JPH08239446A - ウレトジオン基を含有し、二量化ジオールで変性された粉末塗料用架橋剤 - Google Patents
ウレトジオン基を含有し、二量化ジオールで変性された粉末塗料用架橋剤Info
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- C08G2150/20—Compositions for powder coatings
Abstract
変性されたPUR粉末架橋剤を提供する。 【解決手段】40℃未満では固体かつ125℃より高い
温度では液体であり、 a)0〜2重量%の遊離イソシアネート基(NCOで計
算、分子量42)、 b)3〜16重量%のウレトジオン基(C2 N2 O2 で
計算、分子量84)、及び c)10〜22重量%のウレタン基(−NH−CO−O
−で計算、分子量59、このうち少なくとも1重量%は
二量化ジオールとイソシアネート基との反応により得ら
れたものである)を含有する重付加化合物。
Description
変性されたウレトジオン基を含有する重付加化合物、そ
の製造方法、並びに熱架橋性粉末塗料用の架橋剤として
の用途に関する。
リヒドロキシル化合物との組み合わせは、室温では固体
状態であるが、熱架橋性粉末塗料のバインダーとして有
用である(例えば、ドイツ特許出願公開明細書第2,1
05,777号、同第2,542,191号、同第3,
143,060号、同第2,735,497号、同第
2,842,641号、欧州特許出願公開明細書第28
6,799号、同第218,040号、同第460,9
63号、ドイツ特許出願公開明細書第2,801,12
6号、欧州特許出願公開明細書第403,779号、P
CT国際公開第WO91/15532号、米国特許発明
明細書第3,857,818号、同第4,375,53
9号、欧州特許出願公開明細書第409,745号、ド
イツ特許出願公開明細書第2,812,252号、同第
2,946,085号、及び同第3,434,881号
参照)。上述の先行刊行物に記載された系は、熱架橋の
際に、ブロッキング剤として使用される化合物が分解
し、外界に逃れてしまうという共通の欠点を有する。従
って、環境及び健康の面から、排気空気の精製及び/ま
たはブロッキング剤の回収のために、このような物質を
扱う際には特別な予防対策が必要となる。この欠点を克
服する手段の一つとして、ウレトジオン基を含有する
が、ブロッキング剤を含まないポリイソシアネート架橋
剤を使用する方法が挙げられる。
えば、ドイツ特許出願公開明細書第2,420,475
号には、焼付ポリウレタン(PUR)用の架橋剤が記載
されている。この架橋剤はブロッキング剤を含まず、ウ
レトジオン基を含有するポリイソシアネートまたはポリ
イソシアネート混合物を、1個または2個、好ましくは
2個のイソシアネート反応性基を有する脂肪族または脂
環式化合物と反応させることによって得られる。特に、
エーテル基を任意に含有する単純ジオール(simple dio
l) と、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から調製されたウレトジオン
基を含有するポリイソシアネートとを反応させることに
より、140〜260℃の融点を有する固体架橋剤が得
られる。ヒドロキシ官能性反応物の存在下では、ウレト
ジオン基の分解は約110℃の低温度で起こるため、架
橋剤は溶融状態では製造できず、イソシアネートに対し
て不活性な溶剤中にて調製しなければならない。そのた
め、添加溶剤を除去する追加工程が必要となる。
94号、同第0,045,996号並びに同第0,04
5,998号には、直鎖状二官能性IPDIウレトジオ
ン、エーテル基を任意に含有する単純ジオール、及び任
意に連鎖停止モノアミンまたはモノアルコールから調製
されたウレトジオン基を含有する粉末架橋剤が開示され
ている。このような重付加物の製造では、ウレトジオン
基の分解を防ぐため、反応温度は110℃を越えてはな
らない。さらに、高ウレトジオン官能価と高架橋密度と
を有する架橋剤に必要な鎖伸長度が高くなる場合には、
即ち、二官能性IPDIウレトジオン中のNCO基のう
ち少なくとも70%がジオールと反応して鎖伸長を生じ
る場合には、分解温度またはそれ以上の温度で溶融する
物質が製造される。従って、溶液中以外では重付加化合
物を確実かつ再現性よく製造することはできず、このた
めさらに蒸発工程が必要となる。上述の先行刊行物に記
載されたIPDIウレトジオン粉末架橋剤は、分解温度
よりもかなり低い約80℃の融点を有するが、適切な攪
拌を行うことができないため、最大許容反応温度である
110℃では工場規模における溶融状態での製造の可能
性を制限するような高溶融粘度を有する。また、溶融粘
