JPH0651862B2 - Coating curing method - Google Patents
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- JPH0651862B2 JPH0651862B2 JP2314484A JP31448490A JPH0651862B2 JP H0651862 B2 JPH0651862 B2 JP H0651862B2 JP 2314484 A JP2314484 A JP 2314484A JP 31448490 A JP31448490 A JP 31448490A JP H0651862 B2 JPH0651862 B2 JP H0651862B2
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、蒸気浸透硬化性塗料に関し、更に詳しくはそ
のためのポリメルカプト樹脂の合成および利用に関す
る。Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to vapor penetration curable coatings, and more particularly to the synthesis and use of polymercapto resins therefor.
(従来の技術) 従来の蒸気浸透硬化性塗料は、芳香族ヒドロキシ官能性
ポリマとマルチ・イソシアネート架橋剤とから配合され
る種類の塗料であって、その塗膜を蒸気状三級アミン触
媒に曝して硬化させる。蒸気状三級アミン触媒を経済的
且つ安全に収容して取扱うために、硬化室が開発され
た。代表的な硬化室は、塗装された基体を担持するコン
ベアが通過する実質的に空の箱であり、その中で蒸気状
三級アミンが、通常は不活性ガスキャリアにより運ばれ
て、かゝる塗装された基体と接触する。安定なワンパッ
ク系が必要とされるならば芳香族ヒドロキシ官能性ポリ
マの使用が推奨される。ツーパック配合が容認されるな
らば、その場合は脂肪族ヒドロキシ官能性樹脂を使用す
ることができる。従来の蒸気浸透硬化性塗料におけるマ
ルチ・イソシアネート架橋剤は、実用的硬化速度を達成
するために、少なくとも若干の芳香族イソシアネート基
を含有する。(Prior Art) A conventional vapor permeation curable coating is a type of coating that is composed of an aromatic hydroxy-functional polymer and a multi-isocyanate crosslinking agent, and the coating is exposed to a vaporized tertiary amine catalyst. To cure. A curing chamber has been developed to economically and safely contain and handle vaporous tertiary amine catalysts. A typical cure chamber is a substantially empty box through which a conveyor carrying a coated substrate passes, in which vaporous tertiary amines, usually carried by an inert gas carrier, are used. Contact the coated substrate. The use of aromatic hydroxy functional polymers is recommended if a stable one-pack system is required. If a two-pack formulation is acceptable, then an aliphatic hydroxy-functional resin can be used. The multi-isocyanate crosslinker in conventional vapor penetration curable coatings contains at least some aromatic isocyanate groups in order to achieve a practical cure rate.
かゝる従来の蒸気浸透硬化性塗料の必要性は、1984年5
月30日に出願された米国特許出願第06/615,135号中でブ
レーゲン(Blegen)が開示した蒸気状アミン触媒吹付法に
よって可成り変わってしまった。このような蒸気状触媒
吹付法は、塗料組成物の霧状物と、触媒量の蒸気状三級
アミン触媒を担送するキャリアガスとの同時発生による
作用に依存している。このように発生した霧状物と、蒸
気状触媒アミン担送キャリアガスとは混合されて基体上
へ導かれ、その膜を形成する。硬化は急速に進むので硬
化室の使用は不要である。そのうえ、すべてが脂肪族の
イソシアネート硬化剤をかゝる吹付法に利用することが
できる。しかしながら、樹脂の水酸基は依然として必要
である。The need for such conventional vapor permeation curable paint was
It was modified by the vapor amine catalyst spraying method disclosed by Blegen in U.S. patent application Ser. No. 06 / 615,135 filed March 30th. Such a vapor catalyst spraying method relies on the action of simultaneous generation of a mist of the coating composition and a carrier gas carrying a catalytic amount of a vaporous tertiary amine catalyst. The atomized material thus generated and the vaporized catalytic amine carrying carrier gas are mixed and guided to the substrate to form a film thereof. The use of a curing chamber is unnecessary as curing proceeds rapidly. Moreover, all-aliphatic isocyanate curing agents can be utilized in such spraying processes. However, the hydroxyl groups of the resin are still needed.
(発明が解決しようとする問題点) 樹脂の芳香族水酸基の必要性に対する一つの欠点は、か
ゝる芳香族性が高固形分塗料の配合上に、固有の制約を
与えることである。同様のことは、マルチ・イソシアネ
ート架橋剤における芳香族性の必要性についても当て嵌
まる。かゝる非揮発性固体含量制限は上述の蒸気状アミ
ン触媒吹付法にすらも該当する。(Problems to be Solved by the Invention) One drawback to the necessity of the aromatic hydroxyl group of the resin is that such aromaticity gives an inherent constraint on the formulation of a high-solids coating material. The same applies to the need for aromaticity in multi-isocyanate crosslinkers. Such non-volatile solids content limits even apply to the vapor amine catalyst spraying method described above.
本発明は硬化室で硬化した蒸気浸透硬化性塗料に課せら
れて来た多くの制約を解決するものである。The present invention solves many of the limitations that have been placed on vapor permeable curable coatings that are cured in the curing chamber.
(問題点を解決するための手段) 本発明による塗料組成物フィルム硬化方法は、該塗料組
成物を、霧状物のまゝまたは塗膜のまゝ蒸気状三級アミ
ン触媒に曝すことを含んでなる。塗料組成物は、ポリメ
ルカプト化合物とマルチ・イソシアネート硬化剤とを含
む。塗膜の場合には、塗料組成物は、該塗料組成物の塗
膜を硬化室内で蒸気状三級アミン触媒に曝すことによっ
て硬化させる。あるいは、前記塗料組成物の霧状物を蒸
気状三級アミン触媒とともに発生させてそれと混合し、
該混合物を次いで基体に適用して硬化することができ
る。(Means for Solving the Problems) The coating composition film curing method according to the present invention comprises exposing the coating composition to an atomized product or a vaporized tertiary amine catalyst of a coating film. It consists of The coating composition comprises a polymercapto compound and a multi-isocyanate curing agent. In the case of coatings, the coating composition is cured by exposing the coating composition coating to a vaporized tertiary amine catalyst in a cure chamber. Alternatively, a mist of the coating composition is generated with a vaporized tertiary amine catalyst and mixed with it,
The mixture can then be applied to a substrate and cured.
本発明の他の態様は、ヒドロキシ官能性化合物と、ポリ
メルカプト化合物と、マルチ・イソシアネート硬化剤と
を含んでなる塗料組成物を包含する。この硬化剤は全脂
肪族イソシアネート硬化剤であってよく、またポリメル
カプト化合物は、ポリオール樹脂と脂肪族イソシアネー
ト硬化剤との硬化反応の触媒作用すなわち増進作用をな
すために、僅かな比率で存在する反応性希釈剤となり得
る。Another aspect of the present invention includes a coating composition comprising a hydroxy functional compound, a polymercapto compound, and a multi-isocyanate curing agent. The curing agent may be an all-aliphatic isocyanate curing agent, and the polymercapto compound is present in a minor proportion to catalyze or enhance the curing reaction of the polyol resin and the aliphatic isocyanate curing agent. It can be a reactive diluent.
本発明の利点は、 100%にも及ぶ非揮発性固体含量を有
する高固形分塗料組成物を生成し得ることを含む。他の
利点は、全脂肪族イソシアネート含有硬化剤を利用し
て、なお硬化室内で急速な硬化を達成し得ることであ
る。別の利点は、硬化室で硬化させた場合にポリメルカ
プト含有蒸気浸透硬化した塗料の含有する異常に高い光
沢である。これらおよびその他の利点は、本書中の開示
事項に基き、当業者にとって容易に明らかとなろう。Advantages of the present invention include the ability to produce high solids coating compositions having non-volatile solids contents up to 100%. Another advantage is that an all-aliphatic isocyanate-containing curative can be utilized to still achieve rapid cure in the cure chamber. Another advantage is the unusually high gloss of polymercapto-containing vapor penetration cured coatings when cured in a curing chamber. These and other advantages will be readily apparent to one of ordinary skill in the art based on the disclosure herein.
(作 用) 蒸気浸透硬化性塗料におけるポリメルカプト官能性モノ
マ、オリゴマまたはポリマの使用は、数時間から数日間
に亘る貯蔵安定性を有する単一充填システムに配合し得
ることを含んで、芳香族ヒドロキシ官能性化合物の使用
において達成される有利な性質を保有するが、この塗料
配合物は室温で蒸気状三級アミン触媒に曝すことによっ
て急速に硬化する。そのうえ、数点の独特な利点が、か
ゝる樹脂または非樹脂のチオールの使用によって達成さ
れる。これら利点の1つは、非揮発性固体100 %までに
亘る極めて高い固形分の塗料を配合し得ることである。
かゝる高固体含量は、チオールの使用によって樹脂と硬
化剤との双方の芳香族含量を減少せしめる自由度を得た
ことに一部起因する。すなわち、メルカプト基に隣接す
る芳香族は、貯蔵安定性にとっても、また塗料組成物の
硬化能にとっても不要である。また、硬化剤の芳香族性
も、蒸気状三級アミン触媒の存在下に室温急速硬化を達
成するためには不必要である。従来の硬化室内硬化技法
を採用した場合には、塗料組成物中の芳香族性は頗る望
ましかったものと認められよう。芳香基の減少した塗料
組成物を配合し得ることの他の利点は、硬化した塗料組
成物の可撓性を増大し得ることである。何故ならば、芳
香基はポリマに立体障害を与えて脆性を増大させる傾向
があるので、高伸長性をもった非常に可撓性のある系を
実現することが困難であるからである。勿論、従来公知
の蒸気浸透硬化性塗料組成物は、急速硬化を達成せんが
ために少なくとも若干の芳香族硬化剤を含有し、また塗
料組成物の長いポットライフ(貯蔵寿命)の利点を保持
せんがために樹脂に芳香族ヒドロキシ官能性を含有して
いた。蒸気浸透硬化性塗料の配合において本発明の方式
に従って、ポリメルカプト樹脂を使用すると、より大き
い可撓性を与える。(Working) The use of polymercapto-functional monomers, oligomers or polymers in vapor permeation-curable coatings, including their ability to be compounded into a single filling system that has storage stability over hours to days, includes aromatics. Despite possessing the advantageous properties achieved in the use of hydroxy-functional compounds, this coating formulation cures rapidly upon exposure to a vaporized tertiary amine catalyst at room temperature. Moreover, several unique advantages are achieved through the use of such resin or non-resin thiols. One of these advantages is the ability to formulate very high solids coatings up to 100% non-volatile solids.
