JPH04261420A - Epoxy modified aqueous polyurethane resin composition - Google Patents
Epoxy modified aqueous polyurethane resin compositionInfo
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- JPH04261420A JPH04261420A JP3021765A JP2176591A JPH04261420A JP H04261420 A JPH04261420 A JP H04261420A JP 3021765 A JP3021765 A JP 3021765A JP 2176591 A JP2176591 A JP 2176591A JP H04261420 A JPH04261420 A JP H04261420A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明は、耐溶剤性、耐温水性、
耐衝撃性、耐蝕性に優れ、塗料、接着剤、紙加工、表面
被覆剤として有用な、水性ポリウレタン樹脂組成物に関
するものである。[Industrial Application Field] The present invention is characterized by solvent resistance, hot water resistance,
The present invention relates to a water-based polyurethane resin composition that has excellent impact resistance and corrosion resistance and is useful as a paint, adhesive, paper processing agent, and surface coating agent.
【0002】0002
【従来の技術】水性ポリウレタン樹脂は、塗料、接着剤
、水性インキ、皮革、紙、金属、プラスチック、木材、
ゴム、無機素材等のシーラー又はトップコートとして使
用されているが、耐有機溶剤や耐薬品、耐水、耐塩水に
対して、必ずしも十分とはいえない。多官能アジリジン
、水性エポキシを硬化剤として使用し性能向上もする場
合があるが、ポットライフや加水分解の問題があり、い
ずれも安定性の点で二液タイプとなる欠点がある。[Prior Art] Water-based polyurethane resins can be used in paints, adhesives, water-based inks, leather, paper, metals, plastics, wood, etc.
Although it is used as a sealer or top coat for rubber, inorganic materials, etc., it is not necessarily sufficient in terms of resistance to organic solvents, chemicals, water, and salt water. Polyfunctional aziridine or aqueous epoxy may be used as a curing agent to improve performance, but there are problems with pot life and hydrolysis, and both have the disadvantage of being two-component types in terms of stability.
【0003】0003
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決すべく鋭意研究した結果、水性ポリウレタン樹脂
と、該水性ポリウレタン樹脂100重量部に対し、エポ
キシ基を1分子中に2個以上有するエポキシ化合物を1
〜20重量部(固形分換算)の割合で反応して得られる
生成物を含有することを特徴とする水性ポリウレタン樹
脂組成物が、耐溶剤性、耐温水性、耐衝撃性、耐蝕性に
優れることを見い出し、本発明を完成するに到った。[Problems to be Solved by the Invention] As a result of intensive research to solve the above-mentioned problems, the present invention has been made based on an aqueous polyurethane resin and a polyurethane resin containing two or more epoxy groups per molecule, based on 100 parts by weight of the aqueous polyurethane resin. epoxy compound with 1
An aqueous polyurethane resin composition characterized by containing a product obtained by the reaction in a proportion of ~20 parts by weight (in terms of solid content) has excellent solvent resistance, hot water resistance, impact resistance, and corrosion resistance. This discovery led to the completion of the present invention.
【0004】0004
【課題を解決するための手段】本発明は、カルボキシル
基を有する水性ポリウレタン樹脂に、該水性ポリウレタ
ン樹脂100重量部に対し、エポキシ基を1分子中に2
個以上有するエポキシ化合物を1〜20重量部(固形分
換算)の割合で反応して得られる生成物を含有すること
を特徴とする水性ポリウレタン樹脂組成物に関するもの
である。[Means for Solving the Problems] The present invention provides an aqueous polyurethane resin having a carboxyl group, in which 2 epoxy groups are added per molecule to 100 parts by weight of the aqueous polyurethane resin.
The present invention relates to an aqueous polyurethane resin composition characterized by containing a product obtained by reacting an epoxy compound having 1 to 20 parts by weight (in terms of solid content).
【0005】本発明に用いられる水性ポリウレタン樹脂
は、例えば次のように製造される。下記の脂肪族、芳香
族、脂環族イソシアネート類の化合物と、下記のカルボ
キシル基を有するポリオール類及びポリオールと反応し
て得られる末端に2個以上のイソシアネート基を有する
カルボキシル基含有のウレタンプレポリマーを用いる。[0005] The aqueous polyurethane resin used in the present invention is produced, for example, as follows. A carboxyl group-containing urethane prepolymer having two or more isocyanate groups at the end obtained by reacting the following aliphatic, aromatic, and alicyclic isocyanate compounds with the following carboxyl group-containing polyols and polyols. Use.
【0006】上記反応において、イソシアネート類とカ
ルボキシル基を有するポリオール類及びポリオール類と
の割合は、プレポリマーのイソシアネート基含有(固形
分換算で)が0.5%〜10%、好ましくは1%〜4%
となるように調整する。イソシアネート基含有量が0.
5%以下では、鎖伸長反応において分子量が充分大きく
なり難く、又10%以上では、鎖伸長反応において発生
する炭酸ガス量が多すぎて製造しにくい。また、上記反
応において、カルボキシル基を有するポリオール類の量
は、酸価(固形分換算で)として10以上、好ましくは
20以上になるように設定する。酸価が10未満である
と、自己乳化し難くなり、粒径が大きくなり安定性に欠
けるものとなり易い。上記のカルボキシル基含有のウレ
タンプレポリマーの製造は、ポリウレタン樹脂の製造に
通常用いられる、所謂ウレタン系プレポリマーと全く同
様の公知方法により製造できる。[0006] In the above reaction, the ratio of isocyanates to polyols having carboxyl groups and polyols is such that the isocyanate group content of the prepolymer (in terms of solid content) is 0.5% to 10%, preferably 1% to 10%. 4%
Adjust so that Isocyanate group content is 0.
