JP2022521250A - ポリアスパラギン酸エステルを含有する新規な二成分外側コーティング - Google Patents

ポリアスパラギン酸エステルを含有する新規な二成分外側コーティング Download PDF

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Abstract

本発明は、少量のフマル酸ジアクリー(diakly)エステルのみを含むポリアスパラギン酸エステルを含む二成分外部コーティングシステム、その製造方法、およびコーティングの製造、特に腐食からの保護のためのその使用、および一般的な工業用コーティングの分野またはACE(農業、建設および土木設備)の分野、並びに、それによりコートされた基材の使用に関する。

Description

本発明は、フマル酸ジアルキルを少量しか含有しないポリアスパラギン酸エステルを含む二成分トップコート系、その製造方法、およびコーティングの製造におけるその使用、特に腐食保護のための方法、ならびにACE(農業、建設および土工設備)の分野、および、それによりコートされた基材における使用に関する。
バインダーとして、イソシアネート基に対して反応性である成分、特にポリヒドロキシル成分と組み合わせたポリイソシアネート成分を含む二成分(2C)コーティング組成物は、長い間知られている。それらは、硬く、弾性があり、耐摩耗性および耐溶剤性であり、とりわけ耐候性になるように調整することができる高品質コーティングの製造に適している。
この2Cポリウレタンコーティング技術の範囲内で、ある種のエステル含有第二級ポリアミンが近年確立され、いわゆるポリアスパラギン酸エステルまたはポリアスパラギン酸塩が、塗料ポリイソシアネートと組み合わせて、低溶媒または無溶媒(高固形分)コーティング組成物中のバインダーとして特に好適であり、低温でのコーティングの迅速な硬化を可能にしている。
これらのコーティングの上述の迅速な硬化に加えて、トップコートにおけるこのようなポリアスパラギン酸エステルの使用は、トップコートの分野での使用に非常に魅力的な減少した層構造を可能にする。しかしながら、防食とACE(農業、建設、土工設備)の分野では、従来のポリアスパラギン酸ベースのトップコートは、光沢を失うために確立することができなかった。したがって、市場において、改善された光沢保持性を有する着色ポリアスパラギン酸ベースのトップコートが長い間望まれてきた。
ポリアスパラギン酸エステルの2Cコーティング組成物における使用は、単独でまたはイソシアネート基に対して反応性であるさらなる成分との混合物で、例えば、EP0403921、EP0639628、EP0667362、EP0689881、US5214086、EP069696、EP0596360、EP0893458、DE19701835、EP0470461、WO15130501、WO15130502およびUS5243012に記載されている。
アミノ官能性アスパラギン酸エステルの調製は、それ自体公知である。合成は、例えばマレイン酸またはフマル酸エステル中に存在する、ビニル系カルボニル化合物の活性化炭素-炭素二重結合への第一級ポリアミンの付加によって行われ、これは、文献(Houben-Weyl、Meth.d.Org.Chemie vol.11/1、272(1957)、Usp.Khim.1969,38,1933)に十分に記載されている。ポリアミンの1つのアミノ基のみがビニル系カルボニル化合物の二重結合と反応した場合、この反応は、副生成物として、第一級アミノ基を有するポリアスパラギン酸エステルの形成をもたらすことができる。市販のポリアスパラギン酸エステルでは、ビニル性カルボニル化合物としてマレイン酸エステルが使用される。マレイン酸エステルに基づくポリアスパラギン酸エステルの製造中に、ポリアミンの脱離が副成分としてフマル酸ジアルキルの形成をもたらすさらなる望ましくない副反応としてレトロ-マイケル付加が起こり得る。従って、ポリアスパラギン酸エステルの典型的な製造方法は、反応体の大部分が互いに反応した後、4~6週間の貯蔵時間を必要とする。この間に、生成物は、粘度の安定化によって明らかにされる、いわゆる熟成を受ける。この間、転化率は増加し続けるので、フマル酸ジアルキル含量も低下する。この数週間にわたる貯蔵は、生産中のかなりの物流コストを招く。製品は貯蔵期間の終わりまで顧客に出荷されないが、それでもなおかなりの量のフマル酸ジアルキルを含み、これは激しい増感を引き起こすことがある。熟成後、このようにして調製されたポリアスパラギン酸エステルは、典型的には依然として3~20重量パーセントの範囲の残留量のフマル酸エステルを含有する。
EP0403921 EP0639628 EP0667362 EP0689881 US5214086 EP069696 EP0596360 EP0893458 DE19701835 EP0470461 WO15130501 WO15130502 US5243012
Houben-Weyl、Meth.d.Org.Chemie vol.11/1、272(1957)、Usp.Khim.1969,38,1933
本発明の目的は、光沢安定性着色トップコートを製造するためのポリアスパラギン酸エステル系コーティング組成物を提供することであった。
驚くべきことに、この目的は、フマル酸ジアルキル含量を大幅に減少させたポリアスパラギン酸エステル系コーティング組成物によって達成できることが見出された。ポリアスパラギン酸エステル成分中のジアルキルフマレート含量は、本発明によれば、0.01~1.2重量%、好ましくは0.01~1重量%、より好ましくは0.01~0.1重量%であり、特別な蒸留プロセスによってこれらの値に減少させることができる。
蒸留によるポリアスパラギン酸エステルの処理の理論的可能性は、例えばEP0403921に記載されている。この開示は、いかなる例も与えず、蒸留の方法も特定しない。さらに、EP0403921には最大フマル酸ジアルキルエステル含有量が1.2重量%を有するポリアスパラギン酸エステルの記載は無く、特に着色トップコートの製造において、これらのコーティングの光沢安定性の改善をもたらすことについては言うまでも無い。
DE102006002153は、同様に、比較例IIIにおいて、蒸留によってフマル酸ジアルキルエステルから遊離されるポリアスパラギン酸エステルを記載している。ここでも、着色トップコートの製造において、本発明に従って低減されるジアルキルフマレート含有量を有するポリアスパラギン酸エステルの使用またはそれによって達成可能な効果についての言及または示唆はない。
WO2018/074884およびWO2018/074885は、本発明の特許出願時に特許としてまだ公開されていないが、同様にポリアスパラギン酸エステルの蒸留を記載しており、WO2018074884もコーティング組成物におけるその使用を記載している。2つの文献のいずれも、これらの精製エステルに基づく着色トップコートを記載していない。
本発明は、以下を含む二成分コーティング組成物(2Cコーティング組成物)に関する;
a)少なくとも1つのポリアスパラギン酸エステル含有成分A、
b)少なくとも1つのポリイソシアネート成分B、
c)任意に、Aとは異なり、イソシアネート基に対して反応性である1以上の成分C、
d)少なくとも1つの無機および/または有機顔料であり、好ましくは二成分組成物(成分D1)の総重量に基づいて少なくとも3重量%(≧3重量%)の割合であり、そして、
任意に、他の助剤および添加剤(成分D2)。
本発明の文脈において、ポリアスパラギン酸エステル含有成分Aは、
一般式(I)の1つ以上のポリアスパラギン酸エステル
Figure 2022521250000001


[式中、Xは、m価の有機基であり、任意に1以上のヘテロ原子を含み、(シクロ)脂肪族または芳香脂肪族に結合したアミノ基を有する、対応するポリアミンから第一級アミノ基を除去することによって得られ得、そして、60~6000g/molの分子量範囲であり、そして、イソシアネート基に対して反応性であり、および/または100℃までの温度で不活性であるさらなる官能基を含んでもよく、
R1及びR2は、それぞれ1~18個の炭素原子を有する同一または異なる有機基であり、
mは、1を超える整数である]、及び、
任意に、一般式(II)の第一級アミノ基を有する1以上のポリアスパラギン酸エステル
Figure 2022521250000002


