JPS63503467A - 無溶剤ポリウレタンスプレー組成物およびその適用法 - Google Patents
無溶剤ポリウレタンスプレー組成物およびその適用法Info
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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】
無溶剤ポリウレタンスプレー組成物およびその適用法
及星!ゴυL
本発明は、ポリウレタンおよびポリ尿素ウレタンコーティングを生成するための
二成分系無溶剤スプレー組成物、これら組成物からつくられる生成物、このよう
な生成物の製法およびこれらの使用法に関するものである。
発明の前日
ポリウレタン塗料は公知であり、飛行機の金属、木材、コンクリート、フオーム
およびプラスチックスや、建造物、完成品、織物、および維持/建築塗料の市場
において、保護および装飾用塗料として市場性を得ている。これら塗料を製造す
るために用いられる基礎的原料は概して必須成分として(a )脂肪族または芳
香族ジーまたはポリイソミアネート、および(b )水酸基またはアミノ基のよ
うな基を含む活性水素含有の、またはオキサゾリジンまたはケチミンのような基
を含む潜伏性活性水素含有の共反応性または硬化性成分を含む。典型的二液型コ
ーテイング液では共反応物は普通は、ポリエステル、ポリエーテル、アルキッド
樹脂およびアクリル樹脂という一般的鮮から選択される水酸基含有オリゴマーで
ある。
共反応性成分は概して、(磨砕)顔料のためのビヒクルであり、その他の添加剤
、たとえば触媒、可塑剤、ビチューメンエキステンダー、沈澱防止剤、皮張り防
止剤、界面活性剤およびレオロジー改質剤を含んでよい。
インシアネート含有成分も、活性水素含有共反応物も両方共、揮発性有機溶剤を
含むのが普通であり、これら溶剤の主要機能は粘度を低下させ、それによって、
一般的エアースプレー装置、エアレススプレー装置および静電スプレー装置で吹
付塗りするために適した稠度を与えることである。
揮発性有機化合物(VOC)の種類および量を制限する政府の“環境および健康
に対する有害性の基準”に適合する必要性がますます強調されてきたため、塗料
製造者および末端使用者は新しいコーティング技術を研究せざるを得なくなった
。
溶剤放出規準に合う先行技術のハイソリッドおよび無溶剤ポリウレタン塗料が開
発された。ここに用いられるような無溶剤ポリウレタン塗料は、構成成分のほと
んどすべてが塗布された塗膜に残るようなものである。
第一の無溶剤ウレタン塗料はワンショット系であった。
成分の予備的反応が含まれないためにこう呼ばれる。典型的ワンショット系は純
粋のイソシアネート成分(普通は4.4′ −ジフェニルメタンジイソシアネー
ト(MDI))と、活性水素含有共反応物、たとえばポリエーテルまたはポリエ
ステルポリオールおよび低分子グリコール、およびフィラーおよび触媒の混合物
から成る硬化性成分とから成る。成分は混合容量比1:1〜牛−=1で混合され
るのが普通である。この種の塗料系は溶剤を使用せずに吹付可能であるとはいえ
、幾つかの欠点がある。
ワンショット系は水分に敏感である。なぜならばそれらは非常に高いパーセント
、普通は26〜31重量%の未反応ジイソシアネートを含み、湿った条件下で噴
霧すると必ずブローイングまたは発泡をおこすからである。ワンショットスプレ
ー系のもう一つの大きな欠点は、生成するポリウレタンの物理的特性の低下とし
てはね返ってくる。
引張り強さぁよび引裂強さおよび耐磨耗性のような重要な物理的特性が、溶剤含
有系によって得られるそれらより劣る。
先行技術の、すぐれた物理的特性をもつ二液型無溶剤ポリウレタン塗料系も開発
された。これらのスプレー系は概ね、イソシアネート含有プレポリマー成分と、
粘稠な、時には固体のポリアミンから成る硬化成分との組み合わせを基礎とし、
後者の粘度を不揮発性希釈剤を加えて減少させたり、その容量を“ポリオール”
で調節したりして、予め定めた混合容量比でイソシアネート成分と混合できるよ
うにする。
米国特許第4,195,148号および米国特許第4,234,445号は、不
反応性、不揮発性ラクトン粘度変更剤を用いて粘稠な或いは固体のプレポリマー
および硬化性成分を溶解し、エアレス、複数成分吹付装置を用いて吹付塗りでき
るように系の粘度を減らした、無溶剤ポリウレタン塗料を開示している。
米国特許第4,267.299号も、イソシアネート末端プレポリマー(A部分
