JPH05209151A - 水性被覆組成物および鉱物生地を被覆するためのその使用 - Google Patents

水性被覆組成物および鉱物生地を被覆するためのその使用

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JPH05209151A JP4165509A JP16550992A JPH05209151A JP H05209151 A JPH05209151 A JP H05209151A JP 4165509 A JP4165509 A JP 4165509A JP 16550992 A JP16550992 A JP 16550992A JP H05209151 A JPH05209151 A JP H05209151A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【構成】(A)少なくとも2.5の平均ヒドロキシル官
能価と100〜600の平均OH価とを有しかつ少なく
とも1種のポリエーテルポリオールを含有する100重
量部の水溶性ポリエーテル成分と、(B)(環式)脂肪
族結合したイソシアネート基を有する少なくとも1種の
非イオン的/親水的に改変された有機ポリイソシアネー
トを含有する40〜240重量部の水溶性もしくは水分
散性ポリイソシアネート成分と、(C)微分散型におけ
る10〜50重量部の酸化および/または水酸化マグネ
シウムと、(D)50〜150重量部の水とを含有する
被覆組成物。 【効果】石材、コンクリート、石膏などの鉱物生地を被
覆するのに特に適す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、有機ポリヒドロキシル
化合物と遊離イソシアネート基を有する有機ポリイソシ
アネートとに基づく新規な水性被覆組成物、並びに鉱物
生地を被覆するためのこの被覆組成物の使用に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】ラッカーおよび被覆組成物の有機溶剤含
有量を減少させることが環境および工業衛生の理由から
最近の問題となっている。したがって、有機溶剤を水で
置換することが近代的被覆技術において極めて重要であ
る。公知の水性2−成分ポリウレタンラッカーはブロッ
クドポリイソシアネートを含有する。何故なら、遊離イ
ソシアネート基を有するポリイソシアネートは問題とす
る種類のラッカー系では使用しえないと従来想定されて
おり、これらポリイソシアネートは大過剰の水と反応し
かつこの種の被覆組成物の主たる結合剤成分として常に
存在する有機ポリヒドロキシル化合物とは選択的に反応
しないと予想されるからである。
【0003】ブロックドポリイソシアネートに基づく水
性ラッカーは、たとえばドイツ公開公報第2,507,
842号または第2,507,884号公報に記載され
ている。ドイツ公開公報第3,829,587号による
系は上記の規則に対する例外である。この特許公報に記
載された水性ラッカーは、実際には有機ポリヒドロキシ
ル化合物の他に遊離イソシアネート基を持ったポリイソ
シアネートを含有するラッカーである。大過剰の水の存
在下におけるポリイソシアネートと有機ポリヒドロキシ
ル化合物との選択的反応は、これらポリヒドロキシル化
合物の極めて特殊な性質に寄与する。
【0004】今回驚ろくことに、水溶性ポリエーテルポ
リオールと非イオン的/親水的に改変された有機ポリイ
ソシアネートと、酸化もしくは水酸化マグネシウムとを
その主たる結合剤成分として含有する、有機ポリイソシ
アネートおよび有機ポリヒドロキシル化合物に基づく全
く新規な水性被覆組成物が見出された。以下、一層詳細
に説明する本発明による被覆組成物は、たとえば石材、
コンクリート、石膏などの鉱物生地を被覆するのに特に
適している。
【0005】
【発明の要点】本発明は、(A)少なくとも2.5の平
均ヒドロキシル官能価と100〜600の平均OH価と
を有しかつ少なくとも1種のポリエーテルポリオールを
含有する100重量部の水溶性ポリエーテル成分と、
(B)(環式)脂肪族結合したイソシアネート基を有す
