JPH0625327B2 - Yellow-free variable-speed dry urethane resin composition - Google Patents
Yellow-free variable-speed dry urethane resin compositionInfo
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- JPH0625327B2 JPH0625327B2 JP59232337A JP23233784A JPH0625327B2 JP H0625327 B2 JPH0625327 B2 JP H0625327B2 JP 59232337 A JP59232337 A JP 59232337A JP 23233784 A JP23233784 A JP 23233784A JP H0625327 B2 JPH0625327 B2 JP H0625327B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は新規にして有用なる無黄変速乾型ウレタン塗料
用樹脂組成物に関し、さらに詳細には、自動車塗装(補
修)用、建築物、建材、電気製品または橋梁などの各種
の被塗物素材を対象とした塗料分野に利用することので
きる、とくに耐候性にすぐれた、特定のポリイソシアネ
ートと特定のアクリルポリオールとの組み合わせになる
樹脂組成物に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of use] The present invention relates to a novel and useful yellow-free variable-speed dry type urethane coating resin composition, more specifically, for automobile coating (repair), building, A resin composition that can be used in the coating field for various materials to be coated such as building materials, electrical products or bridges, and that has a particularly excellent weather resistance and is a combination of a specific polyisocyanate and a specific acrylic polyol. Regarding things.
従来、硬化剤たるポリイソシアネートと主剤たるアクリ
ルポリオールとからなる二液型無黄変ウレタン塗料は耐
候性、耐久性、機械物性、耐薬品性のすぐれた塗膜を与
えるため極めて有用な工業材料であることが知られてい
る。Conventionally, a two-component non-yellowing urethane coating consisting of polyisocyanate which is a curing agent and acrylic polyol which is a main component is an extremely useful industrial material because it gives a coating film excellent in weather resistance, durability, mechanical properties and chemical resistance. Known to be.
しかし、従来型の無黄変ウレタン塗料は常温で塗装した
際に塗膜の乾燥(硬化)に長時間を要し、さらにその間
にほこりが付着して仕上り外観を著しく低下せしめ、商
品価値を著しく損わしめるなど、実用上重大な欠点を有
していた。However, conventional non-yellowing urethane paint takes a long time to dry (cure) when it is applied at room temperature, and dust adheres to it during that time to significantly reduce the finished appearance, resulting in a remarkable commercial value. It had a serious drawback in practical use such as damage.
即ち、無黄変硬化剤は、通常、トリメチロールプロパン
などのポリオールと、ヘキサメチレンジイソシアネート
の付加体であるアダクト型のポリイソシアネート、ある
いは水とヘキサメチレンジイソシアネートなどから得ら
れるビユーレツト型のポリイソシアネートが用いられて
きているが、これらの硬化剤はアクリルポリオールとの
組み合わせで無黄変ウレタン塗料用に用いるときは乾燥
に長時間を要する。That is, as the non-yellowing curing agent, usually, a polyol such as trimethylolpropane and an adduct type polyisocyanate which is an adduct of hexamethylene diisocyanate, or a biuret type polyisocyanate obtained from water and hexamethylene diisocyanate is used. However, these curing agents require a long drying time when used in combination with an acrylic polyol for non-yellowing urethane coatings.
こうした欠点を改善する方法として、イソホロンジイソ
シアネートから誘導される軟化点の高い硬化剤を用いる
方法が一部採用されているはいるが、この種の硬化剤は
反応性が著しく低い上に、軟化点が高いために塗膜の架
橋硬化が進み難く、したがつて塗膜性能が著しく低下す
ることは衆知の如くである。As a method for improving such drawbacks, a method of using a curing agent having a high softening point derived from isophorone diisocyanate is partially adopted, but this type of curing agent has extremely low reactivity and also has a softening point. It is well known that cross-linking and hardening of the coating film is difficult to proceed due to the high value, and therefore the coating film performance is remarkably deteriorated.
また、上述の乾燥の遅い硬化剤に硬化促進触媒を添加す
る方法も試みられてきてはいるが、こうした方法は塗料
のポツトライフを著しく低下せしめる処から、塗装作業
に重大な障害をきたすことは免れ得ない。Although attempts have been made to add a curing-accelerating catalyst to the above-mentioned slow-drying curing agent, such a method is a process that significantly reduces the pot life of the coating, and therefore it is unavoidable that it seriously hinders the coating work. I don't get it.
他方、主剤に用いられるアクリルポリオールの軟化点
を、スチレンやメチルメタアクリレートなどのハードモ
ノマーを多量に用いることによつて極端に高め、加えて
見掛けの乾燥性を改良する方法も一部には試みられてい
るが、こうした方法は塗膜の架橋硬化を阻害し、しかも
塗膜の耐溶剤性を損わしめると共に、機械的性質をも著
しく低下せしめる。On the other hand, the softening point of the acrylic polyol used as the main ingredient is extremely increased by using a large amount of hard monomers such as styrene and methyl methacrylate, and in addition, a method of improving apparent dryness is also partially tried. However, such a method hinders the cross-linking and curing of the coating film, impairs the solvent resistance of the coating film, and significantly reduces the mechanical properties.
さらに最近では、無黄変硬化剤にイソシアヌレート環を
有するポリイソシアネートが開発されつつあるが、上述
の硬化剤に比較して乾燥性は改善されてはいるが、アク
リルポリオールとの相溶性が著しく劣り、したがつて実
用に供し得るものではない。Furthermore, recently, a polyisocyanate having an isocyanurate ring has been developed as a non-yellowing curing agent, and although the drying property is improved as compared with the above-mentioned curing agents, the compatibility with acrylic polyol is remarkably high. It is inferior and therefore not practical.
