JPH01141910A - イソシアヌレート基及びオレフイン系二重結合を含む化合物の製造方法及びその結合剤としての利用 - Google Patents

イソシアヌレート基及びオレフイン系二重結合を含む化合物の製造方法及びその結合剤としての利用

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JPH01141910A
JPH01141910A JP63271118A JP27111888A JPH01141910A JP H01141910 A JPH01141910 A JP H01141910A JP 63271118 A JP63271118 A JP 63271118A JP 27111888 A JP27111888 A JP 27111888A JP H01141910 A JPH01141910 A JP H01141910A
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ユルゲン・マイクスナー
Manfred Bock
マンフレート・ボツク
Josef Pedain
ヨゼフ・ペダイン
Manfred Schoenfelder
マンフレート・シエーンフエルダー
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は改良されたラッカー的性質を示す被覆物の製造
、及び結合剤としての新規化合物の利用に適当した、イ
ソシアヌレート基及びオレフィン系二重結合を含む化合
物を製造する新規方法に関する。
Hの ・′− 有機ポリイソシアネートとヒドロキシアルキル(メタ)
アクリレートの反応によるウレタン(メタ)アクリレー
トの製造、及びU■照射又は電子ビームによる硬化性の
被覆用組成物のための結合剤としてのウレタン(メタ)
アクリレートの利用については、例えばドイツ特許公開
公報第1,644,779号、第2.115.373号
、第2.734.237号、第3,118,147号及
び英国特許明細書第1.491.695号から周知であ
る。
本発明の目的は空気の存在しない場合過酸化物でも硬化
でき、且つ同時に得られる被膜のラッカー的性質に関し
て上記の従来技術の系統と少なくとも同等であるウレタ
ン(メタ)アクリレートを提供することである。
本発明のこの目的は、以下記載される本発明による方法
によって製造されるインシアヌレート基とオレフィン系
二重結合を含む結合剤化合物によって達成される。
本1」B矢毀旬− 照射又は過酸化物によって硬化できるイソシアヌレート
基及びオレフィン系二重結合を含む結合剤化合物は a)少なくともN、N’、N″−トリス−(イソシアナ
トヘキシル)−イソシアヌレートを含むポリイソシアー
ト成分、 b)アクリル酸又はメタクリル酸のヒドロキシアルキル
エステル、及び C)ポリエステルポリオール を反応させることにより製造される。
べ光用11b1 本発明は a)イソシアヌレート基を含有するポリイソシアネート
を含むポリイシアネート成分と b)アクリル酸又はメタクリル酸の少なくとも一種のヒ
ドロキシアルキルエステルから成るオレフィン系不飽和
アルコール成分 との反応によるインシアヌレート基及びオレフィン系二
重結合を含む化合物の製造方法に関し、a)ポリイソシ
アネート成分は(i)単独又は一つ以上のインシアヌレ
ート環を含む高次の同族列との混和物中に存在するN、
N’、N″−トリス−(イソシアナトヘキシル)−イソ
シアヌレート、又はにii)全体のa)成分に対し、脂
肪族的に及び/又は脂環式的に結合したイソシアネート
基を有する最高40  NCO−当量%の他のポリイソ
シアネートと(i)記載のポリイソシアネートの混合物
であり、 そして反応は e>(i>少なくとも80カルボキシルジピン酸及び/
又はイソフタル酸又は両者の混合物である酸成分に対し
て80ないし350のOH価を有し、及び(ii)ポリ
ヒドロキシ成分の少なくとも70ヒドロキシル当量%が
1.6−ヘキサンジオールであるポリオール成分を有す
る主としてポリエステルポリオールから成るポリオール
