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JPS6342648B2 - - Google Patents
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JPS6342648B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6342648B2
JPS6342648B2 JP55143593A JP14359380A JPS6342648B2 JP S6342648 B2 JPS6342648 B2 JP S6342648B2 JP 55143593 A JP55143593 A JP 55143593A JP 14359380 A JP14359380 A JP 14359380A JP S6342648 B2 JPS6342648 B2 JP S6342648B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
compound
isocyanate
diisocyanate
water
blocked isocyanate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP55143593A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5767626A (en
Inventor
Norihisa Sakaguchi
Hidenori Ishikawa
Nobuo Takahashi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DIC Corp
Original Assignee
Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd filed Critical Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Priority to JP55143593A priority Critical patent/JPS5767626A/en
Publication of JPS5767626A publication Critical patent/JPS5767626A/en
Publication of JPS6342648B2 publication Critical patent/JPS6342648B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は水系塗料などの硬化剤ないし架橋剤と
して有用なカチオン型水溶性ブロツクイソシアネ
ート化合物に関する。 従来、塗料その他の用途の硬化剤として遊離ポ
リイソシアネート化合物の代りにブロツクイソシ
アネート化合物を使用することは周知である。こ
のようなブロツクイソシアネート化合物を使用す
ることによつて湿気の影響を受けない、ポツトラ
イフ(可使時間)の問題がない、塗料の保管が容
易で作業中の粘度変化がない、溶剤の選択性が少
ない、及び顔料分散性が良好等の長所が得られ
る。しかし、これらブロツクイソシアネート化合
物の使用形態は、溶剤型ポリオール樹脂溶液に溶
剤型ブロツクイソシアネート化合物を混合溶解し
た熱硬化性樹脂溶液として用いられるのが一般的
である。 水を媒体とした水溶性樹脂の架橋成分として用
いた例も数多く報告されているが、これらの先行
技術における水性ブロツクポリイソシアネート化
合物は、それらのいずれもブロツク体を単に水中
に乳化もしくは懸濁することによつて分散させた
ものであり、完全に溶解した水溶液を形成した例
は見当らない。 また、ブロツク体の水分散液は水を媒体として
使用できることに大きな特徴があるが、ブロツク
ポリイソシアネート化合物の水分散液を樹脂の乳
化もしくは懸濁液と一緒に均一な系を形成させる
ことは困難で、たとえば、これらの水系樹脂混合
液を塗料として用いた場合、形成する塗膜は、ブ
ロツクイソシアネート化合物と樹脂が不均一系で
あるために光沢が低かつたり、硬化反応が十分に
行なわれず塗膜性能が不十分であるなどの欠点が
ある。 一方、たとえば水中に分散させた樹脂中にブロ
ツクイソシアネート化合物を溶解する方法、ある
いはあらかじめ樹脂組成の一部にブロツク体を混
入させたものを水に分散させる方法なども行なわ
れているが、いずれも水に分散させる方法におい
て均一な系を得ることは困難である。 本発明の水溶性ブロツクイソシアネート化合物
は上記欠点を改良した全く新規な化合物である。 すなわち本発明の化合物は、一般式(1) 〔式中、Aは、ポリイソシアネート化合物の残基
を表わし、 R及びR′は、同一でも異なつていてもよいが、
炭素数2〜6の2価の炭化水素基
(主鎖のC―C結合には酸素原子
が介在していてもよい)を表わ
し、 Zは、イソシアネート基のブロツク化剤の
残基を表わし、そして nは、1〜6の整数を表わす。〕 で表わされる化合物を酸性物質で中和して得られ
る水溶性ブロツクイソシアネート化合物である。 前記一般式(1)で表わされる化合物はヒドロキシ
炭化水素二置換ピペラジンと過剰のポリイソシア
ネート化合物を反応させたものにブロツク化剤を
反応させることにより得られる。 そのさいの、かかるポリイソシアネート化合物
の過剰率(モル比)としては2〜1.16なる範囲内
が好ましく、このような範囲内の過剰率(モル
比)によつて得られるものが実は、本発明の目的
化合物における当該化合物の特徴的部分として
の、ポリイソシアネート骨格: 中のピペラジン
The present invention relates to cationic water-soluble blocked isocyanate compounds useful as curing agents or crosslinking agents for water-based paints and the like. It is well known in the art to use blocked isocyanate compounds in place of free polyisocyanate compounds as curing agents in coatings and other applications. By using such blocked isocyanate compounds, it is not affected by moisture, there are no problems with pot life, the paint is easy to store, there is no change in viscosity during work, and solvent selectivity is improved. Advantages such as low pigment dispersibility and good pigment dispersibility