JP2000007642A - 水性ジシクロヘキシルメタンカルボジイミド - Google Patents
水性ジシクロヘキシルメタンカルボジイミドInfo
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Abstract
を良好とすることにより、水性樹脂用架橋剤としての取
り扱いを容易とした水性ジシクロヘキシルメタンカルボ
ジイミドを提供する。 【構成】 本発明の水性ジシクロヘキシルメタンカルボ
ジイミドは、一般式(1): 【化1】 (式中、nは1乃至10の整数を表し、R1は親水性に
差のある、イソシアネート基と反応し得る少なくとも1
つの水酸基を有する有機化合物の混合物の残基であ
る。)で表されることを特徴とする。
Description
ジイミドに関するものであり、更に詳しくは、反応性及
び保存性を良好とし、水性樹脂用架橋剤としての取り扱
いを容易にした水性ジシクロヘキルメタンカルボジイミ
ドに関するものである。
脂は、塗料、インキ、繊維処理剤、接着剤、コーティン
グ剤等多くの分野で使用されているが、元来水性である
が故に、油性樹脂に比べ耐水性が劣っている。
より架橋剤を使用する方法が採用されており、この架橋
剤としては、メチロール基、エチレンイミン基、エポキ
シ基、イソシアネート基等を有する化合物が使用されて
いる。
する点で優れた性能を発揮するものもあるが、近年にな
って水性樹脂の用途が多様化してきており、架橋剤に求
められる性能もより高度なものになってきている。特
に、低温乃至常温における架橋の要望が多く、又、架橋
剤を水性樹脂へ添加した後の貯蔵安定性が良好であるこ
と、人体への影響がないこと等が挙げられる。しかしな
がら、上記架橋剤は低温乃至常温においては完全に架橋
できず、十分な耐水性を与えられず、又、皮膚刺激性等
の人体の健康に及ぼす影響を考えると、必ずしも安全な
ものではない。
ノ基とのアミド化反応やアミノ酸のペプチド合成等にお
いて使用されているカルボジイミド化合物が、水性樹脂
の架橋剤となり得ること、及び、安全性が高いことのた
めに注目されている。
する技術に関しては、例えば特開昭59−187029
号公報及び特公平5−27450号公報に、イソホロン
ジイソシアネート由来のポリカルボジイミドとそれを用
いた水性樹脂の架橋方法が開示されている。
ミドのカルボジイミド基と活性水素化合物の活性水素と
の反応を利用したものであり、例えばカルボジイミド基
と水性アクリル樹脂中に含まれるカルボキシル基との反
応による架橋を挙げることができる。
ホロンジイソシアネート由来のカルボジイミド化合物
は、その反応性が高いため、水性樹脂への添加後も反応
が進行し、保存性が良好でなく、使用用途における可使
時間が短いという難点を有していた。
号公報には、水性樹脂へ添加後の保存性を良好とするテ
トラメチルキシリレンジイソシアネート由来のカルボジ
イミド化合物が記載されていて、このテトラメチルキシ
リレンジイソシアネート由来のカルボジイミド化合物
は、カルボジイミド基の反応性が低いために、水性樹脂
へ添加後の保存性が上記イソホロンジイソシアネート由
来のカルボジイミド化合物より良好となるが、実際の架
橋反応には長時間を要し、低温、短時間の架橋では十分
な効果が得にくい場合もある。
分な効果が得られるカルボジイミド化合物として、特開
平10−30024号公報に、カルボジイミド基を有す
る分子鎖が4個以上、枝別れ状に分岐した多分岐型カル
ボジイミド化合物が開示されていて、この多分岐型カル
ボジイミド化合物は、低温且つ短時間の僅かな架橋で
も、分岐しているために直鎖状のカルボジイミド化合物
に比べ架橋密度は高くなるが、前記した水性樹脂へ添加
後の保存性が良好でなく、直鎖状のカルボジイミド化合
物より保存期間が短くなってしまう。
で、反応性及び保存性を良好とすることにより、水性樹
脂用架橋剤としての取り扱いを容易とした水性ジシクロ
ヘキシルメタンカルボジイミドを提供することを目的と
する。
本発明が採用した水性ジシクロヘキシルメタンカルボジ
イミドの構成は、一般式(1):
差のある、イソシアネート基と反応し得る少なくとも1
つの水酸基を有する有機化合物の混合物の残基であ
る。)で表されることを特徴とするものである。
成するため鋭意検討を重ねた結果、カルボジイミド化合
物を水性化する際に、親水性の高い有機化合物と親水性
の低い有機化合物の混合物を使用すると、親水性の低い
化合物が、水性樹脂中に含まれる官能基(例えば、カル
ボキシル基)と反応するカルボジイミド基を保護し、こ
