JP6168069B2 - 水性ポリウレタン樹脂分散体及びその使用 - Google Patents

水性ポリウレタン樹脂分散体及びその使用 Download PDF

Info

Publication number
JP6168069B2
JP6168069B2 JP2014554291A JP2014554291A JP6168069B2 JP 6168069 B2 JP6168069 B2 JP 6168069B2 JP 2014554291 A JP2014554291 A JP 2014554291A JP 2014554291 A JP2014554291 A JP 2014554291A JP 6168069 B2 JP6168069 B2 JP 6168069B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polyurethane resin
compound
resin dispersion
group
aqueous polyurethane
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2014554291A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2014103689A1 (ja
Inventor
山田 健史
健史 山田
文夫 足立
文夫 足立
昌弘 内貴
昌弘 内貴
裕輔 石原
裕輔 石原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ube Industries Ltd filed Critical Ube Industries Ltd
Publication of JPWO2014103689A1 publication Critical patent/JPWO2014103689A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6168069B2 publication Critical patent/JP6168069B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/10Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
    • C08G18/12Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step using two or more compounds having active hydrogen in the first polymerisation step
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D175/00Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D175/04Polyurethanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/0804Manufacture of polymers containing ionic or ionogenic groups
    • C08G18/0819Manufacture of polymers containing ionic or ionogenic groups containing anionic or anionogenic groups
    • C08G18/0823Manufacture of polymers containing ionic or ionogenic groups containing anionic or anionogenic groups containing carboxylate salt groups or groups forming them
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • C08G18/44Polycarbonates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/65Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/65Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
    • C08G18/66Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
    • C08G18/6633Compounds of group C08G18/42
    • C08G18/6659Compounds of group C08G18/42 with compounds of group C08G18/34
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D175/00Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D175/04Polyurethanes
    • C09D175/12Polyurethanes from compounds containing nitrogen and active hydrogen, the nitrogen atom not being part of an isocyanate group
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/02Emulsion paints including aerosols

