JPH0782339A - 低い溶融粘度を有するウレトジオン粉末塗料用架橋剤 - Google Patents
低い溶融粘度を有するウレトジオン粉末塗料用架橋剤Info
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Abstract
5℃よりも高い温度で液体であり、そして重付加化合物
の重量を基にして、 a)0ないし2重量%の遊離イソシアネート基(NCO
として計算;分子量=42)、b)3ないし16重量%
のウレトジオン基(C2 N2 O2 として計算;分子量=
84)、c)10ないし22重量%のウレタン基(−N
H−CO−O−として計算;分子量=59)、d)0な
いし20重量%のカルボン酸エステル基(−CO−O−
として計算;分子量=44)およびe)0ないし25重
量%のカーボネート基(−O−CO−O−として計算;
分子量=60)を含有するが、但しカルボン酸エステル
基とカーボネート基との合計含有量が少なくとも1重量
%である重付加化合物。 【効果】 低い溶融粘度を有するとともに優れた流動性
も備えているために製造が容易であるポリウレタンプラ
スチックス粉末塗料用架橋剤が提供される。
Description
dione)基を含む重付加化合物、それの製造方法お
よびこの化合物をポリウレタンプラスチックス、殊に熱
架橋性粉末塗料のための架橋剤の製造に使用することに
関する。
物とブロックポリイソシアネートとの組成物は熱可塑性
粉末塗料にとって貴重な結合剤である(例えば、DE−
OS2,105,777、DE−OS2,542,19
1、DE−OS3,143,060、DE−OS2,7
35,497、DE−OS2,842,641、EP−
A286,799、EP−A218,040、EP−A
460,963、DE−OS2,801,126、EP
−A403,779、WO91/15532、US−P
S3,857,818、US−PS4,375,53
9、EP−A409,745、DE−OS2,812,
252、DE−OS2,946,085およびDE−O
S3,434,881参照)。従来刊行物のそれらの系
には、封鎖剤(blocking agent)として
用いられる化合物が熱架橋中に開裂して周囲の中に逃げ
出すという不都合が共通している。それ故、それらが処
理されているときには、環境および労働衛生のために廃
気を浄化し、かつ/または封鎖剤を回収する特別な予防
手段をとらなければならない。ウレトジオン基の熱的な
再開裂を伴って架橋を起こす、封鎖剤を含まない、ウレ
トジオン基含有ポリウレタン(PUR)粉末塗料用硬化
剤を使用するに当っては、それの基本的な欠点を排除す
る試みに遭遇することができる。
において公知である。例えば、DE−OS2,420,
475には、ウレトジオン基含有ポリイソシアネートま
たはポリイソシアネートと、PUR焼付系のための、封
鎖剤を含まない架橋剤として、イソシアネートに対して
反応性である基を持つ二官能性および随意に、一官能性
の脂肪族または脂環式化合物との反応生成物が記載され
ている。粉末塗料用硬化剤として適しており、かつ14
0ないし260℃の範囲の融点を有する固体生成物は殊
に、トルイレンジイソシアネート(TDI)のような芳
香族ジイソシアネートを基とするウレトジオン基含有ポ
リイソシアネートを随意にエーテル基を含む単純なジオ
ールと反応させるときに生成する。ヒドロキシ官能性反
応剤の存在下におけるウレトジオン環の開裂はほぼ11
0℃のような低い温度で開始するので、粉末塗料用架橋
剤として適している前記の重付加生成物は溶融状態で製
造することができなくて、イソシアネートに対して不活
性である溶剤に専ら溶解させてから、この補助的な溶剤
を分離させるための付加的な処理段階を必要とする。
ーテル酸素を随意に含む単純なジオールおよび随意に、
末端モノアミンまたは末端モノアルコールから製造され
たウレトジオン基含有粉末塗料用架橋剤はEP−A−
0,045,994、EP−A−0,045,996お
よびEP−A−0,045,998の主題である。これ
らの重付加生成物を製造するに当っては、反応温度はま
た110℃を超えてはならない。なぜならば、さもない
とウレトジオン基の開裂が始まるからである。架橋剤の
高いウレトジオン官能度ばかりでなく高い架橋密度を得
るのに高い連鎖延長度を必要とするときには(すなわち
二官能性IPDIウレトジオンのNCO基の少なくとも
70%がジオールと反応するときには)、生成した連鎖
延長生成物は開裂温度またはそれ以上の範囲の融点を有
する。それ故、このような重付加化合物は信頼でき、か
つ再現できる方法により、その後に続く蒸発段階を伴う
溶液の形でしか製造できない。前述の文献に記載されて
いるIPDIウレトジオン粉末塗料用硬化剤は開裂温度
よりも明らかに低い約80℃の領域に融点を有する。し
かしながら、これらの生成物は、十分高い程度まで撹拌
できないという事実のために、それらを溶融物として工
業的な規模で製造する能力が制限されるほど高い溶融粘
度を、110℃という最高の許容反応温度において持っ
ている。さらに、従来技術の公知のウレトジオン基含有
粉末塗料用硬化剤を使用して製造された粉末塗料は、こ
のような化合物の高い溶融粘度のため、一般に並の光学
特性、殊に不十分な流動性しか示さない。
術の重付加生成物の前記欠点を持たないウレトジオン基
含有PUR粉末塗料用架橋剤を提供することである。
明される本発明の重付加化合物およびそれの製造方法に
よって成し遂げることができる。これらの重付加化合物
は、エステル基および/またはカーボネート基を含むウ
レトジオン基含有重付加化合物がそれの融点よりも僅か
しか高くない温度でさえも、それらを楽に製造できるよ
うな低い溶融粘度を有し、そして優れた流動性と非常に
高い光沢度を特徴とする粉末塗料を得るために使用でき
るという驚くべき観察結果に基づいている。殊に驚くべ
き事実は、これらのウレトジオン基含有重付加生成物が
PUR粉末塗料中で硬化剤成分として使用されるとき
に、それらが硬化して、エステル基とカーボネート基を
含まない従来技術の対応する重付加化合物が硬化する焼
付温度よりも遙かに低い焼付温度で十分に架橋した塗膜
を生ずることである。
って、125℃よりも高い温度で液体であり、そして重
付加化合物の重量を基にして、 a)0ないし2重量%の遊離イソシアネート基(NCO