る少なくとも1種の非イオン的/親水的に改変された有
機ポリイソシアネートを含有する40〜240重量部の
水溶性もしくは水分散性ポリイソシアネート成分と、
(C)微分散型における10〜50重量部の酸化および
/または水酸化マグネシウムと、(D)50〜150重
量部の水とを含有する水性被覆組成物に関するものであ
る。さらに本発明は、この被覆組成物で被覆された鉱物
生地に関するものである。
【0006】本発明による被覆組成物は、成分(A)の
100重量部当り40〜240重量部(好ましくは10
0〜200重量部)の成分(B)と10〜50重量部
(好ましくは20〜30重量部)の成分(C)と50〜
150重量部(好ましくは100〜120重量部)の成
分(D)とを含有し、さらに必要に応じラッカー技術で
典型的に使用される助剤および添加剤を含有する。成分
(A)は、少なくとも2.5(好ましくは2.5〜5)
の平均ヒドロキシル官能価と100〜600(好ましく
は300〜500)のOH価とを有し、かつ少なくとも
1種のポリエーテルポリオールを含有するポリエーテル
成分である。
【0007】成分(A)のポリエーテルポリオールは、
好ましくはたとえばトリメチロールプロパン、トリエタ
ノールアミン、砂糖/エチレングリコール、エチレンジ
アミン、ソルビトール/グリセリンもしくはソルビトー
ル/プロピレングリコールのような適する出発分子もし
くは適する出発分子の混合物のプロポキシル化生成物で
ある。出発分子もしくはその混合物の平均ヒドロキシル
官能価は得られるポリエーテルポリオールのヒドロキシ
ル官能価にほぼ一致し、すなわち出発物質の官能価はポ
リエーテルポリオールの所望の官能価を与えるよう選択
される。例として挙げたプロポキシル化生成物は、その
高いヒドロキシル基含有量および比較的低い分子量のた
め水溶性ポリエーテルポリオールであって、水に対する
溶解性を与えるべくさらに親水性を必要としない。しか
しながら、原理的には親水的に改変されたポリエーテル
ポリオール、特に酸化プロピレンの代りに或いはそれに
加えて酸化エチレンを用いて製造されたものを使用する
こともできる。ポリエーテルポリオールを製造すべく使
用する方法は本発明に臨界的でなく、寧ろ上記官能価お
よびOH価が重要である。
【0008】成分(B)は、たとえばドイツ公開公報第
3,521,618号(米国特許第4,663,377
号、参考のためここに引用する)に記載されたような
2.0〜3.5の平均NCO官能価を有する非イオン的
/親水的に改変されたポリイソシアネートから選択され
る。好適具体例において成分(B)は、(i)少なくと
も10個の酸化エチレン単位を有する少なくとも1個の
ポリエーテル鎖を持った一価もしくは多価ポリアルキレ
ンエーテルアルコールと、(ii)たとえば1,6−ジイ
ソシアナトヘキサンおよび/または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
ロヘキサンのようなモノマージイソシアネートから作成
されたイソシアヌレート改変ポリイソシアネート;これ
らモノマージイソシアネートから作成されたウレトジオ
ンジイソシアネート;これらモノマージイソシアネート
から作成されたウレタンおよび/またはアロファネート
改変ポリイソシアネート;1,6−ジイソシアナトヘキ
サンから作成されたビウレット改変ポリイソシアネー
ト;ビス−(6−イソシアナトヘキシル)−オキサジア
ジントリオン;並びにこれらポリイソシアネートの混合
物との反応生成物から選択される。
【0009】480〜2,480の分子量を有しかつ酸
化アルキレンとして混合物に対し50重量%までの酸化
プロピレンと混合した酸化エチレンを用いて製造され
た、たとえばメタノール、エタノール、n−ブタノール
もしくはn−ヘキサノールのような一価C1-6 アルコー
ルのアルコキシル化生成物が、親水性改変のためのポリ
エーテルアルコール(i)として好適に使用される。成
分(B)の親水的に改変されたポリイソシアネートは5
〜25重量%の遊離イソシアネート基含有量を有する。
さらに、上記開示の意味において成分(B)を使用する
量は、好ましくは成分(B)のイソシアネート基と成分
