JP3775578B2 - Water-dispersible polyisocyanate composition, production method thereof, aqueous curable composition and application thereof - Google Patents

Water-dispersible polyisocyanate composition, production method thereof, aqueous curable composition and application thereof Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗料、接着剤、繊維加工剤などの工業分野において有用なる水分散性ポリイソシアネート組成物、当該ポリイソシアネート組成物を含有する水性硬化性組成物、および、その応用に関する。さらに詳細には、水性の塗料、接着剤、結合剤、含浸剤等の各種の用途に有用なポリイソシアネートと特定のビニル系重合体とを含む水分散性ポリイソシアネート組成物、水性硬化組成物、水性塗料及び水性接着剤に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、環境問題から、揮発性有機溶剤の使用量の低減が強く求められている。この要求に応えるため、多くの分野で、ポリイソシアネートを含む有機溶剤系の組成物を水性化する試みが行われてきた。例えば、特公昭55−7472号公報、米国特許第5252696号明細書(特開平5−222150号公報)には、ポリイソシアネートの一部を片末端がアルコキシ基で封鎖されたポリオキシアルキレングリコールで変性したポリイソシアネート組成物が記載されている。こうした組成物を水に分散した場合、ポリイソシアネートに含有されるイソシアネート基と水との反応が起こりやすく、イソシアネート基が水により容易に消費されてしまうという問題点がある。かかるポリイソシアネート組成物と活性水素含有基を有する水性樹脂から成る硬化性組成物は、可使時間が短く、また、かかる硬化性組成物から得られる硬化物は硬度や耐水性に劣る欠点がある。
【0003】
特開平7−113005号公報には、ポリイソシアネートに含有されるイソシアネート基の一部分を片末端がアルコキシ基で封鎖されたポリオキシアルキレングリコール、並びに水酸基を含有する脂肪族化合物または脂肪酸エステルで変性することにより得られる、水分散性を向上させたポリイソシアネート組成物が記載されている。このポリイソシアネート組成物を水に分散させて得られる分散液において、イソシアネート基の水に対する安定性は幾分向上するものの、水への分散性が不十分で作業性に劣る。また当該ポリイソシアネート組成物と活性水素含有基を有する水性樹脂から成る硬化性組成物は可使時間が短く、得られる硬化物も硬度や耐水性に劣る問題点がある。
【0004】
特開平9−71720号公報には、イソシアネート基の一部分を片末端がアルコキシ基で封鎖されたポリオキシアルキレングリコールで変性して得られるポリイソシアネートに、イオン性乳化剤を添加したポリイソシアネート組成物が記載されている。かかる組成物では、水分散性、イソシアネート基の水に対する安定性は幾分向上するが満足できるレベルにはない。また、こうしたポリイソシアネート組成物と活性水素含有基を有する水性樹脂から成る組成物には、イオン性乳化剤が含有されることから、得られる硬化物は硬度や耐水性に劣る欠点がある。
【0005】
特開平1−168716号公報には、ポリイソシアネートに片末端がアルコキシ基で封鎖されたポリオキシアルキレングリコールならびに炭素数が8以上の高級アルコール、脂肪酸の炭素数が8以上の活性水素含有基を含有する脂肪酸エステル、ポリオキシプロピレンモノアルキルエーテルを反応して得られるイソシアネート基を含有しない分散剤を使用してポリイソシアネートを分散させる方法が開示されている。
【0006】
また、特開平9−104814号公報には、ポリイソシアネートに片末端がアルコキシ基で封鎖されたポリオキシアルキレングリコールならびに高級アルコールの如き活性水素含有基を含有する脂肪族化合物を反応して得られるイソシアネート基を含有しない分散剤とポリイソシアネートから成るポリイソシアネート組成物が開示されている。特開平1−168716号公報に開示されている方法で得られる組成物、あるいは、特開平9−104814号公報に開示されている組成物を水に分散した場合イソシアネート基の水に対する安定性は比較的良好である。しかし、当該ポリイソシアネート組成物と活性水素含有基を有する水性樹脂からなる組成物は、イソシアネート基を有しない分散剤を含有するために、相溶性が悪く得られる硬化物の外観、硬度、耐水性に劣る欠点がある。
【0007】
特開平6−239957号公報には、ポリイソシアネートの一部を片末端がアルコキシ基で封鎖されたポリオキシエチレングリコールで変性したポリイソシアネートと、イソシアネート基を有するアクリル系重合体とからなるポリイソシアネート組成物が記載されている。かかる組成物では、イソシアネート基の水に対する安定性は不十分であり、また当該ポリイソシアネート組成物と活性水素含有基を有する水性樹脂から成る硬化性組成物は可使時間が短く、得られる硬化物も耐水性に劣る問題点がある。
【0008】
特開2000−191743号公報には、活性水素を含有するイオン性界面活性剤と活性水素を含有するノニオン性界面活性剤で変性して得られるポリイソシアネート組成物が開示されている。かかる組成物では、水分散性は良好であるもののイソシアネート基の水に対する安定性は不十分である。また、かかる組成物と活性水素含有基を有する水性樹脂から成る硬化性組成物は、可使時間が短く、硬化物の硬度や耐水性に劣る欠点がある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上述した如き従来技術に於ける種々の問題点を解決し、水への分散性、水に対する安定性、活性水素含有基を有する水性樹脂との相溶性等に優れる水分散性ポリイソシアネート組成物を提供すること、当該ポリイソシアネート組成物と水から成る水に対する安定性と硬化性に優れる水性硬化性組成物を提供すること、当該ポリイソシアネート組成物と活性水素含有基を有する水性樹脂からなる、可使時間が長く、しかも、硬化性に優れ、外観、耐水性および硬度に優れる硬化物を与える水性硬化性組成物を提供すること、さらには、前記した水性硬化組成物を含む水性塗料、および水性接着剤を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者らは、上述の課題を解決すべく鋭意検討した結果、ノニオン性基及びイソシアネート基を含有するビニル系重合体と疎水性ポリイソシアネートとを含んでなる組成物は、水への分散性に優れ、水に分散して得られる水分散液においてイソシアネート基は水に対して良好な安定性を有すること、当該水分散液は可使時間が長くて硬化性に優れること、さらに当該ポリイソシアネート組成物と活性水素含有基を有する水性樹脂から成る組成物は、可使時間が長く、しかも、硬化性に優れこと、そして当該組成物は、外観、硬度、耐水性等に優れる硬化物を与えることを見い出し、本発明を完成するに至った。
【0011】
すなわち、本発明は、疎水性ポリイソシアネート(A)とノニオン性基及びイソシアネート基を含有するビニル系重合体(B)とを含んでなり、水性媒体中で、該疎水性ポリイソシアネート(A)を該ノニオン性基及びイソシアネート基を含有するビニル系重合体(B)で分散することが可能な水分散性ポリイソシアネート組成物を提供するものである。
【0012】
また本発明は、疎水性ポリイソシアネートとノニオン性基及びイソシアネート基と反応する活性水素含有基を含有するビニル重合体(b)とを、イソシアネート基/該活性水素含有基が3〜350なるモル比で反応させることを特徴とする水分散性ポリイソシアネート組成物の製造方法を提供するものである。
【0013】
さらに本発明は、上記の水分散性ポリイソシアネート組成物と水性樹脂(C)又は水とを含んでなる水性硬化性組成物、該水性硬化性組成物を含んでなる水性塗料及び該水性硬化性組成物を含んでなる水性接着剤を提供するものである。
【0014】
【発明の実態の形態】
以下に、本発明をより詳細に説明する。
まず本発明の水分散性ポリイソシアネート組成物について、説明する。
本発明の水分散性ポリイソシアネート組成物は、疎水性ポリイソシアネート(A)とノニオン性基及びイソシアネート基を含有するビニル系重合体(B)とを含むものである。また、本発明の水分散性ポリイソシアネート組成物において、該ノニオン性基を含有するビニル系重合体(B)は、該疎水性ポリイソシアネート(A)を水性媒体中に分散する能力を有する。
【0015】
本発明において疎水性ポリイソシアネート(A)とは、分子中に公知慣用の各種のアニオン性基、カチオン性基及びノニオン性基等の親水性基を有しないポリイソシアネートを指称する。
かかる疎水性ポリイソシアネート(A)の代表的なものとしては、1,4−テトラメチレンジイソシアネート、エチル(2,6−ジイソシアナート)ヘキサノエート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、1,12−ドデカメチレンジイソシアネート、2,2,4−または2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートの如き脂肪族ジイソシアネート;1,3,6−ヘキサメチレントリイソシアネート、1,8−ジイソシアナート−4−イソシアナートメチルオクタン、2−イソシアナートエチル(2,6−ジイソシアナート)ヘキサノエートの如き脂肪族トリイソシアネート;
【0016】
1,3−または1,4−ビス(イソシアナートメチルシクロヘキサン)、1,3−または1,4−ジイソシアナートシクロヘキサン、3,5,5−トリメチル(3−イソシアナートメチル)シクロヘキシルイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート、2,5−または2,6−ジイソシアナートメチルノルボルナンの如き脂環族ジイソシアネート;2,5−または2,6−ジイソシアナートメチル−2−イソシネートプロピルノルボルナンの如き脂環族トリイソシアネート;m−キシリレンジイソシアネート、α,α,α’α’−テトラメチル−m−キシリレンジイソシアネートの如きアラルキレンジイソシアネート;
【0017】
m−またはp−フェニレンジイソシアネート、トリレン−2,4−または2,6−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート、ナフタレン−1,5−ジイソシアネート、ジフェニル−4,4’−ジイソシアネート、4,4’−ジイソシアナート−3,3’−ジメチルジフェニル、3−メチル−ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート、ジフェニルエーテル−4,4’−ジイソシアネートの如き芳香族ジイソシアネート; トリフェニルメタントリイソシアネート、トリス(イソシアナートフェニル)チオホスフェートの如き芳香族トリイソシアネート;
【0018】
前記した如き各種のジイソシアネートあるいはトリイソシアネートのイソシアネート基どうしを環化二量化して得られるウレトジオン構造を有するジイソシアネートあるいはポリイソシアネート;前記した如き各種のジイソシアネートあるいはトリイソシアネートのイソシアネート基どうしを環化三量化して得られるイソシアヌレート構造を有するポリイソシアネート;前記した如き各種のジイソシアネートあるいはトリイソシアネートを水と反応させることにより得られるビュレット構造を有するポリイソシアネート;前記した如き各種のジイソシアネートあるいはトリイソシアネートを二酸化炭素と反応せしめて得られるオキサダイアジントリオン構造を有するポリイソシアネート;アロファネート構造を有するポリイソシアネート等が挙げられる。
【0019】
そして、これらの中では、水の中でのイソシアネート基の安定性、水分散性ポリイソシアネート組成物を含有する硬化性組成物を塗料として用いた場合の塗膜の耐候性の点で、脂肪族系あるいは脂環族系のジイソシアネートまたはトリイソシアネート、アラルキレンジイソシアネートあるいは、それらから誘導されるポリイソシアネートが好ましい。これらのポリイソシアネートのうち、耐候性、耐久性に優れた水性硬化性組成物を得るためには、イソシアヌレート型ポリイソシアネート、ビュレット構造を有するポリイソシアネート、ウレトジオン構造を有するポリソシアネート、アロファネート構造を有するポリイソシアネート、ジイソシアネートと3価以上の多価アルコールを反応して得られるポリイソシアネート等の3官能以上のポリイソシアネートが好ましい。
なお、疎水性ポリイソシアネート(A)に加えて、本発明の水分散性ポリイソシアネート組成物の水に対する安定性を損なわない範囲内で、親水性基を有するポリソシアネートを併用することができる。
【0020】
本発明に使用するノニオン性基及びイソシアネート基を含有するビニル系重合体(B)[以下NCO基含有ビニル系重合体(B)という]の代表的なものとしては、アクリル系重合体、フルオロオレフィン系重合体、ビニルエステル系重合体、芳香族ビニル系重合体またはポリオレフィン系重合体の如きからなるものが挙げられる。これらのうち、本発明の水分散性ポリイソシアネート組成物を硬化剤として使用し、アクリル系重合体をベース樹脂として使用する場合、相溶性の点で、アクリル系重合体、フルオロオレフィン系重合体が好ましい。
【0021】
NCO基含有ビニル系重合体(B)に導入されるノニオン性基としては、公知慣用の各種のものがあるが、好ましいものとしては、末端がアルコキシ基、置換アルコキシ基、エステル基、もしくはカーバメート基の如き各種の基で封鎖されたポリオキシアルキレン基である。その代表的なものとしては、ポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基またはポリオキシブチレン基の如き、各種ポリオキシアルキレン基などに加え、ポリ(オキシエチレン−オキシプロピレン)基の如き、前記したオキシアルキレン部分がランダムに共重合されたもの、あるいはポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン基の如き、相異なるポリオキシアルキレン基がブロック状に結合したもの、ジオキソラン環の開環重合によって得られるポリオキシアルキレン基、等が挙げられる。そして、これらのポリオキシアルキレン基の中で好ましいものは、オキシエチレン単位を必須の構成単位として含有するものである。
【0022】
前記した末端封鎖に使用される基の中で好ましいものは、アルコキシ基、または置換アルコキシ基であり、特に好ましいものはアルコキシ基である。アルコキシ基の代表的なものとしては、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基等の如き低級アルコキシ基が挙げられる。
【0023】
かかるポリオキシアルキレン基の数平均分子量は、ポリイソシアネート組成物の水分散性、および当該組成物を含む水性硬化性組成物の硬化性の点から、約130〜約10,000なる範囲内、好ましくは、150〜6,000なる範囲内、最も好ましくは、200〜2,000なる範囲内であることが好ましい。
【0024】
NCO基含有ビニル系重合体(B)に導入される好適なノニオン性基の量は、疎水性ポリイソシアネート(A)を容易に水に分散せしめ、且つ、本発明のポリイソシアネート組成物を水に分散して得られる分散液に含有されるイソシアネート基の安定性を損なわない範囲の量でよい。そして、その好ましい量としては、NCO基含有ビニル系重合体(B)重量の8〜80重量%であり、より好ましい量は、12〜65重量%であり、最も好ましい量は、15〜55重量%である。
【0025】
NCO基含有ビニル系重合体(B)に導入されるイソシアネート基としては、公知慣用の各種のものがあるが、その代表的なものとしては、アルキル基に結合したイソシアネート基、シクロアルキル基に結合したイソシアネート基、アリール基に結合したイソシアネート基、シクロアルキル基が置換したアルキル基に結合したイソシアネート基、アリール基が置換したアルキル基に結合したイソシアネート基等、が挙げられる。
【0026】
NCO基含有ビニル系重合体(B)に導入される好適なイソシアネート基量は、NCO基含有ビニル系重合体(B)が、活性水素含有基を有する水性樹脂(C)の活性水素あるいは水と反応して架橋に関与することが可能であり、且つ、本発明の水分散性ポリイソシアネート組成物の安定性を損なわない範囲の量でよい。そして、その好ましい量としては、NCO基含有ビニル系重合体(B)の1000g当たり、0.05〜6モル、好ましくは、0.1〜5.0モル、さらに好ましくは、0.2〜4.0モル、である。
【0027】
本発明の水分散性ポリイソシアネート組成物において、NCO基含有ビニル系重合体(B)は疎水性ポリイソシアネート(A)を水に分散する能力を有する。従って、NCO基含有ビニル系重合体(B)は、本発明のポリイソシアネート組成物に優れた水への分散性を付与する機能を有する。また、NCO基含有ビニル系重合体(B)は、当該組成物の水分散液に含有されるイソシアネート基の水に対する安定性を付与する。さらに、NCO基含有ビニル系重合体(B)は、イソシアネート基をも有することから、後記の活性水素含有基を有する水性樹脂(C)あるいは水とポリイソシアネート組成物からなる本発明の水性硬化性組成物は優れた硬化性を有する。そして、当該水性硬化性組成物は優れた性能を有する硬化物を与える。
【0028】
また、NCO基含有ビニル系重合体(B)に総炭素原子数が4個以上の疎水性基を導入すると、本発明のポリイソシアネート組成物にいっそう優れた水への分散性を付与するとともに、当該組成物の水分散液に含有されるイソシアネート基の水に対する安定性をいっそう向上させることができるという点で、好ましい。
【0029】
NCO基含有ビニル系重合体(B)に導入される総炭素原子数が4個以上の疎水性基の代表的なものとしては、n−ブチル基、iso−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、n−オクチル基、n−ドデシル基もしくはn−オクタデシル基の如き、炭素原子数が4以上のアルキル基;シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、ジシクロペンタニル基、ボルニル基、イソボルニル基の如き、炭素原子数が4以上のシクロアルキル基;
【0030】
シクロペンチルメチル基、シクロヘキシルメチル基、2−シクロペンチルエチル基、2−シクロヘキシルエチル基の如きシクロアルキル基が置換したアルキル基;フェニル基、4−メチルフェニル基もしくは1−ナフチル基の如き、総炭素原子数が6以上のアリール基もしくは置換アリール基;さらにはベンジル基もしくは2−フェニルエチル基の如き、アラルキル基、等が挙げられる。
【0031】
上掲した如き各種の総炭素原子数が4個以上の疎水性基のなかで、好ましいものは総炭素原子数が4〜22のものであり、そして特に好ましいものは総炭素原子数が5〜18のものである。そしてかかる疎水性基の中でも特に好ましいものは、アルキル基、シクロアルキル基もしくはシクロアルキル基が置換したアルキル基である。
【0032】
NCO基含有ビニル系重合体(B)に総炭素原子数が4個以上の疎水性基を導入する場合、その好適な導入量としては、NCO基含有ビニル系重合体(B)中の、疎水性基の重量割合が1〜45重量%であり、好ましくは、5〜30重量%である。
【0033】
前記したNCO基含有ビニル系重合体(B)は、分子中にイソシアネート基を有するが、さらにブロックされた活性水素含有基、エポキシ基、加水分解性シリル基等の反応性官能基をNCO基含有ビニル系重合体(B)に導入することが好ましい。これらの反応性官能基は、イソシアネート基とともに架橋反応に関与するので、本発明の水性硬化性組成物の硬化性を向上せしめて、より優れた性能を有する硬化物を与えることができる。
【0034】
ブロックされた活性水素含有基の代表的なものとしては、ブロックされた水酸基、ブロックされたカルボキシル基、ブロックされたアミノ基、等が挙げられる。かかるブロックされた活性水素含有基のなかで、ブロックされた水酸基の代表的なものとしては、トリメチルシリルエーテル基、トリエチルシリルエーテル基、ジメチルシクロヘキシルシリルエーテル基、ジメチル−tert−ブチルシリルエーテル基の如きトリオルガノシリル基でブロックされた水酸基;水酸基にメチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、2−メトキシプロペン、ジヒドロフラン、ジヒドロピラン、の如きα,β−不飽和エーテル化合物を付加して得られるアセタールあるいはケタールとしてブロックされた水酸基が挙げられる。
【0035】
ブロックされたカルボキシル基の代表的なものとしては、トリメチルシリルエステル基、トリエチルシリルエステル基、ジメチルシクロヘキシルシリルエステル基、ジメチル−tert−ブチルシリルエステル基の如きトリオルガノシリルエステルとしてブロックされたカルボキシル基;カルボキシル基にメチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、2−メトキシプロペン、ジヒドロフラン、ジヒドロピラン、の如きα,β−不飽和エーテル化合物を付加して得られるヘミアセタールエステルあるいはヘミケタールエステルとしてブロックされたカルボキシル基が挙げられる。
【0036】
ブロックされたアミノ基の代表的なものとしては、ビス(トリメチルシリル)アミノ基、ビス(トリエチルシリル)アミノ基、ビス(ジメチル−tert−ブチルシリル)アミノ基の如きビス(トリオルガノシリル)アミノ基としてブロックされたアミノ基;アミノ基とホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、n−ブチルアルデヒドの如きアルデヒド化合物を反応させてられるアルジミンとしてブロックしたアミノ基;
【0037】
アミノ基とアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンの如きケトン化合物とを反応させて得られるケチミンとしてブロックしたアミノ基;アミノ基をアルジミンあるいはケチミンに変換する際に使用されるものとして上掲した如きアルデヒド化合物あるいはケトン化合物を、2−アミノアルコールと反応させて得られるオキサゾリジンとしてブロックしたアミノ基等が挙げられる。
【0038】
上掲した各種のブロックされた活性水素含有基の中では、トリオルガノシリル基でブロックされた水酸基が特に好ましい。そして、かかるトリオルガノシリル基でブロックされた水酸基は、疎水性を有することから、かかる基をNCO基含有ビニル系重合体(B)に導入することにより、本発明のポリイソシアネート組成物にいっそう優れた水への分散性を付与することができるし、当該ポリイソシアネート組成物の水分散液に含有されるイソシアネート基の安定性をいっそう高めることができる。
【0039】
エポキシ基の代表的なものとしては、グリシジル基、メチルグリシジル基、エポキシシクロヘキシル基、等が挙げられる。
【0040】
上記した官能基のうち、加水分解性シリル基とは、加水分解により脱離して珪素原子に結合した水酸基を生じさせる基であるアルコキシ基、置換アルコキシ基、フェノキシ基、イミノオキシ基、アルケニルオキシ基、ハロゲン原子の如き加水分解性基が結合したシリル基を指称するものである。かかるシリル基の中で、特に好ましいものは、加水分解性基としてアルコキシ基あるいは置換アルコキシ基が結合したアルコキシシリル基である。そして、アルコキシシリル基の代表的なものとしては、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基、トリn−プロポキシシリル基、トリn−ブトキシシリル基、メチルジメトキシシリル基、エチルジメトキシシリル基、ジメチルメトキシシリル基、トリス(2−メトキシエトキシ)シリル基等が挙げられる。
【0041】
NCO基含有ビニル系重合体(B)に導入される反応性官能基として上掲したものの中で特に好ましいものは、ブロックされた活性水素含有基およびエポキシ基である。
【0042】
NCO基含有ビニル系重合体(B)に、上記ブロックされた活性水素含有基、エポキシ基、加水分解性シリル基等の官能基を導入する場合、これらの官能基の導入量としては、本発明のポリイソシアネート組成物の水分散性および本発明の水性硬化性組成物の硬化性の点から、NCO基含有ビニル系重合体(B)の1000g当たり、0.05〜2モル、好ましくは、0.1〜1モル、である。
【0043】
NCO基含有ビニル系重合体(B)の重量平均分子量は、本発明の水分散性ポリイソシアネート組成物の水への分散性、当該組成物の水分散液に含有されるイソシアネート基の水に対する安定性、本発明の水性硬化性組成物の硬化性の観点から、5,000〜200,000で、さらに好ましくは8,000〜70,000である。
【0044】
NCO基含有ビニル系重合体(B)を調製するには、(1)疎水性ポリイソシアネートと、予め調製したノニオン性基及びイソシアネート基と反応する活性水素含有基を含有するビニル系重合体とを反応させる方法[以下方法(1)という]、(2)イソシアネート基を含有するビニル系単量体を共重合する方法[以下方法(2)という]、等の方法を適用できる。
【0045】
以下、方法(1)について説明する。
方法(1)は、疎水性ポリイソシアネートとノニオン性基及びイソシアネート基と反応する活性水素含有基を有するビニル重合体(b)[以下、活性水素基含有ビニル系重合体(b)という]とを、活性水素基含有基に対してイソシアネート基が過剰となるモル比率で反応させることを特徴とするものである。
方法(1)において、疎水性ポリイソシアネートとしては前掲した如き疎水性ポリイソシアネート(A)と同様のものを使用することができる。そして、本発明の水分散性ポリイソシアネート組成物の水に対する安定性を損なわない範囲の量の親水性基を有するポリイソシアネートを併用することもできる。
【0046】
方法(1)において、イソシアネート基/活性水素含有基なる比率が約1.5〜3程度のモル比となるように、疎水性ポリイソシアネートと活性水素基含有ビニル系重合体(b)を反応させた場合、反応混合物は、主成分としてNCO基含有ビニル系重合体(B)を含有し、少量成分として未反応の疎水性ポリイソシアネートを含有する。このようにして調製される反応混合物と疎水性ポリイソシアネート(A)を混合することにより、本発明の水分散性ポリソシアネートが得られる。
【0047】
方法(1)において、イソシアネート基/活性水素含有基なる比率が3〜350程度のモル比となるように、疎水性ポリイソシアネートと活性水素基含有ビニル重合体(b)を反応させると、より多くの未反応の疎水性ポリイソシアネートとNCO基含有ビニル系重合体(B)を含有する反応混合物、即ち、本発明の水分散性ポリイソシアネート組成物、が一段階で調製される。以下に、かかる一段階の反応により本発明の水分散性ポリイソシアネート組成物を製造する本発明の方法について説明する。
