JPH0873808A - 塗料組成物 - Google Patents

塗料組成物

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JPH0873808A
JPH0873808A JP6217413A JP21741394A JPH0873808A JP H0873808 A JPH0873808 A JP H0873808A JP 6217413 A JP6217413 A JP 6217413A JP 21741394 A JP21741394 A JP 21741394A JP H0873808 A JPH0873808 A JP H0873808A
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JP
Japan
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temperature
compound
blocked isocyanate
parts
coating
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JP6217413A
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Inventor
Goji Koyama
剛司 小山
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Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
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Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 塗膜作成時の焼付温度が低く、得られた塗膜
はヤケ、発泡などをまったくおこさず、表面平滑性に優
れ、かつ塗膜物性が良好であるブロックイソシアネート
とポリオール樹脂からなる塗料組成物を提供するもので
ある。 【構成】 特定の構造のヒドロキシイソ酪酸エステル類
とポリイソシアネートとを反応させて得られたウレタン
硬化剤用ブロックイソシアネート、及びポリオール樹脂
を含む塗料組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はポリウレタン系溶剤型焼
付塗料、粉体塗装、水性塗装などに適したブロックイソ
シアネートとポリオール樹脂を含む塗料組成物に関す
る。さらに詳しくは従来の塗料組成物に比べて焼付温度
が低く、しかも塗膜物性が優れた特定のブロックイソシ
アネートを含有する塗料組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】2個以上の水酸基を含むポリエステル樹
脂とフェノール、クレゾール等のフェノール類あるいは
エチルアルコール、セルソルブなどのアルコール類でブ
ロック化されたポリイソシアネートからなる粉体塗料組
成物は公知である。しかし、これらのブロックイソシア
ネートを含む塗料組成物の欠点は焼付温度が200℃と
高く、しかも被膜に気泡が発生する、あるいは変色など
の現象がみられ、被膜の外観や物性が低下することがあ
る。
【0003】焼付温度の低い粉体塗料組成物としては、
ε−カプロラクタムブロックイソシアネートを含む塗料
組成物があり、公知である。しかし、ε−カプロラクタ
ムの沸点が高く、ブロックイソシアネートの熱分解温度
よりも高いため、ブースからの廃棄が困難で、ブースに
ツララとなって付着し、落下したε−カプロラクタムが
塗膜に付着して塗膜外観を悪くする原因となる。特公昭
第56−5428号公報ではブロック剤にα−オキシカ
ルボン酸エステル類を用い、粉体塗料としている。この
場合でも根本的な解決にはなりえず、充分な焼付温度低
下は得られなかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】塗膜作成時の焼付温度
が低く、得られた塗膜はヤケ、発泡などをまったくおこ
さず、表面平滑性に優れ、かつ塗膜物性が良好であるブ