)を硬化成分(B部分)と組み合わせた吹付可能の無溶剤ポリウレタン組成物を
開示している。
硬化成分は、高度に反応性のポリアミンと、より緩やかに反応する。より大きい
分子量(MW)をもつポリオールとの混合物である。B部分は2〜5分以内にA
部分のイソシアネート基のほとんど総てと反応する程、十分に反応性に富むポリ
アミンを含む。より大きいMWをもつポリオールが比較的少量存在し、“反応性
フィラー”または増量剤として働いてA部分およびB部分を2=1〜4:1の比
で結合せしめる。
プレポリマーを基礎とする先行技術の発明(米国第4.195,148号、米国
第4,234,445号および米国第4,267.299号)の好ましい実施例
によって生成したポリウレタンの引張り強さ、引裂強さおよび耐摩耗性のような
物理的特性は、ワンショット、無溶剤塗料系に比較してすぐれている。その上こ
のような、プレポリマーを基礎とする気に対して敏感でない。というのは、イソ
シアネートをポリオールと予め反応させてプレポリマー成分を形成すると、反応
性イソシアネートがより少なく(一般には3〜12重量%)含まれるようになる
からである。
先行技術の、プレポリマー基礎無溶剤ポリウレタン塗料には、幾つかの欠点があ
る。最適混合のためには比1:1が好ましい、先行技術の好ましい実施例では混
合容量比3:1である。先行技術のプレポリマー基礎無溶剤ポリウレタン塗料の
主な欠点は、成分を160丁〜200丁(71℃〜93℃)に加熱して、吹付塗
りのために粘度を減らさなければならないことである。160〜200丁(11
〜93℃)に成分を加熱し、維持し、その温度で適用するためには、付加的装置
、たとえば粘稠物質をポンプで汲み上げられる粘度まで加熱するためのドラムヒ
ーター、成分温度をさらに高め、粘度を減らすための誘導加熱為、および成分が
スプレーガンに入るまで温度を維持するための加熱ホースの使用が必要になる。
先行技術の系は160〜200丁(71〜93℃)の塗布温度で速いゲル化時間
、一般的には0.5〜3分間を示し、B 1nks 43−P (商品名)のよ
うな内部混合、複数成分スプレーガンを用いて適用しなけ蛛ばならない。この型
の内部混合スプレーガンは3本のスプレーホースに連結する。各成分のために1
本づつ、そして1本は溶剤フラッシングのために用いる。
これらのホースはスプレーガンの重量をふやし、ガンを使いにククシ、マンホー
ルまたはおおいのあるホッパー車のような狭い空間内における使用者の働きを著
しく制限する。そこで、周囲温度で使用することが容易で、すぐれた物理的特性
をもった無溶剤ポリウレタン塗料組成物が必要となる。
発明の概要
本発明のポリウレタンおよびポリ(尿素)ウレタン塗料を製造するための二成分
無溶剤スプレー組成物は、はぼ同容量のイソシアネート含有成分および硬化成分
を含む。イソシアネート含有成分は、液体ポリイソシアネート、ポリインシアヌ
レートまたはイソシアネート末端プレポリマーまたは準(quasi )プレポ
リマーから成る。
硬化成分は、イソシアネート含有成分と混合後約15秒〜約2分以内に反応して
チキソトロープ混合物を生成するのに十分な量の1種類以上のポリアミン(ジー
またはポリアミン)またはアルカノールアミン約0〜15重量%、約30から約
200までの範囲内の当量を有する1種類以上のグリコール約10〜約20重量
%、約300〜約2000の範囲ポリアミン約40〜約80重量%、および水分
または二酸化炭素を吸着するための1種類以上の添加剤約1〜約20重量%から
成る。
ポリアミンまたはアルカノールアミンは約30〜約200の範囲の当量をもち、
イソシアネート含有成分と混合した後約5分〜約60分以内にほとんど指触乾燥
に達する塗膜を形成するために十分な量が存在する。特に好ましい実施例では、
ポリアミンまたはアルカノールアミンは硬化成分の約2〜約7重量%で、ジエチ
ルトルエンジアミンが好ましい。
硬化成分は、ポリウレタンまたはポリ(尿素)ウレタンの生成の際のヒドロキシ
ル−イソシアネート反応を促進するための触媒を1種類以上含むことができる。
二成分において、イソシアネート対活性水素の当量比が約0.85〜約1.15
であることが好ましい。成分を顔料および/またはその他の添加剤またはフィラ
ーと混合するとき、混合物は約150〜500の平均当量をもつことが好ましい
。これらの任意に加えられる顔料および/またはその他の添加剤またはフィラー
は、混合前に硬化成分に加えておく。
