JP5128247B2 - コーティング組成物 - Google Patents
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-
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Description
A) a)200〜5,000g/molの数平均分子量Mnを有する脂肪族オリゴカーボネートポリオール5〜40wt%、
b)200〜5,000g/molの数平均分子量を有するオリゴエステルポリオール20〜60wt%、および
c)ヒドロキシ官能性ポリアクリレートポリオール20〜70wt%
からなるポリオール成分
ならびに
B)OH基に対して反応性であり、≧2.0の平均NCO官能価を有する1種類以上のポリイソシアネート架橋剤
を含むコーティング組成物を提供する。
a)において、好ましくは200〜3,000g/mol、特に好ましくは200〜2,000g/mol、最も特に好ましくは300〜1,500g/molの数平均分子量を有するオリゴカーボネートポリオールが使用される。
c1)500〜10,000g/molの数平均分子量を有し、ポリブタジエン内に存在するすべてのビニル二重結合に対して少なくとも10モル%の1,2−ラテラル(lateral)ビニル二重結合含量を有する場合により官能性の1種類以上のポリブタジエン0〜10wt%、
c2)スチレン、α−メチルスチレンおよびビニルトルエンの群から選択される1種類以上の不飽和芳香族モノマー1〜30wt%、
c3)第1級ヒドロキシル基を含有するアクリル酸またはメタクリル酸の1種類以上のヒドロキシアルキルエステル20〜80wt%、
c4)アクリル酸またはメタクリル酸とC3〜C12モノアルコールとの1種類以上の脂環式エステル0〜30wt%、
c5)アクリル酸またはメタクリル酸とC1〜C8モノアルコールとの1種類以上の脂肪族エステル10〜60wt%、
c6)1種類以上のα,β−不飽和C3〜C7−モノ−もしくはジ−カルボン酸、またはマレイン酸もしくはフマル酸とC1〜C14モノアルコールとの1種類以上のセミエステル0〜5wt%、ならびに
c7)成分c1)〜c6)の化合物以外のさらなる共重合性化合物0〜30wt%
(成分c1)〜c7)の合計wt%は100wt%である)
を互いに共重合させることにより得ることができる。
c1)600〜5,000g/molの数平均分子量を有し、ポリブタジエン内に存在するすべてのビニル二重結合に対して少なくとも20モル%の1,2−ラテラルビニル二重結合含量を有する場合により官能性の1種類以上のポリブタジエン0.1〜8wt%、
c2)スチレン2〜28wt%、
c3)ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレートおよび1,4-ブタンジオールモノアクリレートからなる群の1種類以上の化合物25〜70wt%、
c4)アクリル酸またはメタクリル酸とC3〜C12モノアルコールとの1種類以上の脂環式エステル0〜25wt%、
c5)アクリル酸またはメタクリル酸と脂肪族C1〜C8モノアルコールとの1種類以上のエステル15〜60wt%、
c6)アクリル酸、メタクリル酸、対応する酸とC1〜C8モノアルコールとのマレイン酸セミエステルおよびフマル酸セミエステルからなる群の1種類以上の化合物0〜4wt%、ならびに
c7)アクリロニトリル、メタクリロニトリル、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、場合により分枝の脂肪族C1〜C10モノカルボン酸のビニルエステル、マレイン酸もしくはフマル酸とC3〜C8モノアルコールとのジアルキルまたはジシクロアルキルエステルからなる群の1種類以上の化合物0〜25wt%
(成分c1)〜c7)の合計wt%は100wt%である)
からなる。
c1)700〜4,000g/molの数平均分子量を有し、ポリブタジエン内に存在するすべてのビニル二重結合に対して少なくとも30モル%の1,2−ラテラルビニル二重結合含量を有する場合により官能性の1種類以上のポリブタジエン0.2〜6.0wt%、
c2)スチレン5〜25wt%、
c3)ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレートまたはその混合物30〜65wt%、
c4)イソボルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、3,5,5-トリメチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、4-tert-ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレートからなる群の1種類以上の化合物0〜20wt%、
