JP5499474B2 - Curing agent composition for two-component curable paint - Google Patents
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Description
本発明は、2液硬化型塗料用硬化剤組成物に関する。 The present invention relates to a curing agent composition for a two-component curable coating material.
ポリイソシアネートを一成分として用いる2液硬化型のウレタン系塗料は、耐候性や耐摩耗性に優れた塗膜を与えることから、従来、建築物、土木構築物等の屋外基材の塗装、自動車の補修、プラスチックの塗装などに使用されている。
この塗料では、ポリイソシアネートの極性の高さから、一般的に、トルエンやキシレン等の芳香族炭化水素溶剤や、酢酸ブチル等のエステル系溶剤などの強溶剤、すなわち、溶解力の強い溶剤が用いられていた。
Two-component curable urethane coatings that use polyisocyanate as a component provide coatings with excellent weather resistance and abrasion resistance. Conventionally, coating of outdoor substrates such as buildings and civil engineering structures, It is used for repair and plastic coating.
Because of the high polarity of polyisocyanate, this paint generally uses strong solvents such as aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene, and ester solvents such as butyl acetate, that is, solvents with strong dissolving power. It was done.
これらの強溶剤は、臭気が強いため、近年は作業環境の改善や地球環境負荷の低減という点から敬遠される傾向にある。さらに、旧塗膜の上から新たに塗装して補修や塗り替えを行う際、補修用塗料中に高い溶解力を有する強溶剤が含まれていると、旧塗膜が膨潤ないしは溶解し、旧塗膜まで補修する必要が発生する虞がある。その結果、塗装作業の拡大化と煩雑化、塗装費用の増大、工期の延長などの問題が生じる場合がある。 Since these strong solvents have a strong odor, they tend to be avoided in recent years in terms of improving the working environment and reducing the burden on the global environment. In addition, when repairing or repainting a new coating over the old paint film, if the repair paint contains a strong solvent with high solubility, the old paint film will swell or dissolve, There is a possibility that the film needs to be repaired. As a result, problems such as enlargement and complication of painting work, increase in painting cost, and extension of construction period may occur.
以上の点に鑑み、近年、低極性有機溶剤に溶解し易いポリイソシアネートの開発が進められている。
例えば、特許文献1(特開平8−198928号公報)には、低極性有機溶剤による希釈性に優れているポリイソシアネートとして、脂環式ジイソシアネートと、低極性有機溶剤による希釈性が100%以上のポリオールとを反応させて得られたポリイソシアネートが開示されている。
In view of the above points, in recent years, polyisocyanates that are easily soluble in low-polar organic solvents have been developed.
For example, in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 8-198928), as a polyisocyanate excellent in dilutability with a low polar organic solvent, dilutability with an alicyclic diisocyanate and a low polar organic solvent is 100% or more. Polyisocyanates obtained by reacting with polyols are disclosed.
特許文献2(特開2008−24828号公報)には、低極性有機溶剤に対する溶解性およびシリケート化合物との相溶性に優れているポリイソシアネートとして、脂肪族および/または脂環式ジイソシアネートと炭素数1〜20のモノアルコールとから得られ、所定のアロファネート基/イソシアヌレート基のモル比および所定の分子量分布を有するポリイソシアネート化合物が開示されている。 Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2008-24828) discloses an aliphatic and / or alicyclic diisocyanate and a carbon number of 1 as a polyisocyanate having excellent solubility in a low-polar organic solvent and compatibility with a silicate compound. Polyisocyanate compounds obtained from ˜20 monoalcohols and having a predetermined allophanate group / isocyanurate group molar ratio and a predetermined molecular weight distribution are disclosed.
これら特許文献1および2のポリイソシアネートは、アニリン点が10〜70℃の有機溶剤に対する溶解性は良好であるものの、アニリン点が70℃を超えるようなより溶解力の低い有機溶剤に対する溶解性という点では改良の余地がある。 These polyisocyanates of Patent Documents 1 and 2 have good solubility in an organic solvent having an aniline point of 10 to 70 ° C, but are soluble in an organic solvent having a lower solubility such that the aniline point exceeds 70 ° C. There is room for improvement.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、アニリン点が70℃を超えるような有機溶剤に可溶でありながら、耐溶剤性の良好な塗膜を与え得る2液硬化型塗料用硬化剤組成物を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is for a two-component curable coating that can provide a coating film with good solvent resistance while being soluble in an organic solvent having an aniline point exceeding 70 ° C. It aims at providing a hardening | curing agent composition.
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、脂肪族ジイソシアネートと炭素数11以上のアルキルモノオールとを反応させて得られるポリイソシアネートにおいて、アロファネート基/イソシアヌレート基のモル比を所定範囲とすることで、アニリン点が70℃を超えるような低極性有機溶剤に対する溶解性が向上するとともに、このポリイソシアネートおよびアニリン点70℃超の溶剤を含む硬化剤とポリオールとを含む塗料から得られた塗膜は、耐溶剤性も良好であることを見出し、本発明を完成した。 As a result of intensive investigations to achieve the above object, the present inventors have found that allophanate groups / isocyanurate groups in polyisocyanates obtained by reacting aliphatic diisocyanates with alkyl monools having 11 or more carbon atoms. By setting the molar ratio within a predetermined range, solubility in a low-polar organic solvent having an aniline point exceeding 70 ° C. is improved, and a curing agent and a polyol containing the polyisocyanate and a solvent having an aniline point exceeding 70 ° C. The coating film obtained from the coating material containing it discovered that solvent resistance was also favorable, and completed this invention.
すなわち、本発明は、
1. ポリイソシアネート(A)およびアニリン点が70℃超の有機溶剤(B)を含み、
前記ポリイソシアネート(A)が、脂肪族ジイソシアネートと炭素数11以上のアルキルモノオールとを、オクチル酸錫の存在下で反応させ、アロファネート基およびイソシアヌレート基を実質的に同時に生成させたものを含み、アロファネート基とイソシアヌレート基とを、アロファネート基/イソシアヌレート基=95/5〜65/35(モル比)で含有することを特徴とする2液硬化型塗料用硬化剤組成物、
2. 前記アロファネート基とイソシアヌレート基とを、アロファネート基/イソシアヌレート基=95/5〜68/32(モル比)で含有する1の2液硬化型塗料用硬化剤組成物、
3. 前記アルキルモノオールが、炭素数11〜20のアルキルモノオールである1または2の2液硬化型塗料用硬化剤組成物、
4. 前記脂肪族ジイソシアネートが、ヘキサメチレンジイソシアネートである1〜3のいずれかの2液硬化型塗料用硬化剤組成物
を提供する。
That is, the present invention
1. Comprising a polyisocyanate (A) and an organic solvent (B) having an aniline point of more than 70 ° C.,
The polyisocyanate (A) includes a product in which an aliphatic diisocyanate and an alkyl monool having 11 or more carbon atoms are reacted in the presence of tin octylate to form allophanate groups and isocyanurate groups substantially simultaneously. A two-part curing type curing agent composition for paints, comprising allophanate groups and isocyanurate groups in an allophanate group / isocyanurate group = 95/5 to 65/35 (molar ratio),
2. 1 two-component curable coating composition for paint containing the allophanate group and isocyanurate group in an allophanate group / isocyanurate group = 95/5 to 68/32 (molar ratio) ;
3. 1 or 2 two-component curable curing agent composition for paint, wherein the alkyl monool is an alkyl monool having 11 to 20 carbon atoms,
4). The two-component curable coating composition for a coating composition according to any one of 1 to 3, wherein the aliphatic diisocyanate is hexamethylene diisocyanate.
