JPH02677A - 一液型ウレタン系塗料 - Google Patents

一液型ウレタン系塗料

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JPH02677A
JPH02677A JP63319608A JP31960888A JPH02677A JP H02677 A JPH02677 A JP H02677A JP 63319608 A JP63319608 A JP 63319608A JP 31960888 A JP31960888 A JP 31960888A JP H02677 A JPH02677 A JP H02677A
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新藤 正則
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、−成型ウレタン系塗料に関する、更に詳しく
は、プレポリマーの末端イソシアネト基をブロックして
一時的に不活性化せしめたもの(以下ブロックプレポリ
マーという)と特定の硬化剤より成る焼付は型−液ウレ
タン系塗料に関するものである。
従来、ポリウレタン系塗料の一液化には、例えば原料イ
ンシアネートをブロック剤と反応せしめたもの、或いは
各種ポリオールに過剰のイン7アネートを反応させて末
端イソシアネートのプレポリマーとした後ブロック剤と
反応せしめたものに硬化剤として、ポリオール、ポリア
ミン等を配合して常温で安定な一液型塗料組成物を形成
せしめ、使用に際し焼付は工程における加熱によって可
逆的な解離反応を生じさせて活性インシア半一ト基を再
生する方法によった事は公知である。
しかしながらブロックイソシアネートからの一液型塗料
は、塗1良のワキ限界(ワキとは塗装後塗膜にアワを生
じる現象をいい、一般に膜厚が厚くなる根土じやすいが
、ワキが生じ始める膜厚をワキ1浪界という)が低いこ
とに問題がある。
一方、ブロックプレポリマーからの−液型塗料はブロッ
クイソシアネートからのものに比ベプレボリマー化によ
るイソシアネート含量の調整が可能なこと、又塗膜も相
手ポリオールの選択によって任意のものにできる等の点
で潰れており、従来から焼付は塗料として広く利用され
ている。
プロ、りしたプレポリマーの代表例として、1モルのト
リメチロールプロパン(以下TMPといつ)と3モルの
トリレンジイソシアネート(以下TDIという)のプレ
ポリマーに3モルのフェノールを付加せしめたコロネー
)APステーブル(日本ポリウレタン工業製品)がt被
被覆用塗料として広く使用されている。
又ブロック剤について最近は毒性や臭気の少ないものが
要望されており、これにはアルコール類、ラクタム類等
を利用したブロックプレポリマーが研究開発されている
。しかしこれらブロック剤を使用したブロックプレポリ
マーは、解離温度が170’O〜250°Cと高く、解
離温度を下げるため、例えばアミン類の中の脂肪族第1
級又は第2級アミンを選んだ場合は、人体に対して皮膚
障害を起した9、吸湿性がある等で取扱いが難しく、硬
化塗膜の耐熱性が低く、可撓性、付着性等においても満
足したものが得られていない。
芳香族アミンの場合は、常温にて固体あるいは粘稠液体
のものが多く取り扱いが不便であり、脂肪族アミンに比
べ低温M離能力が小で、焼付は時に黄変する等の欠点を
有する。
又、脂肪酸と脂肪族ポリアミンの反応によシ合成される
酸アミド類は一般に蒸気圧が低く、その結果毒性も低い
が、一方に於て希釈時に使用する溶剤の選択性範囲がせ
まく、任意の浴剤を使用することができず、父、酸アミ
ド自体の着色が犬のため、用途が限定され、且貯蔵安定
性が悪い等の欠点を有している。
その他、環状脂肪族ポリアミンの例として、特開昭48
−16949に硬化剤として3−37−シメチルー4−
4′−ジアミノ−ジシクロヘキシルメタンを使用するこ
とが開示されているが、後述の比較例4.にみられる如
く硬化性や塗膜のワキ限界等の点で問題があり、更に焼
付は時に熱黄変しやすく、塗膜が硬くてかつ脆い等の欠
点を有しており、満足したものが得られていない。
そこで、本発明者等は鋭意研究の結果、特定のアミン系
硬化剤をブロックプレポリマーと組合せることによりて
