JP2003277601A - Composite polyurethane resin aqueous dispersion - Google Patents
Composite polyurethane resin aqueous dispersionInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 接着剤として各種基材への接着性、及び接着
加工後の耐熱性に優れ、更に80℃以下の低温条件下で
の加工適性に優れる複合型ポリウレタン樹脂水性分散体
を提供する。
【解決手段】 自己乳化性の末端イソシアネート基含有
親水性ウレタンプレポリマー(A)と、数平均分子量が
500〜20,000の疎水性樹脂(B)とから得られ
ることを特徴とする複合型ポリウレタン樹脂水性分散体
であり、(A)と(B)との割合が(A)/(B)=9
9/1〜40/60固形分重量比であり、(A)が親水
性基としてアニオン性基、又はアニオン性基とノニオン
性基を有する。また、水性接着剤及び水性コーティング
剤が該水性分散体を含有することを特徴とする。PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aqueous dispersion of a composite polyurethane resin which is excellent in adhesiveness to various base materials as an adhesive, and excellent in heat resistance after bonding processing, and further excellent in workability under low temperature conditions of 80 ° C or lower. Provide body. SOLUTION: A composite polyurethane obtained from a self-emulsifying hydrophilic urethane prepolymer containing terminal isocyanate group (A) and a hydrophobic resin (B) having a number average molecular weight of 500 to 20,000. It is an aqueous resin dispersion, and the ratio of (A) and (B) is (A) / (B) = 9
The weight ratio is from 9/1 to 40/60 solids, and (A) has an anionic group as a hydrophilic group, or an anionic group and a nonionic group. Further, the aqueous adhesive and the aqueous coating agent contain the aqueous dispersion.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、主に水性接着剤及
び水性コーティング剤のベース樹脂として使用した場合
に優れた性能を発揮し得る複合型ポリウレタン樹脂水性
分散体に関する。更に詳しくは、各種基材における接着
性と耐熱性に優れ、プラスチック、皮革、ゴム、紙、木
材、繊維、金属、ガラス等の接着加工、含浸加工、バッ
キング加工、ラミネート加工、コーティング加工に対し
て有用な複合型ポリウレタン樹脂水性分散体に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an aqueous dispersion of a composite type polyurethane resin capable of exhibiting excellent performance mainly when used as a base resin for an aqueous adhesive and an aqueous coating agent. More specifically, it has excellent adhesiveness and heat resistance to various base materials, and is suitable for adhesion processing, impregnation processing, backing processing, laminating processing, coating processing of plastic, leather, rubber, paper, wood, fiber, metal, glass, etc. It relates to a useful composite polyurethane resin aqueous dispersion.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、ゴム、皮革、金属、ポリ塩化ビ
ニル(PVC)等のプラスチック、発泡体等の各種基材を
ポリウレタン系水性溶液、分散液、及びこれらを用いて
得られる水性接着剤を使用して接着する場合、様々な生
産ラインや加工温度等の異なる条件下で加工を行って
も、接着直後及び経時で高い接着強度を発現することが
重要である。特に溶剤である水を除去した後、貼り合わ
せを行う加工方法(ドライラミネート加工、真空成型加
工等、加工温度:50〜80℃程度)では、加工温度付
近での接着剤の粘着性を如何に発現し、更に耐熱性を保
持してバランスをとるかが、樹脂設計をする上で非常に
重要となる。このため、低温での加工適正と耐熱性のバ
ランスのとれた水性接着剤の提供が強く要望されてき
た。2. Description of the Related Art Generally, various base materials such as rubber, leather, metal, plastics such as polyvinyl chloride (PVC), foams and the like are used as a polyurethane aqueous solution, a dispersion, and an aqueous adhesive obtained by using these. When using and adhering, it is important to develop high adhesive strength immediately after adhering and over time even if processing is performed under different conditions such as various production lines and processing temperatures. In particular, in the processing method (dry laminating processing, vacuum forming processing, processing temperature: about 50 to 80 ° C.) after bonding water after removing the solvent, the adhesiveness of the adhesive near the processing temperature is determined. It is very important in designing a resin whether to develop the balance and maintain the heat resistance while keeping the balance. Therefore, it has been strongly desired to provide an aqueous adhesive having a good balance between processability at low temperature and heat resistance.
【0003】また、コーティング剤としても、各種バイ
ンダー、塗料、易接着性を目的としたプライマーコート
剤としてポリウレタン樹脂水分散体は幅広く使用されて
きた。特に、プラスチック基材の表面改質(プライマー
コート)では、約150℃以上の高温での加工が可能で
あるため、ウレタン系水性プライマーコート剤が主流で
あった。しかし、近年では基材の熱変形を防止するため
に低温での加工条件において、基材表面を改質できるプ
ライマーコーティング剤への要望が強く、従来品では満
足いくものではなかった。Also, as a coating agent, polyurethane resin water dispersions have been widely used as various binders, paints, and primer coating agents for the purpose of easy adhesion. In particular, in surface modification (primer coating) of a plastic substrate, a urethane-based water-based primer coating agent has been the mainstream because it can be processed at a high temperature of about 150 ° C or higher. However, in recent years, there has been a strong demand for a primer coating agent capable of modifying the surface of a base material under processing conditions at low temperatures in order to prevent thermal deformation of the base material, and conventional products have not been satisfactory.
【0004】ポリウレタン樹脂水性分散体の製造方法に
ついては、例えば、米国特許第3036998号公報、
米国特許第3756992号公報等に記載されており公
知である。A method for producing an aqueous polyurethane resin dispersion is described in, for example, US Pat. No. 3,036,998.
It is described in US Pat. No. 3,756,992 etc. and is known.
【0005】また、特公昭61−35212号公報にお
いて、エチレンオキサイド基を有する親水性ウレタンプ
レポリマーと疎水性ウレタンプレポリマーとを混合する
ことを特徴とするポリウレタン樹脂水分散体の製造方法
が記載されている。しかしながら該公報では、エチレン
オキサイド基を親水性ウレタンプレポリマー中に40〜
98重量%含有することから、接着加工後の耐水剥離強
度の低下が顕著となり、水性接着剤として求められる耐
水性を満足できるものではなかった。Further, Japanese Patent Publication No. Sho 61-35212 discloses a method for producing a polyurethane resin water dispersion, which comprises mixing a hydrophilic urethane prepolymer having an ethylene oxide group and a hydrophobic urethane prepolymer. ing. However, in this publication, the ethylene oxide group is added to the hydrophilic urethane prepolymer in an amount of 40 to
Since it contained 98% by weight, the water-resistant peel strength after adhesion processing was remarkably reduced, and the water resistance required as a water-based adhesive could not be satisfied.
【0006】また、特開平2−20511号公報におい
て、実質的に水に不溶のイソシアネート基末端プレポリ
マーを自己分散性の水溶性ポリウレタンで乳化分散する
ことを特徴とするポリウレタン樹脂水分散体の製造方法
が記載されている。しかし、該公報では、該親水基を部
分的に多く含む水溶性ポリウレタンを使用しているた
め、組成によっては加水分解による分子量低下が顕著に
なり、粒子安定性が低下する問題があった。Further, in JP-A-2-20511, production of an aqueous dispersion of a polyurethane resin characterized in that a substantially water-insoluble isocyanate group-terminated prepolymer is emulsified and dispersed with a self-dispersible water-soluble polyurethane. The method is described. However, in this publication, since a water-soluble polyurethane partially containing the hydrophilic group is used, depending on the composition, the decrease in molecular weight due to hydrolysis becomes remarkable, and there is a problem that the particle stability decreases.
