JP6002673B2 - ポリウレタンコーティング剤、これから製造される、艶消し表面を有する多層塗膜、ならびにその多層塗膜の製造方法 - Google Patents

ポリウレタンコーティング剤、これから製造される、艶消し表面を有する多層塗膜、ならびにその多層塗膜の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、有機溶剤をベースとする熱硬化性コーティング剤であって、ポリオール(A)およびヒドロキシル基反応性基を有する架橋剤(B)ならびに少なくとも1つの艶消し剤(M)を含んでいる前記コーティング剤に関する。
すでに数年前から、例えば自動車塗装の分野ではますます、艶消し表面が所望されている。例えば、艶消しシルバー色の自動車塗膜、または艶消し自動車部品と光沢のある自動車部品との組み合わせの場合、これらの艶消し表面によって優れた視覚的効果が達成される。BASF Coatings GmbH社の2010年8月24日付の報道発表「BASF Coatings社が小規模ラインにて艶消しクリアコートを使用」に記載の通り、艶消し表面は、ここでは一般に艶消し剤をクリアコートに添加することにより得られる。
コーティング剤の艶消しのためには、有機艶消し剤、例えば生ゴムおよび/またはワックスをベースとする有機艶消し剤の他に、種々の無機艶消し剤、特にケイ酸塩ベース、焼成ケイ酸ベース、沈降ケイ酸ベース、およびケイ酸ゲルベースの無機艶消し剤を使用することができる。前記艶消し剤は、場合によりさらに表面変性されていてよく、この変性のために種々の有機成分、例えば硬質微結晶ワックス、可塑性微結晶ワックス、および/またはポリエチレンワックス、および/または無機成分、例えばポリシロキサンが使用される。前記種々の艶消し剤もしくは前記種々の成分で変性された艶消し剤は、それぞれ異なる特性もしくは利点および欠点を有している。
しかし、艶消しクリアコートの加工は、非常に要求の高いプロセスである。例えば、多くの艶消し剤は、撹拌しにくい沈殿物、または全く撹拌できない沈殿物が沈降および形成する傾向がある。さらに、前記艶消しクリアコートは、多くの場合、例えば、自動車ライン塗装(Automobil−Serienlackierung)で前記コートが使用される場合に、環状導管(Ringleitungen)内で生じるせん断荷重に対して不十分な耐性を示すにすぎない。せん断荷重に対するこの不十分な耐性は、結果として生じるコーティングの不所望の光沢度上昇として現れる。したがって、艶消しクリアコートはこれまで、個別ライン用の比較的小さい環状導管でのみ使用されている。しかし、艶消し表面の需要の伸びが予想されるため、艶消しクリアコートを標準ライン塗装でも使用できるように改善することが望まれている。
M.L.Maule,J.M.Bogdanorの論文(Surface Coatings Australia,1994,Vol.31,6〜10ページ)から、例えば沈降安定性は、艶消し剤の表面処理により改善できることがいまでは公知である。さらに、使用される艶消し剤の粒径が高ければ高いほど、艶消し作用は一般に大きくなることが前記論文に記載されている。しかし、艶消し剤の増大する粒径には、同時に、表面の粗さが高まる、もしくは斑点形成の傾向も高まる。
EP−B−541359には、ケイ酸ベースの艶消し剤、および艶消し表面を有するコーティングを製造するためのコーティング剤中でのその使用が記載されている。この文献によれば、前記ケイ酸ベースの艶消し剤が、硬質微結晶ワックス、可塑性微結晶ワックスおよび合成ポリエチレンワックスからの混合物で表面処理されていて、それによって前記艶消し剤は(高いせん断荷重の後にも、例えば前記コーティング剤にこの艶消し剤を加える場合)、前記コーティング剤中で明らかに改善された沈降挙動を有していることが重要である。しかし、結果として生じるコーティングのせん断荷重(特に、自動車ライン塗装で前記コートを使用する場合の環状導管内の)に伴う光沢度上昇はどのように回避しうるかという提示は、いわゆる加工適性(Prozessfenster)はどのように改善しうるか、つまり、前記コーティング剤の塗布条件および硬化条件の変更で、できる限りわずかしか変化しない結果として生じるコーティングの光沢度はどのように達成しうるかという提示と同じく、ここには表されていない。
コーティング剤として、EP−B−541359ではメラミン−アルキド樹脂塗料のみが例示的に記載されている一方で、別のコーティング剤、例えばポリウレタンベースのコーティング剤は、ケイ酸ベースの艶消し剤と親水性もしくは疎水性のケイ酸をベースとするレオロジー助剤との組合せと同じくわずかしか記載されていない。
WO97/08250から、同じく、ワックスコーティングされたケイ酸をベースとする艶消し剤が記載されており、この艶消し剤では、細孔容積が少なくとも1.5cm3/gであり、ワックス含有量が前記艶消し剤に対して6〜15%であり、ワックスの溶融点が最大85℃であることが発明に必須である。前記艶消し剤は、もっぱらUV硬化コーティング剤中で使用され、そこでは、優れた艶消し作用を示すと同時に前記コーティング剤のレオロジーに悪影響を及ぼすことも、結果として生じるコーティングの視覚的特性を悪化させることもないという利点を有している。
さらに、EP−B−922671から、沈殿ケイ酸をベースとする艶消し剤は、優れた艶消し作用を達成するために、しかし他方では結果として生じるコーティングの外観に悪影響を及ぼさないためにも、特定の粒径分布を有しているのが望ましいことが公知である。ただし、前記文献では、ケイ酸ゲルをベースとする艶消し剤も使用されておらず、この艶消し剤の表面変性も記載されていない。前記艶消し剤と疎水性ケイ酸をベースとするレオロジー助剤との組み合わせも、同じくわずかしか記載されていない。しかし、公知の通り、塗料中の変性されていないケイ酸は、沈降傾向が強く、したがって撹拌しにくい、または全く撹拌できず、せん断荷重に対する安定性も不十分である。
前述の通り、ワックス、特にポリエチレンワックスでコーティングされた、沈殿ケイ酸をベースとする艶消し剤は、相応の、表面変性されていない艶消し剤よりもはるかに改善された沈降挙動を有することは確かに公知である。しかし、前記ワックスで変性された艶消し剤は、しばしば塗料の混濁の原因となる。EP−B−1477457によれば、これは、前記沈殿ケイ酸をベースとする艶消し剤を、ワックスの代わりに、ポリシロキサン(場合により変性されたポリシロキサン)で疎水性表面変性することにより回避することができる。この特別な艶消し剤は、クリアコート中で使用され、ここで尿素−ホルムアルデヒド樹脂をベースとするクリアコートのみが例示的に記載されている。しかし、別のクリアコート、例えばヒドロキシル基含有結合剤およびイソシアネート架橋剤をベースとするポリウレタン塗料は、ここには記載されていない。結局のところ、結果として生じるコーティングの、せん断荷重に伴う光沢度上昇はどのように回避されうるかという提示は、いわゆる加工適性の改善のための提示と同様に、ここには表されていない。
EP−B−1171531から、艶消しコーティングを製造するための放射硬化性コーティング剤が公知であり、このコーティング剤は、艶消し剤としてワックスで変性されたケイ酸ゲルを含んでいて、そのワックス含有量は、前記艶消し剤の総組成物に対して15〜30%であり、ケイ酸ゲルは、0.8〜1.4cm3/gの細孔容積を有し、平均粒径は2〜12μmである。この艶消し剤は、放射硬化性コーティング剤にとって非常に効率的であり、放射硬化性コーティング剤のレオロジーに悪影響を及ぼさない。しかし、この特別な艶消し剤と疎水性ケイ酸をベースとするレオロジー助剤との組合せは、熱硬化性コーティング剤での前記艶消し剤の使用と同じく、わずかしか記載されていない。
EP−B−1591492は、最後に、ポリオール成分、ポリイソシアネート架橋剤、および少なくとも1つの艶消し剤を含んでいる2Kコーティング剤を記載している。艶消し剤として、前記コーティング剤中では、あらゆる公知の、表面処理された、または処理されていない、有機または無機の艶消し剤を使用することができる。前記コーティング剤は、非常に優れた特別の効果、例えば艶消しメタリックの、クロムのような外観を有する多層塗膜を製造するために使用される。したがって、EP−B−1591492による多層塗膜の製造のためには、2つの異なるベースコートを使用することが不可欠であり、第一ベースコートは一般に使用されるベースコートであり、第二ベースコートは、メタリック効果を達成するための、特別な、いわゆるPVD(物理蒸着)アルミニウム顔料を含んでいる。
課題
したがって、本発明の基礎をなす課題は、優れた環状導管安定性を示すコーティング剤、つまり、連続してコーティング剤を塗布する場合に、前記コーティング剤の自動車標準ライン塗装(OEMライン塗装)で生じるせん断荷重によって、硬化したコーティングの光沢度の上昇を伴わないコーティング剤を提供することであった。前記せん断荷重は、前記コーティング剤を環状導管内で循環させ、ここでせん断荷重をかけて試験し、その際、以下の条件を与える:
還流制御弁の圧力:10bar
1分当たりの往復回数:18
容量(1往復):0.6l
環状導管内でのせん断荷重の前(TO=0)、および環状導管内でのそれぞれ500、1250、1500、および2000の通過(Turn Over=TO)後に、コーティングの60°での光沢度を測定する。コーティング剤の充分な環状導管安定性は、角度60°での光沢度が、環状導管内の循環によるせん断後に最大10光沢単位上昇する場合にもたらされる。
さらに、優れた沈降安定性を有する、つまり、周囲温度にてコーティング剤を3ヶ月の比較的長い間貯蔵した後も、最大1時間以内に通常の実験室用混合機(特にPaul Vollrath GmbH&CO.KG社(Huerth)のVollrath 370W、タイプ"EWTHV0,5"、回転数毎分800回転、レナートディスク(Lenartscheibe)d=90mm)を用いて回転数毎分800回転で撹拌しにくい沈殿物、または全く撹拌できない沈殿物の形成が起こらないコーティング剤を提供するのが望ましい。
さらに、前記コーティング剤は、いわゆる拡大された加工適性で加工可能であるのが望ましい。これは、光沢度変動または斑点のある表面が、OEM多層構造の塗布条件に応じて回避されるのが望ましいことを意味する。特に、結果として生じるコーティングの光沢度は、空気圧式塗装およびESTA塗装の場合、ほぼ同じであるのが望ましい。さらに、ベースコートの乾燥条件は、クリアコート層(そもそも存在するならば)のフラッシュオフタイム(Ablueftzeit)と同じく、多層塗膜の光沢度にわずかな影響しか及ぼさないことが望ましい。
