JP7625803B2 - Aqueous polyurethane resin dispersion and composition thereof - Google Patents
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Description
本発明は、有機溶媒及び水の混合媒体中にポリウレタン樹脂を分散させた水性ポリウレタン樹脂分散体及び水性ポリウレタン樹脂分散体組成物に関する。また、本発明は、水性ポリウレタン樹脂分散体の製造方法及び当該分散体から製造されるフィルムに関する。 The present invention relates to an aqueous polyurethane resin dispersion and an aqueous polyurethane resin dispersion composition in which a polyurethane resin is dispersed in a mixed medium of an organic solvent and water. The present invention also relates to a method for producing the aqueous polyurethane resin dispersion and a film produced from the dispersion.
水性ポリウレタン樹脂分散体は、接着性、耐摩耗性、ゴム的性質を有する塗膜を得ることができ、従来の溶剤系ポリウレタンと比較して揮発性有機物を減少できることから環境対応材料として溶剤系ポリウレタンからの置き換えが進んでいる材料である。 Water-based polyurethane resin dispersions can produce coatings that have adhesive properties, abrasion resistance, and rubber-like properties, and because they reduce volatile organic compounds compared to conventional solvent-based polyurethanes, they are increasingly being used as an environmentally friendly material to replace solvent-based polyurethanes.
この水性ポリウレタン樹脂分散体やその製造方法において、ジプロピレングリコールジメチルエーテル等の有機溶媒を使用し、乾燥性や増粘性を保持できることが知られている。また、低沸点の中和剤としてアンモニアやトリエチルアミンを使用することも知られている(特許文献1、2参照)。 It is known that this aqueous polyurethane resin dispersion and its manufacturing method can maintain drying and thickening properties by using an organic solvent such as dipropylene glycol dimethyl ether. It is also known to use ammonia or triethylamine as a low-boiling neutralizing agent (see Patent Documents 1 and 2).
また、水中又は有機溶媒及び水の混合媒体中への分散性に優れ、且つ、高固形分化した際に粘度を低く抑えることができる水性ポリウレタン分散体として、中和剤として特定のジアルキルアミノメチロールアルカン化合物を使用した水性ポリウレタン樹脂分散体が知られている。(特許文献3参照) In addition, an aqueous polyurethane resin dispersion that uses a specific dialkylaminomethylolalkane compound as a neutralizing agent is known as an aqueous polyurethane dispersion that has excellent dispersibility in water or a mixed medium of organic solvents and water, and can keep the viscosity low when the solid content is high. (See Patent Document 3)
コーティング剤用途、捺染用インク用途、フレキソ、グラビア等の印刷インキ用途で使用される水性ポリウレタン樹脂分散体において、省エネ、低コスト、環境負荷低減の観点から、低温及び短時間乾燥においても優れた塗膜物性(密着性、耐水性、耐油性、耐熱性など)を発現することが望まれている。
また、特許文献1や2等に記載の通り、中和剤としてアンモニアやトリエチルアミンを使用すると臭気を有するため、水性ポリウレタン樹脂分散体製造時及び使用時の作業環境にはさらなる改善が求められている。
さらに、特許文献3で使用されている高沸点中和剤を使用すると、密着性、耐水性、耐摩耗性などの塗膜物性を低下させることがある。
そこで、本発明の課題は、水性ウレタン樹脂分散体の製造時及び使用時の作業環境をさらに改善させること、且つ耐水性及び分散性に優れた水性ウレタン樹脂分散体を提供することである。
In aqueous polyurethane resin dispersions used in coating agents, textile printing inks, and printing inks such as flexographic and gravure printing, it is desirable for them to exhibit excellent coating film properties (adhesion, water resistance, oil resistance, heat resistance, etc.) even at low temperatures and in short drying times, from the viewpoints of energy saving, low cost, and reduced environmental impact.
In addition, as described in Patent Documents 1 and 2, when ammonia or triethylamine is used as a neutralizing agent, it gives off an odor, and therefore further improvement is required in the working environment during the production and use of the aqueous polyurethane resin dispersion.
Furthermore, the use of the high-boiling point neutralizing agent used in Patent Document 3 may deteriorate the coating film properties such as adhesion, water resistance, and abrasion resistance.
Therefore, an object of the present invention is to further improve the working environment during the production and use of an aqueous urethane resin dispersion, and to provide an aqueous urethane resin dispersion having excellent water resistance and dispersibility.
本発明者らは、特定の範囲の沸点を有する中和剤や有機溶媒を使用し、水性ポリウレタン樹脂分散体の構成単位を制御することで水性ウレタン樹脂分散体の臭気が低減され、水性ウレタン樹脂分散体の耐水性及び分散性を共に向上させることができることを見出し、本発明に至った。 The inventors discovered that by using a neutralizing agent or organic solvent having a boiling point in a specific range and controlling the constituent units of the aqueous polyurethane resin dispersion, it is possible to reduce the odor of the aqueous polyurethane resin dispersion and improve both the water resistance and dispersibility of the aqueous polyurethane resin dispersion, which led to the present invention.
本発明は、具体的には以下のとおりである。 Specifically, the present invention is as follows:
1.ポリオール化合物(Aa)、ポリイソシアネート化合物(Ab)、酸性基含有ポリオール化合物(Ac)、中和剤(Ad)及び鎖延長剤(Ae)由来の構成単位を有し、有機溶媒(Af)及び水(Ag)を含む、水性ポリウレタン樹脂分散体であって、
中和剤(Ad)の沸点が100℃以上150℃以下であり、
有機溶媒(Af)中の各有機溶媒の沸点Tn(℃)と、有機溶媒(Af)全量に占める各有機溶媒の質量の割合Rn(質量%)との積の総和として式:[Σ(Tn×Rn/100)]で求められる、有機溶媒(Af)の平均沸点が150℃以上180℃以下である、
水性ポリウレタン樹脂分散体。
1. An aqueous polyurethane resin dispersion having structural units derived from a polyol compound (Aa), a polyisocyanate compound (Ab), an acidic group-containing polyol compound (Ac), a neutralizing agent (Ad) and a chain extender (Ae), comprising an organic solvent (Af) and water (Ag),
The boiling point of the neutralizing agent (Ad) is 100° C. or higher and 150° C. or lower,
the average boiling point of the organic solvent (Af) is 150° C. or higher and 180° C. or lower, which is calculated by the formula [Σ(Tn×Rn/100)] as the sum of the products of the boiling points Tn (° C.) of the organic solvents in the organic solvent (Af) and the mass ratios Rn (mass%) of the organic solvents to the total amount of the organic solvent (Af);
Aqueous polyurethane resin dispersion.
2.鎖延長剤(Ae)の融点が50℃以上である、前記1記載の水性ポリウレタン樹脂分散体。 2. The aqueous polyurethane resin dispersion according to 1 above, wherein the melting point of the chain extender (Ae) is 50°C or higher.
3.鎖延長剤(Ae)が下記式(1)のピペラジン化合物又は下記式(2)のジヒドラジド化合物である、前記1又は2に記載の水性ポリウレタン樹脂分散体。 3. The aqueous polyurethane resin dispersion according to 1 or 2 above, wherein the chain extender (Ae) is a piperazine compound represented by the following formula (1) or a dihydrazide compound represented by the following formula (2).
4.ポリウレタン樹脂の酸価が18~35mgKOH/gである、前記1~3のいずれか1つに記載の水性ポリウレタン樹脂分散体。
5.ポリオール化合物(Aa)が、ポリカーボネートポリオール化合物(Aa1)を含む、前記1~4のいずれか1つに記載の水性ポリウレタン樹脂分散体。
4. The aqueous polyurethane resin dispersion according to any one of 1 to 3 above, wherein the polyurethane resin has an acid value of 18 to 35 mgKOH/g.
5. The aqueous polyurethane resin dispersion according to any one of 1 to 4 above, wherein the polyol compound (Aa) comprises a polycarbonate polyol compound (Aa1).
6.ポリカーボネートポリオール化合物(Aa1)のポリオール成分が、直鎖状及び/又は分岐状の脂肪族ポリオールである、前記5に記載の水性ポリウレタン樹脂分散体。 6. The aqueous polyurethane resin dispersion according to 5 above, in which the polyol component of the polycarbonate polyol compound (Aa1) is a linear and/or branched aliphatic polyol.
7.ポリオール化合物(Aa)は、ポリカーボネートポリオール化合物(Aa1)及び酸性基含有ポリオール(Ac)以外の、その他のポリオール化合物(Aa2)を含む、前記5又は6に記載の水性ポリウレタン樹脂分散体。 7. The aqueous polyurethane resin dispersion according to 5 or 6, wherein the polyol compound (Aa) includes a polyol compound (Aa2) other than the polycarbonate polyol compound (Aa1) and the acidic group-containing polyol (Ac).
8.有機溶媒がジアルキレングリコールジアルキルエーテルである、前記1~7のいずれか1つに記載の水性ポリウレタン樹脂分散体。 8. The aqueous polyurethane resin dispersion according to any one of 1 to 7 above, wherein the organic solvent is a dialkylene glycol dialkyl ether.
9.中和剤(Ad)が下記式(3)で示されるアミノアルコール化合物である、前記1~8のいずれか1つに記載の水性ポリウレタン樹脂分散体。 9. The aqueous polyurethane resin dispersion according to any one of 1 to 8 above, wherein the neutralizing agent (Ad) is an aminoalcohol compound represented by the following formula (3):
10.ポリイソシアネート化合物(Ab)が脂肪族ポリイソシアネート化合物及び/又は脂環式ポリイソシアネート化合物である、前記1~9のいずれか1つに記載の水性ポリウレタン樹脂分散体。 10. The aqueous polyurethane resin dispersion according to any one of 1 to 9 above, wherein the polyisocyanate compound (Ab) is an aliphatic polyisocyanate compound and/or an alicyclic polyisocyanate compound.
11.ポリウレタン樹脂の重量平均分子量が50,000以上である、前記1~10のいずれか1つに記載の水性ポリウレタン樹脂分散体。 11. The aqueous polyurethane resin dispersion according to any one of 1 to 10 above, wherein the weight average molecular weight of the polyurethane resin is 50,000 or more.
12.前記1~11のいずれか1つに記載の水性ポリウレタン樹脂分散体を含む、水性ポリウレタン樹脂分散体組成物。 12. An aqueous polyurethane resin dispersion composition comprising the aqueous polyurethane resin dispersion described in any one of 1 to 11 above.
13.アクリル樹脂エマルジョン、オレフィン樹脂エマルジョン及びポリエステル樹脂エマルジョンから選ばれる少なくとも1種をさらに含む、前記12記載に水性ポリウレタン樹脂分散体組成物。 13. The aqueous polyurethane resin dispersion composition according to claim 12, further comprising at least one selected from an acrylic resin emulsion, an olefin resin emulsion, and a polyester resin emulsion.
14.塗料、コーティング剤又はインク用の、前記12又は13に記載の水性ポリウレタン樹脂分散体組成物。 14. An aqueous polyurethane resin dispersion composition according to 12 or 13 above for use in paints, coating agents or inks.
15.(I)ポリオール化合物(Aa)、ポリイソシアネート化合物(Ab)及び酸性基含有ポリオール(Ac)を、有機溶媒の存在下で反応させてポリウレタンプレポリマーを得る工程、
(II)前記ポリウレタンプレポリマーを水と混合する工程、
(III)前記ポリウレタンプレポリマーの酸性基を中和剤(Ad)で中和する工程、及び
(IV)前記ポリウレタンプレポリマーを鎖延長剤(Ae)で高分子量化する工程を含み、
前記工程(III)で使用する中和剤(Ad)の沸点が100℃以上150℃以下であり、
水性ポリウレタン樹脂分散体に含まれる有機溶媒(Af)中の各有機溶媒の沸点Tn(℃)と、有機溶媒(Af)全量に占める各有機溶媒の割合Rn(質量%)との積の総和として式:[Σ(Tn×Rn/100)]で求められる、有機溶媒(Af)の平均沸点が150℃以上180℃以下である、
前記1~11のいずれか1つに記載の水性ポリウレタン樹脂分散体を製造する方法。
15. (I) A step of reacting a polyol compound (Aa), a polyisocyanate compound (Ab) and an acidic group-containing polyol (Ac) in the presence of an organic solvent to obtain a polyurethane prepolymer;
(II) mixing the polyurethane prepolymer with water;
(III) neutralizing the acidic groups of the polyurethane prepolymer with a neutralizing agent (Ad); and (IV) polymerizing the polyurethane prepolymer with a chain extender (Ae),
The boiling point of the neutralizing agent (Ad) used in the step (III) is 100° C. or higher and 150° C. or lower,
the average boiling point of the organic solvent (Af) is 150° C. or more and 180° C. or less, which is calculated by the formula [Σ(Tn×Rn/100)] as the sum of the products of the boiling points Tn (° C.) of each organic solvent in the organic solvent (Af) contained in the aqueous polyurethane resin dispersion and the proportions Rn (mass%) of each organic solvent in the total amount of the organic solvent (Af);
12. A method for producing the aqueous polyurethane resin dispersion according to any one of 1 to 11 above.
16.下記工程(V)をさらに含む、前記15に記載の水性ポリウレタン樹脂分散体を製造する方法。
(V)前記ポリウレタンプレポリマー又は前記水性ポリウレタン樹脂分散体と有機溶媒とを混合する工程。
16. The method for producing the aqueous polyurethane resin dispersion according to 15 above, further comprising the following step (V):
(V) A step of mixing the polyurethane prepolymer or the aqueous polyurethane resin dispersion with an organic solvent.
17.前記1~11のいずれか1つに記載の水性ポリウレタン樹脂分散体から製造される、ポリウレタン樹脂フィルム。 17. A polyurethane resin film produced from the aqueous polyurethane resin dispersion described in any one of 1 to 11 above.
本発明によれば、水性ウレタン樹脂分散体の製造時及び使用時の作業環境をさらに改善させること、且つ耐水性及び分散性を有する水性ウレタン樹脂分散体を提供することができる。 The present invention can further improve the working environment during the production and use of aqueous urethane resin dispersions, and provide aqueous urethane resin dispersions that have water resistance and dispersibility.
本発明の水性ウレタン樹脂分散体は、ポリオール化合物(Aa)、ポリイソシアネート化合物(Ab)、酸性基含有ポリオール(Ac)、中和剤(Ad)及び鎖延長剤(Ae)由来の構成単位を有し、有機溶媒(Af)及び水(Ag)を含む、水性ポリウレタン樹脂分散体であって、中和剤(Ad)の沸点が100℃以上150℃以下であり、有機溶媒(Af)中の各有機溶媒の沸点Tn(℃)と、有機溶媒(Af)全量に占める各有機溶媒の質量の割合Rn(質量%)との積の総和として式:[Σ(Tn×Rn/100)]で求められる、有機溶媒(Af)の平均沸点が150℃以上180℃以下である、水性ポリウレタン樹脂分散体である。なお、特に断り書きがない限り、沸点とは大気圧下での沸点を意味する。 The aqueous urethane resin dispersion of the present invention is an aqueous polyurethane resin dispersion having structural units derived from a polyol compound (Aa), a polyisocyanate compound (Ab), an acidic group-containing polyol (Ac), a neutralizing agent (Ad) and a chain extender (Ae), and containing an organic solvent (Af) and water (Ag), in which the boiling point of the neutralizing agent (Ad) is 100°C or higher and 150°C or lower, and the average boiling point of the organic solvent (Af), calculated as the sum of the products of the boiling points Tn (°C) of each organic solvent in the organic solvent (Af) and the mass ratio Rn (mass%) of each organic solvent in the total amount of the organic solvent (Af) by the formula: [Σ(Tn×Rn/100)], is 150°C or higher and 180°C or lower. Unless otherwise noted, the boiling point means the boiling point under atmospheric pressure.
印刷インク用途で使用された場合、前述の課題以外に、乾燥工程は、印刷しながら乾燥オーブンを基材が通る方式であるため、短時間で行う必要があり、特にプラスチックフィルムに印刷する場合には、フィルムの耐熱性に鑑み高温での乾燥を避けなければならないことから、乾燥不十分になることが多く、水分・溶媒がフィルム中に残留することがあり、塗膜物性が低下しやすいという問題がある。
また、高沸点中和剤を使用すると、低温及び短時間の乾燥において塗膜に残留してしまい、密着性、耐水性及び耐摩耗性などの塗膜物性を低下させることもある。
本発明の水性ポリウレタン樹脂分散体では、特定の範囲の沸点を有する中和剤や有機溶媒を使用し、その構成単位を制御することで、これらの課題も解決することができる。
When used in printing ink applications, in addition to the issues mentioned above, the drying process must be completed in a short time because the substrate is passed through a drying oven while being printed. In particular, when printing on plastic film, drying at high temperatures must be avoided in consideration of the heat resistance of the film. This often results in insufficient drying, and moisture and solvent may remain in the film, making it easy for the physical properties of the coating to deteriorate.
Furthermore, when a high-boiling neutralizing agent is used, it may remain in the coating film when dried at a low temperature for a short time, and may deteriorate the physical properties of the coating film, such as adhesion, water resistance, and abrasion resistance.
In the aqueous polyurethane resin dispersion of the present invention, these problems can be solved by using a neutralizing agent or an organic solvent having a boiling point in a specific range and controlling the constituent units.
<ポリオール化合物(Aa)>
本発明で使用するポリオール化合物(Aa)は、一分子中に2つ以上の水酸基を有する。このポリオール化合物(Aa)は、ポリカーボネートポリオール化合物(Aa1)を含むことが好ましく、任意成分として、その他のポリオール化合物(Aa2)を含んでいてもよい。
ポリオール化合物(Aa)がポリカーボネートポリオール化合物(Aa1)や任意成分としてその他のポリオール化合物(Aa2)を含むことで、水性ウレタン樹脂の分散性を向上させることができる。
<Polyol compound (Aa)>
The polyol compound (Aa) used in the present invention has two or more hydroxyl groups in one molecule. This polyol compound (Aa) preferably contains a polycarbonate polyol compound (Aa1), and may contain other polyol compounds (Aa2) as optional components.