れにより水性樹脂へ混合した際に水性樹脂中に含まれる
カルボキシル基等の官能基との反応を抑制することがで
き、その結果、高い反応性を有しているにもかかわら
ず、保存性が従来の水性カルボジイミド化合物に比べ著
しく良好となることを見出し、本発明を完成したのであ
る。
記の一般式(1)で表されるものであり、4、4′−ジ
シクロヘキシルメタンジイソシアネート
ンカルボジイミドと、親水性に差のある、イソシアネー
ト基と反応し得る少なくとも1つの水酸基を有する有機
化合物の混合物から合成されるものである。
ルボジイミドは、更に具体的には、上記4,4′−ジシ
クロヘキシルメタンジイソシアネートの脱二酸化炭素を
伴う縮合反応により、イソシアネート末端ジシクロヘキ
シルメタンカルボジイミドを合成し、更にこのイソシア
ネート末端ジシクロヘキシルメタンカルボジイミドと、
親水性に差のある、イソシアネート基と反応し得る少な
くとも1つの水酸基を有する有機化合物の混合物とを反
応させることにより製造することができる。
タンカルボジイミドの製造は、基本的には従来のポリカ
ルボジイミドの製造方法(米国特許第2,941,95
6号明細書や特公昭47−33279号公報、J. O
rg. Chem., 28, 2069〜2076
(1963)、 Chemical Review 1
981、 vol. 81、 No. 4,619〜
4,621参照)によることができる。
トの脱二酸化炭素を伴う縮合反応は、カルボジイミド化
触媒の存在下に進行するが、この触媒としては、例え
ば、1−フェニル−2−ホスホレン−1−オキシド、3
−メチル−2−ホスホレン−1−オキシド、1−エチル
−2−ホスホレン−1−オキシド、1−エチル−3−メ
チル−2−ホスホレン−1−オキシド、3−メチル−1
ーフェニル−2−ホスホレン−1−オキシド或はこれら
の3−ホスホレン異性体等の、ホスホレンオキシドを使
用することができ、反応性の面からは3−メチル−1−
フェニル−2−ホスホレン−1−オキシドが好適であ
る。
は、約80℃乃至180℃の範囲内とすることが好まし
く、反応温度がこの範囲を下回ると反応時間が極めて長
くなり、反応温度が上記範囲を上回ると、副反応が起こ
って良質のカルボジイミドは得られなくなり、いずれの
場合も好ましくない。
く、縮合度が10を超える場合は、水性ジシクロヘキシ
ルメタンカルボジイミドを水性樹脂へ添加するときの分
散性が低下し、又、水性ジシクロヘキシルメタンカルボ
ジイミドを予め水溶液或いは水分散液とする場合、分散
性が低いために良好な水溶液或いは水分散液が得られな
い。尚、反応を速やかに完結させるためには、上記4、
4′−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートの反応
は窒素等の不活性ガスの気流下で行うことが好ましい。
少なくとも1つの水酸基とを有する有機化合物として
は、種々のものを使用することができるが、例えば、親
水性の高い有機化合物としては、一般式(2):
基を表す)で表される、アルコキシ基で末端封鎖された
ポり(エチレンオキサイド)、具体的にはポリ(エチレ
ンオキサイド)モノメチルエーテル、ポリ(エチレンオ
キサイド)モノエチルエーテル等を挙げることができ、
特にポり(エチレンオキサイド)モノメチルエーテルが
好適である。尚、この明細書における「低級」は炭素数
1〜5を表している。
なくとも1つの水酸基を有する有機化合物で、親水性の
低い有機化合物としては、例えば、一般式(3):
又はフェニル基を、R4は低級アルキル基を表す)で表
される、アルコキシ基で末端封鎖されたポリ(アルキレ
ンオキサイド)、具体的にはポリ(プロピレンオキサイ
ド)モノメチルエーテル、ポリ(プロピレンオキサイ
ド)モノエチルエーテル、ポリ(プロピレンオキサイ
ド)モノフェニルエーテル等を挙げることができ、特に
ポリ(プロピレンオキサイド)モノメチルエーテルが好
適である。
少なくとも1つの水酸基を有する有機化合物で、親水性
の低い有機化合物としては、例えば、一般式(4):
級アルキル基を表す)で表されるジアルキルアミノアル
コール、具体的には3−ジメチルアミノ−1−プロパノ
ール、3−ジエチルアミノ−1−プロパノール、1−ジ
エチルアミノ−2−プロパノール等を挙げることがで
き、特に1−ジエチルアミノ−2−プロパノールが好適
である。
イソシアネート基と反応し得る少なくとも1つの水酸基
を有する有機化合物の混合物は、親水性の高い化合物と