さらに、前記コーティングおよび塗膜、特にクリア塗膜は、使用目的に応じて、優れた外観を示すのが望ましい。これは、技術的および審美的に特別に要求の高い自動車ライン塗装(OEM)の分野で、コーティングおよび塗膜、特にクリア塗膜を使用するために不可欠な前提条件である。
さらに、この新規のコーティング剤は、容易かつ非常に良く再現可能に製造でき、塗料を塗装する間、生態系の問題をもたらさないことが望ましい。
課題の解決
上記の課題提起を踏まえて、有機溶剤をベースとするコーティング剤であって、少なくとも1つのヒドロキシル基含有化合物(A)、少なくとも1つの、ヒドロキシル基反応性基を有する架橋剤(B)、ならびに少なくとも1つの、ケイ酸ゲルベースのつや出し剤(M)を含んでいる前記コーティング剤において、
(i)前記ケイ酸ゲルベースのつや出し剤(M)が、1つ以上のワックスで表面変性されていること、
および
(ii)前記コーティング剤が、追加的に少なくとも1つの、疎水性ケイ酸をベースとするレオロジー助剤(R)を含んでいること、
を特徴とする前記コーティング剤が見出された。
技術水準を考慮すると、本発明の基礎をなす前記課題を、有機溶剤をベースとする本発明によるコーティング剤を使って解決できたことは驚くべきことであり、当業者に予測することはできなかった。
したがって、本発明によるコーティング剤が、優れた環状導管安定性を示していること、つまり、本発明によるコーティング剤が、環状導管(還流制御弁の圧力10bar、1分当たり18往復、および容量(1往復)0.6l)内の前記コーティング剤の循環によるせん断後に、10光沢単位超の硬化したコーティングの光沢度の上昇を伴わないことは特に驚くべきである。ここで、前記コーティングの60°での光沢度を、環状導管でのせん断の前(TO=0)、および環状導管でのそれぞれ500、1250、1500および2000の通過(Turn Over=TO)後に測定する。
さらに、前記コーティング剤は、優れた沈降安定性を有している、つまり、周囲温度にて、前記コーティング剤を3ヶ月の比較的長い間貯蔵した後にも、最大1時間以内に通常の実験室用混合機(特にPaul Vollrath GmbH&CO.KG社(Huerth)のVollrath 370W、タイプ"EWTHV0,5"、回転数毎分800回転、レナートディスクd=90mm)を用いて回転数毎分800回転で撹拌しにくい沈殿物、または全く撹拌できない沈殿物の形成が起こらない。
自動車塗装の分野ではまさに、本発明によるコーティング剤が、いわゆる拡大された加工適性で加工可能であることが特に利点である。これは、光沢度変動または斑点のある表面が、OEM多層構造の塗装条件に応じて回避されることを意味している。特に、結果として生じるコーティングの光沢度は、空気圧式塗装およびESTA塗装ではほとんど同じである。さらに、ベースコートの乾燥条件は、クリアコート層(そもそも存在するならば)のフラッシュオフタイムと同じく、多層塗膜の光沢度にわずかな影響しか及ぼさない。
さらに、前記コーティング剤が優れた外観を有するコーティングをもたらすことは、驚くべきことである。これは、技術的および審美的に特に要求の高い自動車ライン塗装(OEM)の分野において、コーティングおよび塗膜、特にクリア塗膜の使用のための不可欠な前提条件である。
さらに、本発明によるコーティング剤によって、光沢度をねらい通りに調整できるコーティングを得ることができる。
本発明による成分は、最終的に特に容易かつ非常に良く再現可能に製造することができ、塗料塗布の場合に、著しい毒物学的および生態学的な問題をもたらさないものである。
本発明による艶消し剤(M)
前記コーティング剤が、1つ以上のケイ酸ゲルベースの艶消し剤を含んでいることは本発明に必須である。それによって、前記コーティング剤は、必要とされる環状導管安定性を有していること、つまり、連続して前記コーティング剤を塗布する場合に、前記コーティング剤の、OEM塗装で生じるせん断荷重は、硬化したコーティングの光沢度の上昇を伴わないことが保証されている。さらに、この特別な艶消し剤は非常に優れた沈降安定性を示している。
前記ケイ酸ゲルベースの艶消し剤(M)は、公知の通り、水ガラスから、無機酸との反応およびケイ酸の重縮合により、引き続き生じた塩を洗い落として製造される。このようなケイ酸ゲルの製造は、例えばEP−B−1171531,3ページ,段落[0016]にも記載されている。
本発明により使用される艶消し剤(M)は、この場合1つ以上のワックスで表面変性されている。変性されていないケイ酸ゲルベースの艶消し剤に比べて、本発明により使用される艶消し剤(M)は、相応のクリアコートが、変性されていないケイ酸ゲル艶消し剤を含んでいるクリアコートよりも明らかにより優れた沈降安定性を有しているという利点がある。
本発明との関連において、「ワックス」とは、あらゆる天然および人工的に得られる物質と理解され、以下の特性を有している:
1.20℃で混練可能、固い〜ぼろぼろ砕ける固さ。
2.粗結晶性から微結晶性、オペークになるまで半透明だが、ガラス状ではない。
3.40℃超で分解せずに溶融。
4.融点をわずかに超えただけで極端に低粘性。
5.コンシステンシーおよび溶解度において温度依存性が強い。
6.わずかな圧力下で研磨可能。
1つの物質が前記特性の1つ以上を満たさない場合、この物質は本発明の範囲においてもはや「ワックス」ではない(Ullmanns Enzyklopaedie der technischen Chemie;新装増補第4版;Verlag Chemie;Weinheim;Deerfield Beach,Florida;Basel,1983,3ページ参照)。
前記ワックスは、変性されているか、および/または変性されていなくてよい。あらゆる自体公知および通常のワックスが好適であるが、合成ワックスを使用するのが好ましい。
前記ワックスは、通常、100〜10000、好ましくは300〜1200の数平均分子量を有していて、50〜180℃、好ましくは60〜120℃の滴点を有しているのが好ましい。
本発明によるケイ酸ゲルベースの艶消し剤(M)であって、1つ以上の異なる、場合により変性されたポリオレフィンワックス、例えばポリエチレンワックスおよびポリプロピレンワックス、ポリエチレングリコールワックスで変性されている前記艶消し剤(M)が使用されるのが好ましい。前記ポリエチレンワックスおよびポリプロピレンワックスは、飽和モノカルボン酸もしくは不飽和モノカルボン酸、またはそれらのアミドもしくはエステルから生じる、一般にコモノマー単位0.5〜40質量%を有するホモポリマーか、またはコポリマーである。このようなコモノマー単位の例は、とりわけアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、アクリルアミド、ステアリン酸もしくはステアリン酸アミド、または酢酸ビニルの基である。前記ポリオレフィンワックスは、様々な名称で市販されている。
本発明によるケイ酸ゲルベースの艶消し剤(M)であって、1つ以上の異なるポリオレフィンワックスで、特に1つ以上の異なる直鎖状、非分岐のポリオレフィンワックスで、殊に好ましくは1つ以上の異なるポリエチレンワックスで変性されている前記艶消し剤(M)を使用するのが特に好ましい。
前記表面変性は、EP−B−1171531、4ページ、段落[0018]および[0019]に記載されている通り、例えば、艶消し剤を溶融したワックスと一緒に粉砕することによって行うことができる。同じく、本発明によるケイ酸ゲルベースの艶消し剤(M)が使用されるのが好ましく、そのワックス含有量は、この艶消し剤の総質量に対してそれぞれ3〜20質量%、好ましくは5〜15質量%である。
Maule ML;Bogdanor JM "Matting agents:"Quality considerations"(Surface Coatings Australia 1994,31(3),6〜10ページ)の論文から、一般に、艶消し剤は、艶消し剤の平均粒径が大きければ大きいほど、より大きい艶消し作用を示すことが公知である。ただし、コーティングの斑点形成の傾向も、艶消し剤の平均粒径が増大するに伴って大きくなる。
したがって、前記コーティング剤中で使用される艶消し剤(M)は、4〜14μm、好ましくは5〜13μm、特に好ましくは6〜12μmの平均粒径を有していることが好ましい。この平均粒径(いわゆるd50値として示される(つまり、粒子の50体積パーセントが、示された平均粒径未満の粒径を有している))は、ここではレーザー回折測定の規格ISO13320−1に相応して、それぞれ酢酸ブチル中の粒子の分散を利用して(屈折率:1.462)、毎分2000回転のミニ分散ユニットMS1を備えたMalvern Instruments社のMalvern Mastersizer2000を用いた、室温(23℃)でのレーザー光散乱、およびフラウンホーファーによる評価により測定する。これは、例えばEP−B−1171531、5ページ、1〜7行にも記載されている。
さらに、前記艶消し剤(M)は、好ましくは1.2〜2.5ml/g、特に好ましくは1.8〜2.0ml/gの細孔容積を有している。細孔容積は、この場合、EP−B−1171531、4ページ、段落[0027]、項目Aに記載されている通り、Micometrics社のASAP2400機を用いて、Brunauer、EmmettおよびTeller(BET)による標準窒素吸着法を用いて測定する。一般に、艶消し剤の細孔容積が増大するにしたがい、コーティング剤に加えることができる艶消し剤の量が増えるため、非常に高い艶消し作用を有するコーティング剤を達成することもできる。
好適な艶消し剤(M)は、例えばまたW.R.Grace GmbH&Co.KG社からSyloid(登録商標)の商品名で入手できる艶消し剤であり、例えばSyloid(登録商標)162C、Syloid(登録商標)ED30、Syloid(登録商標)ED40、Syloid(登録商標)ED44、Syloid(登録商標)ED50、Syloid(登録商標)ED52、Syloid(登録商標)ED56、Syloid(登録商標)C906、Syloid(登録商標)C907およびSyloid(登録商標)ED80である。
2つ以上の異なる艶消し剤からの混合物を使用することも当然可能である。前記コーティング剤は、少なくとも1つの艶消し剤(M)を、このコーティング剤の非揮発性成分に対してそれぞれ、好ましくは2〜20質量%含んでいる。二成分のコーティング剤は、少なくとも1つの艶消し剤(M)を、このコーティング剤の非揮発性成分に対してそれぞれ、特に好ましくは8〜17質量%、殊に好ましくは10〜15質量%含んでいて、一成分のコーティング剤は、少なくとも1つの艶消し剤(M)を、このコーティング剤の非揮発性成分に対してそれぞれ、特に好ましくは4〜14質量%、殊に好ましくは6〜11質量%含んでいる。
