JP2020083902A - Aqueous resin composition and coating agent composition containing the same - Google Patents

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啓晶 今嶋
Keisho Imajima
啓晶 今嶋
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健太 三吉
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Abstract

To provide an aqueous resin composition having excellent adhesion to a substrate under low-temperature heat treatment conditions.SOLUTION: The aqueous resin composition contains an aqueous polyurethane resin dispersion and an isocyanate group-containing compound. An aqueous polyurethane resin contains a structure derived from (a) a polyol (excluding (c)), a structure derived from (b) a polyisocyanate, a structure derived from (c) an acidic group-containing polyol, and a structure derived from (d) a hydroxyl group-containing polyamine and/or a structure derived from (e) a hydroxyl group-containing monoamine. The molar ratio (NCO/OH) of isocyanate groups (NCO) to hydroxyl groups (OH) in the aqueous resin composition is 0.1-10.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、低温加熱処理条件下において、十分な特性を発現する水性樹脂組成物に関する。 The present invention relates to an aqueous resin composition that exhibits sufficient characteristics under low temperature heat treatment conditions.

水性樹脂組成物は、基材への密着性、耐摩耗性、耐衝撃性、耐溶剤性等に優れていることから、塗料、インク、接着剤、各種コーティング剤として、紙、プラスチックス、フィルム、金属、ゴム、エラストマー、繊維製品等に幅広く使用される。
これらの技術分野では、環境対応の面から、乾燥・焼付温度の低下や加熱時間の短縮が求められているが、一般的に加熱処理の簡易化は塗膜の基材への密着性及び力学特性の低下につながる。したがって、低温加熱処理条件下において、十分な特性が発現する水性樹脂組成物が望まれる。
例えば、特許文献1には、水分散型ポリウレタン組成物、水分散型アクリル樹脂、及び硬化剤を含有する水性樹脂組成物が開示されている。
Aqueous resin compositions have excellent adhesion to substrates, abrasion resistance, impact resistance, solvent resistance, etc., and are therefore used as paints, inks, adhesives, various coating agents, paper, plastics, films. Widely used in metal, rubber, elastomers, textiles, etc.
In these technical fields, it is required to lower the drying/baking temperature and shorten the heating time from the viewpoint of environmental friendliness. Generally, the simplification of heat treatment is the adhesion and dynamics of the coating film to the substrate. It leads to deterioration of characteristics. Therefore, an aqueous resin composition that exhibits sufficient properties under low temperature heat treatment conditions is desired.
For example, Patent Document 1 discloses an aqueous resin composition containing a water-dispersed polyurethane composition, a water-dispersed acrylic resin, and a curing agent.

国際公開第2005/075587号International Publication No. 2005/075587

しかしながら、特許文献1に記載の水性樹脂組成物は、低温加熱処理条件下における基材との密着性について言及されていない。
それゆえ、水性樹脂組成物を低温加熱処理条件下で塗膜とした際に要求される機能や特性、例えば、基材に対する優れた密着性を満足するような、特定の構造及び組成を有する水性樹脂組成物が求められていた。
本発明の課題は、即ち、上記問題を解決し、低温加熱処理条件下で基材に対する優れた密着性を有する水性樹脂組成物を提供することにある。
However, the aqueous resin composition described in Patent Document 1 does not mention the adhesion to the substrate under the low temperature heat treatment condition.
Therefore, an aqueous resin composition having a specific structure and composition satisfying the functions and properties required when the aqueous resin composition is formed into a coating film under low-temperature heat treatment conditions, for example, excellent adhesion to a substrate. A resin composition has been sought.
An object of the present invention is to solve the above problems and provide an aqueous resin composition having excellent adhesion to a substrate under low temperature heat treatment conditions.

本発明の課題は、水性ポリウレタン樹脂分散体と、イソシアネート基含有化合物とを含む水性樹脂組成物であって、水性ポリウレタン樹脂が、(a)ポリオール由来の構造(但し、(c)を除く)と、(b)ポリイソシアネート由来の構造と、(c)酸性基含有ポリオール由来の構造と、(d)水酸基含有ポリアミン由来の構造及び/又は(e)水酸基含有モノアミン由来の構造とを含み、水性樹脂組成物中の水酸基(OH)に対するイソシアネート基(NCO)のモル比(NCO/OH)が、0.1〜10である、水性樹脂組成物によって解決される。 An object of the present invention is an aqueous resin composition containing an aqueous polyurethane resin dispersion and an isocyanate group-containing compound, wherein the aqueous polyurethane resin has a structure derived from (a) a polyol (excluding (c)). , (B) a structure derived from a polyisocyanate, (c) a structure derived from an acidic group-containing polyol, (d) a structure derived from a hydroxyl group-containing polyamine and/or (e) a structure derived from a hydroxyl group-containing monoamine, and an aqueous resin This is solved by an aqueous resin composition in which the molar ratio (NCO/OH) of isocyanate groups (NCO) to hydroxyl groups (OH) in the composition is 0.1-10.

[1]水性ポリウレタン樹脂分散体と、イソシアネート基含有化合物とを含む、水性樹脂組成物であって、
水性ポリウレタン樹脂が、(a)ポリオール由来の構造(但し、(c)を除く)と、(b)ポリイソシアネート由来の構造と、(c)酸性基含有ポリオール由来の構造と、(d)水酸基含有ポリアミン由来の構造及び/又は(e)水酸基含有モノアミン由来の構造とを含み、
水性樹脂組成物中の水酸基(OH)に対するイソシアネート基(NCO)のモル比(NCO/OH比)が、0.1〜10である、水性樹脂組成物。
[2]イソシアネート基含有化合物が、水分散型イソシアネート基含有化合物である、[1]の水性樹脂組成物。
[3]水性樹脂組成物中の水酸基(OH)に対するイソシアネート基(NCO)のモル比(NCO/OH比)が、1〜2.5である、[1]又は[2]の水性樹脂組成物。
[4](a)ポリオール由来の構造が、ポリカーボネートポリオール由来の構造、ポリエーテルポリオール由来の構造及びポリエステルポリオール由来の構造からなる群より選ばれる少なくとも1種である、[1]〜[3]のいずれかの水性樹脂組成物。
[5]水性ポリウレタン樹脂の水酸基価が、1〜100KOHmg/gである、[1]〜[4]のいずれかの水性樹脂組成物。
[6][1]〜[5]のいずれかの水性樹脂組成物含む、コーティング剤組成物。
[7][6]のコーティング剤組成物を硬化させて得られる、硬化物。
[8][6]のコーティング剤組成物を硬化させて得られる硬化層と、基材からなる層とを含む、積層体。
[9]水性樹脂組成物の製造方法であって、
(a)ポリオール由来の構造(但し、(c)を除く)と、(b)ポリイソシアネート由来の構造と、(c)酸性基含有ポリオール由来の構造と、(d)水酸基含有ポリアミン由来の構造及び/又は(e)水酸基含有モノアミン由来の構造とを含む水性ポリウレタン樹脂分散体と、イソシアネート基含有化合物とを混合する工程を含む、
水性樹脂組成物中の水酸基(OH)に対するイソシアネート基(NCO)のモル比(NCO/OH)が、0.1〜10である、水性樹脂組成物の製造方法。
[10](a)ポリオール由来の構造が、ポリカーボネートポリオール由来の構造、ポリエーテルポリオール由来の構造及びポリエステルポリオール由来の構造からなる群より選ばれる少なくとも1種である、[9]の水性樹脂分散体の製造方法。
[11]水性ポリウレタン樹脂の水酸基価が、1〜100KOHmg/gである、[9]又は[10]の水性樹脂分散体の製造方法。
[12][1]〜[5]のいずれかの水性樹脂組成物を基材に塗布して硬化させて、基材と硬化層からなる積層体を得る工程を含む、積層体の製造方法。
本発明は、以下に関する。
[1] An aqueous resin composition containing an aqueous polyurethane resin dispersion and an isocyanate group-containing compound,
The aqueous polyurethane resin has a structure derived from (a) a polyol (excluding (c)), a structure derived from (b) a polyisocyanate, a structure derived from (c) an acidic group-containing polyol, and a (d) hydroxyl group-containing structure. A structure derived from a polyamine and/or a structure derived from (e) a hydroxyl group-containing monoamine,
The aqueous resin composition, wherein the molar ratio (NCO/OH ratio) of the isocyanate group (NCO) to the hydroxyl group (OH) in the aqueous resin composition is 0.1 to 10.
[2] The aqueous resin composition according to [1], wherein the isocyanate group-containing compound is a water-dispersible isocyanate group-containing compound.
[3] The aqueous resin composition of [1] or [2], wherein the molar ratio (NCO/OH ratio) of the isocyanate group (NCO) to the hydroxyl group (OH) in the aqueous resin composition is 1 to 2.5. ..
[4] (a) The structure derived from a polyol is at least one selected from the group consisting of a structure derived from a polycarbonate polyol, a structure derived from a polyether polyol, and a structure derived from a polyester polyol, [1] to [3] Any of the aqueous resin compositions.
[5] The aqueous resin composition according to any one of [1] to [4], wherein the hydroxyl value of the aqueous polyurethane resin is 1 to 100 KOHmg/g.
[6] A coating agent composition containing the aqueous resin composition according to any one of [1] to [5].
[7] A cured product obtained by curing the coating composition of [6].
[8] A laminate comprising a cured layer obtained by curing the coating composition of [6] and a layer made of a base material.
[9] A method for producing an aqueous resin composition, which comprises:
(A) Structure derived from polyol (however, except (c)), (b) Structure derived from polyisocyanate, (c) Structure derived from acidic group-containing polyol, (d) Structure derived from hydroxyl group-containing polyamine, and And/or (e) a step of mixing an aqueous polyurethane resin dispersion containing a structure derived from a hydroxyl group-containing monoamine and an isocyanate group-containing compound,
The method for producing an aqueous resin composition, wherein the molar ratio (NCO/OH) of the isocyanate group (NCO) to the hydroxyl group (OH) in the aqueous resin composition is 0.1 to 10.
[10] The aqueous resin dispersion according to [9], wherein the structure derived from (a) polyol is at least one selected from the group consisting of a structure derived from polycarbonate polyol, a structure derived from polyether polyol and a structure derived from polyester polyol. Manufacturing method.
[11] The method for producing an aqueous resin dispersion according to [9] or [10], wherein the hydroxyl value of the aqueous polyurethane resin is 1 to 100 KOHmg/g.
[12] A method for producing a laminate, which comprises a step of applying the aqueous resin composition according to any one of [1] to [5] to a substrate and curing the same to obtain a laminate comprising the substrate and a cured layer.
The present invention relates to the following.

本発明によれば、低温加熱処理条件下で基材に対する優れた密着性を有する水性樹脂組成物を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an aqueous resin composition having excellent adhesion to a substrate under low temperature heat treatment conditions.

<水性樹脂組成物>
本発明に係る水性樹脂組成物は、水性ポリウレタン樹脂分散体と、イソシアネート基含有化合物とを含む水性樹脂組成物であって、水性ポリウレタン樹脂が、(a)ポリオール由来の構造(但し、(c)を除く)と、(b)ポリイソシアネート由来の構造と、(c)酸性基含有ポリオール由来の構造と、(d)水酸基含有ポリアミン由来の構造及び/又は(e)水酸基含有モノアミン由来の構造とを含み、水性樹脂組成物中の水酸基(OH)に対するイソシアネート基(NCO)のモル比(NCO/OH比)が、0.1〜10である。
低温加熱処理条件下における基材への密着性及び耐薬品性の観点から、NCO/OH比は、好ましくは0.1〜5であり、更に好ましくは0.5〜3であり、特に好ましくは1〜2.5である。
<Aqueous resin composition>
The aqueous resin composition according to the present invention is an aqueous resin composition containing an aqueous polyurethane resin dispersion and an isocyanate group-containing compound, wherein the aqueous polyurethane resin has a structure derived from (a) a polyol (however, (c)). A), a structure derived from (b) a polyisocyanate, a structure derived from (c) an acidic group-containing polyol, a structure derived from (d) a hydroxyl group-containing polyamine and/or a structure derived from (e) a hydroxyl group-containing monoamine. The molar ratio (NCO/OH ratio) of the isocyanate group (NCO) to the hydroxyl group (OH) in the aqueous resin composition is 0.1 to 10.
From the viewpoint of adhesion to a substrate and chemical resistance under low-temperature heat treatment conditions, the NCO/OH ratio is preferably 0.1 to 5, more preferably 0.5 to 3, and particularly preferably. 1 to 2.5.

<水性ポリウレタン樹脂分散体>
水性ポリウレタン樹脂分散体とは、水系媒体に水性ポリウレタン樹脂が分散された、ポリウレタン樹脂の水性分散体である。
<Aqueous polyurethane resin dispersion>
The aqueous polyurethane resin dispersion is an aqueous dispersion of polyurethane resin in which an aqueous polyurethane resin is dispersed in an aqueous medium.

<水性ポリウレタン樹脂>
水性ポリウレタン樹脂は、(a)ポリオール由来の構造(但し、(c)を除く)と、(b)ポリイソシアネート由来の構造と、(c)酸性基含有ポリオール由来の構造と、(d)水酸基含有ポリアミン由来の構造及び/又は(e)水酸基含有モノアミン由来の構造とを有する。更に、任意の構造として、(f)鎖延長剤由来の構造(但し、(d)を除く)、(g)末端停止剤由来の構造(但し、(e)を除く)及び(c’)中和剤の部分が対イオンとして存在していてもよい。
<Aqueous polyurethane resin>
The aqueous polyurethane resin includes (a) a structure derived from a polyol (excluding (c)), (b) a structure derived from a polyisocyanate, (c) a structure derived from an acidic group-containing polyol, and (d) a hydroxyl group-containing structure. It has a structure derived from polyamine and/or a structure derived from (e) hydroxyl group-containing monoamine. Further, as an arbitrary structure, in (f) a structure derived from a chain extender (however, excluding (d)), (g) a structure derived from a terminal terminating agent (however, excluding (e)) and (c′) A portion of the solvating agent may be present as a counterion.

(a)ポリオールに由来する構造とは、ポリオールの分子構造のうち、ポリウレタン化反応に関与する基以外の部分構造を意味する。ポリオールに由来する構造は、ウレタン化反応によって、ポリウレタンに導入される。(b)〜(c)についても同様である。
また、(d)水酸基含有ポリアミン由来の構造とは、(d)の分子構造のうち、鎖延長化反応に関与する基以外の部分構造を意味する。(d)水酸基含有ポリアミン由来の構造は、鎖延長化反応によってポリウレタンに導入される。(f)についても同様である。
更に、(e)水酸基含有モノアミン由来の構造とは、(e)の分子構造のうち、ウレタン化反応及び鎖延長反応を停止する反応に関与する基以外の部分構造を意味する。(e)水酸基含有モノアミン由来の構造は、末端停止剤としてポリウレタンに導入される。(g)についても同様である。
The structure derived from (a) polyol means a partial structure of the molecular structure of the polyol other than the groups involved in the polyurethane-forming reaction. The structure derived from the polyol is introduced into the polyurethane by the urethanization reaction. The same applies to (b) to (c).
Further, the structure derived from (d) the hydroxyl group-containing polyamine means a partial structure in the molecular structure of (d) other than the group involved in the chain extension reaction. (D) The structure derived from the hydroxyl group-containing polyamine is introduced into polyurethane by a chain extension reaction. The same applies to (f).
Furthermore, the structure derived from the hydroxyl group-containing monoamine (e) means a partial structure of the molecular structure of (e) other than the groups involved in the reaction that terminates the urethanization reaction and the chain extension reaction. (E) The structure derived from the hydroxyl group-containing monoamine is introduced into polyurethane as a terminal stopper. The same applies to (g).

<(a)ポリオール(但し、(c)を除く)>
(a)ポリオールとは、1分子中に2つ以上の水酸基を有する化合物である。(a)ポリオールとしては、例えば、ポリカーボネートポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、その他のポリオール(例えば、ポリオレフィンポリオール、アクリルポリオール、ポリジエンポリオール、低分子量ジオール等)等が挙げられる。
低温加熱処理条件下における基材への密着性の観点から、ポリカーボネートポリオール、ポリエーテルポリオール及びポリエステルポリオールからなる群より選ばれる少なくとも1種のポリオールを含むことが好ましく、ポリカーボネートポリオール及びポリエーテルポリオールからなる群より選ばれる少なくとも1種のポリオールを含むことが特に好ましい。
<(a) polyol (excluding (c))>
The (a) polyol is a compound having two or more hydroxyl groups in one molecule. Examples of (a) polyols include polycarbonate polyols, polyether polyols, polyester polyols, and other polyols (for example, polyolefin polyols, acrylic polyols, polydiene polyols, low molecular weight diols, etc.).
From the viewpoint of adhesion to a substrate under low-temperature heat treatment conditions, it is preferable to contain at least one polyol selected from the group consisting of polycarbonate polyols, polyether polyols and polyester polyols, and polycarbonate polyols and polyether polyols. It is particularly preferable to include at least one polyol selected from the group.

(ポリカーボネートポリオール)
ポリカーボネートポリオールの種類は、特に限定されないが、式(1A)及び/又は式(1B)のポリオール由来の構造と、カーボネート結合を有するポリカーボネートポリオールが好ましい。
(Polycarbonate polyol)
The type of the polycarbonate polyol is not particularly limited, but a polycarbonate polyol having a structure derived from the polyol of the formula (1A) and/or the formula (1B) and a carbonate bond is preferable.

Figure 2020083902
(式(1A)中、Z1は炭素原子数2〜12の二価の脂肪族炭化水素基を示す。
式(1B)中、Z2は炭素原子数6〜18の二価の環状脂肪族炭化水素基を示す。)
Figure 2020083902
(In the formula (1A), Z1 represents a divalent aliphatic hydrocarbon group having 2 to 12 carbon atoms.
In formula (1B), Z2 represents a divalent cyclic aliphatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms. )

前記「炭素原子数2〜12の二価の脂肪族炭化水素基」とは、「炭素原子数2〜12の脂肪族炭化水素」から2つの水素を除いた基を示す。「炭素原子数2〜12の二価の脂肪族炭化水素基」の具体例としては、例えば、エチレン基、トリメチレン基(プロピレン基)、テトラメチレン基(ブチレン基)、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基、ウンデカメチレン基、ドデカメチレン基などが挙げられるが、好ましくはテトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基である。
前記「「炭素原子数2〜12の二価の脂肪族炭化水素基」は、直鎖状でも分岐鎖を有していてもよい。
前記「炭素原子数6〜18の二価の環状脂肪族炭化水素基」とは、「炭素原子数6〜18の環状脂肪族炭化水素」から2つの水素を除いた基を示す。「炭素原子数6〜18の二価の環状脂肪族炭化水素基」としては、例えば、1,3−シクロヘキシレン基、1,4−シクロヘキシレン基、1,4−シクロヘキサンジメチレン基などが挙げられるが、好ましくは1,4−シクロヘキサンジメチレン基である。
The “divalent aliphatic hydrocarbon group having 2 to 12 carbon atoms” refers to a group obtained by removing two hydrogens from “aliphatic hydrocarbon having 2 to 12 carbon atoms”. Specific examples of the “divalent aliphatic hydrocarbon group having 2 to 12 carbon atoms” include, for example, ethylene group, trimethylene group (propylene group), tetramethylene group (butylene group), pentamethylene group, hexamethylene group. Examples thereof include a heptamethylene group, an octamethylene group, a nonamethylene group, a decamethylene group, an undecamethylene group and a dodecamethylene group, and a tetramethylene group, a pentamethylene group and a hexamethylene group are preferable.
The above-mentioned "divalent aliphatic hydrocarbon group having 2 to 12 carbon atoms" may have a straight chain or a branched chain.
The “divalent cyclic aliphatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms” refers to a group obtained by removing two hydrogens from “cyclic aliphatic hydrocarbon having 6 to 18 carbon atoms”. Examples of the "divalent cycloaliphatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms" include 1,3-cyclohexylene group, 1,4-cyclohexylene group, 1,4-cyclohexanedimethylene group and the like. However, it is preferably a 1,4-cyclohexanedimethylene group.

