JP6246222B2 - 放射線硬化性の水分散性ポリウレタン(メタ)アクリレート - Google Patents

放射線硬化性の水分散性ポリウレタン(メタ)アクリレート Download PDF

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Description

本発明には、良好に木理を強調する働き(Anfeuerung=grain highlighting)を有する放射線硬化性の水分散性ポリウレタン(メタ)アクリレート、その使用および該化合物の製造法が記載されている。
水中で分散性のウレタンアクリレートは、既に、例えば欧州特許出願公開第98752号明細書またはドイツ連邦共和国特許出願公開第2936039号明細書の記載から公知である。前記の公知の系の親水性は、イオン中心、殊に対イオンとしてアルカリ金属陽イオンまたはアンモニウムイオンを有するカルボキシレート基またはスルホネート基の存在に基づくものである。しばしば問題になっているアミン(中和のため、またはモル質量の増成のために)は、塗料の黄変を引き起こしうる。しかし、所望のモル質量の増成は、皮膜の粘着性を低下させるために必要である。
放射線硬化性の水乳化性ポリウレタン(メタ)アクリレートは、例えば、欧州特許出願公開第694531号明細書A2、ドイツ連邦共和国特許出願公開第19525489号明細書A1、ドイツ連邦共和国特許出願公開第19810793号明細書A1、ドイツ連邦共和国特許出願公開第19933012号明細書A1、ドイツ連邦共和国特許出願公開第19957604号明細書A1または欧州特許出願公開第1591502号明細書A1から公知である。
挙げられた刊行物から得られる全ての生成物は、当該刊行物中に記載されたポリウレタン(メタ)アクリレートの製造が少なくとも1つのジアミンまたはポリアミンとの反応を含む点で共通している。
ドイツ連邦共和国特許第102010003308号明細書には、黄変を減少させるために、連鎖延長のためのアミンの添加が省略される水乳化性ウレタン(メタ)アクリレートが記載されている。
前記系の欠点は、木質基材に対する前記系の木理を強調する働きが少ないことであり、したがって、良好に木理を強調する働きを示す、さらなる水分散性ウレタン(メタ)アクリレートが必要である。
本発明の課題は、良好に木理を強調する働き、高い光学的透明度およびさらになお、高められた温度で乾燥した際の極めて平滑な皮膜を示す、放射線硬化性の水溶性または水分散性ポリウレタン(メタ)アクリレートを開発することであった。
前記課題は、本質的に
(a)少なくとも1つの(環式)脂肪族ジイソシアネートおよび/または(環式)脂肪族ポリイソシアネート、
(b1)700g/mol未満のモル質量を有する、少なくとも1つの(環式)脂肪族ジオール、
(b2)700〜2000の質量平均モル質量Mwおよび有利に20mg KOH/g以下のDIN 53240による酸価を有する、少なくとも1つのポリエステルジオール、
(c)イソシアネートに対して反応性の少なくとも1個の基および少なくとも1個のラジカル重合性不飽和基を有する、少なくとも1つの化合物(c)、
(d)イソシアネートに対して反応性の少なくとも1個の基および少なくとも1個の酸基を有する、少なくとも1つの化合物、
(e)成分(h1)および(h2)とは異なる、成分(d)の酸基を少なくとも部分的に中和するための少なくとも1つの塩基、
(f)厳密に1個のヒドロキシ官能基を有する、任意の少なくとも1つのモノアルコール、
(g)任意の少なくとも1つの一官能性ポリアルキレンオキシドポリエーテルアルコール、
(h1)1個または2個の炭化水素基で置換され、それぞれの炭化水素基が一緒になって少なくとも12個の炭素原子を有する、少なくとも1つのアミン、ならびに
(h2)少なくとも2個の第一級アミノ基および/または第二級アミノ基を有する、任意の少なくとも1つの化合物
から形成されたウレタン(メタ)アクリレート(A)によって解決された。
任意に、前記ウレタン(メタ)アクリレート(A)は、少なくとも2個、有利に少なくとも3個の(メタ)アクリレート官能基および1000g/molまで、有利に750g/molまでの平均分子量を有する、少なくとも1つの低分子量(メタ)アクリレート(B)と混合される。
好ましくは、(A)と(B)との当該混合物は、固体含量1kg当たり、(メタ)アクリレート官能基を少なくとも1.0モル、有利に少なくとも1.5モル、特に有利に少なくとも2.0モル有する。
本発明によるウレタン(メタ)アクリレート(A)は、木質基材上に、良好に木理を強調する働きおよび良好な湿式透明度を示し、かつ高められた温度で乾燥した際に平滑な皮膜を形成する。この皮膜は、高い充填度および光学的透明度を有する。
特に有利には、上記ウレタン(メタ)アクリレート(A)および当該ウレタン(メタ)アクリレート(A)と(B)との混合物は、木材および木材含有基材の被覆材料として使用されうる。
成分(a)は、少なくとも1つ、有利に1つないし4つ、特に有利に1つないし3つの(環式)脂肪族ジイソシアネートおよび/または(環式)脂肪族ポリイソシアネートである。
この場合には、脂肪族ジイソシアネートまたは環式脂肪族ジイソシアネートのモノマーおよび/またはオリゴマーが重要である。
当該化合物のNCO官能価は、たいてい少なくとも1.8であり、かつ8まで、有利に1.8〜5、特に有利に2〜4であることができる。
NCO=42g/molとして計算した、イソシアネート基含量は、たいてい5〜25質量%である。
前記ジイソシアネートは、有利に4〜20個のC原子を有するイソシアネートである。通常のジイソシアネートの例は、脂肪族ジイソシアネート、例えばテトラメチレンジイソシアネート、1,5−ペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(1,6−ジイソシアナトヘキサン)、オクタメチレンジイソシアネート、デカメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、テトラデカメチレンジイソシアネート、リシンジイソシアネート誘導体、トリメチルヘキサンジイソシアネートもしくはテトラメチルヘキサンジイソシアネート、環式脂肪族ジイソシアネート、例えば1,4−ジイソシアナトシクロヘキサン、1,3−ジイソシアナトシクロヘキサンもしくは1,2−ジイソシアナトシクロヘキサン、4,4’−ジ(イソシアナトシクロヘキシル)メタンもしくは2,4’−ジ(イソシアナトシクロヘキシル)メタン、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ネート)、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンもしくは1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンまたは2,4−ジイソシナト−1−メチルシクロヘキサンもしくは2,6−ジイソシナト−1−メチルシクロヘキサンならびに3,8−ビス(イソシアナトメチル)−トリシクロ[5.2.1.02.6]デカン異性体混合物(または4,9−ビス(イソシアナトメチル)−トリシクロ[5.2.1.02.6]デカン異性体混合物)である。
挙げられたジイソシアネートの混合物が存在していてもよい。
特に好ましいのは、ヘキサメチレンジイソシアネート、1,3−ビス(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ネートおよび4,4’−ジ(イソシアナトシクロヘキシル)メタンまたは2,4’−ジ(イソシアナトシクロヘキシル)メタンであり、かつ殊に好ましいのは、イソホロンジイソシアネートおよびヘキサメチレンジイソシアネートである。
イソホロンジイソシアネートは、たいてい混合物として存在し、しかも、たいてい約60:40〜80:20(w/w)の比、有利に約70:30〜75:25の比、特に有利に約75:25の比の、シス異性体とトランス異性体との混合物として存在する。
ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネートは、同様に、さまざまなシス異性体とさまざまなトランス異性体との混合物として存在することができる。
環式脂肪族イソシアネートは、少なくとも1つの環式脂肪族環系を含む当該環式脂肪族イソシアネートである。
脂肪族イソシアネートは、直鎖だけを含むかまたは分枝鎖だけを含む当該脂肪族イソシアネートであり、すなわち非環式化合物である。
また、平均で2個を上回るイソシアネート基を有する高級イソシアネートが当てはまる。そのために、例えばトリイソシアネート、例えばトリイソシアナトノナンが適している。
ポリイソシアネートとして、イソシアヌレート基を有するポリイソシアネート、ウレトジオンジイソシアネート、ビウレット基を有するポリイソシアネート、ウレタン基もしくはアロファネート基を有するポリイソシアネート、オキサジアジントリオン基を含むポリイソシアネート、ウレトンイミンで変性されたポリイソシアネート、カルボジイミド、超分枝化されたポリイソシアネート、直鎖状C4〜C20アルキレンジイソシアネートもしくは分枝化されたC4〜C20アルキレンジイソシアネートのポリウレタン−ポリイソシアネートプレポリマーもしくはポリ尿素−ポリイソシアネートプレポリマー、全部で6〜20個のC原子を有する環式脂肪族ジイソシアネートがこれに該当する。
使用可能なジイソシアネートおよびポリイソシアネートは、有利に、ジイソシアネートおよびポリイソシアネート(ジイソシアネートとポリイソシアネートとの混合物)に対して、10〜60質量%、有利に15〜60質量%、特に有利に20〜55質量%のイソシアネート基含量(NCOとして計算した、分子量=42)を有する。
好ましくは、脂肪族ジイソシアネートおよび脂肪族ポリイソシアネート、または環式脂肪族ジイソシアネートおよび環式脂肪族ジイソシアネート、ただし、本明細書の範囲内では(環式)脂肪族としてまとめて、(環式)脂肪族ジイソシアネートおよび(環式)脂肪族ポリイソシアネートは、例えば、前記の脂肪族ジイソシアネートもしくは環式脂肪族ジイソシアネートまたはこれらの混合物である。
本発明には、相応するアミンのホスゲン化によって得られる当該ジイソシアネートおよび当該ポリイソシアネートが使用されうるし、同様にホスゲンの使用なしに、すなわちホスゲンを含まない方法により製造される当該ジイソシアネートおよび当該ポリイソシアネートも使用されうる。例えば、欧州特許出願公開第0126299号明細書(USP 4596678)、欧州特許出願公開第126300号明細書(USP 4596679)および欧州特許出願公開第355443号明細書(USP5087739)の記載により、(環式)脂肪族ジイソシアネート、例えば1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、アルキレン基中に6個の炭素原子を有する、異性体の脂肪族ジイソシアネート、4,4’−ジ(イソシアナトシクロヘキシル)メタンまたは2,4’−ジ(イソシアナトシクロヘキシル)メタンおよび1−イソシアナト−3−イソシアナト−メチル−3,5,5−トリメチル−シクロヘキサン(イソホロンジイソシアネートまたはIPDI)は、(環式)脂肪族ジアミンを例えば尿素およびアルコールと反応させて(環式)脂肪族ビスカルバミン酸エステルとし、この(環式)脂肪族ビスカルバミン酸エステルを相応するジイソシアネートとアルコールに熱分解させることによって製造されうる。この合成は、たいてい、連続的に循環法で、および任意に、N−非置換カルバミン酸エステル、ジアルキルカーボネートおよび反応プロセスから返送された他の副生成物の存在下に行なわれる。こうして得られたジイソシアネートまたはポリイソシアネートは、たいてい、極めて僅かな割合またはむしろ測定不可能な割合の塩素化化合物を有し、このことは、生成物の有利な色価をもたらす。
本発明の考えられうる実施態様において、ジイソシアネートおよびポリイソシアネート(a)は、200ppm未満、有利に120ppm未満、特に有利に80ppm未満、殊に有利に50ppm、殊に15ppm未満、特に10ppm未満の加水分解可能な塩素の全含量を有する。これは、例えばASTM規格D4663−98によって測定されうる。しかし、勿論、より高い塩素含量を有する、ジイソシアネートおよびポリイソシアネート(a)が使用されてもよい。
前記のジイソシアネートおよびポリイソシアネート(a)は、少なくとも部分的に、ブロック化された形で存在していてもよい。
さらに、
1)芳香族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネートおよび/または環式脂肪族ジイソシアネートのイソシアヌレート基を有するポリイソシアネートが好ましい。その際に、相応する脂肪族イソシアナト−イソシアヌレートおよび/または環式脂肪族イソシアナト−イソシアヌレート、殊にヘキサメチレンジイソシアネートおよびイソホロンジイソシアネートをベースとする、相応する脂肪族イソシアナト−イソシアヌレートおよび/または環式脂肪族イソシアナト−イソシアヌレートは、特に好ましい。その際に問題になっているイソシアヌレートは、殊に、ジイソシアネートの環式三量体であるトリス−イソシアナトアルキル−イソシアヌレートまたはトリス−イソシアナトシクロアルキル−イソシアヌレートであるか、または1個を上回るイソシアヌレート環を有する、前記イソシアヌレートの高級同族体との混合物である。前記のイソシアナト−イソシアヌレートは、一般に、10〜30質量%、殊に15〜25質量%のNCO含量および2.6〜8の平均NCO官能価を有する。
2)芳香族結合したイソシアネート基、脂肪族結合したイソシアネート基および/または環式脂肪族結合したイソシアネート基、特に脂肪族結合したイソシアネート基および/または環式脂肪族結合したイソシアネート基を有するウレトジオンジイソシアネート、殊にヘキサメチレンジイソシアネートまたはイソホロンジイソシアネートに由来したウレトジオンジイソシアネートが好ましい。ウレトジオンジイソシアネートは、ジイソシアネートの環式二量化生成物である。ウレトジオンジイソシアネートは、単独の成分として使用されうるか、または他のポリイソシアネート、殊に1)に挙げられたポリイソシアネートとの混合物で使用されうる。
