JP3331632B2 - ポリウレタンポリオール及びそれを用いたポリウレタン塗料組成物 - Google Patents

ポリウレタンポリオール及びそれを用いたポリウレタン塗料組成物

Info

Publication number
JP3331632B2
JP3331632B2 JP23703092A JP23703092A JP3331632B2 JP 3331632 B2 JP3331632 B2 JP 3331632B2 JP 23703092 A JP23703092 A JP 23703092A JP 23703092 A JP23703092 A JP 23703092A JP 3331632 B2 JP3331632 B2 JP 3331632B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polyurethane
polyol
molecular weight
polyurethane polyol
coating composition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP23703092A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH05194694A (ja
Inventor
純一 後藤
隆之 太田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Chemical Corp filed Critical Mitsubishi Chemical Corp
Priority to JP23703092A priority Critical patent/JP3331632B2/ja
Publication of JPH05194694A publication Critical patent/JPH05194694A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3331632B2 publication Critical patent/JP3331632B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、炭化水素ジオールをイ
ソホロンジイソシアナートと反応させることにより得ら
れる、ウレタン結合以外の極性の結合を一切含まない脂
肪族ポリウレタンポリオール、及びそれを用いることを
特徴とする、速乾性で、弾性率、強度の高い塗膜の得ら
れるポリウレタン塗料組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ポリウレタンは、ポリエステル、
ポリエーテルなどからなる長鎖のポリオールを、短鎖の
ポリオールないしはジアミン類等とともにイソシアナー
ト化合物と反応させることにより合成されており、この
ソフトなセグメントとハードなセグメントのバランスを
最適化することにより、様々な望ましい機械物性を有す
る素材を生み出してきた。ポリウレタンを塗料として用
いる場合、その用途に応じて、様々な特性が求められる
が、中でも、速乾性、無黄変性、機械的強度、耐加水分
解性といった性能は、用途にかかわらず、強く望まれる
ものである。乾燥性を高めるためには、塗料のガラス転
移温度が高いものが好ましいことは公知であり、このよ
うな目的に沿うものとしては、すでに種々のアクリルポ
リオールや芳香族環を含有するポリエステルポリオール
等が開発されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
ガラス転移点の高いポリオールを用いた塗料は、一般に
破断伸度が小さく、脆いという欠点があり、前述のよう
な種々の要求特性をバランスよく満たすことは、困難で
あった。
【0004】
【課題を解決するための手段】以上のような状況に鑑
み、速乾性と高い強度を要求される種々の分野に使用し
うるポリウレタン塗料の開発を目指し、鋭意検討の結
果、特定の脂肪族ポリオールとジイソシアナート化合物
よりなる脂肪族ポリウレタンポリオールを、適当な硬化
剤で硬化してなるポリウレタンが、当初の目標を満たす
ものであることを見出した。
【0005】すなわち本発明の要旨は、一般式(A)で
表される炭化水素ジオール HO−R−OH (A) (式中、Rは、炭素数7〜20の直鎖又は分岐のアルキ
レン基を示す。)とイソホロンジイソシアナートを反応
させることにより得られる数平均分子量500〜20,
000であることを特徴とするポリウレタンポリオール
及びそれを用いた塗料組成物に存する。
【0006】本発明は、通常のポリエステルポリオー
ル、ポリエーテルポリオール、アクリルポリオールなど
の高分子量ポリオール類に代わる新規なポリオールとそ
れからなるポリウレタン塗料組成物を提供するものであ
る。本発明による新規なポリオールとは、特定のジオー
ルとジイソシアナートとの反応により合成されるポリウ
レタンポリオールであって、ウレタン結合以外の極性の
結合を一切もたないものである。このポリウレタンポリ
オールを主剤とするポリウレタン塗料組成物は、速乾性
で表面のベタつき感がなく、高い弾性率を有し、しか
も、高分子量のエーテルやエステルからなる軟質セグメ
ントを一切含有しないにもかかわらず、100%以上、
好ましくは200%以上の高い破断伸度を有する。
【0007】本発明で使用される特定のジオールとは下
記一般式(A)で表される脂肪族炭化水素系ジオールで
ある。 HO−(R)−OH (A) (式中、Rは炭素数7〜20の直鎖又は分岐のアルキレ
ン基を示す。)具体例としては、直鎖ジオールとして
1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、
