JPS5993762A - ポリカプロラクトンポリオ−ル反応性希釈剤を含有する高固体分被覆組成物 - Google Patents

ポリカプロラクトンポリオ−ル反応性希釈剤を含有する高固体分被覆組成物

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JPS5993762A
JPS5993762A JP58192654A JP19265483A JPS5993762A JP S5993762 A JPS5993762 A JP S5993762A JP 58192654 A JP58192654 A JP 58192654A JP 19265483 A JP19265483 A JP 19265483A JP S5993762 A JPS5993762 A JP S5993762A
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polycaprolactone
polycaprolactone polyol
high solids
functional acrylic
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ドナルド・フオス・スミス・ジユニア
グレン・スツトン・ピ−コツク
オメイラ・マ−ガリタ・サルガド
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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】 不発’JJは一般にヒドロキシル官能性アクリル重合体
、アルキロール化メラミン及び反応性希釈剤としてのポ
リカプロラクトンポリオールを含有する高固体分被覆組
成物に関する。
被覆組成物から大気中へ放散されてもよい有様揮発物の
量及びタイプに対する政府の%(、制は増々厳しくなっ
ている。揮発性有機成分を最小JJにした被覆組成物を
開発するため多大な努力が費され、その結果、粉末被接
、放射線硬化性被損、水々・4体被覆及び高置イ本分被
覆が開発された。これら最近の開発において、存在する
有機溶媒の量は最小であり、従って大気汚染はほとんど
又は全くない。
溶媒被覆の分野においては、存在する揮発性溶媒の量を
低下させるため、かつ反応して基体上に塗膜を生じる反
応性成分の量を増加させるための努力がなされた。これ
らの成分が充分に+ifyい濃度になると、高固体分被
覆組成物として知られているものが得られる。これらは
液体状態で塗布され、乾燥して、実質量の溶媒の蒸発な
く適当な塗膜を与える組成物である。
従って、大気汚染を低下させ、しかも良好で潜足のいく
被覆を生じるように働く尚同伴分被象組成物は極めて重
要である。
本発明の結果として、ある裡のポリカプロラクトンポリ
オールをヒドロキシル官能性アクリル重合体−アルキロ
ール化メラミン被覆系に反応性稀釈剤として用いて、所
望の吏員の揮発性溶媒を含有し、かつ同一の肯体分で低
い粘度を有する高固体分被覆組成物を生成し得ることを
見いだした。
ポリカプロラクトンポリオールを、ヒドロキシル官能性
アクリル重合体−アルキロール化メラミン′vL覆系に
反応性稀釈剤として用いることにより、同じ粘度でより
高固体分の被覆組成物が得られ、そのため揮発性成分が
減少した。高固体分被覆組成物を基材に適切に用いるに
は低粘度が必要であり、そしてこの要求が今凍て高固体
分被覆系の発展を制限して来た。
高固体分被覆組成物に適した反応性稀釈剤を見いだすた
め、過去において努力がはられれた。しかし、主どして
、高tj!j1労組被@組成物中の有望な反応性稀釈剤
は旨過ぎる揮発性を示し、そして高1・14体分被覆系
にこれらの反応性稀釈剤を用いることから被覆特性の低
下も生じ得るため、上記のような努力は一般に失敗に終
った。本発明の高固体分被覆組成物中に反応性稀釈剤と
して用いたポリカプロラクトンポリオール+j、、被u
又は焼付工程の間に低揮発性を示し、そしてli’iJ
じ固労組でより低い粘度を示し、そのため高固体分被覆
組成物の施用が容易となる。本発明の尚1^1体分被俊
組成物は極めて望貫しい被接特性を示′1−0本発明は
、ヒドロキシル官能性アクリル↓I1.合体、アルキロ
ール化メラミン及びポリカプロラクトンポリオールを含
有し、アルキロール化メラミンの当量重量対ヒドロキシ
ル化官能性アクリル重合体及びポリカプロラクトンポリ
オールの全ヒドロキシル当量重液の比は約0.8〜約2
.5である高固体分組成物に関する。商固労組被穣絹酸
物は、必要に応じて有機溶媒及び触媒を任意に含むこと
ができろ。この高固体分被覆組成物は慣用の方法でhi
j用し、そして熱硬化して乾燥塗膜にする。硬化した被
色塗膜は、自動車の仕上剤、電気器具の仕上剤、事務機
器の仕上剤、コイル被ね)、家屋の羽目処理、一般的な
金属仕上剤等として有用である。
本発明目1、さらに、(1)ヒドロキシル官能性アクリ
ル重合体、アルキロール化メラミン及びポリカプロラク
トンポリオールな含治し、アルキロール化メラミンの商
量重量対ヒドロキシル官能性アクリル重合体及びポリカ
プロラクトンポリオールの全ヒドロキシル当量重置の比
が約0.8〜約2.5である島内労組組成物を均一にな
るまで混合し、(2)この均一な高固体分組成物を塗膜
被覆として適当な表面に施用し、そして (3) 俸でアルキロール化メラミンをヒドロキシル官
能性アクリル重合体及びポリカプロラクトンポリオール
で橋かけするのに足りる時間及び温度で焼付けろことに
より塗膜被芭を硬化することより成る、硬化塗膜被覆の
製造法に関する。上記の方法によって製造される硬化度