前記式(1A)で示されるポリオール(ポリオール(1A))としては、例えば、エチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ヘプタンジオール、オクタンジオール、ノナンジオール、デカンジオール、ウンデカンジオール、ドデカンジオールが挙げられるが、好ましくは、直鎖状又は分岐鎖を有する炭素原子数2〜10の脂肪族ポリオールであり、さらに好ましくは、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオールである。
なお、複数種類のポリオール(1A)を併用しても良い。
Examples of the polyol represented by the formula (1A) (polyol (1A)) include, for example, ethylene glycol, propanediol, butanediol, pentanediol, hexanediol, heptanediol, octanediol, nonanediol, decanediol, undecanediol, Dodecane diol may be mentioned, but it is preferably an aliphatic polyol having a linear or branched chain and having 2 to 10 carbon atoms, and more preferably 2-methyl-1,3-propanediol, 1,4- Butanediol, 1,5-pentanediol and 1,6-hexanediol.
In addition, you may use together multiple types of polyol (1A).

前記式(1B)で示されるポリオール(以下、ポリオール(1B)と称することもある)としては、例えば、1,3−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノールなどが挙げられるが、好ましくは1,4−シクロヘキサンジメタノールが使用される。
なお、複数種類のポリオール(1B)を併用しても良い。
Examples of the polyol represented by the formula (1B) (hereinafter sometimes referred to as polyol (1B)) include 1,3-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanediol, and 1,4-cyclohexanedimethanol. However, 1,4-cyclohexanedimethanol is preferably used.
In addition, you may use together multiple types of polyol (1B).

式(1A)及び/又は式(1B)のポリオールと、炭酸エステルとを、触媒の存在化で反応させることよって得られるポリカーボネートポリオールとしては、例えば、1,6−ヘキサンジオールを原料として得られるポリカーボネートポリオール、2−メチルー1,3プロパンジオールを原料として得られるポリカーボネートポリオール、1,4−シクロヘキサンジメタノールと1,6−ヘキサンジオールとの混合物(モル比として1:3)を原料として得られるポリカーボネートポリオール、1,4−シクロヘキサンジメタノールと1,6−ヘキサンジオールとの混合物(モル比とて1:1)を原料として得られるポリカーボネートポリオール、1,4−シクロヘキサンジメタノールと1,6−ヘキサンジオールとの混合物(モル比として3:1)を原料として得られるポリカーボネートポリオール、1,6−ヘキサンジオールを原料として得られるポリカーボネートポリオール、1,5−ペンタンジオールと1,6−ヘキサンジオールとの混合物(モル比として1:1)を原料として得られるポリカーボネートポリオールが挙げられる。 Examples of the polycarbonate polyol obtained by reacting the polyol of the formula (1A) and/or the formula (1B) with a carbonic acid ester in the presence of a catalyst include, for example, a polycarbonate obtained from 1,6-hexanediol as a raw material. Polycarbonate, Polycarbonate polyol obtained from 2-methyl-1,3 propanediol as a raw material, Polycarbonate polyol obtained from a mixture of 1,4-cyclohexanedimethanol and 1,6-hexanediol (molar ratio 1:3) as a raw material Polycarbonate polyol obtained from a mixture of 1,4-cyclohexanedimethanol and 1,6-hexanediol (molar ratio 1:1) as a raw material, 1,4-cyclohexanedimethanol and 1,6-hexanediol Polycarbonate polyol obtained by using a mixture (3:1 as a molar ratio) as a raw material, polycarbonate polyol obtained by using 1,6-hexanediol as a raw material, and a mixture (mol of 1,5-pentanediol and 1,6-hexanediol) A polycarbonate polyol obtained by using a ratio of 1:1) as a raw material may be mentioned.

(ポリエーテルポリオール)
ポリエーテルポリオールは、分子中にエーテル結合を有するポリオールであれば特に限定されない。ポリエーテルポリオールの機能特性が低下しない範囲で、カーボネート結合及び/又はエステル結合を含有していてもよい。ポリエーテルポリオールは、例えば、環状エーテルの開環重合やエポキシ化合物の開環重合により得られる、アルキレン基がエーテル結合したものであることが好ましい。ポリエーテルポリオールの繰り返し単位の炭素数は特に限定されないが、入手容易性の観点から、繰り返し単位の炭素数は2〜4であることが好ましく、3〜4であることが更に好ましく、4であることが特に好ましい。
ポリエーテルポリオールとしては、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、アルキル側鎖を有するポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリピロピレングリコール、及びこれら2種以上の共重合体等が挙げられる。
(Polyether polyol)
The polyether polyol is not particularly limited as long as it is a polyol having an ether bond in the molecule. It may contain a carbonate bond and/or an ester bond as long as the functional properties of the polyether polyol are not deteriorated. The polyether polyol is preferably, for example, one obtained by ring-opening polymerization of a cyclic ether or ring-opening polymerization of an epoxy compound, in which an alkylene group has an ether bond. The carbon number of the repeating unit of the polyether polyol is not particularly limited, but from the viewpoint of easy availability, the carbon number of the repeating unit is preferably 2 to 4, more preferably 3 to 4, and even more preferably 4. Is particularly preferable.
Examples of the polyether polyol include polytetramethylene ether glycol, polytetramethylene ether glycol having an alkyl side chain, polypyropyrene glycol, and copolymers of two or more of these.

(ポリエステルポリオール)
ポリエステルポリオールとしては、分子中にエステル合を有するポリオールであれば特に限定されない。ポリエステルポリオールの機能特性が低下しない範囲で、カーボネート結合及び/又はエーテル結合を含有していてもよい。ポリエステルポリオールは、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、ポリへキサメチレンイソフタレートアジペートジオール、ポリエチレンサクシネートジオール、ポリブチレンサクシネートジオール、ポリエチレンセバケートジオール、ポリブチレンセバケートジオール、ポリ−ε−カプロラクトンジオール、ポリ(3−メチル−1,5−ペンチレンアジペート)ジオール、1,6−へキサンジオールとダイマー酸との重縮合物等のポリエステルジオールが挙げられる。
(Polyester polyol)
The polyester polyol is not particularly limited as long as it is a polyol having an esterification in the molecule. The polyester polyol may contain a carbonate bond and/or an ether bond as long as the functional properties of the polyester polyol are not deteriorated. Polyester polyols include, for example, polyethylene adipate diol, polybutylene adipate diol, polyethylene butylene adipate diol, polyhexamethylene isophthalate adipate diol, polyethylene succinate diol, polybutylene succinate diol, polyethylene sebacate diol, polybutylene sebacate diol. , Poly-ε-caprolactone diol, poly(3-methyl-1,5-pentylene adipate) diol, and polyester diol such as polycondensation product of 1,6-hexanediol and dimer acid.

(その他のポリオール)
その他のポリオールとは、ポリカーボネートポリオール、ポリエーテルポリオール及びポリエステルポリオール以外のポリオールである。その他のポリオールとしては、特に限定されないが、例えば、ポリオレフィンポリオール、アクリルポリオール、ポリジエンポリオール、低分子量ジオール等が挙げられる。
(Other polyols)
Other polyols are polyols other than polycarbonate polyols, polyether polyols and polyester polyols. Other polyols are not particularly limited, and examples thereof include polyolefin polyols, acrylic polyols, polydiene polyols, and low molecular weight diols.

低分子量ジオールとしては、特に限定はないが、例えば、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,9−ノナンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール等の炭素数2〜9の脂肪族ジオール;1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−ビス(ヒドロキシエチル)シクロヘキサン、2,7−ノルボルナンジオール、テトラヒドロフランジメタノール、2,5−ビス(ヒドロキシメチル)−1,4−ジオキサン等の炭素数6〜12の脂環式構造を有するジオール等を挙げることができる。 The low molecular weight diol is not particularly limited, but for example, ethylene glycol, 1,3-propanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol, 2- Butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,9-nonane Aliphatic diols having 2 to 9 carbon atoms such as diol, 2-methyl-1,8-octanediol, diethylene glycol, triethylene glycol and tetraethylene glycol; 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,3-cyclohexanedimethanol, 1,4-cyclohexanediol, 1,4-bis(hydroxyethyl)cyclohexane, 2,7-norbornanediol, tetrahydrofuran dimethanol, 2,5-bis(hydroxymethyl)-1,4-dioxane and the like having 6 to 6 carbon atoms. Examples thereof include diols having 12 alicyclic structures.

(a)ポリオールは、数平均分子量が400〜8,000であることが好ましく、数平均分子量が400〜4,000であることがより好ましい。数平均分子量がこの範囲にあることで、適切な粘度及び良好な取り扱い性が得られる。更に、ポリイソシアネートとの反応性が充分なものとなることから、ポリウレタンプレポリマー製造容易性、効率化等が向上する。また得られたポリウレタン樹脂のソフトセグメントとしての性能の確保が容易であり、強靭な塗膜が得られるという利点を有する。更に、得られたポリウレタン樹脂エマルジョンを含むエマルジョン組成物を用いて塗膜を形成した場合に、割れの発生を抑制し易い。本明細書において、数平均分子量は、JIS K 1577に準拠して測定した水酸基価に基づいて算出した数平均分子量とする。具体的には、水酸基価を測定し、末端基定量法により、(56.1×1,000×価数)/水酸基価[mgKOH/g]で算出する。前記式中において、価数は1分子中の水酸基の数である。 The (a) polyol preferably has a number average molecular weight of 400 to 8,000, and more preferably a number average molecular weight of 400 to 4,000. When the number average molecular weight is within this range, an appropriate viscosity and good handleability can be obtained. Furthermore, since the reactivity with the polyisocyanate becomes sufficient, the production ease and efficiency of the polyurethane prepolymer are improved. Further, it is easy to secure the performance of the obtained polyurethane resin as a soft segment, and it has an advantage that a tough coating film can be obtained. Furthermore, when a coating film is formed using the emulsion composition containing the obtained polyurethane resin emulsion, it is easy to suppress the occurrence of cracks. In the present specification, the number average molecular weight is the number average molecular weight calculated based on the hydroxyl value measured according to JIS K1577. Specifically, the hydroxyl value is measured and calculated by (56.1×1,000×valence)/hydroxyl value [mgKOH/g] by the end group quantitative method. In the above formula, the valence is the number of hydroxyl groups in one molecule.

<(b)ポリイソシアネート>
(b)ポリイソシアネートとは、1分子当たりイソシアネート基を2個以上有する化合物である。1分子当たりイソシアネート基を3個以上有するポリイソシアネートも使用することができる。
(b)ポリイソシアネートは、特に制限されないが、例えば、芳香族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネート、脂環式ポリイソシアネートが挙げられる。
<(b) Polyisocyanate>
(B) Polyisocyanate is a compound having two or more isocyanate groups per molecule. Polyisocyanates having 3 or more isocyanate groups per molecule can also be used.
The (b) polyisocyanate is not particularly limited, and examples thereof include aromatic polyisocyanates, aliphatic polyisocyanates, and alicyclic polyisocyanates.

芳香族ポリイソシアネートとしては、例えば、1,3−フェニレンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート(TDI)、2,6−トリレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、2,4−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ジイソシアナトビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジイソシアナトビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジイソシアナトジフェニルメタン、1,5−ナフチレンジイソシアネート、4,4’,4’’−トリフェニルメタントリイソシアネート、m−イソシアナトフェニルスルホニルイソシアネート、p−イソシアナトフェニルスルホニルイソシアネートなどが挙げられる。 Examples of the aromatic polyisocyanate include 1,3-phenylene diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate (TDI), 2,6-tolylene diisocyanate, and 4,4′-diphenylmethane diisocyanate ( MDI), 2,4-diphenylmethane diisocyanate, 4,4'-diisocyanatobiphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4'-diisocyanatobiphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4'-di Examples thereof include isocyanatodiphenylmethane, 1,5-naphthylene diisocyanate, 4,4′,4″-triphenylmethane triisocyanate, m-isocyanatophenylsulfonyl isocyanate and p-isocyanatophenylsulfonyl isocyanate.

脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、エチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ドデカメチレンジイソシアネート、1,6,11−ウンデカントリイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエート、ビス(2−イソシアナトエチル)フマレート、ビス(2−イソシアナトエチル)カーボネート、2−イソシアナトエチル−2,6−ジイソシアナトヘキサノエートなどが挙げられる。 Examples of the aliphatic polyisocyanate include ethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (HDI), dodecamethylene diisocyanate, 1,6,11-undecane triisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate and lysine diisocyanate. , 2,6-diisocyanatomethylcaproate, bis(2-isocyanatoethyl)fumarate, bis(2-isocyanatoethyl)carbonate, 2-isocyanatoethyl-2,6-diisocyanatohexanoate, etc. Can be mentioned.

脂環式ポリイソシアネートとしては、例えば、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(H12−MDI)、シクロヘキシレンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート(水素添加TDI)、ビス(2−イソシアナトエチル)−4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボキシレート、2,5−ノルボルナンジイソシアネート、2,6−ノルボルナンジイソシアネートなどが挙げられる。 Examples of the alicyclic polyisocyanate include isophorone diisocyanate (IPDI), 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate (H12-MDI), cyclohexylene diisocyanate, methylcyclohexylene diisocyanate (hydrogenated TDI), and bis(2-isocyanato). Ethyl)-4-cyclohexene-1,2-dicarboxylate, 2,5-norbornane diisocyanate, 2,6-norbornane diisocyanate and the like.

塗膜の硬度及び耐薬品性の観点から、脂環式ポリイソシアネートが好ましく、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(水素添加MDI)が特に好ましい。
なお、ポリイソシアネートは、複数種を併用してもよく、アロファネート、ヌレートなどに変性されていてもよい。
From the viewpoint of the hardness and chemical resistance of the coating film, alicyclic polyisocyanate is preferable, and isophorone diisocyanate (IPDI) and 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate (hydrogenated MDI) are particularly preferable.
It should be noted that the polyisocyanate may be used in combination of plural kinds, and may be modified into allophanate, nurate and the like.

<(c)酸性基含有ポリオール>
(c)酸性基含有ポリオールは、分子内に酸性基を少なくとも1個有するポリオールである。酸性基は、特に制限されないが、カルボキシ基、スルホニル基、リン酸基、フェノール性水酸基等が挙げられる。酸性基含有ポリオールの種類は、特に制限されないが、具体的には、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等のジメチロールアルカン酸、N,N−ビスヒドロキシエチルグリシン、N,N−ビスヒドロキシエチルアラニン、3,4−ジヒドロキシブタンスルホン酸、3,6−ジヒドロキシ−2−トルエンスルホン酸等が挙げられる。これらの中でも、入手容易性の観点から、2個のメチロール基を含む炭素原子数4〜12のアルカン酸(ジメチロールアルカン酸)が好ましく、中でも、2,2−ジメチロールプロピオン酸が好ましい。
なお、(c)酸性基含有ポリオールは、複数種を併用してもよい。
<(c) Polyol containing acidic group>
The (c) acidic group-containing polyol is a polyol having at least one acidic group in the molecule. The acidic group is not particularly limited, and examples thereof include a carboxy group, a sulfonyl group, a phosphoric acid group, and a phenolic hydroxyl group. The type of the acidic group-containing polyol is not particularly limited, but specifically, dimethylolalkanoic acid such as 2,2-dimethylolpropionic acid and 2,2-dimethylolbutanoic acid, N,N-bishydroxyethylglycine , N,N-bishydroxyethylalanine, 3,4-dihydroxybutanesulfonic acid, 3,6-dihydroxy-2-toluenesulfonic acid and the like. Among these, from the viewpoint of easy availability, an alkanoic acid having 2 to 12 carbon atoms and having 4 to 12 carbon atoms (dimethylolalkanoic acid) is preferable, and 2,2-dimethylolpropionic acid is particularly preferable.
The (c) acidic group-containing polyol may be used in combination of plural kinds.

<(c’)中和剤>
(c’)中和剤は、(c)酸性基含有ポリオールの酸性基を中和することができる化合物であり、酸性基の種類等に応じて適宜選択できる。(c’)中和剤としては、具体的には、例えば、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリイソプロピルアミン、トリブチルアミン、トリエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、N−フェニルジエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、N−メチルモルホリン、ピリジン、2−(ジメチルアミノ)−2−メチル−1−プロパノール(DMAP),N,N−ジメチル−2−アミノエタノール(DMAE、2−(ジメチルアミノ)−2−メチル−1−プロパノール(DMAMP)等の有機アミン類;水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の無機アルカリ塩類;アンモニア等が挙げられる。(c’)中和剤は、有機アミン類であることが好ましく、3級アミンであることがより好ましく、トリエチルアミンであることが特に好ましい。
なお、(c’)中和剤は、複数種を併用してもよい。
<(c') Neutralizer>
The (c′) neutralizing agent is a compound capable of neutralizing the acidic group of the (c) acidic group-containing polyol, and can be appropriately selected according to the type of acidic group and the like. Specific examples of the neutralizing agent (c′) include trimethylamine, triethylamine, triisopropylamine, tributylamine, triethanolamine, N-methyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, N-phenyldiethanolamine, dimethylethanolamine. , Diethylethanolamine, N-methylmorpholine, pyridine, 2-(dimethylamino)-2-methyl-1-propanol (DMAP), N,N-dimethyl-2-aminoethanol (DMAE, 2-(dimethylamino)- Examples thereof include organic amines such as 2-methyl-1-propanol (DMAP); inorganic alkali salts such as sodium hydroxide and potassium hydroxide; ammonia, etc. (c′) The neutralizing agent is an organic amine. Is preferred, a tertiary amine is more preferred, and triethylamine is particularly preferred.
A plurality of kinds of the neutralizing agent (c') may be used in combination.

