JP6713748B2 - Blocked polyisocyanate composition - Google Patents
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Description
本発明は、ブロックポリイソシアネート組成物およびその製造方法、さらに該ブロックポリイソシアネートを含む熱硬化性組成物およびその硬化物の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a blocked polyisocyanate composition and a method for producing the same, a thermosetting composition containing the blocked polyisocyanate, and a method for producing a cured product thereof.
脂肪族ジイソシアネート又は脂環族ジイソシアネートより得られるポリイソシアネートは、無黄変型であり、耐候性や耐薬品性、可撓性に優れた硬化剤であることが知られている。
また、上記ポリイソシアネートのイソシアネート基を、ブロック剤により封鎖させたブロックポリイソシアネートは、主剤である活性水素化合物と混合しても常温では反応せず、加熱することにより該活性水素化合物との反応が進行する。このため、あらかじめ主剤と硬化剤を混合した状態で貯蔵することが可能となる。イソシアネート基を封鎖するブロック剤として、オキシム系、アルコール系、フェノール系、アミン系などがあり、種々のポリイソシアネートとブロック剤との組み合わせが提案されている。
近年、環境保全や省資源の観点から、加熱のためのエネルギー量削減を狙いとして、低温硬化性のブロックポリイソシアネート含有熱硬化性組成物が報告されている。具体的には、例えば、特許文献1〜4の、活性メチレン系ブロックポリイソシアネートを使用したものが挙げられる。
It is known that an aliphatic diisocyanate or a polyisocyanate obtained from an alicyclic diisocyanate is a non-yellowing type curing agent having excellent weather resistance, chemical resistance and flexibility.
Further, the blocked polyisocyanate obtained by blocking the isocyanate group of the polyisocyanate with a blocking agent does not react at room temperature even when mixed with the active hydrogen compound as the main agent, and reacts with the active hydrogen compound by heating. proceed. Therefore, it is possible to store the mixture of the main agent and the curing agent in advance. There are oxime-based, alcohol-based, phenol-based, and amine-based blocking agents for blocking isocyanate groups, and various combinations of polyisocyanates and blocking agents have been proposed.
In recent years, from the viewpoint of environmental protection and resource saving, a low temperature curable block polyisocyanate-containing thermosetting composition has been reported for the purpose of reducing the amount of energy for heating. Specific examples include those using the active methylene-based blocked polyisocyanates of Patent Documents 1 to 4.
しかしながら、上記活性メチレン系ブロックポリイソシアネートは、それぞれ問題がある。
特許文献1と2に開示されたブロックポリイソシアネートにおいては、主剤である多価活性水素化合物の種類によっては、主剤との相溶性が不足する場合がある。相溶性が十分でないと、主剤と混合した時に白濁が発生してしまう。
また、特許文献3においては、ブロックポリイソシアネートの結晶性が高いため、主剤との相溶性や低温での貯蔵安定性に劣る懸念がある。さらに、特許文献4においても、熱硬化性組成物としたときの低温硬化性が不十分である懸念がある。
従って、熱硬化性組成物としたときの低温硬化性と、主剤との相溶性、低温での貯蔵安定性に優れたブロックポリイソシアネートが求められている。
However, each of the active methylene-based blocked polyisocyanates has a problem.
In the blocked polyisocyanates disclosed in Patent Documents 1 and 2, the compatibility with the main component may be insufficient depending on the type of the polyvalent active hydrogen compound as the main component. If the compatibility is not sufficient, cloudiness will occur when mixed with the main agent.
Further, in Patent Document 3, since the block polyisocyanate has high crystallinity, there is a concern that the compatibility with the main agent and the storage stability at low temperatures may be poor. Further, also in Patent Document 4, there is a concern that the low temperature curability of the thermosetting composition is insufficient.
Therefore, there is a demand for a blocked polyisocyanate that is excellent in low-temperature curability when it is made into a thermosetting composition, compatibility with the main agent, and storage stability at low temperatures.
本発明者らは、前記課題を解決するため鋭意検討を進めた結果、ブロックポリイソシアネートの未反応の(ブロックされていない)イソシアネート基の少なくとも一部を1価アルコール化合物と反応させることにより、上記問題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。 The inventors of the present invention have conducted extensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, by reacting at least a part of the unreacted (unblocked) isocyanate group of the blocked polyisocyanate with the monohydric alcohol compound, The inventors have found that the problem can be solved and completed the present invention.
すなわち、本発明は下記のとおりである。
[1]脂肪族ジイソシアネートおよび脂環式ジイソシアネートからなる群より選ばれる少なくとも1種のジイソシアネートから得られるポリイソシアネートにおいて、含有するイソシアネート基の少なくとも一部が、マロン酸ジエステル化合物およびアセト酢酸エステル化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種のブロック剤でブロックされているブロックポリイソシアネート、及び、
1価アルコール化合物
を含有し、
前記ブロックポリイソシアネートに含まれる以下の3つの結合のモル数を各々(a)〜(c)としたときに、(a)/((a)+(b)+(c))=0.0020以上0.50未満である、
ブロックポリイソシアネート組成物:
(a)イソシアネート基と1価アルコール化合物とのウレタン結合
(b)イソシアネート基とマロン酸ジエステル化合物との結合
(c)イソシアネート基とアセト酢酸エステル化合物との結合。
[2]前記1価アルコール化合物が、炭素数3以上10以下の1級アルコールである、[1]に記載のブロックポリイソシアネート組成物。
[3]前記ブロック剤が、マロン酸ジエステルとアセト酢酸エステルの両方を含む、[1]または[2]に記載のブロックポリイソシアネート組成物。
[4]前記ブロック剤が、マロン酸ジエチルおよび/またはアセト酢酸エチルである、[1]または[2]に記載のブロックポリイソシアネート組成物。
[5]前記ジイソシアネートが、ヘキサメチレンジイソシアネートである、[1]〜[4]のいずれかに記載のブロックポリイソシアネート組成物。
[6][1]〜[5]のいずれかに記載のブロックポリイソシアネート組成物と、多価活性水素化合物とを含む、熱硬化性組成物。
[7][6]に記載の熱硬化性組成物を加熱硬化する工程を含む、硬化物の製造方法。
That is, the present invention is as follows.
[1] In a polyisocyanate obtained from at least one diisocyanate selected from the group consisting of an aliphatic diisocyanate and an alicyclic diisocyanate, at least a part of the isocyanate groups contained is composed of a malonic acid diester compound and an acetoacetic acid ester compound. A blocked polyisocyanate blocked with at least one blocking agent selected from the group, and
Contains a monohydric alcohol compound,
(A)/((a)+(b)+(c))=0.020 when the mole numbers of the following three bonds contained in the blocked polyisocyanate are respectively (a) to (c): Or more and less than 0.50,
Blocked polyisocyanate composition:
(A) Urethane bond between isocyanate group and monohydric alcohol compound (b) Bond between isocyanate group and malonic acid diester compound (c) Bond between isocyanate group and acetoacetic acid ester compound.
[2] The blocked polyisocyanate composition according to [1], wherein the monohydric alcohol compound is a primary alcohol having 3 to 10 carbon atoms.
[3] The blocked polyisocyanate composition according to [1] or [2], wherein the blocking agent contains both malonic acid diester and acetoacetic acid ester.
[4] The blocked polyisocyanate composition according to [1] or [2], wherein the blocking agent is diethyl malonate and/or ethyl acetoacetate.
[5] The blocked polyisocyanate composition according to any one of [1] to [4], wherein the diisocyanate is hexamethylene diisocyanate.
[6] A thermosetting composition containing the blocked polyisocyanate composition according to any one of [1] to [5] and a polyvalent active hydrogen compound.
[7] A method for producing a cured product, which comprises a step of heat-curing the thermosetting composition according to [6].
本発明によれば、熱硬化性組成物としたときの低温硬化性と、主剤との相溶性、低温での貯蔵安定性を両立するブロックポリイソシアネート組成物を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the block polyisocyanate composition which makes compatible the low temperature curability at the time of setting it as a thermosetting composition, the compatibility with a main agent, and the storage stability in low temperature can be provided.
以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」という。)について詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。 Hereinafter, a mode for carrying out the present invention (hereinafter, referred to as “the present embodiment”) will be described in detail, but the present invention is not limited to this and various modifications are possible without departing from the gist thereof. Is possible.
(ブロックポリイソシアネート組成物)
本実施形態におけるブロックポリイソシアネート組成物は、脂肪族ジイソシアネート及び脂環族ジイソシアネートからなる群より選ばれる少なくとも1種のジイソシアネートから得られるポリイソシアネートにおいて、そのイソシアネート基の少なくとも一部がマロン酸ジエステル化合物およびアセト酢酸エステル化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種のブロック剤でブロックされているブロックポリイソシアネート、及び、1価アルコール化合物を含む。
そして、上記ブロックポリイソシアネートに含まれる(a)イソシアネート基と1価アルコール化合物とのウレタン結合、(b)イソシアネート基とマロン酸ジエステル化合物との結合、及び、(c)イソシアネート基とアセト酢酸エステル化合物との間の結合のモル数を各々(a)〜(c)としたときに、(a)/((a)+(b)+(c))が、0.0020以上0.50未満である。
(Blocked polyisocyanate composition)
The blocked polyisocyanate composition in the present embodiment is a polyisocyanate obtained from at least one diisocyanate selected from the group consisting of an aliphatic diisocyanate and an alicyclic diisocyanate, and at least a part of the isocyanate groups is a malonic acid diester compound and A block polyisocyanate blocked with at least one blocking agent selected from the group consisting of acetoacetic ester compounds, and a monohydric alcohol compound are included.
Then, (a) a urethane bond between an isocyanate group and a monohydric alcohol compound contained in the blocked polyisocyanate, (b) a bond between an isocyanate group and a malonic acid diester compound, and (c) an isocyanate group and an acetoacetic acid ester compound. When the number of moles of the bond between and is (a) to (c), respectively, (a)/((a)+(b)+(c)) is 0.0020 or more and less than 0.50. is there.
(脂肪族及び脂環族ジイソシアネート)
本実施形態において「脂肪族ジイソシアネート」とは、分子中に2つのイソシアネート基と鎖状脂肪族炭化水素を有し、芳香族炭化水素を有しない化合物をいう。
上記脂肪族ジイソシアネートとしては、特に限定されないが、例えば、ブタンジイソシアネート、ペンタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(以下、「HDI」ともいう。)、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート等が挙げられる。このような脂肪族ジイソシアネートを用いることにより、得られるポリイソシアネート前駆体が低粘度となるのでより好ましい。
(Aliphatic and alicyclic diisocyanates)
In the present embodiment, the “aliphatic diisocyanate” refers to a compound having two isocyanate groups and a chain aliphatic hydrocarbon in the molecule and no aromatic hydrocarbon.
The aliphatic diisocyanate is not particularly limited, but examples thereof include butane diisocyanate, pentane diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (hereinafter also referred to as “HDI”), trimethylhexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, and the like. Use of such an aliphatic diisocyanate is more preferable because the obtained polyisocyanate precursor has a low viscosity.
本実施形態において「脂環族ジイソシアネート」とは、分子中に2つのイソシアネート基と芳香族性を有しない環状脂肪族炭化水素を有する化合物をいう。
上記脂環族ジイソシアネートとしては、特に限定されないが、例えば、イソホロンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート等が挙げられる。
In the present embodiment, the “alicyclic diisocyanate” refers to a compound having two isocyanate groups and a cycloaliphatic hydrocarbon having no aromaticity in the molecule.
The alicyclic diisocyanate is not particularly limited, but examples thereof include isophorone diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, hydrogenated diphenylmethane diisocyanate, and 1,4-cyclohexane diisocyanate.
上記脂肪族及び脂環族ジイソシアネートの中でも、HDI、イソホロンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネートは、工業的に入手し易いため好ましく、HDIがより好ましい。HDIを用いることにより、ポリイソシアネート組成物から得られる塗膜の耐候性及び柔軟性がより優れる傾向にある。
脂肪族及び脂環族ジイソシアネートは、1種単独で用いてもよいし、2種以上併用することもできる。
Among the above aliphatic and alicyclic diisocyanates, HDI, isophorone diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, and hydrogenated diphenylmethane diisocyanate are preferred because they are industrially easily available, and HDI is more preferred. By using HDI, the weather resistance and flexibility of the coating film obtained from the polyisocyanate composition tend to be more excellent.
The aliphatic and alicyclic diisocyanates may be used alone or in combination of two or more.
(ポリイソシアネート)
次に、ポリイソシアネートについて説明する。本実施形態において、「ポリイソシアネート」とは、上述の脂肪族ジイソシアネート及び脂環族ジイソシアネートからなる群より選ばれる少なくとも1種のジイソシアネートの多量体(2つ以上のジイソシアネート分子から形成される多量体)である。
上記ポリイソシアネートは特に限定されないが、例えば、ビウレット結合、尿素結合、イソシアヌレート結合、ウレタン結合、ウレトジオン結合、アロファネート結合、オキサジアジントリオン結合及びイミノオキサジアジンジオン結合からなる群より選ばれる少なくとも1種の結合を有するポリイソシアネートが挙げられる。
(Polyisocyanate)
Next, the polyisocyanate will be described. In the present embodiment, the “polyisocyanate” is a multimer of at least one diisocyanate selected from the group consisting of the above-mentioned aliphatic diisocyanate and alicyclic diisocyanate (multimer formed from two or more diisocyanate molecules). Is.