親水性の低い化合物を1:1〜19の割合で混合して使
用することが好ましいのであり、上記範囲外の場合、例
えば親水性の低い化合物の割合が少なくなると、親水性
の低い化合物によるカルボジイミド基の保護が十分に行
われなくなり、水性樹脂へ添加すると、カルボジイミド
基と水性樹脂中の官能基(例えば、カルボキシル基)と
の反応が進んでしまい、混合液の貯蔵安定性が低下す
る。
水性ジシクロヘキシルメタンカルボジイミドを水性樹脂
へ添加するときの分散性が低下し、一方で、水性ジシク
ロヘキシルメタンカルボジイミドを予め水溶液或いは水
分散液とする場合、分散性が低いために良好な水溶液或
いは水分散液が得られない。
メタンカルボジイミドと、親水性に差のある、イソシア
ネート基と反応し得る少なくとも1つの水酸基を有する
有機化合物の混合物との付加反応には、触媒を使用して
も差し支えないが、加熱のみによっても容易に進行す
る。
至約160℃の範囲内、好ましくは約100℃乃至約1
50℃の範囲内であり、反応温度がこの範囲を下回ると
反応時間が極めて長くなり、逆に反応温度が上記範囲を
上回ると、副反応が起こって良質の水性カルボジイミド
は得られなくなり、いずれの場合も好ましくない。
ボジイミドは、反応系から通常の方法に従って単離する
ことができ、その構造が一般式(1)で表されること
は、赤外線吸収(IR)スペクトル及び核磁気共鳴吸収
(NMR)スペクトルによって支持される。
シルメタンカルボジイミドは、種々の形態で使用するこ
とができ、水性樹脂等へ添加するには、そのまま混入す
ることもできるが、あらかじめ水溶液或は水分散液とし
て混入することが容易に混合できる点で好ましい。
発明のジシクロヘキシルメタンカルボジイミドが水溶性
或いは自己乳化性その他のような、水と均一になじむ性
質を有していることを意味するものである。
る。
ミドの合成) 実施例1 4,4´−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート5
78gとカルボジイミド化触媒(3−メチル−1−フェ
ニル−2‐ホスホレン−1−オキシド)2.9gを18
0℃で15時間反応させ、イソシアネート末端ジシクロ
ヘキシルメタンカルボジイミド(重合度=4)を得た。
次いで、得られたイソシアネート末端ジシクロヘキシル
メタンカルボジイミドに、重合度p=約12のポリ(エ
チレンオキサイド)モノメチルエーテル242.5gと
プロピレングリコールモノメチルエーテル39.7gの
混合物(混合比率=1:1)を加え、150℃で5時間
反応させた。反応後、80℃まで冷却し、蒸留水117
3gを徐々に加え、淡黄色透明なカルボジイミド溶液
(樹脂濃度:40重量%)を得た。
78gとカルボジイミド化触媒(3−メチル−1−フェ
ニル−2−ホスホレン−1−オキシド)2.9gを18
0℃で15時間反応させ、イソシアネート末端ジシクロ
ヘキシルメタンカルボジイミド(重合度=4)を得た。
次いで、得られたイソシアネート末端ジシクロヘキシル
メタンカルボジイミドに、重合度P=約12のポリ(エ
チレンオキサイド)モノメチルエーテル145.5gと
プロピレングリコールモノメチルエーテル55.6gの
混合物(混合比率=3:7)を加え、150℃で5時間
反応させた。反応後、80℃まで冷却し、蒸留水105
2gを徐々に加え、淡黄色透明なカルボジイミド溶液
(樹脂濃度:40重量%)を得た。
78gとカルボジイミド化触媒(3−メチル−1−フェ
ニル−2−ホスホレン−1−オキシド)2.9gを18
0℃で15時間反応させ、イソシアネート末端ジシクロ
ヘキシルメタンカルボジイミド(重合度=4)を得た。
次いで、得られたイソシアネート末端ジシクロヘキシル
メタンカルボジイミドに、重合度P=約12のポリ(エ
チレンオキサイド)モノメチルエーテル48.5gとプ
ロピレングリコールモノメチルエーテル71.4gの混
合物(混合比率=1:9)を加え、150℃で5時間反
応させた。反応後、80℃まで冷却し、蒸留水930g
を徐々に加え、乳白色状のカルボジイミド溶液(樹脂濃
度:40重量%)を得た。
78gとカルボジイミド化触媒(3−メチル−1−フェ
ニル−2−ホスホレン−1−オキシド)2.9gを18
0℃で15時間反応させ、イソシアネート末端ジシクロ
ヘキシルメタンカルボジイミド(重合度=4)を得た。
次いで、得られたイソシアネート末端ジシクロヘキシル
メタンカルボジイミドに、重合度P=約12のポり(エ
チレンオキサイド)モノメチルエーテル48.5gとジ
プロピレングリコールモノメチルエーテル117.5g
