JP2909939B2 - 水性結合剤組成物およびその製造方法 - Google Patents
水性結合剤組成物およびその製造方法Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリイソシアネートと
ウレタン基、カルボン酸塩である基およびヒドロキシル
基を有する水溶性もしくは水分散性のポリエステル樹脂
とに基づく水性結合剤組成物、およびポリイソシアネー
ト、並びにこの種の結合剤組成物の製造方法に関するも
のである。
ウレタン基、カルボン酸塩である基およびヒドロキシル
基を有する水溶性もしくは水分散性のポリエステル樹脂
とに基づく水性結合剤組成物、およびポリイソシアネー
ト、並びにこの種の結合剤組成物の製造方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】2−成分ポリウレタン被覆用組成物は公
知であって、その優秀な性質により被覆として使用する
のに極めて重要であるが、これらは後にたとえば燃焼に
より除去せねばならない相当量の有機溶剤をその処理に
必要とするという欠点を有する。多くの使用分野、特に
非工業的な分野において有機溶剤の廃棄は行なうことが
できず、したがって高固形物含有量を有し、特に水で希
釈して溶剤の放出を減少させうると共に、できるだけ環
境汚染を減少させうるような被覆用組成物につき需要が
益々増大している。
知であって、その優秀な性質により被覆として使用する
のに極めて重要であるが、これらは後にたとえば燃焼に
より除去せねばならない相当量の有機溶剤をその処理に
必要とするという欠点を有する。多くの使用分野、特に
非工業的な分野において有機溶剤の廃棄は行なうことが
できず、したがって高固形物含有量を有し、特に水で希
釈して溶剤の放出を減少させうると共に、できるだけ環
境汚染を減少させうるような被覆用組成物につき需要が
益々増大している。
【0003】遊離イソシアネート基を有する2−成分ポ
リウレタンラッカーにて水を液相として使用することは
一般に可能でない。何故なら、イソシアネート基はアル
コール性ヒドロキシル基と反応するだけでなく、水と反
応して尿素および二酸化炭素を生成するからである。得
られる被覆の可使寿命、処理時間および品質は一般に、
実用的に許容しえないレベルまで低下する。1つの可能
な解決策がドイツ公開公報第3,829,587号に記
載され、ここでは選択されたポリヒドロキシポリアクリ
レートを遊離イソシアネート基を有するポリイソシアネ
ートと組合せて水性2−成分系を生成させる。驚くこと
に今回、ウレタン基とカルボン酸塩である基とヒドロキ
シル基とを有する特殊な水性ポリエステル樹脂も遊離イ
ソシアネート基を有するポリイソシアネートと共に水性
2−成分結合剤に使用しうることを突き止めた。
リウレタンラッカーにて水を液相として使用することは
一般に可能でない。何故なら、イソシアネート基はアル
コール性ヒドロキシル基と反応するだけでなく、水と反
応して尿素および二酸化炭素を生成するからである。得
られる被覆の可使寿命、処理時間および品質は一般に、
実用的に許容しえないレベルまで低下する。1つの可能
な解決策がドイツ公開公報第3,829,587号に記
載され、ここでは選択されたポリヒドロキシポリアクリ
レートを遊離イソシアネート基を有するポリイソシアネ
ートと組合せて水性2−成分系を生成させる。驚くこと
に今回、ウレタン基とカルボン酸塩である基とヒドロキ
シル基とを有する特殊な水性ポリエステル樹脂も遊離イ
ソシアネート基を有するポリイソシアネートと共に水性
2−成分結合剤に使用しうることを突き止めた。
【0004】
【発明の要点】本発明は、 (A)水で希釈しうると共にウレタン基とカルボン酸塩
である基とヒドロキシル基とを有する少なくとも1種の
ポリエステル樹脂を含有する有機ポリオール成分の水溶
液もしくは分散物と、 (B)23℃にて50〜10,000mPa.sの粘度
を有すると共に成分(A)中でエマルジョンを形成する
少なくとも1種の有機ポリイソシアネートを含有する有
機イソシアネート基含有ポリイソシアネート成分とから
なり、成分(B)のイソシアネート基および(A)に存
在するポリオール成分のヒドロキシル基に基づきNCO
/OH当量比が0.5:1〜5:1であることを特徴と
する水性結合剤組成物に関するものである。
である基とヒドロキシル基とを有する少なくとも1種の
ポリエステル樹脂を含有する有機ポリオール成分の水溶
液もしくは分散物と、 (B)23℃にて50〜10,000mPa.sの粘度
を有すると共に成分(A)中でエマルジョンを形成する
少なくとも1種の有機ポリイソシアネートを含有する有
機イソシアネート基含有ポリイソシアネート成分とから
なり、成分(B)のイソシアネート基および(A)に存
在するポリオール成分のヒドロキシル基に基づきNCO
/OH当量比が0.5:1〜5:1であることを特徴と
する水性結合剤組成物に関するものである。
【0005】さらに本発明は、23℃にて50〜10,
000mPa.sの粘度を有すると共に少なくとも1種
の有機ポリイソシアネートを含有する遊離イソシアネー
ト基含有ポリイソシアネート成分を、ウレタン基とカル
ボン酸塩である基とヒドロキシル基とを有するポリエス
テル樹脂の水溶液もしくは分散液に、ポリイソシアネー
ト成分のイソシアネート基およびポリエステル樹脂のヒ
ドロキシル基に基づき0.5:1〜5:1のNCO/O
H当量比を与えるのに充分な量で乳化させることによる
上記被覆用組成物の製造方法にも関する。
000mPa.sの粘度を有すると共に少なくとも1種
の有機ポリイソシアネートを含有する遊離イソシアネー
ト基含有ポリイソシアネート成分を、ウレタン基とカル
ボン酸塩である基とヒドロキシル基とを有するポリエス
テル樹脂の水溶液もしくは分散液に、ポリイソシアネー
ト成分のイソシアネート基およびポリエステル樹脂のヒ
ドロキシル基に基づき0.5:1〜5:1のNCO/O
H当量比を与えるのに充分な量で乳化させることによる
上記被覆用組成物の製造方法にも関する。
【0006】成分(A)は、ウレタン基とカルボン酸塩
である基とヒドロキシル基とを有すると共に好ましくは
3000〜100000(好ましくは6000〜500
00)の重量平均分子量(標準として検定ポリスチレン
を用いるゲル透過クロマトグラフィーにより測定される
Mw)と、20〜240(好ましくは45〜190)m
gKOH/gのヒドロキシル価と、10〜45(好まし
くは14〜33)mgKOH/gの酸価(全カルボキシ
ル基に対し25〜100%、好ましくは40〜100%
がカルボン酸塩型で存在する)と、2.5〜15.0
(好ましくは5.0〜12.5)重量%のウレタン基含
有量(−NH−CO−O−)とを有する少なくとも1種
のポリエステル樹脂に基づいている。ヒドロキシル価と
酸化とウレタン基含有量との各数値は成分(A)の固形
物に基づいている。
である基とヒドロキシル基とを有すると共に好ましくは
3000〜100000(好ましくは6000〜500
00)の重量平均分子量(標準として検定ポリスチレン
を用いるゲル透過クロマトグラフィーにより測定される
Mw)と、20〜240(好ましくは45〜190)m
gKOH/gのヒドロキシル価と、10〜45(好まし
くは14〜33)mgKOH/gの酸価(全カルボキシ
ル基に対し25〜100%、好ましくは40〜100%
がカルボン酸塩型で存在する)と、2.5〜15.0
(好ましくは5.0〜12.5)重量%のウレタン基含
有量(−NH−CO−O−)とを有する少なくとも1種
のポリエステル樹脂に基づいている。ヒドロキシル価と
酸化とウレタン基含有量との各数値は成分(A)の固形
物に基づいている。
【0007】本発明による結合剤組成物を製造するに
は、一般に成分(A)を23℃にで10〜30,00
0、好ましくは50〜10,000mPa.sの粘度と
5〜10、好ましくは6〜9のpH値とを有する15〜
65重量%、好ましくは25〜55重量%水溶液もしく
は分散液として使用する。ウレタン基とカルボン酸塩で
ある基とヒドロキシル基とを有するポリエステル樹脂は
一般に成分(A)中に、その分子量、カルボキシル基も
しくはカルボン酸塩である基含有量および中和剤と選択
的助剤との性質に応じ溶液もしくは分散液として存在す
ることができる。一般的に、溶解成分および分散成分の
両者が存在する。
は、一般に成分(A)を23℃にで10〜30,00
0、好ましくは50〜10,000mPa.sの粘度と
5〜10、好ましくは6〜9のpH値とを有する15〜
65重量%、好ましくは25〜55重量%水溶液もしく
は分散液として使用する。ウレタン基とカルボン酸塩で
ある基とヒドロキシル基とを有するポリエステル樹脂は
一般に成分(A)中に、その分子量、カルボキシル基も
しくはカルボン酸塩である基含有量および中和剤と選択
的助剤との性質に応じ溶液もしくは分散液として存在す
ることができる。一般的に、溶解成分および分散成分の
両者が存在する。
【0008】ウレタン基とカルボン酸塩である基とヒド
ロキシル基とを有するポリエステル樹脂は、公知方法で (a)50〜500、好ましくは80〜350mgKO
H/gのヒドロキシル価と≦6、好ましくは≦4mgK
OH/gの酸価とを有する65〜92重量%、好ましく
は70〜87重量%のポリエステルポリオールと、 (b)62〜240の分子量を有する0〜7重量%、好
ましくは0〜3重量%のジオールと、 (c)第三アミン塩として存在しうる2.5〜7.5重
量%、好ましくは3.0〜6.5重量%の2,2−ビス
−(ヒドロキシメチル)−アルカンカルボン酸と、 (d)2個もしくはそれ以上のイソシアネート基を有す
ると共に168〜2000の分子量を有する8〜30重
量%、好ましくは10〜23重量%の少なくとも1種の
ポリイソシアネートと
ロキシル基とを有するポリエステル樹脂は、公知方法で (a)50〜500、好ましくは80〜350mgKO
H/gのヒドロキシル価と≦6、好ましくは≦4mgK
OH/gの酸価とを有する65〜92重量%、好ましく
は70〜87重量%のポリエステルポリオールと、 (b)62〜240の分子量を有する0〜7重量%、好
ましくは0〜3重量%のジオールと、 (c)第三アミン塩として存在しうる2.5〜7.5重
量%、好ましくは3.0〜6.5重量%の2,2−ビス
−(ヒドロキシメチル)−アルカンカルボン酸と、 (d)2個もしくはそれ以上のイソシアネート基を有す
ると共に168〜2000の分子量を有する8〜30重
量%、好ましくは10〜23重量%の少なくとも1種の
ポリイソシアネートと
【0009】を反応させて製造される(比率は合計10
0%である)。ポリエステル樹脂は40〜99%有機溶
液として存在することができ、或いは溶剤フリー、すな
わち100%の濃度とすることもできる。ポリエステル
樹脂を製造するには、成分(a)と(b)と(c)とを
有機溶剤と共に反応容器に導入し、40〜140℃の温
度にて2.5重量%までの適する触媒の存在下に実質的
にもはや遊離イソシアネートが反応後に検出されなくな
るまで成分(d)と反応させる。次いで反応混合物を水
中に分散もしくは溶解させ、反応生成物中に導入された
カルボキシル基の25〜100%を反応中に或いは分散
もしくは溶解の工程前もしくは工程後に塩基の添加によ
りカルボン酸塩である基まで変換させる。有機溶剤は、
必要に応じ分散物もしくは溶液の作成前、作成中または
