JP2010509421A - 低粘度コーティング組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
(A)ポリエステル(メタ)アクリレート、ポリエーテル(メタ)アクリレート、ポリカーボネート(メタ)アクリレート、エポキシド(メタ)アクリレート、及びウレタン(メタ)アクリレートから成る群から選択される、少なくとも2つの(メタ)アクリレート基を有する少なくとも1種の化合物と、
(B)場合により、少なくとも1つのエチレン性不飽和基を有する、(A)とは異なる少なくとも1種の化合物と、
(C)アジピン酸ジビニルと、
(D)場合により、少なくとも1種の溶媒と、
(E)少なくとも1種の光開始剤と、
(F)場合により、さらなるコーティングに典型的な成分と
を含み、放射線硬化性成分(A)+(B)+(C)の総量に対するアジピン酸ジビニル(C)の割合が少なくとも20質量%である、
放射線硬化性コーティング組成物によって達成された。
(a)少なくとも1種の有機脂肪族、芳香族、又は脂環式のジイソシアネートもしくはポリイソシアネートと、
(b)少なくとも1つのイソシアネート反応基及び少なくとも1つの(メタ)アクリレート基を有する少なくとも1種の化合物と
(c)場合により、少なくとも2つのイソシアネート反応基を有する少なくとも1種の化合物と
を含む。
1)イソシアヌレート基を有し、芳香族、脂肪族、及び/又は脂環式のジイソシアネートから得られるポリイソシアネート。ここで、特に好ましいのは、対応する脂肪族及び/又は脂環式のイソシアナトイソシアヌレートであり、特に、ヘキサメチレンジイソシアネート及びイソホロンジイソシアネートをベースとするものが挙げられる。このイソシアヌレートは、特に、ジイソシアネートの環式三量体であるトリスイソシアナトアルキルイソシアヌレート又はトリスイソシアナトシクロアルキルイソシアヌレート、あるいは2つ以上のイソシアヌレート環を有する高級同族体との混合物である。このイソシアナトイソシアヌレートは、一般的に、10〜30質量%、特に15〜25質量%のNCO含有量、及び2.6〜8の平均NCO官能価を有している。
2)芳香族、脂肪族及び/又は環式脂肪族の結合しているイソシアネート基、好ましくは脂肪族及び/又は環式脂肪族の結合しているイソシアネート基を有するウレトジオンジイソシアネート、並びに特にヘキサメチレンジイソシアネート又はイソホロンジイソシアネート由来のもの。ウレトジオンジイソシアネートは、ジイソシアネートの環状二量化生成物である。ウレトジオンジイソシアネートは、単一の成分として、あるいはその他のポリイソシアネート、特に1)おいて挙げられたポリイソシアネートとの混合物として用いることができる。
3)ビウレット基を有し、かつ、芳香族、環式脂肪族又は脂肪族の結合している、好ましくは環式脂肪族又は脂肪族の結合しているイソシアネート基を有するポリイソシアネート、特に、トリス(6−イソシアナトヘキシル)ビウレット又はそれらとその高級同族体との混合物。ビウレット基を有するこれらのポリイソシアネートは、一般的に、18〜22質量%のNCO含有量及び2.8〜4.5の平均NCO官能価を有する。
4)ウレタン基及び/又はアロファネート基を有し、かつ芳香族、脂肪族、又は環式脂肪族の結合している、好ましくは脂肪族又は環式脂肪族の結合しているイソシアネート基を有するポリイソシアネート(例えば、過剰な量のヘキサメチレンジイソシアネート又はイソホロンジイソシアネートと、一価又は多価アルコール(例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−プロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、sec−ブタノール、tert−ブタノール、n−ヘキサノール、n−ヘプタンオール、n−オクタノール、n−デカノール、n−ドデカノール(ラウリルアルコール)、2−エチルヘキサノール、n−ペンタノール、ステアリルアルコール、セチルアルコール、ラウリルアルコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、1,3−プロパンジオールモノメチルエーテル、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、シクロオクタノール、シクロドデカノール、