JP2017186525A - Aqueous polyurethane resin dispersion - Google Patents
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Abstract
【課題】 金属基材をはじめ、様々な素材からなる基材の表面保護用コーティング剤として適用することができる水性ポリウレタン樹脂分散体を提供する。【課題手段】 塩基、特に揮発性アミンにより中和された酸性基を含有するポリウレタン樹脂、水酸基を有するか、又は不揮発性アミン化合物、及び水系媒体からなる、水性ポリウレタン樹脂分散体である。【選択図】 なしPROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aqueous polyurethane resin dispersion which can be applied as a surface protecting coating agent for substrates made of various materials including metal substrates. An aqueous polyurethane resin dispersion comprising a polyurethane resin containing an acid group neutralized by a base, particularly a volatile amine, a hydroxyl group-containing or non-volatile amine compound, and an aqueous medium. [Selection figure] None
Description
本発明は、新規な水性ポリウレタン樹脂分散体に関する。 The present invention relates to a novel aqueous polyurethane resin dispersion.
従来、水性ポリウレタン樹脂分散体は、水性ポリウレタン樹脂分散体から形成されるポリウレタン樹脂塗膜が各種基材への密着性、耐摩耗性、耐衝撃性、耐溶剤性等に優れていることから、塗料、インク、接着剤、各種コーティング剤として、例えば、紙、プラスチックス、フィルム、金属、ゴム、エラストマー、繊維製品などに幅広く使用されている。 Conventionally, aqueous polyurethane resin dispersions, polyurethane resin coatings formed from aqueous polyurethane resin dispersions are excellent in adhesion to various substrates, wear resistance, impact resistance, solvent resistance, etc. As paints, inks, adhesives, and various coating agents, they are widely used in, for example, paper, plastics, films, metals, rubbers, elastomers, and textile products.
近年の金属需要の増加に伴って、アルミニウム基材をはじめとする金属基材の表面保護用コーティング剤の需要が高まっている。金属基材への密着性を必要とする金属基材へのコーティング剤として、例えば、炭素原子数2〜20個のアルキル基を側鎖に有するポリウレタンとビニル重合体とがポリシロキサン構造を介して結合した複合樹脂を含有することを特徴とする複合樹脂組成物が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 With the recent increase in metal demand, the demand for coating agents for protecting the surface of metal substrates such as aluminum substrates has increased. As a coating agent for a metal base material that requires adhesion to the metal base material, for example, a polyurethane having an alkyl group having 2 to 20 carbon atoms in the side chain and a vinyl polymer are interposed via a polysiloxane structure. A composite resin composition containing a combined composite resin is disclosed (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、上記方法においては、シロキサン構造を形成させるために、加水分解性シリル基やシラノール基を有する化合物をポリウレタン樹脂とは別に使用する必要があった。 However, in the above method, it is necessary to use a compound having a hydrolyzable silyl group or silanol group separately from the polyurethane resin in order to form a siloxane structure.
それゆえ、特段第3成分を存在させることなく、金属基材、特に多種の金属基材にわたって表面保護用コーティング剤として適用できる水性ポリウレタン樹脂分散体が求められていた。また、金属だけでなく樹脂などの基材に対しても適用可能であるような汎用性の高い表面保護用コーティング剤に対する需要がある。 Therefore, there has been a demand for an aqueous polyurethane resin dispersion that can be applied as a surface protective coating agent over a metal substrate, particularly various metal substrates, without the presence of a special third component. There is also a demand for a highly versatile surface protective coating agent that can be applied not only to metals but also to substrates such as resins.
本発明の課題は、即ち、上記問題点を解決し、金属基材をはじめとした各種基材の表面保護用コーティング剤として適用することができる水性ポリウレタン樹脂分散体を提供するものである。 An object of the present invention is to provide an aqueous polyurethane resin dispersion that can be applied as a surface-protecting coating agent for various substrates including metal substrates, in order to solve the above problems.
本発明の課題は、塩基、特に揮発性アミンにより中和された酸性基を含有するポリウレタン樹脂、水酸基を有するか、又は不揮発性アミン化合物、及び水系媒体からなる、水性ポリウレタン樹脂分散体によって解決される。 The object of the present invention is solved by an aqueous polyurethane resin dispersion comprising a polyurethane resin containing an acidic group neutralized by a base, particularly a volatile amine, a hydroxyl group-containing or non-volatile amine compound, and an aqueous medium. The
本発明により、金属基材をはじめとした各種基材に十分な密着性や接着性を示す水性ポリウレタン樹脂分散体を提供することができる。
それゆえ、当該樹脂分散体は、各種電気・電子材料などの内外装の金属基材をはじめ、様々な素材からなる基材をコーティングするための材料として利用することができる。
By this invention, the water-based polyurethane resin dispersion which shows sufficient adhesiveness and adhesiveness to various base materials including a metal base material can be provided.
Therefore, the resin dispersion can be used as a material for coating base materials made of various materials, including metal base materials for interior and exterior such as various electric / electronic materials.
(水性ポリウレタン樹脂分散体)
本発明の「水性ポリウレタン樹脂分散体」は、塩基、特に揮発性アミンにより中和された酸性基を含有するポリウレタン樹脂、水酸基を有するか、又は不揮発性アミン化合物、及び水系媒体からなるものであり、より具体的には「酸性基を含有するポリウレタン樹脂」と「塩基、特に揮発性アミン」とが酸塩を形成して水性ポリウレタン樹脂となり、「水酸基を有するか、又は不揮発性アミン化合物」とともに、水系媒体中に分散されているものをいう。
なお、分子量を調整するために、適宜、鎖延長剤を用いることもできる。このとき、鎖延長剤はポリウレタン樹脂の骨格の一部として取り込まれる。
(Aqueous polyurethane resin dispersion)
The “aqueous polyurethane resin dispersion” of the present invention comprises a polyurethane resin containing an acidic group neutralized by a base, particularly a volatile amine, a hydroxyl group-containing or non-volatile amine compound, and an aqueous medium. More specifically, “polyurethane resin containing an acidic group” and “base, especially volatile amine” form an acid salt to form an aqueous polyurethane resin, together with “having a hydroxyl group or non-volatile amine compound” , Which is dispersed in an aqueous medium.
In order to adjust the molecular weight, a chain extender can be used as appropriate. At this time, the chain extender is incorporated as part of the skeleton of the polyurethane resin.
[塩基により中和された酸性基を含有するポリウレタン樹脂]
本発明の水性ポリウレタン樹脂分散体において、「塩基により中和された酸性基を含有するポリウレタン樹脂」又は「揮発性アミンにより中和された酸性基を含有するポリウレタン樹脂」とは、「酸性基を含有するポリウレタン樹脂」の酸性基が塩基、特に揮発性アミンによって中和されている(塩を形成している)ものである。
ここで、「酸性基を含有するポリウレタン樹脂」とは、ポリウレタン樹脂の側鎖に酸性基を含有するものである。
[Polyurethane resin containing acidic groups neutralized by base]
In the aqueous polyurethane resin dispersion of the present invention, “a polyurethane resin containing an acid group neutralized by a base” or “a polyurethane resin containing an acid group neutralized by a volatile amine” means “an acid group The acidic group of the “containing polyurethane resin” is neutralized with a base, particularly a volatile amine (forms a salt).
Here, the “polyurethane resin containing an acidic group” is one containing an acidic group in the side chain of the polyurethane resin.
(ポリウレタン樹脂)
前記「酸性基を含有するポリウレタン樹脂」は、ポリカーボネートポリオール、ポリイソシアネート、及び酸性基含有ポリオールを反応させて得られるものである。
より具体的には、ポリカーボネートポリオールに由来する下記式(1)、ポリイソシアネートに由来する式(2)、及び酸性基含有ポリオールに由来する式(3)で示される繰り返し単位を含むポリウレタン樹脂が好適に使用される。
(Polyurethane resin)
The “polyurethane resin containing an acidic group” is obtained by reacting polycarbonate polyol, polyisocyanate, and acidic group-containing polyol.
More specifically, a polyurethane resin containing a repeating unit represented by the following formula (1) derived from polycarbonate polyol, formula (2) derived from polyisocyanate, and formula (3) derived from acidic group-containing polyol is preferable. Used for.
(式中、Zは炭素原子数2〜12の直鎖状の二価の脂肪族炭化水素基、炭素原子数3〜12の二価の分岐状脂肪族炭化水素基、又は炭素原子数6〜18の二価の環状脂肪族炭化水素基を示し、nは繰り返し単位を示す。
Rは炭素原子数6〜18の二価の環状脂肪族炭化水素基、又は炭素原子数6〜18の二価の芳香族炭化水素基を示す。
AGは酸性基を示し、Xは炭素原子数1〜6の直鎖状又は分岐状の脂肪族炭化水素基を示す。)
(In the formula, Z is a linear divalent aliphatic hydrocarbon group having 2 to 12 carbon atoms, a divalent branched aliphatic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, or 6 to 6 carbon atoms. 18 represents a divalent cycloaliphatic hydrocarbon group, and n represents a repeating unit.
