JPH03250014A - Hydrophilic polyurethane - Google Patents

Hydrophilic polyurethane

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JPH03250014A
JPH03250014A JP4802090A JP4802090A JPH03250014A JP H03250014 A JPH03250014 A JP H03250014A JP 4802090 A JP4802090 A JP 4802090A JP 4802090 A JP4802090 A JP 4802090A JP H03250014 A JPH03250014 A JP H03250014A
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小林 龍彦
Shinji Uchida
慎治 内田
Takayuki Ota
太田 隆之
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Mitsubishi Kasei Corp
Mitsubishi Chemical Industries Ltd
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    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
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    • C08G18/8108Unsaturated isocyanates or isothiocyanates having only one isocyanate or isothiocyanate group
    • C08G18/8116Unsaturated isocyanates or isothiocyanates having only one isocyanate or isothiocyanate group esters of acrylic or alkylacrylic acid having only one isocyanate or isothiocyanate group

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Abstract

PURPOSE:To form a hydrophilic polyurethane excellent in solubility and dispersibility in an organic solvent and useful for uses of polyurethane resin by copolymerizing a specified double bond-terminated polyurethane with a hydrophilic vinyl monomer. CONSTITUTION:The title polyurethane is formed by copolymerizing a double bond-containing polyurethane prepared by reacting a polyurethane having an active hydrogen group or an isocyanate group on each end and a number- average mol.wt. of 2000-100000 with 0.05-1.4mol, per mol of the polyurethane, of a vinyl monomer having one isocyanate or hydroxyl group in the molecule with a hydrophilic vinyl monomer. The hydrophilic vinyl monomer may be either or nonionic and ionic ones. Examples of the nonionic monomers include vinyl monomers having hydroxyl, polyoxyethylene, glycidyl, amide or the like group. Examples of the ionic monomers include vinyl monomers having carboxyl, sulfonic, sodium sulfonate, phosphoric or the like group.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は不飽和二重結合を含有するポリウレタンと親水
性ビニルモノマーとを共重合して成る新規な親水性ポリ
ウレタンに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a novel hydrophilic polyurethane obtained by copolymerizing a polyurethane containing unsaturated double bonds and a hydrophilic vinyl monomer.

更に詳しくは、有機溶媒に対して溶解性や分散性が良好
で、ポリウレタン系樹脂の乳化剤、分散剤をはじめ、塗
料、接着剤その他各種改質剤として有用な親水性ポリウ
レタンに関するものである。
More specifically, the present invention relates to hydrophilic polyurethanes that have good solubility and dispersibility in organic solvents and are useful as emulsifiers and dispersants for polyurethane resins, as well as paints, adhesives, and various other modifiers.

(従来の技術) 従来、ポリウレタンをビニル系モノマーとの共重合によ
り変性する方法として、多官能性ポリウレタンの活性末
端基にアクリル化合物を結合したいわゆるポリウレタン
アクリレートを、ビニルモノマーと混合して、紫外線、
電子線、光、熱、ラジカル開始剤等により共重合させる
方法が一般的であり、塗料や接着剤に利用されている。
(Prior Art) Conventionally, as a method for modifying polyurethane by copolymerizing it with a vinyl monomer, so-called polyurethane acrylate, in which an acrylic compound is bonded to the active terminal group of a polyfunctional polyurethane, is mixed with a vinyl monomer and exposed to ultraviolet light,
Common methods include copolymerization using electron beams, light, heat, radical initiators, etc., and are used in paints and adhesives.

しかし、これらは多官能ポリウレタンアクリレートを用
い架橋反応により硬化物を得るものであり、変性された
共重合体は本質的に有機溶媒に不溶であり、液状で取り
扱うことは不可能である。
However, these methods use polyfunctional polyurethane acrylate to obtain a cured product through a crosslinking reaction, and the modified copolymers are essentially insoluble in organic solvents and cannot be handled in liquid form.

また、ポリウレタン主鎖に不飽和二重結合を導入し、と
ニルモノマーとの共重合によりグラフト重合体を得る方
法として、J、Ma c r omo l、Sci、C
hem、A19 (7)、1041 1048(198
3)、J、Polym、Sci、Polym、Chem
、Ed、20.2879 2885(1982)、特公
昭63−31506号公報、特公昭63−65697号
公報、特公昭63−65698号公報などに示される方
法が提案されているが、いずれもグラフト化が不十分で
あったり、共重合の均一性や溶解性が低い傾向があり満
足なものは得にくかった。
In addition, as a method for obtaining a graft polymer by introducing an unsaturated double bond into the polyurethane main chain and copolymerizing it with a monomer, J. Macromol, Sci., C.
hem, A19 (7), 1041 1048 (198
3), J, Polym, Sci, Polym, Chem
, Ed, 20.2879 2885 (1982), Japanese Patent Publication No. 63-31506, Japanese Patent Publication No. 63-65697, Japanese Patent Publication No. 63-65698, etc., but all of them involve grafting. It has been difficult to obtain a satisfactory product because the copolymerization tends to be insufficient and the uniformity and solubility of copolymerization are low.

(発明が解決しようとする課題) 本発明は、このような従来の技術が有する問題点を克服
し、有機溶媒に対する溶解性や分散性に優れ、ポリウレ
タン系樹脂の各種用途及びその他の用途に有用な親水性
ポリウレタンを提供することを目的としてなされたもの
である。
(Problems to be Solved by the Invention) The present invention overcomes the problems of the conventional techniques, has excellent solubility and dispersibility in organic solvents, and is useful for various uses of polyurethane resins and other uses. This was developed with the aim of providing a hydrophilic polyurethane.

(課題を解決するための手段) 本発明者らは前記目的を達成するために鋭意検討を重ね
た結果、不飽和二重結合を末端にもつ特定のポリウレタ
ンと親水性ビニル系モノマーとの共重合によりその目的
を達成しうろことを見い出し、本発明を完成するに至っ
た。
(Means for Solving the Problems) As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that copolymerization of a specific polyurethane having an unsaturated double bond at the end and a hydrophilic vinyl monomer. The inventors have found a way to achieve the objective and have completed the present invention.

すなわち本発明は、両末端が活性水素基またはイソシア
ネート基である数平均分子量2.000〜1oo、oo
oのポリウレタンに対し、分子中に1個のイソシアネー
ト基またはヒドロキシル基を有するビニル系モノマーを
該ポリウレタン1モル当すo、。
That is, the present invention is directed to a polyester having a number average molecular weight of 2.000 to 1oo, oo, which has active hydrogen groups or isocyanate groups at both ends.
1 mole of a vinyl monomer having one isocyanate group or hydroxyl group in the molecule is added to the polyurethane o.

5〜1.4モル反応させた不飽和二重結合を含有するポ
リウレタンと、親水性ビニル系モノマーとを共重合して
成る親水性ポリウレタンを提供するものである。
The present invention provides a hydrophilic polyurethane obtained by copolymerizing a polyurethane containing unsaturated double bonds that has been reacted with 5 to 1.4 moles and a hydrophilic vinyl monomer.

以下、本発明の詳細な説明する。The present invention will be explained in detail below.

本発明において、両末端が活性水素基またはイソシアネ
ート基であるポリウレタンそのものは公知のものであり
、有機ジイソシアネート、高分子ジオール、必要に応じ
鎖延長剤を無溶媒で、または有機溶媒中において反応さ
せることにより得られる、基本構造として線状構造を有
するポリウレタンである。
In the present invention, the polyurethane itself having active hydrogen groups or isocyanate groups at both ends is a known one, and the polyurethane itself can be reacted with an organic diisocyanate, a polymer diol, and if necessary a chain extender without a solvent or in an organic solvent. This is a polyurethane that has a linear structure as its basic structure.

