JPH1081850A - ガラス支持体のための被覆組成物 - Google Patents

ガラス支持体のための被覆組成物

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JPH1081850A
JPH1081850A JP13743497A JP13743497A JPH1081850A JP H1081850 A JPH1081850 A JP H1081850A JP 13743497 A JP13743497 A JP 13743497A JP 13743497 A JP13743497 A JP 13743497A JP H1081850 A JPH1081850 A JP H1081850A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 ガラス表面(特にガラス壜)に適し、優れた
光学特性の他に良好な付着性と増大した耐磨耗性と弾力
性と耐水性および耐アルカリ性(特に熱アルカリ洗浄媒
体に対する耐性)とを有する被覆組成物。 【解決手段】 結合剤が(a) 水に対し可溶性もしく
は分散性であると共に50〜100重量%の4,4′−
ジイソシアナトジシクロヘキシルメタンを含有するポリ
イソシアネート成分と、1種もしくはそれ以上のポリエ
ーテルポリオール成分と、少なくとも1個の塩生成しう
る基を有するイソシアネート反応性成分との反応生成物
であるポリオール成分、および(b) 水に対し可溶性
もしくは分散性であり、ブロックドイソシアネート基を
有しかつ2〜30重量%のイソシアヌレート基含有量を
有するポリイソシアネートと一官能性封鎖剤と陰イオン
型親水性成分と1〜2個のヒドラジド基および安定化成
分との反応生成物であるポリイソシアネート成分を含有
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、被覆組成物のため
の水性ポリウレタン結合剤およびガラス(好ましくはガ
ラス壜)を被覆するためのその使用に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】ガラス表面には装飾もしくは安全性(散
乱防止)の理由でコーチングを施すことができる。この
ようにして、肉薄ガラス壜の安定性を慣用の市販壜の安
定性に合致する程度まで増大させることができる。被覆
された軽質ガラス壜の低重量は特にデポジット方式の壜
につき有利であり、輸送経費の軽減をもたらす。しかし
ながら、散乱防止効果の他にたとえば耐磨耗性、弾力
性、耐水性および耐アルカリ性のような他の苛酷な要件
を満たさねばならない。透明なコーチングはリターナブ
ル壜に必要とされる頻繁な洗浄操作の結果として濁って
はならず、その機械的性質も熱アルカリ洗浄液により劣
化してはならない。単一成分として施しうる溶剤フリー
系が有利である。EP−A 25,992号およびEP
−A 25,994号は、溶剤なしに純メラミンと架橋
するポリエステル系NCOプレポリマーを含有した被覆
組成物を記載している。しかしながら、約180℃の焼
付温度およびアルカリ洗浄用洗剤に対する極く低い耐性
が欠点となる。EP−A 519,074号は、2つの
コートで施され、トップコートが実質的に3種の主成
分、すなわちポリウレタン分散物と水性エポキシ樹脂と
水性メラミン/ホルムアルデヒド樹脂とを含有する水性
ガラス被覆組成物を記載している。
【0003】使用されるポリウレタン分散物は、相当量
の他の2種の樹脂を添加した後にのみ所要の最終的性質
を与えるような未開示の組成を有する市販製品である。
これに対し、本発明によるガラス被覆組成物はポリウレ
タン構造単位のみを必要とし、単一成分として施すこと
ができる。US−P 4,280,994号は、含有さ
れる遊離イソシアネート基および封鎖イソシアネート基
により単一成分系を構成すると共に熱後硬化させうる水
性ポリエーテル系ポリウレタン分散物を記載している。
しかしながら、ガラスに対する良好な付着性および増大
した耐アルカリ性は増大した架橋密度を要求し、これは
以下説明する組成物を用いて困難にしか達成しえない。
比較的高い架橋密度は、OH−官能性ポリウレタン分散
物を水性ブロックドポリイソシアネート架橋剤と組合せ
れば得られる。2種の成分を含有するこれら系は単一成
分として施しうると共に熱の作用下で架橋しうる。しか
しながら、EP−A 566,953号およびEP−A
576,952号の実施例は、アルカリに対し僅かな
耐性しか持たないポリエステル系組成物のみを記載して
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、ガラ
ス表面(特にガラス壜)に適し、単一成分として施しう
ると共に優れた光学特性の他に良好な付着性と増大した
耐磨耗性と弾力性と耐水性と耐アルカリ性(特に熱アル
カリ洗浄媒体に対する耐性)とを有する被覆組成物を提
供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】この課題は、以下詳細に
説明する本発明の被覆組成物により解決しうる。本発明
は、結合剤が (a) 水に対し可溶性もしくは分散性であると共に (A1) 50〜100重量%の4,4′−ジイソシア
ナトジシクロヘキシルメタンおよび0〜50重量%の1
40〜1500の分子量を有する他の有機ポリイソシア
ネートを含有する20〜60重量%のポリイソシアネー
ト成分と、 (B1) 1種もしくはそれ以上のポリエーテルポリオ
ールを含有しかつ25〜350mg KOH/g固形物
のOH価を有する20〜60重量%のポリオール成分
と、 (C1) 少なくとも1個のイソシアネート反応性基お
よび少なくとも1個の塩生成しうる基を有し、必要に応
じ少なくとも部分中和型にて存在させうる1種もしくは
それ以上の化合物を含有する2〜12重量%の陰イオン
型もしくは潜在的に陰イオン型の成分と、 (D1) イソシアネート付加反応の目的で一官能性も
しくは二官能性でありかつ少なくとも1個の側鎖もしく
は末端の親水性ポリエーテル鎖を有する1種もしくはそ
れ以上の化合物を含有した0〜12重量%の非イオン型