作成後に蒸留により反応混合物から部分的もしくは完全
に除去される。
0%である)。ポリエステル樹脂は40〜99%有機溶
液として存在することができ、或いは溶剤フリー、すな
わち100%の濃度とすることもできる。ポリエステル
樹脂を製造するには、成分(a)と(b)と(c)とを
有機溶剤と共に反応容器に導入し、40〜140℃の温
度にて2.5重量%までの適する触媒の存在下に実質的
にもはや遊離イソシアネートが反応後に検出されなくな
るまで成分(d)と反応させる。次いで反応混合物を水
中に分散もしくは溶解させ、反応生成物中に導入された
カルボキシル基の25〜100%を反応中に或いは分散
もしくは溶解の工程前もしくは工程後に塩基の添加によ
りカルボン酸塩である基まで変換させる。有機溶剤は、
必要に応じ分散物もしくは溶液の作成前、作成中または
作成後に蒸留により反応混合物から部分的もしくは完全
に除去される。
【0010】ポリエステルポリオール(a)は (a1)6〜22個の炭素原子を有する0〜60重量%
の少なくとも1種のモノカルボン酸と、 (a2)10〜65重量%のジ−および/またはトリ−
カルボン酸またはその無水物と、 (a3)15〜70重量%のジ−および/またはより高
官能性のアルコールと、 (a4)0〜30重量%の一価アルコールと、 (a5)0〜25重量%のヒドロキシカルボン酸、ラク
トン、アミノアルコールおよび/またはアミノカルボン
酸との重縮合により製造される(ここで成分(a1)〜
(a5)の比率は合計100%である)。好ましくは、
反応は溶剤フリーで或いは水を除去しながら必要に応じ
慣用のエステル化触媒を用いて140〜240℃の温度
にて共沸縮合を用いて行なわれる。
の少なくとも1種のモノカルボン酸と、 (a2)10〜65重量%のジ−および/またはトリ−
カルボン酸またはその無水物と、 (a3)15〜70重量%のジ−および/またはより高
官能性のアルコールと、 (a4)0〜30重量%の一価アルコールと、 (a5)0〜25重量%のヒドロキシカルボン酸、ラク
トン、アミノアルコールおよび/またはアミノカルボン
酸との重縮合により製造される(ここで成分(a1)〜
(a5)の比率は合計100%である)。好ましくは、
反応は溶剤フリーで或いは水を除去しながら必要に応じ
慣用のエステル化触媒を用いて140〜240℃の温度
にて共沸縮合を用いて行なわれる。
【0011】出発成分(a1)は、112〜340の分
子量を有する少なくとも1種のモノカルボン酸に基づい
ている。適するモノカルボン酸の例は安息香酸、t−ブ
ヂル安息香酸、ヘキサヒドロ安息香酸、飽和脂肪酸、た
とえば2−エチルヘキサン酸、イソノナン酸、ココヤシ
油脂肪酸、水素化市販脂肪酸および脂肪酸混合物、デカ
ン酸、ドデカン酸、テトラデカン酸、ステアリン酸、パ
ルミチン酸、ドコサン酸、不飽和脂肪酸、たとえば大豆
油脂肪酸、ヒマシ油脂肪酸、ソルビン酸、グランドナッ
ツ油脂肪酸、コンジュエニック(conjuenic)
脂肪酸、トール油脂肪酸、サフラワ油脂肪酸、並びにこ
れらもしくはその他のモノカルボン酸の混合物を包含す
る。
子量を有する少なくとも1種のモノカルボン酸に基づい
ている。適するモノカルボン酸の例は安息香酸、t−ブ
ヂル安息香酸、ヘキサヒドロ安息香酸、飽和脂肪酸、た
とえば2−エチルヘキサン酸、イソノナン酸、ココヤシ
油脂肪酸、水素化市販脂肪酸および脂肪酸混合物、デカ
ン酸、ドデカン酸、テトラデカン酸、ステアリン酸、パ
ルミチン酸、ドコサン酸、不飽和脂肪酸、たとえば大豆
油脂肪酸、ヒマシ油脂肪酸、ソルビン酸、グランドナッ
ツ油脂肪酸、コンジュエニック(conjuenic)
脂肪酸、トール油脂肪酸、サフラワ油脂肪酸、並びにこ
れらもしくはその他のモノカルボン酸の混合物を包含す
る。
【0012】出発成分(a2)は、98〜600の分子
量を有するジ−および/またはトリ−カルボン酸または
その無水物に基づいている。その例はフタル酸(無水
物)、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロフタ
ル酸(無水物)、ヘキサヒドロフタル酸(無水物)、マ
レイン酸(無水物)、コハク酸(無水物)、フマル酸、
アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、二量体脂肪
酸、三量体脂肪酸、トリメリチン酸(無水物)、並びに
これらもしくはその他の酸の混合物を包含する。
量を有するジ−および/またはトリ−カルボン酸または
その無水物に基づいている。その例はフタル酸(無水
物)、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロフタ
ル酸(無水物)、ヘキサヒドロフタル酸(無水物)、マ
レイン酸(無水物)、コハク酸(無水物)、フマル酸、
アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、二量体脂肪
酸、三量体脂肪酸、トリメリチン酸(無水物)、並びに
これらもしくはその他の酸の混合物を包含する。
【0013】出発成分(a3)は、62〜400の分子
量を有するジオール、トリオール、テトロールおよびそ
れより高官能性のアルコール成分に基づくものである。
その例はエチレングリコール、1,2−および1,3−
プロピレングリコール、1,3−、1,4−および2,
3−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2,
5−ヘキサンジオール、トリメチルヘキサンジオール、
ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、水素
化ビスフェノール、1,4−シクロヘキサンジオール、
1,4−シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグ
リコール、トリシクロデカンジオール、トリメチロール
プロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメ
チルペンタンジオール、ジペンタエリスリトール、並び
にこれらもしくはその他の多価アルコールの混合物を包
含する。
量を有するジオール、トリオール、テトロールおよびそ
れより高官能性のアルコール成分に基づくものである。
その例はエチレングリコール、1,2−および1,3−
プロピレングリコール、1,3−、1,4−および2,
3−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2,
5−ヘキサンジオール、トリメチルヘキサンジオール、
ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、水素
化ビスフェノール、1,4−シクロヘキサンジオール、
1,4−シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグ
リコール、トリシクロデカンジオール、トリメチロール
プロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメ
チルペンタンジオール、ジペンタエリスリトール、並び
にこれらもしくはその他の多価アルコールの混合物を包
含する。
【0014】出発成分(a4)は100〜290の分子
量を有する一価アルコール、たとえばn−ヘキサノー
ル、シクロヘキサノール、デカノール、ドデカノール、
テトラデカノール、オクタノール、オクタデカノール、
天然脂肪アルコール混合物、たとえばオセノール110
/130(ヘンケル社から入手しうる)、並びにこれら
およびその他アルコールの混合物を包含する。
量を有する一価アルコール、たとえばn−ヘキサノー
ル、シクロヘキサノール、デカノール、ドデカノール、
テトラデカノール、オクタノール、オクタデカノール、
天然脂肪アルコール混合物、たとえばオセノール110
/130(ヘンケル社から入手しうる)、並びにこれら
およびその他アルコールの混合物を包含する。
【0015】出発成分(a5)はヒドロキシカルボン
酸、ラクトン、アミノアルコールおよび/またはアミノ
カルボン酸、例えばジメチロールプロオン酸、乳酸、マ
レイン酸、酒石酸、ε−カプロラクトン、アミノエタノ
ール、アミノプロパノール、ジエタノールアミン、アミ
ノ酢酸およびアミノヘキサン酸に基づくものである。
酸、ラクトン、アミノアルコールおよび/またはアミノ
カルボン酸、例えばジメチロールプロオン酸、乳酸、マ
レイン酸、酒石酸、ε−カプロラクトン、アミノエタノ
ール、アミノプロパノール、ジエタノールアミン、アミ
ノ酢酸およびアミノヘキサン酸に基づくものである。
【0016】好適ポリエステルポリオール(a)は、 (a1)7〜20個の炭素原子を有する0〜55重量%
のモノカルボン酸、たとえば安息香酸、2−エチルヘキ
サン酸、イソノナン酸、水素化市販脂肪もしくはその混
合物(ウニケマ・インターナショナル社から入手しうる
たとえばプリフラック2950、プリフラック2960
およびプリフラック2980)、ステアリン酸、パルミ
チン酸、グランドナッツ油脂肪酸および/または大豆油
脂肪酸と、 (a2)15〜56重量%のジ−および/またはトリ−
カルボン酸またはその無水物、たとえば無水フタル酸、
無水ヘキサヒドロフタル酸、イソフタル酸、無水マレイ
ン酸、テレフタル酸、フマル酸、アジピン酸、ベンゼン
トリカルボン酸および/または二量体脂肪酸と、 (a3)25〜63重量%の二官能性および/または高
官能性アルコール、たとえばエチレングリコール、1,
2−プロピレングリコール、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、ネオペン
チルグリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン
および/またはペンタエリスリトールとを含有する。
のモノカルボン酸、たとえば安息香酸、2−エチルヘキ
サン酸、イソノナン酸、水素化市販脂肪もしくはその混
合物(ウニケマ・インターナショナル社から入手しうる
たとえばプリフラック2950、プリフラック2960
およびプリフラック2980)、ステアリン酸、パルミ
チン酸、グランドナッツ油脂肪酸および/または大豆油
脂肪酸と、 (a2)15〜56重量%のジ−および/またはトリ−
カルボン酸またはその無水物、たとえば無水フタル酸、
無水ヘキサヒドロフタル酸、イソフタル酸、無水マレイ
ン酸、テレフタル酸、フマル酸、アジピン酸、ベンゼン
トリカルボン酸および/または二量体脂肪酸と、 (a3)25〜63重量%の二官能性および/または高
官能性アルコール、たとえばエチレングリコール、1,
2−プロピレングリコール、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、ネオペン
チルグリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン
および/またはペンタエリスリトールとを含有する。
【0017】エステル化が共沸的に生ずる場合、一般に
イソオクタン、キシレン、トルエンもしくはシクロヘキ
サンである連行剤が反応後に減圧下で蒸留される。成分
(b)は、62〜240の分子量を有する少なくとも1
種のジオール、好ましくはネオペンチルグリコール、
1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,6−ヘキサ
