JP7311677B2 - Coating composition and coating film - Google Patents
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Description
本発明は、塗料組成物及び塗膜に関する。 The present invention relates to coating compositions and coating films.
従来から、耐候性に優れる塗料用樹脂として、フッ素含有ポリオールからなる塗料が知られており、例えば、構造物、建築外装、航空機、風車、プラスチック等のトップコートとして使用されている。フッ素含有ポリオールの硬化剤としては、ポリイソシアネート化合物が使用されている(例えば、特許文献1参照)。 Fluorine-containing polyol paints have been known as resins for paints with excellent weather resistance, and are used, for example, as topcoats for structures, architectural exteriors, aircraft, windmills, plastics, and the like. Polyisocyanate compounds are used as curing agents for fluorine-containing polyols (see, for example, Patent Document 1).
近年、地球環境保護の高まりから、硬化剤として使用されるポリイソシアネートの低粘度化に向けた技術開発が盛んに行われている。ポリイソシアネートを低粘度化することにより、塗料組成物に使用される有機溶剤の使用量を低減できるためである(例えば、特許文献2、3参照)。
硬化剤の低粘度化技術としては、低粘度のトリイソシアネート化合物を単独で用いる技術(例えば、特許文献4~6参照)、又は、これらのトリイソシアネート化合物の一部をイソシアヌレート化する技術(例えば、特許文献7参照)が知られている。これらの技術を使用した場合、低粘度化とある程度の乾燥性とを満足するものが得られている。
In recent years, due to the growing interest in protecting the global environment, there has been a great deal of technological development aimed at reducing the viscosity of polyisocyanates used as curing agents. This is because the amount of the organic solvent used in the coating composition can be reduced by reducing the viscosity of the polyisocyanate (see, for example, Patent Documents 2 and 3).
Techniques for reducing the viscosity of the curing agent include techniques using a low-viscosity triisocyanate compound alone (for example, see Patent Documents 4 to 6), or techniques for isocyanurating a portion of these triisocyanate compounds (for example, , see Patent Document 7). Satisfactory low viscosity and a certain degree of drying properties have been obtained using these techniques.
塗料用樹脂の耐候性向上とイソシアネートの低粘度化とを同時に達成させようとした場合、特許文献2、3に開示されたポリイソシアネートでは、二官能のポリイソシアネートが構造中に存在し、架橋密度が落ちることで上記課題の達成が困難であった。また、特許文献4~6において、トリイソシアネート化合物とフッ素含有ポリオールとを含む塗料組成物については何の言及もされていない。 When attempting to simultaneously improve the weather resistance of paint resins and lower the viscosity of isocyanates, in the polyisocyanates disclosed in Patent Documents 2 and 3, bifunctional polyisocyanates exist in the structure and crosslink density It was difficult to achieve the above problems because the Moreover, Patent Documents 4 to 6 do not mention a coating composition containing a triisocyanate compound and a fluorine-containing polyol.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、塗膜にしたときの光沢、硬度、耐候性及び水蒸気バリア性に優れる塗料組成物、並びに、前記塗料組成物を硬化させてなる塗膜を提供する。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a coating composition that is excellent in gloss, hardness, weather resistance and water vapor barrier properties when formed into a coating film, and a coating obtained by curing the coating composition. Provide the membrane.
すなわち、本発明は、以下の態様を含む。
本発明の第1態様に係る塗料組成物は、下記一般式(I)で示されるトリイソシアネート、及び、前記トリ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のうち少なくともいずれか一方の化合物を含むイソシアネート成分と、水酸基価が10mgKOH/g以上200mgKOH/g以下であるフッ素含有ポリオールと、を含む。
That is, the present invention includes the following aspects.
The coating composition according to the first aspect of the present invention is an isocyanate component containing at least one of a triisocyanate represented by the following general formula (I) and a polyisocyanate compound derived from the triisocyanate. and a fluorine-containing polyol having a hydroxyl value of 10 mgKOH/g or more and 200 mgKOH/g or less.
(一般式(I)中、複数あるY1は、それぞれ独立に、単結合、又は、エステル基及びエーテル基からなる群より選択される1種以上を含んでもよい炭素数1以上20以下の2価の炭化水素基である。複数あるY1は、それぞれ同一であってもよく異なっていてもよい。R1は、水素原子又は炭素数1以上12以下の1価の炭化水素基である。) (In the general formula (I), a plurality of Y 1 are each independently a single bond, or 2 having 1 to 20 carbon atoms which may contain one or more selected from the group consisting of an ester group and an ether group. Each Y 1 may be the same or different, and each R 1 is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms. )
上記第1態様に係る塗料組成物において、前記イソシアネート成分の25度における粘度が5mPa・s以上100mPa・s以下であってもよい。
上記第1態様に係る塗料組成物において、前記イソシアネート成分のイソシアネート基含有量が40質量%以上であってもよい。
In the coating composition according to the first aspect, the isocyanate component may have a viscosity of 5 mPa·s or more and 100 mPa·s or less at 25 degrees.
In the coating composition according to the first aspect, the isocyanate group content of the isocyanate component may be 40% by mass or more.
本発明の第2態様に係る塗膜は、上記第1態様に係る塗料組成物を硬化させてなる。 The coating film according to the second aspect of the present invention is obtained by curing the coating composition according to the first aspect.
上記態様の塗料組成物によれば、光沢、硬度、耐候性及び水蒸気バリア性に優れる塗膜が得られる。上記態様の塗膜は、光沢、硬度、耐候性及び水蒸気バリア性に優れる。 According to the coating composition of the above aspect, a coating film having excellent gloss, hardness, weather resistance and water vapor barrier properties can be obtained. The coating film of the above aspect is excellent in gloss, hardness, weather resistance and water vapor barrier properties.
以下、本発明を実施するための形態(以下、単に「本実施形態」という。)について詳細に説明する。以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨の範囲内で適宜に変形して実施できる。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form (only henceforth "this embodiment") for implementing this invention is demonstrated in detail. The following embodiments are examples for explaining the present invention, and are not intended to limit the present invention to the following contents. The present invention can be appropriately modified and implemented within the scope of the gist thereof.
本明細書において、「ポリイソシアネート」とは、1つ以上のイソシアネート基(-NCO)を有するモノマーが複数結合した重合体をいう。
本明細書において、「ポリオール」とは、2つ以上のヒドロキシ基(-OH)を有する化合物をいう。
As used herein, "polyisocyanate" refers to a polymer in which a plurality of monomers having one or more isocyanate groups (--NCO) are bonded.
As used herein, "polyol" refers to a compound having two or more hydroxy groups (--OH).
≪塗料組成物≫
本実施形態の塗料組成物は、硬化剤としてイソシアネート成分と、主剤としてフッ素成分を含有する樹脂成分とを含む。
イソシアネート成分は、下記一般式(I)で示されるトリイソシアネート(以下、「トリイソシアネート(I)」と称する場合がある)、及び、前記トリ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のうち少なくともいずれか一方の化合物を含む。
また、フッ素成分を含有する樹脂成分は、水酸基価が10mgKOH/g以上200mgKOH/g以下であるフッ素含有ポリオールを含む。
≪Paint composition≫
The coating composition of the present embodiment contains an isocyanate component as a curing agent and a resin component containing a fluorine component as a main agent.
The isocyanate component is at least one of a triisocyanate represented by the following general formula (I) (hereinafter sometimes referred to as "triisocyanate (I)") and a polyisocyanate compound derived from the triisocyanate containing compounds of
Moreover, the resin component containing a fluorine component includes a fluorine-containing polyol having a hydroxyl value of 10 mgKOH/g or more and 200 mgKOH/g or less.
(一般式(I)中、複数あるY1は、それぞれ独立に、単結合、又は、エステル基及びエーテル基からなる群より選択される1種以上を含んでもよい炭素数1以上20以下の2価の炭化水素基である。複数あるY1は、それぞれ同一であってもよく異なっていてもよい。R1は、水素原子又は炭素数1以上12以下の1価の炭化水素基である。) (In the general formula (I), a plurality of Y 1 are each independently a single bond, or 2 having 1 to 20 carbon atoms which may contain one or more selected from the group consisting of an ester group and an ether group. Each Y 1 may be the same or different, and each R 1 is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms. )
本実施形態の塗料組成物は、上記構成を有することで、光沢、硬度、耐候性及び水蒸気バリア性に優れる塗膜が得られる。
次いで、本実施形態の塗料組成物の各構成成分について、以下に詳細を説明する。
The coating composition of the present embodiment has the above-described configuration, so that a coating film having excellent gloss, hardness, weather resistance, and water vapor barrier properties can be obtained.
Next, each constituent component of the coating composition of the present embodiment will be described in detail below.
<イソシアネート成分>
イソシアネート成分は、トリイソシアネート(I)、及び、該トリイソシアネート(I)から誘導されるポリイソシアネート化合物(以下、単に「ポリイソシアネート化合物」と称する場合がある)のうち少なくともいずれか一方の化合物を含む。
イソシアネート成分は、トリイソシアネート(I)又はポリイソシアネート化合物のいずれかのみを含んでもよく、トリイソシアネート(I)及びポリイソシアネート化合物の両方を含んでもよい。
また、イソシアネート成分は、1種類のトリイソシアネート(I)又はポリイソシアネート化合物を単独で含んでもよく、2種類以上のトリイソシアネート(I)又はポリイソシアネート化合物を組み合わせて含んでもよい。
<Isocyanate component>
The isocyanate component includes at least one of triisocyanate (I) and a polyisocyanate compound derived from the triisocyanate (I) (hereinafter sometimes simply referred to as "polyisocyanate compound"). .
The isocyanate component may contain either the triisocyanate (I) or the polyisocyanate compound alone, or may contain both the triisocyanate (I) and the polyisocyanate compound.
The isocyanate component may contain one type of triisocyanate (I) or polyisocyanate compound alone, or may contain two or more types of triisocyanate (I) or polyisocyanate compounds in combination.
[トリイソシアネート(I)]
トリイソシアネート(I)は、下記一般式(I)で示される化合物である。
[Triisocyanate (I)]
Triisocyanate (I) is a compound represented by the following general formula (I).
(Y1)
一般式(I)中、複数あるY1は、それぞれ独立に、単結合、又は、エステル基及びエーテル基からなる群より選択される1種以上を含んでもよい炭素数1以上20以下の2価の炭化水素基である。複数あるY1は、それぞれ同一であってもよく異なっていてもよい。
( Y1 )
In the general formula (I), a plurality of Y 1 are each independently a single bond, or a divalent having 1 to 20 carbon atoms which may contain one or more selected from the group consisting of an ester group and an ether group. is a hydrocarbon group of A plurality of Y 1 may be the same or different.
Y1におけるエステル基及びエーテル基を含まない炭素数1以上20以下の2価の炭化水素基としては、脂肪族基であってもよく、芳香族基であってもよい。前記脂肪族基は、直鎖状、分岐状又は環状のいずれであってもよい。
前記直鎖状又は分岐状の脂肪族基としては、例えば、アルカンジイル基(アルキレン基)、アルキリデン基等が挙げられる。
前記環状の脂肪族基としては、例えば、シクロアルキレン基等が挙げられる。
前記芳香族基としては、例えば、フェニレン基等のアリーレン基が挙げられる。
中でも、炭素数1以上20以下の2価の炭化水素基としては、アルキレン基が好ましい。
前記アルキレン基としては、メチレン基、ジメチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、オクタメチレン基等が挙げられる。
中でも、前記アルキレン基としては、テトラメチレン基が好ましい。
The divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and not containing an ester group or an ether group in Y 1 may be an aliphatic group or an aromatic group. The aliphatic group may be linear, branched or cyclic.
Examples of the linear or branched aliphatic group include an alkanediyl group (alkylene group) and an alkylidene group.
Examples of the cyclic aliphatic group include a cycloalkylene group.
Examples of the aromatic group include an arylene group such as a phenylene group.
Among them, an alkylene group is preferable as the divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.
Examples of the alkylene group include a methylene group, a dimethylene group, a trimethylene group, a tetramethylene group, an octamethylene group and the like.
Among them, a tetramethylene group is preferable as the alkylene group.
Y1におけるエステル基及びエーテル基からなる群より選択される1種以上を含む炭素数1以上20以下の2価の炭化水素基としては、例えば、下記一般式(II)で表される基(以下、「基(II)」と称する場合がある」)が挙げられる。
-(CH2)n1-X-(CH2)n2- ・・・(II)
Examples of the divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and containing one or more selected from the group consisting of an ester group and an ether group for Y 1 include groups represented by the following general formula (II) ( hereinafter sometimes referred to as “group (II)”).
—(CH 2 ) n1 —X—(CH 2 ) n2 — (II)
基(II)において、-(CH2)n1-のXと反対の結合手が上記一般式(I)中のCと結合しており、-(CH2)n2-のXと反対の結合手が上記一般式(I)中のNCOと結合している。また、n1及びn2は、1≦n1+n2≦20となる整数である。すなわち、n1及びn2の両方とも0になることはなく、NCOと結合している側であるn2は1以上であることが好ましい。
中でも、n1及びn2はそれぞれ独立して、0以上20以下の整数であることが好ましく、0以上4以下の整数であることがより好ましく、0以上2以下の整数であることがさらに好ましい。
n1及びn2の組み合わせとしては、例えば、n1=0、n2=2の組み合わせ、n1=2、n2=2の組み合わせが好ましい。
また、基(II)において、Xはエステル基であることが好ましい。
In the group (II), the bond of —(CH 2 ) n1 — opposite to X is bonded to C in the above general formula (I), and the bond of —(CH 2 ) n2 — opposite to X is bound to the NCO in the general formula (I). Also, n1 and n2 are integers satisfying 1≦n1+n2≦20. That is, it is preferable that both n1 and n2 are not 0, and n2, which is the side bonded to the NCO, is 1 or more.