Jli4被覆も本発明の一?11へである。
本発明の高固体分被覆組成物に用いるヒドロキシル官能
性アクリル重合体は当業者に周知であり、そしで数社の
製造業者から入手可能である。このヒドロキシル官能性
アクリル重合体はヒドロキシル官能価を有するモノエチ
レン性不飽オII jl’−Ji一体及びその他のモノ
エチレン性不飽イl単」I(休をも含むことができ、そ
してモノエチレン性不飽和M’−JIL体を溶媒及び重
合触媒と混合し、かつ約100℃〜200℃に約2〜約
6時間加熱する慣用の、!l(合法で製造てきる。これ
らの慣用の重合法で用い得る溶媒は当該分野において周
知であり、例えば、メチ/’ n  −/”:、ルケト
ン、11 7’チルアルコール、メチルエチルケトン等
か含まれる。このような溶媒は高固体分被覆組成物中に
稀釈剤としで、好ましくは被覆組成物の全重量の303
’l<凰96以下の濃度で用いて被覆の高固体分特性を
保持する上りに使用することができる。適当な重合触媒
には、例えば、アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイ
ルペルオキシド等が含まれる。その他のヒドロキシル官
能性重合体、例えば、ヒドロキシル官能性ポリエステル
及びアルキドを本発明で用いてモヨイことが認められる
ヒドロキシル官能性アクリル1合体のH、+jffに用
い得ることのできるヒドロキシル官能価を有する24当
なモノエチレン性不飽41単量体には、特に下記のよう
なアクリル酸又はメタクリル酸と脂肪族2価アルコール
とのエステル類が含まれる。すなわち、2−ヒドロキシ
エチルアクリラート、3−クロロ−2−ヒドロキシプロ
ピルアクリラート、2−ヒドロキシ−1−メチルエチル
アクリラート、2−ヒドロキシプロピルアクリラート、
3−ヒドロキシエチルアクリラート体2.3−ジヒドロ
キシプロピルアクリラート、2−ヒドロキシブチルアク
リラート、4−ヒドロキシブチルアクリラート、ジエチ
レングリコールアクリラート、5−ヒドロキシペンチル
アクリラート、6−ヒドロキシへキシルアクリラート、
トリエチレングリコールアクリラート、7−ヒドロキシ
へブチルアクリラート、2−ヒドロキシメチルメタクリ
ラート、2−ヒドロキシエチルメタクリラート、3−ク
ロロ−2−ヒドロキシプロピルメタクリラート、2−ヒ
ドロキシ−1−メチルエチルメタクリラート、2−ヒド
ロキシプロピルメタクリラート、3−ヒドロキシプロピ
ルメタクリラート、2.3−ジヒドロキシプロピルメタ
クリラート、2−ヒドロキシブチルメタクリラート、4
−ヒドロギシプチルメタクリラー)、3.4−ジヒドロ
キシブチルメタクリラート、5−ヒドロキシペンチルメ
タクリラート、6−ヒドロキシへキシルアクリラート酸
、1.3−ジメチル−3−ヒドロギシプチルメタクリラ
ー)、5.6−シヒドロキシヘキシルメタクリラート、
7−ヒドロキシへブチルメタクリラート等である。
ヒドロキシル官能価を有する好ましいモノエチレン性不
飽和単量体には、ヒドロキシエチルアクリラート、ヒド
ロキシプロピルアクリラート、化ドロキシエチルメタク
リラート、ヒドロキシブチルメタクリラート及びヒドロ
キシプロピルメタクリラートが含まれる。ヒドロキシ官
能性アクリル重合体はヒドロキシル価を有するモノエチ
レン性不飽オロ単量体を約5〜約40重貝%好ましくは
約10〜約20重量%含有し得る。
ヒドロキシル官能性アクリル重合体の贋造にJ−IJい
得る残りの単量体には、1種又は2種以上のその他のモ
ノエチレン性不飽和単量体、例え&J、アクリル酸又は
メタクリル酸と1価アルコールとのエステル、α、β−
エチレン性不飽filカルボン酸及びビニル炭化水素が
含寸れろ。ヒドロ千シル官能性アクリル重合体は約95
〜約60重に5!(、好ましくは約90〜約80重景%
のこれらのその他のモノエチレン性不飽和Jlt fi
1体を含むことができる。アクリル酸又はメタクリル酸
と1価アルコールとの適当なエステルには、特にエチル
アクリラート、ブチルアクリラート、インブチルアクリ
ラート、2−エチルへキシルアクリラート、ヘキシルア
クリラート、メチルメタクリラート、エチルメタクリラ
ート、プロピルメタクリラート、イソプロピルメタクリ
ラート、ブチルメタクリラート、イソブチルメタクリラ
ート、ラウリルメタクリラート等が含まれる。好ましい
エステルはエチルアクリラート及びブチルアクリラート
である。アクリル酸又はメタクリル向と1価アルコール
とのエステルは、高固体外被″ItcI組成)1qの特
定の用途に応じて、約95〜約10 ii−J(%の量
でヒドロキシル官能性アクリル11合体中に存在させろ
ことができる。適当なα、β−エチレン性不飽第11カ
ルボン酵には、特にアクリル酸、メタクリルt゛役、イ
タコン酸、クロトン酸等が含まれろ。好ましいr企はア
クリル酸及びメタクリル酸である。このα、β−エチ+
/ 7 性不飽和カルボン酸ば、全爪ば体の杓O〜約5
重量%の量で存在させることができる。適当なビニル炭
化水i ICは、例えば、スチレン、α−メチルスチレ
ン、ビニルトルエン、t−ブチルスチレン、クロロスチ
レン等が含1れろ。好゛士しいビニル炭化水素はスチl
/ンである。このビニルL’を化水素をヒドロキシル官
能性゛アクリル爪合体の製造に用いる場合、ビニル炭化
水素は全重合体の50重量%以下とすべきである。ri
¥酸ビニル、アクリロニトリル、塩化ビニル、メタクリ
ラートリル等のようなその他の単量体を、全重合体の約
O〜約50重量%の景でヒドロキシル官能性ア/ !J
 /l/ 重合体に含ませてもよい。
このヒドロキシル官能性アクリル重合体はホ′・)i、
ooo〜約30,000、好ましくは約2.00 (1
