JPH08325517A - 外的に乳化されたアルキッド樹脂を基本成分とする水希釈性二成分系塗料、その製造方法およびその用途 - Google Patents

外的に乳化されたアルキッド樹脂を基本成分とする水希釈性二成分系塗料、その製造方法およびその用途

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JPH08325517A
JPH08325517A JP8111012A JP11101296A JPH08325517A JP H08325517 A JPH08325517 A JP H08325517A JP 8111012 A JP8111012 A JP 8111012A JP 11101296 A JP11101296 A JP 11101296A JP H08325517 A JPH08325517 A JP H08325517A
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alkyd resin
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Joachim Dr Zoeller
ヨアヒム・ツエーラー
Annegret Bittner
アンネグレート・ビットナー
Edmund Dr Urbano
エドムント・ウルバノ
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Hoechst AG
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高固形分含有量、良好な可使時間そして高い
沸点限界の水希釈性二成分系塗料の提供。 【解決手段】 この塗料は、 a)1種類以上の多官能性有機イソシアネートより成る
23℃で50〜10,000mPa.sの粘度を有する
イソシアネート成分および b)固形分成分がb1)60〜98重量% の1種類以上
のアルキッド樹脂およびb2)2〜40重量% の1種類
以上のヒドロキシ官能性乳化剤を含有し、そしてb3)
場合によってはアルキッド樹脂エマルジョンの重量を基
準として15重量% までの有機溶剤およびb4)水を含
有するアルキッド樹脂エマルジョンを含有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、水性塗料、特に二成分
系水性塗料、その製造方法およびそれをワンコート系お
よび重ね塗り系で用いることに関する。
【0002】
【従来技術】従来技術の二成分ポリウレタン塗料はその
優れた性質のために、塗料分野で非常に重要である。し
かしながら塗装のために、例えば焼却によって処分しな
ければならない比較的に多量の有機溶剤を必要とすると
いう欠点がある。多くの用途分野、特に屋外の工業分野
ではこの様な焼却は非現実的であり、それで溶剤の放出
およびそれに基づく環境汚染を最小限にするために非常
にハイソリッドで特に水希釈性の塗料がますます求めら
れている。
【0003】遊離イソシアネート基を含む二成分系ポリ
ウレタン塗料の液層として水を使用することはただちに
は一般に不可能である。何故ならばイソシアネート基は
アルコール水酸基と反応するだけでなく、N−置換ポリ
尿素化合物を生じながら且つ二酸化炭素を放出しながら
水と反応するからである。それ故に一般に実用寿命、可
使時間および塗膜の品質が実用に適合しない水準に低下
してしまう。それにもかかわらず現在ではこれらの欠点
を克服するべく多くの努力が積み重ねられている。 例
えばドイツ特許出願公開第4,226,243号明細書
には、ポリイソシアネートおよび自己乳化性の脂肪酸変
性ポリエステルおよびポリウレタンを基本成分とする二
成分系水性塗料が開示されている。ヨーロッパ特許出願
公開第0,496,205号明細書にも同様に、ポリイ
ソシアネートと、ウレタン−、カルボキシル−および水
酸基を持つ自己乳化性ポリエステル樹脂を基本成分とす
る水性バインダーが開示されている。ドイツ特許第3,
122,030号明細書(C)にはポリイソシアネート
および水希釈性アルキッド−、メラミン−およびアクリ
ル樹脂を含む塗料が開示されている。この塗料も水混和
性溶剤を含有している。
【0004】上記の二成分系水希釈性バインダーの欠点
は達成可能な固形分含有量が低く、沸点限界が比較的に
低くそして可使時間が短いことである。
【0005】
【発明の構成】驚くべきことに本発明者は、以下に詳細
に説明する外的に乳化された、選択されたアルキッド樹
脂が非ブロック−ポリイソシアネート硬化剤に対して優
れた乳化効果を示す有利な組合せ相手成分であり、そし
て高固形分含有量、良好な可使時間および高い沸点限界
を示すことを見出した。
【0006】従って本発明は、 a)1種類以上の多官能性有機イソシアネートより成る
23℃で50〜10,000mPa.sの粘度を有する
イソシアネート成分および b)固形分成分が b1)60〜98重量% の1種類以上のアルキッド樹脂