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Description

本発明は、水系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に関する。また、本発明は、前記水性ポリウレタン樹脂分散体を含有するコーティング用組成物、塗料用組成物、及び前記ポリウレタン樹脂分散体を含む組成物をから製造されるポリウレタン樹脂フィルムに関する。
ポリカーボネートポリオールは、イソシアネート化合物との反応により、硬質フォーム、軟質フォーム、塗料、接着剤、合成皮革、インキバインダーなどに用いられるポリウレタン樹脂を製造するための原料となる有用な化合物である。
また、ポリカーボネートポリオールを原料とした水性ポリウレタン樹脂分散体を塗布して得られる塗膜は、耐光性、耐熱性、耐加水分解性、耐油性に優れることが知られている(特許文献1参照)。
柔軟性の高いフィルムを与える水性ポリウレタン樹脂分散体として、1分子中にアミノ基を合計で3つ以上有するポリアミン化合物を用い、ポリエーテルポリウレタン樹脂中に架橋構造を導入した組成物が報告されている(特許文献2参照)。
また、カルボキシル基と水酸基をそれぞれ1つずつ有する脂肪族炭化水素化合物から成る水性ポリエーテルポリウレタン樹脂について報告がある(特許文献3参照)。
特開平10−120757号公報 特表2001−521953号公報 特開2004−231813号公報
しかし、特許文献1に記載のようなポリカーボネートポリオールを原料とした水性ポリウレタン樹脂分散体は、ポリカーボネートポリオールの高い凝集力のため、ポリウレタン樹脂の水への分散性が低く、貯蔵安定性の高い水性ポリウレタン樹脂分散体を得ることが難しい。さらに、水性ポリウレタン樹脂分散体の乾燥後に得られるフィルムの柔軟性が乏しいといった問題点があった。このため、例えば、金属用塗料、各種プラスチック(フィルム)用オーバーコート剤、木工用塗料、印刷インキなどの各種コーティングや接着剤への使用において、“ウレタンらしい柔らかさ”が充分ではなかった。
また、特許文献2に記載のようなポリエーテルポリウレタン樹脂は、ソフトセグメントであるポリエーテル鎖により柔軟性を発現させているため、ポリエーテル特有の耐光性が悪いという問題があった。そこで、上記ポリエーテルポリウレタン樹脂の原料であるポリエーテルポリオールをポリカーボネートポリオールに置き換えた水性ポリウレタン樹脂分散体を製造してみたが、得られた水性ポリウレタン樹脂分散体は柔軟性が十分ではない(弾性率が高い)という問題点があることを見出した。
また、特許文献3に記載のような水性ポリエーテルポリウレタン樹脂は、ポリエーテル特有の耐光性が悪いという問題があった。そこで、上記水性ポリエーテルポリウレタン樹脂の原料であるポリエーテルポリオールをポリカーボネートポリオールに置き換えた水性ポリウレタン樹脂分散体を製造してみたが、得られた水性ポリウレタン樹脂分散体は貯蔵安定性が悪かったり、得られる水性ポリウレタン樹脂の分子量が十分大きくなく、十分な強度を持つポリウレタンフィルムを得ることができなかったりといった問題点があることを見出した。
本発明は、水系媒体中での貯蔵安定性が良好で、且つ、基材上に塗布して乾燥させた際に弾性率の低いポリウレタンフィルムを与える水性ポリウレタン樹脂分散体を得ることを課題とする。
本発明者らは、上記の問題点を克服し、水系媒体中での貯蔵安定性がよく、且つ、乾燥後に十分な柔軟性を有するフィルムを形成する水性ポリウレタン樹脂分散体を提供する事を目的とし、種々の検討を行った結果、(a)ポリカーボネートポリオール化合物、(b)ポリイソシアネート化合物、(c)酸性基含有ポリオール化合物、及び(d)1分子中に酸性基を1つと水酸基を1つ有する化合物を反応させて得られる(A)ポリウレタンプレポリマーと、(B)鎖延長剤とを反応させて得られるポリウレタン樹脂が、水系媒体中に分散されており、前記(B)鎖延長剤が、(B−1)1分子中にアミノ基及び/又はイミノ基を合計で3つ以上有するポリアミン化合物を含有する水性ポリウレタン樹脂分散体が有効であることを見い出し、本発明にいたった。
本発明は、具体的には、以下のとおりである。
[1] 少なくとも(a)ポリカーボネートポリオール化合物、(b)ポリイソシアネート化合物、(c)酸性基含有ポリオール化合物、及び(d)1分子中に酸性基を1つと水酸基を1つ有する化合物を反応させて得られる(A)ポリウレタンプレポリマーと、
(B)鎖延長剤とを反応させて得られるポリウレタン樹脂が、水系媒体中に分散されており、
前記(B)鎖延長剤が、(B−1)1分子中にアミノ基及び/又はイミノ基を合計で3つ以上有するポリアミン化合物を含有する、水性ポリウレタン樹脂分散体である。
[2] ポリウレタン樹脂中の架橋点密度が、0.2×10−4mol/g以上10×10−4mol/g以下である、前記[1]に記載の水性ポリウレタン樹脂分散体である。
[3] ポリウレタン樹脂中の(d)1分子中に酸性基を1つと水酸基を1つ有する化合物に由来する末端酸性基の濃度が、1.5×10−4mol/g以上10×10−4mol/g以下である、前記[1]又は[2]に記載の水性ポリウレタン樹脂分散体である。
[4] 前記(A)ポリウレタンプレポリマーが、必要に応じてさらに(d−2)末端停止剤を反応させて得られたものであり、ポリウレタン樹脂中の(d)1分子中に酸性基を1つと水酸基を1つ有する化合物及び(d−2)末端停止剤に由来する末端基の濃度が、3.0×10−4mol/g以上10×10−4mol/g以下である、前記[1]〜[3]のいずれか一つに記載の水性ポリウレタン樹脂分散体である。
[5] (d)1分子中に酸性基を1つと水酸基を1つ有する化合物が、炭素数6以上のヒドロキシカルボン酸である、前記[1]〜[4]のいずれか一つに記載の水性ポリウレタン樹脂分散体である。
[6] (A)ポリウレタンプレポリマーの酸価が、10mgKOH/g以上22mgKOH/g以下である、前記[1]〜[5]のいずれか一つに記載の水性ポリウレタン樹脂分散体である。
[7] (A)ポリウレタンプレポリマーの酸価が、14mgKOH/g以上19mgKOH/g以下である、前記[1]〜[6]のいずれか一つに記載の水性ポリウレタン樹脂分散体である。
[8] 前記[1]〜[7]のいずれか一つに記載の水性ポリウレタン樹脂分散体を含有する塗料用組成物である。
[9] 前記[1]〜[7]のいずれか一つに記載の水性ポリウレタン樹脂分散体を含有するコーティング用組成物である。
[10] 前記[1]〜[7]のいずれか一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フィルムである。
本発明の水性ポリウレタン樹脂分散体は、ポリウレタンの水中での貯蔵安定性に優れ、且つ、基材上に塗布して乾燥させた際に弾性率の低いポリウレタンフィルムを与える。
((a)ポリカーボネートポリオール化合物)
本発明で使用する(a)ポリカーボネートポリオール化合物(以下、「(a)」又は「ポリカーボネートポリオール」ということもある。)は、ポリオールとポリオールとをカーボネート結合させて得られるものであり、分子中にエステル結合やエーテル結合等を含有していてもよい。
前記ポリカーボネートポリオールの数平均分子量は、特に制限されないが、400〜8000であることが好ましい。前記数平均分子量が400以上であると、ソフトセグメントとしての性能に優れ、得られた水性ポリウレタン樹脂分散体を用いて塗膜を形成した場合に弾性率が適切に低くなる。前記数平均分子量が8000以下であると、(a)ポリカーボネートポリオール化合物と(b)イソシアネート化合物との反応性が向上し、ウレタンプレポリマーの製造工程に時間がかかることなく、反応が充分に進行する。その結果、(a)ポリカーボネートポリオール化合物の粘度が高くならず、取り扱いが容易であり、水性ポリウレタン樹脂分散体の貯蔵安定性が向上する。(a)ポリカーボネートポリオール化合物の数平均分子量は、400〜6000であることがより好ましく、より好ましくは、800〜4500であり、さらに好ましくは、1500〜3500である。1分子当りの水酸基数が2個のポリカーボネートジオールが好ましい。
本発明において、ポリカーボネートポリオールの数平均分子量(Mn)は、水酸基価から次式により求められる。
Mn=(56100×価数)/水酸基価
前記式中において、価数は1分子中の水酸基の数であり、水酸基価はJIS K 1557のB法に準拠して測定したものである。ポリカーボネートポリオールがポリカーボネートジオールの場合は価数が2となる。
前記(a)ポリカーボネートポリオール化合物は、1種以上のポリオールと、炭酸エステル及び/又はホスゲンとを反応させることにより得られる。製造が容易な点及び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。
前記ポリオールの例としては、特に制限されないが、例えば、脂肪族ポリオール、脂環構造を有するポリオール、芳香族ポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール等が挙げられる。
前記脂肪族ポリオールの例としては、特に制限されないが、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−1,9−ノナンジオール等の分岐鎖状脂肪族ジオール;1,1,1−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などが挙げられる。
前記脂環構造を有するポリオールの例としては、特に制限されないが、例えば、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等が挙げられる。
前記芳香族ポリオールの例としては、特に制限されないが、例えば、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が挙げられる。
前記ポリエステルポリオールの例としては、特に制限されないが、例えば、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等が挙げられる。
前記ポリエーテルポリオールの例としては、特に制限されないが、例えば、ポリエチレングリコールやポリプロピレングリコールやポリテトラメチレングリコール等のポリアルキレングリコール等が挙げられる。
前記ポリオールとしては、1分子当りの水酸基数が2個のジオールが好ましい。ジオールの中でも、得られるポリウレタンフィルムの弾性率が低くなる点から、脂肪族ジオールが好ましく、具体的には、1,6−ヘキサンジオール、又は、1,6−ヘキサンジオールと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、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオールから選択されるジオールとの組み合わせがより好ましい。
前記炭酸エステル化合物の例としては、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化合物、ジフェニルカーボネート等の芳香族炭酸エステル化合物、エチレンカーボネート等の環状炭酸エステル化合物等が挙げられる。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、前記ポリカーボネートポリオールの製造のしやすさから、脂肪族炭酸エステル化合物が好ましく、ジメチルカーボネートがより好ましい。
前記ポリオール及び炭酸エステル化合物からポリカーボネートポリオールを製造する方法としては、特に制限されないが、例えば、反応器中に炭酸エステル化合物とポリオールとを加え、温度160〜200℃、常圧で15〜25時間反応させた後、更に30mmHg程度の圧力において200〜220℃で10〜20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、炭酸エステル化合物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化合物を加えてもよい。また、上記反応において、チタンテトラブトキシド等の触媒を使用してもよい。
((a−2)その他のポリオール)
本発明の水性ポリウレタン樹脂分散体を得るにあたり、前記(a)ポリカーボネートポリオール化合物と、前記(c)酸性基含有ポリオール化合物以外のポリオール(以下、「(a−2)その他のポリオール」ということがある)を反応させることができる。
前記(a−2)その他のポリオールとしては、例えば、高分子量ジオールや低分子量ジオールを用いることができる。中でも、本発明の水性ポリウレタン樹脂分散体を用いて得られるポリウレタンフィルムの弾性率が低くなるという点から、高分子量ジオールが好ましい。
前記高分子量ジオールとしては、特に制限はないが、数平均分子量が8000を超えるポリカーボネートジオール、数平均分子量が400〜4000のポリエステルジオール、ポリエーテルジオール等を用いることができる。前記数平均分子量が8000を超えるポリカーボネートジオールの例としては、特に制限されないが、具体的にはポリテトラメチレンカーボネートジオール、ポリペンタメチレンカーボネートジオール、ポリへキサメチレンカーボネートジオール等の脂肪族ポリカーボネートジオール、ポリ1,4−キシリレンカーボネートジオール等の芳香族ポリカーボネートジオール、複数種の脂肪族ジオールと炭酸エステルとの反応生成物であるポリカーボネートジオール、脂肪族ジオールと芳香族ジオールと炭酸エステルとの反応生成物であるポリカーボネートジオール、脂肪族ジオールとダイマージオールと炭酸エステルとの反応生成物であるポリカーボネートジオール等の共重合ポリカーボネートジオールなどが挙げられる。前記脂肪族ジオールの例としては、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、3−メチル−1,5−ペンタンジオール等が挙げられる。前記芳香族ジオールの例としては、1,4−ベンゼンジメタノール、1,3−ベンゼンジメタノール、1,4−ジヒドロキシベンゼン等が挙げられる。前記ポリエステルジオールの例としては、特に制限されないが、具体的にはポリエチレンアジペートジオール、ポリブチレンアジペートジオール、ポリエチレンブチレンアジペートジオール、ポリへキサメチレンイソフタレートアジペートジオール、ポリエチレンサクシネートジオール、ポリブチレンサクシネートジオール、ポリエチレンセバケートジオール、ポリブチレンセバケートジオール、ポリ−ε−カプロラクトンジオール、ポリ(3−メチル−1,5−ペンチレンアジペート)ジオール、1,6−へキサンジオールとダイマー酸の重縮合物等が挙げられる。前記ポリエーテルジオールの例としては、特に制限されないが、具体的には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、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が挙げられる。更に、エーテル結合とエステル結合とを有するポリエーテルポリエステルポリオール等を用いてもよい。
前記低分子量ジオールとしては特に制限はないが、数平均分子量が60以上400未満のジオール、例えば、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、2−ブチル−2−エチル−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、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,9−ノナンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、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等の炭素数2〜9の脂肪族ジオール;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、1,4−ビス(ヒドロキシエチル)シクロヘキサン、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、2,5−ビス(ヒドロキシメチル)−1,4−ジオキサン等の炭素数6〜12の脂環式構造を有するジオールなどを挙げることができる。更に、前記低分子量ジオールと同等に、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなどの低分子量多価アルコールを用いてもよい。
前記(a−2)その他のポリオールは、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。
((b)ポリイソシアネート化合物)
