JP3682083B2 - 全部又は部分的にブロックされたポリイソシアネートの製造方法及び該ポリイソシアネートを含有するポリウレタン−粉末塗料及び焼付け塗料 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、全部又は部分的にブロックされたポリイソシアネートを製造する簡単な方法及びこのものを含有する光安定性及び耐候安定性のポリウレタン−（ＰＵＲ）−塗料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このようなＰＵＲ−塗料系、特にＰＵＲ−粉末塗料を製造するためには、架橋剤としてブロックされたポリイソシアネート、特に脂肪族及び／又は（環状）脂肪族ポリイソシアネートが使用される、その理由はこれらのポリイソシアネートが明るい色の生成物をもたらし、特に（環状）脂肪族架橋剤が粉砕可能であり、ひいては粉末塗料製造に好適だからである。
【０００３】
１９７０年に初めて文献に記載されたＰＵＲ−粉末塗料の場合には、ドイツ国特許第２７３５４９７号明細書で提案されたＰＵＲ−粉末がその優れた耐候安定性及び耐熱色安定性のために卓越した地位を占めている。
【０００４】
場合によりイソシアヌレート基を含むブロックされたポリイソシアネートの他に、また他のオリゴマー、すなわち同様にブロックされたＮＣＯ−基を有するウレタン−、ビウレット−又は尿素基を含むポリイソシアネートが公知である。安定な二成分塗料系を製造することができるためには、ＮＣＯ−基のブロックが時間的保護のために不可欠である。この場合には混合物も使用される。
【０００５】
すべてのこれらのブロックされたポリイソシアネートにとって共通なのは、これらが反応器で不連続的に合成されることである。すなわち例えばドイツ国特許第２７１２９３１号明細書には、前記のオリゴマーの合成が適当に不連続的に行われることが記載されている。この場合には反応生成物の変色をもたらす可能性がある高温での長い反応時間が不利である。また長い反応時間は高い方法コストを生じる。
【０００６】
特に、イソシアヌレート、従って三量化ジイソシアネートを基剤とする架橋剤は、その高い分子量及び≧三官能価のために重要になった、特に３−イソシアネートメチル−３，５，５，−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート（イソホロンジイソシアネート、ＩＰＤＩ）のイソシアヌレートを基剤とするものが重要である。
【０００７】
イソシアヌレートの高い溶融粘度も、ブロックされた架橋剤のそれも反応体を直接使用する場合には高い温度を必要とする。例えばこれはドイツ国特許第２７１２９３１号及び同第３３２８１３０号明細書に記載されている。変色及び濁りを生じるこのような高い温度の場合にはまた既に、遊離ブロック剤の高い濃度、ひいては遊離の−ブロックされていない−ＮＣＯ−基の高い濃度が存在する、それというのも反応の平衡が不所望に高い程度に使用物質の側に存在するからである。さらにブロック剤の蒸発は臭気汚染ももたらす。溶剤を含まないこの方法は問題があったので、前記架橋剤は従来は溶剤中で８０〜１００℃の比較的低い温度で合成された。この方法の場合にはＮＣＯ−基は殆ど完全に反応されうる。
【０００８】
このように実施された合成では、ブロックされたポリイソシアネートを粉末塗料分野で使用しようとする場合には、溶剤を後で除去しなければならいのが欠点である。この手段は、保護的な温度で−脱ブロック温度下に−真空で薄層蒸発器、フィルムトルーダー（Ｆｉｌｍｔｒｕｄｅｒ）又は押出機の使用下に−行わねばならないが、従来はこのような生成物の極端に高い粘度の場合には実施するとができない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従って本発明の課題は、あまり費用がかかずかつ生成物の品質を高める方法もしくは一般的には前記欠点がなく、ＰＵＲ−塗料系を調製するための低粘度乃至極端に高い粘度を有する全部又は部分的にブロックされたポリイソシアネートを製造する方法を提供することである。
【００１０】
意外にも、ＮＣＯ−基のブロック及び／又は連鎖延長が、特定の方法条件を保持する場合には、溶剤なしに連続的にかつ高い溶融粘度にもかかわらず溶融物で直接行われうる；連鎖延長がブロックと一緒に一段方法の形で反復行われうることが判明した。次に記載した方法によれば、ポリイソシアネートのブロックはとりわけ、既に明らかに再分解範囲にある高温でも行われうるが、この際反応生成物中に濁り及び／又は変色は生ぜずかつ溶剤中での架橋剤合成の際よりも高い遊離ＮＣＯ分は生じない。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の方法は、ブロック剤及び少なくとも２個の遊離ＮＣＯ基を有するポリイソシアネートを基剤として、場合により連鎖延長剤の存在で全部又は部分的にブロックされたポリイソシアネートを製造する方法において、全部及び部分的にブロックされたポリイソシアネートを溶剤不含でかつ連続的に製造することを特徴とする、ポリイソシアネートの製造方法である。
【００１２】
方法の原理は、反応体が強力ミキサー又は強力混練機で適当な高い温度に短時間連続的に加熱されかつ均質に混合され、この際反応体が完全に又は十分に反応し、次いで平衡調節により適確に冷却され、反応が完結される点にある。
【００１３】
≦１５００００ｍＰａ・ｓ、好ましくは≦１０００００ｍＰａ・ｓ、特に≦５００００ｍＰａ・ｓの比較的低い粘度を有する生成物の場合には、強力ミキサー、特にスタティックミキサーを１３０℃で使用し、≧１５００００ｍＰａ・ｓより高い粘度を有する生成物の場合には、強力混練機を使用する。
【００１４】
スタティックミキサーは、冷却−及び伝熱媒体によって包囲された１個の管又は同様な媒体によって包囲された数個の平行に配置された管から構成されていて、管内では固定された部材によって縦方向に流動する液体に横流動成分が重ねられ、これによって迅速な均質化作用及び恒常的温度平衡が半径方向の対流的伝熱及び滞留時間の一様化によって行われる。
【００１５】
該合成を実施するための強力混練機としては、コンテルナ（Ｃｏｎｔｅｒｎａ）機械、特に一軸及び多軸押出機、特に二軸押出機を使用することができる。
【００１６】
強力混練機では、混合室の公知の適当な装備及びスクリュー形状の構成によって、一方では強力な熱交換中に同時に高粘性生成物流の強力にして迅速な混合が行われ、他方ではできるだけ一様な滞留時間を有する縦方向の一様な流動が行われる。個々の装置ケーシング又は−部分は異なる温度調節が可能である。
【００１７】
反応成分は別個の生成物流で室温〜１２０℃でスタティックミキサー又は強力混練機に供給される。また２つを越える生成物流の場合には、生成物流を集束して供給してもよい。ブロック剤及び／又は連鎖延長剤及び／又は触媒−従って相互に反応しない出発物質及び添加剤−は集めて１つの生成物流にしてもよい。
【００１８】
また、純粋なブロック反応をスタティックミキサーで行い、次に初めて付加反応、例えば連鎖延長剤の供給を強力混練機で行うこともできる。
【００１９】
スタティックミキサー中の温度は８０〜１９０℃、好ましくは１００〜１６０℃、特に１３０〜１５０℃であることが要求されている。後反応帯域を接続してもよい。
【００２０】
強力混練機又は押出機での温度は６０〜２００℃、好ましくは９０〜１８０℃、特に１１０〜１７０℃である。後反応帯域を接続することができる。
【００２１】
目的に合致した爾後の冷却又は後反応のためには、例えば管束（Ｒｏｈｒｂｕｅｄｅｌ），蛇管、金属コンベヤー、エアーコンベヤー、冷却ロール等を使用することができ、この際温度勾配または−帯域は調節可能であるべきである。
【００２２】
生成物調製（Ｋｏｎｆｅｋｔｉｏｎｉｅｒｕｎｇ）は、スタティックミキサー又は強力混練機及び／又は後反応帯域を出る生成物の粘度の応じて、前記の相応の装置用いて爾後の袋詰又は新鮮貯蔵（Ｓｉｌｉｅｒｕｎｇ）のために十分な温度へのさらなる冷却によって開始され、袋詰の前に粉砕が接続されている。冷却の間に適当の位置で好ましくは帯状で得られる生成物の予備型押が行われ、この型押によって破砕ロール、デイスクミル、ハンマーミル等による所望の粒度又は顆粒形への次の粉砕が準備されかつ容易化されかつダスト形成が減少される。冷却ロールミルを使用する場合には、この予備型押がこれらと組合せられ、次に生じるダスト部分は直接復帰されかつ再び生成物中に混入される。
【００２３】
本発明により合成される生成物の出発化合物としては、次のポリイソシアネートが該当する：脂肪族、（環状）脂肪族及び芳香脂肪族ジイソシアネート（例えばＨｏｕｂｅｎ−Ｗｅｙｌ，Ｍｅｔｈｏｄｅｎ ｄｅｒ ｏｒｇｏｎｉｓｃｈｅｎ Ｃｈｅｍｉｅ，Ｂａｎｄ １４／２，Ｓ．６１−７０，及びＡｒｔｉｋｅｌｖｏｎ Ｗ．Ｓｉｅｆｋｅｎ ｉｎ Ｊｕｓｔｕｓ Ｌｉｅｂｉｇｓ Ａｎｎａｌｅｎ ｄｅｒ Ｃｈｅｍｉｅ ５６２，Ｓ．７５−１３６に記載されている）であり、例えば１，４−テトラメチレンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート、メチル−ペンタメチレンジイソシアネート、２，２，４（２，４，４）−トリメチル−１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート（ＴＭＤＩ）、シクロヘキサン−１，３−及び−１，４−ジイソシアネート、３−（イソシアネートメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート（イソホロンジイソシアンエート、ＩＯＰＤＩ）、ヘキサヒドロズレンジイソシアネート−１，４及び−１，３ならびにｍ−又はｐ−テトラメチルキシリレンジイソシアネートである。
【００２４】
ポリイソシアネートとは、また本発明の範囲では、場合によってはモノマージイソシアネートと相俟って、イソシアヌレート−、ビウレット−又はウレタン基を有しかつイソシアネート化学の公知方法で製造されるオリゴマーも意味する。これらのオリゴマーはとりわけ強力混練機で使用される。またオリゴマーは、イソシアネート化学で使用される所謂連鎖延長剤、例えばジオール及び／又はトリオールを用いて分子拡大によって製造されるようなポリイソシアネートのことであり、この際ＯＨ／ＮＣＯ−当量比は１：２〜７であってよい。
【００２５】
ジオールは、例えば次のとおりである：エチレングリコール（Ｅ）、プロピレングリコール、すなわち１，２−及び１，３−プロパンジオール、２，２−ジメチルプロパンジオール−１，３（ＮＰＧ）、ブタンジオール−１，４、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）、ヘキサンジオール（ＨＤ）、３−メチルペンタジオール、２，２，４（２，４，４）−トリメチルヘキサンジオール（ＴＭＨ−ｄ）、ドデカンジオール−１，１２、オクタデカンジオール−１，１８、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステル、トランス−およびシス−１，４−シクロヘキサンジメタノール（ＣＨＤＭ）。また本発明の範囲のジオールは、ＯＨ基の他になお分子中に１〜１０個のエステル基を有していてもよくかつ例えばジオールを方程式：