ここで活性水素基はポリオールまたは鎖延長剤が有する
ヒドロキシル基またはアミノ基であり、それらの当量に
対し有機ジイソシアネートの当量比を加減して、数平均
分子量2,000〜ioo、oooのポリウレタンとす
るものである。
Here, the active hydrogen group is a hydroxyl group or an amino group possessed by a polyol or a chain extender, and by adjusting the equivalent ratio of organic diisocyanate to those equivalents, a polyurethane with a number average molecular weight of 2,000 to ioo, ooo is obtained. It is something.

有機ジイソシアネートとしては、例えば、4,4′−ジ
フエニルメタンジイソシアネート、2,4−または2.
6−)リレンジイソシアネート、■、5ナフタレンジイ
ソシアネート、p−またはm−フヱニレンジイソシアネ
ートなどの芳香族ジイソシアネート、イソホロンジイソ
シアネート、4.4° −ジシクロヘキシルメタンジイ
ソシアネート、1.4−シクロへキシレンジイソシアネ
ートなどの脂環式ジイソシアネート、ヘキサメチレンジ
イソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネート、キシリ
レンジイソシアネートなどがあげられる。これらの有機
ジイソシアネートは単独で、または2種以上の組み合せ
により使用できる。
Examples of the organic diisocyanate include 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4- or 2.
6-) Aromatic diisocyanates such as lylene diisocyanate, Examples include cyclic diisocyanates, aliphatic diisocyanates such as hexamethylene diisocyanate, and xylylene diisocyanate. These organic diisocyanates can be used alone or in combination of two or more.

高分子ジオールとしては、例えば平均分子量が好ましく
は400〜5000のポリテトラメチレンエーテルグリ
コール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリ
コール、テトラヒドロフランとエチレンオキサイドの共
重合体、プロピレンオキサイドとエチレンオキサイドの
共重合体などのポリエーテルポリオール、エチレングリ
コール、プロピレングリコール、1.4−ブタンジオー
ル、1.6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコー
ル、3−メチルベンタンジオールなどのジオールとアジ
ピン酸、コハク酸、セバシン酸などのジカルボン酸との
縮合反応によって得られるヒドロキシル基末端のポリエ
ステルポリオール(代表例としてポリエチレンアジペー
ト、ポリエチレンブチレンアジベート、ポリブチレンア
ジペート、ポリプロピレンアジベート、ポリへキシレン
アジペートなど)、ポリカプロラクトン、ポリメチルバ
レロラクトンなどのポリエステルポリオール、その他ポ
リカーボネートポリオール、シリコーンポリオール、ポ
リブタジェンポリオール、ポリオレフィン系ポリオール
などがあげられる。これらのポリオールは単独または2
種以上の組み合せにより使用できる。 また鎖延長剤を
用いる場合、その例としては、例えば2官能性活性水素
基を有するエチレングリコール、プロピレングリコール
、ジエチレングリコール、l、4−ブタンジオール、l
Examples of the polymeric diol include polyethers having an average molecular weight of preferably 400 to 5,000, such as polytetramethylene ether glycol, polypropylene glycol, polyethylene glycol, copolymers of tetrahydrofuran and ethylene oxide, and copolymers of propylene oxide and ethylene oxide. Condensation of diols such as polyols, ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, and 3-methylbentanediol with dicarboxylic acids such as adipic acid, succinic acid, and sebacic acid. Hydroxyl group-terminated polyester polyols obtained by reaction (typical examples include polyethylene adipate, polyethylene butylene adipate, polybutylene adipate, polypropylene adipate, polyhexylene adipate, etc.), polyester polyols such as polycaprolactone, polymethylvalerolactone, etc. Examples include polycarbonate polyols, silicone polyols, polybutadiene polyols, and polyolefin polyols. These polyols may be used alone or in combination.
Can be used in combination of more than one species. In addition, when using a chain extender, examples thereof include ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, l,4-butanediol, l,4-butanediol, and
.

6−ヘキサンジオールなどの短鎖ジオール、エチレンジ
アミン、1,2−プロパンジアミン、トリメチレンジア
ミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミ
ン、イソホロンジアミン、4.4″ ジシクロヘキシル
メタンジアミン、m−キシリレンジアミン、ピペラジン
などのジアミン類、その他ヒドラジン、水等があげられ
る。これらの鎖延長剤はそれぞれ単独で用いてもよいし
、2種以上を組み合せて用いてもよい。
Short chain diols such as 6-hexanediol, ethylenediamine, 1,2-propanediamine, trimethylenediamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, isophoronediamine, 4.4″ dicyclohexylmethanediamine, m-xylylenediamine, piperazine, etc. diamines, hydrazine, water, etc. These chain extenders may be used alone or in combination of two or more.

該ポリウレタンを有機溶媒中で合成する場合に用にいる
有機溶媒としては、例えばアセトン、メチルエチルケト
ン、メチルイソブチルケトン、メチル−n−プロピルケ
トン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶媒、酢酸エチ
ル、酢酸ブチル、ギ酸エチル、ギ酸プロピルなどのエス
テル系溶媒、テトラヒドロフラン、ジオキサン、などの
エーテル系溶媒、n−ヘキサン、シクロヘキサンなどの
飽和炭化水素系溶媒、ベンゼン、トルエン、キシレンな
どの芳香族系を容媒、メチレンジクロライド、エチレン
ジクロライド、トリクロロエチレンなどの塩素系溶媒、
ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メ
チルピロリドン、セロソルブアセテートなどがあげられ
る。また、メタノール、エタノール、イソプロパツール
、n−または5ec−ブタノールなどのアルコール類及
びエチルセロソルブ、ブチルセロソルブなどのセロソル
ブ類はヒドロキシル基を有しイソシアネート基と反応す
るが、ジアミン類を用いて鎖延長反応を行なう場合はイ
ソシアネート基とアミノ基との反応がはるかに速いので
、溶媒中に共存していてもさしつかえない。これらの溶
媒は単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用
いてもよい。
Examples of organic solvents used when synthesizing the polyurethane in an organic solvent include ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl-n-propyl ketone, and cyclohexanone, ethyl acetate, butyl acetate, and ethyl formate. , ester solvents such as propyl formate, ether solvents such as tetrahydrofuran and dioxane, saturated hydrocarbon solvents such as n-hexane and cyclohexane, aromatic solvents such as benzene, toluene, and xylene, methylene dichloride, and ethylene. Chlorinated solvents such as dichloride and trichlorethylene,
Examples include dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone, cellosolve acetate, and the like. In addition, alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, n- or 5ec-butanol, and cellosolves such as ethyl cellosolve and butyl cellosolve have hydroxyl groups and react with isocyanate groups, but chain extension reactions are performed using diamines. When performing this, the reaction between the isocyanate group and the amino group is much faster, so there is no problem even if they coexist in the solvent. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

本発明において、ポリウレタンの合成は通常のウレタン
化反応の方法で行なわれ、無触媒でもよいし触媒として
例えばジブチルチンジラウレート、ジブチルチンジオク
トエート、ジブチルチンジアセテート、スタナスオクト
エート、オクチル酸鉛などの有機金属、トリエチルアミ
ン、トリエチレンジアミン、N−メチルモルホリンなど
の第3級アミンを用いてもよい。また、反応温度は通常
20〜120℃の範囲で選ばれ、反応時間は通常1〜1
5時間程度で十分である。こうして得られるポリウレタ
ンは有機溶媒を含まないもの、または適当な濃度の溶液
である。
In the present invention, the synthesis of polyurethane is carried out by a conventional urethanization reaction method, which may be carried out without a catalyst or with a catalyst such as dibutyltin dilaurate, dibutyltin dioctoate, dibutyltin diacetate, stannous octoate, lead octylate, etc. Organic metals, tertiary amines such as triethylamine, triethylenediamine, N-methylmorpholine, etc. may also be used. In addition, the reaction temperature is usually selected in the range of 20 to 120°C, and the reaction time is usually 1 to 1
About 5 hours is sufficient. The polyurethane thus obtained is free of organic solvents or is a solution of an appropriate concentration.

