JPWO2018070371A1 - ポリイソシアネート組成物 - Google Patents

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Abstract

ポリイソシアネート組成物は、スルホン酸アニオン基を分子内に含有するポリイソシアネートと、下記一般式(1)で表されるアミン化合物の第三級アンモニウムカチオンから選ばれる1種以上及び下記一般式(2)で表されるアミン化合物の第三級アンモニウムカチオンから選ばれる1種以上と、又は、R11、R12及びR13の合計炭素数が互いに異なる前記一般式(1)で表されるアミン化合物の第三級アンモニウムカチオンから選ばれる2種以上と、を含む。[化1][化2]

Description

本発明は、ポリイソシアネート組成物に関する。
本願は、2016年10月11日に、日本に出願された特願2016−200342号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
近年、環境保護の観点から、従来溶剤系塗料として利用されていた常温架橋型二液ウレタンコーティング組成物の水系化が望まれている。しかし、二液ウレタンコーティング組成物において硬化剤として用いられるポリイソシアネートは、水に分散しにくく、また水と反応し易く、二酸化炭素を発生するという問題点がある。そのため、高乳化性を有し、水分散状態でイソシアネート基と水との反応が抑えられるポリイソシアネートの開発が進められている。
特許文献1にはポリイソシアネート化合物と、少なくとも1個のスルホン酸基及びイソシアネート反応基を有する化合物との反応生成物が開示されている。
特許文献2及び特許文献3には水酸基を有するスルホン酸のアミン塩と、ポリイソシアネートとの反応により得られる変性ポリイソシアネートを含むポリイソシアネート組成物が開示されている。
特許文献4及び特許文献5には、特定構造のアミノスルホン酸と、ポリイソシアネートとの反応によって得られる変性ポリイソシアネートが開示されている。
日本国特開平8−176267号公報 日本国特開2015−205957号公報 日本国特開2016−17157号公報 日本国特許4806511号公報 国際公開第2015/035673号
水系の二液ウレタンコーティング組成物は、家具及び建材、住宅用の木工、住宅及び学校施設の木床、電車及び建機、農耕用車等の塗装に用いられる。それらの用途では、合成品の外観が重要視され、濁りや黄色味の少ないポリイソシアネート組成物が求められている。
特許文献1〜3には、スルホン酸基を含有するポリイソシアネートを使用することにより、水への分散性を向上させること自体は開示されている。しかしながら、スルホン酸基とポリイソシアネートとの相溶性が悪いため、合成品に濁りが生じるという問題があった。この濁りを改善するために、有機性の高いスルホン酸や有機性の高いスルホン酸のアミン塩を使用すると、塗膜外観が悪くなり、親水性も低下するため、スルホン酸やスルホン酸のアミン塩を多く変性しなければならず、塗膜の硬度が低下するという問題もあった。
また、濁りを改善するために、溶剤や触媒を使用する場合もあるが、その場合、合成品が黄色く着色する傾向があるため、その使用が制限される、という問題もあった。
特許文献4〜5には、特定構造のアミノスルホン酸との反応によって得られる変性ポリイソシアネートを使用することにより、塗膜硬度や塗膜の耐溶剤性を向上させることが開示されている。特定構造のアミノスルホン酸の疎水性が比較的高いため、ポリイソシアネートとの相溶性が良く、合成品は透明であるが、塗膜外観が悪くなるという問題があった。また、アミノスルホン酸の疎水性が比較的高いにもかかわらず、ポットライフが短いという問題もあった。
このように、特許文献1〜5で開示するポリイソシアネート組成物のいずれにおいても、合成品の外観(濁り及び黄色味)と、水分散性(乳化力)と、塗膜外観と、塗膜硬度と、ポットライフ(イソシアネートの保持率)とを両立するという要求を満たすことは困難であった。
そこで、本発明は、水や水を含む主剤に分散した場合に優れた分散性を得ることができ、濁りや黄色味が少なく、良好な塗膜外観と、良好な塗膜硬度と、良好なポットライフ(イソシアネートの保持率)とを示すポリイソシアネート組成物、及びそれを用いたコーティング組成物を提供する。
本発明者らは、スルホン酸アニオン基を分子内に含有するポリイソシアネート、及び、2種以上のアミン化合物の第三級アンモニウムカチオンを含むポリイソシアネート組成物が、水分散性と合成品の外観を両立し得ることが可能となることを見出した。また、前記ポリイソシアネート組成物を含む水系コーティング組成物を用いることにより、良好なポットライフ(イソシアネートの保持率)を示し、良好な外観と、良好な硬度とを持つ塗膜を形成することが可能となることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は以下の態様を含む。
本発明の第1態様に係るポリイソシアネート組成物は、スルホン酸アニオン基を分子内に含有するポリイソシアネートと、下記一般式(1)で表されるアミン化合物の第三級アンモニウムカチオンから選ばれる1種以上及び下記一般式(2)で表されるアミン化合物の第三級アンモニウムカチオンから選ばれる1種以上と、又は、R11、R12及びR13の合計炭素数が互いに異なる前記一般式(1)で表されるアミン化合物の第三級アンモニウムカチオンから選ばれる2種以上と、を含む。
Figure 2018070371
(前記式(1)中、R11、R12及びR13は、互いに独立して、エーテル結合を含んでもよい炭素数1以上6以下の炭化水素基である。R11、R12及びR13からなる群より選ばれる少なくとも1つが環構造を含んでいてもよく、R11、R12及びR13からなる群より選ばれる2つ以上は互いに結合して環構造を形成してよい。前記環構造は、芳香族環、炭素数5若しくは6のシクロアルキル基、R11とR12とが互いに結合した5員環若しくは6員環、又は、R11とR12とR13とが互いに結合した多員の多重環である。R11、R12及びR13の合計炭素数は8以下である。)
Figure 2018070371
(前記式(2)中、R21、R22及びR23は、互いに独立して、エーテル結合を含んでもよい炭素数1以上19以下の炭化水素基である。R21、R22及びR23からなる群より選ばれる少なくとも1つが環構造を含んでいてもよく、R21、R22及びR23からなる群より選ばれる2つ以上は互いに結合して環構造を形成してよい。前記環構造は、芳香族環、炭素数5若しくは6のシクロアルキル基、R21とR22とが互いに結合した5員環若しくは6員環、又は、R21とR22とR23とが互いに結合した多員の多重環である。R21、R22及びR23の合計炭素数は9以上である。)
上記第1態様に係るポリイソシアネート組成物において、前記スルホン酸アニオン基を分子内に含有するポリイソシアネートが、活性水素基を有するスルホン酸のアミン塩2種以上とポリイソシアネートとの反応により得られるものであり、前記活性水素基を有するスルホン酸のアミン塩が、活性水素基を有するスルホン酸と、前記一般式(1)で表されるアミン化合物から選ばれる1種以上及び前記一般式(2)で表されるアミン化合物から選ばれる1種以上との塩であってもよく、又は、活性水素基を有するスルホン酸と、前記一般式(1)で表されるアミン化合物から選ばれる2種以上との塩であってもよい。
上記第1態様に係るポリイソシアネート組成物において、前記活性水素基が水酸基であってもよい。
上記第1態様に係るポリイソシアネート組成物において、前記活性水素基を有するスルホン酸が下記一般式(3)で表される化合物であってもよい。
Figure 2018070371
(前記式(3)中、R31は水酸基、エーテル結合、エステル結合、カルボニル基、及び、イミノ基からなる群より選ばれる少なくとも1つを含んでもよい炭素数1以上10以下の炭化水素基である。R31は環構造を含んでもよい。前記環構造は、芳香族環、窒素原子を2つ含む5員環若しくは6員環、又は、窒素原子と酸素原子とを含む5員環若しくは6員環である。)
上記第1態様に係るポリイソシアネート組成物において、前記スルホン酸アニオン基を分子内に含有するポリイソシアネートが、活性水素基を有するスルホン酸とポリイソシアネートとの反応により得られるものであってもよい。
上記第1態様に係るポリイソシアネート組成物において、前記活性水素基がアミノ基であってもよい。
上記第1態様に係るポリイソシアネート組成物において、前記活性水素基を有するスルホン酸が下記一般式(4)で表される化合物であってもよい。
Figure 2018070371
(前記式(4)中、R41及びR43は、互いに独立して、水素原子、又は、水酸基を含んでもよい炭素数1以上12以下の炭化水素基である。R41及びR43のうち少なくとも1つは水素原子である。R42は、水酸基を含んでもよい炭素数1以上12以下の炭化水素基である。)
上記第1態様に係るポリイソシアネート組成物において、前記一般式(1)で表されるアミン化合物が、環状アミン化合物、鎖状脂肪族炭化水素基を含むアミン化合物及び環状脂肪族炭化水素基を含むアミン化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種であり、且つ、前記一般式(2)で表されるアミン化合物が、鎖状脂肪族炭化水素基を含むアミン化合物及び環状脂肪族炭化水素基を含むアミン化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種であってもよい。
上記第1態様に係るポリイソシアネート組成物において、前記ポリイソシアネートが、脂肪族ポリイソシアネート、脂環族ポリイソシアネート、及び、芳香脂肪族ポリイソシアネートからなる群より選ばれる少なくとも1種であってもよい。
本発明の第2態様に係るポリイソシアネート組成物の製造方法は、(A)活性水素基を有するスルホン酸のアミン塩2種以上と、ポリイソシアネートとを、又は、(B)活性水素基を有するスルホン酸と、ポリイソシアネートと、下記一般式(1)で表されるアミン化合物から選ばれる1種以上及び下記一般式(2)で表されるアミン化合物から選ばれる1種以上と、若しくは、R11、R12及びR13の合計炭素数が互いに異なる前記一般式(1)で表されるアミン化合物から選ばれる2種以上とを、イソシアネート基/活性水素基のモル比が2以上400以下の範囲で反応させ、前記活性水素基を有するスルホン酸のアミン塩が、前記活性水素基を有するスルホン酸と前記一般式(1)で表されるアミン化合物から選ばれる1種以上及び前記一般式(2)で表されるアミン化合物から選ばれる1種以上との塩である、又は、前記活性水素基を有するスルホン酸と前記一般式(1)で表されるアミン化合物から選ばれる2種以上との塩である。
Figure 2018070371
(前記式(1)中、R11、R12及びR13は、互いに独立して、エーテル結合を含んでもよい炭素数1以上6以下の炭化水素基である。R11、R12及びR13からなる群より選ばれる少なくとも1つが環構造を含んでいてもよく、R11、R12及びR13からなる群より選ばれる2つ以上は互いに結合して環構造を形成してよい。前記環構造は、芳香族環、炭素数5若しくは6のシクロアルキル基、R11とR12とが互いに結合した5員環若しくは6員環、又は、R11とR12とR13とが互いに結合した多員の多重環である。R11、R12及びR13の合計炭素数は8以下である。)
Figure 2018070371
(前記式(2)中、R21、R22及びR23は、互いに独立して、エーテル結合を含んでもよい炭素数1以上19以下の炭化水素基である。R21、R22及びR23からなる群より選ばれる少なくとも1つが環構造を含んでいてもよく、R21、R22及びR23からなる群より選ばれる2つ以上は互いに結合して環構造を形成してよい。前記環構造は、芳香族環、炭素数5若しくは6のシクロアルキル基、R21とR22とが互いに結合した5員環若しくは6員環、又は、R21とR22とR23とが互いに結合した多員の多重環である。R21、R22及びR23の合計炭素数は9以上である。)
上記第2態様に係るポリイソシアネート組成物の製造方法において、前記活性水素基が、アミノ基及び水酸基からなる群より選ばれる少なくとも1種であってもよい。
上記第2態様に係るポリイソシアネート組成物の製造方法において、前記活性水素基を有するスルホン酸が下記一般式(3)で表される化合物であってもよい。
Figure 2018070371
(前記式(3)中、R31は水酸基、エーテル結合、エステル結合、カルボニル基、及び、イミノ基からなる群より選ばれる少なくとも1つを含んでもよい炭素数1以上10以下の炭化水素基である。R31は環構造を含んでもよい。前記環構造は、芳香族環、窒素原子を2つ含む5員環若しくは6員環、又は、窒素原子と酸素原子とを含む5員環若しくは6員環である。)
上記第2態様に係るポリイソシアネート組成物の製造方法において、前記スルホン酸のアミン塩における、前記一般式(1)で表されるアミン化合物と、前記一般式(2)で表されるアミン化合物とのモル比が10/90以上90/10以下であってもよい。
本発明の第3態様に係るコーティング組成物は、上記第1態様に係るポリイソシアネート組成物を含む。
本発明の第4態様に係るコーティング基材は、上記第3態様に係るコーティング組成物によってコーティングされたものである。
