JP2009191127A

JP2009191127A - Blocked polyisocyanate composition

Info

Publication number: JP2009191127A
Application number: JP2008031849A
Authority: JP
Inventors: Michikazu Yamauchi; 理計山内
Original assignee: Asahi Kasei Chemicals Corp
Current assignee: Asahi Kasei Chemicals Corp
Priority date: 2008-02-13
Filing date: 2008-02-13
Publication date: 2009-08-27

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a blocked polyisocyanate composition capable of forming a crosslinked coating film even at ≤90°C and having good storage stability in the presence of water, and a water-based coating composition using the same. <P>SOLUTION: The blocked polyisocyanate composition is derived from (a) a polyisocyanate composition selected from an aliphatic polyisocyanate composition, an alicyclic polyisocyanate composition and an aromatic polyisocyanate composition, and includes (b) a specific keto acid ester compound, (c) a specific diester compound and (d) a hydrophilic compound having active hydrogen as constituents, wherein (1) the molar ratio of (the components (b)+(c)):(the component (d)) is 50:50 to 98:2, with respect to the molar equivalent of an isocyanate group of the polyisocyanate composition, and (2) the molar ratio of (the component (b)):(the component (C)) is 30:70 to 90:10. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、低温硬化性と水存在下の貯蔵安定性に優れたブロックポリイソシアネート組成物、及びそれを用いた水系塗料組成物に関する。 The present invention relates to a block polyisocyanate composition excellent in low-temperature curability and storage stability in the presence of water, and a water-based coating composition using the same.

近年、地球環境、安全、衛生などの観点から水系塗料が注目されている。中でも、自動車塗料や建築塗料に関しては、種々の水系塗料が提案されている。水系塗料のうち、イソシアネート基により架橋されるウレタン系塗料は、得られる塗膜が非常に優れた耐磨耗性、耐薬品性及び耐汚染性を有しているという特徴を有している。
このようなウレタン系塗料では、ライン用塗料など一液性が必要とされる場合、通常、ポリイソシアネートの遊離イソシアネート基を熱解離ブロック剤で封鎖したブロックイソシアネートが使用される。このブロックイソシアネートは、常温ではポリオールと反応しないが、加熱することによりブロック剤が解離し、活性なイソシアネート基が再生されてポリオールと架橋反応する。ブロック剤としては、メチルエチルケトオキシム、カプロラクタム、アルコール、フェノール系のものが使用される。しかしこれらブロックイソシアネートにおいては、一般的に１４０℃以上の高い焼付け温度を必要とするため、非常に大きなエネルギーコストを必要とする。また、耐熱性の低いプラスチックへの加工には、高温焼付けが必要なブロックイソシアネートは使用することができないという制限があった。 In recent years, water-based paints have attracted attention from the viewpoints of the global environment, safety, and hygiene. Among these, various water-based paints have been proposed for automobile paints and architectural paints. Among water-based paints, urethane-based paints that are cross-linked by isocyanate groups have a feature that the obtained coating film has very excellent wear resistance, chemical resistance, and stain resistance.
In such a urethane-based paint, when a one-component property such as a line paint is required, a blocked isocyanate obtained by blocking a free isocyanate group of a polyisocyanate with a thermal dissociation blocking agent is usually used. Although this blocked isocyanate does not react with the polyol at room temperature, the blocking agent is dissociated by heating, and the active isocyanate group is regenerated to cause a crosslinking reaction with the polyol. As the blocking agent, those based on methyl ethyl ketoxime, caprolactam, alcohol and phenol are used. However, since these blocked isocyanates generally require a high baking temperature of 140 ° C. or higher, a very large energy cost is required. Moreover, there has been a limitation that a blocked isocyanate that requires high-temperature baking cannot be used for processing into a plastic having low heat resistance.

そのような欠点を克服するため、比較的低温で架橋塗膜を形成するブロックイソシアネートとして、ピラゾール系ブロックイソシアネートが提案されている。（特許文献１、２）
しかし、ピラゾール系ブロックイソシアネートにおいても１２０℃程度の焼付け温度が必要であり、更なる低温硬化が望まれていた。
さらに低い温度で架橋塗膜を形成するブロックイソシアネートとして、活性メチレン系ブロックイソシアネートが提案されている。（特許文献３〜６）
特許文献３では、マロン酸ジエステル及びアセト酢酸エステルをブロック剤とし、さらに、非イオン性親水性化合物を使用することで水分散性を改善している。
特許文献４では、マロン酸ジエステル及び／またはアセト酢酸エステルをブロック剤とし、さらに、脂肪族／脂環式ジアミンと組込み形態のホルムアルデヒドを使用することで貯蔵安定性を改善している。 In order to overcome such drawbacks, pyrazole-based blocked isocyanates have been proposed as blocked isocyanates that form a crosslinked coating film at a relatively low temperature. (Patent Documents 1 and 2)
However, pyrazole-based blocked isocyanates also require a baking temperature of about 120 ° C., and further low-temperature curing has been desired.
An active methylene-based blocked isocyanate has been proposed as a blocked isocyanate that forms a crosslinked coating film at a lower temperature. (Patent Documents 3 to 6)
In Patent Literature 3, malonic acid diester and acetoacetic acid ester are used as a blocking agent, and water dispersibility is improved by using a nonionic hydrophilic compound.
In Patent Literature 4, malonic acid diester and / or acetoacetate is used as a blocking agent, and further, storage stability is improved by using an aliphatic / alicyclic diamine and formaldehyde in an embedded form.

特許文献５では、マロン酸ジエステル及び／またはアセト酢酸エステルをブロック剤とし、そのエステル部を親水基となりうる基を含有するアルコール化合物とのエステル交換反応することで、水分散性を改善している。
また、特許文献６では、マロン酸ジエステル及び／またはアセト酢酸エステルをブロック剤とし、さらにスルホン酸基を有する親水性化合物とポリアミン化合物を使用し、エマルジョン化することで貯蔵安定性を改善している。
しかし、特許文献３〜６では、水が存在した場合に、分解反応が進行し、炭酸ガスを発生しうるマロン酸ジエステルブロック体、または水が存在した場合に、分解反応が進行し、貯蔵後の硬化性が低下しうるアセト酢酸エステルブロック体を基本構造中に有するため、１液水系塗料用硬化剤として使用した場合、炭酸ガスが発生し、貯蔵安定性に問題がある、あるいは貯蔵後の硬化性が低下する場合があった。
そこで、１００℃以下で架橋塗膜を形成可能で、水存在下の貯蔵安定性が良好でかつ、貯蔵後の硬化性も保持できるブロックイソシアネート組成物が望まれていた。 In Patent Document 5, malonic acid diester and / or acetoacetate is used as a blocking agent, and water dispersibility is improved by transesterification with an alcohol compound containing a group that can become a hydrophilic group in the ester part. .
In Patent Document 6, storage stability is improved by emulsifying a malonic acid diester and / or acetoacetate as a blocking agent, and further using a hydrophilic compound having a sulfonic acid group and a polyamine compound. .
However, in Patent Documents 3 to 6, the decomposition reaction proceeds when water is present, and the malonic acid diester block that can generate carbon dioxide gas, or when water is present, the decomposition reaction proceeds and after storage Since it has an acetoacetate block body in the basic structure that can lower the curability of the liquid, carbon dioxide is generated when used as a curing agent for one-part water-based paints, and there is a problem in storage stability, or after storage The curability may be reduced.
Therefore, a blocked isocyanate composition that can form a crosslinked coating film at 100 ° C. or lower, has good storage stability in the presence of water, and can maintain curability after storage has been desired.

特許第３９７０９２６号公報Japanese Patent No. 3970926 特開２０００−２６５７０号公報JP 2000-26570 A 特許第３９４７２６０号公報Japanese Patent No. 3947260 特表２００３−５０８５６２号公報Special table 2003-508562 gazette 特開２００６−１６０９３６号公報JP 2006-160936 A 特開２００７−４５８６７号公報JP 2007-45867 A

本発明は、９０℃以下でも架橋塗膜を形成可能で、水存在下の貯蔵安定性が良好であるブロックポリイソシアネート組成物、及びそれを用いた水系塗料組成物を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a block polyisocyanate composition that can form a crosslinked coating film at 90 ° C. or less and has good storage stability in the presence of water, and a water-based coating composition using the same. .

本発明者は、鋭意研究した結果、特定の構造を有する２種の活性メチレン系化合物をブロック剤とするブロックポリイソシアネート組成物は、驚くべきことに、９０℃以下でも架橋塗膜を形成可能で、かつ水存在下の貯蔵安定性に優れるという知見に基づき本発明を完成させるに至った。 As a result of diligent research, the present inventors have surprisingly found that a block polyisocyanate composition comprising two active methylene compounds having a specific structure as a blocking agent can form a crosslinked coating even at 90 ° C. or lower. And based on the knowledge that it is excellent in the storage stability in water presence, it came to complete this invention.

すなわち本発明は、
１．（ａ）脂肪族系ポリイソシアネート組成物、脂環族系ポリイソシアネート組成物、芳香族系ポリイソシアネート組成物から選ばれるポリイソシアネート組成物から誘導されるブロックポリイソシアネート組成物であって、（ｂ）式（Ｉ）で示される活性メチレン化合物、（ｃ）式（II）で示される活性メチレン化合物及び（ｄ）活性水素を有する親水性化合物を構成成分として有し、かつ以下の項目に該当することを特徴とするブロックポリイソシアネート組成物。
１）ポリイソシアネート組成物のイソシアネート基のモル当量に対し、（ｂ）成分と（ｃ）成分の合計：（ｄ）成分のモル比率が５０：５０〜９８：２
２）（ｂ）成分：（ｃ）成分のモル比率が３０：７０〜９０：１０ That is, the present invention
1. (A) a block polyisocyanate composition derived from a polyisocyanate composition selected from an aliphatic polyisocyanate composition, an alicyclic polyisocyanate composition, and an aromatic polyisocyanate composition, (b) An active methylene compound represented by formula (I), (c) an active methylene compound represented by formula (II), and (d) a hydrophilic compound having active hydrogen as constituent components, and corresponding to the following items: The block polyisocyanate composition characterized by these.
1) The molar ratio of the total of (b) component and (c) component: (d) component is 50: 50-98: 2 with respect to the molar equivalent of the isocyanate group of a polyisocyanate composition.
2) The molar ratio of component (b): component (c) is 30:70 to 90:10

（式中Ｒ_１は炭素数１〜４個のアルキル基）

(Wherein R ₁ is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms)

（式中Ｒ_２、Ｒ_３は炭素数１〜４個のアルキル基、Ｒ_２、Ｒ_３は同一であってもいいし、異なっていてもいい）

(Wherein R ₂ and R ₃ are alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, and R ₂ and R ₃ may be the same or different).

