JP2023044204A - 一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物、一液湿気硬化型塗料組成物及び塗膜 - Google Patents
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Abstract
【課題】反応性に優れ、且つ、塗膜としたときの硬度、初期耐溶剤性、及び表面平滑性に優れる一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物、並びに、前記一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物を用いた一液湿気硬化型塗料組成物及び塗膜を提供する。【解決手段】一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物は、脂肪族ジイソシアネート及び脂環式ジイソシアネートからなる群より選ばれる少なくとも1種類のジイソシアネートから得られるポリイソシアネートを含み、イソシアネート基の数平均官能基数が4.1以上8.0以下である。一液湿気硬化型塗料組成物は、前記一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物と、湿気硬化促進触媒と、を含有する。塗膜は、一液湿気硬化型塗料組成物を硬化させてなる。【選択図】なし
Description
本発明は、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物、一液湿気硬化型塗料組成物及び塗膜に関する。
ポリイソシアネート組成物を用いた塗料組成物は、外観、耐候性、耐久性が優れるために、建築、自動車、プラスチック、情報家電用等の塗料として広く用いられている。中でも、自動車や建築のトップコート用途のように、高品質な外観と優れた耐候性及び耐久性とが要求される用途では、緻密な架橋塗膜が形成でき、且つ仕上がり外観が良好である二液型ポリウレタン塗料が高く評価されている。
また、ポリイソシアネート組成物は、空気中の水(水蒸気)と反応することによって、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物としても使用出来ることが知られている(例えば、特許文献1~3等参照)。
しかしながら、特許文献1~3等に記載の従来の一液湿気硬化型塗料組成物は反応性が低く、表面平滑性が劣り、さらに初期耐溶剤性が発現しにくいという問題もある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、反応性に優れ、且つ、塗膜としたときの硬度、初期耐溶剤性、及び表面平滑性に優れる一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物、並びに、前記一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物を用いた一液湿気硬化型塗料組成物及び塗膜を提供する。
すなわち、本発明は、以下の態様を含む。
(1) 脂肪族ジイソシアネート及び脂環式ジイソシアネートからなる群より選ばれる少なくとも1種類のジイソシアネートから得られるポリイソシアネートを含み、
イソシアネート基の数平均官能基数が4.1以上8.0以下である、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物。
(2) 前記ポリイソシアネートの質量に対する、モノアルコールから誘導されたアロファネート構造の含有量が35.0質量%以下である、(1)に記載の一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物。
(3) 前記ポリイソシアネートは、水酸基の数平均官能基数が2以上のポリオールに由来する構造単位を有する、(1)又は(2)に記載の一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物。
(4) 前記ポリオールが、脂肪族ジオール、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、及びポリカーボネートポリオールからなる群より選ばれる少なくとも1種のポリオールである、(3)に記載の一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物。
(5) 前記ポリオールの数平均分子量が80以上2500以下である、(3)又は(4)に記載の一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物。
(6) 前記一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物の粘度が5000mPa・s以上である、(1)~(5)のいずれか一つに記載の一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物。
(7) (1)~(6)のいずれか一つに記載の一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物と、湿気硬化促進触媒と、を含有する、一液湿気硬化型塗料組成物。
(8) 建築構造物、自動車車体、自動車用金属部品、自動車用プラスチック部品、情報家電製品用金属部品又は情報家電製品用プラスチック部品のトップクリアー塗料用である、(7)に記載の一液湿気硬化型塗料組成物。
(9) (7)又は(8)に記載の一液湿気硬化型塗料組成物を硬化させてなる、塗膜。
(1) 脂肪族ジイソシアネート及び脂環式ジイソシアネートからなる群より選ばれる少なくとも1種類のジイソシアネートから得られるポリイソシアネートを含み、
イソシアネート基の数平均官能基数が4.1以上8.0以下である、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物。
(2) 前記ポリイソシアネートの質量に対する、モノアルコールから誘導されたアロファネート構造の含有量が35.0質量%以下である、(1)に記載の一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物。
(3) 前記ポリイソシアネートは、水酸基の数平均官能基数が2以上のポリオールに由来する構造単位を有する、(1)又は(2)に記載の一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物。
(4) 前記ポリオールが、脂肪族ジオール、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、及びポリカーボネートポリオールからなる群より選ばれる少なくとも1種のポリオールである、(3)に記載の一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物。
(5) 前記ポリオールの数平均分子量が80以上2500以下である、(3)又は(4)に記載の一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物。
(6) 前記一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物の粘度が5000mPa・s以上である、(1)~(5)のいずれか一つに記載の一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物。
(7) (1)~(6)のいずれか一つに記載の一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物と、湿気硬化促進触媒と、を含有する、一液湿気硬化型塗料組成物。
(8) 建築構造物、自動車車体、自動車用金属部品、自動車用プラスチック部品、情報家電製品用金属部品又は情報家電製品用プラスチック部品のトップクリアー塗料用である、(7)に記載の一液湿気硬化型塗料組成物。
(9) (7)又は(8)に記載の一液湿気硬化型塗料組成物を硬化させてなる、塗膜。
上記態様の一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物によれば、反応性に優れ、且つ、塗膜としたときの硬度、初期耐溶剤性、及び表面平滑性に優れる一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物を提供することができる。上記態様の一液湿気硬化型塗料組成物は、前記一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物を含み、反応性に優れ、且つ、塗膜としたときの硬度、初期耐溶剤性、及び表面平滑性に優れる。上記態様の塗膜は、前記一液湿気硬化型塗料組成物を硬化させてなり、硬度、初期耐溶剤性、及び表面平滑性に優れる。
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。以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。
なお、本明細書において、「ポリオール」とは、一分子中に2つ以上のヒドロキシ基(-OH)を有する化合物を意味する。
また、本明細書において、「ポリイソシアネート」とは、2つ以上のイソシアネート基(-NCO)を有する単量体化合物が複数結合した反応物を意味する。
また、本明細書において、特に断りがない限り、「(メタ)アクリル」は、メタクリルとアクリルとを包含し、「(メタ)アクリレート」はメタクリレートとアクリレートとを包含するものとする。
また、本明細書において、「ポリイソシアネート」とは、2つ以上のイソシアネート基(-NCO)を有する単量体化合物が複数結合した反応物を意味する。
また、本明細書において、特に断りがない限り、「(メタ)アクリル」は、メタクリルとアクリルとを包含し、「(メタ)アクリレート」はメタクリレートとアクリレートとを包含するものとする。
≪一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物≫
本実施形態の一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物は、脂肪族ジイソシアネート及び脂環式ジイソシアネートからなる群より選ばれる少なくとも1種類のジイソシアネートから得られるポリイソシアネートを含む。
本実施形態の一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物は、脂肪族ジイソシアネート及び脂環式ジイソシアネートからなる群より選ばれる少なくとも1種類のジイソシアネートから得られるポリイソシアネートを含む。
本実施形態の一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物において、酢酸n-ブチル等の溶剤で希釈しない状態で、イソシアネート基の数平均官能基数が4.1以上8.0以下であり、4.1以上7.8以下が好ましい。
イソシアネート基の数平均官能基数が上記下限値以上であることにより、反応性が良好になる。一方、上記上限値以下であることにより、塗膜にした際の表面平滑性が良好になる。
なお、イソシアネート基の数平均官能基数は、後述する実施例に記載のとおり、下記式を用いて算出することができる。式中、「NCO%」は、イソシアネート基含有率を表し、「Mn」は、数平均分子量を表す。
イソシアネート基の数平均官能基数が上記下限値以上であることにより、反応性が良好になる。一方、上記上限値以下であることにより、塗膜にした際の表面平滑性が良好になる。
なお、イソシアネート基の数平均官能基数は、後述する実施例に記載のとおり、下記式を用いて算出することができる。式中、「NCO%」は、イソシアネート基含有率を表し、「Mn」は、数平均分子量を表す。
「イソシアネート基の数平均官能基数」 = {(Mn)×(NCO%)×0.01}/42
本実施形態の一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物は、上記構成を有することで、反応性に優れ、且つ、硬度、初期耐溶剤性、及び表面平滑性に優れる塗膜が得られる。なお、「初期耐溶剤性」とは、塗装直後(5時間未満)の塗膜の耐溶剤性を指す。
<ポリイソシアネート>
ポリイソシアネートは、アロファネート構造、又はイソシアヌレート構造を含むことが好ましい。
本実施形態の一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物において、これらの構造全てが1つのポリイソシアネート中に含まれていてもよく、或いは、これらの構造のうち少なくとも1つを含むポリイソシアネートの混合物であってもよい。
ポリイソシアネートは、アロファネート構造、又はイソシアヌレート構造を含むことが好ましい。
本実施形態の一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物において、これらの構造全てが1つのポリイソシアネート中に含まれていてもよく、或いは、これらの構造のうち少なくとも1つを含むポリイソシアネートの混合物であってもよい。
なお、アロファネート構造及びイソシアヌレート構造の各モル比率は、後述する実施例に記載のとおり、13C-NMR測定により求めることができる。
本実施形態の一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物において、ポリイソシアネートの質量に対する、モノアルコールから誘導されたアロファネート構造(モノアルコール由来のアロファネート構造)の含有量が35.0質量%以下であることが好ましく、30.0質量%以下がより好ましく、25.0質量%以下がさらに好ましく、20.0質量%以下が特に好ましい。モノアルコールから誘導されたアロファネート構造の含有量が上記上限値以下であることで、反応性により優れ、且つ、塗膜としたときの硬度及び初期耐溶剤性に優れる。
一方、モノアルコールから誘導されたアロファネート構造の含有量の下限値は特に限定されないが、例えば、0.0質量%とすることができる。
モノアルコールから誘導されたアロファネート構造の含有量は、後述する実施例に記載のとおり、13C-NMR測定により求められたアロファネート基のモル比率に、モノアルコールから誘導されたアロファネート構造のモル質量(g/mol)を乗じた値を、ポリイソシアネートを構成する各成分について構造のモル質量(g/mol)を乗じた値を算出した物の総和で除した値の百分率で表すことができる。
一方、モノアルコールから誘導されたアロファネート構造の含有量の下限値は特に限定されないが、例えば、0.0質量%とすることができる。
モノアルコールから誘導されたアロファネート構造の含有量は、後述する実施例に記載のとおり、13C-NMR測定により求められたアロファネート基のモル比率に、モノアルコールから誘導されたアロファネート構造のモル質量(g/mol)を乗じた値を、ポリイソシアネートを構成する各成分について構造のモル質量(g/mol)を乗じた値を算出した物の総和で除した値の百分率で表すことができる。
[ジイソシアネート]
ポリイソシアネートの原料となるジイソシアネートは、脂肪族ジイソシアネート及び脂環式ジイソシアネートからなる群より選ばれる少なくとも1種類のジイソシアネートである。
ポリイソシアネートの原料となるジイソシアネートは、脂肪族ジイソシアネート及び脂環式ジイソシアネートからなる群より選ばれる少なくとも1種類のジイソシアネートである。
脂肪族ジイソシアネートとは分子中に飽和脂肪族基を有する化合物である。一方、脂環式ジイソシアネートとは、分子中に環状脂肪族基を有する化合物である。得られるポリイソシアネート組成物が低粘度となることから、脂肪族ジイソシアネートを用いることが、好ましい。
脂肪族ジイソシアネートとして、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、1,6-ジイソシアナトヘキサン(HDI)、1,6-ジイソシアナト-2,2,4-トリメチルヘキサン、2,6-ジイソシアナトヘキサン酸メチル(リジンジイソシアネート)等が挙げられる。
脂環式ジイソシアネートとしては、例えば、5-イソシアナト-1-イソシアナトメチル-1,3,3-トリメチルシクロヘキサン(イソホロンジイソシアネート;以下、「IPDI」と略記する場合がある)、1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(水添キシリレンジイソシアネート)、ビス(4-イソシアナトシクロヘキシル)メタン(水添ジフェニルメタンジイソシアネート)、1,4-ジイソシアナトシクロヘキサン等が挙げられる。
これらジイソシアネートは、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、ジイソシアネートとしては、工業的に入手し易いため、HDI、IPDI、水添キシリレンジイソシアネート、又は水添ジフェニルメタンジイソシアネートが好ましい。また、耐候性及び塗膜の柔軟性が非常に優れていることから、HDIが特に好ましい。
以下、脂肪族ジイソシアネート及び脂環式ジイソシアネートを総称してジイソシアネートという場合がある。
以下、脂肪族ジイソシアネート及び脂環式ジイソシアネートを総称してジイソシアネートという場合がある。
[ポリオール]
ポリイソシアネートは、水酸基の数平均官能基数が2以上のポリオールに由来する構造単位を有することが好ましい。
ポリイソシアネートは、水酸基の数平均官能基数が2以上のポリオールに由来する構造単位を有することが好ましい。
ポリオールの水酸基の数平均官能基数は、2以上であり、2以上5以下が好ましく、2以上4以下がより好ましい。
