JP5409003B2 - 自己架橋性pur分散液 - Google Patents

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Description

本発明は、自己接着性PUR分散液の製造方法並びにその使用に関する。
近年になって、塗料を塗布する際に放出される溶剤に関する排出基準の高まりと共に、水性塗料及び被覆材料の重要性が極めて増大している。多くの適用分野に対して既に水性塗料系が使用されているにもかかわらず、この水性塗料系は耐溶剤性及び耐薬品性又は弾性及び機械的負荷に関する従来の溶剤含有塗料の高い品質基準をしばしば満たすことができない。特に、自動車塗装の際の実際の高い要求を十分に満たす、水相から加工することができるポリウレタン系の被覆材料は未だに公知ではない。
この確認は、特別にアニオン性に変性された脂肪族ポリイソシアナートを有するDE-A 40 01 783についても、ブロックされたポリイソシアナート及び有機ポリヒドロキシ化合物をベースとする水性焼き付け塗料結合剤を記載するDE-A 24 56 469、DE-A 28 14 815、EP-A 0 012 348及びEP-A 0 424 697の系についても通用する。DE-A 27 08 611によるキャップされたイソシアナート基を有するカルボキシル基含有のポリウレタン−プレポリマーをベースとする系も、又はDE-A 32 34 590による官能性が高く、従って弾性被覆の製造のためにあまり適していないブロックされた水溶性ウレタンプレポリマーも、前記の目的のためにあまり使用することができない。
近年では、使用された1液型(1K)焼き付け塗料の更なる改善が達成されていて、例えばEP-A 0 576 952には水溶性又は水に分散性のポリヒドロキシ化合物と、水に可溶性又は分散可能なブロックされたポリイソシアナートとの組合せ物が記載されており、DE-A 199 30 555には水に分散可能なウレタン基含有のヒドロキシ官能性結合剤成分と、2つの予備重合工程を介して多工程法で製造されたブロックされたイソシアナート基を有する結合剤成分と、アミノプラストと、他の成分とからなる組合せ物が開示されている。EP-A 0 427 028は、カルボキシラート基を含有するウレタン変性されたポリエステル樹脂の分散液と、前記分散液に添加されたアミノプラスト樹脂、及び/又はブロックされたポリイソシアナートと、場合により付加的な乳化剤とからなる焼き付け充填物として利用される水分散性の結合剤組合せ物を記載している。ポリイソシアナート用のブロック剤として、アルコール、フェノール、ラクタム及びオキシムが挙げられる。この1液型の系の欠点は、あらかじめ製造された成分を、次に塗料に調製することであり、従って付加的混合工程を必要とすることである。
米国出願のWO 02/14395は、親水化剤をランダムに組み込むことにより生じる、ウレタン基とヒドロキシ基とを有するポリオールと、少なくとも50当量%までジメチルピラゾール誘導体でブロックされた、親水化されていないポリイソシアナートとからなる自己架橋性ポリウレタン分散液を記載している。
しかしながら先行技術において記載された塗料は、実地からの全ての要求、例えば固体含有量に関する要求を満たしていない。
本発明の課題は、改善された1K焼き付け系を提供することにあり、その際、前記塗料は特に高い固体含有量を有しかつ被覆は良好な耐溶剤性を有するのが好ましい。
改善された固体含有量を有する自己架橋性ポリウレタン分散液を製造できる方法が見出され、その際、前記分散液から製造される被覆は良好な耐溶剤性により優れていた。
従って、本発明の対象は、
a1) ポリイソシアナートを
a2) 平均OH官能性≧2及び数平均分子量62〜2500g/molを有し、並びにさらに少なくとも1つの酸官能性化合物を有する少なくとも1種のポリオール成分と反応させて、
NCO官能性又は場合によりOH官能性プレポリマーにし、
これを次いで、
a3) 平均OH官能性>1の少なくとも1つの他のポリオール成分及び
a4) 場合より、a1)と同じ又は異なることができる他のポリイソシアナート成分と反応させて、
OH官能性及びNCO基不含のポリウレタンにし、
その際、任意の部分工程の前又は後に又は成分a1)〜a4)の完全な反応に引き続き、ブロックされたポリイソシアナートを添加するか、又は前記ブロックされたポリイソシアナートを成分a1)〜a4)の反応が行われた後にin situでポリイソシアナート及びブロック剤から製造し、引き続きこうして得られた組成物の酸基を、
a5) 中和剤の添加により完全に又は部分的に脱プロトンし、得られたポリウレタンを水に分散させる、自己架橋性ポリウレタン分散液の製造方法である。
更に、本発明による方法により製造された分散液並びに前記分散液中に含まれるポリウレタンポリマーも本発明の対象である。
本発明による方法の場合に全体として、ブロックされた基を含めたイソシアナート基対イソシアナート基と反応可能な全ての基の比は、0.5〜5.0:1、有利に0.6〜2.0:1、特に有利に0.8〜1.5:1に選択される。
成分a1)及びa4)において、NCO官能性≧2の、イソシアナート基を有する全ての有機化合物、有利に脂肪族、環式脂肪族、芳香族又は複素環式のポリイソシアナートを個々に又は相互の任意に混合して使用することができ、その際、この化合物がホスゲン化によるか又はホスゲン不含の方法により製造されたかどうかは重要ではない。
このようなイソシアナートの例は、テトラメチレンジイソシアナート、シクロヘキサン−1,3−及び−1,4−ジイソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナート(HDI)、1−イソシアナト−3,3,5−トリメチル−5−イソシアナトメチルシクロヘキサン(イソホロンジイソシアナート、IPDI)、メチレン−ビス−(4−イソシアナトシクロヘキサン)、テトラメチルキシリレン−ジイソシアナート(TMXDI)、トリイソシアナトノナン、トルイレンジイソシアナート(TDI)、ジフェニルメタン−2,4′−及び/又は4,4′−ジイソシアナート(MDI)、トリフェニルメタン−4,4′−ジイソシアナート又はナフチレン−1,5−ジイソシアナート並びにこの種のイソシアナートの任意の混合物である。
同様に、ウレトジオン構造、カルボジイミド構造、イソシアヌラート構造、イミノオキサジアジンジオン構造、ビウレット構造、ウレタン構造、アロファナート構造、オキサジアジントリオン構造又はアシル尿素構造を有する誘導化されたポリイソシアナート並びに平均NCO官能性>1のポリイソシアナートプレポリマー(これは、1モル過剰量の上記ポリイソシアナートの1種と、1分子当たり少なくとも2つのイソシアナート反応性水素原子(例えばOH基の形)を有する有機材料との予備反応により得られる)が良好に適している。
有利に、a1)では、140〜1000g/molの分子量を有する前記の種類の化合物が使用される。
特に有利に、成分a1)及び/又はa4)において、ポリイソシアナート又はもっぱら脂肪族及び/又は環式脂肪族的に結合したイソシアナート基を有する前記種類のポリイソシアナート混合物、特にヘキサメチレンジイソシアナート(HDI)、イソホロンジイソシアナート(IPDI)及び/又は4,4′−ジイソシアナートジシクロヘキシルメタンをベースとするポリイソシアナートが使用される。
ポリオール成分a2)は、有利に平均OH官能性2〜6及び数平均分子量62〜2500g/mol、有利に62〜1000g/mol、特に有利に62〜500g/molを有し、酸官能基の他に更に少なくとも1個のイソシアナート反応性基、例えばOH、NH又はSHを有する酸官能性化合物を含有する。