〜約15.000の数平均分子量を有し引;る。最も好
ましいヒドロキシル官能性アクリル重合体は3,000
〜io、oooO数平均分子厩をイjする。ヒドロキシ
ル官能性アクリル重合体のヒドロキシル数は約24〜約
145、好ましくは約48〜約96であり得る。
典型的なヒドロキシル官能性アクリル重合体は、ヒドロ
キシル官能価を有−するモノエチレン性不飽;(II 
tlj N体約5〜約40重景%及びその他のモノエヂ
レン性不飽第11単tiJ体約95〜約60車景%を含
イjする。本発明で用いるのに適した典型的なヒドロキ
シル官能性アクリル重合体は、下記の反応式に示すよう
に、ヒドロキシエチルアクリラート10〜20重犠%、
アクリル酸又はメククリル酸1〜5班緻%、ブグールア
クリラートlO〜45重量%及びメチレフ10〜45重
量九を含有する。
アクリラート ペンダント・ヒドロキシル基は、アルキロール化メラミ
ンのような適尚なアミノ樹脂で橋かけするだめの反応部
位である。当然ながら、仕上げ被覆に広範囲の硬さ及び
可撓性特性を力えるには、反応性のモノエチレン性不飽
和単畦体の量及び種類を変えることができる。
本発明の高(〆・1体分被覆組成物におけるヒドロキシ
ル官能性アクリル重合体の濃度は、高固体分被覆組成物
の全重量の約5〜約40狙量夕(、好ましくは約15〜
約20重世%、そして最も好ましくは約15〜約20重
散%であり得る。さらに詳述する通り、ヒドロキシル官
能性アクリル重合体の特定濃度はアルキロール化メラミ
ン及びポリカプロラクトンポリオールと共に、約0.8
〜約2.5、好ましくは約1.0〜約1.8、最も好ま
しくは約1.3〜約1.5の範囲にあるアルキロール化
メラミンの当量重量対ヒドロキシル官能性アクリル重合
体及びポリカプロラクトンポリオールの全ヒドロキシル
尚量也賞の比を与える。
本発明の尚固労組被覆組成物は、アルキロール化メラミ
ンを含有する。これらの化合物は周知であり、そして多
くは市販されている。使用するのに適したものは、下記
の一般式で表わすことができる。
(式中、Xは水素、ヒドロキシアルキル又はアルコキシ
アルキルであって、少なくとも2個の置換基Xがアルコ
キシアルキルてあれば、炭素原子1〜約12個を有する
任意の組合せ+筈)る)。
本発明の高固体外被ねと組成物に用いるのに適したアル
キロール化メラミンは、好ましくは主要月。
のヘキサアルコキシアル今ルメラミンを含イjする。
好ましいアキロール化メラミンは高度にメチロール化さ
れたメラミンであり、最も好ましくはへキサメトキシメ
チルメラミンである。ブチロール化メラミンも本発明の
高固体分被覆組成物に用いることができる。使用し得る
その他のアミノ樹脂には原票及びベンゾグアナミン樹脂
が含まれる。
本発明の高固体分被覆組成物におけるアルギロ−ル化メ
ラミンの6゛1(度は、高固体分組成物の全重量の約1
0〜約50重量%、好ましくは約20〜約40重量96
、そして最も好ましくは約25〜約35車量夕Cであり
得る。アルキロール化メラミンの/i¥定濃度はヒドロ
キシル官能性アクリル重合体及びポリカプロラクトンポ
リオールと共に、約0.8〜約2.5、好ましくは約1
.0〜約1.8 、?を之も好ましくは約1.3〜杓1
.5の範囲にあるアルキロール化メラミンの当fi= 
lj−31対ヒドロキシル官能性アクリル重合体及びポ
リカプロラクトンポリ刊−ルの全ヒドロへ゛シル当J、
4.jij 、I′/iの比をbえイ)。アルキ1コー
ル化メラミンの74・;Ll〔力を低過ぎ、そして指ぷ
1比が約0.)3以下に低下すると、仕上りした被覆は
極めて軟質になり(すなわち、剛Pi撃性が劣り)、そ
して品弱なiJθす媒性及び耐水性を示1″、アルキロ
ール化メラミンの濃度が高過ぎ、ぞして当量比が約2,
5以上に高くなると、被覆組成物内で橋かけが進行する
ため、仕」二けしだ被覆は極めて脆くなる。
アルキロール化メラミン及びヒドロキシル官能性アクリ
ル重合体と混合して本発明の高固体分組成物を製造する
ためのポリカプロラクト/ポリオールは、公知のポリカ
プロラクトンポリ月−ルのいずれであってもよ(、これ
らは市販され、ぞして例えは、米国特許第3,169,
945号1」]細書に詳述されている。この特許明細書
に記載されているように、ポリカプロラクトンポリオー
ルは、過5171Jのカプロラクトンと、少(とも2個
の反応性水素原子を有する有機多官能性開始剤とを接触
355合することによって製造される。有機官能性し1
1始剤は、米国特許第3,169,945号明細書に開
示さ扛ているように、ff:意のポリヒドロキシル化合
物であり得る。これらのjiffは、ジオール類、例え
ばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエ
チレンクリコール、1.2−グロビレングリコール、ジ
エチレングリコール、1.3−フ゛ロビレングリコール
、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール
、ポリ(オキシエチレン−Aギシプロピレン)グリコー
ル及び同様な、分子中に約40個まで又はそれより多い
アルキレンオキシ+1を位を有する、ブロックされた、
又はキャップされた、。
又はヘデロ原子の入ったポリアルキレングリコール類、
3−メチル−1,5−ベンタンジオール、シクロヘキザ
ンジオール、4.4’−メチレン−ビス−シクロへ−Y
−サノール、4.4’−イソプロピリデンービスーシク
ロヘキザノール、キシレンジオール、2−(4−ヒドロ
ギシメチルフェニル)エタ/ −ル、1.4−フタンジ
オール、1.6−ヘキサンジオール等ニトリオール類、
例えばグリセリン、トリメチロールプロパン、1,2.
