JPH04227623A - オリゴウレタンの水性溶液又は分散液 - Google Patents
オリゴウレタンの水性溶液又は分散液Info
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/02—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
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-
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- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F299/00—Macromolecular compounds obtained by interreacting polymers involving only carbon-to-carbon unsaturated bond reactions, in the absence of non-macromolecular monomers
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- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
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-
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- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2333/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
- C08J2333/04—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers esters
- C08J2333/14—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers esters of esters containing halogen, nitrogen, sulfur, or oxygen atoms in addition to the carboxy oxygen
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】本発明は(メト)アクリロイル基を含有す
るある種のイオン的に改変されたオリゴウレタンの水性
溶液又は分散液、その製造法、及びそれから調製したコ
ーティングされた基材に関する。
るある種のイオン的に改変されたオリゴウレタンの水性
溶液又は分散液、その製造法、及びそれから調製したコ
ーティングされた基材に関する。
【0002】(メト)アクリロイル基を含むポリウレタ
ン(所謂ウレタン(メト)アクリレート)は、長い間知
られており、主に例えば塗料に対する結合剤として適当
である(参照、例えば独国公開特許第2,737,40
6号)。これらの生成物の比較的高粘度は殆んど常に有
機溶媒の使用を必要とする。
ン(所謂ウレタン(メト)アクリレート)は、長い間知
られており、主に例えば塗料に対する結合剤として適当
である(参照、例えば独国公開特許第2,737,40
6号)。これらの生成物の比較的高粘度は殆んど常に有
機溶媒の使用を必要とする。
【0003】水で希釈しうるウレタン(メト)アクリレ
ートも公知である(参照例えば独国公開特許第2,93
6,039号)。これらの公知の系の親水性は、その系
から究極的に得られるコーティング中に少くとも部分的
に残留し、そしてその耐水性をかなり損うアルカリカチ
オン又はアンモニウムイオン(3級アミンからの)を対
イオンとして含有するイオン性中心、特にスルホネート
基に基づく。
ートも公知である(参照例えば独国公開特許第2,93
6,039号)。これらの公知の系の親水性は、その系
から究極的に得られるコーティング中に少くとも部分的
に残留し、そしてその耐水性をかなり損うアルカリカチ
オン又はアンモニウムイオン(3級アミンからの)を対
イオンとして含有するイオン性中心、特にスルホネート
基に基づく。
【0004】従って本発明の目的は、分散剤又は外部か
らの乳化剤、の添加なしに、アルカリカチオンなしに及
び3級アミンからのアンモニウムイオンなしに貯蔵中安
定であり、且つ硬化して耐水及び化学品性と好ましい機
械的性質を兼ね備えているコーティングを生成するウレ
タン(メト)アクリレートの新しい水性溶液又は分散液
を提供することである。
らの乳化剤、の添加なしに、アルカリカチオンなしに及
び3級アミンからのアンモニウムイオンなしに貯蔵中安
定であり、且つ硬化して耐水及び化学品性と好ましい機
械的性質を兼ね備えているコーティングを生成するウレ
タン(メト)アクリレートの新しい水性溶液又は分散液
を提供することである。
【0005】この目的は以下に詳細に記述され且つその
製造法によって示される本発明の溶液又は分散液に従っ
て達成することができる。本発明の主な特徴は、アンモ
ニアで少くとも部分的に中和されたカルボキシル基が、
2,2−ビス−(ヒドロキシメチル)−アルカンカルボ
ン酸を用いてウレタン(メト)アクリレート中に導入さ
れることである。
製造法によって示される本発明の溶液又は分散液に従っ
て達成することができる。本発明の主な特徴は、アンモ
ニアで少くとも部分的に中和されたカルボキシル基が、
2,2−ビス−(ヒドロキシメチル)−アルカンカルボ
ン酸を用いてウレタン(メト)アクリレート中に導入さ
れることである。
【0006】独国公開特許第3,641,494号は、
水中に分散しうるポリウレタンをアニオンで改変する方