および b2)2〜40重量% の1種類以上のヒドロキシ官能性
乳化剤を含有し、そして b3)場合によってはアルキッド樹脂エマルジョンの重
量を基準として15重量% までの有機溶剤および b4)水を含有するアルキッド樹脂エマルジョンを含有
する水希釈性二成分系塗料に関する。
【0007】本発明はまた、塗料分野で知られた助剤お
よび添加物を含むかまたは含まない水性バインダーより
成る塗料の製造方法において、第一段階でアルキッド樹
脂を乳化剤によって水性相に移動しそして次にアルキッ
ド樹脂の水性エマルジョン中に、少なくとも一種類の有
機ポリイソシアネートより成る23℃で50〜10,0
00mPa.sの粘度を有するポリイソシアネート成分
を乳化することを特徴とする、上記方法にも関する。こ
の方法では二成分の割合が、イソシアネート成分中のイ
ソシアネート基の数とアルキッド樹脂中の水酸基の数と
の比が0.3:1〜5:1である様に選択する。場合に
よって使用される助剤および添加物は、ポリイソシアネ
ート成分の添加前に、外的に乳化済みのアルキッド樹脂
エマルジョン中に混入する。
【0008】更に本発明は塗料、被覆剤および封止剤の
ためのバインダーとして新規のバインダーを用いること
にも関する。ポリイソシアネート成分a)には、室温で
液体でありそしてイソシアネート基がいずれの場合にも
脂肪族−、脂環式−、芳香脂肪族−または芳香族炭素原
子に結合しているあらゆる任意の有機ポリイソシアネー
トが含まれる。一般にイソシアネート成分a)は23℃
で50〜10,000mPa.s、好ましくは50〜1
000mPa.sの粘度を有している。特に有利なの
は、脂肪族的におよび/または脂環式的に結合したイソ
シアネート基を持ち、かつ2.2〜5.0の(平均)N
CO官能性および23℃で50〜500mPa.sの粘
度を有するポリイソシアネートまたはポリイソシアネー
ト混合物である。
【0009】ポリイソシアネートは、粘度を上記の範囲
内の値に下げるために、場合によっては少量の不活性溶
剤との混合物として使用することもできる。しかしなが
らかゝる溶剤の量は、最終的に得られる新規の塗料にお
いて溶剤の重量が水の重量の20% より多くないように
計算するのが有利である。その際にこの計算にはアルキ
ッド樹脂エマルジョン中に場合によっては未だ存在し得
るあらゆる溶剤も含まれる。ポリイソシアネートに添加
するのに適する溶剤の例には芳香族−または脂肪族炭化
水素、例えば“Isopar(R) H”、ケトン類、エス
テル類または非プロトン性の水混和性溶剤、例えばN−
メチルピロリドンがある。
【0010】成分a)として特に適するポリイソシアネ
ートは、芳香族的にまたは(環状)脂肪族的に結合した
イソシアネート基を持ついわゆる塗料用ポリイソシアネ
ートであり、ここでは後者の脂肪族ポリイソシアネート
が既に上に述べた通り特に有利である。脂肪族イソシア
ネートから誘導されるイソシアネートだけを使用するの
が有利である。
【0011】非常に適する例には、ヘキサメチレン−ジ
イソシアネート、1−イソシアネート−3,3,5−ト
リメチル−4−イソシアネートメチルシクロヘキサン
(IPDI)およびビス(イソシアネートヘキシル)メ
タン、特にヘキサメチレンジイソシアネートから誘導さ
れる塗料用ポリイソシアネートがある。これらのジイソ
シアネートを基本成分とする“塗料用ポリイソシアネー
ト”とは、これらのジイソシアネートから誘導される自
体公知のビュレット−、ウレタン−、ウレトジオン−お
よび/またはイソシアヌレート基を持ちそしてその製造
に続いて公知の様に、好ましくは蒸留によって過剰の最
初のジイソシアネートを0.5重量% より少ない残留含
有量まで除いた誘導体を意味する。特に有利な塗料用ポ
リイソシアネートはモノマー留分が完全に除かれている
ものである。本発明に従って使用される有利な脂肪族ポ
リイソシアネートにはヘキサメチレン−ジイソシアネー
トを基本成分とし、ビュレット基を含有する上記の判断
基準に適合するポリイソシアネート、例えば米国特許第
3,124,605号明細書、同第3,358,010
号明細書、同第3,903,126号明細書、同第3,
903,127号明細書および同第3,976,622
号明細書の方法によって得ることができるもの、および
N,N,N−トリス(6−イソシアネートヘキシル)−
ビュレットと僅かな量のそれのより高級な同属体との混
合物、および上記の判断基準に適合する環状ヘキサメチ
レンジイソシアネート三量体、例えば米国特許第4,3
24,879号明細書に従って得ることができるもの、
実質的にN,N,N−トルス(6−イソシアネートヘキ
シル)イソシアヌレートを僅かな量のより高級な同属体
との混合物の状態で含有するものがある。上記の基準に
適合しそしてヘキサメチレン−ジイソシアネートを基本
成分とする、ウレトジオン基および/またはイソシアヌ
レート基を含むポリイソシアネートを含む混合物、例え
ばトリアルキルホスフィンを用いてヘキサメチレンジイ
ソシアネートを接触的にオリゴマー化することによって