２．式（Ｉ）のＲ_１がメチル基あるいはエチル基であり、かつ、式（II）のＲ_２、Ｒ_３が同一であり、メチル基、エチル基あるいはイソプロピル基であることを特徴とする上記１．記載のブロックポリイソシアネート組成物。
３．１価アルコール系化合物を含有することを特徴とする上記１．または２．記載のブロックポリイソシアネート組成物。
４．活性水素を有する親水性化合物が、少なくとも３個連続したエチレンオキサイド基を有するポリエチレングリコール系化合物及び／またはモノヒドロキシカルボン酸あるいはジヒドロキシカルボン酸あるいはそれらの誘導体であることを特徴とする上記１．〜３．のいずれかに記載のブロックポリイソシアネート組成物。
５．活性水素を有する親水性化合物が、数平均分子量２００〜２０００の片末端に炭素数１〜４のモノアルコールが付加したポリエチレングリコール系化合物及び／またはモノヒドロキシカルボン酸であることを特徴とする上記１．〜４．のいずれかに記載のブロックポリイソシアネート組成物。
６．上記１．〜５．のいずれかに記載のブロックポリイソシアネート組成物及びポリオールを主成分とする水系塗料組成物。
に関するものである。 2. R _{1 in} formula (I) is a methyl group or an ethyl group, and R ₂ and R ₃ in formula (II) are the same and are a methyl group, an ethyl group or an isopropyl group . The block polyisocyanate composition described.
3. A monohydric alcohol compound is contained, Or 2. The block polyisocyanate composition described.
4). 1. The hydrophilic compound having active hydrogen is a polyethylene glycol compound having at least three consecutive ethylene oxide groups and / or monohydroxycarboxylic acid, dihydroxycarboxylic acid or derivatives thereof. ~ 3. The block polyisocyanate composition according to any one of the above.
5. The above-mentioned 1 characterized in that the hydrophilic compound having active hydrogen is a polyethylene glycol compound and / or monohydroxycarboxylic acid in which a monoalcohol having 1 to 4 carbon atoms is added to one end having a number average molecular weight of 200 to 2000. . ~ 4. The block polyisocyanate composition according to any one of the above.
6). Above 1. ~ 5. The water-based coating composition which has as a main component the block polyisocyanate composition in any one of, and a polyol.
It is about.

本発明のブロックポリイソシアネート組成物は９０℃以下で架橋塗膜を形成可能で、かつ水存在下の貯蔵安定性が良好なブロックポリイソシアネート組成物、及びそれを用いた水系塗料組成物を提供することができる。 The block polyisocyanate composition of the present invention provides a block polyisocyanate composition capable of forming a crosslinked coating film at 90 ° C. or less and having good storage stability in the presence of water, and a water-based coating composition using the same. be able to.

以下に、本発明について、特にその好ましい形態を中心に、詳述する。
本発明のブロックポリイソシアネート組成物の前駆体であるポリイソシアネート組成物は、脂肪族系ポリイソシアネート組成物、脂環族系ポリイソシアネート組成物、芳香族系ポリイソシアネート組成物から選ばれるポリイソシアネート組成物である。これは、単独で用いてもいいし、２種以上を併用しても構わない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with a focus on preferred embodiments.
The polyisocyanate composition which is a precursor of the block polyisocyanate composition of the present invention is a polyisocyanate composition selected from an aliphatic polyisocyanate composition, an alicyclic polyisocyanate composition, and an aromatic polyisocyanate composition. It is. These may be used alone or in combination of two or more.

脂肪族系ポリイソシアネート組成物は、脂肪族ジイソシアネートから誘導されるポリイソシアネート組成物、リジントリイソシアネート（以下ＬＴＩと示す）、４−イソシアナトメチル−１，８−オクタメチレンジイソシアネート（トリマートリイソシアネート：以下ＴＴＩと示す）、ビス（２−イソシアナトエチル）２−イソシアナトグルタレート（グルタミン酸エステルトリイソシアネート：以下ＧＴＩと示す）、あるいはこれらトリイソシアネートから誘導されるポリイソシアネート組成物を例示することができる。 The aliphatic polyisocyanate composition includes a polyisocyanate composition derived from an aliphatic diisocyanate, lysine triisocyanate (hereinafter referred to as LTI), 4-isocyanatomethyl-1,8-octamethylene diisocyanate (trimer triisocyanate: Examples thereof include TTI), bis (2-isocyanatoethyl) 2-isocyanatoglutarate (glutamate triisocyanate: hereinafter referred to as GTI), or polyisocyanate compositions derived from these triisocyanates.

本発明の脂肪族系ポリイソシアネート組成物に使用される脂肪族ジイソシアネートとし
ては、炭素数４〜３０のものが好ましく、例えば、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（以下ＨＤＩと記載する）、２，２，４−トリメチル−１，６−ジイソシアナトヘキサン、リジンジイソシアネートなどがあり、中でも、工業的入手のしやすさからＨＤＩが好ましい。脂肪族ジイソシアネートは、単独で使用してもいいし、２種以上を併用しても構わない。 As the aliphatic diisocyanate used in the aliphatic polyisocyanate composition of the present invention, those having 4 to 30 carbon atoms are preferable, for example, tetramethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (hereinafter referred to as HDI). 2,2,4-trimethyl-1,6-diisocyanatohexane, lysine diisocyanate, etc. Among them, HDI is preferred because of its industrial availability. Aliphatic diisocyanates may be used alone or in combination of two or more.

本発明の脂環族系ポリイソシアネート組成物は、以下に示される脂環族ジイソシアネートから誘導される。
本発明の脂環族系ポリイソシアネート組成物に使用される脂環族ジイソシアネートとしては炭素数８〜３０のものが好ましく、イソホロンジイソシアネート（以下ＩＰＤＩと記載する）、１，３−ビス（イソシアナトメチル）―シクロヘキサン、４，４´−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネートなどが例示される。中でも、耐候性、工業的入手の容易さから、ＩＰＤＩが好ましい。脂環族ジイソシアネートは単独で使用してもいいし、２種以上を併用しても構わない。 The alicyclic polyisocyanate composition of the present invention is derived from the alicyclic diisocyanate shown below.
As the alicyclic diisocyanate used in the alicyclic polyisocyanate composition of the present invention, those having 8 to 30 carbon atoms are preferable, and isophorone diisocyanate (hereinafter referred to as IPDI), 1,3-bis (isocyanatomethyl). ) -Cyclohexane, 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, norbornene diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate and the like. Of these, IPDI is preferred from the viewpoint of weather resistance and industrial availability. An alicyclic diisocyanate may be used independently and may use 2 or more types together.

芳香族系ポリイソシアネート組成物は、以下に示される芳香族ジイソシアネートから誘導される。
本発明の芳香族系ポリイソシアネート組成物に使用される芳香族ジイソシアネートとしては２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、４，４´−ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート等が挙げられる。芳香族ジイソシアネートは、単独で使用してもいいし、２種以上を併用しても構わない。
これらのポリイソシアネート組成物の中でも、脂肪族系ポリイソシアネート組成物及び／または脂環族系ポリイソシアネート組成物が耐候性に優れるため、好ましい。さらに、脂肪族系ポリイソシアネート組成物の中では、脂肪族ジイソシアネートから誘導される脂肪族系ポリイソシアネート組成物が好ましい。 The aromatic polyisocyanate composition is derived from the aromatic diisocyanate shown below.
Examples of the aromatic diisocyanate used in the aromatic polyisocyanate composition of the present invention include 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, naphthalene diisocyanate, xylylene diisocyanate, and the like. Is mentioned. Aromatic diisocyanates may be used alone or in combination of two or more.
Among these polyisocyanate compositions, aliphatic polyisocyanate compositions and / or alicyclic polyisocyanate compositions are preferred because of their excellent weather resistance. Furthermore, among the aliphatic polyisocyanate compositions, aliphatic polyisocyanate compositions derived from aliphatic diisocyanates are preferred.

本発明のブロックポリイソシアネート組成物の前駆体であるポリイソシアネート組成物の１分子中のイソシアネート基平均数は２．０〜２０である。下限値は、２．３であることが好ましく、さらに好ましくは２．５、最も好ましくは３．０である。上限値は、１５であることが好ましく、さらに好ましくは１０である。
２未満の場合は、架橋性が低下し、目的とする塗膜物性が得られない場合があり、一方、２０を超える場合には、凝集力が高くなりすぎて、平滑な塗膜が得られない場合がある。 The average number of isocyanate groups in one molecule of the polyisocyanate composition which is a precursor of the block polyisocyanate composition of the present invention is 2.0 to 20. The lower limit is preferably 2.3, more preferably 2.5, and most preferably 3.0. The upper limit is preferably 15, and more preferably 10.
If it is less than 2, the crosslinkability may decrease, and the desired coating film properties may not be obtained. On the other hand, if it exceeds 20, the cohesive force becomes too high, and a smooth coating film is obtained. There may not be.

イソシソシアネート基平均数は以下の式（III）による求められる。

The average number of isosocyanate groups is determined by the following formula (III).

本発明に用いるＬＴＩ、ＴＴＩ、ＧＴＩ等のトリイソシアネートあるいは、これらの誘導体以外のポリイソシアネート組成物は、ビウレット結合、尿素結合、イソシアヌレート結合、ウレトジオン結合、ウレタン結合、アロファネート結合、オキサジアジントリオン結合等を形成することにより製造されたジイソシアネートの２〜２０量体のオリゴマーである。ビウレット結合を有するポリイソシアネート組成物は、水、ｔ−ブタノール、尿素などのいわゆるビウレット化剤とジイソシアネートをビウレット化剤／ジイソシアネートのイソシアネート基のモル比が約１／２〜約１／１００で反応させた後、未反応ジイソシ
アネートを除去精製し得られる。イソシアヌレート結合を有するポリイソシアネート組成物は、例えば、触媒などにより環状３量化反応を行い、転化率が約５〜約８０質量％になった時に反応を停止し、未反応ジイソシアネートを除去精製して得られる。この際に、１〜６価のアルコール化合物を併用することができる。 Polyisocyanate compositions other than triisocyanates such as LTI, TTI, and GTI used in the present invention or derivatives thereof include biuret bonds, urea bonds, isocyanurate bonds, uretdione bonds, urethane bonds, allophanate bonds, and oxadiazine trione bonds. It is a 2-20 mer oligomer of diisocyanate produced by forming etc. A polyisocyanate composition having a biuret bond is obtained by reacting a so-called biuretizing agent such as water, t-butanol and urea with a diisocyanate at a molar ratio of biuretizing agent / isocyanate group of the diisocyanate of about 1/2 to about 1/100. Thereafter, unreacted diisocyanate can be removed and purified. The polyisocyanate composition having an isocyanurate bond is subjected to, for example, a cyclic trimerization reaction with a catalyst or the like, and when the conversion rate is about 5 to about 80% by mass, the reaction is stopped, and unreacted diisocyanate is removed and purified. can get. In this case, 1 to 6 valent alcohol compounds can be used in combination.

