JP2023523708A - 非水系架橋性組成物 - Google Patents

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Abstract

本発明は、少なくとも1種のポリアクリレートポリオール(A1)を含むポリオール成分(A)、該ポリオール成分(A)を含む架橋性組成物、およびコーティングにおけるその使用に関する。より詳細には、ポリオール成分(A)は、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートモノマー(a1)と(置換)脂環式(メタ)アクリレートモノマー(a4)のモノマーから得られる少なくとも1種のポリアクリレートポリオール(A1)を含み、ポリアクリレートポリオール(A1)は500~2000ダルトンのMnおよび800~4000ダルトンのMwを有するものである。架橋性組成物は、ポリオール成分(A)と、ポリアクリレートポリオール(A1)と反応可能な官能基を有する架橋剤(C)とを含有するものである。本発明の架橋性組成物は、特にクリアコートやトップコートの用途に好適である。【選択図】図1

Description

技術分野
本発明は、ポリアクリレートポリオールを含むポリオール成分、該ポリオール成分を含む架橋性組成物、およびコーティングにおけるその使用に関するものである。
背景技術
現在の塗料市場では、特に一般工業用、船舶用、保護塗料用、自動車用などにおいて、揮発性有機成分(VOC)の量に対する規制要求がますます厳しくなってきている。特に中国の自動車市場における法規制では、塗料、特にクリアコート塗料のVOC測定値が460g/L以下、特に自動車用OEMではさらに好ましくは420g/L以下、最も好ましくは400g/L以下であることが要求されている。これは、架橋剤成分としてアミノ樹脂を含む1液型塗料にとって特に困難なことである。したがって、現代の塗料の固形分含有量を増加させる必要がある。固形分量を増加させ、それによって高固形分塗料組成物を配合することは、塗料配合物(またはコーティング組成物)中に存在するバインダーの分子量を低下させることによって達成できることが知られている。しかしながら、分子量が低いと、バインダーのガラス転移温度Tgが低くなる。その結果、塗料配合中のバインダーの分子量を下げると、得られる塗料またはコーティングの性能に重大な影響を与え(Epple, U. and Vogel, K-H., European Coatings Journal, 07-08 (2005), page 49)、例えば、硬度が低くなり、重要な化学物質に対する耐性が低くなる。
ポリオールとアミノ樹脂又はポリイソシアネート硬化剤を含む当該技術分野に記載のHS架橋性組成物では、しばしば、アクリル酸とモノマーとして嵩高い脂環式部分(例えばメタクリル酸イソボルニル(IBOMA))を有するアルコールとのエステルを含むポリアクリレートポリオールが使用される。
本明細書の文脈において、ハイソリッド(HS)架橋性コーティング組成物は、460g/Lより低い揮発性有機化合物(VOC)含有量を有する組成物を指し、好ましくは460g/Lより低いVOCを有する非着色架橋性コーティング組成物、好ましくは420g/Lより低く、より好ましくは400g/Lより低いVOCを有する非着色架橋性組成物のことを言う。
イソボルニル(メタ)アクリレートモノマーを含む樹脂は、例えば、EP0676423に記載されている。この文献は、IBOMAモノマーを有するこのような樹脂を含む塗料製剤の固形分が、ポリオール(またはフィルム形成ポリマー)の数平均分子量の減少に伴って増加する傾向を示している。残念ながら、これは得られる塗料の硬度も低下させることを伴っている。
メタクリル酸イソボルニルを含む樹脂のさらなる例、およびメラミン-ホルムアルデヒド樹脂をさらに含む塗料配合物におけるそれらの使用は、US4605719に記載されている。しかしながら、また、これらの塗料製剤は、クリアコート製剤において最大54.5%の固形分しか得られなかった。顔料配合では、固形分(顔料を含む)を63.5%まで増加させることが可能であったが、これは、得られる塗膜のわずか235という低いペルソーズ硬度を伴うものであった。
さらに、IBOMAは通常天然資源から得られるため、今日の生産および精製プロセスでは、IBOMAの品質および純度は、高品質のポリアクリレート樹脂を保証するために必ずしも十分に再現可能とは言えない。その結果、例えばポリアクリレート樹脂の色やにおいが変化し、ポリアクリレートポリオールにこのような嵩高いモノマーを使用することは、高品質のポリアクリレート樹脂が必要な特定の用途においては経済的に魅力的ではなくなってしまうのである。さらに、IBOMAはバイオベース材料であるため、その利用可能性は時間の経過とともに減少している。
IBOMAのためのいくつかの代替モノマーは、例えばCN106752879に記載されているように、当技術分野で知られている。しかしながら、この文書の教示から、当業者は10,000ダルトン以上の数平均分子量Mnを有する樹脂をもたらし、これはこれらの樹脂を高固形分塗料系に非常に不適当なものにしている。
したがって、測定されたVOCが460g/Lより低く、さらに好ましくは420g/Lより低く、最も好ましくは400g/Lより低い、(超)高固形(無着色)架橋性コーティング組成物に対する必要性が依然として存在し、前記組成物は、得られるコーティングの良好な硬度、良好な又は好ましくは改善された外観、優れた垂れ下り抵抗及び優れた耐薬品性を提供するものである。
発明の概要
したがって、本発明の一態様によれば、添付の特許請求の範囲に記載のように、少なくとも1種のポリアクリレートポリオール(A1)を含む、ポリオール成分(A)が提供される。
本発明の別の態様によれば、添付の特許請求の範囲に記載のポリオール成分(A)を含有する架橋性組成物が提供される。
本発明の他の態様によれば、添付の特許請求の範囲に記載されるように、少なくとも1つのポリアクリレートポリオール(A1)を含むバインダーモジュールおよびコーティングを提供する方法が同様に提供される。
本発明の有利な態様は、(従属)請求項に記載され、以下の説明でさらに論じられる。
図面の簡単な説明
次に、本発明の態様をより詳細に説明する。
例において、添付の図、すなわち、例5(三角)および比較例6(丸)の塗料の粘度を計算された固形分に対して表示する図1が参照される。
実施形態の説明
出願人は、これまでの技術に記載された組成物で遭遇した欠点を克服し、ここで上記のような特性の組み合わせを提供する架橋性組成物を見出した。本発明の一態様によれば、したがって、以下から得られる少なくとも1つのポリアクリレートポリオール(または(メタ)アクリルポリオール)(A1)を含む、ポリオール成分(A)が提供される:
- ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートモノマー(a1)の10~60wt%、好ましくは10~55wt%、より好ましくは15~50wt%、最も好ましくは20~40wt%、ここで、ヒドロキシル化アルキル基は1~20個の炭素原子、好ましくは1~12個の炭素原子を含む;
- 場合により、0~70wt%の直鎖または分岐アルキル(メタ)アクリレートモノマー(a2)、好ましくは10~60wt%、より好ましくは15から50wt%、最も好ましくは15から40wt%、ここで、アルキル基は1から20個の炭素原子、好ましくは1から12個の炭素原子を含有する;
- 場合により、0~60wt%、好ましくは5~60wt%、より好ましくは10~50wt%、さらに好ましくは10~40wt%のビニルモノマー(a3)、好ましくは(置換)スチレンを含有する;
- (置換)脂環式(メタ)アクリレートモノマー(a4)5~50wt%、好ましくは10~45wt%、より好ましくは10~40wt%、最も好ましくは15~35wt%、好ましくは、(置換)脂環式(メタ)アクリレート(a4)の脂環式基は、5から16個の炭素原子、より好ましくは6から12個の炭素原子を含み、より好ましくは、(置換)脂環式(メタ)アクリレート(a4)の脂環式基は、(置換)シクロアルキル部位、(置換)ビシクロ[x.y.z]アルキル部分または(置換)トリシクロ[x.y.z1.z2]アルキル部分(x+y+z+2、またはx+y+z1+z2+2の合計は、脂環式部分の炭素原子の総数と等しい)を含み;および
- 場合により、0~5wt%の(メタ)アクリル酸(a5)、好ましくは0~3wt%の(メタ)アクリル酸、より好ましくは0~1wt%の(メタ)アクリル酸、さらに好ましくは0~0.5wt%の(メタ)アクリル酸、最も好ましくはポリアクリレートポリオール(A1)は実質的に(メタ)アクリル酸を含まない;
上記wt%、(a1)、(a4)、および存在すれば(a2)、(a3)、(a5)の合計に基づく;
ここで、ポリアクリレートポリオール(A1)は、下記を有する:
- 数平均分子量Mnが500~2,000ダルトン、好ましくは550~1,600ダルトン、より好ましくは600~1,400ダルトン、最も好ましくは700~1,300ダルトン;
- 重量平均分子量Mwが800~4,000ダルトン、好ましくは900~3,500ダルトン、より好ましくは1,000~2,900ダルトン、さらに好ましくは1,000~2,500ダルトン、より一層好ましくは1,000~2,200ダルトン、最も好ましくは1,000~2,000ダルトン。
本明細書において、(置換)脂環式(メタ)アクリレートモノマーとは、(置換)シクロアルキル(メタ)アクリレートモノマー、または、(置換)ビシクロ[x.y.z]アルキル(メタ)アクリレートモノマーまたは(置換)トリシクロ[x.y.z1.z2]アルキル(メタ)アクリレートモノマーを指し、x+y+zn+2(すなわちx+y+z+2、またはx+y+z1+z2+2)の合計が脂環式部分の炭素原子数の合計と同じであることを意味する。(置換)脂環式(メタ)アクリレートモノマーは、嵩高いモノマーである。
本明細書において、「(置換)脂環式(メタ)アクリレートモノマー」は、置換および無置換の脂環式(メタ)アクリレートモノマーを包含する。置換脂環式(メタ)アクリレートモノマーとは、その脂環式環に1つ以上の置換基(置換基は水素原子とは異なる)を有する脂環式(メタ)アクリレートモノマーをいい、無置換脂環式(メタ)アクリレートモノマーとはその脂環式環にそのような置換基をもたない脂環式(メタ)アクリレートモノマーをいう。
本明細書の文脈では、架橋性コーティング組成物は、架橋性組成物またはコーティング組成物または組成物とも呼ばれる。
本明細書において化合物を命名するために使用する接頭語「(メタ)アクリル」は、「アクリル」と「メタクリル(メタアクリル)」の両方を包含し、少なくとも1つのCH=CHCOO-基またはCH=CCHCOO-基を含む化合物、ならびにそれらの混合物およびその混合物のことを指す。
本発明の別の態様によれば、以下を含む架橋性組成物が提供される:
a) 本発明によるポリオール成分(A)(ここでは上述した通りである);
b) 場合により、ポリアクリレートポリオール(A1)とは異なり、少なくとも2つの遊離ヒドロキシル基を含む、少なくとも1つのポリオール(B);
c) ポリアクリレートポリオール(A1)、存在する場合にはポリオール(B)、および/または存在する場合には反応性希釈剤(F)と反応可能な官能基を含む少なくとも1つの架橋剤(C);および
d) 場合により、ポリアクリレートポリオール(A1)、存在する場合にはポリオール(B)、存在する場合には反応性希釈剤(F)のヒドロキシル基と、架橋剤(C)の官能基との間の反応を触媒するための少なくとも一つの触媒(D)、触媒(D)は0~10wt%の間の量で存在し、存在する場合、触媒(D)はポリアクリレートポリオール(A1)、存在する場合にはポリオール(B)、架橋剤(C)、存在する場合には触媒(D)、および存在する場合にはポットライフ延長剤(E)、反応性希釈剤(F)および/または垂れ防止剤(G)の合計量の0~10wt%、好ましくは、0~3wt%で、存在する;
e) 場合により、少なくとも1つのポットライフ延長剤(E);
f) 場合により、62から4,000ダルトンの範囲、好ましくは62から2,000ダルトンの範囲、より好ましくは62から1,000ダルトンの範囲の数平均分子量、1から3、好ましくは1から1.5、より好ましくは1から1.3、さらにより好ましくは1から1.25までの多分散度Mw/Mn、および1から6の範囲、好ましくは1.5から4、より好ましくは1.8から3.5の平均ヒドロキシル官能性を有する少なくとも一つの反応性の希釈剤(F);
g) 場合により、少なくとも1つの垂れ防止剤(G)。
本明細書の文脈において、「ポリアクリレートポリオール(A1)と異なるポリオール(B)」という表現は、ポリアクリレートポリオール(A1)と比較して、異なるモノマー組成及び/又は異なるMn及び/又は異なるMw及び/又は異なるガラス転移温度Tgを有するポリオール(B)のことをいう。
出願人は、このようなポリオール成分(A)及び架橋性組成物の使用により、低VOC(ポリオール成分(A)に含まれる少なくとも1種のポリアクリレートポリオール(A1)の70%固形分における400mPa・s未満の低粘性により得られる)と組み合わせた、良好な硬度、良好又は好ましくは改善された外観、優れた耐サグ及び優れた耐化学性を有する被覆を得ることを見いだした。より具体的には、(未着色)組成物は、揮発性有機化合物の含有量が非常に少なく(すなわち、VOC含有量が460g/L以下、さらに好ましくは420g/L以下、最も好ましくは400g/L以下)、毒性の高い物質を含まない状態で配合することができるため、非常に好適である。さらに、得られた架橋材料は、日光に対する良好な耐性を提供し、耐久性があり、良好な機械的特性を有する。本発明のポリアクリレートポリオール(A1)の使用により、当該技術分野で記載されている架橋性組成物と比較して、VOCと硬度との間のより良いバランスが得られることは、特に驚くべきことである。より詳細には、ポリアクリレートポリオール(A1)中の(置換)脂環式(メタ)アクリレートモノマー(a4)の含有は、その低い重量平均分子量Mw及び高いTgと共に、低VOC、高固形分配合物をもたらし、それによってスプレー用の溶剤でさらに希釈する必要がなく、したがって組成物のVOC含量を高めることを避けることができる。さらに、このような処方では、良好な耐薬品性を有するコーティングが得られる。
本発明の組成物は、例えば、車両再塗装用、自動車OEM用、輸送車両用、一般産業用、および床材用途のための低VOC、高固形分の溶剤型クリアコートおよびトップコート組成物の調合にも特に有用である。
本発明による架橋性組成物は、好ましくは、いわゆる非水性組成物であり、10%未満の水、好ましくは5%未満の水、より好ましくは1%未満の水を含む組成物を指し、あるいは水を実質的に含まない(すなわち水を含まない)ものであってもよい。
本発明によるポリオール成分(A)は、好ましくは10%未満の水、より好ましくは5%未満の水、最も好ましくは1%未満の水を含むか、あるいは実質的に水を含まない(すなわち水を含まない)ものである。
本明細書において、ポリアクリレートポリオール(A1)とは、(メタ)アクリルポリオール(A1)のことである。
本発明によるポリオール成分(A)および組成物に用いられるポリアクリレートポリオール(A1)は、平均で少なくとも2個の遊離ヒドロキシル(-OH)基を含む(コ)ポリマー、より好ましくはランダム(コ)ポリマーであることが望ましい。
ポリアクリレートポリオール(A1)(または(メタ)アクリルポリオール(A1))は、好ましくはフリーラジカル開始剤の存在下で、以下のモノマーおよびその量を(共)重合することによって得られる(またはポリアクリレートポリオール(A1)は、以下のモノマーおよびその量を(共)重合してできた残差を含む):
- ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートモノマー(a1)の10~60wt%、好ましくは10~55wt%、より好ましくは15~50wt%、最も好ましくは20~40wt%であり、ヒドロキシル化アルキル基は1~20個、好ましくは1~12個の炭素原子を含むものである。好ましくは、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートとカプロラクトンのアダクト、またはそれらの混合物などを含むものである。
- 場合により、0~70wt%、好ましくは10~60wt%、より好ましくは15から50wt%、最も好ましくは15から40wt%の直鎖または分岐アルキル(メタ)アクリレートモノマー(a2)。ここでアルキル基は1から20個、好ましくは1から12個の炭素原子を含むものである。メチル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、n-ヘキシル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸とアルコールのエステル(例えば、商品名ISOFOL(登録商標)で販売)又はこれらの混合物などを含む。
- 場合により、0~60wt%、好ましくは5~60wt%、より好ましくは10~50wt%、さらに好ましくは10~40wt%の、スチレンまたはビニルトルエンなどのビニルモノマー(a3)、好ましくはスチレンを含有する。
- (置換)脂環式(メタ)アクリレートモノマー(a4)5~50wt%、好ましくは10~45wt%、より好ましくは10~40wt%、最も好ましくは15~35wt%である。好ましくは、(置換)脂環式(メタ)アクリレート(a4)の脂環式基は、5から16個の炭素原子、より好ましくは6から12個の炭素原子を含み、より好ましくは、(置換)脂環式(メタ)アクリレート(a4)の脂環式基は、(置換)シクロアルキル部位、(置換)ビシクロ[x.y.z]アルキル部分または(置換)トリシクロ[x.y.z1.z2]アルキル部分(x+y+z+2、またはx+y+z1+z2+2の合計は、脂環式部分の炭素原子の総数に相当する)を含む;および
- 場合により、0~5wt%の(メタ)アクリル酸(a5)、好ましくは0~3wt%の(メタ)アクリル酸、より好ましくは0~1wt%の(メタ)アクリル酸、さらに好ましくは0~0.5wt%の(メタ)アクリル酸、最も好ましくはポリアクリレートポリオール(A1)は実質的に(メタ)アクリル酸を含まないことである;
ここで、上記のwt%は、(a1)、(a4)、および存在すれば(a2)、(a3)、(a5)の合計に基づく。
好ましくは、(メタ)アクリルポリオール(A1)は、以下のモノマーとその量を(共)重合することによって得られるものである:
- ヒドロキシアルキルアクリレートモノマー(a1’)またはヒドロキシアルキルメタクリレートモノマー(a1”)10~60wt%、好ましくは10~55wt%、より好ましくは15~50wt%、最も好ましくは20~40wt%、ここでヒドロキシル化アルキル基は1~20、好ましくは1~12の炭素原子を含むものである。ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートとカプロラクトンのアダクト、またはそれらの混合物などを含むものである。
- 場合により、0~70wt%の直鎖もしくは分岐アルキルアクリレートモノマー(a2’)または直鎖もしくは分岐アルキルメタクリレートモノマー(a2”)、好ましくは10~60wt%、より好ましくは15から50wt%、最も好ましくは15から40wt%またはさらに20wt%未満、ここでアルキル基は1から20個、好ましくは1~12の炭素原子を含む。好ましくは、メチル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、n-ヘキシル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレートなど、イソブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸とアルコールのエステル(例えば、商品名ISOFOL(登録商標)で販売)、またはこれらの混合物が挙げられる。
