JP4889486B2 - ブロックトポリイソシアネート - Google Patents
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Description
Aはポリイソシアネートの基を示し、
Bは
で表される基であり、
Dはカチオン性親水化剤、アニオン性親水化剤および/または親水化ポリエーテル、親水化ポリエステル及び親水化ポリアクリレートからなる群から選択される親水化剤の基を示し、
R1〜R4は、同一又は異なり、互いに独立して水素原子、C1〜C6−アルキルまたはC3〜C6−シクロアルキルを示し、
R5はC1〜C10−アルキル、C3〜C10−シクロアルキルを示し、
yは1〜8の数を示し、
zは0.1〜4、好ましくは0.2〜2、の数を示し、
ここでy対zの比は20:1〜1:1、好ましくは10:3〜3:1、特に好ましくは8:1〜4:1である。]
で表されるブロックトポリイソシアネート、および式(I)のポリイソシアネートをベースにする自己架橋性1C焼付け系を提供する。
で表されるポリイソシアネートを、一般式(III):
で表される第二級アミンおよび親水化剤D−Hと反応させることを特徴とする、式(I)のブロックトポリイソシアネートの製造方法も提供する。
a)100当量%のポリイソシアネート(II)、
b)40〜90、好ましくは60〜85当量%の本発明に従う封鎖剤(III)、
c)10〜40、好ましくは10〜30、特に好ましくは10〜25当量%の親水化剤D、および
d)場合により、0〜40、好ましくは5〜25当量%のヒドロキシルおよび/またはアミノ基を有し、且つ62〜3,000、好ましくは62〜1,500の平均分子量を有する好ましくは二官能性の化合物、
並びに場合により添加剤および補助物質
に相当する組成物であって、反応体の量比が成分a)のNCO基対イソシアネートに対して反応性である成分b)、c)およびd)の基の当量比が1:0.8〜1:1.2であるように選択される組成物中で、架橋剤として使用される。
固体含有量(%)=[(合計重量−溶媒の合計重量)÷合計重量]×100
BNCO含有量(%)=[(ブロックトNCO基の当量×42)÷合計重量]×100
粒子寸法はレーザー相関分光法(LCS)により測定した。
アクリル酸メチル86.09gを、室温で撹拌しながら、メタノール160.0g中に溶解させたtert−ブチルアミン73.14gに加え、生成した透明溶液を室温でさらに16時間にわたり撹拌した。溶媒を蒸留除去して、式:
メタクリル酸メチル100.1gを、室温で撹拌しながら、エタノール175.0g中に溶解させたtert−ブチルアミン95.09gに加え、生成した透明溶液を70℃でさらに72時間にわたり撹拌した。易揮発性成分を蒸留除去し、生成物相を濾過し、濾液として、式:
アクリル酸tert−ブチル128.1gを、室温で撹拌しながら、メタノール200.0g中に溶解させたtert−ブチルアミン73.14gに加え、生成した透明溶液を室温でさらに16時間にわたり撹拌した。溶媒を蒸留除去して、式
アクリル酸メチル86.09gを、室温で撹拌しながら、メタノール185.0g中に溶解させたシクロヘキシルアミン99.18gに加え、生成した透明溶液を室温でさらに16時間にわたり撹拌した。溶媒を蒸留除去して、式:
メタクリル酸メチル100.1gを、室温で撹拌しながら、メタノール135.0g中に溶解させたイソプロピルアミン59.0gに加え、生成した透明溶液を室温でさらに12時間にわたり撹拌した。溶媒を蒸留除去して、式:
クロトン酸メチルエステル100.1gを、室温で撹拌しながら、エタノール175.0g中に溶解させたtert−ブチルアミン73.14gに加え、生成した透明溶液を70℃でさらに72時間にわたり撹拌した。溶媒を蒸留除去して、式:
(水希釈性ポリイソシアネート架橋剤の製造)
21.4重量%のNCO含有量、約3,000mPaの23℃における粘度および約3.5の官能価を有する1,6−ジイソシアナトへキサン(HDI)をベースにした市販イソシアヌレート含有ラッカーポリイソシアネート58.80g(0.297当量)、ヒドロキシピバリン酸7.08g(0.06モル)、並びにN−メチルピロリドン56.57gを撹拌しながら混合し、混合物を30分かけて70℃に加熱した。混合物をこの温度で2時間にわたり撹拌し、次いで、温度を80℃に高めた。さらに2時間後に、NCO含有量は7.60%に達し、反応混合物を55℃に冷却し、実施例1からの化合物35.35g(0.222モル)を15分間にわたり加えると、温度が55℃に上昇した。
(本発明による水性分散液の製造)