【0048】
疎水性ポリイソシアネートと活性水素基含有ビニル重合体(b)から、水分散性ポリイソシアネート組成物を調製するに当たり、イソシアネート基/活性水素含有基のモル比は3〜350なる範囲で両成分を反応させる必要がある。そして、このモル比の範囲のうち、得られる水分散性ポリイソシアネート組成物の水分散性と当該組成物を含有する硬化性組成物の硬化性の観点から、5〜300なる範囲が好ましく、10〜250なる範囲がより好ましく、15〜100なる範囲が最も好ましい。
【0049】
疎水性ポリイソシアネートと活性水素基含有ビニル重合体(b)とを反応させるには、▲1▼両成分を一括仕込みして反応させる、▲2▼疎水性ポリイソシアネートに活性水素基含有ビニル重合体(b)の溶液を添加しながら反応させる、▲3▼活性水素基含有ビニル重合体(b)の溶液に疎水性ポリイソシアネートを添加しながら反応させる、等の各種の方法を適用できる。
【0050】
そして、これらのうち、ゲル物の生成を抑制する観点から、▲1▼または▲2▼なる方法が好ましい。そして、かかる両成分の反応を行うに当たり、両成分の混合物を、不活性ガス雰囲気下に、約10〜50℃程度の比較的低い温度に長時間放置したり、長時間攪拌してもよいが、50〜130℃程度の温度で0.5〜20時間程度加熱・攪拌せしめるのが好ましい。また、かかる反応を行うに当たって、イソシアネート基と活性水素含有基の反応を促進する公知慣用の各種の触媒を添加してもよい。
【0051】
また、活性水素基含有ビニル重合体(b)を調製する際に、溶剤の一部あるいは溶剤の全量に代えて疎水性ポリイソシアネートを使用して、活性水素基含有ビニル重合体(b)の調製と、活性水素基含有ビニル重合体(b)と疎水性ポリイソシアネートの反応を並行して進行せしめることにより、本発明の水分散性ポリイソシアネート組成物を調製することもできる。
【0052】
上述のようにして調製された水分散性ポリイソシアネート組成物に、更に、疎水性ポリイソシアネート(A)を添加して得られる混合物もまた、本発明の水分散性ポリイソシアネート組成物として使用することができる
【0053】
以下に、方法(1)によりNCO基含有ビニル系重合体(B)又は本発明の水分散性ポリイソシアネート組成物を調製する際に使用される活性水素基含有ビニル重合体(b)について詳しく説明する。
【0054】
活性水素基含有ビニル重合体(b)に導入されるイソシアネート基と反応する活性水素含有基としては、公知慣用の各種のものが挙げられ、その代表的なものとしては、水酸基、カルボキシル基、燐酸基、亜燐酸基、スルホン酸基、スルフィン酸基、メルカプト基、シラノール基、活性メチレン基、カーバメート基、ウレイド基、カルボン酸アミド基、スルホン酸アミド基等が挙げられる。そして、これらの中で、導入のし易さの点で、水酸基、アミノ基、カルボキシル基および活性メチレン基が好ましく、特に好ましいものは水酸基およびカルボキシル基である。そして、こうした各種の活性水素含有基は、それぞれが単独で導入されていてもよいし、二種類以上が導入されていてもよい。
【0055】
上掲した活性水素含有基をビニル重合体(b)に導入するには、公知慣用の各種の方法を適用できるが、前記した如き活性水素含有基を有するビニル系単量体を共重合せしめることにより導入するのが簡便である。
【0056】
活性水素基含有ビニル重合体(b)を調製する際に使用される、水酸基を含有する単量体の代表的なものとしては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、メチル(2−ヒドロキシメチル)アクリレート、
エチル(2−ヒドロキシメチル)アクリレート、ブチル(2−ヒドロキシメチル)アクリレート、(4−ヒドロキシメチルシクロヘキシル)メチル(メタ)アクリレート、グリセリンモノ(メタ)アクリレート、フタル酸モノ(2−ヒドロキシプロピル)−モノ〔2−(メタ)アクリロイルオキシ〕エチルエステル、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、の如き水酸基を含有する(メタ)アクリル酸エステル類;
【0057】
ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリブチレングリコールモノ(メタ)アクリレートの如き水酸基を含有するポリオキシアルキレングリコールのモノ(メタ)アクリレート類;
【0058】
アリルアルコール、2−ヒドロキシエチルアリルエーテルの如き水酸基を含有するアリル化合物;2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、4−ヒドロキシブチルビニルエーテル、6−ヒドロキシヘキシルビニルエーテルの如き水酸基を含有するビニルエーテル化合物;N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−メチロールクロトン酸アミドの如き水酸基を有する不飽和カルボン酸アミド化合物;リシノール酸等の水酸基含有不飽和脂肪酸類;リシノール酸アルキル等の水酸基含有不飽和脂肪酸エステル類;上述した如き各種の水酸基含有単量体をε−カプロラクトンと付加反応せしめて得られる単量体が挙げられる。そして、これらは単独で使用してもよいし、二種類以上を併用してもよい。
【0059】
活性水素含有基としてカルボキシル基を有する単量体の代表的なものとしては、(メタ)アクリル酸、2−カルボキシエチルアクリレート、クロトン酸、ビニル酢酸、アジピン酸モノビニル、セバシン酸モノビニル、イタコン酸モノメチル、マレイン酸モノメチル、フマル酸モノメチル、コハク酸モノ〔2−(メタ)アクリロイルオキシエチル〕、フタル酸モノ〔2−(メタ)アクリロイルオキシエチル〕、ヘキサヒドロフタル酸モノ〔2−(メタ)アクリロイルオキシエチル〕、ソルビン酸の如き不飽和モノカルボン酸類;イタコン酸、マレイン酸、フマル酸の如き不飽和ジカルボン酸等が挙げられる。
【0060】
活性水素含有基としてアミノ基を有する単量体の代表的なものは、2−(N−メチルアミノ)エチル(メタ)アクリレート、2−(N−エチルアミノ)エチル(メタ)アクリレート、2−(N−n−ブチルアミノ)エチル(メタ)アクリレート、2−(N−tert−ブチルアミノ)エチルメタクリレート、2−(N−メチルアミノ)エチルクロトネート、2−(N−エチルアミノ)エチルクロトネート、2−(N−ブチルアミノ)エチルクロトネートの如き、二級アミノ基含有ビニル系単量体が挙げられる。これらは単独もしくは、二種以上用いても良い。
【0061】
活性水素含有基として活性メチレン基を有する単量体の代表的なものは、ビニルアセトアセテート、2−アセトアセトキシエチル(メタ)アクリレート、2−アセトアセトキシプロピル(メタ)アクリレート、3−アセトアセトキシプロピル(メタ)アクリレート、3−アセトアセトキシブチル(メタ)アクリレート、4−アセトアセトキシブチル(メタ)アクリレート、アリルアセトアセテート、2,3−ジ(アセトアセトキシ)プロピルメタクリレートが挙げられる。これらは単独もしくは、二種以上用いても良い。
【0062】
活性水素基含有ビニル重合体(b)に導入される活性水素含有基は、本発明のポリイソシアネート組成物の水分散性および当該組成物の水分散液に含有されるイソシアネート基の安定性の観点から、活性水素基含有ビニル重合体(b)の1000g当たり、0.01〜5モル、好ましくは、0.05〜3モル、最も好ましくは、0.1〜2モルである。
【0063】
ノニオン性基を活性水素基含有ビニル重合体(b)に導入するには、▲1▼末端がアルコキシ基で封鎖されたポリオキシアルキレン基を含有するビニル系単量体を共重合する、▲2▼予め調製した官能基を含有するビニル系重合体と、当該官能基と反応する官能基を有する末端がアルコキシ基で封鎖されたポリオキシアルキレン化合物を反応させる、等の方法を適用できる。そして、これらのうち前者の▲1▼なる方法が簡便で好ましい。
【0064】
そして、▲1▼なる方法により、活性水素基含有ビニル重合体(b)を調製する際に使用されるポリオキシアルキレン基を含有するビニル系単量体の代表的なものとしては、それぞれ、上掲した如き各種のポリオキシアルキレン基を有する、(メタ)アクリル酸エステル系、クロトン酸エステル系、イタコン酸エステル系、フマル酸エステル系あるいはビニルエーテル系の如き、各種の単量体が挙げられる。
【0065】
(メタ)アクリル酸エステル系単量体の代表的なものとしては、モノメトキシ化ポリエチレングリコール、モノメトキシ化ポリプロピレングリコールもしくはオキシエチレン単位と、オキシプロピレン単位とを併有するポリエーテルジオールのモノメトキシ化物の如き、各種のモノアルコキシ化ポリエーテルジオールと(メタ)アクリル酸とのエステルが挙げられる。
【0066】
活性水素基含有ビニル重合体(b)に導入されるノニオン性基の量は、当該活性水素基含有ビニル重合体(b)と疎水性ポリイソシアネートとを反応させて得られる本発明のポリイソシアネート組成物を容易に水に分散せしめ、かつ当該組成物を水に分散して得られる分散液に含有されるイソシアネート基の安定性を損なわない範囲の量でよい。そして、その好ましい量としては、活性水素基含有ビニル重合体(b)重量の10〜90重量%であり、より好ましい量は、15〜70重量%であり、最も好ましい量は、20〜60重量%である。
【0067】
活性水素基含有ビニル重合体(b)に、総炭素原子数が4個以上の疎水性基を導入することにより、総炭素原子数が4個以上の疎水性基を有するNCO基含有ビニル系重合体(B)を得ることができ、上記のとおり、本発明のポリイソシアネート組成物に水へのより優れる分散性を付与し、当該組成物の水分散液に含有されるイソシアネート基の水に対する安定性をいっそう向上させることができる。
【0068】
活性水素基含有ビニル重合体(b)に総炭素原子数が4個以上の疎水性基を導入するには、かかる基を有するビニル系単量体を共重合せしめればよい。
前記した如き総炭素原子数が4個以上の疎水性基を有するビニル系単量体の代表的なものとしては、n−ブチル(メタ)アクリレート、iso−ブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレートの如き、総炭素原子数が4〜22なるアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル類;
【0069】
シクロペンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ボルニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレートの如き、各種のシクロアルキル(メタ)アクリレート類;シクロペンチルメチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、2−シクロヘキシルエチル(メタ)アクリレートの如きシクロアルキルアルキル(メタ)アクリレート類;ベンジル(メタ)アクリレートもしくは2−フェニルエチル(メタ)アクリレートの如き、各種のアラルキル(メタ)アクリレート類;
【0070】
スチレン、p−tert−ブチルスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエンの如き、各種の芳香族ビニル系単量体類;ピバリン酸ビニル、バーサティック酸ビニルもしくは安息香酸ビニルの如き、総炭素原子数が5以上のカルボン酸のビニルエステル類;クロトン酸−n−ブチル、クロトン酸−2−エチルヘキシルの如き、炭素原子数が4〜22のアルキル基を有する各種のクロトン酸エステル類;
【0071】
ジ−n−ブチルマレート、ジ−n−ブチルフマレート、ジ−n−ブチルイタコネートの如き、炭素原子数が4〜22のアルキル基を少なくとも1つ有する各種の不飽和二塩基酸ジエステル類;n−ブチルビニルエーテル、n−ヘキシルビニルエーテルの如き、炭素原子数が4〜22のアルキル基を有する各種のアルキルビニルエーテル類;シクロペンチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、4−メチルシクロヘキシルビニルエーテルの如き、各種のシクロアルキルビニルエーテル類、等が挙げられる。
【0072】
活性水素基含有ビニル重合体(b)に総炭素原子数が4個以上の疎水性基を導入する場合、その好適な導入量は、本発明のポリイシシアネート組成物の水分散性および当該組成物の水分散液に含有されるイソシアネート基の安定性の観点から、ビニル重合体(b)に含有される疎水性基の重量割合として1〜50重量%であり、好ましくは、5〜30重量%である。
【0073】
活性水素基含有ビニル重合体(b)に、ブロックされた活性水素含有基、エポキシ基、または加水分解性シリル基を導入するには、公知慣用の各種の方法を適用できるが、前記した如き官能基を含有するビニル系単量体を共重合せしめることにより導入するのが簡便である。
これらの官能基を活性水素基含有ビニル重合体(b)に導入すると、これらの官能基は、イソシアネート基とともに架橋反応に関与するので、本発明の水性硬化性組成物の硬化性を向上せしめることができる。
【0074】
トリオルガノシリル基でブロックされた水酸基を有するビニル系単量体の代表的なものとしては、2−トリメチルシロキシエチル(メタ)アクリレート、2−トリメチルシロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−トリメチルシロキシブチル(メタ)アクリレート、2−トリエチルシロキシエチル(メタ)アクリレート、2−トリブチルシロキシプロピル(メタ)アクリレートまたは3−トリフェニルシロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−トリメチルシロキシエチルビニルエーテル、4−トリメチルシロキシブチルビニルエーテル等が挙げられる。
【0075】
シリルエステル基を含有するビニル系単量体の代表的なものとしては、トリメチルシリル(メタ)アクリレート、ジメチル−tert−ブチルシリル(メタ)アクリレート、ジメチルシクロヘキシルシリル(メタ)アクリレート、トリメチルシリルクロトネート、アジピン酸のモノビニル−モノトリメチルシリルエステル等が挙げられる。
【0076】
ヘミアセタールエステル基またはヘミケタールエステル基を含有するビニル系単量体の代表的なものとしては、1−メトキシエチル(メタ)アクリレート、1−エトキシエチル(メタ)アクリレート、2−メトキシ−2−(メタ)アクリロイルオキシプロパンもしくは2−(メタ)アクリロイルオキシテトラヒドロフラン等が挙げられる。
【0077】
エポキシ基を含有するビニル系単量体の代表的なものとしては、グリシジル(メタ)アクリレート、メチルグリシジル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート、グリシジルビニルエーテル、アリルグリシジルエーテル等が挙げられる。
【0078】
加水分解性シリル基を有するビニル系単量体の代表的なものとしては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、アリルトリメトキシシラン、2−トリメトキシシリルエチルビニルエーテル、3−トリメトキシシリルプロピルビニルエーテル、
【0079】
3−(メチルジメトキシシリル)プロピルビニルエーテル、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリn−プロポキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリiso−プロポキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジクロロシラン等が挙げられる。
【0080】
活性水素基含有ビニル重合体(b)に、ブロックされた活性水素含有基、エポキシ基、または加水分解性シリル基を導入する場合、これらの官能基の導入量としては、本発明のポリイソシアネート組成物の水分散性および本発明の水性硬化性組成物の硬化性の点から、活性水素基含有ビニル重合体(b)の1000g当たり、0.05〜2モル、好ましくは、0.1〜1モルである。
【0081】
また、活性水素基含有ビニル重合体(b)の調製に際し、上掲した如き各種の単量体に加えて、これらと共重合可能な他の公知慣用の単量体を併用することができる。その代表的なものとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレートの如き、炭素原子数が3以下のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル類;2−メトキシエチル(メタ)アクリレートもしくは4−メトキシブチル(メタ)アクリレートの如き、各種のω−アルコキシアルキル(メタ)アクリレート類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルの如き、総炭素原子数が4以下のカルボン酸のビニルエステル類;クロトン酸メチルもしくはクロトン酸エチルの如き、炭素原子数が3以下のアルキル基を有する各種のクロトン酸エステル類;
【0082】
ジメチルマレート、ジメチルフマレート、ジメチルイタコネートの如き、炭素原子数が3以下のアルキル基を有する各種の不飽和二塩基酸ジエステル類;(メタ)アクリロニトリル、クロトノニトリルの如き、各種のシアノ基含有ビニル系単量体類;フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチエレン、ヘキサフルオロプロピレンの如き、各種のフルオロオレフィン類;
【0083】
塩化ビニルもしくは塩化ビニリデンの如き、各種のクロル化オレフィン類;エチレンもしくはプロピレンの如き、各種のα−オレフィン類;エチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテルの如き、炭素原子数が3以下のアルキル基を有する各種のアルキルビニルエーテル類;N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−(メタ)アクリロイルモルホリン、N−(メタ)アクリロイルピロリジンもしくはN−ビニルピロリドンの如き、3級アミド基含有ビニル系単量体類、等が挙げられる。
【0084】
上述の活性水素基含有ビニル重合体(b)を調製する場合の重合方法に制約はなく、公知慣用の種々の重合法を適用できる。それらのうちでも、特に、有機溶剤中での溶液ラジカル重合法が、簡便であり好ましい。
【0085】
溶液ラジカル重合法を適用する際の重合開始剤としては、公知慣用の種々の化合物が使用できる。代表的なものとしては、2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルブチロニトリル)もしくは2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)の如き、各種のアゾ化合物類;tert−ブチルパーオキシピバレート、tert−ブチルパーオキシベンゾエート、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ジ−tert−ブチルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイドもしくはジイソプロピルパーオキシカーボネートの如き、各種の過酸化物類、等が挙げられる。
【0086】
また、有機溶剤としては、イソシアネート基に対して不活性な化合物であれば、いずれをも使用することが出来る。かかる溶媒として使用される化合物の代表的なものとしては、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、シクロヘキサン、シクロペンタンの如き、脂肪族系ないしは脂環族系の炭化水素類;トルエン、キシレン、エチルベンゼンの如き、芳香族炭化水素類;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸n−アミル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテートの如き、各種のエステル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルn−アミルケトン、シクロヘキサノンの如き、各種ケトン類;
【0087】
ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテルの如き、ポリアルキレングリコールジアルキルエーテル類;1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジオキサンの如き、エーテル類;N−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドまたはエチレンカーボネート、等が挙げられる。そして、かかる化合物はそれぞれを単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
【0088】
上掲した各種の化合物を有機溶剤として使用するに当たって、含水率の高いものを使用すると本発明のポリイソシアネート組成物の安定性等に悪影響を及ぼすので可能な限り含水率の低いものを使用することが好ましい。また、含水率が比較的高いものを使用した場合には、重合終了後に溶剤の一部分を留去する共沸脱水法等により脱水を行って含水率を下げればよい。
【0089】
上述のようにして調製されるビニル重合体(b)の重量平均分子量は、本発明のポリイソシアネート組成物の水への分散性、当該組成物の水分散液に含有されるイソシアネート基の水に対する安定性、本発明の水性硬化性組成物の硬化性の観点から、3,000〜100,000の範囲であることが好ましく、5,000〜40,000の範囲であることがより好ましい。
【0090】
次に、上記方法(2)、即ち、イソシアネート基含有ビニル系単量体を共重合することによりNCO基含有ビニル系重合体(B)を調製する方法について説明する。
方法(2)により、NCO基含有ビニル系重合体(B)を調製するには、▲1▼イソシアネート基含有ビニル系単量体及びノニオン性基を含有するビニル系単量体を必須成分として含有するビニル系単量体を重合する、▲2▼イソシアネート基含有ビニル系単量体を必須成分とするビニル系単量体を重合して得られたイソシアネート基を含有するビニル系重合体と片末端がアルコキシ基の如き基で封鎖されたポリオキシアルキレングリコールを水酸基に対してイソシアネート基が過剰になるモル比率で反応させる、等の方法を適用できる。これらのうち、前者の▲1▼なる方法が簡便でより好ましい。
【0091】
方法(2)において使用されるイソシアネート基を含有するビニル系単量体の代表的なものとしては、2−イソシアナートプロペン、2−イソシアナートエチルビニルエーテル、2−イソシアナートエチルメタアクリレート、m−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジルイソシアネート、ポリイソシアネートと水酸基を有するビニル系単量体との反応生成物等が挙げられる。
【0092】
方法(2)においてノニオン性基を含有するビニル系単量体としては、上記方法(1)において使用されるものとして上掲した各種の単量体を使用することができる。
【0093】
方法(2)によりNCO基含有ビニル系重合体(B)を調製するに当たり、イソシアネート基を含有するビニル系単量体及びノニオン性基を含有するビニル系単量体に加えて、これらの単量体と共重合可能な他の単量体を併用することができる。そして、かかる共重合可能な他の単量体の代表的なものとしては、上記方法(1)において共重合可能なビニル系単量体として上掲した各種の単量体が挙げられる。
【0094】
NCO基含有ビニル系重合体(B)に、総炭素原子数が4個以上の疎水性基を導入するには、上記の方法(1)で掲げた総炭素原子数が4個以上の疎水性基を有するビニル系単量体、を疎水性基の導入量が前記した好ましい重量割合となるように、共重合すればよい。
またNCO基含有ビニル系重合体(B)に、ブロックされた活性水素含有基、エポキシ基、加水分解性シリル基等の官能基を導入する場合、上記方法(1)で掲げたビニル系単量体を、かかる官能基の導入量が前記した好ましい量となる様に、共重合すればよい。
【0095】
上記した各種のビニル系単量体を使用してNCO基含有ビニル系重合体(B)を調製するには、活性水素基含有ビニル重合体(b)を調製する際に使用されるものとして上掲した如き重合開始剤、有機溶剤を使用して溶液ラジカル重合を行えばよい。
【0096】
NCO基含有ビニル系重合体(B)の調製に際し、有機溶剤の一部またはすべてを疎水性ポリイソシアネート(A)に置き換えて、有機溶剤と疎水性ポリイソシアネート(A)の混合物あるいは疎水性ポリイソシアネート(A)を溶媒として使用することが可能である。
【0097】
方法(1)により調製される主成分としてNCO基含有ビニル系重合体(B)を含有し少量成分として未反応の疎水性ポリイソシアネートを含有する混合物あるいは上記方法(2)によって調製されるNCO基含有ビニル系重合体(B)を疎水性ポリイソシアネート(A)を混合することにより、本発明の水分散性ポリソシアネート組成物が得られる。NCO基含有ビニル系重合体(B)と疎水性ポリイソシアネート(A)を混合する場合、混合条件としては特に制限はないが、概ね、室温から150℃の範囲、好ましくは室温から100℃なる範囲の温度で混合すればよい。
【0098】
本発明の水分散性ポリイソシアネート組成物中の疎水性ポリイソシアネート(A)とNCO基含有ビニル系重合体(B)の比率は、特に制限されないが、本発明の水分散性ポリイソシアネート組成物の水への分散性、当該組成物の水分散液に含有されるイソシアネート基の水に対する安定性、本発明の水性硬化性組成物の硬化性の観点から、重量比率で、(A)/(B)=30/70〜85/15が好ましく、50/50〜80/20がより好ましく、60/40〜80/20が最も好ましい。
【0099】
上述した如く、▲1▼予め調製したNCO基含有ビニル系重合体(B)と疎水性ポリイソシアネート(A)を混合する方法、または、▲2▼活性水素基含有ビニル重合体(b)と疎水性ポリイソシアネートをイソシアネート基/活性水素含有基のモル比が3〜350なる範囲で両成分を反応させる方法で本発明の水分散性ポリイソシアネート組成物が調製される。これらの方法のうち、得られた水分散性ポリイソシアネート組成物を水に分散した場合にイソシアネート基の安定性がより高い点から、後者の方法▲2▼が好ましい。
【0100】
次ぎに、本発明の水分散性ポリイソシアネート組成物と活性水素含有基を有する水性樹脂(C)とを含む水性硬化性組成物について説明する。
本発明に使用される活性水素含有基を有する水性樹脂(C)は、イソシアネート基と反応し得る活性水素含有基を有するものであれば良く、その形態、種類等は制限されない。かかる水性樹脂(C)に含有される活性水素含有基として代表的なものは、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、アミド基、アセトアセチル基の如き活性メチレン基を含有する基、等が挙げられる。そして、これらのうち特に好ましいものは水酸基およびカルボキシル基である。また、水性樹脂(C)の形態としては水溶液タイプ、コロイダルディスパージョンやエマルジョンの如き水分散液タイプ等の公知慣用の形態のものが挙げられる。
