JPS58219213A - ポリウレタン水性分散溶液 - Google Patents

ポリウレタン水性分散溶液

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JPS58219213A
JPS58219213A JP57102434A JP10243482A JPS58219213A JP S58219213 A JPS58219213 A JP S58219213A JP 57102434 A JP57102434 A JP 57102434A JP 10243482 A JP10243482 A JP 10243482A JP S58219213 A JPS58219213 A JP S58219213A
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quaternizing agent
diisocyanate
group
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polyol
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Yuzo Ozaki
雄三 尾崎
Koji Endo
孝司 遠藤
Hideo Nakamura
英雄 中村
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Toyo Tire and Rubber Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポリウレタン水性分散溶液に関する。
ポリウレタンエマルジョンは各種の用途に使用されてい
るが、例えばこれを接着剤として用いた場合、耐水接着
強度に問題があり、常態接着強度に比べて大きく低下す
る欠点がある。この欠点を防止するためにブロック化イ
ンシアネートを使用したり、あるいはホルマリンによる
ウレタンの架橋が行われているが、前者の場合140°
C位にしないと架橋しなかったり、ブロック剤が残存し
悪影響を与えることがあり、まだ後者の場合ホルマリン
に基づく刺激臭及び毒性の問題がある。
一方ポリウレタンエマルジョンはガラス繊維強化ポリプ
ロピレノ等においてガラス繊維集束剤として使用される
が、集束力は強いが補強効果に欠げるという欠点を有し
ている。
本発明の目的は常態接着強度及び耐水接着強度が共に大
きく、しかもフレクン特有の柔軟性を失わず、被接着物
の風合を損うことのないポリウレタン水性分散溶液を提
供することにある。
本発明・の目的はガラス繊維集束剤として用いた場合に
優れた集束力と共に高い補強効果をも同時に付与するこ
とのできるポリウレタン水性分散溶液を提供することに
ある。
本発明の目的は粒子が細かく、従って仕上りの外観が優
れたポリウレタン水性分散溶液を提供することにある。
本発明は分子内に少なくとも1個のエポキシ基と少なく
とも1個の水酸基を有する化合物、ポリオール、ジイソ
シアネー1−1分子中に少なくとも1個の第3級アミノ
基と2個以上のツエレビチノフ活性を有する鎖延長剤及
び4級化剤よシ得られるカチオン性ポリウレタン水性分
散溶液に係る。
本発明で使用される分子内に少なくとも1個のエポキシ
基と少なくとも1個の水酸基を有する化合物としてはエ
ポキシ化ポリブタジェンオール、エポキシ化ポリペンタ
ジェンオール等のエポキシ化ポリジオレフィンオール、
ポリオールのポリグリシジルエーテル等を例示できる。
エポキシ化ポリジオレフィンオールの具体例としては例
えばアゾカブライオールLPHX−31、LPHX−5
30、LPHX−2030、LPHX −2100、L
PH−2060(以上アデカアーガスケミカル社製)、
Po1y bd R−45EPI(出光石油化学制)等
を挙げることができ、またポリオールのポリグリシジル
エーテルの具体例としてはソルビトールポリグリシジル
エーテル(商品名テナコールEX−61.1.ナガセ化
成社製)等を挙げることができる。
また本発明では上記分子内に少なくとも1個のエポキシ