以上の様に無黄変ウレタン塗料の従来技術は、実用上、
重大な欠点を有していた。As described above, the conventional technology of non-yellowing urethane paint is practically
It had serious drawbacks.
結局の処、従来の技術に従う限りは、どうしても、無黄
変で、かつ、速乾性であって、しかも、塗装作業性の良
好なるウレタン塗料は、見い出し得ないというのが、実
状である。After all, as long as the conventional technique is followed, the reality is that no urethane coating that does not turn yellow, is quick-drying, and has good coating workability cannot be found.
したがって、本発明が解決しようとする課題は、一にか
かって、上述したような技術的現状を打破し、かかる技
術上の解決を図ることである。Therefore, the problem to be solved by the present invention is to solve the above-mentioned technical present situation and solve the technical problem in a short time.
本発明者らは、既述の如く、従来の無黄変ウレタン塗料
の乾燥に長時間を要する欠点と、それに伴う塗装作業の
種々の問題点とを克服すべく鋭意研究の結果、本発明を
完成するに到つた。As described above, the inventors of the present invention have conducted extensive studies to overcome the drawbacks of the conventional non-yellowing urethane coating that it takes a long time to dry and the various problems associated with the coating work. It came to completion.
すなわち、本発明は必須の成分として、アルキレン、シ
クロアルキレン−およびアラルキレンジイソシアネート
よりなる群から選ばれるジイソシアネート化合物と一分
子中に少なくとも3個の炭化水素置換基を有する分子量
100〜1,000ジオールをイソシアヌレート化触媒の存在下
に反応せしめて得られるイソシアヌレート環を有するポ
リイソシアネートと、数平均分子量が2,000〜30,000
で、かつ水酸基価が20〜200なるアクリルポリオールと
を含んで成る無黄変速乾型ウレタン塗料組成物を提供す
るものであり、該塗料樹脂組成物により、従来よりの懸
案を見事に解決することができる。That is, the present invention has, as an essential component, a diisocyanate compound selected from the group consisting of alkylene, cycloalkylene- and aralkylene diisocyanate and a molecular weight having at least 3 hydrocarbon substituents in one molecule.
A polyisocyanate having an isocyanurate ring obtained by reacting 100 to 1,000 diol in the presence of an isocyanurate-forming catalyst, and a number average molecular weight of 2,000 to 30,000
And a yellow-free variable-speed dry urethane coating composition comprising an acrylic polyol having a hydroxyl value of 20 to 200, and the coating resin composition is capable of satisfactorily solving the conventional problems. You can
ここにおいて、まず本発明の構成要素であるアルキレン
ジイソシアネートの代表例としては、1,4−テトラメ
チレンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイ
ソシアネート、2,2,4−もしくは2,4,4−トリ
メチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−ジイ
ソシアネートメチルカプロエート(リジンジイソシアネ
ート)またはこれらの混合物などが挙げられ、シクロア
ルキレンジイソシアネートの代表例としては、1,3−
もしくは1,4−ジイソシアネートシクロヘキサン、
1,3−もしくは1,4−ビス(イソシアネートメチ
ル)−シクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタン−4,
4′−ジイソシアネート、イソプロピリテン−ピス(4
−シクロヘキシルイソシアネート)、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(イソホロンジイソシアネート)またはこれ
らの混合物などが挙げられ、アラルキレンジイソシアネ
ートの代表例としては、キシリレンジイソシアネート、
テトラメチルキシリレンジイソシアネートもしくは4,
4′−ビス(イソシアネートメチル)−ジフエニルメタ
ンまたはこれらの混合物などが挙げられる。Here, first, as typical examples of the alkylene diisocyanate which is a constituent element of the present invention, 1,4-tetramethylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, 2,2,4- or 2,4,4-trimethyl hexaisocyanate is used. Examples thereof include methylene diisocyanate, 2,6-diisocyanate methylcaproate (lysine diisocyanate), and mixtures thereof. Typical examples of cycloalkylene diisocyanates include 1,3-
Or 1,4-diisocyanate cyclohexane,
1,3- or 1,4-bis (isocyanatomethyl) -cyclohexane, dicyclohexylmethane-4,
4'-diisocyanate, isopropylidene-pis (4
-Cyclohexyl isocyanate), 3-isocyanate methyl-3,5,5-trimethylcyclohexyl isocyanate (isophorone diisocyanate), or a mixture thereof. Typical examples of the aralkylene diisocyanate include xylylene diisocyanate and
Tetramethylxylylene diisocyanate or 4,
4'-bis (isocyanatomethyl) -diphenylmethane or a mixture thereof may be used.
