JP2011256232A - Water-based coating composition - Google Patents
Water-based coating composition Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011256232A JP2011256232A JP2010129910A JP2010129910A JP2011256232A JP 2011256232 A JP2011256232 A JP 2011256232A JP 2010129910 A JP2010129910 A JP 2010129910A JP 2010129910 A JP2010129910 A JP 2010129910A JP 2011256232 A JP2011256232 A JP 2011256232A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- composition
- water
- mol
- compound
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
【課題】低温架橋性と貯蔵安定性とを両立する水系塗料組成物を提供する。
【解決手段】以下(A)〜(C)の3成分を含有し、配合時のpHが7.0〜9.0であることを特徴とする水系塗料組成物。
(A)脂肪族系、及び脂環族系ポリイソシアネートから選ばれる1種又は2種以上から形成されたポリイソシアネート(a)と、マロン酸ジエステル誘導体(b)とを反応させることにより得られるブロックポリイソシアネート組成物
(B)カルボキシル基含有ポリオール
(C)(i)塩基性基が前記カルボキシル基含有ポリオール(B)のカルボキシル基100モル%に対し、30モル%以上
(ii)酸解離定数(pKa)7.0〜8.5の弱塩基性化合物(C1)と8.5を超える塩基性化合物(C2)からなり、該弱塩基性化合物(C1)と該塩基性化合物(C2)との和に対する該弱塩基性化合物(C1)の構成比が20モル%以上、
を共に満足する塩基性組成物。
【選択図】なしA water-based coating composition having both low-temperature crosslinkability and storage stability is provided.
A water-based coating composition comprising the following three components (A) to (C) and having a pH of 7.0 to 9.0 at the time of blending.
(A) A block obtained by reacting a polyisocyanate (a) formed from one or more selected from aliphatic and alicyclic polyisocyanates with a malonic acid diester derivative (b) Polyisocyanate composition (B) Carboxyl group-containing polyol (C) (i) Basic group is 30 mol% or more with respect to 100 mol% of carboxyl groups of the carboxyl group-containing polyol (B) (ii) Acid dissociation constant (pKa A weak basic compound (C1) of 7.0 to 8.5 and a basic compound (C2) exceeding 8.5, and the sum of the weak basic compound (C1) and the basic compound (C2) The composition ratio of the weakly basic compound (C1) to 20 mol% or more,
A basic composition that satisfies both requirements.
[Selection figure] None
Description
本発明は、低温硬化性と貯蔵安定性に優れる水系塗料組成物に関する。 The present invention relates to an aqueous coating composition having excellent low-temperature curability and storage stability.
近年、地球環境、安全、衛生などの観点から水系塗料が注目されている。中でも、自動車塗料や建築塗料に関しては、種々の水系塗料が提案されている。水系塗料のうち、イソシアネート基により架橋されるウレタン系塗料は、得られる塗膜が非常に優れた耐磨耗性、耐チッピング性、耐薬品性及び耐汚染性等を有している。その中でも、脂肪族系ポリイソシアネート、脂環族系ポリイソシアネートを架橋剤とするウレタン系塗料は、高い耐候性を有している。 In recent years, water-based paints have attracted attention from the viewpoints of the global environment, safety, and hygiene. Among these, various water-based paints have been proposed for automobile paints and architectural paints. Among water-based paints, urethane-based paints that are crosslinked by isocyanate groups have very excellent wear resistance, chipping resistance, chemical resistance, and stain resistance. Among these, urethane-based paints using aliphatic polyisocyanates and alicyclic polyisocyanates as crosslinking agents have high weather resistance.
このようなウレタン系塗料では、ライン用塗料など一液性が必要とされる場合、通常、ポリイソシアネートの遊離イソシアネート基を熱解離ブロック剤で封鎖したブロックイソシアネートが使用される。このブロックイソシアネートは、常温ではポリオールと反応しないが、加熱することによりブロック剤が解離し、活性なイソシアネート基が再生されてポリオールと架橋反応する。ブロック剤としては、メチルエチルケトオキシム、カプロラクタム、アルコール、フェノール系のものが使用される。しかしこれらの中で最も低温で架橋塗膜を形成しうるオキシムブロックイソシアネートにおいても、一般的に140℃以上の高い焼付け温度を必要とするため、非常に大きなエネルギーコストを必要とする。また、耐熱性の低いプラスチックへの加工には、高温焼付けが必要なブロックイソシアネートは使用することができないという制限があった。 In such a urethane-based paint, when a one-component property such as a line paint is required, a blocked isocyanate obtained by blocking a free isocyanate group of a polyisocyanate with a thermal dissociation blocking agent is usually used. Although this blocked isocyanate does not react with the polyol at room temperature, the blocking agent is dissociated by heating, and the active isocyanate group is regenerated to cause a crosslinking reaction with the polyol. As the blocking agent, those based on methyl ethyl ketoxime, caprolactam, alcohol and phenol are used. However, the oxime block isocyanate that can form a crosslinked coating film at the lowest temperature among these generally requires a high baking temperature of 140 ° C. or higher, and therefore requires a very large energy cost. Moreover, there has been a limitation that a blocked isocyanate that requires high-temperature baking cannot be used for processing into a plastic having low heat resistance.
そのような欠点を克服するため、低温で架橋塗膜を形成するブロックイソシアネートとして、活性メチレン系ブロックイソシアネートが提案されている。(特許文献1〜4)
特許文献1では、マロン酸ジエステル及びアセト酢酸エステルをブロック剤とし、さらに、非イオン性親水基化合物を使用することで水分散性を改善している。
特許文献2では、マロン酸ジエステル及び/又はアセト酢酸エステルをブロック剤とし、さらに、脂肪族/脂環式ジアミンにより鎖延長した後に、組込み形態のホルムアルデヒドを添加することで貯蔵安定性を改善している。
特許文献3では、マロン酸ジエステル及び/又はアセト酢酸エステルをブロック剤とし、そのエステル部を親水基となりうる基を含有するアルコール化合物とのエステル交換反応することで、水分散性を改善している。
また、特許文献4では、マロン酸ジエステル及び/又はアセト酢酸エステルをブロック剤とし、さらにスルホン酸基を有する親水性化合物とポリアミン化合物を使用することでエマルジョン化することで貯蔵安定性を改善している。
しかし、特許文献1〜4では、水が存在した場合に、分解反応が進行し、炭酸ガスの発生とpH低下を起こしうるマロン酸ジエステルブロック体、又は水が存在した場合に、分解反応が進行し、貯蔵後のpHを低下しうるアセト酢酸エステルブロック体を基本構造中に有するため、水系塗料組成物に使用した場合、炭酸ガスが発生する、貯蔵後のpHが低下する等の課題があった。
また、上記特許文献1〜4では、水系塗料組成物とする場合の中和アミンの種類、当量については、全く記載されていなかった。
そこで、100℃以下で架橋塗膜を形成可能で、貯蔵安定性が良好な水系塗料組成物が望まれていた。
In order to overcome such drawbacks, an active methylene-based blocked isocyanate has been proposed as a blocked isocyanate that forms a crosslinked coating film at a low temperature. (Patent Documents 1 to 4)
In Patent Document 1, malonic acid diester and acetoacetic acid ester are used as a blocking agent, and water dispersibility is improved by using a nonionic hydrophilic group compound.
In Patent Document 2, malonic acid diester and / or acetoacetic acid ester is used as a blocking agent, and further, after chain extension with an aliphatic / alicyclic diamine, formaldehyde in an incorporated form is added to improve storage stability. Yes.
In Patent Document 3, malonic acid diester and / or acetoacetate is used as a blocking agent, and the water dispersibility is improved by transesterification with an alcohol compound containing a group that can become a hydrophilic group in the ester part. .
In Patent Document 4, storage stability is improved by emulsifying malonic acid diester and / or acetoacetate as a blocking agent and further using a hydrophilic compound having a sulfonic acid group and a polyamine compound. Yes.
However, in Patent Documents 1 to 4, the decomposition reaction proceeds when water is present, and the decomposition reaction proceeds when malonic acid diester block that can cause generation of carbon dioxide gas and pH reduction, or water is present. However, since it has an acetoacetate block body in the basic structure that can lower the pH after storage, when used in an aqueous coating composition, there are problems such as generation of carbon dioxide gas and a decrease in pH after storage. It was.
Moreover, in the said patent documents 1-4, it was not described at all about the kind of neutralizing amine in the case of setting it as a water-based coating composition, and an equivalent.
Therefore, an aqueous coating composition that can form a crosslinked coating film at 100 ° C. or less and has good storage stability has been desired.
本発明は、低温架橋性と貯蔵安定性を両立する水系塗料組成物を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the water-system coating composition which makes low temperature crosslinking property and storage stability compatible.
本発明者は、鋭意研究した結果、驚くべきことに、以下に詳述されるカルボキシル基含有ポリオール(B)、及び同じく以下に詳述されるブロックポリイソシアネート組成物(A)を主剤/硬化剤とし、配合時pHを7.0〜9.0とした水系塗料組成物に対し、(B)に示されるカルボキシル基含有ポリオールのカルボキシル基に対し、その塩基性基が30モル%以上の塩基性組成物(C)を添加し、さらに、そのうちの20モル%以上をpKa7.0〜8.5の弱塩基性化合物(C1)とすることにより、低温硬化性を保持しつつ、水系塗料組成物の貯蔵安定性を大きく改善することを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち本発明の構成は以下の通りである。
(1)以下(A)〜(C)の3成分を含有し、配合時のpHが7.0〜9.0であることを特徴とする水系塗料組成物。
(A)脂肪族系ポリイソシアネート、及び脂環族系ポリイソシアネートから選ばれる1種又は2種以上から形成されたポリイソシアネート(a)と、式(I)に示されるマロン酸ジエステル(b)とを反応させることにより得られるブロックポリイソシアネート組成物
(式中R1、及びR2は炭素数1〜8個のアルキル基、フェニル基又はベンジル基を示し、R1とR2は同一でも、異なっていてもよい)
(B)カルボキシル基含有ポリオール
(C)以下の(i)(ii)を共に満足する塩基性組成物
(i)その塩基性基が前記カルボキシル基含有ポリオール(B)のカルボキシル基100モル%に対し、30モル%以上
(ii)該塩基性組成物を酸解離定数(pKa)7.0〜8.5の弱塩基性化合物(C1)とpKaが8.5を超える塩基性組成物(C2)からなり、該弱塩基性化合物(C1)と該塩基性化合物(C2)との和に対する該弱塩基性化合物(C1)の構成比が20モル%以上
(2)前記ブロックポリイソシアネート組成物(A)が、前記ポリイソシアネート(a)と、前記マロン酸ジエステル(b)及び前記活性水素含有親水性化合物(c)とを反応させることにより得られるものであることを特徴とする上記(1)記載の水系塗料組成物。
(3)前記ブロックポリイソシアネート組成物(A)が前記ポリイソシアネート(a)のイソシアネート基100モル%に対し、前記マロン酸ジエステル(b)を主成分とするブロック剤の添加量をxモル%、及び前記活性水素含有親水性化合物(c)の添加量をyモル%とした場合に、(x+y)が75〜150、x/(x+y)が0.50〜0.98、かつy/(x+y)が0.02〜0.50であることを特徴とする上記(2)記載の水系塗料組成物。
(4)前記活性水素含有親水性化合物(c)が、数平均分子量200〜2000の片末端に炭素数1〜4のモノアルコールが付加したポリエチレングリコール系化合物であることを特徴とする上記(2)、又は(3)に記載の水系塗料組成物。
(5)前記マロン酸ジエステル(b)が式(I)のR1、及びR2が同一の構造を有し、かつ、炭素数1〜4個のアルキル基であることを特徴とする上記(1)〜(4)のいずれか1項に記載の水系塗料組成物。
As a result of diligent research, the present inventors have surprisingly found that the carboxyl group-containing polyol (B) detailed below and the block polyisocyanate composition (A) also detailed below are the main agent / curing agent. And a basic paint whose basic group is 30 mol% or more with respect to the carboxyl group of the carboxyl group-containing polyol shown in (B) with respect to the aqueous coating composition having a pH of 7.0 to 9.0 at the time of blending. A water-based coating composition is maintained while maintaining low-temperature curability by adding the composition (C) and further using 20 mol% or more of the composition as a weakly basic compound (C1) having a pKa of 7.0 to 8.5. The present inventors have found that the storage stability of can be greatly improved, and have completed the present invention.
That is, the configuration of the present invention is as follows.
(1) A water-based coating composition comprising the following three components (A) to (C) and having a pH of 7.0 to 9.0 at the time of blending.
(A) a polyisocyanate (a) formed from one or more selected from aliphatic polyisocyanates and alicyclic polyisocyanates; a malonic acid diester (b) represented by formula (I); Block polyisocyanate composition obtained by reacting
(Wherein R 1 and R 2 represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a phenyl group or a benzyl group, and R 1 and R 2 may be the same or different)
(B) Carboxyl group-containing polyol (C) Basic composition satisfying both of the following (i) and (ii) (i) The basic group is based on 100 mol% of the carboxyl group of the carboxyl group-containing polyol (B). (Ii) a basic composition (C2) having a weak basic compound (C1) having an acid dissociation constant (pKa) of 7.0 to 8.5 and a pKa exceeding 8.5. The composition ratio of the weakly basic compound (C1) to the sum of the weakly basic compound (C1) and the basic compound (C2) is 20 mol% or more. (2) The block polyisocyanate composition (A (1) is obtained by reacting the polyisocyanate (a) with the malonic acid diester (b) and the active hydrogen-containing hydrophilic compound (c). Water of The coating composition.
(3) The block polyisocyanate composition (A) is based on 100 mol% of the isocyanate group of the polyisocyanate (a), and the addition amount of the blocking agent containing the malonic acid diester (b) as a main component is x mol%, When the addition amount of the active hydrogen-containing hydrophilic compound (c) is y mol%, (x + y) is 75 to 150, x / (x + y) is 0.50 to 0.98, and y / (x + y ) Is 0.02 to 0.50, The water-based paint composition according to the above (2).
(4) The active hydrogen-containing hydrophilic compound (c) is a polyethylene glycol compound in which a monoalcohol having 1 to 4 carbon atoms is added to one end having a number average molecular weight of 200 to 2000 (2) ) Or the water-based coating composition according to (3).
(5) In the malonic acid diester (b), R 1 and R 2 in the formula (I) have the same structure, and are alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms. The water-based coating composition according to any one of 1) to (4).
本発明は低温で架橋塗膜を形成可能で、かつ貯蔵安定性が良好な水系塗料組成物を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide a water-based coating composition that can form a crosslinked coating film at a low temperature and has good storage stability.
以下に、本発明について、特にその好ましい形態を中心に、詳述する。
本発明は、以下に詳細を記載する(A)(B)、及び(C)の3成分を含んでなることを特徴とする水系塗料組成物である。
ブロックポリイソシアネート組成物(A)
まず、ブロックポリイソシアネート組成物(A)について説明する。
本発明で用いるブロックポリイソシアネート組成物(A)の前駆体であるポリイソシアネート(a)は、脂肪族系ポリイソシアネート、及び脂環族系ポリイソシアネートから選ばれる1種又は2種以上から形成されたポリイソシアネートである。
脂肪族系ポリイソシアネートとしては、脂肪族ジイソシアネートから誘導されるポリイソシアネート、リジントリイソシアネート(以下LTIと示す)、4−イソシアナトメチル−1,8−オクタメチレンジイソシアネート(トリマートリイソシアネート:以下TTIと示す)、ビス(2−イソシアナトエチル)2−イソシアナトグルタレート(グルタミン酸エステルトリイソシアネート:以下GTIと示す)、あるいはこれらトリイソシアネートから誘導されるポリイソシアネートを例示することができる。
本発明で用いる脂肪族系ポリイソシアネートの製造に使用される脂肪族ジイソシアネートとしては、炭素数4〜30のものが好ましく、例えば、テトラメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(以下HDIと記載する)、2,2,4−トリメチル−1,6−ジイソシアナトヘキサン、リジンジイソシアネートなどがあり、中でも、工業的入手のしやすさからHDIが好ましい。脂肪族ジイソシアネートは、単独で使用してもいいし、2種以上を併用しても構わない。また、本発明の脂肪族系ポリイソシアネートは、脂肪族ジイソシアネート以外に、以下に示す脂環族ジイソシアネートから導かれる構成単位を骨格中に一部含有しても構わない。
本発明で用いる脂環族系ポリイソシアネートは、例えば以下に示される脂環族ジイソシアネートから誘導される。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with a focus on preferred embodiments.