6−−\キサン)lJオール、トリエタノールアミン、
トリイソプロパツールアミン等:テトロール便、例えば
エリトリトール、ペンタエリトリトール、N、 N、 
NSN’−テトラキス(2−ヒドロキシエチル)エチレ
ンジアミン等である。
有(全官能性開始剤を、カプロラクトンと反応させると
き、最も簡単な形式に−Vると下記の反応で表わすこと
ができる反応が起きる。
この反応式において、有機官能性開始剤はR’(OI−
1反化合物であり、カプロラクトンは下記化合物である
これはカプロラクトンそのもの、 又はV・すえンよ米
国’l’F i’l’第3.169,945号明細書に
開示されたように、R’が12個までの炭素原子を有′
1−るアルギル、アルコキシ、アリール、シクロアルキ
ル、アルカリルまたはアラルキル基であり、そしてR′
基のうち少なくとも6個が水素原子でおる置換カプロラ
クトンでよい。使用されるポリカプロラクトンポリ、1
−ルは反応式中右側の式により示される。これらは20
0から約6,000の平均分子量を有することができる
。好ましいポリカプロラクトンポリオール化合物は約2
90〜約3,000、好ましくは約290〜2,000
の平均分子量を有するものである。
最も好ましいのは約290〜約1,500の平均分子量
を有するポリカプロラクトンジオール化合物及び約29
0〜約2,000の平均分子量を有するポリカプロラク
トントリオール及びテトロール化合物である。これらの
化合物が最も好才しい理由は、その低い粘度11¥性に
よる。この式において、nlは該分子量を有する化合物
を製造するために必要な反復Qj位の平均数を表わす整
数である。ポリカプロラクトンポリオールのヒドロキシ
ル数は約15から600、奸才しくは200から500
であり、そしてポリカプロラクトンポリオールは平均し
て2〜8、好咬しくは2〜4飼のヒドロキシル基を有す
る。
本発明の菌内労組被覆組成物に用い得るポリカプロラク
トンポリオールの例には、平均2〜6個のヒドロキシル
基を有ずろポリヒドロキシル化合物とカプロラクトンど
の反応生成物を挙けることができろ。これらの7t72
のポリカプロラクトンポリオールを製造する方法は、米
国!待B′F第3,169,945号明細書に開示され
ており、また多数のこのような組成物が市販されている
。下記の表にポリカプロラクトンポリオールの例を掲け
た。第1榴はカプロラクトンと反応される有機官能性開
始剤を掲げており、ポリカプロラクトンポリオールの平
均分子量は第2欄に示した。開始剤及びポリカプロラク
トンポリオールの分子量を知ることにより、化合物を製
造するため反応されたカプロラクトンの平均分子数(C
PL単位ンを容易に決定できる。
この数字は第3欄に示した。
0り (’1′)[F]Q寸ト寸の10龜0寸のササ10のト
[○ce5           4        
  ば)−己   Q;蒼 矢 餐 上記表中の化合物の47t¥造は、力えられた情報C二
基ずき当業者c畷i明らかである。化合物應7の構造は
下記の通りである。
(式中、変数rは整数であり、r 十rの合計は3.7
の平均値を有し、そして平均分子量は527である)。
化合物A 20の構造は下記の通りである。
(式中、r + rの合計は6の平均値を有し、そして
平均分子量は1,684である)。この説明により上啄
二開示した化合物1〜34の構造式が明瞭C二なる。
本発明で反応性稀釈剤として用いるのC二連するポリカ
プロラクトンへキサオールは、過剰のポリカブロックト
ンポリオール及び脂環式エポキシドの接触重合(二よっ
て製造できる。ポリカブロラクトンヘキサオールの製造
C二有用lcボリ力グロラクトンボリオールの例(こは
、ポリカプロラクトンジオール、ポリカプロラクトント
リオール及びこれらの混合物を含むその他の化合物があ
る。これらのポリカプロラクトンポリオールの多くはユ
ニオン・カーバイド・コーポレーション(Union 
Car−bide Corporation )  が
ら市販されている。ポリカブロラクトンヘキサオールの
$+4F を二1f]l、)るのC二連する脂環式エポ
キシドには、3.4−エポキシシクロヘキシルメチル−
3,4−エボキシシクロヘキサン力ルポキシラート、ビ
ス(5,4−エポキシシクロヘキシルメチル)アシハー
ト、ビニルシクロヘキザンジオキシド等が含まれる。こ
れらの脂環式エポキシドの多くは、ユニオン・カーバイ
ド・コーポレーションから市販されている。il;’a
当な1F合触媒は、スリーエム・コンパ= −(3M 
Company)からF C−520として市販されて
いるジエチルアンモニウム・トリ7レートである。
ポリカプロラクトンへキサオールの好ましい製法は、1
f!I!又は2稙以上のポリカプロラクトントリオール
を反応A を二加え このポリカプロラクトン[・すA
−ルを約100℃の温度(二加πきし、そしてポリカブ
ロックトンポリオールが溶融したらすぐじ窒素雰囲気を
用いて触媒を加えることからなる。次いでポリカプロラ
クトントリオール及び触媒の混合物を約150〜約20
0Uの温度(二加熱し、そし゛〔この混合物(1脂環式
エポキシドを加える。約1〜約3 ny間、又はオキシ
ラン成分がほぼゼロ値C二減少するまで反応を行なう。
この方法の変法では、最初(二ずべでの成分を反応器(
二加えることがでさる・この方法のその曲の変法では、
触媒の添加後、10〜30分間の真空処理及び/又はポ
リカプロラクトントリオールを溶融状態に加熱する間C