他方、1分子中に3個以上の炭化水素置換基を有する分
子量が100〜1,000なるジオールの代表例としては、1,
2,2−トリメチル−1,3−プロパンジオール(2,
2−ジメチル−1,3−ブタンジオール)、2,2−ジ
メチル−3−イソプロピル−1,3−プロパンジオール
(2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオー
ル)、2,2−ジメチル−3−ペンジル−1,3−プロ
パンジオール(2,2−ジメチル−4−フエニル−1,
3−プタンジオール)、2,2−ジメチル−3−イソブ
チル−1,3−プロパンジオール(2,2,4−トリメ
チル−1,3−ヘキサンジオール)、2,2,3,3−
テトラメチル−1,4−プタンジオール、2,2,4−
トリメチル−1,5−ペンタンジオール、2,2,4−
トリメチル−1,6−ヘキサンジオールもしくは2,
4,4−トリメチル−1,6−ヘキサンジオールまたは
これらの混合物などが挙げられる。On the other hand, as typical examples of diols having three or more hydrocarbon substituents in one molecule and having a molecular weight of 100 to 1,000, 1,
2,2-trimethyl-1,3-propanediol (2,2
2-dimethyl-1,3-butanediol), 2,2-dimethyl-3-isopropyl-1,3-propanediol (2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol), 2,2-dimethyl -3-Pendyl-1,3-propanediol (2,2-dimethyl-4-phenyl-1,
3-Putanediol), 2,2-dimethyl-3-isobutyl-1,3-propanediol (2,2,4-trimethyl-1,3-hexanediol), 2,2,3,3-
Tetramethyl-1,4-butanediol, 2,2,4-
Trimethyl-1,5-pentanediol, 2,2,4-
Trimethyl-1,6-hexanediol or 2,
4,4-trimethyl-1,6-hexanediol or a mixture thereof may be used.
本発明において用いられる前掲の如き各ジイソシアネー
ト化合物は、それぞれ各群の範囲に含まれるものであれ
ば、いずれも単独使用または2種以上の併用が可能であ
り、乾燥性のすぐれた無黄変ウレタン塗料用硬化剤とし
てのポリイソシアネートとなし得る。Each of the above-mentioned diisocyanate compounds used in the present invention can be used alone or in combination of two or more as long as they are included in the range of each group, and a non-yellowing urethane having excellent drying property. It can be a polyisocyanate as a curing agent for paints.
しかし、かかる硬化剤の乾燥性を最適に保つと共に機械
物性および耐候性などの物性のバランスを特に配慮した
場合には、アルキレンジイソシアネートとシクロアルキ
レンジイソシアネートとを85〜55/15〜45(重
量比)の範囲で併用することは極めて有効である。However, in the case where the balance of physical properties such as mechanical properties and weather resistance is particularly taken into consideration while keeping the drying property of the curing agent optimum, 85-55 / 15-45 (weight ratio) of alkylene diisocyanate and cycloalkylene diisocyanate is used. It is extremely effective to use them together within the range.
同様に、アルキレンジイソシアネートとアラルキレンジ
イソシアネートを95〜70/5〜30(重量比)の範
囲で併用することもまた、硬化剤の乾燥性またはその他
の性能を最適に保つ上で有効である。Similarly, the combined use of alkylene diisocyanate and aralkylene diisocyanate in the range of 95 to 70/5 to 30 (weight ratio) is also effective in keeping the drying property or other performance of the curing agent optimum.
また、シクロアルキレンジイソシアネート、就中、イソ
ホロンジイソシアネートは特にイソシアネート基の反応
性が劣るため、例外的に、単独では使用せずに、上述し
た如き範囲内で併用するに止めて使用することが望まし
い。Further, cycloalkylene diisocyanate, especially isophorone diisocyanate, is particularly inferior in reactivity of the isocyanate group. Therefore, exceptionally, it is desirable to use the cycloalkylene diisocyanate not to be used alone but to be used in combination within the above range.
一分子中に3個以上の炭化水素置換基を有する分子量10
0〜1,000のジオールは、たとえば特願昭59−3835
6号に記載の如く、イソシアヌレート環を有するポリイ
ソシアネートが本来有しているすぐれた乾燥性(硬化
性)を損うことなく、しかも該ポリイソシアネートの欠
点であるアクリルポリオールとの相溶性を著しく改良す
る上で極めて有効なものである。当該ジオールの使用量
としては前記ジイソシアネート化合物の総使用量に対し
て0.3〜30モル%の範囲内であることが適当であり、
さらに好ましくは3〜20モル%の範囲内であるのが適
当であり、ポリイソシアネートのイソシアネート含有率
を高く保つ上からは特に望ましい。Molecular weight with 3 or more hydrocarbon substituents in one molecule 10
For example, Japanese Patent Application No. 59-3835 can be used for diols of 0 to 1,000.
As described in No. 6, the polyisocyanate having an isocyanurate ring does not impair the excellent drying property (curability) inherently possessed by the polyisocyanate, and the compatibility with the acrylic polyol, which is a drawback of the polyisocyanate, is remarkably high. It is extremely effective in improving. The amount of the diol used is suitably in the range of 0.3 to 30 mol% with respect to the total amount of the diisocyanate compound used,
It is more preferable to be in the range of 3 to 20 mol%, which is particularly desirable from the viewpoint of keeping the isocyanate content of the polyisocyanate high.
なお、プロピレングリコールや1,3−ブタンジオール
などの通常のジオールの使用はポリイソシアネートの乾
燥性を著しく損うために好ましいものではない。The use of ordinary diols such as propylene glycol and 1,3-butanediol is not preferable because it significantly impairs the drying property of polyisocyanate.
モノアルコール類または三官能以上のポリオールも同様
であり、とくに後者はポリイソシアネートの官能度を高
めすぎ、ポリイソシアネートの粘度を不必要に高めるの
で好ましくない。The same applies to monoalcohols and trifunctional or higher functional polyols, and the latter is not preferable because the latter causes the polyisocyanate to have too high a functionality and unnecessarily increases the viscosity of the polyisocyanate.