得られるものが特に有利である。これらの後者の混合物
の内、23℃で50〜500mPa.sの粘度および
2.2〜5.0の平均NCO官能性を有するものが中で
も特に有利である。
【0012】本発明に従って同様に適しているがあまり
有利でない芳香族ポリイソシアネートには、特に2,4
−ジイソシアネートトルエンまたはそれと2,6−ジイ
ソシアネートトルエンとの工業用品質の混合物を基本成
分とするまたは4,4−ジイソシアネートジフェニルメ
タンまたはそれとそれの異性体および/または更に高級
な同属体との混合物を基本成分とする塗料用ポリイソシ
アネートがある。この種類の芳香族ポリイソシアネート
の例には、ウレタン基を持つイソシアネート、例えば過
剰量の2,4−ジイソシアネートトルエンと多価アルコ
ール、例えばトリメチロールプロパンとの反応および続
いての未反応ジイソシアネート過剰分の留去によって得
られるものがある。他の芳香族の塗料用ポリイソシアネ
ートの例には例示したモノマージイソシアネートの三量
体、即ちその製造に続いて過剰のモノマージイソシアネ
ートを同様に好ましくは蒸留によって除いた相応するイ
ソシアネートイソシアヌレートがある。水性相に容易に
分散するようにポリオキシアルキレングリコール、例え
ばポリオキシエチレングリコールおよびポリオキシプロ
ピレングリコール、またはイオン基で少なくとも部分的
に変性した多官能性イソシアネートも有利である。この
様に親水性変性された多官能性イソシアネートの重量割
合がイソシアネートの全重量の少なくとも5% であるの
が特に有利である。かゝるイソシアネートはジイソシア
ネートと少なくとも2つのイソシアネート反応性基およ
び、ポリオキシエチレンおよびポリオキシプロピレン基
並びにイオン−またはイオノゲン基から選択される少な
くとも1つの基を持つ親水性化合物とを反応させること
によって得ることができる。
【0013】本発明に従って成分a)として用いるため
には、イソシアネート基に対して2−位に1つまたは2
つの炭素原子数1〜12、好ましくは1〜4の線状の、
枝分かれしたまたは環状のアルキル基を持つ炭素原子数
4〜25、特に4〜16の立体障害ポリイソシアネート
が特に有利である。それらの例には1,1,6,6−テ
トラメチルヘキサメチレン−ジイソシアネート、1,5
−ジブチルペンタメチレン−ジイソシアネートおよびp
−またはm−テトラメチルキシリレン−ジイソシアネー
ト(TMXDI)がある。
【0014】勿論、粘度に関して記載したことに適合す
るという条件のもとで、例示した種類の未変性ポリイソ
シアネートを用いることも原則として可能である。ポリ
イソシアネート成分a)は更に、上記のポリイソシアネ
ートの任意の混合物を含有していてもよい。本発明に適
するアルキッド樹脂b1)は脂肪酸で変性されたポリエ
ステルである。このアルキッド樹脂は飽和−および/ま
たは不飽和脂肪酸または油、多価アルコールおよび多価
カルボン酸から製造される。脂肪酸はその少なくとも一
部を他の一価のカルボン酸に交換してもよい。
【0015】脂肪酸は一般に炭素原子数6〜35の直鎖
状のまたは枝分かれしたモノカルボン酸を意味する。脂
肪酸には非乾性のものと乾性のものとある。適する非乾
性脂肪酸の例には飽和または不飽和の線状のまたは枝分
かれした脂肪族モノカルボン酸、好ましくは炭素原子数
6〜18のものがある。適する乾性脂肪酸の例には少な
くとも2つの孤立−または共役二重結合および125g
/(100g )より大きいの沃素価を有する少なくとも
1種類のモノカルボン酸を含む不飽和の脂肪酸または脂
肪酸混合物がある。炭素原子数16〜18の線状の炭素
鎖を持つ不飽和脂肪酸が特に有利である。
【0016】適する非乾性脂肪酸の特別な例には2−エ
チルヘキノン酸、イソノナノン酸、バーサテック(Ve
rsatic)酸またはココヤシ脂肪酸およびオレイン
酸がある。乾性脂肪酸の有利な例には125g /(10
0g )より大きいの沃素価および炭素原子数18の不飽
和モノカルボン酸がある。これらは、特に2つまたは3
つの孤立二重結合および色々な立体配置を持つ不飽和脂
肪酸または相応する共役二重結合を持つ不飽和脂肪酸が
ある。かゝる脂肪酸は例えば天然油、例えば亜麻仁油、
大豆油、ベニバナ油、綿実油またはひまし油、ひまわり
油、ピーナツ油、木材油および脱水ひまし油がある。こ
れらの油から得られる不飽和脂肪酸は亜麻仁油脂肪酸、
ベニバナ油脂肪酸、トール油脂肪酸、綿実脂肪酸、ピー
ナツ油脂肪酸、木材油脂肪酸、リシネン脂肪酸またはひ
まわり油脂肪酸がある。
【0017】脂肪酸をアルキッド樹脂に導入するために
は、脂肪酸をアルコール成分でエステル化するかまたは
油のエステル交換反応によってアルキッド樹脂中に導入
することが可能である。いわゆる工業用品質の油を脂肪
酸として使用することも可能であり、かゝる油にはシス
−リノーレン酸、リノール酸、オレイン酸およびステア
リン酸の混合物がある。工業的品質の油または脂肪酸は
そのまま使用してもよいしまたはエステル交換反応によ
ってアルキッド樹脂中に導入するかまたは脱水反応の後