親水性成分と、 (E1) 2〜4個のヒドロキシル基および62〜25
0の分子量を有する0〜15重量%の1種もしくはそれ
以上の多価アルコールと、 (F1) 2〜4個のアミノ基および60〜300の分
子量を有する0〜15重量%の1種もしくはそれ以上の
(シクロ)脂肪族ポリアミンと、 (G1) 全部で2〜4個のヒドロキシルおよびアミノ
基、並びに61〜300の分子量を有する0〜30重量
%の1種もしくはそれ以上の(シクロ)脂肪族ポリアミ
ノ/ヒドロキシル化合物と、 (H1) イソシアネート付加反応の目的で一官能性も
しくは二官能性でありかつ1〜2個のヒドラジド基およ
び70〜300の分子量を有する0〜15重量%の1種
もしくはそれ以上の安定化用成分との反応生成物である
ポリオール成分〔ここで、(A1)〜(H1)の%が合
計100である〕、および (b) 水に対し可溶性もしくは分散性であり、封鎖イ
ソシアネート基を有すると共に、 (A2) 2〜30重量%のイソシアヌレート基含有量
(C333 として計算;分子量=126)を有しか
つ140〜350の分子量を有する1種もしくはそれ以
上のジイソシアネートから作成された40〜80重量%
のポリイソシアネート、 (B2) イソシアネート付加反応の目的で一官能性で
あるイソシアネート基のための5〜30重量%の1種も
しくはそれ以上の可逆性封鎖剤と、 (C2) 少なくとも1個のイソシアネート反応性基お
よび必要に応じ少なくとも部分中和型にて存在させうる
塩生成しうる少なくとも1個の基を有する1種もしくは
それ以上の化合物を含有した0〜15重量%の陰イオン
型もしくは潜在的に陰イオン型の成分と、 (D2) イソシアネート付加反応の目的で一官能性も
しくは二官能性でありかつ少なくとも1個の側鎖もしく
は末端の親水性ポリエーテル鎖を有する1種もしくはそ
れ以上の化合物を含有した5〜30重量%の非イオン型
親水性成分と、 (E2) 2〜4個のヒドロキシル基および62〜25
0の分子量を有する0〜15重量%の1種もしくはそれ
以上の多価アルコールと、 (F2) 2〜4個のアミノ基および60〜300の分
子量を有する0〜15重量%の1種もしくはそれ以上の
(シクロ)脂肪族ポリアミンと、 (G2) イソシアネート基付加反応の目的で一官能性
もしくは二官能性でありかつ1〜2個のヒドラジド基お
よび70〜300の分子量を有する0.5〜15重量%
の1種もしくはそれ以上の安定化成分との反応生成物で
あるポリイソシアネート成分〔ここで、(A2)〜(G
2)の%が合計100である〕を含有し、ただし成分
(b)の封鎖イソシアネート基と成分(a)のヒドロキ
シル基との当量比が少なくとも0.8:1であることを
特徴とする水性ポリウレタン被覆組成物に関するもので
ある。
【0006】さらに本発明は、ガラス表面(特にガラス
壜)を被覆するための結合剤の使用にも関するものであ
る。
【0007】
【発明の実施の形態】結合剤成分(a)は、ウレタン基
とエーテル基とを有し、水に対し可溶性もしくは分散性
であると共に500〜100,000、好ましくは10
00〜10,000の数平均分子量(これはヒドロキシ
ル基含有量とヒドロキシル官能価とから計算できる)を
有するポリヒドロキシル化合物から選択される。適する
ポリヒドロキシ化合物はポリウレタン被覆化学から公知
のものを包含し、ただしポリヒドロキシル化合物は酸化
エチレン単位および/またはカルボキシレート基を有し
て水に対する溶解性もしくは分散性を確保するのに充分
な親水性基、特にポリエーテル鎖を有する。さらに、こ
の目的には充分親水性でないポリヒドキシル化合物を外
部乳化剤と混合した配合物を使用することも可能であ
る。
【0008】出発成分(A1)は140〜1500、好
ましくは168〜318の分子量を有する有機ポリイソ
シアネートから選択され、ただし成分(A1)の50〜
100重量%、好ましくは75〜100重量%、より好
ましくは100重量%は4,4′−ジイソシアナトシク
ロヘキシルメタン(HMDI)である。HMDIの他
に、成分(A1)はたとえばヘキサメチレンジイソシア
ネート(HDI)、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
(IPDI)、2,4−および/または2,6−ジイソ
シアナトトルエン(TDI)、1−メチル−2,4−お
よび/または−2,6−ジイソシアナトシクロヘキサン
および4,4′−ジイソシアナトジフェニルメタン(M
DI)のような他のポリイソシアネートをも含有するこ
とができる。ポリイソシアネート成分(A1)はさらに
HDI、IPDIおよび/またはTDIに基づく公知の
ラッカーポリイソシアネートをも含有しうるが、これは
大して好適でない。
【0009】成分(B1)は300〜5000、好まし
くは500〜3000の数平均分子量(これはヒドロキ
シル基含有量とヒドロキシル官能価とから計算しうる)
を有し、ポリウレタン化学から公知である比較的高分子
量のポリヒドロキシポリエーテルから選択される。その
例はテトラヒドロフラン、酸化スチレン、酸化プロピレ
ン、酸化エチレン、酸化ブチレンもしくはエピクロルヒ
ドリン、特に酸化プロピレンおよび必要に応じ酸化エチ
レンのポリマーもしくはコポリマーを包含し、これらは
二官能性出発分子、たとえば水、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、ジエチレングリコール、1,4−ブタンジオール、
1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオー
ル、ネオペンチルグリコール、2−メチル−1,3−プ
ロパンジオール、ビス−ヒドロキシメチルシクロヘキサ
ン異性体、2,2−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)
プロパン、並びに2個のNH結合を有するアミン類から
作成される。必要に応じ酸化エチレンを使用しうるが、
ただし得られるポリエーテルジオールは少なくとも10
重量%の酸化エチレン単位を含有する。使用するポリエ
ーテルジオールは好ましくは酸化エチレンを用いずに得
られるもの、より好ましくは酸化プロピレンおよび/ま