c5)アクリル酸またはメタクリル酸と脂肪族C1〜C8モノアルコールとの1種類以上のエステル20〜50wt%、
c6)アクリル酸、メタクリル酸またはその混合物0.1〜3wt%、ならびに
c7)アクリロニトリル、メタクリロニトリル、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、場合により分枝の脂肪族C1〜C10モノカルボン酸のビニルエステル、およびマレイン酸またはフマル酸とC3〜C8モノアルコールとのジアルキルまたはジシクロアルキルエステルからなる群の1種類以上の化合物0〜20wt%
(成分c1)〜c7)の合計wt%は100wt%である)
からなる。
c1)750〜3,500g/mol数平均分子量を有し、ポリブタジエン内に存在するすべてのビニル二重結合に対して少なくとも40モル%の1,2−ラテラルビニル二重結合含量を有する場合により官能性の1種類以上のポリブタジエン0.4〜5wt%、
c2)スチレン5〜20wt%、
c3)ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレートまたはその混合物30〜60wt%、
c4)イソボルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、3,5,5−トリメチルシクロヘキシル(メタ)アクリレートおよび4-tert-ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレートからなる群の1種類以上の化合物0〜15wt%、
c5)アクリル酸またはメタクリル酸と脂肪族C1〜C4モノアルコールとの1種類以上のエステル25〜45wt%、
c6)アクリル酸、メタクリル酸またはその混合物0.3〜2wt%、ならびに
c7)ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、場合により分枝の脂肪族C1〜C9モノカルボン酸のビニルエステル、マレイン酸もしくはフマル酸とC3〜C6モノアルコールとのジアルキルまたはジ(シクロ)アルキルエステルからなる群の1種類以上の化合物0〜15wt%
(成分c1)〜c7)の合計wt%は100wt%である)
からなる。
1,6−ヘキサンジオール/l,4−ブタンジオールに基づく、2,000g/molの数平均分子量を有する脂肪族オリゴカーボネートジオールの調製:
1,390gの1,4−ブタンジオール、608gの1,6−ヘキサンジオールを0.7gのアセチルアセトン酸イットリウム(III)および914gの炭酸ジメチルとともに、80℃で、分画カラム、スターラーおよび受容器を備えた6リットル容加圧反応器に投入した。次いで、反応混合物を、窒素雰囲気下で2時間かけて150℃まで加熱し、攪拌しながら還流下で2時間その温度に維持し、圧力3.9バール(絶対)まで上昇させた。炭酸ジメチルと混合された切断生成物であるメタノールを、次いで蒸留によって除去し、圧力を、4時間かけて合計2.2バールで連続して低下させた。次いで、蒸留操作を完了し、さらに914gの炭酸ジメチルを反応混合物中に150℃で計量供給し、混合物を、攪拌しながら還流下で2時間その温度に維持し、圧力3.9バール(絶対)まで上昇させた。炭酸ジメチルと混合された切断生成物であるメタノールを、次いで、再度蒸留によって除去し、圧力を、4時間かけて合計2.2バールで連続して低下させた。次いで、蒸留操作を完了し、さらに782gの炭酸ジメチルを反応混合物中に150℃で計量供給し、混合物を、攪拌しながら還流下で2時間その温度に維持し、圧力を3.5バール(絶対)まで上昇させた。炭酸ジメチルと混合された切断生成物であるメタノールを、次いで、再度蒸留によって除去し、圧力を4時間かけて常圧まで低下させた。続いて、反応混合物を180℃まで2時間かけて加熱し、攪拌しながら2時間その温度に維持した。次いで、温度を130℃まで低下させ、窒素流(5リットル/時)を反応混合物中に通し、その間、圧力を20ミリバールまで低下させた。次いで、温度を4時間以内で180℃まで上昇させ、6時間維持した。炭酸ジメチルと混合したメタノールを、再度、反応混合物から除去した。
Mn=1,968g/mol;OH価=57mg KOH/g;粘度:3,513mPa・s(75℃)、ハーゼン色数:47 APHAを有する無色のワックス様オリゴカーボネートジオールが得られた。
