JP6449316B2 - コーティング材料組成物、及びそれから製造されるコーティング、及びその使用方法。 - Google Patents

コーティング材料組成物、及びそれから製造されるコーティング、及びその使用方法。 Download PDF

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Description

本発明は、少なくとも1種のポリヒドロキシル基含有成分(A)、及び少なくとも1種のポリイソシアネート基含有成分(B)を含む非水性コーティング材料(coating material、塗料)組成物に関する。本発明は更に、これらのコーティング材料組成物から製造されるコーティング、及びその使用方法、より特には、自動車のOEM仕上げ、自動車の再仕上げ、及び自動車の内部又は外部に取り付けるための部品、及びプラスチックのコーティングを提供する。
自動車のOEM仕上げにおける、一般的なマルチコート塗料システムにおいては、電着コーティングシステムによってコーティングされた基板は、更に、サーフェーサーコート、ベースコート、及びクリアコートでコーティングされる。使用されるクリアコート材料は、例えば、2成分(2K)クリアコート材料でもよい。クリアコートは、塗布及び硬化の後に、保護及び/又は装飾的な特性を有する透明なコーティング(クリアコート)を形成するコーティング材料である。保護特性は、例えば、引っ掻き耐性、及び耐候性、特に、UV耐性である。装飾的な特性は、例えば、良好な光沢である。自動車のOEM仕上げにおいては、結果として生じるマルチコート塗料系をオーバーベイクしてもよい。“オーバーベイク”の語は、局所的に加熱しすぎることの結果として、仕上げの表面が変質することを指す。オーバーベイキングは、特に、結果として生じるクリアコート表面の接着性が低下する結果となる。それは、例えば、再仕上げ、又は窓の接着に影響を及ぼす。
クリアコート膜の接着は、しばしば、適切な添加剤、より詳細には、シラン系添加剤を加えることによって向上される。例えば、WO07/137632では、接着性の向上について開示されており、より詳細には、接着促進剤としてのシラン化イソシアネート、及び触媒としてのジホスホン酸ジエステルを加えることによって、自動車のクリアコート材料が窓を接着するための接着性が向上することが開示されている。
更に、EP−B−1 664 222では、コーティング材料の接着性を向上させるためにフッ化ウレタン添加剤を加えることが開示されている。
更に、WO97/03102では、少なくとも1種のヒドロキシ官能性ポリ(メタ)アクリレート樹脂、少なくとも1種のヒドロキシ官能性ポリエステル、少なくとも1種のブロックイソシアネート、及び少なくとも1種のトリアジン系架橋剤を含む。ポリエステルは、ポリカルボン酸、3及び/又は3以上の価数を有するアルコール、及び任意に更なる合成成分から構成される。その場合、ポリ(メタ)アクリレートは、ポリエステルの存在下で少なくとも部分的に製造されることが不可欠である。これらのコーティング材料から製造されるコーティングは、高い耐酸性、高い耐凝縮性、及び非常に良好なトップコート持続性について顕著である。しかしながら、どのようにコーティングの接着性が向上されるのかの記載はその明細書には記載がない。
未だ未公開の出願番号が、EP13181559.9、EP13181764.5、EP13182100.1、及びEP13182101.9の欧州特許出願、並びに国際特許出願PCT/EP2013/067742には、水性着色コーティング材料組成物が記載されており、それは、接着性を向上させるために二量体脂肪酸とポリエーテルジオールとの反応生成物を含む。しかしながら、非水性コーティング材料中で、これらの反応生成物を使用することは、これらの出願においては記載されていない。
WO07/137632 EP−B−1 664 222 WO97/03102 EP13181559.9 EP13181764.5 EP13182100.1 EP13182101.9 PCT/EP2013/067742
従って、本発明に係る課題は、コーティング、より詳細には、クリアコートの接着性を向上させる非水性コーティング材料組成物を提供することであった。接着特性の向上は、特にオーバーベークの後に、再仕上げ、及び窓の接着のために実現されるべきである。更に、同時に、一般的なクリアコート系の基本式は、できるだけ小さく変形されるべきである。更に、クリアコートの保護及び装飾特性は、変形によって影響されるべきではない。
上述の課題に照らして、
(A)少なくとも1種のポリヒドロキシル基含有成分(A)、及び
(B)少なくとも1種のポリイソシアネート基含有成分(B)
を含む非水性コーティング材料組成物であって、
前記コーティング材料組成物が、成分(A)以外の少なくとも1種のヒドロキシ官能性反応生成物(RP)を含み、
前記生成物(RP)は、
(i)20mgKOH/g未満の酸価を有し、
(ii)少なくとも1種の二量体脂肪酸(a)が、少なくとも1種の脂肪族、芳香脂肪族、又は芳香族ジヒドロキシ官能性化合物(b)と反応することによって製造可能であり、
前記ジヒドロキシ官能性化合物(b)が、120〜6000g/molの数平均分子量を有することを特徴とする非水性コーティング材料組成物が見出された。
また、本発明によって提供されるものは、これらのコーティング材料組成物を使用する多段階コーティング方法、及びクリアコートとしてのコーティング材料組成物の使用方法、又は自動車のOEM仕上げのために、自動車の再仕上げのために、及び/又は自動車に取り付けるための部品、プラスチック基板、及び/又はユーティリティビークルをコーティングするためにコーティング方法を適用することである。
今や驚くことには、本発明に従って使用される反応生成物を付加することで、残りにおいて、コーティングの良好な特性、特にそのマイクロ浸透硬さをひどく悪化させることなく、特にオーバーベイクの場合において、クリアコート膜の接着性を非常に向上させることが見出された。
更に、コーティング材料組成物は、自動車のOEM仕上げ、及び自動車の再仕上げにおけるクリアコート膜に対して一般的に課される要求を満たす。最終的に、コーティング材料組成物は、容易に、非常に良好な再現性で製造され得る。
本発明のコーティング材料
本発明の目的のためには、特に明記しない限り、それぞれの場合、不揮発性部分(NVF、固体)を測定するために、一定の条件が選択された。不揮発性部分を測定するために、1gの量のそれぞれの試料が、固体の蓋に塗布され、1時間、130℃で加熱され、その後、室温まで冷却され、再び測定される(ISO3251に準ずる)。測定物は、例えば、対応するポリマー溶液、及び/又は本発明のコーティング組成物中に存在する樹脂の不揮発性部分で製造される。それによって、2種以上の成分、又は全てのコーティング組成物の混合物中におけるそれぞれの成分の質量分率を調節し、測定されるようにする。
従って、コーティング材料のそれぞれの成分(A)又は(B)又は(C)又は(RP)又は(E)の結合剤部分(不揮発性部分、又は固体成分とも呼ばれる)は、それぞれの成分(A)又は(B)又は(C)又は(RP)又は(E)の少量の試料を検量し、その後、それを60分間、130℃で乾燥し、それを冷却し、その後、それを再び質量を測定することで固形分を測定することによって測定される。従って、成分の結合剤部分(質量%)は、130℃で乾燥した後のそれぞれの試料の残りの質量を、乾燥前のそれぞれの試料の質量で割った比に100を乗じることによって得られる。
標準的な市販の成分の場合には、上述の成分の結合剤部分は、特に明記しない限り、十分な精度で、記載された固形分含有量と同一であるとみなされてもよい。
コーティング材料成分の結合剤部分は、それぞれの結合剤成分の結合剤部分、及びコーティング材料の架橋剤成分(A)、(B)、(C)、(RP)、及び(E)の合計から算術的に測定される。
本発明の目的のためには、ヒドロキシル価、又はOH価は、カリウムヒドロキシドの量(mg)を示す。それは、1グラムの問題の成分がアセチル化されるときに結合される酢酸のモル量に等しい。本発明の目的のためには、特に明記しない限り、ヒドロキシル価は、DIN53240−2(ヒドロキシル価の測定−パート2:触媒を使用する方法)に準ずる滴定によって実験的に測定される。
本発明の目的のためには、酸価は、カリウムヒドロキシドの量(mg)を示す。それは、1gのそれぞれの成分を中和するために必要とされる。本発明の目的のためには、特に明記しない限り、酸価は、DIN EN ISO 2114に準ずる滴定によって実験的に測定される。
質量平均(Mw)、及び数平均(Mn)分子量は、本発明の目的のためには、高速液体コクロマトグラフィーポンプ、及び屈折率検出器を使用して、35℃でゲル浸透クロマトグラフィーによって測定される。使用される溶離液は、1ml/分の溶出速度を有し、0.1容積%の酢酸を含む、テトラヒドロフランであった。キャリブレーションは、ポリスチレン標準によって行われる。
本発明の目的のためには、ガラス転移温度Tgは、DIN51005の“熱分析(TA)−条件”、及びDIN53765の“熱分析−示差走査熱量測定(DSC)”を基礎として実験的に測定される。これは、10mgの試料を量り、試料ボートに入れ、それをDSC装置に設置することを含む。装置は最初の温度に冷却され、その後、加熱速度10K/分で、50ml/分の不活性ガス流(N)の下で、1回目、及び2回目の測定が行われる。このとき、測定と測定の間には、再び最初の温度に冷却される。測定は、一般的に、予想されるガラス転移温度から約50℃低い温度から、約50℃高い温度の温度で行われる。本発明の目的のためにDIN 53765、8.1章に準じて記録されるガラス転移温度は、2回目の測定中の温度であり、その温度で、比熱容量(0.5デルタ cp)の変化の半分が実現される。この温度は、DSCプロット(温度に対する熱の流れのプロット)から測定され、推定されるベースライン間の、ガラス転移前後の、中央線と測定プロットが交差する点における温度である。
ポリヒドロキシル基含有成分(A)
ポリヒドロキシル基含有成分(A)として、分子当たり少なくとも2個のヒドロキシル基を有し、オリゴマー及び/又はポリマーである当業者に公知の全ての化合物を使用することができる。成分(A)として、異なるオリゴマー、及び/又はポリマーポリオールの混合物を使用することもできる。
好ましいオリゴマー、及び/又はポリマーポリオール(A)は、300g/mol以上の、好ましくは、400〜30000g/molの、より好ましくは、500〜15000g/molの数平均分子量、及び500g/molより大きい、好ましくは800〜100000g/mol、より特には、900〜50000g/molの質量平均分子量を有する。これらは、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)によって測定される。
成分(A)として好ましいのは、ポリエステルポリオール、ポリアクリレートポリオール、及び/又はポリメタクリレートポリオール、それらのコポリマー(以下、ポリアクリレートポリオールと呼ばれる)、ポリウレタンポリオール、ポリシロキサンポリオール、及びこれらのポリオールの混合物である。
