JP6317035B2 - 金属基材およびプラスチック基材用の選択的に剥離可能なコーティング - Google Patents
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Description
(i)250〜660mgKOH/gのOH価を有する少なくとも1種のヒドロキシル含有ポリエステル(A)と、
(ii)完成コーティング材組成物の総質量に対して1〜20wt%の量で、35〜500mgKOH/gのOH価を有する少なくとも1種のポリカーボネートジオール(B)と、
(iii)ビウレット基を含有し、5.8〜27wt%のイソシアネート基含有量を有する少なくとも1種のポリイソシアネート(C)と
を含み、ヒドロキシル含有ポリエステル(A)が、ポリカーボネートジオール(B)と異なるコーティング材組成物であって、
(iv)420g/l未満の有機溶媒部分を有し、
(v)固形分に対して、40〜100wt%の結合剤を含む、
コーティング材組成物を提供することによって意外にも解決された。
本発明のコーティング材組成物は、好ましくは溶媒系であり、有機溶媒部分は、420g/l未満、好ましくは350g/l未満である。有機溶媒含有量は、慣習的に100〜420g/l、好ましくは200〜350g/lである。使用することができる有機溶媒は、例えば、慣例的な塗料溶媒である。これらの化学的挙動において、これらは、他の塗料構成要素に対して実質的に不活性であり、コーティング材の揮発性部分の一部を形成する。特に適当な有機溶媒は、非プロトン性溶媒である。エステル、より具体的には、酢酸のエステル、例えば、酢酸のC1〜4アルキルエステル、または酢酸のC1〜4アルコキシアルキルエステルなどが特に適している。溶媒として特に適当なエステルの例は、酢酸ブチル、1−および2−メトキシプロピルアセテート、ならびに3−メトキシ−n−ブチルアセテートである。さらなる特に適当な有機溶媒は、ケトン、例えば、メチルイソブチルケトン、またはアセチルアセトンなどのジケトンなどである。さらに、本発明のコーティング材組成物は、溶媒として炭化水素、例えば、シェルゾールA、またはキシレンおよびトルエンなどのアルキルベンゼンなどの芳香族炭化水素なども含み得る。
本発明のコーティング材組成物は、250〜660mgKOH/g、好ましくは250〜500mgKOH/g、より好ましくは380〜460mgKOH/gのOH価を有する少なくとも1種のヒドロキシル含有ポリエステル(A)を含む。OH価が250mgKOH/g未満である場合、ある特定の場合では、耐化学性およびサービス媒体に対する耐性の低下がある。ヒドロキシル含有ポリエステル(A)は、好ましくは芳香族基を含有しないポリエステルである。ポリエステル(A)は、好ましくはポリオールおよびポリカルボン酸から製造される。ヒドロキシル含有ポリエステル(A)は、好ましくは分枝状である。特に好適な一実施形態では、それは、芳香族基を含まない分枝状のヒドロキシル含有ポリエステルである。適当なヒドロキシル含有ポリエステルは、例えば、Bayer MaterialScience AG(Leverkusen、ドイツ)製のDesmophen(登録商標)製品ラインの中から入手可能である。
さらなる本質的な構成要素として、本発明のコーティング材組成物は、35〜500mgKOH/g、好ましくは50〜400mgKOH/g、より好ましくは80〜300mgKOH/g、非常に好ましくは100〜250mgKOH/g、例えば、150〜200mgKOH/gなどのOH価を有する少なくとも1種のポリカーボネートジオール(B)を含む。
本発明のコーティング材組成物は、ビウレット基を含有し、5.8〜27wt%、好ましくは15〜26wt%、より好ましくは20〜26wt%のイソシアネート基含有量を有する少なくとも1種のポリイソシアネート(C)をさらに含む。これは、芳香族または脂肪族ポリイソシアネートであり得る。ビウレット基含有ポリイソシアネートは、好ましくは脂肪族ポリイソシアネートである。ビウレット基を含有する脂肪族ポリイソシアネートは、例えば、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、1,3−シクロヘキシルジイソシアネート、1,4−シクロヘキシルジイソシアネート(CHDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート、2,2,4−および/または2,4,4−トリメチル−1,6−ヘキサ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、イソホロンジイソシアネート(IPDI)からのビウレット形成によるオリゴマー化によって得られる。例えば、HDI 3分子が水1分子と反応してHDIビウレットを形成し、二酸化炭素1分子が排除される。
