JP2948616B2 - Reactive aqueous resin composition - Google Patents

Reactive aqueous resin composition

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JP2948616B2 JP2090386A JP9038690A JP2948616B2 JP 2948616 B2 JP2948616 B2 JP 2948616B2 JP 2090386 A JP2090386 A JP 2090386A JP 9038690 A JP9038690 A JP 9038690A JP 2948616 B2 JP2948616 B2 JP 2948616B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はカルボン酸塩基含有ブロック化ポリウレタン
を含む反応性水性樹脂組成物に関するものである。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a reactive aqueous resin composition containing a carboxylic acid group-containing blocked polyurethane.

[従来の技術] ポリウレタン樹脂は繊維、紙、木材やプラスチック等
の多種の基材に対し親和性、接着力が高いため、ポリウ
レタン水性液は繊維加工剤、紙加工剤、樹脂やフィルム
の接着剤等の用途に広く利用されている。しかし水性液
製造時に反応が終了している所謂ポリウレタン水性液は
浸透性が悪く基材間(中)に十分浸透できなかったり、
既にそれ自体が反応性を失っているため共有結合形成に
よる強固な接着力を発揮出来ない場合がしばしば発生す
る。それに対し反応性ポリウレタン水性液、所謂ブロッ
ク化イソシアネートを含有するポリウレタン水性液は水
が蒸発した後でも流動性、粘着性を保持しているため、
比較的疎水性の高い基材に対しても流延または浸透し接
着を行なうことが出来る。また加熱等により再生したイ
ソシアネートの高い反応性により基材との間に強固な結
合を作り得る等の特徴を有することより幾つか上市され
ている。
[Prior art] Polyurethane resin has a high affinity and adhesion to various kinds of base materials such as fiber, paper, wood and plastic. Therefore, aqueous polyurethane liquid is used as a fiber processing agent, paper processing agent, resin or film adhesive. Widely used for such purposes. However, the so-called polyurethane aqueous liquid, the reaction of which has been completed during the production of the aqueous liquid, has poor permeability and cannot penetrate sufficiently between the substrates (inside),
In many cases, a strong adhesive force due to the formation of a covalent bond cannot be exhibited because the compound itself has already lost reactivity. On the other hand, a reactive polyurethane aqueous liquid, a polyurethane aqueous liquid containing a so-called blocked isocyanate, retains fluidity and tackiness even after water evaporates,
It can be cast or permeated to a substrate having a relatively high hydrophobicity to adhere. In addition, some isocyanates have been put on the market because they have the characteristic that a strong bond can be formed between the isocyanate regenerated by heating and the like and the base material due to the high reactivity.

[発明の解決しようとする課題] しかし上記ブロック化イソシアネート化合物で繊維状
の基材、例えば、ポリエステル繊維を含浸処理し硬化す
ると、所謂クッション体が得られるが、これを車輌用
途、例えば、自動車用に供した場合、難燃性が著しく悪
く、着火→全焼と言った不都合な状況となり、難燃規格
(例、HVSS−302)が必要とされる用途には使用出来な
いのが現状である。
[Problems to be Solved by the Invention] However, when a fibrous base material, for example, a polyester fiber is impregnated with the above blocked isocyanate compound and cured, a so-called cushion body is obtained. , The flame retardancy is remarkably poor, and the situation is inconvenient, such as ignition → burnout, and it cannot be used for applications that require a flame retardant standard (eg, HVSS-302).

本発明は従来の反応性ポリウレタン水性液が有してい
たこの問題点を解消しようとするものである。
The present invention is intended to solve this problem which the conventional reactive polyurethane aqueous liquid has.

[課題を解決するための手段] 本発明は前述の問題点を解決すべくなされた下記の発
明である。
[Means for Solving the Problems] The present invention is the following invention which has been made to solve the above-mentioned problems.

ポリオキシエチレン基とカルボン酸塩基を有するブロ
ック化ポリウレタン、該ブロック化ポリウレタン100重
量部に対して5〜20重量部の脂肪酸エステル類、および
それらを溶解ないし分散した水を必須成分とする反応性
水性樹脂組成物。
Blocked polyurethane having a polyoxyethylene group and a carboxylate group, 5 to 20 parts by weight of a fatty acid ester relative to 100 parts by weight of the blocked polyurethane, and a reactive aqueous solution containing water as an essential component in which water is dissolved or dispersed therein. Resin composition.

本発明における脂肪酸エステル類としてはマロン酸ジ
エチル等の沸点150℃以上の低級脂肪酸エステル、ステ
アリン酸メチルやステアリン酸エチル等の高級脂肪酸エ
ステル、または大豆油、ナタネ油、オリーブ油等の高級
脂肪酸エステル混合物、所謂油脂類が挙げられる。添加
のし易さ、価格等の点で油脂類が好ましく、特に液状で
あるものが好ましい。
As the fatty acid esters in the present invention, lower fatty acid esters having a boiling point of 150 ° C. or higher such as diethyl malonate, higher fatty acid esters such as methyl stearate and ethyl stearate, or higher fatty acid ester mixtures such as soybean oil, rapeseed oil and olive oil, So-called fats and oils are exemplified. Fats and oils are preferred in terms of ease of addition, price, and the like, and those in a liquid state are particularly preferred.