Such high solids content is due in part to the freedom afforded by the use of thiols to reduce the aromatic content of both the resin and the curing agent. That is, the aromatics adjacent to the mercapto group are unnecessary for storage stability and for the curability of the coating composition. Also, the aromaticity of the curing agent is not necessary to achieve room temperature rapid cure in the presence of the vaporized tertiary amine catalyst. It will be appreciated that the aromaticity in the coating composition is quite desirable when conventional curing chamber curing techniques are employed. Another advantage of being able to formulate coating compositions with reduced fragrance groups is that they may increase the flexibility of the cured coating composition. This is because aromatic groups tend to give steric hindrance to the polymer and increase brittleness, making it difficult to realize a highly flexible system having high extensibility. Of course, the conventionally known vapor permeation curable coating compositions contain at least some aromatic curing agent in order to achieve rapid curing and do not retain the long pot life advantage of the coating composition. Because of this, the resin contained aromatic hydroxy functionality. The use of polymercapto resins in accordance with the scheme of the present invention in the formulation of vapor penetration curable coatings provides greater flexibility.
ペンダント・メルカプトまたはチオール基を含有するモ
ノマ、オリゴマまたはポリマは市販されており、または
容易に合成することができる。例えば、ポリマ、例えば
ポリエステル、ポリアクリル酸塩、ポリエーテル等の遊
離水酸基と、メルカプト末端基を有する酸、例えば3−
メルカプトプロピオン酸またはチオサリチル酸、とのエ
ステル化によりオリゴマまたはポリマにメルカプト基を
付すことができる。同様に、カルボン酸基とエポキシ基
との選択的反應を増進するための酸性条件下に、エポキ
シ官能性樹脂をメルカプト末端基を有する酸と反應させ
ることもできる。そのうえ、ペンダントの一級または二
級アミン基とメルカプト末端基を有する酸との反応によ
り、もしくは、イソシアネート末端基を有するオリゴマ
またはポリマ上の遊離イソシアネート基を、少なくとも
2個のペンダント・メルカプト基を具えた、メルカプト
末端基を有する酸エステルと反応させることにより、メ
ルカプト基をオリゴマまたはポリマ中に導入することが
できる。更に、オリゴマまたはポリマ中にメルカプト基
を導入する反応機構は、ポリメルカプタンとポリオレフ
ィンとのマイクル(Michael)付加反応を行なうことを包
含する。更に別の合成機構は、ペンダント・メルカプト
基をアルキルまたはアリール化合物中に導入するため
の、アリールまたはアルキルハロゲン化物とNaSHとの反
應を含む。ペンダント・メルカプト基を構造中に導入す
るためには、グリニャール試薬と硫黄とを反應させるこ
とすらも可能である。事実、二硫化物を(例えば酸性条
件下に亜鉛またはその他の触媒で)還元して、蒸気浸透
硬化塗料中の反応性希釈剤として使用するメルカプト官
能性モノマを生成することができる。メルカプト基は、
当該技術において周知の数多くの他の方法でオリゴマま
たはポリマ中に導入することができる。このメルカプト
基は、オリゴマまたはポリマにペンダント状に付され
る。この応用の目的のためには、ペンダント・メルカプ
ト基は末端メルカプト基を包含する。ペンダント状に付
すとは、かゝるメルカプト基を重合鎖に、あるいはポリ
マまたはオリゴマのペンダント側鎖に付けることを意味
する。ペンダント・メルカプト基を含有する樹脂状物質
は、硬化剤で架橋するために少なくとも二官能性である
べきであるが、更に高度の官能価も使用し得る。単官能
性メルカプト含有樹脂状物質は、以下に更に詳述するよ
うに、反応性希釈剤として使用することができる。Monomers, oligomers or polymers containing pendant mercapto or thiol groups are commercially available or can be easily synthesized. For example, polymers such as polyesters, polyacrylates, polyethers, and other free hydroxyl groups and mercapto-terminated acids such as 3-
The mercapto group can be attached to the oligomer or polymer by esterification with mercaptopropionic acid or thiosalicylic acid. Similarly, the epoxy functional resin can be reacted with an acid having a mercapto end group under acidic conditions to enhance the selective reaction of the carboxylic acid group and the epoxy group. In addition, at least two pendant mercapto groups are provided by reaction of pendant primary or secondary amine groups with acids having mercapto end groups or by free isocyanate groups on oligomers or polymers having isocyanate end groups. , A mercapto group can be introduced into an oligomer or a polymer by reacting with an acid ester having a mercapto terminal group. Furthermore, the reaction mechanism for introducing a mercapto group into an oligomer or polymer includes conducting a Michael addition reaction between polymercaptan and polyolefin. Yet another synthetic mechanism involves reaction of an aryl or alkyl halide with NaSH to introduce a pendant mercapto group into the alkyl or aryl compound. It is even possible to react the Grignard reagent with sulfur to introduce a pendant mercapto group into the structure. In fact, disulfides can be reduced (eg, with zinc or other catalysts under acidic conditions) to produce mercapto-functional monomers for use as reactive diluents in vapor penetration cure coatings. The mercapto group is
It can be incorporated into an oligomer or polymer in a number of other ways well known in the art. The mercapto group is pendantly attached to the oligomer or polymer. For purposes of this application, pendant mercapto groups include terminal mercapto groups. Attaching in a pendant form means attaching such a mercapto group to the polymer chain or to the pendant side chain of a polymer or oligomer. The resinous material containing pendant mercapto groups should be at least difunctional in order to crosslink with the curing agent, although higher functionality may also be used. The monofunctional mercapto-containing resinous material can be used as a reactive diluent, as further detailed below.
本発明染料組成物を形成するのに用いるメルカプト官能
性樹脂状物質を合成するために好適な各種のポリメルカ
プタンは、例えば、 1,4−ブタンジチオール、 2,3−ジ
メルカプトプロパノール、トルオール−3,4 −ジチオー
ル、およびアルファ,アルファ′−ジメルカプト−p−
キシロールを包含する。その他の好適な活性メルカプト
化合物は、チオサリチル酸、メルカプト酢酸、メルカプ
トプロピオン酸、2−メルカプトエタノール、ドデカン
ジチオール、ジドデカンジチオール、ジチオールフェノ
ール、ジ−パラ−クロルチオフェノール、ジメルカプト
ベンズチアゾール、 3,4−ジメルカプトトルエン、アリ
ルメルカプタン、 1,6−ヘキサンジチオール、 1,2−エ
タンジチオール、ベンジルメルカプタン、1−オクタン
チオール、p−チオクレゾール、 2,3,5,6−テトラフル
オルチオフェノール、シクロヘキシルメルカプタン、メ
チルチオグリコレート、メルカプトピリジン、ジチオエ
リトリトール、6−エトキシ−2−メルカプトベンズチ
アゾール、等を包含する。その他の有用なメルカプタン
は市販のメルカプタンの各種型録中に見出すことができ
る。Various polymercaptans suitable for synthesizing the mercapto-functional resinous material used to form the dye composition of the present invention include, for example, 1,4-butanedithiol, 2,3-dimercaptopropanol, toluol-3. , 4-Dithiol, and alpha, alpha'-dimercapto-p-
Includes xylol. Other suitable active mercapto compounds are thiosalicylic acid, mercaptoacetic acid, mercaptopropionic acid, 2-mercaptoethanol, dodecanedithiol, didodecanedithiol, dithiolphenol, di-para-chlorothiophenol, dimercaptobenzthiazole, 3,4 -Dimercaptotoluene, allyl mercaptan, 1,6-hexanedithiol, 1,2-ethanedithiol, benzylmercaptan, 1-octanethiol, p-thiocresol, 2,3,5,6-tetrafluorothiophenol, cyclohexylmercaptan , Methylthioglycolate, mercaptopyridine, dithioerythritol, 6-ethoxy-2-mercaptobenzthiazole, and the like. Other useful mercaptans can be found in various types of commercially available mercaptans.