The polyisocyanate is not particularly limited, but for example, at least one selected from the group consisting of biuret bond, urea bond, isocyanurate bond, urethane bond, uretdione bond, allophanate bond, oxadiazinetrione bond and iminooxadiazinedione bond. Mention may be made of polyisocyanates having seed bonds.
ビウレット結合を有するポリイソシアネートは、例えば、水、t−ブタノール又は尿素等のいわゆるビウレット化剤とジイソシアネートモノマーとを、(ビウレット化剤)/(ジイソシアネートモノマーのイソシアネート基)のモル比が約1/2〜約1/100となる条件で反応させた後、未反応のジイソシアネートモノマーを除去することで得ることができる。これらの技術に関しては、例えば、特開昭53−106797号公報、特開昭55−11452号公報及び特開昭59−95259号公報等に開示されている。
尿素結合を有するポリイソシアネートは、イソシアネート基と水又はアミン基から形成され得る。ポリイソシアネート中の尿素結合の含有量は少ないことが好ましい。これにより、得られるポリイソシアネートが凝集しにくくなる傾向にある。
The polyisocyanate having a biuret bond includes, for example, a so-called biuret-forming agent such as water, t-butanol or urea and a diisocyanate monomer, and a molar ratio of (biuret-forming agent)/(isocyanate group of diisocyanate monomer) is about 1/2. It can be obtained by removing unreacted diisocyanate monomer after the reaction under the condition of about 1/100 to about 1/100. These techniques are disclosed in, for example, JP-A-53-106797, JP-A-55-11452, and JP-A-59-95259.
Polyisocyanates having urea linkages can be formed from isocyanate groups and water or amine groups. It is preferable that the content of urea bonds in the polyisocyanate is low. This tends to make the obtained polyisocyanate less likely to aggregate.
イソシアヌレート結合を有するポリイソシアネートは、例えば、触媒等によりジイソシアネートモノマーのイソシアヌレート化反応を行い、転化率が約5〜約80質量%になったときに反応を停止し、未反応のジイソシアネートモノマーを除去することで得ることができる。この際に使用するイソシアヌレート化反応触媒としては、特に限定されないが、具体的には、一般に塩基性を有するものが好ましく、例えばテトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム等のテトラアルキルアンモニウムの、ハイドロオキサイド、若しくは例えば酢酸、カプリン酸等の有機弱酸塩;例えばトリメチルヒドロキシプロピルアンモニウム、トリメチルヒドロキシエチルアンモニウム、トリエチルヒドロキシプロピルアンモニウム、トリエチルヒドロキシエチルアンモニウム等のヒドロキシアルキルアンモニウムの、ハイドロオキサイド、若しくは例えば酢酸、カプリン酸等の有機弱酸塩;酢酸、カプロン酸、オクチル酸、ミリスチン酸等のアルキルカルボン酸の、例えば錫、亜鉛、鉛等のアルカリ金属塩;例えばナトリウム、カリウム等の金属アルコラート;例えばヘキサメチルジシラザン等のアミノシリル基含有化合物;マンニッヒ塩基類;第3級アミン類とエポキシ化合物との併用;例えばトリブチルホスフィン等の燐系化合物等がある。これら触媒の使用量は、原料である、ジイソシアネート、及び必要に応じて添加するアルコールポリオールの質量に対して、10ppm〜1%の範囲から選択される。イソシアヌレート化反応を終了するときは、例えばイソシアヌレート化反応触媒を中和する方法、例えばリン酸、酸性リン酸エステル等の酸性物質の添加、熱分解、化学分解により不活性化する方法が挙げられる。 The polyisocyanate having an isocyanurate bond is, for example, subjected to an isocyanurate-forming reaction of a diisocyanate monomer with a catalyst or the like, and when the conversion becomes about 5 to about 80% by mass, the reaction is stopped and unreacted diisocyanate monomer is removed. It can be obtained by removing. The isocyanurate-forming reaction catalyst used in this case is not particularly limited, but specifically, those having a basic property are preferable, for example, tetramethylammonium, tetraalkylammonium such as tetraethylammonium, hydroxide, or For example, weak organic acid salts such as acetic acid and capric acid; for example, hydroxyalkylammonium such as trimethylhydroxypropylammonium, trimethylhydroxyethylammonium, triethylhydroxypropylammonium and triethylhydroxyethylammonium hydroxide, or organic such as acetic acid and capric acid Weak acid salt; Alkyl carboxylic acid salts of alkylcarboxylic acids such as acetic acid, caproic acid, octylic acid, myristic acid, etc. such as tin, zinc, lead; Metal alcoholates such as sodium, potassium; Aminosilyl groups such as hexamethyldisilazane Compounds containing; Mannich bases; combined use of tertiary amines and epoxy compounds; phosphorus compounds such as tributylphosphine. The amount of these catalysts used is selected from the range of 10 ppm to 1% with respect to the mass of the raw material, diisocyanate, and alcohol polyol added as necessary. When terminating the isocyanurate-forming reaction, for example, a method of neutralizing the isocyanurate-forming reaction catalyst, for example, phosphoric acid, addition of an acidic substance such as acidic phosphoric acid ester, thermal decomposition, and a method of inactivating by chemical decomposition can be mentioned. To be
ウレトジオン結合を有するポリイソシアネートは、ウレトジオン化反応触媒を用いることで得ることができる。ウレトジオン化反応触媒としては、特に限定されないが、具体的には、トリ−n−ブチルホスフィン、トリ−n−オクチルホスフィン等のトリアルキルホスフィン、トリス−(ジメチルアミノ)−ホスフィン等のトリス(ジアルキルアミノ)ホスフィン、シクロヘキシル−ジ−n−ヘキシルホスフィン等のシクロアルキルホスフィン等の第3ホスフィンが挙げられる。これらの化合物はアロファネート化反応触媒にもなり得る。また、これらの化合物の多くは、同時にイソシアヌレート化反応も促進し、ウレトジオン2量体等のウレトジオン基含有ポリイソシアネートに加えて、イソシアヌレート3量体等のイソシアヌレート基含有ポリイソシアネートを生成する。また、ウレトジオン化反応触媒を用いなくとも、ウレトジオン2量体は加熱により得ることもできる。本実施形態のウレトジオン2量体等のウレトジオン基含有ポリイソシアネートは、加熱で製造することが、貯蔵安定性の点で好ましい。 The polyisocyanate having a uretdione bond can be obtained by using a uretdione-forming reaction catalyst. The uretdione-forming reaction catalyst is not particularly limited, but specifically, trialkylphosphines such as tri-n-butylphosphine and tri-n-octylphosphine, and tris(dialkylamino) such as tris-(dimethylamino)-phosphine. ) Third phosphines such as cycloalkylphosphines such as phosphine and cyclohexyl-di-n-hexylphosphine. These compounds can also serve as an allophanatization reaction catalyst. In addition, many of these compounds also accelerate the isocyanurate-forming reaction, and produce isocyanurate group-containing polyisocyanates such as isocyanurate trimers in addition to uretdione group-containing polyisocyanates such as uretdione dimers. The uretdione dimer can also be obtained by heating without using the uretdione-forming reaction catalyst. The uretdione group-containing polyisocyanate such as the uretdione dimer of the present embodiment is preferably produced by heating in terms of storage stability.
ウレタン結合を有するポリイソシアネートは、例えば、水酸基を有する化合物とジイソシアネートモノマーとを、水酸基とイソシアネート基との当量比(水酸基/イソシアネート基)を約1/2〜約1/100で反応させた後、未反応のジイソシアネートモノマーを除去することで得ることができる。反応温度は、反応速度と副反応の抑制、着色防止の点で、好ましくは20〜200℃であり、より好ましくは40〜150℃であり、さらに好ましくは60〜120℃である。また、反応時間は、反応温度と同様の点で、好ましくは10分〜24時間であり、より好ましくは15分〜15時間であり、さらに好ましくは20分〜10時間である。ウレタン化反応は、無触媒で、又はスズ系触媒、アミン系触媒などの触媒の存在下で行うことができる。 The polyisocyanate having a urethane bond is obtained, for example, by reacting a compound having a hydroxyl group and a diisocyanate monomer at an equivalent ratio of the hydroxyl group and the isocyanate group (hydroxyl group/isocyanate group) of about 1/2 to about 1/100, It can be obtained by removing unreacted diisocyanate monomer. The reaction temperature is preferably 20 to 200° C., more preferably 40 to 150° C., and further preferably 60 to 120° C. from the viewpoint of reaction rate, suppression of side reactions, and prevention of coloration. In addition, the reaction time is preferably 10 minutes to 24 hours, more preferably 15 minutes to 15 hours, and further preferably 20 minutes to 10 hours, in the same manner as the reaction temperature. The urethanization reaction can be carried out without a catalyst or in the presence of a catalyst such as a tin-based catalyst or an amine-based catalyst.
アロファネート結合を有するポリイソシアネートは、例えば、アルコールの水酸基とイソシアネート基から形成される。アロファネート基を生成するためには、通常、アロファネート化反応触媒を用いる。アロファネート化反応触媒としては、特に限定されないが、具体的には、錫、鉛、亜鉛、ビスマス、ジルコニウム、ジルコニル等のアルキルカルボン酸塩が挙げられ、例えば、2−エチルヘキサン酸錫、ジブチル錫ジラウレート等の有機錫化合物;2−エチルヘキサン酸鉛等の有機鉛化合物;2−エチルヘキサン酸亜鉛等の有機亜鉛化合物;2−エチルヘキサン酸ビスマス等の有機ビスマス化合物;2−エチルヘキサン酸ジルコニウム等の有機ジルコニウム化合物;2−エチルヘキサン酸ジルコニル等の有機ジルコニル化合物等があり、2種以上を併用することができる。
また、上記のイソシアヌレート化反応触媒をアロファネート化反応触媒として使用することもできる。上記のイソシアヌレート化反応触媒を用いて、アロファネート化反応を行う場合には、イソシアヌレート基含有ポリイソシアネートも当然のことながら生成する。アロファネート化反応触媒として、上記したイソシアヌレート化反応触媒を用い、アロファネート化反応と、イソシアヌレート化反応とを行うことが経済的であり、生産上好ましい。
アルコールから誘導されるアロファネート基/イソシアヌレート基のモル比率は、粘度と硬化性の観点から1〜50%であることが好ましく、より好ましくは1〜40%、さらに好ましくは1〜30%である。アロファネート基/イソシアヌレート基のモル比率は、実施例に記載の方法により測定することができる。
アルコールの添加量は、アルコールの水酸基とジイソシアネートのイソシアネート基との当量比で1/1000〜1/10が好ましく、より好ましくは1/1000〜1/100である。1/1000以上とすることで、アロファネート基平均数が多くなる傾向にあり、生成したブロックポリイソシアネート組成物を低粘度化する傾向にあるため好ましい。また、1/10以下とすることで、イソシアネート基平均数が多くなる傾向にあり硬化性に優れるため好ましい。
The polyisocyanate having an allophanate bond is formed from, for example, a hydroxyl group of alcohol and an isocyanate group. To generate the allophanate group, an allophanate-forming reaction catalyst is usually used. The allophanatization reaction catalyst is not particularly limited, but specific examples thereof include alkylcarboxylic acid salts such as tin, lead, zinc, bismuth, zirconium, and zirconyl. Examples thereof include tin 2-ethylhexanoate and dibutyltin dilaurate. An organic tin compound such as lead 2-ethylhexanoate; an organic zinc compound such as zinc 2-ethylhexanoate; an organic bismuth compound such as bismuth 2-ethylhexanoate; a zirconium 2-ethylhexanoate Organic zirconium compounds; organic zirconyl compounds such as zirconyl 2-ethylhexanoate, and the like, and two or more kinds can be used in combination.
Further, the above-mentioned isocyanurate-forming reaction catalyst can also be used as an allophanate-forming reaction catalyst. When the allophanate-forming reaction is carried out using the above-mentioned isocyanurate-forming reaction catalyst, the isocyanurate group-containing polyisocyanate is naturally formed. It is economical and preferable in terms of production to carry out the allophanate-forming reaction and the isocyanurate-forming reaction using the above-mentioned isocyanurate-forming reaction catalyst as the allophanate-forming reaction catalyst.
From the viewpoint of viscosity and curability, the molar ratio of allophanate group/isocyanurate group derived from alcohol is preferably 1 to 50%, more preferably 1 to 40%, further preferably 1 to 30%. .. The allophanate group/isocyanurate group molar ratio can be measured by the method described in Examples.
The addition amount of alcohol is preferably 1/1000 to 1/10, more preferably 1/1000 to 1/100 in terms of the equivalent ratio of the hydroxyl group of alcohol and the isocyanate group of diisocyanate. When the ratio is 1/1000 or more, the average number of allophanate groups tends to increase, and the generated blocked polyisocyanate composition tends to have a low viscosity, which is preferable. Further, when it is 1/10 or less, the average number of isocyanate groups tends to increase, and the curability is excellent, which is preferable.
