JP2744802B2 - 水性被覆組成物 - Google Patents

水性被覆組成物

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水性被覆組成物に関し、更に詳しく言えば水
性分散系のポリウレタン重合体を含有してなる被覆組成
物に関する。
ポリウレタンの水性分散体を含有してなる水性被覆組
成物は木材、金属、繊維品及びプラスチックの如き種々
の基材上にフィルム(薄膜)被覆層を製造する上で周知
である。これらの組成物は例えば保護被覆層又は接着性
の被覆層を提供する点で有用であり得る。何故ならばポ
リウレタンは良好な耐薬品性、耐磨耗性、強靭性、接着
性及び耐久性の如ききわめて望ましい特性を有するから
である。水性系中でのポリウレタンの分散体は外部から
加える表面活性剤の使用によりあるいは適当なイオン性
基又は非イオン性基をポリウレタンに含有させてこれを
水に自己分散性とさせることにより達成していた。
ヒドラジド基をポリウレタン連鎖に組入れしかもホル
ムアルデヒドを添加することにより低温での自己架橋性
水性ポリウレタン分散体を提供することは米国特許第43
35029号及び第4598121号明細書で提案されている。しか
しながら、ホルムアルデヒドを使用することは有毒で環
境上望ましくない物質であるので多数の用途に常に望ま
しい訳ではない。
ポリウレタン分散体にビニル重合体(本明細書でビニ
ル重合体とは少なくとも1種のオレフィン系不飽和重合
体のフリーラジカル付加重合によって得られた重合体を
意味する)を含有させることによりポリウレタン分散体
の特性を改質することも提案されている。
即ち、米国特許第3862074号明細書は1種又はそれ以
上のアクリル重合体と1種又はそれ以上のウレタン重合
体との水性エマルジョン又は分散体である被覆用又は結
合用組成物を記載しており、該組成物はポリウレタン分
散体とアクリル分散体とを簡単に混合することにより製
造されている。使用したポリウレタンはジアミンとポリ
プロピレングリコールを基材とするプレポリマーとの単
なる反応生成物である故に自己分散性でない。従ってポ
リウレタン及びアクリル固形分を懸濁して維持するには
増粘剤及び表面活性剤が必要とされる。
ポリ(エチレンオキシド)側鎖が存在する故に水分散
性である非イオン系ポリウレタンは例えば米国特許第39
05929号、第3920598号及び第4190566号明細書に記載さ
れている。これらの特許文献の全てはこれらのポリウレ
タンの水性分散体をビニル単量体の分散体と混合する可
能性を記載しているから、得られる混合物の特性は論じ
ていない。
幾つかの特許文献の水性ポリウレタン分散体の存在下
に1種又はそれ以上のビニル単量体を重合することによ
りビニル重合体をその場で形成する方法を記載してい
る。米国特許第3705164号、第4198330号及び第4318833
号明細書に開示されたこの型式の方法においては、ポリ
ウレタンはその水分散性を陰イオン性塩の基の存在に負
うものである。欧州特許公開(EP−A)第189945号公報
は陰イオン性ポリウレタンの水性分散体中でのビニル単
量体の重合に広く関するものであるが、陽イオン系ポリ
ウレタン及び水分散性基のないプレポリマーの使用も記
載されている。非イオン系表面活性剤を使用して陽イオ
ン系ポリウレタンを水に分散させるものである。
前記したポリウレタンの分散体とビニル重合体の分散
体とはポリウレタンとビニル重合体との間の相互作用に
よって何れも自己架橋性でない。
本発明者は今般、ポリウレタンと或る態様ではビニル
重合体とを含有してなりしかも室温又は低温で自己架橋
性で貯蔵安定性でしかも架橋を行なうのにホルムアルデ
ヒドを組入れる必要のない新規な水性被覆組成物を見出
した。
本発明によると、少なくとも1種のポリウレタン重合
体を含有してなる水性分散体よりなる自己架橋性の水性
被覆組成物であって、該組成物は自己架橋性反応を与え
るように該組成物に存在させてヒドラジン(又はヒドラ
ゾン)官能基とカルボニル官能基とを有し、前記の少な
くとも1種のポリウレタン重合体は水性組成物からのフ
ィルム形成中に及び/又はフィルム形成後にヒドラジン
(又はヒドラゾン)官能基とカルボニル官能基との反応
からアゾメチン形成を介して自己架橋性反応に関与す
る、自己架橋性の水性被覆組成物が提供される。
アゾメチンの形成とは有機ヒドラジン化合物(例えば
ヒドラジド)又は有機ヒドラゾン化合物とケトン系又は
アルデヒド系カルボニル化合物との反応から製造される
ような基 C=N− の形成を意味する。即ち、本発明の組成物においては、
2種の共反応性型式のアゾメチン形成性官能基があり、
これらを用いて架橋の際に互いに反応させてアゾメチン
基を形成し、1方の型式はヒドラジン(又はヒドラゾ
ン)官能基であり、他方の型式はカルボニル官能基であ
る。前記の少なくとも1種のポリウレタン重合体は連鎖
懸垂ヒドラジン(又はヒドラゾン)官能基とカルボニル
官能基との少なくとも1方を有することにより架橋反応
に関与する。
本発明の目的には「水性分散体」は、水が主成分であ
る、水性媒質中へのポリウレタンの分散体を意味する。
少量の有機液体も場合によっては存在できる。
簡明を期すため、本明細書でのカルボニル官能価(fu
nctionality)とは但し書きがなければケトン又はアル
デンヒド基のカルボニル官能価を意味する。またヒドラ
ジン官能基とは式−NHNH2の官能基を意味する。ヒドラ
ジン官能基は少なくとも2個の炭素原子を含有するモノ
ケトン又はモノアルデヒドとの反応によりかゝるヒドラ
ジン基から誘導された基である。
本発明の或る態様はカルボニル及び/又はヒドラジン
(又はヒドラゾン)官能基を担持する少なくとも1種の
ビニル重合体をも含有する組成物に関する。実際上、本
発明の組成物について想定される3つの主たる態様X、
Y及びZがあり、態様Y及びZはかゝるビニル重合体を
含有する或る組成物に関し、これらは本明細書の後の段
階で論じるものである。
本発明の態様Xにおいては、2種の型式の共反応性ア
ゾメチン−形成性官能基〔2種の型式はヒドラジン(又
はヒドラゾン)基とカルボニル基とである〕のうちの1
方の連鎖懸垂基を担持する少なくとも1種のポリウレタ
ン重合体を含有してなる組成物が提供され、該組成物は
また、アゾメチン形成性官能基の別型式の官能基〔即ち
ヒドラジン(又はヒドラゾン)が最初に挙げた型式の基
である場合にはカルボニル基であり、あるいはカルボニ
ルが最初に挙げた型式の基であるならヒドラジン(又は
ヒドラゾン)基である〕をも含有し、これらの別型式の
官能基は、少なくとも前記別型式の連鎖懸垂基を有する
少なくとも1種のポリウレタン重合体、前記別型式の2
個又はそれ以上の基を有する少なくとも1種の非ポリウ
レタン系、非ビニル系化合物(即ち官能基がポリウレタ
ン又はビニル重合体分子に結合していない化合物)及び
前記別型式の2個又はそれ以上の基を有する少なくとも
1種のウレタン低重合体(オリゴマー)の1種又はそれ
異常に配置されている。〔それ故この態様では両型式の
官能基が同じポリウレタン重合体分子上に担持し得るこ
とにより注目されたい〕。
本発明の範囲に包含される態様Xについて多数の相異
なる実施可能性がある。これらの例は次の如くである: X(A)ポリウレタン重合体成分は同じ重合体分子中に
連鎖懸垂ヒドラジン(又はヒドラゾン)官能基と連鎖懸
垂カルボニル官能基との両方を担持する。
X(B)ポリウレタン重合体成分は異なるポリウレタン
重合体分子中に連鎖懸垂ヒドラジン(又はヒドラゾン)
官能基と連鎖懸垂カルボニル官能基とを担持し、即ち組
成物中に少なくとも2個のポリウレタン重合体が存在し
ており、それの少なくとも1個のヒドラジン(又はヒド
ラゾン)基を担持するがカルボニル基を担持せず、それ
の少なくとも1個の他方はカルボニル基を担持するがヒ
ドラジン(又はヒドラゾン)基を担持しない。
X(C)ポリウレタン重合体成分は連鎖懸垂カルボニル
官能基を担持し、組成物は2個又はそれ以上のヒドラジ
ン(又はヒドラゾン)官能基を有する1種以上の非ポリ
ウレタン系、非ビニル系ピリヒドラジン(又はポリヒド
ラゾン)化合物(即ち、ヒドラジン基又はヒドラゾン基
がポリウレタン又はビニル重合体分子に結合されていな
いポリヒドラジン又はポリヒドラゾン化合物)及び/又
は1種以上のウレタン低重合体を含有する。
X(D)ポリウレタン重合体成分は連鎖懸垂ヒドラジン
(又はヒドラゾン)基を担持し、組成物は2個又はそれ
以上のカルボニル官能基を有する1種以上の非ポリウレ
タン系、非ビニル系ポリカルボニル化合物(即ちカルボ
ニル基がポリウレタン又はビニル重合体分子に結合され
ていないポリカルボニル化合物及び/又は1種以上のウ
レタン低重合体を含有する。
簡明を期すため、本明細書においてウレタン低重合体
は2000以下の重量平均分子量を有する(より大きな分子
量のウレタン連鎖状物質はポリウレタン重合体と考えら
れる)。
態様の可能性X(D)はカルボニル化合物(架橋目的
のため)としてホルムアルデヒドの使用を排除すること
は明らかである。何故ならばホルムアルデヒドは本発明
で必要とされるアゾメチンの形成よりもむしろメチロー
ルの形成を介して次後の架橋を生じさせるからである。
本発明の組成物は同時に使用される(もしこれが実施
可能ならば)態様の可能性X(A)、X(B)、X
(C)、及びX(D)の1つ以上にまで及ぶことがで
き、例えばX(A)とX(B)との組合せを使用できる
かもしれない。
本発明の態様Xにおいては、組成物はヒドラジン(又
はヒドラゾン)官能基とカルボニル官能基とを1:50〜5
0:1の比率、より好ましくは1:10〜10:1の比率で含有す
るのが好ましい。
本発明の態様Yにおいては、少なくとも1種のポリウ
レタン重合体と少なくとも1種のビニル重合体とを含有
してなる水性分散体よりなる自己架橋性の水性被覆組成
物が提供され、連鎖懸垂カルボニル官能基とヒドラジン
(又はヒドラゾン)官能基とが存在し、これらの官能基
はポリウレタン及びビニル重合体中で補完的に組合わせ
て水性組成物からのフィルム形成中に及び/又はフィル
ム形成後にアゾメチン形成を介して自己架橋性反応を与
える。
ポリウレタン及びビニル重合体中に連鎖懸垂カルボニ
ル官能基とヒドラジン(又はヒドラゾン)官能基とを
「補完的に」組合せると、アゾメチンの形成を介して自
己架橋を提供するために、2種の型式の重合体の1方
(即ちポリウレタン重合体又はビニル重合体)に存在す
る連鎖懸垂カルボニル官能基が2種の型式の重合体の他
方に存在する連鎖懸垂ヒドラジン(又はヒドラゾン)官
能基と反応性であることを意味する。
本発明の態様Yの範囲内に包含される多数の相異なる
実施可能性がある。これらの実施可能性は次の如くであ
る。
Y(A)ポリウレタン重合体成分は連鎖懸垂カルボニル
官能基を担持し、ビニル重合体成分は連鎖懸垂ヒドラジ
ン(又はヒドラゾン)官能基を担持する。
Y(B)ポリウレタン重合体成分は連鎖懸垂ヒドラジン
(又はヒドラゾン)官能基を担持し、ビニル重合体成分
は連鎖懸垂カルボニル基を担持する。
Y(C)ポリウレタン重合体成分は同じ重合体分子中に
連鎖懸垂カルボニル官能基と連鎖懸垂ヒドラジン(又は
ヒドラゾン)官能基との両方を担持し、ビニル重合体成
分はヒドラジン(又はヒドラゾン)連鎖懸垂官能基又は
連鎖懸垂カルボニル官能基の何れかを担持するか、ある
いは少なくとも2個のビニル重合体が存在でき、それの
少なくとも1個は連鎖懸垂ヒドラジン(又はヒドラゾ
ン)官能基を担持し且つそれの少なくとも1個は連鎖懸
垂カルボニル官能基を担持する。
場合によっては非ポリウレタ系、ビニル系ポリヒドラ
ジン(又はポリヒドラゾン)及び/又はポリカルボニル
化合物〔即ちヒドラジン(又はヒドラゾン)又はカルボ
ニル官能基がポリウレタン又はビニル重合体に結合され
ていない化合物〕及び/又は少なくとも2個のヒドラジ
ン(又はヒドラゾン)基又は少なくとも2個のカルボニ
ル基を有するウレタン低重合体を本発明のこの態様Yの
組成物中に含有させ得る。
態様Yにおいて本発明の組成物はヒドラジン(又はヒ
ドラゾン)官能基とカルボニル官能基とを以後1:20〜2
0:1の比率でより好ましくは1:10〜10:1の比率で含有す
るのが好ましい。
本発明の態様Zにおいては少なくとも1種のポリウレ
タン重合体と少なくとも1種のビニル重合体とを含有す