can be obtained. However, these blocked isocyanate compounds are generally used as a thermosetting resin solution prepared by mixing and dissolving a solvent-type blocked isocyanate compound in a solvent-type polyol resin solution. Many examples have been reported in which the aqueous block polyisocyanate compounds in the prior art are used as crosslinking components of water-soluble resins using water as a medium. However, there are no examples of completely dissolved aqueous solutions being formed. In addition, a major feature of an aqueous dispersion of a block polyisocyanate compound is that water can be used as a medium, but it is difficult to form a uniform system by combining an aqueous dispersion of a block polyisocyanate compound with an emulsion or suspension of a resin. For example, when these water-based resin mixtures are used as paints, the coating film that is formed may have low gloss because the blocking isocyanate compound and resin are in a non-uniform system, or the curing reaction may not be sufficient and the coating may fail. There are drawbacks such as insufficient membrane performance. On the other hand, for example, there are methods in which a blocked isocyanate compound is dissolved in a resin dispersed in water, or methods in which a part of the resin composition is premixed with a block compound and then dispersed in water. It is difficult to obtain a homogeneous system in the method of dispersing in water. The water-soluble blocked isocyanate compound of the present invention is a completely new compound that has improved the above-mentioned drawbacks. That is, the compound of the present invention has the general formula (1) [In the formula, A represents a residue of a polyisocyanate compound, and R and R' may be the same or different,
represents a divalent hydrocarbon group having 2 to 6 carbon atoms (an oxygen atom may be present in the C-C bond of the main chain), Z represents a residue of an isocyanate group blocking agent, And n represents an integer from 1 to 6. ] It is a water-soluble blocked isocyanate compound obtained by neutralizing the compound represented by the following with an acidic substance. The compound represented by the general formula (1) can be obtained by reacting a hydroxyhydrocarbon disubstituted piperazine with an excess polyisocyanate compound and a blocking agent. In this case, the excess ratio (mole ratio) of the polyisocyanate compound is preferably within the range of 2 to 1.16, and the product obtained with the excess ratio (mole ratio) within such a range is actually the product of the present invention. Polyisocyanate skeleton as a characteristic part of the target compound: piperazine inside

【式】構造の重合度 (n)、つまり前掲の一般式(1)中のnが1〜6なる
場合に該当するものである。 ここにおいて、ポリイソシアネート化合物の過
剰率が2を超える場合には、上述したピペラジン
構造を含まないようなブロツクポリイソシアネー
ト化合物の生成量が多くなりすぎて、本発明の目
的である水溶化されたブロツクポリイソシアネー
ト化合物を得ることができなくなるし、逆に1.16
よりも低い場合には、目的とする化合物の分子量
が大きくなり、その結果、このポリイソシアネー
ト化合物の活性官能基濃度が低くなるので、いず
れも好ましくない。 このようなわけで、本発明において良好な架橋
性樹脂を得るためには、ポリイソシアネート化合
物の過剰率を2〜1.16なる範囲内にすべきことが
必要である。 ヒドロキシ炭化水素二置換ピペラジンは、一般
式(2) で表わされる化合物であるが、式中、R及び