実際には、任意のオリゴマ、ポリマあるいは樹脂状化合
物を変性してペンダント・メルカプトまたはチオール基
を含有させることができる。メルカプト基を含有する代
表的樹脂状物質は、例えば、ビスフェノールA構造のエ
ポキシおよびエポキシ変性ジグリシジルエーテル、各種
脂肪族のポリエチレンまたはポリプロピレングリコール
(ジグリシジルエーテル)アダクト、およびフェノール
系樹脂のグリシジルエーテル、から誘導することができ
る。ペンダント・メルカプト基を含有するその他の有用
なポリマはポリアミド樹脂、例えば、二量化脂肪酸と、
エチレンジアミンの如き二官能性アミンとを反応させた
縮合生成物を、引続き3−メルカプトプロピオン酸また
はその類似物と反応させたものを包含する。更に種々の
アクリル樹脂およびビニル樹脂を本発明の方式に従って
変性することは容易に想到し得る。In fact, any oligomer, polymer or resinous compound can be modified to contain pendant mercapto or thiol groups. Typical resinous substances containing a mercapto group include, for example, epoxy and epoxy-modified diglycidyl ether of bisphenol A structure, various aliphatic polyethylene or polypropylene glycol (diglycidyl ether) adducts, and glycidyl ether of phenolic resin. Can be induced. Other useful polymers containing pendant mercapto groups are polyamide resins, such as dimerized fatty acids,
Includes those condensation products that have been reacted with difunctional amines such as ethylenediamine, followed by reaction with 3-mercaptopropionic acid or analogs thereof. Furthermore, it is easily conceivable to modify various acrylic resins and vinyl resins according to the method of the present invention.
この点については、蒸気浸透硬化性塗料に用いることが
以前提案された大体如何なる従来公知の水酸基含有モノ
マ、オリゴマ、またはポリマも適宜に変性して、本発明
塗料組成物の配合に用いるためにペンダント・メルカプ
ト基を含有させることができる。例えば、かゝるポリオ
ールをメルカプト末端基を有する酸でエステル化(また
はエステル交換)することは、かゝる従来の蒸気浸透硬
化性物質を本発明塗料組成物の配合用に変性するのに使
用するため容易に着想し得る唯一の技法である。全部を
網羅したわけではないが、以下の論述は、適宜に変性し
得る従来の蒸気浸透硬化性塗料組成物を開示するもので
ある。米国特許第3,409,579 号はフェノール/アルデヒ
ド樹脂(レゾール、ノボラックおよびレジトールを含
む)のバインダ組成物を開示しており、それは好ましく
はベンジルエーテル樹脂またはポリエーテルフェノール
樹脂である。米国特許第3,676,392 号はポリエーテルフ
ェノール樹脂またはメチロール末端フェノール(レゾー
ル)樹脂で形成される有機溶媒中の樹脂組成物を開示し
ている。米国特許第3,429,848 号は、米国特許第3,409,
579 号の如き組成物にシランを付加したものを開示して
いる。In this regard, any conventionally known hydroxyl group-containing monomer, oligomer, or polymer previously proposed for use in a vapor permeation-curable coating may be appropriately modified to form a pendant for use in formulating the coating composition of the present invention. -A mercapto group can be contained. For example, esterifying (or transesterifying) such a polyol with an acid having a mercapto end group can be used to modify such conventional vapor osmosis curable materials for the formulation of the coating compositions of the present invention. This is the only technique that can be easily conceived. Although not exhaustive, the following discussion discloses conventional vapor osmosis curable coating compositions that can be suitably modified. U.S. Pat. No. 3,409,579 discloses binder compositions of phenol / aldehyde resins (including resoles, novolacs and resistols), which are preferably benzyl ether resins or polyether phenolic resins. U.S. Pat. No. 3,676,392 discloses resin compositions in organic solvents formed with polyetherphenolic resins or methylol terminated phenolic (resole) resins. U.S. Pat.No. 3,429,848 is U.S. Pat.
It discloses silane additions to compositions such as 579.
米国特許第3,789,044 号は、ヒドロキシ安息香酸をキャ
ップしたポリエポキシ樹脂を開示している。米国特許第
3,822,226 号は、不飽和の脂肪酸、油、脂肪酸エステ
ル、ブタジェンホモポリマ、ブタジェンコポリマ、アル
コールおよび酸より選ばれた不飽和物質と反応させたフ
ェノールの硬化性組成物を開示している。米国特許第3,
836,491 号は、ヒドロキシ安息香酸をキャップした類似
のヒドロキシ官能性ポリマ(例えば、ポリエステル、ア
クリル、ポリエーテル、等)を開示している。英国特許
第1,369,351 号は、ジフェノール酸をキャップしたヒド
ロキシまたはエポキシ化合物を開示している。英国特許
第1,351,881 号は、フェノールとアルデヒドとの反応生
成物でポリヒドロキシ、ポリエポキシ、またはポリカル
ボン酸樹脂を改質している。U.S. Pat. No. 3,789,044 discloses hydroxybenzoic acid capped polyepoxy resins. US Patent No.
No. 3,822,226 discloses curable compositions of phenols reacted with unsaturated substances selected from unsaturated fatty acids, oils, fatty acid esters, butadiene homopolymers, butadiene copolymers, alcohols and acids. U.S. Patent No. 3,
836,491 discloses similar hydroxy-functional polymers capped with hydroxybenzoic acid (eg, polyesters, acrylics, polyethers, etc.). British Patent 1,369,351 discloses diphenolic acid capped hydroxy or epoxy compounds. British Patent 1,351,881 modifies a polyhydroxy, polyepoxy, or polycarboxylic acid resin with the reaction product of a phenol and an aldehyde.
米国特許第2,967,117 号はポリヒドロキシポリエステル
を開示し、一方米国特許第4,267,239 号はアルキド樹脂
とパラ−ヒドロキシ安息香酸とを反応させている。米国
特許第4,298,658 号は、2,6 −ジメチロール−p−クレ
ゾールで変性したアルキド樹脂を提案している。U.S. Pat. No. 2,967,117 discloses polyhydroxy polyesters, while U.S. Pat. No. 4,267,239 reacts alkyd resins with para-hydroxybenzoic acid. U.S. Pat. No. 4,298,658 proposes alkyd resins modified with 2,6-dimethylol-p-cresol.
米国特許第4,343,839 号、同第4,365,039 号および同第
4,374,167 号は特に可撓性基体に適合するポリエステル
樹脂塗料を開示している。米国特許第4,374,181 号は、
特に反応射出成形(RIM) したウレタン部品に適用するの
に適合した樹脂を開示している。米国特許第4,331,782
号はヒドロキシ安息香酸−エポキシ付加物を開示してい
る。米国特許第4,343,924 号は、フェノール−アルデヒ
ド反応生成物の安定化されたフェノール官能性縮合生成
物を提案している。米国特許第4,366,193 号は、蒸気浸
透硬化性塗料における 1,2−ジヒドロキシベンゼンまた
はその誘導体の使用を提案している。米国特許第4,368,
222 号は、繊維強化成形材料(例えばシート・モールデ
ィング・コンパウンド即ちSMC)の表面多孔質性基体上
に蒸気浸透硬化性塗料に利用することの特異性を開示し
ている。最後に、米国特許第4,396,647 号は、 2,3′,
4−トリヒドロキシジフェニルの使用を開示している。U.S. Pat.Nos. 4,343,839, 4,365,039 and
No. 4,374,167 discloses a polyester resin coating that is particularly compatible with flexible substrates. U.S. Pat.No. 4,374,181
In particular, it discloses resins suitable for application in reaction injection molded (RIM) urethane parts. U.S. Pat.No. 4,331,782
No. discloses hydroxybenzoic acid-epoxy adducts. U.S. Pat. No. 4,343,924 proposes a stabilized phenol functional condensation product of a phenol-aldehyde reaction product. U.S. Pat. No. 4,366,193 proposes the use of 1,2-dihydroxybenzene or its derivatives in vapor permeable curable coatings. U.S. Pat.No. 4,368,
No. 222 discloses the peculiarity of utilizing a vapor permeable curable coating on a superficially porous substrate of a fiber reinforced molding material (eg sheet molding compound or SMC). Finally, U.S. Pat. No. 4,396,647 describes 2,3 ',
The use of 4-trihydroxydiphenyl is disclosed.
前述の芳香族ヒドロキシポリマまたは樹脂は多くのその
他の樹脂と同様に、本発明の方式に従って塗料組成物を
配合するのに用いるために、適宜に変性してメルカプト
基を含有せしめ得るものと認められる。It is recognized that the above aromatic hydroxypolymers or resins, like many other resins, may be suitably modified to contain mercapto groups for use in formulating coating compositions in accordance with the method of the present invention. .
最後に、本発明のメルカプト樹脂様物質は、上に引用し
たブレーゲンの蒸気状アミン触媒吹付法に理想的に適合
した塗料組成物を配合するのに利用することができる。
かゝる蒸気状アミン触媒次付法は、塗料組成物の露状物
と蒸気状三級アミンとを同時に発生させて、その流れを
混合して基体に適用することを含んでなる。メルカプト
樹脂状物質を配合した塗料組成物の非揮発性固体含量は
増大しているが、なお80%を超える非揮発性固体を含有
する着色塗料のスプレイ塗装を可能となし得る。この点
において、塗料組成物は、塗装(例えばスプレイ等)の
ための粘度調節のために、あるいは従来方式で必要であ
るか、望ましいかまたは好都合であるような他の目的の
ために、塗料組成物を配合するための反応性若しくは揮
発性溶剤を含有してもよい。Finally, the mercapto resin-like materials of this invention can be utilized to formulate coating compositions that are ideally suited to the above-referenced Bregen vapor amine catalyst spraying process.