レオロジー助剤(R)
前記コーティング剤が、少なくとも1つの疎水性ケイ酸をベースとするレオロジー助剤(R)を含んでいることは本発明に必須である。
二酸化ケイ素もしくはケイ酸は、そもそも親水性である。したがって、疎水性ケイ酸をベースとするレオロジー助剤(R)は、焼成二酸化ケイ素と疎水性基を含んでいる化合物との表面変性により製造されるのが好ましい。好適な疎水性ケイ酸をベースとするレオロジー助剤(R)の例は、焼成二酸化ケイ素と疎水性基を有する化合物との反応生成物、特に焼成二酸化ケイ素と有機官能性ケイ素化合物との反応生成物(I)、焼成二酸化ケイ素と、焼成二酸化ケイ素の親水性基に反応性の、少なくとも1つの官能基との反応生成物(Ia)、および焼成二酸化ケイ素と少なくとも1つの疎水性基との反応生成物(Ib)である。前記化合物(I)は、好ましくは、前記コーティング剤のさらなる成分に反応性の基、特に結合剤および/または架橋剤に反応性の基をさらに有していない。
化合物(I)として、炭素原子1〜50個、特に炭素原子1〜10個を有する少なくとも1つのアルキル基、および少なくとも1つの加水分解基、もしくは少なくとも1つのOH基もしくはNH基を有する有機官能性ケイ素化合物を使用するのが特に好ましい。化合物(I)の例は、アルキルアルコキシシラン、特にジアルキルジアルコキシシランおよびアルキルトリアルコキシシラン、アルキルハロゲンシラン、特にアルキルクロロシラン、好ましくはトリアルキルクロロシランおよびジアルキルジクロロシラン、アルキルポリシロキサン、ジアルキルポリシロキサンおよびアルキルジシラザン、その他これに類するものである。化合物(I)として、種々のモノマーおよび/またはオリゴマーのケイ酸エステルが同じく好適であり、このケイ酸エステルは、メトキシ基、エトキシ基、またはn−プロポキシ基もしくはi−プロポキシ基を有し、1〜50、特に2〜10、殊に好ましくは3〜5のオリゴマー化度を有している。好適な有機官能性化合物(I)の例はまた、DE−A−10049628に記載されている有機官能性ケイ素化合物である。好適な化合物(I)の例は、さらに、市販および公知の製品であり、例えばHuels社からDYNASILAN(登録商標)の商品名で販売されている製品である。
化合物(I)として、ジメチルジクロロシランおよび/またはヘキサメチルジシラザンおよび/またはオクチルトリメトキシシランおよび/またはジメチルポリシロキサンを使用するのが特に好ましい。
疎水性ケイ酸をベースとするレオロジー助剤(R)として、SiO2ならびにジメチルジクロロシランおよび/またはヘキサメチルジシラザンとの反応生成物、特にSiO2とジメチルジクロロシランとの反応生成物を使用するのが殊に好ましい。
前記疎水性ケイ酸をベースとするレオロジー助剤(R)は、35〜350m2/g、好ましくは100〜300m2/gのBET表面積を有するのが好ましい。BET表面積は、この場合DIN66131に相応して測定する。
前記疎水性ケイ酸をベースとするレオロジー助剤(R)は、一般に、2〜40nm、好ましくは5〜20nmの一次粒子径を有している。この一次粒子径は、この場合、BET表面積から計算により、球状形態を想定して求める。
好適なレオロジー助剤(R)は、例えばまたDegussa社から商品名Aerosil(登録商標)で市販されている疎水性ケイ酸であり、例えばAerosil(登録商標)R202、Aerosil(登録商標)R805、Aerosil(登録商標)R812、Aerosil(登録商標)R812S、Aerosil(登録商標)R972、Aerosil(登録商標)R974およびAerosil(登録商標)R976である。
2つ以上の異なるレオロジー助剤(R)からの混合物を使用することも当然可能である。
本発明によるコーティング剤は、少なくとも1つのレオロジー助剤(R)をこのコーティング剤の非揮発性成分に対してそれぞれ、好ましくは0.01〜3.0質量%、特に好ましくは0.05〜1.5質量%、特に0.1〜1.0質量%含んでいる。
本発明によるコーティング剤中では、前記1つまたは複数の疎水性ケイ酸をベースとするレオロジー助剤(R)と一緒に、さらにさらなる一般のレオロジー助剤、例えば親水性ケイ酸をベースとする、または尿素ベースのレオロジー助剤も当然使用してよい。
架橋剤(B)
成分(B)として、本発明によるコーティング剤は、ヒドロキシル基反応性基を有する、少なくとも1つの化合物を含んでいる。架橋剤として、この場合、ヒドロキシル基反応性基を有している、あらゆる一般に使用される架橋剤を使用してよい。好適な架橋剤の例は、無水官能性化合物、アミノプラスト樹脂(Aminoplastharze)、トリス(アルコキシカルボニルアミノ)トリアジンおよびそれらの誘導体、遊離している、つまりブロックされていない、および/もしくはブロックされているイソシアネート基を有する化合物、ならびに/またはエポキシ官能性化合物である。この場合、種々の架橋剤(B)の混合物も使用してよい。
例えば、成分(B)として、アミノプラスト樹脂および/またはエポキシ樹脂が使用可能である。この場合、高い耐候安定性を有している脂肪族エポキシ樹脂が好ましい。このようなエポキシ樹脂は、例えばB.Ellis"Chemistry and Technology of Epoxy Resins"(Blackie Academic & Professional,1993,1〜35ページ)の個別論文に記載されている。成分(B)として、同じくエポキシ樹脂の代わりに、またはエポキシ樹脂と一緒に、メチロール基および/またはメトキシメチル基を部分的にカルバメート基またはアロファネート基を用いて脱官能化することができる通常および公知のアミノプラスト樹脂が考慮される。この種の架橋剤は、特許文献US−A−4710542およびEP−B−0245700、ならびにB.Singhらによる論文"Carbamylmethylated Melamines,Novel Crosslinkers for the Coatings Industry"(Advanced Organic Coatings Sience and Technology Series,1991,第13巻、193〜207)に記載されている。
成分(B)として、トリス(アルコキシカルボニルアミノ)トリアジンおよびその誘導体を使用してもよい。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、例えばUS−A−4,939,213、第2欄第33行〜第7欄第63行、US−A−5,084,541、第2欄第51行〜第7欄第63行、およびEP−A624577、第3欄第33行〜第16欄第5行に記載されている。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、BASF S.E.社からLarotact(登録商標)LR9018の名称で市販されている。
本発明によるコーティング剤は、架橋剤(B)として、遊離している、つまりブロックされていない、および/もしくはブロックされているイソシアネート基を有する1つ以上の化合物、ならびに/またはアミノプラスト樹脂、ならびに/またはトリス(アルコキシカルボニルアミノ)トリアジンを含んでいるのが好ましい。
本発明によるコーティング剤は、遊離している、および/もしくはブロックされているイソシアネート基を有する化合物(B)を、場合によりさらなる架橋剤、特にアミノプラスト樹脂ならびに/またはトリス(アルコキシカルボニルアミノ)トリアジンと一緒に含んでいるのが好ましい。ブロックされているイソシアネート基を有する化合物(B)は、本発明によるコーティング剤が一成分(1K)系として使用される場合に使用するのが好ましい。
好ましい化合物(B)の例は、自体公知の置換された、もしくは置換されていない芳香族、脂肪族、脂環式および/または複素環式のポリイソシアネートであり、脂肪族および/または脂環式ポリイソシアネートを使用するのが好ましい。好ましい脂肪族および/または脂環式ポリイソシアネートの例は:テトラメチレン−1,4−ジイソシアネート、ヘキサメチレン−1,6−ジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサン−1,6−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、エチレンジイソシアネート、1,12−ドデカンジイソシアネート、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、メチルシクロヘキシルジイソシアネート、ヘキサヒドロトルエン−2,4−ジイソシアネート、ヘキサヒドロトルエン−2,6−ジイソシアネート、ヘキサヒドロフェニレン−1,3−ジイソシアネート、ヘキサヒドロフェニレン−1,4−ジイソシアネート、ペルヒドロジフェニルメタン−2,4’−ジイソシアネート、4,4’−メチレンジシクロヘキシルジイソシアネート(例えば、Bayer AG社のDesmodur(登録商標)W)、テトラメチルキシリルジイソシアネート(例えば、American Cyanamid社のTMXDI(登録商標))、および前述のポリイソシアネートの混合物である。
さらに好ましい化合物(B)は、二量体および三量体、特に前述のジイソシアネートのビウレット二量体およびイソシアヌレート三量体である。
特に好ましい化合物(B)は、ヘキサメチレン−1,6−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートおよび4,4’−メチレンジシクロヘキシルジイソシアネート、そのビウレット二量体および/またはイソシアヌレート三量体である。
本発明のさらなる実施態様では、前記ポリイソシアネートは、ポリオールと化学量論的に過剰な前述のポリイソシアネートとの反応により得られる、ウレタン構造単位を有するポリイソシアネートプレポリマーである。このようなポリイソシアネートプレポリマーは、例えばUS−A−4,598,131に記載されている。
ヒドロキシル基含有化合物(A)
ヒドロキシル基含有化合物(A)として、オリゴマーおよび/またはポリマーのポリオールを使用するのが好ましい。このオリゴマーおよび/またはポリマーのポリオール成分(A)には、わずかな割合で低分子ポリオールを混ぜ合わせてよい。
低分子ポリオールとして、例えば、ジオール、例えば好ましくは、エチレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,2−プロパンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、および1,2−シクロヘキサンジメタノール、ならびにポリオール、例えば、好ましくはトリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリメチロールヘキサン、1,2,4−ブタントリオール、ペンタエリトリトールならびにジペンタエリトリトールが使用される。
