【課題を解決するための手段】
【0014】
この課題は、DIN 53240により測定してOH価≧180mg KOH/gを有する少なくとも1つの超分岐樹枝状ヒドロキシ官能性ポリエステルを包含するクリアコート組成物によって解決される。
【0015】
有利な一実施態様において、本発明によるクリアコート組成物のポリエステルは≦10.3の溶解パラメーターSPを有する。溶解パラメーターSPは、Journal of Applied Polymer Science,Vol.12,1968,S.2359−2370に記載された方法に従って測定される。そのためにポリエステル0.5gがそのつどアセトン5gで希釈される。次いでn−ヘキサンもしくはVE−水(DIW=脱イオン水)が、混濁が生じるまで滴定される。
【0016】
溶解パラメーターSPは、以下のように次式から算出され得る:
【0017】
溶解パラメーターSPは、バインダーの製造に際して適した極性を有するモノマーの選択によって、もしくは適した極性の物質を有する慣例のバインダーの続く改質によって調節され得る。その際、使用されるモノマー、もしくは改質に用いられる物質が十分に低い極性を有していることが重要である。そのため例えば極性モノマー、例えばOHを持つ化合物の4−ヒドロキシブチルアクリレートおよびヒドロキシエチルメタクリレートは、これらが高いSP値を生じさせることから、例えばアクリレート中での使用には欠点とされる。芳香族化合物、例えばスチレンの影響は必ずしも強く際立ったものではない。
【0018】
バインダーを続けて改質させるためにも、低い極性を有する相応の物質を選択することが重要である。そのため例えば慣例のOH官能性バインダー、殊にポリエステルを、モノカルボン酸、殊に非環式脂肪族モノカルボン酸とのエステル化によって、低いSP値を得るためにエステル化してよい。
【0019】
その際、しかしながら、非極性モノマーもしくは非極性物質は、続く改質のために連鎖が長くなりすぎないことが重要である。なぜなら、これは、引掻強さ試験、耐化学薬品性試験および硬度試験に際して不利な結果をもたらすからである。
【0020】
好ましくは、最適な結果を達成するために、該ポリエステルの平均して少なくとも1個のヒドロキシ官能基が、異性体C
8〜C
9−モノカルボン酸の群から選択された少なくとも1つの酸でエステル化されている。殊に、そのようにして満足のいく残留光沢率が達成され得る。少なくとも1つのC
8〜C
9−カルボン酸との上記エステル化は、「酸変性」と同義的にも呼ばれる。
【0021】
このようなクリアコート組成物中のポリエステルは、DIN 53240により測定して>180mg KOH/g、有利には185〜240mg KOH/gのヒドロキシル価および(ヒドロキシ官能性ポリエステルの遊離ヒドロキシ基およびエステル化されたヒドロキシ基の数で示して)16より大きいヒドロキシ官能性を有する。このようなクリアコート組成物は、十分な微小硬度(すなわち>90N/mm
2,25.6mNの最大力を有するFischer社のFischerscope計測器を用いてDIN EN ISO 14577により測定)を提供し、かつ耐引掻性および耐化学薬品性である。
【0022】
好ましくは、異性体C
8〜C
9−モノカルボン酸の基は飽和されている。このようなクリアコート組成物は良好な耐候性を有する。
【0023】
C
8〜C
9−モノカルボン酸の基がオクタン酸またはイソノナン酸の基である場合、本発明の意味における特に好ましい特性が結果生じる。特に有利には、C
8〜C
9−モノカルボン酸としてイソノナン酸が使用される。
【0024】
ポリエステルは、DIN 53402により測定して≦6、有利には0〜5.5の酸価を有する。上記クリアコート配合物中での該ポリエステルのそのような酸価は、これらのポリエステルと、その他の塗料原料との良好な相溶性をもたらし、かつ均展性を改善する。