本発明の2液硬化型塗料用硬化剤組成物は、アニリン点が70℃を超えるような有機溶剤(弱溶剤)に対する溶解性に優れるとともに、2液型塗料に用いられるフッ素系やアクリル系のポリオールとの相溶性が良好である。
また、このポリイソシアネート組成物を用いた2液型塗料組成物から得られた塗膜は、耐溶剤性も良好である。
さらに、本発明の2液硬化型塗料用硬化剤組成物を含む2液硬化型塗料は、溶剤として低極性有機溶剤(弱溶剤)を用いることができるから、重ね塗りする際に下地層を侵食することがなく、再コート性に優れている。
The curing agent composition for two-component curable coatings of the present invention is excellent in solubility in an organic solvent (weak solvent) having an aniline point exceeding 70 ° C., and is also a fluorine-based or acrylic-based one used in two-component coatings. Good compatibility with polyols.
Moreover, the coating film obtained from the two-component coating composition using this polyisocyanate composition also has good solvent resistance.
Furthermore, since the two-component curable coating composition containing the two-component curable coating composition of the present invention can use a low-polar organic solvent (weak solvent) as a solvent, the base layer is eroded when repeatedly applied. The recoatability is excellent.
以下、本発明についてさらに詳しく説明する。
本発明に係る2液硬化型塗料用硬化剤組成物は、ポリイソシアネート(A)およびアニリン点が70℃超の有機溶剤(B)を含み、ポリイソシアネート(A)が、脂肪族ジイソシアネートと炭素数11以上のアルキルモノオールとを反応させて得られ、アロファネート基とイソシアヌレート基とを、アロファネート基/イソシアヌレート基=95/5〜65/35(モル比)で含有するものである。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
The curing agent composition for a two-component curable coating material according to the present invention includes a polyisocyanate (A) and an organic solvent (B) having an aniline point of more than 70 ° C., and the polyisocyanate (A) contains an aliphatic diisocyanate and a carbon number. It is obtained by reacting 11 or more alkyl monools, and contains allophanate groups and isocyanurate groups in an allophanate group / isocyanurate group = 95/5 to 65/35 (molar ratio).
本発明において、ポリイソシアネート中のアロファネート基が95モル%を超えると、本発明の硬化剤を用いて得られた塗膜の耐溶剤性が低下する。一方、65モル%未満であると、アニリン点70℃超の溶剤に対する溶解性が低下する。
好ましくはアロファネート基/イソシアヌレート基(モル比)=95/5〜68/32、より好ましくは95/5〜70/30である。
なお、上記各官能基のモル比は、1H−NMR測定により算出することができる。
In this invention, when the allophanate group in polyisocyanate exceeds 95 mol%, the solvent resistance of the coating film obtained using the hardening | curing agent of this invention will fall. On the other hand, if it is less than 65 mol%, the solubility in a solvent having an aniline point exceeding 70 ° C. is lowered.
The allophanate group / isocyanurate group (molar ratio) is preferably 95/5 to 68/32, more preferably 95/5 to 70/30.
The molar ratio of each functional group can be calculated by 1 H-NMR measurement.
上記ポリイソシアネートとしては、脂肪族ジイソシアネートと炭素数11以上のアルキルモノオールとをアロファネート化および/またはイソシアヌレート化させたものを用いることができる。
この場合、脂肪族ジイソシアネートとしては、従来公知のものから適宜選択して用いることができ、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、1,4−テトラメチレンジイソシアネート、2−メチルペンタン−1,5−ジイソシアネート、リジンジイソシアネート等を用いることができる。これらのジイソシアネートは、単独で用いても、2種以上混合して用いてもよい。
これらの中でも、得られる塗膜の耐溶剤性をより高めることを考慮すると、ヘキサメチレンジイソシアネートが好ましい。
As said polyisocyanate, what made allophanate and / or isocyanurate the aliphatic diisocyanate and C11 or more alkyl monool can be used.
In this case, the aliphatic diisocyanate can be appropriately selected from conventionally known ones, such as hexamethylene diisocyanate, 1,4-tetramethylene diisocyanate, 2-methylpentane-1,5-diisocyanate, and lysine diisocyanate. Etc. can be used. These diisocyanates may be used alone or in combination of two or more.
Among these, hexamethylene diisocyanate is preferable in view of further improving the solvent resistance of the resulting coating film.
炭素数11以上のアルキルモノオールの具体例としては、イソトリデカノール、1−ウンデカノール、1−ドデカノール、1−エイコサノール、1−ヘプタデカノール、1−ノナデカノール、1−トリデカノール、1−テトラデカノール、1−ペンタデカノール、ステアリルアルコール、イソステアリルアルコール、3−エチル−4,5,6−トリメチルオクタノール、4,5,6,7−テトラメチルノナノール、4,5,8−トリメチルデカノール、4,7,8−トリメチルデカノール、2−ヘキシルドデカノール、2−オクチルドデカノール、2−ドデシルデカノール、2−ヘキサデシルオクタデカノール等が挙げられる。 Specific examples of alkyl monools having 11 or more carbon atoms include isotridecanol, 1-undecanol, 1-dodecanol, 1-eicosanol, 1-heptadecanol, 1-nonadecanol, 1-tridecanol, 1-tetradecanol. 1-pentadecanol, stearyl alcohol, isostearyl alcohol, 3-ethyl-4,5,6-trimethyloctanol, 4,5,6,7-tetramethylnonanol, 4,5,8-trimethyldecanol, 4,7,8-trimethyldecanol, 2-hexyldodecanol, 2-octyldodecanol, 2-dodecyldecanol, 2-hexadecyloctadecanol and the like.
これらの中でも、得られるポリイソシアネートのアニリン点70℃超の有機溶剤に対する溶解性をより高めることを考慮すると、炭素数11〜20のアルキルモノオールが好適であり、特に、1−トリデカノール、イソトリデカノール、1−ドデカノール、1−エイコサノール、1−ヘプタデカノール、1−ノナデカノール、1−テトラデカノール、1−ペンタデカノール、ステアリルアルコール、イソステアリルアルコールが好ましく、1−トリデカノール、イソトリデカノールがより好ましい。 Among these, in view of further increasing the solubility of the resulting polyisocyanate in an organic solvent having an aniline point of more than 70 ° C., alkyl monools having 11 to 20 carbon atoms are preferred, and in particular, 1-tridecanol, isotriol Preferred are decanol, 1-dodecanol, 1-eicosanol, 1-heptadecanol, 1-nonadecanol, 1-tetradecanol, 1-pentadecanol, stearyl alcohol, isostearyl alcohol, 1-tridecanol, isotridecanol Is more preferable.
アロファネート化反応は、上述のようなポリイソシアネートとアルコールとを有機溶剤の存在下または非存在下、50〜150℃程度に加熱して行うことができる。
アロファネート化は、ウレタン化と同時に行っても、ウレタン化後に行ってもよい。ウレタン化とアロファネート化とを同時に行う場合、アロファネート化触媒の存在下で反応を行えばよく、ウレタン化後にアロファネート化を行う場合、アロファネート化触媒の非存在下で、所定時間ウレタン化反応を行った後、アロファネート化触媒を添加してアロファネート化反応を行えばよい。
The allophanatization reaction can be performed by heating the polyisocyanate and alcohol as described above to about 50 to 150 ° C. in the presence or absence of an organic solvent.
Allophanatization may be performed simultaneously with urethanization or after urethanization. When urethanization and allophanatization are performed simultaneously, the reaction may be performed in the presence of an allophanatization catalyst. When allophanatization is performed after urethanization, the urethanization reaction was performed for a predetermined time in the absence of the allophanatization catalyst. Thereafter, an allophanatization catalyst may be added to carry out the allophanatization reaction.