[式中、nは、m-1であり、X及びR及びR基は、前記に同じである]、
を含む組成物であり、
フマル酸ジアルキルが、成分Aの全重量に基づいて0.01重量%~1.2重量%の量(≧0.01~≦1.2重量%)で成分A中に存在することを特徴とする。
ポリアスパラギン酸エステル含有成分Aは、好ましくはR1およびR2がそれぞれ1~18個の炭素原子を有する同一または異なるアルキル基、好ましくはそれぞれ1~8個の炭素原子を有する同一または異なるアルキル基、最も好ましくは、それぞれの場合にメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチルまたはイソブチル基のようなアルキル基である、一般式(I)および任意に一般式(II)の1以上のポリアスパラギン酸エステルを含む組成物である。エチルが最も好ましい。
ポリアスパラギン酸エステル含有成分Aは、一般式(I)及び任意に一般式(II)の1以上のポリアスパラギン酸エステルを含む組成物であり、ここで、Xは、一級アミノ基を有する対応する(シクロ)脂肪族または芳香脂肪族に結合したポリアミンから一級アミノ基を除去することによって得られる有機基であり、以下の:一般式(III)に適合する一級アミノ基を有するすべての既知のポリアミンの群から選択される。例には、次の化合物が含まれる;エチレンジアミン、1,2-ジアミノプロパン、1,4-ジアミノブタン、1,5-ジアミノペンタン、2,5-ジアミノ-2,5-ジメチルヘキサン、1,5-ジアミノ-2-メチルペンタン(Dytek(登録商標)A、Invista製)、1,6-ジアミノヘキサン、2,2,4-および/または2,4,4-トリメチル-1,6-ジアミノヘキサン、1,11-ジアミノウンデカン、1,12-ジアミノドデカンまたはトリアミノノナン、4,9-ジオキサドデカン-1,12-ジアミン、4,7,10-トリオキサトリデカン-1,13-ジアミンのようなエーテルアミン、または、脂肪族結合した第一級アミノ基を有する高分子量ポリエーテルポリアミン、たとえば、ハンツマンによってジェファミン(登録商標)の名前で販売されているもの。トリシクロデカンビスメチルアミン(TCDジアミン)またはビス(アミノメチル)ノルボルナンのような脂肪族多環式ポリアミン、アミノ官能性シロキサン、例えば、ジアミノプロピルシロキサンG10 DAS(Momentive製)、オレオアルキルベースのアミン、例えばソルベイのフェンタミン、Crodaのプリアミンのような二量体脂肪酸ジアミンも利用可能である。
ポリアスパラギン酸エステル含有成分Aは、好ましくは、一般式(I)および任意に一般式(II)の1以上のポリアスパラギン酸エステルを含む組成物であり、ここで、Xは、一般式(III)のポリアミンの1つから一級アミノ基を除去することによって得られる有機基であり、ここで、m=2であり、Xは少なくとも1つの環状炭素環を含む環状炭化水素基である。特に好ましく使用できるジアミンの例は、1-アミノ-3,3,5-トリメチル-5-アミノメチルシクロヘキサン(IPDA)、2,4-および/または2,6-ヘキサヒドロトリレンジアミン(H6-TDA)、イソプロピル-2,4-ジアミノシクロヘキサンおよび/またはイソプロピル-2,6-ジアミノシクロヘキサン、1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、2,4’-、および/または4,4’-ジアミノジシクロヘキシルメタン、3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノジシクロヘキシルメタン(Laromin(登録商標)C260、BASF AG)、環内でメチル基で置換された異性体ジアミノジシクロヘキシルメタン(=C-モノメチル-ジアミノジシクロヘキシルメタン)、3(4)-アミノメチル-1-メチルシクロヘキシルアミン(AMCA)、及び、1,3-ビス(アミノメチル)ベンゼン及びm-キシリレンジアミンのような芳香脂肪族ジアミンである。
同様に、ポリアスパラギン酸エステル含有成分Aは、好ましくは、一般式(I)および任意に一般式(II)の1以上のポリアスパラギン酸エステルを含む組成物であり、ここで、Xは、一般式(III)のポリアミンの1つから一級アミノ基を除去することによって得られる有機基であり、以下の群から選択される:脂肪族結合した第一級アミノ基を有するポリエーテルポリアミン、1,2-ジアミノプロパン、1,4-ジアミノブタン、1,6-ジアミノヘキサン、1,5-ジアミノ-2-メチルペンタン、2,5-ジアミノ-2,5-ジメチルヘキサン、2,2,4-および/または2,4,4-トリメチル-1,6-ジアミノヘキサン、1,11-ジアミノウンデカン、1,12-ジアミノドデカン、1-アミノ-3,3,5-トリメチル-5-アミノメチルシクロヘキサン、2,4-および/または2,6-ヘキサヒドロトリレンジアミン、1,5-ジアミノペンタン、2,4’-および/または4,4’-ジアミノジシクロヘキシルメタンまたは3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノジシクロヘキシルメタン。特に好ましくは、3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノジシクロヘキシルメタン、1,5-ジアミノペンタン、2,4’-および/または4,4’-ジアミノジシクロヘキシルメタン、1,5-ジアミノ-2-メチルペンタン、及び、非常に特に好ましくは、2,4’-および/または4,4’-ジアミノジシクロヘキシルメタンである。
ポリアスパラギン酸エステル含有成分Aは、特に好ましくは、一般式(I)および任意に一般式(II)の1以上のポリアスパラギン酸エステルを含む組成物であり、ここで、Xは、一般式(III)のポリアミンの1つから一級アミノ基を除去することによって得られる有機基であり、以下の群から選択され:
脂肪族結合した第一級アミノ基を有するポリエーテルポリアミン、1,2-ジアミノプロパン、1,4-ジアミノブタン、1,5-ジアミノペンタン、1,6-ジアミノヘキサン、1,5-ジアミノ-2-メチルペンタン、2,5-ジアミノ-2,5-ジメチルヘキサン、2,2,4-および/または2,4,4-トリメチル-1,6-ジアミノヘキサン、1,11-ジアミノウンデカン、1,12-ジアミノドデカン、1-アミノ-3,3,5-トリメチル-5-アミノメチルシクロヘキサン、2,4-および/または2,6-ヘキサヒドロトリレンジアミン、2,4’-および/または4,4’-ジアミノジシクロヘキシルメタンまたは3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノジシクロヘキシルメタンである。
ポリアスパラギン酸エステル含有成分Aは、最も好ましくは、一般式(I)および任意に一般式(II)の1以上のポリアスパラギン酸エステルを含む組成物であり、ここで、Xは、一般式(III)のポリアミンの1つから一級アミノ基を除去することによって得られる有機基であり、以下の群から選択される:3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノジシクロヘキシルメタン、2,4’-および/または4,4’-ジアミノジシクロヘキシルメタン、1,5-ジアミノ-2-メチルペンタン。インデックスmは、1より大きい整数、好ましくは2である。
ポリアスパラギン酸エステル含有成分Aが、一般式(II)の1以上のポリアスパラギン酸エステルを含む場合、これらは、GCによる面積で、>0%、好ましくは0.1%以上(≧0.1%)、より好ましくは1%以上(≧1%)、最も好ましくは4%以上(≧4%)の割合で存在し、そして、20%以下(≦20%)、より好ましくは15%以下(≦15%)(ガスクロマトグラムの面積%として測定)であり、ここで、2つの一般式(I)および(II)の化合物のGCによる面積の合計は100%である。指定された上限と下限の任意の組み合わせが可能である。考えられるすべての組み合わせは開示されていると見なされる。
ポリアスパラギン酸エステル含有成分Aは、好ましくは、一般式(I)および任意に(II)の1以上のポリアスパラギン酸エステルを含む組成物であり、ここで、フマル酸ジアルキルの割合は、成分Aの総重量に基づき、0.01重量%から1.2重量%(≧0.01重量%から1.2重量%≦)、好ましくは0.01重量%から1重量%(≧0.01重量%から1重量%≦)、より好ましくは0.01重量%から0.1重量%(≧0.01重量%から0.1重量%≦)である。
ポリアスパラギン酸エステル含有成分Aは、特に好ましくは、
一般式(I)の1以上のポリアスパラギン酸エステル;
(式中、Xは、1以上のヘテロ原子を任意に含むm価の有機基であり、脂肪族に結合した一級アミノ基を有するポリエーテルポリアミン、1,2-ジアミノプロパン、1,4-ジアミノブタン、1,5-ジアミノペンタン、1,6-ジアミノヘキサン、1,5-ジアミノ-2-メチルペンタン、2,5-ジアミノ-2,5-ジメチルヘキサン、2,2,4-および/または2,4,4-トリメチル-1,6-ジアミノヘキサン、1,11-ジアミノウンデカン、1,12-ジアミノドデカン、1-アミノ-3,3,5-トリメチル-5-アミノメチルシクロヘキサン、2,4-および/または2,6-ヘキサヒドロトリレンジアミン、2,4’-および/または4,4’-ジアミノジシクロヘキシルメタンまたは3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノジシクロヘキシルメタンから一級アミノ基を除去することによって得られ、
R1及びR2は、それぞれ1~8個の炭素原子を有する同一または異なるアルキル基であり、
mは1を超える整数である)、及び、
一般式(II)の第一級アミノ基を有する1以上のポリアスパラギン酸エステル
(式中、
nは、m-1であり、
X、及びR1及びR2基は、前記に同じである)、を含む組成物であり、
一般式(II)の化合物の割合が、GCによる面積の、>0%、好ましくは0.1%以上(≧0.1%)、より好ましくは1%以上(≧1%)、最も好ましくは少なくとも4%(≧4%)(ガスクロマトグラムの面積%として測定)に対応することを特徴とし、
ここで、2つの一般式(I)および(II)の化合物のGCによる面積の合計は100%であり、そして、フマル酸ジアルキルは、成分Aの総重量に基づいて、0.01重量%から1.2重量%(≧0.01重量%から≦1.2重量%)の量で成分Aに存在する。
代替の特に好ましい実施形態は、上記のものに対応するが、ポリアスパラギン酸エステル含有成分Aに存在する一般式(II)の第一級アミノ基を有するポリアスパラギン酸エステルは存在しない。
ポリアスパラギン酸エステル含有成分Aは、最も好ましくは、
一般式(I)の1以上のポリアスパラギン酸エステル
(式中、Xは、3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノジシクロヘキシルメタン、2,4’-および/または4,4’-ジアミノジシクロヘキシルメタン、1,5-ジアミノ-2-メチルペンタンから1級アミノ基を除去することで得られるm価の有機基であり、
R1およびR2は、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチルまたはイソブチル基からなる群から選択される同一または異なるアルキル基であり、
mは2である)、及び
一般式(II)の第一級アミノ基を有する1以上のポリアスパラギン酸エステル
(式中、
nは、m-1であり、
X、及びR1及びR2基は、前記に同じである)、を含む組成物であり、
一般式(II)の化合物の割合は、GCによる面積で、>0%、好ましくは0.1%以上(≧0.1%)、より好ましくは1%以上(≧1%)、最も好ましくは少なくとも4%(≧4%)(ガスクロマトグラムの面積%として測定)に対応することを特徴とし、
ここで、2つの一般式(I)および(II)の化合物のGCによる面積の合計は100%であり、そして、フマル酸ジアルキルは、成分Aの総重量に基づいて0.01重量%から1重量%(≧0.01重量%から1重量%≦)の量で成分Aに存在する。
代替の非常に特に好ましい実施形態は、上記のものに対応するが、ポリアスパラギン酸エステル含有成分Aに存在する一般式(II)の第一級アミノ基を有するポリアスパラギン酸エステルは存在しない。
ポリアスパラギン酸エステル含有成分Aは、最も好ましくは、
一般式(I)の1以上のポリアスパラギン酸エステル
[式中、
Xは、3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノジシクロヘキシルメタン、2,4’-および/または4,4’-ジアミノジシクロヘキシルメタンから1級アミノ基を除去することで得られるm価の有機基であり、
R1及びR2は、エチル基であり、
mは2である]、及び
一般式(II)の第一級アミノ基を有する1以上のポリアスパラギン酸エステル
(式中、
nは、m-1であり、
X、及び、R1及びR2基は、前記に同じである)
を含む組成物であり、
一般式(II)の化合物の割合は、GCによる面積で、>0%、好ましくは0.1%以上(≧0.1%)、より好ましくは1%以上(≧1%)、最も好ましくは少なくとも4%(≧4%)(ガスクロマトグラムの面積%として測定)に対応することを特徴とし、
ここで、2つの一般式(I)および(II)の化合物のGCによる面積の合計は100%であり、そして、フマル酸ジアルキルは、成分Aの総重量に基づいて、0.01重量%から0.1重量%(≧0.01重量%から≦0.1重量%)の量で成分Aに存在する。
代替の最も好ましい実施形態は、上記のものに対応するが、ポリアスパラギン酸エステル含有成分Aに存在する一般式(II)の第一級アミノ基を有するポリアスパラギン酸エステルは存在しない。
ポリアスパラギン酸エステル含有成分Aは、好ましくは、
1以上の一般式(I)のポリアスパラギン酸エステル、及び、任意に、白金-コバルトカラーインデックスが100以下、より好ましくは50以下を有する1以上の式(II)のポリアスパラギン酸エステルを含む組成物である。白金-コバルトカラーインデックスは、DIN EN ISO 6271:2016-05に従って測定される。
一般式(I)および式(II)の1以上のポリアスパラギン酸エステルを含むポリアスパラギン酸エステル含有成分Aは、以下のプロセスによって調製することができる:
一般式(III)のポリアミン
Figure 2022521250000003