上記態様のポリイソシアネート組成物は、濁りや黄色味が少なく、水や水を含む主剤に分散した場合に優れた分散性を得ることができる。また、上記態様のポリイソシアネート組成物は、良好なポットライフを示し、優れた外観と、優れた硬度とを持つ塗膜を形成することができる。
以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」という。)について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の本実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨の範囲内で適宜変形して実施できる。
≪ポリイソシアネート組成物≫
本実施形態のポリイソシアネート組成物は、スルホン酸アニオン基を分子内に含有するポリイソシアネートと、下記一般式(1)で表されるアミン化合物(以下、「アミン化合物(1)」と称する場合がある)の第三級アンモニウムカチオンから選ばれる1種以上及び下記一般式(2)で表されるアミン化合物(以下、「アミン化合物(2)」と称する場合がある)の第三級アンモニウムカチオンから選ばれる1種以上と、又は、R11、R12及びR13の合計炭素数が互いに異なる前記アミン化合物(1)の第三級アンモニウムカチオンから選ばれる2種以上と、を含む。
Figure 2018070371
前記式(1)中、R11、R12及びR13は、互いに独立して、エーテル結合を含んでもよい炭素数1以上6以下の炭化水素基である。R11、R12及びR13からなる群より選ばれる少なくとも1つが環構造を含んでいてもよく、R11、R12及びR13からなる群より選ばれる2つ以上は互いに結合して環構造を形成してよい。前記環構造は、芳香族環、炭素数5若しくは6のシクロアルキル基、R11とR12とが互いに結合した5員環若しくは6員環、又は、R11とR12とR13とが互いに結合した多員の多重環である。R11、R12及びR13の合計炭素数は8以下である。
Figure 2018070371
前記式(2)中、R21、R22及びR23は、互いに独立して、エーテル結合を含んでもよい炭素数1以上19以下の炭化水素基である。R21、R22及びR23からなる群より選ばれる少なくとも1つが環構造を含んでいてもよく、R21、R22及びR23からなる群より選ばれる2つ以上は互いに結合して環構造を形成してよい。前記環構造は、芳香族環、炭素数5若しくは6のシクロアルキル基、R21とR22とが互いに結合した5員環若しくは6員環、又は、R21とR22とR23とが互いに結合した多員の多重環である。R21、R22及びR23の合計炭素数は9以上である。
本実施形態のポリイソシアネート組成物は、後述の実施例に示すとおり、スルホン酸アニオン基を分子内に含有するポリイソシアネート、及び、2種以上のアミン化合物の第三級アンモニウムカチオンを含む。これにより、本実施形態のポリイソシアネート組成物の水分散性を高く保ちながら、当該組成物の外観(濁り及び黄味色)を良好にすることができる。また、アミン化合物とポリイソシアネートとの相溶性を向上させることができるため、ポットライフを長くすることができる。
なお、ここでいう、「ポットライフ」は、塗料、接着剤等の組成物において、主剤と硬化剤とを混合して組成物を調製後、硬化前の組成物としての性能を確保している時間を意味する。可使時間ともいう。後述の実施例に示すとおり、本実施形態のポリイソシアネート組成物(硬化剤)と主剤と混合して調製したコーティング組成物中のイソシアネート基が80%以上保持されている時間を測定することで、評価することができる。
なお、本実施形態のポリイソシアネート組成物は、通常、未反応のポリイソシアネート、すなわちスルホン酸アニオン基を分子内に含有しないポリイソシアネートを含む。また、後述する本実施形態のポリイソシアネート組成物の各種特性は、特段言及の無い限り、スルホン酸アニオン基を分子内に含有するポリイソシアネートと、未反応のポリイソシアネート(スルホン酸アニオン基を分子内に含有しないポリイソシアネート)とを含んだ状態での特性である。
また、本実施形態のポリイソシアネート組成物において、未反応のポリイソシアネートとスルホン酸アニオン基を分子内に含有するポリイソシアネートとの割合は、例えば、原料のポリイソイソシアネートのイソシアネート基100モル量に対し、スルホン酸アニオン基を分子内に含有するイソシアネート基の割合から算出することができる。
また、本実施形態のポリイソシアネート組成物において、硫黄原子含有率は、乳化性と塗膜物性との観点から、0.1質量%以上10質量%以下であることが好ましく、0.2質量%以上5.0質量%以下であることがより好ましく、0.3質量%以上2.0質量%以下であることが好ましい。
<スルホン酸アニオン基を分子内に含有するポリイソシアネート>
本実施形態のポリイソシアネート組成物に含まれるスルホン酸アニオン基を分子内に含有するポリイソシアネートは、活性水素基を有するスルホン酸又はそのアミン塩とポリイソシアネートとを反応させて得られる反応物である。
[ポリイソシアネート]
スルホン酸アニオン基を分子内に含有するポリイソシアネートに用いられるポリイソシアネートとしては、特に限定されないが、例えば、脂肪族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネート及び芳香族ジイソシアネートから選ばれる少なくとも1種のジイソシアネートから誘導されるポリイソシアネートが挙げられる。スルホン酸アニオン基を分子内に含有するポリイソシアネートに用いられるポリイソシアネートは、工業的に入手しやすいという観点から、脂肪族ポリイソシアネート、脂環族ポリイソシアネート及び芳香族ポリイソシアネートからなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
脂肪族ジイソシアネートとしては、特に限定されないが、例えば、1,4−ジイソシアナトブタン、1,5−ジイソシアナトペンタン、エチル(2,6−ジイソシアナト)ヘキサノエート、1,6−ジイソシアナトヘキサン(以下、「HDI」とも記す)、1,9−ジイソシアナトノナン、1,12−ジイソシアナトドデカン、2,2,4−又は2,4,4−トリメチル−1、6−ジイソシアナトヘキサン等が挙げられる。
脂環族ジイソシアネートとしては、特に限定されないが、例えば、1,3−又は1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(以下、「水添XDI」とも記す)、1,3−又は1,4−ジイソシアナトシクロヘキサン、3,5,5−トリメチル1−イソシアナト−3−(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(以下、「IPDI」とも記す)、4−4’−ジイソシアナト−ジシクロヘキシルメタン(以下、「水添MDI」とも記す)、2,5−又は2,6−ジイソシアナトメチルノルボルナン等が挙げられる。
芳香族ジイソシアネートとしては、特に限定されないが、例えば、キシリレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート等が挙げられる。
中でも、ジイソシアネートとしては、HDI、IPDI、水添XDI又は水添MDIが好ましい。
上記ジイソシアネートから誘導されるポリイソシアネートとしては、特に限定されないが、例えば、以下の(a)〜(h)に示すポリイソシアネート等が挙げられる。
(a)2つのイソシアネート基を環化二量化して得られるウレトジオン構造を有するポリイソシアネート;
(b)3つのイソシアネート基を環化三量化して得られるイソシアヌレート構造又はイミノオキサジアジンジオン構造を有するポリイソシアネート;
(c)3つのイソシアネート基と1つの水分子とを反応させて得られるビウレット構造を有するポリイソシアネート;
(d)2つのイソシアネート基と1分子の二酸化炭素とを反応させて得られるオキサダイアジントリオン構造を有するポリイソシアネート;
(e)1つのイソシアネート基と1つの水酸基を反応させて得られるウレタン基を複数有するポリイソシアネート;
(f)2つのイソシアネート基と1つの水酸基とを反応させて得られるアロファネート構造を有するポリイソシアネート;
(g)1つのイソシアネート基と1つのカルボキシル基とを反応させて得られるアシル尿素基を有するポリイソシアネート;
(h)1つのイソシアネート基と1つの1級又は2級アミンとを反応させて得られる尿素構造を有するポリイソシアネート。
また、スルホン酸アニオン基を分子内に含有するポリイソシアネートに用いられるポリイソシアネートは、脂肪族トリイソシアネートを含んでもよい。前記脂肪族トリイソシアネートとしては、例えば、1,3,6−トリイソシアナトヘキサン、1,8−ジイソシアナト−4−イソシアナートメチルオクタン、2−イソシアナトエチル−2,6−ジイソシアナト−ヘキサノエート等が挙げられる。
また、これらのポリイソシアネートは、アルコキシポリアルキレングリコール等のノニオン性親水基や、水酸基及びノニオン性親水基を有するビニル重合体によって変性されていてもよい。
また、これらのポリイソシアネートは、1種単独で、又は、2種以上組み合わせてして使用することもできる。
[活性水素基を有するスルホン酸]
スルホン酸アニオン基を分子内に含有するポリイソシアネートに用いられる活性水素基を有するスルホン酸において、活性水素基としては、例えば、アミノ基、カルボキシ基、水酸基等が挙げられる。中でも、活性水素基としては、アミノ基及び水酸基からなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
(スルホン酸(3))
活性水素基が水酸基である場合、水酸基を有するスルホン酸としては、例えば、下記一般式(3)で表される化合物(以下、「スルホン酸(3)」と略記する)等が挙げられる。
Figure 2018070371
前記式(3)中、R31は水酸基、エーテル結合、エステル結合、カルボニル基、及び、イミノ基からなる群より選ばれる少なくとも1つを含んでもよい炭素数1以上10以下の炭化水素基である。R31は環構造を含んでもよい。前記環構造は、芳香族環、窒素原子を2つ含む5員環若しくは6員環、又は、窒素原子と酸素原子とを含む5員環若しくは6員環である。
・R31
一般式(3)において、R31は水酸基、エステル結合(−COO−)、エーテル結合(−O−)、カルボニル基(−C(=O)−)、イミノ基(−NR−)、及び、環構造からなる群より選ばれる少なくとも1つを含んでもよい炭素数1以上10以下の炭化水素基である。
炭素数1以上10以下の炭化水素基としては、2価の炭素数1以上10以下の脂肪族炭化水素基であってもよく、2価の炭素数6以上10以下の芳香族炭化水素基であってもよい。2価の炭素数1以上10以下の脂肪族炭化水素基としては、炭素数1以上6以下の鎖状アルキレン基であることが好ましい。炭素数1以上6以下の鎖状アルキレン基である場合、当該鎖状アルキレン基の一部に、環構造を含む基であってもよい。炭素数1以上6以下のアルキレン基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。
中でも、R31としては、炭素数1以上6以下の鎖状アルキレン基、2価の炭素数6以上10以下の芳香族炭化水素基(アリーレン基)、芳香環を含む2価の炭素数1以上6以下のアルキレン基、窒素原子を2つ含む5員環若しくは6員環を含む2価の炭素数1以上6以下のアルキレン基、又は、窒素原子と酸素原子とを含む5員環若しくは6員環を含む2価の炭素数1以上6以下のアルキレン基であることが好ましい。
スルホン酸(3)で好ましいものとしては、例えば、2−ヒドロキシエタンスルホン酸、3−ヒドロキシプロパンスルホン酸、4−ヒドロキシブタンスルホン酸、5−ヒドロキシペンタンスルホン酸、6−ヒドロキシヘキサンスルホン酸、ヒドロキシベンゼンスルホン酸、ヒドロキシ(メチル)ベンゼンスルホン酸、4−(2−ヒドロキシエチル)−1−ピペラジンエタンスルホン酸、4−(2−ヒドロキシエチル)−1−ピペラジンプロパンスルホン酸、2−ヒドロキシ−3−モルホリノプロパンスルホン酸等が挙げられる。
なお、これら化合物は、好ましいスルホン酸(3)の一部に過ぎず、好ましいスルホン酸(3)はこれらに限定されない。
また、これらのスルホン酸(3)を1種用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
中でも、水酸基を有するスルホン酸としては、2−ヒドロキシエタンスルホン酸、3−ヒドロキシプロパンスルホン酸、ヒドロキシベンゼンスルホン酸、及び、ヒドロキシ(メチル)ベンゼンスルホン酸からなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
なお、本実施形態のポリイソシアネート組成物は、スルホン酸のアミン塩を2種以上含む場合、スルホン酸(3)は互いに同一であってもよく、異なってもよい。
また、スルホン酸アニオン基を分子内に含有するポリイソシアネートに用いられるスルホン酸は、後述するアミン化合物と塩を形成していてもよい。
(スルホン酸(4))
活性水素基がアミノ基である場合、アミノ基を有するスルホン酸としては、例えば、下記一般式(4)で表される化合物(以下、「スルホン酸(4)」と略記する)等が挙げられる。
Figure 2018070371