ウレタン結合を有するポリイソシアネート組成物は、例えば、トリメチロールプロパンなどの２〜６価のアルコール系化合物とジイソシアネートを、アルコール系化合物の水酸基／ジイソシアネートのイソシアネート基のモル比が約１／２〜約１／１００で反応させた後、未反応ジイソシアネートを除去精製し得られる。
ＬＴＩ、ＴＴＩ、ＧＴＩの誘導体もジイソシアネートから誘導されるポリイソシアネート組成物と同様の方法で、製造されるが、これらのトリイソシアネートの場合、未反応トリイソシアネートの除去精製は必ずしも必要ではない。
本発明のブロックポリイソシアネート組成物は、（ｂ）式（Ｉ）で示される活性メチレン化合物、（ｃ）式（II）で示される活性メチレン化合物及び（ｄ）活性水素を有する親水性化合物を構成成分として特定割合で有する。
その割合は、当該ポリイソシアネート組成物のイソシアネート基のモル当量に対し、（ｂ）成分と（ｃ）成分の合計：（ｄ）成分のモル比率が５０：５０〜９８：２である。
上記比率が、６０：４０〜９８：２であることが好ましく、より好ましくは、７０：３０〜９８：２である。 The polyisocyanate composition having a urethane bond is, for example, a divalent to hexavalent alcohol compound such as trimethylolpropane and a diisocyanate having a molar ratio of hydroxyl group of the alcohol compound / isocyanate group of the diisocyanate of about 1/2 to about 1. After the reaction at / 100, unreacted diisocyanate can be removed and purified.
Derivatives of LTI, TTI, and GTI are also produced in the same manner as polyisocyanate compositions derived from diisocyanates, but in the case of these triisocyanates, removal and purification of unreacted triisocyanates is not always necessary.
The block polyisocyanate composition of the present invention comprises (b) an active methylene compound represented by formula (I), (c) an active methylene compound represented by formula (II), and (d) a hydrophilic compound having active hydrogen. It has a specific ratio as an ingredient.
As for the ratio, the molar ratio of the sum of (b) component and (c) component: (d) component is 50: 50-98: 2 with respect to the molar equivalent of the isocyanate group of the polyisocyanate composition.
The ratio is preferably 60:40 to 98: 2, more preferably 70:30 to 98: 2.

本発明のブロックポリイソシアネート組成物の製造方法として、いくつかの方法が考えられる。
１つ目の方法は、ポリイソシアネート組成物のイソシアネート基と２種の活性メチレン系ブロック剤の反応、及びイソシアネート基と活性水素を有する親水性化合物の反応を１つの反応器で実施し、製造する方法である。この方法において、イソシアネートと２種のブロック剤の反応と活性水素を有する親水性化合物の反応を同時に行うこともできるし、いずれかの反応を行った後に、２つ目、３つ目の反応を段階的に実施することもできる。その中でも、イソシアネート基と活性水素を有する親水性化合物の反応を先に実施し、その終了後、イソシアネート基と２種のブロック剤の反応を同時に行うことが好ましい。 Several methods can be considered as a manufacturing method of the block polyisocyanate composition of this invention.
In the first method, the reaction between the isocyanate group of the polyisocyanate composition and two active methylene blocking agents and the reaction between the isocyanate group and a hydrophilic compound having active hydrogen are carried out in one reactor. Is the method. In this method, the reaction of the isocyanate and the two kinds of blocking agents and the reaction of the hydrophilic compound having active hydrogen can be carried out at the same time. It can also be implemented in stages. Among these, it is preferable to carry out the reaction between the isocyanate group and the hydrophilic compound having active hydrogen first, and after the completion, the reaction between the isocyanate group and the two blocking agents is carried out simultaneously.

２つ目の方法は、別々に合成した数種のブロックポリイソシアネート組成物を、合成後、混合する方法である。例えば、ポリイソシアネート組成物のイソシアネート基と活性水素を有する親水基化合物の反応、及びイソシアネート基と式（Ｉ）で示される活性メチレン化合物の反応により得られるＡ組成物と、ポリイソシアネート組成物のイソシアネート基と式（II）で示される活性メチレン化合物の反応で得られるＢ組成物を、それぞれ合成後、混合する方法である。この方法において、混合前の各組成物に２種のブロック剤、及び活性水素を有する親水基化合物の各成分がすべて存在する必要はなく、混合後のブロックポリイソシアネート組成物として、２種のブロック剤、及び活性水素を有する親水基化合物由来の成分が存在すればよい。 The second method is a method of mixing several block polyisocyanate compositions synthesized separately after synthesis. For example, the A composition obtained by the reaction of the isocyanate group of the polyisocyanate composition and the hydrophilic group compound having active hydrogen, and the reaction of the isocyanate group and the active methylene compound represented by the formula (I), and the isocyanate of the polyisocyanate composition In this method, the B composition obtained by the reaction of the group and the active methylene compound represented by the formula (II) is synthesized and then mixed. In this method, it is not necessary that each component of the two blocking agents and the hydrophilic group compound having active hydrogen is present in each composition before mixing, and two types of blocks are used as a blocked polyisocyanate composition after mixing. The agent and the component derived from the hydrophilic group compound which has active hydrogen should just exist.

本発明におけるブロックポリイソシアネート組成物は、ポリイソシアネート組成物の全てのイソシアネート基をブロック剤あるいは活性水素基を有する親水性化合物で反応させてもいいし、目的に応じて、イソシアネート基の一部を残してもいい。全てのイソシアネート基を反応させる場合、（（２種のブロック剤の合計モル数）＋（活性水素基を有する親水性化合物の活性水素のモル数））／（ポリイソシアネート組成物中のイソシアネート基のモル数）は、１．０〜１．５であることが好ましい。 In the block polyisocyanate composition of the present invention, all isocyanate groups of the polyisocyanate composition may be reacted with a blocking agent or a hydrophilic compound having an active hydrogen group, and depending on the purpose, a part of the isocyanate groups may be reacted. You can leave it. When all the isocyanate groups are reacted, ((total number of moles of two blocking agents) + (number of moles of active hydrogen of the hydrophilic compound having active hydrogen groups)) / (of isocyanate groups in the polyisocyanate composition) The number of moles) is preferably 1.0 to 1.5.

２種のブロック剤の合計添加量は、前駆体であるポリイソシアネート組成物におけるイソシアネート基のモル当量に対し、５０〜９８モル当量％である。下限値としては、６０モル当量％が好ましく、より好ましくは、７０モル当量％である。合計添加量が５０モル
当量％未満であると、架橋密度が低下し、望まれる塗膜物性が得られない、あるいは、得られた塗膜の耐水性が低下する場合があり、合計添加率が９８モル当量％を超えると、水系塗料への配合性が低下する傾向にある。 The total addition amount of the two types of blocking agents is 50 to 98 mol equivalent% relative to the molar equivalent of the isocyanate group in the polyisocyanate composition that is the precursor. As a lower limit, 60 molar equivalent% is preferable, More preferably, it is 70 molar equivalent%. When the total addition amount is less than 50 molar equivalent%, the crosslinking density decreases, the desired coating film physical properties may not be obtained, or the water resistance of the obtained coating film may decrease, and the total addition rate is When it exceeds 98 molar equivalent%, the compounding property to water-based paint tends to be lowered.

本発明に用いるブロック剤は、式（Ｉ）、式（II）に示される２種の活性メチレン化合物である。
式（Ｉ）の活性メチレン化合物を具体的に記載する。Ｒ_１は、炭素数１〜４のアルキル基である。炭素数が５以上のアルキル基であると、潜在ＮＣＯ質量％が低下するとともに、塗料とした時の主剤等との相溶性が低下する場合があり、好ましくない。また、フェニル基等の芳香族化合物の場合は、合成時、貯蔵時に、黄色や赤色等に着色する場合があり、好ましくない。その中でも、メチル基、エチル基またはイソプロピル基が好ましく、より好ましくはメチル基またはエチル基である。
潜在ＮＣＯ質量％とは、ブロックポリイソシアネート組成物の全質量に対する潜在的に存在するイソシアネート基の質量％である。 The blocking agent used in the present invention is two kinds of active methylene compounds represented by formula (I) and formula (II).
The active methylene compounds of formula (I) are specifically described. R ₁ is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. When the alkyl group has 5 or more carbon atoms, the latent NCO mass% is decreased, and compatibility with the main agent and the like when used as a paint may be decreased, which is not preferable. In the case of an aromatic compound such as a phenyl group, it may be colored yellow or red during synthesis or storage, which is not preferable. Among these, a methyl group, an ethyl group or an isopropyl group is preferable, and a methyl group or an ethyl group is more preferable.
The latent NCO% by mass is the% by mass of isocyanate groups potentially present relative to the total mass of the blocked polyisocyanate composition.

本発明に用いる式（Ｉ）に示されるブロック剤の具体例としては、イソブタノイル酢酸メチル、イソブタノイル酢酸エチル、イソブタノイル酢酸ｎ−プロピル、イソブタノイル酢酸イソプロピル、イソブタノイル酢酸ｎ−ブチル、イソブタノイル酢酸イソブチル、イソブタノイル酢酸ｔ−ブチルが挙げられる。その中でも、イソブタノイル酢酸メチル、イソブタノイル酢酸エチル、イソブタノイル酢酸イソプロピルが好ましく、より好ましくは、イソブタノイル酢酸メチル、イソブタノイル酢酸エチルである。
本発明においては、上記に示したブロック剤を単独で用いることもできるし、２種以上を使用することもできる。 Specific examples of the blocking agent represented by the formula (I) used in the present invention include methyl isobutanoyl acetate, ethyl isobutanoyl acetate, n-propyl isobutanoyl acetate, isopropyl isobutanoyl acetate, n-butyl isobutanoyl acetate, isobutyl isobutanoyl acetate, isobutanoyl acetate t -Butyl. Of these, methyl isobutanoyl acetate, ethyl isobutanoyl acetate, and isopropyl isobutanoyl acetate are preferable, and methyl isobutanoyl acetate and ethyl isobutanoyl acetate are more preferable.
In the present invention, the above blocking agents can be used alone or in combination of two or more.

式IIの活性メチレン化合物を具体的に記載する。
Ｒ_２、Ｒ_３は、炭素数１〜４のアルキル基である。炭素数が５以上のアルキル基であると、潜在ＮＣＯ質量％が低下するとともに、塗料とした時の主剤等との相溶性が低下する場合があり、好ましくない。また、フェニル基等の芳香族化合物の場合は、合成時、貯蔵時に、黄色や赤色等に着色する場合があり、好ましくない。その中でも、メチル基、エチル基、イソプロピル基であることが好ましく、より好ましくはメチル基、エチル基であり、最も好ましくは、エチル基である。また、Ｒ_２、Ｒ_３は、同一であってもいいし、異なっていてもいい。 The active methylene compounds of formula II are specifically described.
R ₂ and R ₃ are each an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. When the alkyl group has 5 or more carbon atoms, the latent NCO mass% is decreased, and compatibility with the main agent and the like when used as a paint may be decreased, which is not preferable. In the case of an aromatic compound such as a phenyl group, it may be colored yellow or red during synthesis or storage, which is not preferable. Among these, a methyl group, an ethyl group, and an isopropyl group are preferable, a methyl group and an ethyl group are more preferable, and an ethyl group is most preferable. R ₂ and R ₃ may be the same or different.

本発明に用いる式（II）に示されるブロック剤の具体例としては、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、マロン酸ジ（ｎ−プロピル）、マロン酸ジイソプロピル、マロン酸ジ（ｎーブチル）、マロン酸ジ（ｔ−ブチル）、マロン酸メチル（ｔ−ブチル）が挙げられる。その中でも、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、マロン酸ジイソプロピルが好ましく、より好ましくは、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチルであり、さらに好ましくは、マロン酸ジエチルである。本発明においては、上記に示したブロック剤を単独で用いることもできるし、２種以上も使用することができる。 Specific examples of the blocking agent represented by the formula (II) used in the present invention include dimethyl malonate, diethyl malonate, di (n-propyl) malonate, diisopropyl malonate, di (n-butyl) malonate, and malonic acid. Examples include di (t-butyl) and methyl malonate (t-butyl). Among them, dimethyl malonate, diethyl malonate, and diisopropyl malonate are preferable, dimethyl malonate and diethyl malonate are more preferable, and diethyl malonate is more preferable. In the present invention, the above blocking agents can be used alone or in combination of two or more.

