JP4919667B2 - Two-component polyurethane composition - Google Patents

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Description

本発明は、アニリン点10℃〜70℃の低極性有機溶剤を含有し、かつ必要に応じテトラアルコキシシラン、テトラアルコキシシランの縮合物、及びテトラアルコキシシランの誘導物から選ばれる少なくとも1種類のシリケート化合物を含有する硬化剤ポリイソシアネート組成物と、主剤ポリオール組成物を用いた二液型ポリウレタン組成物、特に建築用塗料や重防食用塗料等に有用な二液型ポリウレタン組成物に関する。   The present invention contains a low polarity organic solvent having an aniline point of 10 ° C. to 70 ° C. and, if necessary, at least one silicate selected from tetraalkoxysilane, a tetraalkoxysilane condensate, and a tetraalkoxysilane derivative. The present invention relates to a two-pack type polyurethane composition using a curing agent polyisocyanate composition containing a compound and a main component polyol composition, and particularly to a two-pack type polyurethane composition useful for architectural paints, heavy anticorrosive paints, and the like.

脂肪族、及び脂環式ポリイソシアネート組成物を用いた二液型ポリウレタン組成物は、耐候性や、耐薬品性、耐摩耗性等に優れた性能を示すために、塗料、インキ等に広く使われている。特に、特許文献1、特許文献2、特許文献3、特許文献4、特許文献5で開示されているイソシアヌレート構造とモノアルコールのアロファネート構造を有するポリイソシアネート組成物は、低粘度、あるいは低極性有機溶剤への溶解性が優れているという特徴を有しており、ハイソリッド塗料、あるいは低極性有機溶剤可溶型の塗料の硬化剤として使われてきた。しかし、近年は更に環境に配慮した塗料が求められ、更なる性能向上が課題となっている。   Two-component polyurethane compositions using aliphatic and alicyclic polyisocyanate compositions are widely used in paints, inks, etc., because they exhibit excellent weather resistance, chemical resistance, abrasion resistance, and the like. It has been broken. In particular, the polyisocyanate composition having an isocyanurate structure and a monoalcohol allophanate structure disclosed in Patent Document 1, Patent Document 2, Patent Document 3, Patent Document 4, and Patent Document 5 has a low viscosity or low polarity organic property. It has a feature of excellent solubility in solvents, and has been used as a curing agent for high solid paints or low polar organic solvent soluble paints. However, in recent years, paints that are more environmentally friendly have been demanded, and further improvement in performance has been an issue.

近年、自動車の排ガス、煤煙等の油性の汚染物質によって、塗膜上に雨筋汚染が発生し易くなっており、特に建築外装用塗料分野では、雨筋汚染が付着し難い塗膜を形成できる塗料が求められてきた。
このような問題を解決するために、ポリイソシアネート組成物中に、一般にシリケート化合物と呼ばれる、テトラアルコキシシランやその縮合物、あるいはそれらの誘導体を混合して用いることによって、形成されるポリウレタン塗膜の表面を親水化する方法が用いられてきた。特許文献6では、二液型ポリウレタン組成物中に、テトラアルコキシシランを含有する二液型ポリウレタン組成物が提案されている。また、特許文献7では、低極性有機溶剤に溶解可能な主剤ポリオール組成物と、硬化剤ポリイソシアネート組成物、長鎖のアルキル基を有するテトラアルコキシシランを含有した二液型ポリウレタン組成物が提案されている。これらの先行文献では、硬化剤ポリイソシアネート組成物の構造に関する詳細な記述はなく、シリケート化合物及び低極性有機溶剤と混合した場合に、相溶性不足のため白濁や相分離が生じる場合があった。特許文献8では、モノアルコールを含有するポリイソシアネートとテトラアルコキシシラン縮合物からなり、相分離や白濁を生じにくい硬化剤ポリイソシアネート組成物が提案されているが、これら組成物でも、シリケート化合物の含有量が多い場合や低温時に相溶性が不十分となる場合があった。
In recent years, oil-based pollutants such as automobile exhaust gas and soot have become more likely to cause rain-stain contamination on the paint film, and in particular, in the field of building exterior paint, it is possible to form a paint film that does not easily adhere to rain-stain pollution. There has been a need for paint.
In order to solve such problems, a polyisocyanate composition is generally used by mixing a tetraalkoxysilane, a condensate thereof, or a derivative thereof, which is generally called a silicate compound, with a polyurethane coating film formed. A method of hydrophilizing the surface has been used. Patent Document 6 proposes a two-component polyurethane composition containing tetraalkoxysilane in the two-component polyurethane composition. Patent Document 7 proposes a two-component polyurethane composition containing a main component polyol composition that can be dissolved in a low-polar organic solvent, a curing agent polyisocyanate composition, and a tetraalkoxysilane having a long-chain alkyl group. ing. In these prior literatures, there is no detailed description regarding the structure of the curing agent polyisocyanate composition, and when mixed with a silicate compound and a low polar organic solvent, there are cases where white turbidity or phase separation may occur due to insufficient compatibility. Patent Document 8 proposes a curing agent polyisocyanate composition comprising a polyisocyanate containing a monoalcohol and a tetraalkoxysilane condensate, which hardly causes phase separation or white turbidity, but these compositions also contain a silicate compound. In some cases, the compatibility is insufficient when the amount is large or at low temperatures.

特開平2−250872号公報JP-A-2-250872 特開平4−306218号公報JP-A-4-306218 特開平5−70444号公報JP-A-5-70444 特開平5−222007号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-222007 特開2003−55433号公報JP 2003-55433 A 国際出願WO94/06870パンフレットInternational Application WO94 / 06870 Pamphlet 特開平10−102000号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-102000 特開2004−277710号公報JP 2004-277710 A

本発明は、低極性有機溶剤やシリケート化合物の含有量が多い場合でも、白濁や相分離を生じない硬化剤ポリイソシアネート組成物と、主剤ポリオール組成物とを組み合わせる事により、耐汚染性や、耐候性、耐薬品性、耐摩耗性等に優れた二液型ポリウレタン組成物を提供する事を目的とする。   The present invention combines stain resistance and weather resistance by combining a curing agent polyisocyanate composition that does not cause white turbidity or phase separation even when the content of a low-polar organic solvent or silicate compound is large, and a main component polyol composition. An object is to provide a two-component polyurethane composition having excellent properties, chemical resistance, abrasion resistance, and the like.

本発明者らは、鋭意研究した結果、特定のモノアルコールとジイソシアネートから得られ、特定割合でアロファネート基とイソシアヌレート基を含有しているポリイソシアネート化合物を含有する硬化剤ポリイソシアネート組成物と、アクリルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオールのうち少なくとも一種を含有する主剤ポリオール組成物とを用いる事で、上記目的を達成出来る事を見出し、これに基づき本発明を完成させるに至った。
すなわち本発明は、下記の通りである。
1) (A)脂肪族ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネートから選ばれる少なくとも1種類のジイソシアネート、及び炭素数が1〜20のモノアルコールから得られ、アロファネート基/イソシアヌレート基のモル比が90/10〜70/30であるポリイソシアネート化合物と下記式(1)で表されるテトラアルコキシシラン、テトラアルコキシシランの縮合物、及びテトラアルコキシシランの誘導物から選ばれる少なくとも1種類のシリケート化合物を含有する硬化剤ポリイソシアネート組成物と、(B)アクリルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオールのうち少なくとも一種を含有する主剤ポリオール組成物を必須成分とし、主剤ポリオール組成物と硬化剤ポリイソシアネート組成物の、イソシアネート基と水酸基の当量比(NCO/OH比)は、0.2〜5.0であり、ポリイソシアネート化合物とシリケート化合物の質量比は、5/95〜95/5である、二液型ポリウレタン組成物。

Figure 0004919667
式中のRは、同一、もしくは異なって炭素数1〜10のアルキル基、またはアリール基である。
2) 硬化剤ポリイソシアネート組成物が、アニリン点10℃〜70℃の低極性有機溶剤を含有する上記1)記載の二液型ポリウレタン組成物。
3) 主剤ポリオール組成物が、アニリン点10℃〜70℃の低極性有機溶剤を含有する上
記1)〜2)のいずれかに記載の二液型ポリウレタン組成物。
As a result of diligent research, the present inventors have found that a curing agent polyisocyanate composition containing a polyisocyanate compound obtained from a specific monoalcohol and a diisocyanate and containing allophanate groups and isocyanurate groups in a specific ratio, and acrylic It has been found that the above object can be achieved by using a main component polyol composition containing at least one of a polyol, a polyester polyol and a polyether polyol, and the present invention has been completed based on this.
That is, the present invention is as follows.
1) (A) It is obtained from at least one diisocyanate selected from aliphatic diisocyanate and alicyclic diisocyanate, and monoalcohol having 1 to 20 carbon atoms, and has a molar ratio of allophanate group / isocyanurate group of 90/10 to 10/10. Curing agent containing at least one silicate compound selected from a polyisocyanate compound of 70/30 and a tetraalkoxysilane represented by the following formula (1), a condensate of tetraalkoxysilane, and a derivative of tetraalkoxysilane The main component polyol composition containing at least one of a polyisocyanate composition and (B) acrylic polyol, polyester polyol, and polyether polyol is an essential component, and the isocyanate group of the main agent polyol composition and the curing agent polyisocyanate composition When A two-component polyurethane composition in which an equivalent ratio of hydroxyl groups (NCO / OH ratio) is 0.2 to 5.0, and a mass ratio of the polyisocyanate compound and the silicate compound is 5/95 to 95/5 .
Figure 0004919667
R in the formula is the same or different and is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an aryl group.
2) The two-component polyurethane composition according to 1) above, wherein the curing agent polyisocyanate composition contains a low polarity organic solvent having an aniline point of 10 ° C to 70 ° C.
3) The two-component polyurethane composition according to any one of 1) to 2) above, wherein the main component polyol composition contains a low polarity organic solvent having an aniline point of 10 ° C to 70 ° C.

) モノアルコールが、炭素数4〜9である上記1)〜)のいずれかに記載の二液型ポリウレタン組成物。
) 建築用塗料又は重防食用途である、上記1)〜)のいずれかに記載の二液型ポリウレタン組成物。
) 上記)に記載の二液型ポリウレタン組成物が塗布された建築物。
4 ) The two-component polyurethane composition according to any one of 1) to 3 ) above, wherein the monoalcohol has 4 to 9 carbon atoms.
5 ) The two-component polyurethane composition according to any one of 1) to 4 ) above, which is used for architectural coatings or heavy anticorrosion.
6 ) A building to which the two-component polyurethane composition described in 5 ) above is applied.

本発明の二液型ポリウレタン組成物は、低極性有機溶剤やシリケート化合物の含有量が多い場合でも、白濁や相分離を生じない硬化剤ポリイソシアネート組成物と、主剤ポリオール組成物とを組み合わせる事により、耐汚染性や、耐候性、耐薬品性、耐摩耗性等に優れるという効果を有する。   The two-component polyurethane composition of the present invention is obtained by combining a curing agent polyisocyanate composition that does not cause white turbidity or phase separation even when the content of a low-polar organic solvent or a silicate compound is large, and a main component polyol composition. It has the effect of being excellent in contamination resistance, weather resistance, chemical resistance, wear resistance and the like.

以下に、本発明について詳しく説明する。
本発明では、脂肪族ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネートから選ばれる少なくとも1種類のジイソシアネートを原料として使用する。
脂肪族ジイソシアネートとしては、例えば、1,4−ジイソシアナトブタン、1,5−ジイソシアナトペンタン、1,6−ジイソシアナトヘキサン(以下、HDI)、1,6−ジイソシアナト−2,2,4−トリメチルヘキサン、2,6−ジイソシアナトヘキサン酸メチル(リジンジイソシアネート)、1,9−ジイソシアナトノナンが挙げられる。
脂環式ジイソシアネートとして、例えば、5−イソシアナト−1−イソシアナトメチル−1,3,3−トリメチルシクロヘキサン(イソホロンジイソシアネート)、1,3−ジイソシアナトメチルシクロヘキサン(水添キシリレンジイソシアネート)、ビス(4−イソシアナトシクロヘキシル)メタン(水添ジフェニルメタンジイソシアネート)、1,4−ジイソシアナトシクロヘキサン等が挙げられる。
The present invention is described in detail below.
In the present invention, at least one diisocyanate selected from aliphatic diisocyanate and alicyclic diisocyanate is used as a raw material.
Examples of the aliphatic diisocyanate include 1,4-diisocyanatobutane, 1,5-diisocyanatopentane, 1,6-diisocyanatohexane (hereinafter referred to as HDI), 1,6-diisocyanato-2,2, and the like. Examples include 4-trimethylhexane, methyl 2,6-diisocyanatohexanoate (lysine diisocyanate), and 1,9-diisocyanatononane.
Examples of the alicyclic diisocyanate include 5-isocyanato-1-isocyanatomethyl-1,3,3-trimethylcyclohexane (isophorone diisocyanate), 1,3-diisocyanatomethylcyclohexane (hydrogenated xylylene diisocyanate), bis ( 4-isocyanatocyclohexyl) methane (hydrogenated diphenylmethane diisocyanate), 1,4-diisocyanatocyclohexane and the like.

脂肪族ジイソシアネート、及び脂環式ジイソシアネートの中で、HDI、イソホロンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネートは、工業的に入手し易いため好ましい。脂肪族ジイソシアネート、及び脂環式ジイソシアネートでは、作製したポリイソシアネート化合物の粘度が低くなる脂肪族ジイソシアネートが好ましく、中でもHDIが最も好ましい。
本発明では、炭素数が1〜20のモノアルコールを用いる。モノアルコールの炭素数の下限は、好ましくは2、より好ましくは3、更に一層好ましくは4である。上限は、好ましくは16、より好ましくは12、更に一層好ましくは9である。炭素数が1以上であれば低極性有機溶剤への溶解力が発揮できる。20以下であればシリケート化合物との相溶性が十分である。モノアルコールは1種類でも2種類以上混合して用いても良い。また本発明で用いるモノアルコールは、分子内にエーテル基や、エステル基、カルボニル基を含んでも良いが、好ましいのは飽和炭化水素基だけからなるモノアルコールである。更に、分岐を有しているモノアルコールがより好ましい。このようなモノアルコールとして例えば、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、イソブタノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、イソアミルアルコール、1−ヘキサノール、2−ヘキサノール、1−ヘプタノール、1−オクタノール、2−エチル−1−ヘキサノール、3,3,5−トリメチル−1−ヘキサノール、トリデカノール、ペンタデカノール、パルミチルアルコール、ステアリルアルコール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、トリメチルシクロヘキサノール等が挙げられる。この中でイソブタノール、n−ブタノール、イソアミルアルコール、1−ヘキサノール、1−へプタノール、1−オクタノール、2−エチル−1−ヘキサノール、トリデカノール、ペンタデカノール、パルミチルアルコール、ステアリルアルコール、1,3,5−トリメチルシクロヘキサノールは低極性有機溶剤への溶解性が特に優れているため、より好ましい。
Among aliphatic diisocyanates and alicyclic diisocyanates, HDI, isophorone diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, and hydrogenated diphenylmethane diisocyanate are preferable because they are easily available industrially. As the aliphatic diisocyanate and the alicyclic diisocyanate, an aliphatic diisocyanate in which the viscosity of the produced polyisocyanate compound is reduced is preferable, and HDI is most preferable.
In the present invention, monoalcohol having 1 to 20 carbon atoms is used. The lower limit of the carbon number of the monoalcohol is preferably 2, more preferably 3, and still more preferably 4. The upper limit is preferably 16, more preferably 12, even more preferably 9. If the number of carbon atoms is 1 or more, the dissolving power in the low polarity organic solvent can be exhibited. If it is 20 or less, the compatibility with the silicate compound is sufficient. Monoalcohol may be used alone or in combination of two or more. The monoalcohol used in the present invention may contain an ether group, an ester group or a carbonyl group in the molecule, but is preferably a monoalcohol comprising only a saturated hydrocarbon group. Furthermore, a monoalcohol having a branch is more preferable. Examples of such monoalcohol include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, isobutanol, 1-pentanol, 2-pentanol, isoamyl alcohol, 1-hexanol, 2- Hexanol, 1-heptanol, 1-octanol, 2-ethyl-1-hexanol, 3,3,5-trimethyl-1-hexanol, tridecanol, pentadecanol, palmityl alcohol, stearyl alcohol, cyclopentanol, cyclohexanol, Examples include methylcyclohexanol and trimethylcyclohexanol. Among them, isobutanol, n-butanol, isoamyl alcohol, 1-hexanol, 1-heptanol, 1-octanol, 2-ethyl-1-hexanol, tridecanol, pentadecanol, palmityl alcohol, stearyl alcohol, 1,3 , 5-trimethylcyclohexanol is more preferred because of its particularly excellent solubility in low-polar organic solvents.

