JP2002540284A - 水希釈可能な塗料 - Google Patents
水希釈可能な塗料Info
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Abstract
Description
に関する。
の被覆が実施されなければならない。例えば、メタリック塗膜を備えている自動
車には、他の層のクリヤーラッカーが認められている。他面、塗装においては、
非メタリック塗料も塗布されなければならない。経済的理由から、メタリック塗
膜上に塗布されるクリヤーラッカーおよび単層の非メタリック塗料は、現在、同
じ装置中で車体上に塗布される。これは、依然としてラッカー塗装の欠陥、例え
ばクリヤーラッカー負荷量への有色の単層塗料の色の広がりをまねく。
る。このことから、前記のプラスチック部材をもラッカー塗装することを顧客が
望んでいることが明らかとなる。これまでに存在する塗料は、均一に金属および
プラスチックを品質の損失なしに被覆することは、不適当であった。
ト樹脂ならびにラッカーに常用の他の添加剤および助剤を含有する水希釈可能な
塗料を提供することであり、この塗料の使用によって、ラッカー塗装ラインにお
いて発生するラッカー塗装の欠陥が回避され、さらにこの塗料は、金属部材およ
びプラスチック部材の被覆に均一に適している。
ン化合物(A、B)からなる混合物であり、このポリウレタン化合物が有利に1
000〜30000の分子量および有利に5〜20mgKOH/gの酸価を有し
、有利にイソシアネート基を有するプレポリマーを反応させることによって得る
ことができることによって解決される。
なポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂およびアミノプラスト樹脂ならびにこれ
らの混合物が使用される。
ある。適しているのは、例えばこのポリウレタン樹脂がそれぞれの刊行物に記載
された製造から偏倚して有機溶剤の形で製出可能である場合には、水性ベースラ
ッカーへの使用について刊行物中に記載されているポリウレタン樹脂である。
545618号明細書、ドイツ連邦共和国特許出願公開第3813866号明細
書およびドイツ連邦共和国特許出願公開第4005961.8号明細書 に記載された樹脂である。
れらの刊行物に指摘されている。勿論、ポリウレタン樹脂は、これらの刊行物に
記載されたポリウレタン樹脂とは異なり、水性分散液として使用されるのではな
く、1つ以上の有機溶剤中に溶解されて使用される。これは、本発明により使用
されるポリウレタン樹脂の製造方法が前記の刊行物に記載された方法に対して十
分に変化されており、二次分散液の製造ではなくて有機溶剤中へポリウレタン樹
脂が溶解されることを意味する。
子量(測定:標準としてのポリスチレンを用いてのゲル透過クロマトグラフィー
)および5〜70mgKOH/g、有利に10〜30mgKOH/gの酸価を有
し、かつイソシアネート基を有するプレポリマーを反応、有利に鎖長延長させる
ことによって得ることができる水希釈可能なポリウレタン樹脂が使用される。
1200mgKOH/gのヒドロキシル価を有するポリオールを過剰のポリイソ
シアネートと150℃まで、有利に50〜130℃の温度で、イソシアネートと
反応することができない有機溶剤中で行なうことができる。NCO基とOH基と
の当量比は、2.0:1.0〜>1.0:1.0、有利に1.4:1〜1.1:
1の間にある。
よび/または高分子量であってもよく、反応を支持する陰イオン性基を有するこ
とができる。ポリウレタンの硬度を上昇させるために、低分子量のポリオールを
使用することができる。このポリオールは、60〜約400の分子量を有し、脂
肪族基、脂環式基または芳香族基を有することができる。この場合には、全部の
ポリオール成分に対して30質量%まで、有利に約2〜20質量%の量が使用さ
れる。
の好ましいOH価を有する、高い割合の主に線状のポリオールが添加される。9
7質量%までの全部のポリオールは、400〜5000の分子量Mnを有する飽
和ポリエステルおよび/または飽和ポリエーテルおよび不飽和ポリエステルおよ