として計算;分子量=42)、 b)3ないし16重量%のウレトジオン基(C2 N2 O
2 として計算;分子量=84)、 c)10ないし22重量%のウレタン基(−NH−CO
−O−として計算;分子量=59)、 d)0ないし20重量%のカルボン酸エステル基(−C
O−O−として計算;分子量=44)および e)0ないし25重量%のカーボネート基(−O−CO
−O−として計算;分子量=60) を含有するが、但しカルボン酸エステル基とカーボネー
ト基との合計含有量が少なくとも1重量%である重付加
化合物に関する。
1のイソシアネート基対イソシアネート反応性の基の当
量比において A)少なくとも2.0の平均イソシアネート官能度を有
するウレトジオン基含有ポリイソシアネートおよび B)成分A)とB)との合計重量を基にして70重量%
までの、A)で述べたポリイソシアネート以外のジイソ
シアネートを、 C)エステル基および/またはカーボネート基を含み、
かつ134ないし1200の平均分子量を有するジオー
ル、 D)成分C)とD)との合計重量を基にして80重量%
までの、エステル基とカーボネート基を含まず、かつ6
2ないし300の分子量を有するジオールおよび E)成分C)、D)およびE)の合計重量を基にして4
0重量%までの、イソシアネート基に対する一官能反応
性を有する化合物 と反応させることによって、上記の重付加化合物を製造
する方法に関する。最後に、本発明はポリウレタンプラ
スチックスを製造するための出発成分として、殊に耐熱
性サブストレートのための熱架橋性二成分ポリウレタン
粉末塗料中の架橋成分としてこれらの重付加化合物を使
用することに関する。
シアネート官能度を有するウレトジオン基含有ポリイソ
シアネートから選ばれる。これらのポリイソシアネート
は公知の方法に従い、単量体ジイソシアネートの一部の
イソシアネート基の接触二量化と、好ましくはそれに続
く過剰の未反応ジイソシアネートの分離によって、例え
ば薄層蒸留によって得ることができる。脂肪族状、脂環
式状、芳香族脂肪族状および/または芳香族状に結合し
たイソシアネート基と140ないし400の分子量を有
するジイソシアネートが化合物A)の製造に適してい
る。その例の中には1,4−ジイソシアナトブタン、
1,6−ジイソシアナトヘキサン、1,5−ジイソシア
ナト−2,2−ジメチルペンタン、2,2,4−および
2,4,4−トリメチル−1,6−ジイソシアナトヘキ
サン、1,10−ジイソシアナトデカン、1,3−およ
び1,4−ジイソシアナト−シクロヘキサン、1,3−
ジイソシアナト−2(4)−メチルシクロヘキサン、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(イソホロンジイソシアネ
ート)、1−イソシアナト−1−メチル−4(3)−イ
ソシアナトメチルシクロヘキサン、4,4′−ジイソシ
アナトジシクロヘキシルメタン、1,3−および1,4
−フェニレンジイソシアネート、2,4−および/また
は2,6−トルイレンジイソシアネート、ジフェニルメ
タン−2,4′−および/または−4,4′−ジイソシ
アネート、ナフチレン−1,5−ジイソシアネートおよ
びこれらの混合物が包含される。
知であって、イソシアネート基の二量化に触媒作用を与
える化合物、例えば米国特許第4,614,785号明
細書、第4欄、第11行ないし第47行または西ドイツ
特許出願公開明細書第1,934,763号および第
3,900,053号に記載されている有機第三ホスフ
ィン;西ドイツ特許出願公開明細書第3,030,51
3号、第3,227,779号および第3,437,6
35号に記載されているトリス(ジアルキルアミノ)ホ
スフィン;西ドイツ特許出願公開明細書第1,081,
895号および第3,739,549号に記載されてい
る置換されたピリジン;および欧州特許第417,60
3号明細書に記載されている置換されたイミダゾールま
たはベンズイミダゾールを包含している。好ましい化合
物A)は脂肪族状および/または脂環式状に結合したイ
ソシアネート基を有するジイソシアネートから製造され
たウレトジオン基含有ポリイソシアネートまたはこれら
のポリイソシアネートの混合物である。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
クロヘキサンから製造されたウレトジオン基含有ポリイ
ソシアネートが特に好ましい。接触二量化によってウレ
トジオン基含有ポリイソシアネートを製造する間に、そ
れよりも低い程度まで三量化反応が屡々起って、遊離N
CO基を基とする、成分A)の平均NCO官能度が一般
に2.0ないし2.5となるような、イソシアヌレート
基を含む、二官能性よりも官能性の高いポリイソシアネ
ートを生ずる。
製造に適しているものとして前に挙げたジイソシアネー
トから選ばれる。ジイソシアネートB)は、もし使用す
るならば、成分A)とB)との合計重量を基にして、7
0重量%までの量、好ましくは50重量%までの量で使
用される。本発明方法に適している出発成分A)とB)
との混合物は、ウレトジオン基含有ポリイソシアネート
の単量体ジイソシアネート溶液、例えば未反応の過剰の
ジイソシアネートの分離を省く場合に化合物A)の前記
製造において得られるような溶液を包含している。この
実施態様において出発成分A)とB)との合計量中のジ
イソシアネートB)の割合もまた70重量%までとなる
ことができる。好ましいジイソシアネートB)は脂環式
状に結合したイソシアネート基を有するジイソシアネー
トである。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および/また
は4,4′−ジイソシアナトジシクロヘキシルメタンを
使用するのが殊に好ましい。
/またはカーボネート基を含み、かつ134ないし12
00、好ましくは176ないし800の平均分子量(こ
れは官能度とヒドロキシル価から計算できる)を有する
ジオールが成分C)として用いられる。これらのジオー
ルは公知のエステル基含有ジオールから選ばれ、そして
これらは、例えば、二価アルコールを化学量論量よりも
少ない量のジカルボン酸、これに対応するジカルボン酸
無水物もしくは低級アルコールの対応するジカルボン酸
エステル、またはラクトンと反応させることによって製
造できる。それらのエステルジオールを製造するのに適
