JP7234807B2 - Water- and oil-repellent film composition and its use - Google Patents
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Description
本明細書は、耐熱性に優れる撥水撥油膜組成物及びその利用に関する。 The present specification relates to a water- and oil-repellent film composition having excellent heat resistance and its use.
防汚性などを発揮できる撥水撥油膜を形成する材料として、シリコーン樹脂やテフロン(登録商標)などのフッ素樹脂の樹脂系材料やセラミックス系材料が知られている。樹脂系材料は、コーティング加工が容易であるため、種々の被加工体へのコーティングが可能である。例えば、オーブンなどの調理器具、コンロ周辺の器具、エンジン・車両マフラー周辺の部品、暖房器具及び給湯器などにおいては、反復される加熱ごとに防汚性が維持される必要がある。 As materials for forming a water- and oil-repellent film capable of exhibiting antifouling properties, resin-based materials such as silicone resins and fluorine resins such as Teflon (registered trademark) and ceramic-based materials are known. Since resin-based materials are easy to process for coating, various objects to be processed can be coated with the resin-based materials. For example, cooking utensils such as ovens, appliances around stoves, parts around engine/vehicle mufflers, heaters, water heaters, etc. need to maintain antifouling properties after repeated heating.
こうした樹脂系材料による被膜の耐熱温度は、概して300℃未満であるため、用途が限定されている。そこで、より優れた耐熱性が求められるようになってきている。こうした被膜材料として、例えば、シロキサン結合による三次元架橋構造体であって、その終端において、ヒドロキル基をメチル基でキャッピングした材料が開示されている(特許文献1)。この材料によれば、500℃で24時間加熱後も、一定の撥水性及び撥油性を備えていることが記載されている。 Since the heat-resistant temperature of a film made of such a resin-based material is generally less than 300° C., its application is limited. Therefore, there is a growing demand for better heat resistance. As such a film material, for example, a three-dimensional crosslinked structure by siloxane bonds, and a material in which a hydroxyl group is capped with a methyl group at the end thereof is disclosed (Patent Document 1). This material is described as having constant water and oil repellency even after being heated at 500° C. for 24 hours.
また、親水性組成物としてジイソシアネートと、疎水性組成物として両末端アミン変性ポリシロキサンと水酸基変性ポリシロキサンとを、グリシジル基を有する籠型ポリシロキサンで架橋した材料も開示されている(特許文献2)。この材料が撥水性撥油性を備えるほか、分解温度が300℃程度であることが記載されている。 Also disclosed is a material obtained by cross-linking a diisocyanate as a hydrophilic composition and a polysiloxane modified with amines at both ends and a polysiloxane modified with hydroxyl groups as a hydrophobic composition with a cage polysiloxane having a glycidyl group (Patent Document 2). ). It is described that this material has water and oil repellency and a decomposition temperature of about 300°C.
一方、優れた耐熱性材料として、シロキサン結合による三次元架橋構造を有するシルセスキオキサンが知られている(特許文献3、4)。かかるシルセスキオキサンは、5%重量減少率が1000℃以上であることが記載されている。 On the other hand, silsesquioxane having a three-dimensional crosslinked structure by siloxane bonds is known as an excellent heat-resistant material (Patent Documents 3 and 4). It is described that such silsesquioxane has a 5% weight loss rate of 1000° C. or higher.
上記特許文献1に開示される被膜は、重合可能なアルコキシ基を有しかつメチル基を有するシラン化合物を酸又はアルカリを触媒として含む溶液を一定時間室温で重合させて得られるポリシロキサンの前駆体溶液とし、この前駆体溶液をコーティングして得られている。有機シラン化合物の加水分解反応を調整することは困難であるため、酸又はアルカリなどの触媒は必須であるが、このような触媒を含む溶液を被加工体に適用することは、溶液移送設備やコーティング設備の腐食など設備上の問題のほか、作業環境の安全管理上の問題がある。 The film disclosed in Patent Document 1 is a polysiloxane precursor obtained by polymerizing a solution containing a silane compound having a polymerizable alkoxy group and a methyl group with an acid or alkali as a catalyst at room temperature for a certain period of time. A solution is obtained by coating this precursor solution. Since it is difficult to adjust the hydrolysis reaction of the organic silane compound, a catalyst such as an acid or an alkali is essential. In addition to equipment problems such as corrosion of coating equipment, there are also safety management problems in the working environment.
また、上記特許文献1の技術においては、上記メチル基が耐熱防汚性に貢献しているが、概して分子量が小さく、アルコキシ基やシラノール基が多数残存している。したがって、膜形成時には、これらが縮合することで応力が大きくなり、割れやすく剥離しやすい膜となり、反復する加熱によって膜が破壊され、結果として、高温での防汚性を発揮できない可能性がある。また、上記特許文献1に開示される被膜では、水及びn-ヘキサデカンの接触角が、400℃以上では低下しており、400℃以上での防汚性が懸念される(表1、2等)。
また、上記特許文献2に開示される被膜は、300℃以上で分解してしまうため、材料自体の耐熱性が確保されているとは言えず、また、耐熱防汚性があるともいえなかった。
In addition, in the technique of Patent Document 1, the methyl group contributes to the heat resistance and antifouling property, but the molecular weight is generally small and many alkoxy groups and silanol groups remain. Therefore, when the film is formed, the stress increases due to the condensation of these elements, resulting in a film that is easily cracked and easily peeled off, and that the film is destroyed by repeated heating. . In addition, in the coating disclosed in Patent Document 1, the contact angles of water and n-hexadecane are decreased at 400° C. or higher, and there is concern about the antifouling property at 400° C. or higher (Tables 1, 2, etc.) ).
In addition, since the film disclosed in Patent Document 2 decomposes at 300° C. or higher, it cannot be said that the heat resistance of the material itself is ensured, and it cannot be said that it has heat resistance and antifouling properties. .
また、防汚性には、滑液性も貢献する。水や油が滑落しやすいことでこれらの液滴を被防汚表面から容易に移動させることが重要な場合もある。また、こうした膜においては耐摩耗性が不十分な場合もあった。 Synovial properties also contribute to antifouling properties. In some cases it is important to easily dislodge these droplets from the antifouling surface as water and oil tend to slide off. In addition, such films sometimes have insufficient wear resistance.
一方、上記特許文献3、4は耐熱性に優れるポリシロキサン材料に関するものであるが、撥水撥油性については、全く開示されていない。また、これらポリシロキサン材料の組成からみて撥水撥油性を当業者といえども予測することはできなかった。 On the other hand, Patent Documents 3 and 4 relate to polysiloxane materials having excellent heat resistance, but do not disclose water and oil repellency at all. Moreover, even those skilled in the art could not predict the water and oil repellency of these polysiloxane materials in view of their composition.
本明細書は、膜強度、防汚性、耐摩耗性などの使用性及び耐熱性に優れる撥水撥油被膜材料及びその利用を提供する。 The present specification provides a water- and oil-repellent coating material excellent in usability such as film strength, antifouling property and abrasion resistance, and heat resistance, and its use.
本発明者らは、上記課題を解決するために、耐熱性に優れるポリシロキサンに着目し、ポリシロキサンの組成を種々に検討して被膜特性を評価している中で、ポリシロキサンを得るためのモノマーをある種の組成に規定することで、ポリシロキサンの耐熱性を維持しつつ優れた撥水撥油性を発揮する被膜を形成できるという知見を得た。さらに、本発明者らは、ポリシロキサンを得るための酸などの触媒を用いるが、酸による重合後のシロキサン前駆体が、使用性及び耐熱性に優れる撥水撥油膜を提供できるという知見を得た。さらに、本発明者らは、ポリシロキサンにシリコーンオイル及びシリコーンレジンを含有させることで、使用性及び耐熱性に優れる撥水撥油膜を提供できるという知見を得た。本明細書は、これらの知見に基づき以下の手段を提供する。
[1]下記式(1)で表されるA成分シロキサン化合物と、
以下の式(2)で表される、B成分と、
さらに、下記式(3)で表されるC成分と、
とを含有する、撥水撥油膜組成物。
[2]前記A成分と前記C成分との総量に対して前記A成分が5質量%以上95質量%以下であり、
前記A成分と前記C成分との総量に対して前記B成分が1質量%以上50質量%以下である、[1]に記載の組成物。
[3]前記C成分は、重量平均分子量が2,000以上である、[1]又は[2]に記載の組成物。
[4]前記式(1)において、(R3)3SiO1/2の少なくとも一部が、R3の1つが水素原子であり他の2つが炭素原子数1~10のアルキル基であり、少なくとも他の一部が、R3の1つがヒドロシリル化反応な炭素-炭素不飽和結合を有する炭素原子数2~10の有機基であり、他の2つが炭素原子数1~10のアルキル基である、[1]~[3]のいずれかに記載の組成物。
[5]前記式(1)において、前記少なくとも一部の(R3)3SiO1/2のモル数をy1とし、前記少なくとも他の一部の(R3)3SiO1/2のモル数をy2としたとき、(y1+y2)/(v+w+x+y)は0.1以上である、[4]に記載の組成物。
[6]前記(R2)2SiO2/2の少なくとも一部が、R2の1つが水素原子であり他の1つが炭素原子数1~10のアルキル基であり、少なくとも他の一部が、R2の1つがヒドロシリル化反応な炭素-炭素不飽和結合を有する炭素原子数2~10の有機基であり他の1つが炭素原子数1~10のアルキル基である、[1]~[5]のいずれかに記載の組成物。
[7]前記少なくとも一部の(R2)2SiO2/2のモル数をx1とし、前記少なくとも他の一部の(R2)2SiO2/2のモル数をx2としたとき、(x1+x2)/(v+w+x+y)は0.1以上である、[6]に記載の組成物。
[8]R1は、炭素原子数1~10のアルキル基である、[1]~[7]のいずれかに記載の組成物。
[9]x/wは、0.8以上である、[1]~[8]のいずれかに記載の組成物。
[10]前記A成分は、水素原子とヒドロシリル化反応可能な炭素-炭素不飽和結合を有する炭素原子数2~10の有機基とのヒドロシリル化反応に基づくSi-C-C-Rm-Si(Rは炭素原子数1~8の有機基であり、mは0又は1の整数である。)が前記A成分のSiの総モル数の0.05以上0.3以下となるように構成されている、[1]~[9]のいずれかに記載の組成物。
[11]前記A成分において、前記ヒドロシリル化反応な炭素-炭素不飽和結合を有する炭素原子数2~10の有機基に対して理論的に過剰の水素原子のモル数は、Siの総モル数に対して0.1以下である、[1]~[10]のいずれかに記載の組成物。
[12]前記A成分において、少なくとも一部の前記ヒドロシリル化反応な炭素-炭素不飽和結合を有する炭素原子数2~10の有機基と少なくとも一部の前記水素原子とによるSi-C-C-Rm-Si構造(Rは炭素原子数1~8の有機基であり、mは0又は1の整数である。)を形成している、[1]~[11]のいずれかに記載の組成物。
[13]前記A成分の数平均分子量は、500以上2,000以下である、[1]~[12]のいずれかに記載の組成物。
[14]実質的に塩酸又はアルカリを含有しない、[1]~[13]のいずれかに記載の組成物。
[15]ヒドロシリル化を促進する触媒を実質的に含まない、[1]~[14]のいずれかに記載の組成物。
[16][1]~[15]のいずれかに記載の組成物を基材表面に塗布し、前記組成物を加熱して硬化膜を形成する工程、
を備える、前記基材の防汚方法。
[17][1]~[15]のいずれかに記載の組成物を硬化して得られる、撥水撥油膜。
[18]ヒドロシリル化を促進する触媒を用いることなく硬化して得られる、[17]に記載の撥水撥油膜。
[19]加熱室と、
前記加熱室の少なくとも一部であって熱に曝露される要素表面に位置される[17]又は[18]に記載の撥水撥油膜と
を備える、装置。
[20]熱に曝露される表面に位置される[17]又は[18]に記載の撥水撥油膜を備える、構造体。
In order to solve the above problems, the present inventors have focused on polysiloxane that is excellent in heat resistance, and have investigated various compositions of polysiloxane to evaluate film properties. The present inventors have found that by defining a certain composition of the monomers, it is possible to form a film exhibiting excellent water and oil repellency while maintaining the heat resistance of polysiloxane. Furthermore, the present inventors used a catalyst such as an acid to obtain polysiloxane, and obtained the knowledge that the siloxane precursor after polymerization with an acid can provide a water- and oil-repellent film excellent in usability and heat resistance. rice field. Furthermore, the present inventors have found that a water- and oil-repellent film having excellent usability and heat resistance can be provided by incorporating silicone oil and silicone resin into polysiloxane. This specification provides the following means based on these findings.
[1] A component siloxane compound represented by the following formula (1);
A B component represented by the following formula (2),
Furthermore, a C component represented by the following formula (3),
A water-repellent and oil-repellent film composition containing
[2] The A component is 5% by mass or more and 95% by mass or less with respect to the total amount of the A component and the C component,
The composition according to [1], wherein the B component is 1% by mass or more and 50% by mass or less with respect to the total amount of the A component and the C component.
[3] The composition according to [1] or [2], wherein the C component has a weight average molecular weight of 2,000 or more.
[4] in the above formula (1), at least part of (R 3 ) 3 SiO 1/2 , one of R 3 being a hydrogen atom and the other two being alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms; at least one of the other R 3 is an organic group of 2 to 10 carbon atoms having a hydrosilylation-reactive carbon-carbon unsaturated bond, and the other two are alkyl groups of 1 to 10 carbon atoms. The composition according to any one of [1] to [3].
[5] In the formula (1), y1 is the number of moles of the at least part of (R 3 ) 3 SiO 1/2 , and the number of moles of the at least other part of (R 3 ) 3 SiO 1/2 is y2, (y1+y2)/(v+w+x+y) is 0.1 or more.
[6] At least part of (R 2 ) 2 SiO 2/2 has one R 2 being a hydrogen atom, the other being an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and at least the other part being , one of R 2 is an organic group having 2 to 10 carbon atoms and having a hydrosilylation-reactive carbon-carbon unsaturated bond, and the other is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, [1] to [ 5].
[7] When the number of moles of the at least part of (R 2 ) 2 SiO 2/2 is x1 and the number of moles of the at least other part of (R 2 ) 2 SiO 2/2 is x2, ( The composition according to [6], wherein x1+x2)/(v+w+x+y) is 0.1 or more.
[8] The composition according to any one of [1] to [7], wherein R 1 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
[9] The composition according to any one of [1] to [8], wherein x/w is 0.8 or more.
[10] The component A is Si—C—C—R m —Si based on a hydrosilylation reaction between a hydrogen atom and an organic group having 2 to 10 carbon atoms and having a carbon-carbon unsaturated bond capable of undergoing a hydrosilylation reaction. (R is an organic group having 1 to 8 carbon atoms, and m is an integer of 0 or 1.) is configured so that the total number of moles of Si in the A component is 0.05 or more and 0.3 or less The composition according to any one of [1] to [9].
[11] In the component A, the number of moles of theoretically excess hydrogen atoms with respect to the organic group having 2 to 10 carbon atoms and having a carbon-carbon unsaturated bond capable of undergoing hydrosilylation reaction is the total number of moles of Si. is 0.1 or less for the composition according to any one of [1] to [10].
[12] In the component A, at least part of the organic group having 2 to 10 carbon atoms having a hydrosilylation-reactive carbon-carbon unsaturated bond and at least part of the hydrogen atom Si—C—C— The R m -Si structure (R is an organic group having 1 to 8 carbon atoms and m is an integer of 0 or 1). Composition.
[13] The composition according to any one of [1] to [12], wherein the A component has a number average molecular weight of 500 or more and 2,000 or less.
[14] The composition according to any one of [1] to [13], which does not substantially contain hydrochloric acid or alkali.
[15] The composition according to any one of [1] to [14], which is substantially free of a catalyst that promotes hydrosilylation.
[16] A step of applying the composition according to any one of [1] to [15] to a substrate surface and heating the composition to form a cured film;
An antifouling method for the base material, comprising:
[17] A water- and oil-repellent film obtained by curing the composition according to any one of [1] to [15].
[18] The water- and oil-repellent film according to [17], which is obtained by curing without using a catalyst that promotes hydrosilylation.
[19] a heating chamber;
and a water- and oil-repellent film according to [17] or [18] located on a surface of an element that is at least part of the heating chamber and is exposed to heat.
[20] A structure comprising the water- and oil-repellent film of [17] or [18] positioned on a surface exposed to heat.
本明細書の開示は、撥水撥油膜組成物及びその利用を開示する。より具体的には、撥水撥油膜組成物、防汚方法及び撥水撥油膜等を開示する。本開示によれば、温での優れた撥水撥油性を有するとともに、良好な造膜性と、加熱や摩耗に抵抗しうる十分な膜強度を有する撥水撥油膜を提供することができる。さらに、この場合、優れた滑液性を有する撥水撥油膜も提供できるため、優れた撥水撥油性及び耐摩耗性を有するとともに、水分及び油分の優れた除去性及び回収性を有する撥水撥油膜を提供できる。 The present disclosure discloses a water and oil repellent film composition and its use. More specifically, a water- and oil-repellent film composition, an antifouling method, a water- and oil-repellent film, and the like are disclosed. According to the present disclosure, it is possible to provide a water- and oil-repellent film having excellent water- and oil-repellency at high temperatures, good film-forming properties, and sufficient film strength to resist heating and abrasion. Furthermore, in this case, since a water- and oil-repellent film having excellent synovial properties can be provided, it has excellent water- and oil-repellency and abrasion resistance, and also has excellent water and oil removal and recovery properties. An oil-repellent film can be provided.
本組成物は、例えば、コーティング加工性に優れ、400℃以上で24時間加熱後でも優れた撥水撥油性を維持できるなどの特性を発揮することができる。 The present composition can exhibit properties such as, for example, excellent coating workability and ability to maintain excellent water and oil repellency even after being heated at 400° C. or higher for 24 hours.
本明細書に開示される撥水撥油膜組成物(以下、本組成物ともいう。)が含有する、A成分は、本発明者らによれば、膜の耐熱性及び撥水撥油性に優れた貢献を有する、と考えられる。 According to the present inventors, the A component contained in the water and oil repellent film composition disclosed in the present specification (hereinafter also referred to as the present composition) is excellent in heat resistance and water and oil repellency of the film. It is thought that it has a significant contribution.
また、B成分は、本発明者らによれば、成膜物の表面自由エネルギーを低下させて、動摩擦係数を低下させて膜表面に滑液性を付与し、これにより、撥水撥油性に貢献すると考えられる。滑液性の向上は、付着した油分や水分の除去や回収の容易性にも貢献するほか、膜の耐摩耗性にも貢献する。なお、以下に記載するように、B成分による滑液性の向上は、C成分との相乗効果でもある。 In addition, according to the present inventors, the B component lowers the surface free energy of the film, lowers the dynamic friction coefficient, and imparts synovial properties to the film surface, thereby improving water and oil repellency. considered to contribute. Improved synovial properties not only contribute to the ease of removal and recovery of adhered oil and water, but also contributes to the abrasion resistance of the film. In addition, as described below, the improvement of synovial properties by the B component is also a synergistic effect with the C component.