The present invention is a water-based coating composition comprising the three components (A), (B), and (C) described in detail below.
Block polyisocyanate composition (A)
First, the block polyisocyanate composition (A) will be described.
The polyisocyanate (a) which is a precursor of the block polyisocyanate composition (A) used in the present invention was formed from one or more selected from aliphatic polyisocyanates and alicyclic polyisocyanates. Polyisocyanate.
Examples of the aliphatic polyisocyanate include polyisocyanate derived from aliphatic diisocyanate, lysine triisocyanate (hereinafter referred to as LTI), 4-isocyanatomethyl-1,8-octamethylene diisocyanate (trimer triisocyanate: hereinafter referred to as TTI). ), Bis (2-isocyanatoethyl) 2-isocyanatoglutarate (glutamate triisocyanate: hereinafter referred to as GTI), or polyisocyanates derived from these triisocyanates.
The aliphatic diisocyanate used in the production of the aliphatic polyisocyanate used in the present invention is preferably one having 4 to 30 carbon atoms. For example, tetramethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (hereinafter referred to as HDI). ), 2,2,4-trimethyl-1,6-diisocyanatohexane, lysine diisocyanate, etc. Among them, HDI is preferred because of its industrial availability. Aliphatic diisocyanates may be used alone or in combination of two or more. In addition to the aliphatic diisocyanate, the aliphatic polyisocyanate of the present invention may contain a part of structural units derived from the following alicyclic diisocyanate in the skeleton.
The alicyclic polyisocyanate used in the present invention is derived from, for example, the following alicyclic diisocyanate.
本発明で用いる脂環族系ポリイソシアネートの製造に使用される脂環族ジイソシアネートとしては炭素数8〜30のものが好ましく、イソホロンジイソシアネート(以下IPDIと記載する)、1,3−ビス(イソシアナトメチル)―シクロヘキサン、4,4´−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネートなどが例示される。中でも、耐候性、工業的入手の容易さから、IPDIが好ましい。脂環族ジイソシアネートは単独で使用してもいいし、2種以上を併用しても構わない。また、本発明の脂環族系ポリイソシアネートは、脂環族ジイソシアネート以外に、上記の脂肪族ジイソシアネートから導かれる構成単位を骨格中に一部含有しても構わない。 The alicyclic diisocyanate used in the production of the alicyclic polyisocyanate used in the present invention is preferably an alicyclic diisocyanate having 8 to 30 carbon atoms, such as isophorone diisocyanate (hereinafter referred to as IPDI), 1,3-bis (isocyanato). Examples thereof include methyl) -cyclohexane, 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate, norbornene diisocyanate, and hydrogenated xylylene diisocyanate. Of these, IPDI is preferred from the viewpoint of weather resistance and industrial availability. An alicyclic diisocyanate may be used independently and may use 2 or more types together. In addition to the alicyclic diisocyanate, the alicyclic polyisocyanate of the present invention may partially contain a structural unit derived from the aliphatic diisocyanate in the skeleton.
本発明で用いるブロックポリイソシアネート組成物(A)の前駆体であるポリイソシアネート(a)のイソシアネート基平均数は好ましくは1分子あたり2.0〜20である。下限値は、2.3であることが好ましく、さらに好ましくは2.5、最も好ましくは3.0である。上限値は、15であることが好ましく、さらに好ましくは10である。
2以上であれば、架橋性が低下し目的とする塗膜物性が得られないなどの現象を抑制し易く、また、20個以下であれば、凝集力が高くなりすぎて、平滑な塗膜が得られないなどの現象を抑制し易い。
イソシソシアネート基平均数は以下の式(1)により求められる。
If it is 2 or more, it is easy to suppress the phenomenon that the crosslinkability is lowered and the desired film properties cannot be obtained, and if it is 20 or less, the cohesive force becomes too high, resulting in a smooth coating film. It is easy to suppress a phenomenon such as not being obtained.
The average number of isosocyanate groups is obtained by the following formula (1).
本発明に用いるポリイソシアネート(a)はLTI、TTI、GTI等のトリイソシアネートあるいは、これらの誘導体を除き、ビウレット結合、尿素結合、イソシアヌレート結合、ウレトジオン結合、ウレタン結合、アロファネート結合、オキサジアジントリオン結合等を形成することにより製造されたジイソシアネートの2〜20量体のオリゴマーである。また、ポリイソシアネート中にイミノオキサジアジンジオン基、カルボジイミド基、アミド基、アシルウレア基、イミド基等を有しても構わない。ビウレット結合を有するポリイソシアネートは、水、t−ブタノール、尿素などのいわゆるビウレット化剤とジイソシアネートをビウレット化剤/ジイソシアネートのイソシアネート基のモル比が約1/2〜約1/100で反応させた後、未反応ジイソシアネートを除去精製し得られる。イソシアヌレート結合を有するポリイソシアネートは、例えば、触媒などにより環状3量化反応を行い、転化率が約5〜約80質量%になった時に反応を停止し、未反応ジイソシアネートを除去精製して得られる。この際に、1〜6価のアルコール化合物を併用することができる。
上記イソシアヌレート化反応の触媒としては、一般に塩基性を有するものが好ましく、例えば、
(1)テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、トリメチルベンジルアンモニウム等のテトラアルキルアンモニウムのハイドロオキサイドや、例えば、酢酸、カプリン酸等の有機弱酸塩
(2)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のヒドロキシアルキルアンモニウムのハイドロオキサイドや、例えば酢酸、カプリン酸等の有機弱酸塩
(3)アルキルカルボン酸の例えば錫、亜鉛、鉛等のアルキル金属塩
(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
(8)トリブチルホスフィン等の燐系化合物等があり、2種以上を併用してもよい。
用いた反応触媒が塗料又は塗膜物性に悪影響を及ぼす可能性がある場合には、該触媒を酸性化合物などで中和することが好ましい。この場合の酸性化合物としては、例えば、塩酸、亜燐酸、燐酸などの無機酸、メタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸メチルエステル、p−トルエンスルホン酸エチルエステル等のスルホン酸又はその誘導体、燐酸エチル、燐酸ジエチル、燐酸イソプロピル、燐酸ジイソプロピル、燐酸ブチル、燐酸ジブチル、燐酸2−エチルヘキシル、燐酸ジ(2−エチルヘキシル)、燐酸イソデシル、燐酸ジイソデシル、オレイルアシッドホスフェート、テトラコシルアシッドホスフェート、エチルグリコールアシッドホスフェート、ピロリン酸ブチル、亜燐酸ブチル等があり、2種以上を併用しても良い。
ウレタン結合を有するポリイソシアネートは、例えば、トリメチロールプロパンなどの2〜6価のアルコール系化合物とジイソシアネートを、アルコール系化合物の水酸基/ジイソシアネートのイソシアネート基のモル比が約1/2〜約1/100で反応させた後、未反応ジイソシアネートを除去精製し得られる。
LTI、TTI、GTIの誘導体もジイソシアネートから誘導されるポリイソシアネートと同様の方法で、製造されるが、これらのトリイソシアネートの場合、未反応トリイソシアネートの除去精製は必ずしも必要ではない。
本発明で用いるブロックポリイソシアネート組成物(A)は、上記ポリイソシアネート(a)と式(I)に示されるマロン酸ジエステル(b)との反応により得られる。
式中、具体的には、R1及びR2は、それぞれ独立に炭素数1〜8のアルキル基、フェニル基又はベンジル基である。
R1及びR2は互いに同一であっても、異なっていてもよいが、入手の容易さから、R1とR2は同一であることが好ましい。炭素数が8以下のアルキル基であると、有効NCO質量%が高くなり、かつ、塗料とした時の主剤等との相溶性が良好になる。その中でも、炭素数1〜8のアルキル基であることが好ましく、より好ましくは炭素数1〜4のアルキル基であり、さらに好ましくはメチル基又はエチル基であり、最も好ましくは、エチル基である。
有効NCO質量%とは、ブロックポリイソシアネート組成物の全質量に対する潜在的に存在するイソシアネート基の質量%である。
The polyisocyanate (a) used in the present invention is triisocyanate such as LTI, TTI, GTI, or derivatives thereof, except for biuret bond, urea bond, isocyanurate bond, uretdione bond, urethane bond, allophanate bond, oxadiazine trione. It is a di-isocyanate di- 20-mer oligomer produced by forming a bond or the like. The polyisocyanate may have an iminooxadiazinedione group, a carbodiimide group, an amide group, an acylurea group, an imide group, and the like. The polyisocyanate having a biuret bond is obtained by reacting a so-called biuretizing agent such as water, t-butanol and urea with a diisocyanate at a molar ratio of biuretizing agent / isocyanate group of the diisocyanate of about 1/2 to about 1/100. Unreacted diisocyanate can be removed and purified. A polyisocyanate having an isocyanurate bond is obtained by, for example, carrying out a cyclic trimerization reaction with a catalyst or the like, stopping the reaction when the conversion rate is about 5 to about 80% by mass, and removing and purifying unreacted diisocyanate. . In this case, 1 to 6 valent alcohol compounds can be used in combination.
As the catalyst for the isocyanuration reaction, those having basicity are generally preferred, for example,
(1) Tetraalkylammonium hydroxides such as tetramethylammonium, tetraethylammonium and trimethylbenzylammonium, and organic weak acid salts such as acetic acid and capric acid (2) Trimethylhydroxypropylammonium, trimethylhydroxyethylammonium and triethylhydroxypropyl Hydroxyalkylammonium hydroxides such as ammonium and triethylhydroxyethylammonium, organic weak acid salts such as acetic acid and capric acid (3) Alkyl metal salts such as tin, zinc and lead (4) Sodium and potassium (5) Aminosilyl group-containing compounds such as hexamethyldisilazane (6) Mannich bases (7) Tertiary amines and epoxy compounds Combination (8) has a phosphorus compound such as tributylphosphine, it may be used in combination of two or more thereof.
When the reaction catalyst used may adversely affect the properties of the paint or coating film, it is preferable to neutralize the catalyst with an acidic compound or the like. Examples of acidic compounds in this case include inorganic acids such as hydrochloric acid, phosphorous acid, and phosphoric acid, and sulfonic acids such as methanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid methyl ester, and p-toluenesulfonic acid ethyl ester. Or its derivatives, ethyl phosphate, diethyl phosphate, isopropyl phosphate, diisopropyl phosphate, butyl phosphate, dibutyl phosphate, 2-ethylhexyl phosphate, di (2-ethylhexyl) phosphate, isodecyl phosphate, diisodecyl phosphate, oleyl acid phosphate, tetracosyl acid phosphate , Ethyl glycol acid phosphate, butyl pyrophosphate, butyl phosphite, etc., and two or more of them may be used in combination.
The polyisocyanate having a urethane bond is, for example, a di-isocyanate having a bivalent to hexavalent alcohol compound such as trimethylolpropane, and the molar ratio of the hydroxyl group of the alcohol compound to the isocyanate group of the diisocyanate is about 1/2 to about 1/100. After the reaction, the unreacted diisocyanate can be removed and purified.
Derivatives of LTI, TTI, and GTI are produced in the same manner as polyisocyanates derived from diisocyanates, but in the case of these triisocyanates, removal and purification of unreacted triisocyanates is not always necessary.
The block polyisocyanate composition (A) used in the present invention is obtained by reacting the polyisocyanate (a) with a malonic acid diester (b) represented by the formula (I).
In the formula, specifically, R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a phenyl group, or a benzyl group.
R 1 and R 2 may be the same as or different from each other, but R 1 and R 2 are preferably the same from the standpoint of availability. When the alkyl group has 8 or less carbon atoms, the effective NCO mass% is high, and the compatibility with the main agent and the like when used as a paint is improved. Among these, it is preferable that it is a C1-C8 alkyl group, More preferably, it is a C1-C4 alkyl group, More preferably, it is a methyl group or an ethyl group, Most preferably, it is an ethyl group. .
Effective NCO weight percent is the weight percent of isocyanate groups potentially present relative to the total weight of the blocked polyisocyanate composition.
本発明に用いられるマロン酸ジエステル(b)の具体例としては、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、マロン酸ジn−プロピル、マロン酸ジイソプロピル、マロン酸ジn−ブチル、マロン酸ジイソブチル、マロン酸ジt−ブチル、マロン酸メチルt−ブチルエステル、マロン酸ジn−ヘキシル、マロン酸ジ2−エチルヘキシル、マロン酸ジフェニル、マロン酸ジベンジルが挙げられる。その中でも、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、マロン酸ジn−プロピル、マロン酸ジイソプロピル、マロン酸ジn−ブチル、マロン酸ジイソブチル、マロン酸ジt−ブチル、マロン酸メチルt−ブチルエステル、マロン酸ジn−ヘキシル、マロン酸ジ2−エチルヘキシルが好ましく、より好ましくは、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、マロン酸ジn−プロピル、マロン酸ジイソプロピル、マロン酸ジn−ブチル、マロン酸ジイソブチル、マロン酸ジt−ブチル、マロン酸メチルt−ブチルエステルであり、さらに好ましくは、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチルであり、最も好ましくは、マロン酸ジエチルである。 Specific examples of the malonic acid diester (b) used in the present invention include dimethyl malonate, diethyl malonate, di-n-propyl malonate, diisopropyl malonate, di-n-butyl malonate, diisobutyl malonate, and dimalonate malonate. Examples include t-butyl, methyl t-butyl malonate, di-n-hexyl malonate, di-2-ethylhexyl malonate, diphenyl malonate, and dibenzyl malonate. Among them, dimethyl malonate, diethyl malonate, di-n-propyl malonate, diisopropyl malonate, di-n-butyl malonate, diisobutyl malonate, di-t-butyl malonate, methyl t-butyl malonate, malonic acid Di n-hexyl and di-2-ethylhexyl malonate are preferred, more preferably dimethyl malonate, diethyl malonate, di-n-propyl malonate, diisopropyl malonate, di-n-butyl malonate, diisobutyl malonate, malonic acid Di-t-butyl and methyl malonate t-butyl ester, more preferably dimethyl malonate and diethyl malonate, and most preferably diethyl malonate.
本発明においては、上記に示したマロン酸ジエステルを単独で用いることもできるし、2種以上を併用することもできる。
ポリイソシアネート(a)のイソシアネート基の量を100モル%としたとき、ブロック剤中のマロン酸ジエステル(b)の比率は、50モル%以上であることが望ましく、より好ましくは、75モル%以上である。
In this invention, the malonic acid diester shown above can also be used independently, and 2 or more types can also be used together.
When the amount of the isocyanate group of the polyisocyanate (a) is 100 mol%, the ratio of the malonic acid diester (b) in the blocking agent is desirably 50 mol% or more, more preferably 75 mol% or more. It is.