DIN EN ISO 4618による顔料は、コーティング材の液相中で不溶性でありかつこれらの光学的、保護的および/または装飾的な品質のために使用される微粒子からなる着色剤である。ここでの用語「着色剤」は、黒色または白色着色剤を含む。好適な顔料は、色付与顔料および/または効果付与顔料、ならびに耐食顔料である。効果付与顔料は、特に光の反射に由来する光学効果を付与するものである。本明細書の意味における典型的な効果付与顔料は、真珠光沢顔料または金属顔料である。しかし、さらに、磁気遮蔽顔料、電気遮蔽顔料、蛍光性顔料、リン光顔料、および特に、浸食阻害顔料を使用することが可能である。
本発明のコーティング材組成物は、好ましくは、さらなるコンポーネント(E)として、イソシアネート基に対して反応性の少なくとも1種のエポキシ樹脂、または少なくとも1種のヒドロキシ官能性アクリル樹脂と少なくとも1種のエポキシ樹脂との混合物を含む。用語「アクリル樹脂」は、ここで、かつより通常には当技術分野において、共重合形態でのメタクリレートまたは他のエチレン性不飽和モノマーを含み得る樹脂を含む。本発明との関連で使用するのに特に好適なのは、好ましくはヒドロキシ官能性であるエポキシ樹脂(E)である。特に好適な一実施形態は、コンポーネント(E)としてヒドロキシル官能性エポキシ樹脂とヒドロキシ官能性アクリル樹脂との混合物を使用する。
最後に、本発明のコーティング材組成物は、コンポーネント(A)、(B)、(C)、(D)、および(E)、ならびに有機溶媒と異なる、結合剤としてのさらなる構成要素(F)もさらに含み得る。これらの構成要素(F)は、特定の機能を有する結合剤を含めたさらなる結合剤、例えば、典型的なコーティング添加剤、例えば、抗酸化剤、脱気剤、湿潤剤、分散剤、流れ制御剤、および例がポリシロキサン基剤を有するものである消泡剤など、例がシラン基剤を有するものである接着促進剤、レオロジー助剤、例えば、増粘剤、垂れ防止剤、およびチキソトロープ剤など、ワックスおよびワックス様化合物、殺生物剤、艶消し剤、ラジカル捕捉剤、光安定剤、好ましくは370nm未満の吸収極大を有するUV吸収剤、および/もしくは立体障害アミン(HALS)、腐食防止剤、難燃剤、または重合防止剤、ならびにまた、例がスズ化合物、モリブデン化合物、ジルコニウム化合物、もしくは亜鉛化合物をベースとするもの、またはアミン触媒である、可溶性染料、または触媒を含む。特に適当な触媒は、スズ化合物、例えば、ジメチルスズジラウレートまたはジブチルスズジラウレートなどであり、これらは、すべての上述の触媒のように、ビウレット基含有ポリイソシアネート(C)とヒドロキシル含有コンポーネント(A)および(B)との反応を触媒する。
(i)250〜440mgKOH/gのOH価を有する少なくとも1種のヒドロキシル含有、分枝状、脂肪族ポリエステル(A)と、
(ii)完成コーティング材組成物の総質量に対して2〜15wt%の量での、100〜250mgKOH/gのOH価を有する少なくとも1種の直鎖状、脂肪族ポリカーボネートジオール(B)と、
(iii)ビウレット基を含有し、15〜25wt%のイソシアネート基含有量を有する少なくとも1種の脂肪族ポリイソシアネート(C)と、
(iv)完成コーティング材組成物の総質量に対して0〜30wt%の量での少なくとも1種の顔料および/または1種の充填剤(D)と、
(v)完成コーティング材組成物の総質量に対して0〜6wt%、好ましくは1〜5wt%の合計量での少なくとも1種のコンポーネント(E)であって、エポキシ樹脂、またはエポキシ樹脂およびヒドロキシ官能性アクリル樹脂の混合物を含み、あるいはエポキシ樹脂およびヒドロキシ官能性アクリル樹脂からなる、コンポーネント(E)と、
(vi)0〜10wt%の量での(A)、(B)、(C)、(D)、および(E)、ならびに有機溶媒と異なる少なくとも1種のさらなるコンポーネント(F)と
を含み、ヒドロキシル含有ポリエステル(A)が、ポリカーボネートジオール(B)と異なり、
(A)、(B)、および(E)に由来するヒドロキシル基と、(C)に由来するイソシアネート基との比は、1:1.15〜1:1.30であり、
コーティング材組成物が、
