JP7261611B2 - Polyisocyanate composition, coating composition and coating film - Google Patents

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Description

本発明は、ポリイソシアネート組成物、塗料組成物及び塗膜に関する。 The present invention relates to polyisocyanate compositions, coating compositions and coatings.

ポリイソシアネート組成物を用いた塗料組成物は、外観、耐候性、耐久性が優れるために、建築、自動車、情報家電用等の塗料として広く用いられている。中でも、自動車や建築のトップコート用途のように、高品質な外観と優れた耐候性及び耐久性とが要求される用途では、緻密な架橋塗膜が形成でき、且つ仕上がり外観が良好である二液型ポリウレタン塗料が高く評価されている。
自動車用途や建築用途等には、上記性能に加えて、さらに、良好な耐水性及び伸展性を持つ塗料組成物が望まれている。従来は、このような塗料組成物を作製する場合、主剤成分として、アクリルポリオールやポリエステルポリオール等のポリオールを、硬化成分として、ヘキサメチレンジイソシアネート(以下、「HDI」と略記する場合がある)等のジイソシアネートと多価アルコールとを原料に用いてイソシアヌレート化した組成物を用いることにより、塗膜に高い硬度を持たせる方法を用いていた。しかし、イソシアヌレート化した組成物は、塗膜を堅くするので柔軟性が低下し、温度変化による塗膜の伸縮に追随できず、塗膜が割れる場合があった。この問題を解決するために、塗膜に伸展性を付与する方法としては、例えば、特許文献1に開示されている。特許文献1では、脂肪族ジイソシアネート又は脂環族ジイソシアネートとポリカプロラクトンポリオールとの反応物について開示されている。
Coating compositions using polyisocyanate compositions are widely used as coatings for construction, automobiles, information appliances, etc., because of their excellent appearance, weather resistance and durability. Above all, in applications that require a high-quality appearance and excellent weather resistance and durability, such as topcoat applications for automobiles and buildings, it is possible to form a dense crosslinked coating film and have a good finished appearance. Liquid polyurethane paints are highly regarded.
In addition to the above properties, there is a demand for a coating composition that has good water resistance and spreadability for use in automobiles, construction, and the like. Conventionally, when preparing such a coating composition, polyols such as acrylic polyols and polyester polyols are used as the main component, and hexamethylene diisocyanate (hereinafter sometimes abbreviated as "HDI") as the curing component. A method of imparting high hardness to a coating film by using a composition obtained by isocyanurating a diisocyanate and a polyhydric alcohol as raw materials has been used. However, since the isocyanurated composition hardens the coating film, the flexibility thereof is lowered, and the coating film cannot follow expansion and contraction due to temperature changes, and the coating film may crack. In order to solve this problem, a method for imparting extensibility to a coating film is disclosed in Patent Document 1, for example. Patent Document 1 discloses a reaction product of an aliphatic diisocyanate or an alicyclic diisocyanate and a polycaprolactone polyol.

イソシアヌレート化した組成物以外に、高官能なポリイソシアネート組成物を作製する別の方法としては、例えば、HDI等のジイソシアネートとアルコールとを原料に用いて、アロファネート化する方法等が挙げられる。アロファネート化反応は、ウレタン基にイソシアネート基を付加反応させる方法であり、アロファネート化反応の原料であるウレタン基が反応により次第に減少していく。そのため、反応が自然に収束し、イソシアヌレート化反応のような高分子量化が起こりにくいので、比較的低粘度なポリイソシアネート組成物が得られる。例えば、特許文献2には、ε-カプロラクトンから誘導されるポリエステル系ポリオールを用いた、アロファネート基を有するポリイソシアネート組成物の製造方法が開示されている。特許文献2には、原料にHDI等のジイソシアネートと、アルコール及びε-カプロラクトンから誘導される数平均分子量が250以上2000以下のポリエステル系ポリオールとを用いた、アロファネート基を有するポリイソシアネート組成物が開示されており、当該ポリイソシアネート組成物を含有する硬化剤及びポリオールを含有する主剤を用いることで、耐候性、耐久性、耐擦り傷性及び乾燥性を付与することができる。 Other than the isocyanurated composition, another method for producing a highly functional polyisocyanate composition includes, for example, a method of allophanatizing using a diisocyanate such as HDI and an alcohol as raw materials. The allophanatization reaction is a method of adding an isocyanate group to a urethane group, and the urethane group, which is the starting material for the allophanatization reaction, gradually decreases due to the reaction. As a result, the reaction converges spontaneously, and a polyisocyanate composition with a relatively low viscosity is obtained because the polymerization reaction such as the isocyanurate-forming reaction is less likely to occur. For example, Patent Document 2 discloses a method for producing a polyisocyanate composition having allophanate groups using a polyester polyol derived from ε-caprolactone. Patent Document 2 discloses a polyisocyanate composition having an allophanate group, which uses a diisocyanate such as HDI as raw materials and a polyester polyol derived from an alcohol and ε-caprolactone and having a number average molecular weight of 250 or more and 2000 or less. Weather resistance, durability, scratch resistance and drying property can be imparted by using a curing agent containing the polyisocyanate composition and a main agent containing a polyol.

特開昭61-028518号公報JP-A-61-028518 特開2011-105886号公報JP 2011-105886 A

特許文献1に開示された方法では、得られる塗膜において、耐水性及び耐候性が不足する場合がある。
また、特許文献2に開示された組成物では、得られる塗膜において、耐水性に及ぼす影響については検討されていない。
In the method disclosed in Patent Document 1, the resulting coating film may lack water resistance and weather resistance.
In addition, the composition disclosed in Patent Document 2 does not examine the effect of the composition on the water resistance of the resulting coating film.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、塗膜としたときの耐水性、耐候性及び伸展性に優れるポリイソシアネート組成物、並びに、前記ポリイソシアネート組成物を用いた塗料組成物及び塗膜を提供する。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and a polyisocyanate composition having excellent water resistance, weather resistance and spreadability when formed into a coating film, and a coating composition using the polyisocyanate composition. and coatings.

本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、特定のジイソシアネートと、特定の化合物から誘導され、数平均分子量が250以上4000以下であるポリエステル系ポリオールと、から得られるポリイソシアネートを含み、ウレタン基、アロファネート基及びイソシアヌレート基を特定の比率で有するポリイソシアネート組成物を用いることで、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of extensive research, the present inventors have found that a polyisocyanate obtained from a specific diisocyanate and a polyester polyol derived from a specific compound and having a number average molecular weight of 250 or more and 4000 or less, and a urethane group. The inventors have found that the above object can be achieved by using a polyisocyanate composition having allophanate groups and isocyanurate groups in a specific ratio, and have completed the present invention.

すなわち、本発明は、以下の態様を含む。
本発明の第1態様に係るポリイソシアネート組成物は、(A)脂肪族ジイソシアネート及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種類のジイソシアネートと、(B)2価以上3価以下のアルコール及びε-カプロラクトンから誘導される数平均分子量が250以上4000以下のポリエステル系ポリオールと、から得られるポリイソシアネートを含み、ウレタン基、アロファネート基及びイソシアヌレート基を含有し、ウレタン基のモル数をA、アロファネート基のモル数をB、イソシアヌレート基のモル数をCとした場合のA/(A+B)が0.45以上0.99以下であり、かつ、C/(A+B+C)が0.40以上0.90以下である。
That is, the present invention includes the following aspects.
The polyisocyanate composition according to the first aspect of the present invention includes (A) at least one diisocyanate selected from the group consisting of aliphatic diisocyanates and alicyclic diisocyanates, (B) a divalent to trivalent alcohol and A polyisocyanate obtained from a polyester polyol derived from ε-caprolactone and having a number average molecular weight of 250 or more and 4000 or less, containing a urethane group, an allophanate group and an isocyanurate group, wherein the number of moles of the urethane group is A, A / (A + B) is 0.45 or more and 0.99 or less when the number of moles of allophanate groups is B and the number of moles of isocyanurate groups is C, and C / (A + B + C) is 0.40 or more .90 or less.

本発明の第2態様に係る塗料組成物は、水酸基価が5mgKOH/g以上200mgKOH/g以下であるポリオールと、上記第1態様に係るポリイソシアネート組成物と、を含む。
上記第2態様に係る塗料組成物は、金属又はプラスチックの塗装に用いられてもよい。
上記第2態様に係る塗料組成物は、建築構造物、自動車車体、自動車用金属部品、自動車用プラスチック部品、情報家電製品用金属部品又は情報家電製品用プラスチック部品のトップクリアー塗料として用いられてもよい。
A coating composition according to a second aspect of the present invention includes a polyol having a hydroxyl value of 5 mgKOH/g or more and 200 mgKOH/g or less, and the polyisocyanate composition according to the first aspect.
The coating composition according to the second aspect may be used for coating metals or plastics.
The coating composition according to the second aspect may be used as a top clear coating for building structures, automobile bodies, metal parts for automobiles, plastic parts for automobiles, metal parts for information home appliances, or plastic parts for information home appliances. good.

本発明の第3態様に係る塗膜は、上記第2態様に係る塗料組成物を硬化させてなる。 The coating film according to the third aspect of the present invention is obtained by curing the coating composition according to the second aspect.

上記態様のポリイソシアネート組成物によれば、塗膜としたときの耐水性、耐候性及び伸展性に優れるポリイソシアネート組成物を提供することができる。上記態様の塗料組成物は、前記ポリイソシアネート組成物を含み、耐水性、耐候性及び伸展性に優れる塗膜が得られる。上記態様の塗膜は、前記塗料組成物を硬化させてなり、耐水性、耐候性及び伸展性に優れる。 According to the polyisocyanate composition of the above aspect, it is possible to provide a polyisocyanate composition that is excellent in water resistance, weather resistance and extensibility when formed into a coating film. The coating composition of the above aspect contains the polyisocyanate composition and provides a coating film having excellent water resistance, weather resistance and spreadability. The coating film of the above aspect is obtained by curing the coating composition and is excellent in water resistance, weather resistance and extensibility.

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。以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form (henceforth "this embodiment") for implementing this invention is demonstrated in detail. The following embodiments are examples for explaining the present invention, and are not intended to limit the present invention to the following contents. Various modifications are possible for the present invention without departing from the gist thereof.

なお、本明細書において、「ポリオール」とは、一分子中に2つ以上のヒドロキシ基(-OH)を有する化合物を意味する。
また、本明細書において、「ポリイソシアネート」とは、2つ以上のイソシアネート基(-NCO)を有する単量体化合物が複数結合した反応物を意味する。
また、本明細書において、特に断りがない限り、「(メタ)アクリル」は、メタクリルとアクリルとを包含し、「(メタ)アクリレート」はメタクリレートとアクリレートとを包含するものとする。
As used herein, "polyol" means a compound having two or more hydroxy groups (--OH) in one molecule.
In this specification, "polyisocyanate" means a reactant in which a plurality of monomeric compounds having two or more isocyanate groups (--NCO) are bonded.
In this specification, unless otherwise specified, "(meth)acryl" includes methacryl and acryl, and "(meth)acrylate" includes methacrylate and acrylate.

≪ポリイソシアネート組成物≫
本実施形態のポリイソシアネート組成物は、(A)ジイソシアネートと、(B)ポリエステル系ポリオールと、から得られるポリイソシアネートを含む。すなわち、当該ポリイソシアネートは、(A)ジイソシアネートと(B)ポリエステル系ポリオールとの反応物である。前記(A)ジイソシアネートは、脂肪族ジイソシアネート及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種類のジイソシアネートである。前記(B)ポリエステル系ポリオールは、2価以上3価以下のアルコール及びε-カプロラクトンから誘導されたもの、すなわち、2価以上3価以下のアルコール及びε-カプロラクトンの反応物であり、その数平均分子量が250以上4000以下である。
<<Polyisocyanate composition>>
The polyisocyanate composition of the present embodiment contains a polyisocyanate obtained from (A) a diisocyanate and (B) a polyester polyol. That is, the polyisocyanate is a reaction product of (A) diisocyanate and (B) polyester polyol. The (A) diisocyanate is at least one diisocyanate selected from the group consisting of aliphatic diisocyanates and alicyclic diisocyanates. The (B) polyester-based polyol is derived from a divalent to trivalent alcohol and ε-caprolactone, that is, a reaction product of a divalent to trivalent alcohol and ε-caprolactone, and the number average It has a molecular weight of 250 or more and 4000 or less.