Among them, n1 and n2 are each independently preferably an integer of 0 or more and 20 or less, more preferably an integer of 0 or more and 4 or less, and still more preferably an integer of 0 or more and 2 or less.
As a combination of n1 and n2, for example, a combination of n1=0 and n2=2 and a combination of n1=2 and n2=2 are preferable.
Also, in group (II), X is preferably an ester group.
また、複数あるY1のうち少なくとも1つが、脂肪族基及び芳香族基からなる群の1種以上を有する場合、イソシアネート成分をより低粘度とすることができ、イソシアネート成分を塗料組成物の硬化剤として使用して製造された塗膜の耐候性をより良好にすることができる。
また、複数あるY1のうち少なくとも1つが、エステル基又はエーテル基を有する場合、イソシアネート成分の耐熱性をより向上させることができる。
また、複数あるY1のうち少なくとも1つが、エステル基を有する場合、イソシアネート成分の耐熱性をより向上させることができる。
また、複数あるY1のうち少なくとも1つが、エーテル基を有する場合、イソシアネート成分の耐加水分解性をより向上させることができる。
In addition, when at least one of the plurality of Y 1 has one or more of the group consisting of an aliphatic group and an aromatic group, the isocyanate component can be made to have a lower viscosity, and the isocyanate component can be used to cure the coating composition. The weather resistance of the coating film produced by using it as an agent can be improved.
Moreover, when at least one of the plurality of Y 1 has an ester group or an ether group, the heat resistance of the isocyanate component can be further improved.
Moreover, when at least one of the plurality of Y1 's has an ester group, the heat resistance of the isocyanate component can be further improved.
Moreover, when at least one of the plurality of Y1 's has an ether group, the hydrolysis resistance of the isocyanate component can be further improved.
(R1)
R1は、水素原子又は炭素数1以上12以下の1価の炭化水素基である。R1における炭化水素基としては、特に限定されず、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基等が挙げられる。中でも、R1としては、水素原子が好ましい。
( R1 )
R 1 is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms. The hydrocarbon group for R 1 is not particularly limited and includes an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group and the like. Among them, R 1 is preferably a hydrogen atom.
好ましいトリイソシアネート(I)として具体的には、例えば、特公昭63-015264号公報(特許文献4)に開示されている4-イソシアネートメチル-1,8-オクタメチレンジイソシアネート(以下、「NTI」と称する場合がある、分子量251)、特開昭57-198760号公報(参考文献1)に開示されている1,3,6-ヘキサメチレントリイソシアネート(以下、「HTI」と称する場合がある、分子量209)、特公平4-001033号公報(参考文献2)に開示されているビス(2-イソシアナトエチル)2-イソシアナトグルタレート(以下、「GTI」と称する場合がある、分子量311)、特開昭53-135931号公報(特許文献5)に開示されているリジントリイソシアネート(以下、「LTI」と称する場合がある、分子量267)等が挙げられる。これらトリイソシアネートは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
中でも、イソシアネート基の反応性をより向上できる観点から、NTI、GTI又はLTIが好ましく、NTI又はLTIがより好ましい。
Specific examples of preferred triisocyanates (I) include, for example, 4-isocyanatomethyl-1,8-octamethylene diisocyanate (hereinafter referred to as "NTI") disclosed in Japanese Patent Publication No. 63-015264 (Patent Document 4). molecular weight 251), 1,3,6-hexamethylene triisocyanate disclosed in JP-A-57-198760 (Reference 1) (hereinafter sometimes referred to as "HTI", molecular weight 209), bis(2-isocyanatoethyl) 2-isocyanatoglutarate (hereinafter sometimes referred to as "GTI", molecular weight 311) disclosed in Japanese Patent Publication No. 4-001033 (reference document 2), Examples thereof include lysine triisocyanate (hereinafter sometimes referred to as "LTI", molecular weight 267) disclosed in JP-A-53-135931 (Patent Document 5). These triisocyanates may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
Among them, NTI, GTI or LTI is preferred, and NTI or LTI is more preferred, from the viewpoint of further improving the reactivity of isocyanate groups.
[トリイソシアネート(I)の製造方法]
トリイソシアネート(I)は、アミノ酸誘導体やエーテルアミン、アルキルトリアミン等のアミンをイソシアネート化して得ることができる。アミノ酸誘導体としては、例えば2,5-ジアミノ吉草酸、2,6-ジアミノヘキサン酸、アスパラギン酸、グルタミン酸等を用いることができる。これらアミノ酸はジアミンモノカルボン酸又はモノアミンジカルボン酸であるので、カルボキシル基を、例えばエタノールアミン等のアルカノールアミンでエステル化する。これにより、得られるエステル基を有するトリアミンはホスゲン化等によりエステル基を含むトリイソシアネートとすることができる。
[Method for producing triisocyanate (I)]
Triisocyanate (I) can be obtained by isocyanating amines such as amino acid derivatives, ether amines and alkyltriamines. Examples of amino acid derivatives that can be used include 2,5-diaminovaleric acid, 2,6-diaminohexanoic acid, aspartic acid, and glutamic acid. Since these amino acids are diamine monocarboxylic acids or monoamine dicarboxylic acids, the carboxyl groups are esterified with alkanolamines such as ethanolamine. As a result, the obtained triamine having an ester group can be converted to a triisocyanate having an ester group by phosgenation or the like.
エーテルアミンとしては、例えば、ポリオキシアルキレントリアミンである三井化学ファイン社の商品名「D403」等が挙げられる。これはトリアミンであり、アミンのホスゲン化等によりエーテル基を含むトリイソシアネートとすることができる。
アルキルトリアミンとしては、例えば、トリイソシアナトノナン(4-アミノメチル-1,8-オクタンジアミン)等が挙げられる。これはトリアミンであり、アミンのホスゲン化等により炭化水素のみを含むトリイソシアネートとすることができる。
Examples of ether amines include polyoxyalkylene triamines such as "D403" (trade name) available from Mitsui Chemicals Fine Co., Ltd. This is a triamine and can be made into a triisocyanate containing an ether group by phosgenation of the amine.
Examples of alkyltriamines include triisocyanatononane (4-aminomethyl-1,8-octanediamine) and the like. This is a triamine and can be made into a triisocyanate containing only hydrocarbons by phosgenation of the amine.
[ポリイソシアネート化合物]
ポリイソシアネート化合物は、上記トリイソシアネート(I)から誘導されるものである。すなわち、ポリイソシアネート化合物は、上記トリイソシアネート(I)を単量体(モノマー)として用いた重合反応により得られる反応物である。
また、ポリイソシアネート化合物は、イソシアヌレート基、ビウレット基、アロファネート基、ウレトジオン基、イミノジオキサジアジンジオン基、ウレタン基等の各種官能基を有することができる。
[Polyisocyanate compound]
The polyisocyanate compound is derived from the above triisocyanate (I). That is, the polyisocyanate compound is a reactant obtained by a polymerization reaction using the above triisocyanate (I) as a monomer (monomer).
Moreover, the polyisocyanate compound can have various functional groups such as an isocyanurate group, a biuret group, an allophanate group, an uretdione group, an iminodioxadiazinedione group, and a urethane group.
なお、一般に、「イソシアヌレート基」とは、3つのイソシアネート基を反応させてなる官能基であり、下記式(III)で表される基である。 In general, an "isocyanurate group" is a functional group formed by reacting three isocyanate groups, and is represented by the following formula (III).
一般に、「ビウレット基」とは、3つのイソシアネート基とビウレット化剤とを反応させてなる官能基であり、下記式(IV)で表される基である。 In general, a "biuret group" is a functional group formed by reacting three isocyanate groups with a biuretizing agent, and is represented by the following formula (IV).
一般に、「アロファネート基」とは、2つのイソシアネート基と1つの水酸基とを反応させてなる官能基であり、下記式(V)で表される基である。 Generally, an "allophanate group" is a functional group formed by reacting two isocyanate groups and one hydroxyl group, and is represented by the following formula (V).
一般に、「ウレトジオン基」とは、2つのイソシアネート基を反応させてなる官能基であり、下記式(VI)で表される基である。 In general, a "uretdione group" is a functional group formed by reacting two isocyanate groups, and is represented by the following formula (VI).
一般に、「イミノオキサジアジンジオン基」とは、3つのイソシアネート基を反応させてなる官能基であり、下記式(VII)で表される基である。 Generally, an "iminooxadiazinedione group" is a functional group formed by reacting three isocyanate groups, and is represented by the following formula (VII).
一般に、「ウレタン基」とは、1つのイソシアネート基と1つの水酸基とを反応させてなる官能基であり、下記式(VIII)で表される基である。 In general, a "urethane group" is a functional group formed by reacting one isocyanate group with one hydroxyl group, and is represented by the following formula (VIII).
[ポリイソシアネート化合物の製造方法]
ポリイソシアネート化合物は、トリイソシアネート(I)を公知の触媒を用いて、又は、加温して、重合反応させることで得られる。反応終了後、未反応のトリイソシアネート(I)を除去してもよく、未反応のトリイソシアネート(I)を除去せずにそのままイソシアネート成分として用いてもよい。
[Method for producing polyisocyanate compound]
A polyisocyanate compound is obtained by polymerizing triisocyanate (I) using a known catalyst or by heating. After completion of the reaction, the unreacted triisocyanate (I) may be removed, or the unreacted triisocyanate (I) may be used as it is as the isocyanate component without removing it.
例えば、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、1,5-ペンタンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の揮発性ジイソシアネートからポリイソシアネート化合物を製造する場合には、未反応のジイソシアネートを除去する必要がある。このとき、ジイソシアネートから誘導されたポリイソシアネート化合物中に含まれるジイソシアネートの含有量は、生成物の総質量に対して、2質量%未満とすることができ、1質量%未満であることが好ましい。
これに対し、トリイソシアネート(I)から誘導されたポリイソシアネート化合物を、未反応のトリイソシアネート(I)を除去せずにそのまま用いる場合には、未反応のトリイソシアネート(I)は、イソシアネート基を3個有するため、該イソシアネート成分のポリオールとの架橋能力を低下させず、維持することができる。
また、得られたポリイソシアネート化合物から未反応のトリイソシアネート(I)を除去する場合には、薄膜蒸留法や溶剤抽出法等により、生成物からポリイソシアネート化合物を分離することができる。
For example, when producing polyisocyanate compounds from volatile diisocyanates such as 1,6-hexamethylene diisocyanate, 1,5-pentane diisocyanate, toluene diisocyanate and isophorone diisocyanate, it is necessary to remove unreacted diisocyanate. At this time, the content of diisocyanate contained in the polyisocyanate compound derived from diisocyanate can be less than 2% by mass, preferably less than 1% by mass, relative to the total mass of the product.
On the other hand, when the polyisocyanate compound derived from triisocyanate (I) is used as it is without removing unreacted triisocyanate (I), unreacted triisocyanate (I) is an isocyanate group. Since there are three, the ability of the isocyanate component to crosslink with the polyol can be maintained without being lowered.
When removing the unreacted triisocyanate (I) from the resulting polyisocyanate compound, the polyisocyanate compound can be separated from the product by thin film distillation, solvent extraction, or the like.
[その他のイソシアネート化合物]
イソシアネート成分は、上記トリイソシアネート(I)及び上記ポリイソシアネート化合物に加えて、さらに、その他のイソシアネート化合物を含んでもよい。
その他のイソシアネート化合物としては、例えば、ジイソシアネート、該ジイソシアネートから誘導されたポリイソシアネート化合物等が挙げられる。
ジイソシアネートとしては、例えば、脂肪族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネート、芳香族ジイソシアネート等が挙げられる。
[Other isocyanate compounds]
The isocyanate component may further contain other isocyanate compounds in addition to the triisocyanate (I) and the polyisocyanate compound.
Other isocyanate compounds include, for example, diisocyanates and polyisocyanate compounds derived from the diisocyanates.
Examples of diisocyanates include aliphatic diisocyanates, alicyclic diisocyanates, and aromatic diisocyanates.
脂肪族ジイソシアネートとしては、例えば、テトラメチレンジイソシアネート(TMDI)、ペンタメチレンジイソシアネート(PDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、2,2,4-トリメチルヘキサン-1,6-ジイソシアネート、2-メチルペンタン-1,5-ジイソシアネート(MPDI)、リジンジイソシアネート(LDI)等が挙げられる。 Examples of aliphatic diisocyanates include tetramethylene diisocyanate (TMDI), pentamethylene diisocyanate (PDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), 2,2,4-trimethylhexane-1,6-diisocyanate, and 2-methylpentane-1. , 5-diisocyanate (MPDI), lysine diisocyanate (LDI) and the like.
脂環族ジイソシアネートとしては、例えば、1,3-ビス(イソシアナトメチル)-シクロヘキサン(1,3-H6-XDI)、3(4)-イソシアナトメチル-1-メチル-シクロヘキシルイソアネート(IMCI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ビス(イソシアナトメチル)-ノルボルナン(NBDI)、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(H12MDI)等が挙げられる。 Examples of alicyclic diisocyanates include 1,3-bis(isocyanatomethyl)-cyclohexane (1,3-H6-XDI), 3(4)-isocyanatomethyl-1-methyl-cyclohexyl isocyanate (IMCI ), isophorone diisocyanate (IPDI), bis(isocyanatomethyl)-norbornane (NBDI), 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate (H12MDI) and the like.
