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JP5557975B2 - Polyisocyanate composition - Google Patents

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JP5557975B2
JP5557975B2 JP2006331566A JP2006331566A JP5557975B2 JP 5557975 B2 JP5557975 B2 JP 5557975B2 JP 2006331566 A JP2006331566 A JP 2006331566A JP 2006331566 A JP2006331566 A JP 2006331566A JP 5557975 B2 JP5557975 B2 JP 5557975B2
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慎一郎 渡邊
重稔 音山
朗 伊藤
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Asahi Kasei Chemicals Corp
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Asahi Kasei Chemicals Corp
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Description

本発明は、脂肪族、あるいは脂環式ジイソシアネートから得られるポリイソシアネート化合物と特殊なシランカップリング剤からなるポリイソシアネート組成物に関する。   The present invention relates to a polyisocyanate composition comprising a polyisocyanate compound obtained from an aliphatic or alicyclic diisocyanate and a special silane coupling agent.

脂肪族あるいは脂環式ジイソシアネートから得られるポリイソシアネート組成物を硬化剤として用いた二液型ポリウレタン組成物から得られた塗膜は、耐候性や、耐薬品性、耐摩耗性等に優れた性能を示すために、塗料、インキ及び接着剤等として広く使われている。近年は、地球環境問題が高く意識されるようになり、有機溶剤を使用しない、あるいは使用量を減らした水系二液型ポリウレタン組成物が提案されている。しかし、水系二液型ポリウレタン組成物の場合、組成物の構成上、溶剤系の二液型ポリウレタン組成物と比較すると基材密着性が発現しにくい場合が多く、基材密着性を向上させることができるポリイソシアネート組成物が求められている。   A coating film obtained from a two-component polyurethane composition using a polyisocyanate composition obtained from an aliphatic or alicyclic diisocyanate as a curing agent has excellent performance such as weather resistance, chemical resistance, and abrasion resistance. Are widely used as paints, inks and adhesives. In recent years, global environmental problems have become highly conscious, and an aqueous two-component polyurethane composition that does not use an organic solvent or reduces the amount of use has been proposed. However, in the case of an aqueous two-component polyurethane composition, due to the composition of the composition, compared to a solvent-based two-component polyurethane composition, there are many cases where the substrate adhesion is less likely to be exhibited, and the substrate adhesion is improved. There is a need for polyisocyanate compositions that can be used.

水系二液型ポリウレタン組成物を製造する方法として、特許文献1では乳化力を有する水性ポリオールとイソシアネート化合物からなる水系二液型ポリウレタン組成物が提案されている。また、特許文献2、特許文献3では水分散性を有するポリイソシアネート化合物、およびそれを用いた水系二液型ポリウレタン組成物が提案されている。しかし、これらの水系二液型ポリウレタン組成物から得られた塗膜は前述の如く、溶剤系の二液型ポリウレタン組成物と比較すると基材密着性が発現しにくい。特許文献4では活性水素を含有しないシランカップリング剤を含有したポリイソシアネート組成物が提案されているが、これは水への分散性向上させる効果を狙ったものであり、またイソシアネート基を有するシランカップリング剤については言及されていない。特許文献5ではメルカプト基を有するシランカップリング剤と、アルコキシシラン化合物を含有したポリイソシアネート組成物が提案されており、これは耐汚染性の向上させる効果を狙ったものである。   As a method for producing an aqueous two-component polyurethane composition, Patent Document 1 proposes an aqueous two-component polyurethane composition comprising an aqueous polyol having an emulsifying power and an isocyanate compound. Patent Documents 2 and 3 propose a polyisocyanate compound having water dispersibility and an aqueous two-component polyurethane composition using the same. However, as described above, coating films obtained from these aqueous two-component polyurethane compositions are less likely to exhibit substrate adhesion as compared with solvent-based two-component polyurethane compositions. Patent Document 4 proposes a polyisocyanate composition containing a silane coupling agent that does not contain active hydrogen. This is intended to improve the dispersibility in water, and also has a silane having an isocyanate group. No mention is made of coupling agents. Patent Document 5 proposes a polyisocyanate composition containing a silane coupling agent having a mercapto group and an alkoxysilane compound, which is aimed at improving the stain resistance.

特開平2−105879号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-105879 特開平5−222150号公報JP-A-5-222150 特開平9−328654公報JP-A-9-328654 特開2000−198920号公報JP 2000-198920 A 特開2005−263839号公報JP 2005-263839 A

本発明は、基材密着性に優れた二液型ポリウレタン組成物の硬化剤として用いるポリイソシアネート組成物を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the polyisocyanate composition used as a hardening | curing agent of the two-component polyurethane composition excellent in base-material adhesiveness.

本発明者らは、前記課題を解決するため検討を重ね、脂肪族あるいは脂環式ジイソシアネートから得られたポリイソシアネート化合物と、特定のシランカップリング剤を含有するポリイソシアネート組成物が、水系二液型ポリウレタン組成物の硬化剤として用いられることによって、前記課題を達成することを見いだし、本発明を完成した。
すなわち本発明は、以下の通りである。
(1)(A)脂肪族ジイソシアネート及び脂環式ジイソシアネートから選ばれる少なくとも1種類のジイソシアネートから誘導される、ウレトジオン構造を有するポリイソシアネート化合物、イソシアヌレート構造あるいはイミノオキサジアジンジオン構造を有するポリイソシアネート化合物、ビウレット構造を有するポリイソシアネート化合物、オキサダイアジントリオン構造を有するポリイソシアネート化合物、ウレタン基を複数有するポリイソシアネート化合物、アロファネート構造を有するポリイソシアネート化合物、アシル尿素基を有するポリイソシアネート化合物、尿素構造を有するポリイソシアネート化合物から選ばれる少なくとも1種のポリイソシアネート化合物であって、前記ポリイソシアネート化合物とアルコキシポリアルキレングリコールとの反応生成物を含有するポリイソシアネート化合物と(B)イソシアネート基を有するシランカップリング剤とを含有し、水系二液型ポリウレタン組成物の硬化剤として用いることを特徴とするポリイソシアネート組成物。
(2)更に、(C)下記の化学式(1)で表されるテトラアルコキシシラン、テトラアルコキシシランの縮合物、テトラアルコキシシランあるいはテトラアルコキシシランの縮合物のアルコキシ基の一部をポリアルキレングリコールモノアルキルエーテル、ポリアルキレングリコールモノアリールエーテルに置換したテトラアルコキシシラン化合物よりなる群から選ばれる少なくとも1種類のアルコキシシラン化合物、を含有することを特徴とする上記(1)記載のポリイソシアネート組成物。
The present inventors have repeatedly studied to solve the above problems, and a polyisocyanate composition containing a polyisocyanate compound obtained from an aliphatic or alicyclic diisocyanate and a specific silane coupling agent is an aqueous two-component solution. It has been found that the above-mentioned problems can be achieved by using it as a curing agent for a type polyurethane composition, and the present invention has been completed.
That is, the present invention is as follows.
(1) (A) Polyisocyanate compound having uretdione structure, isocyanurate structure or polyisocyanate compound having iminooxadiazine dione structure derived from at least one diisocyanate selected from aliphatic diisocyanate and alicyclic diisocyanate , Polyisocyanate compound having biuret structure, polyisocyanate compound having oxadiazine trione structure, polyisocyanate compound having plural urethane groups, polyisocyanate compound having allophanate structure, polyisocyanate compound having acylurea group, having urea structure At least one polyisocyanate compound selected from polyisocyanate compounds , said polyisocyanate compound and alkoxypolyamide A polyisocyanate containing a polyisocyanate compound containing a reaction product with ruylene glycol and (B) a silane coupling agent having an isocyanate group, and used as a curing agent for an aqueous two-component polyurethane composition Composition.
(2) Further, (C) tetraalkyloxysilane represented by the following chemical formula (1), a condensate of tetraalkoxysilane, a tetraalkoxysilane or a part of the alkoxy group of the tetraalkoxysilane condensate is partially substituted with polyalkylene glycol mono The polyisocyanate composition according to (1) above, comprising at least one alkoxysilane compound selected from the group consisting of alkyl ethers and tetraalkoxysilane compounds substituted with polyalkylene glycol monoaryl ethers.

Figure 0005557975
Figure 0005557975

(式中、Rは同一、もしくは異なる炭素数1〜10のアルキル基、またはアリール基を示す。) (In the formula, R represents the same or different alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an aryl group.)

本発明のポリイソシアネート組成物を、水系二液型ポリウレタン組成物の硬化剤として用いた場合、水系二液型ポリウレタン組成物は、金属、プラスチック、旧塗膜などの基材への密着性が優れているという特徴を有する。水に浸漬した場合には、ブリスター(塗膜ふくれ)が起こりにくいという特徴も有する。
更に、シリケート化合物を含有する本発明のポリイソシアネート組成物を、外装用途として用いる水系二液型ポリウレタン組成物の硬化剤として用いた場合、雨筋汚染などの汚れが付きにくいという特徴も有する。
When the polyisocyanate composition of the present invention is used as a curing agent for an aqueous two-component polyurethane composition, the aqueous two-component polyurethane composition has excellent adhesion to substrates such as metals, plastics, and old paint films. It has the feature of being. When immersed in water, blisters (coating blisters) are less likely to occur.
Furthermore, when the polyisocyanate composition of the present invention containing a silicate compound is used as a curing agent for an aqueous two-component polyurethane composition used for exterior use, it also has a feature that it is difficult to get dirt such as rain stripe contamination.