式（Ｉ）に示されるブロック剤と式（II）に示されるブロック剤のモル比率は、３０：７０〜９０：１０である。好ましくは、４０：６０〜８５：１５であり、より好ましくは、５０：５０〜８０：２０であり、さらに好ましくは、６０：４０〜７５：２５である。式（Ｉ）に示されるブロック剤のモル比率が３０未満である場合、水存在下の貯蔵安定性が低下する場合があり、式（II）に示されるブロック剤のモル比率が１０未満の場合、低温硬化性が不足する場合がある。
また、本発明のブロックポリイソシアネート組成物は、上記２種以外のブロック剤、例えば、アセト酢酸エチルのような活性メチレン系、オキシム系、ピラゾール系ブロック剤等を併用して使用することもできる。併用する既存のブロック剤は、単独あるいは２種以
上使用してもよい。 The molar ratio of the blocking agent represented by formula (I) and the blocking agent represented by formula (II) is 30:70 to 90:10. Preferably, it is 40: 60-85: 15, More preferably, it is 50: 50-80: 20, More preferably, it is 60: 40-75: 25. When the molar ratio of the blocking agent represented by the formula (I) is less than 30, the storage stability in the presence of water may be reduced. When the molar ratio of the blocking agent represented by the formula (II) is less than 10 , Low temperature curability may be insufficient.
In addition, the block polyisocyanate composition of the present invention can be used in combination with a blocking agent other than the above two types, for example, active methylene-based, oxime-based, pyrazole-based blocking agents such as ethyl acetoacetate. The existing blocking agents used in combination may be used alone or in combination of two or more.

上記の２種以外の活性メチレン系ブロック剤としては、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセチルアセトンが例示される。
オキシム系ブロック剤としては、ホルムアルドオキシム、アセトアルドオキシム、アセトンオキシム、メチルエチルケトオキシム、シクロヘキサノンオキシムが例示される。
ピラゾール系ブロック剤としては、ピラゾール、３−メチルピラゾール、３，５−ジメチルピラゾールが例示される。
ポリイソシアネート組成物とブロック剤との反応は、溶剤の存在の有無に関わらず行うことができる。溶剤を用いる場合、イソシアネート基に対して不活性な溶剤を用いるのが好ましい。 Examples of active methylene-based blocking agents other than the above two types include methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, and acetylacetone.
Examples of the oxime blocking agent include formal oxime, acetoald oxime, acetone oxime, methyl ethyl ketoxime, and cyclohexanone oxime.
Examples of the pyrazole-based blocking agent include pyrazole, 3-methylpyrazole, and 3,5-dimethylpyrazole.
The reaction between the polyisocyanate composition and the blocking agent can be performed regardless of the presence or absence of a solvent. When using a solvent, it is preferable to use a solvent inert to the isocyanate group.

ブロック反応に際して、反応触媒を使用することができる。具体的な反応触媒としては、一般に塩基性を有するものが好ましく、例えば、
（１）テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム等のテトラアルキルアンモニウムのハイドロオキサイドや、例えば、酢酸、カプリン酸等の有機弱酸塩
（２）トリメチルヒドロキシプロピルアンモニウム、トリメチルヒドロキシエチルアンモニウム、トリエチルヒドロキシプロピルアンモニウム、トリエチルヒドロキシエチルアンモニウム等のヒドロキシアルキルアンモニウムのハイドロオキサイドや、例えば酢酸、カプリン酸等の有機弱酸塩
（３）アルキルカルボン酸の例えば錫、亜鉛、鉛等のアルキル金属塩
（４）ナトリウム、カリウム等の金属アルコラート
（５）ヘキサメチルジシラザン等のアミノシリル基含有化合物
（６）マンニッヒ塩基類
（７）第３級アミン類とエポキシ化合物との併用
（８）トリブチルホスフィン等の燐系化合物等があり、２種以上を併用してもよい。 In the block reaction, a reaction catalyst can be used. As a specific reaction catalyst, a catalyst having basicity is generally preferable.
(1) Tetraalkylammonium hydroxides such as tetramethylammonium and tetraethylammonium and organic weak acid salts such as acetic acid and capric acid (2) Trimethylhydroxypropylammonium, trimethylhydroxyethylammonium, triethylhydroxypropylammonium, triethylhydroxy Hydroxyalkylammonium hydroxides such as ethylammonium and organic weak acid salts such as acetic acid and capric acid (3) Alkyl metal salts of alkylcarboxylic acids such as tin, zinc and lead (4) Metal alcoholates such as sodium and potassium (5) Aminosilyl group-containing compounds such as hexamethyldisilazane (6) Mannich bases (7) Combined use of tertiary amines and epoxy compounds (8) Tributylphosphine There are phosphorus compounds such as tin, and two or more of them may be used in combination.

用いた反応触媒が塗料または塗膜物性に悪影響を及ぼす可能性がある場合には、該触媒を酸性化合物などで中和することが好ましい。この場合の酸性化合物としては、例えば、塩酸、亜燐酸、燐酸などの無機酸、メタンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸メチルエステル、ｐ−トルエンスルホン酸エチルエステル等のスルホン酸またはその誘導体、燐酸エチル、燐酸ジエチル、燐酸イソプロピル、燐酸ジイソプロピル、燐酸ブチル、燐酸ジブチル、燐酸２−エチルヘキシル、燐酸ジ（２−エチルヘキシル）、燐酸イソデシル、燐酸ジイソデシル、オレイルアシッドホスフェート、テトラコシルアシッドホスフェート、エチルグリコールアシッドホスフェート、ピロリン酸ブチル、亜燐酸ブチル等があり、２種以上を併用しても良い。
反応は、一般に−２０〜１５０℃で行うことができるが、好ましくは０〜１００℃である。１５０℃を越えると副反応を起こす可能性があり、他方、あまり低温になると反応速度が小さくなり不利である。 When the reaction catalyst used may adversely affect the properties of the paint or coating film, it is preferable to neutralize the catalyst with an acidic compound or the like. Examples of acidic compounds in this case include inorganic acids such as hydrochloric acid, phosphorous acid, and phosphoric acid, and sulfonic acids such as methanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid methyl ester, and p-toluenesulfonic acid ethyl ester. Or its derivatives, ethyl phosphate, diethyl phosphate, isopropyl phosphate, diisopropyl phosphate, butyl phosphate, dibutyl phosphate, 2-ethylhexyl phosphate, di (2-ethylhexyl) phosphate, isodecyl phosphate, diisodecyl phosphate, oleyl acid phosphate, tetracosyl acid phosphate , Ethyl glycol acid phosphate, butyl pyrophosphate, butyl phosphite, etc., and two or more of them may be used in combination.
The reaction can be generally carried out at -20 to 150 ° C, preferably 0 to 100 ° C. If the temperature exceeds 150 ° C., side reactions may occur. On the other hand, if the temperature is too low, the reaction rate is low, which is disadvantageous.

本発明におけるブロックポリイソシアネート組成物は、水系塗料における配合性を高めるため、前駆体であるポリイソシアネート組成物のイソシアネート基と活性水素を有する親水性化合物を反応させることにより得られる。
活性水素を有する親水性化合物の添加量は、活性水素のモル数を基準として、前駆体であるポリイソシアネート組成物におけるイソシアネート基のモル当量に対し、２〜５０モル当量％である。上限値としては、４０モル当量％が好ましく、より好ましくは、３０モル当量％である。添加量が２モル当量％未満であると、水系塗料への配合性が低下する傾向があり、また、添加量が５０モル当量％を超えると、架橋密度が低下し、望まれる塗膜物性が得られないあるいは得られた塗膜の耐水性が低下する場合がある。 The block polyisocyanate composition in the present invention is obtained by reacting an isocyanate group of a polyisocyanate composition as a precursor with a hydrophilic compound having active hydrogen in order to improve the compoundability in a water-based paint.
The addition amount of the hydrophilic compound having active hydrogen is 2 to 50 mol equivalent% relative to the molar equivalent of the isocyanate group in the polyisocyanate composition as a precursor, based on the number of moles of active hydrogen. As an upper limit, 40 molar equivalent% is preferable, More preferably, it is 30 molar equivalent%. When the addition amount is less than 2 molar equivalent%, the compounding property to water-based paints tends to be lowered. When the addition amount exceeds 50 molar equivalent%, the crosslinking density is lowered and the desired coating film properties are obtained. In some cases, the water resistance of the obtained coating film may not be obtained or may be deteriorated.

本発明のブロックポリイソシアネート組成物に使用される活性水素を有する親水性化合物は、ノニオン系親水性化合物、アニオン系親水性化合物、カチオン系親水性化合物から選ばれる。これらの親水性化合物は、単独で用いてもいいし、２種以上を併用して用いてもよい。
ノニオン系親水性化合物としては、少なくとも３個連続したエチレンオキサイド基を有するポリエチレングリコール系化合物が挙げられる。さらに、ノニオン系親水性化合物の数平均分子量は２００〜２０００であることが好ましい。数平均分子量の下限は、より好ましくは３００、さらに好ましくは４００である。上限は、より好ましくは１５００、さらに好ましくは１２００、最も好ましくは１０００である。数平均分子量の下限が２００未満の場合、水系塗料への配合性が低下する傾向があり、上限が２０００を超える場合には、焼付け後の耐水性等の塗膜物性が低下する場合がある。 The hydrophilic compound having active hydrogen used in the block polyisocyanate composition of the present invention is selected from nonionic hydrophilic compounds, anionic hydrophilic compounds, and cationic hydrophilic compounds. These hydrophilic compounds may be used alone or in combination of two or more.
Nonionic hydrophilic compounds include polyethylene glycol compounds having at least three consecutive ethylene oxide groups. Furthermore, the number average molecular weight of the nonionic hydrophilic compound is preferably 200 to 2,000. The lower limit of the number average molecular weight is more preferably 300, still more preferably 400. The upper limit is more preferably 1500, still more preferably 1200, and most preferably 1000. When the lower limit of the number average molecular weight is less than 200, the compoundability in water-based paints tends to be lowered. When the upper limit is more than 2000, the physical properties of the coating such as water resistance after baking may be lowered.

例示した３個連続したエチレンオキサイド基を有するポリエチレングリコール系化合物には、エチレンオキサイド繰り返し単位に、その他のオキシアルキレン基、具体的にはオキシプロピレン基、あるいはオキシスチレン基などを含有していても良い。その場合のエチレンオキサイド基モル比率は、６０モル％以上が好ましく、より好ましくは７０モル％以上、最も好ましくは８０モル％以上である。エチレンオキサイド基モル比率が高い場合、水系塗料における配合性を効率よく向上することができ、好ましい。 The exemplified polyethylene glycol compound having three consecutive ethylene oxide groups may contain other oxyalkylene groups, specifically oxypropylene groups or oxystyrene groups, in the ethylene oxide repeating unit. . In that case, the ethylene oxide group molar ratio is preferably 60 mol% or more, more preferably 70 mol% or more, and most preferably 80 mol% or more. When the ethylene oxide group molar ratio is high, the compoundability in the water-based paint can be improved efficiently, which is preferable.