の混合物(混合比率=1:9)を加え、150℃で5時
間反応させた。反応後、80℃まで冷却し、蒸留水99
9gを徐々に加え、乳白色状のカルボジイミド溶液(樹
脂濃度:40重量%)を得た。
78gとカルボジイミド化触媒(3−メチル−1−フェ
ニルー2−ホスホレン−1−オキシド)2.9gを18
0℃で15時間反応させ、イソシアネート末端ジシクロ
ヘキシルメタンカルボジイミド(重合度=4)を得た。
次いで、得られたイソシアネート末端ジシクロヘキシル
メタンカルボジイミドに、重合度P=約12のポリ(エ
チレンオキサイド)モノメチルエーテル48.5gとト
リプロピレングリコールモノメチルエーテル163.5
gの混合物(混合比率=1:9)を加え、150℃で5
時間反応させた。反応後、80℃まで冷却し、蒸留水1
068gを徐々に加え、乳白色状のカルボジイミド溶液
(樹脂濃度:40重量%)を得た。
78gとカルボジイミド化触媒(3−メチル−1−フェ
ニル−2−ホスホレン−1−オキシド)2.9gを18
0℃で15時間反応させ、イソシアネート末端ジシクロ
ヘキシルメタンカルボジイミド(重合度=4)を得た。
次いで、得られたイソシアネート末端ジシクロヘキシル
メタンカルボジイミドに、重合度P=約12のポリ(エ
チレンオキサイド)モノメチルエーテル48.5gとプ
ロピレングリコールモノフェニルエーテル120.6g
の混合物(混合比率=1:9)を加え、150℃で5時
間反応させた。反応後、80℃まで冷却し、蒸留水10
04gを徐々に加え、乳白色状のカルボジイミド溶液
(樹脂濃度:40重量%)を得た。
78gとカルボジイミド化触媒(3−メチル−1−フェ
ニル−2−ホスホレン−1−オキシド)2.9gを18
0℃で15時間反応させ、イソシアネート末端ジシクロ
ヘキシルメタンカルボジイミド(重合度=4)を得た。
次いで、得られたイソシアネート末端ジシクロヘキシル
メタンカルボジイミドに、重合度P=約12のポリ(エ
チレンオキサイド)モノメチルエーテル242.5gと
N,N−ジエチルイソプロパノールアミン57.8gの
混合物(混合比率=1:1)を加え、150℃で5時間
反応させた。反応後、80℃まで冷却し、蒸留水120
0gを徐々に加え、淡黄色透明なカルボジイミド溶液
(樹脂濃度:40重量%)を得た。
78gとカルボジイミド化触媒(3−メチル−1−フェ
ニル−2−ホスホレン−1−オキシド)2.9gを18
0℃で15時間反応させ、イソシアネート末端ジシクロ
ヘキシルメタンカルボジイミド(重合度=4)を得た。
次いで、得られたイソシアネート末端ジシクロヘキシル
メタンカルボジイミドに、重合度P=約12のポリ(エ
チレンオキサイド)モノメチルエーテル145.5gと
N,N−ジエチルイソプロパノールアミン80.9gの
混合物(混合比率=3:7)を加え、150℃で5時間
反応させた。反応後、80℃まで冷却し、蒸留水108
0gを徐々に加え、淡黄色透明なカルボジイミド溶液
(樹脂濃度:40重量%)を得た。
78gとカルボジイミド化触媒(3−メチル−1−フェ
ニル−2−ホスホレン−1−オキシド)2.9gを18
0℃で15時間反応させ、イソシアネート末端ジシクロ
ヘキシルメタンカルボジイミド(重合度=4)を得た。
次いで、得られたイソシアネート末端ジシクロヘキシル
メタンカルボジイミドに、重合度P=約12のポリ(エ
チレンオキサイド)モノメチルエーテル48.5gと
N,N−ジエチルイソプロパノールアミン104.0g
の混合物(混合比率=1:9)を加え、150℃で5時
間反応させた。反応後、80℃まで冷却し、蒸留水97
9gを徐々に加え、乳白色状のカルボジイミド溶液(樹
脂濃度:40重量%)を得た。
84gとカルボジイミド化触媒(3−メチル−1−フェ
ニル−2−ホスホレン−1−オキシド)2.9gを18
0℃で17時間反応させ、イソシアネート末端ジシクロ
ヘキシルメタンカルボジイミド(重合度=6)を得た。
次いで、得られたイソシアネート末端ジシクロヘキシル
メタンカルボジイミドに、重合度p=約12のポリ(エ
チレンオキサイド)モノメチルエーテル242.5gと
プロピレングリコールモノメチルエーテル39.7gの
混合物(混合比率=1:1)を加え、150℃で5時間
反応させた。反応後、80℃まで冷却し、蒸留水117
3gを徐々に加え、淡黄色透明なカルボジイミド溶液
(樹脂濃度:40重量%)を得た。
89gとカルボジイミド化触媒(3−メチル−1−フェ
ニル−2−ホスホレン−1−オキシド)3.0gを18
0℃で21時間反応させ、イソシアネート末端ジシクロ