成分を用いて行なわれ、その際成分C)は成分b)の垂
蓋に対し20ないし150重量%の量であり、及び反応
がNCO:oH当皿比を0.9:1ないし1、1:1に
保持して実施され、且つアルコール成分b)及びC)は
任意の順序で又は混和物中でポリイソシアネート成分と
反応することを特徴としている。
本発明は又この方法によって得られたインシアヌレート
基及びオレフィン系二重結合を含む化合物を、照射又は
空気の存在下における過酸化物の影響により硬化する被
覆組成物用の結合剤として利用することに関する。
本発明による方法において使用されるポリイソシアネー
ト成分の少なくとも60  NCO当呈%は、N,N’
,N−一トリス−(イソシアナトヘキシル)−イソシア
ヌレートか、又は一つ以上めイソシアヌレート環を含む
高次同族列との混合物から成る。この種の1,6−ジイ
ツシアネートヘキサンの三量体の製造は、例えばヨーロ
ッパ特許公開公報EP−A第10.589号又は米国特
許第4゜324.879号に記載されている。上記の混
合物中には一般に上記の種類の高次同族列が混合物に対
し最高50重置火存在している。ポリイソシアネート成
分a)は脂肪族的に及び/又は脂環式的に結合したイソ
シアネート基を含む他のポリイソシアネート成分を最高
4ONCO当景%含んでいてもよい。これらの他のポリ
イソシアネートは、例えば1.6−ジイツシアネートヘ
キサン、1−インシアネート−3,3,5−1−リメチ
ルーインシアネートメチルシクロヘキサン(IPDI>
、IPDIを基剤としたイソシアヌレート基を含むポリ
イソシアネート又はIPDI及びトリメチロールプロパ
ンのような多価アルコールを基剤としたウレタン基を含
むポリイソシアネートである。ポリイソシアネート成分
a)はその少なくとも95NCO−当量%がN、N′,
N″−トリス−(イソシアナトヘキシル)−イソシアヌ
レート又はその高次同族列との上記のような混合物から
成ることが好ましい。
アルコール成分b)はアクリル酸又はメタクリル酸のの
少なくとも一つのヒドロキシアルキルエステル、即ちこ
れらの酸と62ないし300の範囲の分子量を有する二
価の脂肪族アルコールの単純なエステルである。この種
の適当なアルコールはエチレングリコール、プロパン−
1,2−ジオール、プロパン−1,3−ジオール、ブタ
ンジオールの各異性体、ベンタンジオールの各異性体又
はヘキサンジオールの各異性体、又は例えばこれらの単
純なアルカンジオールと例えばアジピン酸のような二塩
基酸を基剤としたエステル基を含むジオールであり、該
エステルの分子量が上記の範囲内にあるものである。成
分b)は好適には2−ヒドロキシエチルアクリレート、
2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシ
プロピルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタク
リレート又はこれらの化合物の混合物である。
成分C)は(i)33ないし46モル%のジカルボン酸
成分と(ii)54ないし67モル%のポリオール成分
の反応により既知の方法で製造された80ないし350
のOH価を有するポリエステルポリオールである。
ジカルボン酸成分は少なくとも80力ルボキシ当延%が
アジピン酸及び/又はイソフタル酸から成り、好適には
Oないし80モル%のイソフタル酸及び20ないし10
0モル%のアジピン酸から成っている。これらの二種の
酸以外に、例えばテレフタル酸、フタル酸、無水フタル
酸、テトラヒドロンタル酸、テトラヒドロフタル酸無水
物、ヘキサヒドロフタル酸及び/又はへキサヒドロフタ
ル酸無水物のような、少量の他のジカルボン酸又はジカ
ルボン酸誘導体を使用してもよい、上記のカルボキシル
当社%は成分C)の製造に使用されるジカルボン酸又は
ジカルボン酸誘導体の合計址を基礎としており、その際
例として挙げられた無水物は゛ジカルボン酸”として計
算に入っている。
ポリオール成分(ii)は例えば上記に成分b)に関連
して例として挙げた通常の多価アルコールから成り;成
分(i i)は、成分C)の製造のために成分(ii)
