%) 55質量%以上 (55-60%) 70質量%以上 (70 〜75%) 混合物的重量 平均分子量(Μ w) 2700 3500 2000 3000 2700 n=0的理由 (環氧基不存在 的鑑定) 分析中, .鍵結於Si之亞甲基與丙烯醯氧基的比率為約1.0 •無顯示環氧基存在的峰值 •環氧當量在l〇〇〇〇g/eq以上(表示幾乎不存在) 備註 p=0的理由 未推混 主成分的m之 鑑定 η、p之鑑定及GPC之峰值的分子量 主成分的m + n +p之鑑定 GPC之峰值的分子量 主成分的存在 量之鑑定 GPC之面積 41 201016712 【表2】 實施例5 針對P6 生成物是單一 組成的化合物 或混合物 混合物 混合物中的主 成分(說明書 中的記載) (i)(R13Si〇3/2)8 混合物中的主 成分之m+n+p 及m、η、p (ii)m+n+p=8、且 m=0、n=8、p=0 混合物中的主 成分之存在量 70質量%以上 混合物的重量 平均分子量 (Mw) 1750 關 於 鑑 定 環氧基的存 在之鑑定 ❿在1H-NMR分析中, •鍵結於Si之亞曱基與 環氧基的比率為約1.0 •環氧當量為168g/eq (理論上,不會產生環 氧基消滅的副反應) P=0的理由 未摻混 m=0的理由 未摻混丙烯酸等 主成分的n=8 的理由 η、p之鑑定及GPC之 峰值的分子量 主成分的m+ n+p之鑑定 GPC之峰值的分子量 主成分之存 在量的鑑定 GPC之面積 針對P7 生成物是單一 組成的化合物 或混合物 混合物 混合物t的主 成分(說明書中 的記載) (i)(R14Si03/2)8 混合物中的主 成分之m+n + p 及m、η、p (i)m+n+p=8、且 m=8、n=0、p=0 混合物中的主 成分之存在量 70質量%以上 (70 〜75%) 混合物的重量 平均分子量 (Mw) 2600 關 於 鑑 定 n=0的理由(環 氧基不存在之 鑑定) 參在1H-NMR分析中, •鍵結於Si之亞甲基與 丙烯醯氧基的比率為約 1.0 •無表示環氧基之存在 的峰值 參環氧當量為l〇〇〇〇g/eq 以上(表示幾乎沒有) P=0的理由 未摻混 主成分的m=8 的理由 以P6為原料,成為n=0、 及GPC之峰值的分子量 主成分的m+n +p之鑑定 GPC之峰值的分子量 主成分之存在 量的鑑定 GPC之面積 以實施例所製造的倍半矽氧烷之主成分為籃狀,故僅 表記主成分時,m+n+p係以整數(8、10、12等)來表示。主 成分為T8、T10、T12等結構之哪一者係由GPC峰值的分子 量獲知。又,主成分的混合物中之存在量係由GPC之面積 獲知。 42 201016712 (比較例1) 在安裝有回流冷卻器、溫度計、攪拌機的可分離燒瓶 中,置入甲苯300份、氫氧化四丁銨40%曱醇溶液30份、及 脫離子水12份,以冰浴冷卻至2°C。在此添加四氫呋喃300 份進行稀釋後,投入KBM-5103 110份,在20°C使之反應24 小時。 將生成物投入脫離子水中使之凝聚後,以吸引過濾沉 澱物,以脫離子水洗淨。使之在-2(TC的冷凍庫内凍結,凍 結乾燥24小時後,溶解於丙二醇單甲醚乙醯酯1〇〇份,獲得 生成物(P8)的非揮發分50%溶液。 針對生成物(P8)進行29Si-NMR分析的結果,確認出來 自於鍵結於Si之3個氧原子全部與其他Si鍵結之T3結構之 -70ppm附近的峰值、與來自具有i個羥矽基之T2結構之 -59ppm的峰值。 該等峰值的積分強度比為90/10。 又’針對生成物(P8)進行1H-NMR分析的結果,確認出 來自於鍵結於Si的亞曱基之〇.6ppm的峰值。又,確認出來 自於丙烯醯氧基之碳原子-碳原子不飽和鍵之5.9ppm、 6.1ppm、6.4ppm的峰值。從該等峰值強度比所計算的丙烯 醯氧基之碳原子-碳原子不飽和鍵與鍵結於Si之亞甲基之莫 耳比率為1.00。 又’針對生成物(P8)進行GPC分析的結果,重量平均分 子量為1,500。 針對生成物(P8)之前述29Si-NMR、b-NMR、GPC的結 43 201016712 果’確認生成物(p8)是以(Ri5si〇3/2)8[R15係表示以下述式ρα) 所表示的結構。] 【化10】 --(XI) 所表示的倍半矽氧烷化合物佔了 80%以上(80〜85%。推 測剩餘的成分為梯狀結構、隨機結構縮合體及其他籃狀結 構。)之重量平均分子量1,500的倍半矽氧烷化合物。