【0101】
そして、かかる水性樹脂(C)の代表的なものとしては、酢酸ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、スチレン−アクリロニトリル系樹脂、アクリル系樹脂、フルオロオレフィン系樹脂、シリコン変性ビニル系重合体、ポリビニルアルコールの如きビニル系重合体;ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、フェノール系樹脂、メラミン系樹脂、エポキシ系樹脂、アルキド系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエーテル樹脂、シリコン系樹脂等のビニル系重合体以外の合成樹脂類;動物性たんぱく質、でんぷん、セルロース誘導体、デキストリン、アラビアゴム等の天然高分子が挙げられる。そして、これらのなかで好ましいものは、ビニル系重合体およびビニル系重合体以外の各種の合成樹脂である。
【0102】
上掲の如き水性樹脂(C)に含まれる活性水素含有基の量は、本発明の水性硬化性組成物の硬化性および得られる硬化物の耐水性の点から、水性樹脂の固形分1000g当たり、0.1〜6モル、好ましくは0.2〜4モル、最も好ましくは、0.4〜3モルである。また、これらの水性樹脂(C)は、単独使用であってもよいし、2種類以上を併用してもよい。
【0103】
本発明の水分散性ポリイソシアネート組成物と水性樹脂(C)との好適な混合比率は、当該硬化性組成物の硬化性ならびに当該組成物から得られる硬化物の性能の点から、(1)ポリイソシアネート組成物中のイソシアネート基のモル数と、(2)水性樹脂(C)に含有される活性水素含有基とNCO基含有ビニル系重合体(B)に含有されるブロックされた活性水素含有基の合計モル数、との比率(1)/(2)が0.1〜5であることが好ましく、0.3〜3が特に好ましく、0.5〜2が最も好ましい。
【0104】
上述した本発明の水性硬化組成物は、顔料を含まないクリヤーな組成物として使用することができるし、有機系あるいは無機系の公知慣用の各種の顔料を配合して着色組成物として使用することもできる。
【0105】
こうして調製される水性硬化性組成物は、塗料、接着剤、インキ、防水材、シーリング剤、天然繊維、合繊繊維、ガラス繊維の如き各種繊維や紙の含浸処理剤、天然繊維、合繊繊維、ガラス繊維の如き各種繊維や紙の表面処理剤等の各種の用途に用いることができる。特に水性塗料、水性接着剤として用いるのが好ましい。
【0106】
水性塗料として用いられる場合、かかる水性塗料は、可使時間が長く、さらに、かかる本発明の水性塗料から透明性、光沢などの外観、耐水性、耐溶剤性等に優れる硬化塗膜が得られる。
さらに、水性接着剤として用いられる場合、かかる水性接着剤は、可使時間が長く、接着強度が高いなど優れた性能を有する。
【0107】
また、かかる組成物には、必要に応じて、各種用途に適した添加剤、例えば、充填剤、レベリング剤、増粘剤、消泡剤、有機溶剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤または顔料分散剤のような、公知慣用の各種の添加剤類などをも配合することが出来る。
【0108】
次ぎに、本発明の水分散性ポリイソシアネート組成物と水とを含む水性硬化性組成物について説明する。
本発明の水性硬化性組成物は、水分散性ポリイソシアネート組成物と水を混合せしめることにより得ることができる。かかる水性硬化性組成物を得るには、当該組成物のイソシアネート基の安定性、硬化性、当該組成物から得られる硬化物の性能の点から、当該ポリイソシアネート組成物の100重量部に対して、10〜1000 重量部の水、好ましくは50〜500重量部の水を添加して、両者を混合せしめればよい。
【0109】
かかる水分散性ポリイソシアネート組成物と水を混合せしめて得られる水性硬化組成物は、顔料を含まないクリヤーな組成物として使用することができるし、有機系あるいは無機系の公知慣用の各種の顔料を配合して着色組成物として使用することもできる。また、必要に応じて、ポリイソシアネート組成物と水性樹脂(C)から得られる水性硬化性組成物に添加できるものとして例示した如き各種の添加剤等をも配合して使用することができる。
【0110】
こうして調製される水性硬化性組成物は、上記の水性硬化性組成物と同様な用途に用いることができるが、特に水性塗料、水性接着剤として用いるのが好ましい。
【0111】
この水性硬化性組成物を含む塗料は、可使時間が長く、通常の水性塗料では浸透が困難である高密度の無機質基材に浸透して硬化塗膜を形成する。この塗膜は基材を効果的に保護する機能を有するとともに、上塗り塗膜との付着性も良好であるので、この塗料は、高性能の下塗り塗料として使用できる。また、この水性塗料は、下塗り塗料にかぎらず、各種基材の上塗り塗料として使用することもできる。
【0112】
水性接着剤として用いられる場合は、可使時間が長く、高い接着強度を与えるため、各種用途の水性接着剤として使用することができる。
上述した如き本発明の水性塗料が塗装される基材、および、上述した如き本発明の水性接着剤が塗布され被着体となる基材としては、公知慣用の種々のものが使用される。それらのうちでも特に代表的なものとしては、各種の金属基材、無機質基材、プラスチック基材、紙、合成繊維、天然繊維、ガラス繊維等の無機繊維、布、合成皮革、天然皮革、木質系基材等が挙げられる。
【0113】
かかる各種の基材のうち、金属基材の代表的なものとしては、鉄、ニッケル、アルミニウム、クロム、亜鉛、錫、銅または鉛等の金属;ステンレススチールもしくは真鍮の如き、前掲した各種金属の合金;前掲したような各種の金属あるいは合金であって、メッキや化成処理などが施された各種の表面処理金属が挙げられる。
【0114】
また、無機質基材とは、珪酸カルシウム、アルミン酸カルシウム、硫酸カルシウム、酸化カルシウムの如きカルシウム化合物から製造される硬化体;アルミナ、シリカ、ジルコニアの如き金属酸化物を焼結して得られるセラミック;各種の粘土鉱物を焼成して得られるタイル類;各種のガラス等が挙げられる。そして、カルシウム化合物から製造される硬化体の代表的なものとしては、コンクリートやモルタルの如きセメント組成物の硬化物、石綿スレート、軽量気泡コンクリート(ALC)硬化体、ドロマイトプラスター硬化体、石膏プラスター硬化体、けい酸カルシウム板等が挙げられる。
【0115】
プラスチック基材の代表的なものとしては、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ABS樹脂、ポリフェニレンオキサイド、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリブチレンテレフタレートもしくはポリエチレンテレフタレートの如き、熱可塑性樹脂の成形品;不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、架橋型ポリウレタン、架橋型のアクリル樹脂もしくは架橋型の飽和ポリエステル樹脂の如き、各種の熱硬化性樹脂の成形品等が挙げられる。
【0116】
また、前掲したような各種の基材であって、予め被覆が施された基材類、あるいは、当該被覆が施された基材類であって、しかも、その被覆部分の劣化が進んだような基材も使用することが出来る。
こうした種々の基材は、用途に応じて、それぞれ、板状、球状、フィルム状、シート状、大型の構築物、複雑なる形状の組立物等の各種の形状で使用されるものであって特に制限はない。
【0117】
そして、上述した如き本発明の水性塗料を上述した如き基材に、刷毛塗り、ローラー塗装、スプレー塗装、浸漬塗装、フロー・コーター塗装、ロール・コーター塗装の如き公知慣用塗装方法で以て塗装し、次いで、常温に1〜10日間程度放置したり、約40〜約250℃なる温度範囲で以て、約30秒間〜2時間程度、加熱したりすることによって、外観、耐水性等に優れる硬化塗膜を得ることが出来る。
【0118】
また、上述した如き本発明の水性接着剤を上述した如き基材のうち、同種の基材、あるいは異種の基材の少なくとも一方に、ヘラ、刷毛、スプレー、ロールの如き公知慣用の方法で塗布して、次いで、常温に1〜10日間程度放置したり、約40〜約150℃なる温度範囲で以て、約5秒間〜2時間程度、加熱したり、必要に応じて加圧することによって、優れた接着強度を得ることが出来る。
【0119】
【実施例】
次に参考例、実施例および比較例により本発明を詳述するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお文中の部、および%は、特に断りのない限り全て重量基準である。
まず、実施例および比較例により、水分散性ポリイソシアネート組成物について説明するが、はじめに、実施例および比較例にて使用するポリイソシアネートを説明する。
【0120】
疎水性ポリイソシアネート(A−1)
ヘキサメチレンジイソシアネート(以下、HDIと略称する)系イソシアヌレート型ポリイソシアネートである「バーノックDN−980S」〔大日本インキ化学工業(株)製のイソシアネート基含有率(以下NCO基含有率と略称する)21%、平均NCO官能基数が約3.6、不揮発分 100%〕
【0121】
疎水性ポリイソシアネート(A−2)
HDIとトリオールとの付加物タイプのポリイソシアネートである「バーノックDN−950」〔大日本インキ化学工業(株)製、酢酸エチル溶液から溶剤を除去したもの。NCO基含有率 17%、平均NCO官能基数が約3.2、不揮発分 100%〕
【0122】
疎水性ポリイソシアネート(A−3)
トリレンジイソシアネートとトリオールの付加物タイプポリイソシアネートである「バーノックD−750」〔大日本インキ化学工業(株)製、酢酸エチル溶液を脱溶剤したもの。NCO基含有率 17%、平均NCO官能基数が約3.4、不揮発分 100%〕
【0123】
参考例1〔活性水素基含有ビニル重合体(b)の調製〕
攪拌機、温度計、冷却管、窒素導入管を装備した、4つ口のフラスコにジエチレングリコールジエチルエーテル(以下EDEと略称する) 429部を仕込み、窒素気流下に110℃に昇温した後、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート(1分子当たりオキシエチレン単位を平均9個含有、以下「MPEGMA−1」と略称する)500部、メチルメタクリレート(以下、MMAと略称する)300部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(以下、2−HEMAと略称する) 50部、シクロヘキシルメタクリレート(以下、CHMAと略称する)150部、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート 45部、t−ブチルパーオキシベンゾエート 5部からなる混合液を5時間かけて滴下した。滴下後、110℃にて9時間反応せしめ、不揮発分が70%なるアクリル系重合体の溶液を得た。以下、これを活性水素基含有ビニル重合体(b−1)と略称する。
【0124】
参考例2〜6〔同上〕
MPEGMA−1の500部、MMAの300部、CHMAの150部、及び2−HEMAの50部に代えて第1表に示した単量体を使用する以外は、参考例1と同様にして重合を行い、不揮発分が70%なるアクリル系重合体を得た。以下、それらを活性水素基含有ビニル重合体(b−2)〜(b−6)と略称する。
【0125】
【表1】

Figure 0003775578
【0126】
【表2】
Figure 0003775578
【0127】
《第1表の脚注》
原料類の使用割合を示す各数値は、いずれも、部数であるものとする。
「MPEGMA−2」:〔メトキシポリエチレングリコールメタクリレート(1分子当たりオキシエチレン単位を平均4個含有)〕
「MPEGMA−3」:〔メトキシポリエチレングリコールメタクリレート(1分子当たりオキシエチレン単位を平均23個含有)
「MAA」:メタクリル酸
「SiHEMA」:2−トリメチルシロキシエチルメタクリレート
「GMA」:グリシジルメタクリレート
「2−EHMA」:2−エチルヘキシルメタクリレート
「4HCHMA」:(4−ヒドロキシメチルシクロヘキシル)メチルメタアクリレート
【0128】
参考例7〔比較例で使用する比較分散剤(Z−1)の調製〕
参考例1と同様の反応器にメトキシポリエチレングリコール(1分子当たりオキシエチレン単位を平均12個含有、以下「MPEG−1」と略称する) 239部とヘキサデカノール 112部を仕込み、窒素気流下に室温にて十分攪拌混合した後、疎水性ポリイソシアネート(A−1)180部を加え、30分間室温にて攪拌した。次いで、70℃に昇温して同温度で、イソシアネート基が消失するまで6時間反応させた。生成物を比較分散剤(Z−1)と略称する。
【0129】
実施例1〔水分散性ポリイソシアネート組成物(P−1)の調製〕
参考例1と同様の反応器に、疎水性ポリイソシアネート(A−1) 200部と活性水素基含有ビニル重合体(b−1) 100部を仕込み、窒素気流下に90℃に昇温した後、同温度で6時間攪拌下に反応を行って、不揮発分が90%、NCO基含有率が13%なる水分散性ポリイソシアネート組成物を得た。以下、これをポリイソシアネート組成物(P−1)と略称する。
得られたポリイソシアネート組成物につき、水への分散性と得られた水分散液に含有されるイソシアネート基の安定性を評価した。これらの評価結果を第2表に示した。
【0130】
実施例2〜8〔水分散性ポリイソシアネート組成物の調製〕
疎水性ポリイソシアネート(A−1)の200部とビニル重合体(b−1)の100部に代えて、第2表に記載の疎水性ポリイソシアネート(A)と活性水素基含有ビニル重合体(b)を同表に記載の割合で使用し、実施例1と同様に反応を行ってポリイソシアネート組成物を調製した。以下、これらをポリイソシアネート組成物(P−2)〜(P−8)と略称する。得られた各ポリイソシアネート組成物につき、実施例1と同様にして、水への分散性と得られた水分散液に含有されるイソシアネート基の安定性を評価した。これらの評価結果を第2表に示した。
【0131】
比較例1〔比較例用ポリイソシアネート組成物(RP−1)の調製〕
参考例1と同様の反応器に、EDE 15部、MPEG−1 36部、疎水性ポリイソシアネート(A−1) 100部を仕込み、30分かけて90℃に昇温した後、90℃にて6時間反応させ、不揮発分が90%、NCO基含有率が12%なるメトキシポリエチレングリコールで変性された疎水性でないポリイソシアネートを得た。以下、これをポリイソシアネート組成物(RP−1)と略称する。得られたポリイソシアネート組成物につき、実施例1と同様にして、水への分散性と得られた水分散液に含有されるイソシアネート基の安定性を評価した。これらの評価結果を第2表に示した。
【0132】
比較例2〔比較用ポリイソシアネート組成物の調製〕
参考例1と同様の反応器に、EDE 33部、疎水性ポリイソシアネート(A−1)200部と比較分散剤(Z−1)100部を仕込み、50℃に昇温し、窒素気流下に3時間攪拌混合を行って、不揮発分が90%、NCO基含有率が12.6%なる比較用のポリイソシアネート組成物を得た。以下、これをポリイソシアネート組成物(RP−2)と略称する。得られたポリイソシアネート組成物につき、実施例1と同様にして、水への分散性と得られた水分散液に含有されるイソシアネート基の安定性を評価した。これらの評価結果を第2表に示した。
【0133】
比較例3〔比較用ポリイソシアネート組成物の調製〕
参考例1と同様の反応器に、疎水性ポリイソシアネート(A−1)35部、メトキポリエチレングリコール(1分子当たりオキシエチレン単位を平均22個含有)15部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート67部を仕込み、110℃に昇温し、窒素気流下に3時間攪拌混合を行った。 p-トルエンスルフォニルイソシアネート0.5部を添加後、130℃まで昇温し、スチレン5部、MMA5部、n−ブチルアクリレート(以下、BAと略称する)10部、3−イソプロペニル−a,a−ジメチルベンジルイソシアネート15部、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート(1分子当たりオキシエチレン単位を平均22個含有)15部、a-メチルスチレンダイマー0.25部、t-ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート1.5部からなる混合物を3時間かけて滴下した。
【0134】
滴下終了後130℃で3時間反応を行いNCO基含有率が6.0%なる比較用のポリイソシアネート組成物を得た。以下、これをポリイソシアネート組成物(RP−3)と略称する。得られたポリイソシアネート組成物につき、実施例1と同様にして、水への分散性と得られた水分散液に含有されるイソシアネート基の安定性を評価した。これらの評価結果を第2表に示した。
【0135】
【表3】
Figure 0003775578
【0136】
【表4】
Figure 0003775578
【0137】
【表5】
Figure 0003775578
【0138】
《第2表の脚注》
原料類の使用割合を示す各数値は、いずれも、重量部数であるものとする。
【0139】
「水分散性」:
200mlビーカーに、80gの脱イオン水を投入し、そこに、調製したポリイソシアネート組成物の20gを加え、混合物を30℃に保持して、マグネチックスターラーと回転子(全長30mm、直径8mm)を用いて、200rpmなる攪拌速度で撹拌し、その分散挙動を目視で評価したものである。その際の評価基準は次の通りである。
【0140】
◎:攪拌開始から30秒後には均一に分散
○:攪拌開始から1分後には均一に分散
△:攪拌開始から5分後には均一に分散
×:攪拌開始から10分後には、均一に分散
××:分散しない
【0141】
「イソシアネート基残存率」:
攪拌時間を10分間とする以外は、上述の水分散性の評価と同様に分散を行うことによりポリイソシアネート組成物の水分散液を調製した。ついで得られた水分散液の所定量にイソシアネート基に対して過剰のジブチルアミンを添加した後、塩酸水溶液で残留するジブチルアミンを滴定する逆滴定法により、水分散液におけるイソシアネート基含有量を決定した。上記水分散液を調製した直後と6時間後のイソシアネート基含有量を定量し、下記式により算出されるイソシアネート基の残存率でもって、水分散液に含有されるNCO基の安定性を評価したものである。この値が大きいほど、イソシアネート基の安定性が良好なことを示す。
【0142】
イソシアネート基残存率[%]=(6時間後のイソシアネート基含有量/分散直後のイソシアネート基含有量)×100
【0143】
「NCO/活性水素含有基[モル比]]:NCO基のモル数/活性水素含有基のモル数
【0144】
「(A)/(B)重量比」:[未反応の疎水性ポリイソシアネート(A)の重量]/[ビニル重合体(b)に疎水性ポリイソシアネート(A)が付加して生成したビニル系重合体(B)の重量]
【0145】
参考例8〔水性樹脂(C−1)の調製〕
参考例1と同様の反応器に「ハイテノールN−08」〔第一工業製薬(株)製のアニオン性乳化剤〕 5部、「エマルゲン931」〔花王(株)製のノニオン性乳化剤〕 5部、脱イオン水 270部を仕込み、窒素気流下に80℃に昇温した後、過硫酸アンモニウム 0.8部を脱イオン水 16部に溶解せしめた水溶液を投入する。さらに、ブチルアクリレート 80部、MMA 99部、 アクリル酸 4部、2−HEMA 17部からなる混合液を、3時間かけて滴下した。滴下後、2時間反応せしめた後、25℃まで冷却し、28%アンモニア水 1.5部で中和せしめ、EDE 30部を混合して、不揮発分 40%、固形分水酸基価 35mgKOH/gなる水酸基含有アクリル樹脂エマルジョンを得た。以下この樹脂を水性樹脂(C−1)と略称する
【0146】
実施例9
ポリイソシアネート組成物(P−1)と水性樹脂(C−1)を、イソシアネート基/水性樹脂(C−1)中の水酸基のモル比が1.2/1となるように、ポリイソシアネート組成物(P−1)の50部と水性樹脂(C−1)の500部を混合して水性硬化性組成物を調製した。以下、これを水性硬化性組成物(D−1)と略称する。得られた水性硬化性組成物(D−1)を、調製直後に乾燥塗膜が60μmとなるようにアプリケーターを用いてガラス板およびポリプロピレン板(以下、PP板と略称する)上に塗布し、温度20℃、湿度60%RHの条件で1週間乾燥せしめて、硬化塗膜を作成した。得られた硬化塗膜について、相溶性、ゲル分率、耐水性を評価した。評価結果を第3表に示した。
【0147】
実施例10〜17
これらの実施例においては、水性樹脂(C)として水性樹脂(C−1)に加えて、「ウォーターゾールACD−2000」〔大日本インキ化学工業(株)製の水酸基を含有するアクリル樹脂の水性ディスパージョン、不揮発分 35%、固形分水酸基価 50mgKOH/g、以下、この樹脂を水性樹脂(C−2)と略称する〕を用いた。
【0148】
第3表に示した如く、ポリイソシアネート組成物(P−1)に代えて、各種のポリイソシアネート組成物を使用した。水性樹脂(C−1)または(C−2)の500部を使用し、且つ、各ポリイソシアネート組成物のイソシアネート基/水性樹脂中の水酸基のモル比が1.2/1となるように、同表に記載した量のポリイソシアネート組成物を混合して水性硬化性組成物を調製した。以下、このようにして得た組成物を水性硬化性組成物(D−2)〜(D−9)と略称する。こうして得た各水性硬化性組成物を実施例9と同様にして、調製直後にガラス板およびPP板上に塗布し、温度20℃、湿度60%RHの条件で1週間乾燥せしめて、硬化塗膜を作成した。これらにつき、実施例9と同様の評価を行った。評価結果を第3表に示した。
【0149】
比較例4〜6
水性樹脂(C)として(C−1)または(C−2)の500部を使用し、イソシアネート基/水性樹脂(C−1)または(C−2)中の水酸基のモル比が1.2/1となるように、第3表に記載した量の各ポリイソシアネート組成物を混合して比較評価用の硬化性組成物(RD−1)〜(RD−3)を調製した。実施例9と同様にして、調製直後にガラス板およびPP板に塗布乾燥して硬化塗膜を作成した。これらにつき、実施例9と同様の評価を行った。評価結果を第3表に示した。
【0150】
実施例18,19、比較例7
上記で調製したD−1、D−2、及びRD−1を室温にて6時間放置後(それぞれD−1’、D−2’、及びRD−1’とする)、乾燥塗膜が60μmとなるようにアプリケーターを用いてガラス板上に塗布し、温度20℃、湿度60%RHの条件で1週間乾燥せしめて、硬化塗膜を作成した。これらにつき、実施例9と同様の評価を行った。評価結果を第3表に示した。
【0151】
【表6】
Figure 0003775578
【0152】
【表7】
Figure 0003775578
【0153】
【表8】
Figure 0003775578
【0154】
【表9】
Figure 0003775578
【0155】
《第3表の脚注》
原料類の使用割合を示す各数値は、いずれも、重量部数であるものとする。
【0156】
「相溶性」:
ガラス板上に作成した塗膜の透明性を目視で評価したものである。その際の評価基準は次の通りである。
【0157】
◎:全く濁りがない
○:ごくわずかに濁りがある
△:かなり濁りがある
×:著しく濁りがある
【0158】
「ゲル分率」:
水性硬化性組成物の硬化性を評価したものである。PP板上に作成した塗膜を、PP板から切り取り、これをアセトン中に25℃で48時間浸漬した後、100℃で90分間乾燥させた。ゲル分率は下記の式にて算出した。
【0159】
ゲル分率[%]=(アセトン浸漬前の塗膜の重量/アセトン浸漬後の塗膜の重量)×100
【0160】
「耐水性」:
ガラス板上に作成した塗膜を脱イオン水に25℃で96時間浸漬し、塗膜の外観を評価した。その際の評価基準は次の通りである。
【0161】
塗膜の白化の評価基準
◎:全く変化なし
○:ごくわずかに白化
△:かなり白化
×:著しく白化
【0162】
塗膜の膨れの判定基準
◎:全く変化なし
○:ごくわずかに膨れが発生
△:かなり膨れが発生
×:著しく膨れが発生
【0163】
参考例9〔ビニル重合体(b−7)の調製例〕
温度計、撹拌装置、モノマー圧入装置を備えた2リットルのステンレス製オートクレーブ中の空気を窒素ガスで充分置換した後、EDE 430gを仕込み攪拌しながら75℃に昇温した。次いで、同温度で攪拌しながら、ベオバ−9(オランダ国シェル社製のC9なる分岐脂肪酸のビニルエステル)270g、エチルビニルエーテル 40g、4−ヒドロキシブチルビニルエーテル 40g、ポリオキシエチレン基の数平均分子量が400なるメトキシポリエチレングルコールのモノビニルエーテル 400g、tert−ブチルパーオキシピバレート 20g、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート 15gおよびビス(1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン−4−イル)セバケート 15gからなる混合物と液化採取したクロロトリフルオロエチレン 250gを7時間を要して圧入した。
さらに、同温度で10時間重合反応を行って、不揮発分が70%、重量平均分子量が16,000なるノニオン性基を有するフルオロオレフィン系重合体の溶液を得た。以下、この重合体を活性水素基含有ビニル重合体(b−7)と略称する。
【0164】
実施例20〔水分散性ポリイソシアネート組成物(P−9)の調製〕
参考例1と同様の反応器に、疎水性ポリイソシアネート(A−1) 200部と活性水素基含有ビニル重合体(b−7) 100部を仕込み、窒素気流下に90℃に昇温した後、同温度で6時間攪拌下に反応を行って、不揮発分が90%、NCO基含有率が13%なる水分散性ポリイソシアネート組成物を得た。以下、これをポリイソシアネート組成物(P−9)と略称する。
【0165】
参考例10〔水性樹脂(C−4)の調製〕
温度計、撹拌装置、モノマー圧入装置を備えた2リットルステンレス製オートクレーブにイオン交換水 690g、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ 15g、ポリオキシエチレンノニルフェノールエーテル(HLB17) 6g、炭酸水素アンモニウム 3gを仕込み溶解させ、窒素で脱気した。ヒドロキシブチルビニルエーテル 116g、酢酸ビニル 184g、エチルビニルエーテル 200gの混合物、液化捕集した500gのクロロトリフルオロエチレンをそれぞれ耐圧滴下槽に入れた。
【0166】
エチレンをオートクレーブ内に30気圧になるよう圧入した後、オートクレーブを65℃に昇温し、攪拌しながら、5gの過硫酸アンモニウムを90gのイオン交換水に溶解したものと、耐圧滴下槽に入れた単量体混合物とを2時間にわたって滴下し、更に3時間同温度で保持し反応を完結させた。得られた生成物は、不揮発分が55%、pHが1.6、固形分水酸基価50mgKOH/g を有する水性樹脂(C−4)を得た。