しかしながら、本発明において用いられるジオールに対
して少量のモノアルコールやトリオールなどの混入ない
しは併用は、ポリイソシアネートの特性が損なわれない
範囲であれば許容できる。However, a small amount of monoalcohol, triol, or the like mixed or used in combination with the diol used in the present invention is acceptable as long as the characteristics of the polyisocyanate are not impaired.
本発明において使用し得る前記イソシアヌレート化触媒
は、電子密度が低く、陽イオン性の強い原子(団)を含
む化合物が適し、その例としては、例えば、N,N,N
−トリメチル、N−2−ヒドロキシプロピルアンモニウ
ムパラターシヤリ−プチルペンソエート〔I〕、ナトリ
ウムエチラート、ナトリウムプロピエート等を挙げるこ
とができ、とくに、式 の触媒は精製が容易であるため、ポリイソシアネートの
製造に適している。The isocyanurate-forming catalyst that can be used in the present invention is preferably a compound containing an atom (group) having a low electron density and a strong cationic property, and examples thereof include N, N, N.
-Trimethyl, N-2-hydroxypropylammonium paratertiary-pentylpensoate [I], sodium ethylate, sodium propiate, etc. may be mentioned. Since the catalyst of (1) is easy to purify, it is suitable for the production of polyisocyanate.
しかしながら、かかるイソシアヌレート化触媒としては
上掲の式で示される化合物のみに特に限定されるもので
はなく、イソシアヌレート化に有効な触媒であれば、い
ずれでもよいことは勿論である。However, the isocyanurate-forming catalyst is not particularly limited to the compound represented by the above formula, and any catalyst can be used as long as it is effective for isocyanurate-forming.
なお、通常、触媒は、有機溶媒による希釈溶液として、
ジイソシアネート化合物に対して10〜1000PPmの
範囲、好ましくは20〜500PPmの量を用いるのがよ
い。Incidentally, the catalyst is usually a diluted solution with an organic solvent,
It is preferable to use an amount in the range of 10 to 1000 PPm, preferably 20 to 500 PPm, based on the diisocyanate compound.
本発明において用いられる前記イソシアヌレート環を有
するポリイソシアネートを得るに際して実施するイソシ
アヌレート化反応は、通常、30〜120℃、好ましく
は40〜100℃の温度範囲で行うのがよく、その際の
反応の転化率は、前掲したそれぞれのジイソシアネート
化合物およびジオールの合計仕込量に対して20〜70
重量%、好ましくは30〜65重量%の範囲で実施する
のがよい。70%以上の転化率では、生成するポリイソ
シアネートの分子量が高くなり過ぎ、溶解性が低下する
ため好ましくない。The isocyanurate-forming reaction carried out when obtaining the polyisocyanate having an isocyanurate ring used in the present invention is usually carried out at a temperature range of 30 to 120 ° C., preferably 40 to 100 ° C. The conversion of 20 to 70 is based on the total charged amount of each diisocyanate compound and diol described above.
It is good to carry out in the range of 30% by weight, preferably 30 to 65% by weight. When the conversion rate is 70% or more, the molecular weight of the polyisocyanate produced becomes too high and the solubility is lowered, which is not preferable.
反応を終了した反応混合物を、リン酸、モノクロル酢
酸、ドデシルペンゼンスルホン酸などの化合物で含有触
媒を失効させた後、分子蒸溜などの方法に付して未反応
のジイソシアネート化合物を除去することにより、ポリ
イソシアネートを得ることができる。The reaction mixture after the reaction is terminated by deactivating the contained catalyst with a compound such as phosphoric acid, monochloroacetic acid, and dodecylpentenesulfonic acid, and then subjected to a method such as molecular distillation to remove the unreacted diisocyanate compound. , Polyisocyanate can be obtained.
かくして得られるイソシアヌレート環含有ポリイソシア
ネートとしては、通常、数平均分子量が550〜1,200で、
かつ有機溶剤で75重量%濃度に希釈した溶液における
イソシアネート含有量が10〜17%なる範囲内にある
ものが好適である。The isocyanurate ring-containing polyisocyanate thus obtained usually has a number average molecular weight of 550 to 1,200,
Further, it is preferable that the isocyanate content in the solution diluted to 75% by weight with the organic solvent is in the range of 10 to 17%.
当該ポリイソシアネートの希釈溶剤としては酢酸エチ
ル、酢酸ブチル、トルエン、キシレン、セロソルブアセ
テートの如き、イソシアネート基に対して不活性な各種
の有機溶媒が用いられる。As the diluting solvent for the polyisocyanate, various organic solvents which are inert to isocyanate groups, such as ethyl acetate, butyl acetate, toluene, xylene, and cellosolve acetate, are used.
本発明のもう一つの構成要素である前記した数平均分子
量が2,000〜30,000で、かつ水酸基価が20〜200なるアク
リルポリオールは、下記の一般式〔II〕〜〔V〕で示さ
れるエチレン系炭化水素誘導体などを主成分とし、かつ
これら誘導体のラジカル重合によつて得られるものであ
る。The above-mentioned acrylic polyol having a number average molecular weight of 2,000 to 30,000 and a hydroxyl value of 20 to 200, which is another constituent of the present invention, is an ethylene-based carbonization represented by the following general formulas [II] to [V]. It has a hydrogen derivative as a main component and is obtained by radical polymerization of these derivatives.
まず、一般式 で示される化合物としては、スチレン、α−メチルスチ
レン、p−メチルスチレン、p−メトキシスチレンまた
はパラターシヤリーブチルスチレンなどがあげられる。First, the general formula Examples of the compound represented by include styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, p-methoxystyrene, paratertiarybutylstyrene, and the like.
