JP7106576B2 - ブロックイソシアネート - Google Patents
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Description
本発明[2]は、前記高分子量ポリオールは、ポリカーボネートポリオール、ポリエステルポリオール、および、ポリテトラメチレンエーテルグリコールからなる群から選択される少なくとも1つのポリオールである、上記[1]に記載のブロックイソシアネートを含む。
まず、本発明のブロックイソシアネートの第1実施形態としての溶剤系ブロックイソシアネートについて説明する。溶剤系ブロックイソシアネートは、例えば、非水分散性ブロックイソシアネートであり、例えば、溶剤(後述)に溶解して用いられる。
ポリイソシアネート化合物は、ポリイソシアネートと、数平均分子量が250以上の高分子量ポリオールとの反応生成物であり、2つ以上の遊離のイソシアネート基を有する。
ポリイソシアネートとして、例えば、脂肪族ポリイソシアネート、芳香族ポリイソシアネート、芳香脂肪族ポリイソシアネートなどが挙げられる。ポリイソシアネートは、単独使用または2種以上併用することができる。
芳香族ポリイソシアネート誘導体は、単独使用または2種類以上併用することができる。
高分子量ポリオールは、ポリイソシアネートを変性する変性剤である。高分子量ポリオールの数平均分子量は、250以上、好ましくは、400以上、さらに好ましくは、500以上、とりわけ好ましくは、1000以上、例えば、10000以下、好ましくは、5000以下である。
次に、ポリイソシアネート化合物の調製について説明する。
ブロック剤は、第1ブロック剤と、第2ブロック剤とを含む。
第1ブロック剤は、イソシアネート基をブロックして不活性化する一方、脱ブロック後にはイソシアネート基を活性化し、また、イソシアネート基をブロックした状態および脱ブロックされた状態において、イソシアネート基を活性化させる触媒作用(後述)を有する。
上記一般式(1)において、R1~R3は、互いに同一または相異なって、炭素数1~12の炭化水素基または水素原子を示し、かつ、R1~R3の少なくともいずれか1つが水素原子を示す。
第2ブロック剤は、イソシアネート基をブロックして不活性化する一方、脱ブロック後にはイソシアネート基を再生するブロック剤であって、また、再生されたイソシアネート基を活性化させる程度の触媒作用(後述)を有しないか、または、再生されたイソシアネート基を活性化させる程度の触媒作用(後述)を有したとしてもその触媒作用(後述)が上記の第1ブロック剤よりも小さいブロック剤である。
次に、溶剤系ブロックイソシアネートの製造について説明する。
次に、本発明のブロックイソシアネートの第2実施形態としての水系ブロックイソシアネートについて説明する。
親水性ポリイソシアネート化合物は、上記したポリイソシアネートと、上記した高分子量ポリオールと、活性水素基含有親水性化合物との反応生成物である。
次に、親水性ポリイソシアネート化合物の調製について説明する。
水系ブロックイソシアネートは、活性水素基含有親水性化合物により変性されていないポリイソシアネート化合物を親水性ポリイソシアネート化合物に変更する以外は、第1実施形態と同様の方法により製造される。つまり、水系ブロックイソシアネートは、上記した親水性ポリイソシアネート化合物と、上記した第1ブロック剤および第2ブロック剤とを反応させることにより製造される。そのため、水系ブロックイソシアネートの製造方法の詳細な説明を省略する。
上記したブロックイソシアネート(溶剤系ブロックイソシアネートおよび水系ブロックイソシアネート)では、ブロック剤によってブロックされる前のポリイソシアネート化合物(親水性ポリイソシアネート化合物)が、高分子量ポリオールとポリイソシアネートとの反応生成物であり、高分子量ポリオールによって変性されている。
そして、上記したブロックイソシアネート(溶剤系ブロックイソシアネートおよび水系ブロックイソシアネート)は、例えば、ポリウレタン樹脂原料、ポリオレフィン樹脂原料、ポリアクリル樹脂原料、ポリエステル樹脂原料などの公知の樹脂原料として用いることができ、好ましくは、ポリウレタン樹脂原料として用いられる。
1.実施例1~20および比較例1~4