る水性分散体よりなる自己架橋性の水性被覆組成物が提
供され、 A.少なくとも1種のポリウレタン重合体と少なくとも1
種のビニル重合体との両方が連鎖懸垂カルボニル官能基
を担持しており、しかも該組成物は少なくとも2個のヒ
ドラジン(又はヒドラゾン)官能基を有する少なくとも
1種の非ポリウレタン系、非ビニル系ポリヒドラジン
(又はポリヒドラゾン)化合物及び/又は少なくとも1
種のウレタン低重合体を含有しているか、あるいは B.少なくとも1種のポリウレタン重合体と少なくとも1
種のビニル重合体との両方が連鎖懸垂ヒドラジン(又は
ヒドラゾン)官能基を担持しており、しかも該組成物は
少なくとも2個のカルボニル官能基を有する少なくとも
1種の非ポリウレタン系、非ビニル系ポリカルボニル化
合物及び/又は少なくとも1種のウレタン低重合体を含
有しているかの何れかであり; A中の前記カルボニル官能基と1種以上のポリヒドラ
ジン(又はポリヒドラゾン)化合物あるいはB中の前記
ヒドラジン(又はヒドラゾン)官能基と1種以上のポリ
カルボニル化合物は、水性組成物からのフィルム形成中
に及び/又はフィルム形成後にアゾメチン形成を介して
ポリウレタン重合体とビニル重合体との両方が関与する
自己架橋性の反応を提供する。
態様Zにおいては、重合体が連鎖懸垂カルボニル官能
基を含有する時には(別形式A)、ヒドラジン(又はヒ
ドラゾン)官能基とカルボニル官能基との比率は、1:50
〜1.6:1の範囲内にあるのが好ましく、1:20〜0.9:1の範
囲内にあるのがより好ましい。重合体が連鎖懸垂ヒドラ
ジン(又はヒドラゾン)官能基を含有する時には(別形
式B)、ヒドラジン(又はヒドラゾン)官能基とカルボ
ニル官能基との比率は50:1〜1:1.6の範囲内にあるのが
好ましく、20:1〜1:0.9の範囲内にあるのがより好まし
い。
周期の如く、ポリウレタンは有機ポリイソシアネート
をイソシアネート反応性基含有有機化合物特にマクロポ
リオールと、場合によっては低分子量有機ポリオールを
包含させながら反応させることにより一般に形成され
る。ポリウレタンの形成に対する好都合な方式はイソシ
アネート末端担持ポリウレタンプレポリマーの形式を伴
ない、続いて活性水素含有化合物での連鎖延長を伴な
う。
カルボニル官能価は、プレポリマー形成工程中に及び
/又は連鎖延長工程中にポリウレタン主鎖に導入でき
る。ヒドラジン(又はヒドラゾン)官能価はプレポリマ
ー形成工程中に及び/又は連鎖延長工程中に導入でき
る。場合によっては、しかし好ましくは、非イオン系又
はイオン系分散性基、又は乳化性基(又は次後にこれら
に転化させ得る基)を担持する単量体をプレポリマーの
形成に含有させてポリウレタンプレポリマー及び最終的
に連鎖延長した重合体の水中への自己分散性を容易とさ
せ得る。
好ましくは、カルボニル官能価を担持する前記のポリ
ウレタン重合体は I 少なくとも: (i)有機ポリイソシアネート; (ii)少なくとも2個のイソシアネート−反応性基を含
有し且つ400〜6000の範囲の重量平均分子量を有する重
合体状有機化合物; (iii)場合によっては、非イオン系及び/又はイオン
系分散性基(又は次後にかゝる分散性基に転化させ得る
基)を担持する1種以上のイソシアネート−反応性化合
物及び/又はジイソシアネート化合物;及び (iv)場合によっては、400より小さい重量平均分子量
を有する有機ポリオール を反応させることにより形成したイソシアネート末端担
持ポリウレタンプレポリマー;及び II 活性水素含有連鎖長物質の反応生成物P1であり; 前記のポリウレタン重合体中のカルボニル官能価は (a) カルボニル官能価を与えしかもIのプレポリマ
ー形成における反応剤として含有される1種以上のイソ
シアネート反応性化合物及び/又は (b) 全体が、ポリウレタン重合体連鎖に懸垂したカ
ルボニル官能価を与える連鎖延長物質であるか又は連鎖
延長物質の一部を含有している活性水素含有連鎖延長物
質II によって組入れる。
前記II(a)中のイソシアネート反応性化合物とはイ
ソシアネート基と反応しこれによってポリウレタンプレ
ポリマー連鎖に組入れられる即ち該連鎖の一部となる化
合物を意味する。かゝる化合物の例は少なくとも1個、
しかも好ましくは少なくとも2個のイソシアネート反応
性基を有するカルボニル化合物であり、例えばジヒドロ
キシアセトンの如きジヒドロキシケトン及びジアセトン
アクリルアミドとジアミン又はアルカノールアミンとの
ミカエル付加反応によって得られた付加物であり;ウレ
タン連鎖を例えばトリオール、トリイソシアネート及び
/又はトリアミンで埋め合せ的に分枝されておくならば
1個のみのイソシアネート反応性基を有するカルボニル
化合物も使用できる。
ポリウレタン連鎖に懸垂しているカルボニル官能価を
与える前記II(b)中の活性水素含有連鎖延長化合物に
は、2モルのジアセトンアクリルアミドと1モルのジア
ミンとのミカエル付加生成物の如きカルボニル官能性ジ
アミノ化合物がある。
好ましくは、ヒドラジン(又はヒドラゾン)官能価を
担持する前記のポリウレタン重合体は III 少なくとも: (v)有機ポリイソシアネート; (vi)少なくとも2個のイソシアネート反応性基を含有
し且つ400〜6000の範囲の重量平均分子量を有する重合
体状有機化合物; (vii)場合によっては、非イオン系及び/又はイオン
系分散性基(又は次後にかゝる分散性基に転化させ得る
基)を担持する1種以上のイソシアネート反応性化合物
及び/又はジイソシアネート化合物;及び (viii)場合によっては、400より小さい重量平均分子
量を有する有機ポリオール を反応させることにより形成したイソシアネート末端担
持ポリウレタンプレポリマー;及び IV 活性水素含有連鎖延長物質の反応性生物P2であり; 前記のポリウレタン重合体中のヒドラジン(又はヒド
ラジン)官能価は (c) ポリウレタン連鎖に懸垂したヒドラジン(又は
ヒドラゾン)官能価を与えしかもIIIのプレポリマー形
成における反応剤として含有される1種以上のイソシア
ネート反応性化合物及び/又は (d) 全体が、ポリウレタン連鎖に懸垂したヒドラジ
ン(又はヒドラゾン)官能価を与える連鎖延長物質であ
るか又は連鎖延長物質の一部を含有している活性水素含
有連鎖延長物質IV によって組入れる。
IV(c)におけるイソシアネート反応性化合物として
は、イソシアネート基と反応しこれによってポリウレタ
ンプレポリマー連鎖中に組入れられる即ち該連鎖の一部
となる化合物を意味する。このイソシアネート反応性化
合物(少なくとも1個しかも好ましくは少なくとも2個
のイソシアネート反応性基を有する)はモノアルデヒド
又はモノケトンで封鎖したヒドラジン化合物であるのが
好ましく、該化合物とはヒドラゾン構造を形成するのに
ヒドラゾン官能価をモノアルデヒド又はモノケトン(好
ましくは30〜200℃の沸点を有する、例えばアセトン又
はメチルエチルケトン)との反応により封鎖しておいた
化合物を意味する。この封鎖手段を使用する。何故なら
ばヒドラジン官能価はさもなければプレポリマーの製造
中に反応しこうして部分的又は完全にさえ除去されてし
まうからである。しかしながら、封鎖したヒドラジン官
能価は無水条件下では不安定ではなく、更には水性媒質
中でさえ7以上(好ましくは8以上)のpHでは十分に安
定であり、かゝるアルカリ性条件は好ましくはトリエチ
ルアミンの如き揮発性の有機アミンの存在によって達成
される。従って連鎖延長工程は、封鎖したヒドラジン官
能価が有意な程に悪影響を受けるか又は除去されること
なく、7以上(好ましくは8以上)のpHで水性分散体と
してのポリウレタン及び水性相としての1種以上の連鎖
延長剤を用いて実施できる。フィルム形成中に中和剤が
蒸発される結果として次後に酸性化することによってモ
ノアルデヒド又はモノケトン封鎖用化合物(これはアセ
トン又はメチルエチルケトンの如き揮発性物質であるな
らばフィルム形成中に蒸発により除去される)と一緒に
ヒドラジン官能価(こえはアゾメチンの形成を介して架
橋目的に次いで利用される)を再生させるものである。
前記(c)におけるイソシアネート反応性のモノアル
デヒド又はモノケトンで封鎖したヒドラジン化合物の例
には次の化合物がある。
(イ)30〜200℃の沸点のケトン又はアルデヒドで封鎖
したγ−ヒドロキシブチルヒドラジド、例えば HOCH2CH2CH2C(O)NHN=C(CH3 (ロ)エチルアキルレートをジエタノールアミンと反応
させ続いて得られる化合物をヒドラジンと反応させ(ヒ
ドラジトを形成する)、しかもアセトンで封鎖すること
により形式された次式; (OHCH2CH2)NCH2CH2C(O)NHH=C(CH3 のジオール (ハ)2,4−トルエンジイソシアネートの4−置換イソ
シアネート基と選択的に反応させその後に反応生成物を
ジエタノールアミンのアミノ基と選択的に反応させてお
きしかも沸点30〜200℃のケトン又はアルデヒド(例え
ばアセトン)で封鎖したγ−ヒドロキシブチルヒドラジ
ド。この型式の典型的な化合物は次式: を有する (ニ)沸点30〜200℃のケトン/アルデヒドで封鎖され
しかもエタノールアミンと反応させた、米国特許第4521
460号明細書の実施例3に記載された如き、セミカルバ
ジドエチルメタクリレート。
ポリウレタン連鎖に懸垂したヒドラジン(又はヒドラ
ゾン)官能価を与える前記IV(d)中の活性水素含有連
鎖延長用化合物には、米国特許第4598121号明細書に記
載された如き次式: (式中R1は2〜15個の炭素原子のアルキレン基又は6〜
15個の炭素原子のシクロアルキレン又はアリーレン基で
ある)のジアミノヒドラジドがあり、その製造も前記米
国特許に十分に記載されている。
かゝる化合物は次式:H2N−R1−NH2のジアミンを0.2〜
2モルのアクリル酸誘導体好ましくはエチルアクリレー
トと反応させ、次いで得られた生成物をヒドラジンと反
応させることにより製造できる。次式H2N−R1−NH2の適
当なジアミンには2〜15個の炭素原子の脂肪族ジアミン
及び6〜15個の炭素原子の脂環族及び芳香族ジアミンが
あり、例えばエチレンジアミン、1,4−ブタンジアミ
ン、1,6−ヘキサンジアミン、2−メチル−1,5−ペンタ
ンジアミン、2,2,2−トリメチル−1,6−ヘキサンジアミ
ン、2,2,4−及び2,4,4−トリメチル−1,6−ヘキサンジ
アミン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン及び
ジ(アミノメチル)ベンゼンがある。イソホロンジアミ
ンが好ましいジアミンである。
好ましくは、懸垂カルボニル官能価と懸垂ヒドラジン
(又はヒドラゾン)官能価との両方を担持するポリウレ
タン重合体は V 少なくとも; (ix)有機ポリイソシアネート; (x)少なくとも2個のイソシアネート反応性基を含有
し且つ400〜6000の範囲の重量平均分子量を有する重合
体状有機化合物; (xi)場合によっては、非イオン系及び/又はイオン系
分散性基(又は次後にかゝる分散性基に転化させ得る
基)を担持する1種以上のイソシアネート反応性化合物
及び/又はジイソシアネート化合物;及び (xii)場合によっては、400より小さい重量平均分子量
を有する有機ポリオール を反応させることにより形成したイソシアネート末端担
持ポリウレタンプレポリマー;及び IV 活性水素含有連鎖延長物質の反応生成物P3であり; 前記のポリウレタン重合体中のカルボニル官能価及び
ヒドラジン(又はヒドラゾン)官能価は、 (e) ポリウレタン連鎖に懸垂したヒドラジン(又は
ヒドラゾン)官能価を与えしかもVのプレポリマー形成
における反応剤として含有される1種以上のイソシアネ
ート反応性化合物及び全体が、ポリウレタン連鎖に懸垂
したカルボニル官能価を与える連鎖延長物質であるか又
は連鎖延長物質の一部を含有している活性水素含有連鎖
延長物質;又は (f) ポリウレタン連鎖に懸垂したカルボニル官能価
を与えしかもVのプレポリマー形成に反応剤として含有
される1種以上のイソシアネート反応性化合物及び全体
が、ポリウレタン連鎖に懸垂したヒドラジン(又はヒド
ラゾン)官能価を与える連鎖延長物質であるか又は連鎖
延長物質の一部を含有している活性水素含有連鎖延長物
質;又は (g) Vのプレポリマー形成に反応剤として含有され
ておりしかもポリウレタン連鎖に懸垂したヒドラジン