他のブロック剤としては、例えば、アルコール系、アルキルフェノール系、フェノール系、マロン酸ジエステル以外の活性メチレン系、メルカプタン系、酸アミド系、酸イミド系、イミダゾール系、尿素系、オキシム系、アミン系、イミド系、ピラゾール系化合物等がある。より具体的なブロック剤の例を下記に示す。
(1)メタノール、エタノール、2−プロパノール、n−ブタノール、sec−ブタノール、2−エチル−1−ヘキサノール、2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール、2−ブトキシエタノールなどのアルコール類
(2)アルキルフェノール系;炭素原子数4以上のアルキル基を置換基として有するモノおよびジアルキルフェノール類であって、例えばn−プロピルフェノール、i−プロピルフェノール、n−ブチルフェノール、sec−ブチルフェノール、t−ブチルフェノール、n−ヘキシルフェノール、2−エチルヘキシルフェノール、n−オクチルフェノール、n−ノニルフェノール等のモノアルキルフェノール類、ジ−n−プロピルフェノール、ジイソプロピルフェノール、イソプロピルクレゾール、ジ−n−ブチルフェノール、ジ−t−ブチルフェノール、ジ−sec−ブチルフェノール、ジ−n−オクチルフェノール、ジ−2−エチルヘキシルフェノール、ジ−n−ノニルフェノール等のジアルキルフェノール類
(3)フェノール系;フェノール、クレゾール、エチルフェノール、スチレン化フェノール、ヒドロキシ安息香酸エステル等
(4)活性メチレン系;アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセチルアセトン等
(5)メルカプタン系;ブチルメルカプタン、ドデシルメルカプタン等
(6)酸アミド系;アセトアニリド、酢酸アミド、ε−カプロラクタム、δ−バレロラクタム、γ−ブチロラクタム等
(7)酸イミド系;コハク酸イミド、マレイン酸イミド等
(8)イミダゾール系;イミダゾール、2−メチルイミダゾール等
(9)尿素系;尿素、チオ尿素、エチレン尿素等
(10)オキシム系;ホルムアルドオキシム、アセトアルドオキシム、アセトオキシム、メチルエチルケトオキシム、シクロヘキサノンオキシム等
(11)アミン系;ジフェニルアミン、アニリン、カルバゾール、ジ−n−プロピルアミン、ジイソプロピルアミン、イソプロピルエチルアミン等
(12)イミン系;エチレンイミン、ポリエチレンイミン等
(13)ピラゾール系;ピラゾール、3−メチルピラゾール、3,5−ジメチルピラゾール等がある。
Other blocking agents include, for example, alcohols, alkylphenols, phenols, active methylenes other than malonic diesters, mercaptans, acid amides, acid imides, imidazoles, ureas, oximes, amines, Examples include imide-based and pyrazole-based compounds. Examples of more specific blocking agents are shown below.
(1) Alcohols such as methanol, ethanol, 2-propanol, n-butanol, sec-butanol, 2-ethyl-1-hexanol, 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, 2-butoxyethanol, etc. (2) alkylphenols Mono- and dialkylphenols having an alkyl group having 4 or more carbon atoms as a substituent, such as n-propylphenol, i-propylphenol, n-butylphenol, sec-butylphenol, t-butylphenol, n-hexylphenol; Monoalkylphenols such as 2-ethylhexylphenol, n-octylphenol, n-nonylphenol, di-n-propylphenol, diisopropylphenol, isopropylcresol, di-n-butylphenol Dialkylphenols such as diol, di-t-butylphenol, di-sec-butylphenol, di-n-octylphenol, di-2-ethylhexylphenol, di-n-nonylphenol (3) phenolic; phenol, cresol, ethylphenol, (4) Active methylene type; methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, acetylacetone, etc. (5) mercaptan type; butyl mercaptan, dodecyl mercaptan etc. (6) acid amide type; acetanilide, acetic acid amide, ε-caprolactam, δ-valerolactam, γ-butyrolactam and the like (7) acid imide series; succinimide, maleic imide and the like (8) imidazole series; imidazole, 2-methylimidazole and the like (9) urea series; urea, Ourea, ethylene urea, etc. (10) oxime type; formaldoxime, acetaldoxime, acetoxime, methyl ethyl ketoxime, cyclohexanone oxime, etc. (11) amine type; diphenylamine, aniline, carbazole, di-n-propylamine, diisopropylamine (12) imine series such as isopropylethylamine; ethyleneimine, polyethyleneimine etc. (13) pyrazole series; pyrazole, 3-methylpyrazole, 3,5-dimethylpyrazole and the like.
また、好ましい活性水素含有化合物(c)は、アルコール系、オキシム系、酸アミド系、活性メチレン系、ピラゾール系のブロック剤から選ばれる少なくとも1種であり、より好ましくは、オキシム系、活性メチレン系、ピラゾール系のブロック剤から選ばれる少なくとも1種であり、さらに好ましくは、活性メチレン系のブロック剤の中から選ばれる少なくとも1種である。最も好ましくは、アセト酢酸エステルである。 Further, the preferred active hydrogen-containing compound (c) is at least one selected from alcohol-based, oxime-based, acid amide-based, active methylene-based and pyrazole-based blocking agents, and more preferably oxime-based and active methylene-based compounds. , At least one selected from pyrazole-based blocking agents, and more preferably at least one selected from active methylene-based blocking agents. Most preferred is acetoacetate.
本発明で用いるブロックポリイソシアネート組成物(A)は、水系塗料における配合性を高めるため、一部に親水性基を付加させることが好ましい。親水基を付加させる方法として、ポリイソシアネート(a)の一部のイソシアネート基に、活性水素含有親水性化合物(c)の活性水素部位を反応させ、導入する方法が一般的である。この場合の活性水素含有親水性化合物(c)は、ノニオン系親水性化合物、アニオン系親水性化合物、カチオン系親水性化合物から選ばれる。これらの中で、製造のしやすさから、ノニオン系親水性化合物、アニオン系親水性化合物が好ましく、さらに好ましくは、ノニオン系親水性化合物である。これらの親水性化合物は、単独で用いることもできるし、2種以上を併用することもできる。 The block polyisocyanate composition (A) used in the present invention is preferably partially added with a hydrophilic group in order to improve the compoundability in the water-based paint. As a method for adding a hydrophilic group, a method in which an active hydrogen site of the active hydrogen-containing hydrophilic compound (c) is reacted with a part of the isocyanate group of the polyisocyanate (a) and introduced is common. The active hydrogen-containing hydrophilic compound (c) in this case is selected from nonionic hydrophilic compounds, anionic hydrophilic compounds, and cationic hydrophilic compounds. Among these, nonionic hydrophilic compounds and anionic hydrophilic compounds are preferable from the viewpoint of ease of production, and nonionic hydrophilic compounds are more preferable. These hydrophilic compounds can also be used independently and can also use 2 or more types together.
ノニオン系親水性化合物としては、少なくとも3個連続したエチレンオキサイド基を有するポリエチレングリコール系化合物が挙げられる。さらに、ノニオン系親水性化合物の数平均分子量は200〜2000であることが好ましい。数平均分子量の下限は、より好ましくは300、さらに好ましくは400である。上限は、より好ましくは1500、さらに好ましくは1200、最も好ましくは1000である。数平均分子量が200以上であれば、十分な水分散性が得られ、2000以下であれば、焼付け後の耐水性等の塗膜物性が良好である。 Nonionic hydrophilic compounds include polyethylene glycol compounds having at least three consecutive ethylene oxide groups. Furthermore, the number average molecular weight of the nonionic hydrophilic compound is preferably 200 to 2,000. The lower limit of the number average molecular weight is more preferably 300, still more preferably 400. The upper limit is more preferably 1500, still more preferably 1200, and most preferably 1000. If the number average molecular weight is 200 or more, sufficient water dispersibility is obtained, and if it is 2000 or less, the coating film properties such as water resistance after baking are good.
例示した3個連続したエチレンオキサイド基を有するポリエチレングリコール系化合物には、エチレンオキサイド繰り返し単位に、その他のオキシアルキレン基、具体的にはオキシプロピレン基や、オキシスチレン基等を含有することができる。その場合のエチレンオキサイド基のモル比率は、ポリエチレングリコール系化合物総量に対して、60モル%以上が好ましく、より好ましくは70モル%以上、最も好ましくは80モル%以上である。エチレンオキサイド基のモル比率が高い場合、水系塗料における配合性を効率よく向上することができ、好ましい。 The exemplified polyethylene glycol compound having three consecutive ethylene oxide groups can contain other oxyalkylene groups, specifically oxypropylene groups, oxystyrene groups, and the like in the ethylene oxide repeating unit. In this case, the molar ratio of the ethylene oxide group is preferably 60 mol% or more, more preferably 70 mol% or more, and most preferably 80 mol% or more with respect to the total amount of the polyethylene glycol compound. When the molar ratio of the ethylene oxide group is high, the compoundability in the water-based paint can be improved efficiently, which is preferable.
このようなポリエチレングリコール系化合物の具体例として、モノアルコキシポリエチレングリコール、ポリエチレングリコールあるいはトリオール、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タイプのポリプロピレングリコールあるいはトリオール、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あるいはトリオール、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あるいはトリオール等が挙げられる。特にモノアルコキシポリエチレングリコール、ポリエチレングリコールが好ましく、さらに好ましくは、モノアルコキシポリエチレングリコールである。モノアルコキシポリエチレングリコールは、ポリエチレングリコールの片末端にアルコールが付加したものであり、使用しうるモノアルコールとしては、炭素数1〜8が好ましく、より好ましくは炭素数1〜6であり、さらに好ましくは炭素数1〜4であり、最も好ましくは、メタノール、エタノールである。 Specific examples of such polyethylene glycol compounds include monoalkoxy polyethylene glycol, polyethylene glycol or triol, so-called pluronic type polypropylene glycol or triol, polyoxypropylene polyoxyethylene copolymer obtained by addition polymerization of ethylene oxide at the end of polypropylene glycol. Examples include diol or triol, polyoxypropylene polyoxyethylene block polymer diol or triol. In particular, monoalkoxy polyethylene glycol and polyethylene glycol are preferable, and monoalkoxy polyethylene glycol is more preferable. The monoalkoxy polyethylene glycol is obtained by adding an alcohol to one end of polyethylene glycol, and the monoalcohol that can be used preferably has 1 to 8 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, and still more preferably. It is C1-C4, Most preferably, they are methanol and ethanol.
ポリエチレングリコールの具体例としては、日本油脂株式会社製PEG200、300、400、600、1000、2000が挙げられる。また、モノアルコキシポリエチレングリコールとしては、日本油脂株式会社製ユニオックスM400、550、1000、2000、日本乳化剤株式会社の製品MPG−081が挙げられる。 Specific examples of polyethylene glycol include PEG200, 300, 400, 600, 1000, 2000 manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd. Moreover, as monoalkoxy polyethylene glycol, Nippon Oil & Fats Co., Ltd. UNIOX M400, 550, 1000, 2000, the product MPG-081 of Nippon Emulsifier Co., Ltd. is mentioned.
アニオン系親水性化合物の具体例としては、カルボン酸基含有化合物、スルホン酸基含有化合物が挙げられる。カルボン酸基含有化合物としては、モノヒドロキシカルボン酸あるいはジヒドロキシカルボン酸あるいはそれらの誘導体が挙げられる。カルボン酸基含有化合物の中では、モノヒドロキシカルボン酸あるいはジヒドロキシカルボン酸が好ましく、さらに好ましくは、モノヒドロキシカルボン酸である。 Specific examples of the anionic hydrophilic compound include a carboxylic acid group-containing compound and a sulfonic acid group-containing compound. Examples of the carboxylic acid group-containing compound include monohydroxycarboxylic acid, dihydroxycarboxylic acid, and derivatives thereof. Among the carboxylic acid group-containing compounds, monohydroxycarboxylic acid or dihydroxycarboxylic acid is preferable, and monohydroxycarboxylic acid is more preferable.
カルボン酸含有化合物の具体例としては、ヒドロキシピパリン酸、2,2−ジメチロールプロピオン酸、2,2−ジメチロールブタン酸あるいは、これらを開始剤としたポリカプロラクトンジオールやポリエーテルポリオール等の誘導体が挙げられる。
カルボン酸基含有化合物を使用する場合には、ブロックポリイソシアネート組成物製造後、中和剤で中和することが好ましい。中和剤としては、アルカリ金属類、アルカリ土類金属類、アンモニア、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジメチルエタノールアミン等の3級アミンが挙げられる。
Specific examples of the carboxylic acid-containing compound include hydroxypiparic acid, 2,2-dimethylolpropionic acid, 2,2-dimethylolbutanoic acid, and derivatives such as polycaprolactone diol and polyether polyol using these as initiators. Is mentioned.
When a carboxylic acid group-containing compound is used, it is preferable to neutralize with a neutralizing agent after the production of the block polyisocyanate composition. Examples of the neutralizing agent include tertiary amines such as alkali metals, alkaline earth metals, ammonia, trimethylamine, triethylamine, and dimethylethanolamine.
スルホン酸基含有化合物の具体例としては、アミノエチルスルホン酸、エチレンジアミノ−プロピル−β−エチルスルホン酸、1,3−プロピレンジアミン−β−エチルスルホン酸、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−2−アミノエタンスルホン酸が挙げられる。
スルホン酸基含有化合物を使用する場合には、中和剤で中和することが好ましい。中和剤としては、アルカリ金属類、アルカリ土類金属類、アンモニア、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジメチルエタノールアミン等の3級アミンが挙げられる。
カルボン酸基含有化合物とスルホン酸基含有化合物を比較した場合、製造のしやすさ、水系塗料における配合性からカルボン酸基含有化合物が好ましい。
カチオン系親水性化合物としては、水酸基含有アミノ化合物が挙げられる。具体的には、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、ヒドロキシピリジン等が挙げられる。
水酸基含有アミノ化合物を使用する場合には、ブロックポリイソシアネート組成物(A)製造後、中和剤で中和することが好ましい。中和剤としては、酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、2−エチルヘキサン酸等の有機酸が挙げられる。
Specific examples of the sulfonic acid group-containing compound include aminoethylsulfonic acid, ethylenediamino-propyl-β-ethylsulfonic acid, 1,3-propylenediamine-β-ethylsulfonic acid, N, N-bis (2-hydroxyethyl). ) -2-aminoethanesulfonic acid.
When using a sulfonic acid group-containing compound, it is preferable to neutralize with a neutralizing agent. Examples of the neutralizing agent include tertiary amines such as alkali metals, alkaline earth metals, ammonia, trimethylamine, triethylamine, and dimethylethanolamine.
When the carboxylic acid group-containing compound is compared with the sulfonic acid group-containing compound, the carboxylic acid group-containing compound is preferable from the viewpoint of ease of production and compoundability in water-based paints.
Examples of the cationic hydrophilic compound include a hydroxyl group-containing amino compound. Specific examples include dimethylethanolamine, diethylethanolamine, and hydroxypyridine.
When using a hydroxyl-containing amino compound, it is preferable to neutralize with a neutralizing agent after manufacture of a block polyisocyanate composition (A). Examples of the neutralizing agent include organic acids such as acetic acid, propionic acid, butanoic acid, and 2-ethylhexanoic acid.