有利に、成分a2)は前記の定義に一致しかつ1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、トリメチロールプロパン及び/又は数平均分子量≦2000g/molを有するポリエステルポリオール及び/又はポリエーテルポリオールを有する。ポリエーテルを使用する場合に、成分a2)は有利に成分a2)の全体量に対して50Mol%より多くの酸官能性化合物を含有し、前記化合物は酸官能基の他にさらに少なくとも1つのイソシアナート反応性基、例えばOH、NH又はSHを有する。
このような酸官能性化合物の例は、ヒドロキシ官能性カルボン酸及び/又はスルホン酸、有利にモノ−及びジヒドロキシカルボン酸、例えば2−ヒドロキシ酢酸、3−ヒドロキシプロパン酸、12−ヒドロキシ−9−オクタデカン酸(リシノール酸)、ヒドロキシピバル酸、乳酸及び/又はジメチロールプロピオン酸である。ヒドロキシピバル酸、乳酸及び/又はジメチロールプロピオン酸が有利であり、ジメチロールプロピオン酸が特に有利である。
特に有利に、a2)はもっぱらこのような前記の酸官能性化合物を含有し、さらに特に有利にa2)としてもっぱらジメチロールプロピオン酸が使用される。
a3)で使用されるポリオール成分は次のもからなる
b1) 数平均分子量62〜300g/mol、有利に62〜182g/mol、特に有利に62〜118g/molの2〜6価のアルコール、
b2) OH官能性≧2及び数平均分子量300〜5000g/mol、有利に300〜3000g/mol、特に有利に300〜2000g/molのポリオール及び/又は
b3) 数平均分子量300〜3000g/mol、有利に300〜2000g/mol、特に有利に300〜1000g/molの官能性の線状ポリエーテル。
ポリオールb1)として、エステル基を有していない2〜6価のアルコール及び/又はこれらの混合物が挙げられる。典型的な例は、エタンジオール−1,2、プロパンジオール−1,2及び−1,3、ブタンジオール−1,4、−1,2又はヘキサンジオール−1,6、1,4−ジヒドロキシシクロヘキサン、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリット及びソルビットである。もちろん、成分b1)としてイオン性又はイオン性の基に移行可能な基を有するアルコールを使用することもできる。
b1)についての有利な化合物は、1,4−又は1,3−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール及び/又はトリメチロールプロパンである。
成分b2)の適当なポリオールは、ポリエーテル、ポリエステル及び/又はポリカーボネートのグループから選択される。有利に、b2)は、数平均分子量350〜4000g/mol、有利に350〜2000g/mol、特に有利に350〜1000g/molの、少なくとも1つのエステル基含有ポリオールを含有する。この有利な平均OH官能性は、1分子当たり2〜4個のOH基である
このようなエステル基含有ポリオールは、低分子量のポリオールとジカルボン酸とから構成されている自体公知のポリエステルポリオールである。この目的のために適した低分子量のポリオールは、例えば1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリット又はソルビットである。適当なジカルボン酸は、例えば芳香族ジカルボン酸、例えばフタル酸、イソフタル酸及びテレフタル酸;環式脂肪族ジカルボン酸、例えばヘキサヒドロフタル酸、テトラヒドロフタル酸、エンドメチレンテトラヒドロフタル酸及び/又はこれらの無水物;及び脂肪族ジカルボン酸、例えばコハク酸、グルタル酸、アジピン酸、コルク酸、アゼライン酸、セバシン酸及び/又はこれらの無水物である。有利に、脂肪族ジカルボン酸をエステルジオールの構築のために使用する。
有利に、b2)でポリエステルポリオールとして、数平均分子量350〜4000g/mol、有利に350〜2000g/mol、特に有利に350〜1000g/molのポリカプロラクトンジオールが使用される。これは、自体公知のように、開始剤として前記に例示された種類のジオール、トリオール又はジオール/トリオール混合物とε−カプロラクトンから得られる。
有利なポリカプロラクトンジオールは、開始剤として1,6−ヘキサンジオールを使用するε−カプロラクトンの重合により製造される。
特に有利なポリエステルポリオールは、アジピン酸、フタル酸、イソフタル酸及びテトラヒドロフタル酸をベースとするようなものである。
成分b2)で、酸化エチレン、酸化プロピレン及び/又はテトラヒドロフランからの(コ)ポリエーテルを使用することもできる。数平均分子量500〜2000g/molのポリエーテル、例えばポリ酸化エチレン又はポリテトラヒドロフランジオールが有利である。
更に、b2)に、有利に数平均分子量400〜4000g/mol、特に有利に400〜2000g/molのヒドロキシル基含有ポリカーボネート、例えばヘキサンジオールポリカーボネート又はポリエステルカーボネートを含有することもできる。
成分b3)の適当な単官能性の線状ポリエーテルは、例えば酸化エチレン及び/又は酸化プロピレンからの(コ)ポリエーテルである。少なくとも70%の酸化エチレン単位を有する、数平均分子量350〜2500g/molのモノアルコールで開始されたポリアルキレンオキシドポリエーテルが有利である。75%より多くの酸化エチレン単位を有しかつ数平均分子量300〜2500g/mol、有利に500〜1000g/molの(コ)ポリマーが特に有利である。前記ポリエーテルの製造時の開始剤分子として、1〜6個の炭素原子を有する単官能性アルコールを使用するのが有利である。
成分a1)〜a4)に対して付加的に使用されるポリイソシアナートは、ブロックされた形又はブロックされない形で使用されるかどうかには無関係に、a1)もしくはa4)で既に定義された化合物であるかもしくはそれらをベースとする。
ここで使用されるポリイソシアナートは、付加的になお親水性の基を有していてもよい。親水化剤として、この場合、この目的のために適した全てのカチオン性、アニオン性及び/又は非イオン性化合物が組み込まれた形で存在していてもよい。例えば、モノヒドロキシカルボン酸及び/又はジヒドロキシカルボン酸又は単官能性アルキルエトキシラートである。もちろん、多様な親水化剤の混合物を使用することもできる。ジメチロールプロピオン酸及び/又は単官能性アルキルエトキシラートが有利である。
親水化されたイソシアナートと親水化されていないポリイソシアナートとからなる混合物を使用することもできる。親水化剤は、有利に、ブロック化されたポリイソシアナートの安定な分散液を製造するために十分でない量で使用される。この量は、当業者にとって通常試験によって容易に決定することができる。
ここで使用されたポリイソシアナートはブロックされた形で成分a1)からa4)の反応の前に又は前記反応に引き続いて添加される場合に、このブロックされたポリイソシアナートはNCO基を有し、この基は当業者に周知のブロック剤でブロックされている。
例えば適当なブロック剤は、ε−カプロラクタム、マロン酸ジエチルエステル、酢酸エチルエステル、オキシム、例えばブタノオキシム、ジイソプロピルアミン、エステルアミン、例えばアルキルアラニンエステル、tert−ブチルベンジルアミン、ジメチルピラゾール、トリアゾールもしくはそれらの混合物である。有利に、ε−カプロラクタム、ブタノオキシム、ジイソプロピルアミン、3,5−ジメチルピラゾール、トリアゾール及び/又はこれらの混合物である。
このブロックされたポリイソシアナートの遊離NCO基の含有量は、一般的に1質量%より少なく、有利に0.1質量%より少ない。
前記された種類の既にブロックされたポリイソシアナートを使用する代わりに、a1)〜a4)の相互の反応に引き続き、遊離NCO基を有するポリイソシアナートも使用することができ、この基は次いで引き続きin situでブロックされる。ブロック剤として、同様に前記の化合物が適している。この化合物は、この場合、ブロック反応が完了した後に、一般にかつての遊離NCO基の90%より多く、有利に99%より多くがブロックされる形で存在するような量で使用される。