前記好ましいオリゴマーおよび/またはポリマーのポリオール(A)は、500ダルトン超(GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)を用いて測定)、好ましくは800〜100000ダルトン、特に1000〜50000ダルトンの重量平均分子量Mwを有している。
ポリエステルポリオール、ポリウレタンポリオール、ポリシロキサンポリオール、および特にポリアクリレートポリオールおよび/またはポリメタクリレートポリオール、ならびにそれらの混合重合体が特に好ましい(以下ポリアクリレートポリオールと呼ぶ)。
前記ポリオールは、好ましくは、80〜250mgKOH/g、特に100〜220mgKOH/g、殊に好ましくは150〜200mgKOH/gのOH価を有している。
前記ポリオールのガラス転移温度(DSC(示差熱分析)によりDIN−EN−ISO11357−2に準拠して測定)は、好ましくは−150〜100℃、特に好ましくは−120℃〜80℃である。
好適なポリエステルポリオールは、例えばEP−A−0994117およびEP−A−1273640に記載されている。
ポリウレタンポリオールは、好ましくはポリエステルポリオールプレポリマーと好適なジイソシアネートまたはポリイソシアネートとの反応により製造されるものであり、例えばEP−A−1273640に記載されている。好適なポリシロキサンポリオールは、例えばWO−A−01/09260に記載されており、そこに記載されているポリシロキサンポリオールは、好ましくは、さらなるポリオール、特にガラス転移温度が比較的高いポリオールとの組み合わせで使用してよい。
本発明による殊に好ましいポリアクリレートポリオールは、一般にコポリマーであり、好ましくは、ポリスチレン標準に対するゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を用いて測定してそれぞれ、好ましくは1000〜20000ダルトン、特に1500〜10000ダルトンの重量平均分子量Mwを有している。
前記ポリアクリレートポリオールのガラス転移温度Tgは、一般に、−100〜100℃である。ガラス転移温度は、DSC測定を用いてDIN−EN−ISO11357−2に準拠して測定する。
前記ポリアクリレートポリオールは、好ましくは80〜250mgKOH/g、特に100〜220mgKOH/g、特に好ましくは150〜200mgKOH/gのOH価を有している。
水酸基価(OH価)は、物質1g中のアセチル化させた時に結合する酢酸量と等価の水酸化カリウムのmg数を示す。測定では、試料を無水酢酸ピリジンとともに沸騰させ、生じた酸を水酸化カリウム溶液で滴定する(DIN53240−2)。
前記ポリアクリレートポリオール(A)は、好ましくは0〜30mgKOH/gの酸価を有している。酸価は、この場合、成分(b)のそれぞれの化合物1gを中和させるのに使用される水酸化カリウムのmg数を示す(DIN EN ISO2114)。
ヒドロキシル基含有モノマー構成要素として、ヒドロキシアルキルアクリレートならびに/またはヒドロキシアルキルメタクリレート、例えば特に2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、3−ヒドロキシプロピルアクリレート、3−ヒドロキシプロピルメタクリレート、3−ヒドロキシブチルアクリレート、3−ヒドロキシブチルメタクリレート、ならびに特に4−ヒドロキシブチルアクリレートおよび/もしくは4−ヒドロキシブチルメタクリレートを使用するのが好ましい。
さらなるモノマー構成要素として、前記ポリアクリレートポリオールのためにアルキルアクリレートならびに/またはアルキルメタクリレートを使用するのが好ましく、例えばエチルアクリレート、エチルメタクリレート、プロピルアクリレート、プロピルメタクリレート、イソプロピルアクリレート、イソプロピルメタクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、イソブチルアクリレート、イソブチルメタクリレート、tert−ブチルアクリレート、tert−ブチルメタクリレート、アミルアクリレート、アミルメタクリレート、ヘキシルアクリレート、ヘキシルメタクリレート、エチルヘキシルアクリレート、エチルヘキシルメタクリレート、3,3,5−トリメチルヘキシルアクリレート、3,3,5−トリメチルヘキシルメタクリレート、ステアリルアクリレート、ステアリルメタクリレート、ラウリルアクリレートまたはラウリルメタクリレート、シクロアルキルアクリレートおよび/もしくはシクロアルキルメタクリレート、例えばシクロペンチルアクリレート、シクロペンチルメタクリレート、イソボルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレートまたは特にシクロヘキシルアクリレートおよび/もしくはシクロヘキシルメタクリレートを使用するのが好ましい。
前記ポリアクリレートポリオールのためのさらなるモノマー構成要素として、ビニル芳香族炭化水素、例えばビニルトルエン、α−メチルスチレンまたは特にスチレン、アクリル酸またはメタクリル酸のアミドまたはニトリル、ビニルエステルまたはビニルエーテル、ならびにわずかな量で特にアクリル酸および/またはメタクリル酸を使用してよい。
成分(A)および(B)の組み合わせ、ならびにコーティング剤のさらなる成分
イソシアネート基含有化合物(B)の質量割合に対する、使用するヒドロキシル基含有化合物(A)の質量割合は、前記ポリオールのヒドロキシ当量および化合物(B)の当量によって、つまり、好ましくは成分(B)として使用されるポリイソシアネートの場合、前記ポリイソシアネート(B)の遊離しているイソシアネート基の当量によって決まる。
本発明によるコーティング剤は、少なくとも1つのヒドロキシル基含有化合物(A)を、このコーティング剤の非揮発性成分に対してそれぞれ30〜70質量%、好ましくは40〜60質量%、特に好ましくは45〜55質量%含んでいるのが好ましく、および/または少なくとも1つの架橋剤(B)を、前記コーティング剤の非揮発性成分に対してそれぞれ20〜50質量%、好ましくは25〜45質量%、特に好ましくは30〜40質量%含んでいるのが好ましい。
ポリオール(A)の質量割合および架橋剤(B)、好ましくはポリイソシアネート(B)の質量割合は、成分(B)の反応性基(つまり、化合物(B)のイソシアネート基のポリイソシアネートの場合)の、ヒドロキシル基含有化合物(A)のヒドロキシル基に対するモル当量比が、0.7:1〜1:1.3、好ましくは0.8:1〜1.2:1、特に好ましくは0.9:1〜1.1:1であるように選択するのが好ましい。
一成分のコーティング剤の場合、イソシアネート基含有化合物(B)の遊離しているイソシアネート基が、通常のブロック剤でブロックされている前記化合物が選択される。例えば、この遊離しているイソシアネート基は、置換されたピラゾールで、特にアルキル置換されたピラゾール、例えば3−メチルピラゾール、3,5−ジメチルピラゾール、4−ニトロ−3,5−ジメチルピラゾール、4−ブロモ−3,5−ジメチルピラゾール、およびそれに類するものでブロックされていてよい。成分(B)のイソシアネート基は、3,5−ジメチルピラゾールでブロックされているのが殊に好ましい。
前記艶消し剤(M)は、この場合一般に、まず結合剤(A)の一部と一緒に通常の混合機を用いて分散することにより、前記コーティング剤に加える。レオロジー助剤(R)も、この場合一般に、まず結合剤(A)の一部と一緒に通常の混合機を用いて分散することにより、前記コーティング剤に加える。その後、こうして得られた艶消し剤ペーストおよびレオロジー助剤(R)のペーストを、残りの結合剤および場合により、以下に記載の成分のさらなる成分と一緒に均質な混合物が生じるまで混ぜ合わせる。本発明による好ましい2成分(2K)のコーティング剤では、このコーティング剤を塗布する直前に、ヒドロキシル基含有化合物(A)、艶消し剤(M)、レオロジー助剤(R)ならびにさらなる以下に記載の成分を含んでいる前記のように得られた結合剤混合物を、1つもしくは複数の架橋剤(B)、および場合により以下に記載の成分のさらなる成分を含んでいるさらなる塗料成分と自体公知の方法で混合する。
本発明によるコーティング剤のための溶剤として、特に、このコーティング剤中で化合物(A)および(B)に対して化学的に不活性であり、前記コーティング剤の硬化の場合でも(A)および(B)と反応しないような溶剤が好適である。このような溶剤の例は、非プロトン性の溶剤、例えば脂肪族炭化水素および/もしくは芳香族炭化水素、例えばトルエン、キシレン、Solventnaphtha(登録商標)、Solvesso100もしくはHydrosol(登録商標)(ARAL社)、ケトン、例えばアセトン、メチルエチルケトンもしくはメチルアミルケトン、エステル、例えば酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸ペンチルもしくはエチルエトキシプロピオネート、エーテル、または前述の溶剤からの混合物である。
化合物(A)、化合物(B)、化合物(M)および化合物(R)の他に、成分(E)として、さらなる結合剤および/または架橋剤を使用してよく、これらは、好ましくは化合物(A)のヒドロキシル基と、および/または化合物(B)の反応性基と反応し、網状構造点(Netzwerkpunkt)を形成することができるものである。
成分(E)として、特にさらなる結合剤、例えばカルバメート基含有化合物が好適である。
一般に、このような成分(E)は、前記コーティング剤の非揮発性成分に対して、40質量%までの割合で、好ましくは30質量%までの割合で、特に好ましくは25質量%までの割合で使用される。
さらに、本発明によるコーティング剤が、少なくとも1つの通常かつ公知の塗料添加剤を効果的な量、つまり、前記コーティング剤の非揮発性分に対してそれぞれ、好ましくは15質量%まで、特に好ましくは0.5〜10質量%の量で含んでいてよい。
好適な塗料添加剤の例は以下の通りである:
・触媒、例えばアミンまたはルイス酸(電子不足化合物)、例えばスズナフテネート、スズベンゾエート、スズオクトエート、スズブチレート、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジアセテート、酸化ジブチルスズ、鉛オクトエート、ならびに触媒、例えばWO−A−2006/042585に記載されている触媒
・特にUV吸収剤;