次いで、一般式 で示される化合物としては、メチルメタアクリレート、
n−ブチルメタアクリレート、iso−ブチルメタアクリ
レート、t−ブチ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、エチルアクリレート、n−ブチ
ルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレートまた
は2−エトキシエチルアクリレートなどをあげることが
できる。Then the general formula As the compound represented by, methyl methacrylate,
Examples thereof include n-butyl methacrylate, iso-butyl methacrylate, t-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate and 2-ethoxyethyl acrylate.
また、一般式 〔但し、式中のR3は前出の通りである。〕 で示される化合物としては、β−ヒドロキシエチルメタ
アクリレート、β−ヒドロキシプロピルメタアクリレー
トまたはβ−ヒドロキシエチルアクリレートなどをあげ
ることができる。Also, the general formula [However, R 3 in the formula is as described above. ] As a compound shown by these, beta-hydroxyethyl methacrylate, beta-hydroxypropyl methacrylate, beta-hydroxyethyl acrylate, etc. can be mentioned.
さらに、一般式 で示される化合物としては、ジエチルフマレート、ジ−
n−ブチルフマレート、ジイソブチルフマレートまたは
ジ−2−エチルヘキシルフマレートなどをあげることが
できる。Furthermore, the general formula Examples of the compound represented by: diethyl fumarate, di-
Examples thereof include n-butyl fumarate, diisobutyl fumarate and di-2-ethylhexyl fumarate.
さらにまた、上掲したそれぞれの一般式〔II〕〜〔V〕
には包含されないが、同種のエチレン系炭化水素誘導体
であつて、かつ当該アクリルポリオールを得る際に用い
られる化合物の例としては、メタアクリル酸、アクリル
酸もしくはイタコン酸などのカルボキシ含有エチレン系
炭化水素;またはグリシジルメタアクリレートなどのオ
キシラン環含有エチレン系炭化水素誘導体などをあげる
ことができる。Furthermore, each of the above-mentioned general formulas [II] to [V]
Although not included in the above, examples of compounds that are the same type of ethylene hydrocarbon derivative and are used in obtaining the acrylic polyol include carboxy-containing ethylene hydrocarbons such as methacrylic acid, acrylic acid or itaconic acid. Or an oxirane ring-containing ethylene hydrocarbon derivative such as glycidyl methacrylate.
上記した各種のエチレン系炭化水素誘導体から当該アク
リルポリオールを調整するにさいしては、ベンゾイルパ
ーオキサイド、アゾビスイソブチロニトリル、t−ブチ
ルパーオクトエート、ジ−t−ブチルパーオキシドまた
はt−ブチルパーベンゾエートなど公知慣用のラジカル
開始剤を用い、常法のラジカル重合反応に従つて容易に
実施することができる。When preparing the acrylic polyol from the above various ethylene hydrocarbon derivatives, benzoyl peroxide, azobisisobutyronitrile, t-butyl peroctoate, di-t-butyl peroxide or t-butyl. A known radical polymerization initiator such as perbenzoate can be used to easily carry out the reaction according to a conventional radical polymerization reaction.
また、かかるラジカル重合反応は、通常、60〜150℃の
範囲で、トルエン、キシレンまたは酢酸ブチルなどの有
機溶媒中で行なわれるものである。The radical polymerization reaction is usually carried out in an organic solvent such as toluene, xylene or butyl acetate at a temperature of 60 to 150 ° C.
当該アクリルポリオールとしては、既述の如く、数平均
分子量が2,000〜30,000なるものの使用が好ましく、さ
らに好ましくは3,000〜20,000のものが適当である。As described above, it is preferable to use the acrylic polyol having a number average molecular weight of 2,000 to 30,000, and more preferably 3,000 to 20,000.
当該ポリオールにあつては、分子量があまり低すぎると
速乾性の塗料を得ることが難かしくなるし、逆に分子量
が高すぎると塗装作業性を損うので好ましくない。With respect to the polyol, if the molecular weight is too low, it becomes difficult to obtain a quick-drying paint, and conversely, if the molecular weight is too high, coating workability is impaired, which is not preferable.
他方、当該ポリオールの水酸基価としては樹脂固形分換
算で20〜200であることが好ましく、さらに好ましくは3
0〜120のものが適している。On the other hand, the hydroxyl value of the polyol is preferably 20 to 200 in terms of resin solid content, and more preferably 3
Those of 0 to 120 are suitable.
当該ポリオールの水酸基価があまり低くなりすぎると性
能のよい塗膜を得ることが難かしく、逆に高すぎると高
価なポリイソシアネートを多量に用いることになり、経
済的な損失などの欠点を生じる。If the hydroxyl value of the polyol is too low, it will be difficult to obtain a coating film with good performance. On the other hand, if it is too high, a large amount of expensive polyisocyanate will be used, resulting in disadvantages such as economical loss.
なお、当該アクリルポリオールのガラス転移点(Tg)は
好ましい乾燥性を得るためにも余りに低くないことが望
ましいとしても特に限定されるものではないが、通常
は、このTgが25℃以上であることが好ましく、30℃
以上であるならばさらに好適である。逆に、当該ポリオ
ールのTgが余りに高すぎると塗膜の可撓性が失われる傾
向がある処から、一般的には80℃以下、さらに好まし
くは70℃以下に保つことが望ましい。The glass transition point (Tg) of the acrylic polyol is not particularly limited even if it is desirable that it is not too low in order to obtain preferable drying property, but normally, this Tg is 25 ° C. or higher. Is preferred, 30 ° C
The above is more preferable. On the contrary, if the Tg of the polyol is too high, the flexibility of the coating film tends to be lost. Therefore, it is generally desirable to keep the temperature at 80 ° C or lower, and more preferably at 70 ° C or lower.
