JP2017513963A - マルチコートカラーにおけるポリマー及び/又は効果塗料系 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)着色水性ベースコート材料を基材に塗布し、
(2)工程(1)で塗布されたコーティング材料からポリマーフィルムを形成し、
(3)クリアコート材料を結果として生じるベースコートフィルムに塗布し、その後、
(4)クリアコートフィルムと共に、ベースコートフィルムを硬化させる
ことを含む。
(A)少なくとも1種のポリマーであって、
(a)二量体脂肪酸が
(b)少なくとも1種の一般構造式(I)
(式中、Rは、C3〜C6アルキレンラジカルであり、
nは、ポリエーテルが、450〜2200g/molの数平均分子量を有するように選択され、
成分(a)及び(b)は、0.7/2.3〜1.3/1.7のモル比で使用され、
結果として生じるポリマーは、1500〜5000g/molの数平均分子量、及び10mgKOH/g未満の酸価を有する)
のポリエーテル
と反応することによって製造可能なポリマーと、
(B)少なくとも1種の一般構造式(II)
nは、ポリエーテルが、250〜3000g/molの数平均分子量を有するように選択される)
のポリエーテルと、
(C)少なくとも1種の化合物であって、
少なくとも1種のアニオン性基、及び/又はアニオンを形成することが可能な、少なくとも1種の官能基を有し、
及び少なくとも1種の、より特には、少なくとも2種のイソシアネート反応性官能基を有し、
(A)及び(B)とは異なる化合物と、
(D)少なくとも1種のポリイソシアネートと、
(E)任意に、少なくとも1種のモノオール、又はジオールであって、
(A)、(B)、及び(C)とは異なるモノオール、又はジオールと、
(F)少なくとも1種の化合物であって、
2種以上のイソシアネート反応性官能基を有し、(A)、(B)、及び(C)とは異なる化合物と、
が反応し、
任意に、アニオンを形成することが可能な成分(C)の基を中和することによって製造可能なポリマーによって達成される。
本発明の反応生成物は、少なくとも1種の二量体脂肪酸(a)を使用して製造される。
成分(b)として、一般構造式(I)
ポリマー(A)の製造は、何の特異性を有さない。エステル化は、一般的に、水分離器によって実現される。その場合、成分(a)及び(b)は、0.7/2.3〜1.3/1.7、好ましくは、0.8/2.2〜1.2/1.8、非常に好ましくは、0.9/2.1〜1.1/1.9のモル比で使用される。反応は、ポリマー(A)の酸価が10mgKOH/g未満になったときに停止される。
a)ポリマー(A)の特に好ましい一実施形態においては、二量体脂肪酸は、リノレン、リノール、及び/又はオレイン酸から製造され、少なくとも98質量%の二量体分子、1.5質量%未満の三量体分子、及び0.5質量%未満の単量体分子、及びその他のものの範囲からなる。
成分(b)として、一般構造式(II)
の少なくとも1種のポリエーテルが使用される。
成分(C)として使用されるものは、少なくとも1種のアニオン性基、及び/又は少なくとも1種のアニオンを形成することのできる官能基、及び少なくとも1種の、より特には、少なくとも2種のイソシアネート反応性官能基を有する化合物であり、成分(C)は、成分(A)、及び(B)とは異なる。
使用される成分(D)は、少なくとも1種のポリイソシアネートである。
本発明のポリマーを製造するために、任意に、少なくとも1種のモノオール、又はジオールを使用することが可能である。このモノオール、又はジオールは、成分(A)、(B)及び(C)とは異なる。
成分(F)は、少なくとも1種の、2個以上のイソシアネート反応性官能基を有する化合物であり、成分(F)は、成分(A)、(B)及び(C)とは異なる。
本発明のポリマーは、好ましくは、第1の工程で、成分(A)、(B)、(C)、(D)、及び任意に(E)が反応してイソシアネート基を含む中間体を形成することによって得られる。(A)、(B)、(C)、及び(D)、及び任意に(E)の反応は、ポリウレタン化学のよく知られた方法によって行われ(例えば、プラスチックハンドブック(第7巻、ポリウレタン、Dr.G.Oertel、Carl Hanser出版社(ミュンヘン、ウィーン)による編集、1983年)参照。)、成分(A)、(B)、(C)、(D)及び任意に(E)の反応は、好ましくは、段階的にではなく、1つの工程で行われる。
本発明は、更に、少なくとも1種の本発明のポリマーを含む着色水性ベースコート材料に関する。