ロックイソシアネートとポリオール樹脂からなる塗料組
成物を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の従
来技術の問題点を克服し、焼付温度が低く、しかも優れ
た塗膜性能を有するブロックイソシアネートを鋭意検討
した結果、ヒドロキシイソ酪酸アルキルエステル類とポ
リイソシアネートとからなるブロックイソシアネートと
ポリオール樹脂からなる塗料組成物が、全く思いがけ
ず、200℃以下の低い温度でも、比較的短時間で焼付
が可能であり、皮膜に気泡が発生せず、変色の減少がみ
られないことを発見し、本発明を完成した。
【0006】すなわち、本発明は下記の一般式(1)で
表されるヒドロキシイソ酪酸エステル類とポリイソシア
ネートとを反応させて得られたウレタン硬化剤用ブロッ
クイソシアネート、及びポリオール樹脂を含む塗料組成
物に関する発明である。
【0007】
【0008】上記一般式(1)のヒドロキシイソ酪酸エ
ステル類の具体例としては、ヒドロキシイソ酪酸エチ
ル、ヒドロキシイソ酪酸メチル、ヒドロキシイソ酪酸プ
ロピル、ヒドロキシイソ酪酸ブチル、ヒドロキシイソ酪
酸イソブチル等が挙げられる。
【0009】本発明で使用するイソシアネート化合物と
しては、具体的にはヘキサメチレンジイソシアネート
等の脂肪族ジイソシアネート、例えば、1,3−ビス
(イソシアナートメチル)シクロヘキサン(以下、1,
3−BICという)、イソホロンジイシシアネート、
3−イソシアナートメチル−3,5,5−トリメチルシ
クロヘキサンなどのシクロアルキレン系ジイソシアネー
ト、例えば、1,5−ナフタレンジイソシアネート、
4,4'-ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4
−トルエンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネー
ト、1,3−ビス(イソシアナートメチル)ベンゼン
(以下、MXDIという)等の芳香脂肪族ジイソシアネ
ート、トリフェニルメタン−4,4',4"-トリイソシ
アネート等のトリイソシアネート、4,4'-ジフェニ
ルジメチルメタン−2,2',5,5'-テトライソシアネ
ート等のテトライソシアネート、ジイソシアネートの
二量体や三量体等の重合ポリイソシアネートが例示でき
る。
【0010】更に、他の具体例として、上記〜の
イソシアネート化合物とエチレングリコール、トリメチ
ロールプロパン、ヘキサメチレンジアミン、ジエタノー
ルアミン、水、アンモニア、尿素などの低分子活性水素
含有化合物とを活性水素に対してイソシアネート過剰で
反応させて得たプレポリマー、上記〜のイソシア
ネート化合物と各種ポリエーテルポリオール、ポリエス
テルポリオール、アクリルポリオールなどの高分子活性
水素含有化合物とを反応させて得られるポリイソシアネ
ートあるいはこれらのアロファネート、ビュレット化合
物等が例示できる。上記のイソシアネート化合物は単独
でも2種以上の混合物としても使用することができる。
【0011】上記イソシアネート化合物とヒドロキシイ
ソ酪酸メチルの反応は無溶媒あるいは活性水素を持たな
い溶媒中で公知の方法で行われる。イソシアネート化合
物とヒドロキシイソ酪酸メチルのとの反応割合は通常、
濃度[OH]/[NCO]=1以上、好ましくは1以上
2以下である。上記反応に際しては例えば、3級アミ
ン、有機金属などの公知の触媒を使用してもよい。上記
イソシアネート化合物とヒドロキシイソ酪酸メチルの反
応温度は通常50〜150℃の間、好ましくは80〜1
20℃の間の温度で行われる。溶媒を使用し反応終了後
それを除去する必要がある場合は、スプレードライヤ
ー、ドラムドライヤーなどにより留去することができ
る。かくして固体状のブロックポリイソシアネートが製
造される。
【0012】本発明で使用するポリオール樹脂は、たと
えばポリエステル樹脂、アクリルポリオール樹脂、エポ
キシ樹脂、ポリエーテル樹脂あるいはこれらの混合物な
どがあげられるが、特にポリエステル樹脂、アクリルポ
リオール樹脂が好ましい。
【0013】ブロックポリイソシアネートとポリオール
樹脂とからなる塗料組成物を製造するには従来の公知の