また、本実施形態のポリイソシアネート組成物は、ウレタン基、アロファネート基及びイソシアヌレート基を含む。本実施形態のポリイソシアネート組成物において、これらの官能基全てが1つのポリイソシアネート中に含まれていてもよく、あるいは、本実施形態のポリイソシアネート組成物は、これらの官能基のうち少なくとも1つを含むポリイソシアネートの混合物であってもよい。 The polyisocyanate composition of this embodiment also contains urethane groups, allophanate groups and isocyanurate groups. In the polyisocyanate composition of this embodiment, all of these functional groups may be contained in one polyisocyanate, or the polyisocyanate composition of this embodiment may contain at least one of these functional groups. It may be a mixture of polyisocyanates containing

本実施形態のポリイソシアネート組成物において、ウレタン基のモル数をA、アロファネート基のモル数をB、イソシアヌレート基のモル数をCとした場合に、A/(A+B)は、0.45以上0.99以下であり、0.50以上0.98以下が好ましく、0.57以上0.97以下がより好ましく、0.70以上0.97以下がさらに好ましく、0.80以上0.96以下が特に好ましい。A/(A+B)が上記下限値以上であることにより、塗膜の耐水性及び伸展性をより向上させることができる。
また、C/(A+B+C)は、0.40以上0.90以下であり、0.40以上0.85以下が好ましく、0.50以上0.85以下がより好ましく、0.60以上0.85以下がさらに好ましく、0.72以上0.85以下が特に好ましい。C/(A+B+C)が上記下限値以上であることにより、耐候性及び耐水性をより向上させることができ、一方、上記上限値以下であることにより、塗膜の伸展性をより向上させることができる。
なお、ウレタン基、アロファネート基及びイソシアヌレート基の各モル比率は、後述する実施例に記載のとおり、13C-NMR測定により求めることができる。
In the polyisocyanate composition of the present embodiment, where A is the number of moles of urethane groups, B is the number of moles of allophanate groups, and C is the number of moles of isocyanurate groups, A/(A+B) is 0.45 or more. 0.99 or less, preferably 0.50 or more and 0.98 or less, more preferably 0.57 or more and 0.97 or less, further preferably 0.70 or more and 0.97 or less, and 0.80 or more and 0.96 or less is particularly preferred. When A/(A+B) is at least the above lower limit, the water resistance and extensibility of the coating film can be further improved.
C/(A+B+C) is 0.40 or more and 0.90 or less, preferably 0.40 or more and 0.85 or less, more preferably 0.50 or more and 0.85 or less, and 0.60 or more and 0.85 The following are more preferable, and 0.72 or more and 0.85 or less are particularly preferable. When C/(A+B+C) is at least the above lower limit, the weather resistance and water resistance can be further improved. can.
The respective molar ratios of urethane groups, allophanate groups and isocyanurate groups can be determined by 13 C-NMR measurement as described in Examples below.

本実施形態のポリイソシアネート組成物は、上記構成を有することで、塗膜としたときの耐水性、耐候性及び伸展性に優れる。
次いで、本実施形態のポリイソシアネート組成物の各構成成分について、以下に詳細を説明する。
The polyisocyanate composition of the present embodiment has the above-described structure, so that it is excellent in water resistance, weather resistance and extensibility when formed into a coating film.
Next, each constituent component of the polyisocyanate composition of the present embodiment will be described in detail below.

<(A)ジイソシアネート>
(A)ジイソシアネートは、脂肪族ジイソシアネート及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種類のジイソシアネートである。
脂肪族ジイソシアネートとは分子中に飽和脂肪族基を有する化合物である。一方、脂環式ジイソシアネートとは、分子中に環状脂肪族基を有する化合物である。脂肪族ジイソシアネートを用いると、得られるポリイソシアネート組成物が低粘度となるので、好ましい。
脂肪族ジイソシアネートとして、例えば、1,4-ジイソシアナトブタン、1,5-ジイソシアナトペンタン、1,6-ジイソシアナトヘキサン(HDI)、1,6-ジイソシアナト-2,2,4-トリメチルヘキサン、2,6-ジイソシアナトヘキサン酸メチル(リジンジイソシアネート)等が挙げられる。
脂環式ジイソシアネートとしては、例えば、5-イソシアナト-1-イソシアナトメチル-1,3,3-トリメチルシクロヘキサン(イソホロンジイソシアネート;以下、「IPDI」と略記する場合がある)、1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(水添キシリレンジイソシアネート)、ビス(4-イソシアナトシクロヘキシル)メタン(水添ジフェニルメタンジイソシアネート)、1,4-ジイソシアナトシクロヘキサン等が挙げられる。
これらジイソシアネートは、1種単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
中でも、(A)ジイソシアネートとしては、工業的に入手し易いため、HDI、IPDI、水添キシリレンジイソシアネート又は水添ジフェニルメタンジイソシアネートが好ましい。また、耐候性及び塗膜の柔軟性が非常に優れていることから、HDIが特に好ましい。
以下、脂肪族ジイソシアネート及び脂環式ジイソシアネートを総称してジイソシアネートという場合がある。
<(A) Diisocyanate>
(A) Diisocyanate is at least one diisocyanate selected from the group consisting of aliphatic diisocyanates and alicyclic diisocyanates.
An aliphatic diisocyanate is a compound having a saturated aliphatic group in its molecule. On the other hand, an alicyclic diisocyanate is a compound having a cyclic aliphatic group in its molecule. The use of an aliphatic diisocyanate is preferred because the resulting polyisocyanate composition has a low viscosity.
Aliphatic diisocyanates such as 1,4-diisocyanatobutane, 1,5-diisocyanatopentane, 1,6-diisocyanatohexane (HDI), 1,6-diisocyanato-2,2,4-trimethyl Hexane, methyl 2,6-diisocyanatohexanoate (lysine diisocyanate) and the like can be mentioned.
Examples of alicyclic diisocyanates include 5-isocyanato-1-isocyanatomethyl-1,3,3-trimethylcyclohexane (isophorone diisocyanate; hereinafter sometimes abbreviated as "IPDI"), 1,3-bis ( isocyanatomethyl)cyclohexane (hydrogenated xylylene diisocyanate), bis(4-isocyanatocyclohexyl)methane (hydrogenated diphenylmethane diisocyanate), 1,4-diisocyanatocyclohexane and the like.
These diisocyanates may be used singly or in combination of two or more.
Among them, (A) diisocyanate is preferably HDI, IPDI, hydrogenated xylylene diisocyanate or hydrogenated diphenylmethane diisocyanate because of its industrial availability. HDI is particularly preferred because of its excellent weather resistance and flexibility of the coating film.
Hereinafter, aliphatic diisocyanates and alicyclic diisocyanates may be collectively referred to as diisocyanates.

<(B)ポリエステル系ポリオール>
(B)ポリエステル系ポリオールは、2価以上3価以下のアルコール及びε-カプロラクトンから誘導されたもの、すなわち、2価以上3価以下のアルコール及びε-カプロラクトンの反応物である。ε-カプロラクトンは、環状エステル及びラクトンの1種であり、化学式:(CHCOで表される、七員環化合物である。ε-カプロラクトンを開環重合させることで、ポリエステル系重合体であるポリカプロラクトンが得られる。
2価以上3価以下のアルコールとしては、例えば、1,2-プロピレングリコール、1,3-ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ネオペンチルグリコールのヒドロキシピバリン酸エステル、2-メチル-1,3プロパンジオール、2,3,5-トリメチルペンタンジオール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-プチレンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、グリセリン、1,1,7-トリメチロールヘプタン、1,2,7-トリメチロールヘプタン等が挙げられる。これら2価以上3価以下のアルコールは、1種単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
<(B) Polyester Polyol>
(B) The polyester-based polyol is derived from a divalent to trivalent alcohol and ε-caprolactone, that is, a reaction product of a divalent to trivalent alcohol and ε-caprolactone. ε-Caprolactone is one of cyclic esters and lactones, and is a seven-membered ring compound represented by the chemical formula: (CH 2 ) 5 CO 2 . Polycaprolactone, which is a polyester polymer, is obtained by ring-opening polymerization of ε-caprolactone.
Examples of divalent to trivalent alcohols include 1,2-propylene glycol, 1,3-butylene glycol, neopentyl glycol, hydroxypivalic acid ester of neopentyl glycol, 2-methyl-1,3 propanediol, 2,3,5-trimethylpentanediol, ethylene glycol, diethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butylenediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, trimethylolpropane, glycerin, 1,1,7-trimethylolheptane, 1,2,7-trimethylolheptane and the like. These divalent to trivalent alcohols may be used singly or in combination of two or more.

(B)ポリエステル系ポリオールの数平均分子量の上限は、4000であり、3000が好ましく、2500がより好ましい。一方、(B)ポリエステル系ポリオールの数平均分子量の下限値は、250である。
すなわち、(B)ポリエステル系ポリオールの数平均分子量は、250以上4000以下であり、250以上3000以下が好ましく、250以上2500以下がより好ましい。
(B)ポリエステル系ポリオールの数平均分子量が上記範囲であることで、塗膜としたときの伸展性がより十分なものとなり、得られる塗液の粘度の過度な上昇をより効果的に抑制することができる。
なお、ポリエステル系ポリオールの数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(以下、「GPC」と略記する場合がある)測定により得ることができる。
(B) The upper limit of the number average molecular weight of the polyester-based polyol is 4,000, preferably 3,000, and more preferably 2,500. On the other hand, the lower limit of the number average molecular weight of (B) the polyester-based polyol is 250.
That is, the number average molecular weight of (B) the polyester-based polyol is 250 or more and 4000 or less, preferably 250 or more and 3000 or less, and more preferably 250 or more and 2500 or less.
(B) When the number average molecular weight of the polyester-based polyol is within the above range, the extensibility when formed into a coating film becomes more sufficient, and excessive increase in the viscosity of the resulting coating solution is more effectively suppressed. be able to.
The number average molecular weight of the polyester-based polyol can be obtained by gel permeation chromatography (hereinafter sometimes abbreviated as "GPC") measurement.

(B)ポリエステル系ポリオールは、1種単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。 (B) The polyester-based polyol may be used singly or in combination of two or more.

<ポリイソシアネート組成物の製造方法>
本実施形態のポリイソシアネート組成物の製造において、原料として、少なくともHDIを用いることが好ましい。
本実施形態のポリイソシアネート組成物は、例えば、イソシアヌレート化反応、アロファネート化反応及びウレタン化反応は、それぞれ逐次又はそのいくつかを並行して行うことができ、これらの反応を過剰のジイソシアネートモノマー及びポリエステル系ポリオール存在下で行い、反応終了後、未反応のジイソシアネートモノマーを除去することにより、得られる。また、上記の3反応を別々に実施させたものを混合することによってもポリイソシアネート組成物は得られる。
さらに、本実施形態のポリイソシアネート組成物の製造方法では、副原料として、アルキルモノアルコール、アルキルジオール等のアルコール等も併用することができる。ここで、アルコールを用いる場合には、上述したように、本実施形態のポリイソシアネート組成物におけるA/(A+B)及びC/(A+B+C)が上記範囲となるように用いることが好ましい。
或いは、本実施形態のポリイソシアネート組成物は、例えば、ジイソシアネートを、イソシアヌレート化反応及びアロファネート化反応をさせた後に、得られた反応物と、ポリエステル系ポリオールと、をウレタン化反応させることで得られる。このとき、ポリエステル系ポリオールの水酸基に対する反応物中のイソシアネート基のモル比は、2/1以上40/1以下が好ましく、3/1以上30/1以下がより好ましく、4/1以上20/1以下がさらに好ましい。
<Method for producing polyisocyanate composition>
At least HDI is preferably used as a raw material in the production of the polyisocyanate composition of the present embodiment.
In the polyisocyanate composition of the present embodiment, for example, the isocyanurate reaction, allophanatization reaction and urethanization reaction can be performed sequentially or some of them in parallel, and these reactions can be performed in excess of the diisocyanate monomer and It is obtained by carrying out in the presence of a polyester-based polyol and removing unreacted diisocyanate monomers after the completion of the reaction. A polyisocyanate composition can also be obtained by mixing the above three reactions separately.
Furthermore, in the method for producing the polyisocyanate composition of the present embodiment, alcohols such as alkyl monoalcohols and alkyl diols can be used together as auxiliary raw materials. Here, when alcohol is used, as described above, it is preferable to use it so that A/(A+B) and C/(A+B+C) in the polyisocyanate composition of the present embodiment are within the above ranges.
Alternatively, the polyisocyanate composition of the present embodiment is obtained, for example, by subjecting a diisocyanate to an isocyanurate reaction and an allophanate reaction, and then a urethanization reaction of the obtained reaction product and a polyester-based polyol. be done. At this time, the molar ratio of the isocyanate groups in the reactant to the hydroxyl groups of the polyester polyol is preferably 2/1 or more and 40/1 or less, more preferably 3/1 or more and 30/1 or less, and 4/1 or more and 20/1. More preferred are:

次いで、イソシアヌレート化反応、アロファネート化反応及びウレタン化反応の各反応について、以下に詳細を説明する。 Next, the isocyanurate-forming reaction, allophanat-forming reaction, and urethanization reaction are described in detail below.

