JP2007145609A - Glass fiber sizing agent - Google Patents

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JP2007145609A JP2005338126A JP2005338126A JP2007145609A JP 2007145609 A JP2007145609 A JP 2007145609A JP 2005338126 A JP2005338126 A JP 2005338126A JP 2005338126 A JP2005338126 A JP 2005338126A JP 2007145609 A JP2007145609 A JP 2007145609A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a glass fiber sizing agent giving glass fiber-reinforced plastics having excellent impact resistance. <P>SOLUTION: The glass fiber sizing agent comprises an aqueous dispersion of a polyurethaneurea resin, and the polyurethaneurea resin satisfies all of the following conditions (1) to (3): the condition (1) where a urethane prepolymer having terminal isocyanate groups used for the production of the polyurethaneurea resin is obtained by reacting a polyol with the number average molecular weight of 500 to 4,000, a polyol with the number average molecular weight of 100 to <500 having carboxy groups or epoxy groups, and polyisocyanate; the condition (2) where the polyurethaneurea resin is obtained by dispersing the urethane prepolymer having terminal isocyanate groups into water in the presence of an emulsifier, and simultaneously with the dispersing or after the dispersing, performing chain extension with water and/or polyamine; and the condition (3) where the content of the carboxy groups or epoxy groups based on the weight of the polyurethaneurea resin is 0.1 to 1.2 wt.%. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ウレタンプレポリマーを乳化剤の存在下で水中に分散させ、水又はポリアミンで鎖伸長させてなるポリウレタンウレア樹脂の水性分散体からなるガラス繊維用集束剤に関する。   The present invention relates to a glass fiber sizing agent comprising an aqueous dispersion of a polyurethane urea resin in which a urethane prepolymer is dispersed in water in the presence of an emulsifier and chain-extended with water or polyamine.

ガラス繊維は本質的に脆く、摩擦などの衝撃により傷がつくと簡単に切れる。このため、ガラス繊維の製造工程における巻返、撚糸、管巻、製織の際に摩擦からガラス繊維を保護し、毛羽発生、糸切れ等を防ぐために、従来より各種のガラス繊維用集束剤が使用されている。従来、ガラス繊維用集束剤としては、でんぷん、加工でんぷん、デキストリン、アミロースなどのでんぷん類、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、アクリルアミド−酢酸ビニル共重合体、水性ポリウレタン樹脂(例えば特許文献−1)などの合成高分子化合物が用いられてきたが、形成する乾燥皮膜が硬く脆いため、ガラス繊維の毛羽発生を充分抑えているとは言えなかった。
一方、特定の乳化剤を組み合わせてウレタンプレポリマーを水中に分散させたガラス繊維の集束剤が提案されている(特許文献−2参照)。
また、ポリウレタンウレア樹脂水性分散体と特定の水溶性高分子化合物とを含有するガラス繊維用集束剤が提案されている(特許文献−3参照)。
特公昭52−6393号公報 特開平11−236248号公報 特開2001−19496号公報
Glass fibers are inherently brittle and can be easily cut when damaged by impacts such as friction. For this reason, various glass fiber sizing agents have been used in the past to protect glass fibers from friction during winding, twisting, pipe winding and weaving in the production process of glass fibers, and to prevent fluffing and yarn breakage. Has been. Conventionally, as a sizing agent for glass fibers, starch, processed starch, dextrin, amylose and other starches, carboxymethylcellulose, polyvinyl alcohol, acrylamide-vinyl acetate copolymer, aqueous polyurethane resin (for example, Patent Document 1), etc. are synthesized. Although polymer compounds have been used, it cannot be said that glass fiber fluff generation is sufficiently suppressed because the dry film formed is hard and brittle.
On the other hand, a glass fiber sizing agent in which a urethane prepolymer is dispersed in water by combining specific emulsifiers has been proposed (see Patent Document 2).
Further, a glass fiber sizing agent containing a polyurethane urea resin aqueous dispersion and a specific water-soluble polymer compound has been proposed (see Patent Document 3).
Japanese Patent Publication No.52-6393 JP-A-11-236248 JP 2001-19496 A

しかしながら、これら(特許文献−2,3)は、ガラス繊維の毛羽発生を抑えられているが、形成する樹脂皮膜とマトリックス樹脂との相溶性が悪く、ガラス繊維強化プラスチックの物性が充分とは言えず、耐衝撃性が不足しているという問題があった。   However, although these (Patent Documents 2 and 3) suppress the occurrence of glass fiber fluff, the compatibility between the resin film to be formed and the matrix resin is poor, and it can be said that the physical properties of the glass fiber reinforced plastic are sufficient. However, there was a problem that the impact resistance was insufficient.

本発明者らは、上記問題点を解決するため種々検討を重ねた結果、特定の官能基を持たせたポリウレタンウレア樹脂の水性分散体を用いたガラス繊維用集束剤を付与して得られるガラス繊維を用いて作成したガラス繊維強化プラスチックは耐衝撃性にすぐれることをみいだし、本発明に到達した。   As a result of various studies to solve the above problems, the present inventors have obtained a glass fiber obtained by applying a glass fiber sizing agent using an aqueous dispersion of a polyurethane urea resin having a specific functional group. It was found that the glass fiber reinforced plastic produced using the fiber was excellent in impact resistance, and the present invention was achieved.

すなわち本発明は、ポリウレタンウレア樹脂(U)の水性分散体を含有するガラス繊維用集束剤であって、ポリウレタンウレア樹脂(U)が下記の(1)〜(3)の全てを満たすことを特徴とするガラス繊維用集束剤である。
(1):ポリウレタンウレア樹脂(U)の製造に使用される末端イソシアネート基ウレタンプレポリマー(A)が、数平均分子量500〜4,000のポリオール(A1)、カルボキシル基またはエポキシ基を有する数平均分子量100以上500未満のポリオール(A2)、およびポリイソシアネート(A3)を反応させて得られる末端イソシアネート基ウレタンプレポリマーである。
(2):ポリウレタンウレア樹脂(U)が、末端イソシアネート基ウレタンプレポリマー(A)を、乳化剤(B)の存在下で水中に分散させると同時にもしくは分散させた後に、水および/またはポリアミンで鎖伸長させて得られるポリウレタンウレア樹脂である。
(3):ポリウレタンウレア樹脂(U)の重量に基づくカルボキシル基またはエポキシ基の含有量が0.1〜1.2重量%である。
That is, the present invention is a glass fiber sizing agent containing an aqueous dispersion of a polyurethane urea resin (U), and the polyurethane urea resin (U) satisfies all of the following (1) to (3). It is a sizing agent for glass fiber.
(1): Number average of terminal isocyanate group urethane prepolymer (A) used for production of polyurethane urea resin (U) having a polyol (A1), carboxyl group or epoxy group having a number average molecular weight of 500 to 4,000. It is a terminal isocyanate group urethane prepolymer obtained by reacting a polyol (A2) having a molecular weight of 100 or more and less than 500 and a polyisocyanate (A3).
(2): Polyurethane urea resin (U) is dispersed with water and / or polyamine at the same time or after dispersing terminal isocyanate group urethane prepolymer (A) in water in the presence of emulsifier (B). This is a polyurethane urea resin obtained by stretching.
(3): The carboxyl group or epoxy group content based on the weight of the polyurethane urea resin (U) is 0.1 to 1.2% by weight.

本発明のポリウレタンウレア樹脂の水性分散体を含有するガラス繊維用集束剤は、従来の集束剤を用いたガラス繊維に較べ、得られるFRPやFRTP等の耐衝撃強度を改善することができる。   The glass fiber sizing agent containing the aqueous dispersion of the polyurethane urea resin of the present invention can improve the impact resistance strength of the obtained FRP, FRTP, and the like as compared with the glass fiber using the conventional sizing agent.

本発明におけるポリウレタンウレア樹脂(U)は、以下の(1)〜(3)のいずれも満たすことを特徴とする。   The polyurethane urea resin (U) in the present invention is characterized by satisfying any of the following (1) to (3).

(1):ポリウレタンウレア樹脂(U)の製造に使用される末端イソシアネート基ウレタンプレポリマー(A)が、数平均分子量500〜4,000のポリオール(A1)、カルボキシル基またはエポキシ基を有する数平均分子量100以上500未満のポリオール(A2)、および脂肪族系ポリイソシアネート(A3)を反応させて得られる末端イソシアネート基ウレタンプレポリマーである。
(2):ポリウレタンウレア樹脂(U)が、末端イソシアネート基ウレタンプレポリマー(A)を、乳化剤(B)の存在下で水中に分散させると同時にもしくは分散させた後に、水および/またはポリアミンで鎖伸長させて得られるポリウレタンウレア樹脂である。
(3):ポリウレタンウレア樹脂(U)の重量に基づくカルボキシル基またはエポキシ基の含有量が0.1〜1.2重量%である。
(1): Number average of terminal isocyanate group urethane prepolymer (A) used for production of polyurethane urea resin (U) having a polyol (A1), carboxyl group or epoxy group having a number average molecular weight of 500 to 4,000. It is a terminal isocyanate group urethane prepolymer obtained by reacting a polyol (A2) having a molecular weight of 100 or more and less than 500 and an aliphatic polyisocyanate (A3).
(2): Polyurethane urea resin (U) is dispersed with water and / or polyamine at the same time or after dispersing terminal isocyanate group urethane prepolymer (A) in water in the presence of emulsifier (B). This is a polyurethane urea resin obtained by stretching.
(3): The carboxyl group or epoxy group content based on the weight of the polyurethane urea resin (U) is 0.1 to 1.2% by weight.