の少なくとも70ヒドロキシル当量%がヘキサン−1,
6−ジオールから成っていれば、グリセリン又はトリメ
チロールプロパンのような高級アルコールを含んでいて
もよい。
ヘキサン−1,6−ジオールとアジピン酸のポリエステ
ルポリオールは、成分C)として好適に使用される。
成分C)の酸価は、使用された原料物質から化学量論的
に計算された分子量が250ないし3゜000であるの
で、一般に1.0ないし10の範囲にある。
成分C)は成分b)の重量に対し一般に20ないし15
0重量%、及び好適には20ないし100重景火の鰻で
使用される。
本発明による方法を実施するためには、成分b)及びC
)は任意の順序で、又は予め製造されたポリイソシアネ
ート成分a)と二つの個々の成分の混合物の形態で反応
が行なわれ、その際NCO10H当量比は0.9:1な
いし1.1 :1に、好適には約1:1に保持される。
反応は一般に40ないし100℃の範囲の温度で、及び
好適には5oないし80℃の範囲の温度で行なわれるが
、その際望ましくない熱誘導重合反応が起こらないよう
に注意を払うことが重要である。従って上記の温度範囲
のうち比教的低い温度で、イソシアネート付加反応を促
進する既知の触媒を用いて反応を実施することが多くの
場合に最善の方法である。適当な触媒は例えばナトリウ
ムエチラートのようなアルカリ金属アルコラード、トリ
エチルアミン、ジエチレントリアミン又はジメチルベン
ジルアミンのような第三アミン、又は例えばジオクトエ
ート錫又はジブチル錫ジラウレートのような既知の錫触
媒である。
反応は溶剤を用いずに、又は例えば酢酸エチル、酢酸ブ
チル、エチルグリコールアセテート及び/又はメチルイ
ソブチルケトンのような不活性溶剤の存在において行う
ことができる。
本発明によるウレタンアクリレートを望ましくない早期
重合から保護するために、それらの実際の製造の際には
、こうした目的に通常使用される、例えばキノン、ハイ
ドロキノン、銅化合物、亜燐酸塩、アミン又はフェノー
ルのような既知の重合抑制剤又は酸化防止剤を、原料物
質の垂蓋に対しo、ooiないし0.3重量%添加する
ことが多くの場合に推奨される。
本発明による生成物は一般に透明な、中程度ないし高い
粘性のある無色の液体である。
もしその粘度が所望の用途に対し高過ぎれば、溶剤で希
釈してもよい。この目的に適当な溶剤は、例えばトルエ
ン、キシレン及びより高度に置換されたベンゼンのよう
な芳香族炭化水素、例えば酢酸エチル、酢酸ブチル、メ
トキシ又はエトキシエチルアセテートのようなエステル
、及びアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチ
ルケトン又はシクロヘキサンのようなケトン、及び又メ
タノール、エタノール、プロパツール、i−プロパツー
ル、ブタノール、i−ブタノール等のようなアルコール
である。
例えばアクリル酸又はメタクリル酸のエステル、芳香族
ビニル化合物又はビニルアルキルエーテルのようなエチ
レン系不飽和低分子量化合物も広い意味の溶剤と見なす
ことができる。
これらのエチレン系不飽和“溶剤“°は実際には本来の
溶剤ではないが、その代わりそれらは本発明による生成
物の架橋反応の際に、共重合により消散(react 
 off)するから反応性溶剤と見なすことができる。
本発明による生成物は被覆用の有用な結合剤である。そ
れらはそのまま、又はラッカー工業において、例えば充
填剤、顔料、溶剤、均展剤等を含む、任意の基材上に被
覆を生成させるための既知の助剤又は添加剤と併用して
使用することができる。適当な基材は紙、厚紙、皮革、
木材、プラスチック、不織布、織物、セラミック材料、
鉱物質材料、ガラス、金属、人造皮革、例えば写真層で
被覆された紙のような写真用材料である。
被覆用組成物は、スプレー被覆、ナイフ被覆、ロール被
覆、塗布被覆、浸漬被覆又はキャスト法により既知の方
式で塗ることができる。もし不活性溶剤を使用すればそ
の蒸発後、紫外線、電子又はガンマ−線のような高エネ
ルギー照射によるが、又は室温ないし150℃の間の温
度で乾燥剤(siccative)酸の金属塩及び(ヒ