本発明について、以下具体的に説明する。
本発明では、脂肪族ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネートから選ばれる少なくとも1種類のイソシアネート化合物を用いる。
脂肪族ジイソシアネートとは分子中に脂肪族基のみを有する化合物である。一方、脂環式ジイソシアネートとは、分子中に環状脂肪族基を有する化合物である。脂肪族ジイソシアネートを用いると得られるポリイソシアネート化合物が低粘度となるのでより好ましい。脂肪族ジイソシアネートとして、例えば、1,4−ジイソシアナトブタン、1,5−ジイソシアナトペンタン、エチル(2,6−ジイソシアナト)ヘキサノエート、1,6−ジイソシアナトヘキサン(以下、HDI)、1,9−ジイソシアナトノナン、1,12−ジイソシアナトドデカン、2,2,4−または2,4,4−トリメチル−1、6−ジイソシアナトヘキサン等が挙げられる。脂環式ジイソシアネートとしては、例えば、1,3−または1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(以下、水添XDI)、1,3−または1,4−ジイソシアナトシクロヘキサン、3,5,5−トリメチル1−イソシアナト−3−(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(以下、IPDI)、4−4’−ジイソシアナト−ジシクロヘキシルメタン(以下、水添MDI)、2,5−または2,6−ジイソシアナトメチルノルボルナンなどが挙げられる。この中でもHDI、IPDI、水添XDI、水添MDIは、工業的に入手し易いため好ましい。中でもHDIは耐候性と塗膜の柔軟性が非常に優れており最も好ましい。以下、脂肪族ジイソシアネートと脂環式ジイソシアネートを総称してジイソシアネートという。
The present invention will be specifically described below.
In the present invention, at least one isocyanate compound selected from aliphatic diisocyanate and alicyclic diisocyanate is used.
An aliphatic diisocyanate is a compound having only an aliphatic group in the molecule. On the other hand, alicyclic diisocyanate is a compound having a cyclic aliphatic group in the molecule. Use of an aliphatic diisocyanate is more preferable because the resulting polyisocyanate compound has a low viscosity. Examples of the aliphatic diisocyanate include 1,4-diisocyanatobutane, 1,5-diisocyanatopentane, ethyl (2,6-diisocyanato) hexanoate, 1,6-diisocyanatohexane (hereinafter referred to as HDI), 1 , 9-diisocyanatononane, 1,12-diisocyanatododecane, 2,2,4- or 2,4,4-trimethyl-1,6-diisocyanatohexane and the like. Examples of the alicyclic diisocyanate include 1,3- or 1,4-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane (hereinafter referred to as hydrogenated XDI), 1,3- or 1,4-diisocyanatocyclohexane, 3,5. , 5-trimethyl 1-isocyanato-3- (isocyanatomethyl) cyclohexane (hereinafter referred to as IPDI), 4-4′-diisocyanato-dicyclohexylmethane (hereinafter referred to as hydrogenated MDI), 2,5- or 2,6-diisocyanate And natomethylnorbornane. Among these, HDI, IPDI, hydrogenated XDI, and hydrogenated MDI are preferable because they are easily available industrially. Among them, HDI is most preferable because it has excellent weather resistance and flexibility of the coating film. Hereinafter, aliphatic diisocyanate and alicyclic diisocyanate are collectively referred to as diisocyanate.

前記のジイソシアネートから誘導されるポリイソシアネート化合物としては、2つのイソシアネート基を環化二量化して得られるウレトジオン構造を有するポリイソシアネート化合物、3つのイソシアネート基を環化三量化して得られるイソシアヌレート構造、あるいはイミノオキサジアジンジオン構造を有するポリイソシアネート化合物、3つのイソシアネート基と1つの水分子とを反応させることにより得られるビウレット構造を有するポリイソシアネート化合物、2つのイソシアネート基と1分子の二酸化炭素とを反応して得られるオキサダイアジントリオン構造を有するポリイソシアネート化合物、1つのイソシアネート基と1つの水酸基を反応してえられるウレタン基を複数有するポリイソシアネート化合物、2つのイソシアネート基と1つの水酸基を反応して得られるアロファネート構造を有するポリイソシアネート化合物、1つのイソシアネート基と1つのカルボキシル基を反応させて得られたアシル尿素基を有するポリイソシアネート化合物、1つのイソシアネート基と1つの1級、あるいは2級アミンを反応させた尿素構造を有するポリイソシアネート化合物等が挙げられる。これらは1種又は2種以上組み合わせてして使用することもできる。   The polyisocyanate compound derived from the diisocyanate is a polyisocyanate compound having a uretdione structure obtained by cyclizing and dimerizing two isocyanate groups, and an isocyanurate structure obtained by cyclizing and trimerizing three isocyanate groups. Or a polyisocyanate compound having an iminooxadiazinedione structure, a polyisocyanate compound having a biuret structure obtained by reacting three isocyanate groups and one water molecule, two isocyanate groups and one molecule of carbon dioxide A polyisocyanate compound having an oxadiazine trione structure obtained by reacting a polyisocyanate, a polyisocyanate compound having a plurality of urethane groups obtained by reacting one isocyanate group and one hydroxyl group, and two isocyanates A polyisocyanate compound having an allophanate structure obtained by reacting a group with one hydroxyl group, a polyisocyanate compound having an acylurea group obtained by reacting one isocyanate group and one carboxyl group, one isocyanate group and 1 And polyisocyanate compounds having a urea structure obtained by reacting two primary or secondary amines. These may be used alone or in combination of two or more.

前記ポリイソシアネート化合物の中では、分子内にビウレット、イソシアヌレート、ウレタン、ウレトジオン、アロファネート等の構造を有するものが好ましい。ビウレット構造を有するものは接着性に優れており、イソシアヌレート構造を有するものは耐候性に優れており、長い側鎖を有するアルコール化合物を用いたウレタン構造を有するものは弾性及び伸展性に優れており、ウレトジオン構造を有するものは低粘度であるという特徴を有している。アロファネート構造を有するものは、低粘度であるという特徴に加え、組み込まれた水酸基を有する化合物が有する性能(極性、Tgなど)を付与できるという特徴も有している。   Among the polyisocyanate compounds, those having a structure such as biuret, isocyanurate, urethane, uretdione, and allophanate in the molecule are preferable. Those having a biuret structure are excellent in adhesiveness, those having an isocyanurate structure are excellent in weather resistance, and those having a urethane structure using an alcohol compound having a long side chain are excellent in elasticity and extensibility. In addition, those having a uretdione structure are characterized by low viscosity. Those having an allophanate structure have the characteristic of imparting the performance (polarity, Tg, etc.) of a compound having an incorporated hydroxyl group in addition to the characteristic of low viscosity.

本発明に用いるポリイソシアネート化合物は、水分散性の点からは、ノニオン性及び/又はイオン性の界面活性剤などにより変性処理された水分散性を有するポリイソシアネート化合物が好適である。このようなポリイソシアネート化合物としては、従来公知の手法により親水基を導入してなるものであれば特に制限なく使用でき、例えばアルコキシポリアルキレングリコ−ルとポリイソシアネ−ト化合物との反応生成物や、界面活性能を有するノニオン性基及びイソシアネート反応性基(水酸基等)を含有するビニル系重合体とポリイソシアネ−ト化合物との反応生成物、ジアルカノ−ルアミンとを反応させることにより得られる反応生成物、イセチオン酸アミン塩等のスルホン酸基とイソシアネート反応基を有する化合物とポリイソシアネート化合物の反応生成物を含有するポリイソシアネ−ト化合物を挙げることができる。これらの中で、アルコキシポリアルキレングリコ−ルとポリイソシアネ−ト化合物との反応生成物を含有するポリイソシアネート化合物は水分散性が優れるため、特に好ましい。   From the viewpoint of water dispersibility, the polyisocyanate compound used in the present invention is preferably a water-dispersible polyisocyanate compound modified with a nonionic and / or ionic surfactant. As such a polyisocyanate compound, any hydrophilic group introduced by a conventionally known method can be used without particular limitation, for example, a reaction product of an alkoxy polyalkylene glycol and a polyisocyanate compound, A reaction product of a vinyl polymer containing a nonionic group having isocyanate activity and an isocyanate reactive group (such as a hydroxyl group) and a polyisocyanate compound, a reaction product obtained by reacting a dialkanolamine, A polyisocyanate compound containing a reaction product of a polyisocyanate compound and a compound having a sulfonic acid group and an isocyanate reactive group such as an isethionic acid amine salt can be given. Among these, a polyisocyanate compound containing a reaction product of an alkoxy polyalkylene glycol and a polyisocyanate compound is particularly preferable because of its excellent water dispersibility.

上記ポリイソシアネート化合物における親水基の導入量は、好ましくは1〜80質量%である。導入量の下限は、より好ましくは2質量%、一層好ましくは3質量%、より一層好ましくは4質量%である。上限は、より好ましくは60質量%、一層好ましくは40質量%、より一層好ましくは25質量%である。1質量%以上で、水分散能力が高く好ましい。80質量%以下で水系二液型ポリウレタン組成物の硬化剤として用いた場合の硬化性が高く好ましい。   The introduction amount of the hydrophilic group in the polyisocyanate compound is preferably 1 to 80% by mass. The lower limit of the introduction amount is more preferably 2% by mass, more preferably 3% by mass, and still more preferably 4% by mass. The upper limit is more preferably 60% by mass, still more preferably 40% by mass, and still more preferably 25% by mass. It is preferably 1% by mass or more because of its high water dispersibility. The curability when used as a curing agent for an aqueous two-component polyurethane composition at 80% by mass or less is preferable.

また、上記のポリイソシアネートとして好適に使用できるポリイソシアネ−ト化合物とアルコキシポリアルキレングリコ−ルとの反応生成物は、上記ポリイソシアネ−ト化合物(B)とアルコキシポリアルキレングリコ−ルとを、イソシアネ−ト基/水酸基の当量比が、好ましくは1.1〜50となる様に反応させるのが適当である。イソシアネート基/水酸基の当量比の下限は、より好ましくは2、一層好ましくは3、より一層好ましくは4である。上限は、一層好ましくは30、より一層好ましくは25である。当量比が1.1〜50の範囲の場合に、水への分散性と、水系二液型ポリウレタン組成物の耐水性が十分である。該アルコキシポリアルキレングリコ−ルは下記化学式(2)で示されるものである。
O−(RO)n−H (2)
(ここで、好ましくはRは炭素数2から30のアルキル基、あるいはアリール基、Rは好ましくは炭素数1〜5のアルキレン基を表す。nは好ましくは3〜50の整数である。nの下限は、より好ましくは4、一層好ましくは4.5、より一層好ましくは5.0である。上限は、より好ましくは35、一層好ましくは25である)
nが3〜50の場合に、水分散性が十分であり、結晶性が低く扱いやすい。
The reaction product of a polyisocyanate compound and an alkoxy polyalkylene glycol that can be suitably used as the polyisocyanate is obtained by combining the polyisocyanate compound (B) and the alkoxy polyalkylene glycol with an isocyanate. It is appropriate to carry out the reaction so that the equivalent ratio of group / hydroxyl group is preferably 1.1 to 50. The lower limit of the equivalent ratio of isocyanate group / hydroxyl group is more preferably 2, more preferably 3, and still more preferably 4. The upper limit is more preferably 30, and even more preferably 25. When the equivalent ratio is in the range of 1.1 to 50, the dispersibility in water and the water resistance of the aqueous two-component polyurethane composition are sufficient. The alkoxy polyalkylene glycol is represented by the following chemical formula (2).
R 1 O- (R 2 O) n-H (2)
(R 1 preferably represents an alkyl group having 2 to 30 carbon atoms or an aryl group, and R 2 preferably represents an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms. N is preferably an integer of 3 to 50. (The lower limit of n is more preferably 4, more preferably 4.5, still more preferably 5.0. The upper limit is more preferably 35, still more preferably 25).
When n is 3 to 50, water dispersibility is sufficient, and crystallinity is low and easy to handle.