【0167】
実施例21〜29
これらの実施例では、ポリイソシアネート組成物および水性樹脂(C)からなる白色塗料についての実施例を示す。これらの実施例において、水性樹脂(C)としては、参考例10で調製した水性樹脂(C−4)および下記水性樹脂(C−3)を使用した。また、水性樹脂(C−3)および(C−4)とポリイソシアネート組成物から白色塗料を得る際に使用した塗料主剤成分の調製方法を下に示した。
【0168】
水性樹脂(C−3)
「ボンコートCG−5060」(大日本インキ化学工業(株)製の水酸基を含有するアクリル樹脂エマルジョン、不揮発分 45%、固形分水酸基価 60mgKOH/g)。
【0169】
塗料主剤成分の調製(E−1の調製)
脱イオン水 72.9部、「オロタンSG−1」(米国ローム&ハース社製の顔料分散剤) 6.7部、トリポリリン酸ソーダの10%水溶液 4.9部、「ノイゲンEA−120」〔第一工業製薬(株)製の湿潤剤〕2.2部、エチレングリコール 18.0部、「ベストサイド1087T」〔大日本インキ化学工業(株)製の防腐剤〕 1.0部、アンモニア水(28%) 0.5部、「チタニックスJR−600A」〔テイカ(株)製の酸化チタン〕 249.2部および「SNディフォーマー121」〔サンノプコ社製の消泡剤〕 0.8部から成る混合物をディスパーで約1時間分散した。これに、水性樹脂(C−3) 607.0部、「テキサノール」〔米国イーストマンケミカル社製の造膜助剤〕 38.2部、「プライマルQR−708」〔ローム&ハース社製の増粘剤〕の10%水溶液 1.2部、「BYK−028」〔BYKケミー社製の消泡剤〕 0.2部を加えて攪拌し、顔料重量濃度が48%、不揮発分が52.5%なる塗料主剤成分(E−1)を得た。
【0170】
塗料主剤成分の調製(E−2の調製)
イオン交換水 37.2部、25%アンモニア水 0.7部、「ノイゲンEA−120」〔第一工業製薬(株)社製の湿潤剤〕 1.6部、「タモール731」〔米国ローム&ハース社製の顔料分散剤〕 6.4部、エチレングリコール 35.4部、タイペークCR−97〔石原産業(株)社製二酸化チタン〕 194.7部、ベストサイドFX〔大日本インキ化学工業(株)製の防腐剤〕 0.9部、「ノプコ8034」〔サンノプコ(株)社製の消泡剤〕 1.4部、「プライマルTT」〔ローム&ハース社製の増粘剤〕の5%水溶液 33.2部、ジエチレングリコールジブチルエーテル 33.2部、(C−4) 655.3部から成る混合物をディスパーで約1時間均一分散し、顔料重量濃度が35%、不揮発分が56%なる塗料主剤成分(E−2)を得た。
【0171】
水性塗料(F−1)〜(F−9)の調製
第4表に記載した通りの比率で、塗料主剤成分(E−1)、(E−2)、各ポリイソシアネート組成物および水を混合して、不揮発分が52%なる各水性塗料を調製した。尚、全ての実施例において、イソシアネート基/水性樹脂(C−3、C−4)中の水酸基なるモル比が1.5/1となるように配合を行った。このようにして調製した白色塗料を、以下、水性塗料(F−1)〜(F−9)と略称する。
【0172】
かくして得られた水性塗料(F−1)〜(F−9)それぞれを、調製直後に乾燥膜厚が70μmとなるようにエアースプレー法でスレート板上に塗膜を作成した。ついで、温度20℃、湿度60%RHの雰囲気下で1週間乾燥せしめた。得られた各硬化塗膜について、光沢、耐水性を評価した。評価結果を第4表に示した。
【0173】
比較例8、9
第4表に示した各成分を同表に記載した比率で以て混合して比較用の水性塗料を調製した。なお、これらの比較例に於いてもイソシアネート基/水性樹脂(C−3)中の水酸基なるモル比が1.5/1となるように配合を行った。こうして得られた比較用の水性塗料(RF−1)〜(RF−2)を実施例21〜29と同様にして、調製直後にスレート板上に乾燥膜厚が70μmとなるようにスプレー塗装せしめ、同実施例と同様に乾燥せしめて硬化塗膜を調製した。得られた各硬化塗膜について、光沢、耐水性を評価した。評価結果を第4表に示した。
【0174】
【表10】
Figure 0003775578
【0175】
【表11】
Figure 0003775578
【0176】
【表12】
Figure 0003775578
【0177】
《第4表の脚注》
原料類の使用割合を示す各数値は、いずれも、重量部数であるものとする。
【0178】
「光沢」:
塗膜の60度鏡面反射率[%]なる光沢値で、塗膜の外観を評価したものである。
【0179】
「耐水性」:
各水性塗料を塗装せしめたスレート板を脱イオン水に25℃で96時間浸漬した後の塗膜の光沢保持率と膨れの状態を評価した。塗膜の膨れは実施例9〜19と同様の評価基準でもって目視評価した。光沢保持率は下式により算出した。
【0180】
光沢保持率[%]=(脱イオン水浸漬後の光沢値/脱イオン水浸漬前の光沢値)×100
【0181】
実施例30
水分散性ポリイソシアネート組成物(P−1)の100部と脱イオン水の100部を混合して、水性硬化組成物を調製した。以下、これを水性硬化性組成物(G−1)と略称する。得られた水性硬化性組成物(G−1)を調製直後に乾燥塗膜が、50μmとなるように、アプリケーターを用いてガラス板およびPP板上に塗布し、温度20℃、湿度60%RHの条件で1週間乾燥せしめて、硬化塗膜を作成した。得られた硬化塗膜について、実施例9〜17と同様の評価方法、評価基準でもってゲル分率と耐水性を評価した。評価結果を第5表に示した。
【0182】
実施例31〜37および比較例10、11
ポリイソシアネート組成物(P−1)の100部に代えて、第5表に示した各種のポリイソシアネート組成物の100部を使用する以外は実施例30と同様にして、水性硬化性組成物を調製した。以下、このようにして得た組成物を水性硬化性組成物(G−2)〜(G−8)、(RG−1)、(RG−2)と略称する。こうして得た各水性硬化性組成物を実施例30と同様にして、調製直後にガラス板およびPP板に塗布乾燥して硬化塗膜を作成した。これらにつき、実施例30と同様の評価を行った。評価結果を第5表に示した。
【0183】
【表13】
Figure 0003775578
【0184】
【表14】
Figure 0003775578
【0185】
【表15】
Figure 0003775578
【0186】
実施例38
水分散性ポリイソシアネート組成物(P−1)の350部、脱イオン水 750部、「BYK−028」(BYKケミー社製の消泡剤) 0.2部を混合して水性塗料を調製した。以下、これを水性塗料(H−1)と略称する。得られた水性塗料(H−1)を調製直後に乾燥膜厚が30μmとなるようにエアースプレー法でケイカル板上に塗膜を作成した。ついで、温度20℃、湿度60%RHの条件で1週間乾燥せしめた。得られた硬化塗膜について、付着性を評価した。
【0187】
また、水性塗料(H−1)を調製直後に乾燥膜厚が30μmとなるようにエアースプレー法でスレート板上に塗膜を作成し、温度20℃、湿度60%RHの条件で24時間乾燥した後、上塗り塗料として、実施例21の水性塗料(F−1)を調製直後に乾燥膜厚が60μmとなるようにエアースプレー法で塗装せしめた。ついで、温度20℃、湿度60%RHの条件で1週間乾燥せしめた。このようにして得た複層硬化塗膜について、付着性を評価した。これらの評価結果を第6表に示した。
【0188】
実施例39〜45および比較例12、13
ポリイソシアネート組成物(P−1)の350部に代えて、第6表に示した各種のポリイソシアネート組成物の350部を使用する以外は、実施例38と同様にして、水性塗料を調製した。以下、これらを水性塗料(H−2)〜(H−8)、(RH−1)、(RH−2)と略称する。こうして得た各水性塗料を実施例38と同様にして、各種基材に塗布乾燥後、上塗り塗料として実施例21の水性塗料(F−1)を塗布乾燥せしめて、硬化塗膜を作成した。これらにつき、実施例38と同様の評価を行った。評価結果を第6表に示した。
【0189】
【表16】
Figure 0003775578
【0190】
【表17】
Figure 0003775578
【0191】
【表18】
Figure 0003775578
【0192】
《第6表の脚注》
「付着性(1)」:
ケイカル板上に作成した塗膜に、カッターナイフを用いて2mm角の碁盤目が25個できるように縦横に2mm間隔の切り込みを作成した。ついで、セロハン粘着テープをその碁盤目に密着させてから剥離し、ケイカル板上に残存する塗膜の割合である残存率でもって評価した。残存率は下式により算出した。
【0193】
塗膜の残存率[%]=(剥離後残存する塗膜の面積/剥離前の碁盤目上の塗膜の面積)×100
【0194】
「付着性(2)」:
スレート板上に作成した複層塗膜について、上述の付着性(1)と同様の操作を行い、スレート板上に残存する塗膜の割合である残存率でもって評価した。この複層塗膜については、上塗り塗膜だけが剥離するケースと下塗り塗膜から剥離するケースの両方があるが、いずれのケースも塗膜が剥離して残存していないものとみなし、残存率を「付着性(1)」の場合と同様に算出した。
【0195】
水性樹脂(C−5)
「HYDRAN HW−311」(大日本インキ化学工業(株)製のポリエステル系ウレタン樹脂の水分散体、不揮発分 45%)
実施例46
水性樹脂(C−5)95部、水分散性ポリイソシアネート組成物(P−1)5部を混合攪拌し、水性接着剤(K−1)を得た。配合直後の水性接着剤(K−1)を2mm厚合板(JASタイプII)にスプレーで80g/mの割合になるよう塗布し、50℃で5分乾燥させた。これに、厚さ2mmの塩化ビニルシートを張り合わせ50℃、0.01MPaの条件で一分間熱プレスした。ついで、温度20℃、湿度60%RHの条件で1週間乾燥せしめた。このようにして得た合板と塩化ビニルシートとの接合板について、60℃での接着性評価を行った。評価結果を第7表の「接着性評価(I)」の欄に示した。
【0196】
実施例47〜53、比較例14,15
ポリイソシアネート組成物(P−1)5部に代えて、第7表に示した各種のポリイソシアネート組成物を5部使用する以外は実施例46と同様にして、水性接着剤(K−2)〜(K−8)、(RK−1)、(RK−2)を得た。こうして得た各水性接着剤を水性接着剤(K−1)に代えて使用する以外は実施例46と同様にして、合板と塩化ビニルシートとの接合板を作成した。これらについて、60℃での接着性評価を行った。評価結果を第7表の「接着性評価(I)」の欄に示した。
【0197】
接着剤調製後の接着性の経時変化
実施例46〜53、及び比較例14,15で得られた水性接着剤を、温度20℃、湿度60%RHの条件で3時間放置した後、それぞれの接着剤を使用して実施例46と同様に接合板を作成し、60℃での接着性評価を行った。評価結果を第7表の「接着性評価(II)」の欄に示した。実施例46〜53で調製した接着剤を調製後3時間を経過してから使用しても接着強度の低下は極めて小さく本発明の水性接着剤は長い可使時間を有することが判明した。
【0198】
【表19】
Figure 0003775578
【0199】
【表20】
Figure 0003775578
【0200】
【表21】
Figure 0003775578
【0201】
《第7表の脚注》
「接着性評価(I),(II)」:合板と塩化ビニルシートの接合板を25mm幅に切断して試験片を作成した。60℃の恒温槽中で合板を固定し、塩化ビニルシートに500gの荷重をかけ、15分間放置後、180度の剥離長(mm)を測定した。この値が小さいほど、接着性が良いことを示す。
【0202】
参考例11〜17の調製〔NCO基含有ビニル系重合体(B)の調製〕
MPEGMA−1の500部、MMAの300部、CHMAの150部、及び2−HEMAの50部に代えて第1表に示した単量体を使用する以外は、参考例1と同様にして重合を行い、不揮発分が70%なるアクリル系重合体を得た。以下、それらをビニル重合体(B−2)〜(B−7)と略称する。
【0203】
【表22】
Figure 0003775578
【0204】
【表23】
Figure 0003775578
【0205】
《第8表の脚注》
原料類の使用割合を示す各数値は、いずれも、重量部数であるものとする。
「IEMA」:2−イソシアナートエチルメタアクリレート
「SPMA」:3−トリメトキシシリルプロピルメタクリレート
「EA」:エチルアクリレート
【0206】
実施例54〔水分散性ポリイソシアネート組成物(P−1)の調製〕
参考例1と同様の反応器に、ポリイソシアネート(A−1) 200部とビニル系重合体(B−1) 100部を仕込み、窒素気流下に50℃に昇温した後、同温度で1時間攪拌混合し、不揮発分が90%、NCO基含有率が14.6%なる水分散性ポリイソシアネート組成物を得た。以下、これをポリイソシアネート組成物(P−10)と略称する。
【0207】
実施例55〜62〔水分散性ポリイソシアネート組成物の調製〕
ポリイソシアネート(A−1)の200部とビニル系重合体(B−1)の100部に代えて、第9表に記載のポリイソシアネート(A)とビニル系重合体(B)を同表に記載の割合で使用し、且つ、場合によっては、同表に記載の割合でEDEを使用する以外は、実施例54と同様に混合を行ってポリイソシアネート組成物を調製した。以下、これらをポリイソシアネート組成物(P−11)〜(P−18)と略称する。
【0208】
実施例54〜62で得られた各ポリイソシアネート組成物について、イソシアネート基残存率以外は実施例1〜8(第2表)と同様の評価方法にて評価を行った。イソシアネート基残存率については、実施例1〜8と同様にして当該組成物の水分散液を調製してから3時間後の値にて評価を行った。これらの評価結果を第9表に示した。
【0209】
【表24】
Figure 0003775578
【0210】
【表25】
Figure 0003775578
【0211】
【表26】
Figure 0003775578
【0212】
《第9表の脚注》
原料類の使用割合を示す各数値は、いずれも、重量部数であるものとする。
【0213】
実施例63
ポリイソシアネート組成物(P−10)と水性樹脂(C−1)を、イソシアネート基/水性樹脂(C−1)中の水酸基のモル比が1.2/1となるように、ポリイソシアネート組成物(P−10)の43部と水性樹脂(C−1)の500部を混合して水性硬化性組成物を調製した。以下、これを水性硬化性組成物(D−1)と略称する。得られた水性硬化性組成物(D−10)を、調製直後に、乾燥塗膜が60μmとなるようにアプリケーターを用いてガラス板およびポリプロピレン板(以下、PP板と略称する)上に塗布し、温度20℃、湿度60%RHの条件で1週間乾燥せしめて、硬化塗膜を作成した。
【0214】
実施例64〜72
10表に示した如く、ポリイソシアネート組成物(P−10)に代えて、各種のポリイソシアネート組成物を使用した。水性樹脂(C−1)または(C−2)の500部を使用し、且つ、各ポリイソシアネート組成物のイソシアネート基/水性樹脂中の水酸基のモル比が1.2/1となるように、同表に記載した量のポリイソシアネート組成物を混合して水性硬化性組成物を調製した。以下、このようにして得た組成物を水性硬化性組成物(D−11)〜(D−19)と略称する。こうして得た各水性硬化性組成物を実施例10と同様にして、調製直後に、ガラス板およびPP板上に塗布し、温度20℃、湿度60%RHの条件で1週間乾燥せしめて、硬化塗膜を作成した。
【0215】
実施例73
実施例63で調製した水性硬化性組成物(D−3)を、配合後20℃で3時間静置した後、実施例63と同様にして、ガラス板およびPP板上に塗布し、温度20℃、湿度60%RHの条件で1週間乾燥せしめて、硬化塗膜を作成した。
【0216】
実施例63〜73で得られた硬化塗膜について、ゲル分率と耐水性の評価を除き、実施例9〜19(第3表)と同様の評価方法、評価基準にて評価を行った。評価結果を第10表に示した。
【0217】
【表27】
Figure 0003775578
【0218】
【表28】
Figure 0003775578
【0219】
【表29】
Figure 0003775578
【0220】
《第10表の脚注》
原料類の使用割合を示す各数値は、いずれも、重量部数であるものとする。
【0221】
「ゲル分率」:
塗膜を浸漬する時間を24時間に変更する以外は第3表の脚注に記載の方法と同様にして値を決定した。
【0222】
「耐水性」:
ガラス板上に作成した塗膜を脱イオン水に25℃で48時間浸漬し、塗膜の外観を第3表脚注に示す評価基準にて評価した。
【0223】
実施例74〜83
第11表に記載した通りの比率で、塗料主剤成分(E−1)、(E−2)、各ポリイソシアネート組成物および水を混合して、不揮発分が52%なる各水性塗料を調製した。尚、全ての実施例において、イソシアネート基/水性樹脂(C−3)または(C−4)中の水酸基なるモル比が1.5/1となるように配合を行った。このようにして調製した白色塗料を、以下、水性塗料(F−10)〜(F−19)と略称する。
【0224】
かくして得られた水性塗料(F−10)〜(F−19)それぞれを、調製直後に、乾燥膜厚が70μmとなるようにエアースプレー法でスレート板上に塗膜を作成した。ついで、温度20℃、湿度60%RHの雰囲気下で1週間乾燥せしめた。得られた各硬化塗膜について、耐水性を除き、実施例21〜29(第4表)と同様の評価方法、評価基準にて評価を行った。評価結果を第11表に示した。
【0225】
【表30】
Figure 0003775578
【0226】
【表31】
Figure 0003775578
【0227】
【表32】
Figure 0003775578
【0228】
《第11表の脚注》
原料類の使用割合を示す各数値は、いずれも、重量部数であるものとする。
【0229】
「耐水性」:
各水性塗料を塗装せしめたスレート板を脱イオン水に25℃で48時間浸漬した後の塗膜の膨れの状態と光沢保持率を評価した。塗膜の膨れは第3表の脚注に示した評価基準にて評価した。光沢保持率は実施例21第4表脚注に記載の式より算出した。
【0230】
実施例84
水分散性ポリイソシアネート組成物(P−10)の100部と脱イオン水の100部を混合して、水性硬化組成物を調製した。以下、これを水性硬化性組成物(G−9)と略称する。得られた水性硬化性組成物(G−9)を、調製直後に、乾燥塗膜が50μmとなるようにアプリケーターを用いてガラス板およびPP板上に塗布し、温度20℃、湿度60%RHの条件で1週間乾燥せしめて、硬化塗膜を作成した。得られた硬化塗膜について、実施例63と同様の評価方法、評価基準でもってゲル分率と耐水性を評価した。評価結果を第12表に示した。
【0231】
実施例85〜92
ポリイソシアネート組成物(P−10)の100部に代えて、第12表に示した各種のポリイソシアネート組成物の100部を使用する以外は実施例84と同様にして、水性硬化性組成物を調製した。以下、このようにして得た組成物を水性硬化性組成物(G−2)〜(G−9)と略称する。こうして得た各水性硬化性組成物を実施例84と同様にして、調製直後に、ガラス板およびPP板に塗布乾燥して硬化塗膜作成した。これらにつき、実施例84と同様の評価を行った。評価結果を第12表に示した。
【0232】
【表33】
Figure 0003775578
【0233】
【表34】
Figure 0003775578
【0234】
【表35】
Figure 0003775578
【0235】
実施例93〜101
ポリイソシアネート組成物(P−1)の350部に代えて、第13表に示した各種のポリイソシアネート組成物の350部を使用する以外は、実施例40と同様にして、水性塗料を調製した。以下、これらを水性塗料(H−2)〜(H−9)、(RH−1)、(RH−2)と略称する。こうして得た各水性塗料を実施例40と同様にして、調製直後に、各種基材に塗布乾燥せしめて、硬化塗膜を作成した。これらにつき、実施例38と同様の評価方法、評価基準にて評価を行った。評価結果を第13表に示した。
【0236】
【表36】
Figure 0003775578
【0237】
【表37】
Figure 0003775578
【0238】
【表38】
Figure 0003775578
【0239】
実施例102〜110
ポリイソシアネート組成物(P−1)5部に代えて、第14表に示した各種のポリイソシアネート組成物を5部使用する以外は実施例46と同様にして、水性接着剤(K−9)〜(K−17)を得た。こうして得た各水性接着剤を水性接着剤(K−1)に代えて使用する以外は実施例46と同様にして、合板と塩化ビニルシートとの接合板を作成した。これらについて、実施例46(第7表)と同様の評価方法、評価基準にて評価を行った。評価結果を第14表に示した。
【0240】
【表39】
Figure 0003775578
【0241】
【表40】
Figure 0003775578
【0242】
【表41】
Figure 0003775578
【0243】
【発明の効果】
本発明の水分散性ポリイソシアネート組成物は、水への分散性、水に対する安定性及び活性水素含有基を有する水性樹脂との相溶性等に優れ、塗料、接着剤、繊維加工剤などの用途に好適であり、また本発明の水性硬化性組成物は水への分散性、水に対する安定性及び硬化性に優れ、外観、耐水性に優れる硬化物を与えるので、特に水性塗料、および水性接着剤に有用である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a water-dispersible polyisocyanate composition useful in industrial fields such as paints, adhesives and fiber processing agents, an aqueous curable composition containing the polyisocyanate composition, and applications thereof. More specifically, a water-dispersible polyisocyanate composition containing a polyisocyanate useful for various applications such as water-based paints, adhesives, binders, and impregnating agents and a specific vinyl polymer, an aqueous curing composition, The present invention relates to a water-based paint and a water-based adhesive.
[0002]
[Prior art]
In recent years, there has been a strong demand for reduction in the amount of volatile organic solvents used due to environmental problems. In order to meet this demand, in many fields, attempts have been made to make aqueous organic solvent-based compositions containing polyisocyanates. For example, in Japanese Patent Publication No. 55-7472 and US Pat. No. 5,252,696 (Japanese Patent Laid-Open No. 5-222150), a part of polyisocyanate is modified with polyoxyalkylene glycol having one end blocked with an alkoxy group. A polyisocyanate composition is described. When such a composition is dispersed in water, the reaction between the isocyanate group contained in the polyisocyanate and water is likely to occur, and the isocyanate group is easily consumed by water. A curable composition comprising such a polyisocyanate composition and an aqueous resin having an active hydrogen-containing group has a short pot life, and a cured product obtained from such a curable composition has disadvantages inferior in hardness and water resistance. .
[0003]
In JP-A-7-111005, a part of an isocyanate group contained in a polyisocyanate is modified with a polyoxyalkylene glycol having one end blocked with an alkoxy group, and an aliphatic compound or fatty acid ester containing a hydroxyl group. The polyisocyanate composition with improved water dispersibility obtained by the above is described. In the dispersion obtained by dispersing this polyisocyanate composition in water, although the stability of the isocyanate group in water is somewhat improved, the dispersibility in water is insufficient and the workability is poor. Further, a curable composition comprising the polyisocyanate composition and an aqueous resin having an active hydrogen-containing group has a short pot life, and the resulting cured product has problems of poor hardness and water resistance.