ンジオールおよび/またはエチレングリコールに基づい
ている。
イソオクタン、キシレン、トルエンもしくはシクロヘキ
サンである連行剤が反応後に減圧下で蒸留される。成分
(b)は、62〜240の分子量を有する少なくとも1
種のジオール、好ましくはネオペンチルグリコール、
1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,6−ヘキサ
ンジオールおよび/またはエチレングリコールに基づい
ている。
【0018】成分(c)は、全部で少なくとも5個の炭
素原子を有する少なくとも1種の2,2−ビス−(ヒド
ロキシメチル)−アルカンカルボン酸、好ましくは2,
2−ビス−(ヒドロキシメチル)−プロピオン酸(ジメ
チロールプロピオン酸)またはこの種の酸のt−アミン
塩、たとえばジメチロールプロピオン酸のトリエチレン
塩に基づいている。成分(d)は、少なくとも2個のイ
ソシアネート基を有すると共に168〜2000の分子
量を有する少なくとも1種のポリイソシアネートに基づ
いている。その例はヘキサメチレンジイソシアネート、
ペルヒドロ−2,4−および−4,4−ジフェニルメタ
ンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ト
ルエンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート
および他のイソシアネート類、たとえば文献〔「メソー
デン・デル・オーガニッシェン・ヘミー」(フーベン・
ワイル、第14/2巻、第4版、ゲオルグ・チーメ・フ
ェアラーク、ショトットガルト、1963、第61〜7
0頁)〕に記載されたものを包含する。
素原子を有する少なくとも1種の2,2−ビス−(ヒド
ロキシメチル)−アルカンカルボン酸、好ましくは2,
2−ビス−(ヒドロキシメチル)−プロピオン酸(ジメ
チロールプロピオン酸)またはこの種の酸のt−アミン
塩、たとえばジメチロールプロピオン酸のトリエチレン
塩に基づいている。成分(d)は、少なくとも2個のイ
ソシアネート基を有すると共に168〜2000の分子
量を有する少なくとも1種のポリイソシアネートに基づ
いている。その例はヘキサメチレンジイソシアネート、
ペルヒドロ−2,4−および−4,4−ジフェニルメタ
ンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ト
ルエンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート
および他のイソシアネート類、たとえば文献〔「メソー
デン・デル・オーガニッシェン・ヘミー」(フーベン・
ワイル、第14/2巻、第4版、ゲオルグ・チーメ・フ
ェアラーク、ショトットガルト、1963、第61〜7
0頁)〕に記載されたものを包含する。
【0019】他の適するポリイソシアネートは、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
トおよびトリレンジイソシアネートから作成されてたと
えばウレタン基、ウレトジオン基、イソシアヌレート基
および/またはビウレット基を有するポリイソシアネー
トアダクトを包含する。上記ポリイソシアネートの混合
物、並びに他のポリイソシアネートの混合物も適してい
る。好適ポリイソシアネート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、ペルヒドロ−
2,4′−および−4,4−ジフェニルメタンジイソシ
アネート、並びにヘキサメチレンジイソシアネート、例
えば成分(B)の説明につき後記するものから作成され
たポリイソシアネートアダクトを包含する。
メチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネー
トおよびトリレンジイソシアネートから作成されてたと
えばウレタン基、ウレトジオン基、イソシアヌレート基
および/またはビウレット基を有するポリイソシアネー
トアダクトを包含する。上記ポリイソシアネートの混合
物、並びに他のポリイソシアネートの混合物も適してい
る。好適ポリイソシアネート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、ペルヒドロ−
2,4′−および−4,4−ジフェニルメタンジイソシ
アネート、並びにヘキサメチレンジイソシアネート、例
えば成分(B)の説明につき後記するものから作成され
たポリイソシアネートアダクトを包含する。
【0020】ウレタン基、カルボン酸塩である基および
ヒドロキシル基を有するポリエステル樹脂を製造するの
に適した有機溶剤の例はN−メチルピロリドン、ジエチ
レングリコールジメチルエーテル、メチルエチルケト
ン、メチルイソブチルケトン、アセトン、キシレン、ト
ルエン、酢酸ブチル、およびイソシアネート反応性でな
いこれらまたはその他の溶剤の混合物を包含する。有機
溶剤は、分散の工程前、工程の間または工程後に共沸的
におよび/または減圧もしくは不活性ガス流を加えて反
応混合物から完全に或いは部分的に除去することができ
る。
ヒドロキシル基を有するポリエステル樹脂を製造するの
に適した有機溶剤の例はN−メチルピロリドン、ジエチ
レングリコールジメチルエーテル、メチルエチルケト
ン、メチルイソブチルケトン、アセトン、キシレン、ト
ルエン、酢酸ブチル、およびイソシアネート反応性でな
いこれらまたはその他の溶剤の混合物を包含する。有機
溶剤は、分散の工程前、工程の間または工程後に共沸的
におよび/または減圧もしくは不活性ガス流を加えて反
応混合物から完全に或いは部分的に除去することができ
る。
【0021】ウレタン化反応に適する触媒の例はたとえ
ばトリエチルアミンのような第三アミン、オクタン酸錫
II、酸化ジブチル錫、ジラウリン酸ジブチル錫および
他の公知触媒を包含する。分散工程の前またはその間に
て、組込まれたカルボキシル基の25〜100%(好ま
しくは40〜100%)を、これらの塩を成分(c)と
して直接使用しなければ、少なくとも1種の塩基の添加
によりカルボン酸塩である基まで変換させる。適する塩
基の例はアンモニア、N−メチルモルホリン、トリエチ
ルアミン、ジメチルエタノールアミン、メチルジエタノ
ールアミン、トリエタノールアミン、モルホリン、トリ
プロピルアミン、エタノールアミン、トリイソプロパノ
ールアミン、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノー
ル、並びにこれらおよびその他の中和剤の混合物を包含
する。水酸化ナトリウム、水酸化リチウムおよび水酸化
カリウムも適する中和剤であるが、大して好適でない。
アンモニアおよびジメチルエタノールアミンが好適な中
和剤である。
ばトリエチルアミンのような第三アミン、オクタン酸錫
II、酸化ジブチル錫、ジラウリン酸ジブチル錫および
他の公知触媒を包含する。分散工程の前またはその間に
て、組込まれたカルボキシル基の25〜100%(好ま
しくは40〜100%)を、これらの塩を成分(c)と
して直接使用しなければ、少なくとも1種の塩基の添加
によりカルボン酸塩である基まで変換させる。適する塩
基の例はアンモニア、N−メチルモルホリン、トリエチ
ルアミン、ジメチルエタノールアミン、メチルジエタノ
ールアミン、トリエタノールアミン、モルホリン、トリ
プロピルアミン、エタノールアミン、トリイソプロパノ
ールアミン、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノー
ル、並びにこれらおよびその他の中和剤の混合物を包含
する。水酸化ナトリウム、水酸化リチウムおよび水酸化
カリウムも適する中和剤であるが、大して好適でない。
アンモニアおよびジメチルエタノールアミンが好適な中
和剤である。
【0022】たとえばエタノール、プロパノール、ブタ
ノール、ブチルグリコール、ヘキサノール、オクタノー
ル、ブチルジグリコール、エチルジグリコール、メチル
ジグリコールおよびメトキシプロパノールのような他の
有機溶剤の少量をウレタン化反応の後に添加して或る種
の性質を得ることもできる。分散工程には、水と中和剤
との混合物を樹脂に添加することができる。水を樹脂と
中和剤との混合物に添加することもできる。樹脂を水と
中和剤との混合物に添加してもよい。或いは、樹脂と中
和剤との混合物を水に添加することもできる。水におけ
る樹脂の分散性は、所望ならばたとえばエトキシル化ノ
ニルフェノールのような外部乳化剤を分散工程の間に添
加して向上させることもできる。分散は一般に40〜1
20℃にて行なわれる。ウレタン基、カルボン酸塩であ
る基およびヒドロキシル基を有する水性結合剤成分
(A)は25〜65重量%、好ましくは30〜55重量
%の固形物含有量(これは溶解および/または分散ポリ
エステル樹脂の量に相当する)を有する。有機溶剤の比
率は<8%、好ましくは<6%、より好ましくは<1.
5重量%である。
ノール、ブチルグリコール、ヘキサノール、オクタノー
ル、ブチルジグリコール、エチルジグリコール、メチル
ジグリコールおよびメトキシプロパノールのような他の
有機溶剤の少量をウレタン化反応の後に添加して或る種
の性質を得ることもできる。分散工程には、水と中和剤
との混合物を樹脂に添加することができる。水を樹脂と
中和剤との混合物に添加することもできる。樹脂を水と
中和剤との混合物に添加してもよい。或いは、樹脂と中
和剤との混合物を水に添加することもできる。水におけ
る樹脂の分散性は、所望ならばたとえばエトキシル化ノ
ニルフェノールのような外部乳化剤を分散工程の間に添
加して向上させることもできる。分散は一般に40〜1
20℃にて行なわれる。ウレタン基、カルボン酸塩であ
る基およびヒドロキシル基を有する水性結合剤成分
(A)は25〜65重量%、好ましくは30〜55重量
%の固形物含有量(これは溶解および/または分散ポリ
エステル樹脂の量に相当する)を有する。有機溶剤の比
率は<8%、好ましくは<6%、より好ましくは<1.
5重量%である。
【0023】ポリイソシアネート成分(B)は任意の有
機ポリイソシアネートとすることができ脂肪族、脂環
式、芳香脂肪族および/または芳香族結合した遊離イソ
シアネート基を有すると共に、室温にて液体である。ポ
リイソシアネート成分(B)は23℃にて50〜10,
000mPa.s、好ましくは50〜1000mPa.
sの粘度を有する。より好ましくはポリイソシアネート
成分(B)は、専ら脂肪族および/または脂環式結合し
たイソシアネート基を有すると共に2.2〜5.0の
(平均)NCO官能価および23℃にて50〜500m
Pa.sの粘度を有するポリイソシアネートもしくはそ
の混合物に基づいている。必要ならば、ポリイソシアネ
ートを工程に少量の不活性溶剤との混合物として添加す
ることにより粘度を上記範囲内の数値まで減少させるこ
ともできる。しかしながら、この種の溶剤は、本発明に
より得られる被覆用組成物が水の量に対しポリエステル
分散物もしくは溶液中に存在する溶剤を含め最高20重
量%の溶剤を含有するような量で使用すべきである。
機ポリイソシアネートとすることができ脂肪族、脂環
式、芳香脂肪族および/または芳香族結合した遊離イソ
シアネート基を有すると共に、室温にて液体である。ポ
リイソシアネート成分(B)は23℃にて50〜10,
000mPa.s、好ましくは50〜1000mPa.