このようなアルコキシポリアルキレングリコールとして、例えばポリメチレングリコ−ルモノメチルエーテル、ポリエチレングリコ−ルモノメチルエーテル、ポリエチレングリコ−ルモノエチルエーテル、ポリエチレングリコ−ルモノプロピルエーテル、ポリエチレングリコ−ルモノラウリルエーテル、ポリエチレングリコールフェニルエーテル、ポリエチレングリコールアルキルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールフェニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールスチリルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールナフチルエーテル、ポリオキシエチレン−オキシプロピレン(ランダムおよび/またはブロック)グリコールモノメチルエーテル、ポリオキシエチレン−オキシテトラメチレン(ランダムおよび/またはブロック)グリコールポリブチレングリコ−ルモノメチルエーテル、(モノ〜ペンタ)スチレン化フェニル基、モノ(又はジ,トリ)スチリル−メチル−フェニル基、トリベンジルフェニル基、β−ナフチル基などの芳香環を2つ以上含有する基を有するノニオン型界面活性剤などを挙げることができる。   Examples of such alkoxypolyalkylene glycols include polymethylene glycol monomethyl ether, polyethylene glycol monomethyl ether, polyethylene glycol monoethyl ether, polyethylene glycol monopropyl ether, polyethylene glycol monolauryl ether, polyethylene glycol phenyl ether. , Polyethylene glycol alkyl phenyl ether, polyethylene glycol phenyl phenyl ether, polyethylene glycol styryl phenyl ether, polyethylene glycol naphthyl ether, polyoxyethylene-oxypropylene (random and / or block) glycol monomethyl ether, polyoxyethylene-oxytetramethylene (random) And / or block ) Glycol polybutylene glycol monomethyl ether, (mono-penta) styrenated phenyl group, mono (or di, tri) styryl-methyl-phenyl group, tribenzylphenyl group, β-naphthyl group, etc. Nonionic surfactants having groups contained above can be exemplified.

これらアルコキシポリアルキレングリコ−ルの分子量は、好ましくは150〜5000の範囲である。分子量の下限は、より好ましくは194、一層好ましくは216、より一層好ましくは238である。上限はより好ましくは、4000、一層好ましくは3000、より一層好ましくは2500である。分子量が150〜5000の範囲の場合、水分散性が十分であり、かつ結晶性が低く扱いやすい。   The molecular weight of these alkoxypolyalkylene glycols is preferably in the range of 150 to 5,000. The lower limit of the molecular weight is more preferably 194, more preferably 216, and still more preferably 238. The upper limit is more preferably 4000, even more preferably 3000, and still more preferably 2500. When the molecular weight is in the range of 150 to 5000, the water dispersibility is sufficient and the crystallinity is low and easy to handle.

本発明で用いる親水基を有するポリイソシアネート組成物は、より好ましくは水分散性を有したポリイソシアネートである。なお、水分散性とは、ポリイソシアネート組成物がO/W型になるよう水に分散される能力をいい、水にポリイソシアネートを添加し、棒やハンドミキサー等を用いて機械的に攪拌することによって、水に分散する能力である。   The polyisocyanate composition having a hydrophilic group used in the present invention is more preferably a polyisocyanate having water dispersibility. Water dispersibility refers to the ability of a polyisocyanate composition to be dispersed in water so that it is O / W type. Add polyisocyanate to water and mechanically stir using a stick or hand mixer. Is the ability to disperse in water.

本発明で用いるポリイソシアネート化合物には、実質的に水を含有しないイオン性界面活性剤を混合してもよい。イオン性の界面活性剤を混合することによって、水に分散した場合にポリイソシアネート油滴の表面に2重の保護膜を生成し、ポリイソシアネート油滴の分散安定性が著しく向上し、また水がポリイソシアネート油滴の中に侵入することを防いでいる。このことによって、ポリウレタン組成物のポットライフが著しく延長し、またポリイソシアネート油滴の粒子径が小さくなり、耐水性を更に向上させることができる。
本発明で用いるポリイソシアネート化合物のイソシアネート基含有率は、好ましくは5〜25質量%である。イソシアネート基含有率の下限は、より好ましくは8質量%、最も好ましくは10質量%である。上限はより好ましくは24%、より最も好ましくは23%である。5〜25質量%の範囲で、水系二液型ポリウレタン組成物の硬化剤として用いた場合の硬化速度、あるいは塗膜等の被覆物の強靱さを達成することができる。
The polyisocyanate compound used in the present invention may be mixed with an ionic surfactant containing substantially no water. By mixing an ionic surfactant, when dispersed in water, a double protective film is formed on the surface of the polyisocyanate oil droplets, and the dispersion stability of the polyisocyanate oil droplets is remarkably improved. Intrusion into the polyisocyanate oil droplets is prevented. This significantly extends the pot life of the polyurethane composition, reduces the particle size of the polyisocyanate oil droplets, and can further improve the water resistance.
The isocyanate group content of the polyisocyanate compound used in the present invention is preferably 5 to 25% by mass. The lower limit of the isocyanate group content is more preferably 8% by mass, and most preferably 10% by mass. The upper limit is more preferably 24%, and most preferably 23%. In the range of 5 to 25% by mass, the curing speed when used as a curing agent for an aqueous two-component polyurethane composition, or the toughness of a coating such as a coating film can be achieved.

ポリイソシアネート化合物の数平均分子量は、好ましくは350〜10000である。数平均分子量の下限は、より好ましくは400、もっとも好ましくは450である。上限はより好ましくは7000、一層好ましくは5000である。350〜10000の範囲の場合に、水系二液ポリウレタン組成物の硬化剤として用いた場合の架橋性が十分であり、取り扱いやすい粘度となる。   The number average molecular weight of the polyisocyanate compound is preferably 350 to 10,000. The lower limit of the number average molecular weight is more preferably 400, and most preferably 450. The upper limit is more preferably 7000, and still more preferably 5000. In the range of 350 to 10,000, the crosslinkability when used as a curing agent for an aqueous two-component polyurethane composition is sufficient, and the viscosity is easy to handle.

本発明のポリイソシアネート組成物の粘度は、好ましくは10〜40000mPa・s(25℃)である。粘度の下限は、より好ましくは20mPa.s、一層好ましくは40mPa.sである。上限は、より好ましくは20000mPa.s、一層好ましくは10000mPa.s、最も好ましくは5000mPa.sである。10〜20000mPa・sの範囲であれば、水への分散性は十分であり、かつ架橋能力の低いジイソシアネートや溶剤を大量に含むことがない。   The viscosity of the polyisocyanate composition of the present invention is preferably 10 to 40,000 mPa · s (25 ° C.). The lower limit of the viscosity is more preferably 20 mPa.s. s, more preferably 40 mPa.s. s. The upper limit is more preferably 20000 mPa.s. s, more preferably 10,000 mPa.s. s, most preferably 5000 mPa.s. s. If it is the range of 10-20000 mPa * s, the dispersibility to water is sufficient and it does not contain a large amount of diisocyanate and a solvent with low bridge | crosslinking capability.

本発明のポリイソシアネート組成物は、有機溶剤を添加して使用することもできる。有機溶剤を混合したポリイソシアネートは、粘度が低くなるため、水分散性が向上し、さらに水分散時のイソシアネート基の残存率が高くなり、ポットライフが長くなるという特徴を有している。この場合、有機溶剤はイソシアネート基と反応する官能基を有していないことが必要である。また、有機溶剤は本発明の自己乳化性ポリイソシアネート組成物と相溶する事が必要である。   The polyisocyanate composition of the present invention can be used with an organic solvent added. The polyisocyanate mixed with the organic solvent has a feature that the viscosity is lowered, so that the water dispersibility is improved, the residual ratio of isocyanate groups at the time of water dispersion is increased, and the pot life is prolonged. In this case, it is necessary that the organic solvent does not have a functional group that reacts with an isocyanate group. The organic solvent must be compatible with the self-emulsifiable polyisocyanate composition of the present invention.

本発明のポリイソシアネート組成物に添加する有機溶剤の例としては、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸ペンチル、メトキシプロピルアセテート、3−メトキシブチルアセテート、2−エチルブチルアセテート、2−エチルヘキシルアセテート、酢酸シクロヘキシル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸ブチル、酪酸ブチル、アジピン酸ジオクチル、グルタル酸ジイソプロピル等のエステル化合物や、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジオキサン、ジエトキシエタン等のエーテル化合物や、2−ペンタノン、3−ペンタノン、2−ヘキサノン、メチルイソブチルケトン、2−ヘプタノン、4−ヘプタノン、ジイソブチルケトン、イソホロン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン等のケトン化合物や、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、ブチルベンゼン,p−シメン等の芳香族化合物や、ジエチレングリコールジメチルエーテルやジエチレングリコールジエチルエーテルやトリエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル等のポリエチレングリコールジアルキルエーテル系の化合物やジエチレングリコールジアセテート等のポリエチレングリコールジカルボキシレート系の化合物などが挙げられる。   Examples of the organic solvent added to the polyisocyanate composition of the present invention include ethyl acetate, propyl acetate, isopropyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate, pentyl acetate, methoxypropyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, and 2-ethylbutyl acetate. Ester compounds such as 2-ethylhexyl acetate, cyclohexyl acetate, methyl propionate, butyl propionate, butyl butyrate, dioctyl adipate, diisopropyl glutarate, ether compounds such as diisopropyl ether, dibutyl ether, dioxane, diethoxyethane, 2-pentanone, 3-pentanone, 2-hexanone, methyl isobutyl ketone, 2-heptanone, 4-heptanone, diisobutyl ketone, isophorone, cyclohexanone, methylcyclohexane Ketone compounds such as Sanone, aromatic compounds such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, butylbenzene, and p-cymene, and polyethylene glycol dialkyl ethers such as diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, and diethylene glycol dibutyl ether And polyethylene glycol dicarboxylate compounds such as diethylene glycol diacetate.

ポリイソシアネート組成物に添加する有機溶剤の添加量は、ポリイソシアネート組成物(該有機溶剤も含む)に対して好ましくは1〜70質量%が好ましい。添加量の下限は、より好ましくは3質量%、一層好ましくは5質量%である。添加量の上限は、より好ましくは60質量%、一層好ましくは50質量%である。1〜70質量%の範囲の場合に、ポリイソシアネート組成物の粘度を下げる効果とポットライフ延長の効果があり、かつ有機溶剤量が多くなりすぎることなく好ましい。   The amount of the organic solvent added to the polyisocyanate composition is preferably 1 to 70% by mass with respect to the polyisocyanate composition (including the organic solvent). The lower limit of the addition amount is more preferably 3% by mass, and still more preferably 5% by mass. The upper limit of the addition amount is more preferably 60% by mass, and still more preferably 50% by mass. When it is in the range of 1 to 70% by mass, the polyisocyanate composition is preferable without lowering the viscosity of the polyisocyanate composition and extending the pot life, and without increasing the amount of organic solvent.

