JPH09512845A - バインダー組成物、該バインダー組成物を含むコーティング剤、その製造および使用 - Google Patents
バインダー組成物、該バインダー組成物を含むコーティング剤、その製造および使用Info
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Abstract
(57)【要約】
開示されているのは、バインダー組成物、前記バインダー組成物をベースとするコーティング剤、および特に多層コーティングのためのその組成物の使用である。バインダー組成物には、以下の成分:A)一つまたはそれ以上の、ウレタン基を含むカルボキシ官能化(メタ)アクリル共重合体および/または一つまたはそれ以上の、ウレタン基を含むカルボキシ官能化ポリエステル(それぞれ30〜200mgKOH/gの酸価を有する)と一つまたはそれ以上のラクトンとの反応生成物、25〜75重量%;B)1分子当たり少なくとも二つのエポキシ官能基を有し、200〜10,000g/モルの数平均分子量(Mn)を有する、一つまたはそれ以上のエポキシ官能化架橋剤、25〜75重量%;C)1分子に少なくとも二つのヒドロキシル官能基を有する、一つまたはそれ以上のポリオール、0〜60重量%;D1)一つまたはそれ以上のメラミン樹脂、0〜20重量%;D2)一つまたはそれ以上の遊離またはキャップトポリイソシアネート、0〜40重量%(成分A、B、C、D1およびD2の合計は100重量%である);並びにE)カルボキシル基とエポキシ基との反応を触媒化する、一つまたはそれ以上の触媒(成分A〜D2の重量の合計に対して)0〜10重量%を含む。
Description
【発明の詳細な説明】
バインダー組成物、該バインダー組成物を含む
コーティング剤、その製造および使用
本発明は、高められた温度で焼付けされるコーティング組成物の製造に適して
おり、そして例えば自動車産業分野での多層ラッカーコーティングの製造に特に
適したバインダー組成物に関する。
DE-A-30 22 996 には、焼付けラッカーが開示されており、ここではカルボキ
シル基を含むポリマー、例えばアクリル酸またはメタクリル酸をベースとするア
クリレートとグリシジル基を含むアクリレートとを合わせて硬化性組成物を得て
いる。
W0 84/00771 には、四種類のバインダーを一緒に混合し、次いで塗布する多
成分系が開示されている。これらの成分は、ヒドロキシル基を含むアクリレート
、少なくとも50%はアルキルヘキサヒドロキシフタル酸無水物である酸無水物、
エポキシ樹脂およびメラミン樹脂である。この系は高い固体含量を有する。
DE-A-23 33 384 には、アクリル化ポリエステルをベースとするバインダーが
開示されており、これはヒドロキシル基を含むポリエステルまたはアルキド樹脂
中で、ヒドロキシル基を含むアクリレートを重合させることによって得られる。
架橋は、メラミン樹脂およびエポキシ樹脂を用いて同時に実施することができる
。
DE-A-38 00 389 には、ラクトン、特にイプシロン−カプロラクトンを用いた
、ヒドロキシル基を含む共重合体の改質が開示されている。
US-A-4 501 829 には、ヒドロキシル基およびカルボキシル基を有するポリエ
ステルが開示されており、これをラクトンと反応させている。反応はヒドロキシ
ル基上で進行する。US-A-4 082 816 には、カルボキシル基
を含み、カプロラクトンおよびメラミン/ホルムアルデヒド樹脂で改質された(
メタ)アクリル共重合体の組成物が開示されている。
まだ公表されてはいないが、ドイツ特許明細書 P 42 37 658 には、カルボキ
シル基を含み、ラクトンで改質されたポリアクリレートまたはポリエステルおよ
びグリシジル基を含むポリマーからなるバインダー組成物が記載されている。酸
性成分のウレタン化については言及されていない。
記載されたコーティング組成物のいくつかは、膜の硬度を高め、耐候性を良好
にする。しかしながら、それらは、常に必要とされている酸および溶剤に対する
高い耐性を満たしているわけではない。
本発明の目的は、加工するとコーティング組成物を得ることができ、これを高
められた温度で焼付けると、良好な硬度、良好な耐候性および高められた弾性を
有し、付加的に酸および溶剤に耐性のあるコーティングを得ることができるバイ
ンダー系を提供することである。さらに、コーティング組成物は、層の厚さが厚
くなっても良好な塗布特性を示す(垂れ下がる傾向が減少する)。
この目的は、本発明によって提供されるバインダー組成物によって達成するこ
とができ、これには、
A)一つまたはそれ以上の、ウレタン基を含むカルボキシ官能化(メタ)アクリ
ル共重合体および/または一つまたはそれ以上の、ウレタン基を含むカルボキシ
官能化ポリエステル(それぞれ30〜200mgKOH/gの酸価を有する)と一つまたは
それ以上のラクトンとの反応生成物 25〜75重量%、
B)1分子当たり少なくとも二つのエポキシ官能基を有し、200〜10000g/モル
の数平均分子量(Mn)を有する、一つまたはそれ以上のエポキシ官能化架橋剤
25〜75重量%、
C)1分子当たり少なくとも二つのヒドロキシル基を有する、一つまたはそれ以
上のポリオール 0〜60重量%、
D1)一つまたはそれ以上のメラミン樹脂 0〜20重量%、
D2)一つまたはそれ以上の遊離またはキャップトポリイソシアネート 0〜40重
量%〔ここで成分A)、B)、C)、D1)およびD2)の合計は100重量%になる〕、並
びに
E)カルボキシル基とエポキシ基との反応を触媒化する、一つまたはそれ以上の
触媒 成分A)〜D2)の重量の合計に対して0〜10重量%
が含まれる。
本発明のバインダー組成物またはそれから製造するコーティング組成物は、特
にキシレンに対する耐溶剤性が高められたコーティングが得られ、考えられる最
も純粋なカルボキシル基とエポキシ基との架橋の場合でも、ポリイソシアネート
および/またはメラミン樹脂のような付加的な架橋剤なしでまたは少量のみで実
施することが可能であることがわかった。
本発明の好ましい実施態様によれば、成分A)のラクトンと反応しうる、ウレ
タン基を含むカルボキシ官能化(メタ)アクリル共重合体は、1000〜30000g/
モルの数平均分子量(Mn)を有する。対応して使用しうる、ウレタン基を含むカ
ルボキシ官能化ポリエステルは、計算された分子量が500〜4000g/モル、例え
ば800〜4000g/モルであるのが好ましい。これらの出発物質の酸価は、30〜200
mgKOH/g、好ましくは30〜140mgKOH/g、そして特に好ましくは60〜120mgKOH
/gである。
また、本発明は、本発明のバインダー成分から製造しうるコーティング組成物
に関する。これらは、水性および/または溶剤をベースとするコーティング組成
物であり、場合により顔料、エキステンダー、および/または慣用のラッカー補
助物質および添加剤を含む。また、それらは溶剤を含
まない、無水の粉末塗料として処方することもできる。
本発明のバインダーまたはコーティング組成物の成分A)中のカルボキシル基
は、ラクトンとの反応によって改質される。ラクトンの付加は、カルボキシル基
を「連鎖延長」する。(メタ)アクリル共重合体骨格上および/またはポリエス
テル骨格上に初めから存在していたカルボキシル基は、付加されたラクトンの開
環によってエステル化されるが、この際にラクトン/カルボキシル基が解放され
るので、ラクトンに対応する短い側鎖上に、露出したカルボキシル基を有する反
応生成物が得られる。
成分A)を製造するためのウレタンおよびカルボキシル基を含む(メタ)アク
リル共重合体またはポリエステルの製造の間において、カルボキシル基は、重合
体、例えば(メタ)アクリル共重合体の合成中に、カルボキシル基を含む構成単
位を使用することによって直接導入することができる。この目的に使用すること