本発明において、ポリウレタンの数平均分子量は基本的
には末端基の定量やゲルパーミェーションクロマトグラ
フィー(GPC)によって測定されるものである。但し
、数平均分子量がso、ooo以下の場合、高分子ジオ
ールはOH価測定値より求められる平均分子量、有機ジ
イソシアネート及び鎖延長剤はそれぞれの分子量を用い
て、反応の際の仕込み比からポリウレタンの数平均分子
量を算出しても十分対応がとれるものである。
In the present invention, the number average molecular weight of polyurethane is basically measured by quantitative determination of terminal groups or gel permeation chromatography (GPC). However, when the number average molecular weight is less than so or ooo, the average molecular weight of the polymer diol is determined from the OH value measurement value, and the molecular weight of the organic diisocyanate and chain extender are used to calculate the amount of polyurethane from the charging ratio during the reaction. Even if the number average molecular weight is calculated, a sufficient correspondence can be obtained.

本発明の不飽和二重結合を含有するポリウレタンは、前
記の両末端が活性水素基またはイソシアネート基である
数平均分子量2,000〜100.000のポリウレタ
ンの末端に、これらと反応しうるビニル系モノマーを特
定の比率で反応させ、ラジカル重合性成分として不飽和
二重結合をポリウレタン鎖の片末端に有する反応生成物
が主体となるよう設計されるものである。その方法して
は以下の方法が用いられる。
The unsaturated double bond-containing polyurethane of the present invention is a polyurethane having a number average molecular weight of 2,000 to 100,000, both ends of which are active hydrogen groups or isocyanate groups. It is designed so that monomers are reacted in a specific ratio, and the reaction product that has an unsaturated double bond at one end of the polyurethane chain as a radically polymerizable component is the main component. The following method is used for this purpose.

(1)両末端に活性水素基をもつポリウレタンの数平均
分子量に基づく計算量1モルに対して、分子中に1個の
イソシアネート基を有するビニル系モノマーを0.05
〜1.4モル、好ましくは0.3〜1.2モルの比率で
反応させる。この際必要に応じて、フェニルイソシアネ
ート、フェニルイソシアネートの塩素置換誘導体、メチ
ルイソシアネート、n−プロピルイソシアネート、n−
ブチルイソシアネートなどの有機モノイソシアネートを
併用し、ポリウレタン末端の残りの活性水素基を封鎖し
てもよい。
(1) 0.05% of the vinyl monomer having one isocyanate group in the molecule is calculated based on the number average molecular weight of polyurethane having active hydrogen groups at both ends.
The reaction is carried out in a ratio of ~1.4 mol, preferably 0.3-1.2 mol. At this time, phenyl isocyanate, chlorine-substituted derivatives of phenyl isocyanate, methyl isocyanate, n-propylisocyanate, n-
An organic monoisocyanate such as butyl isocyanate may be used in combination to block the remaining active hydrogen groups at the terminals of the polyurethane.

(2)両末端にイソシアネート基をもつポリウレタンの
数平均分子量に基づく計算量1モルに対して、分子中に
1個のヒドロキシル基を有するビニル系モノマーを0.
05〜1.4モル、好ましくは0.3〜1.2モルの比
率で反応させる。この場合、ポリウレタン末端の残りの
イソシアネート基は、後の親水性ビニル系モノマーとの
共重合の際に架橋反応等を生じる恐れがあるので、等量
または過剰量1官能性活性水素化合物と反応させて予め
封鎖し不活性化しておくことが好ましい。
(2) For 1 mole of polyurethane, calculated based on the number average molecular weight of polyurethane having isocyanate groups at both ends, 0.00.
The reaction is carried out in a ratio of 0.05 to 1.4 mol, preferably 0.3 to 1.2 mol. In this case, the remaining isocyanate groups at the end of the polyurethane may undergo a crosslinking reaction during subsequent copolymerization with a hydrophilic vinyl monomer, so they should not be reacted with an equal or excess amount of a monofunctional active hydrogen compound. It is preferable to seal it and inactivate it in advance.

この際使用される1官能性活性水素化合物としては、メ
タノール、エタノール、n−プロパツール、イソプロパ
ツール、n−または5ec−ブタノール、n−アミルア
ルコール、イソまたは5ec−アミルアルコール、n−
ヘキシルアルコール、n−ヘプチルアルコール、n−オ
クチルアルコール、2−エチルヘキシルアルコール、シ
クロヘキサノール、ジエチルエタノールアミン、メチル
セロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブなど
のモノアルコール類が好ましい。
The monofunctional active hydrogen compounds used in this case include methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n- or 5ec-butanol, n-amyl alcohol, iso- or 5ec-amyl alcohol, n-
Monoalcohols such as hexyl alcohol, n-heptyl alcohol, n-octyl alcohol, 2-ethylhexyl alcohol, cyclohexanol, diethylethanolamine, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, and butyl cellosolve are preferred.

なお、ポリウレタンの末端に前記のビニル系モノマーを
反応させる場合も前記のポリウレタンと同様にして行な
うことができるが、反応中における不飽和二重結合の熱
重合を防ぐために反応の前にハイドロキノン、ハイドロ
キノンモノメチルエーテル、メチルハイドロキノン、p
−ベンゾキノンなどの重合禁止剤を後の親水性ビニル系
モノマーとの共重合に影響のない範囲で予め添加してお
いてもよい。
In addition, when reacting the vinyl monomer at the end of polyurethane, it can be done in the same manner as for the polyurethane described above, but in order to prevent thermal polymerization of unsaturated double bonds during the reaction, hydroquinone or hydroquinone is added to the end of the polyurethane. Monomethyl ether, methyl hydroquinone, p
- A polymerization inhibitor such as benzoquinone may be added in advance to the extent that it does not affect the subsequent copolymerization with the hydrophilic vinyl monomer.

本発明で用いる分子中に1個のイソシアネート基を有す
るビニル系モノマーの例としては、メタクリロイルオキ
シエチルイソシアネート、アクリロイルオキシエチルイ
ソシアネート、m−またはp−インプロペニル−α、α
−ジメチルベンジルイソシアネート、m−またはp−エ
チレニルベンジルイソシアネート、メタクリロイルイソ
シアネート、ビニルイソシアネート、アリルイソシアネ
ート等が挙げられる。
Examples of vinyl monomers having one isocyanate group in the molecule used in the present invention include methacryloyloxyethyl isocyanate, acryloyloxyethyl isocyanate, m- or p-impropenyl-α, α
-dimethylbenzyl isocyanate, m- or p-ethylenylbenzyl isocyanate, methacryloyl isocyanate, vinyl isocyanate, allyl isocyanate, and the like.

また分子中に1個のヒドロキシル基を有するビニル系モ
ノマーの例としては2−ヒドロキシエチルメタクリレー
ト、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2−ヒド
ロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルア
クリレート、あるいはポリプロピレングリコール、ポリ
エチレングリコール、ポリオキシエチレンオキシプロピ
レンブロックポリオール、ポリオキシエチレンオキシテ
トラメチレンブロックポリオール等のメタクリル酸また
はアクリル酸のモノエステル化合物、その他グリセロー
ルメタクリレートアルキレート、アリルアルコール、N
−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリ
ルアミド等が挙げられる。
Examples of vinyl monomers having one hydroxyl group in the molecule include 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, polypropylene glycol, polyethylene glycol, and Methacrylic acid or acrylic acid monoester compounds such as oxyethylene oxypropylene block polyol, polyoxyethylene oxytetramethylene block polyol, other glycerol methacrylate alkylate, allyl alcohol, N
-methylol acrylamide, N-methylol methacrylamide and the like.