このようなポリエチレングリコール系化合物として、モノアルコキシポリエチレングリコール、ポリエチレングリコールあるいはトリオール、ポリプロピレングリコールの末端にエチレンオキサイドを付加重合させた所謂プルロニックタイプのポリプロピレングリコールあるいはトリオール、ポリオキシプロピレンポリオキシエチレンコポリマージオールあるいはトリオール、ポリオキシプロピレンポリオキシエチレンブロックポリマージオールあるいはトリオールが挙げられる。特にモノアルコキシポリエチレングリコール、ポリエチレングリコールが好ましく、さらに好ましくは、モノアルコキシポリエチレングリコールである。モノアルコキシポリエチレングリコールは、ポリエチレングリコールの片末端にアルコールが付加したものであり、使用しうるモノアルコールとしては、炭素数１〜８が好ましく、より好ましくは炭素数１〜６であり、さらに好ましくは炭素数１〜４であり、最も好ましくは、メタノール、エタノールである。 As such polyethylene glycol compounds, monoalkoxy polyethylene glycol, polyethylene glycol or triol, so-called pluronic type polypropylene glycol or triol obtained by addition polymerization of ethylene oxide at the end of polypropylene glycol, polyoxypropylene polyoxyethylene copolymer diol or triol , Polyoxypropylene polyoxyethylene block polymer diol or triol. In particular, monoalkoxy polyethylene glycol and polyethylene glycol are preferable, and monoalkoxy polyethylene glycol is more preferable. The monoalkoxy polyethylene glycol is obtained by adding an alcohol to one end of polyethylene glycol, and the monoalcohol that can be used preferably has 1 to 8 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, and still more preferably. It is C1-C4, Most preferably, they are methanol and ethanol.

ポリエチレングリコールの具体例としては、日本油脂株式会社製ＰＥＧ２００、３００、４００、６００、１０００、２０００が挙げられる。また、モノアルコキシポリエチレングリコールとしては、日本油脂株式会社製ユニオックスＭ４００、５５０、１０００、２０００が挙げられる。
アニオン系親水性化合物としては、カルボン酸基含有化合物、スルホン酸基含有化合物が挙げられる。カルボン酸基含有化合物としては、モノヒドロキシカルボン酸あるいはジヒドロキシカルボン酸あるいはそれらの誘導体が挙げられる。カルボン酸基含有化合物の中では、モノヒドロキシカルボン酸あるいはジヒドロキシカルボン酸が好ましく、さらに好ましくは、モノヒドロキシカルボン酸である。 Specific examples of polyethylene glycol include PEG200, 300, 400, 600, 1000, 2000 manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd. Moreover, as monoalkoxy polyethylene glycol, Nippon Oil & Fat Co., Ltd. UNIOX M400, 550, 1000, 2000 is mentioned.
Examples of the anionic hydrophilic compound include a carboxylic acid group-containing compound and a sulfonic acid group-containing compound. Examples of the carboxylic acid group-containing compound include monohydroxycarboxylic acid, dihydroxycarboxylic acid, and derivatives thereof. Among the carboxylic acid group-containing compounds, monohydroxycarboxylic acid or dihydroxycarboxylic acid is preferable, and monohydroxycarboxylic acid is more preferable.

カルボン酸含有化合物の具体例としては、ヒドロキシピパリン酸、２，２−ジメチロールプロピオン酸、２，２−ジメチロールブタン酸あるいは、これらを開始剤としたポリカプロラクトンジオールやポリエーテルポリオール等の誘導体が挙げられる。
カルボン酸基含有化合物を使用する場合には、中和剤で中和することが好ましい。中和剤としては、アルカリ金属類、アルカリ土類金属類、アンモニア、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジメチルエタノールアミン等の３級アミンが挙げられる。
スルホン酸基含有化合物としては、アミノエチルスルホン酸、エチレンジアミノ−プロピル−β−エチルスルホン酸、１，３−プロピレンジアミン−β−エチルスルホン酸、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）−２−アミノエタンスルホン酸が挙げられる。 Specific examples of the carboxylic acid-containing compound include hydroxypiparic acid, 2,2-dimethylolpropionic acid, 2,2-dimethylolbutanoic acid, and derivatives such as polycaprolactone diol and polyether polyol using these as initiators. Is mentioned.
When using a carboxylic acid group-containing compound, it is preferable to neutralize with a neutralizing agent. Examples of the neutralizing agent include tertiary amines such as alkali metals, alkaline earth metals, ammonia, trimethylamine, triethylamine, and dimethylethanolamine.
Examples of the sulfonic acid group-containing compound include aminoethylsulfonic acid, ethylenediamino-propyl-β-ethylsulfonic acid, 1,3-propylenediamine-β-ethylsulfonic acid, N, N-bis (2-hydroxyethyl) -2. -Aminoethanesulfonic acid.

スルホン酸基含有化合物を使用する場合には、中和剤で中和することが好ましい。中和剤としては、アルカリ金属類、アルカリ土類金属類、アンモニア、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジメチルエタノールアミン等の３級アミンが挙げられる。
カルボン酸基含有化合物とスルホン酸基含有化合物を比較した場合、製造のしやすさ、水系塗料における配合性からカルボン酸基含有化合物が好ましい。 When using a sulfonic acid group-containing compound, it is preferable to neutralize with a neutralizing agent. Examples of the neutralizing agent include tertiary amines such as alkali metals, alkaline earth metals, ammonia, trimethylamine, triethylamine, and dimethylethanolamine.
When the carboxylic acid group-containing compound is compared with the sulfonic acid group-containing compound, the carboxylic acid group-containing compound is preferable from the viewpoint of ease of production and compoundability in water-based paints.

カチオン系親水性化合物としては、水酸基含有アミノ化合物が挙げられる。具体的には、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、ヒドロキシピリジン等が挙げられる。
水酸基含有アミノ化合物を使用する場合には、中和剤で中和することが好ましい。中和剤としては、酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、２−エチルヘキサン酸等の有機酸が挙げられる。 Examples of the cationic hydrophilic compound include a hydroxyl group-containing amino compound. Specific examples include dimethylethanolamine, diethylethanolamine, and hydroxypyridine.
When using a hydroxyl-containing amino compound, it is preferable to neutralize with a neutralizing agent. Examples of the neutralizing agent include organic acids such as acetic acid, propionic acid, butanoic acid, and 2-ethylhexanoic acid.

本発明において、ブロック剤として式（Ｉ）、式（II）に示される２種の活性メチレン化合物を使用したブロックポリイソシアネート組成物は、式（Ｉ）に示されるブロック剤のみを使用した場合と比較して、低温硬化性が向上し、かつ、式（II）に示されるブロック剤のみを使用した場合と比較して、水存在下の貯蔵安定性に優れる（貯蔵中の炭酸ガス発生量が少ない）結果が得られた。性質の異なる２種を共存させた場合、それぞれの短所は補えるが、それぞれの長所も低下するのが、一般的である。しかし、本発明において、式（II）に示されるブロック剤のみを使用した場合の低温硬化性を保持しつつ、式（Ｉ）に示されるブロック剤のみを使用した場合に匹敵する水存在下の貯蔵安定性を示したことは驚くべきことであった。 In the present invention, the block polyisocyanate composition using the two active methylene compounds represented by the formula (I) and the formula (II) as the blocking agent is used only when the blocking agent represented by the formula (I) is used. Compared to the case of using only the blocking agent represented by the formula (II), the low-temperature curability is improved, and the storage stability in the presence of water is excellent (the amount of carbon dioxide generated during storage is low). (Less) results were obtained. When two types having different properties coexist, each disadvantage can be compensated, but each advantage is generally reduced. However, in the present invention, while maintaining the low-temperature curability when only the blocking agent represented by the formula (II) is used, in the presence of water comparable to that when only the blocking agent represented by the formula (I) is used. It was surprising that it showed storage stability.

更に水系塗料における配合性の向上の目的に応じて、界面活性剤、水に対し混和性の傾向を示す溶剤等を使用してもよい。界面活性剤の具体例としては、脂肪族セッケン、ロジン酸セッケン、アルキルスルホン酸塩、ジアルキルアリールスルホン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルアリール硫酸塩などのアニオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル、ポリオキシエチレンオキシプロピレンブロックコポリマーなどのノニオン性界面活性剤が挙げられる。水に対し混和性の傾向を示す溶剤としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、イソブタノール、ブチルグリコール、Ｎ−メチルピロリドン、ブチルジグリコールまたはブチルジグリコールアセテート等が挙げられる。 Furthermore, a surfactant, a solvent showing a miscibility with water, or the like may be used depending on the purpose of improving the compoundability in the water-based paint. Specific examples of the surfactant include anions such as aliphatic soap, rosin acid soap, alkylsulfonate, dialkylarylsulfonate, alkylsulfosuccinate, polyoxyethylenealkylsulfate, polyoxyethylenealkylarylsulfate, etc. And nonionic surfactants such as polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl aryl ether, and polyoxyethylene oxypropylene block copolymer. Examples of the solvent that tends to be miscible with water include propylene glycol monomethyl ether acetate, isobutanol, butyl glycol, N-methylpyrrolidone, butyl diglycol, and butyl diglycol acetate.

本発明においては、ポリオールと配合した際の貯蔵安定性を向上するために１価アルコール系化合物を含むことが好ましい。該１価アルコール系化合物としては、脂肪族、脂環族、芳香族などがあり、脂肪族が好ましい。炭素数１〜２０が好ましく、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、２−ブタノール、ｔ−ブタノール、２−エチル−１−プロパノール、ｎ−アミルアルコール、２−ペンタノール、３−ペンタノール、２−メチル−１−ブタノール、３−メチル−１−ブタノール、２−メチル−２−ブタノール、３−メチル−２−ブタノール、２，２−ジメチル−１−プロパノール、ｎ−ヘキサノール、ｎ−ヘプタノール、ｎ−オクタノール、２−エチル−１−ヘキサノール等の飽和アルコール、２−メトキシエタノール、２−エトキシエタノール、２−ブトキシエタノール、３，６−ジオキサ−１−ヘプタノール等のエーテルアルコール等がある。その添加量は、ブロックポリイソシアネート基に対して０．２〜１０倍モル量が好ましい。 In the present invention, it is preferable to include a monohydric alcohol compound in order to improve the storage stability when blended with a polyol. Examples of the monohydric alcohol compound include aliphatic, alicyclic, and aromatic, with aliphatic being preferred. C1-C20 is preferable, for example, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, 2-butanol, t-butanol, 2-ethyl-1-propanol, n-amyl alcohol, 2-pentanol, 3-pentanol, 2-methyl-1-butanol, 3-methyl-1-butanol, 2-methyl-2-butanol, 3-methyl-2-butanol, 2,2-dimethyl-1-propanol, n-hexanol , Saturated alcohols such as n-heptanol, n-octanol, 2-ethyl-1-hexanol, ether alcohols such as 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, 2-butoxyethanol, 3,6-dioxa-1-heptanol, etc. There is. The addition amount is preferably 0.2 to 10 times the molar amount relative to the blocked polyisocyanate group.

