JP2021161146A - 耐破壊特性材料用の水性ポリウレタン樹脂分散体 - Google Patents

Abstract

【課題】 低温乾燥において、基材への密着性を持ちつつ、硬度の高い塗膜を形成する、耐破壊特性材料用の水性ポリウレタン樹脂分散体を提供する。【解決手段】 ポリオール化合物（Ａａ）、ポリイソシアネート化合物（Ａｂ）、酸性基含有ポリオール（Ａｃ）、中和剤（Ａｄ）並びに１分子中にアミノ基及び／又はイミノ基を合計で３つ以上有するポリアミン化合物を含有する鎖延長剤（Ａｅ）由来の構成単位を有し、ポリオール化合物（Ａａ）が、脂環構造を含むポリカーボネートポリオールを含有し、ポリウレタン樹脂中の脂環構造含有割合が固形分基準で２５〜５０質量％であるポリウレタン樹脂が水系媒体中に分散されている、耐破壊特性材料用の水性ポリウレタン樹脂分散体である。【選択図】なし

Description

本発明は、水系媒体中にポリウレタン樹脂を分散させた耐破壊特性材料用の水性ポリウレタン樹脂分散体に関する。また、本発明は、前記水性ポリウレタン樹脂分散体を含有するコーティング材料組成物に関する。

水性ポリウレタン樹脂分散体は、接着性、耐摩耗性、ゴム的性質を有する塗膜を得ることができ、従来の溶剤系ポリウレタンと比較して揮発性有機物を減少できることから環境対応材料として溶剤系ポリウレタンからの置き換えが進んでいる材料である。
ポリカーボネートポリオールは、イソシアネート化合物との反応により、硬質フォーム、軟質フォーム、塗料、接着剤、合成皮革、インキバインダーなどに用いられる耐久性のあるポリウレタン樹脂を製造するための原料となる有用な化合物である。ポリカーボネートポリオールを用いたポリウレタンの特徴は、カーボネート基の高い凝集力によって発現し、耐水性、耐熱性、耐油性、弾性回復性、耐摩耗性、耐候性に優れることが述べられている（非特許文献１参照）。また、ポリカーボネートポリオールを原料とした水性ウレタン樹脂分散体を塗布して得られる塗膜においても、耐光性、耐熱性、耐加水分解性、耐油性に優れることが知られている（特許文献１参照）。

上述のようにポリカーボネートポリオールを用いた水性ポリウレタン樹脂分散体は良好な特性を発現するが、溶剤系ポリウレタンに比較して十分とはいえないことがある。特に塗膜の耐溶剤性及び耐水性は不十分な場合がある。そのような特性を改良するために、ポリウレタン樹脂に架橋構造を導入したり、エポキシ樹脂や多官能イソシアネート等の架橋材を導入した組成物として硬化時に架橋したりすることが行なわれる。中でも、ブロック化されたイソシアナト基を有する水性ポリウレタン樹脂分散体は常温で安定であることから貯蔵安定性の高い一液型の架橋反応性分散体として利用価値が高い（例えば、特許文献２及び特許文献３参照）。ポリカーボネートポリオールを原料とした水性ポリウレタン樹脂分散体は電着塗膜への密着性が高いという特長を有することでも知られている（例えば、特許文献４参照）。

さらに、ウレタン結合、ウレア結合、カーボネート結合を有し、かつブロック化されたイソシアナト基を特定量で有する水性ポリウレタン樹脂分散体により、塗布後の製膜速度を制御し、塗膜の水への再分散を可能にすることができ、これを塗布・加熱処理して得られる塗膜は、耐水性及び耐溶剤性に優れ、電着塗膜への密着性にも優れ、引張における破断エネルギーが高いため、耐衝撃性にも優れるということが知られている（例えば、特許文献５参照）。

また、塗料配合などで非水溶性有機溶剤を添加した際にも水性ポリウレタン樹脂分散体の粘度の増加率が低く、取り扱い性や貯蔵安定性が良好であるとして、ポリアミンにより架橋構造を有する水性ポリウレタン樹脂分散体、並びに分子末端にヒドロキシアルカン酸を付した水性ポリウレタン樹脂分散体が知られている（それぞれ特許文献６及び特許文献７）。

特開平１０−１２０７５７号公報 特開２００２−１２８８５１号公報 特開２０００−１０４０１５号公報 特開２００５−２２０２５５号公報 国際公開第２０１０／０９８３１６号 国際公開第２０１２／１６５５６９号 国際公開第２０１５／１９４６７１号

「最新ポリウレタン材料と応用技術」 シーエムシー出版社発行 第２章 第４３ページ

水性ポリウレタン樹脂分散体は、フィルム、塗料又はコーティング材料として用いる際には、バーコーター、ロールコーター、エアスプレー等の塗布装置を用いて基材等への塗布が行われる。塗布された水性ポリウレタン樹脂分散体を加熱乾燥することで基材上に塗膜が形成される。耐破壊特性材料用途においては、基材への充分な密着性及び引張における大きな破断エネルギーを得る必要があるが、従来の水性ポリウレタン樹脂分散体では、ブロックイソシアネート基を有するため１４０℃以上の乾燥工程が必要であった。
地球温暖化ガス排出の観点で、この乾燥温度を従来の１４０℃以上から１００℃以下に下げて塗膜を作成することができれば、エネルギーコスト削減や環境への負荷の低減が期待される。
そこで、本発明の課題は、１００℃以下での低温乾燥において、基材への密着性を備えつつ、硬度の高い塗膜を形成する、耐破壊特性材料用の水性ポリウレタン樹脂分散体を提供することである。

本発明者らは、ポリウレタン樹脂中の架橋構造を鎖延長剤により調整すると共に、脂環構造の含有割合を調整することで、１００℃以下の低温乾燥において形成される塗膜が基材への密着性と硬度を共に高くすることができることを見出し、本発明に至った。

本発明は、具体的には以下のとおりである。
（１）第１の発明は、ポリオール化合物（Ａａ）、ポリイソシアネート化合物（Ａｂ）、酸性基含有ポリオール（Ａｃ）、中和剤（Ａｄ）及び鎖延長剤（Ａｅ）由来の構成単位を有する、耐破壊特性材料用の水性ポリウレタン樹脂分散体であって、前記鎖延長剤（Ａｅ）が、１分子中にアミノ基及び／又はイミノ基を合計で３つ以上有するポリアミン化合物を含有し、ポリオール化合物（Ａａ）が、脂環構造を含むポリカーボネートポリオールを含有し、ポリウレタン樹脂中の脂環構造含有割合が固形分基準で２５〜５０質量％である、耐破壊特性材料用の水性ポリウレタン樹脂分散体である。
（２）第２の発明は、酸価が２２〜３５ｍｇＫＯＨ／ｇである、前記（１）記載の耐破壊特性材料用の水性ポリウレタン樹脂分散体である。
（３）第３の発明は、前記水性ポリウレタン樹脂分散体に含まれるＮ（Ｃ＝Ｏ）ＮＨ基濃度が、固形分基準で５質量％以上１３質量％以下である、前記（１）又は（２）記載の耐破壊特性材料用の水性ポリウレタン樹脂分散体である。
（４）第４の発明は、ポリウレタン樹脂の架橋点密度が０．１〜１ミリモル／ｇである、前記（１）〜（３）のいずれか記載の耐破壊特性材料用の水性ポリウレタン樹脂分散体である。
（５）第５の発明は、前記ポリオール化合物（Ａａ）が、数平均分子量が４００〜２，０００のポリカーボネートポリオールを含有する、前記（１）〜（４）のいずれか記載の耐破壊特性材料用の水性ポリウレタン樹脂分散体である。
（６）第６の発明は、前記ポリオール化合物（Ａａ）に含まれるポリカーボネートポリオールが有する脂環構造の含有割合が、ポリオール化合物（Ａａ）の固形分基準で１０〜６０質量％である、前記（１）〜（５）のいずれか記載の耐破壊特性材料用の水性ポリウレタン樹脂分散体である。
（７）第７の発明は、ポリイソシアネート化合物（Ａｂ）が脂環式ポリイソシアネートである、前記（１）〜（６）のいずれか記載の耐破壊特性材料用の水性ポリウレタン樹脂分散体である。
（８）第８の発明は、前記（１）〜（７）のいずれかに記載の耐破壊特性材料用の水性ポリウレタン樹脂分散体に、アクリルエマルジョン、ポリオレフィンエマルジョン及びポリエステルエマルジョンから選ばれる少なくとも１種を含む耐破壊特性材料用コーティング材料組成物である。
（９）第９の発明は、金属の外装用プライマー又はベースコート用の、前記（１）〜（７）のいずれかに記載の耐破壊特性材料用の水性ポリウレタン樹脂分散体である。
（１０）第１０の発明は、前記（１）〜（７）のいずれかに記載の耐破壊特性材料用の水性ポリウレタン樹脂分散体又は前記（８）記載の耐破壊特性材料用コーティング材料組成物を乾燥させて得られる、塗膜である。
（１１）第１１の発明は、前記（１）〜（７）のいずれかに記載の耐破壊特性材料用の水性ポリウレタン樹脂分散体又は前記（８）に記載の耐破壊特性材料用コーティング組成物を２０℃〜１００℃で乾燥させる工程を含む、塗膜の製造方法である。
（１２）第１２の発明は、前記（１１）の方法により得られる塗膜のフロアコート、プラスチック又はゴムへのコート、鋼板処理剤、金属の外装用プライマー又はベースコートとしての使用である。
（１３）第１３の発明は、（Ｉ）得られるポリウレタン樹脂中の脂環構造含有割合が固形分基準で２５〜５０質量％となるような量で、脂環構造を含むポリカーボネートポリオールを含有するポリオール化合物（Ａａ）、ポリイソシアネート化合物（Ａｂ）、酸性基含有ポリオール（Ａｃ）を、有機溶剤の存在下、又は非存在下で反応させてポリウレタンプレポリマーを得る工程、
（II）前記ポリウレタンプレポリマーの酸性基を中和剤（Ａｄ）で中和する工程、
（III）前記ポリウレタンプレポリマーを水系媒体に分散させる工程、
（IV）前記ポリウレタンプレポリマーを、１分子中にアミノ基及び／又はイミノ基を合計で３つ以上有するポリアミン化合物を含有する鎖延長剤（Ａｅ）で高分子量化する工程、及び場合により
（Ｖ）有機溶剤を除去する工程
を含む、耐破壊特性材料用の水性ポリウレタン樹脂分散体を製造する方法である。