ドロ)ペルオキシドで硬化することにより架橋すること
ができる。
紫外線照射により架橋が開始する場合は、被覆用組成物
に光開始剤を添加することが必要である。
適当な光開始剤はJ、コーサー(K orsar)著、
“ライト・センシチブ・システムズ(L igl+t 
−S ensitive  S ylltems)”、
J、ウィリー(Wiley)&サン7’(Sons)社
、ニューヨーク・ロンドン・シトニー、1965年発行
の書籍に記載された、普通に使用されている化合物であ
る。
他の適当な光開始剤はベンゾインイソプロピルエーテル
のようなベンゾインニーデル、例えばベンジルジメチル
ケタールのようなベンジルケタール、及び例えば2−ヒ
ドロキシ−2−メチル−1=フェノールプロパン−1−
オンのようなしドロキシアルキルフェノンである。
本発明による組成物が使用される目的によって、重合可
能な成分に対して0.1ないし5重量%の盪で使用され
る上記の光開始剤は、個々側々に又は、屡々有利な相乗
効果があるために、相互に併用して使用することができ
る。
本発明によるウレタンアクリレートが過酸化物によって
架橋する際にf受用される乾燥剤酸の金属塩は、例えば
綿実油脂肪酸、トール油脂肪酸、大豆油脂肪酸のような
酸、アビエチン酸及びナフテン酸のような樹脂酸又は酢
酸及びイソオクタン酸のコバルト−5鉛−及びマンガン
塩である。それらはウレタンアクリレートに対する金属
含量が0゜005ないし1重量%に相当する量で有機性
溶液の形態で使用される。
(ヒドロ)ペルオキシドの例を挙げれば、ジーtert
−ブチルペルオキシド、ベンゾイルペルオキシド、シク
ロヘキサノンペルオキシド、メチルエチルケトンペルオ
キシド、アセチルアセトンへルオキシド、ジノニルペル
オキシド、ビス−(4−tert−ブチルシクロヘキシ
ル)−ペルオキシジカーボネート、tert−ブチルヒ
ドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、2,5
−ジメチルヘキサン−2,5−ヒドロペルオキシド及び
ジイソプロピルベンゼンモノヒドロベルオキシドである
。これらの(ヒドロ)ペルオキシドはウレタンアクリレ
ートに対し、好適には1ないし10重量%の量で使用さ
れる。
下記の実施例においてパーセントは総て重壁パーセント
である。
夫4昨 下記の実施例においては次ぎのような原料が使用される
: ポリイソシアネート し く三量化1,6−シインシアネートヘキサン(HDI)
) 1  weの2−ジメチルアミノメチルノニルフェノー
ルを23℃で1344 gのHDIに添加する。5分間
撹拌後、ジメチルホルムアミド/メタノール(8: 1
 ”)に溶かした2−ヒドロキシエチルトリメチルアン
モニウムヒドロキシドの2%溶液40R1を、同様に2
3℃で15分間にわたって滴加する。
滴加の間に、温度は35℃に、更に45分聞役40°C
に上昇する。この温度で三量化反応を保持する。6時間
後、NGO含量は40.5%に達する。反応生成物は1
 zlのジメチルホルムアミドに溶かした0、3mmの
ノナフルオロブタンスルホン酸で安定化され、次いで高
真空中で薄層蒸留(thin−1ayer  dist
illation)される。
収量:415 g(31%) 沃素色値<DIN  6162):3 NGO含量:22.0% 粘度(25℃):3100 i*Pa、s単量体HDI
:0.18% ポリイソシアネ−1−[ (3−インシアネートメチル−3,5,5−トリメチル
−5−イソシアネートシクロヘキサンを基剤としたイソ
シアヌレート基含有ポリイソシアネート(IPDI)) 1332 gのIPDIを80℃に加熱する。
ジメチルホルムアミド/メタノール(4:1)に溶かし
た2ニヒドロキシエチlレトリメチルアンモニウムヒド
ロキシドの6%溶液1511を45分間かけて除々に一
様に滴加すると、温度は約88℃に上昇する(温度は9
0℃を趙えてはならない;温度が高過ぎると、三量化反
応は非特異的となり、最終生成物の粘度が比較的高くな
り過ぎる)。滴加後、反応混合物を30分間撹拌すると
、温度は80℃に低下する。その後、三量体溶液のNG