(A)のヒドロキシル基とに基づくNCO:OH当量比
が0.8:1〜2:1、好ましくは1:1〜1.8:1
となるように選択される。
【0010】成分(C)は微分散型の酸化マグネシウム
もしくは水酸化マグネシウム、好ましくは酸化マグネシ
ウムである。成分(D)は水である。必要に応じ使用し
うる助剤および添加剤(E)は次のものを包含する:た
とえば二酸化チタン、赤色酸化鉄および酸化クロムのよ
うな顔料;たとえばジラウリン酸ジブチル錫、マレイン
酸ジブチル錫およびオクタン酸錫(II)のようなNCO
/OH反応のための触媒;たとえばブチルジグリコー
ル、N−メチルピロリドンおよび高沸点を有する水希釈
性化合物のような流れ調整剤;たとえばノニルフェノー
ルエトキシレートおよび3−ベンジル−4−ヒドロキシ
ジフェニルポリグリコールエーテルのような外部乳化
剤;並びにたとえばモンモリロナイト、炭酸カルシウ
ム、アルモシリケート、タルクおよび硫酸バリウムのよ
うな充填剤。
【0011】既製の被覆組成物は、好ましくは成分
(C)および必要に応じ使用される助剤および添加剤
(E)を成分(A)に微分散させ(或いは可溶性助剤お
よび添加剤(E)を使用する場合には溶解させ)、次い
で分散物もしくは溶液をポリイソシアネート成分(B)
と合して製造される。次いで、得られた混合物を水
(D)と共に攪拌して、既製の水性被覆組成物を生成さ
せることができる。このようにして製造された本発明に
よる被覆組成物は一般に6時間までの可使時間を有す
る。これらは、たとえば塗布被覆、ロール被覆もしくは
噴霧被覆のような公知の被覆法によって施される。適す
る生地は上記した種類の鉱物生地を包含する。これら生
地でしばしば見られる水分は、本発明による被覆組成物
の水性の特徴により被覆過程に影響を及ぼさない。他の
生地はPVC、ビチューメンボード、木材およびポリス
チレンフォームを包含する。薬品および磨耗に対し極め
て耐性である光安定性のコーチングが、顔料処理されて
ない封止用コーチングまたは顔料処理されたラッカーと
して得られる。これらコーチングは、成分(E)として
或いは成分(E)の1部として使用しうる予備生成され
た顔料ペーストにより最もよく顔料処理される。
【0012】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに説明し、
ここで%は全て特記しない限り重量による。 出発物質:ポリヒドロキシル化合物A A1:トリメチロールプロパンのプロポキシル化生成
物: OH価380 A2:ソルビトールとグリセリンとの混合物のプロポキ
シル化生成物: OH価450、ヒドロキシル官能価
4.6 A3:ソルビトールとプロピレングリコールとの混合物
のプロポキシル化生成物:OH価480、官能価4.
5。
【0013】ポリイソシアネートB B1:80.8gのポリエーテルアルコール(1,14
5の分子量を有し、n−ブタノールのエトキシル化によ
り作成)を50℃まで加熱し、攪拌しながら1,000
gのイソシアヌレート改変ポリイソシアネート(21.
6%のNCO含有量と3.3の平均NCO官能価とを有
し、1,6−ジイソシアナトヘキサンの接触三量化に続
き未反応の過剰出発ジイソシアネートを0.3%の残留
含有量まで除去して製造)に添加した。次いで混合物を
110℃まで加熱し、この温度に2.5時間保った。冷
却の後、透明な黄色の水分散性樹脂が得られ、これは1
8.4%のNCO含有量と23℃にて2,500mPa.s
の粘度とを有した。 B2:40gのポリエーテルアルコール(1210の分
子量を有し、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセ
タンのエトキシル化により作成)を、攪拌しながら室温
にて500gのB1で使用された出発ポリイソシアネー
トに添加し、次いで100℃にて2時間攪拌した。透明
な黄色の水分散性ポリイソシアネート樹脂が得られ、こ
れは19.0%のNCO含有量と23℃にて2,600
mPa.s の粘度とを有した。
【0014】B3:B2と同じ手順により19.7%の
NCO含有量と23℃にて3,200mPa.s の粘度とを
有するポリイソシアネート樹脂が得られ、ただし26.
