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JP2018505243A - コーティング材料組成物、およびそれらから生成されるコーティング、ならびにその使用方法 - Google Patents

コーティング材料組成物、およびそれらから生成されるコーティング、ならびにその使用方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、(A)少なくとも1種のポリヒドロキシル基含有成分(A)と、(B1)少なくとも1種のイソシアネート基およびシラン基含有成分(B1)と、(D)シラン基の架橋のための、少なくとも1種の触媒(D)とを含む、非水性コーティング材料組成物であって、(B2)成分(B1)と異なる、および、少なくとも1つの式(I)のペルフルオロアルキル基CR13−(CR22)f− (I)(式中、R1およびR2は、互いに独立に、H、F、および/またはCF3であるが、R1およびR2は、両方がHでなくてもよく、fは、1〜20、好ましくは3〜11、より好ましくは5〜7である)をさらに有する少なくとも1種のイソシアネート基含有成分(B2)を含む、非水性コーティング材料組成物に関する。本発明のさらなる主題は、これらのコーティング材料組成物から生成されるコーティング、およびその使用方法である。

Description

本発明は、少なくとも1種のポリヒドロキシル基含有成分(A)と、少なくとも1種のイソシアネート基およびシラン基含有成分(B1)とを含む、非水性コーティング材料組成物に関する。本発明のさらなる主題は、これらのコーティング材料組成物から生成されるコーティング、ならびに、特に、自動車OEM塗装、自動車補修塗装、および車両内または車両上に取り付ける部品だけでなくプラスチックのコーティングのための、その使用方法である。
WO2013/081892は、ポリヒドロキシル基含有バインダー成分と、イソシアネート基を有する、およびフルオロエーテル基を有する架橋剤とを含むコーティング材料であって、コーティング材料のフルオロエーテル含有量が、コーティング材料の樹脂固体含有量に対して0.1から3.0質量%である、コーティング材料を開示している。その場合における架橋は、ポリイソシアネートと、nが1または2である少なくとも1つの−OCH2n+1基を有するフッ素含有ポリエーテルポリオールとの反応によって生成される。これらのコーティング材料は、例えば、自動車塗装区分において、マルチコートペイント系を生成するためのクリアコート材料として使用され、清掃しやすく汚れやすさを軽減するコーティングをもたらす。さらに、得られたコーティングは、良好な光学的特性、良好な外観、および高い光沢を示す。
さらに、EP−B−1664222は、バインダーとして、10〜90質量%、好ましくは40〜80質量%のフッ素化シランポリマーと、好ましくはポリヒドロキシル基含有バインダー成分と、さらには、ポリイソシアネート系架橋剤とを含む、フッ素化トップコート材料を開示している。フッ素化シランポリマーは、特に、シラン基を有するエチレン性不飽和モノマー、フッ素官能基を有するエチレン性不飽和モノマー、およびさらなるコモノマーの重合によって得られる。その明細書によれば、そのようなフッ素化シランポリマーの使用により低下することの多い、次のコーティングに対する得られたコーティングの付着性は、特定のフッ素化ウレタン添加剤の添加によって改善される。これらのフッ素化ウレタン添加剤は、まず、ジイソシアネートおよびポリイソシアネートの0.45〜1.0当量のイソシアネート基を、フッ素化モノアルコールと反応させて、次に、依然として存在するいかなる残留イソシアネート基も、ポリオキシエチレン/ポリオキシプロピレングリコールと、またはアミノ官能性シランと反応させることによって製造される。
さらに、WO09/086029は、活性水素を含有する官能基を有する、バインダー(A)、特に、ヒドロキシ官能性ポリアクリレート樹脂と、遊離イソシアネート基を有する、架橋剤(B)と、少なくとも1種のエポキシ官能性シラン(C)とを含む、コーティング材料、特に、サーフェイサーおよびクリアコート材料を開示している。サーフェイサーにおけるおよびクリアコートにおけるエポキシ官能性シランの使用は、非常に良好な湿潤付着性、ならびに、高圧洗浄の間および湿度/温度試験において非常に良好な安定性を有する、マルチコートペイント系をもたらす。
しかし、先行技術から既知のこれらのコーティング材料は、使用されるフッ素ビルディングブロックの特定の性質と、特に高級車用クリアコートに必要な、優れた引っ掻き抵抗性とを併せもつことができない。
さらに、まだ公開されていない欧州特許出願EP2013197704.3およびまだ公開されていない欧州特許出願EP2013197695.3は、イソシアナート官能性シアンと、α,ω−ヒドロキシ官能化オリゴエステルとの反応生成物、ならびに、コーティング材料、より特には溶剤型サーフェイサーおよび溶剤型クリアコートにおける付着促進剤としてのそれらの使用を記載している。
最後に、WO08/74491、WO08/74490、WO08/74489、WO09/077181およびWO10/149236は、使用されるイソシアネート基およびシラン基含有化合物(B)が、既知のイソシアネートに、好ましくはジイソシアネートの、より特にはヘキサメチレンジイソシアネートのビウレットダイマーおよびイソシアヌレートトリマーに基づいている、コーティング材料を開示している。従来のポリウレタン系コーティング材料と比べて、これらのコーティング材料組成物は、良好な耐候安定性と共に、著しく改善された引っ掻き抵抗性という利点を有する。これらのコーティング材料による改善を必要とするのは、得られたコーティングの汚れやすさである。非常に清掃しやすい、および「清掃しやすい表面」ともしばしば言われる、クリアコート面の提供も望まれている。
WO2013/081892 EP−B−1664222 WO09/086029 欧州特許出願EP2013197704.3 欧州特許出願EP2013197695.3 WO08/74491 WO08/74490 WO08/74489 WO09/077181 WO10/149236
したがって、本発明により取り組まれる課題は、引っ掻き抵抗性が高く、特に、引っ掻かれた後で高レベルの光沢保持率を示すコーティングをもたらす、特に自動車OEM塗装および自動車補修塗装のための、コーティング材料組成物を提供することであった。しかし、それと同時に、得られたコーティングは、汚れにくいものであるべきであり、表面の容易な清掃(清掃しやすい表面)を確実にするものであるべきである。
さらに、得られたコーティングは、良好な耐化学性および耐酸性、さらには、良好な耐候安定性を示すべきである。
さらに、コーティングおよびペイント系、特に、クリアコート系は、応力亀裂が起きることなく、>40μmのコーティング厚さでも生成することができるべきである。さらに、該コーティング材料は、自動車OEM塗装および自動車補修塗装においてクリアコート塗膜に典型的に課される要件を満たすべきである。
最後に、新規のコーティング材料は、簡単にかつ非常に再現性よく製造することができるべきであり、コーティングの適用の間、いかなる環境問題も起こすべきではない。
上記の課題を踏まえ、
(A)少なくとも1種のポリヒドロキシル基含有成分(A)と、
(B1)少なくとも1種のイソシアネート基およびシラン基含有成分(B1)と、
(D)シラン基の架橋のための、少なくとも1種の触媒(D)と
を含む、非水性コーティング材料組成物であって、
(B2)成分(B1)と異なる、および、少なくとも1つの式(I)のペルフルオロアルキル基
CR −(CR − (I)
(式中、
およびRは、互いに独立に、H、F、および/またはCFであるが、RおよびRは、両方がHでなくてもよく、
fは、1〜20、好ましくは3〜11、より好ましくは5〜7である)
をさらに有する少なくとも1種のイソシアネート基含有成分(B2)
を含む、非水性コーティング材料組成物を見出した。
本発明のさらなる主題は、これらのコーティング材料組成物を使用する多段階コーティング法、クリアコートとしてのコーティング材料組成物の使用方法、あるいは、自動車OEM塗装、自動車補修塗装、および/または自動車内または自動車上に取り付ける部品、および/またはプラスチック基材、および/または特定用途車のコーティングのためのコーティング法の適用である。
該コーティング材料組成物が、引っ掻き抵抗性が高く、特に、引っ掻かれた後で高レベルの光沢保持率を示し、それと同時に、汚れにくく、清掃しやすい表面性を確実にする、コーティングをもたらすことは、驚くべきことであり、予測できなかった。
さらに、得られたコーティングは、良好な耐化学性および耐酸性、さらには、良好な耐候安定性を示す。
さらに、該コーティング材料組成物は、コーティングにおいて、耐候安定性の高いネットワークをもたらすのと同時に、高い酸強度を確実にする。さらに、コーティングおよびペイント系、特に、クリアコート系は、応力亀裂が起きることなく、>40μmの塗膜厚さでも生成することができる。これらすべてに加えて、該コーティング材料は、自動車OEM塗装および自動車補修塗装においてクリアコート塗膜に典型的に課される要件を満たす。
最後に、新規のコーティング材料は、簡単にかつ非常に良好な再現性で製造することができ、コーティングの適用の間、いかなる環境問題も起こさない。
本発明のコーティング材料組成物
特に、本発明のコーティング材料組成物は、熱硬化性コーティング材料、換言すると、好ましくは、放射線硬化性不飽和化合物が実質的に無い、より特には放射線硬化性不飽和化合物が完全に無い、コーティング材料である。
本発明の目的のために、別段の指示がない限り、不揮発分(NVF、固体)の決定の各場合において、一定の条件が選択された。不揮発分の決定のために、1gの量の各サンプルが固形蓋に塗布され、130℃で1時間加熱され、次いで、室温に冷却され、再び秤量される。(ISO3251に従って)。決定は、例えば、本発明のコーティング組成物に存在する対応するポリマー溶液および/または樹脂の不揮発分で行われ、それによって、例えば、2つ以上の成分の混合物中の各構成成分または全コーティング組成物の質量分率を調整でき、それを決定することを可能にした。
したがって、該コーティング材料の個々の成分(A)または(B1)または(B2)または(B3)または(C)または(E)のバインダー分(不揮発分または固体含有量とも呼ぶ)は、各成分(A)または(B1)または(B2)または(B3)または(C)または(E)の少量サンプルを量り取り、その次に、それを130℃で60分間乾燥させて、固体を決定し、それを冷却し、次いで、それを再び秤量することによって決定される。次いで、その成分のバインダー分(質量%)は、130℃で乾燥させた後の各サンプルの残留物の質量を、乾燥前の各サンプルの質量で割って出た比に100を掛けることによって示される。
標準の市販の成分の場合、別段の指示がない限り、前記成分のバインダー分は、十分な正確さで、上述の固体含有量と等しくてもよい。
該コーティング材料組成物のバインダー分は、コーティング材料の個々のバインダー成分ならびに架橋剤成分である(A)、(B1)、(B2)、(B3)、(C)および(E)のバインダー分の合計から算術的に決定される。