R′は同一でも異なつていてもよく、例えば、―
CH2―CH2―、
[Formula] This corresponds to the degree of polymerization (n) of the structure, that is, when n in the above general formula (1) is 1 to 6. Here, if the excess ratio of the polyisocyanate compound exceeds 2, the amount of the block polyisocyanate compound that does not contain the above-mentioned piperazine structure will be too large, resulting in a water-solubilized block polyisocyanate compound, which is the object of the present invention. It will not be possible to obtain polyisocyanate compounds and, on the contrary, 1.16
If it is lower than this, the molecular weight of the target compound becomes large, and as a result, the active functional group concentration of the polyisocyanate compound becomes low, which is not preferable. Therefore, in order to obtain a good crosslinkable resin in the present invention, it is necessary that the excess ratio of the polyisocyanate compound be within the range of 2 to 1.16. The hydroxyhydrocarbon disubstituted piperazine has the general formula (2) It is a compound represented by, in the formula, R and
R' can be the same or different, for example -
CH 2 - CH 2 -,

【式】―CH2― CH2―CH2―、―CH2―CH2―O―CH2―CH2
―、
[Formula] -CH 2 - CH 2 -CH 2 -, -CH 2 -CH 2 -O-CH 2 -CH 2
--,

【式】【formula】

【式】―CH2―CH2―O ―CH2―CH2―O―CH2―CH2―など炭素数2〜
6の2価の炭化水素基を表わし、更にピペラジン
環は、例えばCl、Brなどのハロゲン原子、メチ
ル、エチルなどのアルキル基、アリルのようなア
ルケニル基、メトキシのようなアルコキシ基で置
換されていてもよい。 かかる一般式(2)の化合物は、市販品として入手
できるほか、例えばピペラジン1モルに2モル以
上のアルキレンオキサイドを付加させることによ
つて容易に合成される。 使用できるポリイソシアネート化合物には、例
えば1,6―ヘキサメチレンジイソシアネート、
1,8―オクタメチレンジイソシアネート、1,
2―ドデカメチレンジイソシアネート、2,2,
4―トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート
のようなアルキレンジイソシアネート類、3,
3′―ジイソシアネートジプロピルエーテル、3―
イソシアネートメチル―3,5,5―トリメチル
シクロヘキシルイソシアネート、シクロペンチレ
ン―1,3―ジイソシアネート、シクロヘキシレ
ン―1,4―ジイソシアネート、メチル―2,6
―ジイソシアネートカプロエート、ビス(2―イ
ソシアネートエチル)フマレート、4―メチル―
1,3―ジイソシアネートシクロヘキサン、トラ
ンスビニレンジイソシアネートおよび類似の不飽
和イソシアネート、4,4′―メチレン―ビス(シ
クロヘキシルイソシアネート)、メタンジイソシ
アネート、N,N′,N″―トリス(6―イソシア
ネートヘキサメチレン)ビウレツト、ビス(2―
イソシアネートエチル)カーボネイトおよび類似
のジイソシアネートの炭酸塩、などの脂肪族又は
脂環族ポリイソシアネート、トルエンジイソシア
ネート、キシリレンジイソシアネート、ジアニシ
ジンジイソシアネート、4,4′―ジフエニルメタ
ンジイソシアネート、1―エトキシ―2,4―ジ
イソシアネートベンゼン、1―クロロ―2,4―
ジイソシアネートベンゼン、トリス(4―イソシ
アネートフエニル)メタン、ナフタレンジイソシ
アネート、フレオレインジイソシアネート、4,
4′―ビフエニルジイソシアネートのような芳香族
ポリイソシアネート、フエニレンジイソシアネー
ト、3,3′―ジメチル―4,4′―ビフエニルジイ
ソシアネート、p―イソシアネート―ベンジルイ
ソシアネート、テトラクロロ―1,3―フエニレ
ンジイソシアネート並びに上記有機ポリイソシア
ネートと少量の低分子量ポリヒドロキシ化合物又
はポリアミン化合物との反応生成物であるNCO
末端プレポリマーが挙げられる。低分子量ポリヒ
ドロキシ化合物としては、エチレングリコール、
プロピレングリコール、ジエチレングリコール、
ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコー
ル、ポリプロピレングリコール、1,4―ブタン
ジオール、ヘキサメチレングリコール、ネオペン
チルグリコール、ポリエチレンアジペートグリコ
ール、ポリブチレンアジペートグリコールなどの
ポリエステルポリオール、グリセリン、トリメチ
ロールプロパン、ペンタエリスリトールなどが挙
げられ、低分子量ポリアミン化合物としては、エ
チレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメ
チレンジアミンなどが挙げられる。 一方、活性イソシアネート基のブロツク化剤と
しては、例えばメタノール、エタノール、n―プ
ロパノール、n―ブタノール、n―ペンタノー
ル、イソプロパノール等のアルコール類、フエノ
ール、n―クレゾール、イソオクチルフエノー
ル、4―ヒドロキシビフエニル、n―ニトロフエ
ノール、p―ニトロフエノール、o―ニトロフエ
ノール、p―クロロフエノール、カテコール、ク
ロログルシノール等のフエノール類、アセチルア
セトン、アセト酢酸エチル、マロン酸ジメチル、
マロン酸ジエチル等の活性メチレン化合物、ブチ
ルメルカプタン、チオフエノール、第3級ドデシ
ルメルカプタン等のメルカプタン類、アセトアニ
リド、アセトアニシジド、酢酸アミド、ベンズア
ミド等の酸アミド類、コハク酸イミド、マレイン
酸イミド等のイミド類、ジフエニルアミン、フエ