<(d)水酸基含有ポリアミン>
(d)水酸基含有ポリアミンとは、1分子中に2個以上のアミノ基及び/又はイミノ基と1個以上の水酸基(フェノール性水酸基は除く)を有する化合物である。(d)水酸基含有ポリアミンは、鎖延長剤として作用することができる。
(d)水酸基含有ポリアミンとしては、3級アミンを除くアルカノールポリアミン類が好ましく、具体的には、3,5−ジアミノベンジルアルコールなどの芳香族アルカノールジアミン類、1,3−ジアミノ−2−プロパノール、2、2’−(エチレンビスイミノ)ビスエタノール、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−(2−アミノエチル)エチレンジアミン、N−(3−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン、2−[ビス(2−アミノエチル)アミノ]エタノール、1−[2−[(2−アミノエチル)アミノ]エチル]アミノ−2−プロパノール、N、N−ビス(ヒドロキシエチル)ジエチレントリアミン、N1、N4−ビス(ヒドロキシエチル)ジエチレントリアミン、N1−(2−ヒドロキシプロピル)トリエチレンテトラアミン、N4−(2−ヒドロキシプロピル)トリエチレンテトラアミン、N−(2−ヒドロキシプロピル)トリエチレンテトラアミン、2−(2−アミノエチルアミノ)エタノール等の脂肪族アルカノールポリアミン類が挙げられるが、低温加熱処理条件下で基材に対する優れた密着性及び耐薬品性の観点から、2−(2−アミノエチルアミノ)エタノールが好ましい。
なお、(d)水酸基含有ポリアミンは、複数種を組み合わせてもよく、(f)鎖延長剤と組み合わせてもよい。
<(d) Hydroxyl group-containing polyamine>
(D) Hydroxyl group-containing polyamine is a compound having two or more amino groups and/or imino groups and one or more hydroxyl groups (excluding phenolic hydroxyl groups) in one molecule. (D) The hydroxyl group-containing polyamine can act as a chain extender.
As the hydroxyl group-containing polyamine (d), alkanol polyamines other than tertiary amines are preferable, and specifically, aromatic alkanol diamines such as 3,5-diaminobenzyl alcohol, 1,3-diamino-2-propanol, 2,2'-(ethylenebisimino)bisethanol, N-(2-hydroxyethyl)-N'-(2-aminoethyl)ethylenediamine, N-(3-hydroxypropyl)ethylenediamine, 2-[bis(2- Aminoethyl)amino]ethanol, 1-[2-[(2-aminoethyl)amino]ethyl]amino-2-propanol, N,N-bis(hydroxyethyl)diethylenetriamine, N1,N4-bis(hydroxyethyl)diethylenetriamine , N1-(2-hydroxypropyl)triethylenetetraamine, N4-(2-hydroxypropyl)triethylenetetraamine, N-(2-hydroxypropyl)triethylenetetraamine, 2-(2-aminoethylamino)ethanol Examples of such aliphatic alkanol polyamines include 2-(2-aminoethylamino)ethanol from the viewpoint of excellent adhesion to a substrate and chemical resistance under low-temperature heat treatment conditions.
The hydroxyl group-containing polyamine (d) may be used in combination of two or more kinds, or may be combined with the chain extender (f).

<(e)水酸基含有モノアミン>
(e)水酸基含有モノアミンとは、1分子中に1個のアミノ基又はイミノ基と1個以上の水酸基(フェノール性水酸基は除く)を有する化合物である。(e)水酸基含有モノアミンは、ポリウレタン樹脂末端のウレタン化反応及びは鎖延長反応を停止できる成分であり、末端停止剤として作用することができる。
(e)水酸基含有モノアミンとしては、例えば、アドレナリン、2−(4−アミノフェニル)エタノール、2−(2−アミノフェニル)エタノール、2−アニリノエタノール、2−アミノベンジルアルコール、3−アミノベンジルアルコール、4−アミノベンジルアルコール、2−アミノ−1−フェニルエタノール、N−ベンジルエタノールアミン、N,N−ジベンジル−2−アミノエタノール、N−(2−ヒドロキシエチル)−2−シアノ−4−ニトロアニリン、2−(2−ニトロアニリノ)エタノール、フェニルアラニノール、2,2−[4−(2−ヒドロキシエチルアミノ)−3−ニトロフェニルイミノ]ジエタノール等の芳香族モノアミン類、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール、1−アミノ−2−プロパノール、3−アミノ−1−プロパノール、3−アミノ−1,2−プロパンジオール、2−アミノ−1−ブタノール、1−アミノ−2−ブタノール、5−アミノ−1−ペンタノール、2−アミノ−1−プロパノール、4−アミノ−1−ブタノール、6−アミノ−1−ヘキサノール、2−アミノ−1,3−プロパンジオール、2−(ブチルアミノ)エタノール、ジイソプロパノールアミン、2−(ジイソプロピルアミノ)エタノール、2−(エチルアミノ)エタノール、4−エチルアミノ−1−ブタノール、1−エチルアミノ−2−プロパノール、2−[(ヒドロキシメチル)アミノ]エタノール、ジエタノールアミン、2−(イソプロピルアミノ)エタノール、3−(イソプロピルアミノ)プロパノール、4−(イソプロピルアミノ)ブタノール、5−(イソプロピルアミノ)ペンタノール、2−(メチルアミノ)エタノール、3−メチルアミノ−1,2−プロパンジオール、バリノール等の(ポリ)アルカノールモノアミン類が挙げられるが、低温加熱処理条件下で基材に対する優れた密着性の観点から、2−アミノエタノール、N,N−ジエタノールアミンが好ましい。
なお、(e)水酸基含有モノアミンは、複数種を併用してもよく、(g)末端停止剤と組み合わせてもよい。
<(e) Hydroxyl group-containing monoamine>
(E) Hydroxyl group-containing monoamine is a compound having one amino group or imino group and one or more hydroxyl groups (excluding phenolic hydroxyl groups) in one molecule. (E) The hydroxyl group-containing monoamine is a component capable of stopping the urethanization reaction and chain extension reaction of the terminal of the polyurethane resin, and can act as a terminal stopper.
Examples of the hydroxyl group-containing monoamine (e) include adrenaline, 2-(4-aminophenyl)ethanol, 2-(2-aminophenyl)ethanol, 2-anilinoethanol, 2-aminobenzyl alcohol, 3-aminobenzyl alcohol. , 4-aminobenzyl alcohol, 2-amino-1-phenylethanol, N-benzylethanolamine, N,N-dibenzyl-2-aminoethanol, N-(2-hydroxyethyl)-2-cyano-4-nitroaniline , 2-(2-nitroanilino)ethanol, phenylalaninol, 2,2-[4-(2-hydroxyethylamino)-3-nitrophenylimino]diethanol and other aromatic monoamines, tris(hydroxymethyl)aminomethane , 2-amino-2-methyl-1-propanol, 1-amino-2-propanol, 3-amino-1-propanol, 3-amino-1,2-propanediol, 2-amino-1-butanol, 1- Amino-2-butanol, 5-amino-1-pentanol, 2-amino-1-propanol, 4-amino-1-butanol, 6-amino-1-hexanol, 2-amino-1,3-propanediol, 2-(butylamino)ethanol, diisopropanolamine, 2-(diisopropylamino)ethanol, 2-(ethylamino)ethanol, 4-ethylamino-1-butanol, 1-ethylamino-2-propanol, 2-[( Hydroxymethyl)amino]ethanol, diethanolamine, 2-(isopropylamino)ethanol, 3-(isopropylamino)propanol, 4-(isopropylamino)butanol, 5-(isopropylamino)pentanol, 2-(methylamino)ethanol, Examples thereof include (poly)alkanol monoamines such as 3-methylamino-1,2-propanediol and valinol. From the viewpoint of excellent adhesion to a substrate under low temperature heat treatment conditions, 2-aminoethanol, N, N-diethanolamine is preferred.
The (e) hydroxyl group-containing monoamine may be used in combination of two or more kinds, or may be combined with (g) the terminal stopper.

<(f)鎖延長剤(但し、(d)を除く)>
(f)鎖延長剤とはイソシアネート基と反応する基を2つ以上有する化合物である。(f)鎖延長剤としては、例えば、エチレンジアミン、1,4−テトラメチレンジアミン、2−メチル−1,5−ペンタンジアミン、1,4−ブタンジアミン、1,6−ヘキサメチレンジアミン、1,4−ヘキサメチレンジアミン、3−アミノメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルアミン、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、キシリレンジアミン、ピペラジン、アジポイルヒドラジド、ヒドラジン、2,5−ジメチルピペラジン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等のポリアミン化合物;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−ヘキサンジオール等のジオール化合物;ポリエチレングリコールに代表されるポリアルキレングリコール類;水が挙げられ、中でもポリアミン化合物が好ましく、ジアミン化合物がより好ましく、1級ジアミン化合物が特に好ましい。
なお、(f)鎖延長剤は、複数種を併用してもよい。
<(f) Chain extender (excluding (d))>
The (f) chain extender is a compound having two or more groups that react with an isocyanate group. Examples of the chain extender (f) include ethylenediamine, 1,4-tetramethylenediamine, 2-methyl-1,5-pentanediamine, 1,4-butanediamine, 1,6-hexamethylenediamine, 1,4. -Hexamethylenediamine, 3-aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexylamine, 1,3-bis(aminomethyl)cyclohexane, xylylenediamine, piperazine, adipoylhydrazide, hydrazine, 2,5-dimethylpiperazine , Polyethylene compounds such as diethylenetriamine and triethylenetetramine; diol compounds such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol and 1,6-hexanediol; polyalkylene glycols typified by polyethylene glycol; water. Among them, polyamine compounds are preferable, diamine compounds are more preferable, and primary diamine compounds are particularly preferable.
The chain extender (f) may be used in combination of two or more kinds.

<(g)末端停止剤(但し、(e)を除く)>
(g)末端停止剤は、ポリウレタン樹脂末端のウレタン化反応及び鎖延長反応を停止できる化合物である。(g)末端停止剤としては、イソシアネート基と反応する基を1つ有する化合物が挙げられる。イソシアネート基と反応する基としては、水酸基、アミノ基、イミノ基、メルカプト基等を合計1つ持つ化合物が挙げられ、具体例としては、例えば、3,5−ジメチルピラゾール、n−ブチルアミン、ジ−n−ブチルアミン等のモノアミン;エタノール、イソプロパノール、ブタノール等の1価アルコール等が挙げられる。
(g)末端停止剤は、複数種を併用してもよい。
<(g) End terminator (excluding (e))>
The terminal stopper (g) is a compound capable of stopping the urethane formation reaction and the chain extension reaction of the polyurethane resin terminal. Examples of the (g) terminal stopper include compounds having one group that reacts with an isocyanate group. Examples of the group that reacts with the isocyanate group include compounds having one hydroxyl group, one amino group, one imino group, and one mercapto group. Specific examples include, for example, 3,5-dimethylpyrazole, n-butylamine, di- Monoamines such as n-butylamine; monohydric alcohols such as ethanol, isopropanol, butanol and the like can be mentioned.
A plurality of types of the (g) terminal terminator may be used in combination.

<水系媒体>
水系媒体は、水性ポリウレタン樹脂を分散させることができる媒体であり、例えば、水が挙げられる。水としては、例えば、上水、イオン交換水、蒸留水、超純水等が挙げられるが、水性ポリウレタン樹脂粒子の安定性の観点から、イオン交換水であることが好ましい。なお、水系媒体は、水性ポリウレタン樹脂の分散性及び安定性を低下させない範囲で、有機溶媒を含んでいてもよい。
有機溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン、N−エチルピロリドン、β−アルコキシプロピオンアミド(KJケミカルズ製KJCMPA(R)−100、KJCMBPA(R)−100)、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、酢酸エチル等が挙げられる。
<Aqueous medium>
The aqueous medium is a medium in which the aqueous polyurethane resin can be dispersed, and examples thereof include water. Examples of water include tap water, ion-exchanged water, distilled water, and ultrapure water. From the viewpoint of stability of the aqueous polyurethane resin particles, ion-exchanged water is preferable. The aqueous medium may contain an organic solvent as long as the dispersibility and stability of the aqueous polyurethane resin are not deteriorated.
Examples of the organic solvent include acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, tetrahydrofuran, dioxane, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone, N-ethylpyrrolidone, β-alkoxypropionamide (KJCMPA(R)-100 manufactured by KJ Chemicals). , KJCMBPA(R)-100), dipropylene glycol dimethyl ether, ethyl acetate and the like.

<ポリウレタン樹脂の特性>
ポリウレタン樹脂の重量平均分子量は、好ましくは25,000〜10,000,000であり、更に好ましくは50,000〜5,000,000であり、特に好ましくは100,000〜1,000,000である。
重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定した値であり、予め作成した標準ポリスチレンの検量線から求めた換算値を使用することができる。重量平均分子量を25,000以上とすることで、水性樹脂組成物を塗膜とした際に、物性に優れた塗膜を得ることができる。重量平均分子量を10,000,000以下とすることで、水性樹脂組成物の乾燥性を高くすることができる。
<Characteristics of polyurethane resin>
The weight average molecular weight of the polyurethane resin is preferably 25,000 to 10,000,000, more preferably 50,000 to 5,000,000, and particularly preferably 100,000 to 1,000,000. is there.
The weight average molecular weight is a value measured by gel permeation chromatography (GPC), and a conversion value obtained from a calibration curve of standard polystyrene prepared in advance can be used. By setting the weight average molecular weight to 25,000 or more, a coating film having excellent physical properties can be obtained when the aqueous resin composition is used as a coating film. By setting the weight average molecular weight to be 10,000,000 or less, the drying property of the aqueous resin composition can be improved.

ポリウレタン樹脂の水酸基価は、好ましくは1〜100KOHmgであり、更に好ましくは5〜60KOHmg/gであり、特に好ましくは10〜50KOHmg/gである。この範囲とすることで、低温加熱処理条件下で基材に対する密着性に優れた塗膜を得ることができる。 The hydroxyl value of the polyurethane resin is preferably 1 to 100 KOHmg, more preferably 5 to 60 KOHmg/g, and particularly preferably 10 to 50 KOHmg/g. Within this range, a coating film having excellent adhesion to the substrate can be obtained under low temperature heat treatment conditions.

<水性ポリウレタン樹脂分散体の製造方法>
ポリウレタン樹脂エマルジョンの製造方法は、ポリウレタン樹脂が水系媒体に分散されている、ポリウレタン樹脂エマルジョンが得られる方法であれば特に限定されない。ポリウレタン樹脂エマルジョンの製造方法としては、全ての原料を一度に反応させるワンショット法や、イソシアネート末端のポリウレタンプレポリマーを製造した後に鎖延長剤を反応させるプレポリマー法等が挙げられる。以下、プレポリマー法によるポリウレタン樹脂エマルジョンの製造方法の一例について説明する。
<Method for producing aqueous polyurethane resin dispersion>
The method for producing the polyurethane resin emulsion is not particularly limited as long as it is a method in which the polyurethane resin is dispersed in an aqueous medium and a polyurethane resin emulsion is obtained. Examples of the method for producing the polyurethane resin emulsion include a one-shot method in which all raw materials are reacted at once, and a prepolymer method in which a chain extender is reacted after producing an isocyanate-terminated polyurethane prepolymer. Hereinafter, an example of a method for producing a polyurethane resin emulsion by the prepolymer method will be described.

プレポリマー法によるポリウレタン樹脂エマルジョンの製造方法は、例えば、
(a)ポリオールと、(b)ポリイソシアネートと、(c)酸性基含有ポリオールとを反応させてポリウレタンプレポリマーを得る工程(α)、
ポリウレタンプレポリマーを水系媒体中に分散させる工程(β)、
ポリウレタンプレポリマーの酸性基を(c’)中和剤を用いて中和する工程(γ)、
ポリウレタンプレポリマーと、鎖延長剤とを反応させる工程(δ)
を含む。ここで、工程(α)は、得られた(A)ポリウレタンプレポリマーに、更に末端停止剤を添加する工程を含んでもよい。
工程(β)、工程(γ)及び工程(δ)の順序は、特に制限されず、例えば、工程(γ)、工程(β)、工程(δ)の順に行ってもよく、工程(β)と工程(γ)を同時に行った後に工程(δ)を行ってもよく、前記工程を同時に行ってもよい。
The method for producing a polyurethane resin emulsion by the prepolymer method is, for example,
A step (α) of reacting (a) a polyol, (b) a polyisocyanate, and (c) an acidic group-containing polyol to obtain a polyurethane prepolymer;
A step (β) of dispersing the polyurethane prepolymer in an aqueous medium,
Neutralizing the acidic groups of the polyurethane prepolymer with a neutralizing agent (c') (γ),
Step (δ) of reacting a polyurethane prepolymer with a chain extender
including. Here, the step (α) may include a step of further adding an end terminating agent to the obtained polyurethane prepolymer (A).
The order of the step (β), the step (γ) and the step (δ) is not particularly limited, and for example, the step (γ), the step (β) and the step (δ) may be performed in this order. The step (δ) may be performed after the step (γ) and the step (γ) are performed at the same time, or the steps may be performed simultaneously.

<工程(α)>
工程(α)において、(a)ポリオールと、(b)ポリイソシアネートと、(c)酸性基含有ポリオールとから、ポリウレタンプレポリマーを得る場合には、(a)、(b)、及び(c)とを順不同で反応させてもよく、同時に反応させてもよい。
<Process (α)>
In the step (α), when a polyurethane prepolymer is obtained from (a) polyol, (b) polyisocyanate, and (c) acidic group-containing polyol, (a), (b), and (c) And may be reacted in any order, and may be reacted simultaneously.

工程(α)は、不活性ガス雰囲気下で行ってもよいし、大気雰囲気下で行ってもよい。
工程(α)において、(a)ポリオールと、(b)ポリイソシアネートと、(c)酸性基含有ポリオールとを反応させる際の反応温度としては、特に制限はされないが、好ましくは40〜150℃であり、特に好ましくは60〜120℃である。反応温度を40℃以上とすることで、原料が十分に溶解し又は原料が十分な流動性を得て、ポリウレタンプレポリマーの粘度を低くして充分な撹拌を行うことができ、反応温度を150℃以下とすることで、副反応が起こる等の不具合を起こさずに、反応を進行させることができる。
The step (α) may be performed under an inert gas atmosphere or may be performed under an air atmosphere.
In step (α), the reaction temperature for reacting (a) polyol, (b) polyisocyanate, and (c) acidic group-containing polyol is not particularly limited, but preferably 40 to 150°C. Yes, and particularly preferably 60 to 120°C. When the reaction temperature is 40° C. or higher, the raw materials are sufficiently dissolved or the raw materials have sufficient fluidity, the viscosity of the polyurethane prepolymer can be lowered, and sufficient stirring can be performed. By setting the temperature to not higher than 0°C, the reaction can proceed without causing problems such as side reactions.