本発明で用いるブロックポリイソシアネート組成物(A)の製造においては、ポリイソシアネート(a)のイソシアネート基100モル%に対し、前記マロン酸ジエステル(b)を主成分とするブロック剤の添加量をxモル%、及び前記活性水素含有親水性化合物(c)の添加量をyモル%とした場合に、(x+y)が75〜150であることが好ましい。この下限値としては、90であることがより好ましく、さらに好ましくは95であり、最も好ましくは100である。上限値としては、130がより好ましく、さらに好ましくは120であり、最も好ましくは110である。(x+y)が75以上であることによって、優れた低温硬化性が得られ、また、150以下であることによって、焼付塗膜の耐水性等の塗膜物性が改善される。
前記マロン酸ジエステル(b)を主成分とするブロック剤の添加量を規定するx/(x+y)の値は、0.50〜0.98であることが好ましい。下限値としては、0.60がより好ましく、さらに好ましくは、0.70である。x/(x+y)が0.50以上であることによって、架橋密度が増加し、望まれる塗膜物性が得られ、塗膜の耐水性も増加し、一方0.98以下であることによって、十分な水分散性が得られる。
また、活性水素含有親水性化合物(c)の添加量を規定するy/(x+y)の値は0.02〜0.50であることが好ましい。上限値としては、0.40がより好ましく、更に好ましくは、0.35である。y/(x+y)の値が0.02以上であることによって、十分な水分散性が得られ、また、0.50以下であることによって、架橋密度が増加し、望まれる塗膜物性が得られ、塗膜の耐水性も増加する。
In the production of the block polyisocyanate composition (A) used in the present invention, the addition amount of the blocking agent containing the malonic acid diester (b) as a main component with respect to 100 mol% of the isocyanate group of the polyisocyanate (a) is x. It is preferable that (x + y) is 75 to 150 when the addition amount of the mol% and the active hydrogen-containing hydrophilic compound (c) is y mol%. The lower limit is more preferably 90, still more preferably 95, and most preferably 100. As an upper limit, 130 is more preferable, More preferably, it is 120, Most preferably, it is 110. When (x + y) is 75 or more, excellent low-temperature curability is obtained, and when it is 150 or less, coating properties such as water resistance of the baked coating are improved.
The value of x / (x + y) that defines the addition amount of the blocking agent containing malonic acid diester (b) as a main component is preferably 0.50 to 0.98. As a lower limit, 0.60 is more preferable, and 0.70 is still more preferable. When x / (x + y) is 0.50 or more, the crosslink density is increased, the desired film properties are obtained, and the water resistance of the film is also increased, while 0.98 or less is sufficient. Water dispersibility is obtained.
Moreover, it is preferable that the value of y / (x + y) which prescribes | regulates the addition amount of an active hydrogen containing hydrophilic compound (c) is 0.02-0.50. As an upper limit, 0.40 is more preferable, More preferably, it is 0.35. When the value of y / (x + y) is 0.02 or more, sufficient water dispersibility is obtained, and when it is 0.50 or less, the crosslink density increases and the desired coating film properties are obtained. The water resistance of the coating film is also increased.
次に、本発明中の(A)に示されるブロックポリイソシアネート組成物の製造方法について説明する。
本発明で用いるブロックポリイソシアネート組成物(A)は、ポリイソシアネート(a)のイソシアネート基と、式(I)に示されるマロン酸ジエステル(b)を反応させることにより得られる。また、親水基を付加させる場合には、ポリイソシアネートのイソシアネート基の一部に活性水素含有親水性化合物(c)を反応させる。
Next, the manufacturing method of the block polyisocyanate composition shown by (A) in this invention is demonstrated.
The block polyisocyanate composition (A) used in the present invention is obtained by reacting the isocyanate group of the polyisocyanate (a) with the malonic acid diester (b) represented by the formula (I). Moreover, when adding a hydrophilic group, an active hydrogen containing hydrophilic compound (c) is made to react with a part of isocyanate group of polyisocyanate.
ポリイソシアネート(a)のイソシアネート基とマロン酸ジエステル(b)との反応、活性水素含有親水性化合物(c)との反応を同時に行うこともできるし、あらかじめどちらかの反応を行った後に、2つ目の反応を実施することもできる。その中でも、イソシアネート基と活性水素含有親水性化合物(c)の反応を先に実施し、その終了後、マロン酸ジエステル(b)との反応を行うことが好ましい。 Reaction of the polyisocyanate groups with malonic acid diester of the isocyanate (a) (b), to an active hydrogen-containing hydrophilic compound reaction with the (c) can be performed simultaneously, after either of the reaction in advance, 2 A second reaction can also be carried out. Among these, it is preferable to carry out the reaction between the isocyanate group and the active hydrogen-containing hydrophilic compound (c) first, and after that, the reaction with the malonic acid diester (b).
本発明におけるブロックポリイソシアネート組成物(A)は、水系塗料における配合性を高めるため、活性水素含有親水性化合物を使用することが望ましい。 The block polyisocyanate composition (A) in the present invention preferably uses an active hydrogen-containing hydrophilic compound in order to improve the compoundability in water-based paints.
親水基を導入するために使用される活性水素含有親水性化合物(c)は、前記のノニオン系親水性化合物、アニオン系親水性化合物、カチオン系親水性化合物から選ばれる。これらの中で、製造のしやすさから、ノニオン系親水性化合物、アニオン系親水性化合物が好ましく、さらに好ましくは、ノニオン系親水性化合物である。これらの親水性化合物は、単独で用いてもいいし、2種以上を併用して用いてもよい。 The active hydrogen-containing hydrophilic compound (c) used for introducing a hydrophilic group is selected from the nonionic hydrophilic compounds, anionic hydrophilic compounds, and cationic hydrophilic compounds. Among these, nonionic hydrophilic compounds and anionic hydrophilic compounds are preferable from the viewpoint of ease of production, and nonionic hydrophilic compounds are more preferable. These hydrophilic compounds may be used alone or in combination of two or more.
活性水素含有親水性化合物(c)、ブロック剤の添加量は、前記に記載した割合で添加されることが好ましい。 The addition amount of the active hydrogen-containing hydrophilic compound (c) and the blocking agent is preferably added at the ratio described above.
本発明に使用されるマロン酸ジエステルブロック剤(b)は、式(I)に示されるマロン酸ジエステルであり、具体的には、前記に示したマロン酸ジエステルである。
ポリイソシアネート(a)におけるイソシアネート基と活性水素含有親水性化合物(c)、及びマロン酸ジエステル(b)との反応は、溶剤の存在の有無に関わらず行うことができる。溶剤を用いる場合、イソシアネート基に対して不活性でかつ、加水分解しにくい溶剤を用いるのが好ましい。好ましい溶剤は、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル等のエーテル系溶剤、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤である。
The malonic acid diester blocking agent (b) used in the present invention is a malonic acid diester represented by the formula (I), specifically, the malonic acid diester shown above.
The reaction of the isocyanate group in the polyisocyanate (a) with the active hydrogen-containing hydrophilic compound (c) and the malonic acid diester (b) can be carried out regardless of the presence or absence of a solvent. When using a solvent, it is preferable to use a solvent which is inert to the isocyanate group and hardly hydrolyzes. Preferred solvents are ether solvents such as propylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether and diethylene glycol diethyl ether, and ketone solvents such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone.
ポリイソシアネート(a)におけるイソシアネート基とマロン酸ジエステル(b)との反応に際して、反応触媒を使用することができる。具体的な反応触媒としては、錫、亜鉛、鉛等の有機金属塩、金属アルコラート、及び3級アミン等が挙げられる。 In the reaction of the isocyanate group in the polyisocyanate (a) with the malonic acid diester (b), a reaction catalyst can be used. Specific examples of the reaction catalyst include organic metal salts such as tin, zinc and lead, metal alcoholates, and tertiary amines.
用いた反応触媒が塗料又は塗膜物性に悪影響を及ぼす可能性がある場合には、該触媒を酸性化合物などで失活させることが好ましい。この場合の酸性化合物としては、例えば、塩酸、亜燐酸、燐酸などの無機酸、メタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸メチルエステル、p−トルエンスルホン酸エチルエステル等のスルホン酸又はその誘導体、燐酸エチル、燐酸ジエチル、燐酸イソプロピル、燐酸ジイソプロピル、燐酸ブチル、燐酸ジブチル、燐酸2−エチルヘキシル、燐酸ジ(2−エチルヘキシル)、燐酸イソデシル、燐酸ジイソデシル、オレイルアシッドホスフェート、テトラコシルアシッドホスフェート、エチルグリコールアシッドホスフェート、ピロリン酸ブチル、亜燐酸ブチル等があり、2種以上を併用しても良い。 When the reaction catalyst used may adversely affect the properties of the paint or coating film, it is preferable to deactivate the catalyst with an acidic compound or the like. Examples of acidic compounds in this case include inorganic acids such as hydrochloric acid, phosphorous acid, and phosphoric acid, and sulfonic acids such as methanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid methyl ester, and p-toluenesulfonic acid ethyl ester. Or derivatives thereof, ethyl phosphate, diethyl phosphate, isopropyl phosphate, diisopropyl phosphate, butyl phosphate, dibutyl phosphate, 2-ethylhexyl phosphate, di (2-ethylhexyl) phosphate, isodecyl phosphate, diisodecyl phosphate, oleyl acid phosphate, tetracosyl acid phosphate , Ethyl glycol acid phosphate, butyl pyrophosphate, butyl phosphite, etc., and two or more of them may be used in combination.
反応は、一般に−20〜150℃で行うことができるが、好ましくは0〜100℃であり、さらに好ましくは、40〜80℃である。150℃以下であれば副反応を起こす可能性が低く、また、あまり低温でなければ反応速度が大きく有利である。 The reaction can be generally carried out at -20 to 150 ° C, preferably 0 to 100 ° C, more preferably 40 to 80 ° C. If the temperature is 150 ° C. or lower, the possibility of side reaction is low, and if the temperature is not too low, the reaction rate is large and advantageous.
ポリオールと配合した際の貯蔵安定性を向上するために、本発明に用いるブロックポリイソシアネート組成物(A)に対して、1価のアルコールを添加してもよい。該1価のアルコールとしては、脂肪族、脂環族、芳香族などがあり、脂肪族が好ましい。炭素数1〜20が好ましく、例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、2−ブタノール、t−ブタノール、2−エチル−1−プロパノール、n−アミルアルコール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、2−メチル−1−ブタノール、3−メチル−1−ブタノール、2−メチル−2−ブタノール、3−メチル−2−ブタノール、2,2−ジメチル−1−プロパノール等の飽和アルコール、2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール、2−ブトキシエタノール、3,6−ジオキサ−1−ヘプタノール等のエーテルアルコール等が挙げられる。その添加量は、ブロックイソシアネート基の量を100モル%としたとき、20〜1000モル%が好ましい。 In order to improve the storage stability when blended with a polyol, a monohydric alcohol may be added to the block polyisocyanate composition (A) used in the present invention. Examples of the monohydric alcohol include aliphatic, alicyclic, aromatic and the like, and aliphatic is preferable. C1-C20 is preferable, for example, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, 2-butanol, t-butanol, 2-ethyl-1-propanol, n-amyl alcohol, 2-pentanol, Saturated alcohols such as 3-pentanol, 2-methyl-1-butanol, 3-methyl-1-butanol, 2-methyl-2-butanol, 3-methyl-2-butanol, 2,2-dimethyl-1-propanol And ether alcohols such as 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, 2-butoxyethanol, and 3,6-dioxa-1-heptanol. The addition amount is preferably 20 to 1000 mol% when the amount of the blocked isocyanate group is 100 mol%.
カルボキシル基含有ポリオール(B)
次に本発明の水系塗料組成物を構成するカルボキシル基含有ポリオール(B)について説明する。
本発明に使用するカルボキシル基含有ポリオール(B)は、ポリオール骨格中にカルボキシル基を有し、水系塗料として用いられるものであれば特に制限なく使用可能であり、最終的に少なくとも水に分散していればよく、水溶性ポリオール、水分散性ポリオール、界面活性剤を用いた外部強制乳化型ポリオールのいずれであってもよい。
ポリオールの例としては、ポリエステルポリオール、アクリルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリオレフィンポリオール、フッ素ポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリウレタンポリオールなどが挙げられる。
ポリエステルポリオールの例としては、例えばコハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ダイマー酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等のカルボン酸の群から選ばれた二塩基酸の単独又は混合物と、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、グリセリンなどの群から選ばれた多価アルコールの単独又は混合物との縮合反応によって得られるポリエステルポリオール及び例えば多価アルコールを用いたε−カプロラクトンの開環重合により得られるポリカプロラクトン類等が挙げられる。
アクリルポリオールは、ヒドロキシル基を有するエチレン性不飽和結合含有単量体の単独又は混合物と、これと共重合可能な他のエチレン性不飽和結合含有単量体の単独又は混合物を溶液重合や乳化重合により共重合させることにより得られる。
ヒドロキシル基を有するエチレン性不飽和結合含有単量体の例としては、例えば、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロピル、アクリル酸ヒドロキシブチル、メタクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシプロピル、メタクリル酸ヒドロキシブチル等が挙げられる。好ましくは、アクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシエチルである。
Carboxyl group-containing polyol (B)
Next, the carboxyl group-containing polyol (B) constituting the water-based coating composition of the present invention will be described.
The carboxyl group-containing polyol (B) used in the present invention can be used without particular limitation as long as it has a carboxyl group in the polyol skeleton and can be used as an aqueous paint, and is finally dispersed in at least water. Any of a water-soluble polyol, a water-dispersible polyol, and an external forced emulsification type polyol using a surfactant may be used.
Examples of the polyol include polyester polyol, acrylic polyol, polyether polyol, polyolefin polyol, fluorine polyol, polycarbonate polyol, polyurethane polyol and the like.
Examples of polyester polyols include, for example, dibasic acids selected from the group of carboxylic acids such as succinic acid, adipic acid, sebacic acid, dimer acid, maleic anhydride, phthalic anhydride, isophthalic acid, terephthalic acid, or the like. Polyester polyol obtained by a condensation reaction of a polyhydric alcohol selected from the group of ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, neopentyl glycol, trimethylolpropane, glycerin or the like alone or a mixture thereof, for example, a polyhydric alcohol was used. and polycaprolactones obtained by ring-opening polymerization of ε-caprolactone.
Acrylic polyol is a solution polymerization or emulsion polymerization of an ethylenically unsaturated bond-containing monomer having a hydroxyl group alone or a mixture thereof and another ethylenically unsaturated bond-containing monomer copolymerizable therewith. Can be obtained by copolymerization.
Examples of the ethylenically unsaturated bond-containing monomer having a hydroxyl group include, for example, hydroxyethyl acrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxybutyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl methacrylate, hydroxybutyl methacrylate, etc. Is mentioned. Preferred are hydroxyethyl acrylate and hydroxyethyl methacrylate.
上記単量体と共重合可能な他のエチレン性不飽和結合含有単量体の例としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸−n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸−n−ヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸ベンジル、アクリル酸フェニルなどのアクリル酸エステル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸−n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸−n−ヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸−2−エチルヘキシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸フェニル等のメタクリル酸エステル、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸等の不飽和カルボン酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、N,N−メチレンビスアクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミド、ダイアセトンメタクリルアミド、マレイン酸アミド、マレイミド等の不飽和アミド、及びメタクリル酸グリシジル、スチレン、ビニルトルエン、酢酸ビニル、アクリロニトリル、フマル酸ジブチル等のビニル系単量体、ビニルトリメトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等の加水分解性シリル基を有するビニル系単量体等が挙げられる。 Examples of other ethylenically unsaturated bond-containing monomers copolymerizable with the above monomers include methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, acrylic acid Acrylic esters such as isobutyl, acrylic acid-n-hexyl, cyclohexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, lauryl acrylate, benzyl acrylate, phenyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, methacryl Metabolites such as isopropyl acetate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, methacrylic acid n-hexyl, cyclohexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, lauryl methacrylate, benzyl methacrylate, and phenyl methacrylate Unsaturated carboxylic acids such as lyric acid esters, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, itaconic acid, acrylamide, methacrylamide, N, N-methylenebisacrylamide, diacetone acrylamide, diacetone methacrylamide, maleic acid amide, maleimide Unsaturated amides, and vinyl monomers such as glycidyl methacrylate, styrene, vinyl toluene, vinyl acetate, acrylonitrile, dibutyl fumarate, vinyltrimethoxysilane, vinylmethyldimethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropyltri Examples thereof include vinyl monomers having a hydrolyzable silyl group such as methoxysilane.
