JPS58179234A - Production of polyurethane aqueous dispersion - Google Patents

Production of polyurethane aqueous dispersion

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JPS58179234A
JPS58179234A JP6435282A JP6435282A JPS58179234A JP S58179234 A JPS58179234 A JP S58179234A JP 6435282 A JP6435282 A JP 6435282A JP 6435282 A JP6435282 A JP 6435282A JP S58179234 A JPS58179234 A JP S58179234A
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信治 井上
Tadayuki Sugimoto
忠之 杉本
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Abstract

PURPOSE:A blocked water-soluble urethane polymer with a special structure is dispersed, heated under stirring to dissociate the block and form a crosslinking structure by reaction of the regenerated NCO groups, thus producing the titled dispersion used as an adhesion for a variety of base materials. CONSTITUTION:Generally, polyols containing polyfunctional components and polyisocayanates are made to react to give a prepolymer and free isocyanates are blocked with a blocking agent such as a phenol. Further, the remaining free isocyanate groups are made to react with a corresponding amount of a compound bearing active hydrogens and ion-forming groups such as taurine to give a blocked water-soluble urethane compound of the formula (A is 3-6 functional organic residue containing urethane linkages; Z is compound containing ion- forming groups; Y is residue of blocking agent; n+m is 2, 3, 5). Then, the resultant compound is dispersed in water, then when necessary, a basic compound such as polyfunctional amine is added thereto, they are heated under stirring to dissociate the blocks and form a crosslinked structure.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポリウレタン水分散体の製法に関する。[Detailed description of the invention] The present invention relates to a method for producing an aqueous polyurethane dispersion.

さらに詳しくは、 一般式 %式% (1) (ただし、A:分子内にウレタン結合を有する官能数3
〜6の有機基残基、Z:分子内に少なくとも1個のイオ
ン形成性基を含有する化合物の残基、Y二分子中に少な
くとも1個の活性水素原子を含有し、熱処理によりイソ
シアネート基を再生するブロック剤残基、n+m:2,
3または5) で示される枝分れしたブロック化水溶性ウレタンプレポ
リマーを必要に応じて塩基性化合物を添加して、加熱、
攪拌下に強制的にブロック解離することを特徴とする架
橋構造を含有するポリウレタン水分散体の製法に関する
ものである。
More specifically, the general formula % formula % (1) (where A: the number of functionalities having a urethane bond in the molecule is 3
-6 organic group residue, Z: residue of a compound containing at least one ion-forming group in the molecule, Y containing at least one active hydrogen atom in two molecules, and isocyanate group formed by heat treatment. Blocking agent residue to be regenerated, n+m:2,
3 or 5) The branched blocked water-soluble urethane prepolymer shown in 3 or 5) is heated, adding a basic compound as necessary.
The present invention relates to a method for producing an aqueous polyurethane dispersion containing a crosslinked structure characterized by forced block dissociation under stirring.

従来の技術として、主として直線状ボリウレタン塊状物
に対して、塩型の基または塩生成の能力のあるWk付加
し、水分散化する特許として特公昭42−24192号
および特公昭43−9076号があり、前者の塩型の基
の重量割合は1〜15%、後者の塩型の基の重量割合は
0.02〜1%である。
As a conventional technique, Japanese Patent Publication No. 42-24192 and Japanese Patent Publication No. 43-9076 mainly involve adding a salt-type group or Wk capable of forming a salt to a linear polyurethane block and dispersing it in water. The weight proportion of the former salt type group is 1 to 15%, and the weight proportion of the latter salt type group is 0.02 to 1%.

前二者の特許はいずれも主として直線状のポリウレタン
塊状物に親木性基を少量付加し、水分散化する特許であ
り、架橋構造体のポリウレタン塊状物を水分散fヒする
ことは、高分子量、高粘度であるため、通常の方法では
極めて困難で、特殊な製造機器を用い、複雑な工程から
成る製造h′法を採用し、なければならない点て、出来
上−〕だ製品のコストならびに品質の安定化などの点で
不利である。
Both of the former two patents are patents for adding a small amount of woody groups to mainly linear polyurethane blocks and making them water-dispersible. Due to its high molecular weight and high viscosity, it is extremely difficult to use conventional methods, and the manufacturing method, which involves complicated steps and uses special manufacturing equipment, is adopted, which reduces the cost of the finished product. It is also disadvantageous in terms of stabilization of quality.

本発明は、架橋構造体のポリウレタン塊状物の水分散体
を容易に製造するために、ウレタンプレポリマー中の遊
離−NCOを一時ブロック剤でブロックし2、塩生成能
力のある基を付加した後、塩型の基とし水分散体とする
。その後強制的にブロックを解離すると同時に、必要に
応じて塩基性化合物により架橋構造体とすることにより
容易に架橋構造体のポリウレタン水分散体を製造する方
法を提供するものである。
In order to easily produce an aqueous dispersion of a polyurethane block having a crosslinked structure, the present invention first blocks free -NCO in the urethane prepolymer with a blocking agent2, and then adds a group capable of forming a salt. , a salt type base and an aqueous dispersion. The object of the present invention is to provide a method for easily producing a polyurethane aqueous dispersion of a crosslinked structure by forcibly dissociating the blocks and, if necessary, forming a crosslinked structure with a basic compound.

架橋構造体のポリウレタン塊状物に少量の親水性基を付
加し、水分散体とするためには、本来架橋構造体は溶剤
にも完全には溶解せず溶解しても高粘度となるため、親
水性が均一に付加し難く、従−)で製造の安定性が悪い
等の欠点がある。また、製品の安定性を良くするため、
多量に親水基を付加すると耐水性が悪くなる。
In order to add a small amount of hydrophilic groups to the polyurethane mass of the crosslinked structure and make it into an aqueous dispersion, it is necessary to It has drawbacks such as difficulty in uniformly imparting hydrophilicity, poor manufacturing stability, and the like. In addition, to improve product stability,
When a large amount of hydrophilic groups are added, water resistance deteriorates.