度が高いため、ウレトジオン基を含有する公知の架橋剤
から製造された粉末ラッカーは、光学特性、特にレベリ
ング特性に劣る。
した先行技術の重付加物の欠点を伴わないウレトジオン
基を含有するPUR粉末架橋剤を提供することである。
細に記載する本発明の重付加化合物によって達成され
る。この重付加化合物は、ジオール化合物を二量化アル
コールの形態で付加的に使用して製造されたウレトジオ
ン基を含有する重付加化合物が、その融点よりわずかに
高い温度でも、溶融状態で容易に製造できるほど低い溶
融粘度を有し、さらに、この重付加化合物を使用する
と、優れたレベリング特性と非常に高い光沢とを有する
粉末塗料を得ることができるという驚くべき観察に基づ
いている。特に驚くべきことに、本発明の重付加化合物
を架橋剤として含有するPUR粉末塗料は、二量化アル
コールを用いずに製造された先行技術の重付加化合物の
場合よりも明らかに低い焼付温度で硬化し、完全に架橋
した被膜を形成するのである。本発明は、40℃未満で
は固体であり、かつ125℃より高い温度では液体であ
る重付加化合物に関するものであり、前記重付加化合物
は、 a)0〜2重量%の遊離イソシアネート基(NCOで計
算、分子量42)、 b)3〜16重量%のウレトジオン基(C2 N2 O2 で
計算、分子量84)、及び c)10〜22重量%のウレタン基(−NH−CO−O
−で計算、分子量59、このうち少なくとも1重量%は
二量化ジオールとイソシアネート基との反応により得ら
れたものである)を含有する。
官能価が少なくとも2.0であるポリイソシアネート、
並びに B)成分A)及びB)の全重量に対し任意に70重量%
までの成分A)以外のジイソシアネートと、 C)二量化ジオール、 D)成分C)及びD)の全重量に対し任意に70重量%
までの成分C)以外の分子量が62〜300のジオー
ル、並びに E)成分C)、D)及びE)の全重量に対し任意に40
重量%までのイソシアネート反応性基を1個有する化合
物とを 1.2:1〜0.6:1のイソシアネート基:イソシア
ネート反応性基の当量比にて反応させることからなる上
述の重付加化合物の製造方法にも関する。さらに、本発
明は、上述の重付加化合物をポリウレタンプラスチック
の製造において出発成分として使用すること、特に耐熱
性支持体を被覆する熱架橋性二成分ポリウレタン粉末塗
料において架橋剤として使用することにも関する。
し、かつ平均イソシアネート官能価が少なくとも2.
0、好ましくは2.0〜2.5であり、NCO含有量が
10〜30重量%であるポリイソシアネートから選択さ
れる。このポリイソシアネートは、単量体ジイソシアネ
ートのイソシアネート基の一部を触媒二量化する公知の
方法にて得られる。好ましくは、過剰の未反応ジイソシ
アネートを薄層蒸留等により分離して残留分を0.5重
量%以下にする。出発化合物A)は、分子量が140〜
400である脂肪族性、脂環式性、芳香脂肪族性及び/
または芳香族性結合イソシアネート基を含有するあらゆ
るジイソシアネート、例えば、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
−または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−及び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−及び1,
4−フェニレンジイソシネート、2,4−及び/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’−及び/または−4,4’−ジイソシアネ
ート、ナフタレン−1,5−ジイソシアネート、並びに
これらの混合物といったジイソシアネートから調製され
る。
ト基の二量化により出発化合物A)を調製するための触
媒は公知であり、米国特許発明明細書第4,614,7
85号、第4欄、第11行〜第47行及びドイツ特許出
願公開明細書第1,934,763号及び同第3,90
0,053号に記載されている第三級有機ホスフィン、
ドイツ特許出願公開明細書第3,030,513号、同
第3,227,779号及び同第3,37,635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、ドイツ特許出願公開明細書第1,081,895
号及び同第3,739,549号に記載されている置換
ピリジン、欧州特許出願公開明細書第471,603号
に記載されている置換イミダゾールまたはベンズイミダ
ゾール等が含まれる。好適な出発化合物A)は、ウレト
ジオン基を含有するポリイソシアネートであり、脂肪族
性及び/または脂環式性結合イソシアネートを有するジ
イソシアネートから調製されたものである。
でありウレトジオン基含有量(C2N2 O2 )が15.