When the polyol compound (Aa) contains the polycarbonate polyol compound (Aa1) or, as an optional component, another polyol compound (Aa2), the dispersibility of the aqueous urethane resin can be improved.
ポリオール化合物(Aa)は、ポリカーボネートポリオール化合物(Aa1)をポリオール化合物(Aa)の全量に対して30質量%以上含むことが好ましく、40質量%以上含むことがより好ましく、50質量%以上含むことがさらに好ましく、60質量%以上含むことがさらにより好ましい。ポリオール化合物(Aa1)の含有量の上限は特に制限されず、ポリオール化合物(Aa)の全量即ち100質量%を占めていてもよい。 The polyol compound (Aa) preferably contains 30% by mass or more of the polycarbonate polyol compound (Aa1) relative to the total amount of the polyol compound (Aa), more preferably 40% by mass or more, even more preferably 50% by mass or more, and even more preferably 60% by mass or more. There is no particular upper limit to the content of the polyol compound (Aa1), and it may account for the total amount of the polyol compound (Aa), i.e., 100% by mass.
ポリカーボネートポリオール化合物(Aa1)は、1種以上のポリオール成分と、炭酸エステル又はホスゲンとを反応させることにより得られる。安全性や試薬の取扱等の観点から製造が容易であること、末端塩素化物の副生成がない点から、1種以上のポリオールモノマーと、炭酸エステルとを反応させて得られるポリカーボネートポリオールが好ましい。 The polycarbonate polyol compound (Aa1) is obtained by reacting one or more polyol components with a carbonate ester or phosgene. From the viewpoints of safety and handling of reagents, etc., it is easy to produce, and there is no by-production of terminal chlorinated products. Therefore, polycarbonate polyols obtained by reacting one or more polyol monomers with a carbonate ester are preferred.
ポリカーボネートポリオール化合物(Aa1)のポリオール成分としては、公知のものを使用することができる。例えば、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール等の直鎖状脂肪族ジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、2-メチル-1,5-ペンタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2-メチル-1,8-オクタンジオール等の分岐状脂肪族ジオールといった脂肪族ポリオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の3官能以上の多価アルコール;1,4-シクロヘキサンジメタノール、1,3-シクロヘキサンジメタノール、1,4-シクロヘキサンジオール、1,3-シクロペンタンジオール、1,4-シクロヘプタンジオール、2,5-ビス(ヒドロキシメチル)-1,4-ジオキサン、2,7-ノルボルナンジオール、テトラヒドロフランジメタノール、1,4-ビス(ヒドロキシエトキシ)シクロヘキサン等の主鎖に脂環式構造を有するジオール;1,4-ベンゼンジメタノール、1,3-ベンゼンジメタノール、1,2-ベンゼンジメタノール、4,4’-ナフタレンジメタノール、3,4’-ナフタレンジメタノール等の芳香族ジオール;6-ヒドロキシカプロン酸とヘキサンジオールとのポリエステルポリオール等のヒドロキシカルボン酸とジオールとのポリエステルポリオール;アジピン酸とヘキサンジオールとのポリエステルポリオール等のジカルボン酸とジオールとのポリエステルポリオール;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のポリエーテルポリオールが挙げられ、脂環式ポリオール及び/又は脂肪族ポリオールが好ましく、脂肪族ポリオールがより好ましい。
脂環構造を含有するポリオール(例えば、脂環式ポリオール又は脂環式ポリオールと脂肪族ポリオールの組み合わせ)としては、1,6-ヘキサンジオール及び1,4-シクロヘキサンジメタノールの組み合わせ、又は1,5-ペンタンジオール及び1,4-シクロヘキサンジメタノールの組み合わせが好ましい。
脂肪族ポリオールとしては、直鎖状及び/又は分岐状の脂肪族ポリオールが好ましく、直鎖状又は分岐状の脂肪族ポリオールがより好ましい。直鎖状及び/又は分岐状の脂肪族ポリオールとしては、1,6-ヘキサンジオール、1,5-ペンタンジオール又は2-メチル-1,3-ペンタンジオールが好ましく、水性ポリウレタン樹脂分散体から得られる塗膜の耐水性の観点から2-メチル-1,3-ペンタンジオールがより好ましい。
As the polyol component of the polycarbonate polyol compound (Aa1), known compounds can be used. For example, aliphatic polyols such as linear aliphatic diols such as 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, and 1,9-nonanediol, branched aliphatic diols such as 2-methyl-1,3-propanediol, 2-methyl-1,5-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, and 2-methyl-1,8-octanediol, trifunctional or higher polyhydric alcohols such as trimethylolpropane and pentaerythritol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,3-cyclohexanedimethanol, 1,4-cyclohexanediol, 1,3-cyclopentanediol, 1,4-cycloheptanediol, 2,5-bis(hydroxymethyl)-1,4-dioxane, and 2,7-norbornanediol aromatic diols such as 1,4-benzenedimethanol, 1,3-benzenedimethanol, 1,2-benzenedimethanol, 4,4'-naphthalenedimethanol, and 3,4'-naphthalenedimethanol; polyester polyols of hydroxycarboxylic acids and diols such as polyester polyols of 6-hydroxycaproic acid and hexanediol; polyester polyols of dicarboxylic acids and diols such as polyester polyols of adipic acid and hexanediol; and polyether polyols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polytetramethylene glycol. Among these, alicyclic polyols and/or aliphatic polyols are preferred, and aliphatic polyols are more preferred.
As the polyol containing an alicyclic structure (for example, an alicyclic polyol or a combination of an alicyclic polyol and an aliphatic polyol), a combination of 1,6-hexanediol and 1,4-cyclohexanedimethanol, or a combination of 1,5-pentanediol and 1,4-cyclohexanedimethanol is preferred.
As the aliphatic polyol, a linear and/or branched aliphatic polyol is preferable, and a linear or branched aliphatic polyol is more preferable. As the linear and/or branched aliphatic polyol, 1,6-hexanediol, 1,5-pentanediol, or 2-methyl-1,3-pentanediol is preferable, and 2-methyl-1,3-pentanediol is more preferable from the viewpoint of the water resistance of the coating film obtained from the aqueous polyurethane resin dispersion.
ポリカーボネートポリオール化合物(Aa1)のポリオール成分は、単独で用いてもよいし、複数種を併用してもよい。 The polyol component of the polycarbonate polyol compound (Aa1) may be used alone or in combination with multiple types.
炭酸エステルとしては、特に制限されないが、例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等の脂肪族炭酸エステル;ジフェニルカーボネート等の芳香族炭酸エステル;エチレンカーボネート等の環状炭酸エステル等が挙げられる。その他に、ポリカーボネートポリオールを生成することができるホスゲン等も使用できる。中でも、ポリカーボネートポリオール化合物(Aa1)の製造のしやすさから、脂肪族炭酸エステルが好ましく、ジメチルカーボネートがより好ましい。 The carbonate ester is not particularly limited, but examples thereof include aliphatic carbonate esters such as dimethyl carbonate and diethyl carbonate; aromatic carbonate esters such as diphenyl carbonate; and cyclic carbonate esters such as ethylene carbonate. In addition, phosgene capable of producing polycarbonate polyol can also be used. Among these, aliphatic carbonate esters are preferred, and dimethyl carbonate is more preferred, in view of the ease of producing the polycarbonate polyol compound (Aa1).
ポリオール化合物(Aa1)は、その分子中に、ポリカーボネートポリオールの特性を損なわない範囲で、1分子中の平均のカーボネート結合の数未満の数のエーテル結合やエステル結合を含有していてもよい。 The polyol compound (Aa1) may contain ether bonds or ester bonds in its molecule in a number less than the average number of carbonate bonds in one molecule, as long as the properties of the polycarbonate polyol are not impaired.
ポリカーボネートポリオール化合物(Aa1)は、数平均分子量(Mn)が400~5,000であることが好ましい。Mnが400以上であると、ソフトセグメントとしての性能が良好で、塗膜を形成した場合に割れが発生し難い。Mnが5,000以下であると、ポリカーボネートポリオール化合物(Aa)とイソシアネート化合物(Ab)との反応性が低下することなく、ウレタンプレポリマーの製造工程に時間がかかったり、反応が充分に進行しなかったりするという問題や、ポリカーボネートポリオールの粘度が高くなり、取り扱いが困難になるという問題が生じない。ポリカーボネートポリオール化合物(Aa1)のMnは、500~3,500が好ましく、600~2,500がより好ましい。なお、本発明において、Mnは、水酸基価及び1H-NMR若しくはアルカリ加水分解後のガスクロマトグラフィーによる組成物の定量値から算出した値である。 The polycarbonate polyol compound (Aa1) preferably has a number average molecular weight (Mn) of 400 to 5,000. When Mn is 400 or more, the performance as a soft segment is good, and cracks are unlikely to occur when a coating film is formed. When Mn is 5,000 or less, the reactivity of the polycarbonate polyol compound (Aa) with the isocyanate compound (Ab) is not reduced, and problems such as the production process of the urethane prepolymer taking a long time, the reaction not proceeding sufficiently, and the viscosity of the polycarbonate polyol becoming high and difficult to handle do not occur. The Mn of the polycarbonate polyol compound (Aa1) is preferably 500 to 3,500, more preferably 600 to 2,500. In the present invention, Mn is a value calculated from the hydroxyl value and the quantitative value of the composition by 1 H-NMR or gas chromatography after alkali hydrolysis.
ポリカーボネートポリオール化合物(Aa1)の水酸基価は水性ウレタン樹脂の分散性の観点から、20~300mgKOH/gであることが好ましく、30~230mgKOH/gであることがより好ましく、45~200mgKOH/gであることがさらに好ましい。 From the viewpoint of dispersibility of the aqueous urethane resin, the hydroxyl value of the polycarbonate polyol compound (Aa1) is preferably 20 to 300 mgKOH/g, more preferably 30 to 230 mgKOH/g, and even more preferably 45 to 200 mgKOH/g.
ポリオール成分及び炭酸エステルからポリカーボネートポリオール化合物(Aa1)を製造する方法としては、例えば、反応器中に炭酸エステルと、この炭酸エステルのモル数に対して過剰のモル数のポリオールとを加え、温度160~200℃、圧力50mmHg程度で5~6時間反応させた後、更に数mmHg以下の圧力において200~220℃で数時間反応させる方法が挙げられる。上記反応においては副生するアルコールを系外に抜き出しながら反応させることが好ましい。その際、炭酸エステルが副生するアルコールと共沸することにより系外へ抜け出る場合には、過剰量の炭酸エステルを加えてもよい。また、上記反応において、チタニウムテトラブトキシド等の触媒を使用してもよい。 A method for producing a polycarbonate polyol compound (Aa1) from a polyol component and a carbonate ester includes, for example, adding a carbonate ester and an excess number of moles of polyol relative to the number of moles of the carbonate ester to a reactor, reacting for 5 to 6 hours at a temperature of 160 to 200°C and a pressure of about 50 mmHg, and then reacting for several hours at 200 to 220°C and a pressure of a few mmHg or less. In the above reaction, it is preferable to carry out the reaction while removing the by-product alcohol from the system. In that case, if the carbonate ester escapes from the system by forming an azeotrope with the by-product alcohol, an excess amount of carbonate ester may be added. In the above reaction, a catalyst such as titanium tetrabutoxide may be used.
<その他のポリオール化合物(Aa2)>
ポリオール化合物(Aa)は、ポリオール化合物(Aa1)及び後述する酸性基含有ポリオール(Ac)以外のその他のポリオール化合物(Aa2)を含有していてもよい。このような、その他のポリオール化合物(Aa2)は、ポリオール化合物(Aa)の全量に対し、70質量%未満の量で含まれていることが好ましく、60質量%未満の量で含まれていることがより好ましく、50質量%未満の量で含まれていることがさらに好ましく、40質量%未満の量で含まれていることがさらにより好ましい。水性ポリウレタン樹脂に求める物性に応じて、本発明の効果を損なわない範囲で、その他のポリオール化合物(Aa2)の種類、量はともに当業者であれば適宜調整することができるが、その他のポリオール化合物(Aa2)は、ポリオール化合物(Aa)中に含まれていなくてもよい。
<Other polyol compounds (Aa2)>
The polyol compound (Aa) may contain other polyol compounds (Aa2) other than the polyol compound (Aa1) and the acidic group-containing polyol (Ac) described later. Such other polyol compounds (Aa2) are preferably contained in an amount of less than 70 mass% relative to the total amount of the polyol compound (Aa), more preferably contained in an amount of less than 60 mass%, even more preferably contained in an amount of less than 50 mass%, and even more preferably contained in an amount of less than 40 mass%. Depending on the physical properties required for the aqueous polyurethane resin, the type and amount of the other polyol compounds (Aa2) can be appropriately adjusted by a person skilled in the art within a range that does not impair the effects of the present invention, but the other polyol compounds (Aa2) do not have to be contained in the polyol compound (Aa).
その他のポリオール化合物(Aa2)としては、公知のものを使用することができる。例えば、ポリエステルポリオール;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、エチレンオキシドとプロピレンオキシド又はエチレンオキシドとブチレンオキシドとのランダム共重合体やブロック共重合体等のポリエーテルポリオール;エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール等の短鎖脂肪族ジオール;1,4-シクロヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールA等の脂環式ジオール;ビスフェノールA、ハイドロキノン、ビスヒドロキシエトキシベンゼン及びそれらのアルキレンオキシド付加体等のジオール等が挙げられる。水性ウレタン樹脂の分散性、及び、水性ポリウレタン樹脂分散体から得られる塗膜の耐加水分解性の観点から、その他のポリオール化合物(Aa2)としてポリエーテルポリオールを使用することが好ましく、ポリテトラメチレングリコールを使用することがより好ましい。
上記のようなその他のポリオール化合物(Aa2)は、市販のものを用いてもよいし、個別に調製したものを用いてもよい。
Other polyol compounds (Aa2) that can be used include known compounds, such as polyester polyols, polyether polyols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, random copolymers or block copolymers of ethylene oxide and propylene oxide or ethylene oxide and butylene oxide, short chain aliphatic diols such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, 3-methyl-1,5-pentanediol, and 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, alicyclic diols such as 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, and hydrogenated bisphenol A, and diols such as bisphenol A, hydroquinone, bishydroxyethoxybenzene, and alkylene oxide adducts thereof. From the viewpoints of dispersibility of the aqueous urethane resin and hydrolysis resistance of a coating film obtained from the aqueous polyurethane resin dispersion, it is preferable to use a polyether polyol as the other polyol compound (Aa2), and it is more preferable to use polytetramethylene glycol.
The other polyol compound (Aa2) as described above may be a commercially available product or may be prepared separately.
<ポリイソシアネート化合物(Ab)>
ポリイソシアネート化合物(Ab)としては、公知のものを使用することができる。例えば、1,3-フェニレンジイソシアネート、1,4-フェニレンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート(TDI)、2,6-トリレンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、2,4-ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’-ジイソシアナトビフェニル、3,3’-ジメチル-4,4’-ジイソシアナトビフェニル、3,3’-ジメチル-4,4’-ジイソシアナトジフェニルメタン、1,5-ナフチレンジイソシアネート、4,4’,4’’-トリフェニルメタントリイソシアネート、m-イソシアナトフェニルスルホニルイソシアネート、p-イソシアナトフェニルスルホニルイソシアネート等の芳香族ポリイソシアネート化合物;エチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート(PDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ドデカメチレンジイソシアネート、1,6,11-ウンデカントリイソシアネート、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、2,6-ジイソシアナトメチルカプロエート、ビス(2-イソシアナトエチル)フマレート、ビス(2-イソシアナトエチル)カーボネート、2-イソシアナトエチル-2,6-ジイソシアナトヘキサノエート等の脂肪族ポリイソシアネート化合物;イソホロンジイソシアネート(IPDI)、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(H12MDI又は水素添加MDI)、シクロヘキシレンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート(水素添加TDI)、ビス(2-イソシアナトエチル)-4-ジクロヘキセン-1,2-ジカルボキシレート、2,5-ノルボルナンジイソシアネート、2,6-ノルボルナンジイソシアネート等の脂環式ポリイソシアネート化合物が挙げられる。ポリイソシアネート化合物(Ab)は、その構造の一部又は全部がイソシアヌレート化、カルボジイミド化、又はビウレット化など誘導化されていてもよい。
<Polyisocyanate Compound (Ab)>
As the polyisocyanate compound (Ab), known compounds can be used. For example, 1,3-phenylene diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate (TDI), 2,6-tolylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), 2,4-diphenylmethane diisocyanate, 4,4'-diisocyanatobiphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4'-diisocyanatobiphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4'-diisocyanatodi ... Aromatic polyisocyanate compounds such as phenylmethane, 1,5-naphthylene diisocyanate, 4,4',4''-triphenylmethane triisocyanate, m-isocyanatophenylsulfonyl isocyanate, and p-isocyanatophenylsulfonyl isocyanate; ethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate (PDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), dodecamethylene Aliphatic polyisocyanate compounds such as diisocyanate, 1,6,11-undecane triisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, 2,6-diisocyanatomethyl caproate, bis(2-isocyanatoethyl) fumarate, bis(2-isocyanatoethyl) carbonate, and 2-isocyanatoethyl-2,6-diisocyanatohexanoate; isophorone diisocyanate Examples of the polyisocyanate compound include alicyclic polyisocyanate compounds such as 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate (H12MDI or hydrogenated MDI), cyclohexylene diisocyanate, methylcyclohexylene diisocyanate (hydrogenated TDI), bis(2-isocyanatoethyl)-4-dicyclohexene-1,2-dicarboxylate, 2,5-norbornane diisocyanate, and 2,6-norbornane diisocyanate. The polyisocyanate compound (Ab) may have a structure that is partially or entirely derivatized by isocyanuration, carbodiimidization, biuretization, or the like.