本発明においては、先ず多官能成分を含有したポリオー
ルとポリイソシアネートを溶剤中で反応させ、1分子中
、最低3個の遊離−NCOを残有するプレポリマーを合
成する。
In the present invention, first, a polyol containing a polyfunctional component and a polyisocyanate are reacted in a solvent to synthesize a prepolymer having at least three free -NCOs remaining in one molecule.

そして、1分子中の2個以上の遊離−NCOに相当する
ブロック剤で遊離−NCD基をブロックした後、残りの
1個以にの遊離−NGOに相当する合物を付加し、水中
に分散させる。
After blocking the free -NCD groups with a blocking agent corresponding to two or more free -NCOs in one molecule, a compound corresponding to the remaining one or more free -NGOs is added and dispersed in water. let

ついて、必要に応して、ブロックポリウレタン水分散体
に塩基性化合物を添加し、加熱、攪拌しながらブロック
解離を行うと、容易に架橋構造体のポリウレタン水分散
体を製造することができる。
Accordingly, if necessary, a basic compound is added to the block polyurethane aqueous dispersion and block dissociation is performed while heating and stirring, thereby making it possible to easily produce a polyurethane aqueous dispersion having a crosslinked structure.

塩基性化合物として1重炭酸ソーダ、苛性ソーダ、辞性
カリ、アンモニア等の無機塩基あるいは脂肪族性、環脂
肪族性および芳香族性の多官能性アミンを添加すること
により、より確実に架橋構造体のポリウレタン水分散体
を製造することができる。
By adding an inorganic base such as sodium bicarbonate, caustic soda, potassium chloride, or ammonia as a basic compound, or an aliphatic, cycloaliphatic, or aromatic polyfunctional amine, it is possible to more reliably form a crosslinked structure in polyurethane. Aqueous dispersions can be produced.

多官能性アミンと1.では、エチレンジアミン。Polyfunctional amine and 1. Now, ethylenediamine.

ヘキサメチレンジアミン、l・4シクロヘキシレンシア
ミン、ベンチジン、フェニレンジアミンの如きジアミン
類、ジエチレントリアミン。
Diamines such as hexamethylene diamine, l-4 cyclohexylene cyanine, benzidine, phenylene diamine, diethylene triamine.

トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、
ペンタエチレンへキサミンの如きポリエチレンポリアミ
ン類、−ヒドラジン等を挙げる二とができる7 9I:m構造体のポリウレタン塊状物は、高粘度の物質
で適切な多量の溶剤で稀釈して、反応しなければゲル化
して、均一に塩生成物能力のある填を付加することは非
常に困難である。さらに、少量の親木性基を付加した架
橋構造体のポリウレタン塊状物は、高粘度であるため水
中に分散するためには、強力な高速攪拌装置を用いなけ
れば不可能である。
triethylenetetramine, tetraethylenepentamine,
Polyurethane blocks of 79I:m structure can be prepared by diluting with a large amount of a suitable solvent with a highly viscous material to prevent reaction. It is very difficult to gel and apply a uniform salt product capable loading. Furthermore, since the polyurethane block of the crosslinked structure to which a small amount of woody group has been added has a high viscosity, it is impossible to disperse it in water without using a powerful high-speed stirring device.

本発明は、架橋構造体のポリウレタン水分散体を製造す
るに当り、より少量の溶剤使用量でゲル化を防止し、か
つ中粘度状態で均一に親木性基を付加する二とが可能と
なる。
The present invention makes it possible to prevent gelation with a smaller amount of solvent and to uniformly add wood-philic groups in a medium viscosity state when producing a polyurethane aqueous dispersion of a crosslinked structure. Become.

また、通常の攪拌で均一な水分散体とした後に強制的に
ブロック解離すると同時に鎖伸長および架橋化を行うた
めに、製品安定性の優れた架橋構造体のポリウレタン水
分散体を容易に製造する二とができる。
In addition, since a uniform aqueous dispersion is made by normal stirring and then forcibly dissociated, chain elongation and crosslinking are performed at the same time, it is easy to produce a polyurethane aqueous dispersion with a crosslinked structure with excellent product stability. I can do two things.

極度に架橋されたポリウレタンは1通常の方法では水に
溶解することも、また分散することもできない。
Highly crosslinked polyurethanes cannot be dissolved or dispersed in water by conventional methods.

また、架橋構造でない、実質的に直線状のボリウレタン
は規水性広の導入あるいは乳化剤によζ)、容易に本に
分散性または0■溶性にする二とができるか、ぞ+/)
物性は、抗張勾、耐水性および耐溶剤性の暑し、く劣−
〕たものである。
In addition, polyurethane that is substantially linear and does not have a crosslinked structure can be easily made dispersible or 0% soluble by introducing a water-retaining compound or by using an emulsifier.
Physical properties include tensile strength, water resistance, solvent resistance, heat resistance, and deterioration.
].