本発明によれば、１００℃以下での低温において、塗膜が電着塗膜などの基材と良好な密着性を有し、高い硬度を有する、耐破壊特性材料用の水性ポリウレタン樹脂分散体を提供することができる。

本発明の耐破壊特性材料用の水性ポリウレタン樹脂分散体は、ポリオール化合物（Ａａ）、ポリイソシアネート化合物（Ａｂ）、酸性基含有ポリオール（Ａｃ）、中和剤（Ａｄ）及び鎖延長剤（Ａｅ）由来の構成単位を有し、前記鎖延長剤（Ａｅ）が、１分子中にアミノ基及び／又はイミノ基を合計で３つ以上有するポリアミン化合物を含有し、ポリオール化合物（Ａａ）が、脂環構造を含むポリカーボネートポリオールを含有し、ポリウレタン樹脂中の脂環構造含有割合が固形分基準で２５〜５０質量％である、水性ポリウレタン樹脂分散体である。以下、本発明の耐破壊特性材料用の水性ポリウレタン樹脂分散体を構成する各成分、物性について詳細に説明する。
これまで、ブロックイソシアネート基を有する水性ポリウレタン樹脂分散体を使用する場合、１００℃以下、例えば８０℃での乾燥工程では塗膜が基材に密着しないといった問題を抱えていた。一方、ブロックイソシアネート基を持たない場合、乾燥温度が１００℃以下でも塗膜は形成可能であるが、耐破壊特性材料用途において十分な充分な密着性及び高い硬度を得ることができなかった。本発明では、乾燥温度が１００℃以下でも塗膜が形成可能であり、且つ塗膜が耐破壊特性材料用途において十分な充分な密着性及び引張における大きな破断エネルギーを得ることができる。

＜ポリオール化合物（Ａａ）＞
本発明で使用するポリオール化合物（Ａａ）としては、ポリウレタン樹脂の製造に用いることができるポリオール化合物であれば特に制限なく用いることができる。ポリオール化合物には、基材への密着性の観点から、脂環構造を含むポリカーボネートポリオール化合物（Ａａ１）が含有される。脂環構造は、脂肪族の環構造であればその環員数に制限はない。原料としての入手が容易であることから、６員環（シクロヘキシレン基）が含まれるように設計することが好ましい。

＜ポリカーボネートポリオール化合物（Ａａ１）＞
ポリカーボネートポリオール化合物（Ａａ１）は、１種以上のポリオール成分と、炭酸エステルやホスゲンとを反応させることにより得られる。安全性や試薬の取扱等の観点から製造が容易であること、末端塩素化物の副生成がない点から、１種以上のポリオールモノマーと、炭酸エステルとを反応させて得られるポリカーボネートポリオールが好ましい。ただし、ポリオールモノマーの少なくとも１種は、脂環構造を有するポリオールである。

ポリカーボネートポリオール化合物（Ａａ１）のポリオール成分としては、公知のものを使用することができる。脂環構造を有するポリオールとしては、例えば、１，４−シクロヘキサンジメタノール、１，３−シクロヘキサンジメタノール、１,４−シクロヘキサンジオール、１，３−シクロペンタンジオール、１，４−シクロヘプタンジオール、２，５‐ビス（ヒドロキシメチル）−１，４−ジオキサン、２，７−ノルボルナンジオール、テトラヒドロフランジメタノール、１，４‐ビス（ヒドロキシエトキシ）シクロヘキサン等の主鎖に脂環式構造を有するジオールが挙げられる。その他のポリオール成分としては、例えば、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，７−ヘプタンジオール、１，８−オクタンジオール、１，９−ノナンジオール等の直鎖状脂肪族ジオール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、２−メチル−１，５−ペンタンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、２−メチル−１，８−オクタンジオール等の分岐鎖状脂肪族ジオールといった脂肪族ポリオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の３官能以上の多価アルコール；１，４−ベンゼンジメタノール、１，３−ベンゼンジメタノール、１，２−ベンゼンジメタノール、４，４’−ナフタレンジメタノール、３，４’−ナフタレンジメタノール等の芳香族ジオール；６−ヒドロキシカプロン酸とヘキサンジオールとのポリエステルポリオール等のヒドロキシカルボン酸とジオールとのポリエステルポリオール；アジピン酸とヘキサンジオールとのポリエステルポリオール等のジカルボン酸とジオールとのポリエステルポリオール；ポリエチレングリコールやポリプロピレングリコールやポリテトラメチレングリコール等のポリエーテルポリオールが挙げられる。また、脂環構造を含有するポリオールとしては、例えば、脂環式ポリオール単独又は脂環式ポリオールと脂肪族ポリオールの組み合わせが挙げられ、脂環式ポリオールとしてはシクロヘキサン環を有するポリオール、脂肪族ポリオールとしては炭素数３〜６のジオールで構成されるポリオール、特に炭素数５又は６の脂肪族ポリオールが好ましい。

ポリカーボネートポリオール化合物（Ａａ１）のポリオール成分は、単独で用いてもよいし、複数種を併用してもよい。

炭酸エステルとしては、特に制限されないが、例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等の脂肪族炭酸エステル；ジフェニルカーボネート等の芳香族炭酸エステル；エチレンカーボネート等の環状炭酸エステル等が挙げられる。その他に、ポリカーボネートポリオールを生成することができるホスゲン等も使用できる。中でも、ポリカーボネートポリオール（Ａａ１）の製造のしやすさから、脂肪族炭酸エステルが好ましく、ジメチルカーボネートが特に好ましい。

ポリカーボネートポリオール化合物（Ａａ１）は、その分子中に、ポリカーボネートポリオールの特性を損なわない範囲で、１分子中の平均のカーボネート結合の数未満の数のエーテル結合やエステル結合を含有していてもよい。

上記ポリカーボネートポリオール化合物（Ａａ１）は基材への密着性との観点から、ガラス転移温度が−５５℃〜０℃であることが好ましく、−５０〜−１０℃であることがより好ましく、−５０〜−１５℃であることがさらに好ましい。ガラス転移温度（Ｔｇ）は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）にて、１０℃／分で−１００℃まで降温させた後で、１０℃／分で昇温させ、転移が始まった温度を測定することにより得られる。

ポリカーボネートポリオール化合物（Ａａ１）は、数平均分子量（Ｍｎ）が４００〜５，０００であることが好ましく、４００〜２０００であることがより好ましい。Ｍｎが４００以上であると、ソフトセグメントとしての性能が良好で、塗膜を形成した場合に割れが発生し難い。Ｍｎが５，０００以下、好ましくは２０００以下であると、ポリカーボネートポリオール化合物（Ａａ１）とポリイソシアネート化合物（Ａｂ）との反応性が低下することなく、ウレタンプレポリマーの製造工程に時間がかかったり、反応が充分に進行しないという問題や、ポリカーボネートポリオールの粘度が高くなり、取り扱いが困難になるという問題が生じない。ポリカーボネートポリオール化合物（Ａａ１）のより好ましいＭｎは、５００〜３，５００であり、特に好ましくは６００〜２，５００である。なお、本発明において、Ｍｎは、水酸基価及び^１Ｈ−ＮＭＲ若しくはアルカリ加水分解後のガスクロマトグラフィーによる組成物の定量値から算出した値である。

ポリカーボネートポリオール化合物（Ａａ１）の水酸基価は基材密着性及び硬度の観点から、２０〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましく、３０〜２３０ｍｇＫＯＨ／ｇであることがより好ましく、４５〜２００ｍｇＫＯＨ／ｇであることがさらに好ましい。水酸基価は、ＪＩＳ Ｋ １５５７のＢ法に準拠して測定される。