実施例1からの化合物30.10g(0.1879モル)を、20分かけて、室温で撹拌しながら、21.4重量%のNCO含有量、約3,000mPaSの23℃における粘度および約3.5の官能価を有する1,6−ジイソシアナトへキサン(HDI)をベースにした市販イソシアヌレート含有ラッカーポリイソシアネート58.80g(0.297当量)に加えた。この間に温度は50℃に上昇し、反応混合物のNCO含有量は5.06%(理論値、5.07%)に達した。反応混合物を撹拌しながら70℃まで加熱し、次いで、1,6−ヘキサンジオール1.61g(0.0135モル)、およびN−メチルピロリドン10.36g中に溶解させたヒドロキシピバリン酸6.42g(0.054モル)を順次合計30分かけて加えた。混合物を70℃でさらに2時間にわたり撹拌すると、NCO含有量は0.2%に達した。次に、ジメチルエタノールアミン5.34g(0.0594モル)を70℃で加え、続いて、混合物を15分間にわたり撹拌した。その後、70℃に加熱した脱イオン水143.84gを加え、70℃で1時間にわたり分散させた。下記の性質を有する安定な白色分散液が生成された:
固体含有量: 40%
pH: 8.98
粘度(23℃): 10mPas
平均粒子寸法(LCS): 138nm
(本発明による水性架橋剤分散液の製造)
21.4重量%のNCO含有量、約3,000mPaの23℃における粘度および約3.5の官能度を有する1,6−ジイソシアナトへキサン(HDI)をベースにした市販イソシアヌレート含有ラッカーポリイソシアネート343.20g(1.76当量)を、撹拌しながら70℃まで加熱し、1,6−ヘキサンジオール9.45g(0.08モル)を10分かけて加えた。その後、ヒドロキシピバリン酸37.76g(0.32当量)のN−メチルピロリドン60.93g溶液を3時間かけて加え、次に、混合物を70℃で1時間にわたり撹拌した。その時点で、反応混合物のNCO含有量は11.56%(理論値、11.91%)であった。次に、実施例1からの封鎖剤198.73g(1.25モル)を70℃で30分かけて加え、続いて混合物を30分間にわたり撹拌した。その時、NCOはIR分光法によりもはや見出されなかった。ジメチルエタノールアミン31.38g(0.352モル)を70℃で10分かけて加え、続いて、混合物を10分間にわたり撹拌し、次に、70℃に加熱した脱イオン水869.9gを撹拌しながら加え、混合物を引き続き70℃で1時間にわたり撹拌した。撹拌しながら室温に冷却した後に、下記の性質を有する分散液を得た:
固体含有量: 40%
pH: 8.04
粘度(23℃): 30mPas
平均粒子寸法(LCS): 69nm
(本発明による分散液の製造)
工程は実施例9に記載された通りであったが、イソホロンジイソシアネートの三量体の酢酸メトキシプロピル/キシレン中70%溶液(デスモジュール(Desmodur)TMZ4400M/X、バイエル(Bayer)AG)をポリイソシアネートとして使用した。得られた分散液は下記の性質を有していた:
固体含有量: 40%
pH: 9.12
粘度(23℃): 60mPas
平均粒子寸法(LCS): 105nm
最初に、21.4重量%のNCO含有量、約3,000mPaの23℃における粘度および約3.5の官能度を有する1,6−ジイソシアナトへキサン(HDI)をベースにした市販イソシアヌレート含有ラッカーポリイソシアネート78.00g(0.4当量)を、撹拌しながら、反応容器に加え、ヒドロキシピバリン酸4.72g(0.04モル)およびジメチロールプロピオン酸1.34g(0.01モル)のN−メチルピロリドン11.17g溶液を、5分かけて加えた。プルリオール(Pluriol)500(メチルオリゴエチレングリコール、分子量500)4.00g(0.008モル)および1,6−ヘキサンジオール1.18g(0.02モル)の添加後に、混合物を70℃で90分間にわたり撹拌した。その時点で、NCO含有量は12.98%(理論値、13.05%)であった。実施例1からの化合物49.68g(0.312モル)を70℃で20分かけて加え、続いて、混合物を70℃で15分間にわたり撹拌した。その時、NCO基はIR分光法により検出されなかった。ジメチルエタノールアミン4.46g(0.05モル)を70℃で加え、続いて、混合物を10分間にわたり撹拌し、次に、50℃に加熱した水205.79gを加えた。続いて、混合物を50℃で1時間にわたり撹拌した。生成した分散液は下記の性質を有していた:
固体含有量: 40%
pH: 9.30
粘度(23℃): 1,800mPas
平均粒子寸法(LCS): 73nm
工程は実施例9に記載された通りであったが、実施例1からの化合物に代えて、同じモル量の実施例5からの化合物を使用した。得られた分散液は下記の性質を有していた:
固体含有量: 40%
pH: 8.60
粘度(23℃): 170mPas
平均粒子寸法(LCS): 148nm
(比較例1)