本発明で使用できる(b)ポリイソシアネート化合物(以下、「(b)」又は「ポリイソシアネート」ということがある。)としては、特に制限されないが、芳香族ポリイソシアネート化合物、脂肪族ポリイソシアネート化合物、脂環式ポリイソシアネート化合物等が挙げられる。
芳香族ポリイソシアネート化合物の例として、具体的には、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が挙げられる。
脂肪族ポリイソシアネート化合物の例としては、具体的には、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、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が挙げられる。
脂環式ポリイソシアネート化合物の例としては、具体的には、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(H12−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が挙げられる。
これらのポリイソシアネート化合物は、1種のみを用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記ポリイソシアネート化合物は、1分子当たりイソシアナト基を2個有するジイソシアネート化合物であることが好ましいが、本発明におけるポリウレタン樹脂がゲル化をしない範囲で、トリフェニルメタントリイソシアネートのようなイソシアナト基を3個以上有するポリイソシアネートも使用することができる。
上記のポリイソシアネート化合物の中でも、得られる水性ポリウレタン樹脂分散体の貯蔵安定性が高くなる観点から、脂環構造を有する脂環式ポリイソシアネート化合物が好ましく、反応の制御が行いやすい、得られる塗膜の耐候性、耐光性が高いという点から、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(H12−MDI)がより好ましく、得られるポリウレタンフィルムの弾性率が低くなるという点から、イソホロンジイソシアネート(IPDI)がさらに好ましい。
((c)酸性基含有ポリオール化合物)
前記(c)酸性基含有ポリオール化合物(以下、「(c)」ということもある。)は、一分子中に2個以上の水酸基と、1個以上の酸性基を含有するものである。酸性基としては、カルボキシ基、スルホン酸基、リン酸基、フェノール性水酸基等が挙げられる。特に前記(c)酸性基含有ポリオール化合物としては、一分子中に2個の水酸基と1個のカルボキシ基を有する化合物を含有するものが好ましい。前記(c)酸性基含有ポリオール化合物は、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。
前記(c)酸性基含有ポリオール化合物の例としては、具体的には、2,2−ジメチロールプロピオン酸(DMPA)、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のアルカン酸(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。
本発明において、前記(a)ポリカーボネートポリオール化合物と、前記(c)酸性基含有ポリオール化合物との合計の水酸基当量数は、150〜2500であることが好ましい。前記水酸基当量数が150以上であると、水性ポリウレタン樹脂分散体を製造することが容易になり、乾燥後に得られるフィルムの柔軟性が向上する。前記水酸基当量数が2500以下であると、得られた水性ポリウレタン樹脂分散体の貯蔵安定性が向上する。
前記水酸基当量数としては、得られる水性ポリウレタン樹脂分散体の貯蔵安定性と乾燥後得られるフィルムの柔軟性の観点から、より好ましくは200〜2000、さらに好ましくは400〜1500、さらに好ましくは600〜1000である。
(a)ポリカーボネートポリオール化合物と(c)酸性基含有ポリオール化合物との合計の水酸基当量数は、以下の式(1)及び(2)で算出することができる。
各ポリオールの水酸基当量数=各ポリオールの分子量/各ポリオールの水酸基の数
・・・(1)
(a)ポリカーボネートポリオール化合物と(c)酸性基含有ポリオール化合物との合計の水酸基当量数=M/ポリオールの合計モル数・・・(2)
上記式(2)において、Mは、[〔式(1)で算出した(a)ポリカーボネートポリオール化合物の水酸基当量数×(a)ポリカーボネートポリオール化合物のモル数〕+〔式(1)で算出した(c)酸性基含有ポリオール化合物の水酸基当量数×(c)酸性基含有ポリオール化合物のモル数〕]を示す。
((d)1分子中に酸性基を1つと水酸基を1つ有する化合物)
本発明で使用できる(d)1分子中に酸性基を1つと水酸基を1つ有する化合物としては、特に制限されないが、酸性基としてカルボキシ基、スルホン酸基、リン酸基、フェノール性水酸基等、と水酸基を1分子中にそれぞれ1つずつ有する化合物が挙げられる。
(d)1分子中に酸性基を1つと水酸基を1つ有する化合物の例として、具体的には、グリコール酸(2−ヒドロキシ酢酸)、ヒドロキシピバル酸(HPA)、乳酸、3−ヒドロキシ酪酸、4−ヒドロキシ酪酸、10−ヒドロキシデカン酸、ヒドロキシピバル酸(2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロピオン酸)、12−ヒドロキシドデカン酸、16−ヒドロキシヘキサデカン酸、乳酸、トリクロロ乳酸、サリチル酸、ヒドロキシ安息香酸、1−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、3−ヒドロキシプロピオン酸、2−ヒドロキシオクタン酸、3―ヒドロキシウンデカン酸、12−ヒドロキシステアリン酸(12−HSA)、12−ヒドロキシオレイン酸などが挙げられる。これらの中で、好ましい例はグリコール酸、4−ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシピバル酸の他、2−ヒドロキシオクタン酸、10−ヒドロキシデカン酸、3―ヒドロキシウンデカン酸、12−ヒドロキシステアリン酸、12−ヒドロキシオレイン酸等の炭素数6以上のヒドロキシカルボン酸が好ましく、中でも、得られるポリウレタンフィルムの弾性率が低くなる点から、12−ヒドロキシステアリン酸が特に好ましい。
これらの(d)1分子中に酸性基を1つと水酸基を1つ有する化合物は、1種のみを用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
なお、1分子中に酸性基を2つ以上と水酸基を1つ有する化合物を用いると、得られる水性ポリウレタン樹脂分散体の貯蔵安定性が悪くなる場合がある。
また本発明では必要に応じて(d−2)末端停止剤を使用することができる。(d−2)末端停止剤としては、(d)1分子中に酸性基を1つと水酸基を1つ有する化合物以外の化合物であって、ポリウレタン樹脂末端のウレタン化反応や鎖延長反応を有効に停止するものであり、1分子中に、イソシアナト基と反応性を有する官能基である水酸基、アミノ基、イミノ基、メルカプト基などを合計1つ持つ化合物が挙げられ、具体例としては、たとえばn−ブチルアミン、ジ−n−ブチルアミンなどのモノアミン;エタノール、イソプロパノール、ブタノールなどの1価アルコールなどが挙げられ、これらの(d−2)末端停止剤は、単独でまたは2種以上を混合して用いられる。また、先に挙げた(d)1分子中に酸性基を1つと水酸基を1つ有する化合物と共に用いても良い。
(d)1分子中に酸性基を1つと水酸基を1つ有する化合物及び(d−2)末端停止剤の適切な使用量は、ウレタン樹脂中の(d)1分子中に酸性基を1つと水酸基を1つ有する化合物及び(d−2)末端停止剤に由来する末端基濃度が、1.5×10−4mol/g以上20×10−4mol/g以下になるように調整することが好ましい。20×10−4mol/g以下であると、水性ポリウレタン樹脂分散体を乾燥した際の製膜性が良く十分な強度を持つポリウレタンフィルムが得られる。1.5×10−4mol/g以上であると、得られるポリウレタンフィルムの弾性率が適切に低くなる。より好ましくは、2.0×10−4mol/g以上15×10−4mol/g以下であり、さらに好ましくは、3.0×10−4mol/g以上10×10−4mol/g以下である。
ウレタン樹脂中の(d)1分子中に酸性基を1つと水酸基を1つ有する化合物及び(d−2)末端停止剤に由来する末端基濃度は、以下の式で求めることができる。
(末端基濃度(mol/g))=[((d)1分子中に酸性基を1つと水酸基を1つ有する化合物のモル数)+((d−2)末端停止剤のモル数)]/(ウレタン樹脂固形分(g))
(d)1分子中に酸性基を1つと水酸基を1つ有する化合物に由来する末端酸性基濃度が、0.3×10−4mol/g以上20×10−4mol/g以下になるように使用することが好ましい。20×10−4mol/g以下であると、水性ポリウレタン樹脂分散体を乾燥した時にフィルムが適切に与えられる。0.3×10−4mol/g以上であると、得られるフィルムの柔軟性が高い。より好ましくは、0.5×10−4mol/g以上15×10−4mol/g以下であり、さらに好ましくは、1.5×10−4mol/g以上10×10−4mol/g以下である。
ウレタン樹脂中の(d)1分子中に酸性基を1つと水酸基を1つ有する化合物に由来する末端酸性基濃度は、以下の式で求めることができる。
((d)1分子中に酸性基を1つと水酸基を1つ有する化合物に由来する末端酸性基濃度(mol/g))=((d)1分子中に酸性基を1つと水酸基を1つ有する化合物のモル数)/(ウレタン樹脂固形分(g))
(鎖延長剤(B))
本発明における(B)鎖延長剤は、(B−1)1分子中にアミノ基及び/又はイミノ基を合計で3つ以上有するポリアミン化合物を少なくとも1種含むことが必要である。ポリウレタン樹脂中の架橋点密度は、0.2×10−4mol/g〜10×10−4mol/gであることが好ましい。任意成分として、前記(B)鎖延長剤は、(B−1)1分子中にアミノ基及び/又はイミノ基を合計で3つ以上有するポリアミン化合物以外の(B−2)その他の鎖延長剤を含んでもよいが、その場合は、ポリウレタン樹脂中の架橋点密度が0.2×10−4mol/g〜10×10−4mol/gの範囲に入る限りで(B−2)その他の鎖延長剤を含む必要がある。架橋点密度が0.5×10−4mol/g以上の場合、水性ポリウレタン樹脂分散体の貯蔵安定性が向上し、また水性ポリウレタン樹脂分散体を乾燥し、フィルムを得ることが容易になる。架橋点密度が10×10−4mol/g以下の場合、柔軟性が高い塗膜が得られる。
ウレタン樹脂中の架橋点密度は、以下の式で求めることができる。
(ウレタン樹脂中の架橋点密度(mol/g))={((B−1)1分子中にアミノ基及び/又はイミノ基を合計で3つ以上有するポリアミン化合物のモル数)×[(1分子中のアミノ基及び/又はイミノ基の数)−2]}/(ウレタン樹脂固形分(g))
前記(B)鎖延長剤中の(B−1)1分子中にアミノ基及び/又はイミノ基を合計で3つ以上有するポリアミン化合物の割合は、10〜100mol%であることが好ましく、20〜100mol%であることがより好ましく、40〜100mol%であることがさらに好ましい。
(B−1)1分子中にアミノ基及び/又はイミノ基を合計で3つ以上有するポリアミン化合物の例としては、特に制限されないが、例えば、ジエチレントリアミン(DETA)、ビス(2−アミノプロピル)アミン、ビス(3−アミノプロピル)アミン等のトリアミン化合物;トリエチレンテトラミン、トリプリピレンテトラミン、N−(ベンジル)トリエチレンテトラミン、N,N’’’−(ジベンジル)トリエチレンテトラミン、N−(ベンジル)−N’’’−(2−エチルヘキシル)トリエチレンテトラミン等のテトラミン化合物;テトラエチレンペンタミン、テトラプロピレンペンタミン等のペンタミン化合物;ペンタエチレンヘキサミン、ペンタプロピレンヘキサミン等のヘキサミン化合物;ポリエチレンイミン、ポリプロピレンイミン等のポリアミンなどが挙げられる。
これらの中でも、ポリウレタンプレポリマーとの反応性の観点から、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ビス(2−アミノプロピル)アミン、ビス(3−アミノプロピル)アミン、トリプロピレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、テトラプロピレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ペンタプロピレンヘキサミン等の2つのアミノ基と1つ以上のイミノ基を有するポリアミン又はその混合物が好ましい。
(B−1)1分子中にアミノ基及び/又はイミノ基を合計で3つ以上有するポリアミン化合物以外の(B−2)その他の鎖延長剤の例としては、特に制限されないが、例えば、ヒドラジン、エチレンジアミン、1,4−テトラメチレンジアミン、2−メチル−1,5−ペンタンジアミン、1,6−ヘキサメチレンジアミン、1,4−ヘキサメチレンジアミン、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、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、キシリレンジアミン、ピペラジン、2,5−ジメチルピペラジン等のジアミン化合物、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール等のポリオール化合物、水等が挙げられ、中でも好ましくは1級ジアミン化合物が挙げられる。これらは、単独で使用してもよいし、複数種を併用してもよい。
前記(B)鎖延長剤の添加量は、前記(A)ウレタンプレポリマー中の鎖延長起点となる残存イソシアナト基の当量以下であることが好ましく、より好ましくは残存イソシアナト基の0.7〜0.99当量である。残存イソシアナト基の当量を超えて鎖延長剤を添加すると、鎖延長されたウレタンポリマーの分子量が低下してしまう場合があり、得られた水性ポリウレタン樹脂分散体を使用して形成した塗膜の強度が低下する場合がある。
(ポリウレタンプレポリマー(A))
本発明で使用できる(A)ポリウレタンプレポリマーは、少なくとも、前記(a)ポリカーボネートポリオール化合物と、前記(b)ポリイソシアネート化合物と、前記(c)酸性基含有ポリオール化合物と、(d)1分子中に酸性基を1つと水酸基を1つ有する化合物とを反応させて得られるものである。前記(A)ポリウレタンプレポリマーは、(a−2)その他のポリオール、及び/又は、(d−2)末端停止剤を含んでもよい。
前記(A)ポリウレタンプレポリマーを得る場合において、(a)ポリカーボネートポリオール化合物、(b)ポリイソシアネート化合物、(c)酸性基含有ポリオール化合物、(d)1分子中に酸性基を1つと水酸基を1つ有する化合物、および(B)鎖延長剤、並びに場合により、(d−2)末端停止剤、(a−2)その他のポリオールとの全量を100重量部とした場合に、前記(a)ポリカーボネートポリオール化合物の割合は、好ましくは40〜90重量部、より好ましくは50〜85重量部、さらに好ましくは60〜80重量部である。前記(c)酸性基含有ポリオール化合物の割合は、好ましくは0.5〜10重量部、より好ましくは1〜5重量部である。前記(a−2)その他のポリオールの割合は、好ましくは0〜20重量部であり、より好ましくは0〜10重量部であり、さらに好ましくは0〜5重量部である。
前記(a)ポリカーボネートポリオール化合物の割合が40重量部以上の場合は、得られるポリウレタンフィルムの弾性率が適度に低くなり、90重量部以下の場合は、水性ポリウレタン樹脂分散体の貯蔵安定性が向上する。
前記(c)酸性基含有ポリオール化合物の割合が0.5重量部以上の場合は、得られる水性ポリウレタン樹脂の水系媒体中への分散性が良好であり、10重量部以下の場合は得られる水性ポリウレタン樹脂分散体を塗布して得た塗膜の耐水性が良好であり、また得られるフィルムの柔軟性が向上する。
前記(a−2)その他のポリオールの割合が多すぎると、得られるポリウレタン樹脂フィルムの耐候性、耐光性、耐加水分解性、耐薬品性が悪くなったりする場合がある。
前記(A)ポリウレタンプレポリマーを得る場合において、(a)ポリカーボネートポリオール化合物、(c)酸性基含有ポリオール化合物、(d)1分子中に酸性基を1つと水酸基を1つ有する化合物、必要に応じての(a−2)その他のポリオールからなる全ポリオール成分の全水酸基のモル数に対する、(b)ポリイソシアネート化合物のイソシアナト基のモル数の比は、1.05〜2.5が好ましい。前記全ポリオール成分の全水酸基のモル数が2.5以下の場合は、分子末端にイソシアナト基を有しない(A)ポリウレタンプレポリマーが少なくなり、鎖延長剤(B)と反応しない分子が少なくなるため、本発明の水性ポリウレタン樹脂分散体を乾燥後、フィルムが適切に得られる。また、全ポリオール成分の全水酸基のモル数が1.05以上の場合は、未反応の前記(b)ポリイソシアネート化合物が多量に反応系内に残ることがなく、前記鎖延長剤(B)と反応したり、水と反応して分子伸長を起こることが少ないため、本発明の水性ポリウレタン樹脂分散体の製造が容易になり、貯蔵安定性が向上する。また、得られるポリウレタンフィルムの弾性率が適切に低くなる。全ポリオール成分の全水酸基のモル数に対する、前記(b)ポリイソシアネート化合物のイソシアナト基のモル数の比は、より好ましくは1.1〜1.8、さらに好ましくは1.2〜1.6である。
