JPH0940772A - 新規なポリアミンおよびその被覆組成物における使用 - Google Patents

新規なポリアミンおよびその被覆組成物における使用

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JPH0940772A
JPH0940772A JP8210449A JP21044996A JPH0940772A JP H0940772 A JPH0940772 A JP H0940772A JP 8210449 A JP8210449 A JP 8210449A JP 21044996 A JP21044996 A JP 21044996A JP H0940772 A JPH0940772 A JP H0940772A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 公知の1−成分ポリウレタン(PUR)結合
剤と比較して相当低い架橋のための焼付温度しか必要と
しない貯蔵安定性の1−成分結合剤組成物を得るための
新規なポリアミンを得る。 【解決手段】 (a)1分子当たり平均して2〜4個の
二重結合を有する不飽和オリゴエステルおよび(b)必
要に応じミカエル付加アクセプタとして適すると共に1
分子当り平均して1〜4個の二重結合を有する他の不飽
和化合物を(c)2個の第一アミノ基を有する(シク
ロ)脂肪族ジアミンおよび(d)必要に応じミカエル付
加ドナーとして適する他のアミノ官能性化合物と反応さ
せて調製されるポリアミン。さらに、ラッカーおよび被
覆組成物における結合剤成分としての、特に1−成分焼
付ラッカーにおけるブロックドポリイソシアネートの反
応体としての上記ポリアミンの使用。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、(シクロ)脂肪族
ポリアミンと1分子当り平均して2〜4個の二重結合を
有する不飽和オリゴエステルとから調製される新規なポ
リアミン、および被覆組成物用の結合剤としてのブロッ
クドポリイソシアネートと組合せたその使用に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】ポリヒドロキシル化合物(たとえばポリ
エステルポリオールもしくはポリアクリレートポリオー
ル)は、貯蔵安定な1−成分焼付ラッカーにおけるブロ
ックドポリイソシアネートのための反応体として使用さ
れる。約170℃であるこれらラッカーの焼付温度を減
少させる多くの試みが存在する。たとえば有機錫化合物
もしくは第三アミンのような適する触媒は焼付温度を約
150℃まで低下させるが、これは充分でない。触媒が
製造に関連する理由に基づき焼付温度を越える際に生じ
うるような過度に高い温度にて逆反応をも触媒するとい
う事実も欠点となる。約120〜140℃の所望の低焼
付温度をより低い封鎖解除温度を有する新規なブロッキ
ング剤で達成しうるが[米国特許発明明細書第4,97
6,837号に対応する欧州特許出願公開明細書第15
9,117号]、これら被覆組成物は一般に充分な貯蔵
安定性を持たない。したがって、1−成分ポリウレタン
焼付ラッカーを製造すべく使用しうると共にブロックド
ポリイソシアネートに対する高レベルの反応性だけでな
くブロックドポリイソシアネートと組合せて良好な貯蔵
安定性をも有するようなブロックドポリイソシアネート
のための共反応体につきニーズが存在する。
【0003】不飽和ポリエステルを第一アミノ基と第三
アミン基とを有するジアミンと反応させて、必要に応じ
前記反応生成物を2個の第一アミノ基を有するジアミン
と反応させ続けると共に、生成物をエピクロルヒドリン
により第三窒素原子にて四級化することが米国特許発明
明細書第3,715,335号から知られている。得ら
れる生成物は紙を製造するための添加剤として或いは凝
集助剤として推奨される。欧州特許出願公開明細書第2
73,243号は、不飽和ポリエステルポリオールを2
個の第一アミノ基を有する低分子量ポリアミンと反応さ
せて調製されるアミノ基およびアミド基を有するポリエ
ステルポリオールにつき記載しており、さらに接着剤と
して特に適するポリ(尿素)ウレタンを製造するための
前記生成物の使用についても記載している。ジアミンと
の反応につき使用されるポリエステルポリオールは、比
較的高分子量と約10〜500mg KOH/gのOH
価とを有する公知の不飽和ポリエステルポリオールであ
る。これらポリエステルポリオールは、多価(好ましく
は二価)のα,β−不飽和カルボン酸および/またはそ
の無水物とポリオール化合物との反応により得られる。
50〜500(好ましくは150〜350)mg KO
H/gのOH価と1〜7重量%(好ましくは2〜5.5
重量%)の全窒素含有量とを有する改変ポリエステルポ
リオールが接着剤用途に特に適すると記載されている。
0.5:100〜30:100(好ましくは4:100
〜15:100)のポリアミンとポリエステルポリオー
ルとの重量比を改変につき維持すべきである。
【0004】今回、マレイン酸もしくはフマル酸とジオ
ール、トリオールもしくはテトラオールとのジ(シク
ロ)アルキルエステルのエステル交換により或いは無水
マレイン酸、マレイン酸もしくはフマル酸とジオール、
トリオールもしくはテトラオールおよびモノアルコール
とのエステル化により特殊な低分子量オリゴエステルを
調製しうることが突き止められた。これらオリゴエステ
ルは1分子当り統計平均で2〜4個の二重結合を有する
と共に、必要に応じ他の不飽和化合物と組合せてミカエ
ル付加(ビニルカルボニル化合物に対するCH−酸性化
合物およびアミンの付加)により(シクロ)脂肪族ジア
ミンと反応することができる。ブロックドポリイソシア
ネートと組合せた際に、公知の1−成分ポリウレタン
(PUR)結合剤と比較して相当低い架橋用焼付温度を
必要とする保存安定性の1−成分結合剤組合せ物をもた
らすような新規なポリアミンが得られる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、公知
の1−成分ポリウレタン(PUR)結合剤と比較して相
当低い架橋のための焼付温度しか必要としない貯蔵安定
性の1−成分結合剤組成物を得るためのポリアミンを提
供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、(a)1分子
当たり平均して2〜4個の二重結合を有する不飽和オリ