前記の方法で得られる不飽和二重結合を含有するポリウ
レタンは、ラジカル重合性成分として不飽和二重結合を
ポリウレタン鎖の片末端に有する反応成分を主体とし、
一部に不飽和二重結合をポリウレタン鎖の両末端に有す
る反応成分を含有し、その残りとして不飽和二重結合を
もたないポリウレタンを含有する混合物として得られる
が、本発明における親水性ポリウレタンを得る上ではそ
のまま用いても問題のないものである。
The polyurethane containing unsaturated double bonds obtained by the above method mainly contains a reactive component having an unsaturated double bond at one end of the polyurethane chain as a radically polymerizable component,
The hydrophilic polyurethane according to the present invention is obtained as a mixture which partially contains a reaction component having unsaturated double bonds at both ends of the polyurethane chain, and the remainder contains polyurethane having no unsaturated double bonds. There is no problem in using it as it is to obtain .

ここで重要なことは不飽和二重結合を導入する前のポリ
ウレタンの数平均分子量を2,000〜10o、ooo
、好ましくは4.000〜so、oo。
What is important here is that the number average molecular weight of the polyurethane before introducing unsaturated double bonds is 2,000 to 10o, ooo
, preferably 4.000 to so, oo.

の範囲とし、前記の分子中に1個のイソシアネート基ま
たはヒドロキシル基を有するビニル系モノマーを該ポリ
ウレタン1モルに対し0.05〜1.4モル、好ましく
は0.3〜1.2モルの比率で反応させ不飽和二重結合
を導入することである。数平均分子量が2゜000未満
の場合は両末端に不飽和二重結合を有する反応成分によ
る架橋点間の分子量が小さいためか、後のビニル系モノ
マーとの共重合時に反応液がゲル化する傾向があり、ま
た数平均分子量が100.000を越えるとポリウレタ
ン末端への不飽和二重結合の導入が難しくなる。一方、
ポリウレタン末端へ反応させるビニル系モノマーが該ポ
リウレタン1モル当り0.05モル未満であるとラジカ
ル重合に有効なポリウレタン成分が不足し、ポリウレタ
ンの変性において十分な効果が得られない。また該ビニ
ル系モノマーが1.4モルを越えると、ポリウレタンの
両末端に不飽和二重結合をもつ反応成分の割合が増し架
橋点の増加によるためか、共重合時にゲル化する傾向が
ある。
and the ratio of the vinyl monomer having one isocyanate group or hydroxyl group in the molecule to 1 mole of the polyurethane is 0.05 to 1.4 moles, preferably 0.3 to 1.2 moles. This is to introduce an unsaturated double bond by reacting with If the number average molecular weight is less than 2°000, the reaction solution will gel during the subsequent copolymerization with the vinyl monomer, probably because the molecular weight between the crosslinking points due to the reaction component having unsaturated double bonds at both ends is small. If the number average molecular weight exceeds 100,000, it becomes difficult to introduce an unsaturated double bond to the polyurethane terminal. on the other hand,
If the amount of the vinyl monomer reacted with the terminal end of the polyurethane is less than 0.05 mole per mole of the polyurethane, the polyurethane component effective for radical polymerization will be insufficient, and a sufficient effect in modifying the polyurethane will not be obtained. If the amount of the vinyl monomer exceeds 1.4 mol, the proportion of reaction components having unsaturated double bonds at both ends of the polyurethane increases, and there is a tendency for gelation during copolymerization, probably due to an increase in crosslinking points.

本発明の親水性ポリウレタンは、前記の不飽和二重結合
を含有するポリウレタンと、親水性ビニル系モノマーと
を共重合することにより得られる。この際の該ポリウレ
タンに対する親水性ビニル系モノマーの仕込み割合は、
任意に選ぶことができ特に限定されない。
The hydrophilic polyurethane of the present invention is obtained by copolymerizing the above-mentioned polyurethane containing an unsaturated double bond and a hydrophilic vinyl monomer. At this time, the charging ratio of the hydrophilic vinyl monomer to the polyurethane is:
It can be selected arbitrarily and is not particularly limited.

該親水性ビニル系モノマーは、ノニオン性又はイオン性
のいずれのものであってもよい。ノニオン性モノマーと
しては、例えばヒドロキシル基、ポリオキシエチレン基
、グリシジル基、テトラヒドロフルフリル基、アミド基
、ピロリドン基などを有するビニル系モノマーが挙げら
れ、具体例としては、アクリル酸やメタクリル酸などの
2−ヒドロキシエチルエステル、2−ヒドロキシプロピ
ルエステル、グリセリンエステル、ポリエチレングリコ
ールエステル、メトキシポリエチレングリコールエステ
ル、ポリオキシエチレンオキシブロビレンブロックボリ
オールエステル、ポリオキシテトラメチレンブロックポ
リオールエステル、グリシジルエステル、テトラヒドロ
フルフリルアルコールエステル、酸アミド、N−メチロ
ールアミド、あるいはN−ビニルホルムアミド、N−ビ
ニルピロリドンなどが挙げられる。
The hydrophilic vinyl monomer may be nonionic or ionic. Examples of nonionic monomers include vinyl monomers having hydroxyl groups, polyoxyethylene groups, glycidyl groups, tetrahydrofurfuryl groups, amide groups, pyrrolidone groups, etc. Specific examples include acrylic acid, methacrylic acid, etc. 2-hydroxyethyl ester, 2-hydroxypropyl ester, glycerin ester, polyethylene glycol ester, methoxypolyethylene glycol ester, polyoxyethylene oxybrobylene block polyol ester, polyoxytetramethylene block polyol ester, glycidyl ester, tetrahydrofurfuryl alcohol Examples include ester, acid amide, N-methylolamide, N-vinylformamide, and N-vinylpyrrolidone.

また、イオン性七ツマ−としては例えばカルボキシル基
、スルホン酸基、スルホン酸ナトリウム塩基、リン酸基
、第三級アミノ基、第四級アンモニウム塩基などを有す
るビニル系モノマーが挙げられ、具体例としては、アク
リル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、ビニ
ルスルホン酸、スルホン化スチレン、スチレンスルホン
酸ナトリウム、2−アクリルアミド−2−メチルプロパ
ンスルホン酸、モノ(2−メタクリロイルオキシエチル
)アシッドホスフェート、モノ (2−アクリロイルオ
キシエチル)アシッドホスフェート、ジメチルアミノエ
チルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレー
ト、ジエチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミ
ノエチルメタクリレート、ビニルピリジン、メタクリル
酸ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロリド
、メタクリル酸ヒドロキシエチルトリメチルアンモニウ
ムクロリド、などが挙げられる。なお、カルボキシル基
、スルホン酸基を有するビニル系モノマーを用いた場合
は、共重合体を苛性ソーダ等のアルカリで処理してアル
カリ金属塩としてもよくまた第3級アミノ基を有するビ
ニル系モノマーを用いた場合は共重合体を塩化ベンジル
などにより、第四級アンモニウム塩としてもよい。
In addition, examples of ionic monomers include vinyl monomers having carboxyl groups, sulfonic acid groups, sodium sulfonate bases, phosphoric acid groups, tertiary amino groups, quaternary ammonium bases, etc. is acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, itaconic acid, vinyl sulfonic acid, sulfonated styrene, sodium styrene sulfonate, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, mono(2-methacryloyloxyethyl) acid phosphate, mono (2-Acryloyloxyethyl) acid phosphate, dimethylaminoethyl acrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl acrylate, diethylaminoethyl methacrylate, vinylpyridine, hydroxypropyltrimethylammonium methacrylate, hydroxyethyltrimethylammonium methacrylate, etc. It will be done. In addition, when a vinyl monomer having a carboxyl group or a sulfonic acid group is used, the copolymer may be treated with an alkali such as caustic soda to form an alkali metal salt, or a vinyl monomer having a tertiary amino group may be used. If so, the copolymer may be converted into a quaternary ammonium salt using benzyl chloride or the like.

