JP2000169701A - Preparation of polyurethane resin aqueous dispersion - Google Patents

Preparation of polyurethane resin aqueous dispersion

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JP2000169701A
JP2000169701A JP10347060A JP34706098A JP2000169701A JP 2000169701 A JP2000169701 A JP 2000169701A JP 10347060 A JP10347060 A JP 10347060A JP 34706098 A JP34706098 A JP 34706098A JP 2000169701 A JP2000169701 A JP 2000169701A
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JP
Japan
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aqueous dispersion
polyurethane resin
polyurethane
polyester
carboxyl group
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JP10347060A
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Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Tanaka
正 田中
Tetsuya Takasu
哲也 高須
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Sanyo Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Sanyo Chemical Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a preparation process of a carboxylate-type polyester polyurethane resin aqueous dispersion having an improved resistance to hydrolysis. SOLUTION: In the preparation process of a carboxylate-type polyester polyurethane resin aqueous dispersion using an organic polyisocyanate (a), a polyester polyol (b), a hydroxycarboxylic acid (c) and a neutralizing agent (d) comprising a tertiary monoamine as essential components, the neutralizing agent (d) is used in an amount of from 1.01 to 2 equiv. per 1 equiv. carboxyl group in the polyurethane.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術】本発明はポリウレタン樹脂水性分
散体の製造方法に関する。さらに詳しくは、水溶液また
は水性分散体として存在するときの、耐加水分解性の改
善されたカルボン酸塩型ポリエステル系ポリウレタン樹
脂水性分散体の製造方法に関する。
The present invention relates to a method for producing an aqueous polyurethane resin dispersion. More specifically, the present invention relates to a method for producing a carboxylate-type polyester-based polyurethane resin aqueous dispersion having improved hydrolysis resistance when present as an aqueous solution or aqueous dispersion.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、カルボン酸塩型ポリエステル系ポ
リウレタン樹脂水性分散体の製造法としては、ポリエス
テル鎖を主鎖に有するカルボキシル基含有ポリウレタン
の、カルボキシル基1当量当たり1当量未満の塩基性化
合物で中和して水性媒体中に溶解または分散させる方法
が一般に行われている(例えば特公昭42−24192
号公報、特公昭43−9076号公報等)。
2. Description of the Related Art Heretofore, a method for producing an aqueous dispersion of a carboxylate-type polyester-based polyurethane resin has been to prepare a carboxyl group-containing polyurethane having a polyester chain in the main chain with a basic compound having less than 1 equivalent per equivalent of a carboxyl group. A method of neutralizing and dissolving or dispersing in an aqueous medium is generally used (for example, Japanese Patent Publication No. 42-24192).
And Japanese Patent Publication No. 43-9076).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなポリエステル鎖を主鎖に有するカルボン酸塩型ポリ
エステル系ポリウレタン樹脂水性分散体は、水溶液また
は水性分散体の状態での長期間保存において、当初から
存在する遊離カルボキシル基またはポリエステル鎖の加
水分解初期段階で副生する遊離カルボキシル基が、ポリ
エステル鎖の加水分解促進剤として作用し、ポリウレタ
ンのポリエステル鎖が経時的に加水分解劣化を受け、そ
の結果樹脂物性が低下するという問題がある。このよう
な現象はポリエステル鎖が縮合型ポリエステルポリオー
ルに由来する場合および中和剤が有機アミンである場合
にとくに顕著である。この加水分解劣化を防止する有効
な耐加水分解剤ないしは方法は未だ見いだされていな
い。
However, such an aqueous dispersion of a carboxylate type polyester-based polyurethane resin having a polyester chain in the main chain has been known from the beginning when stored in an aqueous solution or an aqueous dispersion for a long period of time. The existing free carboxyl groups or free carboxyl groups by-produced at the initial stage of hydrolysis of the polyester chains act as hydrolysis accelerators for the polyester chains, and the polyester chains of the polyurethane undergo hydrolysis degradation over time, resulting in resin There is a problem that physical properties are deteriorated. Such a phenomenon is particularly remarkable when the polyester chain is derived from the condensed polyester polyol and when the neutralizing agent is an organic amine. An effective hydrolysis-resistant agent or method for preventing this hydrolysis degradation has not yet been found.