水酸基の数平均官能基数が上記範囲内であるポリオールを用いることで、ポリイソシアネートのイソシアネート基の数平均官能基数を上述した範囲内にすることができる。
水酸基の数平均官能基数が上記範囲内であるポリオールを用いることで、ポリイソシアネートのイソシアネート基の数平均官能基数を上述した範囲内にすることができる。
ポリオールとしては、例えば、脂肪族ジオール、アクリルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリオレフィン系ポリオール、含ケイ素系ポリオール、含フッ素ポリオール、ポリカーボネートポリオール、エポキシ樹脂、アルキドポリオール等が挙げられる。これらポリオール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。また、ポリオールとしては、アクリルポリオール、ポリエステルポリオール又はポリエーテルポリオール等を、脂肪族ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネート又はこれらから得られるポリイソシアネートで変成した、ウレタン変成アクリルポリオール、ウレタン変成ポリエステルポリオール又はウレタン変成ポリエーテルポリオール等を用いることもできる。
中でも、ポリイソシアネートとの相溶性に優れ、且つ、硬化時の応力緩和により表面平滑性を向上できることから、脂肪族ジオール、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、又はポリカーボネートポリオールが好ましい。
中でも、ポリイソシアネートとの相溶性に優れ、且つ、硬化時の応力緩和により表面平滑性を向上できることから、脂肪族ジオール、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、又はポリカーボネートポリオールが好ましい。
ポリオールの数平均分子量の上限は、3500とすることができ、2500が好ましい。一方、ポリオールの数平均分子量の下限は、60とすることができ、80が好ましい。すなわち、ポリオールの数平均分子量は、60以上3500以下とすることができ、80以上2500以下が好ましい。
ポリオールの数平均分子量が上記下限値以上であることで、塗膜にした際の表面平滑性がより良好になる。一方、ポリオールの数平均分子量が上記上限値以下であることで、塗膜にした際の硬度がより良好になる。
なお、ポリオールの数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(以下、「GPC」と略記する場合がある)測定により得ることができる。
ポリオールの数平均分子量が上記下限値以上であることで、塗膜にした際の表面平滑性がより良好になる。一方、ポリオールの数平均分子量が上記上限値以下であることで、塗膜にした際の硬度がより良好になる。
なお、ポリオールの数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(以下、「GPC」と略記する場合がある)測定により得ることができる。
[脂肪族ジオール]
脂肪族ジオールは、骨格に脂肪族炭化水素基を有するポリオールである。
脂肪族ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、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、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、2-エチル-1,6-ヘキサンジオール、2-メチル-1,3プロパンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール等が挙げられる。
脂肪族ジオールは、骨格に脂肪族炭化水素基を有するポリオールである。
脂肪族ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、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、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、2-エチル-1,6-ヘキサンジオール、2-メチル-1,3プロパンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール等が挙げられる。
[ポリエーテルポリオール]
ポリエーテルポリオールは、オキシプロピレン基を有するポリエーテルポリオールである。ここでいう、オキシプロピレン基を有するポリエーテルポリオールとは、分子鎖の中に、オキシプロピレン基を有するポリエーテルポリオールである。この場合、オキシアルキレン繰り返し単位に、その他のオキシアルキレン基、具体的にはオキシエチレン基、オキシテトラメチレン基、オキシシクロヘキシル基又はオキシスチレン基等を含有していてもよい。
ポリエーテルポリオールは、オキシプロピレン基を有するポリエーテルポリオールである。ここでいう、オキシプロピレン基を有するポリエーテルポリオールとは、分子鎖の中に、オキシプロピレン基を有するポリエーテルポリオールである。この場合、オキシアルキレン繰り返し単位に、その他のオキシアルキレン基、具体的にはオキシエチレン基、オキシテトラメチレン基、オキシシクロヘキシル基又はオキシスチレン基等を含有していてもよい。
オキシアルキレン繰り返し単位の総モル量に対して、側鎖を有するオキシプロピレン基の含有量は60モル%以上が好ましく、70モル%以上がより好ましく、80モル%以上がさらに好ましい。
ポリエーテルポリオールとして具体的には、例えば、ポリプロピレングリコール若しくはトリオール、又はポリプロピレングリコールの末端にエチレンオキサイドを付加重合させた所謂プルロニック(登録商標)タイプのポリプロピレングリコール若しくはトリオール、ポリオキシプロピレンポリオキシエチレンコポリマージオール若しくはトリオール、ポリオキシプロピレンポリオキシエチレンブロックポリマージオール若しくはトリオール、ポリテトラメチレングリコール若しくはトリオール、ポリオキシジメチルプロピレンポリオキシブチレンコポリマージオール若しくはトリオール、ポリオキシジメチルプロピレンポリオキシブチレンブロックポリマージオール若しくはトリオール、ポリオキシシクロヘキサンジオール等が挙げられる。中でも、ポリエーテルポリオールとしては、低極性有機溶剤への溶解性が優れていることから、ポリプロピレングリコール若しくはトリオール、又はポリプロピレングリコールの末端にエチレンオキサイドを付加重合させた所謂プルロニック(登録商標)タイプのポリプロピレングリコール若しくはトリオールが好ましい。また、中でも、ポリエーテルポリオールとしては、反応性が優れていることから、ポリプロピレングリコールの末端にエチレンオキサイドを付加重合させた所謂プルロニック(登録商標)タイプのポリプロピレングリコール若しくはトリオールがより好ましい。
これらポリエーテルポリオールは、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。
ポリエーテルポリオールの市販品としては、例えば、エクセノール840(商品名、AGC株式会社製、ポリプロピレントリオール、数平均分子量6500)、エクセノール510(商品名、AGC株式会社製、ポリプロピレングリコール、数平均分子量4000)、エクセノール230(商品名、AGC株式会社製、ポリプロピレントリオール、数平均分子量3000)、エクセノール3020(商品名、AGC株式会社製、ポリプロピレングリコール、数平均分子量3200)、エクセノール2020(商品名、AGC株式会社製、ポリプロピレングリコール、数平均分子量2000)、エクセノール1030(商品名、AGC株式会社製、ポリプロピレントリオール、数平均分子量1000)、エクセノール1020(商品名、AGC株式会社製、ポリプロピレングリコール、数平均分子量1000)、エクセノール410NE(商品名、AGC株式会社製、ポリプロピレンペンタエリスリトール、数平均分子量550)、プレミノール7012(商品名、AGC株式会社製、ポリプロピレントリオール、数平均分子量10000)、PTG1000SN(商品名、保土谷化学株式会社製、ポリテトラメチレングリコール、数平均分子量1000)、PTG4000(商品名、保土谷化学株式会社製、ポリテトラメチレングリコール、数平均分子量4000)等が挙げられる。中でも、相溶性が良好になり表面平滑性がより向上することから、ポリプロピレングリコールが好ましい。
ポリエーテルポリオール類の製造方法としては、多価アルコール、多価フェノール、ポリアミン、アルカノールアミン等の単独又は混合物に、触媒を使用して、プロピレンオキサイド(及び必要に応じてその他アルキレンオキサイドの単独又は混合物)を付加する製造方法や、多価アルコールを脱水縮合する製造方法等が挙げられる。
多価アルコールとしては、2価のアルコールであってもよく、3価のアルコールであってもよい。2価のアルコールとしては、例えば、エチレングリコール、ジ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、ネオペンチルグリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ビスフェノールA等が挙げられる。3価のアルコールとしては、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。ポリアミンとしては、例えば、エチレンジアミン等のジアミン等が挙げられる。
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、アルキルアミン等の強塩基性触媒;金属ポルフィリン;複合金属シアン化合物錯体;金属と3座配位以上のキレート化剤との錯体;ヘキサシアノコバルト酸亜鉛錯体等の複合金属錯体等が挙げられる。
その他アルキレンオキサイドとしては、例えば、ブチレンオキサイド、シクロヘキセンオキサイド、エチレンオキサイド、スチレンオキサイド等が挙げられる。
[ポリエステルポリオール]
ポリエステルポリオールは、2価以上3価以下のアルコール及びε-カプロラクトンから誘導されたもの、すなわち、2価以上3価以下のアルコール及びε-カプロラクトンの反応物である。ε-カプロラクトンは、環状エステル及びラクトンの1種であり、化学式:(CH2)5CO2で表される、七員環化合物である。ε-カプロラクトンを開環重合させることで、ポリエステル系重合体であるポリカプロラクトンが得られる。
ポリエステルポリオールは、2価以上3価以下のアルコール及びε-カプロラクトンから誘導されたもの、すなわち、2価以上3価以下のアルコール及びε-カプロラクトンの反応物である。ε-カプロラクトンは、環状エステル及びラクトンの1種であり、化学式:(CH2)5CO2で表される、七員環化合物である。ε-カプロラクトンを開環重合させることで、ポリエステル系重合体であるポリカプロラクトンが得られる。
2価以上3価以下のアルコールとしては、例えば、1,2-プロピレングリコール、1,3-ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ネオペンチルグリコールのヒドロキシピバリン酸エステル、2-メチル-1,3プロパンジオール、2,3,5-トリメチルペンタンジオール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-プチレンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、グリセリン、1,1,7-トリメチロールヘプタン、1,2,7-トリメチロールヘプタン等が挙げられる。これら2価以上3価以下のアルコールは、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。
ポリエステルポリオールの市販品としては、例えば、ポリライト(登録商標) OD-X-2721(商品名、DIC株式会社製、ポリカプロラクトンポリオール、数平均分子量1000)、ポリライト(登録商標) OD-X-2733(商品名、DIC株式会社製、数平均分子量300)等が挙げられる。
[ポリカーボネートポリオール]
ポリカーボネートポリオールは、2つのアルコール基と1つのカーボネート基が脱水縮合した構造単位を、繰り返し有する。また、ポリカーボネートポリオール類は、炭素数2以上20以下の第一のジオールと、炭素数2以上20以下の第二のジオール(以下、単に「2種のジオール」ともいう。)と、カーボネート化合物と、を共重合して得られるものであることが好ましい。これにより、作業性がより優れる傾向にある。なお、第二のジオールは、第一のジオール以外の炭素数2以上20以下のジオールであり、第一のジオールと同一種であるものを除く。
ポリカーボネートポリオールは、2つのアルコール基と1つのカーボネート基が脱水縮合した構造単位を、繰り返し有する。また、ポリカーボネートポリオール類は、炭素数2以上20以下の第一のジオールと、炭素数2以上20以下の第二のジオール(以下、単に「2種のジオール」ともいう。)と、カーボネート化合物と、を共重合して得られるものであることが好ましい。これにより、作業性がより優れる傾向にある。なお、第二のジオールは、第一のジオール以外の炭素数2以上20以下のジオールであり、第一のジオールと同一種であるものを除く。
ポリカーボネートポリオールの製造方法としては、特に限定されないが、例えば、2種のジオールとカーボネート化合物とを脱アルコール反応及び/又は脱フェノール反応する方法、高分子量のポリカーボネートポリオールを2種のジオールを用いてエステル交換反応する方法が挙げられる。また、2種のジオールとカーボネート化合物とを反応する方法は、特に限定はなく公知の方法が挙げられ、H.Schnell著「Polymer Reviews 第9巻」(米国Interscience Publishers社より1964年に発行)の第9~20頁に記載する種々の方法のいずれかを用いてもよい。
2種のジオールとしては、特に限定されないが、例えば、脂肪族ジオール及び芳香族ジオールからなる群より選ばれる少なくとも1種のジオールが挙げられる。これらのなかでも、2つの水酸基を有し、炭素数が2以上20以下のアルキレングリコールが好ましい。当該アルキレングリコールを用いることにより、ポリイソシアネート組成物を塗膜としたときの耐候性及び耐薬品性がより優れる傾向にある。ここで「アルキレン」とは、分岐を有していてもよく、脂環構造を含んでいてもよいものをいう。これらのジオールは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
2種のジオールの具体例としては、特に限定されないが、例えば、エチレングリコール、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、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、2-エチル-1,6-ヘキサンジオール、2-メチル-1,3プロパンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,3-シクロヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジオール、2,2'-ビス(4-ヒドロキシシクロヘキシル)-プロパン、p-キシリレンジオール、p-テトラクロロキシリレンジオール、1,4-ジメチロールシクロヘキサン、ビスヒドロキシメチルテトラヒドロフラン、ジ(2-ヒドロキシエチル)ジメチルヒダントイン、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、2,6'-ジヒドロキシエチルヘキシルエーテル、2,4'-ジヒドロキシエチルブチルエーテル、2,5'-ジヒドロキシエチルペンチルエーテル、2,3'-ジヒドロキシ-2',2'-ジメチルエチルプロピルエーテル、及びチオグリコールが挙げられる。
これらの中でも、炭素数2以上11以下のジオールが好ましく、炭素数3以上6以下のジオールがより好ましい。
2種のジオールの組み合わせとしては、特に限定されないが、炭素数5のジオールと炭素数6のジオールとの組み合わせ、炭素数4のジオールの2種以上の異性体の組み合わせ、及び炭素数4のジオールと炭素数6のジオールとの組み合わせが好ましい。このような2種のジオールを用いることにより、ポリイソシアネート組成物を塗膜としたときの伸展性、耐熱性、及び耐水性(耐加水分解性)がより優れる傾向にある。このような2種のジオールの組合せとして、具体的には、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、及び2-メチル-1,3プロパンジオールからなる群より選ばれる少なくとも1種の組合せが好ましく、1,6-ヘキサンジオールと1,5-ペンタンジオールの組合せ、1,6-ヘキサンジオールと1,4-ブタンジオールの組合せ、1,4-ブタンジオールと2-メチル-1,3プロパンジオールの組合せがより好ましい。
カーボネート化合物としては、特に限定されないが、例えば、アルキレンカーボネート、ジアルキルカーボネート、ジアリールカーボネート、及びホスゲンが挙げられ、より具体的には、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジブチルカーボネート、及びジフェニルカーボネートが挙げられる。これらの中でも、製造の容易さの観点から、ジエチルカーボネートが好ましい。
ポリカーボネートポリオールの市販品としては、例えば、デュラノール T5650(商品名、旭化成株式会社製、数平均分子量1000)等が挙げられる。
<一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物の製造方法>