【００２６】
【化１】
【００２７】
〔式中Ｒ1は場合により置換されたＣ2-18−アルキレン基、Ｒ2＝場合により置換されたＣ2-10−アルキレン基、１，２−、１，３−、１，４−フェニレン基、ｍ＝１−１５である〕で示されるジカルボン酸と縮合することによって製造されるものである。
【００２８】
ポリオールには次のものが挙げられる：トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）、トリスヒドロキシエチルイソシアヌレート（ＴＨＥＩＣ）、ペンタエリトリット、ジペンタエリトリット、ソルビット、マソニット。
【００２９】
ブロック剤としては次のものが使用される：フェノール、アルコール、アセト酢酸エチルエステル、ラクタム−特にカプロラクタム（ＣＬ）、オキシム−特にアセトキシム、メチルエチルケトキシム（ＭＥＫ−ｏｘ），シクロヘキサノンオキシム（Ｃ−ｏｘ）、メチルイソブチルケトキシム、イミダゾリン−特にフェニルイミダゾリン。ＮＣＯ／ブロック剤−比は１：１．２−０．５である。
【００３０】
連鎖延長及びブロックの際の反応を促進するためには触媒を使用することができる。適当な触媒は、Ｓｎ−ＩＩ−及びＳｎ−ＩＶ−有機化合物、すなわちＳｎ−オクトエート、ジブチル錫ラウレート（ＤＢＴＬ）及びジブチル錫ジアセテート又は亜鉛オクトエート及び他の公知のもの及びイソシアネート化学で常用の化合物である。触媒濃度は０．０１〜２重量％、好ましくは０．０５〜１重量％である。
【００３１】
本発明の他の対象は、本発明によりブロックされたポリイソシアネートを含有する貯蔵安定な、熱硬化性ＰＵＲ−粉末塗料及び溶剤含有一成分−ＰＵＲ−焼付け塗料である。
【００３２】
ＰＵＲ−粉末塗料の反応成分としては、硬化工程の間に温度及び時間に依存してイソシアネート基と反応するような官能基、例えばヒドロキシル基、カルボキシル基、メルカプト基、アミノ基、ウレタン基及び（チオ）−尿素基を有する化合物が該当する。ポリオマートしては重合体、重縮合物及び重付加化合物を使用することができる。
【００３３】
好ましい成分は、先ずポリエーテル、ポリチオエーテル、ポリアセタール、ポリエステルアミド、分子中にヒドロキシル基を有するエポキシ樹脂、アミノプラスト及び多官能価アルコールによるこれらの変性生成物、ポリアゾメチン、ポリウレタン、ポリスホンアミド、マルミン誘導体、セルロースエステル及び−エーテル、ビニルエステル、特にポリエステル及びアクリレート樹脂の部分的にケ化されたホモ−及びコポリマーである。
【００３４】
使用すべきヒドロキシル基を有するポリエステルは、２〜５、好ましくは３〜４．２のＯＨ−官能価を有し、１８００〜５０００、好ましくは２３００〜４５００の平均分子量を有し、２５〜１８０ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは３０〜１４０ｍｇＫＯＨ／ｇのＯＨ価、＜８００００ｍＰａ・ｓ、好ましくは＜６００００ｍＰａ・ｓ、特に好ましくは＜４００００ｍＰａ・ｓ（１６０℃）の粘度を有し、≧７０℃〜≦１２０℃、好ましくは≧７５℃〜≦１００℃の融点を有する。
【００３５】
ポリエステルを製造するための好ましいいカルボン酸は、脂肪族、環状脂肪族、芳香族及び／又は脂環式性であってよく、場合によりハロゲン原子によって置換されておりかつ／又は不飽和である。この例としては次のものが挙げられる：コハク酸、アジピン酸、コルク酸、アゼライン酸、セバシン酸、フタル酸、テレフタル酸（Ｔｓ）、イソフタル酸（Ｉｓ）、トリメリット酸、ピロメリット酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ジ−及びテトラクロルフタル酸、エンドメチレンテトラヒドロフタル酸、グルタル酸、マレイン酸及びフマル酸又は−入手できるかぎり−それらの無水物、テレフタル酸ジメチルエステル（ＤＭＴ）、テレフタル酸−ビス−グリコールエステル、さらに環状モノカルボン、すなわち安息香酸、ｐ−ｔ−ブチル安息香酸又はヘキサヒドロ安息香酸。
【００３６】
多価アルコールとしては、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール−１，２及び−１，３、ブチレングリコール−１，４及び−２，３、ジ−β−ヒドロキシエチルブタンジオール、ヘキサンジオール−１，６、オクタンジオール−１，８、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジオール、ビス−（１，４−ヒドロキシメチル）−シクロヘキサン、２，２−ビス−（４−ヒドロキシシクロヘキシル）−プロパン、２，２−ビス−(４−β−ヒドロキシエトキシ)−フェニル−プロパン、２−メチル−プロパンジオール−１，３、３−メチル−ペンタンジオール−１，３、３−メチル−ペンタンジオール−１，５、２，２，４（２，４，４）−トリメチルヘキサンジオール−１，６、グセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ヘキサントリオール−１，２，６、ブタントリオール−１，２，４、トリス−（β−ヒドロキシエチル）−イソシアヌレート、ペンタエリトリット、マンニット及びソルビットならびにジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール、キシリレングリコール及びヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルが該当する。
【００３７】
またヒドロキシカルボン酸、例えばヒドロキシピバリン酸、ω−ヒドロキシデカン酸、ω−ヒドロキシカプロン酸、チオグリコール酸からのモノ−及びポリエステルも、同様にラクトン、例えばε−カプロラクトンも使用することができる。前記のポリカルボン酸又はそ誘導体及びポリフェノール、例えばヒドロキノン、ビスフェノール−Ａ、４，４−ジヒドロキシビスフェニル又はビス−（４−ヒドロキシフェニル）−スルホンからのポリエステル；ヒドロキノン、ジフェニルロールプロパン、ｐ−キシレングリコール、エチレングリコール、ブタンジオールまたはヘキサンジオール−１，６及び他のポリオールから例えばホスゲン又はジエチル−又はジフェニルカルボネートとの常用の縮合反応によって得られるか、又は環状カルボネートすなわちグリコールカルボネート又はビニリデンカルボネートから公知法の重合によって得られるポリエステルも使用することができる。さらに珪酸のポリエステル、燐酸のポリエステル、、例えばメタン−、エタン−、β−クロルエタン−、ベンゼン−又はスチレン燐酸、−燐酸塩化物又は−燐酸エステル及びポリアルコール又は前記種類のポリフェノールからのポリエステル；硼酸のポリエステル；ポリシロキサン、例えばジアルキルジシクロシランを水で加水分解し、次にポリアルコールで処理することによって得られる生成物、オレフィン、アルキルアルコール又はアクリル酸にポリシロキサンジヒドリドを付加して得られる生成物も使用することができる。
【００３８】
また好ましいポリエステルは、ポリカルボン酸とグリシジル化合物との反応生成物である、これらは例えばドイツ国特許出願公開第２４１０５１３号明細書に記載されている。
【００３９】
使用することのできるグリシジル化合物の例は、２，３−エポキシ−１−プロパノールと炭素原子４〜１８個を有する一塩基酸とのエステル、例えばグリシジルパルミテート、グリシジルラウレート及びグリシジルステアレート、炭素原子４〜１８個を有するアルキレンオキシド、例えばブチレンオキシド及びグシジルエーテル、オクチルグリシジルエーテルである。
【００４０】
本発明方法ではジカルボン酸としては、次のＩＩに記載された全ポリカルボン酸を使用することができる；同様に、例えばＩＩに記載されたモノカルボン酸も使用することができる。
【００４１】
また好ましい成分は、モノマーエステル、例えばジカルボン酸−ビス−ヒドロキシ（アルコール）エステル、２価を越えるポリオールのモノカルボン酸エステル及び塗料化学で使用される原料からの縮合反応によって製造されうるオリゴエステルである。このような成分としては例えば次のものが挙げられる：
Ｉ．Ｃ原子２〜２４個、好ましくは２〜１０個を有しかつ非芳香族Ｃ原子に結合されたＯＨ基２〜６個を有するアルコール、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ヘキサンジオール、ヘキサントリオール、ペルヒドロビスフェール、ジメチロールシクロヘキサン、グリセリン、トリメチロールエタン、トメチロールプロパン、ペンタエリトリット、ジペンタエリトリット、マンニット；
ＩＩ．Ｃ原子４〜３６個及びカルボキシル基２〜４個を有するジ−及びポリカルボン酸及びそれらのエステル化可能な誘導体、すなわち無水物及びエステル、例えばフタル酸（無水物）、イソフタル酸、テレフタル酸、アルキルテトラフタル酸、エンドメチレンテトラヒドロフタル酸、アジピン酸、コハク酸、マレイン酸、フマル酸、二量体脂肪酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、アゼライン酸；ＩＩＩ．Ｃ原子６〜２４個を有するモノカルボン酸、例えばカプリル酸、２−エチルヘキサン酸、安息香酸、ｐ−ｔ−ブチル安息香酸、ヘキサヒドロ安息香酸、天然油脂のモノカルボン酸混合物、すなわちココス脂肪酸、大豆油脂肪酸、リシン脂肪酸、水素化及び異性化脂肪酸、例えば“コンジュバンドール（Ｋｏｎｊｕｖａｎｄｏｌ）”−脂肪酸及びその混合物。この際脂肪酸はグリセリドとしても使用可能であり及び反応下で反応されてもよい；
ＩＶ．Ｃ原子１〜１８個を有する一価アルコール、例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール、イソデカノール、ノナノール、オクタノール、オレイルアルコール。
【００４２】
ポリエステルは、自体公知の方法で不活性ガス雰囲気中で温度１００〜２６０℃、好ましくは１３０〜２２０℃で溶融物で又は共沸操作法で製造することができる、これは例えばＭｅｔｈｏｄｅｎ ｄｅｒ Ｏｒｇａｎｉｓｃｈｅｎ Ｃｈｅｍｉｅ（Ｈｏｕｂｅｎ−Ｗｅｙ），Ｂｄ．１４／２，１〜５，２１，２３，４０，４４，Ｇｅｏｒｇ Ｔｈｉｅｍｅ Ｖｅｒｌａｇ，Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ，１９６３，又はＣ．Ｒ．Ｍａｒｔｅｎｓ：Ａｌｋｙｄ Ｒｅｉｎ、５１−５９，Ｒｅｉｎｈｏｌｄ Ｐｌａｓｔｉｃ Ａｐｐｌ．Ｓｅｒｉｅｓ，ＲｅｉｎｈｏｌｄＰｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏｍｐ．，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９６１に記載されている。