【0004】[0004]

【解決するための手段】本発明者らは、上記問題点に鑑
み、耐加水分解性の改善されたカルボン酸塩型ポリエス
テル系ポリウレタン樹脂水性分散体の製造方法について
鋭意検討した結果、カルボキシル基に対して特定過剰量
の中和剤を用いて、加水分解を促進する遊離のカルボキ
シル基の生成を抑制することにより、耐加水分解性が顕
著に改善されることを見いだし、本発明に到達した。す
なわち本発明は、有機ポリイソシアネート(a)、ポリ
エステルポリオール(b)、ヒドロキシカルボン酸
(c)および第3級モノアミンからなる中和剤(d)を
必須構成成分に用いてカルボン酸塩型ポリエステル系ポ
リウレタン樹脂水性分散体を製造する方法において、ポ
リウレタン中のカルボキシル基1当量当り、1.01〜
2当量の(d)を用いることを特徴とするポリエステル
系ポリウレタン樹脂水性分散体の製造方法である。
Means for Solving the Problems In view of the above problems, the present inventors have conducted intensive studies on a method for producing an aqueous dispersion of a carboxylate type polyester-based polyurethane resin having improved hydrolysis resistance. On the other hand, it has been found that the hydrolysis resistance is remarkably improved by using a specific excess amount of a neutralizing agent to suppress the generation of free carboxyl groups that promote hydrolysis, and arrived at the present invention. That is, the present invention provides a carboxylate type polyester system using a neutralizing agent (d) comprising an organic polyisocyanate (a), a polyester polyol (b), a hydroxycarboxylic acid (c) and a tertiary monoamine as essential components. In a method for producing an aqueous polyurethane resin dispersion, 1.01 to 1.0 equivalent of carboxyl group in polyurethane.
A method for producing an aqueous dispersion of a polyester-based polyurethane resin, which comprises using 2 equivalents of (d).

【0005】本発明において、ポリウレタンを構成する
有機ポリイソシアネート(a)としては、炭素数(NC
O基中の炭素を除く、以下同様)2〜12の脂肪族ジイ
ソシアネート[例えばヘキサメチレンジイソシアネート
(HDI)、2,2,4−トリメチルヘキサンジイソシア
ネート、リジンジイソシアネートなど];炭素数4〜1
8の脂環式ジイソシアネート[例えば1,4−シクロヘ
キサンジイソシアネート(CDI)、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(水添MDI)、メチルシクロ
ヘキサンジイソシアネート、イソプロピリデンジシクロ
ヘキシル−4,4’−ジイソシアネート、1,3−ジイ
ソシアナトメチルシクロヘキサン(水添XDI)、アダ
マンタンジソシアネートなど];芳香環を有する脂肪族
ジイソシアネート[例えばキシリレンジソシアネート
(XDI)、α,α,α’,α’−テトラメチルキシリ
レンジイソシアネート(TMXDI)など];炭素数8
〜20の芳香族ポリイソシアネート[例えば1,4−フ
ェニレンジイソシアネート、2,4−または2,6−ト
リレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタン
−2,4’−または4,4’−ジイソシアネート(MD
I)、ナフタレン−1,5−ジイソシアネート、3,
3’−ジメチルジフェニルメタン−4,4’−ジイソシ
アネート、o−トリジンジイソシアネート、粗製TD
I、ポリフェニルメタンポリイソシアネート(粗製MD
I)など];およびこれら2種以上の混合物が挙げられ
る。これらのうち好ましいものは、TDI、MDI、H
DI、IPDI、水添MDIおよびTMXDIである。
In the present invention, the organic polyisocyanate (a) constituting the polyurethane has a carbon number (NC).
2 to 12 aliphatic diisocyanates [for example, hexamethylene diisocyanate, excluding carbon in the O group;
(HDI), 2,2,4-trimethylhexane diisocyanate, lysine diisocyanate, etc.];
8 alicyclic diisocyanates [eg, 1,4-cyclohexane diisocyanate (CDI), isophorone diisocyanate (IPDI), 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate (hydrogenated MDI), methylcyclohexane diisocyanate, isopropylidene dicyclohexyl-4,4 ′ Diisocyanate, 1,3-diisocyanatomethylcyclohexane (hydrogenated XDI), adamantane dissocyanate, etc.]; aliphatic diisocyanate having an aromatic ring [for example, xylylene diisocyanate (XDI), α, α, α ′, α ′ -Tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI) etc.];
To 20 aromatic polyisocyanates [e.g., 1,4-phenylene diisocyanate, 2,4- or 2,6-tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane-2,4'- or 4,4'-diisocyanate (MD
I), naphthalene-1,5-diisocyanate, 3,
3'-dimethyldiphenylmethane-4,4'-diisocyanate, o-tolidine diisocyanate, crude TD
I, polyphenylmethane polyisocyanate (crude MD
I) etc.]; and mixtures of two or more of these. Of these, preferred are TDI, MDI, H
DI, IPDI, hydrogenated MDI and TMXDI.