上記のポリイソシアネート化合物(Ab)の中でも、水性ポリウレタン樹脂分散体から得られる塗膜の基材密着性を向上させる観点から、脂環式ポリイソシアネート化合物が好ましく、硬度と破断エネルギーの観点から、イソホロンジイソシアネート(IPDI)又は4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(水素添加MDI)がより好ましく、塗膜の耐ブロッキング性の観点から、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(水素添加MDI)がさらに好ましい。
ポリイソシアネート化合物(Ab)は、単独で用いてもよいし、複数種を併用してもよい。
Among the above polyisocyanate compounds (Ab), from the viewpoint of improving the adhesion of the coating film obtained from the aqueous polyurethane resin dispersion to the substrate, an alicyclic polyisocyanate compound is preferred, from the viewpoints of hardness and breaking energy, isophorone diisocyanate (IPDI) or 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate (hydrogenated MDI) is more preferred, and from the viewpoint of blocking resistance of the coating film, 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate (hydrogenated MDI) is even more preferred.
The polyisocyanate compound (Ab) may be used alone or in combination of two or more kinds.
ポリイソシアネート化合物(Ab)の使用量は、ポリイソシアネート化合物(Ab)のイソシアネート基と全ポリオール(ポリオール化合物(Aa)と酸性基含有ポリオール(Ac)の合計)の水酸基との比(イソシアネート基/水酸基(モル比))が、1.2~2.0であることが好ましく、1.3~1.7であることがより好ましい。 The amount of polyisocyanate compound (Ab) used is preferably such that the ratio (isocyanate group/hydroxyl group (molar ratio)) of the isocyanate group of polyisocyanate compound (Ab) to the hydroxyl group of the total polyol (total of polyol compound (Aa) and acidic group-containing polyol (Ac)) is 1.2 to 2.0, more preferably 1.3 to 1.7.
<酸性基含有ポリオール(Ac)>
酸性基含有ポリオール(Ac)とは、一分子中に2個以上の水酸基及び1個以上の酸性基を含有するものである。酸性基含有ポリオール(Ac)は、一種類を単独で用いてもよいし、複数種類を併用してもよい。
<Acidic Group-Containing Polyol (Ac)>
The acidic group-containing polyol (Ac) is a polyol containing two or more hydroxyl groups and one or more acidic groups in one molecule. The acidic group-containing polyol (Ac) may be used alone or in combination of two or more kinds.
酸性基含有ポリオール(Ac)としては、公知のものを使用することができる。例えば、2,2-ジメチロールプロピオン酸、2,2-ジメチロールブタン酸等のジメチロールアルカン酸;N,N-ビスヒドロキシエチルグリシン、N,N-ビスヒドロキシエチルアラニン、3,4-ジヒドロキシブタンスルホン酸、3,6-ジヒドロキシ-2-トルエンスルホン酸等が挙げられる。中でも入手の容易さの観点から、2個のメチロール基を含む炭素数4~12のジメチルロールアルカン酸が好ましく、ジメチロールアルカン酸の中でも、2,2-ジメチロールプロピオン酸がより好ましい。 As the acidic group-containing polyol (Ac), known polyols can be used. Examples include dimethylolalkanoic acids such as 2,2-dimethylolpropionic acid and 2,2-dimethylolbutanoic acid; N,N-bishydroxyethylglycine, N,N-bishydroxyethylalanine, 3,4-dihydroxybutanesulfonic acid, and 3,6-dihydroxy-2-toluenesulfonic acid. Among these, from the viewpoint of ease of availability, dimethylolalkanoic acids having 4 to 12 carbon atoms and containing two methylol groups are preferred, and among dimethylolalkanoic acids, 2,2-dimethylolpropionic acid is more preferred.
水性ポリウレタン樹脂分散体において、ポリオール化合物(Aa)と、酸性基含有ポリオール(Ac)の合計の水酸基当量数は、40~3000であることが好ましい。水酸基当量数がこの範囲であれば、得られたポリウレタン樹脂を含むポリウレタン樹脂水性分散体の製造が容易である。得られるポリウレタン樹脂水性分散体から得られる塗膜の破断エネルギーの観点から、水酸基当量数は、50~1000であることが好ましく、100~500であることがより好ましく、200~400であることがさらに好ましい。 In the aqueous polyurethane resin dispersion, the total hydroxyl equivalent number of the polyol compound (Aa) and the acidic group-containing polyol (Ac) is preferably 40 to 3000. If the hydroxyl equivalent number is within this range, it is easy to manufacture an aqueous polyurethane resin dispersion containing the obtained polyurethane resin. From the viewpoint of the rupture energy of the coating film obtained from the aqueous polyurethane resin dispersion obtained, the hydroxyl equivalent number is preferably 50 to 1000, more preferably 100 to 500, and even more preferably 200 to 400.
水酸基当量数は、以下の式(1)及び(2)で算出することができる。
各ポリオール成分の水酸基当量数=各ポリオール成分の分子量/各ポリオール成分の水酸基の数・・・(1)
ポリオール成分の合計の水酸基当量数=M/ポリオール成分の合計モル数・・・(2)
式(2)において、Mは、[〔ポリカーボネートポリオール成分の水酸基当量数×ポリカーボネートポリオール成分のモル数〕+〔酸性基含有ポリオールの水酸基当量数×酸性基含有ポリオールのモル数〕+〔その他のポリオールの水酸基当量数×その他のポリオールのモル数〕]を示す。
The hydroxyl group equivalent number can be calculated by the following formulas (1) and (2).
Hydroxyl equivalent number of each polyol component=molecular weight of each polyol component/number of hydroxyl groups of each polyol component (1)
Total hydroxyl equivalent number of polyol components=M/total mole number of polyol components (2)
In formula (2), M represents [[hydroxyl equivalent number of polycarbonate polyol component × number of moles of polycarbonate polyol component] + [hydroxyl equivalent number of acidic group-containing polyol × number of moles of acidic group-containing polyol] + [hydroxyl equivalent number of other polyol × number of moles of other polyol]].
<中和剤(Ad)>
本発明の水性ポリウレタン樹脂分散体は、前記ポリウレタン樹脂中の酸性基を中和剤(Ad)で中和して水系媒体中に分散したものである。この中和剤(Ad)は、一種類を単独で用いてもよいし、複数種類を併用してもよい。
<Neutralizing agent (Ad)>
The aqueous polyurethane resin dispersion of the present invention is obtained by neutralizing the acidic groups in the polyurethane resin with a neutralizing agent (Ad) and dispersing the polyurethane resin in an aqueous medium. The neutralizing agent (Ad) may be used alone or in combination of two or more kinds.
上記中和剤(Ad)としては、コーティング材料組成物中の有機溶媒及び水の混合媒体を乾燥する際の温度(通常は25~180℃)で揮発してポリウレタン皮膜から消失し、より一層優れた接着強度が得られる点から、その沸点は100℃以上150℃以下である。 The boiling point of the neutralizing agent (Ad) is 100°C or higher and 150°C or lower, because it volatilizes and disappears from the polyurethane film at the temperature (usually 25 to 180°C) when the mixed medium of the organic solvent and water in the coating material composition is dried, resulting in even better adhesive strength.
さらに、中和剤の沸点は、水性ポリウレタン樹脂分散体の臭気及び水性ポリウレタン樹脂分散体から得られる塗膜の耐水性の観点から、110℃以上145℃以下であることが好ましく、120℃以上140℃以下であることがより好ましい。 Furthermore, from the viewpoint of the odor of the aqueous polyurethane resin dispersion and the water resistance of the coating film obtained from the aqueous polyurethane resin dispersion, the boiling point of the neutralizing agent is preferably 110°C or higher and 145°C or lower, and more preferably 120°C or higher and 140°C or lower.
中和剤(Ad)としては、具体的には下記式(3)で示されるアミノアルコール化合物が挙げられる。 Specific examples of the neutralizing agent (Ad) include amino alcohol compounds represented by the following formula (3):
式中、R5及びR6はそれぞれ炭素原子数1~4の直鎖状又は分岐状アルキル基を示し、水性ポリウレタン樹脂の分散性、及び、得られた水性ポリウレタン分散体の安定性の観点から、炭素原子数1~2のアルキル基であることが好ましい。
Z2は炭素数1~6の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示し、水性ポリウレタン樹脂の耐水性の観点から、炭素数1~4の直鎖状のアルキレン基であることが好ましい。
In the formula, R5 and R6 each represent a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and from the viewpoints of the dispersibility of the aqueous polyurethane resin and the stability of the obtained aqueous polyurethane dispersion, each is preferably an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms.
Z2 represents a linear or branched alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and from the viewpoint of the water resistance of the aqueous polyurethane resin, is preferably a linear alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
中和剤(Ad)としては、公知のものを使用することができる。例えば、2-(ジメチルアミノ)エタノール(沸点:135℃)、1-(ジメチルアミノ)エタノール(沸点:101℃)、1-(エチルメチルアミノ)メタノール(沸点:109℃)、1-(ジエチルアミノ)メタノール(沸点:130℃)、3-(ジメチルアミノ)-1-プロパノール(沸点:164℃)、2-(エチルメチルアミノ)エタノール(沸点:145℃)、2-(ジメチルアミノ)-1-プロパノール(沸点:150℃)、3-(ジメチルアミノ)-2-ブタノール(沸点:145℃)、が挙げられる。さらに、水性ポリウレタン樹脂分散体の臭気及び耐水性の観点から、1-(ジメチルアミノ)エタノール、2-(ジメチルアミノ)エタノール、1-(エチルメチルアミノ)メタノール、1-(ジエチルアミノ)メタノールが好ましく、2-(ジメチルアミノ)エタノールがより好ましい。 As the neutralizing agent (Ad), a known neutralizing agent can be used. For example, 2-(dimethylamino)ethanol (boiling point: 135°C), 1-(dimethylamino)ethanol (boiling point: 101°C), 1-(ethylmethylamino)methanol (boiling point: 109°C), 1-(diethylamino)methanol (boiling point: 130°C), 3-(dimethylamino)-1-propanol (boiling point: 164°C), 2-(ethylmethylamino)ethanol (boiling point: 145°C), 2-(dimethylamino)-1-propanol (boiling point: 150°C), 3-(dimethylamino)-2-butanol (boiling point: 145°C) can be mentioned. Furthermore, from the viewpoint of odor and water resistance of the aqueous polyurethane resin dispersion, 1-(dimethylamino)ethanol, 2-(dimethylamino)ethanol, 1-(ethylmethylamino)methanol, and 1-(diethylamino)methanol are preferred, and 2-(dimethylamino)ethanol is more preferred.
上記中和剤(Ad)を用いる場合の使用量としては、上記水性ポリウレタン樹脂分散体に含まれる上記酸性基のモル数に対して0.8~2.0倍の範囲であることが好ましい。前記中和剤(Ad)の使用量が上記水性ポリウレタン樹脂分散体に含まれる上記酸性基のモル数に対して0.8倍以上であると、得られる分散体の安定性が高く、2.0倍以下であると、80℃以下の低温且つ数秒間~数分間の短時間の乾燥条件で、耐水性及び耐摩耗性が高い塗膜を得ることができる。 When the neutralizing agent (Ad) is used, the amount used is preferably in the range of 0.8 to 2.0 times the number of moles of the acidic groups contained in the aqueous polyurethane resin dispersion. When the amount of the neutralizing agent (Ad) used is 0.8 times or more the number of moles of the acidic groups contained in the aqueous polyurethane resin dispersion, the stability of the resulting dispersion is high, and when it is 2.0 times or less, a coating film with high water resistance and abrasion resistance can be obtained under low temperature conditions of 80°C or less and short drying times of several seconds to several minutes.
<鎖延長剤(Ae)>
鎖延長剤(Ae)は、ポリウレタンプレポリマーのイソシアナト基と反応性を有する化合物である。鎖延長剤(Ae)は、一種類を単独で用いてもよいし、複数種類を併用してもよい。
<Chain extender (Ae)>
The chain extender (Ae) is a compound having reactivity with the isocyanato group of the polyurethane prepolymer. The chain extender (Ae) may be used alone or in combination of two or more kinds.
さらに、鎖延長剤(Ae)の融点が、50℃以上であり、水性ポリウレタン樹脂の分散性、水性ポリウレタン樹脂分散体を含む組成物から得られる塗膜の耐ブロッキングの観点から、80℃以上200℃以下であることが好ましく、100℃以上であることがより好ましい。 Furthermore, the melting point of the chain extender (Ae) is 50°C or higher, and from the viewpoint of the dispersibility of the aqueous polyurethane resin and the blocking resistance of the coating film obtained from the composition containing the aqueous polyurethane resin dispersion, it is preferably 80°C or higher and 200°C or lower, and more preferably 100°C or higher.
鎖延長剤(Ae)としては、公知のものを使用することができる。例えば、エチレンジアミン(融点:8℃)、1,4-テトラメチレンジアミン(融点:27℃)、2-メチル-1,5-ペンタンジアミン(融点:-7℃)、1,6-ヘキサメチレンジアミン(融点:42℃)、3-アミノメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキシルアミン(融点:10℃)、1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン(融点:-70度以下)、キシリレンジアミン(融点:14℃)等のアミン化合物;ピペラジン(融点:110℃)、2,5-ジメチルピペラジン(融点:116℃)等のピペラジン化合物;アジピン酸ジヒドラジド(融点:181℃)等のジヒドラジド化合物;水等が挙げられ、下記式(1)で示されるピペラジン化合物又は下記式(2)で示されるジヒドラジド化合物が好ましく、下記式(1)で示されるピペラジン化合物がより好ましい。 Any known chain extender (Ae) can be used. For example, amine compounds such as ethylenediamine (melting point: 8°C), 1,4-tetramethylenediamine (melting point: 27°C), 2-methyl-1,5-pentanediamine (melting point: -7°C), 1,6-hexamethylenediamine (melting point: 42°C), 3-aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexylamine (melting point: 10°C), 1,3-bis(aminomethyl)cyclohexane (melting point: -70°C or less), and xylylenediamine (melting point: 14°C); piperazine compounds such as piperazine (melting point: 110°C) and 2,5-dimethylpiperazine (melting point: 116°C); dihydrazide compounds such as adipic acid dihydrazide (melting point: 181°C); water, etc. are mentioned, and a piperazine compound represented by the following formula (1) or a dihydrazide compound represented by the following formula (2) is preferable, and a piperazine compound represented by the following formula (1) is more preferable.
式中、R1、R2、R3及びR4はそれぞれ水素原子、又は炭素原子数1~4の直鎖状若しくは分岐状アルキル基であり、イソシアネート基との反応性や入手の容易さの観点から、水素原子又はメチル基が好ましく、水素原子がより好ましい。また、一種類のピペラジン化合物を単独で用いてもよいし、複数種類を併用してもよい。 In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and from the viewpoints of reactivity with an isocyanate group and ease of availability, a hydrogen atom or a methyl group is preferred, and a hydrogen atom is more preferred. In addition, one type of piperazine compound may be used alone, or multiple types may be used in combination.
式中、Z1は炭素原子数1~6の直鎖状又は分岐状アルキレン基であり、炭素数4~6の直鎖状アルキレン基であることが好ましい。また、一種類のジヒドラジド化合物を単独で用いてもよいし、複数種類を併用してもよい。 In the formula, Z1 is a linear or branched alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and preferably a linear alkylene group having 4 to 6 carbon atoms. In addition, one type of dihydrazide compound may be used alone, or multiple types may be used in combination.
上記鎖延長剤(Ae)の数平均分子量(Mn)は300以下であることが好ましい。Mnが300以下であることは、ポリウレタン樹脂の凝集力を高くするために必要であり、ピペラジン化合物やジヒドラジド化合物を使用することは、ポリウレタン樹脂のMnを高くし、水性ポリウレタン樹脂分散体から得られる塗膜の耐久性の観点からも好ましく、水性ポリウレタン樹脂分散体から得られる塗膜の耐水性の観点からピペラジン化合物がさらに好ましい。 The number average molecular weight (Mn) of the chain extender (Ae) is preferably 300 or less. Having an Mn of 300 or less is necessary to increase the cohesive strength of the polyurethane resin, and the use of a piperazine compound or a dihydrazide compound increases the Mn of the polyurethane resin and is also preferable from the viewpoint of the durability of the coating film obtained from the aqueous polyurethane resin dispersion, and a piperazine compound is even more preferable from the viewpoint of the water resistance of the coating film obtained from the aqueous polyurethane resin dispersion.
上記鎖延長剤(Ae)の添加量は、得られるウレタンポリマー中の鎖延長起点となるイソシアナト基の当量以下であることが好ましい。イソシアナト基の当量を超えて鎖延長剤(Ae)を添加した場合には、鎖延長されたウレタンポリマーの分子量が低下することで凝集力が低下することがあり、水性ポリウレタン樹脂分散体から得られる塗膜の耐久性が低くなる可能性がある。 The amount of the chain extender (Ae) added is preferably equal to or less than the equivalent of the isocyanato group that is the starting point of chain extension in the resulting urethane polymer. If the chain extender (Ae) is added in an amount exceeding the equivalent of the isocyanato group, the molecular weight of the chain-extended urethane polymer may decrease, causing a decrease in cohesive force, which may result in a decrease in the durability of the coating film obtained from the aqueous polyurethane resin dispersion.