芳香族ジイソシアネートとしては、例えば、1,3-ビス(イソシアナトメチル)-ベンゼン、1,3-ビス(2-イソシアナトプロピル-2)ベンゼン等が挙げられる。
これらジイソシアネートは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Examples of aromatic diisocyanates include 1,3-bis(isocyanatomethyl)-benzene, 1,3-bis(2-isocyanatopropyl-2)benzene and the like.
These diisocyanates may be used alone or in combination of two or more.
中でも、耐候性、工業的入手の容易さから、ジイソシアネートとしては、HDI又はIPDIが好ましい。 Among them, HDI or IPDI is preferable as the diisocyanate in terms of weather resistance and industrial availability.
また、ジイソシアネートから誘導されたポリイソシアネート化合物としては、触媒を用いて、又は、加熱することにより、上記ジイソシアネートを重合したものである。また、ジイソシアネートから誘導されたポリイソシアネート化合物は、分子中にイソシアヌレート基、ビウレット基、アロファネート基、ウレトジオン基、イミノジオキサジアジンジオン基、ウレタン基等の各種官能基を有することができる。
中でも、ジイソシアネートから誘導されたポリイソシアネート化合物としては、耐候性の観点から、イソシアヌレート基を有することが好ましい。
Polyisocyanate compounds derived from diisocyanates are obtained by polymerizing the above diisocyanates using a catalyst or by heating. Polyisocyanate compounds derived from diisocyanates can have various functional groups such as isocyanurate groups, biuret groups, allophanate groups, uretdione groups, iminodioxadiazinedione groups and urethane groups in the molecule.
Among them, the polyisocyanate compound derived from diisocyanate preferably has an isocyanurate group from the viewpoint of weather resistance.
[イソシアネート成分の物性]
次いで、イソシアネート成分の物性について、以下に詳細を説明する。
[Physical properties of isocyanate component]
Next, the physical properties of the isocyanate component will be described in detail below.
(25℃における粘度)
イソシアネート成分の25℃における粘度は、特に制限を受けないが5mPa・s以上2000mPa・s以下であることが好ましく、5mPa・s以上1800mPa・sm以下であることがより好ましく、5mPa・s以上100mPa・s以下であることがさらに好ましく、5mPa・s以上80mPa・s以下であることが一層好ましい。イソシアネート成分の25℃における粘度を上記下限値以上とすることで、硬化性がより優れる傾向がある。一方、イソシアネート成分の25℃における粘度を上記上限値以下とすることで、作業性がより優れる傾向がある。
粘度は、E型粘度計(トキメック社製)を用いて測定することができる。
(Viscosity at 25°C)
The viscosity of the isocyanate component at 25° C. is not particularly limited, but is preferably 5 mPa·s or more and 2000 mPa·s or less, more preferably 5 mPa·s or more and 1800 mPa·s or less, and 5 mPa·s or more and 100 mPa·s or less. s or less, and more preferably 5 mPa·s or more and 80 mPa·s or less. By making the viscosity of the isocyanate component at 25°C equal to or higher than the above lower limit, curability tends to be more excellent. On the other hand, by setting the viscosity of the isocyanate component at 25° C. to the upper limit value or less, workability tends to be more excellent.
The viscosity can be measured using an E-type viscometer (manufactured by Tokimec).
(イソシアネート基含有量)
イソシアネート成分のイソシアネート基含有量(以下、「NCO含有量」と称する場合がある)の下限値は、実質的に溶剤やジイソシアネートを含んでいない状態で、30質量%とすることができ、35質量%が好ましく、40質量がより好ましい。
一方、NCO含有量の上限値は、実質的に溶剤やジイソシアネートを含んでいない状態で、60質量%とすることができ、57質量%が好ましく、55質量%がより好ましい。
すなわち、NCO含有量は、実質的に溶剤やジイソシアネートを含んでいない状態で、30質量%以上60質量%以下とすることができ、35質量%以上57質量%以下が好ましく、40質量以上55質量%以下がより好ましい。
NCO含有量が上記範囲であることにより、より十分な架橋性を有するイソシアネート成分を得ることができる。
なお、本明細書において、「実質的に溶剤やジイソシアネートを含んでいない状態」とは、溶剤又はジイソシアネートの含有量が、イソシアネート成分の総質量に対して、1質量%未満である状態を意味する。
(Isocyanate group content)
The lower limit of the isocyanate group content (hereinafter sometimes referred to as "NCO content") of the isocyanate component can be 30% by mass, and 35% by mass, in a state in which the solvent and diisocyanate are not substantially included. % is preferred, and 40 mass is more preferred.
On the other hand, the upper limit of the NCO content can be set to 60% by mass, preferably 57% by mass, more preferably 55% by mass, in a state that substantially no solvent or diisocyanate is included.
That is, the NCO content can be 30% by mass or more and 60% by mass or less, preferably 35% by mass or more and 57% by mass or less, and 40% by mass or more and 55% by mass, in a state that does not substantially contain a solvent or diisocyanate. % or less is more preferable.
When the NCO content is within the above range, an isocyanate component having more sufficient crosslinkability can be obtained.
In the present specification, the term "substantially containing no solvent or diisocyanate" means a state in which the content of the solvent or diisocyanate is less than 1% by mass with respect to the total mass of the isocyanate component. .
(イソシアネート基の官能基数)
イソシアネート成分のイソシアネート基の官能基数は、2以上12以下であることが好ましい。イソシアネート基の官能基数が上記下限値以上であることで、より十分な架橋性を有する。一方、イソシアネート基の官能基数が上記上限値以下であることで、イソシアネート成分の低粘度化を達成可能な粘度とすることができる。
(Number of functional groups of isocyanate group)
The number of functional groups of the isocyanate group of the isocyanate component is preferably 2 or more and 12 or less. It has more sufficient crosslinkability because the number of functional groups of an isocyanate group is more than the said lower limit. On the other hand, when the number of functional groups of the isocyanate group is equal to or less than the above upper limit, the viscosity of the isocyanate component can be reduced to achieve a low viscosity.
[その他の化合物]
イソシアネート成分は、その他の化合物を含むことができる。その他の化合物としては、例えば、不飽和結合含有化合物、不活性化合物、金属原子、塩基性アミノ化合物、二酸化炭素、ハロゲン原子等が挙げられる。これらその他の化合物を1種類単独で用いてもよく、2種類以上組み合わせて用いてもよい。
[Other compounds]
The isocyanate component can contain other compounds. Other compounds include, for example, unsaturated bond-containing compounds, inert compounds, metal atoms, basic amino compounds, carbon dioxide, halogen atoms, and the like. These other compounds may be used singly or in combination of two or more.
イソシアネート成分中の上記その他の化合物の含有量の下限値は、上記トリイソシアネート(I)又は上記ポリイソシアネート化合物等のイソシアネート基を有する化合物の総質量に対して、1.0質量ppmが好ましく、3.0質量ppmがより好ましく、5.0質量ppmがさらに好ましく、10質量ppmが特に好ましい。
一方、上記その他の化合物の含有量の上限値は、イソシアネート成分の質量に対して、1.0×104質量ppmが好ましく、5.0×103質量ppmがより好ましく、3.0×103質量ppmがさらに好ましく、1.0×103質量ppmが特に好ましい。
すなわち、上記その他の化合物の含有量は、イソシアネート成分の質量に対して、1.0質量ppm以上1.0×104質量ppm以下が好ましく、3.0質量ppm以上5.0×103質量ppm以下がより好ましく、5.0質量ppm以上3.0×103質量ppm以下がさらに好ましく、10質量ppm以上1.0×103質量ppm以下が特に好ましい。
上記その他の化合物の含有量が上記範囲内であることにより、イソシアネート成分の長期保存時の着色防止及び長期保存安定性がより向上する。
The lower limit of the content of the other compounds in the isocyanate component is preferably 1.0 mass ppm with respect to the total mass of the compound having an isocyanate group such as the triisocyanate (I) or the polyisocyanate compound, and 3 0 mass ppm is more preferred, 5.0 mass ppm is more preferred, and 10 mass ppm is particularly preferred.
On the other hand, the upper limit of the content of the other compounds is preferably 1.0 × 10 4 ppm by mass, more preferably 5.0 × 10 3 ppm by mass, and 3.0 × 10 3 mass ppm is more preferred, and 1.0×10 3 mass ppm is particularly preferred.
That is, the content of the other compounds is preferably 1.0 mass ppm or more and 1.0 × 10 4 mass ppm or less, and 3.0 mass ppm or more and 5.0 × 10 3 mass ppm, relative to the mass of the isocyanate component. ppm or less is more preferable, 5.0 ppm by mass or more and 3.0×10 3 mass ppm or less is still more preferable, and 10 mass ppm or more and 1.0×10 3 mass ppm or less is particularly preferable.
When the content of the other compound is within the above range, the prevention of coloration during long-term storage and the long-term storage stability of the isocyanate component are further improved.
(不飽和結合含有化合物)
不飽和結合含有化合物としては、炭素-炭素間の不飽和結合、炭素-窒素間の不飽和結合又は炭素-酸素間の不飽和結合を有する化合物が好ましい。中でも、化合物の安定性の観点から、不飽和結含有化合物合は、二重結合を有する化合物が好ましく、炭素-炭素間の二重結合(C=C)又は炭素-酸素間の二重結合(C=O)を有する化合物がより好ましい。また、該化合物を構成する炭素原子は3つ以上の原子と結合していることが好ましい。
一般的に、炭素-炭素間の二重結合は芳香環を構成する炭素-炭素間の二重結合である場合もあるが、イソシアネート成分に含まれる不飽和結合含有化合物が有する不飽和結合は、芳香環を構成する炭素-炭素間の二重結合を含まない。
炭素-酸素間の二重結合を有する化合物としては、例えば、炭酸誘導体等が挙げられる。炭酸誘導体としては、例えば、尿素化合物、炭酸エステル、N-無置換カルバミン酸エステル、N-置換カルバミン酸エステル等が挙げられる。
(Unsaturated bond-containing compound)
The unsaturated bond-containing compound is preferably a compound having a carbon-carbon unsaturated bond, a carbon-nitrogen unsaturated bond, or a carbon-oxygen unsaturated bond. Among them, from the viewpoint of compound stability, the unsaturated bond-containing compound is preferably a compound having a double bond, and a carbon-carbon double bond (C=C) or a carbon-oxygen double bond ( Compounds with C=O) are more preferred. Moreover, it is preferable that the carbon atoms constituting the compound are bonded to three or more atoms.
In general, the carbon-carbon double bond may be a carbon-carbon double bond that constitutes an aromatic ring, but the unsaturated bond possessed by the unsaturated bond-containing compound contained in the isocyanate component is It does not contain a carbon-carbon double bond that constitutes an aromatic ring.
Examples of compounds having a carbon-oxygen double bond include carbonic acid derivatives. Carbonic acid derivatives include, for example, urea compounds, carbonic acid esters, N-unsubstituted carbamic acid esters, and N-substituted carbamic acid esters.
(不活性化合物)
不活性化合物は、下記化合物A~化合物Gに分類される。
炭化水素化合物は化合物A及び化合物Bに、エーテル化合物及びスルフィド化合物は下記化合物C~Eに、ハロゲン化炭化水素化合物は下記化合物Fに、含ケイ素炭化水素化合物、含ケイ素エーテル化合物及び含ケイ素スルフィド化合物は下記化合物Gにそれぞれ分類される。なお、ここに挙げる化合物A~化合物Gは芳香族環以外に不飽和結合を含まず、上記した不飽和結合を有する化合物は含まれない。
化合物A:直鎖状、分岐鎖状又は環状構造を有する脂肪族炭化水素化合物。
化合物B:脂肪族炭化水素基で置換されていてもよい芳香族炭化水素化合物。
化合物C:エーテル結合又はスルフィド結合と、脂肪族飽和炭化水素基とを有する化合物であり、同種又は異種の脂肪族飽和炭化水素化合物が、エーテル結合又はスルフィド結合を介して結合した化合物。
化合物D:エーテル結合又はスルフィド結合と、芳香族炭化水素基とを有する化合物であり、同種又は異種の芳香族炭化水素化合物が、エーテル結合又はスルフィド結合を介して結合した化合物。
化合物E:エーテル結合又はスルフィド結合と、脂肪族飽和炭化水素基と、芳香族炭化水素基とを有する化合物。
化合物F:脂肪族飽和炭化水素化合物を構成する少なくとも1つの水素原子、又は、芳香族炭化水素化合物を構成する少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子に置換されたハロゲン化物。
化合物G:上記化合物A~化合物Eの炭素原子の一部又は全部がケイ素原子に置換された化合物。
(inert compound)
Inactive compounds are classified into compounds A to G below.
Hydrocarbon compounds are compound A and compound B, ether compounds and sulfide compounds are compounds C to E below, halogenated hydrocarbon compounds are compound F below, silicon-containing hydrocarbon compounds, silicon-containing ether compounds and silicon-containing sulfide compounds. are classified into compounds G below. Compounds A to G listed here contain no unsaturated bond other than the aromatic ring, and do not include compounds having the above-described unsaturated bond.
Compound A: an aliphatic hydrocarbon compound having a linear, branched or cyclic structure.
Compound B: an aromatic hydrocarbon compound optionally substituted with an aliphatic hydrocarbon group.
Compound C: A compound having an ether bond or a sulfide bond and an aliphatic saturated hydrocarbon group, in which the same or different aliphatic saturated hydrocarbon compounds are bonded via an ether bond or a sulfide bond.
Compound D: A compound having an ether bond or a sulfide bond and an aromatic hydrocarbon group, wherein the same or different aromatic hydrocarbon compounds are bonded via an ether bond or a sulfide bond.
Compound E: A compound having an ether bond or a sulfide bond, an aliphatic saturated hydrocarbon group, and an aromatic hydrocarbon group.