[式中、Xはm価の有機基であり、任意に1以上のヘテロ原子を含み、(シクロ)脂肪族または芳香脂肪族に結合したアミノ基を有するポリアミンから一級アミノ基を除去することによって得られ、分子量は60~6000g/molの範囲であり、そして、これは、イソシアネート基に対して反応性であるおよび/または100℃までの温度で不活性であるさらなる官能基を含んでもよく、mは1より大きい整数、好ましくは2である]
を、一般式(IV)の化合物
Figure 2022521250000004


[式中、R1及びR2は同一または異なる有機基であり、好ましくは、それぞれが1~18個の炭素原子を有する同一または異なるアルキル基、より好ましくは、それぞれ1~8個の炭素原子を有する同一または異なるアルキル基、非常に特に好ましくは、それぞれの場合において、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチルまたはイソブチルのようなアルキル基であり、最も好ましくはエチルである]
との反応、及び、
一般式(IV)の化合物の未反応画分の蒸留による除去である。
一般式(I)および式(II)の1以上のポリアスパラギン酸エステルを含むポリアスパラギン酸エステル含有成分Aを調製するための上記のプロセスは、好ましくは2つのステップで実施される。最初のステップでは、一般式(III)および(IV)の化合物を0℃~100℃、好ましくは20~80℃、より好ましくは20~60℃の温度で、一般式(III)の化合物中の一級アミノ基の当量と、一般式(IV)の化合物中のC=C二重結合当量との比が、1:1.2から1.2:1、しかし好ましくは1:1.05~1.05:1で、一般式(IV)の化合物の残留含有量が2から15重量パーセント、好ましくは3から10重量パーセントになるまで反応する。
第2のステップでは、一般式(IV)の化合物の未反応画分が蒸留によって除去される。
一般式(I)のポリアスパラギン酸エステルのみを含み、式(II)を含まないポリアスパラギン酸エステル含有成分Aは、類似の方法で調製することができるが、一般式IVの化合物を過剰に使用し、即ち、一般式(III)の化合物中の一級アミノ基の当量と一般式(IV)の化合物中のC=C二重結合当量との比は、1:10、好ましくは1:5、より好ましくは1:2である。
蒸留中の適切な条件は、0.01~2mbarの圧力範囲、及び、蒸留装置を出る際の底部流出温度が170℃以下であり、次の式(V)から得られる温度以上である:
Figure 2022521250000005