前記(a)ポリカーボネートポリオール化合物と、前記(c)酸性基含有ポリオール化合物と、(b)ポリイソシアネート化合物と、(d)1分子中に酸性基を1つと水酸基を1つ有する化合物とを反応させて、前記(A)ポリウレタンプレポリマーを得る場合には、(a)、(c)、(d)を順不同で(b)と反応させてよい。
前記(A)ポリウレタンプレポリマーを得る反応の際には、触媒を用いることもできる。
前記触媒の例としては、特に制限はされないが、例えば、スズ(錫)系触媒(トリメチル錫ラウレート、ジブチル錫ジラウレート等)や鉛系触媒(オクチル酸鉛など)等の金属と有機及び無機酸の塩、並びに有機金属誘導体、アミン系触媒(トリエチルアミン、N−エチルモルホリン、トリエチレンジアミン等)、ジアザビシクロウンデセン系触媒等が挙げられる。中でも、反応性の観点から、ジブチル錫ジラウレートが好ましい。
前記ポリオール成分と前記ポリイソシアネートとを反応させる際の反応温度としては、特に制限はされないが、40〜150℃が好ましい。反応温度が低すぎると、原料が溶解しない場合があり、得られた(A)ポリウレタンプレポリマーの粘度が高くて充分に撹拌できない場合がある。反応温度が高すぎると、副反応が起こる等の不具合が発生する場合がある。反応温度として更に好ましくは60〜120℃である。
前記(a)ポリカーボネートポリオール化合物と、前記(c)酸性基含有ポリオール化合物と、前記(b)ポリイソシアネート化合物と、(d)1分子中に酸性基を1つと水酸基を1つ有する化合物との反応は、無溶媒でも有機溶媒を加えて行ってもよい。有機溶媒の例としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン、N−エチルピロリドン、酢酸エチル等が挙げられる。中でも、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチルは、ポリウレタンプレポリマーを水に分散及び鎖伸長反応後に加熱減圧により除去できるので好ましい。また、N−メチルピロリドン、N−エチルピロリドンは、得られた水性ポリウレタン樹脂分散体から塗膜を作製する際に造膜助剤として働くため好ましい。有機溶媒の添加量は、(a)ポリカーボネートポリオール化合物と、前記(c)酸性基含有ポリオール化合物と、前記(b)ポリイソシアネート化合物と、(d)1分子中に酸性基を1つと水酸基を1つ有する化合物の全量に対して重量基準で、好ましくは0.1〜2.0倍であり、より好ましくは0.15〜0.8倍である。
本発明において、(A)ポリウレタンプレポリマーの酸価(AV)は、8〜30mgKOH/gが好ましく、より好ましくは、10〜22mgKOH/gであり、さらに好ましくは14〜19mgKOH/gである。(A)ポリウレタンプレポリマーの酸価が8KOH/g以上の場合は、水系媒体への分散性が良好である。また、(A)ポリウレタンプレポリマーの酸価が30mgKOH/g以下の場合は、得られるポリウレタン樹脂の塗膜の耐水性が向上し、また得られるフィルムの柔軟性が向上する。
なお、本発明において、「(A)ポリウレタンプレポリマーの酸価」とは、(A)ポリウレタンプレポリマーを製造するにあたって用いられる溶媒及び前記(A)ポリウレタンプレポリマーを水系媒体中に分散させるための中和剤を除いたいわゆる固形分中の酸価である。
具体的には、(A)ポリウレタンプレポリマーの酸価は、下記式(3)によって導き出すことができる。
〔(A)ポリウレタンプレポリマーの酸価(mgKOH/g)〕=〔((b)酸性基含有ポリオール化合物のミリモル数)+((d)1分子中に酸性基を1つと水酸基を1つ有する化合物のミリモル数)〕×56.11/〔(a)ポリカーボネートポリオール化合物、(c)酸性基含有ポリオール化合物、(b)ポリイソシアネート化合物、及び(d)1分子中に酸性基を1つと水酸基を1つ有する化合物の合計の重量〕・・・(3)
(ポリウレタン樹脂)
本発明において、前記(a)ポリカーボネートポリオール化合物と、前記(c)酸性基含有ポリオール化合物と、前記(b)ポリイソシアネート化合物と(d)1分子中に酸性基を1つと水酸基を1つ有する化合物と前記(B)鎖延長剤とを一度に反応させてワンショット法によりポリウレタン樹脂を得てもよいし、前記(a)ポリカーボネートポリオール化合物と、前記(c)酸性基含有ポリオール化合物と、前記(b)ポリイソシアネート化合物と(d)1分子中に酸性基を1つと水酸基を1つ有する化合物とを反応させて(A)ポリウレタンプレポリマーを製造し、前記(A)ポリウレタンプレポリマーと前記(B)鎖延長剤とを反応させてプレポリマー法によりポリウレタン樹脂を得てもよい。
前記(A)ポリウレタンプレポリマーと前記(B)鎖延長剤とを反応させてポリウレタン樹脂を得る場合には、前記(A)ポリウレタンプレポリマーと前記(B)鎖延長剤との反応の温度は、例えば0〜80℃、好ましくは0〜60℃である。
(水系媒体)
本発明においては、ポリウレタン樹脂は水系媒体中に分散されている。前記水系媒体としては、水や、水と親水性有機溶媒との混合媒体などが挙げられる。
前記水としては、例えば、上水、イオン交換水、蒸留水、超純水等が挙げられる。中でも入手の容易さや塩の影響で粒子が不安定になること等を考慮して、イオン交換水を用いることが好ましい。
前記親水性有機溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール等の低級1価アルコール;エチレングリコール、グリセリン等の多価アルコール;N−メチルモルホリン、ジメチルスルホキサイド、ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン、N−エチルピロリドン等の非プロトン性の親水性有機溶媒等が挙げられる。
前記水系媒体中の前記親水性有機溶媒の量としては、0〜20重量%が好ましい。
(水性ポリウレタン樹脂分散体)
次に、水性ポリウレタン樹脂分散体の製造方法について説明する。
本発明の水性ポリウレタン樹脂分散体の製造方法は、前記(a)ポリカーボネートポリオール化合物と、前記(c)酸性基含有ポリオール化合物と、前記(b)ポリイソシアネート化合物と(d)1分子中に酸性基を1つと水酸基を1つ有する化合物とを反応させて(A)ポリウレタンプレポリマーを得る工程(α)と、前記(A)ポリウレタンプレポリマーの酸性基を中和する工程(β)と、前記(A)ポリウレタンプレポリマーを水系媒体中に分散させる工程(γ)と、前記(A)ポリウレタンプレポリマーと、前記(A)ポリウレタンプレポリマーのイソシアネート基と反応性を有する(B)鎖延長剤とを反応させる工程(δ)とを含む。
(A)ポリウレタンプレポリマーを得る工程(α)は、不活性ガス雰囲気下で行ってもよいし、大気雰囲気下で行ってもよい。工程(α)の好ましい条件は、前記(A)ポリウレタンプレポリマーを得る方法と実質的に同一であるので、同一内容については記載を割愛する。
また、前記(A)ポリウレタンプレポリマーの酸性基を中和する工程(β)において使用できる中和剤としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリイソプロピルアミン、トリブチルアミン、トリエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、N−フェニルジエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、N−メチルモルホリン、ピリジン等の有機アミン類;水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の無機アルカリ塩類、アンモニア等が挙げられる。中でも、好ましくは有機アミン類を用いることができ、より好ましくは3級アミンを用いることができ、最も好ましくはトリエチルアミンを用いることができる。
ここで、(A)ポリウレタンプレポリマーの酸性基とは、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、フェノール性水酸基等をいう。
前記(A)ポリウレタンプレポリマーを水系媒体中に分散させる工程(γ)において、水系媒体中にポリウレタンプレポリマーを分散させる方法としては、特に限定されないが、例えば、ホモミキサーやホモジナイザー等によって攪拌されている水系媒体中に、(A)ポリウレタンプレポリマーを添加する方法、ホモミキサーやホモジナイザー等によって攪拌されている(A)ポリウレタンプレポリマーに水系媒体を添加する方法等がある。
前記(A)ポリウレタンプレポリマーと、前記(A)ポリウレタンプレポリマーのイソシアネート基と反応性を有する(B)鎖延長剤とを反応させる工程(δ)において、前記工程(δ)は冷却下でゆっくりと行ってもよく、また場合によっては60℃以下の加熱条件下で反応を促進して行ってもよい。冷却下における反応時間は、0.5〜24時間程度であり、60℃以下の加熱条件下における反応時間は、0.1〜6時間程度である。
本発明の製造方法において、前記(A)ポリウレタンプレポリマーの酸性基を中和する工程(β)と、前記(A)ポリウレタンプレポリマーを水系媒体中に分散させる工程(γ)とは、どちらを先に行ってもよいし、同時に行うこともできる。
また、前記(A)ポリウレタンプレポリマーを水系媒体中に分散させる工程(γ)と、前記(A)ポリウレタンプレポリマーと(B)鎖延長剤とを反応させる工程(δ)は同時に行ってもよい。
さらに、前記(A)ポリウレタンプレポリマーの酸性基を中和する工程(β)と、前記(A)ポリウレタンプレポリマーを水系媒体中に分散させる工程(γ)と、前記(A)ポリウレタンプレポリマーと(B)鎖延長剤とを反応させる工程(δ)は同時に行ってもよい。
水性ポリウレタン樹脂分散体中のポリウレタン樹脂の割合は、5〜60重量%が好ましく、より好ましくは15〜50重量%である。
本発明の水性ポリウレタン樹脂分散体中の水性ポリウレタン樹脂の重量平均分子量は、通常25000〜10000000程度である。より好ましくは、50000〜5000000であり、さらに好ましくは、100000〜1000000である。重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定したものであり、予め作成した標準ポリスチレンの検量線から求めた換算値を使用することができる。この範囲より、重量平均分子量が小さい場合、水性ウレタン樹脂分散体の乾燥により、フィルムが得られない場合がある。より大きい場合は、水性ウレタン樹脂分散体の乾燥性が低下する場合がある。
また、本発明の水性ポリウレタン樹脂分散体には、必要に応じて、増粘剤、光増感剤、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、沈降防止剤等の添加剤を添加することもできる。前記添加剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(塗料用組成物)
本発明の塗料用組成物は、前記水性ポリウレタン樹脂分散体を含有する塗料用組成物である。
本発明の塗料用組成物には、前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。前記他の樹脂としては、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、アルキド樹脂等が挙げられる。これらは単独で、もしくは2種以上組み合わせて使用することができる。
また、前記他の樹脂は、一種以上の親水性基を有することが好ましい。前記親水性基としては、水酸基、カルボキシ基、スルホン酸基、ポリエチレンオキシド基等が挙げられる。
前記その他の樹脂としては、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。
また、前記ポリエステル樹脂及び前記アクリル樹脂が水酸基を有する場合には、樹脂中の一部又は全部の水酸基とポリイソシアネート化合物とをウレタン反応させることにより、これらの樹脂を伸長させ高分子量化した、いわゆるウレタン変性ポリエステル樹脂またはウレタン変性アクリル樹脂を併用してもよい。
前記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またはエステル交換反応によって製造することができる。
前記酸成分としては、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。
前記ポリエステル樹脂の水酸基価は、10〜300mgKOH/g程度が好ましく、50〜250mgKOH/g程度がより好ましく、80〜180mgKOH/g程度がさらに好ましい。前記ポリエステル樹脂の酸価は、1〜200mgKOH/g程度が好ましく、15〜100mgKOH/g程度がより好ましく、25〜60mgKOH/g程度がさらに好ましい。
前記ポリエステル樹脂の重量平均分子量は、500〜50,000が好ましく、1,000〜30,000がより好ましく、1,500〜20,000がさらに好ましい。
前記アクリル樹脂としては、水酸基含有アクリル樹脂が好ましい。前記水酸基含有アクリル樹脂は、水酸基含有重合性不飽和モノマーおよび該水酸基含有重合性不飽和モノマーと共重合可能な他の重合性不飽和モノマーとを、例えば、有機溶媒中での溶液重合法、水中でのエマルション重合法等の既知の方法によって共重合させることにより製造できる。
前記水酸基含有重合性不飽和モノマーは、1分子中に水酸基および重合性不飽和結合をそれぞれ1個以上有する化合物である。例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸と炭素数2〜8の2価アルコールとのモノエステル化物;これらのモノエステル化物のε−カプロラクトン変性体;N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド;アリルアルコール;分子末端が水酸基であるポリオキシエチレン鎖を有する(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
前記水酸基含有アクリル樹脂は、カチオン性官能基を有することが好ましい。
カチオン性官能基を有する水酸基含有アクリル樹脂については、例えば、前記重合性不飽和モノマーの一種として、3級アミノ基、4級アンモニウム塩基等のカチオン性官能基を有する重合性不飽和モノマーを用いることにより製造できる。
前記水酸基含有アクリル樹脂の水酸基価は、貯蔵安定性や得られる塗膜の耐水性等の観点から、1〜200mgKOH/g程度が好ましく、2〜100mgKOH/g程度がより好ましく、3〜60mgKOH/g程度がさらに好ましい。
また、水酸基含有アクリル樹脂がカルボキシル基等の酸基を有する場合、該水酸基含有アクリル樹脂の酸価は、得られる塗膜の耐水性等の観点から、1〜200mgKOH/g程度が好ましく、2〜150mgKOH/g程度がより好ましく、5〜100mgKOH/g程度がさらに好ましい。
前記水酸基含有アクリル樹脂の重量平均分子量は、1,000〜200,000が好ましく、2,000〜100,000がより好ましく、さらに好ましくは3,000〜50,000の範囲内であることが好適である。
前記ポリエーテル樹脂としては、エーテル結合を有する重合体または共重合体が挙げられ、例えばポリオキシエチレン系ポリエーテル、ポリオキシプロピレン系ポリエーテル、ポリオキシブチレン系ポリエーテル、ビスフェノールA又はビスフェノールF等の芳香族ポリヒドロキシ化合物から誘導されるポリエーテル等が挙げられる。
前記ポリカーボネート樹脂としては、ビスフェノール化合物から製造された重合体が挙げられ、例えばビスフェノールA・ポリカーボネート等が挙げられる。
前記ポリウレタン樹脂としては、アクリル、ポリエステル、ポリエーテル、ポリカーボネート等の各種ポリオール成分とポリイソシアネート化合物との反応によって得られるウレタン結合を有する樹脂が挙げられる。
前記エポキシ樹脂としては、ビスフェノール化合物とエピクロルヒドリンの反応によって得られる樹脂等が挙げられる。ビスフェノールとしては、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールFが挙げられる。
前記アルキド樹脂としては、フタル酸、テレフタル酸、コハク酸等の多塩基酸と多価アルコールに、さらに油脂・油脂脂肪酸(大豆油、アマニ油、ヤシ油、ステアリン酸等)、天然樹脂(ロジン、コハク等)等の変性剤を反応させて得られたアルキド樹脂が挙げられる。