方法を用いることができる。例えば、粉体塗料組成物の
製造については、溶媒存在下で両成分を溶融混合し、必
要に応じて、これに顔料、レベリング剤、解離触媒など
を混合した後、スプレードライヤーを用いてこれを微粉
末とする方法。または、固形の両成分を80〜140に
加熱融解状態で混練し、冷却固化後微粉砕する方法がと
られる。粉末の粒径は5〜500ミクロン、さらに望ま
しくは10〜300ミクロンである。
【0014】本発明の実施に際しては、焼き付け温度を
低下させる目的でブロックイソシアネートの解離触媒を
使用するのが望ましい。触媒としては3級アミン、有機
金属などの公知の触媒を使用してもよい。添加量は塗料
組成物の0.01〜5重量%が好適である。
【0015】
【実施例】以下本発明を実施例によってさらに詳細に説
明するが、本発明はこれらの例によって何等限定される
ものではない。なお実施例中の「部」は、「重量部」を
意味する。
【0016】実施例1 フラスコにMXDI(武田薬品工業(株)製、商品名:
タケネート500)119部を仕込み、窒素気流中に温
度を100℃に保ちながらヒドロキシイソ酪酸メチルエ
ステル 94部を滴下して反応させた。温度を100℃
で10時間反応させると、全体が粘ちょうな白色懸濁液
となった。得られた化合物を赤外線吸収測定装置で測定
すると、2200cm-1(NCOの伸縮)の吸収が検出
されなかった。ついで、1mmHgの減圧下で約100
℃の温度で低沸点化合物を留去すると、融点90〜10
0℃のブロックイソシアネートの結晶が得られた。
【0017】上記ブロックイソシアネート結晶の熱分解
温度を熱重量分析で測定した。測定条件は、昇温速度1
0℃/分、40℃〜350℃の温度範囲である。上記化
合物単独の5%重量減少温度の測定結果を表1に示す。
本発明のブロックイソシアネートはα−オキシカルボン
酸エステル類である乳酸メチルエステルを用いてブロッ
クイソシアネートよりも熱分解温度が10℃低く、か
つ、融点が80℃以上の個体であるために粉体塗料の硬
化剤として有用である。
【0018】実施例2 実施例1と同様に1,3−BIC(武田薬品工業(株)
製、商品名:タケネート600)118部を仕込み、窒
素気流中に温度を110℃に保ちながらヒドロキシイソ
酪酸メチルエステル 97部を滴下して反応させた。温
度を110℃で8時間反応させると、全体が粘ちょうな
白色懸濁液となった。得られた化合物を赤外線吸収測定
装置で測定すると、2200cm-1(NCO伸縮)の吸
収が検出されなかった。ついで、1mmHgの減圧下で
約100℃の温度で低沸点化合物を留去すると、融点1
00〜110℃のブロックイソシアネートの結晶が得ら
れた。上記ブロックイソシアネートの結晶の5%重量減
少温度の測定結果を表1に示す。
【0019】比較例1 比較例として特許公告56−5428に記載されている
α−オキシカルボン酸エステル類である乳酸メチルエス
テルを用いてブロックイソシアネートを以下に合成し
た。フラスコにMXDI(武田薬品工業(株)製、商品
名:タケネート500)94部を仕込み、窒素気流中に
温度を80℃に保ちながら乳酸メチルエステル 105
部を滴下して反応させた。温度を80℃で12時間反応
させた。得られた化合物を赤外線吸収測定装置で測定す
ると、2200cm-1(NCO伸縮)の吸収が検出され
なかった。ついで、1mmHgの減圧下で約100℃の
温度で低沸点化合物を留去すると、高粘度の液体が得ら
れた。得られた高粘度の液体の5%重量減少温度の測定
結果を表1に示す。
【0020】比較例2 比較例1と同様に1,3-BIC(武田薬品工業(株)製、
商品名:タケネート600)97部を仕込み、窒素気流
中に温度を80℃に保ちながら乳酸メチルエステル 1
10部を滴下して反応させた。温度を80〜90℃で1
4時間反応させた。得られた化合物を赤外線吸収測定装
置で測定すると、2200cm-1(NCO伸縮)の吸収
が検出されなかった。ついで、1mmHgの減圧下で約
100℃の温度で低沸点化合物を留去すると、高粘度の
液体が得られた。得られた高粘度の液体の5%重量減少
温度の測定結果を表1に示す。
【0021】 表1 実施例1 実施例2 比較例1 比較例2 5%重量減少温度 235℃ 238℃ 247℃ 246℃