本発明は、イソシアネート含有成分および硬化成分を、好ましくは1:1の容量
比で、別々にマニホルドに供給する方法をも含む。その後成分を互いに混ぜ合わ
せ、噴霧ノズルを経て面上に噴霧し、ポリウレタンまたはポリ(尿素)ウレタン
塗膜を生成する。混合物を周囲温度、約10°〜100″F(21°〜37℃)
で噴霧するためには、イソシアネート含有成分および硬化成分はこれらの温度下
では1000センチポアズ以下の粘度を示すのが好ましい。
発明の目的
本発明は、無溶剤、ワンショット−ポリウレタン塗料系の、周囲温度で適用でき
る便利さと、無溶剤プレポリマー基礎ポリウレタン塗料組成物から生成する塗膜
の低い水分感受性およびすぐれた物理的特性とを合わせもつ、無溶剤ポリウレタ
ン塗料組成物を提供する。
本発明の塗料系はほぼ1:1の容量比で混合したA部分およびB部分から成るの
が好ましい。
好ましくは、B部分(硬化成分)は、本質的に主要部分を占める高分子ポリオー
ルまたはポリアミンと低分子グリコールとの混合物、小部分を占める^度に反応
性に富むアルカノールアミンまたはポリアミン、および湿気およびCO2を吸着
する添加剤から成る。また、B部分は、A部分(イソシアネート含有成分)と合
一した後約30秒でチキソトロープ混合物を生成することが好ましい。
このチキソトロープ混合物は、周囲温度で適用しても、垂直面に20〜250ミ
ル(O,OS〜0.64 cm)の厚さは、弛みなしに吹付塗りされ、5〜60
分以内に指触乾燥する。
本発明の好ましい噴霧法においては、A部分およびB部分成分を個々の容器から
汲み上げ、マニホルドに入れ、そこでそれらを1:1容量で混合し、1本の“ホ
イップ−ホース″を経て噴霧ノズルに供給し、塗るべき面に通水発明は、はぼ1
:1容量比で合一され、市販の複数成分用エアレス噴霧装置により周囲温度で適
用される。
二成分系、無溶剤ポリウレタン組成物を提供する。
A部分、すなわちイソシアネート含有成分は液体ポリイソシアネート、ポリイソ
シアヌレート、またはイソシアネート末端プレポリマー、または準プレポリマー
を含み、反応性イソシアネート含量は約12〜25重量%である。
本発明において有用な準プレポリマーは、ポリウレタン形成性ポリオールまたは
ポリウレタン形成性ポリアミンを、過剰のポリウレタン形成性脂肪族または芳香
族ポリイソシアネート、たとえばポリメチレン、ポリフェニル、インシアネート
、4.4′ −ジフェニルメタンジインシアネート(MD I ) 、および液
体カルボジイミド或いはウレトンイミン変形MDI変形物と反応させることによ
って得られる物質である。その他の有用なイソシアネートとしては、3−イソシ
アネートメチル−3,5,5゜−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート−(
IPDI)、ビス(4−イソシアネートシクロヘキシル)メタン(□ esmo
dur W ) 、キシレンジイソシアネート(XDI)、m−およびp−テト
ラメチルキシレンジイソシアネート(Ig−およびp−TXMD 1 ) 、“
ジメリル”ジイソシアネート(DDI)、遊離モノマーイソシアネート含量が0
.7%以下であるヘキサメチレンジイソシアネート−アダクツまたは一トリマー
、たとえばD esO1odur1’、l 3200およびN 3300がある
。遊離モノマーTDI含量が0.7%以下であるトルエンジイソシアネート(T
D I )アダクツも用いられる。
準プレポリマーを作るために用いられるポリオールまたはポリアミンは、ポリ(
アルキレンエーテル)グリコール、ポリエステルグリコール、ポリカプロラクト
ングリコール、ポリカルボネートグリコール、ヒマシ油、ポリブタジェングリコ
ール、ポリエーテル−チオエーテル−グリコール等であり、これらの非制限的例
として次のものが挙げられる:
ポリテトラメチレンエーテルグリコール、MW650〜ポリプロピレンエーテル
グリコール、MW 400〜4000ヒマシ油およびヒマシ油誘導体、MW30
0〜1000ポリカブOラクトングリコール、MW300〜2000ポリジエチ
レンアジペート、MW500〜2000ヒドロキシル末端ビスフェノールAポリ
オール、MW400〜1000
ポリカルボネートグリコール、MW500〜2500ポリブチレンおよびエチレ
ン/ブチレンアジペート、MW500〜2000
ポリエーテルチオエーテルグリコール、MW 400〜20ヒドロキシル官能性
アクリルポリオール、MW300〜本発明の第二の成分はB部分、または硬化成