【0007】更に、特開平7−157527公報では、
粘着付与剤(タッキファイアー)を水性ウレタン樹脂と
複合化する製造方法が記載されている。該公報では、粘
着付与剤の複合化のよるオレフィン基材への接着性の改
良が記載されているが、一般的には粘着付与剤の添加に
より、樹脂の凝集力の低下による基材密着性は向上する
ものの、接着強度と耐熱性のバランスを最適化するのが
困難となる問題があった。Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 7-157527,
A production method is described in which a tackifier (tackifier) is combined with an aqueous urethane resin. The publication describes improvement of adhesion to an olefin substrate by compounding a tackifier, but in general, addition of a tackifier generally results in a decrease in cohesive force of a resin resulting in substrate adhesion. However, there is a problem that it is difficult to optimize the balance between adhesive strength and heat resistance.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、接着
剤として各種基材への接着性、及び接着加工後の耐熱性
に優れ、更に80℃以下の低温条件下での加工適性に優
れる複合型ポリウレタン樹脂水性分散体を提供すること
にある。The object of the present invention is that it has excellent adhesiveness to various substrates as an adhesive, heat resistance after adhesion processing, and further has excellent processing suitability under low temperature conditions of 80 ° C. or lower. An object is to provide an aqueous dispersion of a composite polyurethane resin.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意検討した結果、以下に示す特定の複合
型ポリウレタン樹脂水分散体を水性接着剤および水性コ
ーティング剤として使用することにより、各種基材への
接着性、及び接着加工後の耐熱性に優れ、更に80℃以
下の低温条件下での加工適性に優れることを見出し、本
発明を完成するに至った。Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that a specific composite type polyurethane resin water dispersion shown below is used as an aqueous adhesive and an aqueous coating agent. As a result, they have found that they have excellent adhesiveness to various base materials, heat resistance after adhesive processing, and further have excellent processability under low temperature conditions of 80 ° C. or lower, and have completed the present invention.
【0010】即ち、本発明は、自己乳化性の末端イソシ
アネート基含有親水性ウレタンプレポリマー(A)と、
数平均分子量が500〜20,000の範囲の疎水性樹
脂(B)とから得られることを特徴とする複合型ポリウ
レタン樹脂水性分散体に関する。That is, the present invention is a self-emulsifying hydrophilic urethane prepolymer containing a terminal isocyanate group (A),
The present invention relates to a composite polyurethane resin aqueous dispersion, which is obtained from a hydrophobic resin (B) having a number average molecular weight of 500 to 20,000.
【0011】また、本発明は、前記複合型ポリウレタン
樹脂水性分散体を含有することを特徴とする水性接着剤
に関する。The present invention also relates to an aqueous adhesive containing the above-mentioned composite type polyurethane resin aqueous dispersion.
【0012】更に、本発明は、前記複合型ポリウレタン
樹脂水性分散体を含有することを特徴とする水性コーテ
ィング剤に関する。Furthermore, the present invention relates to an aqueous coating agent containing the above-mentioned composite type polyurethane resin aqueous dispersion.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】本発明を実施するにあたり、必要
な事項を以下に述べる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The necessary items for carrying out the present invention will be described below.
【0014】本発明の複合型ポリウレタン樹脂水性分散
体とは、自己乳化性の末端イソシアネート基含有親水性
ウレタンプレポリマー(A)と、数平均分子量が500
〜20,000の範囲の疎水性樹脂(B)とから得られ
る。The composite polyurethane resin aqueous dispersion of the present invention comprises a self-emulsifying hydrophilic urethane prepolymer (A) containing terminal isocyanate groups and a number average molecular weight of 500.
Obtained with the hydrophobic resin (B) in the range of up to 20,000.
【0015】本発明で使用する末端イソシアネート基含
有親水性ウレタンプレポリマー(A)とは、従来公知の
方法により高分子量ポリオール、低分子量ポリオール、
分子量300以下のポリアミンの少なくとも1種類以上
から選ばれる活性水素を持つ物質とポリイソシアネート
から得られる末端がイソシアネート基のウレタンプレポ
リマーであり、それ単独で水に分散できるものをいう。The terminal isocyanate group-containing hydrophilic urethane prepolymer (A) used in the present invention means a high molecular weight polyol, a low molecular weight polyol,
It means a urethane prepolymer having an isocyanate group at the terminal, which is obtained from a substance having active hydrogen selected from at least one kind of polyamine having a molecular weight of 300 or less and polyisocyanate, and can be dispersed alone in water.
【0016】該末端イソシアネート基含有親水性ウレタ
ンプレポリマー(A)の製造において用いられる高分子
量ポリオールは、水酸基価が好ましくは10〜350m
gKOH/g(以下単位省略)の範囲であり、より好ま
しくは水酸基価20〜300の範囲である。尚、ここで
云う「水酸基価」とは、試料1gをアセチル化する際
に、水酸基と結合した酢酸を中和するのに要する水酸化
カリウムのmg数である。The high molecular weight polyol used in the production of the terminal isocyanate group-containing hydrophilic urethane prepolymer (A) preferably has a hydroxyl value of 10 to 350 m.
The range is gKOH / g (the unit is omitted hereinafter), and the hydroxyl value is more preferably 20 to 300. The "hydroxyl value" referred to herein is the number of mg of potassium hydroxide required to neutralize the acetic acid bound to the hydroxyl group when 1 g of the sample is acetylated.
【0017】本発明で使用する高分子量ポリオールの代
表例としては、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等が挙げら
れ、これら高分子量ポリオールを単独あるいは混合物あ
るいは共重合物で使用しても構わない。特に、幅広い基
材に対する接着性と価格からポリエステルポリオールが
主体として使用される。Representative examples of the high molecular weight polyols used in the present invention include polyester polyols, polyether polyols, polycarbonate polyols and the like, and these high molecular weight polyols may be used alone or in a mixture or a copolymer. . In particular, polyester polyol is mainly used because of its adhesiveness to a wide range of substrates and its price.
【0018】上記ポリエステルポリオールとしては、公
知慣用の種々のポリカルボン酸類と或いはそれらの諸反
応性誘導体と公知慣用の種々の分子量300以下のポリ
オール化合物を公知慣用の種々の方法で反応させること
により調製される。The above-mentioned polyester polyol is prepared by reacting various conventionally known polycarboxylic acids or their various reactive derivatives with various conventionally known polyol compounds having a molecular weight of 300 or less by various conventionally known methods. To be done.
【0019】該ポリカルボン酸類としては、例えば、コ
ハク酸、無水コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼ
ライン酸、セバシン酸、ダイマー酸、無水マレイン酸、
フマル酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂
肪(脂環)族ジカルボン酸、多官能成分としてトリメリ
ット酸、ピロメリット酸シクロヘキサントリカルボン酸
等のポリカルボン酸及びそれらの無水物或いはエステル
形成性誘導体、またテレフタル酸、イソフタル酸、フタ
ル酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、2,5−ナフ
タレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン
酸、ナフタル酸、ビフェニルジカルボン酸、1,2−ビ
ス(フェノキシ)エタン−p,p’−ジカルボン酸等の
芳香族ジカルボン酸及びそれらの酸無水物もしくはエス
テル形成性誘導体、p−ヒドロキシ安息香酸等の芳香族
ヒドロキシカルボン酸及びそれらのエステル形成性誘導
体が挙げられる。これらポリカルボン酸類は単独使用で
もよく2種以上を併用してもよい。環状エステルとして
は、例えば、ε−カプロラクトン、γ−バレロラクトン
等が挙げられる。Examples of the polycarboxylic acids include succinic acid, succinic anhydride, adipic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, dimer acid, maleic anhydride,
Fatty acids (alicyclic) dicarboxylic acids such as fumaric acid and 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, polycarboxylic acids such as trimellitic acid and pyromellitic acid cyclohexanetricarboxylic acid as polyfunctional components, and their anhydrides or ester-forming derivatives , Terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid, 1,4-naphthalenedicarboxylic acid, 2,5-naphthalenedicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, naphthalic acid, biphenyldicarboxylic acid, 1,2-bis (phenoxy) Examples thereof include aromatic dicarboxylic acids such as ethane-p, p'-dicarboxylic acid and their acid anhydrides or ester-forming derivatives, aromatic hydroxycarboxylic acids such as p-hydroxybenzoic acid and their ester-forming derivatives. These polycarboxylic acids may be used alone or in combination of two or more. Examples of the cyclic ester include ε-caprolactone, γ-valerolactone and the like.
【0020】一方、該末端イソシアネート基含有親水性
ウレタンプレポリマー(A)の製造で使用可能な分子量
300以下のポリオールとして、特に代表的なものを例
示すると、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、トリエチレングリコール、
テトラ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、ポリエチレングリコール、
3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−ブチル−
2−エチル1,3−プロパンジオール等の脂肪族ジオー
ルや、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シク
ロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールA等
の脂環族ジオール、ビスフェノールA、ハイドロキノ
ン、ビスヒドロキシエトキシベンゼン及びそれらのアル
キレンオキシド付加体のポリオール、また多官能成分と
してグリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリ
スリトール等のポリオール等が挙げられる。これら分子
量300以下のポリオールは単独使用でもよく2種以上
を併用してもよい。On the other hand, as typical polyols having a molecular weight of 300 or less that can be used in the production of the hydrophilic urethane prepolymer (A) containing terminal isocyanate groups, particularly representative examples are ethylene glycol, propylene glycol and 1,3- Propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, diethylene glycol, triethylene glycol,
Tetraethylene glycol, dipropylene glycol,
Tripropylene glycol, polyethylene glycol,
3-methyl-1,5-pentanediol, 2-butyl-
Aliphatic diols such as 2-ethyl 1,3-propanediol, alicyclic diols such as 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, hydrogenated bisphenol A, bisphenol A, hydroquinone and bishydroxyethoxy. Examples of the polyol include benzene and alkylene oxide adducts thereof, and polyfunctional components such as glycerin, trimethylolpropane, and pentaerythritol. These polyols having a molecular weight of 300 or less may be used alone or in combination of two or more kinds.