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール、ペンタエリスリトール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,3−プロパンジオール、2−エチル−1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール、グリセロール、1,2−ジヒドロキシプロパン、2,2−ジメチル−1,2−エタンジオール、1,2−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、3−メチルペンタン−1,5−ジオール、2−エチルヘキサン−1,3−ジオール、2,4−ジエチルオクタン−1,3−ジオール、ネオペンチルグリコールヒドロキシピバレート、ジトリメチロールプロパン、ジペンタエリスリトール、2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン、1,1−、1,2−、1,3−、及び1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,2−、1,3−、又は1,4−シクロヘキサンジオール、あるいはそれらの混合物との反応によって得られるもの)。ウレタン基及び/又はアロファネート基を有するこれらのポリイソシアネートは、一般的に、12〜20質量%のNCO含有量、及び2.5〜4.5の平均NCO官能価を有する。
5)好ましくはヘキサメチレンジイソシアネート又はイソホロンジイソシアネート由来の、オキサジアジントリオン基を有するポリイソシアネート。オキサジアジントリオン基を有するそのようなポリイソシアネートは、ジイソシアネート及び二酸化炭素から製造することができる。
6)好ましくはヘキサメチレンジイソシアネート又はイソホロンジイソシアネート由来の、イミノオキサジアジンジオン基を有するポリイソシアネート。イミノオキサジアジンジオン基を有するそのようなポリイソシアネートは、特定の触媒を用いてジイソシアネートから製造することができる。
7)ウレトンイミン変性ポリイソシアネート。
8)カルボジイミド変性ポリイソシアネート。
9)例えば、独国特許出願公開第1001318(A1)号又は同第10013187(A1)号により公知の種類の超分岐ポリイソシアネート。
10)ジイソシアネート及び/又はポリイソシアネートとアルコールから得られるポリウレタンポリイソシアネートプレポリマー。
11)ポリ尿素−ポリイソシアネートプレポリマー。
(b)イソシアネート反応基の1.5〜3.0、好ましくは1.5〜2.5、特に好ましくは1.5〜2.0、特に1.6〜1.8モル、
(c)イソシアネート反応基の0〜1.5、好ましくは0.5〜1.5、特に好ましくは0.7〜1.5、特に0.8〜1.5モル
である。
で表されるカーボネート(メタ)アクリレートである。
R1及びR2は、お互いに独立して、水素、あるいは非置換C1−C18アルキル又はアリール−、アルキル−、アリールオキシ−、アルキルオキシ−、ヘテロ原子− 及び/又は複素環−置換C1−C18アルキルであり、
k、l、m、及びqは、お互いに独立して、それぞれ1〜10の整数、好ましくは1〜5の、より好ましくは1〜3の整数であり、
各Xi(i=1〜k、1〜l、1〜m、及び1〜q)は、お互いに独立して、基−CH2−CH2−O−、−CH2−CH(CH3)−O−、−CH(CH3)−CH2−O−、CH2−C(CH3)2−O−、−C(CH3)2−CH2−O−、−CH2−CHVin−O−、−CHVin−CH2−O−、−CH2−CHPh−O−、及び−CHPh−CH2−O−から選択され、好ましくは、基−CH2−CH2−O−、−CH2−CH(CH3)−O−、及びCH(CH3)−CH2−O−から選択され、並びにより好ましくは−CH2−CH2−O−であり、
ここで、Phはフェニルであり、Vinはビニルである]
のアルコキシ化ポリオールである。
ベンゾフェノンとしては、例えば、ベンゾフェノン、4−アミノベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4−フェニルベンゾフェノン、4−クロロベンゾフェノン、ミヒラーケトン、o−メトキシベンゾフェノン、2,4,6−トリメチルベンゾフェノン、4−メチルベンゾフェノン、2,4−ジメチルベンゾフェノン,4−イソプロピルベンゾフェノン、2−クロロベンゾフェノン、2,2’−ジクロロベンゾフェノン、4−メトキシベンゾフェノン、4−プロポキシベンゾフェノン、又は4−ブトキシドベンゾフェノンなどが挙げられ;