If it is less than 5%, it is difficult to increase the molecular weight sufficiently in the chain extension reaction, and if it is more than 10%, the amount of carbon dioxide gas generated in the chain extension reaction is too large, making it difficult to produce. Further, in the above reaction, the amount of polyols having a carboxyl group is set so that the acid value (in terms of solid content) is 10 or more, preferably 20 or more. If the acid value is less than 10, it will be difficult to self-emulsify, the particle size will become large, and stability will tend to be poor. The above-mentioned carboxyl group-containing urethane prepolymer can be produced by a known method that is exactly the same as that for so-called urethane prepolymers that are commonly used for producing polyurethane resins.
【0007】上記のイソシアネート化合物としては、例
えば、1,4−テトラメチレンジイソシアネート、1,
6−ヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4−ト
リメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,8−ジ
イソシアネートメチルカプロエート等の脂肪族イソシア
ネート類、3−イソシアネートメチル−3,5,5−ト
リメチルシクロヘキシルイソシアネート、ジシクロヘキ
シルメタン−4,4’−ジイソシアネート、メチルシク
ロヘキシル−2,4−ジイソシアネート等の脂環族ジイ
ソシアネート類、トルイレンジイソシアネート、ジフェ
ニルメタンジイソシアネート、1,5−ナフテンジイソ
シアネー、ジフェニルメチルメタンジイソシアネート、
テトラアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、4
,4’−ジベンジルジイソシアネート、1,3−フェニ
レンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート類、
塩素化ジイソシアネート類、臭素化ジイソシアネート類
、または水との付加物であるポリイソシアネート化合物
等の群から選ばれた1種又は2種以上の混合物が用いら
れる。Examples of the above-mentioned isocyanate compounds include 1,4-tetramethylene diisocyanate, 1,
Aliphatic isocyanates such as 6-hexamethylene diisocyanate, 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 2,8-diisocyanate methyl caproate, 3-isocyanate methyl-3,5,5-trimethylcyclohexyl isocyanate, dicyclohexylmethane Alicyclic diisocyanates such as -4,4'-diisocyanate and methylcyclohexyl-2,4-diisocyanate, toluylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, 1,5-naphthene diisocyanate, diphenylmethylmethane diisocyanate,
Tetraalkyldiphenylmethane diisocyanate, 4
, 4'-dibenzyl diisocyanate, aromatic diisocyanates such as 1,3-phenylene diisocyanate,
One type or a mixture of two or more types selected from the group of chlorinated diisocyanates, brominated diisocyanates, and polyisocyanate compounds which are adducts with water are used.
【0008】又、使用するカルボキシル基含有のポリオ
ール類は、線状のプレポリマー分子中に、分岐状にカル
ボキシル基を付与するものなら何れも使用できるが、プ
レポリマー中のカルボキシル基含有量を多くするには、
分岐状にカルボキシル基を少なくとも1個有する炭素数
3〜10の低分子量のものが好ましく、例えば、2,2
−ジメチロールプロピオン酸等が好ましい。又本発明に
使用されるポリオール類としては、通常ウレタン樹脂の
製造に使用される公知のポリオール類、例えば、ジエチ
レングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、
ネオペンチルグリコール、ビスフェノールA、シクロヘ
キサンジメタノール、トリメチロールプロパン、グリセ
リン、ペンタエリスリトール、ポリエチレングリコール
、ポリプロピレングリコール、ポリエステルポリオール
、ポリカプロラクトン、ポリテトラメチレンエーテルグ
リコール、ポリチオエーテルポリオール、ポリアセター
ルポリオール、ポリブタジエンポリオール、フランジメ
タノール等の群から選ばれた1種又は2種以上の混合物
が挙げられる。これらポリオール類は、目的、用途に応
じて適宜選択し、硬質、軟質等の必要な物性を容易に設
計することが出来る。[0008] As for the carboxyl group-containing polyols to be used, any polyol that imparts branched carboxyl groups to the linear prepolymer molecule can be used, but if the carboxyl group content in the prepolymer is increased to do so,
A low molecular weight one having 3 to 10 carbon atoms and having at least one branched carboxyl group is preferable, for example, 2,2
-Dimethylolpropionic acid and the like are preferred. Further, the polyols used in the present invention include known polyols normally used in the production of urethane resins, such as diethylene glycol, butanediol, hexanediol,
Neopentyl glycol, bisphenol A, cyclohexanedimethanol, trimethylolpropane, glycerin, pentaerythritol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyester polyol, polycaprolactone, polytetramethylene ether glycol, polythioether polyol, polyacetal polyol, polybutadiene polyol, flange methanol Examples include one type or a mixture of two or more types selected from the group such as . These polyols can be appropriately selected depending on the purpose and use, and the necessary physical properties such as hardness and softness can be easily designed.