ができるカルボキシル基を含む適切なモノマーの例は、不飽和カルボン酸、例え
ばアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、アコ
ニット酸、マレイン酸およびフマル酸、マレイン酸およびフマル酸とベータ−カ
ルボキシエチルアクリレートとの半エステル、アクリル酸および/またはメタク
リル酸のヒドロキシアルキルエステルとカルボン酸無水物との付加物、例えばフ
タル酸モノ−2−メタクリロイルオキシエチルエステルである。
本明細書および特許請求の範囲では、(メタ)アクリルの用語を使用する。こ
れはアクリルおよび/またはメタクリルのことである。
しかしながら、最初にウレタンおよびカルボキシル基を含む、(メタ)アクリ
ル共重合体またはポリエステルを製造する間に、30〜200mgKOH/gのOH価を有
する、ヒドロキシルおよび場合によりカルボキシル基を含むポリマーを合成する
こと、または第二段階で、ヒドロキシルおよび場合によ
りカルボキシル基を含むポリマーとカルボン酸無水物とを反応させることによっ
て、カルボキシル基を全体的に導入することは可能である。しかしながら、この
方法で使用する量の比率は、(メタ)アクリレートをウレタン化することができ
るように、十分なOH基が残るようにしなければならない。
ヒドロキシル基を含むポリマーに付加するのに適したカルボン酸無水物は、脂
肪族、環式脂肪族および芳香族の、飽和および/または不飽和の、ジ−およびポ
リカルボン酸の無水物、例えばフタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロ
フタル酸、琥珀酸、マレイン酸、イタコン酸、グルタル酸、トリメリト酸、ピロ
メリト酸の無水物並びにそれらのハロゲン化またはアルキル化誘導体である。
フタル酸、テトラヒドロ−およびヘキサヒドロ−フタル酸の無水物および5−
メチルヘキサヒドロフタル酸無水物を使用するのが好ましい。
ヒドロキシ官能性ポリ(メタ)アクリレートの製造に適した、第一級ヒドロキ
シル基を含む、アルファ−、ベータ−不飽和カルボン酸のヒドロキシアルキルエ
ステルの例は、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレー
ト、ヒドロキシブチルアクリレート、ヒドロキシアミルアクリレート、ヒドロキ
シヘキシルアクリレート、ヒドロキシオクチルアクリレート、および対応するメ
タクリレートである。挙げることができる第二級ヒドロキシル基を含む、使用可
能なヒドロキシアルキルエステルの例は、2−ヒドロキシプロピルアクリレート
、2−ヒドロキシブチルアクリレート、3−ヒドロキシブチルアクリレート、お
よび対応するメタクリレートである。
ヒドロキシ官能化された成分は、少なくとも部分的に、1モルのヒドロキシエ
チルアクリレートおよび/またはヒドロキシエチルメタクリレート
および平均2モルのイプシロン−カプロラクトンから製造した反応生成物である
のが好ましい。
また、アクリル酸および/またはメタクリル酸と、第三級アルファ−炭素原子
を含むカルボン酸のグリシジルエステルとから製造した反応生成物は、少なくと
も、ヒドロキシ−官能化された成分の一部として使用することができる。高度に
分枝したモノカルボン酸のグリシジルエーテルは、例えば“Cardura”の商品名
で入手することができる。アクリル酸またはメタクリル酸と、第三級アルファ−
炭素を含むカルボン酸のグリシジルエステルとの反応は、重合反応の前、間また
は後に実施することができる。
上記モノマーに加えて、(メタ)アクリル共重合体の製造には、エチレン系不
飽和モノマーを使用することも可能である。更に別のエチレン不飽和モノマーを
選択することは決定的な要件ではない。これらのモノマーを配合することによっ
て、共重合体に望ましくない性質がもたらされないようによく注意しなければな
らない。
更に別のエチレン系不飽和成分として殊に適当なアクリルおよびメタクリル酸
のアルキルエステルには、例えばメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)
アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、
イソプロピル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ペンチ
ル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メ
タ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ
)アクリレート、3,5,5−トリメチルヘキシル(メタ)アクリレート、デシ
ル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ
)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレートおよびオクタデセニル(メ
タ)アクリレートがある。また、シラン−改質されたモノマー、例えばガンマ−
メタクリルオキシプロピルトリメトキシシランま
たはガンマ−メタクリルオキシプロピル−トリス(2−メトキシエトキシ)シラ
ンを使用することも可能である。
上記アクリルおよびメタクリル酸アルキルエステルまたは、同様に(メタ)ア
クリル共重合体を製造するためのこれらのアルキルエステルの代わりに、さらに
別のエチレン系不飽和モノマーを使用することができ、この場合これらのモノマ
ーは、硬度、弾性、相容性および極性に関するコーティング組成物の所望の性質
の如何に向けられて選択される。
さらに、別の適切なエチレン系不飽和モノマーの例は、マレイン酸、フマル酸
、テトラヒドロフタル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、ビニル酢酸およびイタ
コン酸のアルキルエステルであり、例えば対応するメチル、エチル、プロピル、
ブチル、イソプロピル、イソブチル、ペンチル、アミル、イソアミル、ヘキシル
、シクロヘキシル、2−エチルヘキシル、オクチル、3,5,5−トリメチルヘ
キシル、デシル、ドデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、およびオクタデセニ
ルエステルである。
また、少なくとも二つの重合可能なオレフィン系不飽和二重結合を含むモノマ
ーを少ない比率で使用することもできる。これらのモノマーの比率は、モノマー
の総重量に対して5重量%未満が好ましい。
このような化合物の例は、ヘキサンジオールジアクリレート、ヘキサンジオー
ルジメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコール
ジメタクリレート、ブタンジオールジアクリレート、ブタンジオールジメタクリ
レート、ヘキサメチレンビスメタクリルアミド、トリメチロールプロパントリア
クリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、および類似の化合物
である。
モノビニル芳香族化合物は、別の適切な成分である。それは、好ましくは分子
当たり8〜9個の炭素原子を含む。適切な化合物の例は、スチレン、
ビニルトルエン、アルファ−メチルスチレン、クロロスチレン、o−、m−、p
−メチルスチレン、2,5−ジメチルスチレン、p−メトキシスチレン、p−te
rt.−ブチルスチレン、p−ジメチルアミノスチレン、p−アセトアミドスチレ
ンおよびm−ビニルフェノールである。ビニルトルエンおよび特にスチレンが好
ましく使用される。
使用するモノマーまたはモノマー混合物には、開始剤が含まれうる。モノマー
混合物中に開始剤が存在しない場合は、開始剤を場合により僅かに遅らせてまた
は別々に配分してモノマー混合物に添加することができる。重合は、それから比