ブロック反応を促進するために、触媒、例えば第3級アミン、スズ化合物、亜鉛化合物又はビスマス化合物、特にトリエチルアミン、1,4−ジアザビシクロ−[2,2,2]−オクタン、オクタン酸スズ又はジブチルスズラウラートを一緒に使用することができる。
このようなin situブロッキングの有利な条件は当業者に公知である。ブロック剤及びブロックすべきイソシアナート成分を一緒に装入した後で、一般に遊離イソシアナート基がもはや検出できなくなる程度撹拌される。個々のブロック剤を使用する代わりに、2種以上のブロック剤の混合物も、場合により混合物として存在することができるブロックすべきイソシアナートをブロックすることができる。
さらに、ジイソシアナートの遊離NCO基は一部だけブロック剤と反応し、引き続きブロックされていないNCO基はウレトジオン変性、アロファナート変性及び/又はビウレット変性されたポリイソシアナートの形成下で反応することもできる。
もちろん、本発明による方法の各時点について、所望の場合に、溶剤を使用することができ、この溶剤は場合により製造後に除去される。その他に、触媒、補助溶剤及び他の助剤及び添加剤を使用することもできる。
本発明による方法の間に、大量の、水と(部分的に)混合可能な溶剤、例えばアセトン又はメチルエチルケトンを反応混合物に添加することもできる。反応が完了した後に、水を反応混合物に添加し、溶剤を留去する。これは、アセトン法もしくはスラリー法とも言われる。この方法の利点は、完成した分散液中に少量の溶剤があることある。
a5)中で使用される中和剤の例は、トリエチルアミン、ジメチルアミノエタノール、ジメチルシクロヘキシルアミン、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、エチルジイソプロピルアミン、ジイソプロピルシクロヘキシルアミン、N−メチルモルホリン、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール、アンモニア又はこれらの任意の混合物である。有利な中和剤はtert−アミン、例えばトリエチルアミン、ジイソプロピルヘキシルアミン及びジメチルエタノールアミン、特に有利にジメチルエタノールアミン(DMEA)である。
使用された中和剤の量は、一般に、本発明によるポリウレタン中に存在するカルボン酸基及び/又はスルホン酸基の中和度(使用されたアミン対存在する酸基のモル比)が、少なくとも50%、有利に80%〜120%、特に有利に95%〜105%であるのがように決定される。この中和は、この場合、分散工程もしくは溶解工程の前、その間又はその後に行うことができる。しかしながら、この中和は水の添加の前が有利である。
個々の方法工程は全ての唯一の反応容器中で実施することができるか又は工程を異なる反応容器中で実施し、生じる中間生成物を次の反応のために統合することができる。
有利な実施態様の場合に、NCO官能性もしくはOH官能性プレポリマー5〜50、有利に8〜40質量%、特に有利に10〜30質量%、成分a4)0.1〜20、有利に1〜10、特に有利に1〜5質量%、成分a3)20〜90、有利に40〜80、特に有利に50〜70質量%、既にブロックされたポリイソシアナート2〜50、有利に5〜30、特に有利に10〜25質量%並びに成分a5)0.01〜10、有利に0.5〜5、特に有利に1〜3質量%を使用し、その後で水に分散させる。記載された%数値は、水成分を除いた記載された成分に対するものであり、その合計は100%である。
他の有利な実施態様の場合に、既にブロックされたポリイソシアナート2〜40、有利に5〜30、特に有利に10〜25質量%中の、NCO官能性もしくはOH官能性プレポリマー5〜50、有利に10〜40質量%、特に有利に10〜30質量%を製造し、成分a4)0.1〜20、有利に1〜10、特に有利に1〜5質量%、成分a3)30〜90、有利に40〜80、特に有利に50〜70質量%、並びに成分a5)0.01〜10、有利に0.5〜5、特に有利に1〜3質量%を添加し、その後で水に分散させる。記載された%数値は、水成分を除いた記載された成分に対するものであり、その合計は100%である。
同様に有利な実施態様の場合に、NCO官能性もしくはOH官能性プレポリマー5〜50、有利に10〜40質量%、特に有利に10〜30質量%に成分a4)0.1〜20、有利に1〜10、特に有利に1〜5質量%、成分a3)30〜90、有利に40〜80、特に有利に50〜70質量%を一緒に反応させ、次いでブロック剤及び他のイソシアナートを、この2つの成分からブロックされたポリイソシアナート2〜40、有利に5〜30、特に有利に10〜25%が生じる程度の量で添加する。この混合物に、次いで引き続き成分a5)0.01〜10、有利に0.5〜5、特に有利に1〜3質量%を添加し、その後で水に分散させる。記載された%数値は、水成分を除いた記載された成分に対するものであり、その合計は100%である。
本発明により得られた分散液は、一般に固体含有量30質量%〜60質量%、有利に40質量%〜50質量%である。
本発明による方法により得られた分散液は、遊離ヒドロキシル基を含有する1液型焼き付け系として塗料、ペイント及び他の調製物の製造のために使用することができる。この場合、被覆工業において通常の助剤及び添加剤、例えば顔料、レベリング剤、気泡抑制添加剤又は触媒を一緒に使用することができる。
本発明の対象は、特に自動車塗装並びに缶及びコイルコーティングのためのペイント、塗料又は接着剤を製造するための分散液の使用でもある。
この水性1液型被覆材料は、被覆工業の全ての任意の方法、例えば吹き付け、刷毛塗り、浸漬、流延又はローラ及びナイフを用いて耐熱性の支持体に一層又は多層で塗布することができる。この塗膜は、一般に0.001〜0.3mmの乾燥層厚を有する。
適当な支持体は金属、プラスチック、木材又はガラスである。塗膜の硬化は80〜260℃、130〜260℃で行われる。
この水性の1液型被覆材料は、有利に鋼板の被覆及び塗装の製造のために適していて、例えば車両ボディ、装置、被覆、繊維又は容器の製造のために使用される。特に自動車プライマー及び/又は上塗塗料の製造のために使用するのが有利である
実施例:
Desmodur 44M:モノマーのジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアナート、イソシアナート含有量34質量%、Bayer MaterialScience AG, Leverkusen, DE。
Desmodur VL R 20:ジフェニルメタンジイソシアナートをベースとする芳香族ポリイソシアナート、イソシアナート含有量31.5質量%、Bayer MaterialScience AG, Leverkusen, DE。
Pluriol A 500E:ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、分子量500g/mol、BASF, Ludwigshafen, DE。
Desmodur Z 4470 M/X:メトキシプロピルアセタート及びキシレン(1/1)からなる混合物中に70質量%溶解したイソホロンジイソシアナートをベースとする脂肪族ポリイソシアナート、イソシアナート含有量12質量%、Bayer MaterialScience AG, Leverkusen, DE。
Desmodur Z 4470:イソホロンジイソシアナートをベースとする脂肪族ポリイソシアナート、イソシアナート含有量17質量%、Bayer MaterialScience AG, Leverkusen, DE。
Desmodur VP LS 2253:ヘキサメチルジイソシアナートをベースとするブロックされた脂肪族ポリイソシアナート、イソシアナート含有量11質量%(ブロックされた)、Bayer MaterialScience AG, Leverkusen, DE。