(又はヒドラゾン)官能価を与える1種以上のイソシア
ネート反応性化合物とポリウレタン連鎖に懸垂したカル
ボニル官能価を与える1種以上のイソシアネート反応性
化合物;又は (h) 全体が、ポリウレタン連鎖に懸垂したヒドラジ
ン(又はヒドラゾン)官能価を与える連鎖延長物質であ
るか又は連鎖延長物質の一部を含有している活性水素含
有連鎖延長物質及びポリウレタン連鎖に懸垂したカルボ
ニル官能価を与える連鎖延長物質 によって組入れる。
前記のVI(e)及びVI(g)におけるヒドラジン(又
はヒドラゾン)官能価を与えるイソシアネート反応性化
合物は反応性生物P2のIV(c)で使用したのと同じてあ
り得る。VI(f)及びVI(g)におけるカルボニル官能
価を与えるイソシアネート反応性化合物は反応生成物P1
のII(a)で使用したのと同じであり得る。VI(f)及
びVI(h)におけるヒドラジン(又はヒドラゾン)官能
価を与える活性水素含有連鎖延長物質は反応生成物P2
IV(d)で使用したのと同じであり得る。VI(e)及び
VI(h)におけるカルボニル官能価を与える活性水素含
有連鎖延長用化合物は反応生成物P1のII(b)で使用し
たのと同じであり得る。
ポリウレタンP1、P2及びP3のプレポリマーの如きプレ
ポリマーを形成するのに使用したポリイソシアネートは
脂肪族、脂環族、芳香脂肪族又は芳香族ポリイソシアネ
ートであり得る。適当なポリイソシアネートの例には、
エチレンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレン、ジ
イソシアネート、イソホロンジイソシアネート、シクロ
ヘキサン−1,4−ジイソシアネート、4,4′−ジシクロヘ
キシルメタンジイソシアネート、p−キシリレンジイソ
シアネート、テトラメチルキシ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−トルエンジイ
ソシアネート、2,6−トルエ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、2,4′−ジフェ
ニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニ
ルポリイソシアネート及び1,5−ナフチレンジイソシア
ネートがある。ポリイソシアネート類の混合物も使用で
き、しかもウレタン、アロファネート、尿素、ビウレッ
ト、カルボジイミド、ウレトニミン又はイソシアヌレー
ト残基の導入により改質されたポリイソシアネートも使
用できる。
ポリウレタンP1、P2及びP3のプレポリマーの如きプレ
ポリマーの製造に使用できしかも少なくとも2個のイソ
シアネート反応性基を含有し且つ400〜6000の範囲の重
量平均分子量を有する重合体状有機化合物はヒドロキシ
ル基を末端に担持する重合体状有機ポリオールであるの
が好ましいが、別のイソシアネート反応性基例えば第1
級アミノ基又はカルボキシル基を有する重合体状化合物
を使用することができる。有機ポリオールには特にジオ
ール及びトリオール及びこれらの混合物があるが、より
高級な官能価のポリオールを例えばジオールと混合して
少数成分として使用できる。ポリオールはポリウレタン
処方物に使用した又は使用しようと提案された重合体状
ポリオールの化学種類の何れかの構成員であり得る。特
にポリオールはポリエステル、ポリエステルアミド、ポ
リエーテル、ポリチオエーテル、ポリカーボネート、ポ
リアセタール、ポリオレフィン又はポリシロキサンであ
り得る。好ましいポリオールの分子量は700〜3000であ
る。
使用できるポリエステルポリオールには、多価アルコ
ール例えばエチレングリコール、プロピレングリコー
ル、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、
1,4−ブタンジオール、フランジメタノール、シクロヘ
キサンジメタノール、グリセロール、トリメチロールプ
ロパン又はペンタエリトリット又はこれらの混合物と、
ポリカルボン酸特にジカルボン酸又はそれらのエステル
形成性誘導体例えばコハク酸、グルタール酸及びアジピ
ン酸又はそれらのジメチルエステル、無水フタル酸又は
ジメチルテレフタレートとのヒドロキシル末端担持反応
生成物がある。ポリオールと組合せてラクトン例えばカ
プロラクトンの重合によって得られたポリエステルも使
用できる。ポリエステルアミドはポリエステル化混合物
中にエタノールアミンの如きアミノアルコールを包含さ
せることによって得られる。
使用できるポリエーテルポリオールには、環式オキシ
ド例えばエチレンオキシド、プロピレンオキシド又はテ
トラヒドロフランの重合によって得られた生成物又は1
つ又はそれ以上のかゝるオキシドを多官能性を開始剤例
えば水、エチレングリコール、プロピレングリコール、
ジエチレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、
グリセロール、トリメチロールプロパン、ペンタエリト
リット又はビスフェノールAに添加することによって得
られた生成物がある。特に有用なポリエーテルには、ポ
リオキシプロピレンジオール及びトリオール、適当な開
始剤にエチレンオキシド及びプロピレンオキシドを同時
に又は順次に添加することによって得られたポリ(オキ
シエチレン−オキシプロピレン)ジオール及びトリオー
ル及びテトラヒドロフランの重合によって得られたポリ
テトラメチレンエーテルグリコールがある。アミン末端
担持ポリエーテルポリオールも使用できる。
使用できるポリチオエーテルポリオールには、チオジ
グリコールを単独で縮合するか又は他のグリコール、ジ
カルボン酸、ホルムアルデヒド、アミノアルコール又は
アミノカルボン酸と共に縮合することにより得られた生
成物がある。
使用できるポリカーボネートポリオールには、1,3−
プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサ
ンジオール、ジエチレングリコール又はテトラエチレン
グリコールの如きジオールをジアリールカーボネート例
えばジフェニルカーボネートと又はホスゲンと反応させ
ることにより得られた生成物がある。
適当なポリオレフィンポリオールにはヒドロキシ末端
担持ブタジエンホモ重合体及び共重合体がある。
場合によってはポリウレタンP1、P2又はP3のプレポリ
マーの如きプレポリマーの製造に使用できしかも400以
下の分子量を有する有機ポリオールには特にジオール及
びトリオール及びこれらの混合物があるが、より高級な
官能価のポリオールも使用できる。かゝる低分子量ポリ
オールの例には、エチレングリコール、ジエチレングリ
コール、テトラエチレングリコール、ビス(ヒドロキシ
エチル)テレフタレート、シクロヘキサンジメタノー
ル、フランジメタノール、グリコール及びかゝるポリオ
ールとプロピレンオキシド及び/又はエチレンオキシド
との分子量399までの反応生成物がある。
前述した如く、ポリウレタンP1、P2又はP3のプレポリ
マーの如きポリウレタンプレポリマーについて水への自
己分散性を容易とするのは任意であるが実際上は好まし
く、最終的に得られるポリウレタンも水に自己分散性で
ある。この自己分散性は、プレポリマーの製造における
反応剤として非イオン系及び/又はイオン系分散性基
(又は次後にかゝる分散性基に転化させ得る基)を担持
する1種以上のイソシアネート反応性化合物及び/又は
ジイソシアネート化合物を包含させることにより例えば
ポリウレタンP1、P2又はP3における如く達成できる。
典型的には、イオン系の分散性基は陰イオン系塩の基
例えばカルボキシレートの塩の基である。かゝる基は例
えば、プレポリマーの形成における反応剤として例えば
P1I(iii)、P2III(vii)又はP3V(xi)として、少な
くとも1個の酸基と少なくとも2個のヒドロキシル基と
を有するイソシアネート反応性化合物を使用することに
より提供できる。かゝる化合物の例にはカルボキシ基含
有ジオール及びトリオール、例えば次式: (式中R2は水素又はアルキル基である)のジヒドロキシ
アルカン酸がある。好ましいカルボキシ含有ジオールは
2,2−ジメチロールプロピオン酸である。所望ならば、
カルボキシ含有ジオール又はトリオールはプレポリマー
に組入れる前にジカルボン酸との反応によりポリエステ
ル中に組入れることができる。
プレポリマーに存在する何れかの酸基を陰イオン系塩
の基に転化することは、プレポリマーの水性分散体の形
成前に、形成後に(非イオン系安定化と組合せてあるな
らば)又は形成と同時に前記の酸性基を中和することに
より実施できる。
非イオン系の分散性基は代表的には懸垂したポリオキ
シアルキレン基、特にポリオキシエチレン基である。か
ゝる基は例えば、プレポリマー形成の際の反応剤として
例えばP1I(iii)、P2III(vii)又はP3V(xi)とし
て、従来技術例えば米国特許第3905929号明細書に記載
された如き、懸垂したポリオキシエチレン連鎖を有する
ジオールを使用することにより提供できる。これらのジ
オールはそれらの機能故に便宜上分散性ジオールと呼ば
れる。特に適当な分散性ジオールは、2個のイソシアネ
ートが相異なる反応性を有する有機ジイソシアネート1
モルをポリエチレングリコールモノエーテルの大体1モ
ルと反応させ、次いでこうして得られた付加物をジアル
カノールアミン例えばジエタノールアミンの大体1モル
と反応させることにより得られる。
分散性ジオールの製造に使用できしかも相異なる反応
性のイソシアネート基を有するジイソシアネートには、
2,4−トルエンジイソシアネート、イソホロンジイソシ
アネート及び2,4′−ジフェニルメタンジイソシアネー
トがある。使用できるポリエチレングリコールモノエー
テルにはエチレンオキシドと一価アルコール例えばメタ
ノール、エタノール、第3級ブタノール又はベンジルア
ルコール又はフェノールそれ自体の如きフェノール類と
の反応生成物がある。ポリエチレングリコールモノエー
テルは250〜3000の範囲の重量平均分子量を有するのが
適当であり、500〜2000の範囲にあるのが好ましい。
所望ならば、ポリオキシエチレン連鎖はエチレンオキ
シド単位に加えて別のアルキレンオキシドの単位を含有
できる。即ちアルキレンオキシド単位の60%までがプロ
ピレンオキシド単位であり残分がエチレンオキシド単位
であるポリオキシアルキレン連鎖を使用できる。
分散性ジオールの製造は、場合によっては、不溶性溶
剤及びウレタン触媒の存在下に、20〜25℃でポリエチレ
ングリコールモノエーテルをジイソシアネートに添加
し、続いてジアルカノールアミンを添加することにより
達成できる。
非イオン系の分散性基はまた、プレポリマーの形成に
おける反応剤として例えばP1I(iii)、P2III(vii)又
はP3V(xi)として、従来技術例えば米国特許第3920598
号明細書に記載された如く、懸垂したポリオキシエチレ
ン連鎖を有するジイソシアネートを使用することにより
提供できる。これらのジイソシアネートはそれらの機能
故に分散性のジイソシアネートと考えられる。特に適当
な分散性ジイソシアネートは、2個のイソシアネート基
が相異なる反応性を有する有機ジイソシアネートの2モ
ルをポリエチレングリコールモノエーテルの大体1モル
と反応させることにより得られ、次いで最初に得られた
ウレタンモノイソシアネートは高温で過剰のジイソシア
ネートと反応させて懸垂したポリオキシエチレン連鎖を
有するアロファネートジイソシアネートを形成する。分
散性ジイソシアネートを製造するのに使用する適当なジ
イソシアネート及びポリエチレングリコールモノエーテ
ルは分散性ジオールを製造するのに前述されている。
ポリウレタンプレポリマー及び最終的な重合体は勿論
前述した如きイオン系の分散性基と前述した如き非イオ
ン系の分散性基との組合せを有することができ、これら
の分散性基はかゝる基の組入れについて前述した如き手
段を組合せることによりポリウレタン中に導入できる。
ポリウレタンの懸垂した分散性基の含量は存在するな
らば、広範囲内で変化できるが、ポリウレタンに所要程
度の水分散性を与えるのに十分であるべきである。典型
的には懸垂した分散性基含量は100gのポリウレタン重合
体当り10〜90ミリ当量より好ましくは18〜65ミリ当量の
懸垂した陰イオン系の分散性基特にカルボキシレート基
及び/又は100gのポリウレタン重合体当り0.5〜25gの懸