【0009】又、本発明に使用されるエポキシ化合物と
しては、下記の市販品のエポキシ化合物を使用できる。
エポキシ基を1分子中に2個有するエポキシ化合物
としては、例えば、エピコート828、エピコート10
01、エピコート1002、エピコート1004、エピ
コート1007、エピコート1009(シェル化学株製
)、エポライト400E、エポライト200E、エポラ
イト40E、エポライト80MF(共栄社油脂化学工業
株)、デナコールEX810、811、851、830
、832、841、861、911、941、920、
921、931、211、212、221、721、3
13(ナガセ化成工業株製)。又、エポキシ基を1分子
中に3個有するエポキシ化合物としては、デナコールE
X314、321、421、512、521(ナガセ化
成工業株)、エピコート152、154(シェル化学株
製)等として容易に入手できる。又、エポキシ基を1分
子中に4個有するエポキシ化合物としては、デナコール
EX611、612、614、614B、622等とし
て容易に入手できる。上記の方法で得られた、分子中に
カルボキシル基を含有する水性ポリウレタン樹脂100
重量部に対し、エポキシ基を1分子中に2個以上有する
エポキシ化合物の配合割合は1〜20重量部(固形分換
算)の割合で含有するのが望ましい。[0009] Furthermore, as the epoxy compound used in the present invention, the following commercially available epoxy compounds can be used. Examples of epoxy compounds having two epoxy groups in one molecule include Epicote 828 and Epicote 10.
01, Epicote 1002, Epicote 1004, Epicote 1007, Epicote 1009 (Shell Chemical Co., Ltd.), Epolite 400E, Epolite 200E, Epolite 40E, Epolite 80MF (Kyoeisha Yushi Kagaku Kogyo Co., Ltd.), Denacol EX810, 811, 851, 830
, 832, 841, 861, 911, 941, 920,
921, 931, 211, 212, 221, 721, 3
13 (manufactured by Nagase Chemical Industries, Ltd.). In addition, as an epoxy compound having three epoxy groups in one molecule, Denacol E
They are easily available as X314, 321, 421, 512, 521 (Nagase Kasei Kogyo Co., Ltd.), Epicoat 152, 154 (Shell Chemical Co., Ltd.), and the like. Epoxy compounds having four epoxy groups in one molecule are easily available as Denacol EX611, 612, 614, 614B, 622, and the like. Aqueous polyurethane resin containing carboxyl groups in the molecule obtained by the above method 100
The blending ratio of the epoxy compound having two or more epoxy groups in one molecule is preferably 1 to 20 parts by weight (based on solid content) based on the weight part.
【0010】本発明に用いられる水性ポリウレタン樹脂
の製造は、上記カルボキシル基含有のウレタンプレポリ
マーと、上記エポキシ化合物の混合物を、下記溶媒及び
/又は水に溶解又は懸濁混合し、塩基性有機化合物(カ
ルボキシル基と反応し親水性を増大させる)及び下記伸
長剤を滴下するか、又は溶媒及び/又は水に塩基性有機
化合物及び伸長剤を溶解し、ウレタンプレポリマーの溶
液を滴下する等の方法により、カルボキシル基含有のウ
レタンプレポリマーに親水性を持たせると同時に伸長剤
と反応を行い、次いで、適当量の水で希釈し、減圧下、
不揮発分の濃度が30〜40%に成るまで、脱水、脱溶
媒して更に70〜80℃で約6時間反応を行うことによ
り水性ポリウレタン樹脂が得られる。The aqueous polyurethane resin used in the present invention is produced by dissolving or suspending a mixture of the carboxyl group-containing urethane prepolymer and the epoxy compound in the following solvent and/or water, and adding a basic organic compound to the mixture. (reacts with carboxyl groups to increase hydrophilicity) and the following extender is added dropwise, or a basic organic compound and extender are dissolved in a solvent and/or water, and a solution of urethane prepolymer is added dropwise. By this method, the carboxyl group-containing urethane prepolymer was made hydrophilic and at the same time reacted with an extender, then diluted with an appropriate amount of water, and under reduced pressure.
A water-based polyurethane resin is obtained by dehydrating and removing solvent until the concentration of non-volatile components reaches 30 to 40%, and further reacting at 70 to 80°C for about 6 hours.
【0011】本発明に使用する伸長剤としては、例えば
、水、又はジアミン類が適当であり、ポリアミン類とし
ては、例えば、エチレンジアミン、ジエチレントリアミ
ン、トリエチレンテトラミン、プロピレンジアミン、ブ
チレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、シクロヘキ
シレンジアミン、ピペラジン、2−メチルピペラジン、
フェニレンジアミン、トリレンジアミン、キシレンジア
ミン、α,α’−メチレンビス(2−クロルアニリン)
3,3’−ジクロル−α,α’−ビフェニルジアミン、
2,6−ジアミノピリジン、α,α’−ジアミノジフェ
ニルメタン、m−キシレンジアミン、イソフォロンジア
ミン、N−メチル−3,3’−ジアミノプロピルアミン
及びジエチレントリアミンとアクリレートとのアダクト
又はその加水分解生成物等が挙げられる。また、カルボ
キシル基と反応して、親水性を付与するための塩基性有
機化合物としては、公知のものなら何れも使用できるが
、特に好ましい例としてジメチルエタノールアミン、ジ
エチルエタノールアミン、トリエチルアミン等が挙げら
れる。[0011] As the extender used in the present invention, for example, water or diamines are suitable, and as polyamines, for example, ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, propylene diamine, butylene diamine, hexamethylene diamine, Cyclohexylene diamine, piperazine, 2-methylpiperazine,
Phenylenediamine, tolylenediamine, xylenediamine, α,α'-methylenebis(2-chloroaniline)
3,3'-dichloro-α,α'-biphenyldiamine,
2,6-diaminopyridine, α,α'-diaminodiphenylmethane, m-xylene diamine, isophorone diamine, N-methyl-3,3'-diaminopropylamine, and adducts of diethylenetriamine and acrylate or their hydrolysis products, etc. can be mentioned. Further, as the basic organic compound for imparting hydrophilicity by reacting with the carboxyl group, any known basic organic compound can be used, but particularly preferred examples include dimethylethanolamine, diethylethanolamine, triethylamine, etc. .
