JP3325315B2 - Aqueous polyurethane resin composition - Google Patents

Aqueous polyurethane resin composition

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JP3325315B2 JP32969892A JP32969892A JP3325315B2 JP 3325315 B2 JP3325315 B2 JP 3325315B2 JP 32969892 A JP32969892 A JP 32969892A JP 32969892 A JP32969892 A JP 32969892A JP 3325315 B2 JP3325315 B2 JP 3325315B2
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、金属密着性、耐蝕性、
耐湿性に優れ、塗料、接着剤として有用な、水性ポリウ
レタン樹脂組成物に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to metal adhesion, corrosion resistance,
The present invention relates to an aqueous polyurethane resin composition having excellent moisture resistance and useful as a paint and an adhesive.

【0002】[0002]

【従来の技術】水性ポリウレタン樹脂は、塗料、接着
剤、水性インキ、皮革、紙、金属、プラスチック、木
材、ゴム、無機素材等のシーラー又はトップコートとし
て使用されている。例えば、特開昭53−45398
号、特開昭63−305119号、特開平2−2051
1号等が知られているが、これらの発明は何れも金属密
着性、耐蝕性、耐湿性に対して十分な性能とはいえな
い。多官能アジリジン、エポキシを架橋剤として使用し
性能が向上するものとして例えば、特開昭63−158
16号、特開昭63−256651号等が知られている
が、これらの発明も安定性は十分であっても、金属密着
性、耐蝕性は不十分である。
2. Description of the Related Art Aqueous polyurethane resins are used as sealers or top coats for paints, adhesives, aqueous inks, leather, paper, metals, plastics, wood, rubber, inorganic materials and the like. For example, JP-A-53-45398
JP-A-63-305119, JP-A-2-2051
No. 1 and the like are known, but none of these inventions has sufficient performance with respect to metal adhesion, corrosion resistance, and moisture resistance. Japanese Patent Application Laid-Open (JP-A) No. 63-158 discloses a polyfunctional aziridine or epoxy which is used as a crosslinking agent to improve the performance.
No. 16, JP-A-63-256661, etc. are known, but these inventions are also insufficient in metal adhesion and corrosion resistance even though they have sufficient stability.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題を解
決すべく鋭意研究した結果、多価金属錯体を架橋剤とし
て加えた水性ポリウレタン樹脂組成物は、金属密着性、
耐蝕性、耐湿性に優れることを見いだし、本発明を完成
するに至った。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been intensively studied to solve the above problems, and as a result, an aqueous polyurethane resin composition containing a polyvalent metal complex as a cross-linking agent has a metal adhesion,
The inventors have found that they have excellent corrosion resistance and moisture resistance, and have completed the present invention.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、カル
ボキシル基及び/又はカルボキシル基の塩を含有するポ
リウレタン系樹脂に多価金属錯体を架橋剤として加えて
なる金属密着に優れた水性ポリウレタン樹脂組成物に関
するものである。
That is, the present invention provides an aqueous polyurethane resin composition excellent in metal adhesion obtained by adding a polyvalent metal complex as a crosslinking agent to a polyurethane resin containing a carboxyl group and / or a salt of a carboxyl group. It is about things.

【0005】本発明におけるカルボキシル基及び/又は
カルボキシル基の塩を含有するポリウレタン系樹脂脂と
は、ポリウレタン系樹脂の鎖中に、カルボキシル基及び
/又はカルボキシル基の塩が結合して存在しているもの
であり、例えば、ポリウレタン系樹脂の製造に際し、ポ
リオール類及びイソシアネート化合物にカルボキシル基
含有ポリオール等を加え、(必要に応じカルボキシル基
を中和し、)重合することにより得られる。すなわち、
ポリウレタン系樹脂は、上記のようにカルボキシル基を
導入することによって、自己乳化性あるいは水溶性を有
する水性ポリウレタン樹脂にすることができるのであ
る。ポリウレタン系樹脂に含まれるカルボキシル基及び
/又はカルボキシル基の塩の量は、酸価として表すこと
ができ、本発明の酸価としては10〜100KOHmg
/g(固形分換算)が適当である。酸価が10に満たな
い場合には、ポリウレタン系樹脂は自己乳化しにくくな
り粒径が大きくなり安定性に欠けるものとなり易い。さ
らに、このようなポリウレタン系樹脂を含む水性ポリウ
レタン樹脂組成物を用いて形成された塗膜では、十分な
性能を示さない。一方、酸価が100をこえた場合、ポ
リウレタン系樹脂の自己乳化性、水溶性は、一応100
以下の場合と同様に良好なものである。しかし、このよ
うなポリウレタン系樹脂を含む水性ポリウレタン樹脂組
成物を用いて形成された塗膜では耐水性において劣った
ものとなる。尚、本発明においてカルボキシル基の塩を
形成する塩基としては、公知のものなら何れでも使用で
きるが、特に好ましい例としてジメチルエタノールアミ
ン、ジエチルエタノールアミン、トリエチルアミン等が
挙げられる。
The carboxyl group and / or a carboxyl group-containing polyurethane resin fat according to the present invention contains a carboxyl group and / or a carboxyl group salt in the chain of the polyurethane resin. For example, it is obtained by adding a carboxyl group-containing polyol or the like to a polyol or an isocyanate compound and producing (neutralizing the carboxyl group as necessary) polymerization in the production of a polyurethane resin. That is,
By introducing a carboxyl group as described above, the polyurethane-based resin can be made into a self-emulsifying or water-soluble aqueous polyurethane resin. The amount of the carboxyl group and / or the salt of the carboxyl group contained in the polyurethane resin can be expressed as an acid value, and the acid value of the present invention is 10 to 100 KOHmg.
/ G (as solid content) is appropriate. When the acid value is less than 10, the polyurethane resin is less likely to self-emulsify, has a large particle size, and tends to lack stability. Further, a coating film formed using an aqueous polyurethane resin composition containing such a polyurethane-based resin does not exhibit sufficient performance. On the other hand, when the acid value exceeds 100, the self-emulsifiability and water solubility of the polyurethane resin are tentatively 100.
It is as good as the following case. However, a coating film formed using an aqueous polyurethane resin composition containing such a polyurethane resin has poor water resistance. In the present invention, any known base that forms a salt of a carboxyl group can be used, and particularly preferred examples include dimethylethanolamine, diethylethanolamine, and triethylamine.