本実施形態の一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物の製造において、原料として、脂肪族ジイソシアネート及び脂環式ジイソシアネートからなる群より選ばれる少なくとも1種類のジイソシアネートを用いるが、HDIを用いることが好ましい。
本実施形態の一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物の製造において、原料として、脂肪族ジイソシアネート及び脂環式ジイソシアネートからなる群より選ばれる少なくとも1種類のジイソシアネートを用いるが、HDIを用いることが好ましい。
本実施形態の一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物は、例えば、イソシアヌレート化反応、アロファネート化反応及びウレタン化反応は、それぞれ逐次又はそのいくつかを並行して行うことができる。
これらの反応を過剰のジイソシアネートモノマーとポリオールの存在下で行い、反応終了後、未反応のジイソシアネートモノマーを除去することにより、得ることもできる。また、上記の3反応を別々に実施させたものを混合することによっても一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物は得られる。
さらに、本実施形態の一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物の製造方法では、副原料として、アルキルモノアルコール等のモノアルコール等も併用することができる。ここで、モノアルコールを用いる場合には、本実施形態の一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物において、ポリイソシアネートの質量に対するモノアルコール由来のアロファネート構造の含有量が35質量%以下であることが好ましい。当該含有量が上記上限値以下であることで、塗膜にした際に硬度がより高くなり、より良好な耐溶剤性が発現する。
或いは、本実施形態のポリイソシアネート組成物は、例えば、ジイソシアネートを、イソシアヌレート化反応及びアロファネート化反応をさせた後に、得られた反応物とポリオールとをウレタン化反応させることで得られる。このとき、ポリオールの水酸基に対する反応物中のイソシアネート基のモル比NCO/OHは、2/1以上40/1以下が好ましく、3/1以上30/1以下がより好ましく、4/1以上20/1以下がさらに好ましい。
次いで、イソシアヌレート化反応、アロファネート化反応及びウレタン化反応の各反応について、以下に詳細を説明する。
次いで、イソシアヌレート化反応、アロファネート化反応及びウレタン化反応の各反応について、以下に詳細を説明する。
[イソシアヌレート化反応]
ジイソシアネートモノマーからイソシアヌレート基含有ポリイソシアネートを誘導する場合は、通常、イソシアヌレート化反応触媒を用いる。
ジイソシアネートモノマーからイソシアヌレート基含有ポリイソシアネートを誘導する場合は、通常、イソシアヌレート化反応触媒を用いる。
イソシアヌレート化反応触媒としては、塩基性を有するものが好ましい。このようなイソシアヌレート化反応触媒としては、例えば、以下の1)~7)に示すもの等が挙げられる。1)テトラアルキルアンモニウムのヒドロオキシド又は有機弱酸塩;2)ヒドロキシアルキルアンモニウムのヒドロオキシド又は有機弱酸塩;3)アルキルカルボン酸の金属塩;4)ナトリウム、カリウム等の金属アルコラート;5)ヘキサメチルジシラザン等のアミノシリル基含有化合物;6)マンニッヒ塩基類;7)第3級アミン類とエポキシ化合物との併用。
テトラアルキルアンモニウムとしては、例えば、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム等が挙げられる。
有機弱酸としては、例えば、酢酸、カプリン酸等が挙げられる。
ヒドロキシアルキルアンモニウムとしては、例えば、トリメチルヒドロキシプロピルアンモニウム、トリメチルヒドロキシエチルアンモニウム、トリエチルヒドロキシプロピルアンモニウム、トリエチルヒドロキシエチルアンモニウム等が挙げられる。
アルキルカルボン酸としては、例えば、酢酸、カプロン酸、オクチル酸、ミリスチン酸等が挙げられる。
金属塩を構成する金属としては、例えば、錫、亜鉛、鉛、ナトリウム、カリウム等が挙げられる。
中でも、イソシアヌレート化反応触媒としては、触媒効率の観点から、上記1)、2)、3)、4)又は5)が好ましく、1)の有機弱酸塩がより好ましい。
テトラアルキルアンモニウムとしては、例えば、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム等が挙げられる。
有機弱酸としては、例えば、酢酸、カプリン酸等が挙げられる。
ヒドロキシアルキルアンモニウムとしては、例えば、トリメチルヒドロキシプロピルアンモニウム、トリメチルヒドロキシエチルアンモニウム、トリエチルヒドロキシプロピルアンモニウム、トリエチルヒドロキシエチルアンモニウム等が挙げられる。
アルキルカルボン酸としては、例えば、酢酸、カプロン酸、オクチル酸、ミリスチン酸等が挙げられる。
金属塩を構成する金属としては、例えば、錫、亜鉛、鉛、ナトリウム、カリウム等が挙げられる。
中でも、イソシアヌレート化反応触媒としては、触媒効率の観点から、上記1)、2)、3)、4)又は5)が好ましく、1)の有機弱酸塩がより好ましい。
イソシアヌレート化反応触媒の添加量は、仕込んだジイソシアネートの質量に対して、10ppm以上1000ppm以下が好ましく、10ppm以上500ppm以下がより好ましく、10ppm以上100ppm以下がさらに好ましい。
イソシアヌレート化反応温度の下限値は、50℃が好ましく、54℃がより好ましく、57℃がさらに好ましく、60℃が特に好ましい。一方、イソシアヌレート化反応温度の上限値は、120℃が好ましく、100℃がより好ましく、90℃がさらに好ましく、80℃が特に好ましい。
すなわち、イソシアヌレート化反応温度は、50℃以上120℃以下が好ましく、54℃以上100℃以下がより好ましく、57℃以上90℃以下がさらに好ましく、60℃以上80℃以下が特に好ましい。
イソシアヌレート化反応温度が上記上限値以下であることにより、着色等の特性変化がより効果的に防止できる。
イソシアヌレート化反応温度が上記上限値以下であることにより、着色等の特性変化がより効果的に防止できる。
[アロファネート化反応]
アロファネート基含有ポリイソシアネートは、ジイソシアネートにアルコールを添加し、アロファネート化反応触媒を用いることにより得られる。用いられるアルコールとは、分子内にエーテル基や、エステル基、カルボニル基を含んでもよいが、飽和炭化水素基と水酸基とからなるモノアルコールが好ましく、分岐を有しているモノアルコールがより好ましい。このようなモノアルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノール、2-ブタノール、イソブタノール(イソブチルアルコール)、1-ペンタノール、2-ペンタノール、イソアミルアルコール、1-ヘキサノール、2-ヘキサノール、1-ヘプタノール、1-オクタノール、2-エチル-1-ヘキサノール、3,3,5-トリメチル-1-ヘキサノール、トリデカノール、ペンタデカノール、パルミチルアルコール、ステアリルアルコール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、トリメチルシクロヘキサノール等が挙げられる。中でも、モノアルコールとしては、低極性有機溶剤への溶解性が特に優れているため、イソブタノール、1-ブタノール、イソアミルアルコール、1-ヘキサノール、1-へプタノール、1-オクタノール、2-エチル-1-ヘキサノール、トリデカノール、ペンタデカノール、パルミチルアルコール、ステアリルアルコール又は1,3,5-トリメチルシクロヘキサノールが好ましい。また、粘度がより低くなるため、1-プロパノール、イソブタノール、1-ブタノール、イソアミルアルコール、1-ペンタノール、2-ペンタノール、1-ヘキサノール、2-ヘキサノール、1-ヘプタノール、1-オクタノール、2-オクタノール、2-エチル-ヘキシルアルコール又は3,3,5-トリメチル-1-ヘキサノールが好ましい。また、低極性有機溶剤への溶解性が非常に優れているため、イソブタノール、2-ヘキサノール、2-オクタノール、2-エチル-1-ヘキサノール又は3,3,5-トリメチル-1-ヘキサノールがより好ましい。
アロファネート基含有ポリイソシアネートは、ジイソシアネートにアルコールを添加し、アロファネート化反応触媒を用いることにより得られる。用いられるアルコールとは、分子内にエーテル基や、エステル基、カルボニル基を含んでもよいが、飽和炭化水素基と水酸基とからなるモノアルコールが好ましく、分岐を有しているモノアルコールがより好ましい。このようなモノアルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノール、2-ブタノール、イソブタノール(イソブチルアルコール)、1-ペンタノール、2-ペンタノール、イソアミルアルコール、1-ヘキサノール、2-ヘキサノール、1-ヘプタノール、1-オクタノール、2-エチル-1-ヘキサノール、3,3,5-トリメチル-1-ヘキサノール、トリデカノール、ペンタデカノール、パルミチルアルコール、ステアリルアルコール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、トリメチルシクロヘキサノール等が挙げられる。中でも、モノアルコールとしては、低極性有機溶剤への溶解性が特に優れているため、イソブタノール、1-ブタノール、イソアミルアルコール、1-ヘキサノール、1-へプタノール、1-オクタノール、2-エチル-1-ヘキサノール、トリデカノール、ペンタデカノール、パルミチルアルコール、ステアリルアルコール又は1,3,5-トリメチルシクロヘキサノールが好ましい。また、粘度がより低くなるため、1-プロパノール、イソブタノール、1-ブタノール、イソアミルアルコール、1-ペンタノール、2-ペンタノール、1-ヘキサノール、2-ヘキサノール、1-ヘプタノール、1-オクタノール、2-オクタノール、2-エチル-ヘキシルアルコール又は3,3,5-トリメチル-1-ヘキサノールが好ましい。また、低極性有機溶剤への溶解性が非常に優れているため、イソブタノール、2-ヘキサノール、2-オクタノール、2-エチル-1-ヘキサノール又は3,3,5-トリメチル-1-ヘキサノールがより好ましい。
アルコールの添加量は、以下に限定されないが、アルコールの水酸基に対するジイソシアネートのイソシアネート基のモル比NCO/OHが10/1以上1000/1以下となるような添加量が好ましく、100/1以上1000/1以下となるような添加量がより好ましい。アルコールの水酸基に対するジイソシアネートのイソシアネート基のモル比が上記下限値以上であることで、得られるポリイソシアネートにおいて、イソシアネート基平均数をより適切な数確保することができる。
アロファネート化反応触媒としては、以下に限定されないが、例えば、錫、鉛、亜鉛、ビスマス、ジルコニウム、ジルコニル等のアルキルカルボン酸塩等が挙げられる。
錫のアルキルカルボン酸塩(有機錫化合物)としては、例えば、2-エチルヘキサン酸錫、ジブチル錫ジラウレート等が挙げられる。
鉛のアルキルカルボン酸塩(有機鉛化合物)としては、例えば、2-エチルヘキサン酸鉛等が挙げられる。
亜鉛のアルキルカルボン酸塩(有機亜鉛化合物)としては、例えば、2-エチルヘキサン酸亜鉛等が挙げられる。
ビスマスのアルキルカルボン酸塩としては、例えば、2-エチルヘキサン酸ビスマス等が挙げられる。
ジルコニウムのアルキルカルボン酸塩としては、例えば、2-エチルヘキサン酸ジルコニウム等が挙げられる。
ジルコニルのアルキルカルボン酸塩としては、例えば、2-エチルヘキサン酸ジルコニル等が挙げられる。
錫のアルキルカルボン酸塩(有機錫化合物)としては、例えば、2-エチルヘキサン酸錫、ジブチル錫ジラウレート等が挙げられる。
鉛のアルキルカルボン酸塩(有機鉛化合物)としては、例えば、2-エチルヘキサン酸鉛等が挙げられる。
亜鉛のアルキルカルボン酸塩(有機亜鉛化合物)としては、例えば、2-エチルヘキサン酸亜鉛等が挙げられる。
ビスマスのアルキルカルボン酸塩としては、例えば、2-エチルヘキサン酸ビスマス等が挙げられる。
ジルコニウムのアルキルカルボン酸塩としては、例えば、2-エチルヘキサン酸ジルコニウム等が挙げられる。
ジルコニルのアルキルカルボン酸塩としては、例えば、2-エチルヘキサン酸ジルコニル等が挙げられる。
所望の収率となった時点で、リン酸、パラトルエンスルホン酸メチル等のアロファネート化反応触媒の失活剤を添加して、アロファネート化反応を停止することができる。
上記アロファネート化反応触媒の使用量は、原料であるジイソシアネートに対して、質量比で、10ppm以上10000ppm以下が好ましく、10ppm以上1000ppm以下がより好ましく、10ppm以上500ppm以下がさらに好ましい。
アロファネート化の反応温度は、60℃以上160℃以下が好ましく、70℃以上155℃以下がより好ましく、80℃以上150℃以下がさらに好ましく、90℃以上145℃以下が特に好ましい。
アロファネート化反応温度が上記上限値以下であることにより、得られるポリイソシアネートの着色等の特性変化をより効果的に防止できる。
アロファネート化反応温度が上記上限値以下であることにより、得られるポリイソシアネートの着色等の特性変化をより効果的に防止できる。
アロファネート化の反応時間は0.2時間以上8時間以下が好ましく、0.4時間以上6時間以下がより好ましく、0.6時間以上4時間以下がさらに好ましく、0.8時間以上3時間以下が特に好ましく、1.0時間以上2時間以下が最も好ましい。
アロファネート化の反応時間を上記下限値以上とすることで、より低粘度とすることができ、上記上限値以下とすることで、ポリイソシアネート自体の着色をより抑制することができる。
アロファネート化の反応時間を上記下限値以上とすることで、より低粘度とすることができ、上記上限値以下とすることで、ポリイソシアネート自体の着色をより抑制することができる。
また、上記イソシアヌレート化反応触媒をアロファネート化反応触媒として用いることができる。上記イソシアヌレート化反応触媒を用いて、アロファネート化反応を行う場合、イソシアヌレート基含有ポリイソシアネートも同時に生成させる。中でも、経済面から生産性を向上できる観点から、アロファネート化反応触媒として、上記イソシアヌレート化反応触媒を用い、アロファネート化反応とイソシアヌレート化反応とを行うことが好ましい。
[ウレタン化反応]
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、ウレタン化反応は、イソシアヌレート化反応及びアロファネート化反応の後に行うことが好ましく、具体的には、イソシアヌレート化反応及びアロファネート化反応をそれぞれ逐次又は並行して行い、イソシアヌレート基及びアロファネート基を含有するポリイソシアネートを得た後、得られた当該ポリイソシアネートと、ポリオールとをウレタン化反応させることが好ましい。
本実施形態のポリイソシアネート組成物の製造方法において、ウレタン化反応は、イソシアヌレート化反応及びアロファネート化反応の後に行うことが好ましく、具体的には、イソシアヌレート化反応及びアロファネート化反応をそれぞれ逐次又は並行して行い、イソシアヌレート基及びアロファネート基を含有するポリイソシアネートを得た後、得られた当該ポリイソシアネートと、ポリオールとをウレタン化反応させることが好ましい。
ウレタン化反応温度の下限値は、80℃が好ましく、100℃がより好ましい。一方、反応温度の上限値は、150℃が好ましく、130℃がより好ましい。
すなわち、ウレタン化反応温度は80℃以上150℃以下が好ましく、100℃以上130℃以下がより好ましい。
すなわち、ウレタン化反応温度は80℃以上150℃以下が好ましく、100℃以上130℃以下がより好ましい。
上記イソシアヌレート化反応、アロファネート化反応及びウレタン化反応の重合反応が所望の重合度に達した時点で、重合反応を停止させる。重合反応の停止は、以下に限定されないが、例えば、酸性化合物を反応液に添加することで、重合反応触媒を中和させる、又は、熱分解、化学分解等により不活性化させることで達成できる。酸性化合物としては、例えば、リン酸、酸性リン酸エステル、硫酸、塩酸、スルホン酸化合物等が挙げられる。反応停止後、必要があれば、濾過を行う。
反応停止直後の反応液は、通常、未反応のジイソシアネートモノマーを含むため、これを薄膜蒸発缶、抽出等で除去することが好ましい。このような後処理を行うことで、ポリイソシアネート組成物に含有されるジイソシアネートモノマー濃度を1質量%以下に制御することが好ましい。
ジイソシアネートモノマー濃度は、例えばジイソシアネートモノマーがHDIである場合、後述する実施例に記載の方法を用いて測定することができる。
ジイソシアネートモノマー濃度は、例えばジイソシアネートモノマーがHDIである場合、後述する実施例に記載の方法を用いて測定することができる。
<一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物の物性>
[粘度]
一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物の固形分が98質量%以上の時の25℃における粘度は、2000mPa・s以上が好ましく、4000mPa・s以上がより好ましく、5000mPa・s以上がさらに好ましい。粘度が上記下限値以上であることで、イソシアネート基の官能基数をより十分に多くすることができる。一方、25℃における粘度の上限は特に限定されないが、例えば、500000以下とすることができる。