【００４３】
ＯＨ成分として使用されうる好ましいアクリル酸樹脂は、ホモ−又はコポリマーであり、この際例えば次のモノマーが出発生成物として選択されうる：アクリル酸及びメタクリル酸とＣ原子２〜４個を有するとの２価の飽和脂肪族アルコールとのエステル、例えば２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、４−ヒドロキシブチルアクリレート及び相応のメタクリル酸エステル；アルコール成分中にＣ原子１〜１８個を有するアクリル酸−及びメタクリル酸アルキルエステル、例えばメタクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、ｔ−ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、ステアリルアクリレート及び相応のメタクリル酸エステル；アクリル酸−及びメタクリル酸シクロヘキシルエステル；アクリルニトリル及びメタクリルニトリル、アクリルアミド及びメタクリルアミド；Ｎ−メトキシメチルアクリル酸（メタクリル酸）アミド。
【００４４】
特に好ましいアクリル酸樹脂は次の成分から成るコポリマーである：
ａ． アクリル酸又はメタクリル酸と２価以上のアルコールとのエステル、すなわちブタンジオール−（１，４）−モノアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート（メタクリレート）；さらにビニルグリコール、ビニルチオエタノール、アリルアルコール、ブタンジオール−１，４−モノビニルエーテル０〜５０重量％；
ｂ． アクリル酸又はメタクリル酸と炭素原子１〜１２個を有する１価アルコールとのエステル、例えばメチルメタクリレート、エチルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート又はエチルヘキシルアクリレート５〜９５重量％；
ｃ． 芳香族ビニル化合物、例えばスチレン、メチルスチレン又はビニルトルエン０〜５０重量％；
ｄ． 官能基を有する他のモノマー、例えばアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、無水マレイン酸、マレイン酸半エステル、アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリルニトリル又はＮ−メチロール−アクリルアミド（メタクリルアミド）及びグリシジルアクリレート（メタクリレート０〜２０重量％。この際ａ．及び／又はｂ．グループの量は少なくとも５重量％である。
【００４５】
アクリル酸樹脂は常法、すなわち溶液−、懸濁−、乳化−又は沈殿重合によって、しかし好ましくは紫外線によって開始される塊状重合（Ｓｕｂｓｔａｎｚｐｏｌｙｍｅｒｉｓａｔｉｏｎ）によって製造することができる。
【００４６】
他の重合開始剤としては、常用の過酸化物又はアゾ化合物、例えばジベンゾイルペルオキシド、ｔ−ブチルペルベンゾエート又はアゾジイソブチロニトリルを使用する。分子量は例えば硫黄化合物、例えばｔ−ドデシルメルカプタンで調節することができる。
【００４７】
好ましいポリエーテルは、例えばエポキシド、すなわちエチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、トリメチレンオキシド、３，３−ビス−（クロルメチル）−オキサシクロブタン、テトラヒドロフラン、スチレンオキシド、ジフェニロールプロパンのビス−（２，５）エポキシプロピルエーテ又はエピクロルヒドリンを例えばＢＦ3の存在でそれ自体重付加することのよって、又は前記エポキシドを、場合により混合物で又は順次に、反応性水素原子を出発成分、すなわちアルコール又はアミン、水、エチレングリコール、プロピレングリコール−（１，３）又は−（１，２）、ペンタメチレングリコール、ヘキサンジオール、デカメチレングリコール、トリメチロールプロパン、４，４′−ジヒドロキシジフェニルプロパン、アニリン、アンモニア、エタノールアミン、エチレンジアミン、ジ（β−ヒドロキシプロピル）−メチルアミン、ジ−（β−ヒドロキシエチル）−アニリン、ヒドラジン及びヒドロキシアルキル化フェノール、例えば０，０−ジ−（β−ヒドロキシエトキシ）−レソルシンに付加することによって製造することができる。
【００４８】
同様にヒドロキシル基を有するポリウレタン及び／又はポリ尿素も使用することができる。
【００４９】
ヒドロキシル基を有するポリマーとイソシアネート成分の混合割合は、一般に、１個のＯＨ基に対して０．６−１．２、好ましくは０．８−１．１、極めて好ましくは１．０の遊離及び／又はブロックされたＮＣＯ基であるように選択される。
【００５０】
イソシアネート成分は、ＰＵＲ粉末塗料を製造するためには、適当なヒドロキシル基を有するポリマー及び場合により触媒ならびに顔料、充填剤及び流れ調整剤、例えばシリコーン油、アクリル酸樹脂と混合されかつ溶融物で均質化される。これは適当な装置、例えば加熱可能な混練機で、好ましくは押出しによって行うことができる、この際１３０〜１４０℃の温度範囲は越えるべきではない。押出された材料は室温に冷却されかつ適当に破砕された後吹付け適性粉末に粉砕される。適当な支持体への吹付け適性粉末の適用は、公知方法により、例えば静電吹付け、流動層塗装、静電流動層塗装によって行われる。粉末適用後に、被覆された加工材料を１５０〜２２０℃の温度に６０〜６分、好ましくは１８０〜２１０℃に３０〜８分加熱して硬化させる。
【００５１】
溶剤を含有するＰＵＲ−一成分焼付け塗料を製造するためには、イソシアネート成分をこのために適した溶剤中に溶かし、このような用途に適したヒドロキシル基を有するポリエステル／アクリル酸樹脂と一緒に均質化しかつ前記の添加剤と一緒に公知法で製剤化する。本発明の一成分焼付け塗料のために適した溶剤は、その下限沸点が約１００℃であるようなものである。溶剤の沸点の上限はその都度の焼付け温度に依存している。高い温度で焼付ける場合には、使用すべき溶剤の沸点は高くなければならない。溶剤としては特に次のものが適当である：炭化水素、例えばトルエン、キシレン、ＳＯＬＶＥＳＳＯ（登録商標）１００、１５０及び２００（Ｅｓｓｏ社の芳香族化合物混合物）、テトラリン、デカリン、エステル、酢酸ブチルエステル及び−ヘキシルエステル、エチルグリコールアセテート、ブチルグリコールアセテート、メトキシプロピルアセテート（ＭＯＰ−Ａ）等、ケトン、例えばメチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、イソホロン。前記の溶剤はまた混合物として使用してもよい。
【００５２】
ＰＵＲ−一成分焼付け塗料は、特に金属表面に、しかしまたガラス又はプラスチックのような他の材料から成る物体上に適用するのに適している。本発明の塗料はまたコイル被覆で耐候安定性の単層及び二層塗装用にも使用される。溶剤を含有する、場合によって着色された塗料系の適用は、ナイフ塗布、ロール塗布、吹付け、流延等によって行われる。本発明の一成分−ＰＵＲ−焼付け塗料の硬化は、使用に応じて、１４０〜３５０℃、好ましくは１８０〜３００℃の温度で、３０分〜３０秒の時間で行われる。塗膜は抜群の塗料技術的特性、特に柔軟性及び耐候安定性を有している
次に実施例により本発明方法を説明する。ここでは反応成分の配量は詳しく論じない。配量は常用の配量ポンプ又はベルト秤量器（Ｂａｎｄｗａａｇｅ）を用いて行われる。
【００５３】
【実施例】
Ａ 強力ミキサーでの本発明の方法生成物の製造
Ｉ． ブロックされたウレタン基を有するポリイソシアネートの合成
一般的製造規定
表１による例
８０〜１５０℃に調節されたスタテイックミキサー中に、ＩＰＤＩ及びＤＢＴＬからな混合物及びジオール又はトリオール及びブロック剤から成る混合物を平行的に連続的に給入した。生成物流は室温〜１２０℃で供給した。
【００５４】
スタテイックミキサーでは自然に始まる反応によって１３０〜２００℃への温度上昇が起こる。装置圧は流量及び温度に依存して２〜２５ｂａｒであった。
【００５５】
ミキサーには温度調節された蛇管が接続され、これによって後反応のための十分な滞留時間が保証された。平均滞留時間は５〜３０分であった。
【００５６】
反応混合物は蛇管の端部で調製され、冷却されかつ袋詰されるか、または冷却され、粉砕されまたは調製されかつ袋詰された。このように製造された生成物は遊離では≦０．６％、全体では≦１５．９％のＮＣＯ値を有していた。
【００５７】
【表１】
【００５８】
ＩＩ． ブロックされた、イソシアヌレート基及び／又はイソシアネート基を有するポリイソシアネートの合成
一般的製造規定
表２による例
８０〜１５０℃に温度調節されたスタテイックミキサー中に、イソシアヌレート及びＩＰＤＩ又はＨＭＤＩから成り、調節されたＮＣＯ含分を有する混合物（この中に触媒が溶解されている）をブロック剤と一緒に、同時にかつ連続的に給入する。２つの生成物流は室温〜１５０℃供給した。
【００５９】
スタテイックミキサー中では自然に開始される反応によって温度が１３０〜２００℃に上昇した。装置圧は流量及び温度に依存して２〜２５ｂａｒであった。
【００６０】
該ミキサーには温度調節された蛇管が接続されており、後反応のための十分な滞留時間が保証されていた。平均滞留時間は５〜３０分であった。
【００６１】
反応生成物は蛇管の端部で調製され、冷却されかつ袋詰されるか、又は冷却され、粉砕され又は調製されかつ袋詰された。このようにして製造された生成物は遊離で≦３．２％、全体で≦１６．５％のＮＣＯ値を有していた。
【００６２】
【表２】
【００６３】
Ｂ ポリオール成分
一般的製造規定
出発成分−テレフタル酸（Ｔｓ）及び／又はイソフタル酸（Ｉｓ）及び／又はジメチルテレフタレート（ＤＭＴ）、ヘキサンジオール−１，６（ＨＤ）及び／又はネオペンチルグリコール（ＮＰＧ）及び／又は１，４−ジメチロールシクロヘキサン（ＤＭＣ）及び／又は２，２，４（２，４，４）−トリメチルヘキサンジオール（ＴＭＨ−ｄ）及びトリメチロールプロパン（ＴＭＰ）−を反応器に供給し、油浴をもちいて加熱する。前記物質を大部分溶融した後、１６０℃の温度で触媒としてのジ−ｎ−ブチル錫酸化物０．０５重量％を加える。約１７０℃の温度で初めのメタノール分解が起こる。６〜８時間以内に温度は２００〜２３０℃に高められ、、さらに１２〜１５時間以内に反応は終了する。ポリエステルを２００℃に冷却し、真空（１．３３ｍｂａｒ）をかけて３０〜４５分以内に揮発成分を十分に除去する。全反応時間の間塔底生成物を撹伴し、弱いＮ2流を反応生成物中に通す。
