説明

水性放射線硬化性ポリウレタン組成物

本発明は、水性放射線硬化性組成物において、
−少なくとも1個の(メト)アクリル化ポリウレタンプレポリマー(A)であって、
−少なくとも1個のポリイソシアネート化合物(i)と、
−場合により、少なくとも1個のポリオール(ii)と、
イソシアネート基と反応できる少なくとも1個の反応基を含有し、直接又は中和剤との反応後に水性媒質中でポリウレタンプレポリマーを分散可能にし、塩を提供することができる少なくとも1個の親水性化合物(iii)と、
−イソシアネート基と反応できる少なくとも2個の反応基を含有する(メト)アクリル化化合物(iv)と、
−イソシアネート基と反応できる基本的に1個の反応基を含有する少なくとも1個の(メト)アクリル化化合物(v)の
前記化合物(i)、(ii)、(iii)、(iv)及び(v)の反応から得られる少なくとも1個の(メト)アクリル化ポリウレタンプレポリマー(A)と、
−場合により、少なくとも1個のエチレン不飽和化合物(B)
を含み、
前記組成物が、(i)、(ii)、(iii)、(iv)、(v)及び(B)の総重量(g)当り少なくとも3meqの(メト)アクリル化及び、場合により、重合性のエチレン不飽和基の総量を含む水性放射線硬化性組成物に関する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、高耐引掻性コーティング剤の製造に特に適した水性放射線硬化ポリウレタン組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
放射線硬化性ポリウレタン分散物は、木材、プラスチック及び金属などの各種支持体にコーティングを提供し、良好な機械的耐性及び耐薬品性、ならびに、若干の柔軟性を示すことが昔から知られている。
【0003】
エチレン不飽和ポリウレタンは、イソシアネート末端エチレン不飽和ポリウレタンプレポリマーのポリアミンによる連鎖延長から製造されてきた。生じたポリマーは、一般に、高分子量を示し、通常、高い最低皮膜形成温度を有する分散物を生じる硬質尿素セグメントを含有し、そのため、融合助剤の使用を必要とする。エチレン不飽和ポリウレタンは、エチレン不飽和、特に(メト)アクリル化モノマーによるイソシアネート末端エチレン不飽和ポリウレタンプレポリマーの末端封鎖(end capping)からも製造できる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
これらの既知の放射線硬化組成物の欠点は、高い反応性を提供する制約になり、これは、高速又は低エネルギー硬化が求められる用途への適合性を低下させる。また、当該組成物は、着色コーティングの調製にそれほど適さず、着色剤の存在がUV光の貫通を減少させ、バルクでの良好な硬化を制限する。これらの組成物は、一般に、高い末端硬度(end hardness)、耐引掻性及び耐汚染性を呈するコーティングを得ることができない。
【課題を解決するための手段】
【0005】
我々は、今回、これらの問題を克服する放射線硬化性ポリウレタン分散物を見出した。
【0006】
そのため、本発明は、水性放射線硬化性組成物において、
−少なくとも1個の(メト)アクリル化ポリウレタンプレポリマー(A)であって、
−少なくとも1個のポリイソシアネート化合物(i)と、
−場合により、少なくとも1個のポリオール(ii)と、
−イソシアネート基と反応できる少なくとも1個の反応基を含有し、直接又は中和剤との反応後に水性媒質中でポリウレタンプレポリマーを分散可能にし、塩を提供することができる少なくとも1個の親水性化合物(iii)と、
−イソシアネート基と反応できる少なくとも2個の反応基を含有する少なくとも1個の(メト)アクリル化化合物(iv)と、
−イソシアネート基と反応できる基本的に1個の反応基を含有する少なくとも1個の(メト)アクリル化化合物(v)の前記化合物(i)、(ii)、(iii)、(iv)及び(v)の反応から得られる少なくとも1個の(メト)アクリル化ポリウレタンプレポリマー(A)と、
−場合により、少なくとも1個のエチレン不飽和化合物(B)
を含み、
前記組成物が、(i)、(ii)、(iii)、(iv)、(v)及び(B)の総重量(g)当り少なくとも3meqの(メト)アクリル化及び、場合により、重合性のエチレン不飽和基の総量を含む水性放射線硬化性組成物に関する。
【0007】
重合性エチレン不飽和基は、本発明では、放射線照射及び/又は(光)重合開始剤の影響下でラジカル重合を行うことができる炭素−炭素二重結合を指すことを意味する。当該重合性エチレン不飽和基は、一般に、(メト)アクリル基及びアリル基、好ましくは(メト)アクリル基、最も好ましくはアクリル基から選択される。本発明では、用語「(メト)アクリル」は、アクリル及びメタクリル両化合物又は誘導体、ならびに、それらの混合物を包含すると理解しなければならない。
【0008】
本発明による組成物は、高レベルの(メト)アクリル化及び、場合により、重合性エチレン不飽和基を特徴とする。本組成物は、化合物(i)、(ii)、(iii)、(iv)、(v)及び(B)の総重量(g)当り少なくとも3meqの(メト)アクリル化及び、場合により、重合性エチレン不飽和基を含有する。
【0009】
(メト)アクリル化及びエチレン不飽和基の量は、通常、核磁気共鳴分光分析法によって測定され、固体材料1g当りのmeqで表示される。本組成物のサンプルは、室温で1日間、及び、60℃で12時間乾燥され、次いで、N−メチルピロリジノンに溶解される。当該サンプルは、(メト)アクリル化及びエチレン不飽和基のモル濃度を、内部標準に1,3,5−ブロモベンゼンを使って測定するために1H−NMRに提出される。当該内部標準の芳香族プロトン該当ピークと(メト)アクリル化及びエチレン不飽和二重結合該当ピークの間の比較によって、式(A x B)/Cに従って(メト)アクリル化及びエチレン不飽和基のモル濃度を算出でき、式中、Aは当該サンプルによって提供される1H二重結合の積分値、Bは当該サンプル中の内部標準のモル数、Cは内部標準によって提供される1Hの積分値である。
【0010】
別法として、(メト)アクリル化及びエチレン不飽和基の量は、前記不飽和基への過剰のピリジニウムサルフェートジブロマイドの添加後の滴定法によっても測定できる(溶媒として氷酢酸、触媒として酢酸水銀使用)。前記の過剰物は、ヨウ化カリウムの存在下でヨウ素を遊離し、次いで、当該ヨウ素は、チオ硫酸ナトリウムで滴定される。
【0011】
好ましくは、(メト)アクリル化及び重合性エチレン不飽和基の総量は、化合物(i)、(ii)、(iii)、(iv)、(v)及び(B)の総重量(g)当り、少なくとも3.5meq、特に少なくとも4meqの(メト)アクリル化及び重合性エチレン不飽和基である。
【0012】
好ましくは、(メト)アクリル化及び重合性エチレン不飽和基の総量は、化合物(i)、(ii)、(iii)、(iv)、(v)及び(B)の総重量(g)当り10meqの(メト)アクリル化及び重合性エチレン不飽和基を越えない。
【0013】
本放射線硬化性組成物は、好ましくは、
−化合物(i)、(iii)及び(iv)、及び、場合により、化合物(ii)の反応を含む第一段階と、
−前記第一段階の生成物の、化合物(v)との反応を含み、当該反応によって、末端封鎖(メト)アクリル化ポリウレタンプレポリマーが得られる第二段階と、