たはテトラヒドロフランから得られるものである。
【0010】これら比較的高分子量の二官能性化合物の
他に、成分(B1)はさらに三官能性もしくはそれより
高い官能性のポリヒドロキシル化合物、好ましくはたと
えばトリメチロールプロパン、グリセリンもしくはエチ
レンジアミンのような高官能性出発物質から得られるポ
リエーテルポリオールをも含有することができる。さら
に大して好適ではないが、上記ポリエーテルポリオール
のヒドロキシル基を第一アミノ基まで変換させて得られ
るポリエーテルポリアミンを使用することもできる。
【0011】成分(C1)は、アニオン性もしくは潜在
的にアニオン性の基を有すると共に少なくとも1個のイ
ソシアネート反応性基を有する化合物から選択される。
これら化合物は好ましくは少なくとも1個、好ましくは
1個もしくは2個のヒドロキシル基もしくはアミノ基を
有するカルボン酸、またはこれらアミノ−もしくはヒド
ロキシカルボン酸の塩である。適する酸は2,2−ビス
(ヒドロキシメチル)アルカン−カルボン酸(たとえば
ジメチロール酢酸、2,2−ジメチロールプロピオン
酸、2,2−ジメチロール酪酸もしくは2,2−ジメチ
ロールペンタン酸)、ジヒドロキシコハク酸、ヒドロキ
シピバリン酸およびこれら酸の混合物を包含する。ジメ
チロールプロピオン酸および/またはヒドロキシピバリ
ン酸が成分(C1)として好適に使用される。さらに大
して好適でないが、必要に応じUS−P 4,108,
814号(ここに参考のため引用する)に記載されたよ
うなエーテル基を有しうるスルホニン酸ジオールをアニ
オン型構造成分(C1)として使用することもできる。
遊離酸基(特にカルボキシル基)は潜在的なアニオン性
基であると考えられる一方、酸を塩基で中和して得られ
る塩基(特にカルボキシレート基)はアニオン性基であ
ると考えられる。
【0012】適宜の化合物(D1)は1個もしくは2個
のイソシアネート反応性基、特にヒドロキシル基もしく
はアミノ基を有する非イオン型親水性化合物から選択さ
れる。これら化合物に存在するポリエーテル鎖の少なく
とも80重量%は酸化エチレン単位である。酸化プロピ
レン単位も存在することができる。適する非イオン型親
水性化合物は350〜5000の数平均分子量(ヒドロ
キシル基含有量とヒドロキシル官能価とから計算しう
る)を有する一官能性ポリエチレングリコールモノアル
キルエーテル、たとえばブレオックス350、550お
よび750(BPケミカルス社)を包含する。さらに、
1個のイソシアネート反応性基と酸化エチレン単位を有
する親水性鎖とを持った、たとえばDE−A 2,65
1,506号に記載されたような一官能性化合物も適し
ている。側鎖の酸化エチレン単位を有する親水性鎖をも
含有する2個のイソシアネート反応性基を持ったジイソ
シアネートおよび/または化合物、たとえばDE−A
2,551,094号に記載されたものも成分(D1)
として使用するのに適する。
【0013】適宜の化合物(E1)は、2〜4個のヒド
ロキシル基と62〜250の分子量とを有する化合物か
ら選択される。その例はエチレングリコール、プロピレ
ングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキ
サンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、
トリメチロールエタン、ヘキサントリオール異性体およ
びペンタエリスリトールを包含する。
【0014】適宜の化合物(F1)は、2〜4個のアミ
ノ基と60〜300の分子量とを有する化合物から選択
される。その例はエチレンジアミン、1,2−および
1,3−ジアミノプロパン、1,6−ジアミノヘキサ
ン、1,3−ジアミノ−2,2−ジメチルプロパン、イ
ソホロンジアミン、1,3−および1,4−ジアミノヘ
キサン、4,4′−ジアミノジシクロヘキシルメタン、
2,4−および/または2,6−ジアミノ−1−メチル
シクロヘキサン、4,4′−ジアミノ−3,3′−ジメ
チルジシクロヘキシルメタン、1,4−ビス−(2−ア
ミノプロプ−2−イル)シクロヘキサン、ヒドラジン、
ヒドラジド、並びにジアミンおよび/またはヒドラジン
の混合物;たとえばジエチレントリアミン、トリエチレ
ンテトラミン、ジプロピレントリアミン、トリプロピレ
ンテトラミンおよび脂肪族もしくは脂環式ジアミンに対
するアクリルニトリルの水素化付加生成物、好ましくは
ジアミンに対するアクリロニトリル基の対応付加化合
物、たとえばヘキサメチレンプロピレントリアミン、テ
トラメチレンプロピレントリアミン、イソホロンプロピ
レントリアミン、1,4−もしくは1,3−シクロヘキ
サンプロピレントリアミンおよびこれらポリアミンの混
合物を包含する。
【0015】適宜の化合物(G1)は、60〜300の
分子量を有すると共に2〜4個のアミノ基およびヒドロ
キシル基を有する化合物、たとえばエタノールアミン、
ジエタノールアミン、トリエタノールアミンおよびヒド
ロキシエチル−エチレンジアミンから選択される。
【0016】適宜の化合物(H1)は、70〜300の
分子量を有する一官能性および/または二官能性のカル
ボン酸ヒドラジド、たとえばアジピン酸ジヒドラジド、
安息香酸ヒドラジド、p−ヒドロキシ安息香酸ヒドラジ
ド、異性体テレフタル酸ヒドラジド、N−2,2,6,
6−テトラメチル−4−ピペリジニル−N−アミノオキ
サミド(ルヒシェムHA−R 100、ElFアトケム
社)、3−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチル
フェニル)プロピオン酸ヒドラジド、2−ヒドロキシ−
3−t−ブチル−5−メチルフェニル酢酸ヒドラジドも
しくはこれら化合物の混合物から選択される。他の効果
的ヒドラジドは、たとえばEP−A 654,490号
およびEP−A 682,051号に記載されたような
環式カーボネートおよびヒドラジンから作成された付加
生成物である。その例は1モルのヒドラジンと1モルの
プロピレンカーボネートとの或いは1モルのヒドラジン
と2モルのプロピレンカーボネートとの付加生成物を包
含する。好適な安定化剤はアジビン酸ジヒドラジドおよ