sの粘度を有する。より好ましくはポリイソシアネート
成分(B)は、専ら脂肪族および/または脂環式結合し
たイソシアネート基を有すると共に2.2〜5.0の
(平均)NCO官能価および23℃にて50〜500m
Pa.sの粘度を有するポリイソシアネートもしくはそ
の混合物に基づいている。必要ならば、ポリイソシアネ
ートを工程に少量の不活性溶剤との混合物として添加す
ることにより粘度を上記範囲内の数値まで減少させるこ
ともできる。しかしながら、この種の溶剤は、本発明に
より得られる被覆用組成物が水の量に対しポリエステル
分散物もしくは溶液中に存在する溶剤を含め最高20重
量%の溶剤を含有するような量で使用すべきである。
【0024】ポリイソシアネート用の添加剤として使用
するのに適する溶剤は芳香族炭化水素、たとえば「溶剤
ナフサ」または上記溶剤を包含する。好適ポリイソシア
ネートはヘキサメチレンジイソシアネート、1−イソシ
アナト−3,3,5−トリメチル−5−イソシアナトメ
チル−シクロヘキサン(IPDI)および/またはビス
ー(イソシアナト−シクロヘキシル)−メタンから製造
されたアダクト、より好ましくは専らヘキサメチレンジ
イソシアネートに基づくものを包含する。ポリイソシア
ネートアダクトはビウレット基、ウレタン基、ウレトジ
オン基および/またはイソシアヌレート基を有し、さら
に0.5重量%未満の過剰の出発ジイソシアネートをも
含有し、これは好ましくは蒸留により除去される。本発
明により使用すべき好適な脂肪族ポリイソシアネートは
ビウレット基を有するポリイソシアネートであって、た
とえば米国特許第3,124,605号、第3,35
8,010号、第3,903,126号、第3,90
3,127号および第3,976,622号(これらを
参考のためここに引用する)にしたがってヘキサメチレ
ンジイソシアネートから製造される。これらポリイソシ
アネートはN,N′,N″−トリス−(6−イソシアナ
トヘキシル)ビウレットと少量のその高級同族体との混
合物を含有する。さらに、米国特許第4,324,87
9号(参考のためここに引用する)にしたがってヘキサ
メチレンジイソシアネートから製造されると共に少量の
高級同族体と混合してN,N′,N″−トリス−(6−
イソシアナトヘキシル)−イソシアヌレートを含有する
イソシアヌレート基含有ポリイソシアネートも適してい
る。
するのに適する溶剤は芳香族炭化水素、たとえば「溶剤
ナフサ」または上記溶剤を包含する。好適ポリイソシア
ネートはヘキサメチレンジイソシアネート、1−イソシ
アナト−3,3,5−トリメチル−5−イソシアナトメ
チル−シクロヘキサン(IPDI)および/またはビス
ー(イソシアナト−シクロヘキシル)−メタンから製造
されたアダクト、より好ましくは専らヘキサメチレンジ
イソシアネートに基づくものを包含する。ポリイソシア
ネートアダクトはビウレット基、ウレタン基、ウレトジ
オン基および/またはイソシアヌレート基を有し、さら
に0.5重量%未満の過剰の出発ジイソシアネートをも
含有し、これは好ましくは蒸留により除去される。本発
明により使用すべき好適な脂肪族ポリイソシアネートは
ビウレット基を有するポリイソシアネートであって、た
とえば米国特許第3,124,605号、第3,35
8,010号、第3,903,126号、第3,90
3,127号および第3,976,622号(これらを
参考のためここに引用する)にしたがってヘキサメチレ
ンジイソシアネートから製造される。これらポリイソシ
アネートはN,N′,N″−トリス−(6−イソシアナ
トヘキシル)ビウレットと少量のその高級同族体との混
合物を含有する。さらに、米国特許第4,324,87
9号(参考のためここに引用する)にしたがってヘキサ
メチレンジイソシアネートから製造されると共に少量の
高級同族体と混合してN,N′,N″−トリス−(6−
イソシアナトヘキシル)−イソシアヌレートを含有する
イソシアヌレート基含有ポリイソシアネートも適してい
る。
【0025】ウレトジオン基を有するポリイソシアネー
トとヘキサメチレンジイソシアネートから作成されたイ
ソシアヌレート基を有するポリイソシアネートとの混合
物がより好適であり、これはトリアルキルホスフィンの
存在下にヘキサメチレンジイソシアネートを触媒オリゴ
マー化して得ることができる。23℃にて50〜500
mPa.sの粘度と2.2〜5.0のイソシアネート官
能価とを有するこの種の混合物が最も好適である。
トとヘキサメチレンジイソシアネートから作成されたイ
ソシアヌレート基を有するポリイソシアネートとの混合
物がより好適であり、これはトリアルキルホスフィンの
存在下にヘキサメチレンジイソシアネートを触媒オリゴ
マー化して得ることができる。23℃にて50〜500
mPa.sの粘度と2.2〜5.0のイソシアネート官
能価とを有するこの種の混合物が最も好適である。
【0026】さらに適しているが大して好適でない芳香
族ポリイソシアネートは、2,4−ジイソシアトトルエ
ンもしくはその混合物と2,4−ジイソシアナトトルエ
ンとから作成され或いは4、4′−ジイソシアナト−ジ
フェニルメタンもしくはその混合物とその異性体および
/または高級同族体とから作成されたポリイソシアネー
トアダクトを包含する。この種の芳香族ポリイソシアネ
ートアダクトは、ウレタン基を有しかつ過剰量の2,4
−ジイソシアナトトルエンとたとえばトリメチロールプ
ロパンのような多価アルコールとの反応に続く過剰の未
反応ジイソンアネートを除去するための蒸留によって得
られるポリイソシアネートを包含する。他の芳香族ポリ
イソシアネートアダクトは、上記の単量体ジイソシアネ
ートから作成されたイソシアヌレート基含有のポリイソ
シアネートを包含する。
族ポリイソシアネートは、2,4−ジイソシアトトルエ
ンもしくはその混合物と2,4−ジイソシアナトトルエ
ンとから作成され或いは4、4′−ジイソシアナト−ジ
フェニルメタンもしくはその混合物とその異性体および
/または高級同族体とから作成されたポリイソシアネー
トアダクトを包含する。この種の芳香族ポリイソシアネ
ートアダクトは、ウレタン基を有しかつ過剰量の2,4
−ジイソシアナトトルエンとたとえばトリメチロールプ
ロパンのような多価アルコールとの反応に続く過剰の未
反応ジイソンアネートを除去するための蒸留によって得
られるポリイソシアネートを包含する。他の芳香族ポリ
イソシアネートアダクトは、上記の単量体ジイソシアネ
ートから作成されたイソシアヌレート基含有のポリイソ
シアネートを包含する。
【0027】さらに、粘度に関する上記要件を満せば、
上記に例示した種類の未改変ポリイソシアネートを使用
することもできる。ポリイソシアネート成分(B)は、
さらに上記ポリイソシアネートの混合物に基づくことも
できる。水性結合剤組成物を製造するには、ポリイソシ
アネート成分(B)を水性結合剤成分(A)中に乳化さ
せる。溶解もしくは分散したポリエステル樹脂は、添加
ポリイソシアネートのための乳化剤として機能するが、
この機能は外部乳化の添加によって促進することができ
る。製造は、単に室温にて攪拌することにより行なうこ
とができる。ポリイソシアネート成分の使用量は、成分
(B)のイソシアネート基および成分(A)のアルコー
ル性ヒドロキシル基に基づき0.5:1〜5:1、好ま
しくは0.8:1〜2:1のNCO/OH当量比を与え
るよう選択される。
上記に例示した種類の未改変ポリイソシアネートを使用
することもできる。ポリイソシアネート成分(B)は、
さらに上記ポリイソシアネートの混合物に基づくことも
できる。水性結合剤組成物を製造するには、ポリイソシ
アネート成分(B)を水性結合剤成分(A)中に乳化さ
せる。溶解もしくは分散したポリエステル樹脂は、添加
ポリイソシアネートのための乳化剤として機能するが、
この機能は外部乳化の添加によって促進することができ
る。製造は、単に室温にて攪拌することにより行なうこ
とができる。ポリイソシアネート成分の使用量は、成分
(B)のイソシアネート基および成分(A)のアルコー
ル性ヒドロキシル基に基づき0.5:1〜5:1、好ま
しくは0.8:1〜2:1のNCO/OH当量比を与え
るよう選択される。
【0028】被覆技術で使用される公知の助剤および添
加剤をポリエステル樹脂成分(A)、すなわちポリエス
テル樹脂の分散物もしくは溶液に、ポリエステル成分
(B)の添加前に混入することができる。これら助剤お
よび添加剤は消泡剤、増粘剤、均展剤、顔料および顔料
を分配させる分散助剤を包含する。被覆組成物の製造は
好ましくは多段階法によって行なわれ、ウレタン基とカ
ルボン酸塩である基とヒドロキシル基とを有すると共に
3000〜100,000の分子量(Mw)と20〜2
40のヒドロキシル価と10〜45の酸価と2.5〜1
5.0重量%のウレタン基含有量とを有するポリエステ
ル樹脂を最初に作成し、これには40〜140℃にて4
0〜99重量%の有機溶液:すなわち
加剤をポリエステル樹脂成分(A)、すなわちポリエス
テル樹脂の分散物もしくは溶液に、ポリエステル成分
(B)の添加前に混入することができる。これら助剤お
よび添加剤は消泡剤、増粘剤、均展剤、顔料および顔料
を分配させる分散助剤を包含する。被覆組成物の製造は
好ましくは多段階法によって行なわれ、ウレタン基とカ
ルボン酸塩である基とヒドロキシル基とを有すると共に
3000〜100,000の分子量(Mw)と20〜2
40のヒドロキシル価と10〜45の酸価と2.5〜1
5.0重量%のウレタン基含有量とを有するポリエステ
ル樹脂を最初に作成し、これには40〜140℃にて4
0〜99重量%の有機溶液:すなわち
【0029】(a)50〜500のヒドロキシル価と≦
6の酸価とを有する65〜92重量%のポリエステルポ
リオール、 (b)62〜240の分子量を有する0〜7重量%のジ
オール、 (c)第三アミン塩として存在させうる2.5〜7.5
重量%の2,2−ビス−(ヒドロキシメチル)−アルカ
ンカルボン酸および (d)2個もしくはそれ以上のイソシアネート基と16
6〜2000の分子量とを有する8〜30重量%の少な
くとも1種のポリイソシアネート
6の酸価とを有する65〜92重量%のポリエステルポ
リオール、 (b)62〜240の分子量を有する0〜7重量%のジ
オール、 (c)第三アミン塩として存在させうる2.5〜7.5
重量%の2,2−ビス−(ヒドロキシメチル)−アルカ
ンカルボン酸および (d)2個もしくはそれ以上のイソシアネート基と16
6〜2000の分子量とを有する8〜30重量%の少な
くとも1種のポリイソシアネート
【0030】を反応させ、得られたポリエステル樹脂を
第2反応工程にて水中に溶解もしくは分散させ、さらに
カルボキシル基の25〜100%をこの工程前および/
または工程中に中和によりカルボン酸塩である基まで変
換させ、必要に応じ使用した有機溶剤を水溶液もしくは
分散液の作成前、作成中および/または作成後に蒸留に
より反応混合物から部分的または完全に除去し、最後に
第3反応工程にて必要に応じ助剤および添加剤を添加し
た後に得られたポリエステル樹脂の水溶液もしくは分散
液にポリイソシアネート成分を乳化させる。
第2反応工程にて水中に溶解もしくは分散させ、さらに
カルボキシル基の25〜100%をこの工程前および/
または工程中に中和によりカルボン酸塩である基まで変
換させ、必要に応じ使用した有機溶剤を水溶液もしくは
分散液の作成前、作成中および/または作成後に蒸留に
より反応混合物から部分的または完全に除去し、最後に
第3反応工程にて必要に応じ助剤および添加剤を添加し
た後に得られたポリエステル樹脂の水溶液もしくは分散
液にポリイソシアネート成分を乳化させる。
【0031】本発明により得られる被覆用組成物は溶剤
含有、溶剤フリーまたは他の種類の水性塗料、並びに優
秀な性質を有する被覆系が必要とされる全ゆる用途に適
している。その例は建築材料の鉱物表面の被覆、たとえ
ば石灰および/またはセメントと結合したプラスター、
石膏を含有する表面、繊維−セメント建材およびコンク
リート;木材および木材に基づく材料、たとえばチップ