Compound F: A halide in which at least one hydrogen atom constituting an aliphatic saturated hydrocarbon compound or at least one hydrogen atom constituting an aromatic hydrocarbon compound is substituted with a halogen atom.
Compound G: A compound in which some or all of the carbon atoms of the compounds A to E are substituted with silicon atoms.
(金属原子)
金属原子は、金属イオンとして存在していてもよく、金属原子単体として存在していてもよい。1種の金属原子を単独で含んでもよく、2種以上の複数の種類の金属原子を組み合わせて含んでもよい。金属原子としては、2価以上4価以下の原子価をとりうる金属原子が好ましく、鉄、コバルト、ニッケル、亜鉛、スズ、銅又はチタンがより好ましい。
(metal atom)
The metal atom may exist as a metal ion, or may exist as a single metal atom. One type of metal atom may be included alone, or two or more types of metal atoms may be included in combination. The metal atom is preferably a metal atom capable of taking a valence of 2 or more and 4 or less, and more preferably iron, cobalt, nickel, zinc, tin, copper or titanium.
(塩基性アミノ化合物)
塩基性アミノ化合物は、アンモニアの誘導体で、アルキル基やアリール基でその水素が一つ置換された化合物(第一級)、二つ置換された化合物(第二級)、及び、三つとも置換された化合物(第三級)がある。中でも、塩基性アミノ化合物としては、二級又は三級のアミノ化合物が好ましく、脂肪族アミン、芳香族アミン、複素環式アミン又は塩基性アミノ酸がより好ましい。
(Basic amino compound)
Basic amino compounds are derivatives of ammonia, with alkyl or aryl groups substituted for one hydrogen (primary), two substituted (secondary), and all three substituted. There is a compound (tertiary) that is Among them, the basic amino compound is preferably a secondary or tertiary amino compound, more preferably an aliphatic amine, an aromatic amine, a heterocyclic amine or a basic amino acid.
(二酸化炭素)
二酸化炭素は、常圧でのイソシアネート成分中の溶存分でもよく、圧力容器に入れて加圧状態で溶存させたものでもよい。水分を含んでいる二酸化炭素を使用するとイソシアネート成分の加水分解を引き起こす場合があるので、二酸化炭素に含有される水分量は必要に応じて管理することが好ましい。
(carbon dioxide)
Carbon dioxide may be dissolved in the isocyanate component under normal pressure, or may be dissolved in a pressure vessel under pressure. Since the use of carbon dioxide containing water may cause hydrolysis of the isocyanate component, it is preferable to control the amount of water contained in carbon dioxide as necessary.
(ハロゲン原子)
ハロゲン原子は、ハロゲン化物イオンとして存在していてもよく、ハロゲン化物として存在していてもよい。1種のハロゲン原子を単独で含んでもよく、2種以上の複数の種類のハロゲン原子を組み合わせて含んでもよい。ハロゲン原子としては、特に限定されないが、塩素又は臭素が好ましく、塩素イオン、臭素イオン、加水分解性塩素又は加水分解性臭素がより好ましい。加水分解塩素としては、例えば、イソシアネート基に塩化水素が付加したカルバモイルクロリド化合物等が挙げられる。加水分解性臭素としては、例えば、イソシアネート基に臭化水素が付加したカルバモイルブロミド化合物等が挙げられる。
イソシアネート成分中のハロゲン原子の含有量は、着色防止の観点から、該組成物の総質量に対して、1.0×102質量ppm以下であることが好ましい。
(halogen atom)
A halogen atom may be present as a halide ion or as a halide. One type of halogen atom may be included alone, or two or more types of halogen atoms may be included in combination. The halogen atom is not particularly limited, but is preferably chlorine or bromine, more preferably chloride ion, bromide ion, hydrolyzable chlorine or hydrolyzable bromine. Examples of hydrolyzed chlorine include carbamoyl chloride compounds in which hydrogen chloride is added to an isocyanate group. Examples of hydrolyzable bromine include carbamoyl bromide compounds in which hydrogen bromide is added to an isocyanate group.
From the viewpoint of preventing coloration, the content of halogen atoms in the isocyanate component is preferably 1.0×10 2 mass ppm or less with respect to the total mass of the composition.
<樹脂成分>
樹脂成分は、フッ素成分を含有し、且つ、イソシアネート基との反応性を有する活性水素含有基を分子内に2個以上有する化合物を含有する。前記活性水素含有基を分子内に2個以上有する化合物としては、例えば、ポリオール、ポリアミン、ポリチオール等が挙げられ、少なくともポリオールを含む。すなわち、本実施形態の塗料組成物は、樹脂成分(主剤)として、少なくともフッ素含有ポリオールを含む。
<Resin component>
The resin component contains a compound containing a fluorine component and having two or more active hydrogen-containing groups reactive with an isocyanate group in the molecule. Examples of compounds having two or more active hydrogen-containing groups in the molecule include polyols, polyamines, polythiols, and the like, including at least polyols. That is, the coating composition of the present embodiment contains at least a fluorine-containing polyol as a resin component (main agent).
[フッ素含有ポリオール]
本明細書において、「フッ素含有ポリオール」とは、分子内にフッ素を含むポリオールを意味する。フッ素含有ポリオールとしては、例えば、特開昭57-34107号公報(参考文献3)、特開昭61-275311号公報(参考文献4)等で開示されているフルオロオレフィン、シクロビニルエーテル、ヒドロキシアルキルビニルエーテル、モノカルボン酸ビニルエステル等の共重合体等が挙げられる。
フッ素含有ポリオールとしてより具体的には、例えば、旭硝子社のルミフロンLF100、同LF200、同LF400、同LF600、同LF800、同FE4400、同FD1000、ダイキン化学工業社のゼッフルGK500、同GK510、同GK550、同GK570、同GK580、セントラル硝子社のセフラルコート703、同705、DIC社のフルオネートK-700、同K-702、同K-704、同K-705、同K-707、同WZQ-660等が挙げられる。これらフッ素含有ポリオールは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
[Fluorine-containing polyol]
As used herein, "fluorine-containing polyol" means a polyol containing fluorine in its molecule. Examples of fluorine-containing polyols include fluoroolefins, cyclovinyl ethers, and hydroxyalkyl vinyl ethers disclosed in JP-A-57-34107 (reference 3) and JP-A-61-275311 (reference 4). , copolymers such as monocarboxylic acid vinyl esters, and the like.
More specifically, the fluorine-containing polyols include, for example, Lumiflon LF100, LF200, LF400, LF600, LF800, FE4400, and FD1000 of Asahi Glass Co., Ltd., Zeffle GK500, GK510, and GK550 of Daikin Chemical Industries, GK570, GK580, Cefralcoat 703, 705 of Central Glass, Fluonate K-700, K-702, K-704, K-705, K-707, WZQ-660 of DIC mentioned. One type of these fluorine-containing polyols may be used alone, or two or more types may be used in combination.
[ポリオールの水酸基価及び酸価]
ポリオールの水酸基価の下限値は、10mgKOH/gが好ましく、20mgKOH/gがより好ましく、30mgKOH/gがさらに好ましい。
ポリオールの水酸基価の上限値は、200mgKOH/gが好ましく、180mgKOH/gがより好ましく、160mgKOH/gがさらに好ましい。
すなわち、ポリオールの水酸基価は、10mgKOH/g以上200mgKOH/g以下が好ましく、20mgKOH/g以上180mgKOH/g以下がより好ましく、30mgKOH/g以上160mgKOH/g以下がさらに好ましい。
ポリオールの水酸基価が上記範囲内であることにより、本実施形態の塗料組成物の作業性、並びに、該塗料組成物を用いた塗膜の光沢、硬度、耐候性及び水蒸気バリア性がより良好なものとなる。
すなわち、本実施形態の塗料組成物は、上記イソシアネート成分と、水酸基価が10mgKOH/g以上200mgKOH/g以下であるフッ素含有ポリオールと、を含む。
ポリオールの酸価は0mgKOH/g以上30mgKOH/g以下であることが好ましい。
水酸基価及び酸価は、JIS K1557に準拠して測定することができる。
[Hydroxyl value and acid value of polyol]
The lower limit of the hydroxyl value of the polyol is preferably 10 mgKOH/g, more preferably 20 mgKOH/g, even more preferably 30 mgKOH/g.
The upper limit of the hydroxyl value of the polyol is preferably 200 mgKOH/g, more preferably 180 mgKOH/g, even more preferably 160 mgKOH/g.
That is, the hydroxyl value of the polyol is preferably 10 mgKOH/g or more and 200 mgKOH/g or less, more preferably 20 mgKOH/g or more and 180 mgKOH/g or less, and even more preferably 30 mgKOH/g or more and 160 mgKOH/g or less.
When the hydroxyl value of the polyol is within the above range, the workability of the coating composition of the present embodiment, and the gloss, hardness, weather resistance and water vapor barrier properties of the coating film using the coating composition are improved. become a thing.
That is, the coating composition of the present embodiment contains the above isocyanate component and a fluorine-containing polyol having a hydroxyl value of 10 mgKOH/g or more and 200 mgKOH/g or less.
The acid value of the polyol is preferably 0 mgKOH/g or more and 30 mgKOH/g or less.
A hydroxyl value and an acid value can be measured according to JIS K1557.
[NCO/OH]
ポリオールの水酸基に対する、上記イソシアネート成分のイソシアネート基のモル比(NCO/OH)は、0.2以上5.0以下が好ましく、0.4以上3.0がより好ましく、0.5以上2.0以下がさらに好ましい。
NCO/OHが上記下限値以上であると、より強靱な塗膜が得られる傾向にある。一方、NCO/OHが上記上限値以下であると、塗膜の平滑性がより向上する傾向にある。
[NCO/OH]
The molar ratio (NCO/OH) of the isocyanate groups of the isocyanate component to the hydroxyl groups of the polyol is preferably 0.2 or more and 5.0 or less, more preferably 0.4 or more and 3.0, and 0.5 or more and 2.0. More preferred are:
When the NCO/OH ratio is at least the above lower limit, a tougher coating film tends to be obtained. On the other hand, when the NCO/OH is equal to or less than the above upper limit, the smoothness of the coating film tends to be further improved.
[その他のポリオール]
また、本実施形態の塗料組成物は、樹脂成分(主剤)として、上記フッ素含有ポリオールに加えて、その他のポリオールを含んでもよい。その他のポリオールとしては、例えば、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、アクリルポリオール、ポリオレフィンポリオール等が挙げられる。
[Other polyols]
Moreover, the coating composition of the present embodiment may contain other polyols in addition to the fluorine-containing polyols as the resin component (main agent). Examples of other polyols include polyester polyols, polyether polyols, acrylic polyols, polyolefin polyols, and the like.
(ポリエステルポリオール)
ポリエステルポリオールは、例えば、二塩基酸の単独又は2種類以上の混合物と、多価アルコールの単独又は2種類以上の混合物とを、縮合反応させることによって得ることができる。
前記二塩基酸としては、例えば、コハク酸、アジピン酸、ダイマー酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸等のカルボン酸等が挙げられる。
前記多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6-ヘキサンジオール、トリメチルペンタンジオール、シクロヘキサンジオール、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、2-メチロールプロパンジオール、エトキシ化トリメチロールプロパン等が挙げられる。
(polyester polyol)
A polyester polyol can be obtained, for example, by condensation reaction of a dibasic acid alone or a mixture of two or more kinds and a polyhydric alcohol alone or a mixture of two or more kinds.
Examples of the dibasic acid include carboxylic acids such as succinic acid, adipic acid, dimer acid, maleic anhydride, phthalic anhydride, isophthalic acid, terephthalic acid, and 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid.
Examples of the polyhydric alcohol include ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, trimethylpentanediol, cyclohexanediol, trimethylolpropane, glycerin, and pentaerythritol. , 2-methylolpropanediol, ethoxylated trimethylolpropane, and the like.
ポリエステルポリオールの具体的な製造方法としては、例えば、上記の成分を混合し、約160℃以上220℃以下程度で加熱することによって、縮合反応を行うことができる。
又は、例えば、ε-カプロラクトン等のラクトン類を、多価アルコールを用いて開環重合して得られるようなポリカプロラクトン類等もポリエステルポリオールとして用いることができる。
上述の製造方法で得られたポリエステルポリオールは、芳香族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネート、及びこれらから得られる化合物等を用いて変性させることができる。中でも、得られる塗膜の耐候性及び耐黄変性等の観点から、ポリエステルポリオールは、脂肪族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネート及びこれらから得られる化合物を用いて変性させることが好ましい。
As a specific method for producing the polyester polyol, for example, the above components are mixed and heated at about 160° C. or higher and 220° C. or lower to carry out a condensation reaction.
Alternatively, for example, polycaprolactones obtained by ring-opening polymerization of lactones such as ε-caprolactone using a polyhydric alcohol can also be used as polyester polyols.
The polyester polyol obtained by the production method described above can be modified using an aromatic diisocyanate, an aliphatic diisocyanate, an alicyclic diisocyanate, a compound obtained therefrom, or the like. Above all, polyester polyols are preferably modified using aliphatic diisocyanates, alicyclic diisocyanates, and compounds obtained therefrom, from the viewpoint of the weather resistance and yellowing resistance of the resulting coating film.
本実施形態の塗料組成物が水分量の多い溶剤を含む場合には、ポリエステルポリオール中の二塩基酸等に由来する一部のカルボン酸を残存させておき、アミン、アンモニア等の塩基で中和することで、ポリエステルポリオールを水溶性又は水分散性の樹脂とすることができる。 When the coating composition of the present embodiment contains a solvent with a high water content, some carboxylic acids derived from dibasic acids in polyester polyols are left to remain, and neutralized with bases such as amines and ammonia. By doing so, the polyester polyol can be made into a water-soluble or water-dispersible resin.