前記式(4)中、R41及びR43は、互いに独立して、水素原子、又は、水酸基を含んでもよい炭素数1以上12以下の炭化水素基である。R41及びR43は、互いに同一であってもよく、異なってもよい。R41及びR43のうち少なくとも1つは水素原子である。R42は、水酸基を含んでもよい炭素数1以上12以下の炭化水素基である。
・R41及びR43
一般式(4)において、R41及びR43は、互いに独立して、水素原子、又は、水酸基を含んでもよい炭素数1以上12以下の炭化水素基である。R41及びR43は互いに同一であっても、異なっていてもよい。R41及びR43のうち少なくとも1つは水素原子である。すなわち、R41が水酸基を含んでもよい炭素数1以上12以下の炭化水素基である場合、R43が水素原子である。また、R43が水酸基を含んでもよい炭素数1以上12以下の炭化水素基である場合、R41が水素原子である。また、R41及びR43のいずれも水素原子であってもよい。
炭素数1以上12以下の炭化水素基としては、1価の炭素数1以上12以下の脂肪族炭化水素基であってもよく、1価の炭素数6以上12以下の芳香族炭化水素基であってもよい。1価の炭素数1以上12以下の脂肪族炭化水素基としては、炭素数1以上6以下の鎖状アルキル基、又は、炭素数3以上6以下の環状アルキル基であることが好ましい。炭素数1以上6以下の鎖状アルキル基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。
中でも、R41及びR43としては、それぞれ水素原子、炭素数1以上6以下の鎖状アルキル基、又は、炭素数3以上6以下の環状アルキル基であることが好ましい。
・R42
42は、水酸基を含んでもよい炭素数1以上12以下の炭化水素基である。
炭素数1以上12以下の炭化水素基としては、2価の炭素数1以上12以下の脂肪族炭化水素基であってもよく、2価の炭素数6以上12以下の芳香族炭化水素基であってもよい。2価の炭素数1以上12以下の脂肪族炭化水素基としては、炭素数1以上12以下の鎖状アルキレン基であることが好ましい。炭素数1以上12以下の鎖状アルキル基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。
中でも、R42としては、2価の炭素数1以上6以下の鎖状アルキレン基、又は、2価の炭素数6以上10以下の芳香族炭化水素基(アリーレン基)であることが好ましい。
スルホン酸(4)で好ましいものとしては、例えば、2−アミノエタンスルホン酸、3−アミノプロパンスルホン酸、2−メチルアミノエタンスルホン酸、3−メチルアミノプロパンスルホン酸、2−シクロヘキシルアミノエタンスルホン酸、3−シクロヘキシルアミノプロパンスルホン酸、3−シクロヘキシルアミノイソブチルスルホン酸、4−シクロヘキシルアミノブタンスルホン酸、2−シクロヘキシルメチルアミノエタンスルホン酸、3−シクロヘキシルメチルアミノプロパンスルホン酸、3−シクロヘキシルメチルアミノイソブチルスルホン酸4−シクロヘキシルメチルアミノブタンスルホン酸、2−メチルシクロヘキシルアミノエタンスルホン酸、3−メチルシクロヘキシルアミノプロパンスルホン酸、3−メチルシクロヘキシルアミノイソブチルスルホン酸、4−メチルシクロヘキシルアミノブタンスルホン酸、2−ジメチルシクロヘキシルアミノエタンスルホン酸、3−ジメチルシクロヘキシルアミノプロパンスルホン酸、3−ジメチルシクロヘキシルアミノイソブチルスルホン酸、4−ジメチルシクロヘキシルアミノブタンスルホン酸、2−トリメチルシクロヘキシルアミノエタンスルホン酸、3−トリメチルシクロヘキシルアミノプロパンスルホン酸、3−トリメチルシクロヘキシルアミノイソブチルスルホン酸、4−トリメチルシクロヘキシルアミノブタンスルホン酸、2−アミノベンゼンスルホン酸、3−アミノベンゼンスルホン酸、4−アミノベンゼンスルホン酸、2−(メチルアミノ)ベンゼンスルホン酸、3−(メチルアミノ)ベンゼンスルホン酸、4−(メチルアミノ)ベンゼンスルホン酸、アミノ−メチルベンゼンスルホン酸、アミノ−ジメチルベンゼンスルホン酸、アミノナフタレンスルホン酸等が挙げられる。
なお、これら化合物は、好ましいスルホン酸(4)の一部に過ぎず、好ましいスルホン酸(4)はこれらに限定されない。
また、これらのスルホン酸(4)を1種用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
中でも、アミノ基を有するスルホン酸としては、2−シクロヘキシルアミノエタンスルホン酸、3−シクロヘキシルアミノプロパンスルホン酸、4−シクロヘキシルアミノブタンスルホン酸、3−シクロヘキシルメチルアミノプロパンスルホン酸、3−(p−メチルシクロヘキシルアミノ)プロパンスルホン酸、3−(3,3,5−トリメチルシクロヘキシルアミノ)プロパンスルホン酸、4−(p−メチルシクロヘキシルアミノ)ブタンスルホン酸、2−アミノベンゼンスルホン酸、2−アミノ−5−メチルベンゼンスルホン酸、2−アミノ−3,5−ジメチルベンゼンスルホン酸5−アミノ−2−メチルベンゼンスルホン酸(4−アミノトルエン−2−スルホン酸)、4−アミノ−2−メチルベンゼンスルホン酸(5−アミノトルエン−2−スルホン酸)、及び、2−アミノナフタレン−4−スルホン酸からなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
なお、本実施形態のポリイソシアネート組成物は、スルホン酸のアミン塩を2種以上含む場合、スルホン酸(4)は互いに同一であってもよく、異なってもよい。
<アミン化合物>
本実施形態のポリイソシアネート組成物は、アミン化合物(1)の第三級アンモニウムカチオンから選ばれる1種以上及びアミン化合物(2)の第三級アンモニウムカチオンから選ばれる1種以上、又は、R11、R12及びR13の合計炭素数が互いに異なるアミン化合物(1)の第三級アンモニウムカチオンから選ばれる2種以上、を含む。
Figure 2018070371
前記式(1)中、R11、R12及びR13は、互いに独立して、エーテル結合を含んでもよい炭素数1以上6以下の炭化水素基である。R11、R12及びR13からなる群より選ばれる少なくとも1つが環構造を含んでいてもよく、R11、R12及びR13からなる群より選ばれる2つ以上は互いに結合して環構造を形成してよい。前記環構造は、芳香族環、炭素数5若しくは6のシクロアルキル基、R11とR12とが互いに結合した5員環若しくは6員環、又は、R11とR12とR13とが互いに結合した多員の多重環である。R11、R12及びR13の合計炭素数は8以下である。
Figure 2018070371
前記式(2)中、R21、R22及びR23は、互いに独立して、エーテル結合を含んでもよい炭素数1以上19以下の炭化水素基である。R21、R22及びR23からなる群より選ばれる少なくとも1つが環構造を含んでいてもよく、R21、R22及びR23からなる群より選ばれる2つ以上は互いに結合して環構造を形成してよい。前記環構造は、芳香族環、炭素数5若しくは6のシクロアルキル基、R21とR22とが互いに結合した5員環若しくは6員環、又は、R21とR22とR23とが互いに結合した多員の多重環である。R21、R22及びR23の合計炭素数は9以上である。
なお、ここでいう、「アミン化合物(1)の第三級アンモニウムカチオン」及び「アミン化合物(2)の第三級アンモニウムカチオン」とは、上記アミン化合物(1)及び上記アミン化合物(2)中の「N」にプロトン(H)が配位することで、プロトン化したものを意味する。
また、本実施形態のポリイソシアネート組成物において、アミン化合物(1)及びアミン化合物(2)は、上記スルホン酸と塩を形成していてもよい。
[アミン化合物(1)]
(R11、R12及びR13
一般式(1)において、R11、R12及びR13は互いに独立して、エーテル結合を含んでもよい炭素数1以上6以下の炭化水素基である。R11、R12及びR13は互いに同一であっても、異なっていてもよい。
また、R11、R12及びR13の合計炭素数は8以下である。すなわち、R11、R12及びR13の合計炭素数は、3以上8以下である。
炭素数1以上6以下の炭化水素基としては、1価の炭素数1以上6以下の脂肪族炭化水素基であってもよく、1価の炭素数6の芳香族炭化水素基であってもよい。1価の炭素数1以上6以下の脂肪族炭化水素基としては、炭素数1以上6以下の鎖状アルキル基、又は、炭素数3以上6以下の環状アルキル基であることが好ましい。炭素数1以上6以下の鎖状アルキル基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。
好ましいアミン化合物(1)で好ましいものとしては、例えば、以下の(a)〜(d)に示すもの等が挙げられる。なお、これら化合物は、好ましいアミン化合物(1)の一部に過ぎず、好ましいアミン化合物(1)はこれらに限定されない。
(a)トリメチルアミン、N,N−ジメチルエチルアミン、N,N−ジメチルプロピルアミン、N,N−ジメチルイソプロピルアミン、N,N−ジメチルブチルアミン、N,N−ジメチルイソブチルアミン、N,N−ジメチルペンチルアミン、N,N−ジメチルヘキシルアミン、N,N−ジエチルメチルアミン、トリエチルアミン、N,N−ジエチルプロピルアミン、N,N−ジエチルイソプロピルアミン、N,N−ジエチルブチルアミン、N,N−ジエチルイソブチルアミン、N,N−ジイソプロピルメチルアミン、N,N−ジイソプロピルエチルアミン、N,N−ジメチルアリルアミン、N−メチルジアリルアミン等の鎖状脂肪族炭化水素基を有する三級アミン類;
(b)N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン等の環状脂肪族炭化水素基を有する三級アミン類;
(c)N,N−ジメチルフェニルアミン等の芳香族炭化水素基を有する三級アミン類;
(d)N−メチルピロリジン、N−エチルピロリジン、N−プロピルピロリジン、N−ブチルピロリジン、N−メチルピペリジン、N−エチルピペリジン、N−プロピルピペリジン、N−メチルモルホリン、N−エチルモルホリン、N−プロピルモルホリン、N−ブチルモルホリン、N−sec−ブチルモルホリン、N−tert−ブチルモルホリン、N−イソブチルモルホリン、キヌクリジン等の環状アミン類。
また、これらのアミン化合物を1種用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい
中でも、アミン化合物(1)としては、環状アミン化合物、鎖状脂肪族炭化水素基を含むアミン化合物、及び、環状脂肪族炭化水素基を含むアミン化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
また、中でも、アミン化合物(1)としては、N,N−ジメチルブチルアミン、N,N−ジエチルメチルアミン、トリエチルアミン、N,N−ジイソプロピルエチルアミン、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン、N−メチルピペリジン、N−メチルモルホリン、N−エチルピペリジン、N−エチルモルホリン、及び、N−イソブチルモルホリンからなる群より選ばれる少なくとも1種であることがより好ましい。
また、中でも、アミン化合物(1)としては、N,N−ジエチルメチルアミン、トリエチルアミン、N,N−ジイソプロピルエチルアミン、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン、N−メチルピペリジン、N−メチルモルホリン、及び、N−メチルピロリジンからなる群より選ばれる少なくとも1種であることがさらに好ましい。これらのアミン化合物を使用した塩は、乳化力がより一層向上する傾向にある。
[アミン化合物(2)]
(R21、R22及びR23
一般式(2)において、R21、R22及びR23は互いに独立して、エーテル結合を含んでもよい炭素数1以上19以下の炭化水素基である。R21、R22及びR23は互いに同一であっても、異なっていてもよい。
また、R21、R22及びR23の合計炭素数は9以上である。すなわち、R21、R22及びR23の合計炭素数は、9以上57以下である。
炭素数1以上19以下の炭化水素基としては、1価の炭素数1以上19以下の脂肪族炭化水素基であってもよく、1価の炭素数6以上19以下の芳香族炭化水素基等であってもよい。1価の炭素数1以上19以下の脂肪族炭化水素基としては、炭素数1以上19以下の鎖状アルキル基、又は、炭素数3以上19以下の環状アルキル基であることが好ましい。炭素数1以上19以下の鎖状アルキル基である場合、当該アルキル基の一部に、芳香族炭化水素を含む基であってもよい。炭素数1以上19以下の鎖状アルキル基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。
アミン化合物(2)で好ましいものとしては、例えば、以下の(e)〜(g)に示すもの等が挙げられる。なお、これら化合物は、好ましいアミン化合物(2)の一部に過ぎず、好ましいアミン化合物(2)はこれらに限定されない。