(vii)420g/l未満の有機溶媒部分を有し、
(viii)完成コーティング材組成物の総質量に対して40〜75wt%の結合剤を含む。
コーティング材は、好ましくはマルチコートコーティングシステムにおける選択的に剥離可能な塗料コートを生成するために使用される。
基材製造
選択した基材は、以下の通りであった:アルミニウム(16wt%強度水酸化ナトリウム水溶液で室温にて4分間、次いで硝酸で2分間漬け込み、水で引き続いて洗浄し、浄化した純粋なアルミニウム);アルミニウム合金2024(めっきした、またはめっきしていない、かつ上記方法に従って漬け込み、洗浄し、浄化した);アルミニウム合金2024(めっきした、またはめっきしていない;クロム酸で陽極酸化した、または酒石酸−硫酸で陽極酸化した);純粋なチタン(180グレードで削り落とした);ステンレス鋼(180グレードで削り落とし、酸で漬け込んだV2AおよびV4A);エポキシ樹脂プレート(ガラス繊維強化した、および炭素繊維強化した、180グレードで削り落とした);ポリウレタンおよびポリ尿素基材(イソプロパノールで浄化し、または削り落とした)。
基材を、噴霧塗布によって重力供給ガンを使用して指定した実施例の組成物(アルミニウム上の乾燥膜厚:約20〜25μm、鋼上の乾燥膜厚:約50μm;ニッケル上の乾燥膜厚:約50μm)でコーティングし、乾燥後、トップコート(Glasurit68 Line、High Solids 2K−CVトップコート、RAL9016;乾燥膜厚70μm)でコーティングした。
プライマーとして、ポリウレタンプライマー(Glasurit CVユニバーサルプライマー−サーフェイサー;60μmの乾燥膜厚)を基材に噴霧塗布し、その後、実施例の組成物を噴霧塗布し、次いでトップコート(Glasurit 68Line、High Solids 2K−CVトップコート、RAL9016;乾燥膜厚70μm)を塗布した。
手順は、中間コートとしての塗布についてと同じであったが、そこで記載したトップコートの塗布を伴わなかった。言い換えれば、本発明のコーティング材自体がトップコートを形成する。
使用した手順は、本発明の顔料塗料ではなく、本発明のクリアコートをトップコートとして使用したことを除いて、トップコートとしての塗布についてと同じであった。
剥離性(飛行機産業に適した剥離剤/再剥離剤(restripper)を用いた)
2個の試料を室温で7日間乾燥させる。試料の一方を70℃で96時間さらにエージングし、その後試料を、航空機産業に適した剥離剤(Turco(登録商標)1270−5剥離剤、ベンジルアルコールをベースとする;Henkel Technologiesから入手可能)を使用してそれぞれ取り去る。これを、剥離剤で各試料を湿らすことによって行う。最大7時間の曝露時間が続く。膨潤した材料は、市販の布、スポンジ、スパーテルなどを使用して基材から引き続いて取り去ることができる。有効性は、システム、塗料構成、および膜厚によって変動し、したがって、7時間後よりはるかに早い脱着性も可能である。評価は、+/−原理に従う:「+」=7時間より遅くない後に脱着可能な材料、「−」=7時間後に脱着可能でない材料、「o」=7時間の曝露期間内に部分的にのみ脱着可能な材料。
コーティングを室温で7日間乾燥させた後、スクラッチ硬度を、その負荷を絶えず増大させながらコーティング上を自動的に走るスクラッチスタイラスによって判定する。三つ組判定が、ここでは実施されるべきである。使用する計測器は、Erichsen(Sikkensモデル601スクラッチ硬度試験器)である。試料を室温で42日間スカイドロール中に引き続いて貯蔵する。次いでスクラッチ硬度試験を、上述したように再び実施する。
コーティングを室温で7日間乾燥させた後、試験ダイをコーティングに接着させる。24時間のスルー乾燥、または24時間のスルー乾燥、その後の70℃および100%湿度での4日間の貯蔵後、引張試験機を使用して、試料を破損が起こるまで基材に対して垂直に、徐々にかつ均一に引っ張る。ここで極めて重要なのは、N/mm2で報告される測定値だけでなく、破壊モード:接着破壊(2種のコート間)または凝集破壊(1種のコート内)の記載である。
UV風化の前に、上記に指定したパラメータ(記載を参照)を測定する。QUV−Lab計測器(モデル:QUV/SE)を使用する。太陽光、ならびにまた露および雨の効果もシミュレートする。UV光での照射は、60℃においてであり、凝縮水での風化は、40℃においてである。ここで各サイクルは、4時間続く。要求に応じて、試料は、試験装置内に1000時間、2000時間、または3000時間残る。その後、上記に指定した測定を繰り返す。
