JP2006117939A - ビウレット化イソシアネートおよびブロックト・ビウレット化イソシアネート - Google Patents
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Abstract
【課題】被覆組成物における硬化剤として特に適当な、ビウレット基含有ポリイソシアネート組成物を提供すること。
【解決手段】a)脂肪族および/または脂環族ジイソシアネートから製造された、
b)少なくとも2.5の平均イソシアネート官能価を有し、
c)イソシアヌレート基を含有する、
ポリイソシアネート付加生成物を、第二級モノアミンと、アミンに対するイソシアネートの当量比約4:1〜約14:1にて反応させてビウレット基を該ポリイソシアネートに組み込む工程
を含む方法によって得られた、
少なくとも4のイソシアネート官能価を有する、ビウレット基含有ポリイソシアネート組成物。
【選択図】なし
【解決手段】a)脂肪族および/または脂環族ジイソシアネートから製造された、
b)少なくとも2.5の平均イソシアネート官能価を有し、
c)イソシアヌレート基を含有する、
ポリイソシアネート付加生成物を、第二級モノアミンと、アミンに対するイソシアネートの当量比約4:1〜約14:1にて反応させてビウレット基を該ポリイソシアネートに組み込む工程
を含む方法によって得られた、
少なくとも4のイソシアネート官能価を有する、ビウレット基含有ポリイソシアネート組成物。
【選択図】なし
Description
本発明は、ビウレット基含有ポリイソシアネート組成物およびブロックト・ビウレット基含有ポリイソシアネート組成物に関する。
イソシアネートのビウレット化は、当該分野において既知である。米国特許3,903,127(特許文献1)および米国特許3,976,622(特許文献2)は、第一級脂肪族アミンを含む、種々の異なるビウレット化剤を記載する。カナダ国出願公開2,211,025(特許文献3)は、第三級アルコールまたは水と第三級アルコールの混合物を使用してイソシアネートをビウレット化することを記載する。最後に、米国特許4,220,749(特許文献4)は、ビウレット化剤として第二級モノアミンを使用することを記載する。これらの引用文献は、出発イソシアネートとしてヘキサメチレンジイソシアネートを使用することを記載する。米国特許4,788,262(特許文献5)は、ヘキサメチレンジイソシアネートの三量体をビウレット化することを示唆するが、三量体とビウレットの混合物を例示するのみである(米国特許6,133,397(特許文献6)も参照のこと)。
また、被覆組成物にポリイソシアネート硬化剤を使用することも既知である。3以上のイソシアネート官能価を有するポリイソシアネートが特に好適である。米国特許出願公開2003/0109664(特許文献7)は、イソシアヌレート基含有ポリイソシアネートをビウレット化することによる、より高い官能価のポリイソシアネートの製造を記載する。出発イソシアネートのなかで記載されたものは、ヘキサメチレンジイソシアネートの三量体である。使用されたビウレット化剤は、水である。該出願は、t-ブタノールまたはt-ブタノールと水の混合物でビウレット化されたイソシアネートと比べた場合、水のみでビウレット化された三量体含有イソシアネートは、改善された色彩を表すことを示す。また、該出願は、ビウレット化イソシアネートのイソシアネート基は、アルコール、ケチミンまたはオキシムでブロックされ得ることを広く示唆する。該出願に記載されたビウレット化イソシアネートは、先行技術のビウレット化イソシアネートよりも改善されたものであるが、このようなイソシアネートから製造された被覆物のゲル含量および表面損傷抵抗を改善することが所望されるであろう。
広範な種々のブロック剤は、当該分野において既知である(例えば、Potterらにより、Water-Borne & Higher-Solids Coatings Symposium(ニューオリンズ、1986年2月)にて提示された「被覆剤中のブロックト・イソシアネート(Blocked Isocyanates in Coatings)」を参照のこと)。ブロック剤のなかで記載されたものは、i)フェノール、クレゾールおよび長鎖脂肪族置換フェノール(例えばイソノニルフェノール)、ii)アミド(例えばε-カプロラクタム)、iii)オキシム(例えばブタノンオキシム)、iv)活性メチレン基含有化合物(例えばマロネートおよびアセトアセテート)、およびv)重亜硫酸ナトリウムである。また、種々のブロック剤は、例えば、米国特許4,324,879(特許文献8)、同4,439,593(特許文献9)、同4,495,229(特許文献10)、同4,518,522(特許文献11)、同4,667,180(特許文献12)、同5,071,937(特許文献13)、同5,705,593(特許文献14)、同5,780,541(特許文献15)、同5,849,855(特許文献16)、同6,051,675(特許文献17)、同6,060,573(特許文献18)、同6,274,693(特許文献19)、同6,368,669(特許文献20)および同6,583,216(特許文献21)にも記載されている。