- 場合により、0~60wt%、好ましくは5~60wt%、より好ましくは10~50wt%、さらに好ましくは10~40wt%の、スチレンまたはビニルトルエンなどのビニルモノマー(a3)、好ましくはスチレンが含まれる。
- (置換)脂環式アクリレートモノマー(a4’)または(置換)脂環式メタクリレートモノマー(a4”)を5~50wt%、好ましくは10~45wt%、より好ましくは10~40wt%、最も好ましくは15~35wt%。好ましくは、(置換)脂環式アクリレート(a4’)または(置換)脂環式メタクリレート(a4”)の脂環式基は、5から16個の炭素原子、より好ましくは6から12個の炭素原子を含み;より好ましくは、(置換)脂環式アクリレート(a4’)または(置換)脂環式メタクリレート(a4”)の脂環式基は、(置換)シクロアルキル部分、(置換)ビシクロ[x.y.z]アルキル部分または(置換)トリシクロ[x.y.z1.z2]アルキル部分を含み、(x+y+z+2、またはx+y+z1+z2+2の合計は、脂環式部分の炭素原子の総数に等しい)、前記アルキル部分は5~16個の炭素原子、好ましくは6~12個、より好ましくは6~9個の炭素原子または、代わりに、および最も好ましい前記アルキル部分の炭素原子数は10である;
- 場合により、0~5wt%の(メタ)アクリル酸(a5)、好ましくは0~3wt%の(メタ)アクリル酸、より好ましくは0~1wt%の(メタ)アクリル酸、さらに好ましくは0~0.5wt%の(メタ)アクリル酸、最も好ましくはポリアクリレートポリオール(A1)は実質的に(メタ)アクリル酸を含まない;
ここで上記wt%は、(a1’)、(a1”)、(a4’)、(a4”)と、存在すれば(a2’)、(a2”)、(a3)および(a5)の合計に基づいて決定される。
好ましくは、使用するモノマーにおいて、比(アクリレートモノマー(a1’)+(a2’)+(a4’)/(メタクリレートモノマー(a1”)+(a2”)+(a4”))が、0~1であり、より好ましくは0.1~1、更に好ましくは0.2~0.95である。
本明細書の文脈において、ランダム(コ)ポリマーとは、モノマー残基が(コ)ポリマー分子内にランダムに配置されている(コ)ポリマーを指す。ランダム(コ)ポリマーを製造するための好適な方法は、当業者にとって明らかであろう。好ましくは、ポリアクリレートポリオール(A1)がランダム(コ)ポリマーである場合、ランダム(コ)ポリマー(A1)の製造方法は、ランダム(コ)ポリマー(A1)の末端基部位を制御することはない。より好ましくは、ポリアクリレートポリオール(A1)がランダム(コ)ポリマーである場合、ランダム(コ)ポリマー(A1)は、そのポリマー鎖上のOH官能基のランダム分布(さらに、モノマー残基が(コ)ポリマー分子内にランダムに配置されること。上記参照)、ランダム(コ)ポリマー(A1)は、(a1)~(a5)以外のC=C不飽和結合を含むモノマーを含んでいない(より特にランダム(コ)ポリマー(A1)は、0wt%のポリブタジエンを含んでいる)。および/または、ランダム(共)重合体(A1)は、グリシジル(メタ)アクリレートと長鎖(直鎖または分岐)カルボン酸との反応生成物の残基などの側鎖の(エポキシ官能基の)残基を含んでいない(より詳細にはランダム(共)重合体(A1)は側鎖中の(エポキシ官能基の)残基を0wt%含んでなる)。
本発明で使用するための炭素原子数5から16の脂環式基を含む(置換)脂環式(メタ)アクリレートモノマー(a4)の非限定的な例としては、下記のもの:(置換)シクロペンチル(メタ)アクリレート、(置換)シクロヘキシル(メタ)アクリレート、(置換)シクロヘプチル(メタ)アクリレート、リモネン(メタ)アクリレートの異性体、カルボン(メタ)アクリレートの異性体、ピネン(メタ)アクリレートの異性体、イソソルビド(メタ)アクリレート、3,3,5-トリメチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸と水酸化(置換)デカリンとのエステル、(メタ)アクリル酸と水酸化(置換)ビシクロアルキルとのエステル、ジメチルビシクロ[2.2.1]ヘプチル(メタ)アクリレートの異性体、エチルビシクロ[2.2.1]ヘプチル(メタ)アクリレートの異性体、エチルジメチルビシクロ[2.2.1]ヘプチル(メタ)アクリレートの異性体、ジエチルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプチル(メタ)アクリレートの異性体、トリメチルビシクロ[2.2.1]ヘプチル(メタ)アクリレートの異性体、トリメチルビシクロ[3.1.1]ヘプチル(メタ)アクリレート、(オクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデニル)メチル(メタ)アクリレート、オクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデンジメタノールの異性体と(メタ)アクリル酸とのエステル、イソボニル(メタ)アクリレート、(置換)ノルボルニル(メタ)アクリレート、ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2-イルメチル(メタ)アクリレート、(置換)アダマンチル(メタ)アクリレート、(置換)ジシクロペンタジエン(メタ)アクリレート、(置換)ビシクロ[2.2.2]オクチル(メタ)アクリレート、(置換)ビシクロ[4.0]オクチル(メタ)アクリレート、(置換)ポリシクロペンタジエニル(メタ)アクリレート、またはこれらの混合物である。好ましくは、(置換)シクロペンチル(メタ)アクリレート、(置換)シクロヘキシル(メタ)アクリレート、(置換)シクロヘプチル(メタ)アクリレート、3,3,5-トリメチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、(置換)ノルボルニル(メタ)アクリレート、異性体のビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2-イルメチル(メタ)アクリレート、(置換)アダマンチル(メタ)アクリレート、(置換)ジシクロペンタジエン(メタ)アクリレート、(置換)ポリシクロペンタジエニル(メタ)アクリレートまたはこれらの混合物である。モノマー(a4)中の(置換)脂環式部分は、ヒドロキシ基、3級アミン基、エーテル基、エステル基、エポキシ基、メルカプタン基及び/又はカルボン酸基等の官能基をさらに含んでいてもよいが、これらに限定されるものではない。
一実施形態において、(置換)脂環式(メタ)アクリレート(a4)の脂環式基は、(置換)シクロペンチル(メタ)アクリレート、(置換)シクロヘキシル(メタ)アクリレートまたは(置換)シクロヘプチル(メタ)アクリレートが5~16個の炭素原子を含んでいるものである。好ましくは、5から16個の炭素原子を含む(置換)シクロペンチル(メタ)アクリレートまたは(置換)シクロヘプチル(メタ)アクリレート、または7から16個、好ましくは9から15個、より好ましくは10~14個の炭素原子を含む(置換)シクロヘキシル(メタ)アクリレートが挙げられる。
好ましい実施形態において、(置換)脂環式(メタ)アクリレート(a4)の脂環式基は、6から9個の炭素原子を含む(置換)ビシクロ[x.y.z]アルキル部分である。
代替のより好ましい実施形態では、(置換)脂環式(メタ)アクリレート(a4)の脂環式基は、置換ビシクロ[x.y.z.]炭素原子10個を含むアルキル部分、好ましくはa,b,c-トリメチルビシクロ[x.y.z]ヘプチル部分、ここでa,b,cはビシクロ[x.y.z]ヘプチル環上のメチル基の位置を示す、より好ましくはa,b,c-トリメチルビシクロ[2.2.1]ヘプチルまたはa,b,c-トリメチルビシクロ[3.1.1]ヘプチル部、さらに好ましくは2,6,6-トリメチルビシクロ[3.1.1]ヘプチル、1,3,3-トリメチルビシクロ[2.2.1]ヘプチル、または1,7,7-トリメチルビシクロ[2.2.1]ヘプチル部分の異性体、最も好ましくは2,6,6-トリメチルビシクロ[3.1.1]ヘプチルまたは1,3,3-トリメチルビシクロ[2.2.1]ヘプチル部分の異性体、さらに最も好ましくは1,3,3-トリメチルビシクロ[2.2.1]ヘプチル部分の異性体である。
代替実施形態では、(置換)脂環式(メタ)アクリレート(a4)の脂環式基は、11~16個の炭素原子を含むビシクロ[x.y.z]アルキル部分である。
別の代替実施形態では、(置換)脂環式(メタ)アクリレート(a4)の脂環式基は、5~16個の炭素原子、好ましくは7~14個の炭素原子、より好ましくは9~13個の炭素原子、最も好ましくは11または12個の炭素原子を含む(置換)トリシクロ[x.y.z1.z2]アルキル部分である。好ましくは、(置換)トリシクロ[x.y.z1.z2]アルキル部分は、(部分)水素化(置換)インデン部分および/または少なくとも1つの(置換)ノルボルニル部分を含み、より好ましくは(部分)水素化(置換)インデン部分および少なくとも1つの(置換)ノルボルニル部分、最も好ましくは(オクタヒドロー4,7-メタノー1H-インデニル)メチル部分である。このような(置換)脂環式(メタ)アクリレート(a4)の例としては、(置換)トリシクロ[x.y.z1.z2]アルキル部分は、(オクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデニル)メチル(メタ)アクリレート、オクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデンジメタノールの異性体と(メタ)アクリル酸とのエステル、またはそれらの混合物である。好ましくは、(オクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデニル)メチル(メタ)アクリレート、オクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデンジメタノールの異性体と(メタ)アクリル酸のモノエステル、またはその混合物である。
好ましくは、本発明によるポリオール成分(A)および組成物に用いられる(メタ)アクリルポリオール(A1)を得るために用いられる(置換)脂環式(メタ)アクリレートモノマー(a4)は、イソボルニル(メタ)アクリレート、2,6,6-トリメチルビシクロ[3.1.1]ヘプチル(メタ)アクリレート、1,3,3-トリメチルビシクロ[2.2.2]ヘプチル(メタ)アクリレート、(オクタヒドロ-4,7-メタノ-1Hインデニル)メチル(メタ)アクリレート、のアイソマーが使用できる。1]ヘプチル(メタ)アクリレート、(オクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデニル)メチル(メタ)アクリレート、オクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデンジメタノールの異性体と(メタ)アクリル酸とのエステル、(メタ)アクリレートノルボルニル、(置換)シクロヘキシル(メタ)アクリレートまたはこれらの混合物である。より好ましくは、モノマー(a4)は、イソボルニル(メタ)アクリレート、2,6,6-トリメチルビシクロ[3.1.1]ヘプチル(メタ)アクリレート、1,3,3-トリメチルビシクロ[2.2.1]ヘプチル(メタ)アクリレート、(オクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデニル)メチル(メタ)アクリレート、オクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデンジメタノールと(メタ)アクリル酸との異性体のエステル、ノルボルニル(メタ)アクリレートまたはこれらの混合物;さらに好ましくはモノマー(a4)は2,6,6-トリメチルビシクロ[3.1.1]ヘプチル(メタ)アクリレート、1,3,3-トリメチルビシクロ[2.2.1]ヘプチル(メタ)アクリレート、(オクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデニル)メチル(メタ)アクリレート、オクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデンジメタノールの異性体と(メタ)アクリル酸とのエステル、ノルボルニル(メタ)アクリレートまたはこれらの混合物;最も好ましくはモノマー(a4)は1,3,3-トリメチルビシクロ[2.2.1]ヘプチル(メタ)アクリレート、ノルボルニル(メタ)アクリレート、(オクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデニル)メチル(メタ)アクリレート、オクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデンジメタノールのモノエステル、(メタ)アクリル酸、またはこれらの混合物である。
本発明のより好ましい実施形態において、(置換)脂環式(メタ)アクリレートモノマー(a4)は、2,6,6-トリメチルビシクロ[3.1.1]ヘプチル(メタ)アクリレート、1,3,3-トリメチルビシクロ[2.2.1]ヘプチル(メタ)アクリレート、(オクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデニル)メチル(メタ)アクリレート、オクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデンジメタノールの異性体と(メタ)アクリル酸とのエステル、ノルボルニル(メタ)アクリレート又はこれらの混合物、好ましくは1,3,3-トリメチルビシクロ[2.2.1]ヘプチル(メタ)アクリレート、ノルボルニル(メタ)アクリレート、(オクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデニル)メチル(メタ)アクリレート、オクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデニウムと(メタ)アクリル酸のモノエステル、またはこれらの混合物である。であり、本発明によるポリオール成分(A)および組成物に用いられる(メタ)アクリルポリオール(A1)を得るために用いられるヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートモノマー(a1)は、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、または、これらの混合物である。
本発明の代替実施形態において、(置換)脂環式(メタ)アクリレートモノマー(a4)は、イソボルニル(メタ)アクリレート、2,6,6-トリメチルビシクロ[3.1.1]ヘプチル(メタ)アクリレート、1,3,3-トリメチルビシクロ[2.2.2.1]ヘプチル(メタ)アクリレート、(オクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデニル)メチル(メタ)アクリレート、オクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデンジメタノールの異性体と(メタ)アクリル酸とのエステル、(置換)シクロヘキシル(メタ)アクリレート又はこれらの混合物、好ましくはイソボルニル(メタ)アクリレートである。本発明によるポリオール成分(A)および組成物に用いられる(メタ)アクリルポリオール(A1)を得るために用いられるヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートモノマー(a1)は、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、あるいはこれらの混合物であり、好ましくはヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートあるいはこれらの混合物である。
本発明の別の代替的でより好ましい実施形態では、(置換)脂環式(メタ)アクリレートモノマー(a4)は、イソボルニル(メタ)アクリレート、2,6,6-トリメチルビシクロ[3.1.1]ヘプチル(メタ)アクリレート、1,3,3-トリメチルビシクロ[2.2.1]ヘプチル(メタ)アクリレート、(オクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデニル)メチル(メタ)アクリレート、オクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデンジメタノールの異性体と(メタ)アクリル酸とのエステル、(置換)シクロヘキシル(メタ)アクリレート又はこれらの混合物、好ましくはイソボルニル(メタ)アクリレートである。本発明によるポリオール成分(A)および組成物に用いられる(メタ)アクリルポリオール(A1)を得るために用いられるヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートモノマー(a1)は、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートモノマー(a1)の全重量を基準として50wt%以上、好ましくは60wt%以上、より好ましくは80wt%以上、最も好ましくは90wt%以上、さらには100wt%の範囲で構成される。好ましくは、ヒドロキシアルキルメタクリレートモノマー(a1”)は、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシブチルメタクリレート、またはこれらの混合物であり、より好ましくはヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、またはこれらの混合物である。
(オクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデニル)メチル(メタ)アクリレートは、3-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカニルメチル(メタ)アクリレートとも称される。
オクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデンジメタノールは、トリシクロ[5.2.1.0’2,7]デカンジメタノールとも呼ばれる。
重合工程は、少なくとも1つの重合開始剤及び/又は連鎖移動剤を含むことができる。当業者に知られている任意の開始剤および/または連鎖移動剤を使用することができる。重合反応は、さらに、有機溶液中で、既知の溶媒の存在下で行うことができる。このような溶媒の例としては、トルエン、キシレン、酢酸n-ブチル、酢酸エチル、酢酸エチルグリコール、異性体酢酸ペンチル、酢酸ヘキシル、酢酸メトキシプロピル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンを挙げることができる。また、高沸点芳香族化合物の混合物、例えばソルベントナフサ溶媒、ベンゼンの同族体、ソルベッソ溶媒、シェルゾール溶媒;および高沸点脂肪族および脂環式炭化水素、例えばホワイトスピリット、ミネラルターペニン、アイソパー溶媒、ナパー溶媒、テトラリンおよびデカリンが好適である。また、混合溶媒を用いてもよい。重合を溶媒中で行う場合、好ましい溶媒は、酢酸n-ブチル、酢酸メトキシプロピル、キシレン、およびこれらの混合溶媒である。