[イソシアヌレート化反応]
ジイソシアネートモノマーからイソシアヌレート基含有ポリイソシアネートを誘導する場合は、通常、イソシアヌレート化反応触媒を用いる。
イソシアヌレート化反応触媒としては、塩基性を有するものが好ましい。このようなイソシアヌレート化反応触媒としては、例えば、以下の1)~7)に示すもの等が挙げられる。
1)テトラアルキルアンモニウムのヒドロオキシド又は有機弱酸塩;
2)ヒドロキシアルキルアンモニウムのヒドロオキシド又は有機弱酸塩;
3)アルキルカルボン酸の金属塩;
4)ナトリウム、カリウム等の金属アルコラート;
5)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;
6)マンニッヒ塩基類;
7)第3級アミン類とエポキシ化合物との併用
[Isocyanurate reaction]
When deriving an isocyanurate group-containing polyisocyanate from a diisocyanate monomer, an isocyanurate reaction catalyst is usually used.
As the isocyanurate reaction catalyst, one having basicity is preferred. Examples of such an isocyanurate reaction catalyst include those shown in 1) to 7) below.
1) tetraalkylammonium hydroxides or organic weak acid salts;
2) hydroxyalkylammonium hydroxides or organic weak acid salts;
3) metal salts of alkylcarboxylic acids;
4) metal alcoholates such as sodium and potassium;
5) aminosilyl group-containing compounds such as hexamethyldisilazane;
6) Mannich bases;
7) Combined use of tertiary amines and epoxy compounds

テトラアルキルアンモニウムとしては、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が挙げられる。
有機弱酸としては、例えば、酢酸、カプリン酸等が挙げられる。
ヒドロキシアルキルアンモニウムとしては、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が挙げられる。
アルキルカルボン酸としては、例えば、酢酸、カプロン酸、オクチル酸、ミリスチン酸等が挙げられる。
金属塩を構成する金属としては、例えば、錫、亜鉛、鉛、ナトリウム、カリウム等が挙げられる。
Examples of tetraalkylammonium include tetramethylammonium and tetraethylammonium.
Examples of weak organic acids include acetic acid and capric acid.
Hydroxyalkylammonium includes, for example, trimethylhydroxypropylammonium, trimethylhydroxyethylammonium, triethylhydroxypropylammonium, triethylhydroxyethylammonium and the like.
Examples of alkylcarboxylic acids include acetic acid, caproic acid, octylic acid, myristic acid and the like.
Examples of metals constituting metal salts include tin, zinc, lead, sodium, and potassium.

中でも、イソシアヌレート化反応触媒としては、触媒効率の観点から、上記1)、2)、3)、4)又は5)が好ましく、1)の有機弱酸塩がより好ましい。 Among them, from the viewpoint of catalytic efficiency, the isocyanurate reaction catalyst is preferably the above 1), 2), 3), 4) or 5), and more preferably the organic weak acid salt of 1).

イソシアヌレート化反応触媒の添加量は、仕込んだジイソシアネートの質量に対して、10ppm以上1000ppm以下が好ましく、10ppm以上500ppm以下がより好ましく、10ppm以上100ppm以下がさらに好ましい。
イソシアヌレート化反応温度の下限値は、50℃が好ましく、54℃がより好ましく、57℃がさらに好ましく、60℃が特に好ましい。一方、イソシアヌレート化反応温度の上限値は、120℃が好ましく、100℃がより好ましく、90℃がさらに好ましく、80℃が特に好ましい。
すなわち、イソシアヌレート化反応温度は、50℃以上120℃以下が好ましく、54℃以上100℃以下がより好ましく、57℃以上90℃以下がさらに好ましく、60℃以上80℃以下が特に好ましい。
イソシアヌレート化反応温度が上記上限値以下であることにより、着色等の特性変化がより効果的に防止できる。
The amount of the isocyanurate reaction catalyst added is preferably 10 ppm or more and 1000 ppm or less, more preferably 10 ppm or more and 500 ppm or less, and even more preferably 10 ppm or more and 100 ppm or less, relative to the mass of the charged diisocyanate.
The lower limit of the isocyanurate-forming reaction temperature is preferably 50°C, more preferably 54°C, still more preferably 57°C, and particularly preferably 60°C. On the other hand, the upper limit of the isocyanurate-forming reaction temperature is preferably 120°C, more preferably 100°C, still more preferably 90°C, and particularly preferably 80°C.
That is, the isocyanurate-forming reaction temperature is preferably 50°C or higher and 120°C or lower, more preferably 54°C or higher and 100°C or lower, still more preferably 57°C or higher and 90°C or lower, and particularly preferably 60°C or higher and 80°C or lower.
When the isocyanurate-forming reaction temperature is equal to or lower than the above upper limit, it is possible to more effectively prevent changes in properties such as coloring.

[アロファネート化反応]
アロファネート基含有ポリイソシアネートは、ジイソシアネートにアルコールを添加し、アロファネート化反応触媒を用いることにより得られる。用いられるアルコールとは、分子内にエーテル基や、エステル基、カルボニル基を含んでもよいが、飽和炭化水素基と水酸基とからなるモノアルコールが好ましく、分岐を有しているモノアルコールがより好ましい。このようなモノアルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノール、2-ブタノール、イソブタノール、1-ペンタノール、2-ペンタノール、イソアミルアルコール、1-ヘキサノール、2-ヘキサノール、1-ヘプタノール、1-オクタノール、2-エチル-1-ヘキサノール、3,3,5-トリメチル-1-ヘキサノール、トリデカノール、ペンタデカノール、パルミチルアルコール、ステアリルアルコール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、トリメチルシクロヘキサノール等が挙げられる。中でも、モノアルコールとしては、低極性有機溶剤への溶解性が特に優れているため、イソブタノール、1-ブタノール、イソアミルアルコール、1-ヘキサノール、1-へプタノール、1-オクタノール、2-エチル-1-ヘキサノール、トリデカノール、ペンタデカノール、パルミチルアルコール、ステアリルアルコール又は1,3,5-トリメチルシクロヘキサノールが好ましい。また、粘度がより低くなるため、1-プロパノール、イソブタノール、1-ブタノール、イソアミルアルコール、1-ペンタノール、2-ペンタノール、1-ヘキサノール、2-ヘキサノール、1-ヘプタノール、1-オクタノール、2-オクタノール、2-エチル-ヘキシルアルコール又は3,3,5-トリメチル-1-ヘキサノールが好ましい。また、低極性有機溶剤への溶解性が非常に優れているため、イソブタノール、2-ヘキサノール、2-オクタノール、2-エチル-1-ヘキサノール又は3,3,5-トリメチル-1-ヘキサノールがより好ましい。
[Allophanatization reaction]
An allophanate group-containing polyisocyanate is obtained by adding an alcohol to a diisocyanate and using an allophanatization reaction catalyst. The alcohol used may contain an ether group, an ester group, or a carbonyl group in the molecule, but is preferably a monoalcohol composed of a saturated hydrocarbon group and a hydroxyl group, and more preferably a branched monoalcohol. Such monoalcohols include, for example, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, isobutanol, 1-pentanol, 2-pentanol, isoamyl alcohol, 1-hexanol, 2-hexanol, 1-heptanol, 1-octanol, 2-ethyl-1-hexanol, 3,3,5-trimethyl-1-hexanol, tridecanol, pentadecanol, palmityl alcohol, stearyl alcohol, cyclopentanol, cyclo hexanol, methylcyclohexanol, trimethylcyclohexanol, and the like. Among them, as a monoalcohol, because of its particularly excellent solubility in low-polarity organic solvents, isobutanol, 1-butanol, isoamyl alcohol, 1-hexanol, 1-heptanol, 1-octanol, 2-ethyl-1 -hexanol, tridecanol, pentadecanol, palmityl alcohol, stearyl alcohol or 1,3,5-trimethylcyclohexanol are preferred. Also, due to lower viscosity, 1-propanol, isobutanol, 1-butanol, isoamyl alcohol, 1-pentanol, 2-pentanol, 1-hexanol, 2-hexanol, 1-heptanol, 1-octanol, 2 -octanol, 2-ethyl-hexyl alcohol or 3,3,5-trimethyl-1-hexanol are preferred. In addition, isobutanol, 2-hexanol, 2-octanol, 2-ethyl-1-hexanol or 3,3,5-trimethyl-1-hexanol is preferred because of its very good solubility in low-polarity organic solvents. preferable.

アルコールの添加量は、以下に限定されないが、アルコールの水酸基に対するジイソシアネートのイソシアネート基のモル比が10/1以上1000/1以下となるような添加量が好ましく、100/1以上1000/1以下となるような添加量がより好ましい。アルコールの水酸基に対するジイソシアネートのイソシアネート基のモル比が上記下限値以上であることで、得られるポリイソシアネートにおいて、イソシアネート基平均数をより適切な数確保することができる。 The amount of alcohol added is not limited to the following, but is preferably such that the molar ratio of the isocyanate group of the diisocyanate to the hydroxyl group of the alcohol is 10/1 or more and 1000/1 or less, and 100/1 or more and 1000/1 or less. is more preferable. When the molar ratio of the isocyanate groups of the diisocyanate to the hydroxyl groups of the alcohol is at least the above lower limit, a more appropriate average number of isocyanate groups can be ensured in the resulting polyisocyanate.

アロファネート化反応触媒としては、以下に限定されないが、例えば、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等が挙げられる。
錫のアルキルカルボン酸塩(有機錫化合物)としては、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が挙げられる。
鉛のアルキルカルボン酸塩(有機鉛化合物)としては、例えば、2-エチルヘキサン酸鉛等が挙げられる。
亜鉛のアルキルカルボン酸塩(有機亜鉛化合物)としては、例えば、2-エチルヘキサン酸亜鉛等が挙げられる。
ビスマスのアルキルカルボン酸塩としては、例えば、2-エチルヘキサン酸ビスマス等が挙げられる。
ジルコニウムのアルキルカルボン酸塩としては、例えば、2-エチルヘキサン酸ジルコニウム等が挙げられる。
ジルコニルのアルキルカルボン酸塩としては、例えば、2-エチルヘキサン酸ジルコニル等が挙げられる。
Examples of the allophanatization reaction catalyst include, but are not limited to, alkyl carboxylates of tin, lead, zinc, bismuth, zirconium, zirconyl, and the like.
Examples of alkyl carboxylates of tin (organotin compounds) include tin 2-ethylhexanoate and dibutyltin dilaurate.
Examples of lead alkyl carboxylates (organic lead compounds) include lead 2-ethylhexanoate.
Examples of zinc alkylcarboxylates (organozinc compounds) include zinc 2-ethylhexanoate and the like.
Bismuth alkyl carboxylates include, for example, bismuth 2-ethylhexanoate.
Examples of alkyl carboxylates of zirconium include zirconium 2-ethylhexanoate and the like.
Alkyl carboxylates of zirconyl include, for example, zirconyl 2-ethylhexanoate.

所望の収率となった時点で、リン酸、パラトルエンスルホン酸メチル等のアロファネート化反応触媒の失活剤を添加して、アロファネート化反応を停止することができる。 When the desired yield is achieved, the allophanatization reaction can be terminated by adding a deactivator for the allophanatization reaction catalyst, such as phosphoric acid or methyl p-toluenesulfonate.

上記アロファネート化反応触媒の使用量は、原料であるジイソシアネートに対して、質量比で、10ppm以上10000ppm以下が好ましく、10ppm以上1000ppm以下がより好ましく、10ppm以上500ppm以下がさらに好ましい。 The amount of the allophanatization reaction catalyst used is preferably 10 ppm or more and 10000 ppm or less, more preferably 10 ppm or more and 1000 ppm or less, and even more preferably 10 ppm or more and 500 ppm or less, relative to the raw material diisocyanate.

アロファネート化の反応温度は、60℃以上160℃以下が好ましく、70℃以上155℃以下がより好ましく、80℃以上150℃以下がさらに好ましく、90℃以上145℃以下が特に好ましい。
アロファネート化反応温度が上記上限値以下であることにより、得られるポリイソシアネートの着色等の特性変化をより効果的に防止できる。
The allophanatization reaction temperature is preferably 60° C. or higher and 160° C. or lower, more preferably 70° C. or higher and 155° C. or lower, still more preferably 80° C. or higher and 150° C. or lower, and particularly preferably 90° C. or higher and 145° C. or lower.
When the allophanatization reaction temperature is equal to or lower than the above upper limit, it is possible to more effectively prevent changes in properties such as coloring of the resulting polyisocyanate.

アロファネート化の反応時間は0.2時間以上8時間以下が好ましく、0.4時間以上6時間以下がより好ましく、0.6時間以上4時間以下がさらに好ましく、0.8時間以上3時間以下が特に好ましく、1.0時間以上2時間以下が最も好ましい。
アロファネート化の反応時間を上記下限値以上とすることで、より低粘度とすることができ、上記上限値以下とすることで、ポリイソシアネート自体の着色をより抑制することができる。
The reaction time for allophanatization is preferably 0.2 hours or more and 8 hours or less, more preferably 0.4 hours or more and 6 hours or less, further preferably 0.6 hours or more and 4 hours or less, and 0.8 hours or more and 3 hours or less. It is particularly preferred and most preferably 1.0 hours or more and 2 hours or less.
By setting the reaction time for allophanatization to the above lower limit or more, the viscosity can be further reduced, and by setting the reaction time to the above upper limit or less, the coloring of the polyisocyanate itself can be further suppressed.

また、上記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用いることができる。上記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、イソシアヌレート基含有ポリイソシアネートも同時に生成させる。中でも、経済面から生産性を向上できる観点から、アロファネート化反応触媒として、上記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好ましい。 Further, the isocyanurate-forming reaction catalyst can be used as an allophanate-forming reaction catalyst. When the allophanatization reaction is performed using the above isocyanurate reaction catalyst, an isocyanurate group-containing polyisocyanate is also produced at the same time. Among them, from the viewpoint of improving productivity from an economic standpoint, it is preferable to perform the allophanatization reaction and the isocyanuration reaction using the above isocyanuration reaction catalyst as the allophanatization reaction catalyst.