び/または不飽和ポリエーテルからなることができる。選択されたポリエーテル
ジオールは、過度の量のエーテル基を導入しない。それというのも、そうでない
と形成されたポリマーは水中で膨潤するからである。ポリエーテルジオールは、
有機ジカルボン酸またはその無水物を有機ジオールでエステル化することによっ
て得られるかまたはヒドロキシカルボン酸またはラクトンから誘導される。分枝
鎖状ポリエステルポリオールを得るために、高い原子価を有するポリオールまた
はポルカルボン酸は、少ない範囲内で使用されることができる。
アネート基を有する脂肪族ポリイソシアネート、脂環式ポリイソシアネートおよ
び/または芳香族ポリイソシアネートが使用される。好ましいのは、有機ジイソ
シアネートの異性体または異性体混合物である。紫外線に対する好ましい安定性
のために、僅かな黄変傾向を有する(環式)脂肪族ジイソシアネート生成物が生
じる。
が惹起されないことを前提として、高い価値のポリイソシアネートの含量を含有
することもできる。ジイソシアネートを三量体化またはオリゴマー化することに
よって生成されるか或いはジイソシアネートをOH基またはNH基を含有する多
価の化合物と反応させることによって生成される生成物は、トリイソシアネート
であることが判明した。中程度の官能価は、場合によってはモノイソシアネート
の添加によって減少させることができる。
しくは、この混合物は、2つの成分AとBからなる。これらの成分は、有利に3
:1〜1:3、特に有利に2:1〜1:2の比で本発明による塗料に添加される
。
チル置換またはメトキシ置換されたナフチレン基、ビフェニレン基または1,2
−フェニレン基、1,3−フェニレン基もしくは1,4−フェニレン基、特に有
利に1,3−フェニレン基を表わし、R1、R2は1〜4個の炭素原子を有する
アルキル基、特に有利にメチル基を表わす〕で示されるジイソシアネートが使用
される。式(I)のジイソシアネートは、公知であり(その製造は、例えば欧州
特許出願公開第101832号明細書、米国特許第3290350号明細書、米
国特許第4130577号明細書および米国特許第4439616号明細書に記
載されている)、一部は、市場で入手可能である(1,3−ビス(2−イソシア
ナトプロプ−2−イル)ベンゼンは、例えばAmerican Cyanamid CompanyからTMX
DI(META)(登録商標)商品名で販売されている)。
わりになお別の脂肪族ポリイソシアネートおよび/または脂環式ポリイソシアネ
ートおよび/または芳香族ポリイソシアネートが使用される。付加的に使用可能
なポリイソシアネートの例としては、フェニレンジイソシアネート、トルイレン
ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ビフェニレンジイソシアネー
ト、ナフチレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、イソホ
ロンジイソシアネート、シクロペンチレンジイソシアネート、シクロヘキシレン
ジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート、ジシクロヘキシ
ルメタンジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジ
イソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシア
ネート、プロピレンジイソシアネート、エチルエチレンジイソシアネートおよび
トリメチルヘキサンジイソシアネートが挙げられる。
アネートが使用される。このヘキサメチレンジイソシアネートは、HMDI-DESMODU
R(Bayer AG社の登録商標)の商品名で市場で入手可能である。
製造工程が行なわれない場合には、水と認容性ではない。即ち、ポリウレタンの
製造のために、イソシアネート基と反応する2個のH活性基および少なくとも1
個の基を有する化合物を使用することができ、この化合物は、水分散可能性を保
証する(キャリヤー基)。適当なキャリヤー基は、非イオン基(例えば、ポリエ