本発明のポリオール成分(A)および組成物に用いられるポリアクリレートポリオール(A1)は、重量平均分子量Mwが4,000ダルトン未満、好ましくは3,500ダルトン未満、より好ましくは2,500ダルトン未満、さらに好ましくは2,200ダルトン未満、最も好ましくは2,000ダルトン未満である。
ポリアクリレートポリオール(A1)の数平均分子量Mnは、最大2,000ダルトン、好ましくは最大1,600ダルトン、より好ましくは最大1,400ダルトン、最も好ましくは最大1,300ダルトンである。
本発明のポリオール成分(A)および組成物に用いられるポリアクリレートポリオール(A1)のMw/Mnで定義される多分散度は、好ましくは4未満、より好ましくは3未満、さらに好ましくは2.5未満、最も好ましくは2未満である。
重量平均分子量Mwおよび数平均分子量Mnは、ASTM D 3593規格に従って、ポリスチレン標準を用いたゲル浸透クロマトグラフィー、より詳細にはサイズ排除クロマトグラフィーを用いて決定される。
好ましくは、本発明のポリオール成分(A)および組成物に用いられるポリアクリレートポリオール(A1)のガラス転移温度Tgは、-25℃より高く、好ましくは-15℃より高く、より好ましくは0℃より高く(すなわち、ガラス転移温度が0℃以上)、最も好ましくは5℃より高い。ポリアクリレートポリオール(A1)のガラス転移温度Tgは、50℃より低く、好ましくは35℃より低く、より好ましくは30℃より低く、最も好ましくは25℃より低い。
より好ましくは、本発明のポリオール成分(A)および組成物に用いられるポリアクリレートポリオール(A1)のガラス転移温度Tgは、0℃~50℃、さらに好ましくは0℃~35℃、最も好ましくは5℃~30℃の間で構成されていることである。
Tgは、DIN EN ISO 16805およびISO 11357に従って、Mettler DSC 3+熱量計を使用して測定される。
好ましくは、本発明のポリオール成分(A)および組成物に用いられるポリアクリレートポリオール(A1)の酸価(AV)は、ポリオール(A1)1グラム当たり20mgKOHより低く、好ましくはポリオール(A1)1グラム当たり15mgKOHより低く、より好ましくはポリオール(A1)1グラム当たり10mgKOHより低く、最も好ましくはポリオール(A1)1グラム当たり8mgKOHまたは更に7mgKOHより低い。
本発明のポリオール成分(A)および組成物に用いられるポリアクリル酸塩ポリオール(A1)は、水酸基価が60~300mgKOH/gポリオール(A1)、好ましくは80~280mgKOH/gポリオール(A1)、さらに好ましくは100~250mgKOH/gポリオール(A1)、さらにより好ましくは110~195mgKOH/gポリオール(A1)、最も好ましくは120~180mgKOH/gポリコール(A1)である。
水酸基価は、ASTM E222-1規格の方法に従って測定される。
好ましくは、本発明のポリオール成分(A)および架橋性組成物に用いられるポリアクリレートポリオール(A1)は、Mnが2,000ダルトン以下、好ましくは1,600ダルトン以下;Mwが4,000ダルトン以下、好ましくは3,500ダルトン以下、より好ましくは2,500ダルトン以下;多分散度が4より低く、好ましくは3より低く、より好ましくは2.5より低く;0~15mgKOH/gポリオール(A1)、好ましくは0~10mgKOH/gポリオール(A1)、より好ましくは0~8mgKOH/gポリオール(A1)の間の酸価;および-15℃より高く、好ましくは0℃より高く、50℃より低く、好ましくは35℃より低く、より好ましくは30;であり、(a1)、(a4)、および存在する場合には(a2)、(a3)および(a5)の合計に基づいて、5~50wt%の(置換)脂環式(メタ)アクリレートモノマー(a4)、好ましくはイソボルニル(メタ)アクリレート、2,6,6-トリメチルビシクロ[3.1.1]ヘプチル(メタ)アクリレート、1,3,3-トリメチルビシクロ[2.2.1]ヘプチル(メタ)アクリレート、(オクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデニル)メチル(メタ)アクリレート、オクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデンジメタノールと(メタ)アクリル酸との異性体のエステル、(メタ)アシル酸ノルボルニル、(置換)シクロヘキシル(メタ)アクリレートまたはこれらの混合物、さらに好ましくは2,6,6-トリメチルビシクロ[3.1.1]ヘプチル(メタ)アクリレート、1,3,3-トリメチルビシクロ[2.2.1]ヘプチル(メタ)アクリレート、(オクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデニル)メチル(メタ)アクリレート、オクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデンジメタノールと(メタ)アクリル酸との異性体のエステル、ノルボルニル(メタ)アクリレート、さらに好ましくは1,3,3-トリメチルビシクロ[2.2.1]ヘプチル(メタ)アクリレート、ノルボルニル(メタ)アクリレート、(オクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデニル)メチル(メタ)アクリレート、オクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデンジメタノールのモノエステルおよび(メタ)アクリル酸、またはこれらの混合物などが挙げられる。メタ)アクリルポリオール(A1)を得るために用いられるヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートモノマー(a1)は、好ましくはヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、またはこれらの混合物である。
あるいは、本発明のポリオール成分(A)および組成物に用いられるポリアクリレートポリオール(A1)(好ましくは、ポリマー鎖上にOH官能基がランダムに分布し、末端基官能基を制御しないランダム(コ)ポリマーである)は、1,600ダルトンより低いMn、好ましくは1,400ダルトンより低い、より好ましくは1,300ダルトンより低いMnを有する。2,900ダルトンより低い、好ましくは2,500ダルトンより低い、より好ましくは2,200ダルトンより低い、さらに好ましくは2,000ダルトンより低いMw;4より低い、好ましくは3より低い、より好ましくは2より低い多分散度。5;0~15mgKOH/gポリオール(A1)、好ましくは0~10mgKOH/gポリオール(A1)の間の酸価;および-15℃より高い、好ましくは0℃より高く、50℃より低い、好ましくは35℃より低い、より好ましくは30℃より低いガラス転移温度。であり、(a1)、(a4)、および存在する場合には(a2)、(a3)および(a5)の合計に基づいて、5~50wt%、好ましくは10~45wt%、より好ましくは10~40wt%、最も好ましくは15~35wt%、(置換)脂環式(メタ)アクリレートモノマー(a4)、好ましくはイソボルニル(メタ)アクリレート、2,6,6-トリメチルビシクロ[3.1.1]ヘプチル(メタ)アクリレート、1,3,3-トリメチルビシクロ[2.2.1]ヘプチル(メタ)アクリレート、(オクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデニル)メチル(メタ)アクリレート、オクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデンジメタノールの異性体と(メタ)アクリル酸とのエステル、(置換)シクロヘキシル(メタ)アクリレートまたはこれらの混合物、より好ましくはイソボルニル(メタ)アクリレートが挙げられる。メタ)アクリルポリオール(A1)を得るために用いられるヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートモノマー(a1)は、好ましくはヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートまたはこれらの混合物である。より好ましくはヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチルメタクリレート、最も好ましくはヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、又はこれらの混合物である。より好ましくは、(メタ)アクリルポリオール(A1)を得るために用いられるヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートモノマー(a1)は、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートモノマー(a1)の総重量を基準にして、50wt%以上、好ましくは60wt%以上、より好ましくは80wt%以上、最も好ましくは90wt%以上、さらには100wt%を含む(a1”)。さらに好ましくは、ヒドロキシアルキルメタクリレートモノマー(a1”)は、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシブチルメタクリレート、またはこれらの混合物であり、最も好ましくはヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、またはこれらの混合物である。
本明細書において、「少なくとも1つ」という文言は、1つ、2つ、3つ、またはそれ以上を指す。
本明細書の文脈において、「少なくとも1つのポリアクリレートポリオール(A1)」という文言は、1つ、または2つ、3つ、またはそれ以上のポリアクリレートポリオールを意味する。より詳細には、1つのポリアクリレートポリオール(A1)、またはポリアクリレートポリオール(A1)に関連してここで上述したような2、3、またはそれ以上のポリアクリレートポリオールの混合物を指し、このような混合物のポリアクリレートポリオールは、さらに(A1-1)、(A1-2)、(A1-3)などとして示され、それぞれが互いに比較して異なるモノマー組成および/または異なるMnおよび/または異なるMwを有している。例えば、2つのポリアクリレートポリオールの混合物は、ポリアクリレートポリオール(A1-1)およびポリアクリレートポリオール(A1-1)と異なるポリアクリレートポリオール(A1-2)を含み、より詳細にはポリアクリレートポリオール(A1-1)と(A1-2)が異なるモノマー組成を有することである。
本発明によるポリオール成分(A)は、場合により、溶媒(A2)を含んでいてもよく、それは、上述の重合反応中に使用されるのと同じ溶媒であってもよいし、異なる溶媒であってもよい。また、ポリオール成分(A)中の溶媒(A2)は、異なる(種類の)溶媒の混合物を含むこともできる。通常、溶媒(A2)は、大気圧における沸点が200℃以下である。
本発明によるポリオール成分(A)は、場合により、1つ以上の添加剤(A3)を含んでもよい。添加剤は、コーティング組成物において一般的に使用される助剤も包含する。これらの添加剤は、特定の重要な塗料特性を改善するために少量で一般的に使用される。これらの添加剤は、大気圧における沸点が200℃以下の溶媒を含む揮発性部分と、不揮発性部分とから構成されていてもよい。このような添加剤の例としては、界面活性剤、レベリング剤、湿潤剤、クレーター防止剤、消泡剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤などが挙げられる。さらに、ポリオール成分(A)は、後述するポリオール(B)、ポットライフ延長剤(E)、反応性希釈剤(F)及び/又は垂れ防止剤(G)を含んでいてもよい。
本発明に係るポリオール成分(A)は、好ましくは、以下のものを含む:
- 35~100、好ましくは40~90、最も好ましくは50~85重量%のポリアクリレートポリオール(A1);
- 0~50、好ましくは10~40、最も好ましくは15から30重量%の溶媒(A2);
- 0~10、好ましくは0~8、最も好ましくは0.1から7重量%の添加物(A3);
- 0~40、好ましくは0~30、最も好ましくは5から25重量%の、ポリアクリレートポリオール(A1)とは異なる、少なくとも2つの遊離ヒドロキシル基を含む少なくとも1つのポリオール(B);
- 0~から5、好ましくは0~4、最も好ましくは0.1から2重量%のポットライフ延長剤(E);
- 0~20、好ましくは0~15、最も好ましくは1から10重量%の反応性希釈剤(F);および/または
- 0~から15、好ましくは0~10、最も好ましくは1から8重量%の垂れ防止剤(G);
上記の重量%は、ポリオール成分(A)の総重量に対する割合。
本発明のより好ましい実施形態において、ポリオール成分(A)は、以下のものを含む(または以下のものから成る):
- ポリアクリレートポリオール(A1)を35~100、好ましくは40~90、最も好ましくは50~85重量%であり、(A1)を得るための(置換)脂環式(メタ)アクリレートモノマー(a4)は、2,6,6-トリメチルビシクロ[3.1.1]ヘプチル(メタ)アクリレート、1,3,3-トリメチルビシクロ[2・2.1]ヘプチル(メタ)アクリレート、(オクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデニル)メチル(メタ)アクリレート、オクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデンジメタノールの異性体と(メタ)アクリル酸とのエステル、ノルボルニル(メタ)アクリレートまたはこれらの混合物、好ましくは1,3,3-トリメチルビシクロ[2.2.1]ヘプチル(メタ)アクリレート、ノルボルニル(メタ)アクリレート、(オクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデニル)メチル(メタ)アクリレート、オクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデンジメタノールのモノエステル、(メタ)アクリル酸、またはこれらの混合物であることが好ましい;
- 10~40、より好ましくは15~30重量%の溶媒(A2)であり、溶媒(A2)は酢酸n-ブチルである;および
- 5~35、好ましくは5~25重量%の少なくとも1つのポリオール(B)であり、ポリオール(B)はポリエステルポリオールであり、少なくとも2つの遊離ヒドロキシル基を含む;
上記の重量%は、ポリオール成分(A)の総重量に対する割合。
本発明の代替的な好ましい実施形態では、ポリオール成分(A)は、以下のものを含む(または以下のものから成る):
- 35~100、好ましくは40~90、最も好ましくは50~85重量%のポリアクリレートポリオール(A1)であって、(A1)を得るための(置換)脂環式(メタ)アクリレートモノマー(a4)は、2,6,6-トリメチルビシクロ[3.1.1]ヘプチル(メタ)アクリレート、1,3,3-トリメチルビシクロ[2.2.1]ヘプチル(メタ)アクリレート、(オクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデニル)メチル(メタ)アクリレート、オクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデンジメタノールの異性体と(メタ)アクリル酸とのエステル、ノルボルニル(メタ)アクリレートまたはこれらの混合物、好ましくは1,3,3-トリメチルビシクロ[2.2.1]ヘプチル(メタ)アクリレート、ノルボルニル(メタ)アクリレート、(オクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデニル)メチル(メタ)アクリレート、またはオクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデンジメタノールと(メタ)アクリル酸のモノエステル、あるいはこれらの混合物であることが好ましい;
- 10~40、より好ましくは15~30重量%の溶媒(A2)であり、溶媒(A2)は酢酸n-ブチルである;および
- 0~40、好ましくは0~30、最も好ましくは5から25重量%の、ポリアクリレートポリオール(A1)とは異なる、少なくとも2つの遊離ヒドロキシル基を含む少なくとも1つのポリオール(B;。
- 0~20、好ましくは0~15、最も好ましくは1から10重量%の反応性希釈剤(F);
上記の重量%は、ポリオール成分(A)の総重量に対する割合。
好ましくは、ポリオール成分(A)中の残留モノマー含有量は、ポリオール成分(A)の総重量を基準として、15000ppm未満、より好ましくは10000ppm未満、更に好ましくは8000ppm未満、最も好ましくは5000ppm未満とされる。残留モノマー量は、S. Kossen, LC GC Europe, November 2001, page 2に掲載された方法によって測定することができる。
ポリオール成分(A)の引火点は、好ましくは20℃以上、より好ましくは22℃以上、更に好ましくは25℃以上、最も好ましくは27℃以上である。なお、引火点は、ISO1523に準じて測定することができる。
ポリアクリレートポリオール(A1)は、ポリアクリレートポリオール(A1)、存在する場合にはポリオール(B)、架橋剤(C)、及び存在する場合には触媒(D)、ポットライフ延長剤(E)、反応性希釈剤(F)、及び/又は垂れ防止剤(G)の合計量に基づいて重量パーセントで10~90、より好ましくは20~80の範囲のレベルで架橋性組成物に存在していることが望ましい。
場合により、本発明による架橋性組成物は、ポリアクリレートポリオール(A1)とは異なる少なくとも1つのポリオール(B)を含み、少なくとも2つの遊離ヒドロキシル基を含んでなる。
ポリオール(B)は、存在する場合、好ましくは、ポリエステルポリオール、ポリアクリレートポリオール(または(メタ)アクリルポリオール)、ポリカーボネートポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリウレタンポリオール、アミノ樹脂ポリオール、およびそれらの混合物(またはハイブリッド)から成る群から選択される。このようなポリマーは、当業者には一般的に知られており、市販されている。より好ましくは、ポリオール(B)は、ポリエステルポリオール、ポリアクリレートポリオール、およびそれらの混合物(またはハイブリッド)から成る群から選択される。
適切なポリエステルポリオール(B)は、例えば、1つまたは複数のジおよび/または高官能性ヒドロキシ化合物と1つまたは複数のジおよび/または高官能性カルボン酸との重縮合により、場合により、1つまたは複数の単官能性カルボン酸および/またはヒドロキシ化合物と組合せて得ることができる。モノカルボン酸の非限定的な例としては、4~30の炭素原子を含む直鎖状または分枝状のアルキルカルボン酸であり、好ましいのは例えばステアリン酸、2-エチルヘキサン酸、またはイソノナン酸である。非限定的な例として、ジ-および/または高官能性ヒドロキシ化合物は、エチレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、イソソルビド、スピログリコール、トリメチロールプロパン、グリセロール、トリヒドロキシエチルイソシアヌレートおよびペンタエリスリトールを含む群より選ばれる1または複数のアルコール類でありうる。非限定的な例として、ジおよび/または高官能性カルボン酸は、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、1,4-シクロヘキシルジカルボン酸、ヘキサヒドロフタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸およびそれらの官能等価物を含む群より選択される1つ以上である。ポリエステルポリオールは、ジおよび/または高官能性ヒドロキシ化合物、およびカルボン酸、および/またはその無水物および/またはC1-C4アルキルエステルから調製することができる。