分で、次のものから成るのが好ましい:
(、a)当量30〜200のポリアミン(ジーまたはポリアミン)またはアルカ
ノールアミン
(b)当量30〜200のグリコール、10〜20重量%(C )当量300〜
2000の高分子ポリオールまたはポリアミン、40〜80重量%
(d)水分またはCO2を吸着する添加剤、1〜20重量%。
これらを混合すると平均当量が150〜500になる。
硬化成分は顔料または染料、流動学的添加剤、界面活性剤、U■安定剤およびフ
ィラー、たとえばシリカまたはシリカ粉末、パライト、タルク、アルミニウム三
水加物、炭酸カルシウム等を含んでもよい。ポリウレタン生成の際のヒドロキシ
ル−イソシアネート反応を促進する触媒は、硬化成分の中で非常に必要な成分で
ある。当業者に公知の触媒は、ジブチル錫ジラウレート、オクタン酸第−錫、オ
クタン酸鉛、プロピオン酸フェニル水銀、アセチルアセトン酸第二鉄、有機亜鉛
化合物(たとえばオクタン酸亜鉛)のような物質である。好ましい触媒は、コサ
ン・ケミカル社(Cosan Chenical Corporation)か
ら発売されている組成物Cotin 222である。Cotin 222は、無
視できるほど少量の遊離酸を含む有機錫カルボキシレートであり、米国特許第3
,661,887号に詳細に記載されている。専売のビスマス基礎有機金属組成
物であり、コサン・ケミカル社から売り出されているCo5cat83も使用で
きる。ポリウレタン塗料を水分の存在下で適用する場合、触媒が特に所望される
。触媒は、イソシアネートと水との反応に好ましいヒトOキシルーイソシアネー
ト反応を促進し、それによって塗膜のすぐれた物理的特性が維持される。
触媒は塗膜の硬化時間を速めるようにも働き、その結果垂直面に弛みなく塗布す
ることができる。実際、本発明の硬化成分に十分な触媒を加えるならば、硬化成
分に用いるポリアミンまたはアルカノールアミンの重量パーセントはゼロにまで
減らすことができる。しかしながらこの結果は最も好ましい塗料とはならない。
なぜならばポリアミンまたはアルカノールアミンの重量パーセントが2以下にな
ったとき、塗膜の物理的性質は若干低下する傾向があるからである。
次に、硬化成分またはB部分酸分の必須要素の非制限的例証的例を挙げる。
当量30〜200のポリアミンまたはアルカノールアミンとしては、トリエタノ
ールアミン、1,6−ヘキサンジアミン、Quadrol (バスフ社製商品名
)、メチレンジアニリン、メンタンジアミン、イソフォロンジアミン、1゜4−
ジアミノシクロヘキサン、L auramin C−260(バスフ社製商品名
)、PACM−20(デュポン社製商品名)、Jeffalne T400 (
7キサu1社製商品名)、メチレン−ビス−2,6−ジイソブOビルアニリン(
“MDPA”(エチル社製)または“MDIPA”(ロンザ社製))、ジエチル
トルエンジアミン(“DETDA″(エチル社製またはロンザ社製))、t−ブ
チルベンゼンジアミン、メチレン−ビス−2−ジエチルアニリン、2,2−ジア
ミノジフェニルジスルフイソド、1.3−ブOパンジオールジーp−アミノベン
ゾエート、ビス(2−アミノフェニルチオ)エタン、およびメチレン−ビス−N
−メチルアントラニレートがある。選択されるポリアミンまたはアルカノールア
ミンの種類はポリウレタン形成のために使われるイソシアネート含有成分に依存
する。
イソシアネート成分が脂肪族イソシアネートを基礎とする場合、非常に反応性に
富む脂肪族または脂環式ポリアミン、たとえば1,6−ヘキサンジアミン、PA
CM−20(デュポン社製)、イソフオロンジアミン、またはメタンジアミンが
用いられる。イソシアネート成分が芳香族ジイソシアネートを基礎としている場
合、芳香族ジアミン、たとえばメチレンジアニリンおよびジエチルトルエンジア
ミンが用いられる。好ましくは硬化成分の2〜7重量%の範囲にあるイソシアネ
ート含有成分と混合倹約15秒〜2分に、使用ポリアミンの特異的量(もしある
ならば)が反応してチキントロープ混合物を生成する。
硬化成分の第二の好ましい構成成分は、当量30〜200を有するグリコールま
たはポリオールである。有用なグリコールとしては、エチレングリコール、トリ
メチロールプロパン、1.3−ブチレングリコール、1.4−ブチレングリコー
ル、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、1.5−ベンタンジオール、1.