(e)N,N−ジメチルヘプチルアミン、N,N−ジメチルオクチルアミン、N,N−ジメチル−2−エチルヘキシルアミン、N,N−ジメチルノニルアミン、N,N−ジメチルデシルアミン、N,N−ジメチルウンデシルアミン、N,N−ジメチルドデシルアミン、N,N−ジメチルトリデシルアミン、N,N−ジメチルステアリルアミン、N,N−ジエチルペンチルアミン、N,N−ジエチルヘキシルアミン、N,N−ジエチルヘプチルアミン、N,N−ジエチルオクチルアミン、N,N−ジエチル−2−エチルヘキシルアミン、N,N−ジエチルノニルアミン、N,N−ジエチルデシルアミン、N,N−ジエチルウンデシルアミン、N,N−ジエチルドデシルアミン、N,N−ジエチルトリデシルアミン、N,N−ジエチルステアリルアミン、トリプロピルアミン、N,N−ジイソプロピルブチルアミン、N,N−ジイソプロピル−2−エチルヘキシルアミン、N,N−ジブチルメチルアミン、N,N−ジブチルエチルアミン、N,N−ジブチルプロピルアミン、トリブチルアミン、N,N−ジブチルペンチルアミン、N,N−ジブチルヘキシルアミン、N,N−ジブチルヘプチルアミン、N,N−ジブチルオクチルアミン、N,N−ジブチル−2−エチルヘキシルアミン、N,N−ジブチルノニルアミン、N,N−ジブチルデシルアミン、N,N−ジブチルウンデシルアミン、N,N−ジブチルドデシルアミン、N,N−ジブチルトリデシルアミン、N,N−ジブチルステアリルアミン、トリアミルアミン、トリヘキシルアミン等の鎖状脂肪族炭化水素基を有する三級アミン類;
(f)N,N−ジエチルシクロヘキシルアミン、N,N−ジシクロヘキシルメチルアミン、N,N−ジシクロヘキシルエチルアミン、トリシクロヘキシルアミン等の環状脂肪族炭化水素基を有する三級アミン類;
(g)N,N−ジメチルベンジルアミン、N,N−ジエチルベンジルアミン、N,N−ジベンジルメチルアミン、トリベンジルアミン、N,N−ジメチル−4−メチルベンジルアミン、N,N−ジメチルフェニルアミン、N,N−ジエチルフェニルアミン、N,N−ジフェニルメチルアミン等の芳香族炭化水素基を有する三級アミン類;
また、これらのアミン化合物を1種用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
中でも、アミン化合物(2)としては、鎖状脂肪族炭化水素基を含むアミン化合物、及び、環状脂肪族炭化水素基を含むアミン化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
また、中でも、アミン化合物(2)としては、N,N−ジメチル−2−エチルヘキシルアミン、N,N−ジイソプロピル−2−エチルヘキシルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、N,N−ジエチルシクロヘキシルアミン、N,N−ジシクロヘキシルメチルアミン、N,N−ジメチルベンジルアミン、及び、N,N−ジエチルベンジルアミンからなる群より選ばれる少なくとも1種以上であることがより好ましい。
また、中でも、アミン化合物(2)としては、N,N−ジイソプロピル−2−エチルヘキシルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、及び、N,N−ジシクロヘキシルメチルアミンからなる群より選ばれる少なくとも1種以上であることがさらに好ましい。これらのアミン化合物を使用した塩は、ポリイソシアネートとの相溶性がより一層向上し、ポットライフが長くなる傾向にある。
また、本実施形態のポリイソシアネート組成物は、上記アミン化合物(1)の第三級アンモニウムカチオンを1種以上、及び、上記アミン化合物(2)の第三級アンモニウムカチオンを1種以上、又は、R11、R12及びR13の合計炭素数が異なる上記アミン化合物(1)の第三級アンモニウムカチオンを2種以上含む。
また、本実施形態のポリイソシアネート組成物中において、上記アミン化合物(1)の第三級アンモニウムカチオン1種以上、及び、上記アミン化合物(2)の第三級アンモニウムカチオンを1種以上含む場合、アミン化合物(1)と、アミン化合物(2)とのモル比は、10/90以上90/10以下であることが好ましく、20/80以上80/20以下がより好ましく、30/70以上70/30以下がさらに好ましい。
また、本実施形態のポリイソシアネート組成物中において、R11、R12及びR13の合計炭素数が異なる上記アミン化合物(1)の第三級アンモニウムカチオンを2種以上含む場合、R11、R12及びR13の合計炭素数が6以下である上記アミン化合物(1)と、R11、R12及びR13の合計炭素数が7以上である上記アミン化合物(1)とを含むことが好ましい。また、R11、R12及びR13の合計炭素数が5以下である上記アミン化合物(1)と、R11、R12及びR13の合計炭素数が7以上である上記アミン化合物(1)とを含むことがより好ましい。また、R11、R12及びR13の合計炭素数が5以下である上記アミン化合物(1)と、R11、R12及びR13の合計炭素数が8である上記アミン化合物(1)とを含むことがさらに好ましい。
<スルホン酸のアミン塩の製造方法>
上記スルホン酸が上記アミン化合物と塩を形成している場合、すなわち、スルホン酸のアミン塩である場合、例えば、活性水素基を有するスルホン酸と、アミン化合物とを混合、中和反応させることで得られる。
該中和反応は、ポリイソシアネートと反応させる前に予め行ってもよい。又は、ポリイソシアネートと反応させる時に同時に行ってもよい。又は、ポリイソシアネートと活性水素基を有するスルホン酸とを反応させた後にアミン化合物を添加して行ってもよい。
活性水素基が水酸基である場合、該中和反応は、ポリイソシアネートと反応させる前に予め行うことが好ましい。また、活性水素基がアミノ基である場合、該中和反応は、ポリイソシアネートと反応させる時に同時に行う、又は、ポリイソシアネートと活性水素基を有するスルホン酸とを反応させた後にアミン化合物を添加して行うことが好ましい。
また、活性水素基が水酸基である場合、該中和反応において、水酸基を有するスルホン酸とアミン化合物とを混合する比率は、水酸基を有するスルホン酸/アミン化合物のモル比が0.5以上2以下であることが好ましく、0.8以上1.5以下であることがより好ましい。
該中和反応を予め行っておく場合は、温度や時間は、反応の進行に応じて適宜決められるが、温度は通常0℃以上100℃以下程度であることが好ましく、混合時間は10分以上24時間以下程度であることが好ましい。
上記活性水素基を有するスルホン酸のアミン塩の調製の際に用いられる溶媒は、水又は親水性溶剤が好ましい。親水性溶剤としては、特に限定されないが、例えば、アルコール類、エーテルアルコール類、ケトン類、アミド系溶剤等が挙げられる。これらの溶剤を単独又は混合して使用することができる。
アルコール類としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、イソプロパノール等が挙げられる。
エーテルアルコール類としては、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル等が挙げられる。
ケトン類としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等が挙げられる。
アミド系溶剤としては、例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等が挙げられる。
中和反応後は、水又は親水性溶剤を除することが好ましい。
<ポリイソシアネート組成物の特性>
本実施形態のポリイソシアネート組成物は、乳化性と塗膜物性との観点から、原料のポリイソイソシアネートのイソシアネート基100モル量に対し、活性水素基を有するスルホン酸によって0.25モル量以上50モル量以下の割合でイソシアネート基が変性されていることが好ましく、0.5モル量以上20モル量以下の割合でイソシアネート基が変性されていることがより好ましく、1モル量以上10モル量以下の割合でイソシアネート基が変性されていることがさらに好ましい。
また、本実施形態のポリイソシアネート組成物のイソシアネート基含有率は、不揮発分を100質量%とした場合に、塗膜の耐溶剤性の観点から、10質量%以上25質量%以下であることが好ましく、15質量%以上24質量%以下であることがより好ましい。該イソシアネート基含有率を前記範囲に制御する方法としては、特に限定されないが、例えば、スルホン酸とポリイソシアネートとの配合比を調整する方法が挙げられる。
また、本実施形態のポリイソシアネート組成物に用いられるポリイソシアネート(スルホン酸アニオン基を分子内に含有するポリイソシアネート及び未反応ポリイソシアネートを含む)の数平均分子量は、塗膜の耐溶剤性の観点から、450以上2,000以下であることが好ましく、500以上1800以下であることがより好ましく、550以上1550以下であることがさらに好ましい。該数平均分子量を上記範囲に制御する方法としては、特に限定されないが、例えば、スルホン酸と、アミン化合物と、ポリイソシアネートとの配合比を調整する方法が挙げられる。
また、本実施形態のポリイソシアネート組成物に用いられるポリイソシアネート(変性ポリイソシアネート及び未反応ポリイソシアネートを含む)の平均官能基数は、塗膜の耐溶剤性の観点とイソシアネート基保持率との観点から、1.8以上6.2以下であることが好ましく、2.0以上5.6以下であることがより好ましく、2.5以上4.6以下であることがさらに好ましい。該平均官能基数を前記範囲に制御する方法としては、特に限定されないが、例えば、スルホン酸と、アミン化合物と、ポリイソシアネートとの配合比を調整する方法が挙げられる。
なお、本実施形態において、イソシアネート基含有率、不揮発分、数平均分子量及び平均官能基数は、後述の実施例に記載の方法により測定することができる。
<その他の成分>
本実施形態のポリイソシアネート組成物は、上述したスルホン酸アニオン基を分子内に含有するポリイソシアネートと未反応ポリイソシアネートとアミン化合物の第三級アンモニウムカチオンを2種以上とを含む組成物である。本実施形態のポリイソシアネート組成物は、上述したスルホン酸アニオン基を分子内に含有するポリイソシアネート、未反応ポリイソシアネート及びアミン化合物の第三級アンモニウムカチオンを2種以上以外に他の成分を含んでいてもよい。他の成分としては、特に限定されないが、例えば、溶剤、酸化防止剤、光安定剤、重合禁止剤、界面活性剤等が挙げられる。
本実施形態のポリイソシアネート組成物に用いられる溶剤としては、親水性溶剤でもよく、疎水性溶剤でもよい。これら溶剤は単独又は混合して使用することができる。
疎水性溶剤としては、特に限定されないが、例えば、ミネラルスピリット、ソルベントナフサ、LAWS(Low Aromatic White Spirit)、HAWS(High Aromatic White Spirit)、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、エステル類、ケトン類、アミド類が挙げられる。
エステル類としては、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル等が挙げられる。
ケトン類としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等が挙げられる。
アミド類としては、例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等が挙げられる。
親水性溶剤としては、特に限定されないが、例えば、アルコール類、エーテル類、エーテルアルコール類のエステル類が挙げられる。
アルコール類としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、2−エチルヘキサノール等が挙げられる。
エーテル類としては、例えば、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル等が挙げられる。
エーテルアルコール類のエステル類としては、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等が挙げられる。
本実施形態のポリイソシアネート組成物において、溶剤の含有量は、本実施形態のポリイソシアネート組成物の全質量に対して、0質量%以上90質量%以下であることが好ましく、0質量%以上50質量%以下であることがより好ましく、0質量%以上30質量%以下であることがさらに好ましい。
酸化防止剤及び光安定剤としては、例えば、以下の(a)〜(e)に示すもの等が挙げられる。これらを単独で含有してもよく、2種以上含有してもよい。
(a)燐酸若しくは亜燐酸の脂肪族、芳香族又はアルキル基置換芳香族エステルや次亜燐酸誘導体;
(b)フェニルホスホン酸、フェニルホスフィン酸、ジフェニルホスホン酸、ポリホスホネート、ジアルキルペンタエリスリトールジホスファイト、ジアルキルビスフェノールAジホスファイト等のリン化合物;
(c)フェノール系誘導体(特に、ヒンダードフェノール化合物);
(d)チオエーテル系化合物、ジチオ酸塩系化合物、メルカプトベンズイミダゾール系化合物、チオカルバニリド系化合物、チオジプロピオン酸エステル等のイオウを含む化合物;
(e)スズマレート、ジブチルスズモノオキシド等のスズ系化合物。
重合禁止剤としては、例えば、ハイドロキノン類、フェノール類、クレゾール類、カテコール類、ベンゾキノン類等が挙げられる。重合禁止剤として具体的には、例えば、 ベンゾキノン、p−ベンゾキノン、p−トルキノン、p−キシロキノン、ナフトキノン、2,6−ジクロロキノン、ハイドロキノン、トリメチルハイドロキノン、カテコール、p−t−ブチルカテコール、2,5−ジ−t− ブチルハイドロキノン、モノメチルハイドロキノン、p−メトキシフェノール、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ハイドロキノンモノメチルエーテル等が挙げられる。これらを単独で含有してもよく、2種以上含有してもよい。