(ポリエーテルポリオール)
ポリエーテルポリオールは、例えば、以下の(1)~(3)のいずれかの方法等を用いて得ることができる。
(1)触媒を使用して、アルキレンオキシドの単独又は混合物を、多価ヒドロキシ化合物の単独又は混合物に、ランダム又はブロック付加して、ポリエーテルポリオール類を得る方法。
前記触媒としては、例えば、水酸化物(リチウム、ナトリウム、カリウム等)、強塩基性触媒(アルコラート、アルキルアミン等)、複合金属シアン化合物錯体(金属ポルフィリン、ヘキサシアノコバルト酸亜鉛錯体等)等が挙げられる。
前記アルキレンオキシドとしては、例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、シクロヘキセンオキシド、スチレンオキシド等が挙げられる。
(2)ポリアミン化合物にアルキレンオキシドを反応させて、ポリエーテルポリオール類を得る方法。
前記ポリアミン化合物としては、例えば、エチレンジアミン類等が挙げられる。
前記アルキレンオキシドとしては、(1)で例示されたものと同様のものが挙げられる。
(3)(1)又は(2)で得られたポリエーテルポリオール類を媒体としてアクリルアミド等を重合して、いわゆるポリマーポリオール類を得る方法。
(polyether polyol)
The polyether polyol can be obtained, for example, using any one of the following methods (1) to (3).
(1) A method of randomly or block-adding an alkylene oxide alone or a mixture to a polyhydric hydroxy compound alone or a mixture using a catalyst to obtain polyether polyols.
Examples of the catalyst include hydroxides (lithium, sodium, potassium, etc.), strongly basic catalysts (alcoholates, alkylamines, etc.), composite metal cyanide complexes (metal porphyrin, zinc hexacyanocobaltate complex, etc.), and the like. be done.
Examples of the alkylene oxide include ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, cyclohexene oxide, and styrene oxide.
(2) A method of reacting a polyamine compound with an alkylene oxide to obtain a polyether polyol.
Examples of the polyamine compound include ethylenediamines.
Examples of the alkylene oxide include those exemplified in (1).
(3) A method of obtaining so-called polymer polyols by polymerizing acrylamide or the like using the polyether polyols obtained in (1) or (2) as a medium.
前記多価ヒドロキシ化合物としては、例えば、以下の(i)~(vi)に示すものが挙げられる。
(i)ジグリセリン、ジトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール等;
(ii)エリトリトール、D-トレイトール、L-アラビニトール、リビトール、キシリトール、ソルビトール、マンニトール、ガラクチトール、ラムニトール等の糖アルコール系化合物;
(iii)アラビノース、リボース、キシロース、グルコース、マンノース、ガラクトース、フルクトース、ソルボース、ラムノース、フコース、リボデソース等の単糖類;
(iv)トレハロース、ショ糖、マルトース、セロビオース、ゲンチオビオース、ラクトース、メリビオース等の二糖類;
(v)ラフィノース、ゲンチアノース、メレチトース等の三糖類;
(vi)スタキオース等の四糖類。
Examples of the polyvalent hydroxy compound include those shown in (i) to (vi) below.
(i) diglycerin, ditrimethylolpropane, pentaerythritol, dipentaerythritol, etc.;
(ii) sugar alcohol compounds such as erythritol, D-threitol, L-arabinitol, ribitol, xylitol, sorbitol, mannitol, galactitol and rhamnitol;
(iii) monosaccharides such as arabinose, ribose, xylose, glucose, mannose, galactose, fructose, sorbose, rhamnose, fucose, ribodesose;
(iv) disaccharides such as trehalose, sucrose, maltose, cellobiose, gentiobiose, lactose, melibiose;
(v) trisaccharides such as raffinose, gentianose, melezitose;
(vi) tetrasaccharides such as stachyose;
(アクリルポリオール)
アクリルポリオールは、例えば、一分子中に1個以上の活性水素を有する重合性モノマーのみを重合させる、又は、一分子中に1個以上の活性水素を有する重合性モノマーと、該重合性モノマーと共重合可能な他のモノマーとを、共重合させることによって得ることができる。
(acrylic polyol)
Acrylic polyol, for example, polymerizes only polymerizable monomers having one or more active hydrogens in one molecule, or polymerizable monomers having one or more active hydrogens in one molecule, and the polymerizable monomer It can be obtained by copolymerizing other copolymerizable monomers.
前記一分子中に1個以上の活性水素を有する重合性モノマーとしては、例えば、以下の(i)~(vi)に示すものが挙げられる。これらを単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
(i)アクリル酸-2-ヒドロキシエチル、アクリル酸-2-ヒドロキシプロピル、アクリル酸-2-ヒドロキシブチル等の活性水素を有するアクリル酸エステル類;
(ii)メタクリル酸-2-ヒドロキシエチル、メタクリル酸-2-ヒドロキシプロピル、メタクリル酸-2-ヒドロキシブチル、メタクリル酸-3-ヒドロキシプロピル、メタクリル酸-4-ヒドロキシブチル等の活性水素を有するメタクリル酸エステル類;
(iii)グリセリンやトリメチロールプロパン等のトリオールの(メタ)アクリル酸モノエステル等の多価活性水素を有する(メタ)アクリル酸エステル類;
(iv)ポリエーテルポリオール類と上記の活性水素を有する(メタ)アクリル酸エステル類とのモノエーテル
前記ポリエーテルポリオール類としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール等が挙げられる。;
(v)グリシジル(メタ)アクリレートと一塩基酸(例えば、酢酸、プロピオン酸、p-tert-ブチル安息香酸等)との付加物;
(vi)上記の活性水素を有する(メタ)アクリル酸エステル類の活性水素にラクトン類を開環重合させることにより得られる付加物
前記ラクトン類としては、例えば、ε-カプロラクタム、γ-バレロラクトン等が挙げられる。
Examples of the polymerizable monomer having one or more active hydrogens in one molecule include the following (i) to (vi). These may be used alone or in combination of two or more.
(i) acrylic acid esters having active hydrogen such as 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate and 2-hydroxybutyl acrylate;
(ii) Methacrylic acids having active hydrogen such as 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 2-hydroxybutyl methacrylate, 3-hydroxypropyl methacrylate, and 4-hydroxybutyl methacrylate esters;
(iii) (meth)acrylic acid esters having polyvalent active hydrogen, such as (meth)acrylic acid monoesters of triols such as glycerin and trimethylolpropane;
(iv) Monoethers of Polyether Polyols and (Meth)Acrylic Acid Esters Having Active Hydrogen Examples of the polyether polyols include polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polybutylene glycol. ;
(v) adducts of glycidyl (meth)acrylate with monobasic acids (eg, acetic acid, propionic acid, p-tert-butylbenzoic acid, etc.);
(vi) an adduct obtained by ring-opening polymerization of a lactone to the active hydrogen of the (meth)acrylic acid ester having an active hydrogen; is mentioned.
前記重合性モノマーと共重合可能な他のモノマーとしては、例えば、以下の(i)~(iv)に示すものが挙げられる。これらを単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
(i)アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸-n-ブチル、アクリル酸-2-エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸-n-ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸-n-ヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸グリシジル等の(メタ)アクリル酸エステル類;
(ii)アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸等)、不飽和アミド類(アクリルアミド、N-メチロールアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド等の不飽和カルボン酸類;
(iii)ビニルトリメトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロプロピルトリメトキシシラン等の加水分解性シリル基を有するビニルモノマー類;
(iv)スチレン、ビニルトルエン、酢酸ビニル、アクリルニトリル、フマル酸ジブチル等のその他の重合性モノマー。
Other monomers copolymerizable with the polymerizable monomer include, for example, the following (i) to (iv). These may be used alone or in combination of two or more.
(i) methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, methacrylic acid (meth)acrylic acid esters such as isobutyl, n-hexyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, lauryl methacrylate, and glycidyl methacrylate;
(ii) acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, itaconic acid, etc.), unsaturated amides (unsaturated carboxylic acids such as acrylamide, N-methylol acrylamide, diacetone acrylamide;
(iii) vinyl monomers having a hydrolyzable silyl group such as vinyltrimethoxysilane, vinylmethyldimethoxysilane, γ-(meth)acrylopropyltrimethoxysilane;
(iv) Other polymerizable monomers such as styrene, vinyl toluene, vinyl acetate, acrylonitrile, dibutyl fumarate.
アクリルポリオールの具体的な製造方法としては、例えば、上記のモノマーを、公知の過酸化物やアゾ化合物等のラジカル重合開始剤の存在下で溶液重合し、必要に応じて有機溶剤等で希釈することによって、アクリルポリオールを得ることができる。 As a specific method for producing an acrylic polyol, for example, the above monomers are solution-polymerized in the presence of a radical polymerization initiator such as a known peroxide or an azo compound, and diluted with an organic solvent or the like as necessary. Thus, an acrylic polyol can be obtained.
本実施形態の塗料組成物が水分量の多い溶剤を含む場合には、上記のモノマーを溶液重合し、水層に転換する方法や乳化重合などの公知の方法で製造することができる。その場合、アクリル酸、メタアクリル酸等のカルボン酸含有モノマーやスルホン酸含有モノマー等の酸性部分を、アミンやアンモニアで中和することによって、アクリルポリオールに水溶性又は水分散性を付与することができる。 When the coating composition of the present embodiment contains a solvent with a large water content, it can be produced by a known method such as solution polymerization of the above monomers and conversion to a water layer or emulsion polymerization. In that case, water-solubility or water-dispersibility can be imparted to acrylic polyol by neutralizing acidic moieties such as carboxylic acid-containing monomers such as acrylic acid and methacrylic acid and sulfonic acid-containing monomers with amines or ammonia. can.
(ポリオレフィンポリオール)
ポリオレフィンポリオールとしては、例えば、水酸基を2個以上有するポリブタジエン、水酸基を2個以上有する水素添加ポリブタジエン、水酸基を2個以上有するポリイソプレン、水酸基を2個以上有する水素添加ポリイソプレン等が挙げられる。
(polyolefin polyol)
Examples of polyolefin polyols include polybutadiene having two or more hydroxyl groups, hydrogenated polybutadiene having two or more hydroxyl groups, polyisoprene having two or more hydroxyl groups, and hydrogenated polyisoprene having two or more hydroxyl groups.
<その他添加剤>
本実施形態の塗料組成物は、上記イソシアネート成分及び上記フッ素含有ポリオールに加えて、必要に応じて、完全アルキル型、メチロール型アルキル、イミノ基型アルキル等のメラミン系硬化剤を含有してもよい。
<Other additives>
In addition to the isocyanate component and the fluorine-containing polyol, the coating composition of the present embodiment may optionally contain a melamine-based curing agent such as a complete alkyl type, methylol type alkyl, imino group type alkyl. .
また、上記イソシアネート成分、上記フッ素含有ポリオール、及び、本実施形態の塗料組成物は、いずれも、有機溶剤を含有してもよい。
有機溶剤としては、特に限定されないが、水酸基及び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好ましく、イソシアネート成分と十分に相溶することが好ましい。このような有機溶剤としては、以下に限定されないが、例えば、一般に塗料溶剤として用いられているエステル化合物、エーテル化合物、ケトン化合物、芳香族化合物、エチレングリコールジアルキルエーテル系の化合物、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、炭化水素系溶剤、芳香族系溶剤等が挙げられる。
Moreover, the isocyanate component, the fluorine-containing polyol, and the coating composition of the present embodiment may all contain an organic solvent.
Although the organic solvent is not particularly limited, it preferably does not have a functional group that reacts with a hydroxyl group and an isocyanate group, and is sufficiently compatible with the isocyanate component. Examples of such organic solvents include, but are not limited to, ester compounds, ether compounds, ketone compounds, aromatic compounds, ethylene glycol dialkyl ether compounds, and polyethylene glycol dicarboxylate, which are generally used as paint solvents. compounds, hydrocarbon solvents, aromatic solvents and the like.
上記イソシアネート成分、上記フッ素含有ポリオール、及び、本実施形態の塗料組成物は、いずれも、その目的や用途に応じて、本実施形態の所望の効果を損なわない範囲で、硬化促進用の触媒、顔料、レベリング剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、可塑剤、界面活性剤、塗膜表面親水剤等の当該技術分野で使用されている各種添加剤を混合して使用することもできる。 The isocyanate component, the fluorine-containing polyol, and the coating composition of the present embodiment are all, depending on the purpose and application, within a range that does not impair the desired effects of the present embodiment, a catalyst for accelerating curing, Various additives used in the art, such as pigments, leveling agents, antioxidants, UV absorbers, light stabilizers, plasticizers, surfactants, coating surface hydrophilic agents, etc., may be mixed and used. can.
[硬化促進用の触媒]
硬化促進用の触媒の例としては、以下に限定されないが、例えば、金属塩、3級アミン類等が挙げられる。
金属塩としては、例えば、ジブチルスズジラウレート、2-エチルヘキサン酸スズ、2-エチルヘキサン酸亜鉛、コバルト塩等が挙げられる。
3級アミン類としては、例えば、トリエチルアミン、ピリジン、メチルピリジン、ベンジルジメチルアミン、N,N-ジメチルシクロヘキシルアミン、N-メチルピペリジン、ペンタメチルジエチレントリアミン、N,N’-エンドエチレンピペラジン、N,N’-ジメチルピペラジン等が挙げられる。
[Catalyst for Accelerating Curing]
Examples of curing acceleration catalysts include, but are not limited to, metal salts, tertiary amines, and the like.
