JP2001026626A - 非極性溶媒に良好な溶解性を有する耐光堅牢性ポリイソシアネート - Google Patents
非極性溶媒に良好な溶解性を有する耐光堅牢性ポリイソシアネートInfo
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Abstract
え、簡単で低コストな方法で得ることができる、耐光堅
牢性ポリイソシアネートを与える。 【解決手段】 脂肪族および/または脂環式ジイソシア
ネートから製造され; a) 少なくとも2.0の平均
イソシアネート官能価、 b) 4.0〜28.0重量%
のイソシアネート基の含有量、および c) 2.0〜
37.5重量%の、最高36個の炭素原子を有するアル
コキシ基の含有量を有する;ポリイソシアネート混合物
であって、アルコキシ基が、アロファネート基または必
要によりウレタン基の構成成分であり、但し、アルコキ
シ基の>50モル%が、少なくとも2種類のジイソシア
ネートからそれぞれ製造される少なくとも2種類のポリ
イソシアネート分子に結合しているアロファネート基の
構成成分であることを条件とする、ポリイソシアネート
混合物。
Description
性のポリイソシアネート混合物、それの製造方法、なら
びに、非極性溶媒に高稀釈性のポリウレタンプラスチッ
クの製造のための出発成分、特に、イソシアネート反応
性基を有するラッカー結合剤および/または結合剤成分
の架橋剤としての使用に関する。
ート基を有するポリイソシアネートは、自動車塗料また
は建設分野のような多くの分野において、高品質の非黄
変2成分(2K)ポリウレタン(PU)被覆組成物(co
ating compositions)として使用することができる。そ
れらの比較的高い粘性により、これらの(いわゆる耐光
堅牢性)ラッカーポリイソシアネートは一般に、溶媒に
稀釈した形態で使用される。
環境的に問題のある溶媒の放出を減少させることが要請
される故に、代替製品、例えば、ミネラルスピリットま
たはターペンタインのような、非極性の環境的適合性溶
媒によって、これらの溶媒を置き換える努力が最近なさ
れている。それらが既知の脂肪族または脂環式ポリイソ
シアネート架橋剤と充分に相溶性でない故に、これらの
非極性溶媒で2K PU被覆組成物を稀釈することがこ
れまでのところ可能でない。
たはウレトジオン基を有する脂肪族または脂環式ポリイ
ソシアネートは、ヘキサメチレンジイソシアネート(H
DI)および/または4,4'−ジイソシアナトジシクロ
ヘキシルメタンのような商業的に入手可能なジイソシア
ネートから製造され、耐光堅牢性ポリウレタン塗料の製
造に特に重要であり、それらは全て非極性溶媒に僅かに
溶解性であるにすぎない。
シアヌレートは、非極性溶媒にかなり高い溶解性を有す
る。これらのポリイソシアヌレートは、EP−A238
013号、EP−A496208号、EP−A5245
00号、EP−A524501号、EP−A56603
7号、US4789705号、US5086175号、
US5258482号、US5290902号、US5
380792号、JP04036218A号、JP04
130124A号、JP04130171A号、JP6
1072013A号、またはJP9012660A号に
よって、三量化触媒の存在下において脂肪族および/ま
たは脂環式ジイソシアネートを線状または分岐脂肪族ま
たは脂環式モノアルコールまたはジオールと反応させる
ことによって得られる。しかし、そのようなアロファネ
ート三量体をモノマージイソシアネートから製造する場
合に、予測できない潜伏期後に、反応が発熱性になる。
回分法を使用する場合に、反応の結果として発生する熱
を放散させる必要があり、これは必ずしも容易ではな
い。さらに、特にモノアルコールに基づく、前記公表物
に記載されているアロファネート変性ポリイソシアヌレ
ートは、対応する未変性ポリイソシアヌレートより顕著
に低い耐溶媒性および耐薬品性を有する塗料を生じる。
れている純粋アロファネートポリイソシアネートまたは
いわゆるヘテロアロファネートも、非極性溶媒に良好な
溶解性を有する。しかし、これらの製品も、わずかな抵
抗特性を有する塗料を与え、従って、高品質の被覆組成
物の架橋成分として充分に適してはいない。ジ−または
ポリイソシアネートおよび長鎖モノアルコールまたはダ
イマージオールから製造されるウレタンに関しても、そ
れらが炭化水素と良好な相溶性を示すことがUS508
6175号、JP04132782A号、JP0423
0651A号、およびJP07268059A号によっ
て開示されているにもかかわらず、同様のことが言え
る。
のトリマー、例えば、脂環式環に結合した長鎖脂肪族残