ニルナフチルアミン、アニリン、カルバゾール等
のアミン類、イミダゾール、2―エチルイミダゾ
ール等のイミダゾール類、N―フエニルカルバミ
ン酸フエニル、2―オキサゾリドン等のカルバミ
ン酸塩類、エチレンイミン等のエチレンイミン
類、ホルムアルドオキシム、アセトアルドオキシ
ム、メチルエチルケトオキシム、シクロヘキサノ
ンオキシム等のオキシム類、β―メチル―β―ブ
チロラクタム、α,β―ジメチルブチロラクタ
ム、α,α′,β―トリメチルブチロラクタム、β
―カルボメトキシ―β―ブチロラクタム、β―フ
エニル―β―プロピオラクタム、β―メチル―β
―カプロラクタム、β―メチル―β―バレロラク
タム、β―エチル―β―バレロラクタム、2―ピ
ロリドリン、6―メチル―2―ピペリドン、3―
メチル―ε―カプロラクタムおよび7―メチル―
ε―カプロラクタム等のラクタム類、他にオキサ
ゾリジン、ケチミン、あるいはアセトヒドロキサ
ム酸エステル、ベンズヒドロキサム酸エステル、
ベンジルメタクリロイルヒドロキサメート等のヒ
ドロキサム酸エステル類が用いられる。 本発明のブロツクイソシアネート化合物の製造
は通常のブロツクイソシアネート化合物の場合と
同様の方法で行うことができる。この場合、無溶
剤系で反応を行うことが製造上有利であるが、場
合によつてはトルエン、ジメチルホルムアミド等
の溶媒を用いて合成される。ただし溶媒を用いる
場合は、メチルエチルケトン、酢酸エチル等のイ
ソシアネート基に対して不活性であつて且つ合成
後、脱溶剤が容易な低沸点溶剤を使用することが
好適である。ブロツク化前のイソシアネート末端
プレポリマーを得る反応および末端イソシアネー
トのブロツク化の反応温度は、一般に常温から
120℃程度が採用されるが、とくに50℃〜80℃程
度が好ましい。 これらの反応は無触媒下でも充分に行なえるが
トリエチルアミン、ジブチルチンジラウレート、
スタナスオクトエート等の通常のウレタン化触媒
を用いることもできる。 こうして一般式(2)のピペラジンとポリイソシア
ネート化合物から製造されたイソシアネート末端
プレポリマーに、遊離イソシアネート基と当量の
ブロツク剤を付加し、得られるブロツクイソシア
ネート化合物を、次いで酢酸、乳酸、クロトン
酸、蟻酸、プロピオン酸、マロン酸、酒石酸、シ
トロン酸、リン酸などの酸性物質で中和すること
によつて、本発明水溶化ブロツクイソシアネート
化合物が得られる。このものは水希釈性に優れ、
任意の水添加量において安定な透明水性溶液を与
える。 本発明の化合物の大きな特徴のひとつは、ブロ
ツク化剤の種類によつて水溶化が損なわれること
がないことであり、公知の広範なブロツク化剤か
ら選択使用できる。 本発明の化合物はカチオン型水溶性樹脂及び非
イオン型水溶性樹脂の架橋剤として任意の割合で
混合使用することができ、ブロツク化剤のブロツ
ク解離温度又はそれ以上で焼付けることによつ
て、高度の塗膜性能が得られる。 この新規な水溶性ブロツクイソシアネート化合
物は、常温では安定であるので一液型水性ポリウ
レタン樹脂塗料の架橋剤として特に有用である。 以下、実施例を用いて本発明を具体的に説明す
る。 実施例 1 N,N′―ビスヒドロキシイソプロピル―2―
メチルピペラジン108重量部を50℃に加熱した。
そこえ十分撹拌しながら1,6―ヘキサメチレン
ジイソシアネート168重量部を5時間かけて徐々
に滴下した。滴下終了後60℃で4時間反応せしめ
た処、平均重合度が1なるイソシアネート末端プ
レポリマーが得られた。このプレポリマーの
NCO%は7.3%であつた。ついでメチルエチルケ
トオキシム43重量部を加え、同温度で5時間反応
させブロツクイソシアネート化合物を得た。これ
をイソプロピルアルコール95部に溶解し、65%酢
酸で中和し、本発明のブロツクイソシアネート化
合物を得た。これは不揮発分71.2%、PH6.3の水
に可溶な透明溶液であつた。 実施例 2 実施例1のN,N′―ビスヒドロキシイソプロ
ピル―2―メチルピペラジンの代りにN,N′―
ビスヒドロキシエチル―2―メチルピペラジン96
重量部、1,6―ヘキサメチレンジイソシアネー
トの代りに「トリメチロールプロパン1モルと
1,6―ヘキサメチレンジイソシアネート3モル
の付加物であるNCO含有率16.7%のポリイソシ
アネート」1342重量部を用い、かつ、溶媒として
酢酸エチルの447重量部およびメチルエチルケト
ンの75重量部を用いるように変更した以外は、実
施例1と同様に行なつて、平均重合度が1なるイ
ソシアネート末端プレポリマーを得た。このプレ
ポリマーのNCO含有率は5.7%であつた。ついで
ε―カプロラクタム112重量部を加え70℃で2時
間反応させブロツクイソシアネート化合物を得
た。このものを減圧下、脱溶剤した後、イソプロ
ピルアルコール664部に溶解し、乳酸で中和し、
本発明の水溶性ブロツクイソシアネート化合物を
得た。これは不揮発分69.1%、PH6.6の水に可溶
な透明溶液であつた。 実施例 3 イソホロンジイソシアネート222重量部を60℃
に加熱し撹拌下、メチルエチルケトオキシム90重
量部を5時間かけて徐々に滴下した。滴下終了後
同温度で4時間反応させて部分ブロツクイソシア
ネートを得た。50℃に降温し、N,N′―ビスヒ
ドロキシエチル―2―メチルピペラジン96重量部
を2時間かけて徐々に滴下し滴下終了後、同温度
で4時間反応させた。生成物をイソプロピルアル
コールの90重量部に溶解し、次いで65%酢酸で中
和せしめて、平均重合度が1なる本発明のブロツ
クイソシアネート化合物を得た。これは不揮発分
70.4%、PH6.5の水に可溶な透明溶液であつた。 実施例 4〜12 NCO含有率が7.3%で、かつ、平均重合度が1
なるイソシアネート末端プレポリマーの276重量
部に対して、それぞれ、次表に示される如き各種
のブロツク化剤を所定の量で用いるように変更し
た以外は、実施例1と同様にして、水に可溶なる
ブロツクイソシアネート化合物の透明溶液を得
た。
[Formula] ―CH 2 ―CH 2 ―O ―CH 2 ―CH 2 ―O―CH 2 ―CH 2 ― etc. 2 or more carbon atoms
6 represents a divalent hydrocarbon group, and the piperazine ring is substituted with a halogen atom such as Cl or Br, an alkyl group such as methyl or ethyl, an alkenyl group such as allyl, or an alkoxy group such as methoxy. It's okay. The compound of general formula (2) is not only available as a commercial product, but also easily synthesized, for example, by adding 2 moles or more of alkylene oxide to 1 mole of piperazine. Polyisocyanate compounds that can be used include, for example, 1,6-hexamethylene diisocyanate,