−ドイツ国特許出願DE19948004A1(4ページ、19行〜13ページ、48行)
−欧州特許出願EP0228003A1(3ページ、24行〜5ページ、40行)
−欧州特許出願EP0634431A1(3ページ、38行〜8ページ、9行)、又は
−国際特許出願WO92/15405(2ページ、35行〜10ページ、32行)
−中和剤及び/又は四級化剤によってカチオンに変化され得る官能基、及び/又はカチオン性基(カチオン性に修飾)
又は
−中和剤によってアニオンに変化され得る官能基、及び/又はアニオン性基(アニオン性に修飾)
及び/又は
−非イオン性、かつ親水性の基(非イオン性に修飾)
当業者が知っているように、カチオン性に修飾するための官能基は、例えば、第1級、第2級、及び/又は第3級アミノ基、第2級スルフィド基、及び/又は第3級ホスフィン基、より特には、第3級アミノ基、及び第2級スルフィド基(中和剤及び/又は四級化剤によってカチオン性基に変化され得る官能基)である。注目すべきことは、当業者に公知の中和剤、及び/又は四級化剤、例えば、第1級、第2級、第3級、及び/又は第4級アンモニウム基、第3級スルホニウム基、及び/又は第4級ホスホニウム基、より特には、第4級アンモニウム基、及び第3級スルホニウム基を使用して、前述の官能基から製造されるカチオン性基である。
−(メタ)クリル酸、又は他の、アルファ、ベータ‐エチレン性不飽和カルボン酸のヒドロキシアルキルエステル
−アルキルラジカル中に最大で20個の炭素原子を有する、(メタ)クリル酸アルキルエステル、及び/又はシクロアルキルエステル
−少なくとも1種の酸性基、より特に、正確には、1種のカルボキシル基、例えば、(メタ)クリル酸を含むエチレン性不飽和モノマー
−アルファ位で分岐し、5〜18個の炭素原子を有するモノカルボン酸のビニルエステル
−(メタ)クリル酸と、アルファ位で分岐し、5〜18個の炭素原子を有するモノカルボン酸のグリシジルエステルとの反応生成物
−他のエチレン性不飽和モノマー、例えば、オレフィン(例えば、エチレン)、(メタ)クリルアミド、ビニル芳香族炭化水素(例えば、スチレン)、及びビニル化合物、例えば、ビニルクロリド、及び/又はビニルエステル、例えば、エチルビニルエーテル
好ましくは、(メタ)アクリレート基を含むモノマーを使用することであり、そして、グラフト化される側鎖は、ポリ(メタ)アクリレートを基礎とする側鎖である。
−ドイツ国特許出願DE19948004A1(14ページ、4行〜17ページ、5行)、
−ドイツ国特許DE10043405C1(コラム5、段落[0031]〜[0033])
からの例により公知である。
本発明の他の態様は、
着色水性ベースコート材料を基材に塗布し、
工程(1)で塗布されたコーティング材料からポリマーフィルムを形成し、
クリアコート材料を、結果として生じるベースコートフィルムに塗布し、続いて、
クリアコートフィルムと共に前記ベースコートフィルムを硬化する
ことによるマルチコート塗料系の製造方法であって、
工程(1)において、着色水性ベースコート材料が使用され、それが、本発明のポリマーを含むことを特徴とする製造方法である。本発明のポリマー、及び着色水性ベースコート材料についての上述の全ての詳細は、本発明の使用方法に適用可能である。これは、更に、特に、全ての好ましい、より好ましい、及び非常に好ましい特徴に適用する。
二量体脂肪酸:
使用する二量体脂肪酸は、1.5質量%未満の三量体分子、98質量%の二量体分子、及び0.3質量%未満の脂肪酸(モノマー)を含む。その二量体脂肪酸は、リノレン酸、リノール酸、及びオレイン酸(Pripol(R)1012−LQ−(GD)(Croda社製))を主原料として製造する。
数平均分子量を、蒸気圧浸透によって測定した。その測定は、成分の濃度系列について、50℃で、トルエン中の測定下で、使用される装置の実験的なキャリブレーション定数を測定するためのキャリブレーション物質としてのベンゾフェノンと共に、蒸気圧浸透計(10.00型、Knauer社製)を使用して行った(E.Schroder、G.Muller、 K.−F.Arndtによる“ポリマーの特性評価のためのガイド”(アカデミー出版社、ベルリン、47〜54ページ、1982年、本文献中、キャリブレーション物質として、ベンジルが使用された)に準ずる)。