・特に光保護剤、例えばHALS−化合物、ベンゾトリアゾールまたはオキサルアニリド;
・ラジカル捕捉剤;
・スリップ添加剤;
・重合抑制剤;
・消泡剤;
・湿潤剤、例えばシロキサン、フッ素含有化合物、カルボン酸半エステル、リン酸エステル、ポリアクリル酸、およびそれらのコポリマーまたはポリウレタン;
・接着促進剤、例えばトリシクロデカンジメタノール;
・レベリング剤;
・膜形成助剤、例えばセルロース誘導体;
・レオロジー制御添加剤、例えば特許文献WO94/22968、EP−A−0276501、EP−A−0249201またはWO97/12945から公知の添加剤;架橋されたポリマーのミクロ粒子、例えばEP−A−0008127で開示されている前記ミクロ粒子;無機層状ケイ酸塩、例えばモンモリロナイト型のケイ酸アルミニウムマグネシウム、ナトリウムマグネシウム層状ケイ酸塩、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などの無機層状ケイ酸塩;またはイオン性および/もしくは会合性の作用をする基を有する合成ポリマー、例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−無水マレイン酸コポリマーもしくはエチレン−無水マレイン酸コポリマー、ならびにそれらの誘導体または疎水性変性されたエトキシ化されたウレタンもしくはポリアクリレートなどの前記合成ポリマー;
・ならびに/または防火剤。
本発明のさらなる実施態様において、本発明によるコーティング剤は、なおもさらなる顔料および/または充填剤を含んでいてよく、顔料着色されたトップコートの製造に用いてよい。そのために使用される顔料および/または充填剤は、当業者に公知である。
本発明によるコーティング剤から製造される本発明によるコーティングが、すでに硬化した電着塗膜、中塗り塗膜(Fuellerlackierung)、ベース塗膜または通常かつ公知のクリア塗膜にも抜群に付着するため、前記コーティングは、自動車ライン(OEM)塗装での使用(場合により、相応の触媒の添加後)の他に、自動車補修塗装またはプラスチック塗装にすばらしく好適である。
本発明によるコーティング剤の塗布は、あらゆる通常の塗布法、例えば吹付、ドクターブレード(Rakeln)、刷毛塗り、流し込み、浸漬、含浸、滴下またはローラーにより行ってよい。この場合、コーティングする基板それ自体は静止していてよく、塗布装置または塗布設備を動かす。しかし、コーティングする基板、特にコイルを動かすこともでき、この場合、塗布設備は、前記基板に対して比較的静止している、または好適な方法で動かされる。
好ましくは、吹付塗装法、例えば圧縮空気吹付、エアレス吹付、高速回転、静電噴霧塗布(ESTA)が適用され、場合によりホットスプレー塗布、例えば熱風ホットスプレーを伴う。
塗布された本発明によるコーティング剤の硬化は、ある程度の静止時間の後に行うことができる。この静止時間は、例えば塗料層のレベリングおよび脱気のため、または揮発性成分、例えば溶剤の蒸発のために用いられる。この静止時間は、ここで塗料層の破損または変化、例えば早すぎる完全な架橋が生じないかぎり、高められた温度の使用により、および/もしくは低下させた空気湿分により、支持ならびに/または短縮することができる。
前記コーティング剤の熱硬化は、方法上の特性を有しているのではなく、通常かつ公知の方法、例えば循環空気炉(Umluftofen)での加熱、または赤外線ランプによる照射により行われる。この場合、熱硬化は段階的に行うこともできる。さらなる好ましい硬化法は、近赤外線(NIR照射)による硬化である。
前記熱硬化は、有利には、30〜200℃、特に好ましくは40〜190℃、特に50〜180℃の温度で、1分から10時間まで、特に好ましくは2分から5時間まで、特に3分から3時間の間で行われ、好ましくは30〜90℃の、自動車補修塗装および付属部品の塗装に使用される温度では、比較的長い硬化時間が用いられてよい。
前記コーティング剤は、(一般に、好適な触媒の添加後に)プラスチック部品、例えば自動車付属部品用のプラスチック部品のコーティング分野、または自動車補修塗装の分野で通常の、最大90℃の低温の硬化の場合にも、非常に優れた視覚的品質を有するコーティングをもたらす。同時に、本発明によるコーティング剤は、優れた環状導管安定性を示す、つまり、硬化したコーティングの光沢度が、環状導管内で生じるせん断荷重により10光沢単位超上昇しないため、本発明によるコーティング剤は、自動車下地塗装(Automobilerstlackierung)もしくは自動車ライン塗装にも非常に好適である。
さらに、前記コーティング剤は、優れた沈降安定性を有している、つまり、周囲温度でこのコーティング剤を3ヶ月の比較的長い間貯蔵した後も、最大1時間以内に通常の実験室用混合機(特に、Paul Vollrath GmbH&Co.KG社(Huerth)のVollrath 370W、タイプ"EWTHV0,5"、回転数毎分800回転、レナートディスクd=90mm)を用いて回転数毎分800回転で撹拌しにくい沈殿物、または全く撹拌できない沈殿物の形成は起こらない。
まさしく自動車塗装の分野では、本発明によるコーティング剤がいわゆる拡大された加工適性によって加工可能であることが特に利点である。これは、光沢度変動または斑点のある表面が、OEM多層構造の塗布条件に応じて回避されることを意味している。特に、結果として生じるコーティングの光沢度は、空気圧塗装およびESTA塗装の場合、ほぼ同じである。さらに、ベースコートの乾燥条件は、クリアコート層(そもそも存在するならば)のフラッシュオフタイム同じく、多層塗膜の光沢度にごくわずかな影響しか及ぼさない。
本発明によるコーティング剤は、さらに新規の硬化したコーティング、特に塗膜、とりわけクリア塗膜、成形部材、とりわけ光学的成形部材、および艶消し表面を有する自立シート(freitragende Folien)を提供する。
したがって、本発明によるコーティング剤は、移動手段(特に、原動機付き車両、例えばバイク、バス、トラックまたは乗用車)の車体またはその部品;内側および外側部分の構造物;室内備品、窓及びドア;プラスチック成形品、特にCDおよび窓;工業的小型部品、コイル、コンテナおよび梱包(Emballage);白色の物品;シート;光学的、電気工学的および機械的な構成部材、ならびにガラス中空体、および日用品の、装飾的、保護的および/または効果的な高耐引掻性のコーティングおよび塗膜として抜群に好適である。
特に、本発明によるコーティング剤および塗膜、特にクリアコート塗膜は、技術的および審美的に特に要求の高い自動車ライン塗装(OEM)ならびに自動車補修塗装の分野において使用される。本発明によるコーティング剤は、多段コーティング法で使用されるのが特に好ましく、特に、場合によりあらかじめコーティングされた基材にまず顔料着色されたベースコート層を塗布し、そしてその後本発明によるコーティング剤を有する層を塗布する方法で使用される。
水で希釈可能なベースコートも、有機溶剤をベースとするベースコートも使用してよい。好適なベースコートは、例えばEP−A−0692007およびその第3欄第55行以下で引用された文献に記載されている。好ましくは、塗布されたベースコートをまず乾燥させる、つまり蒸発段階で、ベースコートシートから前記有機溶剤もしくは水の少なくとも一部を抜き出す。この乾燥は、好ましくは室温から80℃までの温度で行われる。乾燥後、本発明によるコーティング剤を塗布する。引き続き、この二層塗装を、好ましくは自動車ライン塗装で使用した条件下に、30〜200℃、特に好ましくは40〜190℃、特に50〜180℃の温度で、1分から10時間まで、特に好ましくは2分から5時間まで、特に3分から3時間の間に焼き付け、この場合、自動車補修塗装および付属部品の塗装に使用される、好ましくは30〜90℃の温度では、比較的長い硬化時間を用いてもよい。
実施例
硬化剤(B1)
硬化剤として、Solventnaphtha(登録商標)/酢酸ブチル中の市販の三量体化されたヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)の90%溶液(BASF SE社からの市販製品Basonat(登録商標)HI190)89.6部、酢酸ブチル5.2部と、Solventnaphtha(登録商標)5.2部とからの混合物を使用する。
ポリメタクリレートポリオール(A1)
2Kクリアコート中の結合剤として、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、およびアクリル酸をベースとする、OH価(算出)180mgKOH/g、酸価(算出)7mgKOH/g、および結晶含有量(1時間 150℃)65%を有するポリメタクリレートポリオールを使用する。
ポリオール(A2)
1Kクリアコート中の結合剤として、ヒドロキシエチルアクリレート、スチレンおよびn−ブチルアクリレートをベースとするポリオールであって、OH価(算出)131mgKOH/g、酸価(算出)2mgKOH/g、および結晶含有量(1時間 150℃)60%を有するポリオールを使用する。
焼成ケイ酸をベースとする疎水性ナノ粒子のペースト(R1)の製造
Vollrath社の実験室用撹拌ミル内で、ヒドロキシエチルアクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、スチレンおよびアクリル酸をベースとし、OH価(算出)175mgKOH/g、酸価(算出)10mgKOH/g、および結晶含有量(1時間 150℃)65%を有するポリメタクリレートポリオール(A2)323.2g、ブタノール187.2g、キシレン200.8g、およびAerosil(登録商標)R812S(Degussa AG、Hanau、BETによる表面積=220±25m2/g、平均一次粒子径7nm;疎水性変性された焼成ケイ酸)からなる粉砕物(Mahlgut)800gを、ケイ砂(粒径0.7〜1mm)1100gと一緒に秤量導入し、水冷下に30分間磨砕した。引き続き、粉砕体(Mahlkoerper)と分けた。
焼成ケイ酸をベースとする親水性ナノ粒子のペースト(RV1)の製造
Vollrath社の実験用撹拌ミル内で、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、スチレンおよびアクリル酸をベースとし、OH価(算出)156mgKOH/g、酸価(算出)10mgKOH/g、および結晶含有量(1時間 150℃)65%を有するポリメタクリレートポリオール(A3)750g、酢酸ブチル163g、およびAerosil(登録商標)R380(Degussa AG社、Hanau、BETによる表面積=380±30m2/g、平均一次粒子径7nm;親水性変性された焼成ケイ酸)87gからなる粉砕物1000gを、ケイ砂(粒径0.7〜1mm)と一緒に秤量導入し、水冷下に30分間磨砕した。引き続き、粉砕体と分けた。