ゴエステルおよび(b)必要に応じミカエル付加アクセ
プタとして適すると共に1分子当り平均して1〜4個の
二重結合を有する他の不飽和化合物を(c)2個の第一
アミノ基を有する(シクロ)脂肪族ジアミンおよび
(d)必要に応じミカエル付加ドナーとして適する他の
アミノ官能性化合物と反応させて調製されるポリアミン
に関するものである。さらに本発明は、ラッカーおよび
被覆組成物における結合剤成分としての、特に1−成分
焼付ラッカーにおけるブロックドポリイソシアネートの
ための反応体としてのこれらポリアミンの使用にも関す
るものである。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明によるポリアミンは次の各
成分から調製される: (a)マレイン酸および/またはフマル酸とジオール、
トリオールおよび/またはテトラオールとのジ(シク
ロ)アルキルエステルのエステル交換により或いは無水
マレイン酸、マレイン酸および/またはフマル酸とジオ
ール、トリオールおよび/またはテトラオールおよびモ
ノアルコールとのエステル化により調製されると共にミ
カエル付加アクセプタとして作用する1分子当り平均し
て2〜4個、好ましくは2〜3個の二重結合を有する不
飽和オリゴエステル、(b)必要に応じミカエル付加ア
クセプタとして作用する他の不飽和化合物、(c)2個
の第一アミノ基(NH2 )を有すると共にミカエル付加
ドナーとして作用する(シクロ)脂肪族ジアミン、およ
び(d)必要に応じミカエル付加ドナーとして作用する
他のアミノ官能性化合物。
【0008】エステル交換に適するマレイン酸およびフ
マル酸のジ(シクロ)アルキルエステルは(シクロ)ア
ルキル基中に1〜8個の炭素原子を有する。その例はマ
レイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジ
−n−プロピル、マレイン酸ジイソプロピル、マレイン
酸ジ−n−ブチル、マレイン酸ジイソブチル、マレイン
酸ジ−n−ヘキシル、マレイン酸ジ−2−エチルヘキシ
ル、マレイン酸ジシクロヘキシルおよび対応のフマル酸
のジエステルを包含する。マレイン酸ジメチル、ジエチ
ルおよびジ−n−ブチルが好適である。
【0009】エステル交換に適するジオール、トリオー
ルおよび/またはテトラオールは、必要に応じエーテル
酸素結合を有する線状もしくは分枝鎖の飽和アルコール
である。その例はエチレングリコール、プロピレン1,
2−および1,3−グリコール、ブチレン1,4−、
1,3−および2,3−グリコール、ヘキサン1,6−
および2,5−ジオール、オクタン1,8−ジオール、
2−メチルプロパン−1,3−ジオール、2−エチル−
2−ブチルプロパン−1,3−ジオール、ネオペンチル
グリコール、1,4−ビス−ヒドロキシメチルシクロヘ
キサン、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタ
エリスリトール、ジエチレングリコール、トリエチレン
グリコール、テトラエチレングリコール、並びに1,0
00もしくはそれ以下(好ましくは800もしくはそれ
以下、特に好ましくは600もしくはそれ以下)の分子
量を有する他のポリエチレングリコールを包含する。特
に好適なものはエチレングリコール、プロピレングリコ
ール、ジエチレングリコール、600もしくはそれ以下
の分子量を有するポリエチレングリコール、ブタン−
1,4−ジオール、ヘキサン1,6−ジオール、ネオペ
ンチルグリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノー
ルおよびトリメチロールプロパンである。
【0010】エステル交換に際しジオール、トリオール
および/またはテトラオールは、マレイン酸およびフマ
ル酸のジ(シクロ)アルキルエステルの1モル当りアル
コール成分の各OH基につきマレイン酸および/または
フマル酸のジ(シクロ)アルキルエステル1モルが存在
するような量にて使用される。エステル交換は溶剤なし
に80〜250℃、好ましくは100〜220℃の温度
にて行われる。モノアルコール副生物は蒸留除去され
る。この理由で有利に使用しうるエステル交換触媒は
酸、塩基および有機金属化合物、たとえばジオクタン酸
錫−IIを包含する。一般にエステル交換はほぼ定量的
に生ずる。無水マレイン酸がジオール、トリオールおよ
び/またはテトラオールおよびモノアルコールでの無水
マレイン酸、マレイン酸および/またはフマル酸のエス
テル化により不飽和オリゴエステルを調製するための好
適カルボン酸成分である。エステル化に適するジオー
ル、トリオールおよび/またはテトラオールは、エステ
ル交換につき適すると既に記載したような化合物であ
る。
【0011】エステル化に適するモノアルコールは1〜
18個、好ましくは1〜12個、より好ましくは1〜9
個の炭素原子を有する脂肪族、脂環式もしくは芳香脂肪
族アルコール、たとえばメタノール、エタノール、1−
および2−プロパノール、1−および2−ブタノール、
イソブタノール、t−ブタノール、1−、2−および3
−ペンタノール、2−および3−メチル−1−ブタノー
ル、2,2−ジメチルプロパノール、1−、2−および
3−ヘキサノール、4−メチル−2−ペンタノール、2
−エチル−1−ブタノール、2,2−ジエチルプロパノ
ール、1−オクタノール、2−エチル−1−ヘキサノー
ル、1−ノナノール、3,5,5−トリメチル−1−ヘ
キサノール、1−デカノール、1−ドデカノール、1−
テトラデカノール、1−ヘキサデカノール、1−オクタ
デカノール、シクロヘキサノール、2−、3−および4
−メチルシクロヘキサノール、ヒドロキシメチルシクロ
ヘキサン、3,3,5−トリメチルシクロヘキサノー
ル、4−t−ブチルシクロヘキサノールおよびベンジル
アルコールを包含する。これらモノアルコールの混合物
およびエーテル酸素原子を有する対応モノアルコールも
使用することができる。エステル化は、溶剤を用いて或
いは溶剤なしに80〜260℃、好ましくは100〜2
40℃の温度にて行われる。反応水は必要に応じ減圧下
で或いは窒素流の下で蒸留除去され、或いはたとえばベ
ンゼン、トルエン、キシレン、イソオクタンもしくはシ
クロヘキサンのような連行剤と共に共沸除去される。慣
用のエステル化触媒、たとえばp−トルエンスルホン酸
および硫酸のような酸類またはたとえばジオクタン酸錫
−IIのような有機金属化合物を使用することができ
る。
【0012】ポリアミン(A)を調製するため必要に応