較的延長された期間に、例えば数時間続けることができる。その時、所望の固体
含量、例えば30〜60重量%の程度、例えば50重量%を達成するために慣用のラッ
カー溶剤を使用することが可能である。
バインダーは、フリーラジカル共重合によって製造される。モノマーの量は、
分子量、OH基の比率、OH価および酸価に関する望ましい仕様が達成されるよ
うに調節される。モノマーの部分は残りのものに対して遅らせて添加すると都合
がよいことがわかっている。
製造は、当業者によく知られているように、例えばフリーラジカル開始剤の存
在下で、フリーラジカル溶液重合によって進められる。フリーラジカル開始剤の
例は、ジアルキルペルオキシド、例えばジ−tert.−ブチルペルオキシド、ジク
ミルペルオキシド;ジアシルペルオキシド、例えばジベンゾイルペルオキシド、
ジラウロイルペルオキシド;ヒドロペルオキシド、例えばクメンヒドロペルオキ
シド、tert.−ブチルヒドロペルオキシド;パーエステル、例えばtert.−ブチル
パーベンゾエート、tert.−ブチルパービバレート、tert.−ブチルパー−3,5
,5−トリメチルヘキサノエート、tert.−ブチルパー−2−エチルヘキサノエ
ート;パーオキシジカルボネート、例えばジ−2−エチルヘキシルパーオキシジ
カルボネート、
ジシクロヘキシルパーオキシジカーボネート、;パーケタール、例えば1,1−
ビス−(tert.−ブチルペルオキシ)−3,5,5−トリメチルシクロヘキサン
、1,1−ビス−(tert.−ブチルペルオキシ)シクロヘキサン;ケトンペルオ
キシド、例えばシクロヘキサノンペルオキシド、ンチルイソブチルケトンペルオ
キシド、およびアゾ化合物、例えば2,2′−アゾ−ビス−シクロヘキサンカル
ボニトリル、アゾ−ビス−イソブチロニトリル;C−C開裂開始剤、例えばベン
ゾピナコール誘導体である。
重合開始剤は、一般に例えばモノマーの重量に対して0.1〜0.4重量%の量で使
用される。
カルボキシ官能化(メタ)アクリル共重合体をウレタン化するには、カルボキ
シ官能化された(メタ)アクリル共重合体のOH官能基を、さらなる反応段階で
モノ−、ジ−、トリ−またはポリイソシアネートと反応させなければならない。
ジ−、トリ−またはポリイソシアネートの量は、(メタ)アクリル共重合体のO
H価に依存しており、ゲル化が起こらないように選ばなければならない。例えば
、得られたウレタン化共重合体が15〜80mgKOH/gのOH価を有するように、30
〜100mgKOH/gのOH価を有する共重合体を、ジ−、トリ−またはポリイソシア
ネートと反応させる。この方法は、カルボキシ−およびOH−官能性(メタ)ア
クリル共重合体を、最初に容器に入れて非プロトン性溶剤に溶解し、そして場合
により非プロトン性溶媒、例えばキシレンまたは酢酸ブチルに溶解したジ−、ト
リ−、またはポリイソシアネートを、次いで例えば5℃〜80℃で30分〜3時間の
間に分配して加える。反応混合物のNCO値(NOC value)が0.1未満になったら
反応を終了する。モノイソシアネートを使用する時は、任意にすべての(メタ)
アクリル共重合体のOH官能基が反応しうるので、イソシアネートの量を制限す
る必要ない。反応条件は、ジ−、トリ−、またはポリイソシアネート
と同じである。また、当然のことながら、酸無水物との反応によってカルボキシ
ル基を導入する前に、OH−官能化(メタ)アクリル共重合体をウレタン化して
その後で酸を付加することも可能である。混合物としても使用しうるジ−、トリ
−およびポリイソシアネートの例は、成分D2)の記述中に記載した。
モノイソシアネートの例は、例えば成分D2)について記載したジイソシアネー
トと、モノアルコール、例えばメタノール、ブタノール、ヘキサノールまたはオ
クタノールとの反応生成物であり、ここでは1モルのジイソシアネートと1モル
のアルコールを反応させる。モノイソシアネートの更に別の例は、アルファ,ア
ルファ−ジメチル−m−イソプロペニルベンジルイソシアネートまたはイソシア
ナトアクリレートである。
成分A)の製造に使用するウレタンおよびカルボキシル基を含むポリマーは、
カルボキシル基を含む共重合体および/またはカルボキシル基を含むポリエステ
ルである。カルボキシル基を含むポリエステルは、慣用の方法(例えば、B.Voll
mert,Grunditz der Makromolecularen Chemie,E.Vollmert Verlag,Karlsruhe
1982,第II巻,第5頁以下参照)により、脂肪族および/または環式脂肪族ジ
−、トリ−またはより多価のアルコールおよび場合により一価のアルコールと一
緒に、脂肪族、芳香族および/または環式脂肪族の、より多塩基性のポリカルボ
ン酸を用いて合成することができる。適切なアルコールの例は、エチレングリコ
ール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、2,2−ジメチ
ル−1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオ
ール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,
5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2−エチル−1,6−ヘキ
サンジオール、2,2,4−トリメチル−1,6−ヘキサンジオール、
1,4−ジメチロールシクロヘキサン、グリセロール、、トリメチロールエタン
、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジオールおよびポリオール
のエーテル化生成物、例えばジ−およびトリエチレングリコール、ポリエチレン
グリコール、ヒドロキシピバリン酸のネオペンチルグリコールエステルである。
適切なカルボン酸の例は、アジピン酸、アゼライン酸、1,3−および1,4
−シクロヘキサンジカルボン酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸
、エンドメチルテトラヒドロフタル酸、イソフタル酸、o−フタル酸、テレフタ
ル酸またはそれらの無水物並びにそれらのエステル化可能な誘導体である。
ポリエステルの計算された分子量は、例えば500〜4000g/モル、好ましくは5
00〜2000g/モルである。
成分A)の製造に使用できるカルボキシ官能性(メタ)アクリル共重合体およ
びポリエステルは、ラクトンで「連鎖延長」されている。ラクトン(環式エーテ
ル)は、それ自体がカルボキシル基を有しており、ここで環が開いて、新しい末
端カルボキシル基ができる。OHおよびCOOH基の存在下では、OH基は、実質的
により速くラクトンと反応するので、成分A)を製造するのに、好ましいカルボ
キシ官能性(メタ)アクリル共重合体およびカルボキシ官能性ポリエステルは、
OH基を含まないものである。OH基を含む共重合体またはポリエステルを出発
物質として使用する場合は、それらのOH基は、全部またはほとんどが無水物と
反応してカルボン酸となるのが好ましい。特に好ましいラクトンの例は、イプシ
ロンカプロラクトンである。
他のラクトンの例は、ガンマ−ブチロラクトンおよびラクトン、例えばベータ
−プロピオラクトン、デルタ−バレロラクトン、デルタ−ブチロラ
クトン、ゼータ−エナントラクトン、エータ−カプロラクトンである。このよう
なラクトンは、置換することができ、置換されたラクトンの例は、6−メチル−
イプシロン−カプロラクトン、3−メチル−イプシロン−カプロラクトン、5−
メチル−イプシロン−カプロラクトン、5−フェノール−イプシロン−カプロラ
クトン、4−メチル−デルタ−バレロラクトン、3,5−ジメチル−イプシロン
−カプロラクトンおよびそれらの混合物である。
ラクトンとの反応は、例えば樹脂合成後直ちに、すなわちポリ(メタ)アクリ