これらの親水性ビニル系モノマーは1種用いてもよいし
、2種以上を組み合わせて用いてもよいが、得られる親
水性ポリウレタンの親水性の度合や溶解性を調整するた
めに、他の疎水性ビニル系モノマー例えばアクリル酸や
メタクリル酸のメチル、エチル、プロピル、n−及びt
ert−ブチル、イソブチル、2−エチルヘキシル、シ
クロヘキシルなどのアルキルエステル類、ベンジル等の
疎水基からなるエステル類、スチレン、メチルスチレン
、エチルスチレン、ジメチルスチレン、メトキシスチレ
ン、クロロスチレン等のスチレン系モノマー類、メチル
ビニルエーテル、エチルビニルエーテル等のビニルエー
テル類、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエ
ステル類などを併用することができる。
These hydrophilic vinyl monomers may be used alone or in combination of two or more, but in order to adjust the degree of hydrophilicity and solubility of the resulting hydrophilic polyurethane, other hydrophobic monomers may be used. vinyl monomers such as acrylic acid and methacrylic acid, methyl, ethyl, propyl, n- and t-
Alkyl esters such as ert-butyl, isobutyl, 2-ethylhexyl, and cyclohexyl, esters consisting of hydrophobic groups such as benzyl, styrene monomers such as styrene, methylstyrene, ethylstyrene, dimethylstyrene, methoxystyrene, and chlorostyrene; Vinyl ethers such as methyl vinyl ether and ethyl vinyl ether, vinyl esters such as vinyl acetate and vinyl propionate, and the like can be used in combination.

これらの共重合は、無溶媒または前記の有機溶媒の存在
下において、熱、光、紫外線、電子線、ラジカル開始剤
などやそれらを併用した公知のいかなる方法でも行なう
ことができるが、共重合体を液状でそのまま利用でき、
また取り扱いが容易な点から前記有機溶媒を用いた溶液
重合法が好ましい。この際、従来ラジカル重合に使用さ
れる重合開始剤、例えばベンゾイルパーオキサイド、ラ
ウロイルパーオキサイドなどの有機過酸化物やアゾビス
イソブチロニトリルなどのアゾ化合物などを用いること
ができるし、また重合度の調節のために、例えばメルカ
プタン類や四塩化炭素などの連鎖移動剤、あるいは通常
の重合禁止剤を用いてもよい。重合は窒素置換などによ
って酸素をなるべく滅した反応系中で、通常40〜10
0℃の範囲の温度において、1〜24時間程時間熱する
ことにより行われる。この場合得られる親水性ポリウレ
タンは有機溶媒溶液または分散液であり水を含むもので
もよい。その固形分は特に限定されないが通常5〜70
重量%の範囲である。
These copolymerizations can be carried out without a solvent or in the presence of the above-mentioned organic solvents by any known method using heat, light, ultraviolet rays, electron beams, radical initiators, or a combination of these. can be used as is in liquid form,
In addition, a solution polymerization method using the above-mentioned organic solvent is preferred from the viewpoint of easy handling. At this time, polymerization initiators conventionally used in radical polymerization, such as organic peroxides such as benzoyl peroxide and lauroyl peroxide, azo compounds such as azobisisobutyronitrile, etc., can be used, and the polymerization degree In order to adjust the amount, chain transfer agents such as mercaptans and carbon tetrachloride, or conventional polymerization inhibitors may be used. Polymerization is usually carried out in a reaction system in which oxygen is eliminated as much as possible by nitrogen substitution, etc.
It is carried out by heating at a temperature in the range of 0° C. for about 1 to 24 hours. The hydrophilic polyurethane obtained in this case is an organic solvent solution or dispersion, and may contain water. The solid content is not particularly limited, but is usually 5 to 70
% by weight.

本発明の親水性ポリウレタンは、溶液または分散液で用
いる以外に、溶媒を除いて用いてもよいし、必要に応じ
て可塑側、劣化防止剤、着色剤、架橋剤、充填剤などの
添加剤を配合することもできる。
In addition to being used as a solution or dispersion, the hydrophilic polyurethane of the present invention may be used without a solvent, and if necessary, additives such as plasticizers, deterioration inhibitors, colorants, crosslinking agents, fillers, etc. can also be blended.

(作用) 本発明の親水性ポリウレタンは、ポリウレタン鎖の片末
端に不飽和二重結合を有する一種のマクロモノマーを主
体とし両末端に不飽和二重結合を有するポリウレタンを
一部含むラジカル重合性のポリウレタン成分と親水性ビ
ニル系モノマーとの共重合によってポリウレタン鎖を枝
ポリマーとし、部分的にポリウレタン鎖による架橋を有
する概してグラフト構造の共重合体を含有しているもの
と考えられる。ポリウレタンの鎖長及びポリウレタン末
端への不飽和二重結合の導入量を本発明の範囲とするこ
とで、共重合の際の架橋反応によるゲル化が抑制され、
かつ共重合に関与しないポリウレタン成分が共存してい
ても該共重合体との相溶性が良好なことから均一な反応
生成物が得られるものと考えられる。
(Function) The hydrophilic polyurethane of the present invention is a radically polymerizable polyurethane mainly composed of a kind of macromonomer having an unsaturated double bond at one end of the polyurethane chain and partially containing a polyurethane having unsaturated double bonds at both ends. It is thought that the polyurethane chain is made into a branched polymer by copolymerization of the polyurethane component and the hydrophilic vinyl monomer, and the copolymer generally has a graft structure partially crosslinked by the polyurethane chain. By setting the chain length of polyurethane and the amount of unsaturated double bonds introduced to the polyurethane terminal within the range of the present invention, gelation due to crosslinking reaction during copolymerization is suppressed,
Moreover, even if a polyurethane component that does not participate in the copolymerization coexists, it is considered that a uniform reaction product can be obtained because of the good compatibility with the copolymer.

(実施例) 次に実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発
明はこれらの例によってなんら限定されるものではない
。なお、以下ポリウレタンの数平均分子量は計算値(−
位四捨五入)を採用した。
(Examples) Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples in any way. In addition, the number average molecular weight of polyurethane below is calculated value (-
(rounded to the nearest whole number).

実施例−1 平均分子f2020のポリプロピレングリコール101
0重量部、イソホロンジイソシアート88゜8重量部を
反応器に仕込み、均一に混合後、ジブチルチンジオクト
エート0.22重量部を加え、窒素気流下において80
℃で約5時間反応して数平均分子量10990のヒドロ
キシル基末端のポリウレタンを得た。次いでメタクリロ
イルオシエチルイソシアネート17.0重量部(上記ポ
リウレタン1モルに対し1.1モル)を加え80℃で約
8時間反応して、数平均分子量1−1)60.粘度86
000cp/25℃の不飽和二重結合を末端に含有する
ポリウレタン(A)を得た。
Example-1 Polypropylene glycol 101 with average molecular f2020
0 parts by weight and 88.8 parts by weight of isophorone diisocyanate were charged into a reactor, mixed uniformly, 0.22 parts by weight of dibutyltin dioctoate was added, and 88.8 parts by weight of isophorone diisocyanate was added.
The reaction was carried out at a temperature of about 5 hours to obtain a hydroxyl-terminated polyurethane having a number average molecular weight of 10,990. Next, 17.0 parts by weight of methacryloyl othiethylisocyanate (1.1 mol per 1 mol of the above polyurethane) was added and reacted at 80°C for about 8 hours, with a number average molecular weight of 1-1) 60. Viscosity 86
A polyurethane (A) containing unsaturated double bonds at the ends of 000 cp/25° C. was obtained.