界面活性剤としては、例えば、公知のアニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤等が挙げられる。
本実施形態のポリイソシアネート組成物において、酸化防止剤、光安定剤、重合禁止剤及び界面活性剤の合計含有量は、本実施形態のポリイソシアネート組成物の全質量に対して、0質量%以上10質量%以下であることが好ましく、0質量%以上5質量%以下であることがより好ましく、0質量%以上2質量%以下であることがさらに好ましい。
≪ポリイソシアネート組成物の製造方法≫
本実施形態のポリイソシアネート組成物の製造方法は、例えば、(A)活性水素基を有するスルホン酸のアミン塩2種以上と、ポリイソシアネートとを混合反応させる工程を含むことが好ましい。
又は、本実施形態のポリイソシアネート組成物の製造方法は、例えば、(B)活性水素基を有するスルホン酸と、ポリイソシアネートと、上記アミン化合物(1)のうち1種以上及び上記アミン化合物(2)のうち1種以上と、又は、R11、R12及びR13の合計炭素数が互いに異なる上記アミン化合物(1)のうち2種以上と、を混合反応させる工程を含むことが好ましい。
工程(A)では、スルホン酸のアミン塩は、予め調整しておいてからポリイソシアネートに添加することが好ましい。
また、工程(B)では、ポリイソシアネートに、活性水素基を有するスルホン酸と、アミン化合物とを同時に添加してもよく、順に添加してもよい。
中でも、活性水素基が水酸基である場合は、工程(A)であることが好ましく、スルホン酸のアミン塩は、予め調整しておいてからポリイソシアネートに添加することがより好ましい。
また、中でも、活性水素基がアミノ基である場合は、工程(B)であることが好ましい。
当該反応工程において、活性水素基を有するスルホン酸又はそのアミン塩と、ポリイソシアネートとの混合比率は、乳化性と塗膜物性との観点から、イソシアネート基/活性水素基のモル比で、2以上400以下の範囲であることが好ましく、5以上200以下の範囲であることがより好ましく、10以上100以下の範囲であるさらに好ましい。
当該反応工程において、反応温度や反応時間は、反応の進行に応じて適宜決められるが、反応温度は0℃以上150℃以下であることが好ましく、反応時間は30分以上48時間以下であることが好ましい。
また、当該反応工程において、場合により既知の通常の触媒を使用してもよい。当該触媒としては、特に限定されないが、例えば、以下の(a)〜(e)に示すもの等が挙げられる。これらは単独又は混合して使用してもよい。
(a)オクタン酸スズ、2−エチル−1−ヘキサン酸スズ、エチルカプロン酸スズ、ラウリン酸スズ、パルミチン酸スズ、ジブチルスズオキシド、ジブチルスズジクロライド、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジマレート、ジブチルスズジラウレート、ジオクチルスズジアセテート、ジオクチルスズジラウレート等の有機スズ化合物;
(b)塩化亜鉛、オクタン酸亜鉛、2−エチル−1−ヘキサン酸亜鉛、2−エチルカプロン酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛、ナフテン酸亜鉛、アセチルアセトン酸亜鉛等の有機亜鉛化合物;有機チタン化合物;
(c)有機ジルコニウム化合物;
(d)トリエチルアミン、トリブチルアミン、N,N−ジイソプロピルエチルアミン、N,N−ジメチルエタノールアミン等の三級アミン類;
(e)トリエチレンジアミン、テトラメチルエチレンジアミン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン等のジアミン類。
本実施形態のポリイソシアネート組成物の製造方法において、溶剤を使用してもよいし、使用しなくてもよい。本実施形態のポリイソシアネート組成物の製造方法に用いられる溶剤は、親水性溶剤でもよく、疎水性溶剤でもよい。親水性溶剤及び疎水性溶剤としては、上述にその他の成分において例示されたものと同様のものが挙げられる。
また、本実施形態のポリイソシアネート組成物の製造方法において、活性水素基を有するスルホン酸と、ポリイソシアネートと、アミン化合物とに加えて、更に酸化防止剤、光安定剤、重合禁止剤及び界面活性剤からなる群より選ばれる少なくとも1種を添加してもよい。酸化防止剤、光安定剤、重合禁止剤及び界面活性剤としては、上述にその他の成分において例示されたものと同様のものが挙げられる。
≪コーティング組成物≫
本実施形態のコーティング組成物は、上述のポリイソシアネート組成物を含む。
本実施形態のコーティング組成物は、有機溶剤系のコーティング組成物として用いることもできるが、水を主とする媒体中に塗膜形成成分である樹脂類が溶解又は分散している水系コーティング組成物として用いることが好ましい。特に、建築用塗料、自動車用塗料、自動車補修用塗料、プラスチック用塗料、粘着剤、接着剤、建材、家庭用水系塗料、その他コーティング剤、シーリング剤、インキ、注型材、エラストマー、フォーム、プラスチック原料、繊維処理剤にも使用することができる。
<樹脂類>
主剤の樹脂類としては、特に限定されないが、例えば、アクリル樹脂類、ポリエステル樹脂類、ポリエーテル樹脂類、エポキシ樹脂類、フッ素樹脂類、ポリウレタン樹脂類、ポリ塩化ビニリデン共重合体、ポリ塩化ビニル共重合体、酢酸ビニル共重合体、アクリロニトリルブタジエン共重合体、ポリブタジエン共重合体、スチレンブタジエン共重合体等が挙げられる。
中でも、樹脂類としては、アクリル樹脂類又はポリエステル樹脂類が好ましい。
(アクリル樹脂類)
アクリル樹脂類としては、特に限定されないが、例えば、以下の(a)〜(e)等に示す重合性モノマーから選ばれた単独又は混合物を重合させて得られるアクリル樹脂類が挙げられる。これらアクリル樹脂類は単独又は混合して使用してもよい。
(a)(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸−n−ブチル、(メタ)アクリル酸−2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル等の(メタ)アクリル酸エステル類;
(b)(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸−3−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸−4−ヒドロキシブチル等の活性水素を持つ(メタ)アクリル酸エステル類;
(c)アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸等の不飽和カルボン酸類;
(d)アクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド等の不飽和アミド類;
(e)メタクリル酸グリシジル、スチレン、ビニルトルエン、酢酸ビニル、アクリロニトリル、フマル酸ジブチル、p−スチレンスルホン酸、アリルスルホコハク酸等のその他の重合性モノマー類。
その重合方法としては、乳化重合が一般的であるが、懸濁重合、分散重合、溶液重合でも製造できる。乳化重合では段階的に重合することもできる。
(ポリエステル樹脂類)
ポリエステル樹脂類としては、特に限定されないが、例えば、カルボン酸の単独又は混合物と、多価アルコールの単独又は混合物との縮合反応によって得られるポリエステル樹脂類等が挙げられる。
前記カルボン酸としては、例えば、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ダイマー酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等が挙げられる。
前記多価アルコールとしては、例えば、ジオール類、トリオール類、テトラオール類等が挙げられる。
ジオール類としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、2−メチル−1,2−プロパンジオール、1,5−ペンタンジオール、2−メチル−2,3−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,2−ヘキサンジオール、2,5−ヘキサンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、2,3−ジメチル−2,3−ブタンジオール、2−エチル−ヘキサンジオール、1,2−オクタンジオール、1,2−デカンジオール、2,2,4−トリメチルペンタンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール等が挙げられる。
トリオール類としては、例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン等が挙げられる。
テトラオール類としては、例えば、ジグリセリン、ジメチロールプロパン、ペンタエリトリトール等が挙げられる。
又は、例えば、低分子量ポリオールの水酸基にε−カプロラクトンを開環重合して得られるポリカプロラクトン類等もポリエステル樹脂類として用いることができる。
(ポリエーテル樹脂類)
ポリエーテル樹脂類としては、例えば、以下(a)〜(d)に示すもの等が挙げられる。
(a)多価ヒドロキシ化合物の単独又は混合物に、強塩基性触媒を使用して、アルキレンオキサイドの単独又は混合物を付加して得られるポリエーテルポリオール類;
前記多価ヒドロキシ化合物としては、例えば、以下の(i)〜(vi)に示すものが挙げられる。
(i)ジグリセリン、ジトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール等;
(ii)エリトリトール、D−トレイトール、L−アラビニトール、リビトール、キシリトール、ソルビトール、マンニトール、ガラクチトール、ラムニトール等の糖アルコール系化合物;
(iii)アラビノース、リボース、キシロース、グルコース、マンノース、ガラクトース、フルクトース、ソルボース、ラムノース、フコース、リボデソース等の単糖類;
(iv)トレハロース、ショ糖、マルトース、セロビオース、ゲンチオビオース、ラクトース、メリビオース等の二糖類;
(v)ラフィノース、ゲンチアノース、メレチトース等の三糖類;
(vi)スタキオース等の四糖類。
前記強塩基性触媒としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム等の水酸化物、アルコラート、アルキルアミン等が挙げられる。
前記アルキレンオキサイドとしては、例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、シクロヘキセンオキサイド、スチレンオキサイド等が挙げられる。
(b)ポリアミン化合物にアルキレンオキサイドを反応させて得られるポリエーテルポリオール類;
前記ポリアミン化合物としては、例えば、エチレンジアミン類等が挙げられる。
(c)環状エーテル類の開環重合によって得られるポリエーテルポリオール類;
前記環状エーテル類としては、例えば、テトラヒドロフラン等等が挙げられる。
(d)(a)〜(c)で得られたポリエーテルポリオール類を媒体としてアクリルアミド等を重合して得られる、いわゆるポリマーポリオール類。
また、本実施形態のコーティング組成物において、これらの樹脂類は、必要に応じて、メラミン系硬化剤、ウレタンディスパージョン、ウレタンアクリルエマルジョン等の樹脂を併用することができる。
また、これらの樹脂類は、水に乳化、分散又は溶解することが好ましい。そのために、樹脂類に含まれるカルボキシル基、スルホン基等を中和することができる。
カルボキシル基、スルホン基等を中和するための中和剤としては、特に限定されないが、例えば、アンモニア、水溶性アミノ化合物等が挙げられる。
水溶性アミノ化合物としては、例えば、モノエタノールアミン、エチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、プロピルアミン、ジプロピルアミン、イソプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、トリエタノールアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、2−エチルヘキシルアミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、メチルエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、モルホリン等が挙げられる。これらを単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
中でも、中和剤としては、第三級アミンであることが好ましく、トリエチルアミン、又は、ジメチルエタノールアミンであることがより好ましい。
<その他成分>