粘度は、後述する実施例に記載のとおり、E型粘度計(例えば、株式会社トキメック社製)を用いて25℃で測定された値を採用できる。
[粘度]
一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物の固形分が98質量%以上の時の25℃における粘度は、2000mPa・s以上が好ましく、4000mPa・s以上がより好ましく、5000mPa・s以上がさらに好ましい。粘度が上記下限値以上であることで、イソシアネート基の官能基数をより十分に多くすることができる。一方、25℃における粘度の上限は特に限定されないが、例えば、500000以下とすることができる。
粘度は、後述する実施例に記載のとおり、E型粘度計(例えば、株式会社トキメック社製)を用いて25℃で測定された値を採用できる。
[イソシアネート基含有率(NCO%)]
一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物のイソシアネート基含有率(NCO%)は、塗膜にした際の性能の面から、3.0質量%以上24.0質量%以下が好ましく、3.5質量%以上23.0質量%以下がより好ましく、4.0質量%以上21.0質量%以下がさらに好ましい。NCO%が上記下限値以上であることで、塗膜にした際の性能はより良好であり、一方、上記上限値以下であることで、架橋密度が高くなりすぎず、より割れにくい塗膜を形成する。
NCO%は、後述する実施例に記載のとおり、イソシアネート基を過剰の2Nアミンで中和した後、1N塩酸による逆滴定によって求めることができる。
一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物のイソシアネート基含有率(NCO%)は、塗膜にした際の性能の面から、3.0質量%以上24.0質量%以下が好ましく、3.5質量%以上23.0質量%以下がより好ましく、4.0質量%以上21.0質量%以下がさらに好ましい。NCO%が上記下限値以上であることで、塗膜にした際の性能はより良好であり、一方、上記上限値以下であることで、架橋密度が高くなりすぎず、より割れにくい塗膜を形成する。
NCO%は、後述する実施例に記載のとおり、イソシアネート基を過剰の2Nアミンで中和した後、1N塩酸による逆滴定によって求めることができる。
<使用用途>
本実施形態の一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物は、塗料、インキ、接着剤、注型材、エラストマー、フォーム、プラスチック材料の原料として使用することができる。
本実施形態の一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物は、塗料、インキ、接着剤、注型材、エラストマー、フォーム、プラスチック材料の原料として使用することができる。
≪一液湿気硬化型塗料組成物≫
本実施形態の一液湿気硬化型塗料組成物は、上記一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物と、湿気硬化促進触媒と、を含む。
また、本実施形態の一液湿気硬化型塗料組成物は、上記一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物に加えて、その他のポリイソシアネート組成物を含んでもよい。
本実施形態の一液湿気硬化型塗料組成物は、上記一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物と、湿気硬化促進触媒と、を含む。
また、本実施形態の一液湿気硬化型塗料組成物は、上記一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物に加えて、その他のポリイソシアネート組成物を含んでもよい。
<湿気硬化促進触媒>
湿気硬化促進触媒としては、以下に限定されないが、例えば、金属塩、3級アミン類等が挙げられる。
金属塩としては、例えば、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、コバルト塩等が挙げられる。
3級アミン類としては、例えば、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が挙げられる。
湿気硬化促進触媒としては、以下に限定されないが、例えば、金属塩、3級アミン類等が挙げられる。
金属塩としては、例えば、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、コバルト塩等が挙げられる。
3級アミン類としては、例えば、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が挙げられる。
湿気硬化促進触媒の市販品としては、日東化成社製の商品名「ネオスタン U-100」(ジブチルスズジラウレート)、「ネオスタン U-810」(ジオクチルスズジラウレート)等が挙げられる。
本実施形態の一液湿気硬化型塗料組成物は、上記一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物に加えて、ポリオール等のその他の成分を含んでもよい。
<ポリオール>
ポリオールとしては、例えば、アクリルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリオレフィン系ポリオール、含ケイ素系ポリオール、含フッ素ポリオール、ポリカーボネートポリオール、エポキシ樹脂、アルキドポリオール等が挙げられる。これらポリオール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。また、ポリオールとしては、アクリルポリオール、ポリエステルポリオール又はポリエーテルポリオール等を、脂肪族ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネート又はこれらから得られるポリイソシアネートで変成した、ウレタン変成アクリルポリオール、ウレタン変成ポリエステルポリオール又はウレタン変成ポリエーテルポリオール等を用いることもできる。
ポリオールとしては、例えば、アクリルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリオレフィン系ポリオール、含ケイ素系ポリオール、含フッ素ポリオール、ポリカーボネートポリオール、エポキシ樹脂、アルキドポリオール等が挙げられる。これらポリオール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。また、ポリオールとしては、アクリルポリオール、ポリエステルポリオール又はポリエーテルポリオール等を、脂肪族ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネート又はこれらから得られるポリイソシアネートで変成した、ウレタン変成アクリルポリオール、ウレタン変成ポリエステルポリオール又はウレタン変成ポリエーテルポリオール等を用いることもできる。
<各種添加剤>
本実施形態の一液湿気硬化型塗料組成物は、上記一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物及び湿気硬化促進触媒に加えて、目的及び用途に応じて、本実施形態の一液湿気硬化型塗料組成物が奏する効果を損なわない範囲で、着色顔料、染料、塗膜の付着性向上のためのシランカップリング剤、紫外線吸収剤、硬化促進剤、光安定剤、つや消し剤、塗膜表面親水化剤、乾燥性改良剤、レベリング剤、酸化防止剤、可塑剤、界面活性剤等の当該技術分野で使用されている各種添加剤を含んでもよい。
本実施形態の一液湿気硬化型塗料組成物は、上記一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物及び湿気硬化促進触媒に加えて、目的及び用途に応じて、本実施形態の一液湿気硬化型塗料組成物が奏する効果を損なわない範囲で、着色顔料、染料、塗膜の付着性向上のためのシランカップリング剤、紫外線吸収剤、硬化促進剤、光安定剤、つや消し剤、塗膜表面親水化剤、乾燥性改良剤、レベリング剤、酸化防止剤、可塑剤、界面活性剤等の当該技術分野で使用されている各種添加剤を含んでもよい。
着色顔料としては、無機顔料であってもよく、有機顔料であってもよい。無機顔料としては、例えば、耐候性のよいカーボンブラック、酸化チタン等が挙げられる。有機顔料としては、例えば、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、キナクリドンレッド、インダンスレンオレンジ、イソインドリノン系イエロー等が挙げられる。
シランカップリング剤としては、例えば、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、ウレイドプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン等が挙げられる。
紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、トリアジン系、シアノアクリレート系の紫外線吸収剤が挙げられる。
光安定剤としては、例えば、ヒンダードアミン系光安定剤等が挙げられ、具体的な市販品として、例えば、アデカスタブLA62、アデカスタブLA67(商品名、全てアデカアーガス化学社製)、チヌビン292、チヌビン144、チヌビン123、チヌビン440(商品名、全てチバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)、サノールLS765(商品名、三共ライフテック株式会社製)等が挙げられる。
つや消し剤としては、例えば、超微粉合成シリカ等が挙げられ、つや消し剤を使用した場合、優雅な半光沢、つや消し仕上げの塗膜を形成できる。
塗膜表面親水化剤としては、シリケート化合物が好ましい。シリケート化合物を含有することによって、本実施形態の塗料組成物を用いて塗膜を作製した場合に、塗膜表面を親水性にし、耐雨筋汚染性が発現する。シリケート化合物は、水酸基と反応するため、予め混合する場合には、硬化剤成分であるポリイソシアネート組成物に添加するのが好ましい。あるいは、主剤成分であるポリオール及び硬化剤成分であるポリイソシアネート組成物を混合する際に、同時に混合してもよい。
シリケート化合物としては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ-n-プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラ-n-ブトキシシラン、テトライソブトキシシラン、テトラ-tert-ブトキシシラン、ジメトキシジエトキシシラン、テトラフェノキシシラン、及びこれらの縮合物等が挙げられる。中でも、シリケート化合物としては、塗膜を作製した場合、塗膜表面が親水性になり易いことから、テトラメトキシシランの縮合物又はテトラエトキシシランの縮合物が好ましい。
乾燥性改良剤としては、CAB(セルロースアセテートブトレート)、NC(ニトロセルロース)等が挙げられる。
[レベリング剤]
レベリング剤としては、特に限定されないが、例えば、シリコーン、エアロジル、ワックス、ステアリン酸塩、ポリシロキサン等が挙げられる。
レベリング剤としては、特に限定されないが、例えば、シリコーン、エアロジル、ワックス、ステアリン酸塩、ポリシロキサン等が挙げられる。
[可塑剤]
可塑剤としては、特に限定されないが、例えば、フタル酸エステル類、燐酸エステル類、脂肪酸エステル類、ピロメリット酸エステル、エポキシ系可塑剤、ポリエーテル系可塑剤、液状ゴム、非芳香族系パラフィンオイル等が挙げられる。
フタル酸エステル類としては、例えば、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート、ジエチルフタレート、ブチルベンジルフタレート、ジ-2-エチルヘキシルフタレート、ジイソデシルフタレート、ジウンデシルフタレート、ジイソノニルフタレート等が挙げられる。
燐酸エステル類としては、例えば、トリクレジルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリ-2-エチルヘキシルホスフェート、トリメチルヘキシルホスフェート、トリス-クロロエチルホスフェート、トリス-ジクロロプロピルホスフェート等が挙げられる。
脂肪酸エステル類としては、例えば、トリメリット酸エステル類、ジペンタエリスリトールエステル類、ジオクチルアジペート、ジメチルアジペート、ジ-2-エチルヘキシルアゼレート、ジオクチルアゼレート、ジオクチルセバケート、ジ-2-エチルヘキシルセバケート、メチルアセチルリシノケート等が挙げられる。トリメリット酸エステル類としては、例えば、トリメリット酸オクチルエステル、トリメリット酸イソデシルエステル等が挙げられる。
ピロメリット酸エステルとしては、例えば、ピロメリット酸オクチルエステル等が挙げられる。
エポキシ系可塑剤としては、例えば、エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油、エポキシ化脂肪酸アルキルエステル等が挙げられる。
ポリエーテル系可塑剤としては、例えば、アジピン酸エーテルエステル、ポリエーテル等が挙げられる。
液状ゴムとしては、例えば、液状NBR、液状アクリルゴム、液状ポリブタジエン等が挙げられる。
可塑剤としては、特に限定されないが、例えば、フタル酸エステル類、燐酸エステル類、脂肪酸エステル類、ピロメリット酸エステル、エポキシ系可塑剤、ポリエーテル系可塑剤、液状ゴム、非芳香族系パラフィンオイル等が挙げられる。
フタル酸エステル類としては、例えば、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート、ジエチルフタレート、ブチルベンジルフタレート、ジ-2-エチルヘキシルフタレート、ジイソデシルフタレート、ジウンデシルフタレート、ジイソノニルフタレート等が挙げられる。
燐酸エステル類としては、例えば、トリクレジルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリ-2-エチルヘキシルホスフェート、トリメチルヘキシルホスフェート、トリス-クロロエチルホスフェート、トリス-ジクロロプロピルホスフェート等が挙げられる。
脂肪酸エステル類としては、例えば、トリメリット酸エステル類、ジペンタエリスリトールエステル類、ジオクチルアジペート、ジメチルアジペート、ジ-2-エチルヘキシルアゼレート、ジオクチルアゼレート、ジオクチルセバケート、ジ-2-エチルヘキシルセバケート、メチルアセチルリシノケート等が挙げられる。トリメリット酸エステル類としては、例えば、トリメリット酸オクチルエステル、トリメリット酸イソデシルエステル等が挙げられる。
ピロメリット酸エステルとしては、例えば、ピロメリット酸オクチルエステル等が挙げられる。
エポキシ系可塑剤としては、例えば、エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油、エポキシ化脂肪酸アルキルエステル等が挙げられる。
ポリエーテル系可塑剤としては、例えば、アジピン酸エーテルエステル、ポリエーテル等が挙げられる。
液状ゴムとしては、例えば、液状NBR、液状アクリルゴム、液状ポリブタジエン等が挙げられる。
[界面活性剤]
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。
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。
<一液湿気硬化型塗料組成物の製造方法>
本実施形態の一液湿気硬化型塗料組成物は、以下に示す製造方法により得られる。
本実施形態の一液湿気硬化型塗料組成物が溶剤ベースの塗料組成物である場合には、例えば、まず、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物又はその溶剤希釈物に、湿気硬化促進触媒、及び、必要に応じて、各種添加剤を添加する。次いで、必要に応じて、更に溶剤を添加して、粘度を調整する。次いで、手攪拌又はマゼラー等の攪拌機器を用いて攪拌することによって、溶剤ベースの塗料組成物を得ることができる。
本実施形態の一液湿気硬化型塗料組成物は、以下に示す製造方法により得られる。
本実施形態の一液湿気硬化型塗料組成物が溶剤ベースの塗料組成物である場合には、例えば、まず、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物又はその溶剤希釈物に、湿気硬化促進触媒、及び、必要に応じて、各種添加剤を添加する。次いで、必要に応じて、更に溶剤を添加して、粘度を調整する。次いで、手攪拌又はマゼラー等の攪拌機器を用いて攪拌することによって、溶剤ベースの塗料組成物を得ることができる。
<使用用途>
本実施形態の一液湿気硬化型塗料組成物は、以下に限定されないが、例えば、スプレー塗装、エアスプレー塗装、はけ塗り、浸漬法による塗装、ロール塗装、カーテンフロー塗装、ベル塗装、静電塗装等の塗料として用いることができる。
本実施形態の一液湿気硬化型塗料組成物は、以下に限定されないが、例えば、スプレー塗装、エアスプレー塗装、はけ塗り、浸漬法による塗装、ロール塗装、カーテンフロー塗装、ベル塗装、静電塗装等の塗料として用いることができる。
また、本実施形態の一液湿気硬化型塗料組成物は、例えば、金属(鋼板、表面処理鋼板等)、プラスチック、木材、フィルム、無機材料等の素材から構成される成形品に対する塗料としても有用であり、金属又はプラスチックに対する塗料として特に好適である。
また、本実施形態の一液湿気硬化型塗料組成物は、例えば、建築用塗料、重防食用塗料、自動車用塗料、情報家電用塗料、パソコンや携帯電話等の情報機器用塗料に好適である。