びN−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニ
ル−N−アミノオキサミドである。
【0017】OH−官能性ポリエーテルポリウレタン
(a)は、1段階もしくはそれ以上の段階にて出発成分
(A1)〜(H1)から公知方法で製造される。各反応
体の量は、成分(A1)のイソシアネート基と成分(B
1)、(C1)、(D1)、(E1)、(F1)、(G
1)および(H1)のイソシアネート反応性基との当量
比が0.8:1〜2:1、好ましくは0.95:1〜
1.5:1、より好ましくは0.95:1〜1.2:1
となるよう選択される。成分(C1)のカルボキシル基
もポリウレタンの溶液もしくは分散物を作成すべく使用
される水もカルボキシル基を中和すべく使用される中和
剤も当量比の計算に含まれない。成分(E1)は好まし
くは成分(B1)の重量に対し0〜75重量%、より好
ましくは0〜70重量%の量にて使用される。成分(D
1)は好ましくは、酸化エチレン単位の0〜30重量
%、好ましくは0〜20重量%が本発明により最終的に
得られるポリウレタンに存在する末端および/または側
鎖配置のポリエーテル鎖に組込まれるような量で使用さ
れる。成分(C1)の量および成分(C1)で組込まれ
るカルボキシル基の中和程度は、カルボキシル基の0.
1〜120ミリ当量、好ましくは1〜80ミリ当量が最
終的に得られるポリウレタンにおける固形物100g当
たりに存在するよう計算され、ただし酸化エチレン単位
およびカルボキシレート基の全量は水に対するポリウレ
タンの溶解性もしくは分散性を確保するのに充分とす
る。
【0018】出発成分(A1)〜(H1)の性質および
量的割合も、得られるポリウレタンが樹脂固形分に対し
最高15重量%、好ましくは最高10重量%の未反応ヒ
ドロキシル基を含有するよう計算される。出発成分(A
1)〜(H1)は1段階もしくはそれ以上の段階で反応
させることができる。イソシアネート基に対し不活性で
ある溶剤を、反応生成物がこの種の溶剤における溶液と
して得られるよう使用することもできる。この関係で
「溶液」とは真正溶液およびたとえば構造成分の幾種か
を水溶液として使用する場合に生じうる油中水型エマル
ジョンの両者を意味する。適する溶剤はアセトン、メチ
ルエチルケトン、N−メチルピロリドンおよびこれら溶
剤および/または他の溶剤の混合物を包含する。これら
溶剤は、好ましくは出発成分(A1)〜(H1)から作
成された反応生成物の少なくとも10重量%溶液を与え
るのに充分な量にて存在させる。
【0019】OH−官能性ポリエーテルポリウレタン
(a)は、触媒の不存在下もしくは存在下に作成するこ
とができる。適する触媒は公知であって、ポリウレタン
化学で常用されるものを包含する。その例は第三アミ
ン、たとえばトリエチルアミン;並びに錫化合物、たと
えばオクタン酸錫(II)、酸化ジブチル錫およびジラ
ウリン酸ジブチル錫を包含する。本発明によるポリウレ
タンポリ尿素分散物もしくは溶液を製造するのに適する
方法は公知であって、D.ジエテリッヒ・フーベンワイ
ル、メソーデン・デル・オーガニッシェン・ヘミー、第
4版、第E20巻、第1659頁(1987)に記載さ
れた方法、たとえばプレポリマー法もしくはアセトン法
を包含する。ヒドロキシル基は、NCOプレポリマーを
過剰の(E1)もしくは(G1)と反応させて導入する
ことができる。この方法を溶剤中で実施する場合、これ
ら成分はプレポリマーに添加することができる。多くと
も少量しか助溶剤を使用しない溶剤フリーの溶融法にお
いては、各成分をOH−官能性構造単位を使用する場合
のみプレポリマーに添加することができる。アミノ基を
有する成分を使用する場合は、これらを分散水もしくは
分散水の1部に必要に応じ助溶剤の存在下でゆっくり添
加して発熱反応を制御下に保つべきである。
【0020】カルボキシル基を少なくとも部分中和する
のに要する塩基は水の添加前、添加中もしくは添加後に
添加することができる。適する塩基はアンモニア、N−
メチルモルホリン、ジメチル−イソプロパノールアミ
ン、トリエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、メ
チルジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モル
ホリン、トリプロピルアミン、エタノールアミン、トリ
イソプロパノールアミン、2−ジエチルアミノ−2−メ
チル−1−プロパノールおよびこれらおよび/または他
の中和剤の混合物を包含する。水酸化ナトリウム、水酸
化リチウムおよび水酸化カリウムも適しているが、中和
剤として大して好適でない。アンモニアおよびジメチル
エタノールアミンが好適な中和剤である。使用する水の
量は、得られる溶液もしくは分散物が10〜60重量
%、好ましくは20〜45重量%の固形物含有量を有す
るよう選択される。水を添加した後、必要に応じ助溶剤
を蒸留により除去することができる。本発明によるポリ
ウレタンは水溶液もしくは水性分散液として最終的に得
られる。水溶液もしくは分散液のいずれが得られるか
は、主として親水性セグメントの濃度により決定され
る。
【0021】本発明による方法では多量の三官能性およ
び多官能性の構造成分、特に架橋成分(E1)、(F
1)および/または(G1)を用いて、得られるポリウ
レタンが実質的に線状構造を持たずに高度に分枝させる
ことも可能である。水溶液および分散液(a)は霜に対
し耐性かつ貯蔵安定性であり、水で無限に希釈すること
ができる。架橋用成分(b)は、水に対し可溶性もしく
は分散性であると共に5〜11重量%の封鎖イソシアネ
ート基含有量(NCOとして計算、分子量=42)を有
するブロックドポリイソシアネートから選択される。出
発成分(A2)は、2〜30重量%、好ましくは少なく
とも5重量%のイソシアヌレート基含有量(C33
3 として計算、分子量=126)を有すると共に140
〜350の分子量を有するジイソシアネートから作成さ
れた有機ポリイソシアネートから選択される。使用しう
るジイソシアネートは4,4′−ジイソシアナトジシク
ロヘキシルメタン(デスモジュールW、バイエルAG