ポリオール(A)は、好ましくは、30〜400mgKOH/gの、より特には、70と250mgKOH/gの間のOH価を有する。ポリ(メタ)クリレートコポリマーの場合には、OH価は、使用されるOH官能性モノマーに基づく計算によって、十分な精度で測定してもよい。
ポリオール(A)は、好ましくは、0と30mgKOH/gの間の酸価を有する。
DIN−EN−ISO 11357−2に準ずるDSC測定によって測定されるポリオールのガラス転移温度は、好ましくは、−150と100℃の間、より好ましくは、−120℃と80℃の間である。
ポリウレタンポリオールは、好ましくは、オリゴマーポリオール、より特には、ポリエステルポリオールプレポリマーと、好適なジ−、又はポリイソシアネートとの反応によって製造され、例えば、EP−A−1 273640に記載されている。使用するものは、より特には、ポリエステルポリオールと脂肪族、及び/又は脂環式ジ−及び/又はポリイソシアネートとの反応生成物で構成される。
好ましくは、本発明に従って使用されるポリウレタンポリオールの数平均分子量Mnは、300g/mol以上、好ましくは、700〜2000g/mol、より好ましくは、700〜1300g/molであり、質量平均分子量Mwは、好ましくは、500g/mol、好ましくは、1500と3000g/molの間、より特には、1500と2700g/molの間である。これらは、それぞれの場合、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)によって測定される。
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、そこに列挙されているポリシロキサンポリオールは、好ましくは、更なるポリオール、より特には、高いガラス転移温度を有するポリオールとの組み合わせにおいて使用され得る。
ポリヒドロキシル基含有成分(A)として、使用するのは、特に好ましくは、ポリエステルポリオール、ポリアクリレートポリオール、ポリメタクリレートポリオール、及びポリウレタンポリオール、反応生成物(RP)と異なる全て、又はそれらの混合物、及び非常に好ましくは、ポリ(メタ)クリレートポリオールの混合物で構成される。
好ましくは、本発明に従って使用されるポリエステルポリオール(A)は、300g/mol以上、好ましくは、400〜10000g/mol、より好ましくは、500〜5000g/molの数平均分子量を有し、好ましくは、500g/molを超える、好ましくは、800と50000g/molの間の、より特には、900と10000g/molの間の質量平均分子量を有する。これらは、それぞれの場合、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)によって測定される。
本発明に従って好ましくは使用されるポリエステルポリオール(A)は、好ましくは、30〜400mgKOH/g、より特には、100と250mgKOH/gの間のOH価を有する。
本発明に従って好ましくは使用されるポリエステルポリオール(A)は、好ましくは、0と30mgKOH/gの間の酸価を有する。
好適なポリエステルポリオールは、例えば、EP−A−0 994117、及びEP−A−1 273640に記載されている。
本発明に従って好ましくは使用されるポリ(メタ)クリレートポリオール(A)は、一般的にはコポリマーであり、好ましくは、300g/mol以上の、好ましくは、500〜15000g/molの、より好ましくは、900〜10000g/molの数平均分子量Mn、及び好ましくは、500と20000g/molの間、より特には、1000と15000g/molの間の質量平均分子量Mwを有する。これらは、それぞれの場合、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)によって測定される。
コポリマーのガラス転移温度は、一般的に、−100と100℃の間、より特には、−60と50℃未満との間である(DIN−EN−ISO11357−2に準ずるDSC測定によって測定される)。
ポリ(メタ)クリレートポリオール(A)は、好ましくは、60〜300mgKOH/g、より特には、70と250mgKOH/gの間のOH価、及び0と30mgKOH/gの間の酸価を有する。
ヒドロキシル価(OH価)、及び酸価は、上述(それぞれ、DIN53240−2、及びDIN EN ISO2114)のように測定される。
使用されるヒドロキシル基含有モノマービルディングブロックは、好ましくは、ヒドロキシアルキルアクリレート、及び/又はヒドロキシアルキルメタクリレート、例えば、より特には、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、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、及び特に、4−ヒドロキシブチルアクリレート、及び/又は4−ヒドロキシブチルメタクリレートである。
ポリ(メタ)クリレートポリオール用に使用される更なるモノマービルディングブロックは、好ましくは、アルキルアクリレート、及び/又はアルキルメタクリレート、例えば、好ましくは、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、又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、及び/又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、又は特に、シクロヘキシルアクリレート、及び/又はシクロヘキシルメタクリレートである。
ポリ(メタ)クリレートポリオール用の更なるモノマービルディングブロックとして、ビニル芳香族炭化水素、例えば、ビニルトルエン、アルファ−メチルスチレン、又は特に、スチレン、アミド、又はアクリル酸、若しくはメタクリル酸のニトリル、ビニルエステル、又はビニルエーテル、及び少量の、特にアクリル酸、及び/又はメタクリル酸を使用することができる。
ポリイソシアネート基含有成分(B)
成分(B)として好適なのは、一般的な、置換又は非置換の、芳香族、脂肪族、脂環式、及び/又はヘテロ環ポリイソシアネートである。好ましいポリイソシアネートの例は、以下のものである:トルエン2,4−ジイソシアネート、トルエン2,6−ジイソシアネート、ジフェニルメタン4,4’−ジイソシアネート、ジフェニルメタン2,4’−ジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、ビフェニルジイソシアネート、3,3’−ジメチル−4,4’−ジフェニレンジイソシアネート、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、ドデカン1,12−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社製のDesmodur(R)W)、テトラメチルキシリルジイソシアネート(例えば、American Cyanamid社製のTMXDI(R))、及び上述のポリイソシアネートの混合物。好ましいポリイソシアネートは、上述のジイソシアネートのビウレット二量体、及びイソシアヌレート三量体である。特に好ましいポリイソシアネート(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、及び4,4’−メチレンジシクロヘキシルジイソシアネート、それらのビウレット二量体、及び/又はそれらのイソシアヌレート三量体、及び/又はその非対称三量体、例えば、Desmodur(R)N3900の名称で市販されている非対称HDI三量体である。
本発明の更なる実施形態においては、成分(B)として好適なのは、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り、それは、ポリオールと、化学量論的に過剰な上述のポリイソシアネートとの反応によって得られる。そ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−4598131に記載されている。
成分(B)は、好適な溶媒(L)の中に存在してもよい。好適な溶媒(L)は、ポリイソシアネート成分が十分に溶解することを可能にし、イソシアネートに対して反応性のある基を含まない。そのような溶媒の例は、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン、メチルイソアミルケトン、ジイソブチルケトン、エチルアセテート、n−ブチルアセテート、エチレングリコールジアセテート、ブチロールアセトン、ジエチルカルボネート、プロピレンカルボネート、エチレンカルボネート、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、N−エチルピロリドン、メチラール、ブチラール、1,3−ジオキソラン、グリセロールホルマール、ベンゼン、トルエン、キシレン、n−ヘキサン、シクロヘキサン、ソルベントナフサ(R)、2−メトキシプロピルアセテート(MPA)、及びエチルエトキシプロピオネートである。
ヒドロキシル基含有成分(C)
ポリヒドロキシル基含有成分(A)、及びヒドロキシル基含有反応生成物(RP)の他に、本発明のコーティング材料組成物は、任意に、更に、1種以上のモノマーの、ヒドロキシル基含有成分(C)を含んでもよい。それは、成分(A)及び反応生成物(RP)と異なる。これらの成分(C)は、好ましくは、それぞれの場合、コーティング材料組成物の結合剤部分に対して(言い換えると、それぞれの場合、成分(A)の結合剤部分と、成分(B)の結合剤部分と、成分(C)の接合剤部分と、成分(RP)の結合剤部分と、成分(E)の結合剤部分の合計に対して)、0〜10質量%、より好ましくは、0〜5質量%の部分を占める。
低分子量のポリオールが、ヒドロキシル基含有成分(C)として使用される。
使用される低分子量のポリオールは、例えば、ジオール、例えば、好ましくは、エチレングリコール、ジ−及びトリ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、及び1,2−シクロヘキサンジメタノール、及びポリオール、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、及びジペンタエリトリトールである。そのような低分子量ポリオール(C)は、好ましくは、少ない量でポリオール成分(A)と混合される。
ヒドロキシ官能性反応生成物(RP)
コーティング材料組成物が、少なくとも1種のヒドロキシ官能性反応生成物(RP)、好ましくは、ちょうど1種の反応生成物(RP)を含むことが本発明にとって不可欠である。そのちょうど1種の反応生成物(RP)は、成分(A)及び成分(C)とは異なる。