した二価アルコールは62ないし300の分子量を有す
る二価アルコール、例えば1,2−エタンジオール、
1,2−および1,3−プロパンジオール、ブタンジオ
ール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ヘプタン
ジオールおよびオクタンジオールの各異性体、1,2−
および1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シク
ロヘキサンジメタノールおよび4,4′−(1−メチル
エチリデン)−ビスシクロヘキサノールを包含してい
る。
れる酸または酸誘導体は、酸基またはその誘導基に結合
している炭素原子に関して脂肪族、脂環式、芳香族およ
び/またはヘテロ芳香族であってよく、そしてまた不飽
和および/または、例えばハロゲン原子で置換されてい
てもよい。好適な酸の例は118ないし300の分子量
を有する二価のカルボン酸またはそれらの誘導体、例え
ばこはく酸、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸、イソ
フタル酸、無水フタル酸、テトラヒドロフタル酸、マレ
イン酸、無水マレイン酸、二量体脂肪酸、テレフタル酸
ジメチルエステルおよびテレフタル酸ビスグリコールエ
ステルである。これらの化合物の混合物もまたエステル
ジオールの製造に使用できる。好ましいエステルジオー
ルは公知方法により、出発分子としてのラクトンおよび
二価アルコールから、開環反応を経て製造されるエステ
ルジオールである。これらのエステルジオールの製造に
適しているラクトンはβ−プロピオラクトン、γ−ブチ
ロラクトン、γ−およびδ−バレロラクトン、ε−カプ
ロラクトン、3,5,5−および3,3,5−トリメチ
ルカプロラクトンまたはこれらの混合物を包含してい
る。好適な出発分子は62ないし300の分子量を有す
る前述の二価アルコールおよびこれらの混合物を包含し
ている。特に好ましいエステルジオールはε−カプロラ
クトンから製造されたエステルジオールである。
ールを包含している。このようなジオールは公知であっ
て、62ないし300の分子量を有する前記の二価アル
コールを炭酸ジアリール(例えば炭酸ジフェニル)、ホ
スゲンおよび好ましくは環状カーボネート(例えばトリ
メチレンカーボネートまたは2,2−ジメチル−トリメ
チレンカーボネート(ネオペンチルグリコールカーボネ
ート、NPC))と反応させることによって得られるジ
オールを包含している。混合物もまた使用できる。特に
好ましいカーボネートジオールは出発分子としての二価
アルコールとNPCから製造されるカーボネートジオー
ルである。エステル基とカーボネート基との両方を含む
ジオールもまた成分C)として適している。このような
エステル−カーボネートジオールは西ドイツ特許出願公
告明細書第1,770,245号に従い、前記の二価ア
ルコールを前記のラクトン、好ましくはε−カプロラク
トンと反応させ、その結果生成したエステルジオールを
それに続いて炭酸ジフェニルと反応させることによって
製造できる。しかしながら、二価アルコールをラクトン
と環状カーボネートとの混合物と反応させることによっ
て得られるエステル−カーボネートジオールが好ましく
使用される。
ボネートジオールおよびエステル−カーボネートジオー
ルを製造するのは、一般にルイス酸、ブレンステッド酸
または有機錫化合物または有機チタン化合物の存在下に
20ないし200℃、好ましくは50ないし160℃の
温度で遂行される。本発明方法においては前述のエステ
ルジオール、カーボネートジオールおよびエステル−カ
ーボネートジオールのいずれの所望の混合物も成分C)
として使用できる。エステル基も、またカーボネート基
も含まないで、62ないし300の分子量を有するジオ
ールD)を本発明方法において随意に使用できる。この
ようなジオールは化合物C)を製造するための前記二価
アルコールまたはこれらのアルコールの混合物を包含し
ている。ジオールD)は、もし使用されるならば、成分
C)とD)との合計量を基にして、80重量%までの
量、好ましくは60重量%までの量で使用される。化合
物C)とD)との好適な混合物は、二価アルコールのう
ちの或る種のものだけを酸、酸誘導体、炭酸ジアリー
ル、環状カーボネートまたはホスゲンによって、エステ
ル基および/またはカーボネート基を含むジオールに転
化するときに得ることができる。
に対して一官能反応性を有する化合物E)を随意に使用
できる。好適な化合物E)は31ないし300の分子量
を有する脂肪族または脂環式のモノアミンまたはモノア
ルコールから選ばれる。その例の中には、メチルアミ
ン、エチルアミン、n−プロピルアミン、イソプロピル
アミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミ
ンおよびオクチルアミンの各異性体、n−ドデシルアミ
ン、n−テトラデシルアミン、n−ヘキサデシルアミ
ン、n−オクタデシルアミン、シクロヘキシルアミンお
よびメチルヘキシルアミンおよびアミノメチルシクロヘ
キサンの各異性体のような第一モノアミン;ジメチルア
ミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジイソプロ
ピルアミン、ジブチルアミン、ジイソブチルアミン、ビ
ス(2−エチルヘキシル)アミンおよびN−メチル−ま
たはN−エチル−シクロヘキシルアミンおよびジシクロ
ヘキシルアミンのような第二モノアミン;およびメタノ
ール、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、イソブタノール、sec−ブタノ
ール、ペンタノール、ヘキサノール、オクタノールおよ
びノナノールの各異性体、n−デカノール、n−ドデカ
ノール、n−テトラデカノール、n−ヘキサデカノー
ル、n−オクタデカノール、シクロヘキサノールおよび
メチルシクロヘキサノールおよびヒドロキシメチルシク
ロヘキサンの各異性体が包含される。一官能性化合物
E)は、もし使用されるならば、化合物C)、D)およ
びE)の合計量を基にして、40重量%までの量、好ま
しくは25重量%までの量で使用される。本発明方法に
とって好ましい化合物E)は前記の脂肪族または脂環式
のモノアルコールである。
1ないし1.2:1、好ましくは0.8:1ないし1.
