JP2011231264A - High compatibility, aqueous block polyisocyanate - Google Patents

High compatibility, aqueous block polyisocyanate Download PDF

Info

Publication number
JP2011231264A
JP2011231264A JP2010104686A JP2010104686A JP2011231264A JP 2011231264 A JP2011231264 A JP 2011231264A JP 2010104686 A JP2010104686 A JP 2010104686A JP 2010104686 A JP2010104686 A JP 2010104686A JP 2011231264 A JP2011231264 A JP 2011231264A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mass
polyisocyanate
aqueous
derived
block polyisocyanate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2010104686A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5570057B2 (en
Inventor
Yoshiyuki Asahina
芳幸 朝比奈
Michiaki Sasahira
理朗 笹平
Yuichi Miwa
祐一 三輪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Kasei Chemicals Corp
Original Assignee
Asahi Kasei Chemicals Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Kasei Chemicals Corp filed Critical Asahi Kasei Chemicals Corp
Priority to JP2010104686A priority Critical patent/JP5570057B2/en
Publication of JP2011231264A publication Critical patent/JP2011231264A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5570057B2 publication Critical patent/JP5570057B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aqueous block polyisocyanate excellent in compatibility with polyol and having low-temperature curability; and a paint composition containing the same.SOLUTION: The aqueous block polyisocyanate includes the following ingredient composition: (1) 25-75 mass% of a constitutional unit derived from polyisocyanate derived from at least one of an aliphatic diisocyanate monomer and/or an alicyclic diisocyanate monomer; (2) 2-10 mass% of a constitutional unit derived from diol; (3) 1-30 mass% of a constitutional unit derived from monool obtained by polymerizing alkylene oxide having 3 or more carbon atoms; (4) 5-40 mass% of a constitutional unit derived from polyethylene oxide having a hydroxyl group at one end; and (5) 10-40 mass% of a constitutional unit derived from a blocking agent.

Description

本発明はポリオールとの相溶性に優れ、かつ低温硬化性を有するブロックポリイソシアネートおよびこれを含む塗料組成物に関する。   The present invention relates to a blocked polyisocyanate having excellent compatibility with a polyol and having low temperature curability and a coating composition containing the same.

ポリイソシアネートを硬化剤としたウレタン系塗料組成物から形成された塗膜は耐薬品性、可撓性などが優れている。特に、脂肪族、脂環族ジイソシアネートから得られるポリイソシアネートを使用した場合、更に耐候性が優れるため、その使用は常温硬化性の2液ウレタン塗料、熱硬化性の1液ウレタン塗料の形態で、建築、重防、自動車、工業用及びその補修など多岐にわたっている。
地球環境負荷低減のため、優れた性能を発揮するウレタン系塗料組成物に用いる硬化剤であるポリイソシアネートの水性化検討が行われている。1液性塗料組成物の硬化剤である、ブロックポリイソシアネートに関しても多くの提案がなされている。
ブロックポリイソシアネートを水性化する有力な方法の1つは親水基をブロックポリイソシアネートに付加することが挙げられる。親水基が付加された、ブロックポリイソシアネートは、ブロックイソシアネートの官能基数が多くの場合、低下する。この場合、ジオールなどで鎖延長し、ブロックイソシアネート基の官能基数の増加する技術がある。
しかしながら、この技術は分子量の増加を伴い、同時に使用する樹脂との相溶性を低下させる場合があり、その使用が制限されていた。
更に親水基の多くは、ウレタン塗料組成物の主成分樹脂であるポリオールとの相溶性が良好でないことも、その使用を制限する場合があった。
一方、ブロックポリイソシアネートの低温硬化性の向上が望まれている。ピラゾール系化合物でイソシアネート基がブロックされた、低温硬化性を有する水性ブロックポリイソシアネートに関する、いくつかの提案がある(特許文献1,2)。
A coating film formed from a urethane-based coating composition using polyisocyanate as a curing agent is excellent in chemical resistance, flexibility, and the like. In particular, when a polyisocyanate obtained from an aliphatic or alicyclic diisocyanate is used, since the weather resistance is further excellent, its use is in the form of a room temperature curable two-component urethane paint, a thermosetting one-component urethane paint, It covers a wide variety of fields including architecture, heavy defense, automobiles, industrial use and repairs.
In order to reduce the burden on the global environment, water-based examination of polyisocyanate, which is a curing agent used in urethane-based coating compositions exhibiting excellent performance, has been conducted. Many proposals have also been made regarding block polyisocyanates, which are curing agents for one-component coating compositions.
One of the effective methods for making the block polyisocyanate aqueous is to add a hydrophilic group to the block polyisocyanate. The blocked polyisocyanate to which a hydrophilic group is added is lowered when the number of functional groups of the blocked isocyanate is large. In this case, there is a technique for extending the chain with a diol or the like and increasing the number of functional groups of the blocked isocyanate group.
However, this technique has been accompanied by an increase in molecular weight, which may reduce compatibility with the resin used at the same time, and its use has been limited.
Furthermore, the use of many hydrophilic groups may be limited due to poor compatibility with the polyol, which is the main component resin of the urethane coating composition.
On the other hand, improvement of the low temperature curability of block polyisocyanate is desired. There are several proposals regarding aqueous blocked polyisocyanates having a low temperature curability in which isocyanate groups are blocked with pyrazole compounds (Patent Documents 1 and 2).

特表平11−512772号公報Japanese National Patent Publication No. 11-512772 特表平2002−511507号公報Japanese National Patent Publication No. 2002-511507

本発明の目的は、ポリオールとの相溶性に優れ、かつ低温硬化性を有する水性ブロックポリイソシアネートおよびこれを含む塗料組成物の提供にある。   An object of the present invention is to provide an aqueous block polyisocyanate having excellent compatibility with a polyol and having low temperature curability and a coating composition containing the same.