(式中、T(底部流出)は、底部流出の温度(℃)であり、
pは、蒸留装置内の圧力(mbar)である。)
この圧力範囲を維持することにより、底部流出の適度な温度がフマル酸ジアルキル含有量を所望の程度まで減少させるのに十分であるだけでなく、プロセスが工業規模で使用可能であり続けることが保証される。より低い圧力では、ガス密度が低くなりすぎ、その結果、必要な装置が非常に大きくなり、プロセスが経済的に不利になる。
底部流出の温度は好ましくは≦170℃であるが、式(V)から生じる温度より少なくとも20K高く、より好ましくは、それは、式(V)から生じる温度より20Kから40K上の間であるが、170℃以下である。
上記のプロセスで使用することができる一般式(III)の化合物は、一般式(III)に一致する一級アミノ基を有するすべての既知のポリアミンである。例には、次の化合物が含まれる:エチレンジアミン、1,2-ジアミノプロパン、1,4-ジアミノブタン、1,5-ジアミノペンタン、2,5-ジアミノ-2,5-ジメチルヘキサン、1,5-ジアミノ-2-メチルペンタン(Dytek(登録商標)A、Invista製)、1,6-ジアミノヘキサン、2,2,4-および/または2,4,4-トリメチル-1,6-ジアミノヘキサン、1,11-ジアミノウンデカン、1,12-ジアミノドデカンまたはトリアミノノナン、4,9-ジオキサドデカン-1,12-ジアミン、4,7,10-トリオキサトリデカン-1,13-ジアミンのようなエーテルアミン、又は、脂肪族に結合した一級アミノ基を有する高分子量ポリエーテルポリアミン、たとえば、ハンツマンによるジェファミン(登録商標)の名前で販売されているもの。更に、トリシクロデカンビスメチルアミン(TCDジアミン)またはビス(アミノメチル)ノルボルナンのような脂肪族多環式ポリアミン、アミノ官能性シロキサン、例えば、ジアミノプロピルシロキサンG10 DAS(Momentive製)、オレオアルキルベースのアミン、例えばソルベイのフェンタミン、クロダのプリアミンのような二量体脂肪酸ジアミンも使用可能である。
上記のプロセスでは、m=2であり、Xが少なくとも1つの環状炭素環を有する環状炭化水素基である一般式(III)のポリアミンを使用することが好ましい。特に好ましく使用できるジアミンの例は、1-アミノ-3,3,5-トリメチル-5-アミノメチルシクロヘキサン(IPDA)、2,4-および/または2,6-ヘキサヒドロトリレンジアミン(H6-TDA)、イソプロピル-2,4-ジアミノシクロヘキサンおよび/またはイソプロピル-2,6-ジアミノシクロヘキサン、1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、2,4’-、および/または4,4’-ジアミノジシクロヘキシルメタン、3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノジシクロヘキシルメタン(Laromin(登録商標)C260、BASF AG)、環内でメチル基で置換された異性体ジアミノジシクロヘキシルメタン(=C-モノメチル-ジアミノジシクロヘキシルメタン)、3(4)-アミノメチル-1-メチルシクロヘキシルアミン(AMCA)、及び、1,3-ビス(アミノメチル)ベンゼンやm-キシリレンジアミンのような芳香脂肪族ジアミンである。
本発明によるプロセスにおいて、以下の群から選択される一般式(III)のポリアミンを使用することも好ましい:脂肪族結合した第一級アミノ基を有するポリエーテルポリアミン、1,2-ジアミノプロパン、1,4-ジアミノブタン、1,5-ジアミノペンタン、1,6-ジアミノヘキサン、1,5-ジアミノ-2-メチルペンタン、2,5-ジアミノ-2,5-ジメチルヘキサン、2,2,4-および/または2,4,4-トリメチル-1,6-ジアミノヘキサン、1,11-ジアミノウンデカン、1,12-ジアミノドデカン、1-アミノ-3,3,5-トリメチル-5-アミノメチルシクロヘキサン、2,4-および/または2,6-ヘキサヒドロトリレンジアミン、2,4’-および/または4,4’-ジアミノジシクロヘキシルメタンまたは3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノジシクロヘキシルメタン。特に好ましくは、3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノジシクロヘキシルメタン、2,4’-および/または4,4’-ジアミノジシクロヘキシルメタン、1,5-ジアミノ-2-メチルペンタンであり、そして、非常に特に好ましくは、2,4’-および/または4,4’-ジアミノジシクロヘキシルメタンの使用である。
本発明によるプロセスにおいて、以下の群から選択される一般式(III)のポリアミンを使用することが特に好ましい:脂肪族結合した第一級アミノ基を有するポリエーテルポリアミン、1,2-ジアミノプロパン、1,4-ジアミノブタン、1,5-ジアミノペンタン、1,6-ジアミノヘキサン、1,5-ジアミノ-2-メチルペンタン、2,5-ジアミノ-2,5-ジメチルヘキサン、2,2,4-および/または2,4,4-トリメチル-1,6-ジアミノヘキサン、1,11-ジアミノウンデカン、1,12-ジアミノドデカン、1-アミノ-3,3,5-トリメチル-5-アミノメチルシクロヘキサン、2,4-および/または2,6-ヘキサヒドロトリレンジアミン、2,4’-および/または4,4’-ジアミノジシクロヘキシルメタンまたは3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノジシクロヘキシルメタン。
本発明による方法において、3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノジシクロヘキシルメタン、2,4’-および/または4,4’-ジアミノジシクロヘキシルメタンおよび1,5-ジアミノ-2-メチルペンタンよりなる群から選択される一般式(III)のポリアミンを使用することが非常に特に好ましい。
上記のプロセスで使用される一般式(IV)の好ましい化合物は、R1およびR2がそれぞれ1から18個の炭素原子を有する同一または異なる有機基である一般式(IV)のマレイン酸またはフマル酸エステルである。好ましくは、R1およびR2は、独立して、1から8個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状のアルキル基であり、より好ましくは、それぞれ、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチルまたはイソブチル基のような各アルキル基、特に好ましくはエチルである。
一般式(IV)の化合物の例には、以下の化合物が含まれる:マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジ-n-プロピルまたはジイソプロピル、マレイン酸ジ-n-ブチル、マレイン酸ジ-2-エチルヘキシルまたは対応するフマル酸エステル。マレイン酸ジエチルが特に好ましい。
本発明による二成分コーティング組成物は、少なくとも1つのポリイソシアネート成分Bを含む。
適切なポリイソシアネート成分Bは、少なくとも2つの平均NCO官能性および少なくとも140g/モルの分子量を有する有機ポリイソシアネートである。特に適しているのは、140~300g/molの分子量範囲の未修飾有機ポリイソシアネート、300~1000g/molの分子量範囲の塗料ポリイソシアネート、及び、ウレタン、尿素および/またはアロファネート基を有し、そして400g/molを超える分子量を有するNCOプレポリマーまたはそれらの混合物である。
本発明の文脈において、「塗料ポリイソシアネート」という用語は、単純なポリイソシアネートからそれ自体が知られているオリゴマー化反応によって得ることができる化合物または化合物の混合物を意味すると理解される。適切なオリゴマー化反応の例は、カルボジイミド化、二量体化、三量体化、重尿素化、尿素形成、ウレタン化、アロファナ化および/またはオキサジアジン構造の形成を伴う環化である。オリゴマー化は、同時にまたは連続して行われる上記の反応の2つ以上からなり得る。
「塗料ポリイソシアネート」は、好ましくは、ビウレットポリイソシアネート、イソシアヌレート基を含むポリイソシアネート、イソシアヌレートおよびウレチジオン基を含むポリイソシアネートの混合物、ウレタンおよび/またはアロファネート基を含むポリイソシアネート、または、単純な有機ポリイソシアネートに基づくイソシアヌレート基およびアロファネート基を含むポリイソシアネートの混合物である。ポリイソシアネート成分Bとして同様に適切なのは、それ自体が知られており、一方では単純な有機ポリイソシアネートに基づいておよび/または塗料ポリイソシアネートに基づく、他方では分子量が300g/モルを超える有機ポリヒドロキシ化合物に基づくイソシアネート基を含むプレポリマーである。ウレタン基を含む塗料ポリイソシアネートは、分子量範囲が62~300g/molの低分子量ポリオールの誘導体であるのに対し、適切なポリオールは、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチロールプロパン、グリセロールまたはこれらのアルコールの混合物であり、イソシアネート基を含むプレポリマーは、300g/molを超える、好ましくは400g/モルを超え、より好ましくは400~8000g/モルの間である分子量を有するポリヒドロキシ化合物を使用して調製される。そのようなポリヒドロキシル化合物は、特に、分子あたり2から6、好ましくは2から3のヒドロキシル基を有するものであり、エーテル、エステル、チオエーテル、カーボネートおよびポリアクリレートポリオールならびにそのようなポリオールの混合物からなる群から選択される。
イソシアネート基を含むプレポリマーの調製において、言及された高分子量ポリオールはまた、言及された低分子量ポリオールとの混合物の形態で使用され得、ウレタン基を含む低分子量塗料ポリイソシアネートと本発明によるポリイソシアネート成分b)として同様に適切である高分子量NCOプレポリマーとの混合物を直接生じさせる。
イソシアネート基またはそれらと塗料ポリイソシアネートとの混合物を含むプレポリマーの調製のために、以下の例として言及されるタイプの単純な有機ポリイソシアネートまたは塗料ポリイソシアネートは、高分子量ヒドロキシル化合物またはそれらの混合物と、例として述べたタイプの低分子量ポリヒドロキシル化合物を、NCO/OH当量比を1.1:1から40:1、好ましくは2:1から25:1に維持しながら反応し、ウレタンおよび/またはアロファネートが形成される。蒸留可能な単純な有機ポリイソシアネートを過剰に使用する場合、これは、反応後に蒸留により任意に除去することができ、その結果、モノマーを含まないイソシアネート基を含むNCOプレポリマーが存在し、同様にポリイソシアネート成分b)として使用することができる。
適切な単純な有機ポリイソシアネートの例は、1,4-ジイソシアネートブタン、1,5-ジイソシアネートペンタン、1,6-ジイソシアネートヘキサン(HDI)、1,5-ジイソシアネート-2,2-ジメチルペンタン、2,2,4-および2,4,4-トリメチル-1,6-ジイソシアネートヘキサン、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI) 1-イソシアネート-3,3,5-トリメチル-5-イソシアネートメチルシクロヘキサン(イソホロンジイソシアネート、IPDI)、1-イソシアネート-1-メチル-4(3)-イソシアネートメチルシクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタン2,4’-ジイソシアネートおよび/または4,4’-ジイソシアネート、1,10-ジイソシアネートデカン、1,12-ジイソシアネートドデカン、シクロヘキサン1,3-および1,4-ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート異性体、トリイソシアネートノナン(TIN)、ナフチレン1,5-ジイソシアネート、2,4-ジイソシアネートトルエンまたはそれと2,6-ジイソシアネートトルエンとの混合物、好ましくは、混合物に基づいて35重量%までの2,6-ジイソシアネートトルエンを含む、2.2’-、2,4’-、4,4’-ジイソシアネートジフェニルメタンまたはジフェニルメタンシリーズの工業用ポリイソシアネート混合物、または言及されたポリイソシアネートの任意の所望の混合物である。