添加方法としては該化合物が液状の場合ブロック化ポ
リウレタン水性液に強力な撹拌下に添加するか、または
ブロック化ポリウレタンを水に溶解ないし分散する前に
添加しても良い。また該化合物が固体の場合均一に分散
させる点で前述後者の方法が好ましい。
When the compound is in a liquid state, the compound may be added to the aqueous blocked polyurethane solution with vigorous stirring, or may be added before dissolving or dispersing the blocked polyurethane in water. When the compound is a solid, the latter method is preferable in that the compound is uniformly dispersed.

添加量としてはブロック化ポリウレタン100重量部に
対して5〜20重量部が好ましい。5重量部未満の場合に
は満足のいく難燃性が得られにくく、一方、20重量部を
越える場合にはブロック化ポリウレタン本来の性能の低
下が見られ好ましくない。
The addition amount is preferably 5 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the blocked polyurethane. When the amount is less than 5 parts by weight, satisfactory flame retardancy is hardly obtained. On the other hand, when the amount exceeds 20 parts by weight, the inherent performance of the blocked polyurethane is deteriorated, which is not preferable.

本発明におけるブロック化ポリウレタンは、ポリオキ
シエチレン基とカルボン酸塩基を有するブロック化ポリ
ウレタンであるかぎり特に限定されるものではない。し
かし、ポリオキシエチレン基とカルボン酸塩基は、それ
らを有するポリオキシアルキレンポリオールに由来する
ものであることが好ましい。このポリオールとしては、
高いオキシエチレン基含有量を有し、主鎖末端部に−CO
OX基(X:水素原子あるいはカチオン)を有するカルボン
酸基含有ポリオキシアルキレンポリオールが好ましい。
以下、このようなポリオールを使用して得られるブロッ
ク化ポリウレタン、およびその原料等について説明す
る。
The blocked polyurethane in the present invention is not particularly limited as long as it is a blocked polyurethane having a polyoxyethylene group and a carboxylic acid group. However, it is preferable that the polyoxyethylene group and the carboxylate are derived from a polyoxyalkylene polyol having them. As this polyol,
Has a high oxyethylene group content, and -CO
A carboxylic acid group-containing polyoxyalkylene polyol having an OX group (X: hydrogen atom or cation) is preferable.
Hereinafter, a blocked polyurethane obtained by using such a polyol, a raw material thereof, and the like will be described.

(1)カルボン酸(塩)基導入前のポリオキシアルキレ
ンポリオール ポリオキシアルキレンポリオールは、イニシエーター
にエチレンオキシドまたはエチレンオキシドと他のアル
キレンオキシドを混合してあるいは順次反応して得られ
るポリオキシアルキレンポリオールである。また2種以
上のポリオキシアルキレンポリオールの混合物であって
もよい。イニシエエーターは2価以上特に2〜8価のア
ルキレンオキシドが反応しうる水素原子(水酸基やアミ
ノ基の水素原子)を有する化合物で、好ましくは3〜4
価のイニシエーターの1種以上あるいはそれと2価ある
いは5価以上のイニシエーターの混合物である。イニシ
エーターとしては特に多価アルコールが好ましい。ポリ
オキシアルキレンポリオールはオキシエチレン基を含ま
ない、あるいはその割合が少ない他の高分子量ポリオー
ルとの混合物であってよい。他の高分子量ポリオールと
してはオキシエチレン基の少ないポリオキシアルキレン
ポリオール、少数のエステル基を含むポリエーテルエス
テルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリオ
キシテトラメチレンポリオールなどがある。
(1) Polyoxyalkylene polyol before carboxylic acid (salt) group introduction Polyoxyalkylene polyol is a polyoxyalkylene polyol obtained by mixing ethylene oxide or ethylene oxide with another alkylene oxide in an initiator or by sequentially reacting them. . It may be a mixture of two or more polyoxyalkylene polyols. The initiator is a compound having a hydrogen atom (a hydrogen atom of a hydroxyl group or an amino group) to which a divalent or higher valent alkylene oxide, particularly a divalent to octavalent alkylene oxide, can react.
It is a mixture of one or more initiators having a valency of at least one and initiators having a valency of at least two or more. As the initiator, a polyhydric alcohol is particularly preferred. The polyoxyalkylene polyol may be a mixture with another high molecular weight polyol which does not contain oxyethylene groups or has a small proportion thereof. Other high molecular weight polyols include polyoxyalkylene polyols having a small number of oxyethylene groups, polyether ester polyols having a small number of ester groups, polycarbonate polyols, and polyoxytetramethylene polyols.

このポリオキシアルキレンポリオールは、以下の条件
を満たすことが好ましい。
This polyoxyalkylene polyol preferably satisfies the following conditions.