3)芳香族結合したイソシアネート基、環式脂肪族結合したイソシアネート基または脂肪族結合したイソシアネート基、有利に環式脂肪族結合したイソシアネート基または脂肪族結合したイソシアネート基を有する、ビウレット基を有するポリイソシアネート、殊にトリス(6−イソシアナトヘキシル)ビウレットまたは当該トリス(6−イソシアナトヘキシル)ビウレットとその高級同族体との混合物が好ましい。このビウレット基を有するポリイソシアネートは、一般に、18〜22質量%のNCO含量および2.8〜4.5の平均NCO官能価を有する。
4)芳香族結合したイソシアネート基、脂肪族結合したイソシアネート基または環式脂肪族結合したイソシアネート基、有利に脂肪族結合したイソシアネート基または環式脂肪族結合したイソシアネート基を有する、ウレタン基および/またはアロファネート基を有するポリイソシアネートが好ましく、例えば当該ポリイソシアネートは、例えば、過剰量のヘキサメチレンジイソシアネートまたはイソホロンジイソシアネートを一価アルコールまたは多価アルコール、例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール、n−プロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、s−ブタノール、t−ブタノール、n−ヘキサノール、n−ヘプタノール、n−オクタノール、n−デカノール、n−ドデカノール(ラウリルアルコール)、2−エチルヘキサノール、n−ペンタノール、ステアリルアルコール、セチルアルコール、ラウリルアルコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、1,3−プロパンジオール−モノメチルエーテル、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、シクロオクタノール、シクロドデカノール、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール、ペンタエリトリット、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,3−プロパンジオール、2−エチル−1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール、グリセリン、1,2−ジヒドロキシプロパン、2,2−ジメチル−1,2−エタンジオール、1,2−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、3−メチルペンタン−1,5−ジオール、2−エチルヘキサン−1,3−ジオール、2,4−ジエチルオクタン−1,3−ジオール、ヒドロキシ−ピバリン酸ネオペンチルグリコールエステル、ジトリメチロールプロパン、ジペンタエリトリット、2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン、1,1−シクロヘキサンジメタノール、1,2−シクロヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノールおよび1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,2−シクロヘキサンジオール、1,3−シクロヘキサンジオールもしくは1,4−シクロヘキサンジオールまたはこれらの混合物と反応させることによって得ることができる。前記のウレタン基および/またはアロファネート基を有するポリイソシアネートは、一般に、12〜20質量%のNCO含量および2.5〜4.5の平均NCO官能価を有する。
5)特に、ヘキサメチレンジイソシアネートまたはイソホロンジイソシアネートに由来した、オキサジアジントリオン基を含むポリイソシアネートが好ましい。当該オキサジアジントリオン基を含むポリイソシアネートは、ジイソシアネートおよび二酸化炭素から得られる。
6)特に、ヘキサメチレンジイソシアネートまたはイソホロンジイソシアネートに由来した、イミノオキサジアジンジオン基を含むポリイソシアネートが好ましい。当該のイミノオキサジアジンジオン基を含むポリイソシアネートは、特別な触媒を用いてジイソシアネートから製造可能である。
7)ウレトンイミンで変性されたポリイソシアネートが好ましい。
8)カルボジイミドで変性されたポリイソシアネートが好ましい。
9)超分枝化されたポリイソシアネートが好ましく、例えば当該ポリイソシアネートは、ドイツ連邦共和国特許出願公開第110013186号明細書またはドイツ連邦共和国特許出願公開第110013187号明細書から公知である。
10)ジイソシアネートおよび/またはポリイソシアネートとアルコールとからのポリウレタン−ポリイソシアネートプレポリマーが好ましい。
11)ポリ尿素−ポリイソシアネートプレポリマーが好ましい。
ポリイソシアネート1)〜11)は、混合物で使用されてよく、任意に、ジイソシアネートとの混合物で使用されてもよい。
本発明の実施態様において、成分(a)は、脂肪族ジイソシアネートおよび/または脂肪族ポリイソシアネート(a1)と環式脂肪族ジイソシアネートおよび/または環式脂肪族ポリイソシアネート(a2)との混合物である。
本発明の好ましい実施態様において、成分(a1)は、ジイソシアネートとしての1,6−ヘキサメチレンジイソシアネートおよび/またはそれを形成する、イソシアヌレート、ビウレット、ウレタンおよびアロファネートからなる群、有利にイソシアヌレート、ウレタンおよびアロファネートからなる群、特に有利にイソシアヌレートおよびアロファネートからなる群から選択されたポリイソシアネートであり、殊に有利に1,6−ヘキサメチレンジイソシアネートをベースとするポリイソシアネートは、そのイソシアヌレートである。
さらなる好ましい実施態様において、成分(a2)は、ジイソシアネートとしてのイソホロンジイソシアネートおよび/またはそれを形成するポリイソシアネート、特に有利にジイソシアネートとしてのイソホロンジイソシアネートである。
考えられうる実施態様において、ポリウレタンは、アロファネート基を含み、好ましくは、この種のポリウレタンの場合のアロファネート基含量(C22HO3=101g/molとして計算した)は、1〜28質量%、有利に3〜25質量%である。
成分(b1)は、700g/mol未満、有利に600g/mol未満、特に有利に500g/mol未満、殊に有利に400g/mol未満のモル質量を有する、少なくとも1つ、有利に1つないし3つ、特に有利に1つないし2つ、殊に有利には厳密に1つの(環式)脂肪族ジオール、殊に脂肪族ジオールである。
その際に、環式脂肪族ジオールとは、少なくとも1個の飽和環系を含む当該ジオールであると解釈される。
脂肪族ジオールは、直鎖だけを含むかまたは分枝鎖だけを含む当該脂肪族ジオールであり、すなわち非環式化合物である。
脂肪族ジオールの例は、エチレングリコール、プロパン−1,2−ジオール、プロパン−1,3−ジオール、ブタン−1,2−ジオール、ブタン−1,3−ジオール、ブタン−1,4−ジオール、ブタン−2,3−ジオール、ペンタン−1,2−ジオール、ペンタン−1,3−ジオール、ペンタン−1,4−ジオール、ペンタン−1,5−ジオール、ペンタン−2,3−ジオール、ペンタン−2,4−ジオール、ヘキサン−1,2−ジオール、ヘキサン−1,3−ジオール、ヘキサン−1,4−ジオール、ヘキサン−1,5−ジオール、ヘキサン−1,6−ジオール、ヘキサン−2,5−ジオール、ヘプタン−1,2−ジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,2−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,2−デカンジオール、1,10−デカンジオール、1,2−ドデカンジオール、1,12−ドデカンジオール、1,5−ヘキサンジエン−3,4−ジオール、ネオペンチルグリコール、(2)−メチル−2,4−ペンタンジオール、2,4−ジメチル−2,4−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2,5−ジメチル−2,5−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、ピナコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコールHO(CH2CH2O)n−HもしくはポリプロピレングリコールHO(CH[CH3]CH2O)n−H、ただし、nは、整数でありかつn≧4であるものとし、ポリエチレン−ポリプロピレングリコール、ただし、一連のエチレンオキシド単位またはプロピレンオキシド単位は、ブロック状であってもよいし、ランダムであってもよいものとし、ポリテトラメチレングリコール、ポリ−1,3−プロパンジオールである。
有利に使用されるジオールは、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオールおよび1,8−オクタンジオールである。
環式脂肪族ジオールの例は、1,2−シクロペンタンジオールおよび1,3−シクロペンタンジオール、1,2−シクロヘキサンジオール、1,3−シクロヘキサンジオールおよび1,4−シクロヘキサンジオール、1,1−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、1,2−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、1,3−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンおよび1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、1,1−ビス(ヒドロキシエチル)シクロヘキサン、1,2−ビス(ヒドロキシエチル)シクロヘキサン、1,3−ビス(ヒドロキシエチル)シクロヘキサンおよび1,4−ビス(ヒドロキシエチル)シクロヘキサンおよびビス−(−4−ヒドロキシシクロヘキサン)イソプロピリデンである。
好ましいのは、1,2−シクロヘキサンジオール、1,3−シクロヘキサンジオールおよび1,4−シクロヘキサンジオール、1,3−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンおよび1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンおよびビス−(−4−ヒドロキシシクロヘキサン)イソプロピリデンである。
好ましいジオール(b1)は、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、2,2−ジメチル−1,2−エタンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール(ネオペンチルグリコール)、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールまたはジエチレングリコールである。
特に好ましい化合物(b1)は、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブタンジオールおよびジエチレングリコールである。
殊に好ましい化合物(b1)は、エチレングリコール、ネオペンチルグリコールおよび1,4−ブタンジオールである。
成分(b2)は、700〜2000g/mol、有利に750〜1500g/molの質量平均モル質量Mw、有利に20mg KOH/g以下のDIN 53240による酸価を有する、少なくとも1つ、有利に1つないし3つ、特に有利に1つないし2つ、殊に有利には厳密に1つのポリエステルジオールである。
その際に、少なくとも部分的に、脂肪族ジオール構成単位および/または脂肪族ジカルボン酸構成単位から形成されているポリエステルジオールが好ましい。この種のポリエステルジオールは、芳香族構成単位および/または環式脂肪族構成単位だけから形成されている当該ポリエステルジオールよりも立体配座の高度な柔軟性を有する。
ジカルボン酸構成単位は、遊離酸またはその誘導体であることができる。
誘導体とは、有利に、
− モノマーの形か、そうでなければポリマーの形の当該無水物、
− モノアルキルエステルまたはジアルキルエステル、有利にモノ−C1〜C4アルキルエステルもしくはジ−C1〜C4アルキルエステル、特に有利にモノメチルエステルもしくはジメチルエステルまたは相応するモノエチルエステルもしくはジエチルエステル、
− さらに、モノビニルエステルおよびジビニルエステルならびに
− 混合したエステル、有利にさまざまなC1〜C4アルキル成分を有する混合したエステル、特に有利に混合したメチルエチルエステル
であると解釈される。
1〜C4アルキルは、本明細書の範囲内で、メチル、エチル、イソプロピル、n−プロピル、n−ブチル、イソブチル、s−ブチルおよびt−ブチル、有利にメチル、エチルおよびn−ブチル、特に有利にメチルおよびエチル、殊に有利にメチルを表わす。
脂肪族構成単位は、開鎖だけを有し、有利にアルキレン鎖を有し、他方、環式脂肪族構成単位は、官能基以外に少なくとも1個の環系を有する。芳香族構成単位は、官能基以外に少なくとも1個の芳香族環系を有する。