本実施形態のコーティング組成物は、上述したポリイソシアネート組成物及び樹脂類の他に、更に、一般的に塗料に加えられる無機顔料、有機顔料、体質顔料、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、有機リン酸塩、有機亜リン酸塩、増粘剤、レベリング剤、チキソ化剤、消泡剤、凍結安定剤、艶消し剤、架橋反応触媒(硬化促進用の触媒)、皮張り防止剤、分散剤、湿潤剤、充填剤、可塑剤、潤滑剤、還元剤、防腐剤、防黴剤、消臭剤、黄変防止剤、紫外線吸収剤、静電防止剤又は帯電調整剤、沈降防止剤等を組み合わせても含んでもよい。
硬化促進用の触媒の例としては、以下に限定されないが、例えば、以下の(a)又は(b)に示すもの等が挙げられる。
(a)ジブチルスズジラウレート、2−エチルヘキサン酸スズ、2−エチルヘキサン酸亜鉛、コバルト塩、等の金属塩;
(b)トリエチルアミン、ピリジン、メチルピリジン、ベンジルジメチルアミン、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン、N−メチルピペリジン、ペンタメチルジエチレントリアミン、N,N’−エンドエチレンピペラジン、N,N’−ジメチルピペラジン等の3級アミン類。
本実施形態のコーティング組成物は、塗料への分散性を良くするために、上述したポリイソシアネート組成物及び樹脂類の他に、更に界面活性剤を含んでもよい。
本実施形態のコーティング組成物は、塗料の保存安定性を良くするために、上述したポリイソシアネート組成物及び樹脂類の他に、更に酸化防止剤、光安定剤、重合禁止剤を含んでもよい。
≪コーティング基材≫
本実施形態のコーティング基材は、上述のコーティング組成物によってコーティングされたコーティング基材である。本実施形態のコーティング基材は、上述のコーティング組成物を含むコーティング層を有するものであることが好ましい。
本実施形態のコーティング基材は、所望の基材と、場合により、コーティング前に通常のプライマーと、を備えてもよい。
前記基材としては、例えば、金属、木材、ガラス、石、セラミック材料、コンクリート、硬質及び可撓性プラスチック、繊維製品、皮革製品、紙等が挙げられる。
以下、具体的な実施例及び比較例を挙げて、本実施形態をより具体的に説明するが、本実施形態はその要旨を超えない限り、以下の実施例及び比較例によって何ら限定されるものではない。実施例及び比較例における、ポリイソシアネート組成物の物性及び評価は、以下のとおり測定した。なお、特に明記しない場合は、「部」及び「%」は、「質量部」及び「質量%」を意味する。
<測定方法>
[物性1]不揮発分
実施例及び比較例で得られたポリイソシアネート組成物を試料として、溶剤希釈をした場合には、以下に示す方法を用いて、不揮発分を算出した。まず、アルミニウム製カップの質量を精秤し、試料約1gを入れて、加熱乾燥前のカップ質量を精秤した。次いで、試料を入れたカップを105℃の乾燥機中で3時間加熱した。次いで、加熱後のカップを室温まで冷却した後、再度カップの質量を精秤した。次いで、試料中の乾燥残分の質量%を不揮発分として、以下に示す式(A)を用いて、不揮発分を計算した。
なお、溶剤希釈なしの場合には、不揮発分は実質的に100%であるとして扱った。
不揮発分[質量%]
=(加熱乾燥後のカップ質量−アルミニウム製カップ質量)/(加熱乾燥前のカップ質量−アルミニウム製カップ質量)×100% ・・・(A)
[物性2]イソシアネート基含有率
実施例及び比較例で得られたポリイソシアネート組成物を試料として、イソシアネート基含有率の測定は、JIS K7301−1995(熱硬化性ウレタンエラストマー用トリレンジイソシアネート型プレポリマー試験方法)に記載の方法に従って実施した。以下に、より具体的なイソシアネート基含有率の測定方法を示す。
(1)試料1gを200mL三角フラスコに採取し、該フラスコにトルエン20mLを添加し、試料を溶解させた。
(2)その後、上記フラスコに2.0Nのジ−n−ブチルアミン・トルエン溶液20mLを添加し、15分間静置した。
(3)上記フラスコに2−プロパノール70mLを添加し、溶解させて溶液を得た。
(4)上記(3)で得られた溶液について、1mol/L塩酸を用いて滴定を行い、試料滴定量を求めた。
(5)試料を添加しない場合にも、上記(1)〜(3)と同様の方法で測定を実施し、ブランク滴定量を求めた。
上記で求めた試料滴定量及びブランク滴定量から、イソシアネート基含有率を以下に示す式(B)を用いて、算出した。
イソシアネート基含有率[質量%]
=(ブランク滴定量−試料滴定量)×42/[試料質量(1g)×1,000]×100% ・・・(B)
[物性3]変性率
変性率は、原料のポリイソイソシアネートのイソシアネート基100モル量に対して、スルホン酸又はそのアミン塩によって変性されたイソシアネート基の割合である。実施例及び比較例で得られたポリイソシアネート組成物を試料として、液体クロマトグラフィー(LC)の220nmにおける、未変性イソシアヌレート3量体、1変性イソシアヌレート3量体、2変性イソシアヌレート3量体、及び、3変性イソシアヌレート3量体のピーク面積比から求めた。用いた装置及び条件は以下のとおりである。
LC装置:Waters社製、UPLC(商品名)、
カラム:Waters社製、ACQUITY UPLC HSS T3 1.8μm C18 内径2.1mm×長さ50mm
流速:0.3mL/min
移動相:A=10mM酢酸アンモニウム水溶液、B=アセトニトリル
グラジェント条件:初期の移動相組成はA/B=98/2で、試料注入後Bの比率を直線的に上昇させ、10分後にA/B=0/100とした。
検出方法:フォトダイオードアレイ検出器、測定波長は220nm
[物性4]ポリイソシアネート組成物の総量(100質量%)当たりの硫黄原子含有率
実施例及び比較例で得られたポリイソシアネート組成物を試料として、ポリイソシアネート組成物中の、スルホン酸アニオン基に由来する硫黄原子含有率は、以下の装置及び条件を用いてイオンクロマトグラフィー(IC)により求めた。
IC装置:サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社製、ICS−1500(商品名)
カラム:AS12A
移動相:2.7mmol/L NaCO,0.3mmol/L NaHCO
流量:1.5mL/min
試料注入量:1mL
サプレッサー:AERS−500
検出器:電気伝導度検出器
前処理方法:試料を炉内で燃焼させ、その燃焼ガスを吸収液に吸収させた。
[物性5]アミン化合物の定性
実施例及び比較例で得られた変性ポリイソシアネートに含まれるアミン化合物は、以下の装置及び条件を用いて、熱分解ガスクロマトグラフィーにより分離した後の質量分析の測定から、定性した。
熱分解装置:FRONTIER LAB Py3030D
加熱温度:600℃
加熱雰囲気:He
GC/MS装置:Agilent6890/MSD5975C
カラム:DB−1
カラム温度:40℃(5分)→20℃/分昇温→300℃(11分保持)
カラム流量:1.0mL/分
注入口温度:320℃
注入法:スプリット法(スプリット比;1/50)
イオン源温度:230℃
インターフェイス温度:300℃
イオン化法:電子イオン化法
試料量:0.3mg
[評価1]ポリイソシアネート組成物の黄色味評価
実施例及び比較例で得られたポリイソシアネート組成物を試料として、以下の装置及び条件を用いて波長430nmの光の透過率の値によりポリイソシアネート組成物の黄色味を評価した。
装置:JASCO 日本分光株式会社 V−650(商品名)
セル:ガラス製2cm角セル
また、判定基準は以下のとおりとした。
(判定基準)
○:80%以上
×:80%未満
[評価2]ポリイソシアネート組成物の濁り評価
実施例及び比較例で得られたポリイソシアネート組成物を試料として、以下の装置及び条件を用いたヘイズ値により、ポリイソシアネート組成物の濁りを評価した。
装置:HACH社製 濁度計2100N(商品名)、
標準液:ホルマジン標準液
モード:レシオモード
また、判定基準は以下のとおりとした。
(判定基準)
○:1NTU未満
×:1NTU以上
[評価3]ポリイソシアネート組成物の乳化力評価
実施例及び比較例で得られたポリイソシアネート組成物を試料として、乳化力を以下に示す方法を用いて、評価した。
(1)100mLフラスコと、吉野紙との質量を測定した。
(2)ポリイソシアネート組成物を、固形分換算で16gとなるように100mLフラスコに採取し、脱イオン水24gを添加した。
(3)プロペラ羽を使用し、200rpmで3分間、100mLフラスコ内の溶液を撹拌した後、(1)で秤量した吉野紙で濾過した。
(4)吉野紙に残った濾過残渣と、100mLフラスコに残った残渣とを合わせて105℃の乾燥機中で1時間加熱し、質量(g)を求めた。
(5)以下の式(C)を用いて、ポリイソシアネート組成物が水へ分散した割合を求めた。
水へ分散した割合(質量%)
={1−((4)で求めた残渣を含む100mLフラスコと吉野紙との合計質量(g)−(1)で測定した100mLフラスコと吉野紙との合計質量(g))/((2)で採取した変性ポリイソシアネートを含む組成物の質量(g)×不揮発分(質量%))}×100% ・・・(C)
また、判定基準は以下のとおりとした。
(判定基準)
○:80質量%以上
△:60質量%以上80質量%未満
×:60質量%未満
[評価4]塗膜の外観評価
実施例及び比較例で得られたコーティング組成物を用いて、ガラス板上に、厚さ40μmの塗膜を塗装した。次いで、23℃/50%RHの雰囲気下で乾燥させ、翌日、得られた塗膜を目視で評価した。判定基準は以下のとおりとした。
(判定基準)
○:透明、又はクレタリングなし
△:やや白濁、又はややクレタリングあり
×:白濁、又はクレタリング多数あり
[評価5]塗膜の硬度評価
実施例及び比較例で得られたコーティング組成物を用いて、ガラス板上に、厚さ40μmの塗膜を塗装した。次いで、23℃/50%RHの雰囲気下で乾燥させ、翌日、得られた塗膜をケーニッヒ硬度計(BYK Garder社製、商品名「Pendulum hardness tester」) を用いて測定した。判定基準は以下のとおりとした。
(判定基準)
○:40以上
×:40未満
[評価6]イソシアネート基の保持率
実施例及び比較例で得られたコーティング組成物中のイソシアネート基の濃度変化は、以下に示す方法を用いて、算出した。具体的には、日本分光株式会社製FT/IR−4200typeA(商品名)を用いた赤外吸収スペクトル測定(検出器:TGS、積算回数:16回、分解:4cm−1)において、イソシアヌレートの吸収ピーク(波数1686cm−1付近)に対するイソシアネートの吸収ピーク(波数2271cm−1付近)の強度比から算出した。なお、各コーティング組成物作製直後を0時間とし、そのときのイソシアネートの吸収ピーク強度/イソシアヌレートの吸収ピーク強度=X0とし、n時間後のピーク強度比=Xnを求めた。次いで、イソシアネート基の保持率を、以下の式(D)を用いて算出し、80%以上を保持できる時間を評価した。
イソシアネート基の保持率=Xn/X0 ・・・(D)
また、判定基準は以下のとおりとした。
(判定基準)
○:3.5時間以上
△:3時間以上、3.5時間未満
×:3時間未満
[製造例1]スルホン酸のアミン塩の製造1
2−ヒドロキシエタンスルホン酸70質量%水溶液20質量部に、1−プロパノールを10質量部添加して撹拌して溶液を得た。更に、2−ヒドロキシエタンスルホン酸に対するモル比が1となるようにトリエチルアミンを量り取り、10質量部の1−プロパノールで希釈した。次いで、トリエチルアミンの希釈液を撹拌中の2−ヒドロキシエタンスルホン酸溶液に滴下した。滴下開始から1時間後に撹拌を止め、エバポレーターで脱水及び脱溶剤し、固形分99.8質量%の2−ヒドロキシエタンスルホン酸トリエチルアミン塩を得た。
[製造例2]スルホン酸のアミン塩の製造2
トリエチルアミンに代えてN,N−ジイソプロピルエチルアミンを用いた以外は製造例1と同様にして固形分99.8質量%の2−ヒドロキシエタンスルホン酸N,N−ジイソプロピルエチルアミン塩を得た。
[製造例3]スルホン酸のアミン塩の製造3
トリエチルアミンに代えてN,N−ジメチルシクロヘキシルアミンを用いた以外は製造例1と同様にして固形分99.7質量%の2−ヒドロキシエタンスルホン酸N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン塩を得た。
[製造例4]スルホン酸のアミン塩の製造4
トリエチルアミンに代えてN−メチルピペリジンを用いた以外は製造例1と同様にして固形分99.8質量%の2−ヒドロキシエタンスルホン酸N−メチルピペリジン塩を得た。
[製造例5]スルホン酸のアミン塩の製造5
トリエチルアミンに代えてN−メチルモルホリンを用いた以外は製造例1と同様にして固形分99.8質量%の2−ヒドロキシエタンスルホン酸N−メチルモルホリン塩を得た。
[製造例6]スルホン酸のアミン塩の製造6
トリエチルアミンに代えてN,N−ジシクロヘキシルメチルアミンを用いた以外は製造例1と同様にして固形分99.8質量%の2−ヒドロキシエタンスルホン酸N,N−ジシクロヘキシルメチルアミン塩を得た。
[製造例7]スルホン酸のアミン塩の製造7
トリエチルアミンに代えてトリブチルアミンを用いた以外は製造例1と同様にして固形分99.8質量%の2−ヒドロキシエタンスルホン酸トリブチルアミン塩を得た。
[製造例8]スルホン酸のアミン塩の製造8
トリエチルアミンに代えてN,N−ジイソプロピル−2−エチルヘキシルアミンを用いた以外は製造例1と同様にして固形分99.8質量%の2−ヒドロキシエタンスルホン酸N,N−ジイソプロピル−2−エチルヘキシルアミン塩を得た。