本発明に等は、閘橋構造tSするポリウレタン本分散体
を容易に得るために、鋭意研究の結果、架橋構造前段階
で水に分散した後1、架橋化する二とにより1本発明を
完I戊するに至−)たしのである1、 即ち、本発明は、 一般式 %式% (1) (ただし、Δ:分子内にウレタン結合をヌする官能数3
−〇の(+機基残基、2:分子内に少なくとも1個のイ
オン形成性基を含有する化rj物の残IJ、Y:分子中
に少なくとも1個の活性水M I):I了をきfjL、
熱処理によりイソシアネ−1・俵を+4生ずるブロック
剤残基、n十rn : 2 、、3または5) で示される枝分れしたブロック化水溶性ウレタンプレポ
リマーを必要に応して塩基性化合物を添加して、加熱、
攪拌下に強制的にブロック解離することを特徴とする架
橋構造を含有するポリウレタン水分散体の製法である。
In the present invention, in order to easily obtain a polyurethane main dispersion having a lock structure, as a result of intensive research, the present invention was completed by 1 dispersing it in water before the crosslinking structure and 2 crosslinking it. 1, that is, the present invention is based on the general formula % formula % (1) (where Δ: the functional number 3 that creates a urethane bond in the molecule)
-〇(+organic group residue, 2: residue IJ of compound rj containing at least one ion-forming group in the molecule, Y: at least one active water M I in the molecule): I Ki fjL,
If necessary, a basic compound is added to the branched blocked water-soluble urethane prepolymer represented by the blocking agent residue, n0rn: 2, 3 or 5), which produces +4 isocyanate-1 bales upon heat treatment. Add, heat,
This is a method for producing an aqueous polyurethane dispersion containing a crosslinked structure characterized by forced block dissociation under stirring.

・般式(+)で表わされる枝分れしたブロック化水溶性
ウレタンプレポリマーとしては、分子中に2〜4個のt
+’i性木原素を有する分子1500〜5000の化合
物X−+H)nと有機ポリイソシアネ−1〜とにより得
られる少なくとも3官能の枝分れした多官能ウレタンプ
レポリマーの少なくとも2個以上の遊離インシアネート
基に分子内に1個以−1−の活性水原素を含有する熱処
理によりイソシアネート基を再生するブロック剤を付加
し、残りの遊離イソシアネート基1個に分子中に少なく
とも1個の活性水素原子および少なくとも1個のイオン
形成性基を含有する化合物を付加したしのである、 官能数3〜6多官能のウレタンプレポリマーに一〕いて
、川に詳しく説明すると、下記に述べる一般にポリウレ
タン製造に用いられるポリオール類との自機ポリイソシ
アネートから得られるものである2、一般にポリウレタ
ン製造に用いられるポリオール類とは、エチレングリコ
−Jし。
・The branched blocked water-soluble urethane prepolymer represented by the general formula (+) has 2 to 4 t in the molecule.
At least two or more free ins of a trifunctional branched polyfunctional urethane prepolymer obtained from a compound A blocking agent that regenerates the isocyanate group by heat treatment that contains one or more -1- active hydrogen atom in the molecule is added to the cyanate group, and at least one active hydrogen atom in the molecule is added to one remaining free isocyanate group. A polyfunctional urethane prepolymer with a functional number of 3 to 6, which is added with a compound containing at least one ion-forming group, is described in detail below. 2. Polyols commonly used in polyurethane production include ethylene glycol-J.

プチレ二/クリコール、ネオペンチルグリコールジエチ
レングリコール、トリエ千レンゲリコール、グリセリン
、トリメチロールプロパン、ペンタエリス111・−ル
等の多価アルコール類、モノエタノールアミン、ジェタ
ノールアミン、トリエタノールアミン、プロパツールア
ミン等のアミノアルコール類、上記多価アルコール類、
多価アミン類、アミノアルコール類およびカテコール、
しゾルシン、ヒスフェノールA、ヒスフェノールSなど
IIIジフェニール類のエチレン本キサイド、プロピレ
ンオキサイドなどアルキしンオキ−1? 1’ドt](
付加生成物ならびにアルキレ〉・1髪IJ− (1・中
8物およびバ東合物などのボリエーテ+1ポ11オー+
i灯i.アジピン酸,コハク酸、フタル酸、マL5イン
酸.7マール酸の如キ飽和または不飽和多価カルボン酸
とエチレングリコール、ブチレングリコール、トリメチ
ロールプロパン、ブチンジオールの如き飽和または不飽
和多価アルコールとの重縮合生成物などのポリエステル
ポリオール類、ポリブタジェングリコールなどのポリブ
タジェンポリオール類またはそれとスチレン、アクリル
ニトリルなと他のビニルモノマーとの共重合ポリオール
類、ポリクロロプレンポリオール類またはそれと他のビ
ニルモノマーとの製造に用いられるポリオール類、ポリ
チオエーテル、ポリアセタール、ポリエステルアミド、
ポリアミド類等も分子量2,000以下のものは使用可
能である。
Polyhydric alcohols such as petite/glycol, neopentyl glycol diethylene glycol, triethene glycol, glycerin, trimethylolpropane, pentaeryth 111-ol, monoethanolamine, jetanolamine, triethanolamine, propatoolamine, etc. Amino alcohols, the above polyhydric alcohols,
polyvalent amines, amino alcohols and catechol,
Alkylene oxides such as ethylene oxide, propylene oxide, etc. of III diphenyls such as hesorcin, hisphenol A, and hisphenol S. 1'dot](
Addition products and Alkire〉・1 hair IJ−
i light i. Adipic acid, succinic acid, phthalic acid, malic acid. Polyester polyols such as polycondensation products of saturated or unsaturated polycarboxylic acids such as 7-maric acid and saturated or unsaturated polyhydric alcohols such as ethylene glycol, butylene glycol, trimethylolpropane, and butynediol; Polybutadiene polyols such as denglycol or copolymerized polyols thereof with other vinyl monomers such as styrene, acrylonitrile, polychloroprene polyols or polyols used in the production of polychloroprene polyols and other vinyl monomers, polythioethers, polyacetal, polyesteramide,
Polyamides having a molecular weight of 2,000 or less can also be used.