0〜25重量%である1,6−ジイソシアナトヘキサン
(HDI)に基づくウレトジオン基を含有するポリイソ
シアネート、またはNCO含有量が15.0〜18.9
重量%でありウレトジオン基含有量が12.0〜18.
9重量%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(IPD
I)に基づくウレトジオン基を含有するポリイソシアネ
ートを用いるのが特に好適である。ウレトジオン基を含
有するポリイソシアネートの混合物も好適であり、特に
NCO含有量が16.0〜24.0重量%かつウレトジ
オン基含有量が13.0〜24.0重量%でありHDI
とIPDIの混合物の二量化により得られるポリイソシ
アネートが好適である。ウレトジオン基を含有するポリ
イソシネートを触媒二量化により調製する公知の方法で
は、二量化反応はしばしば三量化反応を伴い、二官能性
よりも高官能性のイソシアネート基含有ポリイソシアネ
ートが得られる。従って、成分A)の平均NCO官能価
は、遊離のNCO基に基づいて、好ましくは2.0〜
2.5である。
混合して任意に使用することができる。例としては、出
発化合物A)の調製に用いる上述のジイソシアネートが
挙げられ、前記ジイソシアネートは脂肪族性、脂環式
性、芳香脂肪族性及び/または芳香族性結合イソシアネ
ートを含有するものである。ジイソシネートB)を使用
する場合、その量は、成分A)及びB)の全重量に対し
て70重量%まで、好ましくは50重量%までである。
出発成分A)及びB)の混合物は、ウレトジオン基を含
有するポリイソシアネートの単量体ジイソシアネート溶
液とすることができ、出発成分A)の製造にて、触媒二
量化の後に過剰の未反応ジイソシアネートを分離しない
場合に得られる。出発成分A)及びB)の全量における
ジイソシアネートB)の割合は、70重量%までとする
ことができる。ジイソシアネートB)は、好ましくは脂
環式結合性イソシアネート基を有するジイソシアネート
から選択される。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及び/
または4,4’−ジイソシアナトジシクロヘキシルメタ
ンを、ジイソシアネートB)として用いるのが特に好適
である。
細書第1,768,313号に記載されているように、
二量化脂肪酸及び/またはその対応するエステルの水素
添加等の公知の方法により得られる二量化ジオールから
選択される。オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、パ
ルミトール酸(palmitoleic acid)、エライジン酸、エル
カ酸及び/またはこれらのエステルの二量化物が好適で
ある。例えば、オリーブ油、ひまわり油、大豆油、綿実
油及び/またはトール油等の天然脂肪及び/または油の
クラッキングの際に得られるようなモノ−またはポリ−
不飽和脂肪酸混合物の二量化物がさらに好ましい。二量
化反応の条件によって、二量化脂肪酸は、少量から多量
のオリゴマー脂肪酸及び/または微量の単量体脂肪酸ま
たはこれらのエステルを伴う。二量化脂肪酸または脂肪
酸エステルが、比較的多量の単量体脂肪酸または脂肪酸
エステルを含む場合、水素添加して二量化ジオールとす
る前または後に、蒸留により単量体物質を、好ましくは
1〜4個の炭素原子を含有する低級アルコールの脂肪酸
エステルとして、分離するのが有利である。
ドイツ特許出願公告明細書第1,768,313号に従
い、従来のガス循環を備えた連続操作加圧水素添加装置
内で銅含有及び/または亜鉛含有触媒の存在下にて水素
添加することができる。この条件下では、脂肪酸のカル
ボキシル基は水素添加されて水酸基となり、任意に二量
化脂肪酸またはこれらのエステル中の二重結合も部分的
にまたは完全に水素添加される。また、水素添加の際に
二重結合を完全に保持するように水素添加を行うことも
できる。この場合、不飽和二量化ジオールが生成し、任
意に三量化トリオール及び残存モノマーも含んでいる。
しかしながら、二重結合が少なくとも部分的にまたは完
全に水素添加されるように水素添加を行うのが好まし
い。完全に飽和した二量化ジオールを製造する別の方法
は、飽和二量化脂肪酸を水素添加によって対応する飽和
二量化ジオールに転換するものである。シリカ/アルミ
ナ触媒の存在下での不飽和アルコールの二量化による二
量化ジオールの製造は、PCT国際公開第WO91/1
3981号に開示されている。使用する不飽和アルコー
