JPH10140084A - 水分散性２成分ポリウレタン塗料、その製造方法、および被塗物の塗装方法 - Google Patents

水分散性２成分ポリウレタン塗料、その製造方法、および被塗物の塗装方法

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JPH10140084A
JPH10140084A JP9296851A JP29685197A JPH10140084A JP H10140084 A JPH10140084 A JP H10140084A JP 9296851 A JP9296851 A JP 9296851A JP 29685197 A JP29685197 A JP 29685197A JP H10140084 A JPH10140084 A JP H10140084A
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JP9296851A
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Klaus Janischewski
ヤニシェウスキイ クラウス
Dirk Reichel
ライヒェル ディルク
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Huels AG
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Huels AG
Chemische Werke Huels AG
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    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
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    • C08G18/705—Dispersions of isocyanates or isothiocyanates in a liquid medium
    • C08G18/706—Dispersions of isocyanates or isothiocyanates in a liquid medium the liquid medium being water

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の欠点を有さない、水分散性２成分ポリ
ウレタン塗料、その製造方法、および被塗物の製造方法
を提供する。 【解決手段】 該水分散性２成分ポリウレタン塗料は、
（Ａ）結合剤成分Ａとして、少なくとも１種の有機ポリ
ヒドロキシル化合物の水性分散液および（Ｂ）硬化剤成
分Ｂとして、分散液中に微細に分散している、少なくと
も１種の非ブロックト単量体ジイソシアネートを含有
し、この場合Ａのヒドロキシル基対Ｂのイソシアネート
基の当量比が０．５：１〜５：１である。 【効果】 可使時間が改善され、かつ塗料の貯蔵および
加工の際に二酸化炭素が発生せず、溶剤の含量は固体分
に対して１重量％未満である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、結合剤成分として
少なくとも１種の有機ポリヒドロキシル化合物の水性分
散液および硬化剤成分として分散液中に微細に分散して
いる少なくとも１種の単量体ジイソシアネートを含有す
る、実質的に補助溶剤を含有しない２成分ポリウレタン
塗料に関する。さらに本発明は該塗料の製造方法ならび
にその使用方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】水性塗料系は経済的および生態学的理由
からますます重要性を増している。化学的に架橋する２
成分ポリウレタン塗料では、遊離イソシアネート基を有
する化合物（ポリイソシアネート）が、結合剤のための
硬化剤となり、該結合剤は一般にＮＣＯ反応性の基を有
する有機ポリマー、例えばポリアクリレートポリオー
ル、ポリエーテルポリオール、またはポリエステルポリ
オールである。このような塗料は、該塗料で作った塗膜
の優れた特性のために極めて重要である。この場合つい
最近まで有機溶剤を放棄できなかった。水の使用は長い
間可能であると思われていなかった。というのはイソシ
アネート基は公知のごとく、望み通りに結合剤の有機的