法に関するものである。それにも拘らず、言及する目的
に対して本発明によって与えられる解決策は従来の刊行
物から明白でなかったと言うことができる。以下に詳細
に記述される本発明によるオリゴウレタンの溶液又は分
散液はいくつかの領域において文献によるポリウレタン
の溶液又は分散液と異なる: ―過去の刊行物によるポリウレタンは、分子が少くとも
2つのイソシアネート反応性基、特にヒドロキシル基を
含む比較的高分子量の化合物の導入に帰せられる構造単
位に基づいているポリウレタン弾性体である。本発明に
よるオリゴウレタンはそのような構造単位を含まない。
水中に分散しうるポリウレタンをアニオンで改変する方
法に関するものである。それにも拘らず、言及する目的
に対して本発明によって与えられる解決策は従来の刊行
物から明白でなかったと言うことができる。以下に詳細
に記述される本発明によるオリゴウレタンの溶液又は分
散液はいくつかの領域において文献によるポリウレタン
の溶液又は分散液と異なる: ―過去の刊行物によるポリウレタンは、分子が少くとも
2つのイソシアネート反応性基、特にヒドロキシル基を
含む比較的高分子量の化合物の導入に帰せられる構造単
位に基づいているポリウレタン弾性体である。本発明に
よるオリゴウレタンはそのような構造単位を含まない。
【0007】―過去の刊行物によるポリウレタンはエチ
レンオキシド単位を含む末端の又は横のポリエーテル鎖
を更なる親水性の中心として含むが、これは本発明によ
るオリゴウレタン中に存在しない。
レンオキシド単位を含む末端の又は横のポリエーテル鎖
を更なる親水性の中心として含むが、これは本発明によ
るオリゴウレタン中に存在しない。
【0008】―本発明によるオリゴウレタンは、アンモ
ニウムカルボキシレート基のほかに、過去の刊行物によ
るポリウレタンの場合にはない(メト)アクリロイル基
を高濃度で有する。(メト)アクリロイル基及びアンモ
ニウム基の形のアンモニアの両方を高濃度で含む貯蔵し
うるオリゴウレタンの水性溶液又は分散液を製造するこ
とのできることは予想できなかった。その理由は、アン
モニアが1級又は2級アミンと同様にミカエル付加によ
って活性化された二重結合と自然と反応するからである
。従って独国公開特許第3,641,494号によるイ
オン的改変の原理が本発明による溶液又は分散液中に依
存する種類の(メト)アクリロイル基を含むオリゴウレ
タンに適用しうるということは予期できなかった。
ニウムカルボキシレート基のほかに、過去の刊行物によ
るポリウレタンの場合にはない(メト)アクリロイル基
を高濃度で有する。(メト)アクリロイル基及びアンモ
ニウム基の形のアンモニアの両方を高濃度で含む貯蔵し
うるオリゴウレタンの水性溶液又は分散液を製造するこ
とのできることは予想できなかった。その理由は、アン
モニアが1級又は2級アミンと同様にミカエル付加によ
って活性化された二重結合と自然と反応するからである
。従って独国公開特許第3,641,494号によるイ
オン的改変の原理が本発明による溶液又は分散液中に依
存する種類の(メト)アクリロイル基を含むオリゴウレ
タンに適用しうるということは予期できなかった。
【0009】本発明は、溶解した又は分散したオリゴウ
レタンが少くとも部分的にアンモニアで中和されたカル
ボキシル基を含有し、そして i) 3〜15重量%の(メト)アクリロイル基(c=
cとして表わして、分子量24)の形の二重結合含量及
びii) アンモニアで中和されたカルボキシル基を含
めて、20〜100の酸価に相当するカルボキシル基含
量、を有するpH6.0〜8.5のオリゴウレタンの水
性溶液又は分散液に関する。
レタンが少くとも部分的にアンモニアで中和されたカル
ボキシル基を含有し、そして i) 3〜15重量%の(メト)アクリロイル基(c=
cとして表わして、分子量24)の形の二重結合含量及
びii) アンモニアで中和されたカルボキシル基を含
めて、20〜100の酸価に相当するカルボキシル基含
量、を有するpH6.0〜8.5のオリゴウレタンの水
性溶液又は分散液に関する。
【0010】更に本発明は
a) 1つ又はそれ以上の(メト)アクリロイル基及び
116〜1000の分子量を有する少くとも1種の1価
のアルコールを含んでなるアルコール成分20〜80重
量%、 b) 炭素数が少くとも5の、少くとも1種の2,2−
ビス−(ヒドロキシメチル)−アルカンカルボン酸4.
5〜20重量%、及び c) 168〜1000の分子量を有する少くとも1種
の有機ポリイソシアネートを含んでなる少くとも1種の
ポリイソシアネート成分15〜75重量%、を、最初に
成分a)及びb)を導入することによって反応させ、次
いで反応混合物が最早や遊離のイソシアネート基を含ま
なくなるまでこれらの成分を成分c)と50〜100℃
の温度で反応させ、続いて反応混合物を水中に溶解し又
は分散し、この溶解又は分散工程中に得られる溶液又は
分散液のpH値が6.0〜8.5となるようにカルボキ
シル基を少くとも部分的にアンモニアの添加によって中
和し、但し A) a)、b)及びc)のパーセントはa)、b)及
びc)の重量に基づいて合計で100までであり、B)
a)、b)及びc)の量が0.5:1〜1:1のNC
D:OHの当量比に相当し、そして C) a)、b)及びc)の量がその他上述の限界内で
選択され、斯くして得られるオリゴウレタンが、i)
3〜15重量%の(メト)アクリロイル基(c=cとし
て表わして、分子量24)の形の二重結合含量及びii
) アンモニアで中和されたカルボキシル基を含めて、
20〜100の酸価に相当するカルボキシル基含量、を
有することを含んでなる該オリゴウレタンの水性溶液又
は分散液の製造法に関する。
116〜1000の分子量を有する少くとも1種の1価
のアルコールを含んでなるアルコール成分20〜80重
量%、 b) 炭素数が少くとも5の、少くとも1種の2,2−
ビス−(ヒドロキシメチル)−アルカンカルボン酸4.