アロファネート化触媒としては、公知の触媒から適宜選択して用いることができ、例えば、カルボン酸のジルコニウム塩を用いることができる。上記カルボン酸としては、例えば、酢酸,プロピオン酸,酪酸,カプロン酸,オクチル酸,ラウリン酸,ミリスチン酸,パルミチン酸,ステアリン酸,2−エチルヘキサン酸等の飽和脂肪族カルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸,シクロペンタンカルボン酸等の飽和単環カルボン酸、ビシクロ(4.4.0)デカン−2−カルボン酸等の飽和複環カルボン酸、ナフテン酸等の上述したカルボン酸の混合物、オレイン酸,リノール酸,リノレン酸,大豆油脂肪酸,トール油脂肪酸等の不飽和脂肪族カルボン酸、ジフェニル酢酸等の芳香脂肪族カルボン酸、安息香酸,トルイル酸等の芳香族カルボン酸等のモノカルボン酸類;フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、コハク酸、酒石酸、シュウ酸、マロン酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、クルタコン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,4−シクロヘキシルジカルボン酸、α−ハイドロムコン酸、β−ハイドロムコン酸、α−ブチル−α−エチルグルタル酸、α,β−ジエチルサクシン酸、マレイン酸、フマル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等のポリカルボン酸類が挙げられる。これらのカルボン酸ジルコニウム塩は、単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。特に、オクチル酸ジルコニウム、2−エチルヘキサン酸ジルコニウム等の炭素数10以下のモノカルボン酸ジルコニウム塩を用いることがより好ましい。
なお、アロファネート化触媒の使用量は、ポリイソシアネートとアルコールとの合計質量に対して0.0005〜1質量%が好ましく、0.001〜0.1質量%がより好ましい。
The allophanatization catalyst can be appropriately selected from known catalysts, and for example, a zirconium salt of a carboxylic acid can be used. Examples of the carboxylic acid include saturated aliphatic carboxylic acids such as acetic acid, propionic acid, butyric acid, caproic acid, octylic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, 2-ethylhexanoic acid, cyclohexanecarboxylic acid, Saturated monocyclic carboxylic acids such as cyclopentanecarboxylic acid, saturated polycyclic carboxylic acids such as bicyclo (4.4.0) decane-2-carboxylic acid, mixtures of the above-mentioned carboxylic acids such as naphthenic acid, oleic acid, linoleic acid , Monocarboxylic acids such as unsaturated aliphatic carboxylic acids such as linolenic acid, soybean oil fatty acid and tall oil fatty acid, aromatic aliphatic carboxylic acids such as diphenylacetic acid, aromatic carboxylic acids such as benzoic acid and toluic acid; phthalic acid, Isophthalic acid, terephthalic acid, naphthalene dicarboxylic acid, succinic acid, tartaric acid, oxalic acid, malonic acid, gluta Acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, curtaconic acid, azelaic acid, sebacic acid, 1,4-cyclohexyldicarboxylic acid, α-hydromuconic acid, β-hydromuconic acid, α-butyl-α-ethylglutaric acid, Examples thereof include polycarboxylic acids such as α, β-diethylsuccinic acid, maleic acid, fumaric acid, trimellitic acid and pyromellitic acid. These zirconium carboxylates can be used alone or in combination of two or more. In particular, it is more preferable to use a monocarboxylic acid zirconium salt having 10 or less carbon atoms such as zirconium octylate and zirconium 2-ethylhexanoate.
In addition, 0.0005-1 mass% is preferable with respect to the total mass of polyisocyanate and alcohol, and, as for the usage-amount of an allophanatization catalyst, 0.001-0.1 mass% is more preferable.
有機溶媒の存在下で反応を行う場合、反応に影響を与えない各種有機溶媒を用いることができ、その具体例としては、n−ヘキサン、オクタン等の脂肪族炭化水素類;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環族炭化水素類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル等のエステル類;エチレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、エチル−3−エトキシプロピオネート等のグリコールエーテルエステル類;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;塩化メチル、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、臭化メチル、ヨウ化メチレン、ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素類;N−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホニルアミド等の極性非プロトン溶媒等が挙げられる。これらの溶媒は単独で、または2種以上組み合わせて用いることができる。 When the reaction is performed in the presence of an organic solvent, various organic solvents that do not affect the reaction can be used. Specific examples thereof include aliphatic hydrocarbons such as n-hexane and octane; cyclohexane, methylcyclohexane, and the like. Alicyclic hydrocarbons; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone; esters such as methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate; ethylene glycol ethyl ether acetate, propylene glycol methyl ether acetate, Glycol ether esters such as 3-methyl-3-methoxybutyl acetate and ethyl-3-ethoxypropionate; ethers such as diethyl ether, tetrahydrofuran and dioxane; methyl chloride, methylene chloride, chloroform and tetrasalt Carbon, methyl bromide, methylene iodide, halogenated hydrocarbons dichloroethane; N- methylpyrrolidone, dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, polar aprotic solvents such as hexamethylphosphoric phosphonyl amides. These solvents can be used alone or in combination of two or more.
反応終了後、リン酸やリン酸エステル等の反応停止剤を反応系内に加え、30〜100℃で1〜2時間停止反応を行い、アロファネート化反応を停止させる。
反応停止後は、薄膜蒸留等の公知の手法により未反応成分を除去して目的とするアロファネート変性ポリイソシアネートを得ることができる。
得られたアロファネート変性ポリイソシアネートは(上述のアロファネート基/イソシアヌレート基の範囲を満たすものである場合)、そのまま用いることができる。
After completion of the reaction, a reaction terminator such as phosphoric acid or phosphoric acid ester is added to the reaction system, and a termination reaction is performed at 30 to 100 ° C. for 1 to 2 hours to terminate the allophanate reaction.
After termination of the reaction, the desired allophanate-modified polyisocyanate can be obtained by removing unreacted components by a known method such as thin film distillation.
The obtained allophanate-modified polyisocyanate can be used as it is (when it satisfies the above-mentioned allophanate group / isocyanurate group range).
以上のようにして得られるアロファネート変性ポリイソシアネートは、アロファネート基を主として有するものであるが、イソシアネート基が過剰に存在する条件下で反応を行うなどによって副反応が生じ、イソシアヌレート基が生成する。
したがって、アロファネート化における[NCO]/[OH]の比などの各種条件を適宜調整することで、得られるポリイソシアネートにおけるアロファネート基とイソシアヌレート基とのモル比を、95/5〜65/35の範囲で適宜調整することができる。
The allophanate-modified polyisocyanate obtained as described above mainly has an allophanate group, but a side reaction occurs due to, for example, a reaction under a condition in which an isocyanate group is excessively present, and an isocyanurate group is generated.
Therefore, the molar ratio of allophanate groups and isocyanurate groups in the obtained polyisocyanate is adjusted to 95/5 to 65/35 by appropriately adjusting various conditions such as the ratio of [NCO] / [OH] in allophanatization. It can adjust suitably in the range.
一方、イソシアヌレート化反応としては、イソシアヌレート化触媒の存在下、ポリイソシアネートを変性(三量体化)する方法が挙げられる。このような変性方法としては、例えば、特許第3371480号公報、特開2002−241458号公報に記載の方法を用いることができる。 On the other hand, examples of the isocyanuration reaction include a method of modifying (trimerization) polyisocyanate in the presence of an isocyanuration catalyst. As such a modification method, for example, methods described in Japanese Patent Nos. 3371480 and 2002-241458 can be used.