また、C成分は、本発明者らによれば、組成物の良好な造膜性に貢献し、しかも、硬化時及び硬化後の割れや摩耗を抑制して靱性にも優れるという膜強度特性に貢献することがわかった。膜強度特性の向上は、それにより塗膜のキズや剥離が抑制されるため、それ自体撥水撥油性の向上に貢献する。なお、膜の耐摩耗性は、C成分に加えて、B成分による滑液性との相乗効果でもある。 In addition, according to the present inventors, the C component contributes to the good film-forming properties of the composition, and also suppresses cracking and wear during and after curing, and has excellent film strength properties such as excellent toughness. found to contribute. The improvement in film strength properties contributes to the improvement of water and oil repellency per se, because it suppresses scratches and peeling of the coating film. The abrasion resistance of the film is a synergistic effect of the synovial properties of the B component in addition to the C component.
本組成物は、A成分に加えて、B成分及びC成分を含むことで相乗効果を奏する。本組成物は、A成分がB成分及びC成分に対する相溶性をそれぞれ有するために、B成分とA成分とを同時に含有することができる。また、このため、本組成物の製造時には、これらの成分の混合を可能として、成膜性を有する本組成物を得ることができる。これにより、本組成物から得られる膜は、AないしC成分のそれぞれの良好な特性を発揮することができる。 This composition exhibits a synergistic effect by containing the B component and the C component in addition to the A component. The present composition can contain the B component and the A component at the same time because the A component has compatibility with the B component and the C component, respectively. In addition, for this reason, it is possible to obtain the present composition having film-forming properties by allowing these components to be mixed during the production of the present composition. Thereby, the film obtained from the present composition can exhibit good properties of each of the A to C components.
また、B成分が発揮する滑液性とC成分が発揮する造膜性及び耐摩耗性とが、組み合わされて結果として、A成分ともに、高温における良好な膜強度特性及び良好な撥水撥油性に貢献することとなる。 In addition, the synovial properties exhibited by the B component and the film-forming properties and wear resistance exhibited by the C component are combined. will contribute to
本明細書において、炭素-炭素不飽和結合は、炭素-炭素二重結合又は炭素-炭素三重結合を意味する。以下、本開示に関する実施形態として、シロキサン化合物及びその製造方法について説明し、その後、かかるシロキサン化合物又はその硬化物を含む撥水撥油組成物及びその利用について説明する。 As used herein, a carbon-carbon unsaturated bond means a carbon-carbon double bond or a carbon-carbon triple bond. Hereinafter, as embodiments of the present disclosure, a siloxane compound and a method for producing the same will be described, and then a water- and oil-repellent composition containing such a siloxane compound or a cured product thereof and its use will be described.
(撥水撥油膜組成物)
本組成物は、A成分、B成分及びC成分を含むことができる。本組成物は、各種態様を採ることができる。本組成物は、例えば、撥水撥油膜の作製に適した成膜前の組成物(典型的には液状体などの不定形状体である。)でありうる。
(Water- and oil-repellent film composition)
The composition can include A component, B component and C component. The present composition can adopt various aspects. The present composition can be, for example, a composition before film formation (typically in an amorphous form such as a liquid) suitable for producing a water- and oil-repellent film.
本組成物は、A成分、B成分及びC成分のみを含むものであるほか、必要に応じて、他の成分を含むことができる。他の成分としては、溶剤、A成分の硬化に用いるヒドロシリル化触媒等のほか、成膜用組成物に添加されうる公知の添加剤が挙げられる。 The present composition contains only the A component, the B component and the C component, and may contain other components as necessary. Other components include solvents, hydrosilylation catalysts used for curing component A, and known additives that can be added to the film-forming composition.
(A成分:シロキサン化合物)
本開示のシロキサン化合物(以下、単に、A成分という。)は、主鎖骨格にSi-O-Si結合を備えるポリシロキサンである。また、A成分は、式(1)中、シロキサン結合のためのSi-O1/2を3個備える構成単位(T単位、R1-Si-O3/2)を必須単位とするため、シルセスキオキサン誘導体でもある。
(A component: siloxane compound)
The siloxane compound of the present disclosure (hereinafter simply referred to as component A) is a polysiloxane having a Si—O—Si bond in its main chain skeleton. In addition, since component A has a structural unit (T unit, R 1 -Si-O 3/2 ) having three Si-O 1/2 for siloxane bonding as an essential unit in formula (1), It is also a silsesquioxane derivative.
A成分は、例えば、構成単位(1-1)、(1-2)、(1-3)、(1-4)及び(1-5)を備える以下の式(1)で表すことができる。式(1)におけるv、w、x、y及びzは、それぞれ(1-1)~(1-5)の構成単位のモル数を表す。なお、式(1)において、v、w、x、yおよびzは、A成分1分子が含有する各構成単位のモル数の割合の平均値を意味する。各構成単位の式には、構成単位のモル数を併せて示す。 Component A can be represented, for example, by the following formula (1) comprising structural units (1-1), (1-2), (1-3), (1-4) and (1-5) . v, w, x, y and z in formula (1) each represent the number of moles of structural units (1-1) to (1-5). In formula (1), v, w, x, y and z mean the average ratio of the number of moles of each structural unit contained in one molecule of component A. The formula of each structural unit also shows the number of moles of the structural unit.
式(1)における構成単位(1-2)~(1-5)のそれぞれについては、1種のみであってよいし、2種以上であってもよい。また、実際のA成分内の構成単位の縮合形態は、式(1)で表される配列順序に限定されるものではなく、特に限定されない。 Each of the structural units (1-2) to (1-5) in formula (1) may be of only one type, or may be of two or more types. Moreover, the condensed form of the structural units in the actual component A is not limited to the arrangement order represented by formula (1), and is not particularly limited.
A成分は、式(1)における5つの構成単位、すなわち、構成単位(1-1)、構成単位(1-2)、構成単位(1-3)、構成単位(1-4)及び構成単位(1-5)から選択される構成単位を、水素原子(換言すれば、ヒドロシリル基(Si-H)である。)及びヒドロシリル化反応可能な炭素-炭素不飽和結合を含む炭素原子数2~10の有機基(以下、単に、不飽和有機基ともいう。)を含むように組み合わせて備えることができる。すなわち、ヒドロシリル基を含む構成単位として構成単位(1-2)、構成単位(1-3)及び構成単位(1-4)からなる群から選択される1種又は2種以上の構成単位を備え、不飽和有機基を含む構成単位として構成単位(1-2)、構成単位(1-3)及び構成単位(1-4)からなる群から選択される1種又は2種以上を備えることができる。 Component A has five structural units in formula (1), namely structural unit (1-1), structural unit (1-2), structural unit (1-3), structural unit (1-4) and structural unit A structural unit selected from (1-5) is a hydrogen atom (in other words, a hydrosilyl group (Si—H)) and a carbon-carbon unsaturated bond capable of hydrosilylation reaction. It can be provided in combination so as to contain 10 organic groups (hereinafter also simply referred to as unsaturated organic groups). That is, one or more structural units selected from the group consisting of the structural unit (1-2), the structural unit (1-3) and the structural unit (1-4) as structural units containing a hydrosilyl group are provided. , as a structural unit containing an unsaturated organic group, one or more selected from the group consisting of a structural unit (1-2), a structural unit (1-3) and a structural unit (1-4). can.
また、A成分は、構成単位(1-2)及び構成単位(1-3)を含むことができる。例えば、式(1)において、w及びxは正の数であり、v、y及びzは0又は正の数である。 In addition, the A component can contain the structural unit (1-2) and the structural unit (1-3). For example, in equation (1), w and x are positive numbers and v, y and z are 0 or positive numbers.
<構成単位(1-1)>
本構成単位は、式(1)で表されるままであり、ポリシロキサンの基本構成単位としてのQ単位を規定している。A成分中における本構成単位の個数は特に限定するものではない。
<Constituent unit (1-1)>
This structural unit remains as represented by formula (1) and defines the Q unit as a basic structural unit of polysiloxane. The number of this structural unit in component A is not particularly limited.
<構成単位(1-2)>
本構成単位は、ポリシロキサンの基本構成単位としてのT単位を規定している。本構成単位のR1は、水素原子、不飽和有機基、及び炭素原子数1~10のアルキル基(以下、単位、C1-10アルキル基ともいう。)からなる群から選択される少なくとも1種とすることができる。R1は、例えば、水素原子や不飽和有機基でなく、炭素原子数1~10のアルキル基とすることができる。本構成単位にヒドロシリル化反応に関与する基を有しない場合、高温耐熱性等に優れる膜を得ることができる場合がある。なお、不飽和有機基については後段で説明する。
<Constituent unit (1-2)>
This structural unit defines the T unit as a basic structural unit of polysiloxane. R 1 of this structural unit is at least one selected from the group consisting of a hydrogen atom, an unsaturated organic group, and an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms (hereinafter also referred to as unit, C 1-10 alkyl group) can be seeds. R 1 can be, for example, an alkyl group of 1 to 10 carbon atoms rather than a hydrogen atom or an unsaturated organic group. When this structural unit does not have a group that participates in the hydrosilylation reaction, it may be possible to obtain a film having excellent high-temperature heat resistance and the like. The unsaturated organic group will be explained later.
C1-10アルキル基としては、脂肪族基及び脂環族基のいずれでもよく、また、直鎖状及び分岐状のいずれでもよい。アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等が挙げられる。かかるアルキル基は、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、などの炭素原子数1~6の直鎖アルキル基であり、また例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、などの炭素原子数1~4の直鎖アルキル基である。また例えば、メチル基である。 The C 1-10 alkyl group may be either an aliphatic group or an alicyclic group, and may be linear or branched. Specific examples of alkyl groups include methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl and decyl groups. Such alkyl groups are, for example, straight-chain alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms such as methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl and hexyl groups, and also include methyl, ethyl, A linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as a propyl group and a butyl group. Another example is a methyl group.
A成分中における本構成単位のモル数の割合であるwは、正の数である。wは、特に限定するものではないが、例えば、w/(v+w+x+y)は、0.25以上であり、また例えば、0.3以上であり、また例えば、0.35以上であり、また例えば、0.4以上である。同数値は、例えば、0.65以下であり、0.5以下であり、また例えば、0.45以下である。こうすることで、防汚性シロキサン化合物に瀧せつな耐熱性を付与できるためである。また、好適な範囲は、例えば、0.35以上0.65以下であり、また例えば、0.40以上0.5以下である。 w, which is the ratio of the number of moles of this structural unit in component A, is a positive number. Although w is not particularly limited, for example, w/(v+w+x+y) is 0.25 or more, for example, 0.3 or more, or for example, 0.35 or more. 0.4 or more. The numerical value is, for example, 0.65 or less, 0.5 or less, or, for example, 0.45 or less. By doing so, it is possible to provide the antifouling siloxane compound with excellent heat resistance. A preferable range is, for example, 0.35 or more and 0.65 or less, and for example, 0.40 or more and 0.5 or less.
A成分の実際の一分子における本構成単位の個数は、特に限定するものではないが、例えば、1以上40以下であり、また例えば好ましくは2以上20以下であり、また例えばより好ましくは3以上10以下である。 The actual number of the structural units in one molecule of component A is not particularly limited, but is, for example, 1 or more and 40 or less, preferably 2 or more and 20 or less, and more preferably 3 or more. 10 or less.
<構成単位(1-3)>
本構成単位は、ポリシロキサンの基本構成単位としてのD単位を規定している。本構成単位のR2は、水素原子、不飽和有機基、及びC1-10アルキル基からなる群から選択される少なくとも1種とすることができる。
<Constituent unit (1-3)>
This structural unit defines the D unit as a basic structural unit of polysiloxane. R 2 of this structural unit can be at least one selected from the group consisting of a hydrogen atom, an unsaturated organic group and a C 1-10 alkyl group.
C1-10アルキル基については、既に記載した各種態様を本構成単位についてもそのまま適用できる。 As for the C 1-10 alkyl group, the various embodiments already described can be applied to this structural unit as they are.
不飽和有機基は、ケイ素原子に結合する水素原子(ヒドロシリル基)とヒドロシリル化反応可能な、炭素-炭素二重結合又は炭素-炭素三重結合を持つ官能基である。特に限定するものではないが、例えば、炭素-炭素二重結合である。かかる不飽和有機基の具体例としては、特に限定するものではないが、例えば、ビニル基、オルトスチリル基、メタスチリル基、パラスチリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、1-プロペニル基、1-ブテニル基、1-ペンテニル基、3-メチル-1-ブテニル基、フェニルエテニル基、エチニル基、1-プロピニル基、1-ブチニル基、1-ペンチニル基、3-メチル-1-ブチニル基、フェニルブチニル基、アリル(2-プロペニル)基、オクテニル(7-オクテン-1-イル)基等が例示される。かかる不飽和有機基は、例えば、ビニル基、パラスチリル基、アリル(2-プロペニル)基、オクテニル(7-オクテン-1-イル)基であり、また例えば、ビニル基である。 An unsaturated organic group is a functional group having a carbon-carbon double bond or a carbon-carbon triple bond capable of undergoing a hydrosilylation reaction with a silicon-bonded hydrogen atom (hydrosilyl group). Examples include, but are not limited to, carbon-carbon double bonds. Specific examples of such unsaturated organic groups include, but are not limited to, vinyl, orthostyryl, methstyryl, parastyryl, acryloyl, methacryloyl, acryloxy, methacryloxy, and 1-propenyl groups. , 1-butenyl group, 1-pentenyl group, 3-methyl-1-butenyl group, phenylethenyl group, ethynyl group, 1-propynyl group, 1-butynyl group, 1-pentynyl group, 3-methyl-1-butynyl group, phenylbutynyl group, allyl (2-propenyl) group, octenyl (7-octen-1-yl) group, and the like. Such unsaturated organic groups are, for example, vinyl groups, parastyryl groups, allyl (2-propenyl) groups, octenyl (7-octen-1-yl) groups and also, for example, vinyl groups.
なお、A成分の全体において、不飽和有機基を2個以上含むことができるが、その場合、全ての不飽和有機基は、互いに同一であってよいし、異なってもよい。また、複数の不飽和有機基が同一であり、異なる不飽和有機基を含んでもよい。 In addition, two or more unsaturated organic groups can be contained in the entire component A, and in this case, all the unsaturated organic groups may be the same or different. Also, the plurality of unsaturated organic groups may be the same and may include different unsaturated organic groups.
本構成単位におけるR2は、同一であってもよいし異なっていてもよい。また、1又は複数の本構成単位について、R2として不飽和有機基を1又は複数用いることができる。1又は複数の本構成単位について、R2としてC1-10アルキル基を1又は複数用いることができる。 R 2 in this structural unit may be the same or different. In addition, one or more unsaturated organic groups can be used as R 2 for one or more of the structural units. One or more C 1-10 alkyl groups can be used as R 2 for one or more of the structural units.
A成分は、少なくとも一部の本構成単位が、例えば、2つのR2がいずれも、C1-10アルキル基であり、また例えば、すべての本構成単位が、2つのR2がいずれも、C1-10アルキル基である。本構成単位は、例えば、2つのR2がいずれも炭素数1~4のアルキル基であり、また例えばR2がいずれもメチル基である。こうすることで、後述する直鎖状オルガノポリシロキサン(例えば、ジメチルポリシロキサン構造を有するものなど)との適度な相溶性を得ることができる。 In the A component, at least some of the structural units, for example , both two R 2 are C 1-10 alkyl groups, and for example, all the structural units are It is a C 1-10 alkyl group. In this structural unit, for example, both R 2 are alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, and both R 2 are methyl groups. By doing so, it is possible to obtain appropriate compatibility with a linear organopolysiloxane (for example, one having a dimethylpolysiloxane structure, etc.) described later.
A成分は、一部の本構成単位が2つのR2がいずれも、C1-10アルキル基であり、他の一部の本構成単位が、例えば、R2の一つが水素原子であり他の一つがC1-10アルキル基であり、さらに他の一部の本構成単位が、R2の一つが不飽和有機基であり他の1つがC1-10アルキル基である。また例えば、一部の本構成単位が2つのR2がいずれも、C1-10アルキル基であり、他の一部の本構成単位がR2の一つが水素原子であり他の一つがC1-10アルキル基であり、さらに残余の本構成単位がR2の一つが不飽和有機基であり他の1つがC1-10アルキル基である。こうすることで、ポリシロキサン骨格からヒドロシリル化反応により分岐するSi-C-C-Rm-Si部分(Rは炭素原子数1~8の有機基であり、mは0又は1の整数である。また、Rは、ヒドロシリル化反応に関与した不飽和有機基のヒドロシリル化反応によって生成された-C-C-結合を除く構造部分に対応している。)を形成することができ、硬化性と硬化物の耐熱性が向上する。例えば、R2の不飽和有機基がビニル基であり、前記分岐構造のmが0であるSi-C-C-Si部分である。 In the A component, some of the structural units of which two R 2 are both C 1-10 alkyl groups, and some of the other structural units are, for example, one of R 2 is a hydrogen atom and the other is a C 1-10 alkyl group, and in some other structural units, one of R 2 is an unsaturated organic group and the other is a C 1-10 alkyl group. Further, for example, both R 2 of two of the present structural units of a part are C 1-10 alkyl groups, and one of R 2 of the other part of the present structural units is a hydrogen atom and the other one is a C It is a 1-10 alkyl group, and one of the remaining structural units R 2 is an unsaturated organic group and the other one is a C 1-10 alkyl group. By doing so, a Si—C—C—R m —Si moiety (R is an organic group having 1 to 8 carbon atoms and m is an integer of 0 or 1) branched from the polysiloxane skeleton by a hydrosilylation reaction Also, R corresponds to the structural portion excluding the —C—C— bond produced by the hydrosilylation reaction of the unsaturated organic groups involved in the hydrosilylation reaction. And the heat resistance of the cured product is improved. For example, the unsaturated organic group of R 2 is a vinyl group, and the branched structure is a Si--C--C--Si moiety in which m is 0.
また、R2の1つが水素原子であり他の一つがC1-10アルキル基である本構成単位のモル数をx1とし、R2の一つが不飽和有機基であり他の1つがC1-10アルキル基である本構成単位のモル数をx2としたとき、(x1+x2)/(v+w+x+y)は、例えば、0.1以上であり、また例えば、0.15以上であり、また例えば、0.18以上である。また、同数値は、例えば、0.4以下であり、また例えば、0.3以下であり、また例えば、0.25以下である。また、好適な範囲は、例えば、0.1以上0.4以下であり、また例えば、0.18以上0.25以下である。 Further, x1 is the number of moles of this structural unit in which one of R 2 is a hydrogen atom and the other is a C 1-10 alkyl group, and one of R 2 is an unsaturated organic group and the other is a C 1 When the number of moles of the present structural unit that is a -10 alkyl group is x2, (x1 + x2) / (v + w + x + y) is, for example, 0.1 or more, or, for example, 0.15 or more, or, for example, 0 .18 or higher. Further, the numerical value is, for example, 0.4 or less, or, for example, 0.3 or less, or, for example, 0.25 or less. A preferable range is, for example, 0.1 or more and 0.4 or less, or for example, 0.18 or more and 0.25 or less.
A成分中における本構成単位のモル数の割合であるxは、正の数である。xは、特に限定するものではないが、例えば、x/(v+w+x+y)は、0.2以上であり、また例えば、0.3以上であり、また例えば、0.35以上であり、また例えば、0.4以上である。同数値は、例えば、0.5未満であり、また例えば、0.45以下である。当該モル数xが大きいと、防汚性が向上するが、大きすぎると耐熱性が低下するからである。また、好適な範囲は、例えば、0.2以上0.5未満であり、また例えば、0.3以上0.45以下である。 x, which is the ratio of the number of moles of this structural unit in component A, is a positive number. x is not particularly limited. 0.4 or more. The numerical value is, for example, less than 0.5 and, for example, 0.45 or less. This is because if the molar number x is large, the antifouling property is improved, but if it is too large, the heat resistance is lowered. A suitable range is, for example, 0.2 or more and less than 0.5, and for example, 0.3 or more and 0.45 or less.