二真空を用いることが含まれる。上記の方法は後述の実
施例C二おけるポリオール■■及びポリオールIXの製
造にとって特(二好ましい。本発明で反応性fig!釈
剤として用いるのに適した好ましいポリカプロラクトン
へキサオールは、約600〜約1.500の平均分子量
を有するものである。
ポリカブロックトンポリオールは本発明の高固体分被覆
組成物における反応性稀釈剤として作用する。ポリカブ
ロックトンポリオールはアルキロール化メラミンと反応
し、次いでヒドロキシル官能性アクリル重合体と橋かけ
して、同じ固労組の換算粘度を有する高固体分被覆組成
物を力える力(そのため高固体分被覆組成物の応用が容
易となる。
ヒドロキシル官能性アクリル重合体−アルキロール化メ
ラミン被榎系における反応性稀釈剤としてポリカプロラ
クトンポリオール り、より高固体分の被接組成物が得られ、従って同じ粘
度で揮発性が低減される。
本発明の高固体分被覆組成物(1用いるポリカプロラク
トンポリオールは、ポリカプロラクトンポリオールの混
合物であってもよい。例えば、塗膜被覆の橋かけを増し
、従って硬さを高めるポリカプロラクトンポリオールを
用いる場合、塗膜被(ρの可撓性を大きくし得るポリカ
プロラクトンジオールとポリカプロラクトンへキサオー
ルとを混合又はブレンドすることが望ましい。所望によ
り、その他のポリカプロラクトンポリオール混合物を反
応性稀釈剤とじて同様Cニルい又もよい。
本発明の高固体分被覆組成物口おけるポリカブロラクト
ンポリオールの濃度は、高固体分被覆組成物の全重量の
1〜50重量%、好ましくは5〜50重量%、そして最
も好まし7くは8〜22重量%であり得る。ここで再び
、ポリカブロラクトンポリオールとヒドロキシル官能性
アクリル重合体及びアルキロール化メラiノとを一緒C
二した特定濃度は、約0.8〜約2.5、好ましくは約
1.0〜約1゜8、最も好ましくは約1,3〜約15の
範囲(−ある、アルキけ一ル化メラミンのa 月、 M
、 ffr対ヒドロキシル官能性アクリル亜合体及びポ
リカブロラクトンポリオールの全ヒドロキシル”A 債
ML 奇の比を与える。
高固体外被+yt in成酸物また任意成分として有機
溶媒及び触媒を含有し得る。被覆工業で用いる任意It
用の溶1■を、好ましくは被4:i組成物の全重量の3
0重1鋒チ以下のg4[で用いることができる。
理論的にはより多量を用い得るが、より多量の使用(二
まり被)〕の^固体分労組が損なわれる。一般ζ二ρイ
々〜1、は、被々゛=i *+i成物酸物材(2施用す
る間C2流動性の向上が示される少量を加える。
ある場合(二は、硬化中のメラミン橋かけ反応の効率を
改良するため1二酸触媒が望ましい。八“111^の#
度は、被覆組成物の全重量を基準にして0〜約10重量
%の間で変動し得る。使用する特定の触媒及びその濃度
は、その触媒活性度及び被覆組成物中啄二存在する特殊
成分に多少左右される。これらの触媒は尚業者に公知で
あり、そしてこれらの触媒C二は塩酸、硫酸、p−トル
エンスルホン酸、メタンスルホン酸、ドデシルベンゼン
スルホン酸、リン酸及びそのアルキルnn体、マレイン
記入 トリメリド酸、フタル酸、コハク酸等が含まれる
また、この高固体分被覆組成物は顔料、充μq剤、及び
被覆組成物中f二慣用的f二存在するその他の添加剤を
慣用の量で含有し得る。選ばれた特定の添加剤はこの基
本的発8A(二はM要か意味を持たない。
高固体分被覆組成物を製造する(二あたり、成分は塗料
、インク又は被υ組成物の製造時(二角いる慣用の手順
(二よって混合する。これらの手順は当業者に周知であ
るので、ここで詳述するには及ばなこの高固体分被覆組
成物は、慣用の手段で表面又は暴利f二施用し、次いで
約100℃〜!175℃、好ましくは約150℃〜20
0℃の温度で、乾燥度11「(をイ(IるC二足る1)
Jt間f二わたって力11熱すること(二上り熱硬化す
る。この時間をオ一般に約1分〜へ時間、好ましくは1
分〜2時間の範囲内である。特定の高固体分被覆組成物
中(二存在する成分(二より、適切な硬化及び良好な皮
膜被覆を得るの(二要する温度及び時間が決まる。
本発明の被覆組成物は高固体分被覆組成物であり、そし
てこの組成物は90重量%程度又はそれ以」二の固体外
を含有し得る。本発明の被覆組成物の全固体外は、一般
(二被覆組成物の全重量の約25〜90重量%、好まし
くは約50〜90重最チの範囲である。
下記の手順(二より、被覆組成物を評価した。
揮発性有機化付物(VOC):被覆組成物1vの試料を
風袋既知のアルミニウム皿じ秤取し、欠いて148.9
℃(300°F)で30分間(二わたって空気循環炉に
入れた。重量損失チを被拐組酸物中C二存在する抹発性
有機化合物の量とみなし、モして残渣を被(と組成物の
固体外とみなした。
粘 度、RVT型ブルックフィールド粘仄計を用いて被
掟組成物の粘度を測定した。センチポアズ単位の測定は
25℃で0分50回転で行なった。
耐溶媒性:メチルエテルケトン(MEIOt二よる作用
に対する硬化塗膜の耐性の6111定値であって、試験
面積から硬化塗膜のりを除去するの(二セクしたメチル
エチルケトン浸漬チーズクロス(−刊)の粗い綿布)の
摩擦すなわち往復回数として表わした。
上記の量の塗肌被覆が除去される才で硬化塗膜λをメチ
ルエチルケトン浸漬チーズクロスで往街lチ臼jIする
ことにより試験を行なった。上記のR+、の倍枳を除去
するのf二要した往a回数を被キ1選の16i1’ ?