工程(α)において、反応性を向上させるために、触媒を用いることもできる。前記触媒としては、特に制限はされないが、例えば、スズ系触媒(トリメチルスズラウリレート、ジブチルスズジラウリレートなど)や鉛系触媒(オクチル酸鉛等)、チタン系触媒(チタンテトラブトキシドなど)などの金属塩、有機金属誘導体、アミン系触媒(トリエチルアミン、N−エチルモルホリン、トリエチレンジアミンなど)、ジアザビシクロウンデセン系触媒が挙げられる。中でも、反応性の観点から、ジブチルスズジラウリレート、チタンテトラブトキシドが好ましい。 In step (α), a catalyst may be used to improve the reactivity. The catalyst is not particularly limited, and examples thereof include tin-based catalysts (trimethyltin laurate, dibutyltin dilaurate, etc.), lead-based catalysts (lead octylate, etc.), titanium-based catalysts (titanium tetrabutoxide, etc.), and the like. Examples thereof include metal salts, organic metal derivatives, amine-based catalysts (triethylamine, N-ethylmorpholine, triethylenediamine, etc.) and diazabicycloundecene-based catalysts. Among them, dibutyltin dilaurylate and titanium tetrabutoxide are preferable from the viewpoint of reactivity.

工程(α)において、(a)ポリオールと、(b)ポリイソシアネートと、(c)酸性基含有ポリオールとの反応は、無溶媒でも有機溶媒を加えて行ってもよい。無溶媒で反応を行う場合には、(a)ポリオールと、(b)ポリイソシアネートと、(c)酸性基含有ポリオールとの混合物が、攪拌性の観点から、液状であることが好ましい。有機溶媒を加えて反応させる場合、使用する有機溶媒としては、ポリウレタン樹脂エマルジョンの水系媒体において前記した有機溶媒が挙げられる。アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチルは、ポリウレタンプレポリマーを水に分散し、鎖延長反応を行った後に加熱又は減圧により除去できるので好適に使用される。また、N−メチルピロリドン、N−エチルピロリドン、β−アルコキシプロピオンアミド、ジプロピレングリコールジメチルエーテルは、得られたポリウレタン樹脂エマルジョンから塗膜を作製する際に造膜助剤として働くため好ましい。 In the step (α), the reaction of the (a) polyol, the (b) polyisocyanate, and the (c) acidic group-containing polyol may be carried out with or without addition of an organic solvent. When the reaction is carried out without a solvent, it is preferable that the mixture of the (a) polyol, the (b) polyisocyanate, and the (c) acidic group-containing polyol is liquid from the viewpoint of stirring property. When an organic solvent is added and reacted, examples of the organic solvent used include the organic solvents described above in the aqueous medium of the polyurethane resin emulsion. Acetone, methyl ethyl ketone, and ethyl acetate are preferably used because they can be removed by heating or reducing the pressure after the polyurethane prepolymer is dispersed in water and the chain extension reaction is performed. In addition, N-methylpyrrolidone, N-ethylpyrrolidone, β-alkoxypropionamide, and dipropylene glycol dimethyl ether are preferable because they act as a film-forming aid when a coating film is prepared from the obtained polyurethane resin emulsion.

工程(α)において、(a)〜(g)の合計100質量部に対する、(a)ポリオールの使用量は、好ましくは20〜90質量部であり、更に好ましくは30〜80質量部であり、特に好ましくは50〜80質量部である。(a)ポリオールの使用量を20質量部以上とすることで、得られる水性ポリウレタン樹脂を含む水性樹脂組成物の乾燥性を高くすることができ、90質量部以下とすることで、得られるポリウレタン樹脂を含む水性樹脂組成物の分散性が向上する。 In the step (α), the amount of the (a) polyol used is preferably 20 to 90 parts by mass, more preferably 30 to 80 parts by mass, based on 100 parts by mass of the total of (a) to (g). It is particularly preferably 50 to 80 parts by mass. When the amount of the (a) polyol used is 20 parts by mass or more, the drying property of the obtained aqueous resin composition containing the aqueous polyurethane resin can be enhanced, and when it is 90 parts by mass or less, the polyurethane obtained can be obtained. The dispersibility of the aqueous resin composition containing a resin is improved.

工程(α)において、(a)ポリオール、(b)ポリイソシアネート、(c)酸性基含有ポリオールの全水酸基のモル数に対する、(b)ポリイソシアネートのイソシアネート基のモル数の比は、好ましくは1.05〜2.5であり、更に好ましくは1.1〜2.0であり、特に好ましくは1.2〜1.8である。 In the step (α), the ratio of the number of moles of isocyanate groups of (b) polyisocyanate to the number of moles of all hydroxyl groups of (a) polyol, (b) polyisocyanate and (c) acidic group-containing polyol is preferably 1 0.05 to 2.5, more preferably 1.1 to 2.0, and particularly preferably 1.2 to 1.8.

(a)ポリオール、(b)ポリイソシアネート、(c)酸性基含有ポリオールの全水酸基のモル数に対する、(b)ポリイソシアネートのイソシアネート基のモル数の比を1.05以上とすることで、分子末端にイソシアネート基を有しないポリウレタンプレポリマーの量が少なくなり、鎖延長剤と反応しない分子が少なくなる。これにより、ポリウレタン樹脂エマルジョンの貯蔵安定性が高くなる。
(a)ポリオール、(b)ポリイソシアネート、(c)酸性基含有ポリオールの全水酸基のモル数に対する、(b)ポリイソシアネートのイソシアネート基のモル数の比を2.5以下とすることで、反応系内に残る未反応の前記ポリイソシアネートの量が少なくなり、(b)ポリイソシアネートと前記鎖延長剤が効率的に反応し、水との反応による望まない分子伸長を起こしにくくなるため、貯蔵安定性が向上する。更に、得られる水性ポリウレタン樹脂分散体を含む水性樹脂組成物の乾燥性が高くなる。
By setting the ratio of the number of moles of isocyanate groups of (b) polyisocyanate to the number of moles of all hydroxyl groups of (a) polyol, (b) polyisocyanate, (c) acidic group-containing polyol to 1.05 or more, the molecule The amount of polyurethane prepolymer having no isocyanate group at the end is reduced, and the number of molecules that do not react with the chain extender is reduced. This increases the storage stability of the polyurethane resin emulsion.
By setting the ratio of the number of moles of isocyanate groups of (b) polyisocyanate to 2.5 or less with respect to the number of moles of all hydroxyl groups of (a) polyol, (b) polyisocyanate, (c) acidic group-containing polyol, the reaction is performed. The amount of unreacted polyisocyanate remaining in the system decreases, and (b) the polyisocyanate and the chain extender react efficiently, making it difficult for unwanted molecular elongation due to reaction with water, and thus storage stability. The property is improved. Further, the drying property of the aqueous resin composition containing the obtained aqueous polyurethane resin dispersion becomes high.

工程(α)において、(a)〜(g)の合計100質量部に対する、(c)酸性基含有ポリオールの使用量は、好ましくは0.5〜10質量部であり、特に好ましくは1〜5質量部である。(c)酸性基含有ポリオールの使用量を0.5質量部以上とすることで、得られる水性ポリウレタン樹脂の水系媒体中への分散性が良好になり、10質量部以下とすることで、得られる水性ポリウレタン樹脂分散体を含む水性樹脂組成物の乾燥性が高くなる。また、水性樹脂組成物を塗布して得た塗膜の耐水性を高くすることができ、得られる塗膜の柔軟性も良好にすることができる。 In the step (α), the amount of the (c) acidic group-containing polyol used is preferably 0.5 to 10 parts by mass, and particularly preferably 1 to 5 parts, with respect to 100 parts by mass in total of (a) to (g). It is a mass part. (C) When the amount of the acidic group-containing polyol used is 0.5 parts by mass or more, the dispersibility of the obtained aqueous polyurethane resin in the aqueous medium becomes good, and when the amount is 10 parts by mass or less, it is obtained. The drying property of the aqueous resin composition containing the aqueous polyurethane resin dispersion is improved. Further, the water resistance of the coating film obtained by applying the aqueous resin composition can be increased, and the flexibility of the obtained coating film can be improved.

工程(α)において、(e)水酸基含有モノアミンおよび(g)末端停止剤の割合は、所望するポリウレタンプレポリマーの分子量等に応じて適宜決定することができる。 In the step (α), the proportions of the (e) hydroxyl group-containing monoamine and the (g) terminal stopper can be appropriately determined according to the desired molecular weight of the polyurethane prepolymer and the like.

また、(a)ポリオール及び(c)酸性基含有ポリオールの合計の水酸基当量数(総水酸基当量数)は、好ましくは100〜1,000である。総水酸基当量数が、この範囲であれば、乾燥性、増粘性が上がりやすく、水性ポリウレタン樹脂の製造が容易であり、硬度の点で優れた塗膜が得られやすい。更に、得られる水性ポリウレタン樹脂を含む水性樹脂組成物の貯蔵安定性、乾燥性と塗布して得られる塗膜の硬度の観点から、総水酸基当量数は、より好ましくは200〜900であり、更に好ましくは300〜800であり、特に好ましくは500〜800である。 The total number of hydroxyl group equivalents of (a) polyol and (c) acidic group-containing polyol (total number of hydroxyl group equivalents) is preferably 100 to 1,000. When the total number of hydroxyl equivalents is within this range, the drying property and viscosity increase are likely to occur, the aqueous polyurethane resin is easily produced, and a coating film excellent in hardness is likely to be obtained. Furthermore, from the viewpoints of storage stability and drying properties of the obtained aqueous resin composition containing the aqueous polyurethane resin and the hardness of the coating film obtained by coating, the total number of hydroxyl equivalents is more preferably 200 to 900, and It is preferably 300 to 800, and particularly preferably 500 to 800.

水酸基当量数は、以下の式(1)及び(2)で算出することができる。
各ポリオールの水酸基当量数=各ポリオールの分子量/各ポリオールの水酸基の数(フェノール性水酸基は除く)・・・(1)
ポリオールの総水酸基当量数=M/ポリオールの合計モル数・・・(2)
水性ポリウレタン樹脂の場合、式(2)において、Mは、[〔ポリカーボネートポリオール化合物の水酸基当量数×ポリカーボネートポリオール化合物のモル数〕+〔酸性基含有ポリオールの水酸基当量数×酸性基含有ポリオールのモル数〕]+〔ポリエチレンオキサイド鎖含有ポリオールの水酸基当量数×ポリエチレンオキサイド鎖含有ポリオールのモル数〕]を示す。
The hydroxyl equivalent number can be calculated by the following equations (1) and (2).
Number of hydroxyl equivalents of each polyol=molecular weight of each polyol/number of hydroxyl groups of each polyol (excluding phenolic hydroxyl groups) (1)
Total number of hydroxyl equivalents of polyol=M/total number of moles of polyol... (2)
In the case of an aqueous polyurethane resin, in the formula (2), M is [[number of hydroxyl group equivalents of polycarbonate polyol compound x number of moles of polycarbonate polyol compound] + [number of hydroxyl group equivalents of acid group-containing polyol x number of moles of acid group-containing polyol] ]+[Number of hydroxyl equivalents of polyol containing polyethylene oxide chain×Number of moles of polyol containing polyethylene oxide chain]].

工程(α)において、有機溶媒の使用量は、(a)ポリオールと、(b)ポリイソシアネートと、(c)酸性基含有ポリオールとの全量に対して質量基準で、好ましくは0.1〜2.0倍であり、特に好ましくは0.15〜0.8倍である。 In the step (α), the amount of the organic solvent used is based on the total amount of the (a) polyol, the (b) polyisocyanate, and the (c) acidic group-containing polyol, and is preferably 0.1 to 2. 0.0 times, particularly preferably 0.15 to 0.8 times.

工程(α)で得られるポリウレタンプレポリマーの酸価(AV)は、好ましくは2〜40mgKOH/gであり、更に好ましくは3〜30mgKOH/gであり、特に好ましくは4〜20mgKOH/gである。ポリウレタンプレポリマーの酸価を4mgKOH/g以上とすることで、水系媒体への分散性、貯蔵安定性を良くすることができる傾向がある。また、ポリウレタンプレポリマーの酸価を20mgKOH/g以下とすることで、得られる水性ポリウレタン樹脂を含む水性樹脂組成物の塗膜の耐水性を高め、得られる塗膜の柔軟性を高くすることができ、更に、塗膜作製時の乾燥性を上げることができる。 The acid value (AV) of the polyurethane prepolymer obtained in the step (α) is preferably 2 to 40 mgKOH/g, more preferably 3 to 30 mgKOH/g, and particularly preferably 4 to 20 mgKOH/g. By setting the acid value of the polyurethane prepolymer to 4 mgKOH/g or more, the dispersibility in an aqueous medium and the storage stability tend to be improved. Further, by setting the acid value of the polyurethane prepolymer to 20 mgKOH/g or less, it is possible to enhance the water resistance of the coating film of the obtained aqueous resin composition containing the aqueous polyurethane resin and increase the flexibility of the obtained coating film. In addition, the drying property at the time of producing the coating film can be improved.

なお、「ポリウレタンプレポリマーの酸価」とは、ポリウレタンプレポリマーを製造するにあたって用いられる溶媒及び前記ポリウレタンプレポリマーを水系媒体中に分散させるための中和剤を除いた、いわゆる固形分中の酸価を示す。具体的には、ポリウレタンプレポリマーの酸価は、下記式(3)によって導き出すことができる。
〔ポリウレタンプレポリマーの酸価〕=〔((d)酸性基含有ポリオールのミリモル数)×((d)酸性基含有ポリオール1分子中の酸性基の数)〕×56.11/〔(a)ポリエチレンオキサイド鎖を有するポリオール、(b)ポリオール、(d)酸性基含有ポリオール、及び(c)ポリイソシアネートの合計の質量〕・・・(3)
The “acid value of the polyurethane prepolymer” is the acid in the so-called solid content, excluding the solvent used in producing the polyurethane prepolymer and the neutralizing agent for dispersing the polyurethane prepolymer in the aqueous medium. Indicates the value. Specifically, the acid value of the polyurethane prepolymer can be derived by the following formula (3).
[Acid value of polyurethane prepolymer] = [((d) number of millimoles of acidic group-containing polyol) x ((d) number of acidic groups in one molecule of acidic group-containing polyol)] x 56.11/[(a) Mass of Polyol Having Polyethylene Oxide Chain, (b) Polyol, (d) Acidic Group-Containing Polyol, and (c) Polyisocyanate] (3)

<工程(β)>
工程(β)において、水系媒体中にポリウレタンプレポリマーを分散させる方法としては、特に制限されないが、例えば、ホモミキサーやホモジナイザーなどによって攪拌されている水系媒体中に、ポリウレタンプレポリマーを添加する方法、ホモミキサーやホモジナイザー等によって攪拌されているポリウレタンプレポリマーに水系媒体を添加する方法などを適宜採用できる。
<Process (β)>
In the step (β), the method of dispersing the polyurethane prepolymer in the aqueous medium is not particularly limited, for example, a method of adding the polyurethane prepolymer in the aqueous medium stirred by a homomixer or a homogenizer, A method of adding an aqueous medium to the polyurethane prepolymer stirred by a homomixer, a homogenizer, or the like can be appropriately adopted.

<工程(γ)>
工程(γ)において、(c’)中和剤の使用量は、(c)酸性基含有ポリオールの合計モル数に対して、好ましくは0.5〜1.7倍であり、更に好ましくは0.6〜1.3であり、特に好ましくは0.7〜1.2である。この範囲内とすることで、分散性が良好となる。なお、水性ポリウレタン樹脂の酸性基のモル数は、基本的にはポリウレタン樹脂を得る際に用いた酸性基含有ポリオールのモル数に、酸性基含有ポリオール1分中の酸性基の数を掛けた数字である。また、中和剤のモル数は、水性ポリウレタン樹脂分散体に添加した中和剤のモル数である。
<Process (γ)>
In the step (γ), the amount of the neutralizing agent (c′) used is preferably 0.5 to 1.7 times, and more preferably 0, times the total number of moles of the (c) acidic group-containing polyol. It is 0.6 to 1.3, and particularly preferably 0.7 to 1.2. Within this range, the dispersibility becomes good. The number of moles of acidic groups of the aqueous polyurethane resin is basically a number obtained by multiplying the number of moles of the acidic group-containing polyol used to obtain the polyurethane resin by the number of acidic groups in 1 minute of the acidic group-containing polyol. Is. The number of moles of the neutralizing agent is the number of moles of the neutralizing agent added to the aqueous polyurethane resin dispersion.

<工程(δ)>
工程(δ)において、ポリウレタンプレポリマーと(d)水酸基含有ポリアミンおよび(f)鎖延長剤との反応は、冷却下でゆっくりと行ってもよく、必要に応じて60℃以下の加熱条件下で反応を促進して行ってもよい。冷却下における反応時間は、例えば、0.5〜24時間とすることができ、60℃以下の加熱条件下における反応時間は、例えば、0.1〜6時間とすることができる。なお、鎖延長は水によっても行うことができるため、工程(β)における水系媒体が水である場合、分散媒としての水が鎖延長剤を兼ねることになる。
<Process (δ)>
In the step (δ), the reaction of the polyurethane prepolymer with the (d) hydroxyl group-containing polyamine and (f) chain extender may be carried out slowly under cooling, and if necessary, under heating conditions of 60° C. or lower. The reaction may be promoted. The reaction time under cooling can be, for example, 0.5 to 24 hours, and the reaction time under heating conditions of 60° C. or lower can be, for example, 0.1 to 6 hours. Since chain extension can also be performed with water, when the aqueous medium in step (β) is water, water as a dispersion medium also serves as a chain extender.

工程(δ)において、(d)水酸基含有ポリアミンおよび(f)鎖延長剤の使用量は、得られるポリウレタンプレポリマー中の鎖延長起点となるイソシアネート基に対して、好ましくは当量以下であり、特に好ましくは0.7〜0.99当量である。イソシアネート基の当量以下の量で鎖延長剤を添加することで、鎖延長されたウレタンポリマーの分子量を低下させず、水性ポリウレタン樹脂分散体を含む水性樹脂組成物を塗布して得た塗膜の強度を高くすることができる。 In the step (δ), the amount of the (d) hydroxyl group-containing polyamine and (f) chain extender used is preferably an equivalent amount or less with respect to the isocyanate group serving as a chain extension origin in the obtained polyurethane prepolymer, and particularly It is preferably 0.7 to 0.99 equivalents. By adding a chain extender in an amount equal to or less than the equivalent of the isocyanate group, the molecular weight of the chain-extended urethane polymer is not reduced, and a coating film obtained by coating an aqueous resin composition containing an aqueous polyurethane resin dispersion The strength can be increased.