また、xは、既述の構成単位(1-2)のwとの関係に関し、例えば、x/wが0.2以上であり、また例えば、0.5以上であり、また例えば、0.7以上であり、また例えば、0.8以上であり、また例えば、0.9以上であり、また例えば、1.4以下であり、また例えば、1.2以下であり、また例えば、1.1以下である。こうすることで、耐熱性と防汚性が好ましいバランスとなるためである。また、好適な範囲は、例えば、0.2以上1.4以下であり、また例えば、0.7以上1.2以下である。 Further, x relates to the relationship with w of the structural unit (1-2) described above. 7 or more, for example 0.8 or more, for example 0.9 or more, for example 1.4 or less, for example 1.2 or less, or for example 1. 1 or less. This is because a favorable balance between the heat resistance and the antifouling property can be achieved by doing so. A preferable range is, for example, 0.2 or more and 1.4 or less, or for example, 0.7 or more and 1.2 or less.
A成分の実際の一分子における本構成単位の個数は、特に限定するものではないが、例えば、1以上40以下であり、また例えば好ましくは2以上20以下であり、また例えばより好ましくは3以上10以下である。 The actual number of the structural units in one molecule of component A is not particularly limited, but is, for example, 1 or more and 40 or less, preferably 2 or more and 20 or less, and more preferably 3 or more. 10 or less.
<構成単位(1-4)>
本構成単位は、ポリシロキサンの基本構成単位としてのM単位を規定している。本構成単位のR3は、水素原子、不飽和有機基、及びC1-10アルキル基からなる群から選択される少なくとも1種とすることができる。
<Constituent unit (1-4)>
This structural unit defines the M unit as a basic structural unit of polysiloxane. R 3 of this structural unit can be at least one selected from the group consisting of a hydrogen atom, an unsaturated organic group and a C 1-10 alkyl group.
不飽和有機基及びC1-10アルキル基については、それぞれ既に記載した各種態様を本構成単位についてもそのまま適用できる。 Regarding the unsaturated organic group and the C 1-10 alkyl group, the various aspects already described can be applied to this structural unit as they are.
本構成単位におけるR3は、同一であってもよいし異なっていてもよい。また、1又は複数の本構成単位について、R3として不飽和有機基を1又は複数用いることができる。1又は複数の本構成単位について、R3としてC1-10アルキル基を1又は複数用いることができる。 R 3 in this structural unit may be the same or different. Also, one or more unsaturated organic groups can be used as R 3 for one or more of the structural units. One or more C 1-10 alkyl groups can be used as R 3 for one or more of the structural units.
なお、A成分においては、本構成単位においてのみ、ヒドロシリル化反応可能な水素原子と不飽和有機基とを備えていてもよいし、既述の構成単位(1-3)にのみヒドロシリル化反応可能な水素原子と不飽和有機基とを備えていてもよいし、本構成単位及び構成単位(1-3)との双方に、ヒドロシリル化反応可能な水素原子と不飽和有機基とを備えていてもよい。 In component A, only this structural unit may have a hydrogen atom capable of hydrosilylation reaction and an unsaturated organic group, or only the structural unit (1-3) described above may be hydrosilylated. may be provided with a hydrogen atom and an unsaturated organic group, and both the present structural unit and the structural unit (1-3) are provided with a hydrogen atom capable of hydrosilylation reaction and an unsaturated organic group good too.
A成分は、少なくとも一部の本構成単位が、例えば、2つのR3がいずれも、C1-10アルキル基であり、他の1つのR3が、水素原子又は不飽和有機基である。 In the A component, at least some of the main structural units are, for example, two R 3 are both C 1-10 alkyl groups and the other R 3 is a hydrogen atom or an unsaturated organic group.
A成分は、一部の本構成単位が1つのR3が水素原子であり、他の2つのR3がいずれもC1-10アルキル基であり、他の一部の本構成単位が1つのR3が不飽和有機基であり、他の2つのR3がいずれもC1-10アルキル基である。また例えば、一部の本構成単位が1つのR3が水素原子であり、他の2つのR3がいずれもC1-10アルキル基であり、他の全ての本構成単位が1つのR3が不飽和有機基であり、他の2つのR3がいずれもC1-10アルキル基である。こうすることで、ポリシロキサン骨格中の直鎖部分にSi-C-C-Rm-Si部分(Rは炭素原子数1~8の有機基であり、mは0又は1の整数である。)を形成することができ、耐熱性が向上する。例えば、R3の不飽和有機基がビニル基であり、分岐構造のmが0であるSi-C-C-Si部分である。 In the A component, some of the structural units have one R 3 is a hydrogen atom, the other two R 3 are both C 1-10 alkyl groups, and some other structural units have one R 3 is an unsaturated organic group, and the other two R 3 are both C 1-10 alkyl groups. Further, for example, one R 3 is a hydrogen atom in some of the present structural units, both of the other two R 3 are C 1-10 alkyl groups, and all other present structural units are one R 3 is an unsaturated organic group and the other two R 3 are both C 1-10 alkyl groups. By doing so, a Si—C—C—R m —Si portion (R is an organic group having 1 to 8 carbon atoms and m is an integer of 0 or 1 is formed in the linear portion of the polysiloxane skeleton. ) can be formed, and the heat resistance is improved. For example, the unsaturated organic group of R 3 is a vinyl group, and the branched structure is a Si--C--C--Si moiety in which m is 0.
また、R3の1つが水素原子であり他の2つがC1-10アルキル基である本構成単位のモル数をy1とし、R3の1つが不飽和有機基であり他の2つがC1-10アルキル基である本構成単位のモル数をy2としたとき、(y1+y2)/(v+w+x+y)は、例えば、0.1以上であり、また例えば、0.15以上であり、また例えば0.18以上である。また、同数値は、例えば、0.4以下であり、また例えば、0.3以下であり、また例えば、0.25以下である。また、好適な範囲は、例えば、0.1以上0.4以下であり、また例えば、0.18以上0.25以下である。 In addition, y1 is the number of moles of this structural unit in which one of R 3 is a hydrogen atom and the other two are C 1-10 alkyl groups, and one of R 3 is an unsaturated organic group and the other two are C 1 When y2 is the number of moles of the structural unit that is a −10 alkyl group, (y1+y2)/(v+w+x+y) is, for example, 0.1 or more, or, for example, 0.15 or more, or, for example, 0.15 or more. 18 or more. Further, the numerical value is, for example, 0.4 or less, or, for example, 0.3 or less, or, for example, 0.25 or less. A preferable range is, for example, 0.1 or more and 0.4 or less, or for example, 0.18 or more and 0.25 or less.
A成分中における本構成単位のモル数の割合であるyは0又は正の数である。構成単位(1-2)が水素原子及び/又は不飽和有機基を備えていない場合には、yが正の数となる。yは、特に限定するものではないが、例えば、y/(v+w+x+y)は、0.1以上であり、また例えば、0.15以上であり、また例えば、0.18以上である。同数値は、例えば、0.4以下であり、また例えば、0.3以下であり、また例えば、0.25以下ある。こうすることで、適度な架橋反応性と耐熱性を両立できるためである。また、好適な範囲は、例えば、0.1以上0.4以下であり、また例えば、0.18以上0.25以下である。 y, which is the ratio of the number of moles of this structural unit in component A, is 0 or a positive number. If the structural unit (1-2) does not have a hydrogen atom and/or an unsaturated organic group, y will be a positive number. Although y is not particularly limited, for example, y/(v+w+x+y) is 0.1 or more, for example 0.15 or more, or for example 0.18 or more. The numerical value is, for example, 0.4 or less, or, for example, 0.3 or less, or, for example, 0.25 or less. By doing so, it is possible to achieve both appropriate cross-linking reactivity and heat resistance. A preferable range is, for example, 0.1 or more and 0.4 or less, or for example, 0.18 or more and 0.25 or less.
A成分の実際の一分子における本構成単位の個数は、特に限定するものではないが、例えば、0以上20以下であり、また例えば好ましくは1以上10以下であり、また例えばより好ましくは1以上5以下である。 The actual number of the structural units in one molecule of component A is not particularly limited, but is, for example, 0 or more and 20 or less, preferably 1 or more and 10 or less, and more preferably 1 or more. 5 or less.
<構成単位(1-5)>
本構成単位は、A成分におけるアルコキシ基又は水酸基を含む単位を規定している。すなわち、本構成単位におけるR4は、水素原子、炭素原子数1~10のアルキル基である。当該アルキル基は、脂肪族基及び脂環族基のいずれでもよく、また、直鎖状及び分岐状のいずれでもよい。アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等が挙げられる。典型的には、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、イソブチル基、等の炭素数2以上10以下のアルキル基であり、また例えば、炭素数1~6のアルキル基である。
<Constituent unit (1-5)>
This structural unit defines a unit containing an alkoxy group or a hydroxyl group in the A component. That is, R 4 in this structural unit is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. The alkyl group may be either an aliphatic group or an alicyclic group, and may be linear or branched. Specific examples of alkyl groups include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl, tert-butyl, isobutyl, pentyl and hexyl groups. Typically, alkyl groups having 2 to 10 carbon atoms such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, isobutyl group, etc. and, for example, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
本構成単位におけるアルコキシ基は、後述する原料モノマーに含まれる加水分解性基である「アルコキシ基」、又は、反応溶媒に含まれたアルコールが、原料モノマーの加水分解性基と置換して生成した「アルコキシ基」であって、加水分解・重縮合せずに分子内に残存したものである。また、本構成単位における水酸基は、「アルコキシ基」が加水分解後、重縮合せずに分子内に残存した水酸基等である。 The alkoxy group in this structural unit is an "alkoxy group" which is a hydrolyzable group contained in the raw material monomer to be described later, or an alcohol contained in the reaction solvent substituted the hydrolyzable group of the raw material monomer. It is an "alkoxy group" that remains in the molecule without hydrolysis or polycondensation. In addition, the hydroxyl group in this structural unit is, for example, a hydroxyl group remaining in the molecule without polycondensation after the "alkoxy group" is hydrolyzed.
A成分中における本構成単位のモル数の割合であるzは、0又は正の数である。A成分の実際の一分子における本構成単位の個数は、特に限定するものではないが、例えば、0以上5以下であり、また例えば好ましくは0以上3以下であり、また例えばより好ましくは0以上2以下である。 z, which is the ratio of the number of moles of this structural unit in component A, is 0 or a positive number. The number of this structural unit in one actual molecule of component A is not particularly limited, but is, for example, 0 to 5, preferably 0 to 3, and more preferably 0 or more. 2 or less.
(A成分におけるヒドロシリル基及び不飽和有機基のモル数等)
A成分は、上記した構成単位(1-2)~(1-4)の3つの構成単位から選択される1種又は2種以上の構成単位で、ヒドロシリル基と不飽和有機基とを備えることができる。例えば、これらの基を備える構成単位の組み合わせは、構成単位(1-3)及び構成単位(1-4)から選択される1種又は2種である。
(Number of moles of hydrosilyl groups and unsaturated organic groups in component A)
Component A is one or more structural units selected from the above three structural units (1-2) to (1-4), and comprises a hydrosilyl group and an unsaturated organic group. can be done. For example, the combination of structural units having these groups is one or two selected from structural unit (1-3) and structural unit (1-4).
A成分においては、例えば、ヒドロシリル基と不飽和有機基とのヒドロシリル化反応に基づくSi-C-C-Rm-Si構成部分(Rは炭素原子数1~8の有機基であり、mは0又は1の整数である。)のモル数が、A成分のSiの総モル数、すなわち、(v+w+x+y)の0.05以上0.3以下となるように構成されている。また例えば、同0.05以上0.25以下であり、また例えば、同0.07以上0.25以下であり、また例えば、同0.08以上0.2以下である。こうすることで、硬化性と防汚性とのバランスが良好となるからである。なお、ヒドロシリル基と不飽和有機基とのヒドロシリル化反応に基づくSi-C-C-Rm-Si構成部分のモル数は、A成分中のヒドロシリル基と不飽和有機基とが完全に1:1で反応したと仮定して得られる理論値である。ヒドロシリル基と不飽和有機基のいずれか一方が過剰な場合には、より少ない基に基づいて算出される。ヒドロシリル化反応に基づく架橋構造は、例えば、不飽和有機基がビニル基であり、前記構造のmが0であるSi-C-C-Si構造である。 In component A, for example, a Si—C—C—R m —Si constituent moiety (R is an organic group having 1 to 8 carbon atoms and m is is an integer of 0 or 1) is 0.05 or more and 0.3 or less of the total number of moles of Si in component A, ie, (v+w+x+y). Further, for example, it is 0.05 or more and 0.25 or less, for example, it is 0.07 or more and 0.25 or less, or for example, it is 0.08 or more and 0.2 or less. This is because a good balance between curability and antifouling properties can be achieved by doing so. The number of moles of the Si—C—C—R m —Si constituent moiety based on the hydrosilylation reaction between the hydrosilyl group and the unsaturated organic group is such that the hydrosilyl group and the unsaturated organic group in component A are completely 1: This is a theoretical value obtained by assuming that the reaction was performed at 1. Any excess of either the hydrosilyl group or the unsaturated organic group is calculated based on the lesser group. A crosslinked structure based on a hydrosilylation reaction is, for example, a Si—C—C—Si structure in which the unsaturated organic group is a vinyl group and m in the structure is 0.
A成分において、不飽和有機基に対して理論的に過剰となるヒドロシリル基(水素原子)のモル数は、例えば、Siの総モル数に対して0.3以下であり、また例えば、0.25以下であり、また例えば、0.2以下であり、また例えば、0.15以下であり、また例えば、0.1以下である。過剰のヒドロシリル基が多すぎると、加熱時に酸化されやすくなり、防汚性を低下させるOH基の発生原因となるからである。また、好適な範囲は、例えば、0.05以上0.4以下であり、また例えば、0.07以上0.3以下である。なお、この傾向は過剰なヒドロシリル基がT構造に含まれる場合に顕著になると考えられる。すなわち、過剰なヒドロシリル基がT構造に存在する場合、酸化されたヒドロシリル基はT構造由来の立体障害によりSi-OH基のまま残存し易い。一方で、D構造及びM構造に過剰なヒドロシリル基が存在する場合は、酸化されたヒドロシリル基は脱水縮合してシロキサン結合し易いといえる。したがって、A成分において、構成単位としてT構造のヒドロシリル基は少ない方が好ましく、Siの総モル数に対して0.2以下になるように構成されており、例えば0.1以下であり、また例えば、0.05以下であり、また例えば0である。こうすることで、耐熱性と防汚性のバランスを付与することができる。 In component A, the number of moles of hydrosilyl groups (hydrogen atoms) theoretically in excess with respect to the unsaturated organic groups is, for example, 0.3 or less relative to the total number of moles of Si. It is 25 or less, or, for example, 0.2 or less, or, for example, 0.15 or less, or, for example, 0.1 or less. This is because if there are too many excessive hydrosilyl groups, they are likely to be oxidized during heating, resulting in the generation of OH groups that reduce the antifouling property. A preferable range is, for example, 0.05 or more and 0.4 or less, and for example, 0.07 or more and 0.3 or less. This tendency is considered to be remarkable when excessive hydrosilyl groups are included in the T structure. That is, when excessive hydrosilyl groups are present in the T structure, the oxidized hydrosilyl groups tend to remain as Si—OH groups due to steric hindrance derived from the T structure. On the other hand, when excessive hydrosilyl groups are present in the D structure and the M structure, it can be said that the oxidized hydrosilyl groups tend to undergo dehydration condensation and form siloxane bonds. Therefore, in component A, it is preferable that the number of hydrosilyl groups with a T structure as a structural unit is as small as possible, and is configured to be 0.2 or less, for example, 0.1 or less, relative to the total number of moles of Si. For example, it is 0.05 or less, and it is 0, for example. By doing so, it is possible to provide a balance between heat resistance and antifouling properties.
<分子量等>
A成分の数平均分子量は、300~10,000の範囲にあることが好ましい。かかるA成分は、それ自体低粘性であり、有機溶剤に溶け易く、その溶液の粘度も扱い易く、保存安定性に優れる。数平均分子量は、塗工性、貯蔵安定性、耐熱性、スプレー塗工性等を考慮すると、好ましくは300~8,000、また好ましくは300~6,000,また好ましくは300~3,000、また好ましくは300~2,000、また好ましくは500~2,000である。また、スピン塗工性と貯蔵安定性を考慮すると、例えば、500~1,500であり、耐熱性とスプレー塗工性とを考慮すると、例えば、1,000~2,000である。数平均分子量はGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフ)により、例えば、後述の〔実施例〕における測定条件であり、標準物質としてポリスチレンを使用して求めることができる。
<Molecular weight etc.>
The number average molecular weight of component A is preferably in the range of 300 to 10,000. Such component A itself has low viscosity and is easily dissolved in an organic solvent, the viscosity of the solution is easy to handle, and the storage stability is excellent. Considering coatability, storage stability, heat resistance, spray coatability, etc., the number average molecular weight is preferably 300 to 8,000, more preferably 300 to 6,000, more preferably 300 to 3,000. , and preferably 300 to 2,000, more preferably 500 to 2,000. Considering spin coatability and storage stability, it is, for example, 500 to 1,500, and considering heat resistance and spray coatability, it is, for example, 1,000 to 2,000. The number-average molecular weight can be determined by GPC (gel permeation chromatography), for example, using polystyrene as a standard substance under the measurement conditions in [Examples] described later.
A成分は、液状であって、25℃における粘度が30,000mPa・s以下であることが好ましく、10,000mPa・s以下であることがより好ましく、5,000mPa・s以下であることが更に好ましく、3,000mPa・s以下であることが特に好ましく、1,000mPa・s以下であることが特に好ましい。さらにまた、100mPa・s以下であることが好ましい。但し、上記粘度の下限は、通常、1mPa・sである。 Component A is liquid and preferably has a viscosity at 25°C of 30,000 mPa s or less, more preferably 10,000 mPa s or less, and further preferably 5,000 mPa s or less. It is preferably 3,000 mPa·s or less, particularly preferably 1,000 mPa·s or less. Furthermore, it is preferably 100 mPa·s or less. However, the lower limit of the above viscosity is usually 1 mPa·s.
以上説明したA成分は、それ自体新規なポリシロキサンであり、例えば、以下に示す(1)~(4)の1種又は2種以上によってより具体的に規定されうるものである。
(1)(R3)3SiO1/2の少なくとも一部が、R3の1つが水素原子であり他の2つが炭素原子数1~10のアルキル基であり、少なくとも他の一部が、R3の1つがヒドロシリル化反応な炭素-炭素不飽和結合を有する炭素原子数2~10の有機基であり、他の2つが炭素原子数1~10のアルキル基である。
(2)前記少なくとも一部の(R3)3SiO1/2のモル数をy1とし、前記少なくとも他の一部の(R3)3SiO1/2のモル数をy2としたとき、(y1+y2)/(v+w+x+y)は0.1以上である。
(3)(R2)2SiO2/2の少なくとも一部が、R2の1つが水素原子であり他の1つが炭素原子数1~10のアルキル基であり、少なくとも他の一部が、R2の1つがヒドロシリル化反応な炭素-炭素不飽和結合を有する炭素原子数2~10の有機基であり、他の1つが炭素原子数1~10のアルキル基である。
(4)少なくとも一部の(R2)2SiO2/2のモル数をx1とし、前記少なくとも他の一部の(R2)2SiO2/2のモル数をx2としたとき、(x1+x2)/(v+w+x+y)は0.1以上である。
The A component described above is a novel polysiloxane per se, and can be defined more specifically by, for example, one or more of (1) to (4) shown below.