Such vapor amine catalyst substituting methods comprise the simultaneous generation of a coating composition dew and vapor tertiary amine, the streams being mixed and applied to a substrate. Although the non-volatile solids content of coating compositions incorporating mercapto resinous substances is increasing, it may allow the spray painting of pigmented paints which still contain more than 80% non-volatile solids. In this respect, the coating composition may be for coating composition (eg spraying, etc.), or for any other purpose as required, desirable or convenient in the conventional manner. It may contain a reactive or volatile solvent for compounding the substance.
マルチ・イソシアネート架橋剤は、蒸気状三級アミンの
作用の下に、生成アダクトでキャップしたポリマのメル
カプトまたはチオール基と架橋して塗料を硬化する。妥
当なポットライフと、蒸気状三級アミン触媒の存在下に
室温での所望の急速な反応と、を得るためには芳香族イ
ソシアネートが好ましい。高性能塗料用には、少なくと
も通常の量の脂肪族イソシアネート分を硬化剤に含有さ
せることによって初期の着色と日光による変色とを最小
限とすなすことができる。勿論、イソシアネートモノマ
の毒性蒸気を減少するためには、重合体イソシアネート
を使用する。さらに、アルコール変性およびその他の変
性したイソシアネート組成物(例えばチオシアネート)
は本発明において有用である。本発明塗料組成物に用い
るマルチ・イソシアネート(すなわちポリイソシアネー
ト)は、好ましくは分子当り約2〜4個のイソシアネー
ト基を有する。本発明に使用するための好適なマルチ・
イソシアネートは、例えば、ヘキサメチレンジイソシア
ネート、 4,4′−トルエンジイソシアネート (TDI)、ジ
フェニルメタンジイソシアネート (MDI)、ポリメチルポ
リフェニルイソシアネート(重合体MDI またはPAPI)、
m−およびp−フェニレンジイソシアネート、ビトリレ
ンジイソシアネート、トリフェニルメチレントリイソシ
アネート、トリス−(4−イソシアネートフェニル)チ
オホスフェート、シクロヘキサンジイソシアネート(CH
DI)、ビス−(イソシアネートメチル)シクロヘキサン
(H6XDI)、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート
(H12MDI)、トリメチルヘキサンジイソシアネート、ダ
イマ酸ジイソシアネート(DDI)、およびそれらのジメ
チル誘導体、リシンジイソシアネートおよびそのメチル
エステル、イソホロンジイソシアネート、メチルシクロ
ヘキサンジイソシアネート、 1,5−ナフタレンジイソシ
アネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、キ
シレンジイソシアネートおよびそれらのメチルおよび水
素化誘導体、ポリメチレンポリフェニルイソシアネー
ト、クロルフェニレン−2,4−ジイソシアネート、お
よびそれらの類似物並びにそれらの混合物、を包含す
る。芳香族および脂肪族ポリイソシアネート二量体、三
量体、オリゴマ、ポリマ(ビウレットおよびイソシアヌ
レート誘導体を含む)、およびイソシアネート官能性プ
レポリマは、予備形成したパッケージとして屡々入手可
能であり、かゝるパッケージも本発明に使用するのに好
適である。The multi-isocyanate cross-linking agent, under the action of a vaporized tertiary amine, cross-links with the mercapto or thiol groups of the polymer adduct capped to cure the paint. Aromatic isocyanates are preferred to obtain a reasonable pot life and the desired rapid reaction at room temperature in the presence of vaporized tertiary amine catalysts. For high performance coatings, at least the usual amount of aliphatic isocyanate can be included in the curing agent to minimize initial coloration and discoloration by sunlight. Of course, polymeric isocyanates are used to reduce the toxic vapors of the isocyanate monomers. In addition, alcohol-modified and other modified isocyanate compositions (eg thiocyanate)
Are useful in the present invention. The multi-isocyanates (ie polyisocyanates) used in the coating composition of the present invention preferably have about 2-4 isocyanate groups per molecule. Suitable multis for use in the present invention
Isocyanates include, for example, hexamethylene diisocyanate, 4,4′-toluene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), polymethyl polyphenyl isocyanate (polymer MDI or PAPI),
m- and p-phenylene diisocyanate, bitolylene diisocyanate, triphenylmethylene triisocyanate, tris- (4-isocyanatophenyl) thiophosphate, cyclohexane diisocyanate (CH
DI), bis- (isocyanatomethyl) cyclohexane (H 6 XDI), dicyclohexylmethane diisocyanate (H 12 MDI), trimethylhexane diisocyanate, dimer acid diisocyanate (DDI), and their dimethyl derivatives, lysine diisocyanate and its methyl ester, isophorone Diisocyanates, methylcyclohexane diisocyanates, 1,5-naphthalene diisocyanates, triphenylmethane triisocyanates, xylene diisocyanates and their methyl and hydrogenated derivatives, polymethylene polyphenyl isocyanates, chlorophenylene-2,4-diisocyanates, and the like. As well as mixtures thereof. Aromatic and aliphatic polyisocyanates dimers, trimers, oligomers, polymers (including biuret and isocyanurate derivatives), and isocyanate-functional prepolymers are often available as preformed packages. Are also suitable for use in the present invention.
マルチ・イソシアネート架橋剤のイソシアネート当量に
対する、メルカプト樹脂様物質からのメルカプト基の比
率は約1:1よりも大きくすべであり、約1:2までの
範囲となすことができる。塗料組成物を厳密な意図の下
に適用する場合は、屡々この比率またはイソシアネート
数が指定される。The ratio of mercapto groups from the mercapto resin-like material to the isocyanate equivalents of the multi-isocyanate crosslinker should be greater than about 1: 1 and can range up to about 1: 2. If the coating composition is applied with strict intent, this ratio or the number of isocyanates is often specified.
上記の如く、塗料組成物の一部として溶剤またはビヒク
ルを含んでもよい。若干の芳香族溶剤が必要であるかも
知れず、典型的には、それは市販のイソシアネートポリ
マ中に含憂された揮発性物質の一部であるが,揮発性有
機溶剤は、粘度を最小となすためにケトンおよびエステ
ル類を包含してもよい。代表的な揮発性有機溶剤は、例
えば、メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチ
ルケトン、エチレングリコールモノエチルエーテルアセ
テート〔セロソルブ(Cellosolve)アセテートなる商標の
下に販売されている〕、およびそれらの類似物を包含す
る。ポリイソシアネートポリマに商業上利用される有機
溶剤は、例えば、トルエン、キシレンおよびその類似物
を包含する。硬化した塗膜中の殆どの部分に対して保持
される比較的低揮発性もしくは非揮発性(高沸点)のエ
ステル可塑剤の合体によって、塗料組成物の有効な非揮
発性固体含量は増大し得ることに留意すべきである。か
ゝる好適なエステル可塑剤は、例えば、ジブチルフタレ
ート、ジ(2−エチルヘキシル)フタレート(DOP)、
などを包含する。エステル可塑剤の比率は約5〜10重量
%を超えるべきではなく、さもなくば、表面損傷抵抗が
失われることがある。As mentioned above, a solvent or vehicle may be included as part of the coating composition. Some aromatic solvent may be required, typically it is part of the volatiles impregnated in commercial isocyanate polymers, but volatile organic solvents minimize viscosity. To this end, ketones and esters may be included. Representative volatile organic solvents include, for example, methyl ethyl ketone, acetone, methyl isobutyl ketone, ethylene glycol monoethyl ether acetate (sold under the trademark Cellosolve acetate), and the like. . Organic solvents that are commercially available for polyisocyanate polymers include, for example, toluene, xylene and the like. The combination of relatively low volatility or non-volatile (high boiling) ester plasticizers retained for most of the cured coating increases the effective non-volatile solids content of the coating composition. It should be noted that you get. Such suitable ester plasticizers include, for example, dibutyl phthalate, di (2-ethylhexyl) phthalate (DOP),
Etc. are included. The proportion of ester plasticizer should not exceed about 5-10% by weight, otherwise mar resistance may be lost.
さらに、塗料組成物は、例えば、二酸化チタン、酸化亜
鉛、クレイ例えばカオリナイトクレイ、シリカ、タル
ク、カーボンあるいはグラファイト(例えば導電性塗
料)、等のような艶消し顔料および不活性増量材を含有
することができる。そのうえ、塗料組成物は、着色顔
料、防錆用顔料および塗料組成物中に通常見られる各種
の剤を含有することができる。かゝる付加的添加物は、
例えば、界面活性剤、流動化剤すなわちレベリング剤、
顔料分散剤、等を包含する。In addition, the coating composition contains matte pigments and inert extenders, such as, for example, titanium dioxide, zinc oxide, clays such as kaolinite clay, silica, talc, carbon or graphite (eg conductive coatings), etc. be able to. Moreover, the coating composition can contain color pigments, rust-preventive pigments and various agents commonly found in coating compositions. Such additional additives are
For example, surfactants, fluidizers or leveling agents,
Pigment dispersants, etc. are included.