最近、N-ベンジル-tert-ブチルアミン(米国特許出願公開2003/0236360(特許文献22))および3-tert-ブチルアミノメチルプロピオネート(米国特許出願公開2004/0266969(特許文献23))のような第二級アミンが、有用なブロック剤として記載されている。
米国特許3,903,127
米国特許3,976,622
カナダ国出願公開2,211,025
米国特許4,220,749
米国特許4,788,262
米国特許6,133,397
米国特許出願公開2003/0109664
米国特許4,324,879
米国特許4,439,593
米国特許4,495,229
米国特許4,518,522
米国特許4,667,180
米国特許5,071,937
米国特許5,705,593
米国特許5,780,541
米国特許5,849,855
米国特許6,051,675
米国特許6,060,573
米国特許6,274,693
米国特許6,368,669
米国特許6,583,216
米国特許出願公開2003/0236360
米国特許出願公開2004/0266969
本発明の目的は、被覆組成物における硬化剤として特に適当な、比較的低い粘度および低い分子量と、高いイソシアネート官能価および被覆剤に用いられる結合剤に対する高い反応性を兼ね備えた、ビウレット基含有ポリイソシアネート組成物を提供することにある。
本発明は、
a)脂肪族および/または脂環族ジイソシアネートから製造された、
b)少なくとも2.5の平均イソシアネート官能価を有し、
c)イソシアヌレート基を含有する、
ポリイソシアネート付加生成物を、第二級モノアミンと、アミンに対するイソシアネートの当量比約4:1〜約14:1にて反応させてビウレット基を該ポリイソシアネートに組み込む工程
を含む方法によって得られた、
少なくとも4のイソシアネート官能価を有する、ビウレット基含有ポリイソシアネート組成物に関する。
a)脂肪族および/または脂環族ジイソシアネートから製造された、
b)少なくとも2.5の平均イソシアネート官能価を有し、
c)イソシアヌレート基を含有する、
ポリイソシアネート付加生成物を、第二級モノアミンと、アミンに対するイソシアネートの当量比約4:1〜約14:1にて反応させてビウレット基を該ポリイソシアネートに組み込む工程
を含む方法によって得られた、
少なくとも4のイソシアネート官能価を有する、ビウレット基含有ポリイソシアネート組成物に関する。
また、本発明は、A)a)脂肪族および/または脂環族ジイソシアネートから製造された、
b)少なくとも2.5の平均イソシアネート官能価を有し、
c)イソシアヌレート基を含有する、
ポリイソシアネート付加生成物を、第二級モノアミンと、アミンに対するイソシアネートの当量比約4:1〜約14:1にて反応させてビウレット基を該ポリイソシアネートに組み込む工程と、
B)該ビウレット含有ポリイソシアネートを、ブロック剤と反応させる工程
を含む方法によって得られた、
少なくとも4のイソシアネート官能価を有する、ブロックト・ビウレット基含有ポリイソシアネート組成物に関する。
b)少なくとも2.5の平均イソシアネート官能価を有し、
c)イソシアヌレート基を含有する、
ポリイソシアネート付加生成物を、第二級モノアミンと、アミンに対するイソシアネートの当量比約4:1〜約14:1にて反応させてビウレット基を該ポリイソシアネートに組み込む工程と、
B)該ビウレット含有ポリイソシアネートを、ブロック剤と反応させる工程
を含む方法によって得られた、
少なくとも4のイソシアネート官能価を有する、ブロックト・ビウレット基含有ポリイソシアネート組成物に関する。
本発明のブロックトまたは未ブロックト・ビウレット基含有ポリイソシアネート組成物は、特に、比較的低い粘度および低い分子量と、高いイソシアネート官能価および被覆剤に用いられる結合剤に対する高い反応性を兼ね備えているので、被覆組成物における硬化剤として特に適当である。また、本発明の組成物を使用して製造された被覆物は、ビウレット化剤として水を使用したビウレット化イソシアネートから製造された同様の生成物に比べて、低い硬化温度における増加したゲル含量により示されるような改善された硬化を示す。さらに、本発明の組成物を使用した被覆組成物は、耐久性であり、迅速に硬化し、予め塗装された基材に対して卓越した粘着性を有し、優れた架橋結合を有し、および化学品攻撃および環境風化作用に対して卓越した耐性を有し、ならびに長期間に亘って優れた光沢のある外観を与える、被覆物を提供することができる。
本発明のポリイソシアネートを製造するための適当な出発ポリイソシアネートは、
a)脂肪族および/または脂環族ジイソシアネート、好適には脂肪族ジイソシアネート、より好適には1,6-ヘキサメチレンジイソシアネートから製造された;
b)少なくとも2.5、好適には少なくとも2.8、より好適には少なくとも3.0の平均イソシアネート官能価を有し;
c)イソシアヌレート基を含有する、
ポリイソシアネート付加生成物である。
a)脂肪族および/または脂環族ジイソシアネート、好適には脂肪族ジイソシアネート、より好適には1,6-ヘキサメチレンジイソシアネートから製造された;
b)少なくとも2.5、好適には少なくとも2.8、より好適には少なくとも3.0の平均イソシアネート官能価を有し;
c)イソシアヌレート基を含有する、
ポリイソシアネート付加生成物である。