本発明において、ウレタンプレポリマー(A)は、数平均分子量500〜4,000のポリオール(A1)、カルボキシル基またはエポキシ基を有する数平均分子量100以上500未満のポリオール(A2)、および脂肪族系ポリイソシアネート(A3)を反応させて得られる末端イソシアネート基ウレタンプレポリマーである。   In the present invention, the urethane prepolymer (A) includes a polyol (A1) having a number average molecular weight of 500 to 4,000, a polyol (A2) having a carboxyl group or an epoxy group and having a number average molecular weight of 100 or more and less than 500, and an aliphatic system. It is a terminal isocyanate group urethane prepolymer obtained by reacting polyisocyanate (A3).

(A1)の具体例としては、例えばポリエステルポリオール(例えば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、ポリネオペンチルアジペートジオール、ポリネオペンチルテレフタレートジオール、ポリカプロラクトンジオール、ポリバレロラクトンジオール、ポリヘキサメチレンカーボネートジオールなど);ポリエーテルポリオール[ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリオキシエチレンオキシプロピレングリコール、ポリオキシテトラメチレングリコール、ビスフェノール類のEOおよび/またはプロピレンオキシド(以下PO略記)付加物など]などが挙げられる。
(A1)のうち好ましいのは、脆くなく耐久性がある(毛羽の発生を押さえる)観点から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、ポリプロピレングリコール、ポリオキシエチレンオキシプロピレングリコールである。
(A1)の数平均分子量(以下、Mnと略記:GPCによる測定値)は通常500〜4,000、好ましくは脆くなく耐久性がある(毛羽の発生を押さえる)観点から800〜3,000である。
Specific examples of (A1) include, for example, polyester polyol (for example, polyethylene adipate diol, polybutylene adipate diol, polyethylene butylene adipate diol, polyneopentyl adipate diol, polyneopentyl terephthalate diol, polycaprolactone diol, polyvalerolactone diol, poly Such as hexamethylene carbonate diol); polyether polyols [polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyoxyethyleneoxypropylene glycol, polyoxytetramethylene glycol, EO and / or propylene oxide (hereinafter abbreviated as PO) adducts of bisphenols, etc.] Can be mentioned.
Among (A1), polybutylene adipate diol, polyethylene butylene adipate diol, polypropylene glycol, and polyoxyethyleneoxypropylene glycol are preferable from the viewpoint of being not brittle and durable (suppressing generation of fluff).
The number average molecular weight (hereinafter abbreviated as Mn: measured by GPC) of (A1) is usually 500 to 4,000, preferably 800 to 3,000 from the viewpoint of being not brittle and durable (suppressing generation of fluff). is there.

カルボキシル基またはエポキシ基を有するMn100以上500未満のポリオール(A2)としては、例えば乳酸、ヒドロキシ酪酸、2,2−ジメチロールプロピオン酸、2,2−ジメチロールブタン酸、2,2−ジメチロールヘプタン酸、酒石酸などのカルボキシル基を有するポリオール(A21)、並びにグリセリンモノグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンモノグリシジルエーテルなどのエポキシ基を有するポリオール(A22)が挙げられる。(A2)のうち、好ましいのは少量でカルボキシル基またはエポキシ基を含有できる観点からジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸、グリセリンモノグリシジルエーテルである。
(A2)の使用量は、ポリウレタンウレア樹脂(U)中のカルボキシル基またはエポキシ基の含有量に関係する。
本発明における、ポリウレタンウレア樹脂(U)中のカルボキシル基またはエポキシ基の含有量を0.1〜1.2%(以下において、特に限定しない限り、%は重量%を表す)とするには、ポリウレタンウレア樹脂(U)中の(A2)の重量としては、通常、0.2〜6.0%、好ましくは0.3〜5.0%にする。
なお、必要により分子内に親水性基と活性水素基とを含有する化合物(例えばアミノエチルスルホン酸など)を併用してもよい。
Examples of the polyol (A2) having Mn of 100 or more and less than 500 having a carboxyl group or an epoxy group include lactic acid, hydroxybutyric acid, 2,2-dimethylolpropionic acid, 2,2-dimethylolbutanoic acid, 2,2-dimethylolheptane. Examples thereof include a polyol (A21) having a carboxyl group such as acid and tartaric acid, and a polyol (A22) having an epoxy group such as glycerin monoglycidyl ether and trimethylolpropane monoglycidyl ether. Among (A2), preferred are dimethylolpropionic acid, dimethylolbutanoic acid, and glycerin monoglycidyl ether from the viewpoint of containing a carboxyl group or an epoxy group in a small amount.
The amount of (A2) used is related to the content of carboxyl groups or epoxy groups in the polyurethane urea resin (U).
In the present invention, the content of the carboxyl group or epoxy group in the polyurethane urea resin (U) is 0.1 to 1.2% (in the following, unless otherwise specified,% represents% by weight) The weight of (A2) in the polyurethane urea resin (U) is usually 0.2 to 6.0%, preferably 0.3 to 5.0%.
If necessary, a compound containing a hydrophilic group and an active hydrogen group in the molecule (for example, aminoethylsulfonic acid) may be used in combination.

ポリイソシアネート(A3)としては、たとえば、2,4’−もしくは4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、2,4−もしくは2,6−トリレンジイソシアネート(TDI)、4,4’−ジベンジルジイソシアネート、1.3−もしくは1,4−フェニレンジイソシアネート、1,5−ナフチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネートなどの芳香族ジイソシアネート;エ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)、リジンジイソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネート;イソフォ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などの脂環式ジイソシアネート;およびこれらの2種以上の混合物を挙げることができる。これらのうち好ましいものは耐黄変性の観点からHDI、IPDIおよび4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートである。   Examples of the polyisocyanate (A3) include 2,4′- or 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI), 2,4- or 2,6-tolylene diisocyanate (TDI), 4,4′-dibenzyl. Aromatic diisocyanates such as diisocyanate, 1.3- or 1,4-phenylene diisocyanate, 1,5-naphthylene diisocyanate, xylylene diisocyanate; aliphatic diisocyanates such as ethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (HDI), lysine diisocyanate; Alicyclic diisocyanates such as forone diisocyanate (IPDI), 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate; and mixtures of two or more thereof. Among these, HDI, IPDI and 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate are preferable from the viewpoint of yellowing resistance.

必要により用いられる鎖伸長剤および架橋剤としては、Mnが60〜500未満の活性水素含有化合物、例えば多価アルコール[エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1、6−ヘキサンジオール、3−メチルペンタンジオール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(ヒドロキシエチル)ベンゼン、2,2−ビス(4,4’−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパンなどの2価アルコール;グリセリン、トリメチロールプロパンなどの3価アルコール;ペンタエリスリト―ル、ジグリセリン、α−メチルグルコシド、ソルビト―ル、キシリット、マンニット、ジペンタエリスリト−ル、グルコ−ス、フルクト−ス、ショ糖などの4〜8価のアルコ―ルなど]、多価フェノ―ル類(ピロガロ―ル、カテコール、ヒドロキノンなどの多価フェノ―ル;ビスフェノ―ルA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなどのビスフェノ―ル類など)、水、ポリアミン[脂肪族ポリアミン(エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミンなど)、脂環族ポリアミン(イソホロンジアミン、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジアミンなど)、芳香族ポリアミン(4,4’−ジアミノジフェニルメタンなど)、芳香脂環族ポリアミン(キシリレンジアミンなど)、ヒドラジンもしくはその誘導体など]が挙げられる。
また、必要により鎖停止剤を用いてもよく、鎖停止剤としては、炭素数1〜8のモノアルコール類(メタノール、エタノール、イソプロパノール、セロソルブ類、カルビトール類など)、炭素数1〜10のモノアミン類(モノメチルアミン、モノエチルアミン、モノブチルアミン、ジブチルアミンなどのモノもしくはジアルキルアミン;モノエタノールアミン、ジエタノールアミンなどのモノもしくはジアルカノールアミンなど)などが挙げられる。
The chain extender and crosslinking agent used as necessary include active hydrogen-containing compounds having an Mn of 60 to less than 500, such as polyhydric alcohols [ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, 3-methylpentanediol, diethylene glycol, neopentyl glycol, 1,4-bis (hydroxymethyl) cyclohexane, 1,4-bis (hydroxyethyl) benzene, 2,2-bis (4,4 Dihydric alcohols such as' -hydroxycyclohexyl) propane; Trihydric alcohols such as glycerin and trimethylolpropane; pentaerythritol, diglycerin, α-methylglucoside, sorbitol, xylit, mannitol, dipentaerythritol -Glucose, glucose, Lactose, 4- to 8-valent alcohols such as sucrose], polyphenols (polyphenols such as pyrogallol, catechol, hydroquinone; bisphenol A, bisphenol F, bisphenol Bisphenols such as S), water, polyamines (aliphatic polyamines (ethylenediamine, hexamethylenediamine, diethylenetriamine, etc.), alicyclic polyamines (isophoronediamine, 4,4′-dicyclohexylmethanediamine, etc.), aromatic polyamines (Such as 4,4′-diaminodiphenylmethane), aromatic alicyclic polyamines (such as xylylenediamine), hydrazine or derivatives thereof, and the like.
Moreover, you may use a chain terminator as needed, As a chain terminator, C1-C8 monoalcohol (Methanol, ethanol, isopropanol, cellosolve, carbitols, etc.), C1-C10 And monoamines (mono- or dialkylamines such as monomethylamine, monoethylamine, monobutylamine, dibutylamine; mono- or dialkanolamines such as monoethanolamine and diethanolamine).

本発明において(A)の製造方法は特に限定されず、通常のウレタンプレポリマーを製造する方法(ワンショット法または多段法)で前記原料を用いてウレタン化反応させることにより得られる。ウレタン化の反応温度は通常30〜200℃、好ましくは50〜180℃である。反応時間は通常0.1〜30時間、好ましくは0.1〜8時間である。   In the present invention, the production method (A) is not particularly limited, and can be obtained by a urethanization reaction using the above raw materials in a method for producing a normal urethane prepolymer (one-shot method or multistage method). The reaction temperature for urethanization is usually 30 to 200 ° C, preferably 50 to 180 ° C. The reaction time is usually 0.1 to 30 hours, preferably 0.1 to 8 hours.