1:1のイソシアネート基対イソシアネート反応性の基
の当量比で、ウレトジオン基含有ポリイソシアネート
A)および随意のジイソシアネートB)を、エステル基
および/またはカーボネート基を含むジオールC)、エ
ステル基もカーボネート基も含まない随意のジオール
D)および随意に一官能性化合物E)と、40ないし1
10℃、好ましくは60ないし105℃の反応温度にお
いて反応させる。当量または過剰量のイソシアネート基
を使用するときには、残留NCO分が高々2.0重量
%、好ましくは1.2重量%未満、そしてより好ましく
は0.9重量%未満となるまで反応が遂行される。当量
よりも少ない量のイソシアネート基を使用するときに
は、残留NCO分が0.5重量%未満、好ましくは0.
2重量%未満となるまで、より好ましくは全てのイソシ
アネート基が完全に反応し終るまで反応が遂行される。
出発化合物の種類と割合は、生成した重付加化合物が
a)ないしe)の要件を満足させるように選ばれる。
a)の含有量は好ましくは1.2重量%よりも少なく、
より好ましくは0.9重量%よりも少ない。ウレトジオ
ン基b)の含有量は好ましくは5ないし15重量%、よ
り好ましくは7ないし14重量%である。ウレタン基
c)の含有量は好ましくは11ないし20重量%、より
好ましくは12ないし17重量%である。カルボン酸エ
ステル基d)の含有量は好ましくは0ないし18重量
%、より好ましくは0ないし16重量%である。カーボ
ネート基e)の含有量は好ましくは0ないし20重量
%、より好ましくは0ないし15重量%である。カルボ
ン酸エステル基とカーボネート基との合計含有量は好ま
しくは少なくとも2重量%、より好ましくは少なくとも
3重量%である。重付加化合物は40℃よりも低い温度
で固体であって、125℃を超える温度で液体であり、
そして好ましくは40ないし110℃、より好ましくは
50ないし100℃の温度範囲内の、示差熱分析法(D
TA)によって測定される融点または溶融範囲を有す
る。本発明のウレトジオン基含有重付加生成物は、それ
の融点または溶融範囲より僅かしか高くない温度でも極
めて低い溶融粘度を特徴としている。それ故、その重付
加生成物は本発明方法に従い、ウレトジオン基の開裂温
度よりも低い温度において溶融状態で製造することがで
きる。
べて好ましさに劣るけれども、イソシアネート基に対し
て不活性である適当な溶剤の中で遂行してもよい。好適
な溶剤は酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコール
モノメチルまたはモノエチルエーテルアセテート、1−
メトキシプロピル−2−アセテート、2−ブタノン、4
−メチル−2−ペンタノン、シクロヘキサノン、トルエ
ン、プロピレングリコールジアセテート、ジエチレング
リコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールエチ
ルおよびブチルエーテルアセテート、N−メチルピロリ
ドン、N−メチルカプロラクタムおよびそれらの混合物
のような公知の塗料用溶剤を包含している。これらの溶
剤は反応が終ったときに適当な方法、例えば吸引濾過、
噴霧乾燥またはエンドレス蒸発スクリュを用いる溶融押
出によって本発明の生成物から分離しなければならな
い。
反応を促進するために本発明方法で使用できる。それの
例の中には、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−エンドエチレ
ンピペラジン、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−ジメチルアミノシクロヘ
キサンおよびN,N′−ジメチルピペラジンのような第
三アミン;および塩化鉄(III )、塩化亜鉛、2−エチ
ルカプロン酸亜鉛、エチルカプロン酸錫(II)、ジラウ
リン酸ジブチル錫(IV)およびグリコール酸モリブデン
のような金属塩が包含される。これらの触媒は出発化合
物A)ないしE)の合計重量を基にして、0.001な
いし2.0重量%、好ましくは0.01ないし0.2重
量%の量で随意に使用される。本発明の重付加化合物は
イソシアネート重付加方法によってポリウレタンプラス
チックスを製造するための貴重な出発物質である。それ
らは特に封鎖剤を含まない熱硬化性PUR粉末塗料にお
ける架橋成分として用いられる。
パートナーは、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アミ
ノ基、チオール基、ウレタン基または尿素基のようなイ
ソシアネート反応性の基を含む、粉末塗料技術から公知
の結合剤である。しかしながら、40℃よりも低い温度
で固体であって130℃を超える温度で液体であるヒド
ロキシ官能性の粉末塗料用結合剤が好ましく使用され
る。示差熱分析(DTA)によって測定される−これら
のヒドロキシ官能性樹脂の軟化温度は、好ましくは30
ないし120℃、より好ましくは35ないし110℃で
ある。これらの樹脂のヒドロキシル価は一般に25ない
し200、好ましくは30ないし130であり、そして
それらの平均分子量(これは官能度とヒドロキシル含有
量から計算できる)は一般に400ないし10,00
0、好ましくは1,000ないし5,000である。こ
のような粉末塗料用結合剤は前述の従来技術文献、例え
ばEP−A−0,045,998およびEP−A−0,
254,152に記載されているようなヒドロキシル基
含有ポリエステル、ポリアクリレートおよびポリウレタ
ンを包含している。これらの樹脂の混合物も使用でき
る。
加化合物は適当なヒドロキシ官能性の粉末塗料用結合剤
と混合される。その他の添加剤(例えば触媒、顔料、充
填剤および流動性改良剤(flow agent))も
随意に添加できる。これらの成分は、例えば押出機また
は混練機を用いて混ぜ合わされて、個々の成分の溶融範
囲よりも高い温度、例えば70ないし130℃、好まし
くは70ないし110℃で均質な材料を生ずる。溶融物
が冷却されたときに得られた固体はその後粉砕され、そ
して所望の寸法よりも大きい、例えば0.1mmよりも
大きい寸法を有する粒子が篩分けによって除かれる。本
発明の重付加化合物およびヒドロキシ官能性の結合剤
は、イソシアネート基対ヒドロキシル基の当量比が0.