該出発ポリイソシアネート付加生成物は、好適には10〜25重量%、より好適には12〜25重量%、最も好適には15〜25重量%のNCO含量を有し;および好適には8、より好適には7、最も好適には6のイソシアネート官能価の上限を有する。該ポリイソシアネート付加生成物を製造するための出発物質は、好適には少なくとも70重量%、より好適には少なくとも80重量%、最も好適には少なくとも90重量%の脂肪族ジイソシアネート、最も好適には1,6-ヘキサメチレンジイソシアネートを含有する。
出発イソシアヌレート基含有ポリイソシアネート付加生成物は、既知であり、米国特許4,324,879(参照により本明細書に組み込まれる)の教示にしたがって製造することができる。本発明において、これらの付加生成物は、一般に、出発物質として好適である。このようなイソシアヌレート基含有ポリイソシアネート付加生成物の有用例は、脂肪族および/または脂環族ジイソシアネートから形成された三量体である。脂肪族ジイソシアネートの三量体、例えば、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネートの三量体(これは商品名Desmodur N3390のもとBayer Polymers LLCから市販されている)が最も好適である。
実質的に任意の脂肪族および/または脂環族ジイソシアネートを、出発ポリイソシアネート付加生成物を形成するために使用することができる。有用なジイソシアネートとしては、限定されないが、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、ビス-シクロヘキシルジイソシアネート、1,4-シクロヘキシルジイソシアネート、ビス-(4-イソシアナトシクロヘキシル)メタン、3-イソシアナトメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキシルイソシアネート(「イソホロンジイソシアネート」)などが挙げられる。
本発明のビウレット基含有ポリイソシアネートを製造するため、出発ポリイソシアネート付加生成物を、ビウレット化剤としての第二級モノアミンの存在下に反応させる。第二級モノアミンを使用するビウレット化イソシアネートの製造は、米国特許4,220,749に記載されている(この開示は参照により本明細書に組み込まれる)。一般に、第二級アミンは、一般式:(R1)(R2)NH〔式中、R1およびR2は、同一または異なって、1〜20個の炭素原子を含む脂肪族炭化水素基を表す。〕で示されるものである。特に有用な第二級モノアミンとしては、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、ビス-(2-エチルヘキシル)アミンが挙げられる。該イソシアネートおよびアミンを、アミンに対するイソシアネートの当量比約4:1〜約14:1にて反応させて、該ポリイソシアネートにビウレット基を組み込む。該反応は、約0〜140℃、好適には60〜160℃、より好適には70〜140℃の温度にて行う。
得られたポリイソシアネートは、通常、少なくとも4、好適には少なくとも4.5、より好適には少なくとも4.8のイソシアネート官能価と、ポリイソシアネートの重量に基づいて、約8〜約24重量%、好適には約10〜約22重量%、より好適には約10〜約20重量%のNCO含量を有する。得られたポリイソシアネートは、好適には10、より好適には8、最も好適には7の最大イソシアネート官能価を有する。生成物は、使用に際して適当に溶媒中に希釈することができる。
生成物の分子量は、ポリスチレンを標準として使用するGPCにより算出される。得られたビウレット基含有ポリイソシアネートは、通常、約500〜約10,000、好適には約500〜約5,500、最も好適には約500〜約3,000の数平均分子量を有する。
本発明の方法を使用して、ビウレット基含有ポリイソシアネートを、連続式またはバッチ式のいずれかで製造することができる。
この方法により得られた生成物は、特に、比較的低い粘度および低い分子量と、高いイソシアネート官能価および被覆剤に用いられる結合剤(該結合剤は、イソシアネート反応性基を含有し、例えば、ヒドロキシル含有ポリアクリレートである)に対する高い反応性を兼ね備えていることを特徴とする。他の利点は、該生成物は製造が容易であること、該生成物は、それらの化合物がモノマーへの分解に対して安定であるので、長期間保存した場合でさえも揮発性イソシアネートの含量が上昇しないこと、該生成物は、さらなる規制当局の認可を必要としない標準のイソシアネートを含有すること、ならびに該生成物は粘度上昇に関して保存安定性であり、実質的に無色(これは、クリアコート系に特に重要である)であることである。
本発明の生成物は、被覆組成物(特に自動車の被覆剤)における硬化剤として特に適当である。このような用途において、該生成物は、そのまま使用することもできるし、または任意の従来のブロック剤でブロックすることもできる。また、このような生成物も本発明の一部である。
典型的なブロック剤としては、i)フェノール、クレゾールおよび長鎖脂肪族置換フェノール(例えばイソノニルフェノール)、ii)アミド(例えばε-カプロラクタムおよびδ-バレロラクタム)、iii)オキシム(例えばブタノンオキシム、ホルムアルドキシム、アセトフェノンオキシム、ベンゾフェノンオキシム、ジエチルグリオキシムおよびメチルエチルケトキシム)、iv)ヒドラゾン(例えばメチルエチルヒドラゾン)およびv)ピラゾール(例えばジメチルピラゾール)が挙げられる。ブロック剤は、通常、1パック被覆剤を処方するために用いられる。