じ使用しうる他の不飽和化合物(b)は1分子当り1〜
4個、好ましくは1〜3個、より好ましくは2〜3個の
二重結合を有する化合物を包含する。その例はアクリル
酸およびメタクリル酸のエステル、たとえば(メタ)ア
クリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)
アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチ
ル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)
アクリル酸シクロヘキシル、ジ(メタ)アクリル酸エタ
ンジオール、ジ(メタ)アクリル酸ブタンジオール、ジ
(メタ)アクリル酸ヘキサンジオール、トリ(メタ)ア
クリル酸トリメチロールプロパンおよびテトラ(メタ)
アクリル酸ペンタエリスリトール、並びにエステル交換
反応につき適すると既に記載したマレイン酸もしくはフ
マル酸のジ(シクロ)アルキルエステルを包含する。4
個までの酸素原子を有するエーテルアルコールによるア
クリル酸および/またはメタクリル酸のエステル化生成
物、たとえば1,000もしくはそれ以下の分子量を有
するポリエチレングリコールが成分(b)として適して
いる。
【0013】たとえばジ(メタ)アクリル酸エタンジオ
ール、ジ(メタ)アクリル酸ブタンジオール、ジ(メ
タ)アクリル酸ヘキサンジオール、トリ(メタ)アクリ
ル酸トリメチロールプロパンおよびエーテル酸素原子を
有するジオールおよびトリオールによるアクリル酸およ
び/またはメタクリル酸のエステル化生成物、たとえば
800もしくはそれ以下の分子量を有するポリエチレン
グリコールのような二官能性および三官能性の不飽和化
合物が好適である。特に好適なものはジアクリル酸エタ
ンジオール、ジアクリル酸ブタンジオール、ジアクリル
酸ヘキサンジオール、トリアクリル酸トリメチロールプ
ロパン、並びにエーテル酸素原子を有するジオールおよ
びトリオールによるアクリル酸のエステル化生成物、た
とえば600もしくはそれ以下の分子量を有するポリエ
チレングリコールである。(シクロ)脂肪族ジアミン
(c)は、式(I) NH2 −R−NH2 (I) [式中、RはC2 〜C24脂肪族もしくはC3 〜C24脂環
式の基を示す]に対応する2個の第一アミノ基を有する
化合物から選択される。好ましくはRは2〜15個、よ
り好ましくは2〜10個の炭素原子を有する脂肪族基、
または6〜12個、好ましくは6個の炭素原子を有する
脂環式基を示す。
【0014】適するジアミンの例は1,2−および1,
3−プロピレンジアミン、1,4−ジアミノブタン、
1,6−ジアミノヘキサン、2,2,4−および2,
4,4−トリメチル−1,6−ジアミノヘキサン、1,
4−ジアミノシクロヘキサン、5−アミノ−1−アミノ
メチル−1,3,3−トリメチルシクロヘキサン(イソ
ホロンジアミン)、ビス−(4−アミノシクロヘキシ
ル)−メタン、ビス−(4−アミノ−3−メチルシクロ
ヘキシル)−メタン、1−アミノ−1−メチル−3−
(4−)−アミノメチルシクロヘキサン、ビス−(4−
アミノ−3,5−ジエチルシクロヘキシル)−メタン、
ビス−アミノメチル−ヘキサヒドロ−4,7−メタノ−
インダン、2,3−、2,4−および2,6−ジアミノ
−1−メチルシクロヘキサンおよびその混合物を包含す
る。
【0015】必要に応じ使用しうる他のアミノ官能性化
合物(d)は第一もしくは第二アミノ基を有する脂肪
族、脂環式および/または芳香脂肪族モノアミン、たと
えばメチルアミン、ジメチルアミン、エチルアミン、ジ
エチルアミン、1−アミノプロパン、ジ−n−プロピル
アミン、2−アミノプロパン、ジイソプロピルアミン、
1−アミノブタン、ジ−n−ブチルアミン、2−アミノ
ブタン、イソブチルアミン、ジイソブチルアミン、1−
アミノヘキサン、ドデシルアミン、オクタデシルアミ
ン、シクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミンお
よびベンジルアミン;第一および第二アミノ基と必要に
応じ第三アミノ基(ここで第二アミノ基は環系の部分と
することもできる)を有する脂肪族、脂環式および/ま
たは複素環式ジアミン、たとえばN−メチルエチレンジ
アミン、N−メチルプロピレンジアミン、N−(2−ア
ミノエチル)−ピペラジンおよび3−アミノ−1,2,
4−トリアゾール;2個の第一アミノ基と少なくとも1
個の第二アミノ基とを有する脂肪族ジアミン、たとえば
ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テト
ラエチレンペンタミンおよびビス−(3−アミノプロピ
ル)−アミン;並びに少なくとも2個の第二アミノ基を
有する脂肪族、脂環式および/または複素環式ジアミ
ン、たとえばN,N′−ジメチルエチレンジアミン、
N,N′−ジメチル−1,4−ジアミノシクロヘキサン
および2,5−ジメチルピペラジンを包含する。
【0016】ポリアミン(A)は、不飽和オリゴエステ
ル(a)および必要に応じ他の不飽和化合物(b)を
(シクロ)脂肪族ジアミン(c)および必要に応じ他の
アミノ官能性化合物(d)と20〜160℃、好ましく
は30〜140℃、より好ましくは40〜120℃にて
溶剤なしに或いは好ましくは不活性有機溶剤中で反応さ
せて調製される。適する溶剤は芳香族炭化水素、たとえ
ばトルエン、キシレン、高級アルキルベンゼンおよび芳
香族混合物、たとえばソルベスッソ100、150およ
び200溶剤(エッソAG社);エステル類、たとえば
酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸メチルグリコールお
よび酢酸メトキシプロピル;ケトン類、たとえばメチル
エチルケトンおよびメチルイソブチルケトン;さらにそ
の混合物を包含する。ポリアミン(A)は平均して少な
くとも1個、好ましくは少なくとも2個、より好ましく
は2〜4個の第一アミノ基(NH2 )を有し、これは適
する量比の出発成分(a)〜(d)により達成すること
ができる。
【0017】好適ポリアミン(A)は出発成分(a)〜
(c)から調製される。これらは分子1個当り平均して
1〜6個、好ましくは1〜4個、より好ましくは2〜4
個の第一アミノ基(NH2 )と3〜12個、好ましくは
3〜10個、より好ましくは4〜10個の第二アミノ基
(NH)とを有する。全窒素含有量(N=14)は2.