【0021】また、ポリエーテルポリオールとして特に
代表的なものを例示すると、活性水素原子(反応性水素
原子)を有する化合物の存在下にエチレンオキサイド、
プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、スチレン
オキサイド、テトラヒドロフラン又はエピクロルヒドリ
ンなどのような種々の三員環もしくは四員環のエーテル
化合物の単独或いは2種以上の混合物を開環重合して得
られる重合体である。上記のようなポリエーテルポリオ
ールの代表例としては、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ポリテトラメチレングリコー
ル等が挙げられる。これらポリエーテルポリオールは単
独使用でもよく2種以上を併用してもよい。また、一部
メタノール、ブタノール等のモノアルコールにてブロッ
ク化されたポリエーテルモノオールについては、高分子
量化を阻害しない範囲で使用しても構わない。Further, as a particularly representative example of the polyether polyol, ethylene oxide in the presence of a compound having an active hydrogen atom (reactive hydrogen atom),
It is a polymer obtained by ring-opening polymerization of various three-membered or four-membered ring ether compounds such as propylene oxide, butylene oxide, styrene oxide, tetrahydrofuran or epichlorohydrin, or a mixture of two or more thereof. Typical examples of the above polyether polyol include polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol and the like. These polyether polyols may be used alone or in combination of two or more kinds. Further, a polyether monool partially blocked with a monoalcohol such as methanol or butanol may be used in a range that does not hinder the increase in the molecular weight.
【0022】更に、ポリカーボネートポリオールとして
特に代表的なものを例示すると、1,3−プロパンジオ
ール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオ
ール、ジエチレングリコール、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ポリテトラメチレン
グリコール等のようなジオール類と、ジメチルカーボネ
ート等によって代表されるようなジアルキルカーボネー
ト或いはエチレンカーボネート等によって代表されるよ
うな環式カーボネートとの反応生成物等が挙げられる。
これらポリカーボネートポリオールは単独使用でもよく
2種以上を併用してもよい。Further, as typical examples of the polycarbonate polyols, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, diethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol or polytetramethylene glycol can be given. And the like, and a reaction product of a dialkyl carbonate represented by dimethyl carbonate or the like or a cyclic carbonate represented by ethylene carbonate or the like.
These polycarbonate polyols may be used alone or in combination of two or more.
【0023】本発明において、ポリウレタン樹脂に水分
散性(親水性)を持たせるための親水性基としては、カ
ルボキシレート基及び/又はスルホネート酸基に代表さ
れるアニオン性基が水に対する溶解性が強く親水性基と
して好ましい。In the present invention, as the hydrophilic group for imparting water dispersibility (hydrophilicity) to the polyurethane resin, an anionic group represented by a carboxylate group and / or a sulfonate acid group has a solubility in water. Strongly preferred as a hydrophilic group.
【0024】該親水性基のポリウレタン樹脂固形分中の
含有量は、ポリウレタン樹脂を水分散体にしたときの粒
子径と強い相関性を有しており、カルボキシレート基及
び/又はスルホネート基の親水性基量としてポリウレタ
ン樹脂固形分に対して50〜1000mmol/kgと
なるように調製することが好ましい。かかる範囲内であ
れば、耐水性を損なうことなく粒子安定性が好適な範囲
となる。The content of the hydrophilic group in the solid content of the polyurethane resin has a strong correlation with the particle size when the polyurethane resin is made into an aqueous dispersion, and the hydrophilicity of the carboxylate group and / or the sulfonate group is high. The amount of the functional group is preferably adjusted to 50 to 1000 mmol / kg based on the solid content of the polyurethane resin. Within such a range, the particle stability will be in a suitable range without impairing water resistance.
【0025】また、ポリウレタン樹脂に含まれるカルボ
キシレート基及び/又はスルホネート基を中和するの
に、例えば、アンモニア、トリエチルアミン等の有機ア
ミン、モノエタノールアミン等のアルカノールアミン、
ピリジン、モルホリン、Na、K、Li、Ca等の金属
塩基から選ばれる少なくとも1種の中和剤を使用するこ
とができる。In order to neutralize the carboxylate groups and / or sulfonate groups contained in the polyurethane resin, for example, ammonia, organic amines such as triethylamine, alkanolamines such as monoethanolamine,
At least one neutralizing agent selected from metal bases such as pyridine, morpholine, Na, K, Li and Ca can be used.
【0026】カルボキシレート基を含有するポリオール
化合物として代表的なものを例示すると、2,2’−ジ
メチロールプロピオン酸、2,2’−ジメチロールブタ
ン酸、2,2’−ジメチロール酪酸、2,2’−ジメチ
ロール吉草酸等が挙げられ、これらをポリエステルを合
成する際のポリオール成分として用いて得られるカルボ
キシレート基含有ポリエステルポリオールであっても構
わない。Typical examples of the polyol compound containing a carboxylate group include 2,2'-dimethylolpropionic acid, 2,2'-dimethylolbutanoic acid, 2,2'-dimethylolbutyric acid, and 2,2'-dimethylolbutanoic acid. Examples thereof include 2'-dimethylol valeric acid, which may be a carboxylate group-containing polyester polyol obtained by using these as a polyol component when synthesizing a polyester.
【0027】また、スルホネート基を含むポリエステル
ポリオールをポリオール成分として使用しても構わな
い。代表的なものを例示すると、スルホネート基中にカ
チオンとしてプロトン、Na、K、Li、Ca等の金属
イオン、アンモニア、ジエチルアミン、トリエチルアミ
ン等の有機アミンを含む5−スルホイソフタル酸、スル
ホテレフタル酸、4−スルホフタル酸、5[4−スルホ
フェノキシ]イソフタル酸の如きジカルボン酸もしくは
そのエステル誘導体を含む芳香族スルホネート基を含有
するポリエステルポリオール、更に特公昭49−366
93に記載されているもジアミノスルホネート等を使用
することができる。A polyester polyol containing a sulfonate group may be used as the polyol component. Representative examples include 5-sulfoisophthalic acid, sulfoterephthalic acid, and 4-sulfoisophthalic acid containing a proton, a metal ion such as Na, K, Li, and Ca, and an organic amine such as diethylamine and triethylamine as cations in the sulfonate group. -Polyester polyols containing aromatic sulfonate groups, including dicarboxylic acids such as sulfophthalic acid, 5 [4-sulfophenoxy] isophthalic acid or ester derivatives thereof, and JP-B-49-366.
As described in No. 93, diaminosulfonate and the like can be used.
【0028】エチレンオキサイドの繰り返し単位を少な
くとも30重量%以上含有し、更に少なくとも1個以上
の活性水素基を含有する分子量300〜10,000の
ポリエチレン・ポリアルキレン共重合体等のノニオン基
含有化合物を併用することができる。ノニオン基含有量
としてポリウレタン樹脂固形分に対し0〜20重量%と
なるように調製することが好ましい。かかる範囲内であ
れば、耐水性を損なうことなく粒子安定性が好適な範囲
となる。A nonionic group-containing compound such as a polyethylene-polyalkylene copolymer having a molecular weight of 300 to 10,000 and containing at least 30% by weight of repeating units of ethylene oxide and further containing at least one active hydrogen group. Can be used together. It is preferable that the content of the nonionic group is adjusted to 0 to 20% by weight based on the solid content of the polyurethane resin. Within such a range, the particle stability will be in a suitable range without impairing water resistance.