脂肪族ジオールの例は、エチレングリコール、プロパン−1,2−ジオール、プロパン−1,3−ジオール、ブタン−1,2−ジオール、ブタン−1,3−ジオール、ブタン−1,4−ジオール、ブタン−2,3−ジオール、ペンタン−1,2−ジオール、ペンタン−1,3−ジオール、ペンタン−1,4−ジオール、ペンタン−1,5−ジオール、ペンタン−2,3−ジオール、ペンタン−2,4−ジオール、ヘキサン−1,2−ジオール、ヘキサン−1,3−ジオール、ヘキサン−1,4−ジオール、ヘキサン−1,5−ジオール、ヘキサン−1,6−ジオール、ヘキサン−2,5−ジオール、ヘプタン−1,2−ジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,2−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,2−デカンジオール、1,10−デカンジオール、1,2−ドデカンジオール、1,12−ドデカンジオール、1,5−ヘキサンジエン−3,4−ジオール、ネオペンチルグリコール、(2)−メチル−2,4−ペンタンジオール、2,4−ジメチル−2,4−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2,5−ジメチル−2,5−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、ピナコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコールHO(CH2CH2O)n−HもしくはポリプロピレングリコールHO(CH[CH3]CH2O)n−H、ただし、nは、整数でありかつn≧4であるものとし、ポリエチレン−ポリプロピレングリコール、ただし、一連のエチレンオキシド単位またはプロピレンオキシド単位は、ブロック状であってもよいし、ランダムであってもよいものとし、ポリテトラメチレングリコール、ポリ−1,3−プロパンジオールである。
有利に使用されるジオールは、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオールおよび1,8−オクタンジオールである。
環式脂肪族ジオールの例は、1,2−シクロペンタンジオールおよび1,3−シクロペンタンジオール、1,2−シクロヘキサンジオール、1,3−シクロヘキサンジオールおよび1,4−シクロヘキサンジオール、1,1−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、1,2−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、1,3−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンおよび1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、1,1−ビス(ヒドロキシエチル)シクロヘキサン、1,2−ビス(ヒドロキシエチル)シクロヘキサン、1,3−ビス(ヒドロキシエチル)シクロヘキサンおよび1,4−ビス(ヒドロキシエチル)シクロヘキサンおよびビス−(−4−ヒドロキシシクロヘキサン)イソプロピリデンである。
好ましいのは、1,2−シクロヘキサンジオール、1,3−シクロヘキサンジオールおよび1,4−シクロヘキサンジオール、1,3−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンおよび1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンおよびビス−(−4−ヒドロキシシクロヘキサン)イソプロピリデンである。
脂肪族ジカルボン酸の例は、シュウ酸、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、コルク酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン−α,ω−ジカルボン酸、ドデカン−α,ω−ジカルボン酸およびこれらの誘導体である。
環式脂肪族ジカルボン酸の例は、シス−シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸およびトランス−シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸(ヘキサヒドロフタル酸)、シス−シクロヘキサン−1,3−ジカルボン酸およびトランス−シクロヘキサン−1,3−ジカルボン酸、シス−シクロヘキサン−1,4−ジカルボン酸およびトランス−シクロヘキサン−1,4−ジカルボン酸、1,2−シクロヘクス−4−エンジカルボン酸、1,3−シクロヘクス−4−エンジカルボン酸または1,4−シクロヘクス−4−エンジカルボン酸(テトラヒドロフタル酸)、シス−シクロペンタン−1,2−ジカルボン酸およびトランス−シクロペンタン−1,2−ジカルボン酸、シス−シクロペンタン−1,3−ジカルボン酸およびトランス−シクロペンタン−1,3−ジカルボン酸ならびにこれらの誘導体である。
芳香族ジカルボン酸の例は、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸およびフタル酸無水物であり、好ましいのは、フタル酸およびイソフタル酸であり、特に好ましいのは、フタル酸である。
好ましいポリエステルジオール(b2)は、ジオール成分および/またはジカルボン酸成分またはこれらの誘導体がこれらの製造のために少なくとも部分的に脂肪族である当該ポリエステルジオールであり、好ましくは、ジオール成分は、全部が脂肪族である。
成分(c)は、少なくとも1個、例えば1〜3個、有利に1〜2個、特に有利には厳密に1個の、イソシアネートに対して反応性の基および少なくとも1個、例えば1〜5個、有利に1〜3個、特に有利に1または2個、殊に有利には厳密に1個のラジカル重合性不飽和基を有する、少なくとも1つ、有利に1つないし3つ、特に有利には厳密に1つないし2つ、殊に有利には厳密に1つの化合物である。
イソシアネートに対して反応性の基は、例えば−OH、−SH、−NH2および−NHR5であることができ、その際に、R5は、水素を表わすかまたは1〜4個の炭素原子を含むアルキル基、例えばメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、s−ブチルまたはt−ブチルを表わす。
イソシアネートに対して反応性の基は、有利に−OH、−NH2または−NHR5、特に有利に−OHまたは−NH2、殊に有利に−OHであることができる。
成分(c)は、例えば、α,β−不飽和カルボン酸、例えばアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸、アクリルアミドグリコール酸、メタクリルアミドグリコール酸またはビニルエーテルと、特に2〜20個のC原子および少なくとも2個のヒドロキシ基を有するジオールまたはポリオール、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,1−ジメチル−1,2−エタンジオール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール、トリプロピレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオールもしくは1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、2−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−エチル−1,4−ブタンジオール、1,4−ジメチロールシクロヘキサン、2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン、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、トリメチロールブタン、ペンタエリトリット、ジトリメチロールプロパン、エリトリット、ソルビット、162〜2000のモル質量を有するポリTHF、134〜400のモル質量を有するポリ−1,3−プロパンジオールまたは238〜458のモル質量を有するポリエチレングリコールとのモノエステルであることができる。さらに、(メタ)アクリル酸とアミノアルコール、例えば2−アミノエタノール、2−(メチルアミノ)−エタノール、3−アミノ−1−プロパノール、1−アミノ−2−プロパノールまたは2−(2−アミノエトキシ)エタノール、2−メルカプトエタノール、またはポリアミノアルカン、例えばエチレンジアミンもしくはジエチレントリアミンとのエステルまたはアミド、またはビニル酢酸が使用されてもよい。
さらに、あまり好ましくもないが、2〜10の平均OH官能価を有する、不飽和ポリエーテロールもしくはポリエステロールまたはポリアクリレートポリオールも適している。
エチレン性不飽和カルボン酸とアミノアルコールとのアミドの例は、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミド、例えばN−ヒドロキシメチルアクリルアミド、N−ヒドロキシメチルメタクリルアミド、N−ヒドロキシエチルアクリルアミド、N−ヒドロキシエチルメタクリルアミド、5−ヒドロキシ−3−オキサ−ペンチル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシアルキルクロトンアミド、例えばN−ヒドロキシメチルクロトンアミドまたはN−ヒドロキシアルキルマレインイミド、例えばN−ヒドロキシエチルマレインイミドである。
好ましくは、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル−(メタ)アクリレートもしくは3−ヒドロキシプロピル−(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールモノ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールモノ(メタ)アクリレート、1,5−ペンタンジオールモノ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールモノ(メタ)アクリレート、グリセリンモノ(メタ)アクリレートおよびグリセリンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンモノ(メタ)アクリレートおよびトリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリトリットモノ(メタ)アクリレート、ペンタエリトリットジ(メタ)アクリレートおよびペンタエリトリットトリ(メタ)アクリレートならびに4−ヒドロキシブチルビニルエーテル、2−アミノエチル(メタ)アクリレート、2−アミノプロピル(メタ)アクリレート、3−アミノプロピル(メタ)アクリレート、4−アミノブチル(メタ)アクリレート、6−アミノヘキシル(メタ)アクリレート、2−チオエチル(メタ)アクリレート、2−アミノエチル(メタ)アクリルアミド、2−アミノプロピル(メタ)アクリルアミド、3−アミノプロピル(メタ)アクリルアミド、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリル酸アミド、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリルアミドまたは3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリルアミドが使用される。特に好ましいのは、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もしくは3−ヒドロキシプロピルアクリレート、1,4−ブタンジオールモノアクリレート、3−(アクリロイルオキシ)−2−ヒドロキシプロピル−(メタ)アクリレートならびに106〜238のモル質量のポリエチレングリコールのモノアクリレートである。
好ましい実施態様において、成分(c)は、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もしくは3−ヒドロキシプロピルアクリレートおよび1,4−ブタンジオールモノアクリレート、グリセリンの1,2−ジアクリレートもしくは1,3−ジアクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、ペンタエリトリットトリアクリレート、ジトリメチロールプロパントリアクリレートおよびジペンタエリトリットペンタアクリレートから選択されており、好ましくは、2−ヒドロキシエチルアクリレートおよび2−ヒドロキシエチルメタクリレートから選択されており、特に好ましいのは、2−ヒドロキシエチルアクリレートである。
成分(c)がトリメチロールプロパン、ペンタエリトリット、ジトリメチロールプロパンまたはジペンタエリトリットをアクリル化した工業用混合物である場合には、この工業用混合物は、たいてい、完全にアクリル化されたポリオールと不完全にアクリル化されたポリオールとの混合物として使用される。さらに、化合物(c)として、たいてい、99〜115mg KOH/gのDIN 53240によるOH価を有しかつ主にペンタエリトリットトリアクリレートとペンタエリトリットテトラアクリレートとからなり、ならびに二次的量のペンタエリトリットジアクリレートを含むことができる、ペンタエリトリットをアクリル化した工業用混合物が殊に好ましい。このことは、ペンタエリトリットテトラアクリレートが本発明によるポリウレタン(A)中に組み入れられるのではなく、同時に反応希釈剤(B)として機能するという利点を有する。
さらなる好ましい実施態様において、成分(c)は、少なくとも2個、例えば2〜4個、有利に2〜3個、特に有利には厳密に2個のヒドロキシ官能基および同様に多くの(メタ)アクリレート官能基を有する、少なくとも1つ、有利に1つないし2つ、特に有利には厳密に1つのエポキシ(メタ)アクリレートである。
エポキシ(メタ)アクリレートは、エポキシ基を(メタ)アクリル酸と反応させてβ−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート基を形成させることによって得られる。
好ましくは、化合物(c)は、グリシジルエーテルと(メタ)アクリル酸との反応生成物である。
例えば、脂肪族ポリオールまたは芳香族ポリオールのグリシジルエーテルが当てはまる。この種の生成物は、市場で多数が提供されている。特に好ましいのは、ビスフェノールAタイプ、ビスフェノールFタイプまたはビスフェールBタイプのポリグリシジル化合物、これらの完全に水素化された誘導体ならびに多価アルコール、例えば1,4−ブタンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパンおよびペンタエリトリットのグリシジルエーテルである。この種のポリエポキシ化合物の例は、Resolution Performance Products社のEpikote(登録商標)812(エポキシ価:約0.67モル/100g)およびEpikote(登録商標)828(エポキシ価:約0.53モル/100g)、Epikote(登録商標)1001、Epikote(登録商標)1007およびEpikote(登録商標)162(エポキシ価:約0.61モル/100g)、Ruetapox(登録商標)0162(エポキシ価:約0.58モル/100g)、Vanti−co AG社のAraldit(登録商標)DY 0397(エポキシ価:約0.83モル/100g)である。