本発明の被覆組成物は、通常、イソシアネート反応性オリゴマーもしくはポリマーまたは分散ゲル化ポリマーを含んでなる成膜結合剤と、上記ブロックトまたは未ブロックト・ビウレット基含有ポリイソシアネート硬化剤を含有する。
本発明の被覆組成物は、好適には1パックまたは2パック液体溶媒系または水系被覆組成物に処方される。該組成物は、好適には液体被覆組成物であるけれども、それらは、粉末被覆組成物にも処方することができる。
本発明の被覆組成物は、自動車本体およびトラック本体の外装の仕上げに特に有用である。その用途に応じて、本組成物は、耐久性であり、迅速に硬化し、予め塗装された基材に対して卓越した粘着性を有し、優れた架橋結合を有し、および化学品攻撃および環境風化作用に対して卓越した耐性を有し、ならびに長期間に亘って優れた光沢のある外観を与える、被覆物を提供することができる。
本組成物を溶媒系被覆剤として使用する場合、上記ビウレット含有ポリイソシアネートは、自動車およびトラックのクリアコート/カラーコート仕上げのための迅速硬化低VOC高固形分溶媒系クリアコート組成物を処方するのに特に有用である。低粘度の小型の高官能性のビウレット基含有ポリイソシアネート硬化剤を含有させることによって、被覆剤の増加した硬化速度および改善された生産性;優れた架橋結合;化学品攻撃および環境風化作用に対する改善された耐性;および、これらのビウレットは、高分子量および高粘度材料(これは、噴霧のために溶媒によるさらなる希釈を必要とし、これにより組成物のVOC含量は増加するであろう)を形成することなく、高イソシアネート官能価を有するので、低VOC処方物;がもたらされる。
上記のように、被覆組成物は、自動車の塗り換えおよび仕上げにおけるクリアコートとしての使用に特に適しているが、従来の顔料で着色することもでき、モノコートとして、またはベースコートとして、あるいはプライマーまたはシーラーなどのアンダーコートとしてさえも使用することができる。これらの被覆剤は、非自動車用途(例えば、工業用途および建築用途)にも使用することができる。
本発明のイソシアネート(ブロックトおよび未ブロックトの両方)の特に有利な点は、それらから製造された被覆物は、ビウレット化剤として水を使用したビウレット化イソシアネートから製造された同様の生成物に比べて、低い硬化温度における増加したゲル含量により示されるような改善された硬化を示すことである。
以下の実施例において、全ての部およびパーセントは、他に示さない限り重量基準である。以下の材料を使用した。
(DESMO 800)
Desmophen 800:OH含量8.8%(100%固体)および粘度約170,000cpsを有するポリエステル;Bayer MaterialScienceから入手可能。
(CGL)
CGL-052 L2;Ciba Specialty Chemicalsからのヒドロキシル官能性トリアジンに基づくヒンダードアミン光吸収剤;PMアセテート(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)中、60%の固形分で供給される。
(T-12)
Dabco T-12:ジブチルスズジラウレート;Air Productsから入手可能。
(T-928)
Tinuvin 928:ヒドロキシフェニルベンゾトリアゾールに基づくUV吸収剤;Ciba Specialty Chemicalsから入手可能。
Desmophen 800:OH含量8.8%(100%固体)および粘度約170,000cpsを有するポリエステル;Bayer MaterialScienceから入手可能。
(CGL)
CGL-052 L2;Ciba Specialty Chemicalsからのヒドロキシル官能性トリアジンに基づくヒンダードアミン光吸収剤;PMアセテート(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)中、60%の固形分で供給される。
(T-12)
Dabco T-12:ジブチルスズジラウレート;Air Productsから入手可能。
(T-928)
Tinuvin 928:ヒドロキシフェニルベンゾトリアゾールに基づくUV吸収剤;Ciba Specialty Chemicalsから入手可能。
(BYK-370)
キシレン/シクロヘキサノン/2-フェノキシエタノール/ナフサ(75:7:7:1)中のヒドロキシ官能性ポリエステル変性ジメチルポリシロキサンの固形分25%溶液;Byk-Chemieから供給され、および基材湿潤用である。
(n-BA/PMA/EEP)
n-ブチルアセテート(CAS#123-86-4)、PMアセテート(CAS#108-65-6、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートとしても既知)およびEastmanからのEktapro EEP(CAS#763-69-9、エチル3-エトキシプロピオネートとしても既知)の4:5:6のブレンド。