[0004]
JP-A-9-71720 discloses a polyisocyanate composition in which an ionic emulsifier is added to a polyisocyanate obtained by modifying a part of an isocyanate group with a polyoxyalkylene glycol having one end blocked with an alkoxy group. Has been. In such a composition, the water dispersibility and the stability of the isocyanate group to water are somewhat improved, but not at a satisfactory level. Moreover, since the composition which consists of such a polyisocyanate composition and the aqueous resin which has an active hydrogen containing group contains an ionic emulsifier, the hardened | cured material obtained has the fault inferior to hardness or water resistance.
[0005]
JP-A-1-168716 includes polyoxyalkylene glycol having one end blocked with an alkoxy group, a higher alcohol having 8 or more carbon atoms, and an active hydrogen-containing group having 8 or more carbon atoms in a fatty acid. And a method of dispersing polyisocyanate using a dispersant containing no isocyanate group obtained by reacting a fatty acid ester and a polyoxypropylene monoalkyl ether.
[0006]
JP-A-9-104814 discloses an isocyanate obtained by reacting a polyisocyanate with a polyoxyalkylene glycol having one end blocked with an alkoxy group and an aliphatic compound containing an active hydrogen-containing group such as a higher alcohol. A polyisocyanate composition comprising a dispersant containing no groups and a polyisocyanate is disclosed. When the composition obtained by the method disclosed in JP-A-1-168716, or the composition disclosed in JP-A-9-104814 is dispersed in water, the stability of the isocyanate group in water is compared. Good. However, since the composition comprising the polyisocyanate composition and the aqueous resin having an active hydrogen-containing group contains a dispersant having no isocyanate group, the appearance, hardness, and water resistance of a cured product obtained with poor compatibility are obtained. There are disadvantages inferior to
[0007]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-239957 discloses a polyisocyanate composition comprising a polyisocyanate modified with a polyoxyethylene glycol partially blocked with an alkoxy group at one end and an acrylic polymer having an isocyanate group. Things are listed. In such a composition, the stability of the isocyanate group to water is insufficient, and the curable composition comprising the polyisocyanate composition and an aqueous resin having an active hydrogen-containing group has a short pot life and is obtained as a cured product. However, there is a problem inferior in water resistance.
[0008]
Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-191743 discloses a polyisocyanate composition obtained by modification with an ionic surfactant containing active hydrogen and a nonionic surfactant containing active hydrogen. In such a composition, although the water dispersibility is good, the stability of the isocyanate group in water is insufficient. Moreover, the curable composition which consists of this composition and the aqueous resin which has an active hydrogen containing group has the fault that the pot life is short and the hardness and water resistance of hardened | cured material are inferior.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The object of the present invention is to solve various problems in the prior art as described above, water dispersion excellent in water dispersibility, water stability, compatibility with an aqueous resin having an active hydrogen-containing group, etc. Providing a water-soluble curable composition excellent in stability and curability to water comprising the polyisocyanate composition and water, and having an active hydrogen-containing group An aqueous curable composition comprising an aqueous resin, having a long pot life, excellent curability, and providing a cured product having excellent appearance, water resistance and hardness, and further, an aqueous curable composition as described above. It is an object of the present invention to provide a water-based paint and a water-based adhesive.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
Thus, as a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have found that a composition comprising a vinyl polymer containing a nonionic group and an isocyanate group and a hydrophobic polyisocyanate is water-soluble. In an aqueous dispersion obtained by dispersing in water, the isocyanate group has good stability to water, the aqueous dispersion has a long working life and excellent curability, and A composition comprising a polyisocyanate composition and an aqueous resin having an active hydrogen-containing group has a long pot life and excellent curability, and the composition is a cured product excellent in appearance, hardness, water resistance, etc. The present invention has been completed.
[0011]
That is, the present invention comprises a hydrophobic polyisocyanate (A) and a vinyl polymer (B) containing a nonionic group and an isocyanate group, and the hydrophobic polyisocyanate (A) is contained in an aqueous medium. A water-dispersible polyisocyanate composition that can be dispersed with the vinyl polymer (B) containing the nonionic group and the isocyanate group is provided.
[0012]
Further, the present invention relates to a vinyl polymer (b) containing a hydrophobic polyisocyanate and a nonionic group and an active hydrogen-containing group that reacts with an isocyanate group, in a molar ratio of an isocyanate group / the active hydrogen-containing group of 3 to 350. The method for producing a water-dispersible polyisocyanate composition is characterized in that it is reacted in
[0013]
Furthermore, the present invention provides an aqueous curable composition comprising the water-dispersible polyisocyanate composition and the aqueous resin (C) or water, an aqueous coating composition comprising the aqueous curable composition, and the aqueous curable composition. An aqueous adhesive comprising the composition is provided.
[0014]
[Form of the present invention]
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
First, the water-dispersible polyisocyanate composition of the present invention will be described.
The water-dispersible polyisocyanate composition of the present invention comprises a hydrophobic polyisocyanate (A) and a vinyl polymer (B) containing a nonionic group and an isocyanate group. In the water-dispersible polyisocyanate composition of the present invention, the vinyl polymer (B) containing the nonionic group has an ability to disperse the hydrophobic polyisocyanate (A) in an aqueous medium.
[0015]
In the present invention, the hydrophobic polyisocyanate (A) refers to a polyisocyanate having no hydrophilic group such as various known anionic groups, cationic groups and nonionic groups in the molecule.
Representative examples of the hydrophobic polyisocyanate (A) include 1,4-tetramethylene diisocyanate, ethyl (2,6-diisocyanate) hexanoate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, 1,12-dodecamethylene. Aliphatic diisocyanates such as diisocyanates, 2,2,4- or 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate; 1,3,6-hexamethylene triisocyanate, 1,8-diisocyanate-4-isocyanate methyloctane Aliphatic triisocyanates such as 2-isocyanatoethyl (2,6-diisocyanato) hexanoate;
[0016]
1,3- or 1,4-bis (isocyanatomethylcyclohexane), 1,3- or 1,4-diisocyanatocyclohexane, 3,5,5-trimethyl (3-isocyanatomethyl) cyclohexyl isocyanate, dicyclohexylmethane Alicyclic diisocyanates such as -4,4'-diisocyanate, 2,5- or 2,6-diisocyanatomethylnorbornane; 2,5- or 2,6-diisocyanatomethyl-2-isocyanate propylnorbornane Alicyclic diisocyanates such as m-xylylene diisocyanate, aralkylene diisocyanates such as α, α, α′α′-tetramethyl-m-xylylene diisocyanate;
[0017]
m- or p-phenylene diisocyanate, tolylene-2,4- or 2,6-diisocyanate, diphenylmethane-4,4′-diisocyanate, naphthalene-1,5-diisocyanate, diphenyl-4,4′-diisocyanate, 4,4 Aromatic diisocyanates such as'-diisocyanate-3,3'-dimethyldiphenyl,3-methyl-diphenylmethane-4,4'-diisocyanate, diphenyl ether-4,4'-diisocyanate; triphenylmethane triisocyanate, tris (isocyanate Aromatic triisocyanates such as natephenyl) thiophosphate;
[0018]
Diisocyanates or polyisocyanates having a uretdione structure obtained by cyclizing and dimerizing the isocyanate groups of various diisocyanates or triisocyanates as described above; cyclizing and trimerizing the isocyanate groups of various diisocyanates or triisocyanates as described above Polyisocyanate having an isocyanurate structure obtained in the above; polyisocyanate having a burette structure obtained by reacting various diisocyanates or triisocyanates as described above with water; reacting various diisocyanates or triisocyanates as described above with carbon dioxide A polyisocyanate having an oxadiazine trione structure obtained; It is below.
[0019]
Among these, the stability of isocyanate groups in water, the weather resistance of the coating film when a curable composition containing a water-dispersible polyisocyanate composition is used as a paint, is aliphatic. Of these, alicyclic diisocyanates or triisocyanates, aralkylene diisocyanates or polyisocyanates derived therefrom are preferred. Among these polyisocyanates, in order to obtain an aqueous curable composition excellent in weather resistance and durability, an isocyanurate type polyisocyanate, a polyisocyanate having a burette structure, a polysocyanate having an uretdione structure, and an allophanate structure are used. A polyisocyanate having a functionality of 3 or more such as a polyisocyanate obtained by reacting a polyisocyanate or diisocyanate with a trihydric or higher polyhydric alcohol is preferred.
In addition to the hydrophobic polyisocyanate (A), a polysocyanate having a hydrophilic group can be used in combination as long as the stability of the water-dispersible polyisocyanate composition of the present invention to water is not impaired.
[0020]
Typical examples of the vinyl polymer (B) containing nonionic groups and isocyanate groups used in the present invention [hereinafter referred to as NCO group-containing vinyl polymer (B)] include acrylic polymers and fluoroolefins. Examples thereof include those made of a polymer, a vinyl ester polymer, an aromatic vinyl polymer, or a polyolefin polymer. Among these, when the water-dispersible polyisocyanate composition of the present invention is used as a curing agent and an acrylic polymer is used as a base resin, the acrylic polymer and the fluoroolefin polymer are in terms of compatibility. preferable.
[0021]
As the nonionic group introduced into the NCO group-containing vinyl polymer (B), there are various known and commonly used groups, and preferred examples include an alkoxy group, a substituted alkoxy group, an ester group, or a carbamate group at the end. These are polyoxyalkylene groups blocked with various groups such as Typical examples thereof include various polyoxyalkylene groups such as a polyoxyethylene group, a polyoxypropylene group or a polyoxybutylene group, and the above-described oxyalkylene such as a poly (oxyethylene-oxypropylene) group. A part of which is randomly copolymerized, a group in which different polyoxyalkylene groups such as polyoxyethylene-polyoxypropylene groups are bonded in a block form, a polyoxyalkylene group obtained by ring-opening polymerization of a dioxolane ring, Etc. Of these polyoxyalkylene groups, preferred are those containing an oxyethylene unit as an essential constituent unit.
[0022]
Among the groups used for the end-capping described above, an alkoxy group or a substituted alkoxy group is preferable, and an alkoxy group is particularly preferable. Representative examples of alkoxy groups include lower alkoxy groups such as methoxy, ethoxy, and butoxy groups.
[0023]
The number average molecular weight of the polyoxyalkylene group is preferably within a range of about 130 to about 10,000, from the viewpoint of water dispersibility of the polyisocyanate composition and curability of the aqueous curable composition containing the composition. Is preferably in the range of 150 to 6,000, most preferably in the range of 200 to 2,000.
[0024]
A suitable amount of nonionic groups to be introduced into the NCO group-containing vinyl polymer (B) is that the hydrophobic polyisocyanate (A) is easily dispersed in water, and the polyisocyanate composition of the present invention is dissolved in water. The amount may be in a range that does not impair the stability of the isocyanate group contained in the dispersion obtained by dispersion. The preferable amount is 8 to 80% by weight of the NCO group-containing vinyl polymer (B), more preferably 12 to 65% by weight, and most preferably 15 to 55% by weight. %.
[0025]
The isocyanate group introduced into the NCO group-containing vinyl polymer (B) includes various known and commonly used isocyanate groups. Typical examples thereof include an isocyanate group bonded to an alkyl group and a bond to a cycloalkyl group. Isocyanate group bonded to an aryl group, an isocyanate group bonded to an alkyl group substituted with an cycloalkyl group, an isocyanate group bonded to an alkyl group substituted with an aryl group, and the like.
[0026]
A suitable amount of isocyanate group introduced into the NCO group-containing vinyl polymer (B) is that the NCO group-containing vinyl polymer (B) is an active hydrogen or water of the aqueous resin (C) having an active hydrogen-containing group. The amount may be in a range that can react to participate in crosslinking and does not impair the stability of the water-dispersible polyisocyanate composition of the present invention. The preferred amount is 0.05 to 6 mol, preferably 0.1 to 5.0 mol, more preferably 0.2 to 4 mol per 1000 g of the NCO group-containing vinyl polymer (B). 0.0 mol.
[0027]
In the water-dispersible polyisocyanate composition of the present invention, the NCO group-containing vinyl polymer (B) has the ability to disperse the hydrophobic polyisocyanate (A) in water. Accordingly, the NCO group-containing vinyl polymer (B) has a function of imparting excellent water dispersibility to the polyisocyanate composition of the present invention. Further, the NCO group-containing vinyl polymer (B) imparts stability to water of isocyanate groups contained in the aqueous dispersion of the composition. Furthermore, since the NCO group-containing vinyl polymer (B) also has an isocyanate group, the aqueous curable composition of the present invention comprising the aqueous resin (C) having an active hydrogen-containing group described later or water and a polyisocyanate composition. The composition has excellent curability. And the said aqueous curable composition gives the hardened | cured material which has the outstanding performance.
[0028]
In addition, when a hydrophobic group having a total carbon number of 4 or more is introduced into the NCO group-containing vinyl polymer (B), the polyisocyanate composition of the present invention is further improved in water dispersibility, This is preferable in that the stability of the isocyanate group contained in the aqueous dispersion of the composition with respect to water can be further improved.
[0029]
Typical examples of the hydrophobic group having 4 or more total carbon atoms introduced into the NCO group-containing vinyl polymer (B) include n-butyl group, iso-butyl group, tert-butyl group, n An alkyl group having 4 or more carbon atoms such as -pentyl group, n-hexyl group, 2-ethylhexyl group, n-octyl group, n-dodecyl group or n-octadecyl group; cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, A cycloalkyl group having 4 or more carbon atoms, such as a cyclooctyl group, a dicyclopentanyl group, a bornyl group, and an isobornyl group;
[0030]
An alkyl group substituted by a cycloalkyl group such as a cyclopentylmethyl group, a cyclohexylmethyl group, a 2-cyclopentylethyl group or a 2-cyclohexylethyl group; a total carbon atom number such as a phenyl group, a 4-methylphenyl group or a 1-naphthyl group; Is an aryl group or substituted aryl group having 6 or more; an aralkyl group such as benzyl group or 2-phenylethyl group, and the like.
[0031]
Among the various hydrophobic groups having 4 or more total carbon atoms as listed above, preferred are those having 4 to 22 total carbon atoms, and particularly preferred are those having 5 to 5 total carbon atoms. 18 things. Of these hydrophobic groups, an alkyl group, a cycloalkyl group or an alkyl group substituted with a cycloalkyl group is particularly preferred.
[0032]
When a hydrophobic group having 4 or more carbon atoms in total is introduced into the NCO group-containing vinyl polymer (B), the preferred amount of introduction is hydrophobicity in the NCO group-containing vinyl polymer (B). The weight ratio of the sex group is 1 to 45% by weight, preferably 5 to 30% by weight.
[0033]
The aforementioned NCO group-containing vinyl polymer (B) has an isocyanate group in the molecule, but further contains a reactive functional group such as a blocked active hydrogen-containing group, an epoxy group, and a hydrolyzable silyl group. It is preferable to introduce into the vinyl polymer (B). Since these reactive functional groups are involved in the crosslinking reaction together with the isocyanate group, the curability of the aqueous curable composition of the present invention can be improved to give a cured product having better performance.
[0034]
Typical examples of the blocked active hydrogen-containing group include a blocked hydroxyl group, a blocked carboxyl group, and a blocked amino group. Among such blocked active hydrogen-containing groups, typical blocked hydroxyl groups include trimethylsilyl ether groups, triethylsilyl ether groups, dimethylcyclohexyl silyl ether groups, and dimethyl-tert-butylsilyl ether groups. Hydroxyl groups blocked with organosilyl groups; blocked as acetals or ketals obtained by adding α, β-unsaturated ether compounds such as methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, 2-methoxypropene, dihydrofuran, dihydropyran to hydroxyl groups Examples of the hydroxyl group.
[0035]
Representative examples of the blocked carboxyl group include a carboxyl group blocked as a triorganosilyl ester such as a trimethylsilyl ester group, a triethylsilyl ester group, a dimethylcyclohexylsilyl ester group, or a dimethyl-tert-butylsilyl ester group; And a carboxyl group blocked as a hemiacetal ester or hemiketal ester obtained by adding an α, β-unsaturated ether compound such as methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, 2-methoxypropene, dihydrofuran or dihydropyran to the group. It is done.
[0036]
Representative blocked amino groups include bis (triorganosilyl) amino groups such as bis (trimethylsilyl) amino group, bis (triethylsilyl) amino group, and bis (dimethyl-tert-butylsilyl) amino group. An amino group blocked as an aldimine obtained by reacting an amino group with an aldehyde compound such as formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, or n-butyraldehyde;
[0037]
An amino group blocked as a ketimine obtained by reacting an amino group with a ketone compound such as acetone, methyl ethyl ketone, or methyl isobutyl ketone; an aldehyde compound as listed above for use in converting the amino group to aldimine or ketimine Or the amino group etc. which blocked the ketone compound as oxazolidine obtained by making 2-amino alcohol react.
[0038]
Of the various blocked active hydrogen-containing groups listed above, hydroxyl groups blocked with triorganosilyl groups are particularly preferred. And since the hydroxyl group blocked with such a triorganosilyl group has hydrophobicity, by introducing this group into the NCO group-containing vinyl polymer (B), the polyisocyanate composition of the present invention is more excellent. Dispersibility in water can be imparted, and the stability of the isocyanate group contained in the aqueous dispersion of the polyisocyanate composition can be further enhanced.
[0039]
Typical examples of the epoxy group include a glycidyl group, a methyl glycidyl group, an epoxycyclohexyl group, and the like.
[0040]
Among the functional groups described above, the hydrolyzable silyl group is an alkoxy group, a substituted alkoxy group, a phenoxy group, an iminooxy group, an alkenyloxy group, which is a group that generates a hydroxyl group that is eliminated by hydrolysis and bonded to a silicon atom. This refers to a silyl group to which a hydrolyzable group such as a halogen atom is bonded. Among such silyl groups, an alkoxysilyl group having an alkoxy group or a substituted alkoxy group bonded as a hydrolyzable group is particularly preferable. Representative examples of the alkoxysilyl group include trimethoxysilyl group, triethoxysilyl group, tri-n-propoxysilyl group, tri-n-butoxysilyl group, methyldimethoxysilyl group, ethyldimethoxysilyl group, dimethylmethoxysilyl. Group, tris (2-methoxyethoxy) silyl group and the like.
[0041]
Of the above-described reactive functional groups introduced into the NCO group-containing vinyl polymer (B), particularly preferred are blocked active hydrogen-containing groups and epoxy groups.
[0042]
When functional groups such as the above-mentioned blocked active hydrogen-containing groups, epoxy groups, hydrolyzable silyl groups are introduced into the NCO group-containing vinyl polymer (B), the amount of these functional groups introduced is the present invention. From the viewpoint of the water dispersibility of the polyisocyanate composition and the curability of the aqueous curable composition of the present invention, 0.05 to 2 mol, preferably 0, per 1000 g of the NCO group-containing vinyl polymer (B). .1 to 1 mol.
[0043]
The weight average molecular weight of the NCO group-containing vinyl polymer (B) is determined by the dispersibility of the water-dispersible polyisocyanate composition of the present invention in water and the stability of the isocyanate groups contained in the aqueous dispersion of the composition with respect to water. From the viewpoint of the property and curability of the aqueous curable composition of the present invention, it is 5,000 to 200,000, more preferably 8,000 to 70,000.
[0044]
In order to prepare the NCO group-containing vinyl polymer (B), (1) a hydrophobic polyisocyanate and a vinyl polymer containing a previously prepared nonionic group and an active hydrogen-containing group that reacts with the isocyanate group. Methods such as a method of reacting [hereinafter referred to as method (1)], (2) a method of copolymerizing a vinyl monomer containing an isocyanate group [hereinafter referred to as method (2)], and the like can be applied.
[0045]
Hereinafter, the method (1) will be described.
In the method (1), a vinyl polymer (b) having a hydrophobic polyisocyanate, a nonionic group and an active hydrogen-containing group that reacts with the isocyanate group [hereinafter referred to as an active hydrogen group-containing vinyl polymer (b)] is obtained. The reaction is carried out at a molar ratio of an excess of isocyanate groups to the active hydrogen group-containing groups.
In the method (1), as the hydrophobic polyisocyanate, those similar to the hydrophobic polyisocyanate (A) as described above can be used. And the polyisocyanate which has a hydrophilic group of the quantity of the range which does not impair the stability with respect to the water of the water dispersible polyisocyanate composition of this invention can also be used together.
[0046]
In the method (1), the hydrophobic polyisocyanate and the active hydrogen group-containing vinyl polymer (b) are reacted so that the ratio of isocyanate group / active hydrogen-containing group is about 1.5-3. In this case, the reaction mixture contains the NCO group-containing vinyl polymer (B) as a main component, and unreacted hydrophobic polyisocyanate as a minor component. By mixing the reaction mixture thus prepared and the hydrophobic polyisocyanate (A), the water-dispersible polysocyanate of the present invention is obtained.
[0047]
In the method (1), when the hydrophobic polyisocyanate and the active hydrogen group-containing vinyl polymer (b) are reacted so that the ratio of isocyanate group / active hydrogen-containing group is about 3 to 350, the more The reaction mixture containing the unreacted hydrophobic polyisocyanate and the NCO group-containing vinyl polymer (B), that is, the water-dispersible polyisocyanate composition of the present invention is prepared in one step. Below, the method of this invention which manufactures the water-dispersible polyisocyanate composition of this invention by this one-step reaction is demonstrated.
[0048]
In preparing a water-dispersible polyisocyanate composition from a hydrophobic polyisocyanate and an active hydrogen group-containing vinyl polymer (b), both components are reacted within a molar ratio of isocyanate group / active hydrogen-containing group of 3 to 350. It is necessary to let Of this molar ratio range, a range of 5 to 300 is preferable from the viewpoint of water dispersibility of the water-dispersible polyisocyanate composition obtained and curability of the curable composition containing the composition. The range of -250 is more preferable, and the range of 15-100 is most preferable.
[0049]
In order to react the hydrophobic polyisocyanate with the active hydrogen group-containing vinyl polymer (b), (1) both components are charged together and reacted. (2) the active polyoxyethylene containing vinyl polymer with the active hydrogen group Various methods such as (3) reacting while adding the solution, and (3) reacting while adding the hydrophobic polyisocyanate to the solution of the active hydrogen group-containing vinyl polymer (b) can be applied.
[0050]
Of these, the method {circle around (1)} or {circle around (2)} is preferred from the viewpoint of suppressing the formation of gel. In carrying out the reaction of the two components, the mixture of the two components may be left at a relatively low temperature of about 10 to 50 ° C. for a long time or stirred for a long time in an inert gas atmosphere. It is preferable to heat and stir at a temperature of about 50 to 130 ° C. for about 0.5 to 20 hours. In carrying out such a reaction, various known and conventional catalysts that accelerate the reaction between the isocyanate group and the active hydrogen-containing group may be added.
[0051]
In preparing the active hydrogen group-containing vinyl polymer (b), a hydrophobic polyisocyanate is used in place of a part of the solvent or the total amount of the solvent to prepare the active hydrogen group-containing vinyl polymer (b). And the water dispersible polyisocyanate composition of this invention can also be prepared by advancing reaction of an active hydrogen group containing vinyl polymer (b) and hydrophobic polyisocyanate in parallel.
[0052]
A mixture obtained by further adding the hydrophobic polyisocyanate (A) to the water-dispersible polyisocyanate composition prepared as described above can also be used as the water-dispersible polyisocyanate composition of the present invention. Can
[0053]
Hereinafter, the active hydrogen group-containing vinyl polymer (b) used in preparing the NCO group-containing vinyl polymer (B) or the water-dispersible polyisocyanate composition of the present invention by the method (1) will be described in detail. To do.
[0054]
Examples of the active hydrogen-containing group that reacts with the isocyanate group introduced into the active hydrogen group-containing vinyl polymer (b) include various known and commonly used groups, such as a hydroxyl group, a carboxyl group, and phosphoric acid. Group, phosphorous acid group, sulfonic acid group, sulfinic acid group, mercapto group, silanol group, active methylene group, carbamate group, ureido group, carboxylic acid amide group, sulfonic acid amide group and the like. Of these, a hydroxyl group, an amino group, a carboxyl group and an active methylene group are preferred from the viewpoint of ease of introduction, and particularly preferred are a hydroxyl group and a carboxyl group. These various active hydrogen-containing groups may be introduced singly or two or more kinds may be introduced.