本発明者らは鋭意検討した結果、ポリイソシアネート及び特定化合物から誘導されるブロックポリイソシアネートが前記課題を達成することを見出し、本発明を完成するに至った。
1.下記成分組成を有する、水性ブロックポリイソシアネート。
1)脂肪族ジイソシアネートモノマー及び/又は脂環族ジイソシアネートモノマーの少なくとも1種以上から誘導されるポリイソシアネートから誘導される構成単位の割合が25〜75質量%。
2)ジオールから誘導される構成単位の割合が2〜10質量%。
3)炭素数3以上のアルキレンオキサイドが重合したモノオールから誘導される構成単位の割合が1〜30質量%。
4)片末端水酸基であるポリエチレンオキサイドから誘導される構成単位の割合が5〜40質量%。
5)ブロック剤から誘導される構成単位の割合が10〜40質量%。
2.前記ブロック剤がピラゾール系化合物である、1の水性ブロックポリイソシアネート。
3.前記炭素数3以上のアルキレンオキサイドがプロピレンオキサイドである1または2の水性ブロックポリイソシアネート。
4.前記脂肪族ジイソシアネートモノマー及びまたは脂環族ジイソシアネートモノマーがヘキサメチレンジイソシアネートである、1,2または3の水性ブロックポリイソシアネート。
5.1,2,3または4のいずれかに記載の水性ブロックポリイソシアネートを含む水性塗料組成物。
As a result of intensive studies, the present inventors have found that a block polyisocyanate derived from a polyisocyanate and a specific compound achieves the above-mentioned problem, and has completed the present invention.
1. An aqueous block polyisocyanate having the following component composition.
1) The proportion of structural units derived from a polyisocyanate derived from at least one of an aliphatic diisocyanate monomer and / or an alicyclic diisocyanate monomer is 25 to 75% by mass.
2) The ratio of the structural unit derived from diol is 2-10 mass%.
3) The proportion of structural units derived from monools in which alkylene oxides having 3 or more carbon atoms are polymerized is 1 to 30% by mass.
4) The ratio of the structural unit induced | guided | derived from the polyethylene oxide which is a single terminal hydroxyl group is 5-40 mass%.
5) The ratio of the structural unit induced | guided | derived from a blocking agent is 10-40 mass%.
2. One aqueous block polyisocyanate, wherein the blocking agent is a pyrazole compound.
3. 1 or 2 aqueous block polyisocyanate, wherein the alkylene oxide having 3 or more carbon atoms is propylene oxide.
4). 1, 2, or 3 aqueous blocked polyisocyanate, wherein the aliphatic diisocyanate monomer and / or alicyclic diisocyanate monomer is hexamethylene diisocyanate.
5. An aqueous coating composition comprising the aqueous blocked polyisocyanate according to any one of 1, 2, 3, and 4.

本発明の水性ブロックポリイソシアネートはポリオールとの相溶性に優れ、低温硬化性を有する。   The aqueous block polyisocyanate of the present invention is excellent in compatibility with polyol and has low temperature curability.

以下、本発明について、詳細に述べる。
本発明に用いることのできる脂肪族、脂環族ジイソシアネートとは、その構造の中にベンゼン環を含まない。脂肪族ジイソシアネートモノマーとしては、炭素数4〜30のものが好ましく、例えば、テトラメチレン−1,4−ジイソシアネート、ペンタメチレン−1,5−ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、2,2,4−トリメチル−ヘキサメチレン−1,6−ジイソシアネート、リジンジイソシアネート等を挙げることが出来る。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と言う)、1,3−ビス(イソシアネートメチル)−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などがある。なかでも、耐候性、工業的入手の容易さから、HDIが好ましい。2種以上併用することもできる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The aliphatic and alicyclic diisocyanates that can be used in the present invention do not contain a benzene ring in the structure. As the aliphatic diisocyanate monomer, those having 4 to 30 carbon atoms are preferable. For example, tetramethylene-1,4-diisocyanate, pentamethylene-1,5-diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (HDI), 2,2,4- Examples thereof include trimethyl-hexamethylene-1,6-diisocyanate and lysine diisocyanate. The alicyclic diisocyanate preferably has 8 to 30 carbon atoms, and includes isophorone diisocyanate (hereinafter referred to as IPDI), 1,3-bis (isocyanatemethyl) -cyclohexane, 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate and the like. Of these, HDI is preferred because of weather resistance and industrial availability. Two or more kinds can be used in combination.

これらのジイソシアネートモノマーから本発明に用いるポリイソシアネートが誘導される。ポリイソシアネートはイソシアヌレート基を含むことが好ましい。イソシアヌレート基を有するポリイソシアネートで硬化した塗膜は、耐侯性が良好であり、高い塗膜硬度を達成することができる。
このポリイソシアネートは、イソシアヌレート基以外の例えば、ビウレット基、尿素基、ウレトジオン基、ウレタン基、アロファネート基、オキサジアジントリオン基等を同時に含むことができる。
イソシアヌレート基を有するポリイソシアネートは例えば触媒などによりイソシアヌレート化反応を行い、所定の転化率になった時に反応を停止し、ジイソシアネートモノマーを除去して得られる。
The polyisocyanate used in the present invention is derived from these diisocyanate monomers. The polyisocyanate preferably contains isocyanurate groups. A coating film cured with a polyisocyanate having an isocyanurate group has good weather resistance and can achieve high coating film hardness.
This polyisocyanate can simultaneously contain, for example, a biuret group, a urea group, a uretdione group, a urethane group, an allophanate group, an oxadiazinetrione group, and the like other than the isocyanurate group.
A polyisocyanate having an isocyanurate group is obtained by, for example, carrying out an isocyanurate reaction with a catalyst or the like, stopping the reaction when a predetermined conversion rate is reached, and removing a diisocyanate monomer.

この際に使用するイソシアヌレート化反応触媒としては、例えば一般に塩基性を有するものが好ましく、(a)例えば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、(b)例えば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、(c)酢酸、カプロン酸、オクチル酸、ミリスチン酸等のアルキルカルボン酸の例えば錫、亜鉛、鉛等のアルカリ金属塩、(d)例えばナトリウム、カリウム等の金属アルコラート、(e)例えば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、(f)マンニッヒ塩基類、(g)第3級アミン類とエポキシ化合物との併用、(h)例えばトリブチルホスフィン等の燐系化合物等がある。これら触媒の使用量は原料である、ジイソシアネート、ポリオールの合計質量に対して、10ppm〜1%の範囲から選択される。これらは反応終了させるために、例えば触媒を中和する例えばリン酸、酸性リン酸エステルなどの酸性物質の添加、熱分解、化学分解により不活性化される。   As the isocyanuration reaction catalyst used in this case, for example, a catalyst having basicity is generally preferred. (A) Tetraalkylammonium hydroxide such as tetramethylammonium and tetraethylammonium, and organic solvents such as acetic acid and capric acid are used. Weak acid salts, (b) hydroxyalkylammonium hydroxides such as trimethylhydroxypropylammonium, trimethylhydroxyethylammonium, triethylhydroxypropylammonium, triethylhydroxyethylammonium and the like, and organic weak acid salts such as acetic acid and capric acid, (c) acetic acid , Alkali metal salts such as tin, zinc and lead of alkyl carboxylic acids such as caproic acid, octylic acid and myristic acid; (E) aminosilyl group-containing compounds such as hexamethyldisilazane, (f) Mannich bases, (g) combined use of tertiary amines and epoxy compounds, (h) phosphorus compounds such as tributylphosphine Etc. The usage-amount of these catalysts is selected from the range of 10 ppm-1% with respect to the total mass of the diisocyanate and polyol which are raw materials. In order to complete the reaction, these are inactivated by, for example, addition of an acidic substance such as phosphoric acid or acidic phosphoric acid ester that neutralizes the catalyst, thermal decomposition, or chemical decomposition.