アンカー攪拌機、温度計、凝縮器、オーバーヘッド(塔頂)温度測定用の温度計、及び水分離器が備えられた4l(リットル)のステンレススチール製の反応器中で、2molのポリTHF1000、579.3gの二量化脂肪酸(Pripol(R)1012、Uniqema社製)(1mol)、及び51gのシクロヘキサンを100℃に加熱する。加熱を、凝縮が開始されるまで、ゆっくりと継続する。最大塔頂温度の85℃で、その後、加熱を、徐々に、最高で220℃になるまで継続する。反応の進行を、酸価の測定を通じて監視する。酸価が3mgKOH/g以下に到達したときに、残りのシクロヘキサンを、真空下で蒸留によって除去する。これによって、4500〜5800mPasの粘度を有する粘性のある樹脂を得る(回転粘度計(Brookfield社製、CAP(R)2000+型、スピンドル3、ずり速度(shear rate):1333s−1)を使用して、23℃で測定する)。
Mn:2200g/mol
粘度:5549mPas(23℃で、Brookfield社製CAP2000+回転粘度計(スピンドル3、ずり速度:1333s−1)を用いて測定する)
ポリエステルプレポリマーPP2の製造
直鎖状ポリエステルポリオールPP2を、PP1と同一の方法で、二量化脂肪酸(Pripol(R)1012、Uniqema社製)、イソフタル酸(BPケミカル社製)、ヘキサン−1,6−ジオール(BASF SE社製)から製造した(出発材料の質量比 二量体脂肪酸:イソフタル酸:ヘキサン−1,6−ジオール=54.00:30.02:15.98)。その直鎖状ポリエステルポリオールPP2は、73mgKOH/g固形分のヒドロキシル価を有し、OH官能性が2.0であると共に、1379g/molの(計算上の)数平均分子量を有した。
Mn:1250g/mol
粘度:632mPas(23℃で、Brookfield社製CAP2000+回転粘度計(スピンドル3、ずり速度:10000s−1)を用いて測定する)
ポリエステルプレポリマーPP3の製造
PP1と同一の方法で、直鎖状ポリエステルプレポリマーを製造する。ヘキサンジオールを、ネオペンチルグリコールとヘキサンジオールの等モル混合物に関して、モルベースで置き換える。これにより、OH官能性が2.0であり、1349g/molの数平均分子量を有する直鎖状ポリエステル樹脂を得る。
Mn:1320g/mol
粘度:430mPas(23℃で、Brookfield社製CAP2000+回転粘度計(スピンドル3、ずり速度:10000s−1)を用いて測定する)
ポリウレタンPU1〜PU4の製造
攪拌機、還流冷却器、及び温度計が備えられた4l(リットル)のステンレススチール製反応器中で、修正されたアセトン法に従って、ポリウレタン分散液を合成する。
ポリウレタンPU1〜PU4の製造と同一の方法で、メチルエチルケトン中60%の固形分含有量で、1227gのポリエステルPP3、106.80gのジメチロールプロピオン酸、17.51gのネオペンチルグリコール、539gのテトラメチルキシリレンジイソシアネートを反応させることによって、ポリウレタンPU5を製造する。NCO含有量が、1.0〜1.25%に到達したときに、90gのトリメチロールプロパンを加える。Brookfield社製CAP(R)03プレート/コーン粘度計を用いて、10000/sで測定される粘度が、300〜380mPas(10:6の比で、N−エチルピロリドンを用いて希釈する)に到達してすぐに、存在する全てのイソシアネートが、過剰のブチルグリコールと反応することによって消費される。
混合ワニスを製造するために、まず、第一に、成分A1及びA2を、表3のように組み合わせて混合する。混合物が均一となったとき、成分B1〜B4を、記載される順番に、攪拌しながら加える。
水性ベースコート材料を、表4に記載されている成分を組み合わせて、それらを実験用ビーズミルで、5マイクロメーター未満のヘグマン粒径に粉砕することによって製造した。
結果として生じるベースコート材料E1〜E4を、カソード電着(Cathoguard(R)500 black、BASFコーティング社製)でコーティングされたパネルにそれぞれ、2.5スプレーパス(spray pass、噴霧パス)によって、10〜12μmの膜厚となるように塗布する。このとき、ベースコート材料をマットな外観に乾燥させるために、それぞれのスプレーパスの後に、待機期間を設ける。この後に、Glasurit(R)ブランドの市販のクリアコート材料を塗布し、その後に、室温で、15分間蒸発させ、その後、30分間、60℃で、強制空気オーブン内で乾燥させる。
Claims (15)
- (A)少なくとも1種のポリマーであって、
(a)二量体脂肪酸が、
(b)少なくとも1種の、一般構造式(I)