ボード、木材繊維ボードおよび紙の被覆および封止;金
属表面の被覆;アスファルトもしくはビチューメンを含
有する道路表面の被覆;並びに種々のプラスチック表面
の被覆および封止を包含する。さらに被覆用組成物は、
互いに同一でも異なってもよい種々の材料の表面を結合
させるにも適している。本発明により製造すると共に使
用すべき被覆用組成物は広範な種類の製品、たとえばプ
ライマー、充填剤および着色もしくは透明トップコート
であって、自動車の初期被覆もしくは修復被覆につき使
用される工業用被覆もしくは被覆組成物に単独でまたは
シリーズで使用される。
含有、溶剤フリーまたは他の種類の水性塗料、並びに優
秀な性質を有する被覆系が必要とされる全ゆる用途に適
している。その例は建築材料の鉱物表面の被覆、たとえ
ば石灰および/またはセメントと結合したプラスター、
石膏を含有する表面、繊維−セメント建材およびコンク
リート;木材および木材に基づく材料、たとえばチップ
ボード、木材繊維ボードおよび紙の被覆および封止;金
属表面の被覆;アスファルトもしくはビチューメンを含
有する道路表面の被覆;並びに種々のプラスチック表面
の被覆および封止を包含する。さらに被覆用組成物は、
互いに同一でも異なってもよい種々の材料の表面を結合
させるにも適している。本発明により製造すると共に使
用すべき被覆用組成物は広範な種類の製品、たとえばプ
ライマー、充填剤および着色もしくは透明トップコート
であって、自動車の初期被覆もしくは修復被覆につき使
用される工業用被覆もしくは被覆組成物に単独でまたは
シリーズで使用される。
【0032】これら被覆は特に種々の噴霧法、たとえば
圧縮空気、エアレスもしくは静電噴霧により単一成分も
しくは2−成分噴霧装置を用いて施すことができる。被
覆用組成物の製造は、上記のようにその所定の使用に若
干、先立って或いは被覆を施こす直前に被覆技術で従来
使用されている種類の2−成分混合装置を用いて行なう
ことができる。好ましくは、成分(A)は助剤および使
用する場合には添加剤を含有し、被覆を施こす直前に成
分(B)と混合される。本発明により製造しかつ使用す
べき被覆用組成物はさらに他の方法により、たとえば刷
毛塗り被覆、ローラ塗布または被覆ナイフでの塗布によ
って施すこともできる。
圧縮空気、エアレスもしくは静電噴霧により単一成分も
しくは2−成分噴霧装置を用いて施すことができる。被
覆用組成物の製造は、上記のようにその所定の使用に若
干、先立って或いは被覆を施こす直前に被覆技術で従来
使用されている種類の2−成分混合装置を用いて行なう
ことができる。好ましくは、成分(A)は助剤および使
用する場合には添加剤を含有し、被覆を施こす直前に成
分(B)と混合される。本発明により製造しかつ使用す
べき被覆用組成物はさらに他の方法により、たとえば刷
毛塗り被覆、ローラ塗布または被覆ナイフでの塗布によ
って施すこともできる。
【0033】一般に、被覆は常温条件の下で乾燥されか
つ硬化され、すなわち被覆を加熱しない。しかしなが
ら、本発明による結合剤組成物は、これを施した後に4
0〜250℃、好ましくは60〜180℃の温度で硬化
する焼付けラッカーを作成するにも適している。これら
を施こしうる基体は、たとえばプラスチックのような耐
熱性材料;木材および木材製品;金属、たとえば鉄、ア
ルミニウム、亜鉛および亜鉛被覆鋼;並びに鉱物基体を
包含する。高温度にて硬化する可能性は、これら製品を
シリーズでの被覆またはコンベヤベルト被覆にて使用す
るのを特に好適にする。
つ硬化され、すなわち被覆を加熱しない。しかしなが
ら、本発明による結合剤組成物は、これを施した後に4
0〜250℃、好ましくは60〜180℃の温度で硬化
する焼付けラッカーを作成するにも適している。これら
を施こしうる基体は、たとえばプラスチックのような耐
熱性材料;木材および木材製品;金属、たとえば鉄、ア
ルミニウム、亜鉛および亜鉛被覆鋼;並びに鉱物基体を
包含する。高温度にて硬化する可能性は、これら製品を
シリーズでの被覆またはコンベヤベルト被覆にて使用す
るのを特に好適にする。
【0034】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに説明し、
これら実施例において特記しない限り部数および%は全
て重量による。出発物質: ポリエステル先駆体(aI)〜(aIV)の作成 (aI) 297gのイソノナン酸と1134gのイソフ
タル酸と1010gの無水フタル酸と929gのペンタ
エリスリトールと727gの1,4−ジメチロールシク
ロヘキサンと806gの1,6−ヘキサンジオールとを
攪拌機と冷却装置と加熱装置と水分離器とが装着された
6リットルの反応容器に秤量して入れ、反応混合物を1
時間かけて140℃まで加熱し、その間窒素流を通過さ
せた。次いで、これを3時間で150℃までおよびさら
に7時間で220℃まで加熱した。水の除去を伴なう凝
縮を、ポリエステル(aI)が2.9の全酸価と270
のOH価とを有するまで持続した。
これら実施例において特記しない限り部数および%は全
て重量による。出発物質: ポリエステル先駆体(aI)〜(aIV)の作成 (aI) 297gのイソノナン酸と1134gのイソフ
タル酸と1010gの無水フタル酸と929gのペンタ
エリスリトールと727gの1,4−ジメチロールシク
ロヘキサンと806gの1,6−ヘキサンジオールとを
攪拌機と冷却装置と加熱装置と水分離器とが装着された
6リットルの反応容器に秤量して入れ、反応混合物を1
時間かけて140℃まで加熱し、その間窒素流を通過さ
せた。次いで、これを3時間で150℃までおよびさら
に7時間で220℃まで加熱した。水の除去を伴なう凝
縮を、ポリエステル(aI)が2.9の全酸価と270
のOH価とを有するまで持続した。
【0035】(aII)1348gの無水ヘキサヒドロ
フタル酸と1757gのトリメチロールプロパンと16
73gの飽和C14/C16脂肪酸混合物(プリフラッ
ク2950、ユニケマ・インターナショナル社)とを攪
拌機と冷却装置と加熱装置と水分離器とが装着された6
リットルの反応容器に秤量して入れ、反応混合物を1時
間かけて140℃まで加熱し、その間窒素流を通過さ
せ、次いで8時間かけて220℃まで加熱した。水の除
去を伴なう凝縮を、ポリエステル(aII)が2.0の
全酸価と185のOH価とを有するまで持続した。
フタル酸と1757gのトリメチロールプロパンと16
73gの飽和C14/C16脂肪酸混合物(プリフラッ
ク2950、ユニケマ・インターナショナル社)とを攪
拌機と冷却装置と加熱装置と水分離器とが装着された6
リットルの反応容器に秤量して入れ、反応混合物を1時
間かけて140℃まで加熱し、その間窒素流を通過さ
せ、次いで8時間かけて220℃まで加熱した。水の除
去を伴なう凝縮を、ポリエステル(aII)が2.0の
全酸価と185のOH価とを有するまで持続した。
【0036】(aIII)1341gの無水ヘキサヒド
ロフタル酸と875gのトリメチロールプロパンとポリ
エステル先駆体(aII)を作成するために使用した1
658gの飽和脂肪酸混合物と888gのペンタエリス
リトールとを攪拌機と冷却装置と加熱装置と水分離器と
が装着された6リットルの反応容器に秤量して入れ、反
応混合物を1時間かけて140℃まで加熱し、その間窒
素を通過させ、次いで8時間かけて220℃まで加熱し
た。水の除去を伴なう凝縮を、ポリエステル(aII
I)が3.1の全酸価と270のOH価とを有するまで
持続した。
ロフタル酸と875gのトリメチロールプロパンとポリ
エステル先駆体(aII)を作成するために使用した1
658gの飽和脂肪酸混合物と888gのペンタエリス
リトールとを攪拌機と冷却装置と加熱装置と水分離器と
が装着された6リットルの反応容器に秤量して入れ、反
応混合物を1時間かけて140℃まで加熱し、その間窒
素を通過させ、次いで8時間かけて220℃まで加熱し
た。水の除去を伴なう凝縮を、ポリエステル(aII
I)が3.1の全酸価と270のOH価とを有するまで
持続した。
【0037】(aIV)1481gのトリメチロールプ
ロパンと5226gの1,6−ヘキサンジオールと81
9gの無水フタル酸と1615gのアジピン酸と459
5gのイソフタル酸とを攪拌機と冷却装置と加熱装置と
水分離器とが装着された15リットルの反応容器に秤量
して入れ、反応混合物を7時間かけて250℃まで加熱
すると共に窒素流を通過させた。水の除去を伴なう凝縮
を、ポリエステル(aIV)が1.2の全酸価と152
のOH価とを有するまで持続した。
ロパンと5226gの1,6−ヘキサンジオールと81
9gの無水フタル酸と1615gのアジピン酸と459
5gのイソフタル酸とを攪拌機と冷却装置と加熱装置と
水分離器とが装着された15リットルの反応容器に秤量
して入れ、反応混合物を7時間かけて250℃まで加熱
すると共に窒素流を通過させた。水の除去を伴なう凝縮
を、ポリエステル(aIV)が1.2の全酸価と152
のOH価とを有するまで持続した。
【0038】ポリエステル樹脂(A 1 )〜(A 7 )の作成 (A 1 ) 1020gのポリエステル先駆体(aI)と8
7gのジメチロールプロピオン酸と2000gの無水ア
セトンとを攪拌機と加熱装置と冷却装置とが装着された
5リットルの反応容器に秤量して入れ、58℃まで加熱
すると共にホモゲナイズした。次いで1.5gのオクタ
ン酸錫(II)を添加し、次いで280gのイソホロン
ジイソシアネートを添加した。この反応混合物を還流下
にNCO含有量が0.05%未満となるまで攪拌した。
31gのアンモニア(水中30%)と1564gの水と
を次いで一緒に添加した。次いでアセトンを減圧下(2
5〜100ミリバール、浴温40〜60℃)で完全に留
去し、残留物を約32.2%の固形物含有量まで水の添
加により調整した。ポリエステル樹脂(A1)はウレタ
ン基とカルボン酸塩である基とヒドロキシル基とを有
し、約130のヒドロキシル価と約29の酸価と約1
0.7重量%のウレタン基含有量とを有した。中和度は
約80%であり、粘度は23℃にて約500mPa.s
であった。
7gのジメチロールプロピオン酸と2000gの無水ア
セトンとを攪拌機と加熱装置と冷却装置とが装着された
5リットルの反応容器に秤量して入れ、58℃まで加熱
すると共にホモゲナイズした。次いで1.5gのオクタ
ン酸錫(II)を添加し、次いで280gのイソホロン
ジイソシアネートを添加した。この反応混合物を還流下
にNCO含有量が0.05%未満となるまで攪拌した。
31gのアンモニア(水中30%)と1564gの水と
を次いで一緒に添加した。次いでアセトンを減圧下(2
5〜100ミリバール、浴温40〜60℃)で完全に留
去し、残留物を約32.2%の固形物含有量まで水の添
加により調整した。ポリエステル樹脂(A1)はウレタ
ン基とカルボン酸塩である基とヒドロキシル基とを有
し、約130のヒドロキシル価と約29の酸価と約1
0.7重量%のウレタン基含有量とを有した。中和度は
約80%であり、粘度は23℃にて約500mPa.s
であった。
【0039】(A 2 )1118gのポリエステル先駆体
(aII)と67.5gのジメチロールプロピオン酸と
22.5gのネオペンチルグリコールとを1227gの
アセトン中で180gのイソホロンジイソシアネートと
112.5gのヘキサメチレンジイソシアネートとの混
合物と、1.9gのオクタン酸錫(II)の存在下に
(A1)の製造につき記載したように反応させた。次い
で14.1gのアンモニア(30%)と1750gの脱
塩水とを添加し、アセトンを留去した。得られたポリエ
ステル樹脂A2はウレタン基とカルボン酸塩である基と
ヒドロキシル基とを有し、さらに約85のヒドロキシル
価と約22の酸価と約11.5重量%のウレタン基含有
量とを有した。中和度は約50%であり、粘度は23℃
にて約200mPa.sであり、固形物含有量は約46
%であった。
(aII)と67.5gのジメチロールプロピオン酸と
22.5gのネオペンチルグリコールとを1227gの