α−ヒドロキシアルキルアリールケトンとしては、例えば、1−ベンゾイルシクロヘキサン−1−オール(1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン)、2−ヒドロキシ−2,2−ジメチルアセトフェノン(2−ヒドロキシ−2−メチル−1フェニルプロパン−1−オン)、1−ヒドロキシアセトフェノン、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、及び共重合形態において2−ヒドロキシ−2−メチル−1−(4−イソプロペン−2−イルフェニル)プロパン−1−オンを含むポリマー(Esacure(登録商標) KIP 150)などが挙げられ;
キサントン及びチオキサントンとしては、例えば、10−チオキサンテノン、チオキサンテン−9−オン、キサンテン−9−オン、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン、及びクロロキサンテノンなどが挙げられ;
アントラキノンとしては、例えば、β−メチルアントラキノン、tert−ブチルアントラキノン、アントラキノンカルボニル酸エステル、ベンズ[de]アントラセン−7−オン、ベンズ[a]アントラセン−7,12−ジオン、2−メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、2−tert−ブチルアントラキノン、1−クロロアントラキノン、及び2−アミルアントラキノンなどが挙げられ;
アセトフェノンとしては、例えば、アセトフェノン、アセトナフトキノン、バレロフェノン、ヘキサノフェノン、α−フェニルブチロフェノン、p−モルホリノプロピオフェノン、ジベンゾスベロン、4−モルホリノベンゾフェノン、p−ジアセチルベンゼン、4’−メトキシアセトフェノン、α−テトラロン、9−アセチルフェナントレン、2−アセチルフェナントレン、3−アセチルフェナントレン、3−アセチルインドール、9−フルオレノン、1−インダノン、1,3,4−トリアセチルベンゼン、1−アセトナフトン、2−アセトナフトン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2,2−ジエトキシ−2−フェニルアセトフェノン、1,1−ジクロロアセトフェノン、1−ヒドロキシアセトフェノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1−オン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−2−オン、及び2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)ブタン−1−オンなどが挙げられ;
ベンゾイン及びベンゾインエーテルとしては、例えば、4−モルホリノデオキシベンゾイン、ベンゾイン、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインテトラヒドロピラニルエーテル、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、及び7−H−ベンゾインメチルエーテルなどが挙げられ;
ケタールとしては、例えば、アセトフェノンジメチルケタール、2,2−ジエトキシアセトフェノン、及びベンジルケタール(例えば、ベンジルジメチルケタール)などが挙げられ;
フェニルグリオキシル酸としては、例えば、独国特許出願公開第19826712(A)号、同第19913353(A)号、又は国際特許公開公報第98/33761号に記載されているようなものが挙げられる。
(A)20質量%〜80質量%、好ましくは30質量%〜80質量%、より好ましくは40質量%〜75質量%、非常に好ましくは50質量%〜70質量%
(B)0質量%〜25質量%、好ましくは0質量%〜20質量%、より好ましくは0質量%〜15質量%、非常に好ましくは0質量%〜10質量%
(C)20質量%〜80質量%、好ましくは20質量%〜70質量%、より好ましくは25質量%〜60質量%、非常に好ましくは30質量%〜50質量%