【0006】ポリエステルポリオール(b)としては、
例えばジカルボン酸[炭素数4〜12の脂肪族ジカル
ボン酸(コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、グルタル
酸、アゼライン酸等)、炭素数8〜16の芳香族ジカル
ボン酸(イソフタル酸、テレフタル酸等)、これらのエ
ステル形成性誘導体(無水物、低級アルキルエステル
(メチルエステル等)]と、炭素数2〜12の低分子グ
リコール(エチレングリコール、プロピレングリコー
ル、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオー
ル3−メチル−1,5−ペンタンジオール、ネオペンチ
ルグリコール、1,4−ジヒドロキシメチルシクロヘキ
サン等)とを縮重合させたもの、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(ヘキサメチレンアジペート)ジオ
ール、ポリ(ネオペンチルアジペート)ジオール、ポリ
(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/ヘキシルアジペート)ジオール、ポリ(3
−メチルペンチルアジペート)ジオール、ポリ(ブチレ
ンイソフタレート)ジオール;ポリラクトンポリオー
ル[例えばポリカプロラクトンジオール、ポリ−3−メ
チルバレロラクトンジオール等];ポリカーボネート
ポリオール[例えばポリヘキサメチレンカーボネートジ
オール等]等が挙げられる。これらのうち好ましいもの
は炭素数5〜10の分岐アルカンジオールからなるグリ
コール成分とジカルボン酸成分との重縮合反応で得られ
るポリエステルジオールである。該ポリエステルポリオ
ール(b)の数平均分子量は、通常500〜5000、
好ましくは1000〜3000である。
As the polyester polyol (b),
For example, dicarboxylic acids [aliphatic dicarboxylic acids having 4 to 12 carbon atoms (succinic acid, adipic acid, sebacic acid, glutaric acid, azelaic acid, etc.), aromatic dicarboxylic acids having 8 to 16 carbon atoms (isophthalic acid, terephthalic acid, etc.) And ester-forming derivatives thereof (anhydrides, lower alkyl esters (methyl esters, etc.)) and low molecular weight glycols having 2 to 12 carbon atoms (ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexane). Poly (ethylene adipate) diol, poly (butylene adipate) diol, specifically poly (ethylene adipate) diol, specifically poly (ethylene adipate) diol , Poly (hexamethylene adipate) diol, poly (neopentyl) Jipeto) diol, poly (ethylene / butylene adipate) diol, poly (neopentyl / hexyl adipate) diol, poly (3
-Methylpentyl adipate) diol, poly (butylene isophthalate) diol; polylactone polyol [eg, polycaprolactone diol, poly-3-methylvalerolactone diol, etc.]; polycarbonate polyol [eg, polyhexamethylene carbonate diol, etc.]. . Of these, polyester diols obtained by a polycondensation reaction of a glycol component comprising a branched alkanediol having 5 to 10 carbon atoms and a dicarboxylic acid component are preferred. The number average molecular weight of the polyester polyol (b) is usually 500 to 5,000,
Preferably it is 1000-3000.

【0007】ヒドロキシカルボン酸(c)は、ポリエス
テル系ポリウレタンを水中に分散させるためのアニオン
性の親水基の導入のために使用される成分であり、該
(c)の具体例としては、乳酸等のモノヒドロキシカル
ボン酸;α,α−ジメチロール酢酸、α,α−ジメチロ
ールプロピオン酸、α,α−ジメチロール酪酸等のジヒ
ドロキシカルボン酸などが挙げられる。これらのうち好
ましいものはジヒドロキシカルボン酸であり、特に好ま
しいものはα,α−ジメチロールプロピオン酸および
α,α−ジメチロール酪酸である。
The hydroxycarboxylic acid (c) is a component used for introducing an anionic hydrophilic group for dispersing the polyester-based polyurethane in water. Specific examples of the (c) include lactic acid and the like. And dihydroxycarboxylic acids such as α, α-dimethylolacetic acid, α, α-dimethylolpropionic acid, and α, α-dimethylolbutyric acid. Of these, preferred are dihydroxycarboxylic acids, and particularly preferred are α, α-dimethylolpropionic acid and α, α-dimethylolbutyric acid.

【0008】該ポリウレタン中のカルボキシル基(−C
OOH)の量は、ポリウレタンの重量に基づき通常0.
3〜6重量%、好ましくは0.4〜5重量%である。カ
ルボキシル基の量が0.3重量%未満では安定な水性分
散体が得られず、6重量%を越えると形成樹脂皮膜の耐
水性が低下する傾向となる。
[0008] Carboxyl groups (-C
OOH) is usually 0.1% based on the weight of the polyurethane.
It is 3 to 6% by weight, preferably 0.4 to 5% by weight. If the amount of the carboxyl group is less than 0.3% by weight, a stable aqueous dispersion cannot be obtained, and if it exceeds 6% by weight, the water resistance of the formed resin film tends to decrease.