5〜20重量%、及び c) 168〜1000の分子量を有する少くとも1種
の有機ポリイソシアネートを含んでなる少くとも1種の
ポリイソシアネート成分15〜75重量%、を、最初に
成分a)及びb)を導入することによって反応させ、次
いで反応混合物が最早や遊離のイソシアネート基を含ま
なくなるまでこれらの成分を成分c)と50〜100℃
の温度で反応させ、続いて反応混合物を水中に溶解し又
は分散し、この溶解又は分散工程中に得られる溶液又は
分散液のpH値が6.0〜8.5となるようにカルボキ
シル基を少くとも部分的にアンモニアの添加によって中
和し、但し A) a)、b)及びc)のパーセントはa)、b)及
びc)の重量に基づいて合計で100までであり、B)
a)、b)及びc)の量が0.5:1〜1:1のNC
D:OHの当量比に相当し、そして C) a)、b)及びc)の量がその他上述の限界内で
選択され、斯くして得られるオリゴウレタンが、i)
3〜15重量%の(メト)アクリロイル基(c=cとし
て表わして、分子量24)の形の二重結合含量及びii
) アンモニアで中和されたカルボキシル基を含めて、
20〜100の酸価に相当するカルボキシル基含量、を
有することを含んでなる該オリゴウレタンの水性溶液又
は分散液の製造法に関する。
【0011】最後に本発明はこれらのオリゴウレタンの
溶液又は分散液から製造されるコーティングされた基材
に関する。
溶液又は分散液から製造されるコーティングされた基材
に関する。
【0012】成分a)は1つ又はそれ以上の(メト)ア
クリロイル基を含む少くとも1つの1価のアルコールを
含有する。その例は、平均して1つの遊離のヒドロキシ
ル基を含有し且つアクリル酸又はメタクリル酸及び多価
アルコールから製造されるエステルを含む。このエステ
ルは116〜1000、好ましくは116〜750の分
子量を有する。そのようなエチレン性不飽和エステルの
例はヒドロキシエチル(メト)アクリレート、2及び3
−ヒドロキシプロピル(メト)アクリレート、2,3及
び4−ヒドロキシブチル(メト)アクリレート、及びト
リメチロールプロパン又はアルコキシル化トリメチロー
ルプロパンの(メト)アクリル酸との反応性生成物、例
えばアクリル酸2モルとエトキシル化トリメチロールプ
ロパン1モルとの反応生成物(OH価550、エトキシ
ル化度約4)である。
クリロイル基を含む少くとも1つの1価のアルコールを
含有する。その例は、平均して1つの遊離のヒドロキシ
ル基を含有し且つアクリル酸又はメタクリル酸及び多価
アルコールから製造されるエステルを含む。このエステ
ルは116〜1000、好ましくは116〜750の分
子量を有する。そのようなエチレン性不飽和エステルの
例はヒドロキシエチル(メト)アクリレート、2及び3
−ヒドロキシプロピル(メト)アクリレート、2,3及
び4−ヒドロキシブチル(メト)アクリレート、及びト
リメチロールプロパン又はアルコキシル化トリメチロー
ルプロパンの(メト)アクリル酸との反応性生成物、例
えばアクリル酸2モルとエトキシル化トリメチロールプ
ロパン1モルとの反応生成物(OH価550、エトキシ
ル化度約4)である。
【0013】成分b)は炭素数が少くとも5の、少くと
も1つの2,2−ビス−(ヒドロキシメチル)−アルカ
ンカルボン酸好ましくは2,2−ビス−(ヒドロキシメ
チル)−プロピオン酸である。
も1つの2,2−ビス−(ヒドロキシメチル)−アルカ
ンカルボン酸好ましくは2,2−ビス−(ヒドロキシメ
チル)−プロピオン酸である。
【0014】成分c)は少くとも1つの有機ポリイソシ
アネートである。適当なポリイソシアネートは、脂肪族
的に、脂環族的に及び/又は芳香族的に結合したイソシ
アネート基と168〜1000、好ましくは168〜3
00の分子量を有するポリウレタン化学から公知のいず
れかの有機ポリイソシアネートを含む。適当なポリイソ
シアネートの例は、1−イソシアナト−3,3,5−ト
リメチル−5−イソシアナトメチルシクロヘキサン(I
PDI);4,4′−ジイソシアナトジシクロヘキシル
メタン;4,4′−ジイソシアナトジフェニルメタン及
びこの2,4′−ジイソシアナトジフェニルメタンとの
混合物及び随時これらのジイソシアネートの高級同族体
;及び2,4−ジイソシアナトトルエン及びこの2,6
−ジイソシアナトトルエンとの混合物を含む。
アネートである。適当なポリイソシアネートは、脂肪族
的に、脂環族的に及び/又は芳香族的に結合したイソシ
アネート基と168〜1000、好ましくは168〜3
00の分子量を有するポリウレタン化学から公知のいず
れかの有機ポリイソシアネートを含む。適当なポリイソ
シアネートの例は、1−イソシアナト−3,3,5−ト
リメチル−5−イソシアナトメチルシクロヘキサン(I
PDI);4,4′−ジイソシアナトジシクロヘキシル
メタン;4,4′−ジイソシアナトジフェニルメタン及
びこの2,4′−ジイソシアナトジフェニルメタンとの
混合物及び随時これらのジイソシアネートの高級同族体
;及び2,4−ジイソシアナトトルエン及びこの2,6
−ジイソシアナトトルエンとの混合物を含む。
【0015】これらの単量体ポリイソシアネートに基づ
くビウレット、イソシアヌレート又はウレタン改変ポリ
イソシアネートも適当である。これらの誘導体は一般に
1000以下の分子量を有する。これらの誘導体の製造
は例えば米国特許第3,124,604号、第3,18
3,112号、第3,919,218号、及び第4,3
24,879号に記述されている。
くビウレット、イソシアヌレート又はウレタン改変ポリ