ウレタン化反応は、通常、無溶剤系またはポリイソシアネートに不活性な有機溶剤中で行われる。有機溶剤としてはアセトン、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキサイド、トルエン、ジオキサン、酢酸エチルエステル等が挙げられる。   The urethanization reaction is usually performed in a solventless system or in an organic solvent inert to the polyisocyanate. Examples of the organic solvent include acetone, tetrahydrofuran, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, toluene, dioxane, acetic acid ethyl ester, and the like.

ウレタン化反応において、ポリイソシアネート中のイソシアネート当量と、ポリオール(A1)および(A2)等に含まれる活性水素基との当量の比は、通常0.9〜3、好ましくは1.1〜2、特に好ましくは1.2〜1.6である。また、上記ウレタン化反応により得られるポリウレタン樹脂中のイソシアネート基含有量は、通常0〜10%(以下において、特に限定しない限り、%は重量%を表す。)、好ましくは0.5〜10%である。   In the urethanization reaction, the ratio of the isocyanate equivalent in the polyisocyanate to the equivalent of the active hydrogen group contained in the polyols (A1) and (A2) is usually 0.9 to 3, preferably 1.1 to 2. Especially preferably, it is 1.2-1.6. The isocyanate group content in the polyurethane resin obtained by the urethanization reaction is usually 0 to 10% (in the following, unless otherwise specified,% represents% by weight), preferably 0.5 to 10%. It is.

本発明におけるポリウレタンウレア樹脂(U)は、上記の末端イソシアネート基ウレタンプレポリマー(A)を、乳化剤(B)の存在下で水中に分散させると同時にもしくは分散させた後に、水および/またはポリアミンで鎖伸長させて得られるポリウレタンウレア樹脂である。   The polyurethane urea resin (U) in the present invention is prepared by dispersing the above-mentioned terminal isocyanate group urethane prepolymer (A) in water in the presence of an emulsifier (B) or after being dispersed in water and / or polyamine. It is a polyurethane urea resin obtained by chain extension.

乳化剤(B)としては、従来からウレタンプレポリマーの乳化剤として使用されている乳化剤であれば特に限定されない。
好ましいのは異なる範囲のHLBを有する2種類の乳化剤を併用することである。
併用される2種類の乳化剤のうちの1種類はHLBが13〜40、好ましくは13〜30、特に好ましくは13〜20である水溶性ポリウレタン系乳化剤(B1)であり、他の1種類の乳化剤(B2)のHLBは、8以上13未満、好ましくは9以上13未満、特に好ましくは9.5以上13未満である。
このような範囲のHLBを有する2種類の乳化剤を用いることによって、水性分散体の機械的安定性が良好となると共に、ガラス繊維用集束剤としての耐衝撃性付与効果が良好となる。。
HLBは、有機化合物の有機性・無機性の概念[「新界面活性剤入門」藤本武彦著、三洋化成工業発行、p197−201]から計算できる。
また、(B1)の重量平均分子量(GPCによる測定値、以下Mwと略記)は5,000〜500,000、好ましくは5,000〜400,000、さらに好ましくは5,000〜200,000である。
The emulsifier (B) is not particularly limited as long as it is an emulsifier conventionally used as an emulsifier for a urethane prepolymer.
Preference is given to using two types of emulsifiers having different ranges of HLB in combination.
One of the two types of emulsifiers used in combination is a water-soluble polyurethane emulsifier (B1) having an HLB of 13 to 40, preferably 13 to 30, particularly preferably 13 to 20, and one other type of emulsifier. The HLB of (B2) is 8 or more and less than 13, preferably 9 or more and less than 13, particularly preferably 9.5 or more and less than 13.
By using two types of emulsifiers having such a range of HLB, the mechanical stability of the aqueous dispersion is improved, and the impact resistance imparting effect as a sizing agent for glass fibers is improved. .
HLB can be calculated from the concept of organic and inorganic properties of organic compounds ["Introduction to New Surfactants" by Takehiko Fujimoto, published by Sanyo Chemical Industries, p197-201].
The weight average molecular weight (measured by GPC, hereinafter abbreviated as Mw) of (B1) is 5,000 to 500,000, preferably 5,000 to 400,000, more preferably 5,000 to 200,000. is there.

(B2)のMwは500〜20,000、好ましくは800〜15,000、さらに好ましくは1,000〜10,000である。
(B1)のMwが5,000未満もしくは(B2)のMwが500未満では得られる水性分散体の機械的安定性が不足し、該水性分散体からなる集束剤のスカムの発生および繊維の切断の原因となり、(B1)のMwが500,000を超える、もしくは(B2)のMwが20,000を超えると、集束剤の成分として使用した場合に集束剤が高粘度となり、ガラス繊維への集束剤付与が困難となる
Mw of (B2) is 500 to 20,000, preferably 800 to 15,000, and more preferably 1,000 to 10,000.
When the Mw of (B1) is less than 5,000 or the Mw of (B2) is less than 500, the resulting aqueous dispersion has insufficient mechanical stability, and the scum of the sizing agent comprising the aqueous dispersion is generated and the fibers are cut. If the Mw of (B1) exceeds 500,000 or the Mw of (B2) exceeds 20,000, the sizing agent becomes highly viscous when used as a sizing agent component, and the glass fiber Difficult to apply sizing agent

(B1)は、ポリウレタン構造を有する乳化剤であり、かつ水溶性(25℃での溶解度が1以上)である。   (B1) is an emulsifier having a polyurethane structure, and is water-soluble (solubility at 25 ° C. is 1 or more).

(B1)のうち好ましいものとしては、特開2005−120282号公報に記載の下記一般式(1)で示される乳化剤(B11)が挙げられる。   Preferable among (B1) is an emulsifier (B11) represented by the following general formula (1) described in JP-A-2005-120282.

Figure 2007145609
Figure 2007145609

式中、R1はk価のアルコール類またはフェノール類の水酸基を除いた残基、Xは有機ジイソシアネートの残基、R2は2価のアルコール類またはフェノール類の水酸基を除いた残基、Zは−O(AO)mR1[(OA)mOH]k-1および/または−N(R32(但し、R3の少なくとも1つは炭素数1〜100の炭化水素基または水酸基含有炭化水素基で残りは水素原子である。)、Aは炭素数2〜30のアルキレン基(但し、m個、n個、p個のオキシアルキレン基AOが2種以上のオキシアルキレン基で構成される場合の結合様式はブロックまたはランダムのいずれでもよい。)を表し、m、nおよびpはそれぞれ独立に0または1〜150の整数(但し、{}内の全てのmとnとpの合計は少なくとも10であり、R1がフェノール類の残基の場合はmは0でなく、R2がフェノール類の残基の場合はnとpは0でない。また、複数のm、p、R1、X、R2、R3はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。)、qは0または1〜150の整数、kは1〜6の整数を表す。 In the formula, R 1 is a residue obtained by removing the hydroxyl group of k-valent alcohol or phenol, X is a residue of organic diisocyanate, R 2 is a residue obtained by removing the hydroxyl group of divalent alcohol or phenol, Z Is —O (AO) mR 1 [(OA) mOH] k-1 and / or —N (R 3 ) 2 (wherein at least one of R 3 is a hydrocarbon group having 1 to 100 carbon atoms or a hydroxyl group-containing carbon atom) A is a hydrogen group and the rest are hydrogen atoms.), A is an alkylene group having 2 to 30 carbon atoms (provided that m, n and p oxyalkylene groups AO are composed of two or more oxyalkylene groups). The bonding mode in the case may be either block or random.), M, n and p are each independently 0 or an integer from 1 to 150 (provided that the sum of all m, n and p in {} is At least 10 and R 1 is phenols In the case of a residue, m is not 0, and when R 2 is a phenol residue, n and p are not 0. Also, a plurality of m, p, R 1 , X, R 2 , and R 3 are the same. Or q may be 0 or an integer of 1 to 150, and k may be an integer of 1 to 6.

残基R1を与える1〜6価のアルコール類またはフェノール類としては特開2005−120282号公報に記載のものが挙げられ、好ましいものは1価または2価のアルコールである。
上記アルコール類またはフェノール類の水酸基1個あたりのMnは通常30〜2,000またはそれ以上、好ましくは30〜1,000である。
2としては、例えば前記R1として例示したもののうちの2価の化合物が挙げられる。これらの水酸基1個あたりのMnは通常30〜2,000、好ましくは30〜1,000である。
Xは有機ジイソシアネートの残基であり、Xの炭素数は通常4〜18、好ましくは6〜15である。該有機ジイソシアネートとしては、前述のものが挙げられる。
Examples of the 1-6 valent alcohols or phenols that give the residue R 1 include those described in JP-A-2005-120282, and preferred are monovalent or divalent alcohols.
The Mn per hydroxyl group of the alcohols or phenols is usually 30 to 2,000 or more, preferably 30 to 1,000.
Examples of R 2 include divalent compounds among those exemplified as R 1 . The Mn per hydroxyl group is usually 30 to 2,000, preferably 30 to 1,000.
X is a residue of an organic diisocyanate, and the carbon number of X is usually 4-18, preferably 6-15. Examples of the organic diisocyanate include those described above.