1,8-octamethylene diisocyanate, 1,
2-dodecamethylene diisocyanate, 2,2,
alkylene diisocyanates such as 4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 3,
3'-Diisocyanate dipropyl ether, 3-
Isocyanate methyl-3,5,5-trimethylcyclohexyl isocyanate, cyclopentylene-1,3-diisocyanate, cyclohexylene-1,4-diisocyanate, methyl-2,6
-Diisocyanate caproate, bis(2-isocyanate ethyl) fumarate, 4-methyl-
1,3-Diisocyanate cyclohexane, transvinylene diisocyanate and similar unsaturated isocyanates, 4,4'-methylene-bis(cyclohexyl isocyanate), methane diisocyanate, N,N',N''-tris(6-isocyanate hexamethylene) biuret , screw (2-
aliphatic or cycloaliphatic polyisocyanates such as carbonate (ethyl isocyanate) carbonate and similar diisocyanates, toluene diisocyanate, xylylene diisocyanate, dianisidine diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 1-ethoxy-2, 4-diisocyanatebenzene, 1-chloro-2,4-
Diisocyanate benzene, tris (4-isocyanate phenyl) methane, naphthalene diisocyanate, phleolein diisocyanate, 4,
Aromatic polyisocyanates such as 4'-biphenyl diisocyanate, phenylene diisocyanate, 3,3'-dimethyl-4,4'-biphenyl diisocyanate, p-isocyanate-benzyl isocyanate, tetrachloro-1,3-phenylene NCO which is a reaction product of diisocyanate and the above organic polyisocyanate with a small amount of low molecular weight polyhydroxy compound or polyamine compound
Examples include terminal prepolymers. Examples of low molecular weight polyhydroxy compounds include ethylene glycol,
propylene glycol, diethylene glycol,
Examples include polyester polyols such as dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, 1,4-butanediol, hexamethylene glycol, neopentyl glycol, polyethylene adipate glycol, and polybutylene adipate glycol, glycerin, trimethylolpropane, and pentaerythritol. Examples of the low molecular weight polyamine compound include ethylene diamine, propylene diamine, hexamethylene diamine, and the like. On the other hand, examples of blocking agents for active isocyanate groups include alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, n-butanol, n-pentanol, and isopropanol, phenol, n-cresol, isooctylphenol, and 4-hydroxybifurol. phenols such as enyl, n-nitrophenol, p-nitrophenol, o-nitrophenol, p-chlorophenol, catechol, chloroglucinol, acetylacetone, ethyl acetoacetate, dimethyl malonate,
Active methylene compounds such as diethyl malonate, mercaptans such as butyl mercaptan, thiophenol, and tertiary dodecyl mercaptan, acid amides such as acetanilide, acetanisidide, acetamide, and benzamide, and imides such as succinimide and maleic imide. , diphenylamine, phenylnaphthylamine, aniline, amines such as carbazole, imidazoles such as imidazole, 2-ethylimidazole, carbamates such as phenyl N-phenylcarbamate, 2-oxazolidone, and ethyleneimines such as ethyleneimine. , formaldoxime, acetaldoxime, methyl ethyl ketoxime, cyclohexanone oxime and other oximes, β-methyl-β-butyrolactam, α,β-dimethylbutyrolactam, α,α′,β-trimethylbutyrolactam, β