【0029】本発明で使用する低分子量ポリオールは、
ポリエステルポリオールの調整において前述した分子量
300以下のポリオールの具体例として記載したものと
同様のポリオールが使用できる。更に、樹脂の凝集力を
阻害しない範囲で、モノアルコールを使用しても構わな
い。代表的なものを例示すると、メタノール、エタノー
ル、n−ブタノール、イソプロパノール、n−ヘキサノ
ール等の分子量300以下のモノアルコール化合物が挙
げられる。The low molecular weight polyol used in the present invention is
The same polyols as those described as specific examples of the polyol having a molecular weight of 300 or less in the preparation of the polyester polyol can be used. Further, monoalcohol may be used as long as the cohesive force of the resin is not impaired. Representative examples include monoalcohol compounds having a molecular weight of 300 or less, such as methanol, ethanol, n-butanol, isopropanol, and n-hexanol.
【0030】本発明において使用可能な末端イソシアネ
ート基含有親水性ウレタンプレポリマー(A)の製造で
使用可能な分子量300以下のポリアミンとして、特に
代表的なものを例示すると、1,2−ジアミノエタン、
1,2−ないしは1,3−ジアミノプロパン、1,2−
ないしは1,3−ないしは1,4−ジアミノブタン、
1,5−ジアミノペンタン、1,6−ジアミノヘキサ
ン、ピペラジン、N,N’−ビス−(2−アミノエチル)
ピペラジン、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(イソホロンジアミ
ン)、ビス−(4−アミノシクロヘキシル)メタン、ビス
−(4−アミノ−3−ブチルシクロヘキシル)メタン、
1,2−、1,3−ないしは1,4−ジアミノシクロヘ
キサン又は1,3−ジアミノプロパン等のジアミン類、
ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等のポ
リアミン、更にはヒドラジン、又はアジピン酸ジヒドラ
ジド等のヒドラジン誘導体、カナダ国特許第928,3
23号、特公昭49−36693号に記載されているも
の、ジアミノスルホネート等を使用することができる。Typical examples of polyamines having a molecular weight of 300 or less that can be used in the production of the terminal isocyanate group-containing hydrophilic urethane prepolymer (A) that can be used in the present invention include 1,2-diaminoethane.
1,2- or 1,3-diaminopropane, 1,2-
Or 1,3- or 1,4-diaminobutane,
1,5-diaminopentane, 1,6-diaminohexane, piperazine, N, N′-bis- (2-aminoethyl)
Piperazine, 1-amino-3-aminomethyl-3,5
5-trimethyl-cyclohexane (isophoronediamine), bis- (4-aminocyclohexyl) methane, bis- (4-amino-3-butylcyclohexyl) methane,
Diamines such as 1,2-, 1,3- or 1,4-diaminocyclohexane or 1,3-diaminopropane,
Polyamines such as diethylenetriamine and triethylenetetramine, and further hydrazine or hydrazine derivatives such as adipic acid dihydrazide, Canadian Patent No. 928,3
No. 23, those described in JP-B-49-36693, diaminosulfonate and the like can be used.
【0031】更に、分子内にアミノ基とアルコール性の
水酸基を含有するアミノアルコールも使用することがで
き、例えば、エタノールアミン、N−メチルジエタノー
ルアミン、プロパノールアミン、N−メチルジイソプロ
パノールアミン、N−エチルジエチレンアミン、N−エ
チルジイソプロパノールアミン、アミノエチルエタノー
ルアミン、ジエタノールアミン等が挙げられる。Furthermore, amino alcohols having an amino group and an alcoholic hydroxyl group in the molecule can be used, and examples thereof include ethanolamine, N-methyldiethanolamine, propanolamine, N-methyldiisopropanolamine and N-ethyl. Examples include diethyleneamine, N-ethyldiisopropanolamine, aminoethylethanolamine, diethanolamine and the like.
【0032】一般的にポリアミン、及びアミノアルコー
ルの使用は、プレポリマーの残イソシアネート基を鎖伸
長することで高分子量化、耐久性(耐熱性等)の付与の
目的で使用されるが、これらポリアミン、及びアミノア
ルコールをプレポリマー製造段階で使用しても構わな
い。本発明で使用するポリアミンとしては、耐久性を阻
害しないためにも、官能基数が2以上のポリアミンを単
独使用でもよく2種類以上を併用し平均官能基数を2以
上にして使用することが好ましい。分子量300以下の
ポリアミンとしては、残イソシアネート基に対して、好
ましくは1.9当量比以下で使用でき、より好ましくは
0.6〜1.0当量比の範囲で使用し鎖伸長する。この
範囲であれば高分子量化する好適な範囲となり、耐久性
および耐光性に優れた性能が発現できる。Generally, polyamines and amino alcohols are used for the purpose of increasing the molecular weight and imparting durability (heat resistance, etc.) by extending the residual isocyanate groups of the prepolymer. , And amino alcohol may be used in the prepolymer production stage. As the polyamine used in the present invention, in order not to impair durability, a polyamine having a functional group number of 2 or more may be used alone, and it is preferable to use two or more kinds in combination so that the average functional group number is 2 or more. The polyamine having a molecular weight of 300 or less can be preferably used in a ratio of 1.9 equivalents or less with respect to the residual isocyanate groups, and more preferably used in a range of 0.6 to 1.0 equivalents for chain extension. Within this range, a high molecular weight is obtained, and excellent durability and light resistance can be exhibited.
【0033】本発明において、ポリウレタン樹脂水性分
散体を調製するに際し使用される有機ポリイソシアネー
トとは、下記一般式[1]で示される化合物である。
R(NCO)n 一般式[1]
(但し、式中のRは、任意の二価の有機基、n≧2であ
る。)
斯かるポリイソシアネート化合物は従来より公知のもの
が何れも使用できるが、その中で特に代表的なものを例
示すると、1,4−テトラメチレンジイソシアネート、
1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、1,12−
ドデカメチレンジイソシアネート、シクロヘキサン−
1,3−ないしは1,4−ジイソシアネート、1−イソ
シアナト−3−イソシアナトメチル−3,5,5−トリ
メチルシクロヘキサン(別名イソホロンジイソシアネー
ト;IPDI)、ビス−(4−イソシアナトシクロヘキ
シル)メタン(別名水添MDI)、2−ないしは4−イ
ソシアナトシクロヘキシル−2’−イソシアナトシクロ
ヘキシルメタン、1,3−ないしは1,4−ビス−(イ
ソシアナトメチル)−シクロヘキサン、ビス−(4−イ
ソシアナト−3−メチルシクロヘキシル)メタン、1,
3−ないしは1,4−α,α,α’α’−テトラメチル
キシリレンジイソシアネート、2,4−ないしは2,6
−ジイソシアナトトルエン、2,2’−、2,4’−な
いしは4,4’−ジイソシアナトジフェニルメタン(M
DI)、1,5−ナフタレンジイソシアネート、p−な
いしはm−フェニレンジイソシアネート、キシリレンジ
イソシアネートまたはジフェニル−4,4’−ジイソシ
アネートなどである。これらのうちでも、とりわけ機械
的強度などの点からは、芳香族ジイソシアネート化合物
の使用が望ましく、また、とりわけ耐久性、耐光性など
の点からは、脂肪族ないしは脂環族ジイソシアネート化
合物の使用が望ましい。In the present invention, the organic polyisocyanate used in preparing the aqueous polyurethane resin dispersion is a compound represented by the following general formula [1]. R (NCO) n General formula [1] (wherein, R is an arbitrary divalent organic group, n ≧ 2). Any conventionally known polyisocyanate compound can be used. However, to exemplify a particularly typical one among them, 1,4-tetramethylene diisocyanate,
1,6-hexamethylene diisocyanate, 1,12-
Dodecamethylene diisocyanate, cyclohexane-
1,3- or 1,4-diisocyanate, 1-isocyanato-3-isocyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexane (also known as isophorone diisocyanate; IPDI), bis- (4-isocyanatocyclohexyl) methane (also known as water) MDI), 2- or 4-isocyanatocyclohexyl-2'-isocyanatocyclohexylmethane, 1,3- or 1,4-bis- (isocyanatomethyl) -cyclohexane, bis- (4-isocyanato-3-methyl) Cyclohexyl) methane, 1,
3-or 1,4-α, α, α′α′-tetramethylxylylene diisocyanate, 2,4-or 2,6
-Diisocyanatotoluene, 2,2'-, 2,4'- or 4,4'-diisocyanatodiphenylmethane (M
DI), 1,5-naphthalene diisocyanate, p- or m-phenylene diisocyanate, xylylene diisocyanate or diphenyl-4,4'-diisocyanate. Among these, the use of an aromatic diisocyanate compound is preferable from the viewpoint of mechanical strength, and the use of an aliphatic or alicyclic diisocyanate compound is preferable from the viewpoint of durability and light resistance. .