また、建築構造物、自動車車体、自動車用金属部品、自動車用プラスチック部品、情報家電製品用金属部品又は情報家電製品用プラスチック部品のトップクリアー塗料として特に好適である。
また、建築構造物、自動車車体、自動車用金属部品、自動車用プラスチック部品、情報家電製品用金属部品又は情報家電製品用プラスチック部品のトップクリアー塗料として特に好適である。
≪塗膜≫
本実施形態の塗膜は、上記一液湿気硬化型塗料組成物を硬化させてなるものであり、常に、安定した品質を発現し、且つ、硬度、初期耐溶剤性、及び表面平滑性に優れる。
本実施形態の塗膜は、上記一液湿気硬化型塗料組成物を硬化させてなるものであり、常に、安定した品質を発現し、且つ、硬度、初期耐溶剤性、及び表面平滑性に優れる。
<塗膜の製造方法>
本実施形態の塗膜の製造方法は、上記一液湿気硬化型塗料組成物を硬化させる工程を含む方法である。
本実施形態の塗膜は、上記一液湿気硬化型塗料組成物を、例えば、スプレー塗装、エアスプレー塗装、はけ塗り、浸漬法による塗装、ロール塗装、カーテンフロー塗装、ベル塗装、静電塗装等の公知の塗装方法を用いて、被塗物上に塗装した後に硬化させることで製造することができる。
本実施形態の塗膜の製造方法は、上記一液湿気硬化型塗料組成物を硬化させる工程を含む方法である。
本実施形態の塗膜は、上記一液湿気硬化型塗料組成物を、例えば、スプレー塗装、エアスプレー塗装、はけ塗り、浸漬法による塗装、ロール塗装、カーテンフロー塗装、ベル塗装、静電塗装等の公知の塗装方法を用いて、被塗物上に塗装した後に硬化させることで製造することができる。
被塗物としては、上記「<塗料組成物の使用用途>」において例示された素材から構成される成形品と同様のものが挙げられる。
以下に、具体的な実施例及び比較例を示して本実施形態をより詳しく説明するが、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。
<物性の測定方法>
[物性1]
(モノアルコール由来のアロファネート構造の含有量)
一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物について、Bruker社製Biospin Avance600(商品名)を用いた、13C-NMRの測定を行った。具体的な測定条件は、以下のとおりとした。
[物性1]
(モノアルコール由来のアロファネート構造の含有量)
一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物について、Bruker社製Biospin Avance600(商品名)を用いた、13C-NMRの測定を行った。具体的な測定条件は、以下のとおりとした。
(測定条件)
13C-NMR装置:AVANCE600(ブルカー社製)
クライオプローブ(ブルカー社製)
CryoProbe(登録商標)
CPDUL
600S3-C/H-D-05Z
共鳴周波数:150MHz
濃度:60wt/vol%
シフト基準:CDCl3(77ppm)
積算回数:10000回
パルスプログラム:zgpg30(プロトン完全デカップリング法、待ち時間2sec)
13C-NMR装置:AVANCE600(ブルカー社製)
クライオプローブ(ブルカー社製)
CryoProbe(登録商標)
CPDUL
600S3-C/H-D-05Z
共鳴周波数:150MHz
濃度:60wt/vol%
シフト基準:CDCl3(77ppm)
積算回数:10000回
パルスプログラム:zgpg30(プロトン完全デカップリング法、待ち時間2sec)
以下のシグナルの積分値を、測定している炭素の数で除して、モノアルコール由来のアロファネート構造、及びイソシアヌレート構造の各モル比率を求めた。
イソシアヌレート基:(148.6ppm付近の積分値)÷3
モノアロファネート基:(154ppm付近の積分値)÷1
イソシアヌレート基:(148.6ppm付近の積分値)÷3
モノアロファネート基:(154ppm付近の積分値)÷1
次いで、13C-NMR測定により求められたアロファネート基のモル比率に、モノアルコール由来のアロファネート構造のモル質量(g/mol)を乗じた値を、ポリイソシアネートを構成する各成分について構造のモル質量(g/mol)を乗じた値を算出した物の総和で除した値の百分率を、モノアルコール由来のアロファネート構造の含有量(以下、単に「アロファネート構造の含有量」と称する場合がある)として算出した。
[物性2]
(イソシアネート基の数平均官能基数(平均NCO数))
一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物を試料として、下記式によりイソシアネート基の数平均官能基数(平均NCO数)を求めた。
(イソシアネート基の数平均官能基数(平均NCO数))
一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物を試料として、下記式によりイソシアネート基の数平均官能基数(平均NCO数)を求めた。
「平均NCO」数 = {(Mn)×(NCO%)×0.01}/42
式中、「NCO%」は、イソシアネート基含有率を表し、後述する「物性4」で得られた値を用いた。また、「Mn」は、数平均分子量を表し、以下に示す測定条件にてGPC測定を行い、ポリスチレン基準の分子量として求めた。
(測定条件)
装置:HLC-8320GPC(TOSOH)
カラム:TSKgelSuperH2500×1本(TOSOH)
TSKgelSuperH4000×1本(TOSOH)
TSKgelSuperH5000×1本(TOSOH)
TSKgelSuperH6000×1本(TOSOH)
キャリアー:テトラヒドロフラン
流速:0.6mL/分
試料濃度:1.0質量%
注入量:20μL
温度:40℃
検出方法:示差屈折計
装置:HLC-8320GPC(TOSOH)
カラム:TSKgelSuperH2500×1本(TOSOH)
TSKgelSuperH4000×1本(TOSOH)
TSKgelSuperH5000×1本(TOSOH)
TSKgelSuperH6000×1本(TOSOH)
キャリアー:テトラヒドロフラン
流速:0.6mL/分
試料濃度:1.0質量%
注入量:20μL
温度:40℃
検出方法:示差屈折計
[物性3]
(25℃における粘度)
粘度はE型粘度計(株式会社トキメック社製)により25℃で測定した。ローターは粘度が20000mPa・s未満は1°34’×R24を用い、20000mPa・s以上は3°×R12を用いた。回転数は、以下のとおりである。
(25℃における粘度)
粘度はE型粘度計(株式会社トキメック社製)により25℃で測定した。ローターは粘度が20000mPa・s未満は1°34’×R24を用い、20000mPa・s以上は3°×R12を用いた。回転数は、以下のとおりである。
(ローター:1°34’×R24 回転数)
100r.p.m. (128mPa・s未満の場合)
50r.p.m. (128mPa・s以上256mPa・s未満の場合)
20r.p.m. (256mPa・s以上640mPa・s未満の場合)
10r.p.m. (640mPa・s以上1280mPa・s未満の場合)
5r.p.m. (1280mPa・s以上2560mPa・s未満の場合)
2.5r.p.m. (2560mPa・s以上5120mPa・s未満の場合)
1r.p.m. (5120mPa・s以上10240mPa・s未満の場合)
0.5r.p.m. (10240mPa・s以上20480mPa・s未満の場合)
100r.p.m. (128mPa・s未満の場合)
50r.p.m. (128mPa・s以上256mPa・s未満の場合)
20r.p.m. (256mPa・s以上640mPa・s未満の場合)
10r.p.m. (640mPa・s以上1280mPa・s未満の場合)
5r.p.m. (1280mPa・s以上2560mPa・s未満の場合)
2.5r.p.m. (2560mPa・s以上5120mPa・s未満の場合)
1r.p.m. (5120mPa・s以上10240mPa・s未満の場合)
0.5r.p.m. (10240mPa・s以上20480mPa・s未満の場合)
(ローター:3°×R12 回転数)
5r.p.m. (20000mPa・s以上38000mPa・s未満の場合)
2.5r.p.m. (38000mPa・s以上79000mPa・s未満の場合)
1r.p.m. (79000mPa・s以上198000mPa・s未満の場合)
0.5r.p.m. (198000mPa・s以上390000mPa・s未満の場合)
5r.p.m. (20000mPa・s以上38000mPa・s未満の場合)
2.5r.p.m. (38000mPa・s以上79000mPa・s未満の場合)
1r.p.m. (79000mPa・s以上198000mPa・s未満の場合)
0.5r.p.m. (198000mPa・s以上390000mPa・s未満の場合)
[物性4]
(イソシアネート基含有率(NCO%))
NCO%は、イソシアネート基を過剰の2Nアミンで中和した後、1N塩酸による逆滴定によって求めた。
(イソシアネート基含有率(NCO%))
NCO%は、イソシアネート基を過剰の2Nアミンで中和した後、1N塩酸による逆滴定によって求めた。
[一液湿気硬化型塗料組成物の製造]
各一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物30gを、酢酸ブチル20gで塗料固形分が60質量%になりように調整した。更に湿気硬化促進触媒を添加し、各種一液湿気硬化型塗料組成物を得た。湿気硬化促進触媒の種類と配合量は、後述する表に示す。
各一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物30gを、酢酸ブチル20gで塗料固形分が60質量%になりように調整した。更に湿気硬化促進触媒を添加し、各種一液湿気硬化型塗料組成物を得た。湿気硬化促進触媒の種類と配合量は、後述する表に示す。
<塗膜の評価方法>
[評価1]
(反応性)
各一液湿気硬化型塗料組成物を乾燥膜厚が30μmになるようにガラス板に塗装し、23℃、湿度50%で4時間放置して硬化させて各塗膜を得た。得られた塗膜に対し指触乾燥性試験を実施。以下に示す評価基準に従い、各塗膜の反応性を評価した。
[評価1]
(反応性)
各一液湿気硬化型塗料組成物を乾燥膜厚が30μmになるようにガラス板に塗装し、23℃、湿度50%で4時間放置して硬化させて各塗膜を得た。得られた塗膜に対し指触乾燥性試験を実施。以下に示す評価基準に従い、各塗膜の反応性を評価した。
(評価基準)
A:タックフリー
B:べたつき僅かに有り
C:べたつき有り
D:未硬化
A:タックフリー
B:べたつき僅かに有り
C:べたつき有り
D:未硬化
[評価2]
(硬度)
各一液湿気硬化型塗料組成物を乾燥膜厚が30μmになるようにガラス板に塗装し、23℃、湿度50%で24時間放置して硬化させて各塗膜を得た。得られた塗膜に対しケーニッヒ硬度計(BYK Garder社の商品名Pendulum hardness tester)を用いて試験を実施。以下に示す評価基準に従い、各塗膜の硬度を評価した。
(硬度)
各一液湿気硬化型塗料組成物を乾燥膜厚が30μmになるようにガラス板に塗装し、23℃、湿度50%で24時間放置して硬化させて各塗膜を得た。得られた塗膜に対しケーニッヒ硬度計(BYK Garder社の商品名Pendulum hardness tester)を用いて試験を実施。以下に示す評価基準に従い、各塗膜の硬度を評価した。
(評価基準)
A:120以上
B:100以上120未満
C:80以上100未満
D:80未満
A:120以上
B:100以上120未満
C:80以上100未満
D:80未満
[評価3]
(初期耐溶剤性)
各一液湿気硬化型塗料組成物を乾燥膜厚が30μmになるように、23℃、湿度50%で4時間放置して硬化させて各塗膜を得た。得られた塗膜に対し、キシレンラビングテストを実施した。以下に示す評価基準に従い、各塗膜の硬度を評価した。
(初期耐溶剤性)
各一液湿気硬化型塗料組成物を乾燥膜厚が30μmになるように、23℃、湿度50%で4時間放置して硬化させて各塗膜を得た。得られた塗膜に対し、キシレンラビングテストを実施した。以下に示す評価基準に従い、各塗膜の硬度を評価した。
(評価基準)
A:20回以上でも傷つき無し。
B:15回以上19回以下で傷つき。
C:5回以上14回以下で傷つき。
D:4回以下で傷つき。
A:20回以上でも傷つき無し。
B:15回以上19回以下で傷つき。
C:5回以上14回以下で傷つき。
D:4回以下で傷つき。
[評価4]
(表面平滑性)
各一液湿気硬化型塗料組成物を乾燥膜厚が30μmになるように白板に塗装し、23℃、湿度50%で24時間放置して硬化させて各塗膜を得た。得られた塗膜に対し、60°光沢値を測定した。以下に示す評価基準に従い、各塗膜の表面平滑性を評価した。
(表面平滑性)
各一液湿気硬化型塗料組成物を乾燥膜厚が30μmになるように白板に塗装し、23℃、湿度50%で24時間放置して硬化させて各塗膜を得た。得られた塗膜に対し、60°光沢値を測定した。以下に示す評価基準に従い、各塗膜の表面平滑性を評価した。
(評価基準)
A:光沢値94%以上
B:光沢値90%以上94%未満
C:光沢値80%以上90%未満
D:光沢値80%未満
A:光沢値94%以上
B:光沢値90%以上94%未満
C:光沢値80%以上90%未満
D:光沢値80%未満
<ポリイソシアネートの合成>
[合成例1]
(ポリイソシアネートA-1の合成)
撹拌機、温度計、還流冷却管、窒素吹き込み管及び滴下ロートを取り付けた4ツ口フラスコ内を窒素雰囲気にし、HDI:500gとイソブチルアルコール:2gとを仕込み、撹拌下90℃で1時間ウレタン化反応を行った。アロファネート化及びイソシアヌレート化触媒としてカプリン酸テトラメチルアンモニウム:0.05gを加え、イソシアヌレート化反応を行った。反応液の屈折率の上昇が0.020となった時点で、リン酸を添加し反応を停止した。反応液の濾過後、薄膜蒸発缶を用いて、160℃、0.2Torrの条件で2回精製し、ポリイソシアネートA-1を得た。得られたポリイソシアネートA-1は、粘度2800mPa・s(25℃)、NCO含有率21.5質量%、HDIモノマー濃度0.10質量%、平均NCO数3.4、アロファネート構造の含有量4.1質量%であった。
[合成例1]
(ポリイソシアネートA-1の合成)
撹拌機、温度計、還流冷却管、窒素吹き込み管及び滴下ロートを取り付けた4ツ口フラスコ内を窒素雰囲気にし、HDI:500gとイソブチルアルコール:2gとを仕込み、撹拌下90℃で1時間ウレタン化反応を行った。アロファネート化及びイソシアヌレート化触媒としてカプリン酸テトラメチルアンモニウム:0.05gを加え、イソシアヌレート化反応を行った。反応液の屈折率の上昇が0.020となった時点で、リン酸を添加し反応を停止した。反応液の濾過後、薄膜蒸発缶を用いて、160℃、0.2Torrの条件で2回精製し、ポリイソシアネートA-1を得た。得られたポリイソシアネートA-1は、粘度2800mPa・s(25℃)、NCO含有率21.5質量%、HDIモノマー濃度0.10質量%、平均NCO数3.4、アロファネート構造の含有量4.1質量%であった。
[合成例2]
(ポリイソシアネートA-2の合成)
合成例1と同様の装置に、HDI:500gと2-エチルヘキサノール:1gとを仕込み、撹拌下90℃で1時間ウレタン化反応を行った。その後、イソシアヌレート化触媒としてカプリン酸テトラメチルアンモニウム:0.05gを加え、イソシアヌレート化反応を行った。反応液の屈折率の上昇が0.011となった時点で、リン酸を添加し反応を停止した。反応液を濾過後、合成例1と同様の方法で未反応のHDIを除去し、ポリイソシアネートA2を得た。得られたポリイソシアネートA-2は、粘度1300mPa・s(25℃)、NCO含有率23.0質量%、HDIモノマー濃度0.11質量%、平均NCO数3.3、アロファネート構造の含有量1.9質量%であった。
(ポリイソシアネートA-2の合成)
合成例1と同様の装置に、HDI:500gと2-エチルヘキサノール:1gとを仕込み、撹拌下90℃で1時間ウレタン化反応を行った。その後、イソシアヌレート化触媒としてカプリン酸テトラメチルアンモニウム:0.05gを加え、イソシアヌレート化反応を行った。反応液の屈折率の上昇が0.011となった時点で、リン酸を添加し反応を停止した。反応液を濾過後、合成例1と同様の方法で未反応のHDIを除去し、ポリイソシアネートA2を得た。得られたポリイソシアネートA-2は、粘度1300mPa・s(25℃)、NCO含有率23.0質量%、HDIモノマー濃度0.11質量%、平均NCO数3.3、アロファネート構造の含有量1.9質量%であった。
[合成例3]
(ポリイソシアネートA-3の合成)
合成例1と同様の装置に、HDI:500gと2-エチルヘキサノール:12gとを仕込み、撹拌下90℃で1時間ウレタン化反応を行った。アロファネート化及びイソシアヌレート化触媒としてカプリン酸テトラメチルアンモニウムをイソブチルアルコール:0.05gを加え、イソシアヌレート化反応を行った。反応液の屈折率の上昇が0.012となった時点で、リン酸を添加し反応を停止した。反応液の濾過後、合成例1と同様の方法で未反応のHDIを除去し、ポリイソシアネートA-3を得た。得られたポリイソシアネートA-3は、粘度600mPa・s(25℃)、NCO含有率20.6質量%、HDIモノマー濃度0.11質量%、平均NCO数2.6、アロファネート構造の含有量33.2質量%であった。
(ポリイソシアネートA-3の合成)