別の反応器に上記の不飽和二重結合含有ポリウレタンを
94重量部、平均分子量440のポリエチレングリコー
ルモノメタクリレート56重量部、及びメチルエチルケ
トン(以下MEKと略す)350重量部を仕込み、均一
に溶解後、アゾビスイソブチロニトリル(以下AIBN
と略す)3重量部を加え、窒素気流下において70℃で
約8時間反応し、固形分30%、粘度60cp/ 25
℃の均一な親水性ポリウレタン溶液を得た。
In another reactor, 94 parts by weight of the above-mentioned unsaturated double bond-containing polyurethane, 56 parts by weight of polyethylene glycol monomethacrylate with an average molecular weight of 440, and 350 parts by weight of methyl ethyl ketone (hereinafter abbreviated as MEK) were charged, and after uniformly dissolving, Azobisisobutyronitrile (hereinafter referred to as AIBN)
) was added and reacted at 70°C for about 8 hours under a nitrogen stream, resulting in a solid content of 30% and a viscosity of 60 cp/25.
A homogeneous hydrophilic polyurethane solution at ℃ was obtained.

実施例−2 平均分子12020のポリプロピレングリコール101
0重量部、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI
)83.3重量部を反応器に仕込み、50℃で均一に混
合後、ジブチルチンジオクトエートを0.108重量部
加え、窒素気流下において70℃で約3時間反応させて
数平均分子量6560のヒドロキシル基末端のポリウレ
タンを得た0次いでメタクリロイルオキシエチルイソシ
アネート25.8重量部(上記ポリウレタン1モルに対
し1モル)を加え、70℃で約10時間反応して、数平
均分子量6720、粘度46000cp/25℃の不飽
和二重結合を末端に含有するポリウレタンを得た。
Example-2 Polypropylene glycol 101 with an average molecular weight of 12020
0 parts by weight, diphenylmethane diisocyanate (MDI
) 83.3 parts by weight were charged into a reactor, mixed uniformly at 50°C, 0.108 parts by weight of dibutyltin dioctoate was added, and reacted for about 3 hours at 70°C under a nitrogen stream to obtain a mixture with a number average molecular weight of 6560. After obtaining the hydroxyl group-terminated polyurethane, 25.8 parts by weight of methacryloyloxyethyl isocyanate (1 mole per mole of the above polyurethane) was added and reacted at 70°C for about 10 hours to obtain a number average molecular weight of 6720 and a viscosity of 46000 cp/ A polyurethane containing unsaturated double bonds at 25° C. at the ends was obtained.

別の反応器に上記の不飽和二重結合含有ポリウレタンを
82重量部、平均分子量170のポリエチレングリコー
ルモノメタクリレート68重量部、及びMEK350重
量部を仕込み、均一に溶解後、AIBN3重量部を加え
、窒素気流下において70℃で約7時間反応し、固形分
30%、粘度45cp/ 25℃の均一な親水性ポリウ
レタン分散液を得た。
In another reactor, 82 parts by weight of the above-mentioned unsaturated double bond-containing polyurethane, 68 parts by weight of polyethylene glycol monomethacrylate with an average molecular weight of 170, and 350 parts by weight of MEK were charged, and after uniformly dissolving them, 3 parts by weight of AIBN was added, and nitrogen The reaction was carried out for about 7 hours at 70°C under an air stream to obtain a uniform hydrophilic polyurethane dispersion having a solid content of 30% and a viscosity of 45 cp/25°C.

実施例−3 平均分子量1965のポリテトラメチレンエーテルグリ
コール196.5重量部、2.4−)リレンジイソシア
ネート26.1重量部、及びMEK339重量部を反応
器に仕込み均一に溶解させ、ジブチルチンジラウレート
0.023重量部を加え、50℃で4時間反応させて数
平均分子量4450のイソシアネート基末端のポリウレ
タン溶液とした後、n〜ブタノール4.  IM量置部
2−ヒドロキシエチルメタクリレート6.5重量部(上
記ポリウレタン1モルに対し1モル)、MEK16重量
部を加えて更に50℃で約3時間反応させて、数平均分
子量4650で固形分40%、粘度80cp/25℃の
不飽和二重結合を含有するポリウレタン溶液(B)を得
た。
Example-3 196.5 parts by weight of polytetramethylene ether glycol with an average molecular weight of 1965, 26.1 parts by weight of 2.4-)lylene diisocyanate, and 339 parts by weight of MEK were charged into a reactor and uniformly dissolved, and dibutyltin dilaurate was 0. .023 parts by weight was added and reacted at 50°C for 4 hours to form an isocyanate group-terminated polyurethane solution with a number average molecular weight of 4450. IM weighing part 6.5 parts by weight of 2-hydroxyethyl methacrylate (1 mol per 1 mol of the above polyurethane) and 16 parts by weight of MEK were added and further reacted at 50°C for about 3 hours to obtain a number average molecular weight of 4650 and a solid content of 40. % and a viscosity of 80 cp/25° C., a polyurethane solution (B) containing unsaturated double bonds was obtained.

別の反応器に、上記の不飽和二重結合含有ポリウレタン
溶液200重量部、2−ヒドロキシエチルメタクリレー
ト26.4重量部、n−ブチルメタクリレート13.6
重量部、n−ドデシルメルカプタン0.36重量部及び
MEK 160重量部を仕込み、均−に溶解させ、Al
BN2.4重量部を加え窒素気流下において70℃で約
10時間反応して、固形分30%、粘度240 c p
 / 25℃の均一な親水性ポリウレタン溶液を得た。
In another reactor, 200 parts by weight of the above unsaturated double bond-containing polyurethane solution, 26.4 parts by weight of 2-hydroxyethyl methacrylate, and 13.6 parts by weight of n-butyl methacrylate.
Parts by weight, 0.36 parts by weight of n-dodecyl mercaptan and 160 parts by weight of MEK were charged and evenly dissolved.
Add 2.4 parts by weight of BN and react at 70°C for about 10 hours under a nitrogen stream to obtain a solid content of 30% and a viscosity of 240 cp.
/ A homogeneous hydrophilic polyurethane solution at 25°C was obtained.

実施例−4 反応器に実施例=1で得た、不飽和二重結合含有ポリウ
レタン(A)130重量部、N、 N’ −ジメチルア
ミノエチルアクリレート20重量部、及びMEK350
重量部を仕込み均一に溶解後、AIBN3重量部を加え
、窒素気流下において70℃で約8時間反応し、固形分
30%、粘度30cp/25℃の均一な親水性ポリウレ
タン溶液を得た。
Example-4 130 parts by weight of the unsaturated double bond-containing polyurethane (A) obtained in Example 1, 20 parts by weight of N,N'-dimethylaminoethyl acrylate, and MEK350 were placed in a reactor.
After adding parts by weight and uniformly dissolving, 3 parts by weight of AIBN was added and reacted at 70°C for about 8 hours under a nitrogen stream to obtain a uniform hydrophilic polyurethane solution with a solid content of 30% and a viscosity of 30 cp/25°C.

実施例−5 反応器に実施例−1で得た不飽和二重結合含有ポリウレ
タン(A)142重量部、メタクリル酸ヒドロキシエチ
ルトリメチルアンモニウムクロリド8重量部、n−ドデ
シルメルカプタン0.75重量部、MEK 175重量
部及びイソプロパツール175重量部を仕込み均一に溶
解後、AEBN3重量部を加え、窒素気流下において7
0℃で約7時間反応し、固形分30%、粘度50 c 
p/25℃の均一な親水性ポリウレタン溶液を得た。
Example 5 In a reactor, 142 parts by weight of the unsaturated double bond-containing polyurethane (A) obtained in Example 1, 8 parts by weight of hydroxyethyltrimethylammonium chloride methacrylate, 0.75 parts by weight of n-dodecylmercaptan, MEK After 175 parts by weight and 175 parts by weight of isopropanol were charged and dissolved uniformly, 3 parts by weight of AEBN was added, and 7 parts by weight was added under a nitrogen stream.
React at 0℃ for about 7 hours, solid content 30%, viscosity 50c
A homogeneous hydrophilic polyurethane solution at p/25°C was obtained.

