JPH11505881A - ヒドロキシル基含有ポリアクリレート樹脂をベースとする被覆材料及び多層塗装の製造方法におけるその使用 - Google Patents
ヒドロキシル基含有ポリアクリレート樹脂をベースとする被覆材料及び多層塗装の製造方法におけるその使用Info
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、次の成分:(A) 少なくとも1種のヒドロキシル基含有ポリアクリレート樹脂(B) 少なくとも1種のイソシアネート架橋剤並びに、場合により(C) 少なくとも1種のヒドロキシル基含有の、ポリエステル変性されたポリアクリレート樹脂を含有する被覆材料において、ポリアクリレート樹脂(A)が、有機溶剤中で又は有機溶剤混合物中で、少なくとも1種の重合開始剤の存在で、次の成分:(a1) (a2)、(a3)、(a5)、(a6)及び(a7)とは異なり、(a2)、(a3)、(a4)、(a5)及び(a6)と共重合可能な、主にカルボキシル基不含の(メタ)アクリル酸エステル又はこれらのモノマーからなる混合物、(a2) (a1)、(a3)、(a4)、(a5)、(a6)及び(a7)と共重合可能な、(a3)とは異なり、分子当たり少なくとも1個のヒドロキシル基を有し、かつ主にカルボキシル基不含であるエチレン性不飽和モノマー又はこれらのモノマーからなる混合物、(a3) アクリル酸及び/又はメタクリル酸と、分子当たり5〜18個のC原子を有するα位置で分枝したモノカルボン酸のグリシジルエステルとからの少なくとも1種の反応生成物、又はこの反応生成物の代わりに、重合反応の間又は重合反応の後に分子当たり5から18個のC原子を有するα位置で分枝したモノカルボン酸のグリシジルエステルと反応される当量のアクリル酸及び/又はメタクリル酸、(a4) 場合により、分子当たり少なくとも1個のカルボキシル基を有し、(a1)、(a2)、(a3)、(a5)、(a6)及び(a7)と共重合可能の、エチレン性不飽和モノマー又はこれらのモノマーからなる混合物、(a5) 数平均分子量1000〜40000を有し、分子当たり平均で0.5〜2.5個のエチレン性不飽和二重結合を有するか又は分子当たり平均で0.5〜2.5のエポキシ基を有するポリシロキサンマクロモノマー又はこれらのモノマーからなる混合物、(a6) ビニル芳香族炭化水素又はこれらのモノマーからなる混合物及び(a7) 場合により、(a1)、(a2)、(a3)、(a4)、(a5)及び(a6)と共重合可能な、(a1)、(a2)、(a3)、(a5)及び(a6)とは異なり、主にカルボキシル基不含の、エチレン性不飽和モノマー又はこれらのモノマーからなる混合物を重合させ、その際、(a1)、(a2)、(a3)、(a4)、(a5)、(a6)及び(a7)は種類及び量において、ポリアクリレート樹脂(A)が所望のOH価及び酸価を有するように選択され、かつその際、成分(a5)の量はポリアクリレート樹脂(A)の製造のために使用されるモノマーの総重量に対して5重量%よりも少ないことにより得られることを特徴とする被覆材料に関する。
Description
【発明の詳細な説明】
ヒドロキシル基含有ポリアクリレート樹脂をベースとする被覆材料及び多層塗装
の製造方法におけるその使用
本発明は、
(A) 少なくとも1種のヒドロキシル基含有ポリアクリレート樹脂及び
(B) 少なくとも1種のイソシアネート架橋剤を含有する被覆材料に関する。
本発明は、さらに、基材表面上の多層の保護被覆及び/又は装飾被覆の製造方
法並びに自動車補修塗装の分野における被覆材料の使用に関する。
特に、自動車補修塗装の分野において使用される被覆材料について、著しく高
い品質が要求される。この被覆材料は低い温度(≦100℃、有利に≦80℃)
で硬化することができ、その際、既に7時間以内に、ダストフリーに乾燥しかつ
タックフリーでなければならない。さらに、生じた被覆の良好な耐溶剤性、耐候
性、耐接着剥離性、耐黄変性、研磨性及び僅かな固有色が要求される。さらに、
この被覆は、補修塗装に隣接する領域及び補修塗装の領域内での塗装の損傷の補
修が可能であることを保証するために、上塗り可能でなければならない。
特に、大きな車両の塗装の分野において、例えばトラックボディの塗装の分野
において、生じた被覆の耐接着剥離性は重要である。大きな車両の場合、つまり
通常文字書体が描かれ、この文字書体を描くためにはその隣接する領域を接着剥
離(マスキング)する必要がある。不十分な耐接着剥離性の場合、人手により費
用のかかる研磨及び磨きによりマーキングを除去しなければならず、このことは
著しく費用がかかることになる。
ドイツ国特許出願公開(DE−A)第4124167号明細書から、結合剤と
してメトキシ官能性ポリシロキサン9〜20重量%を縮合により組み込んでいる
コポリマーを含有する自動車塗装のための透明塗料は公知である。ドイツ国特許
出願公開(DE−A)第4124167号明細書から公知のこの透明塗料は、し
かしながらポリシロキサンの割合が高いため、上塗りの設置もしくは透明塗料の
レベリングに不利な影響を及ぼすという欠点を有する。
さらに、欧州特許出願公開(EP−A)第603561号明細書から、結合剤
としてα,ω−ヒドロキシ官能性、カルボキシ官能性及び/又はエポキシ官能性
のポリシロキサン3〜40重量%を重合により組み込んでいるコポリマーを含有
する被覆材料は公知である。
さらに、特開平2−163177号広報(JP−A
2−163177)から、ヒドロキシル基含有アクリレートコポリマー及びポリ
イソシアネートをベースとする被覆材料は公知であり、これは特に建造物用塗料
として使用される。この場合、この被覆は改善された耐候性により優れており、
この耐候性はヒドロキシル基含有アクリレートコポリマー中にポリシロキサンマ
クロモノマー0.5〜15重量%を重合により組み込ませることにより達成して
いる。しかしながら、アクリレートコポリマーの製造のために、アクリル酸及び
/又はメタクリル酸と1分子当たり5〜18個のC原子を有するα位置で分枝し
たモノカルボン酸のグリシジルエステルとの反応生成物をモノマー成分として使
用することはこの刊行物中には記載されていない。
特開平2−163177号広報から公知のこの被覆材料は、特に、上塗りの設
置並びに記載された被覆材料のレベリングが、結合剤として使用したコポリマー
の高いシロキサン含有量により不利な影響を受けるという欠点を有する。
米国特許(US−A)第4754014号明細書から、ポリシロキサンマクロ
モノマーで変性されたヒドロキシル基含有アクリレートコポリマーをベースとす
る被覆材料は公知である。このポリシロキサンマクロモノマーは、ヒドロキシ官
能性ポリシロキサンとエポキシ官能性アクリレートとの反応により製造される。
米国特許(US−A)第4754014号明細書か
ら公知のこの被覆材料は、高い柔軟性を有し、従って特にプラスチック材料、例
えばバンパーの塗装のために適している。この被覆材料は、本出願の被覆材料と
は、アクリレートコポリマーの製造のためにモノマー成分としてアクリル酸及び
/又はメタクリル酸と分子当たり5〜18C原子を有するα位置で分枝したモノ
カルボン酸のグリシジルエステルとの反応生成物を使用することがこの刊行物に
記載されていないという点で異なっている。
欧州特許(EP−B)第175092号明細書からは、最終的に、被覆のレベ
リング特性並びに滑性及び引掻抵抗性を、被覆材料にポリエーテル基不含の、ポ
リエステル変性したシロキサンを添加することにより改善することができるのが
公知である。重合可能なエチレン性不飽和ポリシロキサンマクロモノマーを、ア
クリレートコポリマーをベースとする結合剤の変性のために使用することは欧州
特許(EP−B)第175092号明細書には記載されていない。
従って、本発明の根底を成す課題は、良好な耐候性並びに良好な耐溶剤性及び
耐化学薬品性を有する上塗り可能な被覆を生じる、ヒドロキシル基含有のポリア
クリレート樹脂及びイソシアネート架橋剤をベースとする被覆材料を提供するこ
とであった。自動車補修塗装の分野で使用可能であるために、この被覆はさらに
低温で硬化可能であり、この場合できる限り短い時間
で既にダストフリーに乾燥した、タックフリーの表面を生じるのが好ましい。さ
らに、この被覆材料は研磨可能であり、研磨せずに上塗り塗装可能であり、良好
な耐接着剥離性及び噴霧吸収性(Spritznebelaufnahme)であるのが好ましい。
最終的に、被覆材料が約8〜12℃の低温で適用された場合でも上記の特性が
達成されるのが好ましい。
これらの課題は、意想外に、
(A) 少なくとも1種のヒドロキシル基含有ポリアクリレート樹脂及び
(B) 少なくとも1種のイソシアネート架橋剤
を含有する被覆材料により解決される。この被覆材料は、ポリアクリレート樹脂
により特徴付けられ、このポリアクリレート樹脂は有機溶剤中又は有機溶剤混合
物中で、少なくとも1種の重合開始剤の存在で、
(a1) (a2)、(a3)、(a5)、(a6)及び(a7)とは異なり、
(a2)、(a3)、(a4)、(a5)、(a6)及び(a7)と共重合可能
で、主にカルボキシル基不含の(メタ)アクリル酸エステル又はこれらのモノマ
ーからの混合物、
(a2) (a1)、(a3)、(a4)、(a5)、(a6)及び(a7)と
共重合可能であり、(a3)とは異なる、分子当たり少なくとも1個のヒドロキ
シル基を有し、主にカルボ
キシル基不含のエチレン性不飽和モノマー又はこれらのモノマーからの混合物、
(a3) アクリル酸及び/又はメタクリル酸と、分子当たり5〜18個のC原
子を有するα位置で分枝したモノカルボン酸のグリシジルエステルとからなる少
なくとも1種の反応生成物、又はこの反応生成物の代わりに、重合反応の間又は
重合反応の後に分子当たり5〜18個のC原子を有するα位置で分枝したモノカ
ルボン酸のグリシジルエステルと反応する当量のアクリル酸及び/又はメタクリ
ル酸、
(a4) 場合により、分子当たり少なくとも1個のカルボキシル基を有する、
(a1)、(a2)、(a3)、(a5)、(a6)及び(a7)と共重合可能
な、エチレン性不飽和モノマー又はこれらのモノマーからの混合物、
(a5) 数平均分子量1000〜40000を有し及び分子当たり平均で0.