ポリオール成分及び炭酸エステルからポリカーボネートポリオール化合物（Ａａ１）を製造する方法としては、例えば、反応器中に炭酸エステルと、この炭酸エステルのモル数に対して過剰のモル数のポリオールとを加え、温度１６０〜２００℃、圧力５０ｍｍＨｇ程度で５〜６時間反応させた後、更に数ｍｍＨｇ以下の圧力において２００〜２２０℃で数時間反応させる方法が挙げられる。上記反応においては副生するアルコールを系外に抜き出しながら反応させることが好ましい。その際、炭酸エステルが副生するアルコールと共沸することにより系外へ抜け出る場合には、過剰量の炭酸エステルを加えてもよい。また、上記反応において、チタニウムテトラブトキシド等の触媒を使用してもよい。

ポリカーボネートポリオール化合物（Ａａ１）は、ポリウレタン樹脂としたときに脂環構造の含有割合が固形分基準で２５〜５０質量％になる範囲であれば、ポリオール化合物（Ａａ）に含まれる量は特に制限されない。ポリカーボネートポリオール化合物（Ａａ１）は、ポリオール化合物（Ａａ）の全量に対して好ましくは３０質量％以上、より好ましくは４０質量％以上、さらに好ましくは５０質量％以上、特に好ましくは６０質量％以上含まれる。ポリカーボネートポリオール化合物（Ａａ１）の含有量の上限は特に制限されず、ポリオール化合物（Ａａ）の全量即ち１００質量％を占めていてもよい。

＜その他のポリオール化合物（Ａａ２）＞
ポリオール化合物（Ａａ）は、前記ポリカーボネートポリオール化合物（Ａａ１）及び後述する酸性基含有ポリオール（Ａｃ）以外のその他のポリオール化合物（Ａａ２）を含有していてもよい。
このような、その他のポリオール化合物（Ａａ２）は、ポリオール化合物（Ａａ）の全量に対し、７０質量％未満の量で含まれていることが好ましく、６０質量％未満の量で含まれていることがより好ましく、５０質量％未満の量で含まれていることがさらに好ましく、４０質量％未満の量で含まれていることが特に好ましい。水性ポリウレタン樹脂に求める物性に応じて、本発明の効果を損なわない範囲で、その他のポリオール化合物（Ａａ２）の種類、量はともに当業者であれば適宜調整することができるが、その他のポリオール化合物（Ａａ２）は、ポリオール化合物（Ａａ）中に含まれていなくてもよい。

その他のポリオール化合物（Ａａ２）としては、公知のものを使用することができる。例えば、ポリエステルポリオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、エチレンオキシドとプロピレンオキシド、エチレンオキシドとブチレンオキシドとのランダム共重合体やブロック共重合体等のポリエーテルポリオール；エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，３−ブタンジオール、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、ネオペンチルグリコール、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、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、２−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール等の短鎖脂肪族ジオール；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、水素添加ビスフェノールＡ等の脂環式ジオール；ビスフェノールＡ、ハイドロキノン、ビスヒドロキシエトキシベンゼン及びそれらのアルキレンオキシド付加体等のジオール、脂環構造を含有しないポリカーボネートポリオール化合物等が挙げられる。

上記のようなその他のポリオール化合物（Ａａ２）は、市販のものを用いてもよいし、個別に調製したものを用いてもよい。

ポリオール化合物（Ａａ）には、水性ポリウレタン樹脂分散体を塗膜としたときの硬度の観点から、主にポリカーボネートポリオール（Ａａ１）に由来する脂環構造が含まれる。ポリオール化合物（Ａａ）に含まれる脂環構造の割合は、ポリオール化合物（Ａａ）全体の固形分基準で１０〜６０質量％であることが好ましく、１２〜５０質量％であることがより好ましい。

＜ポリイソシアネート化合物（Ａｂ）＞
ポリイソシアネート化合物（Ａｂ）としては、公知のものを使用することができる。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等の芳香族ポリイソシアネート化合物；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、ペンタメチレンジイソシアネート（ＰＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、ドデカメチレンジイソシアネート、１，６，１１−ウンデカントリイソシアネート、２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、２，６−ジイソシアナトメチルカプロエート、ビス（２−イソシアナトエチル）フマレート、ビス（２−イソシアナトエチル）カーボネート、２−イソシアナトエチル−２，６−ジイソシアナトヘキサノエート等の脂肪族ポリイソシアネート化合物；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）、シクロヘキシレンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート（水素添加ＴＤＩ）、ビス（２−イソシアナトエチル）−４−ジクロヘキセン−１，２−ジカルボキシレート、２，５−ノルボルナンジイソシアネート、２，６−ノルボルナンジイソシアネート等の脂環式ポリイソシアネート化合物が挙げられる。ポリイソシアネート化合物（Ａｂ）は、その構造の一部又は全部がイソシアヌレート化、カルボジイミド化、又はビウレット化など誘導化されていてもよい。

上記のポリイソシアネート化合物（Ａｂ）の中でも、基材密着性の観点から、脂環式ポリイソシアネート化合物が好ましく、硬度の観点から、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）及び／又はイソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）がより好ましい。

ポリイソシアネート化合物（Ａｂ）は、単独で用いてもよいし、複数種を併用してもよい。

ポリイソシアネート化合物（Ａｂ）の使用量は、ポリイソシアネート化合物（Ａｂ）のイソシアナト基と全ポリオール（ポリオール化合物（Ａａ）と、酸性基含有ポリオール（Ａｃ）の合計）の水酸基との比（イソシアナト基／水酸基（モル比））が、１．５〜２．５であることが好ましく、１．５５〜２．３であることがより好ましく、１．６０〜２．２であることがさらに好ましい。

＜酸性基含有ポリオール（Ａｃ）＞
酸性基含有ポリオール（Ａｃ）とは、一分子中に２個以上の水酸基と、１個以上の酸性基を含有するものである。酸性基含有ポリオール（Ａｃ）は、一種類を単独で用いてもよいし、複数種類を併用してもよい。

酸性基含有ポリオール（Ａｃ）としては、公知のものを使用することができる。例えば、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。中でも入手の容易さの観点から、２個のメチロール基を含む炭素数４〜１２のジメチルロールアルカン酸が好ましく、ジメチロールアルカン酸の中でも、２，２−ジメチロールプロピオン酸がより好ましい。

水性ポリウレタン樹脂分散体において、ポリオール化合物（Ａａ）と、酸性基含有ポリオール（Ａｃ）の合計の水酸基当量数は、５０〜４０００であることが好ましい。水酸基当量数がこの範囲であれば、得られたポリウレタン樹脂を含む水性ポリウレタン樹脂分散体の製造が容易である。得られる水性ポリウレタン樹脂分散体から得られる塗膜の破断エネルギーを高めることで更に塗膜の強度を高めることができるため、水酸基当量数は、好ましくは１００〜２５００、より好ましくは１２０〜１５００、特に好ましくは１５０〜１０００である。

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。
各ポリオール成分の水酸基当量数＝各ポリオール成分の分子量／各ポリオール成分の水酸基の数・・・（１）
ポリオール成分の合計の水酸基当量数＝Ｍ／ポリオール成分の合計モル数・・・（２）
式（２）において、Ｍは、［〔ポリカーボネートポリオール成分の水酸基当量数×ポリカーボネートポリオール成分のモル数〕＋〔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〕＋〔その他のポリオールの水酸基当量数×その他のポリオールのモル数〕］を示す。

＜中和剤（Ａｄ）＞
中和剤（Ａｄ）は、一種類を単独で用いてもよいし、複数種類を併用してもよい。

中和剤（Ａｄ）としては、公知のものを使用することができる。例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の不揮発性塩基；トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の三級アミン化合物；ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジブチルアミン等の二級アミン化合物；エチレンジアミン、メチルアミン、エチルアミン、ブチルアミン等の一級アミン化合物；アンモニア等を用いることができる。

上記中和剤（Ａｄ）としては、コーティング組成物中の水系媒体を乾燥する際の温度（好ましくは１００℃以下）で揮発してポリウレタン皮膜から消失し、より一層優れた基材密着性と高い硬度が得られる点から、その沸点が２００℃以下であることが好ましく、−５０〜１３０℃の範囲であることがより好ましく、−５０〜１００℃の範囲であることがさらに好ましい。

上記中和剤（Ａｄ）を用いる場合の使用量としては、上記水性ポリウレタン樹脂分散体に含まれる上記酸性基のモル数に対して０．８〜１．２倍の範囲であることが好ましい。

＜鎖延長剤（Ａｅ）＞
鎖延長剤（Ａｅ）は、ポリウレタンプレポリマーのイソシアナト基と反応性を有する成分である。鎖延長剤（Ａｅ）は、一種類を単独で用いてもよいし、複数種類を併用してもよい。ただし、鎖延長剤（Ａｅ）は、１分子中にアミノ基及び／又はイミノ基を合計で３つ以上有するポリアミン化合物（Ａｅ１）を少なくとも１種類含有する。