イソシアネートも適当である。これらの誘導体は一般に
1000以下の分子量を有する。これらの誘導体の製造
は例えば米国特許第3,124,604号、第3,18
3,112号、第3,919,218号、及び第4,3
24,879号に記述されている。
【0016】本発明による溶液又は分散液中に存在する
オリゴウレタンは、オレフィン性二重結合を上述した含
量で有する。この含量は好ましくは4〜10重量%であ
る。オリゴウレタンは20〜100、好ましくは25〜
80mg KOH/gの酸価を有する。但しこの酸価は
遊離のカルボキシル基及びアンモニアで中和されたカル
ボキシル基の双方を包含するものである。少くともいく
らかの、好ましくは40〜100%、更に好ましくは6
0〜100%のカルボキシル基がアンモニアで中和され
、即ちカルボキシレート基として存在する。同様に、カ
ルボキシル基の中和中に、水性溶液又は分散液のpH値
が6.0〜8.5、好ましくは6.5〜8.0であるこ
とを保証することが重要である。本発明による溶液又は
分散液は一般に30〜55重量%、好ましくは35〜5
0重量%の固体含量を有する。
オリゴウレタンは、オレフィン性二重結合を上述した含
量で有する。この含量は好ましくは4〜10重量%であ
る。オリゴウレタンは20〜100、好ましくは25〜
80mg KOH/gの酸価を有する。但しこの酸価は
遊離のカルボキシル基及びアンモニアで中和されたカル
ボキシル基の双方を包含するものである。少くともいく
らかの、好ましくは40〜100%、更に好ましくは6
0〜100%のカルボキシル基がアンモニアで中和され
、即ちカルボキシレート基として存在する。同様に、カ
ルボキシル基の中和中に、水性溶液又は分散液のpH値
が6.0〜8.5、好ましくは6.5〜8.0であるこ
とを保証することが重要である。本発明による溶液又は
分散液は一般に30〜55重量%、好ましくは35〜5
0重量%の固体含量を有する。
【0017】本発明によるオリゴウレタンは、鎖端合成
成分の多量の存在下における比較的低分子量の出発物質
の反応生成物である。従ってこれらの反応生成物を、「
ポリウレタン」としてではなくて、700〜5000、
好ましくは700〜2000の出発物質の化学量論量か
ら計算される平均分子量を有する「オリゴウレタン」と
して言及することには正当性がある。
成分の多量の存在下における比較的低分子量の出発物質
の反応生成物である。従ってこれらの反応生成物を、「
ポリウレタン」としてではなくて、700〜5000、
好ましくは700〜2000の出発物質の化学量論量か
ら計算される平均分子量を有する「オリゴウレタン」と
して言及することには正当性がある。
【0018】本発明の方法の実際的な適用において、成
分a)は好ましくは25〜75重量%の量で使用され、
成分b)は好ましくは5〜19重量%の量で使用され、
そして成分c)は好ましくは20〜70重量%の量で使
用される。ここにこのa)、b)及びc)のパーセント
は合計で100となり、a)、b)及びc)の重量に基
づく。更に本発明によれば、0.5:1〜1:1、好ま
しくは0.7:1〜1:1のNCO:OH当量が維持さ
れるように上述した限界内で出発成分を使用することを
保証することが重要である。ポリイソシアネートc)は
、最早イソシアネート基が反応混合物中に検出されなく
なった時に反応の終点が達成されるように、一般に化学
量論量より僅かに少量で使用される。最後に反応物及び
その量はオリゴウレタンが必要とされる二重結合含量及
び酸価を有するということを保証すべく上述した限界内
で選択することが適当である。
分a)は好ましくは25〜75重量%の量で使用され、
成分b)は好ましくは5〜19重量%の量で使用され、
そして成分c)は好ましくは20〜70重量%の量で使
用される。ここにこのa)、b)及びc)のパーセント
は合計で100となり、a)、b)及びc)の重量に基
づく。更に本発明によれば、0.5:1〜1:1、好ま
しくは0.7:1〜1:1のNCO:OH当量が維持さ
れるように上述した限界内で出発成分を使用することを
保証することが重要である。ポリイソシアネートc)は
、最早イソシアネート基が反応混合物中に検出されなく
なった時に反応の終点が達成されるように、一般に化学
量論量より僅かに少量で使用される。最後に反応物及び
その量はオリゴウレタンが必要とされる二重結合含量及
び酸価を有するということを保証すべく上述した限界内
で選択することが適当である。
【0019】本発明による反応は好ましくは不活性な溶
媒の存在下に60〜95重量%の固体含量で行なわれる
。適当な溶媒はジメチルジグリコール、N−メチルピロ
リドン、N−メチルカプロラクトン、エチルグリコール
アセテート、酢酸n−ブチル、アセトン及びこれらの溶
媒の混合物を含む。
媒の存在下に60〜95重量%の固体含量で行なわれる
。適当な溶媒はジメチルジグリコール、N−メチルピロ
リドン、N−メチルカプロラクトン、エチルグリコール
アセテート、酢酸n−ブチル、アセトン及びこれらの溶
媒の混合物を含む。
【0020】反応を行なうためには、(メト)アクリロ
イル基を含有するアルコール成分a)、2,2−ビス−
(ヒドロキシメチル)−アルカンカルボン酸b)及び好
適に使用される溶媒を均一にし、次いでポリイソシアネ
ートc)を50〜100℃で1分〜2時間にわたって添
加し、次いで反応混合物を、言及する特性の樹脂が得ら
れるまで発熱反応を利用して60〜100℃で撹拌する
。反応は好ましくは酸素の存在下に、例えば空気を反応