に結合したＮＣＯ反応性の基、例えばヒドロキシル基と
反応するのみでなく、望ましくないことに水とも反応し
てしまう。このことにより尿素構造が生じ、二酸化炭素
が遊離する。これは一方では硬化した塗膜中の架橋密度
の低下、および他方ではガスの発生による気泡の形成に
つながり、系の加工性および塗膜の外観上の特性にとっ
て不利な結果を伴う。あわせてこのような水性系は可使
時間（もしくは処理時間）が短かすぎ、かつ塗膜の特性
は十分に満足のいくものでなかったため、実地で使用で
きると思われていなかった。
【０００３】イソシアネート基の加水分解は、該基をブ
ロックする（またはマスキングする）ことで阻止でき
る。このために遊離ポリイソシアネートをブロック剤、
例えば第二または第三アルコール；ラクタム、例えばε
−カプロラクタム；またはオキシム、例えばメチルエチ
ルケトキシムと反応させる。ブロックトポリイソシアネ
ートは室温および適度に高くした温度で安定しており、
かつ結合剤と混合して水性１成分塗料を作ることができ
る。塗膜の硬化温度でブロック剤は分離し、かつ遊離す
るイソシアネート基は、結合剤の反応性の基、大抵はヒ
ドロキシル基と連鎖架橋しながら反応する。確かにブロ
ックトイソシアネートは、イソシアネート基の加水分解
と結びついている問題を回避するが、とりわけブロッキ
ングに伴い、追加工程、著しく高い硬化温度を必要と
し、かつさらに硬化の際に、そのままで環境中に放出し
てはならないブロック剤を遊離する。
【０００４】従って遊離イソシアネート基を有する硬化
剤を含有する水性２成分ポリウレタン塗料系がさらに望
まれる。ドイツ国特許第２７０８４４２号明細書および
ドイツ国特許第３５２９２４９号明細書によれば、特性
面の改善のためにプラスチック分散液に有機ジイソシア
ネートもしくはポリイソシアネートを添加している。し
かし分散させたプラスチックは、ポリウレタン化学にお
いてポリイソシアネートの反応相手として通例の有機ポ
リヒドロキシル化合物ではなく、イソシアネート基に対
して不活性の物質である。従って該特性改善効果は化学
的架橋によるものではなく、分散させたプラスチックを
イソシアネートと水から作られたポリ尿素化合物で被覆
することによるものである。
【０００５】遊離ポリイソシアネートを有する、化学的
に架橋する水性２成分ポリウレタン塗料は、結合剤のた
めの硬化剤として、判明している限りでは、欧州特許第
０３５８９７９号明細書に初めて記載された。該明細書
によれば結合剤成分であるポリヒドロキシアクリレート
は、塗料ポリイソシアネートとも称する、遊離イソシア
ネート基を有する特定のポリイソシアネートを乳化する
ことが可能である。このようにして生じた水性２成分系
は硬化して架橋塗膜となる。塗料ポリイソシアネート
は、処理しやすい単量体ジイソシアネートまたは単一ジ
イソシアネートからの、特にヘキサメチレンジイソシア
ネート（ＨＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰ
ＤＩ）、および／またはビス（イソシアナトシクロヘキ
シル）メタン（Ｈ12ＭＤＩまたは略してＨＭＤＩ）から
の、ビウレット基、ウレタン基、ウレトジオン基および
／またはイソシアヌレート基を有するオリゴマー誘導体
である。欧州特許第０３５８９７９号明細書により使用
される塗料ポリイソシアネートは２３℃で１０００ｍＰ
ａ.ｓまでの粘度を有し、かつ平均ＮＣＯ官能価２．２
〜５を有する。従って唯一の硬化剤である単量体ジイソ
シアネートは２官能性であることと同様にその低い粘度
のために除外される。しかも該イソシアネートは混合物
でも明らかに望ましくない。というのは該イソシアネー
トは欧州特許第０３５８９７９号明細書によれば塗料ポ
リイソシアネートの製造後、公知の方法、有利には蒸留
により塗料ポリイソシアネートから分離するべきだから
である。塗料ポリイソシアネートは、前記のブロックト
ポリイソシアネートと同様に、別工程で製造し、しかも
その分子量が大きいため有機溶剤で適用にかなった粘度
に希釈するか、あるいはイオン性または非イオン性親水
性中心の組み込みを介して自己分散性にしなくてはなら
ない。
【０００６】別の刊行物は主に乳化作用のある結合剤成
分の使用分野の拡大および（アルコキシル化による非イ
オン性親水性の変性を含む）ポリイソシアネート硬化剤
成分の変種に関し、特に可使時間の延長および塗膜の特
性面の改善を目標としている。親水性に変性したポリイ
ソシアネートは特に硬化剤成分として問題である。とい