ポリイソシアネートの収率は10〜70質量%の範囲から選択される。高い収率で得られるポリイソシアネートの粘度が高くなる。
イソシアヌレート化反応の反応温度は50〜200℃、好ましくは50〜150℃である。50℃未満では、反応が進み難く、200℃を越えると製品の着色など好ましくない副反応が生じる場合がある。
反応終了後、ジイソシアネートモノマーは薄膜蒸発缶、抽出などにより除去され、実質的にジイソシアネートモノマーを含まないものとなる。得られたポリイソシアネート中の残留未反応ジイソシアネート濃度は3質量%以下、好ましくは1質量%以下であり、更に好ましくは0.5質量%以下である。ジイソシアネートモノマー濃度が3質量%を越えると、これを使用して、得られるブロックポリイソシアネートの硬化性が低下する場合がある。
本発明に用いることのできるポリイソシアネートの粘度は25℃において、400〜30000mPa.sであり、好ましくは500〜10000、更に好ましくは550〜4000である。
The yield of polyisocyanate is selected from the range of 10 to 70% by mass. The viscosity of the polyisocyanate obtained with a high yield is increased.
The reaction temperature of the isocyanuration reaction is 50 to 200 ° C, preferably 50 to 150 ° C. If the temperature is lower than 50 ° C, the reaction hardly proceeds. If the temperature exceeds 200 ° C, undesirable side reactions such as product coloring may occur.
After completion of the reaction, the diisocyanate monomer is removed by a thin film evaporator, extraction or the like, and is substantially free of the diisocyanate monomer. The residual unreacted diisocyanate concentration in the obtained polyisocyanate is 3% by mass or less, preferably 1% by mass or less, and more preferably 0.5% by mass or less. When the diisocyanate monomer concentration exceeds 3% by mass, the curability of the resulting block polyisocyanate may be lowered by using this.
The viscosity of the polyisocyanate that can be used in the present invention is 400 to 30,000 mPa.s at 25 ° C. s, preferably 500 to 10,000, more preferably 550 to 4000.

数平均分子量は500〜2000が好ましく、更に好ましくは550〜1000である。
ポリイソシアネート統計的平均の1分子が有するイソシアネート基数は3〜15、好ましくは3〜10であり、更に好ましくは3〜5である。3未満の場合は架橋性が劣る場合があり、15を超えると、溶剤への溶解性が悪くなる場合がある。
The number average molecular weight is preferably from 500 to 2,000, more preferably from 550 to 1,000.
The number of isocyanate groups contained in one molecule of the polyisocyanate statistical average is 3 to 15, preferably 3 to 10, and more preferably 3 to 5. When it is less than 3, the crosslinkability may be inferior, and when it exceeds 15, the solubility in a solvent may be deteriorated.

イソシアネート基濃度は5〜25質量%、好ましくは10〜24、更に好ましくは15〜24質量%である。   Isocyanate group concentration is 5-25 mass%, Preferably it is 10-24, More preferably, it is 15-24 mass%.

本発明に使用できるジオールとしては、例えば、ポリエステル、ポリエーテル、アクリル、ポリオレフィン、ポリカーボネートなどがある。
前記のポリエステルジオールとしては、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などの群から選ばれた2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ジオール及び例えばε−カプロラクトンを2価アルコールを用いて開環重合して得られるようなポリカプロラクトン類などが挙げられる。
Examples of the diol that can be used in the present invention include polyester, polyether, acrylic, polyolefin, and polycarbonate.
As the polyester diol, 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 alone or A polyester diol obtained by a condensation reaction of a mixture and a dihydric alcohol selected from the group of ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, neopentyl glycol, etc., alone or in a mixture, and e.g. ε-caprolactone, are opened using the dihydric alcohol. And polycaprolactones obtained by ring polymerization.

ポリエーテルジオールとしては、例えば、2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、金属ポルフィリン、ヘキサシアノコバルト酸亜鉛錯体などの複合金属シアン化合物錯体などを使用して、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多価ヒドロキシ化合物にランダムあるいはブロック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ポリアミン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などが挙げられる。
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。
Examples of the polyether diol include, for example, a divalent hydroxy compound alone or as a mixture, a hydroxide such as lithium, sodium or potassium, a strong basic catalyst such as an alcoholate or an alkylamine, a metal porphyrin, or a hexacyanocobaltate zinc complex. Polyethers obtained by random or block addition of alkylene oxides such as ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, cyclohexene oxide, styrene oxide, etc., alone or in mixtures to polyhydric hydroxy compounds using a complex metal cyanide complex of Examples include polyols, and polyether polyols obtained by reacting alkylene oxides with polyamine compounds such as ethylenediamines.
Examples of the polyolefin polyol include polybutadiene having two or more hydroxyl groups, hydrogenated polybutadiene, polyisoprene, and hydrogenated polyisoprene.

ポリカーボネートはカーボネートモノマーとアルコールから誘導される。カーボネートモノマーとしては、例えば、ジアルキルカーボネート、ジアリールカーボネート及びアルキレンカーボネートがある。
ジアルキルカーボネートとしてはアルキル基の炭素数が1〜12のもの、具体的にはジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジブチルカーボネート等が挙げられる。
ジアリールカーボネートとしてはアリール基の炭素数が6〜20のもの、具体的には、ジフェニルカーボネート、ジナフチルカーボネート等が挙げられる。
アルキレンカーボネートとしては5〜7員環からなり、具体的には、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等が挙げられる。
これらのカーボネートモノマーは単独であるいは2種以上の組合せでもよい。
Polycarbonate is derived from carbonate monomers and alcohol. Examples of the carbonate monomer include dialkyl carbonate, diaryl carbonate, and alkylene carbonate.
Examples of the dialkyl carbonate include those having 1 to 12 carbon atoms in the alkyl group, specifically, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, dibutyl carbonate and the like.
Examples of the diaryl carbonate include those having an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, such as diphenyl carbonate and dinaphthyl carbonate.
The alkylene carbonate consists of a 5- to 7-membered ring, and specific examples include ethylene carbonate and propylene carbonate.
These carbonate monomers may be used alone or in combination of two or more.

これに用いられるアルコールとしては、例えば、炭素数が3〜20の2及び3価アルコールである。具体的には、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,5−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,11−ウンデカンジオール、1,12−ドデカンジオール、ネオペンチルグリコール、2−エチル−1,6−ヘキサンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,3−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、2,2’−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)−プロパン、1,4−ジメチロールシクロヘキサンビスヒドロキシテトラヒドロフラン、ジ(2−ヒドロキシエチル)ジメチルヒダントイン、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、6−ヒドロキシエチルヘキサノール、5−ヒドロキシエチルペンタノールなどがある。   The alcohol used for this is, for example, a divalent and trivalent alcohol having 3 to 20 carbon atoms. Specifically, ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,5 -Hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol, 1,11-undecanediol, 1,12-dodecanediol, neopentyl glycol, 2-ethyl-1,6-hexanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 1,3-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanediol, 2,2′-bis (4-hydroxycyclohexyl) -propane 1,4-dimethylolcyclohexanebishydroxytetrahydrofuran, di (2-hydroxy Chill) dimethylhydantoin, diethylene glycol, triethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, 6-hydroxy-ethyl hexanol, and the like 5-hydroxyethyl-pentanol.

これらジオールの中で、ポリエーテルジオール、ポリエステルジオール、ポリカーボネートジオールが好ましい。
これらジオールの数平均分子量は200〜1500であり、好ましくは300〜1000であり、更に好ましくは300〜800である。
Of these diols, polyether diols, polyester diols, and polycarbonate diols are preferred.
The number average molecular weight of these diols is 200-1500, preferably 300-1000, more preferably 300-800.