<イソシアネート基含有化合物>
イソシアネート基含有化合物とは、1分子当たりイソシアネート基を2個以上有する化合物である。水性ポリウレタン樹脂分散体を得る際に用いた(b)ポリイソシアネートの未反応物をイソシアネート基含有化合物として用いてもよい。
イソシアネート基含有化合物は、特に制限されないが、例えば、芳香族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネート、脂環式ポリイソシアネートが挙げられる。
なお、イソシアネート基含有化合物は、複数種を併用してもよい。
<Isocyanate group-containing compound>
The isocyanate group-containing compound is a compound having two or more isocyanate groups per molecule. An unreacted polyisocyanate (b) used in obtaining the aqueous polyurethane resin dispersion may be used as the isocyanate group-containing compound.
The isocyanate group-containing compound is not particularly limited, but examples thereof include aromatic polyisocyanate, aliphatic polyisocyanate, and alicyclic polyisocyanate.
The isocyanate group-containing compound may be used in combination of plural kinds.

芳香族ポリイソシアネートとしては、例えば、1,3−フェニレンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート(TDI)、2,6−トリレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、2,4−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ジイソシアナトビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジイソシアナトビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジイソシアナトジフェニルメタン、1,5−ナフチレンジイソシアネート、4,4’,4’’−トリフェニルメタントリイソシアネート、m−イソシアナトフェニルスルホニルイソシアネート、p−イソシアナトフェニルスルホニルイソシアネートなどが挙げられる。 Examples of the aromatic polyisocyanate include 1,3-phenylene diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate (TDI), 2,6-tolylene diisocyanate, and 4,4′-diphenylmethane diisocyanate ( MDI), 2,4-diphenylmethane diisocyanate, 4,4'-diisocyanatobiphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4'-diisocyanatobiphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4'-di Examples thereof include isocyanatodiphenylmethane, 1,5-naphthylene diisocyanate, 4,4′,4″-triphenylmethane triisocyanate, m-isocyanatophenylsulfonyl isocyanate and p-isocyanatophenylsulfonyl isocyanate.

脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、エチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ドデカメチレンジイソシアネート、1,6,11−ウンデカントリイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエート、ビス(2−イソシアナトエチル)フマレート、ビス(2−イソシアナトエチル)カーボネート、2−イソシアナトエチル−2,6−ジイソシアナトヘキサノエートなどが挙げられる。 Examples of the aliphatic polyisocyanate include ethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (HDI), dodecamethylene diisocyanate, 1,6,11-undecane triisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate and lysine diisocyanate. , 2,6-diisocyanatomethylcaproate, bis(2-isocyanatoethyl)fumarate, bis(2-isocyanatoethyl)carbonate, 2-isocyanatoethyl-2,6-diisocyanatohexanoate, etc. Can be mentioned.

脂環式ポリイソシアネートとしては、例えば、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(H12−MDI)、シクロヘキシレンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート(水素添加TDI)、ビス(2−イソシアナトエチル)−4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボキシレート、2,5−ノルボルナンジイソシアネート、2,6−ノルボルナンジイソシアネートなどが挙げられる。 Examples of the alicyclic polyisocyanate include isophorone diisocyanate (IPDI), 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate (H12-MDI), cyclohexylene diisocyanate, methylcyclohexylene diisocyanate (hydrogenated TDI), and bis(2-isocyanato). Ethyl)-4-cyclohexene-1,2-dicarboxylate, 2,5-norbornane diisocyanate, 2,6-norbornane diisocyanate and the like.

水性ポリウレタン樹脂分散体との分散性及び低温加熱処理条件下における基材への密着性の観点から、水分散型イソシアネート基含有化合物が好ましい。
水分散型イソシアネート基含有化合物とは、前記イソシアネート基含有化合物をポリアルキレノキシ基、カルボキシル基等の親水基で変性し、水に対する分散性を向上させたイソシアネート基含有化合物である。
水性ポリウレタン樹脂分散体との分散性の観点から、水分散型イソシアネート基含有化合物の中でも、親水基部分を外側(親水部分)に向け、イソシアネート基を内側(疎水部分)に向けて水中で分散する水分散型イソシアネート基含有化合物が好ましい。
また、基材への密着性の観点から、水分型イソシアネート基含有化合物中のイソシアネート基の割合は、5〜30質量%が好ましく、8〜20質量%が特に好ましい。
From the viewpoint of dispersibility with the aqueous polyurethane resin dispersion and adhesion to the substrate under low temperature heat treatment conditions, a water-dispersible isocyanate group-containing compound is preferable.
The water-dispersible isocyanate group-containing compound is an isocyanate group-containing compound in which the isocyanate group-containing compound is modified with a hydrophilic group such as a polyalkylenoxy group and a carboxyl group to improve dispersibility in water.
From the viewpoint of dispersibility with the aqueous polyurethane resin dispersion, among the water-dispersible isocyanate group-containing compounds, the hydrophilic group portion is oriented in the outer side (hydrophilic portion) and the isocyanate group is oriented inward (hydrophobic portion) in water. Water-dispersed isocyanate group-containing compounds are preferred.
From the viewpoint of adhesion to the substrate, the proportion of isocyanate groups in the water-containing isocyanate group-containing compound is preferably 5 to 30% by mass, and particularly preferably 8 to 20% by mass.

水分散型イソシアネート基含有化合物として、一般的に入手が可能で使用できるものとしては、例えば、住化バイエルウレタン(株)製バイヒジュール(登録商標)305、XP2655、40―170、304、3100、2336、LS2150/1、302、XP2451、XP2451/1、2547、2487/1、DN、DA―L、XP2759、BL116、BL5140、BL5235、TPLS2186、BL2781 XP、BL2706XP、BL2805XP、バイヒドロール(登録商標)TPLS2153、三井化学ポリウレタン(株)製タケネート(登録商標)WD―220、WD―240、WD―720、WD―725、WD―726、WD―730、WB―700、WB―720、WB―730、WB―920、日本ポリウレタン工業(株)製アクアネート100、110、200、210、120、旭化成ケミカルズ(株)製デュラネート(登録商標)WB40―100、WB40―80D、WT20―100、WT30―100、WE50―100、Vencorex chemicals社製Easaqua WAT―3、WAT―4、M―501、M―502、WXD―401、XD―803、XL―600、XD―401、XD―803、エボニックデグサジャパン(株)製VESTANAT(登録商標)EP―DS1205、EP―DS1076、北広ケミカル(株)製TZ―1300、TZ―1301、TZ―1310、TZ―1312、TZ―1320、TZ―1322、TZ―1370、TZ―1372等が挙げられる。 Examples of water-dispersible isocyanate group-containing compounds that are generally available and can be used include, for example, Bayhydur (registered trademark) 305, XP2655, 40-170, 304, 3100, and 2336 manufactured by Sumika Bayer Urethane Co., Ltd. , LS2150/1, 302, XP2451, XP2451/1, 2547, 2487/1, DN, DA-L, XP2759, BL116, BL5140, BL5235, TPLS2186, BL2781 XP, BL2706XP, BL2805XP, Bihydrol (registered trademark) TPLS2153, Mitsui. Takenate (registered trademark) WD-220, WD-240, WD-720, WD-725, WD-726, WD-730, WB-700, WB-720, WB-730, WB-920 manufactured by Chemical Polyurethane Co., Ltd. , Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., Aquanate 100, 110, 200, 210, 120, Asahi Kasei Chemicals Corporation, Duranate (registered trademark) WB40-100, WB40-80D, WT20-100, WT30-100, WE50-100. , Vencorex chemicals Easaqua WAT-3, WAT-4, M-501, M-502, WXD-401, XD-803, XL-600, XD-401, XD-803, Evonik Degussa Japan KK VESTANAT. (Registered trademark) EP-DS1205, EP-DS1076, Kitahiro Chemical Co., Ltd. TZ-1300, TZ-1301, TZ-1310, TZ-1312, TZ-1320, TZ-1322, TZ-1370, TZ-1372, etc. Is mentioned.

<水樹脂組成物の製造方法>
本願発明に係る水性樹脂組成物の製造方法は、
(a)ポリオール由来の構造(但し、(c)を除く)と、(b)ポリイソシアネート由来の構造と、(c)酸性基含有ポリオール由来の構造と、(d)水酸基含有ポリアミン由来の構造及び/又は(e)水酸基含有モノアミン由来の構造とを含む水性ポリウレタン樹脂分散体と、イソシアネート基含有化合物とを混合する工程を含む。
前記製造方法により得られる水性樹脂組成物中の水酸基(OH)に対するイソシアネート基(NCO)のモル比(NCO/OH)は、0.1〜10である。
イソシアネート基含有化合物は、水性ポリウレタン樹脂分散体との分散性を向上させるために、イソシアネート基含有化合物を界面活性剤等の乳化剤にて分散させて用いることが好ましく、水分散型イソシアネート基含有化合物を用いることが特に好ましい。水分散型イソシアネート基含有化合物を用いる場合は、乳化剤がなくても水性ポリウレタン樹脂分散体との分散性を向上させることができ、得られる塗膜の密着性も優れている。
<Method for producing water resin composition>
The method for producing an aqueous resin composition according to the present invention,
(A) Structure derived from polyol (however, except (c)), (b) Structure derived from polyisocyanate, (c) Structure derived from acidic group-containing polyol, (d) Structure derived from hydroxyl group-containing polyamine, and And/or (e) a step of mixing an aqueous polyurethane resin dispersion containing a structure derived from a hydroxyl group-containing monoamine and an isocyanate group-containing compound.
The molar ratio (NCO/OH) of the isocyanate group (NCO) to the hydroxyl group (OH) in the aqueous resin composition obtained by the above production method is 0.1 to 10.
Isocyanate group-containing compound, in order to improve the dispersibility of the aqueous polyurethane resin dispersion, it is preferable to use the isocyanate group-containing compound dispersed by an emulsifier such as a surfactant, water-dispersible isocyanate group-containing compound. It is particularly preferable to use. When the water-dispersible isocyanate group-containing compound is used, the dispersibility with the aqueous polyurethane resin dispersion can be improved without using an emulsifier, and the adhesion of the resulting coating film is excellent.

水性ポリウレタン樹脂分散体とイソシアネート基含有化合物との混合方法は、特に限定されず、水性ポリウレタン樹脂分散体にイソシアネート基含有化合物を添加しながら混合してもよいし、イソシアネート基含有化合物に水性ポリウレタン樹脂分散体を添加しながら混合してもよく、両者を同時に添加しながら混合してもよい。
混合温度や混合時間は、特に限定されず、例えば、常温で、水性ポリウレタン樹脂分散体とイソシアネート基含有化合物との混合物をホモジナイザーやディスパーサーなどで1〜30分間混合することで、水性樹脂組成物を得ることができる。
The method for mixing the aqueous polyurethane resin dispersion and the isocyanate group-containing compound is not particularly limited, and may be mixed while adding the isocyanate group-containing compound to the aqueous polyurethane resin dispersion, or the isocyanate group-containing compound may be mixed with the aqueous polyurethane resin. The dispersion may be added and mixed, or both may be added and mixed at the same time.
The mixing temperature and the mixing time are not particularly limited. For example, at room temperature, the mixture of the aqueous polyurethane resin dispersion and the isocyanate group-containing compound is mixed with a homogenizer or a disperser for 1 to 30 minutes to give an aqueous resin composition. Can be obtained.

<コーティング剤組成物>
本発明に係るコーティング剤組成物(以下、コーティング剤組成物には塗料組成物が含まれる)は、前記水性樹脂組成物を含む。
コーティング剤組成物には、水性樹脂組成物以外の樹脂の水性分散液及び/又は水溶液を添加することができる。前記樹脂としては、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アルキド樹脂、ポリオレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂等が挙げられる。
<Coating agent composition>
The coating agent composition according to the present invention (hereinafter, the coating agent composition includes a coating composition) includes the aqueous resin composition.
An aqueous dispersion and/or aqueous solution of a resin other than the aqueous resin composition can be added to the coating agent composition. Examples of the resin include polyester resin, acrylic resin, polyether resin, polycarbonate resin, polyurethane resin, epoxy resin, alkyd resin, polyolefin resin, and vinyl chloride resin.

コーティング剤組成物には、着色顔料や体質顔料、光輝性顔料を添加することができる。着色顔料としては、例えば、酸化チタン、亜鉛華、カーボンブラック、モリブデンレッド、プルシアンブルー、コバルトブルー、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料、イソインドリン顔料、スレン系顔料、ペリレン顔料等が挙げられる。これらは、単独であってもよいし、複数種を併用してもよい体質顔料としては、例えば、クレー、カオリン、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、タルク、シリカ、アルミナホワイトが挙げられる。光輝性顔料は、例えば、アルミニウム、銅、亜鉛、真ちゅう、ニッケル、酸化アルミニウム、雲母、酸化チタンや酸化鉄で被覆された酸化アルミニウム、酸化チタンや酸化鉄で被覆された雲母を使用することができる。 Coloring pigments, extender pigments, and bright pigments can be added to the coating agent composition. Examples of the color pigments include titanium oxide, zinc white, carbon black, molybdenum red, Prussian blue, cobalt blue, azo pigments, phthalocyanine pigments, quinacridone pigments, isoindoline pigments, slene pigments, and perylene pigments. These extender pigments may be used alone or in combination of two or more, and examples thereof include clay, kaolin, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, talc, silica, and alumina white. As the bright pigment, for example, aluminum, copper, zinc, brass, nickel, aluminum oxide, mica, aluminum oxide coated with titanium oxide or iron oxide, mica coated with titanium oxide or iron oxide can be used. ..

コーティング剤組成物には、必要に応じて、増粘剤、硬化触媒、紫外線吸収剤、光安定剤、消泡剤、可塑剤、表面調整剤、沈降防止剤等の通常の添加剤を含有することができる。
コーティング剤組成物の製造方法は、特に制限されないが、公知の製造方法を用いることができる。一般的には、コーティング剤組成物は、前記水性樹脂組成物及び上述した他の樹脂及び/又は各種添加剤を混合し、適用方法に応じた粘度に調整することにより製造される。
コーティング剤組成物の被コーティング材質の被適用材質(基材)としては、金属、プラスチック、無機物、エラストマー、木材、コンクリート、モルタル等が挙げられる。
コーティング剤組成物を被適用材質に適用した後、加熱硬化させてコーティング層を得ることが好ましい。
前記加熱方法としては、自己の反応熱による加熱方法と、コーティング剤組成物と基材とを積極加熱する加熱方法等が挙げられる。積極加熱は、コーティング剤組成物と基材とを熱風オーブンや電気炉、赤外線誘導加熱炉に入れて加熱する方法が挙げられる。
前記加熱温度は、好ましくは40〜200℃であり、より好ましくは60〜160℃である。このような温度で加熱することにより、より効率的に乾燥を行うことができる。前記加熱時間は、好ましくは1秒〜20時間であり、より好ましくは1〜10時間である。このような加熱時間とすることにより、より硬度の高い複合樹脂フィルムを得ることができる。複合樹脂フィルムを得るための乾燥条件は、例えば、120℃で3〜10秒での加熱が挙げられる。
特に本発明では、80〜90℃程度の比較的低温で基材への密着性に優れた硬化物を形成することができる。硬化物の塗膜の厚さは、特に制限されないが、基材への密着性及び塗膜強度の観点から、好ましくは1〜100μmであり、特に好ましくは3〜50μmである。
The coating agent composition contains, if necessary, usual additives such as a thickener, a curing catalyst, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, a defoaming agent, a plasticizer, a surface modifier and an antisettling agent. be able to.
The method for producing the coating agent composition is not particularly limited, but a known production method can be used. Generally, the coating agent composition is produced by mixing the aqueous resin composition, the above-mentioned other resin and/or various additives, and adjusting the viscosity according to the application method.
Examples of the material (base material) to which the coating material of the coating composition is applied include metals, plastics, inorganic substances, elastomers, wood, concrete, mortar and the like.
After applying the coating composition to the applied material, it is preferable to obtain a coating layer by heating and curing.
Examples of the heating method include a heating method using self reaction heat and a heating method in which the coating agent composition and the base material are actively heated. Examples of the positive heating include a method in which the coating agent composition and the base material are placed in a hot air oven, an electric furnace, or an infrared induction heating furnace to heat.
The heating temperature is preferably 40 to 200°C, more preferably 60 to 160°C. By heating at such a temperature, drying can be performed more efficiently. The heating time is preferably 1 second to 20 hours, more preferably 1 to 10 hours. By setting such a heating time, a composite resin film having higher hardness can be obtained. The drying conditions for obtaining the composite resin film include, for example, heating at 120° C. for 3 to 10 seconds.
Particularly, in the present invention, a cured product having excellent adhesion to a substrate can be formed at a relatively low temperature of about 80 to 90°C. The thickness of the coating film of the cured product is not particularly limited, but is preferably 1 to 100 μm, and particularly preferably 3 to 50 μm, from the viewpoint of adhesion to the substrate and coating film strength.

<積層体>
本発明に係る積層体は、水性樹組成物又は水性樹脂組成物を含むコーティング剤組成物を硬化させて得られる硬化層と、基材からなる層とを有し、硬化層と基材からなる層が接しているものをいう。
以下、積層体の実施形態について説明するが、特に記載がないものについては、前記コーティング剤組成物の実施形態と同じであってもよい。
<Laminate>
The laminate according to the present invention has a cured layer obtained by curing a coating agent composition containing an aqueous resin composition or an aqueous resin composition, and a layer composed of a base material, and comprises a cured layer and a base material. What the layers are in contact with.
Hereinafter, embodiments of the laminate will be described, but those not particularly described may be the same as the embodiments of the coating agent composition.

積層体を構成する基材としては、例えば、プラスチック基材、エラストマー基材、土木建築用基材、金属基材及びガラス基材等を用いることができる。プラスチック基材としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ABS樹脂、アクリル、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン等からなる基材が挙げられる。エラストマー基材としては、天然ゴム、スチレン・ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、エチレン・プロピレンゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等からなる基材が挙げられる。土木建築用基材としては、コンクリート、モルタル、タイル等からなる基材が挙げられる。金属基材としては、アルミニウム、鉄、ステンレス等からなる基材及びこれらの基材を表面処理した基材が挙げられる。 As the base material forming the laminate, for example, a plastic base material, an elastomer base material, a civil engineering base material, a metal base material, a glass base material, or the like can be used. Examples of the plastic substrate include polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polystyrene, polyvinyl acetate, ABS resin, acrylic, polycarbonate, polyethylene terephthalate, and nylon. Examples of the elastomer base material include base materials made of natural rubber, styrene/butadiene rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, chloroprene rubber, ethylene/propylene rubber, ethylene/propylene/diene rubber, urethane rubber, silicone rubber, fluororubber and the like. .. Examples of the base material for civil engineering and construction include base materials made of concrete, mortar, tiles and the like. Examples of the metal base material include base materials made of aluminum, iron, stainless steel and the like, and base materials obtained by surface-treating these base materials.