R represents a bivalent cyclic aliphatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms or a divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms.
AG represents an acidic group, and X represents a linear or branched aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms. )
(式(1)で示される繰り返し単位)
前記式(1)で示される繰り返し単位は、ポリウレタン樹脂を合成する際に使用するポリカーボネートポリオールに由来する構成成分である。
式(1)中、Zは炭素原子数2〜12の直鎖状の二価の脂肪族炭化水素基、炭素原子数3〜12の二価の分岐状脂肪族炭化水素基、又は炭素原子数6〜18の二価の環状脂肪族炭化水素基を示し、nは繰り返し単位を示す。
(Repeating unit represented by formula (1))
The repeating unit represented by the formula (1) is a constituent derived from the polycarbonate polyol used when synthesizing the polyurethane resin.
In formula (1), Z is a linear divalent aliphatic hydrocarbon group having 2 to 12 carbon atoms, a divalent branched aliphatic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, or the number of carbon atoms. 6-18 represents a bivalent cycloaliphatic hydrocarbon group, and n represents a repeating unit.
前記「炭素原子数2〜12の直鎖状の二価の脂肪族炭化水素基」とは、「炭素原子数2〜12の直鎖状の脂肪族炭化水素」から2つの水素を除いた基を示し、例えば、エチレン基、トリメチレン基(プロピレン基)、テトラメチレン基(ブチレン基)、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基、ウンデカメチレン基、ドデカメチレン基などが挙げられるが、好ましくはテトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基である。
なお、異なる繰り返し単位が複数種含まれていてもよい。
The “linear divalent aliphatic hydrocarbon group having 2 to 12 carbon atoms” is a group obtained by removing two hydrogens from the “linear aliphatic hydrocarbon group having 2 to 12 carbon atoms”. For example, ethylene group, trimethylene group (propylene group), tetramethylene group (butylene group), pentamethylene group, hexamethylene group, heptamethylene group, octamethylene group, nonamethylene group, decamethylene group, undecamethylene group, A dodecamethylene group is exemplified, and a tetramethylene group, a pentamethylene group, and a hexamethylene group are preferred.
A plurality of different repeating units may be included.
前記「炭素原子数3〜12の二価の分岐状脂肪族炭化水素基」とは、「炭素原子数3〜12の分岐状脂肪族炭化水素」から2つの水素原子を除いた基を示し、例えば、2−メチル−1,3−トリメチレン基、2−又は3−メチル−1,5−ペンタメチレン基、2,2,4−又は2,4,4−トリメチルヘキサメチレン基、1,5−ヘキシレン基などが挙げられる。
なお、異なる繰り返し単位が複数種含まれていてもよい。
The “divalent branched aliphatic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms” refers to a group obtained by removing two hydrogen atoms from the “branched aliphatic hydrocarbon having 3 to 12 carbon atoms”, For example, 2-methyl-1,3-trimethylene group, 2- or 3-methyl-1,5-pentamethylene group, 2,2,4- or 2,4,4-trimethylhexamethylene group, 1,5- Examples include a hexylene group.
A plurality of different repeating units may be included.
前記「炭素原子数6〜18の二価の環状脂肪族炭化水素基」とは、「炭素原子数6〜18の環状脂肪族炭化水素」から2つの水素を除いた基を示し、例えば、1,3−シクロヘキシレン基、1,4−シクロヘキシレン基、1,4−ジメチレンシクロヘキシレン基(メチレン−シクロヘキシレン−メチレン基)などが挙げられる。
なお、異なる繰り返し単位が複数種含まれていてもよい。
The “divalent cycloaliphatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms” refers to a group obtained by removing two hydrogens from the “cycloaliphatic hydrocarbon having 6 to 18 carbon atoms”. , 3-cyclohexylene group, 1,4-cyclohexylene group, 1,4-dimethylenecyclohexylene group (methylene-cyclohexylene-methylene group) and the like.
A plurality of different repeating units may be included.
nは式(1)の繰り返し単位数であり、ポリカーボネートポリオールの数平均分子量に依るが、好ましくは1〜40、更に好ましくは2〜30、より好ましくは3〜25である。 n is the number of repeating units of the formula (1), and depends on the number average molecular weight of the polycarbonate polyol, but is preferably 1 to 40, more preferably 2 to 30, and more preferably 3 to 25.
ポリカーボネートポリオールは、本発明の機能や特性を損なわない程度において、エステル結合やエーテル結合を有していてもよい。エステル結合を有することにより、ポリウレタンとした際の相溶性が増すことが予想される。また、エーテル結合を有することによって、ポリウレタンとした際の柔軟性がより増すと予想される。 The polycarbonate polyol may have an ester bond or an ether bond as long as the functions and characteristics of the present invention are not impaired. By having an ester bond, it is expected that the compatibility with polyurethane is increased. Moreover, by having an ether bond, it is expected that the flexibility of polyurethane is further increased.
(ポリカーボネートポリオールの数平均分子量)
本発明のポリカーボネートポリオールの数平均分子量は、目的に応じて適宜調整するが、好ましくは500〜10000、更に好ましくは500〜8000、より好ましくは500〜6000である。
なお、数平均分子量は、JIS K 1557に準拠して測定した水酸基価に基づいて算出した数平均分子量とする。具体的には、水酸基価を測定し、末端基定量法により、(56.1×1000×価数)/水酸基価を用いて算出する(この式において、水酸基価の単位は[mgKOH/g]である)。前記式中において、価数は1分子中の水酸基の数である。
(Number average molecular weight of polycarbonate polyol)
The number average molecular weight of the polycarbonate polyol of the present invention is appropriately adjusted according to the purpose, but is preferably 500 to 10000, more preferably 500 to 8000, and more preferably 500 to 6000.
In addition, let a number average molecular weight be the number average molecular weight computed based on the hydroxyl value measured based on JISK1557. Specifically, the hydroxyl value is measured and calculated by (56.1 × 1000 × valence) / hydroxyl value by terminal group quantification method (in this formula, the unit of hydroxyl value is [mgKOH / g]. Is). In the above formula, the valence is the number of hydroxyl groups in one molecule.
(式(2)で示される繰り返し単位)
前記式(2)で示される繰り返し単位は、ポリウレタン樹脂を合成する際に使用する、ポリイソシアネートに由来する構成成分である。
式(2)中、Rは炭素原子数2〜12の二価の直鎖状脂肪族炭化水素基、炭素原子数3〜12の二価の分岐状脂肪族炭化水素基、炭素原子数6〜18の二価の環状脂肪族炭化水素基、又は炭素原子数6〜18の二価の芳香族炭化水素基を示す。
(Repeating unit represented by formula (2))
The repeating unit represented by the formula (2) is a constituent component derived from polyisocyanate used when synthesizing a polyurethane resin.
In the formula (2), R is a divalent linear aliphatic hydrocarbon group having 2 to 12 carbon atoms, a divalent branched aliphatic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, and 6 to 6 carbon atoms. 18 is a divalent cyclic aliphatic hydrocarbon group or a divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms.
前記「炭素原子数2〜12の二価の直鎖状脂肪族炭化水素基」、「炭素原子数3〜12の二価の分岐状脂肪族炭化水素基」、及び「炭素原子数6〜18の二価の環状脂肪族炭化水素基」は、式(1)で示したものと同じである。 The above “divalent linear aliphatic hydrocarbon group having 2 to 12 carbon atoms”, “divalent branched aliphatic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms”, and “6 to 18 carbon atoms” The divalent cycloaliphatic hydrocarbon group is the same as that represented by the formula (1).
前記「炭素原子数6〜18の二価の芳香族炭化水素基」とは、「炭素原子数6〜18の芳香族炭化水素」から2つの水素原子を除いた基を示し、例えば、フェニレン基、トリレン基、キシリレン基、テトラメチルキシリレン基、4,4’−ジフェニレンメチレン基などが挙げられる。
なお、異なる繰り返し単位が複数種含まれていてもよい。
The “divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms” refers to a group obtained by removing two hydrogen atoms from the “aromatic hydrocarbon having 6 to 18 carbon atoms”. , Tolylene group, xylylene group, tetramethylxylylene group, 4,4′-diphenylenemethylene group and the like.
A plurality of different repeating units may be included.
(式(3)で示される繰り返し単位)
前記式(3)で示される繰り返し単位は、ポリウレタン樹脂を合成する際に使用する酸性基含有ポリオールに由来する構成成分である。
式(3)中、AGは酸性基を示し、Xは炭素原子数1〜6の直鎖状又は分岐状の脂肪族炭化水素基を示す。
(Repeating unit represented by formula (3))
The repeating unit represented by the formula (3) is a constituent component derived from an acidic group-containing polyol used when a polyurethane resin is synthesized.
In formula (3), AG represents an acidic group, and X represents a linear or branched aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms.