工程は実施例9に記載された通りであったが、実施例1からの化合物に代えてブタノンオキシムを使用した。得られた分散液は下記の性質を有していた:
固体含有量: 38%
pH: 8.5
粘度(23℃): 4,000mPas
平均粒子寸法(LCS): 42nm
(自己架橋性一成分焼付け系の製造)
N−メチルピロリドン106.80g中に溶解させたジメチロールプロピオン酸53.66g(0.4モル)を、85℃で撹拌しながら、イソホロンジイソシアネート337.5g(3.055当量)、1,4−ブタンジオール18.02g(0.2モル)、トリメチロールプロパン13.42g(0.01モル)、平均分子量500のメタノールエトキシレート22.5g(0.045モル)、並びにアジピン酸およびヘキサンジオールの平均分子量840のポリエステル205.80g(0.49当量)の混合物に加え、反応混合物をこの温度で4時間にわたり撹拌した。その時点で、NCO含有量は4.78%(理論値、4.80%)であった。実施例1からの化合物97.14g(0.61当量)を20分かけて加えた。次に、アジピン酸、イソフタル酸、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコールおよびプロピレングリコールのポリエステル318.18g(1当量)を加え、反応混合物を85℃で10時間にわたり撹拌した。その後、NCO基はIR分光法によりもはや検出されなかった。次いで、ジメチルエタノールアミン35.57g(0.4モル)を加え、続いて、混合物を10分間にわたり撹拌した。70℃に加熱した脱イオン水1,525.5gの添加後に、分散を70℃で1時間にわたり行った。得られた白色分散液は下記の性質を有していた:
固体含有量: 45%
pH: 8.35
粘度(23℃): 580mPas
平均粒子寸法(LCS): 40nm
工程は実施例13に記載された通りであったが、実施例1からの封鎖剤に代えて、同じモル量の実施例5からの化合物を使用した。得られた分散液は下記の性質を有していた:
固体含有量: 45%
pH: 8.12
粘度(23℃): 1,800mPas
平均粒子寸法(LCS): 63nm
工程は実施例13に記載された通りであったが、本発明に従う封鎖剤に代えてブタノンオキシムを使用した。得られた分散液は下記の性質を有していた:
固体含有量: 40%
pH: 8.60
粘度(23℃): 3,800mPas
平均粒子寸法(LCS): 51nm
Claims (8)
- 式(I):
Aはポリイソシアネートの基を示し、
Bは
で表される基であり、
Dはカチオン性親水化剤、アニオン性親水化剤および/または親水化ポリエーテル、親水化ポリエステル及び親水化ポリアクリレートからなる群から選択される親水化剤の基を示し、
R1〜R4は、同一又は異なり、互いに独立して水素原子、C1〜C6−アルキルまたはC3〜C6−シクロアルキルを示し、
R5はアミル、イソプロピル、イソブチルまたはtert−ブチルを示し、
yは1〜8の数を示し、
zは0.1〜4の数を示し、
ここでy対zの比は20:1〜1:1である。]
で表されるブロックトポリイソシアネート。 - ブロックトポリイソシアネート基および遊離ヒドロキシル基の両方が1つの分子内に存在することを特徴とする、請求項1に記載のブロックトポリイソシアネート。
- 請求項1または2に記載のブロックトポリイソシアネートを含んでなるコーティング組成物。
- 水性分散液であることを特徴とする、請求項3に記載の組成物。
- a)100当量%のポリイソシアネート(II)、
b)40〜90当量%の封鎖剤(III)、
c)10〜40当量%の親水化剤D−H、および
d)場合により、0〜40当量%の、ヒドロキシルおよび/またはアミノ基を有し且つ62〜3,000の平均分子量を有する化合物の反応により得られ、反応体の量比は、成分a)のNCO基対イソシアネートに対して反応性である成分b)、c)およびd)の基の当量比が1:0.8〜1:1.2であるように選択される請求項1に記載のブロックトポリイソシアネート、並びに
場合により添加剤および助剤物質を含んでなる、親水化された水性および/または水希釈性組成物。 - ラッカー、ペイント、接着剤およびエラストマーの製造のための、請求項1または2に記載のブロックトポリイソシアネートの使用。
- 請求項1または2に記載のブロックトポリイソシアネートを含んでなるコーティング組成物を基材に適用し、次に、コーティングを、ピースワークコーティングの場合には90〜160℃の温度において、または連続的ベルトコーティングの場合には130〜300℃のピーク温度において焼付けることを特徴とする、基材の被覆方法。
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