【００６４】
次表にはポリエステルの組成及び相応の物理的及び化学的特性値を記載してある。
【００６５】
【表３】
【００６６】
Ｃ ポリウレタン−粉末塗料
一般的製造規定
粉砕された生成物、架橋剤、ポリエステル、流れ調整剤−マスターバッチを、場合により白色顔料と一緒にエッジランナーミル（Ｋｏｌｌｅｒｇａｎｇ）で十分に混合し、次に押出機で８０〜１４０℃で均質化する。押出物を冷却後に破砕し、デイスクミルで粒度＜１００μｍに粉砕する。このよにして製造した粉末を静電粉末吹付け装置により６０ＫＶで脱脂し、場合により前処理した鉄薄板に適用し、実験室用空気循環乾燥機で１６０〜２００℃の温度で焼付ける。
【００６７】
流れ調整剤−マスターバッチ
相応のポリエステル中の流れ調整剤−ブチルアクリレート及び２−エチレルヘキシルアクリレートの市販コポリマー−１０重量％を溶融物で均質化し、凝固後に粉砕する。
【００６８】
次表における略語の意味：
ＳＤ＝層厚（μｍ）
ＨＫ＝ケーニッヒ（Ｋｏｅｎｉｇ）硬度(ｓｅｃ)（ＤＩＮ５３１５７）
ＨＢ＝ブーフホルツ（Ｂｕｃｈｈｏｌｚ）硬度（ＤＩＮ５３１５３）
ＥＴ＝エリクセン深さ（ｍｍ）（ＤＩＮ５３１５６）
ＧＳ＝格子切断試験（ＤＩＮ５３１５１）
ＧＧ２０°
ＧＧ６０°＝ガードナー（Ｇａｒｄｎｅｒ）による光沢の測定（ＡＳＴＭ−Ｄ５２３）
Ｉｍｐ．ｒｅｖ．＝インパクトリバース（Ｉｍｐａｃｔ ｒｅｖｅｒｓｅ）（ｇ・ｍ）
【００６９】
【表４】
【００７０】
Ｄ ポリウレタン−一成分焼付け塗料
Ｉ．架橋剤溶液の製造
ＡＩ又はＡＩＩにより製造された、ブロックされたポリイソシアネート６００重量部を、８０〜９０℃で撹伴下に溶剤混合物４００重量部中に溶かし、ＤＩＮ−４−カップで２０℃で流出時間を測定する。
【００７１】
ａ）ＡＩ ９
ｎ−ブチルアセテート／キシレン（３：５）＝１２０８秒
ｂ）ＡＩ １４
ＭＯＰ−Ａ／キシレン／ＳＯＬＶＳＳＯ（登録商標）１００（１：１：１）＝２７１秒
ｃ）ＡＩＩ ５
ｎ−ブチルアセテート／キシレン（３：５）＝５０秒
ｄ）ＡＩＩ １３
ｎ−ブチルアセテート／キシレン（３：５）＝１０３秒
ＩＩ．ポリエステル溶液の製造
Ｂ４及びＢ５によるポリエステル６００重量部を、８０〜９０℃で撹伴下に溶剤混合物４００重量部中に溶かしかつ２０℃でＤＩＮ−４−カップで流
出時間を測定する。
【００７２】
ＩＩＩ．ＰＵＲ−一成分焼付け塗料の製造
ａ）塗料母液
６０重量％のポリエステル溶液を、６０〜８０℃で撹伴下に６０重量％の架橋剤溶液の計算量と一緒に均質化し、２０℃でＤＩＮ−４−カップで流出時間を測定する。
【００７３】
１）例ＤＩａ及び例ＤＩＩｂによる＝９６４秒
２）例ＤＩｂ及び例ＤＩＩａ２による＝３５２秒
３）例ＤＩｃ及び例ＤＩＩａ１による＝１６８秒
４）例ＤＩｄ及び例ＤＩＩｂによる＝２７７秒
ｂ）着色された塗料溶液
ＤＩＩＩａ）により製造された塗料母液に、必要ならば、他の溶剤混合物（母液に応じて）を加え、次に白色顔料（ＴｉＯ2）及びＰＵＲ−化学で常用の流れ調整剤及び消泡剤と一緒にボールミル（Ｋｕｇｅｌｒｕｅｈｒｗｅｒｋｓｍｕｅｈｌｅ）で摩砕する。
【００７４】
このような着色された塗料を、脱脂しかつ／又は前処理した、０．８〜１ｍｍの鋼−及び／又はアルミニウム薄板に適用した；硬化は実験室用空気循環乾燥機で行った；硬化温度は１８０〜２５０℃であった；塗膜の層厚は使用に応じて２５〜５０μｍであった。
【００７５】
【表５】
【００７６】
ＡＡ 強力混練機での本発明の方法生成物の製造
Ｉ．全部又は部分的にブロックされたポリイソシアネートの連鎖延長剤なしの合成（表６）
二軸スクリュー押出機の吸入ケーシング中に、ブロック剤及びイソホロンジイソシアネートから製造されたイソシアヌレート（ＩＰＤＩ−Ｉｓ）又はＩＰＤＩ−ＩｓとＤｅｓｍｏｄｕｒ Ｎ３３００又はＤｅｓｍｏｄｕｒ Ｎ３２００とから成る混合物又はＩＰＤＩを、同時にかつ連続的に導入した。ＢＬを２０〜１２０℃の温度をもってポリイソシアネート成分を６０〜１６０℃の温度をもって、供給した。触媒を２つの成分の１つの中で溶かした。使用された押出機は、５個の加熱ゾーンにより熱制御される１０個のケーシングから構成されている。加熱ゾーンの温度は次のように調節した：第１ゾーン１３０〜１５０℃、第２ゾーン１１０〜１８０℃、第３ゾーン９０〜１５０℃、第４ゾーン８０〜１６０℃、第５ゾーン７０〜１５０℃。強力な混合及び搬送のために使用される二軸スクリューは搬送ゾーン及び混練ゾーン区分されていた。二軸スクリューの回転数は５０〜３８０ｒｐｍである。１０〜１８０ｋｇ／ｈの量で生じる反応生成物を冷却し、次に粉砕するか又は調製して袋詰するか、又はすでに溶融物を調製し、冷却しかつ袋詰した。反応を完全にするために生成物を加熱された熱トンネル中を通すこともできる。
【００７７】
【表６】
【００７８】
ＩＩ． 全部又は部分的にブロックされたポリイソシアネートの連鎖延長剤を用いる合成（表７）
オキシエステルで連鎖延長され、ブロックされたポリイソシアネートを製造した。すなわちＩＰＤＩ−Ｉｓを１５０〜１９０℃の温度で二軸スクリュー押出機に給入し、同時に例Ｂ６によるオキシエステルとキャップ剤（Ｖｅｒｋａｐｐｕｎｓｍｉｔｔｔｅｌ）とから成る混合物を５０〜１２０℃の温度で供給することによって前記ポリイソシアネートを製造した。この場合量割合を、ＮＣＯ当量がＯＨ当量及びキャップ剤ｍｏｌ数から成る総量に等しくなるように調節した。ＮＣＯ：ＯＨの比は約３：１になった。反応は触媒の添加なしに行うことができる。使用された押出機は、５個の加熱ゾーンにより熱的に制御される１０個のケーシングから構成されている。加熱ゾーンの温度は次のように調節した：第１ゾーン１３０〜２００℃、第２ゾーン１１０〜１８０℃、第３ゾーン９０〜１５０℃、第４ゾーン８０〜１６０℃、第５ゾーン７０〜１５０℃。二軸スクリューの回転数は１００〜３００ｒｐｍであった。二軸スクリューは搬送ゾーン及び混練ゾーンから構成されている。反応生成物はこの後温度調節された熱トンネル中を搬送された。
【００７９】
１０〜１００ｋｇ／ｈの量で生じる反応生成物を冷却しかつ粉砕した。
【００８０】
表７には物理的かつ化学的特性値がまとめてある。
【００８１】
【表７】
【００８２】
ＢＢ ポリオール成分
一般的製造規定
出発成分−テレフタル酸（Ｔｓ）及び／又はイソフタル酸（Ｉｓ）及び／又はアジピン酸（Ａｓ）及び／又はジメチルテレフタレート（ＤＭＴ）、ヘキサンジオール−１，６（ＨＤ）及び／又はネオペンチルグリコール（ＮＰＧ）及び／又は１，４−ジメチレンシクロヘキサン（ＤＭＣ）及び／又は２，２，４（２，４，４）−トリメチルヘキサンジオール（ＴＭＨ−ｄ）及びトリメチレンプロパン（ＴＭＰ）−を反応器に入れかつ油浴を用いて加熱する。これらの物質が大部分溶融した後、１６０℃の温度で触媒としてのジ−ｎ−ブチル錫酸化物０．０５重量％を添加する。約１７０℃の温度で初めのメタノール分解が起こる。６〜８時間以内に温度を２００〜２３０℃に高め、さらに１２〜１５時間以内に反応を終了させる。ポリエステルを２００℃に冷却しかつ真空（１．３３ｍｂａｒ）をかけて３０〜４５分以内に揮発成分を十分に除去する。全反応時間の間塔底生成物を撹伴しかつ弱いＮ2流を反応混合物中に通す。
【００８３】
次の表８には、ポリエステルの組成及び相応の物理的及び化学的特性値が記載してある。
【００８４】
【表８】
【００８５】
ＣＣ ポリウレタン粉末塗料
一般的製造規定
粉砕された生成物、架橋剤、ポリエステル、流れ調整剤（場合により触媒）−マスターバッチを、場合により白色顔料と一緒にエッジランナーミルで十分に混合し、次に押出機で８０〜１４０℃で均質化する。押出物を冷却後破砕し、デイスクミルで粒度＜１００μｍに粉砕する。このようにして製造した粉末を、静電粉末吹付け装置で６０ＫＶで、脱脂し、場合により前処理した鉄薄板に適用し、空気循環乾燥機で１６０〜２００℃の温度で焼付ける。
【００８６】
流れ調整剤−マスターバッチ：
相応のポリエステル中の流れ調整剤−ブチルアクリレート及び２−エチルヘキシルアクリレートの市販コポリマー−１０重量％を溶融物で均質化し、凝固後に粉砕する。
【００８７】
触媒−マスターバッチ：
相応のポリエステル中の触媒−ＤＢＴＬ−５重量％を溶融物で均質化し、凝固後に粉砕する。
【００８８】
次表（表９及び表１０）中の略語は前記のとおりである。
【００８９】
【表９】
【００９０】
【表１０】
【００９１】
ＤＤ ポリウレタン−一成分焼付け塗料
Ｉ． 架橋剤溶液の製造
ＡＡＩ又はＡＡＩＩにより製造したブロックされたポリイソシアネート−アダクト６００重量部を撹伴下に８０〜９０℃で溶剤混合物４００重量部中に溶かし、ＤＩＮ−４−カップで２０℃で流出時間を測定する。
【００９２】
ａ）ＡＡＩ．１
ｎ−ブチルアセテート／キシレン（３：５）＝３７０秒
ｂ）ＡＡＩ．６
ｎ−ブチルアセテート／キシレン（３：５）＝２９０秒
ｃ）ＡＡＩ．１１
ｎ−ブチルアセテート／キシレン（３：５）＝３０５秒
ｄ）ＡＡＩ．１５
ｎ−ブチルアセテート／キシレン（３：５）＝１８０秒
ＩＩ．ポリエステル溶液の製造
ＢＢ４及びＢＢ５によるポリエステル６００重量部を、撹伴下に８０〜９０℃で溶剤混合物中に溶かし、ＤＩＮ−４−カップで２０℃で流出時間を測定する。
【００９３】
ａ）ＢＢ４
ｎ−ブチルアセテート／キシレン（３：５）＝２７１秒
ｂ）ＢＢ５
ｎ−ブチルアセテート／キシレン（３：５）＝４７１秒
ＩＩＩ．ＰＵＲ−一成分焼付け塗料の製造
ａ）塗料母液
６０重量％のポリエステル溶液を、６０重量％の架橋剤溶液の計算量と一緒に撹伴下に６０〜８０℃で均質化し、ＤＩＮ−４−カップで２０℃で流出時間を測定する。
【００９４】
１）例ＤＤＩ．ａ及び例ＤＤＩＩ．ｂによる＝３６０秒
２）例ＤＤＩ．ａ及び例ＤＤＩＩ．ａによる＝３０５秒
３）例ＤＤＩ．ｂ及び例ＤＤＩＩ．ｂによる＝４１０秒
４）例ＤＤＩ．ｃ及び例ＤＤＩＩ．ａによる＝３３０秒
５）例ＤＤＩ．ｄ及び例ＤＤＩＩ．ｂによる＝３２０秒
６）例ＤＤＩ．ｄ及び例ＤＤＩＩ．ａによる＝２７０秒
ｂ）着色された塗料溶液
ＤＩＩＩａ）により製造された塗料母液に、必要ならば他の溶剤混合物(母液に応じる）を加え、次に白色顔料（ＴｉＯ2）及びＰＵＲ−化学で使用される流れ調整剤及び消泡剤と一緒にボールミルで摩砕した。
【００９５】
この着色した塗料を、脱脂しかつ／又は前処理した０．８〜１ｍｍの鋼−及び／又はアルミニウム薄板上に適用した；硬化は実験室用空気循環乾燥機で行った；塗膜の層厚は使用に応じて２５〜５０μｍであった。
【００９６】
【表１１】
【産業上の利用分野】