好適な(メタ)アクリルポリオール(またはポリアクリレートポリオール)(B)は、例えば、フリーラジカル開始剤の存在下でヒドロキシ官能性(メタ)アクリルモノマーを他のエチレン性不飽和コモノマーと(共)重合することによって得ることができる。非限定的な例として、(メタ)アクリルポリオールは、例えばヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸のポリエチレングリコールエステル、(メタ)アクリル酸のポリプロピレングリコールエステル、及び(メタ)アクリル酸の混合ポリエチレングリコール及びポリプロピレングリコールエステル等の(メタ)アクリル酸の1以上のヒドロキシアルキルエステルから生成した残基を含有することができる。メタ)アクリルポリオールは、さらに好ましくは、メチル(メタ)アクリレート、tert-ブチル(メタ)アクリレート、(置換)シクロペンチル(メタ)アクリレート、(置換)シクロヘキシル(メタ)アクリレート、(置換)シクロヘプチル(メタ)アクリレート等の水酸基含有しないモノマー、リモネン(メタ)アクリレート、の異性体を含むものである。カルボン(メタ)アクリレートの異性体、ピネン(メタ)アクリレートの異性体、イソソルビド(メタ)アクリレート、3,3,5-トリメチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸と水酸化(置換)デカリンのエステル、(メタ)アクリル酸と水酸化(置換)ビシクロアルキルのエステル、ジメチルビシクロ[2.2.1]ヘプチル(メタ)アクリレートの異性体、エチルビシクロ[2.2.1]ヘプチル(メタ)アクリレートの異性体、エチルジメチルビシクロ[2.2.1]ヘプチル(メタ)アクリレートの異性体、ジエチルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプチル(メタ)アクリレートの異性体、トリメチルビシクロ[2.2.1]ヘプチル(メタ)アクリレートの異性体、トリメチルビシクロ[3.1.1]ヘプチル(メタ)アクリレート、(オクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデニル)メチル(メタ)アクリレート、オクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデンジメタノールの異性体と(メタ)アクリル酸とのエステル、(メタ)アクリレートイソボルニル、(置換)アクリレートノルボルニル、異性体であるビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2-イルメチル(メタ)アクリレート、(置換)アダマンチル(メタ)アクリレート、(置換)ジシクロペンタジエン(メタ)アクリレート、(置換)ビシクロ[2.2.2]オクチル(メタ)アクリレート、(置換)ビシクロ[4.2.0]オクチル(メタ)アクリレート、及び(置換)ポリシクロペンタジエニル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸が挙げられる。より好ましくは、メチル(メタ)アクリレート、tert-ブチル(メタ)アクリレート、(置換)シクロペンチル(メタ)アクリレート、(置換)シクロヘキシル(メタ)アクリレート、(置換)シクロヘプチル(メタ)アクリレート、3,3,5-トリメチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、(置換)ノルボルニル(メタ)アクリレート、ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2-イルメチル(メタ)アクリレート、(置換)アダマンチル(メタ)アクリレート、(置換)ジシクロペンタジエン(メタ)アクリレート及び(置換)ポリシクロペンタジエニル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリレートイソブチル、(メタ)アクリル酸がある。メタ)アクリルポリオールは、場合により、スチレン、ビニルトルエンまたは他の置換スチレン誘導体、(分岐)モノカルボン酸のビニルエステル、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸およびマレイン酸のモノアルキレステルなどの非(メタ)アクリレートモノマーを含む。好ましくは、ポリアクリレートポリオール(B)の全モノマー組成に対する(置換)脂環式(メタ)アクリレートモノマーの量は、15%未満、より好ましくは10%未満、最も好ましくは5%未満である。
存在する場合、本発明による組成物に使用されるポリエステルポリオール(B)は、好ましくは少なくとも600ダルトンの重量平均分子量Mw、より好ましくは少なくとも800ダルトンの重量平均分子量Mwを有している。本発明による組成物に使用されるポリエステルポリオール(B)は、好ましくは10,000ダルトン未満の重量平均分子量Mwを有し、より好ましくは9,000ダルトン未満の重量平均分子量Mwを有する。ポリエステルポリオール(B)の数平均分子量Mnは、好ましくは500ダルトンより高く、より好ましくは600ダルトンより高い。ポリエステルポリオール(B)の数平均分子量Mnは、好ましくは最大6,000ダルトンであり、より好ましくは最大5,000ダルトンである。
存在する場合、本発明による組成物に使用されるポリアクリレートポリオール(B)は、好ましくは少なくとも800ダルトン、より好ましくは少なくとも1,000ダルトン、最も好ましくは少なくとも1,200ダルトンの重量平均分子量Mwを有している。本発明による組成物に使用されるポリアクリレートポリオール(B)は、好ましくは10,000ダルトン未満の重量平均分子量Mw、より好ましくは9,000ダルトン未満の重量平均分子量Mwを有している。ポリアクリレートポリオール(B)の数平均分子量Mnは、好ましくは500ダルトンより高く、より好ましくは600ダルトンより高く、最も好ましくは700ダルトンより高い。ポリアクリレートポリオール(B)の数平均分子量Mnは、好ましくは最大で6,000ダルトン、より好ましくは最大で5,000ダルトンである。
本発明の組成物に使用されるポリオール(B)(存在する場合)のMw/Mnとして定義される多分散性は、好ましくは5未満、より好ましくは4未満、最も好ましくは3未満である。
本発明の組成物に使用されるポリオール(B)のガラス転移温度Tgは(存在する場合)、好ましくは-70℃より高く、より好ましくは-60℃より高く、最も好ましくは-50℃より高い。ポリオール(B)のガラス転移温度は、好ましくは90℃を超えず、より好ましくは75℃を超えない。Tgは、DIN EN ISO 16805及びISO 11357に従って、Mettler DSC 3+熱量計を使用して測定される。
存在する場合、本発明による組成物に使用されるポリオール(B)は、好ましくはポリオール(B)1グラム当たり40~400mgKOHの範囲の水酸基価を有し、ポリオール(B)1グラム当たり50~300mgKOHの範囲がより好ましく、最も好ましい範囲はポリオール(B)1グラム当たり80~250mgKOHの範囲である。水酸基価は、ASTM E222-17規格の方法に従って測定される。
本発明の組成物に使用されるポリオール(B)の酸価(AV)(存在する場合)は、ポリオール(B)1グラム当たり20mgKOHより低いことが好ましく、ポリオール(B)1グラム当たり15mgKOHより低いことが好ましく、ポリオール(B)1グラム当たり10mgKOHよりも低いことがより好ましい。
存在する場合、本発明による組成物に使用されるポリオール(B)は、好ましくは、ポリオール(B)1グラム当たり40~400mgKOHの範囲の水酸基価及び/又はポリオール(B)1グラム当たり0~20mgKOHの間の酸価を有する。
存在する場合、ポリオール(B)は、ポリアクリレートポリオール(A1)、存在する場合にはポリオール(B)、架橋剤(C)、及び存在する場合には触媒(D)、ポットライフ延長剤(E)、反応性希釈剤(F)、及び/又は垂れ防止剤(G)の合計量に基づいて重量パーセントで、0~90、より好ましくは10~80、最も好ましくは20~70の範囲のレベルで組成物に存在していることが望ましい。
架橋剤(C)は、一般に、存在する場合にはポリアクリレートポリオール(A1)および/またはポリオール(B)および/または存在する場合には反応性希釈剤(F)と反応可能な少なくとも二つの官能基を有するオリゴマーまたは重合体を含む。
架橋剤(C)は、イソシアネート、ブロック化イソシアネート、メラミン-ホルムアルデヒド樹脂およびホルムアルデヒドフリーベース樹脂などのアミノ樹脂、およびアミノ樹脂と(ブロック化)イソシアネートの混合物から成る群から選択されることが好ましい。
メラミン-ホルムアルデヒド樹脂は非常によく知られており、古くから商品化されており、allnexからCYMEL(登録商標)およびSETAMINE(登録商標)の商標名で入手することができる。これらのメラミン-ホルムアルデヒド樹脂は、場合により、対応する有機溶媒に溶解した状態で、様々なメチル化度、エーテル化度、縮合度(単環式または多環式)の生成物を含んでいる。好ましいメラミン-ホルムアルデヒド樹脂は、CYMEL(登録商標)202、CYMEL(登録商標)232、CYMEL(登録商標)235、CYMEL(登録商標)238、CYMEL(登録商標)254、CYMEL(登録商標)266の名前で販売されているものである。cymel(登録商標)267、cymel(登録商標)272、cymel(登録商標)285、cymel(登録商標)301、cymel(登録商標)303、cymel(登録商標)325、cymel(登録商標)327、cymel(登録商標)350、cymel(登録商標)370、cymel(登録商標)701、cymel(登録商標)703、cymel(登録商標)736,cymel(登録商標)738,cymel(登録商標)771,cymel(登録商標)1141,cymel(登録商標)1156,cymel(登録商標)1158,cymel(登録商標)1168,cymel(登録商標)nf 2000,cymel(登録商標)nf 2000a,setamine(登録商標)us-132bb-71,SETAMINE(登録商標)US-134BB-57,SETAMINE(登録商標)US-138 BB-70,SETAMINE(登録商標)US-144BB-60,SETAMINE(登録商標)US-146BB-72,SETAMINE(登録商標)US-148 BB-70、またはこれらの混合物。特に好ましいのは、SETAMINE(登録商標)US-138 BB-70、CYMEL(登録商標)327、CYMEL(登録商標)NF 2000、CYMEL(登録商標)NF 2000A、またはこれらの混合物である。
架橋剤成分(C)はまた、少なくとも2つの遊離-NCO(イソシアネート)基を有するイソシアネート化合物を含むことができる。イソシアネート架橋剤はよく知られており、当該技術分野において広範に記載されている。イソシアネート化合物は、通常、少なくとも2つの-NCO基を含む脂肪族、脂環式、および芳香族ポリイソシアネート、ならびにそれらの混合物から成る群から選択される。次に、架橋剤(C)は、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、1,2-シクロヘキシレンジイソシアネート、1,4-シクロヘキシレンジイソシアネートを含む群より選択することが好ましい。4,4’-ジシクロヘキシレンジメタン、3,3’-ジメチル-4,4’-ジシクロヘキシレンジメタン、ノルボルナンジイソシアネート、mおよびp-フェニレンジイソシアネート、1,3-および1,4-ビス(イソシアン酸メチル)ベンゼン。キシリレンジイソシアネート、α,α,α’,α’-テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI(登録商標))、1,5-ジメチル-2,4-ビス(イソシアネートメチル)ベンゼン、2,4-および2,6-トルエンジイソシアネート、2,4,6-トルエントリイソシアネート、4,4’-ジフェニレンジイソシアネートメタン、4,4’-ジフェニレンジイソシアネート、ナフタレン-1,5-ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、4-イソシアナトメチル-1,8-オクタメチレンジイソシアネートおよび前述のポリイソシアネートの混合物である。他の好ましいイソシアネート架橋剤は、ポリイソシアネートのアダクト、例えば、ビウレット、イソシアヌレート、イミノオキサジアジンジオン、アロファネート、ウレジオン、またはこれらの混合物である。このような付加物の例としては、2分子のヘキサメチレンジイソシアネートまたはイソホロンジイソシアネートとエチレングリコールなどのジオールとの付加物、3分子のヘキサメチレンジイソシアネートと1分子の水との付加物、1分子のヘキサメチレンジイソシアネートと1分子の水との付加物。トリメチロールプロパン1分子とイソホロンジイソシアネート3分子の付加物、ペンタエリスリトール1分子とトルエンジイソシアネート4分子の付加物。ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート(商品名DESMODUR(登録商標)(E) N3390またはTOLONATE(登録商標)HDT-LVで入手可能、ウレジオンとヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレートの混合物である。を商品名DESMODUR(登録商標)N3400で、ヘキサメチレンジイソシアネートのアロファネートを商品名DESMODUR(登録商標)LS 2101で、イソホロンジイソシアネートのイソシアヌレートを商品名VESTANAT(登録商標)T1890で入手可能である。さらに、α,α’-ジメチル-m-イソプロペニルベンジルイソシアネートのようなイソシアネート官能性モノマーの(コ)ポリマーが好適に使用される。所望により、コーティングに特定の特性を付与するために、疎水性または親水性で変性したポリイソシアネートを使用することも可能である。
架橋剤成分(C)は、十分に低い脱ブロック温度を有するブロック剤を使用して、上記のポリイソシアネート架橋剤成分(C)のいずれかをブロックする場合にも、ブロックされたイソシアネートから構成することができる。その場合、架橋剤成分(C)は、ブロックされていないイソシアネート基含有化合物を実質的に含まず、架橋性組成物は一液型製剤として配合することが可能である。ブロック化イソシアネート成分を調製するために用いることができるブロック化剤は、当業者によく知られているものである。
架橋剤(C)は、ポリアクリレートポリオール(A1)、存在する場合にはポリオール(B)、架橋剤(C)、及び存在する場合には触媒(D)、ポットライフ延長剤(E)、反応性希釈剤(F)、及び/又は垂れ防止剤(G)の合計量に基づいて重量パーセントで10~90、より好ましくは20~80、最も好ましくは30~70の範囲のレベルで、組成物に存在することが好ましい。
本発明による架橋性組成物は、好ましくは、ポリアクリレートポリオール(A1)、存在すればポリオール(B)、存在すれば反応性希釈剤(F)およびポリイソシアネート架橋剤(C)を、ヒドロキシル基に対するイソシアネート官能基の当量比が好ましくは0.5と4の間、より好ましくは0.7と3の間および最も好ましい0.8と2の間のような量において含んで成る。
架橋性組成物は、場合により、ポリアクリレートポリオール(A1)及び/又は存在すればポリオール(B)の-OH基及び/又は存在すれば反応性希釈剤(F)と架橋剤(C)との間の反応を触媒するための触媒(D)を含むことができる。当業者であれば、触媒(D)の種類は、一般に架橋剤成分の種類に依存することを知るであろう。
一実施形態において、触媒(D)は有機酸であり、より詳細には、スルホン酸、カルボン酸、リン酸および/または酸性リン酸エステルから成る群から選択される。好ましいのはスルホン酸である。適切なスルホン酸の例は、ドデシルベンゼンスルホン酸(DDBSA)、ジノニルナフタレンジスルホン酸(DNNSA)、パラトルエンスルホン酸(pTSA)である。また、酸触媒はブロック化された状態で使用することも可能である。その結果、知られているように、ブロックされた触媒を含む組成物の、例えば貯蔵寿命において改善が得られる。酸触媒をブロックするのに適した薬剤の例は、好ましくは第三級アルキル化または複素環式アミンなどのアミンである。ブロックされたスルホン酸触媒は、例えば、ブロックされたDDBSA、ブロックされたDNNSAまたはブロックされたp-TSAであり得る。スルホン酸触媒のこのブロック化は、例えば、同様に、例えば、2-アミノ-2-メチルプロパノール、ジイソプロパノールアミン、ジメチルオキサゾリジンまたはトリメチルアミンなどの、好ましくは第3級アルキル化または複素環式アミンなどのアミンを介して行われる。あるいは、NH、場合により、有機溶媒または水に溶解したものを、スルホン酸触媒のブロックに使用することも可能である。また、共有結合でブロックされたスルホン酸触媒を使用することも可能である。この場合、例えばエポキシ化合物やエポキシイソシアネート化合物のような共有結合性のブロック剤を用いてブロックすることが行われる。この種のブロック型スルホン酸触媒は、特許公開公報(U.S.Pat. No.第5,102,961号に記載されている。触媒は、例えば、商品名CYCAT(登録商標)(allnex社製)またはNACURE(登録商標)で入手でき、本発明の組成物に直接使用することができる。
別の実施形態では、触媒(D)は、金属ベース触媒である。金属系触媒における好ましい金属は、スズ、ビスマス、亜鉛、ジルコニウム及びアルミニウムを含む。好ましい金属系触媒(D)は、前記金属のカルボキシレート複合またはアセチルアセトナート複合である。本発明で場合により、使用される好ましい金属ベース触媒(D)は、スズ-、ビスマス-または亜鉛-カルボキシレートであり、より具体的に好ましいのはジメチル錫ジラウレート、ジメチル錫ジバータレート、ジメチル錫ジオラート、ジブチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジラテ、スズオクタレート、亜鉛2-エチルヘキサノエート、亜鉛ネオデカン、ビスマス2-エチルヘキサノエート、またはビスマスネオデカンエイトである。また、ジアルキル錫マレイン酸塩、またはジアルキル錫アセテートも好適である。また、金属系触媒の混合物および組み合わせ、(ブロックされた)酸触媒の混合物、または金属系触媒と(ブロックされた)酸触媒の混合物を使用することも可能である。
典型的には、触媒(D)は、本発明による組成物中に、0~10、好ましくは0.001から5、より好ましくは0.002から5、さらにより好ましくは0.002から1の間の量で存在する。002から3、最も好ましくは0.005から1、ポリアクリレートポリオール(A1)、存在する場合にはポリオール(B)、架橋剤(C)、および存在する場合には触媒(D)、ポットライフ延長剤(E)、反応希釈剤(F)、および/または垂れ防止剤(G)の重量%で、存在させる。
