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公開番号2025022134
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-14
出願番号2023126422
出願日2023-08-02
発明の名称水系ブロックポリイソシアネート組成物、水系コーティング組成物、塗膜及びコーティング基材
出願人旭化成株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類C08G 18/80 20060101AFI20250206BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】水系主剤との分散性に優れ、硬化性と硬化塗膜の硬度、耐水性、耐薬品性、乾燥性、貯蔵安定性に優れる水系ブロックポリイソシアネート組成物、水系コーティング組成物、塗膜及びコーティング基材を提供する。
【解決手段】脂肪族ジイソシアネート及び脂環族ジイソシアネートから選ばれる一種以上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、親水性化合物、及び熱解離性ブロック剤から誘導されるブロックポリイソシアネート化合物を含有し、有機溶剤を含まない状態での60℃における粘度が1,000mPa・s以上30,000mPa・s以下であり、ウレタン基とイソシアヌレート基のモル比率(ウレタン基/イソシアヌレート基)が0.5/100以上20.0/100以下であり、ウレトジオン基とイソシアヌレート基のモル比率(ウレトジオン基/イソシアヌレート基)が10.0/100以上80.0/100以下である。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
脂肪族ジイソシアネート及び脂環族ジイソシアネートから選ばれる一種以上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、親水性化合物、及び熱解離性ブロック剤から誘導されるブロックポリイソシアネート化合物を含有し、
有機溶剤を含まない状態での６０℃における粘度が１，０００ｍＰａ・ｓ以上３０，０００ｍＰａ・ｓ以下であり、
ウレタン基とイソシアヌレート基のモル比率（ウレタン基／イソシアヌレート基）が０．５／１００以上２０．０／１００以下であり、
ウレトジオン基とイソシアヌレート基のモル比率（ウレトジオン基／イソシアヌレート基）が１０．０／１００以上８０．０／１００以下である、水系ブロックポリイソシアネート組成物。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記ブロックポリイソシアネート化合物中の熱解離性ブロック剤と結合したイソシアネート基の一分子あたりの平均数が２．０以上３．５以下である、請求項１に記載の水系ブロックポリイソシアネート組成物。
【請求項３】
前記ブロックポリイソシアネート化合物の数平均分子量が３００以上３，０００以下である、請求項１又は２に記載の水系ブロックポリイソシアネート組成物。
【請求項４】
前記ブロックポリイソシアネート化合物の誘導に用いられた前記親水性化合物の含有量が、前記水系ブロックポリイソシアネート組成物に対して、０．１質量％以上３０質量％以下である、請求項１又は２に記載の水系ブロックポリイソシアネート組成物。
【請求項５】
前記水系ブロックポリイソシアネート組成物中の親水性有機溶剤の含有量が３０質量％以下である、請求項１又は２に記載の水系ブロックポリイソシアネート組成物。
【請求項６】
前記親水性化合物が、下記一般式（Ｉ）で表される構造を有するポリアルキレングリコールアルキルエーテルである、請求項１又は２に記載の水系ブロックポリイソシアネート組成物。
TIFF
2025022134000010.tif
16
170
（一般式（Ｉ）中、Ｒ
１１
は炭素数１以上４以下のアルキレン基であり、Ｒ
１２
は炭素数１以上４以下のアルキル基であり、ｎ１１は４．０以上２０以下である。）
【請求項７】
前記親水性化合物が、水酸基を含有するスルホン酸及びアミノ基を含有するスルホン酸からなる群より選ばれる１種以上のスルホン酸である、請求項１又は２に記載の水系ブロックポリイソシアネート組成物。
【請求項８】
前記ポリイソシアネートの結合基としてイソシアヌレート基、イミノオキサジアジンジオン基、ウレトジオン基、及びアロファネート基を含有し、該結合基の合計モル量（１００モル％）に対して、ウレトジオン基のモル比率が、１．０モル％以上５０．０モル％以下である、請求項１又は２に記載の水系ブロックポリイソシアネート組成物。
【請求項９】
前記熱解離性ブロック剤が、オキシム系化合物、酸アミド系化合物、アミン系化合物、活性メチレン系化合物、及びピラゾール系化合物よりなる群から選ばれる、少なくとも１種である、請求項１又は２に記載の水系ブロックポリイソシアネート組成物。
【請求項１０】
請求項１又は２に記載の水系ブロックポリイソシアネート組成物を含む、水系コーティング組成物。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、水系ブロックポリイソシアネート組成物、水系コーティング組成物、塗膜及びコーティング基材に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
脂肪族ジイソシアネート又は脂環族ジイソシアネートから誘導されるポリイソシアネート組成物を硬化剤として用いた２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、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、或いは有機溶剤の使用量を減らし、さらに親水基を有した水系２液型ポリウレタン組成物が提案されている。