反応生成物は、実質的に直鎖状である。直鎖状反応生成物は、原則として、二官能性反応物質の反応によって得られてもよく、その場合、直鎖状、言い換えると、カテナリー構造は、官能基の反応を介して反応物質が結合することによって形成される。従って、例えば、反応生成物がポリマーであるとき、バックボーンは、直鎖状の性質を有する。反応生成物は、より特には、ポリエステルであり、そのために、ジオール、及びジカルボン酸は、反応物質として使用される。そして、反応生成物中の連続するエステル結合は直鎖状の性質を有する。従って、反応生成物(RP)の製造において、主に、二官能性反応物質が好ましくは使用される。従って、他の反応物質、特に、単官能性化合物は、好ましくは使用されないか、又は好ましくは、少量でのみ使用される。より特には、少なくとも80mol%、好ましくは、少なくとも90mol%、及び非常に好ましくは、もっぱら二官能性反応物質が使用される。他の反応物質が使用される場合には、それらは、好ましくは、もっぱら単官能性反応物質の群から選択される。しかしながら、好ましくは、もっぱら二官能性反応物質が使用されることである。
反応生成物は、ヒドロキシ官能性である。好ましくは、結果として生じる直鎖状分子が、2個の末端ヒドロキシル基を有するように反応される。これは、これらの分子の2個の末端のそれぞれに1個のヒドロキシル基が存在することを意味する。
反応生成物の酸価は、20未満、好ましくは15未満、特に好ましくは、10未満、非常に好ましくは、5mgKOH/g未満である。従って、生成物は、好ましくは、非常に少量のカルボン酸基のみを有する。本発明においては、明示的に別段の記載がない限り、酸価は、DIN53402に準じて測定される。それは、反応生成物、言い換えれば、固形物=不揮発性部分に関する(固形部の測定については、上述を参照のこと)。
公式の有効期間を参照することのない、本発明における公式標準の任意の参照は、当然に、出願日における標準的な有効バージョンに対してであり、又はその日に有効バージョンがない場合には、最新の有効バージョンに対してである。
低酸価の記載されるヒドロキシ官能性は、公知の方法で得られる。例えば、対応する官能基を有する反応物質の対応する特性を利用して得られる。ジヒドロキシ官能性、及びジカルボキシ官能性反応物質を使用して製造する場合には、対応する過剰のジヒドロキシ官能性成分が使用される。これと関連して、以下のことが説明されてもよい。純粋に統計的な理由のために、当然に、実際の反応は、例えば、所望の(ジ)−ヒドロキシ官能性を有する分子だけを製造するのではない。例えば、過剰のジヒドロキシ官能性反応物質のような対応する条件の選択、及び所望の酸価が得られるまで反応を行うことは、それにもかかわらず、反応生成物、又は反応生成物を構成する分子が、平均で、任意の割合で、ヒドロキシ官能性であることを保証する。当業者は、どのようにそのような条件を選択すべきかを知っている。
反応生成物の数平均分子量は、広範囲に変化してもよく、好ましくは、600〜40000g/mol、特に好ましくは、800〜10000g/mol、非常に特に、1200〜5000g/molである。
本発明の目的のためには、明示的に別段の記載がない限り、数平均分子量は、蒸気圧浸透によって測定される。蒸気圧浸透圧計(Knauer社製10.00型)は、50℃のトルエン中で、キャリブレーション物質としてのベンゾフェノンを用いて、使用される測定装置の実験的なキャリブレーション定数を測定するための分析の下で、一連の成分の濃度を測定するために使用された(E.Schroder、 G.Muller、K.F.Arndtによる“ポリマー特性の原則”(アカデミー出版社、ベルリン、47〜54ページ、1982年によると、ベンジルが使用されるキャリブレーション物質であった。))。
本発明に従って使用される反応生成物(RP)は、少なくとも1種の二量体脂肪酸(a)と、少なくとも1種の脂肪族、芳香脂肪族、又は芳香族ジヒドロキシ官能性化合物(b)との反応によって製造可能である。そのジヒドロキシ官能性化合物(b)の数平均分子量は、120〜6000g/molである。
二量体脂肪酸(二量体脂肪酸、又は二量体酸としてよく知られる)は、一般的に、及び特に、本発明において、不飽和脂肪酸のオリゴマー化によって製造される。それらは、例えば、不飽和の植物性脂肪酸の触媒性の二量化によって製造され、使用される出発材料は、より特には、不飽和C12〜C22の脂肪酸である。連結は、主にディールス−アルダー型によって進行し、二量体脂肪酸を製造するために使用される脂肪酸中の二重結合の数、及び位置によって、結果は、主に二量体生成物の混合物であり、それは、カルボキシル基の間で、脂環式、直鎖状脂肪族、分岐状脂肪族、及びC6−芳香族炭化水素基を有する。メカニズム、及び/又は任意に続いて起こる水素化によると、脂肪族ラジカルは、飽和、又は不飽和でもよく、芳香族基の部分は変化してもよい。カルボン酸間のラジカルは、例えば、24〜44個の炭素原子を含む。好ましくは、製造用に使用される脂肪酸は、18個の炭素原子を有し、二量体生成物は、36個の炭素原子を有する。二量体脂肪酸中のカルボキシル基と結合するラジカルは、好ましくは、不飽和結合、及び芳香族炭化水素ラジカルを有さない。
従って、本発明の目的のためには、製造は、好ましくは、C18脂肪酸を使用して行われる。特に好ましくは、使用されるのは、リノレン、リノレン、及び/又はオレイン酸である。
反応レジームによると、上述で指定したオリゴマー化の生成物は、主に、二量体だけでなく、三量体の分子、及び単量体の分子、及び他の副生成物を含む混合物である。精製は、一般的に、蒸留による。市販の二量体脂肪酸は、一般的に、少なくとも80質量%の二量体分子、最大で19質量%の三量体分子、1質量%以下の単量体分子、及び他の副生成物を含む。
好ましくは使用される二量体脂肪酸(a)は、少なくとも90質量%、好ましくは、少なくとも95質量%、非常に好ましくは、少なくとも98質量%の二量体脂肪酸分子からなる。
本発明の目的のためには、反応生成物(RP)を製造するために使用される二量体脂肪酸(a)が、好ましくは、少なくとも90質量%の二量体分子、5質量%未満の三量体分子、5質量%未満の単量体分子、及び他の副生成物から構成されることである。特に好ましくは、95〜98質量%の二量体分子、5質量%未満の三量体分子、及び1質量%未満の単量体分子、及び他の副生成物からなる二量体脂肪酸を使用することである。同様に、特に好ましくは、少なくとも98質量%の二量体分子、1.5質量%未満の三量体分子、及び0.5質量%未満の単量体分子、及び他の副生成物からなる二量体脂肪酸を使用することである。二量体脂肪酸における単量体、二量体、及び三量体分子、及び他の副生成物の割合の測定は、例えば、ガスクロマトグラフィー(GC)を使用して実現され得る。その場合には、GC分析の前に、二量体脂肪酸は、ホウ素トリフルオリド法(DIN EN ISO5509と比較する)によって対応するメチルエステルに変化され、その後、GCによって分析される。
本発明における“二量体脂肪酸”の基本的な特徴は、それらの製造が、不飽和脂肪酸のオリゴマー化を含むことである。このオリゴマー化の主な生成物は、好ましくは、少なくとも80質量%、より好ましくは、少なくとも90質量%、非常に好ましくは、少なくとも95質量%、より特には、少なくとも98質量%の程度であり、二量体生成物である。オリゴマー化が、主に、正確に2個の脂肪酸分子を含む二量体生成物を形成するという事実が、この命名法を正当化する。それは、いかなる場合においても普通のことである。従って、関連する語である“二量体脂肪酸”について代わりの表現は、“二量体脂肪酸を含む混合物”である。従って、二量体脂肪酸の使用を通じて、二官能性化合物(a)の使用が自動的に理解される。これは、本発明において選択され、二量体脂肪酸が化合物(a)として使用されるという兆候を正当化する。その理由は、化合物(a)が、明らかに、二量体脂肪酸として特定される混合物の主成分であるからである。その二量体脂肪酸は、化合物(a)として使用される。従って、これらの化合物(a)は、上述の単量体、及び/又は三量体分子、及び/又は他の副生成物を有する対応する混合物の状態で使用される。本発明に従って使用される反応生成物(RP)の特に好ましい実施形態の一つにおいては、二量体脂肪酸(a)は、リノレン、リノレン、及び/又はオレイン酸から製造され、及び/又は少なくとも98質量%の程度の二量体分子、1.5質量%未満の三量体分子、及び0.5質量%未満の単量体分子、及び他の副生成物からなり、10g/100g以下のヨード価を有する。
使用するための二量体脂肪酸は、市販製品として得られ得る。引用可能な例は、Oleon社製のRadiacid(R)0970、Radiacid(R)0971、Radiacid(R)0972、Radiacid(R)0975、Radiacid(R)0976、及びRadiacid(R)0977、Croda社製のPripol(R)1006、Pripol(R)1009、Pripol(R)1012、及びPripol(R)1013、BASF社製のEmpol(R)1008、Empol(R)1061、及びEmpol(R)1062、及びArizona Chemical社製のUnidyme(R)10、及びUnidyme(R)TIを含む。
好ましい反応生成物(RP)は、二量体脂肪酸が、脂肪族、芳香脂肪族、又は芳香族ジヒドロキシ官能性化合物(b)と反応することにより製造可能である。脂肪族化合物は、芳香族ではない有機化合物である。それらは、直鎖状、環状、又は分岐状でもよい。使用できるのは、例えば、2個のヒドロキシル基、及び1個の脂肪族炭化水素ラジカルからなる化合物である。また、使用できるのは、2個のヒドロキシル基中に存在する酸素原子の他に、更なるヘテロ原子、例えば、エーテル結合、及び/又はエステル結合に結合した状態の酸素、又は窒素、より特には、酸素を含む。芳香脂肪族の化合物は、脂肪族、及び芳香族構造体の両方を含む化合物である。しかしながら好ましくは、反応生成物(RP)は、二量体脂肪酸と脂肪族ジヒドロキシ官能性化合物(b)が反応することによって製造されることである。
脂肪族、芳香脂肪族、又は芳香族ジヒドロキシ官能性化合物(b)の数平均分子量は、120〜6000g/mol、より特には、200〜4500g/molである。
従って、数平均分子量の記述は、好ましいジヒドロキシ官能性化合物が、様々な大きさのジヒドロキシ官能性分子の混合物であることを暗に意味する。
本発明に従って、好ましくは、成分(a)及び(b)が0.7/2.3〜1.6/1.7、より好ましくは、0.8/2.2〜1.6/1.8、及び非常に好ましくは、0.9/2.1〜1.5/1.8のモル比で使用される反応生成物(RP)を使用することである。従って、過剰のヒドロキシル基は、低酸価のヒドロキシ官能性反応生成物を製造する。反応生成物の分子量は、過剰のレベルを通して制御され得る。わずかに過剰なヒドロキシ官能性反応物質が使用される場合には、その場合にだけ、保証されて存在する酸基が完全に、又はほぼ完全に反応するため、それに対応して、結果として生じる生成物は、より長い鎖である。従って、より過剰なヒドロキシ官能性反応物質の場合には、短い鎖の反応生成物が形成される。反応生成物の数平均分子量は、当然に、反応物質、好ましくは、例えば、脂肪族ジヒドロキシ官能性化合物の分子量によって影響を受ける。好ましい反応生成物の数平均分子量は、幅広く変化してもよく、好ましくは、600〜40000g/mol、より特には、800〜10000g/mol、非常に好ましくは、1200〜5000g/molである。