アミノ基及び／又はイミノ基を合計で３つ以上有するポリアミン化合物としては、エーテル結合及びエステル結合を有しないポリアミン化合物であれば、特に制限されないが、例えば、ジエチレントリアミン、ビス（２−アミノプロピル）アミン、ビス（３−アミノプロピル）アミン等のトリアミン化合物；トリエチレンテトラミン、トリプロピレンテトラミン、Ｎ−（ベンジル）トリエチレンテトラミン、Ｎ，Ｎ’’’−（ジベンジル）トリエチレンテトラミン、Ｎ−（ベンジル）−Ｎ’’’−（２−エチルヘキシル）トリエチレンテトラミン等のテトラミン化合物；テトラエチレンペンタミン、テトラプロピレンペンタミン等のペンタミン化合物；ペンタエチレンヘキサミン、ペンタプロピレンヘキサミン等のヘキサミン化合物；ポリエチレンイミン、ポリプロピレンイミン等のポリアミンなどが挙げられる。これらの中でも、ポリウレタンプレポリマーとの反応性の観点から、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ビス（２−アミノプロピル）アミン、ビス（３−アミノプロピル）アミン、トリプロピレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、テトラプロピレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ペンタプロピレンヘキサミン等の２つのアミノ基と１つ以上のイミノ基を有するポリアミン又はその混合物が好ましい。

本発明における鎖延長剤（Ａｅ）は、１分子中にアミノ基及び／又はイミノ基を合計で３つ以上有するポリアミン化合物（Ａｅ１）を少なくとも１種含むことが必要である。任意成分として、前記鎖延長剤（Ａｅ）は、その他の鎖延長剤（Ａｅ２）を含んでもよい。

鎖延長剤（Ａｅ２）としては、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、２，５−ジメチルピペラジン等のアミン化合物；水等が挙げられ、アミン化合物が好ましい。ジアミンを併用して使用することは、塗膜としたときの破断エネルギーを高めることができるため、塗膜に更に高い耐衝撃性をもたらすことができる観点から好ましい。

鎖延長剤（Ａｅ）は、前記（Ａｅ１）のほか（Ａｅ２）を含むことができるが、ポリウレタン樹脂とした場合に、ポリウレタン樹脂の架橋点密度が０．１〜１．０ミリモル／ｇの範囲に入るように用いることが好ましい。本明細書においては、ポリアミン化合物は、１分子中のアミノ基及びイミノ基の数から２を引いた数だけの架橋点をその分子に有するものとして取り扱う。架橋点密度が０．１ミリモル／ｇ未満の場合、電着塗面への十分な密着性が得られにくい傾向にある。架橋点密度が１．０ミリモル／ｇを超える場合、製膜の速度が遅くなり、１００℃以下の低温乾燥に適さなくなる場合がある。なお、架橋点密度は以下のように算出される。
架橋点密度（ミリモル／ｇ）＝｛Σ（各ポリアミン化合物の仕込み総量（ミリモル）×各ポリアミン化合物１分子中のアミノ基及びイミノ基の数から２を引いた数）｝／（水性ポリウレタン樹脂分散体の固形分質量（ｇ））

前記鎖延長剤（Ａｅ）の１分子中にアミノ基及び／又はイミノ基を合計で３つ以上有するポリアミン化合物（Ａｅ１）の割合は、１０〜１００モル％であることが好ましく、２０〜７０モル％であることがより好ましく、３０〜６０モル％であることがさらに好ましい。１分子中にアミノ基及び／又はイミノ基を合計で３つ以上有するポリアミン化合物（Ａｅ１）の割合を１０モル％以上にすることで、得られる乾燥塗膜の硬度及び基材への密着性を高くすることができる。

上記鎖延長剤（Ａｅ１）又は（Ａｅ２）としては、数平均分子量（Ｍｎ）が３００以下のアミンであることが好ましい。Ｍｎが３００以下であると、ポリウレタン樹脂の凝集力を高くすることができる。

前記鎖延長剤（Ａｅ）の添加量は、ポリオール化合物（Ａａ）、ポリイソシアネート化合物（Ａｂ）、酸性基含有ポリオール（Ａｃ）、中和剤（Ａｄ）で構成されるウレタンプレポリマー中の鎖延長起点となる残存イソシアナト基の当量以下であることが好ましく、より好ましくは残存イソシアナト基の０．７〜０．９９当量である。残存イソシアナト基の当量を超えて鎖延長剤を添加すると、鎖延長されたウレタンポリマーの分子量が低下してしまう場合があり、得られた水性ポリウレタン樹脂分散体を使用して形成した塗膜の強度が低下する場合がある。

本発明においては、前記鎖延長剤（Ａｅ）として、エーテル結合及びエステル結合を含有しないものを使用することがより好ましい。得られる水性ポリウレタン樹脂分散体にポリウレタン樹脂がエーテル結合及びエステル結合を含有しないようにすることで、水性ポリウレタン分散体を使用して形成した塗膜（乾燥完了前：基材と塗膜の積層体を垂直に立てた場合に塗膜が垂れない状態であり、例えば、塗膜の固形分濃度約６０〜９５質量％）について、良好な耐水性を得ることができる。

＜ポリウレタン樹脂＞
本発明におけるポリウレタン樹脂は、ポリオール化合物（Ａａ）、ポリイソシアネート化合物（Ａｂ）、酸性基含有ポリオール（Ａｃ）、中和剤（Ａｄ）及び鎖延長剤（Ａｅ）由来の構成単位を有する。本発明のポリウレタン樹脂は、好ましくは、以下のような特徴を有するものである。

＜Ｎ（Ｃ＝Ｏ）ＮＨ基濃度＞
本発明の水性ポリウレタン樹脂分散体は、含まれるＮ（Ｃ＝Ｏ）ＮＨ基濃度が固形分基準で５質量％以上１３質量％以下であることが好ましい。Ｎ（Ｃ＝Ｏ）ＮＨ基は、ポリウレタンの調製過程で鎖延長剤とイソシアナト基との反応により生じる。Ｎ（Ｃ＝Ｏ）ＮＨ基の濃度が上記範囲であると、水性ポリウレタン樹脂分散体を低温で硬化させた場合でも基材への密着性に優れる被膜が得られる。

水性ポリウレタン樹脂分散体に含まれるＮ（Ｃ＝Ｏ）ＮＨ基濃度は、ポリオール化合物（Ａａ）及び酸性基含有ポリオール（Ａｃ）の有する水酸基濃度、ポリイソシアネート化合物（Ａｂ）の有するイソシアナト基濃度及び鎖延長剤（Ａｅ）の有する水酸基濃度及び／又はアミノ基濃度によって算出され、基材への密着性の観点から、５〜１３質量％であることが好ましく、５．５〜１２質量％であることがより好ましく、６．０〜１１．５質量％であることがさらに好ましく、６．５〜１１質量％であることが特に好ましい。Ｎ（Ｃ＝Ｏ）ＮＨ基濃度の計算方法は、実施例において説明するとおりである。

＜ハードセグメント＞
一般にポリウレタンの分子には、ハードセグメントと呼ばれる部分とソフトセグメントと呼ばれる部分が存在する。ハードセグメント同士は凝集してポリウレタン樹脂の硬さの向上に影響し、ソフトセグメントは変形に対する自由度が高いことから、柔軟性や密着性の向上に影響する。
ポリウレタンにおけるソフトセグメントとは、主に高分子量ポリオールに由来する部分であり、ハードセグメントとは、水素結合による凝集を起こし得る結晶性の部分である。具体的にはハードセグメントは、ウレタン基、ウレア基、並びにウレタン基又はウレア基同士若しくはウレタン基とウレア基とを連結する分子量２５０未満の構造からなる。当該「分子量２５０未満の構造」は、ポリイソシアネート化合物（Ａｂ）、酸性基含有ポリオール（Ａｃ）、及び鎖延長剤（Ａｅ）から選ばれる少なくとも一種に由来することが好ましい。「分子量２５０未満の構造」は、例えば、ポリイソシアネートをＯＣＮ−Ｒ−ＮＣＯと表したときのＲ部分に相当する。この部分の分子量が２５０未満であれば、当該部分の分子としての長さが十分に短く、ハードセグメントが凝集した島と言われる部分が十分に形成される。ウレタン基又はウレア基同士若しくはウレタン基とウレア基とを連結する分子量２５０未満の構造とは、具体的には、ウレタン基及び／又はウレア基の間の分子量２５０未満で構成されるポリイソシアネート化合物（Ａｂ）、ポリオール化合物（Ａａ）、酸性基含有ポリオール（Ａｃ）及び鎖延長剤（Ａｅ）であるポリアミン化合物の中から選ばれる少なくとも一つの化合物由来の構造からイソシアナト基、水酸基、アミノ基、イミノ基を除いた構造である。

水性ポリウレタン樹脂分散体中のハードセグメントの含有量は、固形分基準で５０〜７０質量％であることが好ましく、５２〜６８質量％であることがより好ましく、５５〜６５質量％であることがさらに好ましい。ハードセグメント含量の計算方法は、実施例において説明するとおりである。