好ましくは、1,4-ジイソシアネートブタン、1,5-ジイソシアネートペンタン、1,6-ジイソシアネートヘキサン(HDI)、1,5-ジイソシアネート-2,2-ジメチルペンタン、2,2,4-または2,4,4-トリメチル-1,6-ジイソシアネートヘキサン、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)1-イソシアネート-3,3,5-トリメチル-5-イソシアネートメチルシクロヘキサン(イソホロンジイソシアネート、IPDI)、1-イソシアネート-1-メチル-4(3)-イソシアネートメチルシクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタン2,4’-および/または4,4’-ジイソシアネート、1,10-ジイソシアネートデカン、1,12-ジイソシアネートドデカン、シクロヘキサン1,3-および1,4-ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート異性体、トリイソシアネートノナン(TIN)、またはそのようなポリイソシアネートの任意の所望の混合物の群から選択される脂肪族、脂環式または芳香脂肪族ポリイソシアネートの使用である。
原則として、もちろん、上記のタイプの異なるポリイソシアネート成分の混合物を使用することも可能である。
ポリアスパラギン酸エステル含有成分Aに加えて、本発明による二成分組成物は、イソシアネート基に対して反応性であるさらなる成分(成分C)を含み得る。
これらは、例えば、62~300g/molの分子量範囲の低分子量ポリオール、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチロールプロパン、グリセロールまたはこれらのアルコールの混合物、または300g/molを超える、好ましくは400g/molを超える、より好ましくは400~8000g/molの分子量を有するポリヒドロキシ化合物であり得る。このようなポリヒドロキシル化合物は、特に、1分子当たり2~6個、好ましくは2~3個のヒドロキシル基を有するものであり、エーテル、エステル、チオエーテル、カーボネートおよびポリアクリレートポリオールならびにこのようなポリオールの混合物からなる群から選択される。
加えて、本発明による二成分組成物は、少なくとも1つの無機および/または有機顔料(成分D1)、例えば、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化クロムまたはカーボンブラックを含む。
組成物中の顔料の割合は、二成分組成物の総重量を基準にして、好ましくは3重量%以上(≧3重量%)、より好ましくは5重量%~40重量%(≧5重量%~≦40重量%)、最も好ましくは10重量%~35重量%(≧5重量%~≦40重量%)である。
コーティングのための顔料の包括的なレビューは、“Lehrbuch der Lacke und Beschichtungen[塗料およびコーティングに関するテキストブック]、第II巻、“Pigmente、FΓllstoffe、Farbstoffe“[顔料、充填剤、染料]、HKittel、Verlag W.AColomb in Heenemann GmbH、Berlin-Oberschwandorf、1974、ページ17-265に記載されている。
さらに、本発明による組成物は、ポリイソシアネート重付加化合物でのコーティング技術に典型的な、さらなる助剤および添加剤、および特にポリウレタン化合物(成分D2)を含んでもよい:
例えばWO 05058996に記載されているように、例は、チタン-、ジルコニウム-、ビスマス-、スズおよび/または鉄含有触媒のような触媒/活性化剤である。アミンまたはアミジンを添加することも可能である。組成物中の架橋触媒の割合は、二成分組成物の全重量を基準にして、好ましくは0.001重量%~5重量%(≧0.001重量%~≦5重量%)、好ましくは0.005重量%~2重量%(≧0.005重量%~≦2重量%)、より好ましくは0.01重量%~1重量%(≧0.01重量%~≦1重量%)である。
他の適切な補助剤および添加剤D2の例は、コーティング添加剤、例えば、UV吸収剤および立体障害アミン(HALS)のような光安定剤、ならびに、安定剤、消泡剤、クレーター防止剤および/または湿潤剤、レベリング剤、フィルム形成補助剤、反応性希釈剤、殺生物剤、レオロジー制御のための溶媒または物質である。光安定剤、特にUV吸収剤、例えば置換ベンゾトリアゾール、S-フェニルトリアジンまたはオキサラニリド、および立体障害アミン、特にHALSと呼ばれる2,2,6,6-テトラメチルピペリジル構造を有するものの使用は、例として、AValet、Lichtschutzmittel fuer Lacke[Light stabilizers for paints]、Vincentz Verlag、Hanover、1996に記載されている。
安定剤、例えばフリーラジカルスカベンジャー、および立体障害フェノールのような他の重合抑制剤は貯蔵中に塗料成分を安定化し、硬化中の変色を防止することを意図する。湿潤剤およびレベリング剤は、コーティングの表面湿潤および/またはレベリングを改善する。例は、フルオロ界面活性剤、シリコーン界面活性剤および特定のポリアクリレートである。レオロジー制御添加剤は適用時および基材上のレベリング相における二成分系の特性を制御するために重要であり、例えば、特許明細書WO9422968、EP0276501、EP0249201またはWO9712945に開示されている。水捕捉剤、例えばオルトギ酸トリエチル、トルエンスルホニルイソシアネート、モノオキサゾリジンまたはモレキュラーシーブ、および加水分解安定剤、例えばカルボジイミドを使用することがさらに可能である。組成物中のコーティング添加剤の割合は、二成分組成物の総重量に基づいて、好ましくは0.5重量%~15重量%(≧0.5重量%~≦15重量%)、好ましくは1重量%~10重量%(≧1重量%~≦10重量%)、より好ましくは2重量%~7重量%(≧2重量%~≦7重量%)である。塗料添加剤の包括的なレビューは、“Lehrbuch der Lacke und Beschichtungen[塗料およびコーティングに関するテキストブック],第III巻,“Loesemittel,Weichmacher, Additive, Zwischenprodukte”[溶媒,可塑剤,添加剤,中間体],H.Kittel,Verlag W.A.Colomb in der Heenemann GmbH,Berlin-Oberschwandorf,1976,ページ237-398にある。
さらなる補助剤および添加剤D2は充填剤である。適切な充填剤の例は、バライト、チョークまたはタルクである。バリア効果を有する充填剤も使用することができ、例えば、板状フィロシリケートまたは層状アルミノシリケート、グラファイト、アルミニウム小板、または、バリア顔料、例えば、鉄マイカおよびナノフィラー、例えば、クレーおよびケイ酸アルミニウムを使用することができ、ここで、充填剤は、単独でまたは組み合わせて使用することができる。コーティング中の充填剤の割合は、二成分組成物の総重量に基づいて、好ましくは1重量%~30重量%(≧1重量%~≦30重量%)、好ましくは3重量%~20重量%(≧3重量%~≦20重量%)、より好ましくは5重量%~15重量%(≧5重量%~≦15重量%)である。コーティングのための充填剤の包括的なレビューは、“Lehrbuch der Lacke und Beschichtungen[塗料およびコーティングに関するテキストブック]、第II巻、“Pigmente、FΓllstoffe、Farbstoffe“[顔料、充填剤、染料]、HKittel、Verlag W.AColomb in Heenemann GmbH、Berlin-Oberschwandorf、1974、ページ17-265に記載されている。
溶媒はまた、補助剤および添加剤D2とみなされる。溶媒は、有機溶媒、または有機溶媒の混合物、または、水若しくは有機溶媒と水の混合物であってもよい。適切な溶媒は当業者に公知の様式で使用されるべきであり、この使用は、組成物および適用プロセスに合わせて調整される。溶媒は、使用される成分を溶解し、それらの混合を促進し、不相溶性を回避することが意図される。加えて、塗布および硬化の間、それらは、最適な外観を有しポッピングまたはピンホールのような欠陥のない無溶剤コーティングを与えるように、進行中の架橋反応に合わせて調整された様式でコーティングから抜けるべきである。適切な溶媒には、特に、二成分技術で使用される溶媒が含まれる。有機溶媒の例は、アセトン、メチルエチルケトンまたはヘキサノンのようなケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸メトキシプロピルのようなエステル、置換グリコールおよび他のエーテル、Exxon-Chemieからのキシレンまたは溶媒ナフサのような芳香族化合物、および言及した溶媒の混合物である。組成物のNCO反応性成分が水性分散液の形態である場合、水も溶媒または希釈剤として適している。存在する場合、組成物中の溶媒の割合は、二成分組成物の総重量に基づいて、好ましくは0.5重量%~40重量%(≧0.5重量%~≦40重量%)、好ましくは1重量%~30重量%(≧1重量%~≦30重量%)、より好ましくは2重量%~25重量%(≧2重量%~≦25重量%)である。
組成物中のポリイソシアネート成分Bとポリアスパラギン酸エステル含有成分Aとの比は、NCO反応性基に対するポリイソシアネート基のモル量に基づいて、好ましくは0.5:1.0~3.0:1.0である。特に好ましくは、0.9:1.0~1.5:1.0の比であり、1.05:1.0~1.25:1.0の比が非常に特に好ましい。
本発明による二成分組成物は、好ましくは発泡性または発泡形成性組成物ではない。組成物は好ましくはラジカル重合性ではなく、特に光重合性ではなく、すなわち、組成物は、ラジカルプロセスによって、特に化学線によって開始されるラジカル重合プロセスによって硬化しない。
本発明による二成分コーティング組成物は、塗料およびコーティング技術においてそれ自体公知の方法によって製造される。
イソシアネート反応性成分(R)とイソシアネート含有成分(H)は、それぞれのイソシアネート反応性成分AとCを混合するか、またはそれぞれのポリイソシアネート成分Bを混合することによって、最初に別々に調製される。補助剤および添加剤D1およびD2は、好ましくはイソシアネート反応性成分Rと混合される。このようにして生成された成分RおよびHは、適用直前または適用中まで混合されない。適用前に混合を行う場合、成分の反応は混合直後に開始することに留意すべきである。反応速度は、成分および添加剤の選択に従って変化する。組成物を適用しなければならない処理時間はポットライフとしても知られており、成分の混合から初期粘度および/または流動時間の倍加までの時間として定義され(DIN EN ISO 2431:2012-03に従って決定されるが、DIN 4フローカップを使用する)、これは成分の選択に応じて、1分~24時間の範囲、通常は10分~8時間の範囲である。ポットライフは、当業者に公知の方法によって決定される。
好ましい実施形態では、イソシアネート反応性成分は、場合により分散を伴ってまたはそれに続いて混合され、次いで粉砕される。後者は、例えばビーズミルを用いて行うことができる。粉砕に続いて、ふるい分け工程を行ってもよい。