ル共重合体および/またはポリエステルの合成後に行う。反応は、高められた温
度、例えば100℃までの温度で行う。反応は、例えば10時間までの間、撹拌しな
がら実施することができる。
すでに記載したカルボキシ官能化(メタ)アクリル共重合体のように、酸性ポ
リエステルはウレタン化される。反応条件は、(メタ)アクリル共重合体と同じ
である。ウレタン基の導入は、1)カルボキシ−およびOH−官能性ポリエステ
ルをモノ−、ジ−もしくはトリ−またはポリイソシアネートと反応させることに
よって、および2)ラクトン−改質されたカルボキシ官能性およびOH−官能性
ポリエステルを、モノ−、ジ−もしくはトリ−またはポリイソシアネートと反応
させることによって可能である。ラクトン化の前に、カルボキシおよびOH−官
能性ポリエステルをポリイソシアネートと反応させるのが好ましい。このように
して、OH基の大部分または全部をウレタン化することが可能であり、その結果
、ラクトンとの反応の場合には、これらのOH基はカルボキシル基との競合反応
にもはや参入することができない。
ポリエステル自体を合成している間に、ウレタン基を導入することも可能であ
る。これは、ジ−またはトリカルボン酸を、ジ−またはトリイソシ
アネートで全体的にまたは部分的に置換することによって行うことができる。
上記方法1)および2)は好ましく、方法1)は特に好ましい。使用可能なモノ
−、ジ−、トリ−またはポリイソシアネートの例は、成分D2)の記述中に記載し
た。
本発明によるバインダー組成物、または本発明によるコーティング組成物は、
成分B)として、分子当たり少なくとも二つのエポキシ官能基を含み、200〜100
00g/モルの数平均分子量を有する、一つまたはそれ以上のエポキシ官能化化合
物を含む。
このような化合物の例は、慣用のジ−またはポリエポキシド、例えば、2000ま
での数平均分子量(Mn)を有する、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコ
ール、ポリプロピレングリコール、をベースとするポリグリシジルエーテル、グ
リセロールのトリグリシジルエーテル、および/またはジ−またはポリフェノー
ル、例えばビスフェノールAのポリグリシジルエーテルである。
ジ−またはポリエポキシドの更に別の例は、ジ−またはポリグリシジルエステ
ルをベースとするものである。これらの例には、1−ヒドロキシ−2,3−エポ
キシプロパンとフタル酸またはテレフタル酸とを反応させて得たフタル酸または
テレフタル酸のビス(2,3−エポキシプロピルエステル)である反応生成物、
またはビスフェノールAのジグリシジルエーテルとトリメリト酸無水物とからの
500〜2000の数平均分子量(Mn)を有するポリエステル反応生成物である。
使用しうる更に別の例は、グリシジル官能化された(メタ)アクリル共重合体
である。これらの例は、グリシジル(メタ)アクリレートまたは2,3−エポキ
シ−シクロペンチルアクリレートである。選ばれうるコモノマー
としては、(メタ)アクリル酸のエステル、例えばメチル、エチル、ブチル、イ
ソブチル、エチルヘキシル、シクロヘキシルおよび/またはラウリル(メタ)ア
クリレート、(メタ)アクリル酸のヒドロキシ官能化エステル、例えばヒドロキ
シエチルおよび/またはヒドロキシプロピルエステルおよびこれと一緒にスチレ
ン、ビニルトルエンおよび/またはアルファ−メチルスチレン並びにすでに成分
A)に関して上記したようなすべてのアルファ、ベータ−不飽和モノマーがある
。数平均分子量(Mn)は、例えば1000〜10000、好ましくは2000〜5000でありう
る。別の共重合可能なグリシジルモノマーは、例えば(メタ)アリルグリシジル
エーテルまたは3,4−エポキシ−1−ビニルシクロヘキサンである。共重合体
は、フリーラジカル溶液重合によって製造し、これは当業者に知られており、さ
らに説明する必要はない。
また、更に別の反応段階で、バインダー成分AおよびBを少なくとも部分的に
予備縮合させることは可能である。これは、例えば成分AおよびBを一緒に加熱
することによって実施しうる。望ましい縮合の程度は、例えば酸価の低減によっ
て決定することができる。例えば、混合物を撹拌しながら例えば80〜120℃の温
度に加熱し、混合物の酸価が例えば2〜5mgKOH/g固体樹脂に下がるまで撹拌
を続けることが可能である。当然のことながら、さらに酸価を下げることも可能
であり、この場合は混合物の粘度が、ゲル化するほど高くならないように注意し
なければならない。組成物の貯蔵安定性は、成分A)およびB)の予備縮合によっ
てさらに高めることができる。また、成分A)とC)との予備縮合も可能であり、
その条件はA)とB)との縮合の条件と同じである。また、バインダーC)上のグ
ラフトとして成分B)を合成することも、またはその逆も可能である。
このために、例えば、場合により一つまたはそれ以上の有機溶剤を用い
て、最初に成分C)ポリオールの一部または全部を容器に入れ、その中でエポキ
シ官能性成分Bまたはその一部を製造するのに必要なモノマーを反応させること
は可能である。例えば、場合により溶剤を用いてポリオールC)を最初に容器に
入れ、例えば140℃程度の温度に加熱することができる。場合により開始剤と一
緒に、エポキシ官能性成分B)の製造に必要なモノマーを、例えば5時間までの
間に配合することができる。以下により詳細に定義する、この方法で使用するポ
リオール成分C)は、ポリエステルポリオール、特に500〜2000の数平均分子量M
nを有し、好ましくは3mgKOH/g未満の酸価を有し、そして好ましくは15〜200m
gKOH/gのOH価を有する化合物である。このような成分B)およびC)から製造
した予備縮合生成物(グラフト共重合体)は、成分B)とC)との混合物よりも、
例えばよりよい相溶性およびより均質に混合できるといった利点がある。
本発明のバインダー組成物または本発明のコーティング組成物は、成分C)と
して、分子当たり少なくとも二つのヒドロキシル官能基を含む、一つまたはそれ
以上のポリオールを含みうる。これらのポリオールは、例えば
a)2〜12個の炭素原子を有する、直鎖または分枝のアルカンジ−およびポリオ
ールからなる群からのポリオール、または
b)ヒドロキシル基を含み、アルキル部分に2〜12個の炭素原子を有する(メタ
)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル、またはアルキル部分に2〜12個の炭
素原子を有する(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルアミドをベースとし、場
合により1000〜10000の数平均分子量Mnを有する、アルファ、ベータ−不飽和モ
ノマーと共重合した、ポリ(メタ)アクリレートまたはポリ(メタ)アクリルア
ミド、または
c)ヒドロキシル基を含み、アルキル部分に2〜12個の炭素原子を有する
(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステルおよび場合により共重合可能な
アルファ、ベータ−不飽和モノマーをベースとするポリ(メタ)アクリレート、
これは1000〜10000の数平均分子量Mnを有し、4〜6個の炭素原子を有するヒド
ロキシカルボン酸の環式エステルで改質されている、または
d)それぞれ500〜2000の数平均分子量を有するポリエステルポリオールまたは
ポリエーテルポリオール
の中から選ぶことができる。
a)アルカンジ−およびポリオールの群の例は、2〜12個の炭素原子を有する
直鎖または分枝鎖を有するものである。それらには、少なくとも二つのヒドロキ
シル官能基が含まれるが、好ましくは少なくとも三つである。
これらの物質の例は、プロパンジオール、ブタンジオール、ヘキサンジオール
