JP5294524B2 - ポリウレタンおよびポリウレタンベースのグラフトコポリマーならびに被覆材料、接着剤およびシーラントを製造するためのその使用 - Google Patents

ポリウレタンおよびポリウレタンベースのグラフトコポリマーならびに被覆材料、接着剤およびシーラントを製造するためのその使用 Download PDF

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Description

本発明は、新規ポリウレタンおよびポリウレタンベースのグラフトコポリマーに関する。本発明は、また新規ポリウレタンおよびポリウレタンベースのグラフトコポリマーの製法に関する。さらに本発明は、塗料、接着剤およびシーラント、特に、水性被覆材料、接着剤およびシーラントを製造するための新規ポリウレタンおよび新規ポリウレタンベースのグラフトコポリマーの使用に関する。本発明は、とりわけ新規の、特に水性の被覆材料、接着剤およびシーラントから得られる新規被覆材料、接着層およびシールに関する。特に、本発明は単層または多層コーティングの装飾および/または保護する塗装、特に着色−および/または効果を付与する多層コーティングに関する。
水中で溶解性または分散性のグラフトコポリマーは、欧州特許明細書EP-A-0608021から公知である。このグラフトコポリマーは、疎水性のオレフィン性不飽和ポリウレタンからのコアと酸価30〜120mgKOH/gを有する親水性アクリレートコポリマーからのシェルから成る。疎水性のオレフィン性不飽和ポリウレタンは、酸価5mgKOH/g未満を有する低分子量のジオールまたはポリエステルジオールと、ジイソシアネートおよび1−(1−イソシアネート−1−メチルエチル)−3−(1−メチルエテニル)ベンゼン(ジメチル−m−イソプロペニルベンジルイソシアネート)とを反応させて製造され、これによりエチレンアリーレン末端基が得られる。引き続き、オレフィン性不飽和モノマーの混合物を疎水性のオレフィン性不飽和ポリウレタンの存在で溶液中で重合させ、この後に、得られたグラフトコポリマーを中和し、かつ水に分散させて第2分散液が得られる。これらの公知の第2分散液は、透明塗料を製造するために使用される。着色された被覆材料またはシーラントおよび接着剤は、EP-A-0608021からは開示されていない。疎水性のポリウレタンコアと親水性のポリアクリレートシェルから成る特異的なコア/シェル構造は、多くの場合に欠点であることが明らかである。
ドイツ国特許明細書DE-C-19722862からは、親水性官能基と分子あたり平均で0.05〜1.1個の重合可能な二重結合を有するオレフィン性不飽和ポリウレタンの分散液中で、オレフィン性不飽和モノマーを重合させることにより得られるグラフトコポリマーが公知である。DE-C-19722862によれば、ポリウレタン主鎖の製造の際に、ジイソシアネートの他にポリイソシアネートを使用してもよく、その官能性はモノイソシアネートを添加することにより低められている。1−(1−1−イソシアネート−1−メチルエチル)−3−(1−メチルエテニル)ベンゼンは、モノイソシアネートの例として挙げられている。これが使用される限りは、これはポリウレタンの重合可能な二重結合含有量にある程度寄与するが、しかし肝心な化合物中へこれらの導入をもくろむ場合には、イソシアネート基と反応性の官能基およびオレフィン性不飽和二重結合を含有する化合物、例えば、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートが得られてしまう。ポリウレタンの製造様式に基づいて、1−(1−1−イソシアネート−1−メチルエチル)−3−(1−メチルエテニル)ベンゼンの使用は、結果として主にエチレンアリーレン末端基になる。
同様のポリウレタンならびにこれをベースとするそれぞれのグラフトコポリマーは、ドイツ国特許明細書DE-A-19645761に記載されている。ここでも、1−(1−1−イソシアネート−1−メチルエチル)−3−(1−メチルエテニル)ベンゼンが、イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジルイソシアネートとして使用されている。
DE-C-19722862およびDE-A-19645761の公知のグラフトポリマーは、第1分散液として存在し、かつ水性被覆材料、特に水性塗料を製造するために非常に好適である。水性塗料は、ウェット−オン−ウェット法に有利に使用することができ、この際、水性ベース塗料はプライマー被覆した支持体またはプライマー被覆していない支持体上に適用され、これにより生じる水性ベースコート層を架橋させずに乾燥させる。乾燥させた水性ベースコート層上に、透明塗料を適用し、これにより水性ベースコート層とクリアコート層は、着色−および/または効果を付与する多層コーティングを形成しながら一緒に硬化される。
しかし、この場合に粉末スラリー透明塗料を使用する際に、焼付けにおいてクリアコーティング中にクラッキングおよび/または特に結露に曝された後にクリアコーティングの層間剥離を生じ得る。さらにポッピングマークも生じ得る。
特に、オレフィン性不飽和基のポリウレタン含有量は、多くの場合に完全なグラフト化には少なすぎることが明らかであり、その結果、グラフト化させるべきモノマーの大部分が分離されたホモポリマーおよび/またはコポリマーがポリウレタンの他に形成され、反対にグラフトコポリマーの適用特性およびこれを用いて製造される被覆材料、接着剤およびシーラントを損ねかねない。
エテニルアリーレン基は、その高い反応性により、重合によりオレフィン性不飽和モノマーを結合させるための非常に良好なグラフト部位である。一方で、これらの基を1−(1−イソシアネート−1−メチルエチル)−3−(1−メチルエテニル)−ベンゼンにより導入することは、問題を生じる。それというのも、立体障害により、イソシアネート基は比較的に反応不活性となり、このことが長い反応時間および/または高い反応温度を必要とし、この両方が生成物へ損害を与え得るからである。さらに、これらの化合物を用いてもエテニルアリーレン側基をポリウレタン中に導入することができない。
本発明の課題は、生成物を損傷する危険がなく目的に適って簡単な方法で製造でき、かつオレフィン性不飽和モノマーに卓越したグラフト幹基を作り出す、末端位にだけではなく、側位にもエテニルアリーレン基を有する新規の親水性および疎水性のオレフィン性不飽和ポリウレタンを提供することである。
本発明のもう1つの対象は、生成物を損傷する危険がなく目的に適って簡単な方法で製造でき、側位および/または末端位にエテニルアリーレン基を有する親水性または疎水性ポリウレタンを生じる、オレフィン性不飽和モノマーの製法を見いだすことである。
本発明のもう1つの対象は、生成物を損傷する危険がなく目的に適って簡単な方法で製造でき、かつ特に、共重合されたモノマーから成る疎水性コアと親水性ポリウレタンから成る親水性シェルを有するコア−シェル構造の新規のグラフトポリマー、特に第1分散液の形のものを見いだすことである。
本発明のもう1つの対象は、良好な適用特性を有するポリウレタンベースの新規の水性および非水性被覆材料、接着剤およびシーラントを提供することである。特に、従来技術の欠点をもはや有さず、ウェット−オン−ウェット法による適用に卓越している新規の被覆材料、特に新規の水性被覆材料、とりわけ新規の水性ベース塗料が提供されるべきである。この場合、粉末透明塗料−スラリーを使用する際にも、クリアコート中にクラッキング(マッドクラッキング)、結露に曝された後にクリアコートの層間剥離、およびポッピングもしくはピンホールを生じないのがよい。その際に新規の被覆材料は、層厚さが高い場合でさえも、非常に良好な貯蔵安定性、傑出した適用特性、例えば非常に良好なレベリングを有し、かつ非常にわずかなランナー傾向しか有さず、全体として視覚的印象に優れ、かつ高い化学安定性および耐候性を有するのがよい。
従って、少なくとも1個のエテニルアリーレン側基および/または少なくとも1個のエテニルアリーレン末端基を有し、
(1)少なくとも1個の遊離イソシアネート基含有の少なくとも1個のポリウレタンプレポリマー(B1)と、
(2)
(2.1)少なくとも1個のエテニルアリーレンモノイソシアネートと、
(2.2)少なくとも1個のポリオール、ポリアミンおよび/または少なくとも1個のヒドロキシル基および少なくとも1個のアミノ基含有の化合物とを反応させることにより得られる少なくとも1個の付加物(B2)
とを1:1のモル比で反応させることにより製造できる新規のポリウレタンが見出された。
以後明細書中では、少なくとも1個のエテニルアリーレン側基および/または少なくとも1個のエテニルアリーレン末端基を有する新規のポリウレタンを省略して“本発明によるポリウレタン”と称する。
また、A)少なくとも1個の共重合されたオレフィン性不飽和モノマー(a)から成る疎水性コア、および
B)少なくとも1個のポリウレタン(B)を含むかまたはこれから成る親水性シェル、または
B)少なくとも1個のポリウレタン(B)を含むかまたはこれから成る疎水性コア、および
A)少なくとも1個の共重合されたオレフィン性不飽和モノマー(a)から成る親水性シェルを含み、かつこれは
1)少なくとも1個の本発明によるポリウレタン(B)を水性媒体中で分散させ、次に
2)1個または複数のポリウレタン(B)の存在で、少なくとも1個のモノマー(a)をエマルション中でラジカル(共)重合させることにより製造できる新規のグラフトコポリマーも見出された。
以後明細書中では、本発明によるポリウレタンをベースとする新規のグラフトコポリマーを省略して“本発明によるグラフトコポリマー1”と称する。
さらに、A)少なくとも1個の共重合されたオレフィン性不飽和モノマー(a)から成る疎水性コア、および
B)少なくとも1個のポリウレタンを含むかまたはこれから成る親水性シェル
を含み、かつこれは
1)少なくとも1個の側基または少なくとも1個のエテニルアリーレン側基と少なくとも1個のエテニルアリーレン末端基とを有する少なくとも1個の親水性のオレフィン性不飽和ポリウレタン(B)を水性媒体中で分散させ、この後に
2)少なくとも1個の疎水性モノマー(a)を1個のポリウレタン(B)または複数のポリウレタン(B)の存在で、エマルション中でラジカル(共)重合させることにより製造できる新規のグラフトコポリマーが見出された。
以後明細書中では、新規のグラフトコポリマーを“本発明によるグラフトコポリマー2”と称する。
また、少なくとも1個の本発明のポリウレタン(B)、少なくとも1個の本発明によるグラフトコポリマー1および/または少なくとも1個の本発明によるグラフトコポリマー2を含み、かつ以後本発明による接着剤、シーラントおよび被覆材料と称される、新規の接着剤、シーラント、および被覆材料、特に塗料、水性塗料、とりわけ水性ベース塗料が見出された。
特にまた本発明による接着剤、シーラントおよび被覆材料を用いて製造され、かつ以後、本発明による接着層、シールおよび被覆と称される、新規の接着層、シールおよび被覆が見出された。
さらに、少なくとも1種の本発明による接着層、シールおよび/または被覆を含み、かつ以後本発明による支持体と称される、新規の支持体が見出された。
先行技術に関して、本発明の土台となっている複雑な課題が、本発明によるポリウレタン(B)、本発明によるグラフトコポリマー1および/または本発明によるグラフトコポリマー2を用いて解決されることは、当業者にも意外であり、かつ予測不可能であった。特に、本発明によるポリウレタン(B)、本発明によるグラフトコポリマー1および本発明によるグラフトコポリマー2を、生成物に傷を生じることなく簡単な方法で製造できることは意外であった。さらに、意外にも本発明によるポリウレタン(B)と本発明によるグラフトコポリマー1および2は、特別な利用性を提供する。特に疎水性コア(A)と親水性シェル(B)を有する本発明によるグラフトコポリマー1と2が、水性ベース塗料を製造でき、この水性ベース塗料をウェット−オン−ウェット法により粉末透明塗料−スラリーを用いて加工して、傑出した着色−および/または効果を付与する多層コーティングが得られることは全く予測不可能であった。そうでない場合には、クリアコート中にクラッキング(マッドクラッキング)、結露に曝した後にクリアコートの層間剥離、またはポッピングマークもしくはピンホールを生じてしまう。
本発明の範囲内では、親水性の特性とは、水相中へ透過するか、その中に残る分子または官能基の構造的特性であると解釈される。
従って、本発明の範囲内では、疎水性の特性とは、水に関して外親的に挙動する、すなわち水中へ透過しないかまたは水相からそれる傾向を示す分子または官能基の構造的特性であると解釈される。
さらなる詳説については、Roempp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, “Hydrophilicity”, “Hydrophobicity”、294および295ページを参照されたい。
本発明によるポリウレタン(B)は、少なくとも1個のエテニルアリーレン側基および/または少なくとも1個のエテニルアリーレン末端基を有する。言い換えると、本発明によるポリウレタン(B)は、少なくとも1個のエテニルアリーレン側基、少なくとも1個のエテニルアリーレン末端基、または少なくとも1個のエテニルアリーレン側基と少なくとも1個のエテニルアリーレン末端基を有する。この場合、少なくとも1個のエテニルアリーレン側基を有する本発明によるポリウレタン(B)は、特に有利であり、従って本発明により特に有利に使用される。
本発明によるポリウレタン(B)は、上記の意味で親水性または疎水性である。本発明によるグラフトコポリマー1を製造するためのその使用に関して、本発明による親水性ポリウレタン(B)は利点を提供し、従って有利に使用される。
本発明によるポリウレタン(B)は、第一工程で少なくとも1個の遊離イソシアネート基を有するポリウレタンプレポリマー(B1)を製造することにより得られる。
該ポリウレタンプレポリマー(B1)は、線状、分枝状またはクシ状であるが、特に線状で構成されている。この場合、線状ポリウレタンプレポリマー(B1)は、有利には2個の遊離イソシアネート基、特に2個の遊離イソシアネート末端基を有する。分枝状またはクシ状に構成されたポリウレタンプレポリマー(B1)は、有利には少なくとも2個、特に2個以上の遊離イソシアネート基を有し、その際、遊離イソシアネート末端基が有利である。
本発明により使用されるべきポリウレタンプレポリマー(B1)の製法には特徴がなく、例えば特許文献DE-C-19722862、DE-A-19645761、EP-A-0522419またはEP-A-0522420に記載されている方法により、ポリオール、特にジオールと少なくとも1個のポリイソシアネート、特にジイソシアネートと反応させることにより行われるが、その際イソシアネート成分はモル過剰で使用される。
有利には、ポリウレタンプレポリマー(B1)を製造するためにジイソシアネートならびに場合により少量のポリイソシアネートは、分枝鎖を導入するために使用される。本発明の範囲内では、少量とは製造の際にポリウレタンプレポリマー(B1)のゲル化が生じない量であると解釈される。このことは、同様に少量のモノイソシアネートを使用することによっても回避される。
好適なジイソシアネートの例は、イソホロンジイソシアネート(=5−イソシアネート−1−イソシアネートメチル−1,3,3−トリメチルシクロヘキサン)、5−イソシアネート−1−(2−イソシアネートエチ−1−イル)−1,3,3−トリメチルシクロヘキサン、5−イソシアネート−1−(3−イソシアネートプロピ−1−イル)−1,3,3−トリメチルシクロヘキサン、5−イソシアネート−(4−イソシアネートブチ−1−イル)−1,3,3−トリメチルシクロヘキサン、1−イソシアネート−2−(3−イソシアネートプロピ−1−イル)シクロヘキサン、1−イソシアネート−2−(3−イソシアネートエチ−1−イル)シクロヘキサン、1−イソシアネート−2−(4−イソシアネートブチ−1−イル)シクロヘキサン、1,2−ジイソシアネートシクロブタン、1,3−ジイソシアネートシクロブタン、1,2−ジイソシアネートシクロペンタン、1,3−ジイソシアネートシクロペンタン、1,2−ジイソシアネートシクロヘキサン、1,3−ジイソシアネートシクロヘキサン、1,4−ジイソシアネートシクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタン−2,4’−ジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、エチルエチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサンジイソシアネート、ヘプタメチレンジイソシアネートまたはヘンケル(Henkel)社により商用名DDI 1410で市販されており、かつ特許文献DO 97/49745およびWO 97/49747に記載されている二量体脂肪酸から誘導されるジイソシアネート、特に、2−ヘプチル−3,4−ビス(9−イソシアネートノニル)−1−ペンチルシクロヘキサン、または1,2−、1,4−または1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、1,2−、1,4−または1,3−ビス(2−イソシアネートエチ−1−イル)シクロヘキサン、1,3−ビス(3−イソシアネートプロピ−1−イル)シクロヘキサン、1,2−、1,4−または1,3−ビス(4−イソシアネートブチ−1−イル)シクロヘキサン、30質量%まで、有利には25質量%まで、特に有利には20質量%までのトランス/トランス含有量を有し、例えば、特許文献DE-A-4414032、GB-A-1220717、DE-A-1618795またはDE-A-1793785に記載されている液体のビス(4−イソシアネートシクロヘキシル)メタン;トリレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、ビスフェニレンジイソシアネート、ナフチレンジイソシアネートまたはジフェニルメタンジイソシアネート。