場合により、本発明による架橋性組成物は、少なくとも1つのポットライフ延長剤(E)を含んでなる。これは任意のタイプのポットライフ延長剤であることができ、多くの異なるタイプのポットライフ延長剤が当業者には知られている。よく知られているのは、例えば、β-ジケトン、β-ケトエステル及びα-ヒドロキシケトンのタイプのポットライフ延長剤である。そのような化合物の例は、2,4-ペンタンジオン、1,1,1-トリフルオロ-2,4-ペンタンジオン、1,1,1,5,5,5-ヘキサフルオロ-2,4-ペンタンジオン、2,4-ヘキサンジオンのようである。2,4-ヘプタンジオン、5-メチル-2,4-ヘキサンジオン2,4-オクタンジオン、5,5-ジメチル-2,4-ヘキサンジオン、3-エチル-2,4-ペンタンジオン、2,4-デカンジオン,2,2-ジメチル-3,5-ノナンジオン、3-メチル-2,4-ペンタンジオン、2,4-トリデカンジオン、1-1-シクロヘキシル-1,3-ブタンジオン、5,5-ジメチル-1,3-シクロヘキサンジオン、1,3-シクロヘキサンジオン、1-フェニル-1,3-ブタンジオン、1(4-ビフェニル)-1,3-ブタンジオン、1-フェニル-1,3-ペンタンジオン、3-ベンジル-2,4,-ペンタンジオン、1-フェニル-5,5-ジメチル-2,4-ヘキサンジオン、1-フェニル-2-ブチル-1,3-ブタンジオン、1-フェニル-3-(2-メトキシフェニル)-1,3-プロパンジオン、1-(4-ニトロフェニル)-1,3-ブタンジオン、1-(2-フリル)-1,3-ブタンジオン、1-(テトラヒドロ-2-フリル)-1,3-ブタンジオン、ジベンゾイルメタン、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、α-メチルエチルアセトアセテート、α-n-ブチルエチルアセトアセテート、α-secブチルエチルアセトアセテート、α-エチルメチルアセトアセテート、α-アセチルブチラクトン、ジメドンと1-ヒドロキシアントラキノン、ベンゾイン、アセトインとα-ヒドロキシアセトフェノンなどである。このクラスの特に好ましいポットライフ延長剤化合物は、2,4-ペンタンジオンである。
本発明による架橋性組成物において特に有用なポットライフ延長剤(E)の別のクラスは、カルボン酸、好ましくは酢酸、酪酸、プロピオン酸、アクリル酸、メタクリル酸、フェニル酢酸、安息香酸などの一官能性カルボン酸であり、これらのカルボン酸は、以下のようである。p-メチル安息香酸、p-ニトロ安息香酸、p-クロロ安息香酸、p-メトキシ安息香酸、イソノナン酸、2-エチルヘキサン酸、ペンタン酸、3-メチルブタン酸、ネオデカン酸、バーサチック酸、3-ヒドロキシ-2,2-ジメチルプロピオン酸、2,2-ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸、アビエチン酸、1-メチルシクロヘキサン酸、ジメチルマロン酸、1-メチルシクロヘキサエン酸、アジピン酸など。ジメチルマロン酸、エチルメチルマロン酸、ジエチルマロン酸、2,2-ジメチルスクシン酸、2,2-ジエチルスクシン酸、2,2-ジメチルグルタル酸、2,2-ジメチルプロピオン酸、2,2-ジメチルブチレート、2-エチル-2-メチルブチレート、2,2-ジエチルブチレート、2,2-ジメチルバレリック酸、2-エチル2-メチルバレリック酸、2,2-ジエチル吉草酸、2,2-ジメチルヘキサン酸、2,2-ジエチルヘキサン酸、2,2-ジメチルオクタン酸、2-エチル-2,5-ジメチルヘキサン酸、3-メチルイソクエン酸、4,4-ジメチルアコニット酸、1-メチルシクロペンタンカルボン酸、1,2,2-トリメチル-1,3-シクロペンタンジカルボン酸、1-メチルシクロヘキサンカルボン酸、2-メチルビシクロ[2.2.1]-5-ヘプテン-2-カルボン酸、2-メチル-7-オキサビシクロ[2.2.1]-5-ヘプテン-2-カルボン酸、1-アダマンタンカルボン酸、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-1-カルボン酸、ビシクロ[2.2.2]オクタン-1-カルボン酸またはこれらの混合物である。好ましいのは、酢酸、プロピオン酸、イソノナン酸、安息香酸、またはいずれかの第3級酸、またはそれらの混合物である。
本発明による架橋性組成物に特に有用な別のタイプのポットライフ延長剤(E)は、一般式R-SHの化合物で、ここでRはアルキル、アルケニル、アリール又はアラルキル基であり得る。SH基は、一級、二級または三級-SH基であり得る。Rは直鎖状、環状または分岐状の基であることができ、例えばヒドロキシル基、1級、2級または3級アミン基、シランまたはシロキサン基、エーテル基、エステル基、カルボン酸基などの1以上の他の官能基を含むことができる。好ましくは、Rは一般式-C2n+1、nは4~40、より好ましくは8~30の直鎖又は分岐のアルキル基である。例としては、n-C1225SH、n-C1633SH、式C1123SH、C1225SHおよびC1327SHの直鎖または分岐分子、ならびにそれらの混合物、および(CH(iPr)C-C(CH-C(CHSHが挙げられる。Rが他の官能基を2つ以上含む場合、これらは異なっていても同じであってもよい。特に、他の官能基としては、水酸基またはエステル基が好ましい。Rがエステル基を含む場合、Rは、好ましくは一般式-(CH(C=O)O-R’を有する。ここで、nは1~20の範囲で選ぶことができ、好ましくは1~10の範囲で、特に好ましいnは1又は2である。R’は任意のアルキル、アルケニル、アリールまたはアラルキル基であり得、好ましくは1~24個の炭素原子を含み、例えばブチル、2-エチルヘキシル、イソオクチル、トリデシル、オクタデシルのようなものを挙げることができる。特に好ましいのは、式HS-(CH(C=O)O-R’ の錯化剤であり、ここでnは1または2であり、R’は3から20個の炭素原子を含有するアルキル基である。
タイプR-SHから選択される場合のポットライフ延長剤(E)は、複数の-SH基を含むことができる。好ましいのは、x=1~20である式HS-(CH-SHの化合物、m=1~4である式(HSCH4-mC(CHSCHCHSH)の化合物、および例えば特許EP 0665219およびEP 0435306に記載されるような類似の化合物である。特に好ましい他の錯化剤(E)は、SH-官能性酸、特にSH-官能性カルボン酸からのエステル、およびポリオールである。必ずしも縮合反応合成のみに限定されないが、そのような生成物は、例えばHS(CHCOOH(ここで、n=1~20)とポリオールとの間の(ポリ)エステル結合の形成により得ることができる。好ましいのは、式HS(CHCOOH(ここでnは1~20である)のカルボン酸と、2以上のOH官能性を有するポリオールとの反応生成物であるものである。この場合、ポリオールは、通常2以上のOH官能性を有し、モノマー、オリゴマーまたはポリマーであることができる。このようなポリオールの非限定的な例としては、グリコール、グリセロール、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、ジペンタエリスリトール、エトキシル化トリメチロールプロパン、トリ(ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、ひまし油、OH機能ポリエステル、OH機能ポリアクリレート、ポリカプラクトン、OH機能ポリカーボネイト、特許US6486298に記載のジピサルファイドモノマーに基づいたポリマーを挙げることができる。
異なるタイプのポットライフ延長剤(E)の混合物を使用することができ、例えば、カルボン酸と式R-SHで表される化合物の混合物などが挙げられる。
好ましくは、ポットライフ延長剤(E)は、ポリアクリレートポリオール(A1)、存在すればポリオール(B)、架橋剤(C)、及び存在すれば触媒(D)、ポットライフ延長剤(E)、反応性希釈剤(F)、及び/又は垂れ防止剤(G)の合計量に基づいて0~10、より好ましくは0.1~5、最も好ましい0.2~2、重量%の範囲のレベルで組成物に存在している。
場合により、架橋性組成物は、反応性希釈剤(F)をさらに含んでもよい。反応性希釈剤は一般に、ポリアクリレートポリオール(A1)及び/又は任意のポリオール(B)の粘度を下げるために使用され、ポリアクリレートポリオール(A1)、ポリオール(B)、及び/又は架橋剤(C)と反応し得るモノマー、オリゴマー又はポリマー化合物である。好ましくは、反応性希釈剤(F)は揮発性ではなく、したがって、組成物の総揮発性有機化合物含有量に寄与しない。
好ましくは、反応性希釈剤(F)は、62から4000ダルトン、より好ましくは62から2000ダルトン、最も好ましくは62から1000ダルトンの範囲の数平均分子量、1から3の範囲の多分散度Mw/Mn、好ましくは1から1.5、より好ましくは1~1.3、さらに好ましくは1~1.25の範囲にあり、平均水酸基官能性は1~6、好ましくは1.5~4、より好ましくは1.8~3.5の範囲にあることを示す。
好ましい反応性希釈剤は、1つの-OH基を含むモノマー、オリゴマーもしくはポリマー化合物、または2~5の-OH基を含むモノマー、オリゴマーもしくはポリマー化合物、またはそれらの混合物であり、ポリアクリレートポリオール(A1)と反応することが可能である。ポリオール(B)、及び/又は架橋剤(C)と反応し、好ましくは通常触媒(D)の影響下で架橋剤(C)と反応し、ポリアクリレートポリオール(A1)及び/又は任意のポリオール(B)の粘度を低下させるために使用されるものである。反応性希釈剤(F)の好ましい種類は、それぞれ1、2、または3個の-OH基を含む、単官能アルコール、ジオール、またはトリオールである。好ましくは、反応性希釈剤(F)は、ジオールまたはトリオールのタイプであり、2~40個の炭素原子、好ましくは2~20個の炭素原子、より好ましくは2~12個の炭素原子から成る液体化合物である。このようなジオール又はトリオール反応性希釈剤(F)の例としては、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、1,2-プロピレングリコール、1,3-プロピレングリコール、1,1-ジメチル-1,2-エタンジオール、ジプロピレングリコール,テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール、トリプロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、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、2-メチル-1,5-ペンタンジオール、2-エチル-1,4-ブタンジオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、2,4-ジエチルオクタン-1,3-ジオール、1,3-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、1,3-シクロヘキサンジオール、グリセロール、162から4500までのモル量を有するポリTHFを挙げることができる。好ましくは250~2000、134~4000のモル量を有するポリ-1,3-プロパンジオール(またはポリプロピレングリコール)、または200~2000のモル量を有するポリエチレングリコール、またはこれらの混合物である。また、約300~約700の平均分子量を有するポリ(エチレングリコール)およびポリ(プロピレングリコール)などのCARBOWAXTM という名称で販売されている商業的に入手可能なグリコールも好適である。別の好ましい実施形態では、反応性希釈剤(F)は、オリゴマーまたはポリマーポリオールから構成されてもよい。そのような反応性希釈剤(F)はよく知られており、例えばSETAL(登録商標)1406の商品名で市販されている。反応性希釈剤(F)はまた、オリゴマーまたはポリマーポリオールと、上記のジオール、トリオールおよび/または任意の液体単官能アルコールのうちの1つまたはそれ以上との混合物、好ましくはオリゴマーまたはポリマーポリオールと上記のジオールまたはトリオールのうちの1つまたはそれ以上との混合物から構成されてもよい。
最も好ましいのは、-60℃より高い、好ましくは-50℃より高い融点および200℃より高い、好ましくは220℃より高い沸点を有し、5から12の炭素原子、好ましくは6から10の炭素原子を有するジオールのタイプの反応性希釈剤(F)である。
好ましくは、反応性希釈剤(F)は、ポリアクリレートポリオール(A1)、存在すればポリオール(B)、架橋剤(C)、及び存在すれば触媒(D)、ポットライフ延長剤(E)、反応性希釈剤(F)、及び/又は垂れ防止剤(G)の合計量に基づいて0~20、より好ましい0~15、最も好ましい5~15重量パーセントの範囲のレベルで架橋性組成物に存在している。
本発明による組成物は、場合により、1つ以上の揮発性有機化合物を含んでいてもよい。一般に、これらは大気圧での沸点が200℃以下の化合物であり、これらは組成物を塗布するのに適した粘度に希釈するために使用される。したがって、必要に応じて、反応性希釈剤(F)を用いるか、揮発性有機化合物を用いるか、あるいは反応性希釈剤(F)と揮発性有機化合物の混合物を用いることにより、組成物を適用するのに適した粘度を得ることができる。
好ましくは、(未着色)架橋性組成物は、全組成物を基準として460g/l未満の揮発性有機化合物を含み、より好ましくは420g/l未満であり、最も好ましくは400g/l未満である。
適切な揮発性有機化合物の例は、トルエン、キシレン、SOLVESSO(登録商標)100などの炭化水素、ケトン、ジペンテンまたは松油などのテルペン、ジクロロメタンなどのハロゲン化炭化水素、エチレングリコールジメチルエーテルなどのエーテル、酢酸エチル、プロピオン酸エチル、酢酸n-ブチルなどのエステルまたは酢酸メトキシプロジル、プロピオン酸エトキシエチルなどのエステルなどである。また、これらの化合物の混合物も使用することができる。
所望により、本発明の組成物中に1種以上のいわゆる「免除溶媒」を含有させることが可能である。除外溶媒とは、スモッグを形成する大気中の光化学反応に参加しない揮発性有機化合物を指す。有機溶剤でもよいが、太陽光の存在下で窒素酸化物と反応するのに非常に時間がかかるため、アメリカ合衆国環境保護庁はその反応性を無視できるとみなしている。塗料に使用が認められている除外溶剤の例としては、アセトン、酢酸メチル、パラクロロベンゾトリフルオリド(OXSOL(登録商標)100の名称で市販)、揮発性メチルシロキサン類がある。また、酢酸ブチルも適用除外溶剤として検討されている。
好ましくは、固形分と呼ばれる塗布粘度における本発明による組成物の不揮発分は、組成物全体を基準にして54重量%より高く、より好ましくは56重量%より高く、更に好ましくは58重量%より高く、最も好ましくは60重量%より高い。
本出願において、(未着色)組成物の固形分とは、組成物を塗布し、硬化(又は架橋)させ、その後揮発性有機化合物を蒸発させた後に生じる物質の量を意味する。塗布粘度における固形分量は、以下の式、式(I)により算出することができる。

固形分量[重量%]={[(ポリアクリレートポリオール(A1)+存在すればポリオール(B)+架橋剤(C)+存在すれば触媒(D)+存在すればポットライフ延長剤(E)+存在すれば反応性希釈剤(F)+存在すれば垂れ防止剤(G)+存在すればコーティング添加剤の不揮発分)]の重量合計/[スプレー可能な組成物の総重量-顔料の重量-充填剤の重量]}*100
本発明による架橋性組成物は、特にここで上述したような1つ以上の反応性希釈剤(F)が使用される場合及び/又は高い適用粘度が必要とされる用途において、非常に少量の揮発成分、好ましくは(未着色)架橋性組成物の総重量に対して15%未満、より好ましくは10%未満、最も好ましくは5%未満又はさらに無揮発成分で使用及び適用されてもよい。
塗布粘度(すなわち、組成物を塗布するのに適した粘度)を測定する方法は、当業者には知られている。所望の塗布に応じて適切な方法を選択することは、当業者にとって明らかであろう。
上述した成分に加えて、他の化合物を本発明による架橋性組成物中に存在させることができる。そのような化合物は、ポリアクリレートポリオール(A1)、ポリオール(B)及び/又は反応性希釈剤(F)以外の結合剤であってもよく、存在する場合には前述のポリアクリレートポリオール(A1)、ポリオール(B)又は反応性希釈剤(F)と架橋し得る反応基、及び/又は架橋剤(C)からなってもよい。このような他の化合物の例としては、ケトン樹脂、およびオキサゾリジン、ケチミン、アルジミン、およびジイミンなどの潜在的なアミノ官能性化合物が挙げられる。これらの化合物および他の化合物は当業者に知られており、US 5214086に記載されている。
本発明の架橋性組成物は、顔料、染料、界面活性剤、顔料分散助剤、レベリング剤、湿潤剤、クレーター防止剤、消泡剤、艶消し剤、垂れ防止剤、酸化防止剤、ラジカル捕捉剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、ラジカル阻害剤、耐傷性添加物及びフィラー等のコーティング組成物に一般的に使用される他の成分、(コーティング)添加物又は助剤を更に含んでいても良い。
好ましくは、架橋性組成物は、1種以上の垂れ防止剤(弛緩防止剤)(G)をも含む。
垂れ防止剤(G)は、架橋性組成物にチキソトロピー性を与えるレオロジー的に活性な化合物である。これらの垂れ防止剤(G)はよく知られており、一般に粘土垂れ防止剤、シリカ系垂れ防止剤、ミクロゲル垂れ防止剤、アミド系垂れ防止剤またはポリウレア製品に基づく垂れ防止剤から選択される。本発明の架橋性組成物が垂れ防止剤(G)を含む場合、好ましくは、架橋性組成物は、ポリウレア製品に基づく垂れ防止剤(本明細書では、ポリウレア垂れ防止剤(G1)と呼ぶ)を含む。
存在する場合、垂れ防止剤(G)は、。ポリアクリレートポリオール(A1)、存在する場合にはポリオール(B)、架橋剤(C)、および存在する場合には触媒(D)、ポットライフ延長剤(E)、反応性希釈剤(F)、および/または垂れ防止剤(G)の合計量に基づいて、好ましくは0~10の範囲、より好ましくは0.2~5の範囲、さらに好ましくは0.3~3の範囲、または最も好ましくは0.5~2.5重量%の範囲のレベルで組成物中に存在する。
ポリウレア垂れ防止剤(G1)は、典型的には、ポリイソシアネート、そのイソシアヌレート、ビウレット、ウレジオン、または他の縮合誘導体と少なくとも1つのモノアミンとの反応によって、あるいは、代わりに、効果的にモノイソシアネート(片側で選択的に反応させたジイソシアネートを含む)とポリアミンとの反応によって調製することができる。ポリイソシアネートおよびポリアミンに対する接頭語「ポリ」の使用は、言及された官能基の少なくとも2つがそれぞれの「ポリ」化合物中に存在することを示す。ポリウレア垂れ防止剤(G1)を、アミンとポリイソシアネートとの反応によって調製する場合、ジウレア生成物またはトリウレア生成物を調製することが好ましいことに留意されたい。
ポリイソシアネートは、好ましくは脂肪族、脂環式、アラルキレン、およびアリーレンポリイソシアネートから成る群から選択され、より好ましくは置換または非置換の直鎖脂肪族ポリイソシアネート(およびそれらのイソシアヌレート、ビウレット、ウレイドオン)および置換または非置換アラルキレンおよびシクロヘキシレンポリイソシアネートから成る群から選択される。場合により、ポリイソシアネートは、例えばエーテル官能基、エステル官能基またはウレタン官能基のような他の官能基を含んでもよい。
ポリイソシアネートは、通常、NCO基の間に2~40個、好ましくは4~12個の炭素原子を含む。ポリイソシアネートは、好ましくは最大で4つのイソシアネート基、より好ましくは最大で3つのイソシアネート基、最も好ましくは2つのイソシアネート基を含有する。対称的な脂肪族またはシクロヘキシレンジイソシアネートを使用することがさらに好ましい。