、グリセロール、トリメチロールプロパンおよびペンタエリスリトールである。
ヒドロキシル基を含み、アルキル部分に2〜12個の炭素原子を有する(メタ)
アクリル酸ヒドロキシアルキルエステルをベースとするポリ(メタ)アクリレー
トb)の例は、アクリル酸またはメタクリル酸と少なくとも二つのヒドロキシル
基を有するアルコールとのヒドロキシアルキルエステル、例えば1,4−ブタン
ジオールモノ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールモノ(メタ)ア
クリレートまたは1,2,3−プロパントリオールモノ(メタ)アクリレートで
ある。ヒドロキシル基を含み、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルアミドを
ベースとするポリ(メタ)アクリルアミドb)の例は、アクリル酸またはメタク
リル酸と、それぞれアルキル部分に2〜12個の炭素原子を有し、一つまたはそれ
以上のヒドロキシル基が含まれて
いるヒドロキシアルキルアミンまたはジ(ヒドロキシアルキル)アミンとのアミ
ドであり、例えばアクリル酸ヒドロキシエチルアミドである。
ヒドロキシル基を含む、成分b)ポリ(メタ)アクリレートは、単独または共
重合体でありうる。それらは、1000〜10000、好ましくは3000〜6000g/モルの
数平均分子量(Mn)を有する。共重合体を製造するための共重合可能なモノマー
は、アルファ、β−不飽和モノマー、アルファ、ベータ−不飽和カルボン酸、例
えばアクリル酸またはメタクリル酸のエステルからなる群からのフリーラジカル
重合可能なモノマーであり、ここではメチル、エチル、プロピルアルコールおよ
び異性体並びにそれらのより高級な同族体が、このアルコール成分の例である。
更に別の例は、マレイン酸またはフマル酸のジエステルであり、ここではアルコ
ール成分は上記したものと同じである。更に別の例は、ビニル芳香族化合物、例
えばスチレン、アルファ−メチルスチレンおよびビニルトルエンである。更に別
の例は、短鎖カルボン酸のビニルエステル、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビ
ニルおよびビニルブチレートである。
上記定義した成分c)ヒドロキシル基を含むポリ(メタ)アクリレートは、b
)に記載したようにして、ポリ(メタ)アクリレート単独または共重合体に改質
することができ、このヒドロキシル基は、部分的にまたは全体的に、例えば4〜
6個の炭素原子を有するヒドロキシカルボン酸の環式エステル、例えばガンマ−
ブチロラクトンまたはイプシロン−カプロラクトンと反応させることができる。
得られた、改質された成分c)ポリ(メタ)アクリレートは、1000〜10000の数
平均分子量を有する。
成分d)ポリエステルポリオールまたはポリエーテルポリオールの例は、500
〜2000g/モルの数平均分子量Mnを有するものである。特定例は、ジ−または
トリカルボン酸、例えばアジピン酸またはトリメリト酸とポリ
オールとの反応生成物であり、ここではポリオールは、過剰に存在する。更に別
の例は、ジ−またはトリオール、例えばプロパンジオール、ブタンジオールまた
はグリセロール、とエチレンオキシドまたはプロピレンオキシドとの反応生成物
である。
本発明のバインダー組成物または本発明のコーティング組成物は、場合により
、成分D1)として、架橋剤である一つまたはそれ以上のメラミン樹脂を含みうる
。これらの例には、水不溶性ブタノールまたはイソブタノ
あり、ここでは後者に、酸触媒、例えばp−トルエンスルホン酸を架橋のために
添加することができる。メラミン樹脂架橋剤の更に別の例には、慣用の親水性で
そのため水溶性または水相溶性のメラミン樹脂、例えばメチ
また、架橋剤トリス(アルコキシカルボニルアミノ)トリアジンを使用するこ
とも可能である。アルコキシ基の例は、メトキシおよびブトキシ基である。
本発明のコーティング組成物は、架橋剤(成分D2)として一つまたはそれ以上
の遊離またはキャップトポリイソシアネートを含みうる。使用しうるポリイソシ
アネートの例は、環式脂肪族、脂肪族または芳香族ポリイソシアネート、例えば
テトラ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、2,2,
4−トリメチレンジイソシアネート、1,12−ドデカンジイソシアネート、1,
3−および1,4−シクロヘキサンジイソシ
アネート、1−イソシアナト−3,3,5−トリメチル−5−イソシアナトメチ
ルシクロヘキサン(=イソホロンジイソシアネート IPDI)、パーヒドロ−2,
4′−および/または−4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート、1,3
−および1,4−フェニレンジイソシアネート、2,4−および2,6−トルエ
ンジイソシアネート、2,4′−および/または4,4′−ジフェニルメタンジ
イソシアネート、3,2′および/または3,4−ジイソシアナト−4−メチル
ジフェニルメタン、1,5−ナフチレンジイソシアネート、4,4′,4″−ト
リフェニルメタントリイソシアネート、テトラメチルキシレンジイソシアネート
またはそれらの化合物の混合物である。
これらの単純なイソシアネートに加えて、残基を結合しているイソシアネート
基の中にヘテロ原子を含むものも適切である。これらの例は、カルボジイミド基
、アロファネート基、イソシアヌレート基、ウレタン基、シリル化尿素基および
ビウレット基を含むポリイソシアネートである。
主にラッカーの製造に使用する、知られているポリイソシアネートは、本発明
に特に適切であり、例えばビウレット、イソシアヌレートまたはウレタン基を含
む、上記の単純なポリイソシアネートの改質生成物、特にトリス−(6−イソシ
アナトヘキシル)ビウレットまたはウレタン基を含む低分子量ポリイソシアネー
トであり、これは過剰のIPDIを62〜300の分子量範囲の単純な一価のアルコ
ール、特にトリメチロールプロパンと反応させることによって得ることができる
。当然のことながら、記載したポリイソシアネートのいずれかの望ましい混合物
は、本発明の生成物の製造に使用することができる。
適切なポリイソシアネートは、末端イソシアネート基を有する、さらに知られ
ているプレポリマーであり、これは特に、上記の単純なポリイソシ
アネート、特にジイソシアネートと、イソシアネート基と反応することができる
少なくとも二つの基を有する化学量論量未満の有機化合物と反応させることによ
って得ることができる。使用する化合物は、全部で少なくとも二つのアミノ基お
よび/またはヒドロキシル基および300〜10000、好ましくは400〜6000の数平均
分子量を有するものが好ましい。
これらの知られているプレポリマーでは、イソシアネート基対NCO−反応性
水素原子の比率は、1.05〜10:1、好ましくは1.1〜3:1であり、ここでは水
素原子はヒドロキシル基から生じるのが好ましい。
NCOプレポリマーの製造に使用する出発物質の性質および量の比率は、a)
NCOプレポリマーが2〜4、好ましくは2〜3の平均NCO官能基を有し、そ
してb)500〜10000、好ましくは800〜4000の数平均分子量を有するように選ぶ
のが、より好ましい。
ポリイソシアネートは、遊離ポリイソシアネートとして使用しうる。この場合
、それらはキャップされていない。この場合、系は、いわゆる二成分系(2−パ
ック系)であり、ここではポリイソシアネートは、塗布直前に添加する。ポリイ
ソシアネートのイソシアネート基が完全にキャップされている場合は、キャップ
トポリイソシアネートを直接コーティング組成物に添加することができる。この
場合、系はいわゆる一成分系(1−パック系)である。
例えばラッカー分野で使用するような慣用のキャッピング剤は、キャッピング