社)、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(IPDI)、
1,6−ジイソシアナトヘキサン(HDI)およびこれ
らポリイソシアネートの混合物を包含する。ポリイソシ
アネート成分(A2)は、たとえばH.J.ラース等、
ジャーナル・プラクチカル・ケミストリー、第336頁
(1994)およびEP−A 649,866号に記載
されたような公知方法を用いてジイソシアネートから作
成される。
【0022】オキシムおよび/またはピラジールは好ま
しくは一官能性封鎖剤(B2)として使用される。より
好適な封鎖剤はブタノンオキシムおよび/または3,5
−ジメチルピラゾールである。成分(C2)は、アニオ
ン性もしくは潜在的アニオン性の基を有すると共に少な
くとも1個のイソシアネート反応性基を有する化合物か
ら選択される。これら化合物は好ましくは少なくとも1
個、好ましくは1個もしくは2個のヒドロキシル基を有
するカルボン酸、またはこれらヒドロキシカルボン酸の
塩である。適する酸は2,2−ビス(ヒドロキシメチ
ル)−アルカンカルボン酸(たとえばジメチロール酢
酸、2,2−ジメチロールプロピオン酸、2,2−ジメ
チロール酪酸もしくは2,2−ジメチロールペンタン
酸)、ジヒドロキシコハク酸、ヒドロキシピバリン酸お
よびこれら酸の混合物を包含する。ジメチロールプロピ
オン酸および/またはヒドロキシピバリン酸が成分(C
2)として好適に使用される。遊離の酸基、特にカルボ
キシル基は潜在的アニオン性基であると考えられる一
方、塩の基(特に塩基で酸を中和して得られるカルボキ
シレート基)はアニオン性基であると考えられる。
【0023】適宜の化合物(D2)は、1個もしくは2
個のイソシアネート反応性基(特にヒドロキシル基)も
しくはアミノ基を有する非イオン型親水性化合物から選
択される。これら化合物に存在するポリエーテル鎖の少
なくとも80重量%、好ましくは100重量%は酸化エ
チレン単位である。酸化プロピレン単位も存在すること
ができる。適する非イオン型親水性化合物は350〜5
000、好ましくは600〜900の数平均分子量(こ
れはヒドロキシル基含有量とヒドメキシル官能価とから
計算しうる)を有する一官能性ポリエチレングリコール
モノアルキルエーテル、たとえばブレオックス350、
550および750(BPケミカルス社)を包含する。
適宜の化合物(E2)は、2〜4個のヒドロキシル基と
62〜250の分子量とを有する化合物から選択され
る。その例はエチレングリコール、プロピレングリコー
ル、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオー
ル、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロ
ールエタン、ヘキサントリオール異性体、ペンタエリス
リトールおよびこれら化合物の混合物を包含する。
【0024】適宜の化合物(F2)は、2〜4個のアミ
ノ基と60〜300の分子量とを有する化合物から選択
される。その例はエチレンジアミン、1,2−および
1,3−ジアミノプロパン、1,6−ジアミノヘキサ
ン、1,3−ジアミノ−2,2−ジメチルプロパン、1
−アミノ−3,3,5−トリメチル−5−アミノ−メチ
ルシクロヘキサン(IPDA)、1,3−および1,4
−ジアミノヘキサン、4,4′−ジアミノジシクロヘキ
シルメタン、2,4−および2,6−ジアミノ−1−メ
チルシクロヘキサン、4,4′−ジアミノ−3,3′−
ジメチルジシクロヘキシルメタン、1,4−ビス−(2
−アミノプロプ−2−イル)シクロヘキサンおよびこれ
ら化合物の混合物を包含する。
【0025】成分(G2)は、70〜300の分子量を
有する一官能性および/または二官能性のカルボン酸ジ
ドラジドから選択される。その例はアジピン酸ジヒドラ
ジド、安息香酸ヒドラジド、p−ヒドロキシ安息香酸ヒ
ドラジド、異性体テレフタル酸ヒドラジド、N−2,
2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル−N−ア
ミノオキサミド(ルーケムHA−R 100、Elfア
トケム社)、3−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−
ブチルフェニル)プロピオン酸ヒドラジド、2−ヒドロ
キシ−3−t−ブチル−5−メチルフェニル酢酸ヒドラ
ジドおよびこれら化合物の混合物を包含する。他の効果
的ヒドラジドは環式カーボネートとヒドラジンとから作
成された、たとえば1モルのヒドラジンと1モルもしく
は2モルのプロピレンカーボネートとから作成された、
たとえばEP−A 654,490号およびEP−A
682,051号に記載されたような付加生成物であ
る。好適な安定化剤はアジピン酸ヒドラジドおよびN−
2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル−N
−アミノオキサミドである。ブロックドポリイソシアネ
ート成分(b)は出発成分(A2)〜(G2)から複数
工程で製造される。各反応体の量は、成分(A2)のイ
ソシアネート基と成分(B2)、(C2)、(D2)、
(E2)、(F2)および(G2)のイソシアネート反
応性基との当量比が1:0.8〜1:1.2、好ましく
は1:0.9〜1.1となるよう選択される。成分(C
2)のカルボキシル基もポリウレタンの溶液もしくは分
散液を作成すべく使用される水もカルボキシル基を中和
すべく使用される中和剤もこの当量比の計算に含まれな
い。
【0026】成分(D2)は、好ましくは酸化エチレン
単位の0.1〜10重量%、より好ましくは0.5〜3
重量%(C24 Oとして計算、分子量=44)が本発
明によるブロックドポリイソシアネート(b)における
末端および/または側鎖のポリエーテル鎖に組込まれる
ような量で使用される。成分(C2)の量は、好ましく
は化学的に組込まれたカルボキシル基(COOHとして
計算、分子量=45)の好ましくは0.1〜1.5重量
%、より好ましくは0.5〜0.7重量%がブロックド
ポリイソシアネート(b)に存在するよう計算され、た
だし酸化エチレン単位およびカルボキシレート基の全量
は水に対するブロックドポリイソシアネートの溶解性も