ヘキシルメタンカルボジイミド(重合度=9)を得た。
次いで、得られたイソシアネート末端ジシクロヘキシル
メタンカルボジイミドに、重合度p=約12のポリ(エ
チレンオキサイド)モノメチルエーテル242.5gと
プロピレングリコールモノメチルエーテル39.7gの
混合物(混合比率=1:1)を加え、150℃で5時間
反応させた。反応後、80℃まで冷却し、蒸留水117
3gを徐々に加え、乳白色状のカルボジイミド溶液(樹
脂濃度:40重量%)を得た。
1)4,4′−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネー
ト578gとカルボジイミド化触媒(3−メチル−1−
フェニル−2−ホスホレン−1−オキシド)2.9gを
180℃で15時間反応させ、イソシアネート末端ジシ
クロヘキシルメタンカルボジイミド(重合度=4)を得
た。次いで、得られたイソシアネート末端ジシクロヘキ
シルメタンカルボジイミドに、重合度P=約12のポリ
(エチレンオキサイド)モノメチルエーテル485.0
gを加え、150℃で5時間反応させた。反応後、50
℃まで冷却し、蒸留水1478gを徐々に加え、淡黄色
透明なカルボジイミド溶液(樹脂濃度:40重量%)を
得た。
イソシアネート594gとカルボジイミド化触媒(3−
メチル−1−フェニル−2−ホスホレン−1−オキシ
ド)2.9gを180℃で10時間反応させ、イソシア
ネート末端イソホロンカルボジイミド(重合度=4)を
得た。次いで、得られたイソシアネート末端イソホロン
カルボジイミドに、重合度P=約12のポリ(エチレン
オキサイド)モノメチルエーテル588.8gを加え、
150℃で5時間反応させた。反応後、50℃まで冷却
し、蒸留水1633gを徐々に加え、淡黄色透明なカル
ボジイミド溶液(樹脂濃度:40重量%)を得た。
m−テトラメチルキシリレンジイソシアネート584g
とカルボジイミド化触媒(3−メチル−1−フェニル−
2−ホスホレン−1−オキシド)11.7gを180℃
で20時間反応させ、イソシアネート末端テトラメチル
キシリレンカルボジイミド(重合度=4)を得た。次い
で、得られたイソシアネート末端テトラメチルキシリレ
ンカルボジイミドに、重合度P=約12のポリ(エチレ
ンオキサイド)モノメチルエーテル526.8gを加
え、150℃で6時間反応させた。反応後、50℃まで
冷却し、蒸留水1558gを徐々に加え、黄褐色透明な
カルボジイミド溶液(樹脂濃度:40重量%)を得た。
2)4,4′−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネー
ト578gとカルボジイミド化触媒(3−メチル−1−
フェニル−2−ホスホレン−1−オキシド)2.9gを
180℃で15時間反応させ、イソシアネート末端ジシ
クロヘキシルメタンカルボジイミド(重合度=4)を得
た。次いで、得られたイソシアネート末端ジシクロヘキ
シルメタンカルボジイミドに、プロピレングリコールモ
ノメチルエーテル79.4gを加え、150℃で5時間
反応させた。反応後、50℃まで冷却し、蒸留水869
g(樹脂濃度:40重量%)を徐々に加えたが、カルボ
ジイミド樹脂が凝集してしまい、均一に分散したカルボ
ジイミド溶液は得られなかった。又、得られたカルボジ
イミド樹脂を水性樹脂へ直接添加することを試みたが、
凝集してしまい、均一に添加することはできなかった。
脂添加後の保存性1)実施例1〜9で得られた各水性ジ
シクロヘキシルメタンカルボジイミド溶液を、カルボキ
シル基含有ウレタン系水性樹脂(酸価=30mgKOH
/g、樹脂濃度=33重量%)に、カルボジイミド基と
カルボキシル基が1当量となるように添加混合し、混合
溶液の25℃における粘度変化を測定した。又、比較の
ために、比較例1、2、3で合成した水性カルボジイミ
ド溶液についても同様の試験を行った。以上の参考例1
についての試験結果を表1に示す。
能1)実施例1〜9で得られた各水性ジシクロヘキシル
メタンカルボジイミド溶液を、予め青色顔量を添加した
カルボキシル基含有ウレタン系水性樹脂(酸価=30m
gKOH/g、樹脂濃度=33重量%)に、カルボジイ
ミド基とカルボキシル基が1当量となるように添加混合
した。混合溶液をボリエチレンテレフタレートフィルム
(厚さ100μm)にキャストし、80℃で20分乾燥
した(乾燥後塗膜厚み:約30μm)。得られた塗膜表
面を、以下に示す溶剤を染込ませた脱脂綿で擦り、脱脂
綿が青く着色するか、或いは、塗膜が剥離するまでの摩