例1〜例10および比較例V1〜V13のコーティング剤なたびに多層塗膜の製造
本発明による例1の結合剤混合物、および比較例V1〜V3の結合剤混合物は、まず艶消し剤を、通常の実験室用混合機(Paul Vollrath GmbH & CO.KG社(Huerth)のVollrath 370W、タイプ"EWTHV 0,5"、回転数毎分1200回転、歯付ディスク(Zahnscheibe) d=90mm)を用いて、回転数毎分1200回転で30分間、結合剤(A1)の一部と一緒に分散することにより製造する。このようにして得られた、本発明による例1の艶消しペースト、および比較例V1〜V3の艶消しペーストを、表1に記載の成分と合し、均質な混合物が生じるまで撹拌する。
Figure 0006002673
表1の注
1)Byk Chemie GmbH社から市販のレベリング剤、変性されたポリシロキサンベース、純粋な有効成分に対する量、つまり溶剤を含まない量
2)UV吸収剤ベースの市販の光保護剤
3)HALS(立体障害アミン)ベースの市販の光保護剤
4)Degussa AG社から市販の艶消し剤Acematt(登録商標)OK 412、ワックス後処理されたケイ酸ベース、平均粒径3μm(透過型電子顕微鏡により測定)、d50値(ISO13320−1に準拠するレーザー回折により測定)6.0μm、および収油量(DIN EN ISO 787−5に準拠)220g/100g
5)W.R.Grace & Co.社、Davison Chemical Divisionから市販の艶消し剤Syloid(登録商標)ED 30(=M1)、ワックス後処理されたケイ酸ゲルベース、ワックス含有量10質量%(艶消し剤の炭素含有量から算出)、測定された平均粒径(d50値)5.6μm(平均粒径は、この場合、レーザー回折測定の規格ISO13320−1に相応して、酢酸ブチル中の粒子の分散(屈折率:1.462)を利用して、毎分2000回転のミニ分散ユニットMS1を備えたMalvern Instruments社のMalvern Mastersizer 2000を用いた、室温(23℃)でのレーザー光散乱、およびフラウンホーファーによる評価により測定する)、細孔容積(H2O)1.8ml/g(試験方法GRACE Q53により測定)、および収油量(DIN EN ISO787−5に準拠)300g/100g
6)上述の焼成ケイ酸をベースとする疎水性ナノ粒子のペースト(R1)。
前記結合剤混合物を室温で貯蔵し、1週間後、7週間後、および9週間後に、この結合混合物を沈殿物が発生した後に視覚的に判定することによりこの結合混合物の沈降安定性を測定する。沈殿物が発生した場合、この沈殿物は、最大1時間以内に、通常の実験室用混合機(特に、Paul Vollrath GmbH&CO.KG社(Huerth)のVollrath 370W、タイプ"EWTHV 0,5"、回転数毎分800回転、レナートディスク d=90mm)を用いて、回転数毎分800回転で、この場合もやはり完全に撹拌可能であるのが望ましい。結果を表2に示す。
さらに、本発明による艶消し剤(M1)の代わりに、種々の別の艶消し剤を有する結合剤混合物を同じようにさらに製造し、これらの結合剤混合物の沈降安定性を同様に試験した。結果を同じく表2に示す。
Figure 0006002673
表2の注:
1)表1に記載されている、W.R.Grace&Co.社、Davison Chemical Divisionから市販の艶消し剤Syloid(登録商標)ED30(=M1)、ワックス後処理されたケイ酸ゲルベース、ワックス含有量10質量%、測定された平均粒径(d50値)5.6μm、細孔容積(H2O)1.8ml/g、および収油量300g/100g。
2)W.R.Grace&Co.社、Davison Chemical Divisionから市販の艶消し剤Syloid(登録商標)162C、有機後処理されたケイ酸ゲルベース、測定された平均粒径(d50値)7μm(酢酸ブチル中の粒子の分散(屈折率:1.462)を利用して、毎分2000回転のミニ分散ユニットMS1を備えたMalvern Instruments社のMalvern Mastersizer 2000を用いた、室温(23℃)でのレーザー光散乱、およびフラウンホーファーによる評価により測定したSyloid(登録商標)ED30の粒径と同じ)、細孔容積(H2O)1.2ml/g(試験方法GRACE Q53により測定)
3)W.R.Grace&Co.社、Davison Chemical Divisionから市販の艶消し剤Syloid(登録商標)C907、UV硬化系のための有機後処理されたケイ酸ゲルベース、平均粒径7μm(Malvern Mastersizer2000を用いたレーザー回折、フラウンホーファー評価により測定)、および細孔容積(H2O)2.0ml/g(試験方法GRACE Q53により測定)
4)W.R.Grace&Co.社、Davison Chemical Divisionから市販の艶消し剤Syloid(登録商標)ED40(=M1)、ワックス後処理されたケイ酸ゲルベース、平均粒径7μm(Malvern Mastersizer2000を用いたレーザー回折、フラウンホーファー評価により測定)、および細孔容積(H2O)1.8ml/g(試験方法GRACE Q53により測定)
5)W.R.Grace&Co.社、Davison Chemical Divisionから市販の艶消し剤Syloid(登録商標)ED80(=M1)、ワックス後処理されたケイ酸ゲルベース、平均粒径11μm(酢酸ブチル中の粒子の分散(屈折率:1.462)を利用して、毎分2000回転のミニ分散ユニットMS1を備えたMalvern Instruments社のMalvern Mastersizer2000を用いた、室温(23℃)でのレーザー光散乱、およびフラウンホーファー評価により測定されたSyloid(登録商標)ED30の粒径と同じ)、および細孔容積(H2O)1.8ml/g(試験方法GRACE Q53により測定) 表3:
6)Degussa AG社から市販の艶消し剤Acematt(登録商標)OK412、ワックス後処理されたケイ酸ゲルベース、平均粒径3μm(透過型電子顕微鏡により測定)、d50値(ISO13320−1に準拠するレーザー回折により測定)6.0μm、および収油量(DIN EN ISO787−5に準拠)220g/100g
7)W.R.Grace&Co.社、Davison Chemical Divisionから市販の艶消し剤Syloid(登録商標)C807、後処理されていないケイ酸ゲルベース、平均粒径7μm(Malvern Mastersizer2000を用いたレーザー回折、フラウンホーファー評価により測定)、および細孔容積(H2O)2.0ml/g(試験方法GRACE Q53により測定)
8)Degussa AG社から市販の艶消し剤Acematt(登録商標)TS 100、有機後処理されていない焼成ケイ酸ベース、平均粒径9μm(酢酸ブチル中の粒子の分散(屈折率:1.462)を利用して、毎分2000回転のミニ分散ユニットMS1を備えたMalvern Instruments社のMalvern Mastersizer2000を用いた、室温(23℃)でのレーザー光散乱、およびフラウンホーファーによる評価により測定したSyloid(登録商標)ED30の粒径と同じ)
9)市販の艶消し剤Pergopak(登録商標)M3、尿素−ホルムアルデヒド縮合物ベース、平均粒径(レーザー回折)6〜8.5μm、および収油量(DIN EN ISO 787−5に準拠)310g/100g
10)W.R.Grace&Co.社、Davison Chemical Divisionから市販の艶消し剤Syloid(登録商標)621、後処理されていないケイ酸ゲルベース、平均粒径10μm(Malvern Mastersizer2000を用いたレーザー回折、フラウンホーファー評価により測定)、および細孔容積(H2O)1.2ml/g(試験方法GRACE Q53により測定)。
表2の例1〜例5の結果は、ワックス後処理されたケイ酸ゲルベース、本発明により使用される艶消し剤だけが、要求される優れた沈降安定性を有していることを明らかにしている。比較例V1のDegussa AG社から市販の、ワックス後処理されたケイ酸ベースの艶消し剤Acematt(登録商標)OK412の使用は、いずれにしても、適度な沈降安定性を有するコーティング剤をなおももたらすが、この沈降安定性はしばしば不十分である。ただし、比較例V1の艶消し剤Acematt(登録商標)OK412の使用は、以下の表3から読み取れる通り、不十分な環状導管安定性を有するコーティング剤をもたらす。
比較例V4〜V8の結合剤混合物の沈降安定性は、全く不十分であり、それゆえ自動車ライン塗装のためのクリアコートとしての適性に欠けるため、比較例V4〜V8については、さらなる試験は実施しなかった。
本発明による例1〜例5のクリアコートおよび比較例V1〜V3のクリアコートは、本発明による例1もしくは本発明による例2〜例5の結合剤混合物、および比較例V1〜V3の結合剤混合物のそれぞれ100部に、硬化剤混合物それぞれ33部を添加し、均質な混合物が生じるまで撹拌することにより製造する。
以下に、例B1のクリアコートのさらなる試験結果を、比較例V1およびV3のクリアコートと比べて例示的に記載する。例1ならびに比較例V1およびV3のクリアコートの環状導管安定性の試験は、前記クリアコートを環状導管内で循環させ、ここでせん断荷重をかけて行い、その際以下の条件を与える:
還流制御弁の圧力:10bar
1分当たりの往復回数:18
容量(1往復):0.6l
環状導管内でのせん断荷重の前(TO=0)、および環状導管内でのそれぞれ500、1250、1500および2000の通過(ターンオーバー=TO)後に、例1ならびに比較例V1およびV3のコーティングの60°での光沢度を測定する。コーティング剤の充分な環状導管安定性は、角度60°での光沢度が、環状導管内の循環によるせん断後に最大10光沢単位上昇する場合にもたらされる。光沢の測定は、それぞれ60°にて、Byk Gardner社から市販の光沢計Byk Gardner、micro−TRI−gloss(カタログNo.4520)を用いて行う。結果を表3に示す。
Figure 0006002673