ポリエーテルポリオール類の例としては、多価ヒドロキシ化合物の単独又は混合物に、例えばリチウム、ナトリウム、カリウムなどの水酸化物、アルコラート、アルキルアミンなどの強塩基性触媒を使用して、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、シクロヘキセンオキサイド、スチレンオキサイドなどのアルキレンオキサイドの単独又は混合物を付加して得られるポリエーテルポリオール類、更にエチレンジアミン類等の多官能化合物にアルキレンオキサイドを反応させて得られるポリエーテルポリオール類及び、これらポリエーテル類を媒体としてアクリルアミド等を重合して得られる、いわゆるポリマーポリオール類等が含まれる。 Examples of polyether polyols include ethylene oxide, propylene, using a polybasic hydroxy compound alone or in a mixture with a strongly basic catalyst such as a hydroxide such as lithium, sodium or potassium, an alcoholate or an alkylamine. Polyether polyols obtained by adding an alkylene oxide such as oxide, butylene oxide, cyclohexene oxide, styrene oxide or a mixture thereof, and polyether polyols obtained by reacting an alkylene oxide with a polyfunctional compound such as ethylenediamine. Also included are so-called polymer polyols obtained by polymerizing acrylamide or the like using these polyethers as a medium.
前記多価ヒドロキシ化合物の例としては
(1)ジクリセリン、ジトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトールなど;
(2)エリトリトール、D−トレイトール、L−アラビニトール、リビトール、キシリトール、ソルビトール、マンニトール、ガラクチトール、ラムニトール等糖アルコール系化合物;
(3)アラビノース、リボース、キシロース、グルコース、マンノース、ガラクトース、フルクトース、ソルボース、ラムノース、フコース、リボデソース等の単糖類;
(4)トレハロース、ショ糖、マルトース、セロビオース、ゲンチオビオース、ラクトース、メリビオースなどの二糖類;
(5)ラフィノース、ゲンチアノース、メレチトースなどの三糖類;
(6)スタキオースなどの四糖類;
等が挙げられる。
Examples of the polyvalent hydroxy compound include (1) diglycerin, ditrimethylolpropane, pentaerythritol, dipentaerythritol and the like;
(2) Sugar alcohol compounds such as erythritol, D-threitol, L-arabinitol, ribitol, xylitol, sorbitol, mannitol, galactitol, and rhamnitol;
(3) monosaccharides such as arabinose, ribose, xylose, glucose, mannose, galactose, fructose, sorbose, rhamnose, fucose, ribosese;
(4) Disaccharides such as trehalose, sucrose, maltose, cellobiose, gentiobiose, lactose, melibiose;
(5) Trisaccharides such as raffinose, gentianose, meletitose;
(6) tetrasaccharides such as stachyose;
Etc.
ポリオレフィンポリオールとしては、例えば、水酸基を2個以上有するポリブタエン、水素添加ポリブタジエン、ポリイソプレン、水素添加ポリイソプレンなどが挙げられる。ポリオールの統計的1分子が持つ水酸基数(以下水酸基平均数)は2以上であることが好ましい。水酸基平均数が2以上であると、得られた塗膜の架橋密度が増加する。 Examples of the polyolefin polyol include polybutene having 2 or more hydroxyl groups, hydrogenated polybutadiene, polyisoprene, and hydrogenated polyisoprene. The number of hydroxyl groups (hereinafter, the average number of hydroxyl groups) possessed by one statistical molecule of polyol is preferably 2 or more. When the average number of hydroxyl groups is 2 or more, the crosslinking density of the obtained coating film increases.
フッ素ポリオールは分子内にフッ素を含むポリオールであり、例えば特開昭57−34107号公報、特開昭61−275311号公報で開示されているフルオロオレフィン、シクロビニルエーテル、ヒドロキシアルキルビニルエーテル、モノカルボン酸ビニルエステル等の共重合体がある。 The fluorine polyol is a polyol containing fluorine in the molecule. For example, fluoroolefin, cyclovinyl ether, hydroxyalkyl vinyl ether, vinyl monocarboxylate disclosed in JP-A-57-34107 and JP-A-61-275111. There are copolymers such as esters.
ポリカーボネートポリオール類の例としては、ジメチルカーボネート等のジアルキルカーボネート、エチレンカーボネート等のアルキレンカーボネート、ジフェニルカーボネート等のジアリールカーボネート等の低分子カーボネート化合物と前述のポリエステルポリオールに用いられる低分子ポリオールとを、縮重合して得られるものが挙げられる。
ポリウレタンポリオールは、常法により、例えば、ポリオールとポリイソシアネートとを反応させることにより得られる。
Examples of polycarbonate polyols are polycondensation of low-molecular-weight carbonate compounds such as dialkyl carbonates such as dimethyl carbonate, alkylene carbonates such as ethylene carbonate, diaryl carbonates such as diphenyl carbonate, and low-molecular polyols used in the above-mentioned polyester polyols. Can be obtained.
The polyurethane polyol can be obtained by a conventional method, for example, by reacting a polyol and a polyisocyanate.
水分散性を高めるため、ポリウレタンポリオールにカルボキシル基を含有するポリオールを一部付加させてもよい。カルボキシル基を含有するポリオールとしては、例えば、2,2−ジメチロールプロピオン酸、2,2−ジメチロールブタン酸などが挙げられる。 In order to improve water dispersibility, a polyol containing a carboxyl group may be partially added to the polyurethane polyol. Examples of the polyol containing a carboxyl group include 2,2-dimethylolpropionic acid and 2,2-dimethylolbutanoic acid.
上記のポリオールと反応させるポリイソシアネートとしては、例えば、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、キシリレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート等のジイソシアネート類、前述した脂肪族ポリイソシアネート、脂環族ポリイソシアネート、芳香族ポリイソシアネート等を例示することができる。 Examples of the polyisocyanate to be reacted with the above polyol include diisocyanates such as hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, xylylene diisocyanate, and tolylene diisocyanate, the above-described aliphatic polyisocyanate, alicyclic polyisocyanate, aromatic polyisocyanate, and the like. Can be illustrated.
カルボキシル基含有ポリオール(B)の水酸基価は樹脂あたり10〜300mgKOH/gであることが好ましい。樹脂あたりの水酸基価が10mgKOH/g以上であれば、架橋密度が増加して、本発明の目的とする物性を達成することができ、樹脂あたりの水酸基価が300mgKOH/g以下であれば、逆に架橋密度が増大しすぎず、塗膜の機械的物性が低下するのを抑制することができる。 The hydroxyl value of the carboxyl group-containing polyol (B) is preferably 10 to 300 mgKOH / g per resin. If the hydroxyl value per resin is 10 mgKOH / g or more, the crosslink density is increased, and the target physical properties of the present invention can be achieved. If the hydroxyl value per resin is 300 mgKOH / g or less, the reverse is achieved. In addition, the crosslinking density does not increase excessively, and the mechanical properties of the coating film can be prevented from decreasing.
また、カルボキシル基含ポリオール(B)の酸価は樹脂あたり好ましくは5〜150mgKOH/g、より好ましくは8〜120mgKOH/g、更に好ましくは、10〜100mgKOH/gである。酸価が5mgKOH/g以上であることにより、水分散性の低下を防止することができ、150mgKOH/g以下であることにより、塗膜の耐水性の低下を防止することができる。
好ましいポリオールはアクリルポリオール、ポリエステルポリオールである。
The acid value of the carboxyl group-containing polyol (B) is preferably 5 to 150 mgKOH / g, more preferably 8 to 120 mgKOH / g, and still more preferably 10 to 100 mgKOH / g per resin. When the acid value is 5 mgKOH / g or more, a decrease in water dispersibility can be prevented, and when the acid value is 150 mgKOH / g or less, a decrease in water resistance of the coating film can be prevented.
Preferred polyols are acrylic polyols and polyester polyols.
塩基性組成物(C)
最後に、本発明の水系塗料組成物を構成する塩基性組成物(C)について説明する。本発明に使用される塩基性組成物(C)は、酸解離定数(pKa)が7.0以上であれば、特に制限されることはない。pKaが7.0以上あれば、ポリオール等のカルボキシル基の中和剤として機能しうる。酸解離定数(pKa)は、電位差滴定法により20℃で測定した。
Basic composition (C)
Finally, the basic composition (C) constituting the water-based coating composition of the present invention will be described. The basic composition (C) used in the present invention is not particularly limited as long as the acid dissociation constant (pKa) is 7.0 or more. If pKa is 7.0 or more, it can function as a neutralizing agent for carboxyl groups such as polyol. The acid dissociation constant (pKa) was measured at 20 ° C. by potentiometric titration.
本発明における塩基性組成物(C)の添加量は、その塩基性基が、カルボキシル基含有ポリオール(B)のカルボキシル基の量を100モル%としたときに、30モル%以上である。下限値としては、好ましくは、50モル%であり、より好ましくは、70モル%、さらに好ましくは、100モル%以上である。また、上限値としては、好ましくは、500モル%であり、より好ましくは、400モル%、さらに好ましくは、300モル%である。本発明においては、塩基性組成物(C)がカルボキシル基含有ポリオール(B)のカルボキシル基の中和塩を形成する量よりも過剰に存在することに意味があると考えている。この場合のカルボキシル基含有ポリオール(B)のカルボキシル基は、ポリオール製造時の仕込みの酸成分を基準としている。 The addition amount of the basic composition (C) in this invention is 30 mol% or more when the basic group makes the amount of the carboxyl group of a carboxyl group-containing polyol (B) 100 mol%. As a lower limit, Preferably, it is 50 mol%, More preferably, it is 70 mol%, More preferably, it is 100 mol% or more. Moreover, as an upper limit, Preferably, it is 500 mol%, More preferably, it is 400 mol%, More preferably, it is 300 mol%. In the present invention, it is considered that the basic composition (C) is present in excess in an amount that forms a neutralized salt of the carboxyl group of the carboxyl group-containing polyol (B). The carboxyl group of the carboxyl group-containing polyol (B) in this case is based on the charged acid component at the time of polyol production.
乳化重合で製造したカルボキシル基含有ポリオール(B)では、各粒子の中心部に分布するカルボキシル基は、親水基として、機能しない場合があり、上記に示したような塩基性化合物30モル%程度の添加でも、中和塩を形成する量よりも過剰に存在しうる。 In the carboxyl group-containing polyol (B) produced by emulsion polymerization, the carboxyl group distributed at the center of each particle may not function as a hydrophilic group, and the basic compound as described above is about 30 mol%. The addition can be present in excess of the amount that forms the neutralized salt.
本発明の塩基性組成物(C)は、酸解離定数(pKa)7.0〜8.5の弱塩基性化合物(C1)とpKaが8.5を超える塩基性化合物(C2)からなり、該弱塩基性化合物(C1)と該塩基性化合物(C2)との和に対する該弱塩基性化合物(C1)構成比が20モル%以上である。 The basic composition (C) of the present invention comprises a weakly basic compound (C1) having an acid dissociation constant (pKa) of 7.0 to 8.5 and a basic compound (C2) having a pKa exceeding 8.5, The composition ratio of the weak basic compound (C1) to the sum of the weak basic compound (C1) and the basic compound (C2) is 20 mol% or more.
弱塩基性化合物(C1)の全塩基性組成物(C)中の構成比の下限値は、30モル%が好ましく、より好ましくは、40モル%、さらに好ましくは50モル%である。本発明においては、(C1)が全塩基性組成物(C)中20モル%以上添加されることで、ポリオールのカルボキシル基の中和塩を形成するよりも過剰に存在した場合にも、調整した塗料組成物のpHが高くなりすぎないため、好適である。 The lower limit value of the composition ratio of the weakly basic compound (C1) in the total basic composition (C) is preferably 30 mol%, more preferably 40 mol%, still more preferably 50 mol%. In the present invention, when (C1) is added in an amount of 20 mol% or more in the total basic composition (C), it is adjusted even when it is present in excess of the neutralized salt of the carboxyl group of the polyol. This is preferable because the pH of the finished coating composition does not become too high.
弱塩基性化合物(C1)のpKaの上限値としては、8.3以下が好ましく、より好ましくは、8.0以下である。
pKaが7.0〜8.5である弱塩基性化合物(C1)の具体例としては、モルホリン(pKa:8.4)、N−アリルモルホリン(pKa:7.1)、N−メチルモルホリン(pKa:7.4)、N−エチルモルホリン(pKa:7.7)等のモルホリン誘導体、トリアリルアミン(pKa:8.3)、トリエタノールアミン(pKa:7.8)等の3級アミン、2−メチルイミダゾール(pKa:7.8)、フタルアミド(pKa:8.3)等が挙げられる。
その中でも、N−アリルモルホリン、N−メチルモルホリン、N−エチルモルホリン、トリエタノールアミン、2−メチルイミダゾールがより好ましく、さらに好ましくは、N−メチルモルホリン、N−エチルモルホリンである。
pKaが8.5を超える塩基性化合物(C2)の具体例としては、トリメチルアミン(pKa:9.8)、トリエチルアミン(pKa:11.0)、ジメチルエタノールアミン(pKa:9.4)等が挙げられる。
As an upper limit of pKa of a weak basic compound (C1), 8.3 or less is preferable, More preferably, it is 8.0 or less.
Specific examples of the weakly basic compound (C1) having a pKa of 7.0 to 8.5 include morpholine (pKa: 8.4), N-allylmorpholine (pKa: 7.1), N-methylmorpholine ( morpholine derivatives such as pKa: 7.4) and N-ethylmorpholine (pKa: 7.7), tertiary amines such as triallylamine (pKa: 8.3), triethanolamine (pKa: 7.8), 2 -Methylimidazole (pKa: 7.8), phthalamide (pKa: 8.3), etc. are mentioned.
Among these, N-allylmorpholine, N-methylmorpholine, N-ethylmorpholine, triethanolamine, and 2-methylimidazole are more preferable, and N-methylmorpholine and N-ethylmorpholine are more preferable.
Specific examples of the basic compound (C2) having a pKa exceeding 8.5 include trimethylamine (pKa: 9.8), triethylamine (pKa: 11.0), dimethylethanolamine (pKa: 9.4) and the like. It is done.
本発明の水系塗料組成物の配合時のpHは、7.0〜9.0である。その下限としては、より好ましくは、7.5であり、さらに好ましくは、8.0であり、その上限としては、より好ましくは、8.8であり、さらに好ましくは、8.6である。
水系塗料組成物のpHが7.0〜9.0であれば、配合されているアルミ等の顔料、レオロジーコントロール剤等の添加剤の安定性が保てるため、相応しい。
The pH at the time of blending the water-based coating composition of the present invention is 7.0 to 9.0. The lower limit thereof is more preferably 7.5, still more preferably 8.0, and the upper limit thereof is more preferably 8.8, still more preferably 8.6.
If the pH of the water-based coating composition is 7.0 to 9.0, it is suitable because the stability of additives such as pigments such as aluminum and rheology control agents blended can be maintained.
一般的にカルボキシル基含有ポリオールと既存のブロックポリイソシアネート組成物を主剤/硬化剤とする水系塗料組成物において、カルボキシル基含有ポリオールのカルボキシル基を塩基性組成物で中和する技術は、公知技術である。しかし、カルボキシル基含有ポリオールと特定のブロックポリイソシアネート組成物を主剤/硬化剤とする水系塗料組成物において、pKa7.0〜8.5の弱塩基性化合物を塩基性組成物の全部あるいはある特定比率添加するという技術は、新しい技術であり、かつ、この水系塗料組成物が、低温硬化性を保持しつつ、貯蔵安定性を大きく改善(貯蔵中の炭酸ガス発生量、塗液pH低下、ともに大きく抑制)することは、驚くべきことであった。 In general, a water-based coating composition comprising a carboxyl group-containing polyol and an existing block polyisocyanate composition as a main agent / curing agent, a technique for neutralizing the carboxyl group of the carboxyl group-containing polyol with a basic composition is a known technique. is there. However, in a water-based coating composition having a carboxyl group-containing polyol and a specific block polyisocyanate composition as a main agent / curing agent, a weak basic compound having a pKa of 7.0 to 8.5 is added to all or a specific ratio of the basic composition. The technology of adding is a new technology, and this water-based coating composition greatly improves the storage stability while maintaining low-temperature curability (both the generation amount of carbon dioxide during storage and the decrease in pH of the coating solution are greatly increased). It was surprising to suppress.