ーテル)、陰イオン基、これら双方の基の混合物または陽イオン基である。
ポリウレタン樹脂中に導入されることができる。このために、イソシアネート基
と反応する2個のH活性基および陰イオン形成能を有する少なくとも1個の基を
有する化合物が使用される。イソシアネート基と反応する適した基は、殊にヒド
ロキシル基ならびに1級アミノ基および/または2級アミノ基である。陰イオン
形成能を有する基は、カルボニル基、スルホン酸基および/またはホスホン酸基
である。好ましくは、カルボン酸基またはカルボキシレート基が使用される。こ
れらの基は、ジイソシアネートのイソシアネート基が有利にイソシアネートに対
して反応性である、分子の別の基と反応する程度に反応に対して不活性である。
そのために、α位の炭素原子に2個の置換基を有するアルカン酸が使用される。 置換基は、ヒドロキシル基、アルキル基またはアルキロール基であることがで
きる。これらのポリオールは、少なくとも1個、一般に1〜3個のカルボキシル
基を分子中に有している。このカルボキシル基は、2〜約25個、有利に3〜1
0個の炭素原子を有している。カルボキシル基を有するポリオールは、NCOプ
レポリマー中の全部のポリオール成分に対して3〜100質量%、有利に5〜5
0質量%を成すことができる。
キシル基は、一般に固体に対して少なくとも0.4質量%、有利に少なくとも0
.7質量%である。上限は、約6質量%である。中和されていないプレポリマー
中のジヒドロキシアルカン酸の量は、少なくとも5、有利に少なくとも10の酸
価を生じる。酸価が極めて低い場合には、一般に水分散可能性を達成するための
他の方法が必要とされる。酸価の上限は、固体に対して70mgKOH/g、有
利に40mgKOH/gである。
混合物を過剰量のジイソシアネートと同時に反応させることによって得ることが
できる。他面、この反応は、前記の順序で段階的に行なうことができる。例は、
ドイツ連邦共和国特許出願公開第2624442号明細書およびドイツ連邦共和
国特許出願公開第3210051号明細書に記載されている。反応温度は、15
0℃までであり、この場合には、50〜130℃の範囲内の温度が好ましい。
量%、有利にNCO少なくとも1質量%を含有する。上限は、約15質量%、有
利に10質量%、特に有利に5質量%である。
の存在下で実施されることができる。反応成分を流動状態で維持しかつ反応の間
に良好な温度制御を可能にするために、ツェレビチノフによる活性水素を含有し
ない有機溶剤の添加が可能である。溶剤の量は、広い範囲内で変動可能であり、
適した粘度を有するプレポリマー溶液の形成に十分である。一般に、固体に対し
て溶剤10〜70質量%、有利に20〜50質量%が使用される。
反応は、殊に他の結合および分子量の上昇を生じる。この変性剤の量は、変性剤
の官能性およびプレポリマーのNCO含量によって定められる。変性剤中の活性
水素原子とプレポリマー中のNCO基との当量比は、一般に3:1未満であり、
有利に1:1〜2:1の範囲内にある。
利にトリオールおよび/またはポリオールが使用される。
されてもよいが、しかし、プレポリマーと変性剤との反応が有機溶剤中で実施可
能(制御可能)であり、この反応の際に望ましくない反応、例えばポリアミンの
使用の際にしばしば観察される、アミンの滴下位置でのゲル化が起こらないとい
う前提の下にのみ使用されてもよい。
ロールプロパン、グリセリン、エリトリット、メソエリトリット、アラビット、
アドニトール等が挙げられる。好ましくは、トリメチロールプロパンが使用され
る。プレポリマーとトリオールおよび/またはポリオールとの反応は、有利に使
用される化合物の化学量論的処理によって、鎖長延長が生じる程度に制御される
。
製出可能なポリエステル樹脂が添加される。例えば、相応する市販の水希釈可能
または水分散可能なポリエステル樹脂ならびに常法で水性ベースラッカーに使用
されるポリエステル樹脂が使用される。
脂をも含有する。好ましくは、水希釈可能なメラミン樹脂が使用される。この場
合には、一般にエーテル化されたメラミン−ホルムアルデヒド縮合生成物が重要
である。
テル化成分に依存し、この場合には、アルコールの最も低級の骨格またはエチレ