本発明の目的のために、ヒドロキシル価またはOH価は、1グラムの当該の構成成分のアセチル化の間に結合された酢酸のモル量に等しい、水酸化カリウムの量(ミリグラム単位)を示す。本発明の目的のために、ヒドロキシル価は、別段の指示がない限り、DIN53240−2[ヒドロキシル値の決定−第2部:触媒を用いる方法(Determination of hydroxyl value−Part 2:Method with catalyst)]に従って、滴定によって実験的に決定される。
本発明の目的のために、酸価は、1gの各構成成分を中和するのに必要とされる水酸化カリウムの量(ミリグラム単位)を示す。本発明の目的のために、酸価は、別段の指示がない限り、DIN EN ISO2114に従って、滴定によって実験的に測定される。
本発明の目的のために、質量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)は、高速液体クロマトグラフィーポンプおよび示差屈折率検出器を使用する、35℃でのゲル浸透クロマトグラフィーによって決定される。使用された溶離液は、溶離速度が1ml/分である、0.1体積%酢酸を含有するテトラヒドロフランであった。校正は、ポリスチレン標準によって行う。
本発明の目的のために、ガラス転移温度Tgは、DIN51005「熱分析−用語(Thermal Analysis(TA)−Terms)」、およびDIN53765「熱分析−示差走査熱量測定(Thermal Analysis−Differential Scanning Calorimetry(DSC))」に基づいて実験的に決定される。これは、10mgのサンプルを、サンプル容器に量り取り、DSC装置中に導入することを含む。その装置は、開始温度に冷却され、その後、第1の測定運転および第2の測定運転が、50ml/分の不活性ガスフラッシング(N)下で、10K/分の加熱速度で行われ、測定運転の間に開始温度に冷却される。測定は、典型的には、予想されるガラス転移温度よりも約50℃低い温度からガラス転移温度よりも約50℃高い温度までの範囲で行われる。本発明の目的のために、記録されるガラス転移温度は、DIN53765の項目8.1に準拠して、比熱容量(0.5Δcp)が半分変化する、第2の測定運転における温度である。この温度は、DSCプロット(温度に対する熱流のプロット)から決定され、測定プロットを有するガラス転移前およびガラス転移後の外挿基線間の中心線の交点の温度である。
ポリヒドロキシル基含有成分(A)
1分子あたり少なくとも2つのヒドロキシル基を有し、オリゴマーおよび/またはポリマーである、当業者に既知のすべての化合物を、ポリヒドロキシル基含有成分(A)として使用することができる。成分(A)として、異なるオリゴマーおよびポリマーポリオールの混合物を使用することもできる。
好ましいオリゴマーおよび/またはポリマーポリオール(A)は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によってポリスチレン標準に対して測定された、Mn≧300g/mol、好ましくはMn=400〜30000g/mol、より好ましくはMn=500〜15000g/molの数平均分子量、およびMw>500g/mol、好ましくは800〜100000g/mol、より特には900〜50000g/molの質量平均分子量を有する。
成分(A)として、ポリエステルポリオール、ポリアクリレートポリオールおよび/またはポリメタクリレートポリオール、およびこれらのコポリマー(以下、ポリアクリレートポリオールと呼ぶ)、ポリウレタンポリオール、ポリシロキサンポリオール、ならびにそれらのポリオールの混合物が好ましい。
ポリオール(A)は、好ましくは、30〜400mgKOH/g、より特には70〜250mgKOH/gの間のOH価を有する。ポリ(メタ)アクリレートコポリマーの場合、OH価は、用いられるOH官能モノマーに基づく計算によって充分に正確に決定することもできる。
ポリオール(A)は、好ましくは、0〜30mgKOH/gの間の酸価を有する。
DIN−EN−ISO11357−2に従ってDSC測定により測定されるポリオールのガラス転移温度は、好ましくは−150〜100℃の間、より好ましくは−120℃〜80℃の間である。
ポリウレタンポリオールは、好ましくは、オリゴマーポリオール、より特にはポリエステルポリオールプレポリマーと、適切なジイソシアネートまたはポリイソシアネートとの反応によって製造され、例えば、EP−A−1273640に記載されている。より特には、ポリエステルポリオールと、脂肪族および/または脂環式ジイソシアネートおよび/またはポリイソシアネートとの反応生成物が使用される。本発明に従って好ましくは使用されるポリウレタンポリオールは、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によってポリスチレン標準に対して測定された各場合において、Mn≧300g/mol、好ましくはMn=700〜2000g/mol、より好ましくはMn=700〜1300g/molの数平均分子量、および好ましくは、Mw>500g/mol、好ましくは1500〜3000g/molの間、より特には1500〜2700g/molの間の質量平均分子量を有する。
適切なポリシロキサンポリオールは、例えば、WO−A−01/09260に記載されており、そこに挙げられているポリシロキサンは、好ましくはさらなるポリオール、より特にはより高いガラス転移温度を有するポリオールと組み合わせて用いることができる。
ポリヒドロキシル基含有成分(A)として、特に好ましくは、ポリエステルポリオール、ポリアクリレートポリオール、ポリメタクリレートポリオール、およびポリウレタンポリオール、またはそれらの混合物、非常に好ましくは、ポリ(メタ)アクリレートポリオールの混合物が使用される。
本発明に従って好ましくは使用されるポリエステルポリオール(A)は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によってポリスチレン標準に対して測定された各場合において、Mn≧300g/mol、好ましくはMn=400〜10000g/mol、より好ましくはMn=500〜5000g/molの数平均分子量、および好ましくは、Mw>500g/mol、好ましくは800〜50000g/molの間、より特には900〜10000g/molの間の質量平均分子量を有する。
本発明に従って好ましくは使用されるポリエステルポリオール(A)は、好ましくは、30〜400mgKOH/g、より特には100〜250mgKOH/gの間のOH価を有する。
本発明に従って好ましくは使用されるポリエステルポリオール(A)は、好ましくは、0〜30mgKOH/gの間の酸価を有する。
適切なポリエステルポリオールは、例えば、EP−A−0994117およびEP−A−1273640にも記載されている。
本発明に従って好ましくは使用されるポリ(メタ)アクリレートポリオール(A)は、一般に、コポリマーであり、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によってポリスチレン標準に対して測定された各場合において、好ましくは、Mn≧300g/mol、好ましくはMn=500〜15000g/mol、より好ましくはMn=900〜10000g/molの数平均分子量、および好ましくは、500〜20000g/mol、より特には1000〜15000g/molの質量平均分子量Mwを有する。
該コポリマーのガラス転移温度は、一般に、−100〜100℃の間、より特には−40℃〜60℃未満の間(DIN−EN−ISO11357−2に従ってDSC測定により測定される)である。
ポリ(メタ)アクリレートポリオール(A)は、好ましくは、60〜300mgKOH/g、より特には70〜250mgKOH/gの間のOH価、および0〜30mgKOH/gの間の酸価を有する。
ヒドロキシル価(OH価)および酸価は、上記の通り決定される(それぞれDIN53240−2およびDIN EN ISO2114)。
使用されるヒドロキシ基含有モノマービルディングブロックは、好ましくは、ヒドロキシアクリルアクリレートおよび/またはヒドロキシアルキルメタクリレート、例えば、より特には、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、3−ヒドロキシプロピルアクリレート、3−ヒドロキシプロピルメタクリレート、3−ヒドロキシブチルアクリレート、3−ヒドロキシブチルメタクリレート、特に4−ヒドロキシブチルアクリレートおよび/または4−ヒドロキシブチルメタクリレートである。
ポリ(メタ)アクリレートに使用されるさらなるモノマービルディングブロックは、好ましくは、アルキルアクリレートおよび/またはアルキルメタクリレート、例えば、好ましくはエチルアクリレート、エチルメタクリレート、プロピルアクリレート、プロピルメタクリレート、イソプロピルアクリレート、イソプロピルメタクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、イソブチルアクリレート、イソブチルメタクリレート、tert−ブチルアクリレート、tert−ブチルメタクリレート、アミルアクリレート、アミルメタクリレート、ヘキシルアクリレート、ヘキシルメタクリレート、エチルヘキシルアクリレート、エチルヘキシルメタクリレート、3,3,5−トリメチルヘキシルアクリレート、3,3,5−トリメチルヘキシルメタクリレート、ステアリルアクリレート、ステアリルメタクリレート、ラウリルアクリレートもしくはラウリルメタクリレート、シクロアルキルアクリレート、および/またはシクロアルキルメタクリレート、例えば、シクロペンチルアクリレート、シクロペンチルメタクリレート、イソボルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、あるいは、特にシクロヘキシルアクリレート、および/またはシクロヘキシルメタクリレートである。
ポリ(メタ)アクリレートポリオールのためのさらなるモノマービルディングブロックとして、ビニル芳香族炭化水素、例えば、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、もしくは特にスチレン、アクリル酸もしくはメタクリル酸のアミドもしくはニトリル、ビニルエステルもしくはビニルエーテル、ならびに、少量で、特にアクリル酸および/またはメタクリル酸を使用することができる。
ヒドロキシル基含有成分(C)
ポリヒドロキシル基含有成分(A)とは別に、本発明のコーティング材料組成物は、成分(A)とは異なる1種または複数のモノマー性ヒドロキシル基含有成分(C)を任意にさらに含むことができる。これらの成分(C)は、好ましくは、各場合において該コーティング材料組成物のバインダー分に対して[換言すると、各場合において成分(A)のバインダー分と、成分(B1)のバインダー分と、成分(B2)のバインダー分と、成分(B3)のバインダー分と、成分(C)のバインダー分と、成分(E)のバインダー分との合計に対して]、0〜10質量%、より好ましくは0〜5質量%の割合を占める。
低分子質量のポリオールが、ヒドロキシル基含有化合物(C)として用いられる。使用される低分子質量のポリオールは、例えば、ジオール、例えば、好ましくはエチレングリコール、ジ−およびtri−エチレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,2−プロパンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、および1,2−シクロヘキサンジメタノール、ならびにポリオール、例えば、好ましくはトリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリメチロールヘキサン、1,2,4−ブタントリオール、ペンタエリトリトール、およびジペンタエリトリトールである。そのような低分子質量のポリオール(C)は、好ましくは、ポリオール成分(A)に対して少ない割合で混合される。