実施例−6 反応器に実施例−1で得た不飽和二重結合含有ポリウレ
タン(A)100重量部、メタクリル酸15重量部、2
−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸5重
量部、n−ブチルメタクリレート30重量部、及びME
K 150重量部、メタノール300重量部を仕込み均
一に溶解後、ベンゾイルパーオキサイド1.5重量部を
加え、窒素気流下において60℃で約12時間反応し、
固形分25%、粘度160cp/25℃の均一な親水性
ポリウレタン溶液を得た。
Example-6 100 parts by weight of the unsaturated double bond-containing polyurethane (A) obtained in Example-1, 15 parts by weight of methacrylic acid, 2
- 5 parts by weight of acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid, 30 parts by weight of n-butyl methacrylate, and ME
After preparing and uniformly dissolving 150 parts by weight of K and 300 parts by weight of methanol, 1.5 parts by weight of benzoyl peroxide was added and reacted at 60°C for about 12 hours under a nitrogen stream.
A homogeneous hydrophilic polyurethane solution with a solids content of 25% and a viscosity of 160 cp/25° C. was obtained.

実施例−7 反応器に実施例−1で得た不飽和二重結合含有ポリウレ
タン(A)100重量部、ジメチルアミノプロピルアク
リルアミド10重量部、N−ビニルホルムアミド10重
量部、n−ドデシルメルカプタン0゜36重量部及びM
EK360重量部を仕込み均一に溶解後、ベンゾイルパ
ーオキサイド1.2重量部を加え、窒素気流下において
70℃で約7時間反応し、固形分25%、粘度780 
c p / 25℃の均一な親水性ポリウレタン溶液を
得た。
Example 7 In a reactor, 100 parts by weight of the unsaturated double bond-containing polyurethane (A) obtained in Example 1, 10 parts by weight of dimethylaminopropylacrylamide, 10 parts by weight of N-vinylformamide, and 0° of n-dodecylmercaptan were added. 36 parts by weight and M
After charging 360 parts by weight of EK and dissolving it uniformly, 1.2 parts by weight of benzoyl peroxide was added and reacted at 70°C for about 7 hours under a nitrogen stream, resulting in a solid content of 25% and a viscosity of 780.
A homogeneous hydrophilic polyurethane solution with c p /25 °C was obtained.

実施例−8 反応器に実施例−3で得た不飽和二重結合含有ポリウレ
タン(B)250重量部、グリシジルメタクリレート1
5重量部、平均分子量500のメトキシポリエチレング
リコールメタクリレート25重量部及びMEK 177
重量部を仕込み均一に溶解後、AlBN2.1重量部を
加え、窒素気流下において70℃で約8時間反応し、固
形分30%、粘度90Cp/25℃の均一な親水性ポリ
ウレタン溶液を得た。
Example-8 250 parts by weight of the unsaturated double bond-containing polyurethane (B) obtained in Example-3 and 1 part of glycidyl methacrylate were placed in a reactor.
5 parts by weight, 25 parts by weight of methoxypolyethylene glycol methacrylate with an average molecular weight of 500 and MEK 177
After adding parts by weight and uniformly dissolving, 2.1 parts by weight of AlBN was added and reacted at 70°C for about 8 hours under a nitrogen stream to obtain a uniform hydrophilic polyurethane solution with a solid content of 30% and a viscosity of 90Cp/25°C. .

実施例−9 反応器に実施例−1で得た不飽和二重結合含有ポリウレ
タン(A)100重量部、スチレンスルホン酸ソーダ1
0重量部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート30重
量部及びメタノール794重量部を仕込み均一に溶解後
、ArBNl、4重量部を加え、窒素気流下において6
0℃で約12時間反応し、固形分15%、粘度27 c
 p/25℃の均一な親水性ポリウレタン分散液を得た
Example-9 100 parts by weight of the unsaturated double bond-containing polyurethane (A) obtained in Example-1 and 1 part of sodium styrene sulfonate were placed in a reactor.
0 parts by weight, 30 parts by weight of 2-hydroxyethyl methacrylate, and 794 parts by weight of methanol were charged and dissolved uniformly, then 4 parts by weight of ArBNl was added, and the
React at 0℃ for about 12 hours, solid content 15%, viscosity 27c
A homogeneous hydrophilic polyurethane dispersion with p/25°C was obtained.

実施例−10 反応器に実施例−1で得た不飽和二重結合含有ポリウレ
タン(A)100重量部、モノ (2−メタクリロイル
オキシエチル)アシッドホスフェート20重量部、エチ
ルアクリレート20重量部、n−ドデシルメルカプタン
0.7重量部及びMEK 420重量部を仕込み均一に
溶解させ、ArBN2.1重量部を加え、窒素気流下に
おいて70℃で約7時間反応し、固形分25%、粘度2
40cp/25℃の均一な親水性ポリウレタン溶液を得
た。
Example-10 In a reactor, 100 parts by weight of the unsaturated double bond-containing polyurethane (A) obtained in Example-1, 20 parts by weight of mono (2-methacryloyloxyethyl) acid phosphate, 20 parts by weight of ethyl acrylate, n- 0.7 parts by weight of dodecyl mercaptan and 420 parts by weight of MEK were charged and dissolved uniformly, 2.1 parts by weight of ArBN was added, and the reaction was carried out at 70°C for about 7 hours under a nitrogen stream, resulting in a solid content of 25% and a viscosity of 2.
A homogeneous hydrophilic polyurethane solution of 40 cp/25° C. was obtained.

実施例−1) 平均分子量1930のポリメチルバレロラクトン193
.2重量部、4,4゛ −ジシクロヘキシルメタンジイ
ソシアネート28.2重量部及びMEK 333重量部
を反応器に仕込み均一に溶解させ、ジブチルチンジオク
トエート0.1)重量部を加え、70℃で約10時間反
応させて、平均分子量30000のヒドロキシル基末端
のポリウレタン溶液を得た。
Example-1) Polymethylvalerolactone 193 with an average molecular weight of 1930
.. 2 parts by weight of 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, 28.2 parts by weight, and 333 parts by weight of MEK were charged into a reactor and dissolved uniformly. 0.1 part by weight of dibutyltin dioctoate was added, and about 10 parts by weight of dibutyltin dioctoate was added. After a period of reaction, a hydroxyl-terminated polyurethane solution with an average molecular weight of 30,000 was obtained.

次いでm−イソプロペニル−α、α−ジメチルベンジル
イソシアネート1.6重量部(上記ポリウレタン1モル
に対し1.1モル)、MEK82重量部及びジブチルチ
ンジオクトエート0.1)重量部を加え50℃で約6時
間反応して、平均分子量30220で固形分35%、粘
度350 Q Cp/25℃の不飽和二重結合を含有す
るポリウレタン溶液を得た。
Next, 1.6 parts by weight of m-isopropenyl-α,α-dimethylbenzyl isocyanate (1.1 mol per 1 mol of the above polyurethane), 82 parts by weight of MEK and 0.1 parts by weight of dibutyltin dioctoate were added, and the mixture was heated at 50°C. After reacting for about 6 hours, a polyurethane solution containing unsaturated double bonds with an average molecular weight of 30,220, a solid content of 35%, and a viscosity of 350 Q Cp/25°C was obtained.