合成例1と同様の装置に、HDI:500gと2-エチルヘキサノール:12gとを仕込み、撹拌下90℃で1時間ウレタン化反応を行った。アロファネート化及びイソシアヌレート化触媒としてカプリン酸テトラメチルアンモニウムをイソブチルアルコール:0.05gを加え、イソシアヌレート化反応を行った。反応液の屈折率の上昇が0.012となった時点で、リン酸を添加し反応を停止した。反応液の濾過後、合成例1と同様の方法で未反応のHDIを除去し、ポリイソシアネートA-3を得た。得られたポリイソシアネートA-3は、粘度600mPa・s(25℃)、NCO含有率20.6質量%、HDIモノマー濃度0.11質量%、平均NCO数2.6、アロファネート構造の含有量33.2質量%であった。
[合成例4]
(ポリイソシアネートA-4の合成)
合成例1と同様の装置に、HDI:500gと2-エチルヘキサノール:30gとを仕込み、撹拌下90℃で1時間ウレタン化反応を行った。その後130℃に昇温し、アロファネート化触媒として、2-エチルヘキサン酸ジルコニルの20%ミネラルスピリット溶液:0.35gを加えた。60分後、反応液の屈折率の上昇が0.0055となった時点で、ピロリン酸(太平化学産業製、商品名「リン酸(105%)」)の固形分39%エタノール溶液:0.47gを加え、反応を停止した。次いで、合成例1と同様の方法で未反応のHDIを除去し、ポリイソシアネートA-4を得た。得られたポリイソシアネートA-5は、粘度110mPa.s(25℃)、NCO含有率17.1%、HDIモノマー濃度0.15質量%、平均NCO数2.0、アロファネート構造の含有量96.8質量%であった。
(ポリイソシアネートA-4の合成)
合成例1と同様の装置に、HDI:500gと2-エチルヘキサノール:30gとを仕込み、撹拌下90℃で1時間ウレタン化反応を行った。その後130℃に昇温し、アロファネート化触媒として、2-エチルヘキサン酸ジルコニルの20%ミネラルスピリット溶液:0.35gを加えた。60分後、反応液の屈折率の上昇が0.0055となった時点で、ピロリン酸(太平化学産業製、商品名「リン酸(105%)」)の固形分39%エタノール溶液:0.47gを加え、反応を停止した。次いで、合成例1と同様の方法で未反応のHDIを除去し、ポリイソシアネートA-4を得た。得られたポリイソシアネートA-5は、粘度110mPa.s(25℃)、NCO含有率17.1%、HDIモノマー濃度0.15質量%、平均NCO数2.0、アロファネート構造の含有量96.8質量%であった。
[合成例5]
(ポリイソシアネートB-1の合成)
合成例1と同様の装置に、HDI:500gを仕込み、イソシアヌレート化触媒としてカプリン酸テトラメチルアンモニウム:0.05gを加え、イソシアヌレート化反応を行った。反応液の屈折率の上昇が0.011となった時点で、リン酸を添加し反応を停止した。反応液を濾過後、合成例1と同様の方法で未反応のHDIを除去し、ポリイソシアネートB-1を得た。得られたポリイソシアネートB-1は、粘度1400mPa・s(25℃)、NCO含有率23.2質量%、HDIモノマー濃度0.10質量%、平均NCO数3.3、アロファネート構造の含有量0.0質量%であった。
(ポリイソシアネートB-1の合成)
合成例1と同様の装置に、HDI:500gを仕込み、イソシアヌレート化触媒としてカプリン酸テトラメチルアンモニウム:0.05gを加え、イソシアヌレート化反応を行った。反応液の屈折率の上昇が0.011となった時点で、リン酸を添加し反応を停止した。反応液を濾過後、合成例1と同様の方法で未反応のHDIを除去し、ポリイソシアネートB-1を得た。得られたポリイソシアネートB-1は、粘度1400mPa・s(25℃)、NCO含有率23.2質量%、HDIモノマー濃度0.10質量%、平均NCO数3.3、アロファネート構造の含有量0.0質量%であった。
[合成例6]
(ポリイソシアネートB-2の合成)
合成例1と同様の装置に、HDI:500gを仕込み、イソシアヌレート化触媒としてカプリン酸テトラメチルアンモニウム:0.05gを加え、イソシアヌレート化反応を行った。反応液の屈折率の上昇が0.010となった時点で、リン酸を添加し反応を停止した。反応液を濾過後、合成例1と同様の方法で未反応のHDIを除去し、ポリイソシアネートB-2を得た。得られたポリイソシアネートB-2は、粘度1300mPa・s(25℃)、NCO含有率23.1質量%、HDIモノマー濃度0.10質量%、平均NCO数3.3、アロファネート構造の含有量0.0質量%であった。
(ポリイソシアネートB-2の合成)
合成例1と同様の装置に、HDI:500gを仕込み、イソシアヌレート化触媒としてカプリン酸テトラメチルアンモニウム:0.05gを加え、イソシアヌレート化反応を行った。反応液の屈折率の上昇が0.010となった時点で、リン酸を添加し反応を停止した。反応液を濾過後、合成例1と同様の方法で未反応のHDIを除去し、ポリイソシアネートB-2を得た。得られたポリイソシアネートB-2は、粘度1300mPa・s(25℃)、NCO含有率23.1質量%、HDIモノマー濃度0.10質量%、平均NCO数3.3、アロファネート構造の含有量0.0質量%であった。
[合成例7]
(ポリイソシアネートB-3の合成)
合成例1と同様の装置に、ポリイソシアネートB-2:100gとポリエーテルポリオール(保土谷化学工業株式会社製、商品名「PTG4000」、数平均分子量4000、水酸基の数平均官能基数2):200gを仕込み、撹拌下120℃で6時間ウレタン化反応を行い、ポリイソシアネートB-3を得た。得られたポリイソシアネートB-3は、粘度12000mPa・s(25℃)、NCO含有率4.8質量%、HDIモノマー濃度0.10質量%、平均NCO数3.6、アロファネート構造の含有量0.0質量%であった。
(ポリイソシアネートB-3の合成)
合成例1と同様の装置に、ポリイソシアネートB-2:100gとポリエーテルポリオール(保土谷化学工業株式会社製、商品名「PTG4000」、数平均分子量4000、水酸基の数平均官能基数2):200gを仕込み、撹拌下120℃で6時間ウレタン化反応を行い、ポリイソシアネートB-3を得た。得られたポリイソシアネートB-3は、粘度12000mPa・s(25℃)、NCO含有率4.8質量%、HDIモノマー濃度0.10質量%、平均NCO数3.6、アロファネート構造の含有量0.0質量%であった。
<一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物の製造>
[実施例1]
(一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a1の製造)
合成例1と同様の装置に、ポリイソシアネートA-3:100gと、ポリエーテルポリオール(AGC株式会社製、商品名「エクセノール1020」、数平均分子量1000、水酸基の数平均官能基数2):80gとを仕込み、撹拌下120℃で6時間ウレタン化反応を行い、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a1を得た。得られたポリイソシアネートA-12は、粘度35000mPa・s(25℃)、NCO含有率7.7質量%、HDIモノマー濃度0.50質量%、平均NCO数4.2、アロファネート構造の含有量18.4質量%であった。
[実施例1]
(一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a1の製造)
合成例1と同様の装置に、ポリイソシアネートA-3:100gと、ポリエーテルポリオール(AGC株式会社製、商品名「エクセノール1020」、数平均分子量1000、水酸基の数平均官能基数2):80gとを仕込み、撹拌下120℃で6時間ウレタン化反応を行い、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a1を得た。得られたポリイソシアネートA-12は、粘度35000mPa・s(25℃)、NCO含有率7.7質量%、HDIモノマー濃度0.50質量%、平均NCO数4.2、アロファネート構造の含有量18.4質量%であった。
[実施例2]
(一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a2の製造)
合成例1と同様の装置に、ポリイソシアネートA-2:100gとポリエステルポリオール(DIC株式会社製、商品名「ポリライト OD-X-2155」、数平均分子量1000、水酸基の数平均官能基数2):70gとを仕込み、撹拌下120℃で6時間ウレタン化反応を行い、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a2を得た。得られた一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物は、粘度80000mPa・s(25℃)、NCO含有率10.0質量%、HDIモノマー濃度0.50質量%、平均NCO数4.4、アロファネート構造の含有量1.1質量%であった。
(一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a2の製造)
合成例1と同様の装置に、ポリイソシアネートA-2:100gとポリエステルポリオール(DIC株式会社製、商品名「ポリライト OD-X-2155」、数平均分子量1000、水酸基の数平均官能基数2):70gとを仕込み、撹拌下120℃で6時間ウレタン化反応を行い、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a2を得た。得られた一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物は、粘度80000mPa・s(25℃)、NCO含有率10.0質量%、HDIモノマー濃度0.50質量%、平均NCO数4.4、アロファネート構造の含有量1.1質量%であった。
[実施例3]
(一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a3の製造)
合成例1と同様の装置に、ポリイソシアネートA-1:100gとポリカーボネートポリオール(旭化成株式会社製、商品名「デュラノールT5651」、数平均分子量1000、水酸基の数平均官能基数2):65gとを仕込み、撹拌下120℃で6時間ウレタン化反応を行い、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a3を得た。得られた一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物は、粘度100000mPa・s(25℃)、NCO含有率9.8質量%、HDIモノマー濃度0.60質量%、平均NCO数4.2、アロファネート構造の含有量2.5質量%であった。
(一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a3の製造)
合成例1と同様の装置に、ポリイソシアネートA-1:100gとポリカーボネートポリオール(旭化成株式会社製、商品名「デュラノールT5651」、数平均分子量1000、水酸基の数平均官能基数2):65gとを仕込み、撹拌下120℃で6時間ウレタン化反応を行い、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a3を得た。得られた一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物は、粘度100000mPa・s(25℃)、NCO含有率9.8質量%、HDIモノマー濃度0.60質量%、平均NCO数4.2、アロファネート構造の含有量2.5質量%であった。
[実施例4]
(一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a4の製造)
合成例1と同様の装置に、ポリイソシアネートA-2:100gとポリエーテルポリオール(AGC株式会社製、商品名「エクセノール2020」、数平均分子量2000、水酸基の数平均官能基数2):80gとを仕込み、撹拌下120℃で6時間ウレタン化反応を行い、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a4を得た。得られた一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物は、粘度28000mPa・s(25℃)、NCO含有率10.9質量%、HDIモノマー濃度0.50質量%、平均NCO数4.1、アロファネート構造の含有量1.1質量%であった。
(一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a4の製造)
合成例1と同様の装置に、ポリイソシアネートA-2:100gとポリエーテルポリオール(AGC株式会社製、商品名「エクセノール2020」、数平均分子量2000、水酸基の数平均官能基数2):80gとを仕込み、撹拌下120℃で6時間ウレタン化反応を行い、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a4を得た。得られた一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物は、粘度28000mPa・s(25℃)、NCO含有率10.9質量%、HDIモノマー濃度0.50質量%、平均NCO数4.1、アロファネート構造の含有量1.1質量%であった。
[実施例5]
(一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a5の製造)
合成例1と同様の装置に、ポリイソシアネートA-3:100gとポリエーテルポリオール(AGC株式会社製、商品名「エクセノール3020」、数平均分子量3200、水酸基の数平均官能基数2):100gとを仕込み、撹拌下120℃で6時間ウレタン化反応を行い、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a5を得た。得られた一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物は、粘度15000mPa・s(25℃)、NCO含有率8.9質量%、HDIモノマー濃度0.50質量%、平均NCO数4.2、アロファネート構造の含有量16.6質量%であった。
(一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a5の製造)
合成例1と同様の装置に、ポリイソシアネートA-3:100gとポリエーテルポリオール(AGC株式会社製、商品名「エクセノール3020」、数平均分子量3200、水酸基の数平均官能基数2):100gとを仕込み、撹拌下120℃で6時間ウレタン化反応を行い、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a5を得た。得られた一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物は、粘度15000mPa・s(25℃)、NCO含有率8.9質量%、HDIモノマー濃度0.50質量%、平均NCO数4.2、アロファネート構造の含有量16.6質量%であった。
[実施例6]
(一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a6の製造)
合成例1と同様の装置に、ポリイソシアネートA-2:100gとポリエーテルポリオール(保土谷化学工業株式会社製、商品名「PTG1000」、数平均分子量1000、水酸基の数平均官能基数2):70gとを仕込み、撹拌下120℃で6時間ウレタン化反応を行い、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a6を得た。得られた一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物は、粘度90000mPa・s(25℃)、NCO含有率10.0質量%、HDIモノマー濃度0.50質量%、平均NCO数4.4、アロファネート構造の含有量1.1質量%であった。
(一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a6の製造)
合成例1と同様の装置に、ポリイソシアネートA-2:100gとポリエーテルポリオール(保土谷化学工業株式会社製、商品名「PTG1000」、数平均分子量1000、水酸基の数平均官能基数2):70gとを仕込み、撹拌下120℃で6時間ウレタン化反応を行い、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a6を得た。得られた一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物は、粘度90000mPa・s(25℃)、NCO含有率10.0質量%、HDIモノマー濃度0.50質量%、平均NCO数4.4、アロファネート構造の含有量1.1質量%であった。
[実施例7]
(一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a7の製造)
合成例1と同様の装置に、ポリイソシアネートA-2:30gとポリイソシアネートA-4:70gとポリエーテルポリオール(AGC株式会社製、商品名「エクセノール1020」、数平均分子量1000、水酸基の数平均官能基数2):70gとを仕込み、撹拌下120℃で6時間ウレタン化反応を行い、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a7を得た。得られた一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物は、粘度20000mPa・s(25℃)、NCO含有率8.5質量%、HDIモノマー濃度0.50質量%、平均NCO数4.2、アロファネート構造の含有量40.2質量%であった。
(一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a7の製造)