ルは、パルミトレイル(palmitoleyl) 、オレイル、エラ
イジル、リノリル、リノレイル及びエルシルアルコール
等のモノ−及び/またはポリ−不飽和脂肪アルコールで
ある。この方法で得られた不飽和二量化ジオール中の二
重結合を、任意に部分的にまたは完全に水素添加するこ
とができる。
は、好ましくは、18個の炭素原子を有する脂肪酸また
はこれらのエステルまたは脂肪アルコールから上述の方
法のいずれかにて得られる36個の炭素原子を有する二
量化ジオールである。上述したように、上述の方法で製
造される二量化ジオールも、少量から多量の三量化トリ
オール及び残存モノマーを含有し、真の二量化ジオール
の割合は通常70重量%よりも多い。本発明では「二量
化ジオール」という語は、真の二量化ジオールだけでな
く対応する単量体アルコール及び対応する高級同族体、
特に対応するトリオールと二量化ジオールとの工業用混
合物も包含する。二量化ジオールC)は、好ましくは、
水酸基含有量及びヒドロキシル官能価から計算した平均
分子量が500〜670であり、平均ヒドロキシル官能
価が1.9〜2.2である。最も好適な二量化ジオール
は、上述の方法で製造された90〜99重量%の二量化
ジオールを含有するものである。これらのうち、とくに
好ましいのは、二重結合が少なくとも部分的にまたは完
全に水素添加された二量化ジオールである。出発化合物
C)は、好ましくは成分A)〜E)の全重量に対して2
0〜45重量%、さらに好ましくは25〜40重量%の
量で使用される。
用することができる。例としては、62〜300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−及び1,3−プロパンジオール、異性体
ブタンジオール、異性体ペンタンジオール、異性体ヘキ
サンジオール、異性体ヘプタンジオール、異性体オクタ
ンジオール、1,2−及び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並びに4,
4’−(1−メチルエチリデン)ビシクロヘキサノール
等が挙げられる。ジオールD)は、任意に、成分C)及
びD)の全重量に対して70重量%まで、好ましくは5
0重量%までの量で使用される。
性を有する化合物E)も、本発明の方法に任意に使用す
ることができる。例としては、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、異性
体ブチルアミン、異性体ペンチルアミン、異性体ヘキシ
ルアミン、異性体オクチルアミン、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、
異性体メチルシクロヘキシルアミン及びアミノメチルシ
クロヘキサン等の脂肪族または脂環式第一級モノアミ
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、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、N
−メチル及びN−エチルシクロヘキシルアミン及びジシ
クロヘキシルアミン等の脂肪族または脂環式第二級モノ
アミン、並びにメタノール、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、異性体ペンタノール、異性
体ヘキサノール、異性体オクタノール、異性体ノナノー
ル、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、異性体メチルシクロヘキサノ
ール及びヒドロキシメチルシクロヘキサン等の脂肪族ま
たは脂環式モノアルコールが挙げられる。単官能性化合
物E)は、任意に、成分C)、D)及びE)の全重量に
対して40重量%まで、好ましくは25重量%までの量
で使用される。好ましくは、化合物は脂肪族または脂環
式モノアルコールである。
するポリイソシアネートA)及び任意にジイソシアネー
トB)と、二量化ジオールC)及び任意にジオールD)
及び単官能性化合物E)とを、イソシアネート基:イソ
シアネート反応性基の当量比が1.2:1〜0.6:
1、好ましくは1.1:1〜0.8:1となるような量
で、40℃〜110℃、好ましくは60℃〜105℃の
温度にて反応させる。当量あるいは過剰量のイソシアネ
ート基を使用する場合には、残留NCO含有量が2.0
重量%以下、このましくは1.2重量%未満、さらに好
ましくは0.9重量%未満となるまで反応を続ける。化
学量論量未満のイソシアネート基を使用する場合には、