【0025】
さらに、該ポリエステルは、酢酸0.1モル/lを有するTHF中のポリスチレン標準を用いたGPCにより測定して1500〜4000g/モル、有利には2000〜3500g/モルの数平均分子量を供給する。そのような低い分子量と、樹枝状ポリエステルの相応して狭い分子量分布との組み合わせにより、一般的により良好な相溶性がもたらされる。
【0026】
特に有利には、単分散のまたは、ほぼ単分散のポリエステルが使用され、それらは簡単に、確実かつ再現可能に製造され得、かつ、それらの特性および最終的な構造は容易かつ適切に適合させることができる。このようなポリエステルはヒドロキシ官能性ポリエステルの部分エステル化により製造され得、それはまたEP991690B1に従って、反応性および場合により保護されたヒドロキシル末端基を有する樹枝状高分子ポリアルコール(ポリエステルポリオール)の合成法により製造可能であり、
−その際、高分子ポリアルコールは、n個の反応性基(A)を有するモノマーまたはポリマーの開始剤分子に由来するn個の樹枝状枝分かれを持ち、その際、全ての枝分かれは、g個の分岐世代を包含し、その際、全ての世代は、少なくとも2個が反応性ヒドロキシル基(B)であり、かつ1個が反応性基(A)および/またはヒドロキシル基(B)と反応性のカルボキシル基(C)である、3個の官能基を有する少なくとも1つのポリマーまたはモノマーの分岐連鎖延長剤を包含し、かつ場合により少なくとも1つのスペーサー世代(Abstandhaltergeneration)を包含し、該世代は、1個が保護されたヒドロキシル基(B'')であり、かつ1個がヒドロキシル基と反応性の基(D)である、2個の官能基を有する少なくとも1つのスペーサー連鎖延長剤を有し、その際、nおよびgは整数であり、かつ少なくとも1であり、
−その際、(i)使用されるモノマーまたはポリマーの連鎖分岐延長剤の2個のヒドロキシル基(B)は、アセタール保護されたヒドロキシル基(B')であり、その際、アセタールによる保護は、2個のヒドロキシル基(B)と、アセタール形成カルボニル化合物との反応によって得られ;かつ
−(ii)第一の分岐世代が、反応性基(A)対カルボキシル基(C)の少なくとも1のモル比での、反応性基(A)とカルボキシル基(C)との反応によって開始剤分子に付加され、それによって、アセタール保護されたヒドロキシル基(B')および1つの世代を包含するn個の樹枝状枝分かれとを有する高分子ポリアルコールが得られ、その際、アセタール保護されたヒドロキシル基(B')が、場合によりアセタール開裂によって脱保護され、それによって、反応性ヒドロキシル基(B)を有する高分子ポリアルコールが得られ;かつ、その際
−(iii)さらなる分岐世代が、g−1の繰り返し工程において、アセタール開裂による脱保護によって得られる反応性ヒドロキシル基(B)とカルボキシル基(C)との、ヒドロキシル基(B)対カルボキシル基(C)の少なくとも1のモル比での反応によって付加され、それによって、アセタール保護されたヒドロキシル基(B')および2つ以上の世代を包含するn個の樹枝状枝分かれとを有する高分子ポリアルコールが得られ、その際、アセタール保護されたヒドロキシル基(B')が、場合によりアセタール開裂によって脱保護され、それによって、反応性ヒドロキシル基(B)を有する高分子ポリアルコールが得られ、
かつ
−場合により(iv)工程(ii)および/または工程(iii)の全ての繰り返しに続けて個々に
(a)部分的な保護、例えば使用可能な反応性ヒドロキシル基(B)のアセタール、ケタールおよび/またはエステルとしての保護であって、それによって、工程(iii)または繰り返される工程(ii)で使用するための少なくとも1個の反応性ヒドロキシル基(B)を有する高分子ポリアルコールが得られ、かつ/または