(1) at least part of (R 3 ) 3 SiO 1/2 , one of R 3 is a hydrogen atom and the other two are alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms, and at least the other part is One of R 3 is an organic group of 2 to 10 carbon atoms having a hydrosilylation-reactive carbon-carbon unsaturated bond, and the other two are alkyl groups of 1 to 10 carbon atoms.
(2) When the number of moles of the at least part of (R 3 ) 3 SiO 1/2 is y1 and the number of moles of the at least other part of (R 3 ) 3 SiO 1/2 is y2, ( y1+y2)/(v+w+x+y) is 0.1 or more.
(3) at least part of (R 2 ) 2 SiO 2/2 , one of R 2 is a hydrogen atom and the other is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and at least the other part is One of R 2 is an organic group of 2 to 10 carbon atoms having a hydrosilylation-reactive carbon-carbon unsaturated bond, and the other is an alkyl group of 1 to 10 carbon atoms.
(4) When the number of moles of at least a portion of (R 2 ) 2 SiO 2/2 is x1 and the number of moles of the at least other portion of (R 2 ) 2 SiO 2/2 is x2, (x1+x2 )/(v+w+x+y) is 0.1 or more.
<A成分の製造方法>
A成分は、公知の方法で製造することができる。A成分の製造方法は、国際公開第2005/010077号パンフレット、同第2009/066608号パンフレット、同第2013/099909号パンフレット、特開2011-052170号公報、特開2013-147659号公報等においてポリシロキサンの製造方法として詳細に開示されている。
<Method for producing component A>
A component can be manufactured by a well-known method. The method for producing the A component is disclosed in WO 2005/010077, WO 2009/066608, WO 2013/099909, JP 2011-052170, JP 2013-147659, etc. It is disclosed in detail as a method for producing siloxanes.
A成分は、例えば、以下の方法で製造することができる。すなわち、A成分の製造方法は、適当な反応溶媒中で、縮合により、上記式(1)中の構成単位を与える原料モノマーの加水分解・重縮合反応を行う縮合工程を備えることができる。この縮合工程においては、構成単位(1-1)を形成する、シロキサン結合生成基を4個有するケイ素化合物(以下、「Qモノマー」という。)と、構成単位(1-2)を形成する、シロキサン結合生成基を3個有するケイ素化合物(以下、「Tモノマー」という。)と、構成単位(1-3)を形成する、シロキサン結合生成基を2個有するケイ素化合物(以下、「Dモノマー」という。)と、シロキサン結合生成基を1個有する構成単位(1-4)を形成する、ケイ素化合物(以下、「Mモノマー」という。)と、を用いることができる。 A component can be manufactured with the following method, for example. That is, the method for producing component A can comprise a condensation step of performing a hydrolysis/polycondensation reaction of raw material monomers to give the structural unit of formula (1) by condensation in an appropriate reaction solvent. In this condensation step, a silicon compound having four siloxane bond forming groups (hereinafter referred to as "Q monomer"), which forms the structural unit (1-1), and the structural unit (1-2) are formed. A silicon compound having three siloxane bond-forming groups (hereinafter referred to as "T monomer") and a silicon compound having two siloxane bond-forming groups forming the structural unit (1-3) (hereinafter referred to as "D monomer" ) and a silicon compound (hereinafter referred to as “M monomer”) that forms a structural unit (1-4) having one siloxane bond-forming group.
本明細書において、具体的には、構成単位(1-1)を形成するQモノマーと、構成単位(1-2)を形成するTモノマーと、構成単位(1-3)を形成するDモノマー及び、構成単位(1-4)を形成するMモノマーのうちの、少なくともTモノマーとDモノマーとが用いられる。原料モノマーを、反応溶媒の存在下に、加水分解・重縮合反応させた後に、反応液中の反応溶媒、副生物、残留モノマー、水等を留去させる留去工程を備えることが好ましい。 In this specification, specifically, a Q monomer that forms the structural unit (1-1), a T monomer that forms the structural unit (1-2), and a D monomer that forms the structural unit (1-3) And, of the M monomers forming the structural unit (1-4), at least the T monomer and the D monomer are used. It is preferable to include a distillation step of distilling off the reaction solvent, by-products, residual monomers, water, etc. in the reaction solution after hydrolysis and polycondensation reaction of the raw material monomers in the presence of the reaction solvent.
原料モノマーであるQモノマー、Tモノマー、Dモノマー又はMモノマーに含まれるシロキサン結合生成基は、水酸基又は加水分解性基である。このうち、加水分解性基としては、ハロゲノ基、アルコキシ基等が挙げられる。Qモノマー、Tモノマー、Dモノマー及びMモノマーの少なくとも1つは、加水分解性基を有することが好ましい。縮合工程において、加水分解性が良好であり、酸を副生しないことから、加水分解性基としては、アルコキシ基が好ましく、炭素原子数1~4のアルコキシ基がより好ましい。 The siloxane bond forming group contained in the Q monomer, T monomer, D monomer, or M monomer that is the raw material monomer is a hydroxyl group or a hydrolyzable group. Among these, hydrolyzable groups include a halogeno group and an alkoxy group. At least one of Q monomer, T monomer, D monomer and M monomer preferably has a hydrolyzable group. The hydrolyzable group is preferably an alkoxy group, more preferably an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, because it has good hydrolyzability and does not produce an acid by-product in the condensation step.
縮合工程において、各々の構成単位に対応するQモノマー、Tモノマー又はDモノマーのシロキサン結合生成基はアルコキシ基であり、Mモノマーに含まれるシロキサン結合生成基はアルコキシ基又はシロキシ基であることが好ましい。また、各々の構成単位に対応するモノマーは、単独で用いてよいし、2種以上を組み合わせて用いることができる。 In the condensation step, the siloxane bond forming group of the Q monomer, T monomer or D monomer corresponding to each structural unit is preferably an alkoxy group, and the siloxane bond forming group contained in the M monomer is preferably an alkoxy group or a siloxy group. . Monomers corresponding to each structural unit may be used alone, or two or more of them may be used in combination.
構成単位(1-1)を与えるQモノマーとしては、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。構成単位(1-2)を与えるTモノマーとしては、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、トリプロポキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリエトキシシラン、トリクロロシラン等が挙げられる。構成単位(1-2)を与えるTモノマーとしては、トリメトキシビニルシラン、トリエトキシビニルシラン、ビニルトリス(2-メトキシエトキシ)シラン、トリメトキシアリルシラン、トリエトキシアリルシラン、トリメトキシ(7-オクテン-1-イル)シラン、(p-スチリル)トリメトキシシラン、(p-スチリル)トリエトキシシラン、(3-メタクリロイルオキシプロピル)トリメトキシシラン、(3-メタクリロイルオキシプロピル)トリエトキシシラン、(3-アクリロイルオキシプロピル)トリメトキシシラン、(3-アクリロイルオキシプロピル)トリエトキシシラン等が挙げられる。構成単位(1-3)を与えるDモノマーとしては、ジメトキシジメチルシラン、ジメトキシジエチルシラン、ジエトキシジメチルシラン、ジエトキシジエチルシラン、ジプロポキシジメチルシラン、ジプロポキシジエチルシラン、ジメトキシベンジルメチルシラン、ジエトキシベンジルメチルシラン、ジクロロジメチルシラン、ジメトキシメチルシラン、ジメトキシメチルビニルシラン、ジエトキシメチルシラン、ジエトキシメチルビニルシラン等が挙げられる。構成単位(1-4)を与えるMモノマーとしては、加水分解により2つの構成単位(1-4)を与えるヘキサメチルジシロキサン、ヘキサエチルジシロキサン、ヘキサプロピルジシロキサン、1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン、1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン、メトキシジメチルシラン、エトキシジメチルシラン、メトキシジメチルビニルシラン、エトキシジメチルビニルシランのほか、メトキシトリメチルシラン、エトキシトリメチルシラン、メトキシジメチルフェニルシラン、エトキシジメチルフェニルシラン、クロロジメチルシラン、クロロジメチルビニルシラン、クロロトリメチルシラン、ジメチルシラノール、ジメチルビニルシラノール、トリメチルシラノール、トリエチルシラノール、トリプロピルシラノール、トリブチルシラノール等が挙げられる。構成単位(1-5)を与える有機化合物としては、1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノール、2-メチル-1-プロパノール、2-ブタノール、2-メチル-2-プロパノール、メタノール、エタノール等のアルコールが挙げられる。以上の説明によれば、A成分を得るためのこうしたモノマーを含む組成物も提供される。かかる組成物は、撥水撥油膜に用いるシロキサン化合物に好適に用いられる。 Examples of the Q monomer that gives the structural unit (1-1) include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetrabutoxysilane and the like. Examples of T monomers that give the structural unit (1-2) include trimethoxysilane, triethoxysilane, tripropoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltripropoxysilane, methyltriisopropoxysilane, ethyltrimethoxysilane. silane, ethyltriethoxysilane, propyltrimethoxysilane, propyltriethoxysilane, butyltrimethoxysilane, cyclohexyltrimethoxysilane, cyclohexyltriethoxysilane, trichlorosilane and the like. Examples of T monomers that give the structural unit (1-2) include trimethoxyvinylsilane, triethoxyvinylsilane, vinyltris(2-methoxyethoxy)silane, trimethoxyallylsilane, triethoxyallylsilane, trimethoxy(7-octen-1-yl)silane. , (p-styryl)trimethoxysilane, (p-styryl)triethoxysilane, (3-methacryloyloxypropyl)trimethoxysilane, (3-methacryloyloxypropyl)triethoxysilane, (3-acryloyloxypropyl)trimethoxy silane, (3-acryloyloxypropyl)triethoxysilane, and the like. Examples of the D monomer that gives the structural unit (1-3) include dimethoxydimethylsilane, dimethoxydiethylsilane, diethoxydimethylsilane, diethoxydiethylsilane, dipropoxydimethylsilane, dipropoxydiethylsilane, dimethoxybenzylmethylsilane, diethoxybenzyl methylsilane, dichlorodimethylsilane, dimethoxymethylsilane, dimethoxymethylvinylsilane, diethoxymethylsilane, diethoxymethylvinylsilane and the like. The M monomer that gives the structural unit (1-4) includes hexamethyldisiloxane, hexaethyldisiloxane, hexapropyldisiloxane, 1,1,3,3 that gives two structural units (1-4) by hydrolysis. -tetramethyldisiloxane, 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, methoxydimethylsilane, ethoxydimethylsilane, methoxydimethylvinylsilane, ethoxydimethylvinylsilane, as well as methoxytrimethylsilane, ethoxytrimethylsilane , methoxydimethylphenylsilane, ethoxydimethylphenylsilane, chlorodimethylsilane, chlorodimethylvinylsilane, chlorotrimethylsilane, dimethylsilanol, dimethylvinylsilanol, trimethylsilanol, triethylsilanol, tripropylsilanol, tributylsilanol, and the like. Organic compounds that give the structural unit (1-5) include 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-methyl-1-propanol, 2-butanol, 2-methyl-2-propanol, methanol, ethanol and the like. of alcohol. According to the above description, compositions containing such monomers to obtain the A component are also provided. Such a composition is suitably used as a siloxane compound for use in water- and oil-repellent films.
縮合工程においては、反応溶媒としてアルコールを用いることができる。アルコールは、一般式R-OHで表される、狭義のアルコールであり、アルコール性水酸基の他には官能基を有さない化合物である。特に限定するものではないが、かかる具体例としては、メタノール、エタノール、n-プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、1-ブタノール、2-ブタノール、イソブチルアルコール、2-ペンタノール、3-ペンタノール、2-メチル-2-ブタノール、3-メチル-2-ブタノール、シクロペンタノール、2-ヘキサノール、3-ヘキサノール、2-メチル-2-ペンタノール、3-メチル-2-ペンタノール、2-メチル-3-ペンタノール、3-メチル-3-ペンタノール、2-エチル-2-ブタノール、2,3-ジメチル-2-ブタノール、シクロヘキサノール等が例示できる。これらの中でも、イソプロピルアルコール、2-ブタノール、2-ペンタノール、3-ペンタノール、3-メチル-2-ブタノール、シクロペンタノール、2-ヘキサノール、3-ヘキサノール、3-メチル-2-ペンタノール、シクロヘキサノール等の第2級アルコールが用いられる。縮合工程においては、これらのアルコールを1種又は2種以上組み合わせて用いることができる。より好ましいアルコールは、縮合工程で必要な濃度の水を溶解できる化合物である。このような性質のアルコールは、20℃におけるアルコールの100gあたりの水の溶解度が10g以上の化合物である。 Alcohol can be used as a reaction solvent in the condensation step. Alcohol is a narrowly defined alcohol represented by the general formula R--OH, and is a compound having no functional groups other than an alcoholic hydroxyl group. Specific examples include, but are not limited to, methanol, ethanol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, 1-butanol, 2-butanol, isobutyl alcohol, 2-pentanol, 3-pentanol, 2-methyl -2-butanol, 3-methyl-2-butanol, cyclopentanol, 2-hexanol, 3-hexanol, 2-methyl-2-pentanol, 3-methyl-2-pentanol, 2-methyl-3-pentane Examples include tanol, 3-methyl-3-pentanol, 2-ethyl-2-butanol, 2,3-dimethyl-2-butanol, cyclohexanol and the like. Among these, isopropyl alcohol, 2-butanol, 2-pentanol, 3-pentanol, 3-methyl-2-butanol, cyclopentanol, 2-hexanol, 3-hexanol, 3-methyl-2-pentanol, Secondary alcohols such as cyclohexanol are used. In the condensation step, these alcohols can be used singly or in combination of two or more. More preferred alcohols are compounds capable of dissolving the required concentration of water in the condensation step. Alcohols with such properties are compounds having a water solubility of 10 g or more per 100 g of alcohol at 20°C.
縮合工程で用いるアルコールは、加水分解・重縮合反応の途中における追加投入分も含めて、全ての反応溶媒の合計量に対して0.5質量%以上用いることで、生成するA成分のゲル化を抑制することができる。好ましい使用量は1質量%以上60質量%以下であり、更に好ましくは3質量%以上40質量%以下である。 The alcohol used in the condensation step, including the additional input during the hydrolysis / polycondensation reaction, is used in an amount of 0.5% by mass or more with respect to the total amount of all reaction solvents, thereby gelling the generated component A. can be suppressed. The amount used is preferably 1% by mass or more and 60% by mass or less, more preferably 3% by mass or more and 40% by mass or less.
縮合工程で用いる反応溶媒は、アルコールのみであってよいし、さらに、少なくとも1種類の副溶媒との混合溶媒としても良い。副溶媒は、極性溶剤及び非極性溶剤のいずれでもよいし、両者の組み合わせでもよい。極性溶剤として好ましいものは炭素原子数3若しくは7~10の第2級又は第3級アルコール、炭素原子数2~20のジオール等である。尚、副溶媒として第1級アルコールを用いる場合には、その使用量を、反応溶媒全体の5質量%以下にすることが好ましい。好ましい極性溶剤は、工業的に安価に入手できる2-プロパノールであり、2-プロパノールと、炭素原子数4~6の第2級アルコール及び炭素原子数4~6の第3級アルコールから選ばれたアルコールとを併用することにより、これらのアルコールが加水分解工程で必要な濃度の水を溶解できないものである場合でも、極性溶剤と共に必要量の水を溶解でき、ゲル化を抑制等することができる。好ましい極性溶剤の量は、本発明に係るアルコールの1質量部に対して20質量部以下であり、より好ましくは1~20質量部、特に好ましくは3~10質量部である。 The reaction solvent used in the condensation step may be alcohol alone, or may be a mixed solvent with at least one sub-solvent. The co-solvent may be either a polar solvent, a non-polar solvent, or a combination of both. Preferred polar solvents are secondary or tertiary alcohols having 3 or 7 to 10 carbon atoms, diols having 2 to 20 carbon atoms, and the like. When a primary alcohol is used as a co-solvent, it is preferably used in an amount of 5% by mass or less of the total reaction solvent. A preferred polar solvent is 2-propanol, which is commercially available at low cost, and is selected from 2-propanol, secondary alcohols having 4 to 6 carbon atoms and tertiary alcohols having 4 to 6 carbon atoms. By using alcohol together, even if these alcohols cannot dissolve the water at the concentration required in the hydrolysis step, the required amount of water can be dissolved together with the polar solvent, and gelation can be suppressed. . A preferable amount of the polar solvent is 20 parts by weight or less, more preferably 1 to 20 parts by weight, particularly preferably 3 to 10 parts by weight, based on 1 part by weight of the alcohol according to the present invention.
非極性溶剤としては、特に限定するものではないが、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、塩素化炭化水素、アルコール、エーテル、アミド、ケトン、エステル、セロソルブ等が挙げられる。これらの中では、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素及び芳香族炭化水素が好ましい。こうした非極性溶媒としては、特に限定するものではないが、例えば、n-ヘキサン、イソヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、トルエン、キシレン、塩化メチレン等が、水と共沸するので好ましく、これらの化合物を併用すると、縮合工程後、A成分を含む反応混合物から、蒸留によって反応溶媒を除く際に、水分及び水に溶解した酸などの重合触媒を効率よく留去することができる。非極性溶剤としては、比較的沸点が高いことから、芳香族炭化水素であるキシレンが特に好ましい。非極性溶剤の使用量は、本発明に係るアルコールの1質量部に対して50質量部以下であり、より好ましくは1~30質量部、特に好ましくは5~20質量部である。 Non-polar solvents include, but are not limited to, aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, chlorinated hydrocarbons, alcohols, ethers, amides, ketones, esters, cellosolve, and the like. . Among these, aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons and aromatic hydrocarbons are preferred. Such a non-polar solvent is not particularly limited, but for example, n-hexane, isohexane, cyclohexane, heptane, toluene, xylene, methylene chloride, etc. are preferable because they azeotrope with water, and when these compounds are used together, After the condensation step, when the reaction solvent is removed from the reaction mixture containing the A component by distillation, water and a polymerization catalyst such as an acid dissolved in water can be efficiently distilled off. As the non-polar solvent, xylene, which is an aromatic hydrocarbon, is particularly preferred because it has a relatively high boiling point. The amount of the non-polar solvent used is 50 parts by mass or less, more preferably 1 to 30 parts by mass, particularly preferably 5 to 20 parts by mass, per 1 part by mass of the alcohol according to the present invention.