イソシアヌレート化触媒としては、例えば、脂肪族カルボン酸の金属塩、カリウムフェノラート等のフェノラート、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、2,4−ビス(ジメチルアミノメチル)フェノール、2,6−ジ−t−ブチル−4−ジメチルアミノトリメチルシランフェノール、トリエチルアミン、N,N',N''−トリス(ジメチルアミノプロピル)ヘキサヒドロ−S−トリアジン、ジアザビシクロウンデセン等のアミン系化合物を用いることができる。中でも、脂肪族カルボン酸の錫塩、カリウム塩、ナトリウム塩、カルシウム塩、亜鉛塩、ビスマス塩が好ましく、特に、反応制御を行い易いという点から、錫塩が好適である。
具体的には、酢酸、プロピオン酸、ウンデシル酸、カプリン酸、オクチル酸、ミリスチル酸の錫塩を好適に用いることができ、特に、オクチル酸錫が最適である。
また、市販品として、2−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウム・オクチル酸塩(DABCO TMR、三共エアープロダクツ(株)製)、オクチル酸カリウム(DABCO K−15、三共エアープロダクツ(株)製)を用いることもできる。
なお、イソシアヌレート化触媒の使用量は、ポリイソシアネートとアルコールとの合計質量に対して0.0005〜1質量%が好ましく、0.001〜0.1質量%がより好ましい。
Examples of the isocyanurate-forming catalyst include metal salts of aliphatic carboxylic acids, phenolates such as potassium phenolate, 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol, 2,4-bis (dimethylaminomethyl) phenol, Amine systems such as 2,6-di-t-butyl-4-dimethylaminotrimethylsilanephenol, triethylamine, N, N ′, N ″ -tris (dimethylaminopropyl) hexahydro-S-triazine, diazabicycloundecene Compounds can be used. Among these, tin salts, potassium salts, sodium salts, calcium salts, zinc salts, and bismuth salts of aliphatic carboxylic acids are preferable, and tin salts are particularly preferable because of easy reaction control.
Specifically, a tin salt of acetic acid, propionic acid, undecylic acid, capric acid, octylic acid, and myristic acid can be suitably used. In particular, tin octylate is most suitable.
In addition, 2-hydroxypropyltrimethylammonium octylate (DABCO TMR, manufactured by Sankyo Air Products Co., Ltd.) and potassium octylate (DABCO K-15, manufactured by Sankyo Air Products Co., Ltd.) may be used as commercially available products. it can.
In addition, 0.0005-1 mass% is preferable with respect to the total mass of polyisocyanate and alcohol, and, as for the usage-amount of an isocyanurate-ized catalyst, 0.001-0.1 mass% is more preferable.
以上のようにして得られるイソシアヌレート変性ポリイソシアネートは、イソシアヌレート基を有するものであるが、反応時に副生したアロファネート基も有している。
得られるイソシアヌレート変性ポリイソシアネートにおけるアロファネート基とイソシアヌレート基とのモル比は、イソシアヌレート化反応時間などを適宜調整することで、95/5〜65/35の範囲で調整することができる。
なお、先にアロファネート化して得られたアロファネート変性ポリイソシアネートを、さらにイソシアヌレート化してアロファネート基/イソシアヌレート基のモル比を上記範囲に調節してもよい。
The isocyanurate-modified polyisocyanate obtained as described above has an isocyanurate group, but also has an allophanate group by-produced during the reaction.
The molar ratio of the allophanate group and the isocyanurate group in the obtained isocyanurate-modified polyisocyanate can be adjusted in the range of 95/5 to 65/35 by appropriately adjusting the isocyanurate reaction time and the like.
The allophanate-modified polyisocyanate obtained by allophanate conversion may be further isocyanurated to adjust the allophanate group / isocyanurate group molar ratio to the above range.
また、本発明で用いるポリイソシアネートは、アロファネート変性ポリイソシアネートと、イソシアヌレート変性ポリイソシアネートとを配合したものでもよい。
この場合、アロファネート変性ポリイソシアネートとイソシアヌレート変性ポリイソシアネートとを、上述したアロファネート基/イソシアヌレート基のモル比を満たす割合で混合すればよい。
なお、混合物全体として上述したアロファネート基とイソシアヌレート基とのモル比を満たす限り、上記アロファネート基とイソシアヌレート基とのモル比を満たさないポリイソシアネートを一部用いることもできる。
The polyisocyanate used in the present invention may be a blend of allophanate-modified polyisocyanate and isocyanurate-modified polyisocyanate.
In this case, allophanate-modified polyisocyanate and isocyanurate-modified polyisocyanate may be mixed at a ratio satisfying the above-described allophanate group / isocyanurate group molar ratio.
In addition, as long as the molar ratio of the allophanate group and isocyanurate group mentioned above is satisfy | filled as the whole mixture, the polyisocyanate which does not satisfy | fill the molar ratio of the said allophanate group and isocyanurate group can also be used partially.
以上説明した各種の方法によって、アロファネート基とイソシアヌレート基とのモル比が上記範囲に調節された本発明のポリイソシアネートが得られるが、本発明においては、反応制御し易いうえに、溶解性を担うアロファネート化反応を完遂し、イソシアヌレート化反応を進行できるという点から、触媒としてオクチル酸錫を用いたイソシアヌレート化反応において、反応時間を適宜調節するなどによってイソシアヌレート基およびアロファネート基を実質的に同時に(一段階の反応で)生成させる手法を用いることが好ましい。 By the various methods described above, the polyisocyanate of the present invention in which the molar ratio of allophanate groups and isocyanurate groups is adjusted to the above range can be obtained. In the present invention, the reaction is easily controlled and the solubility is improved. In the isocyanuration reaction using tin octylate as a catalyst, the isocyanurate group and the allophanate group are substantially adjusted by appropriately adjusting the reaction time in the isocyanuration reaction using tin octylate as a catalyst. It is preferable to use a method of generating them simultaneously (in a one-step reaction).
本発明で用いるポリイソシアネートの粘度は、特に限定されるものではないが、25℃で2,000mPa・s以下であることが好ましく、1,500mPa・s以下であることがより好ましく、1,000mPa・s以下であることがさらに好ましい。ポリイソシアネートの粘度が、2,000mPa・sを超えると、塗料組成物の粘度が高くなり、取り扱い難くなる場合がある。一方、粘度の下限値は特に制限されないが、取り扱いの観点から、50mPa・s以上が好ましく、100mPa・sがより好ましく、200mPa・sがより一層好ましい。 The viscosity of the polyisocyanate used in the present invention is not particularly limited, but is preferably 2,000 mPa · s or less at 25 ° C., more preferably 1,500 mPa · s or less, and 1,000 mPa. -More preferably, it is s or less. If the viscosity of the polyisocyanate exceeds 2,000 mPa · s, the viscosity of the coating composition may increase and it may be difficult to handle. On the other hand, the lower limit of the viscosity is not particularly limited, but is preferably 50 mPa · s or more, more preferably 100 mPa · s, and even more preferably 200 mPa · s from the viewpoint of handling.
また、本発明の2液硬化型塗料用硬化剤組成物は、アニリン点が70℃超の有機溶剤を含有する。
ここで、「アニリン点」とは、等容量のアニリンと試料(有機溶剤)とが均一な混合溶液として存在する最低温度のことである。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ることができる。
また、アニリン点が70℃超の有機溶剤は臭気が少ないという特徴がある。そのため、このような有機溶剤を含有する本発明の硬化剤組成物は、環境性の観点からも優れるものとなる。
さらに、このような有機溶剤は、溶解力が低く下地を侵し難いため、塗料用組成物の重ね塗りが可能となり、補修用の塗料に適している。
Moreover, the curing agent composition for a two-component curable paint of the present invention contains an organic solvent having an aniline point of more than 70 ° C.
Here, the “aniline point” is a minimum temperature at which an equal volume of aniline and a sample (organic solvent) exist as a uniform mixed solution. The aniline point can be measured according to the aniline point test method described in JIS K 2256.