貯蔵安定性良好で、焼付は時の硬化温度が低く、熱黄変
や高膜厚時にワキのない、−成型ウレタン系塗料を見出
し本願発明に到達した。
即ち本発明は 11.ウレタンプレポリマーの末端インシアネート基を
ブロックしたものと、下記(1)よシ成る硬化剤をその
製造原料として使用することを特徴とする一液型ウレタ
ン塗料。
(1)アルキレンジアミンにアルキレンオキサイドを付
加せしめた下記一般式で示される多官能ポリオール。
CH、CH3 CH。
CH。
ただし式中n、m:=1〜6゜ に関するものである。
本発明に使用できるプロツクプレポリマーは、有機ポリ
イソシアネートとポリヒドロキシ化合物とを反応せしめ
てイソシアネート基末端プレポリマーとし、該プレポリ
マーにブロック剤を反応せしめることによって得ること
ができる。
本発明に使用できる有機ポリイソシアネートとしては、
いかなる脂肪族、芳香族、環式脂肪族、芳香脂肪族のポ
リインシアネートで6つでもよく、例えばヘキサメチレ
ンジインシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイノ
シアネート、イソホロ/ジイソシアネート、リジンジイ
ソシアネートTDI、4−4’−ジフェニルメタンジイ
ソシアネート(以下MDIという)、ポリフェニルメタ
ンポリイソシアネート、キンリレンジイソシアネート水
添TDI、水添MDl等が挙げられ、又これらポリイン
シアネートと水、エチレングリコール、ジエチレングリ
コール、!−3−フテレンクリコール(以下1−3−B
Gという)、ジプロピレングリコール(以下DPGとい
う)、ネオペンチルグリコール、グリセリン、TMP、
インホロンジアミン へキサメチレンジアミン等の活性
水素原子を含有する低分子多官能化合物(以下低分子多
官能物質という)との反応によって得られる。
例エバ、コロネートL(日本ポリウレタン工業製、商品
名、NGO含有率13.2%)、コロネー)1−IL(
日本ポリウレタン工業製、商品名、NCO含有率12.
8チ)、HL−100(日本ポリウレタン工業製、商品
名、NCO含有率17.1チ)等。
更に分子内にビーレット結合、アロファネート結合、イ
ンシアヌレート結合、カルボジイミド体等を含有するポ
リイソシアネート類もこの範囲に含まれ、本発明に於て
はこれら有機ポリイソシアネートの1櫨又は2種以上の
混合物を用いることができる。
プレポリマー調製のための有機ポリイソシアネートの相
手物質として使用できるポリヒドロキシ化合物としては
、例えばポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオ
ールの分子量150〜t o、o o oで水酸基価3
0〜550のもの、ヒマシ油及びその誘導体で分子量9
00〜2,000で水酸基価160〜370のもの、ア
クリルポリオールで分子量1,000〜10,000で
水酸基価15〜100のもの、ポリブタジェンポリオー
ルで分子量1,000〜3,000、水酸基価40〜1
10のもの、その他、ブチラール樹脂、エポキシ樹脂等
が挙げられ、これらの1種又は2種以上の混合換金用い
ることができる。
ポリエステルポリオールとしては、エチレングリコール
、ジエチレングリコール、トリーr−チレングリコール
、1−2−プロピレングリコール、トリメチレングリコ
ール、1−3又は1−4ブチレングリコール、ヘキサメ
チレングリコール、デカメチレンクリコール、グリセリ
ン、’rMP、ペンタエリスリトール、ソルビトール等
のヒドロキシル基を2個以上有する単分子化合物、の1
種又は241以上とアジピン酸、コハク酸、マロン酸、
マレイン酸、歯石酸、ピメリン酸、セバシン酸、フター
ル酸、テレフタール酸、イソフタール酸、トリメリット
酸等のカルボキシル基を2個有する単分子化金物、01
種又は2種以上との縮合反応により得られる本のやε−
カプロラクトン、ε−バレロラクトン等の開環重合によ
るラクトンエステル等が用いられる。
ポリエーテルポリオールとしては、エチレングリコール
、グロビレングリコール、ジエチレングリコール、1−
3−BG、TMP、グリセリン、ヘキサントリオール、
ペンタエリスリトール、ソルビトール等の多価アルコー
ル類の1種又は2種以上と、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などのアルキレ