当該ポリオールとして特に望むなら、アルキド樹脂を含
むポリエステルなどで変性したものを用いてもよい。If desired, the polyol may be modified with a polyester containing an alkyd resin.
但し、そのさいの変性量としてはアクリルポリオール自
身が保有しているすぐれた耐候性を損なわしめないため
にも、50重量%以下、好ましくは30重量%以下に止
めることが望ましい。However, the amount of modification at that time is preferably 50% by weight or less, preferably 30% by weight or less, in order not to impair the excellent weather resistance of the acrylic polyol itself.
以上に記述されたイソシアヌレート環含有ポリイソシア
ネートとアクリルポリオールとを必須の成分として含ん
で成る本発明の樹脂組成物を塗料として用いるには、こ
れら各成分のそれぞれイソシアネート基と水酸基とが等
当量、つまりNCO/OH=1.0(当量比)になるよう配合す
ることによつて速乾で性能のよい塗料が得られるが、特
に望むならば、このNCO/OHが0.3〜2.0、好ましくは0.8
〜1.2となるような配合割合でポリイソシアネートとポ
リオールとを用いてもよい。In order to use the resin composition of the present invention comprising the isocyanurate ring-containing polyisocyanate and acrylic polyol described above as essential components as a coating material, the isocyanate groups and hydroxyl groups of each of these components are equivalent, In other words, by blending so that NCO / OH = 1.0 (equivalent ratio), a quick-drying and good-performance paint can be obtained. However, if desired, this NCO / OH is 0.3 to 2.0, preferably 0.8.
You may use a polyisocyanate and a polyol in the compounding ratio which becomes-1.2.
本発明のウレタン塗料用樹脂組成物はそのままクリヤー
ワニスとして、あるいはチタン白、カーボンブラツクま
たはシアニンブルーなどの各種顔料または体質顔料を含
む形でエナメル塗料として用いることができる。The resin composition for urethane paints of the present invention can be used as a clear varnish as it is or as an enamel paint in a form containing various pigments or extender pigments such as titanium white, carbon black or cyanine blue.
本発明組成物としてのこれらクリヤーワニスまたはエナ
メルにあつては、前記必須成分たるそれぞれイソシアヌ
レート環含有ポリイソシアネートからなる硬化剤とアク
リルポリオールからなる主剤とから構成される二液型塗
料であり、エナメルにおける顔料は通常、主剤に配合混
練して調整される。こうした塗料化の際に必要な希釈溶
剤はウレタン塗料に用いられている通常のシンナーをそ
のまま用いることができる。The clear varnish or enamel as the composition of the present invention is a two-pack type coating composition composed of a curing agent composed of the isocyanurate ring-containing polyisocyanate, which is the essential component, and a base material composed of an acrylic polyol. The pigment in (2) is usually prepared by mixing and kneading with the main agent. As a diluting solvent necessary for forming such a paint, a usual thinner used for urethane paint can be used as it is.
なお、本発明の組成物を塗料として用いるに際しては、
さらにセルロースアセテートブチレートもしくはニトロ
セルロースなどの繊維素類、可ソ剤、レベリング剤また
は界面活性剤の如き公知慣用の添加剤を併用してもよ
く、特に望むならば硬化触媒を併用してもよい。When using the composition of the present invention as a paint,
Further, known additives such as cellulose acetate butyrate, nitrocellulose and other fibrin materials, solubilizers, leveling agents or surfactants may be used in combination, and a curing catalyst may be used in combination if desired. .
本発明の組成物よりなる二液型塗料は、それを実用に供
する際に硬化剤および主剤たる各塗料成分を配合し、エ
アスプレー、エアレススプレー、静電塗装またはロール
コーターなどを用いる通常の塗装方法によつて、乾燥性
のよい、しかも塗膜性能の良好な塗膜を得ることができ
る。The two-pack type coating composition comprising the composition of the present invention is a conventional coating composition in which a curing agent and each coating material as a main component are blended when the composition is put into practical use, and air spray, airless spray, electrostatic coating or roll coater is used. According to the method, it is possible to obtain a coating film having good drying property and good coating performance.
以上には常温硬化型の塗料に主眼をおいて説明している
が、特に望むならば40〜100℃の温度で強制乾燥
し、極く短時間で硬化塗膜を得る方法を採用しても、良
好な塗膜を得ることができるものである。Although the above description focuses on the room temperature curable paint, if desired, even if a method of forcibly drying at a temperature of 40 to 100 ° C. and obtaining a cured coating film in an extremely short time is adopted. A good coating film can be obtained.
このようにして、本発明組成物は鉄をはじめ、各種の非
鉄金属、無機質材料またはプラスチツクス材料などの各
種基材を被覆するための好適な無黄変速乾型ウレタン塗
料として特に有用なものである。Thus, the composition of the present invention is particularly useful as a suitable yellow-free variable-speed dry urethane coating for coating various base materials such as iron, various non-ferrous metals, inorganic materials or plastics materials. is there.
次に、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれ
によつて何ら制約を受けるものではない。Next, the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
以下、%とあるのは特に断りのない限りは、すべて重量
%を意味するものとする。Hereinafter, "%" means "wt%" unless otherwise specified.