【0009】ポリウレタンの構成成分として、前記
(a)、(b)および(c)と共に必要により水以外の
鎖伸長剤および/または鎖停止剤を用いることができ
る。該鎖伸長剤としては炭素数2〜10のジアミン類
(例えばエチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキ
サメチレンジアミン、イソホロンジアミン、トルエンジ
アミンなど);ヒドラジンもしくはその誘導体(二塩基
酸ジヒドラジドたとえばアジピン酸ジヒドラジドな
ど);炭素数2〜15の多価アルコール類[2価アルコ
ール(例えばエチレングリコール、プロピレングリコー
ル、ネオペンチルグリコール、1,4−ブタンジオー
ル、ジエチレングリコールなど)、3価アルコール(例
えばグリセリン、トリメチロールプロパンなど)、これ
らの多価アルコールのアルキレンオキサイド(エチレン
オキサイドおよび/またはプロピレンオキサイド)低モ
ル付加物(分子量500未満)]などが挙げられる。該
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、カービトール類など)、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、モノオクチルアミン、モノ
エタノールアミン、ジエタノールアミンなど)などが挙
げられる。
As a component of the polyurethane, a chain extender and / or a chain terminator other than water can be used together with the above (a), (b) and (c) if necessary. Examples of the chain extender include diamines having 2 to 10 carbon atoms (eg, ethylenediamine, propylenediamine, hexamethylenediamine, isophoronediamine, toluenediamine, etc.); hydrazine or its derivatives (eg, dibasic dihydrazide, eg, adipic dihydrazide); Polyhydric alcohols of formulas 2 to 15 [dihydric alcohols (eg, ethylene glycol, propylene glycol, neopentyl glycol, 1,4-butanediol, diethylene glycol, etc.), trihydric alcohols (eg, glycerin, trimethylolpropane, etc.), and the like Alkylene oxide (ethylene oxide and / or propylene oxide) low-molar adduct (molecular weight of less than 500)]. Examples of the chain terminator include monoalcohols having 1 to 8 carbon atoms (methanol, ethanol, isopropanol, cellosolves, carbitols, etc.) and monoamines having 1 to 10 carbon atoms (monomethylamine, monoethylamine, monobutylamine, dibutylamine) , Monooctylamine, monoethanolamine, diethanolamine, etc.).

【0010】ポリウレタンのカルボキシル基の中和に用
いられる中和剤(d)を構成する第3級モノアミンとし
ては、総炭素数3〜12またはそれ以上の第3級モノア
ミン例えば脂肪族第3級モノアミン(トリメチルアミ
ン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、N−メ
チルジエタノールアミン、N,N−ジメチルエタノール
アミン等);複素環式第3級モノアミン(N−メチル
ピペリジン、N−メチルモルホリン等);不飽和環式
第3級モノアミン(N−メチルピリジン、N−メチルキ
ノリン等);芳香環含有脂肪族第3級モノアミン(ベ
ンジルジメチルアミン、α−メチルベンジルジメチルア
ミン等);芳香族第3級モノアミン(N−ジメチルア
ニリン等)およびこれらの2種以上の併用が挙げられ
る。これらのうち好ましいものは脂肪族第3級モノアミ
ンであり、特に好ましいものはトリエチルアミンであ
る。
The tertiary monoamine constituting the neutralizing agent (d) used for neutralizing the carboxyl groups of the polyurethane includes tertiary monoamines having 3 to 12 or more carbon atoms, such as aliphatic tertiary monoamines. (Trimethylamine, triethylamine, triethanolamine, N-methyldiethanolamine, N, N-dimethylethanolamine, etc.); heterocyclic tertiary monoamines (N-methylpiperidine, N-methylmorpholine, etc.); unsaturated cyclic tertiary amine Tertiary monoamines (N-methylpyridine, N-methylquinoline, etc.); aliphatic tertiary monoamines containing aromatic rings (benzyldimethylamine, α-methylbenzyldimethylamine, etc.); aromatic tertiary monoamines (N-dimethylaniline, etc.) ) And combinations of two or more of these. Of these, preferred are aliphatic tertiary monoamines, and particularly preferred is triethylamine.

【0011】ポリウレタンのカルボキシル基の中和には
伸長反応後(例えばカルボキシル基1当量当たり0.6
〜0.95当量の第3級モノアミンで中和して水に溶解
又は分散せしめ鎖伸長反応させた後の遊離イソシアネー
ト基が残存していない状態)に限り、追加して加える
(d)として総炭素数0〜10またはそれ以上の第1級
もしくは第2級モノアミンを使用してもよい。このよう
なアミンとしては、たとえばアンモニア、モノエタノー
ルアミン、ジエタノールアミン、ジイソプロパノールア
ミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジブチルアミ
ン、モノオクチルアミン、2−メチル−2−アミノプロ
パノールアミン、ピリジン、モルホリン等およびこれら
の2種以上の併用が挙げられる。
To neutralize the carboxyl groups of the polyurethane, an extension reaction (for example, 0.6 per equivalent of carboxyl groups) is carried out.
(D) in which no free isocyanate groups remain after neutralization with 0.95 equivalents of a tertiary monoamine and dissolution or dispersion in water to cause chain extension reaction. Primary or secondary monoamines having 0 to 10 or more carbon atoms may be used. Examples of such amines include ammonia, monoethanolamine, diethanolamine, diisopropanolamine, dimethylamine, diethylamine, dibutylamine, monooctylamine, 2-methyl-2-aminopropanolamine, pyridine, morpholine and the like. Combinations of more than one species may be mentioned.