本発明に用いることのできる炭素数3以上のアルキレンオキサイドが重合したモノオール(以下、モノオール(1)と言う)は、開始モノアルコールと炭素数3以上のアルキレンオキサイドから誘導される。この開始モノアルコールの炭素数は1〜10であり、好ましくは2〜8であり、更に好ましくは4〜8である。これらの具体的なモノアルコールとは、メタノール、エタノール、2−プロパノール、n−ブタノール、sec−ブタノール、2−エチル−1−ヘキサノールなどのアルコールがある。
前記の炭素数3以上のアルキレンオキサイドとは、例えば、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があり、プロピレンオキサイドが好ましい。
これらのアルキレンオキサイドの単独または混合物を前記の開始モノアルコールに、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、金属ポルフィリン、ヘキサシアノコバルト酸亜鉛錯体などの複合金属シアン化合物錯体などを使用して、付加して得られる。
A monool obtained by polymerizing an alkylene oxide having 3 or more carbon atoms that can be used in the present invention (hereinafter referred to as monool (1)) is derived from a starting monoalcohol and an alkylene oxide having 3 or more carbon atoms. The starting monoalcohol has 1 to 10 carbon atoms, preferably 2 to 8 carbon atoms, and more preferably 4 to 8 carbon atoms. These specific monoalcohols include alcohols such as methanol, ethanol, 2-propanol, n-butanol, sec-butanol, and 2-ethyl-1-hexanol.
Examples of the alkylene oxide having 3 or more carbon atoms include propylene oxide, butylene oxide, cyclohexene oxide, and styrene oxide, and propylene oxide is preferable.
These alkylene oxides alone or in combination with the above starting monoalcohols, for example, hydroxides such as lithium, sodium and potassium, strong basic catalysts such as alcoholates and alkylamines, metal porphyrins, hexacyanocobaltate zinc complexes and the like It can be obtained by addition using a metal cyanide complex or the like.

本発明に用いるモノオール(1)は、炭素数2以下のアルキレンオキサイドを含むことができるが、その質量割合はモノオール(1)に対して30質量%以下、好ましくは20質量%以下、更に好ましくは10質量%以下である。
本発明に用いるモノオール(1)の数平均分子量は300〜2000であり、好ましくは300〜1500、更に好ましくは350〜1000である。モノオールの数平均分子量が300未満であると、これを使用して得られるブロックポリイソシアネートのポリオールとの相溶性が低下する場合があり、2000を超えるとその塗膜の硬度が低下する場合がある。
The monool (1) used in the present invention can contain an alkylene oxide having 2 or less carbon atoms, and the mass ratio is 30 mass% or less, preferably 20 mass% or less, more preferably 20 mass% or less. Preferably it is 10 mass% or less.
The number average molecular weight of monool (1) used in the present invention is 300 to 2000, preferably 300 to 1500, and more preferably 350 to 1000. If the number average molecular weight of the monool is less than 300, the compatibility of the polyisocyanate of the block polyisocyanate obtained by using the monool may decrease, and if it exceeds 2000, the hardness of the coating film may decrease. is there.

モノオール(1)が付加した、極性の高い結合を有する水性ブロックポリイソシアネートがポリオールと優れた相溶性を有することは驚くべきことであった。水性ブロックポリイソシアネートが有する、親水基及びイソシアネート基とブロック剤が形成する結合は、ポリオールとの相溶性を抑制する。   It was surprising that the monoblock (1) added, aqueous block polyisocyanate with a highly polar bond has excellent compatibility with polyols. The hydrophilic block and the bond formed by the isocyanate group and the blocking agent in the aqueous block polyisocyanate suppress the compatibility with the polyol.

本発明に用いるモノオール(1)の分子量は大きく、加えて分子鎖の繰り返し単位中に酸素が存在する。このことは、モノオール(1)が水性ブロックポリイソシアネートの相溶性の低い部分に接近し、全体として、ポリオールとの相溶性を向上させていると考えている。   Monool (1) used in the present invention has a large molecular weight, and in addition, oxygen is present in the repeating unit of the molecular chain. This is considered that the monool (1) approaches the low compatibility part of the aqueous block polyisocyanate and improves the compatibility with the polyol as a whole.

本発明に用いることのできる片末端水酸基であるポリエチレンオキサイド(以下、モノオール(2)と言う)とは、前記モノオール(1)で記載した、開始モノアルコールにエチレンオキサイドを付加して得られる化合物である。好ましい開始アルコールはメタノールである。
この分子量は300〜2000、好ましくは300〜1500、更に好ましくは500〜1000である。
Polyethylene oxide which is a single-terminal hydroxyl group that can be used in the present invention (hereinafter referred to as monool (2)) is obtained by adding ethylene oxide to the starting monoalcohol described in monool (1). A compound. A preferred starting alcohol is methanol.
The molecular weight is 300 to 2000, preferably 300 to 1500, and more preferably 500 to 1000.