平均オキシエチレン基含有量:50重量%以上が好まし
い。より好ましくは60〜95重量%、特に好ましくは70〜
90重量%。従って、好ましくはオキシエチレン基以外に
少量の他のオキシアルキレン基、好ましくはオキシプロ
ピレン基を含む。オキシエチレン基含量が少ないと本発
明組成物のpH変化に対する安定性が低下する。
Average oxyethylene group content: 50% by weight or more is preferred. More preferably 60 to 95% by weight, particularly preferably 70 to 95% by weight.
90% by weight. Thus, it preferably contains small amounts of other oxyalkylene groups, preferably oxypropylene groups, in addition to the oxyethylene groups. If the oxyethylene group content is low, the stability of the composition of the present invention to a change in pH is reduced.

平均水酸基数:2を越えることが好ましい。より好まし
くは2.3〜8、さらに好ましくは2.3〜3.5、特に好まし
くは2.6〜4。水酸基数が少ないとポリウレタンのキュ
ア性や接着性が低下する。
Average number of hydroxyl groups: It is preferable to exceed 2. More preferably, it is 2.3 to 8, further preferably 2.3 to 3.5, particularly preferably 2.6 to 4. If the number of hydroxyl groups is small, the curing property and adhesiveness of the polyurethane decrease.

水酸基当りの平均分子量:200〜4000が好ましい。好ま
しくは300〜3000。低分子量物ではポリウレタンの硬化
物が硬く脆いものとなり、強靭性が出ない。高分子量物
ではブロック化されたポリウレタンの浸透性や粘着性が
不十分となる。
Average molecular weight per hydroxyl group: 200 to 4000 is preferred. Preferably 300 to 3000. In the case of a low molecular weight product, a cured product of polyurethane becomes hard and brittle, and does not have toughness. With a high molecular weight material, the permeability and tackiness of the blocked polyurethane become insufficient.

(2)前記ポリオキシアルキレンポリオールへの−COOX
基の導入、および生成カルボン酸(塩)基含有ポリオキ
シアルキレンポリオール エステル化やウレタン化によって、前記ポリオキシア
ルキレンポリオールへ−COOX基を導入することが好まし
い。エステル化はポリカルボン酸無水物や反応性カルボ
ン酸基と−COOX基とを有する反応性ポリカルボン酸誘導
体を反応させることによって行なう。ウレタン化は、イ
ソシアネート反応性基(水酸基、1級アミノ基、2級ア
ミノ基など)と−COOX基とを有する化合物(イソシアネ
ート反応性カルボン酸)と、ポリイソシアネートを反応
させる(ポリイソシアネートのイソシアネート基の少な
くとも1つは前記ポリオキシアルキレンポリオールの水
酸基に、他の少なくとも1つは上記−COOX基含有化合物
のイソシアネート反応性基に反応させる)、あるいは−
COOX基とイソシアネート基とを有する化合物と反応させ
ることによって行なう。
(2) -COOX to the polyoxyalkylene polyol
It is preferable to introduce a -COOX group into the polyoxyalkylene polyol by introducing a group and forming a carboxylic acid (salt) group-containing polyoxyalkylene polyol by esterification or urethanation. Esterification is carried out by reacting a polycarboxylic anhydride or a reactive polycarboxylic acid derivative having a reactive carboxylic acid group and a -COOX group. Urethaneization is carried out by reacting a compound (isocyanate-reactive carboxylic acid) having an isocyanate-reactive group (hydroxyl group, primary amino group, secondary amino group, etc.) and a -COOX group with a polyisocyanate (isocyanate group of polyisocyanate). At least one of which reacts with a hydroxyl group of the polyoxyalkylene polyol, and at least one of which reacts with an isocyanate-reactive group of the -COOX group-containing compound), or-
It is carried out by reacting with a compound having a COOX group and an isocyanate group.

これらカルボン酸類としては、例えばマレイン酸、フ
マル酸、フタル酸、マロン酸、アジピン酸、トリメリッ
ト酸、ブタンテトラカルホン酸、これらのポリカルボン
酸の無水物、酸クロライドなどの反応性誘導体等があ
る。イソシアネート反応性カルボン酸類としては、例え
ばジメチロールプロピオン酸、アミノ酸、などがある。
Examples of these carboxylic acids include maleic acid, fumaric acid, phthalic acid, malonic acid, adipic acid, trimellitic acid, butanetetracar- phonic acid, anhydrides of these polycarboxylic acids, and reactive derivatives such as acid chloride. is there. Isocyanate-reactive carboxylic acids include, for example, dimethylolpropionic acid, amino acids and the like.