ンオキサイドとの付加重合によって得られるものが用い
られる。
更に先に述べた低分子多官能物質(有機ポリインシア千
−トのイソシアネート幕末端グレボリマーの合成に使用
したもの)を、プレポリマー調製時に鎖延長剤として、
又水星外の低分子多官能物質をポリヒドロキシ化合物と
して併用することができる。
これらイソンア不−ト基末端プレポリマーは、有機ポリ
イソシアネートと、ポリヒドロキシ化合物を単独又は水
星外の低分子多官能物質との併用で、通常のウレタン化
反応温度即ち60〜90°Cで3〜6時間反応せしめる
ことKより製造することができる。
このとき、イソシアネート幕末端グレボリマーのNCO
含有率は3〜10チの範囲になるよう仕込み条件を設定
することが好ましい。これはブロックプレポリマーの有
効NCO含有率を2〜8チにするためで、ブロックプレ
ポリマーの有効NCO含有率が2%より小になると粘度
の増大、作業性、他樹脂との相溶性の低下等の傾向を示
し、8%より大になるほど付加すべきブロック剤の量が
多くなる結果、焼付は時ブロック剤の飛散によるワキ限
界の低下がみられ高膜厚を得ることが困難となるためで
ある。
これらインシアネート基末端プレポリマー合成反応には
、必要に応じて触媒を添加することができる。
触媒としては通常ジブチルチンジラウレート(以下DB
TDLという)、オクテン酸スズ、ナフチ/酸カルシウ
ム等公知のものが樹脂分に対して0.001〜1.0重
量多用いられる。
本願発明に使用するブロックプレポリマーの製造は、公
知の方法によりインシアネート基末端プレポリマーとブ
ロック剤とを70〜150’Cで4〜10時間反応せし
めることにより行うことができる。
フロックフレポリマーに用いられるブロック剤としては
、公知のメタノール、エタノール、n −ブタノール等
のアルコール類、フェノール、クレゾール等のフェノー
ル類、メチルセロソルブ、メチルセロソルブ等の水酸基
官有エーテル類、乳酸エチル、乳酸アミル等の水酸基含
有エステル類、マロン酸ジエチル、アセト酢酸メチル等
の活性メチレン類、ブチルメルカプタン ペキンルメル
カブタン等のメルカプタン類、アセトアニリド、アクリ
ルアマイド、タイマー酸アミド等の酸アミド類、イミダ
ゾール、2−エチルイミダゾール等のイミダゾール類、
メチルエチルケトオキシム、アセトオキシム等のオキシ
ム類、コハク酸イミド、フタル酸イミド等の酸イミド類
、6−カプロラクタムダイア七トンアルコール等が使用
できる。
この反応には、必要に応じて触媒を0.001〜1.0
重ffi%使用することができ触媒としては、先に述べ
たイソシアネート基末端プレポリマーの合成反応に使用
したもの又は、その他の通常この種目的に使用されてい
る公知のものでもよい。
この場合ブロックプレポリマーの有効NGO含有率は、
樹脂分に対して2〜8%、好ましくVi2.5〜7チの
範囲になるように調整することが好ましい。
これらイソシアネート基末端プレポリマーやそのブロッ
ク体の合成には、必要に応じて浴剤を使用することがで
きる。好ましい溶剤の例としては、エステル系の酢酸エ
チルエステル(以下酢エテといつ)、メチルセロソルブ
アセテート、酢酸セロソルブアセテート(以下酢セロと
いう)、芳香族系のトルエン、キシレン、ケトン系のメ
チルインブチルケトン又はミネラルスピリット等が挙げ
られる。
本願発明における特定のアミン系硬化剤としては、先に
述べた一般式で示される下記(1)を使用することがで
きる。
(11としては、多官能ポリオールとして、例えば、旭
市化工業製のN−N−N’・N′−テトラキス(2−ヒ
ドロキングロビル)エチレンジアミン(商品名クオドロ
ール)、EDP−450、BDP−650等がある。
又本願発明の特定の硬化剤と公知のグリコールや水酸基
含有ポリオール等をこの目的に併用することができる。
硬化剤の使用量は、硬化剤:フロックフレポリマーの当
量比7/10〜15/lo特に好ましくは8/10〜1
2/10が適当である。
当量比が7/10より小になると塗膜が発泡する傾向を
示し、15/10よシ大になると塗膜が硬化し難い傾向
を示すようになる。
本発明による一液型ウレタン系塗料においては、着色剤
、増徴剤、浴剤、’oJ塑剤等いずれも適用可能であり
、必要に応じて各種添加剤、増粘剤等を公知の混合装置