04〜17.41%、好ましくは2.82〜13.63
%、より好ましくは3.66〜12.36%である。第
一アミノ基含有量(NH2 =16)は0.39〜6.5
3%、好ましくは0.7〜5.84%)、より好ましく
は1.39〜5.30%であり、第二アミノ基含有量
(NH=15)は1.82〜10.20%、好ましくは
2.01〜9.12%、より好ましくは2.61〜8.
28%である。さらに、好適ポリアミン(A)は専ら出
発成分(a)と(c)とから調製された反応生成物を包
含する。これらは分子1個当り平均して2〜6個、好ま
しくは2〜5個、より好ましくは2〜4個の第一アミノ
基(NH2 )と2〜12個、好ましくは2〜10個、よ
り好ましくは2〜9個の第二アミノ基(NH)とを有す
る。全窒素含有量(N=14)は1.92〜13.79
%、好ましくは3.11〜13.79%、より好ましく
は3.94〜13.79%である。第一アミノ基含有量
(NH2 )は0.73〜7.88%、好ましくは1.7
8〜7.88%、より好ましくは2.25〜7.88%
であり、第二アミノ基含有量(NH=15)は1.37
〜7.39%、好ましくは1.76〜7.39%、より
好ましくは2.11〜7.39%である。
【0018】成分(a)〜(d)、成分(a)〜
(c)、成分(a)と(c)および成分(a)と(c)
と(d)の反応は必要に応じ不活性有機溶剤中で、たと
えば理論固形物含有量に殆どまたは完全に達するような
時間まで行われる。成分(a)〜(d)は任意所望の順
序で計量することができる。成分(a)および(b)、
並びに成分(c)および(d)は混合物として添加する
こともできる。好ましくは成分(a)、(b)、(c)
もしくは(d)および成分(a)と(b)もしくは
(c)と(d)とを反応容器に一緒に導入し、次いで残
余の成分を同時にまたは順次に添加することができる。
成分(a)〜(d);成分(a)〜(c);成分(a)
と(c);および成分(a)と(c)と(d)の反応
は、好ましくは成分(c)もしくは(c)と(d)の充
填物が必要に応じ不活性溶剤中で反応容器内に導入され
るよう行われ、次いで成分(a)または成分(a)と
(b)を混合物としてまたは順次に選択反応温度にて添
加する。好適具体例において、成分(c)の充填物は不
活性溶剤中で反応容器に導入され、成分(b)はその後
に所望温度にて添加され、この温度は必要に応じ冷却に
より一定に保たれる。成分(a)は成分(b)と(c)
との反応後に添加され、反応の完結は固形分の測定によ
り監視される。次いで反応混合物を、理論固形物含有量
に殆どまたは完全に達するような時点まで選択温度にて
撹拌する。成分(a)および(c)のみを互いに反応さ
せる場合、一般にこれら成分を最初に反応器へ必要に応
じ溶剤にて充填すると共にその後に添加するのは自由で
ある。好ましくは成分(c)を最初に反応容器に導入
し、次いで成分(a)を添加する。
【0019】ポリアミン(A)は粘性もしくは固体の無
色〜黄色の物質であって、たとえば上記したような慣用
のラッカー溶剤に溶解して透明溶液を形成する。架橋コ
ーティングを調製するためポリアミン(A)に適する反
応体は芳香族、脂肪族および脂環式ポリイソシアネー
ト、たとえば2,3−、2,4−および2,6−ジイソ
シアナトルエン、4,4′−および2,4′−ジイソシ
アナトジフェニルメタン、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−イソシア
ナト−5−イソシアナトメチル−3,3,5−トリメチ
ルシクロヘキサン(イソホロンジイソシアネート)、
2,3−、2,4−および2,6−ジイソシアナト−1
−メチルシクロヘキサン、1,4−ジイソシアナト−シ
クロヘキサン、4,4′−および2,4′−ジイソシア
ナトジシクロヘキシルメタン、1−イソシアナト−3
(4)−イソシアナトメチル−1−メチルシクロヘキサ
ンおよびその混合物から調製されるブロックドポリイソ
シアネート(B)である。
【0020】好適ブロックドポリイソシアネート(B)
はビウレット基、アロファネート基、カルボジイミド
基、ウレトジオン基およびイソシアヌレート基を有する
ポリイソシアネート誘導体から調製される。これらポリ
イソシアネート誘導体はたとえば上記ジイソシアネート
モノマーから調製される。これらポリイソシアネート誘
導体はたとえば欧州特許出願公開明細書第0,003,
505号、ドイツ特許出願公開明細書第1,101,3
94号、米国特許発明明細書第3,358,010号、
第3,903,127号、第4,324,879号、第
4,288,586号、ドイツ特許出願公開明細書第
3,100,262号、第3,100,263号、第
3,033,860号および第3,144,672号に
記載されている。可逆ブロックされたポリイソシアネー
ト成分(B)を調製するには、ポリイソシアネートをた
とえばフェノール、ε−カプロラクタム、ブタノンオキ
シム、アセトンオキシム、3,5−ジメチル−ピラゾー
ル、トリアゾール、マロン酸のジアルキルエステル、ア
セト酢酸エステルおよび第二アミン類、たとえばジ−n
−ブチルアミンもしくはジ−2−エチルヘキシルアミン
のようなブロッキング剤と反応させる。一般に、遊離イ
ソシアネート基の完全ブロッキングが達成される。
【0021】遊離イソシアネート基とε−カプロラクタ
ムもしくはブタノンオキシムとのブロッキング反応は1
00〜130℃の温度にて生ずる(たとえばドイツ特許
出願公開明細書第3,004,876号)。全混合物に
対し0.01〜0.1重量%の量の触媒、たとえば有機