特に好ましいのは、ビスフェノール−A−ジグリシジルエーテルおよび1,4−ブタンジオール−ジグリシジルエーテルであり、殊に好ましいのは、ビスフェノール−A−ジグリシジルエーテルである。
殊に、化合物(c)は、式
Figure 0006246222
〔式中、
1は、水素またはメチル、有利に水素を表わす〕のエポキシ(メタ)アクリレートである。
成分(d)は、少なくとも1個、例えば1または2個、有利には厳密に2個の、イソシアネートに対して反応性の基および少なくとも1個の酸基を有する、少なくとも1つ、有利には厳密に1つの化合物である。
その際に、酸基とは、カルボン酸基、スルホン酸基またはホスホン酸基、有利にカルボン酸基またはスルホン酸基、特に有利にカルボン酸基であると解釈される。
化合物(d)は、厳密に1個の、イソシアネート基に対して反応性の基および少なくとも1個のアニオン性の親水性基またはアニオン性基に変換しうる親水性基を含む。この場合には、例えば、欧州特許出願公開第1703255号明細書、この明細書の特に第3頁、第54行〜第4頁、第38行中、ドイツ連邦共和国特許出願公開第119724199号明細書、この明細書の特に第3頁、第4〜30行中、ドイツ連邦共和国特許出願公開第14010783号明細書、この明細書の特に第3欄、第3〜40行中、ドイツ連邦共和国特許出願公開第14113160号明細書、この明細書の特に第3欄、第63行〜第4欄、第4行中、および欧州特許出願公開第2548669号明細書、この明細書の特に第4頁、第50行〜第5頁、第6行中に記載されている当該親水性基である。当該刊行物の開示内容は、参照のために本明細書に援用される。
考えられうる化合物(d)は、一般式
RG−R3−DG
〔式中、
RGは、少なくとも1個の、イソシアネートに対して反応性の基を表わし、
DGは、少なくとも1個の分散活性基を表わし、かつ
3は、1〜20個の炭素原子を含む脂肪族基、環式脂肪族基または芳香族基を表わす〕を有する当該化合物(d)である。
イソシアネートに対して反応性の基RGの例は、−OH、−SH、−NH2または−NHR5、ただし、R5は、上記の意味を有するものとし、であるが、しかし、そこで使用された基とは異なっていてよく、好ましいのは、−OH、−NH2またはNHR5であり、特に好ましいのは、−OHまたは−NH2であり、殊に好ましいのは、−OHである。
DGの例は、−COOH、−SO3Hまたは−PO3Hならびにこれらのアニオンの形であり、これらのアニオンの形には、任意の対イオン、例えばLi+、Na+、K+、Cs+、Mg2+、Ca2+またはBa2+が会合されていてよい。更に、アンモニアまたはアミン、殊に第三級アミンに由来するアンモニウムイオンまたは第四級アンモニウムイオン、例えばアンモニウム、メチルアンモニウム、ジメチルアンモニウム、トリメチルアンモニウム、エチルアンモニウム、ジエチルアンモニウム、トリエチルアンモニウム、トリブチルアンモニウム、ジ−イソプロピル−エチル−アンモニウム、ベンジルジメチルアンモニウム、モノエタノールアンモニウム、ジエタノールアンモニウム、トリエタノールアンモニウム、ヒドロキシエチル−ジメチルアンモニウム、ヒドロキシエチル−ジエチルアンモニウム、モノプロパノールアンモニウム、ジプロパノールアンモニウム、トリプロパノールアンモニウム、ピペリジニウム、ピペラジニウム、N,N’−ジメチルピペラジニウム、モルホリニウム、ピリジニウム、テトラメチルアンモニウム、トリエチルメチルアンモニウム、2−ヒドロキシエチル−トリメチル−アンモニウム、ビス−(2−ヒドロキシエチル)−ジメチルアンモニウム、トリス−(2−ヒドロキシエチル)−メチル−アンモニウムが対イオンとして会合されていてよい。
3は、有利にメチレン、1,2−エチレン、1,2−プロピレン、1,3−プロピレン、1,2−ブチレン、1,4−ブチレン、1,3−ブチレン、1,6−ヘキシレン、1,8−オクチレン、1,12−ドデシレン、1,2−フェニレン、1,3−フェニレン、1,4−フェニレン、1,2−ナフチレン、1,3−ナフチレン、1,4−ナフチレン、1,6−ナフチレン、1,2−シクロペンチレン、1,3−シクロペンチレン、1,2−シクロヘキシレン、1,3−シクロヘキシレンまたは1,4−シクロヘキシレンである。
当該成分(d)は、例えば、ヒドロキシ酢酸、酒石酸、乳酸、3−ヒドロキシプロピオン酸、ヒドロキシピバリン酸、メルカプト酢酸、メルカプトプロピオン酸、チオ乳酸、メルカプトコハク酸、グリシン、イミノ二酢酸、サルコシン、アラニン、β−アラニン、ロイシン、イソロイシン、アミノ酪酸、ヒドロキシコハク酸、ヒドロキシデカン酸、エチレンジアミン三酢酸、ヒドロキシドデカン酸、ヒドロキシヘキサデカン酸、12−ヒドロキシステアリン酸、アミノナフタリンカルボン酸、ヒドロキシエタンスルホン酸、ヒドロキシプロパンスルホン酸、メルカプトエタンスルホン酸、メルカプトプロパンスルホン酸、アミノメタンスルホン酸、タウリン、アミノプロパンスルホン酸、N−アルキル化アミノプロパンスルホン酸もしくはN−アルキル化アミノエタンスルホン酸またはN−シクロアルキル化アミノプロパンスルホン酸もしくはN−シクロアルキル化アミノエタンスルホン酸、例えばN−シクロヘキシルアミノエタンスルホン酸またはN−シクロヘキシルアミノプロパンスルホン酸、ならびにこれらのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩もしくはアンモニウム塩であり、かつ特に好ましいのは、挙げられたモノヒドロキシカルボン酸およびモノヒドロキシスルホン酸ならびにモノアミノカルボン酸およびモノアミノスルホン酸である。
分散液の製造のために、挙げられた酸は、当該酸がいまだ塩ではない場合には、有利にアルカリ金属塩またはアミン、有利に第三級アミンで部分的に中和されるかまたは全体的に中和される。
好ましくは、化合物(d)は、厳密に2個のヒドロキシ基および厳密に1個の酸基、有利に厳密に1個のカルボン酸基を有する化合物である。
そのための例は、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロール酪酸およびジメチロールペンタン酸であり、好ましいのは、ジメチロールプロピオン酸およびジメチロール酪酸であり、特に好ましい化合物(d)は、ジメチロールプロピオン酸である。
成分(e)は、成分(h1)および(h2)とは異なる、成分(d)の酸基を少なくとも部分的に中和するための少なくとも1つの塩基である。
塩基性化合物(e)として、無機塩基および有機塩基、例えばアンモニウム水酸化物、アンモニウム酸化物、アンモニウム炭酸塩、アンモニウム炭酸水素塩、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属酸化物、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属炭酸水素塩、およびアルカリ土類金属水酸化物、アルカリ土類金属酸化物、アルカリ土類金属炭酸塩、アルカリ土類金属炭酸水素塩ならびにアンモニアまたは第三級アミン、有利にアルカリ金属水酸化物がこれに該当する。水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムでの部分中和が特に好ましい。導入される化学結合された酸基の量および酸基の中和の程度(これは、たいてい、当量基準の40〜80モル%である)は、水性媒体中でのポリウレタンの分散を保証するために特に十分であるべきであり、このことは、当業者には周知のことである。
しかし、好ましくは、化合物(e)は、アミン、特に有利に第三級アミン、例えばトリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ジ−イソプロピル−エチル−アミン、ベンジルジメチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、エチルジエタノールアミンおよびトリプロパノールアミンである。
好ましくは、(d)からの酸基の50〜80モル%は、中和されている。この結果、分散された粒子の単峰性の粒度分布が引き起こされ、かつ分散液の安定性が高められる。
任意の成分(f)は、厳密に1個のヒドロキシ官能基を有しかつさらにさらなる官能基を有しない、少なくとも1つのモノアルコールである。
これは、有利にモノオール、特に有利にアルカノール、殊に有利には、1〜20個、有利に1〜12個、特に有利に1〜6個、殊に有利に1〜4個、殊に1〜2個の炭素原子を有するアルカノールである。
そのための例は、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−プロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、s−ブタノール、t−ブタノール、n−ヘキサノール、n−ヘプタノール、n−オクタノール、n−デカノール、n−ドデカノール(ラウリルアルコール)、2−エチルヘキサノール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、シクロオクタノール、シクロドデカノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコール、1,3−プロパンジオールモノメチルエーテルであり、好ましいのは、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−プロパノール、n−ブタノール、t−ブタノール、n−ヘキサノール、2−エチルヘキサノール、シクロペンタノール、シクロヘキサノールおよびシクロドデカノールであり、特に好ましいのは、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−プロパノール、n−ブタノールおよびt−ブタノールであり、殊に好ましいのは、メタノールおよびエタノールであり、殊にメタノールである。
好ましい実施態様において、モノオールは、挙げられた環式脂肪族アルコールであり、好ましいのは、シクロペンタノールまたはシクロヘキサノールであり、特に好ましいのは、シクロヘキサノールである。
さらなる好ましい実施態様において、モノオールは、6〜20個の炭素原子を有する、挙げられた脂肪族アルコールであり、特に好ましいのは、8〜20個の炭素原子を有する当該脂肪族アルコールであり、殊に好ましいのは、10〜20個の炭素原子を有する当該脂肪族アルコールである。
特に好ましい実施態様において、モノオールは、挙げられた脂肪族アルコールであり、殊に好ましいのは、1〜4個の炭素原子を有する脂肪族アルコールであり、殊にメタノールである。
化合物(f)の機能は、ウレタン(メタ)アクリレート(A)の製造の際に、任意に残留する未反応のイソシアネート基を飽和させることにある。
任意の化合物(g)は、適当な開始剤分子をアルコキシル化することによって得られる、少なくとも1つの一官能性ポリアルキレンオキシドポリエーテルアルコールである。
当該ポリアルキレンオキシドポリエーテルアルコールの製造に適した開始剤分子は、チオール化合物、一般式
18−O−H
のモノヒドロキシ化合物または一般式
1617N−H
の第二級モノアミンであり、
上記式中、
16、R17およびR18は、互いに独立して、それぞれC1〜C18アルキル、任意に、1個以上の酸素原子および/または硫黄原子および/または1個以上の置換イミノ基もしくは非置換イミノ基によって中断されたC2〜C18アルキル、C6〜C12アリール、C5〜C12シクロアルキル、または5員ないし6員の、酸素原子、窒素原子および/または硫黄原子を有するヘテロ環式基を表わすか、またはR16およびR17は一緒になって、不飽和、飽和または芳香族の、任意に、1個以上の酸素原子および/または硫黄原子および/または1個以上の置換イミノ基もしくは非置換イミノ基によって中断された環を形成し、その際に挙げられた基は、そのつど、官能基、アリール、アルキル、アリールオキシ、アルキルオキシ、ハロゲン、ヘテロ原子および/またはヘテロ環式基によって置換されていてよい。
有利に、R16、R17およびR18は、互いに独立して、C1〜C4アルキルであり、特に有利には、R16、R17およびR18は、メチルである。
例示的に適当な一価開始剤分子は、飽和の、すなわちC−Cヘテロ原子二重結合もしくはC−Cヘテロ原子三重結合またはCヘテロ原子二重結合もしくはCヘテロ原子三重結合を含まない、モノアルコール、例えばメタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、s−ブタノール、異性体のペンタノール、ヘキサノール、オクタノールおよびノナノール、n−デカノール、n−ドデカノール、n−テトラデカノール、n−ヘキサデカノール、n−オクタデカノール、シクロヘキサノール、シクロペンタノール、異性体のメチルシクロヘキサノールまたはヒドロキシメチルシクロヘキサノール、3−エチル−3−ヒドロキシ−メチルオキセタン、またはテトラヒドロフルフリルアルコール;芳香族アルコール、例えばフェノール、異性体のクレゾールもしくはメトキシフェノール、芳香脂肪族アルコール、例えばベンジルアルコール、アニスアルコールもしくはケイ皮アルコール;第二級モノアミン、例えばジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジ−n−ブチルアミン、ジイソブチルアミン、ビス−(2−エチル−ヘキシル)−アミン、N−メチルシクロヘキシルアミンおよびN−エチルシクロヘキシルアミンまたはジシクロヘキシルアミン、ヘテロ環式第二級アミン、例えばモルホリン、ピロリジン、ピペリジンもしくは1H−ピラゾール、ならびにアミノアルコール、例えば2−ジメチルアミノエタノール、2−ジエチルアミノエタノール、2−ジイソプロピルアミノエタノール、2−ジブチルアミノエタノール、3−(ジメチルアミノ)−1−プロパノールまたは1−(ジメチルアミノ)−2−プロパノールであることができる。