色調を、プログラムLargo Match 2000を用いてLargo製色調測定器を使用して測定する。
Claims (16)
- (i)250〜660mgKOH/gのOH価を有する少なくとも1種のヒドロキシル含有ポリエステル(A)と、
(ii)完成コーティング材組成物の総質量に対して1〜20wt%の量の、35〜500mgKOH/gのOH価を有する少なくとも1種のポリカーボネートジオール(B)と、
(iii)ビウレット基を含有し、5.8〜27wt%のイソシアネート基含有量を有する少なくとも1種のポリイソシアネート(C)と
を含み、ヒドロキシル含有ポリエステル(A)がポリカーボネートジオール(B)と異なるコーティング材組成物であって、
(iv)420g/l未満の有機溶媒部分を有し、
(v)固形分に対して、40〜100wt%の結合剤を含む、
コーティング材組成物。 - ヒドロキシル含有ポリエステル(A)が、脂肪族および/または分枝状である、請求項1に記載のコーティング材組成物。
- ポリカーボネートジオール(B)が、脂肪族および/または直鎖状である、請求項1または2に記載のコーティング材組成物。
- ポリカーボネートジオール(B)が、100〜250mgKOH/gのOH価を有する、請求項1から3のいずれか一項に記載のコーティング材組成物。
- ビウレット基含有ポリイソシアネート(C)が、脂肪族である、請求項1から4のいずれか一項に記載のコーティング材組成物。
- ビウレット基含有ポリイソシアネート(C)が、ヘキサメチレンジイソシアネートおよび/またはイソホロンジイソシアネートをベースとして構築されている、請求項1から5のいずれか一項に記載のコーティング材組成物。
- ビウレット基含有ポリイソシアネート(C)が、15〜26wt%のイソシアネート基含有量を有する、請求項1から6のいずれか一項に記載のコーティング材組成物。
- 顔料および/または充填剤を含む、請求項1から7のいずれか一項に記載のコーティング材組成物。
- 顔料が、色付与顔料、効果付与顔料、色および効果付与顔料、ならびに耐食顔料からなる群から選択され、充填剤が、ケイ酸塩、シリカ、および炭酸カルシウムからなる群から選択される、請求項8に記載のコーティング材組成物。
- 少なくとも1種のエポキシ樹脂、または少なくとも1種のエポキシ樹脂と少なくとも1種のヒドロキシ官能性アクリル樹脂との混合物を含むコンポーネント(E)を含む、請求項1から9のいずれか一項に記載のコーティング材組成物。
- ヒドロキシル含有ポリエステル(A)以外、ポリカーボネートジオール(B)以外、ビウレット基含有ポリイソシアネート(C)以外、存在する場合コンポーネント(D)および(E)以外の結合剤を含む、請求項1から10のいずれか一項に記載のコーティング材組成物。
- コンポーネント(A)、(B)、および存在する場合、(E)のヒドロキシル基と、コンポーネント(C)のイソシアネート基の比が、1:1.1〜1:1.5である、請求項1から11のいずれか一項に記載のコーティング材組成物。
- 少なくとも1種のプライマー組成物を金属基材および/またはプラスチック基材に塗布し、少なくとも1種のトップコート組成物をそれに塗布する工程と、任意に少なくとも1種のクリアコート組成物をそれに塗布する工程と、後続の化学的架橋の工程によって得られるマルチコートコーティングを生成するための方法であって、プライマー組成物、トップコート組成物、またはクリアコート組成物のうちの少なくとも1種が、請求項1から12のいずれか一項に記載のコーティング材組成物である、方法。
- 金属基材および/またはプラスチック基材をコーティングするためのプライマー組成物、トップコート組成物、またはクリアコート組成物として、請求項1から12の一項または複数項に記載のコーティング材組成物を使用する方法。
- 基材が、飛行機のボディもしくは飛行機のボディの一部、風力エネルギーシステムのローターブレード、船の船体もしくはその一部、または機械である、請求項14に記載の使用する方法。
- 請求項1から12のいずれか一項に記載の化学的に架橋されたコーティング材組成物でコーティングされた、または請求項13に記載の方法によって得られた、1種または複数の金属および/またはプラスチックからなる基材。
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