[ウレタン化反応]
本実施形態のポリイソシアネート組成物の製造方法において、ウレタン化反応は、イソシアヌレート化反応及びアロファネート化反応の後に行うことが好ましく、具体的には、イソシアヌレート化反応及びアロファネート化反応をそれぞれ逐次又は並行して行い、イソシアヌレート基及びアロファネート基を含有するポリイソシアネートを得た後、得られた当該ポリイソシアネートと、ポリエステル系ポリオールとをウレタン化反応させることが好ましい。
[Urethane reaction]
In the method for producing the polyisocyanate composition of the present embodiment, the urethanization reaction is preferably performed after the isocyanurate reaction and the allophanatization reaction. Specifically, the isocyanurate reaction and the allophanatization reaction are performed sequentially or respectively. After obtaining polyisocyanate containing an isocyanurate group and an allophanate group by carrying out in parallel, it is preferable to subject the obtained polyisocyanate to a urethanization reaction with a polyester-based polyol.

ウレタン化反応温度の下限値は、80℃が好ましく、100℃がより好ましい。一方、反応温度の上限値は、150℃が好ましく、130℃がより好ましい。
すなわち、ウレタン化反応温度は80℃以上150℃以下が好ましく、100℃以上130℃以下がより好ましい。
The lower limit of the urethanization reaction temperature is preferably 80°C, more preferably 100°C. On the other hand, the upper limit of the reaction temperature is preferably 150°C, more preferably 130°C.
That is, the urethanization reaction temperature is preferably 80° C. or higher and 150° C. or lower, more preferably 100° C. or higher and 130° C. or lower.

上記イソシアヌレート化反応、アロファネート化反応及びウレタン化反応の重合反応が所望の重合度に達した時点で、重合反応を停止させる。重合反応の停止は、以下に限定されないが、例えば、酸性化合物を反応液に添加することで、重合反応触媒を中和させる、又は、熱分解、化学分解等により不活性化させることで達成できる。酸性化合物としては、例えば、リン酸、酸性リン酸エステル、硫酸、塩酸、スルホン酸化合物等が挙げられる。
反応停止後、必要があれば、濾過を行う。
When the polymerization reaction of the isocyanurate-forming reaction, allophanat-forming reaction and urethanization reaction reaches a desired degree of polymerization, the polymerization reaction is terminated. Termination of the polymerization reaction is not limited to the following, but can be achieved, for example, by adding an acidic compound to the reaction solution to neutralize the polymerization reaction catalyst, or by inactivating it by thermal decomposition, chemical decomposition, or the like. . Examples of acidic compounds include phosphoric acid, acidic phosphate esters, sulfuric acid, hydrochloric acid, and sulfonic acid compounds.
After stopping the reaction, filtration is performed if necessary.

反応停止直後の反応液は、通常、未反応のジイソシアネートモノマーを含むため、これを薄膜蒸発缶、抽出等で除去することが好ましい。このような後処理を行うことで、ポリイソシアネート組成物に含有されるジイソシアネートモノマー濃度を1質量%以下に制御することが好ましい。
ジイソシアネートモノマー濃度は、例えばジイソシアネートモノマーがHDIである場合、後述する実施例に記載の方法を用いて測定することができる。
Since the reaction solution immediately after stopping the reaction usually contains an unreacted diisocyanate monomer, it is preferable to remove it by a thin film evaporator, extraction, or the like. It is preferable to control the diisocyanate monomer concentration contained in the polyisocyanate composition to 1% by mass or less by performing such a post-treatment.
For example, when the diisocyanate monomer is HDI, the diisocyanate monomer concentration can be measured using the method described in the examples below.

<ポリイソシアネート組成物の物性>
[粘度]
ポリイソシアネート組成物を酢酸ブチルで希釈し、固形分64質量%に調整した際の25℃における粘度は、特に制限されないが、有機溶剤量や官能基数の面から、100mPa・s以上2000mPa・s以下が好ましく、150mPa・s以上1500mPa・s以下がより好ましく、300mPa・s以上1000mPa・s以下がさらに好ましい。粘度が上記下限値以上であれば、官能基数をより十分多くすることができ、一方、上記上限値以下であれば有機溶剤量をより少なくできる。
粘度は、後述する実施例に記載のとおり、E型粘度計(株式会社トキメック社)を用いて25℃で測定された値を採用できる。
<Physical properties of the polyisocyanate composition>
[viscosity]
The viscosity at 25° C. when the polyisocyanate composition is diluted with butyl acetate and adjusted to a solid content of 64% by mass is not particularly limited. , more preferably 150 mPa·s or more and 1500 mPa·s or less, and even more preferably 300 mPa·s or more and 1000 mPa·s or less. If the viscosity is at least the above lower limit, the number of functional groups can be sufficiently increased, while if it is at most the above upper limit, the amount of organic solvent can be reduced.
As the viscosity, a value measured at 25° C. using an E-type viscometer (Tokimec Co., Ltd.) can be adopted as described in the examples below.

[数平均官能基数(fn)]
ポリイソシアネート組成物のイソシアネート基の数平均官能基数(以下、「fn」と略記する場合がある)は、特に制限されないが、硬化性及び粘度の面から3.0以上10.0以下が好ましく、3.2以上9.0以下がより好ましく、3.4以上8.0以下がさらに好ましく、3.6以上7.0以下が特に好ましい。fnが上記下限値以上であれば、より充分な硬化性が得られ、上記上限値以下であれば、粘度がより高くなりすぎない。
[Number average functional group number (fn)]
The number average functional group number of the isocyanate groups of the polyisocyanate composition (hereinafter sometimes abbreviated as "fn") is not particularly limited, but is preferably 3.0 or more and 10.0 or less from the viewpoint of curability and viscosity, 3.2 or more and 9.0 or less are more preferable, 3.4 or more and 8.0 or less are still more preferable, and 3.6 or more and 7.0 or less are especially preferable. When fn is at least the above lower limit, more sufficient curability can be obtained, and when it is at most the above upper limit, the viscosity does not become too high.

[イソシアネート基含有率(NCO%)]
ポリイソシアネート組成物のイソシアネート基含有率(NCO%)は、当該ポリイソシアネート組成物を酢酸ブチルで希釈し、固形分64質量%に調整した場合において、塗膜にした際の性能の面から、3.0%以上20.0%以下が好ましく、3.5%以上17.0%以下がより好ましく、4.0%以上14.0%以下がさらに好ましく、4.5%以上11.0%以下が特に好ましい。NCO%が上記下限値以上であれば塗膜にした際の性能はより良好であり、一方、上記上限値以下であれば架橋密度がより高くなりすぎず、より割れにくい塗膜を形成する。
NCO%は、後述する実施例に記載のとおり、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ることができる。
[Isocyanate group content (NCO%)]
The isocyanate group content (NCO%) of the polyisocyanate composition is 3 from the viewpoint of performance when the polyisocyanate composition is diluted with butyl acetate and adjusted to a solid content of 64% by mass. 0% or more and 20.0% or less is preferable, 3.5% or more and 17.0% or less is more preferable, 4.0% or more and 14.0% or less is still more preferable, 4.5% or more and 11.0% or less is particularly preferred. If the NCO% is at least the above lower limit, the performance of the coating film will be better, while if it is at most the above upper limit, the crosslink density will not be too high and a coating film that is less likely to crack will be formed.
NCO% can be determined by back titration with 1N hydrochloric acid after neutralizing the isocyanate groups with excess 2N amine, as described in the examples below.

<使用用途>
本実施形態のポリイソシアネート組成物は、塗料、インキ、接着剤、注型材、エラストマー、フォーム、プラスチック材料の原料として使用することができる。
<Application>
The polyisocyanate composition of this embodiment can be used as a raw material for paints, inks, adhesives, casting materials, elastomers, foams, and plastic materials.

≪塗料組成物≫
本実施形態の塗料組成物は、主剤成分としてポリオールと、硬化剤成分として上記ポリイソシアネート組成物と、を含む。
本実施形態の塗料組成物は、主剤成分として、上記ポリオールに加えて、その他の主剤成分を含んでもよいが、本実施形態の塗料組成物は、主剤成分として、上記ポリオールのみを含むことが好ましい。
また、本実施形態の塗料組成物は、硬化剤成分として、上記ポリイソシアネート組成物に加えて、その他の硬化剤成分を含んでもよいが、本実施形態の塗料組成物は、硬化剤成分として、上記ポリイソシアネート組成物のみを含むことが好ましい。
≪Paint composition≫
The coating composition of the present embodiment contains a polyol as a main component and the above polyisocyanate composition as a curing agent component.
The coating composition of the present embodiment may contain other main components in addition to the above polyol as the main component, but the coating composition of the present embodiment preferably contains only the above polyol as the main component. .
In addition, the coating composition of the present embodiment may contain other curing agent components in addition to the polyisocyanate composition as a curing agent component. It preferably contains only the above polyisocyanate composition.

前記ポリオールの水酸基価の下限値は、5mgKOH/gであり、10mgKOH/gが好ましく、15mgKOH/gがより好ましく、20mgKOH/gがさらに好ましい。一方、前記ポリオールの水酸基価の上限値は、200mgKOH/gであり、160mgKOH/gが好ましく、120mgKOH/gがより好ましく、80mgKOH/gがさらに好ましい。
すなわち、前記ポリオールの水酸基価は、5mgKOH/g以上200mgKOH/g以下であり、10mgKOH/g以上160mgKOH/g以下が好ましく、15mgKOH/g以上120mgKOH/g以下がより好ましく、20mgKOH/g以上80mgKOH/g以下がさらに好ましい。
水酸基価が上記範囲内であることで、より柔軟で、かつより強靱な塗膜を得ることができる。
The lower limit of the hydroxyl value of the polyol is 5 mgKOH/g, preferably 10 mgKOH/g, more preferably 15 mgKOH/g, still more preferably 20 mgKOH/g. On the other hand, the upper limit of the hydroxyl value of the polyol is 200 mgKOH/g, preferably 160 mgKOH/g, more preferably 120 mgKOH/g, and even more preferably 80 mgKOH/g.
That is, the hydroxyl value of the polyol is 5 mgKOH/g or more and 200 mgKOH/g or less, preferably 10 mgKOH/g or more and 160 mgKOH/g or less, more preferably 15 mgKOH/g or more and 120 mgKOH/g or less, and 20 mgKOH/g or more and 80 mgKOH/g. More preferred are:
When the hydroxyl value is within the above range, a more flexible and tougher coating film can be obtained.

<ポリオール>
ポリオールとしては、例えば、アクリルポリオール類、ポリエステルポリオール類、ポリエーテルポリオール類、ポリオレフィン系ポリオール類、含ケイ素系ポリオール類、含フッ素ポリオール類、ポリカーボネートポリオール類、エポキシ樹脂類、アルキドポリオール類等が挙げられる。これらポリオールを1種単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。また、ポリオールとしては、アクリルポリオール、ポリエステルポリオール又はポリエーテルポリオール等を、脂肪族ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネート又はこれらから得られるポリイソシアネートで変成した、ウレタン変成アクリルポリオール、ウレタン変成ポリエステルポリオール又はウレタン変成ポリエーテルポリオール等を用いることもできる。
<Polyol>
Examples of polyols include acrylic polyols, polyester polyols, polyether polyols, polyolefin polyols, silicon-containing polyols, fluorine-containing polyols, polycarbonate polyols, epoxy resins, alkyd polyols, and the like. . These polyols may be used singly or in combination of two or more. As the polyol, urethane-modified acrylic polyol, urethane-modified polyester polyol or urethane-modified polyol obtained by modifying acrylic polyol, polyester polyol or polyether polyol with aliphatic diisocyanate, alicyclic diisocyanate or polyisocyanate obtained therefrom. Ether polyols and the like can also be used.

ポリオールは公知の技術で製造することができるが、以下、代表的なアクリルポリオール類、ポリエステルポリオール類、ポリエーテルポリオール類の製造方法について述べる。 Polyols can be produced by known techniques, and methods for producing typical acrylic polyols, polyester polyols, and polyether polyols will be described below.

[アクリルポリオール類]
アクリルポリオール類は、例えば、一分子中に1個以上の活性水素を有する重合性モノマーのみを重合させる、又は、一分子中に1個以上の活性水素を有する重合性モノマーと、必要に応じて、当該重合性モノマーと共重合可能な他のモノマーとを、共重合させることによって得ることができる。
[Acrylic polyols]
Acrylic polyols, for example, polymerize only polymerizable monomers having one or more active hydrogens in one molecule, or polymerizable monomers having one or more active hydrogens in one molecule, and optionally , can be obtained by copolymerizing the polymerizable monomer and another copolymerizable monomer.