表3の例1および比較例V3の結果と、比較例V1の結果との比較は、ケイ酸ゲルベースの艶消し剤の使用により、ケイ酸ベースの艶消し剤と比べて改善された環状導管安定性が達成されることを示している。ここで、環状導管安定性に関しては、前記コーティング剤が追加的にさらに疎水性ケイ酸をベースとするレオロジー助剤(R)(例1の通り)を含んでいるかどうか、または、前記コーティング剤がケイ酸ゲルベースの艶消し剤だけを含んでいて、しかし、疎水性ケイ酸をベースとするレオロジー助剤(R)(比較例3の通り)は含んでいないかどうか、ということは、重要な相違点にはならない。ただし、比較例V3のコーティング剤は、以下の表4〜表6から読み取れる通り、不十分な、いわゆる加工適性を有している。
幅広い、およびそれにしたがって優れた、または非常に優れた加工適性とは、この場合、光沢度変動または斑点のある表面が、塗布方式および別の塗布条件、例えばOEM多層構造のフラッシュオフ条件および焼き付け条件、コーティング剤の流出率などに応じて回避されることを意味する。特に、優れた加工適性では、結果として生じるコーティングの光沢度は、空気圧式塗布およびESTA塗布の場合おおよそ同じである。さらに、ベースコートの乾燥条件も、クリアコート層(そもそも存在するならば)のフラッシュオフタイムと同じく、多層塗膜の光沢度にわずかな影響しか及ぼさない。
コーティングのいわゆる加工適性の評価は、BASF Coatings AG社から市販の水性ベースコートAlanitgrauに、例1ならびに比較例V1およびV3のクリアコートを塗布してから行った。前記ベースコートを、BASF Coatings AG社から市販の焼き付けされた電着塗膜と、BASF Coatings AG社から市販の焼き付けされたプライマーとでコーティングしたChemetall社から市販のリン酸皮膜処理された薄鋼板にあらかじめ塗布した。その後、それぞれ結果として生じたコーティングを室温でフラッシュオフし、引き続き140℃で22分間焼き付ける。光沢の測定は、それぞれ60°で、Byk Gardner社から市販の光沢計のByk Gardner、micro−TRI−gloss(カタログNo.4520)を用いて行った。
表4には、例1ならびに比較例V1およびV3のクリアコートの場合の、光沢度とベースコートの予備乾燥の関係が示されている。
Figure 0006002673
表4の本発明による例B1と比較例V1およびV3との比較は、疎水性変性されたケイ酸をベースとするレオロジー助剤(R1)を添加することにより、例B1の結果として生じるコーティングの光沢度が、ある時は55℃、別の時は140℃の極端に異なるベースコートの予備乾燥でも、わずかに異なるにすぎない(つまり、加工適性が非常に優れている)一方、疎水性変性されたケイ酸をベースとするレオロジー助剤の添加がなければ、結果として生じるコーティングの光沢度は、比較例V1も比較例V3も、前記ベースコートの予備乾燥に非常に強く左右されることを示している。前記コーティング剤が、ケイ酸をベースとする艶消し剤を含んでいるが、疎水性変性されたケイ酸をベースとするレオロジー助剤は含んでいない場合(比較例V1)、ただし、光沢度と前記ベースコートの予備乾燥との関係は、この場合、ケイ酸ゲルをベースとする艶消し剤を含んでいるが、疎水性変性されたケイ酸をベースとするレオロジー助剤(比較例V3)を含んでいないコーティング剤の場合と同じくそれほど強く現れていない。しかし、すでに表3に記載の通り、ケイ酸ベースの艶消し剤を有するコーティング剤(比較例V1)は、特に、不十分な環状導管安定性という欠点を有している。
表5には、光沢度と前記クリアコートの塗布方式との関係が示されている。自動車ライン塗装の分野では、クリアコートの連続での塗布は、標準的にはESTAを用いて行われる。ただし、多くの工業施設では、追加的に手による空気圧式塗布が用いられ、例えば継ぎ目溝(Faelze)の塗装、または細い箇所の塗布のために用いられ、ここでも、また同様に、前記両方の塗布方式での光沢度は、それぞれ同一のクリアコートの場合、できる限り同じであるのが望ましい。
Figure 0006002673
本発明による例B1と比較例V1およびV3との比較は、疎水性変性されたケイ酸をベースとするレオロジー助剤を添加することによってのみ、表面変性されたケイ酸ゲルをベースとする本発明による艶消し剤を同時に使用する場合、結果として生じるコーティングの光沢度が、事実上塗布方式に左右されないこと、つまり非常に優れた加工適性が保証されることを示している。
表6には、例1ならびに比較例V1およびV3の場合の、光沢度とクリアコートのフラッシュオフタイムとの関係が示されている。
Figure 0006002673
本発明による例B1と比較例V3との比較は、ここでも同様に、疎水性変性されたケイ酸をベースとするレオロジー助剤の添加により、結果として生じるコーティングの光沢度は、クリアコートのフラッシュオフタイムに左右されない一方で、この添加がなければ(比較例V3の通り)、光沢度とクリアコートのフラッシュオフタイムとの明らかな関係が観察されることを示している。
さらに、艶消しされたクリアコート中での、さらなる、種々のレオロジー助剤の使用をさらに試験した。そのために、例B1のクリアコートと同様に、比較例3からのSyloid(登録商標)ED30をベースとするクリアコートを、種々のレオロジー助剤と混合した。相応の結合剤混合物の組成を表7に示す。本発明による例B6〜B9のクリアコート、および比較例V8〜V11までのクリアコートは、本発明による例B6〜B9の結合剤混合物、および比較例V8〜V11の結合剤混合物それぞれ100部に、それぞれ硬化剤混合物33部を添加し、均質な混合物が生じるまで撹拌することにより製造する。
Figure 0006002673
表7の注:
1)Byk Chemie GmbH社から市販のレベリング剤、変性されたポリシロキサンベース、純粋な有効成分に対する量、つまり溶剤を含まない量
2)UV吸収剤をベースとする市販の光保護剤
3)HALS(立体障害アミン)ベースの市販の光保護剤
4)表1に記載されている、W.R.Grace&Co.社、Davison Chemical Divisionから市販の艶消し剤Syloid(登録商標)ED30(=M1)、ワックス後処理されたケイ酸ゲルベース、ワックス含有量10質量%、測定された平均粒径(d50値)5.6μm、細孔容積(H2O)1.8ml/g、および収油量300g/100g
5)上述の焼成ケイ酸をベースとする疎水性ナノ粒子のペースト(R1)
6)上述の焼成ケイ酸をベースとする親水性ナノ粒子のペースト(RV1)
7)(RV2)=C.H.Erbsloeh KG社から市販のポリアミドワックスDisparlon(登録商標)6900−20Xのペースト、上述の結合剤(A1)中に粉砕、前記ペーストの総質量に対するワックス含有量3質量%
8)Nuplex社から市販のレオロジー助剤(RV3)Setal(登録商標)8146 SS55、変性された尿素の55%溶液ベース
9)Byk Chemie GmbH社から市販の湿潤剤および分散剤(RV4)Antiterra204、メトキシプロパノール/アルキルベンゾール3/2中のポリアミンアミドのポリカルボン酸塩の52%溶液ベース。
結果として生じたクリアコートを、例B1のコーティングと同様に、あらかじめ5分、70℃でフラッシュオフした、BASF Coatings AG社から市販の水性ベースコートAlanitgrauに塗布した。このベースコートを、BASF Coatings AG社から市販の焼き付けられた電着塗膜と、BASF Coatings AG社から市販の焼き付けられたプライマーとでコーティングした、Chemetall社から市販のリン酸塩皮膜処理された薄鋼板にあらかじめ塗布した。その後、それぞれ結果として生じたベースコート−クリアコートコーティングを、室温でフラッシュオフして、引き続き140℃で22分焼き付ける。
光沢の測定は、それぞれ60°で、Byk Gardner社から市販の光沢計Byk Gardner、micro−TRI−gloss(カタログNo.4520)を用いて行った。前記クリアコートの塗布は、この場合まず手による塗布だけで行った、それというのは、この塗布は、光沢度に関して比較的重要であるからである。こうして得られたコーティングが、30単位を下回る光沢度を有する場合、追加的にさらにESTA塗布を行った。結果を表8に示す。
Figure 0006002673
表8の注:
1)上述の焼成ケイ酸をベースとする疎水性ナノ粒子のペースト(R1)
2)上述の焼成ケイ酸をベースとする親水性ナノ粒子のペースト(RV1)
3)(RV2)=C.H.Erbsloeh KG社から市販のポリアミドワックスDisparlon(登録商標)6900−20Xのペースト、上述の結合剤(A1)中に粉砕、前記ペーストの総質量に対するワックス含有量3質量%
4)Nuplex社から市販のレオロジー助剤(RV3)Setal(登録商標)8146 SS55、変性された尿素の55%溶液ベース
5)Byk Chemie GmbH社から市販の湿潤剤および分散剤(RV4)Antiterra 204、メトキシプロパノール/アルキルベンゾール 3/2中の、ポリアミンアミドのポリカルボン酸塩の52%溶液ベース。
例6〜例9の比較は、ケイ酸ゲルベースの艶消し剤(M)と組み合わせでの、疎水性ケイ酸をベースとするレオロジー助剤(R1)の本発明による使用により、非常に優れた加工適性を有する(事実上、ESTA塗布および手による塗布での光沢の差異はない)クリアコートが得られること、レオロジー助剤(R)の1質量%超の使用量の増加は、加工適性のさらなる改善も、また悪化も伴わないことを示している。
さらに、例9と例7との比較は、親水性ケイ酸をベースとするさらなるレオロジー助剤(RV1)の添加が、加工適性の悪化をもたらさないことを示している。それに比べて、例6〜例9と比較例V8との比較は、親水性ケイ酸をベースとするレオロジー助剤(RV1)の添加だけでは、加工適性の改善がもたらされないことを示している。
さらに、例6〜例9と比較例V9もしくはV10もしくはV11との比較は、ワックスベースのレオロジー助剤の添加も、変性された尿素をベースとするレオロジー助剤の添加も、ポリアミンアミドのポリカルボン酸塩をベースとする湿潤剤および分散剤の添加も、前記コーティングの光沢度に好影響を及ぼさないことを示している。
最後に、2Kクリアコートと同様に、本発明による例10の艶消しにされた1Kクリアコート、ならびに比較例V12およびV13の艶消しにされた1Kクリアコートをさらに製造した。そのために、まず前記艶消し剤を、結合剤(A2)の一部と、通常の実験室用混合機(Paul Vollrath GmbH&CO.KG.社(Huerth)のVollrath 370W、タイプ"EWTHV0,5"、回転数毎分1200回転、歯付ディスクd=90mm)を用いて、回転数毎分1200回転で、30分間分散した。こうして得られた本発明による例10の艶消しペースト、および比較例V12〜V13の艶消しペーストを、表9に記載されている成分と合し、均質な混合物が生じるまで撹拌する。