＜脂環構造＞
水性ポリウレタン樹脂分散体に含まれるポリウレタン樹脂には、被膜としたときの硬さの観点から、脂環構造が含まれていることが好ましい。脂環構造は、少なくともポリオール化合物（Ａａ）に含まれているポリカーボネートポリオール化合物（Ａａ１）に由来するものが含まれるが、その他のポリウレタンの原料の何れに由来していてもよい。ポリオール化合物（Ａａ）及びポリイソシアネート化合物（Ａｂ）に由来しているものであることが好ましい。脂環構造を有する構成単位の例としては、ポリオール化合物（Ａａ）として、１，４−シクロヘキサンジメタノール等の主鎖に脂環式構造を有するジオール又はこれから得られるポリカーボネートポリオール、ポリイソシアネート化合物（Ａｂ）として水素添加ＭＤＩ等が挙げられる。脂環構造の含有割合は、これら各構成単位に含まれる脂環構造全体に基づいて算出される。

水性ポリウレタン樹脂分散体中に含まれる脂環構造の含有割合は、固形分基準で２５〜５０質量％であり、３０〜４５質量％であることが好ましい。脂環構造の含有割合が２５質量％未満であると、硬度及び基材密着性が低くなり、脂環構造の含有割合が５０質量％を超えると、基材密着性が低くなる傾向がある。脂環構造の含有割合の計算方法は、実施例において説明するとおりである。

＜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は、ポリウレタン樹脂及び水系媒体を含み、ポリウレタン樹脂が水系媒体中に分散している。
水系媒体としては、例えば、上水、イオン交換水、蒸留水、超純水などの水や、水と親水性有機溶媒との混合媒体などが挙げられる。
親水性有機溶媒としては、例えば、アセトン、エチルメチルケトンなどのケトン類；Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ−エチルピロリドンなどのピロリドン類；ジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテルなどのエーテル類；メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、エチレングリコール、ジエチレングリコールなどのアルコール類；ＫＪケミカル社製「ＫＪＣＭＰＡ（Ｒ）−１００」に代表されるβ−アルコキシプロピオンアミドなどのアミド類；２−（ジメチルアミノ）−２−メチル−１−プロパノール（ＤＭＡＰ）などの水酸基含有三級アミンが挙げられる。

水系媒体中の親水性有機溶媒の量は、０〜２０質量％であることが好ましく、０〜１５質量％であることがより好ましく、０〜１０質量％であることがさらに好ましい。
このように水性ポリウレタン樹脂分散体において使用される親水性有機溶媒の量を低減することができるため、本発明の水性ポリウレタン樹脂分散体は、環境対応材料である。

水性ポリウレタン樹脂分散体のｐＨは、５．０〜１０．０であることが好ましく、６．０〜９．５であることがより好ましく、６．５〜９．０であることがさらに好ましい。

水性ポリウレタン樹脂分散体の重量平均分子量（Ｍｎ）は、低温乾燥塗膜の破断エネルギーを高めることで更に塗膜の強度を高めることができるため、１００，０００〜２，０００，０００であることが好ましく、１５０，０００〜１，０００，０００であることがより好ましい。この範囲とすることで、組成物がより高い硬度を示す。

水性ポリウレタン樹脂分散体中におけるポリウレタン樹脂の割合は、好ましくは５〜６０質量％、より好ましくは２０〜５０質量％である。

前記水性ポリウレタン樹脂分散体の酸価は、特に制限されないが、固形分基準で２２〜３５ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましく、２５〜３５ｍｇＫＯＨ／ｇであることがより好ましい。前記水性ポリウレタン樹脂分散体の酸価が固形分基準で３５ｍｇＫＯＨ／ｇより大きくなると、水系媒体中への分散性が悪くなる傾向がある。酸価が固形分基準で２２ｍｇＫＯＨ／ｇより小さくなると、基材密着性が低下する傾向にある。酸価は、ＪＩＳ Ｋ １５５７の指示薬滴定法に準拠して測定することができる。測定においては、酸性基を中和するために使用した中和剤を取り除いて測定することとする。例えば、有機アミン類を中和剤として用いた場合には、水性ポリウレタン樹脂分散体をガラス板上に塗布し、温度６０℃、２０ｍｍＨｇの減圧下で２４時間乾燥して得られた塗膜をＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）に溶解させて、ＪＩＳ Ｋ １５５７の指示薬滴定法に準拠して酸価を測定することができる。

＜水性ポリウレタン樹脂分散体の製造方法＞
国際公開第２０１６／０３９３９６号公報等に記載の公知の方法により、水性ポリウレタン樹脂分散体を製造することができる。例えば、以下のような製造方法が挙げられる。
第１の製造方法は、原料を全て混合し、反応させて、水系媒体中に分散させることにより水性ポリウレタン樹脂分散体を得る方法である。
第２の製造方法は、全ポリオール成分とポリイソシアネートとを反応させて、プレポリマーを製造し、前記プレポリマーの酸性基を中和した後、水系媒体中に分散させ、鎖延長剤を反応させることにより水性ポリウレタン樹脂分散体を得る方法である。
水性ポリウレタン樹脂分散体の製造方法としては、分子量の制御が行いやすいため、上記の第２の製造方法が好ましい。

また、ブロックイソシアネート構造を有する場合は例えば、以下のような製造方法により導入することができる。
第１の製造方法は、ウレタン化触媒存在下又は不存在下で、ブロック化剤（Ｂｇ）以外の原料を全て混合し、反応させて、ウレタン化反応を行い、最後にブロック化触媒存在下又は不存在下でブロック化剤（Ｂｇ）を反応させてブロック化反応を行い、末端イソシアナト基の少なくとも一部がブロック化されたポリウレタンプレポリマーを合成する方法である。
第２の製造方法は、ブロック化触媒存在下又は不存在下で、イソシアネート化合物（Ｂｂ）と、ブロック化剤（Ｂｇ）とを反応させてブロック化反応を行い、イソシアナト基の一部をブロック化したポリイソシアネート化合物を合成し、ウレタン化触媒存在下又は不存在下で、得られたブロック化したポリイソシアネート化合物と、（Ｂｂ）及び（Ｂｇ）以外の原料とを反応させてウレタン化反応を行って、ポリウレタンプレポリマーを合成する方法である。
これらの製造方法における水性ポリウレタン樹脂分散体の製造方法は、上述の通りである。ブロック化剤としては、市販のものを用いることができることが当業者に公知である。

特に、本発明においては、以下の（Ｉ）〜（ＩＶ）及び場合により（Ｖ）を含む方法により耐破壊特性材料用の水性ポリウレタン樹脂分散体を製造することができる。
（Ｉ）得られるポリウレタン樹脂中の脂環構造含有割合が固形分基準で２５〜５０質量％となるような量で、脂環構造を含むポリカーボネートポリオールを含有するポリオール化合物（Ａａ）、ポリイソシアネート化合物（Ａｂ）、酸性基含有ポリオール（Ａｃ）を、有機溶剤の存在下、又は非存在下で反応させてポリウレタンプレポリマーを得る工程、
（II）前記ポリウレタンプレポリマーの酸性基を中和剤（Ａｄ）で中和する工程、
（III）前記ポリウレタンプレポリマーを水系媒体に分散させる工程、
（IV）前記ポリウレタンプレポリマーを、１分子中にアミノ基及び／又はイミノ基を合計で３つ以上有するポリアミン化合物を含有する鎖延長剤（Ａｅ）で高分子量化する工程、及び場合により
（Ｖ）有機溶剤を除去する工程。

＜コーティング材料組成物の製造＞
コーティング材料組成物は、電着塗面、鋼板、木材、プラスチック基材にスプレー、ハケ、アプリケーター、バーコーターなどで塗布して塗膜を形成する材料と定義される。
本発明のコーティング材料組成物は、前記水性ポリウレタン樹脂分散体を必須成分として含有するが、必要に応じてその他の樹脂及び／又はその他の添加剤を含有してもよい。以下、本明細書において単に「コーティング材料組成物」というときは、その他の樹脂、添加剤等を含有させた組成物のみならず、前記水性ポリウレタン樹脂分散体からなる組成物も包含する。

前記その他の樹脂としては、エマルジョンの状態のアクリル樹脂、オレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニル樹脂、ナイロン樹脂が挙げられる。中でも、アクリルエマルジョン、ポリオレフィンエマルジョン、ポリエステルエマルジョンが好ましく、任意成分として、これらの中から選ばれる少なくとも１種を混合して得られる耐破壊特性材料用コーティング材料組成物が好ましい形態である。

前記その他の添加剤としては、例えば、硬化剤、架橋剤、表面調整剤、乳化剤、増粘剤、ウレタン化触媒、充填剤、発泡剤、顔料、染料、撥油剤、中空発泡体、難燃剤、消泡剤、レベリング剤、ブロッキング防止剤等を用いることができる。これらの添加剤は単独で用いても２種以上を併用してもよい。