剤として使用することができる。使用可能なキャッピング剤の例は、マロン酸ジ
メチルエステル、マロン酸ジエチルエステル、アセト酢酸エチルエステル、イプ
シロンカプロラクタム、アセトアニリド、アセチルアセトン、アセトンオキシム
、置換ピラゾール、例えばジメチルピラゾール、1,2−プロパンジオールおよ
び/またはブタノンオキシムであり、最後
に記載したキャッピング剤が好ましい。
ポリイソシアネートは、例えば一つまたはそれ以上のポリイソシアネートをキ
ャッピング剤と共に加熱することによって、キャップすることができる。例えば
、一つまたはそれ以上のポリイソシアネートを最初に容器に入れ、そして撹拌し
て、キャッピング剤を配合しながら、例えば80℃に加熱する(約10分間にわた
って)。NCO値が0.1%未満になるまで、撹拌を続ける。また、一つまたはそ
れ以上のポリイソシアネートを二つまたはそれ以上のキャッピング剤でキャップ
することも可能である。
二つまたはそれ以上の異なるポリイソシアネートおよび/または二つまたはそ
れ以上の異なるキャッピング剤を使用する利点は、結果的に架橋が広い温度範囲
にわたって実施されうるということである。
キャップされていない、遊離ポリイソシアネートを水性系中で使用する場合、
親水性基または疎水性基を有するポリイソシアネートを提供するのが都合よいか
もしれない。親水性ポリイソシアネートを使用すると水中の分散が促進される。
疎水性基を入れると、水性系での樹脂粒子中への疎水性化されたポリイソシア
ネートの拡散が促進される。親水性化されたポリイソシアネートは、例えば EP-
A-0 019 844、EP-A-0 061 628、EP-A-0 310 345 および EP-A-0540 985 によっ
て当業者に知られている。疎水性化されたポリイソシアネートは、例えば本出願
人の未公開の独国特許 P43 17 791 に記載されている。
本発明のバインダー組成物および本発明のコーティング組成物は、一つまたは
それ以上の触媒(成分E)を含みうる。これらは、有機溶剤または水に可溶性の
または有機溶剤と混和性の特定の触媒の中にある。有機溶剤に可溶性のまたは有
機物質と混和性の適切な触媒の例は、ホスホニウム塩、
例えばエチルトリフェニルホスホニウムアセテート、ホスフェート、クロリド、
ブロミド、アイオダイド、ブチルトリフェニルホスホニウムアセテート、ホスフ
ェート、クロリド、ブロミド、アイオダイド、および第四級アンモニウム塩、例
えばアルキルベンジルメチルアンモニウムクロリド、ベンジルトリメチルアンモ
ニウムクロリド、メチルトリオクチルアンモニウムクロリド、テトラエチルアン
モニウムブロミド、N−ドデシルピリジニウムクロリドおよびテトラエチルアン
モニウムアイオダイドである。有機溶剤に可溶性のまたは有機物質に混和性の好
ましい触媒は、エチルトリフェニルホスホニウムアセテート、ホスフェート、ク
ロリド、ブロミド、ブチルトリフェニルホスホニウムアセテート、ホスフェート
、クロリド、ブロミド、ベンジルトリフェニルホスホニウムアセテート、ホスフ
ェート、クロリド、ブロミドおよびメチルトリオクチルアンモニウムクロリドで
ある。エチルトリフェニルホスホニウムホスフェートは、例えば燐酸との反応に
より、エチルトリフェニルホスホニウムアセテートから得ることができる。触媒
の別の例は、p−トルエンスルホン酸である。また、グリシジル官能化された樹
脂をp−トルエンスルホン酸と、例えば80℃までの高められた温度で反応させる
ことも可能である。このようにする場合、p−トルエンスルホン酸をオキシラン
開環で付与する。ラッカーの焼付けを完了した時に、付与したものを分解して、
COOH−エポキシドの架橋を触媒化することができるp−トルエンスルホン酸を得
る。
更に別の例は、ジノニルナフタレンジスルホン酸、ジノニルナフタレンモノス
ルホン酸およびドデシルベンゼンスルホン酸である。酸触媒は、部分的に、全体
的にまたはそれ以上中和することができる。使用可能な中和剤は、第三級アミン
、例えばトリエチルアミン、ジメチルエタノールアミンまたはジメチルオキサゾ
リジンである。
有機溶剤および/または水に可溶性のまたは有機物質に混和性の触媒は、成分
A)〜D2)の重量の合計に対して、約0〜約10重量%、好ましくは0.3〜2.0重量%
の量で使用することができる。
また、アミン触媒をCOOH−官能化(メタ)アクリル共重合体樹脂混合物に結合
することも可能である。これは、COOH−官能化(メタ)アクリル共重合体樹脂の
合成中に、tert.−アミノ(メタ)アクリルモノマーを共重合させることによっ
て慣用的に実施することができる。
このようなモノマーの例は、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジ
エチルアミノプロピル(メタ)アクリレートおよびジメチルアミノプロピル(メ
タ)アクリレートである。これらの(メタ)アクリレートの量による比率は、CO
OH−官能化された(メタ)アクリル共重合体樹脂の全固体含量に対して0.5〜10
重量%、好ましくは1〜5重量%である。
本発明のバインダーまたはコーティング組成物を製造する時に、量の比率は、
カルボキシル基を含む樹脂の成分A)とエポキシ成分B)との間で、反応基のモル
比が、1:3〜3:1であるように、そして成分A)〜C)の重量の合計と、成分
D1)メラミン樹脂またはキャップトポリイソシアネートD2)の重量との間で、重
量比が65:35重量%〜98:2重量%または60:40重量%〜95:5重量%となるよ
うに、それぞれ選ぶのが好ましい。本発明のバインダー組成物は、コーティング
組成物を製造するのに使用することができる。これらは、溶剤、例えばコーティ
ング組成物の製造に慣用の、例えばラッカーを含みうる。また、溶剤は、個々の
成分の製造中に使用することができるものでありうる。
このような溶剤の例は、有機溶剤、例えば脂肪族、芳香族炭化水素、例えばト
ルエン、キシレン、脂肪族および/または芳香族炭化水素の混合物、エステル、
エーテルおよびアルコールである。これらは、慣用のラッカー
溶剤である。また、本発明のバインダーからコーティング組成物を製造するため
に、水性溶液を製造することができる。場合により、この目的のために、ラッカ
ー分野では慣用である、適切な乳化剤を使用することができる。
また、本発明のバインダー組成物および本発明のコーティング組成物は、水性
形態であることができ、そこには有機溶剤が全くまたは少量しか含まれない。水
性組成物を製造するためには、例えばカルボキシル基を含む成分A)から、例え
ば蒸留によって有機溶剤を大部分除去し、次いでカルボキシル基の一部を例えば
トリエチルアミンまたはジメチルエタノールアミンのような塩基で中和し、次い
でそれを水中で乳化するが、場合によりこの水は加熱することが可能である。そ
の時に、場合により別の樹脂をこの乳化剤樹脂中に乳化することができる。これ
は、例えば乳化剤樹脂を60〜80℃に加熱し、ヒドロキシ−および/またはエポキ
シ官能性樹脂中で撹拌することによって行うことができ、これをまた60〜80℃に
5〜120分加熱する。
また、ほとんど溶剤を除去したCOOH−官能化樹脂と、ほとんど溶剤を除去した
エポキシ樹脂を混合して、これを、回転子/固定子装置を使用して水/乳化剤混
合物に乳化することは可能である。また、別々に成分を乳化することおよびエマ
ルジョンを混合することは可能である。
本発明のコーティング組成物を製造するためには、顔料、エキステンダー、お
よび/または慣用のラッカー補助物質および添加剤を添加することができる。こ
れらは慣用のラッカー添加剤であり、ラッカー分野では普通のものである。
量は、当業者に知られている慣用の範囲内である。
このような添加剤の例は、顔料、例えば着色顔料、例えば二酸化チタン
またはカーボンブラック、エフェクト顔料、例えば金属フレーク顔料および/ま