本発明の塗料用組成物には、硬化剤を含有させることにより、前記塗料組成物を用いた塗膜又は複層塗膜の耐水性等を向上させることができる。
前記硬化剤としては、例えば、アミノ樹脂、ポリイソシアネート化合物、ブロック化ポリイソシアネート化合物、メラミン樹脂、カルボジイミド等を用いることできる。前記硬化剤は、一種のみを用いてもよいし、複数種を併用してもよい。
前記アミノ樹脂としては、例えば、アミノ成分とアルデヒド成分との反応によって得られる部分もしくは完全メチロール化アミノ樹脂が挙げられる。前記アミノ成分としては、例えば、メラミン、尿素、ベンゾグアナミン、アセトグアナミン、ステログアナミン、スピログアナミン、ジシアンジアミド等が挙げられる。アルデヒド成分としては、例えば、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンツアルデヒド等が挙げられる。
前記ポリイソシアネート化合物としては、例えば、1分子中に2個以上のイソシアネート基を有する化合物が挙げられ、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等が挙げられる。
前記ブロック化ポリイソシアネート化合物としては、前述のポリイソシアネート化合物のポリイソシアネート基にブロック剤を付加することによって得られるものが挙げられ、ブロック剤としては、フェノール、クレゾール等のフェノール系、メタノール、エタノール等の脂肪族アルコール系等のブロック剤が挙げられる。
前記メラミン樹脂としては、例えば、ジメチロールメラミン、トリメチロールメラミン等のメチロールメラミン;これらのメチロールメラミンのアルキルエーテル化物又は縮合物;メチロールメラミンのアルキルエーテル化物の縮合物等を挙げることができる。
本発明の塗料用組成物には、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。
前記着色顔料としては、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。これらは単独でまたは二種以上を併用して使用できる。特に、着色顔料として、酸化チタンおよび/またはカーボンブラックを使用することが好ましい。
前記体質顔料としては、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、アルミナホワイト等が挙げられる。これらは単独でまたは二種以上を併用して使用できる。特に、体質顔料として、硫酸バリウムおよび/また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。
前記光輝性顔料は、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等を使用することができる。
本発明の塗料用組成物には、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塗料用添加剤を単独でもしくは2種以上組み合わせて含有することができる。
本発明の塗料用組成物の製造方法は、特に限定されず、公知の製造方法を用いることができる。一般的には、塗料用組成物は、前記水性ポリウレタン樹脂分散体と上述した各種添加剤を混合し、水系媒体を添加し、塗装方法に応じた粘度に調整することにより製造される。
塗料組成物の被塗装材質としては、金属、プラスチック、無機物、木材等が挙げられる。
塗料組成物の塗装方法としては、ベル塗装、スプレー塗装、ロール塗装、シャワー塗装、浸漬塗装等が挙げられる。
(コーティング用組成物)
本発明のコーティング用組成物としては、前記水性ポリウレタン樹脂分散体をそのまま用いてもよいし、前記水性ポリウレタン樹脂分散体に各種添加剤を添加してもよい。
前記添加剤としては、可塑剤、消泡剤、レベリング剤、防かび剤、防錆剤、つや消し剤、難燃剤、粘着性付与剤、揺変剤、滑剤、帯電防止剤、減粘剤、増粘剤、希釈剤、顔料、染料、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、充填剤等が挙げられる。
本発明のコーティング用組成物は、金属、セラミック、合成樹脂、不織布、織布、編布、紙等の種々の基材にコーティングすることができる。
(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を含む組成物を塗布、乾燥することによって製造される。水性ポリウレタン樹脂分散体を含む組成物には、前記水性ポリウレタン樹脂分散体をそのまま用いてもよいし、前記水性ポリウレタン樹脂分散体に各種添加剤を添加してもよい。
前記添加剤としては、可塑剤、消泡剤、レベリング剤、防かび剤、防錆剤、つや消し剤、難燃剤、粘着性付与剤、揺変剤、滑剤、帯電防止剤、減粘剤、増粘剤、希釈剤、顔料、染料、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、充填剤等が挙げられる。
前記ポリウレタン樹脂フィルムの製造方法は、特に制限されないが、例えば、離型性基材上に、上述した水性ポリウレタン樹脂分散体を各種塗布装置を用いて塗布した後、乾燥させ、前記離型性基材と前記ポリウレタン樹脂フィルムとを剥離する方法が挙げられる。
前記剥離性基材は、特に制限されないが、例えば、ガラス基材、ポリエチレンテレフタレートやポリテトラフルオロエチレン等のプラスチック基材、金属基材等が挙げられる。前記各基材は、その表面を剥離剤処理されていてもよい。
前記塗布装置は、特に制限されないが、例えば、バーコーター、ロールコーター、グラビアロールコーター、エアスプレー等が挙げられる。
本発明のポリウレタン樹脂フィルムの厚さは、特に制限されないが、0.01〜0.5mmが好ましい。
次に、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、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
[合成例1]
精留塔、攪拌機、温度計、窒素導入管を備えた10000mlのガラス製丸底フラスコに、ジメチルカーボネート3870g(43.0mol)、1,6−ヘキサンジオール1852g(15.7mol)、1,5−ペンタンジオール1840g(17.7mol)、チタンテトラブトキシド0.10gを仕込み、常圧、攪拌下、窒素気流中でメタノールとジメチルカーボネートの混合物を留去しながら、エステル交換反応を20時間行った。この間、反応温度は95℃から200℃まで徐々に昇温させ、留出物の組成はメタノールとジメチルカーボネートの共沸組成ないしはその近傍となるように調節した。
この後徐々に30mmHgまで減圧し、攪拌下、メタノールとジメチルカーボネートの混合物を留去しながら、180℃でエステル交換反応をさらに15時間行った。反応終了後(メタノールとジメチルカーボネートの留去終了後)、反応液を室温まで冷却し、ポリカーボネートジオール(PCD−1)4220gを得た。
得られたポリカーボネートジオールの数平均分子量は1983であり、水酸基価は56.6mgKOH/gであった。また、得られたポリカーボネートジオールをアルカリ加水分解したところ、1,5−ペンタンジオール:1,6−ヘキサンジオール=1:1(モル比)であることが分かった。
[実施例1]
攪拌機および加熱器を備えた反応装置で、合成例1で得られたポリカーボネートジオール(PCD−1)153gと、2,2−ジメチロールプロピオン酸(DMPA)2.5gと、イソホロンジイソシアネート(IPDI)39.4gとを、N−メチルピロリドン87.0g中、ジブチル錫ジラウリレート0.2g存在下、窒素雰囲気下で、80−90℃で3時間加熱した。その後、ヒドロキシピバル酸(HPA)5.3gを加え、90℃で4時間加熱した。ウレタン化反応終了時のNCO基含量は、2.04重量%であった。反応混合物を80℃まで冷却し、これにトリエチルアミン6.4gを添加・混合した。反応混合物263gを強攪拌下のもと水347gの中に加えた。ついで、35重量%のジエチレントリアミン(DETA)水溶液7.8gを鎖延長剤(C.E.)として加えて、水性ポリウレタン樹脂分散体を得た。
得られた水性ポリウレタン樹脂分散体の分子量を測定したところ、重量平均分子量(Mw)は、10万以上であった。
[実施例2]
攪拌機および加熱器を備えた反応装置で、合成例1で得られたポリカーボネートジオール(PCD−1)311gと、2,2−ジメチロールプロピオン酸(DMPA)11.1gと、イソホロンジイソシアネート(IPDI)96.6gとを、N−メチルピロリドン138g中、ジブチル錫ジラウリレート0.3g存在下、窒素雰囲気下で、80−90℃で3時間加熱した。その後、ヒドロキシピバル酸(HPA)6.4gと1−ブタノール(BuOH)3.9gを加え、90℃で4時間加熱した。ウレタン化反応終了時のNCO基含量は、2.48重量%であった。反応混合物を80℃まで冷却し、これにトリエチルアミン15.1gを添加・混合した。反応混合物552gを強攪拌下のもと水798gの中に加えた。ついで、35重量%のジエチレントリアミン(DETA)水溶液20.0gを鎖延長剤(C.E.)として加えて、水性ポリウレタン樹脂分散体を得た。
得られた水性ポリウレタン樹脂分散体の分子量を測定したところ、重量平均分子量(Mw)は、10万以上であった。
[実施例3]
攪拌機および加熱器を備えた反応装置で、合成例1で得られたポリカーボネートジオール(PCD−1)310gと、2,2−ジメチロールプロピオン酸(DMPA)8.3gと、イソホロンジイソシアネート(IPDI)90.2gとを、N−メチルピロリドン134g中、ジブチル錫ジラウリレート0.3g存在下、窒素雰囲気下で、80−90℃で3時間加熱した。その後、ヒドロキシピバル酸(HPA)11.7gを加え、90℃で4時間加熱した。ウレタン化反応終了時のNCO基含量は、2.55重量%であった。反応混合物を80℃まで冷却し、これにトリエチルアミン17.7gを添加・混合した。反応混合物538gを強攪拌下のもと水782gの中に加えた。ついで、35重量%のジエチレントリアミン(DETA)水溶液17.0gを鎖延長剤(C.E.)として加えて、水性ポリウレタン樹脂分散体を得た。
得られた水性ポリウレタン樹脂分散体の分子量を測定したところ、重量平均分子量(Mw)は、10万以上であった。
[実施例4]
攪拌機および加熱器を備えた反応装置で、合成例1で得られたポリカーボネートジオール(PCD−1)310gと、2,2−ジメチロールプロピオン酸(DMPA)8.4gと、イソホロンジイソシアネート(IPDI)134gとを、N−メチルピロリドン134g中、ジブチル錫ジラウリレート0.3g存在下、窒素雰囲気下で、80−90℃で3時間加熱した。その後、ヒドロキシピバル酸(HPA)15.5gを加え、90℃で4時間加熱した。ウレタン化反応終了時のNCO基含量は、2.22重量%であった。反応混合物を80℃まで冷却し、これにトリエチルアミン21.3gを添加・混合した。反応混合物549gを強攪拌下のもと水791gの中に加えた。ついで、35重量%のジエチレントリアミン(DETA)水溶液17.6gを鎖延長剤(C.E.)として加えて、水性ポリウレタン樹脂分散体を得た。
得られた水性ポリウレタン樹脂分散体の分子量を測定したところ、重量平均分子量(Mw)は、10万以上であった。
[実施例5]
攪拌機および加熱器を備えた反応装置で、合成例1で得られたポリカーボネートジオール(PCD−1)311gと、2,2−ジメチロールプロピオン酸(DMPA)5.5gと、イソホロンジイソシアネート(IPDI)81.8gとを、N−メチルピロリドン130g中、ジブチル錫ジラウリレート0.3g存在下、窒素雰囲気下で、80−90℃で3時間加熱した。その後、ヒドロキシピバル酸(HPA)14.1gを加え、90℃で4時間加熱した。ウレタン化反応終了時のNCO基含量は、1.91重量%であった。反応混合物を80℃まで冷却し、これにトリエチルアミン17.6gを添加・混合した。反応混合物511gを強攪拌下のもと水730gの中に加えた。ついで、35重量%のジエチレントリアミン(DETA)水溶液14.1gを鎖延長剤(C.E.)として加えて、水性ポリウレタン樹脂分散体を得た。
得られた水性ポリウレタン樹脂分散体の分子量を測定したところ、重量平均分子量(Mw)は、10万以上であった。
[実施例6]
攪拌機および加熱器を備えた反応装置で、合成例1で得られたポリカーボネートジオール(PCD−1)311gと、2,2−ジメチロールプロピオン酸(DMPA)7.4gと、イソホロンジイソシアネート(IPDI)87.7gとを、N−メチルピロリドン134g中、ジブチル錫ジラウリレート0.3g存在下、窒素雰囲気下で、80−90℃で3時間加熱した。その後、12−ヒドロキシステアリン酸(12−HSA)39.7gを加え、90℃で4時間加熱した。ウレタン化反応終了時のNCO基含量は、1.73重量%であった。反応混合物を80℃まで冷却し、これにトリエチルアミン20.0gを添加・混合した。反応混合物564gを強攪拌下のもと水832gの中に加えた。ついで、35重量%のジエチレントリアミン(DETA)水溶液14.9gを鎖延長剤(C.E.)として加えて、水性ポリウレタン樹脂分散体を得た。
得られた水性ポリウレタン樹脂分散体の分子量を測定したところ、重量平均分子量(Mw)は、10万以上であった。
[実施例7]
攪拌機および加熱器を備えた反応装置で、合成例1で得られたポリカーボネートジオール(PCD−1)310gと、2,2−ジメチロールプロピオン酸(DMPA)7.2gと、イソホロンジイソシアネート(IPDI)87.6gとを、N−メチルピロリドン140g中、ジブチル錫ジラウリレート0.3g存在下、窒素雰囲気下で、80−90℃で3時間加熱した。その後、ヒドロキシピバル酸(HPA)15.0gを加え、90℃で4時間加熱した。ウレタン化反応終了時のNCO基含量は、2.39重量%であった。反応混合物を80℃まで冷却し、これにトリエチルアミン19.8gを添加・混合した。反応混合物553gを強攪拌下のもと水781gの中に加えた。ついで、35重量%のジエチレントリアミン(DETA)水溶液19.1gを鎖延長剤(C.E.)として加えて、水性ポリウレタン樹脂分散体を得た。
得られた水性ポリウレタン樹脂分散体の分子量を測定したところ、重量平均分子量(Mw)は、10万以上であった。
[実施例8]
攪拌機および加熱器を備えた反応装置で、合成例1で得られたポリカーボネートジオール(PCD−1)282gと、2,2−ジメチロールプロピオン酸(DMPA)4.8gと、イソホロンジイソシアネート(IPDI)73.4gとを、N−メチルピロリドン120g中、ジブチル錫ジラウリレート0.3g存在下、窒素雰囲気下で、80−90℃で3時間加熱した。その後、ヒドロキシピバル酸(HPA)12.5gを加え、90℃で4時間加熱した。ウレタン化反応終了時のNCO基含量は、1.46重量%であった。反応混合物を80℃まで冷却し、これにトリエチルアミン15.7gを添加・混合した。反応混合物432gを強攪拌下のもと水633gの中に加えた。ついで、35重量%のジエチレントリアミン(DETA)水溶液10.5gおよび35重量%の2−メチルペンタメチレンジアミン(MPMD)水溶液4.0gを鎖延長剤(C.E.)として加えて、水性ポリウレタン樹脂分散体を得た。
得られた水性ポリウレタン樹脂分散体の分子量を測定したところ、重量平均分子量(Mw)は、10万以上であった。
[実施例9]
攪拌機および加熱器を備えた反応装置で、合成例1で得られたポリカーボネートジオール(PCD−1)275gと、2,2−ジメチロールプロピオン酸(DMPA)4.3gと、イソホロンジイソシアネート(IPDI)70.4gとを、N−メチルピロリドン118g中、ジブチル錫ジラウリレート0.3g存在下、窒素雰囲気下で、80−90℃で3時間加熱した。その後、ヒドロキシピバル酸(HPA)12.5gを加え、90℃で4時間加熱した。ウレタン化反応終了時のNCO基含量は、1.47重量%であった。反応混合物を80℃まで冷却し、これにトリエチルアミン15.1gを添加・混合した。反応混合物408gを強攪拌下のもと水587gの中に加えた。ついで、35重量%のジエチレントリアミン(DETA)水溶液7.5gおよび35重量%の2−メチルペンタメチレンジアミン(MPMD)水溶液8.3gを鎖延長剤(C.E.)として加えて、水性ポリウレタン樹脂分散体を得た。
得られた水性ポリウレタン樹脂分散体の分子量を測定したところ、重量平均分子量(Mw)は、6万であった。
[実施例10]
攪拌機および加熱器を備えた反応装置で、合成例1で得られたポリカーボネートジオール(PCD−1)302gと、2,2−ジメチロールプロピオン酸(DMPA)5.3gと、イソホロンジイソシアネート(IPDI)77.0gとを、N−メチルピロリドン129g中、ジブチル錫ジラウリレート0.3g存在下、窒素雰囲気下で、80−90℃で3時間加熱した。その後、ヒドロキシピバル酸(HPA)13.3gを加え、90℃で4時間加熱した。ウレタン化反応終了時のNCO基含量は、1.30重量%であった。反応混合物を80℃まで冷却し、これにトリエチルアミン16.5gを添加・混合した。反応混合物407gを強攪拌下のもと水591gの中に加えた。ついで、35重量%のジエチレントリアミン(DETA)水溶液3.6gおよび35重量%の2−メチルペンタメチレンジアミン(MPMD)水溶液12.2gを鎖延長剤(C.E.)として加えて、水性ポリウレタン樹脂分散体を得た。
