JPH03290424A - Reactive water-based resin composition - Google Patents
Reactive water-based resin compositionInfo
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- JPH03290424A JPH03290424A JP2090386A JP9038690A JPH03290424A JP H03290424 A JPH03290424 A JP H03290424A JP 2090386 A JP2090386 A JP 2090386A JP 9038690 A JP9038690 A JP 9038690A JP H03290424 A JPH03290424 A JP H03290424A
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Abstract
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。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a reactive aqueous resin composition containing a blocked polyurethane containing a carboxylic acid group.
[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布されてい
る。[Conventional technology] Polyurethane resin has high affinity and adhesive strength to various base materials such as fibers, paper, wood, and plastics, so polyurethane aqueous liquid can be used as a fiber processing agent, paper processing agent, and adhesive for resins and films. It is widely used for such purposes. However, the so-called aqueous polyurethane liquid, whose reaction has been completed during the production of the aqueous liquid, has poor permeability and may not be able to penetrate between (inside) the base materials, or it may have already lost its reactivity, so it cannot be strong due to the formation of covalent bonds. There are many cases where adhesive strength cannot be achieved. On the other hand, reactive polyurethane aqueous liquids containing so-called blocked isocyanates retain their fluidity and adhesiveness even after the water has evaporated, so they can be cast onto relatively hydrophobic substrates. Alternatively, it can be penetrated and bonded. In addition, it is used in several applications because of its characteristics such as the ability to form strong bonds with substrates due to the high reactivity of isocyanate regenerated by heating or the like.
[発明の解決しようとする課題]
しかし上記ブロック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
、所謂クツ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 such as a polyester fiber is impregnated with the above-mentioned blocked isocyanate compound and cured, a so-called cushion body is obtained, but this is not suitable for use in a vehicle, for example, an automobile. If the flame retardant property is extremely poor, causing an inconvenient situation such as ignition and complete burning, flame retardant standards (e.g.
Currently, it cannot be used for applications that require 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 aims to solve this problem of conventional reactive polyurethane aqueous liquids.
[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 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
量部にたいして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。A reactive aqueous resin composition containing as essential components a blocked polyurethane having a polyoxyethylene group and a carboxylic acid group, 5 to 20 parts by weight of fatty acid ester based on 100 parts by weight of the blocked polyurethane, and water in which these are dissolved or dispersed. thing.
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。The fatty acid esters in the present invention include lower fatty acid esters with a boiling point of 150°C or higher such as diethyl malonate, higher fatty acid esters such as methyl stearate and ethyl stearate, or mixtures of higher fatty acid esters such as soybean oil, rapeseed oil, and olive oil. Examples include so-called oils and fats. Oils and fats are preferred in terms of ease of addition, cost, etc., and liquid ones 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。When the compound is in liquid form, it may be added to the blocked polyurethane aqueous solution under strong stirring, or it may be added before the blocked polyurethane is dissolved or dispersed in water.
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。Further, when the compound is solid, the latter method is preferred in terms of uniform dispersion.
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重量部未滴の場合
には満足のいく難燃性が得られに<<、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 amount added is preferably 5 to 20 parts by weight per 100 parts by weight of the blocked polyurethane; if the amount is 5 parts by weight, satisfactory flame retardance cannot be obtained. In some cases, the inherent performance of the blocked polyurethane may deteriorate, 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−
COOX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 has a polyoxyethylene group and a carboxylic acid group. However, the polyoxyethylene group and carboxylic acid (salt) group are preferably derived from a polyoxyalkylene polyol containing them. This polyol has a high oxyethylene group content and has -
A carboxylic acid group-containing polyoxyalkylene polyol having a COOX group (x: a hydrogen atom or a cation) is preferred. Blocked polyurethanes obtained using such polyols, raw materials thereof, etc. will be described below.
(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で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。(1) Polyoxyalkylene polyol before carboxylic acid (salt) group introduction Polyoxyalkylene polyol is a polyoxyalkylene polyol obtained by mixing or sequentially reacting ethylene oxide or ethylene oxide with another alkylene oxide as an initiator. .
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、イニシェークーは2価以上特に2〜
8価のアルキレンオキシドが反応しつる水素原子(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価のイニシェークーの1種以上あるいはそれと
2価あるいは5価以上のイニシェークーの混合物である
。It may also be a mixture of two or more types of polyoxyalkylene polyols.