本発明はまた、少なくとも以下の工程を含む、基材をコートするための方法に関する:
i) 被コーティング基材の少なくとも一部に上記の二成分系コーティング組成物を塗布し、そして
ii) 工程i)からのコーティング組成物を硬化する。
したがって、本発明は、さらに基材上のコーティングの製造における本発明による二成分コーティング組成物の使用、基材をコートするための上記の方法、およびこのようにして得られるコートされた基材自体を提供する。
基材は、1つ以上のコーティング層で完全にまたは部分的に既にコートされていてもよい。これらのコーティング層は、未硬化であっても湿潤であってもよく、部分的に硬化されていても完全に硬化されていてもよく、基材上のさらなるコーティング層は、好ましくは部分的に硬化されているか完全に硬化されている。コーティング層の例は、下塗りコート、下塗り剤、充填剤、スパックリングコート、ベースコート、または、既に完全に塗装され、サンディングまたはプラズマ活性化のような可能な前処理の後に再コートされている基材である。
二成分コーティング組成物は、特に防食用のコーティングの製造、一般的な工業用塗装、およびACE(農業、建築、土工設備)の分野で使用される。ここでのコーティングは、好ましくはトップコートである。
従って、本発明は、好ましくは、基材上のトップコートの製造における上記の二成分コーティング組成物の使用、これらのトップコートで基材をコートするための上記の方法、およびこのようにして得ることができるコートされた基材自体を提供する。
さらに、本発明は、腐食保護、一般的な工業塗装またはACEコーティングの分野におけるトップコートの使用を提供する。
コーティング組成物は、慣用の塗布方法によって塗布することができる。塗布方法の例は、粗いまたは細かいブラシによる塗布、ローラー塗布、ナイフ塗布、浸漬および噴霧であり、好ましくは噴霧塗布である。任意のフラッシュオフ時間の後、塗布に続いて基材または物体上での本発明による組成物の硬化または乾燥が行われる。これは、周囲条件(温度および大気湿度)下、または強制条件下、例えばオーブン温度を上昇させること、赤外線、近赤外線またはマイクロ波放射のような放射を使用すること、および除湿および/または加熱された空気または他の気体を使用することのいずれかで、コーティング技術において慣用の方法に従って実施される。これは、好ましくは強制硬化のための装置を使用せずに行われる。塗布されたコーティング組成物は、例えば、-20~100℃、好ましくは-10~80℃、より好ましくは0~60℃、最も好ましくは10~40℃の温度で硬化される。好ましくはないが、より低い硬化温度を使用してもよいが、より長い硬化時間をもたらす。
同様に、好ましくはないが、より高い温度、例えば80~160℃以上で組成物を硬化させることも可能である。
第1のコーティングが硬化した後、さらなるコーティングが塗布され得、同様に硬化され得る。
本発明はさらに、光沢安定性コーティングの製造における二成分コーティング組成物の使用を提供する。
実験例の部
原材料及び基材:
PACM20:2,4-および4,4’-ジアミノジシクロヘキシルメタンの混合物、製造業者:Evonik
Desmodur N 3600:約23%のNCOおよび≦0.25%の遊離HDIを含有する低粘度HDI三量体、製造業者:Covestro
Desmodur XP 2489:約21%のNCOを含有する、HDIおよびイソホロンジイソシアネート三量体に基づく脂肪族ポリイソシアネート、製造業者Covestro
UOP L粉末:モレキュラーシーブ、Honeywell UOP、米国
Byk A 530:消泡剤、Byk-Chemie GmbH、ドイツ
Disperbyk 163:分散剤、Byk-Chemie GmbH、ドイツ
二酸化チタンR-KB-4:顔料、様々なサプライヤー
酸化クロムグリーンGN:顔料、様々なサプライヤー
酸化鉄イエロー415:顔料、様々なサプライヤー
Heucophos(登録商標)ZPA:腐食保護顔料、Heubach GmbH、ドイツ
Baryte EWO:重晶石フィラー、Sachtleben、ドイツ
Microtalc IT Extra:タルクフィラー、Mondo Minerals、オランダ
CAB-O-SIL TS 720:レオロジー添加剤、Cabot Aerogel、ドイツ
Tinuvin 292:光安定剤、BASF、ドイツ
溶媒: Solvesso 100、1-メトキシ-2-プロピルアセテート(MPA)およびブチルアセテート(BA)、Azelis、ドイツ
方法:
フマル酸ジエチル含量は、内部標準を用いたGC法を用いて定量した。標準GCキャピラリー(100%ポリシロキサン相)およびFID検出器を有するAgilent 6890ガスクロマトグラフを使用した。インジェクタ温度(スプリット出口)は、180℃であり、キャリアガスとしてヘリウムを用いた。この方法の定量限界は300ppmであった。
GC-MS分析は、Agilent 6890ガスクロマトグラフおよびAgilent 5973質量スペクトル検出器を用いて、70 eVでの標準イオン化(電子衝撃)、標準GCキャピラリー(100%ポリシロキサン相)および250℃の注入器温度での分割注入を用いて行った。ガスクロマトグラムの評価は面積%であった。
全ての粘度測定は、Anton Paar Germany GmbH(DE)からのPhysica MCR 51レオメーターを用いて、DIN EN ISO 3219:1994-10に準拠して23℃で行った。
ハーゼンカラーインデックス値は、DIN EN ISO 6271:2016-05に従って、Hach Lange GmbH(ドイツ)からのLico 400比色計で測定した。
アミン価は、結果がアミン価として表されたことを除いて、EN ISO 9702:1998(過塩素酸法)に従って滴定的に決定した。mg KOH/gでのアミン価は、以下の式に従って計算した:
Figure 2022521250000006