垂した(側鎖又は末端の)非イオン系分散性基特にポリ
エチレンオキシド基の範囲で変化できる。
イソシアネート末端担持ポリウレタンプレポリマー例
えばP1I、P2III又はP3Vは、約30℃と約130℃との間の温
度で実質的に無水の条件下で化学量論量よりも過剰の有
機ポリイソシアネートを、400〜6000の範囲の分子量を
有し且つ少なくとも2個の末端イソシアネート反応性
基、通常ヒドロキシル基を有する重合体状有機化合物及
び他の必要な反応剤と、イソシアネート基とイソシアネ
ート反応性基通常ヒドロキシル基との間の反応が実質的
に完了するまで反応させることにより常法で製造でき
る。イソシアネート末端担持プレポリマーの製造中に、
反応剤は約1.1:1〜約6:1、好ましくは、約1.5:1〜3:1の
イソシアネート基とイソシアネート反応性基、通常ヒド
ロキシル基との比率に対応する割合で一般に使用され
る。
所望ならば、ジブチル錫ジラウレート及びオクタン酸
第一錫の如き触媒を使用してプレポリマーの形成を助力
できる。場合によっては非反応性の有機溶剤をプレポリ
マーの形成前に又は形成後に添加して粘度を調節でき
る。使用できる適用な溶剤はアセトン、メチルエチルケ
トン、ジメチルホルムアミド、エチレンカーボネート、
プロピレンカーボネート、ジグリム、N−メチルピロリ
ドン、エチルアセテート、エチレン及びプロピレングリ
コールジアセテート、エチレン及びプロピレングリコー
ルジアセテートのアルキルエーテル、エチレン及びプロ
ピレングリコールモノアセテートのアルキルエーテル、
トルエン、キシレン及びt−ブタノール及びジアセトン
アルコールの如き立体障害アルコールがある。好ましい
溶剤は水混和性の溶剤例えばN−メチルピロリドン、ジ
メチルスルホキシド及びグリコールアセテートのジアル
キルエーテル又はN−メチルピロリドンとメチルエチル
ケトンとの混合物である。
ポリウレタンの水性分散体は、例えば表面活性剤を使
用してあるいはより好ましくは分散性基がプレポリマー
に存在するならばプレポリマーの自己分散姓を利用して
但し表面活性剤を所望ならばなお使用して、場合によっ
ては有機溶剤媒質に担持させたイソシアネート末端担持
ポリウレタンプレポリマーを水性媒質中に分散させ、プ
レポリマーを水性相中で活性水素含有連鎖延長剤で連鎖
延長させることにより製造できる。
プレポリマーは技術的に周知の技術を使用して水に分
散させ得る。好ましくはプレポリマーを撹拌しながら水
に添加し、あるいは別法として水をプレポリマー中に撹
拌混入できる。プレポリマーはまた連鎖延長させて有機
溶剤、通常アセトンに溶解したまゝでポリウレタン重合
体を形成でき続いて水が連続相となるまで水を重合体溶
液に添加し、蒸留により溶剤を次第に除去して純粋な水
性分散体を形成する(周知の「アセトン法」)。
既に前述した連鎖懸垂カルボニル又はヒドラジン(又
はヒドラゾン)官能価を提供するの使用しない型式を有
し且つプレポリマーと反応させ得る活性水素含有連鎖延
長剤物質はポリオール、アミノアルコール、第1級又は
第2級脂肪族、脂環族、芳香族、芳香脂肪族又は複素環
式ジアミン又はポリアミン又はヒドラジン又は置換した
ヒドラジンであるのが好ましい。水溶性の連鎖延長剤が
好ましく、水それ自体が有効であり得る。
本明細書で有用なかゝる連鎖延長剤の例には、エチレ
ンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテト
ラミン、プロピレンジアミン、ブチレンジアミン、ヘキ
サメチレンジアミン、シクロヘキレンジアミン、ピペラ
ジン、2−メチルピペラジン、フェニレンジアミン、ト
リレンジアミン、キシリレンジアミン、トリス(2−ア
ミノエチル)アミン、3,3′−ジニトロベンジジン、4,
4′−ジアミノフェニルメタン、メンタンジアミン、m
−キシレンジアミン、イソホロンジアミン及びジエチレ
ントリアミンとアクリレート又はその加水分解生成物と
の付加物がある。またヒドラジンの如き化合物、アジン
例えばアセトンアジン、置換ヒドラジン例えばジメチル
ヒドラジン、1,6−ヘキサメチレン−ビス−ヒドラジ
ン、カルボジヒドラジン、ジカルボン酸及びスルホン酸
のヒドラジド例えばアジピン酸モノ−又はジヒドラジ
ド、シュウ酸ジヒドラジド、イトフタル酸ジヒドラジ
ド、ラクトンをヒドラジンと反応させることにより形成
したドラジド例えばγ−ヒドロキシブチルヒドラジド、
ビス−セミ−カルバジド、前述したグリコールの何れか
の如きグリコールのビス−ヒドラジドカルボン酸エステ
ルがある。
連鎖延長剤が水以外である場合、例えばポリオール、
ポリアミン又はヒドラジンである場合には、プレポリマ
ーの水性分散体に添加できあるいは別法としてプレポリ
マーを水性媒質に分散させた時には既にそこに存在させ
得る。
連鎖延長は上昇した温度、低下した温度又は室温で実
施できる。都合の良い温度は約5℃〜95℃であり、ある
いはより好ましくは約10℃〜約45℃である。
水に加えて、使用した1種以上の連鎖延長剤物質の全
量はプレポリマー中の遊離NCO基に大体当量であり、1
種以上の連鎖延長剤中の活性水素とプレポリマー中のNC
O基との比率は0.7:1〜2.0:1の範囲にあるのが好まし
く、0.80:1〜1.7:1の範囲にあるのがより好ましい。勿
論水を連鎖延長剤として使用する時には、これらの比率
は適用できない。何故ならば連鎖延長剤と分散性媒質と
の両方として機能する水は遊離NCO基に関して大過剰に
存在するからである。
連鎖懸垂カルボニル官能価を組入れたポリウレタン
は、100gのポリウレタン重合体当り3〜140ミリ当量、
より好ましくは6〜80ミリ当量の範囲内の割合のカルボ
ニル(C=0)基を重合体中に含有するのが好ましい。
重合体中に連鎖懸垂ヒドラジン(又はヒドラゾン)官能
価を組入れたポリウレタンは、ポリウレタン重合体の10
0g当り、3〜140ミリ当量より好ましくは6〜80ミリ当
量の範囲内の割合のヒドラジン(−NHNH2)基又は対応
のヒドラゾン基を重合体中に含有するのが好ましい。
好ましくは、連鎖懸垂カルボニル官能価を担持するビ
ニル重合体は、少なくとも1種のカルボニル含有モノエ
チレン系不飽和単量体と少なくとも1種の他のオレフィ
ン系不飽和単量体即ちカルボニル官能価を与えない単量
体とのフリーラジカル付加重合によって形成した生成物
V1である。
挙げ得るカルボニル含有単量体の例には、アクロレイ
ン、メタクロレイン、ジアセトン−アクリルアミド、ク
ロトンアルデヒド、4−ビニルベンズアルデヒド、4〜
7個の炭素原子のビニルアルキルケトン例えばビニルメ
チルケトン (式中R3はH又はメチル基であり、R4はH又は1〜3個
の炭素原子のアルキル基であり、R5は1〜3個の炭素原
子のアルキル基である。R6は1〜4個の炭素原子のアル
キル基である)のアクリルオキシ−及びメタクリルオキ
シ−アルキルプロプラナールがある。別に例にはアクリ
ルアミドピバルアルデヒド、メタクリルアミドピバルア
ルデヒド、3−アクリルアミドメチル−アニスアルデヒ
ド、ジアセトンアクリレート、アセトニルアクリレー
ト、ジアセトンメタクリレート、アセト−アセトキシエ
チルメタリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレー
ト・アセチルアセテート及びブタンジオールアクリレー
ト・アセチルアセテートがある。
挙げ得るカルボニル非提供オレフィン系不飽和単量体
の例には1,3−ブタジエン、イソプレン、スチレン、ジ
ビニルベンゼン、アクリロニトリル、メタクリロニトリ
ル、ビニルハライド例えば塩化ビニル、ビニルエステル
例えばビニルアセテート、ビニルプロピオネート及びビ
ニルラウレート、複素環式ビニル化合物、モノオレフィ
ン系不飽和ジカルボン酸のアルキルエステル例えばジ−
n−ブチルマレエート及びジ−n−ブチルフマレート及
び特に次式: CH2=CR7COOR8 (式R7はH又はメチル基であり、R8は1〜20個の炭素原
子より好ましくは1〜8個の炭素原子のアルキル又はシ
クロアルキル基である)のアクリル酸及びメタクリル酸
のエステル例えばメチルアクリレート、メチルメタクリ
レート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、
n−ブチルアクリレート、n−ブチルメタクリレート、
2−エチルヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシル
メタクリレート、イソプロピルアクリレート、イソプロ
ピルメタクリレート、n−プロピルアクリレート及びn
−プロピルメタクリレートである。
カルボニル官能価を担持するビニル重合体は何れか適
当なフリーラジカルで開始される重合技術によって製造
でき、フリーラジカル開始剤及び通常は適当な加熱例え
ば40〜90℃を使用する。重合は通常水性媒質中で行な
い、特に水性乳化重合を使用して重合体を製造し、その
際慣用の分散剤例えば陰イオン系及び/又は非イオン系
の乳化剤例えばジアルキルスルホサクシネートのNa塩、
硫酸化油のNa塩、アルキルスルホン酸のNa塩、Na、K及
びアンモニウムアルキルサルフェート、スルホン酸のア
ルカリ金属塩、C12-24脂肪アルコール、エトキシ化脂肪
酸及び/又は脂肪アミド及び脂肪酸のNa塩例えばNaステ
アレート及びNaオレエートを使用し、使用量は装入した
1種以上の全単量体の重量につき通常0.1〜3重量%で
あり、しかも慣用のフリーラジカル開始剤例えば過酸化
水素、t−ブチルヒドロキシペルオキシド、過硫酸塩例
えばNH4過硫酸塩、K過硫酸塩及びNa過硫酸塩を使用
し、レドックス系を使用でき、使用量は装入した全単量
体の重量につき一般に0.05〜3%である。
重合体V1中のカルボニル官能基の割合は100gの重合体
当り3〜200ミリ当量であるのが好ましく、100gの重合
体当り6〜100ミリ当量であるのがよき好ましい。
カルボニル含有ビニル重合体は更に共重合した単位と
して、少量せいぜい0.5〜10重量%の炭素原子3〜6個
のα,β−モノオレフィン系不飽和モノカルボン酸及び
/又はジカルボン酸及び/又はそれらのN−非置換又は
N−置換アミドを含有でき、特にアクリル酸、メタクリ
ル酸、β−カルボキシエチルアクリレート、フマル酸、
イタコン酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−
メチルアクリルアミド、N−メチロールアクリルアミ
ド、N−n−ブトキシメチルメタクリルアミド、マレイ
ミド及びマレイン酸ジアミド及びまたモノオレフィン系
不飽和スルホン酸特にビニルスルホン酸及びメタクリル
アミドプロパンスルホン酸を含有できる。
好ましくは、連鎖懸垂ヒドラジン(又はヒドラゾン)
官能基担持ビニル重合体は少なくとも; VII 連鎖懸垂ヒドラジン分解性基を与える少なくとも
1種のオレフィン系不飽和単量体を重合することにより
形成したフリーラジカル付加重合体;及び VIII 付加重合体VII中の連鎖懸垂ヒドラジン分解性基
の少なくとも一部をヒドラジン官能基に転化させるヒド
ラジン生成剤 を反応させることにより形成した生成物V2である。
ヒドラジン分解用の適当な基は例えば酸、酸ハライド
及び特にエステル基である。重合体VIIはホモ重合体で
あり得るが少なくとも2種の単量体の共重合体であるの
がより通常である。連鎖懸垂ビドラジン分解性基を与え
る単量体の例には、クロトン酸、α−クロルアクリル酸
及び特にアクリル酸及び酸クロライド又はこれらのエス
テル及びまたメタクリル酸及び酸クロライド又はこれの
エステルがある。低分子量アルコールのアクリル酸エス
テルが有利に使用され、例えばメチル、エチル、プロピ
ル、イソプロピル、n−ブチル又は第2級ブチルエステ
ルが使用される。付加重合体VIIを形成するのに使用で
きしかもヒドラジン分解性基を与えない別の共単量体と
して、例えば塩化ビニル、フッ化ビニル又は塩化ビニリ
デンの如きビニルハライド;スチレン又は置換スチレン
の如きビニル−アリール化合物を使用できる。イソブチ
レン、ブタジエン又は2−クロルブタジエンの如き重合
性のオレフィンあるいは種々のビニルピリジンの如き少
なくとも1個のビニル基を含有する複素環式化合物も使
用できる。
付加重合体VIIとして、重合体中のエステル基の一部
のみがヒドラジン生成剤との反応中に転化を受ける場合