O含量は30.6%である。高真空中で薄層蒸留後、樹
脂をエチルグリコールアセテートに溶解して75%溶液
とする。
収量(樹脂):580 y (44%)粘度(溶液):
5107 mPa、s(25℃)NCO含jjt(溶液
):12.5% 遊離のIPl)I(溶液):0.18%f辺≦をXiル
ボ1−ル  tu↓■ 第1表に示された原料を混合し、不活性ガス雰囲気中で
段階的に210℃に加熱する。エステル化反応は、この
温度で反応水が留去され、酸価が5 xy KOH/ 
11以下に達するまで継続される。
無色ないし淡黄色の斂質の樹脂が得られ、これは普通の
溶剤に透明に溶解する。
1    !    [F]       nセ :さ 笑 ト    −  ヘψ        い◇1 ベ トJIllミマ(ム 実施例 1ないし3 (本発明による方法)支L(4匹
し広 (比較実施例) 総ての実施例において、反応は0.05%ハイドロキノ
ン及び0.02%ジブチル錫−ジラウレートの存在丁で
、且つ空気を流通させながら行なわれる。粘度のデータ
は23℃におけるレオメータ−中での測定による値であ
る。
第2表に示されたポリイソシアネートは酢酸ブチルに溶
解され、60℃に加熱される。次いで温度が70℃を超
えないような速度で、ヒドロキシエチルアクリレートを
滴加する。次いで特定のポリエステルポリオールを添加
し、NGO含量が0に低下するまで混合物を60℃に保
持する。酢酸ブチルは、合計仕込み量に対し下記の第2
表に示されるような固体含量が得られるような旦で使用
される。
一〇〇、             。
へ  −J             C0I    
ト  ヘ                ト  へσ
) ご  ′J)     −ト  ヘ ψ     へ                  
 00    いへ ― (Th      OO00 い    ω    −00C’t 使1夾讃1汁−二りなAとし3(本発明による)友り1
4匹しL (比較実施例) 上記の実施例1ないし6の生成物に、1.5%のjer
t−ブチルベルベンゾエート及び1%のコバルトオフテ
ートを添加する。これらのラッカーを2日以上の期間放
置する。鋼板に塗布後、ラッカー塗膜を100℃で40
分間加熱する。得られる乾燥したラッカー塗膜は約50
 μ陽の厚さを有している。
得られる塗膜の性質は下記の第3表に示されている。
比較実施例6以外は、ラッカー塗膜の表面に引   シ
掻ききすを付けるのは不可能であるか又は困難である。
本発明による実施例1ないし3の生成物を用い   す
ると、硬質で且つ弾性的な耐溶剤性の被覆が生じ  ト
るが、比較実施例の4ないし6の生成物は満足す   
−べき性質を呈さない、              
 し良朋及1既−L (光化学硬化) 65重量部の酢酸ブチル及び0.5重量部の2   ゝ
−ヒドロキシー2−メチルー1−フェニルプロパ  イ
ン−1−オン(光開始剤)を製造実施例1の生成物  
n100重址部に添加し、次いで溶剤の蒸発後、厚さ3
0 μ面の乾燥塗膜が得られるようにベニヤ   4の
チップボードに塗布する。このボードをハノヴイ  L
ア(Hanovia)灯(80W/ cw )の下方1
0cmの距離を置いて、2ON/分の速度で動かして通
   −す。硬質で弾性的な耐引掻性且つ耐水性の化学
薬   ′品によって影響されない塗覆が形成される。
     (本発明の主なる特徴及び態様は以下の通り
であ   21 、 a)は(i)単独又は一つ以上のインシアヌレ−・環を
含む高次の同族列との混合物中に存在するJ、N’、N
” −)リス−(インシアナトヘキシル)−イソシアヌ
レート、又は(ii)全体のa)成分に対7、脂肪族的
に及び/又は脂環式的に結合したイノシアネート基を有
する最高40  NCO−当量≦の他のポリインシアネ
ートと(i)記載のポリイノシアネートの混合物である
イソシアヌレート含Tポリイソシアネートを含むポリイ
ソシアネート見分であり: b)はアクリル酸又はメタクリル酸の少なくと3一種の
ヒドロキシアルキルエステルから成るオ/フィン系不飽
和アルコール成分であり:及びC)は(i>少なくとも