合成例1と同様の装置に、ポリイソシアネートA-2:30gとポリイソシアネートA-4:70gとポリエーテルポリオール(AGC株式会社製、商品名「エクセノール1020」、数平均分子量1000、水酸基の数平均官能基数2):70gとを仕込み、撹拌下120℃で6時間ウレタン化反応を行い、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a7を得た。得られた一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物は、粘度20000mPa・s(25℃)、NCO含有率8.5質量%、HDIモノマー濃度0.50質量%、平均NCO数4.2、アロファネート構造の含有量40.2質量%であった。
[実施例8]
(一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a8の製造)
合成例1と同様の装置に、HDI:500gとイソブチルアルコール:2gとを仕込み、撹拌下80℃で1時間ウレタン化反応を行った。アロファネート化及びイソシアヌレート化触媒としてカプリン酸テトラメチルアンモニウム:0.05gを加え、イソシアヌレート化反応を行った。反応液の屈折率の上昇が0.035となった時点で、リン酸を添加し反応を停止した。反応液の濾過後、合成例1と同様の方法で未反応のHDIを除去し、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a8を得た。得られた一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物は、粘度30000mPa・s(25℃)、NCO含有率16.0質量%、HDIモノマー濃度0.09質量%、平均NCO数4.1、アロファネート構造の含有量4.1質量%であった。
(一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a8の製造)
合成例1と同様の装置に、HDI:500gとイソブチルアルコール:2gとを仕込み、撹拌下80℃で1時間ウレタン化反応を行った。アロファネート化及びイソシアヌレート化触媒としてカプリン酸テトラメチルアンモニウム:0.05gを加え、イソシアヌレート化反応を行った。反応液の屈折率の上昇が0.035となった時点で、リン酸を添加し反応を停止した。反応液の濾過後、合成例1と同様の方法で未反応のHDIを除去し、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a8を得た。得られた一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物は、粘度30000mPa・s(25℃)、NCO含有率16.0質量%、HDIモノマー濃度0.09質量%、平均NCO数4.1、アロファネート構造の含有量4.1質量%であった。
[実施例9]
(一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a9の製造)
合成例1と同様の装置に、HDI:500gと1,3-ブタンジオール(分子量90、水酸基数2):10gとを仕込み、撹拌下80℃で1時間ウレタン化反応を行った。アロファネート化及びイソシアヌレート化触媒としてカプリン酸テトラメチルアンモニウムをイソブチルアルコール:0.05gを加え、イソシアヌレート化反応を行った。反応液の屈折率の上昇が0.025となった時点で、リン酸を添加し反応を停止した。反応液の濾過後、合成例1と同様の方法で未反応のHDIを除去し、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a9を得た。得られた一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物は、粘度25000mPa・s(25℃)、NCO含有率19.2質量%、HDIモノマー濃度0.10質量%、平均NCO数4.3、アロファネート構造の含有量0.0質量%であった。
(一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a9の製造)
合成例1と同様の装置に、HDI:500gと1,3-ブタンジオール(分子量90、水酸基数2):10gとを仕込み、撹拌下80℃で1時間ウレタン化反応を行った。アロファネート化及びイソシアヌレート化触媒としてカプリン酸テトラメチルアンモニウムをイソブチルアルコール:0.05gを加え、イソシアヌレート化反応を行った。反応液の屈折率の上昇が0.025となった時点で、リン酸を添加し反応を停止した。反応液の濾過後、合成例1と同様の方法で未反応のHDIを除去し、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a9を得た。得られた一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物は、粘度25000mPa・s(25℃)、NCO含有率19.2質量%、HDIモノマー濃度0.10質量%、平均NCO数4.3、アロファネート構造の含有量0.0質量%であった。
[実施例10]
(一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a10の製造)
合成例1と同様の装置に、HDI:500gとポリエステルポリオール(DIC株式会社製、商品名「ポリライト OD-X-2733」、数平均分子量300、水酸基の数平均官能基数3):30gとを仕込み、撹拌下90℃で1時間ウレタン化反応を行った。アロファネート化及びイソシアヌレート化触媒としてカプリン酸テトラメチルアンモニウム:0.05gを加え、イソシアヌレート化反応を行った。反応液の屈折率の上昇が0.023となった時点で、リン酸を添加し反応を停止した。反応液の濾過後、合成例1と同様の方法で未反応のHDIを除去し、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a10を得た。得られた一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物は、粘度35000mPa・s(25℃)、NCO含有率18.8質量%、HDIモノマー濃度0.10質量%、平均NCO数5.0、アロファネート構造の含有量0.0質量%であった。
(一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a10の製造)
合成例1と同様の装置に、HDI:500gとポリエステルポリオール(DIC株式会社製、商品名「ポリライト OD-X-2733」、数平均分子量300、水酸基の数平均官能基数3):30gとを仕込み、撹拌下90℃で1時間ウレタン化反応を行った。アロファネート化及びイソシアヌレート化触媒としてカプリン酸テトラメチルアンモニウム:0.05gを加え、イソシアヌレート化反応を行った。反応液の屈折率の上昇が0.023となった時点で、リン酸を添加し反応を停止した。反応液の濾過後、合成例1と同様の方法で未反応のHDIを除去し、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a10を得た。得られた一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物は、粘度35000mPa・s(25℃)、NCO含有率18.8質量%、HDIモノマー濃度0.10質量%、平均NCO数5.0、アロファネート構造の含有量0.0質量%であった。
[実施例11]
(一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a11の製造)
合成例1と同様の装置に、HDI:500gとポリエーテルポリオール(AGC株式会社製、商品名「エクセノール410NE」、数平均分子量550、水酸基の数平均官能基数4):120gとを仕込み、撹拌下120℃で5時間保持した。反応液の濾過後、合成例1と同様の方法で未反応のHDIを除去し、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a11を得た。得られた一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物は、粘度15000mPa・s(25℃)、NCO含有率8.0質量%、HDIモノマー濃度0.10質量%、平均NCO数7.8、アロファネート構造の含有量0.0質量%であった。
(一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a11の製造)
合成例1と同様の装置に、HDI:500gとポリエーテルポリオール(AGC株式会社製、商品名「エクセノール410NE」、数平均分子量550、水酸基の数平均官能基数4):120gとを仕込み、撹拌下120℃で5時間保持した。反応液の濾過後、合成例1と同様の方法で未反応のHDIを除去し、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a11を得た。得られた一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物は、粘度15000mPa・s(25℃)、NCO含有率8.0質量%、HDIモノマー濃度0.10質量%、平均NCO数7.8、アロファネート構造の含有量0.0質量%であった。
[実施例12]
(一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a12の製造)
合成例1と同様の装置に、HDI:400gとIPDI:100gとポリエステルポリオール(DIC株式会社製、商品名「ポリライト OD-X-2733」、数平均分子量300、水酸基の数平均官能基数3):30gとを仕込み、撹拌下90℃で1時間ウレタン化反応を行った。アロファネート化及びイソシアヌレート化触媒としてカプリン酸テトラメチルアンモニウム:0.05gを加え、イソシアヌレート化反応を行った。反応液の屈折率の上昇が0.02となった時点で、リン酸を添加し反応を停止した。反応液の濾過後、合成例1と同様の方法で未反応のHDIを除去し、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a12を得た。得られた一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物は、粘度200000mPa・s(25℃)、NCO含有率15.0質量%、HDIモノマー濃度0.10質量%、平均NCO数5.1、アロファネート構造の含有量0.0質量%であった。
(一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a12の製造)
合成例1と同様の装置に、HDI:400gとIPDI:100gとポリエステルポリオール(DIC株式会社製、商品名「ポリライト OD-X-2733」、数平均分子量300、水酸基の数平均官能基数3):30gとを仕込み、撹拌下90℃で1時間ウレタン化反応を行った。アロファネート化及びイソシアヌレート化触媒としてカプリン酸テトラメチルアンモニウム:0.05gを加え、イソシアヌレート化反応を行った。反応液の屈折率の上昇が0.02となった時点で、リン酸を添加し反応を停止した。反応液の濾過後、合成例1と同様の方法で未反応のHDIを除去し、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a12を得た。得られた一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物は、粘度200000mPa・s(25℃)、NCO含有率15.0質量%、HDIモノマー濃度0.10質量%、平均NCO数5.1、アロファネート構造の含有量0.0質量%であった。
[実施例13]
(一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a13の製造)
合成例1と同様の装置に、HDI:500gとエチレングリコール(分子量62、水酸基数2):7gとを仕込み、撹拌下80℃で1時間ウレタン化反応を行った。アロファネート化及びイソシアヌレート化触媒としてカプリン酸テトラメチルアンモニウムをイソブチルアルコール:0.05gを加え、イソシアヌレート化反応を行った。反応液の屈折率の上昇が0.025となった時点で、リン酸を添加し反応を停止した。反応液の濾過後、合成例1と同様の方法で未反応のHDIを除去し、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a13を得た。得られた一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物は、粘度24000mPa・s(25℃)、NCO含有率20.5質量%、HDIモノマー濃度0.10質量%、平均NCO数4.2、アロファネート構造の含有量0.0質量%であった。
(一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a13の製造)
合成例1と同様の装置に、HDI:500gとエチレングリコール(分子量62、水酸基数2):7gとを仕込み、撹拌下80℃で1時間ウレタン化反応を行った。アロファネート化及びイソシアヌレート化触媒としてカプリン酸テトラメチルアンモニウムをイソブチルアルコール:0.05gを加え、イソシアヌレート化反応を行った。反応液の屈折率の上昇が0.025となった時点で、リン酸を添加し反応を停止した。反応液の濾過後、合成例1と同様の方法で未反応のHDIを除去し、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a13を得た。得られた一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物は、粘度24000mPa・s(25℃)、NCO含有率20.5質量%、HDIモノマー濃度0.10質量%、平均NCO数4.2、アロファネート構造の含有量0.0質量%であった。
[比較例1]
(一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-b1の製造)
合成例1と同様の装置に、HDI:500gとイソブチルアルコール:2gとを仕込み、撹拌下80℃で1時間ウレタン化反応を行った。アロファネート化及びイソシアヌレート化触媒としてカプリン酸テトラメチルアンモニウムをイソブチルアルコール:0.05gを加え、イソシアヌレート化反応を行った。反応液の屈折率の上昇が0.025となった時点で、リン酸を添加し反応を停止した。反応液の濾過後、合成例1と同様の方法で未反応のHDIを除去し、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-b1を得た。得られた一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物は、粘度6000mPa・s(25℃)、NCO含有率18.8質量%、HDIモノマー濃度0.09質量%、平均NCO数3.6、アロファネート構造の含有量4.1質量%であった。
(一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-b1の製造)
合成例1と同様の装置に、HDI:500gとイソブチルアルコール:2gとを仕込み、撹拌下80℃で1時間ウレタン化反応を行った。アロファネート化及びイソシアヌレート化触媒としてカプリン酸テトラメチルアンモニウムをイソブチルアルコール:0.05gを加え、イソシアヌレート化反応を行った。反応液の屈折率の上昇が0.025となった時点で、リン酸を添加し反応を停止した。反応液の濾過後、合成例1と同様の方法で未反応のHDIを除去し、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-b1を得た。得られた一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物は、粘度6000mPa・s(25℃)、NCO含有率18.8質量%、HDIモノマー濃度0.09質量%、平均NCO数3.6、アロファネート構造の含有量4.1質量%であった。
[比較例2]
(一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-b2の製造)
合成例1と同様の装置に、ポリイソシアネートA-2:100gとポリエーテルポリオール(AGC株式会社製、商品名「エクセノール1020」、数平均分子量1000、水酸基の数平均官能基数2):50gとを仕込み、撹拌下120℃で6時間ウレタン化反応を行い、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-b2を得た。得られた一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物は、粘度9000mPa・s(25℃)、NCO含有率12.5質量%、HDIモノマー濃度0.50質量%、平均NCO数3.5、アロファネート構造の含有量1.3質量%であった。
(一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-b2の製造)
合成例1と同様の装置に、ポリイソシアネートA-2:100gとポリエーテルポリオール(AGC株式会社製、商品名「エクセノール1020」、数平均分子量1000、水酸基の数平均官能基数2):50gとを仕込み、撹拌下120℃で6時間ウレタン化反応を行い、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-b2を得た。得られた一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物は、粘度9000mPa・s(25℃)、NCO含有率12.5質量%、HDIモノマー濃度0.50質量%、平均NCO数3.5、アロファネート構造の含有量1.3質量%であった。