うのは硬化した塗膜は、依然として含有されている親水
基のために程度の差はあれ、感湿性だからである。結合
剤の種類の例および／または親水性に変性したポリイソ
シアネートの使用は、ドイツ国特許第４１０１６９６号
明細書、同第４１３５５７１号明細書、同第４２２６２
７０号明細書、同第４３１７７９１号明細書、同第４３
２２２４２号明細書および同第４３２６６７０号明細書
ならびに欧州特許第０４６９３８９号明細書、同第０４
９６２０５号明細書、同第０５４２０８５号明細書、同
第０５４２１０５号明細書、同第０５４３２２８号明細
書、同第０５６２４３６号明細書および同第０５８３７
２８号明細書に記載されている。特に水分散性２成分ポ
リウレタン系において使用するための、親水性に変性し
たポリイソシアネートの製造については特に欧州特許第
０２０６０５９号明細書、同第０５１６２７７号明細
書、同第０５４０９８５号明細書、同第０５４８６６９
号明細書、同第０６４５４１０号明細書、同第０６８０
９８３号明細書および同第０７０３２５５号明細書が記
載している。
【０００７】現在主に使用されており、かつ工業的規模
で製造されている、水性２成分ポリウレタン系のための
イソシアネート硬化剤は、欧州特許第０３５８９７９号
明細書に記載の２．２〜５の範囲にあるＮＣＯ官能価を
有する。該イソシアネート硬化剤で一般に固体分４０〜
５０重量％を有する水性クリアラッカーを製造する。し
かし該塗料は、塗布可能な調製物中に通常有機溶剤を最
低量１０〜２０重量％で含有しているという欠点を有す
る。というのはこれは最適な加工のため、および所望の
ラッカー特性プロフィールを達成するために必要だから
である。単量体ジイソシアネートおよび固体分に対して
有機溶剤含量１重量％未満を有する水分散性２成分ポリ
ウレタン塗料は、これまで明示的に記載されたこともな
く、また市場で入手できない。確かに硬化剤としての単
量体ジイソシアネートの使用は明示的または暗示的に一
連の明細書で言及されている（例えば欧州特許第０５６
２４３６号明細書、同第０５８３７２８号明細書、ドイ
ツ国特許第４３２６６７０号明細書およびドイツ国特許
第４２２６２７０号明細書）が、しかし該実施例では同
様に、塗布可能な調製物中、常に有機溶剤が１０〜２０
重量％の量で併用されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題は
上記の欠点が改善された、水分散性２成分ポリウレタン
塗料、その製造方法、および被塗物を提供することであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の課題の１つは、
（Ａ）結合剤成分Ａとして、少なくとも１種の有機ポリ
ヒドロキシル化合物の水性分散液および、（Ｂ）硬化剤
成分Ｂとして、分散液中に微細に分散している少なくと
も１種の非ブロックト(unblocked)単量体ジイソシアネ
ートを含有し、この場合Ａのヒドロキシル基対Ｂのイソ
シアネート基の当量比が０．５：１〜５：１である、水
分散性２成分ポリウレタン塗料により解決される。
【００１０】本発明のもう１つの課題は、（Ａ）結合剤
成分Ａである、少なくとも１種の有機ポリヒドロキシル
化合物の水性分散液中に、（Ｂ）硬化剤成分Ｂである、
少なくとも１種の非ブロックト単量体ジイソシアネート
を微細に分散させ、その際Ａのヒドロキシル基対Ｂのイ
ソシアネート基の当量比がやはり０．５：１〜５：１で
ある、塗料の製造方法により解決される。
【００１１】本発明のもう一つの課題は前記の水分散性
塗料を使用することにより解決され、その際該水分散性
２成分ポリウレタン塗料材料は通例の助剤および添加剤
を含有していてもよい。
【００１２】本発明による塗料は、確かに制限されてい
るが、しかしほとんどの実地の要求にとって十分な処理
時間／可使時間を有し、これは室温の場合一般に２〜１
２時間である。この時間内では遊離イソシアネート基の
含量はそれ程減少せず、かつ硬化剤成分Ｂが微細に分散
している結合剤成分Ａの分散液の粘度は、それほど増加
しない。架橋密度ひいては塗料技術上の特性は実質的に
変化しないままである。塗料の貯蔵および加工の間、支
障となる二酸化炭素は発生しない。溶剤の含量は、分散
液の固体分に対して１重量％未満にすぎない。硬化した
塗膜の加工方法および塗料技術上の特性に関して、本発
明による塗料は従来技術のものに引けを取らない。意外
にも本発明による塗料の有利な特性面を達成するために
は、比較的コストのかかる親水性塗料ポリイソシアネー