キシレン/シクロヘキサノン/2-フェノキシエタノール/ナフサ(75:7:7:1)中のヒドロキシ官能性ポリエステル変性ジメチルポリシロキサンの固形分25%溶液;Byk-Chemieから供給され、および基材湿潤用である。
(n-BA/PMA/EEP)
n-ブチルアセテート(CAS#123-86-4)、PMアセテート(CAS#108-65-6、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートとしても既知)およびEastmanからのEktapro EEP(CAS#763-69-9、エチル3-エトキシプロピオネートとしても既知)の4:5:6のブレンド。
以下の実施例において、実施例1、3および5は比較例である。
(ポリイソ1)
攪拌機、窒素吸入口、熱電対およびヒーターを備えた5lの丸底フラスコ中に、2500部(12.88当量)のDesmodur N 3300 ポリイソシアネート(NCO含量約22重量%および25℃での粘度2500mPa・sを有する、溶媒非含有ヘキサンジイソシアネート三量体;Bayer MaterialScienceから入手可能)、700部のブチルアセテート、5部のジブチルホスフェート触媒および297部(2.30当量)のN,N-ジブチルアミンを添加し、均質になるまで混合した。反応物を65℃で1時間、次いで90℃で0.5時間、次いで120℃で5時間、最後に140℃で2時間加熱した。加熱時間の終了後、反応物を室温に冷却した。イソシアネート含量は、10.5重量%(理論上10.0%)であった。25℃での粘度は1,980cpsであった。官能価は、一分子当たり約6のイソシアネート基であった。
攪拌機、窒素吸入口、熱電対およびヒーターを備えた5lの丸底フラスコ中に、2500部(12.88当量)のDesmodur N 3300 ポリイソシアネート(NCO含量約22重量%および25℃での粘度2500mPa・sを有する、溶媒非含有ヘキサンジイソシアネート三量体;Bayer MaterialScienceから入手可能)、700部のブチルアセテート、5部のジブチルホスフェート触媒および297部(2.30当量)のN,N-ジブチルアミンを添加し、均質になるまで混合した。反応物を65℃で1時間、次いで90℃で0.5時間、次いで120℃で5時間、最後に140℃で2時間加熱した。加熱時間の終了後、反応物を室温に冷却した。イソシアネート含量は、10.5重量%(理論上10.0%)であった。25℃での粘度は1,980cpsであった。官能価は、一分子当たり約6のイソシアネート基であった。
(ポリイソ2)
攪拌機、窒素吸入口、熱電対およびヒーターを備えた5lの丸底フラスコ中に、2550部(13.14当量)のDesmodur N 3300 ポリイソシアネート、450部のブチルアセテート、0.128部のジブチルホスフェート触媒および16.60部(0.92当量)の蒸留水を添加し、均質になるまで混合した。反応物を65℃で1時間、次いで90℃で0.5時間、次いで120℃で0.5時間、最後に140℃で7時間加熱した。加熱時間の終了後、反応物を室温に冷却した。イソシアネート含量は、14.52重量%(理論上14.16%)であった。25℃での粘度は6,800cpsであった。官能価は、一分子当たり約6のイソシアネート基であった。
攪拌機、窒素吸入口、熱電対およびヒーターを備えた5lの丸底フラスコ中に、2550部(13.14当量)のDesmodur N 3300 ポリイソシアネート、450部のブチルアセテート、0.128部のジブチルホスフェート触媒および16.60部(0.92当量)の蒸留水を添加し、均質になるまで混合した。反応物を65℃で1時間、次いで90℃で0.5時間、次いで120℃で0.5時間、最後に140℃で7時間加熱した。加熱時間の終了後、反応物を室温に冷却した。イソシアネート含量は、14.52重量%(理論上14.16%)であった。25℃での粘度は6,800cpsであった。官能価は、一分子当たり約6のイソシアネート基であった。
(ブロックト・イソ1)
攪拌機、窒素吸入口、熱電対、ヒーターおよび添加漏斗を備えた2lの丸底フラスコ中に、321部(0.80当量)のポリイソ1および245.8部のブチルアセテートを添加し、フラスコ中で混合し、均質になるまで混合した。83部(0.86当量)のジメチルピラゾールおよび211.5部のブチルアセテートを、30分間に亘って少しずつ交互に添加した。温度は、35℃に上昇した。ヒーターを作動させ、温度を70℃に上昇させた。70℃で4時間後、NCO基は、IRによって検出されなかった。20℃での粘度は、266cpsであった。密度は、8.52lbs/galであった。算出された当量は、約1077であった。
攪拌機、窒素吸入口、熱電対、ヒーターおよび添加漏斗を備えた2lの丸底フラスコ中に、321部(0.80当量)のポリイソ1および245.8部のブチルアセテートを添加し、フラスコ中で混合し、均質になるまで混合した。83部(0.86当量)のジメチルピラゾールおよび211.5部のブチルアセテートを、30分間に亘って少しずつ交互に添加した。温度は、35℃に上昇した。ヒーターを作動させ、温度を70℃に上昇させた。70℃で4時間後、NCO基は、IRによって検出されなかった。20℃での粘度は、266cpsであった。密度は、8.52lbs/galであった。算出された当量は、約1077であった。
(ブロックト・イソ2)