基と少なくとも1個の水酸基を有する化  □合物とし
て、例えば分子内に2個以上のエポキシ基を有する化合
物にカルボン酸、カルボン酸無水物、アミン、アルカノ
ールアミンの群から選ばれた化合物を反応させて得られ
る化合物を使用することができる。
本発明においてポリオールとしては各種のポリエステル
ポリオール、ポリエーテルポリオール、その他のポリオ
ールを使用できる。ポリエステルポリオールの具体例と
してはポリエチレンアジペートポリオール、ポリブチレ
ンアジペートポリオール、ポリエチレンプロピレンアジ
ベートポリオール等のアジペート系ポリオール、テレフ
タル酸系ポリオール(例、東洋紡績社、商品名バイロン
RUX、バイロンRV−20OL)、ポリカプロラクト
ンポリオール(例、ダイセル化学、商品名プラクセル2
12、プラクセル220)等を、ポリエーテルポリオー
ルの具体例としてはポリオキシエチレングリコール、ポ
リオキシエチレングリコール、ポリオキシテトラメチレ
ンポリオール等を挙げることができる。
またその他のポリオールとして、ポリカーボネートポリ
オール(例、西ドイツ、バイエ)し社、商品名  デス
モフエン2020E)、ポリブタジェンポリオール(例
、日本曹達、商品名G−1000、(、−2000、G
−3000、出光石油化1学、商品名Po1y  bd
  R−45HT)、ヒマシ油系ポリオール等を挙げる
ことができる。
本発明で用いられるジイソシアネートとしては各種のも
のが例示されるが、例えばジフェニルメタンジイソシア
ネート(MDI)、トリレンジイソシアネート(TDl
)、 トリジンジイソシアネート(TODI)、キシリ
レンジイソシアネート(XD工)、ナフチレンジイソシ
アネーLト(NDI)、イソホロンジイソシアネー) 
(IPDI )、ヘキサメチレンジイソシアネート(H
DI)、 ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(
HMDI)等が好適である。これらインシアネートの1
部をブロック剤にてブロックしたものを使用することも
てきる。
本発明における鎖延長剤としては分子中に少なくとも1
個の第3級アミン基と2個以上のツエレビチノフ活性を
有する鎖延長剤が用いられる。
上記における分子中に少なくとも1個の第3級アミン基
と2個以上のツエレビチノフ活性を有する鎖延長剤の例
としては、N−メチルジェタノールアミン、N−エチル
ジェタノールアミン、N−ブチルジェタノールアミン、
ビス−ヒドロキシエチルピペラジン、N−フェニルジエ
タノールアミン等を挙げることができる。
また本発明では上記鎖延長剤以外に通常の鎖延長剤も使
用でき、その好ましいものとして例えば一般式 %式% (R1は炭素数2〜IOの直鎖もしくは分枝状のアルキ
レン基であり、酸素原子により連結されて特開昭58−
219213(3) いてもよい。R2は炭素数2〜lOの直鎖もしくは分枝
状のアルキレン基又は脂環基である。A及びBは芳香環
を有する基である。)で表わされる脂肪族ジオール、脂
肪族ジアミン、芳香族ジオール、芳香族ジアミン等を挙
げることができる。
上記脂肪族ジオールの好ましい例としてはエチレングリ
コール、プロピレンクリコール、テトラメf−レンクリ
コール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリ
コール、ジエチレングリコール、ジエチレングリコール
等を、脂肪族ジアミンの具体例としてはエチレンジアミ
ン、1.6−ヘキサメチレンジアミン、イソホロンジア
ミン等を挙げることができる。
また上記芳香族ジオールのAとしては例えば等を例示で
き、また芳香族ジアミンのBとしては等を例示できる。
本発明シこおいてはイオン基に転化することのできる分
子中に少なくとも1個の第8級アミノ基と2個以上のツ
エレビチノフ活性を有する鎖延長剤を予め4級化剤によ
94級化し、又は上記鎖延長剤をポリウレタン中和共重
合させた後に4級化剤により4級化することKより、得
られるポリウレタン水性分散溶液をカチオン化すること
ができる。
本発明において4級化剤としては例えばジメチル硫酸、
ジエチル硫酸等のジアルキル硫酸、臭化エチル、塩化メ