ジイソシアネートの好適な例は、好ましくは、テトラメチレン-1,4-ジイソシアネート、ヘキサメチレン-1,6-ジイソシアネート(HMDI)から成る群から選択されるものであり、テトラメチレン-1,4-ジイソシアネートは、1.トランス-シクロヘキシレン-1,4-ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン-4,4’-ジイソシアネート、1,5-ジメチル-(2,4-[ω]-ジイソシアナトメチル)ベンゼン、1,5-ジメチル(2,4-[ω]-ジイソシアナトエチル)ベンゼン。1,3,5-トリメチル(2,4-[ω]-ジイソシアナトメチル)ベンゼン、1,3,5-トリエチル(2,4-[ω]-ジイソシアナトメチル)ベンゼン、メタキシリレンジイソシアナート、パラキシリレンジイソシアナート。ジシクロヘキシルジメチルメタン-4,4’-ジイソシアネート、2,4-トルエンジイソシアネート、2,6-トルエンジイソシアネート、ジフェニルメタン-4,4’-ジイソシアネート(MDI)等である。
さらに好適なポリイソシアネートは、好ましくは、HMDIの縮合誘導体、例えばウレジオン、ビウレット、イソシアヌレート(三量体)、および非対称三量体などを含む、HMDIをベースとするポリイソシアネートを含む群から選ばれ、その多くはDesmodur(登録商標)NおよびTolonate(登録商標)HDBおよびTolonate(登録商標)HDTとして販売されているものである。特に好ましいポリイソシアネートは、HMDI、そのイソシアヌレート三量体、そのビウレット(または他の縮合誘導体)、トランス-シクロヘキシレン-1,4-ジイソシアネート、パラ-およびメタ-キシリレンジイソシアネート、およびトルイレンジイソシアネートから成る群から選択される。
最も好ましくは、HMDI、そのイソシアヌレートまたは他の縮合誘導体が選択される。
当業者には理解されるように、ブロック剤が、分割後に、本発明によるレオロジー改質剤の形成を妨げない限り、その場で2つ以上のイソシアネートを生成する従来型のブロックされたポリイソシアネートを使用することも可能である。本書を通じて、「ポリイソシアネート」という用語は、すべてのポリイソシアネートおよびポリイソシアネート生成化合物を示すために使用される。
本発明の好ましい実施形態によれば、ポリウレア垂れ防止剤(G1)を調製するために使用されるアミンは、モノアミンを含む。多くのモノアミンは、ポリイソシアネートと組み合わせてポリウレア反応生成物を作成するために使用することができる。脂肪族アミンだけでなく芳香族アミンも使用でき、また、一級アミンだけでなく二級アミンも使用できる。好ましくは、一級アミンが使用され、そのうちのn-アルキルアミンおよびエーテル置換されたn-アルキルアミンは、本発明に従って特に有用である。場合により、アミンは、他の官能基、例えばヒドロキシ基、エステル基、ウレタン基を含んでいてもよい。好ましいモノアミンには、n-脂肪族アミン、特にヘキシルアミン;シクロヘキシルアミン;ベンジルアミン;3-メトキシプロピルアミン;S-α-メチルベンジルアミンおよび2-フェネチルアミンなどのn-アルキルアミン、ならびにこれらの混合物が含まれる。具体的に好ましいポリウレア垂れ防止剤(G1)は、HMDIの(縮合誘導体)とベンジルアミンもしくはS-α-メチルベンジルアミンまたはベンジルアミンとS-α-メチルベンジルアミンの混合物の付加物、およびHMDIの(縮合誘導体)と3-メトキシプロピルアミンの付加物である。また、高融点ポリウレアを作るために、モノアミンに次ぐ成分としてジアミン(例えば、エチレンジアミン)を使用することも選択肢の一つであろう。ポリウレア垂れ防止剤(G1)の調製に用いるモノアミンまたはモノアミンの一部はキラルモノアミンでもよく、US8207268に記載のポリウレア垂れ防止剤は本発明の一部であると考えることができる。
ポリウレア形成反応は、例えばアセトン、メチルイソブチルケトン、N-メチルピロリドン、ベンゼン、トルエン、キシレン、酢酸ブチル、石油エーテルなどの脂肪族炭化水素、アルコール、水、またはそれらの混合物などの不活性溶媒の存在下、または最終組成物のバインダーまたは他のコーティング製剤成分の存在下に実施されてもよい。ここで、「不活性」という用語は、溶媒がポリウレアの形成過程に著しく干渉しないことを示し、これは、溶媒が存在するときに形成されるポリウレアの量が、溶媒が存在しないときに生成される量の少なくとも80%であることを意味する。
ポリウレア垂れ防止剤(G1)の調製中に存在するバインダーが、アミンまたはイソシアネートのいずれかと高度に反応する場合、バインダーとその特定の感受性化合物は予備混合できないことは明らかであろう。「反応性が高い」とは、ここでは、ポリウレア垂れ防止剤(G1)を調製するためにアミンとイソシアネートを混合する前に、感受性アミンまたはイソシアネートの30%以上がバインダーと反応することを意味する。
本発明の好ましい実施形態によれば、ポリウレア垂れ防止剤(G1)は、ポリアクリレートポリオール(A1)、ポリオール(B)及び/又は反応性希釈剤(F)の存在下で調製される。これは、ポリアクリレートポリオール(A1)、ポリオール(B)及び/又は反応性希釈剤(F)とイソシアネートとの混合物を、アミン成分と混合することにより(即ち。ポリアクリレートポリオール(A1)、ポリオール(B)および/または反応性希釈剤(F)とイソシアネートの混合物にアミン成分を加えることによって);またはポリアクリレートポリオール(A1)、ポリオール(B)および/または反応性希釈剤(F)とアミン成分の混合物にイソシアネートを混合する(すなわち、この混合物は、ポリアクリレートのポリオール(A1)、ポリオール(B)、反応性希釈剤(F)およびアミン成分の混合物の中に含まれる。ポリアクリレートポリオール(A1)、ポリオール(B)および/または反応性希釈剤(F)とアミン成分との混合物にイソシアネートを加えることによって);またはポリアクリレートポリオール(A1)、ポリオール(B)および/または反応性希釈剤(F)とアミン成分との(1)混合物をポリアクリレートポリオール(A1)、ポリオール(B)および/または反応性希釈剤(F)とNCO-成分の(1)混合物に混ぜることによって(即ち、i.e.ポリアクリレートポリオール(A1)、ポリオール(B)及び/又は反応性希釈剤(F)とアミン成分の混合物に、ポリアクリレートポリオール(A1)、ポリオール(B)及び/又は反応性希釈剤(F)とNCO成分の混合物を添加)する。
また、ポリウレア垂れ防止剤(G1)の調製反応において、結晶化調整剤として作用させるため、より詳細には沈殿時の結晶サイズや得られる結晶のコロイド安定性を変更するために、少量の共反応性成分を意図的に採用することも可能である。同様に、分散剤および他の補助剤は、これらの導入工程のいずれにおいても存在し得る。ポリウレア垂れ防止剤(G1)の調製は、任意の都合のよい方法で、一般に反応物を激しく攪拌しながら、バッチ式または連続式で実施することができる。アミン成分をイソシアネートに添加してもよいし、イソシアネートをアミン成分に添加してもよいが、いずれか都合のよい方法で行う。
あるいは、ポリウレア垂れ防止剤(G1)を別の反応で形成し、ポリアクリレートポリオール(A1)と、通常は適切な撹拌下で混合して、本発明によるポリオール成分(A)または架橋性組成物を形成することも可能である。
アミン/イソシアネートの相対モル比は、通常0.9~1.1、好ましくは0.95~1.05の範囲である。
ポリウレア系垂れ防止剤(G1)の粒径は、ISO1524で測定した値が15μm以下であることが好ましい。
耐スクラッチ性添加剤は通常、耐洗車性、耐マール性または耐クラック性などの重要なコーティング特性を改善するための添加剤である。これらの耐スクラッチ性添加剤はよく知られており、一般に、ワックス、シロキサン変性ポリオレフィン、有機または無機ポリシラザン、シラン変性ポリオールなどのシラン変性成分、シラン変性メラミンまたはイソシアネートなどのシラン変性架橋剤、またはナノ粒子技術に基づく耐スクラッチ性添加剤から選択することができる。本発明の架橋性組成物が耐傷性添加剤を含む場合、好ましくは、架橋性組成物は、ナノ粒子技術に基づく耐傷性添加剤、より好ましくは1~400ナノメートルの平均直径を有する変性ナノ粒子、最も好ましくはEP2106424B1に記載のナノ粒子に基づく耐傷性添加剤を含む。特に好ましいのは、EP2106424B1に記載されているようなポリアクリレートポリオール(A1)、R-SHのタイプのポットライフ延長剤(E)およびナノ粒子、場合により、当業者に知られている流動化剤およびレベリング剤を含む組み合わせである。
本発明によるコーティング組成物は、好ましくは以下のものを含む:
・ 10~90、好ましくは20~80、より好ましくは30~70重量%の、ポリアクリレートポリオール(A1);
・ 場合により、0~90、好ましくは10~80、より好ましくは20~70重量%の、ポリオール(B);
・ 10~90、好ましくは20~80、より好ましくは30~70重量%の、ポリイソシアネート架橋剤(C);
・ 場合により、0~10、好ましくは0.001~5、より好ましくは0.002~5、さらに好ましくは0.002~3、最も好ましくは0.005~1重量%の、触媒(D);
・ 場合により、0~10、好ましくは0.1~5、より好ましくは0.2~2重量%のポットライフ延長剤(E);
・ 場合により、0~20、好ましくは0~15、より好ましくは5~15重量%の反応性希釈剤(F)、および
・ 場合により、0~10、好ましくは0.2~5、より好ましくは0.3~3、さらに好ましくは0.5~2.5重量%の範囲の垂れ防止剤(G)、好ましくはポリウレア垂れ防止剤(G1)、
ここで、上記の重量%は、ポリアクリレートポリオール(A1)、存在する場合にはポリオール(B)、架橋剤(C)、および存在する場合には触媒(D)、ポットライフ延長剤(E)、反応性希釈剤(F)、および/または垂れ防止剤(G)の合計量に基づいて決定される。
コーティング組成物は、好ましくは、コーティング組成物の合計量を基準として、50~100重量%のポリアクリレートポリオール(A1)、存在する場合にはポリオール(B)、架橋剤(C)、及び存在する場合には触媒(D)、ポットライフ延長剤(E)、反応性希釈剤(F)、及び/又は垂れ防止剤(G)を含む。
架橋性組成物は、好適には、一液型組成物のために、ポリオール成分(A)を、任意のポリオール(B)、架橋剤(C)、任意の触媒(D)、任意の反応性希釈剤(F)及び/又は垂れ防止剤(G)と混合することを含むプロセスにより調製することができる。あるいは、架橋性組成物は、ポリオール成分(A)を、任意のポリオール(B)、任意の触媒(D)、任意のポットライフ延長剤(E)、任意の反応性希釈剤(F)および/または垂れ防止剤(G)と混合してバインダー成分を形成し、前記バインダー成分を架橋剤(C)と混合する工程を含む2成分組成物によって調製することができる。
通常のように、架橋剤(C)がイソシアネート官能性架橋剤である場合、ヒドロキシ官能性バインダー及びイソシアネート官能性架橋剤を含む架橋性組成物では、本発明に従う組成物は限られたポットライフを有する。したがって、この組成物は、多成分組成物として、例えば2成分組成物として、または3成分組成物として好適に提供することができ、ここで、一方のポリオール成分(A)、任意のポリオール(B)および任意の反応性希釈剤(F)ならびに他方の架橋剤(C)は少なくとも異なる2成分の一部である。
したがって、本発明はまた、架橋性組成物を調製するための部品のキットであって、以下のものを含む、キットに関する:
i.下記を含むバインダーモジュール:
・ 本発明による少なくとも1つのポリアクリレートポリオール(A1)、および
・ 場合により、少なくとも1つの溶媒(A2)、少なくとも1つの添加剤(A3)、少なくとも1つのポリオール(B)、少なくとも1つの触媒(D)、少なくとも1つのポットライフ延長剤(E)、少なくとも1つの反応性希釈剤(F)、及び/又は少なくとも1つの垂れ防止剤(G);及び
ii.少なくとも1つの架橋剤(C)を含む架橋剤モジュール。
あるいは、部品のキットは、以下の3つの成分を含んでもよい:
i.下記を含むバインダーモジュール:
・ 本発明による少なくとも1つのポリアクリレートポリオール(A1)、および
・ 場合により、少なくとも1つの溶媒(A2)、少なくとも1つの添加剤(A3)、及び/又は少なくとも1つのポリオール(B);及び
ii.少なくとも1つの架橋剤(C)を含む架橋剤モジュール、及び
iii.揮発性有機希釈剤を含む希釈剤モジュール、
ここで、場合により、少なくとも1つの触媒(D)、少なくとも1つのポットライフ延長剤(E)、少なくとも1つの反応性希釈剤(F)、および/または少なくとも1つの垂れ防止剤(G)は、モジュールi)、ii)またはiii)の上に分布することができ、ここで、少なくとも1つのモジュールは場合により触媒(D)を含んでいる。
架橋剤(C)がポリアクリレートポリオール(A1)および/またはポリオール(B)および/または反応性希釈剤(F)と貯蔵温度で容易に反応しない場合、例えば架橋剤(C)がメラミン-ホルムアルデヒド樹脂および/またはブロック化イソシアナート基を含む場合、全ての成分(A)~(G)は1部で供給できる可能性がある。
架橋性組成物の他の成分は、モジュールが必要な貯蔵安定性を示す限り、上記のようにモジュール上に異なる方法で分散されてもよい。貯蔵時に互いに反応する架橋性組成物の成分は、好ましくは、1つのモジュールに組み合わせない。所望により、コーティング組成物の成分は、さらに多くのモジュール、例えば4または5のモジュールにわたって分配されてもよい。
本発明の架橋性組成物は、改善されたレベリングと外観を有するコーティングを提供し、優れた垂れ下り抵抗を呈し、硬度、耐薬品性、柔軟性および耐久性などの他の関連するコーティング特性をバランスよく提供する。この組成物は、揮発性有機化合物の含有量が非常に少なく、毒性の高い材料を使用せずに配合することが非常に適している。
本発明の架橋性組成物は、任意の基材に適用することができる。基材は、例えば、金属、例えば、鉄、鋼、ブリキ及びアルミニウム、プラスチック、木材、ガラス、合成材料、紙、皮革、コンクリート又は他のコーティング層であってもよい。他のコーティング層は、本発明のコーティング組成物から構成することができ、またはそれは異なるコーティング組成物であることができる。本発明のコーティング組成物は、クリアコート、ベースコート、顔料系トップコート、プライマー、フィラーとして特に有用性を示す。
本発明による架橋性組成物は、クリアコートとして使用するのに極めて好適である。クリアコートは、本質的に顔料を含まず、可視光に対して透明である。しかしながら、クリアコート組成物は、コーティングの光沢レベルを制御するために、艶消し剤、例えば、シリカベースの艶消し剤を含んでいてもよい。
本発明の架橋性組成物がクリアコートである場合、それは好ましくは色及び/又は効果を付与するベースコートの上に塗布される。その場合、クリアコートは、自動車の外装に典型的に塗布されるような多層ラッカーコーティングの最上層を形成する。ベースコートは、水性ベースコートまたは溶剤性ベースコートであってもよい。本発明の架橋性組成物は、橋、パイプライン、工業プラントまたは建物、石油およびガス設備、または船舶などの対象物をコーティングするための顔料付きトップコートとしても好適である。本発明の組成物は、自動車および電車、トラック、バス、飛行機などの大型輸送車両の仕上げおよび再仕上げに特に好適である。一般に、本発明の架橋性組成物は、噴霧、刷毛塗り、ドローダウン、ジェットストリームまたはドロップオンデマンド技術に基づくオーバースプレー不要のアプリケーション、または組成物を基材に転写する他の任意の方法によって適用することが可能である。
したがって、本発明はまた、コーティング、好ましくは基材の少なくとも一部(例えば、輸送車両の外表面の少なくとも一部)にコーティングを提供する方法に関し、この方法は、本発明のコーティング組成物を基材の少なくとも一部(例えば、輸送車両の外表面の少なくとも一部)に適用する工程と、適用したコーティング組成物を、好ましくは5~180℃の範囲の温度で硬化させる工程とを含むものである。当業者であれば、硬化温度は使用される架橋剤(C)の種類に依存し、硬化は、例えば、当業者によって知られているような特定の用途では5~70℃、より好ましくは10~65℃、さらに好ましくは15~45℃、または代替的に80~180℃、より好ましくは100~160℃、さらに好ましくは140℃付近(使用する架橋剤(C)に依存)でも実施され得ることを知るであろう。使用される架橋剤(C)および所望の塗料用途に応じて適切な硬化温度を選択することは、当業者にとって明らかである。
特にOEMクリアコートの市場における当技術分野の重要な傾向は、より少ない熱エネルギーを必要とする方法でこれらのクリアコートを焼成することが望まれていることである。より少ない熱エネルギーを必要とする当該技術分野で既知の方法の典型的な焼成温度は、通常70~110℃、好ましくは80~100℃であるのに対し、OEMクリアコートのための当該技術分野で使用される従来の焼成方法の場合、焼成温度は最も好ましくは140℃程度である。一般に、より少ない熱エネルギーを必要とする当該技術分野で知られた方法で焼成されたOEMクリアコートは、特に配合物の固体含有量が高い場合、劣化した耐薬品性及び低い硬度を有するコーティングをもたらすことが知られている。しかしながら、出願人は、現在、本発明が、より少ない熱エネルギーを必要とする方法に特に適している(使用する)ことを見出した。したがって、本発明は、以下の方法を提供する:
1)本発明の架橋性組成物を基材(例えば、輸送用車両の外面)に塗布することであって、前記架橋性組成物は、以下を含む:
・ ポリアクリレートポリオール(A1)、
・ 場合により、ポリアクリレートポリオール(A1)とは異なり、少なくとも2つの遊離ヒドロキシル基を含む、少なくとも1つのポリオール(B)、
・ 好ましくは遊離イソシアネート基を含む少なくとも1つのポリイソシアネート架橋剤(C)、および
・ 場合により、ポリアクリレートポリオール(A1)、存在する場合はポリオール(B)、存在する場合は反応性希釈剤(F)のヒドロキシル基と、架橋剤(C)のイソシアン酸基との間の反応を触媒するための少なくとも1つの触媒(D)であって、
触媒(D)は、ポリアクリレートポリオール(A1)、存在する場合はポリオール(B)、架橋剤(C)、存在する場合は触媒(D)、および存在する場合はポットライフ延長剤(E)、反応性希釈剤(F)および/または垂れ防止剤(G)の合計量の0~10wt%、好ましくは0~3wt%の量で存在する、
・ 場合により、1つ以上のポットライフ延長剤(E)、
・ 場合により、少なくとも1つの反応性希釈剤(F)、
・ 場合により、少なくとも1つの垂れ防止剤(G)、好ましくはポリウレア垂れ防止剤(G1)、少なくとも1つの垂れ防止剤(G)は、好ましくはポリアクリレートポリオール(A1)、ポリオール(B)、および/または反応性希釈剤(F)中に存在する、
及び
2)塗布された架橋性組成物を、70~110℃、好ましくは80~100℃の温度で硬化させること。
好ましくは、適用された架橋性組成物を硬化させる工程は、15分~1時間の範囲の時間間隔、好ましくは20分~40分、より好ましくは約30分の間に実施される。
特にOEMクリアコートの市場における当技術分野の別の重要な傾向は、コーティング層の数を減らし、ベーク硬化工程の数を減らすという要望である。実際、ベーク硬化工程の数を減らした方法及びプロセスは、通常、電着塗装上にプライマー層を塗布し、次いで第1のベーク硬化工程を行い、水性ベースコート層を塗布し、フラッシュオフを行い、クリアコート層を塗布し、第2のベーク硬化を行うという後続工程を行う、当業者に周知の適用の標準方法と比べて、塗料の量及びエネルギー消費に関してより経済的なものである。当技術分野で知られているこれらの標準的な方法(少なくとも2つのベーク硬化工程を含む前記標準的な方法)におけるベーク硬化は、しばしば少なくとも80℃、好ましくは少なくとも120℃、最も好ましくは約140℃の温度で実施される。ベーク硬化工程は、多くの場合、15分~1時間の範囲の時間間隔の間に行われる。当該技術分野で知られている標準的なプロセスとは対照的に、ベーク硬化工程の数が減少したプロセスは、プライマー層を塗布する工程と、第1のベーク硬化工程を実行する工程の両方を排除することを特徴とすることが多い。