Figure 0006002673
表9の注:
1)上述のポリオール(A2)
2)BASF AG社から市販の、n−ブタノール/キシレン2:1中の、ブタノールで部分エーテル化されたメラミン−ホルムアルデヒド樹脂64〜68%
3)Nuplex社から市販のヒドロキシル基含有のポリアクリレートSetalux91756、OH価104mgKOH/g、酸価15mgKOH/gおよび結晶含有量(1時間 150℃)65%、ベンジルアミン/ヘキサメチレンジイソシアネートをベースとする尿素誘導体で変性
4)Ciba Speciality Chemicals Inc.社から市販の混合物、UV吸収剤をベースとする光保護剤およびHALS(立体障害アミン)をベースとする光保護剤6:4
5)Lubrizol社から市販のレベリング剤、ポリアクリレートベース、純粋な有用物質に対する量、つまり溶剤を含まない量
6)Byk Chemie GmbH社から市販のレベリング剤、変性されたポリシロキサンベース、純粋な有用物質に対する量、つまり溶剤を含まない量
7)Byk Chemie GmbH社から市販のレベリング剤、メトキシプロピルアセテート/ブチルアセテート6:1中のポリアクリレート30%ベース
8)Ciba社から市販の触媒、エチルグリコール中のアミンブロックされたp−トルエンスルホン酸;42%ベース
9)Degussa AG社から市販の艶消し剤Acematt(登録商標)OK 412、ワックス後処理されたケイ酸ベース、平均粒径3μm(透過型電子顕微鏡により測定)、d50値(ISO13320−1に準拠するレーザー回折により測定)6.0μm、および収油量(DIN EN ISO787−5に準拠して)220g/100g
10)表1に記載された、W.R.Grace&Co.社、Davison Chemical Divisionから市販の艶消し剤Syloid(登録商標)ED30(=M1)、ワックス後処理されたケイ酸ゲルベース、およびワックス含有量10質量%、測定された平均粒径(d50値)5.6μm、細孔容積(H2O)1.8ml/g、および収油量300g/100g
11)上述の焼成ケイ酸をベースとする疎水性ナノ粒子のペースト(R1)。
例10ならびに比較例V12およびV13のクリアコートの沈降安定性は、これらのクリアコートを室温で貯蔵し、1週間後、沈殿物の発生後に視覚的に評価することにより測定する。沈殿物が生じている場合、この沈殿物は、最大1時間以内に一般の実験室用撹拌機(特に、Paul Vollrath GmbH&Co.KG社(Huerth)のVollrath 370W、タイプ"EWTHV 0,5"、回転数毎分800回転、レナ−トディスクd=90mm)を用いて、回転数毎分800回転でこの場合も同じく完全に撹拌可能であるのが望ましい。結果を表10に示す。
Figure 0006002673
表10の注:
1)本発明による例10ならびに比較例V12およびV13のクリアコートの視覚的評価は、比較例12のAcematt(登録商標)OK412をベースとするクリアコートのほうが、比較例V13および例10のSyloid(登録商標)E30をベースとするクリアコートの場合よりも強い沈殿を示した。
さらに、例10ならびに比較例V12およびV13のクリアコートの環状導管安定性は、これらのクリアコートを環状導管内で循環させ、ここでせん断荷重をかけて試験し、その際以下の条件を与える:
還流制御弁の圧力:10bar
1分当たりの往復回数:18
容量(1往復):0.6l
環状導管内でのせん断荷重の前(TO=0)、および環状導管内でのそれぞれ500、1500および2000の通過(Turn Over=TO)後に、前記コーティングの60°での光沢度を測定する。前記コーティング剤の充分な環状導管安定性は、角度60°での光沢度が、環状導管内の循環によるせん断後に最大10光沢単位上昇する場合にもたらされる。光沢の測定は、それぞれ60°で、Byk Gardner社から市販の光沢計Byk Gardner、micro−TRI−gloss(カタログNo.4520)を用いて行った。結果を表11に示す。
Figure 0006002673
1Kクリアコートの場合も、例10および比較例V13のケイ酸ゲルベースの艶消し剤の使用により、ケイ酸−艶消し剤を有するクリアコート(比較例V12)と比べて改善された環状導管安定性が達成される。
最後に、2Kクリアコートの試験と同様に、結果として生じたコーティングの光沢度とベースコートの予備乾燥との関係を試験することにより、1Kクリアコートのいわゆる加工適性も評価する。結果を表12に示す。
Figure 0006002673
表12の、本発明による例B10と比較例V12およびV13との比較は、疎水性変性されたケイ酸をベースとするレオロジー助剤(R1)を添加することにより、ある時は55℃、別な時は140℃のベースコートの極端に異なる予備乾燥でも、例10の結果として生じたコーティングの光沢度はわずかに異なるにすぎない(つまり、加工適性が非常に優れている)一方で、疎水性変性されたケイ酸をベースとするレオロジー助剤の添加がなければ、結果として生じるコーティングの光沢度は、比較例V12も比較例V13も、ベースコートの予備乾燥に非常に強く左右されることを示している。

Claims (15)

  1. 有機溶剤をベースとするクリアコートであって、少なくとも1つのヒドロキシル基含有化合物(A)、少なくとも1つの、ヒドロキシル基反応性基を有する架橋剤(B)、および少なくとも1つの、ケイ酸ゲルベースの艶消し剤(M)を含んでいる前記クリアコートにおいて、
    (i)前記ケイ酸ゲルベースの艶消し剤(M)が、1つ以上のワックスで表面変性されていること、
    および
    (ii)前記クリアコートが、さらに、疎水性基を含んでいる化合物で焼成二酸化ケイ素が表面変性されたものである、少なくとも1つの、疎水性ケイ酸をベースとするレオロジー助剤(R)を含んでいること
    を特徴とする前記クリアコート。
  2. 前記ケイ酸ゲルベースの艶消し剤(M)が、直鎖状、非分岐のポリオレフィンワックスで変性されていることを特徴とする、請求項1に記載のクリアコート。
  3. 前記ケイ酸ゲルベースの艶消し剤(M)のワックス含有量が、該艶消し剤の総質量に対してそれぞれ、3〜20質量%であることを特徴とする、請求項1または2に記載のクリアコート。
  4. 前記ケイ酸ゲルベースの艶消し剤(M)が、4〜14μmの平均粒径を有していて、該平均粒径が、酢酸ブチル中の粒子の分散を利用して、毎分2000回転のミニ分散ユニットMS1を備えたMalvern Mastersizer2000を用いた、室温でのレーザー光散乱、およびフラウンホーファーによる評価によって測定されることを特徴とする、請求項1から3までのいずれか1項に記載のクリアコート。
  5. 前記ケイ酸ゲルベースの艶消し剤(M)が、1.2〜2.5ml/gの細孔容積を有することを特徴とする、請求項1から4までのいずれか1項に記載のクリアコート。
  6. 前記疎水性ケイ酸をベースとするレオロジー助剤(R)が、2〜40nmの一次粒子径を有することを特徴とする、請求項1から5までのいずれか1項に記載のクリアコート。
  7. 前記疎水性ケイ酸をベースとするレオロジー助剤(R)が、35〜350m2/gのBET表面積を有することを特徴とする、請求項1から6までのいずれか1項に記載のクリアコート。
  8. 前記クリアコートが、少なくとも1つの疎水性ケイ酸をベースとするレオロジー助剤(R)を、該クリアコートの非揮発性成分に対してそれぞれ0.01〜3.0質量%含んでいること、かつ/または前記クリアコートが、少なくとも1つの艶消し剤(M)を、該クリアコートの非揮発性成分に対してそれぞれ2〜20質量%含んでいること、を特徴とする請求項1から7までのいずれか1項に記載のクリアコート。
  9. 前記クリアコートが、架橋剤(B)として、ブロックされていない、および/もしくはブロックされているイソシアネート基を有する1つ以上の化合物、および/またはアミノプラスト樹脂、および/またはトリス(アルコキシカルボニルアミノ)トリアジンを含んでいることを特徴とする、請求項1から8までのいずれか1項に記載のクリアコート。
  10. 前記クリアコートが、ヒドロキシル基含有化合物(A)として、ヒドロキシル基含有ポリエステルおよび/もしくはヒドロキシル基含有ポリ(メタ)アクリレートを含んでおり、かつ/またはヒドロキシル基反応性基を有する架橋剤(B)として、1,6−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、および/もしくは4,4’−メチレンジシクロヘキシルジイソシアネート、および/もしくはそれらのビウレット二量体、および/もしくはそれらのイソシアヌレート三量体を含んでいることを特徴とする、請求項1から9までのいずれか1項に記載のクリアコート。
  11. 前記ヒドロキシル基含有化合物(A)が、80〜250mgKOH/gのOH価を有していることを特徴とする、請求項1から10までのいずれか1項に記載のクリアコート。
  12. 前記クリアコートが、少なくとも1つのヒドロキシル基含有化合物(A)を、該クリアコートの非揮発性成分に対してそれぞれ30〜70質量%含んでいること、ならびに/または少なくとも1つの、ヒドロキシル基反応性基を有する架橋剤(B)を、前記クリアコートの非揮発性成分に対してそれぞれ20〜50質量%含んでいること、を特徴とする請求項1から11までのいずれか1項に記載のクリアコート。
  13. 場合によりあらかじめコーティングされた基材に、顔料着色されたベースコート層を塗布し、そしてその後、請求項1から12までのいずれか1項に記載のクリアコートからの層を塗布することを特徴とする多段コーティング法。
  14. 少なくとも1つの顔料着色されたコーティング、および該コーティング上に配置されたクリアコート塗膜からの、効果および/または色を与える塗膜であって、該クリアコート塗膜が、請求項1から12までのいずれか1項に記載のクリアコートから製造されていることを特徴とする前記塗膜。
  15. 請求項1から12までのいずれか1項に記載のクリアコートの、自動車ライン塗装、有用車両塗装、および/もしくは補修塗装のための使用、ならびに/または車体内部部品および/もしくは車体外部部品をコーティングするための使用、もしくは、請求項13に記載の方法の、自動車ライン塗装、有用車両塗装および/もしくは補修塗装のための適用、ならびに/または車体内部部品および/もしくは車体外部部品をコーティングするための適用。
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