基を有する脂環式ジイソシアネート(EP−A8184
85号)、分岐した線状脂肪族ジイソシアネート(DE
−A3151855号)、または11〜20個の炭素原
子を有する飽和脂肪族または脂環式ジイソシアネート
(JP03244623A)も、非極性溶媒で稀釈でき
るポリイソシアネート架橋剤として提案されている。し
かし、これらの特殊ジイソシアネートは大きい工業的規
模で製造することができず、従って、コストが高い。
286号、およびJP02302479A号は、ポリイ
ソシアネートおよびポリオールから製造され、非極性溶
媒に容易溶解性のイソシアネート官能性プレポリマーを
開示している。これらの製品は、低含有量の遊離イソシ
アネート基および低い官能価を有するにすぎないことが
多い。従って、それらは、2K PU系の架橋成分とし
てはあまり適していないが、湿分硬化一成分系における
単一結合剤として使用するのは好ましい。
特性条件を満たし、即ち、特に、耐溶媒性および耐薬品
性の高架橋被覆を与え、簡単で低コストな方法で得るこ
とができる、耐光堅牢性ポリイソシアネートは知られて
いない。
技術の欠点を有さない、脂肪族性および/または脂環式
性結合イソシアネート基を有する新規ポリイソシアネー
ト混合物を提供することである。
造方法と一緒に下記に詳細に説明される本発明のポリイ
ソシアネート混合物によって達成される。アロファネー
ト化条件において低モノマー含有量を有する脂肪族およ
び/または脂環式ポリイソシアネートをアルコールと反
応させることによって、低温においてさえ非極性溶媒に
容易溶解性の、ヒドロキシ官能性ラッカー結合剤との組
み合わせにおいて優れた抵抗特性を特徴とする被覆を与
える高官能性ポリイソシアネート混合物を製造し得る、
という驚くべき観察に本発明のポリイソシアネート混合
物は基づいている。
ートの製造に関係するいくつかの公表物、例えば、EP
−A000194号、EP−A303150号、および
EP−A682012号は、多くの好適な出発ポリイソ
シアネートに包含されるものとして、HDIまたはIP
DIの三量化生成物のような、>2の官能価を有するポ
リイソシアネートについて一般的に記載しているが、ア
ロファネート化条件における低モノマー含有量を有する
ポリイソシアネートとアルコールとの反応生成物が、非
極性溶媒において特に良好な溶解特性を有することを、
前記公表物は示唆も提案もしていない。
イソシアネートから製造され; a) 少なくとも2.0の平均イソシアネート官能価、 b) 4.0〜28.0重量%のイソシアネート基の含有
量(NCO;分子量=42として算出)、および c) 2.0〜37.5重量%の、最高36個の炭素原子
を有するアルコキシ基の含有量、を有する;ポリイソシ
アネート混合物であって、アルコキシ基が、アロファネ
ート基または必要によりウレタン基の構成成分であり、
但し、アルコキシ基の>50モル%が、少なくとも2種
類のジイソシアネートからそれぞれ製造される少なくと
も2種類のポリイソシアネート分子に結合しているアロ
ファネート基の構成成分であることを条件とする、ポリ
イソシアネート混合物に関する。
0重量%の脂肪族性および/または脂環式性結合イソシ
アネート基の含有量(NCO;分子量=42として算
出)、および1重量%未満のモノマージイソシアネート
含有量、を有するポリイソシアネート成分;および B) 最高36個の炭素原子を有する(環状)脂肪族ア
ルコール;をNCO/OH反応によって形成されるウレ
タン基の>50%がアロファネート基に変換されるよう
に、1.9:1〜80:1のNCO/OH当量比で反応
させることによって、これらのポリイソシアネート混合
物を製造する方法にも関する。
されているかまたは稀釈することができ、ならびに、こ
れらのポリイソシアネート混合物およびイソシアネート
反応性基を要すれば有するラッカー結合剤または結合剤
成分を含有する、被覆組成物にも関する。
5.0、好ましくは2.3〜4.5の平均NCO官能価;
8.0〜27.0重量%、好ましくは14.0〜24.0重
量%のイソシアネート基含有量;および1.0重量%未
満、好ましくは0.5重量%未満、より好ましくは0.0
001〜0.5重量%のモノマージイソシアネート含有
量を有する。成分A)は脂肪族性および/または脂環式
性結合イソシアネート基を有する1種類またはそれ以上
の有機ポリイソシアネートを含有する。
も2種類のジイソシアネート分子から構成され、モノマ
ー性脂肪族および/または脂環式ジイソシアネートを変
性してウレトジオン、イソシアヌレート、アロファネー
ト、ビウレット、イミノオキサジアジンジオンおよび/
またはオキサジアジントリオン基を組み込むことによっ
て製造される、好ましいポリイソシアネートから選択さ