錫化合物もしくは或る種の第三アミン(たとえばトリエ
チルアミン)の存在が有利である。マロン酸のエステル
およびアセト酢酸エステルとのブロッキング反応は、た
とえばナトリウムフェノラート、ナトリウムメチラート
もしくは他のアルカリアルコラートのような塩基性触媒
を用いて公知方法で行われる(たとえばドイツ特許出願
公開明細書第2,342,603号もしくは2,55
0,156号)。他の有機アルカリ化合物、たとえばマ
ロン酸ナトリウムも適している。これら触媒は、各反応
成分の全重量に対し0.1〜2%の量で使用される。マ
ロン酸ジアルキルはイソシアネート1当量当り少なくと
も1モルの量にて使用すべきであるが、5〜20%過剰
のブロッキング剤を使用することが推奨される。原理的
には、未封鎖ポリイソシアネートを部分的にのみブロッ
クし、たとえばイソシアネート基の50〜95%(好ま
しくは70〜95%)がブロック型で存在するように
し、次いで部分ブロックされたポリイソシアネートをポ
リアミン成分(A)と反応させることもできる。成分
(A)および(B)を含有する組成物の調製も同様に或
いは個々の成分を混合して行うことができる。さらに、
未封鎖ポリイソシアネートまたはポリイソシアネート混
合物を部分ブロックして、たとえばNCO基の30%ま
でが遊離の未封鎖型で存在するようにすることもでき
る。
【0022】次いでポリアミン(A)は、遊離NCO基
とアミノ基の1部との間の自然付加反応の後にブロック
ドポリイソシアネートと過剰ポリアミン(A)との混合
物が存在するような量で添加される。ブロックドNCO
基とアミノ基との当量比は0.5:1〜8:1である。
ブロッキング反応は、ポリイソシアネートに対し不活性
な溶剤、たとえば酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸メトキ
シプロピル、酢酸メチルグリコール、酢酸エチルグリコ
ール、酢酸ジエチレングリコールモノエチルエーテル、
メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエ
ン、キシレンおよびラッカー化学で使用される公知の高
沸点炭化水素混合物を用いて或いは用いずに行うことが
できる。溶剤に個々に或いは混液として使用することが
できる。さらに溶剤の代わりに、たとえば市販のホスフ
ェート、フタレートもしくはスルホネートのような可塑
剤を使用することも可能である。架橋用成分(B)とし
て本発明により使用しうるブロックドポリイソシアネー
トは公知であって、たとえばドイツ特許出願公開明細書
第2,342,603号、2,436,872号、2,
550,156号、2,612,783号、2,61
2,784号もしくは2,612,785号に開示され
ている。
【0023】必要に応じポリアミン(A)は、ブロック
ドポリイソシアネート(B)用の反応体としての公知の
有機ポリヒドロキシル化合物(C)と混合して使用され
る。ポリヒドロキシル化合物は公知のポリエステル、ポ
リエーテル、ポリカーボネート、ポリウレタンもしくは
ポリアクリレートポリオール、好ましくはポリエステル
およびポリアクリレートポリオールから選択される。適
するポリエステルポリオールは上記ラッカー溶剤に可溶
性である有機ヒドロキシル化合物の重縮合物を包含す
る。ポリエステルは、たとえばn−ブタノール、2−エ
チルヘキサノールおよびシクロヘキサノールのようなモ
ノアルコール;たとえばエタン1,2−ジオール、プロ
パン1,2−および1,3−ジオール、ブタン1,4−
および1,3−ジオール、ネオペンチルグリコール、ヘ
キサン1,6−ジオールおよび1,4−シクロヘキサン
ジメタノールのようなジオール;および/またはたとえ
ばグリセリン、トリメチロールプロパンおよびペンタエ
リスリトールのような高官能性アルコールを有機カルボ
ン酸、たとえば安息香酸、シクロヘキサン酸および2−
エチルヘキサン酸のようなモノカルボン酸;たとえばフ
タル酸(無水物)、マレイン酸(無水物)、イソフタル
酸およびアジビン酸のようなジカルボン酸およびその無
水物;並びにたとえば1,2,4−ベンゼントリカルボ
ン酸(無水物)のような高官能性カルボン酸と反応させ
て調製される。これらポリエステルポリオールのヒドロ
キシル基含有量は一般に0.5〜9重量%(樹脂固形物
に対し)である。
【0024】適するポリアクリレートポリオールはヒド
ロキシル基含有モノマーと上記溶剤に可溶性である他の
オレフィン系不飽和モノマー、たとえばアクリル酸ブチ
ル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸メチ
ル、スチレン、アクリル酸およびアクリロニトリルとの
コポリマーを包含する。適するヒドロキシル基含有モノ
マーは特に2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート
およびヒドロキシプロピル(メタ)−アクリレート異性
体混合物を包含し、これは酸化プロピレンをアクリル酸
もしくはメタクリル酸に付加して得られる。これらポリ
アクリレートポリオールのヒドロキシル基含有量は一般
に0.5〜7重量%(樹脂固形物に対し)である。ポリ
アミンは1:9〜9:1、好ましくは1:7〜7:1の
NH2 基とOH基との当量比にて有機ポリヒドロキシル
化合物と混合することができる。より好ましくは、ポリ
アミン(A)はブロックドポリイソシアネート(B)の
ための唯一の反応体として使用される。本発明による被
覆組成物に含有される結合剤においては、ポリアミン成
分(A)とブロックドポリイソシアネート成分(B)と