[0055]
In order to introduce the active hydrogen-containing groups listed above into the vinyl polymer (b), various known and conventional methods can be applied, but the above-described vinyl monomers having active hydrogen-containing groups are copolymerized. It is easy to introduce by.
[0056]
Representative examples of the monomer containing a hydroxyl group used in preparing the active hydrogen group-containing vinyl polymer (b) include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate and 2-hydroxypropyl (meth). Acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, methyl (2-hydroxymethyl) acrylate,
Ethyl (2-hydroxymethyl) acrylate, butyl (2-hydroxymethyl) acrylate, (4-hydroxymethylcyclohexyl) methyl (meth) acrylate, glycerin mono (meth) acrylate, mono (2-hydroxypropyl) -mono [phthalate]-[ (Meth) acrylic acid esters containing a hydroxyl group such as 2- (meth) acryloyloxy] ethyl ester, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth) acrylate;
[0057]
Mono (meth) acrylates of polyoxyalkylene glycols containing a hydroxyl group such as polyethylene glycol mono (meth) acrylate, polypropylene glycol mono (meth) acrylate, polybutylene glycol mono (meth) acrylate;
[0058]
Allyl compounds containing hydroxyl groups such as allyl alcohol and 2-hydroxyethyl allyl ether; Vinyl ether compounds containing hydroxyl groups such as 2-hydroxyethyl vinyl ether, 4-hydroxybutyl vinyl ether and 6-hydroxyhexyl vinyl ether; N-methylol (meth) Unsaturated carboxylic acid amide compounds having a hydroxyl group such as acrylamide and N-methylolcrotonamide; hydroxyl-containing unsaturated fatty acids such as ricinoleic acid; hydroxyl-containing unsaturated fatty acid esters such as alkyl ricinoleate; various hydroxyl groups as described above Examples thereof include monomers obtained by addition reaction of the containing monomer with ε-caprolactone. And these may be used independently and may use 2 or more types together.
[0059]
Representative monomers having a carboxyl group as the active hydrogen-containing group include (meth) acrylic acid, 2-carboxyethyl acrylate, crotonic acid, vinyl acetic acid, monovinyl adipate, monovinyl sebacate, monomethyl itaconate, Monomethyl maleate, monomethyl fumarate, mono [2- (meth) acryloyloxyethyl] succinate, mono [2- (meth) acryloyloxyethyl] phthalate, mono [2- (meth) acryloyloxyethyl) hexahydrophthalate ], Unsaturated monocarboxylic acids such as sorbic acid; unsaturated dicarboxylic acids such as itaconic acid, maleic acid, and fumaric acid.
[0060]
Representative monomers having an amino group as the active hydrogen-containing group are 2- (N-methylamino) ethyl (meth) acrylate, 2- (N-ethylamino) ethyl (meth) acrylate, 2- ( Nn-butylamino) ethyl (meth) acrylate, 2- (N-tert-butylamino) ethyl methacrylate, 2- (N-methylamino) ethyl crotonate, 2- (N-ethylamino) ethyl crotonate, Examples include secondary amino group-containing vinyl monomers such as 2- (N-butylamino) ethyl crotonate. These may be used alone or in combination of two or more.
[0061]
Representative monomers having an active methylene group as the active hydrogen-containing group are vinyl acetoacetate, 2-acetoacetoxyethyl (meth) acrylate, 2-acetoacetoxypropyl (meth) acrylate, 3-acetoacetoxypropyl ( Examples include meth) acrylate, 3-acetoacetoxybutyl (meth) acrylate, 4-acetoacetoxybutyl (meth) acrylate, allyl acetoacetate, and 2,3-di (acetoacetoxy) propyl methacrylate. These may be used alone or in combination of two or more.
[0062]
The active hydrogen-containing group introduced into the active hydrogen group-containing vinyl polymer (b) is a viewpoint of the water dispersibility of the polyisocyanate composition of the present invention and the stability of the isocyanate group contained in the aqueous dispersion of the composition. From 0.01 to 5 mol, preferably 0.05 to 3 mol, most preferably 0.1 to 2 mol per 1000 g of the active hydrogen group-containing vinyl polymer (b).
[0063]
In order to introduce the nonionic group into the active hydrogen group-containing vinyl polymer (b), (1) a vinyl monomer containing a polyoxyalkylene group whose end is blocked with an alkoxy group is copolymerized; (2) A method of reacting a vinyl polymer containing a functional group prepared in advance with a polyoxyalkylene compound having a functional group that reacts with the functional group and having a terminal end blocked with an alkoxy group can be applied. Of these, the former method (1) is simple and preferable.
[0064]
And, representative examples of vinyl monomers containing polyoxyalkylene groups used in preparing the active hydrogen group-containing vinyl polymer (b) by the method (1) are as follows: Examples thereof include various monomers having various polyoxyalkylene groups such as (meth) acrylic acid ester, crotonic acid ester, itaconic acid ester, fumaric acid ester, and vinyl ether.
[0065]
Typical examples of (meth) acrylic acid ester monomers include monomethoxylated polyethylene glycol, monomethoxylated polypropylene glycol or monomethoxylated polyether diol having both oxyethylene units and oxypropylene units. As such, esters of various monoalkoxylated polyether diols with (meth) acrylic acid can be mentioned.
[0066]
The amount of nonionic groups introduced into the active hydrogen group-containing vinyl polymer (b) is the polyisocyanate composition of the present invention obtained by reacting the active hydrogen group-containing vinyl polymer (b) with a hydrophobic polyisocyanate. The amount may be in a range that does not impair the stability of the isocyanate group contained in the dispersion obtained by dispersing the product in water easily and dispersing the composition in water. And as the preferable amount, it is 10 to 90 weight% of the weight of an active hydrogen group containing vinyl polymer (b), A more preferable amount is 15 to 70 weight%, The most preferable amount is 20 to 60 weight% %.
[0067]
By introducing a hydrophobic group having 4 or more total carbon atoms into the active hydrogen group-containing vinyl polymer (b), an NCO group-containing vinyl heavy polymer having a hydrophobic group having 4 or more total carbon atoms. A coalescence (B) can be obtained, and as described above, the polyisocyanate composition of the present invention is given more excellent dispersibility in water, and the stability of the isocyanate group contained in the aqueous dispersion of the composition to water is improved. Sex can be further improved.
[0068]
In order to introduce a hydrophobic group having 4 or more total carbon atoms into the active hydrogen group-containing vinyl polymer (b), a vinyl monomer having such a group may be copolymerized.
Typical vinyl monomers having a hydrophobic group having 4 or more total carbon atoms as described above include n-butyl (meth) acrylate, iso-butyl (meth) acrylate, tert-butyl ( (Meth) acrylic acid esters having an alkyl group having 4 to 22 carbon atoms in total, such as (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, and octadecyl (meth) acrylate;
[0069]
Various cycloalkyl (meth) acrylates such as cyclopentyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, bornyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate; cyclopentylmethyl (meth) Cycloalkylalkyl (meth) acrylates such as acrylate, cyclohexylmethyl (meth) acrylate, 2-cyclohexylethyl (meth) acrylate; various aralkyl (meth) acrylates such as benzyl (meth) acrylate or 2-phenylethyl (meth) acrylate ) Acrylates;
[0070]
Various aromatic vinyl monomers such as styrene, p-tert-butylstyrene, α-methylstyrene, vinyltoluene; total carbon atoms such as vinyl pivalate, vinyl versatate or vinyl benzoate 5 or more carboxylic acid vinyl esters; various crotonic acid esters having an alkyl group having 4 to 22 carbon atoms such as crotonic acid-n-butyl and crotonic acid-2-ethylhexyl;
[0071]
Various unsaturated dibasic acid diesters having at least one alkyl group having 4 to 22 carbon atoms, such as di-n-butyl malate, di-n-butyl fumarate, di-n-butyl itaconate; n -Various alkyl vinyl ethers having an alkyl group having 4 to 22 carbon atoms such as butyl vinyl ether and n-hexyl vinyl ether; various cycloalkyl vinyl ethers such as cyclopentyl vinyl ether, cyclohexyl vinyl ether and 4-methylcyclohexyl vinyl ether, Etc.
[0072]
When a hydrophobic group having 4 or more total carbon atoms is introduced into the active hydrogen group-containing vinyl polymer (b), the preferred amount of introduction is the water dispersibility of the polyisocyanate composition of the present invention and the composition. From the viewpoint of the stability of the isocyanate group contained in the aqueous dispersion of the product, the weight ratio of the hydrophobic group contained in the vinyl polymer (b) is 1 to 50% by weight, preferably 5 to 30% by weight. %.
[0073]
In order to introduce a blocked active hydrogen-containing group, an epoxy group, or a hydrolyzable silyl group into the active hydrogen group-containing vinyl polymer (b), various known and conventional methods can be applied. It is convenient to introduce it by copolymerizing a vinyl monomer containing a group.
When these functional groups are introduced into the active hydrogen group-containing vinyl polymer (b), these functional groups participate in the crosslinking reaction together with the isocyanate groups, so that the curability of the aqueous curable composition of the present invention is improved. Can do.
[0074]
Representative vinyl monomers having a hydroxyl group blocked with a triorganosilyl group include 2-trimethylsiloxyethyl (meth) acrylate, 2-trimethylsiloxypropyl (meth) acrylate, 4-trimethylsiloxybutyl ( (Meth) acrylate, 2-triethylsiloxyethyl (meth) acrylate, 2-tributylsiloxypropyl (meth) acrylate or 3-triphenylsiloxypropyl (meth) acrylate, 2-trimethylsiloxyethyl vinyl ether, 4-trimethylsiloxybutyl vinyl ether, etc. Can be mentioned.
[0075]
Typical vinyl monomers containing a silyl ester group include trimethylsilyl (meth) acrylate, dimethyl-tert-butylsilyl (meth) acrylate, dimethylcyclohexylsilyl (meth) acrylate, trimethylsilylcrotonate, and adipic acid. And monovinyl-monotrimethylsilyl ester.
[0076]
Representative vinyl monomers containing a hemiacetal ester group or a hemiketal ester group include 1-methoxyethyl (meth) acrylate, 1-ethoxyethyl (meth) acrylate, 2-methoxy-2- ( Examples thereof include (meth) acryloyloxypropane and 2- (meth) acryloyloxytetrahydrofuran.
[0077]
Typical vinyl monomers containing an epoxy group include glycidyl (meth) acrylate, methyl glycidyl (meth) acrylate, 3,4-epoxycyclohexyl (meth) acrylate, glycidyl vinyl ether, allyl glycidyl ether, and the like. Can be mentioned.
[0078]
Typical vinyl monomers having a hydrolyzable silyl group include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinylmethyldimethoxysilane, vinyltris (2-methoxyethoxy) silane, allyltrimethoxysilane, 2 -Trimethoxysilylethyl vinyl ether, 3-trimethoxysilylpropyl vinyl ether,
[0079]
3- (methyldimethoxysilyl) propyl vinyl ether, 3- (meth) acryloyloxypropyltrimethoxysilane, 3- (meth) acryloyloxypropyltriethoxysilane, 3- (meth) acryloyloxypropylmethyldimethoxysilane, 3- (meth ) Acryloyloxypropyltri n-propoxysilane, 3- (meth) acryloyloxypropyltriiso-propoxysilane, 3- (meth) acryloyloxypropylmethyldichlorosilane and the like.
[0080]
When a blocked active hydrogen-containing group, an epoxy group, or a hydrolyzable silyl group is introduced into the active hydrogen group-containing vinyl polymer (b), the amount of these functional groups to be introduced is the polyisocyanate composition of the present invention. From the viewpoint of water dispersibility of the product and curability of the aqueous curable composition of the present invention, 0.05 to 2 mol, preferably 0.1 to 1 mol per 1000 g of the active hydrogen group-containing vinyl polymer (b). Is a mole.
[0081]
In addition, in preparing the active hydrogen group-containing vinyl polymer (b), in addition to the various monomers as listed above, other known and conventional monomers copolymerizable with these can be used in combination. Typical examples thereof include (meth) acrylic acid esters having an alkyl group having 3 or less carbon atoms, such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, and n-propyl (meth) acrylate; 2 Various ω-alkoxyalkyl (meth) acrylates such as methoxyethyl (meth) acrylate or 4-methoxybutyl (meth) acrylate; carboxylic acids having 4 or less total carbon atoms such as vinyl acetate and vinyl propionate A variety of crotonic acid esters having an alkyl group having 3 or less carbon atoms, such as methyl crotonate or ethyl crotonate;
[0082]
Various unsaturated dibasic acid diesters having an alkyl group having 3 or less carbon atoms such as dimethyl malate, dimethyl fumarate and dimethyl itaconate; various cyano groups such as (meth) acrylonitrile and crotononitrile Containing vinyl monomers; various fluoroolefins such as vinyl fluoride, vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, hexafluoropropylene;
[0083]
Various chlorinated olefins such as vinyl chloride or vinylidene chloride; various α-olefins such as ethylene or propylene; various alkyl groups having 3 or less carbon atoms such as ethyl vinyl ether and n-propyl vinyl ether Tertiary vinyl group-containing vinyl monomers such as N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N- (meth) acryloylmorpholine, N- (meth) acryloylpyrrolidine or N-vinylpyrrolidone, Etc.
[0084]
There is no restriction | limiting in the polymerization method in the case of preparing the above-mentioned active hydrogen group containing vinyl polymer (b), Various well-known and usual polymerization methods can be applied. Among them, the solution radical polymerization method in an organic solvent is particularly convenient and preferable.
[0085]
As the polymerization initiator when the solution radical polymerization method is applied, various known and conventional compounds can be used. Typical examples include 2,2′-azobis (isobutyronitrile), 2,2′-azobis (2,4-dimethylbutyronitrile) or 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile). ) Various azo compounds such as tert-butyl peroxypivalate, tert-butyl peroxybenzoate, tert-butyl peroxy-2-ethylhexanoate, di-tert-butyl peroxide, cumene hydroperoxide Alternatively, various peroxides such as diisopropyl peroxycarbonate can be used.
[0086]
Moreover, as an organic solvent, as long as it is a compound inactive with respect to an isocyanate group, all can be used. Representative compounds used as such solvents include aliphatic or alicyclic hydrocarbons such as n-hexane, n-heptane, n-octane, cyclohexane and cyclopentane; toluene, xylene Aromatic hydrocarbons such as ethylbenzene; various esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate, n-amyl acetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate; acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl n-amyl ketone, Various ketones such as cyclohexanone;
[0087]
Polyalkylene glycol dialkyl ethers such as diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether and diethylene glycol dibutyl ether; ethers such as 1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran and dioxane; N-methylpyrrolidone, dimethylformamide, dimethylacetamide or ethylene carbonate; Etc. Such compounds may be used alone or in combination of two or more.
[0088]
When using the above-mentioned various compounds as organic solvents, the use of one having a high water content will adversely affect the stability of the polyisocyanate composition of the present invention. Is preferred. In addition, when a material having a relatively high water content is used, the water content may be reduced by performing dehydration by an azeotropic dehydration method or the like in which a part of the solvent is distilled off after completion of the polymerization.
[0089]
The weight average molecular weight of the vinyl polymer (b) prepared as described above is the dispersibility of the polyisocyanate composition of the present invention in water and the isocyanate group contained in the aqueous dispersion of the composition with respect to water. From the viewpoints of stability and curability of the aqueous curable composition of the present invention, the range is preferably 3,000 to 100,000, and more preferably 5,000 to 40,000.
[0090]
Next, the method (2), that is, a method of preparing an NCO group-containing vinyl polymer (B) by copolymerizing an isocyanate group-containing vinyl monomer will be described.
In order to prepare an NCO group-containing vinyl polymer (B) by the method (2), (1) an isocyanate group-containing vinyl monomer and a vinyl monomer containing a nonionic group are contained as essential components. (2) a vinyl polymer containing an isocyanate group obtained by polymerizing a vinyl monomer containing an isocyanate group-containing vinyl monomer as an essential component and one terminal Can be applied such that polyoxyalkylene glycol blocked with a group such as an alkoxy group is reacted at a molar ratio in which an isocyanate group is excessive with respect to a hydroxyl group. Among these, the former method (1) is simple and more preferable.
[0091]
Representative examples of the vinyl monomer containing an isocyanate group used in the method (2) include 2-isocyanate propene, 2-isocyanate ethyl vinyl ether, 2-isocyanate ethyl methacrylate, m-iso. Examples include propenyl-α, α-dimethylbenzyl isocyanate, a reaction product of polyisocyanate and a vinyl monomer having a hydroxyl group.
[0092]
As the vinyl monomer containing a nonionic group in the method (2), various monomers listed above as those used in the method (1) can be used.
[0093]
In preparing the NCO group-containing vinyl polymer (B) by the method (2), in addition to the vinyl monomer containing an isocyanate group and the vinyl monomer containing a nonionic group, Other monomers copolymerizable with the body can be used in combination. Representative examples of such other copolymerizable monomers include the various monomers listed above as vinyl monomers copolymerizable in the above method (1).
[0094]
In order to introduce a hydrophobic group having 4 or more total carbon atoms into the NCO group-containing vinyl polymer (B), the hydrophobicity having 4 or more total carbon atoms listed in the above method (1) What is necessary is just to copolymerize the vinyl-type monomer which has group so that the introduction amount of a hydrophobic group may become above-mentioned preferable weight ratio.
When a functional group such as a blocked active hydrogen-containing group, an epoxy group, or a hydrolyzable silyl group is introduced into the NCO group-containing vinyl polymer (B), the vinyl-based monomer listed in the above method (1) What is necessary is just to copolymerize a body so that the introduction amount of this functional group may become said preferable amount.
[0095]
In preparing the NCO group-containing vinyl polymer (B) using the above-mentioned various vinyl monomers, it is necessary to prepare the active hydrogen group-containing vinyl polymer (b). Solution radical polymerization may be performed using a polymerization initiator and an organic solvent as described above.
[0096]
In preparing the NCO group-containing vinyl polymer (B), a part or all of the organic solvent is replaced with the hydrophobic polyisocyanate (A), and the mixture of the organic solvent and the hydrophobic polyisocyanate (A) or the hydrophobic polyisocyanate. (A) can be used as a solvent.
[0097]
A mixture containing an NCO group-containing vinyl polymer (B) as a main component prepared by the method (1) and an unreacted hydrophobic polyisocyanate as a minor component, or an NCO group prepared by the method (2) The water-dispersible polyisocyanate composition of the present invention can be obtained by mixing the vinyl-containing polymer (B) with the hydrophobic polyisocyanate (A). When the NCO group-containing vinyl polymer (B) and the hydrophobic polyisocyanate (A) are mixed, the mixing conditions are not particularly limited, but generally range from room temperature to 150 ° C, preferably from room temperature to 100 ° C. What is necessary is just to mix at the temperature of.
[0098]
The ratio of the hydrophobic polyisocyanate (A) and the NCO group-containing vinyl polymer (B) in the water-dispersible polyisocyanate composition of the present invention is not particularly limited, but the ratio of the water-dispersible polyisocyanate composition of the present invention is not particularly limited. From the viewpoint of the dispersibility in water, the stability of the isocyanate group contained in the aqueous dispersion of the composition to water, and the curability of the aqueous curable composition of the present invention, (A) / (B ) = 30/70 to 85/15 is preferable, 50/50 to 80/20 is more preferable, and 60/40 to 80/20 is most preferable.
[0099]
As described above, (1) a method of mixing a previously prepared NCO group-containing vinyl polymer (B) and a hydrophobic polyisocyanate (A), or (2) an active hydrogen group-containing vinyl polymer (b) and a hydrophobic polymer. The water-dispersible polyisocyanate composition of the present invention is prepared by a method in which the reactive polyisocyanate is reacted with both components so that the molar ratio of isocyanate group / active hydrogen-containing group is 3 to 350. Among these methods, the latter method (2) is preferred from the viewpoint of higher stability of isocyanate groups when the obtained water-dispersible polyisocyanate composition is dispersed in water.
[0100]
Next, an aqueous curable composition containing the water-dispersible polyisocyanate composition of the present invention and an aqueous resin (C) having an active hydrogen-containing group will be described.
The aqueous resin (C) having an active hydrogen-containing group used in the present invention is not limited as long as it has an active hydrogen-containing group that can react with an isocyanate group. Typical examples of the active hydrogen-containing group contained in the aqueous resin (C) include groups containing an active methylene group such as a hydroxyl group, a carboxyl group, an amino group, an amide group, and an acetoacetyl group. Of these, particularly preferred are a hydroxyl group and a carboxyl group. Examples of the form of the aqueous resin (C) include known and commonly used forms such as an aqueous solution type, an aqueous dispersion type such as a colloidal dispersion and an emulsion.
[0101]
Representative examples of the aqueous resin (C) include vinyl acetate resin, styrene-butadiene resin, styrene-acrylonitrile resin, acrylic resin, fluoroolefin resin, silicon-modified vinyl polymer, polyvinyl Vinyl polymers such as alcohol; other than vinyl polymers such as polyester resins, polyurethane resins, phenol resins, melamine resins, epoxy resins, alkyd resins, polyamide resins, polyether resins, silicon resins, etc. Synthetic resins of: natural polymers such as animal protein, starch, cellulose derivatives, dextrin, gum arabic and the like. Of these, preferred are vinyl polymers and various synthetic resins other than vinyl polymers.
[0102]
The amount of the active hydrogen-containing group contained in the aqueous resin (C) as described above is based on the solid content of the aqueous resin from the viewpoint of curability of the aqueous curable composition of the present invention and water resistance of the resulting cured product. 0.1 to 6 mol, preferably 0.2 to 4 mol, and most preferably 0.4 to 3 mol. These aqueous resins (C) may be used alone or in combination of two or more.
[0103]
A suitable mixing ratio of the water-dispersible polyisocyanate composition of the present invention and the aqueous resin (C) is (1) from the viewpoint of the curability of the curable composition and the performance of the cured product obtained from the composition. The number of moles of isocyanate groups in the polyisocyanate composition, and (2) the active hydrogen-containing group contained in the aqueous resin (C) and the blocked active hydrogen contained in the NCO group-containing vinyl polymer (B) The ratio (1) / (2) to the total number of moles of the group is preferably 0.1 to 5, particularly preferably 0.3 to 3, and most preferably 0.5 to 2.
[0104]
The above-described aqueous curable composition of the present invention can be used as a clear composition containing no pigment, or can be used as a colored composition by blending various known organic or inorganic pigments. You can also.
[0105]
The aqueous curable composition thus prepared includes paints, adhesives, inks, waterproofing materials, sealants, natural fibers, synthetic fibers, impregnating agents for paper such as glass fibers, natural fibers, synthetic fibers, glass It can be used for various applications such as various fibers such as fibers and surface treatment agents for paper. It is particularly preferable to use it as a water-based paint or a water-based adhesive.
[0106]
When used as a water-based paint, such a water-based paint has a long pot life, and further, from the water-based paint of the present invention, a cured coating film having excellent transparency, gloss and other appearance, water resistance, solvent resistance and the like can be obtained. .
Furthermore, when used as a water-based adhesive, the water-based adhesive has excellent performance such as a long pot life and high adhesive strength.
[0107]
In addition, such a composition includes additives suitable for various applications, for example, a filler, a leveling agent, a thickener, an antifoaming agent, an organic solvent, an ultraviolet absorber, an antioxidant, or a pigment dispersion. Various commonly known additives such as an agent can also be blended.
[0108]
Next, an aqueous curable composition containing the water-dispersible polyisocyanate composition of the present invention and water will be described.
The aqueous curable composition of the present invention can be obtained by mixing a water-dispersible polyisocyanate composition and water. In order to obtain such an aqueous curable composition, from the viewpoint of the stability of the isocyanate group of the composition, curability, and the performance of the cured product obtained from the composition, it is based on 100 parts by weight of the polyisocyanate composition. 10 to 1000 parts by weight of water, preferably 50 to 500 parts by weight of water may be added to mix them.
[0109]
The aqueous curable composition obtained by mixing the water-dispersible polyisocyanate composition and water can be used as a clear composition containing no pigment, and various known and commonly used organic or inorganic pigments. Can also be used as a coloring composition. Moreover, as needed, various additives etc. which were illustrated as what can be added to the aqueous curable composition obtained from a polyisocyanate composition and aqueous resin (C) can also be mix | blended and used.