表面調整剤としては、一般に高分子量化に伴う粘性の変化、表面張力の変化、泡の発生に起因して生じる塗膜の欠陥を解消し得る性能を有する、表面調整剤、レベリング剤、濡れ剤、消泡剤等と称されるものであれば、特に制限なく使用することができ、例えば、アクリル系、ビニル系、シリコーン系、フッ素系、セルロース系、天然ワックス系、水溶性有機溶媒等の各種表面調整剤、レベリング剤、濡れ剤、消泡剤等の他、界面活性剤も好ましく挙げられ、中でも濡れ剤が好ましい。

本発明のコーティング材料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。例えば、前記水性ポリウレタン樹脂分散体、任意成分として、上述したその他樹脂及び各種添加剤を攪拌混合することにより製造される。

本発明のコーティング材料組成物において、前記水性ポリウレタン樹脂分散体とその他樹脂との混合割合は、基材密着性及び硬度の観点から、１００／０〜１０／９０（固形分質量比）が好ましく、１００／０〜１５／８５がより好ましく、９０／１０〜２０／８０が更に好ましく、８０／２０〜３０／７０が特に好ましい。

＜硬化方法＞
本発明の耐破壊特性材料用コーティング材料組成物は、室温（２０℃）以上、かつ好ましくは１００℃以下、より好ましくは８０℃以下の温度に加熱することにより、硬化させることができる。
具体的には、前述の耐破壊特性材料用コーティング材料組成物を電着塗面、鋼板、木材、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）樹脂などの各種プラスチック基材に、スプレー、ハケ、アプリケーター、バーコーター等を用いて塗布し、１００℃以下、好ましくは８０℃以下のオーブン、加熱槽等に１〜１２０分間、好ましくは、１〜６０分間、より好ましくは１〜４５分間保持する方法により硬化させることができる。塗膜の乾燥膜厚は、０．５〜２００μｍに調整することが好ましく、１〜１００μｍに調整することがより好ましく、５〜５０μｍに調整することがさらに好ましく、１０〜４０μｍに調整することが特に好ましい。複層塗膜の中のプライマー、ベースコート等として用いる場合には、前述の各種基材に塗布後、例えば、室温〜８０℃で１〜３０分間、好ましくは、１〜１０分間、より好ましくは、２〜６分間保持して、任意成分として、さらにもう１種のベースコートを塗布して、同様の乾燥温度、乾燥時間で乾燥させた後に、トップコート（用途によっては、クリアコートという）を塗布して、１００℃以下、好ましくは、８０℃以下で１０〜１２０分間、好ましくは、２０〜９０分間、より好ましくは、３０〜６０分間加熱硬化させることができる。
本発明の水性ポリウレタン樹脂分散体を含む、又はからなる耐破壊特性材料用コーティング材料組成物は、金属の外装用プライマー又はベースコートとして用いることができる。

＜塗膜の物性及び用途＞
本発明の一つの態様は、耐破壊特性材料用の水性ポリウレタン樹脂分散体又は前記耐破壊特性材料用コーティング材料組成物を乾燥させて、好ましくは２０℃〜１００℃で乾燥させて得られる塗膜である。
本発明のコーティング材料組成物から得られる塗膜の、実施例記載の方法で測定した電着塗面との密着性は１００／１００（１）以上が好ましく、１００／１００（４）がより好ましい。ここで、本発明において塗膜の密着性の評価は「ｎ／１００（ｍ）」のように記載する。ｎは下記試験条件で少なくとも１のマス目が剥離したときに残っていたマス目の数、ｍは剥離が生じたときの試験回数を意味する。ただしｍの最大値は４とし、４回繰り返し試験を行っても剥離が生じなかった場合は１００／１００（４）と表記する。密着性試験の条件は、実施例の項で詳細に説明している。
本発明のコーティング材料組成物から得られる塗膜の、実施例記載の方法で測定した鉛筆硬度は、２Ｂ以上あることが好ましく、Ｂ以上であることがより好ましい。
したがって本発明の一つの態様は、前記ポリオール化合物（Ａａ）、前記ポリイソシアネート化合物（Ａｂ）、前記酸性基含有ポリオール（Ａｃ）、前記中和剤（Ａｄ）及び１分子中にアミノ基及び／又はイミノ基を合計で３つ以上有するポリアミン化合物を含有する鎖延長剤（Ａｅ）由来の構成単位を有し、酸価が２２〜３５ｍｇＫＯＨ／ｇであるポリウレタン樹脂が水中に分散されている、耐破壊特性材料用の水性ポリウレタン樹脂分散体であって、２０℃〜１００℃の低温で塗膜を形成し、ＪＩＳ Ｋ ５６００−５−４に準拠した方法により測定した、塗膜の鉛筆硬度が２Ｂ以上であり、かつ電着塗面へのコーティング膜の前記碁盤目剥離試験において、４回で剥離が見られない（即ち結果が１００／１００（４）で表記される）、水性ポリウレタン樹脂分散体である。
したがって、前記硬化方法により得られた塗膜は、フロアコート、プラスチック又はゴムへのコート、鋼板処理剤、金属の外装用プライマー又はベースコートとして使用することができる。

＜破壊特性材料の用途＞
本発明において耐破壊特性材料とは、基材の保護剤として用いられ、かつそれ自身も衝突、石跳ね、落下などの物理的衝撃に対して破壊されにくい特性を有する材料である。このため、耐破壊特性材料は、塗膜としたときの基材への密着性が高い材料が好ましい。本発明の耐破壊特性材料の用途として具体的には、プライマー材料、ベースコート材料等が挙げられる。
本発明の破壊特性材料用組成物は、フロアコーティング、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）樹脂などの各種プラスチック基材又はゴムへのコート、鋼板処理剤、自動車、トラック、電車などの車両のような、金属の外装用プライマー（ベースコート材料）などに広範囲に用いることができ有用であり、特に、車両の外装用プライマー（ベースコート材料）に用いられる。

次に、実施例及び比較例を挙げて、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、物性測定は以下の通り行った。

（１）Ｎ（Ｃ＝Ｏ）ＮＨ基濃度：
（ｉ）水に分散する前のポリウレタンプレポリマーの残存イソシアナト基のモル数が、鎖延長剤ポリアミンのアミノ基及び／又はイミノ基のモル数より多い場合：
「Ｎ（Ｃ＝Ｏ）ＮＨ基濃度（％）＝〔（ポリアミンのアミノ基及び／又はイミノ基のモル数）＋［（ポリイソシアネート化合物のイソシアナト基のモル数）−（ポリオール化合物及び酸性基含有ポリオールの全水酸基のモル数）−（ポリアミンのアミノ基及び／又はイミノ基のモル数）］／２〕×５７．０３×１００」として、算出した。イソシアナト基が加水分解してできるＮ（Ｃ＝Ｏ）ＮＨ基濃度を加算している。
（ｉｉ）水に分散する前のポリウレタンプレポリマーの残存イソシアナト基のモル数が、鎖延長剤ポリアミンのアミノ基及び／又はイミノ基のモル数より少ない場合：
「Ｎ（Ｃ＝Ｏ）ＮＨ基濃度（％）＝［（ポリイソシアネート化合物のイソシアナト基のモル数）−（ポリオール化合物及び酸性基含有ポリオールの全水酸基のモル数）］×５７．０３×１００」として、算出した。全量イソシアナト基がアミノ基及び／又はイミノ基と反応してＮ（Ｃ＝Ｏ）ＮＨ基を生成するとして算出した。
（２）ハードセグメント含量：水性ポリウレタン樹脂分散体に含まれる分子量３００未満のポリオール、ポリイソシアネート、ポリアミン、酸性基含有ポリオールの合計質量を固形分の質量で割ったときの割合（％）を記した。
（３）脂環構造の含有割合：水性ポリウレタン樹脂分散体の各原料の仕込み割合から算出した脂環構造の質量分率を表記した。質量分率は水性ポリウレタン樹脂分散体の固形分を基準とする。
（４）架橋点密度：水性ポリウレタン樹脂分散体の各原料の仕込み割合から架橋点のモル濃度（モル／ｇ）を算出し、架橋点密度として表記した。具体的な計算方法は前述のとおりである。
（５）水性ポリウレタン樹脂分散体中のポリウレタン樹脂の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定したものであり、予め作成した標準ポリスチレンの検量線から求めた換算値を記した。
（６）酸価：ＪＩＳ Ｋ １５５７の指示薬滴定法に準拠して測定した。

（７）鉛筆硬度は、次のようにして評価した。各水性ポリウレタン樹脂分散体に、造膜助剤として、ジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル（安藤パラケミー製ダワノール（登録商標）ＤＰｎＢ）を全体の２質量％になるように添加して混合し、を日本テストパネル製自動車用カチオン電着塗装板上にバーコーター＃１８を使って均一に塗布した。次いで、室温にて１６時間放置後、８０℃にて４５分間乾燥した。上記で得られた電着塗板とポリウレタン樹脂塗膜との積層体において、前記ポリウレタン樹脂塗膜の鉛筆硬度をＪＩＳ Ｋ ５６００−５−４に準拠した方法で測定した。
（８）電着層表面への密着性は、次のようにして評価した。水性ポリウレタン樹脂分散体に造膜助剤としてダワノール（登録商標）ＤＰｎＢを全体の２質量％になるように添加して混合し、自動車鋼板カチオン電着塗板（日本テストパネル社製）上にバーコーター＃１８で塗布し、８０℃で４５分間加熱乾燥し、得られた塗膜を用いて碁盤目剥離試験を行った。塗膜に１０ｍｍ×１０ｍｍの面積に縦横１ｍｍ間隔で切り目を入れ、粘着テープを貼った後、剥がしたときに電着層表面に残っているマスの数を目視で数えて評価した。これを４回繰り返した。１回目の剥離試験で１００個中１５個が残っていた場合を１５／１００（１）と記載し、２回目まで全く剥離せず、３回目で１００個中８５個残っていた場合を８５／１００（３）と記載した。全く剥離しなかった場合は１００／１００（４）と表記した。