にはアクリル酸(メタクリル酸)エステルのホモ重合体
を使用することもできる。かゝるホモ重合体は低分子量
のアルコールのアクリル酸又はメタクリル酸エステルか
ら誘導されるのが有利であり、例えばアクリル酸(メタ
クリル酸)メチルエステル、エチルエステル、プロピル
エステル、イソプロピルエステル、n−ブチルエステル
又は第2級ブチルエステルから有利に誘導される。
典型的には、米国特許第4594383号明細書に記載され
た如く、重合体VIIはアルキル基が1〜3個の炭素原子
好ましくは1個又は2個の炭素原子の低級アルキルアク
リレート及び低級アルキルメタクリレートから選んだ少
なくとも1種の単量体と、アルキル基が少なくとも4個
の炭素原子、好ましくは4〜12個の炭素原子の高級アル
キルアクリレート及び高級アルキルメタクリレートから
選んだ少なくとも1種の単量体との共重合体であり得
る。低級(メタ)アクリレートの例はメチルアクリレー
ト及びメチルメタクリレートであり;高級アルキル(メ
タ)アクリレートの例はn−ブチル、n−ペンチル、n
−ヘキシル及びn−ラウリルアクリレート及びメタクリ
レート及びそれらの分枝連鎖の異性体である。
重合体V2のヒドラジン(又はヒドラゾン)含量は代表
的には100gの重合体当り5〜300ミリ当量であり、好ま
しくは100gの重合体当り10〜200ミリ当量である。ヒド
ラジン基の濃度は所望ならば重合体を水溶性とさせるに
十分であり得る。
ヒドラジン生成剤VIIIとしてヒドラジンそれ自体及び
ヒドラジン1水和物を特に挙げ得る。使用すべき成分VI
Iと成分VIIIとの相対的な割合は、必要とされるヒドラ
ジン官能基の割合に応じて左右されるものである。
ヒドラゾン含有ビニル重合体を必要とする時には、少
なくとも2個の炭素原子を含有し且つ好ましくは30〜20
0℃の沸点をもつ飽和モノケトン又はモノアルデヒドと
重合体V2を反応させることによりヒドラジン基はヒドラ
ゾン基に転化させ得る。かゝる化合物の例には、例えば
脂肪族ケトン又はアルデヒド例えばアセトン、メチルエ
チルケトン、ジイソプロピルケトン、イソブチルメチル
ケトン、ジ−n−ブチルケトン、ドデシルメチルケト
ン、オクタデシルイソブチルケトン、アセトアルデヒド
又はプロピオンアルデヒド、あるいは脂肪族ケトン例え
ばシクロヘキサノン又は樟脳又はアリールアルキルケト
ン例えばアセトフェノン又はベンズアルデヒド又はフル
フラルデヒドの如き化合物又は最後にアミノケトン又は
アミノアルデヒド例えばp−アセチルアミノベンズアル
デヒド、ジアセトンアミン、N−メチルジアセトンアミ
ン、アミノメチルフェニルケトンあるいはオキシケトン
及びオキシアルデヒド例えばグリコース、フラクトー
ス、o−オキシアセトフェノン、サリチルアルデヒド又
はハロゲン化アルデヒド及びケトン例えばクロラール又
は塩素化アセトンがある。
かゝるヒドラジン(又はヒドラゾン)官能価したビニ
ル重合体は溶液重合、塊状重合又は乳化重合によるそれ
自体既知の方法によりしかも有利には重合触媒及び通常
の調節用又は賦活化用添加剤の作用下に形成できる。
他の反応条件例えば温度反応期間及び溶剤の使用は各
々の特定の場合について適宜選択される。反応条件は反
応を実施できる用意さに応じて大きく左右される。当業
者は予備試験により最も好都合な条件を容易に決定でき
るものである。一般に出来るだけ温和な条件を使用する
のが望ましい。何故ならば、ヒドラジン基を含有する反
応生成物は架橋しながら尚別の反応を容易に受けてしま
うからである。例えば、重合体VIIはアゾビスイソブチ
ロニトリルの如きフリーラジカル生成開始剤を用いて溶
液重合により形成できる。ヒドラジン分解は重合体VII
を例えばメタノール又はエタノールの如き水混和性アル
コール又は水/アルコール混合物に溶解又は分解させ続
いて例えば50〜80℃でヒドラジン又はヒドラジン水和物
を添加することにより実施でき、前記のアルコールを溶
剤と使用して重合体VIIを製造するならば、得られる重
合体溶液は直接使用できる。
本発明で使用するカルボニル担持ビニル重合体とヒド
ラジン(又はヒドラゾン)担持ビニル重合体との両方と
も500〜5,000,000の範囲内の重量平均分子量を有するの
が好ましく、1000〜1,000,000の分子量を有するのがよ
り通常である。
本発明の組成物の態様Y及びZにおいて1種以上のポ
リウレタン重合体及び1種以上のビニル重合体は何れか
適当な技術によって一緒に合し得る。例えばポリウレタ
ンの水性分散体とビニル重合体の水溶液又は分散体ある
いは水混和性溶剤に入れた有機溶剤溶液とは撹拌しなが
ら互いに単に混合させ得る。連鎖懸垂カルボニル基を有
する1種以上のビニル重合体のみを使用する場合には、
別の実施可能性はポリウレタン重合体の存在下でビニル
重合体の製造を行なうものであるが、但し望ましくない
早過ぎる架橋は生じないものとする。この方法の1変更
例では、1種以上のビニル重合体を含有する水性組成物
は、慣用の技術を用いて好ましくは陰イオン系又は非イ
オン系水分散性型の既に連鎖延長したポリウレタン重合
体の分散体の存在下に1種又はそれ以上のビニル単量体
にフリーラジカル重合条件を施すことにより形成でき
る。即ち、フリーラジカル開始剤をポリウレタン分散体
とビニル単量体との混合物に添加できるかあるいは別法
としてフリーラジカル開始剤を含有するポリウレタン分
散体にビニル単量体を徐々に添加できる。
好ましくは陰イオン系の水分散性ポリウレタンをビニ
ル重合体と組合せるように行なったこの方法の別の変更
例では、次の工程を使用する; 1) 少なくとも1種のビニル単量体に溶かした、好ま
しくは陰イオン系の水分散性のイソシアネート末端担持
プレポリマーの溶液を形成する工程、 2) 該溶液を水性媒質に分解させる工程 3) ポリウレタンを連鎖延長させ、しかも a) 別量のビニル単量体を添加しビニル単量体の
重合を開始させる工程又は b) ビニル単量体の重合を開始し、重合中に別量
のビニル単量体を添加する工程。
かゝる変更例に適当なフリーラジカル開始剤には、水
性相と有機相との間で分配する混合物例えばt−ブチル
ハイドロパーオキシドとイソアスコルビン酸とFe.EDTA
との組合せがある。
水性組成物中の1種以上のポリウレタン重合体と1種
以上のビニル重合体との重量比は9:1〜1:9の範囲にある
のが適当であり、5:1〜1:5の範囲にあるのがより好まし
い。
本発明の組成物が1種以上の非ポリウレタン系、非ビ
ニル系ポリカルボニル化合物及び/又は低重合体状のウ
レタンポリカルボニル化合物を配合している場合には、
かゝる1種以上のポリカルボニル化合物の濃度は、存在
するヒドラジン(又はヒドラゾン)基の1モル当り0.02
〜1.6モルの範囲のカルボニル基を与えるような濃度で
あるのが好ましく、1モル当り0.05〜0.9モルがより好
ましい。適当なポリカルボニル化合物の例はジ−又はポ
リ−ケトン、又はポリ−アルデヒド及びアルデヒド−ケ
トン例えばグリオキサル、2,5−ヘキサンジオン、グル
タールジアルデヒド、コハク酸ジアルデヒド、アセチル
アセトン、アセトニルアセトン及びアセトンジカルボン
酸エステルである。
本発明の組成物が1種以上の非ポリウレタン系、非ビ
ニル系ポリヒドラジン(又はポリヒドラゾン)化合物及
び/又は1種以上の低重合体状のウレタンポリヒドラジ
ン(又はポリヒドラゾン)化合物を配合している場合に
は、かゝる1種以上のポリヒドラジン(又はポリヒドラ
ゾン)化合物の濃度は、存在するカルボニル基の1モル
当り0.02〜1.6モルの範囲のヒドラジン(又はヒドラゾ
ン)基を与えるような濃度であるのが好ましく、1モル
当り0.05〜0.9モルがより好ましい。かゝる適当なポリ
ヒドラジン(又はポリヒドラゾン)化合物の例には次
式: H2N−NH−C(O)−R9−C(O)6NH−NH2 (式中R9は共有結合であるか又は1〜34個の炭素原子を
含有するポリアルキレン好ましくはポリメチレン基又は
脂環式基あるいは二価の芳香族環である)のジカルボン
酸ビスヒドラジド及び次式: R10R11C−N−NH−C(O)−R9−C(O)−NH−N−CR10R11 (式中R10及びR11はH及びC1-6アルキル及び脂環式基よ
りなる群から選ばれる)のジカルボン酸ビスヒドラゾン
がある。適当なジヒドラジドの例にはシュウ酸ジヒドラ
ジド、マロン酸ジヒドラジド、コハク酸ジヒドラジド、
グルタール酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、
シクロヘキサンジカルボン酸ビスヒドラジド、アゼライ
ン酸ビスヒドラジド及びセバシン酸ジヒドラジドがあ
る。他の適当な化合物は炭酸のポリヒドラジド例えば炭
酸ジヒドラジド及び一般式: (式中xは1〜5、好ましは1〜3である)の化合物、
及びビス−セミカルバジド、特に一般式: (式中R12は2〜7個の炭素原子の直鎖又は分枝鎖脂肪
族基又は6〜8個の炭素原子の短環式基、例えばo−、
m−又はp−フェニレン又はトルイレン又はシクロヘキ
シリデン又はメチルシクロヘキシリデン基である)の脂
肪族及び脂肪族ビス−セミカルバジドである。芳香族ポ
リカルボン酸のポリヒドラジド、例えばフタル酸、テレ
フタル酸及びイソフタル酸のジヒドラジド、及びピロメ
リット酸のジヒドラジド、トリヒドラジド及びテトラヒ
ドラジドは別の例である。他の適当な化合物の例はトリ
ヒドラジド例えばニトリロトリ酢酸トリヒドラジド及び
テトラヒドラジド例えばエチレンジアミンテトラ酢酸テ
トラヒドラジドである。別の可能なヒドラジドはジヒド
ラジノ−及びトリヒドラジノ−トリアジン、チオカルボ
ヒドラジド及びN,N′−ジ−アミノグアニジン並びに2
−ヒドラジノ−ピリジン−5−カルボン酸ヒドラジド、
3−クロル−2−ヒドラジノピリジン−5−カルボン酸
ヒドラジド、6−クロル−2−ヒドラジノピリジン−4
−カルボン酸ヒドラジド及び2,5−ジヒドラジノピリジ
ンピリジン−4−カルボン酸の型式のヒドラジノピリジ
ン誘導体、及びビス−チオセミカルバジド並びにアルキ
レンビス−アクリルアミドのビス−ヒドラジン、ジヒド
ラジノアルカン及び芳香族炭化水素のジヒドラジン例え
ば1,4−ジヒドラジノベンゼン、1,3−ジヒドラジノベン
ゼン及び2,3−ジヒドラジノナフタレンである。
本発明の組成物は場合によってはヒドラジン(又はヒ
ドラゾン)基の1モル当り0.0002〜0.02モルの重金属イ
オンを含有できる。この重金属イオンは適当な水溶性金
属塩の形で添加でき、特に塩化物、硫酸塩及び酢酸塩の
形で添加できる。適当な重金属の水溶性塩は特にCu、Z
n、Fe、Cr、Mn、Pb、V、Co及びNiの水溶性塩である。
本発明の水性組成物は例えば保護又は接着性の被覆組
成物として有利に使用でき、その目的のため該組成物は
水及び/又は有機溶剤で更に希釈できあるいは該組成物
は液体媒質の水及び/又は有機成分の蒸発によって更に
濃厚な形で供給できる。被覆組成物として本発明の組成
物は刷毛塗り、浸漬、流し塗り、噴霧等を含めて何れか
慣用の方法によって、木材、金属、ガラス、布、皮革、
紙、プラスチック、フォーム等を含めて何れかの基材に
施着できる。本発明の組成物は製造法の何れかの段階で
又は次後に導入した有機溶剤、顔料、染料、乳化剤、表
面活性剤、増粘剤、熱安定剤、均展剤、クレーター形成
防止剤、充填剤、沈降抑制剤、UV吸収剤、酸化防止剤等
を含めて他の慣用成分を含有できる。難燃特性を高める
量の酸化アンチモンを分散体中に含有させ得る。分散体
はまたポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタン、
皮革等の如き材質用の接着剤としても使用できあるいは
種々の粒状物質用の結合剤としても使用できる。
分散体は約20〜60重量%、好ましくは約25〜45重量%
の固形分含量を有するのが適当である。
所望ならば、本発明の組成物は別の重合体分散体を含
有でき即ちヒドラジン(又はヒドラゾン)及び/又はカ
ルボニル官能基を担持するポリウレタン重合体及びヒド
ラジン(又はヒドラゾン)及び/又はカルボニル官能基
を担持するビニル重合体以外の重合体、例えばポリ酢酸
ビニル、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブタジエ
ン、ポリ塩化ビニル、ポリアクリレート及び他のホモ重
合体及び共重合体分散体を含有できる。これらの他の重