(D)0質量%〜25質量%、好ましくは0質量%〜20質量%、より好ましくは0質量%〜15質量%、非常に好ましくは0質量%〜10質量%
(E)0.1質量%〜5質量%、好ましくは0.2質量%〜5質量%、より好ましくは0.3質量%〜4質量%、非常に好ましくは0.5質量%〜3質量%
(F)0質量%〜50質量%、好ましくは5質量%〜50質量%、より好ましくは10質量%〜40質量%と、非常に好ましくは20質量%〜30質量%
ただし、合計は常に100質量%である。
実施例
実施例A
520g/モルの平均モル質量を有するエポキシドアクリレート(アクリル酸とビスフェノールAジグリシジルエーテル(EPA 520)の反応生成物)を5つの異なる濃度でアジピン酸ジビニル(ADVE)と混合した(実施例A.1〜A.5)。表にその粘度を示す。比較のために、EPA 520を5つの異なる濃度でヘキサンジオールジアクリレート(HDDA)と混合して(実施例A.6〜A.10)、アジピン酸ジビニルに関する希釈効果を調べた。
多官能性ウレタンアクリレートUA1は、5つの異なる濃度でヘキサンジオールジアクリレートではなくアジピン酸ジビニル(ADVE)に溶解させた点を除いて、欧州特許出願公開第903363(A1)号の実施例7と同様に製造した(実施例B.1〜B.5)。表にその粘度を示す。比較のために、同じウレタンアクリレートUA1を製造し、5つの異なる濃度でヘキサンジオールジアクリレート(HDDA)に溶解させ(実施例B.6〜B.10)、アジピン酸ジビニルに関する希釈効果を調べた。
不飽和ポリエステルアクリレートとエポキシドアクリレートの市販混合物(BASF AG(ルートヴィヒスハーフェン)のLaromer(登録商標) LR 8800)を、5つの異なる濃度でアジピン酸ジビニル(ADVE)と混合した(実施例C.1〜C.5)。表にその粘度を示す。比較のために、Laromer(登録商標) LR 8800を、5つの異なる濃度でヘキサンジオールジアクリレート(HDDA)と混合して(実施例C.6〜C.10)、アジピン酸ジビニルに関する希釈効果を調べた。
ポリエステルアクリレートとエポキシドアクリレートの市販混合物(BASF AG(ルートヴィヒスハーフェン)のLaromer(登録商標)PE 44F)を、5つの異なる濃度でアジピン酸ジビニル(ADVE)と混合した(実施例D.1〜D.5)。表にその粘度を示す。比較のために、Laromer(登録商標)PE 44Fを、5つの異なる濃度でヘキサンジオールジアクリレート(HDDA)と混合して(実施例D.6〜D.10)、アジピン酸ジビニルに関する希釈効果を調べた。
8官能性ウレタンアクリレートUA2を、国際特許公開公報第2006/069690号の実施例1と同様に、5つの異なる濃度でアジピン酸ジビニル(ADVE)と混合した(実施例E.1〜E.5)。表にその粘度を示す。比較のために、UA2を、5つの異なる濃度でヘキサンジオールジアクリレート(HDDA)と混合して(実施例E.6〜E.10)、アジピン酸ジビニルに関する希釈効果を調べた。
UV硬化後のアクリレート及びビニルエステルの振り子減衰及びエリクセン・カッピングの性能特性の測定
振り子減衰は、DIN53157に従って測定した。そのために、放射線硬化性組成物をガラス上に、未乾燥状態での膜厚が400μmとなるように塗装した。未乾燥塗膜は、最初に室温で15分間フラッシュオフし、次に100℃で20分間乾燥した。このようにして得られた被膜を、ISTコーティングユニット(タイプM40 2×1−R−IR−SLC−So 不活性)において、2個のUVランプ(高圧水銀ランプ タイプM 400 U2H及びタイプM 400 U2HC)により、コンベアベルト速度10m/分で窒素雰囲気下(酸素含有量は500ppm以下)にて硬化させた。放射線量は、約1,900mJ/cm2であった。
Claims (10)
- (A)ポリエステル(メタ)アクリレート、ポリエーテル(メタ)アクリレート、ポリカーボネート(メタ)アクリレート、エポキシド(メタ)アクリレート、及びウレタン(メタ)アクリレートから成る群から選択される、少なくとも2つの(メタ)アクリレート基を有する少なくとも1種の化合物と、
(B)場合により、少なくとも1つのエチレン性不飽和基を有する、(A)とは異なる少なくとも1種の化合物と、
(C)アジピン酸ジビニルと、
(D)場合により、少なくとも1種の溶媒と、
(E)少なくとも1種の光開始剤と、
(F)場合により、さらなるコーティングに典型的な成分と