6−ヘキサンジオール、ジプロピレングリコール、グリセロール、ネオペンチル
グリコール、チオジグリコール、ヒスフェノールAまたはビスフェノールFを基
礎とするグリコール、レゾルシノールおよびヒドロキノンのジヒドロキシエチル
エーテル、および低分子ポリアルキレンエーテルグリコールがある。硬化成分中
にグリコールが存在すると噴霧組成物の低温度における噴霧可能性が改善される
。
硬化成分の第三の好ましい構成要素は、300〜2000の当量を有する比較的
高分子量のポリオールまたはポリアミンである。特に有用なポリオールは、ポリ
テトラメチレンエーテルグリコール、ポリ(エチレンオキシド)末端ポリプロピ
レンエーテルグリ]−ル、ヒマシ油、ポリプロピレンエーテルグリコール、ポリ
エチレン−ブチレンアジベートグリコール、ポリブタジェングリコール、ポリエ
ーテルチオエーテルグリコール、およびポラロイド社製Polyamin −1
00のような低重合ジアミノベンゾエートである。
硬化成分の好ましい第四の構成要素は、無溶剤ポリウレタンコーティング系を湿
度の高い気候で、または湿気のある支持体上に適用する際に、湿気および/また
は二酸化炭素と結合或いはこれらを吸着することによって、脹れおよびブローイ
ング、または発泡を減らす不反応性添加剤である。適した水分掃去添加剤は硫酸
カルシウム、酸化カルシウムおよび合成ゼオライト“分子篩”である。
使用する水分掃去添加剤の量は、塗料を塗る場所の予測される湿度によって増加
する。
低分子ポリアミン、低分子グリコール、高分子ポリオールおよび水分吸収性添加
物をB部分(硬化成分)の顔料、触媒およびその他の添加物と混合し、平均当量
が150〜500になるようにするのが好ましい。硬化性混合物の当量はA部分
またはイソシアネート含有成分のイソシアネート含量に依存し、A部分対B部分
1:1の容量比混合物を基礎にしてイソシアネート対活性水素の当量比が0.8
5〜1.15になるように計算される。
イソシアネートおよび硬化成分は典型的には70″F(21℃)で1000セン
チポアズ以下の粘度をもち、2本の別々の3000psi (211kg/ci
2 )内径1/4インチ(0,64cm)のペイントホースによって直接ドラム
から汲み上げられ、30:1に空気調節されたGraco 3 ulldogポ
ンプの下に取付けられた1:1比例シリンダーに入れられる。
そしてこのポンプが二成分の当量を静電ミキサーと結合したマニホルドに供給す
る。両成分は、マニホルドおよび静電ミキサーを通って1本の内径3/16イン
チ(0,48cm)の“ホイップホース”に入る過程で徹底的に混合され、G
raco 3 i 1verのような標準エアレススプレーガンに供給される。
混合成分は、25〜50フイート(16〜152cm)のホイップホースを使用
し、スプレーガンを30〜45秒間オフの位置にして“引き金”を引けるほど十
分な可使時間を有する。ホイップホースおよび標準エアレススプレーガンは、プ
レポリマー基礎ポリウレタン塗料系を噴霧するために使用する3本ホース、複数
成分、内部混合のスプレーガンより使い易く、狭いまたは立入制限のある場所で
の使用がより容易である。塗布操作中に離れてスプレーガンの引き金を引いた場
合、過量噴霧はあまりおこらず、材料をより経済的に使用することができる、と
いうのは、ガンを噴霧領域から未噴霧領域に動かせるからである。
混合組成物はスプレーガンの先端から噴′霧され、塗付すべき面に、1回の通過
で15〜30ミル(0,38〜0.76U+)の厚さで沈着する。チキソトロー
プ混合物の場合、スプレーガンを何回も通過させることができ、250ミル(6
,4m1)厚さまでの連続膜を弛みなく形成することができる。適用された塗料
は5〜60分で指触乾燥し、用途によって4〜24時間以内に使用できるように
なる。
本発明の塗料組成物は、それだけで、金属、木材およびコンクリートを含む多く
の支持体に対してすぐれた粘着性をあられす。支持体が正しく準備され、清浄化
されている限り、大抵の用途ではプライマーまたは接着剤は必要ない。本発明の
塗料組成物は、2〜3ミル(0,05〜0.075o+m)プロフィールをもつ
白色に近い金属仕上げ(SSPC−8P−10)までサンドブラストをかけた鉄
金属支持体、およびスウィープブラスト(Sweep blasted)をかけ