a=主試験に使用した過塩素酸量(単位:ミリリットル)、濃度c=0.1mol/L(ファクター5.61に含まれる);
b=ブランク試験に使用した過塩素酸の量(単位:ミリリットル)、濃度c=0.1mol/L(ファクター5.61に含まれる);
W=試料の重量(グラム)
流動時間は、DIN 4フローカップを使用したことを除いて、DIN EN ISO 2431:2012-03に従って決定した。
ポットライフは、粘度が2倍になるのに要する時間として定義した。
乾燥は、DIN EN ISO 9117-5:2012-11に従って測定した。
耐候性は、DIN EN ISO16474/2:2014-03、方法A、サイクル1(102:18)およびDIN EN ISO16474/3:2014-03、方法Cサイクル4(UVB)に従って行った。粗面化アルミニウム上の単層トップコートについて試験を行った。
光沢値は、標準DIN EN ISO2813:2015-02に従って反射率計を用いて測定した。
振り子硬度は、DIN EN ISO1522:2007-04に準拠して、ガラス上のKoenig振り子を用いて決定した。
スプレー塗布は、約2.1~2.2barの圧力で1.6mmのSATAスプレーノズルを有するモデルSATAjet RP 3000スプレーガンを用いて行った。コーティングは、一般的な周囲条件下で行った(温度および大気湿度のわずかな変動が可能である)。
塩水噴霧試験は、ISO17872に従って記載された試料について、NSS法に対応するDIN EN ISO9227:2012-09に従って行った。単層および二層トップコートを鋼板に塗布した(SA21/2にブラストした)。ブリスタリングは、DIN EN ISO4628-2:2016-07に従って評価した(n.c.=変化なし/bl=ブリスタ数/bs=ブリスタサイズ)。層間剥離および腐食は、ISO4628-8:2012-3に従って評価した。
凝縮水試験は、DIN EN ISO6270-2:2005-09に従って行った。ブリスタリングは、DIN EN ISO4628-2:2016-07に従って評価した(n.c.=変化なし/bl=ブリスタ数/bs=ブリスタサイズ)。
クロスカット試験は、DIN EN ISO2409:2006-13に従って行った。
プルオフ試験は、DIN EN ISO 4624:2016-08方法Bに従って行った。
引張応力および破壊の性質は、以下の基準に従って評価した:
A 基材の密着不良;
A/B 基材と第1のコーティングとの間の接着不良;
B 第1のコーティングにおける密着不良;
B/C 第1のコーティングと第2のコーティングとの間の接着不良;
色素沈着トップコートの製造
トップコートは、成分1の構成要素を冷却容器(冷たい水道水で外部冷却されたジャケット付き容器)に入れ、溶解器を用いて約600~800rpmで予備分散させ、その後、ビーズミルで粉砕し、次いでふるいにかけることによって、室温で製造した。成分1は、1日の成熟時間後に処理した。
次いで、成分2をゆっくりと撹拌しながら添加し(約600~800rpm)、次いで2000rpmで1分間(コーティング1)または2800rpmで30分間(コーティング2)分散させた。
単層構造
使用されたトップコートは、記載された噴霧塗布の手段によって鋼板(ブラストされたSA21/2)または粗面化されたアルミニウム板に塗布され、23℃/50%相対湿度で乾燥された。
二層構造
1C PUR亜鉛ダストベースコートを、RR5280という名称のCovestro Deutschland AGのガイドライン処方に従って、記載された噴霧塗布の手段によって鋼板(SA21/2にブラストされた)に塗布した。このベースコートが乾燥した後、トップコートを、記載された噴霧塗布の手段によって同様に塗布し、23℃/50%相対湿度で乾燥させた。
ポリアスパラギン酸エステルPAE1
Desmophen NH 1420の名称でCovestroから市販されているポリアスパラギン酸エステル。
材料データ:
式(II)のモノアミン(GC-MS):4.0%
フマル酸ジエチル(GC) 2.9重量%
粘度 1220 mPas
カラーインデックス 27 APHA
アミン価 201mg KOH/g
ポリアスパラギン酸エステルPAE2
最初に、341.8gのPACM20を、撹拌下、乾燥窒素下、23℃で充填した。これに560.0gのマレイン酸ジエチルを滴下し、温度が60℃を超えて上昇しないことを確実にした。添加終了時に、温度を45℃に調整し、混合物を45℃で2時間撹拌した。次に、混合物を23℃で7週間貯蔵した。貯蔵後のフマル酸ジエチルの含有量は3.0重量%であった。次に、フマル酸ジエチルを120℃および0.2mbarで留去した。以下の材料データを有する明色生成物を得た:
式(II)のモノアミン(GC-MS): 4.2%
フマル酸ジエチル(GC) 0.05重量%
粘度 1860 mPas
カラーインデックス 19 APHA
アミン価 203mg KOH/g
ポリアスパラギン酸エステルPAE3
最初に、341.8gのPACM20を、撹拌下、乾燥窒素下、23℃で充填した。これに560.0gのマレイン酸ジエチルを滴下し、温度が60℃を超えて上昇しないことを確実にした。添加終了時に、温度を45℃に調整し、混合物を45℃で2時間撹拌した。次に、混合物を23℃で9週間貯蔵した。貯蔵後のフマル酸ジエチルの含有量は2.7重量%であった。次に、フマル酸ジエチルを120℃および0.2mbarで留去した。以下の材料データを有する明色生成物を得た:
式(II)のモノアミン(GC-MS): 5.3%
フマル酸ジエチル(GC) 0.09重量%
粘度 1810 mPas
カラーインデックス 27 APHA
アミン価 206mg KOH/g
ポリアスパラギン酸エステルPAE4
最初に、341.8gのPACM20を、撹拌下、乾燥窒素下、23℃で充填した。これに567.6gのマレイン酸ジエチルを滴下し、温度が60℃を超えて上昇しないことを確実にした。添加終了時に、温度を45℃に調整し、混合物を45℃で2時間撹拌した。次いで、混合物を23℃で30時間保存した。貯蔵後のフマル酸ジエチルの含有量は8.62重量%であった。次に、フマル酸ジエチルを120℃および0.2mbarで留去した。以下の材料データを有する明色生成物を得た:
式(II)のモノアミン(GC-MS): 13.2%
フマル酸ジエチル(成分A、GC) <0.03重量%
粘度 1650 mPas
カラーインデックス 5 APHA
アミン価 213mg KOH/g
ポリアスパラギン酸エステルPAE5
最初に、341.8gのPACM20を、撹拌下、乾燥窒素下、23℃で充填した。これに、1678.8gのマレイン酸ジエチルを滴下し、温度が60℃を超えて上昇しないことを確実にした。添加終了時に、温度を45℃に調整し、混合物を45℃で1時間撹拌した。次いで、混合物を23℃で24時間保存した。次に、フマル酸ジエチルを120℃および0.2mbarで留去した。以下の材料データを有する明色生成物を得た:
式(II)のモノアミン(GC-MS): 9.3%
フマル酸ジエチル(成分A、GC) 0.07重量%
粘度 1710 mPas
カラーインデックス 21 APHA
アミン価 219mg KOH/g
表1および7に示すように、ポリアスパラギン酸エステルPAE1、2、3およびPAE5をトップコートに配合した。
Figure 2022521250000007
実施例1~8のトップコートのポットライフおよび乾燥を表2および3にまとめる。
Figure 2022521250000008
Figure 2022521250000009
表2から分かるように、本発明によるコーティング組成物は、従来のポリアスパラギン酸エステルをベースとするコーティング組成物と比較して、より長いポットライフに関連して、より迅速な乾燥を示す。表3に示される本発明によるコーティング組成物は、同様に同じ急速乾燥と共により長いポットライフを有する。
実施例4、5、7および8からの硬化トップコートも耐候性に付した。結果を表4~6に示す。
Figure 2022521250000010
Figure 2022521250000011
Figure 2022521250000012
耐候性結果が示すように、本発明によるコーティング組成物は、従来のポリアスパラギン酸エステルをベースとするコーティング組成物と比較して、より遅い光沢損失およびより高いまたは少なくとも等しく高い残留光沢を示す。
Figure 2022521250000013
Figure 2022521250000014
表8は、本発明によるコーティング組成物は、従来のポリアスパラギン酸エステルをベースとするコーティング組成物と比較して、良好な耐薬品性だけでなく、より長いポットライフに関連するより迅速な乾燥によっても特徴付けられることを確認する。
次に、硬化したコーティング9~14を、凝縮水試験および塩水噴霧試験の両方に供した。
Figure 2022521250000015
Figure 2022521250000016
これらの結果は、本発明によるコーティング組成物が抵抗性の耐腐食処方物を得るのに寄与することを示す。
次に、硬化したコーティング9~14を耐候性に付した。
Figure 2022521250000017
Figure 2022521250000018
本発明によるコーティング組成物をベースとするトップコート2は、同様に従来のポリアスパラギン酸エステルをベースとするトップコート2と比較して、より遅い光沢の損失およびより高いか、または少なくとも等しく高い残留光沢を特徴とする。