【0012】又、樹脂製造に用いられる溶剤としては、
例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン
、酢酸エチル、トルエン、キシレン、酢酸イソブチル、
酢酸ブチル、アセトン、ジメチルホルムアマイド、N−
メチル−2−ピロリドン、ジエチレングリコールジメチ
ルエーテル等が適当である。本発明に用いられる水性ポ
リウレタン樹脂は、必要により有機溶剤、顔料、染料、
乳化剤、界面活性剤、増粘剤、熱安定剤、レベリング剤
、消泡剤、充填剤、沈降防止剤、UV吸収剤、酸化防止
剤、減粘剤等、その他の慣用成分を含んでいてもよい。
又、本発明で得られた水性ポリウレタン樹脂組成物を用
いて、アクリル系エマルション、ゴム系エマルション、
又はその他の水系樹脂とのブレンドをする事もできる。
又、本発明で得られた水性ウレタン樹脂組成物とアクリ
ル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸、メタクリル
酸エステル、塩化ビニル、スチレン、アクリロニトリル
、酢酸ビニル等の少なくとも一種以上のビニルモノマー
と共重合したウレタン系共重合体樹脂、及び上記ビニル
モノマーの共重合と水性ポリウレタン樹脂組成物とのハ
イブリッド化もできることはもちろん、性能向上ができ
る。[0012] Also, as a solvent used for resin production,
For example, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, ethyl acetate, toluene, xylene, isobutyl acetate,
Butyl acetate, acetone, dimethylformamide, N-
Methyl-2-pyrrolidone, diethylene glycol dimethyl ether and the like are suitable. The aqueous polyurethane resin used in the present invention may contain organic solvents, pigments, dyes,
Even if it contains other conventional ingredients such as emulsifiers, surfactants, thickeners, heat stabilizers, leveling agents, antifoaming agents, fillers, antisettling agents, UV absorbers, antioxidants, thinners, etc. good. Furthermore, the aqueous polyurethane resin composition obtained in the present invention can be used to create acrylic emulsions, rubber emulsions,
Alternatively, it can also be blended with other water-based resins. Further, urethane copolymerized with the aqueous urethane resin composition obtained in the present invention and at least one vinyl monomer such as acrylic acid, acrylic ester, methacrylic acid, methacrylic ester, vinyl chloride, styrene, acrylonitrile, vinyl acetate, etc. It goes without saying that it is possible to hybridize the aqueous polyurethane resin composition with the copolymerized copolymer resin and the vinyl monomer described above, and to improve the performance.
【0013】[0013]
【実施例】以下、本発明を更に具体的に説明するため、
実施例、比較例を挙げて説明するが、本発明はこれらの
実施例に限定されるものではない。エポキシ変性水性ポ
リウレタン樹脂の製造[Example] Hereinafter, in order to explain the present invention more specifically,
Although the present invention will be described with reference to Examples and Comparative Examples, the present invention is not limited to these Examples. Production of epoxy-modified water-based polyurethane resin
【0014】実施例1
温度計、攪拌機、窒素導入管を備えた2000mlの四
ツ口フラスコに、Q4646B(三井東圧化学(株)製
のポリエステルポリオール、分子量500)を154.
4g、トリメチロールプロパンを1.6g、ジメチロー
ルプロピオン酸を17.9g、N−メチル−2−ピロリ
ドンを34.3g、酢酸エチルを71.7g、イソホロ
ンジイソシアネート126.1gを装入し、80℃にて
8時間反応を行った後、酢酸エチルを100g入れて希
釈した。得られたプレポリマーのNCO基含有量は、1
.8%であった。上記のプレポリマー506.0gに、
エピコート1001(シェル化学株式会社製)を52.
9gを装入し混合したものにトリエチルアミン13.3
gで中和後、脱イオン水へ入れて水性樹脂溶液を得た。
この水性樹脂溶液を、50℃にて減圧脱酢酸エチルを行
った後、内温を70〜80℃に保ち6時間反応を行った
。最終的に不揮発分40.0%、PH8.6、粘度38
0cp/25℃の水性ポリウレタン樹脂を得た。Example 1 In a 2000 ml four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a nitrogen inlet tube, 154% of Q4646B (polyester polyol manufactured by Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd., molecular weight 500) was added.