従って、好ましい反応生成物は、直鎖状ブロック状化合物B−(A−B)nのように記述され得る。ブロックAは、二量体脂肪酸に基づき、ブロックBは、脂肪族ジヒドロキシ官能性化合物に基づく。
ジヒドロキシ官能性化合物(b)は、好ましくは、
(1)少なくとも1種の一般構造式(I)
Figure 0006449316
(式中、Rは、C〜Cアルキレンラジカルであり、nは、ポリエーテルジオール(b1)が、120〜6000g/molの数平均分子量を有するように、それに対応して選択される。)
ポリエーテルジオール(b1)、及び/又は
(2)少なくとも1種の一般構造式(II)
Figure 0006449316
(式中、Rは、2〜10個の炭素原子を含む二価の有機ラジカルであり、
及びRは、互いに独立して、2〜10個の炭素原子を有する直鎖状、又は分岐状アルキレンラジカルであり、
X及びYは、互いに独立して、O、S、又はNRであり、Rは、水素、又は1〜6個の炭素原子を有するアルキルラジカルであり、並びに
m及びnは、前記ポリエステルジオール(b2)が、450〜2200g/molの数平均分子量を有するように、それに対応して選択される。)
のポリエステルジオール(b2)、及び/又は
(3)少なくとも1種の二量体ジオール(b3)
からなる群から選択される。
本発明に従って使用される反応生成物(RP)の製造は、特殊ではない。エステル化は、一般的に、水分離器を使用して行う。反応は、反応生成物が、所望の20mgKOH/g未満の酸価を有するときに中止される。
特に好ましくは、本発明に従って、反応生成物(RP)を使用することである。その反応生成物(RP)は、少なくとも1種の二量体脂肪酸(a)が、少なくとも1種の一般構造式(I)のポリエーテルジオール(b1)と反応することによって製造可能である。
ポリエーテルジオール(b1)においては、全てのnラジカルRは、同一でもよい。しかしながら、様々な種類のラジカルRが存在することも可能である。好ましくは、全てのラジカルRは同一である。従って、nは、ポリエーテルジオール(b1)が、120〜6000g/molの数平均分子量を有するように選択されるべきである。
Rは、好ましくは、C又はCアルキレンラジカルである。より特には、一般構造式(I)に従って、R基は、プロピレンラジカル、又はイソプロピレンラジカル、テトラメチレンラジカル、より特には、テトラメチレンラジカルを含む。
特に好ましくは、本発明に従って、反応生成物(RP)を使用することである。その反応生成物(RP)は、10mgKOH/g未満の酸価、及び1500〜5000g/mol、好ましくは、2000〜4500g/mol、より好ましくは、2500〜4000g/molの数平均分子量を有し、少なくとも1種の二量体脂肪酸(a)と、少なくとも1種の一般構造式(I)のポリエーテルジオール(b1)が反応することによって製造可能である。そのポリエーテルジオール(b1)は、450〜2200g/molの数平均分子量を有する。特に好ましくは、ポリエーテルジオール(b1)は、700〜1400g/mol、非常に好ましくは、800〜1200g/molの数平均分子量を有する。数平均分子量は、ポリメチルメタクリレート標準;溶離剤:テトラヒドロフランに対するゲル浸透クロマトグラフィーによって測定される。この場合、成分(a)及び(b1)は、特に、0.7/2.3〜1.3/1.7、好ましくは、0.9/2.1〜1.1/1.9のモル比で使用される。これらの反応生成物は、国際特許出願PCT/EP2013/067742に記載され、これは、公開前ではない。
この好ましい実施形態においては、特に、ポリエーテルジオール(b1)が使用され、一般構造式(I)に従って、R基は、プロピレンラジカル、又はイソプロピレンラジカル、又はテトラメチレンラジカル、より特には、テトラメチレンラジカルを含む。
本発明に従って、特に好ましくは、反応生成物(RP)のコーティング材料組成物中で使用することである。反応生成物(RP)は、2500〜4000g/molの数平均分子量、及び5mgKOH/g未満の酸価を有し、少なくとも1種の二量体脂肪酸(a)が少なくとも1種の一般構造式(I)のポリエーテルジオール(b1)と反応することによって製造可能である。そこで、ポリエーテルジオール(b1)は、800〜1200g/molの数平均分子量を有し、成分(a)及び(b1)は、0.9/2.1〜1.1/1.9のモル比で使用される。
更に、コーティング材料組成物において、反応生成物(RP)は、好ましくは使用される。その反応生成物(RP)は、少なくとも1種の二量体脂肪酸(a)が、少なくとも1種の一般構造式(I)のポリエーテルジオール(b1)と反応することによって製造可能であり、ポリエーテルジオール(b1)は、2250〜6000g/mol、より特には、2500〜4800g/molの数平均分子量を有する。そして、成分(a)及び(b1)は、0.7/2.3〜1.6/1.7、より特には、0.9/2.1〜1.5/1.8のモル比で使用され、反応生成物(RP)は、4800〜40000g/mol、より特には、5000〜30000g/molの数平均分子量、好ましくは、10mgKOH/g未満の酸価を有する。これらの反応生成物は、欧州特許出願EP13181764.5に記載され、それは公開前ではない。
同様に好ましくは、コーティング材料組成物において、反応生成物(RP)を使用することである。その反応生成物(RP)は、少なくとも1種の二量体脂肪酸(a)が、少なくとも1種の一般構造式(I)のポリエーテルジオール(b1)と反応することによって製造可能であり、そのポリエーテルジオール(b1)は、120〜445g/mol、より特には、170〜350g/molの数平均分子量を有し、成分(a)及び(b1)は、0.7/2.3〜1.6/1.7、より特には、0.9/2.1〜1.5/1.8のモル比で使用され、反応生成物(RP)は、600〜4000g/mol、より特には、800〜3500g/molの数平均分子量、及び好ましくは、10mgKOH/g未満の酸価を有する。これらの反応生成物は、欧州特許出願EP13185581.9に記載され、それは、公開前ではない。
本発明のコーティング材料において、同様に、反応生成物(RP)を使用することが可能である。その反応生成物(RP)は、少なくとも1種の二量体脂肪酸(a)が、少なくとも1種の一般構造式(II)のポリエステルジオール(b2)と反応することによって製造可能であり、Rは、2〜10個の炭素原子を含む二価の有機ラジカルであり、R及びRは、互いに独立して、2〜10個の炭素原子を有する直鎖状、又は分岐状のアルキレンラジカルであり、X及びYは、互いに独立して、O、S、又はNRであり、Rは、水素、又は1〜6個の炭素原子を有するアルキルラジカルであり、m及びnは、ポリエステルジオール(b2)が、450〜2200g/mol、好ましくは、500〜1400g/molの数平均分子量を有するように、それに応じて選択され、成分(a)及び(b)は、0.7/2.3〜1.3/1.7、好ましくは、0.9/2.1〜1.1/1.9のモル比で使用され、結果として生じる二量体脂肪酸−ポリエステルジオールの反応生成物は、1200〜5000g/mol、好ましくは、1200〜4500g/molの数平均分子量、及び好ましくは、10mgKOH/g未満の酸価を有する。
好ましくは、Rは、2〜10個の炭素原子、好ましくは、2〜6個の炭素原子を含む有機ラジカルである。ラジカルRは、例えば、脂肪族、芳香族、又は芳香脂肪族でもよい。炭素原子、及び水素原子の他に、ラジカルRは、ヘテロ原子、例えば、O、又はNを含んでもよい。それは、飽和、又は不飽和でもよい。好ましくは、Rは、2〜10個の炭素原子を有する脂肪族ラジカル、より好ましくは、2〜6個の炭素原子を有する脂肪族ラジカル、非常に好ましくは、2〜4個の炭素原子を有する脂肪族ラジカルを有する。ラジカルRは、例えば、C、C、C、又はC−O−Cを意味する。
及びRは、互いに独立して、2〜10個の炭素原子、好ましくは、2〜6個の炭素原子、より好ましくは、3〜5個の炭素原子を有する直鎖状、又は分岐状アルキレンラジカルを意味する。これらのラジカルは、好ましくは、炭素、及び水素のみを含む。
ポリエステルジオール(b2)において、全てのnラジカルR、及び全てのmラジカルRは、同一でもよい。しかしながら、様々な種類のラジカルR及びRが、ポリエステルジオール中に存在することも可能である。好ましくは、全てのラジカルR及びRは同一である。
及びRの場合には、問題のラジカルは、非常に好ましくはC、又はCアルキレンラジカル、より特には、テトラメチレン、又はペンタメチレンラジカルである。本発明の特に好ましい実施形態の一つにおいては、ラジカルR及びRの両方とも、ペンタメチレンラジカルである。
使用されるヒドロキシカルボン酸HO−R1COOH、及びHO−R2−COOH、又はそれらのラクトンは、非常に好ましくは、5−ヒドロキシペンタン酸、又はデルタ−バレロラクトン、及び6−ヒドロキシヘキサン酸、又はエプシロン−カプロラクトンである。本発明で使用するためのポリエステルジオール、及びそこから製造される本発明の二量体脂肪酸−ポリエステルジオール反応生成物は、特に、低い結晶化傾向を有するべきであり、その使用は、少なくとも2種の異なるカルボン酸、又は対応するラクトンの混合物が望ましい。
X及びYは、互いに独立して、O、S、又はNRであり、Rは、水素、又は1〜6個の炭素原子を有するアルキルラジカルを意味する。好ましくは、X及びYは、互いに独立して、O、又はNRであり、より好ましくは、それらは、互いに独立してO及びNHであり、特に好ましくは、X及びYはOである。
変数m及びnは、ポリエステルジオールが、450〜2200g/mol、好ましくは、500〜1400g/mol、非常に好ましくは、500〜1200g/molの数平均分子量を有するように選択される。
一般構造式(II)のポリエステルポリオールは、いわゆる出発化合物として化合物HX−R−YHを使用し、出発化合物上で、ヒドロキシカルボン酸HO−R−COOH及びHO−R−COOHのラクトンを開環重合をすることで、ヒドロキシ末端ポリエステル鎖を重合することによって、第1のルートで製造され得る。第2のルートによると、当然に、例えば、ヒドロキシカルボン酸HO−R−COOH、及びHO−R−COOHのラクトンを開環重合し、又はヒドロキシカルボン酸HO−R−COOH、及びHO−R−COOHを重縮合することによって、アルファヒドロキシガンマカルボキシ末端ポリエステルを製造することもできる。そして、アルファヒドロキシガンマカルボキシ末端ポリエステルは、同様に、重縮合反応によって化合物HX−R−YHと反応することによって、本発明で使用するためのポリエステルジオールを与える。
これに相当する方法は、例えば、出願公開されているドイツ国特許出願2234265“ヒドロキシル末端ポリラクトン”(出願人:Stamicarbon N.V.)である。
二量体脂肪酸、及び式(II)の化合物は、ここでは、0.7/2.3〜1.3/1.7のモル比で使用される。この実施形態においては、結果として生じる反応生成物は、好ましくは、1200〜5000g/mol、より好ましくは、1200〜4500g/mol、非常に好ましくは、1200〜4000g/molの数平均分子量を有する。これらの反応生成物は、欧州特許出願EP13197872.8(公開前ではない)に記載されている。