1,12−ドデカンジオール等、分岐ジオールとして
3,3−ジメチロールヘプタン、2−メチル−1,8−
オクタンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−
ペンタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオ
ール等が挙げられる。ここで、炭素数が7より小さいジ
オールを用いた場合は、溶液の粘度が高く、取扱いにく
いばかりでなく、硬化後の塗膜の破断伸度が小さく、も
ろいものしか得られない。
【0008】また炭素数20を越える場合は、本発明の
目的とする速乾性で硬質なウレタンを得ることができな
い。これらのジオールは、単独で、また2種類以上を混
合しても用いることができる。これらのうち、機械的強
度の点から直鎖状のジオールが好ましく、かつ原料入手
の点から炭素数が8〜13のものが好ましい。さらに、
本発明のポリウレタンポリオールの製造に当たって使用
されるジイソシアナート化合物は、イソホロンジイソシ
アナートである。ジフェニルメタンジイソシアナート、
ヘキサメチレンジイソシアナートなどの他のイソシアナ
ート化合物を使用した場合は、生成するポリウレタンポ
リオールの溶解性が劣り、一般的な有機溶媒に不溶なも
のとなるため、好ましくない。
【0009】該ジオールとイソホロンジイソシアナート
の反応は、触媒の存在下または、非存在下において常温
から150℃の範囲で、好適に行うことができる。触媒
としては、一般のウレタン工業で使用されるジブチルス
ズジラウレートなどの金属系または、アミン系触媒のい
ずれでもよく、樹脂固形分あたり通常10〜1,000
ppm程度が使用される。
【0010】このポリウレタンポリオールの合成は、通
常、ケトン系、エステル系などの極性溶媒の存在下で行
われる。溶媒としては、メチルエチルケトン、メチルイ
ソブチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸エチル、酢酸
ブチル、テトラヒドロフランなどが好適に用いられる。
このようにして得られるポリウレタンポリオールの数平
均分子量(水酸基価より算出される。)は、好ましく
は、500〜20,000、さらに好ましくは、1,0
00〜10,000である。分子量が500より小さい
場合は、硬化物の機械的特性に劣り、20,000を越
える場合は、溶液の粘度が高くなりすぎるため、取扱い
にくくなる。尚、機械的強度および取扱いやすさの点か
ら1000〜5000の範囲が最も好ましい。
【0011】このようにして製造された脂肪族ポリウレ
タンポリオールは、適当なイソシアナート化合物と反応
させることにより、強靱な塗膜を形成することができ
る。ここで使用しうるイソシアナート化合物としては、
脂肪族ないしは脂環式イソシアナート類の中から選ばれ
る。好ましくは、ヘキサメチレンジイソシアナートない
しはイソホロンジイソシアナートおよびそれらの誘導体
である。ここで誘導体とは、イソシアヌレート化物、水
アダクト、または、多官能ポリオールの末端に該イソシ
アナート化合物を付加したもの等が挙げられる。中で
も、高い耐熱性を要求される用途には、イソシアヌレー
ト化物が、また、高い破断伸度が要求される用途には、
ポリプロピレンポリオールのヘキサメチレンジイソシア
ナート付加物が好適である。ポリウレタンポリオールと
イソシアナート化合物を反応させる際の混合当量比は、
イソシアナート基とポリオールの水酸基とのモル比で表
わすとNCO/OH=0.8〜1.2好ましくは、0.
9〜1.1である。
【0012】また、本発明のポリウレタン塗料組成物に
は、必要に応じて、ウレタン硬化触媒、酸化防止剤、各
種分散染料、顔料、レベリング剤などのウレタン工業で
一般的に使用する公知の添加剤を添加してよい。このよ
うにして得られた、脂肪族ポリウレタンポリオールを主
成分とするポリウレタン塗料組成物は、主剤のガラス転
移点が高いため速乾性であり、硬いにもかかわらず、伸
びのある強靱な塗膜となる。さらに、耐加水分解性、無
黄変性、耐摩耗性といった塗料として望ましい特性をも
満たしており、高い機械的強度を要求される広い用途に
使用することができる。
【0013】
【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明の要旨を超えない限りこれ等の例に限定され
るものではない。ガラス転移点は、オリエンテック社製
レオバイブロンによる110Hzにおける動的粘弾性試
験のE”のピーク温度をもってその値とした。機械的強
度は、幅1cmの短冊状にサンプルを切出し、引張速度
50mm/minで、23℃、相対湿度60%の条件下
で測定した。
【0014】数平均分子量は、本発明のポリウレタンポ
リオールが2個の末端官能基を有し、且つそれがすべて
水酸基であることから、以下の方法で測定した。すなわ
ち、得られたポリマーの有機溶剤溶液に過剰の酢酸を反
応させ、未反応の酢酸量をKOHで滴定することによ
り、反応した酢酸量を求め、これから水酸基量を計算す
ることにより求めた。但し、このような測定方法の他、
原料の仕込み量から理論的に計算することもできる。
尚、以下の実施例で水酸基価とは、ポリマー溶液1kg
当たり滴定に要したKOHの重量である。また、以下に
おいて、単に「分子量」とのみあるのは、数平均分子量
を意味する。
【0015】実施例1 フラスコに1,9−ノナンジオール 405g、イソホ
ロンジイソシアナート495g、メチルエチルケトン
600gを仕込み、50℃で攪拌して、均一な溶液とし
た。触媒として、ジブチルスズジラウレートを100m
g添加し、そのまま3時間反応させた。さらに、同量の
触媒を追加し、70℃で1時間反応を続け、IRで−N
COの吸収が消失していることを確認した。このように
して得られた分子量約3,000の脂肪族ポリウレタン