トを使用する必要も、またイソシアネート基をブロック
する必要もない。むしろ、ジイソシアネートを塗料樹脂
の水性分散液中に、有利には強力な剪断力を作用させて
十分に微細に分散させることを前提とするなら、溶剤を
含有する２成分系で通例の、親水性に変性していない非
ブッロクト単量体（または単一）ジイソシアネートを使
用することができる。塗料の良好な塗料技術上の特性は
このことにより損なわれることはない。これは意外であ
った。というのもジイソシアネートを微細に分散させる
と、認容できない量の１官能性イソシアネートを形成し
ながら加水分解が増加するであろうことが当然予測され
るからである。１官能性イソシアネートは結合剤分子の
架橋に寄与せず、ひいては塗膜の品質を低下させる。
【００１３】１．結合剤成分Ａとしての有機ポリヒドロ
キシル化合物 結合剤成分Ａとして２成分塗料に通例の、親水性で、水
で希釈可能な系、つまり水中に分散したポリヒドロキシ
ル化合物を、その都度単独で、または２種以上の代表物
質の混合物として使用することができる。分子量および
親水性の度合いに応じて結合剤成分Ａは分散している
（平均粒径０．１μｍ未満）か、コロイド分散状（平均
粒径１０〜１００ｎｍの範囲）、または分子分散状（平
均粒径１０ｎｍ未満）で存在する。一般に分散状、なら
びにコロイド分散状、および分子分散状の成分が存在し
ている。いずれにしても結合剤成分Ａは分散液として、
またはコロイド分散状から分子分散状の「溶液」として
水で希釈可能でなくてはならない。該水性「溶液」また
は分散液は一般に固体含量１５〜５５重量％、２３℃で
の粘度１０〜１００００ｍＰａ.ｓ、およびｐＨ値６〜
９を有する。
【００１４】結合剤成分Ａは公知の重合樹脂、重縮合樹
脂、または重付加樹脂、例えばポリアクリレート樹脂、
ポリエステル樹脂およびポリウレタン樹脂であってもよ
い。これらの、または異なったクラスの樹脂数種からな
る混合物もまた適切である。分子量は大きく異なってい
てもよく、例えば数平均分子量（Ｍn）は１０００〜１
０００００、有利には２０００〜２００００であっても
よい。樹脂は線状または分枝状であってもよい。該樹脂
の水希釈性および希釈した溶液または分散液の安定性は
通例、潜在的にイオン性親水性の基、例えばカルボン酸
基、スルホン酸基、または第三アミノ基から中和により
生じるイオン性親水性の基、例えばカルボキシレート
基、スルホネート基、または第四アンモニウム基の存在
に基づく。潜在的にイオン性のカルボキシル基は通例完
全に中和されることはないので、樹脂は一般に酸価２０
〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇを有する。もちろん硬化剤成分
Ｂのイソシアネート基との反応に必要とされるヒドロキ
シル基は、結合剤成分Ａの親水性ひいては水希釈性に寄
与する。ヒドロキシル基以外にさらに別の、親水性にす
る基、例えばポリオキシアルキレン基、ならびにイソシ
アネート基と反応できる別の基、例えばポリマー骨格に
結合しているアミノ基、イミノ基、メルカプト基または
ＣＨ酸基、例えばマロン酸誘導体が分子中に存在してい
てもよい。有利な結合剤成分Ａはヒドロキシル価５０〜
３００、有利には１００〜２００を有する。
【００１５】結合剤成分Ａの分散液はさらに別の、その
都度の結合剤成分Ａと相容性である、水で希釈可能な有
機ポリヒドロキシ化合物、例えばヒドロキシル基を２つ
より多く有する水溶性の、場合によりオキシアルキレン
基を有するアルコール、例えばグリセリン、トリメチロ
ールエタン、トリメチロールプロパン、１，２，４−ブ
タントリオール、１，２，６−ヘキサントリオール、お
よびペンタエリトリット、ならびにこれらのアルコール
のエトキシル化および／またはプロポキシル化生成物を
含有していてもよい。これらを使用して、硬化した塗膜
の塗料技術上の特性を変性し、かつ特定の要求に適合さ
せることができる。
【００１６】水分散性結合剤成分Ａは公知の方法、例え
ば溶融乳化法により、またはアセトン法により製造する
ことができる。後者の場合、例えば重合の際に生じるカ
ルボキシル官能性結合剤成分Ａ、例えばポリアクリレー
ト樹脂のアセトン溶液から出発することができる。まず
該溶液に中和剤を添加することができる。該中和剤とし
て無機または有機塩基、特に揮発性第三アミン、例えば
トリエチルアミンまたはＮ，Ｎ−ジメチルエタノールア
ミンが適切である。有利にはカルボキシル基を全て中和