A compound having a hydrogen atom (a hydrogen atom of a hydroxyl group or an amino group) with which an octavalent alkylene oxide reacts, preferably one or more trivalent to tetravalent initiators or a mixture thereof with a divalent or pentavalent or higher valent initiator. be.
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。Polyhydric alcohols are particularly preferred as initiators. The polyoxyalkylene polyol may be a mixture with other high molecular weight polyols that do not contain oxyethylene groups or have a small proportion of oxyethylene groups. Other high molecular weight polyols include oxyethylene groups. polyoxyalkylene polyols with few groups, polyether ester polyols with a small number of ester groups, polycarbonate polyols,
Examples include polyoxytetramethylene polyol.
このポリオキシアルキレンポリオールは平均して以下の
要件が必要〜好ましい。This polyoxyalkylene polyol needs to have the following requirements on average.
平均オキシエチレン基含有量:50重量%以上が必要、
好ましくは60〜95重
量%、特に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ビレ
ン基を含む、オキシエチレン基台
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 required.
Preferably from 60 to 95% by weight, in particular from 70 to 90% by weight, thus preferably containing small amounts of other oxyalkylene groups in addition to oxyethylene groups, preferably oxypropylene groups, with a low amount of oxyethylene basis. The stability of the inventive composition against pH changes is reduced.
平均水酸基数=2を越えることとが好ましい。さらに好
ましくは2.3〜
8、特に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。It is preferable that the average number of hydroxyl groups exceeds 2. More preferably 2.3 to 8, especially 2.6 to 4. If the number of hydroxyl groups is small, the curing properties and adhesive properties of polyurethane will 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。The average molecular weight per hydroxyl group is preferably 200 to 4,000, preferably 300 to 3,000. If the molecular weight is low, the cured polyurethane will be hard and brittle, resulting in poor toughness. If the molecular weight is high, the permeability of the blocked polyurethane will be poor. Adhesion becomes insufficient.
(2)前記ポリオキシアルキレンポリオールへの−CO
OX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
キレンボリオールヘー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−coax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
トのイン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基と
反応させる)、あるいは−COOX基とインシアネート
基を有する化合物と反応させることによって行なう。(2) -CO to the polyoxyalkylene polyol
It is preferable to introduce a COOX group into the polyoxyalkylene polyol by introducing an OX group and esterifying or urethanizing the resulting polyoxyalkylene polyol containing a carboxylic acid (salt) group. Urethane formation is carried out by reacting a reactive polycarboxylic acid derivative having a reactive carboxylic acid group and a -coax group.
A compound having a secondary amino group (such as a secondary amino group) and a -COOX group is reacted with a polyisocyanate (at least one incyanate group of the polyisocyanate is reacted with a hydroxyl group of the polyoxyalkylene polyol, and at least one other
One method is to react the above-mentioned -COOX group-containing compound with an isocyanate group), or by reacting a -COOX group with a compound having an incyanate 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、ブタンテトラカルボン酸、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。Examples of these carboxylic acids include maleic acid, fumaric acid, phthalic acid, malonic acid, adipic acid, trimellitic acid, butanetetracarboxylic acid, and reactive derivatives of these polycarboxylic acids such as anhydrides and acid chlorides. .
インシアネート反応性カルボン酸類としては、例えばジ
メチロールブロビオン酸、アミン酸、などがある。Examples of incyanate-reactive carboxylic acids include dimethylolbrobionic acid and amino acid.
−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、NR,(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、−C00M基は任意の段階で塩の形態に
変えうる。X in the -COOX group is a hydrogen atom or a cation, and the cations include ammonium, NR, (R:
At least one is a monovalent organic group such as an alkyl group and the others are hydrogen atoms), phosphonium, alkali metal ions, etc.
Particularly preferred is an alkali metal ion, and X in the -COOX group of the blocked polyurethane is ultimately a cation, and the -C00M group can be converted into a salt form at any stage.