本発明の水系塗料組成物におけるブロックポリイソシアネート組成物(A)とカルボキシル基含有ポリオール(B)の配合方法は、カルボキシル基含有ポリオール(B)にブロックポリイソシアネート組成物(A)をそのまま混合・分散させてもいいし、一旦ブロックポリイソシアネート組成物(A)を水と配合させた後、ポリオールと混合させてもよい。また、ブロックイソシアネート基とポリオールの水酸基の当量比は、固形分100質量%換算で通常10:1〜1:10に設定されることが好ましい。 The blending method of the block polyisocyanate composition (A) and the carboxyl group-containing polyol (B) in the water-based coating composition of the present invention is as follows. The block polyisocyanate composition (A) is directly mixed and dispersed in the carboxyl group-containing polyol (B). Alternatively, the block polyisocyanate composition (A) may be once mixed with water and then mixed with the polyol. Moreover, it is preferable that the equivalent ratio of the blocked isocyanate group and the hydroxyl group of the polyol is usually set to 10: 1 to 1:10 in terms of solid content of 100% by mass.
本発明の水系塗料組成物における塩基性組成物(C)の配合方法は、あらかじめカルボキシル基含有ポリオール(B)、あるいはブロックポリイソシアネート組成物(A)に添加しておいてもよいし、カルボキシル基含有ポリオールとブロックポリイソシアネート組成物を混合・分散させた後に、添加してもよい。また、塩基性組成物(C)は、あらかじめ、水、溶剤等に溶解させたものを添加しても構わない。 The method for blending the basic composition (C) in the aqueous coating composition of the present invention may be previously added to the carboxyl group-containing polyol (B) or the block polyisocyanate composition (A), or the carboxyl group. You may add, after mixing and disperse | distributing a containing polyol and block polyisocyanate composition. Further, the basic composition (C) may be added in advance dissolved in water, a solvent or the like.
ブロックポリイソシアネート組成物(A)とカルボキシル基含有ポリオール(B)とを配合した際の貯蔵安定性を向上するために、1価アルコール系化合物を添加してもよい。該1価アルコール系化合物としては、脂肪族、脂環族、芳香族などがあり、脂肪族が好ましい。炭素数1〜20が好ましく、例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、2−ブタノール、t−ブタノール、2−エチル−1−プロパノール、n−アミルアルコール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、2−メチル−1−ブタノール、3−メチル−1−ブタノール、2−メチル−2−ブタノール、3−メチル−2−ブタノール、2,2−ジメチル−1−プロパノール等の飽和アルコール、2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール、2−ブトキシエタノール、3,6−ジオキサ−1−ヘプタノール等のエーテルアルコール等がある。その添加量は、ブロックポリイソシアネート基に対して0.2〜10倍モル量が好ましい。 In order to improve the storage stability when the block polyisocyanate composition (A) and the carboxyl group-containing polyol (B) are blended, a monohydric alcohol compound may be added. Examples of the monohydric alcohol compound include aliphatic, alicyclic, and aromatic, with aliphatic being preferred. C1-C20 is preferable, for example, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, 2-butanol, t-butanol, 2-ethyl-1-propanol, n-amyl alcohol, 2-pentanol, Saturated alcohols such as 3-pentanol, 2-methyl-1-butanol, 3-methyl-1-butanol, 2-methyl-2-butanol, 3-methyl-2-butanol, 2,2-dimethyl-1-propanol , 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, 2-butoxyethanol, ether alcohols such as 3,6-dioxa-1-heptanol, and the like. The addition amount is preferably 0.2 to 10 times the molar amount relative to the blocked polyisocyanate group.
本発明の水系塗料組成物に既存のメラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、オキサゾリン基含有化合物、カルボジイミド基含有化合物等を配合することができ、また、前述のカルボキシル基含有ポリオール(B)がカルボニル基を有する場合には、ヒドラジド基含有化合物、セミカルバジド基含有化合物等を配合することができる。これらの化合物は単独で配合するだけでなく、2種以上の化合物を配合することもできる。 An existing melamine resin, epoxy resin, polyurethane resin, oxazoline group-containing compound, carbodiimide group-containing compound, and the like can be blended with the water-based coating composition of the present invention, and the carboxyl group-containing polyol (B) is a carbonyl group. Can be blended with a hydrazide group-containing compound, a semicarbazide group-containing compound, or the like. These compounds can be blended not only alone but also two or more compounds.
メラミン樹脂としては、例えばメラミンとアルデヒドとの反応によって得られる部分もしくは完全メチロール化メラミン樹脂が挙げられ、上記アルデヒドとしては、例えば、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒドなどが挙げられる。また、このメチロール化メラミン樹脂のメチロール基をアルコールによって部分的にもくしは完全にエーテル化したものも使用することができる。エーテル化に用いられるアルコールの例としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、2−エチルブタノール、2−エチルヘキサノールなどが挙げられる。 Examples of the melamine resin include a partial or completely methylolated melamine resin obtained by a reaction between melamine and an aldehyde, and examples of the aldehyde include formaldehyde and paraformaldehyde. In addition, it is also possible to use a methylol group of the methylolated melamine resin partially or completely etherified with alcohol. Examples of alcohols used for etherification include methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, 2-ethylbutanol, 2-ethylhexanol and the like.
該メラミン樹脂の具体例としては、例えば、日本サイテックインダストリーズ社製のサイメル303、サイメル323、サイメル325、サイメル327、サイメル350、サイメル370、サイメル380、サイメル385、サイメル212、サイメル251、サイメル254、マイコート776(以上いずれも商品名)などを挙げることができる。
また、メラミン樹脂を使用する場合は、パラトルエンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、ジノニルナフタレンスルホン酸などのスルホン酸、およびこれらの酸とアミンとの塩を、焼付硬化させる際の触媒として使用することができる。
Specific examples of the melamine resin include, for example, Cymel 303, Cymel 323, Cymel 327, Cymel 327, Cymel 350, Cymel 370, Cymel 380, Cymel 385, Cymel 212, Cymel 251 and Cymel 254 manufactured by Nippon Cytec Industries, Ltd. Examples include My Coat 776 (all are trade names).
When melamine resin is used, sulfonic acids such as p-toluenesulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, dinonylnaphthalenesulfonic acid, and salts of these acids and amines are used as catalysts for baking and curing. be able to.
エポキシ樹脂としては、1分子にエポキシ基を2個以上有する樹脂であれば特に制限はなく、それ自体既知のものを使用することができ、例えば、ビスフェノールにエポクロルヒドリンを付加させて得られるビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック樹脂にエピクロルヒドリンを付加させて得られるノボラック型エポキシ樹脂、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテルなどが挙げられる。該エポキシ樹脂は、必要に応じて水分散化して使用することができる。 The epoxy resin is not particularly limited as long as it is a resin having two or more epoxy groups in one molecule, and a known one can be used, for example, obtained by adding epoxychlorohydrin to bisphenol. Examples thereof include bisphenol-type epoxy resins, novolak-type epoxy resins obtained by adding epichlorohydrin to phenol novolac resins, and polyethylene glycol diglycidyl ether. The epoxy resin can be used after being dispersed in water as necessary.
ポリウレタン樹脂としては、塗料に一般的に用いられているものなら限定されないが、イソシアネート基とポリオールを反応させて鎖延長されたポリウレタン樹脂が好ましい。 The polyurethane resin is not limited as long as it is generally used in paints, but a polyurethane resin that is chain-extended by reacting an isocyanate group with a polyol is preferable.
該ポリウレタン樹脂は、カルボキシル基を有するものや、末端に水酸基を有するものも含まれる。カルボキシル基を有するポリウレタン樹脂は、ポリオールの一部にカルボキシル基を含有しているポリオールを使用することで得られる。カルボキシル基を有するポリウレタン樹脂は、塩基性物質を用いて中和するのが好ましい。市販品としては、スーパーフレックスシリーズ110、150、460S(第一工業製薬社製、商品名)、ネオレッツR9649、R966(アビシア社製、商品名)などを挙げることができる。 The polyurethane resin includes those having a carboxyl group and those having a terminal hydroxyl group. A polyurethane resin having a carboxyl group can be obtained by using a polyol containing a carboxyl group as part of the polyol. The polyurethane resin having a carboxyl group is preferably neutralized with a basic substance. Examples of commercially available products include Superflex series 110, 150, 460S (trade name, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), Neoletz R9649, R966 (trade name, manufactured by Avicia).
オキサゾリン基含有化合物の例としては、オキサゾリン基を側鎖に少なくとも2個有する重合体状の化合物、1分子中にオキサゾリン基を少なくとも2個有する単量体状の化合物などが挙げられる。 Examples of the oxazoline group-containing compound include a polymer compound having at least two oxazoline groups in the side chain, and a monomeric compound having at least two oxazoline groups in the molecule.
カルボジイミド基含有化合物としては、例えば、ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基同士を脱二酸化炭素反応せしめることにより得ることができ、市販品としては、例えば、カルボジライトV−02、カリボジライトV−02−L2、カルボジライトV−04、カルボジライトE−01、カルボジライトE−02(いずれも日清紡社製、商品名)などが挙げられる。 The carbodiimide group-containing compound can be obtained, for example, by reacting the isocyanate groups of a polyisocyanate compound with each other, and commercially available products include, for example, carbodilite V-02, caribodilite V-02-L2, carbodilite V. -04, Carbodilite E-01, Carbodilite E-02 (all Nisshinbo Co., Ltd., trade name) and the like.
ヒドラジド基含有化合物としては、−CO−NH−NH2で示されるヒドラジド基を1分子中に少なくとも2個、好ましくは2〜10個有する化合物が包含され、例えば、シュウ酸ジヒドラジド、マロン酸ジヒドラジド、グルタル酸ジヒドラジド、こはく酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジドなどの2〜18個の炭素原子を有する飽和ジカルボン酸ジヒドラジド;マレイン酸ジヒドラジド、フマル酸ジヒドラジド、イタコン酸ジヒドラジドなどのモノオレフィン性不飽和ジカルボン酸ジヒドラジド;カルボン酸低級アルキルエステル基を有する低重合体をヒドラジン又はヒドラジン水和物と反応させることにより得られるポリヒドラジドなどが挙げられる。 Examples of the hydrazide group-containing compound include compounds having at least 2, preferably 2 to 10, hydrazide groups represented by —CO—NH—NH 2 in one molecule, such as oxalic acid dihydrazide, malonic acid dihydrazide, Saturated dicarboxylic acid dihydrazides having 2 to 18 carbon atoms such as glutaric acid dihydrazide, succinic acid dihydrazide, adipic acid dihydrazide, sebacic acid dihydrazide; monoolefinic unsaturated dicarboxylic acids such as maleic acid dihydrazide, fumaric acid dihydrazide, itaconic acid dihydrazide Examples include acid dihydrazide; polyhydrazide obtained by reacting a low polymer having a carboxylic acid lower alkyl ester group with hydrazine or hydrazine hydrate.
セミカルバジド基含有化合物としては、−NH−CO−NH−NH2で示されるセミカルバジド基を1分子中に少なくとも2個、好ましくは2〜10個有する化合物が包含され、例えば、ビスセミカルバジド;ヘキサメチレンジイソシアネートやイソホロンジイソシアネートなどのジイソシアネート又はそれから誘導されるポリイソシアネート化合物にN,N−ジメチルヒドラジンなどのN,N−置換ヒドラジンや上記例示されたヒドラジンを反応させて得られる多官能セミカルバジドなどが挙げられる。 Examples of the semicarbazide group-containing compound include compounds having at least 2, preferably 2 to 10, semicarbazide groups represented by —NH—CO—NH—NH 2 in one molecule, such as bissemicarbazide; hexamethylene diisocyanate. And polyisocyanate compounds obtained by reacting N, N-substituted hydrazines such as N, N-dimethylhydrazine and the hydrazines exemplified above with a diisocyanate such as benzene or isophorone diisocyanate or a polyisocyanate compound derived therefrom.
更に水系塗料における配合性の向上の目的で、必要に応じて、本発明の水系塗料組成物に、界面活性剤、水に対し混和性の傾向を示す溶剤等を使用してもよい。界面活性剤の具体的としては、脂肪族セッケン、ロジン酸セッケン、アルキルスルホン酸塩、ジアルキルアリールスルホン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルアリール硫酸塩などのアニオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル、ポリオキシエチレンオキシプロピレンブロックコポリマーなどのノニオン性界面活性剤が挙げられる。水に対し混和性の傾向を示す溶剤としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、イソブタノール、ブチルグリコール、N−メチルピロリドン、ブチルジグリコール又はブチルジグリコールアセテート等が挙げられる。 Furthermore, for the purpose of improving the compoundability in the water-based paint, a surfactant, a solvent showing a tendency to be miscible with water, and the like may be used in the water-based paint composition of the present invention as necessary. Specific examples of surfactants include anions such as aliphatic soaps, rosin acid soaps, alkyl sulfonates, dialkylaryl sulfonates, alkylsulfosuccinates, polyoxyethylene alkyl sulfates, polyoxyethylene alkyl aryl sulfates, and the like. Nonionic surfactants such as a reactive surfactant, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl aryl ether, and polyoxyethylene oxypropylene block copolymer. Examples of the solvent that tends to be miscible with water include propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, isobutanol, butyl glycol, N-methylpyrrolidone, butyl diglycol, and butyl diglycol acetate.
また、酸化防止剤例えばヒンダードフェノール等、紫外線吸収剤例えばベンゾトリアゾール、ベンゾフェノン等、顔料例えば、酸化チタン、カーボンブラック、インジゴ、キナクリドン、パールマイカ等、金属粉顔料例えばアルミ等、レオロジーコントロール剤例えばヒドロキシエチルセルロース、尿素化合物、マイクロゲル等、硬化促進剤例えば、錫化合物、亜鉛化合物、アミン化合物等を添加してもよい。 Further, antioxidants such as hindered phenols, ultraviolet absorbers such as benzotriazole and benzophenone, pigments such as titanium oxide, carbon black, indigo, quinacridone and pearl mica, metal powder pigments such as aluminum, and rheology control agents such as hydroxy A curing accelerator such as ethyl cellulose, urea compound, or microgel, for example, a tin compound, a zinc compound, an amine compound, or the like may be added.
本発明の水系塗料組成物は、ブロックポリイソシアネート組成物(A)、カルボキシル基含有ポリオール(B)、塩基性組成物(C)、及び必要に応じて上記に記載した添加剤等を混合し、水を主成分とする媒体を添加し、塗装方法に応じた塗料粘度に調整することにより水系塗料組成物とする。 The water-based coating composition of the present invention is a mixture of a block polyisocyanate composition (A), a carboxyl group-containing polyol (B), a basic composition (C), and, if necessary, the additives described above, A water-based coating composition is prepared by adding a medium containing water as a main component and adjusting the coating viscosity according to the coating method.
このようにして調製された水系塗料組成物は、ロール塗装、カーテンフロー塗装、スプレー塗装、静電塗装、ベル塗装等の方法で、鋼板、表面処理鋼板などの金属及びプラスチック、無機材料などの素材へのプライマー又は中塗り、上塗りとして使用する際に有用であり、更に防錆鋼板を含むプレコートメタル、自動車塗装、プラスチック塗装などに美粧性、耐候性、耐酸性、防錆性、耐チッピング性、密着性などを付与するために有用である。
また、接着剤、粘着剤、エラストマー、フォーム、表面処理剤などのウレタン原料としても有用である。
Water-based paint compositions prepared in this way are made of materials such as steel, surface-treated steel plates and other metals, plastics, and inorganic materials by methods such as roll coating, curtain flow coating, spray coating, electrostatic coating, and bell coating. It is useful when used as a primer, intermediate coating or top coating, and also for pre-coating metal including anti-rust steel plate, automotive coating, plastic coating, etc., cosmetics, weather resistance, acid resistance, rust resistance, chipping resistance, This is useful for imparting adhesion and the like.