In addition, an organic solvent having an aniline point of more than 70 ° C. has a feature that there is little odor. Therefore, the hardening | curing agent composition of this invention containing such an organic solvent will be excellent also from an environmental viewpoint.
Furthermore, since such an organic solvent has a low dissolving power and does not easily attack the base, the coating composition can be repeatedly applied, and is suitable for a repair coating.
上述した本発明のポリイソシアネートは溶解力の低い溶剤に対する溶解性が良好であるため、上記アニリン点は70℃超であれば特に限定されるものではないが、あまりに高すぎると、本発明のポリイソシアネートであっても、溶解性が低下することから、その上限は、100℃程度が好ましく、90℃程度がより好ましく、85℃程度がより一層好ましい。 Since the above-mentioned polyisocyanate of the present invention has good solubility in a solvent having low solubility, the aniline point is not particularly limited as long as it exceeds 70 ° C. However, if it is too high, the polyisocyanate of the present invention is not limited. Even if it is an isocyanate, since solubility falls, the upper limit is preferable about 100 degreeC, about 90 degreeC is more preferable, and about 85 degreeC is much more preferable.
このような有機溶剤としては、例えば、IPソルベント1620(アニリン点81℃)、IPソルベント1016(アニリン点72℃)、IPソルベント2028(アニリン点89℃)、IPソルベント2835(アニリン点104℃)(以上、出光興産(株)製)、シェルゾールS(シェルケミカルズジャパン(株)製、アニリン点78℃)、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)製、アニリン点80℃)、ノルマルパラフィンSL(新日本石油化学(株)製、アニリン点80℃)、マルカゾールR(アニリン点88℃、丸善石油化学(株)製)等が挙げられる。これらの有機溶剤は、1種を単独でまたは2種以上を混合して用いることができる。 Examples of such organic solvents include IP solvent 1620 (aniline point 81 ° C.), IP solvent 1016 (aniline point 72 ° C.), IP solvent 2028 (aniline point 89 ° C.), IP solvent 2835 (aniline point 104 ° C.) ( As described above, manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd., Shellsol S (manufactured by Shell Chemicals Japan Co., Ltd., aniline point 78 ° C.), Isopar G (manufactured by ExxonMobil Co., Ltd., aniline point 78 ° C.), Nisseki Isosol 300 (New Japan) Petrochemical Co., Ltd., aniline point 80 ° C.), normal paraffin SL (manufactured by Nippon Petrochemical Co., Ltd., aniline point 80 ° C.), Marcazole R (aniline point 88 ° C., manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd.), etc. Can be mentioned. These organic solvents can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.
2液硬化型塗料用硬化剤組成物におけるポリイソシアネートと、アニリン点が70℃超の有機溶剤との配合割合は、特に限定されるものではないが、本発明においては、質量比でポリイソシアネート:有機溶剤=90:10〜10:90が好ましく、80:20〜20:80がより好ましい。 The blending ratio of the polyisocyanate and the organic solvent having an aniline point of more than 70 ° C. in the two-component curable coating composition is not particularly limited, but in the present invention, the polyisocyanate: Organic solvent = 90: 10 to 10:90 is preferable, and 80:20 to 20:80 is more preferable.
本発明の2液硬化型塗料用硬化剤組成物は、主剤であるポリオール化合物とともに、2液硬化型塗料として用いられる。
ここで、ポリオール化合物としては特に限定されるものではなく、2液硬化型塗料に一般に用いられているポリオール化合物から適宜選択すればよい。
具体例としては、アクリル系ポリオール、フッ素系ポリオール等が挙げられ、これらの中でも、耐候性を考慮するとフッ素系ポリオールが好適であり、耐候性とコスト面のバランスを考慮するとアクリル系ポリオールが好適である。
The curing agent composition for a two-component curable coating material of the present invention is used as a two-component curable coating material together with a polyol compound as a main component.
Here, it does not specifically limit as a polyol compound, What is necessary is just to select suitably from the polyol compounds generally used for the two-component curable coating material.
Specific examples include acrylic polyols, fluorine polyols, etc. Among them, fluorine polyols are preferable in consideration of weather resistance, and acrylic polyols are preferable in consideration of the balance between weather resistance and cost. is there.
アクリル系ポリオールとしては、特に限定されるものではなく、公知のアクリル系ポリオールを用いることができる。その具体例としては、市販品である、アクリディックHU−596(DIC(株)製)、エクセロール410(亜細亜工業(株)製)、ヒタロイド6500(日立化成工業(株)製)等が挙げられる。 The acrylic polyol is not particularly limited, and a known acrylic polyol can be used. Specific examples thereof include commercially available products, such as ACRICID HU-596 (manufactured by DIC Corporation), EXCEROL 410 (manufactured by Asia Industry Co., Ltd.), and Hitaroid 6500 (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.). It is done.
フッ素系ポリオールとしては、特に限定されるものではなく、公知のフッ素系ポリオールを用いることができる。その具体例としては、フルオロエチレン−ビニルエーテル(ビニルエステル)共重合体等が挙げられる。市販品としては、ルミフロンLF800(旭硝子(株)製)等が挙げられる。 It does not specifically limit as a fluorine-type polyol, A well-known fluorine-type polyol can be used. Specific examples thereof include a fluoroethylene-vinyl ether (vinyl ester) copolymer. As a commercial item, Lumiflon LF800 (Asahi Glass Co., Ltd. product) etc. are mentioned.
上記ポリオール化合物の水酸基価および酸価は特に限定されるものではないが、本発明の塗料では、水酸基価は、1〜300mgKOH/gであることが好ましく、1〜250mgKOH/gであることがより好ましい。水酸基価が1mgKOH/g未満では、塗膜の架橋が不十分となり、塗膜強度等の物性が低下する傾向があり、300mgKOH/gを超えると塗膜の架橋密度が高くなり過ぎて硬くなり、基材に対する追従性および柔軟性が低下する場合がある。
一方、酸価は、0.1〜5mgKOH/gが好ましく、0.5〜3mgKOH/gがより好ましい。
また、ポリオール化合物の分子量は特に限定されるものではないが、重量平均分子量が2,000〜80,000が好ましく、特に10,000〜50,000が好ましい。重量平均分子量が2,000未満の場合は、塗膜が脆くなる場合がある。80,000を超える場合は、アニリン点70℃超の有機溶剤に溶解しにくくなる場合がある。
なお、重量平均分子量は、示差屈折率計検出によるゲルパーミェーションクロマトグラフィー(GPC)測定による測定値(ポリスチレン換算値)である。
The hydroxyl value and acid value of the polyol compound are not particularly limited, but in the coating composition of the present invention, the hydroxyl value is preferably 1 to 300 mgKOH / g, more preferably 1 to 250 mgKOH / g. preferable. When the hydroxyl value is less than 1 mg KOH / g, the coating film is insufficiently crosslinked, and the physical properties such as the coating film strength tend to decrease. The followability and flexibility to the substrate may be reduced.
On the other hand, the acid value is preferably from 0.1 to 5 mgKOH / g, and more preferably from 0.5 to 3 mgKOH / g.
The molecular weight of the polyol compound is not particularly limited, but the weight average molecular weight is preferably from 2,000 to 80,000, and particularly preferably from 10,000 to 50,000. When the weight average molecular weight is less than 2,000, the coating film may become brittle. When it exceeds 80,000, it may become difficult to dissolve in an organic solvent having an aniline point exceeding 70 ° C.
In addition, a weight average molecular weight is a measured value (polystyrene conversion value) by gel permeation chromatography (GPC) measurement by differential refractometer detection.