<積層体の製造方法>
本発明に係る積層体の製造方法は、
水性樹脂組成物を基材に塗布して硬化させて、基材と硬化層からなる積層体を得る工程を含む。低温処理加熱時の基材との密着性の観点から、イソシアネート基含有化合物は、水分散型イソシアネート基含有化合物が好ましい。
硬化方法は、特に限定されないが、水性樹脂組成物と基材とを熱風オーブンや電気炉、赤外線誘導加熱炉に入れて加熱する方法が挙げられる。
加熱温度は、好ましくは40〜200℃であり、より好ましくは60〜160℃である。このような温度で加熱することにより、より効率的に硬化を行うことができる。特に本発明では、80〜90℃程度の低温で基材への密着性に優れた硬化物を形成することができる。
加熱時間は、好ましくは1秒〜20時間であり、より好ましくは1〜10時間である。このような加熱時間とすることにより、硬化層と基材との密着性が高い積層体を得ることができる。
硬化物の塗膜の厚さは、特に制限されないが、基材への密着性及び塗膜の強度の観点から、好ましくは1〜100μmであり、特に好ましくは3〜50μmである。
<Method for manufacturing laminated body>
The manufacturing method of the laminate according to the present invention,
The method includes a step of applying the aqueous resin composition to a base material and curing it to obtain a laminate comprising the base material and a cured layer. From the viewpoint of adhesion to the substrate during low temperature treatment and heating, the isocyanate group-containing compound is preferably a water-dispersed isocyanate group-containing compound.
The curing method is not particularly limited, and examples thereof include a method in which the aqueous resin composition and the base material are placed in a hot air oven, an electric furnace, or an infrared induction heating furnace and heated.
The heating temperature is preferably 40 to 200°C, more preferably 60 to 160°C. By heating at such a temperature, curing can be performed more efficiently. Particularly, in the present invention, a cured product having excellent adhesion to a substrate can be formed at a low temperature of about 80 to 90°C.
The heating time is preferably 1 second to 20 hours, more preferably 1 to 10 hours. By setting such a heating time, a laminate having high adhesion between the cured layer and the substrate can be obtained.
Although the thickness of the coating film of the cured product is not particularly limited, it is preferably 1 to 100 μm, and particularly preferably 3 to 50 μm from the viewpoint of adhesion to the substrate and strength of the coating film.

以下、本発明について、具体的な実施例に基づいて、更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能である。
物性の測定は以下のように行った。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on specific examples, but the present invention is not limited to the following examples, and is appropriately modified and implemented within the scope not changing the gist thereof. It is possible to
The physical properties were measured as follows.

(水酸基価)
水性ポリウレタン樹脂の水酸基価は、JIS K 1557のB法に準拠して測定した。
(Hydroxyl value)
The hydroxyl value of the aqueous polyurethane resin was measured according to JIS K 1557 method B.

(NCO/OH比)
水性樹脂組成物中の水酸基価(OH)に対するイソシアネート基(NCO)のモル比(NCO/OH比)は、水性ポリウレタン樹脂の水酸基価(OH)と、イソシアネート基含有化合物のイソシアネート基量(NCO)から、以下の式(1)〜(3)により算出した。水性ポリウレタン樹脂分散体中のポリウレタン樹脂は、いずれも30質量%として計算した。
なお、水性樹脂組成物中に水性ポリウレタン樹脂以外の水酸基価(OH)を有する化合物が含まれる場合は、水性ポリウレタン樹脂以外の水酸基価(OH)を有する化合物のOHモル量を計算し、(NCO/OH比)を計算する必要がある。水性樹脂組成物中にイソシアネート基含有化合物以外のイソシアネート基(NCO)を有する化合物が含まれる場合も同様である。
式(1):NCO/OH=NCOモル量(mоl)÷OHモル量(mоl)
式(2):NCOモル量(mоl)=イソシアネート基含有化合物の質量(g)×イソシアネート濃度(質量%)÷42÷100
式(3):OHモル量(mоl)=水性ポリウレタン樹脂の質量(g)×0.3×水性ポリウレタン樹脂の水酸基価(KOHmg/g)÷56.1÷1000
(NCO/OH ratio)
The molar ratio (NCO/OH ratio) of the isocyanate group (NCO) to the hydroxyl value (OH) in the aqueous resin composition is the hydroxyl value (OH) of the aqueous polyurethane resin and the isocyanate group amount (NCO) of the isocyanate group-containing compound. It was calculated from the following equations (1) to (3). The amount of polyurethane resin in the aqueous polyurethane resin dispersion was calculated as 30% by mass.
When the aqueous resin composition contains a compound having a hydroxyl value (OH) other than the aqueous polyurethane resin, the OH molar amount of the compound having a hydroxyl value (OH) other than the aqueous polyurethane resin is calculated to obtain (NCO /OH ratio) needs to be calculated. The same applies when the compound having an isocyanate group (NCO) other than the isocyanate group-containing compound is contained in the aqueous resin composition.
Formula (1): NCO/OH=NCO molar amount (mol)÷OH molar amount (mol)
Formula (2): NCO molar amount (mol)=mass of isocyanate group-containing compound (g)×isocyanate concentration (mass %)÷42÷100
Formula (3): OH molar amount (mol) = mass of aqueous polyurethane resin (g) x 0.3 x hydroxyl value of aqueous polyurethane resin (KOHmg/g) / 56.1 / 1000

(密着性試験)
実施例及び比較例の水性樹脂組成物をバーコーター♯10にて各種基材(ABS樹脂、ポリカーボネート樹脂、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート樹脂、エチレンプロピレンジエンゴム)上に塗布後、80℃で45分、又は80℃で15分加熱して塗膜を形成した。常温にて1昼夜静置し、塗膜に20mm×20mmの面積に縦横2mm間隔で切り目を入れ、粘着テープを張った後、剥がした時の状態を下記の基準で評価した。
◎:塗膜の剥離なし
○:塗膜の一部分(10%未満)が剥離した
△:塗膜の一部分(30%未満)が剥離した
×:塗膜の全面が剥離した
(Adhesion test)
After coating the aqueous resin compositions of Examples and Comparative Examples on various substrates (ABS resin, polycarbonate resin, nylon, polyethylene terephthalate resin, ethylene propylene diene rubber) with a bar coater #10, 45 minutes at 80° C., or A coating film was formed by heating at 80° C. for 15 minutes. The sample was allowed to stand at room temperature for one day and night, cuts were made in the coating film in an area of 20 mm×20 mm at intervals of 2 mm in length and width, the adhesive tape was stretched, and the state when peeled off was evaluated according to the following criteria.
⊚: No peeling of coating film ◯: Part of coating film (less than 10%) peeled off Δ: Part of coating film (less than 30%) peeled off ×: Whole surface of coating film peeled off

(耐薬品性試験)
実施例及び比較例の水性樹脂組成物をバーコーター♯10にてガラス基材上に塗布し、80℃で45分乾燥して塗膜を形成した。常温にて1昼夜静置し、薬液(超純水、5質量%硫酸水溶液、80質量%エタノール水溶液、5質量%水酸化ナトリウム水溶液)を染み込ませた脱脂綿を塗膜上に置き、乾燥しないよう蓋を被せた状態で1昼夜静置した後、脱脂綿を取り除き、塗膜の状態を目視で確認し、下記の基準で評価した。
◎:塗膜の変化なし
○:軽微な白化が見られる
△:塗膜の一部が白化、溶解
×:塗膜が溶解
(Chemical resistance test)
The aqueous resin compositions of Examples and Comparative Examples were applied on a glass substrate with a bar coater #10 and dried at 80°C for 45 minutes to form a coating film. Let it stand at room temperature for one day and night, place absorbent cotton soaked with a chemical solution (ultra pure water, 5% by mass sulfuric acid aqueous solution, 80% by mass aqueous ethanol solution, 5% by mass aqueous sodium hydroxide solution) on the coating film so as not to dry After leaving the lid still for one day and night, the absorbent cotton was removed, and the state of the coating film was visually confirmed and evaluated according to the following criteria.
◎: No change in coating film ○: Minor whitening is observed △: Part of coating film is whitened and dissolved ×: Coating film is dissolved

〔合成例1:水性ポリウレタン樹脂分散体(1)〕
撹拌機及び加熱器を備えた反応装置で、ポリカーボネートジオール(製品名:ETERNACOLL(登録商標)UH−200;宇部興産株式会社製;数平均分子量1958;水酸基価57.3mgKOH/g、1,6−ヘキサンジオールと炭酸エステルとを反応させて得られたポリカーボネートジオール、431.1g)と、2,2−ジメチロールプロピオン酸(30.6g)と、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(H12−MDI、197.9g)とを、ジプロピレングリコールジメチルエーテル(218.5g)中、ジブチルスズジラウレート(0.52g)存在下、窒素雰囲気下で、80〜90℃で4時間加熱した。残存NCOを定量したところ、OH転化率98%以上であった。反応混合物を80℃にした後、トリエチルアミン(23.2g)を加え、30分撹拌した。反応混合物のうち、855.9gを抜き出し、強撹拌しながら水(1248.7g)に入れた後、35質量%の2−アミノエタノール水溶液(22.6g)、35質量%の2−メチル−1,5−ペンタンジアミン水溶液(68.5g)を加え、水性ポリウレタン樹脂分散体(1)を得た。
[Synthesis Example 1: Aqueous polyurethane resin dispersion (1)]
A reactor equipped with a stirrer and a heater, polycarbonate diol (product name: ETERNACOLL (registered trademark) UH-200; Ube Industries, Ltd.; number average molecular weight 1958; hydroxyl value 57.3 mg KOH/g, 1,6- Polycarbonate diol obtained by reacting hexanediol and carbonate ester, 431.1 g), 2,2-dimethylolpropionic acid (30.6 g), 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate (H12-MDI, And 197.9 g) in dipropylene glycol dimethyl ether (218.5 g) in the presence of dibutyltin dilaurate (0.52 g) under a nitrogen atmosphere at 80 to 90° C. for 4 hours. When the residual NCO was quantified, the OH conversion was 98% or more. The reaction mixture was heated to 80° C., triethylamine (23.2 g) was added, and the mixture was stirred for 30 minutes. Of the reaction mixture, 855.9 g was extracted and put into water (1248.7 g) with vigorous stirring, and then 35% by mass of 2-aminoethanol aqueous solution (22.6 g) and 35% by mass of 2-methyl-1. , 5-Pentanediamine aqueous solution (68.5 g) was added to obtain an aqueous polyurethane resin dispersion (1).

〔合成例2:水性ポリウレタン樹脂分散体(2)〕
撹拌機及び加熱器を備えた反応装置で、ポリカーボネートジオール(製品名:ETERNACOLL(登録商標)UH−300;宇部興産株式会社製;数平均分子量2976;水酸基価37.7mgKOH/g、1,6−ヘキサンジオールと炭酸エステルとを反応させて得られたポリカーボネートジオール、460g)と、2,2−ジメチロールプロピオン酸(31.2g)と、H12−MDI(174.4g)とを、ジプロピレングリコールジメチルエーテル(217g)中、ジブチルスズジラウレート(0.5g)存在下、窒素雰囲気下で、80〜90℃で4時間加熱した。残存NCOを定量したところ、OH転化率98%以上であった。反応混合物を80℃にした後、トリエチルアミン(24.7g)を加え、30分撹拌した。反応混合物のうち、411.8gを抜き出し、強撹拌しながら水(599g)に入れた後、35質量%の2−アミノエタノール水溶液(11.1g)、35質量%の2−メチル−1,5−ペンタンジアミン水溶液(26.7g)を加え、水性ポリウレタン樹脂分散体(2)を得た。
[Synthesis Example 2: Aqueous polyurethane resin dispersion (2)]
A reactor equipped with a stirrer and a heater, polycarbonate diol (product name: ETERNACOLL (registered trademark) UH-300; Ube Industries, Ltd.; number average molecular weight 2976; hydroxyl value 37.7 mgKOH/g, 1,6- Polycarbonate diol obtained by reacting hexanediol and carbonic acid ester, 460 g), 2,2-dimethylolpropionic acid (31.2 g), and H12-MDI (174.4 g) were added to dipropylene glycol dimethyl ether. (217 g) in the presence of dibutyltin dilaurate (0.5 g) was heated at 80 to 90° C. for 4 hours under a nitrogen atmosphere. When the residual NCO was quantified, the OH conversion was 98% or more. The reaction mixture was heated to 80° C., triethylamine (24.7 g) was added, and the mixture was stirred for 30 minutes. Of the reaction mixture, 411.8 g was extracted and put into water (599 g) with vigorous stirring, followed by 35% by mass aqueous 2-aminoethanol solution (11.1 g) and 35% by mass 2-methyl-1,5. -A pentanediamine aqueous solution (26.7 g) was added to obtain an aqueous polyurethane resin dispersion (2).

〔合成例3:水性ポリウレタン樹脂分散体(3)〕
撹拌機及び加熱器を備えた反応装置で、ポリカーボネートジオール(製品名:ETERNACOLL(登録商標)UH−300;宇部興産株式会社製;数平均分子量2976;水酸基価37.7mgKOH/g、190g)と、2,2−ジメチロールプロピオン酸(20.3g)と、IPDI(80.6g)とを、ジプロピレングリコールジメチルエーテル(96.1g)中、ジブチルスズジラウレート(0.2g)存在下、窒素雰囲気下で、80〜90℃で4時間加熱した。残存NCOを定量したところ、OH転化率98%以上であった。反応混合物を80℃にした後、トリエチルアミン(16.1g)を加え、30分撹拌した。反応混合物のうち、372gを抜き出し、強撹拌しながら水(523g)に入れた後、35質量%の2−アミノエタノール水溶液(10.1g)、35質量%の2−メチル−1,5−ペンタンジアミン水溶液(30.0g)を加え、水性ポリウレタン樹脂分散体(3)を得た。
[Synthesis Example 3: Aqueous polyurethane resin dispersion (3)]
In a reactor equipped with a stirrer and a heater, a polycarbonate diol (product name: ETERNACOLL (registered trademark) UH-300; Ube Industries, Ltd.; number average molecular weight 2976; hydroxyl value 37.7 mg KOH/g, 190 g), 2,2-Dimethylolpropionic acid (20.3 g) and IPDI (80.6 g) in dipropylene glycol dimethyl ether (96.1 g) in the presence of dibutyltin dilaurate (0.2 g) under a nitrogen atmosphere, Heated at 80-90°C for 4 hours. When the residual NCO was quantified, the OH conversion was 98% or more. The reaction mixture was heated to 80° C., triethylamine (16.1 g) was added, and the mixture was stirred for 30 minutes. Of the reaction mixture, 372 g was extracted and put into water (523 g) with vigorous stirring, and then 35% by mass of 2-aminoethanol aqueous solution (10.1 g) and 35% by mass of 2-methyl-1,5-pentane were mixed. An aqueous diamine solution (30.0 g) was added to obtain an aqueous polyurethane resin dispersion (3).

〔合成例4:水性ポリウレタン樹脂分散体(4)〕
撹拌機及び加熱器を備えた反応装置で、ポリカーボネートジオール(製品名:ETERNACOLL(登録商標)UH−300;宇部興産株式会社製;数平均分子量2907;水酸基価38.6mgKOH/g、359.8g)と、2,2−ジメチロールプロピオン酸(18.8g)と、IPDI(90.8g)とを、ジプロピレングリコールジメチルエーテル(155.5g)中、ジブチルスズジラウレート(0.37g)存在下、窒素雰囲気下で、80〜90℃で4時間加熱した。残存NCOを定量したところ、OH転化率98%以上であった。反応混合物を80℃にした後、トリエチルアミン(14.3g)を加え、30分撹拌した。反応混合物のうち、598.4gを抜き出し、強撹拌しながら水(868.4g)に入れた後、35質量%の2−アミノエタノール水溶液(15.6g)、35質量%の2−メチル−1,5−ペンタンジアミン水溶液(19.2g)、35質量%のジエチレントリアミン水溶液(1.3g)を加え、水性ポリウレタン樹脂分散体(4)を得た。
[Synthesis Example 4: Aqueous polyurethane resin dispersion (4)]
Polycarbonate diol (Product name: ETERNACOLL (registered trademark) UH-300; Ube Industries, Ltd.; number average molecular weight 2907; hydroxyl value 38.6 mg KOH/g, 359.8 g) in a reactor equipped with a stirrer and a heater. 2,2-dimethylolpropionic acid (18.8 g) and IPDI (90.8 g) in dipropylene glycol dimethyl ether (155.5 g) in the presence of dibutyltin dilaurate (0.37 g) under a nitrogen atmosphere. And heated at 80-90°C for 4 hours. When the residual NCO was quantified, the OH conversion was 98% or more. The reaction mixture was heated to 80° C., triethylamine (14.3 g) was added, and the mixture was stirred for 30 min. Of the reaction mixture, 598.4 g was extracted and put into water (868.4 g) with vigorous stirring, followed by 35 mass% 2-aminoethanol aqueous solution (15.6 g) and 35 mass% 2-methyl-1. , 5-Pentanediamine aqueous solution (19.2 g) and 35 mass% diethylenetriamine aqueous solution (1.3 g) were added to obtain an aqueous polyurethane resin dispersion (4).

〔合成例5:水性ポリウレタン樹脂分散体(5)〕
撹拌機及び加熱器を備えた反応装置で、ポリカーボネートジオール(製品名:ETERNACOLL(登録商標)UH−200;宇部興産株式会社製;数平均分子量1958;水酸基価57.3mgKOH/g、383.7g)と、2,2−ジメチロールプロピオン酸(25.8g)と、IPDI(140.5g)とを、ジプロピレングリコールジメチルエーテル(182g)中、ジブチルスズジラウレート(0.4g)存在下、窒素雰囲気下で、80〜90℃で4時間加熱した。残存NCOを定量したところ、OH転化率98%以上であった。反応混合物を80℃にした後、トリエチルアミン(20.6g)を加え、30分撹拌した。反応混合物のうち、354gを抜き出し、強撹拌しながら水(510g)に入れた後、35質量%の2−アミノエタノール水溶液(8.6g)、35質量%のジエチレントリアミン水溶液(15.1g)を加え、水性ポリウレタン樹脂分散体(5)を得た。
[Synthesis Example 5: Aqueous polyurethane resin dispersion (5)]
Polycarbonate diol (product name: ETERRNACOLL (registered trademark) UH-200; Ube Industries, Ltd.; number average molecular weight 1958; hydroxyl value 57.3 mg KOH/g, 383.7 g) in a reactor equipped with a stirrer and a heater. 2,2-dimethylolpropionic acid (25.8 g) and IPDI (140.5 g) in dipropylene glycol dimethyl ether (182 g) in the presence of dibutyltin dilaurate (0.4 g) under a nitrogen atmosphere, Heated at 80-90°C for 4 hours. When the residual NCO was quantified, the OH conversion was 98% or more. The reaction mixture was heated to 80° C., triethylamine (20.6 g) was added, and the mixture was stirred for 30 min. Out of the reaction mixture, 354 g was extracted and put into water (510 g) with vigorous stirring, and then a 35 mass% aqueous solution of 2-aminoethanol (8.6 g) and a 35 mass% aqueous solution of diethylenetriamine (15.1 g) were added. An aqueous polyurethane resin dispersion (5) was obtained.