本発明によるコーティング組成物は、今や驚くべきことに、ベーク硬化工程の数が上述のような標準的なプロセスと比較して減少する方法及びプロセスにおいて使用される架橋性クリアコート組成物における使用に特に適していることが見出された。したがって、本発明は、基材の少なくとも一部、好ましくは輸送車両の外表面の少なくとも一部にコーティングを提供する方法も提供し、この方法は、金属基材(金属層)上または電着層(前記電着層は金属基材上に適用される)上に第1の水性着色層を適用する工程を含む。その後、フラッシュオフを行い、水性ベースコート層を塗布し、別のフラッシュオフを行い、その後、本発明によるコーティング組成物を含むクリアコート層を塗布し、その後、全ての層に対して同時に(全ての層を合わせて)1つのベーク硬化工程を行う(のみ)という工程を含むことができる。フラッシュオフ時間は短く、より詳細にはフラッシュオフは1時間未満、好ましくは30分未満、より好ましくはフラッシュオフは5~20分、最も好ましくは5~10分の間に行われ、フラッシュオフは低温で、好ましくは90℃より低い温度、より好ましくは80℃の温度で実施される。1回のベーク硬化は、125℃~180℃、好ましくは125℃~160℃、より好ましくは130℃~150℃、さらに好ましくは130℃~145℃、最も好ましくは135℃~145℃の範囲の温度で実施される。ベーク硬化工程は、15分~1時間の範囲の時間間隔、好ましくは20分~40分、より好ましくは約30分の間に行われる。
本発明により、驚くべきことに、本発明によるポリアクリレートポリオール(A1)が、ポリオール(B)、架橋剤(C)および場合により、触媒(D)、ポットライフ延長剤(E)、反応性希釈剤(F)および/または垂れ防止剤(G)と組み合わせられた場合、架橋性組成物、好ましくはクリアコート組成物を配合するのに特に適していることが見出された。このような架橋性組成物を、ベーク硬化工程の数を減らした上述のプロセスで使用すると、得られたコーティング層は、良好な外観、優れた垂れ下り抵抗、および非常に良好な耐薬品性を与える。さらに、ポリアクリレートポリオール(A1)を、ポリオール(B)、好ましくはメラミン-ホルムアルデヒド樹脂のタイプの架橋剤(C)、好ましくはブロック化スルホン酸のタイプの触媒(D)、反応性希釈剤(F)およびポリウレア垂れ防止剤(G1)と組み合わせたとき、良好な外観、優れた垂れ抵抗、非常に優れた耐化学性および低VOCを有するコーティング層が得られることを発見したことは特に驚くべきことであった。
本発明はさらに、本発明による組成物を使用することによって、またはここに上述した本発明による方法によって得られるコーティングおよびコーティングされた基材に関するものである。このようなコーティングは、非常に良好な外観と、硬度、耐薬品性、柔軟性および耐久性などの他の特性とを兼ね備え、それらを特に自動車用途に適したものにする。

例において、ガラス転移温度Tgは、DIN EN ISO 16805及びISO 11357に従ってMettler DSC 3+熱量計を使用して決定された。より詳細には、7~15mgの試料を、まず120℃でTgより十分に高く加熱した。この温度を5分間保持した後、30℃/分の冷却速度で-20℃まで温度を下げた。その後,-20℃で5分間冷却し,その後,10℃/分の昇温速度で120℃まで加熱した。Tgは,熱流束対温度のプロットにおいて,ベースラインの正接と負の傾きが最大となる正接の交点における温度である。
分子量および分子量分布は、ASTM D 3593に従って、ポリスチレン標準を用いたゲル浸透クロマトグラフィー、より詳細にはサイズ排除クロマトグラフィーを用いて決定した。使用したサイズ排除装置は、ポンプ、オートサンプラー、He-デガッサー(Uniflows社製Degasys DG-1210)を含むAllianceシステムで、PLgel 5μm MIXED-C 600 x 7.5 mm ColumnとPlgel 5 μm guard column(50 x 7.5 mm - Polymer Laboratories)を装備していた。Columnオーブン(Separations Analytical Instruments社製)を30℃に設定した。テトラヒドロフラン(THF - Extra Dry, BiosolVE206347)+2%酢酸(Baker 6052)を流速0.8ml/minで溶離液として使用した。マーカーには二硫化炭素(バッカー社製)を使用した。検出器としてWaters 410 refractive indexを使用した。注入量は100μlで、濃度は1.5mg/mlとした。ポリスチレン標準試料(Polymer Laboratories, Easical PS-1, 2010-0501 (M range 580 g/mol - 8.500.000 g/mol) and Easical PS-2, 2010-0601 (M range 580 g/mol - 400.000 g/mol) )を用いて、3次多項式で較正した。データ解析に使用したソフトウェアはEmpower(Waters)である。このようにして得られた溶出量分率と分子量のプロットにおいて、Mnは分子の50%が溶出した分子量、Mwは全質量の50%が溶出した分子量である。
例1:145mgKOH/g(不揮発分について)の水酸基価、6.0mgKOH/g(不揮発分について)の酸価、Mw1,735ダルトンおよびMn943ダルトン(GPC、ポリスチレン標準)および15℃のTgを有する本発明に係る(メタ)アクリルポリオールは、アクリル酸0.3部、ヒドロキシエチルメタクリレート35.1部、アクリル酸ブチル7.5部、メタクリル酸ブチル22.5部、アクリル酸ノルボルニル21.1部、メタクリル酸メチル1.1部、スチレン12.3部の混合物の重合から作成した。重合終了後、Mw2,189ダルトン、Mn1,146ダルトン(GPC、ポリスチレン標準)、Tg-11℃、水酸基価172mgKOH/g、酸価8mgKOH/gのポリエステル樹脂を42.5部を、添加した。この(メタ)アクリルポリオール-ポリエステルポリオール混合物を酢酸ブチルに溶解させ、不揮発分78重量%の溶液を得た。酢酸ブチルを用いて不揮発分70重量%に希釈したところ、ASTM D 4287による粘度は、100秒-1で310mPa・sであった。
比較例2:水酸基価132mgKOH/g(不揮発分について)、酸価2.4mgKOH/g(不揮発分について)、Mw2,867およびMn1,303(GPC、ポリスチレン標準)およびTg-4℃を有する(メタ)アクリルポリオールは、アクリル酸0.3部、メタクリル酸ヒドロキシエチル30.2部、アクリル酸ブチル7.5部、メタクリル酸ブチル24.8部、スチレン36.1部の混合物の重合から調製した。この(メタ)アクリルポリオールを酢酸ブチルに溶解し、不揮発分78重量%の溶液を得た。
例3:温度ジャケットと攪拌機を備えた5リットルのガラス容器に、例1からの樹脂を装入し、30℃に加熱した。次いで、ベンジルアミンを反応容器に加え、混合物を10~15分間均質化し、その後氷水で冷やした。攪拌機の回転数を750rpmに上げ、酢酸ブチルで希釈したヘキサメチレンジイソシアネートを添加した。反応混合物を30分間撹拌し、さらに酢酸ブチルで希釈し、固形分73.5%の樹脂を得た。得られた樹脂は、ポリウレア系垂れ防止剤を7.5wt%、ポリアクリレートポリオールを66.0wt%含有していた。ISO1524の方法で測定したポリウレア垂れ防止剤の粒子径は15μm以下であることがわかった。
比較例4:例1の樹脂を比較例2の樹脂に置き換えた以外は、例3を繰り返した。得られた樹脂は固形分が67.1%であり、ポリウレア垂れ防止剤を7.1wt%、ポリアクリレートポリオールを60.0wt%含んでいた。ISO1524の方法で測定したポリウレア垂れ防止剤の粒子径は15μm以下であることがわかった。
Figure 2023523708000002

SETAL(登録商標)1406は、わずかに分岐したポリエステルポリオールである。
CYMEL(登録商標)327樹脂は、メチル化高イミノメラミン架橋剤で、イソブタノールで供給される。
CYMEL(登録商標)NF 2000A 樹脂は、n-ブタノール中に反応性カルバミン酸官能基を有するユニークな三官能性メラミン系架橋剤である。
CYCAT(登録商標)600 は,イソプロパノール中で供給されるドデシルベンゼンスルホン酸をベースとした強酸性触媒である。
BYK(登録商標)315N は、ポリエステル変性ポリメチルアルキルシロキサンを2-フェノキシエタノールおよび酢酸 2-メトキシ-1-メチルエチルに溶解した溶液である。
BYK(登録商標)310 は、シリコーンを含有する表面添加剤である。
表1のデータに従って塗料を調製し、その後酢酸ブチルで希釈し、異なる添加量で、式(I)に従って固形分量を計算し、1000秒-1における粘度を測定した。結果は、例5(三角)および比較例6(丸)の塗料の粘度と計算された固形分とを示す図1に表示されている。これらの結果から、例5からの塗料の粘度は、同じ固形分含有量における比較例6の粘度と比較して、はるかに低いことが明らかに示される。
その後,塗料を1000s-1で105mPa.sに希釈した。固形分含有量は式(I)に従って計算し,また1000s-1で105mPa.sに希釈した塗料1gを酢酸ブチル3mlで希釈し,混合して140℃で0.5時間加熱して決定した。その後、残渣の重量を測定し、希釈した塗料の出発重量と関連付けた。
これらの配合は,その後,ベーク硬化工程の数を減らしたプロセスで使用された。市販の水性ベース1をスプレーし,常温で3分間のフラッシュオフ時間の後,黒色の市販ベース2をウェットオンウェットで塗布した。RTで7分間のフラッシュオフの後,システムを80℃に10分間加熱した。その後,クリアコート製剤を塗布し,RTで5分間のフラッシュオフを行い,その後,完全な系を140℃で24分間硬化させた。Wb,Wd,DOI,長波長および短波長のような外観特性は,Byk Wavescan Dualを使用して測定した。
たるみ限界は,47×30cmの5ブリキパネルに架橋性組成物を吹き付けることによって決定した。長さの半分に,パネルは直径1cmの13個の穴を含み,穴と穴の間の距離は2.5cmであった。このようなパネルに、架橋性製剤を左から右へ層厚が厚くなるようにスプレーした。塗料の硬化後に、穴の下のそれぞれの裂け目の長さと、各穴の上の層厚を測定した。垂れ下り抵抗は、(補間された)裂け目の長さが5mmであるところの層厚(μm)として決定された。
耐キシレン性は、乾燥させた塗膜にキシレンを染み込ませた綿球を5分間置くことで、測定した。その後,綿球を取り除き,きれいな布で塗膜を拭いた。塗膜の浮き上がりは目視で、軟化はヘラで露出部を引っ掻くことで判定した。塗膜の浮き上がりと軟化は,1(良い)から5(悪い)までの尺度で判定された。
結果を表2に示す。
Figure 2023523708000003
表2のデータは、例5の塗料が、最も重要なことに、比較例6と比較して、同じ粘度でより高い固形分量を有することを示す。特に、比較例6の塗料の測定された固形分含有量は、VOC適合塗料(すなわち、VOC適合とは、420g/Lより低いVOC含有量を有することを指す)を達成するには低すぎたが、例5の塗料はVOC適合である。さらに、例5から得られた塗料は、Wb、Wd、長波、短波の測定値が低く、DOIの測定値が高いことから観察されるように、より良好な外観を有する。さらに、例5から得られた塗料で得られた塗膜について、同等以上の耐キシレン性が判定された。結論として、例5からの塗料は、比較例6からの塗料よりも改善された特性を、より高い固形分量で示す。
例7:135mgKOH/gの水酸基価(不揮発分について)、0mgKOH/gの酸価(不揮発分について)、Mw1,846およびMn1,155(GPC、ポリスチレン標準)および17℃のTgを有する本発明に係る(メタ)アクリルポリオールは、アクリル酸0.3部、ヒドロキシエチルメタクリレート35.1部、アクリル酸ブチル6.9部、メタクリル酸ブチル23.2部、アクリル酸ノルボルニル21.1部、メタクリル酸メチル1.1部、スチレン12.3部の混合物の重合から調製した。この(メタ)アクリルポリオールを酢酸ブチルに溶解させると、不揮発分78重量%の溶液が得られた。酢酸ブチルを用いて不揮発分70重量%に希釈したところ、ASTM D 4287による粘度は、100秒-1で290mPa・sであった。
例8:133mgKOH/gの水酸基価(不揮発分について)、2.0mgKOH/gの酸価(不揮発分について)、Mw2,797およびMn1,592(GPC、ポリスチレン標準)および12℃のTgを有する本発明に従う(メタ)アクリルポリオールは、31.0部のヒドロキシエチルメタクリレート、17.7部のブチルアクリレート、10.8部のイソブチルメタクリレート、20.0部のイソボルニルアクリレート及び20.5部のスチレンの混合物の重合から調製された。(メタ)アクリルポリオールを酢酸ブチルに溶解し、不揮発分74重量%の溶液を得た。
例9:133mgKOH/gの水酸基価(不揮発分について)、1.9mgKOH/gの酸価(不揮発分について)、Mw2,751およびMn1,574(GPC、ポリスチレン標準)および13℃のTgを有する本発明に従う(メタ)アクリルポリオールは、31.0部のヒドロキシエチルメタクリレート、17.7部のブチルアクリレート、10.8部のイソブチルメタクリレート、20.0部の1,3,3-トリメチルビシクロ[2.2.1]ヘプチルアクリレートおよび20.5部のスチレンの混合物の重合から調製された。(メタ)アクリルポリオールを酢酸ブチルに溶解し、不揮発分74重量%の溶液を得た。
例10:132mgKOH/gの水酸基価(不揮発分について)、2.2mgKOH/gの酸価(不揮発分について)、Mw2,681およびMn1,496(GPC、ポリスチレン標準)および14℃のTgを有する本発明に従う(メタ)アクリルポリオールを、ヒドロキシエチルメタクリレート30.6部、ブチルアクリレート17.5部、イソブチルメタクリレート10.7部、(オクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデニル)メチルアクリレート20.9部、スチレン20.3部の混合物の重合から調製した。(メタ)アクリルポリオールを酢酸ブチルに溶解し、不揮発分74重量%の溶液を得た。
例11:128mgKOH/gの水酸基価(不揮発分について)、2.0mgKOH/gの酸価(不揮発分について)、Mw2,723およびMn1,574(GPC、ポリスチレン標準)および13℃のTgを有する本発明に従う(メタ)アクリルポリオールは、29.8部のヒドロキシエチルメタクリレート、17.0部のブチルアクリレート、10.4部のイソブチルメタクリレート、23.1部のオクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデンジメタノールとアクリル酸のモノエステル、19.7部のスチレンの混合物の重合から調製された。この(メタ)アクリルポリオールを酢酸ブチルに溶解し、不揮発分74重量%の溶液を得た。
比較例12:水酸基価153mgKOH/g(不揮発分換算)、酸価2.2mgKOH/g(不揮発分換算)、Mw2,123およびMn1,285(GPC、ポリスチレン標準)、Tg1℃を有する(メタ)アクリルポリオールを、アクリル酸0.3部、メタクリル酸ヒドロキシエチル35.1部、メタクリル酸メチル1.2部、アクリル酸ブチル7.5部、メタクリル酸ブチル22.5部、スチレン33.5部の混合物の重合から調製した。この(メタ)アクリルポリオールを酢酸ブチルに溶解させると、不揮発分78重量%の溶液が得られた。酢酸ブチルで不揮発分70重量%に希釈し、ASTM D 4287に基づく粘度は、100秒-1で420mPa・sであった。
比較例13:US20190106527からの樹脂Aを調製し、Mn1,650、Mw3,100、Tg31℃を有する。酢酸ブチルを用いて不揮発分70重量%に希釈すると、ASTM D 4287による粘度は、100秒において2200mPa・s-1であった。
Figure 2023523708000004
表3では、
SETALUX(登録商標)91796SS-69は、熱硬化性水酸化アクリル樹脂で、垂れ防止剤で改質されている。
SETAMINE(登録商標)US-138 BB-70は、非常に高い反応性を持つ非可塑化メラミン樹脂の溶液である。
NACURE 5414はポリマーブロック型スルホン酸エステル触媒である
TINUVIN 384-2は、ヒドロキシフェニルベンゾトリアゾール系の液体紫外線吸収剤である。
TINUVIN 123は、アミノエーテル官能基を用いた液状HALS安定化剤である。
Solvesso 100とSolvesso 150は、芳香族系溶剤の混合物である。
表3に従って塗料を調製し、固形分を算出し、DinCup4粘度を測定した。結果は表4に表示されている。
Figure 2023523708000005
表4のデータは、この高い固体含有量において、例14~18から得られた塗料は、スプレー粘度であり、さらなる希釈を必要としないことを明らかに示している。しかしながら、比較例19~21から得られた塗料は、粘度が高すぎるため、スプレー粘度にするためにさらなる希釈が必要であろう。しかし、そのようにするとVOCが高くなりすぎる(すなわち、420g/Lより高い)ので、これらの塗料はそれ以上検討されなかった。
例14~18の塗料を,黒色溶剤型ベースコートをプレコートしたブリキ上にスプレー塗布し,その後140℃で30分間硬化させた。その結果、硬度、外観が非常に良好であり、光沢も優れていることがわかった。
比較例22:水酸基価150mgKOH/g(不揮発分換算)、酸価9mgKOH/g(不揮発分換算)、Mw3,790およびMn1,800(GPC、ポリスチレン標準)、Tg10℃を有する(メタ)アクリルポリオールは、アクリル酸0.7部、ヒドロキシエチルメタクリレート26.1部、ヒドロキシエチルアクリレート8.0部、ブチルアクリレート4.6部、イソブチルメタクリレート30.6部、スチレン30部の混合物の重合から調製した。(メタ)アクリルポリオールを酢酸ブチルに溶解させ、不揮発分75重量%の溶液を得た。
比較例23:水酸基価65mgKOH/g(不揮発分について)、酸価5.8mgKOH/g(不揮発分について)、Mw8,759およびMn2,241(GPC、ポリスチレン標準)およびTg13℃を有する(メタ)アクリルポリオールを、アクリル酸0.75部、メタクリル酸ヒドロキシエチル15部、アクリル酸ブチル30部、メタクリル酸ブチル14.25部、スチレン40部の混合物の重合から調製した。この(メタ)アクリルポリオールを酢酸ブチルとキシレンの混合溶媒に溶解し、不揮発分80重量%の溶液を得た。
Figure 2023523708000006
溶剤ミックスは、キシレン58.8部、酢酸メトキシプロピル39.2部、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール2部の混合物である。
Ti-PURETM R-706は、ルチル型酸化チタン顔料である。
ADDITOL(登録商標)6577は、溶剤を含むシステム用の湿潤剤および分散剤である。
ADDITOL(登録商標)VXL 4930 溶剤含有塗料および水系塗料のレベリング性および表面平滑性を向上させるための変性シリコーンである。
DBTDLは、ジブチルスズジラウレート。
TINUVIN(登録商標)292は、特にコーティング用に開発された液状のヒンダードアミン系光安定剤である。