1−プロパノール、イソブタノール、1−ブタノール、イソアミルアルコール、ペンタノール、1−ヘキサノール、2−ヘキサノール、1−ヘプタノール、1−オクタノール、2−オクタノール、2−エチル−1−ヘキサノール、3,3,5−トリメチル−1−ヘキサノールは、シリケート化合物との相溶性が特に優れるため、より一層好ましい。イソブタノール、1−ヘキサノール、2−ヘキサノール、1−オクタノール、2−オクタノール、2−エチル−1−ヘキサノール、3,3,5−トリメチル−1−ヘキサノールは、低極性有機溶剤への溶解性、シリケート化合物との相溶性、共に非常に優れており、最も好ましい。   1-propanol, isobutanol, 1-butanol, isoamyl alcohol, pentanol, 1-hexanol, 2-hexanol, 1-heptanol, 1-octanol, 2-octanol, 2-ethyl-1-hexanol, 3, 3, 5 -Trimethyl-1-hexanol is even more preferred because of its particularly excellent compatibility with silicate compounds. Isobutanol, 1-hexanol, 2-hexanol, 1-octanol, 2-octanol, 2-ethyl-1-hexanol, 3,3,5-trimethyl-1-hexanol are soluble in low polar organic solvents, silicates The compatibility with the compound is very excellent and most preferable.

ポリイソシアネート化合物とは、脂肪族ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネート等を公知の技術でポリイソシアネート化したものである。
本発明で用いるポリイソシアネート化合物は、アロファネート基/イソシアヌレート基のモル比が90/10〜70/30のものである。アロファネート基/イソシアヌレート基のモル比の上限は、より好ましくは87/13、一層好ましくは85/15である。下限は、より好ましくは74/26、一層好ましくは77/23、更に一層好ましくは80/20である。アロファネート基とイソシアヌレート基のモル比が、90/10〜70/30の場合に、硬化性と、低極性有機溶剤への溶解性、シリケート化合物との相溶性が十分となる。
The polyisocyanate compound is obtained by polyisocyanating aliphatic diisocyanate, alicyclic diisocyanate or the like by a known technique.
The polyisocyanate compound used in the present invention has an allophanate group / isocyanurate group molar ratio of 90/10 to 70/30. The upper limit of the allophanate group / isocyanurate group molar ratio is more preferably 87/13, and still more preferably 85/15. The lower limit is more preferably 74/26, still more preferably 77/23, and still more preferably 80/20. When the molar ratio of the allophanate group to the isocyanurate group is 90/10 to 70/30, the curability, the solubility in the low polar organic solvent, and the compatibility with the silicate compound are sufficient.

本発明で用いる硬化剤ポリイソシアネート組成物とは、二液型ポリウレタン組成物に用いるポリイソシアネート化合物、あるいは必要に応じて、シリケート化合物や、有機溶剤や、硬化促進用触媒、顔料、レベリング剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、可塑剤、界面活性剤等の当該技術分野で使用されている各種添加剤を混合した物である。
なお、アロファネート基とイソシアヌレート基のモル比は、1H−NMRにより求めることができる。HDIおよびそれから得られるイソシアネートプレポリマーを原料として用いたポリイソシアネート化合物を1H−NMRで測定する方法の一例を以下に示す。
1H−NMRの測定方法例:ポリイソシアネート化合物を重水素クロロホルムに10質量%の濃度で溶解する(ポリイソシアネート化合物に対して0.03質量%テトラメチルシランを添加)。化学シフト基準は、テトラメチルシランの水素のシグナルを0ppmとした。1H−NMRにて測定し、8.5ppm付近のアロファネート基の窒素に結合した水素原子のシグナル(アロファネート基1molに対して、1molの水素原子)と、3.85ppm付近のイソシアヌレート基に隣接したメチレン基の水素原子(イソシアヌレート基1モルに対して、6molの水素原子)のシグナルの面積比を測定する。
アロファネート基/イソシアヌレート基=(8.5ppm付近のシグナル面積)/(3.85ppm付近のシグナル面積/6)
The curing agent polyisocyanate composition used in the present invention is a polyisocyanate compound used in a two-component polyurethane composition or, if necessary, a silicate compound, an organic solvent, a curing accelerator catalyst, a pigment, a leveling agent, an oxidation agent. It is a mixture of various additives used in the technical field such as an inhibitor, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, a plasticizer, and a surfactant.
The molar ratio of allophanate groups to isocyanurate groups can be determined by 1H-NMR. An example of a method for measuring a polyisocyanate compound using HDI and an isocyanate prepolymer obtained therefrom as a raw material by 1H-NMR is shown below.
Example of 1H-NMR Measurement Method: A polyisocyanate compound is dissolved in deuterium chloroform at a concentration of 10% by mass (0.03% by mass of tetramethylsilane is added to the polyisocyanate compound). As a chemical shift standard, a hydrogen signal of tetramethylsilane was set to 0 ppm. Measured by 1H-NMR, adjacent to an isocyanurate group at a signal of hydrogen atoms bonded to nitrogen of allophanate groups at about 8.5 ppm (1 mol of hydrogen atoms relative to 1 mol of allophanate groups) and at about 3.85 ppm. The signal area ratio of the hydrogen atom of the methylene group (6 mol of hydrogen atom relative to 1 mol of isocyanurate group) is measured.
Allophanate group / isocyanurate group = (signal area around 8.5 ppm) / (signal area around 3.85 ppm / 6)

また、ウレトジオン体は、低極性有機溶剤への溶解性が低いだけでなく、熱などにより解離してHDIを生成し易いため、ウレトジオン体の含有量を削減することが好ましい。ウレトジオン体の含有量は、実質的に有機溶剤やシリケート化合物や各種添加剤を含有していないポリイソシアネート化合物に対して好ましくは10質量%以下、より好ましくは5質量%以下、更に一層好ましくは3質量%以下である。ウレトジオン体の含有量の測定は、ゲル濾過クロマトグラフィー(以下、GPC)の分子量336程度のピークの面積の割合を示差屈折計で測定することで求めることができる。336程度のピーク付近に測定の障害となるようなピークがある場合は、FT−IRを用いて、1770cm−1程度のウレトジオン基のピークの高さと、1720cm−1程度のアロファネート基のピークの高さの比を、内部標準を用いて定量する方法によっても求めることができる。   In addition, the uretdione body is not only low in solubility in a low-polar organic solvent, but is also easily dissociated by heat or the like to generate HDI. Therefore, it is preferable to reduce the content of the uretdione body. The content of the uretdione compound is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and still more preferably 3% with respect to the polyisocyanate compound which does not substantially contain an organic solvent, a silicate compound or various additives. It is below mass%. The content of the uretdione compound can be determined by measuring the ratio of the area of the peak having a molecular weight of about 336 in gel filtration chromatography (hereinafter referred to as GPC) with a differential refractometer. When there is a peak that hinders measurement near the peak of about 336, the peak height of the uretdione group of about 1770 cm −1 and the peak of the allophanate group of about 1720 cm −1 are measured using FT-IR. The ratio can also be obtained by a method of quantifying using an internal standard.

以下、GPCの測定方法について述べる。ポリイソシアネート化合物の分子量に関する測定値は、全て以下の測定方法で行ったものである。使用機器:HLC−8120(東ソー株式会社製)、使用カラム:TSK GEL SuperH1000、TSK GEL SuperH2000、TSK GEL SuperH3000(何れも東ソー株式会社製)、試料濃度:5wt/vol%、キャリア:THF、検出方法:示差屈折計、流出量0.6ml/min.、カラム温度30℃)。GPCの検量線は、分子量50000〜2050のポリスチレン(ジーエルサイエンス株式会社製PSS−06(Mw50000)、BK13007(Mp=20000、Mw/Mn=1.03)、PSS−08(Mw=9000)、PSS−09(Mw=4000)、5040−35125(Mp=2050、Mw/Mn=1.05)と、HDI系ポリイソシアネート化合物(デュラネートTPA−100、旭化成ケミカルズ株式会社製)のイソシアヌレート体の3量体〜7量体(イソシアヌレート3量体分子量=504、イソシアヌレート5量体分子量=840、イソシアヌレート7量体分子量=1176)及びHDI(分子量=168)を標準として作成した。   The GPC measurement method will be described below. All the measured values related to the molecular weight of the polyisocyanate compound are measured by the following measuring method. Equipment used: HLC-8120 (manufactured by Tosoh Corporation), columns used: TSK GEL SuperH1000, TSK GEL SuperH2000, TSK GEL SuperH3000 (both manufactured by Tosoh Corporation), sample concentration: 5 wt / vol%, carrier: THF, detection method : Differential refractometer, outflow amount 0.6 ml / min. Column temperature 30 ° C.). GPC calibration curves are polystyrene (molecular weight 50000-2050 PSS-06 (Mw 50000), BK 13007 (Mp = 20000, Mw / Mn = 1.03), PSS-08 (Mw = 9000), PSS. -09 (Mw = 4000), 5040-35125 (Mp = 2050, Mw / Mn = 1.05) and 3 amounts of an isocyanurate of an HDI-based polyisocyanate compound (Duranate TPA-100, manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation) To 7-mer (isocyanurate trimer molecular weight = 504, isocyanurate pentamer molecular weight = 840, isocyanurate heptamer molecular weight = 1176) and HDI (molecular weight = 168) were prepared as standards.

ウレタン体が多く含まれていると、ポリイソシアネート化合物を含有した硬化剤ポリイソシアネート組成物の架橋能力が低くなるために好ましくない。本発明のポリイソシアネート化合物に、ウレタン体が含まれる量の範囲としては、実質的に有機溶剤やシリケート化合物や各種添加剤を含有していないポリイソシアネート化合物に対して、好ましくは10質量%以下、より好ましくは5質量%以下、更に一層好ましくは3質量%以下が適当である。
更に、ビウレット体、その他のジイソシアネート重合体も、低極性有機溶剤への溶解性、シリケート化合物との相溶性が低下するため、含有量が多くなるのは好ましくない。本発明のポリイソシアネート化合物にビウレット体、その他のジイソシアネート重合体が含まれる量の範囲としては、実質的に有機溶剤やシリケート化合物や各種添加剤を含有していないポリイソシアネート化合物に対して、好ましくは10質量%以下、より好ましくは5質量%以下、更に一層好ましくは3質量%以下が適当である。
When a large amount of urethane is contained, the crosslinking ability of the curing agent polyisocyanate composition containing the polyisocyanate compound is lowered, which is not preferable. The range of the amount of the urethane compound contained in the polyisocyanate compound of the present invention is preferably 10% by mass or less with respect to the polyisocyanate compound substantially not containing an organic solvent, a silicate compound or various additives, More preferably, it is 5% by mass or less, and still more preferably 3% by mass or less.
Furthermore, the biuret body and other diisocyanate polymers are not preferable because the solubility in a low-polar organic solvent and the compatibility with a silicate compound are lowered. The polyisocyanate compound of the present invention preferably has a biuret form and other diisocyanate polymers in an amount range, preferably with respect to a polyisocyanate compound substantially not containing an organic solvent, a silicate compound or various additives. 10 mass% or less, More preferably, it is 5 mass% or less, More preferably, 3 mass% or less is suitable.

本発明で用いるポリイソシアネート化合物のイソシアネート基含有量(以下、NCO含有量)は、実質的に有機溶剤やジイソシアネートやシリケート化合物や各種添加剤を含んでいない状態で10〜22質量%、好ましくは13〜21質量%、より好ましくは16〜20質量%である。10〜22質量%の範囲であれば低極性有機溶剤に十分溶解して、かつ十分な架橋性を有する硬化剤ポリイソシアネート組成物を得ることができる。
本発明で用いるポリイソシアネート化合物の粘度は、実質的に有機溶剤やジイソシアネートやシリケート化合物や各種添加剤を含んでいない状態で好ましくは50〜500mPa.sである。粘度の下限は、より好ましくは75mPa.s、より一層好ましくは100mPa.s、更に一層好ましくは120mPa.sである。粘度の上限は、より好ましくは450mPa.s、より一層好ましくは400mPa.s、一層好ましくは350mPa.s、最も好ましくは300mPa.sである。ポリイソシアネート化合物の粘度が、50以上であれば十分な架橋性を有する硬化剤ポリイソシアネート組成物を得ることができ、500mPa.s以下であればハイソリッドな二液型ポリウレタン組成物を得ることが可能となる。
The isocyanate group content (hereinafter referred to as NCO content) of the polyisocyanate compound used in the present invention is 10 to 22% by mass, preferably 13 in a state that does not substantially contain an organic solvent, diisocyanate, silicate compound and various additives. -21% by mass, more preferably 16-20% by mass. If it is the range of 10-22 mass%, it can fully melt | dissolve in a low polar organic solvent, and can obtain the hardening | curing agent polyisocyanate composition which has sufficient crosslinking | crosslinked property.
The viscosity of the polyisocyanate compound used in the present invention is preferably 50 to 500 mPa.s in a state that does not substantially contain an organic solvent, diisocyanate, silicate compound and various additives. s. The lower limit of the viscosity is more preferably 75 mPa.s. s, more preferably 100 mPa.s. s, still more preferably 120 mPa.s. s. The upper limit of the viscosity is more preferably 450 mPa.s. s, more preferably 400 mPa.s. s, more preferably 350 mPa.s. s, most preferably 300 mPa.s. s. If the viscosity of the polyisocyanate compound is 50 or more, a curing agent polyisocyanate composition having sufficient crosslinkability can be obtained, and 500 mPa.s. If it is s or less, it becomes possible to obtain a high-solid two-component polyurethane composition.

本発明で用いるポリイソシアネート化合物の数平均官能基数(イソシアネート基)は、好ましくは2.10〜2.50である。数平均官能基数の下限は、より好ましくは2.15、より一層好ましくは2.20である。上限は、より好ましくは2.40、より一層好ましくは2.35である。数平均官能基数が2.10〜2.50の範囲の場合に、塗膜にした場合の硬化性と、低極性有機溶剤への溶解性、シリケート化合物との相溶性が良好となる。
数平均官能基数は、以下の式で求めることができる。
数平均官能基数=数平均分子量×NCO含有量(%)/4200
数平均分子量は、GPCの測定で求めることができる。
本発明で用いるポリイソシアネート化合物の製造方法について説明する。
The number average functional group number (isocyanate group) of the polyisocyanate compound used in the present invention is preferably 2.10 to 2.50. The lower limit of the number average functional group number is more preferably 2.15, and still more preferably 2.20. The upper limit is more preferably 2.40, and still more preferably 2.35. When the number average functional group number is in the range of 2.10 to 2.50, the curability when formed into a coating film, the solubility in a low-polar organic solvent, and the compatibility with the silicate compound are improved.
The number average functional group number can be obtained by the following formula.
Number average functional group number = number average molecular weight × NCO content (%) / 4200
The number average molecular weight can be determined by GPC measurement.
The manufacturing method of the polyisocyanate compound used by this invention is demonstrated.