このように調整されたブロックポリイソシアネート組成物は、後述するポリオールと共に配合され水系塗料組成物の主要構成成分を形成する。
本発明に使用するポリオールは、水系塗料として用いられるものであれば特に制限なく使用可能であり、最終的に少なくとも水に分散していればよく、ポリオール骨格内に親水基を有する水溶性ポリオールであってもいいし、水分散性ポリオールであってもいいし、一部水溶性、一部水分散性のポリオールであってもいいし、界面活性剤を用いた外部強制乳化型であってもよい。 The block polyisocyanate composition thus adjusted is blended with a polyol described later to form a main constituent of the water-based coating composition.
The polyol used in the present invention can be used without particular limitation as long as it is used as a water-based paint, and it is sufficient that it is finally dispersed in water, and is a water-soluble polyol having a hydrophilic group in the polyol skeleton. It may be a water-dispersible polyol, a partly water-soluble, a partly water-dispersible polyol, or an externally forced emulsification type using a surfactant. Good.

ポリオールの例としては、ポリエステルポリオール、アクリルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリオレフィンポリオール、フッ素ポリオール、ポリカーボネートポリオールなどが挙げられる。
ポリエステルポリオールとしては、例えばコハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ダイマー酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等のカルボン酸の群から選ばれた二塩基酸の単独または混合物と、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、グリセリンなどの群から選ばれた多価アルコールの単独または混合物との縮合反応によって得られるポリエステルポリオール及び例えば多価アルコールを用いたε−カプロラクトンの開環重合により得られるポリカプロラクトン類等が挙げられる。 Examples of the polyol include polyester polyol, acrylic polyol, polyether polyol, polyolefin polyol, fluorine polyol, and polycarbonate polyol.
As the polyester polyol, for example, a dibasic acid selected from the group of carboxylic acids such as succinic acid, adipic acid, sebacic acid, dimer acid, maleic anhydride, phthalic anhydride, isophthalic acid, terephthalic acid, or a mixture thereof, Polyester polyol obtained by a condensation reaction with a single or mixture of polyhydric alcohols selected from the group such as ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, neopentyl glycol, trimethylolpropane, glycerin and the like, and ε- using polyhydric alcohol, for example And polycaprolactones obtained by ring-opening polymerization of caprolactone.

アクリルポリオールは、ヒドロキシル基を有するエチレン性不飽和結合含有単量体の単独または混合物と、これと共重合可能な他のエチレン性不飽和結合含有単量体の単独または混合物を溶液重合や乳化重合により共重合させることにより得られる。
ヒドロキシル基を有するエチレン性不飽和結合含有単量体としては、例えば、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロピル、アクリル酸ヒドロキシブチル、メタクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシプロピル、メタクリル酸ヒドロキシブチル、これらを原料とするポリカプロラクトンあるいはポリエーテル等が挙げられる。好ましくは、アクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシエチルである。 Acrylic polyol is a solution polymerization or emulsion polymerization of an ethylenically unsaturated bond-containing monomer having a hydroxyl group, either alone or as a mixture, and other ethylenically unsaturated bond-containing monomers copolymerizable therewith. Can be obtained by copolymerization.
Examples of the ethylenically unsaturated bond-containing monomer having a hydroxyl group include hydroxyethyl acrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxybutyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl methacrylate, hydroxybutyl methacrylate, and the like. Examples include polycaprolactone or polyether as a raw material. Preferred are hydroxyethyl acrylate and hydroxyethyl methacrylate.

上記単量体と共重合可能な他のエチレン性不飽和結合含有単量体としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸−ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸−ｎ−ヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸−２−エチルヘキシル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸ベンジル、アクリル酸フェニルなどのアクリル酸エステル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸−ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸−ｎ−ヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸−２−エチルヘキシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸フェニル等のメタクリル酸エステル、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸等の不飽和カルボン酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−メチレンビスアクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミド、ダイアセトンメタクリルアミド、マレイン酸アミド、マレイミド等の不飽和アミド、及びメタクリル酸グリシジル、スチレン、ビニルトルエン、酢酸ビニル、アクリロニトリル、フマル酸ジブチル等のビニル系単量体、ビニルトリメトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、γ−（メタ）アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等の加水分解性シリル基を有するビニル系単量体等が挙げられる。 Other ethylenically unsaturated bond-containing monomers copolymerizable with the above monomers include methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, Acrylic acid esters such as acrylic acid-n-hexyl, cyclohexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, lauryl acrylate, benzyl acrylate, phenyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, isopropyl methacrylate Methacrylic acid-n-butyl, isobutyl methacrylate, methacrylic acid-n-hexyl, cyclohexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, lauryl methacrylate, benzyl methacrylate, phenyl methacrylate, etc. Acid esters, unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, itaconic acid, acrylamide, methacrylamide, N, N-methylenebisacrylamide, diacetone acrylamide, diacetone methacrylamide, maleic acid amide, maleimide, etc. Unsaturated amides and vinyl monomers such as glycidyl methacrylate, styrene, vinyl toluene, vinyl acetate, acrylonitrile, dibutyl fumarate, vinyltrimethoxysilane, vinylmethyldimethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropyltrimethoxy Examples thereof include vinyl monomers having hydrolyzable silyl groups such as silane.

ポリエーテルポリオール類としては、多価ヒドロキシ化合物の単独または混合物に、例えばリチウム、ナトリウム、カリウムなどの水酸化物、アルコラート、アルキルアミンなどの強塩基性触媒を使用して、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、シクロヘキセンオキサイド、スチレンオキサイドなどのアルキレンオキサイドの単独または混合物を付加して得られるポリエーテルポリオール類、更にエチレンジアミン類等の多官能化合物にアルキレンオキサイドを反応させて得られるポリエーテルポリオール類及び、これらポリエーテル類を媒体としてアクリルアミド等を重合して得られる、
いわゆるポリマーポリオール類等が含まれる。 Polyether polyols include, for example, ethylene oxide, propylene oxide, a single or mixture of polyvalent hydroxy compounds, using, for example, hydroxides such as lithium, sodium and potassium, strong basic catalysts such as alcoholates and alkylamines. Polyether polyols obtained by adding a single or mixture of alkylene oxides such as butylene oxide, cyclohexene oxide and styrene oxide, polyether polyols obtained by reacting alkylene oxide with a polyfunctional compound such as ethylenediamine, and Obtained by polymerizing acrylamide or the like using these polyethers as a medium,
So-called polymer polyols are included.

前記多価ヒドロキシ化合物としては
（１）ジグリセリン、ジトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトールなど
（２）エリスリトール、Ｄ−トレイトール、Ｌ−アラビニトール、リビトール、キシリトール、ソルビトール、マンニトール、ガラクチトール、ラムニトール等糖アルコール系化合物
（３）アラビノース、リボース、キシロース、グルコース、マンノース、ガラクトース、フルクトース、ソルボース、ラムノース、フコース、リボデソース等の単糖類、
（４）トレハロース、ショ糖、マルトース、セロビオース、ゲンチオビオース、ラクトース、メリビオースなどの二糖類、
（５）ラフィノース、ゲンチアノース、メレチトースなどの三糖類
（６）スタキオースなどの四糖類
等が挙げられる。 Examples of the polyvalent hydroxy compound include (1) diglycerin, ditrimethylolpropane, pentaerythritol, dipentaerythritol, etc. (2) erythritol, D-threitol, L-arabinitol, ribitol, xylitol, sorbitol, mannitol, galactitol, rhamnitol Isosaccharide alcohol compounds (3) Monosaccharides such as arabinose, ribose, xylose, glucose, mannose, galactose, fructose, sorbose, rhamnose, fucose, ribodesource,
(4) disaccharides such as trehalose, sucrose, maltose, cellobiose, gentiobiose, lactose, melibiose,
(5) Trisaccharides such as raffinose, gentianose, and meletitose (6) Tetrasaccharides such as stachyose.

ポリオレフィンポリオールとしては、例えば、水酸基を２個以上有するポリブタジエン、水素添加ポリブタジエン、ポリイソプレン、水素添加ポリイソプレンなどが挙げられる。
フッ素ポリオールは分子内にフッ素を含むポリオールであり、例えば特開昭５７−３４１０７号公報、特開昭６１−２７５３１１号公報で開示されているフルオロオレフィン、シクロビニルエーテル、ヒドロキシアルキルビニルエーテル、モノカルボン酸ビニルエステル等の共重合体がある。 Examples of the polyolefin polyol include polybutadiene having two or more hydroxyl groups, hydrogenated polybutadiene, polyisoprene, and hydrogenated polyisoprene.
The fluorine polyol is a polyol containing fluorine in the molecule. For example, fluoroolefin, cyclovinyl ether, hydroxyalkyl vinyl ether, vinyl monocarboxylate disclosed in JP-A-57-34107 and JP-A-61-275111. There are copolymers such as esters.

ポリカーボネートポリオール類としては、ジメチルカーボネート等のジアルキルカーボネート、エチレンカーボネート等のアルキレンカーボネート、ジフェニルカーボネート等のジアリールカーボネート等の低分子カーボネート化合物と前述のポリエステルポリオールに用いられる低分子ポリオールとを、縮重合して得られるものが挙げられる。
ポリオールの統計的１分子が持つ水酸基数（以下水酸基平均数）は２以上であることが好ましい。水酸基平均数が２未満であると、得られた塗膜の架橋密度が低下する場合がある。 Polycarbonate polyols include polyalkylenes such as dialkyl carbonates such as dimethyl carbonate, alkylene carbonates such as ethylene carbonate, low molecular carbonate compounds such as diaryl carbonates such as diphenyl carbonate, and low molecular polyols used in the aforementioned polyester polyols. What is obtained is mentioned.
The number of hydroxyl groups (hereinafter, the average number of hydroxyl groups) possessed by one statistical molecule of polyol is preferably 2 or more. When the average number of hydroxyl groups is less than 2, the resulting coating film may have a reduced crosslinking density.

前記ポリオールの水酸基価は１０〜３００ｍｇＫＯＨ／樹脂ｇであることが好ましい。水酸基価１０ｍｇＫＯＨ／樹脂ｇ未満の場合には、架橋密度が減少して、本発明の目的とする物性を必ずしも十分には達成することが出来ず、水酸基価が３００ｍｇＫＯＨ／樹脂ｇを超えると、逆に架橋密度が増大し、塗膜の機械的物性が低下する場合がある。
好ましいポリオールはアクリルポリオール、ポリエステルポリオールである。
ブロックポリイソシアネート組成物とポリオールの配合方法は、ポリオールにブロックポリイソシアネート組成物をそのまま混合・分散させてもいいし、一旦ブロックポリイソシアネート組成物を水と配合させた後、ポリオールと混合させてもよい。また、ブロックイソシアネート基とポリオールの水酸基の当量比は、固形分１００質量％換算で通常１０：１〜１：１０に設定される。 The hydroxyl value of the polyol is preferably 10 to 300 mg KOH / resin g. When the hydroxyl value is less than 10 mgKOH / resin g, the crosslinking density decreases, and the physical properties intended by the present invention cannot always be achieved sufficiently. When the hydroxyl value exceeds 300 mgKOH / resin g, In some cases, the crosslink density increases and the mechanical properties of the coating film decrease.
Preferred polyols are acrylic polyols and polyester polyols.
The blending method of the block polyisocyanate composition and the polyol may be such that the block polyisocyanate composition is mixed and dispersed as it is in the polyol, or once the block polyisocyanate composition is blended with water and then mixed with the polyol. Good. Moreover, the equivalent ratio of the blocked isocyanate group to the hydroxyl group of the polyol is usually set to 10: 1 to 1:10 in terms of solid content of 100% by mass.