【0006】また、上記カルボキシル基含有のポリオー
ルは、ポリウレタン系樹脂の鎖中に分岐状にカルボキシ
ル基を付与するものなら何れも使用できるが、ポリウレ
タン系樹脂鎖中のカルボキシル基含有量を多くするに
は、分岐状にカルボキシル基を少なくとも1個有する炭
素数3〜10の低分子量のものが好ましく、例えば、
2,2−ジメチロールプロピオン酸等が特に好ましい。
上記のイソシアネート化合物としては、例えば、1,4
−テトラメチレンジイソシアネ−ト、1,6−ヘキサメ
チレンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキ
サメチレンジイソシアネート、2,8−ジイソシアネー
トメチルカプロエート等の脂肪族イソシアネート類、3
−イソシアネートメチル−3,5,5−トリメチルシク
ロヘキシルイソシアネート、メチルシクロヘキシル−
2,4−ジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート
類、トルイレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジ
イソシアネート、1,5−ナフテンジイソシアネート、
ジフェニルメチルメタンジイソシアネート、テトラアル
キルジフェニルメタンジイソシアネート、4,4−ジベ
ンジルイソシアネート、1,3−フェニレンジイソシア
ネート等の芳香族ジイソシアネート類、塩素化ジイソシ
アネート類、臭素化ジイソシアネートまたは、水との付
加物であるポリイソシアネート化合物等の1種又は2種
以上の混合物が用いられる。
As the above-mentioned carboxyl group-containing polyol, any polyol can be used as long as it imparts a carboxyl group to the polyurethane resin chain in a branched manner. However, the carboxyl group content in the polyurethane resin chain is increased. Is preferably a low-molecular-weight compound having at least one branched carboxyl group and having 3 to 10 carbon atoms, for example,
2,2-dimethylolpropionic acid and the like are particularly preferred.
Examples of the above isocyanate compound include 1,4
Aliphatic isocyanates such as tetramethylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, and 2,8-diisocyanate methyl caproate;
-Isocyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexyl isocyanate, methylcyclohexyl-
Aliphatic diisocyanates such as 2,4-diisocyanate, toluylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, 1,5-naphthene diisocyanate,
Aromatic diisocyanates such as diphenylmethylmethane diisocyanate, tetraalkyldiphenylmethane diisocyanate, 4,4-dibenzyl isocyanate, 1,3-phenylene diisocyanate, chlorinated diisocyanates, brominated diisocyanates or polyisocyanates which are adducts with water One kind or a mixture of two or more kinds of compounds is used.

【0007】本発明に使用されるポリオール類として
は、通常ウレタン樹脂の製造に使用される公知のポリオ
ール類、例えば、ジエチレングリコール、ブタンジオー
ル、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ビス
フェノールA、シクロヘキサンジメタノール、トリメチ
ロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール、
ポリエチレングリコール、ポリカーボネートポリオー
ル、ポリプロピレングリコール、ポリエステルポリオー
ル、ポリカプロラクトン、ポリテトラメチレンエーテル
グリコール、ポリチオエーテルポリオール、ポリアセタ
ールポリオール、ポリブタジエンポリオール、フランジ
メタノール、等の1種又は、2種以上の混合物が挙げら
れる。
The polyols used in the present invention include known polyols usually used in the production of urethane resins, for example, diethylene glycol, butanediol, hexanediol, neopentyl glycol, bisphenol A, cyclohexane dimethanol, trihexane Methylolpropane, glycerin, pentaerythritol,
Examples thereof include one or a mixture of two or more of polyethylene glycol, polycarbonate polyol, polypropylene glycol, polyester polyol, polycaprolactone, polytetramethylene ether glycol, polythioether polyol, polyacetal polyol, polybutadiene polyol, and furan methanol.

