JP2003508562A - ブロックトポリイソシアネート架橋剤 - Google Patents
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Abstract
Description
)焼付けラッカーにおける使用、特に柔軟な塗膜触感作用を示す、溶剤含有プラ
スチック用塗料または主として水をベースとするプラスチック用塗料を製造する
ための当該架橋剤の使用に関する。
れている〔S. Petersen in Liebigs Ann. Chew. 562(1949)p. 205以降〕。か
かるブロッキング剤、例えばマロン酸ジエチルやアセト酢酸エチルは、塗膜形成
の焼付け温度が低い(80〜120℃)点で、有利である。さらに、CH酸ブロッキン
グ剤は、他のブロッキング剤とは異なって、有害な物質を形成しない。
大することであり、第2に、ブロックトポリイソシアネート架橋剤が結晶化する
傾向を示すことである。例えば、マロン酸ジエチルでブロッキング処理した1,6-
ジイソシアナトヘキサン(HDI)系ポリイソシアネートは、多量の溶剤の使用に
も拘らず、数日の貯蔵後でも固化してガラス状組成物を形成してしまう(もっと
も、このガラス状組成物は、注意深く処理すれば、再溶融することができる)。
8 587は、マロン酸ジエチルの単独使用に代えて、このマロン酸ジエチルとマロ
ン酸ジイソプロピルとの混合物をブロッキング剤として使用することを提案して
いる。この方法によって、結晶化する傾向を相殺することができる。
。さらに、組込み形態のホルムアルデヒドと、所定量のヒドラジドおよびHALSア
ミンとの使用によって、焼付けラッカーの明確な熱黄変が起こることを防止する
。しかしながら、DE-A 19 813 352開示の方法は、ある種のポリイソシアネート
の場合、透明性および沈殿の防止に関し、不充分であることが判明した(以下の
比較例2および3、参照)。
蔵安定性を示しかつ塗膜の熱黄変が可能な限り起こらないことを確保するような
方法に従い、CH酸でブロッキングしたポリイソシアネート架橋剤を提供すること
である。かかる課題は、本発明のブロックトポリイソシアネート架橋剤によって
解決することができる。
であって、 当該架橋剤は、(ブロックトイソシアネート基含有量5〜20%、好適には8〜14
%を含み、かつ) 脂肪族および/または脂環式ポリイソシアネートのNCO基 100当量% CH酸エステルブロッキング剤 80〜95当量% 脂肪族/脂環式ジアミンのNH2基 5〜20当量%、および 組込み形態のホルムアルデヒド 5〜50 mol% を含むことを特徴とする架橋剤を提供する。
剤含有相または水性相において、ポリウレタン焼付け型ラッカーの有機ポリヒド
ロキシ化合物を硬化させるための使用を提供する。本発明の架橋剤は、例えば、
車両おいて柔軟な塗膜触感作用を示すプラスチック用塗料の製造に使用される。
橋剤は、ヒドラジドおよびHALSアミンを、耐熱黄変添加剤として含むことができ
る(EP-A 829 500およびDE-A 19 856 968、参照)。
量%、好適には15〜30重量%の溶剤を含むことができる。水に対し混和性の傾向
を示す溶剤が好適であり、例えば、1-メトキシ-2-プロピルアセテート、イソブ
タノール、ブチルグリコール、N-メチルピロリドン、ブチルジグリコールまたは
ブチルジグリコールアセテートを例示することができる。
とができる。 −非-結晶性で、透明な生成物であって、貯蔵安定性を示すことができる。 −80〜120℃の温度において、それ自体およびOH成分と反応しうる硬化成分であ
る。 −溶剤系および水系の両系のOH成分と反応しうる共反応体である。
とができる。
プロピルアセテート(MPA))と共に、まず、約50℃で導入し、そこに、CH-酸エ
ステル(例えば、マロン酸エステル)を、30%Naメチラート溶液約2〜3%との混
合物として添加し、反応を、60℃〜90℃で、NCOの計算値含有量に達するまで進
行させる。そこに、付加的なMPA中に溶解した、1-アミノ-3,3,5-トリメチル-5-
アミノメチルシクロヘキサン(IPDA)を添加し、反応を、約50℃〜70℃で進行さ
せて、NCO基が検出されなくなるまで継続する。その後、温度40℃〜50℃で、透
明なパラホルムアルデヒド溶液、当該パラホルムアルデヒドを基準に10%の30%