[比較例3]
(一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-b3の製造)
合成例1と同様の装置に、イソホロンジイソシアネートから誘導されるヌレート型ポリイソシアネート(エポニック社製、商品名「VESTANAT(登録商標)T1890」):15gとポリイソシアネートB-1:15gとポリイソシアネートA-4:50gとポリエーテルポリオール(AGC株式会社製、商品名「エクセノール840」、数平均分子量6500、水酸基の数平均官能基数2):20gを仕込み、撹拌下120℃で6時間ウレタン化反応を行い、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-b3を得た。得られた一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物は、粘度3000mPa・s(25℃)、NCO含有率14.0質量%、HDIモノマー濃度0.10質量%、平均NCO数2.5、アロファネート構造の含有量47.0質量%であった。
(一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-b3の製造)
合成例1と同様の装置に、イソホロンジイソシアネートから誘導されるヌレート型ポリイソシアネート(エポニック社製、商品名「VESTANAT(登録商標)T1890」):15gとポリイソシアネートB-1:15gとポリイソシアネートA-4:50gとポリエーテルポリオール(AGC株式会社製、商品名「エクセノール840」、数平均分子量6500、水酸基の数平均官能基数2):20gを仕込み、撹拌下120℃で6時間ウレタン化反応を行い、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-b3を得た。得られた一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物は、粘度3000mPa・s(25℃)、NCO含有率14.0質量%、HDIモノマー濃度0.10質量%、平均NCO数2.5、アロファネート構造の含有量47.0質量%であった。
[比較例4]
(一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-b4の製造)
合成例1と同様の装置に、ポリイソシアネートB-2:40gとポリイソシアネートB-3:60gを仕込み、撹拌する事で混合させ、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-b4を得た。得られた一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物は、粘度5000mPa・s(25℃)、NCO含有率12.0質量%、HDIモノマー濃度0.10質量%、平均NCO数3.5、アロファネート構造の含有量0.0質量%であった。
(一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-b4の製造)
合成例1と同様の装置に、ポリイソシアネートB-2:40gとポリイソシアネートB-3:60gを仕込み、撹拌する事で混合させ、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-b4を得た。得られた一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物は、粘度5000mPa・s(25℃)、NCO含有率12.0質量%、HDIモノマー濃度0.10質量%、平均NCO数3.5、アロファネート構造の含有量0.0質量%であった。
[比較例5]
(一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-b5の製造)
合成例1と同様の装置に、HDI:500gと2-エチルヘキサノール:50gとポリエーテルポリオール(AGC株式会社製、商品名「エクセノール840」、数平均分子量6500、水酸基の数平均官能基数2):47gを仕込み、イソシアヌレート化触媒としてカプリン酸テトラメチルアンモニウム:0.05gを加え、イソシアヌレート化反応を行った。反応液の屈折率の上昇が0.008となった時点で、リン酸を添加し反応を停止した。反応液を濾過後、合成例1と同様の方法で未反応のHDIを除去し、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-b5を得た。得られた一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物は、粘度1000mPa・s(25℃)、NCO含有率14.6質量%、HDIモノマー濃度0.15質量%、平均NCO数2.8、アロファネート構造の含有量30.0質量%であった。
(一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-b5の製造)
合成例1と同様の装置に、HDI:500gと2-エチルヘキサノール:50gとポリエーテルポリオール(AGC株式会社製、商品名「エクセノール840」、数平均分子量6500、水酸基の数平均官能基数2):47gを仕込み、イソシアヌレート化触媒としてカプリン酸テトラメチルアンモニウム:0.05gを加え、イソシアヌレート化反応を行った。反応液の屈折率の上昇が0.008となった時点で、リン酸を添加し反応を停止した。反応液を濾過後、合成例1と同様の方法で未反応のHDIを除去し、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-b5を得た。得られた一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物は、粘度1000mPa・s(25℃)、NCO含有率14.6質量%、HDIモノマー濃度0.15質量%、平均NCO数2.8、アロファネート構造の含有量30.0質量%であった。
得られた各一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物の物性、及び、各一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物を用いた塗膜の評価結果を以下の表1~表3に示す。
なお、表1~表3において、各記号は以下の化合物を示す。
なお、表1~表3において、各記号は以下の化合物を示す。
(ポリオール)
PO-1:ポリエーテルポリオール(AGC株式会社製、商品名「エクセノール1020」、数平均分子量1000、水酸基の数平均官能基数2)
PO-2:ポリエステルポリオール(DIC株式会社製、商品名「ポリライト OD-X-2155」、数平均分子量1000、水酸基の数平均官能基数2)
PO-3:ポリカーボネートポリオール(旭化成株式会社製、商品名「デュラノールT5651」、数平均分子量1000、水酸基の数平均官能基数2)
PO-4:ポリエーテルポリオール(AGC株式会社製、商品名「エクセノール2020」、数平均分子量2000、水酸基の数平均官能基数2)
PO-5:ポリエーテルポリオール(AGC株式会社製、商品名「エクセノール3020」、数平均分子量3200、水酸基の数平均官能基数2)
PO-6:ポリエーテルポリオール(保土谷化学工業株式会社製、商品名「PTG1000」、数平均分子量1000、水酸基の数平均官能基数2)
PO-7:1,3-ブタンジオール(分子量90、水酸基数2)
PO-8:ポリエステルポリオール(DIC株式会社製、商品名「ポリライト OD-X-2733」、数平均分子量300、水酸基の数平均官能基数3)
PO-9:ポリエーテルポリオール(AGC株式会社製、商品名「エクセノール410NE」、数平均分子量550、水酸基の数平均官能基数4)
PO-10:エチレングリコール(分子量62、水酸基数2)
PO-11:ポリエーテルポリオール(AGC株式会社製、商品名「エクセノール840」、数平均分子量6500、水酸基の数平均官能基数2)
PO-12:ポリエーテルポリオール(保土谷化学工業株式会社製、商品名「PTG4000」、数平均分子量4000、水酸基の数平均官能基数2)
PO-1:ポリエーテルポリオール(AGC株式会社製、商品名「エクセノール1020」、数平均分子量1000、水酸基の数平均官能基数2)
PO-2:ポリエステルポリオール(DIC株式会社製、商品名「ポリライト OD-X-2155」、数平均分子量1000、水酸基の数平均官能基数2)
PO-3:ポリカーボネートポリオール(旭化成株式会社製、商品名「デュラノールT5651」、数平均分子量1000、水酸基の数平均官能基数2)
PO-4:ポリエーテルポリオール(AGC株式会社製、商品名「エクセノール2020」、数平均分子量2000、水酸基の数平均官能基数2)
PO-5:ポリエーテルポリオール(AGC株式会社製、商品名「エクセノール3020」、数平均分子量3200、水酸基の数平均官能基数2)
PO-6:ポリエーテルポリオール(保土谷化学工業株式会社製、商品名「PTG1000」、数平均分子量1000、水酸基の数平均官能基数2)
PO-7:1,3-ブタンジオール(分子量90、水酸基数2)
PO-8:ポリエステルポリオール(DIC株式会社製、商品名「ポリライト OD-X-2733」、数平均分子量300、水酸基の数平均官能基数3)
PO-9:ポリエーテルポリオール(AGC株式会社製、商品名「エクセノール410NE」、数平均分子量550、水酸基の数平均官能基数4)
PO-10:エチレングリコール(分子量62、水酸基数2)
PO-11:ポリエーテルポリオール(AGC株式会社製、商品名「エクセノール840」、数平均分子量6500、水酸基の数平均官能基数2)
PO-12:ポリエーテルポリオール(保土谷化学工業株式会社製、商品名「PTG4000」、数平均分子量4000、水酸基の数平均官能基数2)
(湿気硬化促進触媒)
U-100:日東化成社製の商品名「ネオスタン U-100」(ジブチルスズジラウレート)
U-810:日東化成社製の商品名「ネオスタン U-810」(ジオクチルスズジラウレート)
U-100:日東化成社製の商品名「ネオスタン U-100」(ジブチルスズジラウレート)
U-810:日東化成社製の商品名「ネオスタン U-810」(ジオクチルスズジラウレート)
表1~表2から、脂肪族ジイソシアネート及び脂環式ジイソシアネートからなる群より選ばれる少なくとも1種類のジイソシアネートから得られるポリイソシアネートを含み、イソシアネート基の数平均官能基数が特定の範囲内である、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a1~P-a13(実施例1~13)では、反応性に優れ、且つ、塗膜としたときの硬度、初期耐溶剤性、及び表面平滑性に優れていた。
また、アロファネート構造の含有量が0.0質量%以上18.4質量%以下である、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a1~P-a6及びP-a8~P-a13(実施例1~6及び8~13)では、反応性が特に優れていた。
また、アロファネート構造の含有量が0.0質量%以上18.4質量%以下であり、且つ、ポリオールの数平均分子量が90以上2000以下である、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a1~P-a4、P-a6、及びP-a8~P-a13(実施例1~4、6、及び8~13)では、塗膜としたときの硬度が特に優れていた。
また、アロファネート構造の含有量が0.0質量%以上18.4質量%以下であり、且つ、特定の種類のポリオールを用いた一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a1~P-a5、及びP-a9~P-a13(実施例1~5、及び9~13)では、塗膜としたときの初期耐溶剤性が特に優れていた。
また、ポリオールの数平均分子量が90以上3000以下であり、且つ、特定の種類のポリオールを用いた一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a1~P-a5、P-a7、及びP-a9~P-a12(実施例1~5、7、及び9~12)では、塗膜としたときの表面平滑性が特に優れていた。
また、アロファネート構造の含有量が0.0質量%以上18.4質量%以下である、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a1~P-a6及びP-a8~P-a13(実施例1~6及び8~13)では、反応性が特に優れていた。
また、アロファネート構造の含有量が0.0質量%以上18.4質量%以下であり、且つ、ポリオールの数平均分子量が90以上2000以下である、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a1~P-a4、P-a6、及びP-a8~P-a13(実施例1~4、6、及び8~13)では、塗膜としたときの硬度が特に優れていた。
また、アロファネート構造の含有量が0.0質量%以上18.4質量%以下であり、且つ、特定の種類のポリオールを用いた一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a1~P-a5、及びP-a9~P-a13(実施例1~5、及び9~13)では、塗膜としたときの初期耐溶剤性が特に優れていた。
また、ポリオールの数平均分子量が90以上3000以下であり、且つ、特定の種類のポリオールを用いた一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-a1~P-a5、P-a7、及びP-a9~P-a12(実施例1~5、7、及び9~12)では、塗膜としたときの表面平滑性が特に優れていた。
一方、表3から、イソシアネート基の数平均官能基数が4.1未満である、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物P-b1~P-b5(比較例1~5)では、「A」評価は一つもなく、反応性、硬度、初期耐溶剤性、及び表面平滑性の全てに優れるものはなかった。
本実施形態の一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物によれば、反応性に優れ、且つ、塗膜としたときの硬度、初期耐溶剤性、及び表面平滑性に優れる一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物を提供することができる。本実施形態の一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物は、塗料、インキ、接着剤、注型材、エラストマー、フォーム、プラスチック材料の原料として使用することができる。本実施形態の一液湿気硬化型塗料組成物は、前記一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物を含み、建築用塗料、重防食用塗料、自動車用塗料、情報家電用塗料、パソコンや携帯電話等の情報機器用塗料に好適である。
Claims (9)
- 脂肪族ジイソシアネート及び脂環式ジイソシアネートからなる群より選ばれる少なくとも1種類のジイソシアネートから得られるポリイソシアネートを含み、
イソシアネート基の数平均官能基数が4.1以上8.0以下である、一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物。 - 前記ポリイソシアネートの質量に対する、モノアルコールから誘導されたアロファネート構造の含有量が35.0質量%以下である、請求項1に記載の一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物。
- 前記ポリイソシアネートは、水酸基の数平均官能基数が2以上のポリオールに由来する構造単位を有する、請求項1又は2に記載の一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物。
- 前記ポリオールが、脂肪族ジオール、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、及びポリカーボネートポリオールからなる群より選ばれる少なくとも1種のポリオールである、請求項3に記載の一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物。
- 前記ポリオールの数平均分子量が80以上2500以下である、請求項3又は4に記載の一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物。
- 前記一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物の粘度が5000mPa・s以上である、請求項1~5のいずれか一項に記載の一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物。
- 請求項1~6のいずれか一項に記載の一液湿気硬化型ポリイソシアネート組成物と、湿気硬化促進触媒と、を含有する、一液湿気硬化型塗料組成物。
- 建築構造物、自動車車体、自動車用金属部品、自動車用プラスチック部品、情報家電製品用金属部品又は情報家電製品用プラスチック部品のトップクリアー塗料用である、請求項7に記載の一液湿気硬化型塗料組成物。
- 請求項7又は8に記載の一液湿気硬化型塗料組成物を硬化させてなる、塗膜。
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