得られた水性ポリウレタン樹脂分散体の分子量を測定したところ、重量平均分子量(Mw)は、3万であった。
[実施例11]
攪拌機および加熱器を備えた反応装置で、ETERNACOLL UH−200(登録商標;宇部興産製ポリカーボネートジオール;数平均分子量2037;水酸基価55.1mgKOH/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ジオール)538gと、2,2−ジメチロールプロピオン酸(DMPA)15.7gと、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(H12−MDI)186gとを、N−メチルピロリドン317g中、ジブチル錫ジラウリレート0.5g存在下、窒素雰囲気下で、80−90℃で3時間加熱した。その後、ヒドロキシピバル酸(HPA)20.4gを加え、90℃で4時間加熱した。ウレタン化反応終了時のNCO基含量は、1.51重量%であった。反応混合物を80℃まで冷却し、これにトリエチルアミン31.9gを添加・混合した。反応混合物436gを強攪拌下のもと水562gの中に加えた。ついで、35重量%のジエチレントリアミン(DETA)水溶液13.4gを鎖延長剤(C.E.)として加えて、水性ポリウレタン樹脂分散体を得た。
得られた水性ポリウレタン樹脂分散体の分子量を測定したところ、重量平均分子量(Mw)は、10万以上であった。
[実施例12]
攪拌機および加熱器を備えた反応装置で、ETERNACOLL UH−200(登録商標;宇部興産製ポリカーボネートジオール;数平均分子量2037;水酸基価55.1mgKOH/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ジオール)280gと、2,2−ジメチロールプロピオン酸(DMPA)8.8gと、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(H12−MDI)98.6gとを、N−メチルピロリドン166g中、ジブチル錫ジラウリレート0.3g存在下、窒素雰囲気下で、80−90℃で3時間加熱した。その後、12−ヒドロキシステアリン酸(12−HSA)27.4gを加え、90℃で4時間加熱した。ウレタン化反応終了時のNCO基含量は、1.57重量%であった。反応混合物を80℃まで冷却し、これにトリエチルアミン17.1gを添加・混合した。反応混合物453gを強攪拌下のもと水596gの中に加えた。ついで、35重量%のジエチレントリアミン(DETA)水溶液14.7gを鎖延長剤(C.E.)として加えて、水性ポリウレタン樹脂分散体を得た。
得られた水性ポリウレタン樹脂分散体の分子量を測定したところ、重量平均分子量(Mw)は、10万以上であった。
[実施例13]
攪拌機および加熱器を備えた反応装置で、ETERNACOLL UH−200(登録商標;宇部興産製ポリカーボネートジオール;数平均分子量2037;水酸基価55.1mgKOH/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ジオール)284gと、2,2−ジメチロールプロピオン酸(DMPA)9.0gと、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(H12−MDI)101gとを、N−メチルピロリドン168g中、ジブチル錫ジラウリレート0.3g存在下、窒素雰囲気下で、80−90℃で3時間加熱した。その後、12−ヒドロキシステアリン酸(12−HSA)40.0gを加え、90℃で4時間加熱した。ウレタン化反応終了時のNCO基含量は、1.26重量%であった。反応混合物を80℃まで冷却し、これにトリエチルアミン20.7gを添加・混合した。反応混合物435gを強攪拌下のもと水576gの中に加えた。ついで、35重量%のジエチレントリアミン(DETA)水溶液11.1gを鎖延長剤(C.E.)として加えて、水性ポリウレタン樹脂分散体を得た。
得られた水性ポリウレタン樹脂分散体の分子量を測定したところ、重量平均分子量(Mw)は、10万以上であった。
[比較例1]
攪拌機および加熱器を備えた反応装置で、合成例1で得られたポリカーボネートジオール(PCD−1)162gと、イソホロンジイソシアネート(IPDI)33.8gとを、N−メチルピロリドン82.5g中、ジブチル錫ジラウリレート0.2g存在下、窒素雰囲気下で、80−90℃で3時間加熱した。その後、ヒドロキシピバル酸(HPA)7.7gを加え、90℃で4時間加熱した。ウレタン化反応終了時のNCO基含量は、1.14重量%であった。反応混合物を80℃まで冷却し、これにトリエチルアミン7.2gを添加・混合した。反応混合物260gを強攪拌下のもと水343gの中に加えた。ついで、35重量%のジエチレントリアミン(DETA)水溶液4.2gを鎖延長剤(C.E.)として加えたが、貯蔵安定性を満足する水性ポリウレタン樹脂分散体は得られなかった。
[比較例2]
攪拌機および加熱器を備えた反応装置で、合成例1で得られたポリカーボネートジオール(PCD−1)150gと、2,2−ジメチロールプロピオン酸(DMPA)2.5gと、イソホロンジイソシアネート(IPDI)39.2gとを、N−メチルピロリドン83.0g中、ジブチル錫ジラウリレート0.2g存在下、窒素雰囲気下で、80−90℃で3時間加熱した。その後、1−ブタノール(BuOH)3.2gを加え、90℃で4時間加熱した。ウレタン化反応終了時のNCO基含量は、1.68重量%であった。反応混合物を80℃まで冷却し、これにトリエチルアミン2.0gを添加・混合した。反応混合物262gを強攪拌下のもと水346gの中に加えたが、反応混合物が水に分散せず、水分散体を得ることができなかった。
[比較例3]
攪拌機および加熱器を備えた反応装置で、合成例1で得られたポリカーボネートジオール(PCD−1)130gと、2,2−ジメチロールプロピオン酸(DMPA)8.3gと、イソホロンジイソシアネート(IPDI)51.2gとを、N−メチルピロリドン79.9g中、ジブチル錫ジラウリレート0.2g存在下、窒素雰囲気下で、80−90℃で3時間加熱した。その後、1−ブタノール(BuOH)4.2gを加え、90℃で4時間加熱した。ウレタン化反応終了時のNCO基含量は、2.63重量%であった。反応混合物を80℃まで冷却し、これにトリエチルアミン6.0gを添加・混合した。反応混合物259gを強攪拌下のもと水344gの中に加えた。ついで、35重量%のジエチレントリアミン(DETA)水溶液10.4gを鎖延長剤(C.E.)として加えて、水性ポリウレタン樹脂分散体を得た。
得られた水性ポリウレタン樹脂分散体の分子量を測定したところ、重量平均分子量(Mw)は、10万以上であった。
[比較例4]
攪拌機および加熱器を備えた反応装置で、合成例1で得られたポリカーボネートジオール(PCD−1)170.8gと、イソホロンジイソシアネート(IPDI)35.2gとを、N−メチルピロリドン86.4g中、ジブチル錫ジラウリレート0.2g存在下、窒素雰囲気下で、80−90℃で3時間加熱した。その後、リンゴ酸(MA)4.5gを加え、90℃で4時間加熱した。ウレタン化反応終了時のNCO基含量は、1.79重量%であった。反応混合物を80℃まで冷却し、これにトリエチルアミン6.8gを添加・混合した。反応混合物250gを強攪拌下のもと水326gの中に加えたが、反応混合物が水に分散せず、水分散体を得ることはできなかった。
[比較例5]
攪拌機および加熱器を備えた反応装置で、ETERNACOLL UH−200(登録商標;宇部興産製ポリカーボネートジオール;数平均分子量2037;水酸基価55.1mgKOH/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ジオール)241gと、2,2−ジメチロールプロピオン酸(DMPA)16.2gと、イソホロンジイソシアネート(IPDI)65.9gとを、N−メチルピロリドン153g中、ジブチル錫ジラウリレート0.3g存在下、窒素雰囲気下で、80−90℃で3時間加熱した。その後、2−ヒドロキシ酢酸(グリコール酸:GA)6.5gを加え、NCO基が検出されなくなるまで加熱を行った。反応混合物を80℃まで冷却し、これにトリエチルアミン20.2gを添加・混合した。反応混合物427gを強攪拌下のもと水660gの中に加え、水性ポリウレタン樹脂分散体を得た。
得られた水性ポリウレタン樹脂分散体の分子量を測定したところ、重量平均分子量(Mw)は、21,000であった。
[比較例6]
攪拌機および加熱器を備えた反応装置で、合成例1で得られたポリカーボネートジオール(PCD−1)311gと、2,2−ジメチロールプロピオン酸(DMPA)20.2gと、イソホロンジイソシアネート(IPDI)90.2gとを、N−メチルピロリドン135g中、ジブチル錫ジラウリレート0.3g存在下、窒素雰囲気下で、80−90℃で7時間加熱した。ウレタン化反応終了時のNCO基含量は、1.77重量%であった。反応混合物を80℃まで冷却し、これにトリエチルアミン15.4gを添加・混合した。反応混合物440gを強攪拌下のもと水655gの中に加えた。ついで、35重量%のジエチレントリアミン(DETA)水溶液10.3gを鎖延長剤(C.E.)として加えて、水性ポリウレタン樹脂分散体を得た。
得られた水性ポリウレタン樹脂分散体の分子量を測定したところ、重量平均分子量(Mw)は、10万以上であった。
[比較例7]
攪拌機および加熱器を備えた反応装置で、合成例1で得られたポリカーボネートジオール(PCD−1)311gと、2,2−ジメチロールプロピオン酸(DMPA)5.5gと、イソホロンジイソシアネート(IPDI)81.7gとを、N−メチルピロリドン130g中、ジブチル錫ジラウリレート0.3g存在下、窒素雰囲気下で、80−90℃で3時間加熱した。その後、ヒドロキシピバル酸(HPA)14.1gを加え、90℃で4時間加熱した。ウレタン化反応終了時のNCO基含量は、2.03重量%であった。反応混合物を80℃まで冷却し、これにトリエチルアミン15.3gを添加・混合した。反応混合物484gを強攪拌下のもと水715gの中に加えた。ついで、35重量%の2−メチル−1,5−ペンアタンジアミン(MPMD)水溶液24.1gを鎖延長剤(C.E.)として加えたが、貯蔵安定性を満足する水性ポリウレタン樹脂分散体は得られなかった。
[比較例8]
攪拌機および加熱器を備えた反応装置で、ETERNACOLL UH−200(登録商標;宇部興産製ポリカーボネートジオール;数平均分子量2000;水酸基価56.1mgKOH/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ジオール)261gと、2,2−ジメチロールプロピオン酸(DMPA)13.3gと、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(H12−MDI)104gとを、N−メチルピロリドン124g中、ジブチル錫ジラウリレート0.3g存在下、窒素雰囲気下で、90℃で5時間加熱した。ウレタン化反応終了時のNCO基含量は、2.44重量%であった。反応混合物を80℃まで冷却し、これにトリエチルアミン12.0gを添加・混合した。反応混合物475gを強攪拌下のもと水713gの中に加えた。ついで、35重量%のジエチレントリアミン(DETA)水溶液25.1gを鎖延長剤(C.E.)として加えて、水性ポリウレタン樹脂分散体を得た。
得られた水性ポリウレタン樹脂分散体の分子量を測定したところ、重量平均分子量(Mw)は、10万以上であった。
[比較例9]
攪拌機および加熱器を備えた反応装置で、ETERNACOLL UH−300(登録商標;宇部興産製ポリカーボネートジオール;数平均分子量2945;水酸基価38.1mgKOH/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ジオール)341gと、2,2−ジメチロールプロピオン酸(DMPA)16.0gと、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(H12−MDI)109gとを、N−メチルピロリドン197g中、ジブチル錫ジラウリレート0.4g存在下、窒素雰囲気下で、90℃で5時間加熱した。ウレタン化反応終了時のNCO基含量は、1.99重量%であった。反応混合物を80℃まで冷却し、これにトリエチルアミン12.3gを添加・混合した。反応混合物639gを強攪拌下のもと水827gの中に加えた。ついで、35重量%のジエチレントリアミン(DETA)水溶液26.8gを鎖延長剤(C.E.)として加えて、水性ポリウレタン樹脂分散体を得た。
得られた水性ポリウレタン樹脂分散体の分子量を測定したところ、重量平均分子量(Mw)は、10万以上であった。
なお、物性の測定は、以下の通り行った。結果を表1及び表2に示す。
(1)水酸基価:JIS K 1557のB法に準拠して測定した。
(2)(A)ポリウレタンプレポリマーの酸価(単位:mgKOH/g):サンプル1gを中和するのに必要な水酸化カリウムの重量(mgKOH/g)に換算したものであり、下記式(3)によって求めた。
〔(A)ポリウレタンプレポリマーの酸価(mgKOH/g)〕=〔((b)酸性基含有ポリオール化合物のミリモル数)+((d)1分子中に酸性基を1つと水酸基を1つ有する化合物のミリモル数)〕×56.11/〔(a)ポリカーボネートポリオール化合物、(c)酸性基含有ポリオール化合物、(b)ポリイソシアネート化合物、及び(d)1分子中に酸性基を1つと水酸基を1つ有する化合物の合計の重量〕・・・(3)
(3)ウレタン樹脂中の(d)1分子中に酸性基を1つと水酸基を1つ有する化合物及び(d−2)末端停止剤に由来する末端基濃度(単位:mol/g):以下の式から求めた。
(末端基濃度)=[((d)1分子中に酸性基を1つと水酸基を1つ有する化合物のモル数)+((d−2)末端停止剤のモル数)]/(ウレタン樹脂固形分(g))
(4)ウレタン樹脂中の架橋点密度(単位:mol/g):以下の式から求めた。
(ウレタン樹脂中の架橋密度(mol/g))={((B−1)1分子中にアミノ基及び/又はイミノ基を合計で3つ以上有するポリアミン化合物のモル数)×[(1分子中のアミノ基及び/又はイミノ基の数)−2]}/(ウレタン樹脂固形分(g))
(5)ウレタン樹脂中の(d)1分子中に酸性基を1つと水酸基を1つ有する化合物に由来する末端酸性基濃度(単位:mol/g):以下の式から求めた。
((d)1分子中に酸性基を1つと水酸基を1つ有する化合物に由来する末端酸性基濃度)=((d)1分子中に酸性基を1つと水酸基を1つ有する化合物のモル数)/(ウレタン樹脂固形分(g))
(6)柔軟性(弾性率)の評価
引張試験により弾性率を測定することにより、柔軟性を評価した。
[試験片の作成]
前記実施例1〜7、比較例1〜7の各水性ポリウレタン樹脂分散体をガラス板上に乾燥
後の膜厚が約0.10mmになるように均一に塗布した。次いで、室温にて16時間放置
後、60℃にて2時間、更に120℃にて2時間乾燥した後、得られたポリウレタン樹脂
フィルムをガラス板より剥離して以下の評価に供した。
[弾性率の測定]
JIS K 7113に準じた方法で上記ポリウレタンフィルムの弾性率を測定した。下記表中、弾性率の測定不可のものは「−」と、測定前にフィルム形成不可なものは「フィルム不可」と標記する。
(7)水性ポリウレタン樹脂分散体中のポリウレタン樹脂の重量平均分子量
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定したものであり、予め作成した標準ポリスチレンの検量線から求めた換算値を記した。
(8)貯蔵安定性
実施例1〜7、比較例1〜7の各水性ポリウレタン樹脂分散体の外観を、製造7日後に観察し、貯蔵安定性を確認した。評価基準は以下の通りである。
○:変化なし。
×:固形分の沈殿が見られる。
Figure 0006168069
Figure 0006168069
表1及び表2中の重量%は、ウレタン樹脂の全固形分を100重量%としたときの各化合物の重量%を表す。ただし、表中、原料の割合(重量比)は原則小数点以下を四捨五入しているため、合計しても必ずしも100とはならない。
なお、比較例1、2、4、7で得られた水性ポリウレタン樹脂分散体は、貯蔵安定性が悪いため、フィルムの弾性率や重量平均分子量の測定が行えなかった。
本発明によれば、弾性率の低い塗膜を与える水性ポリウレタン樹脂分散体が得られるため、ソフトフィール塗膜を与える水性ポリウレタン樹脂分散体やソフトフィール用塗料組成物の原料として利用できる。