有機ポリイソシアネートとは、例えばl・リス−(イソ
シアネートヘキシル)−ピューレットイソシアネ−1・
、トリフェニルメタントリイソシアネーI・、ポリメチ
レンポリフェニルポリイソシアネ−1・ならびにヘキサ
メチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネー
ト、 イソホロンジイソシアネート、トリレンジイソシ
アネー1・、ノーノエニ11ノタンンイソシγネート等
の低′Jr f−btのポリ4−ルとを了・め反応させ
て得たポリイソノー/ ’r −1−、・\腎すメチレ
ンジイソシアr−1・または1・りし〉シイソシアネ−
1・の3i1体化物−97J・1トけI’、+Jする。
The organic polyisocyanate is, for example, l.lis-(isocyanatehexyl)-puret isocyanate-1.
, triphenylmethane triisocyanate I, polymethylene polyphenyl polyisocyanate I, as well as hexamethylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, tolylene diisocyanate 1, and non-enyl 11-notane isocyanate. -Polyisonol/'r-1-, \renal methylene diisocyanate r-1 or 1-diisocyanate obtained by reaction with poly4-al of -bt
1. 3i1 incarnation -97J.1 toke I', +J.

分1′中に1個F’、) f+’:性水永原了を3Gす
る熱処理により改M(ソンア?−ト1.1.を両生する
プロッタ剤どしては、フェノール、タロルフェノール、
■)−ケキン安息り酸、1)オキン安り口、香酸ブチル
、2L、ソール等())フェノール類、p−5eeブチ
ルブエノール、11−1 (・r1ブチルフェノ−J[
1 piece F' per minute 1') f+': Plotter agent that produces both phenol, thalolphenol,
■) - Kekinbenzoic acid, 1) Okin Yasukuchi, butyl fragrant, 2L, Sol, etc. ()) Phenols, p-5ee butylbuenol, 11-1 (・r1 butylphenol-J[
.

1)−本ター/−ハーノエノール、p−ノニルフェノ−
11等の71tlI−ルフェノール類、イソプロピルア
ルコ−月、l c r I−ブチルアルコール等の第2
級jiよひ第、3級アルコール類、アセトキシム、メ(
ルエ−f Ii9トキシム、シ、クロ・\キサノンオM
ンム’、j’ t’lオシンム類、ξ−声プロラク、タ
ム。
1) -Tar/-hernoenol, p-nonylpheno-
71 tlI-ruphenols such as 11, isopropyl alcohol, l cr I-butyl alcohol, etc.
Class jiyo primary and tertiary alcohols, acetoxime, medicinal (
Rue-f Ii9 Toxim, Shi, Kuro・\Xanone O M
Nmu', j't'l osym, ξ-vocal prolac, tam.

δ−ハL、 L:I ′7ンタノ、等のラクタノ、類、
マロン酸ンーメル\−11ニス−i 11 、アセ千ル
ー/セトン、アセト耐酸−7’ ItX−11エステノ
L等の活性メチレン化合物、3−ヒドロキシピリジン、
8−ヒドロキシキノリン、8−ヒドロキシキーノールジ
ン等の塩括性窒素含有化合物等の如き1個の活性水素原
素を3 f)する化合物が挙げられる。
Lactano, such as δ-HaL, L:I '7ntano, etc.
active methylene compounds such as malonic acid mer\-11 varnish-i 11, aceto-acid-resistant-7' ItX-11 esteno L, 3-hydroxypyridine,
Examples include compounds that convert one active hydrogen atom into 3f), such as salt-capable nitrogen-containing compounds such as 8-hydroxyquinoline and 8-hydroxyquinoldine.

分子−中に少なくとも1個のtlり性水素原子および少
なくとも1個のイオン形成性能基を含有する化°合物と
しては1例えばタウリン、N−メチルタウリン、N−ブ
チルタウリン、スルファミン酸などのアミノスルホン酸
類、グリシン、アラニン等のアミノカルボン酸類、2−
ヒドロキシエタノールスルホン酸、フェノール2.4−
ジスルホン酸等のヒドロキシスルホン酸類、グリコール
酸、サリチル酸、p−オキシ交、巳香酸等のヒドロキシ
カルボン酸類の如きアニオン形成性状を含有する化合物
、ならびにN、N−ジメチルエタノールアミン、N、N
−ジメチルプロパツールアミン、N、N−ジメチル−β
−ヒドロキシエチ虐アニリン、α−ヒドロキシエチルピ
リジン、β−ヒドロキシエチルキノリン、N−ヒドロキ
シエチルピペリジンなどのアルフキノル1ヒした脂肪り
し脂環族 −y5−香族および複素環族第、′X級7′
ミン類、N、Nジメチルヒドラジン−N、14−ジメチ
ルエチレンジアミン−N。
Examples of compounds containing at least one phosphorescent hydrogen atom and at least one ion-forming functional group in the molecule include amino acids such as taurine, N-methyltaurine, N-butyltaurine, and sulfamic acid. Sulfonic acids, aminocarboxylic acids such as glycine and alanine, 2-
Hydroxyethanol sulfonic acid, phenol 2.4-
Compounds containing anion-forming properties such as hydroxysulfonic acids such as disulfonic acid, hydroxycarboxylic acids such as glycolic acid, salicylic acid, p-oxygenated acid, and sulfuric acid, as well as N,N-dimethylethanolamine, N,N
-dimethylpropaturamine, N,N-dimethyl-β
- Alfquinol-based fatty alicyclic groups such as hydroxyethylaniline, α-hydroxyethylpyridine, β-hydroxyethylquinoline, N-hydroxyethylpiperidine, etc. -y5-Aromatic and heterocyclic groups, 'X class 7 ′
amines, N,N dimethylhydrazine-N, 14-dimethylethylenediamine-N.