残留NCO含有量が0.5重量%未満、このましくは
0.2重量%未満となるまで、さらに好ましくは全ての
イソシアネート基が完全に反応するまで反応を続ける。
出発化合物の性質及び割合を、得られる重付加化合物が
基a)〜c)を必要量含有するように選択する。重付加
化合物中の遊離のイソシアネート基a)の含有量は好ま
しくは1.2重量%未満、さらに好ましくは0.9重量
%未満であり、ウレトジオン基b)の含有量は好ましく
は5〜15重量%、さらに好ましくは7〜14重量%で
あり、ウレタン基c)の含有量は好ましくは11〜20
重量%、さらに好ましくは12〜17重量%であり、こ
のうち好ましくは少なくとも2重量%、さらに好ましく
は2〜11重量%は二量化ジオールとイソシアネート基
との反応により得られたものである。重付加化合物は4
0℃未満では固体、125℃より高い温度では液体であ
り、好ましくは示差熱分析(DTA)にて測定して40
℃〜110℃、さらに好ましくは50℃〜100℃の融
点または融点範囲を有する。
では、ウレトジオン基を含有する本発明の重付加物は非
常に低い溶融粘度を有する。従って、ウレトジオン基の
分解温度未満の温度にて本発明の方法により溶融状態で
重付加物を容易に製造することができる。必ずしも必要
ではないが、任意に、イソシアネート基に対して不活性
である好適な溶剤中にて反応を行うこともできる。これ
はあまり好ましい態様ではないが、この場合に適した溶
剤の例としては、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
コールエチルまたは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及びこれら
の混合物等の公知のラッカー溶剤が挙げられる。反応の
最後に、吸引、スプレードライまたは溶融物の蒸発スク
リューへの押出等により、得られた生成物からこの任意
の溶剤を分離しなければならない。
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
キサン及びN,N’−ジメチルピペラジン等の第三級ア
ミン、並びに塩化鉄(III) 、塩化亜鉛、2−エチルカプ
ロン酸亜鉛、エチルカプロン酸スズ(II)、ジラウリン酸
ジブチルスズ(IV)及びグリコール酸モリブデン等の金属
塩といったポリウレタン化学の分野で公知慣用の触媒を
使用して反応を促進することができる。触媒は、任意
に、出発化合物の全重量に対して0.001〜2.0重
量%、好ましくは0.01〜0.2重量%の量で使用さ
れる。
重付加方法によるポリウレタンプラスチックの製造にお
いて有用な出発材料である。好ましくはブロッキング剤
を含まない熱硬化性PUR粉末塗料用の架橋成分として
使用される。本発明の重付加化合物に適した反応物に
は、粉末ラッカー技術から公知のイソシアネート基と反
応可能な基(水酸基、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等)を含有するバイン
ダーが含まれる。40℃未満で固体であり130℃より
高い温度で液体であるヒドロキシ官能性粉末ラッカーバ
インダーを使用するのが好ましい。このヒドロキシ官能
性樹脂の軟化温度は、示差熱分析(DTA)により求め
ることができ、好ましくは30℃〜120℃、さらに好
ましくは35℃〜110℃である。この共反応物のヒド
ロキシル価は25〜200、好ましくは30〜130で
あり、数平均分子量(Mn 、官能価及び水酸基含有量か
ら計算したもの)は通常400〜10,000、好まし
くは1000〜5000である。上述の先行技術刊行物
並びに欧州特許出願公開明細書第0,045,998号
及び同第0,254,152号に記載されているよう
に、好適な粉末ラッカーバインダーには、水酸基を含有
するポリエステル、ポリアクリレート及びポリウレタン
が含まれる。これらの共反応物の混合物も使用すること
ができる。
に、本発明の重付加化合物を、共反応物である好適なヒ
ドロキシ官能性粉末ラッカーバインダー、及び任意に触
媒、顔料、充填剤またはレベリング剤といった他の公知
の添加剤と混合する。各成分の融点範囲より高い温度
(例えば70℃〜130℃、好ましくは70℃〜110
℃)にて、例えば押出機またはニーダー中で成分を配合
し、均一な材料を調製する。溶融物を冷却した後得られ
た固体を粉砕し、所望の粒度よりも大きな顆粒成分(例
えば0.1mmより大きなもの)をスクリーニングにより
取り除く。本発明の重付加化合物及びヒドロキシ官能性