前記「酸性基」とは、水系媒体中でプロトン(H+)を放出することで親水性を付与することができる基であれば特に限定されない。酸性基の例としては、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基、フェノール性水酸基などが挙げられるが、好ましくはカルボキシル基である。 The “acidic group” is not particularly limited as long as it is a group capable of imparting hydrophilicity by releasing protons (H + ) in an aqueous medium. Examples of the acidic group include a carboxyl group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, and a phenolic hydroxyl group, with a carboxyl group being preferred.
前記「炭素原子数1〜6の直鎖状又は分岐状の脂肪族炭化水素基」とは、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基を示すが、好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基である。
なお、これらの基は、各種異性体を含み、異なる繰り返し単位が複数種含まれていてもよい。
Examples of the “linear or branched aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms” include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, a pentyl group, and a hexyl group. And preferably a methyl group, an ethyl group or a propyl group.
In addition, these groups include various isomers and may include a plurality of different repeating units.
(塩基)
前記「塩基」としては、例えば、アンモニア;モノメチルアミン、モノエチルアミン、モノイソプロピルアミン、モノブチルアミンなどの一級アミン;ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジイソプロピルアミン、ジブチルアミン、モルホリンなどの二級アミン;トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、トリイソプロピルアミン、トリブチルアミン、N−メチルモルホリン、ピリジンなどの三級アミン;水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物;炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどのアルカリ金属炭酸塩;炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムなどのアルカリ金属炭酸水素塩が挙げられる。ポリウレタン樹脂の末端イソシアネート基との反応を抑止することができ、かつポリウレタン樹脂によるコーティングが容易になる点から、好ましくは三級アミン、更に好ましくはトリアルキルアミンが使用される。
(base)
Examples of the “base” include ammonia; primary amines such as monomethylamine, monoethylamine, monoisopropylamine, monobutylamine; secondary amines such as dimethylamine, diethylamine, diisopropylamine, dibutylamine, morpholine; trimethylamine, triethylamine, Tertiary amines such as diisopropylethylamine, triisopropylamine, tributylamine, N-methylmorpholine and pyridine; alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide; alkali metal carbonates such as sodium carbonate and potassium carbonate; Examples thereof include alkali metal hydrogen carbonates such as sodium hydrogen carbonate and potassium hydrogen carbonate. From the viewpoint that reaction with the terminal isocyanate group of the polyurethane resin can be suppressed and coating with the polyurethane resin becomes easy, a tertiary amine is preferably used, and a trialkylamine is more preferably used.
(揮発性アミン)
前記塩基としては、特に揮発性アミンを用いることができる。ここで「揮発性アミン」とは、常温(25℃)、常圧(1気圧)で揮発するアミンをいい、上記例示のなかでは、アンモニア;モノメチルアミン、モノエチルアミン、モノイソプロピルアミン、モノブチルアミンなどの一級アミン;ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジイソプロピルアミン、ジブチルアミン、モルホリンなどの二級アミン;トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、トリイソプロピルアミン、トリブチルアミン、N−メチルモルホリン、ピリジンなどの三級アミンが挙げられる。
(Volatile amine)
In particular, a volatile amine can be used as the base. Here, “volatile amine” refers to an amine that volatilizes at normal temperature (25 ° C.) and normal pressure (1 atm). In the above examples, ammonia; monomethylamine, monoethylamine, monoisopropylamine, monobutylamine, etc. Primary amines; secondary amines such as dimethylamine, diethylamine, diisopropylamine, dibutylamine, morpholine; tertiary amines such as trimethylamine, triethylamine, diisopropylethylamine, triisopropylamine, tributylamine, N-methylmorpholine, pyridine .
(中和された酸性基を含有するポリウレタン樹脂の製造)
「塩基により中和された酸性基を含有するポリウレタン樹脂」又は「揮発性アミンにより中和された酸性基を含有するポリウレタン樹脂」は、式(1)で示される繰り返し単位を有するポリカーボネートポリオール、式(2)で示される繰り返し単位を有するポリイソシアネート、及び式(3)で示される繰り返し単位を有する酸性基含有ポリオールを反応させた後、酸性基を塩基、特に揮発性アミンにより中和することによって製造することができる(以下、「ウレタン化反応」と称することもある。)。
その反応形態は特に限定されず、公知のワンショット法やプレポリマー法を適宜選択できる。
(Manufacture of polyurethane resin containing neutralized acidic groups)
“Polyurethane resin containing acidic group neutralized by base” or “polyurethane resin containing acidic group neutralized by volatile amine” is a polycarbonate polyol having a repeating unit represented by the formula (1): By reacting the polyisocyanate having the repeating unit represented by (2) and the acidic group-containing polyol having the repeating unit represented by the formula (3), the acidic group is neutralized with a base, particularly a volatile amine. (Hereinafter sometimes referred to as “urethanization reaction”).
The reaction form is not particularly limited, and a known one-shot method or prepolymer method can be appropriately selected.
具体的には、例えば、
ポリカーボネートポリオール、ポリイソシアネート、及び酸性基含有ポリオールを、溶媒の存在下、又は非存在下で反応させてウレタンプレポリマーとする工程;
前記プレポリマー中の酸性基を塩基、特に揮発性アミンにより中和する工程;
中和されたプレポリマーを水系媒体に分散させる工程;
水系媒体に分散されたプレポリマーと鎖延長剤とを反応させる工程;
を順次行うことによって製造することができる。
なお、各工程では、必要に応じて触媒を使用することで、反応を促進させたり、副生成物を制御することができる
この製造方法を採用することにより、ポリウレタン樹脂の末端イソシアネート基を損なうことなく、塩基、特に揮発性アミンにより酸性基を含有するポリウレタン樹脂の酸性基を十分に中和することができ、かつ分散性が良好な水性ポリウレタン樹脂分散体を得ることができる。
Specifically, for example,
Reacting polycarbonate polyol, polyisocyanate, and acidic group-containing polyol in the presence or absence of a solvent to form a urethane prepolymer;
Neutralizing acidic groups in the prepolymer with a base, in particular a volatile amine;
Dispersing the neutralized prepolymer in an aqueous medium;
Reacting a prepolymer dispersed in an aqueous medium with a chain extender;
It can manufacture by performing sequentially.
In each step, the reaction can be promoted or the by-product can be controlled by using a catalyst as necessary. By adopting this production method, the terminal isocyanate group of the polyurethane resin can be damaged. In addition, it is possible to sufficiently neutralize the acidic group of the polyurethane resin containing an acidic group with a base, particularly a volatile amine, and to obtain an aqueous polyurethane resin dispersion having good dispersibility.
(ポリカーボネートポリオール)
本発明のウレタン化反応において使用するポリカーボネートポリオールは、式(1)で示される骨格を有するものであるが、このようなポリカーボネートポリオールは、例えば、1又は2種以上の脂肪族ポリオールと、炭酸エステルとを、触媒の存在下で反応させることによって得られる(以下、「カーボネート化反応」と称することもある。)。
(Polycarbonate polyol)
The polycarbonate polyol used in the urethanization reaction of the present invention has a skeleton represented by the formula (1). Such a polycarbonate polyol includes, for example, one or more aliphatic polyols and a carbonate ester. Is obtained in the presence of a catalyst (hereinafter also referred to as “carbonation reaction”).
(脂肪族ポリオール)
前記脂肪族ポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ヘプタンジオール、オクタンジオール、ノナンジオール、デカンジオール、ウンデカンジオール、ドデカンジオールなどの炭素原子数2〜12の直鎖状の脂肪族ポリオール;
2−メチル−1,3−プロパンジオール、2−又は3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2,2,4−又は2,4,4−トリメチルヘキサンジオール、1,5−ヘキサンジオールなどの炭素原子数3〜18の分岐状の脂肪族ポリオール;
1,3−シクロヘキサンジオール、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などの炭素原子数6〜18の環状脂肪族ポリオール
が挙げられるが、好ましくはペンタンジオール、ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノールが使用される。
なお、前記脂肪族ポリオールは、単独又は二種以上を混合して使用してもよい。
(Aliphatic polyol)
Examples of the aliphatic polyol include those having 2 to 12 carbon atoms such as ethylene glycol, propanediol, butanediol, pentanediol, hexanediol, heptanediol, octanediol, nonanediol, decanediol, undecanediol, and dodecanediol. A linear aliphatic polyol;
Such as 2-methyl-1,3-propanediol, 2- or 3-methyl-1,5-pentanediol, 2,2,4- or 2,4,4-trimethylhexanediol, 1,5-hexanediol, etc. A branched aliphatic polyol having 3 to 18 carbon atoms;
Cycloaliphatic polyols having 6 to 18 carbon atoms such as 1,3-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol and the like are preferable, but preferably pentanediol, hexanediol, 1,4 -Cyclohexanedimethanol is used.
In addition, you may use the said aliphatic polyol individually or in mixture of 2 or more types.