【0022】実施例3 イソシアネート化合物(武田薬品工業(株)製、商品
名:タケネートD120N、1,3-BICのトリメチロー
ルプロパンアダクト体)205部、スズ系触媒(吉富純
薬(株)製、商品名:フォーメートTK−1)0.07
5部を仕込み、窒素気流中に温度を90℃に保ちながら
ヒドロキシイソ酪酸メチルエステル 70部を滴下、反
応させた。温度を90〜100℃で6時間反応させる
と、全体が粘ちょうな白色懸濁液となった。赤外線吸収
測定装置で得られた化合物を測定すると、NCOの吸収
が検出されなかった。ついで、1mmHgの減圧下で約
100℃の温度で低沸点化合物を留去すると、NCO含
有量 6.64%、融点80〜90℃のブロックイソシ
アネート結晶が得られた。
【0023】実施例4 イソシアネート化合物(武田薬品工業(株)製、商品
名:タケネートD110N、1,3-BICのトリメチロー
ルプロパンアダクト体) 101部、スズ系触媒(吉富
純薬(株)製、商品名:フォーメートTK−1)0.0
38部を仕込み、窒素気流中に温度を80℃に保ちなが
らヒドロキシイソ酪酸メチルエステル 35部を滴下・
反応させた。温度を80〜100℃で6時間反応させる
と、全体が粘ちょうな白色懸濁液となった。赤外線吸収
測定装置で得られた化合物を測定すると、NCOの吸収
が検出されなかった。ついで、1mmHgの減圧下で約
100℃の温度で低沸点化合物を留去すると、NCO含
有量 6.93%、融点55〜75℃のブロックイソシ
アネート結晶が得られた。
【0024】実施例5 イソシアネート化合物としてイソホロンジイソシアネー
ト(ダイセル・ヒュルス(株)製) 185部を100
℃に加熱し、エチレングリコール10部を滴下し、10
0℃で1時間反応させた。スズ系触媒(吉富純薬(株)
製、商品名:フォーメートTK−1)0.051部を仕
込み、窒素気流中に温度を80℃に保ちながらヒドロキ
シイソ酪酸メチルエステル 162部を滴下・反応させ
た。温度を80〜120℃で19時間反応させた。赤外
線吸収測定装置で得られた化合物を測定するとNCO伸
縮振動である2200cm-1の吸収が検出されなかっ
た。ついで、1mmHgの減圧下で約100℃の温度で
低沸点化合物を留去すると、NCO含有量 18.4
%、融点58〜83℃のブロックイソシアネートの結晶
が得られた。
【0025】参考例1 ポリエステル樹脂(日本ユピカ(株)製、商品名:ユピ
カコートGV−150、OH価35mgKOH/g)7
2部、実施例3のブロックイソシアネート 28部(N
CO/OH=1.0)、酸化チタン(石原産業(株)
製、商品名:タイペークCR90) 50部、ベンゾイ
ン 1部、レベリング剤(共栄社化学(株)製、商品
名:ポリフローS)0.7部およびスズ系触媒(吉富純
薬(株)製、商品名:フォーメートTK−1)0.3部
をヘンシェルミキサーで15分間均一になるように混合
した。混合物を120℃で溶融混合し、ペレットとし、
再びアトマイザーで100μm以下の粒子径になるよう
微粉砕した。これを軟鋼板に60KVで80〜100μ
mの膜厚になるように静電塗装し190℃で20分焼き
付けると堅牢で光沢のある白色塗膜が得られた。
【0026】参考例2 ポリエステル樹脂(日本ユピカ(株)製、商品名:ユピ
カコートGV−150,OH価35mgKOH/g)7
3部、実施例4のブロックイソシアネート 28部(N
CO/OH=1.0)、酸化チタン(石原産業(株)
製、商品名:タイペークCR90) 50部、ベンゾイ
ン 1部、レベリング剤(共栄社化学(株)製、商品
名:ポリフローS) 0.7部およびスズ系触媒(吉富
純薬(株)製、商品名:フォーメートTK−1)0.3
部をヘンシェルミキサーで15分間均一になるように混
合した。混合物を120℃で溶融混合し、ペレットと
し、再びアトマイザーで100μm以下の粒子径になる
よう微粉砕した。これを軟鋼板に60KVで80〜10
0μmの膜厚になるように静電塗装し190℃で20分
焼き付けると堅牢で光沢のある白色塗膜が得られた。
【0027】 表2 参考例1 参考例2 粉末の貯蔵安定性40℃,2週間 ブロッキングなし ブロッキングなし 焼付温度 190℃ 190℃ 光沢(60℃鏡面反射) 94.0 92.5 硬度(鉛筆) H H エリクセン試験 7mm以上 7mm以上 密着性 X/100 100 100