一般式(1)においてAとしては、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基などが挙げられ、(AO)mで表される(ポリ)オキシアルキレン基は、EO、PO、1,2−、1,3−もしくは2,3−ブチレンオキサイド、テトラヒドロフラン、これらの2種以上の併用系(ランダムおよび/またはブロック)等のアルキレンオキサイドのアルコールまたはフェノール化合物への開環(共)付加により形成される基である。これらのうち好ましいものは、EO単独およびEOとPOの共付加で形成される(ポリ)オキシアルキレン基である。   In the general formula (1), examples of A include an ethylene group, a propylene group, a butylene group, and the (poly) oxyalkylene group represented by (AO) m is EO, PO, 1,2-, 1, A group formed by ring-opening (co) addition of an alkylene oxide such as 3- or 2,3-butylene oxide, tetrahydrofuran, or a combination system (random and / or block) of two or more thereof to an alcohol or phenol compound is there. Of these, preferred is a (poly) oxyalkylene group formed by EO alone or by co-addition of EO and PO.

m、nおよびpは、m、nまたはpが500以下であれば、得られるポリウレタン系乳化剤の水溶液の粘度が高くなりすぎることはなく乳化がさらにし易くなる。また、{}内の全てのmとnとpの合計は通常少なくとも10、好ましくは30〜1,000またはそれ以上である。{}内の全てのmとnとpの合計が10以上であれば、ポリウレタン系乳化剤の親水基部分が多いため乳化性が不足することはなく、乳化がさらにし易くなる。   If m, n, and p are 500 or less, the viscosity of the aqueous solution of the polyurethane-based emulsifier obtained does not become too high, and the emulsification becomes easier. The total of all m, n and p in {} is usually at least 10, preferably 30 to 1,000 or more. If the sum of all m, n, and p in {} is 10 or more, the emulsifiability will not be insufficient because the hydrophilic group portion of the polyurethane emulsifier is large, and the emulsification becomes easier.

一般式(1)におけるZのうち好ましいのは−O(AO)mR1[(OA)mOH]k-1であり、さらに好ましいのはkが1で、R1が1価アルコール類もしくは1価フェノール類の残基、とくにスチレン化(1〜10モル付加、好ましくは2〜5モル付加)フェノール(たとえばスチレン化フェノール、スチレン化クミルフェノールなど)の残基である。
−N(R32のR3は少なくとも1個が炭素数1〜100、好ましくは8〜36の炭化水素基または水酸基含有炭化水素基である。
3の具体例としては、上記のR1で例示した1価アルコール類もしくは1価フェノール類の残基、およびそれらの水素原子の少なくとも1個がヒドロキシル基で置換された基、例えばヒドロキシアルキル基(2−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシプロピル基、2−ヒドロキシブチル基、ヒドロキシオクチル基など)およびヒドロキシアリール基(ヒドロキシフェニル基、2−メチル−4−ヒドロキシフェニル基など)が挙げられる。R3は、直鎖状、分岐状または環状のいずれでもよく、また、脂肪族または芳香族のいずれでもよい。
3のうち好ましいものは置換フェノール類の残基であり、特に好ましいものはスチレン化(1〜10モル付加、好ましくは2〜5モル付加)フェノールの残基である。
Of the Z in the general formula (1), —O (AO) mR 1 [(OA) mOH] k−1 is preferred, and k is preferably 1, and R 1 is a monohydric alcohol or monovalent. Residues of phenols, particularly residues of styrenated (1-10 mol addition, preferably 2-5 mol addition) phenol (eg styrenated phenol, styrenated cumylphenol, etc.).
-N (R 3) 2 of R 3 is at least one 1 to 100 carbon atoms, preferably a hydrocarbon group or a hydroxyl group-containing hydrocarbon group having 8 to 36.
Specific examples of R 3 include residues of monohydric alcohols or monohydric phenols exemplified for R 1 above, and groups in which at least one of their hydrogen atoms has been substituted with a hydroxyl group, such as hydroxyalkyl groups (2-hydroxyethyl group, 2-hydroxypropyl group, 2-hydroxybutyl group, hydroxyoctyl group and the like) and hydroxyaryl groups (hydroxyphenyl group, 2-methyl-4-hydroxyphenyl group and the like). R 3 may be linear, branched or cyclic, and may be aliphatic or aromatic.
Preferred among R 3 are residues of substituted phenols, and particularly preferred is a residue of styrenated (1 to 10 mol addition, preferably 2 to 5 mol addition) phenol.

なお、R1、R2およびZ中に炭素数10以上の炭化水素基を有さない場合は、得られる(B1)の乳化力の観点から、一般式(1)中の(ポリ)オキシアルキレン基の少なくとも1種が炭素数3以上のオキシアルキレン基であることが好ましい。 In the case where R 1 , R 2 and Z do not have a hydrocarbon group having 10 or more carbon atoms, (poly) oxyalkylene in the general formula (1) from the viewpoint of the emulsifying power of (B1) obtained. At least one of the groups is preferably an oxyalkylene group having 3 or more carbon atoms.

qは、通常0または1〜150、好ましくは1〜50の整数である。qが150以下であれば得られる(B1)の水溶液の粘度が低く(50万mPa・s以下)なり乳化がし易くなる。 q is usually 0 or an integer of 1 to 150, preferably 1 to 50. If q is 150 or less, the viscosity of the aqueous solution (B1) obtained is low (500,000 mPa · s or less), and emulsification becomes easy.

kは通常1〜6の整数、好ましくは1または2、特に1である。 k is usually an integer of 1 to 6, preferably 1 or 2, especially 1.

(B1)は、好ましくは1分子中に平均2個以上の疎水基を有し、該疎水基のうちの少なくとも2個の疎水基のそれぞれのSP値と(A)のSP値との差の絶対値(以下、△SP1と略記する)がそれぞれ2以下、特に1以下であることが好ましい。
△SP1が2以下であれば、得られる水性分散体の機械安定性がさらに良好になる傾向があり、集束剤の成分として使用されても、スカムの発生、繊維の切断の原因となりにくい。△SP1の調整は、(B1)1分子中の疎水基の種類の選択により行うことができる。SP値は、Fedorsらの方法[Poly.Eng.Sci.14(2)152,(1974)]によって計算できる。
(B1) preferably has an average of two or more hydrophobic groups in one molecule, and the difference between the SP value of each of at least two of the hydrophobic groups and the SP value of (A) The absolute value (hereinafter abbreviated as ΔSP1) is preferably 2 or less, particularly 1 or less.
If ΔSP1 is 2 or less, the resulting aqueous dispersion tends to have better mechanical stability, and even when used as a sizing agent component, it is unlikely to cause scum and fiber breakage. ΔSP1 can be adjusted by (B1) selection of the type of hydrophobic group in one molecule. The SP value is calculated by the method of Fedors et al. [Poly. Eng. Sci. 14 (2) 152, (1974)].

(B1)に含まれる疎水基としては、前述のR1、R2およびR3が挙げられ、好ましいものも同様のものが挙げられる。
なお、一般式(1)で示される(B11)におけるXは、本発明において疎水基には含まれない。
Examples of the hydrophobic group contained in (B1) include the aforementioned R 1 , R 2, and R 3 , and preferred examples include the same.
In the present invention, X in (B11) represented by the general formula (1) is not included in the hydrophobic group.

本発明における(B1)の製法は特に限定されず、通常のポリウレタン樹脂を製造する方法(ワンショット法または多段法)で水酸基含有化合物と有機ジイソシアネートとをウレタン化反応させることにより得られる。   The production method of (B1) in the present invention is not particularly limited, and can be obtained by urethanation of a hydroxyl group-containing compound and an organic diisocyanate by a usual method for producing a polyurethane resin (one-shot method or multistage method).

本発明において、(B1)と併用する(B2)のHLBは通常8以上13未満、好ましくは9以上13未満、特に好ましくは9.5以上13未満である。HLBが8未満および13以上でると得られる水性分散体の機械安定性が不良となる。   In the present invention, the HLB of (B2) used in combination with (B1) is usually 8 or more and less than 13, preferably 9 or more and less than 13, particularly preferably 9.5 or more and less than 13. When the HLB is less than 8 or 13 or more, the resulting aqueous dispersion has poor mechanical stability.

(B2)のMwが500未満では得られる集束剤の希釈安定性および機械安定性が不足し、スカムの発生、繊維の切断の原因となり、20,000を超えると、得られる集束剤が高粘度となり、ガラス繊維への集束剤付与が困難となる。   When the Mw of (B2) is less than 500, the resulting sizing agent has insufficient dilution stability and mechanical stability, which causes scum generation and fiber cutting. If it exceeds 20,000, the resulting sizing agent has a high viscosity. Thus, it becomes difficult to give the sizing agent to the glass fiber.

(B2)の具体例としては、例えば(i)非イオン界面活性剤(例えば高級アルコールEO付加物、アルキルフェノールEO付加物、脂肪酸EO付加物、多価アルコール脂肪酸エステルEO付加物、高級アルキルアミンEO付加物、脂肪酸アミドEO付加物、油脂のEO付加物、グリセロールの脂肪酸エステル、ペンタエスリトールの脂肪酸エステル、ソルビトールおよびソルビタンの脂肪酸エステル、ショ糖の脂肪酸エステル、多価アルコールのアルキルエーテル、アルカノールアミン類の脂肪酸アミド、ポリプロピレングリコールのポリオキシエチレンエーテル、多環フェノール類のポリオキシアルキレンエーテル)、(ii)陽イオン界面活性剤(例えば、アルキルトリメチルアンモニウム塩酸塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩酸塩などの第4級アンモニウム塩、高級アルキルアミン酢酸塩など)、および(iii)両性界面活性剤(アルキルアミノプロピオン酸アルカリ金属塩、アルキルジメチルベタインなど)から選ばれる1種または2種以上の混合物が挙げられる。この中で好ましいものは非イオン界面活性剤であり、特に好ましいものはポリプロピレングリコールのポリオキシエチレンエーテル、多環フェノール類のポリオキシアルキレンエーテルである。   Specific examples of (B2) include, for example, (i) nonionic surfactant (for example, higher alcohol EO adduct, alkylphenol EO adduct, fatty acid EO adduct, polyhydric alcohol fatty acid ester EO adduct, higher alkylamine EO addition) , Fatty acid amide EO adduct, fat and oil EO adduct, fatty acid ester of glycerol, fatty acid ester of pentaesitol, fatty acid ester of sorbitol and sorbitan, fatty acid ester of sucrose, alkyl ether of polyhydric alcohol, alkanolamines Fatty acid amides, polyoxyethylene ethers of polypropylene glycol, polyoxyalkylene ethers of polycyclic phenols), (ii) cationic surfactants (eg, alkyltrimethylammonium hydrochloride, alkyldimethylbenzylammonium hydrochloride) Quaternary ammonium salts such as higher alkylamine acetates, etc.) and (iii) amphoteric surfactants (alkylaminopropionic acid alkali metal salts, alkyldimethylbetaines, etc.) Can be mentioned. Of these, nonionic surfactants are preferred, and polyoxyethylene ethers of polypropylene glycol and polyoxyalkylene ethers of polycyclic phenols are particularly preferred.