この塗料組成物が満たす性能要件については、塗料組成
物すなわちポリメルカプト樹脂とイソシアネート架橋剤
とが解放容器中で少なくとも4時間の最小ポットライフ
を保有することができ、そして通常、ポットライフが8
時間を超え18時間以上に迄及び得る塗料を配合し得るこ
とと銘記すべきである。かゝる長いポットライフは、工
場で交替勤務時間中に容器を再充填することが通常不要
となることを意味する。更に、密閉容器中の塗料組成物
のポットライフは、塗料組成物の配合によっては1ケ月
を超えることもあり得る。塗料組成物の貯蔵後に、貯蔵
してあった組成物は(必要ならば)適宜な溶剤で塗布粘
度に下げることができ、かゝる組成物は当初に所有して
いたすべての優れた性能特性を保持する。For the performance requirements that this coating composition meets, the coating composition, polymercapto resin and isocyanate crosslinker, can have a minimum pot life of at least 4 hours in the open container, and usually a pot life of 8
It should be noted that it is possible to formulate paints which can exceed the time and extend to over 18 hours. Such a long pot life means that refilling the containers during the shift work hours at the factory is usually unnecessary. Further, the pot life of the coating composition in the closed container may exceed one month depending on the formulation of the coating composition. After storage of the coating composition, the stored composition can be reduced to coating viscosity (if necessary) with a suitable solvent, and such composition has all of the excellent performance characteristics originally possessed. Hold.
蒸気状アミン触媒は三級アミンであり、例えば、アルキ
ル、アルカノール、アリール、脂環族およびそれらの混
合物のような置換基を含有する三級アミンを包含する。
そのうえ、ヘテロ環三級アミンもまた本発明に使用する
のに好適である。代表的三級アミンは、例えば、トリエ
チルアミン、ジメチルエチルアミン、トリメチルアミ
ン、トリブチルアミン、ジメチルベンジルアミン、ジメ
チルシクロヘキシルアミン、ジメチルエタノールアミ
ン、ジエチルエタノールアミン、トリエタノールアミ
ン、ピリジン、4−フェニルプロピルピリジン、 2,4,6
−コリジン、キノリン、イソキノリン、N−エチルモル
ホリン、トリエチレンジアミン、およびその類似物並び
にそれらの混合物を包含する。更に、蒸気相においてか
ゝるアミンを生ずる実際的な可能性によって、アミン酸
化物や四級アンモニウムアミンを使用することが考えら
れる。無数の登録された三級アミン触媒が現在入手可能
であり、それらも本発明方法において機能する。三級ア
ミン触媒の触媒活性は、西独国、ゲルゼンキルヘン−ビ
ュア、フェバーヘミー・アー・ゲーの「ザ・アクティベ
ーション・オブ・アイ・ピー・ディー・アイ・バイ・ウ
ェアリアス・アクセラレーター・システムス」(“The
Activation of IPDI by Various Accelerator System
s”, Veba-Chemie AG,Gelsenkirchen-Buer, West Germ
any)という報文で報告されているように、錯塩を塗料
組成物に添加することによって増強され得ることに注目
すべきである。かくして、液体塗料組成物に、第二鉄、
マンガンおよびアルミニウムの塩を添加することは、本
発明の態様として実施してもよい。Vapor amine catalysts are tertiary amines, including tertiary amines containing substituents such as, for example, alkyls, alkanols, aryls, alicyclics and mixtures thereof.
Moreover, heterocyclic tertiary amines are also suitable for use in the present invention. Representative tertiary amines are, for example, triethylamine, dimethylethylamine, trimethylamine, tributylamine, dimethylbenzylamine, dimethylcyclohexylamine, dimethylethanolamine, diethylethanolamine, triethanolamine, pyridine, 4-phenylpropylpyridine, 2,4 , 6
-Colidine, quinoline, isoquinoline, N-ethylmorpholine, triethylenediamine, and the like and mixtures thereof. In addition, amine oxides and quaternary ammonium amines are conceivable due to their practical potential to produce such amines in the vapor phase. A myriad of registered tertiary amine catalysts are currently available and they also work in the process of the invention. The catalytic activity of tertiary amine catalysts is shown in "The Activation of IPPD Eye by Warrior Accelerator Systems" by Faberhemie AG, Gelsenkirchen-Buer, West Germany. "The
Activation of IPDI by Various Accelerator System
s ”, Veba-Chemie AG, Gelsenkirchen-Buer, West Germ
It should be noted that complex salts can be enhanced by the addition of complex salts to the coating composition, as reported in the "any" paper. Thus, in the liquid coating composition, ferric iron,
Adding manganese and aluminum salts may be performed as an aspect of the invention.
蒸気状アミン触媒の比率は6%以上に及んでもよいが、
一般には1容量%以下のパーセンテージ、例えば約0.25
乃至1容量%で足りる。高濃度のアミン触媒は、空気も
しくは分子状酸素源が存在する場合は、爆発性混合物が
生ずるので推奨されないことを警告すべきである。三級
アミン触媒は、窒素または二酸化炭素のような不活性な
キャリアガス中、あるいは空気中、もしくはそれらの混
合ガス中で蒸気状をなしている。アミン触媒が蒸気状の
まゝに保たれ、如何なる径路においても凝縮しないこと
を保証するために、選択したキャリアガスと特定された
三級アミン触媒とにより、吹付ガス流の或る最低温度と
圧力とを維持しなければならないことが認識される。更
に、従来の硬化室を利用するかどうか、またはブレーゲ
ンの蒸気状アミン触媒吹付法を採用するかどうかによっ
てアミンとキャリアガスとの比率を変えることが良い。
この点において、本発明塗料組成物を使用するための好
適な硬化室は米国特許第4,491,610 号および同第4,492,
041 号に開示されている。しかしながら、例えば米国特
許第3,851,420 号および同第3,931,684 号に開示されて
いるようなその他の硬化室を利用してもよいことを認識
しなければならない。The proportion of vaporized amine catalyst may range up to 6% or more,
Generally a percentage less than or equal to 1% by volume, eg about 0.25
1% by volume is sufficient. It should be warned that high concentrations of amine catalysts are not recommended as they will create an explosive mixture in the presence of air or a source of molecular oxygen. The tertiary amine catalyst is vaporized in an inert carrier gas such as nitrogen or carbon dioxide, or in air or a mixed gas thereof. To ensure that the amine catalyst remains vapor-like and does not condense on any path, the minimum temperature and pressure of the blowing gas stream is selected by the selected carrier gas and the specified tertiary amine catalyst. It is recognized that and must be maintained. Further, the ratio of amine to carrier gas may be varied depending on whether a conventional curing chamber is utilized or the Breen vapor amine catalyst spraying method is employed.
In this regard, suitable curing chambers for using the coating compositions of the present invention are U.S. Pat. Nos. 4,491,610 and 4,492,
No. 041. However, it should be recognized that other curing chambers may be utilized, such as those disclosed in U.S. Pat. Nos. 3,851,420 and 3,931,684.
蒸気状三級アミン触媒に曝すと、樹脂様物質のメルカプ
ト基と硬化剤のイソシアネート基とは反応してカルバモ
チオエート基(カルバモチオール酸エステル基)の硬化
したネットワークを形成する。反応は室温で急速に進
み、触媒硬化後短時間、例えば大抵は1〜5分程の短時
間で硬化した部品を取扱うことが可能となる。本発明塗
料組成物がかゝる急速硬化能を保有することは、決定的
な利点である。この点において、硬化剤がすべて脂肪酸
イソシアネートでも、すべて芳香族イソシアネートでも
または脂肪族と芳香族イソシアネートとの混合物であっ
ても、かゝる急速硬化は起こることが認められる。Upon exposure to a vaporized tertiary amine catalyst, the mercapto groups of the resin-like material and the isocyanate groups of the curing agent react to form a cured network of carbamothioate groups (carbamothiolate ester groups). The reaction proceeds rapidly at room temperature, making it possible to handle parts which have been cured in a short time after the catalyst has been cured, for example in the shortest time of 1 to 5 minutes in most cases. It is a decisive advantage that the coating composition of the present invention possesses such rapid curing ability. In this respect, it is recognized that such rapid cure occurs whether the curing agent is all fatty acid isocyanates, all aromatic isocyanates or mixtures of aliphatic and aromatic isocyanates.