［実施例１］
＜耐破壊特性材料用の水性ポリウレタン樹脂分散体（１）の製造＞
ＥＴＥＲＮＡＣＯＬＬ（登録商標） ＵＭ９０（１／３）（宇部興産製；数平均分子量８７３；水酸基価１２８．５ｍｇＫＯＨ／ｇ；１，４−シクロヘキサンジメタノール、１，６−ヘキサンジオール（モル比で１：３）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、２２２ｇ）と、２，２−ジメチロールプロピオン酸（３４．２ｇ）と、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（２２３ｇ）とを、ジプロピレングリコールジメチルエーテル（ＤＭＭ、１６４ｇ）中、ジブチル錫ジラウリレート（０．４ｇ）存在下、窒素雰囲気下で、８０〜９５℃で５時間加熱した。反応混合物を８０℃まで冷却し、これにトリエチルアミン（２５．５ｇ）を添加・混合したもののうち、６２０ｇを、強撹拌のもと水（８７２ｇ）の中に加えた。ついで、３５質量％の２−メチル−１，５−ペンタンジアミン水溶液（２０．２ｇ）と３５質量％のジエチレントリアミン水溶液（２６．５ｇ）を加えて、耐破壊特性材料用の水性ポリウレタン樹脂分散体（１）を得た。

［実施例２］
＜耐破壊特性材料用の水性ポリウレタン樹脂分散体（２）の製造＞
ＥＴＥＲＮＡＣＯＬＬ（登録商標） ＵＭ９０（１／３）（宇部興産製；数平均分子量８７３；水酸基価１２８．５ｍｇＫＯＨ／ｇ；１，４−シクロヘキサンジメタノール、１，６−ヘキサンジオール（モル比で１：３）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、３２０ｇ）と、２，２−ジメチロールプロピオン酸（５０．１ｇ）と、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（３６０ｇ）とを、ジプロピレングリコールジメチルエーテル（ＤＭＭ、２６０ｇ）中、ジブチル錫ジラウリレート（０．５ｇ）存在下、窒素雰囲気下で、８０〜９５℃で５時間加熱した。反応混合物を８０℃まで冷却し、これにトリエチルアミン（３７．８ｇ）を添加・混合したもののうち、４０９ｇを、強撹拌のもと水（５６９ｇ）の中に加えた。ついで、３５質量％の２−アミノエチルエタノールアミン水溶液（２９．７ｇ）、３５質量％のジエチレントリアミン水溶液（２６．１ｇ）を加えて、耐破壊特性材料用の水性ポリウレタン樹脂分散体（２）を得た。

［実施例３］
＜耐破壊特性材料用の水性ポリウレタン樹脂分散体（３）の製造＞
ＥＴＥＲＮＡＣＯＬＬ（登録商標） ＵＭ９０（３／１）（宇部興産製；数平均分子量９０３；水酸基価１２４．３ｍｇＫＯＨ／ｇ；１，４−シクロヘキサンジメタノール、１，６−ヘキサンジオール（モル比で３：１）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、１６０ｇ）と、２，２−ジメチロールプロピオン酸（２５．０ｇ）と、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（１８０ｇ）とを、ジプロピレングリコールジメチルエーテル（ＤＭＭ、１３０ｇ）中、ジブチル錫ジラウリレート（０．３ｇ）存在下、窒素雰囲気下で、８０〜９５℃で５時間加熱した。反応混合物を８０℃まで冷却し、これにトリエチルアミン（１８．９ｇ）を添加・混合したもののうち、４０８ｇを、強撹拌のもと水（５６７ｇ）の中に加えた。ついで、３５質量％の２−メチル−１，５−ペンタンジアミン水溶液（３３．９ｇ）と３５質量％のジエチレントリアミン水溶液（２７．２ｇ）を加えて、耐破壊特性材料用の水性ポリウレタン樹脂分散体（３）を得た。

［比較例１］
＜水性ポリウレタン樹脂分散体（４）の製造＞
ＥＴＥＲＮＡＣＯＬＬ（登録商標） ＵＭ９０（３／１）（宇部興産製；数平均分子量８６９；水酸基価１２９．１ｍｇＫＯＨ／ｇ；１，４−シクロヘキサンジメタノール、１，６−ヘキサンジオール（モル比で３：１）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、１８０ｇ）と、２，２−ジメチロールプロピオン酸（２６．９ｇ）と、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（１７８ｇ）とを、ジプロピレングリコールジメチルエーテル（ＤＭＭ、１３１ｇ）中、ジブチル錫ジラウリレート（０．３ｇ）存在下、窒素雰囲気下で、８０〜９５℃で５時間加熱した。反応混合物を８０℃まで冷却し、これにトリエチルアミン（２０．２ｇ）を添加・混合したもののうち、３９８ｇを、強撹拌のもと水（５６２ｇ）の中に加えた。ついで、３５質量％の２−メチル−１，５−ペンタンジアミン水溶液（６１．１ｇ）を加えて、水性ポリウレタン樹脂分散体（４）を得た。

［比較例２］
＜水性ポリウレタン樹脂分散体（５）の製造＞
ＥＴＥＲＮＡＣＯＬＬ（登録商標） ＵＭ９０（１／３）（宇部興産製；数平均分子量８７３；水酸基価１２８．５ｍｇＫＯＨ／ｇ；１，４−シクロヘキサンジメタノール、１，６−ヘキサンジオール（モル比で１：３）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、１８０ｇ）と、２，２−ジメチロールプロピオン酸（２６．８ｇ）と、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（１７７ｇ）とを、ジプロピレングリコールジメチルエーテル（ＤＭＭ、１３６ｇ）中、ジブチル錫ジラウリレート（０．３ｇ）存在下、窒素雰囲気下で、８０〜９５℃で５時間加熱した。反応混合物を８０℃まで冷却し、これにトリエチルアミン（２０．２ｇ）を添加・混合したもののうち、４２９ｇを、強撹拌のもと水（５９６ｇ）の中に加えた。ついで、３５質量％の２−メチル−１，５−ペンタンジアミン水溶液（６５．８ｇ）を加えて、水性ポリウレタン樹脂分散体（５）を得た。

［比較例３］
＜水性ポリウレタン樹脂分散体（６）の製造＞
ＥＴＥＲＮＡＣＯＬＬ（登録商標） ＵＭ９０（３／１）（宇部興産製；数平均分子量９０９；水酸基価１２３．４ｍｇＫＯＨ／ｇ；１，４−シクロヘキサンジメタノール、１，６−ヘキサンジオール（モル比で３：１）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、１６０ｇ）と、２，２−ジメチロールプロピオン酸（２５．９ｇ）と、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（１８５ｇ）とを、ジプロピレングリコールジメチルエーテル（ＤＭＭ、１３４ｇ）中、ジブチル錫ジラウリレート（０．３ｇ）存在下、窒素雰囲気下で、８０〜９５℃で５時間加熱した。反応混合物を８０℃まで冷却し、これにトリエチルアミン（１９．５ｇ）を添加・混合したもののうち、４３２ｇを、強撹拌のもと水（５９７ｇ）の中に加えた。ついで、３５質量％の２−メチル−１，５−ペンタンジアミン水溶液（８４．３ｇ）を加えて、水性ポリウレタン樹脂分散体（６）を得た。

［比較例４］
＜水性ポリウレタン樹脂分散体（７）の製造＞
ＥＴＥＲＮＡＣＯＬＬ（登録商標） ＵＨ−２００（宇部興産製；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、１８５０ｇ）と、２，２−ジメチロールプロピオン酸（１２９ｇ）と、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（８４１ｇ）とを、ジプロピレングリコールジメチルエーテル（ＤＭＭ、９３２ｇ）中、ジブチル錫ジラウリレート（０．９ｇ）存在下、窒素雰囲気下で、８０〜９５℃で５時間加熱した。次いで、３，５−ジメチルピラゾール（ＤＭＰＺ、５５．８ｇ）を加えて１．５時間同温度で加熱を続けた。反応混合物を８０℃まで冷却し、これにトリエチルアミン（９７．４ｇ）を添加・混合したもののうち、３５００ｇを、強撹拌のもと水（４９５０ｇ）の中に加えた。ついで、３５質量％の２−メチル−１，５−ペンタンジアミン水溶液（２７０ｇ）を加えて、水性ポリウレタン樹脂分散体（７）を得た。