イミノオキサジアジンジオン結合を有するポリイソシアネートは、特に限定されないが、例えば触媒等を用いて得ることができる。これに関する技術としては、例えば特開2004−534870号公報等に開示されている。
これらの結合の中でも、耐候性、耐熱性、硬化性、相溶性の点で、ビウレット基、イソシアヌレート基、ウレタン基、アロファネート基を含んだポリイソシアネートが好ましい。
The polyisocyanate having an iminooxadiazinedione bond is not particularly limited, but can be obtained using, for example, a catalyst. A technique related to this is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2004-534870.
Among these bonds, polyisocyanates containing a biuret group, an isocyanurate group, a urethane group, and an allophanate group are preferable in terms of weather resistance, heat resistance, curability, and compatibility.
ポリイソシアネートのイソシアネート基含有率(以下、NCO基含有率)とは、ポリイソシアネートの総量(100質量%)に対するイソシアネート基の含有量(質量%)である。ポリイソシアネートのNCO基含有率は、実質的に溶剤やジイソシアネートを含んでいない状態で10〜25質量%であることが好ましく、13〜22質量%であることがより好ましい。
ポリイソシアネートのNCO基含有率は、例えばポリイソシアネートのイソシアネート基を過剰のアミン(ジブチルアミン等)と反応させ、残ったアミンを塩酸などの酸で逆滴定することによって求められる。
The isocyanate group content of polyisocyanate (hereinafter referred to as NCO group content) is the content of isocyanate groups (% by mass) with respect to the total amount of polyisocyanate (100% by mass). The NCO group content of the polyisocyanate is preferably 10 to 25% by mass, and more preferably 13 to 22% by mass in the state where the polyisocyanate contains substantially no solvent or diisocyanate.
The NCO group content of the polyisocyanate is determined, for example, by reacting the isocyanate group of the polyisocyanate with an excess of an amine (such as dibutylamine) and back titrating the remaining amine with an acid such as hydrochloric acid.
(ブロックポリイソシアネート及びブロック剤)
本実施形態のブロックポリイソシアネート組成物においては、ポリイソシアネート中に含まれる(末端に位置する)イソシアネート基の一部がブロック剤でブロック(封鎖)されている。
ブロック剤としては、マロン酸ジエステル化合物およびアセト酢酸エステル化合物よりなる群より選ばれる少なくとも1種の活性メチレン化合物が用いられる。
なお、これらの活性メチレン化合物でイソシアネート基がブロックされた場合、ブロックされたイソシアネート基は、以下の一般式(1)のようなアミド構造となる。
In the blocked polyisocyanate composition of the present embodiment, some of the isocyanate groups (located at the terminals) contained in the polyisocyanate are blocked (blocked) with a blocking agent.
As the blocking agent, at least one active methylene compound selected from the group consisting of malonic acid diester compounds and acetoacetic acid ester compounds is used.
When the isocyanate group is blocked with these active methylene compounds, the blocked isocyanate group has an amide structure represented by the following general formula (1).
ブロック剤として用いられるマロン酸ジエステル化合物の具体例としては、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、マロン酸ジn−プロピル、マロン酸ジイソプロピル、マロン酸ジn−ブチル、マロン酸ジイソブチル、マロン酸ジt−ブチル、マロン酸t−ブチルメチル、マロン酸ジn−ヘキシル、マロン酸ジ2−エチルヘキシル、マロン酸ジフェニル、マロン酸ジベンジルが挙げられる。その中でも、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、マロン酸ジn−プロピル、マロン酸ジイソプロピル、マロン酸ジn−ブチル、マロン酸ジイソブチル、マロン酸ジt−ブチル、マロン酸メチルt−ブチルエステル、マロン酸ジn−ヘキシル、マロン酸ジ2−エチルヘキシルが好ましく、より好ましくは、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、マロン酸ジn−プロピル、マロン酸ジイソプロピル、マロン酸ジn−ブチル、マロン酸ジイソブチル、マロン酸ジt−ブチル、マロン酸t−ブチルメチルであり、さらに好ましくは、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチルであり、さらにより好ましくは、マロン酸ジエチルである。これらのマロン酸ジエステル化合物は、単独で用いることもできるし、2種以上を併用することもできる。
低温硬化性の点で、ポリイソシアネートに含まれるイソシアネート基の好ましくは50当量%以上、より好ましくは60当量%以上、さらに好ましくは80当量%以上がマロン酸ジエステルでブロックされる。
Specific examples of the malonic acid diester compound used as the blocking agent include dimethyl malonate, diethyl malonate, di-n-propyl malonate, diisopropyl malonate, di-n-butyl malonate, diisobutyl malonate and di-t-malonate. Examples include butyl, t-butylmethyl malonate, di-n-hexyl malonate, di2-ethylhexyl malonate, diphenyl malonate, and dibenzyl malonate. Among them, dimethyl malonate, diethyl malonate, di-n-propyl malonate, diisopropyl malonate, di-n-butyl malonate, diisobutyl malonate, di-t-butyl malonate, methyl t-butyl malonate ester, malonic acid Di-n-hexyl and di-2-ethylhexyl malonate are preferable, and more preferably dimethyl malonate, diethyl malonate, di-n-propyl malonate, diisopropyl malonate, di-n-butyl malonate, diisobutyl malonate, malonic acid. Di-t-butyl and t-butylmethyl malonate are more preferred, dimethyl malonate and diethyl malonate are more preferred, and diethyl malonate is still more preferred. These malonic acid diester compounds may be used alone or in combination of two or more.
From the viewpoint of low-temperature curability, preferably 50 equivalent% or more, more preferably 60 equivalent% or more, still more preferably 80 equivalent% or more of the isocyanate groups contained in the polyisocyanate are blocked with the malonic acid diester.
また、アセト酢酸エステル化合物としては、例えば、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸イソプロピル、アセト酢酸n−プロピル、アセト酢酸t−ブチル、アセト酢酸n−ブチル、アセト酢酸フェニル等が挙げられる。その中でも、アセト酢酸エチルが好ましい。これらのアセト酢酸エステル化合物は、単独で用いることもできるし、2種以上を併用することもできる。
低温硬化性と、黄変性抑制の点で、アセト酢酸エステルでブロックされるイソシアネート基は、ポリイソシアネートに含まれるイソシアネート基の50当量%以下であることが好ましく、より好ましくは40当量%以下、さらに好ましくは30当量%以下である。
Examples of the acetoacetate compound include methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, isopropyl acetoacetate, n-propyl acetoacetate, t-butyl acetoacetate, n-butyl acetoacetate, and phenyl acetoacetate. Among them, ethyl acetoacetate is preferable. These acetoacetic acid ester compounds may be used alone or in combination of two or more.
From the viewpoint of low-temperature curability and suppression of yellowing, the isocyanate group blocked with acetoacetic acid ester is preferably 50 equivalent% or less of the isocyanate group contained in the polyisocyanate, more preferably 40 equivalent% or less, It is preferably 30 equivalent% or less.
ブロック剤として、マロン酸ジエステルやアセト酢酸エステルに加えて、他のブロック剤を併用することもできる。この場合、ブロック剤中のマロン酸ジエステルとアセト酢酸エステルの合計の比率は、50モル%以上であることが望ましく、より好ましくは、70モル%以上である。
他のブロック剤としては、例えば、アルコール系、アルキルフェノール系、フェノール系、マロン酸ジエステル以外の活性メチレン系、メルカプタン系、酸アミド系、酸イミド系、イミダゾール系、尿素系、オキシム系、アミン系、イミド系、ピラゾール系化合物等が挙げられる。
As the blocking agent, in addition to malonic acid diester and acetoacetic acid ester, other blocking agents can be used together. In this case, the total ratio of the malonic acid diester and the acetoacetic acid ester in the blocking agent is preferably 50 mol% or more, and more preferably 70 mol% or more.
As other blocking agents, for example, alcohol-based, alkylphenol-based, phenol-based, active methylene-based other than malonic acid diester, mercaptan-based, acid amide-based, acid imide-based, imidazole-based, urea-based, oxime-based, amine-based, Examples thereof include imide compounds and pyrazole compounds.
ブロックポリイソシアネートの有効イソシアネート基含有率(以下、有効NCO基含有率)とは、ブロックポリイソシアネートの全質量に対して潜在的に存在するイソシアネート基の含有率である。
ブロックポリイソシアネートの有効NCO基含有率は、実質的に溶剤を含んでいない状態で、3〜22質量%であることが好ましく、5〜18質量%であることがさらに好ましい。
有効NCO基含有率は、ポリイソシアネートの仕込み量とNCO基含有率、及びブロック剤の仕込み量より求められる。
The effective isocyanate group content rate of the blocked polyisocyanate (hereinafter referred to as the effective NCO group content rate) is the content rate of the isocyanate groups potentially existing in the total mass of the blocked polyisocyanate.
The effective NCO group content of the blocked polyisocyanate is preferably 3 to 22% by mass, and more preferably 5 to 18% by mass, in a state that substantially no solvent is contained.
The effective NCO group content is determined from the charged amount of polyisocyanate and the NCO group content, and the charged amount of the blocking agent.
(1価アルコール化合物)
本実施形態において、ブロックポリイソシアネート組成物に含まれる1価アルコール化合物に限定はない。1価アルコール化合物は、ブロックポリイソシアネートの未反応の(ブロックされていない)イソシアネート基と反応したり、ブロックポリイソシアネートの末端のエステル基とエステル交換反応したりすることができる。
本実施形態のブロックポリイソシアネート組成物においては、この1価アルコール化合物を含むことにより、ブロックポリイソシアネート組成物の結晶化を大幅に抑制することができる。
(Monohydric alcohol compound)
In this embodiment, the monohydric alcohol compound contained in the blocked polyisocyanate composition is not limited. The monohydric alcohol compound can react with an unreacted (unblocked) isocyanate group of the blocked polyisocyanate, or can undergo a transesterification reaction with an ester group at the terminal of the blocked polyisocyanate.
In the block polyisocyanate composition of the present embodiment, by including this monohydric alcohol compound, crystallization of the block polyisocyanate composition can be significantly suppressed.
上記1価アルコール化合物の炭素数は、ブロックポリイソシアネート組成物を多価活性水素化合物と混合して熱硬化性組成物としたときの貯蔵安定性と相溶性、ブロックポリイソシアネート組成物の結晶性の抑制の点で、3以上10以下が好ましく、4以上9以下がさらに好ましく、4以上8以下がさらに好ましい。また、溶剤の飛散しやすさと低温硬化性の点で、沸点が200℃以下が好ましく、80〜180℃がより好ましく、90〜160℃がさらに好ましい。
このような炭素数および沸点を有する1価アルコール化合物としては、例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、iso−プロパノール、n−ブタノール、iso−ブタノール、2−ブタノール、t−ブタノール、n−ペンタノール、iso−ペンタノール、2−メチル−1−ブタノール、n−ヘキサノール、2−メチル−1−ペンタノール、2−エチル−1−ブタノール、n−ヘプタノール、n−オクタノール、2−エチル−1−ヘキサノール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルカルビトール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノール、フェノール、ベンジルアルコール等が挙げられ、一種、又は二種以上選択して用いることができる。
また、1価アルコール化合物の炭素数は、ブロックポリイソシアネート組成物と多価活性水素化合物との相溶性の点で、上記マロン酸ジエステルおよび上記アセト酢酸エステルに結合した末端アルキル基の炭素数より高い方が好ましい。
The carbon number of the monohydric alcohol compound depends on the storage stability and compatibility when the block polyisocyanate composition is mixed with the polyvalent active hydrogen compound to form a thermosetting composition, and the crystallinity of the block polyisocyanate composition. From the viewpoint of suppression, it is preferably 3 or more and 10 or less, more preferably 4 or more and 9 or less, still more preferably 4 or more and 8 or less. In addition, the boiling point is preferably 200° C. or lower, more preferably 80 to 180° C., and even more preferably 90 to 160° C., from the viewpoint of ease of solvent scattering and low temperature curability.
Examples of the monohydric alcohol compound having such carbon number and boiling point include methanol, ethanol, n-propanol, iso-propanol, n-butanol, iso-butanol, 2-butanol, t-butanol, n-pentanol. , Iso-pentanol, 2-methyl-1-butanol, n-hexanol, 2-methyl-1-pentanol, 2-ethyl-1-butanol, n-heptanol, n-octanol, 2-ethyl-1-hexanol , Methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, methyl carbitol, propylene glycol monomethyl ether, cyclohexanol, phenol, benzyl alcohol and the like, and one kind or two or more kinds can be selected and used.
Further, the carbon number of the monohydric alcohol compound is higher than the carbon number of the terminal alkyl group bonded to the malonic acid diester and the acetoacetic acid ester in terms of the compatibility between the block polyisocyanate composition and the polyvalent active hydrogen compound. Is preferred.