所得到 的倍半矽氧烷化合物之SP值為9.5。 φ (實施例6) 將實施例1所得到的生成物(Ρ1)之非揮發分50%溶液、 與下述聚合性不飽和化合物(Α1),以生成物(pi)與聚合性不 飽和化合物(Α1)的質量比成為1 : 1混合,於攪拌24小 時,得到混合溶液。藉由評價該混合溶液的相溶性,來評 價以實施例1所得到的生成物(P1)與聚合性不飽和化合物在 溶液狀態下的相溶性。評價係以目測觀察相溶狀態,依據 下述基準進行。評價結果顯示於表1。 參 又’與前述同樣地將生成物(P1)與下述聚合性不飽和化 合物(A2)到(A8)分別混合,得到各個混合溶液。接著,依 據與前述同樣的基準來評價該混合溶液之相溶性。評價、结 果顯示於表1。 <相溶性之判定> A :均勻、透明,相溶性良好 B :有些許闕,或晃動時可看晃,相溶性非屬良好 44 201016712 c:明確地混濁,或可看見分離、凝聚、沉降物、凝膠 化的任一種以上,相溶性差 <聚合性不飽和化合物> A1 : HDDA(商品名,大赛路赛提克社(DAICEL-CYTEC Co.,Ltd.)製’ 1,6-己二醇二丙烯酸酯) A2:阿羅尼克斯M-140(7 口二V夕χΜ-140,商品名, 東亞合成社製,N-丙烯醯氧乙基六氫鄰苯二甲酿亞胺) A3 :阿羅尼克斯M-325[T 口二v夕χΜ-325,商品名, 東亞合成社製,ε_己内酯改質三個(丙烯氧基乙基)異三聚 異氰酸酯] Α4 :三羧甲基丙烷二丙烯酸酯 Α5 :新戊四醇二丙烯酸酯 Α6 ·新戍四醇三丙稀酸酉旨 Α7 .阿羅尼克斯μ_4〇3(7 口二7夕χΜ-403,商品名, 東亞合成社製,二新戊四醇五及六丙烯酸酯) φ Α8 :阿羅尼克斯Μ-1200(7 口二ν夕χΜ-1200,商品 名,東亞合成社製,二官能胺曱酸乙酯丙烯酸酯寡聚物) (實施例7〜10、比較例2) 與實施例6同樣地進行,針對實施例2〜5、比較例丨所得 到的各生成物(Ρ2、Ρ4、Ρ5、Ρ7、ρ8)作成與聚合性不飽和 化合物的混合溶液,評價在溶液狀態中的各生成物之相溶 性。評價結果顯示於表3。 45 201016712 【表3】
一 聚合性不飽和化合物 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 — n 一 A8 實施例6 生成物(P1) A A A A A A A A 實施例7 生成物(P2) A A A A A A A A 實施例8 實施例9 生成物(P4) — · A A A A A A A A 生成物(P5) A A A A A A A A 實施例10 生成物(P7) A A A A A A A A 比較例2 生成物(P8) A l_B C B B ΓΒ B C (實施例11)
針對含有本發明之倍半矽氧烷化合物的活性能量射線 硬化性組成物,評價其混合聚合性不飽和化合物時的相溶 性。以下顯示其試驗方法。
換混以實施例1得到的生成物(P1)之非揮發分5〇%溶液 刚份、聚合性不飽和化合物(A1)5〇份、丨_經基環己基苯 基-鲖(光聚合起始劑)3·0份、及2,4,6-三甲基苯甲醯基-二苯 基-膦氧化物(光聚合起始劑)〇.5份,以乙酸乙酯稀釋非揮發 分30%之後攪拌’作成活性能量射線硬化性組成物。 接著於中間塗佈(intermediate coating)板(註1)上,利用 散佈機,將前述活性能量射線硬化性組成物以乾燥膜厚成 為l〇"m為條件進行塗裝,在8〇°C乾燥10分鐘除去溶劑之 後,利用高壓水銀燈(80W/cm),以照射量2,000mj/cm2照射 紫外線(峰值頂波長365nm) ’使塗膜硬化。利用目測觀察業 已硬化的塗膜外觀,依據下述基準評價相溶狀態。評價結 果顯不於表4。 又’除了以聚合性不飽和化合物(A2)到(A8)各自取代 46 201016712 聚合性不飽和化合物(A1)以外,係與前述同樣地摻混,作 成各自含有各聚合性不飽和化合物(A2)到(A8)的各活性能 量射線硬化性組成物。接著,依與前述同樣的條件作成硬 化塗膜’以目測觀察該塗膜,依據下述基準進行相溶狀態 的評價。 評價結果顯示於表4。 (註1)中間塗佈板:在業已以巴爾磅德# 3020(八小水> 卜# 3020 ’商品名,日本帕卡瀨精社(Nihon Parkerizing
