[发明专利]常温固化型硬涂组合物

说明书

本发明提供一种室外的作业性优异、在常温下固化、提高塑料基材的表面硬度的用于替代玻璃的常温固化型硬涂组合物。所述常温固化型硬涂组合物的特征在于，至少含有(A)具有下述式(1)所示的结构的聚硅氮烷化合物和(B)烷氧基硅烷化合物，所述烷氧基硅烷化合物中的烷氧基的数目[b]与所述聚硅氮烷化合物中的Si‑H键的数目[a]之比在[b]/[a]＝1.5～3的范围内。[化学式1]

技术领域

本发明涉及一种常温固化型硬涂组合物。

背景技术

以聚碳酸酯或丙烯酸树脂等为代表的塑料在韧性、轻量性、加工成 型性上优于玻璃，因此在各领域中，将使用玻璃的构件替换为塑料的尝 试越来越明显。由于玻璃对可见光的透射性良好，因此被广泛地用作以 住宅的窗户为首的用于确认相反侧的情况的构件。然而，尽管玻璃因坚 固而具有不易划伤的优点，但已知玻璃脆弱故而会因强烈冲击而破裂， 在有些情况下碎屑会飞散，造成严重伤害。为了弥补该缺点而在玻璃中 夹入防飞散膜的结构的防飞散玻璃等也是众所周知的。然而，防飞散玻 璃只能使玻璃不易飞散，并不能改善冲击所导致的破裂。此外，玻璃的 成型温度非常高，加工性比塑料差，为了加工成精巧的设计需要非常高 昂的加工费用。因此，还存在难以作为常用产品以低价大量生产的问题。

另一方面，作为玻璃替代材料而正在得到普及的聚碳酸酯、丙烯酸 树脂等塑料材料在上述方面与玻璃相比具有优势。然而，其表面硬度比 玻璃低，存在容易划伤等实际应用上的严重缺点。例如，在室外使用时 容易因车辆引起的飞石而产生划痕，在人直接接触的部位容易产生由指 甲引起的划痕。

为了解决该问题，以往使用了一种用坚硬的硬涂层覆盖塑料材料的 表面以提高表面硬度而使其不易被划伤的方法。报道过几例这种以用作 玻璃替代材料为目的的透明硬涂层。例如，报道过作为顶涂层而使用由 混合有二氧化硅微粒的环氧类硅烷、丙烯酸类硅烷、烷氧基硅烷等形成 的硬涂层的实例(例如，专利文献1)。然而，该方法必须有加热固化工序， 所以难以在室外等进行施工，因而不现实。此外，报道过将鳞片状的金 属氧化物微粒用于顶涂层的方法(例如，专利文献2)，但该方法为了固化 而具有微波等能量射线的照射工序，因此存在在室外的涂装困难、固化 后的硬度不足的问题。

还报道过为了提高硬度而通过CVD在顶涂层上形成致密的二氧化 硅的方法(例如，专利文献3)。然而，通过CVD形成二氧化硅膜也是批 量生产、或需要数百摄氏度的高温，因此对于室外涂装的用途而言，生 产率低且不现实。

此外，作为形成高硬度的涂膜的方法，有一种将聚硅氮烷水解而玻 璃化的方法。固化后形成完整的二氧化硅玻璃的全氢聚硅氮烷不仅具有 足够高的涂膜硬度，而且只要添加固化催化剂就会在常温下固化(例如， 专利文献4～6)。然而，由于固化时的体积收缩(固化收缩)大，因此如果 以不产生龟裂的方式进行涂布，则膜厚会变成约1μm以下。在基材的硬 度高的情况下没有问题，但是当涂布于塑料材料这种比较柔软的材料时， 存在基材会因固化收缩而凹陷，不能呈现涂膜原有的硬度的问题。为了 解决该问题，可以通过使用引入了甲基等有机基团的有机聚硅氮烷来降 低固化收缩，由此临界膜厚随着有机基团的引入量而大幅提高，并且可 以通过厚膜化来减少基材的凹陷。然而，引入了有机基团的聚硅氮烷比 全氢聚硅氮烷稳定，即使添加固化催化剂也难以在常温下固化。尽管可 以在有机聚硅氮烷结构中加成胺类化合物而在较低的温度下固化，但其 硬度不足，作为聚碳酸酯等塑料上的硬涂层的效果较弱。

因此，为了解决上述技术问题，要求开发一种设想在室外的涂装而 在常温附近固化、可见光透射性如玻璃般优异、并且固化后表现出对在 室外使用塑料材料而言足够的硬度的常温固化型硬涂组合物。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-066886号公报

专利文献2：日本特开2013-170209号公报

专利文献3：国际公开第2017/115819号

专利文献4：日本特开2012-007119号公报