に導入することができる(リシネン脂肪酸)。
【0018】多不飽和脂肪酸を使用する場合には、孤立
−および共役不飽和結合を持つ脂肪酸の混合物、例えば
共役不飽和脂肪酸を10〜80重量% 含有する混合物が
特に有利である。組入れられた飽和−および不飽和脂肪
酸の重量割合は樹脂固形分含有量を基準として10〜8
0% 、好ましくは20〜70% が有利である。飽和−お
よび不飽和脂肪酸成分の重量の内、共役二重結合を持つ
不飽和脂肪酸は10〜60% であるのが特に有利であ
る。非黄変性樹脂のためには、飽和モノカルボン酸また
は1つまたは2つの孤立二重結合を持つ脂肪酸が有利で
ある。得られる脂肪酸は分別蒸留、異性化または共役に
よって化学的に最適化することができる。アルキッド樹
脂の性質を変性するために、15重量% までの不飽和脂
肪酸を他のモノカルボン酸、例えば安息香酸、第三−ブ
チル安息香酸、ヘキサヒドロ安息香酸、エチルヘキサノ
ン酸またはアビエチン酸に交換することができる。
【0019】少なくとも一部分として脂肪酸と一緒に使
用できるモノカルボン酸は、例えば炭素原子数6〜35
の脂環式−または芳香族モノカルボン酸である。これら
は場合によっては置換されていてもよい。適するポリカ
ルボン酸は例えば炭素原子数4〜36の炭化水素構造に
2つ以上のカルボキシル基を有する。ポリカルボン酸の
エステル化可能な誘導体、例えば酸無水物またはメチル
エステルを使用することも可能である。有利に使用され
るジカルボン酸には構造上では線状−または枝分かれし
た脂肪族、脂環式または芳香族のものである。
【0020】ジカルボン酸およびそれの誘導体の適する
例には、イソフタル酸、低級アルキル(C1 〜C6 −ア
ルキル)置換−イソフタル酸、ジメチルテトラフタル
酸、テトラヒドロ−およびヘキサヒドロフタル酸無水
物、無水コハク酸、メチルテトラヒドロフタル酸無水
物、フマル酸、無水マレイン酸、アジピン酸、2,2,
4−トリメチルアジピン酸、アゼライン酸、セバシン
酸、二量体脂肪酸、シクロペンタンジカルボン酸、1,
3−および1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、ノル
ボルネン−ジカルボン酸、エンドエチレンシクロヘキサ
ン−ジカルボン酸またはハロゲン化ジカルボン酸、例え
ばクロロフタル酸無水物およびヘキサクロロエンドメチ
レン−テトラヒドロフタル酸無水物、またはそれらの混
合物がある。更に高級のポリカルボン酸およびそれらの
誘導体、例えば無水トリメリット酸、無水ピロメリット
酸またはビス酸無水物を部分的に組入れることができ
る。好ましくは10% までのジカルボン酸がポリカルボ
ン酸またはそれの誘導体に交換されていてもよい。適す
るトリカルボン酸は置換付加反応によってまたはマレイ
ン酸または(メタ)アクリル酸と不飽和脂肪族酸とのデ
ィールスアルダー反応によって得ることもできる。
【0021】アルキッド樹脂の合成に有利なアルコール
には、分子当たりに2〜6個の水酸基および2〜24の
炭素原子および62〜434g/モルの分子量を有する
脂肪族−、脂環式−および芳香脂肪族アルコールがあ
る。これらのアルコールは第一−、第二−および第三水
酸基を有していてもよい。線状のまたは枝分かれした置
換−または非置換炭素鎖は場合によってはエーテル基ま
たはエステル基で中断されていてもよい。
【0022】ジオールとして使用される化合物の例には
グリコール類、例えばエチレングリコール、プロピレン
グリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタ
ンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,2−デカ
ンジオール、2,2−エチルブチル−1,3−プロパン
ジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオー
ル、シクロヘキサンジメタノール、1,1−イソプロピ
リデン−ビス(p−フェノキシ)ジ−1−エタノール、
1,1−イソプロピリデン−ビス(p−フェノキシ)ジ
−2−エタノール、ジ(ヒドロキシエチル)−5,5−
ジメチルヒダントインおよび水素化されたビスフェノー
ルAおよびFがある。エーテルアルコールとしては例え
ばジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジ
プロピレングリコールまたはトリプロピレングリコー
ル、およびエトキシル化されたまたはプロポキシル化さ
れたビスフェノールA−および−F生成物が使用され
る。
【0023】多官能性ポリオールの例にはグリセロー
ル、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、
トリメチロールヘキサン、ジトリメチロールプロパン、
2,2−ジメチロールブタン−3−オール、2,2−ビ
ス(ヒドロキシメチル)ブタン−1−オール、ペンタエ
リスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエ
リスリトール、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシ
アヌレート、およびエトキシル化されたまたはプロポキ
シル化された多価アルコール、例えばトリメチロールプ
ロパン、ペンタエリスリトール、および糖アルコール
類、例えばマンニトールまたはソルビトールおよびそれ
らの混合物がある。
【0024】連鎖停止作用をする第一モノアルコール、
例えばイソデカノール、シクロヘキサノール、ベンジル
アルコールまたは脂肪アルコールは縮合することによっ
て一定の割合で組み入れることができる。2以上の塩基
度のカルボン酸を用いるのが有利である。アルキッド樹
脂は公知の方法によって重縮合により製造できる。例え
ばS.Paul,“Surface Coatin
g”,第70〜139頁、JohnWiley & S
ons、ニューヨーク、1985に説明されている。
【0025】重縮合反応は溶融状態で加熱することによ
ってまたは共沸法によって水の排除下に実施することが
できる。水酸基および酸基の所望の数は当量比の適当な
選択、適切な反応管理および場合によっては段階的操作
によって導入することができる。適する方法条件および
選択基準は当業者に良く知られている。適する水酸基官
能性乳化剤にはアルキルフェノール類およびアルキルフ
ェノール−エトキシレート、アルキルエトキシレート、
アルキルグリコシド、例えばドイツ特許第3,404,
558号明細書に記載されているもの、アルキル化多糖
類、ソルビトール−モノ−および−ジエステル、エトキ
シレート化ソルビトールエステル、ソルビトールヘキサ
エステル、プロピレンオキシド−エチレンオキシドコポ
リマー、ポリビニルアルコールまたは部分的に水素化さ
れたポリビニルアセテート、および付加重合、縮重合ま
たは重付加によって得られる水溶性の水酸基含有ポリマ
ーがある。
【0026】多官能性イソシアネートと好ましくは疎水
性成分としての水酸基官能性ポリエステルまたは−ポリ
エーテル──ただし、ポリエステルは既に上述したポリ
カルボン酸とポリオールとの縮合反応によって得られる
──および親水性成分としてのポリエチレングリコール
および/またはジヒドロキシ酸、例えばジメチロールプ
ロピオン酸との反応によって製造できる、ポリアミンの
使用下に鎖延長されたまたは鎖延長されていない水酸基
含有ポリウレタンまたはポリウレタンポリ尿素が特に有
利である。これらのポリウレタンまたはポリウレタン尿
素は、例えば塊状でまたは不活性溶剤中でヒドロキシ化
合物にジイソシアネートを付加することによってまたは
水性相中でポリアミンを用いてイソシアネート官能性プ
レポリマーを鎖延長することによって製造される。
【0027】アルキッド樹脂エマルジョンを製造するた
めには、これらのアルキッド樹脂を最初に上述の不活性
溶剤の存在または不存在下に上記の乳化剤または乳化剤
分散物と混合する。この混合物を40〜97、好ましく
は50〜90重量部の上記の疎水性アルキッド樹脂を3
〜60、好ましくは5〜50重量部の特別な乳化剤また
は乳化剤分散物との混合物の状態で含有している。しか
しながら個々の成分の性質および割合は上述の範囲内
で、水分散性混合物中の成分b2)に由来するエチレン
オキシドの重量割合が固形分含有量(b1+b2)の重
量の20% より多くない、特に15% より多くない様に
選択するのことが重要である。
【0028】この混合物は、別の溶剤、例えば炭化水
素、アルコール、ケトン、グリコールエーテルまたはN
−メチルピロリドンの存在下にまたは不存在下に合成樹
脂と乳化剤または乳化剤水性分散物とを混合することに
よって簡単に製造できる。本発明の合成樹脂水性分散物
は新規の混合物を水に分散することによって製造され
る。この分散は、最初に導入された合成樹脂と乳化剤と
の混合物中に単に水を慣用のディソルバーまたは攪拌機
を用いて混入攪拌することによってまたは激しい攪拌下
に水中に上記混合物を注ぎ込むことによって行う。場合
によっては上記の混合物に水の一部を添加しそして次に
この混合物を攪拌下に残量の水中に注ぎ込むことも可能
である。この方法では、安定な油/水型エマルジョンを
得ることができる。
【0029】アルキッド樹脂エマルジョンは、乳化剤の
水溶液を最初に製造し、次いアルキッド樹脂をこの溶液
中に激しい剪断下に混入攪拌することによって製造する
こともできる。ただちに使用できる塗料はポリイソシア
ネート成分a)をアルキッド樹脂b)の水性エマルジョ
ン中で乳化することによって得られ、その際にこのアル
キッド樹脂エマルジョンは添加されるポリイソシアネー
トa)の為の乳化剤の機能を果たす。ポリイソシアネー
ト成分a)としては、好ましいわけではないが、組入れ
られたイオン性または非イオン性の親水性中心のため
に、自己分散性である親水性に変性されたポリイソシア
ネートを使用することができる。
【0030】十分な混合は室温で単に攪拌することによ