i’、:媒(’hの測定値(尺肛)とした。
鉛龜硬〃[:1ンドの鉛舟上工、がイ従刀1阜被覆の表
fへ1をイ;hつけるまで、硬P1値が増加する数本の
鉛賠芯を正確(一定めた方法で塗膜被覆の表面に押しっ
(]だ。
表面の硬さ日1、塗膜被←の表面を傷つけ得なかった最
も硬質の鉛筆の等級として表わした。鉛筆芯は最軟賀か
ら最硬質の順序で次のように表わした:(513,51
3,4J3.3I3.211XB、 HB、 F、 H
,2H,5H14H,511゜6I:17■■、811
及び9H0 表面而II・17〜ど性:落下重量による破壊口耐える
硬化塗膜被4謎の能力の測定値(尺匪)である。5.6
 Kq(8ボンド)のダート(検針)を用いるIC−1
120型ガ一ドナー摘撃試験機を使用して、鋼鉄パネル
(二流延、硬1ヒした塗膜辛皮(りを試験しlこ。ダー
トをインチ表示の所定高さC皿上げ、そして被)バした
鋼鉄パネルの1.1!i C! 1111に落下させた
。破壊せずC二塗膜被1ll−二吸収されたインチ/ボ
ンド値(インチ−ポンドで表示)を塗1j+1の表面耐
#撃性として記録した。
円錐マンドレル可撓性:鋼鉄パネル電二流延、硬化した
試がミ用塗11r1被4ゑを0℃及び−18℃で4時間
転二わたつ℃状態i1・を整し、次いで48〜191鰐
(!IA6〜3Aインチ)の範FJ1の直径を有する円
錐マンドレルの周囲を包んだ。この鋼鉄パネルの被覆側
は円ff1ftマンドレルC二面しないようにした・1
91Wしたら、「不合格」と評価した。4.8 +w*
(K6インチ)の位置で塗j侯被法の亀裂がなければ「
合格」と評価した。
以下の実施例は不発ψJを説明するものであって、本発
明の範囲を限定するものでは、/(゛い・以下の実施例
で使用する下記の名称、用語及びR51trjは併記し
た意味を有する。
cps   :センチポアズ in、μbS: インチ/ボンド ℃   :摂氏温度 A M/ OII当量重量比:アルキロール化メラミン
σ)鳩邦重量対ヒドロキシル官能性アクリ ル重合体及びポリカプロラクトンジ オールの全ヒドロキシル白層、y+Cj41の比01i
FAP I  :固労組74〜76アI−量如、11ド
ロキシA数86を有し、モして「コーノ、eアンド・ハ
ース會カンパニー(Rohm andTIaas Co
mpany )からアクリロイト9(Acryloid
[相]AT−400とり、”i(市j仮す凡ているビト
ロキシル官能性アクリル UF合体。
Mlll  :アメリカン・サイアナミツド・カンパニ
ー (Atnerican Cyanami(+ Co
mpany)からザ・イメル< Car T’n e 
1fA [33として市j’J: ;5れているメチロ
ール化メラミン。
ハ、ir、;n:アメリカン・サイアナミツド・カンノ
く=−からザイメ・・■325 として市販され′Cい
るメチロール化メラミン。
ポリオール1:平均分子’lii、’ 550、平均ヒ
ドロキシル数212を有し、そし1ユニオン・カーバイ
ドもコーポレーションから I’CJ、”−0200として市販されているポリカプ
ロラクトンジオールう ポリオールII:平均分子惜830、平均ヒドロキシル
数135を有し、そしてユニオン会カーバイト・コーポ
レーションから I’CP−0210として市販されているポリカプロラ
クトンジオール。
ポリオール+++:平均分子1ti、 1.250、平
均ヒドロキシル数90を有[2、ぞして二しニオンーカ
ーバイド・コーポレーションから pcP−0250とし−C市(4)司されているボIJ
 カフ’ロラクトソジン】−−ル。
ポリオールIv:平均分子−F、−L541 、平均ヒ
ドロキシル委に510を有し、セしてクーニオン・カー
バイト・コーホし〆−ションから PCP−0300として市((H7されでいるポリカブ
ロラクトントリオール「・O ポリオールV:平均分子”トベーろ00、平均ヒドロキ
シル数560を有し、そしてユニオン会カーバイト・コ
ーボレーショ7 カP)PCP−0301として〒旧i
4iされているポリカブロラクトンt・リオール。
ポリオール■I:平均分子量900、平均ヒドロキシル
数187を有し、そしτコニメンナカーバイト争コーポ
レーションから PCP  0310として市1反されているポリカブロ
ラクトントリオール。
ポリオール■■:米国特許第3.169.945号明A
ill官C二記載された手11η1C二従って製造され
、そして平均分子量621及びヒドロキ シル数661を有するポリ力グロ2ク トノデトロール。
ポリ、t −ルVll :ボUオールsl、  2.7
75 t、ユニオン・刀−バイド争コーポレーションか
ら小止シさスしている6、4−エボキシンクロへ4シル
メチル−6,4−エポキシシクロヘキサン力ルポギシラ
ー)1.014F、及びスリーエム・カンパニーから市
販 され又いるジエテルアンモニウムトリ ノラートfTk媒1.89 Fを反応フラスコS二加え
、そして窒素ブランケット下、180℃C二2時間加熱
′1−ることじより製造したポリカプロラクトンへキサ
オ ール。(1られたポリカグロノクトンヘキーリ゛オール
生成物は平均分子量800及びヒト゛ロキフル数312
を有していたO ポリ刈−ル■X:ボリオール■450F、ポリオールI
V54(Iシ、シご二、′ジノ・カーパー11・゛Φコ
〜ボレーションから市、Il!、され′Cいろ6.4−
エホハーシ′シ多口へニセンノトノテノ1ノー6.4−
エボキゾンゾ11−\キーリー/カルボキシュ!−1・
274S及しスリ一二l、・、+; 、7 ハコ、 −
カE> Tii 、l鍮さh−cいろゾエチルアノモこ
ニウムトリノ:、j−1−f・I;〕43. B1を反
に1、ノラスコCニノ;1え、そしてI;、(,1;、
ヘブシンケット下、150℃に1. Fi l’、: 
1itj力(+Mすイアこと(二J−リジ:・ゾ;Qし
人−ポリ刀ン“r−lンクトノヘギサ牙−ルっ’(′、
I5)ルメ、=ポリカブ1:1ラクトンへキサ1”〜ル
生酸物は平均分子量900及びヒドロキシル 数325を−M してぃた。
セリ 1〜6 及び北東(レリー62 例1〜6では、不揮発分75重;バ% f;゛>ij 
74’るrHFAP I J  q3y、 不4i+i
 ’fb分11J OiI:f ii;%?■するrM
M I J  33r、下8巳のjGkの・?′r什り
について特定した不邦発分100■旦チを有rるポリカ
プロラクトンポリオール30f1 メチルn−アミルケ
トン642及びp−)ルエンスルホン酸0.33fを含
む一連の被接組成物を製造した。また、不揮発分75重
量%を有するrHFAP IJ 1001’、不揮発分
100M川チを用するrMM IJ 25グ、メチルn
−アミルケトン43F及びp−1ルエンスルホン酸02