−前記第二段階後に得られる前記末端封鎖(メト)アクリル化ポリウレタンプレポリマーの水性媒質への分散の段階と、
−場合により、中和剤との反応を含み、化合物(iii)によって提供される親水基を、陰イオン塩に転換する段階と、
−場合により、前記第二段階後に得られる(メト)アクリル化ポリウレタンプレポリマーが連鎖延長剤(vii)と反応する段階と、
−場合により、エチレン不飽和化合物(B)の添加の段階を
含むプロセスによって得られる。
【0014】
このプロセスは、好ましくは実質的に無水の条件下、30℃〜130℃、さらに好ましくは70℃〜100℃の温度で、イソシアネート基とイソシアネート反応基の間の反応が実質的に完了するまで、化学量論的に過剰の化合物(i)を化合物(ii)、(iii)及び(iv)と反応させることによって実施できる。当該イソシアネート含量は、アミンによる滴定によって追跡できる。前記反応物質は、化合物(i)によって提供されるイソシアネート基対化合物(ii)、(iii)及び(iv)によって提供されるイソシアネート反応基の、一般に約1.1:1〜約2:1、好ましくは約1.4:1〜1.8:1当量比に相当する比率で使用される。当該反応は、5〜40重量%、好ましくは15〜25重量%の溶媒の添加によって促進され、前記プレポリマーの粘度を低下させることができる。当該溶媒は、好ましくはアセトン又はメチルエチルケトンである。このプロセス中、イソシアネートのヒドロキシルへの反応の促進に触媒を使用し、反応不飽和物のラジカル反応を防止するために阻害剤を使用するのが一般的である。化合物(i)及び/又は化合物(ii)、(iii)及び/又は(iv)が漸増的に2回又は数回に分けて、あるいは、連続供給によって添加される逐次プロセスを使用することは、本発明の範囲内で可能である。これの理由は、特に溶媒が存在しない場合の、当該反応の発熱性のより良好な制御である。
【0015】
前記化合物(ii)、(iii)及び(iv)は、好ましくは1:1:1〜1:10:10、さらに好ましくは1:1:1〜1:5:5の(ii):(iii):(iv)モル比で使用される。
【0016】
その後の段階では、前記イソシアネート末端ポリウレタンプレポリマーは、化合物(v)と、好ましくは前段階と同一の条件で反応する。当該反応物質は、第一段階で得られるプレポリマーによって提供されるイソシアネート基対化合物(v)によって提供されるイソシアネート反応基の、一般に約2:1〜約1:1、好ましくは約1.7:1〜1.25:1の当量比に相当する比率で使用される。当該イソシアネート含量は、アミンによる滴定で追跡可能である。
【0017】
一般に、(i)、(ii)、(iii)、(iv)及び(v)の反応後に得られるプレポリマーは、当該プレポリマーをゆっくりと水に添加することによって、又は、逆に、水を当該プレポリマーに添加することによって、水性媒質に分散される。通常、この分散は、完全混合(high sheer mixing)下で進行する。通常、当該分散は、化合物(iii)によって提供される親水基(カルボン酸又はスルホン酸基など)の陰イオン塩への予備中和を必要とする。これは、一般に、有機又は無機中和剤の前記プレポリマー又は水への添加によって実施される。適切な中和剤は、アンモニア、揮発性有機三級アミン(トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリイソプロピルアミン、トリブチルアミン、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン、N,N−ジメチルアニリン、N−メチルモルフォリン、N−メチルピペラジン、N−メチルピロリジン及びN−メチルピペリジンなど)、一価金属陽イオン、好ましくはアルカリ金属(リチウム、ナトリウム及びカリウムなど))を含む非揮発性無機塩基、及び、陰イオン(ハイドロキサイド、ヒドリド、炭酸塩及び重炭酸塩)などを含む。好ましいのは、トリエチルアミンと水酸化ナトリウムである。
【0018】
これらの中和剤の総量は、中和対象の酸基の総量により算出できる。一般に、約1:1の化学量論比が使用される。
【0019】
一般に、化合物(i)、(ii)、(iii)、(iv)及び(v)の相対量は、化合物(ii)、(iii)、(iv)及び(v)に対して化学量論的に過剰の化合物(i)が使用され、それによって、依然として若干の残留イソシアネート基を含むプレポリマーであるイソシアネート官能価(メト)アクリル化ポリウレタンプレポリマー分画が得られるような量である。次いで、このイソシアネート官能価プレポリマー分画は、水相中で、一般に5〜90℃、好ましくは15〜30℃の温度で活性水素含有連鎖延長剤によって連鎖延長ができる。水は、連鎖延長剤として作用することができる。
【0020】
任意に、前記プレポリマーの残りのイソシアネート末端基連鎖延長の実施を可能にする活性アミノ基を含むさらなる化合物(vii)が添加される。当該連鎖延長剤は、適切には、炭素原子60個まで、好ましくは12個までを有する水溶性脂肪族、脂環式、芳香族又は複素環一級又は二級ポリアミン又はヒドラジンである。使用される化合物(vii)の総量は、一般に、前記ポリウレタンプレポリマーに存在する残留イソシアネート量によって算出される。連鎖延長中の連鎖延長剤(vii)のアミン基に対する当該プレポリマー中イソシアネート基の比は、一般に、当量にして約1:0.7〜約1:1、好ましくは約1:0.9〜約1:1の範囲である。この比率は、遊離イソシアネート基が残留しない完全反応ポリウレタンポリマーを得るためには、さらに好ましくは1:1である。
【0021】
使用されるポリアミンは、好ましくは平均官能価が2〜4、さらに好ましくは2〜3を有する。本発明で有用なかかる連鎖延長剤(vii)の例は、ヒドラジン、エチレンジアミン、ピペラジン、1,4−ブタンジアミン、1,6−ヘキサンジアミン、1,8−オクタンジアミン、1,10−デカンジアミン、1,12−ドデカンジアミン、2−メチルペンタメチレンジアミン、トリエチレントリアミン、イソホロンジアミン(即ち、1−アミノ−3−アミノメチル−3,5,5−トリメチル−シクロヘキサン)、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、ビス(4−アミノ−3−メチルシクロヘキシル)メタン、ポリエチレンアミン、ポリオキシエチレンアミン及びポリオキシプロピレンアミン(例、TEXACOからのJeffamine)、ならびに、それらの混合物を含む。
【0022】
好ましくは、連鎖延長剤(vii)は使用されない。
【0023】
一般に、プレポリマー分散物の形成後、また、当該分散物が100℃よりも低い沸点を有する揮発性溶媒を含有する場合、当該プレポリマー分散物は、ストリップされる。これは、通常、減圧下、20〜90℃、好ましくは40〜60℃の温度で実施される。
【0024】
ポリイソシアネート化合物(i)とは、少なくとも2個のイソシアネート基を含む有機化合物を指すことを意味する。当該ポリイソシアネート化合物は、通常、3個よりも多くないイソシアネート基を含む。当該ポリイソシアネート化合物(i)は、最も好ましくはジイソシアネートである。
【0025】
前記ポリイソシアネート化合物は、一般に、脂肪族、脂環式、芳香族及び/又は複素環ポリイソシアネート又はそれらの組合せから選択される。