好適なポリイソシアネートの例は、上記のジイソシアネートのイソシアヌレートである。
特に好適なモノイソシアネートの例は、フェニルイソシアネート、シクロヘキシルイソシアネートまたはステアリルイソシアネートである。
ポリウレタンプレポリマー(B1)を製造するために、さらに
−高分子量および低分子量の飽和または不飽和ポリオール、特にジオールおよび分枝を導入するための少量のトリオール、ならびに場合により
−親水性官能基を導入する化合物
−ポリアミンおよび
−アミノアルコール
が使用される。
好適なポリオールの例は、
−場合によりスルホン化された飽和および/または不飽和ポリカルボン酸またはこれらのエステル化可能な誘導体(場合によりモノカルボン酸と一緒)と、
−飽和および/または不飽和ポリオール(場合によりモノオールと一緒)とを反応させて製造される飽和またはオレフィン性不飽和ポリエステルポリオールである。
好適なポリカルボン酸の例は、芳香族、脂肪族および脂環式ポリカルボン酸である。有利には芳香族および/または脂肪族ポリカルボン酸を使用する。
好適な芳香族ポリカルボンの例は、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、フタル酸、イソフタル酸またはテレフタル酸モノスルホネート、またはハロフタル酸、例えば、テトラクロロフタル酸またはテトラブロモフタル酸、その中でもイソフタル酸が有利であり、従って使用するのが有利である。
好適な非環式脂肪族または不飽和ポリカルボン酸の例は、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカンジカルボン酸またはドデカンジカルボン酸、またはマレイン酸、フマル酸またはイタコン酸、その中でもアジピン酸、グルタル酸、アゼライン酸、セバシン酸、二量体の脂肪酸およびマレイン酸が有利であり、従って使用するのが有利である。
好適な脂環式および環式不飽和ポリカルボン酸の例は、1,2−シクロブタンジカルボン酸、1,3−シクロブタンジカルボン酸、1,2−シクロペンタンジカルボン酸、1,3−シクロペンタンジカルボン酸、ヘキサヒドロフタル酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、4−メチルヘキサヒドロフタル酸、トリシクロデカンジカルボン酸、テトラヒドロフタル酸または4−メチルテトラヒドロフタル酸である。これらのジカルボン酸はそれらのシス形でもトランス形でも、ならびに両方の形の混合物として使用してもよい。
好適なポリカルボン酸の他の例は、ポリマーの脂肪酸、特に90質量%以上の二量体含有量を有するものであり、これは二量体脂肪酸として公知である。
上記のポリカルボン酸のエステル化可能な誘導体、例えば、1〜4個の炭素原子を有する脂肪族アルコールまたは1〜4個の炭素原子を有するヒドロキシアルコールを有するそれらのモノエステルまたはポリエステルも好適である。存在する限りは、さらに上記のポリカルボン酸の無水物を使用することもできる。
場合によりポリカルボン酸と一緒に、モノカルボン酸、例えば、安息香酸、t−ブチル安息香酸、ラウリン酸、イソノナン酸、天然に存在する油の脂肪酸、アクリル酸、メタクリル酸、エタクリル酸またはクロトン酸を使用することもできる。有利なモノカルボン酸としてイソノナン酸が使用される。
好適なポリオールの例は、ジオールおよびトリオール、特にジオールである。通常、トリオールは、分枝鎖をポリエステルポリオールに導入するためにジオールに加えて少量で使用される。本発明の範囲内において、少量とは、その製造の際にポリエステルポリオールのゲル化を引き起こさない量と解釈される。
好適なジオールは、エチレングリコール、1,2−または1,3−プロパンジオール、1,2−、1,3−または1,4−ブタンジオール、1,2、1,3−、1,4−または1,5−ペンタンジオール、1,2−、1,3−、1,4−、1,5−または1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルヒドロキシピバレート、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、1,2−、1,3−または1,4−シクロヘキサンジオール、1,2−、1,3−または1,4−シクロヘキサンジメタノール、トリメチルペンタンジオール、エチルブチルプロパンジオールまたは位置異性のジエチルオクタンジオールである。これらのジオールは、それ自体が本発明により使用されるべきポリウレタン(A)の製造に使用されてもよい。
好適なジオールの他の例は、式IV:
Figure 0005294524
[式中、RおよびRは、それぞれ同一または異なる基であり、かつ1〜18個の炭素原子を有するアルキル基、アリール基または脂環式基であるが、但し、Rおよび/またはRは、メチルではない]
のジオール、またはV:
Figure 0005294524
[式中、R、R、RおよびRは、それぞれ同一または異なる基であり、かつ1〜6個の炭素原子を有するアルキル基、シクロアルキル基またはアリール基であり、かつRは1〜6個の炭素原子を有するアルカンジイル基、1〜6個の炭素原子を有するアリーレン基または不飽和アルケンジイル基であり、かつnは0または1である]
のジオールである。
一般式IVのジオールIVとしては、RまたはR、またはRおよびRがメチルではない式の全てのプロパンジオール、例えば、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、2−ブチル−2−メチル−1,3−プロパンジオール、2−フェニル−2−メチル−1,3−プロパンジオール、2−プロピル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、2−ジ−tーブチル−1,3−プロパンジオール、2−ブチル−2−プロピル−1,3−プロパンジオール、1−ジヒドロキシメチルビシクロ[2.2.1]ヘプタン、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジプロピル−1,3−プロパンジオールまたは2−シクロヘキシル−2−メチル−1,3−プロパンジオールなどが好適である。
一般式VのジオールVとしては、例えば2,5−ジメチル−2,5−ヘキサンジオール、2,5−ジエチル−2,5−ヘキサンジオール、2−エチル−5−メチル−2,5−ヘキサンジオール、2,4−ジメチル−2,4−ペンタンジオール、2,3−ジメチル−2,3−ブタンジオール、1,4−(2’−ヒドロキシプロピル)ベンゼンおよび1,3−(2’−ヒドロキシプロピル)ベンゼンが使用される。
これらのジオールの中で、ヘキサンジオールおよびネオペンチルグリコールが特に有利であり、従って使用するのが特に有利である。
上記のジオールは、それ自体がポリウレタンプレポリマー(B1)を製造するために使用されてもよい。
好適なトリオールの例は、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパンまたはグリセロール、特にトリメチロールプロパンである。
上記のトリオールは、それ自体がポリウレタンプレポリマー(B1)を製造するために使用されてもよい(特許文献EP-A-0339433参照)。
場合により、少量のモノオールを使用することができる。好適なモノオールの例は、アルコールまたはフェノール、たとえばエタノール、プロパノール、n−ブタノール、s−ブタノール、t−ブタノール、アミルアルコール、ヘキサノール、脂肪族アルコール、アリルアルコール、またはフェノールである。
ポリエステルポリオールの製造は、少量の好適な溶剤、例えば共沸剤の存在下で行われる。共沸剤としては、芳香族炭化水素、例えば、特にキシレンおよび(シクロ)脂肪族炭化水素、例えば、シクロヘキサンまたはメチルシクロヘキサンが使用される。
他の好適なポリオールの例は、ラクトンとジオールとの反応により得られるポリエステルジオールである。これらは、末端ヒドロキル基および式−(−CO-(CHR)m-CH-O-)−のポリエステルの繰り返し部分により際だっている。この場合、指数mは、有利には4〜6であり、かつ置換基Rは水素、アルキル基、シクロアルキル基またはアルコキシ基である。どの置換基も12個以上の炭素原子は有さない。置換基中の炭素原子の総数はラクトン環1個あたり12を越えない。ヒドロキシカプロン酸の例は、ヒドロキシブチル酸、ヒドロキシデカン酸および/またはヒドロキシステアリン酸である。
ポリエステルジオールの製造のために、非置換###−カプロラクトン(mは、4であり、全ての置換基Rは水素である)が有利である。ラクトンとの反応は、低分子量のポリオール、例えば、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオールまたはジメチロールシクロヘキサンにより出発する。しかし、他の反応成分、例えば、エチレンジアミン、アルキルジアルカノールアミン、または尿素と、カプロラクトンを反応させることもできる。比較的に高分子量のジオールとしては、例えば、###カプロラクタムと低分子量のジオールとを反応させて製造されるポリラクタムジオールが好適である。
好適なポリオールの他の例は、ポリエーテルポリオール、特に平均分子量400〜5000、特に400〜3000を有するものである。特に好適なポリエーテルジオールは、一般式H−(-O-(CHR10-)OH(式中、置換基R10は水素または低分子量の場合により置換されたアルキル基であり、指数oは、〜6、有利には3〜4であり、かつ指数pは2〜100、有利には5〜50である)のポリエーテルジオールである。特に有利な例としては、直鎖または分枝鎖のポリエーテルジオール、たとえばポリ(オキシエチレン)グリコール、ポリ(オキシプロピレン)グリコールおよびポリ(オキシブチレン)グリコールが挙げられる。
ポリエーテルジオールにより、非イオン性の親水性官能基(b3)をポリウレタンプレポリマー(B1)の主鎖に導入することができる。
親水性ポリウレタンプレポリマー(B1)は、
(b1)中和剤および/または四級化剤によりカチオンに変換可能な親水性基、および/またはカチオン基、特にアンモニウム基
または
(b2)中和剤によりアニオンに変換可能な官能基、および/またはアニオン基、特にカルボン酸基および/またはカルボキシレート基
および/または
(b3)非イオン性親水基、特にポリ(アルキレンエーテル)基
を含む。
本発明により使用するために好適であり、かつ中和剤および/または四級化剤によりカチオンに変換可能な官能基(b1)の例は、第1級、第2級または第3級アミノ基、第2スルフィド基または第3ホスフィン基、特に第3アミノ基または第2スルフィド基である。
本発明により使用するために好適なカチオン基(b1)の例は、第1級、第2級、第3級または第4級アンモニウム基、第3級スルホニウム基または第4級ホスホニウム基、有利には第4級アンモニウム基または第4級アンモニウム基、第3級スルホニウム基であるが、しかし特に第3級スルホニウム基である。
本発明により使用するために好適であり、かつ中和剤によりアニオンに変換可能な官能基(b2)の例は、カルボン酸基、スルホン酸基またはリン酸基、特にカルボン酸基である。
本発明により使用するために好適なアニオン基(b2)の例は、カルボキシレート基、スルホネート基またはホスホネート基、特にカルボキシレート基である。
カチオンに変換可能な官能基(b1)に好適な中和剤の例は、有機および無機酸、例えば、硫酸、塩酸またはリン酸、ギ酸、酢酸、乳酸、ジメチロールプロピオン酸またはクエン酸である。
アニオンに変換可能な官能基(b2)に好適な中和剤の例は、第3級アミン、例えば、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ジメチルアニリン、ジエチルアニリン、トリフェニルアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、またはトリエタノールアミンである。中和は、有機相または水相で行われる。中和剤としてジメチルエタノールアミンが有利に使用される。
親水性の(潜在的な)カチオン官能基(b1)のポリウレタンプレポリマー(B1)への導入は、分子中に少なくとも1個、特に2個のイソシアネート基に対して官能性の基およびカチオンを形成できる少なくとも1個の基を含有する化合物の組込みにより行われ、使用されるべき量は目標のアミン数から計算される。
好適なイソシアネートに対して反応性の基は、特にヒドロキシル基ならびに第1級および/または第2級アミノ基であり、その中でヒドロキシル基が有利に使用される。
このタイプの好適な化合物の例は、ケトンでブロックされた2,2−ジメチロールエチル−または−プロピルアミンであり、その際、得られたケトキシム基は、カチオン基(b1)を形成する前に再び加水分解されるか、またはN,N−ジメチル−、N,N−ジエチル−またはN−メチル−N−エチル−2,2−ジメチロールエチル−または−プロピルアミンである。
親水性の(潜在的な)アニオン性官能基(b2)のポリウレタンプレポリマー(B1)への導入は、分子中に少なくとも1個のイソシアネートに対して反応性の基およびアニオンを形成できる少なくとも1個の基を含有する化合物の組込みにより行われ、使用されるべき量は目標の酸価から計算される。
このタイプの好適な化合物の例は、分子中に2個のイソシアネート基に反応性の基を有するものである。好適なイソシアネート基に対して反応性の基は、特にヒドロキシル基ならびに第1級および/または第2級アミノ基である。従って、例えば、###炭素原子上に2個の置換基を有するアルカン酸を使用することができる。置換基は、ヒドロキシル基、アルキル基であってよく、または有利にはアルキロール基であってもよい。これらのアルカン酸は、少なくとも1個、一般的には1〜3個のカルボキシル基を分子中に有する。前記アルカン酸は、2〜約25個、有利には3〜10個の炭素原子を有する。好適なアルカン酸の例は、ジヒドロキシプロピオン酸、ジヒドロキシコハク酸、およびジヒドロキシ安息香酸である。アルカン酸の特に有利な基は、一般式R11-C(CHOH)COOH(式中、R11は、水素原子または約20個の炭素原子を有するアルキル基である)の###,###−ジメチロールアルカン酸である。特に好適なアルカン酸の例は、2,2−ジメチロール酢酸、2,2−ジメチロールプロピオン酸、2,2−ジメチロール酪酸、2,2−ジメチロールペンタン酸である。有利なジヒドロキシアルカン酸は、2,2−ジメチロールプロピオン酸である。アミノ基を含有する化合物の例は、###,###−ジアミノバレリアン酸、3,4−ジアミノ安息香酸、2,4−ジアミノトルエンスルホン酸および2,4−ジアミノ−ジフェニルエーテルスルホン酸である。
親水性官能基の非イオン性ポリ(オキシアルキレン)基(b3)は、ポリウレタン分子の側基または末端基として導入することができる。このために、上記のポリエーテルジオールだけではなく、例えば、一般式R12O-(-CH-CHR13-O-)H(式中、R12は1〜6個の炭素原子を有するアルキル基であり、R13は水素原子または1〜6個の炭素原子を有するアルキル基であり、かる指数rは20〜75の間の数である)(特許文献EP-A-0354261またはEP-A-0424705参照)を有するアルコキシポリ(オキシアルキレン)アルコールを使用することもできる。