を0.5:1〜8:1、好ましくは0.6:1〜6:
1、より好ましくは0.7:1〜4:1のブロックドイ
ソシアネート基と第一アミノ基との当量比にて混合す
る。各成分は、ブロックドイソシアネート基がアミノ基
と反応する温度よりも低い温度にて混合される。
【0025】結合剤成分(A)および(B)の他に、本
発明による被覆組成物は上記ポリヒドロキシル成分
(C)および他の公知の添加剤、たとえば少なくとも7
5℃の沸騰範囲を有する溶剤をも含有することができ
る。適宜の溶剤の沸点もしくは沸騰範囲の上限は場合に
より適切な焼付条件に依存し、すなわち焼付温度が高い
ほど溶剤もしくは溶剤混合物の沸騰温度も高くなる。適
する溶剤はたとえばトルエン、キシレン、エチルベンゼ
ン、テトラリン、クメンおよび狭い沸騰範囲を有する市
販の芳香族物質の混合物、たとえばエッソAG社からの
ソルベッソ100、150および200溶剤;たとえば
メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトンおよびイ
ソホロンのようなケトン類;たとえば酢酸エチル、酢酸
プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸メトキ
シプロピル、酢酸エチル−およびブチル−グリコール、
酢酸ヘキシル、コハク酸ジメチル、グルタル酸ジメチル
およびアジピン酸ジメチルのようなエステル類;並びに
これら溶剤の混合物を包含する。
【0026】他の適宜の添加剤はたとえば燐酸もしくは
ジフタル酸トリクレシルおよびクロルパラフィンのよう
な可塑剤;たとえば二酸化チタン、硫酸バリウム、チョ
ークおよびカーボンブラックのような顔料および伸展
剤;たとえばN,N−ジメチルベンジルアミン、N−メ
チルモルホリン、オクタン酸錫−IIおよびオクタン酸
亜鉛−II、並びにジラウリン酸ジブチル錫のような触
媒;均染剤;増粘剤;たとえば置換フェノールのような
安定剤;付着促進剤としての有機官能性シラン;並びに
光安定剤を包含する。光安定剤はドイツ特許出願公開明
細書第2,417,353号(=米国特許発明明細書第
4,123,418号および第4,110,304号)
並びにドイツ特許出願公開明細書第2,456,864
号(=米国特許発明明細書第3,993,655号およ
び第4,221,701号)に記載された立体障害アミ
ンを包含する。特に好適な光安定剤はビス−(1,2,
2,6,6−ペンタメチル−ピペリジル−4)−セバケ
ート、ビス−(2,2,6,6−テトラメトルピペリジ
ル−4)−セバケート、n−ブチル−(3,5−ジ−t
−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−マロン酸−ビス
−(1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジル−
4)−エステルを包含する。
【0027】本発明による被覆組成物は、室温にて液体
であると共に極めて良好な貯蔵安定性を有する混合物で
ある。本発明による被覆組成物からコーティングを調製
するには、組成物を任意の耐熱性基体に公知方法により
(たとえば噴霧、浸漬、フロー被覆により或いはローラ
もしくはブレードを用いて)1つもしくはそれ以上のコ
ートにて施す。被覆組成物は金属、プラスチック、木材
もしくはガラスを被覆するのに適している。これら被覆
組成物は自動車本体部分におけるコーティングの調製、
特に表面処理剤および仕上コートとして特に適してい
る。他の好適な用途分野はアルミニウムおよび鋼材スト
リップに対するコーティングの調製であり、自動ストリ
ップ ラッカー仕上法により被覆されて自動車本体、機
械および家庭用具のハウジング、シート、ドラムおよび
容器の被覆として使用される。被覆すべき基体には、被
覆前に適するプライマーを施すことができる。一般に被
覆組成物は、約5〜80μm、好ましくは10〜60μ
mの乾燥被覆厚さが得られるよう施される。しかしなが
ら、相当厚いコーティングを調製することも可能であ
る。用途に応じ本発明による被覆組成物は90〜400
℃、好ましくは100〜350℃、より好ましくは11
0〜160℃の温度にて0.25〜45分間、好ましく
は0.50〜35分間にわたり硬化される。公知のポリ
ウレタン被覆組成物と比較した本発明による結合剤組成
物の格別の利点は、触媒なしに溶剤耐性コーティングを
得るのに要する低い焼付温度および短い焼付時間であ
る。硬化したコーティングは優れた性質を有すると共に
多くの用途、特に屋外の耐候性1−および2−成分ラッ
カーにつきコイル被覆ラッカーとして、さらに表面処理
剤および仕上コートとして自動車部門で使用することが
できる。
【0028】
【実施例】以下、限定はしないが実施例につき本発明を
さらに説明し、ここで部数および%は特記しない限り全
て重量による。粘度はDIN 53 019にしたがっ
て測定した。 I. 不飽和オリゴエステル(a)の一般的調製手順 第1表に示した無水マレイン酸とジオールもしくはポリ
オールとを攪拌機と還流凝縮器と温度計と窒素供給部と
が装着された三ツ口フラスコに秤量して入れ、IRスペ
クトルにおける約1845cm-1の無水物バンドが殆ど
または完全に消失するまで80〜150℃にて撹拌し
た。第1表に示したモノアルコールとエステル化触媒と
水連行剤とを次いで添加した。添加はモノアルコールお
よび連行剤の沸点より低い温度にて行う。次いで混合物
を水分離器を使用しながら理論量の水が分離されるまで
或いはもはや水が分離されなくなるまで沸騰させた。連
行剤および必要に応じ過剰のモノアルコールを次いで完