室温(25℃)において、攪拌機、温度計、冷却器および窒素ガス導入管を備えた容量2Lの反応器に、表1~表5に示すポリイソシアネートおよび高分子量ポリオールを、表1~表5に示す処方となるように、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル(有機溶媒)79質量部に加えて、90℃において、残存するイソシアネート量に変化がなくなるまでウレタン化反応させ、ポリイソシアネート化合物を調製した。なお、比較例1では、高分子量ポリオールを添加せず、ポリイソシアネートをそのまま使用した。
次いで、表1~表5に示す第2ブロック剤を、表1~表5に示す処方となるように、反応溶液の温度が50℃を超えないように調整しながら、反応溶液に数回に分けて加えた。なお、比較例2では、第2ブロック剤を添加しなかった。
実施例1の溶剤系ブロックイソシアネートと、比較例1の溶剤系ブロックイソシアネートとを、表4に示す配合割合となるように混合して、溶剤系ブロックイソシアネートを得た。
アクリルポリオール(商品名:Q182、三井化学社製)およびt-ブタノール(モノオール)を、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル(有機溶媒)に溶解したポリオール成分(溶液)を準備した。ポリオール成分は、最終的な溶剤系一液型ポリウレタン樹脂原料の固形分濃度が40質量%となり、t-ブタノール(モノオール)の濃度が5質量%となるように濃度調整した。
1.実施例23~44および比較例5~8
室温(25℃)において、攪拌機、温度計、冷却器および窒素ガス導入管を備えた容量2Lの反応器に、表6~表10に示すポリイソシアネート、高分子量ポリオールおよび親水性化合物を、表6~表10に示す処方となるように、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル(有機溶媒)89質量部に加えて、90℃において、残存するイソシアネート量に変化がなくなるまでウレタン化反応させ、親水性ポリイソシアネート化合物を調製した。なお、比較例5では、高分子量ポリオールを添加せず、ポリイソシアネートと親水性化合物とを反応させて、親水性ポリイソシアネート化合物を調製した。
実施例23の水系ブロックイソシアネートと、比較例5の水系ブロックイソシアネートとを、表9に示す配合割合となるように混合して、水系ブロックイソシアネートを得た。
アクリルポリオール(商品名:RE4788、三井化学社製)を、水に分散したポリオール成分(分散液)を準備した。ポリオール成分は、最終的な水系一液型ポリウレタン樹脂原料の固形分濃度が30質量%となるように濃度調整した。
1.塗膜の耐溶剤性
上記のように調製した溶剤系一液型ポリウレタン樹脂原料および水系一液型ポリウレタン樹脂原料のそれぞれを、100μmのアプリケーターにより、ブリキ基板上に塗布して、120℃で30分硬化させた。
上記のように調製した溶剤系一液型ポリウレタン樹脂原料および水系一液型ポリウレタン樹脂原料のそれぞれを、100μmのアプリケーターにより、鋼板上に塗布して、120℃で30分硬化させた。JIS K 5600-5-2(1999年)に準拠して、鋼板上の塗膜表面と反対側から、塗膜が形成された鋼板に20mm径の押し込み器をあて、鋼板をしっかり固定しておき、所定の速度で押し込み器を押し出して塗膜表面に割れ、剥がれを生じた時の押し出し長さ(mm)を評価した。その結果を表1~10に示す。
上記のように調製した溶剤系一液型ポリウレタン樹脂原料および水系一液型ポリウレタン樹脂原料のそれぞれを、100μmのアプリケーターにより、鋼板上に塗布して、120℃で30分硬化させた。そして、塗膜が形成された鋼板を、デュポン式衝撃試験器の1/2インチの撃ち型と受け台との間に挟み、おもり(500g)を用いて、鋼板における塗膜が形成された面(表面)から衝撃を加えて、塗膜に損傷が現れるおもりの高さ(cm)を測定した。その結果を表1~10に示す。
タケネートD127N:ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンの3量体(H6XDIのイソシアヌレート変性体)、イソシアネート基含有量13.5質量%、三井化学社製、
タケネートD110N:キシリレンジイソシアネートのトリメチルロールプロパンアダクト体(ポリオール変性体、XDIのTNPアダクト体)、イソシアネート基含有量11.5質量%、三井化学社製、