チル、ヨウ化メチル等のハロゲン化アルキル、その他ベ
ンジルクロライド等の各種応じて広い範囲から適宜決定
すれば良いが、例えば分子内に少なくとも1個のエポキ
シ基と少なくとも1個の水酸基を有する化合物、ポリオ
ール及び鎖延長剤に含まれている活性水素基とジイソシ
アネートのNCO基の化学当量比が09〜1.4、好ま
しくは0.95〜1.1となる範囲で反応させるのが良
い。また本発明においてはNGO基と反応しない不活性
溶剤は使用可能であり、必要に応じて蒸留回収すること
ができる。更には公知のウレタン化触媒、エマルジョン
化の際に発泡抑制するために水性の消泡剤(例、トーレ
シリコン製、5M−5512等)、耐候性、耐熱変色性
を伺与するために黄変防止剤(例、ヒノダードフェノー
ル系、ヒンダー・ドアミン系等)などを使用することも
任意である。
上記溶剤の例としてはアセトン、メチルエチルケトン等
のケト/類、酢酸エチル、プロピオン酸メチル等のエス
テル類、ジオキサン、セロンルブアセテート等のエーテ
ル類、その他ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキ
シド等を挙げることができ、これ等の溶剤は本発明の反
応のどの段階で使用しても良い。
本発明のポリウレタン水性分散溶液は各種の方法で製造
でき、例えばワンショット法、ブレポリマー法で製造で
きる。ブレポリマー法では例えばエポキシ基及び水酸基
を有する化合物、ポリオール及びジイソシアネートを反
応させてNCO末端プレポリマーを作成し、−次いで鎖
延長剤を加えて反応させ、更に4級化していない鎖延長
剤を用いたときは、次に4級化剤を作用させて、その後
に得られたポリマーを冷却した後、激しく撹拌しながら
水を加えると乳白色みエマルジョンが得られる。プレポ
リマー化の反応は通常約60〜180℃で行うのが好ま
しい。また4級化反応は通常約40〜100°Cで行う
のが好ま−しい。
本発明においては得られたポリウレタン水性分散溶液に
他のエマルジョンをブレンドすることもできる。他のエ
マルジョンの例としては酢ビ/塩ビコポリマーエマルジ
ョン(例、電気化学工業、商品名 デンカテックス A
C−20)、エチレン/酢ビコポリマーエマルジョン(
例、電気化学工業、商品名 デンカEVAテックス)等
を挙げることができる。また本発明のポリウレタン水性
分散溶液にはエチレンジアミン、ジエチレントリアミン
、ヘキサメチレンジアミン等の脂肪族ポリアミン水溶液
を併用しても良い。
本発明で得られるポリウレタン水性分散溶液は各種の用
途に使用できるが、接着剤として使用した場合にはエポ
キシ基の存在及びそのカチオン性により常態接着力及び
耐水接着力の両方において優れ、且つウレタン特有の柔
軟性を失わず、被接   □着物の風合を損うことがな
い。
また本発明のウレタン水性分散溶液はガラス繊維集束剤
として用いた場合には優れた集束力と高い補強効果を併
せ有する。
まだ本発明のウレタン水性分散液は粒子が細かいので外
観が良好に仕上がる特長を有している。
以下に実施例を挙げて本発明を説明する。
実施例I (a)  プライオールL、PH−206091f (
0,05モル)(bl  プラクセル220     
 10OF!(0,05モル)(cl  4,4−ジフ
ェニルメタン   5([(0,20モル)ジイソシア
ネート (d)  N−メチルジェタノール  11.9g(0
,10モル)アミン (e)  ジメチル硫酸       12.6 f 
(0’、 I 0モル)撹拌装置、温度計、窒素導入管
を備えたIooomlのセパラブルフラスコに(a)、
(b)及び(C)成分を入れ、75〜80℃で60分反
応させる。50℃に冷却後、メチルエチルケトン(ME
K)398 f及び(d)成分を添加し、75〜80℃
で3時間反応させる。液温を50℃に冷却した後、(e
)成分を80fのMEKに溶解した溶液を加え、50〜
60°Cで1時間撹拌する。その後、水564gを加え
た後、MEKを留去するとエマルジョンが得られる。
尚、この際MEKを留去しつつ水を加えてもよい。
得られたエマルジョン中のポリマー含有率は35チであ