Co.’Ltd.)製,磷酸鋅處理劑)進行化成處理之〇 8xl5〇x7〇mm 的冷軋鋼板上,電鍍塗裝電子GT-l〇(商品名,關西塗料有 限公司(Kansai Paint Co.,Ltd.)製,陽離子電鍍塗料)使膜厚 成為2〇em ’進行17〇ΐχ3〇分燒著乾燥使電鍍塗膜形成。於 該電鍍塗膜上噴霧塗裝WP-300(商品名,關西塗料有限公司 製,水性中間塗佈塗料)使硬化膜厚成為25//111後,以電氣 熱風乾燥器進行140。〇<30分燒著乾燥,作成中間塗佈板。 <相溶性之判定> A :均勻、透明,相溶性良好 B ··有些許混濁,相溶性非屬良好 C:明確地混濁,或可看見凝聚物、碰撞、反撥的任一 種以上,相溶性差 (實施例12〜15、比較例3) 除了利用依實施例2〜5、比較例!所得到的生成物(p2、 P4、P5、P7、P8)之溶液各自取代生成物(pl)的非揮發分5〇% 溶液以外,係與實施例叫樣猶行,魏活性能量射線 47 201016712 硬化性組成物。接著,依據與實施例丨丨同樣的條件使該活 性能量射線硬化性組成物硬化,作成業已硬化之塗膜,評 價其與聚合性不飽和化合物混合時的相溶性。評價結果顯 不於表4。 【表4】 J J合性不飽和化合物 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 實施例77] 生成物(P1) A A A A A A A A 實施例12 生成物(P2) A A A A A A A A 實施例13 生成物(P4) A A A A A A A A 實施例14 — 生成物(P5) A A A A A A A A A 實施例15 —-- 生成物(P7) A A A A A A 比較例3 P生成物(P8) A C C C C C C c (實施例16〜22) 依據與實施例11中的活性能量射線硬化性組成物之作 成方法、硬化塗膜之作成方法同樣地進行,作成表3所顯示 之摻混的活性能量射線硬化性組成物,在中間塗佈板(兮1) 上形成乾燥膜厚10/Z m的硬化塗膜,得到試驗板。針对所得 到的各試驗板,評價耐擦傷性、耐候性。評價結果顯示、 表5。 不於 <耐擦傷性> 於各塗臈搓磨市售的鋼絲絨(#〇〇〇〇),以目測觀察 膜’依據下述基準評價。 A :無痕跡、龜裂、剝離,或僅有些許痕跡,在實用 不構成問題 48 201016712 B:可看出痕跡 c:可看見龜裂、剝離、顯著痕跡等 <耐候性> 針對所得到的各試驗板,利用日照耐候性能試驗器, 進订1000小時試驗後,以目測觀察塗膜,依據下述基準評 價。 A:無異常、或僅看到些微膨脹、變色、色澤變化、剝 % 離等,在實用上不構成問題 B ··看得出膨脹、變色、色澤變化、剝離等 C :明顯看見膨脹、變色、色澤變化、剝離等 【表5】 實施 例16 實施 例17 實施 例18 實施 例19 實施 例20 實施 例21 實施 例22 P1 50 50 50 P2 50 活 性 能 生成物 P4 50 P5 50 源 P7 50 線 硬 聚合性 A2 50 50 50 化 性 組 不飽和 化合物 A3 50 50 A8 50 50 成 物 1-羥基-環己 基-苯基-明 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 2,4,6-三甲基 苯曱醯基-二笨 基-膦氧化物 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 耐擦傷性 A A A A A A A - 财候性 A A A A A A A 摻混中的數值表示非揮發分 49 201016712 I:圖式簡單說明3 第1圖中顯示了梯狀結構(Ladder Structure)、籃狀結構 (Cage Structure)、隨機結構縮合體(Random Structure)之 例。第1圖中,R係表示直接鍵結於矽原子的有機基。 【主要元件符號說明】 (無)
50

Claims (1)

  1. 201016712 七、申請專利範圍: !.-種倍半魏故合物,係具有直接鍵結於⑦原子之有 機基者,其特徵在於,前述直接鍵結於矽原子 =少1個為具有二級羥基及〗個(甲基)丙烯酿 塊 2.如申請專利範圍第丨項之倍半矽氧烷化合物,係以 通式(I)表示者: ' Αύ