してしまわず、むしろ中和度は一般に５０〜１００％で
あるため、部分的に中和した結合剤成分Ａの酸価は８０
ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である。中和度が高いと特に高いカ
ルボキシル官能性を有する結合剤成分Ａの場合、高粘度
の分散液となるので、扱いやすい分散液を得るために固
体分を低下させなくてはならなくなる。このような場
合、使用可能な粘度および認容可能な固体含量を有する
分散液を生じる、部分中和が推奨される。
【００１７】中和後、アセトン溶液に脱塩（または完全
脱塩）水を添加する。あるいはまた水と中和剤からなる
混合物を結合剤溶液に、結合剤溶液を水と中和剤からな
る混合物に、および結合剤溶液と中和剤からなる混合物
を水に添加してもよい。この場合高い剪断力は基本的に
必要ないが、しかし場合により結合剤成分Ａからなる分
散相が連続した水性有機相中で微細に分散するのを促進
する。例えば高速撹拌機、溶解機、または回転子／固定
子ミキサー（Rotor/Stator-Mischer)を使用することが
できる。次いで比較的高い温度、例えば４０〜９０℃
で、および場合により最後に減圧下ならびに有利には剪
断力の作用下でアセトンを十分に留去し、該アセトンは
あらたな重合バッチに使用してもよい。このようにして
固体含量１５〜５５重量％および固体含量に対して溶剤
残留量１重量％未満を有する、貯蔵安定性の結合剤分散
液を得る。該分散液は直接または目的に応じて水で希釈
した後で、場合により完成した分散液または分散工程前
のアセトン溶液に添加できる、その他の相容性のある結
合剤と一緒に使用することができる。
【００１８】２．硬化剤成分Ｂとしての単量体ジイソシ
アネート 硬化剤成分Ｂが、塗料技術で通例の、ブロックされてい
ない、および親水性に変性していない、単量体ジイソシ
アネートであることは本発明の重要な特徴である。これ
らに相当するのは、脂肪族、環式脂肪族、芳香脂肪族ま
たは芳香族結合したイソシアネート基を有するジイソシ
アネートであり、これらは２３℃で粘度５０ｍＰａ.ｓ
までを有し、かつそのために有機溶剤を添加しなくても
問題なく結合剤成分Ａに混入することができる。特に適
切であるのは脂肪族および／または環式脂肪族結合した
イソシアネート基を有するジイソシアネート、例えばヘ
キサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、ビス（イソ
シアナトシクロヘキシル）メタン（ＨＭＤＩ）、２−メ
チルペンタンジイソシアネート、１，６−ジイソシアナ
ト−２，２，４−および／または−２，４，４−トリメ
チルヘキサン、および特に３−イソシアナトメチル−
３，５，５−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート
（ＩＰＤＩ）である。あまり有利ではないが、同様に使
用できるものは芳香族結合したイソシアネート基を有す
るジイソシアネート、例えば２，４−ジイソシアナトト
ルエン（ＴＤＩ）、４，４’−ジイソシアナトジフェニ
ルメタン（ＭＤＩ）、またはこれらの同族体および異性
体との、相応の工業用混合物である。さらにもちろん前
記の単量体ジイソシアネート数種からなる混合物も使用
可能である。
【００１９】意外にも塗料の硬化の際に、塗料ポリイソ
シアネートと比較してより低い分子量にもかかわらず、
単量体ジイソシアネートの損失はそれほど生じない。つ
まり硬化した塗膜の架橋密度は予想通りであり、かつ作
業場および環境中でのジイソシアネートによる負荷は、
作業安全性の規定および環境保護の規定を守ればごくわ
ずかに維持される。
【００２０】３．塗料の製造 そのままですぐに使える塗料の製造のために、硬化剤成
分Ｂを塗料の加工の直前に結合剤成分Ａの分散液中で乳
化させ、その際結合剤成分Ａがジイソシアネートのため
の乳化剤の機能を果たす。いずれにしても付加的な乳化
剤は、多くの場合有益ではあるが必要ではない。両成分
は室温で撹拌するだけで混合できる。有利には例えば高
速撹拌機、溶解機、振動機またはターボミキサーにより
強い剪断力をかける。このことにより結合剤成分Ａの分
散液中に硬化剤成分Ｂを望み通りに微細に分散させるこ
とができる。微細に分散している硬化剤成分Ｂの平均粒
径が、結合剤成分Ａの平均粒径と同じ大きさの範囲であ
ると有利である。結合剤成分Ａおよび硬化剤成分Ｂの量
は、結合剤成分Ａ中のヒドロキシル基対硬化剤成分Ｂ中
のイソシアネート基の当量比が０．５：１〜５：１、有
