光固化型生物基涂料组合物及其涂敷制品制造技术

提供了光固化型生物基涂料组合物及其涂敷制品，其中该涂料组合物具有足够的耐水解性和足够的交联密度，从而在例如长期稳定性方面出色，并且廉价，并且还适用于水性溶剂。根据本发明专利技术的光固化型生物基涂料组合物的特征在于包含：作为成膜成份的生物基光聚合化合物，该化合物在一个分子中同时具有至少一个乳酸单元和至少一个光聚合基团；以及光聚合引发剂。根据本发明专利技术的涂敷制品的特征在于通过用上述涂料组合物涂敷而获得。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光固化型生物基涂料组合物及其涂敷制品。详细地说，本专利技术涉及光 固化型生物基涂料组合物及用其涂敷的涂敷制品，其中该涂料组合物基于作为生物基成份 的乳酸。
技术介绍
用包含石油基材料的常规型涂料组合物涂敷的涂敷制品通过例如将其涂膜从基 材上释放并然后将释放的涂膜焚烧或将它们丢弃到土壤中而进行处理。然而，在进行焚烧 处理的情况下，需要用于焚烧的无用能量。此外，担心由于涂膜的焚烧产生的二氧化碳而使 全球变暖继续进行。此外，根据涂膜的不同，如果进行焚烧，会产生氯化氢气体并导致酸雨。 此外，在将涂膜丢弃到土壤中的情况下，难以保证废物处理场所的安全，并且担心涂膜可能 长时间存在，因而可能破坏土壤中的环境或生态系统。此外，如果在诸如喷涂或用辊涂机涂敷几微米的过程中需要降低涂料组合物的粘 度，通常采用其中大量使用活性稀释剂或者还使用有机溶剂的方法。然而，在大量使用活性 稀释剂的情况下，容易发生皮肤刺激或固化性能劣化的问题。此外，在还使用有机溶剂的情 况下，空气污染或着火的风险高。因此，从诸如防止空气污染、防火法规和劳动安全卫生角 度来看，需要可水性化的涂料组合物。因此，为了解决以上问题，提出了包含大比例的作为生物基材料的聚乳酸的水性 涂料组合物(例如，参见以下专利文献1)。通过该技术，与常规的石油基材料相比降低了 环境负担，但是存在以下问题例如耐水性和耐碱性不足，并且得到的涂膜的交联密度如此 低，以致于例如硬度和抗刮性也低，因此用途非常有限。因此，还提出了光固化型生物基涂料组合物，其中使用从提高交联密度的视角引 入的具有光活性的取代基的聚乳酸(例如以下专利文献2)。具体地说，使用肉桂酰基作为 光活性取代基，并通过其光二聚作用导致光交联。然而，由于肉桂酰基的光二聚作用的反应 效率低，不能获得足够的交联密度，因而涂膜性能例如硬度和抗刮性不足。 JP-A-2006-291000 JP-A-2008-195838专利技术概述专利技术目的因而，本专利技术的一个目的是提供光固化型生物基涂料组合物及其涂敷制品，其中 该涂料组合物具有足够的耐水解性和足够的交联密度，从而在例如长期稳定性方面出色， 并且廉价，并且还适用于水性溶剂。
技术实现思路
本专利技术人通过悉心研究达到以上目标。结果，他们发现并且确认，如果将在具有至 少一个乳酸单元的生物基化合物中还具有至少一个光聚合基团的生物基光聚合化合物用 作成膜成份，并联合使用光聚合引发剂，从而构成光固化型生物基涂料组合物，那么获得这 样的涂料组合物它是生物基的并且环境负担极低，但是可以通过光聚合形成致密的自交 联结构，从而具有足够的耐水解性和足够的交联密度，从而在例如长期稳定性方面出色，并 且廉价，并且适用于水性溶剂；借此，他们完成了本专利技术。也就是说，根据本专利技术的光固化型生物基涂料组合物的特征在于包含作为成膜成份的生物基光聚合化合物，该化合物在分子中同时具有至少一个乳酸 单元和至少一个光聚合基团；以及光聚合引发剂。此外，根据本专利技术的涂敷制品的特征在于通过用上述涂料组合物涂敷而获得。专利技术效果本专利技术提供涂料组合物和包含该涂料组合物的使用的涂敷制品，其中该涂料组合 物是生物基的并且环境负担极低，但是具有足够的耐水解性和足够的交联密度，从而在例 如长期稳定性方面出色，并且廉价，并且适用于水性溶剂。附图说明图1是根据本专利技术优选作为生物基光聚合化合物的支化型结构的一个实例的示 意图。图2是根据本专利技术优选作为生物基光聚合化合物的支化型结构的另一个实例的 示意图。具体实施例方式在下文中，详细说明本专利技术的实施方式。然而，本专利技术的范围不限于这些说明。