縮合工程における加水分解・重縮合反応は、水の存在下に進められる。原料モノマーに含まれる加水分解性基を加水分解させるために用いられる水の量は、加水分解性基に対して好ましくは0.5~5倍モル、より好ましくは1~2倍モルである。また、原料モノマーの加水分解・重縮合反応は、無触媒で行ってもよいし、触媒を使用して行ってもよい。加水分解・重縮合反応における触媒は、酸又はアルカリが用いられる。かかる触媒としては、例えば、硫酸、硝酸、塩酸、リン酸等の無機酸;ギ酸、酢酸、シュウ酸、パラトルエンスルホン酸等の有機酸に例示される酸触媒が好ましく用いられる。酸触媒の使用量は、原料モノマーに含まれるケイ素原子の合計量に対して、0.01~20モル%に相当する量であることが好ましく、0.1~10モル%に相当する量であることがより好ましい。 The hydrolysis/polycondensation reaction in the condensation step proceeds in the presence of water. The amount of water used for hydrolyzing the hydrolyzable groups contained in the raw material monomer is preferably 0.5 to 5 mol, more preferably 1 to 2 mol, relative to the hydrolyzable groups. Moreover, the hydrolysis/polycondensation reaction of the raw material monomer may be carried out without a catalyst, or may be carried out using a catalyst. An acid or an alkali is used as a catalyst in the hydrolysis/polycondensation reaction. As such catalysts, acid catalysts exemplified by, for example, inorganic acids such as sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid and phosphoric acid; and organic acids such as formic acid, acetic acid, oxalic acid and p-toluenesulfonic acid are preferably used. The amount of the acid catalyst used is preferably an amount corresponding to 0.01 to 20 mol%, and an amount corresponding to 0.1 to 10 mol%, relative to the total amount of silicon atoms contained in the raw material monomer. It is more preferable to have
縮合工程における加水分解・重縮合反応の終了は、既述の各種公報等に記載される方法にて適宜検出することができる。なお、A成分の製造の縮合工程においては、反応系に助剤を添加することができる。例えば、反応液の泡立ちを抑える消泡剤、反応罐や撹拌軸へのスケール付着を防ぐスケールコントロール剤、重合防止剤、ヒドロシリル化反応抑制剤等が挙げられる。これらの助剤の使用量は、任意であるが、好ましくは反応混合物中のA成分濃度に対して1~100質量%程度である。 Completion of the hydrolysis/polycondensation reaction in the condensation step can be appropriately detected by the methods described in the above-mentioned various publications. In addition, in the condensation step of manufacturing the A component, an auxiliary agent can be added to the reaction system. Examples thereof include antifoaming agents for suppressing foaming of the reaction solution, scale control agents for preventing scale deposition on reaction vessels and stirring shafts, polymerization inhibitors, hydrosilylation reaction inhibitors, and the like. The amount of these auxiliaries to be used is arbitrary, but is preferably about 1 to 100% by mass relative to the concentration of component A in the reaction mixture.
A成分の製造における縮合工程後、縮合工程より得られた反応液に含まれる反応溶媒及び副生物、残留モノマー、水等を留去させる留去工程を備えることにより、生成したA成分の安定性や使用性を向上させることができる。特に、反応溶媒として水と共沸する溶媒を用い、同時に留去することで、重合触媒として用いた酸や塩基を効率的に除去することができる。なお、留去には、用いた溶媒の沸点等にもよるが、100℃以下の温度で、適宜減圧条件を用いることができる。 After the condensation step in the production of component A, by providing a distillation step for distilling off the reaction solvent and by-products, residual monomers, water, etc. contained in the reaction solution obtained from the condensation step, the stability of the generated component A and usability can be improved. In particular, by using a solvent azeotropic with water as the reaction solvent and simultaneously distilling off, the acid or base used as the polymerization catalyst can be efficiently removed. For the distillation, depending on the boiling point of the solvent used, etc., a temperature of 100° C. or lower and reduced pressure conditions can be used as appropriate.
(B成分:直鎖状オルガノポリシロキサン)
本組成物は、B成分含むことができる。B成分としては、例えば、いわゆるシリコーンオイルと称される場合もあるオイル状を呈する直鎖状オルガノポリシロキサンを用いることができる。B成分をA成分に対して配合することにより、より優れた撥水撥油性を発揮することができる。推測であって本開示を理論的に拘束するものではないが、B成分の「配合」により、本組成物の成膜物の表面自由エネルギーを低下させ、その結果、撥水撥油性が向上すると考えられる。
(B component: linear organopolysiloxane)
The composition can include a B component. As the B component, for example, linear organopolysiloxane exhibiting an oily state, which is sometimes referred to as a so-called silicone oil, can be used. By blending the B component with the A component, more excellent water and oil repellency can be exhibited. Although it is speculation and does not restrict the present disclosure theoretically, it is believed that the "combination" of the B component reduces the surface free energy of the film of the present composition and, as a result, improves the water and oil repellency. Conceivable.
B成分は、例えば、以下の式(2)で表される。
B成分は、式(2)で表されるが、R5及びR6は、それぞれ独立して、水素原子、ヒドロキシ基、炭素原子数1~3程度のアルキル基、炭素原子数1~3のアルコキシ基、不飽和有機基などとすることができる。好ましくは、A成分と架橋反応可能な水素原子、ヒドロキシ基、アルコキシ基、不飽和有機基である。A成分と架橋しないアルキル基でも有効に機能するが、水素原子と不飽和有機基はヒドロシリル化(付加)反応で、ヒドロキシ基、アルコキシ基は脱水、脱アルコール(縮合)反応により架橋し、長期の耐熱防汚性が期待できる。すなわち、B成分のいずれかの末端又は両末端に、A成分のヒドロシリル基やアルコキシシリル基等と反応する反応性基を有することが好ましい。不飽和有機基は、既に説明した各種態様が適用されうる。なお、少なくともいずれかの末端又は両末端にこれらの反応性基を有していれば足りるが、側鎖にこれらの反応性基を備えることを排除するものではない。 Component B is represented by formula (2), where R 5 and R 6 are each independently a hydrogen atom, a hydroxy group, an alkyl group having about 1 to 3 carbon atoms, or a It can be an alkoxy group, an unsaturated organic group, and the like. Preferred are hydrogen atoms, hydroxy groups, alkoxy groups, and unsaturated organic groups capable of cross-linking with component A. Alkyl groups that do not crosslink with the A component also function effectively, but hydrogen atoms and unsaturated organic groups are crosslinked by hydrosilylation (addition) reactions, and hydroxy groups and alkoxy groups are crosslinked by dehydration and dealcoholization (condensation) reactions. Expected to be heat resistant and antifouling. That is, it is preferable to have a reactive group that reacts with a hydrosilyl group or an alkoxysilyl group of the A component at either or both ends of the B component. Various aspects already described can be applied to the unsaturated organic group. In addition, although it is sufficient if at least one or both ends have these reactive groups, it is not excluded that side chains have these reactive groups.
R7は、炭素数1~20のアルキル基、フェニル基、ポリエーテル基、アラルキル基、フロロアルキル基、脂肪酸エステル基、脂肪酸アミド基から選択される少なくとも1種であるが、例えば、メチル基である。mは、例えば、10以上の整数であり、また例えば、30以上の整数である。また、mは、500以下の整数であり、また例えば、120以下の整数である。 R 7 is at least one selected from an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a phenyl group, a polyether group, an aralkyl group, a fluoroalkyl group, a fatty acid ester group and a fatty acid amide group, and is, for example, a methyl group. be. m is, for example, an integer of 10 or more, or an integer of 30 or more, for example. Also, m is an integer of 500 or less, or an integer of 120 or less, for example.
B成分のゲルパーミエーションクロマトグラフィーグラフィーによるポリスチレン換算重量平均分子量は、例えば、1,000~50,000であり、また例えば、2,000~30,000である。B成分の分子量が小さいと、シロキサン化合物と相溶し易く、膜の透明度が比較的高くなる。逆に、B成分の分子量が大きいと、シロキサン化合物と分離し、膜は不透明になる傾向があるが、B成分が表面に配向するためか、撥水性や撥油性は向上する傾向がある。 The polystyrene equivalent weight average molecular weight of component B measured by gel permeation chromatography is, for example, 1,000 to 50,000, and for example, 2,000 to 30,000. When the molecular weight of the B component is small, it is easily compatible with the siloxane compound, and the transparency of the film is relatively high. Conversely, when the molecular weight of the B component is large, the film tends to separate from the siloxane compound and become opaque, but the water repellency and oil repellency tend to improve, probably because the B component is oriented on the surface.
本組成物に用いるB成分は、例えば、後述するC成分との相溶性、B成分が発揮すべき滑液性及び本組成物の高温での撥水撥油性を考慮して適宜選択することができる。 The B component used in the present composition can be appropriately selected in consideration of, for example, the compatibility with the C component described later, the synovial properties to be exhibited by the B component, and the water and oil repellency of the present composition at high temperatures. can.
こうしたB成分は、説明した構造となるように選択したアルコキシあるいはハロゲニルシラン化合物を用いることにより公知の方法により合成することができる。 Such B components can be synthesized by known methods by using alkoxy or halogenyl silane compounds selected to have the structures described.
B成分としては、例えば、重量平均分子量が1,000~50,000の両末端シラノール変性ジメチルポリシロキサン、重量平均分子量が1,000~50,000の両末端ビニル基変性ジメチルポリシロキサン等が挙げられる。かかるB成分としては、例えば、XC96-723、YF3800、XF3905、XF40-A1987(以上、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン株式会社製)、KF-9701、X-21-5841(以上、信越化学工業株式会社製)等やDMS-S14、DMS-S15、DMS-S21、DMS-S27、DMS-S31、DMS-S32、DMS-S33、DMS-V21、DMS-V22、DMS-V25、DMS-V31、DMS-V33、DMS-V35(以上、Gelest株式会社製)等が挙げられる。 Component B includes, for example, silanol-modified dimethylpolysiloxane at both ends with a weight average molecular weight of 1,000 to 50,000, vinyl-modified dimethylpolysiloxane at both ends with a weight average molecular weight of 1,000 to 50,000, and the like. be done. Examples of such B components include XC96-723, YF3800, XF3905, XF40-A1987 (manufactured by Momentive Performance Materials Japan Co., Ltd.), KF-9701, X-21-5841 (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Co., Ltd.), DMS-S14, DMS-S15, DMS-S21, DMS-S27, DMS-S31, DMS-S32, DMS-S33, DMS-V21, DMS-V22, DMS-V25, DMS-V31, DMS-V33, DMS-V35 (manufactured by Gelest Co., Ltd.) and the like.
本組成物は、B成分を、例えば、A成分100質量部に対して、5質量部以上30質量部以下程度で配合して用いることができる。また例えば、同5質量部以上25質量部以下、また例えば、同10質量部以上25質量部以下で用いることができる。 The present composition can be used by blending component B in an amount of about 5 parts by mass or more and 30 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of component A, for example. Further, for example, it can be used at 5 parts by mass or more and 25 parts by mass or less, or for example, 10 parts by mass or more and 25 parts by mass or less.
本組成物がB成分とC成分とを含むとき、B成分は、A成分とC成分との総質量に対して任意の量含むことができる。例えば、0.1質量%以上50質量%以下である。0.1質量%未満であると、防汚助剤又は滑液性添加剤としての効果を得難くなりやすく、50質量%を超えると成膜性が比較的高いシロキサン化合物、分岐状オルガノポリシロキサンに対して成膜し難いB成分の割合が多過ぎて、塗膜形成が不十分となり、耐熱防汚性や耐摩耗性の低下に繋がりやすくなるからである。また例えば、1質量%以上40質量%以下であり、また例えば、10質量%以上30質量%以下である。 When the present composition contains the B component and the C component, the B component can be contained in any amount with respect to the total mass of the A component and the C component. For example, it is 0.1% by mass or more and 50% by mass or less. If it is less than 0.1% by mass, it is likely to be difficult to obtain the effect as an antifouling aid or synovial additive, and if it exceeds 50% by mass, the siloxane compound or branched organopolysiloxane has relatively high film-forming properties. This is because the ratio of the B component, which is difficult to form a film, is too large, resulting in insufficient coating film formation, which tends to lead to a decrease in heat resistance and antifouling properties and abrasion resistance. Further, for example, it is 1% by mass or more and 40% by mass or less, and for example, it is 10% by mass or more and 30% by mass or less.
(C成分:分岐状オルガノポリシロキサン)
本組成物は、さらに、C成分を含むことができる。C成分は、例えば、式(3)で表される。分岐状オルガノポリシロキサンは、例えば、いわゆるシリコーンレジンと称される場合もある。
(C component: branched organopolysiloxane)
The composition can further contain a C component. The C component is represented by Formula (3), for example. Branched organopolysiloxanes are sometimes referred to as so-called silicone resins, for example.
C成分は、式(3)で表されるが、R8は、水素原子又は炭素原子数1~6のアルキル基であり、同一でも異なっていても良い。R9は、好ましくは、水素原子を含んでいる。この場合、C成分は、脱水縮合型となり、例えば、ヒドロシリル化反応触媒を要することなく、150℃以上の加熱によって脱水縮合反応を生じて硬化することができる。 Component C is represented by formula (3), where R 8 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and may be the same or different. R 9 preferably contains a hydrogen atom. In this case, the C component becomes a dehydration condensation type, and can be cured by heating at 150° C. or higher to cause a dehydration condensation reaction without requiring a hydrosilylation reaction catalyst.
R8は、典型的には、炭素原子数1~4のアルキル基とすることができる。アルキル基は、直鎖状であってもよいし分岐状であってもよい。R8としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基等が挙げられる。 R 8 can typically be an alkyl group of 1 to 4 carbon atoms. Alkyl groups may be linear or branched. Examples of R 8 include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group and the like.
式(3)におけるp及びqは、それぞれ、p>0、q>0とすることができる。すなわち、C成分においてT単位は、必須成分とすることができる。こうすることで、膜の硬度及び靱性に貢献することができる。また、例えば、p及びqは、同時にp>0、q>0とすることができる。こうすることで、膜の硬度及び靱性の双方に一層貢献できる。また、式(3)における、r及びsは、それぞれ、r≧0、s≧0とすることができる。また、例えば、r及びsは、同時にr≧0、s≧0とすることができる。すなわち、C成分におけるD単位は、任意成分とすることができ、T単位のみであっても、膜強度特性を発揮させることが可能である。 p and q in formula (3) can be p>0 and q>0, respectively. That is, the T unit can be an essential component in the C component. This can contribute to the hardness and toughness of the film. Also, for example, p and q can simultaneously satisfy p>0 and q>0. This can further contribute to both the hardness and toughness of the film. Also, r and s in equation (3) can be r≧0 and s≧0, respectively. Also, for example, r and s can simultaneously satisfy r≧0 and s≧0. That is, the D unit in the C component can be an optional component, and even with only the T unit, it is possible to exhibit the film strength characteristics.
また、式(3)において、p+2r+s>q+sとすることができる。すなわち、C成分中のT単位及びD単位におけるメチル基の総数が、T単位及びD単位におけるフェニル基の総数よりも大きいとすることができる。C成分をかかる構成とすることで、良好な膜硬度と靱性とを兼ね備えることができる。 In addition, in Equation (3), p+2r+s>q+s can be established. That is, the total number of methyl groups on T units and D units in the C component can be greater than the total number of phenyl groups on T units and D units. By setting the C component to such a configuration, both good film hardness and toughness can be achieved.
C成分の重量平均分子量は、例えば、2,000以上とすることができる。重量平均分子量が小さすぎると、架橋密度が高くなりすぎて、割れや剥離の原因となるからである。また。また例えば、3,000以上である。一方、本組成物において、C成分の重量分子量の上限は、適宜、得られる膜特性を必要に応じて検討して適用可能性を決定すれば足りる。特に限定するものではないが、例えば、200万以下であり、また例えば100万以下であり、また例えば、50万以下であり、また例えば、20,000以下であり、また例えば、10,000以下であり、また例えば、8,000以下である。なお、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーグラフィーを用いたポリスチレン換算重量平均分子量として求めることができる。 The weight average molecular weight of the C component can be, for example, 2,000 or more. This is because if the weight-average molecular weight is too small, the crosslink density becomes too high, which causes cracks and peeling. again. For example, it is 3,000 or more. On the other hand, in the present composition, the upper limit of the weight molecular weight of the C component may be appropriately determined by examining the film properties to be obtained as necessary and determining applicability. Although not particularly limited, for example, 2 million or less, for example, 1 million or less, for example, 500,000 or less, for example, 20,000 or less, or for example, 10,000 or less and, for example, 8,000 or less. The weight average molecular weight can be obtained as a polystyrene equivalent weight average molecular weight using gel permeation chromatography.
本組成物がB成分とC成分とを含むとき、C成分は、A成分とB成分との総質量に対して任意の量含むことができる。例えば、5質量%以上95質量%以下である。5質量%未満であると、耐摩耗性が低下しやすくなるからであり、95質量%を超えると耐熱防汚性が低下しやすくなるからである。また例えば、10質量%以上90質量%以下であり、10質量%以上80質量%以下であり、また例えば10質量%以上70質量%以下である。 When the present composition contains the B component and the C component, the C component can be contained in any amount with respect to the total mass of the A component and the B component. For example, it is 5% by mass or more and 95% by mass or less. This is because if the amount is less than 5% by mass, wear resistance tends to decrease, and if it exceeds 95% by mass, heat resistance and antifouling properties tend to decrease. Further, for example, it is 10% by mass or more and 90% by mass or less, 10% by mass or more and 80% by mass or less, or, for example, 10% by mass or more and 70% by mass or less.
C成分は、説明した構造となるように選択したアルコキシあるいはハロゲニルシラン化合物を用いることにより公知の方法、例えば、既に説明したA成分の製造方法に準じて合成することができる。 Component C can be synthesized by using an alkoxy or halogenylsilane compound selected to have the structure described, according to a known method, for example, the method for producing component A already described.
C成分としては、例えば、メチル基及びフェニルを有するオルガノポリシロキサン等が挙げられる。かかるC成分としては、例えば、KR112、KR211、KR212、KR255、KR271、KR272、KR282、KR300、KR311(以上、信越化学工業株式会社製)、RSN0249、220FLAKE、233FLAKE、249FLAKE、804RESIN、805RESIN、806RESIN、840RESIN(以上、東レダウ株式会社製)等が挙げられる。 Examples of the C component include organopolysiloxanes having a methyl group and a phenyl group. Examples of such C components include KR112, KR211, KR212, KR255, KR271, KR272, KR282, KR300, KR311 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), RSN0249, 220FLAKE, 233FLAKE, 249FLAKE, 804RESIN, 805RESIN, 806RESIN. 840RESIN (manufactured by Dow Toray Co., Ltd.) and the like.
(溶剤)
本組成物は、必要に応じて溶剤で希釈して成膜のために供することもできる。溶剤は、A成分を溶解する溶剤が好ましく、B成分及び/又はC成分を含むときには、これらの追加成分を溶解する溶剤が好ましくその例としては、脂肪族系炭化水素溶剤、芳香族系炭化水素溶剤、塩素化炭化水素溶剤、アルコール溶剤、エーテル溶剤、アミド溶剤、ケトン溶剤、エステル溶剤、セロソルブ溶剤等の各種有機溶剤を挙げることができる。なお、Ptなどのヒドロシリル化触媒存在下では、Si-H基の分解を避けるため、アルコール以外の溶剤が好ましい。
(solvent)
The composition can be diluted with a solvent as necessary and used for film formation. The solvent is preferably a solvent that dissolves component A, and when component B and/or component C are included, a solvent that dissolves these additional components is preferred. Examples thereof include aliphatic hydrocarbon solvents and aromatic hydrocarbons. Examples include various organic solvents such as solvents, chlorinated hydrocarbon solvents, alcohol solvents, ether solvents, amide solvents, ketone solvents, ester solvents, and cellosolve solvents. In the presence of a hydrosilylation catalyst such as Pt, a solvent other than alcohol is preferred in order to avoid decomposition of the Si—H group.