6ないし1.4、好ましくは0.8ないし1.2となる
ような量で使用される。本発明の重付加化合物中のイソ
シアネート基は、イソシアネート基の合計数がウレトジ
オン基および遊離イソシアネート基として二量体の形で
存在するものと理解される。
媒はポリウレタン化学から公知のものであって、本発明
の化合物を製造するための反応を促進させるために前に
述べたものを包含している。これらの触媒は有機結合剤
の合計量、すなわち本発明の重付加化合物およびヒドロ
キシ官能性の粉末塗料用結合剤の合計量であって、随意
の添加剤を含まないその合計量を基にして0.01ない
し5.0重量%、好ましくは0.05ないし1.0重量
%の量で随意に添加することができる。その結果得られ
た、そのまま噴霧できるように用意された粉末塗料は静
電粉末被覆または回転焼結(whirl sinter
ing)のような通例の粉末塗装法によって、被覆すべ
きサブストレートに塗布することができる。表面の塗料
は約10ないし30分の間110ないし220℃、好ま
しくは130ないし200℃の温度に加熱することによ
って硬化される。溶剤および薬品に対する優れた抵抗性
を特徴とする硬くて弾力のある塗膜が得られる。
の低い溶融粘度のため、それによって生じた粉末塗料は
優れた流動性と極めて高い光沢度を示す。十分に架橋し
た塗膜を得るためには、エステル基もカーボネート基も
含まない従来技術の対応する重付加化合物を使用すると
きよりも明らかに低い焼付温度ですむ。本発明によれ
ば、ガラスまたは金属のような耐熱性のサブストレート
を塗装することができる。以下の実施例は本発明をさら
に説明するのに役立っている。光沢度を除いて、全ての
部および百分率は重量部および重量百分率である。
282gのε−カプロラクトンを室温で混合した。0.
3gのオクタン酸錫(II)を加えてから、この混合物を
5時間160℃に加熱した。室温まで冷却した後、下記
の特性データを有する無色の液体生成物が得られた。 η(23℃): 240mPa
・s OH価: KOH342
mg/g 遊離カプロラクトン: 0.3% 平均分子量(OH価から計算): 327 エステル基含有量(計算値): 27.6%
712gのε−カプロラクトンを室温で混合した。0.
3gのオクタン酸錫(II)を加えてから、この混合物を
5時間160℃に加熱した。室温まで冷却した後、下記
の特性データを有する無色の液体生成物が得られた。 η(23℃): 180mPa
・s OH価: KOH416
mg/g 遊離カプロラクトン: 0.2% 平均分子量(OH価から計算): 269 エステル基含有量(計算値): 25.3%カーボネート基を含むジオールC3 乾燥窒素の下で901gの1,4−ブタンジオールと2
600gのネオペンチルグルコールカーボネート(NP
C)を室温で混合した。0.4gの正燐酸を加えてか
ら、この混合物を8時間160℃に加熱した。室温まで
冷却した後、下記の特性データを有する実際上無色の液
体生成物が得られた。 η(23℃): 6500mP
a・s OH価: KOH306
mg/g 遊離NPC: 0.8% 平均分子量(OH価から計算): 366 カーボネート基含有量(計算値): 34.3%
300gのNPCを室温で混合した。0.2gの正燐酸
を加えてから、この混合物を8時間160℃に加熱し
た。室温まで冷却した後、下記の特性データを有する実
際上無色の液体生成物が得られた。 η(23℃): 1500mP
a・s OH価: KOH519
mg/g 遊離NPC: 0.5% 平均分子量(OH価から計算): 216 カーボネート基含有量(計算値): 27.3%エステル基を含むジオールC5 乾燥窒素の下で1182gの1,6−ヘキサンジオール
と1141gのε−カプロラクトンを室温で混合した。
0.2gのオクタン酸錫(II)を加えてから、この混合
物を5時間160℃に加熱した。室温まで冷却した後、
下記の特性データを有する無色の液体生成物が得られ
た。 η(23℃): 210mPa
・s OH価: KOH474
mg/g 遊離カプロラクトン: 0.2% 平均分子量(OH価から計算): 236 エステル基含有量(計算値): 18.9%
ソシアナトメチル−シクロヘキサン(IPDI)を基と
し、そして17.9%の遊離イソシアネート基含有量、
2.0の平均NCO官能度および19.1%のウレトジ
オン基含有量(熱滴定によって測定)を有するウレトジ
オン基含有ポリイソシアネート1000g(4.3当
量)を乾燥窒素の下で80℃に加熱した。ついでエステ
ル基を含むジオールC1 556g(3.4当量)と2
−エチル−1−ヘキサノール117g(0.9当量)と
の混合物を30分以内で加えてから、7ないし8時間後
に、反応混合物のNCO含有量が0.8%に低下するま
で、その混合物を100℃の最高反応温度において撹拌
した。溶融物をシート状金属のプレート上に注いで冷却
させると、下記の特性データを有する実際上無色の固体