たは真珠箔顔料である。それらは、エフェクト顔料と共に着色顔料を、または着
色顔料と共にエキステンダーを含むのが好ましい。添加剤の更に別の例は、慣用
のラッカーエキステンダー、例えば補助物質と一緒にしたタルクおよび珪酸塩並
びに添加剤、例えば可塑剤、光安定剤、安定剤および均展剤、例えばシリコーン
油である。また、これらは当業者に知られている慣用の量で使用する。
本発明のバインダーから製造したコーティング組成物は、多くの支持体、例え
ば木材、布、プラスチック、ガラス、セラミックおよび特に金属に付着するコー
ティングに適切である。
本発明のコーティング組成物は、知られている方法、例えば吹付け、浸漬、ロ
ーラーまたはナイフ塗布を使用して塗布することができる。ここで、トップコー
トラッカーコーティングを支持体上に塗布するが、これは、場合により別のラッ
カー層と共に施されている。層を蒸発分離した後に、塗布したコーティング組成
物を加熱によって架橋する。焼付け温度は、20〜180℃、好ましくは60〜150℃で
ある。焼付けた膜の厚さは、約15〜60μmである。得られた、架橋されたラッカ
ーコーティングは、固く、光沢があり、そして耐酸性である。
好ましい実施態様は、下塗りラッカー、好ましくは水性下塗りラッカーの上に
クリアラッカーとして、本発明のコーティング組成物を塗布することである。ラ
ッカーはウエットオンウエットで塗布するか、または下塗りラッカーを予め加熱
によって乾燥させておくことができる。この場合、二層の特に良好な接着が得ら
れる。
慣用のトップコートラッカー顔料を含みうる下塗りラッカーは、例えばクリア
ラッカーとして、顔料なしに処方した本発明のコーティング組成物
で重ね塗りすることができる。下塗りラッカーは、エフェクト顔料、例えばメタ
リック顔料を含むのが好ましい。下塗りラッカーバインダーは、ポリエステル、
ポリウレタンまたは(メタ)アクリル共重合体樹脂をベースとするのが好ましい
。これらのバインダーは、場合により架橋剤、例えばメラミンまたはイソシアネ
ート誘導体で架橋することができる。
本発明により製造した、顔料を含まない透明なまたは着色されたトップコート
ラッカーでコーティングするのが好ましい、さらなる下塗りラッカーのいくつか
の例は、以下に示す。
水性下塗りラッカーは、5〜95重量%の水性エポキシ官能化エマルジョンポリ
マーおよび95〜5重量%の、5〜10mgKOH/gの酸価を有するアニオン性ポリウ
レタンディスパージョンをベースとする。このような水性下塗りラッカーに使用
する顔料および添加剤に適した粉砕樹脂は、特に(メタ)アクリル共重合体樹脂
(例えば20重量%までの量)である。このような水性下塗りラッカーの例は、
DE-A-36 28 124 に記載されている。
下塗りラッカーは、>30℃のガラス転移温度を有するポリエステル、メラミン
樹脂(例えば、部分的にブチル化したメラミン樹脂)、ポリ尿素可塑剤(例えば
、ブチルウレタンおよびホルムアルデヒドから製造した付加生成物をベースとす
るもの)およびワックスディスパージョンとしてポリエチレン(85重量%)/酢
酸ビニル(15重量%)から製造した共重合体をベースとする。このような下塗り
ラッカーには、慣用の添加剤、例えばセルロースアセトブチレート(例えば異な
る分子量範囲を有する)を含みうる。このような下塗りラッカーの例は、EP-A-1
87 379 に記載されている。
補修の目的に特に適切な、溶剤をベースとする下塗りラッカーの一つの例には
、熱可塑性ポリエステル、および/またはセルロースエーテルまたはセルロース
エステルおよび/またはポリビニル酢酸と混合した(メタ)ア
クリル樹脂をベースとする物理的に乾燥するバインダーが含まれる。また、着色
顔料を含み、そしてイソシアネートと反応する水素原子を有する、自己硬化性(
メタ)アクリル樹脂バインダーは、溶剤中に溶解したセルロースエステルおよび
/またはセルロース半エステルの混合物と一緒に存在する。このようなラッカー
は、例えばDE-0S 29 24 632 に記載されている。
すべての上記下塗りラッカー処方物には、慣用のラッカー添加剤、慣用のエキ
ステンダーおよび着色顔料、並びに金属顔料、例えばアルミニウムまたはステン
レス鋼ブロンズおよび他のエフェクト顔料が含まれうる。
本発明のコーティング組成物をベースとするクリアラッカーでコーティングす
ることができる下塗りラッカーの例には、粉末塗料が含まれ、これは例えば Pro
ducts Finishing,1976年4月,p.54〜56 に記載されている。また、ラッカーを
加熱し、これを熱いまま、例えば60〜100℃で塗布することは可能である。この
ように、加熱すると粘度が下がるので、高められた塗布固体含量でラッカーを塗
布することができる。
また、ラッカー溶剤として、超臨界二酸化炭素をラッカーと合体し、これをい
わゆる Unicarb 法を使用して塗布することが可能であり、これは例えば EP-A-0
321 607 および EP-A-0 388 927 に記載されている。
また、本発明のコーティング組成物は、下塗りラッカーとしておよびサーフェ
ーサーとしても処方することができる。その時、それらは例えば自動車分野の多
層ラッカーコーティングの製造に特に適している。例えば下塗りラッカーについ
て上記したような慣用の添加剤は、下塗りラッカーまたはサーフェーサー処方物
を製造する時に、添加することができる。
慣用の下塗りラッカーと比べると、本発明の下塗りラッカーは、特に暖かい湿
潤条件に対する耐性が改善されたコーティングが得られる。
本発明の下塗りラッカーは、場合により、短く予備乾燥した後に、慣用
のクリアラッカーでウエットオンウエットで重ね塗りすることができる。それら
は、本発明のコーティング組成物をベースとするクリアラッカーで重ね塗りする
のが好ましい。
以下の実施例では、特記しない限り、部およびパーセントは重量によるもので
ある。
実施例 1
エポキシ官能性樹脂Aの製造
撹拌機、温度計、滴加ロートおよび還流冷却器を備え付けた4リッター三つ口
フラスコに、キシレン1250部を入れ、撹拌しながら還流温度(約140℃)まで加
熱した。
グリシジルメタクリレート 750部
スチレン 155部
ブチルアクリレート 195部
ブチルメタクリレート 100部 および
tert.−ブチルパーベンゾエート 50部
の混合物を、5時間内に滴下して加え、次いで6時間、後重合させた。
エポキシ官能性樹脂は、49.4%(1時間、150℃)の固体含量を有していた。
水性クリアラッカー(実施例7)に使用するために、エポキシ官能性樹脂を真
空下で82.7%の固体含量に蒸発させた。
実施例 2
ポリエステルオリゴマーBの製造
撹拌機、セパレーター、温度計および還流冷却器を備え付けた2リッター三つ
口フラスコ中、180〜230℃で、トリメチロールプロパン336.7g、アジピン酸366
.8gおよびヘキサンジオール297gを、次亜燐酸5gを用い
て、酸価が20となるまで溶融エステル化した。
次いで、混合物を真空下で縮合し、酸価を1.5未満にした。
得られた生成物は、94.5%の焼付け残留物(1時間、150℃)、3200mPa・s(10
0%)、460のヒドロキシル価および30ハーゼンの色指数を有した。
実施例 3
ウレタン化ポリエステルオリゴマーCの製造
撹拌機、温度計および還流冷却器を備え付けた4リッター三つ口フラスコ中に
、実施例2からのポリエステルオリゴマー850部およびイソホロンジイソシアネ
ート150部を計り込み、注意深く80℃に加熱した。
発熱反応が完了した後、樹脂のNCO値は80℃で0.1未満に下がった。このNCO値
が達成されたら、キシレン250部を添加した。
得られた生成物は、77.5%の焼付け残留物(1時間、150℃)、3100mPa・sの粘
度、320mgKOH/gおよび25ハーゼンの色指数を有した。
実施例 4
実施例3のウレタン化されたポリエステルオリゴマーC中へのカルボキシル基の