(ヒドロシリル化触媒)
本組成物は、ヒドロシリル化触媒を含むこともできる。ヒドロシリル化触媒は、A成分のヒドロシリル化反応を促進することができる。ヒドロシリル化触媒としては、例えば、コバルト、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、イリジウム、白金等の第8属から第10属金属の単体、有機金属錯体、金属塩、金属酸化物等が挙げられる。通常、白金系触媒が使用される。白金系触媒としては、cis-PtCl2(PhCN)2、白金カーボン、1,3-ジビニルテトラメチルジシロキサンが配位した白金錯体(Pt(dvs))、白金ビニルメチル環状シロキサン錯体、白金カルボニル・ビニルメチル環状シロキサン錯体、トリス(ジベンジリデンアセトン)二白金、塩化白金酸、ビス(エチレン)テトラクロロ二白金、シクロオクタジエンジクロロ白金、ビス(シクロオクタジエン)白金、ビス(ジメチルフェニルホスフィン)ジクロロ白金、テトラキス(トリフェニルホスフィン)白金等が例示される。これらのうち、特に好ましくは1,3-ジビニルテトラメチルジシロキサンが配位した白金錯体(Pt(dvs))、白金ビニルメチル環状シロキサン錯体、白金カルボニル・ビニルメチル環状シロキサン錯体である。なお、Phはフェニル基を表す。触媒の使用量は、A成分の量に対して、0.1質量ppm以上1000質量ppm以下であることが好ましく、0.5~100質量ppmであることがより好ましく、1~50質量ppmであることが更に好ましい。
(hydrosilylation catalyst)
The composition may also contain a hydrosilylation catalyst. A hydrosilylation catalyst can promote the hydrosilylation reaction of the A component. Examples of hydrosilylation catalysts include simple substances of group 8 to group 10 metals such as cobalt, nickel, ruthenium, rhodium, palladium, iridium and platinum, organometallic complexes, metal salts and metal oxides. A platinum-based catalyst is usually used. Examples of platinum-based catalysts include cis-PtCl 2 (PhCN) 2 , platinum carbon, platinum complexes coordinated with 1,3-divinyltetramethyldisiloxane (Pt(dvs)), platinum vinylmethyl cyclic siloxane complexes, platinum carbonyl- Vinylmethyl cyclic siloxane complex, tris(dibenzylideneacetone)diplatinum, chloroplatinic acid, bis(ethylene)tetrachlorodiplatinum, cyclooctadienedichloroplatinum, bis(cyclooctadiene)platinum, bis(dimethylphenylphosphine)dichloroplatinum , tetrakis(triphenylphosphine)platinum, and the like. Among these, platinum complexes coordinated with 1,3-divinyltetramethyldisiloxane (Pt(dvs)), platinum vinylmethyl cyclic siloxane complexes, and platinum carbonyl-vinylmethyl cyclic siloxane complexes are particularly preferred. In addition, Ph represents a phenyl group. The amount of catalyst used is preferably 0.1 mass ppm or more and 1000 mass ppm or less, more preferably 0.5 to 100 mass ppm, and 1 to 50 mass ppm with respect to the amount of component A. It is even more preferable to have
本組成物がヒドロシリル化反応用の触媒を含有する場合、A成分中の構成単位(1-5)中の残存アルコキシ基又は水酸基の脱水重縮合よりも、ヒドロシリル化反応が優先する場合があり、ヒドロシリル化構造部分を有しつつ、上記アルコキシ基又は水酸基をさらなる架橋反応可能に備える場合がある。 When the present composition contains a catalyst for hydrosilylation reaction, the hydrosilylation reaction may take precedence over dehydration polycondensation of the residual alkoxy group or hydroxyl group in the structural unit (1-5) in component A, While having a hydrosilylated structure portion, the alkoxy group or hydroxyl group may be provided so as to allow further cross-linking reaction.
本組成物がヒドロシリル化触媒を含有する場合、A成分のゲル化抑制および保存安定性向上のため、ヒドロシリル化反応抑制剤が添加されてもよい。ヒドロシリル化反応抑制剤の例としては、メチルビニルシクロテトラシロキサン、アセチレンアルコール類、シロキサン変性アセチレンアルコール類、ハイドロパーオキサイド、窒素原子、イオウ原子またはリン原子を含有するヒドロシリル化反応抑制剤などが挙げられる。 When the present composition contains a hydrosilylation catalyst, a hydrosilylation reaction inhibitor may be added to suppress gelation of component A and improve storage stability. Examples of hydrosilylation inhibitors include methylvinylcyclotetrasiloxane, acetylene alcohols, siloxane-modified acetylene alcohols, hydroperoxides, and hydrosilylation inhibitors containing nitrogen, sulfur or phosphorus atoms. .
本組成物は、成膜に供するための組成物であってもヒドロシリル化触媒を実質的に含有しないものであってもよい。後述するように、A成分は、ヒドロシリル化触媒の不存在下でも加熱処理によりヒドロシリル化反応を促進して硬化させることができる。また、ヒドロシリル化触媒を含まないで成膜した場合、当該膜の撥水撥油性が向上する場合があるからである。本組成物において、ヒドロシリル化触媒を実質的に含有しないとは、意図的にヒドロシリル化触媒を添加しない場合のほか、A成分の量に対して、ヒドロシリル化触媒の含有量が、例えば、0.1質量ppm未満、また例えば、0.05質量ppm以下である。 The present composition may be a composition for film formation or may be substantially free of a hydrosilylation catalyst. As will be described later, the A component can be cured by heat treatment to accelerate the hydrosilylation reaction even in the absence of a hydrosilylation catalyst. In addition, when the film is formed without containing the hydrosilylation catalyst, the water and oil repellency of the film may be improved. In the present composition, "substantially free of a hydrosilylation catalyst" means that the hydrosilylation catalyst is not intentionally added, and that the content of the hydrosilylation catalyst relative to the amount of the A component is, for example, 0.5. It is less than 1 ppm by mass, or for example 0.05 ppm by mass or less.
なお、本組成物は、A成分ないしC成分の合成時に用いた重合触媒を含有する場合があるが、重合触媒を実質的に含有しないことが好ましい。重合触媒が含有されていると、その液性(酸性又はアルカリ性)によって、コーティングのためなどの各種設備や機器の腐食のおそれが生じるほか、作業環境の安全性の低下が懸念されるからである。重合触媒は、A成分を得るための加水分解・重縮合後に、水及び揮発性溶媒の留去によって実質的に含有しないといえる程度に低減されうる。例えば、本組成物中に、重合触媒の量として、例えば、0.1質量%以下、また例えば、0.05質量%以下、また例えば、0.01質量%以下、また例えば、0.005質量%以下である。なお、重合触媒の定量は、例えば、Cl-のイオンクロマトグラフィーによって実施することができる。 Although the present composition may contain the polymerization catalyst used in synthesizing the components A to C, it is preferred that the composition does not substantially contain the polymerization catalyst. This is because if a polymerization catalyst is contained, its liquid properties (acidic or alkaline) may cause corrosion of various facilities and equipment for coating, etc., and there is concern that the safety of the working environment may decrease. . After the hydrolysis/polycondensation for obtaining the A component, the polymerization catalyst can be reduced to such an extent that it can be said to be substantially free by distilling off the water and the volatile solvent. For example, the amount of the polymerization catalyst in the present composition is, for example, 0.1% by mass or less, or, for example, 0.05% by mass or less, or, for example, 0.01% by mass or less, or, for example, 0.005% by mass. % or less. Incidentally, the quantitative determination of the polymerization catalyst can be carried out, for example, by Cl- ion chromatography.
(その他の成分)
本組成物は、硬化に供されるにあたり、さらに各種添加剤が添加されてもよい。添加剤としては、例えば、テトラアルコキシシラン、トリアルコキシシラン類(トリアルコキシシラン、トリアルコキシビニルシランなど)などの反応性希釈剤などが挙げられる。これら添加剤は、得られるA成分の硬化物が耐熱性を損なわない範囲で使用される。
(other ingredients)
Various additives may be further added to the present composition when it is subjected to curing. Examples of additives include reactive diluents such as tetraalkoxysilanes and trialkoxysilanes (trialkoxysilanes, trialkoxyvinylsilanes, etc.). These additives are used within a range that does not impair the heat resistance of the obtained cured product of component A.
<本組成物を用いた膜の製造方法>
本組成物を任意の形状を有する被加工体の表面に供給して硬化させることにより成膜して、撥水撥油性に優れた膜を形成することができる。例えば、本組成物を、撥水撥油性が要請される部位の表面に供給し、その後、この組成物を硬化させることができる。本組成物は、A成分が25℃における粘度が、30000mPa・s以下の液状物質であるので、本組成物も同程度の液状を維持することたでき、硬化にあたって被加工体の表面に対してそのまま塗布することができる。
<Method for producing a film using the present composition>
A film having excellent water and oil repellency can be formed by supplying the present composition to the surface of an object to be processed having an arbitrary shape and curing the composition. For example, the composition can be applied to the surface of the site where water and oil repellency is required, and then the composition can be cured. In this composition, since the A component is a liquid substance with a viscosity of 30000 mPa s or less at 25 ° C., this composition can also maintain a similar liquid state, and during curing, the surface of the workpiece is It can be applied as it is.
本組成物の被加工体表面への供給は、特に限定するものではないが、例えば、スプレーコート法、キャスト法、スピンコート法、バーコート法等の通常の塗工方法を用いることができる。 The supply of the present composition to the surface of the object to be processed is not particularly limited, but for example, ordinary coating methods such as spray coating, casting, spin coating and bar coating can be used.
本組成物は、概して、A成分,B成分及びC成分中の残存アルコキシ基及び/又は水酸基の重縮合反応による架橋構造の形成(一次硬化)及びA成分中のヒドロシリル基と不飽和有機基とのヒドロシリル化反応による架橋構造の形成(二次硬化)のいずれか又は双方によって、本組成物の硬化物を得ることができる。本組成物の硬化物は、概して、一次硬化のみからなる硬化物や一次硬化と二次硬化の双方を含む硬化物となるが、典型的な硬化物は、二次硬化による架橋構造の有無によって特徴付けられる。 The present composition generally comprises formation of a crosslinked structure (primary curing) by polycondensation reaction of residual alkoxy groups and/or hydroxyl groups in components A, B and C, and hydrosilyl groups in component A and unsaturated organic groups. A cured product of the present composition can be obtained by either or both of the formation of a crosslinked structure (secondary curing) by the hydrosilylation reaction of . The cured product of the present composition is generally a cured product consisting of only primary curing or a cured product containing both primary and secondary curing. Characterized.
<本組成物の硬化方法、一次硬化を主とする硬化方法>
本組成物において、A成分、B成分及びC成分(以下、A成分等ともいう。)の未反応アルコキシ基やシラノール基の重縮合を促進して一次硬化物を得るには、例えば、A成分をヒドロシリル化触媒の非存在下において50℃以上200℃以下の温度で加熱することができる。また例えば、ヒドロシリル化触媒非存在下で100℃以上150℃以下の温度で加熱してもよい。50℃以上200℃以下の温度範囲においては、硬化温度を一定としてもよいし、昇温及び/又は降温を組み合わせてもよい。50℃以上200℃以下の温度においては、主にアルコキシシリル基の反応(加水分解・重縮合反応)による架橋構造を形成することができる。この加熱条件では、ヒドロシリル化反応触媒の不存在下でも、ヒドロシリル化反応による架橋構造が一部形成される場合もある。
<Curing method of the present composition, curing method mainly for primary curing>
In the present composition, in order to obtain a primary cured product by promoting polycondensation of unreacted alkoxy groups and silanol groups of components A, B and C (hereinafter also referred to as component A), for example, component A can be heated at a temperature from 50° C. to 200° C. in the absence of a hydrosilylation catalyst. Alternatively, for example, heating may be performed at a temperature of 100° C. or higher and 150° C. or lower in the absence of a hydrosilylation catalyst. In the temperature range of 50° C. or higher and 200° C. or lower, the curing temperature may be constant, or a combination of temperature rise and/or temperature drop may be used. At a temperature of 50° C. or higher and 200° C. or lower, a crosslinked structure can be formed mainly by the reaction (hydrolysis/polycondensation reaction) of alkoxysilyl groups. Under these heating conditions, a crosslinked structure may be partially formed by the hydrosilylation reaction even in the absence of a hydrosilylation reaction catalyst.
50℃以上200℃以下の温度で一次硬化させる場合の前段の硬化時間は、通常、0.1~10時間であり、0.5~5時間が好ましい。 In the case of primary curing at a temperature of 50° C. or higher and 200° C. or lower, the initial curing time is usually 0.1 to 10 hours, preferably 0.5 to 5 hours.
<本組成物の硬化方法、二次硬化を主とする硬化方法>
本組成物の二次硬化物は、例えば、本組成物を、ヒドロシリル化触媒の存在下、比較的低い温度(例えば、室温~200℃以下、好ましくは50℃以上150℃以下)で反応させることにより得ることができる。この場合、A成分等の重縮合反応よりもヒドロシリル化反応が促進されるため、一次硬化も進行するが、アルコキシ基等が残存しやすくなる傾向がある。ヒドロシリル化触媒を使用する場合の硬化時間は、通常、0.05~24時間であり、0.1~5時間が好ましい。
<Curing Method of the Present Composition, Curing Method Mainly for Secondary Curing>
The secondary cured product of the present composition is obtained, for example, by reacting the present composition in the presence of a hydrosilylation catalyst at a relatively low temperature (for example, room temperature to 200° C. or less, preferably 50° C. to 150° C.). can be obtained by In this case, since the hydrosilylation reaction is accelerated rather than the polycondensation reaction of the A component and the like, primary curing also proceeds, but alkoxy groups and the like tend to remain. The curing time when using a hydrosilylation catalyst is usually 0.05 to 24 hours, preferably 0.1 to 5 hours.
本組成物の二次硬化物は、また例えば、本組成物を、ヒドロシリル化触媒の非存在下で、200℃以下での一次硬化後あるいは当該一次硬化を経ることなく、例えば、200℃超400℃以下の温度で加熱することにより得ることができる。かかる条件での二次硬化によると、例えば、硬化後の膜厚が0.1μm以上1μm以下でも、高温で優れた撥水撥油性を得ることができる。また、400℃以下であると、未反応のヒドロシリル基が残存しやすくなる傾向があるが、高温での撥水撥液性が優れる場合がある。加熱温度は、また例えば、350℃以下であり、また例えば、300℃以下である。なお、二次硬化を400℃超の温度で実施することを排除するものではなく、例えば、600℃以下、また例えば、500℃以下で二次硬化させることもできる。 The secondary cured product of the present composition may also be, for example, the present composition in the absence of a hydrosilylation catalyst after primary curing at 200°C or less, or without such primary curing, for example, above 200°C to 400°C. It can be obtained by heating at a temperature of ° C. or lower. By secondary curing under such conditions, for example, even if the film thickness after curing is 0.1 μm or more and 1 μm or less, excellent water and oil repellency can be obtained at high temperatures. If the temperature is 400° C. or lower, unreacted hydrosilyl groups tend to remain, but water and liquid repellency at high temperatures may be excellent. The heating temperature is also, for example, 350° C. or lower, and is, for example, 300° C. or lower. It should be noted that it is not excluded to carry out the secondary curing at a temperature higher than 400° C., for example, the secondary curing can be carried out at 600° C. or lower, or for example, 500° C. or lower.
ヒドロシリル化触媒非存在下に熱によって二次硬化を促進する場合、加熱温度を複数段階で徐々に高くしてしてもよい。また、各温度での加熱時間は、例えば、0.1~2時間であり、また例えば、0.1~1時間であり、また例えば、0.2~0.5時間である。典型的には、200℃で10分後、昇温して350℃で10分などとすることができる。なお、加熱温度を昇温するには、例えば、5~10℃/分程度で昇温することができる。 When the secondary curing is promoted by heat in the absence of a hydrosilylation catalyst, the heating temperature may be gradually increased in multiple stages. Also, the heating time at each temperature is, for example, 0.1 to 2 hours, or, for example, 0.1 to 1 hour, or, for example, 0.2 to 0.5 hours. Typically, after 10 minutes at 200° C., the temperature can be increased to 350° C. for 10 minutes, and so on. In order to raise the heating temperature, for example, the temperature can be raised at a rate of about 5 to 10° C./min.
なお、A成分等の一次硬化及び二次硬化を含む本組成物の硬化は、触媒の有無に関わらず、空気中で行われてもよいし、窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気中で行ってもよく、また、減圧下で行ってもよい。但し、A成分等中に存在するアルコキシシリル基の反応を促進するためには、アルコキシシリル基が加水分解反応できる程度に水分を含む雰囲気であることが好ましい。空気中であれば、空気に含まれる水分により、アルコキシシリル基の加水分解反応が進行し、また、ヒドロシリル基が酸素により酸化されてヒドロキシシリル基を生成するため、十分な硬化を進めることができる。一方、不活性ガス雰囲気下や減圧下では、酸化による体積変化などの影響を受けにくくなるため、クラックの少ない硬化物を得ることができる。本組成物の硬化物の他の製造方法として、一次硬化は空気中で行い、二次硬化を空気中または窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気中または減圧下で行う方法が好ましい。 The curing of the present composition, including primary curing and secondary curing such as component A, may be performed in the air or in an inert gas atmosphere such as nitrogen gas, regardless of the presence or absence of a catalyst. may be carried out under reduced pressure. However, in order to promote the reaction of the alkoxysilyl groups present in component A, etc., the atmosphere preferably contains water to the extent that the alkoxysilyl groups can be hydrolyzed. In the air, the moisture contained in the air promotes the hydrolysis reaction of the alkoxysilyl groups, and the hydrosilyl groups are oxidized by oxygen to form hydroxysilyl groups, so sufficient curing can proceed. . On the other hand, in an inert gas atmosphere or under reduced pressure, it is less susceptible to changes in volume due to oxidation, so that a cured product with few cracks can be obtained. As another method for producing a cured product of the present composition, it is preferable to carry out primary curing in the air and secondary curing in the air, in an inert gas atmosphere such as nitrogen gas, or under reduced pressure.
なお、本組成物は、上記したように溶剤を含みうる。溶剤を含む場合には、硬化に先立って溶剤を除去することが好ましい。溶剤の除去は空気中でなされてもよく、不活性ガス雰囲気中でなされてもよく、また、減圧下でなされてもよい。溶剤の除去のため加熱してもよいが、その場合の加熱温度は、200℃未満が好ましく、50℃以上150℃以下がより好ましい。溶剤の留去に必要な時間も特に限定するものではないが、例えば、0.1~0.5時間程度とすることができる。なお、こうした溶剤の留去は、一次硬化や二次硬化を伴いうる。 In addition, the present composition may contain a solvent as described above. If a solvent is included, it is preferred to remove the solvent prior to curing. Removal of the solvent may be done in air, in an inert gas atmosphere, or under reduced pressure. Heating may be used to remove the solvent, but the heating temperature in that case is preferably less than 200°C, more preferably 50°C or higher and 150°C or lower. Although the time required for distilling off the solvent is not particularly limited, it can be, for example, about 0.1 to 0.5 hours. Incidentally, the removal of such a solvent may be accompanied by primary curing and secondary curing.