れる。それらの製造が、例えば、J. Prakt. Chem.336(1
994)185-200、DE−A1670666号、DE−A1
954093号、DE−A2452532号、DE−A
3700209号、およびDE−A3900053号、
またはEP−A336205号、EP−A339396
号、およびEP−A798299号に開示されている。
適なジイソシアネートは、140〜400の分子量を有
し、脂肪族性および/または脂環式性結合イソシアネー
ト基を有するジイソシアネートである。そのようなジイ
ソシアネートの例は、1,4−ジイソシアナトブタン、
1,6−ジイソシアナトヘキサン(HDI)、2−メチ
ル−1,5−ジイソシアナトペンタン、1,5−ジイソシ
アナト−2,2−ジメチルペンタン、2,2,4−または
2,4,4−トリメチル−1,6−ジイソシアナトヘキサ
ン、1,10−ジイソシアナトデカン、2,4−または
2,6−ジイソシアナト−1−メチルシクロヘキサン、
1,3−および1,4−ジイソシアナトヘキサン、1,3
−および1,4−ビス(イソシアナトメチル)−シクロ
ヘキサン、1−イソシアナト−3,3,5−トリメチル−
5−イソシアナトメチル−シクロヘキサン(イソホロン
ジイソシアネートまたはIPDI)、4,4'−ジイソシ
アナトジシクロヘキシルメタン、1−イソシアナト−1
−メチル−4(3)イソシアナトメチルシクロヘキサ
ン、ビス(イソシアナト−メチル)ノルボルナン、およ
びそれらの混合物である。
トおよび/またはイミノオキサジアジンジオン基を有
し、HDI、IPDI、および/または4,4'−ジイソ
シアナトジシクロヘキシルメタンから製造されるポリイ
ソシアネート混合物である。
は分岐鎖アルコールから選択される。そのようなアルコ
ールの例は、1〜36個、好ましくは1〜23個の炭素
原子を有するモノアルコール、例えば、メタノール、エ
タノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−
ブタノール、イソブタノール、t−ブタノール、n−ペ
ンタノール、2−ヒドロキシペンタン、3−ヒドロキシ
ペンタン、メチルブチルアルコール異性体、ジメチルプ
ロピルアルコール異性体、n−ヘキサノール、n−ヘプ
タノール、n−オクタノール、n−ノナノール、2−エ
チルヘキサノール、トリメチルヘキサノール、n−デカ
ノール、n−ウンデカノール、n−ドデカノール(ラウ
リルアルコール)、n−テトラデカノール、n−ペンタ
デカノール、n−ヘキサデカノール、n−ヘプタデカノ
ール、n−オクタデカノール(ステアリルアルコー
ル)、2,6,8−トリメチルノナノール、2−t−ブチ
ルシクロヘキサノール、4−シクロヘキシル−1−ブタ
ノール、およびHenkel AGによってLorolの商品名で市販
されている直鎖または分岐鎖第一級アルコールである。
個(n=アルコールのOH官能価)の炭素原子を有する
ジアルコールおよび/または高官能価アルコール、例え
ば、1,2−エタンジオール、1,2−および1,3−プ
ロパンジオール、1,2−および1,4−シクロヘキサン
ジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、4,
4'−(1−メチルエチリデン)ビスシクロヘキサノー
ル、異性体のブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキ
サンジオール、ヘプタンジオール、オクタンジオール、
ノナンジオール、デカンジオール、およびウンデカンジ
オール;高分子量ジオール、例えば、1,12−オクタ
デカンジオール;および高官能価アルコール、例えば、
1,2,3−プロパントリオール、1,1,1−トリメチロ
ールエタン、1,2,6−ヘキサントリオール、1,1,1
−トリメチロールプロパン、2,2−ビス(ヒドロキシ
メチル)−1,3−プロパンジオール、および1,3,5
−トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート
も、成分B)として好適である。
るアルコールB)は、ヒドロキシル基に加えて、イソシ
アネート基に対して非反応性の他の官能基、例えば、エ
ステル基、エーテル基、および他のヘテロ原子、例え
ば、ハロゲン原子、珪素、または窒素を有するアルコー
ルである。
びこれらのモノアルコールとジアルコールおよび/また
は高官能価アルコールとの混合物である。
て初めに形成されるウレタン基の>50モル%、好まし
くは少なくとも80モル%、より好ましくは少なくとも
90モル%がさらに反応してアロファネート基を形成す
るように、出発成分A)およびB)を、40℃〜180
℃、好ましくは50℃〜150℃の温度において、1.