(B2)は、好ましくは分子中に平均1個以上の疎水基を有し、該疎水基のうちの少なくとも1個の疎水基のSP値と(A)のSP値との差の絶対値(以下、△SP2と略記)が2以下、さらに好ましくは1以下であるものである。   (B2) preferably has an average of one or more hydrophobic groups in the molecule, and the absolute value of the difference between the SP value of at least one of the hydrophobic groups and the SP value of (A) ( (Hereinafter abbreviated as ΔSP2) is 2 or less, more preferably 1 or less.

△SP2が2以下であれば、得られる水性分散体の機械安定性がさらに良好になる傾向があり、集束剤の成分として使用されても、スカムの発生、繊維の切断の原因となりにくい。△SP2の調整は、(B2)1分子中の疎水基の種類の選択により行うことができる。   If ΔSP2 is 2 or less, the resulting aqueous dispersion tends to have better mechanical stability, and even when used as a sizing agent component, it is unlikely to cause scum and fiber breakage. ΔSP2 can be adjusted by (B2) selection of the type of hydrophobic group in one molecule.

(B2)に含まれる疎水基としては、前述のR1、R2およびR3が挙げられ、好ましいものも同様のものが挙げられる。 Examples of the hydrophobic group contained in (B2) include the aforementioned R 1 , R 2, and R 3 , and preferred examples include the same.

本発明における水性分散体を製造する際の乳化剤(B)の使用量は、(A)の重量に基づいて通常0.1〜20%、好ましくは0.5〜17%、さらに好ましくは2〜15%、特に3〜12%である。
使用量が3%以上であれば、水性分散体の機械安定性が良好になりやすく、12%以下であれば水性分散体を用いたガラス繊維用集束剤の耐水性が良好になりやすい。
また、(B1)と(B2)を併用する場合の(B1)と(B2)の比率は、通常20/80〜95/5、好ましくは30/70〜95/5、さらに好ましくは35/65〜90/10、特に好ましくは40/60〜80/20である。(B1)の比率が30〜95であれば水性分散体の機械安定性がさらに良好である。
The amount of the emulsifier (B) used in the production of the aqueous dispersion in the present invention is usually 0.1 to 20%, preferably 0.5 to 17%, more preferably 2 to 2, based on the weight of (A). 15%, especially 3-12%.
If the amount used is 3% or more, the mechanical stability of the aqueous dispersion tends to be good, and if it is 12% or less, the water resistance of the glass fiber sizing agent using the aqueous dispersion tends to be good.
The ratio of (B1) and (B2) when (B1) and (B2) are used in combination is usually 20/80 to 95/5, preferably 30/70 to 95/5, and more preferably 35/65. ~ 90/10, particularly preferably 40/60 to 80/20. When the ratio of (B1) is 30 to 95, the mechanical stability of the aqueous dispersion is further improved.

(A)を水に分散させて水性分散体とする方法については特に限定されないが、たとえば、
(i)(A)と乳化剤をあらかじめ混合し、その中へ水を徐々に滴下して転相させる方法、
(ii)(A)に、乳化剤を溶解させた水を徐々に滴下して分散させる方法、
(iii)(A)と乳化剤をあらかじめ混合したものを水の中へ滴下分散させる方法、
(iv)乳化剤を溶解させた水の中に(A)を滴下分散させる方法、
(v)(A)、乳化剤および水を一括混合し分散させる方法
等が挙げられる。これらのうち(ii)、(iv)および(v)の方法が、(A)を水に分散させる間に、水や乳化剤中のOH基と(A)中のイソシアネート基との直接接触を避けられるため好ましい。
The method of dispersing (A) in water to form an aqueous dispersion is not particularly limited.
(i) A method in which (A) and an emulsifier are mixed in advance, and water is gradually added dropwise therein to invert the phase;
(ii) A method in which water in which an emulsifier is dissolved is gradually dropped and dispersed in (A),
(iii) A method in which a mixture of (A) and an emulsifier is dropped and dispersed in water;
(iv) A method in which (A) is dropped and dispersed in water in which an emulsifier is dissolved,
(v) A method in which (A), an emulsifier and water are mixed together and dispersed. Of these, the methods (ii), (iv) and (v) avoid direct contact between the OH groups in water and emulsifiers and the isocyanate groups in (A) while (A) is dispersed in water. Therefore, it is preferable.

(A)を水に分散させる装置については特に限定されないが、たとえば(i)錨型撹拌方式、(ii)歯車式撹拌方式、(iii)固定子−回転子式方式、(iv)高圧衝撃方式、(v)超音波衝撃方式、(vi)ニーダーなどの多数軸を有する混練機などが挙げられる。これらのうち(i)、(iii)および(vi)の方法が好ましい。 The device for dispersing (A) in water is not particularly limited. For example, (i) vertical stirring method, (ii) gear type stirring method, (iii) stator-rotor type method, (iv) high pressure impact method , (V) an ultrasonic impact system, (vi) a kneader having multiple axes such as a kneader. Of these, the methods (i), (iii) and (vi) are preferred.

本発明におけるポリウレタンウレア樹脂(U)の水性分散体は、(A)を乳化剤(B)の存在下で水中に分散させると同時に水および/またはポリアミンで鎖伸長させて得る方法(i)、並びに(A)を水中に分散させた後に水および/またはポリアミンで鎖伸長させて得る方法(ii)が挙げられる。好ましいのは(ii)である。
(i)および(ii)の場合の分散工程の温度は、通常10〜40℃である。また、(ii)の場合の鎖伸長工程の温度は40〜80℃、好ましくは45〜70℃である。
鎖伸長剤としては、水、ポリアミンおよびこれらの併用が挙げられる。ポリアミンとしては水溶性の(ポリ)アルキレン(アルキレン基の炭素数2〜12)ポリアミン(エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、イソホロンジアミンおよびジエチレントリアミンなど)、ヒドラジン誘導体(ヒドラジン、カルボジヒドラジドおよびアジピン酸ジヒドラジドなど)およびこれらの2種以上の併用が挙げられる。鎖伸長剤としてポリアミンを含む場合のポリアミンの使用量は、(A)の重量に基づいて、通常8部以下、好ましくは0.3〜5部である。
The aqueous dispersion of polyurethaneurea resin (U) in the present invention is obtained by dispersing (A) in water in the presence of an emulsifier (B) and at the same time extending the chain with water and / or polyamine (i), and A method (ii) obtained by dispersing (A) in water and then extending the chain with water and / or a polyamine. Preferred is (ii).
The temperature of the dispersion | distribution process in the case of (i) and (ii) is 10-40 degreeC normally. Moreover, the temperature of the chain extension process in the case of (ii) is 40-80 degreeC, Preferably it is 45-70 degreeC.
Examples of the chain extender include water, polyamine, and combinations thereof. Examples of the polyamine include water-soluble (poly) alkylene (alkylene group having 2 to 12 carbon atoms) polyamine (such as ethylenediamine, hexamethylenediamine, isophoronediamine and diethylenetriamine), hydrazine derivatives (such as hydrazine, carbodihydrazide and adipic acid dihydrazide) and the like. These two or more types are used in combination. When polyamine is included as a chain extender, the amount of polyamine used is usually 8 parts or less, preferably 0.3 to 5 parts, based on the weight of (A).

ポリウレタンウレア樹脂(U)の水性分散体の製造には、さらに、鎖伸長剤とともに鎖停止剤を併用してもよい。
鎖停止剤としては、水溶性のモノアミン[炭素数3〜8の1級モノアミン(例えばn−ブチルアミン、iso−ブチルアミン、sec−ブチルアミン、n−ペンチルアミンなど)、総炭素数4〜8の2級モノアミン(ジn−プロピルアミン、ジn−ブチルアミンなど)が挙げられ、好ましいのは1級モノアミン特にn−ブチルアミンである。鎖停止剤の使用量は、(A)の重量に基づいて、通常5%以下、好ましくは3%以下である。
また、必要によりウレタン化反応中に用いられた有機溶剤は、(A)を水中に分散、鎖伸長させたのち、蒸留等により除去されるのが好ましい。
In the production of the aqueous dispersion of polyurethane urea resin (U), a chain terminator may be used in combination with a chain extender.
Examples of chain terminators include water-soluble monoamines [primary monoamines having 3 to 8 carbon atoms (for example, n-butylamine, iso-butylamine, sec-butylamine, n-pentylamine, etc.), secondary compounds having 4 to 8 carbon atoms in total. Examples include monoamines (di-n-propylamine, di-n-butylamine, etc.), and primary monoamines, particularly n-butylamine, are preferred. The amount of chain terminator used is usually 5% or less, preferably 3% or less, based on the weight of (A).
Further, the organic solvent used during the urethanization reaction is preferably removed by distillation or the like after dispersing (A) in water and extending the chain.