るかまたはM腐食をしたコンクリートに対しすぐれた粘着性を示す。金属の噴射
仕上げ(blasting)と塗布との間に長い時間がある場合、または最適粘
着および腐食防御が所望される場合は、A l0erthaneR135、△I
nerCOat R2183、Amercoat R460、Amercoat
R66、およびAmerlock R400(イずれも商品名)のようなプラ
イマーを使用すべきである。表面がざらざらした、または割れ目のあるコンクリ
ートは、Nu −K lad R965のようなセメント性コーティングまたは
Nu−KladR114のようなエポキシ・サーフエーサーで充填し、それから
A +nerthaneR135のようなプライマーでシールする。
本発明の無溶剤ポリウレタン組成物は、多くの用途に有用なポリウレタン塗料を
生成する。イソシアネートおよび硬化成分は、それらが形成するポリウレタンの
物理的特性および化学的抵抗性のために、特殊の用途のために選択される。たと
えば、ポリテトラメチレンエーテルグリコールを基礎とする塗料系は、良い耐磨
損性を必要とする用途、たとえば鉱石処理装置およびホッパー車のために適して
いる。ヒマシ油を基礎とする塗料系は良い加水分解安定性および化学的耐性を与
え、たとえば廃水処理池および化学均油または原油貯蔵タンクに適している。
本発明のスプレー系は、ハイソリッド溶剤含有ポリウレタン塗料系、無溶剤ワン
ショットポリウレタン塗料系、および先行技術の無溶剤プレポリマー基礎ポリウ
レタン塗料系に比較して大きい長所をもっている。
溶剤含有系に比して大きい長所は次の如くである。
1、健康に対する危険性、または爆発の危険性をあられす揮発性溶剤がない。揮
発性有機性化合物放出に関する環境基準によって、制限されない。
2、本発明のスプレー系は、何回も通過させることにより20〜250ミル(0
,5〜6,4111)厚さの高塗膜を弛みなく適用することができる。これに比
して溶剤含有系では10〜40ミル(0,25〜1.0flll)の厚さである
。
3、指触乾燥時間および硬化が短いため、速やかな再塗布が可能で、適用された
塗膜を取り扱えるまでにまたは使用できるまでに要する時間を減らすことができ
る。
4、本発明の無溶剤系は、同じ厚さの乾燥膜になるまで塗るために、溶剤含有系
に比べてより少量ですむ。貯蔵し、取り扱い、適用する原料がより少なくてすむ
。
5、縮み、脹れ(b+istering) 、塗り落ち、および塗られた塗膜に
保有される溶剤によって生ずる早期脱着のような、溶剤含有系に関する諸問題は
著しく減少する。
無溶剤ワンショットポリウレタン塗料系に比較して、本発明の大きな長所は、′
湿気による発泡″の感受性の低下および物理的特性の改善、たとえばより大きい
引張り強さおよび引裂き強さである。
本発明のスプレー組成物では、引張り強さおよび引裂き強さのような物理的特性
は先行技術の無溶剤プレポリマー基礎ポリウレタン系のそれと同様であるが、次
のような大きい長所を有する。
1、本発明のスプレー組成物は70丁〜100丁(21℃〜37℃)で適用でき
る低粘度液体である。プレポリマー基礎塗料系を予備加熱し、保存し、適用する
ために必要な^価な付加的装置が要らなくなる。
2、本発明の塗料系は1本のペイントホースおよび標準エアレススプレーガンで
塗布される。これは先行技術のプレポリマー基礎塗料系を塗るために使用する内
部混合、複数成分ガンより使用し易い。
3、本発明の組成物は、スプレーガンが作動するまでの30〜45秒間を許容す
る十分な可使時間を有する。それは過ω噴霧を減らし、複雑な形を塗る場合によ
り受口の原料を消費する。
4、本発明の成分は1:1容量比で合一される。この比は最適混合のために好都
合であり、複数成分エアレススプレー装置を用いる実地適用中によくおこる範囲
外の条件に対してより寛大である。
5.70丁〜100丁(21℃〜37℃)で適用され、塗膜が指触乾燥するまで
5〜60分を必要とするにも拘わらず、厚さ250ミル(6,3R1m)までの
連続膜を弛みなく塗ることができる。
よって本発明のスプレー組成物は、より高い温度で適用され、より速い硬化時間
をもつ先行技術の無溶剤、プレポリマー基礎ポリウレタン系に匹敵する物理的特
性を次の実施例は本発明を説明するためのもので本発明を制限するものではない
。
友[
MDI/ポリプロピレンエーテルグリコールの調製準プレポリマー(A部分)
