JP6498675B2 - 溶剤型クリアコート材用の接着促進剤 - Google Patents
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Description
(a)30〜160mgKOH/gのOH価、1〜2.5mmol/gの理論的炭素−炭素二重結合含有量、1000〜3000g/molの数平均分子量、及び2800〜10000g/molの質量平均分子量を有する、少なくとも1種のα,ω−ヒドロキシ官能化オリゴエステルと、
(b)構造式(II)
A−R−Si(R’)x(OR’’)3−x
(式中、
− Aは、OH反応性官能基であり、
− Rは、2〜12個の炭素原子を有する脂肪族基、3〜12個の炭素原子を有する脂環式基、6〜12個の炭素原子を有する芳香族基、又は7〜18個の炭素原子を有する芳香脂肪族基であり、
− 基R’は、C 1 〜C 12 アルキル基の群から選択され、
− R’’は、メチル基又はエチル基であり、
− xは、0〜2である)
の少なくとも1種のアルコキシシランと
を反応させることによって製造可能な少なくとも1種の添加剤を含むことが特徴である溶剤型クリアコート材であり、
但し、α,ω−ヒドロキシ官能化オリゴエステルの全OH基の少なくとも90mol%が、OH反応性官能基Aと反応したものであり、
さらに、溶剤型クリアコート材の全体量に対して、本発明の全添加剤の質量百分率の合計が0.5〜10質量%である、
溶剤型クリアコート材によって解決した。
用語α,ω−ヒドロキシ官能化オリゴエステルは、α及びωでそれぞれ識別されるその相対する各末端にヒドロキシル基があるオリゴエステルである。これは、この種のオリゴエステルが、両方の末端において、いずれの場合にも、きっかり1つのヒドロキシル基を有するモノマー単位によって終端していることを意味する。オリゴエステルが分枝している場合、α及びωが、モノマー中のポリマー長鎖の末端になる。この長さは、組み込まれるモノマーの数によって規定される。また、α,ω−ヒドロキシ官能化オリゴエステルが、さらなるヒドロキシル基を持つことが不可能なわけではない。好ましくは、本発明に従って使用するα,ω−ヒドロキシ官能化オリゴエステルは、正確に2つのヒドロキシル基を有し、片方はα位にあり、他方はω位にある。本発明に従って使用するα,ω−ヒドロキシ官能化オリゴエステルは、正確に2つのヒドロキシル基を有し、片方はα位にあり、他方はω位にあり、また直鎖状であることが特に好ましい。
本発明に従って使用するジカルボン酸は、芳香族又は脂肪族化合物であり得る。脂肪族化合物は、例えば、ベンゼン基等の芳香族基を一切含有しない化合物である。本発明の目的のための芳香族化合物は、例えば、ベンゼン基等の芳香族基を少なくとも1つ含む任意の化合物である。芳香族化合物の例として、例えば、当業者に公知のベンゼンジカルボン酸の構造異性体、及びまた無水テレフタル酸が挙げられる。
好ましく使用されるジオールは、芳香族又は脂肪族化合物であり得る。脂肪族ジオールが好ましい。特に優先的には、これらは、直鎖又は環状脂肪族ジオールである。これらのジオールは、不飽和又はモノ若しくは多価不飽和のいずれかでよい。好ましくは、これらは、飽和直鎖脂肪族ジオール又は飽和環状脂肪族ジオールである。
− 基R 1 は、互いに独立に、直鎖又は環状アルキレン基の群から選択され、
− 基R 2 は、互いに独立に、アルキレン基又はアルケニレン基の群から選択され、アルキレン基とアルケニレン基との比が、構造式(I)のα,ω−ヒドロキシ官能化オリゴエステルが1〜2.5mmol/gの理論的炭素−炭素二重結合含有量を有するように具体的に選択され、
− 指数mは、構造式(I)のα,ω−ヒドロキシ官能化オリゴエステルの数平均分子量が1000〜3000g/molになるように選択される)。