本発明のポリイソシアネート組成物は、(B)イソシアネート基を有するシランカップリング剤を含有している。
(B)イソシアネート基を有するシランカップリング剤の含有量は、好ましくはポリイソシアネート化合物100質量部に対して、0.01〜20質量部である。シランカップリング剤の含有量の下限は、より好ましくは0.03質量部、一層好ましくは0.05質量部、最も好ましくは0.1質量部である。含有量の上限は、より好ましくは10質量部、一層好ましくは7.5質量部、最も好ましくは5質量部である。0.01〜20質量部の範囲の場合に、十分な基材密着性を発現することができる。
The polyisocyanate composition of the present invention contains (B) a silane coupling agent having an isocyanate group.
(B) Content of the silane coupling agent which has an isocyanate group, Preferably it is 0.01-20 mass parts with respect to 100 mass parts of polyisocyanate compounds. The lower limit of the content of the silane coupling agent is more preferably 0.03 parts by mass, still more preferably 0.05 parts by mass, and most preferably 0.1 parts by mass. The upper limit of the content is more preferably 10 parts by mass, more preferably 7.5 parts by mass, and most preferably 5 parts by mass. In the range of 0.01 to 20 parts by mass, sufficient substrate adhesion can be exhibited.

(B)イソシアネート基を有するシランカップリング剤は、分子内に1個以上のイソシアネート基および1個以上の加水分解性シリル基を有していれば特に限定されないが、具体的な化合物としては下記化学式(3)で表される構造を有する化合物が挙げられる。
(OCN−R1)−Si−(R2)4−n (3)
(式中nは1〜3の整数であり、R1は炭素数1〜16の置換機を有しても良い脂肪族炭化水素基、炭素数6〜10の置換機を有しても良いアリール基、炭素数5〜6の置換機を有しても良いシクロアルキル基から選ばれる。n個のR1は同一であっても、異なっても良い。R2は炭素数1〜8のアルコキシ基、アセトキシ基、水酸基から選ばれる。4−n個のR2 は同一であっても、異なっても良い。)
特に(B)イソシアネート基を有するシランカップリング剤は上記化学式(3)でn=1とした化合物が好ましく、より具体的には、γ−イソシアナトプロピルトリメトキシシラン、γ−イソシアナトプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。
(B) The silane coupling agent having an isocyanate group is not particularly limited as long as it has one or more isocyanate groups and one or more hydrolyzable silyl groups in the molecule. The compound which has a structure represented by Chemical formula (3) is mentioned.
(OCN-R1) n -Si- (R2) 4-n (3)
(In the formula, n is an integer of 1 to 3, R1 is an aliphatic hydrocarbon group which may have a substituent having 1 to 16 carbon atoms, or an aryl which may have a substituent having 6 to 10 carbon atoms. A cycloalkyl group which may have a substituent having 5 to 6 carbon atoms, n R1s may be the same or different, R2 is an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, (Selected from an acetoxy group and a hydroxyl group. 4-n R2s may be the same or different.)
In particular, the (B) silane coupling agent having an isocyanate group is preferably a compound in which n = 1 in the chemical formula (3), and more specifically, γ-isocyanatopropyltrimethoxysilane, γ-isocyanatopropyltriethoxy. Silane etc. are mentioned.

本発明のポリイソシアネート組成物は、好ましくは下記化学式(1)で示される構造を有するテトラアルコキシシラン、テトラアルコキシシランの縮合物、及びテトラアルコキシシランあるいはその縮合物の誘導体から選ばれる少なくとも1種類のシリケート化合物を含有することができる。   The polyisocyanate composition of the present invention is preferably at least one selected from tetraalkoxysilane having a structure represented by the following chemical formula (1), a condensate of tetraalkoxysilane, and a tetraalkoxysilane or a derivative of the condensate thereof. Silicate compounds can be included.

Figure 0005557975
Figure 0005557975

式中のRは、同一、もしくは異なる炭素数1〜10のアルキル基、またはアリール基である。炭素数の上限は好ましくは8、より好ましくは6、より一層好ましくは4である。また、Rは、好ましくはアルキル基である。
Rがアルキル基の場合、直鎖、分岐いずれのタイプでも良いが、直鎖状である方がより好ましい。
Rがアリール基の場合、単環および多環のいずれのタイプでも良いが、単環のものがより好ましい。
シリケート化合物を含有することによって、水系二液型ポリウレタン組成物として、塗膜を作成した場合に、塗膜表面が親水性となり、耐雨筋汚染性が発現する。
R in a formula is the same or different C1-C10 alkyl group or an aryl group. The upper limit of the carbon number is preferably 8, more preferably 6, still more preferably 4. R is preferably an alkyl group.
When R is an alkyl group, it may be either linear or branched, but is more preferably linear.
When R is an aryl group, it may be monocyclic or polycyclic, but is preferably monocyclic.
By containing a silicate compound, when a coating film is prepared as an aqueous two-component polyurethane composition, the coating film surface becomes hydrophilic and rain-stain stain resistance is exhibited.

テトラアルコキシシランの縮合物を用いる場合、平均縮合度は1.1〜100である。平均縮合度の下限は、好ましくは2、より好ましくは4、一層好ましくは6である。上限は、好ましくは60、より好ましくは40、より一層好ましくは20である。平均縮合度が1.1〜100の範囲の場合に、塗膜を作成した場合、塗膜表面の親水性が十分高くなる。なお、テトラアルコキシシランの縮合物は、公知の方法で製造することができる。テトラアルコキシシランの縮合物を用いた方が、水系二液型ポリウレタン組成物として、塗膜を作成した場合、塗膜表面にシリケート化合物が配位し易く、加水分解により表面が親水性となり易いため、より一層好ましい。   When a tetraalkoxysilane condensate is used, the average degree of condensation is 1.1-100. The lower limit of the average degree of condensation is preferably 2, more preferably 4, and still more preferably 6. The upper limit is preferably 60, more preferably 40, and even more preferably 20. When the average degree of condensation is in the range of 1.1 to 100 and the coating film is prepared, the hydrophilicity of the coating film surface is sufficiently high. The tetraalkoxysilane condensate can be produced by a known method. When using a tetraalkoxysilane condensate as a water-based two-component polyurethane composition, when a coating film is prepared, the silicate compound is more likely to be coordinated on the coating surface, and the surface tends to be hydrophilic due to hydrolysis. Is even more preferable.

シリケート化合物としては、例えばテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシシラン、テトライソブトキシシラン、テトラ−tert−ブトキシシラン、ジメトキシジエトキシシラン、テトラフェノキシシラン等、およびこれらの縮合物等があげられる。このなかで、テトラメトキシシランの縮合物、テトラエトキシシランの縮合物は、水系二液型ポリウレタン組成物として、塗膜を作成した場合、塗膜表面が親水性になりやすいため、好ましい。特に、テトラメトキシシランの縮合物は、加水分解の速度が速く、速やかに表面が親水性となるため、より一層好ましい。   Examples of the silicate compound include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetra-n-butoxysilane, tetraisobutoxysilane, tetra-tert-butoxysilane, dimethoxydiethoxysilane, Examples thereof include tetraphenoxysilane and condensates thereof. Among these, the condensate of tetramethoxysilane and the condensate of tetraethoxysilane are preferable because when the coating film is prepared as an aqueous two-component polyurethane composition, the coating film surface tends to be hydrophilic. In particular, a condensate of tetramethoxysilane is even more preferable because the hydrolysis rate is fast and the surface becomes hydrophilic quickly.

更に、シリケート化合物として、炭素数が異なる2種類以上のアルコキシル基が混在するテトラアルコキシシラン、及びそれらの縮合物を使用することもできる。これは、テトラメトキシシラン、あるいはテトラエトキシシランのメトキシ基あるいはエトキシ基の5〜50mol%を炭素数3〜10のアルコキシル基で置換した化合物を用いる方法である。メトキシ基、エトキシ基を炭素数3〜10のアルコキシル基に置換する割合は、より好ましくは8〜40mol%、より一層好ましくは12〜35mol%である。置換するアルコキシル基としては、好ましくはブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基であり、より好ましくは、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、2−エチル−1−ヘキシル基である。   Furthermore, tetraalkoxysilane in which two or more types of alkoxyl groups having different carbon numbers are mixed and a condensate thereof can be used as the silicate compound. This is a method using tetramethoxysilane or a compound in which 5 to 50 mol% of methoxy group or ethoxy group of tetraethoxysilane is substituted with an alkoxyl group having 3 to 10 carbon atoms. The ratio of substituting the methoxy group and the ethoxy group with an alkoxyl group having 3 to 10 carbon atoms is more preferably 8 to 40 mol%, still more preferably 12 to 35 mol%. The substituted alkoxyl group is preferably a butoxy group, a pentyloxy group, a hexyloxy group, and an octyloxy group, and more preferably an n-butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, an n-hexyl group, and an n- An octyl group and a 2-ethyl-1-hexyl group.

テトラアルコキシシラン、あるいはその縮合物の誘導体とは、アルコキシ基の一部を例えば、ポリアルキレングリコールモノアルキルエーテル、ポリアルキレングリコールモノアリールエーテルなどに置換したシリケート化合物をいう。ポリアルキレングリコールモノアルキルエーテル、ポリアルキレングリコールモノアリールエーテル等の極性が高い基によって置換したテトラアルコキシシラン、あるいはその縮合物の誘導体は、水系二液型ポリウレタン組成物として塗膜を形成した際に、水への分散が容易となり、より好ましい。
シリケート化合物を含有した本発明のポリイソシアネート組成物において、ポリイソシアネート化合物とシリケート化合物の質量比は、好ましくは5/95〜95/5である。ポリイソシアネート化合物とシリケート化合物の質量比の下限は、より好ましくは10/90、より一層好ましくは20/80、最も好ましくは30/70である。上限は、より好ましくは90/10、より一層好ましくは80/20、最も好ましくは70/30である。
Tetraalkoxysilane or a derivative of a condensate thereof refers to a silicate compound in which a part of an alkoxy group is substituted with, for example, polyalkylene glycol monoalkyl ether or polyalkylene glycol monoaryl ether. When a coating film is formed as a water-based two-component polyurethane composition, a tetraalkoxysilane substituted by a highly polar group such as polyalkylene glycol monoalkyl ether or polyalkylene glycol monoaryl ether, or a derivative of a condensate thereof, Dispersion in water is easy, and it is more preferable.
In the polyisocyanate composition of the present invention containing a silicate compound, the mass ratio of the polyisocyanate compound and the silicate compound is preferably 5/95 to 95/5. The lower limit of the mass ratio of the polyisocyanate compound and the silicate compound is more preferably 10/90, still more preferably 20/80, and most preferably 30/70. The upper limit is more preferably 90/10, even more preferably 80/20, and most preferably 70/30.