親水性官能基(b1)または(b2)の選択は、破壊的な反応、例えば、本発明のポリウレタン(B)、本発明によるグラフトコポリマー1、本発明による塗料、本発明によるシーラントまたは本発明による接着剤の他の組成物中に場合により存在する官能基との塩形成または架橋の可能性を除外するように選択される。従って、当業者は専門知識に基づいて簡単な方法で行うことができる。
これらの親水性の(潜在的な)イオン性官能基(b1)および(b2)ならびに親水性の非イオン官能基(b3)のうち、(潜在的な)アニオン基(b2)が有利であり、従って特に有利に使用される。
親水性および疎水性ポリウレタンプレポリマー(B1)を製造するために、ポリウレタンプレポリマー(B1)の分子量を増大させるポリアミンおよびアミノアルコールを使用することができる。この場合、ポリアミンとアミノアルコールは、分子中に遊離イソシアネート基が存在するような量で使用されることが重要である。
好適なポリアミンの例は、少なくとも2個の第1級および第2級アミノ基を有するものである。ポリアミンは、本質的に1〜40個の炭素原子、有利には約2〜15個の炭素原子を有するアルキレンポリアミンである。
これらは、イソシアネート基と反応する水素原子を有さない置換基を有する。直鎖または分枝鎖の脂肪族、脂環式または芳香族構造および少なくとも2個の第2級アミノ基を有するポリアミンが挙げられる。
ジアミンとしては、ヒドラジン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、1,4−ブチレンジアミン、ピペラジン、1,4−シクロヘキシルジメチルアミン、1,6−ヘキサメチレンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、メタンジアミン、イソホロンジアミン、4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタンおよびアミノエチレンエタノールアミンが挙げられる。有利なジアミンは、ヒドラジン、アルキル−またはシクロアルキルジアミン、例えばプロピレンジアミンおよび1−アミノ−3−アミノメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキサンである。
分子中に2個以上のアミノ基を有するポリアミンを使用することもできる。しかしこの場合には、例えば、モノアミンの使用により、架橋されたポリウレタン樹脂が得られないように留意すべきである。使用できるこのタイプのポリアミンは、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラアミン、ジプロピレンジアミンおよびジブチレントリアミンである。モノアミンの例は、エチルヘキシルアミンである(特許文献EP-A-0089497参照)。
好適なアミノアルコールの例は、エタノールアミンまたはジエタノールアミンである。
さらに、親水性および疎水性ポリウレタンプレポリマー(B1)を製造するために、通常かつ公知の化合物を使用でき、この事によりオレフィン性不飽和基が導入される。公知のように、このような化合物はイソシアネート基に対して反応性の少なくとも2個の官能基、特にヒドロキシル基および少なくとも1個のオレフィン性不飽和基を有する。このタイプの好適な化合物の例は、特許文献DE-C-19722862、DE-A-19645761、EP-A-0522419またはEP-A-0522420から公知である。
本発明のポリウレタン(B)を製造するために、第二工程において少なくとも1個の付加物(B2)が製造される。
本発明により使用されるべき付加物(B2)は、少なくとも1個のエテニルアリーレンモノイソシアネートと少なくとも1個のポリオール、ポリアミンおよび/または少なくとも1個のヒドロキシル基および少なくとも1個のアミノ基を含有する化合物を1:1のモル比で反応させることにより得られる。
本発明による有利なエテニルアリーレンモノイソシアネートは、一般式I
CH=C(R)-A-X-NCO (I)
[式中、
A=置換または非置換のC〜C20−アリーレン基、
R=水素原子、ハロゲン原子、ニトリル基、置換または非置換のアルキル基、シクロアルキル基、アルキルシクロアルキル基、シクロアルキルアルキル基、アリール基、アルキルアリール基、シクロアルキル−アリール−アリールアルキル基またはアリールシクロアルキル基であり、かつ
X=二価の有機基である]
のものである。
好適なアリーレン基の例は、1,2−、1,3−または1,4−フェニレン、1,2−、1,3−、1,4−、1,5−、1,6−、1,7−、1,8−、2,3−、2,4−、2,5−、2,6−または2,7−、ナフチレン、1,2’−、1,3’−、1,4’−、2,2’−、2,3’−、2,4’−または2,5’−、ビフェニレンまたは1,4−フェナントレニレンである。
これらのうち、フェニレン、ナフチレンおよびビフェニルイレン基Aは、有利であり、従って本発明により有利に使用される。フェニレン基A、特に1,3−フェニレン基は特に有利である。従って、これは本発明により特に有利に使用される。
好適なアルキル基Rの例は、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、t−ブチル、アミル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、2−エチルヘキシル、イソオクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、ノナデシルまたはエイコサニルである。
好適なシクロアルキル基Rの例は、シクロブチル、シクロペンチル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、ビシクロ[2.2.1]ヘプタイル、ビシクロ[3.2.1]オクチルまたはトリシクロデシルである。
好適なアルキルシクロアルキル基Rの例は、メチレンシクロヘキサン、エチレンシクロヘキサンまたはプロパン−1,3−ジイル−シクロヘキサンである。
シクロアルキルアルキル基Rの例は、2−,3−または4−メチル、−エチル−、−プロピル−または−ブチルシクロヘキシ−1−イルである。
好適なアリール基Rの例は、フェニル、ナフチルまたはビフェニルイルである。
好適なアルキルアリール基Rの例は、ベンジル−、エチレン−またはプロパン−1,3−ジイル−ベンゾールである。
好適なシクロアルキルアリール基Rの例は、2−,3−または4−フェニルシクロヘキシ−1−イルである。
好適なアリールアルキル基Rの例は、2−,3−または4−メチル−、−エチル−、−プロピル−または−ブチルフェン−1−イルである。
好適なアリールシクロアルキル基Rの例は、2−,3−または4−シクロヘキシルフェン−1−イルである。
これらの基Rのうち、水素原子およびアルキル基R、特にメチル基が有利であり、従って本発明により有利に使用される。エテニル基のグラフト活性に関して有利なのは、水素原子である。そのため、これは本発明により特に有利に使用される。
上記の基AおよびRは、水素原子ではなく、ハロゲン原子またはニトリル基である場合には、置換されていてもよい。このために、電子吸引原子または電子供与原子または有機基を使用することもできる。
好適な置換基の例は、ハロゲン原子、特に塩素およびフッ素、ニトリル基、ニトロ基、部分的または完全にハロゲン化された、特に塩素化および/またはフッ素化されたアルキル、シクロアルキル、アルキルシクロアルキル、シクロアルキルアルキル、アリール、アルキルアリール、シクロアルキルアリール−アリールアルキルおよびアリールシクロアルキル基、上記の例示されたものを含めて、特に、t−ブチル;アリールオキシ、アルキルオキシおよびシクロアルキルオキシ基、特にフェノキシ、ナフトキシ、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブチルオキシまたはシクロヘキシルオキシ;アリールチオ、アルキルチオおよびシクロアルキルチオ基、特にフェニルチオ、ナフチルチオ、メチルチオ、エチルチオ、プロピルチオ、ブチルチオまたはシクロヘキシルチオ;および第3級アミノ基、特にN,N−ジメチルアミノ、N,N−ジエチルアミノ、N,N−ジプロピルアミノ、N,N−ジフェニルアミノ、N,N−ジシクロヘキシルアミノ、N−シクロヘキシル−N−メチルアミノまたはN−エチル−N−メチルアミノである。好適な置換基の選択は、場合により本発明によるポリウレタン(B)中に存在し得るか、または本発明によるグラフトコポリマー1および2に存在し得る親水基と塩形成または架橋のような不所望な相互作用が起こらないように行われる。従って、当業者は好適な置換基を簡単な方法で選択することができる。
本発明によれば、非置換の基AおよびRは有利であり、従って特に有利に使用される。
一般式I中、Xは二価の有機基であり、これは次の化合物から由来する:
(i)鎖および/または環中にヘテロ原子を有さないかまたは少なくとも1個のヘテロ原子を有する置換または非置換の、線状または分枝状のアルカン、アルケン、シクロアルカン、シクロアルケン、アルキルシクロアルカン、アルキルシクロアルケン、アルケニルシクロアルカンまたはアルケニルシクロアルケン;
(ii)置換および非置換の芳香族またはヘテロ芳香族;ならびに
(iii)アルキル−、アルケニル−、シクロアルキル−、シクロアルケニル−、アルキルシクロアルキル−、アルキルシクロアルケニル−、アルケニル−シクロアルキル−またはアルケニルシクロアルケニル−置換された芳香族またはヘテロ芳香族、前記置換基は置換されているか、または置換されておらず、かつその鎖および/またはその環中にヘテロ原子を有さないかまたは少なくとも1個のヘテロ原子を有する。
好適なヘテロ原子の例は、酸素、窒素、臭素、ケイ素、硫黄またはリン原子である。
好適な置換基の例は、上記の置換基であり、その選択に関しては上記の説明が顧慮される。
好適な芳香族の例は、ベンゼンおよびナフタレンである。
好適なヘテロ芳香族の例は、チオフェン、ピリジンまたはトリアジンである。
好適なアルカンの例は、分子中に1〜10個、特に3〜6個の炭素原子を有する分枝または非分枝のアルカン、たとえばメタン、エタン、プロパン、ブタン、イソブタン、ペンタン、ネオペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン、ノナンまたはデセカンである。
好適なアルケンの例は、エチレンおよびプロピレンである。
好適なシクロアルカンの例は、シクロペンタンおよびシクロヘキサンである。
好適なシクロアルケンの例は、シクロペンテンおよびシクロヘキセンである。
好適なアルキルシクロアルカンの例は、メチルシクロペンタンおよびメチルシクロヘキサンである。
好適なアルキルシクロアルケンの例は、メチルシクロペンテンおよびメチルシクロヘキセンである。
好適なアルケニルシクロアルカンの例は、アリル−およびビニルシクロペンタンおよびアリル−およびビニルシクロヘキサンである。
好適なアルケニルシクロアルケンの例は、ビニルシクロペンテンおよびビニルシクロヘキセンである。
好適なアルキル、アルケニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、アルキルシクロアルキル、アルキルシクロアルケニル、アルケニルシクロアルキルまたはアルケニルシクロアルケニル置換基の例は、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、s−ブチル、t−ブチル、ビニル、アリル、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、4−メチルシクロヘキシル、4−メチルシクロヘキセニル、3−アリルシクロヘキセニルまたは4−ビニルシクロヘキセニルである。
基Xは、有利にはそれ自体が非置換であるか、またはその置換基が非置換である有機化合物から由来する。
特に有利には、基Xは分子中に3〜6個の炭素原子を有するアルカンジイル基、特にアルカンジイル基−C(CH-である。
エテニルアリーレンモノイソシアネートIのうち、1−(1−イソシアネート−1−メチルエチル)−3−(1−メチルエテニル)ベンゼンは、所望の付加物(B2)を生じる反応に関しておよび本発明のポリウレタン(B)のグラフト活性に関して特に有利であり、従って本発明により有利に使用される。
1−(1−イソシアネート−1−メチルエチル)−3−(1−メチルエテニル)ベンゼンは公知の化合物であり、かつCYTEC社からTMI(R)の商品名で入手可能である。
好適なポリオール、ポリアミンならびに少なくとも1個のヒドロキシル基および少なくとも1個のアミノ基を有する化合物の例は、ポリウレタンプレポリマー(B1)の説明の際に記載した化合物である。
これらの化合物のうち、エタノールアミンおよびジエタノールアミンは特に有利であり、従って本発明により特に有利に使用される。この場合、エタノールアミンを使用する場合には、1個のイソシアネート反応性官能基および1個のウレタン基または1個のウレア基を有する付加物(B2)が生じる。ジエタノールアミンを使用する場合には、2個のイソシアネート反応性官能基および1個のウレタン基または1個のウレア基を有する付加物(B2)が生じる。このニ官能性の付加物(B2)は、エテニルアリーレン側基を製造するために著しく好適である。同時に、これにより本発明のポリウレタン(B)の分子量の増大が達成される。
本発明により使用されるべき付加物(B2)の製造には、方法の特徴はなく、不活性有機媒体、有利にはイソシアネート基と反応する基を有さない極性有機溶剤、たとえばケトン、特にメチルエチルケトン、またはアミド、特にN−メチルピロリドン中の前記の出発生成物の反応により行われる。反応混合物中で遊離イソシアネート基がもはや検出されなくなるまで反応を行うのが重要である。
上記のポリウレタンプレポリマー(B1)と付加物(B2)からの本発明によるポリウレタン(B)の製造にも方法の特徴はなく、溶剤なしまたは不活性有機媒体、有利には不活性有機媒体中で行われ、その際、上記の極性有機溶剤が有利に使用される。反応混合物中で遊離イソシアネート基がもはや検出されなくなるまで反応を行うのが重要である。
本発明によるポリウレタン(B)のエテニルアリーレン基の含有率は、非常に広い範囲で変化することができる。これは、それぞれ本発明によるポリウレタン(B)に対して、0.01〜30質量%、有利には0.1〜25質量%、よち有利には0.2〜20質量%、特に有利には0.25〜15質量%、殊には0.3〜10質量%である。
この場合、本発明による親水性または疎水性ポリウレタン(B)は、分子あたりに、平均して一般式II:
CH=C(R)-A- (II)
のエテニルアリーレン基を
−側位に少なくとも1個、有利には少なくとも2個、特に有利には少なくとも3個、
−末端位に少なくとも1個、有利には少なくとも2個、特に有利には少なくとも3個、または
−側位に少なくとも1個および末端位に少なくとも1個、有利には側位に少なくとも1個および末端位に少なくとも2個、より有利には側位に少なくとも2個および末端位に少なくとも1個有するのが特に有利である。
一般式II中、RおよびAは上記の意味を有する。
本発明によれば、一般式IIのエテニルアリーレン基は、架橋基IIIを介してポリウレタン主鎖と結合する。架橋基IIIは、二価または三価の基である。
特に好適な架橋基IIIは、一般式IIIa〜IIIc;
-X-NH-C(O)-O- (IIIa)、
-X-NH-C(O)-NH- (IIIb)または
-X-NH-C(O)-N< (IIIc)
のものである。
これらの式中、Xは一般式Iに関して記載した意味を有する。特に有利には、架橋基IIIcは、エテニルアリーレン側基Iをポリマー主鎖と架橋させるのに役立つ。その際に、第3窒素原子はポリマー主鎖の部分である。
本発明によるポリウレタン(B)は、それ自体が被覆材料、特に塗料、接着剤およびシーラントに使用される。
本発明のポリウレタン(B)が疎水性である場合には、これを水性媒体中で分散液の形で使用するのが本発明によれば有利である。水性媒体は、本質的に水を含有する。この場合、水性媒体は少量の有機溶剤、中和剤、架橋剤および/または常用の被覆助剤および/または他の溶解された固体、液体または気体の有機および/または無機の低分子および/または高分子量の物質を含有してもよい。本発明の範囲内において、“少量”という用語は水性媒体の水性の特徴を打ち消さない量であると解釈される。しかし水性媒体は、純粋な水を含有することもできる。
分散させるために、前記の親水性の(潜在的な)イオン性官能基(b1)または(b2)を有する本発明による親水性ポリウレタン(B)を前記の少なくとも1種の中和剤で中和し、この後に分散される。非イオン性の親水基(b3)だけを有する本発明による親水性ポリウレタン(B)の場合には、中和剤の使用は不必要である。