全に減圧下で蒸留除去した。無色〜淡黄色の低粘度液と
して不飽和オリゴエステルが残留した。得られた不飽和
オリゴエステルの組成および性質を第1表に示す。
【0029】
【表1】
【0030】II. ポリアミン(A)の一般的調製手
部Iを撹拌機と還流凝縮器と温度計と窒素供給部とが装
着された3Lの四ツ口フラスコに導入し、60〜80℃
まで加熱した。次いで部IIを1時間以内に添加した。
部IIが不飽和アクリレート(b)であれば撹拌を80
℃にて1時間行い、次いで部IIIを1時間で添加し、
撹拌を理論固形物含有量に達するまで80℃にて行っ
た。部IIが不飽和オリゴエステル(a)であれば撹拌
を理論固形物含有量に達するまで80℃にて行い、次い
で使用する場合は部IIIを1時間以内に添加し、次い
で撹拌を理論固形物含有量に達するまで80℃にて行っ
た。次いで混合物を室温まで冷却し、ポリアミン(A)
が淡黄色溶液として得られた。得られた本発明によるポ
リアミンの組成および性質をそれぞれ第2表および第3
表に示す。
【0031】
【表2】
【0032】
【表3】
【0033】比較例1(V1) ポリウレタンコーティングにおける結合剤成分としての
欧州特許出願公開明細書第273,243号(米国特許
発明明細書第4,769,436号)にしたがうアミノ
基とアミド基とを有するポリエステルポリオールの適性
を決定するため、この特許の例1を正確に反復した。2
0℃にて53,742mpa.sの粘度を有する赤褐色
の生成物が得られた。この樹脂は3.6%の全窒素含有
量と1.43%の塩基性窒素含有量とを有した(当量約
1049g/モル塩基性窒素)。比較例2(V2) 本発明によるポリアミンの反応性とポリエステルポリオ
ールの反応性とを比較するため市販のポリエステルポリ
オールを選択した(即ちアルキノール1665、バイエ
ルAG社からの市販製品)。ブロックドポリイソシアネ
ートと組合せたこのポリオールは、たとえばプライマ
ー、自動車表面処理剤およびコイル被覆、並びに一般的
な工業コーティングなど焼付ラッカーの調製に特に適し
ている。この樹脂をソルベッソ100溶剤とイソブタノ
ールとの31.5:3.5の混液に65%溶液として存
在させ、約2700mPa.sの粘度と約1.7%のヒ
ドロキシル基含有量(溶液に対し)と1000g/モル
OH基の当量とを有した。
【0034】III. 被覆組成物値の調製 ポリアミンA1〜A7と比較例V1およびV2からの結
合剤とをブロックドポリイソシアネート(以下、一層詳
細に説明する)と混合して、NH2 基およびOH基とブ
ロックドポリイソシアネート基との当量比が1:1にな
るようにした。この混合物をDIN 4mmカップから
約30秒の流出時間の粘度に溶剤混液の添加により調整
し(DIN 53211)、次いでフィルム展延器で試
験プレートに約100μmの湿潤フィルム厚さにて施し
た。室温にて5分間にわたり通気した後、被覆した試験
プレートを130℃および140℃にて30分間にわた
り硬化させ、次いで室温まで冷却した。得られたコーテ
ィングの光学的および機械的性質、並びに溶剤耐性を架
橋度の関数として下記するように評価した。溶剤耐性
は、溶剤に浸漬した綿棒を1分間にわたりコーティング
に施して試験した。使用した溶剤はキシレン、酢酸メト
キシプロピル(MPA)、酢酸エチルおよびアセトンと
した。1分間の後、コーティングを評価した。「0」の
数値はコーティングが完全に満足しうるものであること
を意味するのに対し、「5」の数値はコーティングが接
触箇所にて完全に溶解したことを意味する。機械的なラ
ッカー特性をケーニッヒ振子防振試験(DIN 53
157)(これはコーティングの硬さの尺度である)お
よびエリクセン・カッピング試験(DIN ISO 1
520)(これはコーティングの柔軟性の尺度である)
によって特性化した。結合剤組成物1〜7および比較例
V8〜V10の組成および試験結果を第4表に示す。
【0035】
【表4】
【0036】
【表5】
【0037】結果の検討 極めて良好な流動特性を有する極めて光艶のあるコーテ
ィングが本発明によるポリアミンA1〜47に基づく被
覆組成物から調製された。このコーティングはさらに1
30℃および140℃の両者にて30分間にわたり焼付
けた後に良好な硬さと良好な柔軟性とを有した。各種の
溶剤に対する耐性は極めて良好であったが、しばしば若
干良好であった。140℃にて30分間の後、比較例V
1(例8)に基づく被覆組成物は深黄色の極めて柔らか
いコーティングを形成し、これは試験した全ての溶剤に
対し耐性を示さず、これはコーティングが即座に溶解ま
たは部分溶解したという事実により証明された。130
℃(例9)にて比較例V2に基づく被覆組成物は不充分
なフィルム硬さと貧弱な溶剤耐性とを有するコーティン
グを形成した。140℃の焼付温度(例10)にて、極
めて良好なフィルム硬さであるが不充分な溶剤耐性を有
するコーティングが得られた。
【0038】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)1分子当たり平均して2〜4個の二重結合
を有する不飽和オリゴエステルおよび(b)必要に応じ
ミカエル付加アクセプタとして適すると共に1分子当り
平均して1〜4個の二重結合を有する他の不飽和化合物
と、(c)2個の第一アミノ基を有する(シクロ)脂肪
族ジアミンおよび(d)必要に応じミカエル付加ドナー
として適する他のアミノ官能性化合物との反応生成物で
あるポリアミン。 2. 成分(a)〜(c)の反応生成物が平均して1〜
6個の第一アミノ基と3〜12個の第二アミノ基と0.