本発明で用いるポリイソシアネート化合物を製造する方法としては、以下の3つの方法が挙げられる。
(1)C1〜20のモノアルコールとジイソシアネートを、ウレタン化反応し、その後、あるいは同時にアロファネート化反応及びイソシアヌレート化反応を行い、目的のポリイソシアネート化合物を得る方法。
(2)C1〜20のモノアルコールとジイソシアネートを、ウレタン化反応し、その後、あるいは同時にアロファネート化反応を行い、得られたアロファネート基を有するポリイソシアネート化合物と、ジイソシアネートをイソシアヌレート化反応して得たイソシアヌレート基を有するポリイソシアネート化合物を混合して、目的のポリイソシアネート化合物を得る方法。
As a method for producing the polyisocyanate compound used in the present invention, the following three methods may be mentioned.
(1) A method in which a C1-20 monoalcohol and a diisocyanate are subjected to a urethanization reaction, and thereafter or simultaneously, an allophanatization reaction and an isocyanurate formation reaction are performed to obtain a target polyisocyanate compound.
(2) C1-20 monoalcohol and diisocyanate were subjected to urethanization reaction, and thereafter, or simultaneously, allophanatization reaction was performed, and the resulting polyisocyanate compound having an allophanate group and diisocyanate were obtained by isocyanuration reaction. A method of obtaining a target polyisocyanate compound by mixing a polyisocyanate compound having an isocyanurate group.

(3)C1〜20のモノアルコールとジイソシアネートを、ウレタン化反応し、その後、あるいは同時にアロファネート化反応及びイソシアヌレート化反応を行い、得られたアロファネート基及びイソシアヌレート基を含有するポリイソシアネート化合物と、C1〜20のモノアルコールとジイソシアネートを、ウレタン化反応し、その後あるいは同時にアロファネート化反応を行い、得られたアロファネート基有するポリイソシアネート化合物を混合して、目的のポリイソシアネート化合物を得る方法。
(1)の方法は、一つのプロセスで製造できるため、生産効率が良いという特徴がある。(2)、(3)の方法は、イソシアヌレート構造を有するポリイソシアネート化合物あるいはイソシアヌレート構造とアロファネート構造を有するポリイソシアネート化合物と、アロファネート基を有するポリイソシアネート化合物を任意の比率で混合することが可能であるので、得られるポリイソシアネート化合物の物性の調整が容易であるという特徴がある。
(3) A C1-20 monoalcohol and a diisocyanate are subjected to a urethanization reaction, and thereafter, or simultaneously, an allophanate reaction and an isocyanurate reaction, and a polyisocyanate compound containing the obtained allophanate group and isocyanurate group; A method in which a C1-20 monoalcohol and a diisocyanate are subjected to a urethanization reaction, and then or simultaneously, an allophanatization reaction is performed, and the obtained polyisocyanate compound having an allophanate group is mixed to obtain a target polyisocyanate compound.
Since the method (1) can be manufactured by one process, it has a feature that production efficiency is good. In the methods (2) and (3), a polyisocyanate compound having an isocyanurate structure or a polyisocyanate compound having an isocyanurate structure and an allophanate structure and a polyisocyanate compound having an allophanate group can be mixed in any ratio. Therefore, there is a feature that the physical properties of the obtained polyisocyanate compound can be easily adjusted.

アロファネート基とイソシアヌレート基のモル比が90/10〜70/30の範囲になるように製造すれば、いずれの方法を用いても良い。
ウレタン化反応は、好ましくは20〜200℃、より好ましくは40〜150℃、より一層好ましくは60〜120℃で、好ましくは10分〜24時間、より好ましくは15分〜15時間、より一層好ましくは20分〜10時間行われる。20℃以上で反応が速く、200℃以下でウレトジオン化などの副反応が抑制され、また着色も抑制される。時間は、10分以上であれば反応を完結させることが可能となり、24時間以下であれば生産効率に問題が無く、また副反応も抑制される。ウレタン化反応は、無触媒で、またはスズ系、アミン系などの触媒の存在下で行う事ができる。
Any method may be used as long as the molar ratio between the allophanate group and the isocyanurate group is 90/10 to 70/30.
The urethanization reaction is preferably 20 to 200 ° C., more preferably 40 to 150 ° C., even more preferably 60 to 120 ° C., preferably 10 minutes to 24 hours, more preferably 15 minutes to 15 hours, even more preferably. Is performed for 20 minutes to 10 hours. The reaction is fast at 20 ° C. or higher, side reactions such as uretdione formation are suppressed at 200 ° C. or lower, and coloring is also suppressed. If the time is 10 minutes or more, the reaction can be completed. If the time is 24 hours or less, there is no problem in production efficiency, and side reactions are also suppressed. The urethanization reaction can be carried out without a catalyst or in the presence of a catalyst such as tin or amine.

アロファネート化反応は、好ましくは20〜200℃の温度で行われる。より好ましくは、40〜180℃であり、より一層好ましくは60〜160℃である。更に一層好ましくは90〜150℃であり、最も好ましいのは110〜150℃である。20℃以上で、アロファネート化触媒の量が少なくなると共に、反応の終結までに必要な時間が短い。また200℃以下で、ウレトジオン化などの副反応が抑制され、また、反応生成物の着色が抑えられる。
アロファネート化反応の反応時間は、好ましくは10分〜24時間、より好ましくは15分〜12時間、より一層好ましくは20分〜8時間、更に一層好ましくは20分〜6時間が良い。反応時間が10分以上であれば反応の制御が可能となり、24時間以内であれば生産効率が十分である。なお、反応温度が130℃を超える場合には、副反応としてウレトジオンが生成する場合があるため、反応時間は好ましくは8時間以内、より好ましくは6時間以内、より一層好ましくは4時間以内が良い。
The allophanatization reaction is preferably performed at a temperature of 20 to 200 ° C. More preferably, it is 40-180 degreeC, More preferably, it is 60-160 degreeC. Still more preferably, it is 90-150 degreeC, Most preferably, it is 110-150 degreeC. Above 20 ° C., the amount of allophanatization catalyst decreases and the time required to complete the reaction is short. Further, at 200 ° C. or lower, side reactions such as uretdione formation are suppressed, and coloring of the reaction product is suppressed.
The reaction time of the allophanatization reaction is preferably 10 minutes to 24 hours, more preferably 15 minutes to 12 hours, even more preferably 20 minutes to 8 hours, and even more preferably 20 minutes to 6 hours. If the reaction time is 10 minutes or more, the reaction can be controlled, and if it is within 24 hours, the production efficiency is sufficient. When the reaction temperature exceeds 130 ° C., uretdione may be generated as a side reaction. Therefore, the reaction time is preferably within 8 hours, more preferably within 6 hours, and even more preferably within 4 hours. .

イソシアヌレート化反応、あるいはアロファネート化及びイソシアヌレート化反応は、好ましくは20〜180℃の温度で行われる。より好ましくは、30〜160℃であり、より一層好ましくは40〜140℃である。更に一層好ましくは60〜130℃であり、最も好ましいのは80〜110℃である。20℃以上で、触媒の量が少なくなると共に、ナイロン化反応等の副反応が起こりにくくなる。また180℃以下で、ウレトジオン化などの副反応が抑制され、また、反応生成物の着色が抑えられる。
イソシアヌレート化反応、あるいはアロファネート化及びイソシアヌレート化反応の反応時間は、好ましくは10分〜24時間、より好ましくは15分〜12時間、より一層好ましくは20分〜8時間、更に一層好ましくは20分〜6時間が良い。反応時間が10分以上であれば反応の制御が可能となり、24時間以内であれば生産効率が十分である。
The isocyanuration reaction, or allophanatization and isocyanuration reaction is preferably performed at a temperature of 20 to 180 ° C. More preferably, it is 30-160 degreeC, More preferably, it is 40-140 degreeC. Still more preferably, it is 60-130 degreeC, Most preferably, it is 80-110 degreeC. At 20 ° C. or higher, the amount of the catalyst is reduced, and side reactions such as nylon reaction are less likely to occur. Further, at 180 ° C. or lower, side reactions such as uretdione formation are suppressed, and coloring of the reaction product is suppressed.
The reaction time of the isocyanuration reaction, or allophanation and isocyanuration reaction is preferably 10 minutes to 24 hours, more preferably 15 minutes to 12 hours, even more preferably 20 minutes to 8 hours, and still more preferably 20 Min ~ 6 hours is good. If the reaction time is 10 minutes or more, the reaction can be controlled, and if it is within 24 hours, the production efficiency is sufficient.

(1)の方法を採用する場合、アロファネート化反応およびイソシアヌレート化反応は触媒を用いた方が好ましく、特に生成するポリイソシアネートのアロファネート基/イソシアヌレート基のモル比が70/30〜90/10となる触媒を選択する方が好ましい。このような触媒として、例えば亜鉛のカルボン酸塩、ビスマスのカルボン酸塩、亜鉛、錫、ジルコニウム、ジルコニル等のアルコキシド等が挙げられる。
(2)、あるいは(3)の方法を採用し、アロファネート基を有するポリイソシアネートを製造する場合、アロファネート化反応は触媒を用いた方が好ましく、特にアロファネート基の選択率が高い触媒、より好ましくは生成するポリイソシアネートのアロファネート基/イソシアヌレート基の比が90/10〜100/0となる触媒を選択する方が好ましい。このような触媒として、例えば鉛、錫、ジルコニル、ジルコニウムのカルボン酸塩等、あるいはこれらの混合物が挙げられる。
When the method (1) is adopted, it is preferable to use a catalyst for the allophanate reaction and isocyanurate reaction, and in particular, the molar ratio of allophanate group / isocyanurate group of the polyisocyanate to be produced is 70/30 to 90/10. It is preferable to select a catalyst that yields Examples of such catalysts include zinc carboxylates, bismuth carboxylates, alkoxides such as zinc, tin, zirconium and zirconyl.
When the method (2) or (3) is employed to produce a polyisocyanate having an allophanate group, the allophanate reaction is preferably performed using a catalyst, and more preferably a catalyst having a high allophanate group selectivity, more preferably It is preferable to select a catalyst in which the ratio of allophanate groups / isocyanurate groups of the polyisocyanate to be produced is 90/10 to 100/0. Examples of such a catalyst include lead, tin, zirconyl, zirconium carboxylate, and a mixture thereof.

(2)の方法を採用し、イソシアヌレート基を含有するポリイソシアネートを製造する場合、イソシアヌレート化反応は触媒を用いた方が好ましい。イソシアヌレート化触媒としては、例えばテトラアルキルアンモニウム、ヒドロキシアルキルアンモニウム、アルカリ金属塩のカルボン酸塩、ハイドロオキサイドや、アミノシリル基含有化合物等、あるいはこれらの混合物などが挙げられる。
(3)の方法を採用し、アロファネート基及びイソシアヌレート基を含有するポリイソシアネートを製造する場合、アロファネート化反応及びイソシアヌレート化反応は触媒を用いた方が好ましい。アロファネート化及びイソシアヌレート化触媒として、例えばテトラアルキルアンモニウム、ヒドロキシアルキルアンモニウム、アルカリ金属塩のカルボン酸塩、ハイドロオキサイドや、アミノシリル基含有化合物等、あるいはこれらの混合物が挙げられる。特に、アロファネート化の選択率が適度に高い方が、ウレタン基の残る可能性が低く好ましいため、より好ましくは生成するポリイソシアネートのアロファネート基/イソシアヌレート基の比が40/60〜70/30となる触媒が良い。このような触媒としては、テトラアルキルアンモニウム、ヒドロキシアルキルアンモニウムのカルボン酸塩、あるいはこれらの混合物が挙げられる。
When the method (2) is employed to produce a polyisocyanate containing an isocyanurate group, it is preferable to use a catalyst for the isocyanurate formation reaction. Examples of the isocyanurate-forming catalyst include tetraalkylammonium, hydroxyalkylammonium, carboxylates of alkali metal salts, hydroxides, aminosilyl group-containing compounds, and the like, or mixtures thereof.
When the method (3) is employed to produce a polyisocyanate containing an allophanate group and an isocyanurate group, it is preferable to use a catalyst for the allophanate reaction and the isocyanurate reaction. Examples of the allophanatization and isocyanuration catalyst include tetraalkylammonium, hydroxyalkylammonium, carboxylates of alkali metal salts, hydroxides, aminosilyl group-containing compounds, and the like, or mixtures thereof. In particular, it is preferable that the selectivity of allophanate formation is moderately high because the possibility of remaining urethane groups is low, and therefore the ratio of allophanate groups / isocyanurate groups of the polyisocyanate to be produced is more preferably 40/60 to 70/30. The catalyst which becomes is good. Such catalysts include tetraalkylammonium, hydroxyalkylammonium carboxylates, or mixtures thereof.

アロファネート化触媒、イソシアヌレート化触媒、アロファネート化及びイソシアヌレート化触媒の使用量は、反応液総質量を基準にして、好ましくは0.001〜2.0質量%、より好ましくは、0.01〜0.5質量%の量にて用いられる。0.001質量%以上で触媒の効果が十分に発揮できる。2重量%以下で、アロファネート化反応の制御が容易である。
本発明において、アロファネート化触媒、イソシアヌレート化触媒、アロファネート化及びイソシアヌレート化触媒の添加方法は限定されない。例えば、アロファネート化触媒、アロファネート化及びイソシアヌレート化触媒の場合は、ウレタン基を含有する化合物の製造の前、即ちジイソシアネートと水酸基を有する有機化合物のウレタン化反応に先だって添加しても良いし、ジイソシアネートと水酸基を有する有機化合物のウレタン化反応中に添加しても良く、ウレタン基含有化合物製造の後に添加しても良い。また、添加の方法として、所要量のアロファネート化触媒を一括して添加しても良いし、何回かに分割して添加しても良い。または、一定の添加速度で連続的に添加する方法も採用できる。
The amount of the allophanate catalyst, isocyanurate catalyst, allophanate catalyst and isocyanurate catalyst is preferably 0.001 to 2.0% by mass, more preferably 0.01 to 2.0%, based on the total mass of the reaction solution. Used in an amount of 0.5% by weight. The effect of the catalyst can be sufficiently exerted at 0.001% by mass or more. Control of the allophanatization reaction is easy at 2% by weight or less.
In the present invention, the method for adding the allophanate catalyst, isocyanurate catalyst, allophanate catalyst and isocyanurate catalyst is not limited. For example, in the case of an allophanatization catalyst, allophanate formation and isocyanurate formation catalyst, it may be added before the production of a compound containing a urethane group, that is, prior to the urethanization reaction of an organic compound having a diisocyanate and a hydroxyl group. And may be added during the urethanization reaction of the organic compound having a hydroxyl group, or after the urethane group-containing compound is produced. In addition, as a method of addition, a required amount of the allophanatization catalyst may be added all at once, or may be added in several divided portions. Or the method of adding continuously at a fixed addition rate is also employable.

ウレタン化反応やアロファネート化反応、イソシアヌレート化反応、アロファネート化及びイソシアヌレート化反応は、無溶媒中で進行するが、必要に応じて上記の低極性有機溶剤の他、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤、メチルエチルケトン等のケトン系溶剤、トルエン、キシレン、ジエチルベンゼン等の芳香族系溶剤、ジアルキルポリアルキレングリコールエーテル等のイソシアネート基との反応性を有していない有機溶剤、およびそれらの混合物を溶媒として使用する事ができる。
本発明におけるウレタン化反応、アロファネート化反応、イソシアヌレート化反応、アロファネート化反応及びイソシアヌレート化反応の過程は、反応液のNCO含有率を測定するか、屈折率を測定する事により追跡できる。
The urethanization reaction, allophanate reaction, isocyanurate reaction, allophanate reaction and isocyanurate reaction proceed in the absence of a solvent, but if necessary, in addition to the above-mentioned low polar organic solvents, ethyl acetate, butyl acetate, etc. Ester solvents, ketone solvents such as methyl ethyl ketone, aromatic solvents such as toluene, xylene, and diethylbenzene, organic solvents that are not reactive with isocyanate groups such as dialkyl polyalkylene glycol ethers, and mixtures thereof Can be used as
The process of urethanization reaction, allophanate reaction, isocyanurate reaction, allophanate reaction, and isocyanurate reaction in the present invention can be traced by measuring the NCO content of the reaction solution or measuring the refractive index.