本発明のポリイソシアネート組成物は水系二液型ポリウレタン組成物の硬化剤として用いることができる。水系二液型ポリウレタン組成物は、水性ポリオールを含有する主剤組成物と、本発明のポリイソシアネート組成物を含有する硬化剤組成物からなっている。
本発明で用いる水性ポリオールとは、水酸基を含有する、ラテックス、エマルジョン、水溶性樹脂と表現されるもの全てを含む。例えば、ポリ塩化ビニリデン共重合体、ポリ塩化ビニル共重合体、酢酸ビニル共重合体、水溶性アクリル樹脂、水溶性ポリエステル樹脂、ウレタンディスパージョン、アクリルエマルジョン、フッ素共重合体エマルジョン、スチレンブタジエン共重合体ラテックス、アクリロニトリルブタジエン共重合体、ゴム系ラテックス、ポリブタジエン共重合体、ウレタンアクリルエマルジョンなど、あるいはこれらコポリマーや混合物である。
The polyisocyanate composition of the present invention can be used as a curing agent for an aqueous two-component polyurethane composition. The aqueous two-component polyurethane composition is composed of a main agent composition containing an aqueous polyol and a curing agent composition containing the polyisocyanate composition of the present invention.
The aqueous polyol used in the present invention includes all those expressed as latex, emulsion, and water-soluble resin containing a hydroxyl group. For example, polyvinylidene chloride copolymer, polyvinyl chloride copolymer, vinyl acetate copolymer, water-soluble acrylic resin, water-soluble polyester resin, urethane dispersion, acrylic emulsion, fluorine copolymer emulsion, styrene-butadiene copolymer Latex, acrylonitrile butadiene copolymer, rubber latex, polybutadiene copolymer, urethane acrylic emulsion, etc., or copolymers or mixtures thereof.

本発明で使用する水性ポリオールの水酸基価は、好ましくは1〜300mgKOH/gである。水酸基価の下限は、より好ましくは5mgKOH/g、より一層好ましくは10mgKOH/gである。上限は、より好ましくは200mgKOH/g、より一層好ましくは150mgKOH/gである。1〜300mgKOH/gの範囲であれば、水系二液型ポリウレタン組成物とした場合の架橋点が十分であり、柔軟で強靱な水系二液型ポリウレタン組成物(硬化物)を得ることができる。   The hydroxyl value of the aqueous polyol used in the present invention is preferably 1 to 300 mgKOH / g. The lower limit of the hydroxyl value is more preferably 5 mgKOH / g, still more preferably 10 mgKOH / g. The upper limit is more preferably 200 mgKOH / g, still more preferably 150 mgKOH / g. If it is the range of 1-300 mgKOH / g, the crosslinking point at the time of setting it as an aqueous two-pack type polyurethane composition will be enough, and a flexible and tough aqueous two-pack type polyurethane composition (cured material) can be obtained.

本発明で用いる水性ポリオールは、一層好ましくは、ラテックス、エマルジョン、ディスパージョンと表現されるものである。これらは操作性、耐水性が優れているという特徴を有している。その中でも、アクリルエマルジョン、フッ素共重合体エマルジョン、ウレタンディスパージョン、あるいはこれらのコポリマーは、水系二液型ポリウレタン組成物として塗膜を作成した場合、耐候性、光沢、強靱性が特に優れるため、非常に好ましい。
ラテックス、エマルジョン、ディスパージョンと表現される水性ポリオールを用いる場合の粒子径は、好ましくは5nm(ナノメートル)〜1.0μmである。粒子径の下限は、一層好ましくは10nm、より一層好ましくは40nmである。上限は、一層好ましくはは500nm、より一層好ましくは300nmである。5nm〜1.0μmの範囲であれば、水系二液型ポリウレタン組成物として塗膜を作成した場合の光沢が高く、耐水性も優れている。また、ラテックス、エマルジョン、ディスパージョンとしての安定性も十分である。
The aqueous polyol used in the present invention is more preferably expressed as latex, emulsion, or dispersion. These are characterized by excellent operability and water resistance. Among them, acrylic emulsion, fluorocopolymer emulsion, urethane dispersion, or these copolymers are extremely excellent in weather resistance, gloss, and toughness when a coating film is prepared as an aqueous two-component polyurethane composition. Is preferable.
The particle diameter in the case of using an aqueous polyol expressed as latex, emulsion, or dispersion is preferably 5 nm (nanometers) to 1.0 μm. The lower limit of the particle diameter is more preferably 10 nm, still more preferably 40 nm. The upper limit is more preferably 500 nm, and still more preferably 300 nm. If it is the range of 5 nm-1.0 micrometer, the gloss when a coating film is created as an aqueous two-pack type polyurethane composition is high, and water resistance is also excellent. Moreover, the stability as latex, emulsion, and dispersion is sufficient.

本発明のポリイソシアネート組成物を水系二液型ポリウレタン組成物の硬化剤として用いる場合、ポリイソシアネート組成物と水性エマルジョンのイソシアネート基/水酸基の当量比は、好ましくは0.3〜5.0である。当量比の下限は、より好ましくは0.5、より一層好ましくは0.6である。上限は、より好ましくは、3.0、より一層好ましくは2.5である。当量比が0.3〜5.0の範囲であれば水系二液型ポリウレタン組成物として塗膜を作成した場合の架橋点が十分であり、柔軟性、強靱さが十分である。   When the polyisocyanate composition of the present invention is used as a curing agent for an aqueous two-component polyurethane composition, the isocyanate group / hydroxyl group equivalent ratio of the polyisocyanate composition and the aqueous emulsion is preferably 0.3 to 5.0. . The lower limit of the equivalent ratio is more preferably 0.5, and still more preferably 0.6. The upper limit is more preferably 3.0, and even more preferably 2.5. If the equivalent ratio is in the range of 0.3 to 5.0, the crosslinking point when the coating film is prepared as the aqueous two-component polyurethane composition is sufficient, and the flexibility and toughness are sufficient.

本発明のポリイソシアネート組成物、あるいは本発明で用いる主剤組成物には、その用途ならびに使用方法などに応じて、公知慣用の種々の塗料用添加剤として、例えば、増粘剤、レベリング剤、チクソ化剤、消泡剤、凍結安定剤、艶消し剤、架橋反応触媒、皮張り防止剤、分散剤、湿潤剤、光安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、充填剤、可塑剤、潤滑剤、還元剤、防腐剤、防黴剤、消臭剤、黄変防止剤、静電防止剤あるいは帯電調整剤などのような添加剤が、本発明の効果を妨げない範囲内で、適宜、選択して使用することが出来る。
本発明で用いる主剤組成物には、必要に応じて、着色、隠ぺい性、塗膜の硬さ、乾燥性、基材付着性、紫外線遮断ならびに意匠性などのような種々の機能性付与のために、公知慣用の顔料が使用可能である。
The polyisocyanate composition of the present invention or the main agent composition used in the present invention includes, for example, a thickener, a leveling agent, a thixotrope as various known and commonly used paint additives depending on the use and method of use. Agent, antifoaming agent, freezing stabilizer, matting agent, crosslinking reaction catalyst, anti-skinning agent, dispersant, wetting agent, light stabilizer, antioxidant, UV absorber, filler, plasticizer, lubricant Additives such as reducing agents, antiseptics, antifungal agents, deodorants, anti-yellowing agents, antistatic agents, or charge control agents are appropriately selected within a range that does not interfere with the effects of the present invention. Can be used.
For the main agent composition used in the present invention, if necessary, for imparting various functions such as coloring, concealment, coating film hardness, drying properties, substrate adhesion, UV blocking and design properties. In addition, known and commonly used pigments can be used.

本発明のポリイソシアネート組成物を、水系二液型ポリウレタン組成物の硬化剤として用いた場合、水系二液型ポリウレタン組成物は、金属、プラスチック、旧塗膜などの基材への密着性が優れているという特徴を有する。水に浸漬した場合には、ブリスター(塗膜ふくれ)が起こりにくいという特徴も有する。
更に、シリケート化合物を含有する本発明のポリイソシアネート組成物を、外装用途として用いる水系二液型ポリウレタン組成物の硬化剤として用いた場合、雨筋汚染などの汚れが付きにくいという特徴も有する。
従って、本発明のポリイソシアネート組成物を用いた水系二液型ポリウレタン組成物は、塗料、インキ、接着剤、インキ、注型材、エラストマー、フォーム、プラスチック材料の原料として使用することができる。中でも、建築用塗料、重防食用塗料、自動車用塗料、家電用塗料、パソコンや携帯電話等の情報機器用塗料に用いることができる。特に、建築外装塗料、重防食用塗料に適している。
When the polyisocyanate composition of the present invention is used as a curing agent for an aqueous two-component polyurethane composition, the aqueous two-component polyurethane composition has excellent adhesion to substrates such as metals, plastics, and old paint films. It has the feature of being. When immersed in water, blisters (coating blisters) are less likely to occur.
Furthermore, when the polyisocyanate composition of the present invention containing a silicate compound is used as a curing agent for an aqueous two-component polyurethane composition used for exterior use, it also has a feature that it is difficult to get dirt such as rain stripe contamination.
Therefore, the aqueous two-component polyurethane composition using the polyisocyanate composition of the present invention can be used as a raw material for paints, inks, adhesives, inks, casting materials, elastomers, foams, and plastic materials. Among them, it can be used for paints for buildings, paints for heavy anticorrosion, paints for automobiles, paints for home appliances, paints for information devices such as personal computers and mobile phones. It is particularly suitable for building exterior paints and heavy anticorrosion paints.

以下に実施例を示す。実施例における「%」及び「部」は「質量%」及び「質量部」を示す。
<水系コーティング組成物の調製>
水性ポリオールにポリイソシアネート組成物を所定量添加し、600rpm×10min攪拌して作成した。
<イソシアネート基含有率>
イソシアネート基含有率は、試料約2g に10ml トルエンを加え、イソシアネート基を過剰の2N アミン(トルエン溶液)で中和した後、1N 塩酸による逆滴定によって求めた。
Examples are shown below. In the examples, “%” and “part” indicate “% by mass” and “part by mass”.
<Preparation of aqueous coating composition>
A predetermined amount of the polyisocyanate composition was added to the aqueous polyol, and the mixture was prepared by stirring at 600 rpm × 10 min.
<Isocyanate group content>
The isocyanate group content was determined by back titration with 1N hydrochloric acid after adding 10 ml toluene to about 2 g of the sample and neutralizing the isocyanate group with an excess of 2N amine (toluene solution).