〔合成例6:水性ポリウレタン樹脂分散体(6)〕
撹拌機及び加熱器を備えた反応装置で、ポリカーボネートジオール(製品名:ETERNACOLL(登録商標)UH−300;宇部興産株式会社製;数平均分子量2976;水酸基価37.7mgKOH/g、218g)と、2,2−ジメチロールプロピオン酸(13.7g)と、IPDI(66.3g)とを、ジプロピレングリコールジメチルエーテル(98.6g)中、ジブチルスズジラウレート(0.2g)存在下、窒素雰囲気下で、80〜90℃で4時間加熱した。残存NCOを定量したところ、OH転化率98%以上であった。反応混合物を80℃にした後、トリエチルアミン(10.9g)を加え、30分撹拌した。反応混合物のうち、360gを抜き出し、強撹拌しながら水(517g)に入れた後、35質量%の2−(2−アミノエチルアミノ)エタノール水溶液(27.3g)を加え、水性ポリウレタン樹脂分散体(6)を得た。
[Synthesis Example 6: Aqueous polyurethane resin dispersion (6)]
In a reaction device equipped with a stirrer and a heater, polycarbonate diol (product name: ETERNACOLL (registered trademark) UH-300; Ube Industries, Ltd.; number average molecular weight 2976; hydroxyl value 37.7 mg KOH/g, 218 g), 2,2-Dimethylolpropionic acid (13.7 g) and IPDI (66.3 g) in dipropylene glycol dimethyl ether (98.6 g) in the presence of dibutyltin dilaurate (0.2 g) under a nitrogen atmosphere, Heated at 80-90°C for 4 hours. When the residual NCO was quantified, the OH conversion was 98% or more. The reaction mixture was heated to 80° C., triethylamine (10.9 g) was added, and the mixture was stirred for 30 minutes. After extracting 360 g of the reaction mixture and putting it in water (517 g) with vigorous stirring, 35% by mass of 2-(2-aminoethylamino)ethanol aqueous solution (27.3 g) was added to the aqueous polyurethane resin dispersion. (6) was obtained.

〔合成例7:水性ポリウレタン樹脂分散体(7)〕
撹拌機及び加熱器を備えた反応装置で、ポリカーボネートジオール(製品名:ETERNACOLL(登録商標)UH−200;宇部興産株式会社製;数平均分子量2000;水酸基価56.1mgKOH/g、200g)と、2,2−ジメチロールプロピオン酸(13.8g)と、IPDI(82.7g)とを、ジプロピレングリコールジメチルエーテル(63.0g)中、ジブチルスズジラウレート(0.2g)存在下、窒素雰囲気下で、80〜90℃で4時間加熱した。残存NCOを定量したところ、OH転化率98%以上であった。反応混合物を80℃にした後、トリエチルアミン(11.7g)を加え、30分撹拌した。反応混合物のうち、340gを抜き出し、強撹拌しながら水(564g)に入れた後、35質量%の2−(2−アミノエチルアミノ)エタノール水溶液(38.7g)を加え、水性ポリウレタン樹脂分散体(7)を得た。
[Synthesis Example 7: Aqueous polyurethane resin dispersion (7)]
In a reaction device equipped with a stirrer and a heater, polycarbonate diol (product name: ETERNACOLL (registered trademark) UH-200; Ube Industries, Ltd.; number average molecular weight 2000; hydroxyl value 56.1 mg KOH/g, 200 g), 2,2-Dimethylolpropionic acid (13.8 g) and IPDI (82.7 g) in dipropylene glycol dimethyl ether (63.0 g) in the presence of dibutyltin dilaurate (0.2 g) under a nitrogen atmosphere, Heated at 80-90°C for 4 hours. When the residual NCO was quantified, the OH conversion was 98% or more. The reaction mixture was heated to 80° C., triethylamine (11.7 g) was added, and the mixture was stirred for 30 minutes. Out of the reaction mixture, 340 g was taken out, put into water (564 g) with vigorous stirring, and then a 35% by mass aqueous 2-(2-aminoethylamino)ethanol solution (38.7 g) was added to the aqueous polyurethane resin dispersion. (7) was obtained.

〔合成例8:水性ポリウレタン樹脂分散体(8)〕
撹拌機及び加熱器を備えた反応装置で、ポリカーボネートジオール(製品名:ETERNACOLL(登録商標)UH−200;宇部興産株式会社製;数平均分子量2000;水酸基価56.1mgKOH/g、302g)と、2,2−ジメチロールプロピオン酸(31.5g)と、IPDI(133.0g)とを、ジプロピレングリコールジメチルエーテル(154g)中、ジブチルスズジラウレート(0.4g)存在下、窒素雰囲気下で、80〜90℃で4時間加熱した。残存NCOを定量したところ、OH転化率98%以上であった。反応混合物を80℃にした後、275gを抜き出し、強撹拌しながら2質量%の2−ジメチルアミノエタノール水溶液(413g)に入れた後、35質量%の2−(2−アミノエチルアミノ)エタノール水溶液(23.5g)を加え、水性ポリウレタン樹脂分散体(5)を得た。
加え、4時間撹拌し、重合することにより、複合樹脂水性分散体(8)を得た。
[Synthesis Example 8: Aqueous polyurethane resin dispersion (8)]
In a reaction device equipped with a stirrer and a heater, polycarbonate diol (product name: ETERNACOLL (registered trademark) UH-200; Ube Industries, Ltd.; number average molecular weight 2000; hydroxyl value 56.1 mg KOH/g, 302 g), 2,2-Dimethylolpropionic acid (31.5 g) and IPDI (133.0 g) in dipropylene glycol dimethyl ether (154 g) in the presence of dibutyltin dilaurate (0.4 g) in a nitrogen atmosphere at 80-. Heated at 90° C. for 4 hours. When the residual NCO was quantified, the OH conversion was 98% or more. After the reaction mixture was heated to 80° C., 275 g was taken out and put into a 2-mass% 2-dimethylaminoethanol aqueous solution (413 g) with vigorous stirring, and then a 35% by mass 2-(2-aminoethylamino)ethanol aqueous solution. (23.5 g) was added to obtain an aqueous polyurethane resin dispersion (5).
By adding and stirring for 4 hours and polymerizing, a composite resin aqueous dispersion (8) was obtained.

〔合成例9:水性ポリウレタン樹脂分散体(9)〕
撹拌機及び加熱器を備えた反応装置で、ポリカーボネートジオール(製品名:ETERNACOLL(登録商標)UH−200;宇部興産株式会社製;数平均分子量2000;水酸基価56.1mgKOH/g、302g)と、2,2−ジメチロールプロピオン酸(31.5g)と、IPDI(133.0g)とを、ジプロピレングリコールジメチルエーテル(154g)中、ジブチルスズジラウレート(0.4g)存在下、窒素雰囲気下で、80〜90℃で4時間加熱した。残存NCOを定量したところ、OH転化率98%以上であった。反応混合物を80℃にした後、275gを抜き出し、強撹拌しながら3質量%の2−(ジメチルアミノ)−2−メチル−1−プロパノール水溶液(413g)に入れた後、35質量%の2−(2−アミノエチルアミノ)エタノール水溶液(23.6g)を加え、水性ポリウレタン樹脂分散体(9)を得た。
[Synthesis Example 9: Aqueous polyurethane resin dispersion (9)]
In a reaction device equipped with a stirrer and a heater, polycarbonate diol (product name: ETERNACOLL (registered trademark) UH-200; Ube Industries, Ltd.; number average molecular weight 2000; hydroxyl value 56.1 mg KOH/g, 302 g), 2,2-Dimethylolpropionic acid (31.5 g) and IPDI (133.0 g) in dipropylene glycol dimethyl ether (154 g) in the presence of dibutyltin dilaurate (0.4 g) in a nitrogen atmosphere at 80-. Heated at 90° C. for 4 hours. When the residual NCO was quantified, the OH conversion was 98% or more. After the reaction mixture was heated to 80° C., 275 g was taken out and put into a 3% by mass aqueous solution of 2-(dimethylamino)-2-methyl-1-propanol (413 g) with vigorous stirring, and then 35% by mass of 2- An aqueous solution of (2-aminoethylamino)ethanol (23.6 g) was added to obtain an aqueous polyurethane resin dispersion (9).

〔合成例10:水性ポリウレタン樹脂分散体(10)〕
撹拌機及び加熱器を備えた反応装置で、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(製品名:PTMG2000;三菱ケミカル株式会社製;数平均分子量1957;水酸基価57.3mgKOH/g、299.4g)と、2,2−ジメチロールプロピオン酸(21.1)と、H12−MDI(135.2)とを、ジプロピレングリコールジメチルエーテル(80.58g)中、ジブチルスズジラウレート(0.36g)存在下、窒素雰囲気下で、80〜90℃で4時間加熱した。残存NCOを定量したところ、OH転化率98%以上であった。反応混合物を80℃にした後、トリエチルアミン(15.8g)を加え、30分撹拌した。反応混合物のうち、515.8gを抜き出し、強撹拌しながら水(909.2g)に入れた後、35質量%の2−アミノエタノール水溶液(16.3g)、35質量%の2−メチル−1,5−ペンタンジアミン水溶液(49.0g)を加え、水性ポリウレタン樹脂分散体(10)を得た。
[Synthesis Example 10: Aqueous polyurethane resin dispersion (10)]
A reactor equipped with a stirrer and a heater, polytetramethylene ether glycol (product name: PTMG2000; manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation; number average molecular weight 1957; hydroxyl value 57.3 mg KOH/g, 299.4 g); 2-Dimethylolpropionic acid (21.1) and H12-MDI (135.2) in dipropylene glycol dimethyl ether (80.58 g) in the presence of dibutyltin dilaurate (0.36 g) under a nitrogen atmosphere, Heated at 80-90°C for 4 hours. When the residual NCO was quantified, the OH conversion was 98% or more. The reaction mixture was heated to 80° C., triethylamine (15.8 g) was added, and the mixture was stirred for 30 min. Of the reaction mixture, 515.8 g was extracted and put into water (909.2 g) with vigorous stirring, followed by 35 mass% 2-aminoethanol aqueous solution (16.3 g) and 35 mass% 2-methyl-1. , 5-Pentanediamine aqueous solution (49.0 g) was added to obtain an aqueous polyurethane resin dispersion (10).

〔合成例11:水性ポリウレタン樹脂分散体(11)〕
35質量%の2−アミノエタノール水溶液の代わりに、35質量%のN,N−ジアミノエタノール水溶液(16.8g)を用いたこと以外は、合成例10と同様にして合成し、水性ポリウレタン樹脂分散体(11)を得た。
[Synthesis Example 11: Aqueous polyurethane resin dispersion (11)]
Aqueous polyurethane resin dispersion was synthesized in the same manner as in Synthesis Example 10 except that 35% by mass N,N-diaminoethanol aqueous solution (16.8 g) was used instead of the 35% by mass 2-aminoethanol aqueous solution. A body (11) was obtained.

〔合成例12:水性ポリウレタン樹脂分散体(12)の合成〕 撹拌機及び加熱器を備えた反応装置で、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(製品名:PTMG2000;三菱ケミカル株式会社製;数平均分子量1955;水酸基価57.4mgKOH/g、280g)と、2,2−ジメチロールプロピオン酸(19.2g)と、IPDI(113g)とを、ジプロピレングリコールジメチルエーテル(89.1g)中、ジブチルスズジラウレート(0.3g)存在下、窒素雰囲気下で、80〜90℃で4時間加熱した。残存NCOを定量したところ、OH転化率98%以上であった。反応混合物を80℃にした後、トリエチルアミン(15.3g)を加え、30分撹拌した。反応混合物のうち、236gを抜き出し、強撹拌しながら水(403g)に入れた後、35質量%の2−(2−アミノエチルアミノ)エタノール水溶液(22.2g)を加え、水性ポリウレタン樹脂分散体(12)を得た。 [Synthesis Example 12: Synthesis of aqueous polyurethane resin dispersion (12)] A reaction device equipped with a stirrer and a heater, polytetramethylene ether glycol (product name: PTMG2000; manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation; number average molecular weight 1955; Hydroxyl value 57.4 mg KOH/g, 280 g), 2,2-dimethylolpropionic acid (19.2 g) and IPDI (113 g) in dipropylene glycol dimethyl ether (89.1 g) in dibutyltin dilaurate (0. In the presence of 3 g), the mixture was heated at 80 to 90° C. for 4 hours under a nitrogen atmosphere. When the residual NCO was quantified, the OH conversion was 98% or more. The reaction mixture was heated to 80° C., triethylamine (15.3 g) was added, and the mixture was stirred for 30 min. After extracting 236 g of the reaction mixture and putting it in water (403 g) with vigorous stirring, an aqueous solution of 2-(2-aminoethylamino)ethanol (35% by mass) (22.2 g) was added to the aqueous polyurethane resin dispersion. (12) was obtained.

〔合成例13:水性ポリウレタン樹脂分散体(13)〕
撹拌機及び加熱器を備えた反応装置で、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(製品名:PTMG2000;三菱ケミカル株式会社製;数平均分子量1955;水酸基価57.4mgKOH/g、311g)と、2,2−ジメチロールプロピオン酸(22.9g)と、H12−MDI(145g)とを、ジプロピレングリコールジメチルエーテル(102g)中、ジブチルスズジラウレート(0.5g)存在下、窒素雰囲気下で、80〜90℃で4時間加熱した。残存NCOを定量したところ、OH転化率98%以上であった。反応混合物を80℃にした後、トリエチルアミン(18.1g)を加え、30分撹拌した。反応混合物のうち、235gを抜き出し、強撹拌しながら水(398g)に入れた後、35質量%のN,N−ジメチル−2−アミノエタノール水溶液(17.3g)、35質量%の2−(2−アミノエチルアミノ)エタノール水溶液(15.3g)を加え、水性ポリウレタン樹脂分散体(13)を得た。
[Synthesis Example 13: Aqueous polyurethane resin dispersion (13)]
In a reactor equipped with a stirrer and a heater, polytetramethylene ether glycol (product name: PTMG2000; manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation; number average molecular weight 1955; hydroxyl value 57.4 mg KOH/g, 311 g) and 2,2- Dimethylolpropionic acid (22.9 g) and H12-MDI (145 g) in dipropylene glycol dimethyl ether (102 g) in the presence of dibutyltin dilaurate (0.5 g) under nitrogen atmosphere at 80 to 90° C. Heated for hours. When the residual NCO was quantified, the OH conversion was 98% or more. The reaction mixture was heated to 80° C., triethylamine (18.1 g) was added, and the mixture was stirred for 30 minutes. After extracting 235 g of the reaction mixture and adding it to water (398 g) with vigorous stirring, 35% by mass of N,N-dimethyl-2-aminoethanol aqueous solution (17.3 g) and 35% by mass of 2-( An aqueous solution of 2-aminoethylamino)ethanol (15.3 g) was added to obtain an aqueous polyurethane resin dispersion (13).

〔合成例14:水性ポリウレタン樹脂分散体(14)〕
撹拌機及び加熱器を備えた反応装置で、ポリカーボネートジオール(製品名:ETERNACOLL(登録商標)PH−200;宇部興産株式会社製;数平均分子量1958;水酸基価57.3mgKOH/g、1,5−ペンタンジオールと1,6−ヘキサンジオールと炭酸ジメチルとを反応させて得られたポリカーボネートジオール、201g)と、2,2−ジメチロールプロピオン酸(13.8g)と、H12−MDI(82.4g)とを、ジプロピレングリコールジメチルエーテル(97.9g)中、ジブチルスズジラウレート(0.2g)存在下、窒素雰囲気下で、80〜90℃で4時間加熱した。残存NCOを定量したところ、OH転化率98%以上であった。反応混合物を80℃にした後、トリエチルアミン(10.8g)を加え、30分撹拌した。反応混合物のうち、371gを抜き出し、強撹拌しながら水(544g)に入れた後、35質量%の2−(2−アミノエチルアミノ)エタノール水溶液(24.8g)を加え、水性ポリウレタン樹脂分散体(14)を得た。
[Synthesis Example 14: Aqueous polyurethane resin dispersion (14)]
A reactor equipped with a stirrer and a heater, polycarbonate diol (product name: ETERNACOLL (registered trademark) PH-200; Ube Industries, Ltd.; number average molecular weight 1958; hydroxyl value 57.3 mg KOH/g, 1,5- Polycarbonate diol obtained by reacting pentanediol, 1,6-hexanediol and dimethyl carbonate, 201 g), 2,2-dimethylolpropionic acid (13.8 g), and H12-MDI (82.4 g) And were heated in dipropylene glycol dimethyl ether (97.9 g) in the presence of dibutyltin dilaurate (0.2 g) under a nitrogen atmosphere at 80 to 90° C. for 4 hours. When the residual NCO was quantified, the OH conversion was 98% or more. The reaction mixture was heated to 80° C., triethylamine (10.8 g) was added, and the mixture was stirred for 30 minutes. Out of the reaction mixture, 371 g was taken out, put into water (544 g) with vigorous stirring, and then 35% by mass of 2-(2-aminoethylamino)ethanol aqueous solution (24.8 g) was added to the aqueous polyurethane resin dispersion. (14) was obtained.

〔合成例15:水性ポリウレタン樹脂分散体(15)〕
撹拌機及び加熱器を備えた反応装置で、ポリカーボネートジオール(製品名:ETERNACOLL(登録商標)UP−200;宇部興産株式会社製;数平均分子量1950;水酸基価57.5mgKOH/g、2−メチル−1,3−プロパンジオールと炭酸エステルとを反応させて得られたポリカーボネートジオール、200g)と、2,2−ジメチロールプロピオン酸(13.2g)と、IPDI(68.7g)とを、ジプロピレングリコールジメチルエーテル(91.7g)中、ジブチルスズジラウレート(0.2g)存在下、窒素雰囲気下で、80〜90℃で4時間加熱した。残存NCOを定量したところ、OH転化率98%以上であった。反応混合物を80℃にした後、トリエチルアミン(10.3g)を加え、30分撹拌した。反応混合物のうち、348gを抜き出し、強撹拌しながら水(511g)に入れた後、35質量%の2−(2−アミノエチルアミノ)エタノール水溶液(23.0g)を加え、水性ポリウレタン樹脂分散体(15)を得た。
[Synthesis Example 15: Aqueous polyurethane resin dispersion (15)]
A reactor equipped with a stirrer and a heater, polycarbonate diol (product name: ETERNACOLL (registered trademark) UP-200; Ube Industries, Ltd.; number average molecular weight 1950; hydroxyl value 57.5 mg KOH/g, 2-methyl- Polycarbonate diol obtained by reacting 1,3-propanediol and carbonic acid ester, 200 g), 2,2-dimethylolpropionic acid (13.2 g), and IPDI (68.7 g) were added to dipropylene. The mixture was heated in glycol dimethyl ether (91.7 g) in the presence of dibutyltin dilaurate (0.2 g) under a nitrogen atmosphere at 80 to 90° C. for 4 hours. When the residual NCO was quantified, the OH conversion was 98% or more. The reaction mixture was heated to 80° C., triethylamine (10.3 g) was added, and the mixture was stirred for 30 minutes. Out of the reaction mixture, 348 g was taken out, put into water (511 g) with vigorous stirring, and then a 35 mass% aqueous solution of 2-(2-aminoethylamino)ethanol (23.0 g) was added to the aqueous polyurethane resin dispersion. (15) was obtained.