混合物に通じることによって行なわれる。
イル基を含有するアルコール成分a)、2,2−ビス−
(ヒドロキシメチル)−アルカンカルボン酸b)及び好
適に使用される溶媒を均一にし、次いでポリイソシアネ
ートc)を50〜100℃で1分〜2時間にわたって添
加し、次いで反応混合物を、言及する特性の樹脂が得ら
れるまで発熱反応を利用して60〜100℃で撹拌する
。反応は好ましくは酸素の存在下に、例えば空気を反応
混合物に通じることによって行なわれる。
【0021】反応は適当な触媒(例えばジブチル錫ジオ
キシド、ジブチル錫ジラウレート及びトリエチルアミン
)を、全体としての反応混合物の重量に基づいて0.0
1〜2.5重量%の量で添加することによって促進でき
る。
キシド、ジブチル錫ジラウレート及びトリエチルアミン
)を、全体としての反応混合物の重量に基づいて0.0
1〜2.5重量%の量で添加することによって促進でき
る。
【0022】反応生成物は適当な禁止剤及び抗酸化防止
剤を、それぞれ全体としての混合物に基づいて0.00
1〜0.3重量%の量で添加することによって時期尚早
の及び望ましくない重合から保護することができる。
剤を、それぞれ全体としての混合物に基づいて0.00
1〜0.3重量%の量で添加することによって時期尚早
の及び望ましくない重合から保護することができる。
【0023】残存有機溶媒を特に厳密な必要条件に適合
させねばならない場合には、樹脂の中和或いは水中への
溶解又は分散前、中及び/又は後に一部蒸留によって除
去することができる。溶媒の蒸留による溶液又は分散液
からの除去は、水と共沸物を形成する溶媒に対してだけ
適当である。
させねばならない場合には、樹脂の中和或いは水中への
溶解又は分散前、中及び/又は後に一部蒸留によって除
去することができる。溶媒の蒸留による溶液又は分散液
からの除去は、水と共沸物を形成する溶媒に対してだけ
適当である。
【0024】ウレタン化反応後、少量の他の溶媒(例え
ばエタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、
n−ブタノール、tert−ブタノール、ペンタノール
、ヘキサノール、オクタノール、ブチルグリコール、エ
チルグリコール、ブチルジグリコール、エチルジグリコ
ール、メチルジグリコール及びメトキシプロパノール)
を添加して他の性質を達成してもよい。
ばエタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、
n−ブタノール、tert−ブタノール、ペンタノール
、ヘキサノール、オクタノール、ブチルグリコール、エ
チルグリコール、ブチルジグリコール、エチルジグリコ
ール、メチルジグリコール及びメトキシプロパノール)
を添加して他の性質を達成してもよい。
【0025】好ましくは有機溶媒中60〜95重量%の
溶液で蓄積する反応生成物を、これらの溶液の形で水及
びアンモニアの混合物に溶解又は分散させる。アンモニ
アは好ましくはカルボキシル基の45〜100%、好ま
しくは60〜100%が中和されるような量で使用され
る。同時に生成する溶液又は分散液のpH値を6.0〜
8.5、好ましくは6.5〜8.0となるのを保証する
ことが重要である。
溶液で蓄積する反応生成物を、これらの溶液の形で水及
びアンモニアの混合物に溶解又は分散させる。アンモニ
アは好ましくはカルボキシル基の45〜100%、好ま
しくは60〜100%が中和されるような量で使用され
る。同時に生成する溶液又は分散液のpH値を6.0〜
8.5、好ましくは6.5〜8.0となるのを保証する
ことが重要である。
【0026】本発明に従って得られる水性溶液又は分散
液はコーティング組成物に対する有用な水性結合剤であ
る。それはそのままで或いはコーティングをいずれかの
基材上に生成せしめるための塗料技術から公知の助剤及
び添加剤(例えば充填剤、顔料、溶媒、流れ性調節剤な
ど)と組合せて使用できる。
液はコーティング組成物に対する有用な水性結合剤であ
る。それはそのままで或いはコーティングをいずれかの
基材上に生成せしめるための塗料技術から公知の助剤及
び添加剤(例えば充填剤、顔料、溶媒、流れ性調節剤な
ど)と組合せて使用できる。
【0027】適当な基材は紙、厚紙、皮革、木材、プラ
スチック、不織布、織物、セラミック物質、鉱物々質、
ガラス、金属、人工皮革、写真材料、例えば写真層でコ
ーティングした紙を含む。
スチック、不織布、織物、セラミック物質、鉱物々質、
ガラス、金属、人工皮革、写真材料、例えば写真層でコ
ーティングした紙を含む。
【0028】コーティング組成物は公知の方法で、即ち
噴霧コーティング、ナイフコーティング、ロールコーテ
ィング、スプレッドコーティング、浸漬コーティング又
はキヤスティングにより適用しうる。水及び存在する不
活性な溶媒の蒸発後に、高エネルギー照射(例えばUV
光、電子線又はガンマ線)により或いは乾燥性酸の金属
塩及び(ヒドロ)ペルオキシドでの或いは乾燥性酸の金
属塩での又は(ヒドロ)ペルオキシド単独での80〜2
50℃での硬化により架橋することができる。150℃
以上の温度の場合、(ヒドロ)ペルオキシド及び/又は
金属塩を添加することは一般に必ずしも必要ない。コー
ティングをUV照射によって架橋する場合、光開始剤を
コーティング組成物に添加しなければならない。適当な
光開始剤は公知の化合物例えばJ.コーサー(Kors
ar)、感光系、J.ワイリー・アンド・サンズ(Wi
ley & Sons,NewYork,London