9:1〜80:1、好ましくは2:1〜50:1のNC
/OH当量比で反応させることによって行われる。
えば、既知のアロファネート化触媒を要すれば使用する
ことによって、促進することができる。触媒の例は、英
国特許第994890号に開示されているような金属カ
ルボキシレート、金属キレート、および第三級アミン;
米国特許第3769318号に開示されているようなア
ルキル化剤;および、EP−A000194号に開示さ
れているような強酸である。
物、例えば、亜鉛化合物(例えば、亜鉛(II)ステア
レート、亜鉛(II)n−オクタノエート、亜鉛(I
I)2−エチル−1−ヘキサノエート、亜鉛(II)ナ
フテネート、および亜鉛(II)アセチルアセトネー
ト)、錫化合物(例えば、錫(II)n−オクタノエー
ト、錫(II)2−エチル−1−ヘキサノエート、錫
(II)ラウレート、ジブチル錫オキシド、ジブチル錫
ジクロリド、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラ
ウレート、ジブチル錫ジマレエート、およびジオクチル
錫ジアセテート)、アルミニウムトリ(エチルアセトア
セテート)、鉄(III)クロリド、カリウムオクトエ
ート、ビスマス、マグネシウム、コバルト、またはニッ
ケルと強酸、例えば、トリフルオロ酢酸、硫酸、塩化水
素、臭化水素、燐酸または過塩素酸との化合物、および
これらの触媒の混合物である。
る触媒は、アロファネート化反応だけを触媒するのでは
なく、イソシアネート基の三量化も触媒してイソシアヌ
レート構造を形成する化合物も包含する。これらの触媒
の例が、例えば、EP−A649866号、第4頁、第
7行〜第5頁、第15行に開示されている。
I)化合物および/またはビスマス(III)化合物で
ある。特に好ましい触媒は、亜鉛(II)n−オクタノ
エート、亜鉛(II)2−エチル−1−ヘキサノエー
ト、亜鉛(II)ステアレート、および/またはビスマ
ス(III)2−エチル−1−ヘキサノエートである。
01〜5.0重量%、好ましくは0.005〜1.0重量
%の量で、本発明の方法に要すれば使用される。
も反応混合物に添加することができる。例えば、実際の
反応が開始する前に、任意の触媒を、ポリイソシアネー
ト成分A)および/またはアルコール成分B)に組み込
むことができる。ウレタン化反応の間の好ましい時点に
おいて、あるいは、2段階反応の場合は、ウレタン化の
後、即ち、イソシアネートおよびヒドロキシル基のウレ
タン基への完全な変換に理論的に相当するNCO含有量
に到達した際に、触媒を反応混合物に添加することもで
きる。ウレタン化反応において、初めに、ポリイソシア
ネート成分A)の1種類またはそれ以上の構成成分を、
アルコールB)と反応させ、次に、ウレタン化の後に、
触媒をポリイソシアネート成分A)の残りの構成成分と
一緒に添加することもできる。
定によって、監視することができる。所望のNCO含有
量に到達した際、即ち、反応混合物におけるアロファネ
ート基/ウレタン基のモル比が>1:1、好ましくは少
なくとも4:1、より好ましくは少なくとも9:1にな
った際に、反応を停止させる。反応が熱によってだけ制
御される場合は、例えば、反応混合物を室温に冷却する
ことによってこれを行うことができる。アロファネート
化触媒を使用するのが好ましい場合は、好適な触媒毒、
例えば、塩化ベンゾイルまたは二塩化イソフタロイルの
ような酸塩化物を添加することによって、反応を停止さ
せることができる。しかし、そのような停止は、本発明
の方法に不可欠ではない。
シアネート混合物が前記a)〜c)に記載した条件を満
たすように、出発成分の種類および量が前記パラメータ
ーの範囲で選択され、ここで、a)平均NCO官能価が
少なくとも2.0、好ましくは2.3〜9.9、より好ま
しくは2.8〜5.9であり;b)NCO含有量が、4.
0〜28.0重量%、好ましくは5.0〜24.0重量
%、より好ましくは8.0〜21.0重量%;および、
c)アルコキシ基の含有量が2.0〜37.5重量%、好
ましくは3.0〜29.0重量%、より好ましくは4.0
〜20.0重量%であり、それにおいて、アルコキシ基
がアロファネート基または必要によりウレタン基の構成
成分であり、但し、アルコキシ基の>50モル%、好ま
しくは少なくとも80モル%、より好ましくは少なくと
も90モル%が、少なくとも2種類のジイソシアネート
からそれぞれ製造される少なくとも2種類のポリイソシ
アネート分子に結合しているアロファネート基の構成成
分であることを条件とする。
よって求められる:
[2]によって出発成分の種類および官能価から算出す
ることができる:
方法においてアロファネート基に変換されるウレタン基
の割合を意味する。出発ポリイソシアネートA)の官能
価f NCOは、NCO含有量および分子量から算出するこ
とができ、分子量は、ゲル透過クロマトグラフィー(G
PC)または蒸気圧浸透によって求めることができる。
fOHは、使用されるアルコール中のOH基の数から求め
られ、混合物の場合は、混合物の個々のアルコール中の
OH基の量および数から求められる。
ト基に対して不活性な好適な溶媒中で行うこともでき
る。溶媒の例は、既知のラッカー溶媒、例えば、酢酸エ
チル、1−メトキシ−2−プロピルアセテート、3−メ
トキシ−n−ブチルアセテート、アセトン、2−ブタノ
ン、4−メチル−2−ペンタノン、シクロヘキサノン、
トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ミネラルスピリ