利には１：１〜３：１であるように秤量する。
【００２１】成分ＡおよびＢの混合の際に、ジイソシア
ネートが結合剤成分Ａの分散粒子中に拡散することによ
るか、形成したジイソシアネート滴が結合剤成分Ａの分
散したポリオール粒子の乳化作用により安定することに
より、結合剤成分Ａは介入する水から硬化剤成分Ｂを奪
う。いずれにしても塗料を適切に貯蔵し、かつ加工する
場合は、水との反応によるジイソシアネートの損失はそ
れほどではない。これに応じて二酸化炭素もそれほど発
生しない。
【００２２】本発明による塗料は、外部乳化剤を添加せ
ずに調製できるという利点を有する。従って該塗料は有
利には外部乳化剤を含有していない。しかし、調製の際
に通例の外部乳化剤を通例の量で、または通例より少な
い量で添加することが可能であることは自明である。さ
らに本発明による該塗料はその他の通例の助剤および添
加剤、例えば顔料、消泡剤、流展剤、増粘剤、乾燥剤、
充填剤および／またはイソシアネートの付加反応のため
の触媒を含有していてもよい。これらの助剤および添加
剤は本発明の塗料で重要な成分ではない。これらは一般
に結合剤成分Ａ中に存在し、かつ結合剤成分Ａに場合に
より分散の前または後に添加することができる。当該の
助剤および添加剤が水相に到達しないほうがよい場合に
は、分散前の添加は常に推奨される。
【００２３】塗料の固体含量は一般に３５〜６０重量
％、有利には４０〜５０重量％であり、塗料の水分はこ
れに応じて通例４０〜６５重量％、有利には５０〜６０
重量％の範囲である。２３℃での塗料の粘度は最初、つ
まり成分ＡおよびＢの混合直後は通常１０〜１０００、
有利には５０〜５００ｍＰａ.ｓ、およびｐＨ値は通例
６〜９である。予想される塗布法にとって粘度が高すぎ
る場合、水を添加することにより容易に適用にふさわし
い値に調整することができる。
【００２４】４．塗料の使用 このように製造した塗料は反応性成分を含有しているの
で、加工の前に制約なしに貯蔵できるわけではない。可
使時間／処理時間は特に結合剤成分Ａおよび硬化剤成分
Ｂの化学的性質によって決まる。一般に該塗料は、室温
で貯蔵した場合、成分ＡおよびＢの混合による製造後、
遅くとも１２時間以内に、有利には８時間以内に使いき
るほうがよい。該塗料は実質的に、溶剤を含有する、ま
たは溶剤を含有しない塗料系で高価な塗膜を、要求され
る硬化温度に耐える被塗物上に作る、全ての使用分野に
適している。該塗料は通例の方法、例えば、噴霧、浸漬
または刷毛塗りにより被塗物に塗布する。硬化温度は通
例約１２０℃まで、特に６０〜１００℃、硬化時間は一
般に約４５分まで、特に１５〜３０分である。この結果
つくられた塗膜は耐引掻性および耐溶剤性であり、気泡
を含まず、かつクリアラッカーとして透明である。本発
明による塗料は特に木製、金属製およびプラスチック製
被塗物上に上塗りラッカーを製造するために適してお
り、該ラッカーは、機械的特性ならびに化学薬品に対す
る耐性および環境に与える影響に関して、従来技術によ
る相応の塗膜に引けを取らない。
【００２５】
【実施例】以下の例で本発明をさらに詳しく説明する
が、請求項に定義されているように、本発明の範囲を限
定するものではない。
【００２６】例１ ヒドロキシル価１３０および酸価４０ｍｇＫＯＨ／ｇを
有するポリアクリレートをアセトン中６０重量％の溶液
として流延法により、その都度アクリレートの総量に対
して開始剤としてｔ−ブチルペルオクトエート２重量％
および調整剤としてドデシルメルカプタン２重量％を使
用して、ヒドロキシエチルアクリレート２７重量％、ｎ
−ブチルアクリレート４６重量％、メチルメタクリレー
ト１２重量％、アクリル酸５重量％およびトーン(R)(To
ne(R))Ｍ１００（ヒドロキシエチルアクリレートおよび
カプロラクトンからなるエステル）１０重量％から製造
する。該溶液１０００ｇにまずＮ，Ｎ−ジメチルエタノ
ールアミン３０ｇおよび次いで脱塩水１０００ｇを添加
する。次いでアセトンを減圧下で除去する。このように
して固体含量３８重量％を有する水性分散液が得られ
る。該分散液でＩＰＤＩの添加により、ＯＨ：ＮＣＯ比
１：１．３、１：１．５、および１：１．８を有する２
成分水性塗料を製造する。このために分散液それぞれ５
００.０ｇにＩＰＤＩ６４ｇ、７３ｇ、および８８ｇを
高速撹拌機／溶解機で混入する。該塗料は固体分に対し
て残留溶剤含量１重量％未満を有し、かつ製造後８時間
以内に加工することができる。未乾燥厚１００μｍを有
