JPS5825364A - イプシロン−カプロラクタムブロツクイソシアナ−トによる防護膜用粉体塗料 - Google Patents

イプシロン−カプロラクタムブロツクイソシアナ−トによる防護膜用粉体塗料

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JPS5825364A
JPS5825364A JP57126626A JP12662682A JPS5825364A JP S5825364 A JPS5825364 A JP S5825364A JP 57126626 A JP57126626 A JP 57126626A JP 12662682 A JP12662682 A JP 12662682A JP S5825364 A JPS5825364 A JP S5825364A
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caprolactam
diisocyanate
moles
aminomethyl
bis
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カムレシユ・アタマラン・パイ・パナンデイケル
チヤ−ルズ・ダニツク
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Cargill Inc
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は防護膜および塗料の製造に用いる新しい粉末塗
料に関するものである、特に、本発明は、取り機いに便
利で、少量の硬化剤しか必要とせず、低温で硬化し、ま
た安定性を犠牲にする事なくその塗装後にすぐれた流展
性をホす改lされた粉体塗料に関するものである。
粉体塗料は広く用いられている。初朗のポリウレタン塗
料系はインシアナート天端プレポリマーを含んでおり、
遊離のイソシ゛γ・トート基が水あるいは空気中の湿気
と反応し、硬化した。その後1ブロツク1インシアナー
ト類が塗料系に用いられるようになった。ボリイソジど
ナートを単官能化合物(ブロッキング化合物より成る)
と反応させる事により1ブロツク1した生成物は、室温
では水酸基含有の化合物と反応しない。しかしながら、
温度を上げると、ブロック基が脱離し、イソシアナート
基が再生し、通常の知られている様式で架構されるよう
になる。最初、ブロッキング化合物としてフェノール類
が広く用いられていた。
しかしながら、フェノール類は非常に有毒であり環壇へ
の健康害の問題がある。
その後、Leonardが米国特許第3.931.11
7号でまた、Rudolphらが米国特許第3.819
.58S号で示したように、特定のジイソシアナートが
イプシロン−カプロラクタムでブロックされる事が発明
された。上に記した各々の特許はジインシアナートある
いはポリイソシアナートをε−カプロラクタムでブロッ
クし、その生成物をポリオールと混合し塗膜を生成し、
それは加熱により架摘する事を述べている。加熱により
ブロッキング化合物の脱離が起こりインシアナートがポ
リオールと反応する事ができるわけである。これらの化
合物の欠点は、本発明の)4−ビス−(アミノメチル)
シクロヘキサンジインシアナートまたは1,6−ビス−
(アミノメチル)シクロヘキサンジインシアナートに比
べて高い分子量を持つイソホロンジイソシアナートに基
づいている為、脱ブロックの際により高い温度を必要と
する事である。
したがって、与えられた水酸値に対し少量のポリイソシ
アナートしか必要でなく、低い温度で硬化し、塗料の安
定性を犠牲にする事なく塗装後望ましい流展性を示すよ
うな光安定ポリエステルウレタン塗膜の必要性がある。
本発明は、水酸基含有ポリエステルと、下記の構造を持
つ1,4−ビス−(アミノメチル)シクロヘキサンジイ