ット、置換芳香族化合物(例えば、Solvent Naphtha、S
olvesso、Shellsol、Isopar、Nappar、およびDiasolの
商品名で商業的に入手し得る)、カルボン酸エステル
(例えば、ジメチルカ−ボネート、ジエチルカーボネー
ト、1,2−エチレンカーボネート、および1,2−プロ
ピレンカーボネート)、ラクトン(例えば、β−プロピ
オラクトン、γ−ブチロラクトン、ε−カプロラクト
ン、およびε−メチルカプロラクトン)、プロピレング
リコールジアセテート、ジエチレングリコールジメチル
エーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、
ジエチレングリコールエチルおよびブチルエーテルアセ
テート、N−メチルピロリドン、N−メチルカプロラク
タム、およびそれらの混合物である。
リイソシアネート混合物であり、これは、出発ポリイソ
シアネートA)と異なり、濁らずに非極性溶媒で稀釈す
ることができる。高度に稀釈される場合でさえ、例えば
30重量%の固形物含有量においても、および低い温
度、例えば−5℃〜+5℃においてさえ、製品は非沈降
溶液である。
zen Petrochemical Co. Ltd;アニリン点43.5℃)、
Exxon Naphtha No.6(Exxon Chemical Japan;アニリン
点43℃)、Exxon Naphtha No.5(Exxon Chemical Jap
an;アニリン点55℃)、および、例えば、EP−A5
66037号(第5頁、第40行〜第46行参照)およ
びUS5086175号(第4頁、第43行〜第55行
参照)に開示されている他の溶媒、またはこれらの溶媒
の好ましい混合物である。
シアネート、特にラッカーポリイソシアネートA)を、
本発明のポリイソシアネート混合物に任意に添加するこ
とができる。その量は、得られるポリイソシアネート
が、前記a)〜c)に記載の条件を満たし、従って、本
発明のポリイソシアネート混合物も含んで成るように選
択するのが好ましい。混合物は一般に、(i) 本発明
のアロファネート変性ポリイソシアネート;および(i
i) 本発明によって変性されていないポリイソシアネ
ート;を含有する。
ソシアネート重付加法によるポリウレタンプラスチック
の製造に有用な出発物質である。ポリイソシアネートの
反応相手として存在するポリヒドロキシル成分が、既知
のポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオールお
よび/またはポリアクリレートポリオールであるのが好
ましい2K PU被覆組成物の架橋成分として、それら
は非常に適している。ヒドロキシル基以外のイソシアネ
ート反応性基を有するラッカー結合剤またはラッカー結
合剤成分も、本発明のポリイソシアネート混合物の反応
相手として好適である。
いは、ウレタンまたは尿素基に存在する活性水素原子に
よって架橋し得るポリウレタンを包含する。他の好適な
反応相手は、例えばEP−A403921号に開示され
ている種類の第二級アミン、あるいはポリケトイミン、
ポリアルドイミンまたはオキサゾロンのようなブロック
トアミノ基を有するポリアミンを包含する。湿分の存在
下において、ブロックされていないアミノ基が形成され
るか、またはオキサゾロンの場合は、ヒドロキシル基が
形成され、次に、本発明のポリイソシアネート混合物と
反応する。少量の非官能性ラッカー結合剤を、本発明の
ポリイソシアネート混合物に添加して、例えば、付着性
を向上させる添加剤のような高特性(highly specific
properties)を得ることもできる。
く2成分被覆組成物ラッカーにおけるポリイソシアネー
トおよび/または結合剤成分は一般に、溶媒で稀釈され
た形態で使用される。好適な溶媒は、本発明の製品の性
能に関して前記に記載した溶媒、またはそのような溶媒
の好ましい混合物を包含する。しかし、本発明のポリイ
ソシアネート混合物を含有する2K PU被覆組成物に
おいて、反応相手を、非極性溶媒、より好ましくは環境
的にわずかに有害であるにすぎない非極性溶媒、例え
ば、Swasol 310(Maruzen Petrochemical Co. Ltd.;ア
ニリン点43.5℃)、Exxon Naphtha No.6(Exxon Che
mical Japan;アニリン点43℃)、Exxon Naphtha No.
5(Exxon Chemical Japan;アニリン点55℃)、およ
び例えばEP−A566037号(第5頁、第40行〜
第46行)およびUS5086175号(第4頁、第4
3行〜第55行)に開示されている他の溶媒、ならびに
そのような溶媒の好ましい混合物、における稀釈溶液の
形態で使用するのが好ましい。
ン化学において既知のブロッキング剤でブロックされた
形態において、ラッカー結合剤またはラッカー結合剤成
分と組み合わせて、1成分PU焼付系として使用するこ
ともできる。好適なブロッキング剤は、マロン酸ジエチ
ルエステル、アセト酢酸エステル、アセトンオキシム、
ブタノンオキシム、ε−カプロラクタム、3,5−ジメ
チルピラゾール、1,2,4−トリアゾール、ジメチル−
1,2,4−トリアゾール、イミダゾール、およびそれら
の混合物を包含する。
ッカー結合剤の架橋成分として使用される場合に、それ
らは一般に、0.5:1〜2.0:1、好ましくは0.
8:1〜1.2:1、より好ましくは0.9:1〜1.