3−メチル−1,5−ペンタンジオールに基づく、650g/molの数平均分子量を有する脂肪族オリゴカーボネートジオールの調製
実施例1と同様の手順で、60リットル容加圧反応器に、1,6-ヘキサンジオールの代わりに34,092gの3−メチル−1,5−ペンタンジオールおよび8.0gのアセチルアセトン酸イッテルビウム(III)を入れ、炭酸ジメチルを、10,223gの量を2回および7,147gの量を1回の3工程で添加した。
ポリテトラヒドロフラン250(分子量250g/mol)に基づく、1000g/molの数平均分子量を有する脂肪族オリゴカーボネートジオールの調製
実施例1と同様の手順で、6リットル容加圧反応器に、1,6−ヘキサンジオールの代わりに3,259gのポリテトラヒドロフラン250および0.7gのアセチルアセトン酸イットリウム(III)を入れ、炭酸ジメチルを、439gの量で2回および376gの量で1回の3工程で添加した。
シクロヘキサンジメタノールおよび1,4-ブタンジオールに基づく、500g/molの数平均分子量を有する脂肪族オリゴカーボネートジオールの調製
実施例1と同様の手順で、6リットル容加圧反応器に、1,6−ヘキサンジオールの代わりに2,119gのシクロヘキサン−1,4−ジメタノール、1,325gの1,4−ブタンジオールおよび0.8gのアセチルアセトン酸イットリウム(III)を入れ、炭酸ジメチルを、1,012gの量で2回および867gの量で1回の3工程で添加した。
トリメチロールプロパンに基づく脂肪族オリゴエステルポリオールの調製
3,155gのトリメチロールプロパン、1,345gのε−カプロラクトンおよび2.25gのジブチル錫ジラウレート(DBTL)を反応器内に、実施例1に従って量り入れた。容器の内容物を160℃まで加熱し、160℃で6時間攪拌し、次いで、20℃まで冷却し、以下の特性:固形分:99.5wt%、23℃での粘度:4,100mPa・s、酸価:0.5mg KOH/g、ヒドロキシル価:881mg KOH/g、ヒドロキシル含量:26.7wt%、ハーゼン色数:44 APHAを有する透明な樹脂を得た。
トリメチロールプロパンに基づく脂肪族オリゴエステルの調製
2,747gのトリメチロールプロパン、1,753gのε−カプロラクトンおよび2.25gのジブチル錫ジラウレート(DBTL)を反応器に、実施例1に従って量り入れた。容器の内容物を160℃まで加熱し、160℃で6時間攪拌し、次いで、20℃まで冷却し、以下の特性:固形分:99.5wt%、23℃での粘度:3,300mPa・s、酸価:1.0mg KOH/g、ヒドロキシル価:766mg KOH/g、ヒドロキシル含量:23.2wt%、ハーゼン色数:72 APHAを有する透明な樹脂を得た。
トリメチロールプロパンに基づく脂肪族オリゴエステルの調製
1,977gのトリメチロールプロパン、2,523gのε−カプロラクトンおよび2.25gのジブチル錫ジラウレート(DBTL)を反応器に、実施例1に従って量り入れた。容器の内容物を160℃まで加熱し、160℃で6時間攪拌し、次いで、20℃まで冷却し、以下の特性:固形分:99.6wt%、23℃での粘度:2,080mPa・s、酸価:0.6mg KOH/g、ヒドロキシル価:542mg KOH/g、ヒドロキシル含量:16.4wt%、ハーゼン色数:48 APHAを有する透明な樹脂を得た。
トリメチロールプロパンに基づく脂肪族オリゴエステルの調製
1,407gのトリメチロールプロパン、3,593gのε−カプロラクトンおよび2.25gのジブチル錫ジラウレート(DBTL)を反応器に、実施例1に従って量り入れた。容器の内容物を160℃まで加熱し、160℃で6時間攪拌し、次いで、20℃まで冷却し、以下の特性:固形分:100.0wt%、23℃での粘度:1,730mPa・s、酸価:0.5mg KOH/g、ヒドロキシル価:356mg KOH/g、ヒドロキシル含量:10.8wt%、ハーゼン色数:17 APHAを有する透明な樹脂を得た。
トリメチロールプロパンに基づく脂肪族オリゴエステルの調製
737gのトリメチロールプロパン、3,763gのε−カプロラクトンおよび2.25gのジブチル錫ジラウレート(DBTL)を反応器に、実施例1に従って量り入れた。容器の内容物を160℃まで加熱し、160℃で6時間攪拌し、次いで、20℃まで冷却し、以下の特性:固形分:99.8wt%、23℃での粘度:1,750mPa・s、酸価:0.9mg KOH/g、ヒドロキシル価:202mg KOH/g、ヒドロキシル含量:6.1wt%、ハーゼン色数:28 APHAを有する透明な樹脂を得た。
グリセロールに基づく脂肪族オリゴエステルの調製