上述の方法により製造されたポリウレタンウレア樹脂のMnは通常2,000〜2,000,000またはそれ以上、好ましくは10,000〜1,500,000である。   Mn of the polyurethane urea resin produced by the above method is usually 2,000 to 2,000,000 or more, preferably 10,000 to 1,500,000.

本発明におけるポリウレタンウレア樹脂(U)の水性分散体の固形分濃度は、通常10〜75%、好ましくは30〜60%である。なお、本発明における固形分濃度は、試料1〜1.5gを130℃×90分加熱乾燥した後の残分重量の、水性分散体の重量に基づく百分率である。
また、水性分散体の粘度は、通常10〜10,000mPa・s好ましくは100〜5,000mPa・sである。水性分散体のレーザー回折/散乱式粒度分布測定装置で測定される重量平均粒子径は、通常10〜10,000nm、好ましくは100〜5,000nmである。
The solid content concentration of the aqueous dispersion of the polyurethane urea resin (U) in the present invention is usually 10 to 75%, preferably 30 to 60%. The solid content concentration in the present invention is a percentage based on the weight of the aqueous dispersion of the residual weight after 1 to 1.5 g of the sample is heated and dried at 130 ° C. for 90 minutes.
The viscosity of the aqueous dispersion is usually 10 to 10,000 mPa · s, preferably 100 to 5,000 mPa · s. The weight average particle diameter of the aqueous dispersion measured with a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer is usually 10 to 10,000 nm, preferably 100 to 5,000 nm.

本発明のガラス繊維用集束剤は、上記の水性分散体をそのまま使用してもよいが、必要により水で希釈してもよい。本発明のガラス繊維用集束剤中のポリウレタンウレア樹脂(U)の含有量は通常0.1〜20%、好ましくは0.5〜10%である。
本発明の集束剤は、さらに、ガラス繊維が複合される樹脂の種類(例えば、不飽和ポリエステル系樹脂およびエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂、並びにポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂およびABS樹脂などの熱可塑性樹脂)に応じて、必要により公知の添加剤[例えばカップリング剤(アミノシラン、ビニルシランなど)、帯電防止剤(カチオンもしくはアニオン界面活性剤など)、潤滑剤(カチオン界面活性剤、植物性ワックスなど)、耐熱安定剤、耐候安定剤、消泡剤、防腐剤など]を含有させることができる。
これらの添加剤の含有量は、集束剤の重量に基づいて、カップリング剤は通常0.2〜3%、好ましくは0.5〜2%、帯電防止剤は通常0〜0.3%、好ましくは0.05〜0.2%、潤滑剤は通常0〜0.3%、好ましくは0.05〜0.2%、耐熱もしくは耐候安定剤、消泡剤および防腐剤が通常0〜0.3%、好ましくは0.05〜0.2%である。これらの添加剤の合計の含有量は集束剤の重量に基づいて通常0.2〜4%、好ましくは0.6〜2.1%であり、(A)の重量100部に対して通常5〜200部、好ましくは20〜100部である。
In the sizing agent for glass fibers of the present invention, the above aqueous dispersion may be used as it is, but it may be diluted with water as necessary. The content of the polyurethane urea resin (U) in the glass fiber sizing agent of the present invention is usually 0.1 to 20%, preferably 0.5 to 10%.
The sizing agent of the present invention further comprises a kind of resin in which glass fibers are compounded (for example, thermosetting resin such as unsaturated polyester resin and epoxy resin, and thermoplastic resin such as polyamide resin, polyolefin resin and ABS resin). ), If necessary, known additives [for example, coupling agents (aminosilane, vinylsilane, etc.), antistatic agents (cationic or anionic surfactant, etc.), lubricants (cationic surfactant, vegetable wax, etc.), Heat stabilizers, weather stabilizers, antifoaming agents, preservatives, and the like].
The content of these additives is usually 0.2 to 3%, preferably 0.5 to 2% for the coupling agent, and 0 to 0.3% for the antistatic agent, based on the weight of the sizing agent. Preferably 0.05 to 0.2%, lubricant is usually 0 to 0.3%, preferably 0.05 to 0.2%, heat or weather resistance stabilizer, antifoaming agent and preservative are usually 0 to 0 0.3%, preferably 0.05-0.2%. The total content of these additives is usually 0.2 to 4%, preferably 0.6 to 2.1%, based on the weight of the sizing agent, and usually 5 for 100 parts by weight of (A). -200 parts, preferably 20-100 parts.

本発明の集束剤は、ポリウレタンウレア樹脂(U)の重量に基づくカルボキシル基またはエポキシ基の含有量が0.1〜1.2%、さらに好ましくは0.2〜0.8%である。
カルボキシル基またはエポキシ基を有することでマトリックス樹脂との相溶性が上がり、この水性分散体を用いたガラス繊維用集束剤を使用してなるFRPやFRTPなどのガラス繊維強化プラスチックの耐衝撃強度が良好となる。
カルボキシル基またはエポキシ基が0.1%未満であるとマトリックス樹脂との相溶性が悪くなり、ガラス繊維強化プラスチックの耐衝撃性が低くなる。また、1.2%を越えると集束剤としての液安定性が悪くなりガラス繊維への集束剤付与が困難となる。
カルボキシル基の含有量の測定方法は、以下の通りである。
In the sizing agent of the present invention, the carboxyl group or epoxy group content based on the weight of the polyurethane urea resin (U) is 0.1 to 1.2%, more preferably 0.2 to 0.8%.
By having a carboxyl group or an epoxy group, compatibility with the matrix resin is improved, and the impact strength of glass fiber reinforced plastics such as FRP and FRTP using a glass fiber sizing agent using this aqueous dispersion is good. It becomes.
When the carboxyl group or epoxy group is less than 0.1%, the compatibility with the matrix resin is deteriorated, and the impact resistance of the glass fiber reinforced plastic is lowered. On the other hand, if it exceeds 1.2%, the liquid stability as the sizing agent is deteriorated, and it becomes difficult to apply the sizing agent to the glass fiber.
The method for measuring the carboxyl group content is as follows.

25℃の集束剤を乾燥膜厚が200μmとなるようにガラス板上に広げ、25℃で10時間、105℃で45分加熱乾燥させ樹脂フィルムを作成し、得られた樹脂フィルムを25℃の水に24時間浸漬後、水洗乾燥し、水溶性成分を除去してポリウレタンウレア樹脂(U)を主成分とする成分を取り出す。取り出した成分について1.0〜1.5gをジメチルホルムアミド100mlで溶解させ、1/2N塩酸水溶液を滴下して、系内のpHを3〜4とし、電位差滴定装置を用いて、N/10水酸化カリウム水溶液で滴定し、第1変曲点から第2変曲点までの滴定量をもとに、下記式(1)に従ってカルボキシル基含有量を計算する。   A sizing agent at 25 ° C. was spread on a glass plate so that the dry film thickness was 200 μm, and was dried by heating at 25 ° C. for 10 hours and at 105 ° C. for 45 minutes. After being immersed in water for 24 hours, washed with water and dried, the water-soluble component is removed, and the component mainly composed of the polyurethane urea resin (U) is taken out. 1.0 to 1.5 g of the extracted component was dissolved in 100 ml of dimethylformamide, and a 1 / 2N hydrochloric acid aqueous solution was added dropwise to adjust the pH in the system to 3 to 4, using a potentiometric titration apparatus. Titrate with an aqueous potassium oxide solution, and calculate the carboxyl group content according to the following formula (1) based on the titration amount from the first inflection point to the second inflection point.

Figure 2007145609
Figure 2007145609

エポキシ基の含有量の測定方法は、以下の通りである。
上記と同様にして取り出した成分について、1.0〜1.5gをジメチルホルムアミド25mlで溶解させ、塩酸−ジメチルホルムアミド溶液(試薬一級塩酸1.4mlとジメチルホルムアミド100mlを混合したもの)25mlを加え15分放置し反応させる。反応後、試薬一級メタノールを30ml加え、電位差滴定装置を用いて、N/10水酸化カリウム水溶液で滴定する。空試験としてジメチルホルムアミド50ml、試薬一級メタノール30mlを混合し、電位差滴定装置を用いて、N/10水酸化カリウム水溶液で滴定する。補正試験として、取り出した成分1.0〜1.5gをジメチルホルムアミド50mlで溶解させ、試薬一級メタノールを30ml加え、電位差滴定装置を用いて、塩基性であればN/10塩酸水溶液で滴定し、酸性であればN/10水酸化カリウム水溶液で滴定して、それぞれの変曲点までの滴定量をもとに下記計算式より求める。
The method for measuring the epoxy group content is as follows.
About 1.0 to 1.5 g of the components taken out in the same manner as described above was dissolved in 25 ml of dimethylformamide, and 25 ml of hydrochloric acid-dimethylformamide solution (mixed with 1.4 ml of reagent primary hydrochloric acid and 100 ml of dimethylformamide) was added. Let stand for reaction. After the reaction, 30 ml of reagent primary methanol is added and titrated with an N / 10 aqueous potassium hydroxide solution using a potentiometric titrator. As a blank test, 50 ml of dimethylformamide and 30 ml of reagent primary methanol are mixed and titrated with an aqueous N / 10 potassium hydroxide solution using a potentiometric titrator. As a correction test, 1.0 to 1.5 g of the extracted component was dissolved in 50 ml of dimethylformamide, 30 ml of reagent primary methanol was added, and titrated with an N / 10 hydrochloric acid aqueous solution if basic using a potentiometric titrator. If it is acidic, it is titrated with an N / 10 potassium hydroxide aqueous solution and obtained from the following formula based on the titration amount up to each inflection point.