1:1の、(必要によりブロックされている)NCO基
/イソシアネート反応性基、特にアルコール性ヒドロキ
シル基の当量比に相当する量で使用される。
して配合される被覆組成物によって、所望のどのような
基材でも被覆することができる。基材の例は、金属、木
材、ガラス、石、セラミック材料、コンクリート、硬質
および軟質プラスチック、繊維製品、革、ならびに紙で
ある。被覆する前に、これらの基材に必要により、既知
のプライマーを適用することもできる。
増量剤、または艶消剤のような既知の添加剤も含有する
ことができる。得られる塗料は一般に、室温で乾燥させ
た場合でさえ、良好な工業特性を有する。それらは、高
温における強制条件において、または最高260℃の温
度における焼付によって、乾燥させることもできる。
来の既知の溶媒に基づく2K PU系と比較して、環境
的に問題のある溶媒の低放出または零放出を示し、およ
び従来の溶媒に溶解された被覆組成物と比較して、顕著
に向上した被覆特性(overcoating characteristics)
を有する、高品質の耐光堅牢性被覆組成物の配合を可能
にする。例えばアロファネートトリマーと比較して、よ
り高い官能価の本発明のポリイソシアネート混合物は、
耐溶媒性および耐薬品性のような向上したラッカー特性
を付与する。
るが、それらに限定することを意図するものではない。
O含有量から算出される、モノアルコールおよびポリイ
ソシアネートからアロファネート基に変換されたウレタ
ン基のパーセンテージを意味する。特に指定されない限
り、全ての部およびパーセンテージは重量によるもので
ある。
号)に従って1,6−ジイソシアナトヘキサン(HD
I)から製造され、23.2%のNCO含有量、3.3の
平均官能価(GPCによる)、および0.4%のモノマ
ーHDI含有量をする、イミノオキサジアジンジオン基
を有するポリイソシアネート。
号)に従ってIPDIから製造され、11.8%のNC
O含有量、3.3の平均官能価(GPCによる)、およ
び0.2%のモノマーIPDI含有量を有する、Solvent
Naphtha溶媒中のイソシアヌレート基を有するポリイソ
シアネートの70%溶液。ポリイソシアネートA3) DE−A3806276号に従ってHDIから製造さ
れ、23.6%のNCO含有量、3.2の平均官能価(G
PCによる)、および0.3%のモノマーHDI含有量
を有する、イソシアヌレート基を有するポリイソシアネ
ート。
号)に従ってHDIから製造され、20%のNCO含有
量、2.4の平均官能価(GPCによる)、および0.1
%のモノマーHDI含有量を有する、アロファネート基
およびイソシアヌレート基を有するポリイソシアネー
ト。
ポリイソシアネートA2)を、乾燥窒素下に攪拌しなが
ら、81.6gの工業用脂肪アルコール(Lorol、Henkel
AGにから入手可能であり、下記特性を有する:酸価最
大0.1;鹸化価最大1.2、ヒドロキシル価265〜2
79;含水量最大0.2%;鎖分布:<C12:0〜3
%;C12:45〜58%;C14:18〜24%;C
16:8〜12%;C18:11〜15%;>C18:
0〜1%)と合わし、15.4%の滴定NCO含有量に
到達するまで80℃に加熱した。次に、0.2gの亜鉛
(II)2−エチル−1−ヘキサノエートを添加して、
アロファネート化反応を開始させた。温度を110℃に
上げ、完全なアロファネート化に相当する13.7%の
NCO含有量に到達するまで、その混合物をこの温度で
攪拌した。0.01gの塩化ベンゾイルを添加し、同時
にその混合物を冷却することによって、反応を停止させ
た。
リイソシアネートを得た: NCO含有量: 13.7% NCO官能価(式[2]による): 3.93 アロファネート化度: x=1 式[1]によるアルコキシ基の含有量: 8.3%
9gのポリイソシアネートA2)を、乾燥窒素下に攪拌
しながら、81.6gの実施例1に記載の工業用脂肪ア
ルコールおよび4.5gの1,12−オクタデカンジオー
ルと合わし、15.4%の滴定NCO含有量に到達する
まで80℃に加熱した。次に、0.25gの亜鉛(I
I)2−エチル−1−ヘキサノエートを添加して、アロ
ファネート化反応を開始させた。温度を110℃に上
げ、完全なアロファネート化に相当する14.4%のN
CO含有量に到達するまで、その混合物をこの温度で攪
拌した。0.01gの塩化ベンゾイルを添加し、同時に
その混合物を冷却することによって、反応を停止させ
た。