(式中、Rは、C3〜C6アルキレンラジカルであり、
nは、前記ポリエーテルが、450〜2200g/molの数平均分子量を有するように選択され、
成分(a)及び(b)は、0.7/2.3〜1.3/1.7のモル比で使用され、
結果として生じるポリマーは、1500〜5000g/molの数平均分子量、及び10mgKOH/g未満の酸価を有する)
と反応することによって製造可能なポリマーと、
(B)少なくとも1種の、一般構造式(II)
(式中、Rは、C3〜C6アルキレンラジカルであり、
nは、前記ポリエーテルが、250〜3000g/molの数平均分子量を有するように選択される)
(C)少なくとも1種の化合物であって、
少なくとも1種のアニオン性基、及び/又は少なくとも1種の、アニオンを形成することができる官能基を有し、
及び少なくとも1種の、より特には、少なくとも2種のイソシアネート反応性官能基を有し、(A)及び(B)とは異なる化合物と、
(D)少なくとも1種のポリイソシアネートと、
(E)任意に、少なくとも1種のモノオール、又はジオールであって、(A)、(B)、及び(C)とは異なるモノオール、又はジオールと、
(F)少なくとも1種の化合物であって、
2種以上のイソシアネート反応性官能基を有し、(A)、(B)、及び(C)とは異なる化合物と、
が反応し、
及び任意に、アニオンを形成することができる成分(C)の基を中和することによって製造し得ることを特徴とするポリマー。 - 使用される前記二量体脂肪酸が、ある程度、少なくとも90質量%の二量体分子、5質量%未満の三量体分子、5質量%未満の単量体分子、及び他の副生成物からなることを特徴とする請求項1に記載のポリマー。
- 一般構造式(I)の前記ポリエーテルが、ポリプロピレングリコール、又はポリテトラヒドロフランであり、更に、800〜1200g/molの数平均分子量を有することを特徴とする請求項1又は2に記載のポリマー。
- 一般構造式(II)の前記ポリエーテルが、ポリプロピレングリコール、又はポリテトラヒドロフランであり、更に、1800〜2200g/molの数平均分子量を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリマー。
- 成分(a)、及び(b)が、0.9/2.1〜1.1/1.9のモル比で使用されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のポリマー。
- 5000〜50000g/molの数平均分子量を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリマー。
- 50mgKOH/g未満の酸価を有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のポリマー。
- 少なくとも1種の、請求項1〜7のいずれか1項に記載のポリマーを含むことを特徴とする着色水性ベースコート材料。
- 前記着色水性ベースコート材料の合計質量に対する、本発明に係る全てのポリマーの質量パーセンテージフラクションの合計が、0.1質量%〜30質量%であることを特徴とする請求項8に記載の着色水性ベースコート材料。
- 更なる結合剤として、少なくとも1種の、本発明に係るポリマーとは異なる他のポリウレタン樹脂を含むことを特徴とする請求項8又は9に記載の着色水性ベースコート材料。
- 付着を促進するため、着色水性ベースコート材料に請求項1に記載のポリマーを使用する方法。
- 着色水性ベースコート材料を基材に塗布し、
(2)工程(1)で塗布されたコーティング材料からポリマーフィルムを形成し、
(3)結果として生じるベースコートフィルムにクリアコート材料を塗布し、続いて、
(4)クリアコートフィルムと共に前記ベースコートフィルムを硬化する
ことによるマルチコート塗料系の製造方法であって、
工程(1)において、請求項8〜10のいずれか1項に記載の着色水性ベースコート材料を使用することを特徴とする製造方法。 - 工程(1)から生じた前記基材が、欠陥部分を有するマルチコート塗料系であることを特徴とする請求項12に記載の製造方法。
- 請求項12に記載の製造方法によって製造し得ることを特徴とするマルチコート塗料系。
- 前記欠陥部分を有するマルチコート塗料系が、請求項14に記載の塗料系であることを特徴とする請求項13に記載の製造方法。
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