本発明は、全部又は部分的にブロックされたポリイソシアネートを製造する簡単な方法及びこのものを含有する光安定性及び耐候安定性のポリウレタン−（ＰＵＲ）−塗料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このようなＰＵＲ−塗料系、特にＰＵＲ−粉末塗料を製造するためには、架橋剤としてブロックされたポリイソシアネート、特に脂肪族及び／又は（環状）脂肪族ポリイソシアネートが使用される、その理由はこれらのポリイソシアネートが明るい色の生成物をもたらし、特に（環状）脂肪族架橋剤が粉砕可能であり、ひいては粉末塗料製造に好適だからである。
【０００３】
１９７０年に初めて文献に記載されたＰＵＲ−粉末塗料の場合には、ドイツ国特許第２７３５４９７号明細書で提案されたＰＵＲ−粉末がその優れた耐候安定性及び耐熱色安定性のために卓越した地位を占めている。
【０００４】
場合によりイソシアヌレート基を含むブロックされたポリイソシアネートの他に、また他のオリゴマー、すなわち同様にブロックされたＮＣＯ−基を有するウレタン−、ビウレット−又は尿素基を含むポリイソシアネートが公知である。安定な二成分塗料系を製造することができるためには、ＮＣＯ−基のブロックが時間的保護のために不可欠である。この場合には混合物も使用される。
【０００５】
すべてのこれらのブロックされたポリイソシアネートにとって共通なのは、これらが反応器で不連続的に合成されることである。すなわち例えばドイツ国特許第２７１２９３１号明細書には、前記のオリゴマーの合成が適当に不連続的に行われることが記載されている。この場合には反応生成物の変色をもたらす可能性がある高温での長い反応時間が不利である。また長い反応時間は高い方法コストを生じる。
【０００６】
特に、イソシアヌレート、従って三量化ジイソシアネートを基剤とする架橋剤は、その高い分子量及び≧三官能価のために重要になった、特に３−イソシアネートメチル−３，５，５，−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート（イソホロンジイソシアネート、ＩＰＤＩ）のイソシアヌレートを基剤とするものが重要である。
【０００７】
イソシアヌレートの高い溶融粘度も、ブロックされた架橋剤のそれも反応体を直接使用する場合には高い温度を必要とする。例えばこれはドイツ国特許第２７１２９３１号及び同第３３２８１３０号明細書に記載されている。変色及び濁りを生じるこのような高い温度の場合にはまた既に、遊離ブロック剤の高い濃度、ひいては遊離の−ブロックされていない−ＮＣＯ−基の高い濃度が存在する、それというのも反応の平衡が不所望に高い程度に使用物質の側に存在するからである。さらにブロック剤の蒸発は臭気汚染ももたらす。溶剤を含まないこの方法は問題があったので、前記架橋剤は従来は溶剤中で８０〜１００℃の比較的低い温度で合成された。この方法の場合にはＮＣＯ−基は殆ど完全に反応されうる。
【０００８】
このように実施された合成では、ブロックされたポリイソシアネートを粉末塗料分野で使用しようとする場合には、溶剤を後で除去しなければならいのが欠点である。この手段は、保護的な温度で−脱ブロック温度下に−真空で薄層蒸発器、フィルムトルーダー（Ｆｉｌｍｔｒｕｄｅｒ）又は押出機の使用下に−行わねばならないが、従来はこのような生成物の極端に高い粘度の場合には実施するとができない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従って本発明の課題は、あまり費用がかかずかつ生成物の品質を高める方法もしくは一般的には前記欠点がなく、ＰＵＲ−塗料系を調製するための低粘度乃至極端に高い粘度を有する全部又は部分的にブロックされたポリイソシアネートを製造する方法を提供することである。
【００１０】
意外にも、ＮＣＯ−基のブロック及び／又は連鎖延長が、特定の方法条件を保持する場合には、溶剤なしに連続的にかつ高い溶融粘度にもかかわらず溶融物で直接行われうる；連鎖延長がブロックと一緒に一段方法の形で反復行われうることが判明した。次に記載した方法によれば、ポリイソシアネートのブロックはとりわけ、既に明らかに再分解範囲にある高温でも行われうるが、この際反応生成物中に濁り及び／又は変色は生ぜずかつ溶剤中での架橋剤合成の際よりも高い遊離ＮＣＯ分は生じない。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の方法は、ブロック剤及び少なくとも２個の遊離ＮＣＯ基を有するポリイソシアネートを基剤として、場合により連鎖延長剤の存在で全部又は部分的にブロックされたポリイソシアネートを製造する方法において、全部及び部分的にブロックされたポリイソシアネートを溶剤不含でかつ連続的に製造することを特徴とする、ポリイソシアネートの製造方法である。
【００１２】
方法の原理は、反応体が強力ミキサー又は強力混練機で適当な高い温度に短時間連続的に加熱されかつ均質に混合され、この際反応体が完全に又は十分に反応し、次いで平衡調節により適確に冷却され、反応が完結される点にある。
【００１３】
≦１５００００ｍＰａ・ｓ、好ましくは≦１０００００ｍＰａ・ｓ、特に≦５００００ｍＰａ・ｓの比較的低い粘度を有する生成物の場合には、強力ミキサー、特にスタティックミキサーを１３０℃で使用し、≧１５００００ｍＰａ・ｓより高い粘度を有する生成物の場合には、強力混練機を使用する。
【００１４】
スタティックミキサーは、冷却−及び伝熱媒体によって包囲された１個の管又は同様な媒体によって包囲された数個の平行に配置された管から構成されていて、管内では固定された部材によって縦方向に流動する液体に横流動成分が重ねられ、これによって迅速な均質化作用及び恒常的温度平衡が半径方向の対流的伝熱及び滞留時間の一様化によって行われる。
【００１５】
該合成を実施するための強力混練機としては、コンテルナ（Ｃｏｎｔｅｒｎａ）機械、特に一軸及び多軸押出機、特に二軸押出機を使用することができる。
【００１６】
強力混練機では、混合室の公知の適当な装備及びスクリュー形状の構成によって、一方では強力な熱交換中に同時に高粘性生成物流の強力にして迅速な混合が行われ、他方ではできるだけ一様な滞留時間を有する縦方向の一様な流動が行われる。個々の装置ケーシング又は−部分は異なる温度調節が可能である。
【００１７】
反応成分は別個の生成物流で室温〜１２０℃でスタティックミキサー又は強力混練機に供給される。また２つを越える生成物流の場合には、生成物流を集束して供給してもよい。ブロック剤及び／又は連鎖延長剤及び／又は触媒−従って相互に反応しない出発物質及び添加剤−は集めて１つの生成物流にしてもよい。
【００１８】
また、純粋なブロック反応をスタティックミキサーで行い、次に初めて付加反応、例えば連鎖延長剤の供給を強力混練機で行うこともできる。
【００１９】
スタティックミキサー中の温度は８０〜１９０℃、好ましくは１００〜１６０℃、特に１３０〜１５０℃であることが要求されている。後反応帯域を接続してもよい。
【００２０】
強力混練機又は押出機での温度は６０〜２００℃、好ましくは９０〜１８０℃、特に１１０〜１７０℃である。後反応帯域を接続することができる。
【００２１】
目的に合致した爾後の冷却又は後反応のためには、例えば管束（Ｒｏｈｒｂｕｅｄｅｌ），蛇管、金属コンベヤー、エアーコンベヤー、冷却ロール等を使用することができ、この際温度勾配または−帯域は調節可能であるべきである。
【００２２】
生成物調製（Ｋｏｎｆｅｋｔｉｏｎｉｅｒｕｎｇ）は、スタティックミキサー又は強力混練機及び／又は後反応帯域を出る生成物の粘度の応じて、前記の相応の装置用いて爾後の袋詰又は新鮮貯蔵（Ｓｉｌｉｅｒｕｎｇ）のために十分な温度へのさらなる冷却によって開始され、袋詰の前に粉砕が接続されている。冷却の間に適当の位置で好ましくは帯状で得られる生成物の予備型押が行われ、この型押によって破砕ロール、デイスクミル、ハンマーミル等による所望の粒度又は顆粒形への次の粉砕が準備されかつ容易化されかつダスト形成が減少される。冷却ロールミルを使用する場合には、この予備型押がこれらと組合せられ、次に生じるダスト部分は直接復帰されかつ再び生成物中に混入される。
【００２３】
本発明により合成される生成物の出発化合物としては、次のポリイソシアネートが該当する：脂肪族、（環状）脂肪族及び芳香脂肪族ジイソシアネート（例えばＨｏｕｂｅｎ−Ｗｅｙｌ，Ｍｅｔｈｏｄｅｎ ｄｅｒ ｏｒｇｏｎｉｓｃｈｅｎ Ｃｈｅｍｉｅ，Ｂａｎｄ １４／２，Ｓ．６１−７０，及びＡｒｔｉｋｅｌｖｏｎ Ｗ．Ｓｉｅｆｋｅｎ ｉｎ Ｊｕｓｔｕｓ Ｌｉｅｂｉｇｓ Ａｎｎａｌｅｎ ｄｅｒ Ｃｈｅｍｉｅ ５６２，Ｓ．７５−１３６に記載されている）であり、例えば１，４−テトラメチレンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート、メチル−ペンタメチレンジイソシアネート、２，２，４（２，４，４）−トリメチル−１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート（ＴＭＤＩ）、シクロヘキサン−１，３−及び−１，４−ジイソシアネート、３−（イソシアネートメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート（イソホロンジイソシアンエート、ＩＯＰＤＩ）、ヘキサヒドロズレンジイソシアネート−１，４及び−１，３ならびにｍ−又はｐ−テトラメチルキシリレンジイソシアネートである。
【００２４】
ポリイソシアネートとは、また本発明の範囲では、場合によってはモノマージイソシアネートと相俟って、イソシアヌレート−、ビウレット−又はウレタン基を有しかつイソシアネート化学の公知方法で製造されるオリゴマーも意味する。これらのオリゴマーはとりわけ強力混練機で使用される。またオリゴマーは、イソシアネート化学で使用される所謂連鎖延長剤、例えばジオール及び／又はトリオールを用いて分子拡大によって製造されるようなポリイソシアネートのことであり、この際ＯＨ／ＮＣＯ−当量比は１：２〜７であってよい。
【００２５】
ジオールは、例えば次のとおりである：エチレングリコール（Ｅ）、プロピレングリコール、すなわち１，２−及び１，３−プロパンジオール、２，２−ジメチルプロパンジオール−１，３（ＮＰＧ）、ブタンジオール−１，４、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）、ヘキサンジオール（ＨＤ）、３−メチルペンタジオール、２，２，４（２，４，４）−トリメチルヘキサンジオール（ＴＭＨ−ｄ）、ドデカンジオール−１，１２、オクタデカンジオール−１，１８、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステル、トランス−およびシス−１，４−シクロヘキサンジメタノール（ＣＨＤＭ）。また本発明の範囲のジオールは、ＯＨ基の他になお分子中に１〜１０個のエステル基を有していてもよくかつ例えばジオールを方程式：
【００２６】
【化１】