アロファネート化反応、イソシアヌレート化反応、アロファネート化反応及びイソシアヌレート化反応は、室温に冷却するか、反応停止剤を添加することにより停止できるが、触媒を用いる場合、反応停止剤を添加するほうが、副反応を抑制することができるために、好ましい。反応停止剤を添加する量は、触媒に対して、好ましくは0.25〜20倍のモル量、より好ましくは0.5〜16倍のモル量、より一層好ましくは1.0〜12倍のモル量である。0.25倍以上で、完全に失活させることが可能となる。20倍以下で保存安定性が良好となる。反応停止剤としては、触媒を失活させるものであれば何を使っても良い。反応停止剤の例としては、リン酸、ピロリン酸等のリン酸酸性を示す化合物、リン酸、ピロリン酸等のモノアルキルあるいはジアルキルエステル、モノクロロ酢酸などのハロゲン化酢酸、塩化ベンゾイル、スルホン酸エステル、硫酸、硫酸エステル、イオン交換樹脂、キレート剤等が挙げられる。工業的にみた場合、リン酸、ピロリン酸、メタリン酸、ポリリン酸、およびリン酸モノアルキルエステルや、リン酸ジアルキルエステルは、ステンレスを腐食し難いので、好ましい。リン酸モノエステルや、リン酸ジエステルとして、たとえば、リン酸モノエチルエステルや、リン酸ジエチルエステル、リン酸モノブチルエステルやリン酸ジブチルエステル、リン酸モノ(2−エチルヘキシル)エステルや、リン酸ジ(2−エチルヘキシル)エステル、リン酸モノデシルエステル、リン酸ジデシルエステル、リン酸モノラウリルエステル、リン酸ジラウリルエステル、リン酸モノトリデシルエステル、リン酸ジトリデシルエステル、リン酸モノオレイルエステル、リン酸ジオレイルエステルなど、あるいはこれらの混合物などが挙げられる。   The allophanate reaction, isocyanurate reaction, allophanate reaction and isocyanurate reaction can be stopped by cooling to room temperature or adding a reaction terminator, but when using a catalyst, it is better to add a reaction terminator. It is preferable because side reactions can be suppressed. The amount of the reaction terminator added is preferably 0.25 to 20 times the molar amount, more preferably 0.5 to 16 times the molar amount, still more preferably 1.0 to 12 times the catalyst. Molar amount. It becomes possible to completely deactivate at 0.25 times or more. Storage stability becomes good at 20 times or less. Any reaction terminator may be used as long as it deactivates the catalyst. Examples of reaction terminators include phosphoric acid, pyrophosphoric acid and other phosphoric acid compounds, phosphoric acid, monoalkyl or dialkyl esters such as pyrophosphoric acid, halogenated acetic acid such as monochloroacetic acid, benzoyl chloride, sulfonic acid ester, Examples include sulfuric acid, sulfuric ester, ion exchange resin, chelating agent and the like. From an industrial viewpoint, phosphoric acid, pyrophosphoric acid, metaphosphoric acid, polyphosphoric acid, phosphoric acid monoalkyl ester, and phosphoric acid dialkyl ester are preferable because they hardly corrode stainless steel. Examples of phosphoric acid monoesters and phosphoric acid diesters include phosphoric acid monoethyl ester, phosphoric acid diethyl ester, phosphoric acid monobutyl ester, phosphoric acid dibutyl ester, phosphoric acid mono (2-ethylhexyl) ester, and phosphoric acid diester. (2-ethylhexyl) ester, phosphate monodecyl ester, phosphate didecyl ester, phosphate monolauryl ester, phosphate dilauryl ester, phosphate monotridecyl ester, phosphate ditridecyl ester, phosphate monooleyl ester, Examples thereof include phosphate dioleyl ester and mixtures thereof.

また、吸着剤を用いて反応を停止する事や、吸着剤と上記の反応停止剤を組み合わせて停止する事も好ましい方法である。吸着剤の例として、シリカゲルや活性炭が挙げられる。吸着剤を添加する量は、触媒に対して、好ましくは1.4〜3000倍の質量であり、より好ましくは7.0〜1500倍の質量であり、さらに好ましくは10.0〜700倍の質量である。1.4倍以上であれば、ポリイソシアネート化合物中に残存する触媒、熱失活した触媒、反応停止剤と触媒の反応物、未反応の反応停止剤などを吸着する能力が充分であり、3000倍以下であれば、吸着剤をポリイソシアネート化合物中から除去する事が容易である。   In addition, it is also preferable to stop the reaction using an adsorbent or to combine and stop the adsorbent and the above-mentioned reaction stopper. Examples of the adsorbent include silica gel and activated carbon. The amount of adsorbent added is preferably 1.4 to 3000 times the mass of the catalyst, more preferably 7.0 to 1500 times the mass, and even more preferably 10.0 to 700 times the mass. Mass. If it is 1.4 times or more, it has sufficient ability to adsorb the catalyst remaining in the polyisocyanate compound, the thermally deactivated catalyst, the reaction product of the reaction terminator and the catalyst, the unreacted reaction terminator, and the like. If it is 2 times or less, it is easy to remove the adsorbent from the polyisocyanate compound.

反応終了後、ポリイソシアネート化合物からは、未反応のジイソシアネートや溶媒を分離しても良い。安全性を考えると、未反応のジイソシアネートは分離した方が好ましい。未反応のジイソシアネートや溶媒を分離する方法として、例えば、薄膜蒸留法や溶剤抽出法が挙げられる。
本発明における反応は、一つの反応器で、ウレタン化反応、アロファネート化反応を行うことができる。また、二つの反応器を連結し、ウレタン化反応の工程とアロファネート化反応の工程を分けて実施することも出来る。あるいは数基の反応器を縦に並べて配置する事により、連続的に実施する事も可能である。
After completion of the reaction, unreacted diisocyanate and solvent may be separated from the polyisocyanate compound. In view of safety, it is preferable to separate unreacted diisocyanate. Examples of a method for separating unreacted diisocyanate and solvent include a thin film distillation method and a solvent extraction method.
In the reaction in the present invention, a urethanization reaction and an allophanatization reaction can be performed in one reactor. Moreover, two reactors can be connected, and the urethanization reaction step and the allophanatization reaction step can be carried out separately. Alternatively, it can be carried out continuously by arranging several reactors side by side.

次に、主剤ポリオール組成物について詳細に記載する。
本発明において主剤ポリオール組成物は、アクリルポリオール、あるいはポリエステルポリオール、あるいはポリエーテルポリオールを用いる。これらは単独で用いても、混合して用いても良い。さらには、アクリルポリオール、あるいはポリエステルポリオール、あるいはポリエーテルポリオールと、他の樹脂を混合して用いても良い。他の樹脂としては、例えば、脂肪族炭化水素ポリオール、ケイ素含有系ポリオール、ポリカーボネートポリオール、エポキシ樹脂、及びアルキドポリオール類があげられる。
また、本発明の主剤ポリオール組成物には、アクリルポリオールやポリエステルポリオールやポリエーテルポリオールを、脂肪族ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネートあるいはこれらから得られるポリイソシアネート化合物で変成した、ウレタン変成アクリルポリオールやウレタン変成ポリエステルポリオールやウレタン変成ポリエーテルポリオールなどを用いることもできる。
本発明で用いる主剤ポリオール組成物は、5〜350mgKOH/g、好ましくは10〜300mgKOH/g、より好ましくは20〜250mgKOH/gの水酸基を有することが好ましい。水酸価が5mgKOH/g以上であれば強靱な塗膜を得ることが可能となる。350mgKOH/g以下であれば、平滑な塗膜を得ることが可能となる。
Next, the main component polyol composition will be described in detail.
In the present invention, acrylic polyol, polyester polyol, or polyether polyol is used as the main component polyol composition. These may be used alone or in combination. Furthermore, an acrylic polyol, a polyester polyol, or a polyether polyol may be mixed with another resin. Examples of other resins include aliphatic hydrocarbon polyols, silicon-containing polyols, polycarbonate polyols, epoxy resins, and alkyd polyols.
The main component polyol composition of the present invention includes an acrylic polyol, a polyester polyol, and a polyether polyol modified with an aliphatic diisocyanate, an alicyclic diisocyanate, or a polyisocyanate compound obtained therefrom, and a urethane-modified acrylic polyol or urethane-modified polyol. Polyester polyols and urethane modified polyether polyols can also be used.
The main component polyol composition used in the present invention preferably has a hydroxyl group of 5 to 350 mgKOH / g, preferably 10 to 300 mgKOH / g, more preferably 20 to 250 mgKOH / g. If the hydroxyl value is 5 mgKOH / g or more, a tough coating film can be obtained. If it is 350 mgKOH / g or less, a smooth coating film can be obtained.

以下、主剤ポリオール組成物の製造方法について述べる。
アクリルポリオールの製造方法としては、例えば、一分子中に1個以上の活性水素を有する重合性モノマーと、これに共重合可能な他のモノマーを共重合させることによって得ることができる。例えば、アクリル酸−2−ヒドロキシエチル、アクリル酸−2−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−2−ヒドロキシブチル等の活性水素を有するアクリル酸エステル類、またはメタクリル酸−2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−2−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸−2−ヒドロキシブチル、メタクリル酸−3−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸−4−ヒドロキシブチル等の活性水素を有するメタクリル酸エステル類、またはグリセリンやトリメチロールプロパンなどのトリオールのアクリル酸モノエステルあるいはメタクリル酸モノエステル等の多価活性水素を有する(メタ)アクリル酸エステル類、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール等のポリエーテルポリオール類と上記の活性水素を有する(メタ)アクリル酸エステル類とのモノエーテル、グリシジル(メタ)アクリレートと酢酸、プロピオン酸、p−tert−ブチル安息香酸などの一塩基酸との付加物、
Hereinafter, the manufacturing method of a main ingredient polyol composition is described.
The acrylic polyol can be produced, for example, by copolymerizing a polymerizable monomer having one or more active hydrogens in one molecule and another monomer copolymerizable therewith. For example, acrylic acid esters having active hydrogen such as 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, and 2-hydroxybutyl acrylate, or 2-hydroxyethyl methacrylate and methacrylic acid-2- Methacrylic acid esters having active hydrogen such as hydroxypropyl, methacrylic acid-2-hydroxybutyl, methacrylic acid-3-hydroxypropyl, methacrylic acid-4-hydroxybutyl, or triol monoacrylate such as glycerin and trimethylolpropane (Meth) acrylic acid esters having polyvalent active hydrogen such as ester or methacrylic acid monoester, polyether polyols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, polybutylene glycol and the above active hydrogen A (meth) monoether of acrylic acid esters, glycidyl (meth) acrylate and acetic acid, propionic acid, adducts of monobasic acids such as p-tert-butylbenzoic acid,

あるいは上記の活性水素を有する(メタ)アクリル酸エステル類の活性水素にε−カプロラクタム、γ−バレロラクトンなどのラクトン類を開環重合させることにより得られる付加物の群から選ばれた単独または混合物を必須成分として、必用に応じてアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸−n−ブチル、アクリル酸−2−エチルヘキシル等のアクリル酸エステル類、またはメタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸−n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸−n−ヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸グリシジル等のメタクリル酸エステル類、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸等の不飽和カルボン酸類、アクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド等の不飽和アミド類、またはビニルトリメトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロプロピルトリメトキシシラン等の加水分解性シリル基を有するビニルモノマー類、スチレン、ビニルトルエン、酢酸ビニル、アクリルニトリル、フマル酸ジブチル等のその他の重合性モノマーの群から選ばれた単独、又は混合物を、常法により共重合させて得ることができる。例えば、上記の上記の単量体成分を、公知の過酸化物やアゾ化合物などのラジカル重合開始剤の存在下で溶液重合することによって得ることができる。   Alternatively, a single or mixture selected from the group of adducts obtained by ring-opening polymerization of lactones such as ε-caprolactam and γ-valerolactone to active hydrogens of (meth) acrylic acid esters having active hydrogen as described above As an essential component, as required, acrylic acid esters such as methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, -n-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, or methyl methacrylate, ethyl methacrylate, Methacrylic acid esters such as isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, lauryl methacrylate, glycidyl methacrylate, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, itacon Acid etc. Unsaturated carboxylic acids, unsaturated amides such as acrylamide, N-methylolacrylamide, diacetone acrylamide, etc., or hydrolyzable silyl such as vinyltrimethoxysilane, vinylmethyldimethoxysilane, γ- (meth) acrylopropyltrimethoxysilane A vinyl monomer having a group, styrene, vinyl toluene, vinyl acetate, acrylonitrile, a single or a mixture selected from the group of other polymerizable monomers such as dibutyl fumarate, can be obtained by copolymerizing by a conventional method. it can. For example, the monomer component can be obtained by solution polymerization in the presence of a known radical polymerization initiator such as a peroxide or an azo compound.

ポリエステルポリオールの製造方法としては、例えば、コハク酸、アジピン酸、ダイマー酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等のカルボン酸等の二塩基酸の単独または混合物と、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、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、トリメチルペンタンジオール、1,2−、1,3−及び1,4−シクロヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール、2−メチロールプロパンジオール、エトキシ化トリメチロールプロパン等の多価アルコールの単独または混合物とを公知の縮合反応を行うことによって得ることができる。例えば、上記の成分を一緒にし、そして約160〜220℃で加熱することによって行うことができる。更に、例えばε−カプロラクトンなどのラクトン類を多価アルコールを用いて開環重合して得られるようなポリカプロラクトン類等もポリエステルポリオールとして用いることができる。   Examples of the method for producing polyester polyol include dibasic acids such as succinic acid, adipic acid, dimer acid, maleic anhydride, phthalic anhydride, isophthalic acid, terephthalic acid, and carboxylic acids such as 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid. Alone or in combination with ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, trimethylpentanediol, 1,2-, 1,3- and 1,4-cyclohexane It can be obtained by performing a known condensation reaction with a diol, trimethylolpropane, glycerin, pentaerythritol, 2-methylolpropanediol, or a polyhydric alcohol such as ethoxylated trimethylolpropane alone or in a mixture. For example, it can be done by combining the above ingredients and heating at about 160-220 ° C. Furthermore, polycaprolactones obtained by ring-opening polymerization of lactones such as ε-caprolactone using a polyhydric alcohol can also be used as the polyester polyol.

ポリエーテルポリオールの製造方法としては、多価アルコール、多価フェノール、ポリアミン、アルカノールアミンなど、具体的には、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ビスフェノールA等の2価アルコール、グリセリン、トリメチロールプロパン等の3価アルコール、エチレンジアミンなどのジアミンの単独または混合物に、例えばリチウム、ナトリウム、カリウムなどの水酸化物、アルコラート、アルキルアミンなどの強塩基性触媒、金属ポリフィリン、複合金属シアン化合物錯体、金属と3座配位以上のキレート化剤との錯体、ヘキサシアノコバルト酸亜鉛錯体などの複合金属錯体を使用して、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、シクロヘキセンオキサイド、スチレンオキサイドなどのアルキレンオキサイドの単独または混合物を付加して得られる。   As a manufacturing method of polyether polyol, polyhydric alcohol, polyhydric phenol, polyamine, alkanolamine, etc., specifically, for example, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, neopentyl glycol, 1,4- Dihydric alcohols such as butanediol, 1,6-hexanediol, and bisphenol A, trihydric alcohols such as glycerin and trimethylolpropane, and diamines such as ethylenediamine, alone or in a mixture, for example, hydroxides such as lithium, sodium, and potassium , Strongly basic catalysts such as alcoholates and alkylamines, metal porphyrins, complex metal cyanide complexes, complexes of metals with tridentate or higher chelating agents, complex metal complexes such as zinc hexacyanocobaltate complexes Use, ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, cyclohexene oxide, obtained by adding, alone or mixtures of alkylene oxides such as styrene oxide.