また、必要に応じて、酸化防止剤例えばヒンダードフェノール等、紫外線吸収剤例えばベンゾトリアゾール、ベンゾフェノン等、顔料例えば、酸化チタン、カーボンブラック、インジゴ、キナクリドン、パールマイカ等、金属粉顔料例えばアルミ等、レオロジーコントロール剤例えばヒドロキシエチルセルロース、尿素化合物、マイクロゲル等、硬化促進剤例えば、錫化合物、亜鉛化合物、アミン化合物等を添加してもよい。
通常は、ポリオール、硬化剤、添加剤等を混合し、水を主成分とする媒体を添加し、塗装方法に応じた塗料粘度に調整することにより水系塗料組成物となる。 Where necessary, antioxidants such as hindered phenols, ultraviolet absorbers such as benzotriazole and benzophenone, pigments such as titanium oxide, carbon black, indigo, quinacridone, pearl mica, metal powder pigments such as aluminum, etc. Rheology control agents such as hydroxyethyl cellulose, urea compounds, and microgels, and curing accelerators such as tin compounds, zinc compounds, and amine compounds may be added.
Usually, a water-based coating composition is obtained by mixing a polyol, a curing agent, an additive and the like, adding a medium containing water as a main component, and adjusting the coating viscosity according to the coating method.

このようにして調整された水系塗料は、ロール塗装、カーテンフロー塗装、スプレー塗装、静電塗装、ベル塗装等の方法で、鋼板、表面処理鋼板などの金属及びプラスチック、無機材料などの素材にプライマーまたは中塗り、上塗りとして有用であり、更に防錆鋼板を含むプレコートメタル、自動車塗装、プラスチック塗装などに美粧性、耐候性、耐酸性、防錆性、耐チッピング性などを付与するために有用である。また、接着剤、粘着剤、エラストマー、フォーム、表面処理剤などのウレタン原料としても有用である。 The water-based paint prepared in this way is used as a primer for materials such as steel, surface-treated steel and other metals and plastics, and inorganic materials by methods such as roll painting, curtain flow painting, spray painting, electrostatic painting, and bell painting. It is also useful as an intermediate coating or top coating, and is also useful for imparting cosmetics, weather resistance, acid resistance, rust resistance, chipping resistance, etc. to pre-coated metals including anti-rust steel sheets, automobile coating, and plastic coating. is there. It is also useful as a urethane raw material for adhesives, pressure-sensitive adhesives, elastomers, foams, surface treatment agents and the like.

以下に、実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。
（数平均分子量の測定）
ポリイソシアネート組成物の数平均分子量は下記の装置を用いたゲルパーミエーションクロマトグラフ（以下ＧＰＣという）測定によるポリスチレン基準の数平均分子量である。
装置：東ソー（株）ＨＬＣ−８１２０ＧＰＣ（商品名）
カラム：東ソー（株）ＴＳＫｇｅｌＳｕｐｅｒＨ１０００（商品名）×１本
ＴＳＫｇｅｌＳｕｐｅｒＨ２０００（商品名）×１本
ＴＳＫｇｅｌＳｕｐｅｒＨ３０００（商品名）×１本
キャリアー：テトラハイドロフラン
検出方法：示差屈折計
また、ポリオールの数平均分子量は、下記のＧＰＣ測定によるポリスチレン基準の数平均分子量である。
装置：東ソー（株）ＨＬＣ−８１２０ＧＰＣ（商品名）
カラム：東ソー（株）ＴＳＫｇｅｌＳｕｐｅｒＨＭ−Ｈ（商品名）×２本
キャリアー：Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド
検出方法：示差屈折計 Below, based on an Example, this invention is demonstrated still in detail.
(Measurement of number average molecular weight)
The number average molecular weight of the polyisocyanate composition is a polystyrene-based number average molecular weight measured by gel permeation chromatography (hereinafter referred to as GPC) using the following apparatus.
Equipment: Tosoh Corporation HLC-8120GPC (trade name)
Column: Tosoh Corporation TSKgel SuperH1000 (trade name) x 1
TSKgel SuperH2000 (trade name) x 1
TSKgel SuperH3000 (trade name) x 1 Carrier: Tetrahydrofuran Detection method: Differential refractometer The number average molecular weight of the polyol is a polystyrene-based number average molecular weight by GPC measurement described below.
Equipment: Tosoh Corporation HLC-8120GPC (trade name)
Column: Tosoh Corporation TSKgel SuperHM-H (trade name) x 2 Carrier: N, N-dimethylformamide Detection method: differential refractometer

（粘度の測定）
Ｅ型粘度計（トキメック社製ＶＩＳＣＯＮＩＣＥＤ型（商品名））を用いて、２５℃で測定した。
（ウレタン結合、アロファネート結合、イソシアヌレート結合存在の確認）
以下の装置を用いたＮＭＲ測定から、ウレタン結合、アロファネート結合、イソシアヌレート結合の存在を確認した。
装置：日本電子社製ＪＮＭ−ＬＡ４００（商品名） (Measurement of viscosity)
Using an E type viscometer (VISCONIC ED type (trade name) manufactured by Tokimec Co., Ltd.), the measurement was performed at 25 ° C.
(Confirmation of urethane bond, allophanate bond, isocyanurate bond)
The presence of urethane bonds, allophanate bonds and isocyanurate bonds was confirmed by NMR measurement using the following apparatus.
Apparatus: JNM-LA400 (trade name) manufactured by JEOL Ltd.

（ゲル分率）
硬化塗膜を、アセトン中に２３℃、２４時間浸漬後、未溶解部質量の浸漬前質量に対する値を計算した。ゲル分率が８０％以上の場合を○、６０％以上８０％未満の場合を△、６０％未満の場合を×とした。
（貯蔵後ゲル分率保持率）
４０℃、１０日間塗料として貯蔵後のゲル分率が、貯蔵後ゲル分率／初期ゲル分率＝０．９以上の場合を○、０．８以上０．９未満の場合を△、０．８未満の場合を×とした。 (Gel fraction)
After the cured coating film was immersed in acetone at 23 ° C. for 24 hours, the value of the undissolved part mass relative to the mass before immersion was calculated. The case where the gel fraction was 80% or more was evaluated as ◯, the case where it was 60% or more and less than 80% was evaluated as Δ, and the case where it was less than 60% was evaluated as ×.
(Gel fraction retention after storage)
When the gel fraction after storage as a paint at 40 ° C. for 10 days is 0 or more when the gel fraction after storage / initial gel fraction = 0.9 or more, Δ when 0.8 or less and less than 0.9. The case of less than 8 was set as x.

（塗液の外観）
塗液配合後の状態を肉眼で観察した。乳化、分散あるいは溶解状態で分離や沈降等の異常のない状態の場合、良好と記載し、異常があった場合は、その状態を記載した。
（ブロックポリイソシアネート組成物の水溶液貯蔵安定性）
ブロックポリイソシアネート組成物を潜在ＮＣＯ基が３０ｍｍｏｌとなるように添加し、その後、全体の重量が２００ｇとなるように、水を加えて、評価用の水溶液を調整した。この水溶液の４０℃、１０日間貯蔵中に発生したガス（炭酸ガス）の量を測定した。発
生したガス（炭酸ガス）の量が２０ｃｃ未満の場合を○、２０ｃｃ以上３０ｃｃ未満の場合を△、３０ｃｃ以上の場合を×とした。 (Appearance of coating liquid)
The condition after blending the coating solution was observed with the naked eye. When there is no abnormality such as separation or sedimentation in the emulsified, dispersed or dissolved state, it is described as good, and when there is an abnormality, the state is described.
(Aqueous solution storage stability of block polyisocyanate composition)
The block polyisocyanate composition was added so that the latent NCO group was 30 mmol, and then water was added so that the total weight was 200 g to prepare an aqueous solution for evaluation. The amount of gas (carbon dioxide) generated during storage of this aqueous solution at 40 ° C. for 10 days was measured. The case where the amount of the generated gas (carbon dioxide gas) was less than 20 cc was indicated as ◯, the case where it was 20 cc or more but less than 30 cc was indicated as Δ, and the case where it was 30 cc or more was indicated as ×.

（製造例１）（イソシアヌレート型ポリイソシアネート組成物の製造）
攪拌器、温度計、還流冷却管、窒素吹き込み管を取り付けた４つ口フラスコの内部を窒素置換し、ＨＤＩ：１０００ｇを仕込み、６０℃で攪拌下、触媒としてテトラメチルアンモニウム・カプリエート：０．１ｇを加えた。４時間後、反応液の屈折率が１．４６８０（転化率が３８％）になった時点でリン酸０．２ｇを添加して反応を停止した。
その後、反応液を濾過した後、未反応のＨＤＩモノマーは薄膜蒸留により除去した。
得られたポリイソシアネートの２５℃における粘度は２７００ｍＰａ・ｓ、イソシアネート基含有量は２２．２質量％、数平均分子量は６５０、イソシアネート基平均数は３．４であった。その後、ＮＭＲ測定により、イソシアヌレート結合の存在を確認した。 (Production Example 1) (Production of isocyanurate type polyisocyanate composition)
The inside of a four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser, and nitrogen blowing tube was purged with nitrogen, charged with 1000 g of HDI, and stirred at 60 ° C., tetramethylammonium caprate as a catalyst: 0.1 g Was added. After 4 hours, when the refractive index of the reaction solution reached 1.4680 (conversion rate was 38%), 0.2 g of phosphoric acid was added to stop the reaction.
Thereafter, the reaction solution was filtered, and unreacted HDI monomer was removed by thin film distillation.
The resulting polyisocyanate had a viscosity at 25 ° C. of 2700 mPa · s, an isocyanate group content of 22.2% by mass, a number average molecular weight of 650, and an average number of isocyanate groups of 3.4. Thereafter, the presence of an isocyanurate bond was confirmed by NMR measurement.