(炭酸エステル)
前記炭酸エステルは、例えば、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸メチルエチルなどの炭酸ジアルキル;炭酸ジフェニルなどの炭酸ジアリール;エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート(4−メチル−1,3−ジオキソラン−2−オン、トリメチレンカーボネート)、ブチレンカーボネート(4−エチル−1,3−ジオキソラン−2−オン、テトラメチレンカーボネート)、5−メチル−1,3−ジオキサン−2−オンなどの環状カーボネートが挙げられるが、好ましくはジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチレンカーボネートが使用される。
なお、これらの炭酸エステルは単独又は二種以上を混合して使用してもよい。
(Carbonate ester)
Examples of the carbonate ester include dialkyl carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and methyl ethyl carbonate; diaryl carbonates such as diphenyl carbonate; ethylene carbonate, propylene carbonate (4-methyl-1,3-dioxolan-2-one, trimethylene Carbonate), butylene carbonate (4-ethyl-1,3-dioxolan-2-one, tetramethylene carbonate), cyclic carbonates such as 5-methyl-1,3-dioxan-2-one, and the like, preferably dimethyl Carbonate, diethyl carbonate and ethylene carbonate are used.
In addition, you may use these carbonate ester individually or in mixture of 2 or more types.
前記炭酸エステルの使用量は、脂肪族ポリオール1モルに対して、好ましくは0.8〜2.0モル、更に好ましくは0.9〜1.5モルである。
この範囲することで、十分な反応速度で、効率良く目的とするポリカーボネートポリオールを得ることができる。
The amount of the carbonate ester used is preferably 0.8 to 2.0 mol, more preferably 0.9 to 1.5 mol, with respect to 1 mol of the aliphatic polyol.
By setting the amount within this range, the target polycarbonate polyol can be efficiently obtained at a sufficient reaction rate.
(反応温度、及び反応圧力)
本発明のカーボネート化反応における反応温度は、炭酸エステルの種類に応じて適宜調整することができるが、好ましくは50〜250℃、更に好ましくは70〜230℃である。
また、反応圧力は、低沸点成分を除去しながら反応させる態様となるような圧力ならば特に制限されず、好ましくは常圧又は減圧下で行われる。
この範囲とすることで、逐次反応や副反応が起こることなく、効率良く目的とするポリカーボネートポリオールを得ることができる。
(Reaction temperature and reaction pressure)
The reaction temperature in the carbonation reaction of the present invention can be appropriately adjusted according to the type of carbonate, but is preferably 50 to 250 ° C, more preferably 70 to 230 ° C.
The reaction pressure is not particularly limited as long as it is a pressure that causes the reaction while removing low-boiling components, and it is preferably performed under normal pressure or reduced pressure.
By setting it as this range, the target polycarbonate polyol can be obtained efficiently without causing sequential reaction or side reaction.
(触媒)
本発明のカーボネート化反応においては、公知のエステル交換触媒を使用することができ、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、亜鉛、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、コバルト、ゲルマニウム、スズ、セリウムなどの金属、及びそれらの水酸化物、アルコキシド、カルボン酸塩、炭酸塩、炭酸水素塩、硫酸塩、リン酸塩、硝酸塩、有機金属などが挙げられるが、好ましくは水素化ナトリウム、チタンテトライソプロポキシド、チタンテトラブトキシド、ジルコニウムテトラブトキシド、ジルコニウムアセチルアセトナート、オキシ酢酸ジルコニウム、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジメトキシド、ジブチルスズオキサイドが使用される。
なお、これらの触媒は、単独又は二種以上を混合して使用してもよい。
(catalyst)
In the carbonation reaction of the present invention, a known transesterification catalyst can be used. For example, lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, magnesium, calcium, strontium, barium, zinc, aluminum, titanium, zirconium, cobalt , Metals such as germanium, tin, cerium, and their hydroxides, alkoxides, carboxylates, carbonates, bicarbonates, sulfates, phosphates, nitrates, organic metals, etc., preferably hydrogen Sodium fluoride, titanium tetraisopropoxide, titanium tetrabutoxide, zirconium tetrabutoxide, zirconium acetylacetonate, zirconium oxyacetate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin dimethoxide, dibutyltin oxide are used .
In addition, you may use these catalysts individually or in mixture of 2 or more types.
前記触媒の使用量は、脂肪族ポリオール1モルに対して、好ましくは0.001〜0.1ミリモル、更に好ましくは0.005〜0.05ミリモル、より好ましくは0.01〜0.03ミリモルである。
この範囲とすることで、後処理を煩雑とすることなく、効率良く目的とするポリカーボネートポリオールを得ることができる。
なお、当該触媒は、反応開始時に一括で使用しても、反応開始時、及び反応開始後に分割して使用(添加)してもよい。
The amount of the catalyst used is preferably 0.001 to 0.1 mmol, more preferably 0.005 to 0.05 mmol, more preferably 0.01 to 0.03 mmol, with respect to 1 mol of the aliphatic polyol. It is.
By setting it as this range, the target polycarbonate polyol can be obtained efficiently without complicating the post-treatment.
The catalyst may be used in a lump at the start of the reaction or may be used (added) separately at the start of the reaction and after the start of the reaction.
(ポリイソシアネート)
本発明のウレタン化反応において使用するポリイソシアネートは、式(2)で示される骨格を有するものである。
使用するポリイソシアネートは、目的や用途に応じて適宜選択することができるが、例えば、
エチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ドデカメチレンジイソシアネートなどの炭素原子数2〜12の直鎖状脂肪族ポリイソシアネート;
1,6,11−ウンデカントリイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエート、ビス(2−イソシアナトエチル)フマレート、ビス(2−イソシアナトエチル)カーボネート、2−イソシアナトエチル−2,6−ジイソシアナトヘキサノエートなどの炭素原子数3〜12の分岐状脂肪族ポリイソシアネート;
4,4’−メチレンビスシクロヘキシルジイソシアネート(H12MDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、シクロヘキサン−1,3−ジイルビス(メチレン)ジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートなどの炭素原子数6〜18の環状脂肪族ポリイソシアネート;
2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート(MDI)、ナフタレン−1,5−ジイソシアネート、3,3’−ジメチル−4,4’−ビフェニレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、キシリレンジイソシアネート(XDI)、フェニレンジイソシアネートなどの炭素原子数6〜18の芳香族ポリイソシアネート
が使用される。
なお、これらのポリイソシアネートは、単独又は二種以上を混合して使用してもよく、その構造の一部又は全部がイソシアヌレート化、カルボジイミド化、又はビウレット化など誘導化されていてもよい。
(Polyisocyanate)
The polyisocyanate used in the urethanization reaction of the present invention has a skeleton represented by the formula (2).
The polyisocyanate to be used can be appropriately selected according to the purpose and application.
A linear aliphatic polyisocyanate having 2 to 12 carbon atoms such as ethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (HDI), dodecamethylene diisocyanate;
1,6,11-undecane triisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, 2,6-diisocyanatomethylcaproate, bis (2-isocyanatoethyl) fumarate, bis (2-isocyanate) Branched aliphatic polyisocyanates having 3 to 12 carbon atoms, such as natoethyl) carbonate, 2-isocyanatoethyl-2,6-diisocyanatohexanoate;
Cycloaliphatic polyisocyanates having 6 to 18 carbon atoms such as 4,4′-methylenebiscyclohexyl diisocyanate (H12MDI), hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, cyclohexane-1,3-diylbis (methylene) diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate ;
2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, diphenylmethane-4,4′-diisocyanate (MDI), naphthalene-1,5-diisocyanate, 3,3′-dimethyl-4,4′-biphenylene diisocyanate Aromatic polyisocyanates having 6 to 18 carbon atoms such as polymethylene polyphenyl isocyanate, xylylene diisocyanate (XDI), and phenylene diisocyanate are used.
These polyisocyanates may be used alone or in admixture of two or more, and a part or all of the structure thereof may be derivatized such as isocyanurate, carbodiimidization, or biuretization.
前記ポリイソシアネートの使用量は、ポリイソシアネートのイソシアネート基と、ポリオール(ポリカーボネートポリオール、後述する酸性基含有ポリオール、及び後述する低分子ポリオールなどの全てのポリオール)の合計水酸基との比(イソシアネート基/水酸基(モル比))が、好ましくは0.8〜2.0、更に好ましくは0.9〜1.8である。 The amount of the polyisocyanate used is a ratio (isocyanate group / hydroxyl group) of the isocyanate group of the polyisocyanate and the total hydroxyl group of the polyol (polycarbonate polyol, all polyols such as acidic group-containing polyols described later and low molecular polyols described later). (Molar ratio)) is preferably 0.8 to 2.0, more preferably 0.9 to 1.8.
(酸性基含有ポリオール)
本発明のウレタン化反応において使用する酸性基含有ポリオールは、式(3)で示される骨格を有するものである。
使用する酸性基含有ポリオールは、目的や用途に応じて適宜選択することができるが、例えば、
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、3,4−ジヒドロキシブタンスルホン酸などが使用される。
なお、これらの酸性基含有ポリオールは、単独又は二種以上を混合して使用してもよく、N,N−ビスヒドロキシエチルグリシン、N,N−ビスヒドロキシエチルアラニン、3,6−ジヒドロキシ−2−トルエンスルホン酸も同様に使用できる。
また、その使用量は、ポリウレタン樹脂が水系媒体にポリウレタン樹脂が分散できる量であれば特に制限されない。
(Acid group-containing polyol)
The acidic group-containing polyol used in the urethanization reaction of the present invention has a skeleton represented by the formula (3).