[0110]
The aqueous curable composition thus prepared can be used for the same applications as the above-mentioned aqueous curable composition, but is particularly preferably used as an aqueous paint or an aqueous adhesive.
[0111]
The paint containing this aqueous curable composition has a long pot life and penetrates into a high-density inorganic base material that is difficult to penetrate with a normal aqueous paint to form a cured coating film. Since this coating film has a function of effectively protecting the substrate and also has good adhesion to the top coating film, this coating material can be used as a high-performance undercoating material. Further, the water-based paint is not limited to the undercoat paint, but can be used as an overcoat paint for various substrates.
[0112]
When used as a water-based adhesive, it can be used as a water-based adhesive for various applications because it has a long pot life and gives high adhesive strength.
As the base material to which the aqueous paint of the present invention is applied as described above and the base material to which the aqueous adhesive of the present invention as described above is applied to become an adherend, various known and conventional ones are used. Among them, representative examples include various metal substrates, inorganic substrates, plastic substrates, paper, synthetic fibers, natural fibers, inorganic fibers such as glass fibers, cloth, synthetic leather, natural leather, and wood. Examples thereof include system base materials.
[0113]
Among such various substrates, representative examples of metal substrates include metals such as iron, nickel, aluminum, chromium, zinc, tin, copper, and lead; various metals listed above such as stainless steel and brass. Alloys: Various metals or alloys as described above, and various surface-treated metals that have been plated or chemically treated.
[0114]
In addition, the inorganic base material is a cured product produced from a calcium compound such as calcium silicate, calcium aluminate, calcium sulfate, or calcium oxide; a ceramic obtained by sintering a metal oxide such as alumina, silica, or zirconia; Tiles obtained by firing various clay minerals; various glasses and the like. Typical examples of hardened bodies produced from calcium compounds include hardened cement compositions such as concrete and mortar, asbestos slate, lightweight aerated concrete (ALC) hardened bodies, dolomite plaster hardened bodies, and plaster plaster hardened. Body, calcium silicate plate and the like.
[0115]
Typical plastic substrates include molded products of thermoplastic resins such as polystyrene, polycarbonate, polymethyl methacrylate, ABS resin, polyphenylene oxide, polyurethane, polyethylene, polyvinyl chloride, polypropylene, polybutylene terephthalate or polyethylene terephthalate. A molded product of various thermosetting resins such as unsaturated polyester resin, phenol resin, cross-linked polyurethane, cross-linked acrylic resin or cross-linked saturated polyester resin;
[0116]
In addition, various kinds of base materials as described above, which are pre-coated base materials, or base materials on which the coating is applied, and the deterioration of the coated portion seems to have progressed. A simple substrate can also be used.
These various base materials are used in various shapes such as a plate shape, a spherical shape, a film shape, a sheet shape, a large structure, a complex shape assembly, and the like, depending on applications. There is no.
[0117]
Then, the water-based paint of the present invention as described above is applied to the base material as described above by a known and conventional coating method such as brush coating, roller coating, spray coating, dip coating, flow coater coating, roll coater coating. Then, it is allowed to stand at room temperature for about 1 to 10 days, or is heated for about 30 seconds to about 2 hours in a temperature range of about 40 to about 250 ° C., so that it has excellent appearance and water resistance. A coating film can be obtained.
[0118]
In addition, the aqueous adhesive of the present invention as described above is applied to at least one of the same types of substrates as described above or different types of substrates by a known and conventional method such as a spatula, a brush, a spray, or a roll. Then, it is allowed to stand at room temperature for about 1 to 10 days, heated at a temperature range of about 40 to about 150 ° C. for about 5 seconds to about 2 hours, or pressurized as necessary. Excellent adhesive strength can be obtained.
[0119]
【Example】
Next, the present invention will be described in detail with reference examples, examples and comparative examples, but the present invention is not limited thereto. All parts and% in the text are based on weight unless otherwise specified.
First, the water-dispersible polyisocyanate composition will be described with reference to examples and comparative examples. First, polyisocyanates used in the examples and comparative examples will be described.
[0120]
Hydrophobic polyisocyanate (A-1)
Hexamethylene diisocyanate (hereinafter abbreviated as HDI) -based isocyanurate type polyisocyanate, “Bernock DN-980S” (isocyanate group content (hereinafter abbreviated as NCO group content) manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) 21%, average NCO functional group number is about 3.6, non-volatile content is 100%]
[0121]
Hydrophobic polyisocyanate (A-2)
"Bernock DN-950" which is an adduct type polyisocyanate of HDI and triol [manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc., obtained by removing the solvent from the ethyl acetate solution. NCO group content 17%, average NCO functional group number about 3.2, non-volatile content 100%]
[0122]
Hydrophobic polyisocyanate (A-3)
"Bernock D-750", an adduct type polyisocyanate of tolylene diisocyanate and triol [Dainippon Ink Chemical Co., Ltd., solvent-free ethyl acetate solution. NCO group content 17%, average NCO functional group number about 3.4, non-volatile content 100%]
[0123]
Reference Example 1 [Preparation of Active Hydrogen Group-Containing Vinyl Polymer (b)]
After charging 429 parts of diethylene glycol diethyl ether (hereinafter abbreviated as EDE) into a four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, a cooling tube, and a nitrogen introduction tube, the temperature was raised to 110 ° C. under a nitrogen stream, and then methoxypolyethylene 500 parts of glycol methacrylate (containing 9 average oxyethylene units per molecule, hereinafter abbreviated as “MPEGMA-1”), 300 parts of methyl methacrylate (hereinafter abbreviated as MMA), 2-hydroxyethyl methacrylate (hereinafter, 2 50 parts of cyclohexyl methacrylate (hereinafter abbreviated as CHMA), 45 parts of t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, and 5 parts of t-butylperoxybenzoate. It was dripped over 5 hours. After the dropwise addition, the mixture was reacted at 110 ° C. for 9 hours to obtain an acrylic polymer solution having a nonvolatile content of 70%. Hereinafter, this is abbreviated as an active hydrogen group-containing vinyl polymer (b-1).
[0124]
Reference Examples 2 to 6 [Same as above]
Polymerization was carried out in the same manner as in Reference Example 1 except that the monomers shown in Table 1 were used instead of 500 parts of MPEGMA-1, 300 parts of MMA, 150 parts of CHMA, and 50 parts of 2-HEMA. And an acrylic polymer having a nonvolatile content of 70% was obtained. Hereinafter, they are abbreviated as active hydrogen group-containing vinyl polymers (b-2) to (b-6).
[0125]
[Table 1]
Figure 0003775578
[0126]
[Table 2]
Figure 0003775578
[0127]
<< Footnotes in Table 1 >>
Each numerical value indicating the use ratio of the raw materials is assumed to be the number of copies.
"MPEGMA-2": [Methoxypolyethylene glycol methacrylate (containing 4 average oxyethylene units per molecule)]
"MPEGMA-3": [Methoxypolyethyleneglycol methacrylate (containing an average of 23 oxyethylene units per molecule)
"MAA": Methacrylic acid
“SiHEMA”: 2-trimethylsiloxyethyl methacrylate
"GMA": Glycidyl methacrylate
“2-EHMA”: 2-ethylhexyl methacrylate
“4HCHMA”: (4-hydroxymethylcyclohexyl) methyl methacrylate
[0128]
Reference Example 7 [Preparation of Comparative Dispersant (Z-1) Used in Comparative Example]
In the same reactor as in Reference Example 1, 239 parts of methoxypolyethylene glycol (containing 12 average oxyethylene units per molecule, hereinafter abbreviated as “MPEG-1”) and 112 parts of hexadecanol were charged under a nitrogen stream. After sufficiently stirring and mixing at room temperature, 180 parts of hydrophobic polyisocyanate (A-1) was added and stirred at room temperature for 30 minutes. Subsequently, it heated up at 70 degreeC, and was made to react at the same temperature for 6 hours until an isocyanate group lose | disappeared. The product is abbreviated as comparative dispersant (Z-1).
[0129]
Example 1 [Preparation of water-dispersible polyisocyanate composition (P-1)]
After charging 200 parts of a hydrophobic polyisocyanate (A-1) and 100 parts of an active hydrogen group-containing vinyl polymer (b-1) in the same reactor as in Reference Example 1, the temperature was raised to 90 ° C. in a nitrogen stream. The reaction was conducted with stirring at the same temperature for 6 hours to obtain a water-dispersible polyisocyanate composition having a nonvolatile content of 90% and an NCO group content of 13%. Hereinafter, this is abbreviated as a polyisocyanate composition (P-1).
About the obtained polyisocyanate composition, the dispersibility to water and the stability of the isocyanate group contained in the obtained aqueous dispersion were evaluated. These evaluation results are shown in Table 2.
[0130]
Examples 2 to 8 [Preparation of water-dispersible polyisocyanate composition]
Instead of 200 parts of the hydrophobic polyisocyanate (A-1) and 100 parts of the vinyl polymer (b-1), the hydrophobic polyisocyanate (A) and the active hydrogen group-containing vinyl polymer shown in Table 2 ( A polyisocyanate composition was prepared by carrying out the reaction in the same manner as in Example 1 using b) in the proportions shown in the table. Hereinafter, these are abbreviated as polyisocyanate compositions (P-2) to (P-8). About each obtained polyisocyanate composition, it carried out similarly to Example 1, and evaluated the dispersibility to water and stability of the isocyanate group contained in the obtained water dispersion. These evaluation results are shown in Table 2.
[0131]
Comparative Example 1 [Preparation of Polyisocyanate Composition (RP-1) for Comparative Example]
In the same reactor as in Reference Example 1, 15 parts of EDE, 36 parts of MPEG-1 and 100 parts of hydrophobic polyisocyanate (A-1) were charged, and the temperature was raised to 90 ° C. over 30 minutes. Reaction was performed for 6 hours to obtain a non-hydrophobic polyisocyanate modified with methoxypolyethylene glycol having a nonvolatile content of 90% and an NCO group content of 12%. Hereinafter, this is abbreviated as a polyisocyanate composition (RP-1). About the obtained polyisocyanate composition, it carried out similarly to Example 1, and evaluated the dispersibility to water and the stability of the isocyanate group contained in the obtained aqueous dispersion. These evaluation results are shown in Table 2.
[0132]
Comparative Example 2 [Preparation of Comparative Polyisocyanate Composition]
In the same reactor as in Reference Example 1, 33 parts of EDE, 200 parts of hydrophobic polyisocyanate (A-1) and 100 parts of comparative dispersant (Z-1) were charged, heated to 50 ° C., and under a nitrogen stream. By stirring and mixing for 3 hours, a comparative polyisocyanate composition having a nonvolatile content of 90% and an NCO group content of 12.6% was obtained. Hereinafter, this is abbreviated as a polyisocyanate composition (RP-2). About the obtained polyisocyanate composition, it carried out similarly to Example 1, and evaluated the dispersibility to water and the stability of the isocyanate group contained in the obtained aqueous dispersion. These evaluation results are shown in Table 2.
[0133]
Comparative Example 3 [Preparation of Comparative Polyisocyanate Composition]
In the same reactor as in Reference Example 1, 35 parts of hydrophobic polyisocyanate (A-1), 15 parts of methoxypolyethylene glycol (containing 22 average oxyethylene units per molecule) and 67 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate were charged. The temperature was raised to 110 ° C., and the mixture was stirred and mixed under a nitrogen stream for 3 hours. After adding 0.5 parts of p-toluenesulfonyl isocyanate, the temperature was raised to 130 ° C., 5 parts of styrene, 5 parts of MMA, 10 parts of n-butyl acrylate (hereinafter abbreviated as BA), 3-isopropenyl-a, a -15 parts of dimethylbenzyl isocyanate, 15 parts of methoxypolyethylene glycol methacrylate (containing 22 average oxyethylene units per molecule), 0.25 parts of a-methylstyrene dimer, 1.5 parts of t-butylperoxyisopropyl carbonate The mixture was added dropwise over 3 hours.
[0134]
After completion of dropping, the reaction was carried out at 130 ° C. for 3 hours to obtain a comparative polyisocyanate composition having an NCO group content of 6.0%. Hereinafter, this is abbreviated as a polyisocyanate composition (RP-3). About the obtained polyisocyanate composition, it carried out similarly to Example 1, and evaluated the dispersibility to water and the stability of the isocyanate group contained in the obtained aqueous dispersion. These evaluation results are shown in Table 2.
[0135]
[Table 3]
Figure 0003775578
[0136]
[Table 4]
Figure 0003775578
[0137]
[Table 5]
Figure 0003775578
[0138]
<< Footnotes in Table 2 >>
Each numerical value indicating the use ratio of the raw materials is assumed to be in parts by weight.
[0139]
"Water dispersibility":
Into a 200 ml beaker, add 80 g of deionized water, add 20 g of the prepared polyisocyanate composition, hold the mixture at 30 ° C., and add a magnetic stirrer and rotor (total length 30 mm, diameter 8 mm). It is used and stirred at a stirring speed of 200 rpm, and its dispersion behavior is visually evaluated. The evaluation criteria at that time are as follows.
[0140]
A: Uniformly dispersed after 30 seconds from the start of stirring
○: Uniformly dispersed 1 minute after the start of stirring
Δ: Uniformly dispersed after 5 minutes from the start of stirring
X: Uniformly dispersed after 10 minutes from the start of stirring
XX: Not distributed
[0141]
“Isocyanate group residual ratio”:
An aqueous dispersion of the polyisocyanate composition was prepared by dispersing in the same manner as the evaluation of the water dispersibility described above except that the stirring time was 10 minutes. Next, after adding an excess of dibutylamine to the isocyanate group in a given amount of the aqueous dispersion obtained, the isocyanate group content in the aqueous dispersion was determined by the back titration method in which dibutylamine remaining in the aqueous hydrochloric acid solution was titrated. did. Immediately after preparing the aqueous dispersion and after 6 hours, the isocyanate group content was quantified, and the stability of the NCO group contained in the aqueous dispersion was evaluated with the residual ratio of isocyanate groups calculated by the following formula. Is. It shows that stability of an isocyanate group is so favorable that this value is large.
[0142]
Isocyanate group residual ratio [%] = (Isocyanate group content after 6 hours / Isocyanate group content immediately after dispersion) × 100
[0143]
“NCO / active hydrogen-containing group [molar ratio]]: number of moles of NCO group / number of moles of active hydrogen-containing group
[0144]
“(A) / (B) weight ratio”: [weight of unreacted hydrophobic polyisocyanate (A)] / [vinyl system formed by adding hydrophobic polyisocyanate (A) to vinyl polymer (b) Weight of polymer (B)]
[0145]
Reference Example 8 [Preparation of aqueous resin (C-1)]
5 parts “Hytenol N-08” (anionic emulsifier manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), “Emulgen 931” (nonionic emulsifier manufactured by Kao Corp.) 5 parts in the same reactor as in Reference Example 1 Then, 270 parts of deionized water is charged and heated to 80 ° C. under a nitrogen stream, and then an aqueous solution in which 0.8 part of ammonium persulfate is dissolved in 16 parts of deionized water is added. Furthermore, a mixed solution consisting of 80 parts of butyl acrylate, 99 parts of MMA, 4 parts of acrylic acid, and 17 parts of 2-HEMA was added dropwise over 3 hours. After the dropwise addition, the mixture was reacted for 2 hours, cooled to 25 ° C., neutralized with 1.5 parts of 28% aqueous ammonia, and mixed with 30 parts of EDE to give a nonvolatile content of 40% and a solid content hydroxyl value of 35 mgKOH / g. A hydroxyl group-containing acrylic resin emulsion was obtained. Hereinafter, this resin is abbreviated as an aqueous resin (C-1).
[0146]
Example 9
The polyisocyanate composition (P-1) and the aqueous resin (C-1) are mixed so that the molar ratio of isocyanate group / hydroxyl group in the aqueous resin (C-1) is 1.2 / 1. 50 parts of (P-1) and 500 parts of aqueous resin (C-1) were mixed to prepare an aqueous curable composition. Hereinafter, this is abbreviated as an aqueous curable composition (D-1). The obtained aqueous curable composition (D-1) was applied onto a glass plate and a polypropylene plate (hereinafter abbreviated as PP plate) using an applicator so that the dry coating film was 60 μm immediately after preparation, The film was dried for 1 week under conditions of a temperature of 20 ° C. and a humidity of 60% RH to prepare a cured coating film. About the obtained cured coating film, compatibility, a gel fraction, and water resistance were evaluated. The evaluation results are shown in Table 3.
[0147]
Examples 10-17
In these examples, in addition to the aqueous resin (C-1) as the aqueous resin (C), “Watersol ACD-2000” [Dainippon Ink and Chemicals Co., Ltd. hydroxyl group-containing acrylic resin aqueous Dispersion, non-volatile content 35%, solid content hydroxyl value 50 mg KOH / g, hereinafter this resin is abbreviated as aqueous resin (C-2)].
[0148]
As shown in Table 3, various polyisocyanate compositions were used in place of the polyisocyanate composition (P-1). Using 500 parts of the aqueous resin (C-1) or (C-2), and so that the molar ratio of isocyanate group / hydroxyl group in the aqueous resin of each polyisocyanate composition is 1.2 / 1, An aqueous curable composition was prepared by mixing the polyisocyanate composition in the amount described in the same table. Hereinafter, the composition thus obtained is abbreviated as aqueous curable compositions (D-2) to (D-9). Each aqueous curable composition thus obtained was applied onto a glass plate and a PP plate immediately after preparation in the same manner as in Example 9 and dried for one week under the conditions of a temperature of 20 ° C. and a humidity of 60% RH to obtain a cured coating. A membrane was created. About these, evaluation similar to Example 9 was performed. The evaluation results are shown in Table 3.
[0149]
Comparative Examples 4-6
500 parts of (C-1) or (C-2) are used as the aqueous resin (C), and the molar ratio of isocyanate group / hydroxyl group in the aqueous resin (C-1) or (C-2) is 1.2. The curable compositions (RD-1) to (RD-3) for comparative evaluation were prepared by mixing the polyisocyanate compositions in the amounts shown in Table 3 so as to be 1/1. In the same manner as in Example 9, immediately after preparation, a cured coating film was formed by coating and drying on a glass plate and a PP plate. About these, evaluation similar to Example 9 was performed. The evaluation results are shown in Table 3.
[0150]
Examples 18 and 19 and Comparative Example 7
D-1, D-2, and RD-1 prepared above were allowed to stand at room temperature for 6 hours (referred to as D-1 ′, D-2 ′, and RD-1 ′, respectively), and then the dry coating film was 60 μm. Then, it was applied on a glass plate using an applicator and dried for 1 week under the conditions of a temperature of 20 ° C. and a humidity of 60% RH to prepare a cured coating film. About these, evaluation similar to Example 9 was performed. The evaluation results are shown in Table 3.
[0151]
[Table 6]
Figure 0003775578
[0152]
[Table 7]
Figure 0003775578
[0153]
[Table 8]
Figure 0003775578
[0154]
[Table 9]
Figure 0003775578
[0155]
<< Footnotes in Table 3 >>
Each numerical value indicating the use ratio of the raw materials is assumed to be in parts by weight.
[0156]
“Compatibility”:
The transparency of the coating film prepared on the glass plate is visually evaluated. The evaluation criteria at that time are as follows.
[0157]
A: No turbidity
○: Very slightly cloudy
Δ: There is considerable turbidity
×: Remarkably turbid
[0158]
“Gel fraction”:
The curability of the aqueous curable composition is evaluated. The coating film prepared on the PP plate was cut out from the PP plate, immersed in acetone at 25 ° C. for 48 hours, and then dried at 100 ° C. for 90 minutes. The gel fraction was calculated by the following formula.
[0159]
Gel fraction [%] = (weight of coating film before immersion in acetone / weight of coating film after immersion in acetone) × 100
[0160]
"water resistant":
The coating film prepared on the glass plate was immersed in deionized water at 25 ° C. for 96 hours to evaluate the appearance of the coating film. The evaluation criteria at that time are as follows.
[0161]
Evaluation criteria for coating whitening
A: No change at all
○: Slightly whitening
Δ: considerably whitened
×: Remarkably whitened
[0162]
Criteria for coating swelling
A: No change at all
○: Slightly swollen
Δ: Swelling occurs considerably
×: Remarkably swollen
[0163]
Reference Example 9 [Preparation Example of Vinyl Polymer (b-7)]
The air in a 2 liter stainless steel autoclave equipped with a thermometer, a stirrer, and a monomer press-fitting device was sufficiently substituted with nitrogen gas, and then 430 g of EDE was charged and the temperature was raised to 75 ° C. while stirring. Next, while stirring at the same temperature, 270 g of Veova-9 (vinyl ester of C9 branched fatty acid manufactured by Shell of the Netherlands), 40 g of ethyl vinyl ether, 40 g of 4-hydroxybutyl vinyl ether, and the number average molecular weight of the polyoxyethylene group is 400. Methoxypolyethylene glycol monovinyl ether 400 g, tert-butylperoxypivalate 20 g, tert-butylperoxy-2-ethylhexanoate 15 g and bis (1,2,2,6,6-pentamethylpiperidine-4 -Yl) Sebacate 15 g of a mixture and liquefied and collected chlorotrifluoroethylene 250 g were pressed in over 7 hours.
Furthermore, a polymerization reaction was carried out at the same temperature for 10 hours to obtain a solution of a fluoroolefin polymer having a nonionic group having a nonvolatile content of 70% and a weight average molecular weight of 16,000. Hereinafter, this polymer is abbreviated as an active hydrogen group-containing vinyl polymer (b-7).
[0164]
Example 20 [Preparation of water-dispersible polyisocyanate composition (P-9)]
After charging 200 parts of a hydrophobic polyisocyanate (A-1) and 100 parts of an active hydrogen group-containing vinyl polymer (b-7) into the same reactor as in Reference Example 1, the temperature was raised to 90 ° C. under a nitrogen stream. The reaction was conducted with stirring at the same temperature for 6 hours to obtain a water-dispersible polyisocyanate composition having a nonvolatile content of 90% and an NCO group content of 13%. Hereinafter, this is abbreviated as a polyisocyanate composition (P-9).
[0165]
Reference Example 10 [Preparation of aqueous resin (C-4)]
A 2 liter stainless steel autoclave equipped with a thermometer, a stirrer, and a monomer press-fitting device was charged with 690 g of ion exchange water, 15 g of sodium dodecylbenzenesulfonate, 6 g of polyoxyethylene nonylphenol ether (HLB17), and 3 g of ammonium hydrogen carbonate, and dissolved. I was degassed. A mixture of 116 g of hydroxybutyl vinyl ether, 184 g of vinyl acetate and 200 g of ethyl vinyl ether, and 500 g of chlorotrifluoroethylene collected by liquefaction were put in a pressure-resistant dropping tank.
[0166]
After injecting ethylene into the autoclave to 30 atm, the autoclave was heated to 65 ° C. and stirred, 5 g of ammonium persulfate dissolved in 90 g of ion-exchanged water, The monomer mixture was added dropwise over 2 hours, and the reaction was completed by maintaining at the same temperature for 3 hours. The obtained product obtained an aqueous resin (C-4) having a non-volatile content of 55%, a pH of 1.6, and a solid content hydroxyl value of 50 mgKOH / g.
[0167]
Examples 21-29
In these examples, examples of a white paint composed of a polyisocyanate composition and an aqueous resin (C) are shown. In these examples, the aqueous resin (C-4) prepared in Reference Example 10 and the following aqueous resin (C-3) were used as the aqueous resin (C). Moreover, the preparation method of the coating agent main ingredient component used when obtaining a white coating material from aqueous resin (C-3) and (C-4) and a polyisocyanate composition was shown below.
[0168]
Aqueous resin (C-3)
"Boncoat CG-5060" (Dainippon Ink & Chemicals, Inc. hydroxyl group-containing acrylic resin emulsion, non-volatile content 45%, solid content hydroxyl value 60 mgKOH / g).