前記一分子中に1個以上の活性水素を有する重合性モノマーとしては、例えば、以下の(i)~(vi)に示すものが挙げられる。これらを単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
(i)アクリル酸-2-ヒドロキシエチル、アクリル酸-2-ヒドロキシプロピル、アクリル酸-2-ヒドロキシブチル等の活性水素を有するアクリル酸エステル類。
(ii)メタクリル酸-2-ヒドロキシエチル、メタクリル酸-2-ヒドロキシプロピル、メタクリル酸-2-ヒドロキシブチル、メタクリル酸-3-ヒドロキシプロピル、メタクリル酸-4-ヒドロキシブチル等の活性水素を有するメタクリル酸エステル類。
(iii)トリオールの(メタ)アクリル酸モノエステル等の多価活性水素を有する(メタ)アクリル酸エステル類。
前記トリオールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン等が挙げられる。
(iv)ポリエーテルポリオール類と上記の活性水素を有する(メタ)アクリル酸エステル類とのモノエーテル。
前記ポリエーテルポリオール類としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール等が挙げられる。
(v)グリシジル(メタ)アクリレートと一塩基酸との付加物。
前記一塩基酸としては、例えば、酢酸、プロピオン酸、p-tert-ブチル安息香酸等が挙げられる。
(vi)上記の活性水素を有する(メタ)アクリル酸エステル類の活性水素にラクトン類を開環重合させることにより得られる付加物。
前記ラクトン類としては、例えば、ε-カプロラクトン、γ-バレロラクトン等が挙げられる。
Examples of the polymerizable monomer having one or more active hydrogens in one molecule include the following (i) to (vi). These may be used alone or in combination of two or more.
(i) acrylic acid esters having active hydrogen such as 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate and 2-hydroxybutyl acrylate;
(ii) Methacrylic acids having active hydrogen such as 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 2-hydroxybutyl methacrylate, 3-hydroxypropyl methacrylate, and 4-hydroxybutyl methacrylate esters.
(iii) (meth)acrylic acid esters having polyvalent active hydrogen, such as (meth)acrylic acid monoesters of triols;
Examples of the triol include glycerin and trimethylolpropane.
(iv) Monoethers of polyether polyols and the above (meth)acrylic acid esters having active hydrogen.
Examples of the polyether polyols include polyethylene glycol, polypropylene glycol, polybutylene glycol and the like.
(v) an adduct of glycidyl (meth)acrylate and a monobasic acid;
Examples of the monobasic acid include acetic acid, propionic acid, p-tert-butylbenzoic acid and the like.
(vi) an adduct obtained by ring-opening polymerization of the active hydrogen of the (meth)acrylic acid ester having an active hydrogen with a lactone;
Examples of the lactones include ε-caprolactone and γ-valerolactone.

前記重合性モノマーと共重合可能な他のモノマーとしては、例えば、以下の(i)~(v)に示すものが挙げられる。これらを単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
(i)アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸-n-ブチル、アクリル酸-2-エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸-n-ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸-n-ヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸グリシジル等の(メタ)アクリル酸エステル類;
(ii)アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸等の不飽和カルボン酸類;
(iii)アクリルアミド、N-メチロールアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド等の不飽和アミド類;
(iv)ビニルトリメトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロプロピルトリメトキシシラン等の加水分解性シリル基を有するビニルモノマー類;
(v)スチレン、ビニルトルエン、酢酸ビニル、アクリルニトリル、フマル酸ジブチル等のその他の重合性モノマー
Other monomers copolymerizable with the polymerizable monomer include, for example, the following (i) to (v). These may be used alone or in combination of two or more.
(i) methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, methacrylic acid (meth)acrylic acid esters such as isobutyl, n-hexyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, lauryl methacrylate, and glycidyl methacrylate;
(ii) unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, itaconic acid;
(iii) unsaturated amides such as acrylamide, N-methylol acrylamide, diacetone acrylamide;
(iv) vinyl monomers having a hydrolyzable silyl group such as vinyltrimethoxysilane, vinylmethyldimethoxysilane, γ-(meth)acrylopropyltrimethoxysilane;
(v) other polymerizable monomers such as styrene, vinyl toluene, vinyl acetate, acrylonitrile, dibutyl fumarate

アクリルポリオール類の具体的な製造方法としては、例えば、上記のモノマーを、公知の過酸化物やアゾ化合物等のラジカル重合開始剤の存在下で溶液重合し、必要に応じて有機溶剤等で希釈することによって、アクリルポリオール類を得ることができる。 As a specific method for producing acrylic polyols, for example, the above monomers are solution-polymerized in the presence of a radical polymerization initiator such as a known peroxide or an azo compound, and diluted with an organic solvent or the like as necessary. By doing so, acrylic polyols can be obtained.

本実施形態の塗料組成物が水分量の多い溶剤を含む場合には、上記のモノマーを溶液重合し、水層に転換する方法や乳化重合等の公知の方法で製造することができる。その場合、アクリル酸、メタアクリル酸等のカルボン酸含有モノマーやスルホン酸含有モノマー等の酸性部分を、アミンやアンモニアで中和することによって、アクリルポリオール類に水溶性又は水分散性を付与することができる。 When the coating composition of the present embodiment contains a solvent with a large water content, it can be produced by a known method such as solution polymerization of the above monomers and conversion to a water layer, or emulsion polymerization. In that case, water-solubility or water-dispersibility can be imparted to acrylic polyols by neutralizing acidic moieties such as carboxylic acid-containing monomers such as acrylic acid and methacrylic acid and sulfonic acid-containing monomers with amines or ammonia. can be done.

[ポリエステルポリオール類]
ポリエステルポリオール類は、例えば、二塩基酸の単独又は2種類以上の混合物と、多価アルコールの単独又は2種類以上の混合物とを、縮合反応させることによって得ることができる。
前記二塩基酸としては、例えば、コハク酸、アジピン酸、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、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸等のカルボン酸等が挙げられる。
前記多価アルコールとしては、例えば、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、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6-ヘキサンジオール、トリメチルペンタンジオール、シクロヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール、2-メチロールプロパンジオール、エトキシ化トリメチロールプロパン等が挙げられる。
[Polyester polyols]
Polyester polyols can be obtained, for example, by condensing a dibasic acid alone or a mixture of two or more kinds and a polyhydric alcohol alone or a mixture of two or more kinds.
Examples of the dibasic acid include carboxylic acids such as succinic acid, adipic acid, dimer acid, maleic anhydride, phthalic anhydride, isophthalic acid, terephthalic acid, and 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid.
Examples of the polyhydric alcohol include ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, trimethylpentanediol, cyclohexanediol, trimethylolpropane, glycerin, and pentaerythritol. , 2-methylolpropanediol, ethoxylated trimethylolpropane, and the like.

ポリエステルポリオール類の具体的な製造方法としては、例えば、上記の成分を混合し、約160℃以上220℃以下程度で加熱することによって、縮合反応を行うことができる。又は、例えば、ε-カプロラクトン等のラクトン類を、多価アルコールを用いて開環重合して得られるようなポリカプロラクトン類等もポリエステルポリオール類として用いることができる。 As a specific method for producing polyester polyols, for example, the above components are mixed and heated at about 160° C. or higher and 220° C. or lower to carry out a condensation reaction. Alternatively, for example, polycaprolactones obtained by ring-opening polymerization of lactones such as ε-caprolactone using a polyhydric alcohol can also be used as polyester polyols.

[ポリエーテルポリオール類]
ポリエーテルポリオール類は、例えば、以下の(1)~(3)のいずれかの方法等を用いて得ることができる。
(1)触媒を使用して、アルキレンオキシドの単独又は混合物を、多価ヒドロキシ化合物の単独又は混合物に、ランダム又はブロック付加して、ポリエーテルポリオール類を得る方法。
前記触媒としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム等の水酸化物、強塩基性触媒、複合金属シアン化合物錯体等が挙げられる。強塩基性触媒としては、例えば、アルコラート、アルキルアミン等が挙げられる、複合金属シアン化合物錯体としては、例えば、金属ポルフィリン、ヘキサシアノコバルト酸亜鉛錯体等が挙げられる。
前記アルキレンオキシドとしては、例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、シクロヘキセンオキシド、スチレンオキシド等が挙げられる。
(2)ポリアミン化合物にアルキレンオキシドを反応させて、ポリエーテルポリオール類を得る方法。
前記ポリアミン化合物としては、例えば、エチレンジアミン類等が挙げられる。
前記アルキレンオキシドとしては、(1)で例示されたものと同様のものが挙げられる。
(3)(1)又は(2)で得られたポリエーテルポリオール類を媒体としてアクリルアミド等を重合して、いわゆるポリマーポリオール類を得る方法。
前記多価ヒドロキシ化合物としては、例えば、以下の(i)~(vi)に示すものが挙げられる。
(i)ジグリセリン、ジトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール等;
(ii)エリトリトール、D-トレイトール、L-アラビニトール、リビトール、キシリトール、ソルビトール、マンニトール、ガラクチトール、ラムニトール等の糖アルコール系化合物;
(iii)アラビノース、リボース、キシロース、グルコース、マンノース、ガラクトース、フルクトース、ソルボース、ラムノース、フコース、リボデソース等の単糖類;
(iv)トレハロース、ショ糖、マルトース、セロビオース、ゲンチオビオース、ラクトース、メリビオース等の二糖類;
(v)ラフィノース、ゲンチアノース、メレチトース等の三糖類;
(vi)スタキオース等の四糖類
[Polyether polyols]
Polyether polyols can be obtained, for example, using any one of the following methods (1) to (3).
(1) A method of randomly or block-adding an alkylene oxide alone or a mixture to a polyhydric hydroxy compound alone or a mixture using a catalyst to obtain polyether polyols.
Examples of the catalyst include hydroxides of lithium, sodium, potassium, etc., strongly basic catalysts, double metal cyanide complexes, and the like. Examples of strongly basic catalysts include alcoholates and alkylamines. Examples of double metal cyanide complexes include metal porphyrins and zinc hexacyanocobaltate complexes.
Examples of the alkylene oxide include ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, cyclohexene oxide, and styrene oxide.
(2) A method of reacting a polyamine compound with an alkylene oxide to obtain a polyether polyol.
Examples of the polyamine compound include ethylenediamines.
Examples of the alkylene oxide include those exemplified in (1).
(3) A method of obtaining so-called polymer polyols by polymerizing acrylamide or the like using the polyether polyols obtained in (1) or (2) as a medium.
Examples of the polyvalent hydroxy compound include those shown in (i) to (vi) below.
(i) diglycerin, ditrimethylolpropane, pentaerythritol, dipentaerythritol, etc.;
(ii) sugar alcohol compounds such as erythritol, D-threitol, L-arabinitol, ribitol, xylitol, sorbitol, mannitol, galactitol and rhamnitol;
(iii) monosaccharides such as arabinose, ribose, xylose, glucose, mannose, galactose, fructose, sorbose, rhamnose, fucose, ribodesose;
(iv) disaccharides such as trehalose, sucrose, maltose, cellobiose, gentiobiose, lactose, melibiose;
(v) trisaccharides such as raffinose, gentianose, melezitose;
(vi) tetrasaccharides such as stachyose

<NCO/OH>
本実施形態の塗料組成物において、主剤に対する硬化剤の混合比は、水酸基に対するイソシアネート基のモル比(NCO/OH)で表すことができる。NCO/OHの下限値は、0.1が好ましく、0.3がより好ましく、0.4がさらに好ましく、0.5が特に好ましい。一方、NCO/OHの上限値は、5.0が好ましく、4.0がより好ましく、3.0がさらに好ましく、2.0が特に好ましい。
すなわち、NCO/OHは0.1以上5.0以下が好ましく、0.3以上4.0以下がより好ましく、0.4以上3.0以下がさらに好ましく、0.5以上2.0以下が特に好ましい。
NCO/OHが上記範囲内であることで、より強靭な塗膜を形成することができる。
<NCO/OH>
In the coating composition of this embodiment, the mixing ratio of the curing agent to the main agent can be represented by the molar ratio of isocyanate groups to hydroxyl groups (NCO/OH). The lower limit of NCO/OH is preferably 0.1, more preferably 0.3, still more preferably 0.4, and particularly preferably 0.5. On the other hand, the upper limit of NCO/OH is preferably 5.0, more preferably 4.0, even more preferably 3.0, and particularly preferably 2.0.
That is, NCO/OH is preferably 0.1 or more and 5.0 or less, more preferably 0.3 or more and 4.0 or less, further preferably 0.4 or more and 3.0 or less, and 0.5 or more and 2.0 or less. Especially preferred.
When the NCO/OH is within the above range, a tougher coating film can be formed.

<各種添加剤>
本実施形態の塗料組成物は、上記ポリオール及び上記ポリイソシアネート組成物に加えて、目的及び用途に応じて、本発明の効果を損なわない範囲で、着色顔料、染料、塗膜の付着性向上のためのシランカップリング剤、紫外線吸収剤、硬化促進剤、光安定剤、つや消し剤、塗膜表面親水化剤、硬化促進用の触媒、乾燥性改良剤、レベリング剤、酸化防止剤、可塑剤、界面活性剤等の当該技術分野で使用されている各種添加剤を含んでもよい。
<Various additives>
In addition to the above polyol and the above polyisocyanate composition, the coating composition of the present embodiment can improve adhesion of coloring pigments, dyes, and coating films depending on the purpose and application within a range that does not impair the effects of the present invention. Silane coupling agents, UV absorbers, curing accelerators, light stabilizers, matting agents, coating surface hydrophilic agents, catalysts for curing acceleration, drying improvers, leveling agents, antioxidants, plasticizers, Various additives used in the art such as surfactants may also be included.

着色顔料としては、無機顔料であってもよく、有機顔料であってもよい。無機顔料としては、例えば、耐候性のよいカーボンブラック、酸化チタン等が挙げられる。有機顔料としては、例えば、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、キナクリドンレッド、インダンスレンオレンジ、イソインドリノン系イエロー等が挙げられる。 The color pigment may be an inorganic pigment or an organic pigment. Examples of inorganic pigments include carbon black and titanium oxide, which have good weather resistance. Examples of organic pigments include phthalocyanine blue, phthalocyanine green, quinacridone red, indanthrene orange, and isoindolinone yellow.