7505.0!+ (52,3当量)のカルボジイミド変形MDI(アップジョ
ン社製15onate 143m )を、撹拌器、温度計、N2人口、濃縮器、
および補助P斗を具備する樹脂製フラスコに入れた。2450.0(] (44
0g当量の予め乾燥したN iax Po1yol P P G 1025 (
N20含有%は0.05%以下)を補助P斗に入れ、連続的に撹拌しながら、か
つ窒素気流下で、l 5onate 1431に加えた。添加速度を調節するこ
とによって発熱を50℃以下に保った。N 1axPolyol PPG102
5の添加が完了したとき、温度を70℃に上げ、1時間保った。その結果を表1
に示す。
硬化性混合物(8部分)の調製
以下に列挙する構成成分を、プレポリマー調製のとこ一腹−−飢一 LLLL±
q)’!ilヒマシ油D B (Caschem社) 4821,0 14.1
2−エチル−1,3ヘキサンジオール 1474.0 20,2DETDA (
Ethy1社) 636.0 7.IN iax Po1yol P PG10
25(union Carbide社) 1373.0 2.8Baylith
L、Paste(Mobay社’) 1264.0 1.8p[) l 47
055 B (PD 1社) 406.OO,2ジブチル錫ジラウレート 3.
0−
成分を真空下、100℃で加熱し、水分含量が0.08重量%以下になるように
した。その結果を表1に示す。
11九−L
MDI/ポリテトラメチレンエーテルグリコールの調製準プレポリマー(A部分
)
実施例IでA部分の調製に用いた同じ方法を用いるが、成分はii、i2s、o
g (82,1当量) Rubinate X I −208(Rubicon
社製)および5,105.OQ (10,0当fi)Terrathane 1
000 (Q upont社製)であった。結果を玉に髪示す。
硬化性混合物(B部分)の調製
実施例IのB部分の製造に用いた同じ方法を、以下に記載の成分で行った。
成 分 重量部分(c+)”i見
Terrathane 100 (Dupont社) 964.8 1,890
V oranolX A S 1077.02 ([) ow社) 688,9
0.6301.4−ブタンジオール 255,5 5.670DETDA(E
thy1社) 157.5 1.770p[) l 47055− B (PD
1社) 86.5 0,035c oscat 83 < c osan社)
1.3 −Baylith L、Powder (Mobay社)38.8−
各実施例のA部分およびB部分を容量比1:1で合せ、既述の装置を用いて噴霧
した。結果を表1に示す。
表 1
%NCO19,718,7
15丁(24℃)の粘度、 cp 600 900B部分
%H20,K F O,080,09
75丁(24℃)の粘度、 cp 600 800吹付塗りした容量比1:1の
混合物の物理的特性75丁(24℃)150%R,)(、で14日間熟成した場
合硬 度 60シヨアーD 90ショアーA引張り強さ、ps i 3500
3000(246kg/am2) (211ko /ca2 )伸び率9% 1
20 320
引裂き強さ、 D ieC500400レジリエンス、 Ba5hore 30
27耐磨耗製、損失重量、 mg 50 40(H−10Wheel/100
00 /1000r )E IC0IIleter粘着性、 psi(下塗りし
ない冷間圧延1i1) 1800 1500(127kg/cm2) (105
kg/cm2 )本発明の実施において、特定のポリイソシアネート、ポリイソ
シアヌレートまたはイソシアネート末端プレポリマー、または準プレポリマーお
よびこれらの組み合せを選択し、特定のポリアミンまたはアルカノールアミン、
特定のグリコール、特定の高分子ポリオールまたはポリアミン、特定の水分吸着
性添加剤、特定の触媒、およびその伯の所望の添加剤またはフィラーから成る特
定の硬化成分を選択して、被覆すべき面に適した特殊の物理化学的特性および使
用の経済性を確立することによって多数の変形が得られる。
国際調査報告
Claims (21)
- 1.ポリウレタンおよびポリ(尿素)ウレタン塗膜を生成するための二成分無溶 剤スブレー組成物であって、ほぼ等容量の、 液体ポリイソシアネート、ポリイソシアヌレートまたはイソシアネート末端ブレ ポリマーまたは準ブレポリマーから成るイソシアネート含有成分と、イソシアネ ート含有成分と混合後約15秒から約2分の間に反応してチキソトロープ混合物 を形成するのに十分な量の1種類以上のポリアミンまたはアルカノールアミン約 0〜約15重量%と、約30〜約200の範囲内の当量を有する1種類以上のグ リコール約10〜約20重量%と、約300〜約2000の範囲内の当量を有す る1種類以上の高分子ポリオールまたはポリアミン約40〜約80重量%と、水 分または二酸化炭素を吸着する1種類以上の添加剤最低約1重量%とから成る硬 化成分 とから成る無溶剤ポリウレタンスプレー組成物。
- 2.ポリアミンまたはアルカノールアミンが約30〜約200の範囲内の当量を 有する請求の範囲第1項に記載の組成物。