前記ポリオキシアルキレンポリオールに導入する一CO
OX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個となる量が導入することが
好ましい、より好ましくは0.01〜0.6個であり、
特に0,04〜064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、002〜0.4
、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、0.00
5〜0.8モルの−coax基を導入するための化合物
が使用される。-CO introduced into the polyoxyalkylene polyol
The number of OX groups is preferably introduced in an average amount of 0.005 to 0.8 per molecule of polyoxyalkylene polyol, more preferably 0.01 to 0.6,
In particular, it is 0.04 to 064 pieces. Also, per hydroxyl group of polyoxyalkylene polyol is 0,002 to 0.4
, particularly preferably 0.005 to 0.3. This amount is related to the water stability and curing properties of the blocked polyurethane; if it is too small, both the stability and curing properties will be insufficient, and if it is too large, the curing properties will be too high, causing trouble in handling. Therefore, in an introduction method that produces one -COOX group, such as dicarboxylic anhydride,
0.00 per mole of polyoxyalkylene polyol
A compound for introducing 5 to 0.8 mol of -coax groups is used.
−coax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−C
OOX基を有することにより、目的とするよりも−CO
OX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−coax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 -coax group has been introduced, the average number of hydroxyl groups is preferably greater than 2, more preferably 2.
.. 1 or more, especially 2.3 or more. The upper limit is 6, preferably 3.5. In addition, on average less than 1 -C per molecule
By having an OOX group, -CO
A polyoxyalkylene polyol with a large number of OX groups is produced and mixed with a polyoxyalkylene polyol without -coax groups to produce the desired carboxylic acid (salt).
It is also possible to produce group-containing polyoxyalkylene polyols.
(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
トとポリオールな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0通常は1.2
〜2.0倍当量過剰に用いる
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(NGOloH) 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(NGOloH) −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
一COOX基の量は、−COOH基に換算して0.02
〜3%、特に0.05〜t、S%となることが好ましい
。(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, which contains about two or more blocked isocyanate groups and is substantially free of free isocyanate groups, can be prepared by conventional methods. That is, it is obtained by reacting an isocyanate-terminated prepolymer obtained by reacting a polyol and 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 unreacted blocking agent may remain in the composition.
In the urethanization using a 2.0-fold equivalent excess, the ratio of hydroxyl groups to polyisocyanate groups (NGOloH) of the carboxylic acid (salt) group-containing polyoxyalkylene polyol is suitably 1.2 to 2.5, preferably 1. .5 to 2.0. Therefore, the blocking agent reacts in excess, ie, equivalents of (NGOloH) -1. This equivalent ratio is preferably applied to either of the two methods of producing the blocked polyurethane (an excess may be used in one method as described above). The amount of one COOX group in polyurethane is 0.02 in terms of -COOH group.
It is preferable that the amount is 3%, particularly 0.05 to t, S%.
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級アミン触媒好
ましい。The reaction is usually carried out without a solvent or in the presence of a non-reactive solvent. This temperature is usually room temperature -160℃, especially 60 to 120℃.
It is carried out at ℃. Although a catalyst can be used in this reaction, it is preferred that the catalyst is not an organometallic compound, since organometallic compounds reduce the stability of the blocked polyurethane in the final aqueous composition and may reduce the stability of the blocked polyurethane in the final aqueous composition. Dispersion problems are likely to occur. If a catalyst is used, it 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−C00X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 -C00X group is a carboxylic acid group (
That is, it is necessary that X is a cation). -COOX group of polyoxyalkylene polyol is -COOH
In the case of a group, it is necessary to change the hydrogen atom of X to a cation midway through. This conversion can be carried out while the blocked polyurethane is dispersed or dissolved in water, or it can be carried out at any previous 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
しつる。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つる。Blocked polyurethane can be dispersed or dissolved in water at any ratio. Preferably, the amount of blocked polyurethane is 5 to 70% by weight, especially 10 to 50% by weight, based on the total of both. The composition may contain other ingredients such as various resins and coloring agents.
(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2
0%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) (H,、MDI)、ヘキサメチレンジ
イソシアネート(HDrl 、イソホロンジイソシアネ
ート(IPDIl、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) The raw material polyisocyanate and the blocking agent polyisocyanate are preferably polyisocyanates with an average number of functional groups per molecule of 1.8 or more, especially 2 to 4, and an isocyanate group content of 10% or more, especially 2
The polyisocyanate, which is preferably 0% or more, can be either a so-called yellowing polyisocyanate or a non-yellowing polyisocyanate, or they can be used in combination. Preferably, a highly reactive yellowing polyisocyanate is used. Specific polyisocyanates include, for example, tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), naphthalene diisocyanate (NDI), xylylene diisocyanate (XDI), methylene bis(cyclohexyl isocyanate) (H,, MDI), and hexamethylene diisocyanate. (HDrl, isophorone diisocyanate (IPDIl), modified products thereof (nurate modified products, prepolymer modified products, carbodiimide modified products, etc.).