2,010gのグリセロール、2,490gのε−カプロラクトンおよび2.25gのジブチル錫ジラウレート(DBTL)を実施例1と同様にして量り入れた。容器の内容物を160℃まで加熱し、160℃で6時間攪拌し、次いで、20℃まで冷却し、以下の特性:固形分:100.0wt%、23℃での粘度:980mPa・s、酸価:1.2mg KOH/g、ヒドロキシル価:811mg KOH/g、ヒドロキシル含量:24.6wt%、ハーゼン色数:23 APHAを有する透明な樹脂を得た。
コポリマーc1〜c3の調製の説明
パート1を、スターラー、蒸留装置、モノマー混合物および開始剤の供給容器(定量ポンプを含む)ならびに自動温度制御装置を備えた6リットル容のステンレス鋼加圧反応器に入れ、所望の重合温度まで加熱した。次いで、別々の供給口から、パート2(モノマー混合物)を3時間かけて、およびパート3(開始剤溶液)を3.5時間かけて、計量供給を同時に開始し、重合温度は一定(±2℃)に維持した。次いで、その重合温度で攪拌を60分間行なった。次いで、混合物を室温まで冷却し、固形分を測定した。コポリマーは、70±1%の固形分を有すべきであった。固形分が≦68%である場合、後活性化を、30分間150℃で、最初の5%の量の開始剤を用いて行なった。固形分が68〜69%であった場合、蒸留を行なって70±1%とした。次いで、コポリマーを濾過した(Supra T5500、細孔径25〜72μm、Seitz-Filter-Werke GmbH, Bad Kreuznach, DE)。パート1〜3(wt%)の組成および生成物の特性を表1に示す。
1)DHC Solvent Chemie GmbH, D-45478 Muelheim an der Ruhrの市販品
2)日本曹達(日本)の市販品
3)Synthomer GmbH, Frankfurt/Mainの市販品
本発明によるポリオール成分Aの調製
オリゴカーボネートジオールa)、オリゴエステルポリオールb)およびポリアクリレートポリオールc)を1リットル容ガラスフラスコ内で、窒素雰囲気下、1時間60℃で攪拌する。次いで、得られたポリオール混合物を室温まで冷却し、その特性を決定し、適用例の準備のために維持する。本発明によるポリオール成分A1)〜A8)の組成(wt%)(固形樹脂に対する)を表2に示し、対応する特性を表3に示す。
実施例22:
ストックラッカー(成分22A)の調製
1.4gのBaysilone(登録商標)OL 17(MPA中10%溶液;Borchers GmbH, Langenfeld)、2.8gのTinuvin(登録商標)292(MPA中50%溶液、Ciba Spezialitaetenchemie Lampertheim GmbH, Lampertheim)、4.2gのTinuvin(登録商標)382/4(MPA中50%溶液、Ciba Spezialitaetenchemie Lampertheim GmbH, Lampertheim)、1.4gのModaflow(登録商標)(MPA中1%溶液;Brenntag AG, Muelheim/R)および34.8gの1−メトキシプロピル2−アセテート/溶媒ナフサ100の1:1混合物を、120.0gのポリオールA3に添加し、混合物を充分に攪拌した。
23.4gの1−メトキシプロピル2−アセテート/溶媒ナフサ100の1:1混合物を43.4gのDesmodur(登録商標)N 3600に添加し、混合物を充分に攪拌した。
実施例22Aまたは22Bと同じ手順。しかしながら、表4および表5に示した原料物質を使用した。
上記の成分A(ストックラッカー)およびB(硬化剤)を、各場合において一緒に混合し、充分に攪拌した。次いで、各々の混合物をエアガンによって、黒色ベースラッカーでプレコートしたコイルコート金属シートに適用し、室温で大気に10分間に曝露し、次いで、熱風循環型の炉内で140℃にて30分間焼成した。約40μmの乾燥膜厚を有する光輝性の高光沢コーティングが得られた。コーティングの決定したラッカー関連特性の概要を表6に示す。
振子硬度:
振子硬度は、DIN EN ISO 1522に従って測定した。
DIN 51635によるFAM試験燃料(VDA 621-412(試験A4.1.1 Yおよび4.1.3 Y)ならびにキシレンに基づく)を用いた試験;曝露時間10分。
引掻き抵抗性は、「実験室洗浄設備を用いたコーティングの引掻き抵抗性の試験」のための方法であるDIN 55668に従って測定した。10回往復サイクル前およびこれに供した後、ならびに60℃での2時間の保存(リフロー挙動)後に再度、DIN 67 530による反射率計の値としての光沢度の測定。