成分(B1)と成分(B2)との組合せ
イソシアネート基およびシラン基含有成分(B1)
コーティング材料は、成分(B2)とは異なる、ならびに、1種または複数のポリイソシアネートに由来する親構造を有する、少なくとも1種のイソシアネート基およびシラン基含有成分(B1)を含むことが、本発明に不可欠である。
本発明に従って使用されるイソシアネート基含有成分(B1)の親構造物となるポリイソシアネートは、好ましくは、従来の置換されたまたは無置換のポリイソシアネート、例えば、2,4−トルエンジイソシアネート、2,6−トルエンジイソシアネート、ジフェニルメタン4,4’−ジイソシアネート、ジフェニルメタン2,4’−ジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、ビフェニルジイソシアネート、3,3’−ジメチル−4,4’−ジフェニレンジイソシアネート、テトラメチレン1,4−ジイソシアネート、ヘキサメチレン1,6−ジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサン1,6−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、エ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、シクロブタン1,3−ジイソシアネート、シクロヘキサン1,3−ジイソシアネート、シクロヘキサン1,4−ジイソシアネート、メチルシクロヘキシルジイソシアネート、ヘキサヒドロトルエン2,4−ジイソシアネート、ヘキサヒドロトルエン2,6−ジイソシアネート、ヘキサヒドロフェニレン1,3−ジイソシアネート、ヘキサヒドロフェニレン1,4−ジイソシアネート、ペルヒドロジフェニルメタン2,4’−ジイソシアネート、4,4’−メチレンジシクロヘキシルジイソシアネート(例えば、Bayer AG製のDesmodur(登録商標)W)、テトラメチルキシリルジイソシアネート(American Cyanamid製のTMXDI(登録商標))、および前述のポリイソシアネートの混合物である。
本発明に従って使用されるイソシアネート基含有成分(B1)の親構造物としての使用に好ましいのは、脂肪族および/または脂環式ポリイソシアネートである。親構造物として好ましく使用される脂肪族ポリイソシアネートの例は、テトラメチレン1,4−ジイソシアネート、ヘキサメチレン1,6−ジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサン1,6−ジイソシアネート、エ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、イソホロンジイソシアネート、4,4’−メチレンジシクロヘキシルジイソシアネート(例えば、Bayer AG製のDesmodur(登録商標)W)、および前述のポリイソシアネートの混合物である。
さらに本発明に従って使用されるイソシアネート基含有成分(B1)の親構造物として好ましいのは、三量化、二量化、ウレタン形成、ビウレット形成、ウレトジオン形成および/またはアロファネート形成によりそのような脂肪族ポリイソシアネートから誘導されるポリイソシアネート、より特には、そのような脂肪族ポリイソシアネートのビウレット体および/またはアロファネート体および/またはイソシアヌレート体である。本発明のさらなる実施形態において、成分(B1)のイソシアネート系親構造物は、ポリオールと化学量論的に過剰な前述のポリイソシアネートとの反応によって得られる、ウレタン構造単位を有するポリイソシアネートプレポリマーである。この種のポリイソシアネートプレポリマーは、例えば、US−A−4,598,131に記載されている。
本発明に従って使用されるイソシアネート基含有成分(B1)の親構造物として特に好ましいのは、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、および4,4’−メチレンジシクロヘキシルジイソシアネート、および/またはそれらのイソシアヌレート体、および/またはそれらのビウレット体、および/またはそれらのウレトジオン体、および/またはそれらのアロファネート体である。
本発明に従って使用されるイソシアネート基含有成分(B1)の親構造物としてとりわけ好ましいのは、ヘキサメチレンジイソシアネート、および/またはそのビウレット体および/またはアロファネート体および/またはイソシアヌレート体、および/またはそのウレトジオン体、さらには前記ポリイソシアネートの混合物である。
成分(B1)は、特に、少なくとも1つの遊離またはブロックイソシアネート基、および少なくとも1つの式(II)のシラン基
−X−Si−R’’3−x (II)
[式中、
Gは、同一のまたは異なる加水分解性基であり、
Xは、有機ラジカル、より特には、1〜20個の炭素原子を有する直鎖および/または分枝状のアルキレンラジカルもしくはシクロアルキレンラジカル、非常に好ましくは、1〜4個の炭素原子を有するアルキレンラジカルであり、
R’’は、アルキル、シクロアルキル、アリール、またはアラルキルであり、その炭素鎖は、隣接していない酸素、硫黄、またはNRa基(ここで、Raは、アルキル、シクロアルキル、アリール、もしくはアラルキルである)により介在されていてもよく、好ましくは、R’’は、アルキルラジカル、より特には1〜6個のC原子を有するアルキルラジカルであり、
xは、0〜2、好ましくは0〜1、より好ましくは0である]
を有する。
これらのシランラジカルの構造も、反応性に影響を与え、したがって、コーティングの硬化の過程において、まさしくその十分な転化にも影響を与える。シランの適合性および反応性に関して、好ましくは、3つの加水分解性基を有する、すなわち、xが0であるシランが使用される。
加水分解性基Gは、ハロゲン、特に、塩素および臭素の群から、アルコキシ基の群から、アルキルカルボニル基の群から、およびアシルオキシ基の群から選択されてもよい。特に好ましいのは、アルコキシ基(OR’)である。
構造単位(II)は、好ましくは、(好ましくは脂肪族)ポリイソシアネート、および/または三量化、二量化、ウレタン形成、ビウレット形成、ウレトジオン形成および/またはアロファネート形成によりそれらから誘導されるポリイソシアネートと、少なくとも1種のアミノ官能性シラン(IIa)
H−NR−(X−Si−R’’3−x2−w (IIa)
[式中、X、R’’、G、およびXは、式(II)について述べた定義を有し、Rは、水素、アルキル、シクロアルキル、アリール、またはアラルキルであり、その炭素鎖は、隣接していない酸素、硫黄、またはNRa基(ここで、Raは、アルキル、シクロアルキル、アリール、もしくはアラルキルである)により介在されていてもよく、wは、0または1である]
との反応によって導入される。
例えば、化合物(IIIa)の例として後で示す第一級アミノシラン、または化合物(IIIa)の例として同様に示す第二級N−アルキルアミノシラン、または化合物(IVa)の例として示すアミノビスシランが適している。
成分(B1)は、好ましくは、少なくとも1つのイソシアネート基、さらには、少なくとも1つの式(III)の構造単位(III)
−NR−(X−SiR’’x(OR’)3−x) (III)
および/または
少なくとも1つの式(IV)の構造単位(IV)
−N(X−SiR’’x(OR’)3−x)n(X’−SiR’’y(OR’)3−y)m (IV)
[式中、
Rは、水素、アルキル、シクロアルキル、アリール、またはアラルキルであり、その炭素鎖は、隣接していない酸素、硫黄、またはNRa基(ここで、Raは、アルキル、シクロアルキル、アリール、もしくはアラルキルである)により介在されていてもよく、
R’は、水素、アルキル、またはシクロアルキルであり、その炭素鎖は、隣接していない酸素、硫黄、またはNRa基(ここで、Raは、アルキル、シクロアルキル、アリール、もしくはアラルキルである)により介在されていてもよく、好ましくは、R’は、エチルおよび/またはメチルであり、
X、X’は、1〜20個の炭素原子を有する直鎖および/または分枝状のアルキレンラジカルまたはシクロアルキレンラジカル、好ましくは、1〜4個の炭素原子を有するアルキレンラジカルであり、
R’’は、アルキル、シクロアルキル、アリール、またはアラルキルであり、その炭素鎖は、隣接していない酸素、硫黄、またはNRa基(ここで、Raは、アルキル、シクロアルキル、アリール、もしくはアラルキルである)により介在されていてもよく、好ましくは、R’’は、アルキルラジカル、より特には1〜6個のC原子を有するアルキルラジカルであり、
nは、0〜2であり、mは、0〜2であり、m+nは、2であり、xおよびyは、0〜2である]
を有する。
成分(B1)は、より好ましくは、少なくとも1つのイソシアネート基、さらには、少なくとも1つの式(III)の構造単位(III)、および少なくとも1つの式(IV)の構造単位(IV)を有する。
各好ましいアルコキシラジカル(OR’)は、同一であっても異なっていてもよいが、それらのラジカルの構造に重要なことは、それらが加水分解性シラン基の反応性に影響を与える程度である。好ましくは、R’は、アルキルラジカル、より特には1〜6個のC原子を有するアルキルラジカルである。特に好ましいのは、シラン基の反応性を高める、すなわち、良い脱離基を構成するラジカルR’である。したがって、メトキシラジカルは、エトキシラジカルよりも好ましく、エトキシラジカルは、プロポキシラジカルよりも好ましい。したがって、特に好ましくは、R’は、エチルおよび/またはメチル、より特にはメチルである。
有機官能性シランの反応性は、シラン官能基と、修飾される構成成分との反応に役立つ有機官能基との間のスペーサーX、X’の長さによってもかなり影響されうる。この例として、「α」シランを挙げることができ、それは、Wackerから入手可能であり、「α」シランには、Si原子と官能基との間に、「γ」シランに存在するプロピレン基ではなく、メチレン基が存在する。
構造単位(III)および/または(IV)で官能化されている、本発明に従って好ましく使用される成分(B1)は、特に、(好ましくは脂肪族)ポリイソシアネート、および/または三量化、二量化、ウレタン形成、ビウレット形成、ウレトジオン形成および/またはアロファネート形成によりそれらから誘導されるポリイソシアネートと、少なくとも1種の式(IIIa)の化合物
H−NR−(X−SiR’’(OR’)3−x) (IIIa)
および/または少なくとも1種の式(IVa)の化合物
HN(X−SiR’’(OR’)3−x(X’−SiR’’(OR’)3−y (IVa)
(式中、置換基は、上述の定義を有する)
との反応によって得られる。
構造単位(III)および(IV)で官能化されている、本発明に従って特に好ましく使用される成分(B1)は、より好ましくは、脂肪族ポリイソシアネート、および/または三量化、二量化、ウレタン形成、ビウレット形成、ウレトジオン形成および/またはアロファネート形成によりそれらから誘導されるポリイソシアネートと、少なくとも1種の式(IIIa)の化合物および少なくとも1種の式(IVa)の化合物(置換基は、上述の定義を有する)との反応によって得られる。