The acidic group-containing polyol to be used can be appropriately selected according to the purpose and application.
2,2-dimethylolpropionic acid, 2,2-dimethylolbutanoic acid, 3,4-dihydroxybutanesulfonic acid and the like are used.
These acidic group-containing polyols may be used alone or in admixture of two or more, and N, N-bishydroxyethylglycine, N, N-bishydroxyethylalanine, 3,6-dihydroxy-2 -Toluenesulfonic acid can be used as well.
Further, the amount of use is not particularly limited as long as the amount of the polyurethane resin can be dispersed in the aqueous medium.
(鎖延長剤)
本発明のウレタン化反応においては、分子量を増大させることを目的として、鎖延長剤を用いることができる。使用する鎖延長剤としては、目的や用途に応じて適宜選択することができるが、例えば、
水;
エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、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、1,10−デカンジオール、1,1−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール、キシリレングリコール、ビス(p−ヒドロキシ)ジフェニル、ビス(p−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]プロパン、ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]スルホン、1,1−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]シクロヘキサンなどの低分子ポリオール;
ポリエステルポリオール、ポリエステルアミドポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリエーテルエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリオレフィンポリオールなどの高分子ポリオール;
エチレンジアミン、イソホロンジアミン、2−メチル−1,5−ペンタンジアミン、アミノエチルエタノールアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミンなどのポリアミン
が使用される。
なお、鎖延長剤については、例えば、「最新ポリウレタン応用技術」(株式会社CMC社、1985年に発行)を参照することができ、前記高分子ポリオールについては、例えば、「ポリウレタンフオーム」(高分子刊行会、1987年)を参照することができる。
(Chain extender)
In the urethanization reaction of the present invention, a chain extender can be used for the purpose of increasing the molecular weight. The chain extender to be used can be appropriately selected according to the purpose and application.
water;
Ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 1,10-decanediol, 1,1-cyclohexanedimethanol, 1,4-cyclohexanedimethanol, tricyclodecane dimethanol, xylylene glycol, bis (p-hydroxy) diphenyl, bis (p-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis [4- (2-hydroxyethoxy) phenyl Low molecular polyols such as propane, bis [4- (2-hydroxyethoxy) phenyl] sulfone, 1,1-bis [4- (2-hydroxyethoxy) phenyl] cyclohexane;
Polymer polyols such as polyester polyols, polyester amide polyols, polyether polyols, polyether ester polyols, polycarbonate polyols, polyolefin polyols;
Polyamines such as ethylenediamine, isophoronediamine, 2-methyl-1,5-pentanediamine, aminoethylethanolamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine are used.
As for the chain extender, for example, “Latest Polyurethane Application Technology” (CMC Co., Ltd., issued in 1985) can be referred to. For the polymer polyol, for example, “Polyurethane Form” (polymer) Publications, 1987).
(ウレタン化触媒)
本発明のウレタン化反応においては、反応速度を向上させるために公知の重合触媒を用いることができ、例えば、第三級アミン、スズ又はチタンなどの有機金属塩が使用される。
なお、重合触媒については、吉田敬治著「ポリウレタン樹脂」(日本工業新聞社刊、1969年)の第23〜32頁を参照することができる。
(Urethane catalyst)
In the urethanization reaction of the present invention, a known polymerization catalyst can be used in order to improve the reaction rate. For example, an organic metal salt such as tertiary amine, tin or titanium is used.
As for the polymerization catalyst, pages 23 to 32 of Keiji Yoshida “Polyurethane resin” (published by Nihon Kogyo Shimbun, 1969) can be referred to.
(溶媒)
本発明のウレタン化反応は溶媒の存在下で行うことができ、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸プロピル、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−カプロラクトンなどのエステル類;N−メチルピロリドン、N−エチルピロリドンなどのピロリドン類;ジメチルホルムアミド、ジエチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド類;ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類;テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類;ベンゼン、トルエンなどの芳香族炭化水素類;出光興産社製「エクアミド」に代表されるβ−アルコキシプロピオンアミドなどのアミド類が使用される。
(solvent)
The urethanization reaction of the present invention can be carried out in the presence of a solvent, for example, esters such as ethyl acetate, butyl acetate, propyl acetate, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, δ-caprolactone; N-methylpyrrolidone, Pyrrolidones such as N-ethylpyrrolidone; Amides such as dimethylformamide, diethylformamide and dimethylacetamide; Sulphoxides such as dimethylsulfoxide; Ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; Ketones such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone; Benzene Aromatic hydrocarbons such as toluene, and amides such as β-alkoxypropionamide represented by “Ecamide” manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd. are used.
本発明のウレタン化反応は、分子量を調整するために末端停止剤を添加して行うことができる。 The urethanization reaction of the present invention can be performed by adding a terminal terminator in order to adjust the molecular weight.
(水系媒体)
前記水系媒体としては、例えば、上水、イオン交換水、蒸留水、超純水などの水や、水と親水性有機溶媒との混合媒体などが挙げられる。
(Aqueous medium)
Examples of the aqueous medium include water such as clean water, ion exchange water, distilled water, and ultrapure water, and a mixed medium of water and a hydrophilic organic solvent.
前記親水性有機溶媒としては、例えば、アセトン、エチルメチルケトンなどのケトン類;N−メチルピロリドン、N−エチルピロリドンなどのピロリドン類;ジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテルなどのエーテル類;メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、エチレングリコール、ジエチレングリコールなどのアルコール類;出光興産社製「エクアミド」に代表されるβ−アルコキシプロピオンアミドなどのアミド類が挙げられる。
前記水系媒体中の前記親水性有機溶媒の量としては、好ましくは0〜20質量%である。
Examples of the hydrophilic organic solvent include ketones such as acetone and ethyl methyl ketone; pyrrolidones such as N-methylpyrrolidone and N-ethylpyrrolidone; ethers such as diethyl ether and dipropylene glycol dimethyl ether; methanol, ethanol, Examples include alcohols such as n-propanol, isopropanol, ethylene glycol, and diethylene glycol; amides such as β-alkoxypropionamide represented by “Ecamide” manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.
The amount of the hydrophilic organic solvent in the aqueous medium is preferably 0 to 20% by mass.
(低分子ポリオール)
本発明のウレタン化反応においては、分子量を調整するために、低分子ポリオールを存在させることができる。使用できる低分子ポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオールなどが挙げられる。
なお、これらの低分子ポリオールは、単独又は二種以上を混合して使用してもよい。
(Low molecular polyol)
In the urethanization reaction of the present invention, a low molecular polyol can be present in order to adjust the molecular weight. Examples of low molecular polyols that can be used include ethylene glycol, 1,3-propanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol, and 1,4-butanediol. 1,5-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol and the like.
In addition, you may use these low molecular polyols individually or in mixture of 2 or more types.
[水酸基を有するアミン化合物]
前記「水酸基を有するアミン化合物」とは、「アミノ基」と「水酸基」とを同時に有するアミン化合物であるが、ポリウレタン樹脂の末端イソシアネート基とアミノ基との反応を抑止するために、「2置換のアミノ基」と「水酸基」とを同時に有するアミン化合物が好適に使用される。
例えば、
下記式(a)や式(b)で示されるようなN,N−ジアルキルエタノールアミン;
下記式(c)や式(d)で示されるようなN,N−ジアルキルプロパノールアミン;
下記式(e)、式(f)や式(g)で示されるようなN,N−ジアルキルブタノールアミンが挙げられる。
[Amine compound having a hydroxyl group]
The “amine compound having a hydroxyl group” is an amine compound having an “amino group” and a “hydroxyl group” at the same time. In order to suppress the reaction between the terminal isocyanate group and the amino group of the polyurethane resin, An amine compound having both an “amino group” and a “hydroxyl group” is preferably used.
For example,
N, N-dialkylethanolamine as shown by the following formula (a) or formula (b);
N, N-dialkylpropanolamine as shown by the following formula (c) or formula (d);
Examples thereof include N, N-dialkylbutanolamine represented by the following formula (e), formula (f) and formula (g).
(式中、R1及びR2は、同一又は異なっていてもよく、炭素原子数1〜4のアルキル基を示す。) (In the formula, R 1 and R 2 may be the same or different and each represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)
前記水酸基を有するアミン化合物において、R1及びR2は、同一又は異なっていてもよく、炭素原子数1〜4のアルキル基を示す。そのような基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基などが挙げられるが、好ましくはメチル基、エチル基である。 In the amine compound having a hydroxyl group, R 1 and R 2 may be the same or different and each represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Examples of such a group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a t-butyl group, and preferably a methyl group. , An ethyl group.