<有機溶媒(Af)>
水性ポリウレタン樹脂分散体は、ポリウレタン樹脂、有機溶媒(Af)及び水(Ag)を含み、ポリウレタン樹脂が有機溶媒(Af)及び水(Ag)の混合媒体中に分散している。
<Organic solvent (Af)>
The aqueous polyurethane resin dispersion contains a polyurethane resin, an organic solvent (Af) and water (Ag), and the polyurethane resin is dispersed in a mixed medium of the organic solvent (Af) and the water (Ag).
有機溶媒(Af)の平均沸点は、150℃以上180℃以下である。当該平均沸点は165℃以上175℃以下であることが好ましい。この範囲とすることで、80℃以下の低温且つ数秒間~数分間の短時間の乾燥条件で、耐水性及び耐摩耗性が高い塗膜を得ることができる。 The average boiling point of the organic solvent (Af) is 150°C or higher and 180°C or lower. The average boiling point is preferably 165°C or higher and 175°C or lower. By setting the average boiling point within this range, a coating film with high water resistance and abrasion resistance can be obtained under low temperature conditions of 80°C or lower and short drying times of several seconds to several minutes.
有機溶媒(Af)の平均沸点とは、有機溶媒(Af)中の各有機溶媒の沸点Tn(℃)と、有機溶媒(Af)に占める各有機溶媒の質量の割合Rn(質量%)との積の総和として式:[Σ(Tn×Rn/100)]で求められる。 The average boiling point of the organic solvent (Af) is calculated as the sum of the products of the boiling points Tn (°C) of each organic solvent in the organic solvent (Af) and the mass ratio Rn (mass%) of each organic solvent in the organic solvent (Af) using the formula: [Σ(Tn × Rn/100)].
例えば、有機溶媒が2種類あり、溶媒の沸点及び質量が、それぞれ1種目の有機溶媒:Ta(℃)、Ma(g)、2種目の有機溶媒:Tb(℃)、Mb(g)であるとすると、
有機溶媒の平均沸点(℃)=Ta×Ma/(Ma+Mb)+Tb×Mb/(Ma+Mb)
と計算することができる。
For example, if there are two types of organic solvents, and the boiling points and masses of the first organic solvent are Ta (° C.) and Ma (g), and the second organic solvent is Tb (° C.) and Mb (g), respectively,
Average boiling point of organic solvent (°C) = Ta x Ma / (Ma + Mb) + Tb x Mb / (Ma + Mb)
It can be calculated as follows.
有機溶媒(Af)としては、ポリウレタン樹脂を水中に分散させる観点から、親水性有機溶媒であることが好ましく、具体的には、アセトン(沸点:56℃)、エチルメチルケトン(沸点:80℃)などのケトン類;N-メチルピロリドン(沸点:202℃)、N-エチルピロリドン(沸点:218℃)などのピロリドン類;ジエチルエーテル(沸点:35℃)、ジプロピレングリコールジメチルエーテル(DMM)(沸点:175℃)、ジブチルジグリコール(沸点:255℃)などのエーテル類;メタノール(沸点:65℃)、エタノール(沸点:78℃)、n-プロパノール(沸点:97℃)、イソプロパノール(沸点:83℃)、エチレングリコール(沸点:197℃)、ジエチレングリコール(沸点:244℃)などのアルコール類;3-メトキシ-N、N-ジメチルアミド(沸点:216℃)などのアミド類が挙げられ、アルコール類又はエーテル類を使用することが好ましく、エーテル類を使用することがより好ましい。
アルコール類としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール等のジアルキレングリコール類が好ましい。このエーテル類としては、例えば、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル(沸点:212℃)、ジプロピレングリコールメチル-n-プロピルエーテル(沸点:210℃)等のジアルキレングリコールジアルキルエーテルが好ましく、入手容易性や溶媒の粘度の観点から、ジプロピレングリコールジメチルエーテル(沸点:175℃)がより好ましい。
As the organic solvent (Af), from the viewpoint of dispersing the polyurethane resin in water, a hydrophilic organic solvent is preferable. Specifically, ketones such as acetone (boiling point: 56 ° C.) and ethyl methyl ketone (boiling point: 80 ° C.); pyrrolidones such as N-methylpyrrolidone (boiling point: 202 ° C.) and N-ethylpyrrolidone (boiling point: 218 ° C.); ethers such as diethyl ether (boiling point: 35 ° C.), dipropylene glycol dimethyl ether (DMM) (boiling point: 175 ° C.), and dibutyl diglycol (boiling point: 255 ° C.); alcohols such as methanol (boiling point: 65 ° C.), ethanol (boiling point: 78 ° C.), n-propanol (boiling point: 97 ° C.), isopropanol (boiling point: 83 ° C.), ethylene glycol (boiling point: 197 ° C.), and diethylene glycol (boiling point: 244 ° C.); and amides such as 3-methoxy-N,N-dimethylamide (boiling point: 216 ° C.). It is preferable to use alcohols or ethers, and it is more preferable to use ethers.
As the alcohols, dialkylene glycols such as ethylene glycol and diethylene glycol are preferred. As the ethers, for example, dialkylene glycol dialkyl ethers such as diethylene glycol butyl methyl ether (boiling point: 212° C.) and dipropylene glycol methyl-n-propyl ether (boiling point: 210° C.) are preferred, and from the viewpoints of availability and viscosity of the solvent, dipropylene glycol dimethyl ether (boiling point: 175° C.) is more preferred.
水性ポリウレタン樹脂分散体中の有機溶媒(Af)の量は、ポリウレタン樹脂の分散性及び造膜性向上の観点から、1~20質量%であることが好ましく、1~15質量%であることがより好ましく、1~10質量%であることがさらに好ましい。 From the viewpoint of improving the dispersibility and film-forming properties of the polyurethane resin, the amount of organic solvent (Af) in the aqueous polyurethane resin dispersion is preferably 1 to 20 mass%, more preferably 1 to 15 mass%, and even more preferably 1 to 10 mass%.
ポリオール化合物(Aa)、ポリイソシアネート化合物(Ab)及び酸性基含有ポリオール(Ac)から得られるポリウレタンプレポリマーと鎖延長剤(Ae)の総質量に対する有機溶媒(Af)の量としては、分散安定性、貯蔵安定性、製造及び使用作業における容易性及び防火性、並びに水性ポリウレタン樹脂分散体の増粘性及び乾燥性をよりよくする観点から、1~30質量%が好ましく、3~30重量%であることがより好ましく、5~25質量%であることがさらに好ましい。 The amount of organic solvent (Af) relative to the total mass of the polyurethane prepolymer obtained from the polyol compound (Aa), the polyisocyanate compound (Ab) and the acidic group-containing polyol (Ac) and the chain extender (Ae) is preferably 1 to 30% by mass, more preferably 3 to 30% by weight, and even more preferably 5 to 25% by mass, from the viewpoints of improving dispersion stability, storage stability, ease of production and use, fire resistance, and the thickening and drying properties of the aqueous polyurethane resin dispersion.
<水(Ag)>
水性ポリウレタン樹脂分散体は、ポリウレタン樹脂、有機溶媒(Af)及び水(Ag)を含み、ポリウレタン樹脂が有機溶媒(Af)及び水(Ag)の混合媒体中に分散している。
水性ポリウレタン樹脂分散体中の水(Ag)の量は、40~90質量%であることが好ましく、50~80質量%であることがより好ましく、55~70質量%であることがさらに好ましい。有機溶媒(Af)と水(Ag)との質量比(有機溶媒(Af)/水(Ag))が、ポリウレタン樹脂の分散性、及び、造膜性向上の観点から、0.01~0.5であることが好ましく、0.03~0.4であることがより好ましく、0.05~0.25であることがさらに好ましい。
<Water (Ag)>
The aqueous polyurethane resin dispersion contains a polyurethane resin, an organic solvent (Af) and water (Ag), and the polyurethane resin is dispersed in a mixed medium of the organic solvent (Af) and the water (Ag).
The amount of water (Ag) in the aqueous polyurethane resin dispersion is preferably 40 to 90 mass%, more preferably 50 to 80 mass%, and even more preferably 55 to 70 mass%. From the viewpoint of improving the dispersibility of the polyurethane resin and the film-forming property, the mass ratio of the organic solvent (Af) to the water (Ag) (organic solvent (Af)/water (Ag)) is preferably 0.01 to 0.5, more preferably 0.03 to 0.4, and even more preferably 0.05 to 0.25.
<ポリウレタン樹脂>
本発明におけるポリウレタン樹脂は、ポリオール化合物(Aa)、ポリイソシアネート化合物(Ab)、酸性基含有ポリオール(Ac)、中和剤(Ad)及び鎖延長剤(Ae)由来の構成単位を有する。本発明のポリウレタン樹脂は、好ましくは、以下のような特徴を有するものである。
<Polyurethane resin>
The polyurethane resin of the present invention has structural units derived from a polyol compound (Aa), a polyisocyanate compound (Ab), an acidic group-containing polyol (Ac), a neutralizing agent (Ad) and a chain extender (Ae). The polyurethane resin of the present invention preferably has the following characteristics.
(NCO/OH)
本発明において、水性ポリウレタン樹脂分散体中の、ポリオール化合物(Aa)及び酸性基含有ポリオール(Ac)が有する水酸基(OH)と、ポリイソシアネート化合物(Ab)が有するイソシアナト基(NCO)のモル比率であるNCO/OHが1.1~5であることが好ましく、1.15~3であることがより好ましく、1.2~2であることがさらに好ましく、1.3~1.7であることがさらにより好ましい。NCO/OHの値がこのような範囲であるとき、塗膜の耐水性が向上する傾向がある。
(NCO/OH)
In the present invention, the molar ratio NCO/OH of the hydroxyl groups (OH) of the polyol compound (Aa) and the acidic group-containing polyol (Ac) to the isocyanato groups (NCO) of the polyisocyanate compound (Ab) in the aqueous polyurethane resin dispersion is preferably 1.1 to 5, more preferably 1.15 to 3, even more preferably 1.2 to 2, and even more preferably 1.3 to 1.7. When the value of NCO/OH is within such a range, the water resistance of the coating film tends to be improved.
(脂環構造)
水性ポリウレタン樹脂分散体に含まれるポリウレタン樹脂には、基材への密着性の観点から、脂環構造が含まれていることが好ましい。脂環構造は、脂肪族の環構造であればその環員数に制限はない。原料としての入手が容易であることから、6員環(シクロヘキシレン基)が含まれるように設計することが好ましい。脂環構造は、ポリウレタンの原料の何れに由来していてもよいが、ポリイソシアネート化合物(Ab)に由来しているものであることが好ましい。脂環構造を有する構成単位の例としては、ポリオール化合物(Aa)として、1,4-シクロヘキサンジメタノール等の主鎖に脂環式構造を有するジオール又はこれから得られるポリカーボネートポリオール(Aa1)、ポリイソシアネート化合物(Ab)として水素添加MDI等が挙げられる。脂環構造の含有割合は、これら各構成単位に含まれる脂環構造全体に基づいて算出される。
(alicyclic structure)
The polyurethane resin contained in the aqueous polyurethane resin dispersion preferably contains an alicyclic structure from the viewpoint of adhesion to the substrate. The alicyclic structure is not limited in the number of ring members as long as it is an aliphatic ring structure. It is preferable to design it so that it contains a 6-membered ring (cyclohexylene group) because it is easy to obtain as a raw material. The alicyclic structure may be derived from any of the raw materials of the polyurethane, but is preferably derived from the polyisocyanate compound (Ab). Examples of the structural unit having an alicyclic structure include, as the polyol compound (Aa), a diol having an alicyclic structure in the main chain such as 1,4-cyclohexanedimethanol or a polycarbonate polyol (Aa1) obtained therefrom, and as the polyisocyanate compound (Ab), hydrogenated MDI, etc. are mentioned. The content ratio of the alicyclic structure is calculated based on the entire alicyclic structure contained in each of these structural units.
ポリウレタン樹脂に含まれる脂環構造の含有割合は、固形分基準で20~40質量%であることが好ましく、25~38質量%であることがより好ましい。脂環構造の含有割合が20質量%未満であると、水性ポリウレタン樹脂分散体から得られる塗膜のべたつきが顕著となり、脂環構造の含有割合が40質量%を超えると、分散性が悪化する傾向がある。脂環構造の含有割合の計算方法は、水性ポリウレタン樹脂分散体の各原料の仕込み割合から算出される。 The content of the alicyclic structure in the polyurethane resin is preferably 20 to 40 mass% based on the solid content, and more preferably 25 to 38 mass%. If the content of the alicyclic structure is less than 20 mass%, the coating film obtained from the aqueous polyurethane resin dispersion becomes significantly sticky, and if the content of the alicyclic structure exceeds 40 mass%, dispersibility tends to deteriorate. The content of the alicyclic structure is calculated from the charging ratio of each raw material of the aqueous polyurethane resin dispersion.
(pH)
水性ポリウレタン樹脂分散体のpHは、5.0~10.0であることが好ましく、6.0~9.5であることがより好ましく、6.5~9.0であることがさらに好ましい。
(pH)
The pH of the aqueous polyurethane resin dispersion is preferably from 5.0 to 10.0, more preferably from 6.0 to 9.5, and even more preferably from 6.5 to 9.0.
(重量平均分子量)
ポリウレタン樹脂の重量平均分子量(Mw)は、低温乾燥塗膜の耐久性の観点から、50,000以上であることが好ましく、100,000以上であることがより好ましい。重量平均分子量を50,000以上とすることで、塗膜がより優れた耐久性を示すことができる。
(Weight average molecular weight)
From the viewpoint of durability of the low-temperature dried coating film, the weight-average molecular weight (Mw) of the polyurethane resin is preferably 50,000 or more, and more preferably 100,000 or more. By making the weight-average molecular weight 50,000 or more, the coating film can exhibit superior durability.
(樹脂の割合)
水性ポリウレタン樹脂分散体中におけるポリウレタン樹脂の割合は、5~60質量%であることが好ましく、20~50質量%であることがより好ましい。
(Resin ratio)
The proportion of the polyurethane resin in the aqueous polyurethane resin dispersion is preferably from 5 to 60% by mass, and more preferably from 20 to 50% by mass.
(酸価)
前記ポリウレタン樹脂の酸価は、ポリウレタン樹脂の分散性及び水性ポリウレタン樹脂分散体から得られる塗膜の耐水性の観点から、固形分基準で18~35mgKOH/gであり、19~32mgKOH/gであることが好ましく、20~29mgKOH/gであることがさらに好ましい。前記ポリウレタン樹脂の酸価が固形分基準で35mgKOH/gより大きくなると、水性ポリウレタン樹脂分散体から得られる塗膜の耐水性が悪くなる傾向がある。酸価が固形分基準で18mgKOH/gより小さくなると、ポリウレタン樹脂の分散性が低下する傾向にある。
酸価は、JIS K 1557の指示薬滴定法に準拠して測定することができる。測定においては、酸性基を中和するために使用した中和剤を取り除いて測定することとする。例えば、有機アミン類を中和剤として用いた場合には、水性ポリウレタン樹脂分散体をガラス板上に塗布し、温度60℃、20mmHgの減圧下で24時間乾燥して得られた塗膜をN-メチルピロリドン(NMP)に溶解させて、JIS K 1557の指示薬滴定法に準拠して酸価を測定することができる。
(Acid value)
The acid value of the polyurethane resin is 18 to 35 mgKOH/g, preferably 19 to 32 mgKOH/g, and more preferably 20 to 29 mgKOH/g, based on the solid content, from the viewpoint of dispersibility of the polyurethane resin and water resistance of the coating film obtained from the aqueous polyurethane resin dispersion. If the acid value of the polyurethane resin is greater than 35 mgKOH/g based on the solid content, the water resistance of the coating film obtained from the aqueous polyurethane resin dispersion tends to deteriorate. If the acid value is less than 18 mgKOH/g based on the solid content, the dispersibility of the polyurethane resin tends to decrease.
The acid value can be measured in accordance with the indicator titration method of JIS K 1557. In the measurement, the neutralizing agent used to neutralize the acidic groups is removed before measurement. For example, when an organic amine is used as the neutralizing agent, the aqueous polyurethane resin dispersion is applied onto a glass plate, and the coating film obtained by drying at a temperature of 60° C. and a reduced pressure of 20 mmHg for 24 hours is dissolved in N-methylpyrrolidone (NMP), and the acid value can be measured in accordance with the indicator titration method of JIS K 1557.
<水性ポリウレタン樹脂分散体の製造方法>
国際公開第2016/039396号、国際公開第2016/163394号等に記載の公知の方法により、水性ポリウレタン樹脂分散体を製造することができる。例えば、以下のような製造方法が挙げられる。
第1の製造方法は、原料を全て混合し、反応させて、水中又は有機溶媒及び水の混合媒体中に分散させることにより水性ポリウレタン樹脂分散体を得る方法である。
第2の製造方法は、全ポリオール成分とポリイソシアネートとを反応させて、プレポリマーを製造し、前記プレポリマーの酸性基を中和した後、水中又は有機溶媒及び水の混合媒体中に分散させ、鎖延長剤を反応させることにより水性ポリウレタン樹脂分散体を得る方法である。
水性ポリウレタン樹脂分散体の製造方法としては、分子量の制御が行いやすいため、上記の第2の製造方法が好ましい。
<Method for producing aqueous polyurethane resin dispersion>
The aqueous polyurethane resin dispersion can be produced by a known method described in WO 2016/039396, WO 2016/163394, etc. For example, the following production method can be mentioned.
The first production method is a method in which all of the raw materials are mixed, reacted, and dispersed in water or a mixed medium of an organic solvent and water to obtain an aqueous polyurethane resin dispersion.
The second production method is a method in which all of the polyol components are reacted with a polyisocyanate to produce a prepolymer, the acidic groups of the prepolymer are neutralized, and then the prepolymer is dispersed in water or a mixed medium of an organic solvent and water, and a chain extender is reacted therewith to obtain an aqueous polyurethane resin dispersion.