本発明による好ましい化合物(IVa)は、ビス(2−エチルトリメトキシシリル)アミン、ビス(3−プロピルトリメトキシシリル)アミン、ビス(4−ブチルトリメトキシシリル)アミン、ビス(2−エチルトリエトキシシリル)アミン、ビス(3−プロピルトリエトキシシリル)アミン、および/またはビス(4−ブチルトリエトキシシリル)アミンである。特に好ましいのは、ビス(3−プロピルトリメトキシシリル)アミンである。そのようなアミノシランは、例えば、商品名DYNASYLAN(登録商標)でDEGUSSAから、またはSilquest(登録商標)でOSIから入手可能である。
本発明による好ましい化合物(IIIa)は、アミノアルキルトリアルコキシシラン、例えば、好ましくは、2−アミノエチルトリメトキシシラン、2−アミノエチルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、4−アミノブチルトリメトキシシラン、および4−アミノブチルトリエトキシシラン。特に好ましい化合物(Ia)はN−(2−(トリメトキシシリル)エチル)アルキルアミン、N−(3−(トリメトキシシリル)プロピル)アルキルアミン、N−(4−(トリメトキシシリル)ブチル)アルキルアミン、N−(2−(トリエトキシシリル)エチル)アルキルアミン、N−(3−(トリエトキシシリル)プロピル)アルキルアミンおよび/またはN−(4−(トリエトキシシリル)ブチル)アルキルアミンである。特に好ましいのは、N−(3−(トリメトキシシリル)プロピル)ブチルアミンである。そのようなアミノシランは、例えば、商品名DYNASYLAN(登録商標)でDEGUSSAから、またはSilquest(登録商標)でOSIから入手可能である。
好ましくは、成分(B1)において、元々存在するイソシアネート基の5〜90モル%、特に10〜80モル%、より好ましくは20〜70モル%、非常に好ましくは25〜50モル%が反応して、構造単位(III)および/または(IV)、好ましくは構造単位(III)および(IV)を形成する。
さらに、シラン基およびイソシアネート基含有成分(B1)において、ビスシラン構造単位(IV)の総量は、各場合において構造単位(IV)および(III)全体に対して、10〜100モル%、好ましくは30〜95モル%、より好ましくは50〜90モル%であり、モノシラン構造単位(III)の総量は、各場合において構造単位(IV)および(III)全体に対して、90〜0モル%、好ましくは70〜5モル%、より好ましくは50〜10モル%である。
イソシアネートおよびフッ素含有成分(B2)
コーティング材料は、成分(B1)とは異なる、ならびに、1種または複数のポリイソシアネートに由来する親構造を有する、少なくとも1種のイソシアネートおよびフッ素含有成分(B2)を含むことが、本発明に不可欠である。
本発明に従って使用されるイソシアネート基含有成分(B2)の親構造物となるポリイソシアネートは、成分(B1)のすでに記述したポリイソシアネート、ならびに、三量化、二量化、ウレタン形成、ビウレット形成、ウレトジオン形成および/またはアロファネート形成によりそのようなポリイソシアネートから誘導されるポリイソシアネートである。本発明のさらなる実施形態において、成分(B2)のイソシアネート系親構造物は、ポリオールと化学量論的に過剰な前述のポリイソシアネートとの反応によって得られる、ウレタン構造単位を有するポリイソシアネートプレポリマーである。この種のポリイソシアネートプレポリマーは、例えば、US−A−4,598,131に記載されている。
本発明に従って使用されるイソシアネート基含有成分(B2)の親構造物として好ましいのは、脂肪族および/または脂環式ポリイソシアネートである。
本発明に従って使用されるイソシアネート基含有成分(B2)の親構造物として特に好ましいのは、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、および4,4’−メチレンジシクロヘキシルジイソシアネート、および/またはそれらのイソシアヌレート体、および/またはそれらのビウレット体、および/またはそれらのウレトジオン体、および/またはそれらのアロファネート体である。
本発明に従って使用されるイソシアネート基含有成分(B2)の親構造物としてとりわけ好ましいのは、ヘキサメチレンジイソシアネート、および/またはそのビウレット体および/またはアロファネート体および/またはイソシアヌレート体、および/またはそのウレトジオン体、さらには前記ポリイソシアネートの混合物である。
本発明に従って使用されるイソシアネート基含有成分(B2)の親構造物は、本発明に従って使用されるイソシアネート基含有成分(B1)の親構造物と同じポリイソシアネートから得られてもよいが、親構造物は、異なるポリイソシアネートから得られてもよい。好ましくは、本発明に従って使用されるイソシアネート基含有成分(B2)の親構造物は、本発明に従って使用されるイソシアネート基含有成分(B1)の親構造物と同じポリイソシアネートから得られる。
本発明に従って使用されるイソシアネート基含有成分(B1)のだけでなく、本発明に従って使用されるイソシアネート基含有成分(B2)の親構造物としてとりわけ好ましいのは、ヘキサメチレンジイソシアネート、および/またはそのビウレット体および/またはアロファネート体および/またはイソシアヌレート体、および/またはそのウレトジオン体、さらにはそれらの混合物である。
成分(B2)は、少なくとも1つの式(I)のペルフルオロアルキル基
CR −(CR − (I)
(式中、
およびRは、互いに独立に、H、F、および/またはCFであるが、RおよびRは、両方がHでなくてもよく、
fは、1〜20、好ましくは3〜11、より好ましくは5〜7である)
を有することが、本発明に不可欠である。
構造単位(I)は、好ましくは、(好ましくは脂肪族)ポリイソシアネート、および/または三量化、二量化、ウレタン形成、ビウレット形成、ウレトジオン形成および/またはアロファネート形成によりそれらから誘導されるポリイソシアネートと、少なくとも1種の式(Ia)の(ペル)フルオロアルキルモノアルコール(FA)
CR −(CR −(CH−O−A−H (Ia)
(式中、
およびRは、互いに独立に、H、F、またはCFであるが、RおよびRは、両方がHでなくてもよく、
fは、1〜20であり、
rは、1〜6であり、
zは、0〜100、好ましくは0であり、
Aは、CR’R’’−CR’’’R’’’’−O、または(CR’R’’)−O、またはCO−(CR’R’’)−Oであり、
R’、R’’、R’’’、およびR’’’’は、互いに独立に、H、アルキル、シクロアルキル、アリール、または、1〜25個のC原子を有する任意の有機ラジカルであり、
aおよびbは、3〜5であり、
ポリアルキレンオキシド構造単位Aは、任意の所望のアルキレンオキシドのホモポリマー、コポリマーまたはブロックポリマーを含む、またはポリオキシアルキレングリコールを含む、またはポリラクトンを含む)
との反応によって導入される。
ペルフルオロアルキルアルコール(FA)として適切な化合物の例は、例えば、WO2008/040428、33頁の4行目から34頁の3行目に記載されている(ペル)フルオロアルキルアルコール、さらには、EP−B−1 664 222B1、9頁の段落[0054]から10頁の段落[57]に記載されている(ペル)フルオロアルキルアルコールである。
成分(B2)は、好ましくは、少なくとも1つの式(I−I)および/または式(I−II)のペルフルオロアルキル基
CF(CF− (I−I)
F(CFCF− (I−II)
(式中、
nは、1〜20、好ましくは3〜11、より好ましくは5〜7であり、
lは、1〜8、好ましくは1〜6、より好ましくは2〜3である)
を有する。
構造単位(I−I)は、好ましくは、(好ましくは脂肪族)ポリイソシアネート、および/または三量化、二量化、ウレタン形成、ビウレット形成、ウレトジオン形成および/またはアロファネート形成によりそれらから誘導されるポリイソシアネートと、少なくとも1種の式(I−Ia)の(ペル)フルオロアルキルモノアルコール(FA)
CF(CF−(CH−O−H (I−Ia)
(式中、nは、1〜20、好ましくは3〜11、より好ましくは5〜7であり、oは、1〜10、好ましくは1〜4である)
との反応によって導入される。
構造単位(I−II)は、好ましくは、(好ましくは脂肪族)ポリイソシアネート、および/または三量化、二量化、ウレタン形成、ビウレット形成、ウレトジオン形成および/またはアロファネート形成によりそれらから誘導されるポリイソシアネートと、少なくとも1種の式(I−IIa)の(ペル)フルオロアルキルモノアルコール(FA)
F(CFCF−(CHCHO)−H (I−IIa)
(式中、lは、1〜8、好ましくは1〜6、より好ましくは2〜3であり、
mは、1〜15、好ましくは5〜15である)
との反応によって導入される。
適切なペルフルオロアルコールの例は、
3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−トリデカフルオロオクタン−1−オール、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−ヘプタデカフルオロデカン−1−オール、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,12−ヘンエイコサフルオロドデカン−1−オール、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,13,13,14,14,14−ペンタコサフルオロテトラデカン−1−オール、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,13,13,14,14,15,15,16,16,16−ノナコサフルオロヘキサデカン−1−オール、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8−ドデカフルオロヘプタン−1−オール、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10−ヘキサデカフルオロノナン−1−オール、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12−エイコサフルオロウンデカン−1−オール、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,13,13,14,14−テトラコサフルオロトリデカン−1−オール、および3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,13,13,14,14,15,15,16,16−オクタコサフルオロペンタデカン−1−オール
である。
特に好ましくは、成分(B2)は、少なくとも1つの式(I−I)のペルフルオロアルキル基
CF(CF− (I−I)
(式中、nは、1〜20、より好ましくは3〜11、非常に好ましくは5〜7である)
を有する。
これらの好ましい構造単位(I−I)は、好ましくは(好ましくは脂肪族)ポリイソシアネート、および/または三量化、二量化、ウレタン形成、ビウレット形成、ウレトジオン形成および/またはアロファネート形成によりそれらから誘導されるポリイソシアネートと、少なくとも1種の式(I−Ia)の(ペル)フルオロアルキルモノアルコール(FA)
CF(CF−(CH−O−H (I−Ia)
あるいは式(I−Ia)の異なるフルオロアルコールの混合物(式中、nは、1〜8、好ましくは1〜6、より特には1〜4であり、oは、1〜6、より特に1〜4、非常に好ましくは1〜2である)