【0008】本発明は上記の水性ポリウレタン樹脂組成
物に、更に下記のエポキシ基を2個有するエポキシ化合
物を加えることができる。この様なエポキシ基を2個有
するエポキシ化合物としては、下記の様な商品名で市販
されており容易に入手できる。この様なエポキシ化合物
は、エポキシ基を2個有するエポキシ化合物としては例
えば、エピコート828、エピコート1001、エピコ
ート1002、エピコート1004、エピコート100
7、エピコート1009(シェル化学株製)、エポライ
ト400E、エポライト200E、エポライト40E、
エポライト80MF(共栄社油脂化学工業株製)、デナ
コールEX810、811、851、830、832、
841、861、911、941、920、921、9
31、211、212、221、721、313(ナガ
セ化成工業株製)。又、エポキシ基を3個有するエポキ
シ化合物としては、デナコールEX314、321、4
21、512、521(ナガセ化成工業株製)、エピコ
ート152、154(シェル化学株製)、等として容易
に入手できる。又、エポキシ基を1分子中に4個有する
エポキシ化合物としては、デナコールEX611、61
2、614、614B、622(ナガセ化成工業株製)
等として容易に入手できる。エポキシ基を1分子中に2
個以上有するエポキシ化合物の配合割合は、ポリウレタ
ン系樹脂100重量部に対して、1〜20重量部(固形
分換算)含有するのが望ましい。
In the present invention, an epoxy compound having the following two epoxy groups can be further added to the above aqueous polyurethane resin composition. Such an epoxy compound having two epoxy groups is commercially available under the following trade names and can be easily obtained. Such epoxy compounds include, for example, Epicoat 828, Epicoat 1001, Epicoat 1002, Epicoat 1004, Epicoat 100 as epoxy compounds having two epoxy groups.
7, Epicoat 1009 (manufactured by Shell Chemical Co., Ltd.), Epolite 400E, Epolite 200E, Epolite 40E,
Epolite 80MF (manufactured by Kyoeisha Yushi Kagaku Kogyo KK), Denacol EX810, 811, 851, 830, 832,
841, 861, 911, 941, 920, 921, 9
31, 211, 212, 221, 721, 313 (manufactured by Nagase Kasei Kogyo Co., Ltd.). Examples of epoxy compounds having three epoxy groups include Denacol EX314, 321 and 4
21, 512, 521 (manufactured by Nagase Kasei Kogyo), Epicoat 152, 154 (manufactured by Shell Chemical Co., Ltd.), and the like. Examples of epoxy compounds having four epoxy groups in one molecule include Denacol EX611 and 61.
2,614,614B, 622 (manufactured by Nagase Kasei Kogyo Co., Ltd.)
And so on. 2 epoxy groups per molecule
The compounding ratio of the epoxy compound having one or more is preferably 1 to 20 parts by weight (in terms of solid content) based on 100 parts by weight of the polyurethane resin.

【0009】また、本発明において、ウレタン−アクリ
ル共重合体樹脂、ウレタン−スチレン共重合体樹脂、ウ
レタン−ブタジエン共重合体樹脂等のポリウレタン系共
重合体樹脂も使用することができる。又、本発明組成物
中に、アクリルエマルション、スチレンエマルション、
スチレン−アクリルエマルション、ポリエチレンワック
スエマルション、アルカリ可溶性レジン溶液等の水性ポ
リウレタン樹脂以外の高分子樹脂を混合して用いること
も可能である。本発明の組成物は、上記水性ポリウレタ
ン系樹脂に多価金属錯体を加えてなるものである。即
ち、本発明組成物中に用いられる多価金属錯体化合物中
の多価金属とは2価以上の金属であり、例えば、カルシ
ウム、マグネシウム、亜鉛、バリウム、アルミニウム、
ジルコニウムを使用することができる。特にカルシウ
ム、亜鉛、アルミニウムは好ましい性能を発揮する。ま
た、水性ポリウレタン系樹脂中に添加される多価金属錯
体の量は、ポリウレタン系樹脂のカルボキシル基に対し
て、0.05〜1.0の当量の多価金属を含有する多価
金属錯体を用いることが好ましい。
In the present invention, a polyurethane copolymer resin such as a urethane-acrylic copolymer resin, a urethane-styrene copolymer resin, a urethane-butadiene copolymer resin can also be used. Also, in the composition of the present invention, acrylic emulsion, styrene emulsion,
Polymer resins other than aqueous polyurethane resins, such as styrene-acryl emulsions, polyethylene wax emulsions, and alkali-soluble resin solutions, can be used in combination. The composition of the present invention is obtained by adding a polyvalent metal complex to the above aqueous polyurethane resin. That is, the polyvalent metal in the polyvalent metal complex compound used in the composition of the present invention is a divalent or higher valent metal, for example, calcium, magnesium, zinc, barium, aluminum,
Zirconium can be used. In particular, calcium, zinc, and aluminum exhibit desirable performance. In addition, the amount of the polyvalent metal complex added to the aqueous polyurethane resin is such that the polyvalent metal complex containing 0.05 to 1.0 equivalent of the polyvalent metal with respect to the carboxyl group of the polyurethane resin is used. Preferably, it is used.