バインダーは、イソシアネート基:イソシアネート反応
性基の当量比が0.6:1〜1.4:1、好ましくは
0.8:1〜1.2:1となるような量にて含まれる。
この比の中で「イソシアネート基」とは、遊離のイソシ
アネート基と二量化ウレトジオン基の形態のイソシアネ
ート基の両者を含めたものである。
ることができる。例としては、本発明の重付加化合物の
生成反応を促進する上述のものが挙げられる。この触媒
は、任意に、有機バインダー、即ち、本発明の重付加化
合物及びヒドロキシ官能性粉末ラッカーバインダーの全
重量(但し任意の添加剤は除く)に対して0.01〜
5.0重量%、好ましくは0.05〜1.0重量%の量
で使用される。得られた吹付用粉末塗料は、静電粉末吹
付または回転焼結(whirl sintering)といった従来慣用
の方法にて支持体に塗布することができる。110℃〜
220℃、好ましくは130℃〜200℃の温度に約1
0〜30分間加熱し、被膜を硬化させる。得られた被膜
は硬くかつ弾性があり、溶剤及び化学物質に対する耐性
に優れているという特徴を有する。ウレトジオン基を含
有する本発明の重付加化合物は溶融粘度が低いため、こ
の重付加化合物から製造される粉末塗料は、優れたレベ
リング特性並びに高光沢を有する。二量化ジオールを用
いずに製造された対応する先行技術の重付加化合物を使
用する場合に比べ、相当に低い焼付温度でも完全に架橋
した被膜を得ることができる。本発明によれば、ガラス
や金属のような耐熱性支持体であればどの様なものでも
被覆することができる。
載する。特に記載がないかぎり、光沢値を除く全ての部
及び%は重量部及び重量%である。
シアナトメチルシクロヘキサン(IPDI)に基づき、
遊離のイソシアネート基含有量が17.9%、平均NC
O官能価が2.0、ウレトジオン基含有量が19.1%
(熱時滴定により測定)であるウレトジオン基を含有す
るポリイソシアネート1000g(4.3当量)を乾燥
窒素雰囲気下にて80℃に加熱した。続いて、二量化ジ
オール含有量が90重量%以上、23℃での粘度が25
00mPa.s 、平均ヒドロキシル官能価が2、OH価が2
05mgKOH/g である二量化ジオール464g(1.7当
量)、1,4−ブタンジオール76.5g(1.7当
量)、及び2−エチル−1−ヘキサノール117g
(0.9当量)の混合物を30分以内に添加し、100
℃以下の反応温度にて7〜8時間攪拌した。反応混合物
のNCO含有量は0.9%に減少した。溶融物を金属シ
ート上に流して冷却し、実質的に無色固体樹脂状の本発
明の重付加化合物を得た。特性は以下の通りである。
ト1000g(4.3当量)を乾燥窒素雰囲気下にて8
0℃に加熱した。続いて、1,4−ブタンジオール15
3g(3.4当量)と2−エチル−1−ヘキサノール1
17g(0.9当量)との混合物を30分以内に添加し
た。反応混合物の粘度が急激に増加したため、混合物の
攪拌を可能にするため熱浴温度を110℃まで上げなけ
ればならなかった。約40分後、反応混合物のNCO含
有量は2.8%であった。60分後、粘度の上昇及び攪
拌時の剪断力効果のために、周囲温度が一定であるにも
かかわらず反応混合物の温度は110℃から127℃ま
で上昇していた。NCO含有量は4.1%に増加し、反
応時間を延長してもこれ以上は減少しなかった。比較実
施例2から明らかなように、ウレトジオン基を含有する
ポリイソシアネートと単純ジオールとを実施例1に記載
の方法に従って溶融状態で反応させると、かなりのウレ
トジオン基が分解してイソシアネート基に転化している
ことが判る。
ト1000g(4.3当量)を乾燥窒素雰囲気下、80
℃にて無水トルエン1270g中に添加した。1,4−
ブタンジオール153g(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分以内に添加し、100℃の反応温度にて攪拌し
た。反応混合物のNCO含有量は0.2%に減少した。
次いで市販の研究用スプレードライヤー(ビューヒ製)
であるミニスプレードライヤー190中で、得られた黄
色液体からスプレードライによって完全に溶剤を除去
し、淡黄色の生成物を得た。特性は以下の通りである。
ト1000g(4.3当量)を乾燥窒素雰囲気下にて8
0℃に加熱した。続いて、実施例1の二量化ジオール6
97g(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分以内に添加
し、105℃までの反応温度にて約3時間攪拌した。反