【0026】
脂肪族及び脂環式ポリイソシアネートの例は、1,6−ジイソシアネートヘキサン(HDI)、1,1’−メチレンビス[4−イソシアネートシクロヘキサン](H12MDI)、5−イソシアネート−1−イソシアネートメチル−1,3,3−トリメチルシクロヘキサン(イソホロンジイソシアネート、IPDI)である。2個以上のイソシアネート基を含有する脂肪族ポリイソシアネートは、例えば1,6−ジイソシアネートへキサンビウレット及びイソシアヌル酸塩のような上記ジイソシアネートの誘導体である。
【0027】
芳香族ポリイソシアネートの例は、1,4−ジイソシアネートベンゼン(BDI)、2,4−ジイソシアネートトルエン(TDI)、1,1’−メチレンビス[4−イソシアネートベンゼン](MDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)、1,5−ナフタレンジイソシアネート(NDI)、トリジンジイソシアネート(TODI)及びp−フェニレンジイソシアネート(PPDI)である。当該ポリイソシアネートは、好ましくは、脂肪族及び脂環式ポリイソシアネート、最も好ましくはジイソシアネートから選択される。特に好ましいのは、1,1’−メチレンビス[4−イソシアネートシクロヘキサン]である。
【0028】
前記ポリウレタンプレポリマー(A)の合成に使用されるポリイソシアネート化合物の量は、一般に、ポリウレタンプレポリマー(A)の10〜60重量%、好ましくは20〜50重量%、さらに好ましくは30〜40重量%の範囲である。ポリール(ii)とは、少なくとも2個のヒドロキシル基を含むポリオールを指すことを意味する。当該ポリオール(ii)は、少なくとも400の数平均分子量を有する高分子量ポリオール、400よりも低い数平均を有する低分子量ポリオール又はいずれかのそれらの混合物から選択できる。当該高分子量ポリオール(ii)は、好ましくは5000を越えない、好ましくは2000を越えない、さらに好ましくは1000を越えない数平均分子量を有する。
【0029】
かかる高分子量ポリオールの例は、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、脂肪族二量体ジオール、ポリブタジエンポリオール、シリコーンポリオール及びポリアクリレートポリオール、ならびに、それらの組合せである。
【0030】
適切なポリエーテルポリオールは、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール及びポリテトラメチレングリコール、又は、それらのブロックコポリマーを含む。
【0031】
適切なポリカーボネートポリオールは、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール又はテトラエチレングリコールなどのジオールの、ホスゲンとの、ジメチルカーボネートなどのジアルキルカーボネートとの、ジフェニルカーボネートなどのジアリールカーボネートとの、又は、エチレン及び/又はプロピレンカーボネートなどの環式カーボネートとの反応生成物を含む。
【0032】
適切な脂肪族二量体ジオールは、二量体酸、好ましくは炭素原子36個を含む二量体酸の水素添加から得られる。
【0033】
適切なポリアクリレートポリオールは、ヒドロキシル化メルカプタンの存在下で、熱ラジカル重合開始剤によって開始される(メト)アクリル及び/又は(メト)アクリルアミドモノマーのラジカル重合と、それに続く1,4−ブタンジオールなどの短鎖ジオールとの末端基エステル交換によって調製されるものを含む。
【0034】
好ましいのはポリエステル、ポリエーテル及びポリカーボネートポリオールである。
【0035】
ポリエステルポリオールは、特に好ましく、特に多価アルコール、好ましくは二価アルコールの、ポリカルボン酸、好ましくはジカルボン酸又はそれと対応する無水物とのヒドロキシル末端反応生成物、ならびに、ラクトンの開環重合から得られるものである。これらのポリエステルポリオールの形成に使用可能なポリカルボン酸は、脂肪族、脂環式、芳香族及び/又は複素環であることができ、それらは、置換型、飽和型又は不飽和型であることができる。
【0036】
ジカルボン酸の例は、コハク酸、グルタール酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、ヘキサヒドロフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、オルソ−フタル酸、テトラクロロフタル酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、テトラヒドロフタル酸、トリメリット酸、トリメシン酸及びピロメリット酸、又は、それらの混合物である。前記ポリエステルポリオールは、長鎖不飽和脂肪酸、特に脂肪酸二量体などの風乾成分も含有することができる。
【0037】
好ましくは前記ポリエステルポリオールの調製に使用される多価アルコールは、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジブチレングリコール、2−メチル−1,3−ペンタンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、1,4−シクロへキサンジメタノール、ビスフェノールA又は水素添加ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物又はプロピレンオキサイド付加物を含む。グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ジ−トリメチロールエタン、ジ−トリメチロールプロパン及びペンタエリスリトールなどのポリオールも使用できる。
【0038】
特に好ましいのは、ネオペンチルグリコール及びアジピン酸及び/又はイソフタル酸の重縮合から生成されるポリエステルポリオールである。
【0039】
ポリウレタンプレポリマー(A)中のポリオール(ii)の総量は、好ましくは当該ポリウレタンプレポリマー(A)の2〜50重量%、さらに好ましくは3〜30重量%、最も好ましくは5〜15重量%である。
【0040】
低分子量ポリオールの例は、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,3−プロパンジオール、2−エチル−2−ブチル−1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、2−エチル−1,6−ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、トリメチロールプロパン、ジ−トリメチロールプロパン、グリセロール、ペンタエリスリトール及びジ−ペンタエリスリトールである。
【0041】
本発明の具体的実施形態によれば、プレポリマー(A)の調製に高分子量ポリオールが使用される。
【0042】
本発明の別の具体的実施形態によれば、高分子量ポリオールと低分子量ポリオールの混合物が使用される。
【0043】