Shellsol SN 100:芳香族炭化水素混合物、沸点160〜180℃、Shell AG。
異なることが記載されていない限り、全てのパーセント表示は質量パーセントに関する。
記載された粘度は、23℃でDIN 53019によりAnton Paar Germany GmbH社(Ostfildern, DE)の回転粘度計を用いて回転粘度測定により測定した。
NCO含有量は、他に明確に記載がない場合に、DIN-EN ISO 11909による容量測定により測定した。
記載された粒度はレーザー相関分光法(装置:Malvern Zetasizer 1000, Malver Inst. Limited)を用いて測定した。
遊離NCO基に関する制御は、IR分光分析(2260cm-1でのバンド)を用いて実施した。
実施例1
Desmodur 44M 468.8gに、撹拌しながら80℃で1−ブタノール37.1gを滴加した。1時間後に触媒(亜鉛(2−エチルヘキサノアート)2 0.05g、MPA中50%)を添加し、このバッチをさらに12時間80℃で撹拌し、その間にNCO含有量は約21.8%(理論値22.8%)に低下した。その後に、N−メチルピロリドン(NMP)497gを添加し、このバッチを室温に冷却した。引き続き、ブタノキシム239.3gを、このバッチが発熱反応により約70℃にまで加熱されるように滴加した。これを次いで70℃で、遊離NCO基がIR分光分析で検出できなくなるまで撹拌した(約1時間)。固体含有量60%及び粘度7000mPasの明黄色の液体が得られ、この液体は数ヶ月後でも晶析しなかった。
実施例2
Desmodur VL R 20 132gを、室温で撹拌しながらN−メチルピロリドン146g中に溶かした。この均質な混合物に50℃でブタノキシム87gを、このバッチが発熱反応により約80℃に加熱されるまで滴加した。これを次いで80℃で、遊離NCO基がIR分光分析で検出できなくなるまで撹拌した(約1時間)。固体含有量60%及び粘度1320mPasの褐色の液体が得られ、この液体は1年間以上にわたり晶析しないままであった。
実施例3
Desmodur VL R 20 132gを、80℃で撹拌しながらN−メチルピロリドン150g中に溶かした。この均質な混合物に80℃で1−ブタノール9.9gを滴加した。1時間後に触媒(亜鉛(2−エチルヘキサノアート)2 0.01g、MPA中50%)を添加し、このバッチをさらに1時間80℃で撹拌し、その間にNCO含有量は約10.4%(理論値10.5%)に低下した。その後、このバッチを50℃に冷却し、3,5−ジメチルピラゾール83.5gを、このバッチが発熱反応により約70℃に加熱されるように添加した。これを次いで70℃で、遊離NCO基がIR分光分析で検出できなくなるまで撹拌した(約2時間)。固体含有量60%及び粘度700mPasの褐色の液体が得られ、この液体は約8ヶ月まで貯蔵安定性のままであった。
実施例4
Desmodur VL R 20 132gをPluriol A 500E 13.2gと共に撹拌しながら装入し、80℃に加熱した。均質な混合物に、80℃で触媒(ジブチルスズラウラート0.015g)を添加し、このバッチを80℃で1時間撹拌し、その間にNCO含有量は約27.1%(理論値28.2%)に低下した。引き続き、このバッチをN−メチルピロリドン151gで希釈し、50℃に冷却した。その後に、ブタノキシム82gを、このバッチが発熱反応により約80℃にまで加熱するように滴加した。これを次いで80℃で、遊離NCO基がIR分光分析で検出できなくなるまで撹拌した(約1時間)。固体含有量60%及び粘度1200mPasの褐色の液体が得られ、この液体は1年間以上にわたり晶析しないままであった。
実施例5
Desmodur VL R 20 503.2gを、80℃で撹拌しながらN−メチルピロリドン584g中に溶かした。この均質な混合物に80℃でジエチレングリコールモノメチルエーテル13.4gを滴加した。1時間後に触媒(亜鉛(2−エチルヘキサノアート)2 0.04g、MPA中50%)を添加し、このバッチをさらに1時間80℃で撹拌し、その間にNCO含有量は約12.8%(理論値13.5%)に低下した。引き続き、このバッチを30℃に冷却し、ジイソプロピルアミン359.2gを、このバッチが発熱反応により約70℃に加熱されるように添加した。これを次いで80℃で、遊離NCO基がIR分光分析で検出できなくなるまで撹拌した(約30分間)。固体含有量60%及び粘度2910mPasの褐色の液体が得られ、この液体は1年間以上にわたり晶析しないままであった。
実施例6
Desmodur VL R 20 316.8gを、室温で撹拌しながらメトキシプロピルアセタート303.7g中に溶かした。この均質な混合物にN−ベンジル−N−tert−ブチルアミン352.64gを、このバッチが発熱反応により約50℃に加熱されるまで滴加した。次いで、NCO含有量が一定に保たれるまで50℃で撹拌した。引き続き、N−ベンジル−N−tert−ブチルアミン19.59gを滴加し、NCO含有量が一定に保たれるまで50℃で撹拌した。最終的に、N−ベンジル−N−tert−ブチルアミン1.96gを滴加し、IR分光分析がイソシアナート基をもはや検出しなくなるまで(約1時間)撹拌した。固体含有量60%及び粘度7500mPasを有する褐色液体が得られた。
実施例7
イソホロンジイソシアナート95.41g(0.43Mol)に、N−メチルピロリドン57.54g中のジメチロールプロピオン酸28.77g(0.215Mol)からなる溶液を50℃で添加し、80℃に加熱し、90分間撹拌した。この混合物のNCO値は9.33%であった。撹拌しながらDesmodur Z 4470 M/X 28.08g(0.078Val NCO)及びアジピン酸、イソフタル酸、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール及びプロピレングリコールからなるOH価189のポリエステル446.7g(1.4Val OH)を添加し、90分間撹拌し、IR分光分析によりNCO基はもはや検出されなかった。引き続き、70℃で実施例2からの化合物164.18g(1.73Val ブロックされたNCO)を添加し、10分間後撹拌し、次いでジメチルエタノールアミン19.12g(0.215Mol)を添加し、30分間後撹拌した。次いで、70℃に温めた脱イオン水733.9gで分散させ、50℃で1時間後撹拌し、撹拌しながら4時間冷却させた。得られた分散液は次の特性を有していた;
固体含有量41%
pH値6.97
粘度2350mPas
粒度(レーザー相関分光法、LKS)29nm。
実施例8
イソホロンジイソシアナート114.68g(0.5015Mol)に撹拌しながら50℃で、N−メチルピロリドン93.07g中に溶かしたジメチロールプロピオン酸38.92g(0.29Mol)を添加し、この混合物を50℃に加熱し、85℃で3.5時間撹拌した。この反応混合物のNCO含有量は、7.42%(計算値7.66%)であった。次いで、イソホロンジイソシアナート19.37g(0.085Mol)、Desmodur Z 4470 21.06(0.06Val NCO)、アジピン酸、イソフタル酸、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール及びプロピレングリコールからなるOH価189のポリエステル335.0g(1.05Val OH)、イソフタル酸、アジピン酸、ヘキサンジオール−1,6、トリメチロールプロパン及びフタル酸無水物からなるOH価254のポリエステル323.70g(0.82Val OH)及びアジピン酸、ヘキサンジオール−1,6及びネオペンチルグリコールからなる平均分子量1700のポリエステル77.4g(0.045Mol)を添加し、85℃で2時間撹拌した。その後で、IR分光分析によりNCO基はもはや検出されなかった。70℃に冷却した後、実施例2からの化合物123.14g(0.34Val ブロックされたNCO)を添加し、30分間後撹拌し、60℃に冷却し、ジメチルエタノールアミン25.91g(0.29Mol)を添加し、30分間後撹拌した。引き続き、70℃に温めた脱塩水1102.4gを添加し、60分間60℃で後撹拌し、撹拌しながら冷却した。得られた分散液は次の特性を有していた;