ソシアナー)(1,4BDI)C112NCO 又は/あるいは下記の構造を持っ1,3−ビス−(アミ
ノメチル)シクロヘキサンジイソシアナー)(1,3B
DIあるいは1.3−(イソシアナートメチル)シクロ
ヘキサンあるいは1.3 B I Cとして知られてい
る) の成分に基づく8−カプロラクタムブロック有機ポリイ
ソシアナートプレボリマーの混合物より成る防護膜の製
造に使用する組成物を示す。ε−カプロラクタム−ブロ
ック有機ポリイソシアナートプレボリマー成分は、e−
カプロラクタム、後の脂肪族ジイソシアナートと多価ア
ルコールから合成する。8−カプロラクタムブロックポ
リイソシアナートとε−カプロラクタムブロックインシ
アナートの1:0から1=15のモル分率の混合物から
成るブロックポリイソシアナートプレポリマー成分を水
酸基含有ポリエステルと混合し、加熱により防瞳膜へ硬
化する粉体塗料組成物とする。
新しい塗料組成物は、以前の技術により知られている塗
料組成物に比べ膜の性質を改良し、また知られている脂
肪族インシアナートに基づく硬化剤より必要とするブロ
ックポリインシアナート硬化剤が少なくてすむ。
粉体塗料の為の硬化剤として1.4 B D Iまたは
1.3BICを用いるブロックポリイソシアナート成分
は、約3.0から約4.5モルの後者のジイソシアナー
トとインシアナート基のモル当り約1.0モルのジメチ
ルオールプロパン、トリメチロールエタン、グリセリン
とe−カプロラクトンのような多価アルコールおよび約
3.0から約6.0モルの1−カプロラクタムを反応さ
せて合成する。次にブロックポリイソシアナート成分を
末端水酸基を持つポリエステルと混合し、熱により架橋
し硬化する粉体塗料を製造する。ε−カプロラクタムと
ジイソシアナートの化学量論的量に依存するポリイソシ
アナート成分は、種々の量比のε−カプロラクタムブロ
ックポリイノシアナートと8−カグロラクタムブロック
ジインシアナートから成る。少量過剰のジインシアナー
トBDIあるいはBICが好ましい。ポリイソシアナー
トをパッチ工程により製造し、続いてブロックするか、
あるいはブロックポリイソシアナート成分は1−回1の
工程で製造される。パッチ工程は、生成物は一度という
より段階的に合成される点で1−回“あるいは連続工程
と異っている。パッチ工程においては、最初にジインシ
アナートとトリメチロールプロパンある(・は水酸基含
有ポリオールのような多価アルコールからのポリマーを
作り、続いてブロッキングあるいはキャツピング剤であ
るe−カプロラクタムを加えポリイソシアナートをブロ
ックする。
更にジイソシアナートをe−カプロラクタムと反応せし
め、続いて多価アルコールを付加させる逆の添加工程も
また用いる事ができる。
1.4BDIあるいは1,3BICをトリメチロールプ
ロパンとl−カプロラクタムと反応せしめると、良好な
ブロックイソシアナート生成物は、ポリイソシアナート
が78から87電ii4ニジイソシアナートが16から
22重I14であり、遊離NCOが0.8重量鳴未満で
あり、ICI溶融粘度が175℃で6から20ポアズ、
そして約280から約320の範囲の化学当量である。
ブロックポリイソシアナートプレポリマー成分と混合し
て粉体塗料組成を製するのに使用する水酸基含有ポリエ
ステル類はこの分野に精通する者にとってはよ(知られ
ているポリエステル類である。これらの水酸基含有ポリ
エステル類は、少くとも2つの水酸基を持つ1あるいは
それ以上の多(iフルコールと、1あるいはそれ以上の
2塩基酸あるいはそれらに対応する低級アルキルエステ
ルあるいは無水物と反応させる通常の方法により製する
使用される典型的な多価アルコールとしては、エチレン
グリコール、グリセリン、ジエチレングリコール、トリ
メチロールプロパン、トリエチロ−ルエタン、ペンタエ
リスリトールとネオペンチルグリコールがある。