TINUVIN(登録商標)1130は、ヒドロキシフェニルベンゾトリアゾール系の液状紫外線吸収剤である。
TOLONATETM HDT-90は、HDI-トリマー(イソシアヌレート)をベースとする脂肪族ポリイソシアネートで、ブチル-アセテート/高フラッシュ芳香族溶剤のブレンド(1対1重量比)で90%の固形分で提供される。
表5に従って塗料を調製し,酢酸ブチルを用いて塗料を20 s DinCup 4に希釈し,固形分濃度を算出した。結果は表6に表示されている。
Figure 2023523708000007
表6のデータは、例24~25から得られた塗料の固形分が、比較例26~27から得られた塗料の固形分と比較して、はるかに高いことを明確に示している。さらに、例24~25の塗料の耐キシレン性は、比較例27の塗料の耐キシレン性と比較して、はるかに良好であることが確認された。さらに、例24~25の光沢が、比較例26で得られた光沢と比較して著しく高いことは、特に驚くべきことであった。要約すると、本発明による例24~25からの塗料は、はるかにバランスが良く、重要なことに、より厳しいVOC規制を満たしている。
表7に従って塗料を調製した。塗料をスプレーで塗布し,その後,ASTM G 53に従ってUV-B光に曝露した。光沢は、一定の時間間隔で決定した。表8のデータは、本発明による例28が、本発明によるものではない比較例29と比較して、UV-B光に対してはるかに優れた耐性を示すことを実証している。
Figure 2023523708000008
Figure 2023523708000009

Claims (22)

  1. 下記から得られる少なくとも1種のポリアクリレートポリオール(A1)を含むポリオール成分(A)であって:
    ・10~60wt%の、ヒドロキシアルキル基が1~20個の炭素原子を含むヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートモノマー(a1);
    ・場合により、0~70wt%の、アルキル基が1~20個の炭素原子を含む直鎖または分岐アルキル(メタ)アクリレートモノマー(a2);
    ・場合により、0~60wt%の、ビニルモノマー(a3);
    ・5~50wt%の、脂環式(メタ)アクリレートモノマー(a4)であって、好ましくは脂環式(メタ)アクリレート(a4)の脂環式基は5~16個の炭素原子を含むもの;および
    ・場合により、0~5wt%の、(メタ)アクリル酸(a5);
    ここで、上記wt%は、(a1)、(a4)および存在すれば(a2)、(a3)、(a5)の合計に基づく、
    ここで、ポリアクリレートポリオール(A1)は:
    ・数平均分子量Mnが500~2,000ダルトン(Dalton);
    ・重量平均分子量Mwが800~4,000ダルトン;
    を有する、前記のポリオール成分(A)。
  2. ポリアクリレートポリオール(A1)が、平均で少なくとも2個の遊離水酸基を含むランダム(共)重合体である、請求項1に記載のポリオール成分。
  3. (メタ)アクリルポリオール(A1)を得るために用いるヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートモノマー(a1)が、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、またはこれらの混合物である、請求項1または2記載のポリオール成分。
  4. 脂環式(メタ)アクリレートモノマー(a4)が、イソボルニル(メタ)アクリレート、ノルボルニル(メタ)アクリレート、2,6,6-トリメチルビシクロ[3.1.1]ヘプチル(メタ)アクリレート、1,3,3-トリメチルビシクロ[2・1・1]ヘプチル(メタ)アクリレート、(オクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデニル)メチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸とオクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデンジメタノールの異性体のエステル、(置換)シクロヘキシル(メタ)アクリレート、またはこれらの混合物である、前記請求項のいずれか1項に記載のポリオール成分。
  5. ポリアクリレートポリオール(A1)が、2,000ダルトンより低いMn、4,000ダルトンより低いMw、4より低い多分散性、0~15mgKOH/gポリオール(A1)の酸価、-15℃より高いガラス転移温度を有し、そして、(a1)、(a4)、および存在する場合には(a2)、(a3)および(a5)の合計に基づいて、5~50wt%の脂環式(メタ)アクリレートモノマー(a4)を含む、前記請求項のいずれか1項に記載のポリオール成分。
  6. 脂環式(メタ)アクリレートモノマー(a4)が、2,6,6-トリメチルビシクロ[3.1.1]ヘプチル(メタ)アクリレート、1,3,3-トリメチルビシクロ[2.2.1]ヘプチル(メタ)アクリレート、(オクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデニル)メチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸とオクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデンジメタノールとの異性体のエステル、ノルボルニル(メタ)アクリレート又はこれらの混合物である、請求項5に記載のポリオール成分。
  7. ポリアクリレートポリオール(A1)が、1,600ダルトンより低いMn、2,900ダルトンより低いMw、4より低い多分散性、0~15mgKOH/gポリオール(A1)の酸価、-15℃より高いガラス転移温度を有し、そして、(a1)、(a4)、および存在する場合には(a2)、(a3)および(a5)の合計に基づいて、5~50wt%の脂環式(メタ)アクリレートモノマー(a4)を含む、請求項1から4のいずれか1項に記載のポリオール成分。
  8. ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートモノマー(a1)が、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートまたはそれらの混合物であり、ここで、脂環式(メタ)アクリレートモノマー(a4)が、イソボルニル(メタ)アクリレート、2,6,6-トリメチルビシクロ[3.1.1]ヘプチル(メタ)アクリレート、1,3,3-トリメチルビシクロ[2.2.1]ヘプチル(メタ)アクリレート、(オクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデニル)メチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸とオクタヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデンジメタノールの異性体とのエステル、(置換)シクロヘキシル(メタ)アクリレートまたはこれらの混合物であり、好ましくは脂環式(メタ)アクリレートモノマー(a4)がイソボニル(メタ)アクリレートである、請求項7に記載のポリオール成分。
  9. ポリオール成分(A)の総重量に対する割合で下記を含む、前記請求項のいずれか1項に記載のポリオール成分:
    ・35~100重量%のポリアクリレートポリオール(A1);
    ・0~50重量%の溶媒(A2);
    ・0~10重量%の添加剤(A3);
    ・ポリアクリレートポリオール(A1)とは異なり、少なくとも2つの遊離ヒドロキシル基を含む、0~40重量%の少なくとも1つのポリオール(B);
    ・0~5重量%のポットライフ延長剤(E);
    ・0~20重量%の反応性希釈剤(F);および/または
    ・0~15重量%の垂れ防止剤(G)。
  10. ポリオール成分(A)の総重量に対する割合で下記を含む、請求項9に記載のポリオール成分:
    ・35から100、好ましくは40~90重量%のポリアクリレートポリオール(A1);および
    ・10~40、好ましくは15から30重量%の溶媒(A2);および/または
    ・0~10、好ましくは0.1から7、重量%の添加剤(A3);
    ・ポリアクリレートポリオール(A1)とは異なり、少なくとも2つの遊離ヒドロキシル基を含む、0~40、好ましくは5から25重量%のポリオール(B);
    ・0~5、好ましくは0.1から2重量%のポットライフ延長剤(E);
    ・0~20、好ましくは1から10重量%の反応性希釈剤(F);
    ・0~15、好ましくは1から8重量%の垂れ防止剤(G)を含有する。
  11. 下記を含む、架橋性組成物:
    a)請求項1~10のいずれかに記載のポリオール成分(A);
    b)場合により、ポリアクリレートポリオール(A1)とは異なり、少なくとも2つの遊離ヒドロキシル基を含む、少なくとも1つのポリオール(B);
    c)ポリアクリレートポリオール(A1)、存在する場合にはポリオール(B)、および/または存在する場合には反応性希釈剤(F)と反応可能な官能基を含む少なくとも1つの架橋剤(C);および
    d)場合により、ポリアクリレートポリオール(A1)、存在する場合にはポリオール(B)、存在する場合には反応性希釈剤(F)のヒドロキシル基と、架橋剤(C)の官能基と間の反応を触媒するための少なくとも1つの触媒(D)であって、ポリアクリレートポリオール(A1)、存在する場合はポリオール(B)、架橋剤(C)、存在する場合は触媒(D)、および、存在する場合はポットライフ延長剤(E)、反応性希釈剤(F)および/または垂れ防止剤(G)の合計量の0~10wt%の間の量で存在する触媒(D);
    e)場合により、少なくとも1つのポットライフ延長剤(E);
    f)場合により、62から4,000ダルトンの範囲の数平均分子量、1から3の範囲の多分散度Mw/Mn、および1から6の範囲の平均ヒドロキシル官能性を有する少なくとも1つの反応性希釈剤(F);
    g)場合により、少なくとも1つの垂れ防止剤(G)、好ましくはポリウレア垂れ防止剤(G1)。
  12. ポリアクリレートポリオール(A1)が、ポリアクリレートポリオール(A1)、存在する場合にはポリオール(B)、架橋剤(C)、および存在する場合には触媒(D)、ポットライフ延長剤(E)、反応性希釈剤(F)、および/または垂れ防止剤(G)の合計量に基づいて10~90重量%の範囲のレベルで存在する、請求項11の架橋性組成物。
  13. ポリオール(B)が存在し、ポリエステルポリオール、ポリアクリレートポリオール、およびそれらの混合物またはハイブリッドから成る群から選択される、請求項11または12に記載の架橋性組成物。
  14. 少なくとも1つの架橋剤(C)が、イソシアネート、ブロック化イソシアネート、メラミン-ホルムアルデヒド樹脂およびホルムアルデヒドフリーベース樹脂などのアミノ樹脂、およびアミノ樹脂とイソシアネートの混合物から成る群から選択される、請求項11から13のいずれか1項に記載の架橋性組成物。
  15. 反応性希釈剤(F)が存在し、単官能性アルコール、ジオール、またはトリオールであり、反応性希釈剤(F)は2~40個の炭素原子を含む液体化合物であり、好ましくは反応性希釈剤(F)はジオールまたはトリオールのタイプである、請求項11~14のいずれか1項に記載の架橋性組成物。
  16. 反応性希釈剤(F)が存在し、融点が-60℃より高く、沸点が200℃より高い、5~12個の炭素原子を有するジオールのタイプである、請求項11~14のいずれか1項に記載の架橋性組成物。
  17. ポリアクリレートポリオール(A1)、存在する場合にはポリオール(B)、架橋剤(C)、および存在する場合には触媒(D)、ポットライフ延長剤(E)、反応性希釈剤(F)、および/または垂れ防止剤(G)の合計量に基づいて、下記を含む、請求項11~16のいずれか1項に記載の架橋性組成物:
    ・10~90重量%のポリアクリレートポリオール(A1)、
    ・場合により、0~90重量%のポリオール(B)、
    ・10~90重量%のポリイソシアネート架橋剤(C)、
    ・場合により、0~10重量%の触媒(D)、
    ・場合により、0~10重量%のポットライフ延長剤(E)、
    ・場合により、0~20重量%の反応性希釈剤(F)、および
    ・場合により、0~10重量%の垂れ防止剤(G)、好ましくはポリウレア系垂れ防止剤(G1)。
  18. 少なくとも1つのポリアクリレートポリオール(A1)、および場合により、少なくとも1つの溶媒(A2)、少なくとも1つの添加剤(A3)、ポリオール(B)、触媒(D)、ポットライフ延長剤(E)、反応性希釈剤(F)、および/または垂れ防止剤(G)を含む、請求項11から17までのいずれか1項に記載のバインダモジュール。
  19. 請求項11~17のいずれか1項に記載の架橋性組成物を基材の少なくとも一部に塗布する工程と、塗布された架橋性組成物を5~180℃の範囲の温度で硬化させる工程とを含む、コーティングを提供する方法。
  20. 下記の工程を含む、請求項19に記載の方法:
    1)請求項11~17のいずれか1項に記載の架橋性組成物を基材の少なくとも一部に塗布する工程であって、前記架橋性組成物は、以下を含み:
    ・ポリアクリレートポリオール(A1);
    ・場合により、ポリアクリレートポリオール(A1)とは異なり、少なくとも2つの遊離ヒドロキシル基を含む、少なくとも1つのポリオール(B)、
    ・好ましくは遊離イソシアネート基を含む、少なくとも1つのポリイソシアネート架橋剤(C)、および
    ・場合により、ポリアクリレートポリオール(A1)、存在する場合はポリオール(B)、存在する場合は反応性希釈剤(F)のヒドロキシル基と、架橋剤(C)のイソシアン酸基との間の反応を触媒するための少なくとも1つの触媒(D)であって、
    ポリアクリレートポリオール(A1)、存在する場合はポリオール(B)、架橋剤(C)、存在する場合は触媒(D)、および存在する場合はポットライフ延長剤(E)、反応性希釈剤(F)および/または垂れ防止剤(G)の合計量に対して0~10wt%の量で存在する触媒(D);
    ・場合により、1つ以上のポットライフ延長剤(E)、
    ・場合により、少なくとも1つの反応性希釈剤(F)、
    ・場合により、少なくとも1つの垂れ防止剤(G)、好ましくはポリウレア垂れ防止剤(G1)であって、好ましくはポリアクリレートポリオール(A1)、ポリオール(B)、および/または反応性希釈剤(F)中に存在する少なくとも1つの垂れ防止剤(G)、
    及び、
    2)塗布された架橋性組成物を70~110℃、好ましくは80~100℃の温度で硬化させる工程。
  21. 下記の工程を含む、請求項19に記載の方法:
    ・金属基材上または電着層上に第1の水系着色層を塗布すること、
    ・フラッシュオフ、水性ベースコート層の塗布、別のフラッシュオフのその後の工程を行うこと、および
    ・請求項11~17のいずれか1項に記載の架橋性組成物を含むクリアコート層を塗布すること、
    ・すべての層に対して同時に1回のベーク硬化工程を行うこと、
    ここで、フラッシュオフは、90℃より低い温度で、1時間未満の間に行われ、ベーク硬化工程は、125℃~180℃の範囲の温度で行われる。
  22. ポリアクリレートポリオール(A1)を、ポリオール(B)、好ましくはメラミン-ホルムアルデヒド樹脂のタイプの架橋剤(C)、好ましくはブロック化スルホン酸のタイプの触媒(D)、反応性希釈剤(F)およびポリウレア垂れ防止剤(G1)と組み合わせる、請求項21の方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3563061D1 (en) 1984-08-17 1988-07-07 Akzo Nv Liquid, curable coating composition based on a hydroxyl groups-containing addition polymer as binder
US5102961A (en) 1989-01-05 1992-04-07 King Industries Isocyanate modified blocked sulfonic acid ester as a crosslinking catalyst
US5326501A (en) 1989-12-28 1994-07-05 Hoya Corporation Polythiol compound, and optical material and product produced therefrom
US5214086A (en) 1991-09-04 1993-05-25 Basf Corporation Coating compositions which may be ambient cured
US5608115A (en) 1994-01-26 1997-03-04 Mitsui Toatsu Chemicals, Inc. Polythiol useful for preparing sulfur-containing urethane-based resin and process for producing the same
GB9406815D0 (en) 1994-04-06 1994-05-25 Ici Plc Polymer
US6486298B1 (en) 2000-12-22 2002-11-26 Essilor International Compagnie Generale D'optique Diepisulfide based prepolymers and their use in the optical field
US20070066777A1 (en) * 2004-09-03 2007-03-22 Bzowej Eugene I Methods for producing crosslinkable oligomers
US8207268B2 (en) 2005-06-28 2012-06-26 Nuplex Resins B.V. Polyurea product as thixotropic rheology modifying agent
ES2368651T3 (es) * 2005-08-17 2011-11-21 Akzo Nobel Coatings International Bv Composición de revestimiento que comprende un poliol de poliacrilato, un poliol de poliéster y un agente de reticulación con funcionalidad isocianato.
KR101414294B1 (ko) 2006-12-28 2014-07-18 누플렉스 레진스 비브이 개질된 나노입자를 포함하는 필름 형성 조성물 및 필름 형성 조성물에 사용되는 개질된 나노입자
CN106752879B (zh) 2017-03-01 2019-05-03 无锡阿科力科技股份有限公司 一种高固体分丙烯酸树脂的制备方法
US20190106527A1 (en) 2017-10-10 2019-04-11 Allnex Netherlands Bv Non-aqueous crosslinkable composition

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