[0169]
Preparation of main component of paint (preparation of E-1)
Deionized water 72.9 parts, "Orotan SG-1" (pigment dispersant manufactured by Rohm & Haas, USA) 6.7 parts, 10% aqueous solution of sodium tripolyphosphate 4.9 parts, "Neugen EA-120" [ Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. wetting agent] 2.2 parts, ethylene glycol 18.0 parts, “Best Side 1087T” [Dai Nippon Ink Chemical Co., Ltd. preservative] 1.0 part, ammonia water (28%) 0.5 parts, “Titanics JR-600A” (Titanium Co., Ltd. titanium oxide) 249.2 parts and “SN deformer 121” (San Nopco antifoaming agent) 0.8 The part mixture was dispersed with a disper for about 1 hour. To this, 607.0 parts of an aqueous resin (C-3), “Texanol” (a film-forming aid manufactured by Eastman Chemical Company, USA) 38.2 parts, “Primal QR-708” (an increase manufactured by Rohm & Haas Company) Viscosity] 10% aqueous solution 1.2 parts, “BYK-028” (antifoam manufactured by BYK Chemie) 0.2 part was added and stirred, the pigment weight concentration was 48%, and the non-volatile content was 52.5. % Paint main ingredient component (E-1) was obtained.
[0170]
Preparation of main component of paint (preparation of E-2)
Ion-exchanged water 37.2 parts, 25% ammonia water 0.7 parts, "Neugen EA-120" [Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. wetting agent] 1.6 parts, "Tamol 731" [USA Rohm & Pigment dispersant manufactured by Haas Co., Ltd.] 6.4 parts, ethylene glycol 35.4 parts, Type CR-97 [titanium dioxide manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.] 194.7 parts, Best Side FX [Dainippon Ink Chemical Co., Ltd. ( 0.9 part, "Nopco 8034" [Defoamer manufactured by San Nopco Co., Ltd.] 1.4 parts, "Primal TT" [Rohm & Haas thickener] % Aqueous solution 33.2 parts, diethylene glycol dibutyl ether 33.2 parts, (C-4) 655.3 parts of a mixture is uniformly dispersed with a disper for about 1 hour, resulting in a pigment weight concentration of 35% and a non-volatile content of 56%. Paint base component (E 2) was obtained.
[0171]
Preparation of water-based paints (F-1) to (F-9)
In the ratio as described in Table 4, paint main component (E-1), (E-2), each polyisocyanate composition and water were mixed to prepare each water-based paint having a non-volatile content of 52%. . In all Examples, the mixing was performed so that the molar ratio of isocyanate group / hydroxyl group in the aqueous resin (C-3, C-4) was 1.5 / 1. The white paint thus prepared is hereinafter abbreviated as water-based paints (F-1) to (F-9).
[0172]
A coating film was formed on the slate plate by the air spray method so that each of the water-based paints (F-1) to (F-9) thus obtained had a dry film thickness of 70 μm immediately after preparation. Subsequently, it was dried for 1 week in an atmosphere of a temperature of 20 ° C. and a humidity of 60% RH. About each obtained cured coating film, glossiness and water resistance were evaluated. The evaluation results are shown in Table 4.
[0173]
Comparative Examples 8 and 9
A water-based paint for comparison was prepared by mixing the components shown in Table 4 at the ratios shown in the same table. In these comparative examples, the mixing was performed so that the molar ratio of isocyanate group / hydroxyl group in the aqueous resin (C-3) was 1.5 / 1. The comparative water-based paints (RF-1) to (RF-2) thus obtained were spray-coated on the slate plate immediately after preparation so as to have a dry film thickness of 70 μm in the same manner as in Examples 21 to 29. The cured coating film was prepared by drying in the same manner as in the Example. About each obtained cured coating film, glossiness and water resistance were evaluated. The evaluation results are shown in Table 4.
[0174]
[Table 10]
Figure 0003775578
[0175]
[Table 11]
Figure 0003775578
[0176]
[Table 12]
Figure 0003775578
[0177]
<< Footnotes in Table 4 >>
Each numerical value indicating the use ratio of the raw materials is assumed to be in parts by weight.
[0178]
“Glossy”:
The appearance of the coating film was evaluated with a gloss value of 60 ° specular reflectance [%] of the coating film.
[0179]
"water resistant":
The gloss retention and swelling state of the coating film were evaluated after the slate plate coated with each water-based paint was immersed in deionized water at 25 ° C. for 96 hours. The swelling of the coating film was visually evaluated using the same evaluation criteria as in Examples 9-19. The gloss retention was calculated by the following formula.
[0180]
Gloss retention [%] = (Gloss value after immersion in deionized water / Gloss value before immersion in deionized water) × 100
[0181]
Example 30
An aqueous curable composition was prepared by mixing 100 parts of the water-dispersible polyisocyanate composition (P-1) and 100 parts of deionized water. Hereinafter, this is abbreviated as an aqueous curable composition (G-1). The obtained aqueous curable composition (G-1) was applied on a glass plate and a PP plate using an applicator so that the dry coating film was 50 μm immediately after preparation, and the temperature was 20 ° C. and the humidity was 60% RH. The film was dried for 1 week under the above conditions to prepare a cured coating film. About the obtained cured coating film, the gel fraction and water resistance were evaluated by the same evaluation method and evaluation criteria as Examples 9-17. The evaluation results are shown in Table 5.
[0182]
Examples 31 to 37 and Comparative Examples 10 and 11
In place of 100 parts of the polyisocyanate composition (P-1), an aqueous curable composition was prepared in the same manner as in Example 30 except that 100 parts of various polyisocyanate compositions shown in Table 5 were used. Prepared. Hereinafter, the composition thus obtained is abbreviated as aqueous curable compositions (G-2) to (G-8), (RG-1), and (RG-2). Each aqueous curable composition thus obtained was coated and dried on a glass plate and a PP plate immediately after preparation in the same manner as in Example 30 to prepare a cured coating film. About these, evaluation similar to Example 30 was performed. The evaluation results are shown in Table 5.
[0183]
[Table 13]
Figure 0003775578
[0184]
[Table 14]
Figure 0003775578
[0185]
[Table 15]
Figure 0003775578
[0186]
Example 38
A water-based paint was prepared by mixing 350 parts of the water-dispersible polyisocyanate composition (P-1), 750 parts of deionized water, and 0.2 part of “BYK-028” (a defoamer manufactured by BYK Chemie). . Hereinafter, this is abbreviated as water-based paint (H-1). A coating film was formed on a calcium plate by an air spray method so that the obtained water-based paint (H-1) had a dry film thickness of 30 μm immediately after preparation. Subsequently, it was dried for 1 week under the conditions of a temperature of 20 ° C. and a humidity of 60% RH. Adhesiveness was evaluated about the obtained cured coating film.
[0187]
Also, immediately after preparation of the water-based paint (H-1), a coating film is formed on the slate plate by an air spray method so that the dry film thickness becomes 30 μm, and is dried for 24 hours under conditions of a temperature of 20 ° C. and a humidity of 60% RH. Then, as the top coat, the water-based paint (F-1) of Example 21 was applied by an air spray method so that the dry film thickness was 60 μm immediately after preparation. Subsequently, it was dried for 1 week under the conditions of a temperature of 20 ° C. and a humidity of 60% RH. The adhesiveness of the multilayer cured coating film thus obtained was evaluated. These evaluation results are shown in Table 6.
[0188]
Examples 39 to 45 and Comparative Examples 12 and 13
An aqueous paint was prepared in the same manner as in Example 38 except that 350 parts of various polyisocyanate compositions shown in Table 6 were used instead of 350 parts of the polyisocyanate composition (P-1). . Hereinafter, these are abbreviated as water-based paints (H-2) to (H-8), (RH-1), and (RH-2). In the same manner as in Example 38, each of the water-based paints thus obtained was applied and dried on various substrates, and then the water-based paint (F-1) of Example 21 was applied and dried as a top coat to prepare a cured coating film. About these, evaluation similar to Example 38 was performed. The evaluation results are shown in Table 6.
[0189]
[Table 16]
Figure 0003775578
[0190]
[Table 17]
Figure 0003775578
[0191]
[Table 18]
Figure 0003775578
[0192]
<< Footnotes in Table 6 >>
“Adhesion (1)”:
Using a cutter knife, cuts at intervals of 2 mm were made vertically and horizontally so that 25 2 mm square grids could be formed on the coating film prepared on the calcium plate. Next, the cellophane adhesive tape was peeled off after being brought into close contact with the grid, and evaluated by the residual ratio, which is the ratio of the coating film remaining on the calcium plate. The residual rate was calculated by the following formula.
[0193]
Residual rate of coating film [%] = (Area of coating film remaining after peeling / Area of coating film on grid before peeling) × 100
[0194]
“Adhesion (2)”:
About the multilayer coating film produced on the slate board, operation similar to the above-mentioned adhesiveness (1) was performed, and it evaluated by the residual rate which is the ratio of the coating film which remain | survives on a slate board. For this multi-layer coating film, there are both cases where only the top coating film peels off and cases where the coating film peels off from the undercoat coating film. Was calculated in the same manner as in the case of “Adhesion (1)”.
[0195]
Water-based resin (C-5)
“HYDRAN HW-311” (water dispersion of polyester-based urethane resin manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc., nonvolatile content 45%)
Example 46
95 parts of an aqueous resin (C-5) and 5 parts of a water-dispersible polyisocyanate composition (P-1) were mixed and stirred to obtain an aqueous adhesive (K-1). 80 g / m of sprayed aqueous adhesive (K-1) immediately after compounding onto 2 mm thick plywood (JAS type II) 2 It was applied so that the ratio was 5% and dried at 50 ° C. for 5 minutes. To this, a vinyl chloride sheet having a thickness of 2 mm was laminated and hot-pressed for 1 minute at 50 ° C. and 0.01 MPa. Subsequently, it was dried for 1 week under the conditions of a temperature of 20 ° C. and a humidity of 60% RH. Thus, the adhesive evaluation in 60 degreeC was performed about the joining board of the obtained plywood and the vinyl chloride sheet. The evaluation results are shown in the column of “Adhesion evaluation (I)” in Table 7.
[0196]
Examples 47-53, Comparative Examples 14 and 15
Instead of 5 parts of polyisocyanate composition (P-1), aqueous adhesive (K-2) was used in the same manner as in Example 46 except that 5 parts of various polyisocyanate compositions shown in Table 7 were used. -(K-8), (RK-1), (RK-2) were obtained. A joined plate of a plywood and a vinyl chloride sheet was prepared in the same manner as in Example 46 except that each aqueous adhesive thus obtained was used in place of the aqueous adhesive (K-1). About these, the adhesive evaluation in 60 degreeC was performed. The evaluation results are shown in the column of “Adhesion evaluation (I)” in Table 7.
[0197]
Temporal change of adhesiveness after adhesive preparation
The aqueous adhesives obtained in Examples 46 to 53 and Comparative Examples 14 and 15 were allowed to stand for 3 hours under the conditions of a temperature of 20 ° C. and a humidity of 60% RH. Similarly, a bonded plate was prepared and evaluated for adhesiveness at 60 ° C. The evaluation results are shown in the column of “Adhesive evaluation (II)” in Table 7. It was found that even when the adhesives prepared in Examples 46 to 53 were used after 3 hours had elapsed after preparation, the decrease in adhesive strength was extremely small and the aqueous adhesive of the present invention had a long pot life.
[0198]
[Table 19]
Figure 0003775578
[0199]
[Table 20]
Figure 0003775578
[0200]
[Table 21]
Figure 0003775578
[0201]
<< Footnotes in Table 7 >>
"Adhesiveness evaluation (I), (II)": A test piece was prepared by cutting a bonded plate of a plywood and a vinyl chloride sheet into a width of 25 mm. The plywood was fixed in a constant temperature bath at 60 ° C., a load of 500 g was applied to the vinyl chloride sheet, and after standing for 15 minutes, the peel length (mm) of 180 degrees was measured. It shows that adhesiveness is so good that this value is small.
[0202]
Preparation of Reference Examples 11 to 17 [Preparation of NCO group-containing vinyl polymer (B)]
Polymerization was carried out in the same manner as in Reference Example 1 except that the monomers shown in Table 1 were used instead of 500 parts of MPEGMA-1, 300 parts of MMA, 150 parts of CHMA, and 50 parts of 2-HEMA. And an acrylic polymer having a nonvolatile content of 70% was obtained. Hereinafter, they are abbreviated as vinyl polymers (B-2) to (B-7).
[0203]
[Table 22]
Figure 0003775578
[0204]
[Table 23]
Figure 0003775578
[0205]
<< Footnotes in Table 8 >>
Each numerical value indicating the use ratio of the raw materials is assumed to be in parts by weight.
“IEMA”: 2-isocyanate ethyl methacrylate
“SPMA”: 3-trimethoxysilylpropyl methacrylate
"EA": Ethyl acrylate
[0206]
Example 54 [Preparation of water-dispersible polyisocyanate composition (P-1)]
In the same reactor as in Reference Example 1, 200 parts of polyisocyanate (A-1) and 100 parts of vinyl polymer (B-1) were charged, and the temperature was raised to 50 ° C. under a nitrogen stream. Stirring and mixing for a time, a water-dispersible polyisocyanate composition having a nonvolatile content of 90% and an NCO group content of 14.6% was obtained. Hereinafter, this is abbreviated as a polyisocyanate composition (P-10).
[0207]
Examples 55-62 [Preparation of water-dispersible polyisocyanate composition]
Instead of 200 parts of polyisocyanate (A-1) and 100 parts of vinyl polymer (B-1), the polyisocyanate (A) and vinyl polymer (B) listed in Table 9 are shown in the same table. A polyisocyanate composition was prepared by mixing in the same manner as in Example 54, except that EDE was used in the ratio described in the table, and in some cases, EDE was used in the ratio described in the same table. Hereinafter, these are abbreviated as polyisocyanate compositions (P-11) to (P-18).
[0208]
About each polyisocyanate composition obtained in Examples 54-62, it evaluated by the same evaluation method as Examples 1-8 (Table 2) except the isocyanate group residual rate. About the isocyanate group residual rate, it evaluated by the value 3 hours after preparing the aqueous dispersion of the said composition similarly to Examples 1-8. These evaluation results are shown in Table 9.
[0209]
[Table 24]
Figure 0003775578
[0210]
[Table 25]
Figure 0003775578
[0211]
[Table 26]
Figure 0003775578
[0212]
<< Footnotes in Table 9 >>
Each numerical value indicating the use ratio of the raw materials is assumed to be in parts by weight.
[0213]
Example 63
The polyisocyanate composition (P-10) and the aqueous resin (C-1) are mixed such that the molar ratio of isocyanate group / hydroxyl group in the aqueous resin (C-1) is 1.2 / 1. 43 parts of (P-10) and 500 parts of aqueous resin (C-1) were mixed to prepare an aqueous curable composition. Hereinafter, this is abbreviated as an aqueous curable composition (D-1). Immediately after the preparation, the obtained aqueous curable composition (D-10) was applied onto a glass plate and a polypropylene plate (hereinafter abbreviated as PP plate) using an applicator so that the dry coating film became 60 μm. The film was dried for 1 week under the conditions of a temperature of 20 ° C. and a humidity of 60% RH to prepare a cured coating film.
[0214]
Examples 64-72
As shown in Table 10, various polyisocyanate compositions were used in place of the polyisocyanate composition (P-10). Using 500 parts of the aqueous resin (C-1) or (C-2), and so that the molar ratio of isocyanate group / hydroxyl group in the aqueous resin of each polyisocyanate composition is 1.2 / 1, An aqueous curable composition was prepared by mixing the polyisocyanate composition in the amount described in the same table. Hereinafter, the composition thus obtained is abbreviated as aqueous curable compositions (D-11) to (D-19). Each aqueous curable composition thus obtained was applied on a glass plate and a PP plate immediately after preparation in the same manner as in Example 10 and dried for 1 week under the conditions of a temperature of 20 ° C. and a humidity of 60% RH to be cured. A coating was created.
[0215]
Example 73
The aqueous curable composition (D-3) prepared in Example 63 was allowed to stand at 20 ° C. for 3 hours after blending, and then applied onto a glass plate and a PP plate in the same manner as in Example 63. A cured coating film was formed by drying for 1 week under the conditions of ° C. and humidity of 60% RH.
[0216]
The cured coating films obtained in Examples 63 to 73 were evaluated by the same evaluation method and evaluation criteria as in Examples 9 to 19 (Table 3), except for the evaluation of gel fraction and water resistance. The evaluation results are shown in Table 10.
[0217]
[Table 27]
Figure 0003775578
[0218]
[Table 28]
Figure 0003775578
[0219]
[Table 29]
Figure 0003775578
[0220]
<< Footnotes in Table 10 >>
Each numerical value indicating the use ratio of the raw materials is assumed to be in parts by weight.
[0221]
“Gel fraction”:
Values were determined in the same manner as described in the footnotes in Table 3 except that the time for dipping the coating film was changed to 24 hours.
[0222]
"water resistant":
The coating film prepared on the glass plate was immersed in deionized water at 25 ° C. for 48 hours, and the appearance of the coating film was evaluated according to the evaluation criteria shown in Table 3 footnote.
[0223]
Examples 74-83
In the ratio as described in Table 11, paint base agent components (E-1), (E-2), each polyisocyanate composition and water were mixed to prepare each aqueous paint having a nonvolatile content of 52%. . In all Examples, the mixing was performed so that the molar ratio of isocyanate group / hydroxyl group in the aqueous resin (C-3) or (C-4) was 1.5 / 1. The white paint thus prepared is hereinafter abbreviated as water-based paints (F-10) to (F-19).
[0224]
Each of the aqueous paints (F-10) to (F-19) thus obtained was immediately after preparation, and a coating film was formed on the slate plate by an air spray method so that the dry film thickness was 70 μm. Subsequently, it was dried for 1 week in an atmosphere of a temperature of 20 ° C. and a humidity of 60% RH. About each obtained cured coating film, except water resistance, it evaluated by the evaluation method and evaluation criteria similar to Examples 21-29 (Table 4). The evaluation results are shown in Table 11.
[0225]
[Table 30]
Figure 0003775578
[0226]
[Table 31]
Figure 0003775578
[0227]
[Table 32]
Figure 0003775578
[0228]
<< Footnotes in Table 11 >>
Each numerical value indicating the use ratio of the raw materials is assumed to be in parts by weight.
[0229]
"water resistant":
After the slate plate coated with each water-based paint was immersed in deionized water at 25 ° C. for 48 hours, the swelling state and gloss retention of the coating film were evaluated. The swelling of the coating film was evaluated according to the evaluation criteria shown in the footnotes in Table 3. The gloss retention was calculated from the formula described in Table 21, footnote of Example 21.
[0230]
Example 84
100 parts of the water-dispersible polyisocyanate composition (P-10) and 100 parts of deionized water were mixed to prepare an aqueous curable composition. Hereinafter, this is abbreviated as an aqueous curable composition (G-9). Immediately after the preparation, the obtained aqueous curable composition (G-9) was applied on a glass plate and a PP plate using an applicator so that the dry coating film became 50 μm, and the temperature was 20 ° C. and the humidity was 60% RH. The film was dried for 1 week under the above conditions to prepare a cured coating film. About the obtained cured coating film, the gel fraction and water resistance were evaluated using the same evaluation method and evaluation criteria as in Example 63. The evaluation results are shown in Table 12.
[0231]
Examples 85-92
Instead of 100 parts of the polyisocyanate composition (P-10), an aqueous curable composition was prepared in the same manner as in Example 84 except that 100 parts of various polyisocyanate compositions shown in Table 12 were used. Prepared. Hereinafter, the composition thus obtained is abbreviated as aqueous curable compositions (G-2) to (G-9). Each aqueous curable composition thus obtained was coated and dried on a glass plate and a PP plate immediately after preparation in the same manner as in Example 84 to prepare a cured coating film. About these, evaluation similar to Example 84 was performed. The evaluation results are shown in Table 12.
[0232]
[Table 33]
Figure 0003775578
[0233]
[Table 34]
Figure 0003775578
[0234]
[Table 35]
Figure 0003775578
[0235]
Examples 93-101
A water-based paint was prepared in the same manner as in Example 40 except that 350 parts of various polyisocyanate compositions shown in Table 13 were used instead of 350 parts of the polyisocyanate composition (P-1). . Hereinafter, these are abbreviated as water-based paints (H-2) to (H-9), (RH-1), and (RH-2). In the same manner as in Example 40, each water-based paint thus obtained was applied to various substrates and dried to prepare a cured coating film. These were evaluated by the same evaluation method and evaluation criteria as in Example 38. The evaluation results are shown in Table 13.
[0236]
[Table 36]
Figure 0003775578
[0237]
[Table 37]
Figure 0003775578
[0238]
[Table 38]
Figure 0003775578
[0239]
Examples 102-110
Instead of 5 parts of polyisocyanate composition (P-1), aqueous adhesive (K-9) was used in the same manner as in Example 46 except that 5 parts of various polyisocyanate compositions shown in Table 14 were used. To (K-17). A joined plate of a plywood and a vinyl chloride sheet was prepared in the same manner as in Example 46 except that each aqueous adhesive thus obtained was used in place of the aqueous adhesive (K-1). These were evaluated by the same evaluation method and evaluation criteria as in Example 46 (Table 7). The evaluation results are shown in Table 14.
[0240]
[Table 39]
Figure 0003775578
[0241]
[Table 40]
Figure 0003775578
[0242]
[Table 41]
Figure 0003775578
[0243]
【The invention's effect】
The water-dispersible polyisocyanate composition of the present invention is excellent in water dispersibility, water stability and compatibility with aqueous resins having an active hydrogen-containing group, and is used for paints, adhesives, fiber processing agents, etc. The aqueous curable composition of the present invention is excellent in water dispersibility, water stability and curability, and gives a cured product excellent in appearance and water resistance. Useful for agents.

Claims (6)

疎水性ポリイソシアネートと、末端が封鎖されたポリオキシアルキレン基及びイソシアネート基と反応する活性水素含有基を含有するビニル重合体(b)とを、イソシアネート基/活性水素含有基を3〜350のモル比で反応させることを特徴とする水分散性ポリイソシアネート組成物の製造方法。And a hydrophobic polyisocyanate, vinyl polymer terminus contains activated water Moto含 organic group reactive with the polyoxyalkylene group and an isocyanate group is blocked and (b), the isocyanate group / active hydrogen-containing group 3-350 A method for producing a water-dispersible polyisocyanate composition characterized by reacting at a molar ratio of 前記ビニル重合体(b)が、総炭素原子数が4以上のアルキル基、総炭素原子数が4以上のシクロアルキル基、総炭素原子数が6以上のアリール基およびアラルキル基からなる群から選ばれる一種以上の基を含有する請求項1記載の水分散性ポリイソシアネート組成物の製造方法。The vinyl polymer (b) is selected from the group consisting of an alkyl group having 4 or more total carbon atoms, a cycloalkyl group having 4 or more total carbon atoms, an aryl group having 6 or more total carbon atoms, and an aralkyl group. The manufacturing method of the water dispersible polyisocyanate composition of Claim 1 containing the 1 or more types of group which is said. 前記末端が封鎖されたポリオキシアルキレン基が、末端がアルコキシ基で封鎖されたポリオキシアルキレン基である請求項1記載の水分散性ポリイソシアネート組成物の製造方法。  The method for producing a water-dispersible polyisocyanate composition according to claim 1, wherein the polyoxyalkylene group whose end is blocked is a polyoxyalkylene group whose end is blocked with an alkoxy group. 前記活性水素含有基が、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、および活性メチレン基よりなる群から選ばれる少なくとも1種の基である請求項1記載の水分散性ポリイソシアネート組成物の製造方法。  The method for producing a water-dispersible polyisocyanate composition according to claim 1, wherein the active hydrogen-containing group is at least one group selected from the group consisting of a hydroxyl group, a carboxyl group, an amino group, and an active methylene group. 前記ビニル重合体(b)がさらにブロックされた活性水素含有基またはエポキシ基を含有するものである請求項1記載の請求項1記載の水分散性ポリイソシアネート組成物の製造方法。  The method for producing a water-dispersible polyisocyanate composition according to claim 1, wherein the vinyl polymer (b) further contains a blocked active hydrogen-containing group or an epoxy group. 前記ブロックされた活性水素含有基が、トリオルガノシリル基でブロックされた水酸基である請求項5記載の水分散性ポリイソシアネート組成物の製造方法。  The method for producing a water-dispersible polyisocyanate composition according to claim 5, wherein the blocked active hydrogen-containing group is a hydroxyl group blocked with a triorganosilyl group.
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