[製造例9]スルホン酸のアミン塩の製造9
3−ヒドロキシプロパンスルホン酸80質量%水溶液20質量部に、1−プロパノールを10質量部添加して撹拌して溶液を得た。更に、3−ヒドロキシプロパンスルホン酸に対するモルが比1となるようにN,N−ジメチルベンジルアミンを量り取り、同質量部の1−プロパノールで希釈した液を、撹拌中の前記溶液に滴下していった。滴下開始から1時間後に撹拌を止め、エバポレーターで脱水及び脱溶剤し、固形分99.8質量%の3−ヒドロキシプロパンスルホン酸N,N−ジメチルベンジルアミン塩を得た。
[製造例10]スルホン酸のアミン塩の製造10
2−ヒドロキシエタンスルホン酸70質量%水溶液20質量部に、1−プロパノールを10質量部添加して撹拌して溶液を得た。更に、2−ヒドロキシエタンスルホン酸に対するモル比が0.33となるようにN,N−ジエチルメチルアミンを量り取り、また、2−ヒドロキシエタンスルホン酸に対するモル比が0.67となるようにトリプロピルアミンを量り取り、15質量部の1−プロパノールで希釈した。次いで、N,N−ジエチルメチルアミン及びトリプロピルアミンの希釈液を、撹拌中の2−ヒドロキシエタンスルホン酸溶液に滴下していった。滴下開始から1時間後に撹拌を止め、エバポレーターで脱水及び脱溶剤し、固形分99.6質量%の2−ヒドロキシエタンスルホン酸N,N−ジエチルメチルアミン・トリプロピルアミン混合塩を得た。
[製造例11]アクリル系ポリオール水分散体の製造1
反応器として、撹拌機、温度計、還流冷却管、窒素吹き込み管、滴下ロートを取り付けた4ツ口のセパラブルフラスコを用いた。該反応器内を窒素雰囲気にし、エチレングリコールモノブチルエーテル300質量部を仕込み、攪拌下、反応器内温度を80℃に保持した。該反応器に、以下の(a−1)〜(c−1)の成分を均一に混合した混合物を4.5時間かけて一定速度で連続的に加えた。
(a−1)モノマー1:メタクリル酸メチル146.3質量部
(a−2)モノマー2:スチレン105質量部
(a−3)モノマー4:アクリル酸−n−ブチル257.6質量部
(a−4)モノマー5:メタクリル酸14質量部
(a−5)モノマー6:メタクリル酸−2−ヒドロキシエチル177.1質量部
(b−1)重合開始剤:2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.7質量部
(c−1)連鎖移動剤:n−ドデシルメルカプタン0.3質量部
その後反応器内温度を80℃のまま2時間保持した。その後、反応器内の混合物を、冷却し、アンモニア25質量%水溶液を11.6質量部加えて15分間撹拌した。さらに反応器内の混合物を、攪拌下、イオン交換水を1300質量部加えて水分散体を得た。得られた水分散体を、ロータリーエバポレーターを用いて固形分が約45質量%になるまで濃縮した。その後、得られた濃縮物を、アンモニア25質量%水溶液でpH8.0に調整し、アクリル系ポリオールの水分散体を得た。得られたアクリル系ポリオールの水分散体は、水分散体中の粒子の平均粒子径が90nmであった。ポリオール樹脂分の水酸基濃度が仕込み原材料からの計算値で3.3質量%であった。ポリオール樹脂分の数平均分子量が9600であった。
[実施例1]ポリイソシアネート組成物及びコーティング組成物の製造
(1)ポリイソシアネート組成物の製造
イソシアヌレート構造を有するイソシアネートプレポリマー(旭化成ケミカルズ株式会社製、商品名「デュラネートTPA−100」(イソシアネート基含有率:23質量%、不揮発分:100質量%))100質量部に、製造例1で得られた2−ヒドロキシエタンスルホン酸トリエチルアミン塩2.5質量部と、製造例6で得られた2−ヒドロキシエタンスルホン酸N,N−ジシクロヘキシルメチルアミン塩3.5質量部とを添加し、窒素下、120℃で3時間攪拌して、それぞれのアミンのモル比が1/1、水酸基に対するイソシアネート基のモル比(イソシアネート基/水酸基)が25となるように反応を行った。
反応終了後、ポリイソシアネート組成物を得た。得られたポリイソシアネート組成物は、不揮発分:100質量%、イソシアネート基含有率:20.8質量%、変性率:4.0%、硫黄原子含有率:0.7%であった。なお、各物性を表1にも示した。
(2)コーティング組成物の製造
製造例11で作製したポリオール水分散体40gを容器に計り取った。次いで、(1)で得られたポリイソシアネート組成物中のイソシアネート基とポリオール水分散体中の水酸基とのモル比が、NCO/OH=1.25になるように、ポリイソシアネート組成物を加えて混合物を得た。次いで、得られた混合物に、コーティング組成物中の固形分が42質量%となるように脱イオン水を加え、プロペラ羽を使用し、600rpmで10分間撹拌し、コーティング組成物を作製した。得られたコーティング組成物を用いて、上記に記載の方法により塗膜を作製し、評価を行った。結果を表2に示す。
[実施例2〜6]ポリイソシアネート組成物及びコーティング組成物の製造
(1)ポリイソシアネート組成物の製造
それぞれ表1に示す配合、スルホン酸のアミン塩中のアミンのモル比とした以外は実施例1と同様の方法を用いて、ポリイソシアネート組成物を得た。得られたポリイソシアネート組成物の物性を上記に記載の方法を用いて測定した。結果を表1に示す。
(2)コーティング組成物の製造
実施例1で得られたポリイソシアネート組成物の代わりに、(1)で得られた各ポリイソシアネート組成物を用いた以外は、実施例1と同様の方法を用いて、コーティング組成物を得た。得られたコーティング組成物を用いて、上記に記載の方法により塗膜を作製し、評価を行った。結果を表2に示す。
[実施例7]ポリイソシアネート組成物及びコーティング組成物の製造
(1)ポリイソシアネート組成物の製造
イソシアヌレート構造を有するイソシアネートプレポリマー(旭化成ケミカルズ株式会社製、商品名「デュラネートTPA−100」(イソシアネート基含有率:23質量%、不揮発分:100質量%))100質量部に、3−シクロヘキシルアミノプロパンスルホン酸5.2重量部と、N,N−ジエチルメチルアミン0.7質量部と、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン2.0質量部とを添加し、窒素下、還流下、80℃で5時間攪拌して、アミノ基に対するイソシアネート基のモル比(イソシアネート基/アミノ基)が22となるように反応を行い、ポリイソシアネート組成物を得た。得られたポリイソシアネート組成物の物性を上記に記載の方法を用いて測定した。結果を表1に示す。
(2)コーティング組成物の製造
実施例1で得られたポリイソシアネート組成物の代わりに、(1)で得られたポリイソシアネート組成物を用いた以外は、実施例1と同様の方法を用いて、コーティング組成物を得た。得られたコーティング組成物を用いて、上記に記載の方法により塗膜を作製し、評価を行った。結果を表2に示す。
[実施例8]ポリイソシアネート組成物及びコーティング組成物の製造
(1)ポリイソシアネート組成物の製造
イソシアヌレート構造を有するイソシアネートプレポリマー(旭化成ケミカルズ株式会社製、商品名「デュラネートTPA−100」(イソシアネート基含有率:23質量%、不揮発分:100質量%))130質量部に、4−シクロヘキシルアミノブタンスルホン酸9.8重量部と、N−メチルピロリジン1.8質量部と、N,N−ジイソプロピルエチルアミン2.7質量部とを添加し、窒素下、還流下、100℃で5時間攪拌して反応を行った。その後、更にTPA−100を60質量部添加し、最終的にアミノ基に対するイソシアネート基のモル比(イソシアネート基/アミノ基)が25となるように反応させて、ポリイソシアネート組成物を得た。得られたポリイソシアネート組成物の物性を上記に記載の方法を用いて測定した。結果を表1に示す。
(2)コーティング組成物の製造
実施例1で得られたポリイソシアネート組成物の代わりに、(1)で得られたポリイソシアネート組成物を用いた以外は、実施例1と同様の方法を用いて、コーティング組成物を得た。得られたコーティング組成物を用いて、上記に記載の方法により塗膜を作製し、評価を行った。結果を表2に示す。
[比較例1]ポリイソシアネート組成物及びコーティング組成物の製造
(1)ポリイソシアネート組成物の製造
イソシアヌレート構造を有するイソシアネートプレポリマー(旭化成ケミカルズ株式会社製、商品名「デュラネートTPA−100」(イソシアネート基含有率:23質量%、不揮発分:100質量%))100質量部に、製造例1で作製した2−ヒドロキシエタンスルホン酸トリエチルアミン塩5.0質量部とアセトン20質量部とジブチルスズジラウレート0.005質量部とを添加し、窒素下、還流下、70℃で10時間攪拌して、水酸基に対するイソシアネート基のモル比(イソシアネート基/水酸基)が25となるように反応を行った。その後、還流を外して100℃で1時間撹拌して反応を継続した。反応終了後、ポリイソシアネート組成物を得た。得られたポリイソシアネート組成物は、不揮発分:98.5質量%、イソシアネート基含有率:20.7質量%、変性率:4.0%、硫黄原子含有率:0.7%であった。なお、各物性を表1にも示した。
(2)コーティング組成物の製造
実施例1で得られたポリイソシアネート組成物の代わりに、(1)で得られたポリイソシアネート組成物を用いた以外は、実施例1と同様の方法を用いて、コーティング組成物を得た。得られたコーティング組成物を用いて、上記に記載の方法により塗膜を作製し、評価を行った。結果を表2に示す。
[比較例2]ポリイソシアネート組成物及びコーティング組成物の製造
(1)ポリイソシアネート組成物の製造
イソシアヌレート構造を有するイソシアネートプレポリマー(旭化成ケミカルズ株式会社製、商品名「デュラネートTPA−100」(イソシアネート基含有率:23質量%、不揮発分:100質量%))100質量部に、製造例2で得られた2−ヒドロキシエタンスルホン酸N,N−ジイソプロピルエチルアミン塩4.2質量部をアセトン10質量部に予め溶解させておいた液を添加した。次いで、窒素下、還流下、120℃で3時間攪拌して、水酸基に対するイソシアネート基のモル比(イソシアネート基/水酸基)が33となるように反応を行い、ポリイソシアネート組成物を得た。得られたポリイソシアネート組成物の物性を上記に記載の方法を用いて測定した。結果を表1に示す。
(2)コーティング組成物の製造
実施例1で得られたポリイソシアネート組成物の代わりに、(1)で得られたポリイソシアネート組成物を用いた以外は、実施例1と同様の方法を用いて、コーティング組成物を得た。得られたコーティング組成物を用いて、上記に記載の方法により塗膜を作製し、評価を行った。結果を表2に示す。
[比較例3]ポリイソシアネート組成物及びコーティング組成物の製造
(1)ポリイソシアネート組成物の製造
イソシアヌレート構造を有するイソシアネートプレポリマー(旭化成ケミカルズ株式会社製、商品名「デュラネートTPA−100」(イソシアネート基含有率:23質量%、不揮発分:100質量%))100質量部に、製造例3で得られた2−ヒドロキシエタンスルホン酸N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン塩5.5質量部を添加した。次いで、窒素下、120℃で3時間攪拌して、水酸基に対するイソシアネート基のモル比(イソシアネート基/水酸基)が25となるように反応を行い、ポリイソシアネート組成物を得た。得られたポリイソシアネート組成物の物性を上記に記載の方法を用いて測定した。結果を表1に示す。
(2)コーティング組成物の製造
実施例1で得られたポリイソシアネート組成物の代わりに、(1)で得られたポリイソシアネート組成物を用いた以外は、実施例1と同様の方法を用いて、コーティング組成物を得た。得られたコーティング組成物を用いて、上記に記載の方法により塗膜を作製し、評価を行った。結果を表2に示す。
[比較例4〜5]ポリイソシアネート組成物及びコーティング組成物の製造
(1)ポリイソシアネート組成物の製造
それぞれ表1に示す配合とした以外は比較例3と同様の方法を用いて、ポリイソシアネート組成物を得た。得られたポリイソシアネート組成物の物性を上記に記載の方法を用いて測定した。結果を表1に示す。
(2)コーティング組成物の製造
実施例1で得られたポリイソシアネート組成物の代わりに、(1)で得られた各ポリイソシアネート組成物を用いた以外は、実施例1と同様の方法を用いて、コーティング組成物を得た。得られたコーティング組成物を用いて、上記に記載の方法により塗膜を作製し、評価を行った。結果を表2に示す。
[比較例6]ポリイソシアネート組成物及びコーティング組成物の製造
(1)ポリイソシアネート組成物の製造
イソシアヌレート構造を有するイソシアネートプレポリマー(旭化成ケミカルズ株式会社製、商品名「デュラネートTPA−100」(イソシアネート基含有率:23質量%、不揮発分:100質量%))100質量部に、3−シクロヘキシルアミノプロパンスルホン酸5.0重量部と、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン2.9質量部とを添加した。次いで、窒素下、還流下、80℃で5時間攪拌して、アミノ基に対するイソシアネート基のモル比(イソシアネート基/アミノ基)が23となるように反応を行い、ポリイソシアネート組成物を得た。得られたポリイソシアネート組成物の物性を上記に記載の方法を用いて測定した。結果を表1に示す。
(2)コーティング組成物の製造