本組成物は、以上説明した膜の製造方法によって、被加工体の表面に成膜された膜状体となる。本組成物の硬化物としては、例えば、A成分や、A成分、B成分及びC成分相互の硬化物を含有する。こうした硬化物としては、A成分等における未反応のアルコキシ基、すなわち、構成単位(1-5)におけるR4のアルコキシ基や水酸基を脱水・重縮合によりシロキサン結合を十分に形成させてより架橋を促進することで硬化(かかる残存アルコキシ基等の重縮合による硬化を一次硬化ともいう。)させた硬化物が挙げられる。 The present composition becomes a film-like body formed on the surface of the object to be processed by the method for producing a film described above. The cured product of the present composition includes, for example, the A component and the cured products of the A component, the B component and the C component. As such a cured product, the unreacted alkoxy groups in component A, etc., that is, the alkoxy groups and hydroxyl groups of R 4 in the structural unit (1-5) are dehydrated and polycondensed to sufficiently form siloxane bonds, resulting in further cross-linking. A cured product obtained by curing by accelerating (curing by polycondensation of such residual alkoxy groups is also referred to as primary curing) is exemplified.
また、他の硬化物は、構成単位(1-2)~(1-3)に備える水素原子と不飽和有機基との間でのヒドロシリル化反応を生じさせてより架橋を促進することで硬化(かかる硬化を二次硬化ともいう。)させた硬化物が挙げられる。かかる硬化物(以下、二次硬化物ともいう。)は、A成分におけるこれらの構成単位におけるヒドロシリル化反応する官能基(ヒドロシリル基及び不飽和有機基)の少なくとも一部がヒドロシリル化反応して形成された不飽和有機基に由来する炭素-炭素結合(一重結合又は二重結合)を含む構造部分(-Si-C-C-Rm-Si-、-Si-C=C-Rm-Si-)(ヒドロシリル化構造部分ともいう。Rは炭素原子数1~8の有機基であり、mは0又は1の整数である。)を有するA成分の誘導体を含むことができる。例えば、-Si-C-C-Si-、-Si-C=C-Si-部分が挙げられる。 In addition, other cured products are cured by causing a hydrosilylation reaction between the hydrogen atoms and unsaturated organic groups provided in the structural units (1-2) to (1-3) to further promote cross-linking. (Such curing is also referred to as secondary curing.) Cured products are exemplified. Such a cured product (hereinafter also referred to as a secondary cured product) is formed by hydrosilylation reaction of at least a part of the functional groups (hydrosilyl groups and unsaturated organic groups) that undergo hydrosilylation reaction in these structural units of component A. Structural moieties (-Si-C-C-R m -Si-, -Si-C=C-R m -Si -) (also referred to as hydrosilylation structural moieties, where R is an organic group of 1 to 8 carbon atoms and m is an integer of 0 or 1). Examples thereof include -Si-C-C-Si- and -Si-C=C-Si- moieties.
例えば、本組成物が、A成分のほか、B成分を含む場合には、A成分の上記の硬化物のほか、B成分の重縮合による硬化物や、A成分とB成分との重縮合による硬化物を含む場合がある。 For example, when the present composition contains a component B in addition to the A component, in addition to the above cured product of the A component, a cured product obtained by polycondensation of the B component, or a product obtained by polycondensation of the A component and the B component May contain hardened material.
また例えば、本組成物が、A成分のほか、C成分を含む場合には、A成分の上記の硬化物のほか、分岐状オルガノポリシロキサンの水酸基又はアルコキシ基の重縮合による硬化物やA成分と分岐状オルガノポリシロキサンとの間の重縮合による硬化物を含む場合がある。また例えば、A成分、B成分及びC成分を含む場合には、A成分のほか、各硬化物ほか、各成分相互の硬化物が含まれる。 Further, for example, when the present composition contains component C in addition to component A, in addition to the above cured product of component A, a cured product obtained by polycondensation of hydroxyl groups or alkoxy groups of branched organopolysiloxane and component A and branched organopolysiloxane. Further, for example, when A component, B component and C component are included, in addition to the A component, each cured product and the cured products of each component are included.
本組成物が成膜された態様を採る場合、本組成物は、概して、二次硬化物である。ヒドロシリル化構造部分が、実用的な膜強度や膜性能に貢献することができる。 When the composition is film-formed, the composition is generally a secondary cured product. The hydrosilylated structural part can contribute to practical film strength and film performance.
本組成物から硬化される膜状体の場合、その膜厚は特に限定するものではないが、例えば、0.05μm~10μmとすることができる。また例えば、0.1μm以上3μm以下であり、また例えば、0.2μm以上2μm以下であり、また例えば、0.2μm以上1.5μm以下である。 In the case of a film-like body cured from the present composition, the film thickness is not particularly limited, but can be, for example, 0.05 μm to 10 μm. Further, for example, it is 0.1 μm or more and 3 μm or less, for example, it is 0.2 μm or more and 2 μm or less, or for example, it is 0.2 μm or more and 1.5 μm or less.
A成分の一次硬化は二次硬化を伴うことがあり、また、二次硬化は一次硬化を伴うことがあり、二次硬化は、多くの場合、一次硬化を伴う。したがって、本組成物の硬化物は、概して、二次硬化物であり、多くの場合一次硬化を伴うことになる。典型的な硬化物は、二次硬化による架橋構造の有無によって特徴付けられる。硬化物は、例えば、1H NMR、29Si NMRを用いた、Q単位、T単位、D単位及びM単位、アルコキシ基などの構成単位や構造の規則性(不規則性)による検出、及びIRスペクトルによる特性基の検出により、その組成や構造を特定することができる。 The primary cure of the A component may be accompanied by a secondary cure, and the secondary cure may be accompanied by a primary cure, and the secondary cure is often accompanied by a primary cure. Therefore, the cured product of the present composition is generally a secondary cured product, often accompanied by primary curing. A typical cured product is characterized by the presence or absence of a crosslinked structure due to secondary curing. The cured product is detected by, for example, 1 H NMR, 29 Si NMR, Q units, T units, D units and M units, structural units such as alkoxy groups, and structural regularity (irregularity), and IR The composition and structure can be specified by detecting the characteristic group by spectrum.
例えば、A成分の二次硬化物を含む本組成物の耐熱性は、示差熱熱重量同時測定装置(TG/DTA)などにより評価することができる。本組成物をヒドロシリル化反応用の触媒を使用しないで硬化させて得られる本組成物の硬化物は、1000℃での重量減少率を5%程度とすることができ、高耐熱性を示す。また、ヒドロシリル化反応用の触媒を使用しても、触媒量等の調節によって、硬化物の1000℃での重量減少率が10%程度とすることができ、高耐熱性を示す。 For example, the heat resistance of the present composition containing the secondary cured product of component A can be evaluated using a simultaneous differential thermogravimetric analyzer (TG/DTA) or the like. A cured product of the present composition obtained by curing the present composition without using a hydrosilylation reaction catalyst can have a weight loss rate of about 5% at 1000° C. and exhibits high heat resistance. Also, even if a catalyst for hydrosilylation reaction is used, the weight reduction rate of the cured product at 1000° C. can be about 10% by adjusting the amount of the catalyst, etc., showing high heat resistance.
また例えば、A成分の二次硬化物を含む本組成物の撥水撥油性は、接触角計を用いて評価することができる。例えば、動画撮影機能を備える接触角計を用いて、4μmの水又はオレイン酸を本組成物の塗膜表面に滴下し、滴下10秒後の接触角に基づいて、撥水性又は撥油性を評価できる。なお、塗膜は、5cm×5cm~15cm×15cmの面積(典型的には、1cm×5cm)の平面を有する琺瑯、ステンレス及びガラス製のいずれかの試験片とし、前記平面に対して膜厚1μmで形成する。当該塗膜上において概ね均等に分散配置した異なる5個所で接触角を測定し、最大値及び最小値を除いた3点の平均値を評価対象とする。本組成物は、例えば、400℃で24時間経過後におけるオレイン酸滴下時の接触角が40°以上であり、また例えば、45°以上であり、また例えば50°以上である。 Further, for example, the water/oil repellency of the present composition containing the secondary cured product of component A can be evaluated using a contact angle meter. For example, using a contact angle meter equipped with a video recording function, 4 μm of water or oleic acid is dropped on the coating film surface of the present composition, and the water repellency or oil repellency is evaluated based on the contact angle 10 seconds after dropping. can. In addition, the coating film is an enamel, stainless steel, or glass test piece having a plane of 5 cm × 5 cm to 15 cm × 15 cm (typically, 1 cm × 5 cm), and the film thickness with respect to the plane It is formed at 1 μm. The contact angle is measured at 5 different points that are roughly evenly distributed on the coating film, and the average value of the 3 points excluding the maximum and minimum values is evaluated. The present composition has a contact angle of, for example, 40° or more, for example, 45° or more, or, for example, 50° or more when oleic acid is dropped after 24 hours at 400°C.
(耐熱防汚方法)
本明細書に開示される耐熱防汚方法は、本組成物を基材表面に塗布し、前記組成物を加熱して硬化物を形成する工程、を備えることができる。本方法によれば、基材表面に耐熱性を付与するとともに、高温での撥水撥油性に優れた被膜を形成することができる。本方法は、後述する加熱室を有する装置の製造方法としてのほか、こうした装置等における耐防汚性を維持又は向上させるための補修方法としても実施できる。
(Heat resistant antifouling method)
The heat resistant antifouling method disclosed herein can comprise the steps of applying the present composition to a substrate surface and heating the composition to form a cured product. According to this method, it is possible to impart heat resistance to the surface of the base material and form a film having excellent water and oil repellency at high temperatures. This method can be implemented not only as a method for manufacturing a device having a heating chamber, which will be described later, but also as a repair method for maintaining or improving the antifouling property of such devices.
基材の材質は、特に限定するものではないが、例えば、ステンレスなどの金属系材料、セラミックス材料、琺瑯などのガラス材料等が挙げられる。被加工体である基材は特に限定するものではないが、例えば、後述する調理装置などの加熱室を有する装置の要素及び工場設備において熱に曝露される構造体が挙げられる。本組成物の基材表面への適用方法は、既に説明したスプレーコート等が挙げられる。また、本組成物中のA成分の硬化は、用途に合わせて既に説明した種々の条件を用いることができるが、好ましくは二次硬化を意図した方法を採用することができる。 The material of the substrate is not particularly limited, but examples thereof include metal materials such as stainless steel, ceramic materials, and glass materials such as enamel. The substrate, which is the object to be processed, is not particularly limited, but includes, for example, elements of equipment having a heating chamber such as the cooking equipment described below, and structures exposed to heat in factory equipment. Examples of the method of applying the present composition to the substrate surface include the already explained spray coating. Further, the curing of the A component in the present composition can be carried out under the various conditions already explained according to the application, but preferably a method intended for secondary curing can be employed.
<加熱室を備える装置及びその製造方法>
本明細書に開示される装置(以下、単に、本装置ともいう。)は、加熱室と、前記加熱室の少なくとも一部であって熱に曝露される要素表面に備えられる膜状の本組成物と、を備えることができる。本装置によれば、加熱室の上記要素に膜状体として本組成物を備えることができるため、当該要素に撥水撥油性を付与して防汚性を付与することができる。本組成物は、高温での撥水撥油性に優れるため、加熱室内が300℃程度の高温に加熱された場合であっても、内壁などの要素の防汚性が確保され、被加熱物に由来する、例えば、油分などの汚れなどが付きにくくまた例えば汚れを除去しやすくなっている。
<Apparatus equipped with heating chamber and manufacturing method thereof>
The device disclosed in the present specification (hereinafter also simply referred to as the device) comprises a heating chamber and a film-like composition of the present invention provided on the surface of an element that is at least part of the heating chamber and is exposed to heat. can be provided with According to the apparatus, the element of the heating chamber can be provided with the composition as a film, so that the element can be imparted with water and oil repellency and antifouling properties. Since this composition is excellent in water and oil repellency at high temperatures, even when the inside of the heating chamber is heated to a high temperature of about 300°C, the antifouling property of elements such as the inner wall is ensured, and the object to be heated is For example, it is difficult to attach dirt such as oil, etc., and it is easy to remove dirt.
本装置としては、電気又はガスによる加熱室を備える、例えば、厨房等において用いられるオーブン装置、ガス調理器になどに付属するグリル装置などの各種調理装置が挙げられる。また、工場設備などの主として産業用用途の加熱装置が挙げられる。なお、特に、産業用用途においては、加熱室は、トンネル式オーブンなどであってもよい。こうした装置において、本組成物は、例えば、内壁などの熱に曝露される要素に膜状体として備えられる。内壁は、加熱に伴い、被加熱物から発生するガス、液体及び固体が付着する可能性が高い。熱に曝露される要素としては、加熱室の内壁のほか、例えば、加熱に伴い被加熱物からの発生物が付着しうる他の要素であってもよい。例えば、加熱室の底部、加熱室の開閉部の内壁、加熱室に載置される天板、網などの被加熱物の載置又は保持部材等が挙げられる。こうした要素は、特に限定するものではないが、例えば、ステンレスなどの金属系材料、セラミックス材料、琺瑯などのガラス材料等で構成されている。 Examples of this device include various cooking devices including an electric or gas heating chamber, such as an oven device used in a kitchen, a grill device attached to a gas cooker, and the like. Heating devices for industrial use, such as factory equipment, are also included. It should be noted that, particularly in industrial applications, the heating chamber may be a tunnel oven or the like. In such devices, the composition is provided as a film on the element exposed to heat, such as the inner wall. Gas, liquid, and solid generated from the object to be heated are likely to adhere to the inner wall as it is heated. In addition to the inner wall of the heating chamber, the element exposed to heat may be, for example, other elements to which substances generated from the object to be heated may adhere during heating. Examples thereof include the bottom of the heating chamber, the inner wall of the opening/closing portion of the heating chamber, the top plate placed in the heating chamber, and a member for placing or holding an object to be heated such as a net. Although such elements are not particularly limited, they are made of, for example, metallic materials such as stainless steel, ceramic materials, glass materials such as enamel, and the like.
こうした加熱室の要素表面において、本組成物は、例えば、既に記載したような膜厚で膜状体として備えられている。本組成物は、好ましくは、ヒドロシリル化構造部分を有する二次硬化を伴う硬化物を含んでいる。また、好ましくは、ヒドロシリル化触媒の非存在下で二次硬化による硬化物である。さらに、好ましくは、直鎖状のオルガノポリシロキサンを含有している。 On the element surface of such a heating chamber, the present composition is provided as a film, for example, with a film thickness as already described. The composition preferably includes a cured product with a secondary cure having hydrosilylated structural moieties. Moreover, it is preferably a cured product obtained by secondary curing in the absence of a hydrosilylation catalyst. Furthermore, it preferably contains linear organopolysiloxane.
本装置は、例えば、本装置の製造工程において、あるいは本装置の製造とは分離した製造工程において、内壁等の要素の表面に本組成物を供給し、硬化させて、前記要素表面に本組成物の撥水撥油膜を形成することを含む方法で製造されうる。本組成物は、特に限定するものではないが、例えば、スプレーコート法、キャスト法、スピンコート法、バーコート法等の通常の塗工方法で要素に供給することができる。また、本組成物中のA成分の硬化は、既に説明した種々の条件を用いることができるが、好ましくは二次硬化を意図した方法を採用することができる。 For example, in the manufacturing process of the device, or in a manufacturing process separate from the manufacturing of the device, the composition is supplied to the surface of an element such as an inner wall, cured, and the composition is applied to the surface of the element. It can be manufactured by a method including forming a water- and oil-repellent film on the object. The composition can be applied to the element by a conventional coating method such as, but not limited to, spray coating, casting, spin coating, bar coating and the like. In addition, the curing of component A in the present composition can be performed under the various conditions already described, but preferably a method intended for secondary curing can be employed.
<構造体及びその製造方法>
本明細書は、また、熱に曝露される要素の表面に本組成物を備える構造体も提供する。こうした構造体は、工場などにおける種々の設備又はその一部や工場を構成する建築要素でありうる。かかる構造体によれば、加熱室と同様、撥水撥油性を付与して優れた防汚性を付与することができる。かかる構造体としては、例えば、産業機械、工作機械、排気等のためのダクト、スクラバー等が挙げられ、その材料も加熱室の要素と同様種々挙げられる。
<Structure and its manufacturing method>
This specification also provides constructions comprising the composition on the surface of an element exposed to heat. Such structures can be various installations in factories or the like, or parts thereof, or building elements that make up the factory. According to such a structure, as with the heating chamber, it is possible to impart water and oil repellency and impart excellent antifouling properties. Such structures include, for example, industrial machinery, machine tools, ducts for exhaust air, etc., scrubbers, etc., and their materials are also varied, as are the elements of the heating chamber.
かかる構造体表面における本組成物の膜厚、硬化形態及び本組成物の膜形成方法を始めとする種々の実施態様としては、既述の加熱室における熱に曝露される要素表面への本組成物の種々の実施態様を採用することができる。 Various embodiments including the film thickness of the present composition on the surface of such a structure, the cured form, and the method of forming a film of the present composition include the application of the present composition to the surface of an element exposed to heat in the heating chamber described above. Various embodiments of the article can be employed.
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。但し、本発明は、この実施例に何ら限定されるものではない。なお、「Mn」及び「Mw」は、それぞれ、数平均分子量及び重量平均分子量を意味し、ゲルパーミエーションクロマトグラフ法(以下、「GPC」と略す)により、トルエン溶媒中、40℃において、連結したGPCカラム「TSK gel G4000HX」及び「TSK gel G2000HX」(型式名、東ソー社製)を用いて分離し、リテンションタイムから標準ポリスチレンを用いて分子量を算出したものである。また、得られたA成分の1H-NMR分析では、試料を、重クロロホルムに溶解し、測定及び解析を行った。さらに、得られたA成分の粘度を、E型粘度計を用いて25℃で測定した。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. However, the present invention is by no means limited to this example. In addition, "Mn" and "Mw" mean the number average molecular weight and the weight average molecular weight, respectively, by gel permeation chromatography (hereinafter abbreviated as "GPC") in a toluene solvent at 40 ° C. GPC columns "TSK gel G4000HX" and "TSK gel G2000HX" (model name, manufactured by Tosoh Corporation) were used for separation, and the molecular weight was calculated from the retention time using standard polystyrene. In the 1 H-NMR analysis of the obtained A component, the sample was dissolved in deuterated chloroform and measured and analyzed. Furthermore, the viscosity of the obtained component A was measured at 25°C using an E-type viscometer.