開始剤分子として、6個以下の炭素原子、特に有利に4個以下の炭素原子、殊に有利に2個以下の炭素原子を有するアルコールが好ましく、殊にメタノールである。
アルコキシル化反応に適したアルキレンオキシドは、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、イソブチレンオキシド、ビニルオキシランおよび/またはスチレンオキシドであり、これらは、任意の順序で(ブロックコポリマーの製造のために)アルコキシル化反応の際に使用されうるか、そうでなければ混合物で(ランダムコポリマーの製造のために)アルコキシル化反応の際に使用されうる。
好ましいアルキレンオキシドは、エチレンオキシド、プロピレンオキシドおよびこれらの混合物であり、特に好ましいのは、エチレンオキシドである。
好ましいポリエーテルアルコールは、ポリアルキレンオキシドポリエーテルアルコールをベースとする当該ポリエーテルアルコールであり、前記ポリエーテルアルコールの製造の際に、上記種類の飽和脂肪族アルコールまたは飽和環式脂肪族アルコールが開始剤分子として使用された。殊に好ましいのは、アルキル基中に1〜4個の炭素原子を有する飽和脂肪族アルコールを使用して製造された、ポリアルキレンオキシドポリエーテルアルコールをベースとする当該ポリエーテルアルコールである。殊に、メタノール上で開始されるポリアルキレンオキシドポリエーテルアルコールが好ましい。
一価ポリアルキレンオキシドポリエーテルアルコールは、統計的平均でたいてい、1分子当たり、少なくとも2個のアルキレンオキシド単位、有利に5個、特に有利に少なくとも7個、殊に有利に少なくとも10個のエチレンオキシド単位を、重合導入された形で有する。
一価ポリアルキレンオキシドポリエーテルアルコールは、統計的平均でたいてい、1分子当たり、90個までのアルキレンオキシド単位、有利にエチレンオキシド単位、とりわけ45個まで、特に有利に40個まで、殊に有利30個までのエチレンオキシド単位を、重合導入された形で有する。
一価ポリアルキレンオキシドポリエーテルアルコールのモル質量は、有利に4000g/molまで、特に有利に2000g/mol以下、殊に有利に500g/mol以上、殊に1000±500g/mol、特に500〜1000g/molである。
したがって、好ましいポリエーテルアルコールは、式
18−O[−Xi−]s−H
〔式中、
18は、上記の意味を有し、
sは、2〜90、有利に5〜45、特に有利に7〜40、殊に有利に10〜30の整数を表わし、および
そのつどのXiは、i=1〜sに対して、互いに独立して、
−CH2−CH2−O−、−CH2−CH(CH3)−O−、−CH(CH3)−CH2−O−、−CH2−C(CH32−O−、−C(CH32−CH2−O−、−CH2−CHVin−O−、−CHVin−CH2−O−、−CH2−CHPh−O−および−CHPh−CH2−O−からなる群から選択されていてよく、好ましくは、−CH2−CH2−O−、−CH2−CH(CH3)−O−および−CH(CH3)−CH2−O−からなる群から選択されていてよく、特に好ましいのは、−CH2−CH2−O−であってよく、
ここで、Phは、フェニルを表わし、かつVinは、ビニルを表わす〕の化合物である。
化合物(h1)は、炭化水素基が一緒になって、少なくとも12個、有利に少なくとも14個、特に有利に少なくとも16個、殊に有利に少なくとも20個、殊に少なくとも24個の炭素原子を有する、少なくとも1つ、有利に厳密に1つの、1個または2個の炭化水素基で置換されたアミンである。
前記炭化水素基は、アルキル基、アリール基またはシクロアルキル基であることができ、好ましいのは、アルキルまたはシクロアルキルであることができ、特に好ましいのは、アルキルであることができる。
前記アルキル基は、任意に、アルキルまたはシクロアルキルによって置換されたC1〜C20アルキル、好ましくは非置換のC1〜C20アルキル、例えばメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、s−ブチル、t−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、2−エチル−ヘキシル、2,4,4−トリメチルペンチル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシルまたはエイコシルであり、好ましくは、オクチル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシルまたはエイコシルであり、特に好ましくは、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシルまたはエイコシルである。
好ましい実施態様において、ジ置換アミンの場合、特にジアルキルアミンの場合、化合物(h1)の2個の炭化水素基またはアルキル基は、それぞれ互いに独立して、少なくとも6個、有利に少なくとも8個、特に有利に少なくとも10個、殊に有利に少なくとも12個の炭素原子を含む。
化合物(h1)の例は、ジ−n−ヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、ジフェニルアミン、フェニルシクロヘキシルアミン、フェニルベンジルアミン、ジベンジルアミン、ベンジルフェネチルアミン、ビス−(1−フェニルエチル)アミン、N−ベンジル−1−フェニルエチルアミン、ジ−n−オクチルアミン、ビス−2−エチルヘキシル−アミン、ジ−デシルアミン、ジ−ウンデシルアミン、モノ−デシルアミン、ジ−ドデシルアミン、モノ−トリデシルアミン、モノ−ヘキサデシルアミン(セチルアミン)、モノ−オクタデシルアミン(ステアリルアミン)、およびジ−トリデシルアミンである。
化合物(h2)は、少なくとも2個、有利に2〜3個、特に有利には厳密に2個の第一級アミノ基を有する、少なくとも1つ、有利に1つないし3つ、特に有利に1つないし2つ、殊に有利には厳密に1つの化合物である。
2個の第一級アミノ基を有する化合物は、例えばC1〜C20アルキレンジアミン、例えばエチレンジアミン、1,4−ブチレンジアミン、1,5−ペンタンジアミン、ネオペンタンジアミンまたはヘキサメチレンジアミンである。
さらに、4,9−ジオキサドデカン−1,12−ジアミン、4,7,10−トリオキサトリデカン−1,13−ジアミン、4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタンおよびイソホロンジアミンが挙げられる。
また、第一級アミノ基および第二級アミノ基を有する化合物、例えば3−アミノ−1−メチルアミノプロパン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ジプロピレントリアミン、N,N’−ビス(3−アミノプロピル)−エチレンジアミンが考えられる。
その際に、ジアミンまたはポリアミンは、得られた被覆の粘着性を低下させるモル質量の増成を生じさせる。
ウレタン(メタ)アクリレート(A)を少なくとも1つの低分子量(メタ)アクリレート(B)と混合することが考えられ、好ましくは、既に、少なくとも1つの低分子量(メタ)アクリレート(B)の存在下でのウレタン(メタ)アクリレート(A)の製造の際に行なわれる。
低分子量(メタ)アクリレート(B)は、ラジカル重合性アクリレート基またはラジカル重合性メタクリレート基、有利にラジカル重合性アクリレート基の他に、イソシアネート基またはヒドロキシ基に対して反応性の基を含まずかつさらに有利に150mPas未満の低い粘度を有する、少なくとも1つの放射線硬化性化合物である(本明細書中では、別記しない限り、DIN EN ISO 3219/A.3による25℃での粘度は、円錐−平板型システムにおいて、1000s-1の速度勾配で記載されている)。
化合物(B)は、1000g/molまで、有利に750g/molまでの平均分子量を有する。好ましいのは、ポリエーテル(メタ)アクリレートであるか、またはジオール、トリオールもしくはテトラオールの(メタ)アクリレートである。
好ましい化合物(B)は、少なくとも2個、特に有利に少なくとも3個の(メタ)アクリレート基を有する。
たいてい、化合物(B)は、6個まで、有利に4個までの(メタ)アクリレート基を有する。
特に好ましい化合物(B)は、標準圧力で200℃を上回る沸点を有する。
化合物(B)は、例えば、一般に、P.K.T.Oldring(編者),Chemistry & Technology of UV & EB Formulations for Coatings,Inks & Paints,Voll.II,Chapter III:Reactive Diluents for UV & EB Curable Formulations,Wiley and SITA Technology,London 1997に記載されている反応希釈剤であることができる。
重合能を有する多官能性化合物の例は、エチレングリコールジアクリレート、1,2−プロパンジオールジアクリレート、1,3−プロパンジオールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,3−ブタンジオールジアクリレート、1,5−ペンタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,8−オクタンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、1,1−シクロヘキサンジメタノールジアクリレート、1,2−シクロヘキサンジメタノールジアクリレート、1,3−シクロヘキサンジメタノールジアクリレートおよび1,4−シクロヘキサンジメタノールジアクリレート、1,2−シクロヘキサンジオールジアクリレート、1,3−シクロヘキサンジオールジアクリレートまたは1,4−シクロヘキサンジオールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリトリットペンタアクリレートもしくはジペンタエリトリットヘキサアクリレート、ペンタエリトリットトリアクリレートもしくはペンタエリトリットテトラアクリレート、グリセリンジアクリレートもしくはグリセリントリアクリレート、ならびに糖アルコール、例えばソルビット、マンニット、ジグリセロール、トレイト、エリトリット、アドニット(ライビット)、アラビット(リキシット)、キシリット、ズルシット(ガラクチット)、マルチットもしくはイソマルトのジアクリレートおよびポリアクリレート、またはポリエステルポリオール、ポリエーテロール、162〜2000のモル質量を有するポリTHF、134〜1178のモル質量を有するポリ−1,3−プロパンジオール、106〜898のモル質量を有するポリエチレングリコールのジアクリレートおよびポリアクリレート、ならびに任意に、1つ以上のアミンで変性されていてもよい、エポキシ(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、ポリエーテル(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレートもしくはポリカーボネート(メタ)アクリレートである。
さらなる例は、式(VIIIa)〜(VIIId)
Figure 0006246222
〔式中、
7およびR8は、互いに独立して、水素を表わすか、または任意に、アリール、アルキル、アリールオキシ、アルキルオキシ、ヘテロ原子および/またはヘテロ環式基によって置換されたC1〜C18アルキルを表わし、
k、l、m、qは、それぞれ互いに独立して、1〜10、有利に1〜5、特に有利に1〜3の整数を表わし、かつ
各Xiは、i=1〜k、1〜l、1〜mおよび1〜qにつき、互いに独立して、−CH2−CH2−O−、−CH2−CH(CH3)−O−、−CH(CH3)−CH2−O−、−CH2−C(CH32−O−、−C(CH32−CH2−O−、−CH2−CHVin−O−、−CHVin−CH2−O−、−CH2−CHPh−O−および−CHPh−CH2−O−からなる群、有利に−CH2−CH2−O−、−CH2−CH(CH3)−O−および−CH(CH3)−CH2−O−からなる群、特に有利に−CH2−CH2−O−から選択されていてよく、
ここで、Phは、フェニルを表わし、かつVinは、ビニルを表わす〕の化合物の(メタ)アクリレートである。
その中で、任意に、アリール、アルキル、アリールオキシ、アルキルオキシ、ヘテロ原子および/またはヘテロ環式基によって置換されたC1〜C18アルキルは、例えばメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、s−ブチル、t−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、2−エチルヘキシル、2,4,4−トリメチルペンチル、デシル、ドデシル、テトラデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、1,1−ジメチルプロピル、1,1−ジメチルブチル、1,1,3,3−テトラメチルブチル、有利にメチル、エチルまたはn−プロピル、特に有利にメチルまたはエチルを表わす。
その際に、好ましいのは、1回〜20回、特に有利に3回〜10回エトキシル化、プロポキシル化または混合してエトキシル化およびプロポキシル化、殊に専らエトキシル化された、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタンまたはペンタエリトリットの(メタ)アクリレートである。
好ましい重合能を有する多官能性化合物は、1回〜20回アルコキシル化、特に有利に1回〜20回エトキシル化されたトリメチロールプロパン、1回〜20回プロポキシル化されたグリセリンまたは1回〜20回エトキシル化および/またはプロポキシル化されたペンタエリトリットの1,2−プロパンジオールジアクリレート、1,3−プロパンジオールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジトリメチロールテトラアクリレートおよびジペンタエリトロールヘキサアクリレート、ポリエステルポリオールアクリレート、ポリエーテロールアクリレートおよびトリアクリレートである。