80カルボキシル当量%がどジビン酸及び/又はイソフ
タル酸又は両者の混キ物である酸成分に対して、80な
いし350の)H価を有し、及び(11)ポリヒドロキ
シ成分の少2くとも70ヒドロキシル当量%が1,6−
ヘキサンジオールである主としてポリエステルポリオー
ルから成るポリオール成分である、 上記成分a)、b)及びC)を反応させ、その際成分C
)は成分b)の重量に対し20ないし150重景火の量
であり、及び反応がNCO:OH当量比を0.9:1な
いし1.1:1に保持して実施され、且つ成分b)及び
C)は任意の順序で又は混和物中でポリイソシアネート
成分と反応することを特徴とするイソシアヌレート基及
びオレフィン系二重結合を含む化合物の製造方法。
2、成分b)が2−ヒドロキシエチルアクリレート、2
−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプ
ロピルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリ
レート又はそれらの混合物である上記1に記載の方法。
3、成分C)がアジピン酸及び1.6−ヘキサンジオー
ルから得られるポリエステルジオールである上記1に記
載の方法。
4、成分b)が2−ヒドロキシエチルアクリレート、2
−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプ
ロピルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリ
レート又はそれらの混合物である上記3に記載の方法。
5、照射又は過酸化物によって硬化することができ、且
つ上記1に記載の方法の生成物である被覆組成物の結合
剤。
6、照射又は過酸化物によって硬化することができる結
合剤を含む改良された被覆組成物において、該結合剤が
上記1に記載の方法の生成物であることから成る改良。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)a)は(i)単独又は一つ以上のイソシアヌレート
    環を含む高次の同族列との混合物中に存在するN,N′
    ,N″−トリス−(イソシアナトヘキシル)−イソシア
    ヌレート、又は(ii)全体のa)成分に対し、脂肪族
    的に又は脂環式的に結合したイソシアネート基を有する
    最高40NCO−当量%の他のポリイソシアネートと(
    i)記載のポリイソシアネートの混合物であるイソシア
    ヌレート含有ポリイソシアネートを含むポリイソシアネ
    ート成分であり; b)はアクリル酸又はメタクリル酸の少なくとも一種の
    ヒドロキシアルキルエステルを含んで成るオレフィン系
    不飽和アルコール成分であり;及び c)は(i)少なくとも80カルボキシル当量%がアジ
    ピン酸、イソフタル酸又は両者の混合物である酸成分に
    対して80ないし350のOH価を有し、及び(ii)
    ポリヒドロキシ成分の少なくとも70ヒドロキシル当量
    %が1,6−ヘキサンジオールである主としてポリエス
    テルポリオールから成るポリオール成分である、 上記成分a)、b)及びc)を反応させ、その際成分c
    )は成分b)の重量に対し20ないし150重量%の量
    であり、及び反応がNCO:OH当量比を0.9:1な
    いし1.1:1に保持して実施され、且つ成分b)及び
    c)が任意の順序で又は混和物中でポリイソシアネート
    成分と反応するイソシアヌレート基及びオレフィン系二
    重結合を含む化合物の製造方法。 2)照射又は過酸化物によって硬化することができ、且
    つ特許請求の範囲1項記載の方法の生成物である被覆組
    成物の結合剤。 3)照射又は過酸化物によつて硬化することができる結
    合剤を含む改良された被覆組成物において、該結合剤が
    特許請求の範囲1項記載の方法の生成物である改良。
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