リイソシアネートを得た: NCO含有量: 14.4% NCO官能価(式[2]による): 3.68 アロファネート化度: x=0.94 式[1]によるアルコキシ基の含有量: 5.4%
ポリイソシアネートA2)を、乾燥窒素下に攪拌しなが
ら、40.8gの実施例1に記載の工業用脂肪アルコー
ルと合わし、15.4%の滴定NCO含有量に到達する
まで80℃に加熱した。次に、0.1gのビスマス(I
II)2−エチル−1−ヘキサノエートを添加して、ア
ロファネート化反応を開始させた。温度を110℃に上
げ、13.8%の滴定NCO含有量に到達するまで、そ
の混合物をこの温度で攪拌した。0.01gの塩化ベン
ゾイルを添加し、同時にその混合物を冷却することによ
って、反応を停止させた。
リイソシアネートを得た: NCO含有量: 13.8% NCO官能価(式[2]による): 3.89 アロファネート化度: x=0.97 式[1]によるアルコキシ基の含有量: 8.3%
窒素下に攪拌しながら、90℃において導入し、62g
の実施例1に記載の工業用脂肪アルコールを、9.1%
の滴定NCO含有量に到達するまで滴下した。次に、4
44gのポリイソシアネートA3)および0.24gの
亜鉛(II)2−エチル−1−ヘキサノエートを添加し
て、アロファネート化反応を開始させた。温度を110
℃に上げ、完全なアロファネート化に相当する13.5
%のNCO含有量に到達するまで、その混合物をこの温
度で攪拌した。0.01gの塩化ベンゾイルを添加し、
同時にその混合物を冷却することによって、反応を停止
させた。
リイソシアネートを得た: NCO含有量: 13.5% NCO官能価(式[2]による): 3.60 アロファネート化度: x=1 式[1]によるアルコキシ基の含有量: 5.3%
44gのポリイソシアネートA3)を、乾燥窒素下に攪
拌しながら、80℃において導入し、62gの実施例1
に記載の工業用脂肪アルコールを、14.6%の滴定N
CO含有量に到達するまで滴下した。次に、0.24g
の亜鉛(II)2−エチル−1−ヘキサノエートを添加
して、アロファネート化反応を開始させた。温度を11
0℃に上げ、13.5%の滴定NCO含有量に到達する
まで、その混合物をこの温度で攪拌した。0.01gの
塩化ベンゾイルを添加し、同時にその混合物を冷却する
ことによって、反応を停止させた。
リイソシアネートを得た: NCO含有量: 13.5% NCO官能価(式[2]による): 3.59 アロファネート化度: x=0.99 式[1]によるアルコキシ基の含有量: 5.3%
44gのポリイソシアネートA3)を、乾燥窒素下に攪
拌しながら、80℃において導入し、62gの実施例1
に記載の工業用脂肪アルコールを、14.6%の滴定N
CO含有量に到達するまで滴下した。次に、0.29g
の亜鉛(II)2−エチル−1−ヘキサノエートを添加
して、アロファネート化反応を開始させた。温度を11
0℃に上げ、13.6%の滴定NCO含有量に到達する
まで、その混合物をこの温度で攪拌した。反応を冷却に
よって停止させた。
リイソシアネートを得た: NCO含有量: 13.6% NCO官能価(式[2]による): 3.55 アロファネート化度: x=0.93 式[1]によるアルコキシ基の含有量: 5.3%
Ltd.から入手可能、アニリン点43.5℃)中の、実施
例1〜6の各ポリイソシアネート混合物の30%溶液を
製造した。溶液を製造する際に、ポリイソシアネートA
2)に存在する溶媒の量を考慮した。次に、0℃におけ
る溶液の溶解安定性を14日間にわたって観察した。未
変性出発ポリイソシアネートA1)、A2)、およびA
3)を比較として使用した。
ネート混合物、およびアロファネートトリマーV1)
が、未変性出発ポリイソシアネートA1)、A2)、お
よびA3)と比較して、非極性溶媒に顕著によく溶解す
ることを、比較が示している。
ての2.50%のジ−t−ブチルペルオキシドの存在下
において、44.62%スチレン、27.89%ブチルア
クリレート、22.57%ヒドロキシプロピルメタクリ
レート、1.82%メチルメタクリレート、および0.6
0%アクリル酸の重合によって製造され、53mgKO
H/g固形物のOH価を有する)、0.6重量部の均展
剤(Baysilone lacquer additive OL 17、Bayerから入
手可能、キシレン中10%)、1.1重量部の促進剤
(亜鉛2−エチルヘキサノエート、キシレン中10
%)、および35.3重量部の非極性溶媒(Swasol 31
0、Maruzen Petrochemical Co. Ltd、アニリン点43.