前記親水性化合物(iii)は、一般に、イオン型又は非イオン型親水性を発揮できる官能基を含むポリオールである。好ましくは、当該ポリオールは、カルボン酸基又はスルホン酸基などの陰イオン塩基団に変換可能な酸基を含有するカルボキシレート及びスルホネート塩基団などの1個以上の陰イオン塩基団を含有するポリオールである。好ましいのは、一般式(HO)xR(COOH)yで表されるヒドロキシカルボン酸で、式中、Rは炭素原子1〜12個を有する直鎖もしくは枝分れ炭化水素残基で、x及びyは独立して1〜3の整数である。これらのヒドロキシカルボン酸の例は、クエン酸、リンゴ酸、乳酸及び酒石酸を含む。最も好ましいヒドロキシカルボン酸は、α,α−ジメチロールアルカン酸で、上記一般式では、x=2及びy=1であり、例えば、2,2−ジメチロールプロピオン酸及び2,2−ジメチロールブタン酸がある。
【0044】
親水性化合物(iii)の量は、一般に、前記ポリウレタンプレポリマー(A)の1〜25重量%、好ましくは4〜10重量%である。
【0045】
イソシアネート基と反応できる少なくとも2個の反応基と少なくとも1個の(メト)アクリル化基を含有する(メト)アクリル化化合物(iv)とは、本発明では、アクリル基又はメタクリル基などの少なくとも1個の(メト)アクリル化官能基と、イソシアネートと反応できる少なくとも2個の求核官能基、好ましくはヒドロキシル基を含む化合物を指すことを意味する。
【0046】
好ましいのは、(メト)アクリロイルジヒドロキシ化合物及びポリ(メト)アクリロイルジヒドロキシ化合物である。
【0047】
2個のヒドロキシル官能基と少なくとも2個の(メト)アクリレート官能基を含む化合物(iv)が好ましい。アクリレートが、特に好ましい。
【0048】
特に好ましい化合物(iv)は、ジグリシジル化合物の(メト)アクリル酸との反応から得られるものである。
【0049】
炭素原子4〜12個を有するアルファ、オメガジオールから、又は、オキシアルキレン基を含有するポリオキシアルキレンジオール、特にポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、又は、それらの混合物から誘導される脂肪族ジグリシジル化合物が使用できる。例えば、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、水素化ビスフェノールAジグリシジルエーテル及び水素化ビスフェノールFジグリシジルエーテル、及び、それらのエトキシル化及び/又はプロポキシル化等価物が優先される。ジグリシジルヘキサヒドロフタレートなどのジグリシジルエーテルも使用できる。ビスフェノールA及びビスフェノールFから誘導される芳香族ジグリシジル化合物が好ましい。特に好ましいのは、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、及び、それらのエトキシル化及び/又はプロポキシル化等価物である。ジグリシジルフタレート、N,N−ジグリシジルアニリン、N,N−ジグリシジル−4−グリシジルオキシアニリンなどのジグリシジルエステルも使用できる。特に好ましいのは、ビスフェノールAジグリシジルエーテルのジアクリレートエステルである。
【0050】
脂肪族又は芳香族多価ポリオールの(メト)アクリル酸との部分エステル化から得られ、分子中に少なくとも2.0の残留平均ヒドロキシル官能価を有する化合物(iv)も使用できる。これに関連して、かかるポリオールのエチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイド又はそれらの混合物との反応生成物、あるいは、かかるポリオールの、開環反応でこれらのポリオールに付加するラクトンとの反応生成物も使用できる。適切なラクトンの例は、γ−ブチロラクトン及び、特に、δ−バレロラクトン及びε−カプロラクトンである。好ましいのは、1のヒドロキシル官能価当り2個よりも多くないアルコキシ基を有するアルコキシル化ポリオール、及び、ε−カプロラクトン−修飾ポリオールである。グリセロール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジ−トリメチロールプロパン又はジ−ペンタエリスリトールなどのポリオールの(メト)アクリル化が進行して、モノ−、ジ−、トリ−、テトラ−、ペンタ−及びヘキサ(メト)アクリレートの混合物になること、また、当該混合物を特徴付ける上で可能な方法が、そのヒドロキシル価の測定によることは、当業者に周知である。例は、グリセロール・モノ−(メト)アクリレート、トリメチロールプロパン・モノ−(メト)アクリレート、ペンタエリスリトール・ジ−(メト)アクリレート、ジ−トリメチロールプロパンジ−(メト)アクリレート、ジ−ペンタエリスリトールテトラ−(メト)アクリレート、及び、それらのポリエトキシル化及び/又はポリプロポキシル化等価物である。
【0051】
少なくとも1の(メト)アクリル官能価とともに、1エポキシ官能価を保持する脂肪族、脂環式又は芳香族化合物の加水分解から得られる化合物(iv)も、使用できる。特に適切なのは、グリシジル(メト)アクリレート、即ち、1,2−ジヒドロキシ−3−(メト)アクリロイル−プロパンの加水分解から得られる生成物である。
【0052】
化合物(v)の量は、一般に、ポリウレタンプレポリマー(A)の5〜30重量%、好ましくは10〜20重量%である。
【0053】
イソシアネート基と反応できる基本的に1個の反応基を含有する(メト)アクリル化化合物(v)とは、本発明では、アクリル又はメタクリル基などの少なくとも1個の不飽和官能基と、イソシアネートと反応できる1個の求核官能基、好ましくはヒドロキシル基を含む化合物を指すことを意味する。好ましいのは、(メト)アクリロイルモノ−ヒドロキシ化合物、さらに具体的にはポリ(メト)アクリロイルモノ−ヒドロキシ化合物である。アクリレートが特に好ましい。
【0054】
有用な化合物(v)は、残存平均ヒドロキシル官能価約1を有する、脂肪族及び/又は芳香族ポリオールの(メト)アクリル酸とのエステル化生成物を含む。(メト)アクリル酸の、三価−、四価−、五価−又は六価ポリオール又はそれらの混合物との部分エステル化生成物が好ましい。これに関連して、かかるポリオールの、エチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイド又はそれらの混合物との反応生成物、あるいは、かかるポリオールの、開環反応でこれらのポリオールに付加されるラクトンとの反応生成物も使用することができる。適切なラクトンの例は、γ−ブチロラクトン及び、特に、δ−バレロラクトン及びε−カプロラクトンである。これらの修飾もしくは非修飾ポリオールは、所望の残存ヒドロキシル官能価が達成されるまで、アクリル酸、メタクリル酸又はそれらの混合物と部分エステル化される。
【0055】
(メト)アクリル酸の、少なくとも1の(メト)アクリル官能価と合わせて、エポキシ官能価を保持する脂肪族、脂環式又は芳香族化合物との反応から得られる化合物(v)も使用できる。
【0056】