アセトン中で180gのイソホロンジイソシアネートと
112.5gのヘキサメチレンジイソシアネートとの混
合物と、1.9gのオクタン酸錫(II)の存在下に
(A1)の製造につき記載したように反応させた。次い
で14.1gのアンモニア(30%)と1750gの脱
塩水とを添加し、アセトンを留去した。得られたポリエ
ステル樹脂A2はウレタン基とカルボン酸塩である基と
ヒドロキシル基とを有し、さらに約85のヒドロキシル
価と約22の酸価と約11.5重量%のウレタン基含有
量とを有した。中和度は約50%であり、粘度は23℃
にて約200mPa.sであり、固形物含有量は約46
%であった。
【0040】(A 3 )1014gのポリエステル先駆体
(aIII)と85.4gのジメチロールプロピオン酸
と301gのイソホロンジイソシアネートとを一緒に2
000gのアセトン中にて(A1)の製造につき記載し
たように1.5gのオクタン酸錫(II)の存在下に反
応させた。次いで10gのアンモニア(30%)と10
gのジメチルエタノールアミンと1500gの水とを添
加し、アセトンを留去した。ポリエステル樹脂(A3)
はウレタン基とカルボン酸塩である基とヒドロキシル基
とを有し、かつ約120のヒドロキシル価と約28の酸
価と約11.5重量%のウレタン基含有量とを有した。
中和度は約40%であり、粘度は23℃にて約200m
Pa.sであり、固形物含有量は約44重量%であっ
た。
(aIII)と85.4gのジメチロールプロピオン酸
と301gのイソホロンジイソシアネートとを一緒に2
000gのアセトン中にて(A1)の製造につき記載し
たように1.5gのオクタン酸錫(II)の存在下に反
応させた。次いで10gのアンモニア(30%)と10
gのジメチルエタノールアミンと1500gの水とを添
加し、アセトンを留去した。ポリエステル樹脂(A3)
はウレタン基とカルボン酸塩である基とヒドロキシル基
とを有し、かつ約120のヒドロキシル価と約28の酸
価と約11.5重量%のウレタン基含有量とを有した。
中和度は約40%であり、粘度は23℃にて約200m
Pa.sであり、固形物含有量は約44重量%であっ
た。
【0041】(A 4 )3000gのポリエステル先駆体
(aII)と259gのジメチロールプロピオン酸と6
09gのジエチレングリコールジメチルエーテルと2g
のオクタン酸錫(II)とを窒素雰囲気下に攪拌機と冷
却装置と加熱装置とが装着された12リットルの反応容
器に導入し、混合物を135℃まで加熱すると共に1時
間にわたりホモゲナイズした。反応混合物を110℃ま
で冷却した後、813gのイソホロンジイソシアネート
を15分間かけて導入し、反応混合物をもはや遊離イソ
シアネート基が検出されなくなるまで130℃にて反応
させた。次いで40.7gのエトキシル化ノニルフェノ
ール(乳化剤NP20,バイエルAG社)を添加し、混
合物を15分間ホモゲナイズした。得られた樹脂溶融物
を、次いで4995gの水と91gのジメチルエタノー
ルアミンとの50℃まで加熱された混合物に分散させ
た。混合を約65℃の温度で行ない、生成物を2時間後
に濾過した。ポリエステル樹脂(A4)はウレタン基と
カルボン酸塩である基とヒドロキシル基とを有し、約9
0のヒドロキシル価と約31の酸価と約10.5重量%
のウレタン基含有量とを有した。中和度は約55%であ
り、粘度は23℃にて約500mPa.sであり、固形
物含有量は約40%であった。
(aII)と259gのジメチロールプロピオン酸と6
09gのジエチレングリコールジメチルエーテルと2g
のオクタン酸錫(II)とを窒素雰囲気下に攪拌機と冷
却装置と加熱装置とが装着された12リットルの反応容
器に導入し、混合物を135℃まで加熱すると共に1時
間にわたりホモゲナイズした。反応混合物を110℃ま
で冷却した後、813gのイソホロンジイソシアネート
を15分間かけて導入し、反応混合物をもはや遊離イソ
シアネート基が検出されなくなるまで130℃にて反応
させた。次いで40.7gのエトキシル化ノニルフェノ
ール(乳化剤NP20,バイエルAG社)を添加し、混
合物を15分間ホモゲナイズした。得られた樹脂溶融物
を、次いで4995gの水と91gのジメチルエタノー
ルアミンとの50℃まで加熱された混合物に分散させ
た。混合を約65℃の温度で行ない、生成物を2時間後
に濾過した。ポリエステル樹脂(A4)はウレタン基と
カルボン酸塩である基とヒドロキシル基とを有し、約9
0のヒドロキシル価と約31の酸価と約10.5重量%
のウレタン基含有量とを有した。中和度は約55%であ
り、粘度は23℃にて約500mPa.sであり、固形
物含有量は約40%であった。
【0042】(A 5 )1001gのポリエステル先駆体
(aII)と84gのジメチロールプロピオン酸とを2
000gのアセトン中で(A1)の製造につき記載した
ように1.5gのオクタン酸錫(II)の存在下に31
5gのイソホロンジイソシアネートと反応させた。次い
で21.5gのアンモニア(30%)と1600gの脱
イオン水とを添加し、アセトンを留去した。ポリエステ
ル樹脂(A5)はウレタン基とカルボン酸塩である基と
ヒドロキシル基とを有し、約70のヒドロキシル価と約
29の酸価と約12.0重量%のウレタン基含有量とを
有した。中和度は約70%であり、粘度は23℃にて約
1600mPa.sであり、さらに固形物含有量は約4
7.6%であった。
(aII)と84gのジメチロールプロピオン酸とを2
000gのアセトン中で(A1)の製造につき記載した
ように1.5gのオクタン酸錫(II)の存在下に31
5gのイソホロンジイソシアネートと反応させた。次い
で21.5gのアンモニア(30%)と1600gの脱
イオン水とを添加し、アセトンを留去した。ポリエステ
ル樹脂(A5)はウレタン基とカルボン酸塩である基と
ヒドロキシル基とを有し、約70のヒドロキシル価と約
29の酸価と約12.0重量%のウレタン基含有量とを
有した。中和度は約70%であり、粘度は23℃にて約
1600mPa.sであり、さらに固形物含有量は約4
7.6%であった。
【0043】(A 6 )1140gのポリエステル先駆体
(aII)と75gのジメチロールプロピオン酸とを1
227gのアセトン中で、(A1)の製造につき記載し
たように約1.9gのオクタン酸錫(II)の存在下に
150gのイソホロンジイソシアネートと135gのイ
ソシアヌレート基含有ポリイソシアネート(ヘキサメチ
レンジイソシアネートから作成し、約21.5%のイソ
シアネート含有量を有する)との混合物と反応させた。
次いで14.5gのアンモニア(30%)と1830g
の脱イオン水とを添加し、アセトンを留去した。ポリエ
ステル樹脂(A6)はウレタン基とカルボン酸塩である
基とヒドロキシル基とを有し、さらに約105のヒドロ
キシル価と約24の酸価と約8.1重量%のウレタン基
含有量とを有した。中和度は約50%であり、粘度は2
3℃にて約100mPa.sであり、固形物含有量は約
40%であった。
(aII)と75gのジメチロールプロピオン酸とを1
227gのアセトン中で、(A1)の製造につき記載し
たように約1.9gのオクタン酸錫(II)の存在下に
150gのイソホロンジイソシアネートと135gのイ
ソシアヌレート基含有ポリイソシアネート(ヘキサメチ
レンジイソシアネートから作成し、約21.5%のイソ
シアネート含有量を有する)との混合物と反応させた。
次いで14.5gのアンモニア(30%)と1830g
の脱イオン水とを添加し、アセトンを留去した。ポリエ
ステル樹脂(A6)はウレタン基とカルボン酸塩である
基とヒドロキシル基とを有し、さらに約105のヒドロ
キシル価と約24の酸価と約8.1重量%のウレタン基
含有量とを有した。中和度は約50%であり、粘度は2
3℃にて約100mPa.sであり、固形物含有量は約
40%であった。
【0044】(A 7 )1170gのポリエステル先駆体
(aIV)と60gのジメチロールプロピオン酸とを1
227gのアセトン中で(A1)の製造につき記載した
ように1.9gのオクタン酸錫(II)の存在下に27
0gのビス−(4−イソシアナトシクロヘキシル)−メ
タンと反応させた。次いで11.5gのアンモニア(3
0%)と1830gの脱イオン水とを添加し、アセトン
を留去した。ポリエステル樹脂(A7)はウレタン基と
カルボン酸塩である基とヒドロキシル基とを有し、さら
に約80のヒドロキシル価と約19の酸価と約7.2重
量%のウレタン基含有量とを有した。中和度は約50%
であり、粘度は23℃にて約200mPa.sであり、
固形物含有量は約45%であった。
(aIV)と60gのジメチロールプロピオン酸とを1
227gのアセトン中で(A1)の製造につき記載した
ように1.9gのオクタン酸錫(II)の存在下に27
0gのビス−(4−イソシアナトシクロヘキシル)−メ
タンと反応させた。次いで11.5gのアンモニア(3
0%)と1830gの脱イオン水とを添加し、アセトン
を留去した。ポリエステル樹脂(A7)はウレタン基と
カルボン酸塩である基とヒドロキシル基とを有し、さら
に約80のヒドロキシル価と約19の酸価と約7.2重
量%のウレタン基含有量とを有した。中和度は約50%
であり、粘度は23℃にて約200mPa.sであり、
固形物含有量は約45%であった。
【0045】ポリイソシアネート(B) ポリイソシアネート(B1) ヘキサメチレンジイソシアネートを二量化させて作成さ
れかつ2個の末端遊離イソシアネート基を有する70重
量部のウレトジオン基含有ポリイソシアネートと、ヘキ
サメチレンジイソシアネートを少量の再生成物の高級同
族体と一緒に三量化させて作成された30重量部のN,
N′,N″−トリス−(6−イソシアナトヘキシル)−
イソシアヌレートとの混合物。その100%溶剤フリー
型において、ポリイソシアネート(B1)は23℃にて
150mPa.sの平均粘度と22.5%の平均遊離イ
ソシアネート基含有量とを有した。
れかつ2個の末端遊離イソシアネート基を有する70重
量部のウレトジオン基含有ポリイソシアネートと、ヘキ
サメチレンジイソシアネートを少量の再生成物の高級同
族体と一緒に三量化させて作成された30重量部のN,
N′,N″−トリス−(6−イソシアナトヘキシル)−
イソシアヌレートとの混合物。その100%溶剤フリー
型において、ポリイソシアネート(B1)は23℃にて
150mPa.sの平均粘度と22.5%の平均遊離イ
ソシアネート基含有量とを有した。
【0046】ポリイソシアネート(B2) N,N′,N″−トリス−(6−イソシアナトヘキシ
ル)−ビウレットと少量のその高級同族体との混合物。
100%生成物は22.5重量%の平均イソシアネート
含有量と23℃にて約3000mPa.sの平均粘度と
を有した。
ル)−ビウレットと少量のその高級同族体との混合物。
100%生成物は22.5重量%の平均イソシアネート
含有量と23℃にて約3000mPa.sの平均粘度と
を有した。
【0047】実施例1 水中32.2重量%の固形物含有量と23℃にて500
mPa.sの粘度と7.0のpHと固形物含有量に対
し、約130のヒドロキシル価とを有する100重量部
のポリエステル樹脂(A1)を20.0重量部の蒸留水
で希釈した。次いで0.8gの1:1の水/イソプロパ
ノール混合物における0.8gの市販ポリウレタン増粘
剤(ローム・アンド・ハース社、メイン州フランクフル
ト在、アクリゾルRM8)の20%溶液および0.64
重量部の市販の乳化剤(蒸留水におけるエトキシル化フ
ェノールエマルガトールWN、バイエルAG社の25%
溶液)を添加した。得られた組成物は、水で希釈しうる
2−成分ポリウレタン透明ラッカーに使用するのに適す
る。その組成物は実質的に無制限の貯蔵安定性を有し
た。次いでポリイソシアネート(B1)をこの組成物に
次の量で添加して、種々異なる架橋度を与えた: a.NCO/OH=1.5:21.69重量部 b.NCO/OH=2.0:28.92重量部 c.NCO/OH=3.0:43.38重量部 さらに混合物をホモゲナイズした。直ちに使用でき、水