実施例1 攪拌機、窒素ガス導入管、空冷管および温度計を備えた
容積2のガラス製四ツ口フラスコに、窒素ガス雰囲気
下で、ヘキサメチレンジイソシアネート、(HMDI;分子
量=168.2)の1,400g(8.32モル)および2,2,4−
トリメチル−1,3−ベンタンジオール(TMPD;分子量
=146.2)の50g(0.34モル)を仕込んでフラスコに油
浴を付して攪拌下に55℃まで昇温し、同温に約1時間
保持したのち、イソシアヌレート化触媒として、前掲の
構造式〔I〕で示されるN,N,N−トリメチル−N−
2−ヒドロキシプロピルアンモニウムパラ−ターシヤリ
ーブチルベンゾエート(CPB;分子量=295.4)の20%
ブチルセロソルブ溶液をフラスコ中に分割添加した処、
この触媒溶液が総量で1.3g(0.88ミリモル)添加され
た時点で、反応が開始すると共に発熱が認められ、反応
容器内の温度は62℃まで上昇した。この発熱がおさま
つたのち、器内の温度を60℃に保ちつつ合計で4.5時
間反応を続行せしめ、触媒の失効剤としてモノクロル酢
酸(分子量M=94.5)の6.8%キシレン溶液の1.3g(0.
94ミリモル)を反応器中に添加して反応を終了せしめ
た。Example 1 A glass four-necked flask with a volume of 2 equipped with a stirrer, a nitrogen gas inlet tube, an air cooling tube and a thermometer was placed under a nitrogen gas atmosphere, and 1,400 g of hexamethylene diisocyanate (HMDI; molecular weight = 168.2) ( 8.32 mol) and 2,2,4-
50 g (0.34 mol) of trimethyl-1,3-bentanediol (TMPD; molecular weight = 146.2) was charged, the flask was equipped with an oil bath, the temperature was raised to 55 ° C. with stirring, and the temperature was maintained for about 1 hour. Then, as an isocyanurate-forming catalyst, N, N, N-trimethyl-N-is represented by the above structural formula [I].
20% of 2-hydroxypropyl ammonium para-tertiary butyl benzoate (CPB; molecular weight = 295.4)
When the butyl cellosolve solution was added in portions in a flask,
When 1.3 g (0.88 mmol) of the catalyst solution was added in total, the reaction started and exotherm was observed, and the temperature in the reaction vessel rose to 62 ° C. After the exotherm subsided, the reaction was continued for a total of 4.5 hours while maintaining the temperature inside the vessel at 60 ° C, and 1.3 g of a 6.8% xylene solution of monochloroacetic acid (molecular weight M = 94.5) was used as a catalyst deactivator. .
94 mmol) was added to the reactor to terminate the reaction.
次いで、反応混合物を室温に冷却し、そのうちの1,000
gを分子蒸留にかけて目的ポリイソシアネートの331.3
g(転化率=33.2%)と留出物の668.7g(回収率=66.
8%)を得た。The reaction mixture was then cooled to room temperature, of which 1,000
331.3 g of the target polyisocyanate is subjected to molecular distillation.
g (conversion rate = 33.2%) and 668.7 g of distillate (recovery rate = 66.
8%).
得られたポリイソシアネートは室温で流動性を有する液
状物質であつたが、次いでこれを酢酸エチルで75%に
希釈せしめてポリイソシアネートを得た。以下これを試
料番号「P1」と称す。The obtained polyisocyanate was a liquid substance which had fluidity at room temperature, and it was then diluted to 75% with ethyl acetate to obtain polyisocyanate. Hereinafter, this is referred to as sample number "P1".
かくして得られたポリイソシアネートP1溶液は不揮発
分(NV)が75.3%、ガードナー色数(以下同様)が1
以下、25℃におけるガードナー粘度(以下同様)がA1
〜Aで、かつイソシアネート含有量が15.0%であり、分
析の結果、イソシアヌレート環を含有していることが確
認され、分子量の測定結果は643であつた。The polyisocyanate P1 solution thus obtained had a nonvolatile content (NV) of 75.3% and a Gardner color number (hereinafter the same) of 1
Below, the Gardner viscosity at 25 ° C (same below) is A 1
.About.A, and the isocyanate content was 15.0%. As a result of the analysis, it was confirmed that the compound contained an isocyanurate ring, and the measurement result of the molecular weight was 643.
他方、分子蒸留による留出物について分析した処、この
ものは実質上、純粋なHMDIであることも確認され
た。On the other hand, when the distillate obtained by molecular distillation was analyzed, it was also confirmed that this was substantially pure HMDI.
上記の試作ポリイソシアネートP1について、これと
「アクリデイツクA−800」(大日本インキ化学工業
(株)製のアクリルポリオールMW16,000、OHV50)
とを用いて二液型ウレタン塗料を調製し、塗膜性能を調
べた結果は表−2の通りであり、「バーノツクDN−95
0」〔大日本インキ化学工業(株)製アダクト型の無黄
変型ポリイソシアネート〕、市販品Aおよび試作ポリイ
ソシアネート、T2よりなる塗料に比較してすぐれた乾
燥性を示すと共に、良好な塗膜性能を有することが解つ
た。About the above prototype polyisocyanate P1, this and "Acrydeik A-800" (acrylic polyol MW16,000, OHV50 manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.)
A two-component urethane paint was prepared by using and, and the results of examination of coating film performance are shown in Table-2.
0 "[adduct-type non-yellowing polyisocyanate manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.], which is superior in drying property to a coating composition comprising a commercial product A, a trial polyisocyanate, and T2, and has a good coating film. It turned out to have performance.