5〜2.5個のエチレン性不飽和二重結合を有するか又は分子当たり平均で0.
5〜2.5個のエポキシ基を有するポリシロキサンマクロモノマー又はこれらの
モノマーからの混合物、
(a6) ビニル芳香族炭化水素又はこれらのモノマーの混合物、及び
(a7) 場合により、(a1)、(a2)、(a3
)、(a4)、(a5)及び(a6)と共重合可能な、(a1)、(a2)、(
a3)、(a5)及び(a6)とは異なる、主にカルボキシル基不含の、エチレ
ン性不飽和モノマー又はこれらのモノマーからの混合物を
重合させることにより得られ、その際、(a1)、(a2)、(a3)、(a4
)、(a5)、(a6)及び(a7)は種類及び量において、ポリアクリレート
樹脂(A)が所望のOH価及び酸価を有するように選択され、その際、成分(a
5)の量は、ポリアクリレート樹脂の製造のために使用されたモノマーの全重量
に対して5重量%より少ない。
さらに、本発明は基材表面上に多層の保護被覆及び/又は装飾被覆を製造する
方法並びに自動車補修塗装の分野でのこの被覆材料の使用に関する。
本発明による被覆材料が、従来の被覆材料と比較して上塗り設置(Decklackst
and)を悪化させずに、著しく良好な耐接着剥離性及び耐溶剤性を有することは
意想外であり、かつ予見できなかった。さらに、本発明による被覆材料は良好な
表面スリップ及び良好な硬度を有するという利点を有する。さらに、この被覆材
料は改善された耐候性を有するのが有利である。
次に、本発明による被覆材料の個々の成分をさらに詳説する。
本発明により使用すべきポリアクリレート樹脂の製
造を詳細に記載する前に、2つの概念の説明をあらかじめ述べる。
1. 「メタクリル酸又はアクリル酸」の省略形としてしばしば(メタ)アクリ
ル酸を使用する。
2. 「主にカルボキシル基不含の」という表現は、成分(a1)、(a2)、
(a3)、(a5)、(a6)及び(a7)が僅かにカルボキシル基を含有する
(しかしながら、多くともこれらの成分から製造されたポリアクリレート樹脂が
最高でも10mgKOH/gの酸価を有する程度の量)ことができることを表現
している。しかしながら、成分(a1)、(a2)、(a3)、(a5)、(a
6)及び(a7)のカルボキシル基含有量はできる限り低く保たれるのが有利で
ある。特にカルボキシル基不含の(a1)、(a2)、(a3)、(a5)、(
a6)及び(a7)成分を使用するのが有利である。
本発明の場合、この被覆材料は、結合剤としてヒドロキシル基含有の、ポリシ
ロキサンマクロモノマーで変成されたポリアクリレート樹脂を含有する。
ポリアクリレート樹脂の変性のために、数平均分子量1000〜40000、
有利に2000〜10000を有し、分子当たり平均で0.5〜2.5個の、有
利に0.5〜2.0個のエチレン性不飽和二重結合を有するか又は分子当たり平
均で0.5〜2.5個の、有利に1.0〜2.0個のエポキシ基を有するポリシ
ロキサンマクロモノマーが適している。
ポリアクリレート樹脂(A)を変性するためのポリシロキサンマクロモノマー
(a5)の使用量は、ポリアクリレート樹脂(A)の製造のために使用したモノ
マーの全重量に対してそれぞれ5重量%より少なく、有利に3重量%より少なく
、さらに有利に0.1〜1.0重量%、特に有利に0.3〜0.7重量%である
。
この種のポリシロキサンマクロモノマーの使用は、生じる被覆の耐接着剥離性
及び耐溶剤性の明らかな改善を生じる。
本発明により使用されたポリアクリレート樹脂(A)は、有機溶剤中で又は溶
剤混合物中で、少なくとも1種の重合開始剤の存在で、
(a1) (a2)、(a3)、(a5)、(a6)及び(a7)とは異なり、
(a2)、(a3)、(a4)、(a5)、(a6)及び(a7)と共重合可能
で、主にカルボキシル基不含の(メタ)アクリル酸エステル又はこれらのモノマ
ーからの混合物、
(a2) (a1)、(a3)、(a4)、(a5)、(a6)及び(a7)と
共重合可能であり、(a3)とは異なる、分子当たり少なくとも1個のヒドロキ
シル基を有し、主にカルボキシル基不含のエチレン性不飽和モノマー又
はこれらのモノマーからの混合物、
(a3) アクリル酸及び/又はメタクリル酸と、分子当たり5〜18個のC原
子を有するα位置で分枝したモノカルボン酸のグリシジルエステルとからなる少
なくとも1種の反応生成物、又はこの反応生成物の代わりに、重合反応の間又は
重合反応の後に分子当たり5〜18個のC原子を有するα位置で分枝したモノカ
ルボン酸のグリシジルエステルと反応する当量のアクリル酸及び/又はメタクリ
ル酸、
(a4) 場合により、分子当たり少なくとも1個のカルボキシル基を有する、
(a1)、(a2)、(a3)、(a5)、(a6)及び(a7)と共重合可能
な、エチレン性不飽和モノマー又はこれらのモノマーからの混合物、
(a5) 数平均分子量1000〜40000を有し及び分子当たり平均で0.
5〜2.5個のエチレン性不飽和二重結合を有するか又は分子当たり平均で0.