合体は時としてその場合で製造でき、例えばポリウレタ
ン重合体又はプレポリエステルの存在下に単量体の重合
によりその場で製造できる。
本発明の実施例を以下に示す。実施例中の部及び%は
特に説明がない限り全て重量に基づくものである。
実施例1 本実施例は懸垂カルボニル官能基を有するポリウレタ
ン重合体、非ポリウレタン−非ビニル系ビスヒドラジン
化合物及びアクリル共重合体を含有する、本発明の態様
Xによる水性自己架橋性被覆組成物の製造を例示する。
連鎖に懸垂している(chain−pendant)カルボニル官
能基を有するかつ溶剤として、アクリル単量体を含有す
るウレタンプレポリマーを下記の方法を使用して調製し
た。
ポリオール テラサン(Terathane)−2000 468.41 テラサン−2900** 137.84 ジメチロールプロピオン酸 81.25 ジヒドロキシアセトン 37.50 n−ブチルアクリレート 313.85 抑制剤:トパノール(Topanol)0 0.63 触 媒:フェロ(Ferro)820 0.15 (錫を基材とする触媒) メソホロンジイソシアネート 525.00 * 分子量1978のポリテトラヒドロフランポリオール **分子量約2900のポリテトラヒドロフランポリオー
ル 上記原料を混合した後、NCO基含有量が5.20%に低下
するまで80℃で3時間加熱した。得られたプレポリマー
を56.38部のトリエチルアミンで中和しついで2777.9部
の水に分散させた。分散は60分で完了した。分散後、3
8.43部のヒドラジン1水和物を添加して連鎖の延長を行
わせ、ポリウレタン重合体を形成させた。
かく得られた分散体はpH7.63、ブルックフィールド粘
度21cps、固形分28%であった。
アクリル重合体はポリウレタン重合体の存在下で下記
の方法を使用して調製した。
2反応器に窒素雰囲気下、1134.34部のポリウレタ
ン分散体(n−ブチルアクリレートを含有)と310.87分
散体の追加分の水を装入した。この分散体に後記する原
料単量体の10%とイソアスコルビン酸の2%水溶液(ア
ンモニアで中和したもの)9部を添加した。反応器の温
度を75℃に上昇させ、この温度で原料単量体の残部を60
分間に亘って添加した。この原料単量体と一緒にイソア
スコルビン酸の2%水溶液(中和したもの)81部を75分
に亘って添加した。イソアスコルビン酸の添加が完了し
た後、反応媒体を1時間78℃に保持しついで冷却した。原料単量体 t−ブチルヒドロペルオキシド 1.50 メチルメタクリレート 201.30 ブチルメタクリレート 17.70 アリルメタクリレート 6.00 ジメチルエタノールアミン 0.30 かく得られた分散体はポリウレタン:アクリル重合体
の比が1:1であり、pH7.94、ブルックフィールド粘度15c
ps、固形分35%であった。
この分散体50部をアジピン酸ジヒドラジドの3.6%水
溶液(pH=8.5)1.85で処理した場合、かく得られた組
成物(本発明による被覆組成物)からガラス板上に形成
された被膜(フィルム)は、エタノール含浸布による往
復摩擦(以下、エタノール往復摩擦と称する)に対する
堅牢度(ethanoldouble−rubs resistance)が50往復か
ら200往復に増大しており、また、ケニッヒ硬度(Konig
hardness)が108秒から124秒に増大していた;上記の値
の内低い方の値はジヒドラジドを含有していない分散体
から形成させた被膜について同一の試験を同一条件下で
行って得られた値である。(往復摩擦試験により被膜の
耐溶剤性が評価される;この試験は溶剤を含浸させたぼ
ろ(布)で支持体が露出するまで被膜を摩擦することに
より行われ、その結果は支持体が露出するまでの往復摩
擦の回数で示される。) 実施例2 本実施例は連鎖−懸垂カルボニル官能基を有するポリ
ウレタン重合体と非ポリウレタン系−非ビニル系ビスヒ
ドラジン化合物を含有する、本発明の態様Xによる水性
自己架橋性被覆組成物の製造を例示する。
カルボニル官能性ジオールを下記の化合物の混合物か
ら調製した; ジエタノールアミン 37.24 ジアセトンアクリルアミド 60.00 N−メチルピロリドン 60.00 上記の混合物を窒素雰囲気中で85℃で7時間加熱して
下記の化合物: (HOCH2CH22NCH2CH2CONHC(CH32CH2COCH3 のN−メチルピロリドン(NMP)溶液を得、この溶液
を、冷却後、精製することなしにウレタンプレポリマー
の合成に使用した。
連鎖−懸垂カルボニル官能基を有するかつ溶剤として
のメチルプロキシトール(proxitol)アセテートとN−
メチルピロリドンを含有するウレタンプレポリマーを下
記の方法を使用して調製した。
ポリオール;テラサン2000 314.75 NMP中のカルボニル化合物 58.21 (上記で調製) メチルプロキシトールアセテート 127.80 イソホロンジイソシアネート 216.25 触媒:フェロ820(基材:錫) 0.14 ジメチロールプロピオン酸 33.00 上記のポリオール、カルボニル化合物、溶剤及びイソ
シアネートを混合し、触媒の半量を添加した。反応混合
物を77℃で1時間加熱しついでジメチロールプロピオン
酸と触媒の残部とを添加した。反応系をNCO基含有量が
4.17%に低下するまで92℃で少なくとも1時間加熱し
た。
かく得られたプレポリマーを24.93部のトリエチルア
ミンで中和しついで2.49部のトリエチルアミンと18.00
部のアンタロックス(Antarox)CO630(非イオン表面活
性剤)を929.57部の水に溶解させた溶液を収容している
反応器内に分散させた。ウレタンプレポリマーの分散に
1時間を要した。中和プレポリマー分散体と同時に、1
7.72部のヒドラジン1水和物の55.57部の水中の溶液を
反応器に添加して連鎖延長を行わせ、ポリウレタン重合
体を形成させた。
得られた分散体はpH8.85は、ブルックフィールド粘度
570cps、固形分35%であった。
このポリウレタン分散体100部をアジピン酸ジヒドラ
ジドの9.5%水溶液(pH=8.5)3.34部で処理した場合、
かく得られた組成物(本発明による組成物)からガラス
板上に形成させた被膜では、エタノール往復摩擦堅牢度
が17往復から少なくとも200往復に増大しておりケニッ
ヒ硬度が63秒から73秒に増大しており、また、100%モ
ジュラスが30.5N/mm2から35.6N/mm2に増大していた;上
記の値で低い方の値はジヒドラジドを含有していない分
散体から形成させた被膜について同一の試験を同一条件
下で行って得られた値である。
実施例3 本実施例は連鎖−懸垂ヒドラゾン官能基を有するポリ
ウレタン重合体と非ポリウレタン系−非ビニル系ジアル
デヒド化合物を含有する、本発明の態様Xによる水性自
己架橋性被覆組成物の製造を例示する。
ヒドラゾン官能性ジオールを下記の化合物から調製し
た; ジエタノールアミン 365.7 エチルアクリレート 383.6 ヒドラジン1水和物 182.7 アセトン 508.1 最初、ジエタノールアミンをエチルアクリレートと混
合し、混合物を40℃に加熱した;この温度で発熱反応が
生起し、反応混合物の温度は75℃に上昇した。この温度
を低下させた後、反応混合物を45℃で2時間保持した。
室温まで冷却した後、ヒドラジン1水和物を添加し、混
合物を5時間40℃に保持した。アセトンを室温で添加
し、混合物を4時間68℃に保持した。過剰のアセトンと
生成した水とエタノールを真空下、70℃で溜去した。残
留液体を室温で結晶化させて下記の化合物を得た: (HOCH2CH22NCH2CH2CONHNH=C(CH3 このヒドラゾン−官能性イゾールを更に精製することな
しにウレタンプレポリマーの合成に使用した。
連鎖−懸垂ヒドラゾン官能基を有するかつメチルプロ
キシトールアセテートとN−メチルピロリドンを溶剤と
して含有するウレタンプレポリマーを下記の方法により
調製した: ポリオール:テラサン2000 306.95 ヒドラゾン化合物(上記参照) 36.00 N−メチルピロリゾン 9.00 メチルプロキシトールアセテート 141.00 イソホロンジイソシアネート 224.05 触媒:フェロ820(基材:錫) 0.14 ジメチロールプロピオン酸 33.00 上記ポリオール、ヒドラゾン化合物、溶剤及びイソシ
アネートを混合しついで触媒の半量を添加した。反応混
合物を77℃で1時間加熱しついでジメチロールプロピオ
ン酸と触媒の残部を添加した。反応混合物をNCO基の含
有量が4.96%に低下するまで90℃で少なくとも1時間加
熱した。
かく得られたプレポリマーを24.92部のトリエチルア
ミンで中和した後、2.49部のトリエチルアミンと889.21
部の水とからなる溶液を含有する反応器内に分散させ
た。ウレタンプレポリマーの分散に1時間を要した。中
和プレポリマー分散体と同時に16.52部の水中の17.72部
のヒドラジン1水和物の溶液を反応器に供給して連鎖延
長を行わせ、ポリウレタン重合体を形成させた。
かく得られた分散体はpH8.0、ブルックフィールド粘
度160cps、固形分35%であった。
このポリウレタン分散体100部をグルタルジアルデヒ
ドの5%水溶液8.95部で処理した場合、かく得られた組
成物(本発明による組成物)からガラス板上に形成させ
た被膜では、エタノール往復摩擦堅牢度は130往復から
少なくとも200往復に増大しており、N−メチルピロリ
ドン往復摩擦堅牢度は80往復から少なくとも200往復に
増大しておりそして100%モジュラスは38.5N/mm2から4
1.9N/mm2に増大していた;上記の値の内、低い方の値は
ジアルデヒドを含有していない分散体から形成させた被
膜について同一の試験を同一の条件下で行って得られた
値である。
実施例4 本実施例は懸垂カルボニル官能基を有するポリウレタ
ン重合体、非ポリウレタン系−非ビニル系ビスヒドラジ
ン化合物及びアクリル共重合体を含有する、本発明の態
様Xによる水性自己架橋性被覆組成物の製造を例示す
る。
カルボニル官能性ジオールを下記の化合物の混合物か
ら調製した: ジエタノールアミン 37.24 ジアセトンアクリルアミド 60.00 N−メチルピロリドン 60.00 この混合物を窒素雰囲気中で85℃で7時間加熱して下
記の化合物; (HOCH2CH22NCH2CH2CONHC(CH32CH2COCH3 のN−メチルピロリドン(NMP)中の溶液を得、この溶
液を精製することなしにウレタンプレポリマーの合成に
使用した。
連鎖−懸垂カルボニル官能基を有するかつアクリル単
量体を溶剤として含有するウレタンプレポリマーを下記
の原料を使用して調製した: ポリオール;テラサン2000 232.68 カルボニル化合物のNMP溶液 62.06 (前記で調製) イソホロンジイソシアネート 182.29 N−ブチルアクリレート 96.28 抑制剤:イオノール(Ionol) 0.29 触媒:フェロ820(基材:錫) 0.11 ジメチロールプロピオン酸 26.39 上記のポリオール、カルボニル化合物及び抑制剤なら
びに溶剤、及びイソシアネートを混合しついで触媒の半
量を添加した。混合物を77℃で1時間加熱しついで触媒
の残部を添加した。反応混合物をNCO基の含有量が5.01
%に低下するまで86℃で少なくとも1時間加熱した。
かく得られたプレポリマーを19.39部のトリエチルア
ミンで中和しついで0.5部のトリエチルアミンと1301.55
部の水からなる溶液を含有する反応器内で分散させた。
ウレタンプレポリマーの分散に45分を要した。分散後、
25部の水中の17.06部のヒドラジン1水和物の溶液を添
加して連鎖延長を行わせ、ポリウレタン重合体を形成さ
せた。
かく得られた分散体はpH8.1、ブルックフィールド粘
度7.5cps、固形分25%であった。
アクリル重合体はポリウレタン重合体の存在下で下記
の方法を使用して調製した。
2反応器に窒素雰囲気下、700.00部のポリウレタン
分散体(前記で調製したもの)を装入しついで1.6部の
t−ブチルヒドロペルオキシドと0.03部のアンモニア
(12.5%)と242.22部の水の混合物を添加した。この分
散体にイソアスコルビン酸の1.0%水溶液(アンモニア
で中和)7.7部を添加した。反応器の温度を85℃に上昇
させた後、この温度で下記の原料単量体を90分に亘って
添加した。原料単量体と一緒にイソアスコルビン酸の1.