N−ンス(ルーツ゛ロビレンシアミン、1−アミノ−ピ
リジンなとび)アミン類の如き、カチオン形1戊性壊を
rr 41する化合物がφげられる。
Compounds which exhibit cationic monomerization, such as N-ance (root-robylenecyamine, 1-amino-pyridine, etc.) amines, are included.

式(1)申(ハr4−ン形性能に公知のh法で塩類状の
基に変える二とにより親水性を付与し、水中(3分IK
あイー、いは溶解する。二の時1分散を助けるために、
現水性溶媒を使用してもよい。
Hydrophilicity is imparted to the formula (1) by converting it into a salt-like group by the well-known method, and it is then dissolved in water (for 3 minutes at IK).
Yes, it dissolves. In order to help the second time and first dispersion,
Current aqueous solvents may also be used.

水中に均・に分散あるいは溶解した枝分れした一〕1コ
ノシ化木溶性ウレタンプレポリマーは、脱溶剤後、もし
、くは溶媒含有状態で加熱攪拌を行い、強制的にプロッ
タを解離し、再生し、たイソシ/゛〆−1・店())反
応により架橋構造体となり最終的に架橋構造を341す
るポリウレタン水分散f1.力冑IJ、 、、ねる。
After removing the solvent, the branched monocondensed wood-soluble urethane prepolymer uniformly dispersed or dissolved in water is heated and stirred in a solvent-containing state to forcibly dissociate the plotter. The aqueous polyurethane dispersion f1. is regenerated and becomes a crosslinked structure by the isoshi/゛゛〆-1・store()) reaction and finally forms a crosslinked structure. Rikiku IJ, ,, Neru.

二の、iQi制御j rl ノ9解離を行う時、塩填性
化合物!x ’tA 、IJI+するとフ1−トソク解
剤が容易に進行する。
Second, when performing iQi-controlled j rl no 9 dissociation, salt-filling compounds! When x'tA, IJI+, 1-toxolysis proceeds easily.

そしで、二(ハ塩1五性化α物として多官能性アミンを
使用すると、架括jあるいは鎖伸長が容易に達成される
Therefore, when a polyfunctional amine is used as the pentavalent α product, crosslinking or chain elongation can be easily achieved.

ブロックfヒ反応は、適当な不活性溶媒の存在または不
存在下、必要に応じてトリエチルアミン等の塩基性触媒
またはジブチルチンジラウレートの如き有機a属触媒を
用いて40〜100℃の反応温度で行う。
The block reaction is carried out at a reaction temperature of 40 to 100°C in the presence or absence of a suitable inert solvent, optionally using a basic catalyst such as triethylamine or an organic group A catalyst such as dibutyltin dilaurate. .

分子中に少なくとも1個の活性水素原子および少なくと
も1個のイオン形成性基を含有する化合物と部分ブロッ
ク化ウレタンプレポリマーの反応は、予めイオン形成性
基を塩類状の基に導ひきンク適当な化合物例えばアニオ
ン形成性基を含有する化合物の場合はエチルアミン、ト
リエチルアミン、ジメチルアミン、ピリジンなどの第1
級、第2級および第3級アミン類、エタノールアミン、
ジェタノールアミン、トリエタノールアミンのようなア
ルコールアミン類の如き有機塩基類およびアンモニアな
らびに水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸カリウ
ム、炭酸水素ナトリウムの如き金属の水酸化物、炭酸塩
の如”2 jHHj、1希IA、%1.シ相に上1]、
またカチオン形成(Ji、 j、5を含(V’Fるfヒ
1合物の場合は、塩酸、硫酸。
The reaction of a partially blocked urethane prepolymer with a compound containing at least one active hydrogen atom and at least one ion-forming group in the molecule can be carried out by introducing the ion-forming group into a salt-like group in advance and using a suitable linkage. In the case of compounds containing anion-forming groups, for example, primary compounds such as ethylamine, triethylamine, dimethylamine, pyridine, etc.
class, secondary and tertiary amines, ethanolamine,
Organic bases such as alcohol amines such as jetanolamine and triethanolamine, and ammonia, and metal hydroxides and carbonates such as potassium hydroxide, sodium hydroxide, potassium carbonate, and sodium bicarbonate. , 1 rare IA, % 1. on the phase 1],
In addition, cation formation (contains Ji, j, 5 (V'Fruf), hydrochloric acid, sulfuric acid.

硝酸な、シリ)無機酸類、蛾酸、酢酸、乳酸、クロ11
酎酸1.、・と−ノ)(」傳酸類あるいはヨウ化メチル
、ワ化工+I1.  硫酸ジメチルなどのアルキル止剤
によ()石積状の1人に変換の後、水溶液またはfJ機
溶剤溶?Iしとして添加する二とが望まし、いが。
Nitric acid, silicate) inorganic acids, moth acid, acetic acid, lactic acid, chlorine 11
Citric acid 1. ,・and-ノ)('acids or methyl iodide, Wa Chemical + I1. After converting into a masonry-like substance with an alkyl stopper such as dimethyl sulfate, it can be used as an aqueous solution or fJ organic solvent solution. It is preferable to add some charcoal.