この点について、僅かな比率の単官能性または多官能性
メルカプト化合物を反応性希釈剤として(例えば20重量
パーセントまで)使用すれば、蒸着浸透硬化条件下でポ
リオールと硬化剤の脂肪族イソシアネート基との間の反
応を著しく促進することができる。ポリオール・イソシ
アネート反応を促進するためメルカプト化合物を使用す
るうえで明白に有益なことは、ポリオールと硬化剤とが
メルカプト化合物の添加無しに示す性能特性が保持され
ることであり、時には性能特性の改善すらも見られるこ
とである。ポリアール/ポリイソシアネート反応に関し
て実際に触媒作用をなすと思われるカルバモチオエート
基を反応の場で形成する(如何、「その場形成」とい
う)他に、予備形成したカルバモチオエート(メルカプ
ト化合物とイソシアネート化合物との予備形成反応生成
物)を塗料組成物に合体することができ、そして同様な
触媒効果が観察される。予備形成した化合物を使用して
も、かゝる基を塗料組成物の硬化の際にその場形成する
場合に見られるような硬化応答の改良度合いを与えない
かもしれない。かくして、本発明のこの局面は、次の部
分を1個以上含有する化合物の存在下に硬化する塗料組
成物を含む。In this regard, the use of small proportions of monofunctional or polyfunctional mercapto compounds as reactive diluents (eg, up to 20 weight percent) allows polyols and aliphatic isocyanate groups of the curing agent to be reacted under vapor deposition permeation cure conditions. The reaction during can be significantly accelerated. A clear benefit of using a mercapto compound to accelerate the polyol-isocyanate reaction is that the polyol and curing agent retain the performance characteristics they exhibit without the addition of the mercapto compound, sometimes improving performance characteristics. You can even see it. In addition to forming carbamothioate groups that are believed to actually catalyze the polyal / polyisocyanate reaction in situ (eg, "in situ formation"), preformed carbamothioates (mercapto compounds and isocyanates) Preformed reaction products with compounds) can be incorporated into the coating composition and similar catalytic effects are observed. The use of preformed compounds may not provide the degree of improvement in cure response as seen when forming such groups in situ during curing of coating compositions. Thus, this aspect of the invention includes coating compositions that cure in the presence of a compound containing one or more of the following moieties:
本発明のこの予備形成する態様においてかゝる部分を誘
導する化合物は次のように表わすことができる。 The compounds that induce such moieties in this preformed embodiment of the invention can be represented as follows:
データにより例証されるように、本発明の予備形成する
態様は、脂肪族イソシアネートおよび脂肪族ポリオール
が塗料組成物に含まれる場合には、同程度には作用しな
いと思われる。そこで本発明の予備形成の態様に対して
は若干の芳香族性が存在すべきであり、かゝる芳香族性
を塗料組成物の芳香族イソシアネート成分から誘導する
ことが好ましい。しかしながら、本発明のその場形成の
好ましい態様においては、メルカプト化合物で生ずる塗
膜特性および反応は、ヒドロキシル/イソシアネート反
応において、より強力な触媒効果または促進効果を与え
ると思われるので、芳香族性は予備形成の態様の場合程
は重要な要素ではない。それにも拘らず、本発明の両方
の態様に対して、塗料組成物における若干の芳香族性が
好ましい。 As illustrated by the data, the preformed embodiment of the invention does not appear to work to the same extent when aliphatic isocyanates and aliphatic polyols are included in the coating composition. Therefore, some aromaticity should be present for the preformed embodiment of the present invention, and it is preferred to derive such aromaticity from the aromatic isocyanate component of the coating composition. However, in the preferred in-situ formation of the present invention, the coating properties and reactions that occur with the mercapto compound are believed to provide a stronger catalytic or accelerating effect in the hydroxyl / isocyanate reaction, so aromaticity is It is not as important a factor as in the preformed embodiment. Nevertheless, for both aspects of the invention, some aromaticity in the coating composition is preferred.
(発明の効果) 本発明塗料組成物を以って各種の基体を塗装することが
できる。基体は、例えば、鉄、鋼鉄、アルミニウム、
銅、亜鉛引き鋼、亜鉛、等の如き金属を包含する。更
に、この塗料組成物は、木、有機質繊維板、RIM 、SMC
、ビニル、アクリル、その他の重合体またはプラスチ
ック材料、紙、等に塗布することができる。この塗料組
成物は室温で硬化し得るから、熱に敏感な基体に対する
熱的損傷を理由に、本発明塗料組成物が使用上の制約を
受けることはない。また、ブレーゲンの蒸気状アミン触
媒吹付法を使用し得るから、本発明塗料組成物の使用上
の融通性は更に増進する。(Effects of the Invention) Various substrates can be coated with the coating composition of the present invention. The substrate is, for example, iron, steel, aluminum,
Includes metals such as copper, galvanized steel, zinc, and the like. Furthermore, this coating composition is used for wood, organic fiberboard, RIM, SMC.
, Vinyl, acrylic, other polymeric or plastic materials, paper, etc. Since the coating composition can be cured at room temperature, the coating composition of the present invention is not subject to any use restrictions due to thermal damage to heat sensitive substrates. Also, since the Bregen vapor amine catalyst spraying method can be used, the flexibility of use of the coating composition of the present invention is further enhanced.
(実施例) 以下の実施例は、本発明の実施態様を示すものであっ
て、制限的に解してはならない。この反応例において、
特に別段の表示をしない限り、塗料組成物のあらゆるパ
ーセントおよび比率は重量によるものとし、蒸気状三級
アミン触媒のあらゆるパーセントおよび比率は容量によ
るものとする。また、すべての単位はメートル法によ
り、且つ、こゝに参照したすべての引用例は特に出典名
により本書に併合する。Examples The following examples are illustrative of embodiments of the invention and should not be construed as limiting. In this reaction example,
Unless otherwise indicated, all percentages and ratios of coating compositions are by weight and all percentages and ratios of vaporized tertiary amine catalysts are by volume. Also, all units are in the metric system, and all citations referenced herein are specifically incorporated by reference into the book.
実施例1 メルカプト基の蒸気浸透硬化(VPC) の硬化応答性を評価
し、また -SH基を含むか -OH基を含むか以外は構造的に
同一の分子上の脂肪族水酸基と対比した。粘度と概括的
性能試験を次の組成物について実施した。Example 1 The curing responsiveness of mercapto group vapor permeation curing (VPC) was evaluated and compared with an aliphatic hydroxyl group on the same structurally identical molecule except that it contains -SH group or -OH group. Viscosity and general performance tests were performed on the following compositions.
各塗料組成物を硬化室内で 0.9容量%トリエチルアミン
触媒(TEA) に曝して評価し次の結果を得た。 Each coating composition was exposed to 0.9% by volume triethylamine catalyst (TEA) in a curing chamber for evaluation and the following results were obtained.
上表に記載した結果は、安定性(粘度データによって測
定した)と急速硬化応答性との優れた組合せを例証して
いる。事実、脂肪族水酸基は2日後にしか硬化しなかっ
たにも拘らず、メルカプト基は1分そこそこ以内で硬化
した。 The results set forth in the table above illustrate the excellent combination of stability (as measured by viscosity data) and rapid cure response. In fact, the mercapto groups cured within a minute or so, although the aliphatic hydroxyl groups only cured after 2 days.
実施例2 種々のイソシアネート硬化剤を次の塗料組成物におい
て、グリコールジメルカプトプロピオネート(GDP) とと
もに評価した。Example 2 Various isocyanate curing agents were evaluated in the following coating compositions with glycol dimercaptopropionate (GDP).
こゝでも、メルカプト反応剤を配合した塗料の優れた安
定性(ポットライフ)と良好な硬化応答性との組合せが
例証された。また、これらの塗料は、それらの特殊性に
寄与する極めて高い固体含量を有していた。更に重要な
ことは、 VPC塗料の配合において全脂肪族マルチ・イソ
シアネート硬化剤を利用し得ることである。 Again, this demonstrated the combination of excellent stability (pot life) and good cure response of coatings incorporating mercapto reactants. Also, these paints had a very high solids content, which contributed to their particularity. More importantly, the ability to utilize all-aliphatic multi-isocyanate hardeners in VPC paint formulations.
実施例3 この一連の試験においては、トリメチロールプロパント
リス(3−メルカプトプロピオネート)、(以下TMP-3M
P という)をメルカプト官能性化合物として作用せし
め、実施例2における如き種々の硬化剤とともに評価し
た。Example 3 In this series of tests, trimethylolpropane tris (3-mercaptopropionate), (hereinafter TMP-3M
P) was allowed to act as a mercapto-functional compound and evaluated with various curing agents as in Example 2.
各塗料を硬化室内で、塗料1および2に対しては 0.5容
量%の、またその他すべての塗料に対しては 0.9容量%
のトリエチルアミン触媒に曝して硬化せしめ、上述の概
括的性能試験に付した。 0.5% by volume for paints 1 and 2 and 0.9% by volume for all other paints in the curing chamber
It was cured by exposure to the above triethylamine catalyst and subjected to the general performance test described above.
上表の結果、本発明塗料によって示される特性、すなわ
ち、安定性と、良好な硬化応答性と、脂肪族イソシアネ
ート硬化剤を利用し得ること、との独特な組合せが更に
再び確証された。実施例2においては二官能性メルカプ
タンを用いたのに比して、この実施例では三官能性メル
カプタンを使用したとはいえ、これらの塗料の性能は実
施例2で試験した塗料の性能と見合う傾向がある。この
点については、実施例2と3の各塗料2、実施例3の塗
料3と実施例2の塗料1、実施例3の塗料4と実施例2
の塗料9、実施例3の塗料5と実施例2の塗料6、およ
び実施例3の塗料6と実施例2の塗料5をそれぞれ対比
され度い。実施例3の塗料における最も顕著な性能の改
善は、塗料4,5および6に対する MEK摩擦におけるも
のである。 The results in the table above again reaffirm the unique combination of properties exhibited by the paints of the present invention: stability, good cure response, and availability of aliphatic isocyanate hardeners. Although the trifunctional mercaptans were used in this example as compared to the difunctional mercaptans used in Example 2, the performance of these paints matches that of the paints tested in Example 2. Tend. Regarding this point, each paint 2 of Examples 2 and 3, paint 3 of Example 3 and paint 1 of Example 2, paint 4 of Example 3 and Example 2
The paint 9 of Example 3, the paint 5 of Example 3 and the paint 6 of Example 2, and the paint 6 of Example 3 and the paint 5 of Example 2 are compared with each other. The most noticeable performance improvement in the paint of Example 3 is in MEK rub against Paints 4, 5 and 6.