<粘度>
粘度はE−型粘度計(株式会社トキメック社製)により25℃で測定した。
標準ローター(1°34’×R24)を用いた。回転数は、以下の通り。
100 rpm (128mPa・s未満の場合)
50 rpm (128mPa・s〜256mPa・sの場合)
20 rpm (256mPa・s〜640mPa・sの場合)
10 rpm (640mPa・s〜1280mPa・sの場合)
5 rpm (1280mPa・s〜2560mPa・sの場合)
2.5 rpm (2560mPa・s〜5120mPa・sの場合)
<Viscosity>
The viscosity was measured at 25 ° C. with an E-type viscometer (manufactured by Tokimec Co., Ltd.).
A standard rotor (1 ° 34 ′ × R24) was used. The number of revolutions is as follows.
100 rpm (when less than 128 mPa · s)
50 rpm (in the case of 128 mPa · s to 256 mPa · s)
20 rpm (in the case of 256 mPa · s to 640 mPa · s)
10 rpm (from 640 mPa · s to 1280 mPa · s)
5 rpm (in the case of 1280 mPa · s to 2560 mPa · s)
2.5 rpm (in the case of 2560 mPa · s to 5120 mPa · s)

(水性ポリオールの合成例1)
撹拌機、還流冷却器、2つ滴下槽および温度計を取りつけた反応容器を用意し、2つ滴下槽はY字管(Y字管の出口には100メッシュの金網を詰め、2つ滴下槽の液が混じりあうところまで、モレキュラーシーブス3A(製品名:和光純薬株式会社製)を充填し、ラジカル重合性単量体を含むプレ乳化液と加水分解性シランとの緩やかな混合ができるように調整した。)を介して反応系へ流入できるように組み立てた。水600部、アルキレンオキシド基を含むアニオン型反応性界面活性剤(製品名:アクアロンKH−1025、第一工業製薬株式会社製)5部入れ、温度を80℃に上げてから、過硫酸アンモニウムの2%水溶液を15部添加し、5分間攪拌した。
続いて、メタクリル酸メチル14部、メタクリル酸シクロヘキシル400部、メタクリル酸n−ブチル10部、アクリル酸n−ブチル250部、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル18部、メタクリル酸8部、アクアロンKH−1025を3部、アルキルスルホコハク酸塩系界面活性剤(製品名:エアロゾールOT−75、日本サイテックインダストリーズ株式会社製)を10部、アルキレンオキシド基を含むアニオン型界面活性剤(製品名:ニューコール707SF、日本乳化剤株式会社製)を14部、ヒンダードアミン系光安定剤(製品名:TINUVIN123、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社製)10部、過硫酸アンモニウムの2%水溶液75部、水400部を加え、該混合液をホモミキサーにより5分間混合して作製したプレ乳化液、及びγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン3部、メチルトリメトキシシラン40部、ジフェニルジメトキシシラン12部からなる混合液とを別々の滴下槽から上記のY字管を介して135分かけて流入させた。シリコーン変性反応中のpHは4以下に維持した。流入中は反応容器中の温度を80℃に保った。流入が終了してから反応容器中の温度を80℃にして30分保った。
次に、メタクリル酸メチル159部、アクリル酸n−ブチル60部、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル75部、アクリル酸6部、ドデシルメルカプタン1部、ニューコール707SFを3部、過硫酸アンモニウムの2%水溶液35部、水200部を加え、該混合液をホモミキサーにより5分間混合して作製したプレ乳化液を、反応容器中へ滴下槽より90分かけて流入させた。流入中は反応容器中の温度を80℃に保った。流入が終了してから反応容器中の温度を80℃にして90分保った。
その後室温まで冷却した後、 水素イオン濃度を測定したところpH2.6であった。25%アンモニア水溶液を添加してpH8.5に調整し、100メッシュの金網でろ過した。ろ過された凝集物の乾燥質量は得られた固形分質量に対して20ppmとわずかであった。得られた水性ポリオールの数平均粒子径は120nm、固形分率は43.2%であった。
(Synthesis example 1 of aqueous polyol)
Prepare a reaction vessel equipped with a stirrer, reflux condenser, two dripping tanks, and a thermometer. The two dripping tanks are filled with a Y-shaped tube (100 mesh metal mesh is packed at the outlet of the Y-shaped tube. Filled with molecular sieves 3A (product name: manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) to the point where the liquid is mixed, the pre-emulsion liquid containing the radical polymerizable monomer and the hydrolyzable silane can be mixed gently. It was assembled so that it could flow into the reaction system via 600 parts of water, 5 parts of an anionic reactive surfactant containing an alkylene oxide group (product name: Aqualon KH-1025, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), the temperature was raised to 80 ° C. A 15% aqueous solution was added and stirred for 5 minutes.
Subsequently, 14 parts of methyl methacrylate, 400 parts of cyclohexyl methacrylate, 10 parts of n-butyl methacrylate, 250 parts of n-butyl acrylate, 18 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate, 8 parts of methacrylic acid, Aqualon KH-1025 3 parts, 10 parts of alkyl sulfosuccinate surfactant (product name: Aerosol OT-75, manufactured by Nippon Cytec Industries Co., Ltd.), an anionic surfactant containing an alkylene oxide group (product name: Newcor 707SF, 14 parts of Nippon Emulsifier Co., Ltd.), 10 parts of a hindered amine light stabilizer (product name: TINUVIN123, Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.), 75 parts of a 2% aqueous solution of ammonium persulfate, and 400 parts of water are added and mixed. Made by mixing the liquid for 5 minutes with a homomixer 135 minutes of the pre-emulsified liquid and the mixed liquid consisting of 3 parts of γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 40 parts of methyltrimethoxysilane and 12 parts of diphenyldimethoxysilane from the separate dropping tank through the Y-shaped tube. Overflowed. The pH during the silicone modification reaction was maintained at 4 or less. During the inflow, the temperature in the reaction vessel was kept at 80 ° C. After the inflow was completed, the temperature in the reaction vessel was raised to 80 ° C. and kept for 30 minutes.
Next, 159 parts methyl methacrylate, 60 parts n-butyl acrylate, 75 parts 2-hydroxyethyl methacrylate, 6 parts acrylic acid, 1 part dodecyl mercaptan, 3 parts Newcor 707SF, 2% aqueous solution of ammonium persulfate 35 And 200 parts of water were added, and a pre-emulsion prepared by mixing the mixed solution for 5 minutes with a homomixer was allowed to flow into the reaction vessel from the dropping tank over 90 minutes. During the inflow, the temperature in the reaction vessel was kept at 80 ° C. After the inflow was completed, the temperature in the reaction vessel was raised to 80 ° C. and maintained for 90 minutes.
After cooling to room temperature, the hydrogen ion concentration was measured and found to be pH 2.6. A 25% aqueous ammonia solution was added to adjust the pH to 8.5, followed by filtration through a 100 mesh wire net. The dry mass of the filtered aggregate was as little as 20 ppm with respect to the obtained solid content mass. The number average particle diameter of the obtained aqueous polyol was 120 nm, and the solid content was 43.2%.

(水性ポリオールの合成例2)
撹拌機、還流冷却器、2つ滴下槽および温度計を取りつけた反応容器を用意し、2つ滴下槽はY字管(Y字管の出口には100メッシュの金網を詰め、2つ滴下槽の液が混じりあうところまで、モレキュラーシーブス3Aを充填し、ラジカル重合性単量体を含むプレ乳化液と加水分解性シランとの緩やかな混合ができるように調整した。)を介して反応系へ流入できるように組み立てた。水500部、アクアロンKH−1025を5部、アルキレンオキシド基を含むアニオン型反応性界面活性剤(製品名:アデカリアソープSR−1025、旭電化工業株式会社製)を17部入れ、温度を80℃に上げてから、過硫酸アンモニウムの2%水溶液を20部添加し、5分間攪拌した。
続いて、メタクリル酸シクロヘキシル20部、メタクリル酸n−ブチル107部、アクリル酸n−ブチル150部、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル20部、アクリル酸3部、アクアロンKH−1025を8部、アデカリアソープSR−1025を14部、過硫酸アンモニウムの2%水溶液30部、水120部を加え、該混合液をホモミキサーにより5分間混合して作製したプレ乳化液、及びγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン3部、メチルトリメトキシシラン30部、ジフェニルジメトキシシラン20部からなる混合液とを別々の滴下槽から上記のY字管を介して105分かけて流入させた。シリコーン変性反応中のpHは4以下に維持した。流入中は反応容器中の温度を80℃に保った。流入が終了してから反応容器中の温度を80℃にして30分保った。
次に、メタクリル酸メチル270部、メタクリル酸シクロヘキシル100部、アクリル酸n−ブチル100部、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル220部、アクリル酸10部、ドデシルメルカプタン2.1部、アクアロンKH−1025を11部、アデカリアソープSR−1025を20部、過硫酸アンモニウムの2%水溶液70部、水450部を加え、該混合液をホモミキサーにより5分間混合して作製したプレ乳化液を、反応容器中へ滴下槽より210分かけて流入させた。流入中は反応容器中の温度を80℃に保った。流入が終了してから反応容器中の温度を80℃にして90分保った。
その後室温まで冷却した後、 水素イオン濃度を測定したところpH2.7であった。25%アンモニア水溶液を添加してpH8.5に調整し、100メッシュの金網でろ過した。ろ過された凝集物の乾燥質量は得られた固形分質量に対して20ppmとわずかであった。得られた水性ポリオールの数平均粒子径は125nm、固形分率は45.1%であった。
(Synthesis Example 2 of aqueous polyol)
Prepare a reaction vessel equipped with a stirrer, reflux condenser, two dripping tanks, and a thermometer. The two dripping tanks are filled with a Y-shaped tube (100 mesh metal mesh is packed at the outlet of the Y-shaped tube. The molecular sieves 3A were filled up to the point where they were mixed, and adjusted so that the pre-emulsified liquid containing the radical polymerizable monomer and the hydrolyzable silane could be mixed gently.) It was assembled so that it could flow. 500 parts of water, 5 parts of Aqualon KH-1025, 17 parts of an anionic reactive surfactant containing an alkylene oxide group (product name: Adekaria Soap SR-1025, manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.) and a temperature of 80 parts After raising the temperature to 20 ° C., 20 parts of a 2% aqueous solution of ammonium persulfate was added and stirred for 5 minutes.
Subsequently, 20 parts of cyclohexyl methacrylate, 107 parts of n-butyl methacrylate, 150 parts of n-butyl acrylate, 20 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate, 3 parts of acrylic acid, 8 parts of Aqualon KH-1025, ADEKA rear soap 14 parts of SR-1025, 30 parts of a 2% aqueous solution of ammonium persulfate and 120 parts of water were added, and a pre-emulsion prepared by mixing the mixture for 5 minutes with a homomixer, and γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane 3 Part mixture, 30 parts of methyltrimethoxysilane, and 20 parts of diphenyldimethoxysilane were allowed to flow from separate dropping tanks over 105 minutes through the Y-shaped tube. The pH during the silicone modification reaction was maintained at 4 or less. During the inflow, the temperature in the reaction vessel was kept at 80 ° C. After the inflow was completed, the temperature in the reaction vessel was raised to 80 ° C. and kept for 30 minutes.
Next, 270 parts of methyl methacrylate, 100 parts of cyclohexyl methacrylate, 100 parts of n-butyl acrylate, 220 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate, 10 parts of acrylic acid, 2.1 parts of dodecyl mercaptan, 11 parts of Aqualon KH-1025 20 parts of Adekaria soap SR-1025, 70 parts of a 2% aqueous solution of ammonium persulfate, and 450 parts of water were added, and the pre-emulsified liquid prepared by mixing the mixed solution for 5 minutes with a homomixer was put into a reaction vessel. It was made to flow in from a dripping tank over 210 minutes. During the inflow, the temperature in the reaction vessel was kept at 80 ° C. After the inflow was completed, the temperature in the reaction vessel was raised to 80 ° C. and maintained for 90 minutes.
After cooling to room temperature, the hydrogen ion concentration was measured and found to be pH 2.7. A 25% aqueous ammonia solution was added to adjust the pH to 8.5, followed by filtration through a 100 mesh wire net. The dry mass of the filtered aggregate was as little as 20 ppm with respect to the obtained solid content mass. The number average particle diameter of the obtained aqueous polyol was 125 nm, and the solid content was 45.1%.