(三本ロール、ボットミル、サンドグラインドミル等)
を用いて塗料化することができる。
以上のようKして調製した塗料の焼付は塗装は、90°
C以上特に好ましくは100〜170°Cの比較的低温
において、通常120分以内特に好ましくは60分以内
で行うことができる。
又特に1回塗装で100μ以上の高膜厚に塗布して硬化
してもワキが発生せず、加熱による黄変も生じない等の
特徴を有しており、チッピング防止塗料に適する他金属
用のプレコート、am被櫟用塗料、プラスチック用塗料
等広い用途に使用することができる。
以下本発明を実施例をもって説明する。実施例における
部及びチはことわ如のない限り瓜世部、重量チである。
実施例、1〜2 温度計、還流冷却器、窒素シール管、及び攪拌機を備え
た反応器中に於て表1に示す量の有機ポリイソンア不一
トを必要に応じて溶剤の存在の下に攪拌しなから45゛
Cに昇温し、同温度で所定量のポリオ−A/を滴下し表
1に示す条件で反応せしめてインシアネート幕末端フレ
ポリマーを傅た。次に該プレポリマーに表2に示す所定
量のブロック剤を加え、表に示す条件で反応せしめた後
ブロックプレポリマーを得た。
次に表2に示す割合で該ブロックイソシアネトに硬化剤
を加えて混合し一液型塗料を得た。
比較例、1,2 表3に示す配合で、且実施例と同じ方法によりブロック
プレポリマーの合成及び−製型塗料の配合を行った〇 以下余白 表、1 表、lの註について 1)日本ポリウレタン工業製 商品名 TDI2)  
             商品名 ポリメリックMD
I3)三洋化成工業製 商品名 ポリエーテル分子量6
00 4)             ポリエーテル分子量1
000 5)旭電化工業製 ポリエーテルジオール表。
5)三井東圧化学工業製 6)宇部興産製 商品名 東亜合成化学工業製 商品名 メチルエチル ケトオキシム 1)  ハス7 社m (商品名) 3−アミノ−1−
シクロヘキシルアミノプロパン 貯蔵安定性試験 実施例1,2、比較例1,2の一液型塗料をsoomd
のガラスびんに入れ密栓して45℃中で12ケ月間保存
し、外観、NCO含有率、粘度等について試験し総合判
定した。結果を表4に示す。
黴装性及び塗膜ワキ限界の試験 実施例1,2、比較例1.2の一液型塗料を固形分70
俤に酢七口で希釈し、エアースプレー(圧力3.0 K
y/crtt )で膜厚100.150.200.25
0.300゜350.400.5oo(Jl)となるよ
うブリキ板(100朋x 3oomx x o4mx)
 K m布し塗Nc+塗!ll[liした。
又ブリキ板(100朋x 300m1+ x 0.4m
1c )に上記と同様の各膜厚に塗布した塗&を室温で
5分間放置後140°Cで30分間硬化し塗膜のワキ限
界を試験した。結果を表4に示す。
塗膜性能試験 実施例1,2、比較例】、2の一欣型塗料に対して固形
分換算で35チとなるようJR−702(蛍国化工製、
商品名、酸化チタン)を加えデイシルバーにて混合後三
本ロールを用いてグラインドゲージで粒子径40〜45
μになるように分散させた。
これらの塗料を酢七ロ:キシレン=x:x(重量比)の
混合溶剤でアプリケーションソリッド65%に調製し、
エアスプレー(圧力2.5 Ky/cal)で450μ
(ウェット膜厚)になるようブリキ板(100mmx 
300韻X0.4龍)に塗装し、5分間室温に放置後1
40”C130分オープンで硬化させ試験片とした。
試験結果を表4に示す。
以下余白

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ウレタンプレポリマーの末端イソシアネート基をブ
    ロックしたものと、下記(1)より成る硬化剤をその製
    造原料として使用することを特徴とする一液型ウレタン
    系塗料。 (1)アルキレンジアミンにアルキレンオキサイドを付
    加せしめた下記一般式で示される多官能ポリオール ▲数式、化学式、表等があります▼ ただし式中n、m=1〜6
JP63319608A 1988-12-20 1988-12-20 一液型ウレタン系塗料 Granted JPH02677A (ja)

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