【0034】最終水性ウレタン樹脂固形分に対するイソ
シアネート含有率は、8〜30%の範囲が好ましい。こ
の範囲であれば、ウレタン分子の凝集力が好適な範囲と
なり、高い接着強度発現が可能となる。The isocyanate content with respect to the final solid content of the aqueous urethane resin is preferably in the range of 8 to 30%. Within this range, the cohesive force of urethane molecules is in a suitable range, and high adhesive strength can be exhibited.
【0035】次いで、本発明で使用する疎水性樹脂
(B)としては、例えば、ポリウレタン樹脂、ポリエス
テル樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ
プロピレン樹脂、ポリエーテル樹脂(ポリプロピレング
リコール、ポリテトラメチレングリコール等)の中から
選ばれる1種類以上の化合物、及び/又は少なくとも2
種類以上からなる共重合体化合物が挙げられる。この中
でも、とりわけ幅広い接着性などの点からはポリウレタ
ン樹脂の使用が望ましく、また、価格の点からはポリエ
ステル樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポ
リプロピレン樹脂、ポリエーテル樹脂が望ましい。疎水
性樹脂(B)としては、親水性ウレタンプレポリマー
(A)との反応を考慮し、1級アミノ基及び/又は2級
アミノ基を含まないことが好ましい。また、疎水性樹脂
(B)としてポリウレタン樹脂を使用する場合、基本的
にはイソシアネート基が残存しないポリウレタン樹脂を
使用するが、製造時点で残存する若干のイソシアネート
基を含むポリウレタン樹脂を使用しても構わない。Next, as the hydrophobic resin (B) used in the present invention, for example, polyurethane resin, polyester resin, polyacrylic resin, polyethylene resin, polypropylene resin, polyether resin (polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, etc.) One or more compounds selected from the above, and / or at least 2
Copolymer compounds composed of more than one kind can be mentioned. Among them, it is particularly preferable to use polyurethane resin from the viewpoint of wide adhesiveness and the like, and polyester resin, polyacrylic resin, polyethylene resin, polypropylene resin and polyether resin are preferable from the viewpoint of cost. In consideration of the reaction with the hydrophilic urethane prepolymer (A), the hydrophobic resin (B) preferably does not contain a primary amino group and / or a secondary amino group. When a polyurethane resin is used as the hydrophobic resin (B), basically, a polyurethane resin in which no isocyanate group remains is used, but even if a polyurethane resin containing some isocyanate group remaining at the time of production is used. I do not care.
【0036】本発明にて使用する疎水性樹脂(B)の数
平均分子量としては、好ましくは500〜20,000
の範囲、より好ましくは800〜20,000の範囲で
あり、かかる範囲であれば樹脂の凝集力を適度に緩和
し、耐熱性とが好適な範囲となり好ましい。尚、ここで
云う数平均分子量とは、溶離液としてテトラヒドロフラ
ン(THF)を使用し、GPC(ゲル浸透クロマトグラ
フィー、測定機種:東ソー高速GPC HLC−822
0)にて測定し、標準ポリスチレンを使用して作成した
検量線から求めた数値である。The number average molecular weight of the hydrophobic resin (B) used in the present invention is preferably 500 to 20,000.
Is more preferably in the range of 800 to 20,000, and in such a range, the cohesive force of the resin is moderated moderately and the heat resistance is in a suitable range. The number average molecular weight referred to here is GPC (gel permeation chromatography, measuring model: Tosoh High Speed GPC HLC-822) using tetrahydrofuran (THF) as an eluent.
It is a value obtained from the calibration curve prepared by using standard polystyrene measured in 0).
【0037】本発明にて複合化する親水性ウレタンプレ
ポリマー(A)と疎水性樹脂(B)の割合は、好ましく
は(A)/(B)=99/1〜40/60(固形分重量
比)、より好ましくは95/5〜50/50(固形分重
量比)の範囲である。かかる範囲内であれば、水分散性
を損なうことなく安定な粒子形成が可能となり、更に樹
脂の凝集力が好適な範囲となり、低温で加工を行ったと
きの初期接着性が向上する。The ratio of the hydrophilic urethane prepolymer (A) and the hydrophobic resin (B) to be complexed in the present invention is preferably (A) / (B) = 99 / 1-40 / 60 (weight of solid content). Ratio), and more preferably 95/5 to 50/50 (solid content weight ratio). Within such a range, stable particle formation is possible without impairing water dispersibility, the cohesive force of the resin is in a suitable range, and the initial adhesiveness when processed at a low temperature is improved.
【0038】本発明のポリウレタン樹脂水性分散体を調
製する際、乳化時の微粒子形成、及び脱溶剤後の複合型
ポリウレタン樹脂水性分散体中に含まれる残留溶剤を無
くすことを考慮すると、沸点150℃以下の有機溶剤を
使用することが望ましい。本発明で使用し得る沸点が1
50℃以下の有機溶媒として特に代表的なものを例示す
ると、ベンゼン、トルエン、酢酸エチル、アセトン、メ
チルエチルケトン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフ
ラン、酢酸メチル、アセトニトリル、クロロホルム、塩
化メチレン、四塩化炭素、1,2−ジクロルエタン、
1,1,2−トリクロルエタン、テトラクロルエチレン
等が挙げられ、これらは単独使用でもよく混合溶媒でも
よい。この中でポリウレタン樹脂に対する溶解性の高い
溶媒として、特にアセトン、メチルエチルケトン、酢酸
エチル、トルエンを単独あるいは混合溶剤として用いる
ことは好適である。また、造膜助剤としてN−メチル−
2−ピロリドン、エチルセロソルブ、n−ブチルセロソ
ルブ、プロピレングリコールメチルエーテル等の溶剤を
樹脂固形分に対して50重量%以下の含有量で使用して
も構わない。When preparing the aqueous polyurethane resin dispersion of the present invention, considering the formation of fine particles during emulsification and the elimination of residual solvent contained in the aqueous polyurethane dispersion of composite type after desolvation, a boiling point of 150 ° C. It is desirable to use the following organic solvents. The boiling point that can be used in the present invention is 1
Specific examples of typical organic solvents at 50 ° C or lower include benzene, toluene, ethyl acetate, acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ether, tetrahydrofuran, methyl acetate, acetonitrile, chloroform, methylene chloride, carbon tetrachloride, 1,2- Dichloroethane,
Examples thereof include 1,1,2-trichloroethane and tetrachloroethylene, which may be used alone or in a mixed solvent. Among them, it is preferable to use acetone, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, or toluene as a solvent having a high solubility in the polyurethane resin, alone or as a mixed solvent. In addition, N-methyl-
A solvent such as 2-pyrrolidone, ethyl cellosolve, n-butyl cellosolve, or propylene glycol methyl ether may be used in a content of 50% by weight or less based on the resin solid content.
【0039】本発明の複合型ポリウレタン樹脂水分散体
を調整する際に乳化剤を併用することもできる。本発明
で使用可能な代表的な乳化剤を例示すると、ポリオキシ
エチレンポリオキシプロピレングリコールエーテル型、
ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル型、ポリオ
キシエチレンオクチルフェニルエーテル型、ポリオキシ
エチレンラウレート型、ポリオキシエチレンアルキルエ
ーテル型、ソルビタン誘導体型、ポリオキシエチレン多
環フェニルエーテル型等のノニオン系乳化剤、アルキル
ベンゼンスルホン酸塩型、ジアルキルサクシネートスル
ホン酸塩型等のアニオン系乳化剤、カチオン系乳化剤、
及び両性イオン系乳化剤が挙げられる。An emulsifier may be used in combination when preparing the aqueous dispersion of the composite polyurethane resin of the present invention. Examples of typical emulsifiers usable in the present invention include polyoxyethylene polyoxypropylene glycol ether type,
Nonionic emulsifiers such as polyoxyethylene nonylphenyl ether type, polyoxyethylene octylphenyl ether type, polyoxyethylene laurate type, polyoxyethylene alkyl ether type, sorbitan derivative type, polyoxyethylene polycyclic phenyl ether type, alkylbenzene sulfone Anionic emulsifiers, cationic emulsifiers such as acid salt type and dialkyl succinate sulfonate type,
And zwitterionic emulsifiers.
【0040】これら乳化剤の中でもノニオン系乳化剤、
及び/又はアニオン系乳化剤が好適であり、乳化剤の含
有量はポリウレタン樹脂固形分に対して、好ましくは1
0%以下である。これら乳化剤を使用する場合、乳化分
散工程前のポリウレタン溶液、あるいはイソシアネート
基が残存するプレポリマーに添加した後、乳化分散する
ことが好ましいが、乳化分散工程終了後に添加しても構
わない。Among these emulsifiers, nonionic emulsifiers,
And / or anionic emulsifier is suitable, and the content of the emulsifier is preferably 1 based on the solid content of the polyurethane resin.