本発明に用いることができる、ブロック剤としては、活性水素を分子内に1個有する化合物であり、例えば、アルコール系、アルキルフェノール系、フェノール系、活性メチレン、メルカプタン系、酸アミド系、酸イミド系、イミダゾール系、尿素系、オキシム系、アミン系、イミド系、ピラゾール系化合物等がある。より具体的なブロック化剤の例を下記に示す。
(1)メタノール、エタノール、2−プロパノール、n−ブタノール、sec−ブタノール、2−エチル−1−ヘキサノール、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などのアルコール類、
(2)アルキルフェノール系;炭素原子数4以上のアルキル基を置換基として有するモノおよびジアルキルフェノール類であって、例えばn−プロピルフェノール、i−プロピルフェノール、n−ブチルフェノール、sec−ブチルフェノール、t−ブチルフェノール、n−ヘキシルフェノール、2−エチルヘキシルフェノール、n−オクチルフェノール、n−ノニルフェノール等のモノアルキルフェノール類、ジ−n−プロピルフェノール、ジイソプロピルフェノール、イソプロピルクレゾール、ジ−n−ブチルフェノール、ジ−t−ブチルフェノール、ジ−sec−ブチルフェノール、ジ−n−オクチルフェノール、ジ−2−エチルヘキシルフェノール、ジ−n−ノニルフェノール等のジアルキルフェノール類、
(3)フェノール系;フェノール、クレゾール、エチルフェノール、スチレン化フェノール、ヒドロキシ安息香酸エステル等、
(4)活性メチレン系;マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセチルアセトン等、
(5)メルカプタン系;ブチルメルカプタン、ドデシルメルカプタン等、
(6)酸アミド系;アセトアニリド、酢酸アミド、ε−カプロラクタム、δ−バレロラクタム、γ−ブチロラクタム等、
(7)酸イミド系;コハク酸イミド、マレイン酸イミド等、
(8)イミダゾール系;イミダゾール、2−メチルイミダゾール等、
(9)尿素系;尿素、チオ尿素、エチレン尿素等、
(10)オキシム系;ホルムアルドオキシム、アセトアルドオキシム、アセトオキシム、メチルエチルケトオキシム、シクロヘキサノンオキシム等、
(11)アミン系;ジフェニルアミン、アニリン、カルバゾール、ジ−n−プロピルアミン、ジイソプロピルアミン、イソプロピルエチルアミン等、
(12)イミン系;エチレンイミン、ポリエチレンイミン等、及び
(13)ピラゾール系;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等がある。これらを2種以上併用することができる。好ましいブロック剤はアミン系好ましくは脂肪族アミン系またはピラゾール系化合物であり、更に好ましいブロック剤はピラゾール系化合物であり、特に3,5−ジメチルピラゾールが好ましい。
以上説明したポリイソシアネート、ジオール、モノオール(1)、(2)及びブロック剤を反応させ、本発明の水性ブロックポリイソシアネートを得ることができる。ジオール、モノオール(1)、(2)及びブロック剤の活性水素はいずれも、ポリイソシアネートのイソシアネート基と反応する。これら各成分の反応順序はいずれでもよいが、ブロック剤とイソシアネート基を反応させることにより、イソシアネート基のすべてが反応することが好ましい。ブロック剤以外の各成分とイソシアネート基を反応させた後、イソシアネート基のすべてが反応することは、その原料の計量変動により、これら成分がが最終的にイソシアネート基と反応しない状態で残る可能性があり好ましくない。最終的にブロック剤が若干未反応状態で残ることが好ましい。
The blocking agent that can be used in the present invention is a compound having one active hydrogen in the molecule, for example, alcohol, alkylphenol, phenol, active methylene, mercaptan, acid amide, and acid imide. Imidazole, urea, oxime, amine, imide, and pyrazole compounds. Examples of more specific blocking agents are shown below.
(1) Alcohols such as methanol, ethanol, 2-propanol, n-butanol, sec-butanol, 2-ethyl-1-hexanol, 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, 2-butoxyethanol,
(2) alkylphenol-based mono- and dialkylphenols having an alkyl group having 4 or more carbon atoms as a substituent, such as n-propylphenol, i-propylphenol, n-butylphenol, sec-butylphenol, t-butylphenol , N-hexylphenol, 2-ethylhexylphenol, n-octylphenol, n-nonylphenol and other monoalkylphenols, di-n-propylphenol, diisopropylphenol, isopropylcresol, di-n-butylphenol, di-t-butylphenol, di- Dialkylphenols such as -sec-butylphenol, di-n-octylphenol, di-2-ethylhexylphenol, di-n-nonylphenol,
(3) phenolic; phenol, cresol, ethylphenol, styrenated phenol, hydroxybenzoic acid ester, etc.
(4) Active methylene type; dimethyl malonate, diethyl malonate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, acetylacetone, etc.
(5) Mercaptan series; butyl mercaptan, dodecyl mercaptan, etc.
(6) Acid amide system: acetanilide, acetic acid amide, ε-caprolactam, δ-valerolactam, γ-butyrolactam, etc.
(7) Acid imide type; succinimide, maleic imide, etc.
(8) Imidazole series; imidazole, 2-methylimidazole, etc.
(9) Urea system; urea, thiourea, ethylene urea, etc.
(10) Oxime type: formaldoxime, acetaldoxime, acetoxime, methyl ethyl ketoxime, cyclohexanone oxime, etc.
(11) Amine type; diphenylamine, aniline, carbazole, di-n-propylamine, diisopropylamine, isopropylethylamine, etc.
(12) Imine type; ethyleneimine, polyethyleneimine and the like; and (13) Pyrazole type; pyrazole, 3-methylpyrazole, 3,5-dimethylpyrazole and the like. Two or more of these can be used in combination. Preferred blocking agents are amine-based, preferably aliphatic amine-based or pyrazole-based compounds, and more preferable blocking agents are pyrazole-based compounds, and 3,5-dimethylpyrazole is particularly preferable.
By reacting the polyisocyanate, diol, monool (1), (2) and blocking agent described above, the aqueous blocked polyisocyanate of the present invention can be obtained. The diol, monool (1), (2) and the active hydrogen of the blocking agent all react with the isocyanate group of the polyisocyanate. The reaction order of these components may be any, but it is preferred that all of the isocyanate groups react by reacting the blocking agent with the isocyanate groups. After reacting each component other than the blocking agent with the isocyanate group, the reaction of all of the isocyanate groups may result in these components remaining in a state in which they do not finally react with the isocyanate groups due to the metering variation of the raw materials. There is not preferable. It is preferable that the blocking agent finally remains in an unreacted state.

ポリイソシアネート、ジオール、モノオール(1)、(2)とブロック剤の反応は溶剤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必要がある。その溶剤としては、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル系溶剤などが挙げられる。   The reaction of the polyisocyanate, diol, monool (1), (2) and the blocking agent can be carried out with or without a solvent. When using a solvent, it is necessary to use a solvent inert to the isocyanate group. Examples of the solvent include ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone, and ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate.

必要に応じて、錫、亜鉛、鉛等の有機金属塩及び3級アミン系化合物、ナトリウムなどのアルカリ金属のアルコラート等を触媒として用いてもよい。   If necessary, organic metal salts such as tin, zinc and lead, tertiary amine compounds, alkali metal alcoholates such as sodium, and the like may be used as catalysts.

反応は、一般に−20〜150℃で行うことが出来るが、好ましくは30〜100℃である。150℃を越える温度では副反応を起こす可能性があり、他方、−20℃未満になると反応速度が小さくなり不利である。   The reaction can generally be carried out at -20 to 150 ° C, preferably 30 to 100 ° C. If the temperature exceeds 150 ° C., a side reaction may occur.

本発明のブロックポリイソシアネート中のこれら成分から誘導される構成単位の質量濃度を説明する。   The mass concentration of structural units derived from these components in the block polyisocyanate of the present invention will be described.

ポリイソシアネートから誘導される構成単位の割合は25〜75質量%であり、好ましくは30〜70質量%、更に好ましくは40〜60質量%である。25質量%未満ではブロックイソシアネート基濃度が低くなり、硬化性が低下する場合がある。75質量%を超えると、結果的にジオール、モノオール(1)、(2)から誘導される構成単位の割合が低下し、ポリオールとの相溶性、水分散性が低下する場合がある。   The proportion of the structural unit derived from polyisocyanate is 25 to 75% by mass, preferably 30 to 70% by mass, and more preferably 40 to 60% by mass. If it is less than 25% by mass, the blocked isocyanate group concentration becomes low, and the curability may be lowered. If it exceeds 75% by mass, the proportion of structural units derived from the diol and monools (1) and (2) will eventually decrease, and the compatibility with polyol and water dispersibility may decrease.

ジオールから誘導される構成単位の割合は2〜10質量%であり、好ましくは2〜5質量%である。2質量%未満であると、ブロックイソシアネート基数が低下する場合あり、10質量%を超えるとこれにより形成される塗膜の硬度が低下する場合がある。   The proportion of structural units derived from diol is 2 to 10% by mass, preferably 2 to 5% by mass. If it is less than 2% by mass, the number of blocked isocyanate groups may be reduced, and if it exceeds 10% by mass, the hardness of the coating film formed thereby may be reduced.

モノオール(1)から誘導される構成単位の割合は1〜30質量%である。1質量%未満であると、ポリオールとの相溶性が低下し、30質量%を超えると、これにより得られる塗膜の硬度が低下する場合がある。   The proportion of structural units derived from monool (1) is 1 to 30% by mass. When the content is less than 1% by mass, the compatibility with the polyol decreases, and when it exceeds 30% by mass, the hardness of the resulting coating film may decrease.