って達成できる。この場合、ポリイソシアネート成分の
量は、成分a)のイソシアネート基の数と成分b)のア
ルコール性水酸基の数との得られる比が0.3:1〜
5:1、好ましくは0.5:1〜4:1、特に好ましく
は0.8:1〜3:1である様に計算する。ポリイソシ
アネート成分a)を添加する前に、外的に乳化されたア
ルキッド樹脂エマルジョンb)中に、塗料工業で慣用さ
れる助剤および添加物を混入することも可能である。こ
れらの助剤および添加物はポリイソシアネート成分a)
中に存在していてもよい。
【0031】場合によっては本発明の分散物は、製造
前、間または後に他のポリマー、例えばポリアクリレー
ト、ポリウレタン、硬質樹脂またはポリエステルを溶液
状態または分散物の状態で添加することによって変性し
てもよい。追加的なバインダーが反応性基、例えば水酸
基を有している場合には、これらの基は成分a)および
b)の混合比の関係で考慮しなければならない。
【0032】本発明の塗料は、上記の水酸基含有水希釈
性バインダーおよびイソシアネートで構成されている。
助剤および添加物としては、例えば顔料、フィラー、塗
料用助剤、好ましくは塗膜形成下に反応性結合または水
酸基を介して網状構造に組入れられる乳化剤、特に非イ
オン性乳化剤、均展剤、消泡剤、流動助剤、触媒、乾燥
剤および他の添加物が含まれていてもよい。添加物の目
的は塗料の性質、例えば硬化時間および表面品質、また
は塗装特性、例えば粘性に影響を及ぼすことである。
ポリイソシアネートの易分散性の達成は、適当な低い粘
度に調整することでできる。この目的のためには、高粘
性のまたは固体のポリイソシアネートをイソシアネート
と全く反応しないかまたはゆっくりとしか反応しない水
混和性有機溶剤に溶解することが役立つ。非反応性溶剤
の例にはグリコールジアルキルエーテル、例えばエチレ
ングリコールアセテート、ケトン類、例えばアセトン、
環状エーテル、例えばジオキサン、またはラクタム類、
例えばN−メチルピロリドンがある。立体障害アルコー
ル基を持つアルコール類、ケトンアルコール類またはア
ルコキシアルコール類、例えばブトキシエタノール、ブ
チルジグリコール、メトキシイソプロパノールまたはジ
アセトンアルコールが有利である。これらは加工直前に
または加熱せずに、40重量% より多い、好ましくは5
0〜95重量% の固形分含有量および0.5〜2000
mPa.s、好ましくは1〜20mPa.sの粘度を有
するポリイソシアネートを製造するために使用する。
【0033】適する顔料は慣用の顔料、例えばDIN
55944に記載されているもの、好ましくはカーボン
ブラック、二酸化チタン、細分散珪素、珪酸アルミニウ
ム、金属粉末または金属フレーク状物、有機および無機
の有色顔料、腐食防止顔料、例えば鉛化合物およびクロ
ム酸塩化合物、メタリック効果顔料がある。顔料および
フィラーの他に、場合によっては慣用の有機染料を使用
することも可能である。同様に、架橋した有機系微粒子
を一部として添加することも可能である。
【0034】個々の成分から塗料を製造する方法も公知
である。例えば、これらの顔料を特に適する錬磨型樹脂
中に分散させそして場合によってはこの分散物を必要と
される粒度まで磨砕することが可能である。別の方法
は、バイダー成分b)の水性分散物中で顔料を磨砕する
ものである。この場合には、水性分散物の安定性が磨砕
工程の間に影響されないことを保証されるべきである。
顔料を分散させた後に、別のバインダー成分を添加する
ことも可能である。これは、外部的に乳化された本発明
のアルキッド樹脂分散物と場合によっては上述の別のバ
インダーを含有してもよい。場合によっては別の塗料助
剤を性質、例えば分散性に影響を及ぼすために添加して
もよい。
【0035】別の操作に従って、外的に乳化されたアル
キッド樹脂または場合によっては他の慣用のペースト樹
脂を最初に僅かの水と、フィラー、顔料、着色剤等の添
加下にまたは不添加下に混合しそしてこの混合物をロー
ラーベッド(rollerbed)またはボールミルに
てペースト状に加工する。このペースト状物を次いで、
水で希釈しそして場合によっては別の樹脂乳化物および
添加物と混合して、直ぐ使用できる塗料調製物を製造す
ることができる。
【0036】場合によっては顔料または塗料助剤が成分
a)中に存在していてもよい。この塗料成分は一般に非
水性である。しかしながらアルキッド樹脂水性エマルジ
ョン中に分散し得る。分散物の粘度を適当な値にするた
めに、場合によっては少量の有機溶剤を含有していても
よい。添加物がイソシアネート成分と反応しないことを
保証するように注意するべきである。イソシアネートと
アルコール類、例えばブチルエタノールまたはジアセト
ンアルコールとは短時間で混合することができる。
【0037】本発明の塗料は慣用技術、例えば浸漬塗
装、噴霧塗装またはロール塗装を用いて被塗布物質に適
用することができる。次いで塗膜を架橋させる。架橋は
例えば0℃〜150℃の温度で行うことができる。本発
明の塗料は比較的に低い温度、例えば10℃〜80℃、