4g of trimethylolpropane, 1.6g of dimethylolpropionic acid, 34.3g of N-methyl-2-pyrrolidone, 71.7g of ethyl acetate, and 126.1g of isophorone diisocyanate, and heated to 80°C. After reacting for 8 hours, 100 g of ethyl acetate was added for dilution. The NCO group content of the obtained prepolymer was 1
.. It was 8%. To 506.0 g of the above prepolymer,
Epikote 1001 (manufactured by Shell Kagaku Co., Ltd.) at 52.
9g of triethylamine was charged and mixed with 13.3g of triethylamine.
After neutralization with g, the mixture was poured into deionized water to obtain an aqueous resin solution. This aqueous resin solution was subjected to ethyl acetate removal under reduced pressure at 50°C, and then the reaction was carried out for 6 hours while keeping the internal temperature at 70 to 80°C. Final non-volatile content 40.0%, pH 8.6, viscosity 38
A water-based polyurethane resin having a temperature of 0 cp/25°C was obtained.
【0015】実施例2
温度計、攪拌機、窒素導入管を備えた2000mlの四
ツ口フラスコに、分子量2000のポリテトラメチレン
エーテルグリコール83.7g、ネオペンチルグリコー
ル51.6g、トリメチロールプロパン4.2g、ジメ
チロールプロピオン酸21.5g、N−メチル−2−ピ
ロリドンを34.3gを装入し、窒素を導入しながら9
0℃まで昇温し、内容物を溶解した。次に40℃まで冷
却し、86gのアセトンを入れ、内温が30℃になった
所でトリレンジイソシアネート139.0gを1時間か
けて滴下した。内温を30〜40℃に保ち、8時間反応
を行った後、86gのアセトンで希釈した。このプレポ
リマーのNCO基含有量は、0.90%であった。上記
のプレポリマー506.4gにエピコート1001(シ
ェル化学株式会社製)を52.9g装入し混合した。ジ
メチルエタノールアミン12.1gを含有する脱イオン
水481.5gを40℃に保ち、上記のプレポリマー5
06.4gとエピコート1001(シェル化学株式会社
製)52.9gの混合物を滴下し、更に40℃で減圧脱
アセトンを行後に内温を70〜80℃に保ち、6時間反
応を行い、最終的に不揮発分40.0%、PH8.5、
粘度550cp/25℃の水性ポリウレタン樹脂を得た
。Example 2 83.7 g of polytetramethylene ether glycol having a molecular weight of 2000, 51.6 g of neopentyl glycol, and 4.2 g of trimethylolpropane were placed in a 2000 ml four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a nitrogen inlet tube. , 21.5 g of dimethylolpropionic acid and 34.3 g of N-methyl-2-pyrrolidone were charged, and 9
The temperature was raised to 0°C to dissolve the contents. Next, it was cooled to 40°C, 86g of acetone was added, and when the internal temperature reached 30°C, 139.0g of tolylene diisocyanate was added dropwise over 1 hour. After the reaction was carried out for 8 hours while keeping the internal temperature at 30 to 40°C, it was diluted with 86 g of acetone. The NCO group content of this prepolymer was 0.90%. 52.9 g of Epicoat 1001 (manufactured by Shell Chemical Co., Ltd.) was added to 506.4 g of the above prepolymer and mixed. 481.5 g of deionized water containing 12.1 g of dimethylethanolamine was kept at 40°C and the above prepolymer 5
A mixture of 06.4 g of 06.4 g and 52.9 g of Epicoat 1001 (manufactured by Shell Chemical Co., Ltd.) was added dropwise, and after deacetonization was performed under reduced pressure at 40°C, the internal temperature was maintained at 70 to 80°C and the reaction was carried out for 6 hours. Nonvolatile content: 40.0%, pH: 8.5,
An aqueous polyurethane resin having a viscosity of 550 cp/25°C was obtained.
【0016】実施例3
温度計、攪拌機、窒素導入管を備えた2000mlの四
ツ口フラスコに、分子量2000のポリカプロラクトン
83.7g、ネオペンチルグリコール51.6g、トリ
メチロールプロパン4.2g、ジメチロールプロピオン
酸21.5g、N−メチル−2−ピロリドンを34.3
gを装入し、窒素を導入しながら90℃まで昇温し、内
容物を溶解した。次に40℃まで冷却し、86.0gの
アセトンを入れ、内温が30℃になった所でトリレンジ
イソシアネート139.0gを1時間かけて滴下した。
内温を30〜40℃に保ち、8時間反応を行った後、8
6.0gのアセトンで希釈した。このプレポリマーのN
CO基含有量は、0.90%であった。上記のプレポリ
マー506.4gにエピコート1001(シェル化学株
式会社製)52.9gを装入し混合した。ジメチルエタ
ノールアミン12.1gを含有する脱イオン水481.
5gを40℃に保ち、上記のプレポリマー506.4g
とエピコート1001(シェル化学株式会社製)52.