［比較例５］
＜水性ポリウレタン樹脂分散体（８）の製造＞
ＥＴＥＲＮＡＣＯＬＬ（登録商標） ＵＨ−２００（宇部興産製；数平均分子量１９８８；水酸基価５６．４ｍｇＫＯＨ／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、４８８ｇ）と、２，２−ジメチロールプロピオン酸（１５．９ｇ）と、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（１７６ｇ）とを、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ、２８２ｇ）中、ジブチル錫ジラウリレート（０．３ｇ）存在下、窒素雰囲気下で、８０〜９５℃で５時間加熱した。次いで、１２−ヒドロキシステアリン酸（６６．７ｇ）を加えて１．５時間同温度で加熱を続けた。反応混合物を８０℃まで冷却し、これにトリエチルアミン（３５．５ｇ）を添加・混合したもののうち、９１０ｇを、強撹拌のもと水（１１９０ｇ）の中に加えた。ついで、３５質量％のジエチレントリアミン水溶液（２７．５ｇ）を加えて、水性ポリウレタン樹脂分散体（８）を得た。

［比較例６］
＜水性ポリウレタン樹脂分散体（９）の製造＞
ＰＴＭＧ−２０００（登録商標）（三菱ケミカル製；数平均分子量１９７９；水酸基価５６．７ｍｇＫＯＨ／ｇ；ポリテトラメチレングリコール、３２０ｇ）と、２，２−ジメチロールプロピオン酸（１２．８ｇ）と、イソホロンジイソシアネート（９６．２ｇ）とを、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ、１３９ｇ）中、ジブチル錫ジラウリレート（０．３ｇ）存在下、窒素雰囲気下で、８０〜９５℃で５時間加熱した。反応混合物を８０℃まで冷却し、これにトリエチルアミン（１０．２ｇ）を添加・混合したもののうち、５５７ｇを、強撹拌のもと水（８２０ｇ）の中に加えた。ついで、３５質量％のジエチレントリアミン水溶液（２７．６ｇ）を加えて、水性ポリウレタン樹脂分散体（９）を得た。

［比較例７］
＜水性ポリウレタン樹脂分散体（１０）の製造＞
ＥＴＥＲＮＡＣＯＬＬ（登録商標） ＵＨ−２００（宇部興産製；数平均分子量２０００；水酸基価５６．１ｍｇＫＯＨ／ｇ；１，６−ヘキサンジオールと炭酸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、２６１ｇ）と、２，２−ジメチロールプロピオン酸（１３．３ｇ）と、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（１０４ｇ）とを、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ、１２４ｇ）中、ジブチル錫ジラウリレート（０．４ｇ）存在下、窒素雰囲気下で、８０〜９５℃で５時間加熱した。反応混合物を８０℃まで冷却し、これにトリエチルアミン（１２．０ｇ）を添加・混合したもののうち、４７５ｇを、強撹拌のもと水（７１３ｇ）の中に加えた。ついで、３５質量％のジエチレントリアミン水溶液（２５．１ｇ）を加えて、水性ポリウレタン樹脂分散体（１０）を得た。

表２の実施例１〜３に示されるように、本発明の水性ポリウレタン樹脂分散体を、塗布・加熱処理して得られる塗膜は、高い鉛筆硬度、電着塗板への高い密着性を有する。
一方、構成成分中に、１分子中にアミノ基及び／又はイミノ基を合計で３つ以上有するポリアミン化合物を含有していない場合、架橋構造を有さず、電着塗板への密着性が著しく低下する（比較例１〜３）。
本発明者らにより以前に開示した、ウレタン結合、ウレア結合、カーボネート結合を有し、かつブロック化されたイソシアナト基を特定量で有する水性ポリウレタン樹脂分散体は、８０℃の乾燥でできる塗膜の鉛筆硬度が低く、電着塗面への密着性が低い（比較例４参照）。
脂環構造を持たないポリカーボネートポリオールを用いた、架橋構造並びに分子末端に酸性基を有する水性ポリウレタン樹脂分散体は、脂環含有率が低いため、８０℃の乾燥でできる塗膜は電着塗面への密着性と硬度が不十分である（比較例５参照）。
比較的電着塗面への密着性が高いとして知られているポリエーテル系材料でも、８０℃の乾燥下では十分な密着性が得られない（比較例６参照）。
脂環構造を持たないポリカーボネートポリオールを用いた場合には、鉛筆硬度が低く、電着塗面への密着性が著しく低い（比較例７参照）。

本発明の水性ポリウレタン樹脂分散体は、１００℃以下の低温で乾燥した塗膜の基材への密着性が優れており、鉛筆硬度の高い塗膜が得られることから、フロアコート、プラスチック基材又はゴムへのコート、鋼板処理剤、自動車、トラック、電車などの車両の外装用プライマー（ベースコート材料）などに利用でき、低温乾燥化による地球温暖化ガス排出抑制への貢献に期待される。

Claims (13)

1. ポリオール化合物（Ａａ）、ポリイソシアネート化合物（Ａｂ）、酸性基含有ポリオール（Ａｃ）、中和剤（Ａｄ）及び鎖延長剤（Ａｅ）由来の構成単位を有する、耐破壊特性材料用の水性ポリウレタン樹脂分散体であって、
   前記鎖延長剤（Ａｅ）が、１分子中にアミノ基及び／又はイミノ基を合計で３つ以上有するポリアミン化合物を含有し、
   ポリオール化合物（Ａａ）が、脂環構造を含むポリカーボネートポリオールを含有し、ポリウレタン樹脂中の脂環構造含有割合が固形分基準で２５〜５０質量％である、
   耐破壊特性材料用の水性ポリウレタン樹脂分散体。
2. 酸価が２２〜３５ｍｇＫＯＨ／ｇである、請求項１記載の耐破壊特性材料用の水性ポリウレタン樹脂分散体。
3. 前記水性ポリウレタン樹脂分散体に含まれるＮ（Ｃ＝Ｏ）ＮＨ基濃度が、固形分基準で５質量％以上１３質量％以下である、請求項１又は２記載の耐破壊特性材料用の水性ポリウレタン樹脂分散体。
4. ポリウレタン樹脂の架橋点密度が０．１〜１ミリモル／ｇである、請求項１〜３のいずれか一項記載の耐破壊特性材料用の水性ポリウレタン樹脂分散体。
5. 前記ポリオール化合物（Ａａ）が、数平均分子量が４００〜２，０００のポリカーボネートポリオールを含有する、請求項１〜４のいずれか一項記載の耐破壊特性材料用の水性ポリウレタン樹脂分散体。
6. 前記ポリオール化合物（Ａａ）に含まれるポリカーボネートポリオールが有する脂環構造の含有割合が、ポリオール化合物（Ａａ）の固形分基準で１０〜６０質量％である、請求項１〜５のいずれか一項記載の耐破壊特性材料用の水性ポリウレタン樹脂分散体。
7. ポリイソシアネート化合物（Ａｂ）が脂環式ポリイソシアネートである、請求項１〜６のいずれか一項記載の耐破壊特性材料用の水性ポリウレタン樹脂分散体。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の耐破壊特性材料用の水性ポリウレタン樹脂分散体に、アクリルエマルジョン、ポリオレフィンエマルジョン及びポリエステルエマルジョンから選ばれる少なくとも１種を含む耐破壊特性材料用コーティング材料組成物。
9. 金属の外装用プライマー又はベースコート用の、請求項１〜７のいずれか一項に記載の耐破壊特性材料用の水性ポリウレタン樹脂分散体。
10. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の耐破壊特性材料用の水性ポリウレタン樹脂分散体又は請求項８記載の耐破壊特性材料用コーティング材料組成物を乾燥させて得られる、塗膜。
11. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の耐破壊特性材料用の水性ポリウレタン樹脂分散体又は請求項８に記載の耐破壊特性材料用コーティング組成物を２０℃〜１００℃で乾燥させる工程を含む、塗膜の製造方法。
12. 請求項１１に記載の方法により得られる塗膜のフロアコート、プラスチック又はゴムへのコート、鋼板処理剤、金属の外装用プライマー又はベースコートとしての使用。
13. （Ｉ）得られるポリウレタン樹脂中の脂環構造含有割合が固形分基準で２５〜５０質量％となるような量で、脂環構造を含むポリカーボネートポリオールを含有するポリオール化合物（Ａａ）、ポリイソシアネート化合物（Ａｂ）、酸性基含有ポリオール（Ａｃ）を、有機溶剤の存在下、又は非存在下で反応させてポリウレタンプレポリマーを得る工程、
    （II）前記ポリウレタンプレポリマーの酸性基を中和剤（Ａｄ）で中和する工程、
    （III）前記ポリウレタンプレポリマーを水系媒体に分散させる工程、
    （IV）前記ポリウレタンプレポリマーを、１分子中にアミノ基及び／又はイミノ基を合計で３つ以上有するポリアミン化合物を含有する鎖延長剤（Ａｅ）で高分子量化する工程、及び場合により
    （Ｖ）有機溶剤を除去する工程
    を含む、耐破壊特性材料用の水性ポリウレタン樹脂分散体を製造する方法。