する塗膜は８０℃で３０〜４５分以内に硬化して、透明
で光沢があり、硬く、弾性があり、かつ耐溶剤性の膜と
なる。
【００２７】例２ ヒドロキシル価１００および酸価４０ｍｇＫＯＨ／ｇを
有するポリアクリレートをアセトン中６０重量％の溶液
として流延法により、その都度アクリレートの総量に対
して開始剤としてｔ−ブチルペルオクトエート２重量％
および調整剤としてドデシルメルカプタン２重量％を使
用して、ヒドロキシエチルアクリレート１７重量％、ｎ
−ブチルアクリレート５１重量％、メチルメタクリレー
ト１７重量％、アクリル酸５重量％およびトーン(R)Ｍ
１００を１０重量％から製造する。該溶液１０００ｇに
まずトリメチロールプロパン２７ｇ（総ヒドロキシル価
を１５０に調整するために）、次いでＮ，Ｎ−ジメチル
エタノールアミン３０ｇおよび次いで脱塩水１３００ｇ
を添加する。次いでアセトンを減圧下で除去する。この
ようにして固体含量３３重量％を有する水性分散液が得
られる。高速撹拌機／溶解機でＩＰＤＩ２８０ｇを混入
することにより、ここからＯＨ：ＮＣＯ比１：１．５お
よび固体分に対して残留溶剤含量１重量％未満を有す
る、水で希釈可能な２成分ポリウレタンクリアラッカー
が得られ、該ラッカーは製造後８時間以内に加工するこ
とができる。未乾燥厚１００μｍを有する塗膜は８０℃
で３０〜４５分以内に硬化して、透明で光沢があり、硬
く、弾性があり、かつ耐溶剤性の膜となる。
【００２８】例３ ヒドロキシル価１３０および酸価４０ｍｇＫＯＨ／ｇを
有するポリアクリレートをアセトン中６０重量％の溶液
として流延法により、その都度アクリレートの総量に対
して開始剤としてｔ−ブチルペルオクトエート２重量％
および調整剤としてドデシルメルカプタン２重量％を使
用して、ヒドロキシエチルアクリレート２７重量％、ｎ
−ブチルアクリレート４６重量％、メチルメタクリレー
ト１２重量％、アクリル酸５重量％およびトーン(R)Ｍ
１００（ヒドロキシエチルアクリレートおよびカプロラ
クトンからなるエステル）１０重量％から製造する。該
溶液１０００ｇにまずＮ，Ｎ−ジメチルエタノールアミ
ン３０ｇおよび次いで脱塩水１５００ｇを添加する。次
いでアセトンを減圧下で除去する。二酸化チタン（クロ
ノス(R)(Kronos(R))２１９０）８４０ｇを添加し、これ
を約２０分、溶解機で周速１２ｍ／ｓで分散させる。こ
のようにして顔料の体積濃度２０容量％を有する着色ラ
ッカー樹脂分散液が得られる。高速撹拌機／溶解機でＩ
ＰＤＩ２３０ｇを混入することにより、残留溶剤含量１
重量％未満およびＯＨ：ＣＮＯ比１：１．５を有する、
白色に着色した、水で希釈可能な２成分ポリウレタン塗
料が得られ、該塗料は約６時間以内に加工することがで
きる。未乾燥厚１００μｍを有する塗膜は８０℃で３０
〜４５分以内に硬化して、透明で光沢があり、硬く、弾
性があり、かつ耐溶剤性の膜となる。
【００２９】例４ ヒドロキシル価１０８および酸価２１ｍｇＫＯＨ／ｇを
有するポリエステル（イソフタル酸８６重量％およびト
リメリト酸無水物１４重量％からなる酸成分および１，
６−ヘキサンジオール６４重量％、トリメチロールプロ
パン２１重量％およびトリメチル−１，６−ヘキサンジ
オール１５重量％からなるアルコール成分から製造）２
２４ｇ、およびヒドロキシル価５６４を有するポリエス
テル（イソフタル酸およびトリメチロールプロパンから
モル比１：２で製造）５６ｇから、アセトン中６０重量
％の溶液を製造する。該溶液４６７ｇにまず触媒として
安息香酸ジブチルスズ（ＩＩ）０．２８ｇ、次いでＮ，
Ｎ−ジメチルアミノエタノール７．５ｇ、および最後に
脱塩水４８０ｇを添加する。次いでアセトンを減圧下で
除去する。このようにして固体含量３７重量％を有す
る、貯蔵安定性の分散液が得られる。ＩＰＤＩ１６６ｇ
を高速撹拌機／溶解機で混入することにより、ここから
ＯＨ／ＮＣＯ比１：１．５および固体の割合に対して残
留溶剤含量１重量％未満を有する、水で希釈可能な２成
分ポリウレタンクリアラッカーが得られ、該ラッカーは
製造後約６時間以内に加工することができる。未乾燥厚
１００μｍを有する塗膜は１００℃で３０〜４５分以内
に硬化して、透明で光沢があり、硬く、弾性があり、か
つ耐溶剤性の膜となる。
【００３０】例５ ヒドロキシル価１０８および酸価２１ｍｇＫＯＨ／ｇを
有するポリエステル（イソフタル酸８６重量％およびト
リメリト酸無水物１４重量％からなる酸成分および１，
６−ヘキサンジオール６４重量％、トリメチロールプロ