との反応によって導入される。
oが2である式(I−Ia)のペルフルオロアルキルエタノール、好ましくは2−(ペルフルオロヘキシル)エタノールおよび2−(ペルフルオロオクチル)エタノールを使用すること、および式(I−IIIa)の異なるペルフルオロアルキルエタノールの混合物、より特には、任意に他の(ペル)フルオロアルキルエタノールと一緒にした、2−(ペルフルオロヘキシル)エタノールと2−(ペルフルオロオクチル)エタノールとの混合物が、非常に特に好ましい。好ましくは、30〜49.9質量%の2−(ペルフルオロヘキシル)エタノールおよび30〜49.9質量%の2−(ペルフルオロオクチル)エタノール、例えば、市販品のFluowet(登録商標)EA612およびFluowet(登録商標)EA812を有する、ペルフルオロアルキルエタノール混合物;2−(ペルフルオロヘキシル)エタノール、例えば、ダイキン工業株式会社(大阪、日本)製の市販品DaikinA−1620、または2−(ペルフルオロオクチル)エタノール、例えば、ダイキン工業株式会社(大阪、日本)製の市販品Daikin A−1820が使用される。非常に特に好ましいのは、2−(ペルフルオロヘキシル)エタノールを使用することである。
好ましくは、成分(B2)において、元々存在するイソシアネート基の1〜60モル%、より好ましくは5〜40モル%、非常に好ましくは10〜30モル%が反応して、構造単位(I)および/または(I−I)および/または(I−II)、好ましくは構造単位(I−I)を形成する。
本発明のコーティング材料組成物の総フッ素含有量は、各場合において該コーティング材料組成物のバインダー分に対して、好ましくはフッ素0.05〜10.0質量%、より特にはフッ素0.1〜8.0質量%、より好ましくはフッ素0.2〜4.0質量%である。
イソシアネート基含有成分(B3)
該コーティング材料組成物は、B1およびB2と異なる、イソシアネート基含有成分B3を任意にさらに含むことができる。成分(B1)および(B2)のすでに記述したポリイソシアネート、ならびに、三量化、二量化、ウレタン形成、ビウレット形成、ウレトジオン形成および/またはアロファネート形成によりそのようなポリイソシアネートから誘導されるポリイソシアネートが、イソシアネート基含有成分(B3)として適している。好ましいのは、成分(B1)および(B2)の親構造物として用いられているポリイソシアネートと異なるジイソシアネートおよびポリイソシアネートを、成分(B3)として使用することである。(B3)として特に用いられるのは、イソホロンジイソシアネート、および4,4’−メチレンジシクロヘキシルジイソシアネート、および/またはそれらのイソシアヌレート体、および/またはそれらのビウレット体、および/またはそれらのウレトジオン体、および/またはそれらのアロファネート体である。
シラン基の架橋のための触媒(D)
アルコキシシリル単位の架橋のために、さらには、化合物(A)のヒドロキシル基と、化合物(B)のイソシアネート基との反応のために使用できる触媒は、それ自体既知である化合物である。例は、ルイス酸(電子不足化合物)、例えば、ナフテン酸スズ、安息香酸スズ、オクタン酸スズ、酪酸スズ、ジラウリン酸ジブチルスズ、二酢酸ジブチルスズ、酸化ジブチルスズ、およびオクタン酸鉛、さらには、例えば、WO−A−2006/042585に記載されている触媒である。さらに、通例の酸ベース触媒、例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸なども適している。アルコキシシリル単位の架橋に使用される触媒は、好ましくは、リン酸のまたはスルホン酸のアミン付加物(例えば、King Industries製の製品Nacure)である。
触媒(D)として特に好ましく用いられるのは、リン含有触媒、より特にはリンおよび窒素含有触媒である。この文脈において、2種以上の異なる触媒(D)の混合物を使用することも可能である。
適切なリン含有触媒(D)の例は、好ましくは非環式ホスホン酸ジエステル、環式ホスホン酸ジエステル、非環式ジホスホン酸ジエステル、および環式ジホスホン酸ジエステルからなる群からの、置換されたホスホン酸ジエステルおよびジホスホン酸ジエステルである。この種の触媒は、例えば、独国特許出願DE−A−102005045228に記載されている。
しかし、より特には、好ましくは非環式リン酸モノエステル、環式リン酸モノエステル、非環式リン酸ジエステル、および環式リン酸ジエステルからなる群からの、置換されたリン酸モノエステルおよびリン酸ジエステル、より好ましくは、リン酸モノエステルおよびジエステルのアミン付加物が使用される。
触媒(D)として非常に特に好ましく用いられるのは、特に、アミンブロック型リン酸エチルヘキシルおよびアミンブロック型リン酸フェニル、非常に好ましくは、アミンブロック型リン酸ビス(2−エチルヘキシル)を含めた、対応するアミンブロック型リン酸エステルである。
リン酸エステルをブロックするアミンの例は、特に、第三級アミンであり、その例は、二環式アミン、例えば、ジアザビシクロオクタン(DABCO)、ジアザビシクロノネン(DBN)、ジアザビシクロウンデセン(DBU)、ジメチルドデシルアミン、またはトリエチルアミンである。リン酸エステルをブロックするために特に好ましく使用されるのは、140℃の硬化条件下で触媒の高い活性を確実にする、第三級アミンである。リン酸エステルをブロックするために、特に、80℃以下の低い硬化温度で、非常に特に好ましく使用されるのは、二環式アミン、とりわけ、ジアザビシクロオクタン(DABCO)である。
ある種のアミンブロック型リン酸触媒はまた、市販されている(例えば、King Industries製の製品Nacure)。示すことができる例は、リン酸のアミンブロック型部分エステルに基づく特に適切な触媒として、King Industries製の商品名Nacure4167で知られているものである。
触媒は、好ましくは、本発明のコーティング材料組成物のバインダー分に対して、0.01〜20質量%の割合で、より好ましくは0.1〜10質量%の割合で使用される。触媒の一部のより低い活性は、対応したより多い量を用いることによって部分的に補われてもよい。
本発明のコーティング材料組成物は、二環式アミン、より特には不飽和二環式アミンに基づく追加のアミン触媒を含むことができる。適切なアミン触媒の例は、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ−5−エン、または1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エンである。
これらのアミン触媒が用いられる場合、それらは、好ましくは、本発明のコーティング材料組成物のバインダー分に対して、0.01〜20質量%の割合で、より好ましくは0.1〜10質量%の割合で使用される。
成分(A)と、(B1)と、(B2)と、任意に(C)と、(D)とコーティング材料組成物のさらなる成分との組合せ
コーティング材料組成物が、一成分の組成物である場合、遊離イソシアネート基がブロッキング剤でブロックされている、イソシアネート基含有成分(B1)、(B2)、および任意に(B3)が選択される。イソシアネート基は、例えば、置換されたピラゾール、より特にはアルキル置換されたピラゾール、例えば、3−メチルピラゾール、3,5−ジメチルピラゾール、4−ニトロ−3,5−ジメチルピラゾール、4−ブロモ−3,5−ジメチルピラゾールなどでブロックされてもよい。特に好ましくは、成分(B1)、(B2)、および任意に(B3)のイソシアネート基は、3,5−ジメチルピラゾールでブロックされる。
本発明によれば、特に好ましい二成分(2K)コーティング材料組成物は、コーティング材料が塗布される直前に、従来の方法で、ポリヒドロキシル基含有成分(A)および下記のさらなる成分を含むペイント成分と、ポリイソシアネート基含有成分(B1)、(B2)および任意に(B3)、ならびに任意に下記のさらなる成分を含むさらなるペイント成分との混合によって形成される。
ポリヒドロキシル成分(A)は、適切な溶媒中に存在してもよい。適切な溶媒は、ポリヒドロキシル基含有成分の充分な溶解を可能にするものである。そのような溶媒の例は、ポリイソシアネート基含有成分(B)のための、すでに列挙した溶媒(L)である。
ポリオール(A)および任意に(C)と、ポリイソシアネート(B1)、(B2)および任意に(B3)との質量分率は、好ましくは、ポリヒドロキシル基含有成分(A)および任意に(C)のヒドロキシル基対成分(B1)および(B2)および任意に(B3)のイソシアネート基のモル当量比が、1:0.9〜1:1.5の間、好ましくは1:0.9〜1:1.1の間、より好ましくは1:0.95〜1:1.05の間であるように選択される。
本発明によれば、各場合においてコーティング材料組成物のバインダー分に対して、20〜60質量%、好ましくは25〜50質量%の少なくとも1種のポリヒドロキシル基含有成分(A)、より特には少なくとも1種のポリヒドロキシル基含有ポリアクリレート(A)、および/または少なくとも1種のポリヒドロキシル基含有ポリメタクレート(A)を含むコーティング材料組成物が使用されることが好ましい。
同様に、本発明によれば、各場合においてコーティング材料組成物のバインダー分に対して、30.5〜80.0質量%、好ましくは40.8〜75.0質量%のポリイソシアネート基含有成分(B1)および(B2)を含むコーティング材料組成物の使用も好ましい。本発明によれば、より特には、各場合においてコーティング材料組成物のバインダー分に対して、30.0〜79.5質量%、好ましくは40.0〜74.2質量%のポリイソシアネート基含有成分(B1)と、0.5〜30.0質量%、好ましくは0.8〜25.0質量%のポリイソシアネート基含有成分(B2)とを含むコーティング材料組成物が用いられる。
該コーティング材料組成物は、任意に、B1およびB2と異なるイソシアネート基含有成分(B3)をさらに含むことができる。この成分(B3)が使用される場合、それは、典型的には、コーティング材料組成物のバインダー分に対して0.1〜10質量%の量で用いられる。
さらに好ましくは、本発明によれば、成分(B1)および成分(B2)が、成分(B1)のバインダー分(質量%)と成分(B2)のバインダー分(質量%)との比が0.5/1〜25/1の間、好ましくは1/1〜20/1の間であるような量で用いられる、コーティング材料組成物が使用される。
これらの他に、本発明のコーティング材料は、1種または複数のアミノ樹脂(E)をさらに含むことができる。企図しているものは、通例のおよび既知のアミノ樹脂であり、それらの一部のメチロールおよび/またはメトキシメチル基は、カルバメート基またはアロファネート基によって脱官能基化され(defunctionalized)ていてもよい。この種の架橋剤は、特許明細書US−A−4710542およびEP−B−0245700、さらには、Advanced Organic Coatings Science and Technology Series、1991、13巻、193〜207頁のB.Singhらの論文「Carbamylmethylated Melamines,Novel Crosslinkers for the Coatings Industry」に記載されている。概して言えば、そのようなアミノ樹脂(E)は、コーティング材料組成物のバインダー分に対して、0〜20質量%、好ましくは0〜15質量%の割合で使用される。そのようなアミノ樹脂(E)が使用される場合、それらは、より好ましくは、コーティング材料組成物のバインダー分に対して3〜15質量%の割合で用いられる。