It is also useful as a urethane raw material for adhesives, pressure-sensitive adhesives, elastomers, foams, surface treatment agents and the like.
以下に、実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。なお、本発明の範囲は、いかなる意味においても、これらの実施例によって限定されない。
以下に、製造例、実施例、比較例における各特性の測定方法を説明する。なお、以下「部」「%」は、別段の記載がない限り、それぞれ「質量部」「質量%」を表わす。
(数平均分子量の測定)
ポリイソシアネートの数平均分子量は、下記の装置を用いたゲルパーミエーションクロマトグラフ(以下GPCという)測定によるポリスチレン基準の数平均分子量である。
装置:東ソー(株)HLC−8120GPC(商品名)
カラム:東ソー(株)TSKgel SuperH1000(商品名)×1本
TSKgel SuperH2000(商品名)×1本
TSKgel SuperH3000(商品名)×1本
キャリアー:テトラハイドロフラン
検出方法:示差屈折計
また、ポリオールの数平均分子量は、下記のGPC測定によるポリスチレン基準の数平均分子量である。
装置:東ソー(株)HLC−8120GPC(商品名)
カラム:東ソー(株)TSKgel SuperHM−H(商品名)×2本
キャリアー:N,N−ジメチルホルムアミド
検出方法:示差屈折計
(粘度の測定)
E型粘度計(トキメック社製VISCONIC ED型(商品名))を用いて、25℃で測定した。
(ウレタン結合、アロファネート結合、イソシアヌレート結合存在の確認)
以下の装置を用いたNMR測定から、ウレタン結合、アロファネート結合、イソシアヌレート結合の存在を確認した。
装置:日本電子社製JNM−LA400(商品名)
(塗液配合時のpH)
塗液配合時のpHが7.0〜9.0の場合を○、pHが7.0未満、あるいは、9.0を超える場合を×とした。
(ゲル分率測定)
硬化塗膜を、アセトン中に20℃、24時間浸漬後、未溶解部質量の浸漬前質量に対する値を計算し、ゲル分率とした。ゲル分率が80%以上の場合を○、70%以上80%未満の場合を△、70%未満の場合を×とした。
Below, based on an Example, this invention is demonstrated still in detail. The scope of the present invention is not limited by these examples in any sense.
Below, the measuring method of each characteristic in a manufacture example, an Example, and a comparative example is demonstrated. Hereinafter, “parts” and “%” represent “parts by mass” and “mass%”, respectively, unless otherwise specified.
(Measurement of number average molecular weight)
The number average molecular weight of the polyisocyanate is a polystyrene-based number average molecular weight measured by gel permeation chromatography (hereinafter referred to as GPC) using the following apparatus.
Equipment: Tosoh Corporation HLC-8120GPC (trade name)
Column: Tosoh Corporation TSKgel SuperH1000 (trade name) x 1
TSKgel SuperH2000 (trade name) x 1
TSKgel SuperH3000 (trade name) x 1 Carrier: Tetrahydrofuran Detection method: Differential refractometer The number average molecular weight of the polyol is a polystyrene-based number average molecular weight by GPC measurement described below.
Equipment: Tosoh Corporation HLC-8120GPC (trade name)
Column: Tosoh Corporation TSKgel Super HM-H (trade name) x 2 Carrier: N, N-dimethylformamide Detection method: differential refractometer (measurement of viscosity)
Using an E type viscometer (VISCONIC ED type (trade name) manufactured by Tokimec Co., Ltd.), the measurement was performed at 25 ° C.
(Confirmation of urethane bond, allophanate bond, isocyanurate bond)
The presence of urethane bonds, allophanate bonds and isocyanurate bonds was confirmed by NMR measurement using the following apparatus.
Apparatus: JNM-LA400 (trade name) manufactured by JEOL Ltd.
(PH at the time of coating liquid formulation)
The case where the pH at the time of coating liquid mixing was 7.0-9.0 was set as (circle) and the case where pH was less than 7.0 or exceeded 9.0 was set as x.
(Gel fraction measurement)
After the cured coating film was immersed in acetone at 20 ° C. for 24 hours, the value of the undissolved part mass relative to the mass before immersion was calculated to obtain the gel fraction. The case where the gel fraction was 80% or more was evaluated as ◯, the case where it was 70% or more and less than 80%, and the case where it was less than 70%.
(貯蔵中ガス発生量試験)
配合した水系塗料組成物(水系塗料組成物中に存在するブロックポリイソシアネート組成物の有効NCO基が10mmol分)を取り、その後、水を添加し、200gの水溶液を調整する。その調整液を40℃、10日間貯蔵し、その期間に発生したガス(炭酸ガス)の量が2cc未満の場合を◎、2cc以上6cc未満の場合を○、6cc以上10cc未満の場合を△、10cc以上の場合を×とした。
(貯蔵前後の塗液pH変化)
水系塗料組成物の初期配合時のpHを7.0〜9.0に調整した。40℃、10日間貯蔵後の塗液pHの変化が±0.5以内の場合を○、±0.5を超えて、1.0以内の場合を△、±1.0を超える場合を×とした。
(Gas generation during storage test)
The blended water-based paint composition (the effective NCO group of the block polyisocyanate composition present in the water-based paint composition is 10 mmol) is taken, and then water is added to prepare a 200 g aqueous solution. The adjusted solution is stored at 40 ° C. for 10 days, the amount of gas (carbon dioxide) generated during that period is less than 2 cc, ◎ if 2 cc or more but less than 6 cc, ◯ if 6 cc or more and less than 10 cc, The case of 10 cc or more was rated as x.
(Coating solution pH change before and after storage)
The pH at the initial blending of the water-based coating composition was adjusted to 7.0 to 9.0. When the change in pH of the coating solution after storage at 40 ° C. for 10 days is within ± 0.5, ○, over ± 0.5, Δ within 1.0, × over ± 1.0 It was.
(製造例1)(イソシアヌレート型ポリイソシアネートの製造)
攪拌器、温度計、還流冷却管、窒素吹き込み管を取り付けた4つ口フラスコの内部を窒素置換し、HDI:1000部を仕込み、60℃で攪拌下、触媒としてトリメチルベンジルアンモニウム・ハイドロオキサイド:0.1部を加えた。4時間後、転化率が38%になった時点でリン酸0.2部を添加して反応を停止した。
その後、反応液を濾過した後、未反応のHDIモノマーは薄膜蒸留により除去した。
得られたポリイソシアネートの25℃における粘度は2700mPa・s、イソシアネート基含有量は22.2質量%、数平均分子量は650、イソシアネート基平均数は3.4であった。その後、NMR測定により、イソシアヌレート結合の存在を確認した。
(Production Example 1) (Production of isocyanurate type polyisocyanate)
The inside of a four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser, and nitrogen blowing tube was purged with nitrogen, charged with 1000 parts of HDI, stirred at 60 ° C., and trimethylbenzylammonium hydroxide as a catalyst: 0 .1 part was added. After 4 hours, when the conversion rate reached 38%, 0.2 part of phosphoric acid was added to stop the reaction.
Thereafter, the reaction solution was filtered, and unreacted HDI monomer was removed by thin film distillation.
The resulting polyisocyanate had a viscosity at 25 ° C. of 2700 mPa · s, an isocyanate group content of 22.2% by mass, a number average molecular weight of 650, and an average number of isocyanate groups of 3.4. Thereafter, the presence of an isocyanurate bond was confirmed by NMR measurement.
(製造例2)(HDI系ウレタン結合、アロファネート結合含有イソシアヌレート型ポリイソシアネートの製造)
攪拌器、温度計、還流冷却管、窒素吹き込み管を取り付けた4ツ口フラスコ内を窒素雰囲気にし、HDI 1000部、3価アルコールであるトリメチロールプロパン(分子量134)22部を仕込み、攪拌下反応器内温度を90℃1時間保持しウレタン化を行った。その後反応液温度を60℃に保持し、イソシアヌレート化触媒トリメチルベンジルアンモニウム・ハイドロオキサイドを加え、転化率が48%になった時点で燐酸を添加し反応を停止した。その後、反応液を濾過した後、未反応のHDIを薄膜蒸留装置により除去した。
(Production Example 2) (Production of HDI urethane bond, allophanate bond-containing isocyanurate type polyisocyanate)
A four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser, and nitrogen blowing tube is placed in a nitrogen atmosphere, and 1000 parts of HDI and 22 parts of trimethylolpropane (molecular weight 134), a trihydric alcohol, are added and reacted with stirring. The inside temperature was kept at 90 ° C. for 1 hour to perform urethanization. Thereafter, the temperature of the reaction solution was kept at 60 ° C., an isocyanuration catalyst trimethylbenzylammonium hydroxide was added, and phosphoric acid was added when the conversion rate reached 48% to stop the reaction. Then, after filtering a reaction liquid, unreacted HDI was removed with the thin film distillation apparatus.
得られたポリイソシアネートの25℃における粘度は25,000mPa・s、イソシアネート基含有量は19.9質量%、数平均分子量は1080、イソシアネート基平均数は5.1であった。その後、NMR測定により、ウレタン結合、アロファネート結合、イソシアヌレート結合の存在を確認した。 The obtained polyisocyanate had a viscosity at 25 ° C. of 25,000 mPa · s, an isocyanate group content of 19.9% by mass, a number average molecular weight of 1080, and an average number of isocyanate groups of 5.1. Thereafter, the presence of urethane bond, allophanate bond and isocyanurate bond was confirmed by NMR measurement.
(製造例3)(HDI、IPDI系ウレタン結合、アロファネート結合含有イソシアヌレート型ポリイソシアネートの製造)
攪拌器、温度計、還流冷却管、窒素吹き込み管を取り付けた4ツ口フラスコ内を窒素雰囲気にし、HDI 700部、IPDI 300部、3価アルコールであるポリカプロラクトン系ポリエステルポリオール「プラクセル303」(ダイセル化学の商品名 分子量300)30部を仕込み、攪拌下反応器内温度を90℃1時間保持しウレタン化を行った。その後反応液温度を60℃に保持し、イソシアヌレート化触媒トリメチルベンジルアンモニウム・ハイドロオキサイドを加え、転化率が42%になった時点で燐酸を添加し反応を停止した。その後、反応液を濾過した後、未反応のHDI、IPDIを薄膜蒸留装置により除去した。
(Production Example 3) (Production of HDI, IPDI-based urethane bond, allophanate bond-containing isocyanurate type polyisocyanate)
A four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser, and nitrogen blowing tube is placed in a nitrogen atmosphere, 700 parts of HDI, 300 parts of IPDI, polycaprolactone polyester polyol “Placcel 303” (Daicel) Chemical product name: Molecular weight 300) 30 parts were charged, and the temperature in the reactor was maintained at 90 ° C. for 1 hour with stirring to perform urethanization. Thereafter, the reaction liquid temperature was kept at 60 ° C., an isocyanuration catalyst trimethylbenzylammonium hydroxide was added, and phosphoric acid was added when the conversion rate was 42% to stop the reaction. Then, after filtering a reaction liquid, unreacted HDI and IPDI were removed with the thin film distillation apparatus.
得られたポリイソシアネートの25℃における粘度は60,000mPa・s、イソシアネート基含有量は18.9質量%、数平均分子量は900、イソシアネート基平均数は4.1であった。その後、NMR測定により、ウレタン結合、アロファネート結合、イソシアヌレート結合の存在を確認した。 The obtained polyisocyanate had a viscosity at 25 ° C. of 60,000 mPa · s, an isocyanate group content of 18.9% by mass, a number average molecular weight of 900, and an isocyanate group average number of 4.1. Thereafter, the presence of urethane bond, allophanate bond and isocyanurate bond was confirmed by NMR measurement.
(製造例4)(ブロックポリイソシアネート組成物の製造)
攪拌器、温度計、還流冷却管、窒素吹き込み管、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、製造例1で得られたポリイソシアネート100部、数平均分子量400のメトキシポリエチレングリコール(日本油脂株式会社の製品「ユニオックスM400」)42.3部(ポリイソシアネートにおけるイソシアネート基の20モル%に相当)、ジエチレングリコールジエチルエーテル102.1部を仕込み、80℃で6時間保持した。その後反応液温度を60℃に冷却し、マロン酸ジエチル72.0部(ポリイソシアネートにおけるイソシアネート基の85モル%に相当)、ナトリウムメチラートの28%メタノール溶液0.88部を添加し、4Hr保持した後、n−ブタノール33.3部を添加し、さらに、2Hr保持した。その後、2−エチルヘキシルアシッドホスフェート0.86部を添加し、固形分濃度60質量%のブロックポリイソシアネート組成物を得た。得られたブロックポリイソシアネート組成物の物性を表1に示す。
(Production Example 4) (Production of Block Polyisocyanate Composition)
A 4-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser, nitrogen blowing tube, and dropping funnel was placed in a nitrogen atmosphere, and 100 parts of the polyisocyanate obtained in Production Example 1, methoxypolyethylene glycol having a number average molecular weight of 400 ( 42.3 parts (corresponding to 20 mol% of isocyanate group in polyisocyanate) and 102.1 parts of diethylene glycol diethyl ether were charged and maintained at 80 ° C. for 6 hours. Thereafter, the temperature of the reaction solution was cooled to 60 ° C., 72.0 parts of diethyl malonate (corresponding to 85 mol% of the isocyanate group in polyisocyanate) and 0.88 part of 28% methanol solution of sodium methylate were added, and maintained for 4 hours. After that, 33.3 parts of n-butanol was added and further maintained for 2 hours. Thereafter, 0.86 part of 2-ethylhexyl acid phosphate was added to obtain a block polyisocyanate composition having a solid concentration of 60% by mass. The physical properties of the resulting block polyisocyanate composition are shown in Table 1.
(製造例5−8、比較製造例1−3)(ブロックポリイソシアネート組成物の製造)
表1に示すとおり条件を変更した以外は実施例1と同様の条件で製造を行った。得られたブロックポリイソシアネート組成物の物性を表1に示す。
*1 (各化合物のモル数)/(ポリイソシアネートのイソシアネート基のモル数)のモル%
*2 2−エチルヘキシルアシッドホスフェート(城北化学工業の商品名)
*3 表1記載の配合物としての有効NCO基質量%
*4 DEDG:ジエチレングリコールジエチルエーテル
*5 ユニオックスM400(数平均分子量400のメトキシポリエチレングリコール:日本油脂株式会社商品名)
*6 DEM:マロン酸ジエチル(R1:エチル基、R2:エチル基)
*7 DMDP:ジプロピレングリコールジメチルエーテル
*8 ユニオックスM550(数平均分子量550のメトキシポリエチレングリコール:日本油脂株式会社の商品名)
*9 DMP:プロピレングリコールジメチルエーテル
*10 ユニオックスM1000(数平均分子量1000のメトキシポリエチレングリコール:日本油脂株式会社の商品名)
*11 DIPM:マロン酸ジイソプロピル(R1:イソプロピル基、R2:イソプロピル基)
*12 VESTANAT T1890−100(イソホロンジイソシアネートのイソシアヌレート型ポリイソシアネート:エボニックデグサ社の商品名)
*13 DMDG:ジエチレングリコールジメチルエーテル
*14 MPG−081(数平均分子量680のメトキシポリエチレングリコール:日本乳化剤株式会社の商品名)
*15 DMM:マロン酸ジメチル(R1:メチル基、R2:メチル基)
(Production Example 5-8, Comparative Production Example 1-3) (Production of Block Polyisocyanate Composition)
Manufacture was performed under the same conditions as in Example 1 except that the conditions were changed as shown in Table 1. The physical properties of the resulting block polyisocyanate composition are shown in Table 1.