〔式中Ｒ1は場合により置換されたＣ2-18−アルキレン基、Ｒ2＝場合により置換されたＣ2-10−アルキレン基、１，２−、１，３−、１，４−フェニレン基、ｍ＝１−１５である〕で示されるジカルボン酸と縮合することによって製造されるものである。
【００２８】
ポリオールには次のものが挙げられる：トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）、トリスヒドロキシエチルイソシアヌレート（ＴＨＥＩＣ）、ペンタエリトリット、ジペンタエリトリット、ソルビット、マソニット。
【００２９】
ブロック剤としては次のものが使用される：フェノール、アルコール、アセト酢酸エチルエステル、ラクタム−特にカプロラクタム（ＣＬ）、オキシム−特にアセトキシム、メチルエチルケトキシム（ＭＥＫ−ｏｘ），シクロヘキサノンオキシム（Ｃ−ｏｘ）、メチルイソブチルケトキシム、イミダゾリン−特にフェニルイミダゾリン。ＮＣＯ／ブロック剤−比は１：１．２−０．５である。
【００３０】
連鎖延長及びブロックの際の反応を促進するためには触媒を使用することができる。適当な触媒は、Ｓｎ−ＩＩ−及びＳｎ−ＩＶ−有機化合物、すなわちＳｎ−オクトエート、ジブチル錫ラウレート（ＤＢＴＬ）及びジブチル錫ジアセテート又は亜鉛オクトエート及び他の公知のもの及びイソシアネート化学で常用の化合物である。触媒濃度は０．０１〜２重量％、好ましくは０．０５〜１重量％である。
【００３１】
本発明の他の対象は、本発明によりブロックされたポリイソシアネートを含有する貯蔵安定な、熱硬化性ＰＵＲ−粉末塗料及び溶剤含有一成分−ＰＵＲ−焼付け塗料である。
【００３２】
ＰＵＲ−粉末塗料の反応成分としては、硬化工程の間に温度及び時間に依存してイソシアネート基と反応するような官能基、例えばヒドロキシル基、カルボキシル基、メルカプト基、アミノ基、ウレタン基及び（チオ）−尿素基を有する化合物が該当する。ポリオマートしては重合体、重縮合物及び重付加化合物を使用することができる。
【００３３】
好ましい成分は、先ずポリエーテル、ポリチオエーテル、ポリアセタール、ポリエステルアミド、分子中にヒドロキシル基を有するエポキシ樹脂、アミノプラスト及び多官能価アルコールによるこれらの変性生成物、ポリアゾメチン、ポリウレタン、ポリスホンアミド、マルミン誘導体、セルロースエステル及び−エーテル、ビニルエステル、特にポリエステル及びアクリレート樹脂の部分的にケ化されたホモ−及びコポリマーである。
【００３４】
使用すべきヒドロキシル基を有するポリエステルは、２〜５、好ましくは３〜４．２のＯＨ−官能価を有し、１８００〜５０００、好ましくは２３００〜４５００の平均分子量を有し、２５〜１８０ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは３０〜１４０ｍｇＫＯＨ／ｇのＯＨ価、＜８００００ｍＰａ・ｓ、好ましくは＜６００００ｍＰａ・ｓ、特に好ましくは＜４００００ｍＰａ・ｓ（１６０℃）の粘度を有し、≧７０℃〜≦１２０℃、好ましくは≧７５℃〜≦１００℃の融点を有する。
【００３５】
ポリエステルを製造するための好ましいいカルボン酸は、脂肪族、環状脂肪族、芳香族及び／又は脂環式性であってよく、場合によりハロゲン原子によって置換されておりかつ／又は不飽和である。この例としては次のものが挙げられる：コハク酸、アジピン酸、コルク酸、アゼライン酸、セバシン酸、フタル酸、テレフタル酸（Ｔｓ）、イソフタル酸（Ｉｓ）、トリメリット酸、ピロメリット酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ジ−及びテトラクロルフタル酸、エンドメチレンテトラヒドロフタル酸、グルタル酸、マレイン酸及びフマル酸又は−入手できるかぎり−それらの無水物、テレフタル酸ジメチルエステル（ＤＭＴ）、テレフタル酸−ビス−グリコールエステル、さらに環状モノカルボン、すなわち安息香酸、ｐ−ｔ−ブチル安息香酸又はヘキサヒドロ安息香酸。
【００３６】
多価アルコールとしては、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール−１，２及び−１，３、ブチレングリコール−１，４及び−２，３、ジ−β−ヒドロキシエチルブタンジオール、ヘキサンジオール−１，６、オクタンジオール−１，８、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジオール、ビス−（１，４−ヒドロキシメチル）−シクロヘキサン、２，２−ビス−（４−ヒドロキシシクロヘキシル）−プロパン、２，２−ビス−(４−β−ヒドロキシエトキシ)−フェニル−プロパン、２−メチル−プロパンジオール−１，３、３−メチル−ペンタンジオール−１，３、３−メチル−ペンタンジオール−１，５、２，２，４（２，４，４）−トリメチルヘキサンジオール−１，６、グセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ヘキサントリオール−１，２，６、ブタントリオール−１，２，４、トリス−（β−ヒドロキシエチル）−イソシアヌレート、ペンタエリトリット、マンニット及びソルビットならびにジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール、キシリレングリコール及びヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルが該当する。
【００３７】
またヒドロキシカルボン酸、例えばヒドロキシピバリン酸、ω−ヒドロキシデカン酸、ω−ヒドロキシカプロン酸、チオグリコール酸からのモノ−及びポリエステルも、同様にラクトン、例えばε−カプロラクトンも使用することができる。前記のポリカルボン酸又はそ誘導体及びポリフェノール、例えばヒドロキノン、ビスフェノール−Ａ、４，４−ジヒドロキシビスフェニル又はビス−（４−ヒドロキシフェニル）−スルホンからのポリエステル；ヒドロキノン、ジフェニルロールプロパン、ｐ−キシレングリコール、エチレングリコール、ブタンジオールまたはヘキサンジオール−１，６及び他のポリオールから例えばホスゲン又はジエチル−又はジフェニルカルボネートとの常用の縮合反応によって得られるか、又は環状カルボネートすなわちグリコールカルボネート又はビニリデンカルボネートから公知法の重合によって得られるポリエステルも使用することができる。さらに珪酸のポリエステル、燐酸のポリエステル、、例えばメタン−、エタン−、β−クロルエタン−、ベンゼン−又はスチレン燐酸、−燐酸塩化物又は−燐酸エステル及びポリアルコール又は前記種類のポリフェノールからのポリエステル；硼酸のポリエステル；ポリシロキサン、例えばジアルキルジシクロシランを水で加水分解し、次にポリアルコールで処理することによって得られる生成物、オレフィン、アルキルアルコール又はアクリル酸にポリシロキサンジヒドリドを付加して得られる生成物も使用することができる。
【００３８】
また好ましいポリエステルは、ポリカルボン酸とグリシジル化合物との反応生成物である、これらは例えばドイツ国特許出願公開第２４１０５１３号明細書に記載されている。
【００３９】
使用することのできるグリシジル化合物の例は、２，３−エポキシ−１−プロパノールと炭素原子４〜１８個を有する一塩基酸とのエステル、例えばグリシジルパルミテート、グリシジルラウレート及びグリシジルステアレート、炭素原子４〜１８個を有するアルキレンオキシド、例えばブチレンオキシド及びグシジルエーテル、オクチルグリシジルエーテルである。
【００４０】
本発明方法ではジカルボン酸としては、次のＩＩに記載された全ポリカルボン酸を使用することができる；同様に、例えばＩＩに記載されたモノカルボン酸も使用することができる。
【００４１】
また好ましい成分は、モノマーエステル、例えばジカルボン酸−ビス−ヒドロキシ（アルコール）エステル、２価を越えるポリオールのモノカルボン酸エステル及び塗料化学で使用される原料からの縮合反応によって製造されうるオリゴエステルである。このような成分としては例えば次のものが挙げられる：
Ｉ．Ｃ原子２〜２４個、好ましくは２〜１０個を有しかつ非芳香族Ｃ原子に結合されたＯＨ基２〜６個を有するアルコール、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ヘキサンジオール、ヘキサントリオール、ペルヒドロビスフェール、ジメチロールシクロヘキサン、グリセリン、トリメチロールエタン、トメチロールプロパン、ペンタエリトリット、ジペンタエリトリット、マンニット；
ＩＩ．Ｃ原子４〜３６個及びカルボキシル基２〜４個を有するジ−及びポリカルボン酸及びそれらのエステル化可能な誘導体、すなわち無水物及びエステル、例えばフタル酸（無水物）、イソフタル酸、テレフタル酸、アルキルテトラフタル酸、エンドメチレンテトラヒドロフタル酸、アジピン酸、コハク酸、マレイン酸、フマル酸、二量体脂肪酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、アゼライン酸；ＩＩＩ．Ｃ原子６〜２４個を有するモノカルボン酸、例えばカプリル酸、２−エチルヘキサン酸、安息香酸、ｐ−ｔ−ブチル安息香酸、ヘキサヒドロ安息香酸、天然油脂のモノカルボン酸混合物、すなわちココス脂肪酸、大豆油脂肪酸、リシン脂肪酸、水素化及び異性化脂肪酸、例えば“コンジュバンドール（Ｋｏｎｊｕｖａｎｄｏｌ）”−脂肪酸及びその混合物。この際脂肪酸はグリセリドとしても使用可能であり及び反応下で反応されてもよい；
ＩＶ．Ｃ原子１〜１８個を有する一価アルコール、例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール、イソデカノール、ノナノール、オクタノール、オレイルアルコール。
【００４２】
ポリエステルは、自体公知の方法で不活性ガス雰囲気中で温度１００〜２６０℃、好ましくは１３０〜２２０℃で溶融物で又は共沸操作法で製造することができる、これは例えばＭｅｔｈｏｄｅｎ ｄｅｒ Ｏｒｇａｎｉｓｃｈｅｎ Ｃｈｅｍｉｅ（Ｈｏｕｂｅｎ−Ｗｅｙ），Ｂｄ．１４／２，１〜５，２１，２３，４０，４４，Ｇｅｏｒｇ Ｔｈｉｅｍｅ Ｖｅｒｌａｇ，Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ，１９６３，又はＣ．Ｒ．Ｍａｒｔｅｎｓ：Ａｌｋｙｄ Ｒｅｉｎ、５１−５９，Ｒｅｉｎｈｏｌｄ Ｐｌａｓｔｉｃ Ａｐｐｌ．Ｓｅｒｉｅｓ，ＲｅｉｎｈｏｌｄＰｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏｍｐ．，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９６１に記載されている。
【００４３】