固体含有量45.4%
pH値7.72
粘度4100mPas
粒度(レーザー相関分光法、LKS)45nm。
実施例9
イソホロンジイソシアナート147.90g(0.665Mol)に撹拌しながら50℃で、N−メチルピロリドン100.60g中に溶かしたジメチロールプロピオン酸50.30g(0.375Mol)を添加し、この混合物を85℃に加熱し、85℃で3.5時間撹拌した。この反応混合物のNCO含有量は、7.99%(計算値8.15%)であった。次いで、イソホロンジイソシアナート4.45g(0.02Mol)、Desmodur Z 4470(Bayer AG, Leverkusen)21.06(0.06Val NCO)、アジピン酸、イソフタル酸、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール及びプロピレングリコールからなるOH価189のポリエステル335.0g(1.05Val OH)、イソフタル酸、アジピン酸、ヘキサンジオール−1,6、トリメチロールプロパン及びフタル酸無水物からなるOH価254のポリエステル323.70g(0.82Val OH)及びアジピン酸、ヘキサンジオール−1,6及びネオペンチルグリコールからなる平均分子量1700のポリエステル77.4g(0.045Mol)を添加し、85℃で2時間撹拌した。その後で、IR分光分析によりNCO基はもはや検出されなかった。70℃に冷却した後、実施例2からの化合物252.80(0.64Val ブロックされたNCO)を添加し、30分間後撹拌し、60℃に冷却し、ジメチルエタノールアミン33.43g(0.375Mol)を添加し、30分間後撹拌した。引き続き、70℃に温めた脱塩水1499.8gを添加し、60分間60℃で後撹拌し、撹拌しながら冷却した。得られた分散液は次の特性を有していた;
固体含有量39.9%
pH値7.85
粘度200mPas
粒度(レーザー相関分光法、LKS)41nm。
実施例10
実施例7に記載されたと同様に作業するが、実施例2からの化合物の代わりにDesmodur VP LS 2253 179.40g及び水1027.8gを添加した。得られた分散液は次の特性を有していた;
固体含有量42%
pH値7.69
粘度900mPas
粒度(レーザー相関分光法、LKS)49nm。
実施例11
実施例7に記載されたと同様に作業するが、実施例2からの化合物の代わりに実施例1からの化合物148.93gを使用した。得られた分散液は次の特性を有していた;
固体含有量42%
pH値7.80
粘度1600mPas
粒度(レーザー相関分光法、LKS)309nm。
実施例12
実施例7に記載されたと同様に作業するが、実施例2からの化合物の代わりに実施例3からの化合物168.68gを使用した。得られた分散液は次の特性を有していた;
固体含有量45%
pH値7.54
粘度4200mPas
粒度(レーザー相関分光法、LKS)40nm。
実施例13
実施例7に記載されたと同様に作業するが、実施例からの化合物の代わりに実施例4からの化合物164.88gを使用した。得られた分散液は次の特性を有していた;
固体含有量45%
pH値7.85
粘度1600mPas
粒度(レーザー相関分光法、LKS)78nm。
実施例14
イソホロンジイソシアナート95.41gを50℃で、メトキシプロピルアセタート52.58g及びN−メチルピロリドン7.78g中のジメチロールプロピオン酸30.18gからなる溶液を添加し、80℃に加熱し、混合物のNCO値が一定に保たれるまで90分間撹拌した。撹拌しながらDesmodur Z 4470 M/X 12.64g及びアジピン酸、イソフタル酸、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール及びプロピレングリコールからなるOH価189のポリエステル186.67g、イソフタル酸、アジピン酸、ヘキサンジオール−1,6、トリメチロールプロパン及びフタル酸無水物からなるOH価254のポリエステル194.19g、アジピン酸、ヘキサンジオール−1,6及びネオペンチルグリコールからなる平均分子量1700のポリエステル85.72gを添加し、85℃で2時間撹拌した。その後で、IR分光分析によりNCO基はもはや検出されなかった。引き続き、70℃で実施例1からの化合物178.3gを添加し、10分間後撹拌し、次いでジメチルエタノールアミン19.12gを添加し、30分間後撹拌した。次いで、70℃に温めた脱イオン水945gで分散させ、50℃で1時間後撹拌し、撹拌しながら4時間冷却させた。得られた分散液は次の特性を有していた;
固体含有量40%
pH値8.67
粘度1350mPas
粒度(レーザー相関分光法、LKS)60nm。
これは、ブロックされたイソシアナート中のポリマー系の合成のための方法について2つの例である。1つの反応槽だけを必要とし、最初の工程の詰め替えは行わないという利点を有する。
実施例15
Desmodur VL R 20 (Bayer AG, Leverkusen) 132gを、室温で撹拌しながらN−メチルピロリドン146g中に溶かした。この均質な混合物に50℃でブタノキシム87gを、このバッチが発熱反応により約80℃に加熱されるまで滴加した。これを次いで80℃で、遊離NCO基がIR分光分析で検出できなくなるまで撹拌した(約1時間)。その後、イソホロンジイソシアナート147.90g(0.665Mol)を添加し、50℃で撹拌しながらN−メチルピロリドン100.60g中に溶かしたジメチロールプロピオン酸50.30g(0.375Mol)を添加し、この混合物を85℃に加熱し、85℃で3.5時間撹拌した。この反応混合物のNCO含有量は、4.43%(計算値4.42%)であった。次いで、イソホロンジイソシアナート4.45g(0.02Mol)、Desmodur Z 4470(Bayer AG, Leverkusen)21.06(0.06Val NCO)、アジピン酸、イソフタル酸、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール及びプロピレングリコールからなるOH価189のポリエステル335.0g(1.05Val OH)、イソフタル酸、アジピン酸、ヘキサンジオール−1,6、トリメチロールプロパン及びフタル酸無水物からなるOH価254のポリエステル323.70g(0.82Val OH)及びアジピン酸、ヘキサンジオール−1,6及びネオペンチルグリコールからなる平均分子量1700のポリエステル77.4g(0.045Mol)を添加し、85℃で2時間撹拌した。その後で、IR分光分析によりNCO基はもはや検出されなかった。60℃に冷却した後に、ジメチルエタノールアミン33.43g(0.375Mol)を添加し、30分間後撹拌した。引き続き、70℃に温めた脱塩水1369.3gを添加し、60分間60℃で後撹拌し、撹拌しながら冷却した。得られた分散液は次の特性を有していた;
固体含有量42%
pH値8.26
粘度(Haake回転粘度計、23℃)210mPas
粒度(レーザー相関分光法、LKS)70nm。
実施例16