Naメチラート溶液(塩基)およびイソブタノールを、当該バッチに添加し、これ
を、次いで1〜2時間、温度40℃〜50℃で撹拌し、これにより、ホルムアルデヒド
を化学結合させる(組込み形態のホルムアルデヒド)。検出可能なホルムアルデ
ヒド量は、わずか0.1%未満であった。本発明のブロックトポリイソシアネート
架橋剤の特に好適な具体例、特に淡色の塗膜形成の具体例によれば、バッチ処理
におけるこの段階で、熱黄変性に耐性を示す安定化剤、例えば前記したヒドラジ
ン(1 mol)の炭酸プロピレン(2 mol)付加物、およびHALSアミンTinuvin 770
DF(登録商標)(Ciba Speciality)を添加、撹拌することができる。所要の粘
度範囲<10,000 mPasに調節するには、バッチを、付加的なアルコール(例えば
、イソブタノールおよび/またはブチルグリコール)で希釈し、最後に、わずか
に酸性の範囲内に(pH 5.0〜6.9)、 0.5〜2.5%(当該バッチを基準)のジブチ
ルホスフェートによって調節する。
アネートは、脂肪族基および/または脂環式基結合イソシアネート基であって、
そのイソシアネート含有量は、7〜30重量%、好適には12〜25重量%である。
する既知の塗料用ポリイソシアネートである。 1,6-ジイソシアナトヘキサン(HDI) 1-イソシアナト-3,3,5-トリメチル-5-イソシアナトメチルシクロヘキサン(IPDI
)、および/または ビス(4-イソシアナトシクロヘキセニル)メタン(H12MDIまたはDesmodur W(登
録商標)/Bayer AG)(ビウレット基、イソシアヌレート基、ウレタン基、アロ
ファネート基および/またはウレチドン基含有) また、次のような物質もポリイソシアネート成分として使用することができる
。 1,6-ジイソシアナトヘキサンをベースとする、三量体化塗料用ポリイソシアネー
ト(すなわち、イソシアヌレート基に加え、イミノオキサジアジンジオン基を有
する塗料用ポリイソシアネート)(EP-A-798 299、参照)
使用することができる。 ジイソシアナトブタン-1,4 2,4-または2,6-ジイソシアナト-1-メチルシクロヘキサン 2,5-および/または2,6-ビス(イソシアナト)ノルボルナン 3-および/または4-イソシアナトメチル-1-メチル-シクロヘキサン 1,4-ビス(2-イソシアナトプロプ-2-イル)ベンゼン 1,3-ジイソシアナトメチルベンゼン 1,3-または1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン
アナトヘキサンをベースとするポリイソシアネートである。
セト酢酸エチルおよび/またはそれらのメチル、イソプロピル、イソブチルまた
はt-ブチル誘導体である。マロン酸ジエチルが好適である。
は、NCO-ブロッキング反応ののちに残存するNCO基と穏やかに反応する作用を有
し、したがって、分子量の増大に寄与することができる。このようにして、ジア
ミン延長反応によって、5〜20当量%、好適には7〜10当量%のNCO基が反応し、
起こりうる結晶化の傾向を防止することができる。脂肪族および脂環式ジアミン
が好適である。好適なジアミンの例示として、次のような物質が挙げられる。 エチレンジアミン、および プロピレンジアミン 4,4'-ジアミノジシクロヘキシルメタン、および 1,4-ジアミノシクロヘキサン 好適なジアミンは、3,3,5-トリメチル-5-アミノメチルシクロヘキシルアミン(I
PDA)である。
ト架橋剤中に組込むことによって、結晶化の傾向、特にHDIをベースとするブロ
ックトポリイソシアネートの結晶化の傾向を著しく低下させ、その結果、焼付け
ラッカーの熱黄変も著しく低下させることができる。
ト100当量%当たり、好適にはホルムアルデヒド0.1〜0.4 mol(10〜40当量%)
の量で添加し、塩基、例えば、Naメチラートと反応させる。この用量は、溶剤含
有量を除いた、本発明のブロックトポリイソシアネート架橋剤を基準に、0.5〜5
.0重量%のホルムアルデヒドに相当する。
できる。本発明に好適な安定化剤は、以下の式(Ia)の組込み可能なヒドラジド
である。
アミン Tinuvin 770 DF(登録商標)(未置換N原子を有するアミン、Ciba Speci
ality)に添加することで、容易に製造することができる。
ト架橋剤を基準に、好適には3〜6重量%のヒドラジン安定化剤および好適には0.