【0012】本発明における該(d)の使用量は、ポリ
ウレタン中のカルボキシル基1当量当り、通常1.01
〜2当量、好ましくは1.05〜1.5当量である。
(d)使用量が1.01当量未満では加水分解抑制効果
が不十分であり、2当量を越えると強アルカリ性となり
加水分解が逆に促進されるので好ましくない。
The amount of (d) used in the present invention is usually 1.01 per equivalent of carboxyl group in the polyurethane.
To 2 equivalents, preferably 1.05 to 1.5 equivalents.
(D) If the amount is less than 1.01 equivalent, the effect of inhibiting hydrolysis is insufficient, and if it exceeds 2 equivalents, it becomes strongly alkaline and hydrolysis is accelerated, which is not preferable.

【0013】本発明によるポリウレタン樹脂水性分散体
(見かけ上水に均一に溶解したものも含む)は、カルボ
キシル基含有ポリウレタンを(d)で中和後または中和
しながら、水に溶解または分散することにより得られる
が、このとき必要量の(d)を一度に全量用いる必要は
なく、たとえば前述のように(d)の一部(たとえばカ
ルボキシル基1当量当たり0.6〜0.95当量)を用
いてカルボキシル基を中和し、ポリウレタンを水に溶解
または分散し必要により鎖伸長させた後、残りの(d)
を後の過程で加えてもよい。該水性分散体の製造工程に
有機溶剤を溜去する工程を含む場合はこの方法を採るの
が好ましい。
The aqueous polyurethane resin dispersion (including those apparently uniformly dissolved in water) according to the present invention is dissolved or dispersed in water after or while neutralizing the carboxyl group-containing polyurethane with (d). However, at this time, it is not necessary to use the required amount of (d) all at once. For example, as described above, a part of (d) (for example, 0.6 to 0.95 equivalent per equivalent of carboxyl group) After neutralizing the carboxyl group by using and dissolving or dispersing the polyurethane in water to extend the chain if necessary, the remaining (d)
May be added in a later step. When the step of producing the aqueous dispersion includes a step of distilling an organic solvent, this method is preferably employed.

【0014】本発明におけるポリウレタン自体の製造法
は通常の方法でよく、特に限定されないが、たとえば下
記の方法が例示できる。 分子内に活性水素含有基を含まない有機溶剤(アセト
ン、メチルエチケトン、テトラヒドロフラン、N,N−
ジメチルホルムアミド等)の存在下または非存在下で、
前記(a)と、(b)および(c)からなる活性水素成
分とを、イソシアネート(NC0)基と活性水素含有基
との当量比(NCO/活性水素含有基)が、通常1.0
5〜2.0、好ましくは1.1〜1.6の範囲でワンシ
ョット法または多段法により、通常20℃〜150℃、
好ましくは60℃〜110℃で反応させて、末端NCO
基含有ウレタンプレポリマーとし、該プレポリマーを
(d)で中和後または中和しながら、通常10℃〜60
℃、好ましくは20℃〜40℃で、必要により鎖伸長剤
および/または鎖停止剤を含む水と混合して、NCO基
がなくなるまで乳化・鎖伸長反応を行い、必要により有
機溶剤を溜去する方法。 有機溶剤の存在下または不存在下に、(a)と(b)
および(c)とからなる活性水素成分とを、NCO/活
性水素含有基当量比が0.5〜0.99の範囲でワンシ
ョット法または多段法で反応させ、末端NCO基を含ま
ないウレタンポリマーとし、これを(d)で中和後また
は中和しながら水と混合後、必要により有機溶剤を溜去
する方法。 有機溶剤の存在下または不存在下に、(a)と(b)
からなる活性水素成分とを、NCO/活性水素含有基当
量比が2.0〜1.3の範囲でワンショット法または多
段法で反応させ、末端NCO基を含むウレタンポリマー
とし、これに(c)を(d)で中和したものをNCO/
活性水素含有基当量比が1.5〜1.0の範囲で反応さ
せた後、水と混合後、必要により有機溶剤を溜去する方
法。
The method for producing the polyurethane itself in the present invention may be an ordinary method, and is not particularly limited. Examples thereof include the following methods. Organic solvents containing no active hydrogen-containing group in the molecule (acetone, methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran, N, N-
Dimethylformamide) or in the absence or presence of
The active hydrogen component consisting of (a) and (b) and (c) is mixed with an isocyanate (NC0) group and an active hydrogen-containing group at an equivalent ratio (NCO / active hydrogen-containing group) of usually 1.0.
In the range of 5 to 2.0, preferably 1.1 to 1.6, by a one-shot method or a multi-stage method, usually 20 ° C to 150 ° C,
The reaction is preferably carried out at 60 ° C to 110 ° C to form a terminal NCO.
A group-containing urethane prepolymer, which is usually neutralized at 10 ° C. to 60 ° C. after or while neutralizing the prepolymer with (d).
C., preferably at 20.degree. C. to 40.degree. C., if necessary, mixed with water containing a chain extender and / or a chain terminator to carry out an emulsification / chain extension reaction until the NCO group disappears. how to. (A) and (b) in the presence or absence of an organic solvent
And an active hydrogen component consisting of (c) and an NCO / active hydrogen-containing group equivalent ratio in the range of 0.5 to 0.99 by a one-shot method or a multi-step method, and a urethane polymer containing no terminal NCO group. And neutralizing it with (d) or mixing it with water while neutralizing, and optionally distilling off the organic solvent. (A) and (b) in the presence or absence of an organic solvent
With an active hydrogen component comprising an NCO / active hydrogen-containing group equivalent ratio in the range of 2.0 to 1.3 by a one-shot method or a multi-stage method to obtain a urethane polymer containing a terminal NCO group. ) Was neutralized with (d) and NCO /
A method in which an active hydrogen-containing group equivalent ratio is reacted in a range of 1.5 to 1.0, mixed with water, and, if necessary, an organic solvent is distilled off.