* 1 mol% of (number of moles of each compound) / (number of moles of isocyanate group of polyisocyanate)
* 2 2-Ethylhexyl acid phosphate (trade name of Johoku Chemical Industry)
* 3 Effective NCO group mass% as a formulation shown in Table 1
* 4 DEDG: Diethylene glycol diethyl ether * 5 UNIOX M400 (methoxypolyethylene glycol having a number average molecular weight of 400: trade name of NOF Corporation)
* 6 DEM: diethyl malonate (R1: ethyl group, R2: ethyl group)
* 7 DMDP: Dipropylene glycol dimethyl ether * 8 UNIOX M550 (methoxypolyethylene glycol with a number average molecular weight of 550: trade name of NOF Corporation)
* 9 DMP: Propylene glycol dimethyl ether * 10 UNIOX M1000 (Methoxypolyethylene glycol with a number average molecular weight of 1000: trade name of NOF Corporation)
* 11 DIPM: Diisopropyl malonate (R1: isopropyl group, R2: isopropyl group)
* 12 VESTANAT T1890-100 (Isocyanurate-type polyisocyanate of isophorone diisocyanate: trade name of Evonik Degussa)
* 13 DMDG: Diethylene glycol dimethyl ether * 14 MPG-081 (methoxypolyethylene glycol having a number average molecular weight of 680: trade name of Nippon Emulsifier Co., Ltd.)
* 15 DMM: dimethyl malonate (R1: methyl group, R2: methyl group)
(実施例1)(水系塗料組成物の調整と評価)
カルボキシル基含有ポリオールとしてアクリルエマルジョン(樹脂あたりの水酸基価40mgKOH/g、樹脂あたりの酸価13mgKOH/g、Tg20℃、数平均分子量100,000、樹脂固形分42質量%)100部、ジメチルエタノールアミン0.22部(ポリオールのカルボキシル基に対し25モル%に相当)、及び製造例4で得られたブロックポリイソシアネート組成物7.4部(ブロックポリイソシアネート組成物のブロックイソシアネート基のモル当量Aと主剤の水酸基モル当量Bとの比がA/B=0.3となるように配合)、水24.0部(塗料固形分35質量%になるように調整)をこの順に塗料配合した。さらに、N−エチルモルホリン1.1部(ポリオールのカルボキシル基に対し100モル%に相当)を添加し、pHを測定したところ8.5であった。作成した塗料溶液を室温で2時間放置して塗液の外観を観察した後、乾燥後膜厚40μmになるようにアプリケーター塗装し、90℃で30分間焼付けし、ゲル分率を測定した。結果を表2に示した。
また、40℃で10日間貯蔵後の塗液のpHを測定した。
また、実施例1で得られた水系塗料組成物147.7g(ブロックポリイソシアネート組成物のブロックイソシアネート基として10mmolに相当)と水52.3g(全体質量を200.0gになるように添加)を配合し、ブロックポリイソシアネート組成物の水溶液を得た。この水溶液の40℃、10日間貯蔵中に発生したガス(炭酸ガス)の量を測定した。結果を表2に示した。
(Example 1) (Adjustment and evaluation of water-based coating composition)
As a carboxyl group-containing polyol, acrylic emulsion (hydroxyl value per resin 40 mgKOH / g, acid value 13 mgKOH / g per resin, Tg 20 ° C., number average molecular weight 100,000, resin solid content 42% by mass) 100 parts, dimethylethanolamine 0 .22 parts (corresponding to 25 mol% with respect to the carboxyl group of the polyol) and 7.4 parts of the block polyisocyanate composition obtained in Production Example 4 (the molar equivalent A of the blocked isocyanate group of the block polyisocyanate composition and the main agent) In the order of A / B = 0.3) and 24.0 parts of water (adjusted so that the solid content of the paint is 35% by mass) were blended in this order. Furthermore, 1.1 parts of N-ethylmorpholine (corresponding to 100 mol% with respect to the carboxyl group of the polyol) was added, and the pH was measured to be 8.5. The prepared coating solution was allowed to stand at room temperature for 2 hours, and the appearance of the coating solution was observed. After drying, an applicator was applied to a film thickness of 40 μm, baked at 90 ° C. for 30 minutes, and the gel fraction was measured. The results are shown in Table 2.
Further, the pH of the coating solution after storage at 40 ° C. for 10 days was measured.
Further, 147.7 g of the water-based coating composition obtained in Example 1 (corresponding to 10 mmol as a blocked isocyanate group of the blocked polyisocyanate composition) and 52.3 g of water (added so that the total mass becomes 200.0 g) were added. It mix | blended and the aqueous solution of the block polyisocyanate composition was obtained. The amount of gas (carbon dioxide) generated during storage of this aqueous solution at 40 ° C. for 10 days was measured. The results are shown in Table 2.
(実施例2−5、比較例1−3)(水系塗料組成物の評価)
表2に示す以外は実施例6と同様に行った。得られたブロックポリイソシアネート組成物の評価結果を表2に示す。
*16 全塩基性化合物の添加量:ポリオールのカルボキシル基に対する全塩基性化合物の添加量(モル%)
*17 アクリルエマルジョン(樹脂固形分42質量%、媒体:水、樹脂あたりの水酸基価40mgKOH/g、樹脂あたりの酸価13mgKOH/g Tg20℃、数平均分子量100,000)
*18 NEMO:N−エチルモルホリン
*19 DMEA:ジメチルエタノールアミン
*20 2MIM:2−メチルイミダゾール
*21 TEA:トリエタノールアミン
*22 アクリルポリオール(樹脂固形分60質量%、溶剤:DMDG、樹脂あたりの水酸基価80mgKOH/g、樹脂あたりの酸価47mgKOH/g、Tg30℃、数平均分子量7,400)
*23 NMMO:N−メチルモルホリン
*24 塗液配合時のpHが高くなりすぎたため、貯蔵後塗液pH変化、ガス発生試験は実施しなかった。
(Example 2-5, Comparative Example 1-3) (Evaluation of water-based coating composition)
The same procedure as in Example 6 was performed except for the conditions shown in Table 2. Table 2 shows the evaluation results of the obtained block polyisocyanate composition.
* 16 Addition amount of all basic compounds: Addition amount of all basic compounds to the carboxyl group of the polyol (mol%)
* 17 Acrylic emulsion (solid content of resin: 42% by mass, medium: water, hydroxyl value per resin: 40 mgKOH / g, acid value per resin: 13 mgKOH / g Tg, 20 ° C., number average molecular weight 100,000)
* 18 NEMO: N-ethylmorpholine * 19 DMEA: dimethylethanolamine * 20 2MIM: 2-methylimidazole * 21 TEA: triethanolamine * 22 Acrylic polyol (resin solid content 60 mass%, solvent: DMDG, hydroxyl group per resin 80 mg KOH / g, acid value per resin 47 mg KOH / g, Tg 30 ° C., number average molecular weight 7,400)
* 23 NMMO: N-methylmorpholine * 24 Since the pH at the time of blending the coating solution became too high, the coating solution pH change after storage and the gas generation test were not performed.
本発明の水系塗料組成物は、通常100℃以下の焼付け温度で架橋可能であり、かつ、貯蔵安定性に優れるため、水系塗料組成物として好適に用いることができる。 The water-based coating composition of the present invention can be suitably crosslinked as a water-based coating composition because it can be crosslinked usually at a baking temperature of 100 ° C. or lower and is excellent in storage stability.
Claims (5)
(A)脂肪族系ポリイソシアネート、及び脂環族系ポリイソシアネートから選ばれる1種又は2種以上から形成されたポリイソシアネート(a)と、式(I)に示されるマロン酸ジエステル(b)とを反応させることにより得られるブロックポリイソシアネート組成物
(式中R1、及びR2は炭素数1〜8個のアルキル基、フェニル基またはベンジル基を示し、R1とR2は同一でも、異なっていてもよい)
(B)カルボキシル基含有ポリオール
(C)以下の(i)(ii)を共に満足する塩基性組成物
(i)その塩基性基が、前記カルボキシル基含有ポリオール(B)のカルボキシル基100モル%に対し、30モル%以上
(ii)該塩基性組成物が酸解離定数(pKa)7.0〜8.5の弱塩基性化合物(C1)とpKaが8.5を超える塩基性化合物(C2)からなり、該弱塩基性化合物(C1)と該塩基性化合物(C2)との和に対する該弱塩基性化合物(C1)の構成比が20モル%以上。 A water-based coating composition comprising the following three components (A) to (C) and having a pH of 7.0 to 9.0 at the time of blending.
(A) a polyisocyanate (a) formed from one or more selected from aliphatic polyisocyanates and alicyclic polyisocyanates; a malonic acid diester (b) represented by formula (I); Block polyisocyanate composition obtained by reacting
(Wherein R 1 and R 2 represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a phenyl group or a benzyl group, and R 1 and R 2 may be the same or different)
(B) Carboxyl group-containing polyol (C) Basic composition satisfying both of the following (i) and (ii) (i) The basic group is 100 mol% of the carboxyl group of the carboxyl group-containing polyol (B). On the other hand, 30 mol% or more (ii) The basic composition is a weakly basic compound (C1) having an acid dissociation constant (pKa) of 7.0 to 8.5 and a basic compound (C2) having a pKa of more than 8.5 The composition ratio of the weakly basic compound (C1) to the sum of the weakly basic compound (C1) and the basic compound (C2) is 20 mol% or more.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010129910A JP2011256232A (en) | 2010-06-07 | 2010-06-07 | Water-based coating composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010129910A JP2011256232A (en) | 2010-06-07 | 2010-06-07 | Water-based coating composition |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011256232A true JP2011256232A (en) | 2011-12-22 |
Family
ID=45472780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010129910A Pending JP2011256232A (en) | 2010-06-07 | 2010-06-07 | Water-based coating composition |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2011256232A (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012017450A (en) * | 2010-06-07 | 2012-01-26 | Asahi Kasei Chemicals Corp | Method of manufacturing coating composition |
| US20140031484A1 (en) * | 2011-04-08 | 2014-01-30 | Kansai Paint Co., Ltd. | Block polyisocyanate compound |
| WO2016093323A1 (en) * | 2014-12-11 | 2016-06-16 | 日本パーカライジング株式会社 | Metal surface treatment liquid, method for producing surface-treated metal material, and surface-treated metal material |
| JP2020193322A (en) * | 2019-05-24 | 2020-12-03 | 旭化成株式会社 | Polyisocyanate composition, coating composition and coating film |
| WO2021084802A1 (en) * | 2019-11-01 | 2021-05-06 | 関西ペイント株式会社 | Aqueous coating composition |
| JP2021101007A (en) * | 2019-08-02 | 2021-07-08 | 旭化成株式会社 | Block polyisocyanate composition, hydrophilic polyisocyanate composition, resin composition, resin film and laminate |
| CN114555735A (en) * | 2019-11-01 | 2022-05-27 | 关西涂料株式会社 | Aqueous coating composition |
-
2010
- 2010-06-07 JP JP2010129910A patent/JP2011256232A/en active Pending
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012017450A (en) * | 2010-06-07 | 2012-01-26 | Asahi Kasei Chemicals Corp | Method of manufacturing coating composition |
| US20140031484A1 (en) * | 2011-04-08 | 2014-01-30 | Kansai Paint Co., Ltd. | Block polyisocyanate compound |
| US10047189B2 (en) * | 2011-04-08 | 2018-08-14 | Kansai Paint Co., Ltd. | Block polyisocyanate compound |
| WO2016093323A1 (en) * | 2014-12-11 | 2016-06-16 | 日本パーカライジング株式会社 | Metal surface treatment liquid, method for producing surface-treated metal material, and surface-treated metal material |
| JPWO2016093323A1 (en) * | 2014-12-11 | 2017-04-27 | 日本パーカライジング株式会社 | Metal surface treatment liquid, method for producing surface treated metal material, surface treated metal material |
| CN107429110A (en) * | 2014-12-11 | 2017-12-01 | 日本帕卡濑精株式会社 | Metal surface treating liquid, the manufacture method of surface treated metal material, surface treated metal material |
| CN107429110B (en) * | 2014-12-11 | 2020-04-21 | 日本帕卡濑精株式会社 | Metal surface treatment liquid, method for producing surface-treated metal material, and surface-treated metal material |
| JP2020193322A (en) * | 2019-05-24 | 2020-12-03 | 旭化成株式会社 | Polyisocyanate composition, coating composition and coating film |
| JP7527808B2 (en) | 2019-05-24 | 2024-08-05 | 旭化成株式会社 | Polyisocyanate composition, coating composition and coating film |
| JP7457596B2 (en) | 2019-08-02 | 2024-03-28 | 旭化成株式会社 | Block polyisocyanate composition, hydrophilic polyisocyanate composition, resin composition, resin film and laminate |
| JP2021101007A (en) * | 2019-08-02 | 2021-07-08 | 旭化成株式会社 | Block polyisocyanate composition, hydrophilic polyisocyanate composition, resin composition, resin film and laminate |
| WO2021084802A1 (en) * | 2019-11-01 | 2021-05-06 | 関西ペイント株式会社 | Aqueous coating composition |
| CN114555730A (en) * | 2019-11-01 | 2022-05-27 | 关西涂料株式会社 | Aqueous coating composition |
| CN114555730B (en) * | 2019-11-01 | 2023-03-10 | 关西涂料株式会社 | waterborne coating composition |
| CN114555735A (en) * | 2019-11-01 | 2022-05-27 | 关西涂料株式会社 | Aqueous coating composition |
| TWI850416B (en) * | 2019-11-01 | 2024-08-01 | 日商關西塗料股份有限公司 | Water-based coating composition |
| JP6903248B1 (en) * | 2019-11-01 | 2021-07-14 | 関西ペイント株式会社 | Water-based paint composition |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2011256217A (en) | Blocked polyisocyanate composition | |
| JP5106088B2 (en) | Block polyisocyanate composition | |
| JP5572566B2 (en) | Block polyisocyanate composition and coating composition containing the same | |
| JP2009155409A (en) | Block polyisocyanate composition | |
| JP6588203B2 (en) | Block polyisocyanate composition | |
| JP5345072B2 (en) | Novel block polyisocyanate and urethane composition containing the same | |
| WO2011096559A1 (en) | Block polyisocyanate composition and coating composition containing same | |
| JP2013224350A (en) | Polyisocyanate composition and paint composition containing the same | |
| JP2011256232A (en) | Water-based coating composition | |
| JP5572567B2 (en) | Method for producing a block polyisocyanate composition | |
| JP5725655B2 (en) | Block polyisocyanate composition and coating composition containing the same | |
| JP5777351B2 (en) | Method for producing coating composition | |
| JP6751209B2 (en) | Blocked isocyanate composition, one-pack type coating composition and coating film | |
| JP5562271B2 (en) | Method for producing block polyisocyanate composition | |
| JP5527867B2 (en) | Polyisocyanate composition and coating composition using the same as curing agent | |
| JP2017052944A (en) | Block polyisocyanate composition, one-liquid type coating composition, coated film and coated article | |
| JP2009191127A (en) | Block polyisocyanate composition | |
| JP6765276B2 (en) | Block isocyanate composition, one-component paint composition and coating film | |
| JP6945012B2 (en) | Painting method and coating film | |
| JP3813241B2 (en) | Low temperature curable one-component urethane coating composition | |
| JP2006160936A (en) | Method for producing curing agent for aqueous emulsion | |
| WO2022224927A1 (en) | Blocked isocyanate composition, aqueous dispersion, coating composition and coating film | |
| JP2003155322A (en) | Carboxyl group-containing aqueous blocked polyisocyanate and aqueous coating composition using the same | |
| JP4429531B2 (en) | Urethane polyol and non-aqueous coating composition using the same | |
| JP4901180B2 (en) | Aqueous block polyisocyanate composition and aqueous coating composition containing the same |