303.8部(0.76当量)のポリイソ1、93.2部(1.92当量)のε-カプロラクタムおよび175.5部のブチルアセテートを使用した以外は、ブロックト・イソ1と同様の手順を行った。ε-カプロラクタムを、ブロックト・イソ1におけるジメチルピラゾールの代わりに使用した。25℃での粘度は、294cpsであった。密度は、8.61lbs/galであった。算出された当量は、554であった。
303.8部(0.76当量)のポリイソ1、93.2部(1.92当量)のε-カプロラクタムおよび175.5部のブチルアセテートを使用した以外は、ブロックト・イソ1と同様の手順を行った。ε-カプロラクタムを、ブロックト・イソ1におけるジメチルピラゾールの代わりに使用した。25℃での粘度は、294cpsであった。密度は、8.61lbs/galであった。算出された当量は、554であった。
(ブロックト・イソ3)
このイソシアネートにおいては、ブロック剤をメチルエチルケトキシムとした。301.3部(0.75当量)のポリイソ1、67.1部(0.77当量)のメチルエチルケトキシムおよび206部のブチルアセテートを使用した以外は、ブロックト・イソ1と同様の手順を行った。25℃での粘度は、177cpsであった。密度は、8.24lbs/galであった。算出された当量は、750であった。
このイソシアネートにおいては、ブロック剤をメチルエチルケトキシムとした。301.3部(0.75当量)のポリイソ1、67.1部(0.77当量)のメチルエチルケトキシムおよび206部のブチルアセテートを使用した以外は、ブロックト・イソ1と同様の手順を行った。25℃での粘度は、177cpsであった。密度は、8.24lbs/galであった。算出された当量は、750であった。
(ブロックト・イソ4)
攪拌機、窒素吸入口、熱電対、ヒーターおよび添加漏斗を備えた2lの丸底フラスコ中に、418.0部(1.70当量)のポリイソ2および100.6部のブチルアセテートを添加した。該材料を、均質になるまで混合した。195.8部(2.04当量)のジメチルピラゾールおよび208.4部のブチルアセテートを、30分間に亘って少しずつ交互に添加した。温度は、35℃に上昇した。ヒーターを作動させ、温度を62℃に上昇させた。62℃で2.5時間後、NCO基は、IRによって検出されなかった。20℃での粘度は、110cpsであった。密度は、8.26lbs/galであった。算出された当量は、466であった。
攪拌機、窒素吸入口、熱電対、ヒーターおよび添加漏斗を備えた2lの丸底フラスコ中に、418.0部(1.70当量)のポリイソ2および100.6部のブチルアセテートを添加した。該材料を、均質になるまで混合した。195.8部(2.04当量)のジメチルピラゾールおよび208.4部のブチルアセテートを、30分間に亘って少しずつ交互に添加した。温度は、35℃に上昇した。ヒーターを作動させ、温度を62℃に上昇させた。62℃で2.5時間後、NCO基は、IRによって検出されなかった。20℃での粘度は、110cpsであった。密度は、8.26lbs/galであった。算出された当量は、466であった。
(ブロックト・イソ5)
462.8部(1.60当量)のポリイソ2、217.3部(1.92当量)のε-カプロラクタムおよび384.0部のブチルアセテートを使用した以外は、ブロックト・イソ4と同様の手順を行った。25℃での粘度は、333cpsであった。密度は、8.63lbs/galであった。算出された当量は、554であった。
462.8部(1.60当量)のポリイソ2、217.3部(1.92当量)のε-カプロラクタムおよび384.0部のブチルアセテートを使用した以外は、ブロックト・イソ4と同様の手順を行った。25℃での粘度は、333cpsであった。密度は、8.63lbs/galであった。算出された当量は、554であった。
(ブロックト・イソ6)
491.7部(1.70当量)のポリイソ2、177.7部(2.04当量)のメチルエチルケトキシムおよび372.6部のブチルアセテートを使用した以外は、ブロックト・イソ4と同様の手順を行った。25℃での粘度は、302cpsであった。密度は、8.22lbs/galであった。算出された当量は、511であった。
491.7部(1.70当量)のポリイソ2、177.7部(2.04当量)のメチルエチルケトキシムおよび372.6部のブチルアセテートを使用した以外は、ブロックト・イソ4と同様の手順を行った。25℃での粘度は、302cpsであった。密度は、8.22lbs/galであった。算出された当量は、511であった。
以下の表1は、試験した被覆組成物を記載し、表2〜5は、試験結果を記載する。組成物を、Binks 95型サイホンガンを使用して塗布して、約4ミルの湿フィルムを作製した。15分間のフラッシング後、パネルを、それらの所望の温度範囲にしたがって硬化した。
以下の試験を行った:
(MEK二重摩擦)
2ポンドのボール・ピーン・ハンマーを、幾層かのチーズクロスで覆う。該クロスをMEKで飽和する。該ハンマーを、表面に対して90度の角度に配置し、4”エリア上を前後に動かす。該クロスを、25回の摩擦ごとにMEKで再度飽和する。試験を、被覆物が損傷するまでか、200回の摩擦に至るまで行う。被覆物が損傷するのに要した摩擦の回数を記録する。
(ゲル含量)