,Sydney)、1965年に記述されているものを
含む。
噴霧コーティング、ナイフコーティング、ロールコーテ
ィング、スプレッドコーティング、浸漬コーティング又
はキヤスティングにより適用しうる。水及び存在する不
活性な溶媒の蒸発後に、高エネルギー照射(例えばUV
光、電子線又はガンマ線)により或いは乾燥性酸の金属
塩及び(ヒドロ)ペルオキシドでの或いは乾燥性酸の金
属塩での又は(ヒドロ)ペルオキシド単独での80〜2
50℃での硬化により架橋することができる。150℃
以上の温度の場合、(ヒドロ)ペルオキシド及び/又は
金属塩を添加することは一般に必ずしも必要ない。コー
ティングをUV照射によって架橋する場合、光開始剤を
コーティング組成物に添加しなければならない。適当な
光開始剤は公知の化合物例えばJ.コーサー(Kors
ar)、感光系、J.ワイリー・アンド・サンズ(Wi
ley & Sons,NewYork,London
,Sydney)、1965年に記述されているものを
含む。
【0029】他の適当な光開始剤は、ベンゾインエーテ
ル例えばベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルケ
タール例えばベンゾインジメチルケタール、及びヒドロ
キシアルキルフェノン例えば2−ヒドロキシ−2−メチ
ル−1−フェニルプロパン−1−オンを含む。光開始剤
は、本発明による化合物の特別な用途に依存して0.1
〜10重量%、好ましくは0.1〜5重量%の量で用い
られる。光開始剤はそれぞれ或いは互いに組合せて好ま
しい相乗効果をねらって使用しうる。
ル例えばベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルケ
タール例えばベンゾインジメチルケタール、及びヒドロ
キシアルキルフェノン例えば2−ヒドロキシ−2−メチ
ル−1−フェニルプロパン−1−オンを含む。光開始剤
は、本発明による化合物の特別な用途に依存して0.1
〜10重量%、好ましくは0.1〜5重量%の量で用い
られる。光開始剤はそれぞれ或いは互いに組合せて好ま
しい相乗効果をねらって使用しうる。
【0030】随時使用される乾燥剤は綿実油脂肪酸、ト
ール油脂肪酸及びダイズ油脂肪酸;レジン酸例えばアビ
エチン酸及びナフテン酸;酢酸;及びイソオクタン酸の
ような酸のコバルト、鉛又はマンガン塩を含む。これら
を用いる場合、それは分散された親水性及び疎水性重合
体に基づく金属含量が0.001〜1重量%に相当する
ような量で有機溶液の形で使用される。
ール油脂肪酸及びダイズ油脂肪酸;レジン酸例えばアビ
エチン酸及びナフテン酸;酢酸;及びイソオクタン酸の
ような酸のコバルト、鉛又はマンガン塩を含む。これら
を用いる場合、それは分散された親水性及び疎水性重合
体に基づく金属含量が0.001〜1重量%に相当する
ような量で有機溶液の形で使用される。
【0031】適当な(ヒドロ)ペルオキシドの例はジク
ミルペルオキシド、ジ−tert−ブチルペルオキシド
、ベンゾイルパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオ
キサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、アセチ
ルアセトンパーオキサイド、ジノニルパーオキサイド、
ビス−(4−tert−ブチル−シクロヘキシル)−パ
ーオキシジカーボネート、tert−ブチルヒドロペル
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、ジイソプロピルベンゼンモノヒドロペル
オキシド及び過酸化水素を含む。これらの(ヒドロ)ペ
ルオキシドは好ましくは分散した又は溶解したオリゴウ
レタンの重量に基づいて1〜10重量%の量で使用され
る。次の実施例において、すべての部及びパーセントは
断らない限り重量によるものとする。
ミルペルオキシド、ジ−tert−ブチルペルオキシド
、ベンゾイルパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオ
キサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、アセチ
ルアセトンパーオキサイド、ジノニルパーオキサイド、
ビス−(4−tert−ブチル−シクロヘキシル)−パ
ーオキシジカーボネート、tert−ブチルヒドロペル
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、ジイソプロピルベンゼンモノヒドロペル
オキシド及び過酸化水素を含む。これらの(ヒドロ)ペ
ルオキシドは好ましくは分散した又は溶解したオリゴウ
レタンの重量に基づいて1〜10重量%の量で使用され
る。次の実施例において、すべての部及びパーセントは
断らない限り重量によるものとする。
【0032】
【実施例】表1に示す量の成分a)及びb)を、0.2
%ジオクタン酸スズ及び0.1% 2,6−ジ−ter
tブチル−p−クレゾールと共に酢酸ブチルに溶解し、
得られた溶液を空気を通じながら60℃まで加熱した。 次いで表1に示す量の成分c)を滴々に添加した。1時
間後、温度を80℃まで上昇させ、混合物をNCO含量
が0.1%以下に低下するまでその温度に保った。
%ジオクタン酸スズ及び0.1% 2,6−ジ−ter
tブチル−p−クレゾールと共に酢酸ブチルに溶解し、
得られた溶液を空気を通じながら60℃まで加熱した。 次いで表1に示す量の成分c)を滴々に添加した。1時