As a method for producing the aqueous polyurethane resin dispersion, the above-mentioned second production method is preferred because it is easy to control the molecular weight.
特に、本発明においては、以下の(I)~(IV)を含む方法により水性ポリウレタン樹脂分散体を製造することができる。
(I)ポリオール化合物(Aa)、ポリイソシアネート化合物(Ab)及び酸性基含有ポリオール(Ac)を、有機溶媒の存在下で反応させてポリウレタンプレポリマーを得る工程、
(II)前記ポリウレタンプレポリマーを水と混合する工程、
(III)前記ポリウレタンプレポリマーの酸性基を中和剤(Ad)で中和する工程、及び
(IV)前記ポリウレタンプレポリマーを鎖延長剤(Ae)で高分子量化する工程。
In particular, in the present invention, the aqueous polyurethane resin dispersion can be produced by a method including the following steps (I) to (IV).
(I) a step of reacting a polyol compound (Aa), a polyisocyanate compound (Ab) and an acidic group-containing polyol (Ac) in the presence of an organic solvent to obtain a polyurethane prepolymer;
(II) mixing the polyurethane prepolymer with water;
(III) a step of neutralizing the acidic groups of the polyurethane prepolymer with a neutralizing agent (Ad), and (IV) a step of increasing the molecular weight of the polyurethane prepolymer with a chain extender (Ae).
さらに、本発明の製造方法は、前記(I)~(IV)に加えて、工程(V)を含んでいてもよい。
(V)前記ポリウレタンプレポリマー又は前記水性ポリウレタン樹脂分散体と有機溶媒とを混合する工程。
この工程(V)は、工程(I)で使用した有機溶媒の平均沸点が150℃以上180℃以下ではない場合に、さらに有機溶媒と前記ポリウレタンプレポリマー又は前記水性ポリウレタン樹脂分散体とを混合して、混合後の有機溶媒の平均沸点が150℃以上180℃以下となるように調整するために行う。
また、工程(I)で使用した有機溶媒の平均沸点が150℃以上180℃以下である場合であっても、分散安定性、貯蔵安定性、製造及び使用作業における容易性及び防火性、並びに水性ポリウレタン樹脂分散体の増粘性及び乾燥性をよりよくする観点から、前記工程(V)を行ってもよい。
Furthermore, the production method of the present invention may include a step (V) in addition to the steps (I) to (IV).
(V) A step of mixing the polyurethane prepolymer or the aqueous polyurethane resin dispersion with an organic solvent.
This step (V) is carried out in the case where the average boiling point of the organic solvent used in step (I) is not 150° C. or higher and 180° C. or lower, in order to further mix an organic solvent with the polyurethane prepolymer or the aqueous polyurethane resin dispersion, and adjust the average boiling point of the organic solvent after mixing to 150° C. or higher and 180° C. or lower.
In addition, even when the average boiling point of the organic solvent used in the step (I) is 150° C. or higher and 180° C. or lower, the step (V) may be carried out from the viewpoint of improving the dispersion stability, storage stability, ease of production and use, fire resistance, and thickening and drying properties of the aqueous polyurethane resin dispersion.
したがって、本発明の水性ポリウレタン樹脂分散体中の有機溶媒(Af)の平均沸点が150℃以上180℃以下であれば、工程(V)は行わなくてもよいことがある。
また、前記有機溶媒の平均沸点は工程(I)で使用する有機溶媒だけでなく、工程(V)で使用する有機溶媒も含めて計算される。
Therefore, when the average boiling point of the organic solvent (Af) in the aqueous polyurethane resin dispersion of the present invention is 150° C. or higher and 180° C. or lower, it may not be necessary to carry out the step (V).
The average boiling point of the organic solvent is calculated including not only the organic solvent used in step (I) but also the organic solvent used in step (V).
なお、本製造方法において、使用する中和剤(Ad)の沸点及び有機溶媒(Af)の平均沸点は前記と同じである。 In this manufacturing method, the boiling point of the neutralizing agent (Ad) and the average boiling point of the organic solvent (Af) used are the same as described above.
<組成物>
本発明の水性ポリウレタン樹脂分散体組成物は、前記水性ポリウレタン樹脂分散体を含有し、塗料、コーティング剤又はインク用に使用することができる。前記組成物が、塗料、コーティング剤又はインク用に使用されるとき、それぞれ塗料組成物、コーティング剤組成物又はインク組成物という。
<Composition>
The aqueous polyurethane resin dispersion composition of the present invention contains the aqueous polyurethane resin dispersion and can be used for paints, coating agents, or inks. When the composition is used for paints, coating agents, or inks, it is called a paint composition, a coating agent composition, or an ink composition, respectively.
本発明の組成物には、上記水性ポリウレタン樹脂分散体以外にも、他の樹脂を添加することもできる。他の樹脂としては、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アルキド樹脂、ポリオレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂等が挙げられ、中でもポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂を添加することが好ましく、アクリル樹脂エマルジョン、オレフィン樹脂エマルジョン及びポリエステル樹脂エマルジョンから選ばれる少なくとも1種を添加することがより好ましく、アクリル樹脂エマルジョンを添加することがさらに好ましい。
これらは単独で用いてもよいし、複数種を併用してもよい。他の樹脂は、1種以上の親水性基を有することが好ましい。親水性基としては、水酸基、カルボキシ基、スルホン酸基、ポリエチレングリコール基等が挙げられる。
なお、エマルジョンとは、水中又は有機溶媒及び水の混合媒体中に樹脂が分散された状態を示す。
In addition to the aqueous polyurethane resin dispersion, other resins may be added to the composition of the present invention. Examples of other resins include polyester resin, acrylic resin, polyether resin, polycarbonate resin, polyurethane resin, epoxy resin, alkyd resin, polyolefin resin, vinyl chloride resin, etc., and among them, it is preferable to add polyester resin, acrylic resin, or polyolefin resin, more preferably to add at least one selected from acrylic resin emulsion, olefin resin emulsion, and polyester resin emulsion, and further preferably to add acrylic resin emulsion.
These may be used alone or in combination. The other resin preferably has one or more hydrophilic groups. Examples of the hydrophilic group include a hydroxyl group, a carboxyl group, a sulfonic acid group, and a polyethylene glycol group.
The emulsion refers to a state in which a resin is dispersed in water or in a mixed medium of an organic solvent and water.
ポリエステル樹脂は、通常、酸成分とアルコ-ル成分とのエステル化反応又はエステル交換反応によって製造することができる。酸成分としては、ポリエステル樹脂の製造に際して酸成分として通常使用される化合物を使用することができる。酸成分としては、例えば、脂肪族多塩基酸、脂環族多塩基酸、芳香族多塩基酸等を使用することができる。 Polyester resins can usually be produced by an esterification reaction or transesterification reaction between an acid component and an alcohol component. As the acid component, compounds that are usually used as acid components in the production of polyester resins can be used. As the acid component, for example, aliphatic polybasic acids, alicyclic polybasic acids, aromatic polybasic acids, etc. can be used.
ポリエステル樹脂の水酸基価は、1~80mgKOH/gが好ましく、5~60mgKOH/gがより好ましく、10~30mgKOH/gがさらに好ましい。前記ポリエステル樹脂の酸価は、1~100mgKOH/gが好ましく、5~50mgKOH/gがより好ましく、10~40mgKOH/gがさらに好ましい。
ポリエステル樹脂の重量平均分子量は、3,000~50,000が好ましく、5,000~20,000がより好ましい。
The hydroxyl value of the polyester resin is preferably from 1 to 80 mgKOH/g, more preferably from 5 to 60 mgKOH/g, and even more preferably from 10 to 30 mgKOH/g. The acid value of the polyester resin is preferably from 1 to 100 mgKOH/g, more preferably from 5 to 50 mgKOH/g, and even more preferably from 10 to 40 mgKOH/g.
The weight average molecular weight of the polyester resin is preferably from 3,000 to 50,000, and more preferably from 5,000 to 20,000.
アクリル樹脂は、(メタ)アクリル酸エステル及び/又は(メタ)アクリル酸を含む繰り返し単位からなるポリマーを含む。ここで、(メタ)アクリル酸は、アクリル酸及びメタクリル酸の少なくとも一方を意味する。 The acrylic resin includes a polymer consisting of repeating units containing (meth)acrylic acid ester and/or (meth)acrylic acid. Here, (meth)acrylic acid means at least one of acrylic acid and methacrylic acid.
アクリル樹脂エマルジョンの市販品としては、例えば、高圧ガス工業株式会社製:ペガール(登録商標)862(Tg:-10℃)、865(Tg:-12℃)、751(Tg:25℃)、LC6154(Tg:64℃)、昭和電工株式会社製:ポリゾール(登録商標)AP-3900(Tg:10℃)、AP-1020(Tg:23℃)、AP-4735、TI-3052、SE-4210E(Tg:-50℃)、日本カーバイド工業株式会社製:ニカゾール(登録商標)FX5697H(Tg:-60℃)、FX3750(Tg:-30℃)、FX2138(Tg:-17℃)、FX2555(Tg:-17℃)、FX2033(Tg:8℃)、FX2018(Tg:27℃)、FX672K(Tg:53℃)、ダイソーケミカル株式会社製:パラボンドLX-5(Tg:-40℃)、G-60(Tg:-30℃)、LX-2(Tg:-30℃)、東亞合成株式会社製:アロン(登録商標)NW-400(Tg:-41℃)が挙げられる。 Commercially available acrylic resin emulsions include, for example, Pegal (registered trademark) 862 (Tg: -10°C), 865 (Tg: -12°C), 751 (Tg: 25°C), and LC6154 (Tg: 64°C) manufactured by Koatsu Gas Kogyo Co., Ltd., Polysol (registered trademark) AP-3900 (Tg: 10°C), AP-1020 (Tg: 23°C), AP-4735, TI-3052, and SE-4210E (Tg: -50°C) manufactured by Showa Denko K.K., and Nikasol (registered trademark) manufactured by Nippon Carbide Industries Co., Ltd. ) FX5697H (Tg: -60°C), FX3750 (Tg: -30°C), FX2138 (Tg: -17°C), FX2555 (Tg: -17°C), FX2033 (Tg: 8°C), FX2018 (Tg: 27°C), FX672K (Tg: 53°C), Parabond LX-5 (Tg: -40°C), G-60 (Tg: -30°C), LX-2 (Tg: -30°C) manufactured by Daiso Chemical Co., Ltd., and Aron (registered trademark) NW-400 (Tg: -41°C) manufactured by Toagosei Co., Ltd.
アクリル樹脂のTg(ガラス転移温度)は、-80℃~60℃であることが好ましく、-55℃~0℃であることがより好ましく、-40℃~-20℃であることがさらに好ましい。アクリル樹脂のTgが60℃以下であると、密着性がより優れる。アクリル樹脂のTgが-80℃以上であると、耐薬品性がより優れる。 The Tg (glass transition temperature) of the acrylic resin is preferably -80°C to 60°C, more preferably -55°C to 0°C, and even more preferably -40°C to -20°C. When the Tg of the acrylic resin is 60°C or lower, the adhesion is better. When the Tg of the acrylic resin is -80°C or higher, the chemical resistance is better.
アクリル樹脂エマルジョンは、単独で用いてもよいし、複数種を併用してもよい。 The acrylic resin emulsions may be used alone or in combination.
ポリオレフィン樹脂としては、オレフィン系モノマーを適宜他のモノマーと通常の重合法に従って重合又は共重合することにより得られるポリオレフィン樹脂を、乳化剤を用いて水分散するか、あるいはオレフィン系モノマーを適宜他のモノマーと共に乳化重合することにより得られる樹脂が挙げられる。また、場合により、前記のポリオレフィン樹脂が塩素化されたいわゆる塩素化ポリオレフィン変性樹脂を用いてもよい。
オレフィン系モノマーとしては、例えば、エチレン、プロピレン、1-ブテン、3-メチル-1-ブテン、4-メチル-1-ペンテン、3-メチル-1-ペンテン、1-ヘプテン、1-ヘキセン、1-デセン、1-ドデセン等のα-オレフィン;ブタジエン、エチリデンノルボルネン、ジシクロペンタジエン、1,5-ヘキサジエン、スチレン類等の共役ジエン又は非共役ジエンが挙げられ、これらのモノマーは、単独であってもよいし、複数種を併用してもよい。
オレフィン系モノマーと共重合可能な他のモノマーとしては、例えば、酢酸ビニル、ビニルアルコール、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、無水イタコン酸が挙げられ、これらのモノマーは、単独であってもよいし、複数種を併用してもよい。
Examples of the polyolefin resin include a polyolefin resin obtained by polymerizing or copolymerizing an olefin monomer with other monomers according to a conventional polymerization method, and dispersing the polyolefin resin in water using an emulsifier, or a resin obtained by emulsion polymerization of an olefin monomer with other monomers. In some cases, the polyolefin resin may be chlorinated to use a so-called chlorinated polyolefin modified resin.
Examples of olefin monomers include α-olefins such as ethylene, propylene, 1-butene, 3-methyl-1-butene, 4-methyl-1-pentene, 3-methyl-1-pentene, 1-heptene, 1-hexene, 1-decene, and 1-dodecene; and conjugated or non-conjugated dienes such as butadiene, ethylidenenorbornene, dicyclopentadiene, 1,5-hexadiene, and styrenes. These monomers may be used alone or in combination.
Examples of other monomers copolymerizable with the olefin monomer include vinyl acetate, vinyl alcohol, maleic acid, citraconic acid, itaconic acid, maleic anhydride, citraconic anhydride, and itaconic anhydride. These monomers may be used alone or in combination of two or more kinds.
本発明の塗料組成物、コーティング剤組成物及びインク組成物は、硬化剤を含むことができ、これにより、塗料組成物又はコーティング剤組成物を用いて得られる塗膜又は複層塗膜、コーティング膜や印刷物の耐水性等を向上させることができる。 The paint composition, coating composition, and ink composition of the present invention may contain a curing agent, which can improve the water resistance, etc., of the coating film or multi-layer coating film, coating film, or printed matter obtained using the paint composition or coating composition.
本発明の塗料組成物、コーティング剤組成物及びインク組成物には、着色顔料や体質顔料、光輝性顔料を添加することができる。
着色顔料としては、例えば、酸化チタン、亜鉛華、カーボンブラック、モリブデンレッド、プルシアンブルー、コバルトブルー、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料、イソインドリン顔料、スレン系顔料、ペリレン顔料等が挙げられる。これらは、単独であってもよいし、複数種を併用してもよい。特に、着色顔料として、酸化チタン及び/又はカーボンブラックを使用することが好ましい。
体質顔料としては、例えば、クレー、カオリン、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、タルク、シリカ、アルミナホワイトが挙げられる。これらは、単独であってもよいし、複数種を併用してもよい。特に、体質顔料として、硫酸バリウム及び/又はタルクを使用することが好ましく、硫酸バリウムを使用することがより好ましい。
光輝性顔料は、例えば、アルミニウム、銅、亜鉛、真ちゅう、ニッケル、酸化アルミニウム、雲母、酸化チタンや酸化鉄で被覆された酸化アルミニウム、酸化チタンや酸化鉄で被覆された雲母を使用することができる。
Coloring pigments, extender pigments, and luster pigments can be added to the paint composition, coating composition, and ink composition of the present invention.
Examples of color pigments include titanium oxide, zinc oxide, carbon black, molybdenum red, Prussian blue, cobalt blue, azo pigments, phthalocyanine pigments, quinacridone pigments, isoindoline pigments, threne pigments, and perylene pigments. These may be used alone or in combination. In particular, it is preferable to use titanium oxide and/or carbon black as the color pigment.
Examples of the extender pigment include clay, kaolin, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, talc, silica, and alumina white. These may be used alone or in combination. In particular, it is preferable to use barium sulfate and/or talc as the extender pigment, and it is more preferable to use barium sulfate.
Examples of the luster pigment that can be used include aluminum, copper, zinc, brass, nickel, aluminum oxide, mica, aluminum oxide coated with titanium oxide or iron oxide, and mica coated with titanium oxide or iron oxide.
本発明の塗料組成物、コーティング剤組成物及びインク組成物には、必要に応じて、増粘剤、硬化触媒、紫外線吸収剤、光安定剤、消泡剤、可塑剤、表面調整剤、沈降防止剤等の通常の添加剤を含有することができる。これらは、単独で用いてもよいし、複数種を併用してもよい。 The paint composition, coating composition and ink composition of the present invention may contain, as necessary, conventional additives such as thickeners, curing catalysts, ultraviolet absorbers, light stabilizers, defoamers, plasticizers, surface conditioners and anti-settling agents. These may be used alone or in combination.
本発明の塗料組成物、コーティング剤組成物及びインク組成物の製造方法は、特に制限されないが、公知の製造方法を用いることができる。一般的には、塗料組成物及びコーティング剤組成物は、前記水性ポリウレタン樹脂分散体と前記各種添加剤を混合し、更に有機溶媒及び水を添加し、適用方法に応じた粘度に調整することにより製造される。 The method for producing the paint composition, coating composition, and ink composition of the present invention is not particularly limited, and known production methods can be used. In general, the paint composition and coating composition are produced by mixing the aqueous polyurethane resin dispersion with the various additives, adding an organic solvent and water, and adjusting the viscosity according to the application method.
本発明の塗料組成物、コーティング剤組成物及びインク組成物は有機溶媒を含むこともあるが、有機溶媒の含有量を低減し、主として有機溶媒及び水の混合媒体に分散させて使用することができる。これは、環境保全、安全性、省資源等の観点から、利点がある。 The paint composition, coating composition, and ink composition of the present invention may contain an organic solvent, but the organic solvent content can be reduced and the composition can be used by dispersing the composition in a mixed medium of organic solvent and water. This is advantageous from the standpoint of environmental conservation, safety, resource conservation, etc.