ＯＨ成分として使用されうる好ましいアクリル酸樹脂は、ホモ−又はコポリマーであり、この際例えば次のモノマーが出発生成物として選択されうる：アクリル酸及びメタクリル酸とＣ原子２〜４個を有するとの２価の飽和脂肪族アルコールとのエステル、例えば２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、４−ヒドロキシブチルアクリレート及び相応のメタクリル酸エステル；アルコール成分中にＣ原子１〜１８個を有するアクリル酸−及びメタクリル酸アルキルエステル、例えばメタクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、ｔ−ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、ステアリルアクリレート及び相応のメタクリル酸エステル；アクリル酸−及びメタクリル酸シクロヘキシルエステル；アクリルニトリル及びメタクリルニトリル、アクリルアミド及びメタクリルアミド；Ｎ−メトキシメチルアクリル酸（メタクリル酸）アミド。
【００４４】
特に好ましいアクリル酸樹脂は次の成分から成るコポリマーである：
ａ． アクリル酸又はメタクリル酸と２価以上のアルコールとのエステル、すなわちブタンジオール−（１，４）−モノアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート（メタクリレート）；さらにビニルグリコール、ビニルチオエタノール、アリルアルコール、ブタンジオール−１，４−モノビニルエーテル０〜５０重量％；
ｂ． アクリル酸又はメタクリル酸と炭素原子１〜１２個を有する１価アルコールとのエステル、例えばメチルメタクリレート、エチルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート又はエチルヘキシルアクリレート５〜９５重量％；
ｃ． 芳香族ビニル化合物、例えばスチレン、メチルスチレン又はビニルトルエン０〜５０重量％；
ｄ． 官能基を有する他のモノマー、例えばアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、無水マレイン酸、マレイン酸半エステル、アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリルニトリル又はＮ−メチロール−アクリルアミド（メタクリルアミド）及びグリシジルアクリレート（メタクリレート０〜２０重量％。この際ａ．及び／又はｂ．グループの量は少なくとも５重量％である。
【００４５】
アクリル酸樹脂は常法、すなわち溶液−、懸濁−、乳化−又は沈殿重合によって、しかし好ましくは紫外線によって開始される塊状重合（Ｓｕｂｓｔａｎｚｐｏｌｙｍｅｒｉｓａｔｉｏｎ）によって製造することができる。
【００４６】
他の重合開始剤としては、常用の過酸化物又はアゾ化合物、例えばジベンゾイルペルオキシド、ｔ−ブチルペルベンゾエート又はアゾジイソブチロニトリルを使用する。分子量は例えば硫黄化合物、例えばｔ−ドデシルメルカプタンで調節することができる。
【００４７】
好ましいポリエーテルは、例えばエポキシド、すなわちエチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、トリメチレンオキシド、３，３−ビス−（クロルメチル）−オキサシクロブタン、テトラヒドロフラン、スチレンオキシド、ジフェニロールプロパンのビス−（２，５）エポキシプロピルエーテ又はエピクロルヒドリンを例えばＢＦ3の存在でそれ自体重付加することのよって、又は前記エポキシドを、場合により混合物で又は順次に、反応性水素原子を出発成分、すなわちアルコール又はアミン、水、エチレングリコール、プロピレングリコール−（１，３）又は−（１，２）、ペンタメチレングリコール、ヘキサンジオール、デカメチレングリコール、トリメチロールプロパン、４，４′−ジヒドロキシジフェニルプロパン、アニリン、アンモニア、エタノールアミン、エチレンジアミン、ジ（β−ヒドロキシプロピル）−メチルアミン、ジ−（β−ヒドロキシエチル）−アニリン、ヒドラジン及びヒドロキシアルキル化フェノール、例えば０，０−ジ−（β−ヒドロキシエトキシ）−レソルシンに付加することによって製造することができる。
【００４８】
同様にヒドロキシル基を有するポリウレタン及び／又はポリ尿素も使用することができる。
【００４９】
ヒドロキシル基を有するポリマーとイソシアネート成分の混合割合は、一般に、１個のＯＨ基に対して０．６−１．２、好ましくは０．８−１．１、極めて好ましくは１．０の遊離及び／又はブロックされたＮＣＯ基であるように選択される。
【００５０】
イソシアネート成分は、ＰＵＲ粉末塗料を製造するためには、適当なヒドロキシル基を有するポリマー及び場合により触媒ならびに顔料、充填剤及び流れ調整剤、例えばシリコーン油、アクリル酸樹脂と混合されかつ溶融物で均質化される。これは適当な装置、例えば加熱可能な混練機で、好ましくは押出しによって行うことができる、この際１３０〜１４０℃の温度範囲は越えるべきではない。押出された材料は室温に冷却されかつ適当に破砕された後吹付け適性粉末に粉砕される。適当な支持体への吹付け適性粉末の適用は、公知方法により、例えば静電吹付け、流動層塗装、静電流動層塗装によって行われる。粉末適用後に、被覆された加工材料を１５０〜２２０℃の温度に６０〜６分、好ましくは１８０〜２１０℃に３０〜８分加熱して硬化させる。
【００５１】
溶剤を含有するＰＵＲ−一成分焼付け塗料を製造するためには、イソシアネート成分をこのために適した溶剤中に溶かし、このような用途に適したヒドロキシル基を有するポリエステル／アクリル酸樹脂と一緒に均質化しかつ前記の添加剤と一緒に公知法で製剤化する。本発明の一成分焼付け塗料のために適した溶剤は、その下限沸点が約１００℃であるようなものである。溶剤の沸点の上限はその都度の焼付け温度に依存している。高い温度で焼付ける場合には、使用すべき溶剤の沸点は高くなければならない。溶剤としては特に次のものが適当である：炭化水素、例えばトルエン、キシレン、ＳＯＬＶＥＳＳＯ（登録商標）１００、１５０及び２００（Ｅｓｓｏ社の芳香族化合物混合物）、テトラリン、デカリン、エステル、酢酸ブチルエステル及び−ヘキシルエステル、エチルグリコールアセテート、ブチルグリコールアセテート、メトキシプロピルアセテート（ＭＯＰ−Ａ）等、ケトン、例えばメチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、イソホロン。前記の溶剤はまた混合物として使用してもよい。
【００５２】
ＰＵＲ−一成分焼付け塗料は、特に金属表面に、しかしまたガラス又はプラスチックのような他の材料から成る物体上に適用するのに適している。本発明の塗料はまたコイル被覆で耐候安定性の単層及び二層塗装用にも使用される。溶剤を含有する、場合によって着色された塗料系の適用は、ナイフ塗布、ロール塗布、吹付け、流延等によって行われる。本発明の一成分−ＰＵＲ−焼付け塗料の硬化は、使用に応じて、１４０〜３５０℃、好ましくは１８０〜３００℃の温度で、３０分〜３０秒の時間で行われる。塗膜は抜群の塗料技術的特性、特に柔軟性及び耐候安定性を有している
次に実施例により本発明方法を説明する。ここでは反応成分の配量は詳しく論じない。配量は常用の配量ポンプ又はベルト秤量器（Ｂａｎｄｗａａｇｅ）を用いて行われる。
【００５３】
【実施例】
Ａ 強力ミキサーでの本発明の方法生成物の製造
Ｉ． ブロックされたウレタン基を有するポリイソシアネートの合成
一般的製造規定
表１による例
８０〜１５０℃に調節されたスタテイックミキサー中に、ＩＰＤＩ及びＤＢＴＬからな混合物及びジオール又はトリオール及びブロック剤から成る混合物を平行的に連続的に給入した。生成物流は室温〜１２０℃で供給した。
【００５４】
スタテイックミキサーでは自然に始まる反応によって１３０〜２００℃への温度上昇が起こる。装置圧は流量及び温度に依存して２〜２５ｂａｒであった。
【００５５】
ミキサーには温度調節された蛇管が接続され、これによって後反応のための十分な滞留時間が保証された。平均滞留時間は５〜３０分であった。
【００５６】
反応混合物は蛇管の端部で調製され、冷却されかつ袋詰されるか、または冷却され、粉砕されまたは調製されかつ袋詰された。このように製造された生成物は遊離では≦０．６％、全体では≦１５．９％のＮＣＯ値を有していた。
【００５７】
【表１】
ＩＩ． ブロックされた、イソシアヌレート基及び／又はイソシアネート基を有するポリイソシアネートの合成
一般的製造規定
表２による例
８０〜１５０℃に温度調節されたスタテイックミキサー中に、イソシアヌレート及びＩＰＤＩ又はＨＭＤＩから成り、調節されたＮＣＯ含分を有する混合物（この中に触媒が溶解されている）をブロック剤と一緒に、同時にかつ連続的に給入する。２つの生成物流は室温〜１５０℃供給した。
【００５９】
スタテイックミキサー中では自然に開始される反応によって温度が１３０〜２００℃に上昇した。装置圧は流量及び温度に依存して２〜２５ｂａｒであった。
【００６０】
該ミキサーには温度調節された蛇管が接続されており、後反応のための十分な滞留時間が保証されていた。平均滞留時間は５〜３０分であった。
【００６１】
反応生成物は蛇管の端部で調製され、冷却されかつ袋詰されるか、又は冷却され、粉砕され又は調製されかつ袋詰された。このようにして製造された生成物は遊離で≦３．２％、全体で≦１６．５％のＮＣＯ値を有していた。
【００６２】
【表２】
Ｂ ポリオール成分
一般的製造規定
出発成分−テレフタル酸（Ｔｓ）及び／又はイソフタル酸（Ｉｓ）及び／又はジメチルテレフタレート（ＤＭＴ）、ヘキサンジオール−１，６（ＨＤ）及び／又はネオペンチルグリコール（ＮＰＧ）及び／又は１，４−ジメチロールシクロヘキサン（ＤＭＣ）及び／又は２，２，４（２，４，４）−トリメチルヘキサンジオール（ＴＭＨ−ｄ）及びトリメチロールプロパン（ＴＭＰ）−を反応器に供給し、油浴をもちいて加熱する。前記物質を大部分溶融した後、１６０℃の温度で触媒としてのジ−ｎ−ブチル錫酸化物０．０５重量％を加える。約１７０℃の温度で初めのメタノール分解が起こる。６〜８時間以内に温度は２００〜２３０℃に高められ、、さらに１２〜１５時間以内に反応は終了する。ポリエステルを２００℃に冷却し、真空（１．３３ｍｂａｒ）をかけて３０〜４５分以内に揮発成分を十分に除去する。全反応時間の間塔底生成物を撹伴し、弱いＮ2流を反応生成物中に通す。
【００６４】
次表にはポリエステルの組成及び相応の物理的及び化学的特性値を記載してある。
【００６５】
【表３】
Ｃ ポリウレタン−粉末塗料
一般的製造規定
粉砕された生成物、架橋剤、ポリエステル、流れ調整剤−マスターバッチを、場合により白色顔料と一緒にエッジランナーミル（Ｋｏｌｌｅｒｇａｎｇ）で十分に混合し、次に押出機で８０〜１４０℃で均質化する。押出物を冷却後に破砕し、デイスクミルで粒度＜１００μｍに粉砕する。このよにして製造した粉末を静電粉末吹付け装置により６０ＫＶで脱脂し、場合により前処理した鉄薄板に適用し、実験室用空気循環乾燥機で１６０〜２００℃の温度で焼付ける。