Figure 2007145609
Figure 2007145609

ただし、A:本試験の滴定量(ml)、B:空試験の滴定量(ml)、S1:本試験の試料採取量(g)、D:補正試験の滴定量(ml)、S2:補正試験の試料採取量(g)、補正値は塩基性の場合マイナス・酸性の場合プラスとする。 However, A: droplets of the study quantitative (ml), B: a drop of the blank test quantitation (ml), S 1: Sampling of the study (g), D: the correction test titer (ml), S 2 : Sampling amount (g) for correction test, correction value is negative for basic and positive for acidic.

なお、本発明の集束剤の25℃における粘度は通常0.1〜100mPa・s、好ましくは0.5〜50mPa・sである。   In addition, the viscosity at 25 degreeC of the sizing agent of this invention is 0.1-100 mPa * s normally, Preferably it is 0.5-50 mPa * s.

本発明の集束剤のガラス繊維に対する付与量は、ガラス繊維に対し乾燥後の重量で通常0.1〜10%、好ましくは0.2〜5%、特に好ましくは0.3〜3%である。0.1%未満ではガラス繊維の集束性が不良となり、10%を越えるとガラス繊維が硬くなりすぎて好ましくない。   The amount of the sizing agent of the present invention applied to the glass fiber is usually 0.1 to 10%, preferably 0.2 to 5%, particularly preferably 0.3 to 3% by weight after drying with respect to the glass fiber. . If it is less than 0.1%, the converging property of the glass fiber is poor, and if it exceeds 10%, the glass fiber becomes too hard, which is not preferable.

該集束剤をガラス繊維に処理する方法は特に限定されないが、たとえば、ガラス熔融窯の下部に設けられた多数のノズルから繊維状に引き延ばされた溶融状態のガラス繊維(通常数百〜数千本)を集束する際に、ロールコーターで集束剤を付与した後、ケーキ状に巻き取り、乾燥する方法が挙げられる。   The method for treating the sizing agent with glass fibers is not particularly limited. For example, the glass fibers in a molten state (usually several hundred to several) drawn into fibers from a number of nozzles provided at the lower part of the glass melting furnace. (Thousands) may be bundled by applying a bundling agent with a roll coater, winding it into a cake and drying it.

本発明の集束剤はマトリックス樹脂との相溶性に優れるため、FRPまたはFRTPに加工した場合の耐衝撃強度が優れたものとなる。   Since the sizing agent of the present invention is excellent in compatibility with the matrix resin, it has excellent impact strength when processed into FRP or FRTP.

実施例
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。以下において「部」は重量部、「%」は重量%を示す。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In the following, “parts” represents parts by weight, and “%” represents% by weight.

製造例
[乳化剤(B1)]
乳化剤(B1−1)の製造
ポリエチレングリコール(Mn20,000)90部、ポリオキシエチレンオキシプロピレングリコール[ポリプロピレングリコール(Mn1,700)にEOを付加したもの;Mn8,500]77部、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(Mn1,000)3部およびTDIの2.2部を160℃で5時間反応させ、乳化剤(B1−1)を得た。(B1−1)のHLBは17.3、疎水基(ポリオキシプロピレン基およびポリオキシテトラメチレン基)のSP値はそれぞれ8.7および9.0、Mwは95,000、分子内の疎水基の平均個数はポリオキシプロピレン基が2.1個、ポリオキシテトラメチレン基が0.7個であった。
乳化剤(B1−2)の製造
スチレン(2モル)化フェノールにEOを付加したもの(Mn1,500)15部、ポリエチレングリコール(Mn20,000)100部およびTDI2.6部を100℃で3時間反応させ、乳化剤(B1−2)を得た。(B1−2)のHLBは18.0、Mwは40,000、疎水基(スチレン化フェノール)のSP値は10.3、分子内の疎水基の平均個数はスチレン化フェノール基が2個であった。
Production Example [Emulsifier (B1)]
Production of emulsifier (B1-1) 90 parts of polyethylene glycol (Mn 20,000), polyoxyethyleneoxypropylene glycol [polypropylene glycol (Mn 1,700) added with EO; Mn 8,500] 77 parts, polytetramethylene ether 3 parts of glycol (Mn 1,000) and 2.2 parts of TDI were reacted at 160 ° C. for 5 hours to obtain an emulsifier (B1-1). (B1-1) has an HLB of 17.3, a hydrophobic group (polyoxypropylene group and polyoxytetramethylene group) with SP values of 8.7 and 9.0, Mw of 95,000, and an intramolecular hydrophobic group, respectively. The average number of the polyoxypropylene group was 2.1 and the polyoxytetramethylene group was 0.7.
Production of emulsifier (B1-2) 15 parts of styrene (2 mol) phenol added with EO (Mn 1,500), 100 parts of polyethylene glycol (Mn 20,000) and 2.6 parts of TDI are reacted at 100 ° C. for 3 hours. To obtain an emulsifier (B1-2). (B1-2) HLB is 18.0, Mw is 40,000, SP value of hydrophobic group (styrenated phenol) is 10.3, and the average number of hydrophobic groups in the molecule is two styrenated phenol groups. there were.

[乳化剤(B2)]
乳化剤(B2)としては、以下のものを使用した。
乳化剤(B2−1):スチレン(2モル)化フェノールにEOを付加したもの(HLB12.3、Mw900、疎水基のSP値10.3)
乳化剤(B2−2):ポリオキシエチレンオキシプロピレングリコール[ポリプロピレングリコール(Mn2,000)にEOを付加したもの;HLB10.8、Mw3,400、疎水部のSP値8.7]
[Emulsifier (B2)]
As the emulsifier (B2), the following was used.
Emulsifier (B2-1): Styrene (2 mol) phenol added with EO (HLB12.3, Mw900, hydrophobic group SP value 10.3)
Emulsifier (B2-2): Polyoxyethyleneoxypropylene glycol [polypropylene glycol (Mn 2,000) with EO added; HLB 10.8, Mw 3,400, SP value 8.7 of hydrophobic part]

[末端イソシアネート基ウレタンプレポリマー(A)の製造例]
製造例1
ポリブチレンアジペートジオール(Mn1,000)100部とジメチロールプロピオン酸3部、ヘキサメチレンジイソシアネート36部とを90℃で4時間反応させ、カルボキシル基含量0.7%、イソシアネート基含量5.6%のウレタンプレポリマー(A−1)を得た。該プレポリマーのSP値は10.6であった。
製造例2
ポリプロピレングリコール(Mn1,000)100部とジメチロールプロピオン酸3部、イソホロンジイソシアネート49部とを110℃で5時間反応させ、カルボキシル基含量0.7%、イソシアネート基含量5.2%のウレタンプレポリマー(A−2)を得た。該プレポリマーのSP値は9.4であった。
比較製造例1
ポリプロピレングリコール(Mn1,000)100部とイソホロンジイソシアネート34部とを110℃で5時間反応させ、カルボキシル基含量0%、イソシアネート基含量3.3%のウレタンプレポリマー(A−3)を得た。該プレポリマーのSP値は9.4であった。
比較製造例2
ポリブチレンアジペートジオール(Mn1,000)100部とジメチロールプロピオン酸10部、ヘキサメチレンジイソシアネート52部とを90℃で4時間反応させ、カルボキシル基含量2.0%、イソシアネート基含量6.9%のウレタンプレポリマー(A−4)を得た。該プレポリマーのSP値は10.6であった。
[Production Example of Terminal Isocyanate Group Urethane Prepolymer (A)]
Production Example 1
100 parts of polybutylene adipate diol (Mn 1,000), 3 parts of dimethylolpropionic acid and 36 parts of hexamethylene diisocyanate are reacted at 90 ° C. for 4 hours, and the carboxyl group content is 0.7% and the isocyanate group content is 5.6%. A urethane prepolymer (A-1) was obtained. The SP value of the prepolymer was 10.6.
Production Example 2
A urethane prepolymer having a carboxyl group content of 0.7% and an isocyanate group content of 5.2%, obtained by reacting 100 parts of polypropylene glycol (Mn 1,000) with 3 parts of dimethylolpropionic acid and 49 parts of isophorone diisocyanate at 110 ° C. for 5 hours. (A-2) was obtained. The SP value of the prepolymer was 9.4.
Comparative production example 1
100 parts of polypropylene glycol (Mn 1,000) and 34 parts of isophorone diisocyanate were reacted at 110 ° C. for 5 hours to obtain a urethane prepolymer (A-3) having a carboxyl group content of 0% and an isocyanate group content of 3.3%. The SP value of the prepolymer was 9.4.
Comparative production example 2
100 parts of polybutylene adipate diol (Mn 1,000), 10 parts of dimethylolpropionic acid and 52 parts of hexamethylene diisocyanate are reacted at 90 ° C. for 4 hours, and the carboxyl group content is 2.0% and the isocyanate group content is 6.9%. A urethane prepolymer (A-4) was obtained. The SP value of the prepolymer was 10.6.