-Carbomethoxy-β-butyrolactam, β-phenyl-β-propiolactam, β-methyl-β
-Caprolactam, β-methyl-β-valerolactam, β-ethyl-β-valerolactam, 2-pyrrolidrine, 6-methyl-2-piperidone, 3-
Methyl-ε-caprolactam and 7-methyl-
Lactams such as ε-caprolactam, as well as oxazolidine, ketimine, acetohydroxamic acid ester, benzhydroxamic acid ester,
Hydroxamic acid esters such as benzyl methacryloyl hydroxamate are used. The blocked isocyanate compound of the present invention can be produced in the same manner as in the case of conventional blocked isocyanate compounds. In this case, it is advantageous for production to carry out the reaction in a solvent-free system, but in some cases, a solvent such as toluene or dimethylformamide may be used for synthesis. However, when a solvent is used, it is preferable to use a low boiling point solvent such as methyl ethyl ketone or ethyl acetate that is inert to isocyanate groups and that can be easily removed after synthesis. The reaction temperature for the reaction to obtain the isocyanate-terminated prepolymer before blocking and the reaction temperature for blocking the terminal isocyanate generally ranges from room temperature to
A temperature of about 120°C is employed, and a temperature of about 50°C to 80°C is particularly preferred. Although these reactions can be carried out satisfactorily without a catalyst, triethylamine, dibutyltin dilaurate,
Conventional urethanization catalysts such as stannous octoate can also be used. To the isocyanate-terminated prepolymer thus prepared from piperazine and a polyisocyanate compound of general formula (2), a blocking agent in an amount equivalent to the free isocyanate group is added, and the resulting blocked isocyanate compound is then added to acetic acid, lactic acid, crotonic acid, formic acid, etc. The water-solubilized blocked isocyanate compound of the present invention can be obtained by neutralizing with an acidic substance such as , propionic acid, malonic acid, tartaric acid, citronic acid, or phosphoric acid. This material has excellent water dilutability,
Gives a stable clear aqueous solution at any amount of water added. One of the major features of the compounds of the present invention is that their water solubility is not impaired by the type of blocking agent, and they can be selected from a wide variety of known blocking agents. The compound of the present invention can be mixed and used as a crosslinking agent for cationic water-soluble resins and nonionic water-soluble resins in any ratio, and by baking at or above the block dissociation temperature of the blocking agent, A high level of coating performance can be obtained. This new water-soluble blocked isocyanate compound is stable at room temperature and is therefore particularly useful as a crosslinking agent for one-component water-based polyurethane resin coatings. Hereinafter, the present invention will be specifically explained using Examples. Example 1 N,N'-bishydroxyisopropyl-2-
108 parts by weight of methylpiperazine was heated to 50°C.