(A成分(ポリシロキサンP1)の合成)
四つ口フラスコに、磁気攪拌機、滴下ロート、還流冷却器及び温度計を装着し、フラスコ内を窒素ガス雰囲気にした。次いで、このフラスコに、磁気撹拌子、メチルトリエトキシシラン142.64g(0.8mol)、ジメトキシジメチルシラン96.18g(0.8mol)、1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン13.43g(0.1mol)、1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン18.64g(0.1mol)、2-ブタノール138.11g及びキシレン414.33gを収容し、そして、25℃として内容物を撹拌しながら、3.74質量%濃度の塩酸水溶液74.86g、2-ブタノール69.06gの混合液を、滴下ロートから1時間かけて滴下し、加水分解・重縮合反応を行った。滴下終了後、反応液を25℃で18時間放置した。次いで、反応液から、水を含む揮発性成分を減圧留去(温度:11℃~60℃、圧力:52~1mmHg)し、無色の液体(以下、「ポリシロキサン(P1)」という。)142.2gを得た。このポリシロキサン(P1)について、GPCにより、数平均分子量(Mn)を測定したところ、580であり、重量平均分子量(Mw)は、830であった。また、E型粘度計により、25℃における粘度を測定したところ、11mPa・sであった。1H-NMR分析の結果、ほとんどの原料は定量的に反応したが、1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン(以下、TMDSOと略記する)に由来するM単位の構成比については、その仕込み量に対応する理論値に対して84%であり、アルコキシ基(R8O1/2)の含有率は8.0wt%であり、アルコキシ基の全Siに対するモル比は0.064あった。
(Synthesis of A component (polysiloxane P1))
A four-necked flask was equipped with a magnetic stirrer, a dropping funnel, a reflux condenser and a thermometer, and the inside of the flask was made into a nitrogen gas atmosphere. The flask was then charged with a magnetic stirrer, 142.64 g (0.8 mol) of methyltriethoxysilane, 96.18 g (0.8 mol) of dimethoxydimethylsilane, and 13.43 g of 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane. (0.1 mol), 18.64 g (0.1 mol) of 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, 138.11 g of 2-butanol and 414.33 g of xylene, and While stirring the contents at 25° C., a mixture of 74.86 g of a 3.74% by mass hydrochloric acid aqueous solution and 69.06 g of 2-butanol was added dropwise from the dropping funnel over 1 hour to initiate a hydrolysis/polycondensation reaction. did After the dropwise addition was completed, the reaction solution was allowed to stand at 25° C. for 18 hours. Then, volatile components including water are distilled off from the reaction solution under reduced pressure (temperature: 11° C. to 60° C., pressure: 52 to 1 mmHg) to obtain a colorless liquid (hereinafter referred to as “polysiloxane (P1)”) 142. .2 g was obtained. The number average molecular weight (Mn) of this polysiloxane (P1) was measured by GPC and found to be 580, and the weight average molecular weight (Mw) was 830. Also, the viscosity at 25° C. was measured with an E-type viscometer and found to be 11 mPa·s. As a result of 1H-NMR analysis, most of the raw materials reacted quantitatively. The content of alkoxy groups (R 8 O 1/2 ) was 8.0 wt %, and the molar ratio of alkoxy groups to total Si was 0.064. .
表1には、ポリシロキサンP1の合成に用いた原料のモル比と、用いた原料が備えるSi、ヒドロシリル性のH及び不飽和有機基のビニル基のモル比と、を併せて示す。また、表2には、合成したポリシロキサンP1における、原料に由来するSi、Si-H基、トリエトキシシラン由来のSi-H基、Si-H基/Si(ただし、モル比)、トリエトキシシラン由来のSi-H基/Si(ただし、モル比)、ビニル基、D構造/Si、すなわち、x/(v+w+x+y)(ただし、モル比)、D構造/T構造、すなわち、x/w(ただし、モル比)、Si-C-C-Si/Si(ただし、モル比)、(X1+X2)/(v+w+x+y)、(y1+y2)/(v+w+x+y)、w/(v+w+x+y)及びy/(v+w+x+y)等について、仕込み量に基づく各モル量と1H-NMR分析の結果に基づく各モル量とを示す。 Table 1 also shows the molar ratio of raw materials used in the synthesis of polysiloxane P1, and the molar ratio of Si, hydrosilyl H, and vinyl groups of unsaturated organic groups contained in the raw materials used. In addition, Table 2 shows Si derived from raw materials, Si—H groups, Si—H groups derived from triethoxysilane, Si—H groups/Si (molar ratio), triethoxy silane-derived Si—H groups/Si (where the molar ratio is However, the molar ratio), Si-C-C-Si/Si (the molar ratio), (X1 + X2) / (v + w + x + y), (y1 + y2) / (v + w + x + y), w / (v + w + x + y) and y / (v + w + x + y), etc. , each molar amount based on the charged amount and each molar amount based on the results of 1H-NMR analysis are shown.
(A成分(ポリシロキサンP2)の合成)
以下の表1に示す組成に準じて、表1に示す原料について示したモル比の10分の1のモル量の原料を用い、溶媒としてイソプロピルアルコールを用いる以外は、ポリシロキサンP1と同様にしてポリシロキサンP2を得た。これらのポリシロキサンについての各モル量等を表2に示す。また、GPCにより、数平均分子量(Mn)を測定したところ1250であり、重量平均分子量(Mw)は、2960であった。また、E型粘度計により、25℃における粘度を測定したところ、それぞれ、37mPa・sであった。
(Synthesis of A component (polysiloxane P2))
According to the composition shown in Table 1 below, the raw materials are used in a molar amount that is 1/10 of the molar ratio shown for the raw materials shown in Table 1, and isopropyl alcohol is used as the solvent, in the same manner as polysiloxane P1. Polysiloxane P2 was obtained. Table 2 shows the respective molar amounts of these polysiloxanes. Further, when the number average molecular weight (Mn) was measured by GPC, it was 1,250, and the weight average molecular weight (Mw) was 2,960. Moreover, when the viscosity at 25° C. was measured with an E-type viscometer, it was 37 mPa·s.
また、表1に示す原料について示したモル比の10分の1のモル量の原料を用い、溶媒としてイソプロピルアルコールを用いる以外は、ポリシロキサンP1と同様にしてポリシロキサンP3~P4を得た。これらのポリシロキサンについての各モル量等を表2に示す。また、数平均分子量(Mn)を測定したところ、それぞれ、1110及び1440であり、重量平均分子量(Mw)は、1290及び1990であった。また、E型粘度計により、25℃における粘度を測定したところ、それぞれ、14及び43mPa・sであった。 In addition, polysiloxanes P3 to P4 were obtained in the same manner as polysiloxane P1, except that raw materials were used in a molar amount that was 1/10 of the molar ratio shown for the raw materials shown in Table 1, and isopropyl alcohol was used as the solvent. Table 2 shows the respective molar amounts of these polysiloxanes. Further, the number average molecular weights (Mn) were measured to be 1110 and 1440, respectively, and the weight average molecular weights (Mw) were 1290 and 1990, respectively. Also, the viscosities at 25° C. were measured with an E-type viscometer and found to be 14 and 43 mPa·s, respectively.
1H-NMR分析の結果、ほとんどの原料は定量的に反応したが、TMDSOに由来するM単位の構成比については、その仕込み量に対応する理論値に対して、それぞれ82、87及び84%であり、アルコキシ基の含有率は、それぞれ、0.03、0.9及び0.9wt%であり、アルコキシ基の全Siに対するモル比は、それぞれ、0.018、0.010及び0.010であった。表2に、P1と同様に、P2~P4の各Si-H基等の各構成比を示す。 As a result of 1H-NMR analysis, most of the raw materials reacted quantitatively. , the contents of alkoxy groups are 0.03, 0.9 and 0.9 wt%, respectively, and the molar ratios of alkoxy groups to total Si are 0.018, 0.010 and 0.010, respectively. there were. Table 2 shows the composition ratio of each Si—H group, etc. of P2 to P4 in the same manner as P1.
実施例1で合成したポリシロキサンP1及びP2をA成分(シロキサン化合物)として用いるほか、表3に示す組成で、B成分(直鎖状オルガノポリシロキサン)及びC成分(分岐状オルガノポリシロキサン)を用いて実施例の成膜用組成物を調製した。すなわち、A成分に溶剤を添加してA成分を溶解後、次いでB成分を添加し溶解し、さらにC成分を添加し十分に撹拌後、実施例1A~18Aの成膜用組成物とした。また、合わせて、比較例1A~19Aの成膜用組成物も調製した。 In addition to using the polysiloxanes P1 and P2 synthesized in Example 1 as the A component (siloxane compound), the B component (straight-chain organopolysiloxane) and the C component (branched organopolysiloxane) were used with the compositions shown in Table 3. was used to prepare a film-forming composition of an example. That is, a solvent was added to the A component to dissolve the A component, then the B component was added and dissolved, and then the C component was added and sufficiently stirred to obtain the film-forming compositions of Examples 1A to 18A. In addition, film-forming compositions of Comparative Examples 1A to 19A were also prepared.
両末端シラノール変性シリコーンオイル、Mn8600、Mw22000
(2)シリコーンオイルB:
両末端シラノール変性シリコーンオイル、Mn1800、Mw4000
(3)シリコーンレジンA:
T単位からなる、脱水縮合型メチルフェニルシリコーンレジン(Mw7、500)
(4)シリコーンレジンB:
T単位及びD単位からなる、脱水縮合型メチルフェニルシリコーンレジン(Mw3、000)
(5)シリコーンレジンC:
T単位及びD単位からなる、脱水縮合型メチルシリコーンレジン(Mw1、790、000)
(6)シリコーンレジンD:
T単位、D単位及びM単位からなる、付加重合型メチルフェニルシリコーンレジン(Mw2、820)
(7)シリコーンレジンE:
T単位、D単位及びM単位からなる、付加重合型メチルフェニルシリコーンレジン(Mw1、640)
(8)シリコーンレジンF:
T単位、D単位及びM単位からなる、脱水縮合型メチルフェニルシリコーンレジン(Mw1、400)
(9)シリコーンレジンG:
T単位からなる、付加重合型プロピルフェニルシリコーンレジン(Mw2、000)
(10)MEK:
メチルエチルケトン
Both terminal silanol-modified silicone oil, Mn8600, Mw22000
(2) Silicone oil B:
Both terminal silanol-modified silicone oil, Mn1800, Mw4000
(3) Silicone resin A:
Dehydration-condensation type methylphenyl silicone resin (Mw 7,500) consisting of T units
(4) Silicone resin B:
Dehydration condensation type methylphenyl silicone resin (Mw 3,000) consisting of T units and D units
(5) Silicone resin C:
Dehydration condensation type methyl silicone resin (Mw 1,790,000) consisting of T units and D units
(6) Silicone resin D:
Addition polymerization type methylphenyl silicone resin (Mw2, 820) consisting of T units, D units and M units
(7) Silicone resin E:
Addition polymerization type methylphenyl silicone resin (Mw1, 640) consisting of T units, D units and M units
(8) Silicone resin F:
Dehydration condensation type methylphenyl silicone resin (Mw1, 400) consisting of T units, D units and M units
(9) Silicone resin G:
Addition polymerization type propylphenyl silicone resin (Mw 2,000) consisting of T units
(10) MEK:
methyl ethyl ketone
こうして調製した各種の成膜用組成物を、基材として10cm×10cmの琺瑯及びステンレス(SUS304)の試験片の表面にスピンコート(600rpmで5秒間)にて塗布し、50℃で5分間乾燥して溶剤を留去後、200℃で10分加熱した後、15分間昇温して350℃で10分加熱して、各組成物を硬化させて、表4及び表5に示す膜厚の膜を得た。 Various film-forming compositions prepared in this way are applied to the surface of a 10 cm × 10 cm enamel and stainless steel (SUS304) test piece as a substrate by spin coating (600 rpm for 5 seconds) and dried at 50 ° C. for 5 minutes. After distilling off the solvent, after heating at 200 ° C. for 10 minutes, the temperature was raised for 15 minutes and heated at 350 ° C. for 10 minutes to cure each composition, and the film thickness shown in Tables 4 and 5. A membrane was obtained.
これらの試験片上の膜につき、硬化後室温に戻った後(初期)及び400℃で24時間加熱後に接触角(°)を測定した。接触角は、動画撮影機能を備える接触角計(英弘精機株式会社製)を用いて、4μlの水及び/又は同量のオレイン酸を滴下し、その10秒後の液滴について測定した。試験片毎に、均等に配置された5個所の測定点につき、接触角の測定を行い、最大値及び最小値を除いた3点の平均値を測定値とした。 The contact angles (°) of the films on these specimens were measured after returning to room temperature after curing (initial) and after heating at 400° C. for 24 hours. The contact angle was measured by dropping 4 μl of water and/or the same amount of oleic acid using a contact angle meter (manufactured by Eiko Seiki Co., Ltd.) equipped with a moving image recording function, and measuring the droplet 10 seconds after dropping. The contact angle was measured at 5 evenly arranged measurement points for each test piece, and the average value of the 3 points excluding the maximum and minimum values was taken as the measured value.
さらに、BEMCOT M-3II(旭化成株式会社製)に500g荷重をかけ、所定の回数(1000回)往復させることにより、硬化後の膜に対して摩耗処理を行い、その後の接触角を上記と同様にして測定した。さらに、摩耗処理後の膜の状態(キズや剥離の有無、剥離割合:%)をキーエンス製レーザー顕微鏡VK-9700を用いて観察した。 Furthermore, a 500 g load is applied to BEMCOT M-3II (manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.), and the film after curing is subjected to abrasion treatment by reciprocating a predetermined number of times (1000 times). and measured. Furthermore, the state of the film after the abrasion treatment (presence or absence of scratches or peeling, peeling rate: %) was observed using a laser microscope VK-9700 manufactured by Keyence.
結果を表4及び表5に示す。なお、表5において膜厚がスラッシュで分けて2種記載されている実施例では、スラッシュ左側の膜厚の膜を摩耗処理に供して耐摩耗性を評価した。 The results are shown in Tables 4 and 5. In Table 5, in the examples in which two types of film thicknesses are described by dividing them by slashes, the film having the film thickness on the left side of the slashes was subjected to the abrasion treatment to evaluate the abrasion resistance.
表4及び表5に示すように、A成分、B成分及びC成分を含有することで、琺瑯及びステンレスの表面において、400℃で24時間加熱後も優れた撥水撥油性を呈することができた。また、摩耗処理後においても、剥離することなく十分な膜状態を維持しており、この結果、この膜は、摩耗処理後も十分な撥水撥油性を発揮できることがわかった。 As shown in Tables 4 and 5, by containing the A component, the B component, and the C component, the surface of enamel and stainless steel can exhibit excellent water and oil repellency even after heating at 400 ° C. for 24 hours. rice field. In addition, even after the abrasion treatment, the film maintained a sufficient film state without being peeled off. As a result, it was found that this film can exhibit sufficient water and oil repellency even after the abrasion treatment.
これに対して、比較例では、B成分が存在しないと組成物を調製できないが、B成分が多すぎても、耐熱防汚性が低下する傾向があることがわかった。また、C成分を含まない場合には、十分な耐摩耗性が得られないことがわかった。以上のことから、A成分、B成分及びC成分を含有することで、琺瑯及びステンレス表面において耐熱防汚性及び耐摩耗性を同時に充足できることがわかった。さらに、C成分が、メチル基とフェニル基を有する脱水縮合タイプであって構成単位としてT単位のみ並びにT単位とD単位とのみからなるシリコーンレジンであると、琺瑯及びステンレス表面において耐熱防汚性及び耐摩耗性に優れた膜を得ることができることがわかった。 On the other hand, in the comparative examples, it was found that the composition could not be prepared without the B component, but that the heat-resistant antifouling property tended to deteriorate even if the B component was too much. Moreover, it was found that when the C component was not contained, sufficient wear resistance could not be obtained. From the above, it was found that the inclusion of the A component, the B component and the C component can simultaneously satisfy the heat resistance and antifouling property and the wear resistance on the enamel and stainless steel surfaces. Furthermore, when the C component is a dehydration condensation type having a methyl group and a phenyl group and is a silicone resin consisting of only T units and only T units and D units as structural units, it has heat and stain resistance on enamel and stainless steel surfaces. And it was found that a film excellent in abrasion resistance can be obtained.
さらに、A成分として実施例で合成したP3~P4のポリシロキサンを、P1~P2と同様に本明細書の開示を適用できることについて示す。 Furthermore, it will be shown that the disclosure of the present specification can be applied to the polysiloxanes P3 to P4 synthesized in Examples as the A component in the same manner as P1 to P2.
合成したポリシロキサンP1~P4をA成分として用いるほか、表6に示す組成で、B成分を用いて実施例の成膜用組成物を調製した。すなわち、ポリシロキサンP1~P4をそれぞれ0.5gとり、溶剤として最終的に表6に規定する樹脂(ポリシロキサン及びシリコーンオイル)分率(NV:樹脂と溶剤との全質量に対する樹脂の質量比率(%))となるような量を加えた上、以下の表5に示す質量比(P:Si(ポリシロキサン:シリコーンオイル)=5:1などと示す。)で種々のシリコーンオイルを添加して混合して各種の成膜用組成物とした。これらの組成物を、基材としておよそ10cm×10cmの琺瑯、ステンレス(SUS304)及びガラスの試験片の表面にスピンコート(600rpmで5秒間、さらに1500rpmで8秒間)にて塗布し、50℃で5分間乾燥して溶剤を留去後、200℃で10分加熱した後、15分間昇温して350℃で10分加熱して、各組成物を硬化させて、表5に示す膜厚の膜を得た。これらの膜につき、硬化製膜後(初期)及び熱処理(400℃、24時間)後について、水及びオレイン酸の接触角を実施例に準じて評価した。結果を、表6に示す。 In addition to using the synthesized polysiloxanes P1 to P4 as the A component, the composition shown in Table 6 was used as the B component to prepare film-forming compositions of Examples. That is, 0.5 g of each of polysiloxanes P1 to P4 is taken, and as a solvent, the final resin (polysiloxane and silicone oil) fraction specified in Table 6 (NV: the mass ratio of the resin to the total mass of the resin and solvent ( %)), and various silicone oils are added at the mass ratio shown in Table 5 below (P: Si (polysiloxane: silicone oil) = 5: 1, etc.). They were mixed to form various film-forming compositions. These compositions were applied by spin coating (at 600 rpm for 5 seconds and further at 1500 rpm for 8 seconds) on the surfaces of enamel, stainless steel (SUS304) and glass test pieces of approximately 10 cm x 10 cm as substrates, and then at 50°C. After drying for 5 minutes to evaporate the solvent, heating at 200 ° C. for 10 minutes, heating for 15 minutes and heating at 350 ° C. for 10 minutes to cure each composition, the film thickness shown in Table 5. A membrane was obtained. With respect to these films, the contact angles of water and oleic acid after curing (initial stage) and after heat treatment (400° C., 24 hours) were evaluated according to the examples. Results are shown in Table 6.
表6に示すように、C成分であるシリコーンレジンを含まない組成物においても、ポリシロキサンP1~P4は、いずれも、各種基材表面において同様に良好な耐熱防汚性を備えていることがわかった。したがって、こうしたポリシロキサンP1~P4であるA成分とし、B成分及びC成分をさらに備える本組成物は、優れた耐熱防汚性と耐摩耗性を発揮できることがわかった。 As shown in Table 6, polysiloxanes P1 to P4, even in compositions that do not contain a silicone resin, which is the C component, all have similarly good heat and stain resistance on the surfaces of various substrates. have understood. Therefore, it was found that the present composition comprising the polysiloxanes P1 to P4 as the A component and further comprising the B component and the C component can exhibit excellent heat resistance and antifouling properties and abrasion resistance.
Claims (20)
以下の式(2)で表される、B成分と、
さらに、下記式(3)で表されるC成分と、
とを含有する、撥水撥油膜組成物。 A component siloxane compound represented by the following formula (1);
A B component represented by the following formula (2),
Furthermore, a C component represented by the following formula (3),
A water-repellent and oil-repellent film composition containing
前記A成分と前記C成分との総量に対して前記B成分が1質量%以上50質量%以下である、請求項1に記載の組成物。 The A component is 5% by mass or more and 95% by mass or less with respect to the total amount of the A component and the C component,
The composition according to claim 1, wherein said B component is 1% by mass or more and 50% by mass or less relative to the total amount of said A component and said C component.
を備える、前記基材の防汚方法。 A step of applying the composition according to any one of claims 1 to 15 to a substrate surface and heating the composition to form a cured film,
An antifouling method for the base material, comprising:
前記加熱室の少なくとも一部であって熱に曝露される要素表面に位置される請求項17又は18に記載の撥水撥油膜と
を備える、装置。 a heating chamber;
19. A water and oil repellent film according to claim 17 or 18 located on a surface of an element which is at least part of said heating chamber and which is exposed to heat.
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