使用される芳香族2塩基酸とその無水物またはそのエス
テルは、フタール酸あるいはその無水物、テレフタール
酸とイソフタール酸がある。これらの酸の低級アルキル
エステルも同様に使用される。
ポリエステルを製造するのに使用できる脂肪族2塩基酸
は、アジピン酸、セバシン酸とコハク酸である。
BDIあるいはBIC架橋剤と伴に用い粉体塗料組成物
を形成する良好な水酸基含有ポリエステルはガラス転位
温度が約50℃で、約140℃から約180℃で速やか
に流動可能となりそして溶融物が低い粘性を示すもので
ある、 本発明の組成物と反応性の成分の製法は以下の実施例に
記す。
BDI架槁架摘製造 □ 実施例I C−カプロラクタムブロックポリイソシアナート成分の
製造は窒素雰囲気下、6.5モルの1,4BD■と、反
応物の0.1重を唾のジブチルスズジラウラート触媒を
含む容器に1モルのトリメチロールプロパンをかきまぜ
ながら加える。反応物を60℃に加熱し2時間混合する
。2時間後、反応物を90℃に加熱する、このポリイソ
シアナート生成物中のイソシアナート基(NGO)のパ
ーセントは室温で214であった。4゜0モルの6−カ
プロラクタムを90℃でかきまぜながら加え、その間反
応温度を約125℃から約150℃の範囲に保つ。反応
は非常な発熱反応であるので冷却が必要である、ε−カ
グロラクタムは上記の温度範囲内でできるだけ早く加え
る。反応は約2時間後に完了し、その時のインシアナー
ト基(NCO)のパーセントは生成物に対する重量パー
セントで約0.2から約0.8の範囲である。
上記のように得たブロックポリイソシアナート生成物を
ゲルf過クロマトグラフィー(G p C)で分子鎗分
布を求めると、78から87重#優がポリマーであり、
16から22重t4がモノマー、遊離NCO基は0.8
重量鳴未満であり、またICE。
溶融粘度は175℃で6から20ポアズであった。
実施例■ ε−カグロラクタムブロックイソシアナートは、1モル
ノトリメチロールプロパント4.0モルの8−カプロラ
クタムを混合する事により1−回1の工程で製造される
。TMP−カプロラクタム成分は3.5モルのBDIと
窒素雰囲気下混合する□2つの成分を混合すると激しい
発熱が起こる・その付加物は90秒間650〜675下
に保ち、冷却なべに調下し冷却する。生成物の最終NC
O含量は0.8車歇嶋未満であり、ICI溶融粘度は1
75℃で6から20ポアズである。
ブロックポリイソシアナートプレポリマー成分と混合す
るのに特に適した水酸基含有ポリエステルは以下の実施
例に例示する製法で得られる。
実施例■ ネオペンチルグリコール(92当t)、シクロヘキサン
ジメタツール(4,6当t)、トリメチロールプロパン
(0,95当量)、テレフタール酸(13,02当量)
と触媒として使用するジプチル酸化スズ(充填量の0.
05から0.1重1゛4)を230℃(エステル化温度
)で反応せしめ、酸価が3、化学当量が約1000であ
り、200℃でのICI溶融粘度が15〜20ポアズの
水酸基含有ポリエステルレジンを得る。
粉体塗料の製造 BDIあるいはBICを基剤とするポリイソシアナート
架檜剤をこの分野では既知の方法で水酸基含有ポリエス
テルと混合する、特に適した粉体塗料は以下の実施例で
例示する製法により得られる。
実施例■ 以下の成分を強力粉砕機で1000から200ORPM
で2分間混合する。
実施例■に記した1000当量を持つ水酸基本端ポリエ
ステル100重量部: 実施例■で得た315当量を持つBDI架檎剤32重量
部: Union Carbide Corporation
、  二:s−−ヨーク、社製の流動調整剤L−531
01,5i量部;ベンゾイル1.5重量部: そして2酸化チタン顔料92重量部。
上記混合物をBuss社製PR−46エクストルーダー
内、供給ゾーンへ80℃で混合ゾーンへ150℃で押し
出し、微粉化する。上記の塗料はNC010H比が1.