9gを混合したものを滴下し反応することにより水性ポ
リウレタン樹脂を得た。この水性ポリウレタン樹脂を、
更に40℃で減圧脱アセトンを行った後に、内温を70
〜80℃に保ち6時間反応を行い、最終的に不揮発分3
9.5%、PH8.5、粘度650cp/25℃の水性
ポリウレタン樹脂を得た。Example 3 83.7 g of polycaprolactone with a molecular weight of 2000, 51.6 g of neopentyl glycol, 4.2 g of trimethylolpropane, and dimethylol were placed in a 2000 ml four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a nitrogen inlet tube. 21.5 g of propionic acid, 34.3 g of N-methyl-2-pyrrolidone
g was charged, and the temperature was raised to 90° C. while introducing nitrogen to dissolve the contents. Next, it was cooled to 40°C, 86.0g of acetone was added, and when the internal temperature reached 30°C, 139.0g of tolylene diisocyanate was added dropwise over 1 hour. After keeping the internal temperature at 30 to 40°C and carrying out the reaction for 8 hours,
Diluted with 6.0 g of acetone. This prepolymer N
The CO group content was 0.90%. 52.9 g of Epicoat 1001 (manufactured by Shell Chemical Co., Ltd.) was added to 506.4 g of the above prepolymer and mixed. 481. deionized water containing 12.1 g dimethylethanolamine.
5g was kept at 40°C, and 506.4g of the above prepolymer was added.
and Epicote 1001 (manufactured by Shell Chemical Co., Ltd.) 52.
A water-based polyurethane resin was obtained by dropping a mixture of 9 g and reacting. This water-based polyurethane resin
After further deacetonization under reduced pressure at 40℃, the internal temperature was lowered to 70℃.
The reaction was carried out at ~80°C for 6 hours, and the non-volatile content was finally reduced to 3.
An aqueous polyurethane resin having a pH of 9.5%, a pH of 8.5, and a viscosity of 650 cp/25° C. was obtained.
【0017】実施例4
温度計、攪拌機、窒素導入管を備えた2000mlの四
ツ口フラスコに、分子量2000のポリテトラメチレン
エーテルグリコール83.7g、ネオペンチルグリコー
ルを51.6g、トリメチロールプロパン4.2g、ジ
メチロールプロピオン酸21.5g、N−メチル−2−
ピロリドンを34.4gを装入し、窒素を導入しながら
90℃まで昇温し、内容物を溶解した。次に40℃まで
冷却し、86gのアセトンを入れ、内温が30℃になっ
た所でトリレンジイソシアネート139.0gを1時間
かけて滴下した。内温を30〜40℃に保ち、8時間反
応を行った後、86gのアセトンで希釈した。得られた
プレポリマーのNCO基含有量は、0.90%であった
。上記のプレポリマー506.4gにエピコート100
4(シェル化学株式会製)を26.5g混合したものを
滴下し反応することにより水性ポリウレタン樹脂を得た
。この水性ポリウレタン樹脂を更に減圧脱アセトンを行
った後に、内温を70〜80℃に保ち6時間反応を行い
、最終的に不揮発分38.0%、PH8.8、粘度68
0cp/25℃の水性ポリウレタン樹脂を得た。Example 4 Into a 2,000 ml four-necked flask equipped with a thermometer, stirrer, and nitrogen inlet tube, 83.7 g of polytetramethylene ether glycol having a molecular weight of 2,000, 51.6 g of neopentyl glycol, and 4.0 g of trimethylolpropane were added. 2g, dimethylolpropionic acid 21.5g, N-methyl-2-
34.4 g of pyrrolidone was charged, and the temperature was raised to 90° C. while introducing nitrogen to dissolve the contents. Next, it was cooled to 40°C, 86g of acetone was added, and when the internal temperature reached 30°C, 139.0g of tolylene diisocyanate was added dropwise over 1 hour. After the reaction was carried out for 8 hours while keeping the internal temperature at 30 to 40°C, it was diluted with 86 g of acetone. The NCO group content of the obtained prepolymer was 0.90%. Epicoat 100 was added to 506.4 g of the above prepolymer.
4 (manufactured by Shell Chemical Co., Ltd.) was added dropwise and reacted to obtain an aqueous polyurethane resin. This aqueous polyurethane resin was further deacetonized under reduced pressure, and then reacted for 6 hours while keeping the internal temperature at 70 to 80°C, resulting in a final nonvolatile content of 38.0%, pH of 8.8, and viscosity of 68.
A water-based polyurethane resin having a temperature of 0 cp/25°C was obtained.
【0018】比較例1
温度計、攪拌機、窒素導入管を備えた2000mlの四
ツ口フラスコに、分子量2000のポリテトラメチレン
エーテルグリコール83.7g、ネオペンチルグリコー
ル51.6g、トリメチロールプロパン4.2g、ジメ
チロールプロピオン酸21.5g、N−メチル−2−ピ
ロリドン34.4gを装入し、窒素を導入しながら90
℃まで昇温し、内容物を溶解した。次に40℃まで冷却
し、86.0gのアセトンを入れ、内温が30℃になっ
た所でトリレンジイソシアネート139.0gを1時間
かけて滴下した。内温を30〜40℃に保ち、8時間反
応を行った後、86.0gのアセトンで希釈した。この
プレポリマーのNCO基含有量は、0.90%であった
。ジメチルエタノールアミン12.1gを含有する脱イ
オン水481.5gを40℃に保ち、上記のプレポリマ
ー506.4gを滴下し反応することにより水性ポリウ
レタン樹脂を得た。この水性ポリウレタン樹脂を更に4
0℃で減圧脱アセトンを行い、最終的に不揮発分38.