別の反応器に上記の不飽和二重結合含有ポリウレタン溶
液200重量部、テトラヒドロフルフリルメタクリレー
ト20重量部、N−ビニルピロリド710重量部、n−
ドデシルメルカプタン0.5重量部及びMEK 270
重量部を仕込み均一に溶解させ、AIBNI、5重量部
を加え、窒素気流下において70℃で約10時間反応し
て、固形分20%、粘度480 c p/25℃の均一
な親水性ポリウレタン分散液を得た。
In another reactor, 200 parts by weight of the above unsaturated double bond-containing polyurethane solution, 20 parts by weight of tetrahydrofurfuryl methacrylate, 710 parts by weight of N-vinylpyrrolid, n-
0.5 parts by weight of dodecyl mercaptan and MEK 270
After adding 5 parts by weight of AIBNI and reacting at 70°C for about 10 hours under a nitrogen stream, a uniform hydrophilic polyurethane dispersion with a solid content of 20% and a viscosity of 480 cp/25°C was obtained. I got the liquid.

比較例−1(ポリウレタンの数平均分子量が範囲外)反
応器に平均分子量440のポリプロピレングリコール8
80重量部、イソホロンジイソシアネート222重量部
を仕込み均一に混合後、ジブチルチンジオクトエート0
.22重量部を加え、窒素気流下において80℃で約3
時間反応して、数平均分子量1)00のヒドロキシル基
末端のポリウレタンを得た0次いでメタクリロイルオキ
シエチルイソシアネート108重量部(前記ポリウレタ
ン1モルに対し0.7モル)を加え70℃で約8時間反
応して数平均分子量1210、粘度24000 c p
 / 25℃の不飽和二重結合を末端に含有するポリウ
レタンを得た。
Comparative Example-1 (The number average molecular weight of polyurethane is outside the range) Polypropylene glycol 8 with an average molecular weight of 440 was placed in the reactor.
After adding 80 parts by weight and 222 parts by weight of isophorone diisocyanate and mixing them uniformly, 0 parts of dibutyltin dioctoate were added.
.. Add 22 parts by weight and heat at 80°C under nitrogen stream to approx.
After a time reaction, a hydroxyl-terminated polyurethane with a number average molecular weight of 1)00 was obtained.Next, 108 parts by weight of methacryloyloxyethyl isocyanate (0.7 mol per 1 mol of the above polyurethane) was added and reacted at 70°C for about 8 hours. Number average molecular weight 1210, viscosity 24000 cp
/ 25° C. A polyurethane containing unsaturated double bonds at the ends was obtained.

別の反応器で、上記のポリウレタンを用いた以外は実施
例−1と同じ処方及び条件で共重合を行なったところ、
反応液がゲル化を生じた。
Copolymerization was carried out in a separate reactor under the same recipe and conditions as in Example 1, except that the above polyurethane was used.
The reaction solution underwent gelation.

比較例−2(ポリウレタンへの不飽和二重結合の導入量
が範囲外) 不飽和二重結合を導入する前のポリウレタンは実施例−
1と同じものを用い、それの1099重量部、メタクリ
ロイルオキシエチルイソシアネート27゜9重量部(上
記ポリウレタン1モルに対し1.8モル)を反応器に仕
込み80℃で約8時間反応して、数平均分子1)127
0、粘度1)0000cp/25℃の不飽和二重結合を
末端に含有するポリウレタンを得た。
Comparative Example-2 (Amount of unsaturated double bonds introduced into polyurethane is out of range) Polyurethane before introducing unsaturated double bonds is Example-
Using the same material as in 1, 1099 parts by weight of it and 27.9 parts by weight of methacryloyloxyethyl isocyanate (1.8 mol per 1 mol of the above polyurethane) were charged into a reactor and reacted at 80°C for about 8 hours. Average molecule 1) 127
A polyurethane containing unsaturated double bonds at the ends with a viscosity of 1) 0,000 cp/25° C. was obtained.

別の反応器で、上記のポリウレタンを用いた以外は実施
例71と同じ処方及び条件で共重合を行なったところ反
応液がゲル状を呈した。
When copolymerization was carried out in a separate reactor under the same recipe and conditions as in Example 71 except that the above polyurethane was used, the reaction solution took on a gel-like appearance.

以上のように実施例−1〜1)で得られた親水性ポリウ
レタンは、不飽和二重結合を含有するポリウレタンと親
水性ビニル糸上ツマ−との共重合において、いずれもゲ
ル化することなく均一かつ比較的低粘度の溶液または分
散液の状態を示した。これらは取り扱いや配合のしやす
さなどの点からポリウレタン系樹脂の各種用途に有用で
ある。
As described above, the hydrophilic polyurethanes obtained in Examples 1 to 1) did not gel in the copolymerization of the polyurethane containing unsaturated double bonds and the hydrophilic vinyl thread. It exhibited the state of a homogeneous and relatively low viscosity solution or dispersion. These are useful for various uses of polyurethane resins in terms of ease of handling and blending.

一方、比較例−1,2で示したように本発明の範囲外の
ものは共重合時においてゲル化や溶解性不良を生じ、実
用上不適当であった。
On the other hand, as shown in Comparative Examples 1 and 2, those outside the scope of the present invention caused gelation and poor solubility during copolymerization, and were unsuitable for practical use.

(発明の効果) 本発明によれば有機溶媒に対する溶解性や分散性に優れ
、ポリウレタン系樹脂の乳化剤や分散剤をはじめ、塗料
、接着剤、帯電防止剤、相溶化剤、その他各種の改質剤
など、広範囲の用途に対し有用な親水性ポリウレタンを
提供することができる。
(Effects of the Invention) The present invention has excellent solubility and dispersibility in organic solvents, and can be used as an emulsifier and dispersant for polyurethane resins, as well as paints, adhesives, antistatic agents, compatibilizers, and various other modifiers. Hydrophilic polyurethanes useful for a wide range of applications, such as agents, can be provided.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)両末端が活性水素基またはイソシアネート基であ
る数平均分子量2,000〜100,000のポリウレ
タンに対し、分子中に1個のイソシアネート基またはヒ
ドロキシル基を有するビニル系モノマーを、該ポリウレ
タン1モル当り0.05〜1.4モル反応させた不飽和
二重結合を含有するポリウレタンと、親水性ビニル系モ
ノマーとを共重合して成る親水性ポリウレタン。
(1) For a polyurethane with a number average molecular weight of 2,000 to 100,000, which has active hydrogen groups or isocyanate groups at both ends, a vinyl monomer having one isocyanate group or hydroxyl group in the molecule is added to the polyurethane. A hydrophilic polyurethane obtained by copolymerizing a polyurethane containing an unsaturated double bond that has been reacted with 0.05 to 1.4 moles per mole and a hydrophilic vinyl monomer.
(2)親水性ビニル系モノマーがヒドロキシル基、ポリ
オキシエチレン基、グリシジル基、テトラヒドロフルフ
リル基、アミド基もしくはピロリドン基を有するノニオ
ン性モノマー群、または、カルボキシル基、スルホン酸
基、スルホン酸ナトリウム塩基、リン酸基、第3級アミ
ノ基もしくは第4級アンモニウム塩基を有するイオン性
モノマー群から選ばれた少なくとも1種類のモノマーで
ある請求項1に記載の親水性ポリウレタン。
(2) A nonionic monomer group in which the hydrophilic vinyl monomer has a hydroxyl group, a polyoxyethylene group, a glycidyl group, a tetrahydrofurfuryl group, an amide group, or a pyrrolidone group, or a carboxyl group, a sulfonic acid group, or a sodium sulfonate group. 2. The hydrophilic polyurethane according to claim 1, wherein the hydrophilic polyurethane is at least one monomer selected from the group of ionic monomers having a phosphoric acid group, a tertiary amino group, or a quaternary ammonium base.
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