特に60℃以下の温度で硬化させることができる。場合
によっては架橋前に蒸発分離段階を経てもよい。
【0038】塗膜の厚さは塗料の意図する用途に左右さ
れる。例えば透明塗料は60μm の膜厚であり、顔料含
有下塗塗料または上塗塗料は10〜50μm であり、フ
ィラーまたは耐チッピング塗料は30〜100μm の厚
さでありそして腐食防止プライマー塗料は20〜70μ
m の厚さである。本発明の塗料はワンコート仕上げ塗
料、上塗り塗装およびプライマーに適している。
【0039】適する基体にはあらゆる所望の基体、例え
ば金属基体、例えば鉄、アルミニウム、亜鉛、非金属基
体、例えば鉱物性基体(例えばコンクリート、ガラ
ス)、木材、合成樹脂、例えばポリオレフィン、ポリカ
ーボネートおよびポリウレタン、場合によっては予めに
塗装された基体がある。最後に挙げた基体の塗装は、乾
燥または架橋されている塗装済み基体について行うこと
ができる。“ウエットオンウエット(wet−on−w
et)”法によって塗装してもよい。この目的のために
は、本発明の塗料を、未架橋の塗料が塗布されている基
体に場合によっては短時間の蒸発分離段階の後に塗布し
てもよい。予めに乾燥も架橋もしておらず、かつ場合に
よっては短時間の蒸発分離段階の後に新規の塗料の塗膜
へ別の塗料を塗布することも可能である。別の塗料は本
発明の基礎となる塗料でも他の塗料でもよい。次いでこ
の塗膜を一緒に架橋させる。
【0040】本発明の塗料は、少なくとも1つの層が本
発明の塗料で造られているあらゆる重ね塗り系で使用す
るのに適している。この場合、顔料化次第で例えば透明
塗料、下塗塗料および上塗塗料および耐チッピング塗
料、フィラーまたはプライマーを製造することが可能で
ある。好ましい用途は水性−または溶剤含有塗料を基本
成分とする下塗り塗料に塗布する透明塗料である。この
様にして得られる塗料は高い耐傷付け性、高い光沢保持
能力および向上された耐久性に特徴がある。
【0041】以下の実施例によって本発明を更に詳細に
説明する。部および百分率は他に表示がない限り重量に
関する。
【0042】
【実施例】水酸基含有エマルジョンE1: 実施例E1 26.8g のジメチロールプロピオン酸を100g のポ
リエチレングリコール1000(平均分子量Mn 約10
00g /モル)中に約80℃で懸濁させる。次いで70
℃に加熱した後に、51g のテトラメチルキシリレン−
ジイソシアネート(TMXDI)および36.6g のト
ルイレンジイソシアネート(TDI)を、温度が70℃
を超えない様な速度で滴加する(約30分)。イソシア
ネートの全部を添加した後で、混合物をこの温度で1時
間攪拌し、次に反応温度を90℃に高める。この温度を
イソシアネート含有量が3.8% に低下するまで維持す
る。30g のGenapol(R) 0−100(エトキシ
ル化脂肪アルコール)および60g の、イソフタル酸、
アジピン酸、ネオペンチルグリコールおよびトリメチロ
ールプロパンから得られるポリエステル(OH価 10
7mg/g、酸価3mg/g)を添加しそしてこの混合
物を、NCO含有量が1.4% に低下するまで90℃で
攪拌する。次いで激しい攪拌下に、加熱された脱イオン
水400gを10分にわたって添加する。これに直ぐ続
いて37.5g の水に溶解した3.75g のトリエチレ
ンテトラミンを速やかに(約5分)滴加する。4.5g
のトリエチルアミンを添加しそして80℃で3時間反応
させた後に、更に4.4g のトリエチルアミンおよび1
000g の脱イオン水を添加しそして次にこの混合物を
冷却する。ペースト状分散物が得られる。
【0043】アルキッド樹脂エマルジョンA1:220
g の上記の乳化剤エマルジョンE1を、34% の油含有
量の市販のアルキッド樹脂(例えばAlftalat
AF342、100% )200g に添加し、この混合物
を、均一になるまで70℃で約60分攪拌する。1ml
の25% 濃度アンモニア水の添加の後で、70℃に加熱
された70g の脱イオン水を激しい攪拌下に非常にゆっ
くりと滴加する(約2時間)。ミルク状の擬塑性分散物
が得られる。
【0044】アルキッド樹脂エマルジョンA2:40g
のGenapol(R) 0−100(エトキシル化脂肪ア
ルコール)および10g のブチルグリコールを、42%
の油含有量の市販のアルキッド樹脂(例えばAlfta
lat AM424、100% )200g に添加し、こ
の混合物を、均一になるまで70℃で約60分攪拌す
る。
【0045】2mlの25% 濃度アンモニア水の添加の
後で、70℃に加熱された230gの脱イオン水を激し
い攪拌下に非常にゆっくりと滴加する(約4時間)。ミ
ルク状の分散物が得られる。塗料: 19.5g の外的に乳化されたアルキッド樹脂エ
マルジョンA1を2g のメトキシプロピル−アセテート
にて希釈し、6g のポリイソシアネート(Bayhyd
ur(R) LS 2980)と混合する。この混合物の可
使時間は4時間より長い。室温で硬化した塗膜は粘着性
がなく、透明でかつ架橋しそして良好な均一性を示す。