本実施形態において、ブロックポリイソシアネート組成物中の1価アルコール化合物の含有量は任意に選択することができるが、ブロックされたイソシアネート基に対して0〜500当量%(モル%)が好ましく、より好ましくは20〜400当量%、さらに好ましくは30〜300当量%である。 In the present embodiment, the content of the monohydric alcohol compound in the blocked polyisocyanate composition can be arbitrarily selected, but is preferably 0 to 500 equivalent% (mol %) with respect to the blocked isocyanate group, It is preferably 20 to 400 equivalent %, more preferably 30 to 300 equivalent %.
上記1価アルコール化合物をブロックポリイソシアネート組成物に含有させると、ブロックポリイソシアネート組成物と多価活性水素化合物とを含む熱硬化性組成物の貯蔵安定性と相溶性が向上する。詳細な要因は明らかではないが、上記の1価アルコール化合物が、ブロックポリイソシアネートに含まれる未反応のイソシアネート基と反応する、もしくは、ブロックポリイソシアネートに含まれるエステル基とエステル交換反応することにより、ブロックポリイソシアネートの構造上の対称性、ブロックポリイソシアネート分子の配列性等を崩すことができ、これにより、ブロックポリイソシアネート組成物が結晶化しにくくなるためと考えられる。なお、ブロックポリイソシアネート組成物が結晶化すると、多価活性水素化合物との相互作用が十分取れなくなり相溶性が低下するため、結晶化を抑制すると相溶性が向上すると考えられる。 When the monohydric alcohol compound is contained in the block polyisocyanate composition, the storage stability and compatibility of the thermosetting composition containing the block polyisocyanate composition and the polyvalent active hydrogen compound are improved. Although detailed factors are not clear, the above monohydric alcohol compound reacts with an unreacted isocyanate group contained in the block polyisocyanate, or by transesterification with an ester group contained in the block polyisocyanate, It is considered that the structural symmetry of the block polyisocyanate, the arrangement of the block polyisocyanate molecules, and the like can be broken, and this makes it difficult for the block polyisocyanate composition to crystallize. When the blocked polyisocyanate composition is crystallized, the interaction with the polyvalent active hydrogen compound cannot be sufficiently obtained and the compatibility is lowered. Therefore, it is considered that suppressing the crystallization improves the compatibility.
本実施形態のブロックポリイソシアネート組成物においては、特に、ブロックポリイソシアネートに含まれる未反応のイソシアネート基の少なくとも一部が1価アルコール化合物とウレタン結合を形成していることが必須であり、1価アルコール化合物とイソシアネート基が形成するウレタン結合構造の量が、該ウレタン結合構造のモル数を(a)、イソシアネート基とマロン酸ジエステル化合物との間の結合構造のモル数を(b)、イソシアネート基とアセト酢酸エステル化合物との間の結合構造のモル数を(c)とした場合の、(a)/((a)+(b)+(c))で表されるモル比率で、0.0020以上0.50未満である。
本発明者らの研究によれば、ブロックポリイソシアネートがブロックされていない未反応のイソシアネート基を一部含み、しかも、それが1価アルコール化合物と反応してウレタン結合を有している場合には、結晶化が非常に起こりにくく、相溶性により優れることが判明した。もっとも、上記比率は、0.01以上0.40以下であることが好ましく、0.02以上0.30以下であることがより好ましい。
In the block polyisocyanate composition of the present embodiment, it is essential that at least a part of the unreacted isocyanate groups contained in the block polyisocyanate form a urethane bond with the monohydric alcohol compound. The amount of the urethane bond structure formed by the alcohol compound and the isocyanate group is the number of moles of the urethane bond structure (a), the number of moles of the bond structure between the isocyanate group and the malonic acid diester compound (b), the isocyanate group The molar ratio of (a)/((a)+(b)+(c)) when the number of moles of the bond structure between the acetoacetic acid ester compound and (c) is (c) is 0. It is 0020 or more and less than 0.50.
According to the research conducted by the present inventors, in the case where the blocked polyisocyanate contains a part of unreacted unreacted isocyanate groups, and it reacts with the monohydric alcohol compound and has a urethane bond, It was found that crystallization was extremely unlikely to occur and the compatibility was excellent. However, the above ratio is preferably 0.01 or more and 0.40 or less, and more preferably 0.02 or more and 0.30 or less.
(ブロックポリイソシアネート組成物の製造方法)
本実施形態において、ブロックポリイソシアネートは、上述のポリイソシアネートと上述のブロック剤との反応により得ることができる。
上記反応には、通常、ブロック化反応触媒が用いられる。ブロック化反応触媒としては塩基性化合物が好ましく、例えば、ナトリウムメチラート、ナトリウムエチララート、ナトリウムフェノラート、カリウムメチラート等の金属アルコラート;テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム等のテトラアルキルアンモニウムのハイドロオキサイドや、その酢酸塩、オクチル酸塩、ミリスチン酸塩、安息香酸塩等の有機弱酸塩;酢酸、カプロン酸、オクチル酸、ミリスチン酸等のアルキルカルボン酸のアルカリ金属塩;酢酸、カプロン酸、オクチル酸、ミリスチン酸等のアルキルカルボン酸の錫、亜鉛、鉛等の金属塩;ヘキサメチレンジシラザン等のアミノシリル基含有化合物;リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属の水酸化物等が挙げられる。
(Method for producing blocked polyisocyanate composition)
In the present embodiment, the blocked polyisocyanate can be obtained by reacting the above polyisocyanate with the above blocking agent.
A blocked reaction catalyst is usually used in the above reaction. The blocking reaction catalyst is preferably a basic compound, for example, a metal alcoholate such as sodium methylate, sodium ethylate, sodium phenolate, potassium methylate; tetraalkylammonium such as tetramethylammonium, tetraethylammonium, tetrabutylammonium. Hydroxide and its weak organic acid salts such as acetates, octylates, myristates, benzoates; Alkali metal salts of alkylcarboxylic acids such as acetic acid, caproic acid, octylic acid, myristic acid; acetic acid, caproic acid , Metal salts of tin, zinc, lead and the like of alkylcarboxylic acids such as octylic acid and myristic acid; aminosilyl group-containing compounds such as hexamethylenedisilazane; hydroxides of alkali metals such as lithium, sodium and potassium. ..
触媒の添加量は、限定はないが、一般にポリイソシアネートに対して0.01〜5質量%であり、好ましくは0.05〜3質量%、特に好ましくは0.1〜2質量%である。触媒の添加量を少なくすると、ブロック化反応時にブロック化されないソシアネート基の残量が多くなる傾向がある。ポリイソシアネートと活性メチレン系化合物との反応は、溶剤の存在の有無に関わらず行うことが出来る。
ポリイソシアネートとブロック剤との反応は、一般に−20〜150℃で行うことが出来るが、副反応の抑制と反応効率の観点から、好ましくは0〜100℃である。反応温度を低くすると、ブロック化反応時にブロック化されないイソシアネート基の残量が多くなる傾向がある。
また、ポリイソシアネートとブロック剤との反応時間は、一般に0.1〜6時間で行うことが出来るが、生成するウレタン結合構造量の適正化の観点から、好ましくは0.5〜4時間である。反応時間を短くすると、ブロック化反応時にブロック化されないイソシアネート基の残量が多くなる傾向がある。
The amount of the catalyst added is not limited, but is generally 0.01 to 5% by mass, preferably 0.05 to 3% by mass, and particularly preferably 0.1 to 2% by mass, based on the polyisocyanate. When the amount of the catalyst added is reduced, the residual amount of the isocyanate group that is not blocked during the blocking reaction tends to increase. The reaction between the polyisocyanate and the active methylene compound can be carried out regardless of the presence or absence of a solvent.
The reaction between the polyisocyanate and the blocking agent can be generally carried out at −20 to 150° C., but it is preferably 0 to 100° C. from the viewpoint of suppressing side reactions and reaction efficiency. When the reaction temperature is lowered, the residual amount of the isocyanate groups that are not blocked during the blocking reaction tends to increase.
The reaction time between the polyisocyanate and the blocking agent can be generally 0.1 to 6 hours, but is preferably 0.5 to 4 hours from the viewpoint of optimizing the amount of urethane bond structure to be produced. .. When the reaction time is shortened, the residual amount of the isocyanate groups that are not blocked during the blocking reaction tends to increase.
以上のようにして得られたブロックポリイソシアネートを1価アルコール化合物の存在下で加熱することにより、ブロックポリイソシアネートの未反応のイソシアネート基と上記1価アルコール化合物中の活性水素とが反応し、貯蔵安定性を高めたブロックポリイソシアネート組成物が得られる。
このときの加熱温度及び加熱時間は、例えば、50〜180℃、10〜480分、とすることができる。
By heating the block polyisocyanate obtained as described above in the presence of a monohydric alcohol compound, the unreacted isocyanate group of the block polyisocyanate reacts with the active hydrogen in the monohydric alcohol compound, and storage A blocked polyisocyanate composition with enhanced stability is obtained.
The heating temperature and heating time at this time may be, for example, 50 to 180° C. and 10 to 480 minutes.
本実施形態においては、ブロックポリイソシアネート組成物中に、未反応のイソシアネート基と1価アルコール化合物との間にウレタン結合を形成させるように、ポリイソシアネートをブロック剤でブロック化する反応の際、未反応のイソシアネート基を残すようにする。
ブロックされないイソシアネート基を残す方法として、例えば、あらかじめブロック剤の添加量を、ポリイソシアネートのイソシアネート基のモル量より少なくする方法、ブロック化反応触媒の添加量を制御する方法、反応温度または反応時間を制御する方法等が挙げられる。これらの方法は、単独でもよく、組み合わせてもよい。
また、上記ブロック剤と1価アルコール化合物とを同時に添加する方法により、ブロックポリイソシアネートのイソシアネート基と1価アルコール化合物との間にウレタン結合を形成させる方法を取ることもできる。
以上のような方法により、ブロックポリイソシアネート中の未反応のイソシアネート基と、1価アルコール化合物とがウレタン結合を形成したブロックポリイソシアネート組成物を生成することができる。
上記の工程で製造したブロックポリイソシアネート組成物は、低温硬化性と主剤との相溶性、低温での貯蔵安定性が両立できる。
In the present embodiment, in the blocked polyisocyanate composition, during the reaction of blocking the polyisocyanate with a blocking agent so as to form a urethane bond between the unreacted isocyanate group and the monohydric alcohol compound, Leave the isocyanate groups in the reaction.
As a method of leaving unblocked isocyanate groups, for example, the amount of the blocking agent added in advance, less than the molar amount of the isocyanate group of the polyisocyanate, a method of controlling the addition amount of the blocking reaction catalyst, the reaction temperature or reaction time The method of controlling is mentioned. These methods may be used alone or in combination.
Alternatively, a method of simultaneously forming the blocking agent and the monohydric alcohol compound to form a urethane bond between the isocyanate group of the blocked polyisocyanate and the monohydric alcohol compound can be used.
By the method as described above, a blocked polyisocyanate composition in which an unreacted isocyanate group in the blocked polyisocyanate and a monohydric alcohol compound form a urethane bond can be produced.
The block polyisocyanate composition produced in the above steps can achieve both low-temperature curability, compatibility with the base resin, and storage stability at low temperatures.
(その他の添加剤)
本実施形態のブロックポリイソシアネート組成物には、目的及び用途に応じて、各種有機溶剤を添加することができる。
添加する有機溶剤としては、特に限定されないが、例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素系溶剤;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環族炭化水素系溶剤;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、乳酸メチル、乳酸エチル等のエステル系溶剤;トルエン、キシレン、ジエチルベンゼン、メシチレン、アニソール、ベンジルアルコール、フェニルグリコール、クロロベンゼン等の芳香族系溶剤;エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコール系溶剤;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶剤;ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素系溶剤;N−メチル−2−ピロリドン等のピロリドン系溶剤;N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド系溶剤;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶剤;γ−ブチロラクトン等のラクトン系溶剤;モルフォリン等のアミン系溶剤;及びそれらの混合物が挙げられる。
(Other additives)
Various organic solvents can be added to the blocked polyisocyanate composition of the present embodiment depending on the purpose and application.
The organic solvent to be added is not particularly limited, for example, hexane, heptane, octane and other aliphatic hydrocarbon solvents; cyclohexane, methylcyclohexane and other alicyclic hydrocarbon solvents; acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, Ketone-based solvents such as cyclohexanone; ester-based solvents such as methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate, methyl lactate, ethyl lactate; aromas such as toluene, xylene, diethylbenzene, mesitylene, anisole, benzyl alcohol, phenylglycol and chlorobenzene. Group solvent; glycol solvent such as ethylene glycol monoethyl ether acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, dipropylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether; ether solvent such as diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane; dichloromethane , 1,2-dichloroethane, chloroform and other halogenated hydrocarbon solvents; N-methyl-2-pyrrolidone and other pyrrolidone solvents; N,N-dimethylacetamide, N,N-dimethylformamide and other amide solvents; dimethyl Examples thereof include sulfoxide solvents such as sulfoxide; lactone solvents such as γ-butyrolactone; amine solvents such as morpholine; and mixtures thereof.