実施例4 評価したメルカプト官能性化合物は、ジメルカプトジエ
チルエーテル(DMDE)、ペンタエリトリトールテトラ
(3−メルカプトプロピオネート)(PT-3MP)、およびジ
ペンタエリトリトールヘキサ(3−メルカプトプロピオ
ネート)(DPM-3MP)であった。Example 4 The evaluated mercapto-functional compounds were dimercaptodiethyl ether (DMDE), pentaerythritol tetra (3-mercaptopropionate) (PT-3MP), and dipentaerythritol hexa (3-mercaptopropionate) ( DPM-3MP).
塗料1,4および5は、硬化室内で 0.9容量%のトリエ
チルアミン触媒に曝すことによって硬化し、一方、塗料
2および3は、 0.5容量%の同じ触媒に曝して硬化させ
た。次の概括的性能試験結果が記録された。 Coatings 1, 4 and 5 were cured by exposure to 0.9% by volume triethylamine catalyst in the cure chamber, while coatings 2 and 3 were cured by exposure to 0.5% by volume of the same catalyst. The following general performance test results were recorded.
こゝでもまた、本発明塗料の特異性が例証された。塗料
1および2または塗料3および4に対する脂肪族または
脂肪族/芳香族混合硬化剤の使用は性能を可成り変える
ことは見受けられない。同じ硬化剤ではあるが、二官能
性メルカプタン(実施例2)、三官能性メルカプタン
(実施例3)、および四官能性メルカプタン(実施例
4)を用いた塗料(実施例2)、塗料3(実施例3)お
よび塗料4(実施例4)の結果についても、同様のこと
が言える。 Here too, the specificity of the coating composition according to the invention is demonstrated. The use of aliphatic or mixed aliphatic / aromatic hardeners for Paints 1 and 2 or Paints 3 and 4 is not seen to change performance significantly. A coating (Example 2), a coating 3 (using the same curing agent, but using difunctional mercaptan (Example 2), trifunctional mercaptan (Example 3), and tetrafunctional mercaptan (Example 4)). The same applies to the results of Example 3) and paint 4 (Example 4).
実施例5 次のメルカプト官能性化合物を評価した。Example 5 The following mercapto functional compounds were evaluated.
ポリエチレングリコールジ(3−メルカプトプロピオネ
ート)(分子量約776 、PEG776-Mという);ポリエチレ
ングリコールジ(3−メルカプトプロピオネート)(分
子量約326 、PEG326-Mという);ルコフレックス(Rucof
lex) S-1028-210 〔二官能性ポリエステル、OH数約210
、ニューヨーク州、ヒックスウィル、ルコ・ケミカル
・カンパニー(Ruco Chemical Co.)製〕に3−メルカプ
トプロピオン酸をキャップしたもの(R-3MP という);
ポリプロピレングリコール〔ダウ(Dow) P1200 、分子量
約1200、ミシガン州、ミッドランド、ダウ・ケミカル・
カンパニー(Dow Chemical Company)製〕に3−メルカプ
トプロピオン酸をキャップしたもの(PG-3MPという); トーン(Tone) M-100ホモポリマ(ポリカプロラクトンモ
ノアクリレートホモポリマ、分子量約344、コネチカット
州ダンベリ、ユニオン・カーバイド・コーポレーション
製)に3−メルカプトプロピオン酸をキャップしたもの
(T100-3MPという); および トーン200(二官能性ポリカプロラクトン、OH数215、コネ
チカット州ダンベリ、ユニオン・カーバイド・コーポレ
ーション製)(T200-3MPという)。Polyethylene glycol di (3-mercaptopropionate) (molecular weight about 776, called PEG776-M); polyethylene glycol di (3-mercaptopropionate) (molecular weight about 326, called PEG326-M); Rucof
lex) S-1028-210 (difunctional polyester, OH number about 210
Manufactured by Ruco Chemical Co., Hickswil, NY) capped with 3-mercaptopropionic acid (referred to as R-3MP);
Polypropylene glycol (Dow P1200, molecular weight about 1200, Dow Chemical, Midland, Michigan)
Company (Dow Chemical Company)] capped with 3-mercaptopropionic acid (referred to as PG-3MP); Tone M-100 homopolymer (polycaprolactone monoacrylate homopolymer, molecular weight approximately 344, Union, Dumberry, Connecticut)・ Carbide Corporation capped with 3-mercaptopropionic acid (referred to as T100-3MP); and Tone 200 (difunctional polycaprolactone, OH number 215, Danbury, Connecticut, Union Carbide Corporation) (T200 -3MP).
塗料1を1分間風乾した以外は、各塗料を硬化室内で
0.9容量%のトリエチルアミン触媒に曝すことにより硬
化した。次の概括的性能試験結果が記録された。 Each paint was cured in a curing room except that paint 1 was air dried for 1 minute.
Cured by exposure to 0.9% by volume triethylamine catalyst. The following general performance test results were recorded.
塗料1および2に関しては、より低分子量のポリエーテ
ル(塗料2)の法が、より高分子量のポリエーテル(塗
料1)よりも、長いポットライフと、優れた MEK摩擦抵
抗と、優れた溶剤抵抗とを有していた。塗料3と4に関
しては、ルコフレックスをベースとしたシステム(塗料
3)の方がポリプロピレングリコールをベースとしたシ
ステム(塗料4)に比して、より良好なポットライフ、
溶剤抵抗および MEK摩擦抵抗を示した。両方のポリカプ
ロラクトンベースのシステム(塗料5と6)の性能は略
々同等であった。 Regarding paints 1 and 2, the method of lower molecular weight polyether (paint 2) has a longer pot life, better MEK friction resistance, and better solvent resistance than the higher molecular weight polyether (paint 1). And had. Regarding paints 3 and 4, the Rucoflex-based system (paint 3) has a better pot life than the polypropylene glycol-based system (paint 4).
It showed solvent resistance and MEK friction resistance. The performance of both polycaprolactone-based systems (Paints 5 and 6) was approximately equivalent.
実施例6 数種類の追加のメルカプト官能性樹脂を下記の成分から
合成した。Example 6 Several additional mercapto-functional resins were synthesized from the following ingredients.
塗料を上表の樹脂から次のように配合した。 The paint was formulated from the resins in the above table as follows.
塗料234 は、 0.5重量%のトリエチルアミン触媒に曝し
て硬化し、一方、その他すべての塗料は 0.9容量%の触
媒に曝した。次の概括的性能試験結果が記録された。 Paint 234 was cured by exposure to 0.5 wt% triethylamine catalyst, while all other paints were exposed to 0.9 vol% catalyst. The following general performance test results were recorded.
上表の結果が示す通り、塗料234 は明かに最良の性能を
有していた。塗料237 はポットライフが不足し、可成り
の溶剤抵抗のみを有していたが、フォード硬度も可成り
良好であった。塗料252 は、若干柔軟であったが、樹脂
の骨格に芳香族構造を付加することによって改良し得よ
う。芳香族メルカプト基を含有する塗料243 は、その短
いポットライフがなければ賞讃すべき性能であった。最
後に、塗料2DN は、 MEK摩擦抵抗に若干敏感であること
を除けば、良好な性質を有していた。 As the results in the table above show, Paint 234 had clearly the best performance. Paint 237 had a short pot life and only had a good solvent resistance, but the Ford hardness was also good. Paint 252 was somewhat flexible, but could be improved by adding aromatic structures to the resin backbone. Paint 243 containing aromatic mercapto groups was a commendable performance without its short pot life. Finally, the paint 2DN had good properties except that it was slightly sensitive to MEK rub resistance.
実施例7 この実施例においては、脂肪族イソシアネートが硬化速
度を改善し得るかどうかを確めるために、実施例2のGD
P を芳香族ヒドロキシ官能性樹脂と共に反応性希釈剤と
して用いた。次のポリオール樹脂を評価した。Example 7 In this example, the GD of Example 2 was investigated to determine if the aliphatic isocyanate could improve the cure rate.
P was used as a reactive diluent with an aromatic hydroxy functional resin. The following polyol resins were evaluated.
ポリオール274 : p−ヒドロキシ安息香酸でキャップされた実施例5のト
ーンM-100 ホモポリマ。Polyol 274: Tone M-100 homopolymer of Example 5 capped with p-hydroxybenzoic acid.
ポリエステルポリオール: 米国特許第4,374,167 号の実施例1の芳香族ヒドロキシ
末端ポリエステル。Polyester Polyol: Aromatic hydroxy terminated polyester of Example 1 of US Pat. No. 4,374,167.
アクリル系ポリオール: ブチルアクリレート(4モル)、ブチルメタクリレート
(4モル)、スチレン(1モル)、2−エチルヘキシル
アクリレート(2モル)、グリシジルメタクリレート
(2モル)、ジフェノール酸(2モル、第2反応段
階)。Acrylic polyol: butyl acrylate (4 mol), butyl methacrylate (4 mol), styrene (1 mol), 2-ethylhexyl acrylate (2 mol), glycidyl methacrylate (2 mol), diphenolic acid (2 mol, second reaction) Stage).
これらのポリオール樹脂と、実施例1のデスモジュール
N-3390硬化剤と、量を種々に変えたGDP と、から塗料を
配合した。上述の如き硬化条件(0.9 容量%の TEA触
媒)を再び利用して次の結果を得た。These polyol resins and the death module of Example 1
A paint was formulated from N-3390 hardener and various amounts of GDP. The following results were obtained using the above curing conditions (0.9% by volume TEA catalyst) again.