他の好ましい化合物(b3)は、二量体ジオールであり、又は二量体ジオール中に存在する。二量体ジオールは、従来のものであり、科学的な文献においては、二量体脂肪酸アルコールと呼ばれる。それらは、例えば、不飽和脂肪酸、又はそれらのエステルのオリゴマー化、及びその後の、酸基、又はエステル基の水素化によって、又は不飽和脂肪酸アルコールのオリゴマー化によって製造される混合物である。使用される出発材料は、不飽和C12〜C22脂肪酸、又はそれらのエステル、又は不飽和C12〜C22脂肪酸アルコールでもよい。二量体ジオール中でヒドロキシル基と結合する炭化水素ラジカルは、二量体脂肪酸中でカルボキシル基を分離する炭化水素ラジカルのように定義される。
従って、例えば、DE1198348には、280℃を超える温度で、塩基性アルカリ土類金属化合物を用いて不飽和脂肪酸アルコールを二量体化することによるそれらの製造方法が記載されている。
それらは、出願公開されたドイツ国特許出願DE−B−1768313に準じて、上述の二量体脂肪酸、及び/又はそれらのエステルを水素化することによって製造されてもよい。そこに記載された条件下で、脂肪酸のカルボキシル基が、ヒドロキシル基に水素化されるだけでなく、二量体脂肪酸、及び/又はそれらのエステル中に依然として存在する任意の二重結合もまた、部分的に、又は十分に水素化される。しかしながら、水素化中で、二重結合を完全に残すような方法で水素化を行うこともできる。この場合には、不飽和二量体ジオールが得られる。水素化は、好ましくは、二重結合ができるだけ完全に水素化されるように行われる。
二量体ジオールの製造についての他の可能性は、国際特許出願WO91/13918によるケイ質土/アルミニウム触媒の存在下における不飽和アルコールの二量体化、及び塩基性アルカリ金属化合物の二量体化である。
二量体ジオールの製造について記載された方法とは関係なく、好ましくは、C18脂肪酸、又はそれらのエステル、及び/又はC18脂肪酸アルコールから製造される二量体ジオール(b3)を使用することである。この方法で、36個の炭素原子を有する二量体ジオールが主に形成される。
上述の工業的方法によって製造される二量体ジオールは、常に、様々な量の三量体トリオール、及び単官能性アルコールを含む。概して、二量体分子の部分は、約70質量%であり、残りは、三量体分子、及び単量体分子である。本発明の目的のためには、これらの二量体ジオール、及び90質量%を超える二量体分子を有するより純粋な二量体ジオールの両方を使用することができる。特に好ましくは、90質量%を超え、99質量%までの二量体分子を有する二量体ジオールであり、同様に好ましくは、二重結合及び/又は芳香族ラジカルが少なくとも部分的に、又は完全に水素化されている二量体ジオールである。従って、関連する語“二量体ジオール”についての代わりの表現は、“脂肪酸アルコールの二量体化によって製造可能な二量体を含む混合物”である。従って、二量体ジオールの使用を通じて、二官能性化合物(b)の使用が自動的に実現される。これは、本発明において選択され、二量体ジオールが化合物(b3)として使用されるという記載を正当化する。その理由は、二官能性化合物(b)が、明らかに、二量体ジオールと称される混合物の主成分だからである。従って、二量体ジオールが化合物(b3)として使用される場合には、これは、これらの化合物(b3)が上述のように、単量体、及び/又は三量体分子、及び/又は他の副生成物とともに、対応する混合物の状態で使用される。
その二量体ジオールの平均ヒドロキシ官能価は、好ましくは、1.8〜2.2となるべきである。
従って、本発明の意味において、特に好ましくは、上述の二量体脂肪酸からの水素化によって製造可能な二量体ジオールを使用することである。特に好ましくは、90質量%以上の程度の二量体分子、5質量%以下の三量体分子、及び5質量%以下の単量体分子、及び他の副生成物によって構成され、及び/又は1.8〜2.2のヒドロキシル官能価を有するような二量体ジオールである。特に好ましくは、95〜98質量%程度の二量体分子、5質量%未満の三量体分子、及び1質量%未満の単量体分子、及び他の副生成物からなる二量体脂肪酸を水素化することによって製造可能なジオールを使用することを加えることである。同様に特に好ましくは、98質量%以上の二量体分子、1.5質量%以下の三量体分子、及び0.5質量%以下の単量体分子、及び他の副生成物からなる二量体脂肪酸から水素化することによって製造可能なジオールを使用することである。
既に上述したように、反応レジームによると、二量体ジオールの製造用に使用され得る二量体脂肪酸は、脂肪族、及び任意に芳香族分子フラグメントの両方を有する。脂肪族分子フラグメントは、更に、直鎖状、及び環状フラグメントに細分されることができ、それらは、同様に飽和、又は不飽和でもよい。水素化の結果として、芳香族及び不飽和脂肪族分子フラグメントは、対応する飽和脂肪族分子フラグメントに変化されてもよい。従って、使用されてもよい二量体ジオールは、飽和、又は不飽和となり得る。二量体ジオールは、好ましくは脂肪族、より特には脂肪族かつ飽和である。
本発明においては、好ましくは、飽和脂肪族二量体脂肪酸のカルボン酸基を水素化することによって製造され得る二量体ジオールを使用することである。
特に好ましいジオールは、98質量%以上の程度の二量体分子、1.5質量%以下の三量体分子、及び0.5質量%以下の単量体分子、及び他の副生成物からなる二量体脂肪酸から水素化されることによって製造可能である。
二量体ジオールは、DIN ISO4629の方法によって測定すると、特に好ましくは、170〜215mgKOH/g、非常に好ましくは、195〜212mgKOH/g、及びより特に、200〜210mgKOH/gのヒドロキシル価を有する。二量体ジオールは、非常に好ましくは、1500〜5000mPas、特に好ましくは、1800〜2800mPasの粘度を有する(25℃、ブルックフィールド型粘度計、ISO2555)。
使用をするのに特に好ましい二量体ジオールは、Uniqema社製の市販製品Pripol(R)2030、より特には、Pripol(R)2033、又はBASF社製のSovermol(R)908である。
二量体脂肪酸、及び二量体ジオール(b3)は、ここでは、好ましくは、0.7/2.3〜1.3/1.7、より特には、0.9/2.1〜1.1/1.9のモル比で使用される。反応生成物は、一般的には、1200〜5000g/mol、より特には、1300〜4500g/molの数平均分子量を有する。
コーティング材料組成物は、一般的に、それぞれの場合、コーティング材料組成物の結合剤部分に対して(言い換えると、それぞれの場合、成分(A)の結合剤部分と、成分(B)の結合剤部分と、成分(C)の結合剤部分と、成分(RP)の結合剤部分と、成分(E)の結合剤部分の合計に対して)、0.05〜10.0質量%、好ましくは、0.1〜8.0質量%、より好ましくは、0.2〜6.0質量%の量の反応生成物(RP)を含む。
触媒(D)
コーティング材料組成物は、更に一般的な触媒を含んでもよい。成分(A)、(RP)、及び任意に(C)のヒドロキシル基と、成分(B)の遊離イソシアネート基トの間の反応について有用な触媒は、それ自体公知の化合物である。
例は、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、ジブチルスズオキシド、例えば、WO−A−2006/042585に記載された触媒である。
酸触媒も同様に、触媒(D)として使用されてもよい。酸触媒(D)は、好ましくは、有機酸、より特には、スルホン酸、カルボン酸、リン酸、及び/又は酸性リン酸エステル、より特には、スルホン酸である。記載された酸触媒は、好ましくは、ブロックされた状態で使用される。結果として、公知のように、例えば、触媒を含む組成物の貯蔵寿命が向上される。好適なブロック剤の例は、アミン、例えば、好ましくは、第三級アルキル化、又はヘテロ環アミンである。好適なスルホン酸の例は、ドデシルベンゼンスルホン酸(DDBSA)、ジノニルナフタレンジスルホン酸(DNNSA)、パラ−トルエンスルホン酸(pTSA)、及びブロックスルホン酸触媒、例えば、ブロックDDBSA、ブロックDNNSA、又はブロックp−TSAである。スルホン酸触媒のこのブロックは、例えば、同様に、アミン、例えば、好ましくは、第三級アルキル化、又はヘテロ環アミン、例えば、2−アミノ−2−メチルプロパノール、ジイソプロパノールアミン、ジメチルオキサゾリジン、又はトリメチルアミンによって実現される。また、共有結合でブロックされたスルホン酸触媒を使用することが可能である。この場合、ブロッキングは、共有結合ブロック剤、例えば、エポキシ化合物、又はエポキシイソシアネート化合物を使用して行われる。これらの種類のブロックスルホン酸触媒は、特許公報U.S特許番号5102961に詳細に記載されている。アミンブロックスルホン酸触媒が好ましくは使用される。そのような触媒は例えば、CYCAT(R)(Cytec社製)、又はNacure(R)(King Industries社製)の商品名で市販されており、本発明のクリアコートコーティング組成物中で直接使用され得る。
他の好適な触媒(D)は、アミジン及びそれらの誘導体、特に、1種以上の亜鉛(II)ビスカルボキシレートと1種以上のアミジンとが反応することによって製造可能な亜鉛−アミジン錯体を主原料とする誘導体を含む。この種のアミジン、及びそれらの誘導体は、例えば、WO2012/123166、WO2012/123161、及びWO2012/123198に記載されている。触媒として更に好適なのは、イミダゾール、及びそれらの誘導体であり、それらはWO2012/126796、及びWO2013/110712に記載されている。
触媒は、コーティング材料組成物の結合剤部分に対して(すなわち、それぞれの場合、ポリアクリレート、ポリエステル、及び架橋剤から生じる固形分に対して、すなわち、それぞれの場合、成分(A)の結合剤部分と、成分(B)の結合剤部分と、成分(C)の結合剤部分と、成分(RP)の結合剤部分と、成分(E)の結合剤部分との合計に対して)、0.01〜20質量%の割合で、より好ましくは、0.1〜10質量%の割合で使用される。
コーティング材料組成物の成分(A)、(B)、任意に(C)、及び(RP)、及び更なる成分の組み合わせ
コーティング材料組成物が、1成分の組成物である場合には、遊離イソシアネート基がブロック剤でブロックされているポリイソシアネート基含有成分(B)が選択される。イソシアネート基は、例えば、置換ピラゾール、より特には、アルキル置換ピラゾール、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等によってブロックされてもよい。特に好ましくは、成分(B)のイソシアネート基は、3,5−ジメチルピラゾールによってブロックされる。
本発明において特に好ましい2成分(2K)コーティング材料組成物は、コーティング材料が塗布される直前に、一般的な方法で、ポリヒドロキシル基含有成分(A)及び下記に記載の更なる成分を含む塗料成分を、ポリイソシアネート基含有成分(B)を含む更なる塗料成分と混合し、任意に、更に、下記に記載の成分を、一般的に反応生成物(RP)を含む成分(A)を含む塗料成分、及び溶媒の一部を混合することによって形成される。