5〜2.5個のエポキシ基を有するポリシロキサンマクロモノマー又はこれらの
モノマーからの混合物、
(a6) ビニル芳香族炭化水素又はこれらのモノマーの混合物、及び
(a7) 場合により、(a1)、(a2)、(a3)、(a4)、(a5)及
び(a6)と共重
合可能な、(a1)、(a2)、(a3)、(a5)及び(a6)とは異なる、
主にカルボキシル基不含の、エチレン性不飽和モノマー又はこれらのモノマーか
らの混合物を
重合させ、その際、(a1)、(a2)、(a3)、(a4)、(a5)、(a
6)及び(a7)は種類及び量において、ポリアクリレート樹脂(A)が所望の
OH価及び酸価を有するように選択され、その際、成分(a5)の量は、ポリア
クリレート樹脂の製造のために使用されたモノマーの全重量に対して5重量%よ
り少ないことにより得られる。
本発明により使用すべきポリアクリレート樹脂の製造のために、成分(a1)
としてそれぞれ(a2)、(a3)、(a4)、(a5)、(a6)及び(a7
)と共重合可能な、主にカルボキシル基不含の(メタ)アクリル酸のエステル又
はこれらの(メタ)アクリル酸エステルからの混合物を使用することができる。
例として、アルキル基中20個までの炭素原子を有するアルキルアクリレート及
びアルキルメタクリレート、例えばメチル−、エチル−、プロピル−、ブチル−
、ヘキシル−、エチルヘキシル−、ステアリル−及びラウリルアクリレート及び
−メタクリレートが挙げられる。有利にアルキルアクリレート及び/又はアルキ
ルメタクリレートからの混合物を(a1)成分として使用するのが有利であり、
これは少なくとも20重量
%までがn−ブチルアクリレート及び/又はt−ブチルアクリレート及び/又は
n−ブチルメタクリレート及び/又はt−ブチルメタクリレートからなる。
成分(a1)として、エチルトリグリコール(メタ)アクリレート、及び有利
に550の数平均分子量を有するメトキシオリゴグリコール(メタ)アクリレー
ト又は他のエトキシル化された及び/又はプロポキシル化された、ヒドロキシル
基不含の(メタ)アクリル酸誘導体も使用することができる。
成分(a2)として、(a1)、(a3)、(a4)、(a5)、(a6)及
び(a7)と共重合可能で、(a3)とは異なる、分子当たり少なくとも1個の
ヒドロキシル基を有し、かつ主にカルボキシル基不含のエチレン性不飽和モノマ
ー、又はこれらのモノマーからの混合物を使用することができる。例として、ア
クリル酸、メタクリル酸又は他のα,β−エチレン性不飽和カルボン酸のヒドロ
キシアルキルエステルが挙げられる。このエステルは酸によりエステル化されて
いるアルキレングリコールから誘導することができるか、又は酸とアルキレンオ
キシドとの反応により得ることができる。成分(a2)として有利に、ヒドロキ
シアルキル基が20個までの炭素原子を含有するアクリル酸又はメタクリル酸の
ヒドロキシアルキルエステル、環状エステル、例えばε−カプロラクトン及びこ
のヒドロキシアルキルエステルからの反応生成物、又
はこのヒドロキシアルキルエステルもしくはε−カプロラクトンで変性されたヒ
ドロキシアルキルエステルからの混合物が使用される。
この種のヒドロキシアルキルエステルの例は、2−ヒドロキシエチルアクリレ
ート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、3−ヒドロキシプロピルアクリレ
ート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、3−ヒドロキシプロピルメタク
リレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリ
レート、4−ヒドロキシブチルメタクリレート、ヒドロキシステアリルアクリレ
ート及びヒドロキシステアリルメタクリレートが挙げられる。他の不飽和酸、例
えばエタクリル酸、クロトン酸及び分子当たり6個までのC原子を有する類似の
酸の相応するエステルも使用することができる。
さらに、成分(a2)としてオレフィン性不飽和ポリオールも使用することが
できる。成分(a2)として少なくとも部分的にトリメチロールプロパンモノア
リルエーテルを使用することもできる。トリメチロールプロパンモノアリルエー
テルの割合は、この場合、ポリアクリレート樹脂の製造のために使用したモノマ
ー(a1)〜(a7)の全重量に対して通常2〜10重量%である。その他に、
さらに、ポリアクリレート樹脂の製造のために使用したモノマーの全重量に対し
て2〜10重量%のトリメチロールプロパンモノアリ
ルエーテルを仕上がったポリアクリレート樹脂に添加することもできる。オレフ
ィン性不飽和ポリオール、例えばトリメチロールプロパンモノアリルエーテルは
、単独のヒドロキシル基含有モノマー(a2)として使用することができるが、
しかしながら特に他の前記のヒドロキシル基含有モノマー(a2)と割合に応じ
て組み合わせて使用することができる。
成分(a3)として、アクリル酸及び/又はメタクリル酸と、分子当たり5〜
18個のC原子を有するα位置で分枝したモノカルボン酸のグリシジルエステル
とからの反応生成物が使用される。著しく分枝したモノカルボン酸のグリシジル
エステルは「カルドゥラ(Cardura)」の商品名で得ることができる。アクリル
酸又はメタクリル酸と第3のα−炭素原子を有するカルボン酸のグリシジルエス
テルとの反応は、重合反応の前、重合反応の間又は重合反応の後で行うことがで
きる。有利に、成分(a3)としてアクリル酸及び/
ure)のグリシジルエステルとの反応生成物が使用される。このグリシジルエス
テルは「カルドゥラE10(Cardura E10)」の名称で市販されている。
成分(a4)として、分子当たりそれぞれ少なくとも1個のカルボキシル基を
有する、(a1)、(a2)、(a3)、(a5)、(a6)及び(a7)と共
重合可能な、エチレン性不飽和モノマー又はこれらの
モノマーの混合物を使用することができる。成分(a4)として、有利にアクリ
ル酸及び/又はメタクリル酸が使用される。しかしながら、分子当たり6個まで
のC原子を有する他のエチレン性不飽和酸も使用することもできる。このような
酸の例として、エタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸及びイタコン
酸が挙げられる。成分(a4)として、マレイン酸モノ(メタ)アクリロイルオ
キシエチルエステル、コハク酸モノ(メタ)アクリロイルオキシエチルエステル
及びフタル酸モノ(メタ)アクリロイルオキシエチルエステルを使用することも
できる。
成分(a5)として、数平均分子量1000〜40000、有利に2000〜
10000を有し、分子当たり平均で0.5〜2.5個の、有利に0.5〜2.
0個のエチレン性不飽和二重結合を有するか又は分子当たり平均で0.5〜2.
5個の、有利に1.0〜2.0個のエポキシ基を有するポリシロキサンマクロモ
ノマーが適している。
例えばドイツ国特許出願公開(DE−OS)第3807571号明細書第5頁
〜第7頁、ドイツ国特許出願公開(DE−OS)第3706095号明細書第3
欄〜第7欄、欧州特許(EP−B)第358153号明細書第3頁〜第6頁及び
米国特許(US−PS)第4754014号明細書第5欄〜第9欄に記載された
ポリシロキサンマクロモノマーが適している。さらに
、上記の分子量及びエチレン不飽和二重結合含有量を有する他のアクリルオキシ
シラン含有のビニルモノマーも適しており、例えば、ヒドロキシ官能性シランを
エピクロロヒドリンと反応させ、引き続きこの反応生成物をメタクリル酸及び/
又は(メタ)アクリル酸のヒドロキシアルキルエステルと反応させることにより
製造できる化合物も適している。
成分(a5)として次の式:
[式中、R1=H又はCH3
R2、R3、R4、R5=同じ又は異なる、1〜8個のC原子を有する脂肪族炭化水
素基、特にメチル基、又はフェニル基、
n=2〜5、有利に3
m=8〜80]
で示されるポリシロキサンマクロモノマーが使用される。
この種のポリシロキサンマクロモノマーの例は、式:
[式中、m≒30〜50]
で示されるα,ω−アクリルオキシオルガノ官能性ポリジメチルシロキサンが使
用される。
特に有利に、<2のアクリルオキシ官能性を有するポリシロキサンマクロモノ
マーとして、アクリルオキシオルガノ官能性シロキサンが使用される。例として
次の式:
[式中、m≒8〜80、n=1〜5を表し、R1は水素又はメチル基を表し、R2
及びR3は同じ又は異なる1〜8個のC原子を有する脂肪族炭化水素基、特にメ
チル基、又はフェニル基を表し、R4、R5及びR6はハロゲン基又は1〜4個の