塗料組成物中における、硬化剤組成物とポリオール化合物との配合割合は、ポリオール化合物100質量部に対し、硬化剤組成物1〜150質量部であることが好ましく、1〜130質量部であることがより好ましく、1〜100質量部であることがより好ましい。 The blending ratio of the curing agent composition and the polyol compound in the coating composition is preferably 1 to 150 parts by mass, and preferably 1 to 130 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyol compound. Is more preferable, and it is more preferable that it is 1-100 mass parts.
なお、上記塗料組成物は、上述した低極性有機溶剤や、一般的に塗料に用いられる各種添加剤を含んでいてもよい。添加剤としては、例えば、可塑剤、防腐剤、防黴剤、防藻剤、消泡剤、レベリング剤、顔料分散剤、沈降防止剤、たれ防止剤、触媒、硬化促進剤、脱水剤、艶消し剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、顔料、界面活性剤等が挙げられる。 In addition, the said coating composition may contain the low polar organic solvent mentioned above and the various additives generally used for a coating material. Examples of additives include plasticizers, antiseptics, antifungal agents, algaeproofing agents, antifoaming agents, leveling agents, pigment dispersants, anti-settling agents, anti-sagging agents, catalysts, curing accelerators, dehydrating agents, and gloss. Examples include an eraser, an ultraviolet absorber, an antioxidant, a pigment, and a surfactant.
本発明の硬化剤を用いた塗料組成物から塗膜を作製する場合、コンクリート、モルタル、サイディングボード、押出成形板、磁器タイル、金属、ガラス、木材、プラスチックなどの適宜な基材に、ハケ塗り、ローラー塗り、吹きつけ塗装などの方法により塗布し、適宜な手法で乾燥、硬化させればよい。
また、乾式建材に塗装を行う場合は、フローコーターまたはロールコーターにより工場等でプレコートしてもよい。
なお、塗料組成物は基材に直接塗布してもよく、目止め、電着や下塗り(プライマー塗布)、中塗り(着色等)の上から塗布してもよい。また、基材が金属の場合、リン酸鉄処理またはリン酸亜鉛処理等の表面処理が施された上に塗布してもよい。
When producing a coating film from a coating composition using the curing agent of the present invention, brushing is applied to an appropriate base material such as concrete, mortar, siding board, extrusion board, porcelain tile, metal, glass, wood, plastic, etc. It may be applied by a method such as roller coating or spray coating, and dried and cured by an appropriate method.
Moreover, when coating a dry type building material, you may precoat in a factory etc. with a flow coater or a roll coater.
The coating composition may be applied directly to the base material, or may be applied from the top, electrodeposition, undercoating (primer coating), or intermediate coating (coloring, etc.). Moreover, when a base material is a metal, you may apply | coat after performing surface treatments, such as an iron phosphate process or a zinc phosphate process.
以下、合成例、実施例および比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明は、下記の実施例に限定されるものではない。なお、以下において、「部」は「質量部」を意味する。 EXAMPLES Hereinafter, although a synthesis example, an Example, and a comparative example are given and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited to the following Example. In the following, “part” means “part by mass”.
[合成例1]アクリルポリオールの合成
撹拌装置、温度計、冷却管、窒素ガス導入管、および滴下装置を備えた反応器に、IPソルベント1620(アニリン点81℃、出光興産(株)製)715部を仕込み、撹拌しながら115℃まで昇温した。そこに、t−ブチルメタクリレート710部、ラウリルメタクリレート250部、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート40部、重合開始剤であるカヤエステル−O(t−ブチル−ペルオキシ−2−エチルヘキサノエート、化薬アクゾ(株)製)10部、およびIPソルベント1620 100部からなる混合物を4時間かけて滴下した。滴下終了後、同温度で1時間反応させた後、さらにカヤエステル−O 10部およびIPソルベント1620 205部からなる混合物を1時間かけて滴下した。滴下終了後、同温度で3時間反応させ、固形分50質量%、粘度7,000mPa・s(25℃)、重量平均分子量40,000、水酸基価7.6mgKOH/g、ガラス転移温度39℃の透明な水酸基含有アクリルポリオールR−1を得た。
[Synthesis Example 1] Synthesis of acrylic polyol IP solvent 1620 (aniline point 81 ° C., manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.) 715 was added to a reactor equipped with a stirrer, a thermometer, a cooling tube, a nitrogen gas introduction tube, and a dropping device. The temperature was raised to 115 ° C. while stirring. There, 710 parts of t-butyl methacrylate, 250 parts of lauryl methacrylate, 40 parts of 2-hydroxypropyl methacrylate, Kayaester-O (t-butyl-peroxy-2-ethylhexanoate, Kayaku Akzo ( A mixture consisting of 10 parts) and 100 parts of IP solvent 1620 was added dropwise over 4 hours. After completion of the dropwise addition, the mixture was reacted at the same temperature for 1 hour, and then a mixture composed of 10 parts of Kayaester-O and 205 parts of IP solvent 1620 was added dropwise over 1 hour. After completion of dropping, the mixture was reacted at the same temperature for 3 hours. The solid content was 50% by mass, the viscosity was 7,000 mPa · s (25 ° C.), the weight average molecular weight was 40,000, the hydroxyl value was 7.6 mgKOH / g, and the glass transition temperature was 39 ° C. A transparent hydroxyl group-containing acrylic polyol R-1 was obtained.
[1]2液硬化型塗料用硬化剤組成物の製造
[実施例1]変性ポリイソシアネートS−1の合成
撹拌機、温度計、冷却器、および窒素ガス導入管を備えた容量1リットルの四つ口フラスコに、ヘキサメチレンジイソシアネート(日本ポリウレタン工業(株)製、NCO含量:49.9質量%、以下HDIという)880g、およびトリデカノール120gを仕込み、これらを撹拌しながら85℃に加熱し、2時間ウレタン化反応を行った。
その後、この反応液中にイソシアヌレート化触媒であるオクチル酸錫(日本化学産業(株)製)0.15gを添加し、110℃にて反応させ、所定のNCO含量に達した時点で反応停止剤である酸性リン酸エステル(JP−508、城北化学工業(株)製)0.4gを添加し、50℃で1時間停止反応を行った。
この反応生成物から、薄膜蒸留(条件:140℃,0.04kPa)により過剰のHDIを除去し、NCO含量15.8質量%、粘度(25℃)330mPa・s、遊離のHDI含量0.3質量%の変性ポリイソシアネートS−1を得た。
[1] Manufacture of curing agent composition for two-component curable coating material [Example 1] Synthesis of modified polyisocyanate S-1 Four 1 liter capacity equipped with stirrer, thermometer, cooler, and nitrogen gas inlet tube 880 g of hexamethylene diisocyanate (manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., NCO content: 49.9% by mass, hereinafter referred to as HDI) and 120 g of tridecanol were charged into a one-necked flask and heated to 85 ° C. with stirring. A time urethane reaction was carried out.
Thereafter, 0.15 g of tin octylate (manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.), which is an isocyanurate-forming catalyst, was added to the reaction solution and reacted at 110 ° C., and the reaction was stopped when the predetermined NCO content was reached. 0.4 g of acidic phosphate ester (JP-508, manufactured by Johoku Chemical Industry Co., Ltd.) as an agent was added, and a stop reaction was performed at 50 ° C. for 1 hour.
Excess HDI was removed from this reaction product by thin film distillation (conditions: 140 ° C., 0.04 kPa), NCO content 15.8% by mass, viscosity (25 ° C.) 330 mPa · s, free HDI content 0.3 Mass% modified polyisocyanate S-1 was obtained.
[実施例2]変性ポリイソシアネートS−2の合成
表1に示す停止NCO含量まで反応させた以外は、実施例1と同様にして変性ポリイソシアネートS−2を得た。
[Example 2] Synthesis of modified polyisocyanate S-2 Modified polyisocyanate S-2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the reaction was performed up to the stopped NCO content shown in Table 1.