樹脂の形で本発明の重付加化合物が得られた。 NCO含有量: 0.8% ウレトジオン基含有量(計算値): 11.9% NCO合計含有量: 12.7% 融点: 65−68℃ エステル基含有量(計算値): 9.2% ウレタン基含有量(計算値): 15.2%
シアネート1000g(4.3当量)を80℃に加熱し
た。ついで153g(3.4当量)の1,4−ブタンジ
オールと117g(0.9当量)の2−エチル−1−ヘ
キサノールとの混合物を30分以内に加えた。反応混合
物の粘度が急速に上昇した結果、混合物を撹拌できるこ
とを保証するために加熱浴の温度を110℃に上昇させ
なければならなかった。ほぼ40分の後、反応混合物の
NCO含有量は2.8%であった。60分後には、外部
温度が一定に保持されたという事実にも拘らず、反応混
合物の温度は110℃から127℃まで上昇したが、こ
れは撹拌中に生ずる剪断力の作用の下で粘度が上昇し続
けたからである。NCO含有量は4.1%に上昇して、
比較的長い反応期間の後でも再び低下することはなかっ
た。この比較例は、ウレトジオン基を含む実施例1のポ
リイソシアネートを、実施例1で述べたような溶融物の
形で、エステル基もカーボネート基も含まないジオール
と反応させたときには、ウレトジオンの高度の開裂およ
びイソシアネート基の再構成が起ったことを示してい
る。
ン基含有ポリイソシアネート1000g(4.3当量)
を1270gの非水性トルエン中に加えた。153g
(3.4当量)の1,4−ブタンジオールと117g
(0.9当量)の2−エチル−1−ヘキサノールとの混
合物を30分以内で加え、そしてNCO含有量が0.2
%の値に低下するまで、その混合物を100℃の反応温
度で撹拌した。ついで、得られた黄色溶液から、市販の
実験室的な噴霧乾燥機ミニスプレイドライヤ(Mini
spray Dryer)190(ブュッヒ(Buec
hi)製)を用いる噴霧乾燥によって溶剤を完全に除去
した。下記の特性データを有する淡黄色の生成物が得ら
れた。 NCO含有量: 0.3% ウレトジオン基含有量(計算値): 15.0% NCO合計含有量: 15.3% 融点: 105−11
1℃
シアネート1000g(4.3当量)を80℃に加熱し
た。ついでエステル基を含むジオールC2 457g
(3.4当量)と2−エチル−1−ヘキサノール117
g(0.9当量)との混合物を30分以内に加え、そし
て約2時間後に、反応混合物のNCO含有量が0.7%
の値に低下するまで、その混合物を105℃の最高反応
温度で撹拌した。溶融物をシート状金属のプレート上に
注いで冷却すると、下記の特性データを有する実際上無
色の固体樹脂の形で本発明の重付加化合物が得られた。 NCO含有量: 0.7% ウレトジオン基含有量(計算値): 12.1% NCO合計含有量: 12.8% 融点: 82−83℃ エステル基含有量(計算値): 7.3% ウレタン基含有量(計算値): 16.1%
シアネート1000g(4.3当量)を80℃に加熱し
た。ついでカーボネート基を含むジオールC3622g
(3.4当量)と2−エチル−1−ヘキサノール117
g(0.9当量)との混合物を30分以内に加え、そし
て約2時間後に、反応混合物のNCO含有量が0.5%
の値に低下するまで、その混合物を110℃の最高反応
温度で撹拌した。溶融物をシート状金属のプレート上に
注いで冷却すると、下記の特性データを有する実際上無
色の固体樹脂の形で本発明の重付加化合物が得られた。 NCO含有量: 0.5% ウレトジオン基含有量(計算値): 11.0% NCO合計含有量: 11.5% 融点: 87−89℃ カーボネート基含有量(計算値): 12.3% ウレタン基含有量(計算値): 14.6%
シアネート1000g(4.3当量)を80℃に加熱し
た。ついで、エステル基を含むジオールC2229g
(1.7当量)、カーボネート基を含むジオールC4
184g(1.7当量)および2−エチル−1−ヘキサ
ノール117g(0.9当量)との混合物を30分以内
に加え、そして約3時間の後に、反応混合物のNCO含
有量が0.8%の値に低下するまで、その混合物を100
℃の最高反応温度で撹拌した。溶融物をシート状金属の
プレート上に注いで冷却すると、下記の特性データを有
する実際上無色の固体樹脂の形で本発明の重付加化合物
が得られた。 NCO含有量: 0.8% ウレトジオン基含有量(計算値): 12.5% NCO合計含有量: 13.3% 融点: 89−91℃ エステル基含有量(計算値): 3.8% カーボネート基含有量(計算値): 3.3% ウレタン基含有量(計算値): 16.6%
し、そして21.6%の遊離イソシアネート基含有量、
2.3の平均NCO官能度および15.0%のウレトジ
オン基含有量(熱滴定によって測定)を有する、ウレト
ジオン基とイソシアヌレート基を含むポリイソシアネー
ト1000g(5.1当量)を乾燥窒素の下で80℃に
加熱した。ついで、n−ブタノール113g(1.5当
量)、エステル基を含むジオールC5 295g(2.