モノオール(2)から誘導される構成単位の割合は5〜40質量%であり、好ましくは、10〜40質量%である。5質量%未満であると、水への溶解性、分散性が低下する場合があり、40質量%を超えると、これにより得られる塗膜の硬度が低下する場合がある。   The proportion of structural units derived from the monool (2) is 5 to 40% by mass, preferably 10 to 40% by mass. If it is less than 5% by mass, the solubility in water and dispersibility may be reduced, and if it exceeds 40% by mass, the hardness of the resulting coating film may be reduced.

ブロック剤から誘導される構成単位の割合は10〜40質量%であり、好ましくは10〜30質量%である。10質量%未満であると、硬化性が低下する場合があり、40質量%を超えると、これにより形成される塗膜の硬度が高くなりすぎる場合がある。   The proportion of the structural unit derived from the blocking agent is 10 to 40% by mass, preferably 10 to 30% by mass. If it is less than 10% by mass, the curability may be lowered, and if it exceeds 40% by mass, the hardness of the coating film formed thereby may be too high.

この様にして得られた本発明のブロックポリイソシアネートのジイソシアネート3量体から誘導される構成単位の割合は5〜40質量%であり、好ましくは10〜40質量%であり、更に好ましくは10〜30質量%である。この割合が5質量%未満の場合は、得られる塗膜の硬度、耐侯性が低下する場合があり、40質量%を超えると、得られた塗膜の伸度が低下する場合がある。ここで言う、ジイソシアネート3量体成分とは、ジイソシアネートモノマー3分子から得られる、1分子当たりのイソシアネート基数が3のポリイソシアネートとブロック剤3分子から誘導されたブロックポリイソシアネートである。   The proportion of the structural unit derived from the diisocyanate trimer of the block polyisocyanate of the present invention thus obtained is 5 to 40% by mass, preferably 10 to 40% by mass, more preferably 10 to 10% by mass. 30% by mass. When this ratio is less than 5% by mass, the hardness and weather resistance of the resulting coating film may be reduced, and when it exceeds 40% by mass, the elongation of the obtained coating film may be reduced. The diisocyanate trimer component referred to here is a block polyisocyanate derived from 3 molecules of a isocyanate having 3 isocyanate groups and 3 molecules of a blocking agent obtained from 3 molecules of a diisocyanate monomer.

このように製造されたブロックポリイソシアネートに水を添加し、ブロックポリイソシアネート水溶液にすることができる。この場合、ブロックポリイソシアネートは水に溶解するか、分散している。この水溶液のブロックポリイソシアネート濃度は10〜40質量%である。   Water can be added to the block polyisocyanate thus produced to form a block polyisocyanate aqueous solution. In this case, the block polyisocyanate is dissolved or dispersed in water. The block polyisocyanate concentration of this aqueous solution is 10 to 40% by mass.

本発明の水性ブロックポリイソシアネートの数平均分子量は1000〜3000であり、好ましくは1000〜2000である。前記数平均分子量が1000未満であると,1分子あたりのイソシアネート基基数が低下し、硬化性が低下する場合があり、3000を超えると、ポリオールとの相溶性が低下する場合がある。   The number average molecular weight of the aqueous block polyisocyanate of the present invention is 1000 to 3000, preferably 1000 to 2000. If the number average molecular weight is less than 1000, the number of isocyanate groups per molecule may be reduced, and curability may be reduced. If the number average molecular weight exceeds 3000, compatibility with polyol may be reduced.

本発明の水性ブロックポリイソシアネートのブロック剤で封鎖されたイソシアネート基濃度は5〜15質量%である。5質量%未満であると硬化性が低下し、15質量%を超えると塗膜が脆くなる場合がる。   The concentration of the isocyanate group blocked with the blocking agent of the aqueous blocked polyisocyanate of the present invention is 5 to 15% by mass. If it is less than 5% by mass, the curability is lowered, and if it exceeds 15% by mass, the coating film may become brittle.

本発明の水性ブロックポリイソシアネートは、イソシアネート基と反応性を有する活性水素を分子内に2個以上有する化合物と混合され、本発明の塗料組成物となる。ブロックポリイソシアネートはこの活性水素含有化合物の活性水素と反応して、架橋塗膜を形成する。前記の活性水素を2個以上有する化合物とは、例えばポリオール、ポリアミン、ポリチオールなどがあり、多くの場合、ポリオールが使用される。このポリオールの例としては、アクリルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、フッ素ポリオール、エポキシポリオールなどがある。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、フッ素ポリオールである。これらポリオールの水酸基価は30〜200mgKOH/g、酸価0〜40mgKOH/gの中から選択される。   The aqueous block polyisocyanate of the present invention is mixed with a compound having two or more active hydrogens having reactivity with isocyanate groups in the molecule to form a coating composition of the present invention. The blocked polyisocyanate reacts with the active hydrogen of the active hydrogen-containing compound to form a crosslinked coating film. Examples of the compound having two or more active hydrogens include polyols, polyamines, and polythiols. In many cases, polyols are used. Examples of this polyol include acrylic polyol, polyester polyol, polyether polyol, fluorine polyol, and epoxy polyol. Preferred polyols are acrylic polyols, polyester polyols, and fluorine polyols. The hydroxyl value of these polyols is selected from 30 to 200 mg KOH / g and the acid value of 0 to 40 mg KOH / g.

水性ブロックポリイソシアネートのイソシアネート基/ポリオールの水酸基の当量比は0.3〜1.5であり、この比は必要物性に応じて、適宜選択される。
必要に応じて、完全アルキル型、メチロール基型アルキル、イミノ基型アルキル等のメラミン系硬化剤を添加することができる。
The equivalent ratio of the isocyanate group of the aqueous block polyisocyanate / the hydroxyl group of the polyol is 0.3 to 1.5, and this ratio is appropriately selected according to the required physical properties.
If necessary, a melamine type curing agent such as a complete alkyl type, a methylol group type alkyl, an imino group type alkyl or the like can be added.

また、用途、目的に応じて各種溶剤、添加剤を用いることができる。溶剤としては例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸−n−ブチル、酢酸セロソルブなどのエステル類、ブタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類、などの群から目的及び用途に応じて適宜選択して使用することができる。これらの溶剤は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   Moreover, various solvents and additives can be used according to the application and purpose. Solvents include, for example, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate and cellosolve, alcohols such as butanol and isopropyl alcohol, and the like for purposes and applications. It can be appropriately selected and used accordingly. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

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。   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.

この様に調整された塗料組成物はディップ塗装、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、電着塗装などにより、鋼板、表面処理鋼板などの金属及びプラスチック、繊維などの有機・無機高分子、無機材料などの素材にプライマーまたは上中塗りとして、防錆鋼板を含むプレコートメタル、自動車塗装などに美粧性、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。   Coating compositions prepared in this way can be used for dip coating, roll coating, curtain flow coating, spray coating, electrostatic coating, bell coating, electrodeposition coating, etc. As a primer or top coat for organic / inorganic polymers and inorganic materials, cosmetics, weather resistance, acid resistance, rust resistance, chipping resistance, etc. are added to pre-coated metal including rust-proof steel sheets and automotive coatings. Useful to do. It is also useful as a urethane raw material for adhesives, pressure-sensitive adhesives, elastomers, foams, surface treatment agents and the like.