[比較例1]変性ポリイソシアネートH−1の合成
表1に示す停止NCO含量まで反応させた以外は、実施例1と同様にして変性ポリイソシアネートH−1を得た。
[Comparative Example 1] Synthesis of Modified Polyisocyanate H-1 Modified polyisocyanate H-1 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the reaction was performed up to the stopped NCO content shown in Table 1.
[比較例2]変性ポリイソシアヌレートH−2の合成
撹拌機、温度計、冷却器、および窒素ガス導入管を備えた容量1リットルの四つ口フラスコに、HDI910g、および2−エチルヘキサノール90gを仕込み、これらを撹拌しながら85℃に加熱し、2時間ウレタン化反応を行った。
その後、この反応液中にイソシアヌレート化触媒であるオクチル酸錫(日本化学産業(株)製)0.25gを添加し、110℃にて反応させ、所定のNCO含量に達した時点で反応停止剤である酸性リン酸エステル(JP−508、城北化学工業(株)製)0.6gを添加し、50℃で1時間停止反応を行った。
この反応生成物から、薄膜蒸留(条件:140℃,0.04kPa)により過剰のHDIを除去し、NCO含量17.6質量%、粘度(25℃)360mPa・s、遊離のHDI含量0.3質量%の変性ポリイソシアネートH−2を得た。
[Comparative Example 2] Synthesis of modified polyisocyanurate H-2 910 g of HDI and 90 g of 2-ethylhexanol were added to a one-liter four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, a cooler, and a nitrogen gas introduction tube. They were charged and heated to 85 ° C. with stirring to carry out a urethanization reaction for 2 hours.
Thereafter, 0.25 g of tin octylate (manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.), which is an isocyanurate-forming catalyst, was added to the reaction solution and reacted at 110 ° C., and the reaction was stopped when a predetermined NCO content was reached. 0.6 g of acidic phosphate ester (JP-508, manufactured by Johoku Chemical Industry Co., Ltd.) as an agent was added, and a stop reaction was performed at 50 ° C. for 1 hour.
Excess HDI was removed from this reaction product by thin film distillation (conditions: 140 ° C., 0.04 kPa), NCO content 17.6% by mass, viscosity (25 ° C.) 360 mPa · s, free HDI content 0.3 A mass% modified polyisocyanate H-2 was obtained.
[比較例3]変性ポリイソシアヌレートH−3の合成
撹拌機、温度計、冷却器、および窒素ガス導入管を備えた容量1リットルの四つ口フラスコに、HDI880g、およびトリデカノール120gを仕込み、これらを撹拌しながら85℃に加熱し、2時間ウレタン化反応を行った。
その後、この反応液中にアロファネート化触媒であるオクチル酸ジルコニウム(第一稀元素化学工業(株)製)0.15gを添加し、110℃にて反応させ、所定のNCO含量に達した時点で反応停止剤である酸性リン酸エステル(JP−508、城北化学工業(株)製)0.2gを添加し、50℃で1時間停止反応を行った。
この反応生成物から、薄膜蒸留(条件:140℃,0.04kPa)により過剰のHDIを除去し、NCO含量14.8質量%、粘度(25℃)130mPa・s、遊離のHDI含量0.3質量%の変性ポリイソシアネートH−3を得た。
[Comparative Example 3] Synthesis of modified polyisocyanurate H-3 880 g of HDI and 120 g of tridecanol were charged into a one-liter four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, a cooler, and a nitrogen gas introduction tube. The mixture was heated to 85 ° C. with stirring to conduct a urethanization reaction for 2 hours.
Thereafter, 0.15 g of zirconium octylate (Daiichi Rare Element Chemical Co., Ltd.), which is an allophanatization catalyst, was added to the reaction solution and reacted at 110 ° C., and when a predetermined NCO content was reached. 0.2 g of acidic phosphate ester (JP-508, manufactured by Johoku Chemical Industry Co., Ltd.) which is a reaction terminator was added, and a termination reaction was performed at 50 ° C. for 1 hour.
Excess HDI was removed from this reaction product by thin film distillation (conditions: 140 ° C., 0.04 kPa), NCO content 14.8% by mass, viscosity (25 ° C.) 130 mPa · s, free HDI content 0.3 Mass% modified polyisocyanate H-3 was obtained.
[比較例4]変性ポリイソシアヌレートH−4の合成
撹拌機、温度計、冷却器、および窒素ガス導入管を備えた容量1リットルの四つ口フラスコに、HDI910g、および2−エチルヘキサノール90gを仕込み、これらを撹拌しながら85℃に加熱し、2時間ウレタン化反応を行った。
その後、この反応液中にアロファネート化触媒であるオクチル酸ジルコニウム(第一稀元素化学工業(株)製)0.15gを添加し、110℃にて反応させ、所定のNCO含量に達した時点で反応停止剤である酸性リン酸エステル(JP−508、城北化学工業(株)製)0.2gを添加し、50℃で1時間停止反応を行った。
この反応生成物から、薄膜蒸留(条件:140℃,0.04kPa)により過剰のHDIを除去し、NCO含量16.7質量%、粘度(25℃)130mPa・s、遊離のHDI含量0.3質量%の変性ポリイソシアネートH−4を得た。
[Comparative Example 4] Synthesis of modified polyisocyanurate H-4 910 g of HDI and 90 g of 2-ethylhexanol were added to a one-liter four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, a cooler, and a nitrogen gas inlet tube. They were charged and heated to 85 ° C. with stirring to carry out a urethanization reaction for 2 hours.
Thereafter, 0.15 g of zirconium octylate (Daiichi Rare Element Chemical Co., Ltd.), which is an allophanatization catalyst, was added to the reaction solution and reacted at 110 ° C., and when a predetermined NCO content was reached. 0.2 g of acidic phosphate ester (JP-508, manufactured by Johoku Chemical Industry Co., Ltd.) which is a reaction terminator was added, and a termination reaction was performed at 50 ° C. for 1 hour.
Excess HDI was removed from this reaction product by thin film distillation (conditions: 140 ° C., 0.04 kPa), NCO content 16.7% by mass, viscosity (25 ° C.) 130 mPa · s, free HDI content 0.3 Mass% modified polyisocyanate H-4 was obtained.
[実施例3]変性ポリイソシアネートS−3の合成
撹拌機、温度計、冷却器、および窒素ガス導入管を備えた容量0.5リットルの四つ口フラスコに、実施例1で得られた変性ポリイソシアネートS−1 15g、および比較例3で得られた変性ポリイソシアネートH−3 85gを仕込み、1時間撹拌混合し、NCO含量15.0質量%、粘度(25℃)160mPa・s、遊離のHDI含量0.2質量%の変性ポリイソシアネートS−3を得た。
[Example 3] Synthesis of modified polyisocyanate S-3 In a four-necked flask having a volume of 0.5 liter equipped with a stirrer, a thermometer, a cooler, and a nitrogen gas introduction tube, the modification obtained in Example 1 was performed. 15 g of polyisocyanate S-1 and 85 g of modified polyisocyanate H-3 obtained in Comparative Example 3 were charged and mixed with stirring for 1 hour. The NCO content was 15.0% by mass, the viscosity (25 ° C.) was 160 mPa · s, free A modified polyisocyanate S-3 having an HDI content of 0.2% by mass was obtained.
[実施例4]変性ポリイソシアネートS−4の合成
表1に示す仕込み量に変更した以外は、実施例3と同様にして変性ポリイソシアネートS−4を得た。
[Example 4] Synthesis of modified polyisocyanate S-4 Modified polyisocyanate S-4 was obtained in the same manner as in Example 3 except that the amount was changed to the amount shown in Table 1.