[不揮発性アミン]
前記「不揮発性アミン」とは、常温(25℃)、常圧(1気圧)において実質的に揮発しないアミン(即ち、当該条件下において、固体又は液体状態にあるアミン)をいい、ここで実質的に揮発しないアミンとは、揮発する量がごく僅かなものを示す。本発明においては、前記水酸基を有するアミンに代えて、このような不揮発性のアミンを用いてもよい。
不揮発性アミンとしては、例えば、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミンのようなポリアルキレンポリアミン;N,N−ジメチルエタノールアミン、N,N−ジメチルプロパノールアミン、N,N−ジメチルブタノールアミン、N−モノメチルジエタノールアミン、N−モノメチルプロパノールアミン、N−モノメチルブタノールアミン、トリエタノールアミン、トリブタノールアミンなどのアルカノールアミン、主鎖に置換基を有するアルカノールアミン、又は前記式(a)〜(g)で示されるアルカノールアミンのうち、不揮発性であるものが挙げられる。
[Non-volatile amine]
The “non-volatile amine” refers to an amine that does not substantially volatilize at room temperature (25 ° C.) and normal pressure (1 atm) (that is, an amine that is in a solid or liquid state under the conditions). Non-volatilized amines are those that have very little volatilization. In the present invention, such a non-volatile amine may be used in place of the amine having a hydroxyl group.
Nonvolatile amines include, for example, polyalkylene polyamines such as diethylenetriamine, triethylenetetramine, and tetraethylenepentamine; N, N-dimethylethanolamine, N, N-dimethylpropanolamine, N, N-dimethylbutanolamine, N -Alkanolamines such as monomethyldiethanolamine, N-monomethylpropanolamine, N-monomethylbutanolamine, triethanolamine, tributanolamine, alkanolamines having a substituent in the main chain, or the above formulas (a) to (g) Among these alkanolamines, there may be mentioned those that are non-volatile.
塩基、特に揮発性アミンにより中和された酸性基を含有するポリウレタン樹脂における「塩基」又は「揮発性アミン」と「水酸基を有するアミン化合物」又は「不揮発性アミン化合物」とのモル比は、好ましくは10/1〜10/100、更に好ましくは10/2〜10/50、より好ましくは10/5〜10/20である。
この範囲とすることで、水性ポリウレタン樹脂組成物と金属等基材との密着性や接着性がより向上する。
The molar ratio of “base” or “volatile amine” and “amine compound having a hydroxyl group” or “nonvolatile amine compound” in a polyurethane resin containing an acidic group neutralized by a base, particularly a volatile amine, is preferably Is 10/1 to 10/100, more preferably 10/2 to 10/50, and more preferably 10/5 to 10/20.
By setting it as this range, the adhesiveness and adhesiveness of a water-based polyurethane resin composition and base materials, such as a metal, improve more.
なお、塩基、特に揮発性アミンにより中和された酸性基を含有するポリウレタン樹脂中の塩基と、水酸基を有するか、又は不揮発性アミン化合物とが、塩交換することで、部分的に水酸基を有するアミン化合物により酸性基が中和されていてもよい。 In addition, a base in a polyurethane resin containing an acidic group neutralized by a volatile amine and a hydroxyl group or a non-volatile amine compound partially has a hydroxyl group by salt exchange. The acidic group may be neutralized with an amine compound.
以上により、本発明の水性ポリウレタン樹脂分散体が得られるが、目的に応じて、熱安定剤、光安定剤、可塑剤、無機充填剤、滑剤、着色剤、シリコンオイル、発泡剤、難燃剤などを存在させることができる。 As described above, the aqueous polyurethane resin dispersion of the present invention can be obtained. Depending on the purpose, a heat stabilizer, a light stabilizer, a plasticizer, an inorganic filler, a lubricant, a colorant, silicone oil, a foaming agent, a flame retardant, and the like. Can exist.
また、本発明の水性ポリウレタン樹脂分散体は、人工皮革や合成皮革、断熱材、クッション材、接着剤、塗料、コーティング剤、フィルム等の成形体などに加工することができる。 The aqueous polyurethane resin dispersion of the present invention can be processed into molded articles such as artificial leather, synthetic leather, heat insulating material, cushioning material, adhesive, paint, coating agent, and film.
本発明の水性ポリウレタン樹脂分散体は、例えば、紙;アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンゴム(ABS)やポリカーボネート(PC)のようなプラスチックス;フィルム;アルミニウム、鉄(鋼、ステンレスなどの合金を含む)のような金属;ゴム;エラストマー;繊維製品などのコーティングに適用することができる。 The aqueous polyurethane resin dispersion of the present invention includes, for example, paper; plastics such as acrylonitrile-butadiene-styrene rubber (ABS) and polycarbonate (PC); film; aluminum and iron (including alloys such as steel and stainless steel). It can be applied to coatings such as metals, rubbers, elastomers, textiles and the like.
次に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。 Next, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the scope of the present invention is not limited thereto.
実施例1(水性ポリウレタン樹脂分散体Aの合成)
攪拌装置、温度計、及び加熱装置を備えた反応容器に、ポリカーボネートポリオール(宇部興産株式会社製、ETERNACOLL(登録商標)UM90(1/3)705.5g(0.778mol)、2,2−ジメチロールプロピオン酸103.9g(0.775mol)、4,4’−メチレンビスシクロヘキシルジイソシアネート681.2g(2.597mol)、1−エチル−2−ピロリドン630.3g、及びジブチルスズ(IV)ジラウレート1.2gを混合し、窒素雰囲気にて、攪拌しながら80〜90℃で4時間反応させた。
次いで、反応混合物中にトリエチルアミン79.2g(0.783mol)を加えて反応させた後、得られた反応混合物1704.3gを取り出し、強攪拌させた水2173gとN,N−ジメチルブタノールアミン71.2g(式(e)の化合物、0.608mol)との混合液中に加えた。
その後、35%2−メチル−1,5−ペンタンジアミン水溶液253.4g(0.763mol)を加えて更に反応させ、水性ポリウレタン樹脂分散体Aを得た。
Example 1 (Synthesis of aqueous polyurethane resin dispersion A)
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, and a heating device, a polycarbonate polyol (Ube Industries, Ltd., ETRNACOLL (registered trademark) UM90 (1/3) 705.5 g (0.778 mol), 2,2-di 103.9 g (0.775 mol) of methylolpropionic acid, 681.2 g (2.597 mol) of 4,4′-methylenebiscyclohexyl diisocyanate, 630.3 g of 1-ethyl-2-pyrrolidone, and 1.2 g of dibutyltin (IV) dilaurate Were mixed and reacted at 80 to 90 ° C. for 4 hours with stirring in a nitrogen atmosphere.
Next, 79.2 g (0.783 mol) of triethylamine was added to the reaction mixture for reaction, and 1704.3 g of the resulting reaction mixture was taken out, and 2173 g of strongly stirred water and 71. N, N-dimethylbutanolamine were added. Added to a mixture with 2 g (compound of formula (e), 0.608 mol).
Thereafter, 253.4 g (0.763 mol) of 35% 2-methyl-1,5-pentanediamine aqueous solution was added and further reacted to obtain an aqueous polyurethane resin dispersion A.
実施例2(水性ポリウレタン樹脂分散体Bの合成)
攪拌装置、温度計、及び加熱装置を備えた反応容器に、ポリカーボネートポリオール(宇部興産株式会社製、ETERNACOLL(登録商標)UM90(1/3)170.0g(0.187mol)、2,2−ジメチロールプロピオン酸24.4g(0.182mol)、4,4’−メチレンビスシクロヘキシルジイソシアネート130.45g(0.497mol)、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート31.11g(0.124mol)、1−エチル−2−ピロリドン149.02g、及びジブチルスズ(IV)ジラウレート0.28gを混合し、窒素雰囲気にて、攪拌しながら80〜90℃で4時間反応させた。
次いで、反応混合物中にトリエチルアミン18.46g(0.182mol)を加えて反応させた後、得られた反応混合物405.30gを取り出し、強攪拌させた水504.28gとN,N−ジメチルブタノールアミン16.45g(式(e)の化合物、0.140mol)との混合液中に加えた。
その後、35%2−メチル−1,5−ペンタンジアミン水溶液57.96g(0.175mol)を加えて更に反応させ、水性ポリウレタン樹脂分散体Bを得た。
Example 2 (Synthesis of aqueous polyurethane resin dispersion B)
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, and a heating device, polycarbonate polyol (Ube Industries, Ltd., ETERRNACOLL (registered trademark) UM90 (1/3) 170.0 g (0.187 mol), 2,2-di 24.4 g (0.182 mol) of methylolpropionic acid, 130.45 g (0.497 mol) of 4,4′-methylenebiscyclohexyl diisocyanate, 31.11 g (0.124 mol) of diphenylmethane-4,4′-diisocyanate, 1-ethyl -2-Pyrrolidone (149.02 g) and dibutyltin (IV) dilaurate (0.28 g) were mixed and reacted at 80 to 90 ° C. for 4 hours with stirring in a nitrogen atmosphere.
Next, 18.46 g (0.182 mol) of triethylamine was added to the reaction mixture for reaction, and 405.30 g of the obtained reaction mixture was taken out, and 504.28 g of strongly stirred water and N, N-dimethylbutanolamine were removed. Added to a mixture with 16.45 g (compound of formula (e), 0.140 mol).