他の適切な化合物は、アルキル基中に炭素原子1〜20個を有するヒドロキシアルキル(メト)アクリレートのように、少なくとも1のヒドロキシ官能価が遊離状態である直鎖及び枝分れポリオールとの(メト)アクリル酸エステルである。このカテゴリーで好ましい分子は、ヒドロキシエチル(メト)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メト)アクリレート、ヒドロキシブチル(メト)アクリレートである。特に好ましいのは、グリセロールジアクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、グリセロールジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジトリメチロールプロパントリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート及びそれらの(ポリ)エトキシル化及び/又は(ポリ)プロポキシル化等価物などの少なくとも2個の(メト)アクリル官能基を含む化合物である。
【0057】
化合物(v)の量は、一般には、ウレタンプレポリマー(A)の10〜60重量%、好ましくは30〜50重量%である。
【0058】
好ましくは、前記プレポリマー(A)中の(メト)アクリル化基の総量は、化合物(i)、(ii)、(iii)、(iv)及び(v)のg総重量当り、(メト)アクリル化基少なくとも3.0meq、特に少なくとも3.5meqである。
【0059】
好ましくは、(メト)アクリル化基の総量は、化合物(i)、(ii)、(iii)、(iv)及び(v)のg総重量当り、(メト)アクリル化基10meqを越えない。
【0060】
本発明による組成物は、好ましくは、アクリル基、メタクリル基又はアリル基などの少なくとも1個の不飽和官能基を含む化合物である少なくとも1個のエチレン不飽和化合物(B)、さらに具体的には(ポリ)(メト)アクリロイル−含有化合物を含む。アクリレートが好ましい。
【0061】
前記エチレン不飽和化合物(B)は、上記のような(メト)アクリル化化合物(iv)及び(v)から選択されることができ、あるいは、イソシアネート基と反応できる官能価を含まないエチレン不飽和化合物であることができる。
【0062】
前記化合物(B)は、好ましくは、(メト)アクリル化化合物(v)から、また、イソシアネート基と反応できる官能価を含まないエチレン不飽和化合物から選択される。
【0063】
(メト)アクリル酸と完全エステル化され、分子中に残存ヒドロキシル官能価を実質的に含有しない脂肪族及び芳香族多価ポリオールが特に好ましい。適切なのは、三価−、四価−、五価−及び/又は六価ポリオールおよびそれらの混合物との(メト)アクリル酸のエステル化生成物である。これに関連して、エチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイド又はそれらの混合物とのかかるポリオールの反応生成物、又は、開環反応でこれらのポリオールに付加するラクトンとのかかるポリオールの反応生成物も使用できる。適切なラクトンの例は、γ−ブチロラクトン及び、特に、δ−バレロラクトン及びε−カプロラクトンである。優先的に用いられる化合物は、1ヒドロキシル官能価当り2個よりも多くないアルコキシ基を有するアルコキシル化ポリオール、及び、ε−カプロラクトン修飾ポリオールである。これらの修飾又は非修飾ポリオールは、好ましくは、実質的に残存ヒドロキシル官能価が存在しなくなるまで、アクリル酸、メタクリル酸又はそれらの混合物と完全にエステル化される。このカテゴリーからのポリ不飽和化合物の例は、トリメチロールプロパントリアクリレート、グリセロールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジ−トリメチロールプロパンテトラ−アクリレート、ジ−ペンタエリスリトールヘキサ−アクリレート、及び、それらの(ポリ)エトキシル化及び/又は(ポリ)プロポキシル化等価物、ならびに、それらの混合物である。ウレタン(メト)アクリレート、エポキシ(メト)アクリレート、ポリエステル(メト)アクリレート及び(メト)アクリル(メト)アクリレート又はそれらの混合物のカテゴリーからいずれの化合物も使用できる。
【0064】
前記化合物(B)は、当該ポリマーに追加特性を提供する1個以上の追加官能基又は側鎖を保持するエチレン不飽和化合物であることができる。IRR 154及びADDITOL(登録商標)HGX83の名称で市販されている製品などのケイ素化及び/又はフッ素化エチレン不飽和化合物が、特に適している。
【0065】
使用されるエチレン不飽和化合物(B)の量は、一般に、プレポリマー(A)の総量に対して5〜50重量%、好ましくは20〜30重量%である。
【0066】
本発明は、上記の組成物などの放射線硬化性組成物を調製するプロセスであって、前記プロセスが、
−化合物(i)、(iii)及び(iv)、かつ、場合により、化合物(ii)の反応を含む第一段階と、
−化合物(v)との前記第一段階の生成物との反応を含み、それによって、末端封鎖(メト)アクリル化ポリウレタンプレポリマーが得られる第二段階と、
−前記第二段階後に得られた前記末端封鎖(メト)アクリル化ポリウレタンプレポリマーの水性媒質中への分散の段階と、
−場合により、化合物(iii)によって提供される親水基を陰イオン塩に転換することを目的に中和剤との反応を含む段階と、
−場合により、前記第二段階後に得られる(メト)アクリル化ポリウレタンプレポリマーが、連鎖延長剤(vii)と反応する段階と、
−場合により、エチレン不飽和化合物(B)の添加を含む段階
を含む、放射線硬化性組成物を調製するプロセスにも関する。
【0067】
連鎖延長剤(vii)が使用される場合、これは、好ましくは、前記末端封鎖(メト)アクリル化ポリウレタンプレポリマーの水性媒質への分散中、又は、分散後に添加される。前記エチレン不飽和化合物(B)の添加は、前記第二段階の反応後に実施できる。当該エチレン不飽和化合物(B)が、イソシアネート基と反応できる官能基を含まない化合物である場合、当該化合物は、前記第二段階の反応前又は反応中に添加できる。本発明の好ましい実施形態によれば、当該化合物(B)は、化合物(v)と合わせて反応混合物中に添加される。
【0068】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、化合物(B)の一部は、化合物(v)と合わせて前記反応混合物に添加され、化合物(B)の別の一部は、前記第二段階後に前記反応混合物に添加される。この場合、同一又は異なる化合物が使用できる。
【0069】
化合物(B)に加えて、或いは、化合物(B)の代わりに、非エチレン不飽和化合物(C)も、前記第二段階の反応前、反応中又は反応後に添加できる。これらの化合物(C)は、好ましくはSilclean(登録商標)3700などのケイ素化及び/又はヒドロキシル化ポリアクリレートから選択される。化合物(C)の量は、プレポリマー(A)及び任意に化合物(B)の総量に対して、一般に0〜30重量%、好ましくは0〜10重量%の化合物(C)である。
【0070】
本発明による組成物及びプロセスは、当該組成物及びプロセスが低揮発性有機化合物含量(VOC)、高固体含量、低粘度、低粒度、優れた溶解性及び低皮膜形成温度を有する分散物を提供できる点で有利である。今日、市場では、製品の「環境にやさしい」特性が必須の付加価値になりつつあるので、溶媒の排除が、前記揮発性有機化合物含量(VOC)を減少させており、アミンの抑制は、コーティング作業区域の臭い感知を、また、起こり得るその後の健康被害も軽減する。皮膚及び眼球刺激の軽減は、製品の安全な取扱いを促進し、特殊表示(Xi)の使用を課さず、使用者にとって製品をさらに魅力的にする。