−COOX基のXとしては、水素原子あるいはカチオンで
あり、カチオンとしてはアンモニウム、NR4(R:少なく
とも1つはアルキル基等の1価の有機基で他は水素原
子)、ホスホニウム、アルカリ金属イオン等で、特にア
ルカリ金属イオンが好ましい。また、ブロック化された
ポリウレタンの−COOX基のXは最終的にはカチオンであ
り、−COOH基は任意の段階で塩の形態に変えうる。
X of the COOX group is a hydrogen atom or a cation, and the cation is ammonium, NR 4 (R: at least one is a monovalent organic group such as an alkyl group and the other is a hydrogen atom), phosphonium, an alkali metal ion In particular, an alkali metal ion is preferable. Further, X of the —COOX group of the blocked polyurethane is ultimately a cation, and the —COOH group can be changed to a salt form at any stage.

前記ポリオキシアルキレンポリオールにに導入する−
COOX基の数はポリオキシアルキレンポリオール1分子当
り平均0.005〜0.8個となる量が好ましい。より好ましく
は0.01〜0.6個であり、特に0.04〜0.4個である。また、
ポリオキシアルキレンポリオールの水酸基当りでは0.00
2〜0.4、特に0.005〜0.3が好ましい。この量は、ブロッ
ク化ポリウレタンの水に対する安定性やキュアー性に関
係し、少なすぎると安定性、キュアー性とも不十分とな
り、多すぎるとキュアー性が高くなりすぎ、取り扱いに
支障を生じる。従って、例えばジカルボン酸無水物のよ
うな1個の−COOX基を生じる導入法においては、ポリオ
キシアルキレンポリオール1モル当り、0.005〜0.8モル
の−COOX基を導入するための化合物が使用される。
Introduced into the polyoxyalkylene polyol-
The number of COOX groups is preferably such that the average is 0.005 to 0.8 per molecule of the polyoxyalkylene polyol. More preferably, the number is 0.01 to 0.6, and particularly 0.04 to 0.4. Also,
0.00 per hydroxyl group of polyoxyalkylene polyol
2-0.4, especially 0.005-0.3 is preferred. This amount is related to the stability and cure property of the blocked polyurethane to water. If the amount is too small, both the stability and the cure property will be insufficient. If the amount is too large, the cure property will be too high, and handling will be hindered. Therefore, in the introduction method for producing one —COOX group such as dicarboxylic anhydride, a compound for introducing 0.005 to 0.8 mol of —COOX group per mol of polyoxyalkylene polyol is used.

−COOX基が導入されたカルボン酸(塩)基含有ポリオ
キシアルキレンポリオールにおいて、その平均の水酸基
の数は2を越えることが好ましく、より好ましくは2.1
以上、特に2.3以上である。上限は6、好ましくは3.5で
ある。なお、1分子当り平均1個未満の−COOX基を有す
ることにより、目的とするよりも−COOX基の数の多いポ
リオキシアルキレンポリオールを製造し、これを−COOX
基を有しないポリオキシアルキレンポリオールと混合し
て目的とするカルボン酸(塩)基含有ポリオキシアルキ
レンポリオールを製造することもできる。
In the carboxylic acid (salt) group-containing polyoxyalkylene polyol into which a -COOX group is introduced, the average number of hydroxyl groups is preferably more than 2, more preferably 2.1
Above, especially 2.3 or more. The upper limit is 6, preferably 3.5. By having an average of less than one -COOX group per molecule, a polyoxyalkylene polyol having a larger number of -COOX groups than intended is produced,
The desired carboxylic acid (salt) group-containing polyoxyalkylene polyol can be produced by mixing with a polyoxyalkylene polyol having no group.

(3)ブロック化されたポリウレタン 本発明におけるブロック化されたポリウレタンは、前
記カルボン酸(塩)基含有ポリオキシアルキレンポリオ
ール、ポリイソシアネート、およびブロック化剤とを反
応させて得られる。このブロック化されたポリウレタン
は、約2個以上のブロック化されたイソシアネート基を
含み、フリーのイソシアネート基を実質的に含まない。
このポリウレタンは、通常の方法で製造することができ
る。即ち、ポリオールとポリイソシアネートを反応させ
て得られるイソシアネート末端プレポリマーをブロック
化剤とを反応させるか、部分ブロック化ポリイソシアネ
ートとポリオールを反応させて得られる。前者の場合、
ブロック化剤は過剰に使用することができ、未反応ブロ
ック化剤は組成物中に残存していてもよい。通常は1.2
〜2.0倍当量過剰に用いる。
(3) Blocked polyurethane The blocked polyurethane in the present invention is obtained by reacting the carboxylic acid (salt) group-containing polyoxyalkylene polyol, polyisocyanate, and blocking agent. The blocked polyurethane contains about two or more blocked isocyanate groups and is substantially free of free isocyanate groups.
This polyurethane can be produced by a usual method. That is, it is obtained by reacting an isocyanate-terminated prepolymer obtained by reacting a polyol with a polyisocyanate with a blocking agent, or by reacting a partially blocked polyisocyanate with a polyol. In the former case,
The blocking agent may be used in excess, and the unreacted blocking agent may remain in the composition. Usually 1.2
Use in excess of 2.0-fold equivalent.