さらに、本実施形態のブロックポリイソシアネート組成物には、脂肪族及び脂環式ジイソシアネート以外のジイソシアネートの多量体からなる別のブロックポリイソシアネートを、任意の割合で添加してもよい。その際、結合しているブロック剤は、上記ブロックポリイソシアネートと同じものでも異なる構造のものでもよい。 Further, the block polyisocyanate composition of the present embodiment may be added with another block polyisocyanate composed of a multimer of diisocyanates other than the aliphatic and alicyclic diisocyanates at an arbitrary ratio. At that time, the blocking agent bonded may be the same as or different from the above-mentioned blocked polyisocyanate.
また、本実施形態のブロックポリイソシアネート組成物は、目的及び用途に応じて、硬化促進触媒や酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、顔料、レベリング剤、可塑剤、レオロジーコントロール剤、界面活性剤等の各種添加剤を含有することができる。
上記硬化促進触媒としては、特に限定されないが、例えば、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジアセテート、ジオクチルスズジラウレート、ジメチルスズジネオデカノエート、ビス(2−エチルヘキサン酸)スズ等のスズ系化合物;2−エチルヘキサン酸亜鉛、ナフテン酸亜鉛等の亜鉛化合物;2−エチルヘキサン酸チタン、チタンジイソプロポキシビス(エチルアセトナート)等のチタン化合物;2−エチルヘキサン酸コバルト、ナフテン酸コバルト等のコバルト化合物;2−エチルヘキサン酸ビスマス、ナフテン酸ビスマス等のビスマス化合物;ジルコニウムテトラアセチルアセトネート、2−エチルヘキサン酸ジルコニル、ナフテン酸ジルコニル等のジルコニウム化合物;アミン化合物等が挙げられる。
上記酸化防止剤としては、特に限定されないが、例えば、ヒンダードフェノール系化合物、リン系化合物、イオウ系化合物等が挙げられる。
上記紫外線吸収剤としては、特に限定されないが、例えば、ベンゾトリアゾール系化合物、トリアジン系化合物、ベンゾフェノン系化合物等が挙げられる。
上記光安定剤としては、特に限定されないが、例えば、ヒンダードアミン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、トリアジン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾエート系等が挙げられる。
上記顔料としては、特に限定されないが、例えば、酸化チタン、カーボンブラック、インディゴ、キナクリドン、パールマイカ、アルミニウム等が挙げられる。
上記レベリング剤としては、特に限定されないが、例えば、シリコーンオイル等が挙げられる。
上記可塑剤としては、特に限定されないが、例えば、フタル酸エステル類、リン酸系化合物、ポリエステル系化合物等が挙げられる。
上記レオロジーコントロール剤としては、特に限定されないが、例えば、ヒドロキシエチルセルロース、尿素化合物、マイクロゲル等が挙げられる。
上記界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、公知のアニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤等が挙げられる。
また、本実施形態に係るポリイソシアネート組成物およびブロックポリイソシアネート組成物において、上述したその他の添加剤の含有量は、0〜80質量%であることが好ましく、0〜70質量%であることが好ましく、0〜60質量%であることがより好ましい。
Further, the blocked polyisocyanate composition of the present embodiment, depending on the purpose and use, a curing accelerating catalyst and an antioxidant, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, a pigment, a leveling agent, a plasticizer, a rheology control agent, a surface active agent. Various additives such as agents can be contained.
The curing accelerator is not particularly limited, but examples thereof include tin compounds such as dibutyltin dilaurate, dibutyltin diacetate, dioctyltin dilaurate, dimethyltin dineodecanoate, and bis(2-ethylhexanoic acid)tin; 2- Zinc compounds such as zinc ethylhexanoate and zinc naphthenate; titanium compounds such as titanium 2-ethylhexanoate and titanium diisopropoxybis(ethylacetonate); cobalt compounds such as cobalt 2-ethylhexanoate and cobalt naphthenate; Examples thereof include bismuth compounds such as bismuth 2-ethylhexanoate and bismuth naphthenate; zirconium compounds such as zirconium tetraacetylacetonate, zirconyl 2-ethylhexanoate and zirconyl naphthenate; amine compounds.
The antioxidant is not particularly limited, and examples thereof include hindered phenol compounds, phosphorus compounds, sulfur compounds and the like.
The ultraviolet absorber is not particularly limited, and examples thereof include a benzotriazole-based compound, a triazine-based compound, and a benzophenone-based compound.
The light stabilizer is not particularly limited, and examples thereof include hindered amine compounds, benzotriazole compounds, triazine compounds, benzophenone compounds, and benzoate compounds.
The pigment is not particularly limited, but examples thereof include titanium oxide, carbon black, indigo, quinacridone, pearl mica, and aluminum.
The leveling agent is not particularly limited, and examples thereof include silicone oil.
The plasticizer is not particularly limited, but examples thereof include phthalates, phosphoric acid compounds, polyester compounds, and the like.
The rheology control agent is not particularly limited, but examples thereof include hydroxyethyl cellulose, urea compounds, and microgels.
The surfactant is not particularly limited, and examples thereof include known anionic surfactants, cationic surfactants and amphoteric surfactants.
In addition, in the polyisocyanate composition and the blocked polyisocyanate composition according to the present embodiment, the content of the above-mentioned other additives is preferably 0 to 80% by mass, and 0 to 70% by mass. It is more preferably 0 to 60% by mass.
(熱硬化性組成物、硬化物)
本実施形態の熱硬化性組成物は、上記ブロックポリイソシアネート組成物と、多価活性水素化合物とを含有する。該熱硬化性組成物を加熱硬化させることによって硬化物を得ることができる。
本実施形態の熱硬化性組成物は、上記ブロックポリイソシアネート組成物を、多価活性水素化合物と混合することにより製造することができる。
本実施形態の熱硬化性組成物を加熱することによって、ブロックポリイソシアネートと、多価活性水素化合物中の活性水素とがエステル交換反応し、硬化物とすることができる。
(Thermosetting composition, cured product)
The thermosetting composition of the present embodiment contains the blocked polyisocyanate composition and a polyvalent active hydrogen compound. A cured product can be obtained by heating and curing the thermosetting composition.
The thermosetting composition of the present embodiment can be produced by mixing the blocked polyisocyanate composition with a polyvalent active hydrogen compound.
By heating the thermosetting composition of the present embodiment, the block polyisocyanate and the active hydrogen in the polyvalent active hydrogen compound undergo a transesterification reaction to give a cured product.
以下、本実施形態に係る熱硬化性組成物において用い得る多価活性水素化合物等について説明する。
上記多価活性水素化合物とは、分子内に活性水素が2つ以上結合している化合物である。多価活性水素化合物の例として、特に限定されないが、例えば、ポリオールやポリアミン、アルカノールアミン、ポリチオールなどが挙げられるが、多くはポリオールが使われる。
Hereinafter, the polyvalent active hydrogen compound and the like that can be used in the thermosetting composition according to the present embodiment will be described.
The polyvalent active hydrogen compound is a compound in which two or more active hydrogens are bonded in the molecule. Examples of the polyvalent active hydrogen compound include, but are not particularly limited to, polyols, polyamines, alkanolamines, polythiols, and the like, but polyols are mostly used.
上記ポリアミンとしては、特に限定されないが、例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ブチレンジアミン、トリエチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、ピペラジン、2−メチルピペラジン、イソホロンジアミン等のジアミン類;ビスヘキサメチレントリアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタメチレンヘキサミン、テトラプロピレンペンタミン等の3個以上のアミノ基を有する鎖状ポリアミン類;1,4,7,10,13,16−ヘキサアザシクロオクタデカン、1,4,7,10−テトラアザシクロデカン、1,4,8,12−テトラアザシクロペンタデカン、1,4,8,11−テトラアザシクロテトラデカン等の環状ポリアミン類が挙げられる。
また、アルカノールアミンとしては、特に限定されないが、例えば、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、アミノエチルエタノールアミン、N−(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン、モノ−、ジ−(n−又はイソ−)プロパノールアミン、エチレングリコールービスープロピルアミン、ネオペンタノールアミン、メチルエタノールアミン等が挙げられる。
上記ポリチオールとしては、特に限定されないが、例えば、ビス−(2−ヒドロチオエチロキシ)メタン、ジチオエチレングリコール、ジチオエリトリトール、ジチオトレイトール等が挙げられる。
The polyamine is not particularly limited, but examples thereof include diamines such as ethylenediamine, propylenediamine, butylenediamine, triethylenediamine, hexamethylenediamine, 4,4′-diaminodicyclohexylmethane, piperazine, 2-methylpiperazine and isophoronediamine. Chain polyamines having three or more amino groups such as bishexamethylenetriamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentamethylenehexamine, and tetrapropylenepentamine; 1,4,7,10,13,16 -Cyclic polyamines such as hexaazacyclooctadecane, 1,4,7,10-tetraazacyclodecane, 1,4,8,12-tetraazacyclopentadecane and 1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane Can be mentioned.
The alkanolamine is not particularly limited, but examples thereof include monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, aminoethylethanolamine, N-(2-hydroxypropyl)ethylenediamine, mono-, di-(n- or iso-). ) Propanol amine, ethylene glycol-bis-propyl amine, neopentanol amine, methyl ethanol amine and the like.
The polythiol is not particularly limited, and examples thereof include bis-(2-hydrothioethyloxy)methane, dithioethylene glycol, dithioerythritol, and dithiothreitol.
上記ポリオールとしては、特に限定されないが、例えば、ポリエステルポリオール、アクリルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリオレフィンポリオール、フッ素ポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリウレタンポリオール、エポキシ樹脂等が挙げられる。
上記ポリエステルポリオールとしては、特に限定されないが、例えば、ポリエステルポリオール、ポリカプロラクトンポリオール類等が挙げられる。ポリエステルポリオールは、特に限定されないが、例えば、二塩基酸の単独又は混合物と、多価アルコールの単独又は混合物との縮合反応によって得られるものが挙げられる。二塩基酸としては、特に限定されないが、例えば、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ダイマー酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等のカルボン酸からなる群より選ばれる二塩基酸が挙げられる。また、多価アルコールとしては、特に限定されないが、具体的には、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、グリセリンなどからなる群より選ばれる多価アルコールが挙げられる。また、ポリカプロラクトンポリオール類は、特に限定されないが、例えば、多価アルコールを用いたε−カプロラクトンの開環重合により得られる。
上記アクリルポリオールとしては、特に限定されないが、例えば、ヒドロキシル基を有するエチレン性不飽和結合含有単量体の単独又は混合物と、これと共重合可能な他のエチレン性不飽和結合含有単量体の単独又は混合物とを共重合したものが挙げられる。
上記ポリエーテルポリオールとしては、特に限定されないが、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウムなどの水酸化物、又は、アルコラート、アルキルアミンなどの強塩基性触媒を使用して、多価ヒドロキシ化合物の単独又は混合物に、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、シクロヘキセンオキサイド、スチレンオキサイドなどのアルキレンオキサイドの単独又は混合物を付加して得られるポリエーテルポリオール類;エチレンジアミン類等の多官能化合物にアルキレンオキサイドを反応させて得られるポリエーテルポリオール類;上記ポリエーテル類を媒体としてアクリルアミド等を重合して得られるいわゆるポリマーポリオール類等が挙げられる。
上記ポリオレフィンポリオールとしては、特に限定されないが、例えば、水酸基を2個以上有するポリブタジエン、水素添加ポリブタジエン、ポリイソプレン、水素添加ポリイソプレン等が挙げられる。
上記フッ素ポリオールとしては、特に限定されないが、例えば、分子内にフッ素を含むポリオールであり、例えば特開昭57−34107号公報、特開昭61−275311号公報で開示されているフルオロオレフィン、シクロビニルエーテル、ヒドロキシアルキルビニルエーテル、モノカルボン酸ビニルエステル等の共重合体が挙げられる。
上記ポリカーボネートポリオールとしては、特に限定されないが、例えば、ジメチルカーボネート等のジアルキルカーボネート、エチレンカーボネート等のアルキレンカーボネート、ジフェニルカーボネート等のジアリールカーボネート等の低分子カーボネート化合物と、前述のポリエステルポリオールのところで言及した低分子多価アルコールと、を縮重合して得られるものが挙げられる。
ポリウレタンポリオールとしては、特に限定されないが、常法により、例えば、ポリオールとポリイソシアネートとを反応させることにより得られるものが挙げられる。
The polyol is not particularly limited, but examples thereof include polyester polyol, acrylic polyol, polyether polyol, polyolefin polyol, fluorine polyol, polycarbonate polyol, polyurethane polyol, and epoxy resin.
The polyester polyol is not particularly limited, but examples thereof include polyester polyols and polycaprolactone polyols. The polyester polyol is not particularly limited, and examples thereof include those obtained by a condensation reaction of a dibasic acid alone or a mixture with a polyhydric alcohol alone or a mixture. The dibasic acid is not particularly limited, but for example, a dibasic acid selected from the group consisting of carboxylic acids such as succinic acid, adipic acid, sebacic acid, dimer acid, maleic anhydride, phthalic anhydride, isophthalic acid, and terephthalic acid. An acid is mentioned. The polyhydric alcohol is not particularly limited, and specific examples thereof include polyhydric alcohols selected from the group consisting of ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, neopentyl glycol, trimethylolpropane, glycerin and the like. The polycaprolactone polyols are not particularly limited, but can be obtained, for example, by ring-opening polymerization of ε-caprolactone using a polyhydric alcohol.