特に好ましい重合能を有する多官能性化合物は、トリメチロールプロパントリアクリレートおよび1回〜20回エトキシル化されたトリメチロールプロパンのトリアクリレート、1回〜20回プロポキシル化されたグリセリンのトリアクリレート、または1回〜20回エトキシル化および/またはプロポキシル化されたペンタエリトリットのテトラアクリレートである。
ウレタン(メタ)アクリレート(A)の組成は、たいてい、例えば次のとおりである:
(a)(a1)と(a2)との合計でイソシアネート官能基100モル%、
(b)(b1)と(b2)との合計でヒドロキシ官能基((a)におけるイソシアネート官能基に対して)5〜35モル%、有利に15〜35モル%、
(c)ヒドロキシ官能基((a)におけるイソシアネート官能基に対して)20〜60モル%、有利に30〜50モル%、
(d)ヒドロキシ官能基((a)におけるイソシアネート官能基に対して)10〜30モル%、有利に15〜25モル%、
(e)塩基((d)における酸官能基に対して)40〜80モル%、有利に55〜80モル%、
(f)ヒドロキシ官能基((a)におけるイソシアネート官能基に対して)0〜10モル%、有利に0〜5モル%、特に有利に0モル%、
(g)ヒドロキシ官能基((a)におけるイソシアネート官能基に対して)0〜10モル%、有利に0〜5モル%、
(h1)第二級アミノ官能基((a)におけるイソシアネート官能基に対して)1〜20モル%、有利に1〜10モル%、
(h2)第一級アミノ官能基((a)におけるイソシアネート官能基に対して)1〜20モル%、有利に1〜10モル%、
ただし、成分(b)、(c)、(d)、(f)、(g)、(h1)および(h2)における、イソシアネートに対して反応性の基の合計は、イソシアネートに対して反応性の基90〜100モル%、有利に95〜100モル%、特に有利に100モル%((a)におけるイソシアネート官能基に対して)をもたらすものとする。
その際に、(a1)対(a2)の比(これらの(a1)と(a2)の中に含まれるイソシアネート基の量に対して)は、4:1〜1:4、有利に2:1〜1:4、特に有利に1:1〜1:3、殊に有利に1:2〜1:3である。
イソシアネート基を含む成分(a)、すなわち成分(a1)と(a2)の合計を、例えば120モル%まで、有利に115モル%まで、特に有利に110モル%までの過剰で使用することは、有効でありうる。このことは、殊に、使用される成分の少なくとも1つ、殊に吸湿性化合物(b)が、ヒドロキシ官能基と同時にイソシアネート官能基と反応する水を含有する場合に好ましい。
前記低分子量(メタ)アクリレート(B)は、ウレタン(メタ)アクリレート(A)に対して3倍までの質量による量、有利に0.1〜2倍までの質量による量、特に有利に0.1〜0.5倍までの質量による量で存在する。
本発明によれば、成分(a)〜(h1)のウレタン(メタ)アクリレート(A)を製造するために、少なくとも、成分(b)および(c)ならびに任意に(d)が少なくとも部分的に、有利に全体的に予め装入され、かつこの予め装入された成分の前記混合物にイソシアネート(a)が添加される。
そのために、成分(b)の予定された使用量の少なくとも半分、有利に少なくとも65%、特に有利に少なくとも75%、殊に全体量の成分(b)が予め装入される。
さらに、好ましくは、成分(c)の予定された使用量の少なくとも半分、有利に少なくとも65%、特に有利に少なくとも75%、殊に全体量の成分(c)が予め装入される。
好ましくは、成分(d)の予定された使用量の少なくとも半分、有利に少なくとも65%、特に有利に少なくとも75%、殊に全体量の成分(d)が予め装入される。
さらに、成分(b)および(c)ならびに任意に(d)の混合物には、イソシアネート(a)が添加される。このことは、連続的に数回の分量で行なうことができるかまたは1回の添加で行なうことができる。
成分(a1)および(a2)は、有利には少なくとも部分的に、好ましくは全体的に同時に添加され、生じるポリウレタン(A)において、(a1)または(a2)の高められた割合を有するドメインが回避される。
さらに、前記反応混合物は、25〜100℃、有利に40〜90℃の温度で3〜20時間、有利に5〜12時間にわたって撹拌下またはポンプ循環の下で互いに反応される。
前記反応中、温度は、不変であることができるか、または連続的または段階的に高めることができる。
前記反応混合物中に存在する成分が本質的に反応する、例えば少なくとも50%、有利に少なくとも75%が反応する場合には、たいてい成分(h1)が添加される。
前記成分(h2)が鎖長延長のために設けられている場合には、この成分(h2)は、前記反応混合物が1%の残留NCO値を下回った際に有利に添加される。引続き、なお少なくとも15分間、有利に少なくとも30分間、特に有利に少なくとも45分間、40〜80℃の温度で後反応させることができる。
前記反応は、有利に適当な触媒の添加によって促進される。当該触媒は、例えばG.Oertel(編者),Polyurethane,第3版 1993,Carl Hanser Verlag,Muenchen−Wien,第104〜110頁,第3.4.1章“Katalysatoren”から刊行物に公知であり、好ましいのは、有機アミン、殊に脂肪族、環式脂肪族または芳香族の第三級アミン、ブレンステッド酸および/またはルイス酸の有機金属化合物であり、特に好ましいのは、ルイス酸の有機金属化合物である。その際に、好ましいのは、ルイス酸の有機金属化合物であり、この有機金属化合物には、例えばスズ化合物、例えば有機カルボン酸のスズ(II)塩、例えば二酢酸スズ(II)、ジオクタン酸スズ(II)、スズ(II)−ビス(エチルヘキサノエート)およびジラウリン酸スズ(II)ならびに有機カルボン酸のジアルキルスズ(IV)塩、例えばジメチルスズジアセテート、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジブチレート、ジブチルスズ−ビス(2−エチルヘキサノエート)、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズマレエート、ジオクチルスズジラウレートおよびジオクチルスズジアセテートがこれに該当する。しかも、亜鉛(II)塩、例えばジオクタン酸亜鉛(II)が使用されてよい。
また、金属錯体、例えば鉄、チタン、アルミニウム、ジルコニウム、マンガン、ニッケル、亜鉛およびコバルトのアセチルアセトネートが考えられうる。
さらなる金属触媒がBlankらによって、Progress in Organic Coatings,1999,Vol.35,第19〜29頁中に記載されている。
スズ不含の代用物および亜鉛不含の代用物として、とりわけ、ジルコニウム化合物、ビスマス化合物、チタン化合物およびアルミニウム化合物が使用される。これらは、例えばジルコニウムテトラアセチルアセトネート(例えば、King Industries社のK−KAT(登録商標)4205);ジルコニウムジオネート(例えば、King Industries社のK−KAT(登録商標)XC−9213;XC−A 209およびXC−6212);アルミニウムジオネート(例えば、King Industries社のK−KAT(登録商標)5218)である。
その際に、亜鉛化合物およびビスマス化合物として、次のアニオン:F-、Cl-、ClO-、ClO3 -、ClO4 -、Br-、I-、IO3 -、CN-、OCN-、NO2 -、NO3 -、HCO3 -、CO3 2-、S2-、SH-、HSO3 -、SO3 2-、HSO4 -、SO4 2-、S22 2-、S24 2-、S25 2-、S26 2-、S27 2-、S28 2-、H2PO2 -、H2PO4 -、HPO4 2-、PO4 3-、P27 4-、(OCn2n+1-、(Cn2n-12-、(Cn2n-32-ならびに(Cn+12n-242-が使用されている、当該亜鉛化合物および当該ビスマス化合物が当てはまり、その際に、nは、1〜20の数を表わす。その際に、好ましいのは、アニオンが式(Cn2n-12-および(Cn+12n-242-、ただし、nは1〜20であるものとし、を有するカルボキシレートである。特に好ましい塩は、アニオンとして一般式(Cn2n-12-のモノカルボキシレートを有し、その際にnは、1〜20の数を表わす。この場合には、殊に、ギ酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩、ヘキサン酸塩、ネオデカン酸塩および2−エチルヘキサン酸塩を挙げることができる。
亜鉛触媒とは、亜鉛カルボキシレートが好ましく、特に好ましいのは、少なくとも6個の炭素原子、殊に有利に少なくとも8個の炭素原子を有するカルボキシレートの当該亜鉛カルボキシレート、殊に二酢酸亜鉛(II)またはジオクタン酸亜鉛(II)またはネオデカン酸亜鉛(II)である。市販の触媒は、例えば、OMG Borchers GmbH社、Langenfeld在、ドイツ国のBorchi(登録商標)Kat 22である。
ビスマス触媒とは、ビスマスカルボキシレートが好ましく、特に好ましいのは、少なくとも6個の炭素原子を有するカルボキシレートの当該ビスマスカルボキシレート、殊にオクタン酸ビスマス、エチルヘキサン酸ビスマス、ネオデカン酸ビスマスまたはピバリン酸ビスマス;例えばKing Industries社のK−KAT 348、XC−B221;XC−C227、XC 8203およびXK−601、TIB Chemicals社のTIB KAT 716、716LA、716XLA、718、720、789およびShepherd Lausanne社の当該ビスマスカルボキシレート、ならびに例えばOMG Borchers GmbH社、Langenfeld在、ドイツ国のBorchi(登録商標)Kat 24;315;320である。
この場合には、例えばOMG Borchers GmbH社、Langenfeld在、ドイツ国のBorchi(登録商標)Kat 0245における、さまざまな金属の混合物であってもよい。
前記チタン化合物の中で、チタンテトラアルコラートTi(OR)4が好ましく、特に好ましいのは、1〜8個の炭素原子を有するアルコールROH、例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール、n−プロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、s−ブタノール、t−ブタノール、n−ヘキサノール、n−ヘプタノール、n−オクタノール、有利にメタノール、エタノール、イソプロパノール、n−プロパノール、n−ブタノール、t−ブタノール、特に有利にイソプロパノールおよびn−ブタノールの当該チタンテトラアルコラートである。
前記触媒は、溶剤系および/または水性系および/またはブロック化された系に適している。
WO 2004/076519およびWO 2004/076520には、殊にブロック化ポリイソシアネートの変換のために、モリブデン触媒、タングステン触媒およびバナジウム触媒が記載されている。
好ましいルイス酸の有機金属化合物は、ジメチルスズジアセテート、ジブチルスズジブチレート、ジブチルスズ−ビス(2−エチルヘキサノエート)、ジブチルスズジラウレート、ジオクチルスズジラウレート、ジオクタン酸亜鉛(II)、アセチルアセトン酸ジルコニウム、ジルコニウム−2,2,6,6,−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオネートならびにビスマス−2−エチルヘキサノエートである。
しかし、特に好ましいのは、ジブチルスズジラウレート、ビスマスネオデカノエートおよびビスマス−2−エチルヘキサノエートであり、殊に好ましいのは、ビスマスネオデカノエートおよびビスマス−2−エチルヘキサノエートである。
前記触媒の作用をさらに酸の存在によって、例えば欧州特許出願公開第2316867号明細書A1に記載された、2.5未満のpKa値を有する酸によって強化するかまたはWO 04/029121 A1に記載された、2.8〜4.5のpKaを有する酸によって強化することが可能である。好ましいのは、4.8以下、特に有利に2.5以下のpKa値を有する酸の使用である。
前記反応を触媒なしに実施することも考えられるが、しかし、この場合には、反応混合物は、より高い温度および/またはより長い反応時間に晒されなければならない。
前記反応中の(メタ)アクリレート基の望ましくない重合を回避させるために、重合抑制剤が添加されうる。この種の抑制剤は、例えばWO 03/035596、第5頁、第35行〜第10頁、第4行中に記載されており、当該刊行物の開示内容は、参照のために本明細書に援用される。
組込可能な重合抑制剤、すなわち−OH基または−NH2基、すなわちイソシアネートに対して反応性の基を含む当該重合抑制剤を使用することは、本発明の好ましい実施態様であることができる。そのための好ましい例は、4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジン−N−オキシルである。
この反応は、NCO値が少なくとも95%、有利に少なくとも97%、特に有利に少なくとも98%の理論的変換値を達成した場合に終結したものと見なされうる。
なお未反応のイソシアネート基が存在すべきであった場合には、この反応は、上記の反応条件下でのモノアルコール(f)との反応によって完結されうる。
この反応混合物は、製造後に水中に分散されるかまたは希釈される。
その際に、たいてい、固体含量は、35〜45%に調節されるが、しかし、この固体含量は、60%までであってもよい。
分散液中の平均粒径は、たいてい、10〜150nm、有利に15〜120nm、特に有利に20〜100nm、殊に有利に20〜90nmである。
前記反応は、有利に、個々の成分に対して、ならびにウレタン(メタ)アクリレート(A)に対して、溶剤として機能すると同様に後の使用において、被覆材料の成分でもある低分子量(メタ)アクリレート(B)の存在下に行なうことができる。
そのために、全体量の化合物(B)は、既に反応の開始時に予め装入されうるかまたは反応の経過中に添加されうる。しかし、また、低分子量(メタ)アクリレート(B)の一部を反応の終結後に初めて添加し、ウレタン(メタ)アクリレート(A)をさらに希釈することは、有効でありうる。