ポリヒドロキシル成分(A)が、好適な溶媒中に存在してもよい。好適な溶媒は、ポリヒドロキシル成分が十分に溶解するような溶媒である。そのような溶媒の例は、ポリイソシアネート基含有成分(B)について既に記載されている溶媒(L)である。
ポリオール(A)及び任意に(C)の質量分率、及び反応生成物(RP)の質量分率、及びポリイソシアネート(B)の質量分率は、好ましくは、ポリヒドロキシル基含有成分(A)と、任意に(C)と、(RP)とを加えたもののヒドロキシル基に対する、成分(B)のイソシアネート基のモル当量比が、1:0.9と1:1.5の間、好ましくは、1:0.9と1:1.1の間、より好ましくは、1:0.95と1:1.05の間となるように選択される。
本発明において好ましくは、コーティング材料組成物は、それぞれの場合、コーティング材料組成物の結合剤部分に対して、30〜75質量%、好ましくは、40〜65質量%の少なくとも1種のポリヒドロキシル基含有成分(A)、より特には、少なくとも1種のポリヒドロキシル基含有ポリアクリレート(A)、及び/又は少なくとも1種のポリヒドロキシル基含有ポリメタクリレート(A)を含むように使用される。
同様に、好ましくは、それぞれの場合、コーティング材料組成物の結合剤部分に対して、20〜50質量%、好ましくは、25〜40質量%のポリイソシアネート基含有成分(B)を含むコーティング材料組成物を使用することである。
これらに加えて、本発明のコーティング材料は、更に、1種以上のアミノ樹脂(E)を含んでもよい。考えられるものは、一般的な、及び公知のアミノ樹脂であり、それらのメチロール、及び/又はメトキシメチル基のいくつかは、カルバメート基、又はアロファネート基によって脱官能化されてもよい。この種の架橋剤は、特許明細書US−A−4 710542、及びEP−B−0245700、及びB.Singh及び共同研究者による論文“カルバミルメチル化メラミン、コーティング工業のための新しい架橋剤”(Advanced Organic Coatings Science and Technology Series、1991年、13巻、193〜207ページ)に記載されている。一般的には、そのようなアミノ樹脂(E)は、コーティング材料組成物の結合剤部分に対して、0〜20質量%、好ましくは、3〜15質量%の割合で使用される。
本発明のコーティング材料組成物は、好ましくは、更に、少なくとも1種の一般的で、かつ公知のコーティング添加剤(F)を含む。コーティング添加剤(F)は、成分(A)、(B)、(D)、任意に(C)、任意に(E)、及び(RP)と異なり、その量は、それぞれの場合、コーティング材料組成物の結合剤部分に対して、効果的な量、好ましくは、最大20質量%、より好ましくは、0〜10質量%の量で含まれる。
好適なコーティング添加剤(F)の例は、以下の通りである:
−特に、UV吸収剤、
−特に、光安定剤、例えば、HALS化合物、ベンゾトリアゾール、又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
−成分(A)及び(C)とは異なる反応希釈剤、より特には、更なる成分、及び/又は水との反応においてのみ反応性を有する反応希釈剤、例えば、インコゾール、又はアスパラギン酸エステル、
−成分(A)及び(C)とは異なる湿潤剤、例えば、シロキサン、フルオリン化合物、カルボン酸モノエステル、リン酸エステル、ポリアクリル酸、及びそれらのコポリマー、又はポリウレタン、
−接着促進剤、
−制流剤、
−例えば、一般的な親水性、及び/又は疎水性のヒュームドシリカを主成分とするレオロジー助剤、例えば、様々なAerosil(R)グレード、又は一般的な尿素を主成分とするレオロジー助剤、
−膜形成助剤、例えば、セルロース誘導体、
−充填剤、例えば、シリコンジオキシド、アルミニウムオキシド、又はジルコニウムオキシドを主原料とするナノ粒子、更なる詳細は、Rompp Lexikon社による“ラッカー及び印刷インク”(Georg Thieme出版社、シュツットガルト、1998年、250〜252ページ)を参照、
−難燃剤
特に好ましくは、コーティング材料組成物の結合剤部分に対して、40〜65質量%の少なくとも1種のポリヒドロキシル基含有ポリアクリレート(A)、及び/又は少なくとも1種のポリヒドロキシル基含有ポリメタクリレート(A)、及び/又は少なくとも1種の成分(RP)とは異なるポリヒドロキシル基含有ポリエステルポリオール(A)、及び/又はポリヒドロキシル基含有ポリウレタン(A)、
コーティング材料組成物の結合剤部分に対して、25〜40質量%の少なくとも1種の成分(B)、
コーティング材料組成物の結合剤部分に対して、0〜5質量%のヒドロキシル基成分(C)、
本発明のコーティング材料組成物の結合剤部分に対して、0.1〜8.0質量%の少なくとも1種の反応生成物(RP)、
コーティング材料組成物の結合剤部分に対して、3〜15質量%の少なくとも1種のアミノ樹脂(E)、
本発明のコーティング材料組成物の結合剤部分に対して、0.1〜10質量%の少なくとも1種の架橋用の触媒(D)、及び
コーティング材料組成物の結合剤部分に対して、0〜10質量%の少なくとも1種の一般的な、かつ公知のコーティング添加剤(F)、
を含むコーティング材料組成物である。
それぞれの成分の量において示されているようなコーティング材料組成物の結合剤部分は、それぞれの場合、成分(A)の結合剤部分と、成分(B)の結合剤部分と、成分(C)の結合剤部分と、成分(RP)の結合剤部分と、成分(E)の結合剤部分とを加えた合計によって構成される。
本発明のコーティング材料は、より特には、透明なコーティング材料であり、好ましくは、クリアコートである。従って、本発明のコーティング材料は、顔料を含まないか、又は有機透明色素、又は透明顔料のみ含む。
本発明の更なる実施形態においては、本発明の結合剤混合物、又は本発明のコーティング材料組成物は、更に、追加の顔料、及び/又は充填剤を含んでもよく、着色トップコート、又は着色アンダーコート、又はサーフェーサー、より特には、着色アンダーコートの製造に役に立つ。これらの目的のために使用される顔料、及び/又は充填剤は、当業者に公知である。顔料は、一般的に、顔料の結合剤に対する比が、それぞれの場合、コーティング材料組成物結合剤部分に対して、0.05:1と、1.5:1の間となるような量で使用される。
本発明のコーティング材料から製造される本発明のコーティングは、既に硬化したエレクトロコート、プライマーサーフェーサーコート、ベースコート、又は一般的、かつ公知のクリアコートに対してでさえも顕著に付着するので、それらは、自動車のOEM(製造ライン)における仕上げにおける使用に加えて、自動車の再仕上げ、及び/又は自動車車両の内部又は外部に取り付けるための部品のコーティング、及び/又は商用車のコーティングのために顕著に好適である。
本発明のコーティング材料組成物の塗布は、任意の一般的な塗布方法、例えば、噴霧、ナイフコーティング、拡散、注入、浸漬、含浸、トリックリング、又はローリングによって行われてもよい。そのような塗布については、塗布ユニット、又は装置が移動し、コーティングされる基材、それ自体は、動かなくてもよい。或いは、塗布ユニットが基材に対して固定され、又は適切に移動しながら、コーティングされる基材、より特にはコイルが移動してもよい。
好ましくは、噴霧塗布法、単独で、又は熱噴霧塗布、例えば、ホットエアー噴霧と併せて、例えば、圧縮空気噴霧、無気噴霧。高速回転、静電塗布(ESTA)を使用することである。
塗布された本発明のコーティング材料の硬化を、一定の放置時間の後に行ってもよい。放置時間は、例えば、コーティングフィルムを平らにし、ガス抜きをすること、又は溶媒のような揮発性成分を蒸発させるのに役に立つ。ダメージを与えるいかなる原因をも伴わず、又はコーティングフィルムにおける変化、例えば、早い段階で完全に架橋することを伴わないことを条件として、放置時間は、高温で塗布すること、及び/又は大気湿度を減少させることによって、アシストされ、及び/又は短縮されてもよい。
コーティング材料の熱硬化は、その方法に関して特別なことはないが、代わりに、一般的、かつ公知の方法、例えば、強制エアーオーブンでの加熱、又は赤外線ランプの照射によって行われる。この熱硬化は、段階的に行ってもよい。他の好ましい硬化方法は、近赤外(NIR照射)による硬化である。
熱硬化は、有利なことに、20〜200℃、好ましくは、40〜190℃、より特には、50〜180℃の温度で、1分〜10時間、好ましくは、2分〜5時間、より特には、3分〜3時間の間行われる。このとき、硬化時間が長い場合には、低い温度で行うことが可能である。自動車の再仕上げ、及びプラスチック部品のコーティング、及び商用車のコーティングのために、ここでは、比較的低い温度、好ましくは、20と80℃の間、より特には、20と60℃の間の温度が一般的に使用される。
本発明のコーティング材料は、装飾的な、保護的な、及び/又は効果的なコーティング、及び輸送手段としての車体(特に、動力車、例えば、オートバイ、自動車、バス、トラック、又は車両)、又はそれらの部品、建物の内装及び外装、家具、窓、及びドア、プラスチック成形物、特に、CD及びウインドウズ、小さな工業部品、フィルム、光学的、電子的、及び機械的部品、及び中空ガラス製品及び毎日使用する物品の仕上げとして、顕著に好適である。
従って、本発明のコーティング材料組成物は、例えば、コーティングされてない、又は予めコーティングされた基材に塗布されることができ、本発明のコーティング材料は、着色されているか、着色されていないかのいずれかである。コーティング材料組成物、及び特に、本発明の塗料系、より特には、クリアコートは、技術的に、及び審美的に特に厳しい自動車のOEM仕上げの分野において、及び自動車の車体の内部又は外部に取り付けるためのプラスチック部品をコーティングするために、より特には、トップクラスの自動車の車体用の、例えば、ルーフ、ハッチ、フード、フェンダー、バンパー、スポイラー、シル、保護ストリップ、サイドトリム等を製造するために、及び商用車、例えば、トラック、チェーン駆動の建設車両、例えば、クレーン車、ホイールローダー、及びコンクリートミキサー、バス、鉄道車両、船舶、航空機、及び農業機械、例えば、トラクター、及びコンバイン、及びそれらの部品の仕上げのために、及び自動車の再仕上げ(自動車の再仕上げは、ライン上のOEM仕上げの補修だけでなく、局所的な欠陥、例えば、引っ掻き傷、はね石による損傷等の補修、及び車の価値を高めるための、対応する修理工場、及び車の塗装屋における完全な再塗装をも含む)のために使用される。
プラスチック部品は、一般的には、ASA、ポリカーボネート、ASA及びポリカーボネートの混合物、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、又は耐衝撃性が改良されたポリメチルメタクリレートで構成され、より特には、ASA及びポリカーボネートの混合物で構成され、好ましくは、ポリカーボネート部分が40%を超えて、より特には50%を超えて使用される。