（製造例２）（ウレタン結合、アロファネート結合含有イソシアヌレート型ポリイソシアネート組成物の製造）
攪拌器、温度計、還流冷却管、窒素吹き込み管を取り付けた４ツ口フラスコ内を窒素雰囲気にし、ＨＤＩ１０００部、３価アルコールであるポリカプロラクトン系ポリエステルポリオール「プラクセル３０３」（ダイセル化学の商品名分子量３００）５０部を仕込み、攪拌下反応器内温度を９０℃１時間保持しウレタン化を行った。この時の屈性率は１．４５３０であった。その後反応液温度を６０℃に保持し、イソシアヌレート化触媒テトラメチルアンモニウムカプリエートを加え、屈折率が１．４７３５（転化率が５４％）になった時点で燐酸を添加し反応を停止した。その後、反応液を濾過した後、未反応のＨＤＩを薄膜蒸留装置により除去した。
得られたポリイソシアネートの２５℃における粘度は９５００ｍＰａ・ｓ、イソシアネート基含有量は１９．２質量％、数平均分子量は１１００、イソシアネート基平均数は５．１であった。その後、ＮＭＲ測定により、ウレタン結合、アロファネート結合、イソシアヌレート結合の存在を確認した。 (Production Example 2) (Production of urethane bond, allophanate bond-containing isocyanurate type polyisocyanate composition)
A four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser, and nitrogen blowing tube was placed in a nitrogen atmosphere, 1000 parts of HDI, polycaprolactone polyester polyol “Placcel 303” (trade name of Daicel Chemical) 50 parts of a molecular weight of 300) was charged, and the temperature in the reactor was kept at 90 ° C. for 1 hour with stirring to perform urethanization. The refractive index at this time was 1.4530. Thereafter, the reaction liquid temperature was kept at 60 ° C., an isocyanurate-forming catalyst tetramethylammonium capriate was added, and phosphoric acid was added when the refractive index reached 1.4735 (conversion rate was 54%) to stop the reaction. Then, after filtering a reaction liquid, unreacted HDI was removed with the thin film distillation apparatus.
The resulting polyisocyanate had a viscosity at 25 ° C. of 9500 mPa · s, an isocyanate group content of 19.2% by mass, a number average molecular weight of 1100, and an isocyanate group average number of 5.1. Thereafter, the presence of urethane bond, allophanate bond and isocyanurate bond was confirmed by NMR measurement.

（実施例１）（ブロックポリイソシアネート組成物の製造）
攪拌器、温度計、還流冷却管、窒素吹き込み管、滴下ロートを取り付けた４ツ口フラスコ内を窒素雰囲気にし、製造例１で得られたポリイソシアネート組成物１００部、数平均分子量４００のメトキシポリエチレングリコール（日本油脂の商品名「ユニオックスＭ４００」）４２．３部（ポリイソシアネート組成物におけるイソシアネート基の２０モル当量％に相当）、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート２９．５部を仕込み、８０℃で７時間保持した。その後反応液温度を６０℃に保持し、イソブタノイル酢酸メチル３５．８部（ポリイソシアネート組成物におけるイソシアネート基の４７モル当量％に相当）、マロン酸ジメチル３２．２部（ポリイソシアネート組成物におけるイソシアネート基の３８モル当量％に相当）、ナトリウムメチラートの２８％メタノール溶液０．８８部を添加し、４Ｈｒ保持した。ｎ−ブタノール５８．９部を添加し、反応液温度８０℃で２Ｈｒ保持し、その後、２−エチルヘキシルアシッドホスフェート０．８６部を添加した。反応液の赤外スペクトルを測定した結果、イソシアネート基が消失し、固形分７０質量％のブロックポリイソシアネート組成物が得られた。得られたブロックポリイソシアネート組成物の物性を表１に示す。 (Example 1) (Production of block polyisocyanate composition)
A 4-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser, nitrogen blowing tube, and dropping funnel is placed in a nitrogen atmosphere, and 100 parts of the polyisocyanate composition obtained in Production Example 1, methoxypolyethylene having a number average molecular weight of 400 42.3 parts of glycol (trade name “Uniox M400” of Japanese fats and oils) (corresponding to 20 molar equivalents of the isocyanate group in the polyisocyanate composition) and 29.5 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate were added at 80 ° C. Held for hours. Thereafter, the reaction solution temperature was maintained at 60 ° C., 35.8 parts of methyl isobutanoyl acetate (corresponding to 47 mole equivalent% of isocyanate groups in the polyisocyanate composition), 32.2 parts of dimethyl malonate (isocyanate groups in the polyisocyanate composition). 0.88 parts of 28% methanol solution of sodium methylate was added and held for 4 hours. 58.9 parts of n-butanol was added, the reaction solution temperature was maintained at 80 ° C. for 2 hours, and then 0.86 part of 2-ethylhexyl acid phosphate was added. As a result of measuring the infrared spectrum of the reaction solution, the isocyanate group disappeared and a block polyisocyanate composition having a solid content of 70% by mass was obtained. The physical properties of the resulting block polyisocyanate composition are shown in Table 1.

（実施例２−８、比較例１−６）
表１に示す以外は実施例１と同様に行った。得られたブロックポリイソシアネート組成物の物性を表１に示す。
（実施例９）
比較例２で得られたブロックポリイソシアネート組成物５０部と比較例３で得られたブロックポリイソシアネート組成物５０部を混合した。得られたブロックポリイソシアネー
トの物性を表２に示す。
（実施例１０−１２、比較例７−８）
表２に示す以外は実施例９と同様に行った。得られたブロックポリイソシアネート組成物の物性を表２に示す。 (Example 2-8, Comparative Example 1-6)
The procedure was the same as in Example 1 except that it was shown in Table 1. The physical properties of the resulting block polyisocyanate composition are shown in Table 1.
Example 9
50 parts of the block polyisocyanate composition obtained in Comparative Example 2 and 50 parts of the block polyisocyanate composition obtained in Comparative Example 3 were mixed. Table 2 shows the physical properties of the obtained block polyisocyanate.
(Example 10-12, Comparative Example 7-8)
The same operation as in Example 9 was performed except for the conditions shown in Table 2. Table 2 shows the physical properties of the resulting blocked polyisocyanate composition.

（応用実施例１）（ブロックポリイソシアネート組成物の評価）
主剤にアクリルエマルジョン（水酸基価４０ｍｇＫＯＨ／樹脂ｇ、Ｔｇ２０℃、数平均分子量１７０，０００、固形分４２質量％）１００部と実施例１で得られたブロックポリイソシアネート組成物１５部（主剤とブロックポリイソシアネート組成物の固形分あたりの重量を１００：２５で配合）、水１６部を塗料配合した。（塗料固形分４０質量％になるように調整）作成した塗料溶液を乾燥後膜厚４０μｍになるようにアプリケーター塗装し、８０℃で３０分間焼付けし、初期ゲル分率を測定した。結果を表２に示した。
この塗料配合後、４０℃で１０日間貯蔵し、貯蔵後、上記と同様の方法で塗装し、ゲル分率を測定した。結果を表３に示した。 (Application Example 1) (Evaluation of Block Polyisocyanate Composition)
100 parts of acrylic emulsion (hydroxyl value 40 mg KOH / resin g, Tg 20 ° C., number average molecular weight 170,000, solid content 42% by mass) and 15 parts of the block polyisocyanate composition obtained in Example 1 (main ingredient and block poly) The weight per solid content of the isocyanate composition was blended at 100: 25), and 16 parts of water were blended. (Adjusted so that the solid content of the paint was 40% by mass) The prepared coating solution was dried and then applied with an applicator to a film thickness of 40 μm, baked at 80 ° C. for 30 minutes, and the initial gel fraction was measured. The results are shown in Table 2.
After blending this paint, it was stored at 40 ° C. for 10 days, and after storage, it was coated in the same manner as described above, and the gel fraction was measured. The results are shown in Table 3.

（応用実施例２−１２、応用比較例１−８）（ブロックポリイソシアネート組成物の評価）
表３に示す以外は応用実施例１と同様に行った。得られたブロックポリイソシアネート組成物の評価結果を表３に示す。
（応用実施例１３）（ブロックポリイソシアネート組成物の水溶液貯蔵安定性）
実施例１で得られたブロックポリイソシアネート組成物２１．４ｇ（潜在ＮＣＯ基として３０ｍｍｏｌに相当）と水１７８．６ｇを配合し、ブロックポリイソシアネート組成物の水溶液を得た。この水溶液の４０℃、１０日間貯蔵中に発生したガス（炭酸ガス）の量を測定した。結果を表４に示した。 (Application Example 2-12, Application Comparative Example 1-8) (Evaluation of Block Polyisocyanate Composition)
The procedure was the same as in Application Example 1 except that it was shown in Table 3. The evaluation results of the obtained block polyisocyanate composition are shown in Table 3.
(Application Example 13) (Aqueous solution storage stability of block polyisocyanate composition)
21.4 g of the block polyisocyanate composition obtained in Example 1 (corresponding to 30 mmol as a latent NCO group) and 178.6 g of water were blended to obtain an aqueous solution of the block polyisocyanate composition. The amount of gas (carbon dioxide) generated during storage of this aqueous solution at 40 ° C. for 10 days was measured. The results are shown in Table 4.

（応用実施例１４−２４、応用比較例９−１１）（ブロックポリイソシアネート組成物の水溶液安定性）
表４に示す以外は応用実施例１３と同様に行った。得られたブロックポリイソシアネート組成物の水溶液の貯蔵中ガス発生量を測定した。結果を表４に示した。
本発明のブロックポリイソシアネート組成物は、実施例、比較例、応用実施例、応用比較例により、９０℃以下でも架橋塗膜を形成可能で、水存在下の貯蔵安定性が良好であり、１液水系塗料用硬化剤として、好適であることが確認できた。 (Application Example 14-24, Application Comparative Example 9-11) (Aqueous solution stability of block polyisocyanate composition)
The procedure was the same as in Application Example 13 except that it was shown in Table 4. The amount of gas generated during storage of the aqueous solution of the obtained block polyisocyanate composition was measured. The results are shown in Table 4.
The block polyisocyanate composition of the present invention can form a crosslinked coating film at 90 ° C. or less, and has good storage stability in the presence of water, according to Examples, Comparative Examples, Application Examples, and Application Comparative Examples. It was confirmed that it was suitable as a curing agent for liquid water-based paints.

本発明のブロックポリイソシアネート組成物は９０℃以下で架橋塗膜を形成可能で、かつ水存在下の貯蔵安定性が良好なブロックポリイソシアネート組成物であり、水系塗料組成物に好適なものである。 The block polyisocyanate composition of the present invention is a block polyisocyanate composition capable of forming a crosslinked coating film at 90 ° C. or less and having good storage stability in the presence of water, and is suitable for a water-based coating composition. .

Claims

(A) a block polyisocyanate composition derived from a polyisocyanate composition selected from an aliphatic polyisocyanate composition, an alicyclic polyisocyanate composition, and an aromatic polyisocyanate composition, (b) An active methylene compound represented by formula (I), (c) an active methylene compound represented by formula (II), and (d) a hydrophilic compound having active hydrogen as constituent components, and corresponding to the following items: The block polyisocyanate composition characterized by these.
1) The molar ratio of the total of (b) component and (c) component: (d) component is 50: 50-98: 2 with respect to the molar equivalent of the isocyanate group of a polyisocyanate composition.
2) The molar ratio of component (b): component (c) is 30:70 to 90:10

(Wherein R ₁ is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms)

R _{1 in the} formula (I) is a methyl group or an ethyl group, and R ₂ and R _{3 in} the formula (II) are the same and are a methyl group, an ethyl group or an isopropyl group. The block polyisocyanate composition according to 1.

The block polyisocyanate composition according to claim 1, comprising a monohydric alcohol compound.

The hydrophilic compound having active hydrogen is a polyethylene glycol compound having at least three consecutive ethylene oxide groups and / or a monohydroxycarboxylic acid, a dihydroxycarboxylic acid, or a derivative thereof. The block polyisocyanate composition according to any one of the above.

The hydrophilic compound having active hydrogen is a polyethylene glycol compound and / or monohydroxycarboxylic acid in which a monoalcohol having 1 to 4 carbon atoms is added to one end of a number average molecular weight of 200 to 2000. The block polyisocyanate composition in any one of 1-4.

The water-based coating composition which has as a main component the block polyisocyanate composition and polyol in any one of Claims 1-5.