0%水溶液(中和)69.3部を100分間に亘って添加した。
イソアスコルビン酸の添加が完了した後、反応混合物を
30分間90℃に保持しついで冷却した。原料単量体 N−ブチルアクリレート 29.85 N−メチルメタクリレート 110.77 メチルメタクリレート 81.74 N,N−ジメチルエタノールアミン 0.26 得られた分散体はポリウレタン:アクリル重合体の比
が4:6であり、pH9.3、ブルックフィールド粘度16cps、
固形分34.3%であった。
この分散体100部をアジピン酸ジヒドラジドの5%水
溶液(pH=8.5)8.35部で処理した場合、得られた組成
物(本発明の組成物)から形成させた被膜では、100%
モジュラスが30.6N/mm2から35.6N/mm2に増大していた;
上記の値の内、低い方の値はジヒドラジドを含有してい
ない分散体から形成させた被膜について同一の試験を同
一の条件下で行って得られた値である。
実施例5 本実施例は連鎖−懸垂ヒドラジン官能基を有するポリ
ウレタン重合体と非ポリウレタン系−非ビニル系ジアル
デヒド化合物とを含有する、本発明の態様Xによる水性
自己架橋性被覆組成物の製造を例示する。
本実施例で使用するための活性水素含有連鎖延長剤化
合物は下記の方法で調製した。窒素雰囲気中、45℃で23
2.71部のエチルアクリレートを400.00部のイソホロンジ
アミンに撹拌しながら2.5時間に亘って添加した。エチ
ルアクリレートの全てを添加した後、温度を更に5時間
45℃に保持した。ついで温度を50℃に上昇させ、反応混
合物に116.35部のヒドラジン1水和物を30分間に亘って
添加した。ついで温度を65℃に上昇させそして5時間こ
の温度に保持した。かく得られた反応混合物は下記の化
合物: と1:1水/エタノール混合物とからなる溶液であり、こ
れを精製することなしに、ウレタン合成において連鎖延
長剤として使用した。
溶剤としてN−メチルピロリドンを含有するウレタン
プレポリマーを下記の化合物を使用して調製した。
ポリオール:テラサン2000 750.72 イソホロンジイソシアネート 383.28 ジメチロールプロピオン酸 66.00 N−メチルピロリドン 299.82 触媒:フェロ820(基材:錫) 0.18 上記ポリオール、ジイソシアネート、ジメチロールプ
ロピオン酸及びN−メチルピロリドンの半量を混合しつ
いで触媒の半量を添加した。反応混合物を90℃で1時間
加熱した後、触媒の残部を添加した。更に1時間90℃に
保持した後、N−メチルピロリドンの残部を添加した。
NCO含有量は4.75%に低下した。
得られたウレタンプレポリマーを49.80部のトリエチ
ルアミンで中和しついで反応器内に収容されている190
2.46部の水中の3.87部のトリエチルアミンの溶液中に分
散させた。ウレタンプレポリマーの分散に1.5時間を要
した。中和プレポリマー分散体と同時に、229.35部の連
鎖延長剤(前記で調製したもの)と271.22部の水とから
なる溶液を反応器に添加し、連鎖延長を行わせて連鎖懸
垂ヒドラジン基を有するポリウレタン重合体を形成させ
た。
かく得られた分散体はpHが10.0、ブルックフィールド
が粘度2.04cpsそして固形分が35%であった。
このポリウレタン分散体100部をグルタルジアルデヒ
ドの5%水溶液10.0部で処理した場合、得られた組成物
(本発明による組成物)からガラス板上に形成させた被
膜では、エタノール往復摩擦堅牢度は80往復から少なく
とも200往復に増大しており、また、100%モジュラスは
33.0N/mm2から39.4N/mm2に増大していた;上記の値の
内、低い方の値はジアルデヒドを含有していない分散体
から形成させた被膜について同一の試験を同一の条件下
で行って得られた値である。
実施例6 本実施例は連鎖−懸垂ヒドラゾン官能基を有するポリ
ウレタン重合体と非ポリウレタン系−非ビニル系ジアル
デヒド化合物を含有する、本発明の態様Xによる水性自
己架橋性被覆組成物の製造を例示する。
実施例5で使用したものと同一の活性水素含有連鎖延
長剤化合物を実施例5で述べた方法で調製した。
N−メチルピロリドンを溶剤として含有するウレタン
プレポリマーを下記の化合物を使用して調製した: ポリオール:UCN1818 750.72 イソホロンジイソシアネート 383.28 ジメチロールプロピオン酸 66.00 N−メチルピロリドン 299.82 触媒:フェロ820(基材:錫) 0.18 *分子量2029のポリエステルポリオール 上記ポリオール、ジイソシアネート、ジメチロールプ
ロピオン酸及びN−メチルピロリドンの半量を混合しつ
いで触媒の半量を添加した。反応混合物を90℃で1時間
加熱しついで触媒の残部を添加した。更に1時間90℃に
保持した後、N−メチルピロリドンの残部を添加した。
NCO基含有量は4.82%に低下した。かく得られたプレポ
リマーを49.80部のトリエチルアミンで中和しついで反
応器内の3.87部のトリエチルアミンと1902.46部の水か
らなる溶液中に分散させた。ウレタンプレポリマーの分
散に1.5時間を要した。中和プレポリマー分散体と同時
に231.62部の前記連鎖延長剤と271.22部の水からなる溶
液を添加して連鎖延長を行わせて、連鎖−懸垂ヒドラジ
ン基を有するポリウレタン重合体を形成させた。
かく得られた分散体はpH10.0、ブルックフィールド粘
度43.9、固形分35%であった。
このポリウレタン分散体100部をグルタルジアルデヒ
ドの5%水溶液10.0部で処理した場合、得られた組成物
(本発明による組成物)からガラス板上に形成させた被
膜では、エタノール往復摩擦堅牢度が100往復から少な
くとも200往復に増大しており、100%モジュラスは40.0
N/mm2から45.1N/mm2に増大していた;上記の値の内、低
い方の値はジアルデヒドを含有していない分散体から形
成させた被膜について同一の試験を同一の条件下で行っ
て得られた値である。
実施例7 本実施例は連鎖−懸垂ヒドラゾン官能基を有するポリ
ウレタン重合体と非ポリウレタン系−非ビニル系ジアル
デヒド化合物を含有する、本発明の態様Xによる水性自
己架橋性被覆組成物の製造を例示する。
本実施例では用されるヒドラゾン官能性ジオールは実
施例3で述べた方法に従って調製した。この化合物は下
記の構造を有する: (HOCH2CH22NCH2CH2CONHN=C(CH3 連鎖−懸垂ヒドラゾン官能基を有するかつ溶剤として
N−メチルピロリドンを有するウレタンプレポリマーを
下記の化合物を使用して調製した: ポリオール:ポリプロピレングリコール (分子量1962) 263.23 ヒドラゾン化合物(上記参照) 36.00 N−メチルピロリドン 66.49 イソホロンジイソシアネート 267.77 触媒:フェロ820(基材:錫) 0.18 ジメチロールプロピオン酸 33.00 上記のポリオール、ヒドラゾン化合物、溶剤及びジイ
ソシアネートを混合しついで触媒の半量を添加した。反
応混合物を79℃で1時間加熱しついでジメチロールプロ
ピオン酸と触媒の残部を添加した。反応混合物をNCO基
含有量は8.91%になるまで90℃で少なくとも1時間加熱
した。かく得られたプレポリマーを24.90部のトリエチ
ルアミンで中和しついで反応器に収容されている4.82部
のトリエチルアミンと1025.20部の水からなる溶液中に
分散させた。ウレタンプレポリマーの分散に45分を要し
た。中和プレポリマー分散体の添加後、30.71部の水中
の30.71部のヒドラジン1水和物の溶液を反応器に添加
して連鎖延長を行わせてヒドラゾン官能基を有するポリ
ウレタン重合体を形成させた。
かく得られた分散体はpH8.0、ブルックフィールド粘
度27cps、固形分33%であった。
このポリウレタン分散体100部をグルタルジアルデヒ
ドの5%水溶液9.05部で処理した場合、得られた組成物
(本発明による組成物)からガラス板上に形成させた被
膜は、エタノール往復摩擦堅牢度が8往復から150往復
に増大しており、ケニッヒ硬度が84秒から100秒に増大
しておりまた100%モジュラスは33.5N/mm2から41.6N/mm
2に増大していた;上記の値の内、低い方の値はジアル
デヒドを含有していない分散体から形成させた被膜につ
いて同一の試験を同一の条件下で行って得られた値であ
る。
実施例8 本実施例は連鎖懸垂カルボニル官能基を有するポリウ
レタン重合体及び非ポリウレタン系−非ビニル系ビスヒ
ドラジン化合物を含有する、本発明の態様Xによる水性
自己架橋性被覆組成物の製造を例示する。
本実施例で使用するカルボニル官能性ジオールは実施
例2で述べた方法に従って調製した。この化合物は下記
の構造を有する: (HOCH2CH22NCH2CH2CONHC(CH32CH2COCH3 連鎖懸垂カルボニル官能基を有するかつ溶剤としてN
−メチルピロリドン(NMP)を含有するウレタンプレポ
リマーは下記の化合物を使用して調製した: ポリオール:オキシフレックス (Oxyflex)s1063−120 253.49 カルボニル化合物(NMP中の61.8%溶液) (上記参照) 58.22 イソホロンジイソシアネート 277.51 N−メチルピロリドン 127.51 触媒:フェロ820(基材:錫) 0.18 ジメチロールプロピオン酸 33.00 *分子量910のポリエステルポリオール 上記のポリオール、カルボニル化合物、溶剤及びジイ
ソシアネートを混合しついで触媒の半量を添加した。反
応混合物を85℃で1時間加熱しついでジメチロールプロ
ピオン酸と触媒の残部とを添加した。反応混合物をNCO
基含有量は6.62%に低下するまで90℃で少なくとも2時
間加熱した。かく得られたプレポリマーを12.35部のト
リエチルアミンで中和しついで反応器内に収容されてい
る936.64部の水中の12.35部のトリエチルアミンの溶液
中に分散させた。ウレタンプレポリマーの分散に100分
を要した。(部分的に)中和したプレポリマー分散体と
共に56.48部の水中の28.71部のヒドラジン1水和物の溶
液を添加して連鎖延長を行わせて連鎖懸垂カルボニル基
を有するポリウレタン重合体を形成させた。
かく得られた分散体はpH8.5、ブルックフィールド粘
度85cps、固形分34.4%であった。
このポリウレタン分散体100部をアジピン酸ヒドラジ
ドの5.0%水溶液(pH=8.5)7.39部で処理した場合、得
られた組成物(本発明による組成物)からガラス板上に
形成させた被膜ではエタノール往復摩擦堅牢度が46往復
から少なくとも200往復に増大していた;上記の値の
内、低い方の値はジヒドラジドを含有していない分散体
から形成させた被膜について同一の試験を同一の条件下
で行って得られた値である。
実施例9 本実施例は懸垂カルボニル官能基を有するポリウレタ
ン重合体、非ポリウレタン系−非ビニル系ビスヒドラジ
ン化合物及び懸垂カルボニル官能基を有するアクリル共
重合体(本明細書中で定義されているごときビニル重合
体の例)を含有する、本発明の態様Zによる水性自己架
橋性被覆組成物の製造を例示する。
カルボニル官能基ジオールを下記の化合物の混合物か
ら調製した: ジエタノールアミン 37.24 ジアセトンアクリルアミド 60.00 N−メチルピロリドン 60.00 この混合物を窒素雰囲気下、85℃で7時間加熱して、
下記の化合物: (HOCH2CH22NCH2CH2CONHC(CH32CH2COCH3 のN−メチルピロリドン中の溶液を得、これを冷却後、
精製することなしにウレタンプレポリマーの合成に使用
した。
連鎖−懸垂カルボニル官能基を有するかつ溶剤として
アクリル単量体を含有するウレタンプレポリマーを下記
の原料を使用して調製した: ポリオール;テラサン2000 232.68 カルボニル化合物:NMP溶液 62.06 (前記参照) イソホロンジイソシアネート 182.29 N−ブチルアクリレート 96.28 抑制剤:イオノールCP 0.29 触媒:フェロ820(基材:錫) 0.11 ジメチロールプロピオン酸 26.39 上記のポリオール、カルボニル化合物及び抑制剤なら
びに溶剤及びイソシアネートを混合した後、触媒の半量
を添加した。反応混合物を77℃で1時間加熱しついでジ
メチロールプロピオン酸と触媒の残部とを添加した。つ
いで反応混合物をNCO基の含有量が5.01%に低下するま
で86℃で少なくとも1時間加熱した。
かく得られたプレポリマーを19.03部のトリエチルア
ミンで中和しついで0.5部のトリエチルアミンと1301.55
部の水からなる溶液を収容している反応器内で分散させ
た。ウレタンプレポリマーの分散に45分を要した。分散
後、25部の水中の17.06部のヒドラジン1水和物の溶液
を添加して連鎖延長を行わせ、ポリウレタン重合体を形
成させた。
かく得られた分散体はpH8.1、ブルックフィールド粘
度7.5cpsそして固形分25%であった。
懸垂カルボニル官能基を有するアクリル重合体はポリ
ウレタン重合体の存在下、下記の方法で調製した。
2反応器に窒素雰囲気下、700.00部のポリウレタン
分散体(前記の方法で調製したもの)を装入し、この分
散体に1.6部のt−ブチルヒドロペルオキシドと0.03部
のアンモニア(12.5%)と242.22部の水との混合物を添
加した。この分散体にイソアスコルビン酸の1.0%水溶
液(アンモニアで中和)7.7部を添加した。反応器の温
度を85℃に上昇させ、この温度で以下に示す原料単量体
を90分に亘って添加した。原料単量体と同時に、1.0%
イソアスコルビン酸水溶液(中和したもの)69.3部を10