Examples of metal salts include dibutyltin dilaurate, tin 2-ethylhexanoate, zinc 2-ethylhexanoate, cobalt salts and the like.
Examples of tertiary amines include triethylamine, pyridine, methylpyridine, benzyldimethylamine, N,N-dimethylcyclohexylamine, N-methylpiperidine, pentamethyldiethylenetriamine, N,N'-endoethylenepiperazine, N,N' - dimethylpiperazine and the like.
[顔料]
顔料としては、例えば、酸化チタン、カーボンブラック、インジゴ、キナクリドン、パールマイカ等が挙げられる。
[Pigment]
Examples of pigments include titanium oxide, carbon black, indigo, quinacridone, and pearl mica.
[レベリング剤]
レベリング剤としては、特に限定されないが、例えば、シリコーン、エアロジル、ワックス、ステアリン酸塩、ポリシロキサン等が挙げられる。
[Leveling agent]
Examples of leveling agents include, but are not limited to, silicones, aerosils, waxes, stearates, and polysiloxanes.
[酸化防止剤、紫外線吸収剤及び光安定剤]
酸化防止剤、紫外線吸収剤及び光安定剤としては、例えば、燐酸若しくは亜燐酸の脂肪族、芳香族又はアルキル基置換芳香族エステルや次亜燐酸誘導体、リン化合物、フェノール系誘導体(特に、ヒンダードフェノール化合物)、イオウを含む化合物、スズ系化合物等が挙げられる。これらを単独で含有してもよく、2種以上含有してもよい。
リン化合物としては、例えば、フェニルホスホン酸、フェニルホスフィン酸、ジフェニルホスホン酸、ポリホスホネート、ジアルキルペンタエリスリトールジホスファイト、ジアルキルビスフェノールAジホスファイト等が挙げられる。
イオウを含む化合物としては、例えば、チオエーテル系化合物、ジチオ酸塩系化合物、メルカプトベンズイミダゾール系化合物、チオカルバニリド系化合物、チオジプロピオン酸エステル等が挙げられる。
スズ系化合物としては、例えば、スズマレート、ジブチルスズモノオキシド等が挙げられる。
[Antioxidant, UV absorber and light stabilizer]
Antioxidants, ultraviolet absorbers and light stabilizers include, for example, aliphatic, aromatic or alkyl-substituted aromatic esters of phosphoric acid or phosphorous acid, hypophosphorous acid derivatives, phosphorus compounds, phenolic derivatives (especially hindered phenol compounds), sulfur-containing compounds, tin-based compounds, and the like. These may be contained singly or in combination of two or more.
Phosphorus compounds include, for example, phenylphosphonic acid, phenylphosphinic acid, diphenylphosphonic acid, polyphosphonate, dialkylpentaerythritol diphosphite, dialkylbisphenol A diphosphite and the like.
Examples of sulfur-containing compounds include thioether compounds, dithioate compounds, mercaptobenzimidazole compounds, thiocarbanilide compounds, and thiodipropionates.
Examples of tin-based compounds include tin malate, dibutyltin monoxide, and the like.
[可塑剤]
可塑剤としては、特に限定されないが、例えば、フタル酸エステル類、燐酸エステル類、脂肪酸エステル類、ピロメリット酸エステル、エポキシ系可塑剤、ポリエーテル系可塑剤、液状ゴム、非芳香族系パラフィンオイル等が挙げられる。
フタル酸エステル類としては、例えば、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート、ジエチルフタレート、ブチルベンジルフタレート、ジ-2-エチルヘキシルフタレート、ジイソデシルフタレート、ジウンデシルフタレート、ジイソノニルフタレート等が挙げられる。
燐酸エステル類としては、例えば、トリクレジルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリ-2-エチルヘキシルホスフェート、トリメチルヘキシルホスフェート、トリス-クロロエチルホスフェート、トリス-ジクロロプロピルホスフェート等が挙げられる。
脂肪酸エステル類としては、例えば、トリメリット酸オクチルエステル、トリメ リット酸イソデシルエステル、トリメリット酸エステル類、ジペンタエリスリトールエステル類、ジオクチルアジペート、ジメチルアジペート、ジ-2-エチルヘキシルアゼレート、ジオクチルアゼレート、ジオクチルセバケート、ジ-2-エチルヘキシルセバケート、メチルアセチルリシノケート等が挙げられる。
ピロメリット酸エステルとしては、例えば、ピロメリット酸オクチルエステル等が挙げられる。
エポキシ系可塑剤としては、例えば、エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油、エポキシ化脂肪酸アルキルエステル等が挙げられる。
ポリエーテル系可塑剤としては、例えば、アジピン酸エーテルエステル、ポリエーテル等が挙げられる。
液状ゴムとしては、例えば、液状NBR、液状アクリルゴム、液状ポリブタジエン等が挙げられる。
[Plasticizer]
Examples of plasticizers include, but are not limited to, phthalates, phosphates, fatty acid esters, pyromellitic esters, epoxy plasticizers, polyether plasticizers, liquid rubbers, and non-aromatic paraffin oils. etc.
Examples of phthalates include dioctyl phthalate, dibutyl phthalate, diethyl phthalate, butylbenzyl phthalate, di-2-ethylhexyl phthalate, diisodecyl phthalate, diundecyl phthalate, and diisononyl phthalate.
Phosphate esters include, for example, tricresyl phosphate, triethyl phosphate, tributyl phosphate, tri-2-ethylhexyl phosphate, trimethylhexyl phosphate, tris-chloroethyl phosphate, tris-dichloropropyl phosphate and the like.
Examples of fatty acid esters include octyl trimellitate, isodecyl trimellitate, trimellitate esters, dipentaerythritol esters, dioctyl adipate, dimethyl adipate, di-2-ethylhexyl azelate, and dioctyl azelate. , dioctyl sebacate, di-2-ethylhexyl sebacate, methyl acetyl lysinocate and the like.
Examples of pyromellitic acid esters include pyromellitic acid octyl ester and the like.
Examples of epoxy plasticizers include epoxidized soybean oil, epoxidized linseed oil, and epoxidized fatty acid alkyl esters.
Examples of polyether plasticizers include adipate ether esters and polyethers.
Examples of liquid rubber include liquid NBR, liquid acrylic rubber, and liquid polybutadiene.
[界面活性剤]
界面活性剤としては、例えば、公知のアニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤等が挙げられる。
[Surfactant]
Examples of surfactants include known anionic surfactants, cationic surfactants, and amphoteric surfactants.
[塗膜表面親水剤]
塗膜表面親水剤としては、例えば、シリケート化合物、シリカ系親水化剤、フッ素系親水剤、酸化チタン系光触媒、四級アンモニウム塩含有ポリマー等が挙げられる。
[Coating film surface hydrophilic agent]
Examples of coating film surface hydrophilic agents include silicate compounds, silica-based hydrophilic agents, fluorine-based hydrophilic agents, titanium oxide-based photocatalysts, and polymers containing quaternary ammonium salts.
<塗料組成物の製造方法>
本実施形態の塗料組成物は、以下の方法を用いて製造できる。
例えば、まず、上記フッ素含有ポリオール又はその溶剤希釈物に、必要に応じて、その他の樹脂、硬化促進用の触媒、顔料、レベリング剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、可塑剤、界面活性剤等の添加剤を加えたものに、上記イソシアネート成分を硬化剤として添加する。次いで、必要に応じて、更に溶剤を添加して、粘度を調整する。次いで、手攪拌又はマゼラー等の攪拌機器を用いて攪拌することによって、塗料組成物を得ることができる。
<Method for producing paint composition>
The coating composition of this embodiment can be produced using the following method.
For example, first, the fluorine-containing polyol or its solvent-diluted product may optionally contain other resins, catalysts for accelerating curing, pigments, leveling agents, antioxidants, ultraviolet absorbers, light stabilizers, plasticizers, The above-mentioned isocyanate component is added as a curing agent to the composition to which additives such as surfactants have been added. Then, if necessary, a solvent is further added to adjust the viscosity. Then, the coating composition can be obtained by stirring by hand or by using a stirring device such as a mazeler.
<使用用途>
本実施形態の塗料組成物は、ロール塗装、カーテンフロー塗装、スプレー塗装、ベル塗装、静電塗装等の塗料として利用することができる。また、例えば、金属(鋼板、表面処理鋼板等)、プラスチック、木材、フィルム、無機材料等の素材へのプライマーや上中塗り塗料として用いることができる。また、例えば、防錆鋼板を含むプレコートメタル、自動車塗装等に耐熱性、美粧性(表面平滑性、鮮鋭性)等を付与する塗料としても有用である。また、例えば、接着剤、粘着剤、エラストマー、フォーム、表面処理剤等のウレタン原料としても有用である。
<Application>
The coating composition of this embodiment can be used as a coating for roll coating, curtain flow coating, spray coating, bell coating, electrostatic coating, and the like. Further, for example, it can be used as a primer or a top intermediate coating for materials such as metals (steel sheets, surface-treated steel sheets, etc.), plastics, wood, films, inorganic materials, and the like. It is also useful, for example, as a paint that imparts heat resistance and cosmetic properties (surface smoothness and sharpness) to precoated metals including rust-proof steel sheets, automobile paints, and the like. It is also useful, for example, as a urethane raw material for adhesives, adhesives, elastomers, foams, surface treatment agents and the like.
≪塗膜≫
本実施形態の塗膜は、上記実施形態に係る塗料組成物を硬化させてなる。
本実施形態の塗膜は、上記塗料組成物を含むことで、光沢、硬度、耐候性及び水蒸気バリア性に優れる。
≪Paint film≫
The coating film of this embodiment is obtained by curing the coating composition according to the above embodiment.
By including the coating composition, the coating film of the present embodiment is excellent in gloss, hardness, weather resistance and water vapor barrier properties.
本実施形態の塗膜は、上記塗料組成物を、例えば、ロール塗装、カーテンフロー塗装、スプレー塗装、ベル塗装、静電塗装等の公知の塗装方法を用いて、被塗物上に塗装した後に硬化させることで製造することができる。
被塗物としては、上記「<使用用途>」において例示された素材と同様のものが挙げられる。
The coating film of the present embodiment is formed by applying the above coating composition on an object to be coated using a known coating method such as roll coating, curtain flow coating, spray coating, bell coating, and electrostatic coating. It can be manufactured by curing.
Examples of the object to be coated include the same materials as those exemplified in the above "<Application>".
以下、具体的な実施例及び比較例を挙げて本実施形態をより具体的に説明するが、本実施形態はその要旨を超えない限り、以下の実施例及び比較例によって何ら限定されるものではない。実施例及び比較例における、ポリイソシアネート組成物の物性は、以下のとおり測定した。なお、特に明記しない場合は、「部」及び「%」は、「質量部」及び「質量%」を意味する。また、実施例2及び6は参考例である。 Hereinafter, the present embodiment will be described more specifically with specific examples and comparative examples, but the present embodiment is not limited by the following examples and comparative examples as long as the gist thereof is not exceeded. do not have. The physical properties of the polyisocyanate compositions in Examples and Comparative Examples were measured as follows. "Parts" and "%" mean "mass parts" and "mass%" unless otherwise specified. Moreover, Examples 2 and 6 are reference examples.
<物性の測定方法>
[物性1]粘度
各イソシアネート成分の粘度は、E型粘度計(トキメック社製)を用いて25℃で測定した。測定に際しては、標準ローター(1°34’×R24)を用いた。回転数は、以下のとおりである。
100rpm (128mPa・s未満の場合)
50rpm (128mPa・s以上256mPa・s未満の場合)
20rpm (256mPa・s以上640mPa・s未満の場合)
10rpm (640mPa・s以上1280mPa・s未満の場合)
5rpm (1280mPa・s以上2560mPa・s未満の場合)
<Method for measuring physical properties>
[Physical Property 1] Viscosity The viscosity of each isocyanate component was measured at 25° C. using an E-type viscometer (manufactured by Tokimec). A standard rotor (1°34′×R24) was used for the measurement. The number of revolutions is as follows.
100 rpm (when less than 128 mPa·s)
50 rpm (128 mPa·s or more and less than 256 mPa·s)
20 rpm (256 mPa·s or more and less than 640 mPa·s)
10 rpm (640 mPa·s or more and less than 1280 mPa·s)
5 rpm (1280 mPa·s or more and less than 2560 mPa·s)
[物性2]イソシアネート基(NCO)含有量
イソシアネート基(NCO)含有量(質量%)は、測定試料中のイソシアネート基を過剰の2Nアミンで中和した後、1N塩酸による逆滴定によって求めた。
[Physical Property 2] Isocyanate Group (NCO) Content The isocyanate group (NCO) content (% by mass) was obtained by neutralizing the isocyanate groups in the measurement sample with excess 2N amine and then performing back titration with 1N hydrochloric acid.
[物性3]転化率
ここでいう「転化率」とは、仕込んだトリイソシアネート又はジイソシアネート等のイソシアネートモノマーの質量に対する重合反応で生成したポリイソシアネート化合物の質量割合を意味する。転化率は、以下のとおり算出した、まず、合成されたポリイソシアネート化合物を試料として用いて、下記の装置及び条件にて、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)による測定を行い、ポリスチレン基準の数平均分子量を得た。GPC測定において、ポリイソシアネート化合物の数平均分子量は、未反応のトリイソシアネート又はジイソシアネート等のイソシアネートモノマーよりも数平均分子量の大きなピークの面積割合とした。
[Physical property 3] Conversion rate The term "conversion rate" as used herein means the mass ratio of the polyisocyanate compound produced by the polymerization reaction to the mass of the charged isocyanate monomer such as triisocyanate or diisocyanate. The conversion rate was calculated as follows. First, using the synthesized polyisocyanate compound as a sample, measurement was performed by gel permeation chromatography (GPC) under the following equipment and conditions, and the number average of polystyrene standards Molecular weights were obtained. In the GPC measurement, the number average molecular weight of the polyisocyanate compound was defined as the area ratio of peaks having a larger number average molecular weight than the unreacted isocyanate monomer such as triisocyanate or diisocyanate.