5℃)を含有するストックラッカー(stock lacque
r)、ならびに実施例1〜6の各ポリイソシアネート混
合物の前記非極性溶媒中の75%溶液から、清澄な塗料
組成物を製造した。ポリイソシアネート成分およびスト
ックラッカーを、各場合において、1:1のNCO/O
H当量比で使用した。
frame)を使用して、ガラス板にナイフ塗布した。短時
間でフラッシュさせた後、フィルムを乾燥室で120℃
において30分間で乾燥させ、次に60℃で16時間に
わたって保存した。
用して検査した。溶媒に浸した綿棒を硬化した被膜に適
用し、その領域を時計皿で覆った。所定時間(暴露時
間)後、時計皿および綿棒を除去し、残留する溶媒残渣
を、ティッシュペーパーで吸い取ることによって注意深
く除去した。被膜のその領域を目視検査した。
ulum damping value)(DIN 53 157)によって求めた。
ポリイソシアネートV1)からも塗料を造した。出発イ
ソシアネートは前記溶媒に溶解しない故に、同様の方法
によって、出発イソシアネートA1)、A2)、または
A3)から塗料を製造することができなかった。
ができる。 3 フィルムを掻き取ることができる。 4 フィルムが完全に破壊された。
を含有する被覆組成物から作られるフィルムは、中程度
の抵抗特性を示すにすぎないが、本発明のポリイソシア
ネートを含有する被覆組成物から作られるフィルムは、
良好な耐溶媒性を示すことが、比較によって明らかであ
る。
たが、そのような説明は、例示を目的とするにすぎず、
請求の範囲によって限定される以外は、本発明の意図お
よび範囲を逸脱せず当業者によって変更を加え得ると理
解すべきものとする。
る。 A. a) 2.3〜9.9の平均イソシアネート官能
価、 b) 5.0〜24.0重量%のイソシアネート基の含有
量(NCO;分子量=42として算出)、および c) 3.0〜29.0重量%の、最高36個の炭素原子
を有するアルコキシ基の含有量、を有する;請求項1に
記載のポリイソシアネート混合物。
シアヌレートおよび/またはイミノオキサジアジンジオ
ン基を有する、前記A項に記載のポリイソシアネート混
合物。 C. ポリイソシアネート成分A)が、2.3〜4.5の
平均NCO官能価、14.0〜24.0重量%の脂肪族性
および/または脂環式性結合イソシアネート基の含有量
(NCO;分子量=42として算出)、および0.5重
量%未満のモノマージイソシアネートの含有量を有す
る、請求項5に記載の方法。
1,6−ジイソシアナトヘキサンおよび/または1−イ
ソシアナト−3,3,5−トリメチル−5−イソシアナト
メチルシクロヘキサンから製造され、イソシアヌレート
および/またはイミノオキサジアジンジオン基を有す
る、ポリイソシアネートを含んで成る、請求項5に記載
の方法。
1,6−ジイソシアナトヘキサンおよび/または1−イ
ソシアナト−3,3,5−トリメチル−5−イソシアナト
メチルシクロヘキサンから製造され、イソシアヌレート
および/またはイミノオキサジアジンジオン基を有す
る、ポリイソシアネートを含んで成る、請求項5に記載
の方法。
(III)化合物に基づくアロファネート化触媒の存在
下において、反応を行うことを含んで成る、請求項5に
記載の方法。 G. 成分B)が、一官能価および二官能価アルコール
の混合物を含んで成る、請求項5に記載の方法。
Claims (7)
- 【請求項1】 脂肪族および/または脂環式ジイソシア
ネートから製造され; a) 少なくとも2.0の平均イソシアネート官能価、 b) 4.0〜28.0重量%のイソシアネート基の含有
量(NCO;分子量=42として算出)、および c) 2.0〜37.5重量%の、最高36個の炭素原子
を有するアルコキシ基の含有量、を有する;ポリイソシ
アネート混合物であって、 アルコキシ基が、アロファネート基または必要によりウ
レタン基の構成成分であり、但し、アルコキシ基の>5
0モル%が、少なくとも2種類のジイソシアネートから
それぞれ製造される少なくとも2種類のポリイソシアネ
ート分子に結合しているアロファネート基の構成成分で
あることを条件とする、ポリイソシアネート混合物。 - 【請求項2】 該ポリイソシアネート分子が、イソシア
ヌレートおよび/またはイミノオキサジアジンジオン基
を有する、請求項1に記載のポリイソシアネート混合
物。 - 【請求項3】 アルコキシ基の少なくとも80モル%が
アロファネート基の構成成分である、請求項1に記載の
ポリイソシアネート混合物。 - 【請求項4】 アルコキシ基の少なくとも80モル%が
アロファネート基の構成成分である、請求項2に記載の
ポリイソシアネート混合物。 - 【請求項5】 a) 少なくとも2.0の平均イソシア
ネート官能価、 b) 4.0〜28.0重量%のイソシアネート基の含有
量(NCO;分子量=42として算出)、および c) 2.0〜37.5重量%の、最高36個の炭素原子
を有するアルコキシ基の含有量、を有する;ポリイソシ
アネート混合物の製造方法であって、該方法が、 A) 2.0〜5.0の平均NCO官能価、8.0〜27.
0重量%の脂肪族性および/または脂環式性結合イソシ
アネート基の含有量(NCO;分子量=42として算
出)、および1重量%未満のモノマージイソシアネート
の含有量、を有するポリイソシアネート成分;および B) 最高36個の炭素原子を有する(シクロ)脂肪族
アルコール;をNCO/OH反応によって形成されるウ
レタン基の>50%がアロファネート基に変換されるよ
うに、1.9:1〜80:1のNCO/OH当量比にお
いて反応させることを含んで成る方法。 - 【請求項6】 架橋剤としての請求項1に記載のポリイ
ソシアネート混合物、およびイソシアネート反応性基を
有するラッカー結合剤またはラッカー結合剤成分を含ん
で成る被覆組成物。 - 【請求項7】 架橋剤としての請求項1に記載のポリイ
ソシアネート混合物、およびヒドロキシ官能性ラッカー
結合剤またはラッカー結合剤成分を含んで成る2成分ポ
リウレタン被覆組成物。
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