【0015】本発明の方法により得られるポリエステル
系ポリウレタン樹脂水性分散体は耐加水分解性が良好で
長期の貯蔵安定性に優れるので、たとえば水性塗料、印
刷インキ、接着剤、繊維処理剤などの各種工業用途に好
適に用いることができる。
The aqueous dispersion of a polyester-based polyurethane resin obtained by the method of the present invention has good hydrolysis resistance and excellent long-term storage stability. Therefore, for example, various aqueous dispersions such as water-based paints, printing inks, adhesives and fiber treatment agents can be used. It can be suitably used for industrial applications.

【0016】[0016]

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに説明する
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 The present invention will be further described with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples. In the following, "parts" indicates parts by weight and "%" indicates% by weight.

【0017】実施例1 温度計および撹はん機を備えた密閉反応槽に、ポリ(3
−メチルペンチルアジペート)ジオール(数平均分子量
2000)175部、α,α−ジメチロールプロピオン
酸(DMPA)28.7部、IPDI118部およびア
セトン214部を仕込み、反応系を窒素ガスで置換した
のち、撹はん下80℃で6時間反応して遊離イソシアネ
ート基含有量(以下、NCO含量という。)3.6%の
NCO末端ウレタンプレポリマーを得た。得られた該ア
セトン溶液を40℃に冷却してトリエチルアミン22.
7部(1.05当量/カルボキシル基)を加えた。次に
ジ−n−ブチルアミン6.4部を水650部に溶解した
ものを該アセトン溶液に加え、乳化・鎖伸長反応をさせ
た後、減圧下30〜40℃でアセトンを溜去し、水で濃
度調整して、固形分35%、粘度370cP/25℃の
ウレタン樹脂水性分散液1000部(A1)を得た。
Example 1 Poly (3) was placed in a closed reaction vessel equipped with a thermometer and a stirrer.
-Methylpentyl adipate) diol (number average molecular weight 2000) 175 parts, α, α-dimethylolpropionic acid (DMPA) 28.7 parts, IPDI 118 parts and acetone 214 parts were charged, and the reaction system was replaced with nitrogen gas. The mixture was reacted at 80 ° C. for 6 hours with stirring to obtain an NCO-terminated urethane prepolymer having a free isocyanate group content (hereinafter referred to as NCO content) of 3.6%. The obtained acetone solution was cooled to 40 ° C. and triethylamine was added.
7 parts (1.05 equivalent / carboxyl group) were added. Next, a solution prepared by dissolving 6.4 parts of di-n-butylamine in 650 parts of water was added to the acetone solution, and an emulsification and chain extension reaction was performed. To obtain 1000 parts (A1) of an aqueous urethane resin dispersion having a solid content of 35% and a viscosity of 370 cP / 25 ° C.