イオン形成4ノ1基音白″1ヒ合物を水溶液または有機
溶剤溶酸どし−0部分ブロック化ウレタンプレポリマー
にt、b加反応′i’g 、+ t&、イオン形成性基
をも碩状の1みに導ひき得るAir記化金化合物溶液ま
たはイ1@溶液どして添加することも可能である、水中
に均一に分1校あるいは溶解した枝分れしたフロノ、シ
化本溶液性つレタンプし、ポリマーを強制的に一/’a
ツタMlするには85℃〜100°Cの湿部てす11熱
攪拌tろ二どにより目的を達成できる。
The ion-forming group is added to the partially blocked urethane prepolymer in an aqueous solution or an organic solvent, and the ion-forming group is added to the urethane prepolymer. It is also possible to add as an Air-type gold compound solution or as a solution, which can be added as a solution of a branched fluorine or silica compound homogeneously dissolved in water. Stamp the penis and force the polymer
To remove ivy, the purpose can be achieved by heating the wet part at 85°C to 100°C with stirring.

二σ)時塩基性化合物を添加する二とによりブロック解
離を容易に達成することができる。
Block dissociation can be easily achieved by adding a basic compound at 2σ).

また、鳴1.(竹化a物として多官能性アミン類を?、
fj 1111すに+二とに1リブロツタ解離により再
生したイソシアネート基が多官能性アミン類と反応し、
物性の優れた架橋構造を有するポリウレタン水分散体を
容易に製造する二とができる。
Also, Naki 1. (Polyfunctional amines as bamboo compounds?
fj 1111 The isocyanate group regenerated by Suni + Ni and Ni 1 ribotuta dissociation reacts with polyfunctional amines,
It is possible to easily produce a polyurethane aqueous dispersion having a crosslinked structure with excellent physical properties.

本発明により得られるポリウレタン水分散体は。The polyurethane aqueous dispersion obtained by the present invention is as follows.

水稀釈が容易であり、他の水系樹脂との相溶性および貯
蔵安定性に優れでいる」二に、架橋性皮膜を形成するの
で従来困難とされていたフィルムの接着に極めて有効に
使用できる。したがってナイロン、ポリエステル等の合
成繊維の接着剤の他、繊維以外の各種基材の接着加工、
繊維の水系樹脂例えばポリエポキシド化合物、エチレン
尿素化合物、SBR,MBR等、ラテックスメラミンホ
ルマリン樹脂、フェノールホルマリン樹脂、尿素ホルマ
リン樹脂、アクリルエマルジョン、デンプン、カルボキ
シメチルセルロース、ポリビニルアルコール等と併用し
て使用する二とが可能である。
It is easy to dilute with water, has excellent compatibility with other water-based resins, and has excellent storage stability.Secondly, since it forms a crosslinkable film, it can be used extremely effectively for adhesion of films, which has been considered difficult in the past. Therefore, in addition to adhesives for synthetic fibers such as nylon and polyester, adhesive processing for various base materials other than fibers,
Water-based resins for fibers such as polyepoxide compounds, ethylene urea compounds, SBR, MBR, etc., latex melamine formalin resins, phenol formalin resins, urea formalin resins, acrylic emulsions, starches, carboxymethylcellulose, polyvinyl alcohol, etc. It is possible.

実h@例1 末端o+++M含イ1゛のポリブチレンアジペート(分
I′¥20+50)(価55.7)10.0部、トリメ
チロ−ルーツ°ロパン3部、1.4−ブタンジオール3
部にヘキサメチレンジイソシアネート27部(N+:0
10il = 1.31)を添加し、ジオキサン50部
中で徐ケに加熱して85〜95℃で60分間反応させ、
遊離イソシアネート騙含駄2%(対ウレタンプレポリマ
ー183部を得た。
Example 1 10.0 parts of polybutylene adipate (minute I' ¥20 + 50) (value 55.7) containing 1 terminating o+++M, 3 parts of trimethylropane, 3 parts of 1,4-butanediol
27 parts of hexamethylene diisocyanate (N+:0
10 il = 1.31), heated slowly in 50 parts of dioxane and reacted at 85-95°C for 60 minutes,
2% free isocyanate (183 parts based on urethane prepolymer) was obtained.

次にシtll−ン35部にフエ、ノール5 部ヲrM 
IWし、た溶油40部と触媒としてl・リエチルアミン
0.1部を50°(二にて加え、徐々に加熱し、70〜
80°(”[’ 120分間反応させ、遊離イソシアネ
ート1人音駁0.95ヅ、(対ウレタンプレポリマー)
の部分プロノンプレポリマーのジオキサン溶液223部
を得た。
Next, add 35 parts of nitrogen, 5 parts of nitrogen,
IW, add 40 parts of the dissolved oil and 0.1 part of l-ethylamine as a catalyst at 50°C (step 2), heat gradually, and heat to 70°C.
80° ("[' Reacted for 120 minutes, free isocyanate 0.95° per person, (for urethane prepolymer)
223 parts of a dioxane solution of the partial pronone prepolymer was obtained.

次にLン本キサン70部て稀釈した後、40%タウリン
ソー タ゛本溶液9部を40℃で加え、40〜50でで
30分1又1.、、させた後、水200部を攪拌しなが
ら徐へ・に添加し、固型分28%の乳白色安定な水分散
体493部を得た。
Next, after diluting with 70 parts of 40% pure xane, 9 parts of 40% taurine solute solution was added at 40°C, and the mixture was heated at 40-50°C for 30 minutes. After this, 200 parts of water was slowly added to the mixture while stirring to obtain 493 parts of a milky white stable water dispersion with a solid content of 28%.

これをエバポレーターにより減圧上脱溶剤し、ブロック
化ポリウレタン水分散体338部を得た。
The solvent was removed under reduced pressure using an evaporator to obtain 338 parts of a blocked polyurethane aqueous dispersion.

次いでエチレンジアミン1部を添加した後。Then after adding 1 part of ethylenediamine.