39〜6.53%の第一アミノ基含有量と1.82〜1
0.20%の第二アミノ基含有量とを有する上記第1項
に記載のポリアミン。 3. 成分(a)と(c)との反応生成物であって、平
均して2〜6個の第一アミノ基と2〜12個の第二アミ
ノ基と0.73〜7.88%の第一アミノ基含有量と
1.37〜7.39%の第二アミノ基含有量とを有する
上記第1項に記載のポリアミン。
【0039】4. 出発成分(a)が無水マレイン酸と
1,000もしくはそれ以下の分子量を有するジオール
とアルキル基中に1〜10個の炭素原子を有するモノア
ルコールとから調製された不飽和オリゴエステルであ
り、出発成分(b)が1分子当り2〜4個の二重結合を
有するアクリル酸および/またはメタクリル酸のエステ
ルであり、出発成分(c)が2個の第一アミノ基を有す
ると共に式 NH2 −R−NH2 [式中、RはC2 〜C24脂肪族基またはC3 〜C24脂環
式基を示す]に対応する(シクロ)脂肪族ジアミンであ
る上記第1項に記載のポリアミン。 5. 出発成分(a)が無水マレイン酸と1,000も
しくはそれ以下の分子量を有するジオールとアルキル基
中に1〜10個の炭素原子を有するモノアルコールとか
ら調製された不飽和オリゴエステルであり、出発成分
(b)が1分子当り2〜4個の二重結合を有するアクリ
ル酸および/またはメタクリル酸のエステルであり、出
発成分(c)が2個の第二アミノ基を有すると共に式 NH2 −R−NH2 [式中、RはC2 〜C24脂肪族基またはC3 〜C24脂環
式基を示す]に対応する(シクロ)脂肪族ジアミンであ
る上記第2項に記載のポリアミン。
【0040】6. 出発成分(a)が無水マレイン酸と
1,000もしくはそれ以下の分子量を有するジオー
ル、トリオールおよび/またはテトラオールとアルキル
基中に1〜10個の炭素原子を有するモノアルコールと
から調製された不飽和オリゴエステルであり、出発成分
(c)が2個の第一アミノ基を有すると共に式 NH2 −R−NH2 [式中、RはC2 〜C24脂肪族基またはC3 〜C24脂環
式基を示す]に対応する(シクロ)脂肪族ジアミンであ
る上記第1項に記載のポリアミン。 7. 出発成分(a)が無水マレイン酸と1,000も
しくはそれ以下の分子量を有するジオール、トリオール
および/またはテトラオールとアルキル基中に1〜10
個の炭素原子を有するモノアルコールとから調製された
不飽和オリゴエステルであり、出発成分(c)が2個の
第一アミノ基を有すると共に式 NH2 −R−NH2 [式中、RはC2 〜C24脂肪族基またはC3 〜C24脂環
式基を示す]に対応する(シクロ)脂肪族ジアミンであ
る上記第2項に記載のポリアミン。
【0041】8. 成分(b)がトリアクリル酸トリメ
チロールプロパンからなる上記第1項に記載のポリアミ
ン。 9. 成分(b)がトリアクリル酸トリメチロールプロ
パンからなる上記第2項に記載のポリアミン。 10. 成分(b)がトリアクリル酸トリメチロールプ
ロパンからなる上記第3項に記載のポリアミン。 11. 成分(c)がイソホロンジアミンからなる上記
第1項に記載のポリアミン。 12. 成分(c)がイソホロンジアミンからなる上記
第5項に記載のポリアミン。 13. 成分(c)がイソホロンジアミンからなる上記
第7項に記載のポリアミン。 14. 成分(c)がイソホロンジアミンからなる上記
第8項に記載のポリアミン。 15. 成分(c)がイソホロンジアミンからなる上記
第9項に記載のポリアミン。 16. 成分(c)がイソホロンジアミンからなる上記
第10項に記載のポリアミン。
【0042】17. 上記第1項に記載の記載のポリア
ミンとブロックドポリイソシアネートとを含有する結合
剤組成物。 18. 上記第1項に記載のポリアミンとブロックドポ
リイソシアネートとからなる結合剤を含有する被覆組成
物で被覆された基体。
【0043】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各種の改変をなしうる
ことが当業者には了解されよう。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ホルガー・カツセルマン ドイツ連邦共和国デイー51469 ベルギツ シユ・グラツドバツハ、テプフアーヴエー ク 36 (72)発明者 ヨーゼフ・ペダイン ドイツ連邦共和国デイー51061 ケルン、 ハーフエルカムプ 6 (72)発明者 ユルゲン・マイクスナー ドイツ連邦共和国デイー47803 クレフエ ルト、ヨーゼフ−ブロツカー−ダイク 56

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)1分子当り平均して2〜4個の二
    重結合を有する不飽和オリゴエステルおよび(b)必要
    に応じミカエル付加アクセプタとして適すると共に1分
    子当り平均して1〜4個の二重結合を有する他の不飽和
    化合物と、(c)2個の第一アミノ基を有する(シク
    ロ)脂肪族ジアミンおよび(d)必要に応じミカエル付
    加ドナーとして適する他のアミノ官能性化合物との反応
    生成物であるポリアミン。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のポリアミンとブロック
    ドポリイソシアネートとを含有する結合剤組成物。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載のポリアミンとブロック
    ドポリイソシアネートとからなる結合剤を含有する被覆
    組成物で被覆された基体。
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