得られた本発明によるポリウレタン分散液(B)も同様に、水性塗料、接着剤およびシーラントの製造のために卓越している。特に、これらは本発明によるグラフトポリマー1または2を製造するために好適である。
本発明によるグラフトポリマー1は、少なくとも1個の共重合されたオレフィン性不飽和モノマー(a)から成る疎水性コア(A)と、本発明による少なくとも1個の親水性ポリウレタン(B)を含むかまたはこれから成る親水性シェル(B)とを有する。本発明によるグラフトコポリマー1の変種は、本発明による少なくとも1個の親水性ポリウレタン(B)を水性媒体中で分散させ、この後に少なくとも1個の疎水性オレフィン性不飽和モノマー(a)を、その存在で、エマルション中でラジカル(共)重合させることにより製造される。
本発明によるグラフトポリマー1の第二の変種は、本発明による少なくとも1個の疎水性ポリウレタン(B)を含む疎水性コア(B)と、共重合された形で少なくとも1個の親水性のオレフィン性不飽和モノマー(a)を含有する親水性シェル(A)とを有する。この第二の変種は、本発明による少なくとも1個の疎水性ポリウレタン(B)を水性媒体中に分散させることにより製造される。有利には、強力な剪断場中で実施される。方法から見て、この方法には特徴はなく、例えば、欧州特許文献EP-A-0401565に記載されているような分散法により行う。この後に、少なくとも1個の親水性のオレフィン性不飽和モノマー(a)を、分散された本発明による疎水性ポリウレタン(B)の存在で(共)重合させる。
本発明によるグラフトコポリマー1の第1の変種と同様に、本発明によるグラフトコポリマー2は、少なくとも1個の共重合されたオレフィン性不飽和モノマー(a)から成る疎水性コア(A)と、少なくとも1個の本発明の親水性ポリウレタン(B)を含むかまたはこれから成る親水性シェル(B)とを有する。本発明によるグラフトコポリマー2は、同様に本発明による少なくとも1個の親水性ポリウレタン(B)を水性媒体中に分散させ、この後に少なくとも1個の疎水性のオレフィン性不飽和モノマー(a)を、その存在で、エマルション中でラジカル(共)重合させることにより製造される。本発明によるグラフトコポリマー2に関しては、本発明による親水性ポリウレタン(B)(これから製造される)が、必ず少なくとも1個のエテニルアリーレン側基、または少なくとも1個のエテニルアリーレン側基および少なくとも1個のエテニルアリーレン末端基を有することが重要である。
さらに、本発明によるグラフトコポリマー1とは異なる、本発明によるグラフトコポリマー2を製造するために、前記に詳説した親水性ポリウレタン(B)だけではなく、親水性オリゴマーまたはポリマーと上記の詳説したエテニルアリーレンモノイソシアネートIとを反応させて得られるポリウレタン(B’)を使用することもできる。
好適な親水性オリゴマーまたはポリマーは、少なくとも2個のヒドロキシル基または少なくとも2個のアミノ基または少なくとも1個のヒドロキシル基および少なくとも1個のアミノ基を含むが、しかし特に少なくとも1個のヒドロキシル側基および少なくとも1個のヒドロキシル末端基を有する。
本発明の範囲内において、オリゴマーとは、その分子中に少なくとも2〜15個の繰り返しモノマー単位を有する樹脂であると解釈される。本発明の範囲内において、ポリマーとは、その分子中に少なくとも10個の繰り返しモノマー単位を有する樹脂であると解釈される。これらの用語の更なる説明については、Roempp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, “oligomers”, 425ページを参照されたい。
親水性オリゴマーまたはポリマーは、任意のオリゴマーまたはポリマークラスから由来していてもよく、かつエチレン性不飽和モノマーの立体化学的な形、交互および/またはブロックの形、線状および/または分枝状および/またはクシ状に付加(共)重合体または重付加樹脂および/または縮重合体を形成していてよい。これらの用語の更なる説明については、Roempp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, 457ページ“polyaddition”および”polyaddition resins(polyadducts)”ならびに463および464ページ、”polycondensates”、”polycondensation”および”polycondensation resins”を参照されたい。
好適な付加(共)重合体は、ポリ(メタ)アクリレートおよび部分的に鹸化されたポリビニルエステルである。
特に好適な重付加樹脂および/または縮重合樹脂は、ポリエステル、アルキド、ポリウレタン、ポリラクトン、ポリカルボネート、ポリエーテル、エポキシ樹脂アミン付加物、ポリウレア、ポリアミドまたはポリイミドである。
特に有利には、ヒドロキシル含有ポリエステルまたはポリウレタンは親水性オリゴマーおよびポリマーとして使用される。
好適なヒドロキシル含有ポリウレタンの例は常用かつ公知である。これらを製造するために、イソシアネート基含有のポリウレタンプレポリマー(B1)の製造の際に記載された出発生成物が使用されるが、但し、ポリイソシアネートに対してポリオール成分1モル過剰だけが使用され、その結果、イソシアネート末端基の代わりにヒドロキシル末端基が生じる。
同様に、好適なヒドロキシル含有ポリエステルの例も常用かつ公知である。これらを製造するために、ポリエステルポリオールの製造の際に記載された出発生成物が使用される。ポリエステルの好適な他の例は、特許文献EP-A-0608021から公知である。
親水性オリゴマーおよびポリマーと、エテニルアリーレンモノイソシアネートIの反応にも同様に方法の特徴はなく、ヒドロキシル基含有化合物とイソシアネートとの反応の際に通常の条件下で行われる。
本発明によるグラフトコポリマー1または2を製造するために好適な親水性および疎水性モノマー(a)の例は、次のものである:
モノマー(a1):
酸によりエステル化されているアルキレングリコールから誘導されるか、または酸とアルキレンオキシドとの反応により得られる、アクリル酸、メタクリル酸またはその他のα−、β−オレフィン性不飽和カルボン酸のヒドロキシアルキルエステル、特にその中でヒドロキシアルキル基が20個までの炭素原子を有するアクリル酸、メタクリル酸またはエタクリル酸のヒドロキシアルキルエステル、例えば2−ヒドロキシエチル−、2−ヒドロキシプロピル−、3−ヒドロキシプロピル−、3−ヒドロキシブチル−、4−ヒドロキシブチルアクリレート、−メタクリレート、−エタクリレート、−クロトネート;1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン−、オクタヒドロ−4,7−メタノ−1H−インデン−ジメタノール−もしくはメチルプロパンジオールモノアクリレート、−モノメタクリレート、−モノエタクリレートまたは−モノクロトネート;または環式エステルからの反応生成物、例えばε−カプロラクトンおよびそのヒドロキシアルキルエステル;またはオレフィン性不飽和アルコール、例えばアリルアルコールもしくはポリオール、例えばトリメチロールプロパンモノ−もしくはジアリルエーテルまたはペンタエリトリトールモノ−、−ジ−もしくは−トリアリルエーテル。より高官能性のこれらのモノマー(a1)は、一般的に少量でのみ使用される。本発明の範囲内では、少量の高官能性モノマーとは、ポリアクリレート樹脂の架橋またはゲル化を生じない量であると解釈される。従って、トリメチロールプロパンモノアリルエーテルの割合は、ポリアクリレート樹脂を製造するために使用されるモノマー(a1)〜(a6)の全質量に対して2〜10質量%であってよい。
モノマー(a2):
アルキル基中に20個までの炭素原子を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルまたは(メタ)アクリル酸シクロアルキルエステル、特にメチル−、エチル−、プロピル−、n−ブチル−、s−ブチル−、t−ブチル−、ヘキシル−、エチルヘキシル−、ステアリル−およびラウリルアクリレートまたは−メタクリレート;脂環式(メタ)アクリル酸エステル、特にシクロヘキシル−、イソボルニル−、ジシクロペンタジエニル−、オクタヒドロ−4,7−メタノ−1H−インデンメタノール−もしくはt−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート;(メタ)アクリル酸オキサアルキルエステルもしくは−オキサシクロアルキルエステル、例えば有利に分子量Mn550を有するエチルトリグリコール(メタ)アクリレートおよびメトキシオリゴグリコール(メタ)アクリレート;またはその他のエトキシル化および/またはプロポキシル化されたヒドロキシル基不含の(メタ)アクリル酸誘導体である。これは少量で高官能性の(メタ)アクリル酸アルキル−もしくは−シクロアルキルエステル、たとえばエチレングリコール−、プロピレングリコール−、ジエチレングリコール−、ジプロピレングリコール−、ブチレングリコール−、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、オクタヒドロ−4,7−メタノ−1H−インデンジメタノール−もしくはシクロヘキサン−1,2−、−1,3−もしくは−1,4−ジオール−ジ(メタ)アクリレート;トリメチロールプロパン−ジ−もしくは−トリ(メタ)アクリレート;またはペンタエリトリトール−ジ−、−トリ−もしくは−テトラ(メタ)アクリレートを含有していてもよい。本発明の範囲内では、少量の高官能性モノマー(a2)とは、ポリアクリレート樹脂の架橋もしくはゲル化を生じない量と解釈される。
モノマー(a3):
分子あたり少なくとも1個の酸基、有利にはカルボキシル基を有するエチレン性不飽和モノマー、またはこのようなモノマーの混合物。(a3)成分として、アクリル酸および/またはメタクリル酸を使用するのが特に有利である。しかし、分子中に6個までの炭素原子を有する他のエチレン性不飽和カルボン酸を使用することもできる。このような酸の例は、エタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸およびイタコンである。成分(a3)として、エチレン性不飽和硫酸またはリン酸もしくは、その部分エステルを使用することもできる。さらに、好適なモノマー(a3)として、マレイン酸モノ(メタ)アクリロイルオキシエチルエステル、スクシン酸モノ(メタ)アクリロイルオキシエチルエステルおよびフタル酸モノ(メタ)アクリロイルオキシエチルエステルが該当する。
モノマー(a4):
分子中に5〜18個の炭素原子を有する、α−位で分岐したモノカルボン酸のビニルエステル。分枝鎖状のモノカルボン酸は、ギ酸もしくは一酸化炭素および水とオレフィンとを液状の強酸性触媒の存在下で反応させることにより得られる。オレフィンはパラフィン系炭化水素の分解生成物、例えば鉱酸フラクションであってもよく、かつ分枝鎖状もしくは直鎖状の、非環式および/または脂環式オレフィンを有していてもよい。このようなオレフィンとギ酸または一酸化炭素および水との反応の際に、カルボン酸からなる混合物が生じ、その際、カルボキシル基は主として第四級炭素原子に存在する。その他のオレフィン性出発材料は、例えばプロピレントリマー、プロピレンテトラマーおよびジイソブチレンである。あるいはまた前記ビニルエステルは、酸とアセチレンとを反応させることにより、公知の方法で酸から製造することもできる。特に有利には、入手のしやすさにより、9〜11個の炭素原子を有し、α−炭素原子のところで分岐している飽和脂肪族のモノカルボン酸のビニルエステルを使用する。
モノマー(a5):
アクリル酸および/またはメタクリル酸と、分子あたり5〜18個の炭素原子を有するα−位で分岐したモノカルボン酸のグリシジルエステルとの反応生成物。アクリル酸またはメタクリル酸と、第3α炭素原子を有するカルボン酸のグリシジルエステルとの反応は、重合反応の前、間または後に行っても良い。(a5)成分としては、アクリル酸および/またはメタクリル酸と、ベルサチック酸[Versatic(R) acid]のグリシジルエステルを使用するのが有利である。このグリシジルエステルは、Cardura(R) E10の商品名で市販されている。さらなる詳説については、Roempp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998、605および606ページを参照されたい。
モノマー(a6):
本質的に酸基不含のエチレン性不飽和モノマー、たとえば
−オレフィン、たとえばエチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、シクロヘキセン、シクロペンテン、ノルボルネン、ブタジエン、イソプレン、シクロペンタジエンおよび/またはジシクロペンタジエン:
−(メタ)アクリルアミド、たとえば(メタ)アクリルアミド、N−メチル−、N,N−ジメチル−、N−エチル−、N,N−ジエチル−、N−プロピル−、N,N−ジプロピル−、N−ブチル−、N,N−ジブチル−、N−シクロヘキシル−および/またはN,N−シクロヘキシル−メチル−(メタ)アクリルアミド;−エポキシド基を有するモノマー、たとえばアクリル酸、メタクリル酸、エタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸および/またはイタコン酸のグリシジルエステル;
−ビニル芳香族炭化水素、たとえばスチレン、α−アルキルスチレン、特にα−メチルスチレン、アリールスチレン、特にジフェニルエチレン、および/またはビニルトルエン;
−ニトリル、たとえばアクリルニトリルおよび/またはメタクリルニトリル;
−ビニル化合物、たとえば塩化ビニル、フッ化ビニル、ビニリデンジクロリドもしくはビニリデンジフルオリド;N−ビニルピロリドン;ビニルエーテル、例えばエチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテルおよび/またはビニルシクロヘキシルエーテル;ビニルエステル、例えばビニルアセテート、ビニルプロピオネート、ビニルブチレート、ビニルピバレート、ベルサチック(R)酸のエステル、[Deutsche Shell Chemie社からVeoVa(R)の商標名で市販されている](さらなる詳説については、Roempp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998、598ならびに605および606ページを参照されたい)および/または2−メチル−2−エチルヘプタン酸のビニルエステル;および/または
−数平均分子量Mn1000〜40000、有利には2000〜20000,特に有利には2500〜10000、殊には3000〜7000、および分子あたり平均して0.5〜2.5、有利には0.5〜1.5のエチレン性不飽和二重結合を有するポリシロキサンマクロモノマー、例えばこれらはDE−A−3807571、5〜7ページ、DE−A3706095、第3〜7欄、EP−B−0358153、第3〜6ページ、US−A4754014、第5〜9欄、DE−A−4421823または国際特許出願WO92/22615、12ページの18行〜18ページの10行に記載されている。またはヒドロキシ官能性シランとエピクロロヒドリンとの反応および引き続き該反応生成物と、(メタ)アクリル酸および/または(メタ)アクリル酸のヒドロキシアルキルエステルとの反応により製造することができるアクリルオキシシランを含有するビニルモノマー。
上記の好適なモノマー(a)から、当業者は彼らの物理化学的特性および反応性における専門知識に基づいて、それぞれの適用目的のために特に好適な親水性または疎水性モノマー(a)を容易に選択することができる。場合により、当業者はこのために初めに方向付け試験を行ってもよい。特に、ここで当業者はモノマー(a)が官能基、特に(潜在的な)イオン性官能基を有さないように留意すべきである。前記官能基は、本発明の親水性ポリウレタン(B)中の(潜在的な)イオン性官能基との不所望な相互作用を引き起こし得る。
本発明によれば、グラフト重合された(コ)ポリマーの特性プロフィールが、本質的に上記の親水性または疎水性(メタ)アクリレートモノマー(a)により決定されるようにモノマー(a)が選択される場合に、特に良好な結果が得られ、その際、その他のモノマー(a)は、この特性プロフィールを有利な方法で幅広く変化させる。
本発明によれば、モノマー(a1)、(a2)および(a6)、場合により(a3)の混合物を使用する場合に特に有利な利点が得られる。