2%、PH7.6、粘度400cp/25℃の水性ポリ
ウレタン樹脂を得た。Comparative Example 1 83.7 g of polytetramethylene ether glycol with a molecular weight of 2000, 51.6 g of neopentyl glycol, and 4.2 g of trimethylolpropane were placed in a 2000 ml four-necked flask equipped with a thermometer, stirrer, and nitrogen inlet tube. , 21.5 g of dimethylolpropionic acid, and 34.4 g of N-methyl-2-pyrrolidone were charged, and the mixture was heated at 90° C. while introducing nitrogen.
The temperature was raised to ℃ to dissolve the contents. Next, it was cooled to 40°C, 86.0g of acetone was added, and when the internal temperature reached 30°C, 139.0g of tolylene diisocyanate was added dropwise over 1 hour. After reaction was carried out for 8 hours while keeping the internal temperature at 30 to 40°C, it was diluted with 86.0 g of acetone. The NCO group content of this prepolymer was 0.90%. 481.5 g of deionized water containing 12.1 g of dimethylethanolamine was kept at 40° C., and 506.4 g of the above prepolymer was added dropwise to react to obtain an aqueous polyurethane resin. Add this water-based polyurethane resin to 4 more times.
Deacetonization was performed under reduced pressure at 0°C, and the nonvolatile content was finally reduced to 38.
An aqueous polyurethane resin having a pH of 7.6 and a viscosity of 400 cp/25° C. was obtained.
【0019】比較例2
温度計、攪拌機、窒素導入管を備えた2000mlの四
ツ口フラスコに、Q4646B(三井東圧化学(株)製
のポリエステルポリオール、分子量500)を154.
4g、トリメチロールプロパンを1.6g、ジメチロー
ルプロピオン酸を17.9g、N−メチル−2−ピロリ
ドンを34.3g、酢酸エチルを71.7g、イソホロ
ンジイソシアネート126.1gを装入し、80℃にて
8時間反応を行った後、酢酸エチルを100g入れて希
釈した。得られたプレポリマーのNCO基含有量は、1
.8%であった。上記のプレポリマー506.0gに、
トリエチルアミン13.3gで中和後、50℃で脱イオ
ン水へ入れて水性樹脂溶液を得た。この水性樹脂溶液を
50℃にて減圧脱酢酸エチルを行い、不揮発分37.5
%、PH7.8、粘度50cp/25℃の水性ポリウレ
タン樹脂を得た。実施例1〜4のエポキシ化合物を含有
する水性ポリウレタン樹脂組成物、及び比較例1、2の
水性ポリウレタン樹脂組成物に水を加えて不揮発分を3
5%にし、ガラス板及びみがき軟鋼板(JIS,G.3
141)に乾燥後10ミクロンになるようにバーコータ
ーで塗装した。塗膜を温度20℃、湿度60%の恒温恒
湿室で7日間乾燥し性能試験に供した。試験方法はJI
S K5400に準じて行った。Comparative Example 2 In a 2,000 ml four-necked flask equipped with a thermometer, stirrer, and nitrogen inlet tube, 154 mL of Q4646B (polyester polyol manufactured by Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd., molecular weight 500) was added.
4g of trimethylolpropane, 1.6g of dimethylolpropionic acid, 34.3g of N-methyl-2-pyrrolidone, 71.7g of ethyl acetate, and 126.1g of isophorone diisocyanate were charged at 80°C. After reacting for 8 hours, 100 g of ethyl acetate was added for dilution. The NCO group content of the obtained prepolymer was 1
.. It was 8%. To 506.0 g of the above prepolymer,
After neutralization with 13.3 g of triethylamine, the mixture was poured into deionized water at 50° C. to obtain an aqueous resin solution. This aqueous resin solution was decompressed with ethyl acetate at 50°C, and the nonvolatile content was 37.5%.
%, pH 7.8, and viscosity 50 cp/25°C. Water was added to the aqueous polyurethane resin compositions containing the epoxy compounds of Examples 1 to 4 and the aqueous polyurethane resin compositions of Comparative Examples 1 and 2 to reduce the nonvolatile content by 3.
5%, glass plate and polished mild steel plate (JIS, G.3
141) was coated with a bar coater to a thickness of 10 microns after drying. The coating film was dried for 7 days in a constant temperature and humidity chamber at a temperature of 20° C. and a humidity of 60%, and then subjected to a performance test. The test method is JI
It was carried out according to SK5400.
【0020】[0020]
【表1】
試験方法及び評価基準
デュポン衝撃:撃心1/2インチ、荷重1000g、裏
打ち
耐溶剤性 :溶剤をガーゼに浸ませて塗膜面を5
0往復ラビングし、表面状態を観察
×;50往復以下で塗膜溶解、△;ツヤ引け、◎;ほと
んどテスト前の状態を保持
耐温水性 :沸水中へ4時間浸漬し、白化状態を
観察××;白化(全く透明性なし)、◎;白化せず[Table 1] Test method and evaluation criteria DuPont impact: Center of impact 1/2 inch, load 1000g, backing Solvent resistance: Soak gauze in solvent and coat the coating surface with
Rub 0 times and observe the surface condition ×; Paint film dissolves after 50 times or less, △; Loss of gloss, ◎; Retains almost the state before the test Hot water resistance: Immerse in boiling water for 4 hours and observe the whitening condition × ×: Whitening (no transparency at all), ◎: No whitening
【0
021】0
021]
【表2】
試験方法及び評価基準
塩水噴霧試験:JIS K5400に準じる××;全
面に錆、ブリスター、塗膜白化×;カット部から錆進入
、白化
○;一部白化
◎;変化無し[Table 2] Test method and evaluation criteria Salt spray test: According to JIS K5400 ××; Rust, blisters, paint film whitening on the entire surface ×; Rust entering from the cut part, whitening ○; Partial whitening ◎; No change
【0022】[0022]
【発明の効果】本発明で得られた水性ポリウレタン樹脂
組成物は耐溶剤性、耐温水性、耐塩水噴霧性、耐湿性に
優れていることが表1、2より明かである。Effects of the Invention It is clear from Tables 1 and 2 that the aqueous polyurethane resin composition obtained in the present invention has excellent solvent resistance, hot water resistance, salt spray resistance, and moisture resistance.