本発明のコーティング材料組成物は、好ましくは、成分(A)、(B1)、(B2)、(B3)、(D)、任意に(C)および任意に(E)と異なる、少なくとも1種の通例のおよび既知のコーティング添加剤(F)を、各場合においてコーティング材料組成物のバインダー分に対して、有効量で、すなわち、好ましくは20質量%までの、より好ましくは0〜10質量%の量でさらに含む。
コーティング添加剤(F)の例は、以下の通り、
− とりわけUV吸収剤、
− とりわけ光安定剤、例えば、HALS化合物、ベンゾトリアゾール、もしくはオキサルアニリド、
− ラジカル補足剤、
− スリップ剤、
− 重合抑止剤、
− 消泡剤、
− 成分(A)および(C)と異なる反応性希釈剤、より特には、さらなる置換基および/または水との反応時のみに反応性になる反応性希釈剤、例えば、Incozolまたはアスパラギン酸エステル、
− 成分(A)および(C)と異なる湿潤剤、例えば、シロキサン、フッ素化合物、カルボキシルモノエステル、リン酸エステル、ポリアクリル酸およびそれらのコポリマー、もしくはポリウレタン、
− 付着促進剤、
− 流動調節剤、
− 通例の親水性および/または疎水性フュームドシリカ、例えば、様々なAerosil(登録商標)グレードをベースにしたレオロジー補助剤、または通例の尿素ベースのレオロジー助剤、
− 塗膜形成助剤、例えば、セルロース誘導体、
− フィラー、例えば、二酸化ケイ素、酸化アルミニウムもしくは酸化ジルコニウムをベースにしたナノ粒子(さらなる詳細については、Roempp Lexikon 「Lacke und Druckfarben」、Georg Thieme Verlag、Stuttgart、1998、250〜252頁を参照されたい)、
− 難燃剤
である。
特に好ましいのは、
コーティング材料組成物のバインダー分に対して25〜50質量%の少なくとも1種のポリヒドロキシル基含有ポリアクリレート(A)、および/または少なくとも1種のポリヒドロキシル基含有ポリメタクリレート(A)、および/または少なくとも1種のポリヒドロキシル基含有ポリエステルポリオール(A)、および/またはポリヒドロキシル基含有ポリウレタン(A)と、
コーティング材料組成物のバインダー分に対して40.0〜74.2質量%の少なくとも1種の成分(B1)と、
コーティング材料組成物のバインダー分に対して0.8〜25.0質量%の少なくとも1種の成分(B2)と、
コーティング材料組成物のバインダー分に対して0〜10質量%の少なくとも1種の成分(B3)と、
コーティング材料組成物のバインダー分に対して0〜5質量%のヒドロキシル基含有成分(C)と、
コーティング材料組成物のバインダー分に対して0〜15質量%までの少なくとも1種のアミノ樹脂(E)と、
本発明のコーティング材料組成物のバインダー分に対して0.1〜10質量%の少なくとも1種の架橋用の触媒(D)と、
コーティング材料組成物のバインダー分に対して0〜10質量%の少なくとも1種の通例のおよび既知のコーティング添加剤(F)と
を含むコーティング材料組成物である。
個々の成分の量との関連で示した該コーティング材料組成物のバインダー分は、各場合において、成分(A)のバインダー分と、成分(B1)のバインダー分と、成分(B2)のバインダー分と、成分(B3)のバインダー分と、成分(C)のバインダー分と、成分(E)のバインダー分との合計からなる。
本発明のコーティング材料は、より特には透明なコーティング材料、好ましくはクリアコートである。したがって、本発明のコーティング材料は、顔料を含まないか、または有機の透明染料または透明顔料を含むのみである。
本発明のさらなる実施形態において、本発明のバインダー混合物または本発明のコーティング材料組成物は、付加的な顔料および/またはフィラーをさらに含むことができ、顔料着色されたトップコート、または顔料着色されたアンダーコート、またはサーフェイサー、より特には顔料着色されたトップコートの製造に役立ちうる。これらの目的のために用いられる顔料および/またはフィラーは、当業者に既知である。顔料は、顔料対バインダー比が、各場合においてコーティング材料組成物のバインダー分に対して0.05:1〜1.5:1の間であるような量で典型的に使用される。
本発明のコーティング材料組成物から生成されるコーティングは、すでに硬化した電着コート、プライマーサーフェイサーコート、ベースコート、または通例のおよび既知のクリアコートにさえ非常によく付着するので、それらは、自動車OEM(生産ライン)塗装におけるそれらの使用に加えて、自動車補修塗装、および/または自動車内または自動車上に取り付ける部品のコーティング、および/または商用車のコーティングに非常によく適している。
本発明のコーティング材料組成物の塗布は、通例の塗布方法のいずれか、例えば、スプレー法、ナイフコーティング法、スプレッド法、注入法、ディップ法、含浸法、滴下法、またはロール法によって行うことができる。そのような塗布に関して、コーティングされる基材は、それ自体は動かなくてよく、塗布ユニットまたは装置が動かされる。あるいは、コーティングされる基材は、より特にはコイルは、動かしてもよく、塗布ユニットは、基材に対して動かないか、適切に動かされる。
スプレー塗布法、例えば、圧縮空気スプレー法、エアレススプレー法、高速回転法、静電スプレー塗布法(ESTA)を単独で、またはホットスプレー塗布法、例えば、ホットエアスプレー法と一緒に用いることが好ましい。
本発明の塗布されたコーティング材料の硬化は、一定の静止時間後に行うことができる。静止時間は、例えば、コーティング塗膜の平坦化および脱気、または揮発成分、例えば、溶媒の蒸発に役立つ。静止時間は、早期の完全な架橋などの、コーティング塗膜に対するダメージまたはコーティング塗膜の変化のいかなる例も引き起こさないという条件で、昇温の適用、および/または大気湿度の低下によってアシストおよび/または短縮されてもよい。
コーティング材料の熱硬化は、方法に関して特殊性を有さず、通例のおよび既知の方法、例えば、強制空気オーブンにおける加熱、またはIRランプによる照射に従って行われる。この熱硬化は、段階的に行うこともできる。別の好ましい硬化方法は、近赤外(NIR線)による硬化の方法である。
熱硬化は、20〜200℃、好ましくは40〜190℃、より特には50〜180℃の温度で、1分から10時間まで、好ましくは2分から5時間、より特には3分から3時間の間有利に行われ、低温で、より長い硬化時間も用いることができる。自動車補修塗装、およびプラスチック部品のコーティング、ならびに商用車のコーティングについて、ここでは、好ましくは20〜80℃、より特には20〜60℃という比較的低い温度が典型的に用いられる。
本発明のコーティング材料は、輸送手段(とりわけ、動力車、例えば、自転車、オートバイ、バス、トラック、または乗用車)の車体またはその部品;建物の内部および外部;家具、窓、およびドア;プラスチック成形品、とりわけ、CDおよび窓;小型工業部品、コイル、容器、およびパッケージ;白物家電;フィルム;光学、電気、および機械部品;ならびに中空ガラス器および日用品への装飾的、保護的、および/または効果を与えるコーティングまたは塗装として非常によく適している。
したがって、本発明のコーティング材料組成物は、例えば、コーティングされていない、またはプレコーティングされた基材に塗布することができ、本発明のコーティング材料は、顔料着色されている、または顔料着色されていない、のいずれかである。特に、本発明のコーティング材料組成物およびペイント系、より特には、クリアコートは、技術的および審美的に特に要求の高い自動車OEM塗装の分野において;ならびに車体内または車体上に取り付けるための、より特には高級車の車体のためのプラスチック部品のコーティング、例えば、ルーフ、ハッチ、フード、フェンダー、バンパー、スポイラー、ドアシル、保護用ストリップ、サイドトリムなどを製造するために;ならびに商用車、例えば、トラック、チェーン駆動建設用車両、例えば、クレーン車両、ホイールローダー、コンクリートミキサー、バス、鉄道車両、船舶、航空機、さらに農機、例えば、トラクターおよびコンバイン、ならびにそれらの部品の塗装のために;ならびに、ラインでのOEM塗装の修理だけでなく、例えば、引っ掻き、石片による傷などの局所的な欠陥の修理、さらに、車両の価値向上のための対応する修理工場および自動車ペイントショップにおける完全な再コーティングを包含する自動車補修塗装のために用いられる。
プラスチック部品は、典型的には、ASA、ポリカーボネート、ASAとポリカーボネートとのブレンド、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、または耐衝撃性改質のポリメチルメタクリレート、より特には、ASAとポリカルボネートとのブレンド、好ましくは、ポリカーボネート分>40%で、より特には>50%で使用する該ブレンドからなる。
ASAは、ビニル芳香族化合物、より特にはスチレンと、シアン化ビニル、より特にはアクリロニトリルとのグラフトコポリマーが、特にスチレンおよびアクリロニトリルのコポリマーマトリクス中のポリアルキルアクリレートゴム上に存在する、耐衝撃性改質スチレン/アクリロニトリルポリマーを一般に指す。
特に好ましくは、本発明のコーティング材料組成物は、多段階コーティング法において、より特には、任意にプレコーティングされた基材が、まず、顔料着色されたベースコート塗膜で、次いで、本発明のコーティング材料組成物でコーティングされる方法において使用される。したがって、本発明はまた、少なくとも1つの顔料着色されたベースコート、およびその上に塗布される少なくとも1つのクリアコートを含む、色および/または効果を与えるマルチコート塗装であって、クリアコートが、本発明のコーティング材料組成物から生成されていることを特徴とする、マルチコート塗装を提供する。
水希釈性ベースコートだけでなく、有機溶媒をベースとしたベースコートも使用することができる。適切なベースコートは、例えば、EP−A−0692007、およびその中の第3欄、第50行以下に列挙された文献に記載されている。好ましくは、塗布されたベースコートは、まず乾燥される、すなわち、蒸発段階において、少なくとも一部の有機溶媒および/または水が、そのベースコート塗膜から除去される。乾燥は、好ましくは室温〜80℃の温度で行われる。乾燥が行われた後、本発明のコーティング材料組成物が塗布される。その後、2コート塗装が、好ましくは自動車OEM塗装において使用される条件下、20〜200℃の温度で、1分〜10時間までの間焼き付けられ、自動車補修塗装に用いられる温度、一般に、20〜80℃の間、より特には20〜60℃の間の場合には、より長い硬化時間を用いることもできる。
本発明の別の好ましい実施形態において、本発明のコーティング材料組成物は、プラスチック基材、特に、内部または外部に取り付けるためのプラスチック部品のコーティングのために、透明なクリアコートとして使用することができる。内部または外部に取り付けるためのこれらのプラスチック部品は、好ましくは、多段階コーティング法で同様にコーティングされ、そこでは、任意にプレコーティングされた基材、または次のコーティングの付着を高めるために前処理された基材(例えば、基材の火災処理、コロナ処理、またはプラズマ処理によって)は、まず、顔料着色されたベースコート塗膜で、その後、本発明のコーティング材料組成物でコーティングされる。
ポリアクリレートポリオール(A1)の製造