Desmodur VL R 20 (Bayer AG, Leverkusen) 85.72gを、室温で撹拌しながらN−メチルピロリドン94.81g中に溶かした。この均質な混合物に50℃でブタノキシム56.50gを、このバッチが発熱反応により約80℃に加熱されるまで滴加した。これを次いで80℃で、遊離NCO基がIR分光分析で検出できなくなるまで撹拌した(約1時間)。その後で、50℃で、N−メチルピロリドン57.54g中に溶かしたジメチロールプロピオン酸28.77g,4,4′−ジイソシアナトジフェニルメタン107.25gを添加し、1時間撹拌した。この反応混合物のNCO値は8.74%(計算値9.31%)であった。次いで、アジピン酸、イソフタル酸、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール及びプロピレングリコールからなるポリエステル446.72(1.40Val OH)及びDesmodur VLR 20 (Bayer AG, Leverkusen) 10.30g(0.078Val NCO)を添加し、IR分光分析によりNCO基がもはや検出できなくなるまで(3時間)撹拌した。次いで、50℃でジメチルエタノールアミン19.12gを添加し、20分間撹拌し、脱塩水745.4gで50℃で分散させた。得られた分散液は次の特性を有していた;
固体含有量45%
pH値7.93
粘度(Haake回転粘度計、23℃)1370mPas
粒度(レーザー相関分光分析、LKS)58nm。
実施例17
Desmodur VLR 20 (Bayer AG, Leverkusen)(0.414Val NCO)55.89gを、室温で撹拌しながらメトキシプロピルアセタート/酢酸ブチル(1:1、質量/質量)60.36g中に溶かした。30分間に、ブタノキシム36.07(0.414Val)を滴加し、その際温度は70℃に上昇した。70℃でさらに30分間撹拌した後、IR分光分析によりNCO基はもはや検出できなかった。引き続き、ジメチロールプロピオン酸30.18g(0.45Val OH)及びイソホロンジイソシアナート91.41g(0.822Val OH)を添加し、この反応混合物を80℃で200分間撹拌し、次いでNCO含有量は5.69%(計算値5.70%)であった。Desmodur Z 4470 (Bayer AG, Leverkusen) 12.64g(0.036Val NCO)、アジピン酸、イソフタル酸、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール及びプロピレングリコールからなるOH価189のポリエステル186.67g(0.585Val OH)、イソフタル酸、アジピン酸、ヘキサンジオール−1,6、トリメチロールプロパン及びフタル酸無水物からなるOH価254のポリエステル194.19g(0.492Val OH)及びアジピン酸、ヘキサンジオール−1,6及びネオペンチルグリコールからなる平均分子量1700のポリエステル85.72g(0.0495Mol)を添加し、85℃で2時間撹拌した。その後で、IR分光分析によりNCO基はもはや検出されなかった。70℃に冷却した後に、ジメチルエタノールアミン20.06g(0.225Mol)を添加し、30分間後撹拌した。引き続き、50℃に温めた脱塩水875.72gを添加し、60分間60℃で後撹拌し、5時間内で撹拌しながら冷却した。得られた分散液は次の特性を有していた;
固体含有量42%
pH値8.43
粘度5950mPas
粒度(レーザー相関分光分析、LKS)57nm。
実施例18
実施例17に記載されたと同様に作業するが、メトキシプロピルアセタート/酢酸ブチルの混合物の代わりに、メトキシプロピルアセタート60.36gを使用した。得られた分散液は次の特性を有していた;
固体含有量42%
pH値8.2
粘度(Haake回転粘度計、23℃)930mPas
粒度(レーザー相関分光分析、LKS)195nm。
次の実施例は、反応混合物中の遊離イソシアナート基のブロッキングに関する。この場合、ブロック剤のほかに過剰量のヒドロキシル基が存在しているにもかかわらず、このブロッキング反応は明らかに良好に進行したことは意外であった。望まれたブロッキングはアルコール−イソシアナート反応よりも明らかに著しく急速であるが、それにもかかわらず熱力学的理由からどんな場合でも両方の反応が行われる。
実施例19
イソホロンジイソシアナート91.41g(0.41Mol)に撹拌しながら50℃で、メトキシプロピルアセタート60.36g中に溶かしたジメチロールプロピオン酸30.18g(0.225Mol)を添加し、この混合物を85℃に加熱し、85℃で3.5時間撹拌した。この反応混合物のNCO含有量は、8.55%(計算値8.59%)であった。その後に、Desmodur Z 4470 12.64g(0.036Val NCO)、アジピン酸、イソフタル酸、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール及びプロピレングリコールからなるOH価189のポリエステル201.02g(0.63Val OH)、イソフタル酸、アジピン酸、ヘキサンジオール−1,6、トリメチロールプロパン及びフタル酸無水物からなるOH価254のポリエステル194.19g(0.492Val OH)及びアジピン酸、ヘキサンジオール−1,6及びネオペンチルグリコールからなる平均分子量1700のポリエステル46.43g(0.054Mol)を添加し、85℃で2時間撹拌した。その後で、IR分光分析によりNCO基はもはや検出されなかった。50℃に冷却した後で、Shellsol SN 100 19.04g、メトキシプロピルアセタート9.38g及びブタノキシム33.41g(0.384Mol)を添加し、次いで、Desmodur VLR 20 51.84g(0.384Val NCO)を温度が60℃を上回らないように(約15分)添加した。さらに15分後に、IR分光分析によりNCO基はもはや検出されなかった。次いで、60℃でジメチルメタノールアミン20.06g(0.225Mol)を添加し、10分間後撹拌し、60℃に温めた脱イオン水923.5gで分散し、60℃で60分間後撹拌し、4時間内で撹拌しながら室温に冷却した。得られた分散液は次の特性を有していた;
固体含有量40%
pH値8.0
粘度(Haake回転粘度計、23℃)840mPas
粒度(レーザー相関分光分析、LKS)41nm。
実施例20
イソホロンジイソシアナート91.41g(0.41Mol)に撹拌しながら50℃で、ジメチロールプロピオン酸30.18g(0.225Mol)及びメトキシプロピルアセタート60.36gを添加し、この混合物を85℃で2時間撹拌し、NCO値は8.06%(計算値8.58%)であった。次いで、Desmodur Z 4470 12.64g(0.036Val NCO)、アジピン酸、イソフタル酸、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール及びプロピレングリコールからなるOH価189のポリエステル186.67g(0.585Val OH)、イソフタル酸、アジピン酸、ヘキサンジオール−1,6、トリメチロールプロパン及びフタル酸無水物からなるOH価254のポリエステル194.19g(0.492Val OH)及びアジピン酸、ヘキサンジオール−1,6及びネオペンチルグリコールからなる平均分子量1700のポリエステル85.72g(0.099Mol OH)を添加し、85℃で2時間撹拌した。その後で、IR分光分析によりNCO基はもはや検出されなかった。50℃に冷却した後、ブタノキシム36.07g(0.414Mol)を添加し、Desmodur VLR 20 55.89g(0.414Val NCO)を、温度が60℃を上回らないように(約15分)添加した。さらに15分撹拌した後に、IR分光分析によりNCO基はもはや検出されなかった。次いで、60℃でジメチルメタノールアミン20.06g(0.225Mol)を添加し、10分間後撹拌し、60℃に温めた脱イオン水875.72gで分散し、60℃で60分間後撹拌し、撹拌しながら室温に冷却した(4時間)。この分散液は次の特性を有していた;
固体含有量43%
pH値7.93