パン２１重量％およびトリメチル−１，６−ヘキサンジ
オール１５重量％からなるアルコール成分から製造）２
５８ｇからアセトン中６０重量％の溶液を製造する。該
溶液にまず（総ヒドロキシル価を２００に調整するため
に）トリメチロールプロパン２２ｇ、次いで触媒として
安息香酸ジブチルスズ（ＩＩ）０．２８ｇ、次いでＮ，
Ｎ−ジメチルアミノエタノール８．６ｇ、および最後に
脱塩水５１０ｇを添加する。次いでアセトンを減圧下で
除去する。このようにして固体含量３５重量％を有す
る、貯蔵安定性の結合剤分散液が得られる。ＩＰＤＩ１
６６ｇを高速撹拌機／溶解機で混入することにより、こ
こからＯＨ／ＮＣＯ比１：１．５および固体分に対して
残留溶剤含量１重量％未満を有する、水で希釈可能な２
成分ポリウレタンクリアラッカーが得られ、該ラッカー
は製造後約６時間以内に加工することができる。未乾燥
厚１００μｍを有する塗膜は１００℃で３０〜４５分以
内に硬化して、透明で光沢があり、硬く、弾性があり、
かつ耐溶剤性の塗膜となる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ // Ｃ０８Ｇ 18/40 Ｃ０８Ｇ 18/40

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 水分散性２成分ポリウレタン塗料におい
    て、 （Ａ）結合剤成分Ａとして、少なくとも１種の有機ポリ
    ヒドロキシル化合物の水性分散液および、 （Ｂ）硬化剤成分Ｂとして、分散液中に微細に分散して
    いる、少なくとも１種の非ブロックト単量体ジイソシア
    ネートを含有し、その際Ａのヒドロキシル基対Ｂのイソ
    シアネート基の当量比が０．５：１〜５：１であること
    を特徴とする、水分散性２成分ポリウレタン塗料。
  2. 【請求項２】 固体含量３５〜６０重量％、水含量４０
    〜６５重量％、成分ＡおよびＢの混合直後の、２３℃で
    の粘度１０〜１０００ｍＰａ.ｓおよびｐＨ値６〜９で
    ある、請求項１記載の塗料。
  3. 【請求項３】 固体分に対して、溶剤含量が１重量％未
    満である、請求項１または２記載の塗料。
  4. 【請求項４】 少なくとも１種の有機ポリヒドロキシル
    化合物が、数平均分子量（Ｍn）１０００〜１００００
    ０を有する重合樹脂、重縮合樹脂、重付加樹脂である、
    請求項１から３までのいずれか１項記載の塗料。
  5. 【請求項５】 少なくとも１種の有機ポリヒドロキシル
    化合物のヒドロキシル価が５０〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇ
    である、請求項４記載の塗料。
  6. 【請求項６】 少なくとも１種の有機ポリヒドロキシル
    化合物のヒドロキシル価が１００〜２００ｍｇＫＯＨ／
    ｇである、請求項４記載の塗料。
  7. 【請求項７】 少なくとも１種の硬化剤成分Ｂが脂肪族
    および／または脂環式結合イソシアネート基を有するジ
    イソシアネートである、請求項１から６までのいずれか
    １項記載の塗料。
  8. 【請求項８】 少なくとも１種の硬化剤成分Ｂがイソホ
    ロンジイソシアネートである、請求項１から６までのい
    ずれか１項記載の塗料。
  9. 【請求項９】 請求項１から７までのいずれか１項記載
    の水分散性２成分ポリウレタン塗料の製造方法におい
    て、 （Ａ）結合剤成分Ａである、水に分散した少なくとも１
    種の有機ポリヒドロキシル化合物中に、 （Ｂ）硬化剤成分Ｂである、少なくとも１種の非ブロッ
    クト単量体ジイソシアネートを微細に分散させ、その際
    Ａのヒドロキシル基対Ｂのイソシアネート基の当量比が
    ０．５：１〜５：１であることを特徴とする、水分散性
    ２成分ポリウレタン塗料の製造方法。
  10. 【請求項１０】 被塗物の塗装方法において、通例の助
    剤および添加剤を含有していてもよい、請求項１から７
    までのいずれか１項記載の水分散性２成分ポリウレタン
    塗料を使用することを特徴とする、被塗物の塗装方法。
  11. 【請求項１１】 塗膜が、予備塗装された木材被塗物、
    金属被塗物またはプラスチック被塗物上の上塗りラッカ
    ーである、請求項１０記載の方法。
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