り、ポリマーは0.38重量−の第4級窒素原子を含有
する。
実施例2 下記の成分を用いて、実施例Iと同様にしてエマルジョ
ンを得た。
(a)  ブライオールLPHX−20:(0136,
8g(0,04モル)(b)ポリプテレンアジペー) 
      72  g(0,04モル)ポリオールに
ツボラン4010) (C)m−キシリレンジイソシアネート 82.51 
(0,17モル)(d)  N−メチルジェタノールア
ミン  12 1NO,10モル)(e)  ジメチル
硫酸         12.7g(0,10モル)M
EK  fl+399f、  +2180f水  50
6g 得うれたエマルジョン中のポリマー含有率は35%であ
り、ポリマーは0.58重量%の第4級窒素原子を含有
する。
実施例3 下記の成分を用いて、実施例Iと同様にしてエマルジョ
ンを得た。
(a)  プライオールLPH−206091y(0,
05モル)[有])ハイ07 RUX        
 l 00f (o、o5%ル)(C)  インホロノ
ジインシアネ−)   44.4IC0,20モル)(
d)  N−メチルジェタノールアミン Il、9g(
0,10モル)(e)  ジメチル硫酸       
 11.3f(0,09モル)MEK   +11:(
88F!、 (2+78F!水     562g 得られたエマルジョン中のポリマー含有率は35チであ
シ、ポリマーは0.47重量%の第4級窒素原子を含有
する。
比較例1 下記の成分を用いて、実施例1と同様にしてエマルジョ
ンを得た。
(a)  =ツボラン4010     1 To、4
g(0,0,85モル)(b)′)フェニルメタンジイ
ソシアネ  639r(o、256モル)−ト (c)  N−メチルジェタノールアミン  20.3
g(0,170モル)(d)  ジメチル硫酸    
    12.9g(0,102モル)MEK   +
1+401 g、  +2+ 80 g水     5
62 f 得うしたエマルジョン中のポリマー含有率は35%であ
り、ポリマーは0.54重量%の第4級窒素原子を含有
する。
次に得うれたエマルジョンの性状、フィルム皮膜強度及
び接着力を下記第1表に示す。表において粘度は25℃
、BM型粘度計(2号ローター)によ、り30rpmに
て測定した値であり、接着力の評価方法は次の通りであ
る。
接着基材 スフセフ4号/軟質塩化ビニル塗布条件 ス
フ基地に固形分で2 Of、々塗布し、160℃で3分
乾燥 接着条件 120℃のホットプレスで61個の圧力で3
0秒間圧着 剥離テスト 幅25順の試験片を作成し、23℃にて剥
離速度200 m7ftdnで、オートグラフIM−1
00(島津製作所)に よシ測定 耐水接着力 常温水に15時間浸漬したサンプルを濡れ
たまま上記条件で剥離強度を 測定 第  1  表 (以上)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)分子内に少なくとも1個のエポキシ基と少なくと
    も1個の一水酸基を有する化合物、ポリオール、ジイソ
    シアネート、分子中に少なくとも1個の第3級アミノ基
    と2個以上のツエレビチノフ活性を有する鎖延長剤及び
    4級化剤より得られるカチオン性ポリウレタン水性分散
    溶液。
  2. (2)上記鎖延長剤を予め4級化剤により4級化する請
    求の範囲第1項に記載の水性分散溶液。
  3. (3)上記鎖延長剤をポリウレタン中に共重合させた後
    、次いで4級化剤により4級化する請求の範囲第1項に
    記載の水性分散溶液。
  4. (4)上記分子内に少なくとも1個のエポキシ基と少な
    くとも1個の水酸基を有する化合物が、分子内に2個以
    上のエポキシ基を有する化合物にカルボン酸、カルボン
    酸無水物、アミン、アルカノールアミンの群から選ばれ
    た化合物を反応させて得られる化合物である請求の範囲
    第1項に記載の水性分散溶液。
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