導入
実施例3の生成物を製造した後、撹拌機、温度計および還流冷却器を備え付け
た4リッター三つ口フラスコ中で、ヘキサヒドロフタル酸無水物878部を混合し
、80℃で一定の酸価にエステル化した。
カルボキシ官能性樹脂は、88.3%の焼付け残留物(1時間、150℃)、3800mPa・
sの粘度、320mgKOH/g(固体樹脂に比べて)および25ハーゼンの色指数を有し
た。
実施例 5
イプシロン−カプロラクトンを用いた連鎖延長
実施例4の装置において、実施例4のカルボキシ官能性樹脂1000部に、
イプシロン−カプロラクトン574部を30分内で滴下して加えた。理論固体含量に
達するまで反応を140℃で実施した。
ウレタン基を含む、連鎖延長されたカルボキシ官能性樹脂は、92.6%の固体含
量(1時間、150℃)、194mgKOH/gの酸価および53000mPa・sの粘度を有した(2
5℃)。
実施例 6
クリアラッカー組成物の製造
クリアラッカー組成物を製造するのに、以下の処方物
実施例5の、ウレタン基を含む、連鎖延長されたカルボキシ
官能性樹脂 38.8部
実施例1のエポキシ官能性樹脂 58.9部
ジエチレングリコールモノブチルエーテル 2.3部
を使用した。
クリアラッカー組成物の固体含量は、65.0%であった。
ナイフを使用し、実施例6のクリアラッカー組成物をガラスシート上に乾燥膜
厚約40μmに塗布し、10分後、室温で蒸発分離させ、140℃で20分間焼付けた。
H2SO4(10%、65℃):20分曝露した後にマーキングなし
外 観 :光沢
キシレン試験:10分曝露した後にマーキングまたは膨潤なし
実施例 7
水性クリアラッカーの製造
a)水性エマルジョンの製造
ポリオキシプロピレン−ポリオキシエチレンソルビタンジエステルをベ
ースとする乳化剤の10%溶液128部および慣用の市販消泡剤0.1部を60℃で1リッ
ターフラスコに入れた。撹拌機を用いて、約8500回転/分の速度で回転させなが
ら、混合物を撹拌した。実施例5のカルボキシ官能性樹脂(固体含量:92.6%)
156部、実施例1のエポキシ官能性樹脂(固体含量:82.7%)237部、および完全
脱イオン水23部を、60℃で3分内に添加した。
得られた乳白色のエマルジョンは50.4%の固体含量を有していた。
b)水性クリアラッカー組成物
実施例7aのエマルジョン 500部
完全脱イオン水 340部
水性クリアラッカーは、30%の固体含量を有する。これを、吹付けガン(1.3m
mノズル)を使用して、明るい鉄シート上、または電気的にコーティングされた
下塗り剤、サーフェーサーおよび水性下塗りラッカーからなる多層ラッカーコー
ティングでコーティングされた鉄シート上に、乾燥膜厚約40μmに塗布し、20分
後、蒸発分離させ(室温で10分、80℃で10分)、140℃で20分間、焼付けた。
焼付けた膜の性質
鉄シート上
層構造中
振り子硬度 :85振動
H2SO4(10%、65℃):20分曝露後にマーキングなし
クロスハッチ試験 :等級0〜1(非常に良好〜良好)
キシレン試験 :10分曝露後にマーキングも膨潤もなし
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ヘルマン,フリードリヒ
ドイツ連邦共和国デー−42117 ヴツパー
タール.フリードリヒスアレー27
(72)発明者 ライフエルシヤイト,ハインツ−ヴアルタ
ー
ドイツ連邦共和国デー−44803 ボーフム.
イマーヌエル−カント−シユトラーセ39
(72)発明者 シユーベルト,ヴアルター
ドイツ連邦共和国デー−42349 ヴツパー
タール.ウンターダール22
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.A)一つまたはそれ以上の、ウレタン基を含むカルボキシ官能化(メタ)ア クリル共重合体および/または一つまたはそれ以上の、ウレタン基を含むカルボ キシ官能化ポリエステル(それぞれ30〜200mgKOH/gの酸価を有する)と一つま たはそれ以上のラクトンとの反応生成物、25〜75重量%、 B)1分子当たり少なくとも二つのエポキシ官能基を有し、200〜10000g/モ ルの数平均分子量(Mn)を有する、一つまたはそれ以上のエポキシ官能化架橋剤 、25〜75重量%、 C)1分子当たり少なくとも二つのヒドロキシル基を有する、一つまたはそれ 以上のポリオール、0〜60重量%、 D1)一つまたはそれ以上のメラミン樹脂、0〜20重量%、 D2)一つまたはそれ以上の遊離またはキャップトポリイソシアネート、0〜40 重量%〔ここで成分A)、B)、C)、D1)およびD2)の合計は100重量%になる〕、 並びに E)カルボキシル基とエポキシ基との反応を触媒化する、一つまたはそれ以上 の触媒、成分A)〜D2)の重量の合計に対して0〜10重量% を含む、コーティング組成物に適したバインダー組成物。 2.ウレタン基を含む、カルボキシ官能化された(メタ)アクリル共重合体が、 500〜10000g/モルの数平均分子量(Mn)を有し、ウレタン基を含むカルボキシ 官能化ポリエステルが、500〜4000g/モルの計算された分子量を有する、請求 項1記載のバインダー組成物。 3.成分A)およびB)の樹脂が少なくとも部分的に予備縮合されている、請求項 1または2記載のバインダー組成物。 4.少なくとも一部の成分C)の存在下で、全体的にまたは部分的に成分B)を製 造することを特徴とする、前記請求項のいずれか一項記載のバインダー組成物。 5.成分C)がヒドロキシ−官能性ポリエステルであることを特徴とする、請求 項4記載のバインダー組成物。 6.請求項1〜5のいずれか一項記載のバインダー組成物を含むコーティング組 成物。 7.溶剤を含むラッカーの形態の、請求項6記載のコーティング組成物。 8.2〜60重量%の溶剤含量を有する、請求項7記載のコーティング組成物。 9.水および場合により一つまたはそれ以上の有機溶剤を含む、請求項6記載の コーティング組成物。 10.粉末塗料の形態である、請求項6記載のコーティング組成物。 11.場合により慣用のラッカー補助物質および添加剤を含む、顔料を含まない、 そしてエキステンダーを含まないクリアラッカーの形態の、請求項6〜10のいず れか一項記載のコーティング組成物。 12.顔料、エキステンダーおよび/または慣用のラッカー補助物質および添加剤 を含むトップコートまたは下塗りラッカーの形態の、請求項6〜10のいずれか一 項記載のコーティング組成物。 13.場合により、存在するカルボキシル基を部分的に中和した後、請求項1〜5 のいずれか一項記載のバインダー組成物を、一つまたはそれ以上の有機溶剤およ び/または水に溶解または分散させ、そして溶解または分散の前または後に、慣 用のラッカー補助物質および添加剤、顔料および/またはエキステンダーと合体 させることを特徴とする、請求項6〜9、11および12のいずれか一項記載のコー ティング組成物の製造法。 14.単一または多層ラッカーコーティングを製造するための、着色された形態の 、請求項6〜10および12のいずれか一項記載のコーティング組成物の使用。 15.クリアラッカーを製造するための、顔料を含まない形態での、請求項11記載 のコーティング組成物の使用。 16.下塗りラッカー層を製造するための、着色された形態での、請求項6〜10お よび11記載のコーティング組成物の使用。 17.多層ラッカーコーティングにおいて、サーフェーサー層および/または下塗 りラッカー層および/またはクリアラッカー層を製造するための、請求項6〜12 のいずれか一項記載のコーティング組成物の使用。 18.自動車分野での多層ラッカーコーティングを製造するための、請求項6〜12 のいずれか一項記載のコーティング組成物の使用。
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