ASAは、一般的には、耐衝撃性が改良されたスチレン/アクリロニトリルポリマーを指し、その中で、ビニル芳香族化合物、より特にはスチレンのグラフトコポリマー、及びビニルシアニド、より特には、アクリロニトリルのグラフトコポリマーは、特に、スチレン及びアクリロニトリルのコポリマーマトリックスにおけるポリアルキルアクリレートラバー上に存在する。
特に好ましくは、本発明のコーティング材料組成物は、多段階コーティング方法で、より特には、任意に予めコーティングされた基材が、最初に着色ベースコートフィルムによってコーティングされ、その後、本発明のコーティング材料組成物を有するフィルムによってコーティングされるという方法で使用される。
従って、本発明はまた、マルチコートカラー、及び/又は少なくとも1種の着色ベースコート、及び少なくとも1種のそこに塗布されるクリアコートを含む効果的な仕上げを提供する。これらの仕上げは、クリアコートが、本発明のコーティング材料組成物から製造されるという点で、特徴付けられる。
水希釈性ベースコートだけではなく、有機溶媒を主原料とするベースコートもまた、使用され得る。好適なベースコートは、例えば、EP−A−0692007、及びそのコラム3、50行に記載された文献(以下参照)に記載されている。好ましくは、塗布されたベースコートは、最初に乾燥される。すなわち、蒸発相で、有機溶媒及び/又は水の少なくとも一部がベースコートフィルムから除去される。乾燥は、好ましくは、室温から80℃の温度で行われる。乾燥が行われた後に、本発明のコーティング材料組成物が塗布される。2コート仕上げは、好ましくは、自動車のOEM仕上げで使用される条件下の20〜200℃の温度で、1分間〜10時間の間、その後、焼成され、自動車の再仕上げのために使用される温度、一般的には、20と80℃の間、より特には、20と60℃の間の温度の場合には、硬化時間はより長くてもよい。
本発明の他の好ましい実施形態においては、本発明のコーティング材料組成物は、プラスチック基材、特に、内部又は外部に取り付けるプラスチック部品をコーティングするための透明クリアコートとして使用される。これらの内部又は外部に取り付けるプラスチック部品は、好ましくは、同様に、多段階コーティング方法でコーティングされ、任意に予めコーティングされた基材、又はその後のコーティング剤の接着性を高めるために前処理された基材は、最初に、着色ベースコートフィルムでコーティングされ、その後、本発明のコーティング材料組成物を有するフィルムでコーティングされる。
ポリアクリレートポリオール(A1)の製造
窒素を流し、かつ、凝縮器に取り付けた反応器に、589.25質量部のソルベントナフサ(R)を充填する。この最初の充填物を、攪拌しながら140℃に加熱する。これと並行して、2種の別々のフィード(feed、供給物)を製造した。フィード1は、340.75質量部のシクロヘキシルメタクリレート、262.00質量部のスチレン、209.25質量部のn−ブチルメタクリレート、235.75質量部の2−ヒドロキシエチルメタクリレート、及び262.00質量部のヒドロキシプロピルメタクリレートからなる。フィード2は、61.00質量部のソルベントナフサ(R)、及び130.75質量部のペルオキシドTBPEH(tert−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート)からなる。140℃の温度に到達したときに、フィード2を、ゆっくりと、かつ一定の速度で、285分の時間をかけて計量供給した。フィード2の供給開始から15分後に、フィード1を反応器の中に、ゆっくりと、一定の速度で、240分の時間をかけて計量供給した。フィード2の計量供給の終了後に、反応混合物を、後重合させるために、140℃で、更に120分間攪拌した。重合溶液を、409.25gのメトキシプロピルアセテートで希釈する。結果として生じる生成物の結合剤フラクション(fraction、分画)は、55.15%であり、その酸価は、1.5mgKOH/g(固形分に基づく)であり、その粘度は、(23℃で)650mPasであることがわかった。理論上のOH価は、156mgKOH/gである。
ポリアクリレートポリオール(A2)の製造
窒素を流し、凝縮器に取り付けた反応器に、678.22質量部のソルベントナフサ(R)を充填する。この最初の充填物を、攪拌しながら140℃に加熱する。これと並行して、2種の別々のフィードを製造した。フィード1は、335.73質量部のシクロヘキシルメタクリレート、258.28質量部のスチレン、193.25質量部のn−ブチルメタクリレート、232.38質量部の2−ヒドロキシエチルメタクリレート、12.83質量部のアクリル酸、及び258.28質量部のヒドロキシプロピルメタクリレートからなる。フィード2は、58.33質量部のソルベントナフサ(R)、及び129.03質量部のペルオキシドTBPEH(tert−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート)からなる。温度が140℃に到達したときに、フィード2を、ゆっくりと、かつ一定の速度で、285分の時間をかけて計量供給した。フィード2の供給開始から15分後に、フィード1を、反応器内に、ゆっくりと一定の速度で、240分の時間をかけて計量供給した。フィード2の計量供給の終了後に、反応混合物を、後重合させるために、140℃で、更に120分間攪拌した。重合溶液を、146.60gのブチルアセテート、及び196.70gのソルベントナフサ(R)の混合物で希釈する。結果として生じる生成物の結合剤フラクションは、55.10%であり、その酸価は、9.6mgKOH/g(固形分に基づく)であり、その粘度は、(23℃で)1120mPasであることがわかった。理論上のOH価は、156mgKOH/gである。
エアロジルペースト(A3)の製造
Vollrath社製の実験用の攪拌式ミルに、656gのポリアクリレートA2、74.4gのブチルアセテート、及び69.6gのエアロジル(R)R380(Evonik Industries AG(ハーナウ)社製、BET表面積=380±30m/g)からなる800gのミルベースを、110gのガラス質のシリカ(粒径0.7±0.1mm)と共に充填し、水冷しながら30分間グラインド(粉砕)を行った。その後、生成物をグラインド媒体から分離した。
反応生成物(R1)の製造
国際特許出願PCT/EP2013/067742の実施例BE1に記載されているように、反応生成物(R1)を、次のように製造する:アンカースターラー、温度計、凝縮器、オーバーヘッド温度測定用の温度計、及び水分離器が備えられた4lのステンレススチール製の反応器を使用して、2molのBASF SE社製のPolyTHF(R)1000、579.3gの二量体脂肪酸(1mol)、及び51gのシクロヘキサンを、2.1gのジ−n−ブチルスズオキシド(Chemtura社製のAxion(R)CS 2455)の存在下で、100℃に加熱した。凝縮が開始されるまで加熱をゆっくりと継続した。その後、最大塔頂温度が85℃で、段階的に、220℃になるまで更に加熱を継続した。反応の進行を、酸価を測定することによって監視した。酸価が、3mgKOH/g以下に到達したとき、依然として存在するシクロヘキサンを、真空蒸留によって除去した。これにより、粘着性のある樹脂が得られた。
凝縮量(復水量)(水):34.9g
酸価:2.7mgKOH/g
固形分含有量(130℃で60分):100.0%
分子量(キャリブレーション:PMMA標準試料)
:3900g/mol
:7200g/mol
粘度:5549mPas
(ブルックフィールド回転粘度計(モデルCAP2000+、スピンドル3、せん断速度:1333S−1)を使用して23℃で測定した)
本発明の実施例B1〜B5のコーティング材料、及び比較例V1のコーティング材料の組成物、並びに実施例B1〜B5、及び比較例V1の対応するコーティング
本発明の実施例のミルベース(S2)、(S3)、(S4)、(S5)、及び(S6)、並びに比較例のミルベース(S1)を製造するために、表1に示した成分を、記載した順番で(一番上から開始)、好適な容器内に計量して入れ、互いに十分に攪拌する。
Figure 0006449316
表1の注釈(key、キー):
1)Setalux(R) 91756=Nuplex Resins社(オランダ)製の市販のレオロジー剤、尿素を主成分とし、ポリアクリレート結合剤中の溶液中、又は分散液中、不揮発性フラクションを60質量%有する
2)上述のエアロジル(R)のペーストA3
3)Cymel(R)202=Cytec社製の市販のメラミン樹脂、ブタノール中82%
4)Tinuvin(R)384=市販のベンゾトリアゾールを主原料とする光安定剤、BASF SE社製
5)Tinuvin(R)292=市販の立体障害アミンを主原料とする光安定剤、BASF SE社製
6)Byk(R)325=市販のByk Chemie社製のポリエーテル変性ポリメチルアルキルシロキサン
7)それぞれのミルベース(S1)〜(S6)中の反応生成物R1のフラクション(質量%)(それぞれの場合、それぞれのミルベースの結合剤フラクションに対する)
8)それぞれの全塗料(KL1)〜(KL6)中の反応生成物R1のフラクション(質量%)(それぞれの場合、それぞれの全塗料の結合剤フラクション(架橋剤を含む)に対する)
硬化剤溶液(B)
硬化剤溶液を製造するために、好適な容器に、13.5質量部の市販のイソホロンジイソシアネート(ソルベントナフサ(R)中70%濃度)、69.5質量部の市販のヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート(ブチルアセテート/ソルベントナフサ(R)(1:1)中90%濃度)、8.5質量部のソルベントナフサ(R)、及び8.5質量部のブチルアセテートを充填し、これらの成分を互いに十分に攪拌する。
本発明の実施例B1〜B5のコーティング材料(KL)を製造するために、及び比較例V1のコーティング材料を製造するために、表2に示した成分を、記載された順番で(一番上から開始)、好適な容器に計量して入れ、互いに十分に攪拌する。
Figure 0006449316
金属のボンダパネルに、市販の電着(BASFコーティング社製CathoGuard(R)500)、及び市販の水系プライマーサーフェーサー(BASFコーティング社製SecuBloc(R))を、連続的にコーティングする。このとき、それぞれの塗布したコーティングを焼き付けしながら行う。その後、市販の黒色水性塗料(BASFコーティング社製ColorBrite(R))のコーティングを塗布し、80℃で7分間、乾燥を行う。その後、結果として生じる実施例B1〜B5、及び比較例V1のコーティング材料を、重力送りカップガンを使用して塗布し、ベースコート材料と共に、135℃で、20分間焼き付けする。結果として生じるコーティングのそれぞれのマイクロ侵入硬度を、DIN EN ISO14577−4DEに準じて測定する。その後、標準DIN EN ISO2409DEに準じてクロスカットを付け、粘着テープの除去粘着力(removal adhesion)を試験する。クロスカットGtが2以下のとき、粘着テストをパスする。試験の結果を表3に示す。