【0010】なお、多価金属錯体を形成するための配位
子としては、例えば、炭酸イオン、酢酸イオン、リンゴ
酸イオン、ヒドロキシ酢酸イオン、酒石酸イオン、アク
リル酸イオン、グルタミン酸イオン、乳酸イオン等、ま
たはこれらに類似した無機酸、有機酸を用いることがで
きる。さらに錯体形成に有用な、アンモニア及びアミン
錯体を形成する配位子としては、モルホリン、エチレン
ジアミン等、またはこれらに類似したアミンを使用する
ことができる。本発明において好ましい性能を発揮し得
る多価金属錯体としては、例えば、炭酸亜鉛アンモニ
ア、炭酸カルシウムエチレンジアミン−アンモニア、酢
酸亜鉛アンモニア、アクリル酸亜鉛アンモニア等があげ
られる。本発明の組成物は、例えば、上記水性ポリウレ
タン系樹脂を含有する水溶液と上記多価金属錯体水溶液
とを常温、常圧で、攪拌混合することによって、容易に
製造することができる。尚、本発明における多価金属
は、錯体を形成していることが必須である。即ち、錯体
を形成していない多価金属を、カルボキシル基を含有す
る水性ポリウレタン系樹脂に加えた場合、カルボキシル
基が多価金属によって架橋されやすくなり、時間の経過
とともに増粘し、作業性は悪化する。それに対して、本
発明組成物においては、金属架橋剤として用いる多価金
属を多価金属錯体として含有させることにより、水性ポ
リウレタン系樹脂は極めて安定性の優れた状態で存在せ
しめることができる。本発明に用いられる水性ポリウレ
タン系樹脂は、必要により有機溶剤、顔料、染料、乳化
剤、界面活性剤、増粘剤、熱安定剤、レベリング剤、消
泡剤、充填剤、沈降防止剤、UV吸収剤、酸化防止剤、
減粘剤、その他の慣用成分を加えることができる。
The ligand for forming the polyvalent metal complex includes, for example, carbonate ion, acetate ion, malate ion, hydroxyacetate ion, tartrate ion, acrylate ion, glutamate ion, lactate ion and the like. Alternatively, inorganic acids and organic acids similar to these can be used. Further, as a ligand which is useful for complex formation and forms an ammonia and amine complex, morpholine, ethylenediamine and the like or amines similar to these can be used. Examples of the polyvalent metal complex capable of exhibiting preferable performance in the present invention include zinc carbonate ammonia, calcium carbonate ethylenediamine-ammonia, zinc acetate ammonia, zinc acrylate ammonia, and the like. The composition of the present invention can be easily produced, for example, by stirring and mixing the aqueous solution containing the aqueous polyurethane-based resin and the aqueous solution of the polyvalent metal complex at normal temperature and normal pressure. It is essential that the polyvalent metal in the present invention forms a complex. That is, when a polyvalent metal that does not form a complex is added to an aqueous polyurethane-based resin containing a carboxyl group, the carboxyl group is easily crosslinked by the polyvalent metal, the viscosity increases with time, and the workability is increased. Getting worse. On the other hand, in the composition of the present invention, by containing a polyvalent metal used as a metal crosslinking agent as a polyvalent metal complex, the aqueous polyurethane-based resin can be present in a state of extremely excellent stability. The aqueous polyurethane resin used in the present invention may be, if necessary, an organic solvent, a pigment, a dye, an emulsifier, a surfactant, a thickener, a heat stabilizer, a leveling agent, an antifoaming agent, a filler, an anti-settling agent, and a UV absorber. Agents, antioxidants,
Thickeners and other conventional ingredients can be added.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明を更に具体的に説明するため、
実施例、比較例を挙げて説明するが、本発明はこれらの
実施例に限定されるものではない。 (多価金属錯体水溶液の製造) 参考例1 攪拌機付きの容器に水54.0gを入れ、攪拌しながら
酸化亜鉛10.0gを加え、酸化亜鉛を水中に分散し
た。次いで、28%アンモニア水18.0g加え溶解す
るまで撹拌を続け、炭酸亜鉛アンモニア水溶液を得た。
この炭酸亜鉛アンモニア水溶液をA−1とする。 参考例2 攪拌機付きの容器に、水60.3gを入れ、攪拌しなが
ら、酸化カルシウム10.0gを加え、酸化カルシウム
を水中に分散した。次いで、炭酸アンモン14.3g、
エチレンジアミン7.7g及び28%アンモニア水7.
7gを加え溶解するまで撹拌を続け、炭酸カルシウムエ
チレンジアミン水溶液を得た。こ炭酸カルシウムエチレ
ンジアミン水溶液をA−2とする。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following Examples.
EXAMPLES Examples and comparative examples will be described, but the present invention is not limited to these examples. (Production of aqueous solution of polyvalent metal complex) Reference Example 1 54.0 g of water was placed in a container equipped with a stirrer, 10.0 g of zinc oxide was added with stirring, and zinc oxide was dispersed in water. Next, 18.0 g of 28% aqueous ammonia was added and stirring was continued until the mixture was dissolved to obtain an aqueous solution of ammonium zinc carbonate.
This aqueous zinc carbonate solution is designated as A-1. Reference Example 2 60.3 g of water was put in a container equipped with a stirrer, 10.0 g of calcium oxide was added with stirring, and calcium oxide was dispersed in water. Then, ammonium carbonate 14.3 g,
7.7 g of ethylenediamine and 28% aqueous ammonia 7.
Stirring was continued until 7 g was added and dissolved to obtain a calcium carbonate ethylenediamine aqueous solution. This calcium carbonate ethylenediamine aqueous solution is designated as A-2.