5〜1.5重量%のホルムアルデヒド安定化剤を使用することができる。
NCO基と非反応性の既知溶剤である。その例示は、次のとおりである。 1-メトキシ-2-プロピルアセテート ソルベントナフサ100、または ブチルアセテート、並びに N-メチルピロリドン、および ブチルジグリコールアセテート NCO基をブロッキングする場合、好適には、アルコール、例えばブタノール、
例えばイソブタノールまたはブチルグリコールを用いて、ブロッキング剤のアル
コール基とエステル交換させることができる。本発明のブロックトポリイソシア
ネート架橋剤は、水性バインダー組成物用として水性OH成分と共に用いる場合、
ポリイソシアネート架橋剤溶液を基準に、5〜20重量%のN-メチルピロリドンを
さらに含むことができる。
が起こらず、かつ熱黄変が殆ど起こらず、しかも良好な塗膜特性を有することが
できる。
は、永久的に安定性を示す柔軟な触感の表面を有すると共に、基材に対し良好な
接着性を示すことができる(触感特性)。したがって、本発明のブロックトポリ
イソシアネート架橋剤は、主として、プラスチック表面を塗装およびラッカー被
覆するのに適している。
DA含有量2.32重量%およびホルムアルデヒド含有量2.46重量%(固体を基準)を
有する。成分 1,6-ジイソシアナトヘキサン(HDI)をベースとするイソシアネート含有塗料用
ポリイソシアネート(NCO含有量=21.4重量%、粘度(23℃)=約3,000 mPas)
196.0 g(1.0 g 当量) マロン酸ジエチル 152.0 g(0.95 mol) メタノール中30% Naメチレート溶液 3.0 g 3,3,5-トリメチル-5-アミノメチルシクロヘキシルアミン(IPDA) 8.5 g(0.10
g 当量) パラホルムアルデヒド 9.0g(0.30 mol) メタノール中30% Naメチレート溶液 0.9 g N-メチルピロリドン(NMP) 40.6 g イソブタノール(IB) 40.6 g ブチルグリコール(BG) 40.6 gジブチルホスフェート 4.8 g ブロックNCO基 496.0 g(0.95 g当量) 固形分:75重量% ブロックNCO含有量:8.0重量% 粘度(23℃):約7,200 mPas ハーゼンカラーインデックス:<100 NCO当量:525 g
テルとNaメチラートとの混合溶液を、撹拌下に、比較的多量に添加した。添加完
了後、撹拌を、NCO含有量が0.6〜0.8%になるまで2〜3時間継続した。なお、NCO
含有量の計算値は、0.6%である。IPDAおよびNMPの溶液を添加し、得られた混合
物を、次いで30分間、60℃にて、NCO含有量が検出されなくなるまで撹拌した。
混合物を、BGで希釈し、そこに、パラホルムアルデヒドの透明溶液、Naメチラー
ト溶液およびIBを添加し、撹拌を、約3時間、50℃で行った。次いで、混合物を
冷却し、ジブチルホスフェートで酸性にし、保存した。ブロックトポリイソシア
ネート架橋剤の透明溶液を得た。この透明溶液は、数カ月間、貯蔵安定性を示し
、バッチについて所定の特性を有した。
用を省略し、これに代えて、マロン酸エステルを用いた。得られた架橋剤は、7
日間の貯蔵期間経過後、液体のままであったが、不透明な溶液となった。
込みは、省略した。したがって、実施例1の架橋剤と比較例すると、比較例3の架
橋剤は、IPDAおよびホルムアルデヒドが存在しない。
水性塗料を、一液型形態で製造するための使用について、説明する。実施例1の
架橋剤は、非常に反応性が高くかつ溶剤含有型のものであるにも拘らず、この架
橋剤を、樹脂成分と共に均一に混合でき、主として水中に分散しうることは、驚
くべきことである。また驚くべきことに、かかる塗料バッチは、少なくとも2週
間、安定性を示し、処理可能であって、これは、マロン酸エステルによってブロ
ッキングした水性イソシアネートでは、全く得られない効果である。
blend T 65 MN)に対し吹付け、45分間、80℃でおよび45分間、100℃で乾燥した
。
特別な触感品質)を有し、ゴムと類似の触感を示す。
、水中に分散した未ブロッキング処理ポリイソシアネートを含む二液型系の結果
と比較して、良好な数値であった。
成に加えて安定化剤として、前記した、ヒドラジン(1 mol)の炭酸プロピレン
(2 mol)付加物(M=236)並びに3.7 gのTinuvin 770 DF(登録商標)(Ciba S
peciality)および5.2 gのイソブタノールを、添加した。
した。これらのクリヤーワニスを用い、超過焼付け(オーバーストービング)に
よって生じる黄変を調べて、比較した。
これは、多量の水と共に少量のブチルグリコールの溶剤中に分散したものである
。供給材料のOH含有量は、2%であって、OH当量は、850 gである。