C原子を有するアルコキシ基又はヒドロキシル基を表す]で示されるポリシロキ
サンが挙げられる。
成分(a5)として、式(I):
[式中、R1は1〜8個のC原子を有する脂肪族炭化水素基、又はフェニル基を
表し、R2、R3及びR4はそれぞれハロゲン基又は1〜4個のC原子を有するア
ルコキシ基又はヒドロキシル基を表す]で示される化合物(1)70〜99.9
99モル%と、式(II)
:
[式中、R5は水素原子又はメチル基を表し、R6、R7及びR8はそれぞれハロゲ
ン、OH基又は1〜4個のC原子を有するアルコキシ基又は1〜8個のC原子を
有する脂肪族炭化水素基を表し、その際、基R6、R7又はR8の少なくとも1個
はOH基又はアルコキシ基であり、nは1〜6の整数を表す]で示される化合物
(2)30〜0.001モル%との反応により製造されたポリシロキサンマクロ
モノマーも有利に使用される。
適当な化合物(1)及び(2)の例は、WO92/22615、第13頁、1
8行〜第15頁9行に記載されている。
化合物(1)及び(2)の間の反応は、これらの化合物中に含まれているヒド
ロキシル基及び/又はこれらの化合物のアルコキシ基の加水分解に起因するヒド
ロキシル基の、脱水縮合により行われる。この反応条件に依存して、この反応は
脱水反応に加えて脱アルコールする縮合をも含む。化合物(1)又は(2)がハ
ロゲン基を含有する場合、(1)及び(2)の間の反応は脱ヒドロハロゲンによ
り行われる。
化合物(1)及び化合物(2)の間で反応を実施す
る条件は、同様に、国際公開番号WO92/22615の国際特許出願、第15
頁23行〜第18頁10行に記載されている。
成分(a5)として、トーアゴウセイ・ケミカル・インダストリーズ社(Firm
a Toagosei Chemical Industries Co.,Ltd.)(ドイツ国では丸紅社が代表)の
AK5の名称で市販されている、平均で0.5〜1.5個のメタクリルオキシ基
を有し、数平均分子量5000を有するポリシロキサンマクロモノマーが特に有
利に使用される。
さらに、次の式:
[式中、R2、R3、R4、R5=同じ又は異なる、1〜8個の炭素原子を有する脂
肪族炭化水素基、特にメチル基、又はフェニル基、
n=2〜5、有利に3、
m=8〜80]で示されるエポキシ官能性ポリシロキサンマクロモノマーも適し
ている。
式:
[式中、m=50及び1900のエポキシ当量を有する]で示されるエポキシ官
能性ポリジメチルシロキサンが特に有利に使用される。このポリシロキサンマク
ロモノマーは、例えばテーハー・ゴルトシュミット社(Firma Th.Goldschmidt
)のテゴメルE−Si
品で市販されている。
成分(a5)として、さらに次の名称で市販されている製品も適している:ト
ーアゴウセイ・ケミカル・インダストリーズ社(Firma Toagosei Chemical Indu
stries Co.,Ltd.)(ドイツ国では丸紅社が代表)のポリシロキサンマクロモノ
マーAK30並びにテーハー・ゴルトシュミット社(Firma Th.Goldsc
代表される製品。
成分(a6)として、ビニル芳香族炭化水素、例えばスチレン、α−アルキル
スチレン、例えばα−メチルスチレン、クロロスチレン、o−、m−及びp−メ
チルスチレン、2,5−ジメチルスチレン、p−メトキシスチレン、p−t−ブ
チルスチレン、p−ジメチルアミノスチレン、p−アセトアミドスチレン及びビ
ニルトルエンが使用され、この場合、有利にビニルトルエン、特にスチレンが使
用される。
成分(a7)として(a1)、(a2)、(a3)
、(a4)、(a5)及び(a6)と共重合可能な、(a1)、(a2)、(a
3)、(a5)及び(a6)と異なる、主にカルボキシル基不含の全てのエチレ
ン性不飽和モノマー又はこれらのモノマーからの混合物を使用することができる
。成分(a7)として有利にアルコキシアルキルアクリレート及びアルコキシア
ルキルメタクリレート、メタクリル酸及び/又はアクリル酸の単環式及び多環式
脂肪族エステル、有利にシクロヘキシルアクリレート、シクロヘキシルメタクリ
レート、4−t−ブチルシクロヘキシルアクリレート、4−t−ブチルシクロヘ
キシルメタクリレート、イソボルニルアクリレート及びイソボルニルメタクリレ
ート、特に4−t−ブチルシクロヘキシルアクリレート及び/又は4−t−ブチ
ルシクロヘキシルメタクリレート、エチレン性不飽和カルボン酸のビニルエステ
ル並びにアルキルエステル(アクリル酸及びメタクリル酸のアルキルエステルを
除く)、例えばクロトン酸、イソクロトン酸及びマレイン酸のアルキルエステル
を使用することができる。
特に有利に使用されるアクリレート樹脂は次の成分の重合により得られる:
(a1) 成分(a1)5〜74重量%、有利に5〜30重量%、
(a2) 成分(a2)10〜40重量%、有利に15〜25重量%、
(a3) 成分(a3)10〜50重量%、有利に15〜40重量%、
(a4) 成分(a4)0〜10重量%、有利に0.1〜6重量%、
(a5) 成分(a5)5重量%より少なく、有利に3重量%より少なく、特に
有利に0.1〜1重量%、さらに特に有利に0.3〜0.7重量%、
(a6) 成分(a6)5〜40重量%、有利に10〜30重量%及び
(a7) 成分(a7)0〜40重量%、有利に0〜30重量%、
その際、成分(a1)〜(a7)の重量割合の合計はそれぞれ100重量%であ
る。
本発明により使用されるポリアクリレート樹脂(A)は、通常OH価60〜2
00、有利に100〜16OmgKOH/g、酸価1〜60、有利に1〜15m
gKOH/g並びにそれぞれポリスチレン標準に対してゲル浸透クロマトグラフ
ィーにより測定して数平均分子量1000〜5000、有利に1500〜400
0を有する。
本発明により使用されるポリアクリレート樹脂(A)の製造は、有機溶剤又は
溶剤混合物中で、少なくとも1種の重合開始剤の存在で行う。有機溶剤及び重合
開始剤としてはポリアクリレート樹脂の製造のために
常用の溶剤及び重合開始剤を使用する。使用可能な溶剤の例として、ソルベント
ナフサ(Solvent Naphth
水素、例えば多様な石油ベンジン、鉱物テレピン油、テトラリン及びデカリン並
びに多様なアルコール、エーテル及びエステル、例えばブチルグリコール、2−
メトキシプロパノール、n−ブタノール、メトキシブタノール、n−プロパノー
ル、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エチルエーテル、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モノブチルエーテル、2−ヒドロキ
シプロピオン酸エチルエステル及び3−メチル−3−メトキシブタノール並びに
プロピレングリコールをベースとする誘導体、例えばエチルエトキシプロピオネ
ート、メトキシプロピルアセテート等が挙げられる。
使用可能な重合開始剤の例として、フリーラジカルを生成する開始剤、例えば
t−ブチルペルエチルヘキサノエート、過酸化ベンゾイル、アゾビスイソブチロ
ニトリル及びt−ブチルペルベンゾエートが挙げられ
る。重合は有利に80〜200℃、有利に110℃〜160℃で実施される。溶
剤としてシェルゾールA(
tha)及び酢酸ブチルが挙げられる。
ポリアクリレート樹脂(A)の製造のために、成分(a3)の仝量の有利に少
なくとも60重量%、特に有利に100重量%を溶剤の一部と一緒に、装入物中
へ添加し、それぞれ重合温度に加熱する。残りのモノマーは、次いで重合温度で
一定に供給した。成分(a5)として、僅かな反応性を有する(官能性<2の)
ポリシロキサンマクロモノマーを使用する場合、同様に、このポリシロキサンマ
クロモノマー(a5)の全量の有利に少なくとも60重量%、特に有利に100
重量%を装入物中に添加する。それに対して高い官能性を有する(官能性>2の
)ポリシロキサンマクロモノマー(a5)を使用する場合、このポリシロキサン
マクロモノマーは有利に残りのモノマーと一緒に添加される。
この特別な重合方法は、推測されるように共重合を促進し、個々の成分のホモ
重合を減少させる。さらに、著しく低い残留モノマー含有量を有するコポリマー
が得られ、高い固形物含有量を有する透明な溶液が生じる。
ポリイソシアネート成分(B)は、脂肪族、環式脂肪族、芳香脂肪族及び/又
は芳香族の遊離イソシアネ
ート基を有する任意の有機ポリイソシアネートである。分子当たり2〜5個のイ
ソシアネート基を有するポリイソシアネートを使用するのが有利である。イソシ
アネートの混入性を改善するために、場合により、このポリイソシアネートに少
量の有機溶剤、有利に純粋のポリイソシアネートに対して1から25重量%の有