The acrylic polyol is not particularly limited, but for example, a single or mixture of an ethylenically unsaturated bond-containing monomer having a hydroxyl group, and another ethylenically unsaturated bond-containing monomer copolymerizable therewith Examples thereof include those which are copolymerized alone or with a mixture.
The polyether polyol is not particularly limited, but for example, a hydroxide such as lithium, sodium, potassium or the like, or a strongly basic catalyst such as an alcoholate or an alkylamine is used, and a polyvalent hydroxy compound is used alone or as a mixture. Polyether polyols obtained by adding alkylene oxides such as ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, cyclohexene oxide, and styrene oxide, alone or in a mixture; to polyfunctional compounds such as ethylenediamine, etc., by reacting alkylene oxides Polyether polyols that can be used; so-called polymer polyols that can be obtained by polymerizing acrylamide and the like using the above polyethers as a medium.
The polyolefin polyol is not particularly limited, but examples thereof include polybutadiene having two or more hydroxyl groups, hydrogenated polybutadiene, polyisoprene, and hydrogenated polyisoprene.
The above-mentioned fluorine polyol is not particularly limited, but is, for example, a polyol containing fluorine in the molecule, such as fluoroolefins and cycloolefins disclosed in JP-A-57-34107 and JP-A-61-275311. Examples thereof include copolymers such as vinyl ether, hydroxyalkyl vinyl ether, and monocarboxylic acid vinyl ester.
The polycarbonate polyol is not particularly limited, for example, dialkyl carbonates such as dimethyl carbonate, alkylene carbonates such as ethylene carbonate, low molecular weight carbonate compounds such as diaryl carbonates such as diphenyl carbonate, and the low-carbon carbonates mentioned in the above polyester polyol. Examples thereof include those obtained by polycondensation of a molecular polyhydric alcohol.
The polyurethane polyol is not particularly limited, and examples thereof include those obtained by a conventional method, for example, by reacting a polyol with a polyisocyanate.
上で列挙したポリオールの中でも、アクリルポリオール、ポリエステルポリオールが好ましい。
上記ポリオールの水酸基価は、架橋密度や硬化物の機械的物性の点で、硬化物あたり10〜300mgKOH/gであることが好ましい。樹脂あたりの水酸基価が10mgKOH/g以上であることによって、架橋密度が減少することを防止し、本実施形態の目的とする物性を十分に達成することができる。一方、樹脂あたりの水酸基価が300mgKOH/g以下であることによって、架橋密度が過度に増大することを抑制し、塗膜の機械的物性を高度に維もの持することができる。上記水酸基価は、滴定法により求めることができる。
Among the polyols listed above, acrylic polyols and polyester polyols are preferable.
The hydroxyl value of the above-mentioned polyol is preferably 10 to 300 mgKOH/g per cured product in terms of crosslink density and mechanical properties of the cured product. When the hydroxyl value per resin is 10 mgKOH/g or more, it is possible to prevent the crosslink density from decreasing and sufficiently achieve the target physical properties of the present embodiment. On the other hand, when the hydroxyl value per resin is 300 mgKOH/g or less, it is possible to prevent the crosslinking density from increasing excessively and to maintain the mechanical properties of the coating film at a high level. The hydroxyl value can be determined by a titration method.
本実施形態の熱硬化性組成物において、ブロック化されたイソシアネート基と活性水素基とのモル比(イソシアネート基:活性水素基)は、通常10:1〜1:10に設定されることが好ましい。 In the thermosetting composition of the present embodiment, the molar ratio of the blocked isocyanate group and the active hydrogen group (isocyanate group:active hydrogen group) is usually preferably set to 10:1 to 1:10. ..
本実施形態の熱硬化性組成物は、さらに、メラミン系硬化剤、エポキシ系硬化剤等の他の硬化剤を含むことができる。
メラミン系硬化剤としては、特に限定されないが、例えば、完全アルキルエーテル化メラミン樹脂、メチロール基型メラミン樹脂、一部にイミノ基を有するイミノ基型メラミン樹脂が代表的なものとして例示される。
メラミン系硬化剤を併用する場合は、酸性化合物の添加が有効である。酸性化合物の具体例としては、特に限定されないが、例えば、カルボン酸、スルホン酸、酸性リン酸エステル、亜リン酸エステルが挙げられる。
カルボン酸としては、特に限定されないが、例えば、酢酸、乳酸、コハク酸、シュウ酸、マレイン酸、デカンジカルボン酸等が挙げられる。
スルホン酸としては、特に限定されないが、例えば、パラトルエンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、ジノニルナフタレンジスルホン酸等が挙げられる。
酸性リン酸エステルとしては、特に限定されないが、例えば、ジメチルホスフェート、ジエチルホスフェート、ジブチルホスフェート、ジオクチルホスフェート、ジラウリルホスフェート、モノメチルホスフェート、モノエチルホスフェート、モノブチルホスフェート、モノオクチルホスフェート等が挙げられる。
亜リン酸エステルとしては、特に限定されないが、例えば、ジエチルホスファイト、ジブチルホスファイト、ジオクチルホスファイト、ジラウリルホスファイト、モノエチルホスファイト、モノブチルホスファイト、モノオクチルホスファイト、モノラウリルホスファイト等が挙げられる。
The thermosetting composition of this embodiment may further contain other curing agents such as a melamine curing agent and an epoxy curing agent.
The melamine-based curing agent is not particularly limited, but examples thereof include a completely alkyl etherified melamine resin, a methylol group-type melamine resin, and an imino group-type melamine resin partially having an imino group.
When a melamine-based curing agent is used in combination, it is effective to add an acidic compound. Specific examples of the acidic compound are not particularly limited, and examples thereof include carboxylic acid, sulfonic acid, acidic phosphoric acid ester, and phosphorous acid ester.
The carboxylic acid is not particularly limited, and examples thereof include acetic acid, lactic acid, succinic acid, oxalic acid, maleic acid, and decanedicarboxylic acid.
The sulfonic acid is not particularly limited, but examples thereof include paratoluene sulfonic acid, dodecylbenzene sulfonic acid, and dinonylnaphthalene disulfonic acid.
The acidic phosphate ester is not particularly limited, and examples thereof include dimethyl phosphate, diethyl phosphate, dibutyl phosphate, dioctyl phosphate, dilauryl phosphate, monomethyl phosphate, monoethyl phosphate, monobutyl phosphate, monooctyl phosphate and the like.
The phosphite is not particularly limited, for example, diethyl phosphite, dibutyl phosphite, dioctyl phosphite, dilauryl phosphite, monoethyl phosphite, monobutyl phosphite, monooctyl phosphite, monolauryl phosphite Etc.
エポキシ系硬化剤としては、特に限定されないが、例えば、脂肪族ポリアミン、脂環族ポリアミン、芳香族ポリアミン、酸無水物、フェノールノボラック、ポリメルカプタン、脂肪族第三アミン、芳香族第三アミン、イミダゾール化合物、ルイス酸錯体等が挙げられる。 The epoxy curing agent is not particularly limited, and examples thereof include aliphatic polyamines, alicyclic polyamines, aromatic polyamines, acid anhydrides, phenol novolacs, polymercaptans, aliphatic tertiary amines, aromatic tertiary amines, and imidazoles. Examples thereof include compounds and Lewis acid complexes.
(用途)
本実施形態のブロックポリイソシアネート組成物は、例えば、塗料組成物、粘着剤組成物、接着剤組成物、注型剤組成物等の硬化性組成物;繊維処理剤等の各種表面処理剤組成物;各種エラストマー組成物;発泡体組成物等の架橋剤;改質剤;添加剤として使用することができる。
本実施形態のブロックポリイソシアネート組成物を含む塗料組成物は、ロール塗装、カーテンフロー塗装、スプレー塗装、静電塗装、ベル塗装などにより、各種素材に、プライマー又は中塗り、上塗りとして好適に使用される。また、この塗料組成物は、さらに防錆鋼板を含むプレコートメタル、自動車塗装、プラスチック塗装などに、美粧性、耐候性、耐酸性、防錆性、耐チッピング性、密着性などを付与するために好適に用いられる。
本実施形態のブロックポリイソシアネート組成物を含む粘着剤組成物や接着剤組成物の使用分野としては、自動車、建材、家電、木工、太陽電池用積層体等が挙げられる。その中でも、テレビ、パソコン、デジタルカメラ、携帯電話等の家電の液晶ディスプレイ用等の光学部材は、各種機能を発現するため、各種被着体のフィルム及びプレートを積層させる必要がある。各種被着体のフィルム及びプレート間に用いる材料は十分な粘着性、あるいは接着性が要求されることから、本実施形態のブロックポリイソシアネート組成物を含む粘着剤組成物、接着剤組成物の使用例として好ましい。
本実施形態のブロックポリイソシアネート組成物を含む硬化性組成物等が用いられうる被着体としては、特に限定されないが、例えば、ガラス;アルミニウム、鉄、亜鉛鋼板、銅、ステンレスのような各種金属;木材、紙、モルタル、石材のような多孔質部材;フッ素塗装、ウレタン塗装、アクリルウレタン塗装等がされた部材;シリコーン系硬化物、変性シリコーン系硬化物、ウレタン系硬化物等のシーリング材硬化物;塩化ビニル、天然ゴム、合成ゴム等のゴム類;天然皮革、人工皮革等の皮革類;植物系繊維、動物系繊維、炭素繊維、ガラス繊維などの繊維類;不織布、ポリエステル、アクリル、ポリカーボネート、トリアセチルセルロース、ポリオレフィン等の樹脂類のフィルム及びプレート;紫外線硬化型アクリル樹脂層、印刷インキ、UVインキ等のインキ類等が挙げられる。
(Use)
The block polyisocyanate composition of the present embodiment is, for example, a curable composition such as a coating composition, a pressure-sensitive adhesive composition, an adhesive composition, and a casting composition; various surface-treating agent compositions such as fiber treating agents. Can be used as various elastomer compositions; crosslinking agents such as foam compositions; modifiers; additives.
The coating composition containing the blocked polyisocyanate composition of the present embodiment is suitably used as a primer or an intermediate coating and a top coating on various materials by roll coating, curtain flow coating, spray coating, electrostatic coating, bell coating, etc. It In addition, this coating composition is used to impart cosmetic properties, weather resistance, acid resistance, rust resistance, chipping resistance, adhesion, etc. to pre-coated metal containing rust-proof steel plates, automobile coating, plastic coating, etc. It is preferably used.
Examples of the field of use of the pressure-sensitive adhesive composition or adhesive composition containing the blocked polyisocyanate composition of the present embodiment include automobiles, building materials, home appliances, woodworking, and laminates for solar cells. Among them, optical members for liquid crystal displays of home electric appliances such as televisions, personal computers, digital cameras, and mobile phones exhibit various functions, and therefore films and plates of various adherends need to be laminated. Since the material used between the film and the plate of various adherends is required to have sufficient tackiness or adhesiveness, use of the tackiness agent composition or the glue composition containing the blocked polyisocyanate composition of the present embodiment Preferred as an example.
The adherend on which the curable composition containing the blocked polyisocyanate composition of the present embodiment can be used is not particularly limited, and examples thereof include glass; various metals such as aluminum, iron, zinc steel plate, copper, and stainless steel. ; Porous materials such as wood, paper, mortar, stone materials; Fluorine-coated, urethane-coated, acrylic urethane-coated materials; Silicone-based cured products, modified silicone-based cured products, urethane-based cured products, etc. Materials: Rubbers such as vinyl chloride, natural rubber, synthetic rubber; leathers such as natural leather and artificial leather; fibers such as plant fiber, animal fiber, carbon fiber, glass fiber; non-woven fabric, polyester, acrylic, polycarbonate Films and plates of resins such as triacetyl cellulose and polyolefin; UV curable acrylic resin layers, inks such as printing inks and UV inks.
実施例及び比較例を示して本発明をより詳しく説明する。
なお、以下で物の量又は割合を示す「部」及び「%」は、特に断らない限り、質量基準の値を意味するものとする。
The present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples.
In the following, “parts” and “%” indicating the amount or ratio of a product mean values on a mass basis unless otherwise specified.
[測定・算出方法]
実施例及び比較例における各種パラメータの測定・算出方法について下記に示す。
[Measurement and calculation method]
The methods for measuring and calculating various parameters in Examples and Comparative Examples are shown below.
(ポリイソシアネートのイソシアネート基(以下、NCO基)含有率(質量%))
ポリイソシアネートのイソシアネート基を過剰の2Nアミンで中和した後、1N塩酸による逆滴定によって求めた。
(Isocyanate group (hereinafter, NCO group) content of polyisocyanate (% by mass))
After the isocyanate group of polyisocyanate was neutralized with an excess of 2N amine, it was determined by back titration with 1N hydrochloric acid.
