JP6529594B2 - 低い酸価のポリオールを主体としたコーティング材料系 - Google Patents
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Description
(A) 対応するポリヒドロキシ基含有化合物1g当たり9mg KOH以下の酸価を有する、少なくとも1種のポリヒドロキシ基含有化合物、
(B) 少なくとも1種のポリイソシアネート含有化合物ならびに
(C) 金属成分としてリチウム(Li)ならびに亜鉛(Zn)、ビスマス(Bi)、ジルコニウム(Zr)および/またはアルミニウム(Al)から選択される少なくとも1種のさらなる金属成分を含む少なくとも1種の触媒
を含み、
i) 成分(A)、(B)および(C)が、互いに別々に存在し、または
ii) 互いに全体的にもしくは少なくとも部分的に混合されている、
コーティング材料系によって達成される。
(R’)2C=C(R’)(−COO−R’’−O−P(O)(−OR)2) (1)
(式中、R’=HまたはCH3であり、
R’’=アルキルまたはアルキル−O−アルキルであり、
R’’’=Hまたはアルキルである。)
によって表される。
20wt%から60wt%までの(上記に規定の)少なくとも1種のヒドロキシアルキルアクリレートまたはヒドロキシアルキルメタクリレート、
35wt%から80wt%までの(上記に規定の)少なくとも1種のアルキルアクリレートまたはアルキルメタクリレートおよび
0wt%から40wt%まで、好ましくは0.1wt%から40wt%までの(上記に規定の)少なくとも1種のビニル芳香族炭化水素、好ましくはスチレン。
ii) リチウムと亜鉛とのモル比が、少なくとも5:1[mol/mol]、好ましくは6:1から12:1[mol/mol]まで、より特定すると7.5:1から10:1[mol/mol]までである、
金属成分としてリチウムだけでなくビスマスおよび/または亜鉛も含む少なくとも1種の触媒が、成分(C)として使用されることが好ましい。
− 特に、例えば2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−ヒドロキシベンゾフェノン、ヒドロキシフェニル−s−トリアジンおよびオキサラニリド等の紫外線吸収剤;
− 特に、HALS化合物(「ヒンダードアミン光安定剤」として公知の光安定剤。この光安定剤は、2,2,6,6−テトラメチルピペリジンの誘導体であり、例えばBASF SEからTinuvin(登録商標)292として市販されている。)、ヒドロキシフェニルアルキルベンゾトリアゾール等のベンゾトリアゾールまたはオキサラニリド等の光安定剤;
− ラジカル捕捉剤;
− 滑剤;
− 重合阻害剤;
− 消泡剤;
− 例えばIncozolまたはアスパラギン酸エステル等、成分(A)および(D)と異なる反応性希釈剤、より特定すると、他の構成要素および/または水との反応によってのみ反応性になる反応性希釈剤;
− シロキサン、フッ素含有化合物、カルボン酸モノエステル、リン酸エステル、ポリアクリル酸およびこれらのコポリマーまたはポリウレタン等、成分(A)および(D)と異なる湿潤剤;
− 付着促進剤;
− 流動調整剤、特にポリアクリレートを主体とした流動調整剤。ここで、エチルヘキシルアクリレートとエチルアクリレートとのコポリマーが、好ましくは利用される。これらのコポリマーは好ましくは、非常に低いTGを有し、比較的無極性であり、低いOH価を有する;
− セルロース誘導体等のフィルム形成助剤;
− 二酸化ケイ素、酸化アルミニウムまたは酸化ジルコニウムを主体としたナノ粒子の形態の充填剤;さらなる詳細に関しては、Roempp Lexikon「Lacke and Druckfarben」Georg Thieme Verlag、Stuttgart、1998、250頁から252頁を参照されたい;
− 特許WO94/22968、EP−A−0276501、EP−A−0249201またはWO97/12945から公知の添加剤;例えばEP−A−0008127において開示された架橋ポリマー微粒子;モンモリロナイト型のケイ酸マグネシウムアルミニウム、フィロケイ酸マグネシウムナトリウムおよびフィロケイ酸リチウムフッ素マグネシウムナトリウム等の無機フィロケイ酸塩;Aerosils(登録商標)等のシリカ;または、ポリ(メタ)アクリルアミド、ポリ(メタ)アクリル酸、ポリビニルピロリドン、スチレン−無水マレイン酸コポリマーもしくはエチレン−無水マレイン酸コポリマーおよびこれらの誘導体もしくは疎水性修飾エトキシ化ウレタンもしくはポリアクリレート等のイオン性基および/もしくは会合性基を有する合成ポリマー等、成分(A)および(D)と異なるレオロジー調整剤;
− 難燃剤。
i) 個別の成分(D)から(J)が、互いに別々に存在し、または
ii) 互いに全体的にまたは少なくとも部分的に混合され、および/もしくは成分(A)から(C)と混合される。
i) コーティング材料系が、水性でなく、ならびに/または
ii) 成分(A)および/もしくは(B)がそれぞれ、少なくとも1種の溶媒(J)との混合物を形成するが、成分(A)および(B)が、互いに別々に存在し、ならびに/または
iii) 成分(C)の触媒が、互いに別々に存在する成分(A)または(B)の少なくとも1つ、好ましくは成分(A)中に完全にもしくは少なくとも部分的に存在する
場合が、好ましい。
− 対応するポリヒドロキシ基含有化合物1g当たり9mg KOH以下の酸価を有する(コーティング材料系のバインダー含量に対して)50wt%から70wt%までの少なくとも1種のポリヒドロキシ基含有化合物(A)、好ましくは少なくとも1種のポリ(メタ)アクリレートポリオール、
− (コーティング材料系のバインダー含量に対して)25wt%から40wt%までの少なくとも1種のポリイソシアネート含有化合物(B)、
− 質量により(コーティング材料系のバインダー含量に対して)100ppmから1000ppmまで少なくとも1種の触媒(C)、
− (コーティング材料系のバインダー含量に対して)0wt%から10wt%まで、好ましくは1wt%から5wt%までの少なくとも1種のヒドロキシル含有化合物(D)、
− (コーティング材料系のバインダー含量に対して)0wt%から25wt%まで、好ましくは1wt%から10wt%までの少なくとも1種のコーティング添加剤(F)および
− (コーティング材料系のバインダー含量に対して)0wt%から300wt%まで、好ましくは1wt%から100wt%までの少なくとも1種の顔料(H)。
(A) 対応するポリヒドロキシ基含有化合物1g当たり9mg KOH以下の酸価を有する、少なくとも1種のポリヒドロキシ基含有化合物、
(B) 少なくとも1種のポリイソシアネート含有化合物ならびに
(C) 金属成分としてリチウム(Li)を含む少なくとも1種の触媒
を含み、
i) 成分(A)、(B)および(C)が、互いに別々に存在し、または
ii) 互いに全体的にまたは少なくとも部分的に混合されている、
コーティング材料系に関する。
ポリアクリレートポリオール(比較的高い酸価)の製造
2個の供給物用容器、還流凝縮器および撹拌要素を装着した耐圧設計の4lステンレス鋼反応器に、487gのブチルアセテートを装入する。供給物用容器の1つに、479gのスチレン、242.2gのメチルメタクリレート、164gのn−ブチルアクリレート、298gのブチルメタクリレート、33.4gのメタクリル酸および763gのヒドロキシプロピルメタクリレートの混合物を装入する。第2の供給物用容器に、198gのtert−ブチルペル−2−エチルヘキサノエートと、86gのブチルアセテートとを装入する。3barの絶対圧力において、反応器装入物を140℃に加熱する。この温度に到達したら、開始剤の供給を開始するが、合計供給時間は、270分である。開始剤の供給開始から5分後、モノマー供給を開始し、240分にわたって送り込む。両方の供給が終了した後、バッチをさらに60分間140℃に保持した後、冷却し、冷えるままに放置する。樹脂溶液の固形分含量を、メチルエチルケトンによって65%±1%に調節する。
本発明によるポリアクリレートポリオールの製造(低い酸価)の製造
2個の供給物用容器、還流凝縮器および撹拌要素を装着した耐圧設計の4lステンレス鋼反応器に、487gのブチルアセテートを装入する。供給物用容器の1つに、479gのスチレン、275.6gのメチルメタクリレート、164gのn−ブチルアクリレート、298gのブチルメタクリレートおよび763gのヒドロキシプロピルメタクリレートの混合物を装入する。第2の供給物用容器に、198gのtert−ブチルペル−2−エチルヘキサノエートと、86gのブチルアセテートとを装入する。3barの絶対圧力において、反応器装入物を140℃に加熱する。この温度に到達したら、開始剤の供給を開始するが、合計供給時間は、270分である。開始剤の供給開始から5分後、モノマー供給を開始し、240分にわたって送り込む。両方の供給が終了した後、バッチをさらに60分間140℃に保持した後、冷却し、冷えるままに放置する。樹脂溶液の固形分含量を、メチルエチルケトンによって64%±1%に調節する。
95部のHMDIトリマー(NCO含量23.5±0.5%)と、5部のIPDIトリマー(NCO含量11.9±0.4%)との混合物を、ブチルアセテートとキシレンとの1:1混合物中で85%の固形分含量になるように希釈する。
キシレンとブチルアセテート(溶媒)との1:1混合物
表3および表4に報告されている金属含量(節8を参照されたい。)は、
i) 25%Biの金属含量を有するオクタン酸(2−エチルヘキサン酸)中のオクタン酸Bi溶液、
ii) 2%Liの金属含量を有するオクタン酸(2−エチルヘキサン酸)中のオクタン酸Li溶液または
iii) 7.2%Znの金属含量を有するネオデカン酸亜鉛溶液
を成分Aに個別に添加することによって達成される(すべての数値は、質量による百分率である。)。
コーティング材料の作製のために、項目1〜4をまとめて量りとって、均一に混合する。触媒溶液は、実験の開始直前に個別に直接添加され、それぞれの触媒溶液を、撹拌しながら均一に混合させる。次いで、成分Bおよび希釈剤を同様に添加し、均一に撹拌する。次いで、コーティングフィルムを、成分(節7を参照されたい。)の混合から30分以内に製造する。エチルエトキシプロピオネートが溶媒であり、Tinuvin(登録商標)292およびヒドロキシフェニルアルキルベンゾトリアゾールが光安定剤である。
コーティングフィルムを、100μmドクターブレードを使用してガラスプレート上に引き伸ばす。60℃における18分の乾燥後、ガラスプレートをオーブンから取り出した後で10分以内に、商用の実験用天秤上に配置する。次いで、親指で圧迫しながら、フィルムに20秒間2kgの質量を負荷する。この試験は、20分ごとに繰り返す。明らかに柔らかいまままたはねばついたままのコーティングフィルムの場合は最初に、コーティングフィルムが粘着から十分自在に逃れられる状態になり、十分な硬度に到達するまで、待機期間が観察される。合計実験時間は、約6時間である。この時間が経った後でもマーキングが明らかなままである場合、合計実験時間は、「360分超」であると査定される。
表3
金属成分としてリチウムおよびビスマスを含む触媒の使用。I1からI3は、本発明によるものであり、C1からC3は、比較例である(表1も参照されたい。)。
金属成分としてリチウムおよび亜鉛を含む触媒の使用。I4からI6は、本発明によるものであり、C4からC6は、比較例である(表2も参照されたい。)。
Claims (33)
- 成分(A)から(C):
(A) ポリヒドロキシ基含有化合物1g当たり9mgKOH以下の酸価を有する、少なくとも1種のポリヒドロキシ基含有化合物、
(B) 少なくとも1種のポリイソシアネート含有化合物、及び
(C) リチウム(Li)と、金属成分として亜鉛(Zn)、ビスマス(Bi)、ジルコニウム(Zr)またはアルミニウム(Al)から選択される少なくとも1種の他の金属成分と、を含む少なくとも1種の触媒
を含み、
i) 成分(A)、(B)および(C)が、互いに別々に存在し、または
ii) 互いに全体的にもしくは少なくとも部分的に混合されている、
コーティング材料系。 - 成分(C)の触媒が、他の金属成分として亜鉛(Zn)またはビスマス(Bi)を含むことを特徴とする、請求項1に記載のコーティング材料系。
- i) リチウムとビスマスとのモル比が、少なくとも7:1[mol/mol]であり、または
ii) リチウムと亜鉛とのモル比が、少なくとも5:1[mol/mol]である
ことを特徴とする、請求項2に記載のコーティング材料系。 - 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料系において、
i) 成分(A)のポリヒドロキシ基含有化合物が、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、ポリエステルポリオール、ポリウレタンポリオールまたはポリシロキサンポリオールの群より選択され、または
ii) 成分(B)のポリイソシアネート含有化合物が、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、4,4’−メチレンジシクロヘキシルジイソシアネート、前述のジイソシアネートのビウレットダイマー、前述のジイソシアネートのイミノオキサジアジンジオンまたは前述のジイソシアネートの非対称トリマーから選択される
ことを特徴とする、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料系。 - 成分(A)のポリヒドロキシ基含有化合物の酸価が、対応するポリヒドロキシ基含有化合物1g当たり7mg KOH以下であることを特徴とする、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料系。
- 前記コーティング材料系が、ヒドロキシル基含有化合物(D)、アミノプラスト樹脂またはトリス(アルコキシカルボニルアミノ)トリアジン(E)、コーティング添加剤(F)、顔料(H)、他の充填剤(I)または溶媒(J)から選択される少なくとも1種のさらなる成分(D)から(J)を含み、
i) 個別の成分(D)から(J)が、互いに別々に存在し、または
ii) 互いに全体的にもしくは少なくとも部分的に混合され、または成分(A)から(C)と混合されることを特徴とする、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料系。 - i) コーティング材料系が、水性でなく、または
ii) 成分(A)または(B)がそれぞれ、少なくとも1種の溶媒(J)との混合物を形成するが、成分(A)および(B)が、互いに別々に存在し、または
iii) 成分(C)の触媒が、互いに別々に存在する成分(A)もしくは(B)の少なくとも1種に完全に含まれてもしくは少なくとも部分的に含まれて存在する
ことを特徴とする、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料系。 - 成分(C)の触媒が、塩の形態で存在することを特徴とする、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料系。
- コーティング材料系が、成分(A)、(B)および(C)ならびに任意に存在する成分(D)から(J)の完全な混合物として存在することを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載のコーティング材料系。
- 成分(A)、(B)および(C)ならびに任意に存在する成分(D)から(J)が互いに別々に用意され、続いて互いに混合される、請求項9に記載のコーティング材料系を製造する方法。
- 請求項9に記載のコーティング材料系の少なくとも部分的な硬化または完全な硬化によって、ポリウレタンを製造する方法。
- ポリウレタンが、層もしくはコーティングを形成し、または層もしくはコーティングの少なくとも一部であることを特徴とする、請求項11に記載の方法。
- ポリウレタンが、少なくとも1種の顔料(H)を含み、またはポリウレタンが層の形態で、少なくとも1種の顔料(H)を任意に含むベースコートフィルムまたは任意に予備コーティングされた基材に塗布されることを特徴とする、請求項11または12に記載の方法。
- ポリウレタンの硬化が、20℃から80℃の温度で実施され、任意のベースコートフィルムが任意に、20℃から80℃の温度で前もって乾燥されていることを特徴とする、請求項11から13のいずれか一項に記載の方法。
- 自動車仕上げ塗装における、仕上げ塗膜の補修のために、自動車再仕上げ塗装のために、または、自動車内もしくは自動車上への組付け用の部品、プラスチック基材もしくは商用車のコーティングのために、請求項1から9のいずれか一項に記載のコーティング系またはコーティング材料として請求項11から14のいずれか一項に記載の方法によって製造されたポリウレタンを使用する方法。
- 請求項1から9のいずれか一項に記載の少なくとも1種のコーティング材料系を、任意に予備コーティングされた基材またはベースコートフィルムに塗布することを特徴とする、コーティングを製造する方法。
- コーティングが、コーティング材料系の少なくとも部分的な硬化または完全な硬化によって得られたポリウレタンを含むことを特徴とする、請求項16に記載の方法。
- 成分(C)の触媒が、さらなる金属成分としてビスマスを有す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系。
- i) リチウムとビスマスとのモル比が、7.5:1から12:1[mol/mol]であり、または
ii) リチウムと亜鉛とのモル比が、6:1から12:1[mol/mol]であることを特徴とする、請求項3に記載のコーティング材料系。 - i) リチウムとビスマスとのモル比が、8:1から10:1[mol/mol]であり、または
ii) リチウムと亜鉛とのモル比が、7.5:1から10:1[mol/mol]である
ことを特徴とする、請求項3に記載のコーティング材料系。 - 成分(A)のポリヒドロキシ基含有化合物が、ポリアクリレートポリオールまたはポリメタクリレートポリオールの群より選択されることを特徴とする、請求項4に記載のコーティング材料系。
- 成分(A)のポリヒドロキシ基含有化合物の酸価が、対応するポリヒドロキシ基含有化合物1g当たり0.5mgKOHから5mgKOHであることを特徴とする、請求項5に記載のコーティング材料系。
- ポリヒドロキシ基含有化合物が、ポリ(メタ)アクリレートポリオールであることを特徴とする、請求項5に記載のコーティング材料系。
- コーティング材料系が、ヒドロキシル基含有化合物(D)、コーティング添加剤(F)、顔料(H)または溶媒(J)から選択される少なくとも1種のさらなる成分を含むことを特徴とする、請求項6に記載のコーティング材料系。
- 成分(C)の触媒が、成分(A)中に完全にまたは少なくとも部分的に存在することを特徴とする、請求項7に記載のコーティング材料系。
- 成分(C)の触媒が各塩のアニオン成分として、C 6 −C 18 カルボン酸とのLi塩、Zn塩またはBi塩であることを特徴とする、請求項8に記載のコーティング材料系。
- 成分(C)の触媒が、オクタン酸Bi、オクタン酸Li、C 10 ネオデカン酸のLi塩もしくはBi塩またはC 9 ネオノナン酸のLi塩もしくはBi塩として存在することを特徴とする、請求項8に記載のコーティング材料系。
- 混合が、室温で実施され、成分(A)および(C)が、前もって互いに混合され、または成分(B)が、成分(A)もしくは成分(A)を含む混合物に添加されることを特徴とする、請求項10に記載のコーティング材料系を製造する方法。
- 請求項9に記載のコーティング材料系の完全な硬化によって、ポリウレタンを製造する方法。
- 層が、コーティング材料フィルムであることを特徴とする、請求項12に記載の方法。
- ポリウレタンの硬化が、20℃から60℃の温度で実施されることを特徴とする、請求項14に記載の方法。
- コーティング材料が、クリアコートまたは顔料入り塗料であることを特徴とする、請求項1に記載のコーティング系またはコーティング材料として請求項11に記載の方法によって製造されたポリウレタンの使用方法。
- コーティングが、完全な硬化によって得られたポリウレタンを含むことを特徴とする、請求項17に記載の方法。
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