しくは分散性を確保するのに充分とする。成分(G2)
は、化学的に組込まれたヒドラジド基(HN−NHとし
て計算、分子量=30)の0.1〜3.0重量%、より
好ましくは0.1〜1.0重量%がブロックドポリイソ
シアネート(b)に存在するような量で存在させる。製
造方法の第1段階にて親水性成分(C2)および(D
2)を容器に導入し、ポリイソシアネート成分(A2)
と80〜100℃、好ましくは90℃の温度にて親水性
成分がポリイソシアネート中に組込まれるまで反応させ
る。次いで反応混合物を70℃まで冷却し、封鎖剤(B
2)を少しづつ添加し、理論上計算されるNCO値が得
られるまで反応させる。温度は反応に際し80℃を越え
てはならない。
【0027】連鎖延長剤(E2)および(F2)、並び
に安定化成分(G2)は分散操作の前または操作中に混
入することができる。成分(E2)、(F2)、および
(G2)を好ましくは水に溶解させ、反応混合物をこの
溶液に充分撹拌しながら分散させる。水の使用量は、得
られる溶液もしくは分散液が20〜50重量%、好まし
くは30〜40重量%の固形物含有量を有するよう選択
される。カルボキシル基を少なくとも部分中和するのに
要する塩基は分散段階の前、その間またはその後に添加
することができる。適する塩基はアンモニア、N−メチ
ルモルホリン、ジメチルイソプロパノールアミン、トリ
エチルアミン、ジメチルエタノールアミン、メチルジエ
タノールアミン、トリエタノールアミン、モルホリン、
トリプロピルアミン、エタノール、トリイソプロパノー
ルアミン、2−ジエチルアミノ−2−メチル−1−プロ
パノールおよびこれらおよび/または他の中和剤の混合
物を包含する。水酸化ナトリウム、水酸化リチウムおよ
び水酸化カリウムも適しているが、中和剤としては大し
て好適でない。ジメチルエタノールアミンが好適中和剤
である。本発明による被覆組成物は、水に対し可溶性も
しくは分散性であるポリオール成分(a)を水に対し可
溶性もしくは分散性であるブロックドポリイソシアネー
ト成分(b)と公知方法で配合して製造される。成分
(a)および(b)の水性分散液を混合し或いは無水型
で成分(a)および(b)を混合し、次いでこれらを一
緒に分散させることもできる。
【0028】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに説明し、
ここで部数および%は特記しない限り全て重量による。
【0029】実施例1:本発明による水性ポリオール成
分の製造 プロパンジオールから出発して112のOH価を有する
200部の酸化プロピレンポリエーテルを40.2部の
2,2−ジメチロールプロピオン酸と混合し、60℃に
て301.3部の4,4′−ジイソシアナトジシクロヘ
キシルメタン(デスモジュールW、バイエルAG社)と
合し、得られるNCOプロポリマーのNCO含有量が1
0.1%に低下するまで90℃にて反応させた。13.
4部のトリメチロールプロパンと165.6部のアセト
ンとを90℃にて添加し、反応混合物を約70℃まで冷
却した。この混合物を、NCO含有量が5.5%に低下
するまで還流温度で撹拌した。次いでプレポリマーを2
03.6部のアセトンに溶解した。248.0部の脱塩
水における79.3部のジエタノールアミンおよび9.
8部のヒドロキシエチルエチレンジアミンの溶液を50
℃にて20分間かけて滴下した。次いで20.0部の
N,N−ジメチル−エタノールアミンを添加し、2分間
撹拌し、次いで1174部の脱塩水で20分間以内に分
散させた。次いでアセトンを減圧蒸留により除去した。
<1%のアセトン含有量に達した後、分散物を32%の
固形物含有量に調整した。
【0030】実施例2:本発明による水性ブロックドポ
リイソシアネートの製造処方 : 486.67g(1.00当量) : アロファネート基とイソシアヌレート基とを有し、4, 4′−ジイソシアナトジシクロヘキシルメタン(デスモ ジュールW、バイエルAG社)に基づくEP−A 64 9,866号に記載された方法で製造されたラッカーポ リイソシアネート、酢酸メトキシプロピル/キシレン( 1:1)における70%溶液として存在:デスモジュー ルW−アロファネート/三量体の作成についてはEP− A 649 866号に記載されたと同じ手順にしたが った。使用した触媒はn−ブタノールにおけるN,N, N−トリメチル−N−ベンジルアンモニウム水酸化物の 4.4重量%溶液である(EP−A 649 866号 における実施例1の触媒溶液)。 33gのn−ブタノールを1167gのデスモジュール Wに添加し、混合物を90℃にて1時間撹拌する。ウレ タン化が完結した後、約4gの触媒溶液を90℃にて添 加する。反応混合物のNCO含有量が25.6%に達し た後、反応をデスモジュールWにおける燐酸ジブチルの 25%溶液を0.3g添加して停止させる。過剰のモノ マーデスモジュールWを薄層蒸留によって除去する。分 離された固体樹脂をMPA/キシレン(1:1)に70 %の濃度まで溶解し、次の特性データを有する生成物を 得る: 固形物含有量:70% NCO含有量:8.63% 粘度:300mPas(23℃) モノマーデスモジュールW:0.20%
【0031】 75.00g(0.10当量) : 750の平均分子量を有する一官能性ポリエチレングリ コールモノメチルエーテル(モノヒドロキシポリエーテ ル)(カルボワックス750、ユニオン・カーバイド社 ) 69.70g(0.80当量) : ブタノンオキシム 2.55g(0.03当量): イソホロンジアミン(IPDA) 2.61g(0.03当量): アジピン酸ジヒドラジド(ASDH) 764.80g : 脱イオン水
【0032】方法:75.00gのモノヒドロキシポリ
エーテルを標準的撹拌装置に導入し、90℃まで加熱し
た。486.67gのラッカーポリイソシアネートを迅
速に撹拌混入した。6.28%のNCO含有量に約30
分間以内で到達した(理論NCO含有量:6.73
%)。次いで反応混合物を70℃まで冷却し、69.7
0gのブタノンオキシムを約30分間以内に、80℃の
温度が発熱反応により越えないよう添加した。0.25
%のNCO含有量に達した後(理論NCO含有量:0.