(ポリイソシアネートの粘度)
E型粘度計(株式会社トキメック社製)で測定し、ローターは標準ローター(1°34’×R24)を用いた。回転数は以下の通りである。
100r.p.m. (128mPa・s未満の場合)
50r.p.m. (128mPa・s以上256mPa・s未満の場合)
20r.p.m. (256mPa・s以上640mPa・s未満の場合)
10r.p.m. (640mPa・s以上1,280mPa・s未満の場合)
5r.p.m. (1,280mPa・s以上2,560mPa・s未満の場合)
(Viscosity of polyisocyanate)
It was measured with an E-type viscometer (manufactured by Tokimec Co., Ltd.), and a standard rotor (1°34′×R24) was used as the rotor. The number of rotations is as follows.
100r. p. m. (When less than 128 mPa·s)
50r. p. m. (When 128 mPa·s or more and less than 256 mPa·s)
20r. p. m. (When 256 mPa·s or more and less than 640 mPa·s)
10r. p. m. (When 640 mPa·s or more and less than 1,280 mPa·s)
5r. p. m. (When 1,280 mPa·s or more and less than 2,560 mPa·s)
(ブロックポリイソシアネート組成物の有効NCO基含有率)
下記の計算式より算出した。
有効NCO基含有率(有姿(溶剤を含んだ状態)における値、質量%)
=ポリイソシアネートのNCO基含有率(質量%)
×(ポリイソシアネートの仕込み量(g)/(ポリイソシアネートの仕込み量(g)+ブロック剤の仕込み量(g)))
×固形分割合(組成物中の固形分(溶剤以外の成分)の割合)(質量%)/100
(Effective NCO group content of blocked polyisocyanate composition)
It was calculated from the following formula.
Effective NCO group content (value in actual state (state including solvent), mass%)
= NCO group content of polyisocyanate (% by mass)
X (amount of polyisocyanate charged (g)/(amount of polyisocyanate charged (g)+amount of blocking agent (g)))
×Solid content ratio (ratio of solid content (components other than solvent) in the composition) (mass %)/100
(イソシアネート基と1価アルコール化合物とのウレタン結合のモル比率)
合成例2〜7で得られたブロックポリイソシアネート組成物の1H−NMRを測定し、1価アルコール化合物とイソシアネート基が結合することで得られたウレタン結合に起因するアミノ基(4.8ppm付近)、イソシアネート基とマロン酸ジエチルとが結合することにより形成されたアミド体に隣接するアミノ基(7.3ppm付近:ケト体、8.0ppm付近:ジアミドジエステル体、9.8ppm付近:エノール体)、および、イソシアネート基とアセト酢酸エチルとが結合することにより形成されたアミド体に隣接するアミノ基(7.2ppm付近:ケト体、9.2ppm付近:エノール体)に起因するピークの面積から、下記式により上記ウレタン結合のモル比率を求めた。
上記ウレタン結合のモル比率=(a)/((a)+(b)+(c))
(b):イソシアネート基とマロン酸ジエチルとが結合することにより形成されたアミド体に隣接するアミノ基数(=7.3ppm付近のピーク面積+8.0ppm付近のピーク面積/2+9.8ppm付近のピーク面積:8.0ppm付近のピーク(ジアミドジエステル体)は、1つの結合構造に2つのアミノ基を有する構造のため、ピーク面積の1/2を結合構造数とした)から求めた、イソシアネート基とマロン酸ジエステル化合物との結合構造数(モル数)。
(c):イソシアネート基とアセト酢酸エチルとが結合することにより形成されたアミド体に隣接するアミノ基数(=7.2ppm付近のピーク面積+9.2ppm付近のピーク面積)から求めた、イソシアネート基とアセト酢酸エステル化合物との結合構造数(モル数)。
(a):イソシアネート基とn−ブタノール、イソブタノール又はイソプロパノールとが結合することで得られたウレタン結合に起因するアミノ基数(=4.8ppm付近のピーク面積)から求めた、イソシアネート基と1価アルコール化合物とのウレタン結合構造数(モル数)。
(Molar ratio of urethane bond between isocyanate group and monohydric alcohol compound)
1H-NMR of the blocked polyisocyanate compositions obtained in Synthesis Examples 2 to 7 was measured, and an amino group (around 4.8 ppm) resulting from a urethane bond obtained by the monohydric alcohol compound and the isocyanate group being bonded. , An amino group adjacent to an amide body formed by binding of an isocyanate group and diethyl malonate (around 7.3 ppm: keto body, around 8.0 ppm: diamide diester body, around 9.8 ppm: enol body), And from the area of the peak due to the amino group (around 7.2 ppm: keto body, near 9.2 ppm: enol body) adjacent to the amide body formed by the bonding of the isocyanate group and ethyl acetoacetate, The molar ratio of the urethane bond was determined by the formula.
Molar ratio of the urethane bond=(a)/((a)+(b)+(c))
(B): Number of amino groups adjacent to an amide body formed by binding of an isocyanate group and diethyl malonate (=peak area near 7.3 ppm+peak area near 8.0 ppm/2/peak area near +9.8 ppm) The peak around 8.0 ppm (diamide diester form) is a structure having two amino groups in one bond structure, so 1/2 of the peak area was taken as the number of bond structures) to determine the isocyanate group and malon. Number of bond structures with the acid diester compound (number of moles).
(C): Isocyanate group determined from the number of amino groups adjacent to the amide compound formed by the bonding of an isocyanate group and ethyl acetoacetate (=peak area near 7.2 ppm+peak area near 9.2 ppm) Number of bond structures with the acetoacetic ester compound (number of moles).
(A): Isocyanate group and monovalent determined from the number of amino groups (=peak area near 4.8 ppm) resulting from urethane bond obtained by bonding of isocyanate group and n-butanol, isobutanol or isopropanol Number of urethane bond structures (moles) with alcohol compounds.
[合成方法]
実施例及び比較例におけるブロックポリイソシアネート組成物、及び、それらの合成に使用されたポリイソシアネートの合成方法について以下に示す。
(合成例1)
(ポリイソシアネートの合成)
撹拌機、温度計、還流冷却管、窒素吹き込み管及び滴下ロートを取り付けた4ツ口フラスコ内を窒素雰囲気にし、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI) 1000gを仕込み、撹拌下反応器内温度を60℃に保持した。その後、イソシアヌレート化反応触媒としてテトラメチルアンモニウムアセテート(2−ブタノール 5.0質量%溶液)を2.1g添加し、反応を行った。4時間後、反応液の屈折率測定により反応終点を確認し、燐酸(85質量%水溶液)0.2gを添加し反応を停止した。
反応液をろ過した後、薄膜蒸留装置を用いて未反応のHDIを除去し、イソシアヌレート基を有するポリイソシアネートを得た。得られたポリイソシアネートは、25℃における粘度が2500mPa・s、NCO基含有率が22.2質量%であった。
[Synthesis method]
The blocked polyisocyanate compositions in Examples and Comparative Examples and the synthesis method of the polyisocyanate used for their synthesis are shown below.
(Synthesis example 1)
(Synthesis of polyisocyanate)
A 4-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser, a nitrogen blowing tube, and a dropping funnel was placed in a nitrogen atmosphere and charged with 1000 g of hexamethylene diisocyanate (HDI), and the temperature inside the reactor was maintained at 60° C. under stirring. did. Then, 2.1 g of tetramethylammonium acetate (5.0% by mass solution of 2-butanol) as an isocyanurate-forming reaction catalyst was added and reacted. After 4 hours, the reaction end point was confirmed by measuring the refractive index of the reaction solution, and 0.2 g of phosphoric acid (85 mass% aqueous solution) was added to stop the reaction.
After filtering the reaction solution, unreacted HDI was removed using a thin film distillation apparatus to obtain a polyisocyanate having an isocyanurate group. The obtained polyisocyanate had a viscosity at 25° C. of 2500 mPa·s and an NCO group content of 22.2% by mass.
(合成例2)
(ブロックポリイソシアネート組成物Aの製造)
撹拌機、温度計、還流冷却管、窒素吹き込み管を取り付けた4ツ口フラスコ内を窒素雰囲気にし、合成例1で得たポリイソシアネートを100部、酢酸ブチル42.3部を仕込み、マロン酸ジエチル71.1部、アセト酢酸エチル14.5部、28%ナトリウムメチラート メタノール溶液0.8部の混合物を室温で添加し、80℃で1時間反応を続けた。その後、1−ブタノール76.0部を添加し、80℃、2時間撹拌した。
ブロックポリイソシアネートが60質量%ブロックポリイソシアネート組成物Aの有効NCO基含有率およびモル比率を表1に示す。
(Synthesis example 2)
(Production of Block Polyisocyanate Composition A)
A 4-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser, and a nitrogen blowing tube was placed in a nitrogen atmosphere, 100 parts of the polyisocyanate obtained in Synthesis Example 1 and 42.3 parts of butyl acetate were charged, and diethyl malonate was added. A mixture of 71.1 parts, ethyl acetoacetate 14.5 parts and 28% sodium methylate methanol solution 0.8 parts was added at room temperature, and the reaction was continued at 80° C. for 1 hour. Then, 76.0 parts of 1-butanol was added, and the mixture was stirred at 80° C. for 2 hours.
Table 1 shows the effective NCO group content and the molar ratio of the block polyisocyanate 60% by mass of the block polyisocyanate composition A.
(合成例3)
(ブロックポリイソシアネート組成物Bの製造)
ブロックポリイソシアネート組成物Aと同様の装置にて、ポリイソシアネートを100部、酢酸ブチル42.3部を仕込み、マロン酸ジエチル64.1部、アセト酢酸エチル13.1部、28%ナトリウムメチラート メタノール溶液0.8部の混合物を室温で添加し、80℃で1時間反応を続けた。その後、1−ブタノール84.0部を添加し、窒素をフローさせながら、80℃、2時間撹拌した。
ブロックポリイソシアネートが60質量%のブロックポリイソシアネート組成物Bの有効NCO基含有率およびモル比率を表1に示す。
(Synthesis example 3)
(Production of Blocked Polyisocyanate Composition B)
In a device similar to that for the blocked polyisocyanate composition A, 100 parts of polyisocyanate and 42.3 parts of butyl acetate were charged, diethyl malonate 64.1 parts, ethyl acetoacetate 13.1 parts, 28% sodium methylate methanol. A mixture of 0.8 parts of the solution was added at room temperature, and the reaction was continued at 80° C. for 1 hour. Thereafter, 84.0 parts of 1-butanol was added, and the mixture was stirred at 80° C. for 2 hours while flowing nitrogen.
Table 1 shows the effective NCO group content and the molar ratio of the blocked polyisocyanate composition B in which the blocked polyisocyanate is 60% by mass.
(合成例4)
(ブロックポリイソシアネート組成物Cの製造)
ブロックポリイソシアネート組成物Aと同様の装置にて、ポリイソシアネートを100部、酢酸ブチル42.3部を仕込み、マロン酸ジエチル56.9部、アセト酢酸エチル11.6部、28%ナトリウムメチラート メタノール溶液0.8部の混合物を室温で添加し、80℃で1時間反応を続けた。その後、1−ブタノール93.0部を添加し、80℃、2時間撹拌した。
ブロックポリイソシアネートが60質量%のブロックポリイソシアネート組成物Cの有効NCO基含有率およびモル比率を表1に示す。
(Synthesis example 4)
(Production of Blocked Polyisocyanate Composition C)
In a device similar to that for the blocked polyisocyanate composition A, 100 parts of polyisocyanate and 42.3 parts of butyl acetate were charged, 56.9 parts of diethyl malonate, 11.6 parts of ethyl acetoacetate, and 28% sodium methylate methanol. A mixture of 0.8 parts of the solution was added at room temperature, and the reaction was continued at 80° C. for 1 hour. Thereafter, 93.0 parts of 1-butanol was added, and the mixture was stirred at 80°C for 2 hours.
Table 1 shows the effective NCO group content and the molar ratio of the blocked polyisocyanate composition C in which the blocked polyisocyanate is 60% by mass.
(合成例5)
(ブロックポリイソシアネート組成物Dの製造)
ブロックポリイソシアネート組成物Aと同様の装置にて、ポリイソシアネートを100部、酢酸ブチル42.3部を仕込み、マロン酸ジエチル56.9部、アセト酢酸エチル11.6部、28%ナトリウムメチラート メタノール溶液0.4部の混合物を室温で添加し、80℃で0.5時間反応を続けた。その後、1−ブタノール93.0部を添加し、80℃、2時間撹拌した。
ブロックポリイソシアネートが60質量%のブロックポリイソシアネート組成物Dの有効NCO基含有率およびモル比率を表1に示す。
(Synthesis example 5)
(Production of Blocked Polyisocyanate Composition D)
In a device similar to that for the blocked polyisocyanate composition A, 100 parts of polyisocyanate and 42.3 parts of butyl acetate were charged, 56.9 parts of diethyl malonate, 11.6 parts of ethyl acetoacetate, and 28% sodium methylate methanol. A mixture of 0.4 parts of the solution was added at room temperature, and the reaction was continued at 80° C. for 0.5 hours. Thereafter, 93.0 parts of 1-butanol was added, and the mixture was stirred at 80°C for 2 hours.
Table 1 shows the effective NCO group content and the molar ratio of the blocked polyisocyanate composition D in which the blocked polyisocyanate is 60% by mass.