応混合物のNCO含有量は0.7%に減少した。溶融物
を金属シート上に流して冷却し、実質的に無色固体樹脂
状の本発明の重付加化合物を得た。特性は以下の通りで
ある。
遊離のイソシアネート基含有量が21.6%、平均NC
O官能価2.3、ウレトジオン基含有量が15.0%
(熱時滴定により測定)であるウレトジオン基を含有す
るポリイソシアネート1000g(5.1当量)を、
4,4’−ジイソシアナトジシクロヘキシルメタン66
g(0.5当量)と共に乾燥窒素雰囲気下にて80℃に
加熱した。続いて、n−ブタノール113g(1.5当
量)、実施例1の二量化ジオール683g(2.5当
量)及び1,6−ヘキサンジオール94g(1.6当
量)の混合物を30分以内に添加し、108℃までの反
応温度にて約3時間攪拌した。反応混合物のNCO含有
量は0.8%に減少した。溶融物を金属シート上に流し
て冷却し、無色固体樹脂状の重付加化合物を得た。特性
は以下の通りである。
38.2重量部、1,6−ヘキサンジオール5.3重量
部及び1,1,1−トリメチロールプロパン4.5重量
部から調製され、OH価が50であり、融点範囲が55
℃〜60℃(示差熱分析により測定)である水酸基を含
有するポリエステル75.6重量部を、実施例1で得ら
れた重付加化合物22.9重量部(NCO:OH当量比
1:1)、市販のレベリング剤(ペレノールF30P、
ヘンケル製、デュッセルドルフ)1.0重量部、及びオ
クタン酸スズ(II)触媒0.5重量部と十分に混合した。
次いで Buss Cokneter型PLK46を用いて、150rp
m 、40℃の原料供給部及びシャフトのケーシング温度
かつ80℃の処理部温度にて混合物をホモジナイズし
た。内部温度は95℃〜100℃に達した。固化した溶
融物をACM2分離ミル(ホソカワミクロパル製)にて
粉砕し、90μm のスクリーンでスクリーニングを行っ
た。得られた粉末を、ESBカップガンを使用して70
kVの高電圧にて脱脂処理を施したステンレス鋼に吹付け
た。160℃及び170℃の各温度にて30分間硬化さ
せ、平滑、透明な被膜を得た。比較試験では、水酸基を
含有する上記ポリエステル79.1重量部、比較実施例
3で得られた重付加化合物19.4重量部、市販のレベ
リング剤(ペレノールF30P、ヘンケル製、デュッセ
ルドルフ)1.0重量部、及びオクタン酸スズ(II)触媒
0.5重量部から同様にして透明粉末塗料を調製し、脱
脂処理を施したステンレス鋼に吹付け、同様に160℃
及び170℃の各温度にて30分間硬化させた。NC
O:OH当量比1:1。約60μm の膜厚にて以下のラ
ッカー特性を得た。
度でも、本発明の重付加化合物により完全に架橋した弾
性被膜を得ることができる。この被膜はより優れたレベ
リング特性及び高光沢を有する。
部、市販のレベリング剤(モーダフローP III)1.0
重量部、オクタン酸スズ(II)触媒1重量部及び白色顔料
(バイエルチタンR−KB4)35.0重量部を用い
て、実施例6に記載の水酸基を含有するポリエステル4
7.2重量部から実施例6に記載の方法により白色着色
塗料に調製した。粉末を、ESBカップガンを使用して
70kVの高電圧にて脱脂処理を施したステンレス鋼に吹
付け、180℃で20分間硬化させた。約70μm の膜
厚にて以下のフィルム特性を得た。
グ b)光沢=20°及び60°の反射角度におけるガード
ナー光沢 c)Ac=アセトン試験 DR=含浸綿栓による二重摩擦(double rubs) 数 評価 0=無変化 1=フィルム表面軟化 2=フィルム膨潤 m=艶消し(光沢なし)
述してきたが、このような詳細は単に発明を明確にする
ためのものにすぎず、当業者であれば、特許請求の範囲
で制限される範囲を除いて、本発明の思想及び範囲から
はずれることのない様々な例も実施可能である。
である。 1.40℃未満では固体かつ125℃より高い温度では
液体であり、 a)0〜2重量%の遊離イソシアネート基(NCOで計
算、分子量42)、 b)3〜16重量%のウレトジオン基(C2 N2 O2 で
計算、分子量84)、及び c)10〜22重量%のウレタン基(−NH−CO−O
−で計算、分子量59、このうち少なくとも1重量%は
二量化ジオールとイソシアネート基との反応により得ら
れたものである)を含有する重付加化合物。
高い温度では液体であり、 a)0〜2重量%の遊離イソシアネート基(NCOで計
算、分子量42)、 b)3〜16重量%のウレトジオン基(C2 N2 O2 で
計算、分子量84)、及び c)10〜22重量%のウレタン基(−NH−CO−O