(b)任意のスペーサー連鎖延長剤の添加であって、これにより、保護されたヒドロキシル基(B'')の脱保護後に、工程(iii)または繰り返される工程(iii)で使用するための反応性ヒドロキシル基(B)および1つ以上の分岐世代を包含するn個の樹枝状枝分かれとを有する高分子ポリアルコールが生じ、かつ少なくとも1つのスペーサー世代が少なくとも1つの部分世代である;
が行われる。
【0027】
クリアコート組成物のポリエステル割合は、該クリアコート組成物の固体割合に対して、好ましくは35〜65質量%、有利には40〜65質量%であり、かつ、それぞれのOH価ならびに使用される硬化剤に従う。そのようにしてクリアコート組成物内での最適な相溶性を達成することができる。その際、最適な使用量は、化学量論的な使用量から逸脱できる。
【0028】
任意に、クリアコート組成物は、架橋剤として少なくとも1つのジイソシアネートまたはポリイソシアネートおよび/または少なくとも1つのアミノプラスチック樹脂および/または少なくとも1つのトリス(アルコキシカルボニルアミノ)トリアジンを包含する。そのようにしてクリア塗膜の硬度および耐化学薬品性を要求に応じて制御することができる。
【0029】
クリアコート組成物の架橋剤割合は、該クリアコート組成物の固体割合に対して、好ましくは30〜60質量%、有利には40〜60質量%である。そのようにして配合物組成の最適化を、それぞれの成分の固体含量および相溶性に関して行うことができる。
【0030】
硬化剤として、クリアコート組成物中で、なかでもイソシアネート硬化剤およびその他の架橋剤、例えばアミノプラスチック硬化剤およびトリスアルコキシカルボニルアミノトリアジン(TACT)を、単独でまたは互いに組み合わせて使用してよい。有利には、脂肪族および/または脂環式のイソシアネートが、場合によりさらなる架橋剤と組み合わせて使用される。
【0031】
有利には、クリアコート組成物中で、耐光堅牢性および耐候性の、一般に使用可能な塗料を得るために、なかでもヘキサメチレンジイソシアネート硬化剤(HDI)およびイソホロンジイソシアネート硬化剤(IPDI)が使用される。有利には、少なくとも1つのHDI硬化剤が使用され、該硬化剤を用いて、良好な架橋および耐性を有するコーティングが得られる。
【0032】
有利には、本発明によるクリアコート組成物中で、高分子イソシアヌレート硬化剤が、その比較的僅かな増感性に基づき、かつ、それらが商業的に十分入手可能であることに基づき使用される。特に有利には、硬化剤としてHDIイソシアヌレートが使用される。なぜなら、この硬化剤を含有する相応したコーティング組成物は低い粘度を有し、ひいては良好に加工可能であり、かつ良好な均展性を示すからである。
【0033】
好ましくは、クリアコート組成物は、耐性、殊に耐酸性および耐候性に関して満足のいく効能を達成するために、架橋剤として少なくとも1つのジイソシアネートまたはポリイソシアネートを包含する。
【0034】
結果生じるコーティングの硬度および表面特性は、ジイソシアネートまたはポリイソシアネートのNCO基対ヒドロキシ官能性ポリエステルの遊離OH基の比率が≦1.1:1、有利には1.05:1〜0.85:1である場合、最適な形で制御することができる。さらに、そのつどの架橋に適した−従来技術において既に公知の−触媒を使用してよい。
【0035】
特に高い耐引掻性および耐化学薬品性および特に良好な光学的特性を有する特に良好なコーティングは、上記方法に従って測定されたバインダーと硬化剤とのSP値の差が最大1.0、有利には0.8、特に有利には0.5である場合に生じる。
【0036】