【0012】参考例3 攪拌機付きの容器に、水55.0gを入れ、攪拌しなが
ら酢酸亜鉛15.0gを加え、酢酸亜鉛を溶解し、さら
に28%アンモニア水30.0g加え、溶解するまで撹
拌を続け、酢酸亜鉛アンモニア水溶液を得た。この酢酸
亜鉛アンモニア水溶液をA−3とする。 参考例4 攪拌機付きの容器に、水59.4gを入れ、攪拌しなが
ら酸化亜鉛7.0gを加え、酸化亜鉛を水中に分散し
た。次いで、アクリル酸12.6を加えてアクリル酸亜
鉛とした後、28%アンモニア水21.0g加え、溶解
するまで撹拌を続け、アクリル酸亜鉛アンモニア水溶液
を得た。このアクリル酸亜鉛アンモニア水溶液をA−4
とする。
Reference Example 3 Into a vessel equipped with a stirrer, 55.0 g of water was added, and 15.0 g of zinc acetate was added with stirring to dissolve zinc acetate, and 30.0 g of 28% aqueous ammonia was further added and stirred until dissolved. Was continued to obtain a zinc acetate ammonia aqueous solution. This aqueous zinc acetate solution is designated as A-3. Reference Example 4 59.4 g of water was placed in a container equipped with a stirrer, 7.0 g of zinc oxide was added with stirring, and zinc oxide was dispersed in water. Subsequently, 12.6 g of acrylic acid was added to make zinc acrylate, 21.0 g of 28% aqueous ammonia was added, and stirring was continued until dissolution to obtain a zinc ammonium acrylate aqueous solution. This aqueous solution of zinc acrylate ammonium was used for A-4.
And