−で計算、分子量59、このうち少なくとも1重量%は
二量化ジオールとイソシアネート基との反応により得ら
れたものである)を含有する重付加化合物を製造する方
法であって、 A)ウレトジオン基を含有し、かつ平均イソシアネート
官能価が少なくとも2.0であるポリイソシアネート、
並びに B)成分A)及びB)の全重量に対し任意に70重量%
までの成分A)以外のジイソシアネートと、 C)二量化ジオール、 D)成分C)及びD)の全重量に対し任意に70重量%
までの成分C)以外の分子量が62〜300のジオー
ル、並びに E)成分C)、D)及びE)の全重量に対し任意に40
重量%までのイソシアネート反応性基を1個有する化合
物とを 1.2:1〜0.6:1のイソシアネート基:イソシア
ネート反応性基の当量比にて反応させることからなる上
記重付加化合物の製造方法。
及び/または脂環式性結合イソシアネート基を有する1
種またはそれ以上のジイソシアネートに基づくものであ
る上記2に記載の方法。 4.ポリイソシアネートA)が、1,6−ジイソシアナ
トヘキサン及び/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
に基づくものである上記2に記載の方法。 5.二量化ジオールC)が、平均分子量が500〜67
0かつ平均ヒドロキシル官能価が1.9〜2.2であ
り、一価のオレフィン系不飽和脂肪族アルコールの二量
化またはオレフィン系不飽和脂肪族モノカルボン酸二量
化物の水素添加によって得られるものである上記2に記
載の方法。 6.二量化ジオールC)が、平均分子量が500〜67
0かつ平均ヒドロキシル官能価が1.9〜2.2であ
り、一価のオレフィン系不飽和脂肪族アルコールの二量
化またはオレフィン系不飽和脂肪族モノカルボン酸二量
化物の水素添加によって得られるものである上記3に記
載の方法。 7.二量化ジオールC)が、平均分子量が500〜67
0かつ平均ヒドロキシル官能価が1.9〜2.2であ
り、一価のオレフィン系不飽和脂肪族アルコールの二量
化またはオレフィン系不飽和脂肪族モノカルボン酸二量
化物の水素添加によって得られるものである上記4に記
載の方法。
ロキシ官能性共反応物を含有するポリウレタン被膜を調
製するための塗料。 9.ヒドロキシ官能性共反応物及び架橋剤として作用す
る上記1に記載の重付加化合物を、バインダーとして含
有する粉末塗料。
Claims (4)
- 【請求項1】 40℃未満では固体かつ125℃より高
い温度では液体であり、 a)0〜2重量%の遊離イソシアネート基(NCOで計
算、分子量42)、 b)3〜16重量%のウレトジオン基(C2 N2 O2 で
計算、分子量84)、及び c)10〜22重量%のウレタン基(−NH−CO−O
−で計算、分子量59、このうち少なくとも1重量%は
二量化ジオールとイソシアネート基との反応により得ら
れたものである)を含有する重付加化合物。 - 【請求項2】 40℃未満では固体かつ125℃より高
い温度では液体であり、 a)0〜2重量%の遊離イソシアネート基(NCOで計
算、分子量42)、 b)3〜16重量%のウレトジオン基(C2 N2 O2 で
計算、分子量84)、及び c)10〜22重量%のウレタン基(−NH−CO−O
−で計算、分子量59、このうち少なくとも1重量%は
二量化ジオールとイソシアネート基との反応により得ら
れたものである)を含有する重付加化合物を製造する方
法であって、 A)ウレトジオン基を含有し、かつ平均イソシアネート
官能価が少なくとも2.0であるポリイソシアネート、
並びに B)成分A)及びB)の全重量に対し任意に70重量%
までの成分A)以外のジイソシアネートと、 C)二量化ジオール、 D)成分C)及びD)の全重量に対し任意に70重量%
までの成分C)以外の分子量が62〜300のジオー
ル、並びに E)成分C)、D)及びE)の全重量に対し任意に40
重量%までのイソシアネート反応性基を1個有する化合
物とを 1.2:1〜0.6:1のイソシアネート基:イソシア
ネート反応性基の当量比にて反応させることからなる上
記重付加化合物の製造方法。 - 【請求項3】 請求項1に記載の重付加化合物及びヒド
ロキシ官能性共反応物を含有するポリウレタン被膜を調
製するための塗料。 - 【請求項4】 ヒドロキシ官能性共反応物並びに架橋剤
として作用する請求項1に記載の重付加化合物を、バイ
ンダーとして含有する粉末塗料。
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