3gのポリエーテルアルコールのみを500gの出発ポ
リイソシアネート当りに使用した。 B4:B1におけると同様に95重量部のB1で用いた
出発ポリイソシアネートと5重量部のポリエーテルアル
コール(740の分子量を有し、エチレングリコールモ
ノメチルエーテルのエトキシル化により作成)とから、
19.6重量%のNCO含有量と26℃にて1,600
mPa.s の粘度とを有するポリイソシアネート調製物が得
られた。 B5:B1におけると同様にB1で用いた90重量部の
出発ポリイソシアネートと10重量部のポリエーテルア
ルコール(分子量2,150、80:20の重量比にお
ける酸化エチレンと酸化プロピレンとの混合物を用いて
n−ブタノールのアルコキシル化により作成)とから、
19.2%のNCO含有量と23℃にて2,900mPa.
s の粘度とを有するポリイソシアネート調製物が得られ
た。
【0015】B6:B1におけると同様に(i)主とし
てビス−(6−イソシアナトヘキシル)−ウレトジオン
とトリス−(6−イソシアナトヘキシル)−イソシアヌ
レートとの混合物を含有しかつ23℃にて150mPa.s
の粘度と21.6%のNCO含有量と2.6の平均NC
O官能価とを有する二量体および三量体1,6−ジイソ
シアナトヘキサンの混合物90重量部、および(ii)1
0重量部の一価のポリエーテルアルコール(1,210
の分子量を有し、3−エチル−3−ヒドロキシ−メチル
オキセトンのエトキシル化により作成)から、19.2
%のNCO含有量と23℃にて200mPa.s の粘度とを
有するポリイソシアネート樹脂が得られた。 B7:B1におけると同様に92.5重量部のB6で用
いた出発ポリイソシアネートと7.5重量部のB1で用
いたポリエーテルアルコールとから、19.5%のNC
O含有量と23℃にて220mPa.s の粘度とを有するポ
リイソシアネート樹脂が得られた。
【0016】実施例1 約30μmの平均粒径を有する16.7重量部の酸化マ
グネシウムを83.3重量部のポリエーテルポリオール
A1に微分散させた。得られた調製物は9.6%のヒド
ロキシル基含有量と23℃にて1,500mPa.s の粘度
とを有した。26.7重量部のこの酸化マグネシウム含
有のポリオール調製物を、16.7重量部の灰色顔料ペ
ースト(水に分散させた二酸化チタンと赤色酸化鉄と緑
色酸化クロムとを含有する市販の顔料ペースト)と3.