Claims (13)

  1. 以下を含む二成分コーティング組成物(2Cコーティング組成物)であり、
    a)少なくとも1つのポリアスパラギン酸エステル含有成分A、
    b)少なくとも1つのポリイソシアネート成分B、
    c)任意に、Aとは異なり、イソシアネート基に対して反応性である1以上の成分C、
    d)少なくとも1つの無機および/または有機顔料であり、好ましくは二成分組成物(成分D1)の総重量に基づいて少なくとも3重量%(≧3重量%)の割合であり、そして、任意に、他の助剤および添加剤(成分D2)、
    ここで、成分Aは、以下を含む組成物に相当し;
    一般式(I)の1以上のポリアスパラギン酸エステル
    Figure 2022521250000019


    [式中、Xは、m価の有機基であり、任意に1以上のヘテロ原子を含み、(シクロ)脂肪族または芳香脂肪族(aralipharically)に結合したアミノ基を有する、対応するポリアミンから第一級アミノ基を除去することによって得られ得、そして、60~6000g/molの分子量範囲であり、そして、イソシアネート基に対して反応性であり、および/または100℃までの温度で不活性であるさらなる官能基を含んでもよく、
    R1及びR2は、それぞれ1~18個の炭素原子を有する同一または異なる有機基であり、
    mは、1を超える整数である]、及び、
    任意に一般式(II)である第一級アミノ基を有する1以上のポリアスパラギン酸エステル
    Figure 2022521250000020


    [式中、nは、m-1であり、X及びR及びR基は、前記に同じである]、

    そして、
    フマル酸ジアルキルが、成分Aの全重量に基づいて0.01重量%~1.2重量%の量で成分A中に存在することを特徴とする、前記組成物。
  2. フマル酸ジアルキルが、成分Aの全重量を基準にして0.01重量%~1重量%の量で成分A中に存在することを特徴とする、請求項1に記載の二成分コーティング組成物(2Cコーティング組成物)。
  3. フマル酸ジアルキルが、成分Aの全重量を基準にして0.01重量%~0.1重量%の量で成分A中に存在することを特徴とする、請求項1に記載の二成分コーティング組成物(2Cコーティング組成物)。
  4. ポリアスパラギン酸エステル含有成分Aが、式(II)の化合物を全く含まない、請求項1~3のいずれかに記載の二成分コーティング組成物(2Cコーティング組成物)。
  5. ポリアスパラギン酸エステル含有成分Aが、式(II)の化合物を含む、請求項1~3のいずれかに記載の二成分コーティング組成物(2Cコーティング組成物)。
  6. ポリアスパラギン酸エステル含有成分Aが式(II)の1以上の化合物を含み、そして、式(II)の化合物の割合が、GCによる面積(ガスクロマトグラムにおける面積%として測定)の0.1%以上であり、ここで、2つの一般式(I)および(II)の化合物のGCによる面積の合計が100%である、請求項1~3または5のいずれかに記載の二成分コーティング組成物(2Cコーティング組成物)。
  7. ポリアスパラギン酸エステル含有成分Aが式(II)の1以上の化合物を含み、そして、式(II)の化合物の割合が、GCによる面積(ガスクロマトグラムにおける面積%として測定)の1%以上であり、ここで、2つの一般式(I)および(II)の化合物のGCによる面積の合計が100%である、請求項1~3または5のいずれかに記載の二成分コーティング組成物(2Cコーティング組成物)。
  8. 式(II)の化合物の割合がGCによる面積の20%以下である、請求項5~7のいずれかに記載の二成分コーティング組成物(2Cコーティング組成物)。
  9. 少なくとも以下の工程を含む、基材上のコーティングの製造方法:
    i)コートされる基材の少なくとも一部に、請求項1~8のいずれかに記載の二成分コーティング組成物を塗布し、そして
    ii)工程i)からのコーティング組成物を硬化する。
  10. 請求項9に記載の方法に従って得られうるコーティングでコートされた基材。
  11. コーティングがトップコートであることを特徴とする、請求項9に記載の基材上のコーティングの製造方法、または、請求項10に記載のコーティングでコートされた基材。
  12. コーティングを製造するための請求項1~8のいずれかに記載の二成分コーティング組成物(2Cコーティング組成物)の使用、または請求項9もしくは11に記載の基材上にコーティングを製造するための方法、または請求項10もしくは11に記載のコーティングでコートされた基材であって、
    ここで、コーティングが、腐食保護または一般工業塗装の分野において、またはACE(農業、建設および土工設備)のためのコーティングとして使用される、前記使用、方法または基材。
  13. 光沢安定性コーティングを製造するための、請求項1~8のいずれかに記載の二成分コーティング組成物(2Cコーティング組成物)の使用。
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