化学物質に対する抵抗性は、温度勾配測定器(gradient oven)内で、DIN EN ISO 2812/5(ドラフト)に従って測定した。
Claims (11)
- A) a)200〜5,000g/molの数平均分子量Mnを有する1種類以上の脂肪族オリゴカーボネートポリオール5〜40wt%、
b)200〜5,000g/molの数平均分子量を有する1種類以上のオリゴエステルポリオール20〜60wt%、および
c)1種類以上のヒドロキシ官能性ポリアクリレートポリオール20〜70wt%
からなり、
a)、b)およびc)の量が合計100wt%になる
ポリオール成分
ならびに
B)OH基に対して反応性であり、≧2.0の平均NCO官能価を有する1種類以上のポリイソシアネート架橋剤
を含むコーティング組成物。 - 成分a)の量が10〜35wt%であり、成分b)の量が25〜55wt%であり、成分c)の量が25〜65wt%である、請求項1に記載のコーティング組成物。
- 成分a)が、200〜2,000g/molの分子量を有し、かつ1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、シクロヘキサン−1,4−ジメタノール、トリメチロールプロパン、グリセロールおよびその混合物からなる群より選択される成分に基づく1種類以上の脂肪族オリゴカーボネートジオールを含む、請求項1に記載のコーティング組成物。
- 成分b)が、200〜2,000g/molの分子量を有し、かつε−カプロラクトンおよび1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、シクロヘキサン−1,4−ジメタノール、トリメチロールプロパン、グリセロール、ペンタエリスリトールならびにこれらのアルコールの混合物からなる群より選択される成分に基づく1種類以上の脂肪族オリゴエステルポリオールを含む、請求項1に記載のコーティング組成物。
- 成分c)が、
c1)750〜3500g/molの数平均分子量を有し、ポリブタジエン内に存在するすべてのビニル二重結合に対して少なくとも40モル%の1,2−ラテラルビニル二重結合含量を有する場合により官能性の1種類以上のポリブタジエン0.4〜5wt%、
c2)スチレン5〜20wt%、
c3)ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレートまたはその混合物30〜60wt%、
c4)イソボルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、3,5,5−トリメチルシクロヘキシル(メタ)アクリレートおよび4−tert−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレートからなる群の1種類以上の化合物0〜15wt%、
c5)アクリル酸またはメタクリル酸と脂肪族C1〜C4モノアルコールとの1種類以上のエステル25〜45wt%、
c6)アクリル酸、メタクリル酸またはその混合物0.3〜2wt%、ならびに
c7)ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、場合により分枝の脂肪族C1〜C9モノカルボン酸のビニルエステル、マレイン酸またはフマル酸とC3〜C6モノアルコールとのジアルキルまたはジ(シクロ)アルキルエステルからなる群の1種類以上の化合物0〜15wt%
のコポリマーの1種類以上を含み、
c1)〜c7)の量が合計100wt%になる、
請求項1に記載のコーティング組成物。 - c)で使用されるコポリマーが不均一性(Mw/Mn)≦2.5を有する、請求項1に記載のコーティング組成物。
- ポリオール成分A)が、脂肪族オリゴカーボネートポリオールa)および/または脂肪族オリゴエステルポリオールb)の存在下、コポリマーc)の対応するモノマーの重合によって調製される、請求項1に記載のコーティング組成物。
- 成分B)が、HDI、IPDIおよび/または4,4'−ジイソシアナト−ジシクロヘキシルメタンに基づくイソシアヌレート構造を有するポリイソシアネートまたはポリイソシアネート混合物を含む、請求項1に記載のコーティング組成物。
- イソシアネート反応性基に対する遊離および場合によりブロック化されたNCO基のNCO/OH比が0.5〜1.2である、請求項1に記載のコーティング組成物。
- 請求項1に記載のコーティング組成物を用いて得られるコーティング。
- 請求項10に記載のコーティングでコートされた基材。
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