上記実施例1〜4および比較例1〜4で得られた変性ポリイソシアネートS−1〜S−4およびH−1〜H−4について、それぞれアロファネート基、イソシアヌレート基およびウレタン基の(生成)モル比を測定した。結果を表1に示す。
[測定法]
1H−NMR(ECX400M、日本電子(株)製)を用いて、8.5ppm付近のアロファネート基の窒素原子に結合した水素原子のシグナルと、3.7ppm付近のイソシアヌレート基の窒素原子に隣接したメチレン基の水素原子のシグナルと、7.0ppm付近のウレタン基の窒素原子に結合した水素原子のシグナルの面積比から求めた。具体的な測定条件は以下のとおりである。
測定温度:23℃
試料濃度:0.02g/1ml
積算回数:32回
緩和時間:5秒
溶媒:重水素ジメチルスルホキシド
化学シフト基準:重水素ジメチルスルホキシド中のメチル基の水素原子のシグナル(2.5ppm)
About the modified polyisocyanates S-1 to S-4 and H-1 to H-4 obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4, (formation) of allophanate group, isocyanurate group and urethane group, respectively. The molar ratio was measured. The results are shown in Table 1.
[Measurement method]
Using 1 H-NMR (ECX400M, manufactured by JEOL Ltd.), adjacent to the hydrogen atom signal bonded to the nitrogen atom of the allophanate group near 8.5 ppm and the nitrogen atom of the isocyanurate group near 3.7 ppm The area ratio between the hydrogen atom signal of the methylene group and the hydrogen atom signal bonded to the nitrogen atom of the urethane group near 7.0 ppm was obtained. Specific measurement conditions are as follows.
Measurement temperature: 23 ° C
Sample concentration: 0.02 g / 1 ml
Integration count: 32 times Relaxation time: 5 seconds
Solvent: Deuterium dimethyl sulfoxide Chemical shift criteria: Signal of hydrogen atom of methyl group in deuterium dimethyl sulfoxide (2.5 ppm)
また、実施例1〜4および比較例1〜4で得られた変性ポリイソシアネートS−1〜S−4およびH−1〜H−4について、IPソルベント1620(出光興産(株)製)に対する20℃での溶解性を以下の手法により測定した。結果を表1に示す。
[測定法]
変性ポリイソシアネート1gを量り取り、ここへIPソルベント1620を加えていき、濁ったところを終点とし、その時点のIPソルベント1620の添加量(g)を求めた。
この添加量を用い、下記式からトレランスを算出した。
トレランス=有機溶剤の所要量(g)/サンプル量(1g)
In addition, with respect to the modified polyisocyanates S-1 to S-4 and H-1 to H-4 obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4, 20 to IP solvent 1620 (manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.). The solubility at 0 ° C. was measured by the following method. The results are shown in Table 1.
[Measurement method]
1 g of the modified polyisocyanate was weighed out, and IP solvent 1620 was added thereto. The turbid portion was taken as the end point, and the amount (g) of IP solvent 1620 added at that time was determined.
The tolerance was calculated from the following equation using this added amount.
Tolerance = Required amount of organic solvent (g) / Sample amount (1 g)
表1に示されるように、実施例1〜4で得られた変性ポリイソシアネートは、アニリン点が81℃のIPソルベント1620に対して良好な溶解性を有していることがわかる。 As shown in Table 1, it can be seen that the modified polyisocyanates obtained in Examples 1 to 4 have good solubility in IP solvent 1620 having an aniline point of 81 ° C.
[2]塗膜試験
[実施例5〜8,比較例5,6]
実施例1〜4および比較例3,4で得られた変性ポリイソシアネートS−1〜S−4およびH−3,H−4を、表2に示される量のIPソルベント1620で希釈した後、合成例1で得られたアクリルポリオールR−1と表2に示される割合で配合し、2液硬化型塗料組成物を調製した。
[2] Coating Film Test [Examples 5 to 8, Comparative Examples 5 and 6]
After the modified polyisocyanates S-1 to S-4 and H-3, H-4 obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 3 and 4 were diluted with the amount of IP solvent 1620 shown in Table 2, A two-component curable coating composition was prepared by blending the acrylic polyol R-1 obtained in Synthesis Example 1 with the ratio shown in Table 2.
上記実施例5〜8および比較例5,6で調製した2液型塗料組成物を、それぞれガラス板にアプリケーターを用い、ウェット膜厚100μmで塗布し、温度20℃、相対湿度65%の環境下で7日間養生を行った後、100℃で7時間強制硬化させて乾燥膜厚40〜50μmの塗膜を形成させた。得られた塗膜の耐溶剤性を下記手法によって測定・評価した。結果を表3に示す。
なお、比較例1,2で得られた変性ポリイソシアネートH−1,H−2については、IPソルベント1620に溶解しなかったため、塗膜試験は実施しなかった。
The two-component paint compositions prepared in Examples 5 to 8 and Comparative Examples 5 and 6 were each applied to a glass plate with a wet film thickness of 100 μm using an applicator, in an environment with a temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 65%. After curing for 7 days, the film was forcibly cured at 100 ° C. for 7 hours to form a coating film having a dry film thickness of 40 to 50 μm. The solvent resistance of the obtained coating film was measured and evaluated by the following method. The results are shown in Table 3.
Note that the modified polyisocyanates H-1 and H-2 obtained in Comparative Examples 1 and 2 were not dissolved in the IP solvent 1620, so the coating test was not performed.
(1)耐溶剤性
塗膜表面にミネラルスピリットA(新日本石油(株)製)を滴下し、1分後にガーゼで拭き取り、塗膜の溶解状態を確認し、下記基準にて評価した。
○:溶解しない(滴下前と外観がほとんど変化しない)
△:少し溶解する(塗膜表面が粗くなり白く濁る)
×:塗膜が溶解する(ガラス表面が露出する)
(1) Solvent resistance Mineral Spirit A (manufactured by Shin Nippon Oil Co., Ltd.) was dropped onto the surface of the coating film, wiped with gauze after 1 minute, the dissolved state of the coating film was confirmed, and evaluated according to the following criteria.
○: Not dissolved (appearance hardly changes before dripping)
Δ: slightly dissolved (coating surface becomes rough and white)
X: The coating film dissolves (the glass surface is exposed)
表3に示されるように、実施例5〜8の塗料組成物に含まれる硬化剤は、IPソルベント1620に対する溶解性が良好でありながら、得られた塗膜は耐溶剤性に優れていることがわかる。
一方、比較例5,6の塗料組成物から得られた塗膜は耐溶剤性に劣ることがわかる。
As shown in Table 3, the curing agent contained in the coating compositions of Examples 5 to 8 has good solubility in IP solvent 1620, but the obtained coating film has excellent solvent resistance. I understand.
On the other hand, it turns out that the coating film obtained from the coating composition of Comparative Examples 5 and 6 is inferior in solvent resistance.
Claims (4)
前記ポリイソシアネート(A)が、脂肪族ジイソシアネートと炭素数11以上のアルキルモノオールとを、オクチル酸錫の存在下で反応させ、アロファネート基およびイソシアヌレート基を実質的に同時に生成させたものを含み、アロファネート基とイソシアヌレート基とを、アロファネート基/イソシアヌレート基=95/5〜65/35(モル比)で含有することを特徴とする2液硬化型塗料用硬化剤組成物。 Comprising a polyisocyanate (A) and an organic solvent (B) having an aniline point of more than 70 ° C.,
The polyisocyanate (A) includes a product in which an aliphatic diisocyanate and an alkyl monool having 11 or more carbon atoms are reacted in the presence of tin octylate to form allophanate groups and isocyanurate groups substantially simultaneously. An allophanate group and an isocyanurate group are contained in an allophanate group / isocyanurate group = 95/5 to 65/35 (molar ratio).
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