80℃で約30分そして60℃で16時間乾燥し後に、
100秒より多い振かん硬度が測定される。振かん硬度
は室温で更に1週間後には150秒より多くなる。この
様に硬化した塗膜の耐溶剤性(キシレン、5分)は優れ
ている。
【0046】アルキッド樹脂エマルジョンA2を用いて
も同様の結果が得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // C08G 18/42 NDW C08G 18/42 NDW 18/66 NEZ 18/66 NEZ 18/79 NFL 18/79 NFL

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 a)1種類以上の多官能性有機イソシア
    ネートより成る23℃で50〜10,000mPa.s
    の粘度を有するイソシアネート成分およびb)固形分成
    分が b1)60〜98重量% の1種類以上のアルキッド樹脂
    および b2)2〜40重量% の1種類以上のヒドロキシ官能性
    乳化剤を含有し、そして b3)場合によってはアルキッド樹脂エマルジョンの重
    量を基準として15重量% までの有機溶剤および b4)水も含有するアルキッド樹脂エマルジョンを含有
    する水希釈性二成分系塗料。
  2. 【請求項2】 イソシアネート成分a)が2.2〜5の
    平均イソシアネート官能性を有している請求項1に記載
    の水希釈性二成分系塗料。
  3. 【請求項3】 成分a)中のイソシアネート基の数とア
    ルキッド樹脂b1)中の水酸基の数との比が0.3:1
    〜5:1である請求項1に記載の水希釈性二成分系塗
    料。
  4. 【請求項4】 使用されるイソシアネート成分a)がビ
    ュレット−、ウレタン−、ウレトジオン−およびイソシ
    アヌレート構造から選択される構造を持つジイソシアネ
    ート誘導体を含む請求項1に記載の水希釈性二成分系塗
    料。
  5. 【請求項5】 多官能性イソシアネートが脂肪族構造の
    みを有する請求項1に記載の水希釈性二成分系塗料。
  6. 【請求項6】 イソシアネート成分a)が0.5% より
    少ないモノマー状のジイソシアネートを含有している請
    求項1に記載の水希釈性二成分系塗料。
  7. 【請求項7】 イソシアネート成分が、ジイソシアネー
    トと少なくとも2つのイソシアネート反応性基および、
    ポリオキシエチレン−およびポリオキシプロピレン基お
    よびイオン−またはイオノゲン基から選択される少なく
    とも1つの基を持つ親水性成分との反応によって得られ
    る少なくとも5% の多官能性イソシアネートを含有す
    る、請求項1に記載の水希釈性二成分系塗料。
  8. 【請求項8】 多官能性イソシアネートが、炭素原子数
    4〜25の立体障害ジイソシアネートを反応させること
    によって得られる請求項4に記載の水希釈性二成分系塗
    料。
  9. 【請求項9】 アルキッド樹脂成分b1)中の飽和また
    は不飽和の脂肪酸の重量割合が10〜80% である請求
    項1に記載の水希釈性二成分系塗料。
  10. 【請求項10】 アルキッド樹脂成分b1)中の飽和ま
    たは不飽和の脂肪酸の重量割合が20〜70% である請
    求項1に記載の水希釈性二成分系塗料。
  11. 【請求項11】 アルキッド樹脂エマルジョンの固体成
    分〔b1)+b2)〕中のポリオキシアルキレン基の重
    量割合が20% より多くない請求項7に記載の水希釈性
    二成分系塗料。
  12. 【請求項12】 乳化剤成分b2)がヒドロキシ官能性
    ポリウレタンポリ尿素分散物である請求項1に記載の水
    希釈性二成分系塗料。
  13. 【請求項13】 乳化剤成分b2)がポリエチレングリ
    コール含有イソシアネート官能性プレポリマーを水性相
    中で、ポリアミン類を使用して鎖延長することによって
    得られる請求項1に記載の水希釈性二成分系塗料。
  14. 【請求項14】 第一段階でアルキッド樹脂をヒドロキ
    シ官能性乳化剤によって水性相に転化し、次いでこのエ
    マルジョン中でポリイソシアネート成分を乳化すること
    を特徴とする、塗料の製造方法。
  15. 【請求項15】 請求項1に記載の水性二成分系塗料を
    用いて塗膜を造る方法。
  16. 【請求項16】 使用される少なくとも1種類の塗料が
    請求項1に記載の二成分系塗料を含む、重ね塗り塗膜の
    形成法。
  17. 【請求項17】 ワンコート仕上げ塗料または上塗り塗
    料の製造に請求項1に記載の塗料を用いる方法。
  18. 【請求項18】 請求項1に記載の塗料をプライマーの
    製造に用いる方法。
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