Claims (10)

  1. 少なくとも(a)ポリカーボネートポリオール化合物、(b)ポリイソシアネート化合物、(c)酸性基含有ポリオール化合物、及び(d)1分子中に酸性基を1つと水酸基を1つ有する化合物を反応させて得られる(A)ポリウレタンプレポリマーと、
    (B)鎖延長剤とを反応させて得られるポリウレタン樹脂が、水系媒体中に分散されており、
    前記(B)鎖延長剤が、(B−1)1分子中にアミノ基及び/又はイミノ基を合計で3つ以上有するポリアミン化合物を含有する、
    水性ポリウレタン樹脂分散体。
  2. ポリウレタン樹脂中の架橋点密度が、0.2×10−4mol/g以上10×10−4mol/g以下である、請求項1に記載の水性ポリウレタン樹脂分散体。
  3. ポリウレタン樹脂中の(d)1分子中に酸性基を1つと水酸基を1つ有する化合物に由来する末端酸性基濃度が、1.5×10−4mol/g以上10×10−4mol/g以下である、請求項1又は2に記載の水性ポリウレタン樹脂分散体。
  4. 前記(A)ポリウレタンプレポリマーが、必要に応じてさらに(d−2)末端停止剤を反応させて得られたものであり、ポリウレタン樹脂中の(d)1分子中に酸性基を1つと水酸基を1つ有する化合物及び(d−2)末端停止剤に由来する末端基の濃度が、3.0×10−4mol/g以上10×10−4mol/g以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の水性ポリウレタン樹脂分散体。
  5. (d)1分子中に酸性基を1つと水酸基を1つ有する化合物が、炭素数6以上のヒドロキシカルボン酸である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の水性ポリウレタン樹脂分散体。
  6. (A)ポリウレタンプレポリマーの酸価が、10mgKOH/g以上22mgKOH/g以下である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の水性ポリウレタン樹脂分散体。
  7. (A)ポリウレタンプレポリマーの酸価が、14mgKOH/g以上19mgKOH/g以下である、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。
  8. 請求項1〜7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含有する塗料用組成物。
  9. 請求項1〜7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含有するコーティング用組成物。
  10. 請求項1〜7のいずれか一項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組成物。
JP2014554291A 2012-12-25 2013-12-10 水性ポリウレタン樹脂分散体及びその使用 Active JP6168069B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012280993 2012-12-25
JP2012280993 2012-12-25
PCT/JP2013/083010 WO2014103689A1 (ja) 2012-12-25 2013-12-10 水性ポリウレタン樹脂分散体及びその使用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2014103689A1 JPWO2014103689A1 (ja) 2017-01-12
JP6168069B2 true JP6168069B2 (ja) 2017-07-26