    (R1Si03/2)m(R2Si〇3/2)n(R3Si〇3/2)p ⑴ [式(I)中’R1為具有二級經基及^固(甲基)丙烯随& 基之有機基,R2為具有環氧基之有機基,R3為具有&风 子、碳數1〜30之取代或非取代之1價烴基、乙烯基之有 機基、或(甲基)丙稀醯氧炫基(烧基的碳數為丨〜3), 1 卫' R、R2、R3各自可相同或相異,以上的整數, η為 〇以上的整數’ Ρ為〇以上的整數,且m+n+p為4以上的磐 數]。 3.如申請專利範圍第1或2項之倍半矽氧烷化合物,其重量 平均分子量為1,000〜1 〇〇,〇〇〇。 4·如申請專利範圍第2或3項之倍半矽氧烷化合物,其中在 前述通式(I)中,R1是以下述通式(II)或(III)所表示的有機 基: 【化11】 51 201016712
    —(II) (III) [式(II)中,R4表示氫原子或甲基,R5表示碳數卜1〇 的2價烴基,式(III)中,R6表示氫原子或甲基,表一、 碳數1〜10的2價烴基]。 5. —種活性能量射線硬化性組成物,係含有如申請專利範 圍第1〜4項中任一項之倍半矽氧烷化合物、及光聚人起 始劑。 6. 如申請專利範圍第5項之活性能量射線硬化性組成物 其更含有聚合性不飽和化合物。 7·如申請專利範圍第6項之活性能量射線硬化丨生組成物 其中前述聚合性不飽和化合物係選自於由〜+ P 疋醇與(甲
    基)丙烯酸的酯化物、多元醇與(甲基)丙烯酸的自旨化物 胺甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯樹脂、環氧(甲基)丙稀酸^ 樹脂或聚酯(甲基)丙烯酸醋樹脂所構成之群。 8.如申請專利範圍第6項之活性能量射線硬化性組成物, 其中,一元醇與(曱基)丙烯酸的酯化物係選自於由:(甲 基)丙稀酸甲酯、(甲基)丙稀酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙 酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丁醋、(甲基) 丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸三級丁酯、(甲基)丙稀酸 新戊酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸四氫吱喃 52 201016712 酯、(甲基)丙烯酸異莰酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基) 丙烯酸苄酯、N-丙烯醯氧基乙基六氫鄰苯二甲醯亞胺所 構成之群, 多元醇與(曱基)丙烯酸的酯化物係選自於由:乙二 醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(曱基)丙烯酸酯、三 乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸 酯、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基) 丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(曱基)丙烯酸酯、二(曱基)丙烯 酸甘油酯、三羧甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇 二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇二(甲基)丙烯酸 酯、雙酚A乙烯氧化物改質二(曱基)丙烯酸酯等的二(甲 基)丙烯酸酯化合物;三(甲基)丙烯酸甘油酯、三羧曱基 丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羧甲基丙烷丙烯氧化物改質 三(甲基)丙烯酸酯、三羧甲基丙烷乙烯氧化物改質三(甲 基)丙烯酸酯、新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、ε-己内酯 改質三個(丙烯醯氧基乙基)異三聚異氰酸酯等的三(曱 基)丙烯酸酯化合物;新戊四醇四(曱基)丙烯酸酯等的四 (曱基)丙烯酸酯化合物;其他的二新戊四醇五(甲基)丙 烯酸酯、二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯所構成之群。 53
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