粘度(Haake回転粘度計、23℃)3400mPas
粒度(レーザー相関分光法、LKS)52nm。
実施例21
実施例20に記載されたと同様に作業するが、メトキシプロピルアセタートの代わりに、酢酸ブチルとメトキシプロピルアセタートとの比1:1(質量/質量)の混合物を使用した。得られた分散液は次の特性を有していた;
固体含有量41%
pH値8.24
粘度(Haake回転粘度計、23℃)3850mPas
粒度(レーザー相関分光法、LKS)45nm。
実施例22
イソホロンジイソシアナート100.55g(0.452Mol)に撹拌しながら50℃で、メトキシプロピルアセタート66.40g中に溶かしたジメチロールプロピオン酸33.20g(0.248Mol)を添加し、この混合物を85℃に加熱し、85℃で3.5時間撹拌した。この反応混合物のNCO含有量は、8.10%(計算値8.58%)であった。その後に、アジピン酸、イソフタル酸、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール及びプロピレングリコールからなるOH価189のポリエステル201.02g(0.63Val OH)、イソフタル酸、アジピン酸、ヘキサンジオール−1,6、トリメチロールプロパン及びフタル酸無水物からなるOH価254のポリエステル194.19g(0.492Val OH)及びアジピン酸、ヘキサンジオール−1,6及びネオペンチルグリコールからなる平均分子量1700のポリエステル46.43g(0.054Mol)を添加し、85℃で2時間撹拌した。その後で、IR分光分析によりNCO基はもはや検出されなかった。50℃に冷却した後、ブタノキシム33.41g(0.384Mol)を添加し、Desmodur VLR 20 51.84g(0.384Val NCO)を、温度が60℃を上回らないように(約15分)添加した。さらに15分撹拌した後に、IR分光分析によりNCO基はもはや検出されなかった。次いで、60℃でジメチルメタノールアミン20.09g(0.248Mol)を添加し、10分間後撹拌し、60℃に温めた脱イオン水957.7gで分散し、60℃で60分間後撹拌し、4時間内で撹拌しながら室温に冷却した。得られた分散液は次の特性を有していた;
固体含有量40%
pH値7.79
粘度(Haake回転粘度計、23℃)230mPas
粒度(レーザー相関分光法、LKS)44nm。
比較例1
実施例7に記載されたと同様に作業するが、WO 02/143395による全ての成分(実施例2からの化合物の添加まで)を1回で、つまりランダムに反応させた。得られた分散液は次の特性を有していた;
固体含有量23.7%
pH値7.93
粘度(Haake回転粘度計、23℃)、ペースト状、従って値は測定できなかった。
粒度(レーザー相関分光法、LKS)ペースト状、従って値は測定できなかった。
この記載された比較例により、明らかに減少した固体含有量の場合(実施例7の場合に41%の代わりに23.7%に希釈した場合)でさえ、安定な分散液は得られなかった。生じた生成物はペースト状であった。
本発明による分散液の適用技術的特性は表1に記載されている。
次の組成を有する透明塗料を製造した。この透明塗料から塗膜を製造し、10分間室温で乾燥し、引き続き140℃もしくは160℃で30分間焼き付けた。得られた塗膜は適用技術的に評価した。
振り子硬度の測定は、DIN 53157によるケーニッヒ(Koenig)法により行った。
溶解性は、溶剤の作用時間1分間後に、次の溶剤:キシレン/メトキシプロピルアセタート/酢酸エチル/アセトンの順序で評価した。評価:0極めて良好〜5悪い。
Figure 0005409003
(1) sat.=良好、欠陥なし;(2) 粘度の測定はダイラタンシーのために測定不能;(3) 塗膜が寄り集まるために測定不能;(4) Additol XW 395の代わりにByk 347 (Byk-Chemie, Wesel, DE)を使用。
この方法により製造された分散液は、高い固体含有量に関して所望の要求を有していた。更に、塗膜形成及び硬化した塗膜の溶解性もしくは振り子硬度の値は良好であった。これら全ての特性は、記載された方法によらずに、ランダムポリマーを製造する場合には達成されない。ポリマー構造の定義された構築は、この種のラッカー系の場合には重要である。文献公知の、ランダムな方法は、記載された利点(少なくとも記載された特性の組合せ)を達成することができない。

Claims (3)

  1. a1)ポリイソシアナートを
    a2)平均OH官能性≧2及び数平均分子量62〜2500g/molを有し、並びにさらに少なくとも1つの酸官能性化合物を有する少なくとも1種のポリオール成分と反応させて、
    NCO官能性又は場合によりOH官能性プレポリマーにし、
    これを次いで、
    a3)平均OH官能性>1の少なくとも1つの他のポリオール成分及び
    a4)場合より、a1)と同じ又は異なることができる他のポリイソシアナート成分と反応させて、
    OH官能性及びNCO基不含のポリウレタンにし、
    その際、成分a1)〜a4)の完全な反応の前又は完全な反応に引き続き、ブロックされたポリイソシアナートを添加するか、又は前記ブロックされたポリイソシアナートを成分a1)〜a4)の反応が行われた後にin situでポリイソシアナート及びブロック剤から製造し、引き続きこうして得られた組成物の酸基を、
    a5)中和剤の添加により完全に又は部分的に脱プロトンし、得られたポリウレタンを水に分散させる、自己架橋性ポリウレタン分散液の製造方法。
  2. a3)中で使用されるポリオール成分は
    b1) 数平均分子量62〜300g/molの2〜6価のアルコール、
    b2) OH官能性≧2及び数平均分子量300〜5000g/molのポリオール及び/又は
    b3) 数平均分子量300〜3000g/molの単官能性の線状ポリエーテル
    からなることを特徴とする、請求項1記載の方法。
  3. 中和のために、トリエチルアミン、ジメチルアミノエタノール、ジメチルシクロヘキシルアミン、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、エチルジイソプロピルアミン、ジイソプロピルシクロヘキシルアミン、N−メチルモルホリン、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール、アンモニア又はこれらの任意の混合物を使用することを特徴とする、請求項1又は2記載の方法。
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006059680A1 (de) * 2006-12-18 2008-06-19 Bayer Materialscience Ag Colöserfreie, selbstvernetzende PUR-Dispersionen
KR20100125415A (ko) * 2008-03-17 2010-11-30 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 수성 코팅 조성물 및 코팅층의 제조 방법
CN102690404A (zh) * 2011-02-18 2012-09-26 中国石油化工股份有限公司 一种非离子水性聚氨酯分散体及其制备方法
EP2739664A1 (en) * 2011-08-05 2014-06-11 Basf Se Associative thickeners based on hyperbranched polymers
US9157006B2 (en) * 2011-09-30 2015-10-13 Kansai Paint Co., Ltd. Coating composition and coated article
