JPH11228667A5

JPH11228667A5 -

Info

Publication number: JPH11228667A5
Application number: JP1998221127A
Authority: JP
Filing date: 1998-07-22
Publication date: 2005-10-27

Description

【０００２】
【従来の技術】
簡明にするためＰＵＲ分散物として記載するポリウレタンもしくはポリウレタン発泡材料の水性分散物は公知であり〔アンゲバンテ・ヘミー、第８２巻（１９７０）、第５３〜６３頁参照〕、高レベルの品質を示す。これらはラッカーおよびコーチングに大量に使用され、多くの用途において厳格な要求を満たす。

しかしながら、ＰＵＲ分散物から作成されるラッカーおよびコーチングが必要な要件の全ては満足させない用途（たとえば木材部分および寄木張り床のコーチングなど）が存在する。表面硬度、耐水性および水とエタノールとの混液に対する耐性には極めて厳格な要求が課せられる。他の重要な要件は、硬化（すなわちコーチングの形成）が比較的低温度（一般に室温）で起こらなければならず、高められた温度での硬化により得られる追加の架橋が生じえないことである。木材支持体に施して室温で硬化させる場合、従来技術のＰＵＲ分散物は一般に不充分な耐水性および水／エタノール混液に対する不充分な耐性を有するフィルムを形成する。

【０００４】
【課題を解決するための手段】
この課題は、水性ＰＵＲ分散物を製造すべくアロファネート基を有するポリイソシアネートを使用して解決することができる。
多くの刊行物はＰＵＲ分散物を調製するのに適した多数のポリイソシアネートにおいてアロファネート基を有するポリイソシアネートを含んでいるが、これらポリイソシアネートは詳細に記載されておらず、その使用を示す例も知られていない。

本発明は、ポリイソシアネート成分と１種もしくはそれ以上のイソシアネート反応性化合物とから調製され、ポリイソシアネート成分の少なくとも５重量％が式（Ｉ）
〔式中、
Ｒは二官能性のＣ₄ 〜Ｃ₁₈脂肪族、脂環式もしくは芳香族炭化水素基であって有機ジイソシアネートからＮＣＯ基を除去することにより得られ、
Ｒ'は一官能性のＣ₁ 〜Ｃ₁₈炭化水素基であってエーテル酸素原子を有することができる〕
に対応するジイソシアネートであることを特徴とする水性ポリウレタン分散物に関するものである。さらに本発明は、任意の支持体（好ましくは木材支持体、たとえば寄木張り床）を被覆するためのこれらＰＵＲ分散物の使用にも関するものである。

ＰＵＲ分散物は公知方法で調製される。第１工程においては、モノマージイソシアネートとモノアルコールとを反応させてウレタン含有中間体を形成させ、触媒を添加した後にウレタン基をアロファネート基まで変換させることにより、アロファネート基含有ポリイソシアネートを生成する。得られたアロファネート基を有するジイソシアネート（これはＤＥ−Ａ４，４０３，２３３号に詳細に記載されている）を過剰のモノマージイソシアネートに溶解させ、この溶液の形態でも使用される。
第２反応工程においては、アロファネート基含有ジイソシアネートとモノマージイソシアネートとの混合物をポリマーポリオールおよび低分子量連鎖延長剤と反応させてポリウレタンを生成させる。この反応は、所望ならば反応後に分離しうる有機溶剤の存在下に行うことができる。
中和しうる基をその後に第３工程にて塩型まで変換させ、水と混合することにより分散物を作成する。まだ残留する全てのＮＣＯ基を、この過程において水と反応させる。低沸点溶剤を使用する場合、これを蒸留により除去して回収することができる。

中和の程度に応じ、分散物は極めて微細な形態で存在することができ、したがってほぼ溶液の外観を有する。しかしながら、安定でもある極めて粗大な分散物を作成することもできる。固形物含有量は広範囲（たとえば２０〜５０重量％の範囲）で変化することができる。
本発明によるＰＵＲ分散物は、その特性の顕著な変化なしに長期間にわたり貯蔵安定性である。これらは有利にはラッカーおよび被覆組成物の結合剤として使用することができ、たとえば木材、金属、ガラス、プラスチック（これは必要に応じ発泡される）、皮革、紙および繊維品のような任意の支持体に施すことができる。これら用途につき、たとえば溶剤、顔料、着色料、乳化剤、安定剤、ＵＶ吸収剤、難燃剤および均染剤などの公知の被覆添加剤と組合せることができる。