加熱ジャケット、サーモメーター、攪拌機および上部に取り付けられた凝縮器を備えた5リットルのJuvo反応容器に、828.24gの芳香族溶媒(ソルベントナフサ)を装入した。攪拌しながら、および不活性ガス雰囲気(200cm/分の窒素)下で、溶媒を156℃まで加熱した。定量ポンプを使用して、46.26gのジ−tert−ブチルペルオキシドと、88.26gのソルベントナフサとの混合物を、4.50時間にわたって均一に滴加した。添加の開始0.25時間後に、定量ポンプを使用して、246.18gのスチレン、605.94gのn−ブチルアクリレート、265.11gのn−ブチルメタクリレート、378.69gの4−ヒドロキシブチルアクリレート、378.69gのヒドロキシエチルアクリレート、および18.90gのアクリル酸を、4時間にわたって一定の割合で添加した。添加の終了後、温度をさらに1.5時間維持して、次いで、生成物を80℃に冷却した。その次に、ポリマー溶液を、143.73gの溶媒ナフタで希釈した。得られた樹脂は、10.3mgKOH/gの酸価(DIN53402による)、65%±1(60分、130℃)の固体含有率、およびDIN ISO2884−1の試験プロトコルによる1153mPasの粘度を有した(ソルベントナフサ中60%)。
ポリアクリレートポリオール(A2)の製造
加熱ジャケット、サーモメーター、攪拌機および上部に取り付けられた凝縮器を備えた5リットルのJuvo反応容器に、705.30gの芳香族溶媒(ソルベントナフサ)を装入した。攪拌しながら、および不活性ガス雰囲気(200cm/分の窒素)下で、溶媒を140℃まで加熱した。定量ポンプを使用して、156.90gのtert−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエートと、75.00gのソルベントナフサとの混合物を、4.75時間にわたって均一に滴加した。添加の開始0.25時間後に、定量ポンプを使用して、314.40gのスチレン、314.40gのヒドロキシプロピルメタクリレート、251.10gのn−ブチルメタクリレート、408.90gのシクロヘキシルメタクリレート、および282.90gのヒドロキシエチルメタクリレートを、4時間にわたって一定の割合で添加した。添加の終了後、温度をさらに2.0時間維持して、次いで、生成物を120℃に冷却した。その次に、ポリマー溶液を、53.40gのソルベントナフサと、160.50gのメトキシプロピルアセテートと、71.40gの酢酸ブチルと、205.80gのブチルグリコールアセテートとの混合物で希釈した。得られた樹脂は、1mgKOH/gの酸価(DIN53402による)、55%±1(60分、130℃)の固体含有率、およびDIN ISO2884−1の試験プロトコルによる5.3dPasの粘度を有した。
ポリアクリレートポリオール(A3)の製造
加熱ジャケット、サーモメーター、攪拌機および上部に取り付けられた凝縮器を備えた5リットルのJuvo反応容器に、782.10gの芳香族溶媒(Shellsol A)を装入した。攪拌しながら、および不活性ガス雰囲気(200cm/分の窒素)下で、溶媒を過圧(最大3.5bar)下で150℃まで加熱した。定量ポンプを使用して、42.57gのジ−tert−ブチルペルオキシドと、119.19gのソルベントナフサとの混合物を、4.75時間にわたって均一に滴加した。添加の開始0.25時間後に、定量ポンプを使用して、1374.90gのエチルヘキシルアクリレート、および503.37gのヒドロキシエチルアクリレートを、4時間にわたって一定の割合で添加した。添加の終了後、ポリマー溶液を、140℃の温度で1.0時間維持し、次いで、生成物を60℃まで冷却した。その次に、ポリマー溶液を、143.73gのShellsol Aで希釈した。得られた樹脂は、2.3mgKOH/gの酸価(DIN53402による)、67%±1(60分、130℃)の固体含有率、およびDIN ISO2884−1の試験プロトコルによる250mPasの粘度を有した。
部分的にシラン化されたイソシアネート(B1)の製造
還流凝縮器およびサーモメーターを備えた三つ口フラスコに、67.6質量部の三量化ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)(Bayer Materials製の市販のDesmodur(登録商標)N3300)、および25.8質量部のソルベントナフサを装入する。還流冷却しながら、窒素で覆いながら、および攪拌しながら、3.3質量部のN−[3−(トリメトキシシリル)プロピル]ブチルアミン(Evonik製のDynasylan(登録商標)1189)と、43.0質量部のビス[3−(トリメトキシシリル)プロピル]アミン(Evonik製のDynasylan(登録商標)1124)との混合物を、50〜60℃を超えないような割合で計量供給する。計量供給の終了後、反応温度を、滴定により決定されるイソシアネートの質量分率が60モル%になるまで、50〜60℃で保持する。部分的にシラン化されたポリイソシアネートの溶液は、69質量%の固体分を有する(60分、130℃)。
得られた部分的にシラン化されたイソシアネート(B1)は、元々存在するイソシアネート基に対して40モル%のシラン化度、各場合においてモノシラン基(I)とビスシラン基(II)との合計に対して、10モル%のモノシラン基(I)および90モル%のビスシラン基(II)の割合、6.2質量%のNCO含有量(固体含有率100%に対して)、ならびに80質量%の固体含有量を有する。
部分的にフッ素化されたイソシアネート(B2)の製造
フッ素系架橋剤の製造のために、46.4質量部の酢酸ブチル中のヘキサメチレンジイソシアネート(Bayer Materials製の市販のDesmodur(登録商標)N3300)のイソシアヌレート67.6質量部(0.1モル)を、0.9質量部の1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン[DABCO結晶](イソシアネート(B2)の固体含有量に対して1.33質量%)および2.8質量部のオルトギ酸トリエチル(イソシアネート(B2)の固体含有量に対して3質量%)と共に、丸底フラスコに装入する。次いで、攪拌しながらおよび窒素で覆いながら、25.5質量部(0.07モル)の2−(ペルフルオロヘキシル)エタノールを、滴下漏斗によって、室温でゆっくり添加する。2−(ペルフルオロヘキシル)エタノールの添加の間、温度が50〜60℃を超えないことを確実にするように注意する。この温度を、12.5%という理論上のNCO含有率に達するまで(約3〜4時間)維持する。この数字に達したらすぐに、バッチを冷却し、下記の最終的な特性データを確認する。
得られた部分的にフッ素化されたイソシアネート(B2)は、65.5%±1(60分、130℃)の固体含有率、12.5%±0.8のNCO含有率(固体含有率100%に対して計算)、および、元々存在するNCO基に対して20モル%のフッ素化度を有する。
DABCOを反応させたリン酸エステル系触媒(D)の製造例
WO2009/077180の32頁および33頁のDABCO系触媒に関する項に記載されている通り、触媒を、11.78g(0.105モル)の1,4−ジアゾビシクロ[2.2.2]オクタン[DABCO結晶]、32.24g(0.100モル)のビス(2−エチルヘキシル)ホスフェート、10.00g(0.100モル)のメチルイソブチルケトン、および20.00g(0.226モル)の酢酸エチルから製造する。
本発明の実施例1から実施例3のコーティング材料(K1)〜(K3)および比較例V1のコーティング材料の製造
適用の直前に、ポリヒドロキシル基含有成分(A1)、(A2)および(A3)(ポリアクリレート)、触媒(D)、光安定剤、流動調節剤、および溶媒を、上記の部分的にシラン化されたイソシアネート(B1)および上記の部分的にフッ素化されたイソシアネート(B2)と、または比較例V1においては、上記の部分的にシラン化されたイソシアネート(B1)とだけ組み合わせて、これらの成分を、均質な混合物ができるまで一緒に攪拌する。
Figure 2018505243
本発明の実施例1から実施例3のコーティングおよび比較例V1のコーティングの生成
金属のボンダーパネルを、市販のカソード電着コーティング(e−coat:BASF Coatings GmbH製のCathoGuard(登録商標)500、膜厚20μm)および市販の水性プライマーサーフェイサー(BASF Coatings GmbH製のSecuBloc(登録商標))で、連続してコーティングする(各場合において焼成を伴う)。その次に、この系を、市販の黒色水性ベースコート材料(BASF Coatings GmbH製のColorBrite(登録商標))でコーティングし、80℃で10分間フラッシュオフする。その次に、本発明の実施例B1から実施例B3のコーティング材料および比較例V1のコーティング材料を、重力式カップガンを使用して塗布し、ベースコート材料と共に140℃で20分間焼成する。クリアコートの膜厚は、30〜35μmであり、ベースコートの膜厚は、約15μmである。
次いで、光沢を、Byk製のMicro−Haze Plus光沢計を使用して決定する。得られたコーティングの表面の引っ掻き抵抗性を、クロックメーター試験(9μmの研磨紙(3Mの281Q Wetordry(商標)production(商標))を使用する10回の二重擦りおよび9Nの加力を有し、その後、市販の光沢装置を使用して、20°で残留光沢の決定を有する、EN ISO 105−X12に基づく)によって決定した。表面のエネルギーを、DIN55660−2に従って、接触角測定装置(KRUESS製のDSA100)を使用して決定した。この目的のために、静的測定において、接触角を、試験用の液体である水、ジヨードメタンおよびエチレングリコールで決定し、次いで、表面エネルギーを、Owens−Wendtモデルを使用して算出した。試験の結果を表2に示す。
Figure 2018505243
試験結果の検討
本発明の実施例1から実施例3の比較は、配合を最適化することによって、同様の引っ掻き抵抗性についての表面エネルギーを最小にすることができることを示す。本発明の実施例1から実施例3と比較例V1との比較は、従来の系が、本発明の実施例に記述する系と同一の低い表面エネルギーを決して有していないことを示す。
加えて、異なる試験物質に関する耐化学性を、本発明の実施例B1のコーティングおよび比較例V1のコーティングについて調査した。耐化学性の決定のために、硬化コーティングが与えられる金属試験パネル(Byk−Gardner製の勾配オーブン用パネル)を、2cmの距離からピペットを使用して、滴(約0.25ml)で適用される試験物質に晒す。パネルを、温度勾配オーブン(Byk−Gardner製)において、パネルの縦方向で、35〜80℃の温度勾配に30分にさらす。物質に曝露した後、物質を流水で除去し、24時間後、損傷を視覚で評価した。抵抗性の評価のために、クリアコートへの最初の可視的攻撃(visible attack)の範囲(温度)を報告する。
さらに、36%の強さの硫酸に対する抵抗性を、硫酸を2分間滴加し、オーブンに65℃で1時間入れておくことによって決定し、報告する数字は、最初の膨張を観察した後の時間(分)である。
エタノール、リムクリーナー、空洞保護剤(cavity preservative)、高級ガソリン、およびディーゼル燃料に対する抵抗性を、同じ方法で決定した。
結果を表3で報告する。
Figure 2018505243