66%)、反応混合物を70℃まで冷却し、約30分間
以内に充分撹拌しながら764.80gの脱イオン水に
おける2.55gのIPDAおよび2.61gのASD
Hの溶液(約23℃)に分散させた。35%の固形物含
有量および14秒の排液時間(DIN 4/23℃)を
有するミルク状分散物を得た。分散物のNCO当量(封
鎖イソシアネート基に基づく)は1750.00gであ
った。このブロックドポリイソシアネートは次の性質を
有した: イソシアヌレート基含有量:4.86% (C333 として計算;分子量=126) 封鎖イソシアネート基含有量:6.85% (NCOとして計算;分子量=42) ヒドラジド基含有量:0.18% (NH−NHとして計算;分子量=30)
【0033】 486.67部(1.00当量) : 4,4′−ジイソシアナトジシクロヘキシルメタンに基 づくEP−A 649 866号にしたがって作成され たラッカーポリイソシアネート、酢酸メトキシプロピル /キシレン(1:1)における70%溶液;8.63% のNCO含有量(溶液に基づく)および23℃にて約3 00mPa.sの粘度(溶液に基づく)を有する。 75.00部(0.10当量) : 750の平均分子量を有する一官能性酸化ポリエチレン オキシドアルコール(カルボワックス750、ユニオン ・カーバイド社) 69.70部(0.80当量) : ブタノンオキシム 2.55部(0.03当量): 1−アミノ−3,3,5−トリメチル−5−アミノメチ ルシクロヘキサン(IPDA) 2.61部 (0.03当量): ケアジピン酸ジヒドラジド(ASDH) 764.80部 : 脱イオン水
【0034】方法:75.00部の一官能性アルコール
を標準的撹拌装置に導入し、90℃まで加熱した。48
6.67部のラッカーポリイソシアネートを迅速に撹拌
混入した。6.28%のNCO含有量が得られるまで撹
拌を90℃で継続した。次いで反応混合物を70℃まで
冷却し、69.70部のブタノンオキシムを30分間以
内に80℃の温度を越えないよう添加した。0.25%
のNCO含有量が得られた後、反応混合物を70℃まで
冷却し、30分間以内に764.80gの脱イオン水に
おける2.55部のIPDAおよび2.61部のASD
Hの溶液に充分撹拌しながら分散させた。35%の固形
物含有量と2.40%の封鎖NCO含有量と14秒の排
液時間(DIN 4/23℃)とを有するミルク状分散
物を得た。
【0035】実施例3:本発明による被覆組成物の製造 1265部の実施例1からのポリオール成分を1750
部の実施例2からの架橋成分と混合した。376部の脱
塩水と32.4部の均展剤(フルオリドFC170、3
M社)と168.8部のジプロピレングリコールとを添
加し、各成分を均質混合物が得られるまで撹拌した。1
30〜150μmの厚さを有する湿潤フィルムを圧縮空
気噴霧(空気圧4〜5バール)により熱水で濯がれたガ
ラス板に施し、次いで充分乾燥させた。このフィルムを
120℃にて7分間にわたり予備乾燥させ、次いで14
0℃にて30分間にわたり焼付けた。極めて良好な均展
性と極めて良好な光学特性とを有する透明な非黄変コー
チングが得られた。
【0036】試験結果 振り子硬度(DIN 53 157により測定):17
5s 引張り強さ(DIN 53 455号により測定):3
3.4N/mm 磨耗(テーバー)(ASTM D 4060により測
定):30mg 溶剤耐性(コーチングに対し5分間にわたり飽和綿ウー
ル綿棒を置いて測定、評価尺度:0−変化なし〜5−破
壊) キシレン:0 変化なし、結果なし 酢酸1−メトキシ−2−プロピル:0 変化なし、結果
なし 酢酸エチル:0 変化なし、結果なし アセトン:1 僅かに変化(僅かな目に見える変化) 80℃にて1時間にわたり4%NaOH溶液に露出した
後の付着性:クロスハッチ領域には変化が識別できなか
った。 QUV水酸化ナトリウム溶液試験(ASTM G 53
77により測定):被覆されたガラス板を275nmU
V線に50℃にて9時間にわたり露出させ、次いで凝縮
雰囲気に45℃にて3時間露出した。次いでガラス板を
水で濯ぎ、80℃にて10分間にわたり2%NaOH溶
液に浸漬させ、次いで50℃まで冷却した。この操作を
コーチングが破壊するまで反復した。試験したコーチン
グはこの試験の14日間後にも変化しなかった。 伸び率(DIN 53 455により測定)5.8% 過剰焼付耐性:170℃にて30分間にわたり焼付けた
後、コーチングの性質は変化せず、黄変が生じなかっ
た。 散乱防止:コンクリート表面上に1cmの高さから落下
させた後にコーチングが散乱試験試料を保持すれば散乱
防止作用は満足であると思われた。
【0037】以上、本発明を例示の目的で詳細に説明し
たが、この詳細は単に例示の目的に過ぎず、本発明の思
想および範囲を逸脱することなく多くの改変をなしうる
ことが当業者には了解されよう。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ビーテ・バウムバツハ ドイツ連邦共和国デイー51373 レーフエ ルクーゼン、ヘイマンシユトラーセ 34 (72)発明者 クラウス・ナハトカムプ ドイツ連邦共和国デイー40593 デユツセ ルドルフ、シルヒヤーシユトラーセ 13 (72)発明者 エバーハルド・ケーニツヒ ドイツ連邦共和国デイー51375 レーフエ ルクーゼン、カンデインスキーシユトラー セ 7 (72)発明者 ランダール・デアート ドイツ連邦共和国デイー51375 レーフエ ルクーゼン、グリユーナー・ヴエーク 24 (72)発明者 マンフレツド・ボツク ドイツ連邦共和国デイー51375 レーフエ ルクーゼン、ハイドンシユトラーセ 18 (72)発明者 ヴオルフハルト・ヴイエクツオルレク ドイツ連邦共和国デイー51145 ケルン、 エガールシユトラーセ 6