(合成例6)
(ブロックポリイソシアネート組成物Eの製造)
ブロックポリイソシアネート組成物Aと同様の装置にて、ポリイソシアネートを100部、酢酸ブチル42.3部を仕込み、マロン酸ジエチル71.1部、アセト酢酸エチル14.5部、28%ナトリウムメチラート メタノール溶液0.8部の混合物を室温で添加し、80℃で0.5時間反応を続けた。その後、1−ブタノール76.0部を添加し、窒素をフローさせながら、80℃、2時間撹拌した。
ブロックポリイソシアネートが60質量%のブロックポリイソシアネート組成物Eの有効NCO基含有率およびモル比率を表1に示す。
(Synthesis example 6)
(Production of Blocked Polyisocyanate Composition E)
In a device similar to that for the block polyisocyanate composition A, 100 parts of polyisocyanate and 42.3 parts of butyl acetate were charged, 71.1 parts of diethyl malonate, 14.5 parts of ethyl acetoacetate, 28% sodium methylate methanol. A mixture of 0.8 parts of the solution was added at room temperature, and the reaction was continued at 80° C. for 0.5 hours. Thereafter, 76.0 parts of 1-butanol was added, and the mixture was stirred at 80° C. for 2 hours while flowing nitrogen.
Table 1 shows the effective NCO group content and the molar ratio of the blocked polyisocyanate composition E in which the blocked polyisocyanate is 60% by mass.
(合成例7)
(ブロックポリイソシアネート組成物Fの製造)
合成例2において、28%ナトリウムメチラート メタノール溶液を1.5部とした以外は、同様の方法にて、ブロックポリイソシアネート組成物Fを合成した。
ブロックポリイソシアネートが60質量%のブロックポリイソシアネート組成物Fの有効NCO基含有率およびモル比率を表1に示す。
(Synthesis example 7)
(Production of Blocked Polyisocyanate Composition F)
A blocked polyisocyanate composition F was synthesized in the same manner as in Synthesis Example 2 except that the 28% sodium methylate methanol solution was changed to 1.5 parts.
Table 1 shows the effective NCO group content and the molar ratio of the blocked polyisocyanate composition F in which the blocked polyisocyanate is 60% by mass.
(合成例8)
(ブロックポリイソシアネート組成物Gの製造)
合成例2において、反応温度と反応時間を60℃、3時間とした以外は、同様の方法にて、ブロックポリイソシアネート組成物Gを合成した。
ブロックポリイソシアネートが60質量%のブロックポリイソシアネート組成物Gの有効NCO基含有率およびモル比率を表1に示す。
(Synthesis example 8)
(Production of Blocked Polyisocyanate Composition G)
A blocked polyisocyanate composition G was synthesized in the same manner as in Synthesis Example 2 except that the reaction temperature and the reaction time were 60° C. and 3 hours.
Table 1 shows the effective NCO group content and the molar ratio of the blocked polyisocyanate composition G in which the blocked polyisocyanate is 60% by mass.
(合成例9)
(ブロックポリイソシアネート組成物Hの製造)
合成例2において、1−ブタノールをイソブタノールに変更した以外は、同様の方法にて、ブロックポリイソシアネート組成物Hを合成した。
ブロックポリイソシアネートが60質量%のブロックポリイソシアネート組成物Hの有効NCO基含有率およびモル比率を表1に示す。
(Synthesis example 9)
(Production of Block Polyisocyanate Composition H)
A blocked polyisocyanate composition H was synthesized in the same manner as in Synthesis Example 2 except that 1-butanol was changed to isobutanol.
Table 1 shows the effective NCO group content and the molar ratio of the blocked polyisocyanate composition H in which the blocked polyisocyanate is 60% by mass.
(合成例10)
(ブロックポリイソシアネート組成物Iの製造)
合成例2において、1−ブタノール76.0部をイソプロパノール61.0部に変更した以外は、同様の方法にて、ブロックポリイソシアネート組成物Iを合成した。
ブロックポリイソシアネートが60質量%のブロックポリイソシアネート組成物Iの有効NCO基含有率およびモル比率を表1に示す。
(Synthesis example 10)
(Production of Block Polyisocyanate Composition I)
A blocked polyisocyanate composition I was synthesized in the same manner as in Synthesis Example 2, except that 76.0 parts of 1-butanol was changed to 61.0 parts of isopropanol.
Table 1 shows the effective NCO group content and the molar ratio of the block polyisocyanate composition I containing 60% by mass of the block polyisocyanate.
(合成例11)
(ブロックポリイソシアネート組成物Jの製造)
合成例2において、28%ナトリウムメチラート メタノール溶液を4.0部添加した以外は、同様の方法にて、ブロックポリイソシアネート組成物Jを合成した。
ブロックポリイソシアネートが60質量%のブロックポリイソシアネート組成物Jの有効NCO基含有率およびモル比率を表1に示す。
(Synthesis example 11)
(Production of Block Polyisocyanate Composition J)
A blocked polyisocyanate composition J was synthesized in the same manner as in Synthesis Example 2 except that 4.0 parts of 28% sodium methylate methanol solution was added.
Table 1 shows the effective NCO group content and the molar ratio of the blocked polyisocyanate composition J in which the blocked polyisocyanate is 60% by mass.
(合成例12)
(ブロックポリイソシアネート組成物Kの製造)
ブロックポリイソシアネート組成物Aと同様の装置にて、ポリイソシアネートを100部、酢酸ブチル42.3部を仕込み、マロン酸ジエチル28.4部、アセト酢酸エチル5.8部、28%ナトリウムメチラート メタノール溶液0.8部の混合物を室温で添加し、80℃で0.5時間反応を続けた。その後、1−ブタノール127.4部を添加し、80℃、2時間撹拌した。
ブロックポリイソシアネートが60質量%のブロックポリイソシアネート組成物Kの有効NCO基含有率およびモル比率を表1に示す。
(Synthesis example 12)
(Production of Block Polyisocyanate Composition K)
In a device similar to that for the blocked polyisocyanate composition A, 100 parts of polyisocyanate and 42.3 parts of butyl acetate were charged, and 28.4 parts of diethyl malonate, 5.8 parts of ethyl acetoacetate, 28% sodium methylate methanol. A mixture of 0.8 parts of the solution was added at room temperature, and the reaction was continued at 80° C. for 0.5 hours. Then, 127.4 parts of 1-butanol was added and stirred at 80° C. for 2 hours.
Table 1 shows the effective NCO group content and the molar ratio of the blocked polyisocyanate composition K in which the blocked polyisocyanate is 60% by mass.
(合成例13)
(ブロックポリイソシアネート組成物Lの製造)
合成例2において、反応温度と反応時間を80℃、0.2時間とした以外は同様の方法にて、ブロックポリイソシアネート組成物Lを合成した。
ブロックポリイソシアネートが60質量%のブロックポリイソシアネート組成物Lの有効NCO基含有率およびモル比率を表1に示す。
(Synthesis example 13)
(Production of Block Polyisocyanate Composition L)
A blocked polyisocyanate composition L was synthesized by the same method as in Synthesis Example 2 except that the reaction temperature and the reaction time were 80° C. and 0.2 hours.
Table 1 shows the effective NCO group content and the molar ratio of the blocked polyisocyanate composition L in which the blocked polyisocyanate is 60% by mass.
(合成例14)
(ブロックポリイソシアネート組成物Mの製造)
合成例2において、反応温度と反応時間を80℃、6時間に変更した以外は、同様の方法にて、ブロックポリイソシアネート組成物Mを合成した。
ブロックポリイソシアネートが60質量%のブロックポリイソシアネート組成物Mの有効NCO基含有率およびモル比率を表1に示す。
(Synthesis Example 14)
(Production of Block Polyisocyanate Composition M)
A blocked polyisocyanate composition M was synthesized in the same manner as in Synthesis Example 2, except that the reaction temperature and the reaction time were changed to 80° C. and 6 hours.
Table 1 shows the effective NCO group content and the molar ratio of the blocked polyisocyanate composition M in which the blocked polyisocyanate is 60% by mass.
[評価方法]
実施例及び比較例におけるブロックポリイソシアネート組成物の各種物性の評価方法について以下に示す。
(硬化性)
ポリイソシアネート組成物と、アクリルポリオール(Setalux1152、Nuplex Resins社製、水酸基価70.4mgKOH/g(有姿)、固形分61質量%)を、NCO/OH=1.0になるように配合し、酢酸ブチルで固形分50%に希釈して、塗料組成物を調製した。
得られた塗料組成物を、PP板に、乾燥後膜厚が60μmになるようにアプリケーター塗装した。温度23℃にて30分間乾燥し、100℃にて30分間焼き付けた後、塗膜を板から剥がした。アセトン内に23℃、24時間浸漬した際の残膜率(ゲル分率)を測定した。
<評価基準>
○:ゲル分率が90%以上
△:ゲル分率が80%以上90%未満
×:ゲル分率が80%未満
[Evaluation method]
The evaluation methods of various physical properties of the blocked polyisocyanate compositions in Examples and Comparative Examples are shown below.
(Curable)
A polyisocyanate composition and an acrylic polyol (Setalux1152, manufactured by Nuplex Resins, hydroxyl value 70.4 mgKOH/g (appearance), solid content 61 mass%) are blended so that NCO/OH=1.0, A coating composition was prepared by diluting to 50% solids with butyl acetate.
The obtained coating composition was applied onto a PP plate by an applicator so that the film thickness after drying would be 60 μm. After drying at a temperature of 23° C. for 30 minutes and baking at 100° C. for 30 minutes, the coating film was peeled from the plate. The residual film rate (gel fraction) when immersed in acetone at 23° C. for 24 hours was measured.
<Evaluation criteria>
◯: Gel fraction is 90% or more Δ: Gel fraction is 80% or more and less than 90% ×: Gel fraction is less than 80%
(相溶性)
硬化性の評価の際と同様の方法にて調製した塗料組成物を、ガラス板に膜厚80μmになるようにアプリケーター塗装した後の透明性を目視にて確認した。
<評価基準>
○:白濁なし
×:白濁あり
(Compatibility)
The coating composition prepared by the same method as in the evaluation of curability was visually checked for transparency after coating the glass plate with an applicator to a film thickness of 80 μm.
<Evaluation criteria>
○: No cloudiness ×: Cloudiness
(低温での貯蔵安定性)
ポリイソシアネート組成物を−10℃貯蔵した際の外観を観察した。
<評価基準>
○:1週間貯蔵後に白濁なし
△:3日間貯蔵後に白濁なし、1週間貯蔵後に白濁あり
×:3日間貯蔵後に白濁あり
(Storage stability at low temperature)
The appearance when the polyisocyanate composition was stored at -10°C was observed.
<Evaluation criteria>
◯: No white turbidity after storage for 1 week Δ: No white turbidity after storage for 3 days ×: White turbidity after storage for 1 week ×: White turbidity after storage for 3 days
[実施例1〜9、比較例1〜4]
合成例2〜14で得られたブロックポリイソシアネート組成物A〜Mを用いて、硬化性、相溶性及び低温での貯蔵安定性の各評価を行った。得られた結果を表1に示す。
[Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 4]
Using the blocked polyisocyanate compositions A to M obtained in Synthesis Examples 2 to 14, the curability, compatibility, and storage stability at low temperature were evaluated. The results obtained are shown in Table 1.
本発明のブロックポリイソシアネート組成物は、ブロック剤における特定の結合基が、特定の比率で含有するため、低温硬化性、相溶性、低温での貯蔵安定性に優れている。従って、塗料や接着剤、粘着剤、インキ、シーリング剤、注型剤、封止剤、表面改質剤、コーティング剤等として、優れた性能を発揮する。 The blocked polyisocyanate composition of the present invention contains the specific bonding group in the blocking agent in a specific ratio, and thus is excellent in low-temperature curability, compatibility, and storage stability at low temperatures. Therefore, it exhibits excellent performance as a paint, an adhesive, an adhesive, an ink, a sealing agent, a casting agent, a sealing agent, a surface modifier, a coating agent, and the like.
Claims (6)
1価アルコール化合物
を含有し、
前記ブロックポリイソシアネートに含まれる以下の3つの結合のモル数を各々(a)〜(c)としたときに、(a)/((a)+(b)+(c))=0.0020以上0.50未満である、
ブロックポリイソシアネート組成物:
(a)イソシアネート基と1価アルコール化合物とのウレタン結合
(b)イソシアネート基とマロン酸ジエステル化合物との結合
(c)イソシアネート基とアセト酢酸エステル化合物との結合。 In a polyisocyanate obtained from at least one diisocyanate selected from the group consisting of an aliphatic diisocyanate and an alicyclic diisocyanate, at least a part of the isocyanate groups contained is a blocking agent containing a malonic acid diester compound and an acetoacetic acid ester compound. A blocked polyisocyanate, and
Contains a monohydric alcohol compound,
(A)/((a)+(b)+(c))=0.020 when the mole numbers of the following three bonds contained in the blocked polyisocyanate are respectively (a) to (c): Or more and less than 0.50,
Blocked polyisocyanate composition:
(A) Urethane bond between isocyanate group and monohydric alcohol compound (b) Bond between isocyanate group and malonic acid diester compound (c) Bond between isocyanate group and acetoacetic acid ester compound.
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