間後、温度を80℃まで上昇させ、混合物をNCO含量
が0.1%以下に低下するまでその温度に保った。
【0033】次いで得られた(メト)アクリロイル基を
含むオリゴウレタンの溶液に、アンモニアの水溶液を、
50%の固体含量を得るのに十分な量で添加した。次い
でジメチロールプロピオン酸に基づいて80%の中和度
を与えるようにアンモニアを添加した。次いでpH値約
7の水性分散液又は溶液となるような量でアンモニアの
水溶液を添加した。得られた固体含量及びpH値を表1
に示す。
含むオリゴウレタンの溶液に、アンモニアの水溶液を、
50%の固体含量を得るのに十分な量で添加した。次い
でジメチロールプロピオン酸に基づいて80%の中和度
を与えるようにアンモニアを添加した。次いでpH値約
7の水性分散液又は溶液となるような量でアンモニアの
水溶液を添加した。得られた固体含量及びpH値を表1
に示す。
【0034】
【表1】
【0035】適用例
a) 光化学的硬化
アンモニア水の最終添加前に実施例1、2、3及び4の
生成物に2−ヒドロキシ−2−メチル−−1−フェニル
プロパン−1−オンを添加した。
生成物に2−ヒドロキシ−2−メチル−−1−フェニル
プロパン−1−オンを添加した。
【0036】次いでこの水性分散液を、湿ったフィルム
の厚さ60μmでガラス板上に適用した。水の蒸発後、
フィルムを2つのISTランプ[ストラーレンテクニッ
ク・ヒルデブランド(Strahlentechnik
Hildebrand,Werner und Pf
leiderer)製のインパルス・ランプ、フィルム
から20cmの距離に配置]の直下において14m/分
の処理速度で硬化させた。
の厚さ60μmでガラス板上に適用した。水の蒸発後、
フィルムを2つのISTランプ[ストラーレンテクニッ
ク・ヒルデブランド(Strahlentechnik
Hildebrand,Werner und Pf
leiderer)製のインパルス・ランプ、フィルム
から20cmの距離に配置]の直下において14m/分
の処理速度で硬化させた。
【0037】透明で、非常に硬く(DIN 53175
によるコニヒ振子硬度:約200秒)及び耐ひっかき性
の、耐水及び薬品性を有するコーティングが得られた。
によるコニヒ振子硬度:約200秒)及び耐ひっかき性
の、耐水及び薬品性を有するコーティングが得られた。
【0038】耐ひっかき性は指の爪で決定し、また耐水
及び薬品性は、 −水(16時間)、 −エタノール、51%(1時間)、 −洗剤(1時間)、 −アセトン(10秒)、を含浸させた木綿の綿を適用し
て試験した。
及び薬品性は、 −水(16時間)、 −エタノール、51%(1時間)、 −洗剤(1時間)、 −アセトン(10秒)、を含浸させた木綿の綿を適用し
て試験した。
【0039】b) 熱硬化
実施例2、3、5及び6の水性分散液を、湿つたフィル
ムの厚さ60μmでガラス板に適用し、180℃で30
分間硬化させた。透明の、硬い、耐ひつかき性の及び耐
水性のコーティングが生成した。
ムの厚さ60μmでガラス板に適用し、180℃で30
分間硬化させた。透明の、硬い、耐ひつかき性の及び耐
水性のコーティングが生成した。
【0040】以上本発明を例示の目的で詳細に記述して
きたけれど、そのような詳細はその目的のためだけであ
ること、並びにその変化は特許請求の範囲によって制限
されるものを除いて本発明の精神及び範囲から離れずし
て同業者により行ないうるということを理解すべきであ
る。
きたけれど、そのような詳細はその目的のためだけであ
ること、並びにその変化は特許請求の範囲によって制限
されるものを除いて本発明の精神及び範囲から離れずし
て同業者により行ないうるということを理解すべきであ
る。
【0041】本発明の特徴及び態様は以下の通りである
: 1.溶解した又は分散したオリゴウレタンが少くとも部
分的にアンモニアで中和されたカルボキシル基を含有し
、そして i) 3〜15重量%の(メト)アクリロイル基(c=
cとして表わして、分子量24)の形の二重結合含量及
びii) アンモニアで中和されたカルボキシル基を含
めて、20〜100の酸価に相当するカルボキシル基含
量、を有するpH6.0〜8.5のオリゴウレタンの水
性溶液又は分散液。
: 1.溶解した又は分散したオリゴウレタンが少くとも部
分的にアンモニアで中和されたカルボキシル基を含有し
、そして i) 3〜15重量%の(メト)アクリロイル基(c=
cとして表わして、分子量24)の形の二重結合含量及
びii) アンモニアで中和されたカルボキシル基を含
めて、20〜100の酸価に相当するカルボキシル基含
量、を有するpH6.0〜8.5のオリゴウレタンの水
性溶液又は分散液。
【0042】2.該オリゴウレタンが
a) 1つ又はそれ以上の(メト)アクリロイル基及び
116〜1000の分子量を有する少くとも1種の1価
のアルコールを含んでなるアルコール成分20〜80重
量%、 b) 炭素数が少くとも5の、少くとも1種の2,2−
ビス−(ヒドロキシメチル)−アルカンカルボン酸4.
5〜20重量%、及び c) 168〜1000の分子量を有する少くとも1種
の有機ポリイソシアネートを含んでなる少くとも1種の
ポリイソシアネート成分15〜75重量%、の反応生成
物を含んでなる上記1の溶液又は分散液。
116〜1000の分子量を有する少くとも1種の1価
のアルコールを含んでなるアルコール成分20〜80重
量%、 b) 炭素数が少くとも5の、少くとも1種の2,2−
ビス−(ヒドロキシメチル)−アルカンカルボン酸4.