【0071】
本発明の水性分散物は、一般に総固体含量約30〜50重量%、好ましくは約35〜40重量%、25℃測定粘度20〜500mPas、好ましくは25〜200mPas、pH値7〜11、好ましくは7〜8.5、平均粒度約10〜1000nm、好ましくは50〜150nmを有する。前記皮膜形成温度は、好ましくは0〜20℃、さらに好ましくは0〜5℃の範囲である。
【0072】
本発明による組成物は、放射線硬化前でも粘着性を示さないコーティング剤を提供することができる。
【0073】
本発明による放射線硬化性組成物は、好ましくは紫外線照射によって、一般には光重合開始剤の存在下で硬化可能である。当該組成物は、電子ビーム照射によっても硬化でき、光重合開始剤無添加組成物の使用を可能にする。本発明による組成物は、極めて急速な硬化を提供している。
【0074】
本発明による組成物は、より高い反応性を示し、ラインスピードの急速化、又は、低照射エネルギー硬化及び生産性の増加を可能にする。
【0075】
本発明による組成物は、放射線硬化後に、水、溶媒、汚れに対する優れた耐薬品性、引掻及び磨耗に対する優れた機械的耐性を示すが、周囲温度又は低温で依然として比較的柔軟であるコーティングを得ることができる。これらのコーティングは、多孔質及び非多孔質基材への良好な付着も発揮する。光学的特性は、良好な透明性及び顕著な光沢を生じる。
【0076】
本発明による組成物から得られるコーティングは、選択的機械的特性(硬度及び柔軟性の増加)、及び、ポリマー極性(親水性又は疎水性増加)を生じ、例えば、木材、プラスチック、ガラス、金属及びコンクリート用コーティング剤として、多様な利用分野に及ぶことができる。本発明による組成物は、インク及びオーバープリントワニスとしての製造にも適している。そのため、本発明は、インク、ワニス又はコーティング剤の製造のための組成物の使用に関する、また、インク、ワニス又はコーティング剤用の製造プロセスであって、本明細書の上記のとおりの組成物が使用されるプロセスにも関する。本発明は、コーティングされた用品を調製するプロセスであって、当該用品が本発明による放射線硬化性組成物でコーティングされる段階を含むプロセスにも関する。
【0077】
本発明による組成物は、木製家具及びプラスチック弾力床材用コーティング剤の製造に適している。本発明による組成物は、コーティングプラスチック用品、特に、任意にポリウレタンなどの他のコーティング剤でプレコートされた、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート製の三次元物体に特に適している。
【0078】
そのため、本発明による組成物は、殺生物剤、安定化剤、増粘財、融合助剤、消泡剤、湿潤剤、ワックス及びフィラーなどの各種添加剤も含有できる。
【0079】
以下の実施例は、本発明を例示するもので、本発明を制約しない。
【0080】
実施例1:
機械式攪拌棒、熱電対、蒸気冷却器及び滴下漏斗を備えた二重壁ガラス反応器に、平均分子量670、167mg KOH/gのヒドロキシル価を有し、アジピン酸とイソフタル酸の重量比1:1混合物とネオペンチルグリコールの重縮合から入手された45.3gのポリエステルポリオール、109.2gのビスフェノールAジグリシジルエーテルのアクリル酸付加物(BPAAA)、34.3gのジメチロールプロピオン酸(DMPA)、231.3gの1,1−メチレンビス(4−イソシアネートシクロへキサン)(H12MDI)、279gのアセトン、3.1gのTINUVIN(登録商標)622及び0.6gのジブチル錫ラウレートがアセトン中10%溶液として投入された。当該反応混合物は、攪拌下で60℃まで加熱され、イソシアネート含量が1.09meg/gの数値に達するまで還流下で保持された。次いで、207.1gのDTMPTA(ジトリメチロールプロパントリアクリレートとジトリメチロールプロパンテトラアクリレートの混合物を含み、KOH/g 137mgのヒドロキシル価を有する生成物)に溶解された0.4gの4−メトキシフェノールが、前記反応器にゆっくりと添加され、イソシアネート含量が0.19meq/gの数値に達するまで、還流下で保持された。次いで、6官能性脂肪族ウレタンアクリレートである209gのEBECRYL(登録商標)1290が、当該反応混合物に添加され、均質混合物が得られるまで攪拌された。次いで、この混合物は、45℃まで冷却され、25.8gのトリエチルアミンが、攪拌下で添加された。次いで、生じた混合物は、安定な分散物が得られるまで、高速剪断攪拌下、室温で1268gの水にゆっくりと添加された。真空下、50℃の温度で、アセトンが、ガスクロマトグラフィー測定でそのレベルが0.15%よりも低くなるまで、ストリップされた。次いで、当該ポリマー分散物は、30℃よりも低い温度まで冷却され、2.3gの殺生物剤(Acticide(登録商標)MBS)が添加された。当該分散物は、100μ篩で濾過され、その固形分は、水を添加して40%に調整された。乾燥含量は、重量法で測定された。
【0081】
前記分散物の粘度は、33mPasであった(50rpmのスピンドルN°1を使ってBrookfield RVT粘度計により25℃で測定)。
【0082】
前記水性ポリマー分散物の平均粒度は、94nmであった(Malvern Autosizer Particle Analyzerを使って、レーザー光散乱法によって測定)。
【0083】
50μ篩上で濾過された前記ポリマー分散物からの残留物量である当該分散物の粗粒含量は、100mg/Lよりも少なかった。
【0084】
温度勾配加熱の金属プレート上で測定された前記分散物の最低皮膜形成温度(MFFT)は、0℃であった。
【0085】
コロイド安定性は、60℃のオーブンに置かれたサンプル200gのデカンテーション及び/又は相分離を観察して評価された;安定性は、生成物の劣化が観察可能になる前の10日よりも長い日数であった。当該分散物の特性が以下の表2に示されている。
【0086】
次いで、前記組成物は、1.5%の光重合開始剤(Additol(登録商標)BCPK)と配合され、粘度は、最大2%まで、Additol(登録商標)VXW6360:水(1:1)を使って、約1500mPasに調整され、以下に詳述されるものなど、その反応性、耐引掻性、耐汚染性、硬度、柔軟性及び付着に関して評価された。
【0087】
反応性:本方法は、非多孔質基材(ホワイトペーパー、Silico Ultraflat)に塗布された湿潤36μコーティングを完全に架橋するのに必要な最低UV線量を対象とする。当該コーティングは、120℃で1分間乾燥され、次いで、80W/cmのUVランプ(Hg)下、各種コンベヤー速度で硬化された。当該最低線量は、アセトンによる50回の二重摩擦に等しい、又は、それよりも優れた耐溶剤性を可能にするコンベヤー速度(m/分)によって規定される。摩擦は、アセトンで飽和された木綿の切れ端で行われる;1回の二重摩擦は、コーティングされた表面上の前後の往復に相当する。報告される数は、コーティングを破損させるのに必要な二重摩擦の回数である。
【0088】