【0018】実施例2 温度計および撹はん機を備えた密閉反応槽に、1,4−
ブタンアジペートジオール(数平均分子量2000)2
16部、DMPA20.5部、TDI107部、および
アセトン230部を仕込み、反応系を窒素ガスで置換し
たのち、撹はん下80℃で6時間反応して、NCO%が
5.2%のNCO末端ウレタンプレポリマーを得た。得
られた該アセトン溶液を40℃に冷却してトリエチルア
ミン21.5部(0.8当量/カルボキシル基)を加え
た。次に水645部を該アセトン溶液に加え、乳化・鎖
伸長反応をさせた後、減圧下40〜80℃でアセトンを
溜去し、さらに飽和アンモニア水3.7部(0.4当量
/カルボキシル基)を加え、水で濃度調整して、固形分
35%、粘度600cP/25℃のウレタン樹脂水性分
散液1000部(A2)を得た。
Example 2 1,4- was placed in a closed reaction vessel equipped with a thermometer and a stirrer.
Butane adipate diol (number average molecular weight 2000) 2
After 16 parts, 20.5 parts of DMPA, 107 parts of TDI and 230 parts of acetone were charged and the reaction system was replaced with nitrogen gas, the mixture was reacted at 80 ° C. for 6 hours with stirring, and the NCO% was 5.2%. A terminal urethane prepolymer was obtained. The obtained acetone solution was cooled to 40 ° C., and 21.5 parts of triethylamine (0.8 equivalent / carboxyl group) was added. Next, 645 parts of water was added to the acetone solution to carry out an emulsification / chain extension reaction, and then acetone was distilled off under reduced pressure at 40 to 80 ° C., and 3.7 parts of saturated aqueous ammonia (0.4 equivalent / carboxyl And the concentration was adjusted with water to obtain 1000 parts (A2) of an aqueous urethane resin dispersion having a solid content of 35% and a viscosity of 600 cP / 25 ° C.

【0019】比較例1 実施例1のNCO末端プレポリマーをトリエチルアミン
17.3部(0.8当量/カルボキシル基)で中和した
以外は、実施例1と同様の操作によりウレタン樹脂分散
液(A3)を得た。
Comparative Example 1 A urethane resin dispersion (A3) was prepared in the same manner as in Example 1 except that the NCO-terminated prepolymer of Example 1 was neutralized with 17.3 parts of triethylamine (0.8 equivalent / carboxyl group). ) Got.

【0020】比較例2 実施例2において、飽和アンモニア水を加えない以外
は、実施例2と同様の操作によりウレタン樹脂分散液
(A4)を得た。
Comparative Example 2 A urethane resin dispersion (A4) was obtained in the same manner as in Example 2 except that saturated aqueous ammonia was not added.

【0021】試験例1 実施例1でおよび比較例1で得られたウレタン樹脂水性
分散液(A1)および(A3)を30℃で保存し、製造
直後、1ケ月後、2ケ月後および3ケ月後における各乾
燥樹脂の比粘度を下記の測定方法により測定した。その
結果を表1に示す。比粘度の低下は加水分解により樹脂
の分子量が低下していることを示している。 〔比粘度測定方法〕乾燥樹脂0.714gをジメチルホ
ルムアミド(DMF)25mlに溶解して試料とし、キ
ャノンフェンスケ粘度計を用いて落下秒数を測定し、下
記式により比粘度(ηsp)を算出した。比粘度(ηs
p)=(試料の落下秒数−DMFの落下秒数)/DMF
の落下秒数
Test Example 1 The aqueous urethane resin dispersions (A1) and (A3) obtained in Example 1 and Comparative Example 1 were stored at 30 ° C., immediately after production, one month, two months and three months. The specific viscosity of each dried resin was measured by the following measurement method. Table 1 shows the results. A decrease in the specific viscosity indicates that the molecular weight of the resin has decreased due to hydrolysis. [Method of measuring specific viscosity] 0.714 g of dry resin was dissolved in 25 ml of dimethylformamide (DMF) to prepare a sample, the falling seconds were measured using a Cannon-Fenske viscometer, and the specific viscosity (ηsp) was calculated by the following equation. did. Specific viscosity (ηs
p) = (Sample falling seconds−DMF falling seconds) / DMF
Seconds of falling

【0022】[0022]

【表1】 [Table 1]

【0023】試験例2 実施例2および比較例2で得られたウレタン樹脂分散液
(A2)および(A4)を30℃で保存し、製造直後、
1ケ月後、2ケ月後および3ケ月後における各乾燥樹脂
の溶融開始温度を、微量融点測定器[(株)島津製]を
用いて測定した。その結果を表2に示す。溶融開始温度
の低下は加水分解により樹脂中の低分子量物が増加して
いることを示している。
Test Example 2 The urethane resin dispersions (A2) and (A4) obtained in Example 2 and Comparative Example 2 were stored at 30 ° C.
One month, two months and three months later, the melting start temperature of each dried resin was measured using a trace melting point measuring device [manufactured by Shimadzu Corporation]. Table 2 shows the results. The decrease in the melting start temperature indicates that the low molecular weight substances in the resin have increased due to hydrolysis.