5当量)および1,6−ヘキサンジオール130g
(1.1当量)の混合物を30分以内に加え、そして、
約2時間後に、反応混合物のNCO含有量が0.7%の
値に低下するまで、その混合物を最高104℃の反応温
度で撹拌した。溶融物をシート状金属のプレート上に注
いで冷却すると、下記の特性データを有する無色の固体
樹脂の形で本発明の重付加化合物が得られた。 NCO含有量: 0.7% ウレトジオン基含有量(計算値): 9.8% NCO合計含有量: 10.5% 融点: 84−91℃ エステル基含有量(計算値): 3.6% ウレタン基含有量(計算値): 19.6%
38.2重量部、1,6−ヘキサンジオール5.3重量
部および1,1,1−トリメチロールプロパン4.5重
量部から製造されて、50のOH価および55ないし6
0℃の溶融範囲(示差熱分析によって測定)を有するヒ
ドロキシル基含有ポリエステル76.0重量部を、実施
例1に従って得られた本発明の重付加化合物(全NCO
/OH当量比=1:1)22.5重量部、市販の流動性
改良剤(ペレノール(Perenol)F30P、ヘン
ケル、デュッセルドルフ製)1.0重量部および触媒と
してのオクタン酸錫(II)0.5重量部と徹底的に混合
した。ついでPLK46型のバス コ−ニーダ(Bus
s co−kneader)を用いて、この混合物を、
150回転/分および装入領域並びにシャフトにおける
40℃および加工部分における80℃のハウジング温度
で均質化すると、95ないし100℃の塊温度(mas
s temperature)に達した。固化した溶融
物を粉砕し、そして90μmの篩を有するセパレータミ
ルACM2(ホソカワ ミクロプル(Hosokawa
Mikropul)製)を用いてふるった。その結果
生成した粉末を、ESBカップピストルを用いて70k
Vの高電圧で、グリースが除かれたシート状スチール板
の上に吹き付け、そして160℃において30分間、つ
いで170℃において30分間硬化処理を施して滑らか
な透明被膜を形成させた。
得られた重付加化合物19.4重量部、市販の流動性改
良剤(ペレノールF30P、ヘンケル、デュッセルドル
フ製)1.0重量部および触媒としてのオクタン酸錫
(II)0.5重量部とともに、同じヒドロキシル基含有
ポリエステル79.1重量部から(全NCO/OH当量
比=1:1)、類似の方法で透明な粉末塗料を製造し
た。この透明な粉末塗料を上記のようにして、グリース
が除かれているシート状スチール板の上に吹付け、そし
て160℃において30分間、ついで170℃において
30分間硬化処理を施した。約60μmの被膜厚みにお
いて、下記の塗膜特性が認められた。
ックス b) 光沢=ガードナーによる光沢、20°および60
°の反射角 c) Ac=アセトン試験; DR=飽和させた木綿ウールパッドによる二重こすり回
数 等級= 0=被膜が不変 1=被膜表面が軟化 2=被膜が基部まで膨潤 m=無光沢(光沢の喪失)
使用することによって、比較的低い焼付温度でも、十分
に架橋した弾力のある塗膜が得られることを示してい
る。この塗料はまた、改良された流動性と高い光沢度を
特徴としている。
ロキシル基含有ポリエステル、市販の流動性改良剤(ア
クロナル(Acronal)F4,BASF製)、白色
顔料R−KB4(TiO2 )および実施例4、5および
6および比較用実施例3による重付加化合物から(全N
CO/OH当量比=1:1)、下記の組成(重量部)を
有する白色塗料を調製した。
が除かれたシート状スチール板の上に、これらの粉末を
70kVの高電圧で吹付けて、それぞれの場合170℃
で30分間硬化処理を施した。60±5μmの被膜厚み
において、次の塗膜特性が認められた。
は、比較用実施例よりも大きい弾力性と光沢度を特徴と
する塗膜が得られた。
7.0重量部、メタクリル酸n−ブチル24.0重量
部、スチレン18.9重量部、メタクリル酸2−ヒドロ
キシエチル19.1重量部およびアクリル酸1.0重量
部から製造されて、70のOH価と62ないし66℃の
溶融範囲(示差熱分析によって測定)を有するヒドロキ
シル基含有ポリアクリレート61.9重量部、実施例7
によって得られた本発明の重付加化合物37.1重量部
(全NCO/OH当量比=1.2:1)および市販の流
動性改良剤(ペレノールF30P、ヘンケル,デュッセ
ルドフル製)1.0重量部から透明な粉末塗料を調製し
た。この塗料を、グリースが除かれたシート状スチール
板の上に吹付けてから、150℃において30分間、1
60℃において30分間、そして170℃において30
分間硬化処理を施して、滑らかな透明塗膜を形成させ
た。約60μmの被膜厚みにおいて、次の塗膜特性が認
められた。
べられてきたけれども、このような詳細な説明は専らそ
の目的のためであって、本発明が特許請求の範囲に記載
された事項によって制限されることを除き、本発明の精
神と範囲を外れないで、当業者がその中で様々な変更を
なし得ることは当然理解されるべきである。以上、発明
の詳細な説明において詳しく説明した本発明を具体的に
要約すれば次の通りである。
て、125℃よりも高い温度で液体であり、そして重付
加化合物の重量を基にして、 a)0ないし2重量%の遊離イソシアネート基(NCO
として計算;分子量=42)、 b)3ないし16重量%のウレトジオン基(C2 N2 O
2 として計算;分子量=84)、 c)10ないし22重量%のウレタン基(−NH−CO
−O−として計算;分子量=59)、 d)0ないし20重量%のカルボン酸エステル基(−C
O−O−として計算;分子量=44)および e)0ないし25重量%のカーボネート基(−O−CO
−O−として計算;分子量=60) を含有するが、但しカルボン酸エステル基とカーボネー
ト基との合計含有量が少なくとも1重量%である重付加
化合物。
て、125℃よりも高い温度で液体であり、そして重付
加化合物の重量を基にして、 a)0ないし2重量%の遊離イソシアネート基(NCO
として計算;分子量=42)、 b)3ないし16重量%のウレトジオン基(C2 N2 O
2 として計算;分子量=84)、 c)10ないし22重量%のウレタン基(−NH−CO
−O−として計算;分子量=59)、 d)0ないし20重量%のカルボン酸エステル基(−C