5fを含む比較例Aとして示す被核組成物も製造した1
、すべての被4に組成物をそれぞれ均一化するまで混合
し、次いで5ミルのχR膜隙IMJを有する垂れ下り羽
根を用いて、ボンデライト(Bonderite ) 
10 o■ア処理Lし * 岨vsバネ# (: 塗布
した。、この被覆塗膜を約1時間)虱乾し、次いで14
8.9℃(300”F)で30分間焼付けること(二よ
り硬化した。その後、表A(−掲げる特定の性質(二つ
いて試験する前C二、硬化した被覆塗膜を周囲温度で3
日mj熟成させた。試験矛−1呆を表A(二示す。
表Aは、特定のポリカプロラクトンポリオールなヒドロ
キシル官能性アクリル重合体−アルキロール化メラミン
被覆系(ニ一定濃度で加えた際(二得られた特性を示し
ている。ポリカプロラクトンポリオールで変性した例1
〜例6の配合物の粘度は、ポリカプロラクトンポリオー
ルで変性しなかった比較例Aの粘度よりも著しく低い。
表Aの例は、ヒドロキシル官能性アクリル重合体−アル
キロール化メラミン被覆系へのポリカプロラクトンポリ
オールの添加(二よって、耐衝撃性は上昇し、硬さ及び
耐溶媒性は影響を受けないことを示している。
例7〜1日及び比較例B 例7〜18では、下記の表Bの各例C二ついて特定した
量の不揮発分75M量チを有するrHFAP IJ、表
Bの各側について特定した量の不揮発分100M七チを
有するr−FvT、M、 I J、  表Bの各側(二
ついて特定した量の不揮発分100重量−を有するポリ
カプロラクトンポリオール、表Bの各例C二ついて!1
゛デ定した絹のメチルn−アミルケトン及び表Bの各例
C二ついて特定した」゛のp−トルエンスルホン酸を含
む一連の被覆組成物を製造した。また、不揮発分75i
量チを有するrHFAPIJ  100F、不揮発分I
D03i−量チを有する「ΔfI−MIJ25r、メチ
ルn−アミルケトン29f及びp−1ルエンスルホン酸
0251を含む比較例Bとして示す被覆組成物も製造し
た。すべての被4夏組成物を均一化するまで混合し、次
いで5ミルの隙間を有する垂れ下り羽根を用いて、ボン
グライド100■で処理した鋼鉄パネルじ塗布した。こ
の被Ut塗膜を約1時間風乾し、次いで148℃(50
0’F )で60分間儲付けること(二よって硬化した
。その後、表B(1掲げる特定の性質(二ついて試験す
る前に、硬化した被覆塗膜を周囲温度で3日間熟成させ
た・試験結果を表Bに示す。横棒は試験を行なわなかっ
たことを示す。
ダモBE−土、ポリオールf1ポリオール■、ポリオー
ルvm xはポリオール■のそれぞれについて、A^4
10H当Ifj!−、’Aj、比166を保ちッーフr
 JiFAP I Jを10.20及び7IO,@計%
(二重層きがえた効果を示している。ポリカプロラクト
ンポリオールで変性しない比較1’;l) Bの粘9+
二比べて、ポリカプロラクトンポリオールで変性した例
7〜12の配合物の粘度は著L7<低く、そしてポリカ
プロラクトンポリオールで変性した例13〜18の配合
物の粘度は比較的低い1.伸17〜12は、ヒドロギシ
ル官能性アクリノ゛・1(合体−アルキロール化メラミ
ンyi、4.”J、系へのポリカプロラクトンポリオー
ルの添加により、耐衝′1芒性が止弁することを示して
いる。何15〜18の被り配合物1−ポリオールVll
l及びポリオール■を用いろこと(二よっ゛c1鉛筆硬
度は上昇し、セして側溶媒性は影響を受けなかった。
例19〜32では、下記の表Cの各例ζ二ついて特定し
た(11の不揮発分75M畦チを有するrIIFAPI
J、j!e C(7’)名例ζ二ついて/I=J、定し
た縫の不揮発分100重量%を有するrMM(J又は不
(11重発分80重量%を有するrMMnJ、表Cの各
側について!1ケ定した量の不揮発分100 ]j邦’
、 %を有するポリカプロラクトンポリオール又はポリ
カプロラクトンポリオール混合物、表Cの各例C二つい
て11¥定しだbtのメチルn−アミルケトン及び表C
の各側(二ついて特定した量のp−トルエンスルホン酸
を含む一連の被覆組成物を製造した。rMM、 It 
Jを成分として存在させた例には、p−トルエンスルホ
ン酸ヲ加えなかった、また、表Cの各側について特定し
た量の不揮発分75重量%を有するrHFAPIJ、表
Cの各側について特定した量の不揮発分100重量−を
有するrMMIJ又は不揮発分80重tτj %を有す
るrMM、IIJ、表Cの各側(二ついて特定した量の
メチルn−アミルケトン及び表Cの各側(二ついて特定
した量のp−トルエンスルホン酸を含む、比較例C及び
Dとして示した2種の被豊組成物も製造した。すべての
被0組成物を均一化するまで混合し、次いで5ミルの隙
間を有する垂れ下り羽$JJtJIイ+、f yf−y
 イt−1oo■’c uv * L * fi、、l
 e]2パネル(二塗布した。この波相塗膜を約10存
間風乾し、次いで148℃(600下)で60分間焼伺
けること(二上って硬化した。その後、表C(二掲げる
特定の性質について試験する前【二、硬化した被横塗1
1!4を周囲温歴で6日間熟成させた。試験結果を表C
(二示す。410は試験を行なわなかったことを示す。
表Cは、ポリカプロラクトンへギザオール類で変性した
ヒドロキシルg Iil: 1−JEアクリル重合体−
アルキロール化メジごン彼枦系の低:hx r3r撓性
が、ポリカプロラクトンへキ丈オール単独館用の代りに
、ポリカグロラクトンヘキサオールージオール混合物を
用いることC二よって、太い(二l予められることを示
している。ポリカプロラクトンへキサオール−ジオール
汎合物で変性した例27−32の配合物の粘度は、ポリ
カプロラフ1ンへキサオールージオール混合物で液性し
ムい比ψ、例pの粘度よりも著しく低い。
牧< i(出願人 代理人 高 木 六 代理人高木文 第1頁の続き ド アメリカ合衆国ニューシャーシ ー州07087ユニオン・シティ・ フォーティ・セブンスストリー ト206番

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ヒドロキシル官能性アクリル重合体、アルキロール
    化メラミン及びポリカプロラクトンポリオールを含有し
    、この場合アルキロール化メラミンの当量重賞対ヒドロ
    キシルG能性プクリル重合体及びポリカプロラクトンポ
    リオールの全ヒドロキシル当量@ M:の比は約0.8
    〜約2.5であることを特徴とJる高固体分組成物。 2、 アルキロール化メラミンの当jfi n(量、対
    ヒドロキシル官能性アクリル重合体及びポリカプロラク
    トンポリオールの全ヒドロキシル当量重量の比が約1.