85℃〜95Tで120分攪拌を続けるとブロック解離
が起こり、増粘し、目的の架橋構造を含有する安定性の
よいポリウレタン水分散体が得られた。
When stirring was continued for 120 minutes at 85° C. to 95 T, block dissociation occurred, the viscosity increased, and a highly stable aqueous polyurethane dispersion containing the desired crosslinked structure was obtained.

実施例2 ポリテトラメチレングリコール(M W 2000)1
00部、1.6ヘキサンジオ一ル6部、トリメチロール
プロパン2部に水添MDI、40部(NCOloH= 
1゜22)を添加し、50〜60℃で120分間反応さ
せ、遊離イソシアネート基含量1.62%(対ウレタン
プレホリマー)のウレタンプレポリマー198部を得に
Example 2 Polytetramethylene glycol (M W 2000) 1
00 parts, 6 parts of 1.6 hexanediol, 2 parts of trimethylolpropane, 40 parts of hydrogenated MDI (NCOloH=
1°22) was added and reacted at 50-60°C for 120 minutes to obtain 198 parts of a urethane prepolymer with a free isocyanate group content of 1.62% (based on the urethane preformer).

次にテトラヒドロフラン35部にp−オキシ安息香酸5
部を溶解した溶液40部と触媒としてトリエチルアミン
0.4部を50℃にて徐々に加熱し、50〜60℃で1
8080分反応遊離インシアネ−1−j& 5fi0.
97%(対ウレタンプレポリマー)の部分フロックプレ
ポリマーのテトラヒドロフラン溶液211部を得た。
Next, 5 parts of p-oxybenzoic acid was added to 35 parts of tetrahydrofuran.
40 parts of a solution in which 1 part was dissolved and 0.4 parts of triethylamine as a catalyst were gradually heated at 50°C, and 1 part was dissolved at 50 to 60°C.
8080 minutes reaction free incyane-1-j & 5fi0.
211 parts of a 97% (based on urethane prepolymer) partially flocked prepolymer solution in tetrahydrofuran was obtained.

次にテトラヒト ・10%タウリンソーZ/7に溶液11部を40℃で加
え。
Next, 11 parts of the solution was added to Tetrahuman 10% Taurinso Z/7 at 40°C.

、10〜s o cで30分1!応させた後、水200
部を攪拌しながら徐々に添加し、固型分30%の乳白色
女%i:’.’l: 4(分tKt体438部を得た。
, 10 to 30 minutes at SOC! After the reaction, water 200
%i:'. 'l: 4 (minutet) 438 parts of Kt body were obtained.

二t1をエバボレー、ターによjl減圧下脱溶剤し、ブ
ロック化ポリウレタン水分散体282部を得た 次いでジエ千しンジーメミン2部を添加した後、85°
C〜95℃て120分攪拌を続けるとブロック解離が起
こり.増粘し,、目的の架橋構造を含イ1“する安定性
のよいポリウレタン本分散体が得1゛、J(だ 実施例3 ポリカプロラ′)トンポリオール(分子社+000)1
00部、ペンタエリスリト一取4.5部を溶融後。
The solvent was removed from the two t1 under reduced pressure using an evaporator and a turret to obtain 282 parts of a blocked polyurethane aqueous dispersion. Next, 2 parts of diethyl chloride was added, and the mixture was heated at 85°C.
When stirring was continued for 120 minutes at ~95°C, block dissociation occurred. A stable polyurethane main dispersion which thickened and contained the desired crosslinked structure was obtained.J (Example 3 Polycaprola')tonpolyol (Mounshisha +000) 1
00 parts, after melting 4.5 parts of pentaerythritol.

″1,Nジメチルアミド150部に溶解した後、ジフェ
ニルメタン4.4ジイソシアネ一ト58部(NCO10
1!=1.40)を添加し、85℃〜95℃で60分反
応さし、遊離イソシアネート基台t3.50%(対ウレ
タンプレホリマー)のウレタンプレポリマー312部を
得た。
"After dissolving in 150 parts of 1,N dimethylamide, 58 parts of diphenylmethane 4.4 diisocyanate (NCO10
1! = 1.40) and reacted at 85°C to 95°C for 60 minutes to obtain 312 parts of a urethane prepolymer with a free isocyanate base t of 3.50% (based on the urethane preformer).

次にNN・ジメチルホルムアミド35部にp−ノニルフ
ェノール22部を溶解してトリエチルアミン触媒0.・
1部髪50°Cにて加え,徐々に加熱し、80〜95°
Cで12020分反応遊離イソシアネート基台410.
91%(対ウレタンプレポリマー)の部分ブロックプレ
ポリマーのNN・ジメチルホルムアミド溶液369部を
得た。
Next, 22 parts of p-nonylphenol was dissolved in 35 parts of NN/dimethylformamide, and 0.0% of the triethylamine catalyst was dissolved.・
Add one part to the hair at 50°C and gradually heat it to 80-95°.
Reaction free isocyanate base 410.C for 12020 minutes.
369 parts of a 91% (based on urethane prepolymer) partially block prepolymer solution in NN/dimethylformamide was obtained.

次にNN・ジメチルホルムアミド100部で稀釈した後
、40%グリシンソーダ水溶液8部を40℃で加え,4
0〜50℃で30分反応させた後、水285部を攪拌し
ながら徐々に添加し、固型分25%の乳白色安定な水分
散体762部を得た。
Next, after diluting with 100 parts of NN/dimethylformamide, 8 parts of 40% glycine soda aqueous solution was added at 40°C.
After reacting at 0 to 50°C for 30 minutes, 285 parts of water was gradually added with stirring to obtain 762 parts of a milky white stable water dispersion with a solid content of 25%.