Thereafter, 168 parts by weight of 1,6-hexamethylene diisocyanate was gradually added dropwise over 5 hours with sufficient stirring. After the dropwise addition was completed, the reaction was carried out at 60°C for 4 hours, and an isocyanate-terminated prepolymer having an average degree of polymerization of 1 was obtained. This prepolymer
NCO% was 7.3%. Then, 43 parts by weight of methyl ethyl ketoxime was added and the mixture was reacted at the same temperature for 5 hours to obtain a blocked isocyanate compound. This was dissolved in 95 parts of isopropyl alcohol and neutralized with 65% acetic acid to obtain the blocked isocyanate compound of the present invention. This was a clear solution soluble in water with a non-volatile content of 71.2% and a pH of 6.3. Example 2 N,N'- in place of N,N'-bishydroxyisopropyl-2-methylpiperazine in Example 1
Bishydroxyethyl-2-methylpiperazine96
parts by weight, 1342 parts by weight of "polyisocyanate with an NCO content of 16.7% which is an adduct of 1 mol of trimethylolpropane and 3 mol of 1,6-hexamethylene diisocyanate" is used instead of 1,6-hexamethylene diisocyanate, and An isocyanate-terminated prepolymer having an average degree of polymerization of 1 was obtained in the same manner as in Example 1, except that 447 parts by weight of ethyl acetate and 75 parts by weight of methyl ethyl ketone were used as the solvent. The NCO content of this prepolymer was 5.7%. Then, 112 parts by weight of ε-caprolactam was added and reacted at 70°C for 2 hours to obtain a blocked isocyanate compound. After removing the solvent under reduced pressure, this material was dissolved in 664 parts of isopropyl alcohol, neutralized with lactic acid,
A water-soluble blocked isocyanate compound of the present invention was obtained. This was a clear solution soluble in water with a non-volatile content of 69.1% and a pH of 6.6. Example 3 222 parts by weight of isophorone diisocyanate at 60°C
While heating and stirring, 90 parts by weight of methyl ethyl ketoxime was gradually added dropwise over 5 hours. After completion of the dropwise addition, the mixture was allowed to react at the same temperature for 4 hours to obtain a partially blocked isocyanate. The temperature was lowered to 50°C, and 96 parts by weight of N,N'-bishydroxyethyl-2-methylpiperazine was gradually added dropwise over 2 hours. After the dropwise addition was completed, the reaction was allowed to proceed at the same temperature for 4 hours. The product was dissolved in 90 parts by weight of isopropyl alcohol and then neutralized with 65% acetic acid to obtain a blocked isocyanate compound of the present invention having an average degree of polymerization of 1. This is non-volatile content
It was a clear solution soluble in water with a pH of 70.4% and pH 6.5. Examples 4 to 12 NCO content is 7.3% and average degree of polymerization is 1
Example 1 was repeated in the same manner as in Example 1, except that various blocking agents as shown in the following table were used in predetermined amounts for 276 parts by weight of the isocyanate-terminated prepolymer. A clear solution of the blocked isocyanate compound was obtained.