ウレタン化において、カルボン酸(塩)基含有ポリオ
キシアルキレンポリオールの水酸基とポリイソシアネー
ト基の比(NCO/OH)は1.2〜2.5が適当であり、好ましく
は1.5〜2.0である。従って、ブロック化剤は、過剰分、
即ち(NCO/OH)−1の当量反応する。この当量比は、上
記ブロック化ポリウレタンの2つの方法のいずれにも適
用されることが好ましい(上記のような一方の方法では
それよりも過剰に使用してもよい)。なお、ブロック化
されたポリウレタンにおける−COOX基の量は、−COOH基
に換算して0.02〜3%、特に0.05〜1.5%となることが
好ましい。
In the urethanization, the ratio (NCO / OH) of the hydroxyl group to the polyisocyanate group of the carboxylic acid (salt) group-containing polyoxyalkylene polyol is suitably from 1.2 to 2.5, and preferably from 1.5 to 2.0. Thus, the blocking agent is in excess,
That is, an equivalent reaction of (NCO / OH) -1 is performed. This equivalence ratio is preferably applied to either of the above two methods of the blocked polyurethane (one of the above methods may be used in excess of that). The amount of -COOX groups in the blocked polyurethane is preferably 0.02 to 3%, particularly 0.05 to 1.5% in terms of -COOH groups.

反応は通常無溶剤か非反応性の溶剤の存在下で行なわ
れる。この温度は通常常温〜160℃、特に60〜120℃で行
なわれる。この反応において触媒を用いることができる
が、その触媒は有機金属化合物でないことが好ましい。
なぜなら、有機金属化合物は最終的な水性組成物中のブ
ロック化されたポリウレタンの安定性を低下させ、後述
水分散の問題が生じやすい。触媒を使用するとすれば、
その触媒はアミン系触媒、特に3級アミン触媒が好まし
い。
The reaction is usually performed in the absence of a solvent or a non-reactive solvent. This temperature is usually from room temperature to 160 ° C, especially from 60 to 120 ° C. Although a catalyst can be used in this reaction, the catalyst is preferably not an organometallic compound.
This is because the organometallic compound lowers the stability of the blocked polyurethane in the final aqueous composition, and tends to cause the problem of water dispersion described later. If you use a catalyst,
The catalyst is preferably an amine catalyst, particularly a tertiary amine catalyst.

ブロック化ポリウレタンは最終的に水に分散〜溶解さ
れた状態において、その−COOX基はカルボン酸塩基(即
ち、Xはカチオン)であることが必要である。ポリオキ
シアルキレンポリオールの−COOX基が−COOH基の場合、
途中でXの水素原子をカチオンに変える必要がある。こ
の変換はブロック化ポリウレタンを水に分散〜溶解した
状態で行なうことができ、またその前の任意の段階で行
なうことができる。
When the blocked polyurethane is finally dispersed or dissolved in water, its —COOX group needs to be a carboxylate group (that is, X is a cation). When the -COOX group of the polyoxyalkylene polyol is a -COOH group,
It is necessary to change the hydrogen atom of X to a cation on the way. This conversion can be carried out in a state where the blocked polyurethane is dispersed or dissolved in water, and can be carried out at any preceding stage.

ブロック化ポリウレタンは任意の割合で水に分散〜溶
解しうる。好ましくは、両者の合計に対してブロック化
ポリウレタン5〜70重量%、特に10〜50重量%である。
なお、組成物には他の成分、例えば種々の樹脂や着色剤
等の配合剤を配合しうる。
The blocked polyurethane can be dispersed or dissolved in water at any ratio. Preferably, it is 5 to 70% by weight, especially 10 to 50% by weight, of the blocked polyurethane, based on the sum of the two.
In addition, other components, for example, compounding agents such as various resins and coloring agents can be added to the composition.

(4)前記原料のポリイソシアネートとブロック化剤 ポリイソシアネートとしては、1分子当り平均の官能
基数が1.8以上、特に2〜4のポリイソシアネートが好
ましい。イソシアネート基含有量は10%以上、特に20%
以上が好ましい。ポリイソシアネートはいわゆる黄変性
のポリイソシアネートと無黄変性のポリイソシアネート
のいずれも使用でき、それらを併用することもできる。
好ましくは反応性の高い黄変性のポリイソシアネートが
用いられる。具体的なポリイソシアネートとしては、例
えばトリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメ
タンジイソシアネート(MDI)、ナフタレンジイソシア
ネート(NDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、
メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)(H21M
DI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、イソ
ホロンジイソシアネート(IPDI)、それらの変性物(ヌ
レート化変性物、プレポリマー変性物、カルボジイミド
変性物など)がある。
(4) Polyisocyanate as Raw Material and Blocking Agent As the polyisocyanate, a polyisocyanate having an average number of functional groups per molecule of 1.8 or more, particularly 2 to 4 is preferable. Isocyanate group content is 10% or more, especially 20%
The above is preferred. As the polyisocyanate, any of so-called yellow-modified polyisocyanate and non-yellowing-modified polyisocyanate can be used, and they can be used in combination.
Preferably, a highly reactive yellowing polyisocyanate is used. Specific examples of the polyisocyanate include tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), naphthalene diisocyanate (NDI), xylylene diisocyanate (XDI),
Methylene bis (cyclohexyl isocyanate) (H 21 M
DI), hexamethylene diisocyanate (HDI), isophorone diisocyanate (IPDI), and modified products thereof (nulated, prepolymer-modified, and carbodiimide-modified products).