5〜20重量%、及び c) 168〜1000の分子量を有する少くとも1種
の有機ポリイソシアネートを含んでなる少くとも1種の
ポリイソシアネート成分15〜75重量%、の反応生成
物を含んでなる上記1の溶液又は分散液。
【0043】3.カルボキシル基の45〜100%がア
ンモニアで中和されている上記2の溶液又は分散液。
ンモニアで中和されている上記2の溶液又は分散液。
【0044】4.該2,2−ビス−(ヒドロキシメチル
)−アルカンカルボン酸が2,2−ビス−(ヒドロキシ
メチル)−プロピオン酸を含んでなる上記2の溶液又は
分散液。
)−アルカンカルボン酸が2,2−ビス−(ヒドロキシ
メチル)−プロピオン酸を含んでなる上記2の溶液又は
分散液。
【0045】5.a) 1つ又はそれ以上の(メト)ア
クリロイル基及び116〜1000の分子量を有する少
くとも1種の1価のアルコールを含んでなるアルコール
成分20〜80重量%、 b) 炭素数が少くとも5の、少くとも1種の2,2−
ビス−(ヒドロキシメチル)−アルカンカルボン酸4.
5〜20重量%、及び c) 168〜1000の分子量を有する少くとも1種
の有機ポリイソシアネートを含んでなる少くとも1種の
ポリイソシアネート成分15〜75重量%、を、最初に
成分a)及びb)を導入することによって反応させ、次
いで反応混合物が最早や遊離のイソシアネート基を含ま
なくなるまでこれらの成分を成分c)と50〜100℃
の温度で反応させ、続いて反応混合物を水中に溶解し又
は分散し、この溶解又は分散工程中に得られる溶液又は
分散液のpH値が60〜8.5となるようにカルボキシ
ル基を少くとも部分的にアンモニアの添加によって中和
し、但し A) a)、b)及びc)のパーセントはa)、b)及
びc)の重量に基づいて合計で100までであり、B)
a)、b)及びc)の量が0.5:1〜1:1のNC
D:OHの当量比に相当し、そして C) a)、b)及びc)の量がその他上述の限界内で
選択され、斯くして得られるオリゴウレタンが、i)
3〜15重量%の(メト)アクリロイル基(c=cとし
て表わして、分子量24)の形の二重結合含量及びii
) アンモニアで中和されたカルボキシル基を含めて、
20〜100の酸価に相当するカルボキシル基含量、を
有する、ことを含んでなるオリゴウレタンの水性溶液又
は分散液の製造法。
クリロイル基及び116〜1000の分子量を有する少
くとも1種の1価のアルコールを含んでなるアルコール
成分20〜80重量%、 b) 炭素数が少くとも5の、少くとも1種の2,2−
ビス−(ヒドロキシメチル)−アルカンカルボン酸4.
5〜20重量%、及び c) 168〜1000の分子量を有する少くとも1種
の有機ポリイソシアネートを含んでなる少くとも1種の
ポリイソシアネート成分15〜75重量%、を、最初に
成分a)及びb)を導入することによって反応させ、次
いで反応混合物が最早や遊離のイソシアネート基を含ま
なくなるまでこれらの成分を成分c)と50〜100℃
の温度で反応させ、続いて反応混合物を水中に溶解し又
は分散し、この溶解又は分散工程中に得られる溶液又は
分散液のpH値が60〜8.5となるようにカルボキシ
ル基を少くとも部分的にアンモニアの添加によって中和
し、但し A) a)、b)及びc)のパーセントはa)、b)及
びc)の重量に基づいて合計で100までであり、B)
a)、b)及びc)の量が0.5:1〜1:1のNC
D:OHの当量比に相当し、そして C) a)、b)及びc)の量がその他上述の限界内で
選択され、斯くして得られるオリゴウレタンが、i)
3〜15重量%の(メト)アクリロイル基(c=cとし
て表わして、分子量24)の形の二重結合含量及びii
) アンモニアで中和されたカルボキシル基を含めて、
20〜100の酸価に相当するカルボキシル基含量、を
有する、ことを含んでなるオリゴウレタンの水性溶液又
は分散液の製造法。
【0046】6.上記1のオリゴウレタンの水性溶液又
は分散液を含んでなるコーティング組成物からコーティ
ングを調製するコーティングされた基材。
は分散液を含んでなるコーティング組成物からコーティ
ングを調製するコーティングされた基材。
Claims (2)
- 【請求項1】 溶解した又は分散したオリゴウレタン
が少くとも部分的にアンモニアで中和されたカルボキシ
ル基を含有し、そして i) 3〜15重量%の(メト)アクリロイル基(c=
cとして表わして、分子量24)の形の二重結合含量及
びii) アンモニアで中和されたカルボキシル基を含
めて、20〜100の酸価に相当するカルボキシル基含
量、を有するpH6.0〜8.5のオリゴウレタンの水
性溶液又は分散液。 - 【請求項2】 請求項1のオリゴウレタンの水性溶液
又は分散液を含んでなるコーティング組成物からコーテ
ィングを調製するコーティングされた基材。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4012339A DE4012339A1 (de) | 1990-04-18 | 1990-04-18 | Waessrige loesungen oder dispersionen von (meth)acryloylgruppen aufweisenden oligourethanen, ein verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung |
DE4012339.1 | 1990-04-18 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04227623A true JPH04227623A (ja) | 1992-08-17 |
JP2971171B2 JP2971171B2 (ja) | 1999-11-02 |
Family
ID=6404576
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3108344A Expired - Fee Related JP2971171B2 (ja) | 1990-04-18 | 1991-04-15 | オリゴウレタンの水性溶液又は分散液 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
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