ポリオールの溶液は、無色透明であり、粘度は、25℃
で2,300cps、水酸基価は、22.6であった。
【0016】実施例2 1,9−ノナンジオール 280g、イソホロンジイソ
シアナート 374g、酢酸エチル800gをフラスコ
に仕込み、実施例1と同様にして、ポリウレタンポリオ
ール溶液を製造した。このようにして得られた分子量約
10,000の脂肪族ポリウレタンポリオールの溶液の
粘度は、25℃で3,200cps、水酸基価は、5.
08であった。
【0017】実施例3 1,12−ドデカンジオール 450g、イソホロンジ
イソシアナート 429g、メチルエチルケトン 58
6gをフラスコに仕込み、実施例1と同様にして、分子
量約3,000の脂肪族ポリウレタンポリオール溶液を
製造した。この溶液の粘度は、25℃で1,900cp
s、水酸基価は、22.7であった。
【0018】比較例1 ジオールを、3−メチル−1,5−ペンタンジオールに
替え、ポリウレタンポリオールとしての分子量と樹脂固
形分濃度が実施例1と同様になるよう、3−メチル−
1,5−ペンタンジオール 350g、イソホロンジイ
ソシアナート 589g、メチルエチルケトン 626
gをフラスコに仕込み、実施例1と同様にして、数平均
分子量約3,000のポリウレタンポリオールを製造し
た。この溶液の粘度は、25℃で8,200cps、水
酸基価は、22.3であった。
【0019】比較例2 ジオールを1,6−ヘキサンジオールに替える以外は、
比較例1と同様にして、数平均分子量約3,000のポ
リウレタンポリオールを製造した。この溶液の粘度は、
25℃で6,600cps、水酸基価は、22.4であ
った。
【0020】比較例3 ジオールを、ジプロピレングリコールに替え、ポリウレ
タンポリオールとしての分子量と樹脂固形分濃度が実施
例1と同様になるよう、ジプロピレングリコール 42
2g、イソホロンジイソシアナート 478g、メチル
エチルケトン600gをフラスコに仕込み、実施例1と
同様にして、数平均分子量約3,000のポリウレタン
ポリオールを製造した。この溶液の粘度は、25℃で
1,900cps、水酸基価は、22.5であった。
【0021】比較例4 ジオールを、BPX−11(旭電化社製 ビスフェノー
ルA−プロピレンオキサイド付加物 水酸基価 31
2)に替え、ポリウレタンポリオールとしての分子量と
樹脂固形分濃度が実施例1と同様になるよう、BPX−
11 598g、イソホロンジイソシアナート 302
g、メチルエチルケトン 600gをフラスコに仕込
み、実施例1と同様にして、数平均分子量約3,000
のポリウレタンポリオールを製造した。この溶液の粘度
は、25℃で2,200cps、水酸基価は、22.3
であった。
【0022】比較例5 イソシアナート化合物をヘキサメチレンジイソシアナー
トに替え、ポリウレタンポリオールとしての分子量と樹
脂固形分濃度が実施例1と同様になるよう、1,9−ノ
ナンジオール 464g、ヘキサメチレンジイソシアナ
ート 436g、メチルエチルケトン 600gをフラ
スコに仕込み、実施例1と同様にして、反応を行った。
反応が進行するにつれ、系内は白濁し、ついには全体が
ワックス状の固体となったため、塗料として使用不能で
あった。
【0023】参考例1 フラスコにG−400(三洋化成社製 ポリプロピレン
ポリオール。グリセリン−プロピレンオキサイド付加
物。分子量400、水酸基価420.8) 250g、
ヘキサメチレンジイソシアナート 315g、メチルエ
チルケトン 141gを仕込み、触媒としてジブチルス
ズジラウレートを 70mg添加して、50℃で6時間
反応させ、イソシアナート基含量 2.65meq/g
の硬化剤1を製造した。
【0024】参考例2 ポリプロピレンポリオールをG−600(分子量60
0、水酸基価280.5)に代え、G−600 307
g、ヘキサメチレンジイソシアナート 258g、メチ
ルエチルケトン 141gとする以外、参考例1と同様
にして、イソシアナート基含量 2.17meq/gの
硬化剤2を合成した。
【0025】参考例3 日本ポリウレタン社製コロネートEH(ヘキサメチレン
ジイソシアナートのイソシアヌレート化物) 400g
をメチルエチルケトン 100gに溶解し、イソシアナ
ート基含量 3.29meq/gの硬化剤3を製造し
た。
【0026】実施例4〜8及び比較例6〜9 以上の実施例1〜3及び比較例1〜4で得られたポリオ
ールを、参考例の硬化剤とNCO/OH当量比が1/1
となるよう混合し、ポリエチレン板上に、ロールコータ
を用いて、乾燥膜厚がおよそ200μmとなるようキャ
ストした。この塗膜を80℃で4時間硬化、乾燥させ無
色透明なフィルムを得た。このフィルムから短冊状に試
験片を切出し、引張試験および動的粘弾性の測定を行っ
た。結果を表1に示す。なお、比較例1および2のフィ
ルムは、伸度が小さく、降状を示さなかった。また、比
較例3および4のフィルムは、非常にもろく、試験片を
切出すことができなかった。
【0027】
【表1】
【0028】
【発明の効果】本発明により得られる脂肪族ポリウレタ
ンポリオールを主剤とするポリウレタン組成物は、表1
に示すように、常温以上にガラス転移点を有し、高い降
伏点強度を持ちながらも、伸度が高く、強靱な塗膜が得
られるため、コーティング材として極めて有用である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−149215(JP,A) 特開 平3−149272(JP,A) 特開 昭62−146965(JP,A) 米国特許4543405(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 18/00 - 18/87 C09D 175/04 - 175/12