ングリコールモノエーテル系列のみが水溶性の縮合物を生じる。メタノールでエ
ーテル化されたメラミン樹脂は、最も重要である。本発明により使用可能なメラ
ミン樹脂の例は、Cytec社のシメール(Cymel)327およびBASF AG社のルビパール
(Luvipal)072である。また、溶解助剤が使用される場合には、ブタノールによ
りエーテル化されたメラミン樹脂が水相で分散されてもよい。また、カルボキシ
ル基を縮合物中に挿入するという可能性も存在する。高度にエーテル化されたホ
ルムアルデヒド縮合物とオキシカルボン酸とのエステル交換生成物は、カルボキ
シル基により中和後に水溶性であり、ベース着色剤中に含有されていてもよい。
たは水分散可能な結合剤が使用されてもよい。
脂もしくは水希釈可能なアミノプラスト樹脂または水希釈可能なポリウレタン樹
脂と水希釈可能なアミノプラスト樹脂との混合物を含有する。
、有利に7:3〜9:1である。
水溶性溶剤または水希釈可能な溶剤、例えばアルコール、ケトン、ケトエステル
、グリコールエーテルエステル等である。好ましくは、アルコールおよびグリコ
ールエーテル、特に有利にブチルグリコールおよびブタノールが使用される。
中に残存する溶剤を使用するという可能性が存在する。しかし、しばしば結合剤
の製造のために、別の溶剤が使用され、この溶剤は、結合剤の製造の後に真空蒸
留または薄膜蒸発によって注意深く留去され、結合剤溶液中に残存する溶剤によ
って代替され、この場合この結合剤溶液は、ベース着色剤中でさらに使用される
。高沸点溶剤は、水溶性であり、ポリウレタン樹脂溶液中に残存し、この場合こ
のポリウレタン樹脂溶液は、ベース着色剤中に使用され、被膜形成の間にポリマ
ー粒子が一緒に流動することを簡易化する。
ケトンまたはアセトン中で行なわれる。引続き、ブチルグリコールの添加後、溶
剤の交換は、ケトン(メチルエチルケトン、アセトン)の上流による除去によっ
て行なわれる。ポリウレタン樹脂を製造するための溶剤としては、交換する必要
がなく(活性水素なし)かつ成分A中で残存することができる、メトキシプロピ
ルアセテート、エトキシエチルアセテートおよびN−メチルピロリンが特に好ま
しい。場合によっては、前記溶剤は、ポリウレタン樹脂の製造のためにケトンと
の混合物で使用されてもよいが、しかし、この場合ケトンは、ベース着色剤中に
残存するのではなく、ポリウレタン樹脂の製造後に交換される。
料を含有することができる。
の常用の顔料が使用されてもよい。
ク等である。有機ベースの適した着色顔料の例は、インダンスレンブルー、クロ
モフタルレッド、イルガジンオレンジ(Irgazinorange)、シコトランスイエロ
ー(Sicotransgelb)、ヘリオゲングリーン等である。
きる。この種の添加剤の例は、消泡剤、分散助剤、乳化剤、流展剤等である。
び場合による分散によって行なわれる。個々のポリウレタン化合物は、まず互い
に混合されることができ、次に初めてポリエステル、アミノプラスト樹脂ならび
に他の添加剤および助剤と混合されることができる。しかし、本発明によれば、
ポリウレタン化合物を順次に残りの物質と混合することも可能である。
す(分散させる)ことによって混入され、この場合この結合剤は、好ましくは有
機溶剤中の溶液の形で使用される。場合によっては、擦り潰しのためになお他の
有機溶剤が添加されてもよい。この顔料の擦り潰しは、常用の装置、例えばパー
ルミル機およびサンドミル機を用いて行なわれる。
よって行なわれる。次に、この混合物は、上記の1つ以上の結合剤の混合物中に
、場合によっては他の有機溶剤を添加しながら攪拌機またはディスソルバーを用
いて攪拌混入される。結合剤は、有利に有機溶剤中の溶液の形で使用される。
要用に、顔料ペーストの流動挙動によって左右され、それと同時にそれぞれ使用
される顔料に依存する。
。決定の基礎として、フォードエンジニアリング(Ford Engineering)の材料規
格ESK−M62J32Aに規定された、落石BI 157−4、付着力BI
106−1A/BCおよび水浸漬試験BI 104−1に関するフォードラボラ