O−O−として計算;分子量=44)および e)0ないし25重量%のカーボネート基(−O−CO
−O−として計算;分子量=60) を含有するが、但しカルボン酸エステル基とカーボネー
ト基との合計含有量が少なくとも1重量%である重付加
化合の製造方法であって、1.2:1ないし0.6:1
のイソシアネート基対イソシアネート反応性の基の当量
比において A)少なくとも2.0の平均イソシアネート官能度を有
するウレトジオン基含有ポリイソシアネート1種または
2種以上および B)成分A)とB)との合計重量を基にして70重量%
までの、A)で述べたポリイソシアネート以外のジイソ
シアネート1種または2種以上を、 C)エステル基および/またはカーボネート基を含み、
かつ134ないし1200の平均分子量を有するジオー
ル1種または2種以上、 D)成分C)とD)との合計重量を基にして80重量%
までの、エステル基とカーボネート基を含まず、かつ6
2ないし300の分子量を有するジオール1種または2
種以上、および E)成分C)、D)およびE)の合計重量を基にして4
0重量%までの、イソシアネート基に対する一官能反応
性を有する化合物1種または2種以上 と反応させることを特徴とする、前記製造方法。
ートA)が、脂肪族状および/または脂環式状に結合し
たイソシアネート基を有するジイソシアネートから製造
される上記第2項記載の製造方法。 (4)ウレトジオン基含有ポリイソシアネートA)が
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から製造される上記第2項記載
の製造方法。 (5)I)40℃よりも低い温度で固体であって、12
5℃よりも高い温度で液体であり、そして重付加化合物
の重量を基にして、 a)0ないし2重量%の遊離イソシアネート基(NCO
として計算;分子量=42)、 b)3ないし16重量%のウレトジオン基(C2 N2 O
2 として計算;分子量=84)、 c)10ないし22重量%のウレタン基(−NH−CO
−O−として計算;分子量=59)、 d)0ないし20重量%のカルボン酸エステル基(−C
O−O−として計算;分子量=44)および e)0ないし25重量%のカーボネート基(−O−CO
−O−として計算;分子量=60) を含有するが、但しカルボン酸エステル基とカーボネー
ト基との合計含有量が少なくとも1重量%である重付加
化合物および II)イソシアネート反応性の基を含む化合物を含む粉末
塗料。 (6)イソシアネート反応性の基を含む前記化合物がヒ
ドロキシル官能性の樹脂である上記第5項記載の塗料。
Claims (3)
- 【請求項1】 40℃よりも低い温度で固体であって、
125℃よりも高い温度で液体であり、そして重付加化
合物の重量を基にして、 a)0ないし2重量%の遊離イソシアネート基(NCO
として計算;分子量=42)、 b)3ないし16重量%のウレトジオン基(C2 N2 O
2 として計算;分子量=84)、 c)10ないし22重量%のウレタン基(−NH−CO
−O−として計算;分子量=59)、 d)0ないし20重量%のカルボン酸エステル基(−C
O−O−として計算;分子量=44)および e)0ないし25重量%のカーボネート基(−O−CO
−O−として計算;分子量=60) を含有するが、但しカルボン酸エステル基とカーボネー
ト基との合計含有量が少なくとも1重量%である重付加
化合物。 - 【請求項2】 40℃よりも低い温度で固体であって、
125℃よりも高い温度で液体であり、そして重付加化
合物の重量を基にして、 a)0ないし2重量%の遊離イソシアネート基(NCO
として計算;分子量=42)、 b)3ないし16重量%のウレトジオン基(C2 N2 O
2 として計算;分子量=84)、 c)10ないし22重量%のウレタン基(−NH−CO
−O−として計算;分子量=59)、 d)0ないし20重量%のカルボン酸エステル基(−C
O−O−として計算;分子量=44)および e)0ないし25重量%のカーボネート基(−O−CO
−O−として計算;分子量=60) を含有するが、但しカルボン酸エステル基とカーボネー
ト基との合計含有量が少なくとも1重量%である重付加
化合物の製造方法であって、1.2:1ないし0.6:
1のイソシアネート基対イソシアネート反応性の基の当
量比において A)少なくとも2.0の平均イソシアネート官能度を有
するウレトジオン基含有ポリイソシアネート1種または
2種以上および B)成分A)とB)との合計重量を基にして70重量%
までの、A)で述べたポリイソシアネート以外のジイソ
シアネート1種または2種以上を、 C)エステル基および/またはカーボネート基を含み、
かつ134ないし1200の平均分子量を有するジオー
ル1種または2種以上、 D)成分C)とD)との合計重量を基にして80重量%
までの、エステル基とカーボネート基を含まず、かつ6
2ないし300の分子量を有するジオール1種または2
種以上、および E)成分C)、D)およびE)の合計重量を基にして4
0重量%までの、イソシアネート基に対する一官能反応
性を有する化合物1種または2種以上 と反応させることを特徴とする、前記製造方法。 - 【請求項3】 I)40℃よりも低い温度で固体であっ
て、125℃よりも高い温度で液体であり、そして重付
加化合物の重量を基にして、 a)0ないし2重量%の遊離イソシアネート基(NCO
として計算;分子量=42)、 b)3ないし16重量%のウレトジオン基(C2 N2 O
2 として計算;分子量=84)、 c)10ないし22重量%のウレタン基(−NH−CO
−O−として計算;分子量=59)、 d)0ないし20重量%のカルボン酸エステル基(−C
O−O−として計算;分子量=44)および e)0ないし25重量%のカーボネート基(−O−CO
−O−として計算;分子量=60) を含有するが、但しカルボン酸エステル基とカーボネー
ト基との合計含有量が少なくとも1重量%である重付加
化合物および II)イソシアネート反応性の基を含む化合物 を含む粉末塗料。
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