本発明について、以下の実施例等を参照しながら具体的に説明する。
・数平均分子量の測定:
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−802A
カラム:東ソー(株)G1000HXL×1本
G2000HXL×1本
G3000HXL×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
・ヘキサン希釈性(ポリオールとの相溶性指標):
ブロックポリイソシアネートをトルエンで75質量%に希釈する。23℃で、この希釈液10gにn−ヘキサンを滴下する。濁りが生じた時のn−ヘキサンの質量を記録する。n−ヘキサンの質量が大きいほどポリオールとの相溶性は良好である。
・水分散性:
水性ブロックポリイソシアネートが30質量%になるように純水を混合し、攪拌する。攪拌後、目視で沈殿物の有無を観察し、沈殿物がない場合を○、ある場合を×として表した。
(製造例1:ポリイソシアネートの製造)
The present invention will be specifically described with reference to the following examples.
-Number average molecular weight measurement:
The number average molecular weight 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-802A
Column: Tosoh Corporation G1000HXL x 1
G2000HXL x 1
G3000HXL × 1 carrier: Tetrahydrofuran Detection method: differential refractometer / hexane dilution (compatibility index with polyol):
The block polyisocyanate is diluted to 75% by weight with toluene. At 23 ° C., n-hexane is added dropwise to 10 g of the diluted solution. Record the mass of n-hexane when turbidity occurs. The greater the mass of n-hexane, the better the compatibility with the polyol.
・ Water dispersibility:
Pure water is mixed and stirred so that the aqueous block polyisocyanate is 30% by mass. After stirring, the presence or absence of a precipitate was visually observed, and the case where there was no precipitate was shown as ◯ and the case where there was no precipitate was shown as x.
(Production Example 1: Production of polyisocyanate)

撹拌機、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、HDI 600質量部を仕込み、撹拌下反応器内温度を70℃に保持した。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、収率が40%になった時点で燐酸を添加し反応を停止した。反応液をろ過した後、薄膜蒸発缶を用いて未反応のHDIを除去した。得られたポリイソシアネートの25℃における粘度は2700mPa・s、イソシアネート含有量は21.7質量%、数平均分子量は660、イソシアネート基平均数は3.4であった。
(実施例1)
A four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser, nitrogen blowing tube, and dropping funnel was placed in a nitrogen atmosphere, 600 parts by mass of HDI was charged, and the reactor internal temperature was maintained at 70 ° C. with stirring. Isocyanuration catalyst tetramethylammonium capriate was added, and when the yield reached 40%, phosphoric acid was added to stop the reaction. After the reaction solution was filtered, unreacted HDI was removed using a thin film evaporator. The resulting polyisocyanate had a viscosity at 25 ° C. of 2700 mPa · s, an isocyanate content of 21.7% by mass, a number average molecular weight of 660, and an average number of isocyanate groups of 3.4.
Example 1

製造例1と同様な反応器に製造例1で得られたポリイソシアネート100質量部、プロピレンオキサイドが重合したモノオール(旭硝子社の商品名、「プレミノール SX1050」、樹脂分水酸基価94mgKOH/g、分子量600)15質量部、ジオール(旭硝子社の商品名「エクセノール420」、樹脂分水酸基価280mgKOH/g、分子量400)6質量部、片末端水酸基のポリエチレンオキサイド(日本乳化剤社の商品名「MPG081」、樹脂分水酸基価81mgKOH/g、数平均分子量690)53質量部を仕込み、窒素雰囲気下、120℃、2時間保持した。その後、反応器内を70℃とした後、3,5−ジメチルピラゾール38質量部(ブロックされるイソシアネート基に対して1.05倍当量)を添加した。その後、赤外スペクトルでイソシアネート基の特性吸収がなくなったことを確認した。樹脂分の平均分子量1450、ブロック剤でブロックされたイソシアネート基濃度7.4質量%であった。
この水性ブロックポリイソシアネートの水分散性は○であり、ヘキサン希釈性は13であった。
(実施例2、比較例1)
100 parts by mass of the polyisocyanate obtained in Production Example 1 in a reactor similar to Production Example 1, a monool obtained by polymerizing propylene oxide (trade name of Asahi Glass Co., Ltd., “Preminol SX1050”, resin hydroxyl value of 94 mgKOH / g, molecular weight 600) 15 parts by mass, diol (trade name “EXCENOL 420” from Asahi Glass Co., Ltd., resin partial hydroxyl value 280 mg KOH / g, molecular weight 400), 6 parts by mass, polyethylene oxide having one terminal hydroxyl group (trade name “MPG081” from Nippon Emulsifiers, Resin content hydroxyl value 81 mgKOH / g, number average molecular weight 690) 53 parts by mass were charged, and kept under nitrogen atmosphere at 120 ° C. for 2 hours. Then, after making the inside of a reactor into 70 degreeC, 38 mass parts (1.05 times equivalent with respect to the isocyanate group blocked) of 3, 5- dimethyl pyrazole was added. Thereafter, it was confirmed by the infrared spectrum that the characteristic absorption of the isocyanate group disappeared. The average molecular weight of the resin was 1450, and the concentration of isocyanate groups blocked with a blocking agent was 7.4% by mass.
This aqueous block polyisocyanate had a water dispersibility of ◯ and a hexane dilution of 13.
(Example 2, Comparative Example 1)

表1に記載した条件以外は実施例1と同様に行った。結果を表1に記載した。比較例のヘキサン希釈性は、実施例と比較して低かった。   The procedure was the same as in Example 1 except for the conditions described in Table 1. The results are shown in Table 1. The hexane dilution of the comparative example was lower than that of the example.

Figure 2011231264
Figure 2011231264

本発明の水性ブロックポリイソシアネート及びこれを含む塗料組成物は塗料などの分野で好適に利用できる。
The aqueous block polyisocyanate of the present invention and a coating composition containing the same can be suitably used in the field of coatings and the like.

Claims (5)