耐引掻性:本方法は、非多孔質基材(ホワイトペーパー、Silico Ultraflat)に塗布された湿潤36μコーティングの耐引掻性を対象とする。コーティングは、35℃で10分間乾燥され、次いで、80W/cmのUVランプ(Hg)下、5m/分の速度で2回硬化された。掻き傷は、800gのハンマーに接続され、コーティング表面上を前後の動きで擦られる一片のスチールウールを使って室温で評価される。報告される数は、表面に傷をつけ、磨耗による光沢の目に見える損失を提供するのに必要な一重摩擦の回数である。
【0089】
耐汚染性:本方法は、非多孔質基材(ホワイト、厚さ5mmのPVC)に塗布された湿潤36μコーティングの化学薬品耐性を対象とする。コーティングは、120℃で1分間乾燥され、次いで、80W/cmのUVランプ(Hg)下、5m/分の速度で硬化された。耐性は、被験物質をコーティング上に置き、顕微鏡用ガラスで覆い、4時間放置することによって評価される。使用される被験物質は、涙、黒色光沢剤、ブラックアルコールペンシル、水中BB750着色剤、ホワイトスピリット中SR380着色剤、及び、ホワイトスピリット中SG146着色剤である。汚れは、イソプロパノールを飽和されたティシューを使った2回の摩擦で洗浄される。残った汚れは、5を最良とする1から5までの評価尺度で視覚的に評価される。高評点(5)は、いずれかの家庭用品のこぼれに対して最良の保護を提供すると予想される。
【0090】
硬度:本方法は、ガラスに塗布された湿潤120μのコーティングの表面硬度を対象とする。コーティングは、40℃で5分間、次いで、80℃で5分間乾燥され、最後に、80W/cmのUVランプ(Hg)下、反応性に対応する速度で3回硬化された。コーティングされたサンプルは、調整室(20℃、湿度50%)で24時間安定化され、振子硬度(Persoz)が、表面の3箇所で数秒間測定される。平均値が算出される。
【0091】
鉛筆硬度:鉛筆硬度(ASTM D−3363)。本方法は、ポリカーボネートシートに塗布された湿潤36μのコーティングの硬度を対象とする。本方法は、コーティングの引掻硬度の測定に産業界で使用されている。コーティングは、40℃で10分間乾燥され、次いで、80W/cmのUVランプ(Hg)下、5m/分の2倍の速度で2回硬化された。コーティングされたサンプルは、調整室(20℃、湿度50%)で24時間安定化された。鉛筆硬度は、当該コーティング表面を鉛筆で特定の角度から特定の力を使って引掻くことによって決定される。硬度は、より柔らかいからより硬いまで、2B−B−HB−F−H−2H−3H−4H−5H−6Hの評価尺度で採点される。高硬度レベルは、(鉛筆が)シューッと音をたてる(whished)と、コーティングの最適な機械的保護を提供する。
【0092】
柔軟性:本方法は、非多孔質基材(ホワイト、厚さ5mmのPVC)に塗布された湿潤36μコーティングの柔軟性を対象とする。コーティングは、120℃で1分間乾燥され、次いで、80W/cmのUVランプ(Hg)下、5m/分の速度で硬化された。コーティングPVCの柔軟性は、90°で、次いで、180°で折畳んだ後、室温で評価できる。欠損(ひび、接着の損失)が、5を最良として1から5までの評価尺度で記録される。等級付け(attribution)は、1=90°で重度欠損;2=90°で軽度欠損;3=180°で重度欠損;4=180°で軽度欠損;5=180°で欠損なしである。高数値(5)は、軟質基材の操作時に問題を生じないと予想され、剛性基材に対する良好な温度及び寸法安定性の前提条件である。
【0093】
ウォータースポット:本方法は、非多孔質基材(ホワイト、厚さ5mmのPVC)に塗布された湿潤36μコーティングの耐水性を対象とする。コーティングは、120℃で1分間乾燥され、次いで、80W/cmのUVランプ(Hg)下、5m/分の速度で硬化された。耐性は、コーティングされた表面をナイフで切り付け、中間位置に水滴1滴を室温で1時間置くことによって評価される。乾燥ティシューを使って、当該水滴が除去される。当該表面の分解は、5を最良とする1〜5の評価尺度を使って白色化又は分解について視覚的に評価される。高数値(5)は、水のこぼれからの最良の保護を提供すると予想される。
【0094】
付着性:本方法は、非多孔質基材(ホワイト、厚さ5mmのPVC)に塗布された湿潤36μコーティングの付着性を対象とする。コーティングは、120℃で1分間乾燥され、次いで、80W/cmのUVランプ(Hg)下、5m/分の速度で硬化された。1mm間隔で1cmまでの長さの5本の切り傷が、ナイフを使って、当該コーティングに加えられ、続いて、同様の切り傷が横方向に加えられる。碁盤の目状に傷付けられたコーティングに接着テープを強く押し付け、素早く剥がす操作を使って付着性が測定された。付着性の損失による当該コーティングの碁盤の目状に傷付いた表面部分の損傷は、5を最良とする1〜5の評価尺度で表される。高付着性(5)は、当該コーティングと基材の間の強力な永久接着を確保するのに必要である。
【0095】
得られた結果は、以下の表3に示される。
【0096】
実施例2〜5、7〜16及び比較実施例6R:
実施例2〜5及び7〜16では、表1の規定どおりに異なる量及び異なる成分が使用された点を除いて、実施例1に記載のプロセスが繰り返された。他で規定されない限り、各種化合物の量は、g表示である。
【0097】
実施例2〜5、6R及び7〜16では、六官能性ウレタンアクリレートEB(登録商標)1290は除外された。
【0098】
実施例4では、67mgKOH/gのヒドロキシル価を有するジペンタエリスリトールヒドロキシペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物であるDPHAが、DTMPTAの代わりに使用された。
【0099】
実施例5では、67mgKOH/gのヒドロキシル価を有するジペンタエリスリトールヒドロキシペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物であるDPHAが、DTMPTAの代わりに使用され、DPHAは、EB(登録商標)1290の代わりにも使用された。
【0100】
比較実施例6Rでは、化合物(iv)は使用されなかった:ビスフェノールAジグリシジルエーテル(BPAAA)のアクリル酸付加物は、15.4gのエチレングリコールで置換された。
【0101】
実施例7では、平均分子量1000を有し、110mgKOHの平均ヒドロキシル価を有するブタンジオール:ヘキサンジオール(9:1)のポリカーボネートであるPCDL T4691(Asahi Kasei)が、ポリエステルジオールの代わりに使用された。
【0102】
実施例8では、ジメチロールプロピオン酸(DMPA)は、ジメチロールブタン酸(DMBA)で置換された。トリエチルアミンによる中和は、カルボン酸のモル数に基づいて化学量論的に起こる。
【0103】
実施例9では、ポリエステルジオールは、過剰のビスフェノールAジグリシジルエーテル(BPAAA)のアクリル酸付加物によって化学量論的に置換される。
【0104】
実施例10では、ポリエステルジオールは、2−エチル−2−ブチル−1,3−プロパンジオールによって置換される。
【0105】
実施例11では、ポリエステルジオールは、炭素原子36個から成り、600ダルトンまでの平均分子量及び196〜206mgKOH/gのヒドロキシル価を有する脂肪酸二量体ジオールであるPRIPOL(登録商標)2033(Unichema)によって化学量論的に置換される。