【００６７】
流れ調整剤−マスターバッチ
相応のポリエステル中の流れ調整剤−ブチルアクリレート及び２−エチレルヘキシルアクリレートの市販コポリマー−１０重量％を溶融物で均質化し、凝固後に粉砕する。
【００６８】
次表における略語の意味：
ＳＤ＝層厚（μｍ）
ＨＫ＝ケーニッヒ（Ｋｏｅｎｉｇ）硬度(ｓｅｃ)（ＤＩＮ５３１５７）
ＨＢ＝ブーフホルツ（Ｂｕｃｈｈｏｌｚ）硬度（ＤＩＮ５３１５３）
ＥＴ＝エリクセン深さ（ｍｍ）（ＤＩＮ５３１５６）
ＧＳ＝格子切断試験（ＤＩＮ５３１５１）
ＧＧ２０°
ＧＧ６０°＝ガードナー（Ｇａｒｄｎｅｒ）による光沢の測定（ＡＳＴＭ−Ｄ５２３）
Ｉｍｐ．ｒｅｖ．＝インパクトリバース（Ｉｍｐａｃｔ ｒｅｖｅｒｓｅ）（ｇ・ｍ）
【００６９】
【表４】
Ｄ ポリウレタン−一成分焼付け塗料
Ｉ．架橋剤溶液の製造
ＡＩ又はＡＩＩにより製造された、ブロックされたポリイソシアネート６００重量部を、８０〜９０℃で撹伴下に溶剤混合物４００重量部中に溶かし、ＤＩＮ−４−カップで２０℃で流出時間を測定する。
【００７１】
ａ）ＡＩ ９
ｎ−ブチルアセテート／キシレン（３：５）＝１２０８秒
ｂ）ＡＩ １４
ＭＯＰ−Ａ／キシレン／ＳＯＬＶＳＳＯ（登録商標）１００（１：１：１）＝２７１秒
ｃ）ＡＩＩ ５
ｎ−ブチルアセテート／キシレン（３：５）＝５０秒
ｄ）ＡＩＩ １３
ｎ−ブチルアセテート／キシレン（３：５）＝１０３秒
ＩＩ．ポリエステル溶液の製造
Ｂ４及びＢ５によるポリエステル６００重量部を、８０〜９０℃で撹伴下に溶剤混合物４００重量部中に溶かしかつ２０℃でＤＩＮ−４−カップで流
出時間を測定する。
【００７２】
ａ）塗料母液
６０重量％のポリエステル溶液を、６０〜８０℃で撹伴下に６０重量％の架橋剤溶液の計算量と一緒に均質化し、２０℃でＤＩＮ−４−カップで流出時間を測定する。
【００７３】
１）例ＤＩａ及び例ＤＩＩｂによる＝９６４秒
２）例ＤＩｂ及び例ＤＩＩａ２による＝３５２秒
３）例ＤＩｃ及び例ＤＩＩａ１による＝１６８秒
４）例ＤＩｄ及び例ＤＩＩｂによる＝２７７秒
ｂ）着色された塗料溶液
ＤＩＩＩａ）により製造された塗料母液に、必要ならば、他の溶剤混合物（母液に応じて）を加え、次に白色顔料（ＴｉＯ2）及びＰＵＲ−化学で常用の流れ調整剤及び消泡剤と一緒にボールミル（Ｋｕｇｅｌｒｕｅｈｒｗｅｒｋｓｍｕｅｈｌｅ）で摩砕する。
【００７４】
このような着色された塗料を、脱脂しかつ／又は前処理した、０．８〜１ｍｍの鋼−及び／又はアルミニウム薄板に適用した；硬化は実験室用空気循環乾燥機で行った；硬化温度は１８０〜２５０℃であった；塗膜の層厚は使用に応じて２５〜５０μｍであった。
【００７５】
【表５】
ＡＡ 強力混練機での本発明の方法生成物の製造
Ｉ．全部又は部分的にブロックされたポリイソシアネートの連鎖延長剤なしの合成（表６）
二軸スクリュー押出機の吸入ケーシング中に、ブロック剤及びイソホロンジイソシアネートから製造されたイソシアヌレート（ＩＰＤＩ−Ｉｓ）又はＩＰＤＩ−ＩｓとＤｅｓｍｏｄｕｒ Ｎ３３００又はＤｅｓｍｏｄｕｒ Ｎ３２００とから成る混合物又はＩＰＤＩを、同時にかつ連続的に導入した。ＢＬを２０〜１２０℃の温度をもってポリイソシアネート成分を６０〜１６０℃の温度をもって、供給した。触媒を２つの成分の１つの中で溶かした。使用された押出機は、５個の加熱ゾーンにより熱制御される１０個のケーシングから構成されている。加熱ゾーンの温度は次のように調節した：第１ゾーン１３０〜１５０℃、第２ゾーン１１０〜１８０℃、第３ゾーン９０〜１５０℃、第４ゾーン８０〜１６０℃、第５ゾーン７０〜１５０℃。強力な混合及び搬送のために使用される二軸スクリューは搬送ゾーン及び混練ゾーン区分されていた。二軸スクリューの回転数は５０〜３８０ｒｐｍである。１０〜１８０ｋｇ／ｈの量で生じる反応生成物を冷却し、次に粉砕するか又は調製して袋詰するか、又はすでに溶融物を調製し、冷却しかつ袋詰した。反応を完全にするために生成物を加熱された熱トンネル中を通すこともできる。
【００７７】
【表６】
ＩＩ． 全部又は部分的にブロックされたポリイソシアネートの連鎖延長剤を用いる合成（表７）
オキシエステルで連鎖延長され、ブロックされたポリイソシアネートを製造した。すなわちＩＰＤＩ−Ｉｓを１５０〜１９０℃の温度で二軸スクリュー押出機に給入し、同時に例Ｂ６によるオキシエステルとキャップ剤（Ｖｅｒｋａｐｐｕｎｓｍｉｔｔｔｅｌ）とから成る混合物を５０〜１２０℃の温度で供給することによって前記ポリイソシアネートを製造した。この場合量割合を、ＮＣＯ当量がＯＨ当量及びキャップ剤ｍｏｌ数から成る総量に等しくなるように調節した。ＮＣＯ：ＯＨの比は約３：１になった。反応は触媒の添加なしに行うことができる。使用された押出機は、５個の加熱ゾーンにより熱的に制御される１０個のケーシングから構成されている。加熱ゾーンの温度は次のように調節した：第１ゾーン１３０〜２００℃、第２ゾーン１１０〜１８０℃、第３ゾーン９０〜１５０℃、第４ゾーン８０〜１６０℃、第５ゾーン７０〜１５０℃。二軸スクリューの回転数は１００〜３００ｒｐｍであった。二軸スクリューは搬送ゾーン及び混練ゾーンから構成されている。反応生成物はこの後温度調節された熱トンネル中を搬送された。
【００７９】
１０〜１００ｋｇ／ｈの量で生じる反応生成物を冷却しかつ粉砕した。
【００８０】
表７には物理的かつ化学的特性値がまとめてある。
【００８１】
【表７】
ＢＢ ポリオール成分
一般的製造規定
出発成分−テレフタル酸（Ｔｓ）及び／又はイソフタル酸（Ｉｓ）及び／又はアジピン酸（Ａｓ）及び／又はジメチルテレフタレート（ＤＭＴ）、ヘキサンジオール−１，６（ＨＤ）及び／又はネオペンチルグリコール（ＮＰＧ）及び／又は１，４−ジメチレンシクロヘキサン（ＤＭＣ）及び／又は２，２，４（２，４，４）−トリメチルヘキサンジオール（ＴＭＨ−ｄ）及びトリメチレンプロパン（ＴＭＰ）−を反応器に入れかつ油浴を用いて加熱する。これらの物質が大部分溶融した後、１６０℃の温度で触媒としてのジ−ｎ−ブチル錫酸化物０．０５重量％を添加する。約１７０℃の温度で初めのメタノール分解が起こる。６〜８時間以内に温度を２００〜２３０℃に高め、さらに１２〜１５時間以内に反応を終了させる。ポリエステルを２００℃に冷却しかつ真空（１．３３ｍｂａｒ）をかけて３０〜４５分以内に揮発成分を十分に除去する。全反応時間の間塔底生成物を撹伴しかつ弱いＮ2流を反応混合物中に通す。
【００８３】
次の表８には、ポリエステルの組成及び相応の物理的及び化学的特性値が記載してある。
【００８４】
【表８】
ＣＣ ポリウレタン粉末塗料
一般的製造規定
粉砕された生成物、架橋剤、ポリエステル、流れ調整剤（場合により触媒）−マスターバッチを、場合により白色顔料と一緒にエッジランナーミルで十分に混合し、次に押出機で８０〜１４０℃で均質化する。押出物を冷却後破砕し、デイスクミルで粒度＜１００μｍに粉砕する。このようにして製造した粉末を、静電粉末吹付け装置で６０ＫＶで、脱脂し、場合により前処理した鉄薄板に適用し、空気循環乾燥機で１６０〜２００℃の温度で焼付ける。
【００８６】
流れ調整剤−マスターバッチ：
相応のポリエステル中の流れ調整剤−ブチルアクリレート及び２−エチルヘキシルアクリレートの市販コポリマー−１０重量％を溶融物で均質化し、凝固後に粉砕する。
【００８７】
触媒−マスターバッチ：
相応のポリエステル中の触媒−ＤＢＴＬ−５重量％を溶融物で均質化し、凝固後に粉砕する。
【００８８】
次表（表９及び表１０）中の略語は前記のとおりである。
【００８９】
【表９】
【表１０】
ＤＤ ポリウレタン−一成分焼付け塗料
Ｉ． 架橋剤溶液の製造
ＡＡＩ又はＡＡＩＩにより製造したブロックされたポリイソシアネート−アダクト６００重量部を撹伴下に８０〜９０℃で溶剤混合物４００重量部中に溶かし、ＤＩＮ−４−カップで２０℃で流出時間を測定する。
【００９２】
ａ）ＡＡＩ．１
ｎ−ブチルアセテート／キシレン（３：５）＝３７０秒
ｂ）ＡＡＩ．６
ｎ−ブチルアセテート／キシレン（３：５）＝２９０秒
ｃ）ＡＡＩ．１１
ｎ−ブチルアセテート／キシレン（３：５）＝３０５秒
ｄ）ＡＡＩ．１５
ｎ−ブチルアセテート／キシレン（３：５）＝１８０秒
ＩＩ．ポリエステル溶液の製造
ＢＢ４及びＢＢ５によるポリエステル６００重量部を、撹伴下に８０〜９０℃で溶剤混合物中に溶かし、ＤＩＮ−４−カップで２０℃で流出時間を測定する。
【００９３】
ａ）ＢＢ４
ｎ−ブチルアセテート／キシレン（３：５）＝２７１秒
ｂ）ＢＢ５
ｎ−ブチルアセテート／キシレン（３：５）＝４７１秒
ＩＩＩ．ＰＵＲ−一成分焼付け塗料の製造
ａ）塗料母液
６０重量％のポリエステル溶液を、６０重量％の架橋剤溶液の計算量と一緒に撹伴下に６０〜８０℃で均質化し、ＤＩＮ−４−カップで２０℃で流出時間を測定する。
【００９４】
１）例ＤＤＩ．ａ及び例ＤＤＩＩ．ｂによる＝３６０秒
２）例ＤＤＩ．ａ及び例ＤＤＩＩ．ａによる＝３０５秒
３）例ＤＤＩ．ｂ及び例ＤＤＩＩ．ｂによる＝４１０秒
４）例ＤＤＩ．ｃ及び例ＤＤＩＩ．ａによる＝３３０秒
５）例ＤＤＩ．ｄ及び例ＤＤＩＩ．ｂによる＝３２０秒
６）例ＤＤＩ．ｄ及び例ＤＤＩＩ．ａによる＝２７０秒
ｂ）着色された塗料溶液
ＤＩＩＩａ）により製造された塗料母液に、必要ならば他の溶剤混合物(母液に応じる）を加え、次に白色顔料（ＴｉＯ2）及びＰＵＲ−化学で使用される流れ調整剤及び消泡剤と一緒にボールミルで摩砕した。
【００９５】
この着色した塗料を、脱脂しかつ／又は前処理した０．８〜１ｍｍの鋼−及び／又はアルミニウム薄板上に適用した；硬化は実験室用空気循環乾燥機で行った；塗膜の層厚は使用に応じて２５〜５０μｍであった。
【００９６】
【表１１】
Claims (5)
- ブロック剤及び少なくとも２個の遊離ＮＣＯ基を有するポリイソシアネートを基剤として、場合により連鎖延長剤の存在で全部又は部分的にブロックされたポリイソシアネートを製造する方法において、粘度≧１５００００ｍＰａ・ｓを有する、全部又は部分的にブロックされたポリイソシアネートを、混練機中で溶剤不含でかつ連続的に製造することを特徴とする、ポリイソシアネートを製造する方法。
- ブロックされたポリイソシアネートの製造を、一軸−又は多軸スクリュー押出機である混練機中で行う、請求項１に記載の方法。
- 混練機が二軸スクリュー押出機である、請求項２に記載の方法。
- 混練機中の温度が６０〜２００℃である、請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
- 後反応ゾーンが接続されうる、請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
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