ブロック化剤としては、イソシアネート基のブロック
化剤として使用されている各種のものを使用できる。た
とえば、フェノール類、メルカプタン類、オキシム類、
マロン類ジエステル類、アセチルアセトン、アセト酢酸
エステル類、ラクタム類等がある。
As the blocking agent, various ones used as blocking agents for isocyanate groups can be used. For example, phenols, mercaptans, oximes,
There are malon diesters, acetylacetone, acetoacetic esters, lactams and the like.

前記の部分カルボキシル化ポリオールを用いたブロッ
ク化物はブロック化剤の解離及びその後のキュアー性を
向上するのに必要な触媒をカルボン酸塩の形で分子内に
持っているため、この触媒とイソシアネート残基が分子
オーダーで効率よく相互作用できる。そのため、必要最
低限の触媒量かつマイルドなキュアー条件でキュアでき
る。これに対し、通常の触媒は水溶性の場合水相に存在
する。また油溶性の場合は触媒を乳化等の手段により水
性液化して添加するが、ブロック化物とは別々の粒子と
して存在する。他の方法としては、ブロック化物の水性
液中に油溶性触媒を強制的に撹拌分散化させる方法もあ
るが本発明の親水性ブロック化物との相溶性は不良であ
る。以上より通常の触媒を添加する方法では触媒効率が
低く、過剰量の触媒が必要となり、この過剰分がキュア
ー後のポリウレタン樹脂の熱安定性、長期安定性を著し
く低下させてしまう。従って、本発明においては、水性
組成物には実質的に有機金属触媒は配合しないことが好
ましい。
Since the above-mentioned blocked product using the partially carboxylated polyol has a catalyst necessary for dissociating the blocking agent and improving the curing property in the form of a carboxylate in the molecule, this catalyst and the isocyanate residue Groups can interact efficiently in the order of molecules. Therefore, curing can be performed with a minimum amount of catalyst and mild curing conditions. In contrast, conventional catalysts are present in the aqueous phase when they are water-soluble. In the case of oil-solubility, the catalyst is added after being liquefied in water by means of emulsification or the like, but present as particles separate from the blocked product. As another method, there is a method of forcibly dispersing and dispersing an oil-soluble catalyst in an aqueous liquid of the blocked product, but the compatibility with the hydrophilic blocked product of the present invention is poor. As described above, the conventional method of adding a catalyst has low catalytic efficiency and requires an excessive amount of the catalyst, and this excess significantly reduces the thermal stability and long-term stability of the cured polyurethane resin. Therefore, in the present invention, it is preferable that substantially no organometallic catalyst is blended in the aqueous composition.

本発明の組成物には触媒以外の種々の添加剤を添加す
ることができる。添加剤としては、例えば、酸化防止
剤、紫外線吸収剤等ポリウレタン樹脂に通常使用しうる
添加剤の使用は勿論のこと当該公知の難燃剤、例えば、
含ハロゲンリン酸エステル類を必要に応じて併用しても
良い。またブロック化ポリウレタンの性能を損なわない
範囲において他の樹脂を併用しても良い。従来のポリウ
レタン水性液を使用して繊維状の基材、例えばポリエス
テル繊維を含浸し加熱(120〜130℃)処理した場合、繊
維に対して該ポリウレタンが均一にかつ繊維全体を隈な
く覆ったクッション体が得られる。このクッション体を
燃焼試験した場合、該ポリウレタンが速やかに着火しか
つ前述の如き被覆状態のため火の伝播が容易に起こり、
全焼してしまう。一方、脂肪酸エステルを共存させた場
合、その作用は必ずしも明確ではないが、高温での樹脂
の流動性及び表面性が著しく改善される事によりポリエ
ステル繊維が部分的に“裸”になった被覆状態が得られ
る。これに着火した場合ポリエステル繊維は高温に於い
て溶融する為に前述の様に樹脂を通じた火の伝播が起こ
り得ず極めて優れた自己消火性を有するものと推定出来
る。
Various additives other than the catalyst can be added to the composition of the present invention. As the additives, for example, antioxidants, ultraviolet absorbers and other additives commonly used in polyurethane resins, as well as the known flame retardants, for example,
Halogen-containing phosphoric esters may be used in combination as needed. Further, other resins may be used in combination as long as the performance of the blocked polyurethane is not impaired. When a fibrous base material, for example, a polyester fiber is impregnated with a conventional aqueous polyurethane liquid and heated (120 to 130 ° C.), the polyurethane is uniformly applied to the fiber and the entire fiber is completely covered. The body is obtained. When the cushion body is subjected to a combustion test, the polyurethane ignites quickly and the propagation of fire easily occurs due to the covering state as described above,
It will burn down. On the other hand, when a fatty acid ester coexists, the effect is not always clear, but the flowability and surface properties of the resin at high temperatures are significantly improved, and the polyester fiber is partially "naked". Is obtained. When ignited, the polyester fiber melts at a high temperature, so that fire cannot propagate through the resin as described above, and it can be estimated that the polyester fiber has extremely excellent self-extinguishing properties.