【0024】[0024]

【表2】 [Table 2]

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明の製造方法を用いて得られるカル
ボン酸塩型ポリエステル系ポリウレタン樹脂水性分散体
は、耐加水分解性が良好であり、長期の保存安定性に優
れている。上記効果を奏することから本発明の製造方法
により得られるカルボン酸塩型ポリエステル系ポリウレ
タン樹脂水性分散体は、水性塗料、印刷インキ、接着
剤、繊維処理剤などの各種工業用途に有用である。
The aqueous dispersion of the carboxylate-type polyester-based polyurethane resin obtained by the production method of the present invention has good hydrolysis resistance and excellent long-term storage stability. Due to the above effects, the carboxylate-type polyester-based polyurethane resin aqueous dispersion obtained by the production method of the present invention is useful for various industrial uses such as aqueous paints, printing inks, adhesives, and fiber treatment agents.

フロントページの続き Fターム(参考) 4J002 CK031 DE027 EN026 EN036 EN046 GH00 GJ01 GK02 HA04 HA06 4J034 BA08 CA02 CA04 CA05 CA13 CA15 CA22 CB01 CB03 CB04 CB05 CB07 CB08 CC03 CC05 CC12 CC24 CC26 CC28 CC33 CC37 CC45 CC52 CC54 CC61 CC62 CC65 CD04 DA01 DA05 DB03 DB07 DF01 DF02 DF12 DF16 DF20 DF21 HA01 HA02 HA07 HB12 HC03 HC12 HC13 HC17 HC22 HC46 HC52 HC54 HC61 HC64 HC67 HC71 HC73 JA01 JA02 JA42 LB10 QC05 RA07 RA08 RA19 4J038 DG071 DG081 DG111 DG261 GA06 JA35 JB03 MA08 NA04Continued on the front page F term (reference) 4J002 CK031 DE027 EN026 EN036 EN046 GH00 GJ01 GK02 HA04 HA06 4J034 BA08 CA02 CA04 CA05 CA13 CA15 CA22 CB01 CB03 CB04 CB05 CB07 CB08 CC03 CC05 CC12 CC24 CC26 CC28 CC33 CC54 CC61 CC52 CC52 CC52 CC62 DA05 DB03 DB07 DF01 DF02 DF12 DF16 DF20 DF21 HA01 HA02 HA07 HB12 HC03 HC12 HC13 HC17 HC22 HC46 HC52 HC54 HC61 HC64 HC67 HC71 HC73 JA01 JA02 JA42 LB10 QC05 RA07 RA08 RA19 4J038 DG071 DG081 DG111 DG261 GA06

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 有機ポリイソシアネート(a)、ポリエ
ステルポリオール(b)、ヒドロキシカルボン酸(c)
および第3級モノアミンからなる中和剤(d)を必須構
成成分に用いてカルボン酸塩型ポリエステル系ポリウレ
タン樹脂水性分散体を製造する方法において、ポリウレ
タン中のカルボキシル基1当量当り、1.01〜2当量
の(d)を用いることを特徴とするポリエステル系ポリ
ウレタン樹脂水性分散体の製造方法。
1. Organic polyisocyanate (a), polyester polyol (b), hydroxycarboxylic acid (c)
And a method for producing an aqueous dispersion of a carboxylate type polyester-based polyurethane resin using a neutralizing agent (d) comprising a tertiary monoamine as an essential component, wherein 1.01 to 1.01 equivalent of a carboxyl group in the polyurethane. A method for producing an aqueous dispersion of a polyester-based polyurethane resin, comprising using 2 equivalents of (d).
【請求項2】 ポリウレタン中のカルボキシル基(−C
OOH)の量が、ポリウレタン樹脂の重量に基づき0.
3〜6重量%である請求項1記載の製造法。
2. A carboxyl group (-C) in a polyurethane.
OOH) based on the weight of the polyurethane resin.
The method according to claim 1, wherein the amount is 3 to 6% by weight.
【請求項3】 (d)の全量をポリウレタンに加えた
後、水に溶解または分散させる請求項1または2記載の
製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the whole amount of (d) is added to the polyurethane and then dissolved or dispersed in water.
【請求項4】 ポリウレタン中のカルボキシル基の0.
6〜0.95当量を第3級モノアミンで中和して水に溶
解または分散させ鎖伸長させた後に、さらに第3級モノ
アミンおよび/または第1級もしくは第2級モノアミン
を、(d)の総量がカルボキシル基1当量当たり1.0
1〜2当量となる量加える請求項1または2記載の製造
方法。
4. The method of claim 1, wherein the carboxyl groups in the polyurethane are present at a concentration of 0.1.
After neutralizing 6 to 0.95 equivalents with a tertiary monoamine and dissolving or dispersing in water to extend the chain, a tertiary monoamine and / or a primary or secondary monoamine is further converted to the (d) The total amount is 1.0 per equivalent of carboxyl group.
3. The method according to claim 1, wherein the amount is 1 to 2 equivalents.
【請求項5】 請求項1〜4いずれか記載の方法で製造
されたポリウレタン樹脂水性分散体。
5. An aqueous dispersion of a polyurethane resin produced by the method according to claim 1.
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