(測定条件)
装置:東ソー社製「HLC-8120GPC」(商品名)
カラム:東ソー社製「TSKgel SuperH1000」(商品名)×1本
「TSKgel SuperH2000」(商品名)×1本
「TSKgel SuperH3000」(商品名)×1本
キャリアー:テトラハイドロフラン
検出方法:示差屈折計
試料濃度:5wt/vol%
流出量:0.6mL/min
カラム温度:30℃
(Measurement condition)
Apparatus: "HLC-8120GPC" (trade name) manufactured by Tosoh Corporation
Column: "TSKgel Super H1000" (trade name) manufactured by Tosoh Corporation x 1
“TSKgel Super H2000” (trade name) x 1
"TSKgel SuperH3000" (trade name) x 1 Carrier: Tetrahydrofuran Detection method: Differential refractometer Sample concentration: 5 wt/vol%
Outflow: 0.6mL/min
Column temperature: 30°C
<評価方法>
[評価1]塗膜の光沢
予め、アルミ板に白色塗装した塗板を準備した。該塗板上に、実施例及び比較例で得られた各塗料組成物を乾燥膜厚40μmになるように塗装した後、23℃、50%RH条件下で1週間硬化させて、塗膜を得た。作製した塗膜の光沢を、光沢計(スガ試験機製、グロスメーターUGV-6P)を用いて反射角60°の条件で測定した。評価基準としては、光沢値が85%以上であれば◎、80%以上85%未満であれば〇、75%以上80%未満であれば△、75%未満であれば×とした。
<Evaluation method>
[Evaluation 1] Gloss of coating film A coated plate was prepared in advance by coating an aluminum plate with white. After coating each coating composition obtained in Examples and Comparative Examples on the coated plate so that the dry film thickness is 40 μm, it is cured for 1 week under conditions of 23 ° C. and 50% RH to obtain a coating film. rice field. The glossiness of the prepared coating film was measured using a gloss meter (Gloss meter UGV-6P, manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.) under the condition of a reflection angle of 60°. The evaluation criteria were as follows: ⊚ if the gloss value was 85% or more; ∘ if 80% or more and less than 85%;
[評価2]塗膜の硬度
実施例及び比較例で得られた各塗料組成物をガラス板上に乾燥膜厚40μmになるように塗装した後、23℃、50%RH条件下で1週間硬化させて、塗膜を得た。作製した塗膜をケーニッヒ硬度計(BYK chemie社製)で測定し、塗膜の硬度を評価した。評価基準としては、測定回数が90回以上であれば◎、70回以上90回未満であれば〇、50回以上70回未満であれば△、50回未満であれば×とした。
[Evaluation 2] Hardness of coating film Each coating composition obtained in Examples and Comparative Examples was coated on a glass plate so as to have a dry film thickness of 40 µm, and then cured for 1 week at 23 ° C. and 50% RH. to obtain a coating film. The prepared coating film was measured with a Konig hardness tester (manufactured by BYK chemie) to evaluate the hardness of the coating film. Evaluation criteria were as follows: ⊚ if the number of measurements was 90 or more; ∘ if 70 or more and less than 90;
[評価3]塗膜の耐候性
予め、アルミ板に白色塗装した塗板を準備した。該塗板上に、実施例及び比較例で得られた各塗料組成物を乾燥膜厚40μmになるように塗装した後、23℃、50%RH条件下で1週間硬化させて、塗膜を得た。作製した塗膜を、サンシャインキセノンウェザーメータ(スガ試験機製)を用いて、以下の条件で測定し、塗膜の耐候性を評価した。
[Evaluation 3] Weather Resistance of Coating Film A coated plate was prepared in advance by white-coating an aluminum plate. After coating each coating composition obtained in Examples and Comparative Examples on the coated plate so that the dry film thickness is 40 μm, it is cured for 1 week under conditions of 23 ° C. and 50% RH to obtain a coating film. rice field. The prepared coating film was measured using a Sunshine Xenon Weather Meter (manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.) under the following conditions to evaluate the weather resistance of the coating film.
(測定条件)
運転サイクル:乾燥時/スプレー時=102分/18分のサイクル運転
乾燥時ブラックパネル温度:63度
湿度条件:50%
スプレー時層内温度:28℃
光強度:180W/m2
(Measurement condition)
Operation cycle: Drying/spraying = 102 minutes/18 minutes cycle operation Drying black panel temperature: 63 degrees Humidity conditions: 50%
Layer temperature during spraying: 28°C
Light intensity: 180W/ m2
評価基準としては、8000h後の光沢保持率が90%以上であれば◎、80%以上であれば〇、50%以上であれば△、50%未満であれば×とした。 The evaluation criteria were as follows: ⊚ if the gloss retention after 8000 hours was 90% or more; ∘ if 80% or more; Δ if 50% or more;
[評価4]塗膜の水蒸気バリア性
実施例及び比較例で得られた各塗料組成物をアルミ箔上に厚さ25μmになるように塗装した後、23℃、50%RH条件下で1週間放置して硬化させて、塗膜を得た。作製した塗膜をアルミ箔からはがしてサンプルとし、JIS Z0208(防湿包装材料の透湿度試験方法)に基づいて、条件B(温度40度、湿度90RH%)で測定し、塗膜の水蒸気バリア性を評価した。評価基準としては、水蒸気透過量が500g/mm2未満なら◎、500g/mm2以上750g/mm2未満なら〇、750g/mm2以上1000g/mm2未満なら△、1000g/mm2以上なら×とした。
[Evaluation 4] Water Vapor Barrier Property of Coating Film Each coating composition obtained in Examples and Comparative Examples was applied on an aluminum foil to a thickness of 25 μm, and then kept at 23° C. and 50% RH for 1 week. It was allowed to stand and cured to obtain a coating film. The prepared coating film was peeled off from the aluminum foil and used as a sample, and measured under condition B (temperature 40 degrees, humidity 90 RH%) based on JIS Z0208 (moisture-proof packaging material moisture permeability test method). evaluated. As evaluation criteria, if the water vapor permeation amount is less than 500 g/ mm2 , it is ◎, if it is 500 g/ mm2 or more and less than 750 g/mm2, it is ◯, if it is 750 g/ mm2 or more and less than 1000 g/ mm2 , it is △, and if it is 1000 g/mm2 or more, it is ×. and
<トリイソシアネート(I)及びポリイソシアネート化合物の合成>
[合成例1]イソシアネート成分L-1(NTI)の合成
撹拌機、温度計及びガス導入管を取り付けた4ツ口フラスコ内に、4-アミノメチル-1,8-オクタメチレンジアミン(以下、単に「トリアミン」と称する場合がある)1060gをメタノール1500gに溶かし、これに35%濃塩酸1800mLを冷却しながら徐々に滴下した。減圧下にてメタノール及び水を除去して濃縮し、60℃、5mmHgの条件下にて24時間乾燥したところ、白色固体のトリアミン塩酸塩が得られた。得られたトリアミン塩酸塩650gを微粉末としてo-ジクロルベンゼン5000gに懸濁させ、かきまぜながら反応液を昇温した。100℃に達した時点でホスゲンを200g/時間の速度にて吹込みはじめ、さらに昇温を続けて180℃に保持し、12時間ホスゲンを吹込み続けた。減圧下にて溶存ホスゲン及び溶媒を留去した後、真空蒸留することにより、沸点161℃/1.2mmHg以上163℃/1.2mmHg以下の無色透明な4-イソシアネートメチル-1,8-オクタメチレンジイソシアネート(以下、「NTI」と称する場合がある)420gが得られた。得られたNTIの粘度は8mPa・s/25℃で、NCO含有量は50.0質量%であった。得られたNTIをイソシアネート成分L-1とした。
<Synthesis of triisocyanate (I) and polyisocyanate compound>
[Synthesis Example 1] Synthesis of isocyanate component L-1 (NTI) 4-aminomethyl-1,8-octamethylenediamine (hereinafter simply 1060 g of "triamine") was dissolved in 1500 g of methanol, and 1800 mL of 35% concentrated hydrochloric acid was slowly added dropwise while cooling. After removing methanol and water under reduced pressure, the residue was concentrated and dried at 60° C. and 5 mmHg for 24 hours to obtain triamine hydrochloride as a white solid. 650 g of the resulting triamine hydrochloride was suspended in 5000 g of o-dichlorobenzene as a fine powder, and the temperature of the reaction solution was raised while stirring. When the temperature reached 100° C., phosgene was started to be blown at a rate of 200 g/hour, and the temperature was kept at 180° C., and phosgene was continuously blown for 12 hours. Dissolved phosgene and the solvent are distilled off under reduced pressure, and then vacuum distillation is performed to obtain colorless and transparent 4-isocyanatomethyl-1,8-octamethylene having a boiling point of 161° C./1.2 mmHg or more and 163° C./1.2 mmHg or less. 420 g of diisocyanate (hereinafter sometimes referred to as "NTI") was obtained. The resulting NTI had a viscosity of 8 mPa·s/25° C. and an NCO content of 50.0 mass %. The resulting NTI was designated as isocyanate component L-1.
[合成例2]イソシアネート成分L-2(LTI)の合成
撹拌機、温度計及びガス導入管を取り付けた4ツ口フラスコ内に、エタノールアミン122.2g、o-ジクロロベンゼン100mL、及び、トルエン420mLを入れ、氷冷化塩化水素ガスを導入し、エタノールアミンを塩酸塩に転換した。次に、リジン塩酸塩182.5gを添加し、反応液を80℃に加熱し、エタノールアミン塩酸塩を溶解させ、塩化水素ガスを導入してリジン二塩酸塩とした。さらに、塩化水素ガスを20mL/分以上30mL/分以下の速度で通過させ、反応液を116℃に加熱し、水が留出しなくなるまでこの温度を維持した。生成した反応混合物をメタノール及びエタノールの混合液中で再結晶して、リジンβ-アミノエチルエステル三塩酸塩165gを得た。このリジンβ-アミノエチルエステル三塩酸塩100gを微粉末としてo-ジクロロベンゼン1200mLに懸濁させ、かきまぜながら反応液を昇温した。120℃に達した時点でホスゲンを0.4モル/時間の速度にて吹込みはじめ、10時間保持し、その後150℃に昇温した。懸濁液はほとんど溶解した。冷却後ろ過し、減圧下にて溶存ホスゲン及び溶媒を留去した後、真空蒸留することにより、沸点155℃/0.022mmHg以上157℃/0.022mmHg以下の無色透明なリジントリイソシアネート(以下、「LTI」と称する場合がある)80.4gが得られた。得られたLTIの粘度は20mPa・s/25℃で、NCO含有量は47.1質量%であった。得られたLTIをイソシアネート成分L-2とした。
[Synthesis Example 2] Synthesis of isocyanate component L-2 (LTI) 122.2 g of ethanolamine, 100 mL of o-dichlorobenzene, and 420 mL of toluene are placed in a four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a gas inlet tube. was introduced and ice-cold hydrogen chloride gas was introduced to convert the ethanolamine to the hydrochloride. Next, 182.5 g of lysine hydrochloride was added, the reaction solution was heated to 80° C. to dissolve ethanolamine hydrochloride, and hydrogen chloride gas was introduced to obtain lysine dihydrochloride. Furthermore, hydrogen chloride gas was passed through at a rate of 20 mL/min or more and 30 mL/min or less, the reaction liquid was heated to 116° C., and this temperature was maintained until water stopped distilling out. The resulting reaction mixture was recrystallized in a mixture of methanol and ethanol to obtain 165 g of lysine β-aminoethyl ester trihydrochloride. 100 g of this lysine β-aminoethyl ester trihydrochloride was made into a fine powder and suspended in 1200 mL of o-dichlorobenzene, and the temperature of the reaction solution was raised while stirring. When the temperature reached 120°C, phosgene was started to be blown in at a rate of 0.4 mol/hour, held for 10 hours, and then heated to 150°C. The suspension mostly dissolved. After cooling, it is filtered, and the dissolved phosgene and solvent are distilled off under reduced pressure, followed by vacuum distillation to obtain a colorless and transparent lysine triisocyanate having a boiling point of 155° C./0.022 mmHg or more and 157° C./0.022 mmHg or less (hereinafter referred to as 80.4 g (sometimes referred to as "LTI") was obtained. The obtained LTI had a viscosity of 20 mPa·s/25° C. and an NCO content of 47.1% by mass. The obtained LTI was used as isocyanate component L-2.
[合成例3]イソシアネート成分L-3の合成
撹拌機、温度計、還流冷却管及び窒素吹き込み管を取り付けた4ツ口フラスコ内を窒素雰囲気にし、モノマーとしてNTI 100g、及び、2-エチル-1-ヘキサノール0.5gを仕込み、温度を80℃、2時間保持した。その後、イソシアヌレート化触媒ベンジルトリメチルアンモニウムカプリン酸を0.01g加え、イソシアヌレート化反応を行った。転化率が42%になった時点でジブチルリン酸を0.05g添加し反応を停止した。反応液を更に120℃、15分保持し、イソシアネート成分L-3を得た。イソシアネート成分L-3の粘度は85mPa・s/25℃で、NCO含有量は42.3質量%であった。
[Synthesis Example 3] Synthesis of isocyanate component L-3 A four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser and a nitrogen blowing tube was set to a nitrogen atmosphere, and 100 g of NTI and 2-ethyl-1 were used as monomers. - 0.5 g of hexanol was charged and the temperature was maintained at 80°C for 2 hours. Thereafter, 0.01 g of an isocyanurate-forming catalyst, benzyltrimethylammonium capric acid, was added to carry out an isocyanurate-forming reaction. When the conversion reached 42%, 0.05 g of dibutyl phosphate was added to terminate the reaction. The reaction solution was further held at 120° C. for 15 minutes to obtain an isocyanate component L-3. The isocyanate component L-3 had a viscosity of 85 mPa·s/25° C. and an NCO content of 42.3 mass %.