次に、主剤ポリオール組成物と硬化剤ポリイソシアネート組成物を含有する本発明の二液型ポリウレタン組成物について記述する。本発明で用いる主剤ポリオール組成物と硬化剤ポリイソシアネート組成物の、イソシアネート基と水酸基の当量比(NCO/OH比)は、0.2〜5.0、好ましくは0.4〜3.0、より好ましくは0.5〜2.0が適当である。0.2以上であれば、強靱な塗膜を得ることが可能となる。5.0以下であれば、平滑な塗膜を得ることができる。
本発明で用いる主剤ポリオール組成物、硬化剤ポリイソシアネート組成物、二液型ポリウレタン組成物はいずれも、有機溶剤と混合して使用することができる。この場合、有機溶剤は、水酸基及びイソシアネート基と反応する官能基を有していない方が好ましい。また、有機溶剤は本発明で用いる主剤ポリオール組成物、硬化剤ポリイソシアネート組成物、二液型ポリウレタン組成物と相溶する方が好ましい。このような有機溶剤として、一般に塗料溶剤として用いられているエステル化合物や、エーテル化合物、ケトン化合物、芳香族化合物、エチレングリコールジアルキルエーテル系の化合物、ポリエチレングリコールジカルボキシレート系の化合物、炭化水素系溶剤、芳香族系溶剤などを用いても良い。
Next, the two-component polyurethane composition of the present invention containing the main component polyol composition and the curing agent polyisocyanate composition will be described. The equivalent ratio (NCO / OH ratio) of isocyanate groups and hydroxyl groups of the main component polyol composition and the curing agent polyisocyanate composition used in the present invention is 0.2 to 5.0, preferably 0.4 to 3.0. More preferably, 0.5 to 2.0 is appropriate. If it is 0.2 or more, a tough coating film can be obtained. If it is 5.0 or less, a smooth coating film can be obtained.
Any of the main component polyol composition, curing agent polyisocyanate composition, and two-component polyurethane composition used in the present invention can be used by mixing with an organic solvent. In this case, the organic solvent preferably does not have a functional group that reacts with a hydroxyl group and an isocyanate group. The organic solvent is preferably compatible with the main component polyol composition, curing agent polyisocyanate composition, and two-component polyurethane composition used in the present invention. As such organic solvents, ester compounds, ether compounds, ketone compounds, aromatic compounds, ethylene glycol dialkyl ether compounds, polyethylene glycol dicarboxylate compounds, hydrocarbon solvents generally used as paint solvents An aromatic solvent or the like may be used.

その中でも低極性有機溶剤に溶解している主剤ポリオール組成物、あるいは分散している、いわゆるNAD(非水分散型アクリル樹脂)系の主剤ポリオール組成物は、塗り替え作業の際に旧塗膜を侵しにくいので好ましい。
本発明の硬化剤ポリイソシアネート組成物、または主剤ポリオール組成物は、低極性有機溶剤を含有することができる。低極性有機溶剤とは、脂肪族、脂環式炭化水素系溶剤を主な成分として含有した有機溶剤であり、本発明で用いる低極性有機溶剤は、アニリン点が10〜70℃である。なお、本発明で用いる低極性有機溶剤には、芳香族炭化水素系溶剤、エステル系溶剤、エーテル系溶剤等を含有していても良い。
本発明で用いる低極性有機溶剤のアニリン点の下限は、好ましくは12℃、より好ましくは15℃である。上限は、好ましくは65℃、より好ましくは60℃である。アニリン点が10℃以上であれば下地塗膜を侵しがたく、70℃以下であればポリイソシアネートが溶解することができる。
Among them, the main component polyol composition dissolved in the low-polar organic solvent or the dispersed main component polyol composition of the so-called NAD (non-water-dispersible acrylic resin) system erodes the old coating film during the repainting operation. It is preferable because it is difficult.
The curing agent polyisocyanate composition or the main component polyol composition of the present invention can contain a low polarity organic solvent. The low polarity organic solvent is an organic solvent containing an aliphatic or alicyclic hydrocarbon solvent as a main component, and the low polarity organic solvent used in the present invention has an aniline point of 10 to 70 ° C. The low polarity organic solvent used in the present invention may contain an aromatic hydrocarbon solvent, an ester solvent, an ether solvent, or the like.
The lower limit of the aniline point of the low polarity organic solvent used in the present invention is preferably 12 ° C, more preferably 15 ° C. The upper limit is preferably 65 ° C, more preferably 60 ° C. If the aniline point is 10 ° C. or higher, the base coating film is hardly affected, and if it is 70 ° C. or lower, the polyisocyanate can be dissolved.

本発明で用いる低極性有機溶剤の例としては、メチルシクロヘキサン(アニリン点40℃)、エチルシクロヘキサン(アニリン点44℃)、ミネラルスピリット(ミネラルターペン)(アニリン点56℃)、テレビン油(アニリン点20℃)等の他に、一般に石油系炭化水素として市販されているHAWS(シェルジャパン製、アニリン点17℃)、エッソナフサNo.6(エクソンモービル化学製、アニリン点43℃)、LAWS(シェルジャパン製、アニリン点44℃)、ペガゾール3040(エクソンモービル化学製、アニリン点55℃)、Aソルベント(新日本石油化学株式会社、アニリン点45℃)、クレンゾル(新日本石油化学株式会社製、アニリン点64℃)、ミネラルスピリットA(新日本石油化学株式会社製、アニリン点43℃)、ハイアロム2S(新日本石油化学株式会社製、アニリン点44℃)等、あるいはこれらの低極性有機溶剤の少なくとも1種類と、必要に応じて芳香族炭化水素系溶剤やエステル系溶剤、エーテル系溶剤等を混合したものが挙げられる。   Examples of the low polarity organic solvent used in the present invention include methylcyclohexane (aniline point 40 ° C.), ethylcyclohexane (aniline point 44 ° C.), mineral spirit (mineral terpene) (aniline point 56 ° C.), turpentine oil (aniline point 20 ° C.). In addition to HAWS (manufactured by Shell Japan, aniline point 17 ° C.), Essonaphtha No. 6 (manufactured by ExxonMobil Chemical, aniline point 43 ° C), LAWS (manufactured by Shell Japan, aniline point 44 ° C), pegasol 3040 (manufactured by ExxonMobil Chemical, aniline point 55 ° C), A solvent (Shin Nippon Petrochemical Co., Ltd., aniline) 45 ° C), Clensol (Shin Nippon Petrochemical Co., Ltd., aniline point 64 ° C), Mineral Spirit A (Shin Nippon Petrochemical Co., Ltd., aniline point 43 ° C), Hyalom 2S (Shin Nippon Petrochemical Co., Ltd.) An aniline point of 44 ° C.), or a mixture of at least one of these low-polar organic solvents and, if necessary, an aromatic hydrocarbon solvent, an ester solvent, an ether solvent, or the like.

近年、塗り替え需要が増加し、下地塗膜をより侵しにくい溶剤、すなわちより一層溶解力が弱い低極性有機溶剤に希釈を求められる場合が多くなっている。このような場合には、アニリン点の下限は、好ましくは30℃、より一層好ましくは40℃が適当である。このような低極性有機溶剤の具体例としては、LAWS(シェルケミカルズジャパン株式会社製、アニリン点44℃)、ペガソール3040(エクソンモービル有限会社製、アニリン点55℃)、Aソルベント(新日本石油化学株式会社製、アニリン点45℃)、クレンゾル(新日本石油化学株式会社製、アニリン点64℃)、ミネラルスピリットA(新日本石油化学株式会社製、アニリン点43℃)、ハイアロム2S(新日本石油化学株式会社製、アニリン点44℃)、リニアレン10、リニアレン12(出光石油化学株式会社製、αオレフィン系炭化水素、アニリン点44℃、54℃)、エクソールD30(エクソンモービル有限会社製、ナフテン系溶剤、アニリン点63℃)、リカソルブ900、910B、1000(新日本理化株式会社製、水添C9溶剤、アニリン点53℃、40℃、55℃)などが好ましい。これらの低極性有機溶剤に芳香族系、エーテル系、エステル系等の溶剤を混合しても、混ぜた溶剤が前記のアニリン点の範囲内に入っていれば構わない。なお、アニリン点はJIS K 2256に記載のアニリン点試験方法に準じて測定すればよい。   In recent years, the demand for repainting has increased, and there is an increasing demand for dilution of solvents that do not easily attack the underlying coating film, that is, low-polar organic solvents that have a much lower dissolving power. In such a case, the lower limit of the aniline point is preferably 30 ° C, more preferably 40 ° C. Specific examples of such low polarity organic solvents include LAWS (manufactured by Shell Chemicals Japan, aniline point 44 ° C.), Pegasol 3040 (manufactured by ExxonMobil Co., Ltd., aniline point 55 ° C.), A solvent (Shin Nippon Petrochemical) Co., Ltd., aniline point 45 ° C), Clensol (Shin Nippon Petrochemical Co., Ltd., aniline point 64 ° C), Mineral Spirit A (Shin Nippon Petrochemical Co., Ltd., aniline point 43 ° C), Hyalom 2S (Shin Nippon Oil Chemical Co., Ltd., aniline point 44 ° C), Linearlen 10, Linearlen 12 (Idemitsu Petrochemical Co., Ltd., α-olefin hydrocarbon, aniline point 44 ° C, 54 ° C), Exol D30 (Exxon Mobil Co., Ltd., naphthenic) Solvent, aniline point 63 ° C), Ricasolve 900, 910B, 1000 (Nippon Nippon Chemical Co., Ltd.) Company Ltd., hydrogenated C9 solvent, aniline point 53 ℃, 40 ℃, 55 ℃), etc. are preferable. Even if these low-polar organic solvents are mixed with an aromatic solvent, an ether solvent, an ester solvent or the like, the mixed solvent may be within the range of the aniline point. The aniline point may be measured according to the aniline point test method described in JIS K 2256.

更に、溶剤の中にトルエン、キシレン、1,3,5−トリメチルベンゼンなどのいわゆるPRTR(化学物質排出移動登録)対象物質を含有しない低極性有機溶剤に溶解することが求められる場合も多い。このような場合には、PRTR対象物質を含有しない低極性有機溶剤を用いる方がより一層好ましい。このような低極性有機溶剤の具体例として、αオレフィン系炭化水素(ニリアレン10、リニアレン12等)や比較的アニリン点が低いナフテン系溶剤(エクソールD30等)、水添溶剤(リカソルブ900、910B、1000等)などが挙げられる。あるいは、アニリン点が70℃を超えるイソパラフィン系、ナフテン系、パラフィン系の溶剤とエーテル系、エステル系等の溶剤を混合して、アニリン点を10℃〜70℃に調整して用いることもできる。イソパラフィン系の溶剤としては、例えばシェルゾールS(シェルケミカルズジャパン株式会社製、アニリン点78℃)やアイソパーG(エクソンモービル有限会社製、アニリン点78℃)、日石アイソゾール300(新日本石油化学株式会社製、アニリン点80℃)が挙げられる。ナフテン系の溶剤としては、例えばエクソールD40(エクソンモービル有限会社製、アニリン点69℃)、ナフテゾール160(新日本石油化学株式会社製、アニリン点69℃)、IPソルベント1016、1620(出光石油化学株式会社製、アニリン点72℃、81℃)などが挙げられる。パラフィン系溶剤としては、例えばノルマルパラフィン SL(新日本石油化学株式会社製、アニリン点80℃)などが挙げられる。エステル系、エーテル系の溶剤としては、酢酸エチル、酢酸ブチル、メトキシプロピルアセテート等が挙げられる。   Furthermore, it is often required that the solvent be dissolved in a low-polar organic solvent that does not contain a so-called PRTR (chemical substance transfer and transfer registration) target substance such as toluene, xylene, 1,3,5-trimethylbenzene. In such a case, it is more preferable to use a low-polar organic solvent that does not contain a PRTR target substance. Specific examples of such low-polar organic solvents include α-olefinic hydrocarbons (such as Nylarene 10 and linearene 12), naphthenic solvents having a relatively low aniline point (such as Exol D30), hydrogenated solvents (Lycasolve 900, 910B, 1000 etc.). Alternatively, an isoparaffinic, naphthenic, or paraffinic solvent having an aniline point exceeding 70 ° C may be mixed with an ether or ester solvent to adjust the aniline point to 10 ° C to 70 ° C. Examples of the isoparaffin-based solvent include Shellsol S (manufactured by Shell Chemicals Japan Co., Ltd., aniline point 78 ° C.), Isopar G (manufactured by ExxonMobil Co., Ltd., aniline point 78 ° C.), Nippon Oil Isosol 300 (Shin Nippon Petrochemical Co., Ltd.) Company-made, aniline point 80 ° C.). Examples of the naphthenic solvent include Exol D40 (manufactured by ExxonMobil Co., Ltd., aniline point 69 ° C.), Naphthezol 160 (manufactured by Nippon Petrochemical Co., Ltd., aniline point 69 ° C.), IP solvent 1016, 1620 (Idemitsu Petrochemical Co., Ltd.) (Manufactured by company, aniline point 72 ° C., 81 ° C.) and the like. Examples of the paraffinic solvent include normal paraffin SL (manufactured by Shin Nippon Petrochemical Co., Ltd., aniline point 80 ° C.). Examples of ester solvents and ether solvents include ethyl acetate, butyl acetate, and methoxypropyl acetate.

低極性有機溶剤を含有している本発明の硬化剤ポリイソシアネート組成物において、ポリイソシアネート化合物と低極性有機溶剤の質量比は、5/95〜95/5が好ましい。ポリイソシアネート化合物と低極性有機溶剤の質量比の下限は、より好ましくは10/90、より一層好ましくは15/85である。質量比の上限は、より好ましくは90/10、より一層好ましくは85/15である。
本発明の硬化剤ポリイソシアネート組成物は、下記式()で表されるテトラアルコキシシラン、テトラアルコキシシランの縮合物、及びテトラアルコキシシランの誘導体から選ばれる少なくとも1種類のシリケート化合物を含有することが出来る。
In the curing agent polyisocyanate composition of the present invention containing a low polar organic solvent, the mass ratio of the polyisocyanate compound and the low polar organic solvent is preferably 5/95 to 95/5. The lower limit of the mass ratio of the polyisocyanate compound and the low polarity organic solvent is more preferably 10/90, and even more preferably 15/85. The upper limit of the mass ratio is more preferably 90/10, still more preferably 85/15.
The curing agent polyisocyanate composition of the present invention contains at least one silicate compound selected from a tetraalkoxysilane represented by the following formula ( 1 ), a condensate of tetraalkoxysilane, and a tetraalkoxysilane derivative. I can do it.

Figure 0004919667
Figure 0004919667

シリケート化合物を含有することによって、主剤ポリオール組成物と組み合わせて塗膜を作製した場合に、塗膜表面を親水性にし、耐雨筋汚染性が発現する。
式中のRは、同一、もしくは異なって炭素数1〜10のアルキル基、またはアリール基である。炭素数の上限は好ましくは8、より好ましくは6、より一層好ましくは4である。また、Rは、好ましくはアルキル基である。
Rがアルキル基の場合、直鎖、分岐いずれのタイプで良いが、直鎖状である方がより好ましい。
Rがアリール基の場合、単環および多環のいずれのタイプでも良いが、単環のものがより好ましい。
By containing a silicate compound, when a coating film is produced in combination with the main component polyol composition, the coating film surface is made hydrophilic and rain-stain stain resistance is exhibited.
R in the formula is the same or different and is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an aryl group. The upper limit of the carbon number is preferably 8, more preferably 6, still more preferably 4. R is preferably an alkyl group.
When R is an alkyl group, it may be either linear or branched, but is more preferably linear.
When R is an aryl group, it may be monocyclic or polycyclic, but is preferably monocyclic.