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式(A)で表される炭化水素ジオー
    ル HO−R−OH (式中、Rは、炭素数7〜20の直鎖のアルキレン基を
    示す。) とイソホロンジイソシアナートを反応させることにより
    得られる数平均分子量500〜20,000であること
    を特徴とするポリウレタンポリオール。
  2. 【請求項2】 請求項1のポリウレタンポリオールを用
    いることを特徴とするポリウレタン塗料組成物。
JP23703092A 1991-09-05 1992-09-04 ポリウレタンポリオール及びそれを用いたポリウレタン塗料組成物 Expired - Fee Related JP3331632B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23703092A JP3331632B2 (ja) 1991-09-05 1992-09-04 ポリウレタンポリオール及びそれを用いたポリウレタン塗料組成物

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22624691 1991-09-05
JP3-226246 1991-09-05
JP23703092A JP3331632B2 (ja) 1991-09-05 1992-09-04 ポリウレタンポリオール及びそれを用いたポリウレタン塗料組成物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05194694A JPH05194694A (ja) 1993-08-03
JP3331632B2 true JP3331632B2 (ja) 2002-10-07

Family

ID=26527080

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23703092A Expired - Fee Related JP3331632B2 (ja) 1991-09-05 1992-09-04 ポリウレタンポリオール及びそれを用いたポリウレタン塗料組成物

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3331632B2 (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05194694A (ja) 1993-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5221788A (en) Polyurethane polyol and polyurethane coating composition employing said polyol
US7060760B2 (en) Silane-terminated polydiorganosiloxane urethane copolymer
EP0327031B1 (en) A urethane prepolymer composition and a polyurethane coating composition system
EP0039162B1 (en) Aqueous solvent dispersible linear polyurethane resins
US5594087A (en) Polyurethane thickeners and their use for thickening aqueous systems
JP3602181B2 (ja) フルオロポリエーテル系塗料
EP0284289A2 (en) Polyurethane resin composition
EP0599829B1 (en) Coatings containing caprolactone oligomer polyols
JP6582515B2 (ja) ポリウレタン樹脂および該組成物を用いた皮革用接着剤
JPH0340048B2 (ja)
US5925711A (en) Polyamines and their use in aqueous coating compositions
US4058506A (en) Thermoplastic, elastic polyurethanes which are soluble in ethers and/or ketones
CN105131802B (zh) 一种高柔韧性uv涂料及其制备方法
JPH11507405A (ja) 親水的にエンドキャップされたポリウレタン増粘剤
US20220177636A1 (en) Polyol composition comprising anhydrosugar alcohols and anhydrosugar alcohol polymer
JP3331632B2 (ja) ポリウレタンポリオール及びそれを用いたポリウレタン塗料組成物
JPS5893761A (ja) 一液型熱硬化性ポリウレタン塗料用組成物
EP1130040B1 (en) Energetic copolyurethane thermoplastic elastomers
WO2021075503A1 (ja) ポリカーボネートジオール組成物
US3833545A (en) Fluorine-containing polyurethanes
JPH0450277A (ja) 伸展性を有するポリウレタン塗料用プレポリマーおよびその製法
JP3980068B2 (ja) ポリウレタン
JP7461100B2 (ja) ポリカーボネートジオール組成物
JP2893197B2 (ja) エポキシウレタン樹脂の製造方法
SU863607A1 (ru) Полиэфируретанова композици

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080726

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees