JP6629326B2 - 水性ポリウレタン−ポリウレア分散体および該分散体を含有する水性ベースペイント - Google Patents
水性ポリウレタン−ポリウレア分散体および該分散体を含有する水性ベースペイント Download PDFInfo
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- C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
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- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/002—Priming paints
Description
(I)
組成物(Z)を製造することであり、組成物(Z)が、各々の場合に組成物(Z)の総量に対して、
15〜65質量%の、イソシアネート基を含有し、ブロックされた一級アミノ基を有する、少なくとも1種の中間体(Z.1)であり、その製造が、
イソシアネート基を含有し、アニオン性基および/またはアニオン性基に変換することができる基を含む、少なくとも1種のポリウレタンプレポリマー(Z.1.1)の、
少なくとも2個のブロックされた一級アミノ基および少なくとも1個の遊離二級アミノ基を含む少なくとも1種のポリアミン(Z.1.2)との、
(Z.1.1)に由来するイソシアネート基を、(Z.1.2)に由来する遊離二級アミノ基と付加反応させることによる反応を含む、少なくとも1種の中間体(Z.1)と、
35〜85質量%の、20℃の温度において38質量%以下の水への溶解度を持つ、少なくとも1種の有機溶媒(Z.2)と、
を含む、組成物(Z)を製造することと、
(II)
組成物(Z)を水性相中に分散させることと、
(III)
(II)において得られた分散体から、少なくとも1種の有機溶媒(Z.2)を少なくとも部分的に除去することと、
によって得ることができる、水性ポリウレタン−ポリウレア分散体によって解決できることが発見された。
(1)水性ベースコート材料が基材に塗布され、
(2)段階(1)において塗布されたコーティング材料からポリマーフィルムが形成され、
(3)クリアコート材料が結果として生じたベースコートフィルムに塗布され、その後、
(4)ベースコートフィルムがクリアコートフィルムとともに硬化され、
本方法は、段階(1)において使用される水性ベースコート材料が、本発明のベースコート材料であることを特徴とする。
1.固形分含量
別途指示の無い限り、下文においては固体分率とも呼ばれる固形分含量は、130℃、60分、初期質量1.0gで、DIN EN ISO 3251に従って判定した。本発明の文脈において、公式規格に対する言及がなされる場合、これは無論出願日時点において最新だった規格のバージョンのことを意味するか、その日付においては最新のバージョンが存在しない場合には、最も近い最新のバージョンのことを意味する。
以下ではNCO含有量とも呼ばれるイソシアネート含有量は、DIN EN ISO 3251、DIN EN ISO 11909、およびDIN EN ISO 14896に基づく方法で、過剰なキシレン中2%強度のN,N−ジブチルアミン溶液を、アセトン/N−エチルピロリドン(1:1、容量%)中の試料の均一な溶液に添加し、過剰なアミンを0.1Nの塩酸を用いて電位差逆滴定することによって判定した。ポリマーのNCO含有量は、固形物に基づいて、溶液中のポリマーの分率(固形分含量)によって逆算できる。
ヒドロキシル価は、R.−P.Krueger、R.Gnauck and R.Algeier、Plaste und Kautschuk、20、274(1982年)に基づいて、触媒としての4−ジメチルアミノピリジンの存在下において、室温のテトラヒドロフラン(THF)/ジメチルホルムアミド(DMF)溶液中の無水酢酸を用いて、アセチル化の後に残った過剰な無水酢酸を完全に加水分解し、水酸化カリウムのアルコール溶液を用いて酢酸の電位差逆滴定を実行することによって判定した。60分間のアセチル化時間は、すべての場合において、完全な変換を確保するのに十分であった。
酸価は、DIN EN ISO 2114に基づいて、テトラヒドロフラン(THF)/水(9容量部のTHFと1容量部の蒸留水)の溶液中において、水酸化カリウムのエタノール溶液を用いて判定した。
構成成分xの中和度は、その構成成分中に存在するカルボン酸基の物質量(酸価によって決定)と、使用された中和剤の物質量とから計算した。
アミン等価質量(溶液)は、溶液のアミン含有量を判定するために役立ち、以下のように確認した。分析用の試料を室温で氷酢酸中に溶解させ、クリスタルバイオレットの存在下において、氷酢酸中0.1Nの過塩素酸に対して滴定した。試料の初期質量と過塩素酸の消費からアミン等価質量(溶液)、すなわち1モルの過塩素酸を中和するために必要な塩基性アミンの溶液の質量が得られる。
一級アミノ基のブロック度は、IR分光法によって判定した。判定は、Nexus FT IR分光計(Nicolet社より)を用いて、3310cm−1における吸収極大のIRセル(d=25m、KBr窓)の補助で、使用されたアミンの濃度系列、および1166cm−1における吸収極大(内部標準)に対する標準化に基づいて25℃で行った。
混合物、例えば水性分散体中の有機溶媒の量は、ガスクロマトグラフィーによって判定した(Agilent 7890A、ポリエチレングリコール相を有する50mシリカキャピラリーカラムまたはポリジメチルシロキサン相を有する50mシリカキャピラリーカラム、ヘリウムキャリアガス、250℃スプリットインジェクター、40〜220℃のオーブン温度、フレームイオン化検出器、275℃の検出器温度、内部標準としてのn−プロピルグリコール)。
数平均モル質量(Mn)は、別途指示の無い限り、E.Schroeder、G.Mueller、K.F.Arndt、「Leitfaden der Polymercharakterisierung」[ポリマー特性評価の原理]、Akademie−Verlag、Berlin、47〜54頁、1982年の方法により、蒸気圧浸透圧計10.00(Knauer社より)を用いて、使用される機器の実験的較正定数を決定するためにベンゾフェノンを較正物質として用いて、50℃のトルエン中の濃度系列に対して判定した。
本発明の分散体(PD)中に存在するポリウレタン−ポリウレア粒子の平均粒径(体積平均)は、本発明の文脈において、光子相関スペクトロスコピー(PCS)によって判定した。
本発明の分散体(PD)中に存在するポリウレタン−ポリウレア粒子(ミクロゲル粒子)のゲル分率は、本発明の文脈において、質量測定で判定する。ここでは、まず第1に、存在するポリマーを、水性分散体(PD)の試料(初期質量1.0g)から凍結乾燥によって単離した。凝固温度(試料の電気抵抗が、温度をさらに低下させた場合でもそれ以上さらなる変化を示さない温度)を判定した後、慣例的に5mbar〜0.05mbarの乾燥真空圧範囲で、凝固温度よりも10℃低い乾燥温度において、完全に凍結した試料をその本乾燥に供した。ポリマーの下側の加熱表面の温度を段階的に25℃まで上昇させることで、ポリマーの急速凍結乾燥を達成した。典型的には12時間の乾燥時間の後、単離されたポリマーの量(固体分率、凍結乾燥によって判定)は一定となり、凍結乾燥を延長した場合でもいかなる変化も経なかった。ポリマーの下側の表面の温度を30℃にして引き続き乾燥させ、周囲圧力を最大まで低減する(典型的には、0.05〜0.03mbar)ことで、ポリマーの最適な乾燥がなされた。
有機溶媒の水への溶解度は、20℃において以下のように判定した。当該有機溶媒および水を好適なガラス容器内で合わせ、混合し、続いて混合物を平衡化させる。水および溶媒の量は、平衡の後に互いから分離した2つの相が得られるように選択した。平衡させた後、水性相(すなわち、有機溶媒よりも多くの水を含有する層)からシリンジを用いて試料を採取し、この試料をテトラヒドロフランを用いて1/10の比で希釈し、ガスクロマトグラフィーによって溶媒の分率を判定した(条件については、セクション8.溶媒含有量を参照)。
実施例D1
ジエチレントリアミンジケチミンを、メチルエチルケトン中の過剰な部分的に中和されたジシクロヘキシルメタン4,4’−ジイソシアネート系ポリウレタンプレポリマーに添加し、続いて末端一級アミノ基を架橋させ、その後水中に分散させることによる、発明的なポリエステルウレタンウレアのミクロゲル分散体の製造
撹拌器、内蔵温度計、還流凝縮器、および電気加熱を備えた反応容器において、559.7質量部の直鎖状ポリエステルポリオールと、27.2質量部のジメチロールプロピオン酸(GEO Speciality Chemicals社より)とを、窒素下で、344.5質量部のメチルエチルケトン中に溶解させた。この直鎖状ポリエステルジオールは、二量体化脂肪酸(Pripol(登録商標)1012、Croda社より)、イソフタル酸(BP Chemicals社より)、およびヘキサン−1,6−ジオール(BASF SE社より)から予め製造した(出発材料の質量比:二量体の脂肪酸対イソフタル酸対ヘキサン−1,6−ジオール=54.00:30.02:15.98)。この直鎖状ポリエステルジオールは、73mgKOH/g固体分率のヒドロキシル価、3.5mgKOH/g固体分率の酸価、1379g/molの算定数平均モル質量、および蒸気圧浸透圧法によって判定した1350g/molの数平均モル質量を有した。
次いで、30.2質量部の、ジエチレントリアミンジケチミンの71.9質量%メチルイソブチルケトン希釈液を1分間にわたって混合した(プレポリマーのイソシアネート基対ジエチレントリアミンジケチミン(1個の二級アミノ基を有する)の比:5:1 mol/mol、ブロックされた一級アミノ基1個当たり2個のNCO基に相当する)。また、プレポリマー溶液への添加後に、短時間で1℃反応温度が上昇した。ジエチレントリアミンジケチミンのメチルイソブチルケトン希釈液は、メチルイソブチルケトン中の、ジエチレントリアミン(BASF SE社より)とメチルイソブチルケトンとの反応における反応水を110〜140℃で共沸除去することによって予め製造した。メチルイソブチルケトンを用いた希釈によって、124.0g/eqのアミン等価質量(溶液)への調整を実行した。IR分光法を用いて、3310cm−1における残存吸収に基づき、一級アミノ基のブロッキングを98.5%と判定した。
40℃で30分間撹拌した後、反応器の内容物を、7分間にわたって1206質量部の脱イオン水(23℃)中に分散させた。結果として生じた分散体から、45℃の減圧下においてメチルエチルケトンを蒸留し、溶媒および水のあらゆる喪失を脱イオン水で埋め合わせて、40質量%の固形分含量を得た。
メチルエチルケトン含有量(GC): 0.2質量%
メチルイソブチルケトン含有量(GC): 0.1質量%
粘度(23℃、回転粘度計、せん断速度=1000/s):15mPa・s
酸価 17.1mgKOH/g
固形分含量
中和度(計算)49%
pH(23℃) 7.4
粒径(光子相関スペクトロスコピー、体積平均) 167nm
ゲル分率(凍結乾燥) 85.1質量%
ゲル分率(130℃) 87.3質量%
N,N’−ビス(3−アミノプロピル)エチレンジアミンジケチミンを、メチルエチルケトン中の過剰な部分的に中和されたジシクロヘキシルメタン4,4’−ジイソシアネート系ポリウレタンプレポリマーに添加し、続いて中心一級アミノ基を架橋させ、その後水中に分散させることによる、発明的なポリエステルウレタンウレアのミクロゲル分散体の製造
メチルエチルケトン含有量(GC): 0.2質量%
メチルイソブチルケトン含有量(GC): 0.1質量%
粘度(23℃、回転粘度計、せん断速度=1000/s):35mPa・s
酸価 17.2mgKOH/g
固形分含量
中和度(計算)49%
pH(23℃) 7.5
粒径(光子相関スペクトロスコピー、体積平均) 172nm
ゲル分率(凍結乾燥) 96.1質量%
ゲル分率(130℃) 96.8質量%
ジエチレントリアミンジケチミンを、アセトン中の過剰な部分的に中和されたジシクロヘキシルメタン4,4’−ジイソシアネート系ポリウレタンプレポリマーに添加し、続いて末端一級アミノ基を架橋させ、その後水中に分散させることによる、非発明的なポリエステルウレタンウレアのミクロゲル分散体の製造
アセトン含有量(GC): 0.0質量%
メチルイソブチルケトン含有量(GC): 0.1質量%
粘度(23℃、回転粘度計、せん断速度=1000/s):13mPa・s
酸価 17.0mgKOH/g
固形分含量
中和度(計算) 49%
pH(23℃) 7.4
粒径の体積平均(D[4.3]) 9.8μm
(レーザ回折、フラウンホーファー)
ゲル分率(凍結乾燥) 87.4質量%
ゲル分率(130℃) 89.9質量%
ジエチレントリアミンジケチミンを、メチルエチルケトン中の過剰な部分的に中和されたイソホロンジイソシアネート系ポリウレタンプレポリマーに添加し、続いて末端一級アミノ基を架橋させ、その後水中に分散させることによる、発明的なポリエステルウレタンウレアのミクロゲル分散体の製造
撹拌器、内蔵温度計、還流凝縮器、および電気加熱を備えた反応容器において、583.0質量部の、実施例D1由来の直鎖状ポリエステルポリオールと、28.4質量部のジメチロールプロピオン酸(GEO Speciality Chemicals社より)とを、窒素下で、344.3質量部のメチルエチルケトン中に溶解させた。
続いて、31.5質量部の、実施例D1、セクションbにおいて記載した、ジエチレントリアミンジケチミンの71.9質量%メチルイソブチルケトン希釈液(アミン等価質量(溶液):124.0g/eq、プレポリマーのイソシアネート基対ジエチレントリアミンジケチミン(1個の二級アミノ基を有する)の比:5:1 mol/mol、ブロックされた一級アミノ基1個当たり2個のNCO基に相当する)を、1分間にわたって混和させた。プレポリマー溶液への添加後に、短時間で1℃反応温度が上昇した。
40℃で30分間撹拌した後、反応器の内容物を、7分間にわたって1205質量部の脱イオン水(23℃)中に分散させた。結果として生じた分散体から、45℃の減圧下においてメチルエチルケトンを蒸留し、溶媒および水のあらゆる喪失を脱イオン水で補填して、40質量%の固形分含量を得た。
メチルエチルケトン含有量(GC): 0.2質量%
メチルイソブチルケトン含有量(GC): 0.0質量%
粘度(23℃、回転粘度計、せん断速度=1000/s):19mPa・s
酸価 17.3mgKOH/g
固形分含量
中和度(計算) 49%
pH(23℃) 7.4
粒径(光子相関スペクトロスコピー、体積平均) 151nm
ゲル分率(凍結乾燥) 84.0質量%
ゲル分率(130℃) 85.2質量%
ジエチレントリアミンジケチミンを、メチルエチルケトン中の過剰な部分的に中和されたm−テトラメチルキシレンジイソシアネート系ポリウレタンプレポリマーに添加し、続いて末端一級アミノ基を架橋させ、その後水中に分散させることによる、発明的なポリエステルウレタンウレアのミクロゲル分散体の製造
撹拌器、内蔵温度計、還流凝縮器、および電気加熱を備えた反応容器において、570.0質量部の、実施例D1由来の直鎖状ポリエステルポリオールと、27.7質量部のジメチロールプロピオン酸(GEO Speciality Chemicals社より)とを、窒素下で、344.4質量部のメチルエチルケトン中に溶解させた。
続いて、30.8質量部の、実施例D1、セクションbにおいて記載した、ジエチレントリアミンジケチミンの71.9質量%メチルイソブチルケトン希釈液を1分間にわたって混合した(アミン等価質量(溶液):124.0g/eq、プレポリマーのイソシアネート基対ジエチレントリアミンジケチミン(1個の二級アミノ基を有する)の比:5:1 mol/mol、ブロックされた一級アミノ基1個当たり2個のNCO基に相当する)。プレポリマー溶液への添加後に、短時間で1℃反応温度が上昇した。
40℃で30分間撹拌した後、反応器の内容物を、7分間にわたって1206質量部の脱イオン水(23℃)中に分散させた。結果として生じた分散体から、45℃の減圧下においてメチルエチルケトンを蒸留し、溶媒および水のあらゆる喪失を脱イオン水で埋め合わせて、40質量%の固形分含量を得た。
メチルエチルケトン含有量(GC): 0.3質量%
メチルイソブチルケトン含有量(GC): 0.1質量%
粘度(23℃、回転粘度計、せん断速度=1000/s):15mPa・s
酸価 17.1mgKOH/g
固形分含量
中和度(計算)49%
pH(23℃) 7.4
粒径(光子相関スペクトロスコピー、体積平均) 156nm
ゲル分率(凍結乾燥) 83.3質量%
ゲル分率(130℃) 83.7質量%
ジエチレントリアミンジケチミンを、固形分含量を増加させたメチルエチルケトン中の過剰な部分的に中和されたジシクロヘキシルメタン4,4’−ジイソシアネート系ポリウレタンプレポリマーに添加し、続いて末端一級アミノ基を架橋させ、その後水中に分散させることによる、非発明的なポリエステルウレタンウレアのミクロゲル分散体の製造
溶液(Z)が、イソシアネート基を含有し、ブロックされた一級アミノ基を有する中間体(Z.1)を70.1%の量で有するように、メチルエチルケトンの量を低減したことを除いては、発明的実施例D1と同様に、非発明的なポリエステルウレタンウレアのミクロゲル分散体D6を製造した。続いて、水中に分散させ、45℃の減圧下において溶媒を除去し、水分喪失を脱イオン水で補填した後、架橋粒子を有する、白色の固形物リッチな低粘度分散体を得た。
メチルエチルケトン含有量(GC): 0.2質量%
メチルイソブチルケトン含有量(GC): 0.1質量%
粘度(23℃、回転粘度計、せん断速度=1000/s):14mPa・s
酸価 17.2mgKOH/g
固形分含量
中和度(計算)49%
pH(23℃) 7.4
粒径(光子相関スペクトロスコピー、体積平均) 2860nm
粒径の体積平均(D[4.3])3.8μm
(レーザ回折、フラウンホーファー)
ゲル分率(凍結乾燥) 85.9質量%
ゲル分率(130℃) 87.9質量%
製造した発明的ミクロゲル分散体D1、D2、D4、およびD5、ならびにまた非発明的ミクロゲル分散体D3およびD6の他に、さらなる非発明的ポリウレタン分散体を製造し、またはそれらの製造を試みた。
部分的に中和されたジシクロヘキシルメタン4,4’−ジイソシアネート系ポリエステルウレタンのメチルエチルケトン溶液の分散による、ポリエステルウレタンの分散体の製造
メチルエチルケトン含有量(GC): 0.2質量%
粘度(23℃、回転粘度計、せん断速度=1000/s):135mPa・s
酸価 19.9mgKOH/g
固形分含量
pH(23℃) 7.8
粒径(光子相関スペクトロスコピー、体積平均) 46nm
ゲル分率(凍結乾燥) −0.7質量%
ゲル分率(130℃) −0.3質量%
部分的に中和された、遊離イソシアネート基を有するジシクロヘキシルメタン4,4’−ジイソシアネート系ポリウレタンプレポリマーのメチルエチルケトン溶液を水中に分散させることによる(ケチミンまたはさらなるアミンの添加を伴わない)、ポリエステルウレタンウレアの分散体の製造
メチルエチルケトン含有量(GC): 0.2質量%
粘度(23℃、回転粘度計、せん断速度=1000/s):45mPa・s
酸価 17.3mgKOH/g
固形分含量
中和度(計算)49%
pH(23℃) 7.6
粒径(光子相関スペクトロスコピー、体積平均) 172nm
ゲル分率(凍結乾燥) −1.2質量%
ゲル分率(130℃) 1.8質量%
ゲル分率(凍結乾燥)
(40℃、24時間後の分散体) 1.0質量%
ゲル分率(130℃)
(40℃、24時間後の分散体) 3.6質量%
ゲル分率(凍結乾燥)
(40℃、4週間後の分散体) 1.1質量%
ゲル分率(130℃)
(40℃、4週間後の分散体) 2.9質量%
ジエチレントリアミンを、メチルエチルケトン中の過剰な部分的に中和されたジシクロヘキシルメタン4,4’−ジイソシアネート系ポリウレタンプレポリマーに添加し、水中に分散させることによる、ポリエステルウレタンウレアのミクロゲル分散体の製造の試み
発明的実施例D1において製造した量の、部分的に中和されたプレポリマー溶液(D1、セクションa、1786.4質量部)に、8.4質量部のジエチレントリアミン(BASF SE社より)を40℃で1分間にわたって混和させた(プレポリマーのイソシアネート基対ジエチレントリアミンの比:5:1 mol/mol、一級アミノ基1個当たり2個のNCO基に相当する)。プレポリマー溶液への添加後に、短時間で2℃反応温度が上昇し、粘度が増加した。ポリマー溶液の固形分含量は、45.0%であることが確認された。
エチレンジアミンを、メチルエチルケトン中の過剰な部分的に中和されたジシクロヘキシルメタン4,4’−ジイソシアネート含有ポリウレタンプレポリマーに添加し、水中に分散させることによる、ポリエステルウレタンウレアの分散体の製造
ポリエステルウレタンウレアの分散体を、以下のように製造した。
メチルエチルケトン含有量(GC): 0.2質量%
粘度(23℃、回転粘度計、せん断速度=1000/s):55mPa・s
酸価 17.2mgKOH/g
固形分含量
中和度(計算) 49%
pH(23℃) 7.4
粒径(光子相関スペクトロスコピー、体積平均) 157nm
ゲル分率(凍結乾燥) −0.3質量%
ゲル分率(130℃) −1.1質量%
塗布比較のために、ポリウレタン分散体VD1(WO92/15405、15頁、16〜20行目に従う)を使用して、標準水系ベースコート材料BL−V1を製造した。これは、すべての発明的に製造された水系ベースコート材料とは対照的に、塗布および乾燥中に金属パネルから縦に流れてしまうことを防止するため、これもまた特許出願WO92/15405と同様に、フィロシリケート増粘剤を備えた。
カーボンブラックペーストは、57質量部の、国際特許出願WO91/15528のバインダー分散体Aにより製造したアクリル化ポリウレタン分散体、10質量部のMonarch(登録商標)1400カーボンブラック、6質量部のジメチルエタノールアミン(脱イオン水中10%強度)、2質量部の市販のポリエーテル(Pluriol(登録商標)P900、BASF SE社より)、および25質量部の脱イオン水から生成した。
ブルーペーストは、59質量部の、国際特許出願WO91/15528のバインダー分散体Aにより製造したアクリル化ポリウレタン分散体、25質量部のPalomar Blue(登録商標)15:1、1.3質量部のジメチルエタノールアミン(脱イオン水中10%強度)、0.25質量部のParmetol(登録商標)N 20、4質量部の市販のポリエーテル(Pluriol(登録商標)P900、BASF SE社より)、2質量部のブチルグリコール、および10.45質量部の脱イオン水から生成した。
レッドペーストは、38.4質量部の、国際特許出願WO91/15528のバインダー分散体Aにより製造したアクリル化ポリウレタン分散体、47.1質量部のBayferrox(登録商標)13 BM/P、0.6質量部のジメチルエタノールアミン(脱イオン水中10%強度)、4.7質量部の市販のポリエーテル(Pluriol(登録商標)P900、BASF SE社より)、2質量部のブチルグリコール、および7.2質量部の脱イオン水から生成した。
固形物の体積は、VdL-RL 08[German Paint Industrial Association Guideline]、「Determining the solids volume of anticorrosion coating materials as basis for productivity calculations」、Verband der Lackindustrie e.V.、1999年12月版に従って計算した。固形物の体積VSC(固体体積)は、使用される関連する材料の物理的性質(溶媒の密度、固形物の密度)を組み入れて、以下の式に従って計算した。
VSC 固形分含量体積(volume solids content)、%単位
密度(液状コーティング):個々の構成成分の密度(溶媒の密度および固形物の密度)から計算した液状コーティング材料の密度、g/cm3単位
固体分率(液状コーティング):130℃、60分、初期質量1.0gにおける、DIN EN ISO 3251による、液状コーティングの固形分含量(%単位)。
密度(焼き付けコーティング):金属パネル上の焼き付けコーティング材料の密度、g/cm3単位
3%ナトリウムリチウムマグネシウムフィロシリケートLaponite(登録商標)RD(Altana-Byk社より)および3%Pluriol(登録商標)P900(BASF SE社より)の水溶液
3%ナトリウムリチウムマグネシウムフィロシリケートLaponite(登録商標)RD(Altana-Byk社より)および3%Pluriol(登録商標)P900(BASF SE社より)の水溶液
2)流れ限界、μm単位:流れが発生したフィルム厚
3)ポップ限界、μm単位:流れが発生したフィルム厚
4)ピンホール限界、μm単位:くさび形のベースコート材料、および二成分クリアコート材料の一定の層を塗布し、140℃の空気循環オーブン内で20分間一緒に硬化させた後に、ピンホールが発生するベースコートフィルムのフィルム厚
5 )ピンホールの数:縁部の長さが30cm×50cmであるコーティングされた金属パネルのピンホール限界からのピンホールの数
使用した機材は、10cm×20cmの寸法を有する金属パネルであった。このパネルは、市販のサーフェーサーから生成した、フィルム厚が30±3μmの硬化サーフェーサー系を有した。この基材の生成において、サーフェーサーは80℃での中間乾燥に10分間供され、その後150℃/14分間または代替的に190℃/30分間焼き付けを行った。
元々の仕上げ塗膜(焼き付け不足および焼き付け過剰)の上に、室温まで冷ました後、まず第1に水系ベースコート材料を、14±2μmのフィルム厚を標的として、再び空気の作用によって塗布し、室温で1分間フラッシュした後、この水系ベースコート材料を70℃の空気循環オーブン内での中間乾燥に10分間供した。その後、BASF Coatings GmbH社より市販されているProGloss(登録商標)二成分クリアコート材料(FF99−0345)を、40±5μmのフィルム厚を標的として、同様に空気の作用によって塗布し、室温で20分間フラッシュした後、ベースコートおよびクリアコートを、空気循環オーブン内において、125℃/20分間(焼き付けが足りない再仕上げ塗膜)または代替的に160℃/30分間(焼き付け過ぎた再仕上げ塗膜)で一緒に焼き付けた。
クロスカット試験は、非露出試料において、DIN 2409に従って実行した。
クロスカット試験の結果は、DIN EN ISO 2409に従って評価した。
(評点0〜5:0=最良スコア、5=最低スコア):
クロスカット≦1:良好
クロスカット>1:不良
ストーンチッピング≦1.5:良好
ストーンチッピング>1.5:不良
L*=明度 ΔL*=色差 - 標準のL*と試験されている物品のL*との間の差異
a*=赤-緑の値 Δa*=色差 - 標準のa*と試験されている物品のa*との間の差異
b*=黄-青の値 Δb*=色差 - 標準のb*と試験されている物品のb*との間の色差
Claims (20)
- 質量測定で、少なくとも50%のゲル分率を有し、体積平均で40〜2000nmの平均粒径を有する、分散体中に存在するポリウレタン−ポリウレア粒子を有する水性ポリウレタン−ポリウレア分散体(PD)であって、
(I)
組成物(Z)の総量に対し、
(Z.1)15〜65質量%の少なくとも1種の中間体であって、当該中間体はイソシアネート基を含有し、ブロックされた一級アミノ基を有し、かつ、その製造が、
(Z.1.1)イソシアネート基を含有し、アニオン性基および/またはアニオン性基に変換することができる基を含む、少なくとも1種のポリウレタンプレポリマーの、
(Z.1.2)少なくとも2個のブロックされた一級アミノ基および少なくとも1個の遊離二級アミノ基を含む少なくとも1種のポリアミンとの、
(Z.1.1)に由来するイソシアネート基を、(Z.1.2)に由来する遊離二級アミノ基と付加反応させることによる反応を含む、前記少なくとも1種の中間体(Z.1)と、
(Z.2)35〜85質量%の、20℃の温度において38質量%以下の水への溶解度を持つ、少なくとも1種の有機溶媒と、
を含む、組成物(Z)を製造する工程と、
(II)
組成物(Z)を水性相中に分散させる工程と、
(III)
(II)において得られた分散体から、少なくとも1種の有機溶媒(Z.2)を少なくとも部分的に除去する工程と、
によって得ることができる、水性ポリウレタン−ポリウレア分散体。 - 前記質量測定によるゲル分率が、前記水性ポリウレタン−ポリウレア分散体(PD)から凍結乾燥法で単離することにより得られたポリウレタン−ポリウレア粒子のゲル分率(凍結乾燥)である、請求項1に記載の水性ポリウレタン−ポリウレア分散体。
- 前記質量測定によるゲル分率が、前記水性ポリウレタン−ポリウレア分散体(PD)から130℃で60分間単離することで得られたポリウレタン−ポリウレア粒子のゲル分率(130℃)である、請求項1に記載の水性ポリウレタン−ポリウレア分散体。
- プレポリマー(Z.1.1)が、カルボン酸基を含む、請求項1〜3の何れか一項に記載の水性ポリウレタン−ポリウレア分散体。
- ポリアミン(Z.1.2)のブロックされた一級アミノ基が、ケトンでブロックされている、請求項1〜4の何れか一項に記載の水性ポリウレタン−ポリウレア分散体。
- ポリアミン(Z.1.2)が、1個または2個の遊離二級アミノ基を持ち、2個のブロックされた一級アミノ基も持つ、請求項1から5のいずれか一項に記載の水性ポリウレタン−ポリウレア分散体。
- ポリアミン(Z.1.2)が、
i)1個の遊離二級アミノ基、2個のブロックされた一級アミノ基、および脂肪族飽和炭化水素基からなるか、又は
ii)2個の遊離二級アミノ基、2個のブロックされた一級アミノ基、および脂肪族飽和炭化水素基からなる、請求項6に記載の水性ポリウレタン−ポリウレア分散体。 - プレポリマー(Z.1.1)の、ポリアミン(Z.1.2)との反応において、(Z.1.1)に由来するイソシアネート基および(Z.1.2)に由来するアミノ基のモル量が、下記条件
[n((Z.1.1)に由来するイソシアネート基)−n((Z.1.2)に由来する遊離二級アミノ基)]/n((Z.1.2)に由来するブロックされた一級アミノ基)=1.2/1〜4/1
を満たす、請求項1から7のいずれか一項に記載の水性ポリウレタン−ポリウレア分散体。 - 組成物(Z)中の中間体(Z.1)の分率が、35〜52.5質量%である、請求項1から8のいずれか一項に記載の水性ポリウレタン−ポリウレア分散体。
- 溶媒(Z.2)が、メチルエチルケトンである、請求項1から9のいずれか一項に記載の水性ポリウレタン−ポリウレア分散体。
- 25〜55質量%のポリウレタン−ポリウレアポリマーおよび45〜75質量%の水を含み、ポリウレタン−ポリウレアポリマーおよび水の総分率が、少なくとも90質量%である、請求項1から10のいずれか一項に記載の水性ポリウレタン−ポリウレア分散体。
- 質量測定で、少なくとも50%のゲル分率を有し、体積平均で40〜2000nmの平均粒径を有する、分散体中に存在するポリウレタン−ポリウレア粒子を含む水性ポリウレタン−ポリウレア分散体(PD)を製造するための方法であって、当該方法が、
(I)
組成物(Z)を製造する工程であって、組成物(Z)の総量に対して、
(Z.1)15〜65質量%の、イソシアネート基を含有し、ブロックされた一級アミノ基を有する、少なくとも1種の中間体であり、かつ、その製造が、
(Z.1.1)イソシアネート基を含有し、アニオン性基および/またはアニオン性基に変換することができる基を含む、少なくとも1種のポリウレタンプレポリマーの、
(Z.1.2)少なくとも2個のブロックされた一級アミノ基および少なくとも1個の遊離二級アミノ基を含む少なくとも1種のポリアミンとの、
(Z.1.1)に由来するイソシアネート基を、(Z.1.2)に由来する遊離二級アミノ基と付加反応させることによる反応を含む、前記少なくとも1種の中間体(Z.1)と、
(Z.2)35〜85質量%の、20℃の温度において38質量%以下の水への溶解度を持つ、少なくとも1種の有機溶媒と、
を含む、組成物(Z)を製造する工程と、
(II)
組成物(Z)を水性相中に分散させる工程と、
(III)
(II)において得られた分散体から、少なくとも1種の有機溶媒(Z.2)を少なくとも部分的に除去する工程と、
を記載された順序で含む、方法。 - 前記質量測定によるゲル分率が、前記水性ポリウレタン−ポリウレア分散体(PD)から凍結乾燥法で単離することにより得られたポリウレタン−ポリウレア粒子のゲル分率(凍結乾燥)である、請求項12に記載の方法。
- 前記質量測定によるゲル分率が、前記水性ポリウレタン−ポリウレア分散体(PD)から130℃で60分間単離することで得られたポリウレタン−ポリウレア粒子のゲル分率(130℃)である、請求項12に記載の方法。
- 請求項1から11のいずれか一項に記載の分散体を含む、顔料入り水性ベースコート材料。
- 30質量%〜50質量%の固形分含量を有する、請求項15に記載の顔料入り水性ベースコート材料。
- メラミン樹脂、および分散体(PD)中に存在するポリマーとは異なる少なくとも1種のヒドロキシ官能性ポリマーをさらに含む、請求項15または16に記載の顔料入り水性ベースコート材料。
- 複層コート塗装物を形成するための方法であって、
(1)水性ベースコート材料を基材に塗布し、
(2)段階(1)において塗布されたコーティング材料からベースコートとしてのポリマーフィルムを形成し、
(3)前記ベースコートのフィルムにクリアコート材料を塗布し、その後、
(4)前記ベースコートのフィルムをクリアコートフィルムとともに硬化する工程を有し、
段階(1)において使用する水性ベースコート材料が、請求項15から17のいずれか一項に記載のベースコート材料である、方法。 - 請求項18に記載の方法によって形成された、複層コート塗装物。
- 複層コート塗装物におけるベースコートのフィルムの光学的性質を改善するために、請求項1から11のいずれか一項に記載の分散体を使用する方法。
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