このようなテトラアルコキシシランとしては、例えばテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシシラン、テトライソブトキシシラン、テトラ−tert−ブトキシシラン、ジメトキシジエトキシシラン、テトラフェノキシシラン、およびこれらの縮合物等があげられる。このなかで、テトラメトキシシランの縮合物、テトラエトキシシランの縮合物は、塗膜を作製した場合、塗膜表面が親水性になりやすいため、好ましい。
更に、シリケート化合物として、炭素数が異なる2種類以上のアルコキシル基が混在するテトラアルコキシシランの縮合物を使用することもできる。これは、テトラメトキシシラン縮合物、あるいはテトラエトキシシラン縮合物のメトキシ基あるいはエトキシ基、より好ましくはテトラメトキシシラン縮合物のメトキシ基の5〜50mol%を炭素数3〜10のアルコキシル基で置換した化合物を用いる方法である。メトキシ基、エトキシ基を炭素数3〜10のアルコキシル基に置換する割合は、より好ましくは8〜40mol%、より一層好ましくは12〜35mol%である。置換するアルコキシル基としては、好ましくはブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基であり、より好ましくは、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、2−エチル−1−ヘキシル基である。このようなシリケート化合物は、塗膜を作成した場合の塗膜の親水性が高く、低極性有機溶剤への溶解性が高い特徴があり、非常に好ましい。
Examples of such tetraalkoxysilane include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetra-n-butoxysilane, tetraisobutoxysilane, tetra-tert-butoxysilane, and dimethoxy. Examples thereof include diethoxysilane, tetraphenoxysilane, and condensates thereof. Among these, the condensate of tetramethoxysilane and the condensate of tetraethoxysilane are preferable because the surface of the coating film tends to be hydrophilic when the coating film is prepared.
Furthermore, a tetraalkoxysilane condensate in which two or more types of alkoxyl groups having different carbon numbers are mixed can be used as the silicate compound. This is because the tetramethoxysilane condensate, or the methoxy group or ethoxy group of the tetraethoxysilane condensate, more preferably 5 to 50 mol% of the methoxy group of the tetramethoxysilane condensate is substituted with an alkoxyl group having 3 to 10 carbon atoms. This is a method using a compound. The ratio of substituting the methoxy group and the ethoxy group with an alkoxyl group having 3 to 10 carbon atoms is more preferably 8 to 40 mol%, still more preferably 12 to 35 mol%. The substituted alkoxyl group is preferably a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, or an octyl group, and more preferably an n-butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, an n-hexyl group, an n-octyl group, 2-ethyl-1-hexyl group. Such a silicate compound is very preferable because it has a high hydrophilicity in the case where the coating film is formed and a high solubility in a low-polar organic solvent.

シリケート化合物を含有した本発明の硬化剤ポリイソシアネート組成物において、ポリイソシアネート化合物とシリケート化合物の質量比は、好ましくは5/95〜95/5である。ポリイソシアネート化合物とシリケート化合物の質量比の下限は、より好ましくは10/90、より一層好ましくは15/85である。上限は、より好ましくは90/10、より一層好ましくは85/15である。
本発明の二液型ポリウレタン組成物中には、目的及び用途に応じて、本発明の効果を損なわない範囲で、硬化促進用触媒、顔料、レベリング剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、可塑剤、界面活性剤等の当該技術分野で使用されている各種添加剤を混合して使用することもできる。これらは、主剤ポリオール組成物中、硬化剤ポリイソシアネート組成物中、二液型ポリウレタン組成物中いずれに含有していても良い。
In the curing agent polyisocyanate composition of the present invention containing a silicate compound, the mass ratio of the polyisocyanate compound and the silicate compound is preferably 5/95 to 95/5. The lower limit of the mass ratio of the polyisocyanate compound and the silicate compound is more preferably 10/90, still more preferably 15/85. The upper limit is more preferably 90/10, still more preferably 85/15.
In the two-component polyurethane composition of the present invention, a curing accelerating catalyst, a pigment, a leveling agent, an antioxidant, an ultraviolet absorber, and a light stabilizer are used in a range that does not impair the effects of the present invention, depending on the purpose and application. Various additives used in the technical field such as an agent, a plasticizer, and a surfactant can also be mixed and used. These may be contained in any of the main component polyol composition, the curing agent polyisocyanate composition, and the two-component polyurethane composition.

硬化促進用触媒の例としては、ジブチルスズジラウレート、2−エチルヘキサン酸スズ、2−エチルヘキサン酸亜鉛、コバルト塩、等の金属塩、トリエチルアミン、ピリジン、メチルピリジン、ベンジルジメチルアミン、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン、N−メチルピペリジン、ペンタメチルジエチレントリアミン、N,N’−エンドエチレンピペラジン、及びN,N’−ジメチルピペラジンのような3級アミン類等があげられる。
酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤等は、主剤ポリオール組成物や硬化剤ポリイソシアネート組成物の経時劣化を防ぐ。酸化防止剤の例としては、ジブチルヒドロキシトルエン(BHT)、ブチルヒドロキシアニソール、トコフェロール等があげられる。紫外線吸収剤の例としては、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤等があげられる。光安定剤の例としては、ヒンダードアミン系光安定剤(HALS)等があげられる。この中で、HALSは本発明の二液型ポリウレタン組成物に対して最も効果があり、特に好ましい。
Examples of curing accelerating catalysts include metal salts such as dibutyltin dilaurate, tin 2-ethylhexanoate, zinc 2-ethylhexanoate, cobalt salt, triethylamine, pyridine, methylpyridine, benzyldimethylamine, N, N-dimethyl And tertiary amines such as cyclohexylamine, N-methylpiperidine, pentamethyldiethylenetriamine, N, N′-endoethylenepiperazine, and N, N′-dimethylpiperazine.
Antioxidants, ultraviolet absorbers, light stabilizers and the like prevent deterioration of the main component polyol composition and curing agent polyisocyanate composition over time. Examples of the antioxidant include dibutylhydroxytoluene (BHT), butylhydroxyanisole, tocopherol and the like. Examples of ultraviolet absorbers include benzotriazole ultraviolet absorbers. Examples of light stabilizers include hindered amine light stabilizers (HALS). Of these, HALS is most effective and particularly preferred for the two-component polyurethane composition of the present invention.

本発明の二液型ポリウレタン組成物は、脂肪族ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネートから選ばれる少なくとも1種類のジイソシアネート、及び炭素数が1〜20のモノアルコールから得られ、アロファネート基/イソシアヌレート基のモル比が90/10〜70/30である硬化剤ポリイソシアネート組成物と、アクリルポリオールあるいはポリエステルポリオールあるいはポリエーテルポリオールを含有する主剤ポリオール組成物を用い、得られた塗膜は、良好な外観、優れた耐候性、優れた耐擦り傷性を持つという特徴を有している。
また、本発明の二液型ポリウレタン組成物は、低極性有機溶剤に溶解するポリイソシアネート化合物を用いた硬化剤ポリイソシアネート組成物と低極性有機溶剤に溶解する主剤ポリオール組成物のいずれかを用いた場合、または両方用いた場合は、低極性有機溶剤は溶解力が小さいため、下地を侵し難くなる。つまり、塗り替え作業の際、旧塗膜の除去やシーリング剤の塗布なしに、直接本発明の二液型ポリウレタン組成物を塗布した場合、リフティングが起こりにくくなる。また、補修作業、重ね塗り作業を行う場合も、下地塗膜を侵すことなく、上塗りが可能となる。更に低極性有機溶剤は低臭気という性質を併せ持つ場合が多く、塗装作業者や、近くの人に臭気を及ぼし難いという特徴も有する。
The two-component polyurethane composition of the present invention is obtained from at least one diisocyanate selected from aliphatic diisocyanate and alicyclic diisocyanate, and a monoalcohol having 1 to 20 carbon atoms, and has a molar ratio of allophanate group / isocyanurate group. A coating film obtained using a curing agent polyisocyanate composition having a ratio of 90/10 to 70/30 and a main component polyol composition containing an acrylic polyol, a polyester polyol or a polyether polyol has a good appearance and excellent It has the characteristics of having excellent weather resistance and excellent scratch resistance.
The two-component polyurethane composition of the present invention uses either a curing agent polyisocyanate composition using a polyisocyanate compound that dissolves in a low-polar organic solvent or a main component polyol composition that dissolves in a low-polar organic solvent. In the case where both or both of them are used, the low-polar organic solvent has a low dissolving power, so that it is difficult to attack the base. That is, when the two-component polyurethane composition of the present invention is directly applied without removing the old coating film or applying a sealing agent during the repainting operation, lifting is unlikely to occur. In addition, when performing repair work and overcoating work, it is possible to perform overcoating without affecting the underlying coating film. Furthermore, the low polar organic solvent often has a property of low odor, and has a feature that it is difficult to cause odor to a painter or a nearby person.

また、本発明で用いるポリイソシアネート化合物は、非常に低粘度という特徴も有しており、二液型ポリウレタン組成物とした場合、VOC(揮発性有機化合物)成分を減らすことが可能となる。
更に、本発明の二液型ポリウレタン組成物は、硬化剤ポリイソシアネート組成物、または主剤ポリオール組成物、または硬化剤ポリイソシアネート組成物と主剤ポリオール組成物の両方に、または二液型ポリウレタン組成物を作製する際に、シリケート化合物を配合した場合、塗布乾燥後、塗膜表面が親水性となるので、耐雨筋汚染性が優れているという特徴を有している。ただし、主剤ポリオール組成物にシリケート化合物を配合する事は、主剤ポリオール組成物の水酸基とシリケート化合物が反応するため、好ましくない。
Further, the polyisocyanate compound used in the present invention also has a characteristic of very low viscosity, and when it is a two-pack type polyurethane composition, it becomes possible to reduce the VOC (volatile organic compound) component.
Furthermore, the two-component polyurethane composition of the present invention is a curing agent polyisocyanate composition, or a main component polyol composition, or both a curing agent polyisocyanate composition and a main component polyol composition, or a two-component polyurethane composition. When the silicate compound is blended during production, the coating film surface becomes hydrophilic after coating and drying, and therefore, it has a feature of excellent rain-stain stain resistance. However, it is not preferable to add a silicate compound to the main component polyol composition because the hydroxyl group of the main component polyol composition reacts with the silicate compound.

従って、本発明の二液型ポリウレタン組成物は、塗料、インキ、接着剤、注型材、エラストマー、フォーム、プラスチック材料に使用することができる。中でも、塗料、接着剤に適しており、特に、塗料に適している。また、本発明の二液型ポリウレタン組成物は、耐汚染性、耐候性、耐薬品性、耐摩耗性が求められる、建築用塗料、重防食用塗料、自動車用塗料、家電用塗料、パソコンや携帯電話等の情報機器用塗料に適している。中でも、建築用塗料、重防食用塗料に適しており、特に、塗り替え用途の建築外装塗料に適している。
以下、本発明で用いるポリイソシアネート化合物の合成方法、硬化剤ポリイソシアネート組成物の作製方法、主剤ポリオール組成物の合成方法、並びに本発明の二液型ポリウレタン組成物についての実施例を記載する。
Therefore, the two-component polyurethane composition of the present invention can be used for paints, inks, adhesives, casting materials, elastomers, foams, and plastic materials. Among these, it is suitable for paints and adhesives, and particularly suitable for paints. In addition, the two-component polyurethane composition of the present invention is required to have stain resistance, weather resistance, chemical resistance, and abrasion resistance. Architectural paints, heavy anticorrosion paints, automotive paints, household paints, personal computers, Suitable for paints for information devices such as mobile phones. Among them, it is suitable for architectural paints and heavy anticorrosion paints, and particularly suitable for architectural exterior paints for repainting applications.
Examples of the synthesis method of the polyisocyanate compound used in the present invention, the preparation method of the curing agent polyisocyanate composition, the synthesis method of the main component polyol composition, and the two-component polyurethane composition of the present invention will be described below.

数平均分子量や重量平均分子量などは、GPC(使用機器:HLC−8120(東ソー株式会社製)、使用カラム:TSK GEL SuperH1000、TSK GEL SuperH2000、TSK GEL SuperH3000(何れも東ソー株式会社製)、試料濃度:5wt/vol%、キャリア:THF、検出方法:示差屈折計、流出量0.6ml/min.、カラム温度30℃)を用いて測定した。GPCの検量線は、分子量50000〜2050のポリスチレン(ジーエルサイエンス株式会社製PSS−06(Mw50000)、BK13007(Mp=20000、Mw/Mn=1.03)、PSS−08(Mw=9000)、PSS−09(Mw=4000)、5040−35125(Mp=2050、Mw/Mn=1.05)と、HDI系ポリイソシアネート化合物(デュラネートTPA−100、旭化成ケミカルズ株式会社製)のイソシアヌレート体の3量体〜7量体(イソシアヌレート3量体分子量=504、イソシアヌレート5量体分子量=840、イソシアヌレート7量体分子量=1176)及びHDI(分子量=168)を標準として作成した。   The number average molecular weight, weight average molecular weight, etc. are as follows: GPC (equipment used: HLC-8120 (manufactured by Tosoh Corporation), column used: TSK GEL SuperH1000, TSK GEL SuperH2000, TSK GEL SuperH3000 (all manufactured by Tosoh Corporation), sample concentration : 5 wt / vol%, carrier: THF, detection method: differential refractometer, flow rate 0.6 ml / min, column temperature 30 ° C.). GPC calibration curves are polystyrene (molecular weight 50000-2050 PSS-06 (Mw 50000), BK 13007 (Mp = 20000, Mw / Mn = 1.03), PSS-08 (Mw = 9000), PSS. -09 (Mw = 4000), 5040-35125 (Mp = 2050, Mw / Mn = 1.05) and 3 amounts of an isocyanurate of an HDI-based polyisocyanate compound (Duranate TPA-100, manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation) To 7-mer (isocyanurate trimer molecular weight = 504, isocyanurate pentamer molecular weight = 840, isocyanurate heptamer molecular weight = 1176) and HDI (molecular weight = 168) were prepared as standards.

アロファネート基のモル分率は、1H−NMR(Bruker社製FT−NMR DPX−400)を用いて、8.5ppm付近のアロファネート基の窒素原子上の水素のシグナルと、3.8ppm付近のイソシアヌレート基のイソシアヌレート環の窒素原子の隣のメチレン基の水素のシグナルの面積から求めた。
NCO%は、イソシアネート基を過剰の2Nアミンで中和した後、1N塩酸による逆滴定によって求めた。
粘度は、E型粘度計(株式会社トキメック社製)を用いて25℃で測定した。
標準ローター(1°34’×R24)を用いた。回転数は、以下の通り。
100r.p.m. (128mPa.s未満の場合)
50r.p.m. (128mPa.s〜256mPa.sの場合)
20r.p.m. (256mPa.s〜640mPa.sの場合)
10r.p.m. (640mPa.s〜1280mPa.sの場合)
5r.p.m. (1280mPa.s〜2560mPa.sの場合)
The mole fraction of allophanate groups was determined by using 1H-NMR (FT-NMR DPX-400 manufactured by Bruker), hydrogen signal on the nitrogen atom of allophanate groups near 8.5 ppm, and isocyanurate near 3.8 ppm. It was determined from the area of the hydrogen signal of the methylene group next to the nitrogen atom of the isocyanurate ring of the group.
NCO% was determined by back titration with 1N hydrochloric acid after neutralizing the isocyanate group with excess 2N amine.
The viscosity was measured at 25 ° C. using an E-type viscometer (manufactured by Tokimec Co., Ltd.).
A standard rotor (1 ° 34 ′ × R24) was used. The number of revolutions is as follows.
100r. p. m. (If less than 128 mPa.s)
50r. p. m. (In the case of 128 mPa.s to 256 mPa.s)
20r. p. m. (In the case of 256 mPa.s to 640 mPa.s)
10r. p. m. (In the case of 640 mPa.s to 1280 mPa.s)
5r. p. m. (In the case of 1280 mPa.s to 2560 mPa.s)

低極性有機溶剤溶解性は、20℃の条件で、ポリイソシアネート化合物に対して、低極性有機溶剤を攪拌しながら徐々に加えていき、濁り始めた時点の質量を測定し、以下の式で求めた。
低極性有機溶剤溶解性(%)=((濁り始めた時点の低極性有機溶剤の質量(g)×100%)/(ポリイソシアネート化合物の質量(g))
シリケート相溶性は、20℃の条件でNCO含有率が10%となるように低極性有機溶剤「HAWS」(商品名、アニリン点17℃、シェルジャパン製)あるいは「A−ソルベント」(商品名、アニリン点45℃、新日本石油化学株式会社製)で希釈したサンプルに対して、シリケート化合物を加えていき、濁り始めた時点の質量を測定し、以下の式で求めた。
シリケート相溶性(%)=((濁り始めた時点のシリケート化合物の質量(g)×100%)/サンプルの質量(g))
ゲル分率は、塗膜約0.1gをアセトン中に20℃で24時間浸漬し、塗膜取り出し後、80℃1時間乾燥した塗膜の質量から求めた。
The low polarity organic solvent solubility is obtained by gradually adding the low polarity organic solvent to the polyisocyanate compound with stirring under the condition of 20 ° C., measuring the mass when it starts to become cloudy, and obtaining by the following formula: It was.
Low polar organic solvent solubility (%) = ((mass of low polar organic solvent when starting to become cloudy (g) × 100%) / (mass of polyisocyanate compound (g))
Silicate compatibility is 20 ° C under low-polarity organic solvent “HAWS” (trade name, aniline point 17 ° C., Shell Japan) or “A-solvent” (trade name) so that the NCO content is 10%. The silicate compound was added to the sample diluted at an aniline point of 45 ° C. (manufactured by Shin Nippon Petrochemical Co., Ltd.), and the mass at the time when turbidity began to be measured was determined by the following formula.
Silicate compatibility (%) = ((mass of silicate compound when starting to become cloudy (g) × 100%) / mass of sample (g))
The gel fraction was determined from the mass of a coating film obtained by immersing about 0.1 g of a coating film in acetone at 20 ° C. for 24 hours, taking out the coating film, and drying at 80 ° C. for 1 hour.