并 且，也可以在不偏离本专利技术精神的范围内，以以下实例的适当修改的形式实施此外的实例。:根据本专利技术的光固化型生物基涂料组合物包含作为成膜成份的生物基光聚合化 合物，该化合物在分子中同时具有至少一个乳酸单元和至少一个光聚合基团。<生物基光聚合化合物> 生物基光聚合化合物在分子中同时具有至少一个乳酸单元和至少一个光聚合基团。在以上中，生物基光聚合化合物的每个分子的光聚合基团的数目有利地在1. 2至 30范围内，更有利地为3。0至15。在该数目小于1.2的情况下，担心固化密度可能低，以 致于例如抗刮性或耐水性差。在该数目大于30的情况下，担心固化收缩可能太大，以致于 粘附性劣化。此外，生物基光聚合化合物的数均分子量有利地在200至200，000范围内，更有利 地为500至50，000。在数均分子量小于200的情况下，担心生物基含量可能降低。在数均 分子量大于200，000的情况下，担心粘度可能太高以致于不适合于例如喷涂。此外，生物基光聚合化合物的光聚合基团当量(即数均分子量除以每个分子的光聚合基团数目得到的值)有利地在200至5，000范围内，更有利地为300至3，000。在光聚 合基团当量小于200的情况下，担心生物基含量可能降低。在光聚合基团当量大于5，000 的情况下，担心交联密度可能太低，以至于涂膜性能例如耐水性、耐碱性、耐酸性、耐候性和 抗刮性劣化。至于以上生物基光聚合化合物，当光聚合基团的数目小于3. 0或者光聚合基团当 量大于3，000时，有利的是，为了赋予足够的耐碱性或耐水性，该化合物的结构含有石油基 成份。在这种情况下，石油基成份的比率有利地在每100重量份生物基成份5至200重量 份范围内，更有利地为10至80重量份。如果该比率不小于5重量份，那么上述耐水性或耐 碱性的增强是可能的。然而，如果该比率大于200重量份，那么担心生物基含量可能降低。光聚合基团的有利的实例包括具有双键的那些，例如(甲基)丙烯酰基和苯乙烯 基。由于本专利技术中使用的生物基光聚合化合物在分子中具有乳酸单元，因此该化合物 可以使得环境负担极低。此外，由于该化合物在分子中具有光聚合基团，因此成膜过程中的 交联是光聚合交联并且如此致密以致于产生高的交联密度，因而使得可以获得硬度和强度 高的膜。此外，至于本专利技术中使用的生物基光聚合化合物，由于由其得到的膜也通过交联链 接，即使由于使用过程中的水解而使聚乳酸结构部分断裂，也存在通过交联的以上链接，因 而几乎不发生整个膜的破坏，因此耐水解性出色。上述生物基光聚合化合物的实例包括具有将光聚合基团引入到聚乳酸末端的结 构的乳酸大分子单体。具体地说，有利的实例包括下式(1)中所示的化合物和下式(2)中 所示的化合物，其中在式(1)中光聚合基团X通过键Y引入到聚乳酸的末端羧基一侧上，其 中在式(2)中光聚合基团X通过键Y引入到聚乳酸的末端羟基一侧上。在此，对应于聚乳酸的结构部分不一定如上式(1)和(2)中所示由乳酸单元组成， 以上结构部分可以含有另一单体组分作为除乳酸以外的单元。除乳酸以外的单体的实例包 括除乳酸以外的羟基羧酸，例如乙醇酸、2-羟基异丁酸、乙醇酸甲酯、2-羟基异丁酸甲酯和 2_羟基异丁酸乙酯。上述光聚合基团X不受特别的限制。然而，如上所述，(甲基)丙烯酰基、苯乙烯 基或含有它们中任一个的基团是有利的。优选的是具有下述结构的乳酸大分子单体其中在相同的分子中具有光聚合基团 X和羟基的含羟基单体(例如(甲基)丙烯酸羟基烷基酯)与聚乳酸彼此键合，或者其中在 相同的分子中具有光聚合基团X和羧基的含羧基单体(例如(甲基)丙烯酸、富马酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
光固化型生物基涂料组合物，其包含：　　作为成膜成份的生物基光聚合化合物，该化合物在分子中同时具有至少一个乳酸单元和至少一个光聚合基团；以及　　光聚合引发剂。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：薮内尚哉，森田晃充，山下博文，小原仁实，小林四郎，石井正彦，
申请(专利权)人：日本碧化学公司，国立大学法人京都工艺纤维大学，丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]