脂肪族基Rは、例えばフェニル基等の芳香族基を持たない有機基である。脂肪族基Rは、2〜12個の炭素原子を有してよい。脂環式基Rは、例えばフェニル基等の芳香族基を持たない有機基である。脂環式基Rは、例えばシクロプロピル又はシクロヘキシルの場合のように、3〜12個の炭素原子を有してよい。芳香族基Rは、例えばフェニレン基等の芳香族基から構築される有機基である。芳香族基Rは、6〜12個の炭素原子を有してよい。芳香脂肪族基Rは、芳香族基だけでなく、脂肪族基も有する有機基である。芳香脂肪族基Rは、7〜18個の炭素原子を有してよい。基R、例えば、脂肪族基Rは、炭素及び水素以外にも、酸素、窒素又は硫黄等のヘテロ原子も含有し得る。さらに、エステル基又はウレタン基等のさらなる官能基も同様に存在し得る。さらに、基Rは、アルケン基又はアルキン基も同様に含有し得る。同様に、多価不飽和であってもよく、かつ/又は同様に2つ以上のアルキン基を含有してもよい。Rは、より好ましくは、2〜12個の炭素原子又は2〜10個の炭素原子、非常に好ましくは2〜8個の炭素原子、とりわけ2〜6個の炭素原子を有する脂肪族基である。当業者にとって、基Rが二価の基であることは明確である。
(式中、
− Rは、C2〜C12アルキレン基、C2〜C12アルケニレン基、又は多価不飽和C4〜C12アルキレン基であり、
− 基R’は、C 2 〜C 12 アルキル基の群から選択され、
− R’’は、メチル基又はエチル基であり、
− xは、0〜2である。)
− R 2 は、C2〜C10アルキレン基、C2〜C10アルケニレン基、又は多価不飽和C4〜C10アルキレン基であり、
− 基R’は、C1〜C12アルキル基の群から選択され、
− R’’は、メチル基又はエチル基であり、
− xは、0〜2である。)
− R 3 は、C 2 〜C 12 アルキレン基、C 2 〜C 12 アルケニレン基、又は多価不飽和C 4 〜C 12 アルキレン基であり、
− 基R’は、C 1 〜C 12 アルキル基の群から選択され、
− R’’は、メチル基又はエチル基であり、
− xは、0〜2である。)
本発明の添加剤は、例えば、少なくとも1種のα,ω−ヒドロキシ官能化オリゴエステルと、少なくとも1種の構造式(II)のアルコキシシランとの反応によって製造される。反応は、有機溶剤中で実施される。好適な溶剤は、活性H原子を有さない、当業者に公知のすべての溶剤である。好適な溶剤の例として、酢酸ブチル又はナフサ等のエステルがある。反応は、例えばオルトギ酸トリエチル等の少なくとも1種の水捕捉剤の存在下で任意に実施してよい。優先的には、先ず構造式(II)のアルコキシシランを導入し、次いでα,ω−ヒドロキシ官能化オリゴエステルを滴下で加える。Aがイソシアネート基である場合、反応溶液中に残存するイソシアネート基の量は、例えばDIN EN ISO 11909(日付:2007年5月)に従って、滴定法によって決定できる。Aがエポキシド基である場合、反応溶液中に残存するエポキシド基の量は、例えばDIN EN ISO 3001(日付:1999年11月)に従って、滴定法によって決定できる。
d)本発明の添加剤のさらなる特に好ましい一実施形態では、構造式(I)のα,ω−ヒドロキシ官能化オリゴエステルの有する理論的炭素−炭素二重結合含有量は、1.5〜2mmol/gである。
溶剤型クリアコート材が、本発明の添加剤を少なくとも1種含むことは、本発明にとって不可欠なことである。ここで本発明の全添加剤の質量百分率の合計は、溶剤型クリアコート材の全体量に対して、0.5〜10質量%である。本発明の全添加剤の質量百分率の合計は、いずれの場合にも、クリアコート材の全質量に対して、好ましくは1〜9質量%、より好ましくは1〜8質量%、非常に好ましくは1.5〜7.5質量%又は1.5〜6.5質量%である。下限0.5質量%未満では、接着性に改善がみられない。上限10質量%超では、例えば、得られたコーティングの黄変等の不都合が生じる。
− 流れ調整剤、
− 光安定剤、及び/若しくは
− レオロジー調整添加剤、並びに/又は
− 触媒
である。
本発明は、さらに、
(A)ベースコート材を塗布することと、
(B)本発明の溶剤型クリアコート材を塗布することと、
(C)ベースコート材及びクリアコート材を共硬化することと
を含む、基板上の重ね塗り塗装系を製造する方法に関する。
本方法は、好ましくは、自動車OEM仕上げにおいて使用される。当業者に公知の慣例的なベースコート材が使用される。溶剤型だけでなく、水性のベースコート材も用いることができる。
ベースコート材は、例えば、スプレー、ナイフコーティング、ブラッシング、流し込み、ディッピング、含浸、トリックリング、又はローリング等の慣例の塗布方法により塗布される。スプレー塗布が好ましいが、より好ましくは圧縮空気スプレー塗布、又は特に静電スプレー塗布(ESTA)が好ましい。ベースコートフィルムは、本発明のクリアコート材が塗布される前に乾燥してよい。この乾燥は、例えば、室温(18〜23℃)で、5〜90分間、好ましくは20〜80分間、非常に好ましくは30〜70分間かけて行ってよい。しかし、あるいは、特に優先的には、乾燥は、70〜90℃で、5〜15分の時間にわたって行う。
i.ベースコートフィルムを塗布し、
ii.クリアコートフィルムを塗布し、
iii.ベースコートフィルム及びクリアコートフィルムを共同して硬化させる、
上記のものに対応する。
本発明はまた、最後に、溶剤型クリアコート材中で少なくとも1種の添加剤を使用する方法であって、前記添加剤が、
(a)30〜160mgKOH/gのOH価、1〜2.5mmol/gの理論的炭素−炭素二重結合含有量、1000〜3000g/molの数平均分子量、及び2800〜10000g/molの質量平均分子量を有する、少なくとも1種のα,ω−ヒドロキシ官能化オリゴエステルと、
(b)構造式(II)
A−R−Si(R’)x(OR’’)3−x
(式中、
− Aは、OH反応性官能基であり、
− Rは、2〜12個の炭素原子を有する脂肪族基、3〜12個の炭素原子を有する脂環式基、6〜12個の炭素原子を有する芳香族基、又は7〜18個の炭素原子を有する芳香脂肪族基であり、
− 基R’は、C 1 〜C 12 アルキル基の群から選択され、
− R’’は、メチル基又はエチル基であり、
− xは、0〜2である)
の少なくとも1種のアルコキシシランと
を反応させることによって製造可能であり、
但し、α,ω−ヒドロキシ官能化オリゴエステルの全OH基の少なくとも90mol%が、OH反応性官能基Aと反応したものであり、
さらに、溶剤型クリアコート材の全体量に対して、本発明の全添加剤の質量百分率の合計が0.5〜10質量%である、方法にも関する。
実施例A:α,ω−ヒドロキシ官能化オリゴエステルの製造
表1で分類されている反応物は、指示されたモル比で、下記の通りに反応する。先ず第一に、無水マレイン酸(MAn)、アジピン酸(AD)、及び1,6−ヘキサンジオール(HD)を、カラム、冷却器、及び水分離器を備えた4リットルのステンレス鋼製反応器に充填する。この後、共沸剤としての3%のキシレン及び0.1%のメチルヒドロキノンを添加する(百分率の数字は、使用するMAn、AD及びHDの量に対するものである)。結果として得られた反応混合物を、希薄空気下で、5分間にわたって加熱する。反応時間を通して、反応混合物の温度は230℃を超えない。酸価が2mgKOH/gに達したら、反応混合物を80℃まで冷却する。結果として得られたα,ω−ヒドロキシ官能化オリゴエステルについての特性データは、以下の通りである:
OH価:65mgKOH/g
数平均分子量:1412g/mol
質量平均分子量:3313g/mol
理論的炭素−炭素二重結合含有量:1.86mmol/g
還流冷却器及び温度計を備えた鋼製反応器に、27.4部のABCR GmbH & Co.KG製の3−イソシアナトプロピルトリエトキシシラン(Gelest INC.製品の欧州ディスパッチ)、9.4部の酢酸ブチル、0.2部の1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、及び2.2部のオルトギ酸トリエチルを充填する。続いて、滴下漏斗によって、46.3部のα,ω−ヒドロキシ官能化オリゴエステル(実施例A)と14.5部の酢酸ブチルとの混合物を攪拌しながら、窒素雰囲気下で、滴下で加える。70〜80℃で6時間攪拌した後、DIN EN ISO 11909(日付:2007年5月)に準拠した滴定法によって検証し、NCO値が0になるまで反応を続ける。本発明の添加剤A1は、71.8質量%の不揮発分を有する。
I.1)添加剤(A1)を含む溶剤型2Kクリアコート材の製造
市販の溶剤型2成分クリアコート材を使用した。ミルベース及び硬化剤の2成分の組成を表2に示す。ミルベース及び硬化剤は両方とも、それぞれ、2成分クリアコート材の全体量に対して4質量%の添加剤(A1)と混合した。実験室用スターラーを添加に使用した(260〜1820rpm)。ミルベース及び硬化剤成分は、100:36の比率で使用し、この比率は、成分の質量に対するものである。
クリアコート材を、電気コート材、プライマーサーフェーサー、及びベースコート材で連続的に塗装した基板に塗布する。電気コートは、BASG Coatings製の市販製品CathoGuard(登録商標)500を使用して製造される。プライマーサーフェーサーコートは、BASF Coatings製の市販製品SecuBloc(登録商標)を使用して製造される。プライマーサーフェーサーで塗装した基板を、10〜15マイクロメートルの乾燥ベースコートフィルム厚さを得るように、ベースコート材で塗装する。ベースコートは、市販の水性ベースコート材を使用して製造され、これは、BASF Coatingsから市販されている製品Colorbrite(登録商標)である。これに続いて、80℃で7分間乾燥する。クリアコート材を製造するために表2によるミルベース及び硬化剤、また並びにミルベース成分中に存在する添加剤(A1)を一緒に、木べらを使用して均一に攪拌し、ミルベース及び硬化剤の各成分は、100:36の比率で使用され、この比率は、成分の質量に対するものであり、続いて混合物を圧縮空気で塗布する。この時点で、クリアコートを、135℃で始めて、20分間乾燥し、塗布したコーティングを続いて135℃で30分間焼く。ベーキング工程は、さらに2回繰り返す。結果として得られたクリアコートは、40〜45マイクロメートルの乾燥フィルム厚さを有する。
シーラントとして接着剤(EFBOND(登録商標)DA293)を硬化クリアコートに塗布した。この接着剤は、クリアコートをガラス板に接合させるために使用する。接着層のクリアコート上への接着特性は、上記の方法による「ウィンドウ接合試験」(グレージング接着剤の剥離試験)の手段によって検査する。
市販の溶剤型2成分クリアコート材を使用する。クリアコート材を製造する上で使用されるミルベース及び硬化剤の2成分の組成は、既に表2に示した。ミルベースは、2成分クリアコート材の全体量に対して、4質量%又は2質量%の添加剤(A1)と混合した。添加のために、実験室用スターラーを使用した(260〜1820rpm)。
クリアコート材を、電気コート材、プライマーサーフェーサー、及びベースコート材で連続的に塗装した基板に塗布する。この多重塗装は、I.2)の項に記載の手順に従って行われる。クリアコート材を製造するために、表2によるミルベース及び硬化剤、また並びにミルベース成分中に存在する添加剤(A1)を一緒に、木べらを使用して均一に攪拌し、ミルベース及び硬化剤の各成分は、100:36の比率で使用され、この比率は、成分の質量に対するものであり、続いて混合物を圧縮空気で塗布する。この時点で、クリアコートを、135℃で始めて、20分間乾燥し、塗布したコーティングを続いて135℃で30分間焼く。ベーキング工程は、さらに2回繰り返す。結果として得られたクリアコートは、40〜45マイクロメートルの乾燥フィルム厚さを有する。補修ベースコート乾燥フィルム厚さが10〜15マイクロメートルとなるように、オーバーベーキングした添加クリアコートの頂部に、補修ベースコートを圧縮空気により塗布する。結果として得られたコートを18〜23℃で10分間乾燥する。使用する補修ベースコート材は、表4によるベースコート組成物である。補修クリアコート材を、続いて、圧縮空気スプレー塗布法によって塗布する。結果として得られたベースコート−クリアコート系を先ず、室温で10分間乾燥し、次いで60℃の強制空気オーブン中で10分間硬化する。使用した補修クリアコート材は、表2による2成分クリアコート組成物であり、添加剤(A1)を含有しない点が異なる。
製造したコーティングの接着特性は、DIN EN ISO 2409(日付:2010年4月)に準拠する碁盤目試験の手段によって検査される。3回及び5回オーバーベーキングしたコーティング系について接着性を検査した(表5を参照されたい)。
Claims (15)
- (a)30〜160mgKOH/gのOH価、1〜2.5mmol/gの理論的炭素−炭素二重結合含有量、1000〜3000g/molの数平均分子量、及び2800〜10000g/molの質量平均分子量を有する、少なくとも1種のα,ω−ヒドロキシ官能化オリゴエステルと、
(b)構造式(II)
A−R−Si(R’)x(OR’’)3−x
(式中、
− Aは、OH反応性官能基であり、
− Rは、2〜12個の炭素原子を有する脂肪族基、3〜12個の炭素原子を有する脂環式基、6〜12個の炭素原子を有する芳香族基、又は7〜18個の炭素原子を有する芳香脂肪族基であり、
− 基R’は、C 1 〜C 12 アルキル基の群から選択され、
− R’’は、メチル基又はエチル基であり、
− xは、0〜2である)
の少なくとも1種のアルコキシシランと
を反応させることによって製造される少なくとも1種の添加剤を含む、溶剤型クリアコート材であり、
但し、α,ω−ヒドロキシ官能化オリゴエステルの全OH基の少なくとも90mol%が、OH反応性官能基Aと反応したものであり、
さらに、溶剤型クリアコート材の全体量に対して、本発明の全添加剤の質量百分率の合計が0.5〜10質量%である、
溶剤型クリアコート材。 - 溶剤型クリアコート材の全体量に対して、全添加剤の質量百分率の合計が1.5〜7.5質量%である、請求項1に記載の溶剤型クリアコート材。
- α,ω−ヒドロキシ官能化オリゴエステルが、以下の構造式(I):
− 基R 1 は、互いに独立に、直鎖又は環状アルキレン基の群から選択され、
− 基R 2 は、互いに独立に、アルキレン基又はアルケニレン基の群から選択され、アルキレン基とアルケニレン基との比が、構造式(I)のα,ω−ヒドロキシ官能化オリゴエステルが1〜2.5mmol/gの理論的炭素−炭素二重結合含有量を有するように具体的に選択され、
− 指数mは、構造式(I)のα,ω−ヒドロキシ官能化オリゴエステルの数平均分子量が1000〜3000g/molになるように選択される)
を有する、請求項1及び2のうちの少なくとも一項に記載の溶剤型クリアコート材。 - 基R 1 が、6〜10個の炭素原子を有する直鎖アルキレン基の群から選択される、請求項3に記載の溶剤型クリアコート材。
- 基R 2 が、4〜8個の炭素原子を有する直鎖アルキレン基又は2〜4個の炭素原子を有する直鎖アルケニレン基の群から選択される、請求項3及び4のうちの少なくとも一項に記載の溶剤型クリアコート材。
- アルコキシシランが、一般構造式(II.1)
OCN−R−Si(R’)x(OR’’)3−x
(式中、
− Rは、C 2 〜C 12 アルキレン基、C 2 〜C 12 アルケニレン基、又は多価不飽和C 4 〜C 12 アルキレン基であり、
− 基R’は、C 1 〜C 12 アルキル基の群から選択され、
− R’’は、メチル基又はエチル基であり、
− xは、0〜2である)
を有する、請求項3から5のうちの少なくとも一項に記載の溶剤型クリアコート材。 - Rが、C2〜C6アルキレン基である、請求項6に記載の溶剤型クリアコート材。
- x=0である、請求項7に記載の溶剤型クリアコート材。
- 基板上の重ね塗装系の製造方法であって、
(A)ベースコート材を塗布することと、
(B)請求項1から8のうちの少なくとも一項に記載の溶剤型クリアコート材を塗布することと、
(C)前記ベースコート材及び前記クリアコート材を共同して硬化させることと
を含む、方法。 - 請求項9に記載の方法によって製造される重ね塗り塗装系。
- 工程(C)による前記クリアコート材の頂部に、
i.ベースコート材を塗布し、
ii.クリアコート材を塗布し、
iii.前記ベースコート材及び前記クリアコート材が共同して硬化させる、
請求項9に記載の方法。 - 請求項11に記載の方法によって製造される重ね塗り塗装系。
- 工程(C)による硬化クリアコート材の頂部に、シーラントを塗布する、請求項9に記載の方法。
- 請求項13に記載の方法によって製造される重ね塗り塗装系。
- 溶剤型クリアコート材中で少なくとも1種の添加剤を使用する方法であって、前記添加剤が、
(a)30〜160mgKOH/gのOH価、1〜2.5mmol/gの理論的炭素−炭素二重結合含有量、1000〜3000g/molの数平均分子量、及び2800〜10000g/molの質量平均分子量を有する、少なくとも1種のα,ω−ヒドロキシ官能化オリゴエステルと、
(b)構造式(II)
− A−R−Si(R’)x(OR’’)3−x
(式中、
− Aは、OH反応性官能基であり、
− Rは、2〜12個の炭素原子を有する脂肪族基、3〜12個の炭素原子を有する脂環式基、6〜12個の炭素原子を有する芳香族基、又は7〜18個の炭素原子を有する芳香脂肪族基であり、
− 基R’は、C 1 〜C 12 アルキル基の群から選択され、
− R’’は、メチル基又はエチル基であり、
− xは、0〜2である)
の少なくとも1種のアルコキシシランと
を反応させることによって製造され、
但し、α,ω−ヒドロキシ官能化オリゴエステルの全OH基の少なくとも90mol%が、OH反応性官能基Aと反応したものであり、
さらに、溶剤型クリアコート材の全体量に対して、本発明の全添加剤の質量百分率の合計が0.5〜10質量%である、方法。
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