既知の重量の被覆物の遊離フィルムを、ステンレス鋼ワイヤー・スクリーンに置く。次いで、これらを沸騰アセトン中に7時間置き、あらゆる抽出可能な材料を除去する。次いで、被覆物のフィルムを再度重量測定し、残留固形分の総重量を決定して記録する。
(振り子硬度)
被覆したガラスパネルを、ケーニッヒ振り子硬度試験機上に置き、振り子の振れの角度が余りに低くなるまでの振り子のスイング数を記録する。全ての被覆物をガラスの硬度(172〜185スイング)と比較する。
(スクラッチおよび表面損傷)
Atlas AATCCクロックメーター(CM-5型)上で行う。ウールフェルト布(Atlas 14-9956-00)を、アクリル製フィンガー上に直接配置した。次いで、Bon Amiクレンザーを、被覆したパネル上に塗布し、過剰物を軽く叩いて除いた。10回の前後摩擦を、被覆したパネル上で行い、続いてパネルを洗浄し、乾燥した。表面損傷抵抗を、摩擦方向に対して直角に読んだ場合の光沢度20の保持率によって決定した。
(MEK二重摩擦)
2ポンドのボール・ピーン・ハンマーを、幾層かのチーズクロスで覆う。該クロスをMEKで飽和する。該ハンマーを、表面に対して90度の角度に配置し、4”エリア上を前後に動かす。該クロスを、25回の摩擦ごとにMEKで再度飽和する。試験を、被覆物が損傷するまでか、200回の摩擦に至るまで行う。被覆物が損傷するのに要した摩擦の回数を記録する。
(ゲル含量)
既知の重量の被覆物の遊離フィルムを、ステンレス鋼ワイヤー・スクリーンに置く。次いで、これらを沸騰アセトン中に7時間置き、あらゆる抽出可能な材料を除去する。次いで、被覆物のフィルムを再度重量測定し、残留固形分の総重量を決定して記録する。
(振り子硬度)
被覆したガラスパネルを、ケーニッヒ振り子硬度試験機上に置き、振り子の振れの角度が余りに低くなるまでの振り子のスイング数を記録する。全ての被覆物をガラスの硬度(172〜185スイング)と比較する。
(スクラッチおよび表面損傷)
Atlas AATCCクロックメーター(CM-5型)上で行う。ウールフェルト布(Atlas 14-9956-00)を、アクリル製フィンガー上に直接配置した。次いで、Bon Amiクレンザーを、被覆したパネル上に塗布し、過剰物を軽く叩いて除いた。10回の前後摩擦を、被覆したパネル上で行い、続いてパネルを洗浄し、乾燥した。表面損傷抵抗を、摩擦方向に対して直角に読んだ場合の光沢度20の保持率によって決定した。
本発明の好適な実施態様は、以下の通りである。
〔1〕a)脂肪族および/または脂環族ジイソシアネートから製造された、
b)少なくとも2.5の平均イソシアネート官能価を有し、
c)イソシアヌレート基を含有する、
ポリイソシアネート付加生成物を、第二級モノアミンと、アミンに対するイソシアネートの当量比約4:1〜約14:1にて反応させてビウレット基を該ポリイソシアネートに組み込む工程
を含む方法によって得られた、
少なくとも4のイソシアネート官能価を有する、ビウレット基含有ポリイソシアネート組成物。
〔2〕上記付加生成物は、少なくとも2.8および8以下のイソシアネート官能価を有する、上記第〔1〕項に記載の組成物。
〔3〕上記付加生成物は、少なくとも3.0および6以下のイソシアネート官能価を有する、上記第〔2〕項に記載の組成物。
〔4〕上記付加生成物は、10〜25重量%のNCO含量を有する、上記第〔1〕項に記載の組成物。
〔5〕上記成分a)は、脂肪族ジイソシアネートである、上記第〔1〕項に記載の組成物。
〔6〕 上記モノアミンは、式:
(R1)(R2)NH
〔式中、R1およびR2は、同一または異なって、1〜20個の炭素原子を含む脂肪族炭化水素基を表す。〕で示されるものである、上記第〔1〕項に記載の組成物。
〔7〕 上記モノアミンは、ジブチルアミンである、上記第〔6〕項に記載の組成物。
〔8〕A)a)脂肪族および/または脂環族ジイソシアネートから製造された、
b)少なくとも2.5の平均イソシアネート官能価を有し、
c)イソシアヌレート基を含有する、
ポリイソシアネート付加生成物を、第二級モノアミンと、アミンに対するイソシアネートの当量比約4:1〜約14:1にて反応させてビウレット基を該ポリイソシアネートに組み込む工程と、
B)該ビウレット含有ポリイソシアネートを、ブロック剤と反応させる工程
を含む方法によって得られた、
少なくとも4のイソシアネート官能価を有する、ブロックト・ビウレット基含有ポリイソシアネート組成物。
〔9〕上記付加生成物は、少なくとも2.8および8以下のイソシアネート官能価を有する、上記第〔8〕項に記載の組成物。
〔10〕上記付加生成物は、少なくとも3.0および6以下のイソシアネート官能価を有する、上記第〔9〕項に記載の組成物。
〔11〕上記付加生成物は、10〜25重量%のNCO含量を有する、上記第〔8〕項に記載の組成物。
〔12〕上記成分a)は、脂肪族ジイソシアネートである、上記第〔8〕項に記載の組成物。
〔13〕 上記モノアミンは、式:
(R1)(R2)NH
〔式中、R1およびR2は、同一または異なって、1〜20個の炭素原子を含む脂肪族炭化水素基を表す。〕で示されるものである、上記第〔8〕項に記載の組成物。
〔14〕 上記モノアミンは、ジブチルアミンである、上記第〔13〕項に記載の組成物。