シランカップリング剤としては、例えば、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、ウレイドプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン等が挙げられる。 Silane coupling agents include, for example, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, N-2-(aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, ureidopropyltriethoxysilane, vinyltriethoxysilane, Ethoxysilane, Vinyltrimethoxysilane, 3-Methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-Methacryloxypropyltriethoxysilane, 2-(3,4-Epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, 3-Glycidoxypropyltrimethoxysilane , 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltrimethoxysilane and the like.

紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、トリアジン系、シアノアクリレート系の紫外線吸収剤が挙げられる。 Examples of the ultraviolet absorber include benzophenone-based, benzotriazole-based, triazine-based, and cyanoacrylate-based ultraviolet absorbers.

光安定剤としては、例えば、ヒンダードアミン系光安定剤等が挙げられ、具体的な市販品として、例えば、アデカスタブLA62、アデカスタブLA67(商品名、全てアデカアーガス化学社製)、チヌビン292、チヌビン144、チヌビン123、チヌビン440(商品名、全てチバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)、サノールLS765(商品名、三共ライフテック株式会社製)等が挙げられる。 Examples of light stabilizers include hindered amine-based light stabilizers, etc. Specific commercial products include, for example, Adekastab LA62, Adekastab LA67 (trade names, all manufactured by Adeka Argas Chemicals), Tinuvin 292, Tinuvin 144, Tinuvin 123, Tinuvin 440 (trade name, all manufactured by Ciba Specialty Chemicals), Sanol LS765 (trade name, manufactured by Sankyo Lifetech Co., Ltd.), and the like.

つや消し剤としては、例えば、超微粉合成シリカ等が挙げられ、つや消し剤を使用した場合、優雅な半光沢、つや消し仕上げの塗膜を形成できる。 The matting agent includes, for example, ultrafine synthetic silica, etc., and when the matting agent is used, a coating film with an elegant semi-gloss and matte finish can be formed.

塗膜表面親水剤としては、シリケート化合物が好ましい。シリケート化合物を含有することによって、本実施形態の塗料組成物を用いて塗膜を作製した場合に、塗膜表面を親水性にし、耐雨筋汚染性が発現する。シリケート化合物は、水酸基と反応するため、予め混合する場合には、硬化剤成分であるポリイソシアネート組成物に添加するのが好ましい。あるいは、主剤成分であるポリオール及び硬化剤成分であるポリイソシアネート組成物を混合する際に、同時に混合してもよい。
シリケート化合物としては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ-n-プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラ-n-ブトキシシラン、テトライソブトキシシラン、テトラ-tert-ブトキシシラン、ジメトキシジエトキシシラン、テトラフェノキシシラン、及びこれらの縮合物等が挙げられる。中でも、シリケート化合物としては、塗膜を作製した場合、塗膜表面が親水性になり易いことから、テトラメトキシシランの縮合物又はテトラエトキシシランの縮合物が好ましい。
A silicate compound is preferable as the coating film surface hydrophilic agent. By containing the silicate compound, when a coating film is produced using the coating composition of the present embodiment, the coating film surface becomes hydrophilic, and resistance to rain streak staining is exhibited. Since the silicate compound reacts with hydroxyl groups, it is preferably added to the polyisocyanate composition, which is the curing agent component, when mixed in advance. Alternatively, they may be mixed at the same time when the polyol, which is the main component, and the polyisocyanate composition, which is the curing agent component, are mixed.
Examples of silicate compounds include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetra-n-butoxysilane, tetraisobutoxysilane, tetra-tert-butoxysilane, dimethoxydiethoxysilane. , tetraphenoxysilane, condensates thereof, and the like. Among them, the silicate compound is preferably a condensate of tetramethoxysilane or a condensate of tetraethoxysilane, because the surface of the coating film is likely to be hydrophilic when the coating film is produced.

硬化促進用の触媒としては、以下に限定されないが、例えば、金属塩、3級アミン類等が挙げられる。
金属塩としては、例えば、ジブチルスズジラウレート、2-エチルヘキサン酸スズ、2-エチルヘキサン酸亜鉛、コバルト塩等が挙げられる。
3級アミン類としては、例えば、トリエチルアミン、ピリジン、メチルピリジン、ベンジルジメチルアミン、N,N-ジメチルシクロヘキシルアミン、N-メチルピペリジン、ペンタメチルジエチレントリアミン、N,N’-エンドエチレンピペラジン、N,N’-ジメチルピペラジン等が挙げられる。
Examples of catalysts for accelerating curing include, but are not limited to, metal salts, tertiary amines, and the like.
Examples of metal salts include dibutyltin dilaurate, tin 2-ethylhexanoate, zinc 2-ethylhexanoate, cobalt salts and the like.
Examples of tertiary amines include triethylamine, pyridine, methylpyridine, benzyldimethylamine, N,N-dimethylcyclohexylamine, N-methylpiperidine, pentamethyldiethylenetriamine, N,N'-endoethylenepiperazine, N,N' - dimethylpiperazine and the like.

乾燥性改良剤としては、CAB(セルロースアセテートブトレート)、NC(ニトロセルロース)等が挙げられる。 Examples of dryness improvers include CAB (cellulose acetate butrate) and NC (nitrocellulose).

[レベリング剤]
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、エアロジル、ワックス、ステアリン酸塩、ポリシロキサン等が挙げられる。
[Leveling agent]
Examples of leveling agents include, but are not limited to, silicones, aerosils, waxes, stearates, and polysiloxanes.

[可塑剤]
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、燐酸エステル類、脂肪酸エステル類、ピロメリット酸エステル、エポキシ系可塑剤、ポリエーテル系可塑剤、液状ゴム、非芳香族系パラフィンオイル等が挙げられる。
フタル酸エステル類としては、例えば、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート、ジエチルフタレート、ブチルベンジルフタレート、ジ-2-エチルヘキシルフタレート、ジイソデシルフタレート、ジウンデシルフタレート、ジイソノニルフタレート等が挙げられる。
燐酸エステル類としては、例えば、トリクレジルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリ-2-エチルヘキシルホスフェート、トリメチルヘキシルホスフェート、トリス-クロロエチルホスフェート、トリス-ジクロロプロピルホスフェート等が挙げられる。
脂肪酸エステル類としては、例えば、トリメリット酸エステル類、ジペンタエリスリトールエステル類、ジオクチルアジペート、ジメチルアジペート、ジ-2-エチルヘキシルアゼレート、ジオクチルアゼレート、ジオクチルセバケート、ジ-2-エチルヘキシルセバケート、メチルアセチルリシノケート等が挙げられる。トリメリット酸エステル類としては、例えば、トリメリット酸オクチルエステル、トリメリット酸イソデシルエステル等が挙げられる。
ピロメリット酸エステルとしては、例えば、ピロメリット酸オクチルエステル等が挙げられる。
エポキシ系可塑剤としては、例えば、エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油、エポキシ化脂肪酸アルキルエステル等が挙げられる。
ポリエーテル系可塑剤としては、例えば、アジピン酸エーテルエステル、ポリエーテル等が挙げられる。
液状ゴムとしては、例えば、液状NBR、液状アクリルゴム、液状ポリブタジエン等が挙げられる。
[Plasticizer]
Examples of plasticizers include, but are not limited to, phthalates, phosphates, fatty acid esters, pyromellitic esters, epoxy plasticizers, polyether plasticizers, liquid rubbers, and non-aromatic paraffin oils. etc.
Examples of phthalates include dioctyl phthalate, dibutyl phthalate, diethyl phthalate, butylbenzyl phthalate, di-2-ethylhexyl phthalate, diisodecyl phthalate, diundecyl phthalate, and diisononyl phthalate.
Phosphate esters include, for example, tricresyl phosphate, triethyl phosphate, tributyl phosphate, tri-2-ethylhexyl phosphate, trimethylhexyl phosphate, tris-chloroethyl phosphate, tris-dichloropropyl phosphate and the like.
Examples of fatty acid esters include trimellitic acid esters, dipentaerythritol esters, dioctyl adipate, dimethyl adipate, di-2-ethylhexyl azelate, dioctyl azelate, dioctyl sebacate, di-2-ethylhexyl sebacate, and methyl acetyl lysinocate. Examples of trimellitates include octyl trimellitate and isodecyl trimellitate.
Examples of pyromellitic acid esters include pyromellitic acid octyl ester and the like.
Examples of epoxy plasticizers include epoxidized soybean oil, epoxidized linseed oil, and epoxidized fatty acid alkyl esters.
Examples of polyether plasticizers include adipate ether esters and polyethers.
Examples of liquid rubber include liquid NBR, liquid acrylic rubber, and liquid polybutadiene.

[界面活性剤]
界面活性剤としては、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。
[Surfactant]
Examples of surfactants include known anionic surfactants, cationic surfactants, and amphoteric surfactants.

<塗料組成物の製造方法>
本実施形態の塗料組成物は、溶剤塗料組成物で有用であり、以下に示す製造方法により得られる。
<Method for producing paint composition>
The coating composition of the present embodiment is useful as a solvent coating composition, and can be obtained by the manufacturing method described below.

本実施形態の塗料組成物が溶剤ベースの塗料組成物である場合には、例えば、まず、主剤としてポリオール又はその溶剤希釈物に、必要に応じて、各種添加剤を加えたものに、上記ポリイソシアネート組成物を硬化剤として添加する。次いで、必要に応じて、更に溶剤を添加して、粘度を調整する。次いで、手攪拌又はマゼラー等の攪拌機器を用いて攪拌することによって、溶剤ベースの塗料組成物を得ることができる。
また、上記ポリオールを主成分とする主剤成分と、上記ポリイソシアネート組成物を主成分とする硬化剤成分と、上記各種添加剤の混合順序は特に限定されず、例えば、以下の順番で混合することができる。
1)各種添加剤を予め混合した主剤成分に、塗装現場において硬化剤成分を混合する;
2)塗装現場において主剤成分及び硬化剤成分を混合した後に、各種添加剤を混合する;
3)各種添加剤を予め混合した主剤成分に、塗装現場において各種添加剤を予め混合した硬化剤成分を混合する
When the coating composition of the present embodiment is a solvent-based coating composition, for example, first, a polyol or a solvent dilution thereof as a main agent, and, if necessary, various additives are added to the above poly An isocyanate composition is added as a curing agent. Then, if necessary, a solvent is further added to adjust the viscosity. A solvent-based coating composition can then be obtained by stirring by hand or by using a stirring device such as a Masellar.
Further, the order of mixing the main agent component containing the polyol as the main component, the curing agent component containing the polyisocyanate composition as the main component, and the various additives is not particularly limited. can be done.
1) Mixing a curing agent component with a main component in which various additives are premixed at the painting site;
2) After mixing the main agent component and the curing agent component at the painting site, various additives are mixed;
3) The hardener component, which is pre-mixed with various additives, is mixed with the main component, which is pre-mixed with various additives, at the painting site.

<使用用途>
本実施形態の塗料組成物は、以下に限定されないが、例えば、スプレー塗装、エアスプレー塗装、はけ塗り、浸漬法による塗装、ロール塗装、カーテンフロー塗装、ベル塗装、静電塗装等の塗料として用いることができる。
また、本実施形態の塗料組成物は、例えば、金属(鋼板、表面処理鋼板等)、プラスチック、木材、フィルム、無機材料等の素材に対する塗料としても有用であり、金属又はプラスチックに対する塗料として特に好適である。
また、本実施形態の塗料組成物は、例えば、建築用塗料、重防食用塗料、自動車用塗料、情報家電用塗料、パソコンや携帯電話等の情報機器用塗料に好適であり、建築構造物、自動車車体、自動車用金属部品、自動車用プラスチック部品、情報家電製品用金属部品又は情報家電製品用プラスチック部品のトップクリアー塗料として特に好適である。
<Application>
The coating composition of the present embodiment is not limited to the following, but for example, spray coating, air spray coating, brush coating, coating by dipping method, roll coating, curtain flow coating, bell coating, electrostatic coating, etc. can be used.
In addition, the coating composition of the present embodiment is also useful as a coating for materials such as metals (steel plates, surface-treated steel plates, etc.), plastics, wood, films, inorganic materials, etc., and is particularly suitable as a coating for metals or plastics. is.
Further, the coating composition of the present embodiment is suitable for, for example, architectural coatings, heavy-duty anticorrosive coatings, automotive coatings, information appliance coatings, and information equipment coatings such as personal computers and mobile phones. It is particularly suitable as a top clear paint for automobile bodies, metal parts for automobiles, plastic parts for automobiles, metal parts for information home appliances, or plastic parts for information home appliances.

≪塗膜≫
本実施形態の塗膜は、上記塗料組成物を硬化させてなるものであり、常に、安定した品質を発現し、且つ、耐水性、耐候性及び伸展性に優れる。
≪Paint film≫
The coating film of the present embodiment is obtained by curing the above coating composition, always exhibits stable quality, and is excellent in water resistance, weather resistance and extensibility.

<塗膜の製造方法>
本実施形態の塗膜の製造方法は、上記塗料組成物を硬化させる工程を含む方法である。
<Method for producing coating film>
The method for producing a coating film of the present embodiment is a method including the step of curing the coating composition.