タケネートD103H:トリレンジイソシアネートのトリメチルロールプロパンアダクト体(ポリオール変性体、TDIのTNPアダクト体)、イソシアネート基含有量13.0質量%、三井化学社製、
PTMG1000:ポリテトラメチレンエーテルグリコール、数平均分子量1000、三菱ケミカル社製、
PTMG650:ポリテトラメチレンエーテルグリコール、数平均分子量650、三菱ケミカル社製、
PTMG2000:ポリテトラメチレンエーテルグリコール、数平均分子量2000、三菱ケミカル社製、
PPG2000:ポリオキシプロピレングリコール、数平均分子量2000、和光純薬工業社製、
UH-100:1,6-ヘキサンジオールと炭酸ジメチルとの反応生成物であるポリカーボネートジオール、数平均分子量1000、宇部興産社製、
U-5620:タケラックU-5620、アジペート系ポリエステルポリオール、数平均分子量2000、三井化学社製、
TMG:1,1,3,3-テトラメチルグアニジン、
IMZ:イミダゾール、日本合成化学社製、
DMP:3,5-ジメチルピラゾール、
MEKO:メチルエチルケトキシム、東京化成工業社製、
DiPA:ジイソプロピルアミン、東京化成工業社製、
TMPDI:2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、東京化成工業社製、
TMPDO:2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-オン、東京化成工業社製、
TBIPA:N-tert-ブチルイソプロピルアミン、Aldrich社製、
MePEG1000:メトキシPEG#1000、ポリ(オキシエチレン)メチルエーテル、数平均分子量1000、東邦化学工業社製。
Claims (5)
- ポリイソシアネート化合物がブロック剤によってブロックされたブロックイソシアネートであって、
第1ブロック剤によりイソシアネート基がブロックされている第1潜在イソシアネート基と、第2ブロック剤によりイソシアネート基がブロックされている第2潜在イソシアネート基とを含有し、
前記第1ブロック剤は、下記一般式(1)で示され、前記第2ブロック剤よりもイソシアネート基を活性化させる触媒作用が大きく、
前記ポリイソシアネート化合物は、数平均分子量が250以上の高分子量ポリオールと、ポリイソシアネートとの反応生成物であり、
前記高分子量ポリオールは、ポリカーボネートポリオール、ポリエステルポリオール、ポリオキシプロピレングリコール、および、ポリテトラメチレンエーテルグリコールからなる群から選択される少なくとも1つのポリオールである
ことを特徴とする、ブロックイソシアネート。
(式中、R1~R3は、炭素数1~12の炭化水素基または水素原子を示し、かつ、R1~R3の少なくともいずれか1つが水素原子を示し、また、R1およびR3が互いに結合してヘテロ環を形成してもよい。R4およびR5は、炭素数1~12の炭化水素基を示し、また、R4およびR1が互いに結合してヘテロ環を形成するとともに、R5およびR3が互いに結合してヘテロ環を形成してもよい。) - 前記高分子量ポリオールは、ポリカーボネートポリオール、ポリエステルポリオール、および、ポリテトラメチレンエーテルグリコールからなる群から選択される少なくとも1つのポリオールであることを特徴とする、請求項1に記載のブロックイソシアネート。
- 前記ポリイソシアネートは、脂肪族ポリイソシアネートからなることを特徴とする、請求項1に記載のブロックイソシアネート。
- 前記第2ブロック剤は、
イミダゾール系化合物、アルコール系化合物、フェノール系化合物、活性メチレン系化合物、アミン系化合物、イミン系化合物、オキシム系化合物、カルバミン酸系化合物、尿素系化合物、酸アミド系化合物、酸イミド系化合物、トリアゾール系化合物、ピラゾール系化合物、メルカプタン系化合物、重亜硫酸塩、イミダゾリン系化合物、および、ピリミジン系化合物からなる群から選択される2種のブロック剤を含有することを特徴とする、請求項1に記載のブロックイソシアネート。 - 数平均分子量が250以上の高分子量ポリオールに加えて、活性水素基を含有する親水性化合物により変性されていることを特徴とする、請求項1に記載のブロックイソシアネート。
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