機溶剤を添加することができる。ポリイソシアネートのための添加剤として使用
される溶剤は、例えばエトキシエチルプロピオネート、酢酸ブチル等である。
適当なイソシアネートの例は、例えば「メトーデン・デア・オルガニッシェン
・ヒェミー(Methoden der organischen Chemie,Houben-Weyl)」、第14/2
巻、第4版、ゲオルグ・ティーメ出版(Georg Thieme Verlag)、シュツットガ
ルト(stuttgart)、1963、第61〜70頁、及びW.Siefken,Liebigs Ann
.Chem.562,75 - 136に記載されている。例えば、1,2−エチレンジイソシ
アネート、1,4−テトラメチレンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレン
ジイソシアネート、2,2,4−トリメチル−1,6−ヘキサメチレンジイソシ
アネート、2,4,4−トリメチル−1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート
、1,12−ドデカンジイソシアネート、ω,ω′−ジイソシアナトジプロピル
エーテル、シクロブタン−1,3−ジイソシアネート、シクロヘキサン−1,3
−ジイソシアネート、シクロヘキサン
−1,4−ジイソシアネート、2,2−ジイソシアナト−1−メチルシクロヘキ
サン、2,6−ジイソシアナト−1−メチルシクロヘキサン、3−イソシアナト
メチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート(イソホロンジ
イソシアネート)、2,5−ビス(イソシアナトメチル)−8−メチル−1,4
−メタノ−デカヒドロナフタリン、3,5−ビス(イソシアナトメチル)−8−
メチル−1,4−メタノ−デカヒドロナフタリン、1,5−ビス(イソシアナト
メチル)−4,7−メタノヘキサヒドロインダン、2,5−ビス(イソシアナト
メチル)−4,7−メタノヘキサヒドロインダン、1,6−ビス(イソシアナト
メチル)−4,7−メタノヘキサヒドロインダン、2,6−ビス(イソシアナト
メチル)−4,7−メタノヘキサヒドロインダン、1,5−ビス(イソシアナト
)−4,7−メタンヘキサヒドロインダン、2,5−ビス(イソシアナト)−4
,7−メタンヘキサヒドロインダン、1,6−ビス(イソシアナト)−4,7−
メタンヘキサヒドロインダン、2,6−ビス(イソシアナト)−4,7−メタン
ヘキサヒドロインダン、ジシクロヘキシル−2,4′−ジイソシアネート、ジシ
クロヘキシル−4,4′−ジイソシアネート、2,4−ヘキサヒドロトルイレン
ジイソシアネート、2,6−ヘキサヒドロトルイレンジイソシアネート、ペルヒ
ドロ−2,4′−ジフェニルメタンジイソシ
アネート、ペルヒドロ−4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート、ω,ω
′−ジイソシアナト−1,4−ジエチルベンゼン、1,3−フェニレンジイソシ
アネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、4,4′−ジイソシアナト−
ジフェニル、4,4′−ジイソシアナト−3,3′−ジクロロジフェニル、4,
4′−ジイソシアナト−3,3′−ジメトキシ−ジフェニル、4,4′−ジイソ
シアナト−3,3′−ジメチル−ジフェニル、4,4′−ジイソシアナト−3,
3′−ジフェニル−ジフェニル、2,4′−ジイソシアナト−ジフェニルメタン
、4,4′−ジイソシアナト−ジフェニルメタン、ナフチレン−1,5−ジイソ
シアネート、トルイレンジイソシアネート、例えば2,4−トルイレンジイソシ
アネート、2,6−トルイレンジイソシアネート、N,N′−(4,4′−ジメ
チル−3,3′−ジイソシアナトジフェニル)−ウレトジオン、m−キシリレン
ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、テトラメチルキ
シリレンジイソシアネート、さらにトリイソシアネート、例えば2,4,4′−
トリイソシアナトジフェニルエーテル、4,4′,4″−トリイソシアナトトリ
フェニルメタンが適している。場合により上記のイソシアネートと組み合わせて
、イソシアヌレート基及び/又はビウレット基及び/又はアロファネート基及び
/又はウレトジオン基及び/又はウレタン基及び/又
は尿素基を有するポリイソシアネートを使用するのが有利である。ウレタン基を
有するポリイソシアネートは例えばイソシアネート基の一部をポリオール、例え
ばトリメチロールプロパン及びグリセリンと反応させることにより得られる。
脂肪族又は環式脂肪族ポリイソシアネート、特にヘキサメチレンジイソシアネ
ート、二量化した及び三量化したヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロン
ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−2,4′−ジイソシアネート又は
ジシクロヘキシルメタン−4,4′−ジイソシアネート又はこれらのポリイソシ
アネートからの混合物を使用するのが有利である。例えば適当な触媒の使用下で
のヘキサメチレンジイソシアネートの接触オリゴマー化により得られるような、
ヘキサメチレンジイソシアネートをベースとするウレトジオン基及び/又はイソ
シアヌレート基及び/又はアロファネート基を有するポリイソシアネートからの
混合物を使用するのが特に有利である。ポリイソシアネート成分(B)は、その
他に例えば前記のポリイソシアネートの任意の混合物からなることができる。
使用した架橋剤の量は、架橋剤のイソシアネート基対成分(A)のヒドロキシ
ル基の割合が1:3〜3:1の範囲内にあるように選択される。通常、本発明に
よる被覆材料は被覆材料の総重量に対して及び成分(A)及び(B)の固形物含
有量に対してそれぞれ、ア
クリレート樹脂(A)15〜45重量%及び架橋剤(B)6〜20重量%を含有
する。
本発明による被覆材料は、場合により1種以上の他のヒドロキシル基含有の、
ポリエステル変性されたポリアクリレート樹脂を含有することができ、それによ
り生じる被覆の耐溶剤性及び硬度をさらに改善される。このポリエステル変性さ
れたポリアクリレート樹脂(C)は、通常、被覆材料の総重量に対して及び結合
剤の固形物含有量に対してそれぞれ0〜50重量%、有利に20〜45重量%の
量で使用される。
この種のポリエステル変性されたポリアクリレート樹脂(C)の例として、ド
イツ国特許出願公開(DE−A)第4024204号明細書に記載された、ポリ
エステルの存在で製造されたヒドロキシル基含有ポリアクリレート樹脂(C)が
挙げられる。詳細については、ドイツ国特許出願公開(DE−A)第40242
04号明細書の、特に第3頁18行〜第7頁53行が参照される。さらに、通常
のジカルボン酸及びポリカルボン酸、ジオール及びポリオール並びに場合により
通常のモノカルボン酸及び/又は通常のモノオールをベースとするポリエステル
の存在で製造される他のポリエステル変成されたポリアクリレート樹脂(C)が
挙げられ、特に、それぞれの樹脂に対して、少なくとも1種のポリエステル20
〜60重量%及び少なくとも1種のヒドロキシル基含有ポリアクリレート40〜
80重量%からなり、その際少なくとも1種のポリアクリレートの割合はポリエ
ステルの存在で製造され、このポリエステルはOH価90〜130mg KOH
/g、酸価10mg KOH/gより少ない、数平均分子量1300〜3500
、分子量の多分散性又は不均一性5〜50を有し、かつこのポリアクリレートは
ヒドロキシエチルメタクリレート及び/又は4−及び/又は3−ヒドロキシ−n
−ブチル−(メタ)アクリレートを重合により組み込んで含有し、かつOH価5
0〜150mg KOH/g及び酸価0〜10mgKOH/gを有するポリエス
テル変性されたポリアクリレートが挙げられる。
本発明による被覆材料は、さらに場合により1種以上のヒドロキシル基含有樹
脂を含有し、それにより耐溶剤性及び生じた被覆の硬度をさらに改善される。例
えば、被覆材料は前記したアクリレート樹脂(A)とは異なる他のヒドロキシル
基含有アクリレート樹脂及び/又は重縮合樹脂(特にポリエステル)を含有する
。
通常、この他の結合剤は、被覆材料の総重量に対して及び結合剤の固体含有量
に対してそれぞれ0〜20重量%の量で使用される。
このような適当な他の結合剤の例は、ヘキスト社(Firma Hoechst)のマクリ
ナールSM510及びS
称で市販されているポリアクリレート樹脂である。