擦回数を測定した。又、比較のために、比較例1、2、
3で合成した水性カルボジイミド溶液についても同様の
試験を行った。以上の参考例2についての試験結果を表
2に示す。
タノール=4/6) ・酢酸エチル
脂添加後の保存性2)実施例1〜9で得られた各水性ジ
シクロヘキシルメタンカルボジイミド溶液6gを、織布
の捺染剤に用いられるカルボキシル基含有アクリル系水
性樹脂100gに添加混合し、混合溶液の40℃におけ
る粘度変化を測定した。又、比較のために、比較例1、
2、3で合成した水性カルボジイミド溶液についても同
様の試験を行った。以上の参考例3についての試験結果
を表3に示す。
能2)実施例1〜9で得られた各水性ジシクロヘキシル
メタンカルボジイミド溶液6gを、織布の捺染剤に使用
するカルボキシル基含有アクリル系水性樹脂100gに
添加混合した。混合溶液をポリエチレンテレフタレート
フィルム(厚さ100μm)上にキャストし、80℃で
5分、更に130℃で2分乾燥した(乾燥後塗膜厚み:
約50μm)。得られた塗膜表面を、水を集込ませた脱
脂綿で擦り、基材であるポリエチレンテレフタレートフ
ィルムが見えるまでの摩擦回数を測定した。又、比較の
ために、比較例1、2、3で合成した水性カルボジイミ
ド溶液についても同様の試験を行った。以上の参考例4
についての試験結果を表4に示す。
水性ジシクロヘキシルメタンカルボジイミドは、他の水
性カルボジイミドに比べて水性樹脂へ添加後の保存性に
優れ、又、高い反応性を有しているため、架橋剤として
の効果も優れているものであることがわかった。
3)
イソシアネート基と反応し得る少なくとも1つの水酸基
を有する有機化合物の混合物は、親水性の高い化合物と
親水性の低い化合物をモル比で1:1〜19の割合で混
合して使用することが好ましいのであり、上記範囲外の
場合、例えば親水性の低い化合物の割合が少なくなる
と、親水性の低い化合物によるカルボジイミド基の保護
が十分に行われなくなり、水性樹脂へ添加すると、カル
ボジイミド基と水性樹脂中の官能基(例えば、カルボキ
シル基)との反応が進んでしまい、混合液の貯蔵安定性
が低下する。
ミドの合成) 実施例1 4,4´−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート5
78gとカルボジイミド化触媒(3−メチル−1−フェ
ニル−2‐ホスホレン−1−オキシド)2.9gを18
0℃で15時間反応させ、イソシアネート末端ジシクロ
ヘキシルメタンカルボジイミド(重合度=4)を得た。
次いで、得られたイソシアネート末端ジシクロヘキシル
メタンカルボジイミドに、重合度p=約12のポリ(エ
チレンオキサイド)モノメチルエーテル242.5gと
プロピレングリコールモノメチルエーテル39.7gの
混合物(混合モル比率=1:1)を加え、150℃で5
時間反応させた。反応後、80℃まで冷却し、蒸留水1
173gを徐々に加え、淡黄色透明なカルボジイミド溶
液(樹脂濃度:40重量%)を得た。
78gとカルボジイミド化触媒(3−メチル−1−フェ
ニル−2−ホスホレン−1−オキシド)2.9gを18
0℃で15時間反応させ、イソシアネート末端ジシクロ
ヘキシルメタンカルボジイミド(重合度=4)を得た。
次いで、得られたイソシアネート末端ジシクロヘキシル
メタンカルボジイミドに、重合度P=約12のポリ(エ
チレンオキサイド)モノメチルエーテル145.5gと
プロピレングリコールモノメチルエーテル55.6gの
混合物(混合モル比率=3:7)を加え、150℃で5
時間反応させた。反応後、80℃まで冷却し、蒸留水1
052gを徐々に加え、淡黄色透明なカルボジイミド溶
液(樹脂濃度:40重量%)を得た。
78gとカルボジイミド化触媒(3−メチル−1−フェ
ニル−2−ホスホレン−1−オキシド)2.9gを18
0℃で15時間反応させ、イソシアネート末端ジシクロ
ヘキシルメタンカルボジイミド(重合度=4)を得た。
次いで、得られたイソシアネート末端ジシクロヘキシル
メタンカルボジイミドに、重合度P=約12のポリ(エ
チレンオキサイド)モノメチルエーテル48.5gとプ
ロピレングリコールモノメチルエーテル71.4gの混
合物(混合モル比率=1:9)を加え、150℃で5時
間反応させた。反応後、80℃まで冷却し、蒸留水93
0gを徐々に加え、乳白色状のカルボジイミド溶液(樹
脂濃度:40重量%)を得た。
78gとカルボジミド化触媒(3−メチル−1−フェニ
ル−2−ホスホレン−1−オキシド)2.9gを180
℃で15時間反応させ、イソシアネート末端ジシクロヘ