で希釈でき、かつ次の組成を有する2−成分の透明ウレ
タン組成物が得られた:
mPa.sの粘度と7.0のpHと固形物含有量に対
し、約130のヒドロキシル価とを有する100重量部
のポリエステル樹脂(A1)を20.0重量部の蒸留水
で希釈した。次いで0.8gの1:1の水/イソプロパ
ノール混合物における0.8gの市販ポリウレタン増粘
剤(ローム・アンド・ハース社、メイン州フランクフル
ト在、アクリゾルRM8)の20%溶液および0.64
重量部の市販の乳化剤(蒸留水におけるエトキシル化フ
ェノールエマルガトールWN、バイエルAG社の25%
溶液)を添加した。得られた組成物は、水で希釈しうる
2−成分ポリウレタン透明ラッカーに使用するのに適す
る。その組成物は実質的に無制限の貯蔵安定性を有し
た。次いでポリイソシアネート(B1)をこの組成物に
次の量で添加して、種々異なる架橋度を与えた: a.NCO/OH=1.5:21.69重量部 b.NCO/OH=2.0:28.92重量部 c.NCO/OH=3.0:43.38重量部 さらに混合物をホモゲナイズした。直ちに使用でき、水
で希釈でき、かつ次の組成を有する2−成分の透明ウレ
タン組成物が得られた:
【0048】
【表1】
【0049】これら組成物は極めて小割合の有機溶剤
(すなわち約0.2重量%)を含有した。組成物のゲル
化時間は6〜7時間であった。200μmの湿潤フィル
ム厚さ(50〜60μmの乾燥フィルム厚さに相当)に
施したフィルムは、室温にて4〜6時間以内に粘着性の
ない無傷のフィルムまで乾燥した。これらフィルムの硬
化工程は約7〜14日間後に完全に完了した。組成物お
よびそれから得られた硬化フィルムの性質を次表に示
す:
(すなわち約0.2重量%)を含有した。組成物のゲル
化時間は6〜7時間であった。200μmの湿潤フィル
ム厚さ(50〜60μmの乾燥フィルム厚さに相当)に
施したフィルムは、室温にて4〜6時間以内に粘着性の
ない無傷のフィルムまで乾燥した。これらフィルムの硬
化工程は約7〜14日間後に完全に完了した。組成物お
よびそれから得られた硬化フィルムの性質を次表に示
す:
【0050】
【表2】
【0051】実施例2 実施例1を反復したが、ただし並行実験で作成された2
00μmの湿潤フィルム厚さを有するフィルム(基質:
ガラス板)を80℃にて60分間、120℃にて30分
間および160℃にて15分間それぞれ焼付けた。全て
の場合、得られたラッカーフィルムはその性質において
実施例1からのラッカーフィルムと同等であった。
00μmの湿潤フィルム厚さを有するフィルム(基質:
ガラス板)を80℃にて60分間、120℃にて30分
間および160℃にて15分間それぞれ焼付けた。全て
の場合、得られたラッカーフィルムはその性質において
実施例1からのラッカーフィルムと同等であった。
【0052】実施例3 水中47.6重量%の固形物含有量と23℃にて160
0mPa.sの粘度と7.2のpHと固形物含有量に対
し約70のヒドロキシル価とを有する100重量部のポ
リエステル樹脂(A5)を、実施例1からの1.19重
量部の増粘剤溶液および実施例1からの0.95重量部
の乳化剤溶液と混合した。この組成物を次いで20重量
部の蒸留水で希釈した。ポリイソシアネートとの架橋に
適しかつ優秀な貯蔵安定性を有する水希釈しうるポリヒ
ドロキシル成分が得られた。次の組成を有する水希釈性
の2−成分透明ポリウレタン組成物が、酢酸メトキシプ
ロピルとキシレンとの1:1混合物における31.35
重量部のポリイソシアネート(B2)の75%溶液を添
加した後に得られた:
0mPa.sの粘度と7.2のpHと固形物含有量に対
し約70のヒドロキシル価とを有する100重量部のポ
リエステル樹脂(A5)を、実施例1からの1.19重
量部の増粘剤溶液および実施例1からの0.95重量部
の乳化剤溶液と混合した。この組成物を次いで20重量
部の蒸留水で希釈した。ポリイソシアネートとの架橋に
適しかつ優秀な貯蔵安定性を有する水希釈しうるポリヒ
ドロキシル成分が得られた。次の組成を有する水希釈性
の2−成分透明ポリウレタン組成物が、酢酸メトキシプ
ロピルとキシレンとの1:1混合物における31.35
重量部のポリイソシアネート(B2)の75%溶液を添
加した後に得られた:
【0053】
【0054】この組成物は5.42重量%の有機溶剤を
含有した。NCO/OH基の当量比は2であった。組成
物のゲル化時間は4〜5時間であった。200μmの湿
潤フィルム厚さ(50〜60μmの乾燥フィルム厚さに
相当)で施したフィルムは3〜4時間以内に粘着フリー
の無傷のフィルムまで乾燥した。硬化工程は7〜14日
間後に完全に終了した。硬化フィルムはかくして次の性
質を有した:
含有した。NCO/OH基の当量比は2であった。組成
物のゲル化時間は4〜5時間であった。200μmの湿
潤フィルム厚さ(50〜60μmの乾燥フィルム厚さに
相当)で施したフィルムは3〜4時間以内に粘着フリー
の無傷のフィルムまで乾燥した。硬化工程は7〜14日
間後に完全に終了した。硬化フィルムはかくして次の性
質を有した:
【0055】 振子硬度: 約150〜170秒 溶剤耐性: ミネラルスピリッツ: 極めて良好 溶剤ナフサ: 極めて良好 酢酸メトキシプロピル: 良好 アセトン: 良好 エタノール: 良好
【0056】実施例4 水中44重量%の固形物含有量と23℃にて200mP
a.sの粘度と7.0のpHと3.6%のヒドロキシル
含有量(固形物含有量に対し)とを有する100重量部
のポリエステル樹脂(A3)を28重量部の蒸留水で希
釈した。次いで1.10重量部の実施例1からの20%
増粘剤溶液と0.88重量部の実施例1からの25%乳
化剤溶液とを添加し、攪拌により均一に配合した。得ら
れた組成物は、優秀な貯蔵安定性を有する水希釈性の2
−成分ポリウレタン組成物を製造するためポリイソシア
ネートと反応させるのに適した。
a.sの粘度と7.0のpHと3.6%のヒドロキシル
含有量(固形物含有量に対し)とを有する100重量部
のポリエステル樹脂(A3)を28重量部の蒸留水で希
釈した。次いで1.10重量部の実施例1からの20%
増粘剤溶液と0.88重量部の実施例1からの25%乳
化剤溶液とを添加し、攪拌により均一に配合した。得ら
れた組成物は、優秀な貯蔵安定性を有する水希釈性の2
−成分ポリウレタン組成物を製造するためポリイソシア
ネートと反応させるのに適した。
【0057】29.71重量部のポリイソシアネート
(B1)を添加した後、次の組成を有する水希釈性の2
−成分ポリウレタン組成物が得られた:
(B1)を添加した後、次の組成を有する水希釈性の2
−成分ポリウレタン組成物が得られた:
【0058】この組成物は0.28重量%の有機溶剤を
含有した。NCO/OH基の当量比は2であった。組成
物のゲル化時間は6〜7時間であった。
含有した。NCO/OH基の当量比は2であった。組成
物のゲル化時間は6〜7時間であった。
【0059】200μmの湿潤フィルム厚さ(50〜6
0μmの乾燥フィルム厚さに相当する)にてナイフ被覆
で施したフィルムは、粘着フリーの無傷フィルムまで4
〜5時間以内に乾燥した。硬化工程は7〜14日間以内
に完全に終了した。次いで硬化フィルムは次の性質を有
した: 振子硬度: 約160秒 溶剤耐性: ミネラルスピリッツ: 極めて良好 溶剤ナフサ100%: 極めて良好 酢酸メトキシプロピル: 極めて良好 アセトン: 良好 エタノール: 良好
0μmの乾燥フィルム厚さに相当する)にてナイフ被覆
で施したフィルムは、粘着フリーの無傷フィルムまで4
〜5時間以内に乾燥した。硬化工程は7〜14日間以内
に完全に終了した。次いで硬化フィルムは次の性質を有
した: 振子硬度: 約160秒 溶剤耐性: ミネラルスピリッツ: 極めて良好 溶剤ナフサ100%: 極めて良好 酢酸メトキシプロピル: 極めて良好 アセトン: 良好 エタノール: 良好
【0060】実施例5 水とジエチレングリコール−ジメチルエーテルとジエチ
ルエタノールアミンとの53/6/1の混合物における
40重量%の固形物含有量と、23℃にて500mP
a.sの粘度と7.0のpHと固形物含有量に対し約9
0のヒドロキシル価とを有する100重量部のポリエス
テル樹脂(A4)を8.3重量部の蒸留水で希釈した。
次いで0.83重量部の実施例1からの乳化剤溶液と
0.34重量部の実施例1からの増粘剤溶液とを添加
し、反応混合物を攪拌した。次いで54.8重量部のル
チル二酸化チタン(バイエルチタンR−KB−4、バイ
エルAG社、レバークッセン)を添加し、攪拌により配
合した。次いで組成物を、15〜20m/秒にて回転す
る分散ディスクを持った高速攪拌機により分散された。
ポリイソシアネートと架橋させるのに適する着色組成物
が得られた。この組成物は水希釈性であり、優秀な貯蔵
安定性を有した。27.02重量部のポリイソシアネー
ト(B1)を100%固形物にて添加すると共に攪拌に
より配合した後、次の組成を有する水希釈性の白色顔料
2−成分ポリウレタン組成物が得られた:
ルエタノールアミンとの53/6/1の混合物における
40重量%の固形物含有量と、23℃にて500mP
a.sの粘度と7.0のpHと固形物含有量に対し約9
0のヒドロキシル価とを有する100重量部のポリエス
テル樹脂(A4)を8.3重量部の蒸留水で希釈した。
次いで0.83重量部の実施例1からの乳化剤溶液と
0.34重量部の実施例1からの増粘剤溶液とを添加
し、反応混合物を攪拌した。次いで54.8重量部のル
チル二酸化チタン(バイエルチタンR−KB−4、バイ
エルAG社、レバークッセン)を添加し、攪拌により配
合した。次いで組成物を、15〜20m/秒にて回転す
る分散ディスクを持った高速攪拌機により分散された。
ポリイソシアネートと架橋させるのに適する着色組成物
が得られた。この組成物は水希釈性であり、優秀な貯蔵
安定性を有した。27.02重量部のポリイソシアネー
ト(B1)を100%固形物にて添加すると共に攪拌に
より配合した後、次の組成を有する水希釈性の白色顔料
2−成分ポリウレタン組成物が得られた:
【0061】
【0062】この組成物は3.83重量部の有機溶剤を
含有し、NCO/OH基の当量比は2であり、組成物の
ゲル化時間は6〜8時間であった。
含有し、NCO/OH基の当量比は2であり、組成物の
ゲル化時間は6〜8時間であった。
【0063】200μmの湿潤フィルム厚さ(約60μ
mの乾燥フィルム厚さに相当)で施したフィルムは、1
晩で粘着フリーの薄膜まで乾燥した。硬化工程は7〜1
4日間後に完全に終了し、かくして硬化した白色ラッカ
ーフィルムは次の性質を有した: 艶(ガードナー60℃): 80〜85 振子硬度(アルバート/ケーニッヒ): 約150秒 溶剤耐性: ミネラルスピリッツ: 極めて良好 溶剤ナフサ100: 極めて良好 酢酸メトキシプロピル: 極めて良好 アセトン: 良好〜中庸 エタノール: 良好〜中庸
mの乾燥フィルム厚さに相当)で施したフィルムは、1
晩で粘着フリーの薄膜まで乾燥した。硬化工程は7〜1
4日間後に完全に終了し、かくして硬化した白色ラッカ
ーフィルムは次の性質を有した: 艶(ガードナー60℃): 80〜85 振子硬度(アルバート/ケーニッヒ): 約150秒 溶剤耐性: ミネラルスピリッツ: 極めて良好 溶剤ナフサ100: 極めて良好 酢酸メトキシプロピル: 極めて良好 アセトン: 良好〜中庸 エタノール: 良好〜中庸
【0064】実施例6 実施例5を反復したが、ただし並行実験で製造された2
00μmの湿潤フィルム厚さを有するフィルムを80℃
にて60分間、120℃にて30分間および160℃に
て15分間にわたりそれぞれ焼付けた。全ての場合、得
られたラッカーフィルムはその性質において実施例5か
らのラッカーフィルムと同等であった。
00μmの湿潤フィルム厚さを有するフィルムを80℃
にて60分間、120℃にて30分間および160℃に
て15分間にわたりそれぞれ焼付けた。全ての場合、得
られたラッカーフィルムはその性質において実施例5か
らのラッカーフィルムと同等であった。