[合成例4]イソシアネート成分L-4の合成
合成例3と同様の装置に、モノマーとしてNTI 100g、及び、メタノール0.6gを仕込み、温度を80℃、2時間保持した。その後、イソシアヌレート化触媒テトラメチルアンモニウムカプリン酸を0.1g加え、イソシアヌレート化反応を行った。転化率が48%になった時点でジブチルリン酸を0.03g添加し反応を停止した。反応液を更に120℃、15分保持し、イソシアネート成分L-4を得た。イソシアネート成分L-4の粘度は80mPa・s/25℃で、NCO含有量は42.0質量%であった。
[Synthesis Example 4] Synthesis of isocyanate component L-4 Into the same apparatus as in Synthesis Example 3, 100 g of NTI as monomers and 0.6 g of methanol were charged, and the temperature was maintained at 80°C for 2 hours. Thereafter, 0.1 g of an isocyanurate-forming catalyst, tetramethylammonium capric acid, was added to carry out an isocyanurate-forming reaction. When the conversion reached 48%, 0.03 g of dibutyl phosphate was added to terminate the reaction. The reaction solution was further held at 120° C. for 15 minutes to obtain an isocyanate component L-4. The isocyanate component L-4 had a viscosity of 80 mPa·s/25° C. and an NCO content of 42.0 mass %.
[合成例5]イソシアネート成分L-5の合成
合成例3と同様の装置に、モノマーとしてNTI 100g、トリメチルリン酸23g、メチルセロソルブアセテート23g、及び、水0.74gを仕込み、温度を90℃で1時間保持した。その後、温度を160℃にして2時間保持し、イソシアネート成分L-5を得た。得られたイソシアネート成分L-5の粘度は26mPa・s/25℃で、NCO含有量は44.8質量%であった。
[Synthesis Example 5] Synthesis of isocyanate component L-5 Into the same apparatus as in Synthesis Example 3, 100 g of NTI, 23 g of trimethylphosphoric acid, 23 g of methyl cellosolve acetate, and 0.74 g of water were charged as monomers, and the temperature was set to 90°C. Hold for 1 hour. Thereafter, the temperature was raised to 160° C. and maintained for 2 hours to obtain an isocyanate component L-5. The obtained isocyanate component L-5 had a viscosity of 26 mPa·s/25° C. and an NCO content of 44.8 mass %.
[合成例6]イソシアネート成分L-6の合成
合成例3と同様の装置に、モノマーとしてLTI 100g、トリメチルリン酸20g、メチルセロソルブアセテート20g、及び、水0.56gを仕込み、温度を90℃で1時間保持した。その後、温度を160℃にして2時間保持し、イソシアネート成分L-6を得た。得られたイソシアネート成分L-6の粘度は33mPa・s/25℃で、NCO含有量は43.4質量%であった。
[Synthesis Example 6] Synthesis of Isocyanate Component L-6 Into the same apparatus as in Synthesis Example 3, 100 g of LTI as monomers, 20 g of trimethylphosphoric acid, 20 g of methyl cellosolve acetate, and 0.56 g of water were charged, and the temperature was 90°C. Hold for 1 hour. Thereafter, the temperature was raised to 160° C. and maintained for 2 hours to obtain an isocyanate component L-6. The obtained isocyanate component L-6 had a viscosity of 33 mPa·s/25° C. and an NCO content of 43.4 mass %.
[合成例7]イソシアネート成分Q-1の合成
合成例3と同様の装置に、モノマーとしてHDI 100g、及び、イソブタノール4gを仕込み、温度を80℃、2時間保持した。その後、イソシアヌレート化触媒テトラメチルアンモニウムカプリン酸を0.1g加え、イソシアヌレート化反応を行った。転化率が30%になった時点でジブチルリン酸を0.03g添加し反応を停止した。反応液を更に120℃、15分保持し、得られた反応液を薄膜蒸発缶にフィードし、未反応のHDIを除去し、イソシアネート成分Q-1を得た。得られたイソシアネート成分Q-1の粘度は300mPa・s/25℃で、NCO含有量は20.0質量%であった。
[Synthesis Example 7] Synthesis of Isocyanate Component Q-1 Into the same apparatus as in Synthesis Example 3, 100 g of HDI and 4 g of isobutanol were charged as monomers, and the temperature was maintained at 80° C. for 2 hours. Thereafter, 0.1 g of an isocyanurate-forming catalyst, tetramethylammonium capric acid, was added to carry out an isocyanurate-forming reaction. When the conversion reached 30%, 0.03 g of dibutyl phosphate was added to terminate the reaction. The reaction solution was further held at 120° C. for 15 minutes, and the resulting reaction solution was fed to a thin film evaporator to remove unreacted HDI to obtain isocyanate component Q-1. The obtained isocyanate component Q-1 had a viscosity of 300 mPa·s/25° C. and an NCO content of 20.0 mass %.
[合成例8]イソシアネート成分Q-2の合成
合成例3と同様の装置に、モノマーとしてHDI100g、及び、イソブタノール0.1gを仕込み、温度を80℃、2時間保持した。その後、イソシアヌレート化触媒テトラメチルアンモニウムカプリン酸を0.4g加え、イソシアヌレート化反応を行った。転化率が45%になった時点でジブチルリン酸を0.3g添加し反応を停止した。反応液を更に120℃、15分保持した。得られた反応液を薄膜蒸発缶にフィードし、未反応のHDIを除去し、イソシアネート成分Q-2を得た。得られたイソシアネート成分Q-2の粘度は2500mPa・s/25℃で、NCO含有量は21.5質量%であった。
[Synthesis Example 8] Synthesis of Isocyanate Component Q-2 Into the same apparatus as in Synthesis Example 3, 100 g of HDI as monomers and 0.1 g of isobutanol were charged, and the temperature was kept at 80° C. for 2 hours. Thereafter, 0.4 g of an isocyanurate-forming catalyst, tetramethylammonium capric acid, was added to carry out an isocyanurate-forming reaction. When the conversion reached 45%, 0.3 g of dibutyl phosphate was added to terminate the reaction. The reaction solution was further held at 120° C. for 15 minutes. The obtained reaction liquid was fed to a thin film evaporator to remove unreacted HDI to obtain an isocyanate component Q-2. The obtained isocyanate component Q-2 had a viscosity of 2500 mPa·s/25° C. and an NCO content of 21.5 mass %.
[実施例1]塗料組成物A-1の製造
フッ素含有ポリオール(ダイキン株式会社製、商品名「ゼッフルGK570」、樹脂分濃度65%、水酸基価60mgKOH/g)と、合成例1で得られたイソシアネート成分L-1とを用いて、イソシアネート基/水酸基のモル比が1.0となるように配合した。さらに、酢酸ブチルで固形分40質量%になるように調整して、塗料組成物A-1を得た。得られた塗料組成物について、各種評価を上記記載の方法を用いて行った結果、光沢は◎、硬度は◎、耐候性は◎、塗膜の水蒸気バリア性は◎であった。評価結果を表1に示す。
[Example 1] Production of coating composition A-1 Fluorine-containing polyol (manufactured by Daikin Co., Ltd., trade name "Zeffle GK570", resin content concentration 65%, hydroxyl value 60 mgKOH / g) and the obtained in Synthesis Example 1 The isocyanate component L-1 was used and blended so that the molar ratio of isocyanate groups/hydroxyl groups was 1.0. Furthermore, the solid content was adjusted to 40% by mass with butyl acetate to obtain a coating composition A-1. Various evaluations were performed on the obtained coating composition using the methods described above. Table 1 shows the evaluation results.
[実施例2~6]塗料組成物A-2~A-6の製造
表1に示す種類のイソシアネート成分を用いた以外は、実施例1と同様の方法を用いて、塗料組成物A-2~A-6を製造した。得られた塗料組成物について、各種評価を上記記載の方法を用いて行った。評価結果を表1に示す。
[Examples 2 to 6] Production of coating compositions A-2 to A-6 Using the same method as in Example 1, except that the types of isocyanate components shown in Table 1 were used, coating compositions A-2 were prepared. ~A-6 were produced. Various evaluations were performed on the obtained coating composition using the methods described above. Table 1 shows the evaluation results.
[比較例1]塗料組成物B-1の製造
イソシアネート成分として、HDI(粘度は3mPa・s/25℃、NCO含有量は50.0質量%)を用いた点以外は、実施例1と同様の方法を用いて、塗料組成物B-1を製造した。得られた塗料組成物について、各種評価を上記記載の方法を用いて行った。評価結果を表1に示す。
[Comparative Example 1] Production of coating composition B-1 Same as Example 1 except that HDI (viscosity of 3 mPa s/25°C, NCO content of 50.0% by mass) was used as the isocyanate component. A coating composition B-1 was produced using the method of. Various evaluations were performed on the obtained coating composition using the methods described above. Table 1 shows the evaluation results.
[比較例2~3]塗料組成物B-2~B-3の製造
表1に示す種類のイソシアネート成分を用いた以外は、実施例1と同様の方法を用いて、塗料組成物B-2~B-3を製造した。得られた塗料組成物について、各種評価を上記記載の方法を用いて行った。評価結果を表1に示す。
[Comparative Examples 2 and 3] Production of coating compositions B-2 and B-3 Using the same method as in Example 1, except that the types of isocyanate components shown in Table 1 were used, coating compositions B-2 were prepared. ~B-3 were produced. Various evaluations were performed on the obtained coating composition using the methods described above. Table 1 shows the evaluation results.
表1から、トリイソシアネート(I)及びトリイソシアネート(I)から誘導されたポリイソシアネート化合物のうち少なくともいずれか一方の化合物を含むイソシアネート成分を配合した塗料組成物A-1~A-6(実施例1~6)は、配合されたイソシアネート成分が8mPa・s以上85mPa・s以下と低粘度であり、塗膜としたときの光沢、硬度、耐候性及び水蒸気バリア性の全てが良好であった。
また、トリイソシアネート(I)のみを含むイソシアネート成分を配合した塗料組成物A-1及びA-2(実施例1及び2)は、トリイソシアネート(I)から誘導されたポリイソシアネート化合物及びトリイソシアネート(I)の両方を含むイソシアネート成分を配合した塗料組成物A-3~A-6(実施例3~6)よりも、NCO含有量が47質量%以上と特に高かった。
また、NCO含有量が43.4質量%以上であるイソシアネート成分を配合した塗料組成物A-1、A-2、A-5及びA-6は、NCO含有量が上記未満であるイソシアネート成分を配合した塗料組成物A-3及びA-4よりも、耐候性が特に良好であった。
From Table 1, coating compositions A-1 to A-6 (Examples In 1 to 6), the blended isocyanate component had a low viscosity of 8 mPa·s or more and 85 mPa·s or less, and all of the gloss, hardness, weather resistance and water vapor barrier properties when formed into coating films were good.
Further, the coating compositions A-1 and A-2 (Examples 1 and 2) containing an isocyanate component containing only triisocyanate (I) are a polyisocyanate compound derived from triisocyanate (I) and a triisocyanate ( The NCO content was particularly high at 47% by mass or more than the coating compositions A-3 to A-6 (Examples 3 to 6) containing an isocyanate component containing both I).
Further, the coating compositions A-1, A-2, A-5 and A-6 containing an isocyanate component having an NCO content of 43.4% by mass or more contained an isocyanate component having an NCO content of less than the above. Weather resistance was particularly better than that of the blended coating compositions A-3 and A-4.
本実施形態の塗料組成物は、ロール塗装、カーテンフロー塗装、スプレー塗装、ベル塗装、静電塗装等の塗料として利用することができる。本実施形態の塗料組成物は、金属、プラスチック、木材、フィルム、無機材料等の素材へのプライマーや上中塗り塗料として用いることができる。本実施形態の塗料組成物は、防錆鋼板を含むプレコートメタル、自動車塗装等に耐熱性、美粧性(表面平滑性、鮮鋭性)等を付与する塗料としても有用である。本実施形態の塗料組成物は、接着剤、粘着剤、エラストマー、フォーム、表面処理剤等のウレタン原料としても有用である。 The coating composition of this embodiment can be used as a coating for roll coating, curtain flow coating, spray coating, bell coating, electrostatic coating, and the like. The coating composition of the present embodiment can be used as a primer or intermediate coating for materials such as metals, plastics, wood, films and inorganic materials. The coating composition of the present embodiment is also useful as a coating for imparting heat resistance, cosmetic properties (surface smoothness, sharpness) and the like to precoated metals including rust-proof steel plates, automobile coatings, and the like. The coating composition of the present embodiment is also useful as a urethane raw material for adhesives, adhesives, elastomers, foams, surface treatment agents, and the like.
Claims (3)
水酸基価が10mgKOH/g以上200mgKOH/g以下であるフッ素含有ポリオールと、
を含む塗料組成物。 an isocyanate component containing at least one of 4-isocyanatomethyl-1,8-octamethylene diisocyanate and a polyisocyanate compound derived therefrom;
a fluorine-containing polyol having a hydroxyl value of 10 mgKOH/g or more and 200 mgKOH/g or less;
A paint composition comprising:
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