WO2013147876A1 (en) 2012-03-30 2013-10-03 Empire Technology Development Llc Degradable polymers
CN106609119A (zh) * 2015-10-21 2017-05-03 湖北航天化学技术研究所 单组份通用型家电复膜彩板用复合胶粘剂及制法和应用
ITUB20160277A1 (it) * 2016-01-18 2017-07-18 Lamberti Spa Legante per inchiostri acquosi per stampa inkjet
JP6648939B2 (ja) * 2016-03-29 2020-02-14 関西ペイント株式会社 缶内面用水性塗料組成物
US10355290B2 (en) * 2017-03-22 2019-07-16 Honeywell International Inc. High power fuel cell system
JP7058982B2 (ja) * 2017-11-20 2022-04-25 三洋化成工業株式会社 樹脂組成物
CN109225083B (zh) * 2018-08-14 2021-04-09 桂林理工大学 一种自交联松香基聚氨酯微球的制备方法
BR112021023697A2 (pt) 2019-07-16 2022-01-04 Basf Coatings Gmbh Métodos para fabricar uma dispersão de poliuretano de um componente e para revestir um substrato com o material de revestimento, dispersão de poliuretano de um componente, material de revestimento de um componente, substrato revestido, revestimento de multicamadas, e, substrato revestido de multicamadas
WO2022039927A1 (en) * 2020-08-18 2022-02-24 Covestro Llc One-component waterborne polyurethane self-healing coatings using hydrophobic blocked polyisocyanates
CN112250819B (zh) * 2020-10-21 2022-05-06 江苏海洋大学 一种聚氨酯基多功能互穿网络聚合物及其制备方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5118255B2 (ja) * 1972-08-22 1976-06-08
DE2456469C2 (de) * 1974-11-29 1983-01-13 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Verfahren zur Herstellung von in Wasser löslichen bzw. dispergierbaren blockierten Polyisocyanaten und ihre Verwendung als Beschichtungsmittel
US4119602A (en) * 1977-04-07 1978-10-10 W. R. Grace & Co. Aqueous urethane codispersions
DE2853937A1 (de) * 1978-12-14 1980-07-03 Bayer Ag Verfahren zur herstellung von wasserdispergierbaren oder -loeslichen blockierten polyisocyanaten, die nach dem verfahren erhaeltlichen blockierten polyisocyanate, sowie diese blockierte polyisocyanate als isocyanatkomponente enthaltende lackbindemittel
US4433017A (en) * 1981-09-17 1984-02-21 Dai-Ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. Thermally reactive water-soluble blocked urethane prepolymer
EP0424697B1 (en) * 1989-10-03 1996-04-17 Asahi Glass Company Ltd. Aqueous polyurethane composition and its use
DE3936288A1 (de) * 1989-11-01 1991-05-02 Bayer Ag In wasser dispergierbare bindemittelkombinationen, ein verfahren zur herstellung eines einbrennfuellers und dessen verwendung
DE4001783A1 (de) * 1990-01-23 1991-07-25 Bayer Ag Polyisocyanatgemische, ein verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung als bindemittel fuer ueberzugsmittel oder als reaktionspartner fuer gegenueber isocyanatgruppen oder carboxylgruppen reaktionsfaehige verbindungen
DE4221924A1 (de) * 1992-07-03 1994-01-13 Bayer Ag In Wasser lösliche oder dispergierbare Polyisocyanatgemische und ihre Verwendung in Einbrennlacken
DE4337961A1 (de) * 1993-11-06 1995-05-11 Basf Lacke & Farben Wäßrige Lacke und deren Verwendung zur Herstellung von Füllerschichten bei der Automobillackierung
JPH0859770A (ja) * 1994-08-15 1996-03-05 Dainippon Ink & Chem Inc ポリウレタンポリ尿素架橋微粒子分散体及びその製造方法
DE19930555C1 (de) * 1999-07-02 2001-01-18 Basf Coatings Ag Wäßriger Beschichtungsstoff, insbesondere wäßriger Füller oder Steinschlagschutzgrund
DE10052875A1 (de) * 2000-08-14 2002-02-28 Bayer Ag Wässrige Dispersionen
DE10216945A1 (de) * 2002-04-17 2003-11-06 Bayer Ag Selbstvernetzende PUR-Dispersionen
DE10346548A1 (de) * 2003-10-02 2005-05-12 Bayer Materialscience Ag Selbstvernetzende PUR-Dispersionen

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