「合成例1」
攪拌器、温度計、冷却管を取り付けた四ッ口フラスコの内部を窒素置換し、HDI 1000gとイソブタノール100gを仕込み、攪拌下90℃で1時間ウレタン化反応を行った。90℃で、アロファネート化/イソシアヌレート化触媒としての2−エチルヘキサン酸ビスマスの固形分20%ミネラルスピリット溶液(日本化学産業株式会社製、商品名「ニッカオクチックスビスマス25%」をミネラルスピリットで希釈したもの)を10g加えた。反応液の屈折率の上昇が0.01となった時点でリン酸2−エチルヘキシルエステル(城北化学工業株式会社製、商品名「JP−508」)を4.5g(触媒に対して8.0倍モル)を加え反応を停止した。
“Synthesis Example 1”
The inside of a four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a cooling tube was purged with nitrogen, 1000 g of HDI and 100 g of isobutanol were charged, and a urethanization reaction was performed at 90 ° C. for 1 hour with stirring. 20% mineral spirit solution of bismuth 2-ethylhexanoate as an allophanate / isocyanurate catalyst at 90 ° C. (diluted by Nippon Chemical Industry Co., Ltd., trade name “Nikka Octix Bismuth 25%” with mineral spirits) 10 g) was added. When the increase in the refractive index of the reaction solution was 0.01, 4.5 g of phosphoric acid 2-ethylhexyl ester (manufactured by Johoku Chemical Co., Ltd., trade name “JP-508”) (8.0 to the catalyst). The reaction was stopped by adding 1 mol).

反応液を濾過後、流下式薄膜蒸留装置を用いて、1回目160℃(27Pa)、2回目150℃(13Pa)で未反応のHDIを除去した。
得られたポリイソシアネート化合物は透明の液体であり、収量429g、粘度160mPa.s、NCO含有率17.8%であった。NMRを測定した所、アロファネート/イソシアヌレートのモル比は84/16であった。得られたポリイソシアネート化合物をP−1とする。なお、本発明で言う%は特に記載が無い場合は全て質量%を言う。
P−1の低極性有機溶剤溶解性を試験した。HAWS(シェルケミカルズジャパン製、アニリン点15℃)溶解性は、>2000%であった。Aソルベント(新日本石油化学株式会社製、アニリン点45℃)溶解性は、>2000%、ペガソール3040(エクソンモービル有限会社製、アニリン点55℃)溶解性は、>2000%であった。
P−1のシリケート相溶性を試験した。MKCシリケート MS58B15(商品名、ブチル変性メチルシリケートの縮合物、三菱化学株式会社製)への相溶性は、>500%、MKCシリケート MS58B30(商品名、ブチル変性メチルシリケートの縮合物、三菱化学株式会社製)への相溶性は、>500%であった。
After filtering the reaction solution, unreacted HDI was removed at 160 ° C. (27 Pa) for the first time and 150 ° C. (13 Pa) for the second time using a flow-down type thin-film distillation apparatus.
The obtained polyisocyanate compound was a transparent liquid, yield 429 g, viscosity 160 mPa.s. s, NCO content was 17.8%. When NMR was measured, the allophanate / isocyanurate molar ratio was 84/16. Let the obtained polyisocyanate compound be P-1. In the present invention, “%” means “% by mass” unless otherwise specified.
P-1 was tested for solubility in low polarity organic solvents. The solubility of HAWS (manufactured by Shell Chemicals Japan, aniline point 15 ° C.) was> 2000%. The solubility of the A solvent (manufactured by Nippon Petrochemical Co., Ltd., aniline point 45 ° C.) was> 2000%, and the solubility of Pegasol 3040 (manufactured by ExxonMobil Co., Ltd., aniline point 55 ° C.) was> 2000%.
The silicate compatibility of P-1 was tested. Compatibility with MKC silicate MS58B15 (trade name, condensate of butyl-modified methyl silicate, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) is> 500%, MKC silicate MS58B30 (trade name, condensate of butyl-modified methyl silicate, Mitsubishi Chemical Corporation) Compatibility) was> 500%.

「合成例2」
合成例1と同様の装置に、HDI 2700gとイソブタノール132gを仕込み、攪拌化130℃で1時間ウレタン化反応を行った。アロファネート化触媒として2−エチルヘキサン酸ジルコニルの固形分20%ミネラルスピリット溶液(日本化学産業株式会社製、商品名「ニッカオクチックスジルコニウム12%」をミネラルスピリットで希釈したもの)を0.55g加えた。反応液の屈折率の上昇が0.0055となった時点で、リン酸2−エチルヘキシルエステル0.32g(触媒に対して、4.1倍モル)を加え、反応を停止した。
反応液の濾過後、合成例1と同様の方法で未反応のHDIを除去した。
得られたポリイソシアネート化合物は透明の液体であり、収量737g、粘度110mPa.s、NCO含有率19.4%であった。NMRを測定した所、アロファネート基/イソシアヌレート基のモル比は97/3であった。得られたポリイソシアネート化合物をM−1とする。
“Synthesis Example 2”
In the same apparatus as in Synthesis Example 1, 2700 g of HDI and 132 g of isobutanol were charged and subjected to urethanization reaction at 130 ° C. for 1 hour with stirring. As an allophanatization catalyst, 0.55 g of 20% solid spirit solution of zirconyl 2-ethylhexanoate (manufactured by Nippon Kagaku Sangyo Co., Ltd., trade name “Nikka Octix Zirconium 12%” diluted with mineral spirit) was added. . When the increase in the refractive index of the reaction solution reached 0.0055, 0.32 g of 2-ethylhexyl phosphate (4.1 times mol with respect to the catalyst) was added to stop the reaction.
After filtration of the reaction solution, unreacted HDI was removed in the same manner as in Synthesis Example 1.
The obtained polyisocyanate compound was a transparent liquid, yield 737 g, viscosity 110 mPa.s. s, NCO content was 19.4%. When NMR was measured, the molar ratio of allophanate group / isocyanurate group was 97/3. Let the obtained polyisocyanate compound be M-1.

「合成例3」
合成例1と同様の装置に、HDI 2700gと2−エチルヘキサノール210gを仕込み、攪拌化130℃で1時間ウレタン化反応を行った。アロファネート化触媒として2−エチルヘキサン酸ジルコニルの固形分20%ミネラルスピリット溶液を0.54g加えた。反応液の屈折率の上昇が0.0055となった時点で、リン酸ドデシルエステルの50%イソブタノール溶液(城北化学工業株式会社製、商品名「JP−512」をイソブタノールで希釈したもの)0.81g(触媒に対して、4.0倍モル)を加え、反応を停止した。
反応液の濾過後、合成例1と同様の方法で未反応のHDIを除去した。
得られたポリイソシアネート化合物は透明の液体であり、収量770g、粘度110mPa.s、NCO含有率17.2%であった。NMRを測定した所、アロファネート基/イソシアヌレート基のモル比は97/3であった。得られたポリイソシアネート化合物をM−2とする。
“Synthesis Example 3”
In the same apparatus as in Synthesis Example 1, 2700 g of HDI and 210 g of 2-ethylhexanol were charged, and a urethanization reaction was performed at 130 ° C. for 1 hour with stirring. As an allophanatization catalyst, 0.54 g of a 20% solid spirit solution of zirconyl 2-ethylhexanoate in a solid content was added. When the increase in the refractive index of the reaction solution reached 0.0055, a 50% isobutanol solution of dodecyl phosphate (Johoku Chemical Co., Ltd., trade name “JP-512” diluted with isobutanol) 0.81 g (4.0 moles relative to the catalyst) was added to stop the reaction.
After filtration of the reaction solution, unreacted HDI was removed in the same manner as in Synthesis Example 1.
The obtained polyisocyanate compound was a transparent liquid, yield 770 g, viscosity 110 mPa.s. s, NCO content was 17.2%. When NMR was measured, the molar ratio of allophanate group / isocyanurate group was 97/3. Let the obtained polyisocyanate compound be M-2.

「合成例4」
合成例1と同様の装置に、HDI 1000gとイソブタノール50gを仕込み、攪拌化90℃で1時間ウレタン化反応を行った。アロファネート化及びイソシアヌレート化触媒としてカプリン酸テトラメチルアンモニウムの固形分10%n−ブタノール溶液を0.53加えた。反応液の屈折率の上昇が0.015となった時点で、リン酸の固形分85%水溶液0.10g(触媒に対して4.0倍モル)を加え、反応を停止した。
反応液の濾過後、合成例1と同様の方法で未反応のHDIを除去した。
得られたポリイソシアネート化合物は透明の液体であり、収量440g、粘度450mPa.s、NCO含有率19.6%であった。NMRを測定した所、アロファネート/イソシアヌレートのモル比は60/40であった。得られたポリイソシアネート化合物をM−3とする。
“Synthesis Example 4”
In the same apparatus as in Synthesis Example 1, 1000 g of HDI and 50 g of isobutanol were charged, and a urethanization reaction was performed at 90 ° C. for 1 hour with stirring. As an allophanatization and isocyanurate formation catalyst, 0.53 g of a solid content 10% n-butanol solution of tetramethylammonium caprate was added. When the increase in the refractive index of the reaction solution reached 0.015, 0.10 g of an aqueous solution containing 85% solid content of phosphoric acid (4.0 times moles relative to the catalyst) was added to stop the reaction.
After filtration of the reaction solution, unreacted HDI was removed in the same manner as in Synthesis Example 1.
The obtained polyisocyanate compound was a transparent liquid, yield 440 g, viscosity 450 mPa.s. s, NCO content was 19.6%. When NMR was measured, the molar ratio of allophanate / isocyanurate was 60/40. Let the obtained polyisocyanate compound be M-3.

「合成例5」
合成例1と同様の装置に、HDI 1000gと2−エチルヘキサノール30gを仕込み、攪拌化90℃で1時間ウレタン化反応を行った。アロファネート化及びイソシアヌレート化触媒としてカプリン酸テトラメチルアンモニウムの固形分10%n−ブタノール溶液を0.36加えた。反応液の屈折率の上昇が0.01となった時点で、リン酸の固形分85%水溶液0.58g(触媒に対して4.0倍モル)を加え、反応を停止した。
反応液の濾過後、合成例1と同様の方法で未反応のHDIを除去した。
得られたポリイソシアネート化合物は透明の液体であり、収量300g、粘度450mPa.s、NCO含有率20.6%であった。NMRを測定した所、アロファネート/イソシアヌレートのモル比は35/65であった。得られたポリイソシアネート化合物をM−4とする。
「合成例6〜8」
上記で得られたM−1〜M−4を混合し、ポリイソシアネート化合物P−2〜P−4を合成した。得られたポリイソシアネート化合物を表1に示す。
“Synthesis Example 5”
In the same apparatus as in Synthesis Example 1, 1000 g of HDI and 30 g of 2-ethylhexanol were charged, and a urethanization reaction was performed at 90 ° C. for 1 hour with stirring. As an allophanatization and isocyanurate formation catalyst, 0.36 g of a solid content 10% n-butanol solution of tetramethylammonium caprate was added. When the increase in the refractive index of the reaction solution reached 0.01, 0.58 g of an aqueous solution containing 85% solid content of phosphoric acid (4.0 times moles relative to the catalyst) was added to stop the reaction.
After filtration of the reaction solution, unreacted HDI was removed in the same manner as in Synthesis Example 1.
The obtained polyisocyanate compound was a transparent liquid, yield 300 g, viscosity 450 mPa.s. s, NCO content was 20.6%. When NMR was measured, the molar ratio of allophanate / isocyanurate was 35/65. Let the obtained polyisocyanate compound be M-4.
“Synthesis Examples 6-8”
M-1 to M-4 obtained above were mixed to synthesize polyisocyanate compounds P-2 to P-4. The obtained polyisocyanate compound is shown in Table 1.

「合成例9」
攪拌器、温度計、冷却管を取り付けた四ッ口フラスコに、炭化水素系溶剤(商品名「ソルベッソ#150」:エクソン化学株式会社製の溶剤)120.0g、キシレン(和光純薬工業株式会社製の試薬)60.0gを仕込み、内部を窒素置換し、120℃に昇温した後、以下に述べる(メタ)アクリル系モノマーとベンゾイルパーオキサイド8.0gを2時間かけて滴下し、攪拌反応させた。滴下終了後、さらに120℃で4時間反応を続け、主剤ポリオール組成物を得た。
原料に用いた(メタ)アクリル系モノマー
メチルメタクリレート 128.8g
n−ブチルアクリレート 84.8g
シクロヘキサンメタクリレート 80.0g
2−ヒドロキシエチルメタクリレート 74.4g
スチレン 32.0g
得られた主剤ポリオール組成物は、固形分70%、水酸基価=80.0mgKOH/g(樹脂分に対して)、Tg=40.1℃、数平均分子量1700であった。得られた主剤ポリオール組成物を、以下S−1とする。
“Synthesis Example 9”
In a four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, and cooling tube, 120.0 g of a hydrocarbon solvent (trade name “Solvesso # 150”: a solvent manufactured by Exxon Chemical Co., Ltd.), xylene (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (Reagent manufactured) was charged with 60.0 g, the inside was purged with nitrogen, the temperature was raised to 120 ° C., and (meth) acrylic monomer and 8.0 g of benzoyl peroxide described below were added dropwise over 2 hours, followed by stirring reaction I let you. After completion of the dropping, the reaction was further continued at 120 ° C. for 4 hours to obtain a main component polyol composition.
(Meth) acrylic monomer methyl methacrylate 128.8g used as raw material
n-Butyl acrylate 84.8g
Cyclohexane methacrylate 80.0g
74.4 g of 2-hydroxyethyl methacrylate
Styrene 32.0g
The obtained main component polyol composition had a solid content of 70%, a hydroxyl value = 80.0 mgKOH / g (based on the resin content), Tg = 40.1 ° C., and a number average molecular weight of 1700. The obtained main component polyol composition is hereinafter referred to as S-1.

「合成例10」
非水分散型アクリルポリオール(商品名:ヒタロイド6500、日立化成工業株式会社製、水酸基価=30mgKOH/g(固形分)、Tg=33℃、加熱残分=53%、溶剤組成=ミネラルターペン/ソルベッソ100=44/7)と低極性有機溶剤可溶型アクリルポリオール(商品名:ヒタロイド6500B、日立化成工業株式会社製、水酸基価=30mgKOH/g(固形分)、Tg=35℃、加熱残分=53質量%、溶剤組成=ミネラルターペン)を9/1で混合した。得られた主剤ポリオール組成物を、以下S−2とする。
“Synthesis Example 10”
Non-aqueous dispersion type acrylic polyol (trade name: Hitaroid 6500, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., hydroxyl value = 30 mg KOH / g (solid content), Tg = 33 ° C., heating residue = 53%, solvent composition = mineral turpen / solvesso 100 = 44/7) and low polar organic solvent soluble acrylic polyol (trade name: Hitaroid 6500B, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., hydroxyl value = 30 mg KOH / g (solid content), Tg = 35 ° C., heating residue = 53 mass%, solvent composition = mineral terpenes) was mixed at 9/1. The obtained main component polyol composition is hereinafter referred to as S-2.