    0〜約1.8である特許請求の範囲第1項記載の高固体
    分組成物。 3、 アルキロール化メラミンの当iri N、 fj
    k対ヒドロキシル官11ヒ性アクリル重合体及びポリカ
    プロラクトンポリオールの全ヒドロキシル当箪重量の比
    が約1.3〜約1.5である特許請求の範囲第1項記載
    の高固体分組成物。 4、 高固体分組成物の全重量を基準にして、ヒドロキ
    シル官能性アクリル重合体は約5〜約40重量%の濃度
    で存在し、アルキロール化メラミンは約10〜約50東
    量%の濃度で存在し、そしてポリカプロラクトンポリオ
    ールは約1〜約50重量%の濃度で存在する特許請求の
    範囲第1項記載の高固体分組成物。 5、 ヒドロキシル官能性アクリル重合体は、ヒドロキ
    シル官能価を有するモノエチレン性不A fl+単量体
    及び少なくとも1種のその他のモノエチレン性不飽和単
    風体を含有する特許H”fJ求の範囲第4項記載の高固
    体分組成物。 6、 ヒドロキシル官能性アクリル重合体は、ヒドロキ
    シル官能価を有するモノエチレン性不飽イ11単量体、
    アクリル酸又はメタクリル酸ど1価アルコールとのエス
    テル、α、β−エチレン性不飽和カルボン酸及びビニル
    炭化水素を含有する/l:?許請求の範囲第4項記載の
    高固体分組成物。 7、 アルキロール化メラミンは一般式P・ (式中、Xは水素、ヒドロキシアルキル又はアルコギシ
    アルキルであって、少なくとも2個の置換基Xがアルコ
    キシアルキル基であれば、炭素原子1〜約12個を杓す
    る任意の組合せである)を有するものである特許請求の
    範囲第5項記載の高固体分組成物。 8、 アルキロール化メラミンはへキザメトキシメチル
    メラミンを含有する特許請求の範囲第5項記載の高固体
    分組成物。 9、 ポリカプロラクトンポリオールは約200〜約6
    00の平均分子量を有するものであるfi¥許請求の範
    囲第7項記載の高固体分組成物。 10、  ポリカプロラクトンポリオールは約290〜
    約1500の平均分子量を有するジオールである特許請
    求の範囲第7項記載の高固体分組成物。 11、  ポリカプロラクトンポリオールは約290〜
    約2000の平均分子量を有するトリオールである特許
    請求の範囲第7頂記載の高1・51体労組成物。 12、  ポリカプロラクトンポリオールは約600〜
    約1500の平均分子量を有1゛るヘキザオールである
    特許請求の範囲第7項記載の高固体分組成物。 13、  ポリカプロラクトンポリオールはポリカプロ
    ラクトンポリオール胡の混合物′1:ある特許請求の範
    囲第7項記載の高固体分組成物。 14、  ポリカフロラクトンポリオールはポリカプロ
    ラクトンへキザオールとポリカプロラクトンジ15、 
     (1)ヒドロキシル官能性アクリル■(合体、アルキ
    ロール化メラミン及びポリカプロラクトンポリオールを
    含有し、アルキロール化メラミンの当量重量対ヒドロキ
    シル官能性アクリル重合体及びポリカプロラクトンポリ
    オールの全ヒドロキシル当量重量の比が約0.8〜約2
    .5である高固体分組成物を均一になるまで混合し、(
    2)この均一な高固体分組成物を塗膜被覆として適当な
    表面に施用し、そして (3) y #キロール化メラミンをヒドロキシル官能
    性アクリル重合体及びポリカフロラクトンポリオールで
    橋かけするのに足りる時間及び温度で焼付けることによ
    り塗膜被覆を硬化することを特徴とJ−る硬化した塗膜
    被覆の製造法。 16、 100〜375℃の温度で約1分〜約2時間の
    間焼付けることによって塗膜被覆を硬化する特許Hlj
    求の範囲第15項記載の硬化した塗膜被覆の製造法。 17、特許請求の範囲第15項記載の硬化した塗膜被覆
    。 18、  ポリカプロラクトンポリオールは約290〜
    約2000の平均分子量を有するテトロールである特許
    請求の範囲第7項記載の高固体分組成物。
JP58192654A 1982-10-18 1983-10-17 ポリカプロラクトンポリオ−ル反応性希釈剤を含有する高固体分被覆組成物 Pending JPS5993762A (ja)

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CA1239492A (en) 1988-07-19

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