本発明の対象はまた、DIN 53240により測定してOH価≧180mg KOH/gを有する超分岐樹枝状ヒドロキシ官能性ポリエステルである。このポリエステルは、高官能化バインダーとして高い固体割合を有するクリアコート組成物中で良好な表面光学特性の取得下で使用することができる。
【0037】
好ましくは、本発明によるポリエステルは、≦10.3の溶解パラメーターSPを有し、その際、該溶解パラメーターは上記方法により測定される。
【0038】
特に良好な結果は、超分岐樹枝状ヒドロキシ官能性ポリエステルの平均して少なくとも1個のヒドロキシ官能基が、異性体C
8〜C
9−モノカルボン酸の群から選択された少なくとも1つの酸でエステル化されている場合に生じる。そのようにして例えば良好な残留光沢率が、相応するクリアコート組成物の場合に生じる。
【0039】
有利には、DIN 53240により測定して>180mg KOH/g、有利には185〜240mg KOH/gのヒドロキシル価および(ヒドロキシ官能性ポリエステルの遊離ヒドロキシ基および酸変性されたヒドロキシ基の数で示して)16より大きいヒドロキシ官能性を有する。これらのポリエステルを含有するクリア塗膜は、良好な微小硬度、耐引掻性および耐化学薬品性を提供する。
【0040】
好ましくは、異性体C
8〜C
9−モノカルボン酸の基は飽和されている。クリアコート組成物中のこのようなポリエステルは、良好な耐候性を有する膜を生じさせる。
【0041】
特に好ましくは、C
8〜C
9−モノカルボン酸の基はオクタン酸またはイタコン酸の基である。特に有利には、異性体C
8〜C
9−モノカルボン酸の基はイソノナン酸の基である。
【0042】
ポリエステルは、DIN 53402に従って測定して≦6、有利には0〜5.5の酸価を有する。そのような酸価を有するポリエステルは、コーティング組成物中のその他の原料と良好に相溶性であり、かつ良好な均展性につながる。
【0043】
さらに、該ポリエステルは、酢酸0.1モル/lを有するTHF中のポリスチレン標準を用いたGPCにより測定して1500〜4000g/モル、有利には2000〜3500g/モルの数平均分子量を供給する。このような分子量は、コーティング組成物中で高分子量の物質と比較して改善された相溶性につながる。
【0044】
さらに本発明の対象は、本発明による超分岐樹枝状ポリエステルの製造法であり、その際、まず
−反応性および場合により保護されたヒドロキシル末端基を有し、n個の反応性基(A)を有するモノマーまたはポリマーの開始剤分子に由来するn個の樹枝状枝分かれを持つ樹枝状高分子ポリアルコール(ポリエステルポリオール)を製造し、その際、全ての枝分かれは、g個の分岐世代を包含し、その際、全ての世代は、少なくとも2個が反応性ヒドロキシル基(B)であり、かつ1個が反応性基(A)および/またはヒドロキシル基(B)と反応性のカルボキシル基(C)である、3個の官能基を有する少なくとも1つのポリマーまたはモノマーの分岐連鎖延長剤を包含し、かつ場合により少なくとも1つのスペーサー世代を包含し、該世代は、1個が保護されたヒドロキシル基(B'')であり、かつ1個がヒドロキシル基と反応性の基(D)である、2個の官能基を有する少なくとも1つのスペーサー連鎖延長剤を有し、その際、nおよびgは整数であり、かつ少なくとも1であり、
−その際、(i)使用されるモノマーまたはポリマーの連鎖分岐延長剤の2個のヒドロキシル基(B)は、アセタール保護されたヒドロキシル基(B')であり、その際、アセタールによる保護を、2個のヒドロキシル基(B)と、アセタール形成カルボニル化合物との反応によって得;
−かつ(ii)第一の分岐世代を、反応性基(A)対カルボキシル基(C)の少なくとも1のモル比での、反応性基(A)とカルボキシル基(C)との反応によって開始剤分子に付加し、それによって、アセタール保護されたヒドロキシル基(B')および1つの世代を包含するn個の樹枝状枝分かれとを有する高分子ポリアルコールを得、その際、アセタール保護されたヒドロキシル基(B')を、場合によりアセタール開裂によって脱保護し、それによって、反応性ヒドロキシル基(B)を有する高分子ポリアルコールを得;かつ、その際