方法から見て、本発明によるグラフトコポリマー1または2の製造には特徴がないが、常用かつ公知のラジカル乳化重合の方法により、例えば、特許文献DE-C-19722862、DE-A-19645761、EP-A-0522149またはEP-A-0522420に記載されている少なくとも1種の重合開始剤の存在下で行われる。
好適な開始剤の例は、フリーラジカルを形成する開始剤、例えば、ジアルキルペルオキシド、たとえばジ−t−ブチルペルオキシドまたはジクミルペルオキシド;ヒドロペルオキシド、たとえばクモールヒドロペルオキシドまたはt−ブチルヒドロペルオキシド;ペルエステル、例えばt−ブチルペルベンゾエート、t−ブチルペルピバレート、t−ブチルペル−3,5,5−トリメチルヘキサノエートまたはt−ブチルペル−2−エチルヘキサノエート;カリウム−、ナトリウム−もしくはアンモニウムペルオキソジスルフェート;アゾジニトリル、例えばアゾビスイソブチロニトリル;C−C−分割開始剤、例えばベンゾピナコールシリルエーテル;または非酸化性の開始剤と過酸化水素との組合せ。開始剤は、それそれモノマー(a)の全質量に対して、有利には1〜25質量%、特に有利には2〜10質量%の量で使用される。
重合は、80〜200℃、有利には110〜180℃の温度で行われる。
開始剤の添加は、モノマーを添加する前に、ある時間、一般的には約1〜15分間開始するのが有利である。さらに、モノマーの添加と同時に開始剤の添加を開始し、かつこの添加がモノマーの添加終了の約30分後に終了する方法が有利である。開始剤は、単位時間あたり一定量で添加されるのが有利である。開始剤の添加終了後、使用されたモノマーの全てが本質的に完全に反応するまで(一般的には1.5時間)反応混合物は重合温度に保持される。“本質的に完全に反応する”とは、有利には使用されたモノマーの100質量%が反応するという意味であるが、しかし反応混合物に質量に対して、たかだか約0.5質量%までの少量のモノマー残留分が未反応のまま残っていてもよい。
グラフト共重合に好適に反応器には、特許文献DE-B-1071241またはEP-A-0498583またはK. Kataokaによる論文Chemical Engineering Science、第50版、No. 9、1995、1409〜1416ページに記載されているような常用かつ公知の撹拌タンク、撹拌タンクカスケード、管反応器、ループ反応器またはテイラー反応器が含まれる。
本発明によるグラフトコポリマー1および2中のコア対シェルの量的割合は、幅広く変化可能であり、このことは本発明のグラフトコポリマーの利点である。この割合は有利には1:100〜100:1、より有利には1:50〜50:1、特に有利には30:1〜1:30、殊には20:1〜1:20、とりわけ10:1〜1:10である。特に有利な結果は、この割合が約1.5:1〜1:1.5、特に1.2:1〜1:1.2の場合に得られる。
本発明の親水性の(潜在的な)アニオン官能基(b2)、特にカルボン酸基を使用する場合に、本発明によるグラフトコポリマー1および2中のシェルの酸価対コアの酸価の割合が>1、有利には>3、より有利には>5、特に有利には>7、殊には>9、とりわけ>10の場合にさらなる利点が生じる。
本発明によるグラフトコポリマー1および2は、第1分散液から単離され、その際、これらは種々の使用目的、特に溶剤含有、水不含および溶剤不含の粉状の固体または水不含および溶剤不含の液体被覆材料、接着剤およびシーラントに製造される。しかし、本発明によれば、このような水性の被覆材料、接着剤およびシーラントを製造するために第1分散液を使用するのが有利である。
本発明によるポリウレタン(B)と本発明によるグラフトコポリマー1または2の他に、本発明による水性接着剤は他の好適な常用かつ公知の成分を有効な量で使用できる。好適な成分の例は、接着剤の製造に好適である限り下記の架橋剤および添加剤である。
本発明によるポリウレタン(B)と本発明によるグラフトコポリマー1または2の他に、本発明による水性シーラントも同様に好適な常用かつ公知の成分を有効な量で使用できる。好適な成分の例は、シーラントの製造に好適である限り下記の架橋剤および添加剤である。
本発明によるグラフトコポリマー1または2の第1分散液は、特に本発明による水性被覆材料、特に本発明による水性塗料の製造に好適である。本発明による水性塗料の例は、サーフェーサー、トップコート、水性ベースコートおよびクリアコートである。本発明による水性ベースコートを製造するために本発明による第1分散液を使用する場合に非常に有利である。
本発明の水性ベースコートにおいて、本発明によるポリウレタン(B)および/または本発明によるグラフトコポリマー1および/または2、しかし特に本発明によるグラフトコポリマー1および/または2は、それぞれ本発明による水性ベースコートの全質量に対して、1.0〜50質量%、有利には2.0〜40質量%、特に有利には3.0〜30質量%、殊には4.0〜25質量%、とりわけ5.0〜20質量%の量で存在する。
本発明による被覆材料、特に本発明による水性ベースコートのさらなる主要成分は、少なくとも1種の架橋剤である。
好適な架橋剤の例は、アミノ樹脂、無水物基を有する化合物または樹脂、エポキシド基を有する化合物または樹脂、トリス(アルコキシカルボニルアミノ)トリアジン、カルボネート基を有する化合物または樹脂、ブロック化および/または非ブロック化されたポリイソシアネート、β−ヒドロキシアルキルアミドならびに平均して少なくとも2つの、エステル交換可能な基を有する化合物、たとえばマロン酸ジエステルとポリイソシアネートの反応生成物またはマロン酸の多価アルコールのエステルおよび部分エステルとモノイソシアネートとの反応生成物であり、これらは例えば欧州特許文献EP−A−0596460に記載されている。
このタイプの架橋剤は、当業者に非常に周知でありかつ多くの企業から市販されている。
好適なポリエポキシドの例としては、例えばビスフェノールAまたはビスフェノールFをベースとする、特に全ての公知の脂肪族および/または脂環式および/または芳香族ポリエポキシドである。ポリエポキシドとしては、例えばShell社から商品名Epikote (R)で市販されているもの、Nagase Chemicals Ltd社(日本)のDenacol (R)から得られるポリエポキシド、例えばDenacol EX-411(ペンタエリトリトールポリグリシジルエーテル)、Denacol EX-321(トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル)、Denacol (R) EX-512(ポリグリセロールポリグリシジルエーテル)およびDenacol (R) EX-521(ポリグリセロールポリグリシジルエーテル)が好適である。
好適なトリス(アルコキシカルボニルアミノ)トリアジンは、次の式:
Figure 0005294524
を有する。
好適なトリス(アルコキシカルボニルアミノ)トリアジンの例は、特許文献US-A-4939213、US-A-5084541またはEP-A-0624577に記載されている。特にトリス(メトキシ−、トリス(ブトキシ−および/またはトリス(2−エチルヘキソキシカルボニルアミノ)トリアジンが使用される。
メチル−ブチル−混合エステル、ブチル−2−エチルヘキシル混合エステルまたはブチルエステルは有利である。これらは純粋なメチルエステルに対して、ポリマー溶融液中でより良好に溶解性であり、かつ晶出の傾向がわずかであるという利点を有する。
好適なポリ無水物の1例は、ポリコハク酸無水物である。
好適なβ−ヒドロキシアルキルアミドの例は、例えばN,N,N′,N′−テトラキス(2−ヒドロキシエチル)アジパミドまたはN,N,N′,N′−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)−アジパミドである。
好適な架橋剤の別の例は、ブロックトポリイソシアネートである。
好適なブロック化剤の例は、米国の特許文献US-A-4444954から公知のブロック化剤である:
i)フェノール、たとえばフェノール、クレゾール、キシレノール、ニトロフェノール、クロロフェノール、エチルフェノール、t−ブチルフェノール、ヒドロキシ安息香酸、該酸のエステルまたは2,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシトルエン;
ii)ラクタム、たとえばε−カプロラクタム、δ−バレロラクタム、γ−ブチロラクタムまたはβ−プロピオラクタム;
iii)活性なメチレン性化合物、たとえばジエチルマロネート、ジメチルマロネート、アセト酢酸エチル−もしくは−メチルエステルまたはアセチルアセトン;
iv)アルコール、たとえばメタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、t−ブタノール、n−アミルアルコール、t−アミルアルコール、ラウリルアルコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、メトキシメタノール、グリコール酸、グリコール酸エステル、乳酸、乳酸エステル、メチロール尿素、メチロールメラミン、ジアセトンアルコール、エチレンクロロヒドリン、エチレンブロモヒドリン、1,3−ジクロロ−2−プロパノール、1,4−シクロヘキシルジメタノールまたはアセトシアンヒドリン;
v)メルカプタン、たとえばブチルメルカプタン、ヘキシルメルカプタン、t−ブチルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、2−メルカプトベンゾチアゾール、チオフェノール、メチルチオフェノールまたはエチルチオフェノール;
vi)酸アミド、たとえばアセトアニリド、アセトアニシジンアミド、アクリルアミド、メタクリルアミド、酢酸アミド、ステアリン酸アミドまたはベンズアミド;
vii)イミド、たとえばスクシンイミド、フタルイミドまたはマレイミド;
viii)アミン、たとえばジフェニルアミン、フェニルナフチルアミン、キシリジン、N−フェニルキシリジン、カルバゾール、アニリン、ナフチルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミンまたはブチルフェニルアミン;
ix)イミダゾール、たとえばイミダゾールまたは2−エチルイミダゾール;
x)尿素、たとえば尿素、チオ尿素、エチレン尿素、エチレンチオ尿素または1,3−ジフェニル尿素;
xi)カルバメート、たとえばN−フェニルカルバミド酸フェニルエステルまたは2−オキサゾリドン;
xii)イミン、たとえばエチレンイミン;
xiii)オキシム、たとえばアセトキシム、ホルムアルドキシム、アセトアルドキシム、アセトキシム、メチルエチルケトキシム、ジイソブチルケトキシム、ジアセチルモノオキシム、ベンゾフェンオキシムまたはクロロヘキサノンオキシム;
xiv)硫酸の塩、たとえば亜硫酸水素ナトリウムまたは亜硫酸水素カリウム;
xv)ヒドロキサム酸エステル、たとえばベンジルメタクリロヒドロキサメート(BMH)またはアリルメタクリロヒドロキサメート;または
xvi)置換されたピラゾール、イミダゾールまたはトリアゾール;ならびに
xvii)これらのブロック化剤の混合物、特にジメチルピラゾールとトリアゾール、マロン酸エステルとアセト酢酸エステルまたはジメチルピラゾールとスクシンイミド。
ブロック化のために好適な有機ポリイソシアネートの例は、脂肪族、環式脂肪族、芳香族脂肪族(araliphatic)および/または芳香族と結合したイソシアネート基を有する、特にいわゆる塗料ポリイソシアネートである。分子あたり2〜5個のイソシアネート基を有し、かつ粘度100〜10000mPas、有利には100〜5000mPasを有するポリイソシアネートが有利である。場合によりポリイソシアネートにさらに、常用の方法で親水性もしくは疎水性に変性してもよい。
ブロック化に好適なポリイソシアネートの例は、"Methoden der organischen Chemie", Houben-weyl、第14/2巻、第4版、Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1963,第61〜70ページおよびW. Siefkenにより Liebigs Annalen der Chemie、第562巻、第75〜136ページに記載されている。これらの好適な例は、イソシアネート基を有するポリウレタンプレポリマーであり、これはポリオールと過剰のポリイソシアネートとを反応させることにより製造でき、かつ有利には低粘性である。
ブロック化に好適なポリイソシアネートのその他の例は、イソシアヌレート基、ビウレット基、アロファネート基、イミノオキサジアジンジオン基、ウレタン基、ウレア基および/またはウレトジオン基を有するポリイソシアネートである。ウレタン基を有するポリイソシアネートは、たとえばイソシアネート基の一部をポリオール、例えばトリメチロールプロパンおよびグリセリンと反応させることにより得られる。有利には脂肪族または脂環式ポリイソシアネート、特にヘキサメチレンジイソシアネート、二量化および三量化されたヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−2,4′−ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−4,4′−ジイソシアネートまたは1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(BIC)、二量体脂肪酸から誘導され、商品名DDI 1410でHenkel社から市販され、かつ特許文献DO97/49745およびWO97/49747に記載されているジイソシアネート、特に、2−ヘプチル−3,4−ビス(9−イソシアネートノニル)−1−ペンチルシクロヘキサン;または1,2−、1,4−または1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、1,2−、1,4−または1,3−ビス(2−イソシアネートエチ−1−イル)シクロヘキサン、1,3−ビス(3−イソシアネートプロピ−1−イル)シクロヘキサン、1,2−、1,4−または1,3−ビス(4−イソシアネートブチ−1−イル)シクロヘキサン、1,8−ジイソシアネート−4−イソシアネートメチルオクタン、1,7−ジイソシアネート−4−イソシアネートメチル−ヘプタンまたは1−イソシアネート−2−(3−イソシアネートプロピル)シクロヘキサンまたはこれらのポリイソシアネートの混合物である。
適切な触媒を使用するヘキサメチレンジイソシアネートを接触オリゴマー化することにより形成されるような、ヘキサメチレンジイソシアネートをベースとするウレトジオン基および/またはイソシアヌレート基および/またはアロファネート基を有するポリイソシアネートから成る混合物を使用するのが非常に有利である。
アミノ樹脂、例えばメラミン樹脂、グアナミン樹脂またはウレア樹脂を架橋剤として使用することができる。この場合、透明なトップコートまたはクリアコートのために好適なアミノ樹脂またはこのようなアミノ樹脂の混合物を使用することができる。さらなる詳説についてはRoempp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, 1998、第29ページ、"Aminoharze"およびJohan Bielemanによる教書"Lackadditiv", Wiley-VHC, Weinheim, New York, 1998、第242ページ以降または出版物"Paints, Coatings and Solvents"、第二版改訂版、D. StoyeおよびW. Freitag編、Wiley-VHC, Weinheim, New York, 1998、第80ページ以降を参照されたい。さらに、そのメチロール基および/またはメトキシメチル基が部分的にカルバメート基またはアロファネート基により二官能化されている常用かつ公知のアミノ樹脂が該当する。このタイプの架橋剤は、特許文献US-A-4710542およびEP-B-0245700ならびにB. Singhおよびその共同研究者による論文"Carbamylmethylated Melamines, Novel Crosslinkers for the Coatings Industry", Advanced Organic Coatings Science and Technology Series, 1991、第13巻、第193〜207ページにも記載されている。
アミノ樹脂は、本発明による水性ベースコート中に大部分または単独で架橋剤として含有されているのが有利である。前記の架橋剤は付加的な架橋剤として本発明による水性ベースコートの特徴プロフィールの有利な態様のために、かつそれから製造される本発明によるベースコートおよび本発明による着色−および/または効果を付与する多層コーティングに使用されるが、その際、架橋剤の割合は<50質量%である。