3重量部の酢酸ブチルジグリコールにおけるマレイン酸
ジオクチル錫(IV)の10%溶液と20.0重量部の水
と33.3重量部のポリイソシアネート樹脂B2と共に
攪拌して本発明による被覆組成物を生成させた。このよ
うにして得られた被覆用物質は72%の高固形物含有量
と180秒の粘度(DIN 4カップ)とを有した。こ
の被覆組成物は、さらに水を添加して任意所要の粘度ま
で希釈することができる。この希釈は組成物の可使時間
の増加を伴った。これらの相関関係を次表に示す:
【0017】
【表1】 流れ時間 水による希釈 固形物含有量 DIN 4カップ 可使時間 なし 72% 180秒 約2時間 6.7% 67% 105秒 約2.5時間 13.3% 63% 50秒 約4時間 20.0% 60% 24秒 約5時間
【0018】400μmまでの乾燥フィルム厚さを有す
る気泡のないコーチングが、これら被覆用配合物から難
なく製造された。上記B2の量に対し当量にてポリイソ
シアネート調製物B1およびB3〜B7を用い、実質的
に同様な結果が得られた。
【0019】実施例2 26.7重量部のポリエーテルポリオールA1の代わり
に22.6重量部のポリエーテルポリオールA2を使用
した以外は、被覆組成物は実施例1に対応する。
【0020】実施例3 26.7重量部のポリエーテルポリオールA1の代わり
に21.1重量部のポリエーテルポリオールA3を使用
した以外は、被覆組成物は実施例1に対応する。
【0021】実施例4 33.3重量部のポリイソシアネート樹脂B2の代わり
に34.5重量部のポリイソシアネート樹脂B1を使用
した以外は、被覆組成物は実施例1に対応する。
【0022】実施例2〜4の被覆組成物はそれぞれ室温
にて約4時間の可使時間を有し、これらを用いて極めて
良好なフィルム特性を有する気泡フリーのコーチングを
製造した。被覆組成物1〜4から製造されたコーチング
の耐水性を試験するため、寸法8×14cmのセメントモ
ルタル試験試料をDIN 52 617にしたがい3層
の組成物で被覆した。第1層を重度に希釈した厚い下塗
層(固形物含有量36%)として施すと共に、次の2層
の上塗コートを未希釈状で施した。硬化したコーチング
の乾燥フィルム厚さは150μmであった。室温にて1
0日間にわたり貯蔵した後、試験試料を112cm2 の被
覆された試験面積を連続的に濡らして水と接触させた。
水の吸収により生じた重量増加を時間の関数として秤量
することにより測定した。吸水度をこれらの結果からg
/m2試験面積として計算することができる。結果を次表
に示す:
【0023】
【表2】 下記時間の後の吸水度(g/m2 実施例 1h 4h 8h 24h 1 35.7 35.7 53.6 62.5 2 26.8 35.7 44.6 62.5 3 26.8 26.8 44.6 53.6 4 33.5 34.8 46.1 54.9 比較 (未被覆) 937 1116 1268 1393
【0024】以上、本発明を例示の目的で詳細に説明し
たが、この詳細は単に例示の目的に過ぎず、本発明の思
想および範囲を逸脱することなく多くの改変を当業者に
よりなしうることが了解されよう。
【0025】以下、本発明の実施態様を要約すれば次の
通りである: 1.(A)少なくとも2.5の平均ヒドロキシル官能価
と100〜600の平均OH価とを有しかつ少なくとも
1種のポリエーテルポリオールを含有する100重量部
の水溶性ポリエーテル成分と、(B)(環式)脂肪族結
合したイソシアネート基を有する少なくとも1種の非イ
オン的/親水的に改変された有機ポリイソシアネートを
含有する40〜240重量部の水溶性もしくは水分散性
ポリイソシアネート成分と、(C)微分散型における1
0〜50重量部の酸化および/または水酸化マグネシウ
ムと、(D)50〜150重量部の水とからなる水性被
覆組成物。 2.上記第1項に記載の被覆組成物で被覆された鉱物生
地。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヘルムート・ライフ ドイツ連邦共和国デイー5090 レーフエル クーゼン 1、パウル−クレー−シユトラ ーセ 68アイ (72)発明者 ヘルマン・コベル ドイツ連邦共和国デイー5060 ベルギツシ ユ・グラツドバツハ 2、ウンテルシヤイ デル・ヴエグ 34

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)少なくとも2.5の平均ヒドロキ
    シル官能価と100〜600の平均OH価とを有しかつ
    少なくとも1種のポリエーテルポリオールを含有する1
    00重量部の水溶性ポリエーテル成分と、(B)(環
    式)脂肪族結合したイソシアネート基を有する少なくと
    も1種の非イオン的/親水的に改変された有機ポリイソ
    シアネートを含有する40〜240重量部の水溶性もし
    くは水分散性ポリイソシアネート成分と、(C)微分散
    型における10〜50重量部の酸化および/または水酸
    化マグネシウムと、(D)50〜150重量部の水とか
    らなる水性被覆組成物。
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