を含み、
放射線硬化性成分(A)+(B)+(C)の総量に対するアジピン酸ジビニル(C)の割合が、少なくとも20質量%である、
放射線硬化性コーティング組成物。 - 前記エポキシド(メタ)アクリレートが、(メタ)アクリル酸と、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル、1,1,2,2−テトラキス[4−(2,3−エポキシプロポキシ)フェニル]エタン(CAS No.[27043−37−4])、ポリプロピレングリコールのジグリシジルエーテル(α、ω−ビス(2,3−エポキシプロポキシ)ポリ(オキシプロピレン)(CAS No.[16096−30−3])、又は水素化ビスフェノールA(2,2−ビス[4(2,3−エポキシプロポキシ)シクロヘキシル]プロパンのジグリシジルエーテル(CAS No.[13410−58−7])との反応生成物である、請求項1に記載のコーティング組成物。
- 前記ウレタン(メタ)アクリレートが、
(a)少なくとも1種の有機脂肪族、芳香族、又は脂環式のジイソシアネートもしくはポリイソシアネートと、
(b)少なくとも1つのイソシアネート反応基及び少なくとも1つの(メタ)アクリレート基を有する少なくとも1種の化合物と、
(c)場合により、少なくとも2つのイソシアネート反応基を有する少なくとも1種の化合物と
から合成される、請求項1に記載のコーティング組成物。 - 前記ジイソシアネートが、1−イソシアナト−3,3,5−トリメチル−5−(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(イソホロンジイソシアネート)、1,6−ジイソシアナトヘキサン、4,4’−ジ(イソシアナトシクロヘキシル)メタン、及び3(又は4)、8(又は9)−ビス(イソシアナトメチル)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン異性体混合物から成る群から選択される、請求項3に記載のコーティング組成物。
- 前記ポリイソシアネートが、イソシアヌレート基及び/又はアロファネート基及び/又はビウレット基を含むポリイソシアネートである、請求項3に記載のコーティング組成物。
- 前記化合物(b)が、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、及び3−ヒドロキシプロピルアクリレートから成る群から選択される、請求項3から5までのいずれか1項に記載のコーティング組成物。
- 前記ポリエステル(メタ)アクリレートが、二価カルボン酸と二価アルコールとを反応させることによって得ることができる(メタ)アクリル化ポリエステルポリオールである、請求項1に記載のコーティング組成物。
- 前記ポリエーテル(メタ)アクリレートが、式(Ia)〜(Id):
R1及びR2は、お互いに独立して、水素、あるいは非置換C1−C18アルキル又はアリール−、アルキル−、アリールオキシ−、アルキルオキシ−、ヘテロ原子−及び/又は複素環−置換C1−C18アルキルであり、
k、l、m、及びqは、お互いに独立して、それぞれ1〜10の整数、好ましくは1〜5の、より好ましくは1〜3の整数であり、
各Xi(i=1〜k、1〜l、1〜m、及び1〜q)は、お互いに独立して、基−CH2−CH2−O−、−CH2−CH(CH3)−O−、−CH(CH3)−CH2−O−、CH2−C(CH3)2−O−、−C(CH3)2−CH2−O−、−CH2−CHVin−O−、−CHVin−CH2−O−、−CH2−CHPh−O−、及び−CHPh−CH2−O−から選択され、好ましくは、基−CH2−CH2−O−、−CH2−CH(CH3)−O−、及びCH(CH3)−CH2−O−から選択され、並びにより好ましくは−CH2−CH2−O−であり、
ここで、Phはフェニルであり、Vinはビニルである]
で表される、完全に(メタ)アクリル化され、アルコキシ化されたポリオールである、請求項1に記載のコーティング組成物。 - 請求項1から8までのいずれか1項に記載のコーティング組成物でコーティングされた基材に、120℃までの温度でUV光を照射する工程を含んでなる、基材のコーティング方法。
- コーティング組成物の粘度を下げるためのアジピン酸ジビニルの使用。
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