It is 0% or less. When these emulsifiers are used, it is preferable to add them to the polyurethane solution before the emulsification / dispersion step or the prepolymer in which the isocyanate groups remain, and then to perform the emulsification / dispersion, but they may be added after the completion of the emulsification / dispersion step.
【0041】該ポリウレタン樹脂水性分散体を調製する
際に必要ならばウレタン化触媒を使用することができ
る。ウレタン化触媒として代表的なものを例示すると、
トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、又はN−メ
チルモルホリン等の種々の含窒素化合物、酢酸カリウ
ム、ステアリン酸亜鉛、又はオクチル酸錫等の種々の金
属塩、ジブチルチンジラウレート等の種々の有機金属化
合物等である。If necessary, a urethanization catalyst can be used when preparing the aqueous polyurethane resin dispersion. As a typical example of the urethanization catalyst,
Examples thereof include various nitrogen-containing compounds such as triethylamine, triethylenediamine, and N-methylmorpholine, various metal salts such as potassium acetate, zinc stearate, and tin octylate, and various organometallic compounds such as dibutyltin dilaurate.
【0042】本発明の水性接着剤、及び水性コーティン
グ剤は、本発明の複合型ポリウレタン樹脂水性分散体を
含有することを特徴とする。本発明の水性接着剤、及び
水性コーティング剤としては、該ポリウレタン樹脂単独
でも構わないが、SBRラテックス樹脂やアクリルエマ
ルジョンに代表されるポリウレタン樹脂以外の水性分散
体を、ポリウレタン樹脂固形分/全固形分の比率で、好
ましくは1〜100重量%の範囲、より好ましくは10
〜100重量%の範囲で併用しても構わない。The water-based adhesive and water-based coating agent of the present invention are characterized by containing the composite type polyurethane resin aqueous dispersion of the present invention. As the water-based adhesive and water-based coating agent of the present invention, the polyurethane resin may be used alone, but an aqueous dispersion other than the polyurethane resin represented by SBR latex resin and acrylic emulsion may be used as the polyurethane resin solid content / total solid content. The ratio is preferably in the range of 1 to 100% by weight, more preferably 10
You may use together in the range of up to 100% by weight.
【0043】更に、本発明の水性接着剤、および水性コ
ーティング剤の凝集性を阻害しない範囲で通常の接着剤
に使用される副資材及び添加剤、例えば、可塑剤、粘着
付与剤(ロジン樹脂、ロジンエステル樹脂、テルペン樹
脂、テルペンフェノール樹脂石油樹脂、クマロン樹脂
等)、充填剤、顔料、増粘剤、消泡剤、酸化防止剤、紫
外線吸収剤、難燃剤、防腐剤等を使用することも可能で
ある。Further, auxiliary materials and additives such as plasticizers and tackifiers (rosin resin, rosin resin, etc.) used for ordinary adhesives within the range of not impairing the cohesiveness of the aqueous adhesive and the aqueous coating agent of the present invention. It is also possible to use rosin ester resin, terpene resin, terpene phenol resin, petroleum resin, coumarone resin, etc.), fillers, pigments, thickeners, defoamers, antioxidants, UV absorbers, flame retardants, preservatives, etc. It is possible.
【0044】該複合型ポリウレタン樹脂水性分散体はこ
のもの単独でも使用できるが、更に耐久性を向上させる
目的で、アミノ樹脂、エポキシ化合物、アジリジン化合
物、カルボジイミド化合物、オキサゾリン化合物、ポリ
イソシアネート化合物のような2官能以上のものを架橋
剤として使用することもできる。これらの中でも、ポリ
イソシアネート化合物が好ましく、ポリウレタン樹脂固
形分に対して0〜50重量%の範囲で使用できる。The aqueous dispersion of the composite type polyurethane resin can be used alone, but for the purpose of further improving durability, such as an amino resin, an epoxy compound, an aziridine compound, a carbodiimide compound, an oxazoline compound and a polyisocyanate compound. A bifunctional or higher functional compound may be used as the crosslinking agent. Among these, polyisocyanate compounds are preferable, and they can be used in the range of 0 to 50% by weight based on the solid content of the polyurethane resin.
【0045】上記ポリイソシアネート化合物の代表的な
ものを例示すると、1,4−テトラメチレンジイソシア
ネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、
4,4’−ジイソシアナトジフェニルメタン(MD
I)、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソ
シアネート等の3量体からなるポリイソシアネート化合
物、又は該ポリイソシアネート化合物とエチレングリコ
ール、1,3−ブチレングリコール、1,4−ブチレン
グリコール、ポリオキシエチレングリコール、長鎖高級
アルコール等の低分子活性水素化合物等からなるイソシ
アネート基末端の化合物等が挙げられる。Typical examples of the above polyisocyanate compound include 1,4-tetramethylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate,
4,4'-diisocyanatodiphenylmethane (MD
I), a polyisocyanate compound consisting of a trimer such as xylylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, or the polyisocyanate compound and ethylene glycol, 1,3-butylene glycol, 1,4-butylene glycol, polyoxyethylene glycol, long chain Examples thereof include compounds having an isocyanate group terminal composed of a low molecular weight active hydrogen compound such as a higher alcohol.
【0046】[0046]
【実施例】以下、本発明を実施例により、一層、具体的
に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるもの
ではない。以下において、「部」及び「%」は特に断わ
りのない限り、全て重量基準であるものとする。尚、本
発明の複合型ポリウレタン樹脂水性分散体の接着剤、及
びコーティング剤に関する性能評価方法については以下
の通りである。The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In the following, all "parts" and "%" are based on weight unless otherwise specified. The performance evaluation method for the adhesive and coating agent of the composite polyurethane resin aqueous dispersion of the present invention is as follows.
【0047】[初期接着強度の評価方法]2枚の接着基
材(加硫ゴムシートとポリ塩化ビニルシートの2種類で
評価)にポリウレタン樹脂水分散体の接着剤を刷毛で2
mm(厚さ)×20mm(幅)×300mm(長さ)の
接着基材に100g/m2塗布した後、50℃にて6分
間熱風循環乾燥機に入れ再活性する。この乾燥機より取
り出した接着基材の接着面同士をゴムローラーで加圧し
て貼り合わせて、貼り合わせしてから2分後の剥離強度
をデジタルゲージにて測定した。
[Evaluation Method of Initial Adhesion Strength] Two adhesive base materials (evaluated with two kinds of vulcanized rubber sheet and polyvinyl chloride sheet) were used to apply the adhesive of the polyurethane resin water dispersion with a brush.
After applying 100 g / m 2 to an adhesive substrate of mm (thickness) × 20 mm (width) × 300 mm (length), it is placed in a hot air circulation dryer at 50 ° C. for 6 minutes to be reactivated. The adhesive surfaces of the adhesive base material taken out from this dryer were pressed against each other with a rubber roller to bond them, and the peel strength 2 minutes after the bonding was measured with a digital gauge.
【0048】[経時剥離強度の評価方法]初期接着強度
の評価の場合と同様にして作製した貼り合わせ試験片に
ついて、貼り合わせ2時間後、及び貼り合わせ1日後の
剥離強度を引張試験機で引張速度100mm/分の測定
条件にて180度剥離の強度を測定した。
[Evaluation Method of Peeling Strength with Time] With respect to the bonded test piece prepared in the same manner as in the case of evaluating the initial adhesive strength, the peeling strength after bonding for 2 hours and after bonding for 1 day was measured by a tensile tester. The 180-degree peel strength was measured under the measurement conditions of a speed of 100 mm / min.
【0049】[耐熱クリープ性の評価方法]初期接着強
度の評価の場合と同様にして作製した貼り合わせ試験片
について、3日間室温にて養生硬化させた。該試験片に
1kgの錘を吊して、70℃にて30分間熱風循環乾燥
機に入れ、180度方向の耐熱クリープ試験を行った。
100mmの標線間を剥離した距離(mm)、又は錘が
落下した時間を測定した。[Evaluation Method of Heat-resistant Creep Property] A laminated test piece prepared in the same manner as in the case of evaluating the initial adhesive strength was cured and cured at room temperature for 3 days. A 1 kg weight was hung on the test piece and placed in a hot air circulation dryer at 70 ° C. for 30 minutes to perform a heat resistant creep test in the 180 ° direction.