(顔料ディスパージョンの作製)
分散剤:Pig.Disperser MD20
(製品名、BASFジャパン株式会社製) 5.35部
アンモニア水 0.50部
プロピレングリコール 23.50部
水 147.50部
タイペークCR−97(商品名、石原産業株式会社製) 333.50部
消泡剤:SNデフォーマー1310
(商品名、サンノプコ株式会社製) 2.85部
上記、配合物を卓上サンドミルにて20分分散させ、顔料ディスパージョンを得た。
(Preparation of pigment dispersion)
Dispersant: Pig. Disperser MD20
(Product name, manufactured by BASF Japan Ltd.) 5.35 parts Ammonia water 0.50 parts Propylene glycol 23.50 parts Water 147.50 parts Taipei CR-97 (trade name, manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.) 333.50 parts Foam: SN deformer 1310
(Trade name, manufactured by San Nopco Co., Ltd.) 2.85 parts The above-mentioned composition was dispersed in a tabletop sand mill for 20 minutes to obtain a pigment dispersion.

(水性ポリオール組成物の配合例1)
水性ポリオールの合成例1で得られた水性ポリオール100部に、攪拌下、CS−12(商品名、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールモノイソブチレート、チッソ株式会社)を10部加えて水性ポリオール組成物を得た。(水性ポリオール組成物の配合例2)
水性ポリオールの合成例2で得られた水性ポリオール100部に、攪拌下、CS−12を4部、2−ブトキシエタノールの50%水溶液4部、ニューコール2399S(製品名、日本乳化剤株式会社製、HLB=19.2)の25%水溶液を3部、顔料ディスパージョン57部、アデカノールUH−438(商品名、旭電化工業株式会社製)の10%水溶液0.3部を加えて水性ポリオール組成物を得た。
(Formulation example 1 of aqueous polyol composition)
Under stirring, CS-12 (trade name, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol monoisobutyrate, Chisso Corporation) was added to 100 parts of the aqueous polyol obtained in Synthesis Example 1 of aqueous polyol. An aqueous polyol composition was obtained by adding 10 parts. (Formulation example 2 of aqueous polyol composition)
To 100 parts of the aqueous polyol obtained in Synthesis Example 2 of aqueous polyol, under stirring, 4 parts of CS-12, 4 parts of 50% aqueous solution of 2-butoxyethanol, New Coal 2399S (product name, manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd., 3 parts of a 25% aqueous solution of HLB = 19.2), 57 parts of pigment dispersion, and 0.3 part of a 10% aqueous solution of Adecanol UH-438 (trade name, manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.) are added to obtain an aqueous polyol composition. Got.

(ポリイソシアネート化合物の合成例1)
メトキシポリエチレングリコール(MPG−130、エチレンオキサイド繰り返し単位=9個、日本乳化剤株式会社製)とジアルキルスルホコハク酸ナトリウム(ニューコール290M、固形分70%、日本乳化剤株式会社製)を固形分重量比で3:1になるように混合し、減圧蒸留によって水及び溶剤を除いた。攪拌器、温度計、冷却管を取り付けた四ッ口フラスコの内部を窒素置換し、イソシアヌレートタイプポリイソシアネート(デュラネートTPA−100、旭化成ケミカルズ株式会社製)800gと上記より得られたメトキシポリエチレングリコールとジアルキルスルホコハク酸ナトリウムの混合物200gを混ぜ、120℃で3時間ウレタン化反応を行った。得られた親水性ポリイソシアネート組成物は、淡黄色液体であり、イソシアネート基含有率は16.5%、粘度は1800mPa・sであった。得られたポリイソシアネート組成物は水への分散性を有していた。このポリイソシアネート化合物をa−1とする。
(Synthesis example 1 of polyisocyanate compound)
Methoxypolyethylene glycol (MPG-130, ethylene oxide repeating unit = 9, manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd.) and sodium dialkylsulfosuccinate (Newcol 290M, solid content 70%, manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd.) in a solid content weight ratio of 3 1 and mixed to remove water and solvent by distillation under reduced pressure. The inside of a four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a condenser tube was replaced with nitrogen, and 800 g of isocyanurate type polyisocyanate (Duranate TPA-100, manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation) and methoxypolyethylene glycol obtained from the above 200 g of a mixture of sodium dialkylsulfosuccinate was mixed and subjected to urethanization reaction at 120 ° C. for 3 hours. The obtained hydrophilic polyisocyanate composition was a pale yellow liquid, the isocyanate group content was 16.5%, and the viscosity was 1800 mPa · s. The obtained polyisocyanate composition had dispersibility in water. This polyisocyanate compound is designated as a-1.

(ポリイソシアネート化合物の合成例2)
メトキシポリエチレングリコール(MPG−081、エチレンオキサイド繰り返し単位=15個、日本乳化剤株式会社製)とジアルキルスルホコハク酸ナトリウム(ニューコール290M、固形分70%、日本乳化剤株式会社製)を固形分重量比で2:1になるように混合し、減圧蒸留によって水及び溶剤を除いた。ビウレットタイプポリイソシアネート(デュラネート24A−100、旭化成ケミカルズ株式会社製)1000gと上記より得られたメトキシポリエチレングリコールとジアルキルスルホコハク酸ナトリウムの混合物300gを混ぜ、90℃で2時間ウレタン化反応を行った。得られた親水性ポリイソシアネート組成物は、淡黄色液体であり、イソシアネート基含有率は16.5%、粘度は4500mPa・sであった。得られたポリイソシアネート組成物は水への分散性を有していた。このポリイソシアネート化合物をa−2とする。
(Synthesis example 2 of polyisocyanate compound)
Methoxypolyethylene glycol (MPG-081, ethylene oxide repeating unit = 15, manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd.) and sodium dialkylsulfosuccinate (Newcol 290M, solid content 70%, manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd.) at a solid content weight ratio of 2 1 and mixed to remove water and solvent by distillation under reduced pressure. 1000 g of biuret type polyisocyanate (Duranate 24A-100, manufactured by Asahi Kasei Chemicals Co., Ltd.) and 300 g of the mixture of methoxypolyethylene glycol and sodium dialkylsulfosuccinate obtained above were mixed and subjected to urethanization reaction at 90 ° C. for 2 hours. The obtained hydrophilic polyisocyanate composition was a pale yellow liquid, the isocyanate group content was 16.5%, and the viscosity was 4500 mPa · s. The obtained polyisocyanate composition had dispersibility in water. This polyisocyanate compound is designated as a-2.

[実施例1〜7]
ポリイソシアネート化合物の合成例1で得られたポリイソシアネート化合物a−1 100部に対し、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテ−ト(PMA)を11.1部、KBE9007(商品名、γ−イソシアナトプロピルトリエトキシシラン、信越化学株式会社製)をa−1に対し0.1、0.5、1.0、2.0、2.5、3.0、5.0部添加し、ポリイソシアネート組成物b−1〜b−7を得た。
[実施例8]
ポリイソシアネート化合物の合成例2で得られた親水性ポリイソシアネート組成物a−2 100部に、攪拌下、テトラメトキシシランの部分加水分解縮合物(商品名:MKCシリケートMS56、三菱化学株式会社製、平均分子量=1100−1300)を20部、KBE−9007(商品名、γ−イソシアナトプロピルトリエトキシシラン、信越化学株式会社製)を1部、ジエチレングリコールジブチルエーテル(DBDG)を40部加え、透明なポリイソシアネート組成物b−8を得た。
[Examples 1-7]
11.1 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate (PMA), KBE9007 (trade name, γ-isocyanatopropyltriethoxy) with respect to 100 parts of polyisocyanate compound a-1 obtained in Synthesis Example 1 of polyisocyanate compound Silane, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 0.1, 0.5, 1.0, 2.0, 2.5, 3.0, 5.0 parts with respect to a-1, and polyisocyanate composition b -1 to b-7 were obtained.
[Example 8]
To 100 parts of the hydrophilic polyisocyanate composition a-2 obtained in Synthesis Example 2 of a polyisocyanate compound, with stirring, a partial hydrolysis condensate of tetramethoxysilane (trade name: MKC silicate MS56, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, 20 parts of average molecular weight = 1100-1300), 1 part of KBE-9007 (trade name, γ-isocyanatopropyltriethoxysilane, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), 40 parts of diethylene glycol dibutyl ether (DBDG) are added, and transparent Polyisocyanate composition b-8 was obtained.

[比較例1]
ポリイソシアネート化合物の合成例1で得られたポリイソシアネート化合物a−1 100部に対し、プロプレングリコールモノメチルエーテルアセテ−ト(PMA)を11.1部添加し、ポリイソシアネート混合物c−1を得た。
[比較例2]
ポリイソシアネート化合物の合成例1で得られたポリイソシアネート化合物a−1 100部に対し、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテ−ト(PMA)を11.1部、KBM503(商品名、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、信越化学株式会社製)をa−1に対し1.0部添加し、ポリイソシアネート混合物c−2を得た。
[Comparative Example 1]
11.1 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate (PMA) was added to 100 parts of the polyisocyanate compound a-1 obtained in Synthesis Example 1 of the polyisocyanate compound to obtain a polyisocyanate mixture c-1. .
[Comparative Example 2]
11.1 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate (PMA), KBM503 (trade name, γ-methacryloxypropyltrimethoxy) with respect to 100 parts of polyisocyanate compound a-1 obtained in Synthesis Example 1 of polyisocyanate compound 1.0 part of Silane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was added to a-1 to obtain a polyisocyanate mixture c-2.

[比較例3]
ポリイソシアネート化合物の合成例1で得られたポリイソシアネート化合物a−1 100部に対し、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテ−ト(PMA)を11.1部、GF80(商品名、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、旭化成ワッカーシリコーン株式会社製)をa−1に対し1.0部添加し、ポリイソシアネート混合物c−3を得た。
[比較例4]
ポリイソシアネート化合物の合成例2で得られた親水性ポリイソシアネート組成物a−2 100部に、攪拌下、プロプレングリコールモノメチルエーテルアセテ−ト(PMA)を11.1部添加し、透明なポリイソシアネート混合物c−4を得た。
実施例1〜8で得られたポリイソシアネート組成物及び比較例1〜4で得られたポリイソシアネート混合物の組成を表1に記す。
[Comparative Example 3]
11.1 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate (PMA) and GF80 (trade name, 3-glycidoxypropyltri) with respect to 100 parts of polyisocyanate compound a-1 obtained in Synthesis Example 1 of polyisocyanate compound 1.0 part of methoxysilane, manufactured by Asahi Kasei Wacker Silicone Co., Ltd.) was added to a-1 to obtain a polyisocyanate mixture c-3.
[Comparative Example 4]
11.1 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate (PMA) was added to 100 parts of the hydrophilic polyisocyanate composition a-2 obtained in Synthesis Example 2 of the polyisocyanate compound with stirring to obtain a transparent polyisocyanate. A mixture c-4 was obtained.
Table 1 shows the compositions of the polyisocyanate compositions obtained in Examples 1 to 8 and the polyisocyanate mixtures obtained in Comparative Examples 1 to 4.