本実施形態の塗膜は、上記塗料組成物を、例えば、スプレー塗装、エアスプレー塗装、はけ塗り、浸漬法による塗装、ロール塗装、カーテンフロー塗装、ベル塗装、静電塗装等の公知の塗装方法を用いて、被塗物上に塗装した後に硬化させることで製造することができる。
被塗物としては、上記「<塗料組成物の使用用途>」において例示された素材と同様のものが挙げられる。
The coating film of the present embodiment is formed by coating the above coating composition with a known coating such as spray coating, air spray coating, brush coating, dip coating, roll coating, curtain flow coating, bell coating, and electrostatic coating. It can be produced by curing after coating on the object to be coated using the method.
Examples of the object to be coated include the same materials as exemplified in the above "<Usage of use of the coating composition>".

以下に、具体的な実施例及び比較例を示して本実施形態をより詳しく説明するが、本実施形態はその要旨を超えない限り、以下の実施例及び比較例によって何ら限定されるものではない。 Hereinafter, the present embodiment will be described in more detail by showing specific examples and comparative examples, but the present embodiment is not limited by the following examples and comparative examples as long as the gist thereof is not exceeded. .

<ポリイソシアネート及びポリイソシアネート組成物の物性>
[物性1]A/(A+B)及びC(A+B+C)
得られたポリイソシアネート組成物について、Bruker社製Biospin Avance600(商品名)を用いた、13C-NMRの測定を行った。具体的な測定条件は、以下のとおりとした。
<Physical properties of polyisocyanate and polyisocyanate composition>
[Physical property 1] A / (A + B) and C (A + B + C)
The resulting polyisocyanate composition was subjected to 13 C-NMR measurement using Biospin Avance 600 (trade name) manufactured by Bruker. Specific measurement conditions were as follows.

(測定条件)
13C-NMR装置:AVANCE600(ブルカー社製)
クライオプローブ(ブルカー社製)
CryoProbe(登録商標)
CPDUL
600S3-C/H-D-05Z
共鳴周波数:150MHz
濃度:60wt/vol%
シフト基準:CDCl(77ppm)
積算回数:10000回
パルスプログラム:zgpg30(プロトン完全デカップリング法、待ち時間2sec)
(Measurement condition)
13 C-NMR device: AVANCE600 (manufactured by Bruker)
Cryoprobe (manufactured by Bruker)
CryoProbe®
CPDUL
600S3-C/HD-05Z
Resonance frequency: 150MHz
Concentration: 60wt/vol%
Shift reference: CDCl 3 (77 ppm)
Number of times of integration: 10000 times Pulse program: zgpg30 (proton complete decoupling method, waiting time 2 sec)

以下のシグナルの積分値を、測定している炭素の数で除して、ウレタン基、アロファネート基及びイソシアヌレート基の各モル比率を求めた。次いで、ウレタン基のモル数をA、アロファネート基のモル数をB、イソシアヌレート基のモル数をCとした場合のA/(A+B)及びC/(A+B+C)を算出した。 Each molar ratio of urethane groups, allophanate groups and isocyanurate groups was obtained by dividing the integrated value of the following signals by the number of carbon atoms being measured. Then, A/(A+B) and C/(A+B+C) were calculated, where A is the number of moles of urethane groups, B is the number of moles of allophanate groups, and C is the number of moles of isocyanurate groups.

イソシアヌレート基:(148.6ppm付近の積分値)÷3
ウレタン基:(156.5ppm付近の積分値)÷1
アロファネート基:(154ppm付近の積分値)÷1
Isocyanurate group: (Integral value around 148.6 ppm) ÷ 3
Urethane group: (integrated value near 156.5 ppm)/1
Allophanate group: (Integral value around 154 ppm) ÷ 1

[物性2]25℃における粘度
粘度はE型粘度計(株式会社トキメック社製)により25℃で測定した。標準ローター(1°34’×R24)を用いた。回転数は、以下のとおりである。
[Physical property 2] Viscosity at 25°C Viscosity was measured at 25°C with an E-type viscometer (manufactured by Tokimec Co., Ltd.). A standard rotor (1°34′×R24) was used. The number of revolutions is as follows.

(回転数)
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1280mPa・s未満の場合)
5r.p.m. (1280mPa・s以上2560mPa・s未満の場合)
2.5r.p.m. (2560mPa・s以上5120mPa・s未満の場合)
1r.p.m. (5120mPa・s以上10240mPa・s未満の場合)
0.5r.p.m. (10240mPa・s以上20480mPa・s未満の場合)
(Number of revolutions)
100r. p. m. (When less than 128 mPa s)
50r. p. m. (In the case of 128 mPa s or more and less than 256 mPa s)
20r. p. m. (In the case of 256 mPa·s or more and less than 640 mPa·s)
10r. p. m. (640 mPa·s or more and less than 1280 mPa·s)
5r. p. m. (In the case of 1280 mPa s or more and less than 2560 mPa s)
2.5r. p. m. (In the case of 2560 mPa s or more and less than 5120 mPa s)
1r. p. m. (In the case of 5120 mPa s or more and less than 10240 mPa s)
0.5r. p. m. (In the case of 10240 mPa s or more and less than 20480 mPa s)

[物性3]イソシアネート含有率(NCO%)
NCO%は、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。
[Physical property 3] Isocyanate content (NCO%)
NCO% was determined by back titration with 1N hydrochloric acid after neutralizing the isocyanate groups with an excess of 2N amine.

[物性4]HDIモノマー濃度
下記に示す測定条件のGPC測定により、ポリスチレン基準の数平均分子量を測定した。次いで、未反応のHDIモノマー相当の分子量(168)のピーク面積%をHDIモノマー濃度として算出した。
[Physical Property 4] HDI Monomer Concentration A polystyrene-based number average molecular weight was measured by GPC measurement under the following measurement conditions. Then, the peak area % of the molecular weight (168) corresponding to the unreacted HDI monomer was calculated as the HDI monomer concentration.

<塗膜の評価方法>
各ポリイソシアネート組成物を用いて、以下のとおり塗料組成物を製造し、評価を実施した。
<Method for evaluating coating film>
Using each polyisocyanate composition, coating compositions were produced and evaluated as follows.

[製造例1]塗料組成物の製造
まず、アクリルポリオール(Allnex社製、「Setalux1903」(製品名)、樹脂固形分濃度75%、水酸基価150mgKOH/樹脂g)と各ポリイソシアネート組成物とを、水酸基とイソシアネート基との当量比率が1:1になるように配合した。その後、酢酸ブチルで塗料粘度がフォードカップNo.4で20秒になるように調整し、各塗料組成物を得た。
[Production Example 1] Production of coating composition They were blended so that the equivalent ratio of hydroxyl groups and isocyanate groups was 1:1. After that, the paint viscosity was changed to Ford Cup No. 1 with butyl acetate. 4 for 20 seconds to obtain each coating composition.

[評価1]耐水性
各塗料組成物を乾燥膜厚が30μmになるようにガラス板に塗装し、室温で15分放置後、60℃のオーブン内に120分硬化させて各塗膜を得た。室温で冷却後、この塗膜を60℃、湿度87%の条件で、72時間保持した。その後、室温で、60分放置し、試験後の塗膜を目視で観察した。以下に示す評価基準に従い、各塗膜の耐水性を評価した。評価結果を表1に示す。
[Evaluation 1] Water resistance Each coating composition was applied to a glass plate so that the dry film thickness was 30 μm, allowed to stand at room temperature for 15 minutes, and then cured in an oven at 60° C. for 120 minutes to obtain each coating film. . After cooling to room temperature, this coating film was held for 72 hours under conditions of 60° C. and 87% humidity. After that, it was allowed to stand at room temperature for 60 minutes, and the coating film after the test was visually observed. The water resistance of each coating film was evaluated according to the evaluation criteria shown below. Table 1 shows the evaluation results.

(評価基準)
◎:白化、ブツ等が観察されなかったもの
〇:1又は2か所白化、ブツが観察されたもの
×:3か所以上白化、ブツが観察されたもの
(Evaluation criteria)
◎: Whitening, spots, etc. were not observed ○: Whitening, spots were observed in 1 or 2 places ×: Whitening, spots were observed in 3 or more places

[評価2]耐候性
各塗料組成物を白エナメル塗板に乾燥後膜厚40μmになるようにアプリケーター塗装し、20℃、湿度63%の条件で、1週間塗膜養生を行った後、その塗板について耐候性を評価した。耐候性評価は、デューパネルウェザーメーター(スガ試験機製)を用いた。評価条件は、JIS D0205に従い、照射照度30W/m、パネル温度60℃、照射時間及び結露時間は4時間ごとのサイクル運転で行った。以下に示す評価基準に従い、各塗膜の耐水性を評価した。評価結果を表1に示す。
[Evaluation 2] Weather resistance Each coating composition was applied to a white enamel coated plate with an applicator so that the film thickness after drying was 40 μm, and the coating film was cured for 1 week under the conditions of 20 ° C. and 63% humidity, and then the coated plate. was evaluated for weather resistance. A due panel weather meter (manufactured by Suga Test Instruments) was used for weather resistance evaluation. According to JIS D0205, the evaluation conditions were irradiation intensity of 30 W/m 2 , panel temperature of 60° C., irradiation time and dew condensation time were cycled every 4 hours. The water resistance of each coating film was evaluated according to the evaluation criteria shown below. Table 1 shows the evaluation results.

(評価基準)
◎:暴露時間1200時間時点の光沢保持率が80%以上のもの
〇:暴露時間1200時間時点の光沢保持率が70%以上80%未満のもの
×:暴露時間1200時間時点の光沢保持率が70%未満のもの
(Evaluation criteria)
◎: Gloss retention rate of 80% or more at 1200 hours of exposure time ○: Gloss retention rate of 70% or more and less than 80% at 1200 hours of exposure time ×: Gloss retention rate of 70 at 1200 hours exposure time less than %

[評価3]伸展性(塗膜伸度)
各塗料組成物をアプリケーターにて乾燥後膜厚50μmとなるように塗布した。塗布後、23℃、湿度50%の条件で、7日間硬化させて各塗膜を得た。得られた塗膜を用いて引張り試験を行った。塗膜の伸度は、温度23℃、湿度50%の条件で、引張り試験器(島津製作所製、AGS 500G)を用いて、引張り速度20mm/分、掴み間隔20mmで測定した。以下に示す評価基準に従い、各塗膜の耐水性を評価した。評価結果を表1に示す。
[Evaluation 3] Extensibility (coating film elongation)
Each coating composition was applied with an applicator so that the film thickness after drying was 50 μm. After coating, each coating film was obtained by curing for 7 days under conditions of 23° C. and 50% humidity. A tensile test was performed using the obtained coating film. The elongation of the coating film was measured at a temperature of 23° C. and humidity of 50% using a tensile tester (AGS 500G manufactured by Shimadzu Corporation) at a tensile speed of 20 mm/min and a grip interval of 20 mm. The water resistance of each coating film was evaluated according to the evaluation criteria shown below. Table 1 shows the evaluation results.

(評価基準)
◎:塗膜伸度が150%以上
〇:塗膜伸度が100%以上150%未満
×:塗膜伸度が0%以上100%未満
(Evaluation criteria)
◎: The coating film elongation is 150% or more ○: The coating film elongation is 100% or more and less than 150% ×: The coating film elongation is 0% or more and less than 100%

<ポリイソシアネートの合成>
[合成例1]ポリイソシアネートA-1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、HDI:1000gを仕込み、撹拌下反応器内温度を80℃、2時間保持した。その後、イソシアヌレート化触媒としてカプリン酸テトラメチルアンモニウムをイソブタノールで5質量%に希釈した溶液:1gを加え、イソシアヌレート化反応を行った。反応液の屈折率の上昇が0.012となった時点で、リン酸を添加し反応を停止した。反応液を濾過後、薄膜蒸発缶を用いて、160℃、0.2Torrの条件で2回精製し、ポリイソシアネートA-1を得た。得られたポリイソシアネートA-1は、粘度1300mPa・s(25℃)、NCO含有率23.1質量%、HDIモノマー濃度0.11質量%であった。
<Synthesis of polyisocyanate>
[Synthesis Example 1] Synthesis of polyisocyanate A-1 A four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser, nitrogen blowing tube and dropping funnel was set to a nitrogen atmosphere, 1000 g of HDI was charged, and the reaction was carried out with stirring. The temperature inside the vessel was kept at 80° C. for 2 hours. After that, 1 g of a solution of tetramethylammonium caprate diluted with isobutanol to 5% by mass was added as an isocyanurate-forming catalyst to carry out an isocyanurate-forming reaction. When the refractive index of the reaction liquid increased to 0.012, phosphoric acid was added to terminate the reaction. After filtering the reaction solution, it was purified twice under conditions of 160° C. and 0.2 Torr using a thin film evaporator to obtain polyisocyanate A-1. The resulting polyisocyanate A-1 had a viscosity of 1,300 mPa·s (25° C.), an NCO content of 23.1% by mass, and an HDI monomer concentration of 0.11% by mass.