本発明の組成物は、接着剤やバインダーとして用いら
れ、例えば繊維、紙、木材、プラスチック、その他の基
材に対する接着剤やバインダーとして用いられる。特に
上記のようなポリエステル繊維等の繊維やポリエステル
綿等の繊維体に塗布ないし含浸して使用するバインダー
として有用である。
The composition of the present invention is used as an adhesive or a binder, for example, an adhesive or a binder for fibers, paper, wood, plastic, or other substrates. In particular, it is useful as a binder used by applying or impregnating fibers such as polyester fibers and fibrous bodies such as polyester cotton.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本
発明はこれら実施例に限られるものでない。また、以下
における「部」は重量部を表わす。
Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples. In the following, "parts" indicates parts by weight.

[実施例] 〈参考例1〉部分カルボキシル化ポリオールの合成 平均分子量2500のポリエーテルトリオール(オキシエ
チレン基含有量80重量%)2500部に無水フタル酸17.7部
およびN,N′−ジメチルベンジルアミン3.0部を添加し、
窒素気流下、120℃にて6時間反応し、部分カルボキシ
ル化ポリオールを得た。
EXAMPLES Reference Example 1 Synthesis of Partially Carboxylated Polyol 2500 parts of polyether triol having an average molecular weight of 2500 (oxyethylene group content: 80% by weight) was added to 17.7 parts of phthalic anhydride and 3.0 parts of N, N'-dimethylbenzylamine. Add the parts
The mixture was reacted at 120 ° C. for 6 hours under a nitrogen stream to obtain a partially carboxylated polyol.

〈参考例2〉ブロック化ポリウレタン水性組成物の合成
1 参考例1で得た部分カルボキシル化ポリオール2520.7
部にトリレンジイソシアネート438.5部を添加し、窒化
気流下、80℃にて3時間反応を行ない、遊離イソシアネ
ート基3.07%を有するウレタンプレポリマーを得た。次
にプレポリマーを60℃迄冷却した後、メチルエチルケト
オキシム187.9部を撹拌下、30分で滴下し、更に60℃に
て60分間反応を行なった。ウレタンプレポリマー中の遊
離イソシアネート基が0%になったことを確認した後、
オリーブ油295.9部を添加し更に30分間撹拌を行なっ
た。次に水7068部に水酸化ナトリウム4.8gを溶解した水
溶液を撹拌下添加し30℃にて30分間混合を行ない樹脂分
31%のやや白濁した低粘度ブロック化ポリウレタン水性
液を調製した。
Reference Example 2 Synthesis of Blocked Aqueous Polyurethane Composition 1 Partially Carboxylated Polyol Obtained in Reference Example 1 2520.7
To this part, 438.5 parts of tolylene diisocyanate was added and reacted at 80 ° C. for 3 hours under a nitriding gas stream to obtain a urethane prepolymer having a free isocyanate group of 3.07%. Next, after cooling the prepolymer to 60 ° C, 187.9 parts of methyl ethyl ketoxime was added dropwise with stirring over 30 minutes, and the reaction was further performed at 60 ° C for 60 minutes. After confirming that the free isocyanate groups in the urethane prepolymer became 0%,
295.9 parts of olive oil were added, and the mixture was further stirred for 30 minutes. Next, an aqueous solution in which 4.8 g of sodium hydroxide was dissolved in 7068 parts of water was added with stirring, and the mixture was mixed at 30 ° C. for 30 minutes to obtain a resin component.
A 31% aqueous, slightly turbid, low viscosity blocked polyurethane aqueous solution was prepared.

〈参考例3〉オリーブ油をヤシ油に変更した以外は参考
例2と同様にブロック化ポリウレタン水性液を調製し
た。
Reference Example 3 An aqueous blocked polyurethane solution was prepared in the same manner as in Reference Example 2, except that the olive oil was changed to coconut oil.

〈参考例4〉オリーブ油を使用しない点を除いて参考例
2と同様にブロック化ポリウレタン水性液を調製した。
Reference Example 4 An aqueous blocked polyurethane liquid was prepared in the same manner as in Reference Example 2, except that olive oil was not used.