【0013】(水性ポリウレタン樹脂の製造) 参考例5 温度計、攪拌機、窒素導入管を備えた2000mlの四
ッ口フラスコに、分子量2000のポリテトラメチレン
エーテルグリコール83.7g、ネオペンチルグリコー
ル51.6gトリメチロールプロパン4.2g、ジメチ
ロールプロピオン酸21.5g、N−メチル−2−ピロ
リドン34.4gを装入し、窒素を導入しながら90℃
まで昇温し、内容物を溶解した。次に40℃まで冷却
し、86.0gのアセトンを入れ、内温が30℃になっ
た所でトリレンジイソシアネート139.0gを1時間
かけて滴下した。内温を30〜40℃に保ち、8時間反
応を行った後、86.0gのアセトンで希釈した。この
プレポリマーのNCO基含有量は0.90%であった。
ジメチルエタノールアミン12.1gを含有する脱イオ
ン水481.5gを40℃に保ち上記のプレポリマー5
06.4gを滴下し反応することにより水性ポリウレタ
ン樹脂を得た。この水性ポリウレタン樹脂を更に40℃
で減圧脱アセトンを行い、最終的に不揮発分38.2
%、PH7.6、酸価30KOHmg/g(固形分換
算)、粘度400cp/25℃の水性ポリウレタン樹脂
を得た。この水性ポリウレタン樹脂をB−1とする。
(Production of Aqueous Polyurethane Resin) Reference Example 5 83.7 g of polytetramethylene ether glycol having a molecular weight of 2,000 and 51.6 g of neopentyl glycol were placed in a 2000 ml four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a nitrogen inlet tube. 4.2 g of trimethylolpropane, 21.5 g of dimethylolpropionic acid and 34.4 g of N-methyl-2-pyrrolidone were charged, and 90 ° C. while introducing nitrogen.
And the contents were dissolved. Next, the mixture was cooled to 40 ° C., 86.0 g of acetone was added, and when the internal temperature reached 30 ° C., 139.0 g of tolylene diisocyanate was added dropwise over 1 hour. After maintaining the internal temperature at 30 to 40 ° C. and performing the reaction for 8 hours, the mixture was diluted with 86.0 g of acetone. The NCO group content of this prepolymer was 0.90%.
481.5 g of deionized water containing 12.1 g of dimethylethanolamine was kept at 40 ° C.
An aqueous polyurethane resin was obtained by dropping and reacting 06.4 g. The aqueous polyurethane resin is further heated to 40 ° C.
, And finally a non-volatile content of 38.2 was obtained.
%, A pH of 7.6, an acid value of 30 KOH mg / g (in terms of solid content), and a viscosity of 400 cp / 25 ° C. to obtain an aqueous polyurethane resin. This aqueous polyurethane resin is designated as B-1.

【0014】参考例6 温度計、攪拌機、窒素導入管を備えた2000mlの四
ッ口フラスコに、分子量2000のポリテトラメチレン
エーテルグリコール83.7g、ネオペンチルグリコー
ル51.6gトリメチロールプロパン4.2g、ジメチ
ロールプロピオン酸21.5g、N−メチル−2−ピロ
リドン34.4gを装入し、窒素を導入しながら90℃
まで昇温し、内容物を溶解した。次に40℃まで冷却
し、86.0gのアセトンを入れ、内温が30℃になっ
た所でトリレンジイソシアネート139.0gを1時間
かけて滴下した。内温を30〜40℃に保ち、8時間反
応を行った後、86.0gのアセトンで希釈した。この
プレポリマーのNCO基含有量は、0.90%であっ
た。上記のプレポリマー506.4gに、エピコート1
001(シェル化学株式社製)を52.9g装入し混合
した。ジメチルエタノールアミン12.1gを含有する
脱イオン水481.5gを40℃に保ち、上記のプレポ
リマー506.4gとエピコート1001(シェル化学
株式社製)を52.9gの混合物を滴下し、更に40℃
で減圧脱アセトンを行った後、内温を70〜80℃に保
ち、6時間反応を行い、最終的に不揮発分40.0%、
PH8.5、酸価14KOHmg/g(固形分換算)、粘
度550cp/25℃の水性ポリウレタン樹脂を得た。
この水性ポリウレタン樹脂をB−2とする。
Reference Example 6 In a 2000 ml four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a nitrogen inlet tube, 83.7 g of polytetramethylene ether glycol having a molecular weight of 2000, 51.6 g of neopentyl glycol, 4.2 g of trimethylolpropane, 21.5 g of dimethylolpropionic acid and 34.4 g of N-methyl-2-pyrrolidone were charged, and 90 ° C. while introducing nitrogen.
And the contents were dissolved. Next, the mixture was cooled to 40 ° C., 86.0 g of acetone was added, and when the internal temperature reached 30 ° C., 139.0 g of tolylene diisocyanate was added dropwise over 1 hour. After maintaining the internal temperature at 30 to 40 ° C. and performing the reaction for 8 hours, the mixture was diluted with 86.0 g of acetone. The NCO group content of this prepolymer was 0.90%. Epicoat 1 was added to 506.4 g of the above prepolymer.
001 (manufactured by Shell Chemical Co., Ltd.) was charged and mixed. 481.5 g of deionized water containing 12.1 g of dimethylethanolamine was kept at 40 ° C., and a mixture of 506.4 g of the above prepolymer and 52.9 g of Epicoat 1001 (manufactured by Shell Chemical Co., Ltd.) was added dropwise. ° C
After performing decompression acetone under reduced pressure, the internal temperature was maintained at 70 to 80 ° C., and the reaction was carried out for 6 hours.
An aqueous polyurethane resin having a pH of 8.5, an acid value of 14 KOH mg / g (in terms of solid content), and a viscosity of 550 cp / 25 ° C. was obtained.
This aqueous polyurethane resin is designated as B-2.