[ポリウレタンウレア樹脂の水性分散体の製造]
製造例3〜6、比較製造例3〜5
表1に記載したウレタンプレポリマー100部を30℃まで冷却し、表1に記載した量の乳化剤と水30部を同時に加えて、ホモミキサーで約5分間混合・分散させた後、さらに水150部で希釈し、鎖伸長剤としてのエチレンジアミン3部および鎖停止剤としてのn−ブチルアミン0.3を水50部に溶解した液を添加した後、60℃で5時間撹拌して、鎖伸長および鎖停止させ、ポリウレタンウレア樹脂の水性分散体を得た。得られた水性分散体の分析値および機械的安定性の結果を表1に示す。
水性分散体の機械的安定性の評価方法は以下の通りである。
<機械的安定性試験>
水性分散体をホモジナイザーにて25℃、15,000rpmで15分間攪拌し、200メッシュの金網でろ過し、金網オン品の乾燥(130℃×45分)後の重量%(対水性分散体)で評価した。
[Production of aqueous dispersion of polyurethane urea resin]
Production Examples 3-6, Comparative Production Examples 3-5
After cooling 100 parts of the urethane prepolymer described in Table 1 to 30 ° C., simultaneously adding the emulsifier of the amount described in Table 1 and 30 parts of water, mixing and dispersing with a homomixer for about 5 minutes, and then adding 150 parts of water. After adding a solution prepared by dissolving 3 parts of ethylenediamine as a chain extender and n-butylamine 0.3 as a chain terminator in 50 parts of water, the mixture was stirred at 60 ° C. for 5 hours to chain extension and The chain was terminated to obtain an aqueous dispersion of polyurethane urea resin. The analytical values and mechanical stability results of the obtained aqueous dispersion are shown in Table 1.
The evaluation method of the mechanical stability of the aqueous dispersion is as follows.
<Mechanical stability test>
The aqueous dispersion was stirred with a homogenizer at 25 ° C. and 15,000 rpm for 15 minutes, filtered through a 200 mesh wire mesh, and the weight percentage (based on the aqueous dispersion) after drying the wire mesh product (130 ° C. × 45 minutes). evaluated.

Figure 2007145609
Figure 2007145609

実施例1〜4、比較例1〜3
ポリウレタンウレア樹脂の水性分散体10部とアミノシラン(γ−アミノプロピルトリエトキシシラン)2部および潤滑剤(テトラエチレンペンタミンジステアレート)1部に水87部を配合し、ガラス繊維用集束剤を得た。得られた集束剤のカルボキシル基含有量、機械的安定性および耐衝撃性向上効果を表2に示す。
Examples 1-4, Comparative Examples 1-3
87 parts of water is added to 10 parts of an aqueous dispersion of polyurethane urea resin, 2 parts of aminosilane (γ-aminopropyltriethoxysilane) and 1 part of a lubricant (tetraethylenepentamine distearate) to obtain a glass fiber sizing agent. It was. Table 2 shows the carboxyl group content, mechanical stability, and impact resistance improvement effect of the obtained sizing agent.

カルボキシル基含有量は、前述のようにポリウレタンウレア樹脂を主成分とする成分を取り出して、電位差滴定装置で酸価を測定し、上記計算式(1)で計算した。
集束剤の機械的安定性の試験方法は上記水性分散体の場合と同様の方法であり、耐衝撃性向上効果の試験方法は以下の通りである。
<耐衝撃性向上効果の試験>
集束剤を、直径15μmのガラス繊維に12%付与し、600本のガラス繊維を集束してストランドとし、このストランドを通常のチョップカット法により切断後乾燥して長さ5mmのチョップドストランドを得た。
得られたそれぞれのチョップドストランド30部とナイロン66樹脂70部とを270℃で混練し、ペレット化したものをインジェクションモールディング法によってJIS K−7062に規定された試験片を得た。これらの試験片についてアイゾット衝撃試験を行った。
結果を表2に示す。
The carboxyl group content was calculated by the above formula (1) after taking out the component mainly composed of polyurethane urea resin as described above, measuring the acid value with a potentiometric titrator.
The test method for the mechanical stability of the sizing agent is the same as that for the aqueous dispersion, and the test method for the impact resistance improving effect is as follows.
<Test of impact resistance improvement effect>
A sizing agent is applied to a glass fiber having a diameter of 15 μm, 12%, and 600 glass fibers are bundled to form a strand. The strand is cut by a normal chop cutting method and dried to obtain a chopped strand having a length of 5 mm. .
30 parts of each chopped strand and 70 parts of nylon 66 resin obtained were kneaded at 270 ° C. and pelletized to obtain a test piece defined in JIS K-7062 by the injection molding method. These test pieces were subjected to an Izod impact test.
The results are shown in Table 2.

Figure 2007145609
Figure 2007145609

本発明のガラス繊維用集束剤を使用して得られたガラス繊維は、FRPおよびFRTPなどの複合材料のマトリックス繊維として好適に使用できる。   The glass fiber obtained by using the glass fiber sizing agent of the present invention can be suitably used as a matrix fiber of a composite material such as FRP and FRTP.

Claims (5)

ポリウレタンウレア樹脂(U)の水性分散体を含有するガラス繊維用集束剤であって、ポリウレタンウレア樹脂(U)が下記の(1)〜(3)の全てを満たすことを特徴とするガラス繊維用集束剤。
(1):ポリウレタンウレア樹脂(U)の製造に使用される末端イソシアネート基ウレタンプレポリマー(A)が、数平均分子量500〜4,000のポリオール(A1)、カルボキシル基またはエポキシ基を有する数平均分子量100以上500未満のポリオール(A2)、およびポリイソシアネート(A3)を反応させて得られる末端イソシアネート基ウレタンプレポリマーである。
(2):ポリウレタンウレア樹脂(U)が、末端イソシアネート基ウレタンプレポリマー(A)を、乳化剤(B)の存在下で水中に分散させると同時にもしくは分散させた後に、水および/またはポリアミンで鎖伸長させて得られるポリウレタンウレア樹脂である。
(3):ポリウレタンウレア樹脂(U)の重量に基づくカルボキシル基またはエポキシ基の含有量が0.1〜1.2重量%である。
A glass fiber sizing agent containing an aqueous dispersion of a polyurethane urea resin (U), wherein the polyurethane urea resin (U) satisfies all of the following (1) to (3): Sizing agent.
(1): Number average of terminal isocyanate group urethane prepolymer (A) used for production of polyurethane urea resin (U) having a polyol (A1), carboxyl group or epoxy group having a number average molecular weight of 500 to 4,000. It is a terminal isocyanate group urethane prepolymer obtained by reacting a polyol (A2) having a molecular weight of 100 or more and less than 500 and a polyisocyanate (A3).
(2): Polyurethane urea resin (U) is dispersed with water and / or polyamine at the same time or after dispersing terminal isocyanate group urethane prepolymer (A) in water in the presence of emulsifier (B). This is a polyurethane urea resin obtained by stretching.
(3): The carboxyl group or epoxy group content based on the weight of the polyurethane urea resin (U) is 0.1 to 1.2% by weight.
ポリオール(A2)が、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸またはグリセリンモノグリシジルエーテルである請求項1記載のガラス繊維用集束剤。   The sizing agent for glass fibers according to claim 1, wherein the polyol (A2) is dimethylolpropionic acid, dimethylolbutanoic acid or glycerin monoglycidyl ether. 乳化剤(B)が、HLBが13〜40であり重量平均分子量が5,000〜500,000である水溶性ポリウレタン系乳化剤(B1)、およびHLBが8以上13未満であり重量平均分子量が500〜20,000である乳化剤(B2)からなる乳化剤である請求項1または2記載のガラス繊維用集束剤。   The emulsifier (B) is a water-soluble polyurethane emulsifier (B1) having an HLB of 13 to 40 and a weight average molecular weight of 5,000 to 500,000, and an HLB of 8 to less than 13 and a weight average molecular weight of 500 to 500. The sizing agent for glass fibers according to claim 1 or 2, which is an emulsifier comprising an emulsifier (B2) of 20,000. 水溶性ポリウレタン系乳化剤(B1)が下記一般式(1)で示される水溶性ポリウレタン系乳化剤(B11)である請求項3記載のガラス繊維用集束剤。
Figure 2007145609
[式中、R1はk価のアルコール類またはフェノール類の水酸基を除いた残基、Xは有機ジイソシアネートの残基、R2は2価のアルコール類またはフェノール類の水酸基を除いた残基、Zは−O(AO)mR1[(OA)mOH]k-1および/または−N(R32(但し、R3の少なくとも1つは炭素数1〜100の炭化水素基または水酸基含有炭化水素基で残りは水素原子である。)、Aは炭素数2〜30のアルキレン基を表し、m、nおよびpはそれぞれ独立に0または1〜150の整数(但し、{}内の全てのmとnとpの合計は少なくとも10であり、R1がフェノール類の残基の場合はmは0でなく、R2がフェノール類の残基の場合はnとpは0でない。また、複数のm、p、R1、X、R2、R3はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。)、qは0または1〜150の整数、kは1〜6の整数を表す。]
The sizing agent for glass fibers according to claim 3, wherein the water-soluble polyurethane emulsifier (B1) is a water-soluble polyurethane emulsifier (B11) represented by the following general formula (1).
Figure 2007145609
[Residues except in the formula, R 1 is the residue obtained by removing the hydroxyl of the k-valent alcohols or phenols, X is residue of an organic diisocyanate, a hydroxyl group R 2 is a divalent alcohols or phenols, Z is —O (AO) mR 1 [(OA) mOH] k-1 and / or —N (R 3 ) 2 (wherein at least one of R 3 contains a hydrocarbon group having 1 to 100 carbon atoms or a hydroxyl group) A hydrocarbon group and the remainder is a hydrogen atom), A represents an alkylene group having 2 to 30 carbon atoms, m, n and p are each independently an integer of 0 or 1 to 150 (provided that all in {} The sum of m, n, and p is at least 10, m is not 0 when R 1 is a phenol residue, and n and p are not 0 when R 2 is a phenol residue. , a plurality of m, p, R 1, X , R 2, R 3 are not the same as or different from each other Good.), Q is an integer of 0 or 1 to 150, k is an integer of 1-6. ]
さらに、カップリング剤、帯電防止剤、潤滑剤、耐熱安定剤、耐候安定剤、消泡剤および防腐剤からなる群から選ばれる1種以上の添加剤を含有してなる請求項1〜4のいずれか記載のガラス繊維用集束剤。   Furthermore, 1 or more types of additives chosen from the group which consists of a coupling agent, an antistatic agent, a lubricant, a heat-resistant stabilizer, a weather-resistant stabilizer, an antifoamer, and an antiseptic | preservative are contained. Any of the bundling agents for glass fibers.
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