〔合成例16:水性ポリウレタン樹脂分散体(16)〕
撹拌機及び加熱器を備えた反応装置で、ポリカーボネートジオール(製品名:ETERNACOLL(登録商標)UM−180(1/3);宇部興産株式会社製;数平均分子量1931;水酸基価58.1mgKOH/g、1,4−シクロヘキサンジメタノール及び1,6−ヘキサンジオール(モル比で1:3)と炭酸ジメチルとを反応させて得られたポリカーボネートポリオール、201g)と、2,2−ジメチロールプロピオン酸(13.4g)と、IPDI(75.6g)とを、ジプロピレングリコールジメチルエーテル(98.4g)中、ジブチルスズジラウレート(0.2g)存在下、窒素雰囲気下で、80〜90℃で4時間加熱した。残存NCOを定量したところ、OH転化率98%以上であった。反応混合物を80℃にした後、トリエチルアミン(10.5g)を加え、30分撹拌した。反応混合物のうち、374gを抜き出し、強撹拌しながら水(542g)に入れた後、35質量%の2−(2−アミノエチルアミノ)エタノール水溶液(33.5g)を加え、水性ポリウレタン樹脂分散体(16)を得た。
[Synthesis Example 16: Aqueous polyurethane resin dispersion (16)]
A reactor equipped with a stirrer and a heater, polycarbonate diol (product name: ETERNACOLL (registered trademark) UM-180 (1/3); Ube Industries, Ltd.; number average molecular weight 1931; hydroxyl value 58.1 mgKOH/g , 1,4-cyclohexanedimethanol and 1,6-hexanediol (molar ratio 1:3) and a polycarbonate polyol obtained by reacting dimethyl carbonate with 201 g) and 2,2-dimethylolpropionic acid ( 13.4 g) and IPDI (75.6 g) were heated in dipropylene glycol dimethyl ether (98.4 g) in the presence of dibutyltin dilaurate (0.2 g) under a nitrogen atmosphere at 80 to 90° C. for 4 hours. .. When the residual NCO was quantified, the OH conversion was 98% or more. The reaction mixture was heated to 80° C., triethylamine (10.5 g) was added, and the mixture was stirred for 30 minutes. Of the reaction mixture, 374 g was taken out, put into water (542 g) with vigorous stirring, and then a 35% by mass aqueous solution of 2-(2-aminoethylamino)ethanol (33.5 g) was added to the aqueous polyurethane resin dispersion. (16) was obtained.

〔合成例17:水性ポリウレタン樹脂分散体(17)〕
35質量%の2−アミノエタノール水溶液の代わりに、35質量%の2−メチル−1,5−ペンタンジアミン水溶液(87.9g)を加えたこと以外は、合成例1と同様に合成し、水性ポリウレタン樹脂分散体(17)を得た。
[Synthesis Example 17: Aqueous polyurethane resin dispersion (17)]
Aqueous solution was synthesized in the same manner as in Synthesis Example 1 except that a 35 mass% aqueous solution of 2-methyl-1,5-pentanediamine (87.9 g) was added instead of the 35 mass% aqueous solution of 2-aminoethanol. A polyurethane resin dispersion (17) was obtained.

Figure 2020083902
Figure 2020083902

表1中の略語は以下の通りである。
<ポリオール(a)>
UH−200:1,6−ヘキサンジオールと炭酸ジメチルとを反応させて得られるポリカーボネートポリオール(数平均分子量:約2000、宇部興産製)
UH−300:1,6−ヘキサンジオールと炭酸ジメチルとを反応させて得られるポリカーボネートポリオール(数平均分子量:約3000、宇部興産製)
PTMG2000:ポリテトラメチレンエーテルグリコール(数平均分子量:約2000、三菱化学製)
PH−200:1,5−ペンタンジオールと1,6−ヘキサンジオールと炭酸ジメチルとを反応させて得られるポリカーボネートポリオール(数平均分子量:約2000、宇部興産製)
UP−200:2−メチル−1,3−プロパンジオールと炭酸ジメチルとを反応させて得られるポリカーボネートポリオール(数平均分子量:約2000、宇部興産製)
UM−180:1,6−ヘキサンジオールとシクロヘキサンジメタノールと炭酸ジメチルとを反応させて得られるポリカーボネートポリオール(数平均分子量:約1800、宇部興産製)
<ポリイソシアネート(b)>
H12−MDI:4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート
IPDI:イソホロンジイソシアネート
<酸性基含有ポリオール(c)>
DMPA:2,2−ジメチロールプロピオン酸
<水酸基含有ポリアミン(d)>
AEEA: 2−(2−アミノエチルアミノ)エタノール
<水酸基含有モノアミン(e)>
EA:2―アミノエタノール
DEA:N,N−ジエタノールアミン
<鎖延長剤(f)>
MPMD:2−メチル−1,5−ペンタンジアミン
DETA:ジエチレントリアミン
<末端停止剤(g)>
DMPZ:3,5−ジメチルピラゾール
<中和剤(c’)>
TEA:トリエチルアミン
DMAE:N,N−ジメチル−2−アミノエタノール
DMAMP:2−(ジメチルアミノ)−2−メチル−1−プロパノール
The abbreviations in Table 1 are as follows.
<Polyol (a)>
UH-200: Polycarbonate polyol obtained by reacting 1,6-hexanediol and dimethyl carbonate (number average molecular weight: about 2000, manufactured by Ube Industries)
UH-300: Polycarbonate polyol obtained by reacting 1,6-hexanediol and dimethyl carbonate (number average molecular weight: about 3000, manufactured by Ube Industries)
PTMG2000: polytetramethylene ether glycol (number average molecular weight: about 2000, manufactured by Mitsubishi Chemical)
PH-200: Polycarbonate polyol obtained by reacting 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol and dimethyl carbonate (number average molecular weight: about 2000, manufactured by Ube Industries)
UP-200: Polycarbonate polyol obtained by reacting 2-methyl-1,3-propanediol and dimethyl carbonate (number average molecular weight: about 2000, manufactured by Ube Industries)
UM-180: Polycarbonate polyol obtained by reacting 1,6-hexanediol, cyclohexanedimethanol and dimethyl carbonate (number average molecular weight: about 1800, manufactured by Ube Industries)
<Polyisocyanate (b)>
H12-MDI: 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate IPDI: isophorone diisocyanate <acidic group-containing polyol (c)>
DMPA: 2,2-dimethylolpropionic acid <hydroxyl group-containing polyamine (d)>
AEEA: 2-(2-aminoethylamino)ethanol <hydroxyl group-containing monoamine (e)>
EA: 2-aminoethanol DEA: N,N-diethanolamine <chain extender (f)>
MPMD: 2-Methyl-1,5-pentanediamine DETA: Diethylenetriamine <Terminator (g)>
DMPZ: 3,5-dimethylpyrazole <neutralizing agent (c')>
TEA: triethylamine DMAE: N,N-dimethyl-2-aminoethanol DMAMP: 2-(dimethylamino)-2-methyl-1-propanol

〔実施例1〕
水性ポリウレタン樹脂(1)(10g)にデュラネート(登録商標)WT30−100(0.15g)を加え、ミキサーで2分間攪拌混合し、水性樹脂組成物を得た。
〔比較例2〕
水性ポリウレタン樹脂(17)(10g)にデュラネート(登録商標)WT30−100(0.15g)を加え、ミキサーで2分間攪拌混合し、水性樹脂組成物を得た。
[Example 1]
Duranate (registered trademark) WT30-100 (0.15 g) was added to the aqueous polyurethane resin (1) (10 g), and the mixture was stirred and mixed for 2 minutes with a mixer to obtain an aqueous resin composition.
[Comparative Example 2]
Duranate (registered trademark) WT30-100 (0.15 g) was added to the aqueous polyurethane resin (17) (10 g), and the mixture was stirred and mixed for 2 minutes with a mixer to obtain an aqueous resin composition.

〔実施例2〜30〕
表2の記載の割合(NCO/OH比)で、水性ポリウレタン樹脂分散体にイソシアネート基含有化合物を加え、ミキサーで2分間攪拌混合し、水性樹脂組成物を得た。
[Examples 2 to 30]
The isocyanate group-containing compound was added to the aqueous polyurethane resin dispersion at the ratio shown in Table 2 (NCO/OH ratio), and the mixture was stirred and mixed for 2 minutes with a mixer to obtain an aqueous resin composition.

Figure 2020083902
Figure 2020083902

表1中の略語は以下の通りである。
<水性ポリウレタン樹脂分散体>
PUD:水性ポリウレタン樹脂分散体
<イソシアネート基含有化合物>
WT30−100:デュラネート(登録商標)WT30−100(旭化成ケミカルズ製)
WE50−100:デュラネート(登録商標)WE50−100(旭化成ケミカルズ製)
WB40−100:デュラネート(登録商標)WB40−100(旭化成ケミカルズ製)
M−501:Easaqua(登録商標)M−501(Vencorex chemicals製)
M−502:Easaqua(登録商標)M−501(Vencorex chemicals製)
XL−600:Easaqua(登録商標)XL−600(Vencorex chemicals製)
XD−401:Easaqua(登録商標)XD−401(Vencorex chemicals製)
XD−803:Easaqua(登録商標)XD−803(Vencorex chemicals製)
The abbreviations in Table 1 are as follows.
<Aqueous polyurethane resin dispersion>
PUD: Aqueous polyurethane resin dispersion <isocyanate group-containing compound>
WT30-100: Duranate (registered trademark) WT30-100 (manufactured by Asahi Kasei Chemicals)
WE50-100: Duranate (registered trademark) WE50-100 (manufactured by Asahi Kasei Chemicals)
WB40-100: Duranate (registered trademark) WB40-100 (manufactured by Asahi Kasei Chemicals)
M-501: Easaqua (registered trademark) M-501 (manufactured by Vencorex chemicals)
M-502: Easaqua (registered trademark) M-501 (manufactured by Vencorex chemicals)
XL-600: Easaqua (registered trademark) XL-600 (manufactured by Vencorex chemicals)
XD-401: Easaqua (registered trademark) XD-401 (manufactured by Vencorex chemicals)
XD-803: Easaqua (registered trademark) XD-803 (manufactured by Vencorex chemicals)

Figure 2020083902
Figure 2020083902

Figure 2020083902
Figure 2020083902

Figure 2020083902
Figure 2020083902

Figure 2020083902
Figure 2020083902

各表中の略語は以下の通りである。
ABS:ABS樹脂
PC:ポリカーボネート樹脂
EPDM:エチレンプロピレンジエンゴム
PET:ポリエチレンテレフタレート樹脂
また、各表中の密着性(80℃、45分)、密着性(80℃、15分)及び耐薬品性(80℃、45分)のかっこ内は、塗膜の形成条件を示す。各表中の評価項目の「−」は未評価を示す。
Abbreviations in each table are as follows.
ABS: ABS resin PC: Polycarbonate resin EPDM: Ethylene propylene diene rubber PET: Polyethylene terephthalate resin Also, the adhesion (80°C, 45 minutes), adhesion (80°C, 15 minutes) and chemical resistance (80) in each table. The parentheses in (°C, 45 minutes) indicate the conditions for forming the coating film. "-" of the evaluation item in each table shows not evaluated.

表3の実施例1〜9と比較例1、2及び表4の実施例1,3と比較例1、2の比較より、本願発明に係る水性樹脂組成物を80℃で45分間加熱して形成された塗膜は、ABS樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂及びエチレンプロピレンジエゴムへの密着性が優れていることが分かる。
更に、表5の実施例1、2、10、11より、本願発明に係る水性樹脂組成物を80℃で15分間加熱して形成された膜は、低温でかつ短時間の加熱条件下においても、ABS樹脂、ポリカーボネート樹脂及びポリエチレンテレフタレート樹脂への密着性に優れた塗膜を得ることができることが分かる。
また、表6の実施例2、6、9、11、12と比較例2の比較より、本願発明に係る水性樹脂組成物から得られる塗膜は、耐薬品性にも優れていることが分かる。
From the comparison between Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 and 2 in Table 3 and Examples 1 and 3 and Comparative Examples 1 and 2 in Table 4, the aqueous resin composition according to the present invention was heated at 80° C. for 45 minutes. It can be seen that the formed coating film has excellent adhesion to ABS resin, polycarbonate resin, polyethylene terephthalate resin and ethylene propylene diene rubber.
Further, from Examples 1, 2, 10, and 11 in Table 5, the film formed by heating the aqueous resin composition according to the present invention at 80° C. for 15 minutes can be heated at a low temperature for a short time. It can be seen that it is possible to obtain a coating film having excellent adhesion to the ABS resin, the polycarbonate resin and the polyethylene terephthalate resin.
Further, comparison of Examples 2, 6, 9, 11, 12 and Table 2 in Table 6 with Comparative Example 2 shows that the coating film obtained from the aqueous resin composition according to the present invention has excellent chemical resistance. ..

本発明の水性樹脂組成物は、低温加熱処理条件下で基材に対する優れた密着性を有し、コーティング剤、積層体等の原料として広く利用できる。 The aqueous resin composition of the present invention has excellent adhesion to a substrate under low-temperature heat treatment conditions and can be widely used as a raw material for coating agents, laminates and the like.

Claims (12)

水性ポリウレタン樹脂分散体と、イソシアネート基含有化合物とを含む、水性樹脂組成物であって、
水性ポリウレタン樹脂が、(a)ポリオール由来の構造(但し、(c)を除く)と、(b)ポリイソシアネート由来の構造と、(c)酸性基含有ポリオール由来の構造と、(d)水酸基含有ポリアミン由来の構造及び/又は(e)水酸基含有モノアミン由来の構造とを含み、
水性樹脂組成物中の水酸基(OH)に対するイソシアネート基(NCO)のモル比(NCO/OH比)が、0.1〜10である、水性樹脂組成物。
An aqueous resin composition comprising an aqueous polyurethane resin dispersion and an isocyanate group-containing compound,
The aqueous polyurethane resin has a structure derived from (a) a polyol (excluding (c)), a structure derived from (b) a polyisocyanate, a structure derived from (c) an acidic group-containing polyol, and a (d) hydroxyl group-containing structure. A structure derived from a polyamine and/or a structure derived from (e) a hydroxyl group-containing monoamine,
The aqueous resin composition, wherein the molar ratio (NCO/OH ratio) of the isocyanate group (NCO) to the hydroxyl group (OH) in the aqueous resin composition is 0.1 to 10.
イソシアネート基含有化合物が、水分散型イソシアネート基含有化合物である、請求項1に記載の水性樹脂組成物。 The aqueous resin composition according to claim 1, wherein the isocyanate group-containing compound is a water-dispersible isocyanate group-containing compound. 水性樹脂組成物中の水酸基(OH)に対するイソシアネート基(NCO)のモル比(NCO/OH比)が、1〜2.5である、請求項1又は2に記載の水性樹脂組成物。 The aqueous resin composition according to claim 1 or 2, wherein the molar ratio (NCO/OH ratio) of the isocyanate group (NCO) to the hydroxyl group (OH) in the aqueous resin composition is 1 to 2.5. (a)ポリオール由来の構造が、ポリカーボネートポリオール由来の構造、ポリエーテルポリオール由来の構造及びポリエステルポリオール由来の構造からなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の水性樹脂組成物。 The structure derived from (a) a polyol is at least one selected from the group consisting of a structure derived from a polycarbonate polyol, a structure derived from a polyether polyol, and a structure derived from a polyester polyol. The aqueous resin composition described. 水性ポリウレタン樹脂の水酸基価が、1〜100KOHmg/gである、請求項1〜4のいずれか1項に記載の水性樹脂組成物。 The aqueous resin composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the hydroxyl value of the aqueous polyurethane resin is 1 to 100 KOHmg/g. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の水性樹脂組成物含む、コーティング剤組成物。 A coating agent composition comprising the aqueous resin composition according to claim 1. 請求項6に記載のコーティング剤組成物を硬化させて得られる、硬化物。 A cured product obtained by curing the coating agent composition according to claim 6. 請求項6に記載のコーティング剤組成物を硬化させて得られる硬化層と、基材からなる層とを含む、積層体。 A laminate comprising a cured layer obtained by curing the coating agent composition according to claim 6 and a layer comprising a base material. 水性樹脂組成物の製造方法であって、
(a)ポリオール由来の構造(但し、(c)を除く)と、(b)ポリイソシアネート由来の構造と、(c)酸性基含有ポリオール由来の構造と、(d)水酸基含有ポリアミン由来の構造及び/又は(e)水酸基含有モノアミン由来の構造とを含む水性ポリウレタン樹脂分散体と、イソシアネート基含有化合物とを混合する工程を含む、
水性樹脂組成物中の水酸基(OH)に対するイソシアネート基(NCO)のモル比(NCO/OH)が、0.1〜10である、水性樹脂組成物の製造方法。
A method for producing an aqueous resin composition,
(A) Structure derived from polyol (however, except (c)), (b) Structure derived from polyisocyanate, (c) Structure derived from acidic group-containing polyol, (d) Structure derived from hydroxyl group-containing polyamine, and And/or (e) a step of mixing an aqueous polyurethane resin dispersion containing a structure derived from a hydroxyl group-containing monoamine and an isocyanate group-containing compound,
The method for producing an aqueous resin composition, wherein the molar ratio (NCO/OH) of the isocyanate group (NCO) to the hydroxyl group (OH) in the aqueous resin composition is 0.1 to 10.
(a)ポリオール由来の構造が、ポリカーボネートポリオール由来の構造、ポリエーテルポリオール由来の構造及びポリエステルポリオール由来の構造からなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項9に記載の水性樹脂分散体の製造方法。 10. The aqueous resin dispersion according to claim 9, wherein the structure derived from (a) the polyol is at least one selected from the group consisting of a structure derived from a polycarbonate polyol, a structure derived from a polyether polyol and a structure derived from a polyester polyol. Production method. 水性ポリウレタン樹脂の水酸基価が、1〜100KOHmg/gである、請求項9又は10に記載の水性樹脂分散体の製造方法。 The method for producing an aqueous resin dispersion according to claim 9 or 10, wherein the aqueous polyurethane resin has a hydroxyl value of 1 to 100 KOHmg/g. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の水性樹脂組成物を基材に塗布して硬化させて、基材と硬化層からなる積層体を得る工程を含む、積層体の製造方法。 A method for producing a laminate, comprising a step of applying the aqueous resin composition according to any one of claims 1 to 5 to a substrate and curing the same to obtain a laminate comprising a substrate and a cured layer.
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