【0015】参考例7 温度計、攪拌機、窒素導入管を備えた2000mlの四
ッ口フラスコに、分子量2000のポリテトラメチレン
エーテルグリコール37.9g、ネオペンチルグリコー
ル23.4gトリメチロールプロパン1.9g、ジメチ
ロールプロピオン酸78.9g、N−メチル−2−ピロ
リドン32.8gを装入し、窒素を導入しながら90℃
まで昇温し、内容物を溶解した。次に40℃まで冷却
し、86.0gのアセトンを入れ、内温が30℃になっ
た所でトリレンジイソシアネート157.9gを1時間
かけて滴下した。内温を30〜40℃に保ち8時間反応
を行った後、86.0gのアセトンで希釈した。このプ
レポリマーのNCO基含有量は、0.90%であった。
ジメチルエタノールアミン44.5gを含有する脱イオ
ン水458.9gを、40℃に保ち、上記のプレポリマ
ー496.7gを滴下し反応することにより水性ポリウ
レタン樹脂を得た。この水性ポリウレタン樹脂を更に4
0℃で減圧脱アセトンを行い、最終的に不揮発分37.
9%、PH7.4、酸価110KOHmg/g(固形分換
算)、粘度950cp/25℃の水性ポリウレタン樹脂
を得た。この水性ポリウレタン樹脂をB−3とする。そ
の他の添加剤として下記のものを使用した。 アクリルエマルション; 三井東圧化学株式会社製の、
商品名アルマテックスK102、不揮発分42%、粘度
2000cps、pH8のアクリルエマルション。 分散剤; 花王株式会社製の商品名エマルゲンA−6
0。 消泡剤; サンノプコ株式会社製の商品名ノプコ803
4−L。
Reference Example 7 In a 2000 ml four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a nitrogen inlet tube, 37.9 g of polytetramethylene ether glycol having a molecular weight of 2,000, 23.4 g of neopentyl glycol, 1.9 g of trimethylolpropane, 78.9 g of dimethylolpropionic acid and 32.8 g of N-methyl-2-pyrrolidone were charged, and 90 ° C. while introducing nitrogen.
And the contents were dissolved. Next, the mixture was cooled to 40 ° C., 86.0 g of acetone was added, and when the internal temperature reached 30 ° C., 157.9 g of tolylene diisocyanate was added dropwise over 1 hour. After performing the reaction for 8 hours while maintaining the internal temperature at 30 to 40 ° C., the mixture was diluted with 86.0 g of acetone. The NCO group content of this prepolymer was 0.90%.
458.9 g of deionized water containing 44.5 g of dimethylethanolamine was kept at 40 ° C., and 496.7 g of the above prepolymer was added dropwise to obtain an aqueous polyurethane resin. This aqueous polyurethane resin is further
Deacetone was performed under reduced pressure at 0 ° C.
An aqueous polyurethane resin having a pH of 9%, a pH of 7.4, an acid value of 110 KOH mg / g (in terms of solid content), and a viscosity of 950 cp / 25 ° C. was obtained. This aqueous polyurethane resin is designated as B-3. The following were used as other additives. Acrylic emulsion; manufactured by Mitsui Toatsu Chemicals, Inc.
Acrylate emulsion having a trade name of Almatex K102, a non-volatile content of 42%, a viscosity of 2000 cps, and a pH of 8. Dispersant: Emulgen A-6 manufactured by Kao Corporation
0. Antifoaming agent; Nopco 803 (trade name, manufactured by San Nopco Co., Ltd.)
4-L.

【0016】実施例1〜6 参考例1〜4にて調製した多価金属錯体水溶液(A−1
〜4)及び参考例5〜7で合成した水性ポリウレタン樹
脂(B−1〜3)、酸化チタンCR−90(石原産業社
製)、添加剤等を表−1に示す割合に配合して、ペイン
トシェーカーにより1時間顔料を分散し、ベース塗料を
得た。得られたベース塗料を粘度調整した後、みがき軟
鋼板(JIS G3141)に、乾燥膜厚20μmにな
るようにバーコーターで塗装した。80℃で10分乾燥
後、温度20℃、湿度60%の恒温恒湿室で7日間放置
し性能試験を行った。試験方法はJIS K5400に
準じて行った。その結果を表−2に示す。
Examples 1 to 6 The polyvalent metal complex aqueous solutions (A-1) prepared in Reference Examples 1 to 4
To 4) and aqueous polyurethane resins (B-1 to 3) synthesized in Reference Examples 5 to 7, titanium oxide CR-90 (manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.), additives and the like were blended in the proportions shown in Table 1, The pigment was dispersed for 1 hour using a paint shaker to obtain a base paint. After adjusting the viscosity of the obtained base paint, it was applied to a polished mild steel plate (JIS G3141) with a bar coater so that the dry film thickness became 20 μm. After drying at 80 ° C. for 10 minutes, it was left in a constant temperature and humidity room at a temperature of 20 ° C. and a humidity of 60% for 7 days to perform a performance test. The test method was performed according to JIS K5400. Table 2 shows the results.