キシルメタンカルボジイミド(重合度=4)を得た。次
いで、得られたイソシアネート末端ジシクロヘキシルメ
タンカルボジイミドに、重合度P=約12のポり(エチ
レンオキサイド)モノメチルエーテル48.5gとジプ
ロピレングリコールモノメチルエーテル117.5gの
混合物(混合モル比率=1:9)を加え、150℃で5
時間反応させた。反応後、80℃まで冷却し、蒸留水9
99gを徐々に加え、乳白色状のカルボジイミド溶液
(樹脂濃度:40重量%)を得た。
78gとカルボジイミド化触媒(3−メチル−1−フェ
ニルー2−ホスホレン−1−オキシド)2.9gを18
0℃で15時間反応させ、イソシアネート末端ジシクロ
ヘキシルメタンカルボジイミド(重合度=4)を得た。
次いで、得られたイソシアネート末端ジシクロヘキシル
メタンカルボジイミドに、重合度P=約12のポリ(エ
チレンオキサイド)モノメチルエーテル48.5gとト
リプロピレングリコールモノメチルエーテル163.5
gの混合物(混合モル比率=1:9)を加え、150℃
で5時間反応させた。反応後、80℃まで冷却し、蒸留
水1068gを徐々に加え、乳白色状のカルボジイミド
溶液(樹脂濃度:40重量%)を得た。
78gとカルボジイミド化触媒(3−メチル−1−フェ
ニル−2−ホスホレン−1−オキシド)2.9gを18
0℃で15時間反応させ、イソシアネート末端ジシクロ
ヘキシルメタンカルボジイミド(重合度=4)を得た。
次いで、得られたイソシアネート末端ジシクロヘキシル
メタンカルボジイミドに、重合度P=約12のポリ(エ
チレンオキサイド)モノメチルエーテル48.5gとプ
ロピレングリコールモノフェニルエーテル120.6g
の混合物(混合モル比率=1:9)を加え、150℃で
5時間反応させた。反応後、80℃まで冷却し、蒸留水
1004gを徐々に加え、乳白色状のカルボジイミド溶
液(樹脂濃度:40重量%)を得た。
78gとカルボジイミド化触媒(3−メチル−1−フェ
ニル−2−ホスホレン−1−オキシド)2.9gを18
0℃で15時間反応させ、イソシアネート末端ジシクロ
ヘキシルメタンカルボジイミド(重合度=4)を得た。
次いで、得られたイソシアネート末端ジシクロヘキシル
メタンカルボジイミドに、重合度P=約12のポリ(エ
チレンオキサイド)モノメチルエーテル242.5gと
N,N−ジエチルイソプロパノールアミン57.8gの
混合物(混合モル比率=1:1)を加え、150℃で5
時間反応させた。反応後、80℃まで冷却し、蒸留水1
200gを徐々に加え、淡黄色透明なカルボジイミド溶
液(樹脂濃度:40重量%)を得た。
78gとカルボジイミド化触媒(3−メチル−1−フェ
ニル−2−ホスホレン−1−オキシド)2.9gを18
0℃で15時間反応させ、イソシアネート末端ジシクロ
ヘキシルメタンカルボジイミド(重合度=4)を得た。
次いで、得られたイソシアネート末端ジシクロヘキシル
メタンカルボジイミドに、重合度P=約12のポリ(エ
チレンオキサイド)モノメチルエーテル145.5gと
N,N−ジエチルイソプロパノールアミン80.9gの
混合物(混合モル比率=3:7)を加え、150℃で5
時間反応させた。反応後、80℃まで冷却し、蒸留水1
080gを徐々に加え、淡黄色透明なカルボジイミド溶
液(樹脂濃度:40重量%)を得た。
78gとカルボジイミド化触媒(3−メチル−1−フェ
ニル−2−ホスホレン−1−オキシド)2.9gを18
0℃で15時間反応させ、イソシアネート末端ジシクロ
ヘキシルメタンカルボジイミド(重合度=4)を得た。
次いで、得られたイソシアネート末端ジシクロヘキシル
メタンカルボジイミドに、重合度P=約12のポリ(エ
チレンオキサイド)モノメチルエーテル48.5gと
N,N−ジエチルイソプロパノールアミン104.0g
の混合物(混合モル比率=1:9)を加え、150℃で
5時間反応させた。反応後、80℃まで冷却し、蒸留水
979gを徐々に加え、乳白色状のカルボジイミド溶液
(樹脂濃度:40重量%)を得た。
84gとカルボジイミド化触媒(3−メチル−1−フェ
ニル−2−ホスホレン−1−オキシド)2.9gを18
0℃で17時間反応させ、イソシアネート末端ジシクロ
ヘキシルメタンカルボジイミド(重合度=6)を得た。
次いで、得られたイソシアネート末端ジシクロヘキシル
メタンカルボジイミドに、重合度p=約12のポリ(エ
チレンオキサイド)モノメチルエーテル242.5gと
プロピレングリコールモノメチルエーテル39.7gの
混合物(混合モル比率=1:1)を加え、150℃で5