【0028】参考例3 ポリエステル樹脂(日本ユピカ(株)製、商品名:ユピ
カコートGV−150)85部、実施例5のブロックイ
ソシアネート 15部(NCO/OH=1.0)、酸化
チタン(石原産業(株)製、商品名:タイペークCR9
0) 50部、ベンゾイン 1部、レベリング剤(共栄
社化学(株)製、商品名:ポリフローS) 0.7部お
よびスズ系触媒(吉富純薬(株)製、商品名:フォーメ
ートTK−1)0.3部をヘンシェルミキサーで15分
間均一になるように混合した。混合物を120℃で溶融
混合し、ペレットとし、再びアトマイザーで100μm
以下の粒子径になるよう微粉砕した。これを軟鋼板に6
0KVで80〜100mmの膜厚になるように静電塗装
し170℃、190℃、230℃で20分焼き付けると
堅牢で光沢のある白色塗膜が得られた。
【0029】比較例3 ポリエステル樹脂(日本ユピカ(株)製、商品名:ユピ
カコートGV−150)95部、ε−カプロラクタムの
ブロックイソホロンジイソシアネート(ダイセル・ヒュ
ルス(株)製、商品名:B−1530、NCO含有量1
5%) 15部(NCO/OH=1.0)、酸化チタン
(石原産業(株)製、商品名:タイペークCR90)
50部、ベンゾイン 1部、レベリング剤(共栄社化学
(株)製、商品名:ポリフローS)0.7部およびスズ
系触媒(吉富純薬(株)製、商品名:フォーメートTK
−1)0.3部をヘンシェルミキサーで15分間均一に
なるように混合した。混合物を120℃で溶融混合し、
ペレットとし、再びアトマイザーで100μm以下の粒
子径になるよう微粉砕した。これを軟鋼板に60KVで
80〜100μmの膜厚になるように静電塗装し170
℃、190℃、230℃で20分焼き付けると堅牢で光
沢のある白色塗膜が得られた。
【0030】 参考例3 比較例3 焼付温度 170℃ エリクセン mm 5 7以上 平滑性 非常によい ふつう 光沢 60゜ 93 90 20゜ 82 68 鉛筆硬度 H H 密着性X/100 100 100 190℃ エリクセン mm 7以上 7以上 平滑性 非常によい ふつう 光沢 60゜ 91 90 20゜ 87 71 鉛筆硬度 H H 密着性X/100 100 100 色差(170℃) 0.26 0.64 230℃ エリクセン mm 7以上 7以上 平滑性 非常によい ふつう 光沢 60゜ 89 89 20゜ 75 69 鉛筆硬度 H H 密着性X/100 100 100 色差(170℃) 3.40 4.33
【0031】ヒドロキシイソ酪酸メチルエステルブロッ
クイソシアネートの塗膜(参考例3)はε−カプロラク
タムブロックイソシアネートの塗膜(比較例3)に比較
して、平滑性、光沢が良好で、230℃の焼き付け条件
でもヤケなどが少なく、色差が小さい塗膜が得られた。
【0032】
【発明の効果】本発明のブロックイソシアネートとポリ
オール樹脂からなる塗料組成物はポリウレタン系溶剤型
焼付塗料、粉体塗装、水性塗装などに適しており、特に
粉体塗料としては有用である。本発明のブロックイソシ
アネートの熱分解温度が従来のヒドロキシカルボン酸エ
ステル類のものより低く、かつ、静電塗装などの方法に
よって被覆物に塗布した後に、200℃以下という低い
温度で焼き付けをおこなうことができ、再生したイソシ
アネート基とポリオールの水酸基との反応によって架橋
が起こり、強靱な被覆を得ることができた。また、得ら
れた塗膜はヤケ、発泡などをまったくおこさず、しかも
物理的性能は良好である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記の一般式(1)で表されるヒドロキ
    シイソ酪酸エステル類とポリイソシアネートとを反応さ
    せて得られたウレタン硬化剤用ブロックイソシアネー
    ト、及びポリオール樹脂を含む塗料組成物。
JP6217413A 1994-09-12 1994-09-12 塗料組成物 Pending JPH0873808A (ja)

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