【０００３】
また、ハンドリングを容易とする観点から、主剤と硬化剤とが混和した状態においても、塗料物性が変化しない１液型塗料が望まれている。これらは硬化剤のイソシアネート基をブロック剤により保護し、現場で塗装した後に加熱することで、イソシアネート基の再生と主剤であるポリオールの水酸基との反応により硬化塗膜となる。このようなイソシアネートをブロックポリイソシアネートと呼ぶ。このブロックポリイソシアネート組成物には溶剤型が主に使用されているが、環境保護の観点より水系化が切望されている。
【０００４】
水分散可能なブロックポリイソシアネート組成物については、ポリイソシアネートに親水性基を導入する手法が知られている（例えば特許文献１～３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特表平１１－５１２７７２号公報
特表２００２－５１１５０７号公報
特開２０２０－１４３２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１～３に記載のブロックポリイソシアネート組成物は、水系主剤との組み合わせによっては分散性が不十分であり、塗装した塗膜の外観不良が起こり、さらに所望の塗膜物性を発揮しない場合があった。また、この主剤との分散性を上げるためには、親水性有機溶剤の量を増やす必要があり、乾燥時に揮発する溶剤が増えることとなり、地球環境の保護に流れに反する懸念があった。さらに主剤との分散性を高めるために、導入する親水性基を増やした場合、塗料の硬化性や、硬化塗膜の耐水性や耐薬品性、貯蔵安定性が悪化するという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、水系主剤との分散性に優れ、硬化性と硬化塗膜の硬度、耐水性、耐薬品性、乾燥性、貯蔵安定性に優れる水系ブロックポリイソシアネート組成物、水系コーティング組成物、塗膜及びコーティング基材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、本発明は、以下の態様を含む。
［１］脂肪族ジイソシアネート及び脂環族ジイソシアネートから選ばれる一種以上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、親水性化合物、及び熱解離性ブロック剤から誘導されるブロックポリイソシアネート化合物を含有し、
有機溶剤を含まない状態での６０℃における粘度が１，０００ｍＰａ・ｓ以上３０，０００ｍＰａ・ｓ以下であり、
ウレタン基とイソシアヌレート基のモル比率（ウレタン基／イソシアヌレート基）が０．５／１００以上２０．０／１００以下であり、
ウレトジオン基とイソシアヌレート基のモル比率（ウレトジオン基／イソシアヌレート基）が１０．０／１００以上８０．０／１００以下である、水系ブロックポリイソシアネート組成物。
［２］前記ブロックポリイソシアネート化合物中の熱解離性ブロック剤と結合したイソシアネート基の一分子あたりの平均数が２．０以上３．５以下である、［１］に記載の水系ブロックポリイソシアネート組成物。
［３］前記ブロックポリイソシアネート化合物の数平均分子量が３００以上３，０００以下である、［１］又は［２］に記載の水系ブロックポリイソシアネート組成物。
［４］前記ブロックポリイソシアネート化合物の誘導に用いられた前記親水性化合物の含有量が、前記水系ブロックポリイソシアネート組成物に対して、０．１質量％以上３０質量％以下である、［１］～［３］のいずれか１つに記載の水系ブロックポリイソシアネート組成物。
［５］前記水系ブロックポリイソシアネート組成物中の親水性有機溶剤の含有量が３０質量％以下である、［１］～［４］のいずれか１つに記載の水系ブロックポリイソシアネート組成物。
［６］前記親水性化合物が、下記一般式（Ｉ）で表される構造を有するポリアルキレングリコールアルキルエーテルである、［１］～［５］のいずれか１つに記載の水系ブロックポリイソシアネート組成物。
【０００９】
TIFF
2025022134000001.tif
16
170
【００１０】
（一般式（Ｉ）中、Ｒ
１１
は炭素数１以上４以下のアルキレン基であり、Ｒ
１２
は炭素数１以上４以下のアルキル基であり、ｎ１１は４．０以上２０以下である。）
［７］前記親水性化合物が、水酸基を含有するスルホン酸及びアミノ基を含有するスルホン酸からなる群より選ばれる１種以上のスルホン酸である、［１］～［５］のいずれか１つに記載の水系ブロックポリイソシアネート組成物。
［８］前記ポリイソシアネートの結合基としてイソシアヌレート基、イミノオキサジアジンジオン基、ウレトジオン基、及びアロファネート基を含有し、該結合基の合計モル量（１００モル％）に対して、ウレトジオン基のモル比率が、１．０モル％以上５０．０モル％以下である、［１］～［７］のいずれか１つに記載の水系ブロックポリイソシアネート組成物。
［９］前記熱解離性ブロック剤が、オキシム系化合物、酸アミド系化合物、アミン系化合物、活性メチレン系化合物、及びピラゾール系化合物よりなる群から選ばれる、少なくとも１種である、［１］～［８］のいずれか１つに記載の水系ブロックポリイソシアネート組成物。
［１０］［１］～［９］のいずれか１つに記載の水系ブロックポリイソシアネート組成物を含む、水系コーティング組成物。
［１１］［１０］に記載の水系コーティング組成物を硬化させた、塗膜。
［１２］［１０］に記載の水系コーティング組成物によってコーティングされた、コーティング基材。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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