本発明による被覆材料はさらに1種以上の有機溶剤をする。この有機溶剤は、
通常被覆材料の総重量に対してそれぞれ20〜70重量%、有利に25〜65重
量%の量で使用される。
適当な溶剤の例は、著しく置換された芳香族化合物
ヘビーベンゾール(Schwerbenzol)、多様なソルベ
、例えば多様な石油ベンジン、鉱物テレピン油、テトラリン及びデカリン並びに
多様なエステル、例えばエチレングリコールアセテート、ブチルグリコールアセ
テート、エチルグリコールアセテート等である。
本発明による被覆材料は、場合によりさらに通常の顔料及び/又は充填剤を通
常の量で含有することができる。この場合、充填剤及び/又は顔料は、被覆材料
の総重量に対して有利に0〜40重量%の量で使用される。
本発明による被覆材料は、さらに通常の助剤及び添加剤を通常の量で、有利に
被覆材料の総重量に対して0.01〜10重量%の量で含有することができる。
適当な助剤及び添加剤の例は、レベリング剤、例えばシリコーン油、可塑剤、例
えばリン酸エステル及びフ
タル酸エステル、粘度調節添加剤、艶消し剤、UV吸収剤、光保護剤及び場合に
より充填剤である。
この被覆材料の製造は公知の方法で、個々の成分の混合及び場合により分散に
より行われる。
この被覆材料は、吹き付け塗布、フローコーティング、デイップコーティング
、ローラー塗布、ナイフ塗布又は刷毛塗りにより基材上に皮膜の形で設置され、
その際この皮膜は引き続き強固に付着する被覆に硬化される。
この被覆材料の完全な硬化は、通常室温で又は軽度に高めた温度で、有利に軽
度に高めた温度で、さらに有利に120℃を下回る温度で、特に80℃を下回る
温度で、特に有利に60℃を下回る温度で行われる。この被覆材料は焼き付け条
件下で、つまり少なくとも120℃の温度でも硬化させることもできる。
基材としては特に金属並びに木材、プラスチック、ガラスなどである。
短い硬化時間及び低い硬化温度に基づき、本発明による被覆材料は自動車補修
塗装、大きな車両及びトラックボディの塗装のために使用される。この被覆材料
はしかしながら使用した架橋剤に応じて自動車塗装ライン(Automobilserienlac
kierung)のためにも使用することができる。さらに、この被覆材料は透明塗料
として並びに顔料を含有する上塗塗料としても適している。
従って、本発明の対象は、
(1) 顔料を含有する下塗塗料を基材表面上に塗布し、
(2) 工程(1)で塗布された下塗塗料からポリマー皮膜を形成させ、
(3) こうして得られた下塗層上に次の成分:
(A) ヒドロキシル基含有ポリアクリレート樹脂及び
(B) 架橋剤
を含有する透明な上塗塗料を塗布し、引き続き、
(4) 下塗層及び上塗層を一緒に硬化させる、
基材表面上の多層の保護及び/又は装飾被覆の製造方法において、上塗塗料とし
て本発明による被覆材料を使用することを特徴とする。
この方法において使用される下塗塗料は公知であり、詳細に説明する必要はな
い。適当な下塗塗料はドイツ国特許出願公開(DE−OS)第4110520号
明細書、ドイツ国特許出願公開(DE−OS)第4009000号明細書、ドイ
ツ国特許出願公開(DE−OS)第4024204号明細書、欧州特許出願公開
(EP−A)第355433号明細書、ドイツ国特許出願公開(DE−OS)第
3545618号明細書、ドイツ国特許出願公開(DE−OS)第381386
6号明細書及び未公開のドイツ国特許出願P4232717.2号明細書に記載
されている下塗塗料でもあ
る。
その他に、未公開のドイツ国特許出願P4327416.1号明細書に記載さ
れた下塗塗料が、重量平均分子量Mw40000〜200000及び不均一性Mw
/Mn>8を有するヒドロキシル基含有ポリエステルを含有し、かつこのポリエ
ステルの製造のために少なくとも50重量%の芳香族ジカルボン酸又はそのエス
テル化可能な誘導体が使用され、その際、無水フタル酸の含有量は最大で80重
量%であり、その際重量%数値はポリエステルの製造のために使用した酸成分の
総重量に関していることを特徴とする下塗塗料が適している。
本発明の被覆材料を用いて、通常、場合により1層の自動車補修塗装の分野で
使用される酸化乾燥する、顔料を含有する酸化乾燥する並びに顔料を含有する2
K−ポリウレタン塗料を上塗りすることもできる。この場合でも、所望の有利な
特性を有する被覆が得られる。
次に本発明を実施例に付き詳説する。部及びパーセンテージに関する全ての数
値は、他に記載がない限り重量に関している。I.1. ヒドロキシル基含有アクリレート樹脂E1〜E3及びV1の製造
アクリレートコポリマーの製造は、撹拌機、還流冷却器、モノマー供給装置及
び開始剤供給装置を備えた
4リットル−特殊鋼重合容器中でそれぞれ行った。表1にそれぞれ記載された成
分を秤量装入し、次いでこの装入物を145℃に加熱した。
全ての供給を同時に開始し、4時間内でモノマー供給物を均質に添加し、4.
5時間内で開始剤供給物を均質に添加した。開始剤供給はモノマー供給の完了後
の30分に終了した。重合の間に容器内の温度を142〜145℃に保持した。
その後なお2時間後重合させた。こうして得られたアクリレート樹脂溶液は70
%の固形物を有していた。引き続き温度を120℃に低下させ、アクリレート樹
脂を記載した溶剤混合物と共に54%の固形物まで溶解させた。
この装入物中へ表1中に記載されたそれぞれの量の
の沸点範囲を有する市販の芳香族溶剤混合物、シェル・ヒェミー社(Firma Shel
l Chemie))、表1中に記載されたそれぞれの量のシロキサンモノマー並びに表
1に記載された量の市販のフェルザチック酸のグリシジルエステル(市販品カル
ドゥラE10(Cardura
emie))を秤量添加した。モノマー供給物中にそれぞれ表1に記載された量のメ
チルメタクリレート、スチレン、OH−モノマー、アクリル酸及びメタクリル酸
を秤量添加した。
開始剤供給物中に表1中に記載された量のジ−t−
ブチルペルオキシド及びキシレンを秤量添加した。
アクリレート樹脂の溶解のために使用した溶剤混合物は次の組成を有していた
:
キシレン 334部
酢酸ブチル 1429部
ブトキシル(市販の溶剤2−メトキシブタノール
のアセテート) 60部
ブチルグリコールアセテート 128部I.2. ヒドロキシル基含有アクリレート樹脂V2の製造
ヒドロキシル基含有アクリレート樹脂V2の製造は、アクリレート樹脂E1〜
E3及びV1の製造と同様に行うが、後重合の後に得られたアクリレート樹脂溶
液が50±2%の固形物含有量を有することが異なる。溶剤混合物の添加は従っ
て必要でなかった。I.3. ヒドロキシル基含有アクリレート樹脂V3の製造
アクリレートコポリマーV3の製造はそれぞれ撹拌機、還流冷却器、モノマー
供給装置及び開始剤供給装置を備えた4リットル−特殊鋼重合容器中でそれぞれ
行った。それぞれ記載された成分を秤量装入し、次いでこの装入物を110℃に
加熱した。
全ての供給を同時に開始し、3時間内でモノマー供給を均質に添加し、3.5
時間内で開始剤供給を均質に添加した。開始剤供給はモノマー供給の完了後の3
0分に終了した。重合の間に容器内の温度を110℃に保持した。その後なお2
時間後重合させた。こうして得られたアクリレート樹脂溶液は50±2%の固形
物を有していた。
こうして得られたポリアクリレート樹脂は51.2%の固形物を有し、酸価9
.6gKOH/g、粘度60dPa・s(オリジナル)及びヒドロキシル価約1
28を有していた。
装入物:
モノマー供給物A:
開始剤供給物:
I.4. ポリエステル変性されたアクリレート樹脂の製造
撹拌機、蒸気加熱塔及び水分離器を備えた4リットル−重縮合容器中に、トリ
メチロールプロパン796部、イソノナン酸540部、フタル酸無水物821部
及びキシレン83部を添加し、ゆっくりと加熱した。最大で190℃の温度で酸
価15mgKOH/g及び粘度5.3dPa・s(キシレン中60%)まで縮合
させた。引き続き冷却し130℃でシェルゾールA(
冷却した。
こうして得られたポリエステルは66.5%の固形物を有し、酸価13mgK
OH/g、(理論的)OH価104mgKOH/g及び粘度22dPa・s(オ
リジナル)を有していた。数平均分子量Mnは1241であり、重量平均分子量
Mwは5843であり、不均一性Mw/Mnは4.71であった(ポリスチレン標
準に対してそれぞれゲル浸透クロマトグラフィーにより測定)。
アクリレートコポリマーの製造は、撹拌機、還流冷却器、モノマー供給装置及
び開始剤供給装置を備えた4リットル−特殊鋼重合容器中で行った。下記された
成分を装入物中へ秤量し、次いでこの装入物を165℃に加熱した。