【表】 実施例 13 1,6―ヘキサメチレンジイソシアネートの99
重量部を50℃に加熱し、十分に撹拌しながらN,
N′―ビスヒドロキシイソプロピル―2―メチル
ピペラジンの108重量部を5時間かけて徐々に滴
下した。滴下終了後も、60℃に昇温して同温度で
4時間反応せしめ、平均重合度が6なるイソシア
ネート末端プレポリマーを得た。このプレポリマ
ーのNCO含有率は1.6%であつた。 次いで、ここにメチルエチルケトオキシムの
7.3重量部を加えて5時間反応せしめ、ブロツク
イソシアネート化合物を得た。 しかるのち、かくして得られたブロツクイソシ
アネート化合物をイソプロピルアルコールの100
重量部に溶解し、次いで65%酢酸で中和せしめ
て、目的とするブロツクイソシアネート化合物を
得た。これは不揮発分が67.0%で、かつPHが6.4
なる水に可溶な透明溶液であつた。
[Table] Example 13 99 of 1,6-hexamethylene diisocyanate
Heat the weight part to 50℃ and add N, while stirring thoroughly.
108 parts by weight of N'-bishydroxyisopropyl-2-methylpiperazine was gradually added dropwise over 5 hours. After the dropwise addition was completed, the temperature was raised to 60°C and the reaction was continued at the same temperature for 4 hours to obtain an isocyanate-terminated prepolymer having an average degree of polymerization of 6. The NCO content of this prepolymer was 1.6%. Next, methyl ethyl ketoxime is added here.
7.3 parts by weight was added and reacted for 5 hours to obtain a blocked isocyanate compound. Thereafter, the blocked isocyanate compound thus obtained was diluted with 100% isopropyl alcohol.
The target blocked isocyanate compound was obtained by dissolving in parts by weight and then neutralizing with 65% acetic acid. This has a non-volatile content of 67.0% and a pH of 6.4.
It was a clear solution soluble in water.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 一般式 〔式中、RおよびR′は、同一であつても異なつ
ていてもよい、炭素数が2〜6なる二価の炭化水
素基(主鎖のC―C結合は酸素原子が介在してい
てもよい。)を表わすものとする。〕 で示されるヒドロキシ炭化水素二置換ピペラジン
と、過剰のポリイソシアネート化合物とを反応さ
せ、次いでかくして得られるイソシアネート末端
プレポリマーにブロツク化剤を反応させ、しかる
のち、酸性物質で中和せしめることを特徴とす
る、 一般式 〔式中、Aは、ポリイソシアネート化合物の残基
を表わし、 R及びR′は、同一でも異なつていてもよいが、
炭素数2〜6の2価の炭化水素基
(主鎖のC―C結合には酸素原子
が介在していてもよい。)を表わ
し、 Zは、イソシアネート基のブロツク化剤の
残基を表わし、そして nは、1〜6の整数を表わす。〕 で示される水溶性ブロツクイソシアネート化合物
の製造方法。
[Claims] 1. General formula [In the formula, R and R' are divalent hydrocarbon groups having 2 to 6 carbon atoms, which may be the same or different (the C--C bond in the main chain has an oxygen atom intervening). ). ] A hydroxy hydrocarbon disubstituted piperazine represented by the above formula is reacted with an excess of a polyisocyanate compound, and then the isocyanate-terminated prepolymer thus obtained is reacted with a blocking agent, and then neutralized with an acidic substance. , the general formula [In the formula, A represents a residue of a polyisocyanate compound, and R and R' may be the same or different,
Represents a divalent hydrocarbon group having 2 to 6 carbon atoms (an oxygen atom may be present in the C--C bond of the main chain), and Z represents a residue of an isocyanate group blocking agent. , and n represents an integer from 1 to 6. ] A method for producing a water-soluble blocked isocyanate compound.
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