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 結合剤が、 (a) 水に対し可溶性もしくは分散性であると共に (A1) 50〜100重量%の4,4′−ジイソシア
    ナトジシクロヘキシルメタンおよび0〜50重量%の1
    40〜1500の分子量を有する他の有機ポリイソシア
    ネートを含有する20〜60重量%のポリイソシアネー
    ト成分と、 (B1) 1種もしくはそれ以上のポリエーテルポリオ
    ールを含有しかつ25〜350mg KOH/g固形物
    のOH価を有する20〜60重量%のポリオール成分
    と、 (C1) 少なくとも1個のイソシアネート反応性基お
    よび少なくとも1個の塩生成しうる基を有し、必要に応
    じ少なくとも部分中和型にて存在させうる1種もしくは
    それ以上の化合物を含有する2〜12重量%の陰イオン
    型もしくは潜在的に陰イオン型の成分と、 (D1) イソシアネート付加反応の目的で一官能性も
    しくは二官能性でありかつ少なくとも1個の側鎖もしく
    は末端の親水性ポリエーテル鎖を有する1種もしくはそ
    れ以上の化合物を含有した0〜12重量%の非イオン型
    親水性成分と、 (E1) 2〜4個のヒドロキシル基および62〜25
    0の分子量を有する0〜15重量%の1種もしくはそれ
    以上の多価アルコールと、 (F1) 2〜4個のアミノ基および60〜300の分
    子量を有する0〜15重量%の1種もしくはそれ以上の
    (シクロ)脂肪族ポリアミンと、 (G1) 全部で2〜4個のヒドロキシルおよびアミノ
    基、並びに61〜300の分子量を有する0〜30重量
    %の1種もしくはそれ以上の(シクロ)脂肪族ポリアミ
    ノ/ヒドロキシル化合物と、 (H1) イソシアネート付加反応の目的で一官能性も
    しくは二官能性でありかつ1〜2個のヒドラジド基およ
    び70〜300の分子量を有する0〜15重量%の1種
    もしくはそれ以上の安定化用成分との反応生成物である
    ポリオール成分〔ここで、(A1)〜(H1)の%が合
    計100である〕、および (b) 水に対し可溶性もしくは分散性であり、封鎖イ
    ソシアネート基を有すると共に、 (A2) 2〜30重量%のイソシアヌレート基含有量
    (C333 として計算;分子量=126)を有しか
    つ140〜350の分子量を有する1種もしくはそれ以
    上のジイソシアネートから作成された40〜80重量%
    のポリイソシアネート、 (B2) イソシアネート付加反応の目的で一官能性で
    あるイソシアネート基のための5〜30重量%の1種も
    しくはそれ以上の可逆性封鎖剤と、 (C2) 少なくとも1個のイソシアネート反応性基お
    よび必要に応じ少なくとも部分中和型にて存在させうる
    塩生成しうる少なくとも1個の基を有する1種もしくは
    それ以上の化合物を含有した0〜15重量%の陰イオン
    型もしくは潜在的に陰イオン型の成分と、 (D2) イソシアネート付加反応の目的で一官能性も
    しくは二官能性でありかつ少なくとも1個の側鎖もしく
    は末端の親水性ポリエーテル鎖を有する1種もしくはそ
    れ以上の化合物を含有した5〜30重量%の非イオン型
    親水性成分と、 (E2) 2〜4個のヒドロキシル基および62〜25
    0の分子量を有する0〜15重量%の1種もしくはそれ
    以上の多価アルコールと、 (F2) 2〜4個のアミノ基および60〜300の分
    子量を有する0〜15重量%の1種もしくはそれ以上の
    (シクロ)脂肪族ポリアミンと、 (G2) イソシアネート基付加反応の目的で一官能性
    もしくは二官能性でありかつ1〜2個のヒドラジド基お
    よび70〜300の分子量を有する0.5〜15重量%
    の1種もしくはそれ以上の安定化成分との反応生成物で
    あるポリイソシアネート成分〔ここで、(A2)〜(G
    2)の%が合計100である〕を含有し、ただし成分
    (b)の封鎖イソシアネート基と成分(a)のヒドロキ
    シル基との当量比が少なくとも0.8:1であることを
    特徴とする水性ポリウレタン被覆組成物。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の被覆組成物で被覆され
    たガラス支持体。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の被覆組成物で被覆され
    たガラス壜。
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