実施例2〜4 実施例1と同様の方法により、原料配合を変えてイソシ
アヌレート環を有するポリイソシアネートP2〜4を得
た。P2〜4のそれぞれの原料配合、ポリイソシアネー
トの性状、組成は表−1に示す通りであり、これらのポ
リイソシアネートとアクリルポリオール、アクリデイツ
クA−800から得られた塗料の塗膜性能は表−2に示す
通りであつて、すぐれた乾燥性を有している。Examples 2 to 4 Polyisocyanates P2 to 4 having an isocyanurate ring were obtained by changing the raw material composition in the same manner as in Example 1. The raw material blends of P2 to P4, the properties and compositions of polyisocyanates are as shown in Table-1. It has excellent dryness as shown in (3).
表−2の結果から明らかなように、P3,P4から得ら
れた塗料は乾燥性がすぐれていることに加えて機械的な
性質の面でバランスのよい良好な性能を有することが解
る。As is clear from the results in Table 2, it is understood that the coatings obtained from P3 and P4 have excellent drying properties and well-balanced and good performance in terms of mechanical properties.
比較例1および2 実施例1と同様の方法により、イソシアヌレート環を有
するポリイソシアネートT1およびT2を試作した。Comparative Examples 1 and 2 By the same method as in Example 1, polyisocyanates T1 and T2 having an isocyanurate ring were experimentally produced.
なお、これらポリイソシアネートT1およびT2を試作
した。In addition, these polyisocyanates T1 and T2 were experimentally manufactured.
なお、これらポリイソシアネートT1およびT2の原料
配合ならびにポリイソシアネートの性状および組成は表
−1の通りである。The raw material blends of these polyisocyanates T1 and T2 and the properties and compositions of the polyisocyanates are shown in Table 1.
実施例5 スチレンおよびメチルメタアクリレートなるハードモノ
マーを主体とし、ソフトモノマーにブチルアクリレート
およびβ−ヒドロキシエチルメタアクリレートなどを含
有するエチレン系炭化水素誘導体から常法によつてラジ
カル重合して得られた数平均分子量が18,000で、かつ水
酸基価が35なるアクリルポリオール(不揮発分50.2
%、粘度X〜Y、酸価3.0、トルエン、キシレンおよび
酢酸ブチルからなる混合希釈溶剤を使用)を用いてポリ
イソシアネートP1〜P4の乾燥性をクリヤーワニスで
試験した結果は表−4の通りであつた。 Example 5 Number obtained by radical polymerization by a conventional method from an ethylene-based hydrocarbon derivative containing styrene and methyl methacrylate as a main hard monomer and soft monomer containing butyl acrylate, β-hydroxyethyl methacrylate and the like. An acrylic polyol with an average molecular weight of 18,000 and a hydroxyl value of 35 (nonvolatile content of 50.2
%, Viscosity X to Y, acid value 3.0, mixed diluent solvent consisting of toluene, xylene and butyl acetate) was used to test the dryness of polyisocyanates P1 to P4 with clear varnish. Atsuta
〔発明の効果〕 本発明組成物は耐候性にすぐれるものであることは勿
論、従来においては耐候性が良くても乾燥性が劣るもの
しか得られなかつた処を、この乾燥性が著しく向上され
たものとして本発明組成物はそれ自体で見るべきものが
ある。 [Effects of the Invention] The composition of the present invention is not only excellent in weather resistance, but, in the conventional case, only good weather resistance but poor drying property was obtained. As such, the composition of the present invention is itself to be seen.
しかも、本発明組成物は無黄変であるし、相溶性にもす
ぐれるという特徴的な効果を併せ有するものである。Moreover, the composition of the present invention has a characteristic effect that it does not turn yellow and has excellent compatibility.
Claims (1)
アラルキレンジイソシアネートよりなる群から選ばれる
ジイソシアネート化合物と、一分子中に少なくとも3個
の炭化水素置換基を有する分子量が100〜1,000なるジオ
ールとを、イソシアヌレート化触媒の存在下に反応させ
て得られるイソシアヌレート環を有するポリイソシアネ
ートと、数平均分子量が2,000〜30,000で、かつ水酸基
価が20〜200なるアクリルポリオールとを必須の成分と
して含んで成る、無黄変速乾型ウレタン塗料用樹脂組成
物。1. A diisocyanate compound selected from the group consisting of alkylene-, cycloalkylene- and aralkylene diisocyanate, and a diol having at least 3 hydrocarbon substituents in one molecule and having a molecular weight of 100 to 1,000. A polyisocyanate having an isocyanurate ring obtained by reacting in the presence of a nurate-forming catalyst and a number average molecular weight of 2,000 to 30,000, and a hydroxyl value of 20 to 200 comprising an acrylic polyol as an essential component, Yellow-free variable speed dry type urethane coating resin composition.
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP59232337A JPH0625327B2 (en) | 1984-11-06 | 1984-11-06 | Yellow-free variable-speed dry urethane resin composition |
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| US06/706,593 US4582888A (en) | 1984-02-29 | 1985-02-28 | Process for production of isocyanurate ring-containing polyisocyanate and resin composition for urethane paints comprising said polyisocyanate and acrylic polyol |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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Publications (2)
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|---|---|
| JPS61111371A JPS61111371A (en) | 1986-05-29 |
| JPH0625327B2 true JPH0625327B2 (en) | 1994-04-06 |
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Family Applications (1)
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1984
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Also Published As
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