The distance (mm) at which 100 mm marked lines were peeled off, or the time when the weight fell was measured.
【0050】《参考例1》芳香族スルホン酸金属塩基含
有ポリエステルポリオール(1)の調製
温度計、窒素ガス導入管、攪拌機を備えた反応容器中で
窒素ガスを導入しながら、5−スルホソジウムイソフタ
ル酸ジメチル(DMS)1480部と1,6−ヘキサン
ジオール1240部、及びジブチル錫オキサイド0.5
部を仕込み、塔頂温度が60〜70℃になるように反応
容器内温度を180〜190℃で反応物の酸価が1mg
KOH/g以下(以下単位省略)になるまでエステル交
換反応を行い、次に210℃で2時間反応させる。次い
で、100℃まで冷却した後、ε−カプロラクトン22
80部を仕込み、180℃で3時間開環重合反応するこ
とにより、表1に示すように水酸基価120で、酸価
0.3のポリエステルポリオール(1)を得た。Reference Example 1 Preparation of Polyester Polyol (1) Containing Aromatic Sulfonate Metal Base While introducing nitrogen gas into a reaction vessel equipped with a thermometer, a nitrogen gas introducing tube, and a stirrer, 5-sulfosodium 1480 parts of dimethyl isophthalate (DMS) and 1240 parts of 1,6-hexanediol, and dibutyltin oxide 0.5.
And the acid value of the reaction product was 1 mg at a reactor internal temperature of 180 to 190 ° C. so that the tower top temperature was 60 to 70 ° C.
The transesterification reaction is performed until KOH / g or less (the unit is omitted below), and then the reaction is performed at 210 ° C. for 2 hours. Then, after cooling to 100 ° C., ε-caprolactone 22
80 parts of the resulting mixture was subjected to a ring-opening polymerization reaction at 180 ° C. for 3 hours to obtain a polyester polyol (1) having a hydroxyl value of 120 and an acid value of 0.3 as shown in Table 1.
【0051】[0051]
【表1】 [Table 1]
【0052】《参考例2》疎水性樹脂(U)の調整
1,4−ブチレングリコールとアジピン酸から成るポリ
エステル(水酸基価=37.4)100部と、ネオペン
チルグリコール3部と、メチルエチルケトン55部を加
え十分撹拌し溶解させ、ヘキサメチレンジイソシアネー
ト12部を加えて80℃で3時間反応を行った。次い
で、メチルエチルケトン28部を投入し60℃まで冷却
後、1,4−ブチレングリコールとアジピン酸から成る
ポリエステル(水酸基価=190)10部を加え、イソ
シアネート値が0.1%未満になるまで80℃にて反応
を行い、不揮発分60%の数平均分子量15,000の
ウレタン系疎水性樹脂(U)を得た。Reference Example 2 Preparation of Hydrophobic Resin (U) 100 parts of polyester (hydroxyl value = 37.4) consisting of 1,4-butylene glycol and adipic acid, 3 parts of neopentyl glycol, and 55 parts of methyl ethyl ketone. Was added and sufficiently stirred to dissolve, 12 parts of hexamethylene diisocyanate was added, and the reaction was carried out at 80 ° C. for 3 hours. Next, after 28 parts of methyl ethyl ketone was added and cooled to 60 ° C., 10 parts of a polyester (hydroxyl value = 190) consisting of 1,4-butylene glycol and adipic acid was added, and 80 ° C. was added until the isocyanate value became less than 0.1%. To obtain a urethane type hydrophobic resin (U) having a non-volatile content of 60% and a number average molecular weight of 15,000.
【0053】1,4−ブチレングリコールとアジピン酸
から成るポリエステル(水酸基価=37.4)100部
と、ネオペンチルグリコール3部と、メチルエチルケト
ン79部を加え十分撹拌し溶解させ、ヘキサメチレンジ
イソシアネート15部を加えて80℃で3時間反応を行
った。次いで、イソシアネート値が1.15%以下にな
るまで80℃にて反応を行い、不揮発分60%で数平均
分子量4,000の疎水性ウレタンプレポリマー(U−
P)を得た。100 parts of polyester (hydroxyl value = 37.4) consisting of 1,4-butylene glycol and adipic acid, 3 parts of neopentyl glycol and 79 parts of methyl ethyl ketone were added and sufficiently stirred to dissolve, and 15 parts of hexamethylene diisocyanate was added. Was added and reacted at 80 ° C. for 3 hours. Then, the reaction is carried out at 80 ° C. until the isocyanate value becomes 1.15% or less, and the hydrophobic urethane prepolymer (U- having a nonvolatile content of 60% and a number average molecular weight of 4,000) is used.
P) was obtained.
【0054】《実施例1》参考例1で得たポリエステル
ポリオール(1)を50部と、メチルエチルケトン90部
とを十分撹拌し溶解させ、イソホロンジイソシアネート
(略称IPDI)55部を加えて80℃で3時間反応さ
せた。次いで、メチルエチルケトン(略称MEK)15
0部を加え60℃まで冷却後、ネオペンチルグリコール
1部と、1,4−ブチレングリコールとアジピン酸から
成るポリエステル(水酸基価=56.1)255部を加
えて80℃にて反応を行い、イソシアネート値が0.7
9%以下になったら、50℃まで冷却し親水性ウレタン
プレポリマーを得た。それに参考例2で得た疎水性樹脂
(U)150部を加えて均一に混合する。次いで、水52
5部を加え乳化分散した後、10%ピペラジン水溶液4
3.8部(残イソシアネート基に対してアミン基として
90当量%)を加えて乳化分散した。得られた乳化液を
脱溶剤することによって不揮発分50%の水分散体を得
た。得られた該水分散体100部にSN−シックナー
A−812(サンノプコ(株)社製)を1部添加して増粘
させた後、水に分散し得るイソシアネート架橋剤CR−
60N(大日本インキ化学工業(株)製)を5部加えるこ
とにより接着剤を調整した。配合組成について、表2に
まとめた。次に、調整した接着剤を2枚のPVCシート
に刷毛で100g/m2塗布した後、接着面同士を貼り
合わせて、各接着性能の評価を行った。刷毛塗りした後
の接着剤は均一な膜厚を示し、貼り合わせた基材は、表
3に示した如く、PVC基材及びゴム基材共に、接着強
度及び耐熱性に優れるものであった。Example 1 50 parts of the polyester polyol (1) obtained in Reference Example 1 and 90 parts of methyl ethyl ketone were thoroughly stirred and dissolved, 55 parts of isophorone diisocyanate (abbreviated IPDI) was added, and the mixture was stirred at 80 ° C. for 3 days. Reacted for hours. Next, methyl ethyl ketone (abbreviation MEK) 15
After adding 0 part and cooling to 60 ° C., 1 part neopentyl glycol and 255 parts polyester (hydroxyl value = 56.1) consisting of 1,4-butylene glycol and adipic acid were added and reacted at 80 ° C., Isocyanate value is 0.7
When it became 9% or less, it was cooled to 50 ° C. to obtain a hydrophilic urethane prepolymer. In addition, the hydrophobic resin obtained in Reference Example 2
Add (U) 150 parts and mix uniformly. Then water 52
After adding 5 parts and emulsifying and dispersing, 10% piperazine aqueous solution 4
3.8 parts (90 equivalent% as an amine group with respect to the residual isocyanate group) was added and emulsified and dispersed. The obtained emulsion was desolvated to obtain an aqueous dispersion having a nonvolatile content of 50%. SN-thickener was added to 100 parts of the obtained water dispersion.
After adding 1 part of A-812 (manufactured by San Nopco Ltd.) to increase the viscosity, an isocyanate crosslinking agent CR- that can be dispersed in water
The adhesive was adjusted by adding 5 parts of 60N (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.). The compounding composition is summarized in Table 2. Next, the adjusted adhesive was applied to two PVC sheets with a brush at 100 g / m 2 , and the adhesive surfaces were adhered to each other to evaluate each adhesive performance. The adhesive after brush coating showed a uniform film thickness, and as shown in Table 3, the adhered substrates were excellent in adhesive strength and heat resistance in both the PVC substrate and the rubber substrate.