好ましくは、全体で使用される低分子量(メタ)アクリレート(B)の30〜100%、特に有利に50〜100%、殊に有利に70〜100%、殊に100%が既に前記反応において使用される。さらに、残分は、反応の終結後に添加されうる。
任意に低分子量(メタ)アクリレート(B)中に溶解された、本発明による反応実施後に得られたウレタン(メタ)アクリレート(A)は、有利に放射線硬化性の被覆剤として使用されうるかまたは放射線硬化性の被覆材料中に使用されうる。
ウレタン(メタ)アクリレート(A)の量は、前記混合物中に含まれる低分子量(メタ)アクリレート(B)が同様に分散されるように計量されるべきであった。
この被覆材料は、さらなる成分を含有することができる:
前記被覆材料の硬化が電子線で行なわれるではなく、UV線を用いて行なわれる場合には、エチレン性不飽和二重結合の重合を開始させることができる、とりわけ少なくとも1つの光開始剤が含まれている。
光開始剤は、例えば当業者に公知の光開始剤であることができ、例えば“Advances in Polymer Science”,Volume 14,Soringer Berlin 1974中またはK.K.Dietliker,Chemistry and Technology of UV− and EB−Formulation for Coatings,Inks and Paints,Volume 3;Photoinitiators for Free Radical and Cationic Polymerization,P.K.T.Oldring(編者),SITA Technology Ltd社,London,中の当該光開始剤が挙げられる。
例えば、欧州特許出願公開第7508号明細書、欧州特許出願公開第57474号明細書、ドイツ連邦共和国特許出願公開第19618720号明細書、欧州特許出願公開第495751号明細書または欧州特許出願公開第615980号明細書中に記載されているモノアシルホスフィンオキシドまたはビスアシルホスフィンオキシド、例えば2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド(BASF AG社のLucirin(登録商標)TPO)、エチル−2,4,6−トリメチルベンゾイルフェニルホスフィネート(BASF AG社のLucirin(登録商標)TPO L)、ビス−(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキシド(Ciba Spezialitaetenchemie社のIrgacure(登録商標)819)、ベンゾフェノン、ヒドロキシアセトフェノン、フェニルグリオキシル酸およびその誘導体またはこれらの光開始剤の混合物が当てはまる。例として、ベンゾフェノン、アセトフェノン、アセトナフトキノン、メチルエチルケトン、バレロフェノン、ヘキサノフェノン、α−フェニルブチロフェノン、p−モルホリノプロピオンフェノン、ジベンゾスベロン、4−モルホリノベンゾフェノン、4−モルホリノデオキシベンゾイン、p−ジアセチルベンゼン、4−アミノベンゾフェノン、4’−メトキシアセトフェノン、β−メチルアントラキノン、t−ブチルアントラキノン、アントラキノンカルボニル酸エステル、ベンズアルデヒド、α−テトラロン、9−アセチルフェナントレン、2−アセチルフェナントレン、10−チオキサンテノン、3−アセチルフェナントレン、3−アセチルインドール、9−フルオレノン、1−インダノン、1,3,4−トリアセチルベンゼン、チオキサンテン−9−オン、キサンテン−9−オン、2,4−ジメチル−チオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン、ベンゾイン、ベンゾイン−イソブチルエーテル、クロロキサンテノン、ベンゾイン−テトラヒドロ−ピラニルエーテル、ベンゾイン−メチルエーテル、ベンゾイン−エチルエーテル、ベンゾイン−ブチルエーテル、ベンゾイン−イソプロピルエーテル、7−H−ベンゾインメチルエーテル、ベンズ[デ]アントラセン−7−オン、1−ナフトアルデヒド、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4−フェニルベンゾフェノン、4−クロロベンゾフェノン、ミヒラーケトン、1−アセトナフトン、2−アセトナフトン、1−ベンゾイルシクロヘキサン−1−オール、2−ヒドロキシ−2,2−ジメチルアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2,2−ジエトキシ−2−フェニルアセトフェノン、1,1−ジクロロアセトフェノン、1−ヒドロキシアセトフェノン、アセトフェノンジメチルケタール、o−メトキシベンゾフェノン、トリフェニルホスフィン、トリ−o−トリルホスフィン、ベンズ[a]アントラセン−7,12−ジオン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、ベンジルケタール、例えばベンジルジメチルケタール、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1−オン、アントラキノン、例えば2−メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、2−t−ブチルアントラキノン、1−クロロ−アントラキノン、2−アミルアントラキノンおよび2,3−ブタンジオンが挙げられる。
また、ドイツ連邦共和国特許出願公開第19826712号明細書、ドイツ連邦共和国特許出願公開第19913353号明細書またはWO 98/33761中に記載された、フェニルグリオキサル酸エステルタイプの無黄変性光開始剤または殆ど黄変しない光開始剤が適している。
同様に、高分子量光開始剤、例えばカルボキシメトキシベンゾフェノンとさまざまな分子量、有利に200〜250g/molのポリテトラメチレングリコールとのジエステル(CAS 515136−48−8)、ならびにCAS 1246194−73−9、CAS 813452−37−8、CAS 71512−90−8、CAS 886463−10−1、またはRahn AG社、スイス国、の商品名Omnipol(登録商標)BPで市場で入手可能な、さらなる高分子量ベンゾフェノン誘導体も光開始剤として考えられる。
好ましい実施態様において、WO 2010/063612 A1、この刊行物の特に第2頁、第21行〜第43頁、第9行、この刊行物の開示内容は、参照のために本明細書に援用されるものとし、有利には第2頁第21行〜第30頁第5行に記載された、少なくとも1個の開始作用を有する基を有するシルセスキオキサン化合物ならびにWO 2010/063612 A1の実施例中に記載された化合物が光開始剤として使用される。
典型的な混合物は、例えば2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−2−オンおよび1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルホスフィンオキシドおよび2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、ベンゾフェノンおよび1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチル−ホスフィンオキシドおよび1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニル−ホスフィンオキシドおよび2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、2,4,6−トリメチルベンゾフェノンおよび4−メチルベンゾフェノンまたは2,4,6−トリメチルベンゾフェノンおよび4−メチル−ベンゾフェノンおよび2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシドを含む。
前記光開始剤の中で、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィン−オキシド、エチル−2,4,6−トリメチルベンゾイルフェニルホスフィネート、ビス−(2,4,6−トリメチルベンゾイル)ーフェニルホスフィンオキシド、ベンゾフェノン、1−ベンゾイルシクロヘキサン−1−オール、2−ヒドロキシ−2,2−ジメチルアセトフェノンおよび2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノンが好ましい。
前記被覆材料は、前記光開始剤を、とりわけウレタン(メタ)アクリレート(A)の全体量に対して、0.05〜10質量%、特に有利に0.1〜8質量%、殊に0.2〜5質量%の量で含有する。
前記被覆材料は、塗料に通常のさらなる添加剤、例えば流展剤、消泡剤、UV吸収剤、染料、顔料および/またはフィラーを含有することができる。
適当なフィラーは、ケイ酸塩、例えば四塩化珪素の加水分解によって得られるケイ酸塩、例えばDegussa社のAerosil(登録商標)、ケイソウ土、タルク、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、炭酸カルシウム等を含む。適当な安定剤は、典型的なUV吸収剤、例えばオキサニリド、トリアジンおよびベンゾトリアゾール(後者は、Ciba−Spezialitaetenchemie社のTinuvin(登録商標)の銘柄で入手可能である)およびベンゾフェノンを含む。前記安定剤は、単独で使用されてもよいし、適当なラジカル捕捉剤、例えば立体障害アミン、例えば2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、2,6−ジ−t−ブチルピペリジンまたはその誘導体、例えばビス−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)シバシネートと一緒に使用されてもよい。安定剤は、通常、調剤中に含まれる“固体の”成分に対して、0.1〜5.0質量%の量で使用される。
本発明による分散液は、特に有利に基材、例えば木材、紙、繊維、皮革、フリース、プラスチック表面、ガラス、セラミック、鉱物質建築材料、例えばセメント成形板およびセメントファイバーボードの被覆のため、および殊に金属またはコーテッドメタルの被覆のために、特に被覆材料として適しているか、または被覆材料において特に適している。
本発明による分散液は、木材および木材材料ならびに木材含有基材、例えばファイバーボードの被覆のために特に有利に使用されうる。セルロース繊維含有基材、例えば紙、板紙または厚紙の被覆も考えられうる。前記分散液は、オーク、トウヒ、マツ、ブナ、カエデ、クルミ、マコレ、クリ、プラタナス、アカシア、トネリコ、カバノキ、カサマツおよびニレ、ならびにコルクの被覆のために、特に有利に適している。
前記基材は、当業者に公知の常法により被覆され、その際に、少なくとも1つの被覆材料は、被覆すべき基材上に所望の厚さで施与され、かつ被覆材料の揮発性成分は除去される。このプロセスは、所望の場合には、1回以上繰り返されてよい。前記基材上への施与は、公知方法で、例えば吹付、こて塗り、ナイフ塗布、はけ塗り、ロール塗り、ローラー塗りまたは流し込みによって行なうことができる。被覆の厚さは、たいてい、約3〜400g/m2、特に10〜200g/m2、特に有利に10〜80g/m2の範囲内にある。
任意に、前記被覆材料の複数の層が上下に塗布される場合には、それぞれの被覆プロセスの後に、放射線硬化および中間サンディングが行なわれうる。
放射線硬化は、エネルギーに富んだ放射線、すなわちUV線または昼光、特に250〜600nmの波長の光の作用によって行なわれるかまたはエネルギーに富んだ電子(電子線;150〜300keV)での照射によって行なわれる。放射線源として、例えば高圧水銀蒸気ランプ、レーザー、パルスランプ(閃光)、ハロゲンランプまたはエキシマ発光器が利用される。通常、UV硬化の際の架橋に十分な線量は、80〜3000mJ/cm2の範囲内にある。任意にガリウムまたは鉄でドープされていてよい、低圧水銀灯、中圧水銀灯および高圧水銀灯、ならびにさらにLEDランプが好ましい。
前記照射は、任意に、酸素の遮断下に、例えば不活性ガス雰囲気下に実施されてもよい。不活性ガスとして、特に窒素、希ガス、二酸化炭素または燃焼ガスが適している。さらに、前記照射は、前記被覆材料を透明媒体で覆うことにより、行なうことができる。透明媒体は、例えばプラスチックフィルム、ガラスまたは液体、例えば水である。ドイツ連邦共和国特許出願公開第119957900号明細書中に記載されている方法での照射が特に好ましい。
好ましい方法において、被覆材料で処理された基材を一定の速度で放射源に通過させることにより、硬化は連続的に行なわれる。このために、前記被覆材料の硬化速度は十分に高いことが必要である。
この硬化のさまざまな時間的経過は、殊に、皮膜表面を別の物体と直接に接触させるかまたは機械的に加工する、なお1つの加工工程が物体の被覆に引き続く場合に利用されうる。
前記被覆材料の利点は、被覆された木質基材が良好な湿潤透明度および高度な、木理を強調する働きを示すことにある。同時に、乾燥の際に、高められた温度で極めて平滑な表面を得ることができる。この皮膜は、高い充填度および光学的透明度を有する。
本発明を次の制限されない実施例につき詳説する。

比較例1:
攪拌容器中に、2−ヒドロキシエチルアクリレート34部;Lupraphen(登録商標)VP 9184 73部(112mg KOH/gのOH価を有する、アジピン酸、イソフタル酸およびヘキサンジオールから形成されたポリエステルジオール);Laromer(登録商標)LR 8986 294部(214mg KOH/gの平均OH価および3.8モル/kgの二重結合密度を有するエポキシアクリレート);ジメチロールプロピオン酸28部;1,4−ブタンジオール24部;Pluriol(登録商標)A500E 35部(110mg KOH/gのOH価を有する、キャップがメチル化された一官能性ポリエチレングリコール);Basonat(登録商標)I 188部(111g/molのNCO当量を有するイソホロンジイソシアネート);Basonat(登録商標)HI 100 66部(3の平均官能価および190g/molのNCO当量を有する、ヘキサメチレンジイソシアネートをベースとしたポリイソシアネート);HDI25部(84g/molのNCO当量を有するヘキサメチレンジイソシアネート);2,6 ジ−t−ブチル−p−クレゾール0.4部;4−ヒドロキシ−Tempo0.2部およびアセトン135部を予め装入し、かつ室温でBorchiKat(登録商標)24 0.5部(ビスマスカルボキシレート)を添加した。混合物を80℃へ加熱し、かつ80℃で8時間反応させた。NCO値は、0.65%であり、その後に反応混合物をアセトン200部で希釈した。トリエチルアミン17部を添加した。30分間にわたり、脱塩水1200部を注入し、かつアセトンを真空中で留去した。分散液の固体含量を41%に調節した。淡青色の分散液の粘度は、92nmの平均粒径で26mPa sであった。