塗料組成物の被塗装材質、コーティング剤組成物の被コーティング材質又はインク組成物の被適用材質としては、金属、プラスチック、無機物、木材等が挙げられる。 Materials to be coated with a paint composition, coated with a coating composition, or applied with an ink composition include metals, plastics, inorganic materials, wood, etc.
塗料組成物の塗装方法又はコーティング剤組成物のコーティング方法としては、例えば、ベル塗装、スプレー塗装、ロール塗装、シャワー塗装、浸漬塗装が挙げられる。インク組成物の適用方法としては、例えば、インクジェット印刷方法、フレキソ印刷方法、グラビア印刷方法、反転オフセット印刷方法、枚葉スクリーン印刷方法、ロータリースクリーン印刷方法が挙げられる。水性インキ組成物の乾燥工程では、印刷しながら乾燥オーブンを基材が通る方式であり、短時間で行う必要があるが、特にプラスチックフィルムに印刷する場合には、フィルムの耐熱性に鑑み高温での乾燥を避けなければならない。水性フレキソ印刷においては、40~80℃の低温乾燥で1~300秒の範囲で処理する事が一般的である。 Examples of methods for applying a paint composition or a coating composition include bell coating, spray coating, roll coating, shower coating, and dip coating. Examples of methods for applying an ink composition include inkjet printing, flexographic printing, gravure printing, reverse offset printing, sheet-fed screen printing, and rotary screen printing. The drying process for a water-based ink composition involves passing the substrate through a drying oven while printing, and must be completed in a short period of time. However, particularly when printing on a plastic film, drying at high temperatures must be avoided in consideration of the heat resistance of the film. In water-based flexographic printing, low-temperature drying at 40 to 80°C is generally performed for 1 to 300 seconds.
硬化後の塗膜の厚さは、特に制限されないが、1~100μmとすることが好ましく、1~50μmとすることがより好ましい。 There are no particular limitations on the thickness of the coating film after curing, but it is preferable for it to be 1 to 100 μm, and more preferably 1 to 50 μm.
<ポリウレタン樹脂フィルム>
本発明のポリウレタン樹脂フィルムは、前記水性ポリウレタン樹脂分散体から得られる。
<Polyurethane resin film>
The polyurethane resin film of the present invention is obtained from the aqueous polyurethane resin dispersion.
水性ポリウレタン樹脂分散体を離形性基材に適用し、加熱等の手段により乾燥、硬化させ、続いてポリウレタン樹脂の硬化物を離形性基材から剥離させることで、ポリウレタン樹脂フィルムが得られる。 The aqueous polyurethane resin dispersion is applied to a releasable substrate, dried and cured by heating or other means, and then the cured polyurethane resin is peeled off from the releasable substrate to obtain a polyurethane resin film.
前記加熱方法としては、自己の反応熱による加熱方法と、前記反応熱と型の積極加熱とを併用する加熱方法等が挙げられる。型の積極加熱は、型ごと熱風オーブンや電気炉、赤外線誘導加熱炉に入れて加熱する方法が挙げられる。 The heating method may be a method using the heat of the reaction itself, or a method using the heat of the reaction in combination with active heating of the mold. An example of active heating of the mold is a method in which the mold is placed in a hot air oven, electric furnace, or infrared induction heating furnace.
前記加熱温度は、40~200℃であることが好ましく、60~160℃であることがより好ましい。このような温度で加熱することにより、より効率的に乾燥を行うことができる。前記加熱時間は、0.0001~20時間が好ましく、1~10時間であることがより好ましい。このような加熱時間とすることにより、より硬度の高いポリウレタン樹脂フィルムを得ることができる。ポリウレタン樹脂フィルムを得るための乾燥条件は、例えば、120℃で3~10秒での加熱が挙げられる。 The heating temperature is preferably 40 to 200°C, and more preferably 60 to 160°C. By heating at such a temperature, drying can be performed more efficiently. The heating time is preferably 0.0001 to 20 hours, and more preferably 1 to 10 hours. By using such a heating time, a polyurethane resin film with higher hardness can be obtained. Drying conditions for obtaining a polyurethane resin film include, for example, heating at 120°C for 3 to 10 seconds.
以下に、実施例及び比較例を挙げて、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these.
[水性ポリウレタン樹脂分散体の合成]
(実施例S1;水性ポリウレタン樹脂分散体Aの合成)
反応容器に、ETERNACOLL UM90(1/3)(登録商標;宇部興産株式会社製ポリカーボネートポリオール;数平均分子量894;水酸基価125.5mgKOH/g;1,4-シクロヘキサンジメタノール及び1,6-ヘキサンジオール(モル比で1:3)と炭酸ジメチルとを反応させて得られたポリカーボネートポリオール)(Aa1)320.1g(0.358mol)、2,2-ジメチロールプロピオン酸(Ac)48.8g(0.364mol)、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(Ab)312.8g(1.193mol)及びジプロピレングリコールジメチルエーテル(DMM)(Af)233.0gを混合し、窒素雰囲気にて、攪拌しながら78~84℃で4.5時間反応させた。
次いで、得られた反応混合物301.6gを取り出し、水554gと2-ジメチルアミノエタノール(DMAE)(Ad)12.5g(0.140mol)との混合液中に加え、強撹拌した。
その後、得られた反応混合物に35%2-メチル-1,5-ペンタンジアミン(MPMD)(Ae)水溶液43.3g(0.130mol)を加えて更に反応させ、水性ポリウレタン樹脂分散体Aを得た。凝集物は観測されなかった。
[Synthesis of aqueous polyurethane resin dispersion]
(Example S1: Synthesis of aqueous polyurethane resin dispersion A)
In a reaction vessel, 320.1 g (0.358 mol) of ETERNACOLL UM90 (1/3) (registered trademark; polycarbonate polyol manufactured by Ube Industries, Ltd.; number average molecular weight 894; hydroxyl value 125.5 mg KOH/g; polycarbonate polyol obtained by reacting 1,4-cyclohexanedimethanol and 1,6-hexanediol (molar ratio 1:3) with dimethyl carbonate) (Aa1), 48.8 g (0.364 mol) of 2,2-dimethylolpropionic acid (Ac), 312.8 g (1.193 mol) of 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate (Ab), and 233.0 g of dipropylene glycol dimethyl ether (DMM) (Af) were mixed and reacted at 78 to 84 ° C. for 4.5 hours while stirring in a nitrogen atmosphere.
Next, 301.6 g of the resulting reaction mixture was taken out and added to a mixture of 554 g of water and 12.5 g (0.140 mol) of 2-dimethylaminoethanol (DMAE) (Ad), and the mixture was stirred vigorously.
Thereafter, 43.3 g (0.130 mol) of a 35% aqueous solution of 2-methyl-1,5-pentanediamine (MPMD) (Ae) was added to the resulting reaction mixture and further reacted to obtain an aqueous polyurethane resin dispersion A. No aggregates were observed.
(実施例S2;水性ポリウレタン樹脂分散体Bの合成)
反応容器に、ETERNACOLL UH100(登録商標;宇部興産株式会社製ポリカーボネートポリオール;数平均分子量999;水酸基価112.3mgKOH/g;1,6-ヘキサンジオールと炭酸ジメチルとを反応させて得られたポリカーボネートポリオール)379.9g(0.380mol)、2,2-ジメチロールプロピオン酸49.6g(0.370mol)、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート283.6g(1.081mol)及びジプロピレングリコールジメチルエーテル(DMM)232.3gを混合し、窒素雰囲気にて、攪拌しながら77~87℃で7時間反応させた。
次いで、得られた反応混合物327.0gを取り出し、水640gと2-ジメチルアミノエタノール(DMAE)17.0g(0.190mol)との混合液中に加え、強攪拌した。
その後、得られた反応混合物にアジピン酸ジヒドラジド(ADH)16.2g(0.093mol)を加えて更に反応させ、水性ポリウレタン樹脂分散体Bを得た。凝集物は観測されなかった。
(Example S2: Synthesis of aqueous polyurethane resin dispersion B)
In a reaction vessel, 379.9 g (0.380 mol) of ETERNACOLL UH100 (registered trademark; polycarbonate polyol manufactured by Ube Industries, Ltd.; number average molecular weight 999; hydroxyl value 112.3 mg KOH/g; polycarbonate polyol obtained by reacting 1,6-hexanediol with dimethyl carbonate), 49.6 g (0.370 mol) of 2,2-dimethylolpropionic acid, 283.6 g (1.081 mol) of 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, and 232.3 g of dipropylene glycol dimethyl ether (DMM) were mixed and reacted at 77 to 87°C for 7 hours with stirring in a nitrogen atmosphere.
Next, 327.0 g of the resulting reaction mixture was taken out and added to a mixture of 640 g of water and 17.0 g (0.190 mol) of 2-dimethylaminoethanol (DMAE), and the mixture was stirred vigorously.
Thereafter, 16.2 g (0.093 mol) of adipic acid dihydrazide (ADH) was added to the resulting reaction mixture and further reacted to obtain an aqueous polyurethane resin dispersion B. No aggregates were observed.
(実施例S3;水性ポリウレタン樹脂分散体Cの合成)
反応容器に、ETERNACOLL UH100(登録商標;宇部興産株式会社製ポリカーボネートポリオール;数平均分子量999;水酸基価112.3mgKOH/g;1,6-ヘキサンジオールと炭酸ジメチルとを反応させて得られたポリカーボネートポリオール)350.7g(0.351mol)、2,2-ジメチロールプロピオン酸61.8g(0.461mol)、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート348.6g(1.329mol)、ジプロピレングリコールジメチルエーテル(DMM)236.6g及びテトラブトキシチタン0.5gを混合し、窒素雰囲気にて、攪拌しながら78~90℃で5時間反応させた。
次いで、得られた反応混合物326.4gを取り出し、水641gと2-ジメチルアミノエタノール(DMAE)20.3g(0.228mol)との混合液中に加え、強攪拌した。
その後、得られた反応混合物にピペラジン11.9g(0.138mol)を加えて更に反応させ、水性ポリウレタン樹脂分散体Cを得た。凝集物は観測されなかった。
(Example S3: Synthesis of aqueous polyurethane resin dispersion C)
In a reaction vessel, 350.7 g (0.351 mol) of ETERNACOLL UH100 (registered trademark; polycarbonate polyol manufactured by Ube Industries, Ltd.; number average molecular weight 999; hydroxyl value 112.3 mg KOH/g; polycarbonate polyol obtained by reacting 1,6-hexanediol with dimethyl carbonate), 61.8 g (0.461 mol) of 2,2-dimethylolpropionic acid, 348.6 g (1.329 mol) of 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, 236.6 g of dipropylene glycol dimethyl ether (DMM), and 0.5 g of tetrabutoxytitanium were mixed and reacted at 78 to 90°C for 5 hours with stirring in a nitrogen atmosphere.
Next, 326.4 g of the resulting reaction mixture was taken out and added to a mixture of 641 g of water and 20.3 g (0.228 mol) of 2-dimethylaminoethanol (DMAE), and the mixture was stirred vigorously.
Thereafter, 11.9 g (0.138 mol) of piperazine was added to the resulting reaction mixture and the mixture was further reacted to obtain an aqueous polyurethane resin dispersion C. No agglomerates were observed.
(実施例S4;水性ポリウレタン樹脂分散体Dの合成)
反応容器に、ETERNACOLL UH100(登録商標;宇部興産株式会社製ポリカーボネートポリオール;数平均分子量980;水酸基価114.5mgKOH/g;1,6-ヘキサンジオールと炭酸ジメチルとを反応させて得られたポリカーボネートポリオール)380.3g(0.388mol)、2,2-ジメチロールプロピオン酸67.8g(0.505mol)、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート382.5g(1.458mol)、ジプロピレングリコールジメチルエーテル(DMM)288.4g及びジブチルスズ(IV)ジラウレート0.1gを混合し、窒素雰囲気にて、攪拌しながら80~90℃で5時間反応させた。
次いで、得られた反応混合物392.8gを取り出し、水726gと22-ジメチルアミノエタノール(DMAE)23.8g(0.267mol)との混合液中に加え、強攪拌した。
その後、得られた反応混合物に35%2-メチル-1,5-ペンタンジアミン(MPMD)水溶液57.7g(0.174mol)を加えて更に反応させ、分散した水性ポリウレタン樹脂分散体Dが得られた。一部凝集物が観測された。
(Example S4: Synthesis of aqueous polyurethane resin dispersion D)
In a reaction vessel, 380.3 g (0.388 mol) of ETERNACOLL UH100 (registered trademark; polycarbonate polyol manufactured by Ube Industries, Ltd.; number average molecular weight 980; hydroxyl value 114.5 mg KOH/g; polycarbonate polyol obtained by reacting 1,6-hexanediol with dimethyl carbonate), 67.8 g (0.505 mol) of 2,2-dimethylolpropionic acid, 382.5 g (1.458 mol) of 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, 288.4 g of dipropylene glycol dimethyl ether (DMM), and 0.1 g of dibutyltin (IV) dilaurate were mixed and reacted at 80 to 90°C for 5 hours while stirring in a nitrogen atmosphere.
Next, 392.8 g of the resulting reaction mixture was taken out and added to a mixture of 726 g of water and 23.8 g (0.267 mol) of 22-dimethylaminoethanol (DMAE), and the mixture was stirred vigorously.
Thereafter, 57.7 g (0.174 mol) of a 35% aqueous solution of 2-methyl-1,5-pentanediamine (MPMD) was added to the resulting reaction mixture and further reacted to obtain a dispersed aqueous polyurethane resin dispersion D. Some aggregates were observed.
(実施例S5;水性ポリウレタン樹脂分散体Eの合成)
反応容器に、ETERNACOLL UH100(登録商標;宇部興産株式会社製ポリカーボネートポリオール;数平均分子量980;水酸基価114.5mgKOH/g;1,6-ヘキサンジオールと炭酸ジメチルとを反応させて得られたポリカーボネートポリオール)350.6g(0.358mol)、2,2-ジメチロールプロピオン酸84.6g(0.631mol)、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート398.1g(1.517mol)、ジプロピレングリコールジメチルエーテル(DMM)250.4g及びテトラブトキシチタン0.1gを混合し、窒素雰囲気にて、攪拌しながら80~90℃で5時間反応させた。
次いで、得られた反応混合物389.2gを取り出し、水737gと2-ジメチルアミノエタノール(DMAE)23.6g(0.265mol)との混合液中に加え、強攪拌した。
その後、得られた反応混合物に35%2-メチル-1,5-ペンタンジアミン(MPMD)水溶液52.0g(0.157mol)を加えて更に反応させ、分散した水性ポリウレタン樹脂分散体Eが得られた。一部凝集物が観察された。
(Example S5: Synthesis of aqueous polyurethane resin dispersion E)
In a reaction vessel, 350.6 g (0.358 mol) of ETERNACOLL UH100 (registered trademark; polycarbonate polyol manufactured by Ube Industries, Ltd.; number average molecular weight 980; hydroxyl value 114.5 mg KOH/g; polycarbonate polyol obtained by reacting 1,6-hexanediol with dimethyl carbonate), 84.6 g (0.631 mol) of 2,2-dimethylolpropionic acid, 398.1 g (1.517 mol) of 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, 250.4 g of dipropylene glycol dimethyl ether (DMM), and 0.1 g of tetrabutoxytitanium were mixed and reacted at 80 to 90°C for 5 hours with stirring in a nitrogen atmosphere.
Next, 389.2 g of the resulting reaction mixture was taken out and added to a mixture of 737 g of water and 23.6 g (0.265 mol) of 2-dimethylaminoethanol (DMAE), and the mixture was stirred vigorously.
Thereafter, 52.0 g (0.157 mol) of a 35% aqueous solution of 2-methyl-1,5-pentanediamine (MPMD) was added to the resulting reaction mixture and further reacted to obtain a dispersed aqueous polyurethane resin dispersion E. Some aggregates were observed.
(実施例S6;水性ポリウレタン樹脂分散体Fの合成)
反応容器に、ETERNACOLL UH100(登録商標;宇部興産株式会社製ポリカーボネートポリオール;数平均分子量999;水酸基価112.3mgKOH/g;1,6-ヘキサンジオールと炭酸ジメチルとを反応させて得られたポリカーボネートポリオール)422.1g(0.422mol)、2,2-ジメチロールプロピオン酸49.8g(0.371mol)、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート302.2g(1.152mol)、ジプロピレングリコールジメチルエーテル(DMM)292.2g及びジブチルスズ(IV)ジラウレート0.7gを混合し、窒素雰囲気にて、攪拌しながら80~90℃で7.5時間反応させた。
次いで、得られた反応混合物348.2gを取り出し、水629gと2-ジメチルアミノエタノール(DMAE)16.4g(0.184mol)との混合液中に加え、強攪拌した。
その後、ピペラジン7.76g(0.090mol)を加えて更に反応させ、水性ポリウレタン樹脂分散体Fを得た。凝集物は観測されなかった。
(Example S6: Synthesis of aqueous polyurethane resin dispersion F)
In a reaction vessel, 422.1 g (0.422 mol) of ETERNACOLL UH100 (registered trademark; polycarbonate polyol manufactured by Ube Industries, Ltd.; number average molecular weight 999; hydroxyl value 112.3 mg KOH/g; polycarbonate polyol obtained by reacting 1,6-hexanediol with dimethyl carbonate), 49.8 g (0.371 mol) of 2,2-dimethylolpropionic acid, 302.2 g (1.152 mol) of 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, 292.2 g of dipropylene glycol dimethyl ether (DMM), and 0.7 g of dibutyltin (IV) dilaurate were mixed and reacted at 80 to 90°C for 7.5 hours with stirring in a nitrogen atmosphere.