Thereafter, 57.96 g (0.175 mol) of a 35% 2-methyl-1,5-pentanediamine aqueous solution was added and further reacted to obtain an aqueous polyurethane resin dispersion B.
実施例3(水性ポリウレタン樹脂分散体Cの合成)
攪拌装置、温度計、及び加熱装置を備えた反応容器に、ポリカーボネートポリオール(宇部興産株式会社製、ETERNACOLL(登録商標)UM90(1/3)200.01g(0.221mol)、1,4−ブタンジオール20.00g(0.222mol)、2,2−ジメチロールプロピオン酸40.56g(0.302mol)、4,4’−メチレンビスシクロヘキシルジイソシアネート261.02g(0.995mol)、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート62.04g(0.248mol)、1−エチル−2−ピロリドン243.01g、及びジブチルスズ(IV)ジラウレート0.46gを混合し、窒素雰囲気にて、攪拌しながら80〜90℃で4時間反応させた。
次いで、反応混合物中にトリエチルアミン30.41g(0.301mol)を加えて反応させた後、得られた反応混合物649.31gを取り出し、強攪拌させた水807.61gとN,N−ジメチルブタノールアミン27.00g(式(e)の化合物、0.230mol)との混合液中に加えた。
その後、35%2−メチル−1,5−ペンタンジアミン水溶液74.92g(0.226mol)を加えて更に反応させ、水性ポリウレタン樹脂分散体Cを得た。
Example 3 (Synthesis of aqueous polyurethane resin dispersion C)
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, and a heating device, polycarbonate polyol (Ube Industries, Ltd., ETERNCOLL (registered trademark) UM90 (1/3) 200.01 g (0.221 mol), 1,4-butane Diol 20.00 g (0.222 mol), 2,2-dimethylolpropionic acid 40.56 g (0.302 mol), 4,4′-methylenebiscyclohexyl diisocyanate 261.02 g (0.995 mol), diphenylmethane-4,4 '-Diisocyanate 62.04 g (0.248 mol), 1-ethyl-2-pyrrolidone 243.01 g, and dibutyltin (IV) dilaurate 0.46 g were mixed and stirred at 80 to 90 ° C. with stirring in a nitrogen atmosphere. Reacted for hours.
Next, after 30.41 g (0.301 mol) of triethylamine was added to the reaction mixture for reaction, 649.31 g of the obtained reaction mixture was taken out, and 807.61 g of strongly stirred water and N, N-dimethylbutanolamine were removed. Added to a mixture with 27.00 g (compound of formula (e), 0.230 mol).
Thereafter, 74.92 g (0.226 mol) of a 35% 2-methyl-1,5-pentanediamine aqueous solution was added and further reacted to obtain an aqueous polyurethane resin dispersion C.
比較例1(水性ポリウレタン樹脂分散体Dの合成)
攪拌装置、温度計、及び加熱装置を備えた反応容器に、ポリカーボネートポリオール(宇部興産株式会社製、ETERNACOLL(登録商標)UM90(1/3)705.5g(0.778mol)、2,2−ジメチロールプロピオン酸103.9g(0.775
mol)、4,4’−メチレンビスシクロヘキシルジイソシアネート681.2g(2.597mol)、1−エチル−2−ピロリドン630.3g、及びジブチルスズ(IV)ジラウレート1.2gを混合し、窒素雰囲気にて、攪拌しながら80〜90℃で4時間反応させた。
次いで、反応混合物中にトリエチルアミン79.2g(0.783mol)を加えて反応させた後、得られた反応混合物1704.3gを取り出し、強攪拌させた水2173g中に加えた。
その後、35%2−メチル−1,5−ペンタンジアミン水溶液253.4g(0.763mol)を加えて更に反応させ、水性ポリウレタン樹脂分散体Dを得た。
Comparative Example 1 (Synthesis of aqueous polyurethane resin dispersion D)
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, and a heating device, a polycarbonate polyol (Ube Industries, Ltd., ETRNACOLL (registered trademark) UM90 (1/3) 705.5 g (0.778 mol), 2,2-di 103.9 g of methylolpropionic acid (0.775
mol), 4,4′-methylenebiscyclohexyl diisocyanate 681.2 g (2.597 mol), 1-ethyl-2-pyrrolidone 630.3 g, and dibutyltin (IV) dilaurate 1.2 g, and in a nitrogen atmosphere, The reaction was carried out at 80 to 90 ° C. for 4 hours with stirring.
Next, 79.2 g (0.783 mol) of triethylamine was added to the reaction mixture for reaction, and 1704.3 g of the resulting reaction mixture was taken out and added to 2173 g of strongly stirred water.
Thereafter, 253.4 g (0.763 mol) of a 35% 2-methyl-1,5-pentanediamine aqueous solution was added and further reacted to obtain an aqueous polyurethane resin dispersion D.
比較例2(水性ポリウレタン樹脂分散体Eの合成)
攪拌装置、温度計、及び加熱装置を備えた反応容器に、ポリカーボネートポリオール(宇部興産株式会社製、ETERNACOLL(登録商標)UM90(1/3)170.0g(0.187mol)、2,2−ジメチロールプロピオン酸24.42g(0.182mol)、4,4’−メチレンビスシクロヘキシルジイソシアネート130.98g(0.499mol)、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート31.23g(0.125mol)、1−エチル−2−ピロリドン149.02g、及びジブチルスズ(IV)ジラウレート0.28gを混合し、窒素雰囲気にて、攪拌しながら80〜90℃で4時間反応させた。
次いで、反応混合物中にトリエチルアミン18.55g(0.183mol)を加えて反応させた後、得られた反応混合物409.77gを取り出し、強攪拌させた水525.26g中に加えた。
その後、35%2−メチル−1,5−ペンタンジアミン水溶液59.62g(0.180mol)を加えて更に反応させ、水性ポリウレタン樹脂分散体Eを得た。
Comparative Example 2 (Synthesis of aqueous polyurethane resin dispersion E)
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, and a heating device, polycarbonate polyol (Ube Industries, Ltd., ETERRNACOLL (registered trademark) UM90 (1/3) 170.0 g (0.187 mol), 2,2-di 24.42 g (0.182 mol) of methylolpropionic acid, 130.98 g (0.499 mol) of 4,4′-methylenebiscyclohexyl diisocyanate, 31.23 g (0.125 mol) of diphenylmethane-4,4′-diisocyanate, 1-ethyl -2-Pyrrolidone (149.02 g) and dibutyltin (IV) dilaurate (0.28 g) were mixed and reacted at 80 to 90 ° C. for 4 hours with stirring in a nitrogen atmosphere.
Next, 18.55 g (0.183 mol) of triethylamine was added to the reaction mixture for reaction, and 409.77 g of the resulting reaction mixture was taken out and added to 525.26 g of strongly stirred water.
Thereafter, 59.62 g (0.180 mol) of 35% 2-methyl-1,5-pentanediamine aqueous solution was added and further reacted to obtain an aqueous polyurethane resin dispersion E.
比較例3(水性ポリウレタン樹脂分散体Fの合成)
攪拌装置、温度計、及び加熱装置を備えた反応容器に、ポリカーボネートポリオール(宇部興産株式会社製、ETERNACOLL(登録商標)UM90(1/3)125.0g(0.138mol)、1,4−ブタンジオール12.44g(0.138mol)、2,2−ジメチロールプロピオン酸25.39g(0.189mol)、4,4’−メチレンビスシクロヘキシルジイソシアネート163.55g(0.623mol)、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート39.01g(0.156mol)、1−エチル−2−ピロリドン141.01g、及びジブチルスズ(IV)ジラウレート0.27gを混合し、窒素雰囲気にて、攪拌しながら80〜90℃で4時間反応させた。
次いで、反応混合物中にトリエチルアミン18.46g(0.182mol)を加えて反応させた後、得られた反応混合物418.16gを取り出し、強攪拌させた水527.94g中に加えた。
その後、35%2−メチル−1,5−ペンタンジアミン水溶液74.92g(0.226mol)を加えて更に反応させ、水性ポリウレタン樹脂分散体Fを得た。
Comparative Example 3 (Synthesis of aqueous polyurethane resin dispersion F)
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, and a heating device, polycarbonate polyol (Ube Industries, Ltd., ETERRNACOLL (registered trademark) UM90 (1/3) 125.0 g (0.138 mol), 1,4-butane Diol 12.44 g (0.138 mol), 2,2-dimethylolpropionic acid 25.39 g (0.189 mol), 4,4′-methylenebiscyclohexyl diisocyanate 163.55 g (0.623 mol), diphenylmethane-4,4 '-Diisocyanate 39.01 g (0.156 mol), 1-ethyl-2-pyrrolidone 141.01 g, and dibutyltin (IV) dilaurate 0.27 g were mixed, and the mixture was stirred at 80 to 90 ° C. with stirring in a nitrogen atmosphere. Reacted for hours.