ブロック化剤としては、イン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
ロン酸ジエステル類、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 kinds of agents used as blocking agents for incyanate groups can be used. Examples include phenols, mercaptans, oximes, malonic acid diesters, acetylacetone, acetoacetic acid 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0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。Blocked products using the above-mentioned partially carboxylated polyols have a catalyst in the form of a carboxylic acid salt in the molecule, which is necessary to dissociate the blocking agent and improve the subsequent curing properties. Since the groups can interact efficiently on a molecular order, curing can be performed using the minimum necessary amount of catalyst and mild curing conditions. In contrast, conventional catalysts are present in the aqueous phase if they are water-soluble. In the case of an oil-soluble catalyst, the catalyst is liquefied into an aqueous liquid by means such as emulsification and added, but the catalyst is present as particles separate from the blocked product. Another method is to forcibly stir and disperse the oil-soluble catalyst in the aqueous liquid of the blocked product, but the compatibility with the hydrophilic blocked product of the present invention is poor. In the method of adding, the catalyst efficiency is low and an excessive amount of catalyst is required, and this excess amount significantly reduces the thermal stability and long-term stability of the polyurethane resin after curing. Therefore, in the present invention, the aqueous composition It is preferable that substantially no organometallic catalyst be blended into the product.
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つる添加
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
なく覆ったクツション体が得られる。このクツション体
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。Various additives other than the catalyst can be added to the composition of the present invention. Examples of additives include antioxidants,
Not only can UV absorbers and other additives commonly used in polyurethane resins be used, but also known flame retardants, such as halogen-containing phosphate esters, may be used in combination as necessary, and the performance of blocked polyurethane can also be improved. When a fibrous base material, such as polyester fiber, is impregnated with a conventional aqueous polyurethane liquid, which may be used in combination with other resins as long as it does not impair the properties, and is heated (120 to 130°C),
A cushion body is obtained in which the polyurethane uniformly covers the entire fibers. When this cushion body was subjected to a combustion test, the polyurethane quickly ignited, and due to the above-mentioned covering condition, the fire easily spread and the cushion body was completely burnt out.
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。On the other hand, when a fatty acid ester coexists, its effect is not necessarily clear, but the fluidity and surface properties of the resin at high temperatures are significantly improved, resulting in a coated state in which the polyester fiber is partially "naked". is obtained. When ignited, the polyester fiber melts at high temperatures, so the fire cannot propagate through the resin as described above, and it can be assumed 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, for fibers, paper, wood, plastics, and other substrates. It is particularly useful as a binder to be used by coating or impregnating fibers such as polyester fibers and fibrous bodies such as polyester cotton as described above.
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はない。また、以下
における1部」は重量部を表わす。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples. Moreover, "1 part" in the following represents 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e 17.7部およびN、N’−ベンジルジメチルア
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。[Example] <Reference Example 1) Synthesis of partially carboxylated polyol 2500 parts of polyether triol (oxyethylene group content 80% by weight) with an average molecular weight of 2500, 17.7 parts of anhydrous phthale and N,N'-benzyldimethyl 3.0 parts of amine was added and 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
l
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) 43L5部添加
し、窒素気流下、80℃にて3時間反応を行ない、遊離
インシアネート基3,07%を有するウレタンプレポリ
マーを得た0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。<Reference Example 2> Synthesis of blocked polyurethane aqueous composition l Partially carboxylated polyol 2520 obtained in Reference Example 1
.. Tolylene diisocyanate (tolylene diisocyanate) 43L (5 parts) was added to 7 parts, and the reaction was carried out at 80°C for 3 hours under a nitrogen stream to obtain a urethane prepolymer having 3.07% of free incyanate groups. After cooling to ℃,
Add 187.9 parts of methyl ethyl ketoxime to 30 parts with stirring.
The reaction mixture was added dropwise within minutes, and the reaction was further carried out at 60° C. for 60 minutes.