〔15〕上記ブロック剤は、フェノール、クレゾール、長鎖脂肪族置換フェノール、アミド、オキシム、ヒドラゾン、およびピラゾールからなる群から選択される、上記第〔8〕項に記載の組成物。
〔16〕上記ブロック剤は、ジメチルピラゾール、ε-カプロラクタムおよびメチルエチルケトキシムからなる群から選択される、上記第〔15〕項に記載の組成物。
〔1〕a)脂肪族および/または脂環族ジイソシアネートから製造された、
b)少なくとも2.5の平均イソシアネート官能価を有し、
c)イソシアヌレート基を含有する、
ポリイソシアネート付加生成物を、第二級モノアミンと、アミンに対するイソシアネートの当量比約4:1〜約14:1にて反応させてビウレット基を該ポリイソシアネートに組み込む工程
を含む方法によって得られた、
少なくとも4のイソシアネート官能価を有する、ビウレット基含有ポリイソシアネート組成物。
〔2〕上記付加生成物は、少なくとも2.8および8以下のイソシアネート官能価を有する、上記第〔1〕項に記載の組成物。
〔3〕上記付加生成物は、少なくとも3.0および6以下のイソシアネート官能価を有する、上記第〔2〕項に記載の組成物。
〔4〕上記付加生成物は、10〜25重量%のNCO含量を有する、上記第〔1〕項に記載の組成物。
〔5〕上記成分a)は、脂肪族ジイソシアネートである、上記第〔1〕項に記載の組成物。
〔6〕 上記モノアミンは、式:
(R1)(R2)NH
〔式中、R1およびR2は、同一または異なって、1〜20個の炭素原子を含む脂肪族炭化水素基を表す。〕で示されるものである、上記第〔1〕項に記載の組成物。
〔7〕 上記モノアミンは、ジブチルアミンである、上記第〔6〕項に記載の組成物。
〔8〕A)a)脂肪族および/または脂環族ジイソシアネートから製造された、
b)少なくとも2.5の平均イソシアネート官能価を有し、
c)イソシアヌレート基を含有する、
ポリイソシアネート付加生成物を、第二級モノアミンと、アミンに対するイソシアネートの当量比約4:1〜約14:1にて反応させてビウレット基を該ポリイソシアネートに組み込む工程と、
B)該ビウレット含有ポリイソシアネートを、ブロック剤と反応させる工程
を含む方法によって得られた、
少なくとも4のイソシアネート官能価を有する、ブロックト・ビウレット基含有ポリイソシアネート組成物。
〔9〕上記付加生成物は、少なくとも2.8および8以下のイソシアネート官能価を有する、上記第〔8〕項に記載の組成物。
〔10〕上記付加生成物は、少なくとも3.0および6以下のイソシアネート官能価を有する、上記第〔9〕項に記載の組成物。
〔11〕上記付加生成物は、10〜25重量%のNCO含量を有する、上記第〔8〕項に記載の組成物。
〔12〕上記成分a)は、脂肪族ジイソシアネートである、上記第〔8〕項に記載の組成物。
〔13〕 上記モノアミンは、式:
(R1)(R2)NH
〔式中、R1およびR2は、同一または異なって、1〜20個の炭素原子を含む脂肪族炭化水素基を表す。〕で示されるものである、上記第〔8〕項に記載の組成物。
〔14〕 上記モノアミンは、ジブチルアミンである、上記第〔13〕項に記載の組成物。
〔15〕上記ブロック剤は、フェノール、クレゾール、長鎖脂肪族置換フェノール、アミド、オキシム、ヒドラゾン、およびピラゾールからなる群から選択される、上記第〔8〕項に記載の組成物。
〔16〕上記ブロック剤は、ジメチルピラゾール、ε-カプロラクタムおよびメチルエチルケトキシムからなる群から選択される、上記第〔15〕項に記載の組成物。
Claims (5)
- a)脂肪族および/または脂環族ジイソシアネートから製造された、
b)少なくとも2.5の平均イソシアネート官能価を有し、
c)イソシアヌレート基を含有する、
ポリイソシアネート付加生成物を、第二級モノアミンと、アミンに対するイソシアネートの当量比約4:1〜約14:1にて反応させてビウレット基を該ポリイソシアネートに組み込む工程
を含む方法によって得られた、
少なくとも4のイソシアネート官能価を有する、ビウレット基含有ポリイソシアネート組成物。 - 上記モノアミンは、式:
(R1)(R2)NH
〔式中、R1およびR2は、同一または異なって、1〜20個の炭素原子を含む脂肪族炭化水素基を表す。〕で示されるものである、請求項1に記載の組成物。 - A)a)脂肪族および/または脂環族ジイソシアネートから製造された、
b)少なくとも2.5の平均イソシアネート官能価を有し、
c)イソシアヌレート基を含有する、
ポリイソシアネート付加生成物を、第二級モノアミンと、アミンに対するイソシアネートの当量比約4:1〜約14:1にて反応させてビウレット基を該ポリイソシアネートに組み込む工程と、
B)該ビウレット含有ポリイソシアネートを、ブロック剤と反応させる工程
を含む方法によって得られた、
少なくとも4のイソシアネート官能価を有する、ブロックト・ビウレット基含有ポリイソシアネート組成物。 - 上記モノアミンは、式:
(R1)(R2)NH
〔式中、R1およびR2は、同一または異なって、1〜20個の炭素原子を含む脂肪族炭化水素基を表す。〕で示されるものである、請求項3に記載の組成物。 - 上記ブロック剤は、ジメチルピラゾール、ε-カプロラクタムおよびメチルエチルケトキシムからなる群から選択される、請求項3に記載の組成物。
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