Claims (5)
ポリウレタン樹脂と、該水性ポリウレタン樹脂100重
量部に対し、エポキシ基を1分子中に2個以上有するエ
ポキシ化合物を1〜20重量部(固形分換算)の割合で
反応して得られる生成物を含有することを特徴とする水
性ポリウレタン樹脂組成物。Claim 1: An aqueous polyurethane resin having a carboxyl group in the molecule, and 1 to 20 parts by weight (in terms of solid content) of an epoxy compound having two or more epoxy groups in one molecule, per 100 parts by weight of the aqueous polyurethane resin. ) A water-based polyurethane resin composition characterized by containing a product obtained by reacting at a ratio of:
アネート化合物と、ポリオール類及びカルボキシル基を
有するポリオール類と反応して、イソシアネート基含有
量(固形分換算)が0.5%〜10%の、末端に2個以
上のイソシアネート基を有するカルボキシル基含有のウ
レタンプレポリマーに、エポキシ基を1分子中に2個以
上有すエポキシ化合物を混合し、次いで、塩基性有機化
合物及び伸長剤を混合した脱イオン水にプレポリマーを
装入することにより、カルボキシル基含有のウレタンプ
レポリマーに親水性をもたせると同時に、伸長剤と反応
を行うことにより、得られる不揮発分の濃度が30〜4
0%のものである請求項1記載の水性ポリウレタン樹脂
組成物。2. A water-based polyurethane resin is first reacted with an isocyanate compound, a polyol, and a polyol having a carboxyl group to form a terminal resin having an isocyanate group content (in terms of solid content) of 0.5% to 10%. An epoxy compound having two or more epoxy groups in one molecule is mixed with a carboxyl group-containing urethane prepolymer having two or more isocyanate groups, and then deionized water is mixed with a basic organic compound and an extender. By charging the prepolymer into the urethane prepolymer, the carboxyl group-containing urethane prepolymer is made hydrophilic, and at the same time, by reacting with the extender, the concentration of nonvolatile matter obtained is 30 to 4.
The aqueous polyurethane resin composition according to claim 1, wherein the aqueous polyurethane resin composition contains 0%.
、分岐状にカルボキシル基を少なくとも1個有する炭素
数3〜10の低分子量のものである請求項2記載の水性
ポリウレタン樹脂組成物。3. The aqueous polyurethane resin composition according to claim 2, wherein the carboxyl group-containing polyol has at least one branched carboxyl group and has a low molecular weight of 3 to 10 carbon atoms.
ールアミン、ジエチルエタノールアミン、トリエチルア
ミンである請求項2記載の水性ポリウレタン樹脂組成物
。4. The aqueous polyurethane resin composition according to claim 2, wherein the basic organic compound is dimethylethanolamine, diethylethanolamine, or triethylamine.
る請求項2記載の水性ポリウレタン樹脂組成物。5. The aqueous polyurethane resin composition according to claim 2, wherein the extender is water or polyamines.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3021765A JPH04261420A (en) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | Epoxy modified aqueous polyurethane resin composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3021765A JPH04261420A (en) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | Epoxy modified aqueous polyurethane resin composition |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04261420A true JPH04261420A (en) | 1992-09-17 |
Family
ID=12064167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3021765A Pending JPH04261420A (en) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | Epoxy modified aqueous polyurethane resin composition |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04261420A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100467113B1 (en) * | 2001-01-31 | 2005-01-24 | 가부시키가이샤 구라레 | Aqueous resin composition, and method of manufacturing a separable fastener using this composition |
| JP2005048046A (en) * | 2003-07-28 | 2005-02-24 | Toyo Ink Mfg Co Ltd | Adhesive for dry lamination |
| CN112592455A (en) * | 2020-12-09 | 2021-04-02 | 湖南林特新材料科技有限责任公司 | Synthesis method of single-component water-based epoxy emulsion |
-
1991
- 1991-02-15 JP JP3021765A patent/JPH04261420A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100467113B1 (en) * | 2001-01-31 | 2005-01-24 | 가부시키가이샤 구라레 | Aqueous resin composition, and method of manufacturing a separable fastener using this composition |
| JP2005048046A (en) * | 2003-07-28 | 2005-02-24 | Toyo Ink Mfg Co Ltd | Adhesive for dry lamination |
| CN112592455A (en) * | 2020-12-09 | 2021-04-02 | 湖南林特新材料科技有限责任公司 | Synthesis method of single-component water-based epoxy emulsion |
| CN112592455B (en) * | 2020-12-09 | 2022-06-07 | 湖南林特科技有限公司 | Synthesis method of single-component water-based epoxy emulsion |
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