−(iii)さらなる分岐世代を、g−1の繰り返し工程で、アセタール開裂による脱保護によって得られる反応性ヒドロキシル基(B)とカルボキシル基(C)との、ヒドロキシル基(B)対カルボキシル基(C)の少なくとも1のモル比での反応によって付加し、それによって、アセタール保護されたヒドロキシル基(B')および2つ以上の世代を包含するn個の樹枝状枝分かれとを有する高分子ポリアルコールを得、その際、アセタール保護されたヒドロキシル基(B')を、場合によりアセタール開裂によって脱保護し、それによって、反応性ヒドロキシル基(B)を有する高分子ポリアルコールを得、
かつ
−場合により(iv)工程(ii)および/または工程(iii)の全ての繰り返しに続けて個々に
(a)部分的な保護、例えば使用可能な反応性ヒドロキシル基(B)のアセタール、ケタールおよび/またはエステルとしての保護であって、それによって、工程(iii)または繰り返される工程(ii)で使用するための少なくとも1個の反応性ヒドロキシル基(B)を有する高分子ポリアルコールを得、かつ/または
(b)任意のスペーサー連鎖延長剤の添加であって、これにより、保護されたヒドロキシル基(B'')の脱保護後に、工程(iii)または繰り返される工程(iii)で使用するための反応性ヒドロキシル基(B)および1つ以上の分岐世代を包含するn個の樹枝状枝分かれとを有する高分子ポリアルコールが生じ、かつ少なくとも1つのスペーサー世代が少なくとも1つの部分世代である;を行い、
続けて異性体C
8〜C
9−モノカルボン酸とのヒドロキシ官能性ポリエステルの部分エステル化を行う。この簡単で、確実かつ再現可能な方法に従って製造された化合物は、単分散または、ほぼ単分散であってよい。さらに、該化合物の特性および最終的な構造は容易かつ適切に適合させることができる。
【0045】
さらに本発明の対象は、超分岐樹枝状ヒドロキシ官能性ポリエステルを少なくとも1つの異性体C
8〜C
9−モノカルボン酸と部分的に反応させる、本発明によるポリエステルの製造法である。
【0046】
さらに本発明の対象は、自動車量産塗装、車体部分または商用車の塗装または塗換(補修)用のクリアコートコーティング組成物を製造するための本発明によるクリアコート組成物の使用である。好ましくは、該クリアコート組成物は、「ウェットオンウェット」法に際しての使用に適している。この方法の場合、場合により前処理され、かつ場合によりカチオン電着プライマーおよびサーフェーサーで予備コーティングされた基材上に、二つの工程で、まずベースコートが塗布され、次いでクリアコートが塗布される。その際、「ウェットオンウェット」とは、両コートが短い間隔でベースコートの焼付けなしに施与されることを意味し、その結果、一緒に焼付けされ、かつ架橋される。特に有利には、本発明によるクリアコートは、焼付けされたカチオン電着コーティングされた基材を、改質されたベースコートでコーティングする仕上げ工程に際して使用され、中間的なフラッシュオフタイム後にベースコートが塗布され、さらなるフラッシュオフタイム後にクリアコートが塗布され、かつ場合により行われるフラッシュオフタイム後に該コート成分が一緒に焼付けされる。この方法の場合、通常のサーフェーサーが使用される。
【0047】
さらに本発明の対象は、本発明によるクリアコート組成物でコーティングされている基材である。このような基材は、場合により前処理され、かつ場合によりカチオン電着プライマーおよびサーフェーサーで予備コーティングされた、例えば自動車ボディーを作製する場合に使用される鋼、亜鉛メッキ鋼およびアルミニウムからの基材である。