上表の結果は、メルカプト化合物の添加により、性能を
改善しないまでも維持したまゝで、脂肪族イソシアネー
ト/ポリオール塗料の硬化速度を増大させ得ることを例
証するものである。 The results in the above table illustrate that the addition of mercapto compounds can increase the cure rate of aliphatic isocyanate / polyol paints while maintaining, if not improving, performance.
実施例8 2組の着色塗料を長期QUV (Q−パネル社製耐候試験機
による、紫外線、熱、湿度、曝露による標準耐候試験)
評価のために次のように配合して調製した。Example 8 Two sets of colored paints were subjected to long-term QUV (standard weather resistance test by UV, heat, humidity, and exposure by a weather resistance tester manufactured by Q-Panel).
For evaluation, it was prepared by blending as follows.
塗料を上述のブレーゲン蒸気状触媒吹付法(0.25容量%
のジメチルエタノールアミン触媒)でRIM 基体に施し
た。両塗膜はともに優れた硬化応答と良好な光沢を示し
た。次の光学測定値(ハンタ色差計の読み)が記録され
た。 The paint was sprayed onto the above-mentioned Bregen vapor catalyst (0.25% by volume).
Dimethyl ethanolamine catalyst) of RIM substrate. Both coatings showed excellent cure response and good gloss. The following optical measurements (Hanta Colorimeter readings) were recorded.
かくして、これら塗膜の耐黄変挙動が例証された。 Thus, the yellowing resistance behavior of these coatings was demonstrated.
実施例9 実施例2の塗料9と実施例6の塗料234 とを試験したと
ころ(基体上の塗膜の破損時における)伸長率がそれぞ
れ 166%と 4.5%であった。しかしながら、同じ塗膜の
平均引張り強度はそれぞれ115.5kg/cm2および151.2kg/
cm2であった。Example 9 Coating 9 of Example 2 and coating 234 of Example 6 were tested and found to have elongations (when the coating on the substrate broke) of 166% and 4.5%, respectively. However, the average tensile strength of the same coating is 115.5 kg / cm 2 and 151.2 kg / cm 2 respectively.
It was cm 2 .
実施例10 トリメチロールプロパントリ(3−メルカプトプロピオ
ネート)(TMP-3MP、 142.9g)、フェニルイソシアネ
ート(119g)、メチルイソブチルケトン溶剤(112
g)、およびアンバーリスト(Amberlyst)A-21触媒ビ
ーズ(酸性イオン交換樹脂、5g)から、この混合物を8
時間保持し続いて濾過により触媒ビーズを除去して、予
備形成カルバモチオエート共触媒、4423-195を作った。
認め得る残存メルカプタンまたはイソシアネートは検出
されなかった。Example 10 Trimethylolpropane tri (3-mercaptopropionate) (TMP-3MP, 142.9 g), phenyl isocyanate (119 g), methyl isobutyl ketone solvent (112
g), and Amberlyst A-21 catalyst beads (acidic ion exchange resin, 5 g) from this mixture.
The catalyst beads were removed by holding for a time followed by filtration to make the preformed carbamothioate cocatalyst, 4423-195.
No appreciable residual mercaptan or isocyanate was detected.
共触媒なし、および共触媒5重量%添加の塗料組成物を
それぞれ配合した。各試料を上述のブレーゲン触媒吹付
法により、 0.6容量%のジメチルエタノールアミン触媒
を用いて適用した。塗料は、イソシアネート・インデッ
クス(NCO : OHモル比)1:1で配合し、MIBK溶剤で適
用粘度60cps に希釈した。硬化応答データを下記に示
す。A coating composition without cocatalyst and with 5% by weight of cocatalyst was added, respectively. Each sample was applied by the Bregen catalyst spraying method described above using 0.6% by volume of dimethylethanolamine catalyst. The paint was formulated with an Isocyanate Index (NCO: OH molar ratio) of 1: 1 and diluted with MIBK solvent to an applied viscosity of 60 cps. The curing response data is shown below.
このデータはヒドロキシル/イソシアネート反応の促進
における共触媒の効果を疑いなく例証している。 This data undoubtedly demonstrates the effect of cocatalysts in promoting the hydroxyl / isocyanate reaction.
実施例11 予備形成したメルカプト/イソシアネートまたはメルカ
プト/チオシアネート化合物について、ヒドロキシル/
イソシアネート硬化反応の促進効果を評価した。この実
施例で評価する予備形成化合物を作るのに次の反応剤を
使用した。Example 11 For preformed mercapto / isocyanate or mercapto / thiocyanate compounds, hydroxyl /
The effect of promoting the isocyanate curing reaction was evaluated. The following reagents were used to make the preformed compounds evaluated in this example.
上述の化合物をメチルイソブチルケトン(MIBK)溶剤中に
10%固形分で溶解した。これらの化合物(共触媒)を1
重量%および5重量%の濃度で試験した。 The above compound in methyl isobutyl ketone (MIBK) solvent
Dissolved at 10% solids. 1 of these compounds (cocatalysts)
Tested at concentrations of 5% and 5% by weight.
試験した各種塗料組成物を、米国特許第4,517,222 号の
ブレーゲンの蒸気状アミン吹付法により、蒸気状ジメチ
ルエタノールアミン(DMEOLA) 0.7容量%を用いて適用し
た。2組の試料を屋内環境の室温で硬化し、また約 12
1.1℃で5分間焼き付けた。斜線の左側に記したデータ
は環境温度試料に対するもので、一方、斜線の右側のデ
ータは、後硬化焼付試料に対するものである。斜線を有
しないデータは環境温度の試料のみに対するものであ
る。塗料組成物配合および得られた結果を以下に示す。The various coating compositions tested were applied by the Bregen vapor amine spray method of U.S. Pat. No. 4,517,222 using 0.7% by volume of vaporized dimethyl ethanolamine (DMEOLA). Two sets of samples were cured at room temperature in an indoor environment, and about 12
Baking at 1.1 ° C for 5 minutes. The data to the left of the shaded lines are for ambient temperature samples, while the data to the right of the shaded lines are for post-cure baked samples. Data without hatching are for ambient temperature samples only. The coating composition formulation and the results obtained are shown below.
これらの結果は、予備形成したチオウレタン共触媒がポ
リオール/ポリイソシアネート塗料組成物の硬化改良に
効果的であることを例証している。すべての化合物が硬
化促進に有効であったが、評価した化合物のうちで共触
媒4541-85-4 が最も有効と思われた。 These results demonstrate that the preformed thiourethane cocatalyst is effective in improving cure of polyol / polyisocyanate coating compositions. Although all compounds were effective in promoting cure, cocatalyst 4541-85-4 appeared to be the most effective of the compounds evaluated.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // C08G 18/18 NFV 8620−4J ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location // C08G 18/18 NFV 8620-4J
Claims (6)
ままでまたは基体上に適用した塗膜のままで蒸気状三級
アミン触媒に曝すことを含んでなり、前記塗料組成物が
ポリオールとマルチ・イソシアネート硬化剤とを含む塗
膜硬化方法において、上記塗料組成物がメルカプト化合
物とイソシアネート化合物との反応によって形成したチ
オウレタン化合物の存在下に硬化されることを特徴とす
る改良された塗膜硬化方法。1. A method comprising exposing a coating composition to a vaporized tertiary amine catalyst either as a dew to be applied to a substrate or as a coating applied on a substrate, said coating composition comprising: Wherein the coating composition is cured in the presence of a thiourethane compound formed by the reaction of a mercapto compound and an isocyanate compound, wherein the coating composition comprises a polyol and a multi-isocyanate curing agent. A method for curing coating films.
間に前記チオウレタン化合物をその反応の場で形成する
メルカプト化合物を更に含む特許請求の範囲第1項記載
の改良された塗膜硬化方法。2. The improved coating composition of claim 1 wherein said coating composition further comprises a mercapto compound which forms said thiourethane compound in situ during the curing of said coating composition. Membrane curing method.
記塗料組成物に添加する特許請求の範囲第1項記載の改
良された塗膜硬化方法。3. The improved method for curing a coating film according to claim 1, wherein the thiourethane compound is preformed and added to the coating composition.
硬化方法。4. The thiourethane compound has the following formula: An improved method for curing a coating film according to claim 1 represented by the following formula.
合物、ポリメルカプト化合物およびそれらの混合物から
選ばれる特許請求の範囲第1項記載の改良された塗膜硬
化方法。5. The improved coating film curing method according to claim 1, wherein the mercapto compound is selected from a monomercapto compound, a polymercapto compound and a mixture thereof.
族マルチ・イソシアネート、脂肪族マルチ・イソシアネ
ートまたはそれらの混合物であり、且つ前記ポリオール
が芳香族ポリオール、および脂肪族ポリオールと芳香族
ポリオールとの混合物から選ばれる特許請求の範囲第1
項記載の改良された塗膜硬化方法。6. The multi-isocyanate curing agent is an aromatic multi-isocyanate, an aliphatic multi-isocyanate or a mixture thereof, and the polyol is an aromatic polyol and a mixture of an aliphatic polyol and an aromatic polyol. Selected Claims No. 1
An improved method for curing a coating film according to the item.
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