[参考例1〜4及び参考例5〜7(比較)]
実施例1,2,3,5で得られたポリイソシアネート組成物b−1,b−2,b−3,b−5及び比較例1〜3で得られたポリイソシアネート混合物c−1,c−2,c−3と水性ポリオール組成物の配合例1で得た水性ポリオール組成物を、イソシアネート基/水酸基の当量比=1.0で混合し、水系コーティング組成物を得た。この水系コーティング組成物をガラス板に40μm(乾燥塗膜時)になるように塗布し、23℃55%RH条件下で7日硬化させ、耐水密着性試験を行った。
(耐水密着性試験)
試料を水に24時間浸漬した後に目視にて観察した。
ガラス基材/塗膜の間に生ずるブリスターの状態で判定した。
結果を表2に示した。
[Reference Examples 1 to 4 and Reference Examples 5 to 7 (Comparative)]
Polyisocyanate compositions b-1, b-2, b-3, b-5 obtained in Examples 1, 2, 3, 5 and polyisocyanate mixtures c-1, c obtained in Comparative Examples 1-3 The aqueous polyol composition obtained in Formulation Example 1 of -2, c-3 and the aqueous polyol composition was mixed at an isocyanate group / hydroxyl group equivalent ratio = 1.0 to obtain an aqueous coating composition. This aqueous coating composition was applied to a glass plate so as to have a thickness of 40 μm (at the time of a dry coating film), cured for 7 days at 23 ° C. and 55% RH, and a water-resistant adhesion test was performed.
(Water adhesion test)
The sample was immersed in water for 24 hours and then visually observed.
Judgment was made based on the state of blisters formed between the glass substrate and the coating film.
The results are shown in Table 2.

[参考例8〜11及び参考例12〜14(比較)]
実施例1,3,4,6で得られたポリイソシアネート組成物b−1,b−2,b−3,b−6及び比較例1〜3で得られたポリイソシアネート混合物c−1,c−2,c−3と水性ポリオール組成物の配合例1で得た水性ポリオール組成物を、イソシアネート基/水酸基の当量比=1.0で混合し、水系コーティング組成物を得た。この水系コーティング組成物を基材に40μm(乾燥塗膜時)になるように塗布し、23℃55%RH条件下で7日硬化させ、以下の条件でアルミ密着性試験、塗膜密着試験を行った。
(アルミ密着性試験)
アルミニウム板(JIS H 4000 アロジン#1000処理)を基材として使用した。100マスのクロスカット法で試験を行い、剥がれなかったマス数で判定を行った。
結果を表3に示した。
(塗膜密着試験)
アルミニウム板に汎用溶剤系2液型ポリウレタン塗料(白)を塗布し、十分硬化させた後、表面を#1000のサンドペーパーで処理したものを基材として使用した。
密着性試験の方法と判定はアルミ密着性試験と同様に行った。
結果を表3に示した。
[Reference Examples 8-11 and Reference Examples 12-14 (Comparative)]
Polyisocyanate compositions b-1, b-2, b-3, b-6 obtained in Examples 1, 3, 4, 6 and polyisocyanate mixtures c-1, c obtained in Comparative Examples 1-3 The aqueous polyol composition obtained in Formulation Example 1 of -2, c-3 and the aqueous polyol composition was mixed at an isocyanate group / hydroxyl group equivalent ratio = 1.0 to obtain an aqueous coating composition. This aqueous coating composition is applied to a substrate so as to be 40 μm (at the time of a dry coating film), cured for 7 days at 23 ° C. and 55% RH, and subjected to an aluminum adhesion test and a coating adhesion test under the following conditions. went.
(Aluminum adhesion test)
An aluminum plate (JIS H 4000 Allodin # 1000 treatment) was used as a substrate. The test was performed by a cross cut method of 100 squares, and the determination was made based on the number of squares that were not peeled off.
The results are shown in Table 3.
(Coating adhesion test)
A general-purpose solvent-based two-component polyurethane paint (white) was applied to an aluminum plate and sufficiently cured, and then treated with # 1000 sandpaper as a base material.
The adhesion test method and determination were performed in the same manner as the aluminum adhesion test.
The results are shown in Table 3.

[参考例15]
実施例8で得られたポリイソシアネート組成物b−8と水性ポリオール組成物の配合例2で得た水性ポリオール組成物を、イソシアネート基/水酸基の当量比=1.0で混合し、水系コーティング組成物を得た。
この水系コーティング組成物を硫酸アルマイト板に乾燥膜厚100g/mとなるようにになるように塗布し、23℃55%RH条件下で4週間硬化させ、雨筋汚染試験を行った。
[参考例16(比較)]
比較例4で得られたポリイソシアネート混合物c−4と水性ポリオール組成物の配合例2で得た水性ポリオール組成物を、イソシアネート基/水酸基の当量比=1.0で混合し、水系コーティング組成物を得た。
この水系コーティング組成物を硫酸アルマイト板に乾燥膜厚100g/mとなるようにになるように塗布し、23℃55%RH条件下で4週間硬化させ、雨筋汚染性を行った。
(雨筋汚染試験)
硫酸アルマイト板上に、各実施例及び比較例の配合物を、乾燥膜厚100g/mとなるようにワイヤーコーターで塗布し、室温にて4週間乾燥させて試験体を得た。この試験体を屋外にて地面に塗膜面が垂直に、かつ北方向になるように固定し、曝露開始後3カ月後について雨染み汚染を目視判定した。
[Reference Example 15]
The aqueous polyol composition obtained in Formulation Example 2 of the polyisocyanate composition b-8 obtained in Example 8 and the aqueous polyol composition was mixed at an isocyanate group / hydroxyl group equivalent ratio = 1.0 to obtain an aqueous coating composition. I got a thing.
This aqueous coating composition was applied to an alumite sulfate plate so as to have a dry film thickness of 100 g / m 2 , cured for 4 weeks at 23 ° C. and 55% RH, and subjected to a rain stripe contamination test.
[Reference Example 16 (Comparison)]
The polyisocyanate mixture c-4 obtained in Comparative Example 4 and the aqueous polyol composition obtained in Formulation Example 2 of the aqueous polyol composition were mixed at an isocyanate group / hydroxyl group equivalent ratio = 1.0 to obtain an aqueous coating composition. Got.
This aqueous coating composition was applied to an alumite sulfate plate so as to have a dry film thickness of 100 g / m 2, and cured for 4 weeks at 23 ° C. and 55% RH to perform rain stripe contamination.
(Rain-stain contamination test)
On the anodized sulfuric acid plate, the blends of Examples and Comparative Examples were applied with a wire coater so as to have a dry film thickness of 100 g / m 2, and dried at room temperature for 4 weeks to obtain test specimens. The test specimen was fixed outdoors on the ground so that the coating surface was vertical and northward, and rain stain contamination was visually determined about 3 months after the start of exposure.

Figure 0005557975
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本発明のポリイソシアネート組成物を用いた水系二液型ポリウレタン組成物は、塗料、インキ、接着剤、インキ、注型材、エラストマー、フォーム、プラスチック材料の原料として使用することができる。中でも、建築用塗料、重防食用塗料、自動車用塗料、家電用塗料、パソコンや携帯電話等の情報機器用塗料に用いることができる。特に、建築外装塗料、重防食用塗料に適している。   The aqueous two-component polyurethane composition using the polyisocyanate composition of the present invention can be used as a raw material for paints, inks, adhesives, inks, casting materials, elastomers, foams, and plastic materials. Among them, it can be used for paints for buildings, paints for heavy anticorrosion, paints for automobiles, paints for home appliances, paints for information devices such as personal computers and mobile phones. It is particularly suitable for building exterior paints and heavy anticorrosion paints.

Claims (2)

(A)脂肪族ジイソシアネート及び脂環式ジイソシアネートから選ばれる少なくとも1種類のジイソシアネートから誘導される、ウレトジオン構造を有するポリイソシアネート化合物、イソシアヌレート構造あるいはイミノオキサジアジンジオン構造を有するポリイソシアネート化合物、ビウレット構造を有するポリイソシアネート化合物、オキサダイアジントリオン構造を有するポリイソシアネート化合物、ウレタン基を複数有するポリイソシアネート化合物、アロファネート構造を有するポリイソシアネート化合物、アシル尿素基を有するポリイソシアネート化合物、尿素構造を有するポリイソシアネート化合物から選ばれる少なくとも1種のポリイソシアネート化合物であって、前記ポリイソシアネート化合物とアルコキシポリアルキレングリコールとの反応生成物を含有するポリイソシアネート化合物と(B)イソシアネート基を有するシランカップリング剤とを含有し、水系二液型ポリウレタン組成物の硬化剤として用いることを特徴とするポリイソシアネート組成物。 (A) A polyisocyanate compound having a uretdione structure, a polyisocyanate compound having an isocyanurate structure or an iminooxadiazinedione structure, a biuret structure, which is derived from at least one diisocyanate selected from aliphatic diisocyanates and alicyclic diisocyanates. Polyisocyanate compound having oxadiazine trione structure, polyisocyanate compound having plural urethane groups, polyisocyanate compound having allophanate structure, polyisocyanate compound having acylurea group, polyisocyanate compound having urea structure At least one polyisocyanate compound selected from the group consisting of the polyisocyanate compound and alkoxy polyalkylene A polyisocyanate composition containing a polyisocyanate compound containing a reaction product with glycol and (B) a silane coupling agent having an isocyanate group, and used as a curing agent for an aqueous two-component polyurethane composition object. 更に、(C)下記の化学式(1)で表されるテトラアルコキシシラン、テトラアルコキシシランの縮合物、テトラアルコキシシランあるいはテトラアルコキシシランの縮合物のアルコキシ基の一部をポリアルキレングリコールモノアルキルエーテル、ポリアルキレングリコールモノアリールエーテルに置換したテトラアルコキシシラン化合物よりなる群から選ばれる少なくとも1種類のアルコキシシラン化合物、を含有することを特徴とする請求項1記載のポリイソシアネート組成物。
Figure 0005557975
(式中、Rは同一、もしくは異なる炭素数1〜10のアルキル基、またはアリール基を示す。)
Further, (C) a tetraalkoxysilane represented by the following chemical formula (1), a tetraalkoxysilane condensate, a tetraalkoxysilane or a part of the alkoxy group of the tetraalkoxysilane condensate is a polyalkylene glycol monoalkyl ether, The polyisocyanate composition according to claim 1, comprising at least one alkoxysilane compound selected from the group consisting of tetraalkoxysilane compounds substituted with polyalkylene glycol monoaryl ethers.
Figure 0005557975
(In the formula, R represents the same or different alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an aryl group.)
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