全ての供給を同時に開始し、4時間内でモノマー供給物を均質に添加し、5時
間内で開始剤供給物を均質に添加した。重合の間に容器中の温度は160〜16
5℃に保持した。その後2時間後重合させた。こうして得られたアクリレート樹
脂溶液は80%の固形物を有していた。引き続き120℃の温度に低下させ、ア
クリレート樹脂を酢酸ブチルで65%の固形物まで溶解させた。
装入物:
モノマー供給物:
開始剤供給物:
II. 被覆材料E1〜E3及びV1〜V3(比較例)の製造
II.1. 硬化剤溶液の製造
次に記載する成分から硬化剤溶液を混合により製造
した:
1) II.3.の点で記載された触媒溶液
2) バイエル社(Firma Bayer AG)の市販のポリイソシアネート、数平均分子量
約700、平均官能性3〜4及びウレトジオン基含有量最大で5%のヘキサメチ
レンジイソシアネートをベースとする三量体の酢酸ブチル/ソルベントナフサ1
:1中の90%の溶液;
3) バイエル社(Firma Bayer AG)のポリエーテル変性されたメチルポリシロキ
サンをベースとする市販のレベリング剤II.2. 調節添加剤の製造
次に記載された成分から混合により調節添加剤を製造した:
II.3. 触媒溶液の製造
ジブチルスズラウレート1.0部をブチルアセテート98/100 50部及
びキシレン49部と混合した。II.4. 上塗塗料E1−E3及びV1〜V3の製造
この上塗塗料を、ポリエステル変性されたポリアクリレート樹脂の上記の溶液
40部及びブチルアセテート98/100 3部を装入し、市販の有機赤色顔料
(ヘキスト社(Firma Hoechst)の市販品ノボペルム
加した。まず10分間2000回転/分で溶解させ、引き続き冷却しながら18
0分4000回転/分で<10μmのヘグマンによる粒子の微細性まで粉砕した
。次いで、ブチルアセテート98/100 4部、上記のヒドロキシル基含有ア
クリレート樹脂E1〜E3もしくはV1〜V3 20部、立体障害アミンをベー
スとする市販の光保護剤(チバガイギー社(Firma C
iba Geigy)の市販品チヌビン292(Tinuvin 292))0.5部、上記の触媒溶
液0.5部及び上記のポリエステル変性されたポリアクリレート樹脂の溶液26
部からなる混合物を添加し、撹拌機(1000回転/分)で均質化した。
上塗塗料の製造のために、それぞれこうして得られた混合物4容量部を上記の
硬化剤溶液1容量部及び上記の調節添加剤1容量部と混合した。II.5. 上塗塗料の適用
こうして得られた上塗塗料を、次いで少なくとも16時間の安置時間の後にホ
スフェート化しかつ充填処理した鋼板に適用した。このためにこのホスフェート
化した鋼板は、エポキシ基含有結合剤及びアミノ官能性硬化剤をベースとする市
販の常用の充填剤(グラス
市販製品グラスウリット・グルントフュラー238−
被覆し、室温で1時間中間乾燥した。その後、上塗塗料を15分間の中間排気時
間を行う2工程噴霧で適用し、20℃で16時間乾燥させた。乾燥皮膜層厚は5
0〜60μmであった。
こうして被覆された鋼板に多様な試験を行った。試験結果は表3に示した。II.6. 透明塗料の製造
本発明による結合剤を透明塗料被覆系にも使用した
。
表1の説明
ェルザチック酸のグリシジルエステル
AK5=丸紅社(Firma Marubeni)の市販品のシリコーンマクロモノマーAK
5、平均で0.5〜1.5個のメタクリロイル末端基を有する数平均分子量50
00のα,ω−アクリルオキシオルガノ官能性ポリシロキサンマクロモノマー
ミット社(Firma Th.Goldschmidt)のテゴメルE
[式中、m=50、エポキシ当量1900]の市販のα,ω−グリシジルオルガ
ノ官能性ポリジメチルシロキサン
HEMA=ヒドロキシエチルメタクリレート
HPMA=ヒドロキシプロピルメタクリレート
MMA=メチルメタクリレート
AS=アクリル酸
n−BuMA=n−ブチルメタクリレート
BuAc=ブチルアクリレート
Mercapt.=メルカプトエタノール
TBCP=t−ブチルクミルペルオキシド
表3の説明
使用した試験法の記載:表面乾燥−接着剥離試験
上塗塗料を適用方法(5分の中間排気時間を行う2工程噴霧、乾燥皮膜厚さ:
50〜60μm)により準備した(充填処理した)鋼板(60cm×50cm)
上に適用した。20℃で16時間乾燥後にストランドのテーザクレップ(Tesakr
epp; 5cm幅)及び「レグパーク(Regupak)」ラベルシートを貼った。
一定の押圧のために、テーザクレップストランドに押圧ローラで2回ローラ掛
けし、「レグパーク」ラベルシートは気泡のないように手で押しつけた。
一片のテーザクレップもしくはシートを1時間、3時間、6時間及び24時間
後に剥離し、すぐ後に並びに60分後に塗料表面上のマーキングを評価した。
評価:
マーキング DIN53230による数値
マーキングなし 0
著しく僅かなマーキング 1
軽度なマーキング 2
マーキング 3
著しいマーキング 4
極めて著しいマーキング 5レベリング
試験板を接着剥離試験の記載を参照して準備し、視覚的に評価した。
レベリング DIN53230による数値
優れている 0
極めて良好 1
良好 2
中程度 3
悪い 4
極めて悪い 5噴霧吸収(Spritznebelaufnahme)
板の中央領域に8mmの直径の6個の穿孔を有するヘラ型板を使用する。
上塗塗料を2つの通常の適用噴霧工程の後に、第3回目に左から右へ楔状に、
つまり左側は厚層塗布、右側は薄層塗布で吹き付けた。30分後に、板の右半分
において霧がかった(eingenebelt)。吹き付け塗布の間及び乾燥の間、この板
は垂直に架けられた。
評価のためにヘラ型板を適当な保持装置で30°の角度に置いた。
右側の評価、視覚的:
噴霧吸収 DIN53230による数値
優れている 0
極めて良好 1
良好 2
中程度 3
悪い 4
極めて悪い 5耐溶剤性
試験板を接着剥離試験の記載を参照して製造した。
ペーパー布に溶剤を含浸させ、10ストロークで軽度に押しつけて表面上をぬ
ぐった。その後この面を別の布で乾燥させ、すぐに艶消し化を視覚的に評価した
。
評価:
艶消し化 DIN53230による数値
優れている 0
極めて良好 1
良好 2
中程度 3
悪い 4
極めて悪い 5
試験結果のまとめ:
噴霧吸収は本発明による例の場合及びシロキサン変性されていない比較例にお
いて許容できる;しかしながら噴霧吸収の改善はシロキサン含有量の低下と共に
観察される。比較例V2及びV3は噴霧吸収において許容できない。
レベリングは>3の評点から実際に許容できず、V2及びV3ベースの被覆材
料は適用から排除される。E1ベースの本発明による被覆材料は悪いレベリング
にもかかわらず、特に良好な耐溶剤性に基づきなお限定的に使用可能である。
被覆材料の耐溶剤性は≦2の評価の場合にだけ要求に応じている。この場合、
シロキサン変性されていな
い結合剤V1を除き全ての例は要求を満たしている。>2の評点の場合、生じた
被覆材料の艶消し化は観察することはできない。
試験した被覆の最も重要な評価基準として接着剥離試験を見なければならない
。許容可能な被覆の評価は≦2〜3でなければならない。V1ベースの被覆は完
全に不十分であり、比較例V2及びV3をベースとする被覆は不満足な耐接着剥
離性を有しているが、本発明による被覆材料の使用は良好な耐接着剥離性を生じ
させる。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ペーター ホフマン
ドイツ連邦共和国 ゼンデン エアレング
ルント 215
(72)発明者 ベルンハルト ルッベルト
アメリカ合衆国 ミシガン ファーミント
ン ヒルズ ワイクシャー 25446
(72)発明者 オーラフ ハルマン
ドイツ連邦共和国 ミュンスター ブルク
ヴァル 4
【要約の続き】
はこれらのモノマーからなる混合物を重合させ、その
際、(a1)、(a2)、(a3)、(a4)、(a
5)、(a6)及び(a7)は種類及び量において、ポ
リアクリレート樹脂(A)が所望のOH価及び酸価を有
するように選択され、かつその際、成分(a5)の量は
ポリアクリレート樹脂(A)の製造のために使用される
モノマーの総重量に対して5重量%よりも少ないことに