実施例1で得られたポリイソシアネート組成物の代わりに、(1)で得られたポリイソシアネート組成物を用いた以外は、実施例1と同様の方法を用いて、コーティング組成物を得た。得られたコーティング組成物を用いて、上記に記載の方法により塗膜を作製し、評価を行った。結果を表2に示す。
[比較例7]ポリイソシアネート組成物及びコーティング組成物の製造
(1)ポリイソシアネート組成物の製造
イソシアヌレート構造を有するイソシアネートプレポリマー(旭化成ケミカルズ株式会社製、商品名「デュラネートTPA−100」(イソシアネート基含有率:23質量%、不揮発分:100質量%))130質量部に、4−シクロヘキシルアミノブタンスルホン酸10.0重量部と、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン5.4質量部とを添加した。次いで、窒素下、還流下、100℃で5時間攪拌して反応を行った後、更にTPA−100を60質量部添加し、最終的にアミノ基に対するイソシアネート基のモル比(イソシアネート基/アミノ基)が24となるように反応させて、ポリイソシアネート組成物を得た。得られたポリイソシアネート組成物の物性を上記に記載の方法を用いて測定した。結果を表1に示す。
(2)コーティング組成物の製造
実施例1で得られたポリイソシアネート組成物の代わりに、(1)で得られたポリイソシアネート組成物を用いた以外は、実施例1と同様の方法を用いて、コーティング組成物を得た。得られたコーティング組成物を用いて、上記に記載の方法により塗膜を作製し、評価を行った。結果を表2に示す。
Figure 2018070371
Figure 2018070371
表1及び表2から、スルホン酸のアミン塩2種とポリイソシアネートとを反応させて得られたスルホン酸アニオン基を分子内に含有するポリイソシアネートを含むポリイソシアネート組成物であって、2種のアミン化合物が検出された実施例1〜6は、黄色味や濁りが少なく、乳化力が優れていた。また、それらポリイソシアネート組成物を含むコーティング組成物は、良好なポットライフ(イソシアネート基の保持率)を示した。また、それらコーティング組成物を用いた塗膜は、外観、硬度及びが良好であった。
また、スルホン酸とポリイソシアネートとアミン化合物2種とを反応させて得られたスルホン酸アニオン基を分子内に含有するポリイソシアネートを含むポリイソシアネート組成物であって、2種のアミン化合物が検出された実施例7、8は、黄色味や濁りが少なく、乳化力が優れていた。また、それらポリイソシアネート組成物を含むコーティング組成物は、良好なポットライフ(イソシアネート基の保持率)を示した。それらコーティング組成物を用いた塗膜は、外観を保ちながら、硬度が良好であった。
一方、スルホン酸のアミン塩1種とポリイソシアネートとを反応させて得られたスルホン酸アニオン基を分子内に含有するポリイソシアネートを含むポリイソシアネート組成物であって、1種のアミン化合物が検出された比較例1〜5においては、組成物の外観(濁り及び黄色味)と、水分散性(乳化力)と、塗膜外観と、塗膜硬度と、ポットライフ(イソシアネート基の保持率)と、を両立できるものはなかった。
また、スルホン酸とポリイソシアネートとアミン化合物1種とを反応させて得られたスルホン酸アニオン基を分子内に含有するポリイソシアネートを含むポリイソシアネート組成物であって、1種のアミン化合物が検出された比較例6、7においても、組成物の外観(濁り及び黄色味)と、水分散性(乳化力)と、塗膜外観と、塗膜硬度と、ポットライフ(イソシアネート基の保持率)と、を両立できるものはなかった。
以上のことから、本実施形態のポリイソシアネート組成物は、濁りや黄色味が少なく、乳化力が優れていることが確かめられた。また、本実施形態のポリイソシアネート組成物を用いて得られるコーティング組成物は良好なポットライフを示し、優れた外観と、優れた硬度とを持つ塗膜を形成することができることが確かめられた。
本実施形態のポリイソシアネート組成物は、濁りや黄色味が少なく、水や水を含む主剤に分散した場合に優れた分散性を得ることができる。また、本実施形態のポリイソシアネート組成物は、良好なポットライフを示し、優れた外観と、優れた硬度とを持つ塗膜を形成することができる。本実施形態のコーティング組成物は、建築用塗料、自動車用塗料、自動車補修用塗料、プラスチック用塗料、粘着剤、接着剤、建材、家庭用水系塗料、その他コーティング剤、シーリング剤、インキ、注型材、エラストマー、フォーム、プラスチック原料、繊維処理剤として好適に用いられる。

Claims (15)

  1. スルホン酸アニオン基を分子内に含有するポリイソシアネートと、
    下記一般式(1)で表されるアミン化合物の第三級アンモニウムカチオンから選ばれる1種以上及び下記一般式(2)で表されるアミン化合物の第三級アンモニウムカチオンから選ばれる1種以上と、又は、R11、R12及びR13の合計炭素数が互いに異なる前記一般式(1)で表されるアミン化合物の第三級アンモニウムカチオンから選ばれる2種以上と、を含むポリイソシアネート組成物。
    Figure 2018070371
    (前記式(1)中、R11、R12及びR13は、互いに独立して、エーテル結合を含んでもよい炭素数1以上6以下の炭化水素基である。R11、R12及びR13からなる群より選ばれる少なくとも1つが環構造を含んでいてもよく、R11、R12及びR13からなる群より選ばれる2つ以上は互いに結合して環構造を形成してよい。前記環構造は、芳香族環、炭素数5若しくは6のシクロアルキル基、R11とR12とが互いに結合した5員環若しくは6員環、又は、R11とR12とR13とが互いに結合した多員の多重環である。R11、R12及びR13の合計炭素数は8以下である。)
    Figure 2018070371
    (前記式(2)中、R21、R22及びR23は、互いに独立して、エーテル結合を含んでもよい炭素数1以上19以下の炭化水素基である。R21、R22及びR23からなる群より選ばれる少なくとも1つが環構造を含んでいてもよく、R21、R22及びR23からなる群より選ばれる2つ以上は互いに結合して環構造を形成してよい。前記環構造は、芳香族環、炭素数5若しくは6のシクロアルキル基、R21とR22とが互いに結合した5員環若しくは6員環、又は、R21とR22とR23とが互いに結合した多員の多重環である。R21、R22及びR23の合計炭素数は9以上である。)
  2. 前記スルホン酸アニオン基を分子内に含有するポリイソシアネートが、活性水素基を有するスルホン酸のアミン塩2種以上とポリイソシアネートとの反応により得られるものであり、
    前記活性水素基を有するスルホン酸のアミン塩が、活性水素基を有するスルホン酸と、前記一般式(1)で表されるアミン化合物から選ばれる1種以上及び前記一般式(2)で表されるアミン化合物から選ばれる1種以上との塩である、又は、
    活性水素基を有するスルホン酸と、前記一般式(1)で表されるアミン化合物から選ばれる2種以上との塩である請求項1に記載のポリイソシアネート組成物。
  3. 前記活性水素基が水酸基である請求項2に記載のポリイソシアネート組成物。
  4. 前記活性水素基を有するスルホン酸が下記一般式(3)で表される化合物である請求項2又は3のいずれか一項に記載のポリイソシアネート組成物。
    Figure 2018070371
    (前記式(3)中、R31は水酸基、エーテル結合、エステル結合、カルボニル基、及び、イミノ基からなる群より選ばれる少なくとも1つを含んでもよい炭素数1以上10以下の炭化水素基である。R31は環構造を含んでもよい。前記環構造は、芳香族環、窒素原子を2つ含む5員環若しくは6員環、又は、窒素原子と酸素原子とを含む5員環若しくは6員環である。)
  5. 前記スルホン酸アニオン基を分子内に含有するポリイソシアネートが、活性水素基を有するスルホン酸とポリイソシアネートとの反応により得られるものである請求項1に記載のポリイソシアネート組成物。
  6. 前記活性水素基がアミノ基である請求項5に記載のポリイソシアネート組成物。
  7. 前記活性水素基を有するスルホン酸が下記一般式(4)で表される化合物である請求項5又は6に記載のポリイソシアネート組成物。
    Figure 2018070371
    (前記式(4)中、R41及びR43は、互いに独立して、水素原子、又は、水酸基を含んでもよい炭素数1以上12以下の炭化水素基である。R41及びR43のうち少なくとも1つは水素原子である。R42は、水酸基を含んでもよい炭素数1以上12以下の炭化水素基である。)
  8. 前記一般式(1)で表されるアミン化合物が、環状アミン化合物、鎖状脂肪族炭化水素基を含むアミン化合物及び環状脂肪族炭化水素基を含むアミン化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種であり、且つ、前記一般式(2)で表されるアミン化合物が、鎖状脂肪族炭化水素基を含むアミン化合物及び環状脂肪族炭化水素基を含むアミン化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項1〜7のいずれかに記載のポリイソシアネート組成物。
  9. 前記ポリイソシアネートが、脂肪族ポリイソシアネート、脂環族ポリイソシアネート、及び、芳香脂肪族ポリイソシアネートからなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項1〜8のいずれか一項に記載のポリイソシアネート組成物。
  10. (A)活性水素基を有するスルホン酸のアミン塩2種以上と、ポリイソシアネートとを、又は、
    (B)活性水素基を有するスルホン酸と、ポリイソシアネートと、
    下記一般式(1)で表されるアミン化合物から選ばれる1種以上及び下記一般式(2)で表されるアミン化合物から選ばれる1種以上と、若しくは、
    11、R12及びR13の合計炭素数が互いに異なる前記一般式(1)で表されるアミン化合物から選ばれる2種以上とを、
    イソシアネート基/活性水素基のモル比が2以上400以下の範囲で反応させ、
    前記活性水素基を有するスルホン酸のアミン塩が、前記活性水素基を有するスルホン酸と前記一般式(1)で表されるアミン化合物から選ばれる1種以上及び前記一般式(2)で表されるアミン化合物から選ばれる1種以上との塩である、又は、
    前記活性水素基を有するスルホン酸と前記一般式(1)で表されるアミン化合物から選ばれる2種以上との塩であるポリイソシアネート組成物の製造方法。
    Figure 2018070371
    (前記式(1)中、R11、R12及びR13は、互いに独立して、エーテル結合を含んでもよい炭素数1以上6以下の炭化水素基である。R11、R12及びR13からなる群より選ばれる少なくとも1つが環構造を含んでいてもよく、R11、R12及びR13からなる群より選ばれる2つ以上は互いに結合して環構造を形成してよい。前記環構造は、芳香族環、炭素数5若しくは6のシクロアルキル基、R11とR12とが互いに結合した5員環若しくは6員環、又は、R11とR12とR13とが互いに結合した多員の多重環である。R11、R12及びR13の合計炭素数は8以下である。)
    Figure 2018070371
    (前記式(2)中、R21、R22及びR23は、互いに独立して、エーテル結合を含んでもよい炭素数1以上19以下の炭化水素基である。R21、R22及びR23からなる群より選ばれる少なくとも1つが環構造を含んでいてもよく、R21、R22及びR23からなる群より選ばれる2つ以上は互いに結合して環構造を形成してよい。前記環構造は、芳香族環、炭素数5若しくは6のシクロアルキル基、R21とR22とが互いに結合した5員環若しくは6員環、又は、R21とR22とR23とが互いに結合した多員の多重環である。R21、R22及びR23の合計炭素数は9以上である。)
  11. 前記活性水素基が、アミノ基及び水酸基からなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項10に記載のポリイソシアネート組成物の製造方法。
  12. 前記活性水素基を有するスルホン酸が下記一般式(3)で表される化合物である請求項10又は11に記載のポリイソシアネート組成物の製造方法。
    Figure 2018070371
    (前記式(3)中、R31は水酸基、エーテル結合、エステル結合、カルボニル基、及び、イミノ基からなる群より選ばれる少なくとも1つを含んでもよい炭素数1以上10以下の炭化水素基である。R31は環構造を含んでもよい。前記環構造は、芳香族環、窒素原子を2つ含む5員環若しくは6員環、又は、窒素原子と酸素原子とを含む5員環若しくは6員環である。)
  13. 前記スルホン酸のアミン塩における、前記一般式(1)で表されるアミン化合物と、前記一般式(2)で表されるアミン化合物とのモル比が10/90以上90/10以下である請求項10〜12のいずれか一項に記載のポリイソシアネート組成物の製造方法。
  14. 請求項1〜9のいずれか一項に記載のポリイソシアネート組成物を含むコーティング組成物。
  15. 請求項14に記載のコーティング組成物によってコーティングされたコーティング基材。
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