Next, 348.2 g of the resulting reaction mixture was taken out and added to a mixture of 629 g of water and 16.4 g (0.184 mol) of 2-dimethylaminoethanol (DMAE), and the mixture was stirred vigorously.
Thereafter, 7.76 g (0.090 mol) of piperazine was added and the mixture was further reacted to obtain an aqueous polyurethane resin dispersion F. No agglomerates were observed.
(実施例S7;水性ポリウレタン樹脂分散体Gの合成)
攪拌装置、温度計、及び加熱装置を備えた反応容器に、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMG、三菱化学製;数平均分子量650;水酸基価172.7mgKOH/g)(Aa2)60.2g(0.926mol)、ETERNACOLL UM90(1/3)(登録商標;宇部興産株式会社製ポリカーボネートポリオール;数平均分子量894;水酸基価125.5mgKOH/g;1,4-シクロヘキサンジメタノール及び1,6-ヘキサンジオール(モル比で1:3)と炭酸ジメチルとを反応させて得られたポリカーボネートポリオール)180.5g(0.202mol)、2,2-ジメチロールプロピオン酸24.0g(0.179mol)、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート175.8g(0.670mol)、ジプロピレングリコールジメチルエーテル(DMM)143.9g及びジブチルスズ(IV)ジラウレート0.4gを混合し、窒素雰囲気にて、攪拌しながら78~90℃で6時間反応させた。
次いで、得られた反応混合物332.4gを取り出し、強攪拌させた水642gと2-ジメチルアミノエタノール(DMAE)13.8g(0.155mol)との混合液中に加えた。
その後、ピペラジン8.35g(0.097mol)を加えて更に反応させ、水性ポリウレタン樹脂分散体Gを得た。一部凝集物が観察された。
(Example S7: Synthesis of aqueous polyurethane resin dispersion G)
Into a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, and a heater, 60.2 g (0.926 mol) of polytetramethylene ether glycol (PTMG, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation; number average molecular weight 650; hydroxyl value 172.7 mgKOH/g) (Aa2), ETRNACOLL UM90 (1/3) (registered trademark; polycarbonate polyol manufactured by Ube Industries, Ltd.; number average molecular weight 894; hydroxyl value 125.5 mg KOH/g; polycarbonate polyol obtained by reacting 1,4-cyclohexanedimethanol and 1,6-hexanediol (molar ratio 1:3) with dimethyl carbonate) 180.5 g (0.202 mol), 24.0 g (0.179 mol) of 2,2-dimethylolpropionic acid, 175.8 g (0.670 mol) of 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, 143.9 g of dipropylene glycol dimethyl ether (DMM), and 0.4 g of dibutyltin (IV) dilaurate were mixed and reacted at 78 to 90°C for 6 hours while stirring in a nitrogen atmosphere.
Next, 332.4 g of the resulting reaction mixture was taken out and added to a mixture of 642 g of water and 13.8 g (0.155 mol) of 2-dimethylaminoethanol (DMAE) that was being vigorously stirred.
Thereafter, 8.35 g (0.097 mol) of piperazine was added and the mixture was further reacted to obtain an aqueous polyurethane resin dispersion G. Some aggregates were observed.
(実施例S8;水性ポリウレタン樹脂分散体Hの合成)
反応容器に、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMG、三菱化学製;数平均分子量650;水酸基価172.7mgKOH/g)59.7g(0.912mol)、ETERNACOLL UP100(登録商標;宇部興産株式会社製ポリカーボネートポリオール;数平均分子量972;水酸基価115.5mgKOH/g;2-メチル-1,3-プロパンジオールと炭酸ジメチルとを反応させて得られたポリカーボネートポリオール)179.8g(0.185mol)、2,2-ジメチロールプロピオン酸23.6g(0.176mol)、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート167.6g(0.639mol)、ジプロピレングリコールジメチルエーテル(DMM)143.1g及びジブチルスズ(IV)ジラウレート0.3gを混合し、窒素雰囲気にて、攪拌しながら83~90℃で6.5時間反応させた。
次いで、得られた反応混合物335.9gを取り出し、水639gと2-ジメチルアミノエタノール(DMAE)13.8g(0.155mol)との混合液中に加え、強攪拌した。
その後、得られた反応混合物にピペラジン7.91g(0.092mol)を加えて更に反応させ、水性ポリウレタン樹脂分散体Hを得た。凝集物は観測されなかった。
(Example S8: Synthesis of aqueous polyurethane resin dispersion H)
Into a reaction vessel, 59.7 g (0.912 mol) of polytetramethylene ether glycol (PTMG, manufactured by Mitsubishi Chemical; number average molecular weight 650; hydroxyl value 172.7 mgKOH/g), ETRNACOLL 179.8 g (0.185 mol) of UP100 (registered trademark; polycarbonate polyol manufactured by Ube Industries, Ltd.; number average molecular weight 972; hydroxyl value 115.5 mg KOH/g; polycarbonate polyol obtained by reacting 2-methyl-1,3-propanediol with dimethyl carbonate), 23.6 g (0.176 mol) of 2,2-dimethylolpropionic acid, 167.6 g (0.639 mol) of 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, 143.1 g of dipropylene glycol dimethyl ether (DMM), and 0.3 g of dibutyltin (IV) dilaurate were mixed and reacted at 83 to 90°C for 6.5 hours with stirring in a nitrogen atmosphere.
Next, 335.9 g of the resulting reaction mixture was taken out and added to a mixture of 639 g of water and 13.8 g (0.155 mol) of 2-dimethylaminoethanol (DMAE), and the mixture was stirred vigorously.
Thereafter, 7.91 g (0.092 mol) of piperazine was added to the resulting reaction mixture and the mixture was further reacted to obtain an aqueous polyurethane resin dispersion H. No agglomerates were observed.
(実施例S9;水性ポリウレタン樹脂分散体Iの合成)
反応容器に、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMG、三菱化学製;数平均分子量650;水酸基価172.7mgKOH/g)37.2g(0.057mol)、ETERNACOLL UP100(登録商標;宇部興産株式会社製ポリカーボネートポリオール;数平均分子量972;水酸基価115.5mgKOH/g;2-メチル-1,3-プロパンジオールと炭酸ジメチルとを反応させて得られたポリカーボネートポリオール)210.0g(0.216mol)、2,2-ジメチロールプロピオン酸22.1g(0.165mol)、イソホロンジイソシアネート137.3g(0.618mol)、ジプロピレングリコールジメチルエーテル(DMM)133.0g、及びジブチルスズ(IV)ジラウレート0.3gを混合し、窒素雰囲気にて、攪拌しながら83~90℃で6.5時間反応させた。
次いで、得られた反応混合物335.0gを取り出し、水640gと2-ジメチルアミノエタノール(DMAE)14.0g(0.157mol)との混合液中に加え、強攪拌した。
その後、得られた反応混合物にピペラジン8.22g(0.095mol)を加えて更に反応させ、水性ポリウレタン樹脂分散体Iを得た。凝集物は観測されなかった。
(Example S9: Synthesis of aqueous polyurethane resin dispersion I)
In a reaction vessel, 37.2 g (0.057 mol) of polytetramethylene ether glycol (PTMG, manufactured by Mitsubishi Chemical; number average molecular weight 650; hydroxyl value 172.7 mgKOH/g), ETERNACOLL 210.0 g (0.216 mol) of UP100 (registered trademark; polycarbonate polyol manufactured by Ube Industries, Ltd.; number average molecular weight 972; hydroxyl value 115.5 mg KOH/g; polycarbonate polyol obtained by reacting 2-methyl-1,3-propanediol with dimethyl carbonate), 22.1 g (0.165 mol) of 2,2-dimethylolpropionic acid, 137.3 g (0.618 mol) of isophorone diisocyanate, 133.0 g of dipropylene glycol dimethyl ether (DMM), and 0.3 g of dibutyltin (IV) dilaurate were mixed and reacted at 83 to 90° C. for 6.5 hours with stirring in a nitrogen atmosphere.
Next, 335.0 g of the resulting reaction mixture was taken out and added to a mixture of 640 g of water and 14.0 g (0.157 mol) of 2-dimethylaminoethanol (DMAE), and the mixture was stirred vigorously.
Thereafter, 8.22 g (0.095 mol) of piperazine was added to the resulting reaction mixture and further reacted to obtain an aqueous polyurethane resin dispersion I. No agglomerates were observed.
(比較例S1;水性ポリウレタン樹脂分散体Jの合成)
反応容器に、ETERNACOLL UM90(1/3)(登録商標;宇部興産株式会社製ポリカーボネートポリオール;数平均分子量873;水酸基価128.5mgKOH/g;1,4-シクロヘキサンジメタノール及び1,6-ヘキサンジオール(モル比で1:3)と炭酸ジメチルとを反応させて得られたポリカーボネートポリオール)822.9g(0.942mol)、2,2-ジメチロールプロピオン酸122.6g(0.914mol)、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート800.0g(3.049mol)、及びジプロピレングリコールジメチルエーテル(DMM)600.5gを混合し、窒素雰囲気にて、攪拌しながら76~85℃で5時間反応させた。反応混合物を80℃まで冷却し、これにトリエチルアミン92.5g(1.04mol)を添加・混合した。
次いで、得られた反応混合物2040gを取り出し、水2875gに加え、強攪拌した。
その後、得られた反応混合物に35%2-メチル-1,5-ペンタンジアミン(MPMD)水溶液288.5g(0.869mol)を加えて更に反応させ、水性ポリウレタン樹脂分散体Jを得た。凝集物は観測されなかった。
(Comparative Example S1: Synthesis of Aqueous Polyurethane Resin Dispersion J)
In a reaction vessel, 822.9 g (0.942 mol) of ETERNACOLL UM90 (1/3) (registered trademark; polycarbonate polyol manufactured by Ube Industries, Ltd.; number average molecular weight 873; hydroxyl value 128.5 mg KOH/g; polycarbonate polyol obtained by reacting 1,4-cyclohexanedimethanol and 1,6-hexanediol (molar ratio 1:3) with dimethyl carbonate), 122.6 g (0.914 mol) of 2,2-dimethylolpropionic acid, 800.0 g (3.049 mol) of 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, and 600.5 g of dipropylene glycol dimethyl ether (DMM) were mixed and reacted at 76 to 85 ° C. for 5 hours while stirring in a nitrogen atmosphere. The reaction mixture was cooled to 80° C., and 92.5 g (1.04 mol) of triethylamine was added thereto and mixed.
Next, 2040 g of the resulting reaction mixture was taken out and added to 2875 g of water, followed by vigorously stirring.
Thereafter, 288.5 g (0.869 mol) of a 35% aqueous solution of 2-methyl-1,5-pentanediamine (MPMD) was added to the resulting reaction mixture and further reacted to obtain an aqueous polyurethane resin dispersion J. No agglomerates were observed.
(比較例S2;水性ポリウレタン樹脂分散体Kの合成)
反応容器に、ETERNACOLL UM90(1/3)(登録商標;宇部興産株式会社製ポリカーボネートポリオール;数平均分子量894;水酸基価125.5mgKOH/g;1,4-シクロヘキサンジメタノール及び1,6-ヘキサンジオール(モル比で1:3)と炭酸ジメチルとを反応させて得られたポリカーボネートポリオール)500.0g(0.559mol)、2,2-ジメチロールプロピオン酸74.9g(0.558mol)、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート492.4g(1.877mol)、及びジプロピレングリコールジメチルエーテル(DMM)365.4gを混合し、窒素雰囲気にて、攪拌しながら77~84℃で5.5時間反応させた。
次いで、得られた反応混合物376.1gを取り出し、水550gと2-(ジメチルアミノ)-2-メチル-1-プロパノール(DMAMP)17.2g(0.147mol)との混合液中に加え、強攪拌した。
その後、得られた反応混合物に35%2-メチル-1,5-ペンタンジアミン(MPMD)水溶液57.7g(0.174mol)を加えて更に反応させ、分散した水性ポリウレタン樹脂分散体Kが得られた。凝集物は観測されなかった。
(Comparative Example S2: Synthesis of Aqueous Polyurethane Resin Dispersion K)
In a reaction vessel, 500.0 g (0.559 mol) of ETERNACOLL UM90 (1/3) (registered trademark; polycarbonate polyol manufactured by Ube Industries, Ltd.; number average molecular weight 894; hydroxyl value 125.5 mg KOH/g; polycarbonate polyol obtained by reacting 1,4-cyclohexanedimethanol and 1,6-hexanediol (molar ratio 1:3) with dimethyl carbonate), 74.9 g (0.558 mol) of 2,2-dimethylolpropionic acid, 492.4 g (1.877 mol) of 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, and 365.4 g of dipropylene glycol dimethyl ether (DMM) were mixed and reacted at 77 to 84 ° C. for 5.5 hours with stirring in a nitrogen atmosphere.
Next, 376.1 g of the resulting reaction mixture was taken out and added to a mixture of 550 g of water and 17.2 g (0.147 mol) of 2-(dimethylamino)-2-methyl-1-propanol (DMAMP), and the mixture was stirred vigorously.
Thereafter, 57.7 g (0.174 mol) of a 35% aqueous solution of 2-methyl-1,5-pentanediamine (MPMD) was added to the resulting reaction mixture and further reacted to obtain a dispersed aqueous polyurethane resin dispersion K. No agglomerates were observed.
以上の実施例及び比較例で得られた水性ポリウレタン樹脂分散体中のポリウレタン樹脂の酸価は、JIS K 1557の指示薬滴定法に準拠して測定した。 The acid value of the polyurethane resin in the aqueous polyurethane resin dispersion obtained in the above examples and comparative examples was measured in accordance with the indicator titration method of JIS K 1557.
実施例S1~S9及び比較例S1、S2で使用した主な化合物及び酸価を表1に示す。 The main compounds and acid values used in Examples S1 to S9 and Comparative Examples S1 and S2 are shown in Table 1.
表中の略語は下記の通りである。
H12MDI:4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート
IPDI:イソホロンジイソシアネート
DMAE;2-(ジメチルアミノ)エタノール
DMAMP;2-(ジメチルアミノ)-2-メチル-1-プロパノール
MPMD:2-メチル-1,5-ペンタンジアミン
ADH:アジピン酸ジヒドラジド
The abbreviations in the table are as follows:
H12MDI: 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate IPDI: isophorone diisocyanate DMAE: 2-(dimethylamino)ethanol DMAMP: 2-(dimethylamino)-2-methyl-1-propanol MPMD: 2-methyl-1,5-pentanediamine ADH: adipic acid dihydrazide
[水性ポリウレタン樹脂分散体組成物の製造]
(実施例E1、E2及び比較例E1、E2)
実施例S1、S2又は比較例S1、S2で得られた水性ポリウレタン樹脂分散体をインク組成物総量に対して87質量%、顔料分散体(トーヨーカラー株式会社製、EMFピンク2B-1)5.2質量%、シリコン系界面活性剤(ビックケミー社製、BYK-345)0.6質量%及び追加の有機溶媒としてジプロピレングリコールジメチルエーテル(DMM、沸点175℃)7.2質量%となるように混合し、インク組成物を得た。使用した有機溶媒はジプロピレングリコールジメチルエーテルのみであるため、平均沸点は175℃である。
[Production of aqueous polyurethane resin dispersion composition]
(Examples E1 and E2 and Comparative Examples E1 and E2)
An ink composition was obtained by mixing 87% by mass of the aqueous polyurethane resin dispersion obtained in Examples S1 and S2 or Comparative Examples S1 and S2, 5.2% by mass of a pigment dispersion (EMF Pink 2B-1, manufactured by Toyo Color Co., Ltd.), 0.6% by mass of a silicon-based surfactant (BYK-345, manufactured by BYK-Chemie Co., Ltd.) and 7.2% by mass of dipropylene glycol dimethyl ether (DMM, boiling point 175°C) as an additional organic solvent, relative to the total amount of the ink composition. Since dipropylene glycol dimethyl ether was the only organic solvent used, the average boiling point was 175°C.
(比較例E3)
追加の有機溶媒としてN-メチルピロリドン(NMP、沸点202℃)を使用した以外は実施例E2と同様に行った。水性ポリウレタン樹脂分散体にはジプロピレングリコールジメチルエーテルが7.2質量%含まれ、追加したN-メチルピロリドンは7.2質量%であったことから、平均沸点は188.5℃であった。
(Comparative Example E3)
The same procedure was carried out as in Example E2, except that N-methylpyrrolidone (NMP, boiling point 202° C.) was used as the additional organic solvent. The aqueous polyurethane resin dispersion contained 7.2% by mass of dipropylene glycol dimethyl ether, and the added N-methylpyrrolidone was 7.2% by mass, so the average boiling point was 188.5° C.
(比較例E4)
追加の有機溶媒として3-メトキシ-N、N-ジメチルアミド(KJケミカル社製、KJCMPA(登録商標)-100、沸点216℃)を使用した以外は実施例E2と同様に行った。比較例3と同様に計算すると、平均沸点は195.5℃であった。
(Comparative Example E4)
The same procedure was followed as in Example E2, except that 3-methoxy-N,N-dimethylamide (KJ Chemical Co., Ltd., KJCMPA (registered trademark)-100, boiling point 216°C) was used as the additional organic solvent. When calculated in the same manner as in Comparative Example 3, the average boiling point was 195.5°C.