トリー試験方法(Ford Laboratory Test Method)による臨界試験を選択した。
フォードエンジニアリングの材料規格ESK−M62J32Aおよびフォードラ
ボラトリー試験方法は、全てのラッカー製造業者に提供されている。
クリレートを基礎とする配合物は、最も劣悪な結果を示す。水浸漬試験の際の付
着力および気泡形成のために、この結合剤を基礎とするものは、不適当である。
)の変換によって得られたポリウレタンとの配合の際に達成される。この場合に
は、促進されるシメール(Cymel)303を用いての変法を無視することができるよ
うになるまで種々のメラミン樹脂の影響が及ぼされる。
使用によって達成される。この場合には、TMXDI−PURと、一方でイソホ
ロンジイソシアネートとの反応によって得られたポリウレタン(IPDI-PUR)、他
方でヘキサメチレンジイソシアネートとの反応によって得られたポリウレタン(
DESMODUR-W-PUR)と混合物が試験された。
関連して、第3表に記載の材料を使用した。試験結果は、本発明による配合物1
0および12が全ての試験時点でプラスチック系11および13に対して明らか
に利点を有することを示す。
は異なり、処方物1〜5ならびに11および13は、公知技術水準による比較で
ある。
Claims (11)
- 【請求項1】 ポリエステル、ポリウレタン、アミノプラスト樹脂ならびに
ラッカーに常用の他の添加剤および助剤を含有する水希釈可能な塗料において、
使用されるポリウレタンが多数の有利に2つの異なるポリウレタン化合物(A、
B)からなる混合物であることを特徴とする、水希釈可能な塗料。 - 【請求項2】 ポリウレタン化合物(A、B)が1000〜30000の分
子量および有利に5〜20mgKOH/gの酸価を有し、有利にイソシアネート
基を有するプレポリマーを反応させることによって得ることができる、請求項1
記載の水希釈可能な塗料。 - 【請求項3】 使用されるポリウレタンが1分子当たり少なくとも2個のイ
ソシアネート基を有する多官能性イソシアネート、有利に脂肪族ポリイソシアネ
ート、脂環式ポリイソシアネートおよび/または芳香族ポリイソシアネートを反
応させることによって得ることができる、請求項1または2記載の水希釈可能な
塗料。 - 【請求項4】 ポリウレタン混合物が式(I) 【化1】 〔式中、Xは2価の芳香族炭化水素基を表わし、R1、R2は1〜4個の炭素原
子を有するアルキル基を表わす〕で示されるジイソシアネートを使用しながら得
ることができる少なくとも1つのポリウレタン化合物(A)を残存させている、
請求項1から3までのいずれか1項に記載の水希釈可能な塗料。 - 【請求項5】 ポリウレタン化合物(A、B)の比が3:1〜1:3、有利
に2:1〜1:2である、請求項1から4までのいずれか1項に記載の水希釈可
能な塗料。 - 【請求項6】 ポリエステルとポリウレタン混合物との比が7:3〜9:1
である、請求項1から5までのいずれか1項に記載の水希釈可能な塗料。 - 【請求項7】 ポリエステルおよびポリウレタンからなる混合物とアミノプ
ラスト樹脂との比が7:3〜9:1である、請求項1から6までのいずれか1項
に記載の水希釈可能な塗料。 - 【請求項8】 他の添加剤および充填剤として消泡剤、分散助剤、乳化剤、
流展剤を含有する、請求項1から7までのいずれか1項に記載の水希釈可能な塗
料。 - 【請求項9】 ポリエステル、ポリウレタン、アミノプラスト樹脂ならびに
ラッカーに常用の他の添加剤および助剤を含有する水希釈可能な塗料の製造法に
おいて、多数の有利に2つの異なるポリウレタン化合物からなる混合物を得、水
希釈可能な塗料の他の成分と混合することを特徴とする、水希釈可能な塗料の製
造法。 - 【請求項10】 着色顔料をポリウレタン化合物中または多数のポリウレタ
ン化合物からなる混合物中での擦り潰しによって混入させる、請求項9記載の方
法。 - 【請求項11】 金属およびプラスチック、有利に自動車用車体を被覆する
ための請求項1から8までのいずれか1項に記載の水希釈可能な塗料の使用。
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