架橋剤は、本発明による水性ベースコート中でそれぞれ本発明による水性ベースコートの全質量に対して、0.1〜30質量%、有利には0.3〜20質量%、特に有利には0.5〜10質量%、殊には1.0〜8質量%の量で使用される。
本発明による水性ベースコートのその他の主要成分は、少なくとも1種の着色−および/または効果を付与する顔料である。該顔料は、無機または有機化合物から成る。本発明による水性ベースコートは、この多数の好適な顔料に基づいて使用範囲を保証し、かつ多数の色合いおよび光学効果を可能にする。
効果顔料としては金属片顔料、たとえば市販のアルミ青銅、DE-A-3636183によるクロム化アルミ青銅、市販のステンレス鋼、および非金属効果顔料、たとえば真珠箔顔料および干渉顔料が使用される。さらなる詳説については、Roempp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag,1998、176ページ、"Effect pigments"ならびに380および381ページ”Metal oxide-mica pigments”〜“Metal pigments”を参照されたい。
好適な無機着色顔料の例は、二酸化チタン、酸化鉄、シコトランスイエローおよびカーボンブラックである。好適な有機着色顔料の例は、チオインジゴ顔料、インダントレンブルー、クロモフタールレッド、イルガジン顔料およびヘリオゲングリーンである。さらなる詳説については、Roempp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, 1998、180ページおよび181ページ、“Iron blue pigments”〜“Black iron oxides”、451〜453ページ、“Pigments”〜“Pigment volume concentration”、563ページ“Thioindigo pigments”および567ページ“Titanium dioxide pigments”を参照されたい。
本発明による水性ベースコート中の顔料の割合は、非常に広い範囲で変化することができ、かつ特に顔料の隠ぺい力、所望の色合い、かつ所望の光学効果に従う。顔料は、本発明の水性ベースコート中、それぞれ本発明による水性ベースコートの全質量に対して有利には0.1〜50質量%、より有利には0.5〜45質量%、特に有利には0.5〜40質量%、殊には0.5〜35質量%、とりわけ0.5〜30質量%の量で含有するのが有利である。顔料対バインダーの割合、すなわち顔料対本発明によるポリウレタン(B)および/または本発明によるグラフトコポリマー1および/または2ならびに場合により存在し得る他のバインダーの割合は、非常に広い範囲で変化できる。この割合は、有利には6.0:1.0〜1.0:50、より有利には5:1.0〜1.0:50、特に有利には4.5:1.0〜1.0:40、殊には4:1.0〜1.0:30、とりわけ3.5:1.0〜1.0:25である。
これらの顔料は、顔料ペーストにより本発明による水性ベースコート中に混入することができるが、その際、グライディング樹脂としては本発明によるポリウレタン(B)および/または本発明によるグラフトポリマー混合物1および/または2が該当する。
前記の成分に加えて、本発明による水性ベースコートに通常かつ公知の添加剤を有効的な量で含有することができる。
好適な添加剤の例は以下のものである。
− 有機および無機充填剤、例えばチョーク、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、シリケート、たとえばタルクまたはカオリン、シリカ、オキシド、例えば水酸化アルミニウムまたは水酸化マグネシウム、または有機充填剤、例えば繊維、セルロース繊維、ポリエチレン繊維または木粉;さらなる詳説についてはRoempp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, 1998、250ページ以降、
“Fillers”を参照されたい。
− 通常かつ公知のオリゴマーおよびポリマーバインダー、例えば、熱硬化性の、線状および/または分枝状および/またはブロックの形の、クシ状および/または立体化学的に形成されたポリ(メタ)アクリレートまたはアクリルコポリマー、特に、特許文献DE-A-19736535に記載されているもの、ポリエステル、特に特許文献DE-A-4009858またはDE-A-4437535に記載されているもの、アルキド、アクリル化されたポリエステル、ポリラクトン、ポリカルボネート、ポリエーテル、エポキシ樹脂アミン付加物、(メタ)アクリレートジオール、部分的に鹸化されたポリビニルエステル、ポリウレタンおよびアクリル化されたポリウレタン、たとえば特許文献EP-A-0521928、EP-A-0522420、EP-A-0522419、EP-A-0730613またはDE-A-4437535に記載されているもの、またはポリウレア;
− 通常かつ公知の熱硬化性反応希釈剤、たとえば位置異性体のジエチルオクタンジオールまたはヒドロキシルを含有する多分岐化合物またはデンドリマー;
− 低沸点および/または高沸点有機溶剤(“long solvent”)、
− UV吸収剤;
− 光安定剤、たとえばHALS化合物、ベンゾトリアゾールまたはオキサールアニリド;
− フリーラジカルスカベンジャー;
− 熱に不安定なフリーラジカル開始剤、たとえば有機ペルオキシド、有機アゾ化合物またはC−C−分割開始剤、たとえばジアルキルペルオキシド、ペルオキソカルボン酸、ペルオキソジカルボネート、ペルオキシドエステル、ヒドロペルオキシド、ケトンペルオキシド、アゾジニトリルまたはベンゾピナコールシリルエーテル;
− 架橋のための触媒、たとえばジブチルスズジラウレート、リチウムデカノエートまたは亜鉛オクタエート、またはアミンでブロックされた有機スルホン酸;
− 揮発成分除去剤、たとえばジアザジシクロウンデカン;
− スリップ添加剤;
− 重合抑制剤;
− 消泡剤;
− 乳化剤、特に非イオン性乳化剤、たとえばアルコキシル化アルカノールおよびポリオール、フェノールおよびアルキルフェノールまたはアニオン性乳化剤、たとえばアルカンカルボン酸、アルカンスルホン酸、およびアルコキシル化アルカノール、ポリオール、フェノールおよびアルキルフェノールのスルホン酸のアルカリ塩またはアンモニウム塩;
− 湿潤剤、たとえばシロキサン、フッ素含有化合物、カルボン酸半エステル、燐酸エステル、ポリアクリル酸およびこれらのコポリマーまたはポリウレタン;−粘着付与剤、たとえばトリシクロデカンジメタノール;
− レベリング剤;
− フィルム形成助剤、たとえばセルロース誘導体;
− 二酸化ケイ素、酸化アルミニウムまたは酸化ジルコニウムをベースとする透明充填剤;さらなる詳説についてはRoempp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, 1998、250〜252ページを参照されたい;
− レオロジー調節剤、たとえば特許文献WO 94/22968、EP-A-0276501、EP-A-0249201またはWO97/12945から公知のもの;架橋されたポリマー微粒子、例えばEP-A-0008127に開示されているもの;無機層状ケイ酸塩、有利にはスメクタイト、特にモンモリロナイトおよびヘクトライト、例えばモンモリロナイトタイプのアルミニウム−マグネシウムシリケート、ナトリウム−マグネシウムおよびナトリウム−マグネシウム−フッ素−リチウム−層状ケイ酸塩または無機層状ケイ酸塩、例えばモンモリロナイトタイプのアルミニウム−マグネシウムシリケート、ナトリウム−マグネシウムおよびナトリウム−マグネシウム−フッ素−リチウム−層状ケイ酸塩(さらなる詳説については、Johan Bielemannによる本、“Lackadditive”, Wiley-VCH, Weinheim, New York, 1998、17〜30ページを参照のこと)、ケイ酸、たとえばアエロジル;またはイオン性および/または会合性作用のある基を有する合成ポリマー、たとえばポリビニルアルコール、ポリ(メタ)アクリルアミド、ポリ(メタ)アクリル酸、ポリビニルピロリドン、スチレン−マレイン酸無水物−もしくはエチレン−マレイン酸無水物−コポリマ−およびこれらの誘導体または疎水性に変性されたポリアクリレート;またはRoempp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, “Thickeners”、599〜600ページおよびJohan Bielemanによる教書 "Lackadditive", Wiley-VCH, Weinheim, New York, 1998、51〜59および65ページに記載されているようなポリウレタンをベースとする会合性の増粘剤;および/または
− 難燃剤。
その他の好適な塗料添加剤の例は、Johan Bielemanによる教書 "Lackadditive", Wiley-VCH, Weinheim, New York, 1998に記載されている。
本発明による水性ベースコートは、有利には噴霧粘度において、それぞれ本発明による水性ベースコートの全質量に対して、固体含有率5.0〜60%、より有利には5.0〜50%、特に有利には10〜45%、殊には13〜40%、とりわけ13〜35%を有する。
本発明による水性ベースコートの製造には方法の特徴はないが、しかし通常かつ公知の方法で、それぞれの水性ベースコートを製造するために好適な方法により、好適な混合装置、例えば、攪拌容器、溶解機または押出機中で前記の成分を混合することによって行われる。
本発明による水性ベースコートは、プライマー被覆した支持体もしくはプライマー被覆していない支持体上で本発明によるコーティング、特に多層コーティングを製造するために使用される。
支持体としては、その上に存在するコーティングが熱および場合により化学線の適用下に硬化させることより損傷されない全ての塗装すべき表面、たとえば本発明による成形体、フィルム、繊維、金属、プラスチック、木材、セラミック、石、繊維織物、繊維複合材料、皮革、ガラス、ガラス繊維、ガラスウールおよび石綿、無機−および樹脂結合した建材、たとえば石膏−およびセメントボードまたは屋根瓦、ならびにこれらの材料の複合材料が該当する。従って、本発明によるコーティングは、車両塗装、特に自動車塗装以外の適用にとっても好適である。この場合、これは特に家具の塗装およびコイルコーティングおよびコンテナコーティングならびに電子部品の含浸または被覆を含む工業用の塗装においても好適である。工業用の塗装の範囲では、該塗装は個人用もしくは工業用の使用のための実質的に全ての部品、たとえばラジエータ、家庭用器具、金属製の小さいな部材、たとえばスクリューおよびナット、ホイールキャップ、リム、パッケージング、または電子部品、たとえばモーター巻線または変圧器巻線の塗装のために好適である。
導電性の支持体の場合には、通常かつ公知の方法で電着塗料(ETL)から製造されるプライマーを使用することができる。このためにアノード電着塗料(ATL)と同様にカソード電着塗料(KTL)も該当するが、しかし特にKTLが好適である。
本発明による多層コーティングにより、プライマー被覆したプラスチックもしくはプライマー被覆していないプラスチック、たとえばABS、AMMA、ASA、CA、CAB、EP、UF、CF、MF、MPF、PF、PAN、PA、PE、HDPE、LDPE、LLDPE、UHMWPE、PET、PMMA、PP、PS、SB、PUR、PVC、RF、SAN、PBT、PPE、POM、PUR−RIM、SMC、BMC、PP−EPDMおよびUP(DIN7728T1による略号)を塗装することができる。塗装すべきプラスチックがポリマーブレンド、変性プラスチックまたは繊維強化プラスチックであってもよいことは自明である。通常の車両製造、特に自動車製造において使用されるプラスチックを使用することもできる。
非官能化された、および/または無極性の支持体表面の場合、これらを被覆する前に公知の方法で前処理、たとえばプラズマ処理もしくはフレーム処理を行うか、または水性プライマーを備えていてもよい。
本発明による多層コーティングは、種々の方法で製造することができる。
第一の変法では、本発明による方法は、次の方法工程を有する:
(I)支持体上への本発明による水性ベースコートの適用によるベースコート層の製造、
(II)ベースコート層の乾燥、
(III)ベースコート層上への透明塗料の適用によるクリアコート層の製造、および
(IV)ベースコート層とクリアコート層とを同時硬化し、これによりベースコートとクリアコートが得られる(ウエット−オン−ウェット法)。
この変法は、特にプラスチックの塗装の際に有利であり、従ってここで特に有利に使用される。
本発明による方法の第二の有利な変法は、次の方法工程を有する:
(I)支持体上へのサーフェーサーの適用によるサーフェーサーコート層の製造、
(II)サーフェイサーコート層を硬化し、これによりサーフェイサー層が得られ、
(III)サーフェイサー層上への本発明による水性ベースコートの適用によるベースコート層の製造、
(IV)ベースコート層の乾燥
(V)ベースコート層上への透明塗料の適用によるクリアコート層の製造、
(VI)ベースコート層とクリアコート層とを同時硬化し、これによりベースコートとクリアコートが得られる(ウエット−オン−ウェット法)。
本発明による方法の第三の有利な変法は、次の方法工程を有する:
(I)支持体上へのサーフェーサーの適用によるサーフェーサーコート層の製造、
(II)サーフェーサーコート層の乾燥、
(III)サーフェイサー層上への本発明による水性ベースコートの適用によるベースコート層の製造、
(IV)ベースコート層の乾燥
(V)ベースコート層上への透明塗料の適用によるクリアコート層の製造、
(VI)サーフェイサーコート層、ベースコート層およびクリアコート層とを同時硬化し、これによりサーフェーサー、ベースコートおよびクリアコートが得られる(ウエット−オン−ウェット法)。
最後に記載した2種の変法は、自動車ボディーの塗装において特に有利な利点を提供し、従ってここでは特に有利に使用される。
この場合、本発明による水性ベースコートおよび本発明による方法の特別な利点は、通常かつ公知の透明塗料を本発明による方法の範囲内で、本発明による水性ベースコート層と組み合わせることができことである。
好適な公知の1成分(1K)−、2成分(2K)−もしくは多成分(3K、4K)−透明塗料の例は、特許文献DE-A-4204518、US-A-5474811、US-A-5356669、US-A-5605965、WO94/10211、WO94/10212、WO94/10213、EP-A-0594068、EP-A-0594071、EP-A-0594142、EP-A-0604992、WO94/22969、EP-A-0596460またはWO92/22615から公知である。
1成分(1K)透明塗料は、公知のとおり、ヒドロキシル基含有のバインダーおよび架橋剤、たとえばブロックトポリイソシアネート、トリス(アルコキシカルボニルアミノ)トリアジンおよび/またはアミノプラスト樹脂を含有している。別の変法では、該透明塗料はバインダーとしてカルバメート側基および/またはアロファネート側基を有するポリマーを含有し、かつカルバメートおよび/またはアロファネート変性されたアミノプラスト樹脂を架橋剤として含有している(US-A-5474811、US-A-5356669、US-A-5605965、WO94/10211、WO94/10212、WO94/10213、EP-A-0594068、EP-A-0594071またはEP-A-0594142を参照のこと)。
2成分(2K)透明塗料または多成分(3K、4K)透明塗料は公知のとおり、実質的な成分としてヒドロキシル基含有のバインダーおよびポリイソシアネートを架橋剤として含有しており、これはその使用まで別々に貯蔵される。
好適な粉体透明塗料の例は、たとえばドイツ国特許文献DE-A-4222194から、またはBASAF Lacke + Farben 社の製品情報誌 "Pulverlacke"、1990から公知である。
粉体透明塗料は公知のとおり、実質的な成分としてエポキシド基含有のバインダーおよびポリカルボン酸を架橋剤として含有している。
好適な粉末スラリー透明塗料の例は、たとえば米国の特許文献US-A-4268542、国際特許出願WO 96/32452およびドイツ国特許出願公開DE-A-19518392.4およびDE-A-19613547から公知であるか、または予め公開されていないドイツ国特許出願DE-A-198144717に記載されている。
粉末スラリー透明塗料は公知のとおり、水性媒体中に分散した粉体透明塗料を含有している。