【0106】
実施例12では、ジイソシアネート(H12MDI)は、199gのH12MDIと15.4gのDESMODUR(登録商標)N3300(HDIイソシアヌレート)の95:5モル比混合物によって置換される。
【0107】
実施例13では、プレポリマー中のトリエチルアミン(カルボン酸に対して100モル%)の代わりに、32.1gの水相中アンモニア(カルボン酸に対して110モル%)で実施された。
【0108】
実施例14では、シリコーン油をベースにしたウレタンアクリレートである24.8gのIRR154が、EECRYL(登録商標)1290の代わりに前記プレポリマーの総重量に換算して5%のレベルで添加された。
【0109】
実施例15では、フッ素化アクリレートである0.6gのADDITOL(登録商標)HGX83が、EECRYL(登録商標)1290の代わりに前記プレポリマーの総重量に換算して0.1%のレベルで添加された。
【0110】
実施例16では、メトキシプロピルアセテート中25%溶液として供給される、平均分子量15000ダルトンのシリコーン修飾ヒドロキシル官能性ポリアクリレートである6.01gのSILCLEAN(登録商標)3700が、EECRYL(登録商標)1290の代わりに前記プレポリマーの総重量に換算して7%のレベルで添加された。
【0111】
組成物の特性は、表2及び3に示される。
【0112】
【表1】

【0113】
【表2】

【0114】
【表3】

【0115】
実施例1〜5及び7〜12の比較実施例6Rとの比較は、本発明による組成物で得られたコーティングのより良好な性能を示している。特に、化合物(iv)以外まったく同一の成分で得られた比較実施例6Rとの実施例2の比較は、本発明による組成物の利点を立証している。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
水性放射線硬化性組成物において、
−少なくとも1個の(メト)アクリル化ポリウレタンプレポリマー(A)であって、
−少なくとも1個のポリイソシアネート化合物(i)と、
−場合により、少なくとも1個のポリオール(ii)と、
−イソシアネート基と反応できる少なくとも1個の反応基を含有し、直接又は中和剤との反応後に、水性媒質中でポリウレタンプレポリマーを分散可能にし、塩を提供することができる少なくとも1個の親水性化合物(iii)と、
−イソシアネート基と反応できる少なくとも2個の反応基を含有する少なくとも1個の(メト)アクリル化化合物(iv)と、
−イソシアネート基と反応できる基本的に1個の反応基を含有する少なくとも1個の(メト)アクリル化化合物(v)の
前記5種類の化合物の反応から得られる(メト)アクリル化ポリウレタンプレポリマー(A)と、
−場合により、少なくとも1個のエチレン不飽和化合物(B)
を含み、
前記組成物が、(i)、(ii)、(iii)、(iv)、(v)及び(B)の総重量(g)当り少なくとも3meqの(メト)アクリル化基及び場合により、重合性のエチレン不飽和基の総量を含む、
水性放射線硬化性組成物。
【請求項2】
放射線硬化性組成物であって、
−化合物(i)、(iii)及び(iv)及び場合により、化合物(ii)の反応を含む第一段階と、
−前記第一段階の生成物の、化合物(v)との反応を含み、前記反応によって、末端封鎖(メト)アクリル化ポリウレタンプレポリマーが得られる第二段階と、
−前記第二段階後に得られる前記末端封鎖(メト)アクリル化ポリウレタンプレポリマーの水性媒質への分散の段階と、
−場合により、中和剤との反応を含み、化合物(iii)によって提供される親水基を、陰イオン塩に転換する段階と、
−場合により、前記第二段階後に得られる(メト)アクリル化ポリウレタンプレポリマーが連鎖延長剤(vii)と反応する段階と、
−場合により、エチレン不飽和化合物(B)の添加の段階
を含むプロセスによって得られる、請求項1に記載の放射線硬化性組成物。
【請求項3】
前記ポリイソシアネート(i)が、脂肪族及び脂環式ポリイソシアネートから選択される、請求項1〜2のいずれかに記載の放射線硬化性組成物。
【請求項4】
前記ポリオール(ii)が、少なくとも400の数平均分子量を有するポリエステルポリオールである、請求項1および3のいずれかに記載の放射線硬化性組成物。
【請求項5】
前記親水性化合物(iii)が、一般式(HO)R(COOH)で表され、式中、Rが炭素原子1〜12個を有する直鎖もしくは枝分れ炭化水素残基で、x及びyが独立して1〜3までの整数であるヒドロキシカルボン酸から選択される、請求項1〜4のいずれかに記載の放射線硬化性組成物。
【請求項6】
前記(メト)アクリル化化合物(iv)が、(メト)アクリル酸とのジグリシジル化合物の反応生成物から選択される、請求項1から5までのいずれかに記載の放射線硬化性組成物。
【請求項7】
前記(メト)アクリル化化合物(iv)が、ビスフェノールAジグリシジルエーテルのジアクリレートエステルである、請求項6に記載の放射線硬化性組成物。
【請求項8】
前記(メト)アクリル化化合物(v)が、残存平均ヒドロキシル官能価約1を有する、脂肪族及び/又は芳香族ポリオールの(メト)アクリル酸とのエステル化生成物から選択される、請求項1〜7のいずれかに記載の放射線硬化性組成物。
【請求項9】
(メト)アクリル酸の、三価−、四価−、五価及び/又は六価ポリアルコール及びそれらの混合物のエステル化生成物から選択されるエチレン不飽和化合物を含む、請求項1〜8のいずれかに記載の放射線硬化性組成物。
【請求項10】
放射線硬化性組成物の調製プロセスであって、
−化合物(i)、(iii)及び(iv)及び任意に化合物(ii)の反応を含む第一段階と、
−化合物(v)との前記第一段階の生成物の反応を含み、それによって、末端封鎖(メト)アクリル化ポリウレタンプレポリマーが得られる第二段階と、
−前記第二段階後に得られた前記末端封鎖(メト)アクリル化ポリウレタンプレポリマーの水性媒質中への分散の段階と、
−場合により、化合物(iii)によって提供される親水基を陰イオン塩に転換することを目的に中和剤との反応を含む段階と、
−場合により、前記第二段階後に得られた(メト)アクリル化ポリウレタンプレポリマーが、連鎖延長剤(vii)と反応する段階と、
−場合により、エチレン不飽和化合物(B)の添加を含む段階
を含む、請求項1〜9のいずれかに記載の、放射線硬化性組成物の調製プロセス。
【請求項11】
コーティング用品を調製するプロセスであって、前記用品が、請求項1〜9のいずれかに記載の放射線硬化性組成物でコートされる段階を含む、コーティング用品の調製プロセス。

【公表番号】特表2009−533504(P2009−533504A)
【公表日】平成21年9月17日(2009.9.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−504683(P2009−504683)
【出願日】平成19年3月30日(2007.3.30)
【国際出願番号】PCT/EP2007/053109
【国際公開番号】WO2007/118781
【国際公開日】平成19年10月25日(2007.10.25)
【出願人】(505365965)サイテック サーフェース スペシャリティーズ、エス.エイ. (38)
【Fターム(参考)】