[合成例2]ポリイソシアネートA-2の合成
合成例1と同様の装置に、HDI:1000gと2-エチルヘキサノール:30gとを仕込み、撹拌下90℃で1時間ウレタン化反応を行った。アロファネート化及びイソシアヌレート化触媒としてカプリン酸テトラメチルアンモニウムをイソブタノールで5質量%に希釈した溶液:1gを加え、イソシアヌレート化反応を行った。反応液の屈折率の上昇が0.012となった時点で、リン酸を添加し反応を停止した。反応液の濾過後、合成例1と同様の方法で未反応のHDIを除去し、ポリイソシアネートA-2を得た。得られたポリイソシアネートA-2は、粘度500mPa・s(25℃)、NCO含有率20.6質量%、HDIモノマー濃度0.11質量%であった。
[Synthesis Example 2] Synthesis of Polyisocyanate A-2 Into the same apparatus as in Synthesis Example 1, 1000 g of HDI and 30 g of 2-ethylhexanol were charged, and a urethanization reaction was carried out at 90° C. for 1 hour while stirring. As an allophanatization and isocyanuration catalyst, 1 g of a solution of tetramethylammonium caprate diluted with isobutanol to 5% by mass was added to carry out an isocyanuration reaction. When the refractive index of the reaction liquid increased to 0.012, phosphoric acid was added to terminate the reaction. After filtering the reaction solution, unreacted HDI was removed in the same manner as in Synthesis Example 1 to obtain Polyisocyanate A-2. The obtained polyisocyanate A-2 had a viscosity of 500 mPa·s (25° C.), an NCO content of 20.6% by mass, and an HDI monomer concentration of 0.11% by mass.

[合成例3]ポリイソシアネートA-3の合成
合成例1と同様の装置に、HDI:1000gと2-エチルヘキサノール:78gとを仕込み、撹拌下130℃で1時間ウレタン化反応を行った。アロファネート化触媒として、2-エチルヘキサン酸ジルコニルの20%ミネラルスピリット溶液:0.35gを加えた。60分後、反応液の屈折率の上昇が0.0055となった時点で、ピロリン酸の固形分39%エタノール溶液(太平化学産業製、商品名「リン酸(105%)」):0.47gを加え、反応を停止した。次いで、合成例1と同様の方法で未反応のHDIを除去し、ポリイソシアネートA-3を得た。得られたポリイソシアネートA-3は透明の液体であり、粘度100mPa.s、NCO含有率17.4%、HDIモノマー濃度0.11質量%であった。
[Synthesis Example 3] Synthesis of Polyisocyanate A-3 Into the same apparatus as in Synthesis Example 1, 1000 g of HDI and 78 g of 2-ethylhexanol were charged, and a urethanization reaction was carried out at 130° C. for 1 hour while stirring. As an allophanatization catalyst, 0.35 g of a 20% solution of zirconyl 2-ethylhexanoate in mineral spirits was added. After 60 minutes, when the refractive index of the reaction solution increased to 0.0055, a 39% solid content ethanol solution of pyrophosphoric acid (manufactured by Taihei Kagaku Sangyo, trade name "Phosphoric acid (105%)"): 0. 47 g was added to stop the reaction. Then, unreacted HDI was removed in the same manner as in Synthesis Example 1 to obtain polyisocyanate A-3. The resulting polyisocyanate A-3 was a transparent liquid with a viscosity of 100 mPa.s. s, the NCO content was 17.4%, and the HDI monomer concentration was 0.11% by mass.

<ポリイソシアネート組成物の製造>
[実施例1]ポリイソシアネート組成物P-a1の製造
合成例1と同様の装置に、合成例1で得られたポリイソシアネートA-1:100g、ポリエステルポリオールB-1(DIC株式会社製、「ポリライトOD-X-2722」(商品名)、分子量2000):60g、及び、リン酸2-エチルヘキシルエステル(城北化学工業株式会社製、商品名「JP-508」):0.01gを加えた。次いで、混合液について撹拌下110℃で4時間ウレタン化反応を行った後に、希釈溶剤として酢酸n-ブチル:90gを添加し、ポリイソシアネート組成物P-a1を得た。得られたポリイソシアネート組成物P-a1は、透明の液体であり、粘度650mPa・s、NCO含有率8.3%であった。また、得られたポリイソシアネート組成物P-a1を用いて、上記に記載の方法により、耐水性、耐候性及び塗膜伸度を評価した。結果を表1に示す。
<Production of polyisocyanate composition>
[Example 1] Production of polyisocyanate composition Pa1 In the same apparatus as in Synthesis Example 1, the polyisocyanate A-1 obtained in Synthesis Example 1: 100 g, polyester polyol B-1 (manufactured by DIC Corporation, " Polylite OD-X-2722" (trade name), molecular weight 2000): 60 g, and 2-ethylhexyl phosphate (manufactured by Johoku Kagaku Kogyo Co., Ltd., trade name: "JP-508"): 0.01 g were added. Then, the mixed solution was subjected to a urethanization reaction at 110° C. for 4 hours with stirring, and then 90 g of n-butyl acetate was added as a diluting solvent to obtain a polyisocyanate composition Pa1. The resulting polyisocyanate composition Pa1 was a transparent liquid with a viscosity of 650 mPa·s and an NCO content of 8.3%. Also, using the obtained polyisocyanate composition Pa1, water resistance, weather resistance and coating film elongation were evaluated by the methods described above. Table 1 shows the results.

[実施例2~7及び比較例1~4、6]ポリイソシアネート組成物P-a2~P-a7及びP-b1~P-b4、P-b6の製造
表1に記載の配合とした以外は、実施例1と同様の方法を用いて、ポリイソシアネート組成物P-a2~P-a7及びP-b1~P-b4、P-b6を得た。得られた各ポリイソシアネート組成物を用いて、上記に記載の方法により、耐水性、耐候性及び塗膜伸度を評価した。結果を表1に示す。なお、表1において、「ポリエステルポリオールB-2」とは以下の市販品を示す。
[Examples 2 to 7 and Comparative Examples 1 to 4, 6] Production of polyisocyanate compositions Pa2 to Pa7, Pb1 to P-b4, and P-b6 , Using the same method as in Example 1, polyisocyanate compositions Pa2 to Pa7, Pb1 to Pb4, and Pb6 were obtained. Using each polyisocyanate composition obtained, the water resistance, weather resistance and coating elongation were evaluated by the methods described above. Table 1 shows the results. In Table 1, "polyester polyol B-2" indicates the following commercial products.

ポリエステルポリオールB-2:DIC株式会社製、「ポリライトOD-X-2542C(商品名)、分子量850 Polyester polyol B-2: manufactured by DIC Corporation, "Polylite OD-X-2542C (trade name), molecular weight 850

[比較例5]ポリイソシアネート組成物P-b5の製造
合成例1と同様の装置に、HDI:562gとポリエステルポリオールB-3(ポリカプロラクトンポリオール、株式会社ダイセル製、「プラクセル305」(商品名)、分子量550):115gとを仕込み、撹拌下100℃で1時間ウレタン化反応を行った。次いで、合成例1と同様の方法で未反応のHDIを除去した後に、希釈溶剤として酢酸n-ブチル:90gを添加し、ポリイソシアネート組成物P-b5を得た(組成(単位g):HDI/ポリエステルポリオールB-3/酢酸n-ブチル=45/115/90)。得られたポリイソシアネート組成物P-b5は透明の液体であり、粘度100mPa・s、NCO含有率7.4%であった。また、得られたポリイソシアネート組成物P-b5を用いて、上記に記載の方法により、耐水性、耐候性及び塗膜伸度を評価した。結果を表1に示す。
[Comparative Example 5] Production of polyisocyanate composition P-b5 In the same apparatus as in Synthesis Example 1, 562 g of HDI and polyester polyol B-3 (polycaprolactone polyol, manufactured by Daicel Corporation, "PLAXEL 305" (trade name) , and a molecular weight of 550): 115 g were charged, and the urethanization reaction was carried out at 100° C. for 1 hour while stirring. Next, after removing unreacted HDI in the same manner as in Synthesis Example 1, 90 g of n-butyl acetate was added as a diluting solvent to obtain a polyisocyanate composition P-b5 (composition (unit: g): HDI /polyester polyol B-3/n-butyl acetate=45/115/90). The resulting polyisocyanate composition P-b5 was a transparent liquid with a viscosity of 100 mPa·s and an NCO content of 7.4%. Also, using the obtained polyisocyanate composition P-b5, water resistance, weather resistance and coating film elongation were evaluated by the methods described above. Table 1 shows the results.

Figure 0007261611000001
Figure 0007261611000001

表1から、ポリイソシアネート組成物P-a1~P-a7(実施例1~7)を用いることで、耐水性、耐候性及び伸展性(塗膜伸度)に優れる塗膜が得られることが確認された。
また、ポリイソシアネート組成物P-a1~P-a7(実施例1~7)において、A/(A+B)が0.57以上である場合に、塗膜としたときの耐水性により優れる傾向が見られ、A/(A+B)が0.93以上である場合に、塗膜としたときの耐水性に加えて、伸展性により優れる傾向が見られ、C/(A+B+C)が0.51以上である場合に、塗膜としたときの耐水性により優れる傾向が見られ、C/(A+B+C)が0.73以上である場合に、塗膜としたときの耐水性に加えて、耐候性により優れる傾向が見られた。
From Table 1, by using the polyisocyanate compositions Pa1 to Pa7 (Examples 1 to 7), it is possible to obtain a coating film having excellent water resistance, weather resistance and extensibility (coating film elongation). confirmed.
In addition, in the polyisocyanate compositions Pa1 to Pa7 (Examples 1 to 7), when A/(A+B) is 0.57 or more, there is a tendency that the water resistance when formed into a coating film is superior. When A / (A + B) is 0.93 or more, in addition to water resistance when made into a coating film, there is a tendency to be more excellent in extensibility, and C / (A + B + C) is 0.51 or more When C / (A + B + C) is 0.73 or more, in addition to water resistance when it is a coating film, it tends to be more excellent in weather resistance. It was observed.

一方、ポリイソシアネート組成物P-b1~P-b6(比較例1~6)を用いた場合では、耐水性、耐候性及び伸展性(塗膜伸度)の全てに優れる塗膜は得られなかった。 On the other hand, when the polyisocyanate compositions P-b1 to P-b6 (Comparative Examples 1 to 6) were used, a coating film excellent in all of water resistance, weather resistance and spreadability (coating film elongation) was not obtained. rice field.

本実施形態のポリイソシアネート組成物によれば、塗膜としたときの耐水性、耐候性及び伸展性に優れるポリイソシアネート組成物を提供することができる。本実施形態のポリイソシアネート組成物は、塗料、インキ、接着剤、注型材、エラストマー、フォーム、プラスチック材料の原料として使用することができる。本実施形態の塗料組成物は、建築用塗料、重防食用塗料、自動車用塗料、情報家電用塗料、パソコンや携帯電話等の情報機器用塗料に好適である。 According to the polyisocyanate composition of the present embodiment, it is possible to provide a polyisocyanate composition that is excellent in water resistance, weather resistance and extensibility when formed into a coating film. The polyisocyanate composition of this embodiment can be used as a raw material for paints, inks, adhesives, casting materials, elastomers, foams, and plastic materials. The coating composition of the present embodiment is suitable for architectural coatings, heavy-duty anti-corrosion coatings, automotive coatings, information appliance coatings, and information equipment coatings such as personal computers and mobile phones.

Claims (5)

(A)脂肪族ジイソシアネート及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種類のジイソシアネートと、(B)2価以上3価以下のアルコール及びε-カプロラクトンから誘導される数平均分子量が250以上4000以下のポリエステル系ポリオールと、から得られるポリイソシアネートを含み、
ウレタン基、アロファネート基及びイソシアヌレート基を含有し、
ウレタン基のモル数をA、アロファネート基のモル数をB、イソシアヌレート基のモル数をCとした場合のA/(A+B)が0.45以上0.99以下であり、かつ、C/(A+B+C)が0.40以上0.90以下である、ポリイソシアネート組成物。
(A) at least one diisocyanate selected from the group consisting of aliphatic diisocyanates and alicyclic diisocyanates, and (B) a divalent to trivalent alcohol and ε-caprolactone having a number average molecular weight of 250 to 4000. The following polyester-based polyol and a polyisocyanate obtained from
containing a urethane group, an allophanate group and an isocyanurate group,
A/(A+B) is 0.45 or more and 0.99 or less, and C/( A polyisocyanate composition in which A+B+C) is 0.40 or more and 0.90 or less.
水酸基価が5mgKOH/g以上200mgKOH/g以下であるポリオールと、
請求項1に記載のポリイソシアネート組成物と、
を含む、塗料組成物。
a polyol having a hydroxyl value of 5 mgKOH/g or more and 200 mgKOH/g or less;
The polyisocyanate composition of claim 1;
A coating composition comprising:
金属又はプラスチックの塗装に用いられる、請求項2に記載の塗料組成物。 3. The coating composition according to claim 2, which is used for coating metals or plastics. 建築構造物、自動車車体、自動車用金属部品、自動車用プラスチック部品、情報家電製品用金属部品又は情報家電製品用プラスチック部品のトップクリアー塗料として用いられる、請求項2又は3に記載の塗料組成物。 4. The coating composition according to claim 2, which is used as a top clear coating for building structures, automobile bodies, metal parts for automobiles, plastic parts for automobiles, metal parts for home information appliances, or plastic parts for home information appliances. 請求項2~4のいずれか一項に記載の塗料組成物を硬化させてなる、塗膜。 A coating film obtained by curing the coating composition according to any one of claims 2 to 4.
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