より得られることを特徴とする被覆材料に関する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1. 次の成分: (A) 少なくとも1種のヒドロキシル基含有ポリアクリレート樹脂及び (B) 少なくとも1種のイソシアネート架橋剤 を含有する被覆材料において、ポリアクリレート樹脂(A)が、有機溶剤中で 又は有機溶剤混合物中で、少なくとも1種の重合開始剤の存在で、次の成分: (a1) (a2)、(a3)、(a5)、(a6)及び(a7)とは異なり、 (a2)、(a3)、(a4)、(a5)及び(a6)と共重合可能な、主にカ ルボキシル基不含の(メタ)アクリル酸エステル又はこれらのモノマーからなる 混合物、 (a2) (a1)、(a3)、(a4)、(a5)、(a6)及び(a7)と 共重合可能な、(a3)とは異なり、分子当たり少なくとも1個のヒドロキシル 基を有し、かつ主にカルボキシル基不含であるエチレン性不飽和モノマー又はこ れらのモノマーからなる混合物、 (a3) アクリル酸及び/又はメタクリル酸と、分子当たり5〜18個のC原 子を有するα位置で分枝したモノカルボン酸のグリシジルエス テルとからの少なくとも1種の反応生成物、又はこの反応生成物の代わりに、重 合反応の間又は重合反応の後に分子当たり5から18個のC原子を有するα位置 で分枝したモノカルボン酸のグリシジルエステルと反応される当量のアクリル酸 及び/又はメタクリル酸、 (a4) 場合により、分子当たり少なくとも1個のカルボキシル基を有し、( a1)、(a2)、(a3)、(a5)、(a6)及び(a7)と共重合可能の 、エチレン性不飽和モノマー又はこれらのモノマーからなる混合物、 (a5) 数平均分子量1000〜40000を有し、分子当たり平均で0.5 〜2.5個のエチレン性不飽和二重結合を有するか又は分子当たり平均で0.5 〜2.5のエポキシ基を有するポリシロキサンマクロモノマー又はこれらのモノ マーからなる混合物、 (a6) ビニル芳香族炭化水素又はこれらのモノマーからなる混合物及び (a7) 場合により、(a1)、(a2)、(a3)、(a4)、(a5)及 び(a6)と共重合可能な、(a1)、(a2)、(a3)、(a5)及び(a 6)とは異なり、主にカルボキシル基不含の、エチレン性不飽和モノマー又はこ れらのモノマーからなる混合物 を重合させ、その際、(a1)、(a2)、(a3)、(a4)、(a5)、 (a6)及び(a7)は種類及び量において、ポリアクリレート樹脂(A)が所 望のOH価及び酸価を有するように選択され、かつその際、成分(a5)の量は ポリアクリレート樹脂(A)の製造のために使用されるモノマーの総重量に対し て5重量%よりも少ないことにより得られることを特徴とする被覆材料。 2. 次の成分: (A) 少なくとも1種のヒドロキシル基含有ポリアクリレート樹脂 (B) 少なくとも1種のイソシアネート架橋剤及び (C) 少なくとも1種のヒドロキシル基含有の、ポリエステル変性されたポ リアクリレート樹脂 を含有する被覆材料において、ポリアクリレート樹脂(A)が、有機溶剤中で 又は有機溶剤混合物中で、少なくとも1種の重合開始剤の存在で、次の成分: (a1) (a2)、(a3)、(a5)、(a6)及び(a7)とは異なり、 (a2)、(a3)、(a4)、(a5)及び(a6)と共重合可能な、主にカ ルボキシル基不含の(メタ)アクリル酸エステル又はこれらのモノマー からなる混合物、 (a2) (a1)、(a3)、(a4)、(a5)、(a6)及び(a7)と 共重合可能な、(a3)とは異なり、分子当たり少なくとも1個のヒドロキシル 基を有し、かつ主にカルボキシル基不含であるエチレン性不飽和モノマー又はこ れらのモノマーからなる混合物、 (a3) アクリル酸及び/又はメタクリル酸と、分子当たり5〜18個のC原 子を有するα位置で分枝したモノカルボン酸のグリシジルエステルとからの少な くとも1種の反応生成物、又はこの反応生成物の代わりに、重合反応の間又は重 合反応の後に分子当たり5から18個のC原子を有するα位置で分枝したモノカ ルボン酸のグリシジルエステルと反応される当量のアクリル酸及び/又はメタク リル酸、 (a4) 場合により、分子当たり少なくとも1個のカルボキシル基を有し、( a1)、(a2)、(a3)、(a5)、(a6)及び(a7)と共重合可能の 、エチレン性不飽和モノマー又はこれらのモノマーからなる混合物、 (a5) 数平均分子量1000〜40000を有し、分子当たり平均で0.5 〜2.5個のエチレン性不飽和二重結合を有するか又は分子当たり平均で0.5 〜2.5のエポキシ基を有 するポリシロキサンマクロモノマー又はこれらのモノマーからなる混合物、 (a6) ビニル芳香族炭化水素又はこれらのモノマーからなる混合物及び (a7) 場合により、(a1)、(a2)、(a3)、(a4)、(a5)及 び(a6)と共重合可能な、(a1)、(a2)、(a3)、(a5)及び(a 6)とは異なり、主にカルボキシル基不含の、エチレン性不飽和モノマー又はこ れらのモノマーからなる混合物 を重合させ、その際、(a1)、(a2)、(a3)、(a4)、(a5)、 (a6)及び(a7)は種類及び量において、ポリアクリレート樹脂(A)が所 望のOH価及び酸価を有するように選択され、かつその際、成分(a5)の量は ポリアクリレート樹脂(A)の製造のために使用されるモノマーの総重量に対し て5重量%よりも少ないことにより得られることを特徴とする被覆材料。 3. ポリアクリレート樹脂(A)が、1種以上のポリシロキサンマクロモノマ ー(a5)を使用して製造され、このマクロモノマーは、式(I) [式中、R1は1〜8個のC原子を有する脂肪族炭 化水素基又はフェニル基を表し、R2、R3及びR4はそれぞれハロゲン基又は1 〜4個のC原子を有するアルコキシ基又はヒドロキシル基を表す]で示される化 合物(1)70〜99.999モル%と、式(II) [式中、R5は水素原子又はメチル基を表し、R6、R7及びR8はハロゲン、O H基又は1〜4個のC原子を有するアルコキシ基又は1〜8個のC原子を有する 脂肪族炭化水素基を表し、その際、基R6、R7又はR8の少なくとも1個がOH 基又はアルコキシ基であり、nは1〜6の整数を表す]で示される化合物(2) 30〜0.001モル%の反応により製造される、請求項1又は2記載の被覆材 料。 4. ポリアクリレート樹脂(A)が、次の式(I) [式中、 R1=H又はCH3 R2、R3、R4、R5=同じ又は異なる、1〜8個のC原子を有する脂肪族炭化 水素基、特にメチル、又はフェニル基、 n=2〜5、有利に3 m=8〜80]で示される1種以上のポリシロキサンマクロモノマー(a5) の使用下で、又は次の式(II) [式中、 R1、R2、R3、R4、R5=同じ又は異なる、1〜8個のC原子を有する脂肪 族炭化水素基、特にメチル、又はフェニル基 n=2〜5、有利に3 m=8〜50]で示される1種以上のポリシロキサンマクロモノマー(a5) の使用下で製造される、請求項1から3までのいずれか1項記載の被覆材料。 5. ポリアクリレート樹脂(A)は、 (a1) 成分(a1)5〜74重量%、有利に5〜30重量%、 (a2) 成分(a2)10〜40重量%、有利に15〜25重量%、 (a3) 成分(a3)10〜50重量%、有利に15〜40重量%、 (a4) 成分(a4)0〜10重量%、有利に0.1〜6重量%、 (a5) 成分(a5)5重量%より少なく、有利に0.1〜1重量%、特に 有利に0.3〜0.7重量%、 (a6) 成分(a6)5〜40重量%、有利に10〜30重量%及び (a7) 成分(a7)0〜40重量%、有利に0〜30重量%、 その際、成分(a1)〜(a7)の重量割合の合計がそれぞれ100重量%で ある、 の重合により製造される、請求項1から4までのいずれか1項記載の被覆材料 。 6. ポリアクリレート樹脂(A)、イソシアネート架橋剤(B)、場合により ヒドロキシル基含有の、ポリエステル変性されたポリアクリレート樹脂(C)、 1種以上の有機溶剤、場合により顔料及び/又は充填剤並びに場合により他の助 剤及び添加剤を混合し、場合により分散させることを特徴とする、請求項1から 5までのいずれか1項記載の被覆材料の製造方法。 7. 多層の保護被覆及び/又は装飾被覆を基材表面上に製造するに当たり、 (1) 基材表面上に顔料添加された下塗塗料を塗布し、 (2) 工程(1)で塗布された下塗塗料からポリマー皮膜を形成させ、 (3) 得られた下塗層上に、次の成分: (A) ヒドロキシル基含有ポリアクリレート樹脂 (B) 架橋剤並びに場合により (C) ヒドロキシル基含有の、ポリエステル変性されたポリアクリレート を含有する透明な上塗塗料を塗布し、引き続き (4) 下塗塗料層と上塗塗料層を一緒に硬化させる方法において、 上塗塗料として請求項1から5までのいずれか1項記載の被覆材料を使用する ことを特徴とする、多層の保護被覆及び/又は装飾被覆を基材表面上に製造する 方法。
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