UV硬化性透明塗料は、たとえば特許文献EP-A-0540884、EP-A-0568967またはUS-A-4675234から明らかになる。
粉末スラリー透明塗料は、特に本発明による着色−および/または効果を付与する多層コーティングに特に有利であり、従って本発明により有利に使用される。
さらに、クリアコーティングは付加的に少なくとも1種のクリアコート、例えば有機的に変性されたセラミック層でコーティングしてもよく、これにより本発明の多層コーティングの表面損傷抵抗を著しく改善することができる。従って、本発明による多相コーティングは、種々の構造を有することができる。
本発明による多層コーティングの有利な1変法では、
(1)着色−および/または効果を付与するベースコートおよび
(2)クリアコート、
が上記の順序で上下に重なっている。この有利な変法は、特にプラスチック塗装の際に適用される。
本発明による多層コーティングの有利な第二の変法では、
(1)機械的なエネルギーを吸収するサーフェイサー層
(2)着色および/または効果を付与するベースコートおよび
(3)クリアコート
が上記の順序で上下に重なっている。
本発明による水性ベースコートの塗布は、全ての通常の塗布方法、例えば、スプレー塗、ナイフ塗、はけ塗、流し塗、浸漬塗、含浸塗、トリックリングまたはローラー塗により行うことができる。コーティングすべき支持体は、それ自体が静止状態であってよく、その際、適用ユニットを用いて移動させることができる。選択的に、コーティングすべき支持体、特にコイルは移動させることができるが、その際、塗布装置は支持体に相間させて静止状態であるか、または適切な方法で移動される。
スプレー塗布法、例えば、圧縮空気吹付塗、エアーレススプレー塗、高速回転塗、静電吹付塗布法(ESTA)を場合によりホットスプレー塗り、例えば、ホットエアースプレー塗りと組み合わせて使用するのが有利である。塗布は、最大70〜80℃の温度で実施でき、その結果、短期間に生じる熱ストレスの際に、水性ベースコートおよび場合により補修塗装するそのスプレーしぶきの変化または損傷を生じることなく、好適な塗布粘度が達成される。従って、ホットスプレー塗は、水性ベース塗料がスプレーノズル中で短時間、またはスプレーノズルの上流で短時間だけ加熱されるように形成することができる。
塗布するために使用されるスプレーブースを、例えば場合により温度制御可能な循環を用いて運転することもでき、これはスプレーしぶきに適切な吸収媒体、例えば水性ベース塗料自体を用いて運転される。
一般的には、サーフェーサー層、ベースコート層およびクリアコート層は、硬化によって前記層が、その機能に必要かつ有利な層厚を生じるように、ウェット層厚さで塗布される。サーフェーサー層の場合には、この層厚は10〜150、有利には10〜100,特に有利には10〜90μmであり、ベースコートの場合には、5〜50、有利には5〜40、特に有利には5〜30、殊には10〜25μmであり、クリアコートの場合には、層厚は10〜100、有利には15〜80、特に有利には20〜70、殊には25〜60μmである。
サーフェーサーコート層、ベースコート層およびクリアコート層は、熱硬化される。
完全硬化は、特定の静止時間の後に行われる。これは30秒から2時間、有利には1分〜1時間および特に有利には1分〜45分の継続時間を有する。静止時間は、例えば被覆層を流し、かつ脱ガスするために、または溶剤のような揮発性成分を蒸発させるために使用される。静止時間は、90℃までの高温を用いることにより、かつ/または還元大気湿度<水10g/空気kg、特に<水5g/空気kgにより補助および/または短縮することができるが、但し、この場合被覆層の損傷または変化、例えば、早まった完全架橋を生じてはならない。
熱硬化には、方法の特徴はなく、通常かつ公知の方法、たとえば熱対流炉中で加熱するかまたはIRランプに曝すことにより行われる。この場合、熱硬化は段階的に行うこともできる。熱硬化は、50〜100℃、特に有利には80〜100℃、殊には90〜100℃の温度で、1分〜2時間、特に有利には2分〜1時間、殊には3分〜30分間行われる。高い熱許容度を有する支持体を使用する場合には、100℃を上回る温度で熱架橋を実施できる。一般的には、この場合に180℃、有利には160℃、特に有利には155℃の温度が推奨されている。
クリアコーティングの場合には、硬化は使用される透明塗料に依存して、化学線を用いるかまたは熱と化学線を用いて(Dual cure)行われる。化学線としては、電磁放射線、例えば近赤外線(NIR)、可視光線、UV線またはX−線および/または粒子線、例えば電子ビームが該当する。
本発明による多層コーティングは、力学、光学、腐食耐性および接着性に関して非常に良くバランスのとれた傑出したプロフィールを有する。従って、本発明による多層コーティングは、市場に要求される高度な光学品質および被膜間密着を有し、かつ不十分なサーフェーサー縮合耐性、ベースコート中のクラッキング(マッドクラッキング)、またはクリアコート中のレベリング欠陥または表面構造の問題を生じない。
特に、本発明による多層コーティングは傑出したメタリック効果、傑出したD.O.I(distinctiveness of the reflected image)、および傑出した表面の滑らかさを有する。これらは、耐候性であり、化学物質よおびトリの糞に耐性であり、かつ表面損傷抵抗であり、非常に良好なリフロー挙動を示す。
しかし、特に本発明による水性ベース塗料を本発明による多層コーティングの製造に使用することにより、水性ベースコート層を粉末スラリー透明塗料でオーバーコートし、この後にこれらと一緒に焼いた場合でさえも、クラッキングまたはポッピングが生じないことは非常に有利であることが判明した。これにより、水性ベース塗料の特別な利点と粉末スラリー透明塗料の特別な利点を組合わせることができる。さらに、この本発明による多層コーティングは、補修塗装として使用される場合でさえも硬く接着することが判明した。
従って、前記多層コーティングでコーティングされた支持体は、より長い使用期間、見る人へのより良い美的印象およびより良好な工業的利用性のような特別な利点を有し、このことは、自動車のライン塗装に経済的な関心を集める。
実施例および比較例
製造例1
本発明により使用するための付加物(B2)の製造
攪拌機、内部温度計、還流凝縮器および電気暖房を備えた反応容器に、メチルエチルケトン429質量部、N−メチルピロリドン182質量部およびジエタノールアミン210質量部を摂氏20℃で装入した。この混合物に、1.5時間以内に1−(1−イソシアネート−1−メチルエチル)−3−(1−メチルエテニル)−ベンゼン(CYTEC社のTMI(R))42質量部を滴加して、反応温度が摂氏40℃を越えないようにした。得られた反応混合物を遊離シアネート基がもはや検出されなくなるまで撹拌した。その後、これをヒドロキノン200ppmで安定化させた。反応混合物の固体含有量は、50質量%であった。
例1 本発明によるポリウレタン(B)の製造
攪拌機、内部温度計、還流凝縮器および電気暖房を備えた反応容器で、ヒドロキシル数80および1400ダルトンの平均分子量を有する直鎖ポリエステルポリオール[脂肪酸二量体(Pripol(R)1013)、イソフタル酸および1,6−ヘキサンジオールから製造]664.4質量部、ジメチロールプロピオン酸89.4質量部をメチルエチルケトン342質量部とN−メチルピロリドン52質量部中に溶解した。この溶液に、摂氏45℃でイソホロンジイソシアネート296.2質量部を添加した。発熱反応が静まった後、この反応混合物を撹拌しながら摂氏80℃までゆっくり加熱した。イソシアネート含有量が1.2質量%で一定に保持されるまで、さらにこの温度で撹拌した。次にこの反応混合物を摂氏70℃まで冷却し、かつ製造例1中の付加物(B2)248質量部を添加した。得られた反応混合物を遊離イソシアネート基がもはや検出されなくなるまで摂氏70℃で撹拌した。得られた溶解したポリウレタン(B)をメトキシプロパノール142質量部およびトリエチルアミン57質量部と混合した。アミンを添加した30分後に、この溶液の温度を摂氏60℃まで下げ、この後に脱イオン水1791質量部を撹拌しながら30分間にわたり添加した。得られた分散液から摂氏60℃、減圧下でメチルエチルケトンを留去した。引き続き、状況によって溶剤と水の減少分を補償した。得られた本発明によるポリウレタン(B)の分散液は、固体含有率(摂氏130℃で1時間)35.1%およびpH7.3を有した。
例2 本発明によるグラフトコポリマー1の第1分散液の製造
例1からのポリウレタン分散液(B)1495.7質量部を脱イオン水851.6質量部で希釈し、かつ摂氏85℃まで加熱した。この温度で、この分散液にスチレン150.2質量部、メチルメタクリレート150.2質量部、n−ブチルアクリレート112.4質量部およびヒドロキシエチルメタクリレート112.4質量部から成る混合物を撹拌しながら一定の速度で3.5時間にわたり添加した。モノマー混合物の添加を開始すると同時に、メトキシプロパノール115.5質量部中のt−ブチルペルオキシエチルヘキサノエート7.9質量部の溶液を4時間にわたり添加した。得られた反応混合物を全てのモノマーが反応するまで摂氏85℃で撹拌した。得られたグラフトコポリマー1の第1分散液は、固体含有率(摂氏130℃で1時間)34.9質量%およびpH7.3を有した。
比較例C1 エテニルアリーレン基含有の公知のポリウレタンの製造
特許文献EP-A-0608021の第6ページ、22行目〜37行目(中間体A)により、ヒドロキシル含有ポリエステルを製造した。このために、好適な反応容器中に、1,6−ヘキサンジオール236質量部、ネオペンチルグリコール208質量部、無水ヘキサヒドロフタル酸616質量部およびベンジルトリフェニルホスホニウムクロリド6質量部から成る混合物を装入し、かつ窒素下、撹拌しながら摂氏120℃まで加熱した。1時間後に、この温度で反応混合物を摂氏140℃まで加熱した。この後に1,1−ジメチル−1−ヘプタンカルボン酸(シェル社のCardura(R) E-10)のグリシジルエステル1000質量部を2時間にわたり滴加した。4時間後に、この反応混合物は8.5mgKOH/gの酸価を有した。これに再びCardura(R) E-10 80質量部を添加した。さらに2時間後、反応混合物の酸価は1mgKOH/gを下回っていた。
特許文献EP-A-0608021の7ページ目の1行目〜27行目(例I)に挙げられている説明により、上記のポリエステル261.6質量部、N−メチルピロリドン55質量部およびジブチル錫ジアセテート0.1質量部を装入した。この混合物に、1時間にわたり摂氏90℃でイソホロンジイソシアネート72.1質量部を供給した。摂氏90℃で2時間たった後に、この反応混合物を摂氏100℃まで加熱した。この温度で、TMI(R)16.3質量部を15分間添加した。得られた反応混合物を摂氏100℃で1時間保持した。
この後、この反応混合物を摂氏130℃まで加熱し、かつこの温度でスチレン38.2質量部、メチルメタクリレート9.2質量部、アクリル酸33.1質量部、Cardura(R) E-10 66質量部、ジクミルペルオキシド2.7質量部、3−メルカプトプロピオン酸0.8質量部および2−ブトキシエタノール51.9質量部から成る混合物を窒素下、撹拌しながら1時間にわたり添加した。得られた反応混合物をこの温度で3時間保持した。その後で、摂氏115℃で、ジメチルエタノールアミン18.1質量部を供給した。摂氏90℃まで冷却した後、脱イオン水782質量部を撹拌しながら3時間にわたり滴加し、これにより固体含有率35.8質量%を有する第2分散液が得られた。
例2ならびに比較例C2およびC3
本発明による水性ベース塗料(例1)と本発明以外の水性ベース塗料(比較例C2およびC3)
本発明による例2のために、脱イオン水9.5質量部を混合容器に装入した。撹拌しながら、アクリレート水性分散液[特許文献DE-A-19736535による成分(i);BASF社のAcronal(R)290 D]10.5質量部、本発明の例1の第1分散液13.5質量部、増粘剤1 10.4質量部(水中3%濃度のLaporte社のナトリウム−マグネシウム−層状ケイ酸塩の合成されたペースト)、脱イオン水8.0質量部、15%濃度のアンモニア水溶液0.28質量部および増粘剤2 18.0質量部(Allied Colloids社のポリアクリル酸増粘剤の3%濃度水溶液)を添加した。
引き続き、撹拌しながらカーボンブラック含有量10質量%を有し、かつ特許文献DE-A-4437535の例Dによるアクリル化ポリウレタン分散液60質量%を有する顔料ペースト4.2質量部、アエロジル含有量10質量%を有し、かつ特許文献DE-A-4437535の例Dによるアクリル化ポリウレタン分散液50質量%を有する充填剤ペースト10.2質量部、ブチルグリコール2.0質量部およびCYTEC社のメタノールおよびブタノールでエーテル化されたメラミン樹脂3.5質量部を添加した。
分離混合容器中で、市販のアルミ青銅(Eckart社のAlu-Stapa Hydrolux(R)、Al含有量65質量%)0.4質量部およびブチルグリコール0.6質量%から成る混合物を撹拌して混合した。引き続きこの混合物を強力に撹拌しながら、他の混合物に少しずつ添加した。
別の分離容器中で、真珠光沢のある顔料1.3質量部(Merckm社のIriodin(R)9103 Sterling Silber WR )およびブチルグリコール2.3質量部を混合した。引き続き、この混合物を再び強力に撹拌しながら少しずつ上記の混合物の添加した。
表1には、本発明による例2の水性ベース塗料の成分が挙げられている。
比較例C2に関しては、例2を繰り返したが、しかし本発明による例1の第1分散液の代わりに特許文献DE-A-4339870[成分(ii)]の例1のポリウレタン樹脂水性分散液を使用した。
比較例C3に関しては、例2を繰り返したが、しかし本発明による例1の第1分散液の代わりに比較例C1の公知の第2分散液を使用した。
本発明以外の水性ベース塗料C3とC2の材料成分も同様に表1に記載されている。
Figure 0005294524
表1の水性ベース塗料の粘度を脱イオン水を使用して剪断速度1000/秒で90〜95mPasに調整した。
例3ならびに比較例C4およびC5
本発明による多層コーティング(例3)および本発明以外の多層コーティング(比較例C4およびC5)の製造
本発明による例3の多相コーティングを製造するために、本発明による例2の水性塗料を使用した(表1参照)。
本発明による比較例C4の多相コーティングを製造するために、本発明以外の比較例C2の水性ベース塗料を使用した(表1参照)。
本発明以外の比較例C5の多層コーティングを製造するために、本発明以外の比較例C3の水性ベース塗料を使用した(表1参照)。
A.試験パネルの作成
例3および比較例C4およびC5のために、はじめに試験パネルを作成した。このために、スチールパネル(ボディーパネル)を常用で公知の方法で陰極析出し、かつ焼付け電着塗装によりコーティングし、市販の薄層サーフェーサー(BASFコーティング社のEcoprime(R) 60;無煙着色)を用いて塗装し、この後に得られたサーフェーサー層を摂氏20℃および相対大気圧湿度65%で5分間フラッシュし、かつ熱対流炉中、摂氏80℃で5分間乾燥させた。引き続き、サーフェーサー層は、乾燥層厚15μmを有した。
試験パネルを摂氏20℃まで冷却した後に、表1の水性ベース塗料を塗布し、摂氏20℃および相対大気圧湿度65%で5分間フラッシュし、かつ熱対流炉中、摂氏80℃で5分間乾燥させ、その結果乾燥されたベースコート層は、約15μmの乾燥層厚を有した。
試験パネルを摂氏20℃まで冷却した後に、このベースコート層を、国際特許出願WO 96/32452による粉末スラリー透明塗料でをオーバーコートした。得られた粉末スラリークリアコート層を摂氏20℃および相対大気圧湿度65%で30分間フラッシュし、かつ熱対流炉中、摂氏55℃で5分間乾燥させた。得られたクリアコート層の乾燥層厚は、50〜60μmであった。
3つの全ての層を貼り付けた後、これらを一緒に摂氏155℃で30分間焼き付け、これにより本発明による例3の多層コーティングおよび本発明以外の比較例C4およびC5の多相コーティングを得た。
B.補修塗装の製造
全体の車のライン補修塗装(ライン補修)を強化するために、例3からおよび比較例C4とC5の試験パネルを、1200粗粒のサンドペーパーでペーパー仕上げし、かつ上記の説明によってもう1度、それぞれ同じ多層コーティングでコーティングした(二重コーティング)。
C.ポッピング限界と亀裂限界(マッドクラッキング)の測定:
セクションAに挙げられた説明により、多層コーティングを製造し、その際、ベースコートを3〜40μmのウエッジで貼り付けた。クリアコートは、55〜57μmの層厚を有した。亀裂限界とポッピング限界は、クリアコート中に表面欠陥を生じる層厚を示す(この場合、クラッキング=マッドクラッキングおよびポッピングマーク)。亀裂限界およびポッピング限界は、水性ベース塗料と透明塗料、またはベースコートとクリアコートの相溶性の尺度であり、亀裂限界またはポッピング限界が高いほど、相溶性は優れている。相応する結果は表2に記載されている。
D.クリアコート接着性の試験
クリアコート接着剤を室温で3日間貯蔵した後、負荷をかけずに試験パネル上で行った[上記のセクションA.(一次塗装)および上記のセクションB.(補修塗装)参照]。このために、ナイフまたはポイントマンドレルを使用し、多層コーティングをスチール表面に刻みをつけた。引き続き刻みを高圧下に1分間(Kaercher社の高圧クリーナー)噴射水にさらしたが、その際、水圧は230バールであり、水温は摂氏20℃であり、かつ試験パネルまでの回転スプレーノズルの距離は6cmであった。評価は視覚的に行った:多層コーティングが欠陥を示さない場合には、“満足”(sat.)と評価した。表層剥離が生じた場合には、これを“不満足”(unsat.)と評価した。結果は同様に表2に記載されている。
E.ボール当て試験後の層間接着性の試験
ボール当て試験を当業者の間では一般的に公知であるDaimler Chryslerの規格により行った。相応する結果は同様に表2に記載されている。
F. DIN 50017による一定の結露環境にさらした後の層間接着性の試験
セクションAで記載された規格により作成された試験パネルをDIN 50017による一定の結露環境にさらした。この後に、再生の0および2時間後に、DIN EN ISO 2409によるクロスカット試験を使用して層間接着性を測定した。結果は同様に表2に記載されている。
Figure 0005294524
表2の結果から、本発明による例2の水性ベース塗料と本発明による例3の多層コーティングは、本発明以外の比較例C2とC3の水性ベース塗料と本発明以外の比較例C4とC5の多層コーティングよりも、水性ベース塗料および粉末スラリー透明塗料の相溶性に関して、かつ層間接着性に関して優れていることが明らかである。さらに、本発明以外の水性ベース塗料C3は粉末スラリー塗料と相容性ではなく、そのためにこれを用いて製造される本発明以外の多層コーティングC4もまた非常に劣悪な個々の耐補撃性を有することを裏付けている。

Claims (31)

  1. A)少なくとも1個の共重合されたオレフィン性不飽和モノマー(a)から成る疎水性コア、および
    B)少なくとも1個のポリウレタン(B)を含むかまたはこれから成る親水性シェル、
    または
    B)少なくとも1個のポリウレタン(B)を含むかまたはこれから成る疎水性コア、および
    A)少なくとも1個の共重合されたオレフィン性不飽和モノマー(a)から成る親水性シェル
    から成る、1)少なくとも1個のポリウレタン(B)を水性媒体中に分散させ、この後に、
    2)少なくとも1個のモノマー(a)を、1個または複数個のポリウレタン(B)の存在で、エマルション中でラジカル(共)重合させることにより製造可能なグラフトコポリマーであって、
    この際、ポリウレタン(B)は、
    少なくとも1個のエテニルアリーレン側基または少なくとも1個のエテニルアリーレン側基と少なくとも1個のエテニルアリーレン末端基とを有し、かつ、
    (1)少なくとも1個の遊離イソシアネート基を含有する、少なくとも1個のポリウレタンプレポリマー(B1)と、
    (2)少なくとも1個の付加物(B2)を、遊離イソシアネート基がもはや検出されなくなるまで反応させることにより製造可能であり、
    この際、付加物(B2)は、以下の化合物(2.1)および(2.2)を1:1のモル比で、遊離イソシアネート基がもはや検出されなくなるまで反応させることにより製造可能であり、
    この際、化合物(2.1)は、
    一般式(I):
    CH=C(R)-A-X-NCO (I)
    [式中、
    A=置換または非置換のC〜C20-アリーレン基であり、
    R=水素原子、ハロゲン原子、ニトリル基、置換または非置換のアルキル基、シクロアルキル基、アルキルシクロアルキル基、シクロアルキルアルキル基、アリール基、アルキルアリール基、シクロアルキルアリール基、アリールアルキル基またはアリールシクロアルキル基であり、その際、前記置換基は、ハロゲン原子、ニトリル基、ニトロ基、部分的または完全にハロゲン化されたアルキル基、シクロアルキル基、アルキルシクロアルキル基、シクロアルキルアルキル基、アリール基、アルキルアリール基、シクロアルキルアリール基、アリールアルキル基およびアリールシクロアルキル基、t−ブチル基、アリールオキシ基、アルキルオキシ基およびシクロアルキルオキシ基、アリールチオ基、アルキルチオ基およびシクロアルキルチオ基、ならびに第3級アミノ基からなる群から選択され、
    かつ
    X=二価の有機基であり、かつ、以下の化合物:
    (i)鎖および/または環中にヘテロ原子を有さないかまたは少なくとも1個のヘテロ原子を有する置換または非置換の、線状または分枝状のアルカン、アルケン、シクロアルカン、シクロアルケン、アルキルシクロアルカン、アルキルシクロアルケン、アルケニルシクロアルカンまたはアルケニルシクロアルケン、
    (ii)置換および非置換の芳香族またはヘテロ芳香族、および/または
    (iii)アルキル−、アルケニル−、シクロアルキル−、シクロアルケニル−、アルキルシクロアルキル−、アルキルシクロアルケニル−、アルケニルシクロアルキル−またはアルケニルシクロアルケニル−置換された芳香族またはヘテロ芳香族、前記置換基は置換されているか、または置換されておらず、かつその鎖および/またはその環中にヘテロ原子を有さないかまたは少なくとも1個のヘテロ原子を有する、
    に由来するものである]の少なくとも1個のエテニルアリーレンモノイソシアネートであり、
    かつ、化合物(2.2)は、少なくとも1個のポリオール、ポリアミンおよび/または少なくとも1個のヒドロキシル基および少なくとも1個のアミノ基を含有する化合物である
    前記グラフトコポリマー。
  2. ポリウレタン(B)においてアリーレン基Aは、置換または非置換のフェニレン、ナフチレンまたはビフェニリレンである、請求項1に記載のグラフトコポリマー。
  3. ポリウレタン(B)においてアリーレン基Aは、1,2−フェニレン、1,3−フェニレンおよび/または1,4−フェニレンである、請求項1または2に記載のグラフトコポリマー。
  4. ポリウレタン(B)においてアリーレン基Aは、1,3−フェニレンである、請求項1から3までのいずれか1項に記載のグラフトコポリマー。
  5. ポリウレタン(B)においてRは、水素原子である、請求項1から4までのいずれか1項に記載のグラフトコポリマー。
  6. ポリウレタン(B)において二価の有機基Xは、分枝または非分枝のC〜C10-アルカンジイル基である、請求項1から5までのいずれか1項の記載のグラフトコポリマー。
  7. ポリウレタン(B)において二価の有機基Xは、分枝または非分枝のC〜C-アルカンジイル基である、請求項1から6までのいずれか1項に記載のグラフトコポリマー。
  8. ポリウレタン(B)において二価の有機基Xは、−C(CH−である、請求項1から7までのいずれか1項に記載のグラフトコポリマー。
  9. ポリウレタン(B)においてエテニルアリーレンモノイソシアネートIまたは少なくとも1種のエテニルアリーレンモノイソシアネートIは、1−(1−イソシアナト−1−メチルエチル)−3−(1−メチルエテニル)ベンゼンである、請求項1から8までのいずれか1項に記載のグラフトコポリマー。
  10. ポリウレタン(B)に親水性官能基が含有されている、請求項1から9までのいずれか1項に記載のグラフトコポリマー。
  11. ポリウレタン(B)にカルボン酸基および/またはカルボキシレート基が含有されている、請求項1から10までのいずれか1項に記載のグラフトコポリマー。
  12. モノマー(a)が、以下の化合物:
    (a1)酸によりエステル化されているアルキレングリコールから誘導されるか、または酸とアルキレンオキシドとの反応により得られる、アクリル酸、メタクリル酸またはその他のα,β−オレフィン性不飽和カルボン酸のヒドロキシアルキルエステル、環式エステルと前記ヒドロキシアルキルエステルとの反応生成物、またはオレフィン性不飽和アルコール、
    (a2)アルキル基中に20個までの炭素原子を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルまたは(メタ)アクリル酸シクロアルキルエステル、脂環式(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸オキサアルキルエステルもしくは(メタ)アクリル酸オキサシクロアルキルエステル、またはその他のエトキシル化および/またはプロポキシル化されたヒドロキシル基不含の(メタ)アクリル酸誘導体、
    (a3)分子あたり少なくとも1個の酸基を有するエチレン性不飽和モノマー、またはこのようなモノマーの混合物、
    (a4)分子中に5〜18個の炭素原子を有する、α−位で分岐したモノカルボン酸のビニルエステル、
    (a5)アクリル酸および/またはメタクリル酸と、分子あたり5〜18個の炭素原子を有するα−位で分岐したモノカルボン酸のグリシジルエステルとの反応生成物、および/または
    (a6)本質的に酸基不含のエチレン性不飽和モノマー、この場合、これらは、
    −オレフィン、
    −(メタ)アクリルアミド、
    −エポキシド基を有するモノマー、
    −ビニル芳香族炭化水素、
    アクリルニトリル、メタクリルニトリル
    塩化ビニル、フッ化ビニル、ビニリデンジクロリド、ビニリデンジフルオリド、N−ビニルピロリドン、ビニルエーテル、ビニルエステル、および/または
    −数平均分子量Mn1000〜40000および分子あたり平均して0.5〜2.5のエチレン性不飽和二重結合を有するポリシロキサンマクロモノマー、またはヒドロキシ官能性シランとエピクロロヒドリンとの反応および引き続き該反応生成物と、メタクリル酸および/または(メタ)アクリル酸のヒドロキシアルキルエステルとの反応により製造することができるアクリルオキシシランを含有するビニルモノマー、である、
    から選択される、請求項1から11までのいずれか1項に記載のグラフトコポリマー。
  13. A)少なくとも1個の共重合されたオレフィン性不飽和モノマー(a)から成る疎水性コア、および
    B)請求項1から12までのいずれか1項に記載の少なくとも1個のポリウレタン(B)を含むかまたはこれから成る親水性シェルを含み、これは
    1)少なくとも1個のエテニルアリーレン側基または少なくとも1個のエテニルアリーレン側基と少なくとも1個のエテニルアリーレン末端基とを有する請求項1から12までのいずれか1項に記載の少なくとも1個の親水性オレフィン性不飽和ポリウレタン(B)を水性媒体中で分散させ、この後に
    2)少なくとも1個の疎水性モノマー(a)を1個または複数のポリウレタン(B)の存在で、エマルション中でラジカル(共)重合させることにより製造できる、グラフトコポリマー。
  14. 一般式II:
    CH=C(R)-A- (II)
    [式中、
    変数Aは、置換または非置換のC〜C20-アリーレン基であり、
    変数Rは、水素原子、ハロゲン原子、ニトリル基、置換または非置換のアルキル基、シクロアルキル基、アルキルシクロアルキル基、シクロアルキルアルキル基、アリール基、アルキルアリール基、シクロアルキルアリール基、アリールアルキル基またはアリールシクロアルキル基であり、その際、前記置換基は、ハロゲン原子、ニトリル基、ニトロ基、部分的または完全にハロゲン化されたアルキル基、シクロアルキル基、アルキルシクロアルキル基、シクロアルキルアルキル基、アリール基、アルキルアリール基、シクロアルキルアリール基、アリールアルキル基およびアリールシクロアルキル基、t−ブチル基、アリールオキシ基、アルキルオキシ基およびシクロアルキルオキシ基、アリールチオ基、アルキルチオ基およびシクロアルキルチオ基、ならびに第3級アミノ基からなる群から選択される]
    のエテニルアリーレン基が使用される、請求項1から13までのいずれか1項に記載のグラフトコポリマー。
  15. エテニルアリーレン基は、少なくとも1個のウレタン基および/またはウレア基を含有する二価または三価の架橋基IIIを介してポリウレタン主鎖と結合し、この際、架橋基IIIは、一般式IIIa〜IIIc
    -X-NH-C(O)-O- (IIIa)
    -X-NH-C(O)-NH- (IIIb)または
    -X-NH-C(O)-N< (IIIc)
    (式中、Xは二価の有機基であり、かつ、以下の化合物:
    (i)鎖および/または環中にヘテロ原子を有さないかまたは少なくとも1個のヘテロ原子を有する置換または非置換の、線状または分枝状のアルカン、アルケン、シクロアルカン、シクロアルケン、アルキルシクロアルカン、アルキルシクロアルケン、アルケニルシクロアルカンまたはアルケニルシクロアルケン、
    (ii)置換および非置換の芳香族またはヘテロ芳香族、および/または
    (iii)アルキル−、アルケニル−、シクロアルキル−、シクロアルケニル−、アルキルシクロアルキル−、アルキルシクロアルケニル−、アルケニル−シクロアルキル−またはアルケニルシクロアルケニル−置換された芳香族またはヘテロ芳香族、前記置換基は置換されているか、または置換されておらず、かつその鎖および/またはその環中にヘテロ原子を有さないかまたは少なくとも1個のヘテロ原子を有する、に由来するものである)
    の少なくとも1個の二価または三価の基を含有する、請求項1から14までのいずれか1項に記載のグラフトコポリマー。
  16. 親水性シェル(A)または(B)は、カルボン酸基および/またはカルボキシレート基を含有する、請求項1から15までのいずれか1項に記載のグラフトコポリマー。
  17. シェルの酸価対コアの酸価の比は、>1である、請求項16に記載のグラフトコポリマー。
  18. シェルの酸価対コアの酸価の比は、>10である、請求項16または17に記載のグラフトコポリマー。
  19. 親水性ポリウレタン(B)を、
    1)−少なくとも1個の親水性官能基および
    −少なくとも2個のヒドロキシル基または少なくとも2個のアミノ基または少なくとも1個のヒドロキシル基または少なくとも1個のアミノ基
    を含有する少なくとも1個のオリゴマーまたはポリマーと、少なくとも1個のエチレンアリーレンモノイソシアネートとを反応させることにより製造できる、請求項13から18までのいずれか1項に記載のグラフトコポリマー。
  20. オリゴマーおよびポリマーは、ポリエステルまたはポリウレタンである、請求項19に記載のグラフトコポリマー。
  21. シーラント、接着剤または被覆材料を製造するための、請求項1から20までのいずれか1項に記載のグラフトコポリマーの使用。
  22. 塗料を製造するための、請求項1から20までのいずれか1項に記載のグラフトコポリマーの使用。
  23. 請求項1から20までのいずれか1項に記載のグラフトコポリマーを含有することを特徴とする、シーラント、接着剤または被覆材料。
  24. 性ベース塗料である、請求項23に記載の被覆材料。
  25. シール、接着層、あるいは装飾および/または保護する被覆を製造するための、請求項23または24に記載のシーラント、接着剤または被覆材料の使用。
  26. 請求項2に記載のシーラントから製造可能なシール。
  27. 請求項2に記載の接着剤から製造可能な接着層。
  28. 請求項23または24に記載の被覆材料から製造可能な被覆。
  29. 請求項26に記載の少なくとも1種のシール、請求項27に記載の少なくとも1種の接着層および/または請求項28に記載の少なくとも1種の被覆を有する支持体。
  30. プラスチックから成る成形品、シートまたは繊維、自動車ボディー、電子工学部材、コイルおよびパッケージングを含めた工業用部材、または家具である、請求項29に記載の支持体。
  31. 着色および効果を付与する多層コーティングを、ウエット−オン−ウエット法で、請求項24に記載の水性ベース塗料及び粉末透明塗料スラリーを用いて製造する、着色および効果を付与する多層コーティングの製造方法。
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