下記成分組成を有する、水性ブロックポリイソシアネート。
1)脂肪族ジイソシアネートモノマー及びまたは脂環族ジイソシアネートモノマーの少なくとも1種以上から誘導されるポリイソシアネートから誘導される構成単位の割合が25〜75質量%。
2)ジオールから誘導される構成単位の割合が2〜10質量%。
3)炭素数3以上のアルキレンオキサイドが重合したモノオールから誘導される構成単位の割合が1〜30質量%。
4)片末端水酸基であるポリエチレンオキサイドから誘導される構成単位の割合が5〜40質量%。
5)ブロック剤から誘導される構成単位の割合が10〜40質量%
An aqueous block polyisocyanate having the following component composition.
1) The proportion of structural units derived from a polyisocyanate derived from at least one of an aliphatic diisocyanate monomer and / or an alicyclic diisocyanate monomer is 25 to 75% by mass.
2) The ratio of the structural unit derived from diol is 2-10 mass%.
3) The proportion of structural units derived from monools in which alkylene oxides having 3 or more carbon atoms are polymerized is 1 to 30% by mass.
4) The ratio of the structural unit induced | guided | derived from the polyethylene oxide which is a single terminal hydroxyl group is 5-40 mass%.
5) The proportion of structural units derived from the blocking agent is 10 to 40% by mass
前記ブロック剤がピラゾール系化合物である、請求項1記載の水性ブロックポリイソシアネート。   The aqueous blocked polyisocyanate according to claim 1, wherein the blocking agent is a pyrazole compound. 前記炭素数3以上のアルキレンオキサイドがプロピレンオキサイドである請求項1または2記載の水性ブロックポリイソシアネート。   The aqueous block polyisocyanate according to claim 1 or 2, wherein the alkylene oxide having 3 or more carbon atoms is propylene oxide. 前記脂肪族ジイソシアネートモノマー及びまたは脂環族ジイソシアネートモノマーがヘキサメチレンジイソシアネートである、請求項1,2または3記載の水性ブロックポリイソシアネート。   The aqueous blocked polyisocyanate according to claim 1, 2 or 3, wherein the aliphatic diisocyanate monomer and / or alicyclic diisocyanate monomer is hexamethylene diisocyanate. 請求項1,2,3または4のいずれかに記載の水性ブロックポリイソシアネートを含む水性塗料組成物。   An aqueous coating composition containing the aqueous blocked polyisocyanate according to any one of claims 1, 2, 3 and 4.
JP2010104686A 2010-04-30 2010-04-30 Highly compatible, aqueous blocked polyisocyanate Active JP5570057B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010104686A JP5570057B2 (en) 2010-04-30 2010-04-30 Highly compatible, aqueous blocked polyisocyanate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010104686A JP5570057B2 (en) 2010-04-30 2010-04-30 Highly compatible, aqueous blocked polyisocyanate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011231264A true JP2011231264A (en) 2011-11-17
JP5570057B2 JP5570057B2 (en) 2014-08-13

Family

ID=45320911

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010104686A Active JP5570057B2 (en) 2010-04-30 2010-04-30 Highly compatible, aqueous blocked polyisocyanate

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5570057B2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014065833A (en) * 2012-09-26 2014-04-17 Asahi Kasei Chemicals Corp Aqueous blocked polyisocyanate, fiber treatment agent composition, and fiber
WO2014098072A1 (en) * 2012-12-19 2014-06-26 旭化成ケミカルズ株式会社 Aqueous composition, method for stabilizing aqueous blocked polyisocyanate, fiber treatment agent composition, and fiber
WO2016104485A1 (en) * 2014-12-26 2016-06-30 旭化成株式会社 Polyisocyanate composition, method for producing same, blocked polyisocyanate composition, method for producing same, resin composition, and cured article
JP2017114959A (en) * 2015-12-22 2017-06-29 旭化成株式会社 Block polyisocyanate composition, curable composition and article
KR20200015250A (en) * 2018-08-03 2020-02-12 주식회사 케이씨씨 Blocked polyisocyanate and aqueous paint composition comprising thereof

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1045866A (en) * 1996-04-17 1998-02-17 Bayer Ag Water-based or water-dilutive blocked polyisocyanate and its use for forming virtually low-thermally yellowing transparent polyurethane coating film
JP2002511507A (en) * 1998-04-09 2002-04-16 クラリアント インターナショナル リミティド Blocked oligomeric isocyanates, their production and use
JP2004075781A (en) * 2002-08-13 2004-03-11 Nippon Polyurethane Ind Co Ltd Method for producing allophanate-modified block polyisocyanate

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1045866A (en) * 1996-04-17 1998-02-17 Bayer Ag Water-based or water-dilutive blocked polyisocyanate and its use for forming virtually low-thermally yellowing transparent polyurethane coating film
JP2002511507A (en) * 1998-04-09 2002-04-16 クラリアント インターナショナル リミティド Blocked oligomeric isocyanates, their production and use
JP2004075781A (en) * 2002-08-13 2004-03-11 Nippon Polyurethane Ind Co Ltd Method for producing allophanate-modified block polyisocyanate

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014065833A (en) * 2012-09-26 2014-04-17 Asahi Kasei Chemicals Corp Aqueous blocked polyisocyanate, fiber treatment agent composition, and fiber
WO2014098072A1 (en) * 2012-12-19 2014-06-26 旭化成ケミカルズ株式会社 Aqueous composition, method for stabilizing aqueous blocked polyisocyanate, fiber treatment agent composition, and fiber
WO2016104485A1 (en) * 2014-12-26 2016-06-30 旭化成株式会社 Polyisocyanate composition, method for producing same, blocked polyisocyanate composition, method for producing same, resin composition, and cured article
JPWO2016104485A1 (en) * 2014-12-26 2017-08-17 旭化成株式会社 Polyisocyanate composition and production method thereof, block polyisocyanate composition and production method thereof, resin composition, and cured product
JP2017114959A (en) * 2015-12-22 2017-06-29 旭化成株式会社 Block polyisocyanate composition, curable composition and article
KR20200015250A (en) * 2018-08-03 2020-02-12 주식회사 케이씨씨 Blocked polyisocyanate and aqueous paint composition comprising thereof
KR102076608B1 (en) * 2018-08-03 2020-02-13 주식회사 케이씨씨 Blocked polyisocyanate and aqueous paint composition comprising thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP5570057B2 (en) 2014-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6005212B2 (en) (Block) polyisocyanate composition and coating composition using the same
JP5178200B2 (en) Highly crosslinkable, low viscosity polyisocyanate composition and coating composition containing the same
JP5183206B2 (en) Polyisocyanate composition and coating composition containing the same
CN112204068B (en) Blocked isocyanates
JP5345072B2 (en) Novel block polyisocyanate and urethane composition containing the same
JP5356300B2 (en) Allophanate group-containing blocked polyisocyanate
JP2013224350A (en) Polyisocyanate composition and paint composition containing the same
JP5570057B2 (en) Highly compatible, aqueous blocked polyisocyanate
JP2007112936A (en) Highly crosslinkable high solid urethane coating composition
JP5775660B2 (en) High elongation, low temperature curable block polyisocyanate composition
JP5599696B2 (en) Block polyisocyanate composition
JP2008156450A (en) Polyisocyanate composition
JP5344875B2 (en) Cationic block polyisocyanate and urethane composition containing the same
JPH08302280A (en) Low-temperature-curable one-pack coating material composition
CN113508149B (en) Blocked isocyanate, method for producing multilayer film, and multilayer film
JP4901180B2 (en) Aqueous block polyisocyanate composition and aqueous coating composition containing the same
JP3813241B2 (en) Low temperature curable one-component urethane coating composition
JP2014019752A (en) Blocked polyisocyanate composition, curable composition and cured product
JP5354854B2 (en) Urethane coating composition
JP2003155322A (en) Carboxy-containing water-based blocked polyisocyanate and water-based coating composition using the same
JP4429531B2 (en) Urethane polyol and non-aqueous coating composition using the same
JP4429530B2 (en) Aqueous urethane polyol and coating composition using the same
JP2006160936A (en) Process for producing curing agent for aqueous emulsion
JPH11263825A (en) Blocked polyisocyanate

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130322

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130925

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131004

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131202

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140620

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140623

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5570057

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350