用いて混合し、これにより、クリヤーワニスを製造した。
板上に吹付け、室温で3分間風乾し、100℃で30分間焼付けして、クリヤーワニス
のフィルム(乾燥フィルムの膜厚:40〜50 μm)を製造した。フィルムのb値(
黄色度、イエロオー・バリュー)を、CieLab法によって測定した。次いで、クリ
ヤーワニスのフィルムを、160℃で30分間超過焼付けし、b値を再測定した。これ
らb値間の差であるΔb値は、超過焼付け処理に対する塗膜耐性の尺度である。
値との差)
膜1の値よりも低く、超過焼付けの条件下でも、塗膜1よりも、著しく塗膜黄変が
小さい。
および水性クリヤー塗料組成物の組成およびその塗膜特性を説明する。 a)架橋剤 出発成分: 80%Desmodur(登録商標)Wブチルジグリコールアセテート溶液をベースとす
る、部分的三量体化ポリイソシアネート(NCO含有量=17.1重量%)1) 246.0
g(1.0 g当量) マロン酸ジエチル(MDE) 160.0 g(1.0 g当量) メタノール中30% Naメチレート溶液 3.0 g 3,3,5-トリメチル-5-アミノメチルシクロヘキシルアミン(IPDA) 8.5 g(0.1
g当量) パラホルムアルデヒド 3.0 g(0.1 g当量) Tinuvin(登録商標) 770 DF2) 3.7 g ヒドラジン付加物3) 7.5 g ブチルグリコールアセテート(BDGA) 78.5 g イソブタノール(IB) 39.3 g N-メチルピロリドン(NMP) 39.3 gジブチルホスフェート(DPP) 11.7 g ブロックNCO基 601.0 g(1.0 g当量) 計算値固形分:約65% 粘度(23℃):約9,800 mPas pH値:約5.3 透明でほぼ無色の溶液:ハーゼンカラーインデックス=60〜80 計算値ブロックNCO含有量:7.0重量%
い、次のように行った。 真空条件を適用して、溶存二酸化炭素を除去する。得られた混合物を、約80℃
で撹拌下に加熱し、触媒溶液を、三量体化反応が発熱開始するまで滴下し、次い
で、反応を、85〜95℃で維持しながら、触媒溶液を定期的に滴下し(この反応で
は、約5時間の期間にわたり、8〜12 mlの触媒溶液を消費)、所要のNCO含有量に
達したら、反応混合物を、BDGAで希釈して、反応を停止した。上記2) Ciba Specialtyから入手上記3) これは、炭酸プロピレン2 mol(102)と、ヒドラジン1 mol(50)との反
応生成物であって、例えば、これら出発物質を還流し、トルエンおよび水和物を
留去して、無色の油(分子量236)を残すことによって得られる。
のマロン酸ジエチルと混合し、得られた混合物を約50℃に予熱する。残りの1/3
量のマロン酸ジエチルを、3.2 gのNaメチラート溶液と混合して、触媒混合物を
形成する。この触媒混合物を少しずつ導入して、温度を70〜75℃に上昇させる。
触媒の添加完了後、撹拌を70℃でさらに5時間継続する。混合物のNCO含有量は、
0.3〜0.8%である。これを、BDGAで希釈し、残りのNCO基を、IPDAの添加によっ
てブロッキングする。50℃において、パラホルアルデヒドの透明溶液、0.3 gのN
aメチラート溶液およびIBを添加し、得られた混合物を、その後、2時間、50℃で
撹拌する。
加し、その後、撹拌を、1 時間、50℃で行った。その終了後、DBPを添加して、
撹拌を、5時間、50℃で行った。前記したような特性を有する、マロン酸エステ
ル-ブロックトポリイソシアネートの貯蔵安定性非-ガス(CO2)溶液を、得た。
方法に従い、プラスチックボード上に吹付け、30分間、加熱速度90℃/30分(100
℃)で、乾燥した。
したHDI三量体である。これは、溶剤として酢酸エチルおよびn-ブタノールを含
む。 このDuranate(登録商標)MF-Kは、本発明の架橋剤(実施例1および7)とは対
照的に、同様な方法では、水性塗料組成物を製造することができなかった。また
、この架橋剤は、40℃でガス(CO2)が非常に激しく放出することから明らかな
ように、貯蔵安定性を示さない。
Claims (2)
- 【請求項1】 溶剤(混合物)中に溶解したブロックトポリイソシアネート
架橋剤であって、 当該架橋剤は、 脂肪族および/または脂環式ポリイソシアネートのNCO基 100当量% CH酸エステルブロッキング剤 80〜95当量% 脂肪族/脂環式ジアミンのNH2基 5〜20当量%、および 組込み形態のホルムアルデヒド 5〜40 mol% を含むことを特徴とする架橋剤。 - 【請求項2】 請求項1記載の架橋剤についての、溶剤含有相および水性相
の両相から塗料を製造するための使用。
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