0分間に亘って添加した。イソアスコルビン酸溶液の添
加が完了した後、反応混合物を30分間90℃に保持しつい
で冷却した。原料単量体 N−ブチルアクリレート 20.90 N−ブチルメタクリレート 74.61 メチルメタクリレート 52.97 ジアセトンアクリルアミド 8.21 N,N−ジメチルエタノールアミン 0.18 かく得られた分散体はポリウレタン:アクリル重合体
の比が4:6であり、pH9.4、ブルックフィールド粘度15.5
cpsそして固形分34.7%であった。
この分散体100部をアジピン酸ジヒドラジドの5%水
溶液(pH=8.5)18.54部で処理した場合、得られた組成
物(本発明による組成物)から形成された被覆では、10
0%モジュラスは30.1N/mm2から41.6N/mm2に増大してい
た;この値の内、低い方の値はジヒドラジドを含有して
いない分散体から形成させた被膜について同一の試験を
同一の条件下で行って得られた値である。
実施例10 本実施例は連鎖−懸垂カルボニル官能基を有するポリ
ウレタン重合体、非ポリウレタン系−非ビニル系ビスヒ
ドラジン化合物及び懸垂カルボニル官能基を有するアク
リル共重合体(ビニル重合体の例)を含有する、本発明
の態様Zによる水性自己架橋性被覆組成物の製造を例示
する。
カルボニル官能性ジオールは実施例9で述べた方法に
従って調製した。この化合物は下記の構造を有する: (HOCH2CH22NCH2CH2CONHC(CH32CH2COCH3 連鎖懸垂カルボニル官能基を有するかつ溶剤としてア
クリル単量体を含有するウレタンプレポリマーは下記の
化合物を使用して調製した: ポリオール:テラサン2000 776.03 カルボニル化合物 206.99 (61.84%NMP溶液) イソホロンジイソシアネート 607.98 溶剤:N−ブチルアクリルアミド 321.10 抑制剤:イオノールCP 0.20 触媒:フェロ820(基材:錫) 0.40 ジメチロールプロピオン酸 88.00 上記のポリオール、カルボニル化合物及び抑制剤並び
に溶剤及びジイソシアネートを混合しついで触媒の半量
を添加した。反応混合物を77℃で1時間加熱した後、ジ
メチロールプロピオン酸と触媒の残部を添加した。反応
混合物をNCO基含有量が5.01%に低下するまで86℃で1
時間加熱した。かく得られたプレポリマーを63.13部の
トリエチルアミンで中和しついで4340.93部の水中の3.3
3部のトリエチルアミンの溶液を含有している反応器内
で分散させた。ウレタンプレポリマーの分散に45分を要
した。分散後、83.38部の水中の57.23部のヒドラジン1
水和物の溶液を添加して連鎖延長を行わせて、連鎖懸垂
カルボニル基を有するポリウレタン重合を形成させた。
かく得られた分散体はpH8.1、ブルックフィールド粘
度7.5cpsそして固形分25%であった。
連鎖−懸垂カルボニル官能基を有するアクリル重合体
はポリウレタン重合体の存在下、下記の方法で調製し
た。
反応器に窒素雰囲気下、700.00部のポリウレタン分散
体(前記で調製したもの)を装入し、この分散体に3.43
部のアリルメタクリレート、207.22部の水及び0.82部の
アンモニア(12.5%)と1.60部のt−ブチルヒドロペル
オキシドとの混合物を添加した。かく得られた分散体に
イソアスコルビン酸の1.0%水溶液(アンモニアでpH7.5
に調整)7.78部を添加しついで反応器を85℃の反応温度
に加熱した。この温度に到達した後、第1の原料単量体
(後記参照)を60分間に亘って添加しついで第2の原料
単量体(後記参照)を30分間に亘って添加した。原料単
量体と同時に、イソアスコルビン酸の1.0%水溶液(中
和)70.04部を100分に亘って添加した。イソアスコルビ
ン酸溶液の添加が完了した後、反応媒体を更に30分間85
℃に保持しついで冷却した。第1原料単量体 n−ブチルアクリレート 19.02 n−ブチルメタクリレート 71.50 メチルメタクリレート 50.76 ジアセトンアクリルアミド 8.21 ヒドロキシエチルメタクリレート 8.21 N,N−ジメチルエタノールアミン 0.18 第2原料単量体 n−ブチルアクリレート 8.15 n−ブチルメタクリレート 30.64 メチルメタクリレート 21.75 ジアセトンアクリルアミド 2.05 ヒドロキシエチルメタクリレート 2.05 N,N−ジメチルエタノールアミン 0.08 かく得られた分散体はポリウレタン:アクリル重合体
の比が4:6でありそしてpH8.4、ブルックフィールド粘度
50.5、固形分35%であった。
この分散体100部をアジピン酸ジヒドラジドの5%水
溶液(pH=8.5)9.71部で処理した場合、得られた組成
物(本発明による組成物)からガラス板上に形成された
被膜では、エタノール往復摩擦堅牢度が55往復から少な
くとも200往復に増大しており、メチルエチルケトン(M
EK)往復摩擦堅牢度が142往復から少なくとも200往復に
増大しておりそしてケニッヒ硬度が88秒から106秒に増
大していた;上記の値の内、低い方の値はジヒドラジド
を含有していない分散体から形成させた被膜について同
一の試験を同一の条件下で行って得られた値である。
実施例11 本実施例は懸垂カルボニル官能基を有するアクリル重
合体は懸垂ヒドラジン官能基を有するポリウレタン重合
体とを含有する、本発明の態様Yによる水性自己架橋性
被覆組成物の製造を例示する。
カルボニル官能基アクリル重合体ラテックスは下記の
方法で調製した。撹拌機、還流コンデンサー、滴下濾斗
及び窒素導入管を備えた三つ口フラスコに1082.86部の
水、4.06部の炭化水素ナトリウム、3.66部の過硫酸ナト
リウム及び66.61部の30%乳化剤〔アキポサル(Akyposa
l)NLS〕溶液を添加した。この反応容器に下記の原料単
量体の10%を添加した。窒素雰囲気下、撹拌しながら、
反応容器の内容物の温度を87℃とした。この温度に到達
した後、上記と同一温度で原料単量体の残部を60分間で
添加した。原料単量体の添加が終了した後、温度を更に
1時間85℃に保持しついで室温に冷却した。原料単量体 ブチルアクリレート 263.90 メチルメタクリレート 450.93 メタクリル酸 48.74 ジアセトンアクリルアミド 48.74 30.5部のアンモニア(12.5%)を使用して、反応混合
物のpHを8.5に調整した。得られた重合体エマルジョン
の固形分は42%であった。
本実施例で使用したヒドラジン官能性ポリウレタン重
合体分散体は実施例5で調製した懸垂ヒドラジン基を有
するポリウレタン重合体の分散体と同一のものである。
本実施例の被覆組成物は前記のカルボニル官能性アク
リル重合体エマルジョンを78.63部の上記ヒドラジン官
能性ポリウレタン分散体と20.90部の水に添加すること
により調製した。最終ラテックスは35%の固形分を有し
ていた。
この組成物から形成させた被膜を一連の比較用組成物
C1、C2、C3及びC4から形成させた被膜と比較し、その結
果を後記の表に示した(全ての被膜は28ミクロンの厚さ
を有していた)。これらの比較用組成物の特徴を以下に
示す。
C1:この組成物は他の成分を何ら添加していない、実施
例11で使用したカルボニル官能性アクリル重合体のラテ
ックスである。
C2:この組成物はヒドラジン(又はヒドラゾン)官能基
もアルボニル官能基も有していないポリウレタン重合体
分散体であり、下記の方法に従ってN−メチルピロリド
ンを溶剤として使用して調製したものである: ポリオール:テラサン2000 750.72 イソホロンジイソシアネート 383.28 ジメチロールプロピオン酸 66.00 N−メチルピロリドン 299.82 触媒:フェロ820(基材:錫) 0.18 上記ポリオール、ジイソシアネート、ジメチロールプ
ロピオン酸及び半量のN−メチルピロリドンを混合した
後、触媒の半量を添加した。反応混合物を90℃で1時間
加熱した後、触媒の残部を添加した。更に1時間90℃に
保持した後、N−メチルピロリドンの残部を添加した。
NCO基の含有量は4.75%に低下していた。
かく得られたプレポリマーを49.80部のトリエチルア
ミンで中和しついで1818.15部の水中の3.87部のトリエ
チルアミンの溶液を含有する反応器内で分散させた。ウ
レタンプレポリマーの分散に1.5時間を要した。中和プ
レポリマー分散体と同時に132.49部の20%ヒドラジン溶
液を反応器を添加して連鎖延長を行わせ、ポリウレタン
重合体を形成させた。かく得られた分散体はpH8.1、ブ
ルックフィールド粘度3.12cps、固形分35%であった。
C3:この組成物は、他の成分を何ら添加していない、実
施例11で使用したヒドラジン官能性ポリウレタン重合体
の分散体である。
C4:この組成物は100.00部の組成物C1を78.63部の組成物
C2及び20.9部の水に添加することにより調製した組成物
(固形分20%)である;すなわち、この組成物C4はカル
ボニル官能性アクリル重合体と非官能性ポリウレタン重
合体とのブレンド品である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マルテイヌス・ペトルス・ヨセフ・ホツ ス オランダ国.5140・エイ・シイ・ワール ウイク.ピー・オー・ボツクス.123. スルイスウエグ.12.アイ・シイ・ア イ・レズインズ・ベスローテム・ベンノ ツトシヤツプ (56)参考文献 特開 平1−301761(JP,A) 特開 平1−301762(JP,A)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも1種のポリウレタン重合体を含
    有してなる水性分散体よりなる自己架橋性の水性被覆組
    成物であって、該組成物は自己架橋性反応を与えるよう
    に該組成物に存在させてヒドラジン(又はヒドラゾン)
    官能基とカルボニル官能基とを有し、前記の少なくとも
    1種のポリウレタン重合体は水性組成物からのフィルム
    形成中に及び/又はフィルム形成後にヒドラジン(又は
    ヒドラゾン)官能基とカルボニル官能基との反応からア
    ゾメチン形成を介して自己架橋性反応に関与する自己架
    橋性の水性被覆組成物。
  2. 【請求項2】前記の組成物は2種の型式のアゾメチル形
    成性官能基のうちの1種の連鎖懸垂基を担持する少なく
    とも1種のポリウレタン重合体を含有してなり、2種の
    型式はヒドラジン(又はヒドラゾン)官能基とカルボニ
    ル官能基とであり、該組成物はまたアゾメチン形成性官
    能基の別型式の官能基をも含有しており、これらの官能
    基は、少なくとも前記別型式の連鎖懸垂基を有する少な
    くとも1種のポリウレタン重合体、前記別型式の2個又
    はそれ以上の基を有する少なくとも1種の非ポリウレタ
    ン系、非ビニル系化合物、及び前記別型式の2個又はそ
    れ以上の基を有する少なくとも1種のウレタン低重合体
    の1種又はそれ以上に配置されている請求項1記載の組
    成物。
  3. 【請求項3】前記の組成物は、少なくとも1種のポリウ
    レタン重合体と少なくとも1種のビニル重合体とを含有
    してなり、かくして連鎖懸垂カルボニル官能基と連鎖懸
    垂ヒドラジン(又はヒドラゾン)官能基とが存在し、こ
    れらの官能基はポリウレタン重合体及びビニル重合体中
    に補完的に組合わされて水性組成物からのフィルム形成
    中に及び/又はフィルム形成後にアゾメチン形成を介し
    て自己架橋性の反応を与える請求項1記載の組成物。
  4. 【請求項4】前記の少なくとも1種のポリウレタン重合
    体は連鎖懸垂ヒドラジン(又はヒドラゾン)官能基を担
    持し、前記の少なくとも1種のビニル重合体は連鎖懸垂
    カルボニル官能基を担持する請求項3記載の組成物。
  5. 【請求項5】前記の組成物は少なくとも1種のポリウレ
    タン重合体と少なくとも1種のビニル重合体とを含有し
    てなり、 A.少なくとも1種のポリウレタン重合体と少なくとも1
    種のビニル重合体との両方が連鎖懸垂カルボニル官能基
    を担持しており、しかも該組成物は少なくとも2個のヒ
    ドラジン(又はヒドラゾン)官能基を有する少なくとも
    1種の非ポリウレタン系、非ビニル系ポリヒドラジン
    (又はポリヒドラゾン)化合物及び/又は少なくとも1
    種のウレタン低重合体を含有しているか、あるいは B.少なくとも1種のポリウレタン重合体と少なくとも1
    種のビニル重合体との両方が連鎖懸垂ヒドラジン(又は
    ヒドラゾン)官能基を担持しており、しかも該組成物は
    少なくとも2個のカルボニル官能基を有する少なくとも
    1種の非ポリウレタン系、非ビニル系ポリカルボニル化
    合物及び/又は少なくとも1種のウレタン低重合体を含
    有しているかの何れかであり; A中の前記カルボニル官能基と少なくとも1種のポリヒ
    ドラジン(又はポリヒドラゾン)化合物あるいはB中の
    前記ヒドラジン(又はヒドラゾン)官能基と少なくとも
    1種のポリカルボニル化合物は、水性組成物からのフィ
    ルム形成中に及び/又はフィルム形成後にアゾメチン形
    成を介してポリウレタン重合体とビニル重合体との両方
    が関与する自己架橋性の反応を提供する、請求項3又は
    4記載の組成物。
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