【0055】《比較例1》表2に示した如く、実施例1
の疎水性樹脂(U)を使用しない以外は実施例1と同様の
操作を行い、不揮発分50%の水分散体を得た。得られ
た該水分散体を実施例1と同様にして接着剤を調製した
後、接着面同士を貼り合わせ、各接着性能の評価を行っ
たところ、表3に示した如く、PVC基材では接着強度
及び耐熱性共に比較的良好であったが、基材温度が上昇
しにくいゴム基材においては、接着強度及び耐熱性共に
十分なものではなかった。Comparative Example 1 As shown in Table 2, Example 1
The same operation as in Example 1 was carried out except that the hydrophobic resin (U) was used to obtain an aqueous dispersion having a nonvolatile content of 50%. An adhesive was prepared from the obtained water dispersion in the same manner as in Example 1. Then, the adhesive surfaces were adhered to each other and each adhesive performance was evaluated. Both the adhesive strength and the heat resistance were relatively good, but the adhesive strength and the heat resistance were not sufficient in the rubber base material in which the base material temperature was hard to rise.
【0056】《比較例2》表2に示した如く、実施例1
の疎水性樹脂(U)の使用量を1116部に変更する以外
は実施例1と同様の操作を行ったが、乳化後の粒子安定
性が悪く、結果的に凝集した。Comparative Example 2 As shown in Table 2, Example 1
The same operation as in Example 1 was carried out except that the amount of the hydrophobic resin (U) used in Example 1 was changed to 1116 parts, but the particle stability after emulsification was poor and, as a result, aggregation occurred.
【0057】《比較例3》表2に示した如く、実施例1
の親水性ウレタンプレポリマーに、疎水性樹脂(U)の代
わりに疎水性ウレタンプレポリマー樹脂(U−P)を1
50部を加えて均一に混合する。次いで、水525部を
加え乳化分散した後、10%ピペラジン水溶液59.7
部(残イソシアネート基に対してアミン基として90当
量%)を加えて乳化分散した。得られた乳化液を脱溶剤
することによって不揮発分50%の水分散体を得た。得
られた該水分散体を実施例1と同様にして接着剤を調製
した後、接着面同士を貼り合わせ、各接着性能の評価を
行ったところ、表3に示した如く、PVC基材では接着
強度及び耐熱性共に良好であったが、基材温度が上昇し
にくいゴム基材においては、耐熱性は良好であったが接
着強度は十分なものではなかった。Comparative Example 3 As shown in Table 2, Example 1
Hydrophobic urethane prepolymer resin (UP) instead of hydrophobic resin (U)
Add 50 parts and mix evenly. Next, 525 parts of water was added and the mixture was emulsified and dispersed.
Part (90 equivalent% as an amine group relative to the residual isocyanate group) was added and emulsified and dispersed. The obtained emulsion was desolvated to obtain an aqueous dispersion having a nonvolatile content of 50%. An adhesive was prepared from the obtained water dispersion in the same manner as in Example 1. Then, the adhesive surfaces were adhered to each other and each adhesive performance was evaluated. Both the adhesive strength and the heat resistance were good, but in the rubber base material in which the temperature of the base material was unlikely to rise, the heat resistance was good, but the adhesive strength was not sufficient.
【0058】[0058]
【表2】 [Table 2]
【0059】尚、表2において、Mwは重量平均分子量
を、Mnは数平均分子量を意味する。In Table 2, Mw means weight average molecular weight and Mn means number average molecular weight.
【0060】[0060]
【表3】 [Table 3]
【0061】[0061]
【発明の効果】本発明は、80℃以下の低温条件下での
加工適性に優れる複合型ポリウレタン樹脂水性分散体を
提供し、幅広い基材への接着性を解決するものであり、
貼り合わせ直後及び経時後の接着性に優れ、しかも耐熱
性にも優れるポリウレタン水性接着剤及び水性コーティ
ング剤を提供し、ゴム、皮革、金属、ポリ塩化ビニル
(PVC)等のプラスチック、発泡体等の各種基材の接着
と表面改質等に幅広く利用可能である。EFFECT OF THE INVENTION The present invention provides an aqueous dispersion of a composite polyurethane resin which is excellent in processability under low temperature conditions of 80 ° C. or lower and solves adhesiveness to a wide range of substrates.
We provide polyurethane water-based adhesives and water-based coatings that have excellent adhesive properties immediately after lamination and after aging, and also have excellent heat resistance. Rubber, leather, metal, polyvinyl chloride
It can be widely used for adhesion and surface modification of various substrates such as plastics such as (PVC) and foams.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C09J 175/04 C09J 175/04 201/00 201/00 Fターム(参考) 4J002 BB02X BB11X BG04X CF00X CH01X CK02W CK02X GH00 HA06 4J038 CB021 CB022 CB081 CB082 CG141 CG142 DD001 DD002 DF021 DF022 DG051 DG052 DG061 DG062 DG111 DG112 DG121 DG122 DG131 DG132 GA06 GA11 GA13 MA08 MA10 MA14 NA12 NA14 4J040 DA021 DA022 DA101 DA102 DF041 DF042 ED001 ED002 EE021 EE022 EF051 EF052 EF061 EF062 EF111 EF112 EF121 EF122 EF131 EF132 GA07 GA20 GA25 JA03 LA06 LA08 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) C09J 175/04 C09J 175/04 201/00 201/00 F term (reference) 4J002 BB02X BB11X BG04X CF00X CH01X CK02W CK02X GH00 HA06 4J038 CB021 CB022 CB081 CB082 CG141 CG142 DD001 DD002 DF021 DF022 DG051 DG052 DG061 DG062 DG111 DG112 DG121 DG122 DG131 DG132 GA06 GA11 GA13 MA08 MA10 MA14 NA12 NA14 4J040 DA021 DA022 DA101 DA102 DF041 DF042 ED001 ED002 EE021 EE022 EF051 EF052 EF061 EF062 EF111 EF112 EF121 EF122 EF131 EF132 GA07 GA20 GA25 JA03 LA06 LA08
Claims (5)
親水性ウレタンプレポリマー(A)と、数平均分子量が
500〜20,000の範囲の疎水性樹脂(B)とから
得られることを特徴とする複合型ポリウレタン樹脂水性
分散体。1. A self-emulsifying hydrophilic urethane prepolymer containing a terminal isocyanate group (A) and a hydrophobic resin (B) having a number average molecular weight in the range of 500 to 20,000. Composite polyurethane resin aqueous dispersion.
水性樹脂(B)との割合が、(A)/(B)=99/1
〜40/60(固形分重量比)である請求項1記載の複
合型ポリウレタン樹脂水性分散体。2. The ratio of the hydrophilic urethane prepolymer (A) and the hydrophobic resin (B) is (A) / (B) = 99/1.
The composite type polyurethane resin aqueous dispersion according to claim 1, wherein the composite type polyurethane resin aqueous dispersion is about 40/60 (solid content weight ratio).
水基として、アニオン性基、又はアニオン性基とノニオ
ン性基を有する請求項1又は2記載の複合型ポリウレタ
ン樹脂水性分散体。3. The composite polyurethane resin aqueous dispersion according to claim 1, wherein the hydrophilic urethane prepolymer (A) has, as a hydrophilic group, an anionic group, or an anionic group and a nonionic group.
型ポリウレタン樹脂水性分散体を含有することを特徴と
する水性接着剤。4. An aqueous adhesive containing the composite polyurethane resin aqueous dispersion according to claim 1.
型ポリウレタン樹脂水性分散体を含有することを特徴と
する水性コーティング剤。5. A water-based coating agent comprising the composite type polyurethane resin aqueous dispersion according to claim 1.
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|---|---|---|---|
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004106432A1 (en) * | 2003-05-28 | 2004-12-09 | Dainippon Ink And Chemicals, Inc. | Water-base coating material |
| JP2005154721A (en) * | 2003-05-28 | 2005-06-16 | Dainippon Ink & Chem Inc | Water-based coating agent |
| JP2008115254A (en) * | 2006-11-02 | 2008-05-22 | Fujikura Kasei Co Ltd | Water-based paint and coated products obtained from it |
-
2002
- 2002-03-26 JP JP2002085608A patent/JP2003277601A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004106432A1 (en) * | 2003-05-28 | 2004-12-09 | Dainippon Ink And Chemicals, Inc. | Water-base coating material |
| JP2005154721A (en) * | 2003-05-28 | 2005-06-16 | Dainippon Ink & Chem Inc | Water-based coating agent |
| US7495058B2 (en) | 2003-05-28 | 2009-02-24 | Dainippon Ink And Chemicals, Inc. | Water-base coating material |
| JP2008115254A (en) * | 2006-11-02 | 2008-05-22 | Fujikura Kasei Co Ltd | Water-based paint and coated products obtained from it |
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