〈実施例1〉 参考例2で調製したブロック化ポリウレタン水性液を
ポリエステル繊維綿に付着量30%になる様に含浸処理し
熱風発生装置にて130℃×5分熱処理する。更にオーブ
ンにて120℃×20分乾燥するとフォーム状のクッション
体が得られる。このクッション体をHVSS−302に従って
燃焼試験を行なった結果を表−1に示した。
Example 1 The aqueous solution of blocked polyurethane prepared in Reference Example 2 was impregnated with polyester fiber cotton so as to have an adhesion amount of 30%, and heat-treated at 130 ° C. for 5 minutes using a hot air generator. Further drying in an oven at 120 ° C. for 20 minutes gives a foam-like cushion body. Table 1 shows the results of a combustion test performed on this cushion body in accordance with HVSS-302.

〈実施例2〉 参考例3を使用する以外は実施例1と同様、結果は表
−1に示した。
<Example 2> The results are shown in Table 1, as in Example 1, except that Reference Example 3 was used.

〈比較例1〉 参考例4を使用する以外は実施例1と同様、結果は表
−1に示した。
<Comparative Example 1> The results are shown in Table 1, as in Example 1, except that Reference Example 4 was used.

[発明の効果] 本発明の反応性水性樹脂組成物は高温時による樹脂の
流動性、表面性の著しい改善により特に繊維状基材を処
理し得られるクッション体に極めて選れた難燃性を付与
する反応性水性樹脂組成物を提供するものである。
[Effects of the Invention] The reactive water-based resin composition of the present invention has a significantly improved flame retardancy which is particularly selected for a cushion body obtained by treating a fibrous base material due to a remarkable improvement in fluidity and surface properties of the resin at high temperatures. The present invention provides a reactive aqueous resin composition to be applied.

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ポリオキシエチレン基とカルボン酸塩基を
有するブロック化ポリウレタン、該ブロック化ポリウレ
タン100重量部に対して5〜20重量部の脂肪酸エステル
類、およびそれらを溶解ないし分散した水を必須成分と
する反応性水性樹脂組成物。
An essential component is a blocked polyurethane having a polyoxyethylene group and a carboxylate group, 5 to 20 parts by weight of a fatty acid ester per 100 parts by weight of the blocked polyurethane, and water in which these are dissolved or dispersed. Reactive aqueous resin composition.
【請求項2】脂肪酸エステル類が、高級脂肪酸エステル
の単独あるいはその2種以上の混合物または油脂類であ
る、請求項1記載の組成物。
2. The composition according to claim 1, wherein the fatty acid ester is a higher fatty acid ester alone or a mixture of two or more thereof, or a fat or oil.
【請求項3】ブロック化ポリウレタンが、オキシエチレ
ン基を50重量%以上含みかつ主鎖末端部に−COOX基(X:
水素原子あるいはカチオン)を有するカルボン酸(塩)
基含有ポリオキシアルキレンポリオール、該ポリオール
の水酸基に対して過剰当量となる割合のイソシアネート
基を有するポリイソシアネート、および該ポリイソシア
ネートの過剰分に相当する量のブロック化剤の反応生成
物であって、かつ、Xが水素原子である場合は任意の段
階で該水素原子をカチオンに変換して得られるカルボン
酸塩基含有ブロック化ポリウレタンである、請求項1記
載の組成物。
3. The blocked polyurethane contains at least 50% by weight of oxyethylene groups and has -COOX groups (X:
Carboxylic acid (salt) having hydrogen atom or cation)
A reaction product of a group-containing polyoxyalkylene polyol, a polyisocyanate having an isocyanate group in a ratio of an excess equivalent to the hydroxyl group of the polyol, and a blocking agent in an amount corresponding to an excess of the polyisocyanate, The composition according to claim 1, wherein when X is a hydrogen atom, the composition is a carboxylate group-containing blocked polyurethane obtained by converting the hydrogen atom to a cation at any stage.
【請求項4】カルボン酸(塩)基含有ポリオキシアルキ
レンポリオールが、1分子当り平均して2個を越える水
酸基と1分子当り平均して0.005〜0.8個の−COOX基を含
むカルボン酸(塩)基含有ポリオキシアルキレンポリオ
ールである、請求項3記載の組成物。
4. A carboxylic acid (salt) containing a carboxylic acid (salt) group-containing polyoxyalkylene polyol containing more than two hydroxyl groups per molecule on average and 0.005 to 0.8 -COOX group on average per molecule. 4. The composition according to claim 3, which is a) group-containing polyoxyalkylene polyol.
【請求項5】カルボン酸(塩)基含有ポリオキシアルキ
レンポリオールが、オキシエチレン基含有量70〜90重量
%、水酸基当りの分子量300〜3000、平均水酸基数2.3〜
3.5のポリオキシアルキレンポリオールより誘導される
カルボン酸(塩)基含有ポリオキシアルキレンポリオー
ルである、請求項3記載の組成物。
5. The polyoxyalkylene polyol containing a carboxylic acid (salt) group has an oxyethylene group content of 70 to 90% by weight, a molecular weight per hydroxyl group of 300 to 3000, and an average number of hydroxyl groups of 2.3 to 2.3.
The composition according to claim 3, which is a carboxylic acid (salt) group-containing polyoxyalkylene polyol derived from the polyoxyalkylene polyol of 3.5.
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