- 3.硬化成分が、ポリウレタンまたはポリ(尿素)ウレタン生成の際の、ヒドロ キシルーイソシアネート反応を促進する1種類以上の触媒をも含んで成る請求の 範囲第1項に記載の組成物。
- 4.水分を吸着する添加剤が、硫酸カルシウム、酸化カルシウムまたは合成ゼオ ライト分子篩から成る群から選択される請求の範囲第1項に記載の組成物。
- 5.触媒が、ジブチル錫ジラウレート、オクタン酸第一錫、オクタン酸鉛、プロ ピオン酸フェニル水銀、アセチルアセトン酸第二鉄、有機錫カルボキシレート、 有機ビヌマス化合物またはオクタン酸鉛のような有機亜鉛化合物から成る群から 選択される請求の範囲第3項に記載の組成物。
- 6.混合した成分が平均当量約150〜約500を有する請求の範囲第1項また は第2項のいずれかに記載の組成物。
- 7.成分のイソシアネート対活性水素の当量比が約0.85から約1.15まで である請求の範囲第1項または第2項のいずれかに記載の組成物。
- 8.各成分が70°F(21℃)で1000センチポアズ以下の粘度を有する請 求の範囲第1項に記載の組成物。
- 9.1種類以上のポリアミンまたはアルカノールアミンが硬化成分の約2〜約7 重量%を構成する請求の範囲第1項に記載の組成物。
- 10.1種類以上のポリアミンまたはアルカノールアミンがジエチルトルエンジ アミンである請求の範囲第1項に記載の組成物。
- 11.イソシアネート含有成分が脂肪族イソシアネートを基礎とし、ポリアミン またはアルカノールアミンが非常に反応性に富む脂肪族または脂環式ポリアミン である請求の範囲第1項に記載の組成物。
- 12.イソシアネート含有成分が芳香族ジイソシアネートを基礎とし、ポリアミ ンまたはアルカノールアミンが芳香族ジアミンである請求の範囲第1項に記載の 組成物。
- 13.水分または二酸化炭素を吸着する1種類以上の添加剤が硬化成分の約1〜 約20重量%を構成する請求の範囲第1項に記載の組成物。
- 14.ポリウレタンおよびポリ(尿素)ウレタン塗料を製造するための二成分無 溶剤スブレー組成物であって、液体ポリイソシアネート、ポリイソシアヌレート またはイソシアネート末端プレポリマーまたは準ブレポリマーから成るイソシア ネート含有成分と、イソシアネート含有成分と混合した後約5分〜約60分以内 に実質的に指触乾燥する塗膜を形成するのに十分な量の1種類以上のポリアミン またはアルカノールアミン約0〜約15重量%、約30〜約200の範囲内の当 量を有する1種類以上のグリコール約10〜約20重量%、約300〜約200 0の範囲内の当量を有するポリオールまたはポリアミン約40〜約80重量%、 および水分または二酸化炭素を吸着する1種頬以上の添加剤約1〜約20重量% から成る硬化成分 とから成る無溶剤ポリウレタンスプレー組成物。
- 15.ポリウレタンおよびポリ(尿素)ウレタン塗料を製造するための二成分無 溶剤スブレー組成物であって、液体ポリイソシアネート、ポリイソシアヌレート またはイソシアネート末端ブレポリマーまたは準ブレポリマーから成るイソシア ネート含有成分と、約30〜約200の範囲内の当量を有する1種類以上のポリ アミンまたはアルカノールアミン約2〜約7重量%、約30〜約200の範囲内 の当量を有する1種類以上のグリコール約10〜約20重量%、約300〜約2 000の範囲内の当量を有する1種類以上の高分子ポリオールまたはポリアミン 約40〜約80重量%および水分または二酸化炭素を吸着する1種類以上の添加 剤約1〜約20重量%から成る硬化成分 とから成る無溶剤ポリウレタンスプレー組成物。
- 16.液体ポリイソシアネート、ポリイソシアヌレートまたはイソシアネート末 端ブレポリマーまたは準プレポリマーから成るイソシアネート含有成分をマニホ ルドに供給し、 約30〜約200の範囲の当量を有する1種類以上のポリアミンまたはアルカノ ールアミン約0〜約15重量%と、約30〜約200の範囲内の当量を有する1 種類以上のグリコール約10〜約20重量%と、約300〜約2000の範囲の 当量を有する1種類以上の高分子ポリオールまたはポリアミン約40〜約80重 量%と、水分または二酸化炭素を吸着する1種類以上の添加剤約1〜約20重量 %とから成る硬化成分を上記マニホルドに供給し、 イソシアネート含有成分と硬化成分とを互いに混合し、生成した混合物を噴霧ノ ズルを通して面上ヘ噴霧してポリウレタンまたはポリ(尿素)ウレタン塗膜を生 成する 諸段階から成る、ポリウレタンまたはポリ(尿素)ウレタン塗料の無溶剤性吹付 適用法。
- 17.イソシアネート含有成分および硬化成分が容量比1:1でマニホルドに供 給される請求の範囲第16項に記載の方法。
- 18.生成した混合物の平均当量が約150〜約500の範囲内にある請求の範 囲第16項に記載の方法。
- 19.イソシアネート含有成分および硬化成分がそれぞれ、周囲温度で1000 センチポアズ以下の粘度を有する請求の範囲第16項に記載の方法。
- 20.水分または二酸化炭素を吸着する1種類以上の添加剤が硬化成分の約2〜 約8重量%を構成する請求の範囲第16に記載の方法。
- 21.請求の範囲第14項〜第20項に記載の方法のいずれかによる生成物。
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