これをエバポレーターにより減圧上脱溶剤し、ブロック
化ポリウレタン水分散体470部を得失いてl’l’l
’性ソーダ水溶液てp118〜9に調整した後、85”
(’−〇5°Cで120分攪拌を続けるとブロック解離
が起こり,増粘し、L1的の架橋構造を含有する安定性
のよいポリウレタン水分散体がtr+ +:, 、t+
た。
The solvent was removed under reduced pressure using an evaporator, and 470 parts of blocked polyurethane aqueous dispersion was obtained.
After adjusting the pH to 118-9 with aqueous soda solution, 85"
(When stirring is continued for 120 minutes at -05°C, block dissociation occurs, the viscosity increases, and a stable polyurethane aqueous dispersion containing an L1-like crosslinked structure becomes tr+ +:, , t+
Ta.

実施例・1 ポリプロピレングリコール(分子[500)100部、
トリメ千ローノlプロパン9部、ペンタエリス1川・−
ル1]部を加熱溶解し,た後冷却し、1・II L.ン
シ(ソシアネート(80/20) 105部(N(−0
/1111 = 1.:’18)を添加し、−メチルエ
チルケトン200部中で徐々に加熱し75〜85℃で6
0分間反応し、遊離イソシアネート基き牡6.30%(
対ウレタンブレ寸;IJマー)のウレタンプレポリマー
422部を得た4 次にメチルエチルケトン50部にp − see−ブチ
ルフェノール40部を溶解し,た溶液と触媒としてテト
ラメチルプロピレンジアミン0.3部を50°(゛にて
j)11え、徐々に加熱し、75〜85℃で12020
分反応遊離イソシアネート基含量1.33%(対ウレタ
ンプレポリマー)の部分ブロックプレポリマーのメチル
エチルケトン溶液512部を得た。
Example 1 100 parts of polypropylene glycol (molecule [500),
Trime 1,000 rono l propane 9 parts, pentaeris 1 river -
Part 1 of L.L. was heated and dissolved, and then cooled. Socialate (80/20) 105 parts (N(-0
/1111 = 1. :'18) and gradually heated in 200 parts of -methyl ethyl ketone at 75 to 85°C.
Reacted for 0 minutes, containing 6.30% free isocyanate groups (
Next, 40 parts of p-see-butylphenol was dissolved in 50 parts of methyl ethyl ketone, and 50 parts of the solution and 0.3 part of tetramethylpropylene diamine as a catalyst were obtained. °(j at ゛)11 and gradually heat to 12020 at 75-85℃
Separation reaction 512 parts of a methyl ethyl ketone solution of a partially block prepolymer having a free isocyanate group content of 1.33% (based on the urethane prepolymer) was obtained.

次にメチルエチルケトン238部で稀釈し,40%スル
ファミン酸ソーダ水溶液48部を40℃で加え、40〜
50℃で30分反応した後、水423部を攪拌しながら
徐々に添加し、固型分24%の乳白色安定な水分散体1
220部を得た。
Next, dilute with 238 parts of methyl ethyl ketone, add 48 parts of 40% sodium sulfamate aqueous solution at 40°C,
After reacting at 50°C for 30 minutes, 423 parts of water was gradually added with stirring to obtain a milky white stable water dispersion 1 with a solid content of 24%.
220 copies were obtained.

これをエバポレーターにより減圧上脱溶剤し、ブロック
化ポリウレタン水分散体732部を得た。
The solvent was removed under reduced pressure using an evaporator to obtain 732 parts of a blocked polyurethane aqueous dispersion.

次いでこの水分散・体を85℃〜95℃で180分攪拌
を続けるとブロック解離が起こり、増粘し、目的の架橋
構造を含有する安定なポリウレタン水分散体が得られた
Next, when this aqueous dispersion was continued to be stirred at 85 DEG C. to 95 DEG C. for 180 minutes, block dissociation occurred, the viscosity increased, and a stable polyurethane aqueous dispersion containing the desired crosslinked structure was obtained.

出願人 第一工業製薬株式会社applicant Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 般式 %式% (1) (ただし2A:分子内にウレタン結合を有する官能数3
〜6のイ1°機基残基、2:分子内に少なくとも1個の
イオン形成性基を含有する化合物の残μ、Y:分子中に
少なくとも]個の活性水素原子を含イ1°し、熱処理に
よりイソシアネート括を再生するブロック剤残基、n十
m:2,3または5) てボされる枝分れしたブロック化水溶性ウレタンプレポ
リマーを必要に応して塩基性化合物を添加して1.加熱
、攪拌下に強制的にブロック解離することに特徴とする
架橋構造を含有するポリウレタン水分散体の製法。
[Claims] General formula % Formula % (1) (where 2A: functional number 3 having a urethane bond in the molecule)
- 6, A 1° functional group residue, 2: residue μ of a compound containing at least one ion-forming group in the molecule, Y: containing at least ] active hydrogen atoms in the molecule If necessary, a basic compound is added to the branched blocked water-soluble urethane prepolymer which is bonded with a blocking agent residue that regenerates isocyanate groups by heat treatment, n: 2, 3 or 5). 1. A method for producing an aqueous polyurethane dispersion containing a crosslinked structure characterized by forced block dissociation under heating and stirring.
JP6435282A 1982-04-14 1982-04-14 Production of polyurethane aqueous dispersion Granted JPS58179234A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002531650A (en) * 1998-12-07 2002-09-24 バイエル アクチェンゲゼルシャフト Process for coagulating aqueous PU dispersions containing dispersed reactive or post-crosslinkable polyurethanes, products so obtained, and uses thereof

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JP2002531650A (en) * 1998-12-07 2002-09-24 バイエル アクチェンゲゼルシャフト Process for coagulating aqueous PU dispersions containing dispersed reactive or post-crosslinkable polyurethanes, products so obtained, and uses thereof

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