さらにＰＵＲ分散物はポリエステル材料、皮革およびポリウレタン、並びにＰＶＣおよびポリプロピレンを結合させるための接着剤としても使用することができる。ＰＵＲ分散物は噴霧、刷毛塗り、浸漬または同様な被覆法および必要に応じ間接的な転写法により施すこともできる。本発明によるＰＵＲ分散物は好ましくは木材（特に寄木張り床）に施される。

この点に関し、本発明による分散物は顕著な利点、特に従来技術のＰＵＲ分散物と比較するだけでなく異なる化学構造を有する水性結合材と比較しても化学薬品に対する耐性を示す。他の利点は、揮発性溶剤の使用なしに本発明によるＰＵＲ分散物を施しうる点である。

【００１４】
【実施例】
以下、限定はしないが実施例により本発明をさらに説明し、ここで部数および％は全て特記しない限り重量による。
実施例１：本発明によるＰＵＲ分散物の調製
出発物質
４５０部４，４'−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）
４４．４部ｎ−ブタノール
０．０２５部アセチルアセトネート亜鉛（触媒）
０．０５部塩化イソフタル酸（失活剤）
４２０部８４０の平均分子量を有するアジピン酸と１，６−ヘキサンジオールとのヒドロキシポリエステル
５．９部１，６−ヘキサンジオール
６０．３部ジメチロールプロピオン酸（ＤＭＰＡ）
２３．６部２７％ＮＨ₃ 水溶液
２２８８部アセトン
１４４７部水

手順
ジイソシアネートと触媒とを混合し、ｎ−ブタノールをＮ₂ 下で７０℃にて添加した。発熱反応に際し温度は１００℃まで上昇した。この温度にて約２時間の後、ＮＣＯ含有量は２０．４％となり、触媒を失活剤の添加により不活性にした。
アロファネート基を有する得られたジイソシアネートをアセトンの一部（１０９部）に溶解させ、ヒドロキシ−ポリエステルと１，６−ヘキサンジオールとを添加した。このバッチを撹拌しながら８０℃まで１時間加熱し、残部のアセトン（３１１部）を添加した後にＤＭＰＡを添加した。
６０℃にてさらに５時間にわたり撹拌した後、混合物をアセトン（２３４部）で希釈し、６０℃に１時間保った。この時点で、溶液のＮＣＯ含有量は１％未満となった。この溶液を残量のアセトンおよび１０９部の水と混合し、さらに３時間にわたり５０℃に保った。その後、遊離ＮＣＯはもはや検出されなかった。
次いでＮＨ₃ 溶液と残量の水とを約４５分間かけて添加した。混合物をさらに４時間にわたり５０℃に保ち、次いでアセトンを減圧下に留去した。
４０％水性分散液が得られ、これは僅かに濁っていたが薄層にすると殆ど透明に見えた。実施例１に記載した手順を用い、次の各成分からさらにＰＵＲ分散物を調製した。

ＰＵＲ分散物は全てフィルムを作成するのに適した。実施例１〜３のＰＵＲ分散物から得られたフィルムは優れた機械的性質および耐性を有した。その耐水性および水／エタノール混液に対する耐性は優秀であった。この性質を以下の方法により試験すると共に比較例４の性質と比較した。
耐水性および耐アルコール性の評価
適用：ＰＵＲ分散物をドクターブレードにより１２０μｍの湿潤フィルム厚さ（４５μｍ乾燥フィルム厚さ）にてガラス板に施し、室温にて７日間にわたり乾燥させた。
試験法：
水もしくはエタノール（水中４８％）で飽和させた綿ウール綿棒を７日間目のフィルム上に載置し、ペトリ皿で覆った。
３０分後（水）もしくは９分後（エタノール）、湿潤フィルムを家庭用台所タオルで慎重に乾燥させた後に評価を行った。
下表に示した数値の説明：

Claims

ポリイソシアネート成分と１種もしくはそれ以上のイソシアネート反応性化合物とから調製され、ポリイソシアネート成分の少なくとも５重量％が式（Ｉ）
〔式中、
Ｒは二官能性のＣ₄ 〜Ｃ₁₈脂肪族、脂環式もしくは芳香族炭化水素基であって有機ジイソシアネートからＮＣＯ基を除去することにより得られ、
Ｒ'は一官能性のＣ₁ 〜Ｃ₁₈炭化水素基であってエーテル酸素原子を有することができる〕
に対応するジイソシアネートであることを特徴とする水性ポリウレタン分散物。