【0065】実施例7〜9 ポリイソシアネート(B1)を次の生成物と混合し: A2 (実施例7) A6 (実施例8) A7 (実施例9)
【0066】実施例1に示した手順を用いて水希釈性の
2−成分ポリウレタン組成物を作成した。NCO/OH
当量比は1.2:1であった。これら組成物は5〜8時
間の可使寿命を有し、150μmの湿潤フィルム厚さ
(30〜40μmの乾燥フィルム厚さに相当)で施した
フィルムは粘着フリーの仕上物まで3〜5時間後に乾燥
した。
2−成分ポリウレタン組成物を作成した。NCO/OH
当量比は1.2:1であった。これら組成物は5〜8時
間の可使寿命を有し、150μmの湿潤フィルム厚さ
(30〜40μmの乾燥フィルム厚さに相当)で施した
フィルムは粘着フリーの仕上物まで3〜5時間後に乾燥
した。
【0067】これら被覆を、室温にて7時間乾燥した後
にMIBK磨擦試験にかけた。この試験において、10
0回の2重磨擦をMIBKが含浸された綿ウールの棒で
行なった。3種のフィルムのいずれにも変化が見られな
かった。水に浸漬した綿ウールの棒を硬化フィルムに施
し耐水性につき試験した場合、これらフィルムは48時
間に未変化であった。以上、本発明を例示の目的で詳細
に説明したが、この詳細は単に説明の目的のみであって
本発明の思想および範囲を逸脱することなく多くの改変
を当業者によりなしうることが了解されよう。
にMIBK磨擦試験にかけた。この試験において、10
0回の2重磨擦をMIBKが含浸された綿ウールの棒で
行なった。3種のフィルムのいずれにも変化が見られな
かった。水に浸漬した綿ウールの棒を硬化フィルムに施
し耐水性につき試験した場合、これらフィルムは48時
間に未変化であった。以上、本発明を例示の目的で詳細
に説明したが、この詳細は単に説明の目的のみであって
本発明の思想および範囲を逸脱することなく多くの改変
を当業者によりなしうることが了解されよう。
フロントページの続き (72)発明者 ヴエルネル・クビツツア ドイツ連邦共和国デイー5090 レーフエ ルクーゼン 3、エデユアルト−シユプ ランゲル−シユトラーセ 22 (72)発明者 ペーテル・ヒエーライン ドイツ連邦共和国デイー4152 ケンペン 3、ヴイントムエーレンヴエグ 3エ (56)参考文献 特開 平2−258823(JP,A) 特開 昭55−134635(JP,A) 特開 平3−128912(JP,A) 特開 平3−162469(JP,A) 特公 昭46−3594(JP,B1)
Claims (13)
- 【請求項1】 (A)水で希釈しうると共にウレタン基
とカルボン酸塩である基とヒドロキシル基とを有する少
なくとも1種のポリエステル樹脂からなる有機ポリオー
ル成分の水溶液もしくは分散物と、 (B)23℃にて50〜10,000mPa.sの粘度
を有すると共に成分(A)中でエマルジョンを形成する
少なくとも1種の有機ポリイソシアネートを含有する遊
離イソシアネート基含有ポリイソシアネート成分とから
なり、成分(B)のイソシアネート基および(A)に存
在するポリオール成分のヒドロキシル基に基づきNCO
/OH当量比が0.5:1〜5:1であることを特徴と
する水性結合剤組成物。 - 【請求項2】 (i)結合剤成分(A)のポリエステル
樹脂が3000〜100,000の分子量Mwと20〜
240mgKOH/gのヒドロキシル価とカルボキシル
基の全体に基づき10〜45mgKOH/gの酸価と
2.5〜15.0重量%のウレタン基含有量とを有し、 (ii)ヒドロキシル価と酸価とウレタン基含有量とが
固形分に基づき、 (iii)前記ポリエステル樹脂におけるカルボキシル
基の25〜100%がカルボン酸塩型であり、 (iv)成分(A)が23℃にて10〜30,000m
Pa.sの粘度と5〜10のpHとを有する15〜65
重量%水溶液として存在する請求項1記載の水性結合剤
組成物。 - 【請求項3】 結合剤成分(A)のポリエステル樹脂が (a)50〜500のヒドロキシル価と≦6の酸価とを
有する65〜92重量%のポリエステルポリオールと、 (b)62〜240の分子量を有する0〜7重量%のジ
オールと、 (c)第三アミン塩型で存在しうる2.5〜7.5重量
%の2,2−ビス−(ヒドロキシルメチル)−アルカン
カルボン酸と、 (d)2個もしくはそれ以上のイソシアネート基を有す
ると共に168〜2000の分子量を有する8〜30重
量%の少なくとも1種のポリイソシアネートとの反応生
成物からなり、成分(a)〜(d)の比率が成分(a)
〜(d)の重量に対し合計100%である請求項1記載
の水性結合剤組成物。 - 【請求項4】 結合剤成分(A)のポリエステル樹脂が (a)50〜500のヒドロキシル価と≦6の酸化とを
有する65〜92重量%のポリエステルポリオールと、 (b)62〜240の分子量を有する0〜7重量%のジ
オールと、 (c)第三アミン塩型で存在しうる2.5〜7.5重量
%の2,2−ビス−(ヒドロキシメチル)−アルカンカ
ルボン酸と、 (d)2個もしくはそれ以上のイソシアネート基を有す
ると共に166〜2000の分子量を有する8〜30重
量%の少なくとも1種のポリイソシアネートとの反応生
成物からなり、成分(a)〜(d)の比率が成分(a)
〜(d)の重量に対し合計100%である請求項2記載
の水性結合剤組成物。 - 【請求項5】 ポリエステルポリオール(a)が (a1)6〜22個の炭素原子を有する0〜60重量%
のモノカルボン酸と、(a2)10〜65重量%のジ−
および/またはトリ−カルボン酸またはその無水物と、 (a3)15〜70重量%のジ−および/またはより高
官能性のアルコールと、 (a4)0〜30重量%の一価アルコールと、 (a5)0〜15重量%のヒドロキシカルボン酸、ラク
トン、アミノアルコールおよび/またはアミノカルボン
酸との反応生成物からなり、成分(a1)〜(a5)の
比率が成分(a1)〜(a5)の重量に対し合計100
%である請求項3記載の水性結合剤組成物。 - 【請求項6】 ポリエステルポリオール(a)が、 (a1)6〜22個の炭素原子を有する0〜60重量%
のモノカルボン酸と、 (a2)10〜65重量%のジ−および/またはトリ−
カルボン酸またはその無水物と、 (a3)15〜70重量%のジ−および/またはそれよ
り高官能性のアルコールと、 (a4)0〜30重量%の一価アルコールと、 (a5)0〜15重量%のヒドロキシカルボン酸、ラク
トン、アミノアルコールおよび/またはアミノカルボン
酸との反応生成物からなり、成分(a1)〜(a5)の
比率が成分(a1)〜(a5)の重量に対し合計100
%である請求項4記載の水性結合剤組成物。 - 【請求項7】 (i)成分(A)のポリエステル樹脂が
6000〜50000の分子量(Mw)と45〜190
mgKOH/gのヒドロキシル価と14〜33mgKO
H/gの酸価と6.0〜12.5重量%のウレタン基含
有量とを有し、 (ii)ヒドロキシル価と酸価とウレタン基含有量とが
固形物に基づき、 (iii)前記ポリエステル樹脂におけるカルボキシル
基の40〜100%がカルボン酸塩型であり、 (iv)成分(A)が23℃にて50〜10,000m
Pa.sの粘度と6〜9のpHとを有する25〜55重
量%水溶液として存在し、 (v)遊離イソシアネート基含有ポリイソシアネート成
分(B)が専ら(シクロ)脂肪族結合したイソシアネー
ト基を有する少なくとも1種の有機ポリイソシアネート
からなる請求項1記載の水性結合剤組成物。 - 【請求項8】 結合剤成分(A)のポリエステル樹脂が (a)80〜350のヒドロキシル価と≦4の酸価とを
有する70〜87重量%のポリエステルポリオールと、 (b)62〜240の分子量を有する0〜3重量%のジ
オールと、 (c)第三アミン塩型で存在しうる3.0〜6.5重量
%のジメチロールプロピオン酸と、 (d)2個もしくはそれ以上のイソシアネート基を有す
ると共に168〜2000の分子量を有する10〜23
重量%の少なくとも1種のポリイソシアネートとの反応
生成物からなり、成分(a)〜(d)の比率が成分
(a)〜(d)の重量に対し合計100%である請求項
1記載の水性結合剤組成物。 - 【請求項9】 ポリエステルポリオール(a)が
(a1)7〜20個の炭素原子を有する0〜55重量%
のモノカルボン酸と、 (a2)13〜56重量%のジ−および/またはトリ−
カルボン酸またはその無水物と、 (a3)25〜63重量%のジ−および/またはより高
官能性のアルコールとの反応生成物からなり、成分(a
1)〜(a3)の比率が成分(a1)〜(a3)の重量
に対し合計100%である請求項8記載の水性結合剤組
成物。 - 【請求項10】 水性結合剤組成物と必要に応じ助剤も
しくは添加剤とよりなる被覆用組成物を製造するに際
し、 (i)23℃にて50〜10,000mPa.sの粘度
を有すると共に少なくとも1種の有機ポリイソシアネー
トを含有する遊離イソシアネート基含有ポリイソシアネ
ート成分を、ウレタン基とカルボン酸塩である基とヒド
ロキシル基とをポリイソシアネート成分のイソシアネー
ト基およびポリエステル樹脂のヒドロキシル基に基づき
0.5:1〜5:1のNCO/OH当量比を与えるのに
充分な量で含有するポリエステル樹脂の水溶液もしくは
分散液に乳化させ、 (ii)必要に応じ助剤および添加剤をポリイソシアネ
ート成分の添加前にウレタン基とカルボン酸塩である基
とヒドロキシル基とを有するポリエステル樹脂溶液もし
くは分散液に混入することを特徴とする被覆用組成物の
製造方法。 - 【請求項11】 ポリエステル樹脂がウレタン基とカル
ボン酸塩である基とヒドロキシル基とを有し、3000
〜100,000の分子量(Mw)と20〜240のヒ
ドロキシル価と10〜45の酸価と2.5〜15.0重
量%のウレタン基含有量とを有し、さらに (a)50〜500のヒドロキシル価と≦6の酸価とを
有する65〜92重量%のポリエステルポリオールと、 (b)62〜240の分子量を有する0〜7重量%のジ
オールと、 (c)第三アミン塩型で存在させうる2.5〜7.5重
量%の2,2−ビス−(ヒドロキシメチル)−アルカン
カルボン酸と、 (d)2個もしくはそれ以上のイソシアネート基を有す
ると共に168〜2000の分子量を有する8〜30重
量%の少なくとも1種のポリイソシアネートとを40〜
99重量%有機溶液にて40〜140℃で反応させ、得
られたポリエステル樹脂を溶解もしくは分散させ、次い
で存在するカルボキシル基の25〜100%を水中にポ
リエステル樹脂を溶解もしくは分散させる前および/ま
たはその間に中和によりカルボン酸塩である基まで変換
させることにより作成される請求項10記載の方法。 - 【請求項12】 請求項1記載の水性結合剤を含有する
被覆用組成物を基体に施し、かつ被覆を40〜250℃
にて硬化させることを特徴とする基体の被覆方法。 - 【請求項13】 被覆を80〜160℃の温度で硬化さ
せる請求項12記載の方法。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914101527 DE4101527A1 (de) | 1991-01-19 | 1991-01-19 | Waessrige bindemittelkombination und ihre verwendung |
DE4111392A DE4111392A1 (de) | 1991-01-19 | 1991-04-09 | Verwendung von bindemittelkombinationen und ein verfahren zur herstellung von beschichtungen |
DE4111392.6 | 1991-04-09 | ||
DE4101527.4 | 1991-04-09 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04337310A JPH04337310A (ja) | 1992-11-25 |
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