0:1.0で等しく、また顔料とバインダー比が0.7
:1である。この微粉を鋼機に静電的にスプレー塗装し
、340”Fで30分間あるいは680下で10分間硬
化した時以下の様な膜性質を持つ優れた塗膜を得る。
膜 厚         1,5から2.0  ミル光
沢60111″/20″″F  95/70衝突抵抗 
前方  160 インチ、ボンド後方  160 イン
チ、ボンド 鉛筆硬度     I−1−2H MEK抵抗、2回摩擦 100 流動性、心棒 1/8インチ  嫡 流動性、アルミニウム上11[10−IT流出t   
           7から840’Fにおけるゲル
時間(秒) 150力・h 280本発明の一捕の好ま
しい具体化例を例示し】・トヘてきたが、この分野に精
通する者にとってこjL力・ら種々の変形ができる事は
明らかであり、従って本発明の範囲は施えである特許請
求の範囲及てドそれと同等のものによってのみ決定され
ると(・5点を理解すべきである。。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、6−カプロラクタムブロックポリイソシアナートと
    ε−カプロラクタムブロックジイソシアナートの比が約
    1:0から約1:1.5の範囲である混合物であって、 上記ブロックポリイノシアナートは多価化合物とジイソ
    シアナートの反応生成物であり、上記ジインシアナート
    は、1,4−ビス−(アミノメチル)シクロヘキサンジ
    インシアナート、嶌3−ビス−(アミノメチル)シクロ
    ヘキサンジイソシアナートとそれらの混合物よりなる群
    より選択したものであり、 上記多価化合物はトリメチロールプロパン、トリメチロ
    ールエタン、グリセリン、C−カプロラクトンとそれら
    の混合物よりなる群より選択したものである上記混合物
    :および膜形成水酸基含有ポリエステルからなる塗料組
    成物。 2、上記C−カプロラクタムブロックポリイソシアナー
    トとブロックジインシアナートの混合物が約280から
    約620の当量を持つ特許請求の範囲第1項の塗料組成
    物。 3、#−カプロラクタムブロックポリイソシアナートと
    ブロックジイソシアナートの混合物が約6.5モルのジ
    イソシアナート、約1モルノトリメチロールプロパンそ
    して約4モルのe−カプロラクタムの反応生成物である
    特許請求の範囲第2項の塗料組譚物。 4、上記混合物が遊離NCOを0.8重量パーセント未
    満有し、IC工溶融粘度が175℃で約6から約20ポ
    アズである特許請求の範囲第1,2あるいは6項の塗料
    組成物。 5、上記ポリエステルがネオペンチルグリコール、シク
    ロヘキサンジメタツール、トリメチロールプロパンとテ
    レフタール酸の反応生成物である%ff請求の範囲第1
    ,2あるいは3項の塗料組成物。 6、上記ポリエステルのICI溶融粘度が約15から約
    20ポアズである特許請求の範囲第1゜2あるいは3項
    の塗料組成物。 Z 1,4−ビス−(アミノメチル)シクロヘキサンジ
    イソシアナート、1,3−ビス−(アミノメチル)シク
    ロヘキサンジイソシアナートとそれらの混合物より成る
    群より選択した約6.0から約4.5モルのジイソシア
    ナート、イソシアナート基1モル当り約1.0モルの多
    価化合物りおよび約3.0から約6,0モルのC−カプ
    ロラクタムの反応生成物であって、上記多価化合物はト
    リメチロールプロパン、トリメチロールエタン、クリセ
    リン、ε−カプロラクトンおよびそれらの混合物より成
    る群より選択したものであるε−カプロラクタムブロッ
    クポリイソシアナート;および膜形成水酸基含何ポリエ
    ステルからなる塗料組成物。 8、 1.4−ビス−(アミノメチル)シクロヘキサン
    ジイソシアナー)、1,3−ビス−(アミノメチル)シ
    クロヘキサンジイソシアナートとそれらの混合物より成
    る群より選択した約6.0から約4.5モルのジインシ
    アナート、 イソシアナート基のモル当り約1モルの多価化合物であ
    って、該多価化合物はトリメチロールプロパン、トリメ
    チロールエタン、クリセリン、6−カプロラクトンおよ
    びそれらの混合物より成る群より選択したもの、および ブロックポリイソシアナート成分を形成する為の約6.
    0から約6.0モルのe−カプロラクタムからなる反応
    混合物を反応せしめ; 上記のブロックポリイソシアナート成分を模形嗅水酸基
    含有ポリエステルと混合することからなる塗料組成物の
    製造方法。
JP57126626A 1981-07-20 1982-07-20 イプシロン−カプロラクタムブロツクイソシアナ−トによる防護膜用粉体塗料 Pending JPS5825364A (ja)

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US06/285,353 US4395529A (en) 1981-07-20 1981-07-20 Coating powders for protective films based on epsilon-caprolactam blocked isocyanates
US285353 1981-07-20

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