Next, 18.46 g (0.182 mol) of triethylamine was added to the reaction mixture for reaction, and 418.16 g of the resulting reaction mixture was taken out and added to 527.94 g of strongly stirred water.
Thereafter, 74.92 g (0.226 mol) of 35% 2-methyl-1,5-pentanediamine aqueous solution was added and further reacted to obtain an aqueous polyurethane resin dispersion F.
比較例4(水性ポリウレタン樹脂分散体Gの合成)
攪拌装置、温度計、及び加熱装置を備えた反応容器に、ポリカーボネートポリオール(宇部興産株式会社製、ETERNACOLL(登録商標)UM90(1/3)167.5g(0.185mol)、2,2−ジメチロールプロピオン酸24.1g(0.180mol)、4,4’−メチレンビスシクロヘキシルジイソシアネート110.2g(0.4mol)、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート52.7g(0.211mol)、1−エチル−2−ピロリドン212.3g、及びジブチルスズ(IV)ジラウレート0.3gを混合し、窒素雰囲気にて、攪拌しながら80〜90℃で3時間反応させた。
次いで、得られた反応混合物403.8gを取り出し、強攪拌させたN,N−ジメチルブタノールアミン14.9g(式(e)の化合物、0.127mol)と水538.5gとの混合液中に加えたが、水性ポリウレタン樹脂分散体は得られなかった。
Comparative Example 4 (Synthesis of aqueous polyurethane resin dispersion G)
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, and a heating device, polycarbonate polyol (Ube Industries, Ltd., ETERRNACOLL (registered trademark) UM90 (1/3) 167.5 g (0.185 mol), 2,2-di 24.1 g (0.180 mol) of methylolpropionic acid, 110.2 g (0.4 mol) of 4,4′-methylenebiscyclohexyl diisocyanate, 52.7 g (0.211 mol) of diphenylmethane-4,4′-diisocyanate, 1-ethyl 2-Pyrrolidone 212.3 g and dibutyltin (IV) dilaurate 0.3 g were mixed and reacted at 80 to 90 ° C. for 3 hours with stirring in a nitrogen atmosphere.
Next, 403.8 g of the obtained reaction mixture was taken out and put into a liquid mixture of 14.9 g of N, N-dimethylbutanolamine (compound of formula (e), 0.127 mol) and 538.5 g of water with strong stirring. Although added, an aqueous polyurethane resin dispersion was not obtained.
(密着性評価1)
実施例1〜3、及び比較例1〜3で得られた水性ポリウレタン樹脂分散体を、70mm×50mmのアルミニウム基材上にそれぞれ塗布し、150℃で5分間、200℃で10分間乾燥させて、水性ポリウレタン樹脂分散体でコーティングされた金属基材を製造した。ステンレス板(SUS304)においても同様に水性ポリウレタン樹脂分散体でコーティングされた金属基材を製造した。
得られた硬化膜に2mm間隔で縦横11本の切込みを入れ、100個のマスを作成した。セロハンテープをマス全体に貼り、消しゴムで擦り、よく密着させた上で、勢いよくセロハンテープを剥がし、基材への密着性を評価した。
1マスでも剥がれた時点で終了とし、剥がれなければ、この操作を最大10回繰り返した。基材面に剥がれず残った数(分子)と、剥がれるまで試験を行った回数(括弧の中の数)を評価結果とした。
その評価結果を表1に示す。
(Adhesion evaluation 1)
The aqueous polyurethane resin dispersions obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 were respectively applied on a 70 mm × 50 mm aluminum substrate and dried at 150 ° C. for 5 minutes and 200 ° C. for 10 minutes. A metal substrate coated with an aqueous polyurethane resin dispersion was prepared. Similarly, a metal substrate coated with an aqueous polyurethane resin dispersion was produced on a stainless steel plate (SUS304).
The resulting cured film was cut at 11 mm in length and width at intervals of 2 mm to create 100 squares. A cellophane tape was applied to the entire mass, rubbed with an eraser and adhered well, and then the cellophane tape was peeled off vigorously to evaluate the adhesion to the substrate.
When even one square was peeled off, the process was terminated. If not peeled off, this operation was repeated up to 10 times. The number (molecules) remaining without peeling on the substrate surface and the number of times the test was carried out until peeling (number in parentheses) were taken as the evaluation results.
The evaluation results are shown in Table 1.
以上の結果より、本発明の水性ポリウレタン樹脂分散体は、アルミニウム基材と「ステンレス板(SUS304)」に対して優れた密着性を有することが分かった。特に、脂肪族ポリイソシアネートと芳香族ポリイソシアネートを併用した際には、低温、短時間の硬化でも、アルミニウム基材に対してより高い密着性が発現することが分かった。 From the above results, it was found that the aqueous polyurethane resin dispersion of the present invention has excellent adhesion to an aluminum base material and “stainless steel plate (SUS304)”. In particular, when an aliphatic polyisocyanate and an aromatic polyisocyanate are used in combination, it has been found that higher adhesion to an aluminum substrate is exhibited even at a low temperature and for a short time.
(密着性評価2)
密着性評価2において、基材を「リン酸亜鉛処理された鋼板」、「ABS」、「ポリカーボネート樹脂(PC)に変え、ABS及びPCについては乾燥条件を80℃、5分としたこと以外は、密着性評価1と同様にして各種基材への密着性を評価した。その評価結果を表2に示す。
その結果、実施例1〜3で得られた水性ポリウレタン樹脂分散体は、「リン酸亜鉛処理された鋼板」、「ABS」、「PC」基材に対しても高い密着性を示した。
(Adhesion evaluation 2)
In the adhesion evaluation 2, the base material was changed to “zinc phosphate-treated steel plate”, “ABS”, “polycarbonate resin (PC), and the drying conditions for ABS and PC were set to 80 ° C. for 5 minutes. The adhesion to various substrates was evaluated in the same manner as in Adhesion Evaluation 1. The evaluation results are shown in Table 2.
As a result, the aqueous polyurethane resin dispersions obtained in Examples 1 to 3 exhibited high adhesion to “zinc phosphate-treated steel plates”, “ABS”, and “PC” substrates.
以上の結果より、本発明の水性ポリウレタン樹脂分散体は、アルミニウム基材に対して優れた密着性を有するとともに、他の各種金属基材や各種樹脂基材に対しても高い密着性を有することが分かった。 From the above results, the aqueous polyurethane resin dispersion of the present invention has excellent adhesion to an aluminum substrate, and also has high adhesion to other various metal substrates and various resin substrates. I understood.
本発明は、新規な水性ポリウレタン樹脂分散体に関する。本発明の水性ポリウレタン樹脂は、金属基板をはじめとした各種基材への密着性に優れるため、各種電気・電子材料などの内外装の金属基材をはじめ、様々な素材からなる基材をコーティングするための材料として利用できる。 The present invention relates to a novel aqueous polyurethane resin dispersion. The water-based polyurethane resin of the present invention is excellent in adhesion to various substrates such as metal substrates, so it can coat substrates made of various materials, including interior and exterior metal substrates such as various electrical and electronic materials. It can be used as a material for
Claims (12)
水酸基を有するアミン化合物、
及び水系媒体
からなる、水性ポリウレタン樹脂分散体。 Polyurethane resin containing acidic groups neutralized by a base;
An amine compound having a hydroxyl group,
And an aqueous polyurethane resin dispersion comprising an aqueous medium.
(式中、Zは炭素原子数2〜12の直鎖状の二価の脂肪族炭化水素基、炭素原子数3〜12の二価の分岐状脂肪族炭化水素基、又は炭素原子数6〜18の二価の環状脂肪族炭化水素基を示し、nは繰り返し単位を示す。
Rは炭素原子数2〜12の二価の直鎖状脂肪族炭化水素基、炭素原子数3〜12の二価の分岐状脂肪族炭化水素基、炭素原子数6〜18の二価の環状脂肪族炭化水素基、又は炭素原子数6〜18の二価の芳香族炭化水素基を示す。
AGは酸性基を示し、Xは炭素原子数1〜6の直鎖状又は分岐状の脂肪族炭化水素基を示す。) The aqueous polyurethane resin dispersion according to claim 1, wherein the polyurethane resin containing an acidic group contains at least repeating units represented by the following formulas (1), (2), and (3).
(In the formula, Z is a linear divalent aliphatic hydrocarbon group having 2 to 12 carbon atoms, a divalent branched aliphatic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, or 6 to 6 carbon atoms. 18 represents a divalent cycloaliphatic hydrocarbon group, and n represents a repeating unit.
R is a divalent linear aliphatic hydrocarbon group having 2 to 12 carbon atoms, a divalent branched aliphatic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, or a divalent cyclic group having 6 to 18 carbon atoms. An aliphatic hydrocarbon group or a divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms is shown.
AG represents an acidic group, and X represents a linear or branched aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms. )
不揮発性アミン、
及び水系媒体
からなる、水性ポリウレタン樹脂分散体。 Polyurethane resins containing acidic groups neutralized by volatile amines,
Non-volatile amines,
And an aqueous polyurethane resin dispersion comprising an aqueous medium.
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