比較例2:
比較例1と同様に実施したが、しかし、0.57%の生じるNCO値を、アセトンでの希釈後にジブチルアミン5部およびイソホロンジアミン7.5部で停止させた。トリエチルアミン17部での中和後、脱塩水1200部を注入し、かつアセトンを真空中で留去した。39.1%の固体含量、72mPa sの粘度および89nmの平均粒径を有する分散液を得た。
比較例3:
還流冷却器、攪拌機、滴下漏斗および温度計を装備した、2 lのフラスコ中に、完全にアクリル化された、それぞれ統計的平均で3.2回エトキシル化された、トリメチロールプロパン対ビスフェノール−A−ジアクリレートの45:55混合物(w/w)427.1g、エチレングリコール10.6g、ジメチロールプロピオン酸50.2g、4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジン−1−オキシル0.149g、ジフェニルエテン0.373gおよびアセトン222.9gを60℃で予め装入し、かつ還流下に加熱した。触媒として、良好に混合された予めの装入物中に、Borchi(登録商標)Kat 24 0.72g(ビスマスカルボキシレート、OMG Borchers GmbH社、Langenfeld在)を添加した。この混合物に、60〜70℃で同時に少量ずつ、イソホロンジイソシアネート101.7gおよびヘキサメチレンジイソシアネート126.5gを60分以内で滴加した。還流温度で、前記反応混合物を、この反応混合物のNCO値が0.42%になるまで攪拌し、かつさらなるアセトン179gを添加した。その後に、40℃へ冷却し、かつ10%の苛性ソーダ液102gで中和した。環境温度への冷却後、ポリウレタン溶液を強力に攪拌しながら水800g中に入れ、その際に自然発生的に分散液が生じた。さらに、アセトンを真空中で40℃で留去し、かつ分散液を最終的に水300gで希釈することによって所望の固体含量に調節した。固体含量は、41であった。粒径は、73nmであり、粘度は、57mPa sであり、かつpH値は、7.9であった。
本発明によるポリウレタンアクリレート分散液の製造
実施例1:
比較例1と同様に実施したが、しかし、0.63%の生じるNCO値を、アセトンでの希釈後にジトリデシルアミン36部およびイソホロンジアミン7.5部で停止させた。トリエチルアミン17部で中和し、脱塩水1250部を注入し、かつ真空中でアセトンを留去した後に、39.5%の固体含量、58mPa sの粘度および99nmの平均粒径を有する分散液を得た。
実施例2:
比較例1と同様に実施したが、しかし、0.56%の生じるNCO値を、アセトンでの希釈後にジトリデシルアミン14部およびイソホロンジアミン7部で停止させた。トリエチルアミン17部で中和し、脱塩水1200部を注入し、かつ真空中でアセトンを留去した後に、39.9%の固体含量、440mPa sの粘度および54nmの平均粒径を有する分散液を得た。
実施例3:
比較例1と同様に実施したが、しかし、0.59%の生じるNCO値を、アセトンでの希釈後にジトリデシルアミン14部およびイソホロンジアミン8部で停止させた。10%の苛性ソーダ液55部で中和し、脱塩水1200部を注入し、かつ真空中でアセトンを留去した後に、39.9%の固体含量、92mPa sの粘度および75nmの平均粒径を有する分散液を得た。
皮膜の製造
実施例1〜7ならびに比較例1〜3からの分散液または溶液に、光開始剤Irgacure(登録商標)500 4質量%(1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン50質量%とベンゾフェノン50質量%との混合物、BASF SE社 以前のCiba Spezialitaetenchemie社)を添加し、かつ200μmの皮膜延伸フレーム(Kastenrakel)を用いて、予めサンディングされた木質基材上に塗布した。
この木質基材を室温で15分間および60℃で30分間、空気循環路内でフラッシュオフし、かつIST UV装置中で10m/分を有するコンベアベルト上で2個のUVランプ(120W/cm、中圧水銀ランプ)で照射した。引続き、中間サンディングを行ない(グレード160)、再び被覆し(上記と同様)、乾燥させ、かつUV硬化させた。皮膜は、十分に硬化されており(フィンガーネイル試験)、かつ低い振り子減衰率を示した。
Figure 0006246222
Figure 0006246222
1)DIN EN ISO 3251(125℃で1g)による
2)回転粘度計23℃ 50s-1で;[mPas]
3)平均粒径 Malvern(登録商標)Zetasizer 1000、Malvern Instruments社、Malvern在、UK
4)CC 200 F1 Controllerを有するNetzsch DSC 204 F1を用いて測定した、純粋な結合剤のガラス転移温度、20K/分の加熱速度で−20〜150℃の温度範囲
5)表面荒さの測定(白色光干渉法)
6)ブナ上への皮膜の貼り付け、評点による目視的評価、評点1=最高の結果、評点4=最悪の結果。ベンチマークとして、木理を強調する働き:評点1を有する、ポリウレタンアクリレート分散液(Laromer(登録商標)LR8949)をベースとする40%のUV調製物が使用された。
7)UV硬化前またはUV硬化後のケーニヒによる振り子硬度 DIN 53157[振幅運動]、UV硬化前:室温で24時間後;UV硬化後:室温で24時間後およびIST UV装置を用いて10m/分を有するコンベアベルト上で2個のUVランプ(120W/cm、中圧水銀灯)での後に続く硬化−2回の通過。
8)ブナ上の塗料の光学的透明度および外観(評点による目視的評価、評点1=最高の結果、評点4=最悪の結果)
9)DIN EN 12720による耐化学薬品性。測定は次のとおりであった:水(24時間)、コーヒー(16時間、6時間、1時間)、水中の48%のエタノール(6時間、1時間)、パラフィン油(24時間)。評点5=最高の結果、評点1=最悪の結果;そのつど7回の全ての測定値からの平均値が記載されている。
10)粘着性/脱脂綿試験:
分散液200μmを湿式塗布し、かつ20分間60℃へ加熱した。冷却後、室温で約15分間フラッシュオフし、最後に脱脂綿で軽く皮膜上を拭い、かつ評価した。
評価:
5=極めて強く粘着、振り子減衰なし
4=振り子弾性率測定器中での粘着性/ブロック
3=やや粘着性
2=弱い
1=最小
0=粘着なし
n.b.測定せず

Claims (17)

  1. 本質的に
    (a)少なくとも1つの(環式)脂肪族ジイソシアネートおよび/または(環式)脂肪族ポリイソシアネート、
    (b1)700g/mol未満のモル質量を有する、少なくとも1つの(環式)脂肪族ジオール、
    (b2)700〜2000の質量平均モル質量Mwを有する、少なくとも1つのポリエステルジオール、
    (c)イソシアネートに対して反応性の少なくとも1個の基および少なくとも1個のラジカル重合性不飽和基を有する、少なくとも1つの化合物(c)、
    (d)イソシアネートに対して反応性の少なくとも1個の基および少なくとも1個の酸基を有する、少なくとも1つの化合物、
    (e)成分(h1)および(h2)とは異なる、成分(d)の酸基を少なくとも部分的に中和するための少なくとも1つの塩基、
    (f)厳密に1個のヒドロキシ官能基を有する、任意の少なくとも1つのモノアルコール、
    (g)任意の少なくとも1つの一官能性ポリアルキレンオキシドポリエーテルアルコール、
    (h1)1個または2個の炭化水素基で置換され、それらの炭化水素基が一緒になって少なくとも12個の炭素原子を有する、少なくとも1つのアミン、ならびに
    (h2)少なくとも2個の第一級アミノ基および/または第二級アミノ基を有する、任意の少なくとも1つの化合物
    から形成されたウレタン(メタ)アクリレート(A)。
  2. 成分(a)が、脂肪族ジイソシアネートおよび/または脂肪族ポリイソシアネート(a1)と環式脂肪族ジイソシアネートおよび/または環式脂肪族ポリイソシアネート(a2)との混合物であることを特徴とする、請求項1記載のウレタン(メタ)アクリレート。
  3. 成分(b1)が、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、2,2−ジメチル−1,2−エタンジオール、2,2−ジメチル−13−プロパンジオール(ネオペンチルグリコール)、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールおよびジエチレングリコールからなる群から選択されていることを特徴とする、請求項1または2記載のウレタン(メタ)アクリレート。
  4. 成分(b2)が、少なくとも部分的に脂肪族ジオール構成単位および/または脂肪族ジカルボン酸構成単位から形成されているポリエステルジオールであることを特徴とする、請求項1から3までのいずれか1項に記載のウレタン(メタ)アクリレート。
  5. 成分(c)が、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もしくは3−ヒドロキシプロピルアクリレートおよび1,4−ブタンジオールモノアクリレート、グリセリンの1,2−ジアクリレートもしくは1,3−ジアクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、ペンタエリトリットトリアクリレート、ジトリメチロールプロパントリアクリレートおよびジペンタエリトリットペンタアクリレートからなる群から選択されていることを特徴とする、請求項1から4までのいずれか1項に記載のウレタン(メタ)アクリレート。
  6. 前記化合物(c)が式
    Figure 0006246222
    〔式中、
    1は、水素またはメチルを表わす〕のエポキシ(メタ)アクリレートであることを特徴とする、請求項1から4までのいずれか1項に記載のウレタン(メタ)アクリレート。
  7. 成分d)がジメチロールプロピオン酸およびジメチロール酪酸からなる群から選択されていることを特徴とする、請求項1から6までのいずれか1項に記載のウレタン(メタ)アクリレート。
  8. 化合物(h1)の2個のアルキル基がそのつど互いに独立して、少なくとも6個の炭素原子を含むことを特徴とする、請求項1から7までのいずれか1項に記載のウレタン(メタ)アクリレート。
  9. 請求項1から8までのいずれか1項に記載の少なくとも1つのウレタン(メタ)アクリレートおよびさらに、少なくとも2個の(メタ)アクリレート官能基および1000g/molまでの平均分子量を有する、少なくとも1つの(メタ)アクリレート(B)を含有する被覆材料。
  10. (メタ)アクリレート(B)が式(VIIIa)〜(VIIId)
    Figure 0006246222
    〔式中、
    7およびR8は、互いに独立して、水素を表わすか、または、任意にアリール、アルキル、アリールオキシ、アルキルオキシ、ヘテロ原子および/またはヘテロ環式基によって置換されたC1〜C18アルキルを表わし、
    k、l、m、qは、それぞれ互いに独立して、1〜10の整数を表わし、かつ
    各Xiは、i=1〜k、1〜l、1〜mおよび1〜qにつき、互いに独立して、−CH2−CH2−O−、−CH2−CH(CH3)−O−、−CH(CH3)−CH2−O−、−CH2−C(CH32−O−、−C(CH32−CH2−O−、−CH2−CHVin−O−、−CHVin−CH2−O−、−CH2−CHPh−O−および−CHPh−CH2−O−からなる群から選択されていてよく、
    ここで、Phは、フェニルを表わし、かつVinは、ビニルを表わす〕の化合物の(メタ)アクリレートであることを特徴とする、請求項9記載の被覆材料。
  11. 請求項1から8までのいずれか1項に記載のウレタン(メタ)アクリレートまたは請求項9もしくは10記載の被覆材料で被覆された基材。
  12. 前記被覆材料で被覆された基材が、被覆されたオーク、トウヒ、マツ、ブナ、カエデ、クリ、プラタナス、アカシア、トネリコ、カバノキ、カサマツ、ニレ、クルミまたはマコレであることを特徴とする、請求項11記載の被覆材料で被覆された基材。
  13. 基材を被覆する方法において、請求項1から8までのいずれか1項に記載のウレタン(メタ)アクリレートまたは請求項9もしくは10記載の被覆材料を基材上に施与し、引き続き乾燥させ、かつ放射線硬化させることを特徴とする、前記方法。
  14. 前記被覆材料で被覆された基材が、被覆されたオーク、トウヒ、マツ、ブナ、カエデ、クリ、プラタナス、アカシア、トネリコ、カバノキ、カサマツ、ニレ、クルミまたはマコレであることを特徴とする、請求項13記載の方法。
  15. 被覆材料として、または被覆材料における、請求項1から8までのいずれか1項に記載のウレタン(メタ)アクリレートの使用。
  16. 前記被覆材料で、木材、紙、繊維、皮革、フリース、プラスチック表面、ガラス、セラミック、鉱物質建築材料、金属、コーテッドメタル、紙、板紙または厚紙が被覆されることを特徴とする、請求項15記載の使用。
  17. 前記被覆材料で、オーク、トウヒ、マツ、ブナ、カエデ、クリ、プラタナス、アカシア、トネリコ、カバノキ、カサマツ、ニレ、クルミ、マコレまたはコルクが被覆されることを特徴とする、請求項15記載の使用。
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