時間反応させた。反応後、80℃まで冷却し、蒸留水1
173gを徐々に加え、淡黄色透明なカルボジイミド溶
液(樹脂濃度:40重量%)を得た。
89gとカルボジイミド化触媒(3−メチル−1−フェ
ニル−2−ホスホレン−1−オキシド)3.0gを18
0℃で21時間反応させ、イソシアネート末端ジシクロ
ヘキシルメタンカルボジイミド(重合度=9)を得た。
次いで、得られたイソシアネート末端ジシクロヘキシル
メタンカルボジイミドに、重合度p=約12のポリ(エ
チレンオキサイド)モノメチルエーテル242.5gと
プロピレングリコールモノメチルエーテル39.7gの
混合物(混合モル比率=1:1)を加え、150℃で5
時間反応させた。反応後、80℃まで冷却し、蒸留水1
173gを徐々に加え、乳白色状のカルボジイミド溶液
(樹脂濃度:40重量%)を得た。
能1)実施例1〜9で得られた各水性ジシクロヘキシル
メタンカルボジイミド溶液を、予め青色顔料を添加した
カルボキシル基含有ウレタン系水性樹脂(酸価=30m
gKOH/g、樹脂濃度=33重量%)に、カルボジイ
ミド基とカルボキシル基が1当量となるように添加混合
した。混合溶液をボリエチレンテレフタレートフィルム
(厚さ100μm)にキャストし、80℃で20分乾燥
した(乾燥後塗膜厚み:約30μm)。得られた塗膜表
面を、以下に示す溶剤を染込ませた脱脂綿で擦り、脱脂
綿が青く着色するか、或いは、塗膜が剥離するまでの摩
擦回数を測定した。又、比較のために、比較例1、2、
3で合成した水性カルボジイミド溶液についても同様の
試験を行った。以上の参考例2についての試験結果を表
2に示す。
能2)実施例1〜9で得られた各水性ジシクロヘキシル
メタンカルボジイミド溶液6gを、織布の捺染剤に使用
するカルボキシル基含有アクリル系水性樹脂100gに
添加混合した。混合溶液をポリエチレンテレフタレート
フィルム(厚さ100μm)上にキャストし、80℃で
5分、更に130℃で2分乾燥した(乾燥後塗膜厚み:
約50μm)。得られた塗膜表面を、水を染み込ませた
脱脂綿で擦り、基材であるポリエチレンテレフタレート
フィルムが見えるまでの摩擦回数を測定した。又、比較
のために、比較例1、2、3で合成した水性カルボジイ
ミド溶液についても同様の試験を行った。以上の参考例
4についての試験結果を表4に示す。
水性ジシクロヘキシルメタンカルボジイミドは、他の水
性カルボジイミドに比べて水性樹脂へ添加後の保存性に
優れ、又、高い反応性を有しているため、水性樹脂用の
架橋剤としての効果も優れているものであることがわか
った。
Claims (5)
- 【請求項1】 一般式(1): 【化1】 (式中、nは1乃至10の整数を表し、R1は親水性に
差のある、イソシアネート基と反応し得る少なくとも1
つの水酸基を有する有機化合物の混合物の残基であ
る。)で表されることを特徴とする水性ジシクロヘキシ
ルメタンカルボジイミド。 - 【請求項2】 R1が、一般式(2): 【化2】 (式中、pは4乃至30の整数を、R2は低級アルキル
基を表す)で表される、アルコキシ基で末端封鎖された
ポリ(エチレンオキサイド)、及び、一般式(3): 【化3】 (式中、qは1乃至3の整数を、R3は低級アルキル基
又はフェニル基を、R4は低級アルキル基を表す)で表
される、アルコキシ基で末端封鎖されたポリ(アルキレ
ンオキサイド)の混合物の残基である請求項1に記載の
水性ジシクロヘキシルメタンカルボジイミド。 - 【請求項3】 アルコキシ基で末端封鎖されたポリ(エ
チレンオキサイド)と、アルコキシ基で末端封鎖された
ポリ(アルキレンオキサイド)との混合比率が、1:1
〜19である請求項2に記載の水性ジシクロヘキルメタ
ンカルボジイミド。 - 【請求項4】 R1が、一般式(2): 【化4】 (式中、pは4乃至30の整数を、R2は低級アルキル
基を表す)で表される、アルコキシ基で末端封鎖された
ポリ(エチレンオキサイド)、及び、一般式(4): 【化5】 (式中、R5は低級アルキル基を、R6は水素原子又は低
級アルキル基を表す)で表されるジアルキルアミノアル
コールの混合物の残基である請求項1に記載の水性ジシ
クロヘキルメタンカルボジイミド。 - 【請求項5】 アルコキシ基で末端封鎖されたポリ(エ
チレンオキサイド)と、ジアルキルアミノアルコールと
の混合比率が、1:1〜19である請求項4に記載の水
性ジシクロヘキルメタンカルボジイミド。
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