Figure 0006449316
表3の注釈:
1)接着性を、接着テープによる除去について、DIN EN ISO2409DE標準に準ずるクロスカット法を利用して試験した。
2)硬度を、標準DIN EN ISO14577−4DEに準ずるマイクロ侵入硬度によって試験した。
試験結果の考察:
本発明の実施例B1〜B5と、比較例V1とを比較すると、本発明による反応生成物R1を加えることによって、コーティングの接着性がかなり向上することが分かる。しかし、反応生成物R1のフラクションが増加すると、コーティングの硬度が減少する。

Claims (17)

  1. (A)少なくとも1種のポリヒドロキシル基含有成分(A)、及び
    (B)少なくとも1種のポリイソシアネート基含有成分(B)
    を含む非水性コーティング材料組成物であって、
    前記コーティング材料組成物が、少なくとも1種の、成分(A)以外のヒドロキシ官能性反応生成物(RP)を含み、
    前記生成物(RP)は、
    (i)20mgKOH/g未満の酸価を有し、
    (ii)少なくとも1種の二量体脂肪酸(a)を、少なくとも1種の脂肪族、芳香脂肪族、又は芳香族ジヒドロキシ官能性化合物(b)と反応させることによって製造可能であり、
    前記ジヒドロキシ官能性化合物(b)が、120〜6000g/molの数平均分子量を有し、
    前記コーティング材料組成物が、前記コーティング材料組成物の結合剤フラクションに対して、0.05〜10.0質量%の量の前記反応生成物(RP)を含むことを特徴とする非水性コーティング材料組成物。
  2. 1種又は複数種の前記化合物(b)が、
    (1)一般構造式(I)
    Figure 0006449316
    (式中、Rは、C〜Cアルキレンであり、nは、ポリエーテルジオール(b1)が、120〜6000g/molの数平均分子量を有するように、それに対応して選択される。)
    で表わされる少なくとも1種のポリエーテルジオール(b1)、及び/又は
    (2)一般構造式(II)
    Figure 0006449316

    (式中、Rは、2〜10個の炭素原子を含む二価の有機であり、
    及びRは、互いに独立して、2〜10個の炭素原子を有する、直鎖状、又は分岐状アルキレンであり、
    X及びYは、互いに独立して、O、S、又はNRであり、Rは、水素、又は1〜6個の炭素原子を有するアルキルであり、並びに
    m及びnは、前記ポリエステルジオール(b2)が、450〜2200g/molの数平均分子量を有するように、それに対応して選択される。)
    で表わされる少なくとも1種のポリエステルジオール(b2)、及び/又は
    (3)少なくとも1種の二量体ジオール(b3)
    からなる群から選択されることを特徴とする請求項1に記載のコーティング材料組成物。
  3. 前記反応生成物(RP)を製造するために使用される前記二量体脂肪酸(a)が、
    少なくとも90質量%の二量体分子、5質量%未満の三量体分子、及び5質量%未満の単量体分子、及び他の副生成物からなることを特徴とする請求項1又は2に記載のコーティング材料組成物。
  4. 前記反応生成物(RP)を製造するために使用される前記二量体脂肪酸(a)が、
    リノレン酸、リノール酸、及び/又はオレイン酸から製造され、
    及び/又は少なくとも98質量%の二量体分子、1.5質量%未満の三量体分子、0.5質量%未満の単量体分子、及び他の副生成物からなり、
    10g/100g以下のヨード価を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のコーティング材料組成物。
  5. 前記反応生成物(RP)が、600〜40000g/molの数平均分子量を有し、
    及び/又は前記反応生成物(RP)が、10mgKOH/g未満の酸価を有し、
    及び/又は成分(a)及び(b)が、0.7/2.3〜1.6/1.7のモル比で使用されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のコーティング材料組成物。
  6. 前記コーティング材料組成物が、少なくとも1種の反応生成物(RP)を含み、
    前記少なくとも1種の反応生成物(RP)は、少なくとも1種の二量体脂肪酸(a)が、少なくとも1種の一般構造式(I)のポリエーテルジオール(b1)と反応することによって製造可能であり、
    一般構造式(I)中のR基が、プロピレン、又はイソプロピレン、又はテトラメチレン基を含むことを特徴とする請求項に記載のコーティング材料組成物。
  7. 前記コーティング材料組成物が、少なくとも1種の反応生成物(RP)を含み、
    前記少なくとも1種の反応生成物(RP)が、1500〜5000g/molの数平均分子量を有し、
    前記少なくとも1種の反応生成物(RP)は、少なくとも1種の二量体脂肪酸(a)が、少なくとも1種の一般構造式(I)のポリエーテルジオール(b1)と反応することによって製造可能であり、
    前記ポリエーテルジオール(b1)が、450〜2200g/molの数平均分子量を有し、
    並びに成分(a)及び(b1)が、0.7/2.3〜1.3/1.7のモル比で使用されることを特徴とする請求項2又は6に記載のコーティング材料組成物。
  8. 前記コーティング材料組成物が、少なくとも1種の反応生成物(RP)を含み、
    前記少なくとも1種の反応生成物(RP)が、2500〜4000g/molの数平均分子量、及び5mgKOH/g未満の酸価を有し、
    前記少なくとも1種の反応生成物(RP)は、少なくとも1種の二量体脂肪酸(a)が、少なくとも1種の一般構造式(I)のポリエーテルジオール(b1)と反応することによって製造可能であり、
    前記ポリエーテルジオール(b1)が、800〜1200g/molの数平均分子量を有し、
    並びに成分(a)及び(b1)が、0.9/2.1〜1.1/1.9のモル比で使用されることを特徴とする請求項2、6、7のいずれか1項に記載のコーティング材料組成物。
  9. 前記コーティング材料組成物が、少なくとも1種の反応生成物(RP)を含み、
    前記少なくとも1種の反応生成物(RP)は、少なくとも1種の二量体脂肪酸(a)が、少なくとも1種の一般構造式(I)のポリエーテルジオール(b1)と反応することによって製造可能であり、
    前記ポリエーテルジオール(b1)が、2250〜6000g/molの数平均分子量を有し、
    成分(a)及び(b1)が、0.7/2.3〜1.6/1.7のモル比で使用され、
    並びに前記反応生成物(RP)が、4800〜40000g/molの数平均分子量を有することを特徴とする請求項2又は6に記載のコーティング材料組成物。
  10. 前記コーティング材料組成物が、少なくとも1種の反応生成物(RP)を含み、
    前記少なくとも1種の反応生成物(RP)は、少なくとも1種の二量体脂肪酸(a)が、少なくとも1種の一般構造式(I)のポリエーテルジオール(b1)と反応することによって製造可能であり、
    前記ポリエーテルジオール(b1)が、120〜445g/molの数平均分子量を有し、
    成分(a)及び(b1)が、0.7/2.3〜1.6/1.7のモル比で使用され、
    前記反応生成物(RP)が、600〜4000g/molの数平均分子量を有することを特徴とする請求項2又は6に記載のコーティング材料組成物。
  11. 前記コーティング材料組成物が、少なくとも1種の反応生成物(RP)を含み、
    前記少なくとも1種の反応生成物(RP)は、少なくとも1種の二量体脂肪酸(a)が、少なくとも1種の一般構造式(II)のポリエステルジオール(b2)と反応することによって製造可能であり、
    前記ポリエステルジオール(b2)が、450〜2200g/molの数平均分子量を有し、
    成分(a)及び(b)が、0.7/2.3〜1.3/1.7のモル比で使用され、
    並びに結果として生じる二量体脂肪酸/ポリエステルジオール反応生成物が、1200〜5000g/molの数平均分子量を有することを特徴とする請求項2、6〜10のいずれか1項に記載のコーティング材料組成物。
  12. 前記コーティング材料組成物が、少なくとも1種の反応生成物(RP)を含み、
    前記少なくとも1種の反応生成物(RP)は、少なくとも1種の二量体脂肪酸(a)が、少なくとも1種の二量体ジオール(b3)と反応することによって製造可能であり、
    前記少なくとも1種の二量体ジオール(b3)は、不飽和脂肪酸、若しくはそれらのエステルのオリゴマー化(b3a)、及びその後に続く酸基、若しくはエステル基の水素化によって、
    又は12〜22個の炭素原子を有する不飽和脂肪族アルコールのオリゴマー化(b3b)によって製造され、
    成分(a)及び(b3)が、0.7/2.3〜1.3/1.7のモル比で使用され、
    前記反応生成物(RP)が、1200〜5000g/molの数平均分子量を有することを特徴とする請求項2、6〜11のいずれか1項に記載のコーティング材料組成物。
  13. 前記コーティング材料組成物が、前記コーティング材料組成物の結合剤フラクションに対して、0.21.3質量%の量の前記反応生成物(RP)を含むことを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載のコーティング材料組成物。
  14. 前記ポリヒドロキシル基含有成分(A)が、30〜400mgKOH/gのOH価を有し、
    及び/又は前記ポリヒドロキシル基含有成分(A)が、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、ポリアクリレートポリオール、及びポリメタクリレートポリオール(これらは全て前記反応生成物(RP)とは異なる)、又はこれらのポリオールの混合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載のコーティング材料組成物。
  15. 任意にプレコートされた基材に、着色ベースコートを塗布し、及びその後に、請求項1〜14のいずれか1項に記載の前記コーティング材料組成物を塗布することを含むことを特徴とする多段階コーティング方法。
  16. 自動車のOEM仕上げ、自動車の内部又は外部に取り付けるための部品の仕上げ、及び
    /又は商用車両の仕上げ、及び自動車の再仕上げのための、
    クリアコートとしての、又は請求項15に記載の塗布方法としての
    請求項1〜14のいずれか1項に記載の前記コーティング材料組成物の使用方法。
  17. 少なくとも1種の着色ベースコートフィルム、及びその上に配置された少なくとも1種のクリアコートフィルムを含み、前記クリアコートフィルムが、請求項1〜14のいずれか1項に記載のコーティング材料組成物から製造したものであることを特徴とするマルチコート効果、及び/又はカラー塗膜系。
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