【0017】比較例1〜4 多価金属錯体を含まない塗料(比較例1、3)、多価金
属錯体を過剰に含有する塗料(比較例2)、酸価が高い
水性ポリウレタン樹脂を含む塗料(比較例4)を表−1
に示す割合で配合し、実施例と同様にしてベース塗料を
得た。これらの塗料を、実施例と同様に、塗装し性能試
験を行った。その結果を表−2に示す。
Comparative Examples 1-4 Paints containing no polyvalent metal complex (Comparative Examples 1 and 3), paints containing an excess of polyvalent metal complex (Comparative Example 2), and paints containing an aqueous polyurethane resin having a high acid value (Comparative Example 4) is shown in Table 1.
And a base paint was obtained in the same manner as in Example. These paints were applied and tested for performance in the same manner as in the examples. Table 2 shows the results.

【0018】[0018]

【表1】 (注1) 多価金属錯体中の多価金属のカルボキシル基
に対する化学当量
[Table 1] (Note 1) Chemical equivalent to carboxyl group of polyvalent metal in polyvalent metal complex

【0019】[0019]

【表2】 [Table 2]

【0020】性能試験方法及び評価基準 密着性 :JIS K5400の碁盤目セロテープ試験 ○;100/100 ×;99/100〜0/100 耐温水性:沸水中へ4時間浸漬し、塗膜状態を観察 ○;異常なし △;一部白化 ×;全面白化、ブリスター 耐湿性 :50℃、98%RHの条件下に96時間放置
後の塗膜状態を観察 ○;異常なし △;一部白化 ×;全面白化、ブリスター 塩水噴霧試験:JIS K5400に準じ、96時間放
置後の塗膜状態を観察 ○;異常なし △;カット部から錆進入、一部白化 ×;全面に錆、白化、ブリスター
Performance Test Method and Evaluation Criteria Adhesion: Cross-cut cellotape test according to JIS K5400 ○; 100/100 ×; 99 / 100-0 / 100 Warm water resistance: immersed in boiling water for 4 hours to observe the state of coating film ;: No abnormality ;: Partially whitened ×: Whole whitening, blister Moisture resistance: Observed state of coating film after standing at 50 ° C, 98% RH for 96 hours ;: No abnormality 一部: Partly whitened ×: Full surface Whitening, blister Salt spray test: Observe the state of the coating film after standing for 96 hours according to JIS K5400 ○: No abnormality △: Rust enters from cut part, whitens partially ×: Rust, whitens, blisters over the entire surface

【0021】[0021]

【発明の効果】本発明で得られた水性ポリウレタン樹脂
組成物は、金属密着性、耐温水性、耐湿性、耐塩水噴霧
性に優れていることが表−2より明らかである。
It is evident from Table 2 that the aqueous polyurethane resin composition obtained in the present invention is excellent in metal adhesion, hot water resistance, moisture resistance and salt spray resistance.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C09D 175/04 C08K 5/15 (56)参考文献 特開 昭51−47027(JP,A) 特開 昭60−96655(JP,A) 特開 平6−200149(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 75/04 - 75/12 C08G 18/00 - 18/87 C08K 3/24,5/15,5/56 C09D 175/04 - 175/12 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI C09D 175/04 C08K 5/15 (56) References JP-A-51-47027 (JP, A) JP-A-60-96655 (JP) , A) JP-A-6-200149 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C08L 75/04-75/12 C08G 18/00-18/87 C08K 3/24 , 5 / 15,5 / 56 C09D 175/04-175/12

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 カルボキシル基及び/又はカルボキシル
基の塩を含有する、酸価が10〜100KOHmg/g
(固形分換算)のポリウレタン系樹脂に、カルボキシル
基に対して0.05〜1.0当量の多価金属錯体を架橋
剤として加えてなる水性ポリウレタン樹脂組成物であっ
て、該ポリウレタン系樹脂が該ポリウレタン系樹脂10
0重量部に対して、エポキシ基を2個以上有するエポキ
シ化合物を1〜20重量部含有することを特徴とする金
属密着に優れた水性ポリウレタン樹脂組成物。
1. A carboxyl group and / or carboxyl
Having an acid value of 10 to 100 KOHmg / g
(Solid content equivalent) polyurethane resin
Crosslinks 0.05 to 1.0 equivalents of polyvalent metal complex with respect to group
Aqueous polyurethane resin composition added as an
And the polyurethane resin is the polyurethane resin 10
Epoxy having two or more epoxy groups per 0 parts by weight
Gold containing 1 to 20 parts by weight of a compound
An aqueous polyurethane resin composition having excellent genus adhesion.
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