Family

ID=51020780

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014554291A Active JP6168069B2 (ja) 2012-12-25 2013-12-10 水性ポリウレタン樹脂分散体及びその使用

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20150353768A1 (ja)
EP (1) EP2940052A4 (ja)
JP (1) JP6168069B2 (ja)
KR (1) KR20150099596A (ja)
CN (1) CN104884493B (ja)
TW (1) TW201434964A (ja)
WO (1) WO2014103689A1 (ja)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015188063A1 (en) * 2014-06-05 2015-12-10 The Sherwin-Williams Company Radiation polymerizable waterborne soft-feel coatings
WO2015194671A1 (ja) * 2014-06-20 2015-12-23 宇部興産株式会社 水性ポリウレタン樹脂分散体
CN106687489A (zh) * 2014-09-09 2017-05-17 宇部兴产株式会社 水性聚氨酯树脂分散体及其应用
JP6691699B2 (ja) * 2015-03-23 2020-05-13 東レコーテックス株式会社 防水加工布帛の製造方法
JP6616685B2 (ja) * 2015-12-28 2019-12-04 日華化学株式会社 水分散型ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂組成物、それを用いて処理した繊維製品、及び水分散型ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂組成物の製造方法
EP3235844A1 (en) * 2016-04-20 2017-10-25 ALLNEX AUSTRIA GmbH Aqueous polyurethane dispersion
CN106280693A (zh) * 2016-10-14 2017-01-04 张文涛 一种聚氨酯油墨
CN112876977B (zh) * 2018-10-15 2021-12-21 广东华楠树环保涂料有限公司 一种聚芳醚酮改性水性聚氨酯树脂的环保涂料
KR101999298B1 (ko) * 2018-10-17 2019-07-11 정우화인 주식회사 폴리우레탄 폼 스크랩을 재활용한 경질 폴리우레탄의 제조방법
JP2020105237A (ja) * 2018-12-26 2020-07-09 三洋化成工業株式会社 ポリウレタン樹脂水性分散体
JP6726383B2 (ja) * 2019-04-04 2020-07-22 東レコーテックス株式会社 防水加工布帛
US11261283B2 (en) 2019-05-01 2022-03-01 Baker Hughes Oilfield Operations Llc Polyurethane cementing wiper plugs
US11814583B2 (en) * 2020-07-22 2023-11-14 Saudi Arabian Oil Company Diverting agents for well stimulation

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4070256B2 (ja) 1996-10-21 2008-04-02 日華化学株式会社 ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂組成物
JPH10273513A (ja) * 1997-03-28 1998-10-13 Toagosei Co Ltd 自己乳化型ポリウレタンプレポリマーの製造方法
US6017997A (en) 1997-10-31 2000-01-25 The B. F. Goodrich Company Waterborne polyurethane having film properties comparable to rubber
JP2001226444A (ja) * 2000-02-10 2001-08-21 Nippon Polyurethane Ind Co Ltd 水性ポリウレタン樹脂の製造方法
JP4140002B2 (ja) * 2003-01-30 2008-08-27 荒川化学工業株式会社 印刷インキ用バインダーおよび印刷インキ組成物
EP2716675A4 (en) * 2011-05-31 2014-11-26 Ube Industries AQUEOUS POLYURETHANE RESIN DISPERSION, AND COATING COMPOSITION COMPRISING THE SAME

Also Published As

Publication number Publication date
EP2940052A4 (en) 2016-07-20
TW201434964A (zh) 2014-09-16
WO2014103689A1 (ja) 2014-07-03
CN104884493B (zh) 2017-02-08
JPWO2014103689A1 (ja) 2017-01-12
US20150353768A1 (en) 2015-12-10
CN104884493A (zh) 2015-09-02
KR20150099596A (ko) 2015-08-31
EP2940052A1 (en) 2015-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6168069B2 (ja) 水性ポリウレタン樹脂分散体及びその使用
JP5720246B2 (ja) 水性ポリウレタン樹脂分散体、その製造方法、及びそれを含有する塗料組成物
JP5531956B2 (ja) 水性ポリウレタン樹脂分散体、その製造方法、及びそれを含有する塗料組成物
JP5553020B2 (ja) 水性ポリウレタン樹脂分散体及びその製造方法
JP6711274B2 (ja) 水性ポリウレタン樹脂分散体、及びこれを用いて得られるポリウレタン樹脂フィルム、合成皮革
JP6225979B2 (ja) 水性ポリウレタン樹脂分散体組成物及びその製造方法
JP5799950B2 (ja) 光硬化性水性ポリウレタン樹脂分散体及びその製造方法
JP6769229B2 (ja) 水性ポリウレタン樹脂分散体
JP7028018B2 (ja) 水性ポリウレタン樹脂分散体及びその使用
JP6943082B2 (ja) 水性ポリウレタン樹脂分散体及びその使用
JP2019210383A (ja) エマルジョン組成物
JP2019044073A (ja) エマルジョン組成物
JP2019059864A (ja) 水性ポリウレタン樹脂分散体及びその使用
JP7484331B2 (ja) 耐破壊特性材料用の水性ポリウレタン樹脂分散体
JP2017186432A (ja) 水性ポリウレタン樹脂分散体
JP2017014506A (ja) 水性ポリウレタン樹脂分散体、及びその使用
JP2021161146A (ja) 耐破壊特性材料用の水性ポリウレタン樹脂分散体
JP2021054938A (ja) 水性ポリウレタン樹脂分散体及びその使用
JP2019059863A (ja) 水性ポリウレタン樹脂分散体及びその使用
JP2019059838A (ja) 水性ポリウレタン樹脂分散体およびその使用

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170425

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170530

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170612

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6168069

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250