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6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子
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
整した。0% free isocyanate groups in urethane prepolymer
After confirming that 295.9 parts of olive oil was added and stirred for an additional 30 minutes, an aqueous solution of 4.8 g of sodium hydroxide dissolved in 7068 parts of water was added with a stirrer and heated at 30°C. Mixing was carried out for 30 minutes to prepare a slightly cloudy, low-viscosity blocked polyurethane aqueous solution with a resin content of 31%.
(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整した。(Reference Example 3) A blocked polyurethane aqueous liquid was prepared in the same manner as in Reference Example 2 except that coconut oil was used instead of olive 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整した。<Reference Example 4> A blocked polyurethane aqueous 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で調整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”CX 20分乾燥するとフオーム状
のクツション体が得られる。このクツション体をHVS
S−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> Polyester fiber cotton is impregnated with the aqueous blocked polyurethane solution prepared in Reference Example 2 so that the adhesion amount is 30%, and heat-treated at 130° C. for 5 minutes using a hot air generator. Further, drying in an oven at 120"CX for 20 minutes yields a foam-like cushion body. This cushion body is
Table 1 shows the results of a combustion test conducted in accordance with S-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> Same as Example 1 except that Reference Example 3 was used, the results are shown in Table-
Shown in 1.
〈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) Same as Example 1 except that Reference Example 4 was used, the results are shown in Table-
Shown in 1.
(表−1)
[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
し得られるクツション体に極めて優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。(Table 1) [Effects of the Invention] The reactive aqueous resin composition of the present invention significantly improves the fluidity and surface properties of the resin at high temperatures, resulting in extremely excellent cushioning bodies especially obtained by treating fibrous base materials. The present invention provides a reactive aqueous resin composition that imparts flame retardancy.
Claims (1)
ブロック化ポリウレタン、該ブロック化ポリウレタン1
00重量部にたいして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。 (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
求項第1項記載の組成物。 (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
アネートの過剰当量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X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、請求項第1項記載
の組成物。 (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
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、
請求項第3項記載の組成物。 (5)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3
00〜3000、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であり、該ポリオキシアルキ
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が、平均水酸基数 2.3〜3.5、平均−COOX基数0.04〜0.4
である、請求項第4項記載の組成物。[Claims] (1) Blocked polyurethane having a polyoxyethylene group and a carboxylic acid group, the blocked polyurethane 1
A reactive aqueous resin composition containing as essential components 5 to 20 parts by weight of fatty acid esters and water in which they are dissolved or dispersed. (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 an oil or fat. (3) The blocked polyurethane contains 50% by weight or more of oxyethylene groups and has a -COOX group (X
: A polyoxyalkylene polyol containing a carboxylic acid (salt) group having a hydrogen atom or cation), a polyisocyanate having an excess equivalent of isocyanate groups relative to the hydroxyl group of the polyol, and an equivalent of the excess equivalent of the polyisocyanate. 1. A blocked polyurethane containing a carboxylic acid group, which is a reaction product of a blocking agent in an amount of 100% and is a blocked polyurethane obtained by converting X into a cation at any stage when X is a hydrogen atom. Compositions as described. (4) The carboxylic acid (salt) group-containing polyoxyalkylene polyol contains on average more than two hydroxyl groups and 0.005 to 0.8 -COOX groups per molecule. is an oxyalkylene polyol,
The composition according to claim 3. (5) The polyoxyalkylene polyol has an oxyethylene group content of 70 to 90% by weight and a molecular weight per hydroxyl group of 3
00 to 3000, with an average number of hydroxyl groups of 2.3 to 3.5, and a carboxylic acid (salt) group-containing polyoxyalkylene polyol derived from the polyoxyalkylene polyol has an average number of hydroxyl groups of 2.3 to 3,000. ~3.5, average -COOX base 0.04~0.4
The composition according to claim 4, which is.
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP2090386A JP2948616B2 (en) | 1990-04-06 | 1990-04-06 | Reactive aqueous resin composition |
| EP19900118893 EP0424697B1 (en) | 1989-10-03 | 1990-10-02 | Aqueous polyurethane composition and its use |
| DE69026570T DE69026570T2 (en) | 1989-10-03 | 1990-10-02 | Aqueous polyurethane composition and its use |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07258598A (en) * | 1994-03-28 | 1995-10-09 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Blocked polyisocyanate and composition for one-pack coating material of good storage stability |
-
1990
- 1990-04-06 JP JP2090386A patent/JP2948616B2/en not_active Expired - Fee Related
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