本発明を実施例に基づいて説明する。
[実施例1〜8、比較例1〜4]
二液型ポリウレタン組成物を以下のようにして作製した。
ポリイソシアネート化合物P−1、P−2、P−3、P−4、M−1、M−4、及び低極性有機溶剤、シリケート化合物を用いて、硬化剤ポリイソシアネート組成物Px−1、Px−2、Px−3、Px−4、Mx−1、Mx−4を得た。また、硬化剤ポリイソシアネート組成物Px−3〜Px−4には、添加剤としてHALS(商品名「サノールLS−765」:三共株式会社製の添加剤)をポリイソシアネート化合物に対して1000ppm添加した。得られた硬化剤ポリシソシアネート組成物を表2に示す。
得られた硬化剤ポリイソシアネート組成物Px−1、Px−2、Px−3、Px−4、Mx−1、Mx−4の20℃及び5℃での状態を表2に示す。本発明の硬化剤ポリイソシアネートは、20℃及び5℃においてもシリケート及び低極性有機溶剤との相溶性が良好である事が確認できた。
The present invention will be described based on examples.
[Examples 1-8, Comparative Examples 1-4]
A two-component polyurethane composition was prepared as follows.
Curing agent polyisocyanate composition Px-1, Px using polyisocyanate compounds P-1, P-2, P-3, P-4, M-1, M-4, and a low polar organic solvent, silicate compound -2, Px-3, Px-4, Mx-1, and Mx-4 were obtained. Moreover, 1000 ppm of HALS (trade name “Sanol LS-765”: an additive manufactured by Sankyo Co., Ltd.) as an additive was added to the curing agent polyisocyanate compositions Px-3 to Px-4. . Table 2 shows the obtained curing agent polyisocyanate composition.
Table 2 shows the states of the obtained curing agent polyisocyanate compositions Px-1, Px-2, Px-3, Px-4, Mx-1, and Mx-4 at 20 ° C and 5 ° C. It was confirmed that the curing agent polyisocyanate of the present invention had good compatibility with the silicate and the low polarity organic solvent even at 20 ° C and 5 ° C.

実施例1〜8では、主剤ポリオール組成物としてS−1、S−2を、硬化剤ポリイソシアネート組成物としてPx−1、Px−2、Px−3、Px−4を用い、比較例1〜4では、主剤ポリオール組成物としてS−1、S−2を、硬化剤ポリイソシアネート組成物としてMx−1、Mx−4をそれぞれ用いる。実施例1〜8、及び比較例1〜4において、イソシアネート基/水酸基のモル比が1/1となるように調整し、溶剤としてHAWSを用いて、固形分が50%になるように調整した。
硬化性(架橋性)の指標として、塗膜の硬化初期のゲル分率の測定を行った。硬化性が良好ならば、強靱な塗膜が形成され、耐薬品性や耐摩耗性が良好になる。バーコーダーにて、ポリプロピレン板に、膜厚が約50ミクロンになるように塗布した後、20℃で1日乾燥した場合のゲル分率を測定した。この結果を表3に示す。なお、表3では、ゲル分率40%以上を◎、20%以上30%未満を○、20%未満を×と表記する。
In Examples 1-8, S-1 and S-2 were used as the main component polyol composition, and Px-1, Px-2, Px-3, and Px-4 were used as the curing agent polyisocyanate composition. 4, S-1 and S-2 are used as the main component polyol composition, and Mx-1 and Mx-4 are used as the curing agent polyisocyanate composition, respectively. In Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 4, the molar ratio of isocyanate group / hydroxyl group was adjusted to 1/1, and the solid content was adjusted to 50% using HAWS as a solvent. .
As an index of curability (crosslinkability), the gel fraction at the initial curing stage of the coating film was measured. If the curability is good, a tough coating film is formed, and chemical resistance and wear resistance are good. The gel fraction was measured when it was applied to a polypropylene plate with a bar coder so that the film thickness was about 50 microns and then dried at 20 ° C. for one day. The results are shown in Table 3. In Table 3, a gel fraction of 40% or more is represented by ◎, 20% or more and less than 30% is represented by ◯, and less than 20% is represented by ×.

耐汚染性の指標として、塗膜の雨筋汚染の測定を行った。バーコーダーにて、100mm×225mmのアルマイト板上に、乾燥膜厚100ミクロンとなるように塗布し、20℃65%RH条件下で1週間乾燥させた後、長辺の1/3のところで、内角135℃となるように折り曲げ、面積の広い面を垂直にして、神奈川県川崎市にて北方向になるように固定し、実曝開始後3ヶ月目について、雨筋汚染を目視判定した。この結果を表3に記す。なお、表3では、雨筋汚染の判定は以下の通りである。
◎:雨筋が全く見られず、全体も汚れていない。
○:全体に汚れているが雨筋は見られない。
×:全体にやや汚れが見られ、雨筋も認められる。
As an index of stain resistance, the rain stripe contamination of the coating film was measured. With a bar coder, it was applied on a 100 mm x 225 mm alumite plate to a dry film thickness of 100 microns, dried for 1 week under 20 ° C and 65% RH conditions, and at 1/3 of the long side, It was bent to an inner angle of 135 ° C., the surface with a large area was made vertical, fixed in the north direction in Kawasaki City, Kanagawa Prefecture, and rain stripe contamination was visually determined about 3 months after the start of actual exposure. The results are shown in Table 3. In Table 3, the determination of rain stripe contamination is as follows.
A: No rain streaks are seen and the whole is not dirty.
○: Although it is dirty as a whole, no rain streak is seen.
X: Some dirt is seen on the whole, and rain stripes are also recognized.

耐薬品性の指標として、本件で作製した二液型ポリウレタン組成物を10%塩酸に20℃24時間浸漬する試験を行った。その結果、本件で作製した二液型ポリウレタン組成物は、試験後も変化が見られず、耐薬品性は良好である事が確認できた。
耐候性の指標として、S−WOM(サンシャインウェザーメーターS80:スガ試験機株式会社製の試験機)による測定を行った。バーコーダーにて、白塗装したアルミ板に、膜厚が約50ミクロンになるように塗布した後、20℃14日乾燥し、S−WOMによる塗膜の測定を行った。その結果、本件で作製した二液型ポリウレタン組成物は、3000時間を超えても、光沢保持率(デジタル変角光沢計UGB−5D:スガ試験機株式会社製の試験機を用いて測定)が85%以上であった。この結果より、本件で発明した二液型ポリウレタン組成物は、耐候性は良好である事が確認出来た。
As an indicator of chemical resistance, a test was conducted in which the two-component polyurethane composition produced in this case was immersed in 10% hydrochloric acid at 20 ° C. for 24 hours. As a result, it was confirmed that the two-component polyurethane composition produced in the present case did not change after the test and the chemical resistance was good.
As an indicator of weather resistance, measurement with S-WOM (Sunshine Weather Meter S80: tester manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.) was performed. After applying to a white-coated aluminum plate with a bar coder so that the film thickness was about 50 microns, it was dried at 20 ° C. for 14 days, and the coating film was measured by S-WOM. As a result, even if the two-component polyurethane composition produced in this case exceeds 3000 hours, the gloss retention (digital declination gloss meter UGB-5D: measured using a tester manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.) It was 85% or more. From this result, it was confirmed that the two-component polyurethane composition invented in the present case has good weather resistance.

耐摩耗性の指標として、塗膜の擦り傷性試験を行った。バーコーダーにて、白塗装したアルミ板に、膜厚が50ミクロンになるように塗布した後、20℃14日乾燥した後、擦り傷性の試験を行った。本件で作製した二液型ポリウレタン組成物は、擦り傷性試験の前後の光沢保持率が70%以上であった。この結果より、本件で発明した二液型ポリウレタン組成物は、耐摩耗性が良好である事が確認出来た。
本発明の二液型ポリウレタン組成物は、脂肪族ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネートから選ばれる少なくとも1種類のジイソシアネート、及び炭素数が1〜20のモノアルコールから得られ、アロファネート基/イソシアヌレート基のモル比が90/10〜70/30であるポリイソシアネート化合物を含有する硬化剤ポリイソシアネート組成物と、アクリルポリオールあるいはポリエステルポリオールあるいはポリエーテルポリオールを含有する主剤ポリオール組成物を必須成分とし、得られた塗膜は、良好な外観、優れた耐候性、優れた耐擦り傷性を持つという特徴を有している。
A scratch resistance test of the coating film was performed as an index of wear resistance. A bar coder was applied to a white-coated aluminum plate so as to have a film thickness of 50 microns, followed by drying at 20 ° C. for 14 days. The two-component polyurethane composition produced in this case had a gloss retention of 70% or more before and after the scratch resistance test. From this result, it was confirmed that the two-component polyurethane composition invented in the present case has good wear resistance.
The two-component polyurethane composition of the present invention is obtained from at least one diisocyanate selected from aliphatic diisocyanate and alicyclic diisocyanate, and a monoalcohol having 1 to 20 carbon atoms, and has a molar ratio of allophanate group / isocyanurate group. A curing agent polyisocyanate composition containing a polyisocyanate compound having a ratio of 90/10 to 70/30 and a main component polyol composition containing an acrylic polyol, a polyester polyol or a polyether polyol as essential components are obtained. The film is characterized by having a good appearance, excellent weather resistance, and excellent scratch resistance.

また、本発明の二液型ポリウレタン組成物は、低極性有機溶剤に溶解する硬化剤ポリイソシアネート組成物と低極性有機溶剤に溶解する主剤ポリオール組成物のいずれかを用いた場合、または両方用いた場合は、低極性有機溶剤は溶解力が小さいため、下地を侵し難くなる。つまり、塗り替え作業の際、旧塗膜を除去やシーリング剤の塗布なしに、直接本発明の二液型ポリウレタン組成物を塗布した場合、リフティングが起こりにくくなる。また、補修作業、重ね塗り作業を行う場合も、下地塗膜を侵すことなく、上塗りが可能となる。更に低極性有機溶剤は低臭気という性質を併せ持つ場合が多く、塗装作業者や、近くの人に臭気を及ぼし難いという特徴も有する。
また、本発明の硬化剤ポリイソシアネート組成物中に含まれるポリイソシアネート化合物は、非常に低粘度という特徴も有しており、二液型ポリウレタン組成物とした場合、VOC成分を減らすことが可能となる。
更に、本発明の二液型ポリウレタン組成物は、塗布乾燥後、塗膜表面が親水性となるので、耐雨筋汚染性が優れているという特徴を有している。
In addition, the two-component polyurethane composition of the present invention used either or both of a curing agent polyisocyanate composition that dissolves in a low polarity organic solvent and a main component polyol composition that dissolves in a low polarity organic solvent. In this case, the low-polar organic solvent has a low dissolving power, so that it is difficult to attack the base. That is, when the two-component polyurethane composition of the present invention is applied directly without removing the old coating film or applying a sealing agent during the repainting operation, lifting is less likely to occur. In addition, when performing repair work and overcoating work, it is possible to perform overcoating without affecting the underlying coating film. Furthermore, the low polar organic solvent often has a property of low odor, and has a feature that it is difficult to cause odor to a painter or a nearby person.
Further, the polyisocyanate compound contained in the curing agent polyisocyanate composition of the present invention also has a characteristic of very low viscosity, and when it is a two-component polyurethane composition, it is possible to reduce the VOC component. Become.
Furthermore, the two-component polyurethane composition of the present invention has a feature that it has excellent rain-stain stain resistance because the coating surface becomes hydrophilic after coating and drying.

Figure 0004919667
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本発明の二液型ポリウレタン組成物は、塗料、インキ、接着剤、注型材、エラストマー、フォーム、プラスチック材料に使用することができる。特に、耐汚染性、耐候性、耐薬品性、耐摩耗性が求められる、建築用塗料、重防食用塗料、自動車用塗料、家電用塗料、パソコンや携帯電話等の情報機器用塗料に適している。中でも、建築用塗料、重防食用塗料に適しており、特に、塗り替え用途の建築外装塗料の分野で好適に利用できる。   The two-component polyurethane composition of the present invention can be used for paints, inks, adhesives, casting materials, elastomers, foams, and plastic materials. Especially suitable for architectural paints, heavy anticorrosion paints, automotive paints, home appliance paints, information equipment paints such as personal computers and mobile phones, where contamination resistance, weather resistance, chemical resistance, and abrasion resistance are required. Yes. Especially, it is suitable for the paint for construction, and the paint for heavy anti-corrosion, and can be suitably used especially in the field of architectural exterior paint for repainting applications.

Claims (6)

(A)脂肪族ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネートから選ばれる少なくとも1種類のジイソシアネート、及び炭素数が1〜20のモノアルコールから得られ、アロファネート基/イソシアヌレート基のモル比が90/10〜70/30であるポリイソシアネート化合物と下記式(1)で表されるテトラアルコキシシラン、テトラアルコキシシランの縮合物、及びテトラアルコキシシランの誘導物から選ばれる少なくとも1種類のシリケート化合物を含有する硬化剤ポリイソシアネート組成物と、(B)アクリルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオールのうち少なくとも一種を含有する主剤ポリオール組成物を必須成分とし、主剤ポリオール組成物と硬化剤ポリイソシアネート組成物の、イソシアネート基と水酸基の当量比(NCO/OH比)は、0.2〜5.0であり、ポリイソシアネート化合物とシリケート化合物の質量比は、5/95〜95/5である、二液型ポリウレタン組成物。
Figure 0004919667
式中のRは、同一、もしくは異なって炭素数1〜10のアルキル基、またはアリール基である。
(A) It is obtained from at least one diisocyanate selected from aliphatic diisocyanate and alicyclic diisocyanate, and monoalcohol having 1 to 20 carbon atoms, and the molar ratio of allophanate group / isocyanurate group is 90/10 to 70 /. Curing agent polyisocyanate containing at least one silicate compound selected from polyisocyanate compound 30 and tetraalkoxysilane represented by the following formula (1), a condensate of tetraalkoxysilane, and a derivative of tetraalkoxysilane The main component polyol composition containing at least one of the composition and (B) acrylic polyol, polyester polyol, and polyether polyol is an essential component, and the isocyanate group and water of the main component polyol composition and the curing agent polyisocyanate composition. acid Equivalent ratio of (NCO / OH ratio) is 0.2 to 5.0, the mass ratio of the polyisocyanate compound and silicate compound is 5/95 to 95/5, two-component polyurethane composition.
Figure 0004919667
R in the formula is the same or different and is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an aryl group.
硬化剤ポリイソシアネート組成物が、アニリン点10℃〜70℃の低極性有機溶剤を含有する請求項1記載の二液型ポリウレタン組成物。   The two-component polyurethane composition according to claim 1, wherein the curing agent polyisocyanate composition contains a low polarity organic solvent having an aniline point of 10C to 70C. 主剤ポリオール組成物が、アニリン点10℃〜70℃の低極性有機溶剤を含有する請求項1あるいは請求項2記載の二液型ポリウレタン組成物。   The two-component polyurethane composition according to claim 1 or 2, wherein the main component polyol composition contains a low polarity organic solvent having an aniline point of 10 ° C to 70 ° C. モノアルコールが、炭素数4〜9である請求項1あるいは請求項2あるいは請求項3のいずれかに記載の二液型ポリウレタン組成物。 The two-component polyurethane composition according to any one of claims 1 to 3 , wherein the monoalcohol has 4 to 9 carbon atoms. 建築用途又は重防食用途である、請求項1あるいは請求項2あるいは請求項3あるいは請求項4のいずれかに記載の二液型ポリウレタン組成物。 The two-component polyurethane composition according to claim 1, claim 2, claim 3, or claim 4, which is used for construction or for heavy anticorrosion. 請求項に記載の二液型ポリウレタン組成物が塗布された建築物。 A building to which the two-component polyurethane composition according to claim 5 is applied.
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