(実施例E3~E10)
実施例S2~実施例S9で得られた水性ポリウレタン樹脂分散体をインク組成物総量に対して45.5質量%、アクリル樹脂エマルジョン (高圧ガス工業株式会社製、ペガール865(登録商標))33.7質量%、顔料分散体(トーヨーカラー株式会社製、EMFピンク2B-1)5.5質量%、界面活性剤(ビックケミー社製、BYK-345)0.6質量%及び水14.7質量%となるように混合し、インク組成物を得た 。
(Examples E3 to E10)
The aqueous polyurethane resin dispersions obtained in Examples S2 to S9 were mixed at 45.5% by mass relative to the total mass of the ink composition, an acrylic resin emulsion (PEGAL 865 (registered trademark) manufactured by Koatsu Gas Kogyo Co., Ltd.) at 33.7% by mass, a pigment dispersion (EMF Pink 2B-1 manufactured by Toyo Color Co., Ltd.) at 5.5% by mass, a surfactant (BYK-345 manufactured by BYK-Chemie Co., Ltd.) at 0.6% by mass, and water at 14.7% by mass to obtain an ink composition.
[水性ポリウレタン分散体及びそのインク組成物の評価]
各実施例及び各比較例で得られた水性ポリウレタン分散体及びそのインク組成物を以下のようにして測定、評価した。
[Evaluation of aqueous polyurethane dispersion and ink composition thereof]
The aqueous polyurethane dispersions and ink compositions thereof obtained in the respective Examples and Comparative Examples were measured and evaluated as follows.
(分散性)
実施例S1~S9及び比較例S1、S2で得られた水性ポリウレタン分散体を目視で以下の通り評価した。
○:ウレタンプレポリマーが分散し、良好な水性ポリウレタン樹脂分散体が得られた。
△:ウレタンプレポリマーが分散し、水性ポリウレタン樹脂分散体が得られたが、一部凝集物が観察された。
×:ウレタンプレポリマーが分散せず、水性ポリウレタン樹脂分散体が得られなかった。
(Dispersibility)
The aqueous polyurethane dispersions obtained in Examples S1 to S9 and Comparative Examples S1 and S2 were visually evaluated as follows.
◯: The urethane prepolymer was dispersed, and a good aqueous polyurethane resin dispersion was obtained.
Δ: The urethane prepolymer was dispersed and an aqueous polyurethane resin dispersion was obtained, but some aggregates were observed.
×: The urethane prepolymer was not dispersed, and an aqueous polyurethane resin dispersion was not obtained.
(臭気)
実施例S1~S9及び比較例S1、S2で得られた水性ポリウレタン樹脂分散体をサンプル瓶に蓋をし密封してから1時間以上静置した後、充填されたサンプル瓶の蓋を開封した際に感じる臭気の強さを以下の通り評価した。
〇:アミン臭を感じない。
△:わずかではあるがアミン臭を感じる。
×:アミン臭を感じる。
(Odor)
The aqueous polyurethane resin dispersions obtained in Examples S1 to S9 and Comparative Examples S1 and S2 were placed in sample bottles, which were then sealed and left to stand for at least one hour. The odor intensity felt when the lids of the filled sample bottles were opened was evaluated as follows.
Good: No amine odor is detected.
Δ: A slight amine odor is detected.
×: Amine odor is felt.
実施例E1、E2及び比較例E1~E4で得られたインク組成物を以下のようにして評価した。
(耐水摩擦性評価方法(1))
インク組成物を、市販のPETフィルムにバーコーター#10で塗布し、45℃で1分間乾燥させ、印刷物を作製した。得られた印刷物を、摩擦子にAATCC標準試験布を用い、摩擦子を水に浸し、塗膜表面を学振試験機(大平理化工業株式会社製)により、荷重400gで10往復させた。印刷物に傷が付いた往復回数から耐水摩擦性について評価した。評価基準は以下の通りである。
○;7往復以上で印刷物に傷が付いた。
△;4往復以上、7往復未満で印刷物に傷が付いた。
×;4往復未満で印刷物に傷が付いた。
The ink compositions obtained in Examples E1 and E2 and Comparative Examples E1 to E4 were evaluated as follows.
(Water friction resistance evaluation method (1))
The ink composition was applied to a commercially available PET film using a bar coater #10 and dried at 45°C for 1 minute to produce a print. The resulting print was rubbed with an AATCC standard test cloth as a rubber, the rubber was immersed in water, and the coating surface was rubbed back and forth 10 times with a Gakushin tester (manufactured by Ohira Rika Kogyo Co., Ltd.) at a load of 400 g. The water rub resistance was evaluated based on the number of reciprocations at which the print was scratched. The evaluation criteria were as follows.
◯: The print was damaged after seven or more passes.
Δ: The print was scratched after 4 or more but less than 7 strokes.
×: The print was damaged after less than four strokes.
実施例E1、E2及び比較例E1~E4で得られたインク組成物、有機溶媒の平均沸点及び耐水摩擦性評価(1)の結果を表2に示す。また、実施例E1~E2及び比較例E1~E4で使用した水性ポリウレタン樹脂分散体の分散性及び臭気の評価結果も表2に示す。 The results of the ink compositions, the average boiling points of the organic solvents, and the water-friction resistance evaluation (1) obtained in Examples E1 and E2 and Comparative Examples E1 to E4 are shown in Table 2. Table 2 also shows the results of the evaluation of the dispersibility and odor of the aqueous polyurethane resin dispersions used in Examples E1 to E2 and Comparative Examples E1 to E4.
実施例E3~E10で得られたインク組成物を以下のようにして評価した。
(耐水摩擦性評価方法(2))
インク組成物を、市販のPETフィルムにバーコーター#3で塗布し、45℃で5分間乾燥させ、印刷物を作製した。得られた印刷物を、摩擦子にAATCC標準試験布を用い、摩擦子を水に浸し、塗膜表面を学振試験機(大平理化工業株式会社製)により、荷重400gで10往復させた。印刷物に傷が付いた往復回数から耐水摩擦性について評価した。評価基準は以下の通りである。
◎;10往復しても傷が付かなかった。
○;6往復以上で印刷物に傷が付いた。
△;3往復以上、6往復未満で印刷物に傷が付いた。
×;3往復未満で印刷物に傷が付いた。
The ink compositions obtained in Examples E3 to E10 were evaluated as follows.
(Water friction resistance evaluation method (2))
The ink composition was applied to a commercially available PET film using a bar coater #3 and dried at 45°C for 5 minutes to produce a print. The resulting print was rubbed with an AATCC standard test cloth as a rubber, the rubber was immersed in water, and the coating surface was rubbed back and forth 10 times with a Gakushin tester (manufactured by Ohira Rika Kogyo Co., Ltd.) at a load of 400 g. The water rub resistance was evaluated based on the number of reciprocations at which the print was scratched. The evaluation criteria were as follows.
.circle.: No scratches were observed even after 10 reciprocations.
◯: The print was damaged after six or more passes.
Δ: The print was scratched after 3 or more but less than 6 strokes.
×: The print was damaged after less than three strokes.
実施例E3~E10で評価したインク組成物及び耐水摩擦性評価(2)の結果を表3に示す。また、実施例E3~E10で使用した水性ポリウレタン樹脂分散体の分散性及び臭気の評価結果も表3に示す。 The ink compositions evaluated in Examples E3 to E10 and the results of the water-resistant friction evaluation (2) are shown in Table 3. The results of the evaluation of the dispersibility and odor of the aqueous polyurethane resin dispersions used in Examples E3 to E10 are also shown in Table 3.
実施例E1と比較例E1及びE2を比較すると、沸点が100℃以上150℃以下の中和剤を使用することで、臭気が低減され、且つ、耐水摩耗性の優れた水性ポリウレタン樹脂分散体が得られることが明らかとなった。また、実施例E2と比較例E3及びE4を比較すると、有機溶媒の平均沸点を180℃以下とすることで、耐水摩擦性の優れた水性ポリウレタン樹脂分散体が得られることが明らかとなった。 Comparing Example E1 with Comparative Examples E1 and E2, it became clear that by using a neutralizing agent with a boiling point of 100°C or higher and 150°C or lower, odor was reduced and an aqueous polyurethane resin dispersion with excellent water abrasion resistance was obtained. In addition, comparing Example E2 with Comparative Examples E3 and E4, it became clear that by setting the average boiling point of the organic solvent to 180°C or lower, an aqueous polyurethane resin dispersion with excellent water abrasion resistance was obtained.
また、実施例E3~6を比較すると、鎖伸長剤にピペラジン化合物、ジヒドラジド化合物を使用することで、さらに分散性が優れた水性ポリウレタン分散体を得られることが明らかとなった。 In addition, a comparison of Examples E3 to E6 revealed that the use of a piperazine compound or a dihydrazide compound as a chain extender resulted in an aqueous polyurethane dispersion with even better dispersibility.
また、実施例E4と実施例E7を比較すると、ポリウレタン樹脂の酸価を20~29mgKOH/gとすることで、さらに耐水摩擦性が優れた水性ポリウレタン樹脂分散体を得られることが明らかとなった。 In addition, when comparing Example E4 and Example E7, it became clear that by setting the acid value of the polyurethane resin to 20 to 29 mgKOH/g, an aqueous polyurethane resin dispersion with even better water-friction resistance could be obtained.
また、実施例E8と実施例E9及びE10を比較すると、直鎖状及び/又は分岐状の脂肪族ポリオールを使用することで、さらに分散性が優れた水性ポリウレタン樹脂分散体を得られることが明らかとなった。 Furthermore, when Example E8 is compared with Examples E9 and E10, it becomes clear that the use of a linear and/or branched aliphatic polyol makes it possible to obtain an aqueous polyurethane resin dispersion with even better dispersibility.
本発明によれば、水性ウレタン樹脂分散体の製造時及び使用時の作業環境をさらに改善させることができ、さらに十分耐水性及び分散性を有する水性ウレタン樹脂分散体を提供することができる。
本発明の水性ウレタン樹脂分散体は、塗料、コーティング剤又はインクとして使用することができる。
According to the present invention, it is possible to further improve the working environment during the production and use of an aqueous urethane resin dispersion, and to provide an aqueous urethane resin dispersion having sufficient water resistance and dispersibility.
The aqueous urethane resin dispersion of the present invention can be used as a paint, a coating agent, or an ink.
Claims (12)
ポリオール化合物(Aa)がポリカーボネートポリオール化合物(Aa1)を含み、
ポリイソシアネート化合物(Ab)が脂肪族ポリイソシアネート化合物及び/又は脂環式ポリイソシアネート化合物であり、
酸性基含有ポリオール(Ac)が炭素数4~12のジメチルロールアルカン酸であり、
中和剤(Ad)の沸点が100℃以上150℃以下であり、
有機溶媒(Af)中の各有機溶媒の沸点Tn(℃)と、有機溶媒(Af)全量に占める各有機溶媒の質量の割合Rn(質量%)との積の総和として式:[Σ(Tn×Rn/100)]で求められる、有機溶媒(Af)の平均沸点が150℃以上180℃以下であり、
鎖延長剤(Ae)が下記式(1)のピペラジン化合物又は下記式(2)のジヒドラジド化合物であり、
中和剤(Ad)が下記式(3)で示されるアミノアルコール化合物であり、
有機溶媒(Af)がジアルキレングリコールジアルキルエーテルである、
水性ポリウレタン樹脂分散体(但し、アクリル系重合体をさらに含む水性ポリウレタン樹脂分散体を除く。さらに、親水性基を有するウレタン樹脂と、水酸基を有するビニル重合体とから得られる複合樹脂を含む水性ポリウレタン樹脂分散体を除く)。
(式中、R1、R2、R3及びR4はそれぞれ水素原子又は炭素原子数1~4の直鎖状若しくは分岐状アルキル基である。)
(式中、Z1は炭素原子数1~6の直鎖状又は分岐状アルキレン基である。)
(式中、R5及びR6はそれぞれ炭素原子数1~4の直鎖状又は分岐状アルキル基を示し、Z2は炭素数1~6の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。) An aqueous polyurethane resin dispersion comprising a polyurethane resin having structural units derived from a polyol compound (Aa), a polyisocyanate compound (Ab), an acidic group-containing polyol compound (Ac), a neutralizing agent (Ad) and a chain extender (Ae), an organic solvent (Af) and water (Ag),
The polyol compound (Aa) contains a polycarbonate polyol compound (Aa1),
the polyisocyanate compound (Ab) is an aliphatic polyisocyanate compound and/or an alicyclic polyisocyanate compound,
The acidic group-containing polyol (Ac) is a dimethylol alkanoic acid having 4 to 12 carbon atoms,
The boiling point of the neutralizing agent (Ad) is 100° C. or higher and 150° C. or lower,
the average boiling point of the organic solvent (Af) is 150° C. or higher and 180° C. or lower, which is calculated by the formula [Σ(Tn×Rn/100)] as the sum of the products of the boiling points Tn (° C.) of each organic solvent in the organic solvent (Af) and the mass ratios Rn (mass%) of each organic solvent to the total amount of the organic solvent (Af);
The chain extender (Ae) is a piperazine compound represented by the following formula (1) or a dihydrazide compound represented by the following formula (2),
The neutralizing agent (Ad) is an amino alcohol compound represented by the following formula (3),
The organic solvent (Af) is a dialkylene glycol dialkyl ether;
An aqueous polyurethane resin dispersion (however, excluding an aqueous polyurethane resin dispersion further containing an acrylic polymer. Further, excluding an aqueous polyurethane resin dispersion containing a composite resin obtained from a urethane resin having a hydrophilic group and a vinyl polymer having a hydroxyl group).
(In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)
(In the formula, Z1 is a linear or branched alkylene group having 1 to 6 carbon atoms.)
(In the formula, R5 and R6 each represent a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and Z2 represents a linear or branched alkylene group having 1 to 6 carbon atoms.)
(II)前記ポリウレタンプレポリマーを水と混合する工程、
(III)前記ポリウレタンプレポリマーの酸性基を中和剤(Ad)で中和する工程、及び
(IV)前記ポリウレタンプレポリマーを鎖延長剤(Ae)で高分子量化する工程を含み、
前記工程(III)で使用する中和剤(Ad)の沸点が100℃以上150℃以下であり、
水性ポリウレタン樹脂分散体に含まれる有機溶媒(Af)中の各有機溶媒の沸点Tn(℃)と、有機溶媒(Af)全量に占める各有機溶媒の割合Rn(質量%)との積の総和として式:[Σ(Tn×Rn/100)]で求められる、有機溶媒(Af)の平均沸点が150℃以上180℃以下であり、
ポリオール化合物(Aa)がポリカーボネートポリオール化合物(Aa1)を含み、
ポリイソシアネート化合物(Ab)が脂肪族ポリイソシアネート化合物及び/又は脂環式ポリイソシアネート化合物であり、
酸性基含有ポリオール(Ac)が炭素数4~12のジメチルロールアルカン酸であり、
鎖延長剤(Ae)が下記式(1)のピペラジン化合物又は下記式(2)のジヒドラジド化合物であり、
中和剤(Ad)が下記式(3)で示されるアミノアルコール化合物であり、
有機溶媒(Af)がジアルキレングリコールジアルキルエーテルである、
請求項1~6のいずれか一項に記載の水性ポリウレタン樹脂分散体を製造する方法。
(式中、R1、R2、R3及びR4はそれぞれ水素原子又は炭素原子数1~4の直鎖状若しくは分岐状アルキル基である。)
(式中、Z1は炭素原子数1~6の直鎖状又は分岐状アルキレン基である。)
(式中、R5及びR6はそれぞれ炭素原子数1~4の直鎖状又は分岐状アルキル基を示し、Z2は炭素数1~6の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。) (I) a step of reacting a polyol compound (Aa), a polyisocyanate compound (Ab) and an acidic group-containing polyol (Ac) in the presence of an organic solvent (Af) to obtain a polyurethane prepolymer;
(II) mixing the polyurethane prepolymer with water;
(III) neutralizing an acidic group of the polyurethane prepolymer with a neutralizing agent (Ad); and (IV) polymerizing the polyurethane prepolymer with a chain extender (Ae),
The boiling point of the neutralizing agent (Ad) used in the step (III) is 100° C. or higher and 150° C. or lower,
the average boiling point of the organic solvent (Af) is 150° C. or more and 180° C. or less, which is calculated by the formula [Σ(Tn×Rn/100)] as the sum of the products of the boiling points Tn (° C.) of each organic solvent in the organic solvent (Af) contained in the aqueous polyurethane resin dispersion and the proportions Rn (mass%) of each organic solvent in the total amount of the organic solvent (Af);
The polyol compound (Aa) contains a polycarbonate polyol compound (Aa1),
the polyisocyanate compound (Ab) is an aliphatic polyisocyanate compound and/or an alicyclic polyisocyanate compound,
The acidic group-containing polyol (Ac) is a dimethylol alkanoic acid having 4 to 12 carbon atoms,
The chain extender (Ae) is a piperazine compound represented by the following formula (1) or a dihydrazide compound represented by the following formula (2),
The neutralizing agent (Ad) is an amino alcohol compound represented by the following formula (3),
The organic solvent (Af) is a dialkylene glycol dialkyl ether;
A method for producing the aqueous polyurethane resin dispersion according to any one of claims 1 to 6 .
(In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)
(In the formula, Z1 is a linear or branched alkylene group having 1 to 6 carbon atoms.)
(In the formula, R5 and R6 each represent a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and Z2 represents a linear or branched alkylene group having 1 to 6 carbon atoms.)
(V)前記ポリウレタンプレポリマー又は前記水性ポリウレタン樹脂分散体と有機溶媒(Af)とを混合する工程。 A method for producing the aqueous polyurethane resin dispersion according to claim 10 , further comprising the following step (V):
(V) A step of mixing the polyurethane prepolymer or the aqueous polyurethane resin dispersion with an organic solvent (Af).
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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---|---|---|---|---|
JP2003226728A (en) | 2002-02-07 | 2003-08-12 | Asahi Denka Kogyo Kk | Water-dispersed polyurethane composition, method for producing the same, and non-chromium-treated metal coating |
JP2010515797A (en) | 2007-01-12 | 2010-05-13 | ランベルティ ソシエタ ペル アチオニ | Polyurethane aqueous dispersion without volatile amines |
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