加えて、引っ掻き抵抗性を、DIN EN ISO 20566 DE(AMTEC洗浄ブラシへの抵抗性)に従って、研究室の洗車ユニットを用いて試験した。結果を表4で報告する。
Figure 2018505243
最後に、さらに、DIN EN ISO 6270−2 DEに従った一定の湿度試験における耐候性、およびDIN EN ISO 20567−1 DEに従った耐ストーンチップ性、およびBMWのAA0081「1回の衝撃(mono−impact)」を決定した。結果を表5に報告する。
本発明の実施例1と比較例V1との比較は、それらの系が、所望のより低い表面エネルギーを除いて同等であることを示す。
Figure 2018505243

Claims (16)

  1. (A)少なくとも1種のポリヒドロキシル基含有成分(A)と、
    (B1)少なくとも1種のイソシアネート基およびシラン基含有成分(B1)と、
    (D)シラン基の架橋のための、少なくとも1種の触媒(D)と
    を含む、非水性コーティング材料組成物であって、
    (B2)成分(B1)と異なる、および、少なくとも1つの式(I)のペルフルオロアルキル基
    CR −(CR − (I)
    (式中、
    およびRは、互いに独立に、H、F、および/またはCFであるが、RおよびRは、両方がHでなくてもよく、
    fは、1〜20、好ましくは3〜11、より好ましくは5〜7である)
    をさらに有する少なくとも1種のイソシアネート基含有成分(B2)
    を含む、非水性コーティング材料組成物。
  2. 成分(B2)が、少なくとも1つの式(I−I)および/または式(I−II)のペルフルオロアルキル基
    CF(CF− (I−I)
    F(CFCF− (I−II)
    (式中、
    nは、1〜20、好ましくは3〜11、より好ましくは5〜7であり、
    lは、1〜8、好ましくは1〜6、より好ましくは2〜3である)
    を有する、請求項1に記載のコーティング材料組成物。
  3. 成分(B2)が、ポリイソシアネート、および/または三量化、二量化、ウレタン形成、ビウレット形成、ウレトジオン形成および/またはアロファネート形成によりそれらから誘導されるポリイソシアネートと、
    I.少なくとも1種の式(I−Ia)の(ペル)フルオロアルキルモノアルコール(FA)
    CF(CF−(CH−O−H (I−Ia)
    (式中、nは、1〜20、好ましくは3〜11であり、oは、1〜10、好ましくは1〜4である)、および/または
    II.少なくとも1種の式(I−IIa)の(ペル)フルオロアルキルモノアルコール(FA)
    F(CFCF−(CHCHO)−H (I−IIa)
    (式中、lは、1〜8、好ましくは1〜6、より好ましくは2〜3であり、mは、1〜15、好ましくは5〜15である)
    との反応によって製造可能である、請求項1または2に記載のコーティング材料組成物。
  4. 成分(B2)において、元々存在するイソシアネート基の1〜60モル%、より好ましくは5〜40モル%、非常に好ましくは10〜30モル%が反応して、構造単位(I)および/または(I−I)および/または(I−II)、好ましくは構造単位(I−I)を形成する、請求項1から3のいずれか一項に記載のコーティング材料組成物。
  5. 成分(B1)が、少なくとも1つの遊離またはブロックイソシアネート基、および少なくとも1つの式(II)のシラン基
    −X−Si−R’’3−x (II)
    [式中、
    Gは、同一のまたは異なる加水分解性基であり、
    Xは、有機ラジカル、より特には、1〜20個の炭素原子を有する直鎖および/または分枝状のアルキレンラジカルもしくはシクロアルキレンラジカル、非常に好ましくは、1〜4個の炭素原子を有するアルキレンラジカルであり、
    R’’は、アルキル、シクロアルキル、アリール、またはアラルキルであり、その炭素鎖は、隣接していない酸素、硫黄、またはNRa基(ここで、Raは、アルキル、シクロアルキル、アリール、もしくはアラルキルである)により介在されていてもよく、好ましくは、R’’は、アルキルラジカル、より特には1〜6個のC原子を有するアルキルラジカルであり、
    xは、0〜2、好ましくは0〜1、より好ましくは0である]
    を有する、請求項1から4のいずれか一項に記載のコーティング材料組成物。
  6. 成分(B1)が、少なくとも1つのイソシアネート基、さらには、少なくとも1つの式(III)の構造単位(III)
    −NR−(X−SiR’’x(OR’)3−x) (III)
    および/または
    少なくとも1つの式(IV)の構造単位(IV)
    −N(X−SiR’’x(OR’)3−x)n(X’−SiR’’y(OR’)3−y)m (IV)
    [式中、
    Rは、水素、アルキル、シクロアルキル、アリール、またはアラルキルであり、その炭素鎖は、隣接していない酸素、硫黄、またはNRa基(ここで、Raは、アルキル、シクロアルキル、アリール、もしくはアラルキルである)により介在されていてもよく、
    R’は、水素、アルキル、またはシクロアルキルであり、その炭素鎖は、隣接していない酸素、硫黄、またはNRa基(ここで、Raは、アルキル、シクロアルキル、アリール、もしくはアラルキルである)により介在されていてもよく、好ましくは、R’は、エチルおよび/またはメチルであり、
    X、X’は、1〜20個の炭素原子を有する直鎖および/または分枝状のアルキレンラジカルまたはシクロアルキレンラジカル、好ましくは、1〜4個の炭素原子を有するアルキレンラジカルであり、
    R’’は、アルキル、シクロアルキル、アリール、またはアラルキルであり、その炭素鎖は、隣接していない酸素、硫黄、またはNRa基(ここで、Raは、アルキル、シクロアルキル、アリール、もしくはアラルキルである)により介在されていてもよく、好ましくは、R’’は、アルキルラジカル、より特には1〜6個のC原子を有するアルキルラジカルであり、
    nは、0〜2であり、mは、0〜2であり、m+nは、2であり、xおよびyは、0〜2である]
    を有する、請求項1から5のいずれか一項に記載のコーティング材料組成物。
  7. 成分(B1)は、(好ましくは脂肪族)ポリイソシアネート、および/または三量化、二量化、ウレタン形成、ビウレット形成、ウレトジオン形成および/またはアロファネート形成によりそれらから誘導されるポリイソシアネートと、
    少なくとも1種の式(IIIa)の化合物
    H−NR−(X−SiR’’(OR’)3−x) (IIIa)
    および/または少なくとも1種の式(IVa)の化合物
    HN(X−SiR’’(OR’)3−x(X’−SiR’’(OR’)3−y (IVa)
    (置換基は、上述の定義を有する)
    との反応によって製造可能である、請求項1から6のいずれか一項に記載のコーティング材料組成物。
  8. 成分(B1)において、元々存在するイソシアネート基の10〜80モル%、より好ましくは20〜70モル%、非常に好ましくは25〜50モル%が反応して、構造単位(III)および/または(IV)、好ましくは構造単位(III)および(IV)を形成する、請求項1から7のいずれか一項に記載のコーティング材料組成物。
  9. シラン基およびイソシアネート基含有成分(B1)において、ビスシラン構造単位(IV)の総量は、各場合において構造単位(IV)および(III)全体に対して、10〜100モル%、好ましくは30〜95モル%、より好ましくは50〜90モル%であり、モノシラン構造単位(III)の総量は、各場合において構造単位(IV)および(III)全体に対して、90〜0モル%、好ましくは70〜5モル%、より好ましくは50〜10モル%である、請求項1から8のいずれか一項に記載のコーティング材料組成物。
  10. 成分(B1)および/または成分(B2)の親構造物となるポリイソシアネートが、脂肪族および/または脂環式ポリイソシアネートの群から、より特には、テトラメチレン1,4−ジイソシアネート、ヘキサメチレン1,6−ジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサン1,6−ジイソシアネート、エ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、イソホロンジイソシアネート、4,4’−メチレンジシクロヘキシルジイソシアネート、および前述のポリイソシアネートの混合物、ならびに、三量化、二量化、ウレタン形成、ビウレット形成、ウレトジオン形成および/またはアロファネート形成によりそのようなポリイソシアネートから誘導されるポリイソシアネート、より特には、そのようなポリイソシアネートのビウレット体および/またはアロファネート体および/またはイソシアヌレート体からなる群から選択される、請求項1から9のいずれか一項に記載のコーティング材料組成物。
  11. 各場合においてコーティング材料組成物のバインダー分に対して、30.5〜80.0質量%、好ましくは40.8〜75.0質量%のポリイソシアネート基含有成分(B1)および(B2)を含む、
    および/または
    成分(B1)のバインダー分(質量%)と成分(B2)のバインダー分(質量%)との比が、0.5/1〜25/1の間、好ましくは1/1〜20/1の間である、
    請求項1から10のいずれか一項に記載のコーティング材料組成物。
  12. コーティング材料組成物の触媒(D)が、置換されたホスホン酸ジエステルおよび/またはジホスホン酸ジエステル、置換されたリン酸モノエステルおよび/またはリン酸ジエステルの群から、好ましくは、非環式リン酸ジエステル、および/または環式リン酸ジエステル、および/または対応するアミンブロック型リン酸エステルからなる群から選択される、請求項1から11のいずれか一項に記載のコーティング材料組成物。
  13. ポリオール(A)が、30〜400mgKOH/g、より特には70〜250mgKOH/gの間のOH価を有する、および/またはポリオール(A)が、ポリエステルポリオール、ポリウレタンポリオール、ポリシロキサンポリオール、ポリアクリレートポリオール、ポリメタクリレートポリオール、またはこれらのポリオールの混合物、より特には、ポリエステルポリオール、ポリアクリレートポリオール、ポリメタクリレートポリオール、ポリウレタンポリオール、またはそれらの混合物の群から選択される、請求項1から12のいずれか一項に記載のコーティング材料組成物。
  14. 任意にプレコーティングされた基材に、顔料着色されたベースコート塗膜を塗布し、その後に、請求項1から13のいずれか一項に記載のコーティング材料組成物の塗膜を塗布することによって、マルチコートペイント系を生成するための方法。
  15. クリアコート材料として、請求項1から13のいずれか一項に記載のコーティング材料組成物を使用する方法、あるいは、自動車OEM塗装、自動車内または自動車上に取り付ける部品の塗装、および/または特定用途車の塗装、ならびに自動車補修塗装のための、請求項14に記載の方法を適用する方法。
  16. 少なくとも1つの顔料着色されたベースコートと、その上に設けられている少なくとも1つのクリアコートとを含む、効果および/または色を与えるマルチコートペイント系であって、クリアコートが、請求項1から13のいずれか一項に記載のコーティング材料組成物から生成される、マルチコートペイント系。
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