JP5007076B2 - ポリウレアコロイド溶液、その製造方法および分散安定剤 - Google Patents
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Description
従って本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、塗料、接着剤、インキ用ワニス、これらの改質剤、樹脂、エラストマーの改質剤、顔料分散安定剤、乳化重合用の安定剤などとして有益なポリウレアコロイド溶液を提供することである。
[実施例1]
水酸基価119.5の2官能のアクリルポリオール100部とN−オクタン100部とを撹拌機付き合成釜に仕込み溶解した。撹拌しながら温度を50℃に制御し、NCO/OH=2になるように予め用意したイソホロンジイソシアネート47.3部を1時間かけて徐々に添加し、この条件で3時間反応を続け、さらに80℃3時間の反応を行い合成反応を完結した。次にN−オクタンで濃度50%に調整し、イソシアネート基を2.9%含有するプレポリマー溶液を得た。このプレポリマーをPP−1とする。このプレポリマーの分子量は1,383である。
水酸基価119.5の2官能のアクリルポリオール100部とN−オクタン100部とを撹拌機付き合成釜に仕込み溶解した。撹拌しながら温度を50℃に制御し、NCO/OH=1.5になるように予め用意したイソホロンジイソシアネート35.5部を1時間掛けて徐々に添加し、この条件で3時間反応を続け、さらに80℃4時間の反応を行い合成反応を完結した。次にN−オクタンで濃度50%に調整し、イソシアネート基を1.64%含有するプレポリマー溶液を得た。このプレポリマーをPP−2とする。このプレポリマーの分子量は2,543である。
水酸基価119.5の2官能のアクリルポリオール100部とN−オクタン100部とを撹拌機付き合成釜に仕込み溶解した。撹拌しながら温度を50℃に制御し、NCO/OH=1.1になるように予め用意したイソホロンジイソシアネート26.0部を1時間掛けて徐々に添加し、この条件で3時間反応を続け、さらに80℃4時間の反応を行い合成反応を完結した。次にN−オクタンで濃度50%に調整し、イソシアネート基を0.42%含有するプレポリマー溶液を得た。このプレポリマーをPP−3とする。このプレポリマーの分子量は11,832である。
水酸基価157.8の1官能のアクリルポリオール100部を撹拌機付き合成釜に仕込み、撹拌しながら温度を60℃に制御し、NCO/OH=2.0になるように、予め用意したトリレンジイソシアネート49.0部を1時間掛けて徐々に添加し、この条件で5時間の反応を行い合成反応を完結した。次にN−ヘプタンで濃度60%に調整し、イソシアネート基を4.71%含有するプレポリマー溶液を得た。このプレポリマーをPP−4とする。このプレポリマーの分子量は528である。
水酸基価165.5の2官能のアクリルポリオール100部とN−デカン100部とを撹拌機付き合成釜に仕込み溶解した。撹拌しながら温度を50℃に制御し、NCO/OH=2.0になるように、予め用意したヘキサメチレンジイソシアネート49.6部を1時間掛けて徐々に添加し、この条件で3時間反応を続け、さらに80℃3時間の反応を行い合成反応を完結した。次にN−デカンで濃度50%に調整し、イソシアネート基を4.05%含有するプレポリマー溶液を得た。このプレポリマーをPP−5とする。このプレポリマーの分子量は1,012である。
水酸基価123.1の2官能のアクリルポリオール100部とトルエン100部とを撹拌機付き合成釜に仕込み溶解した。撹拌しながら温度を50℃に制御し、NCO/OH=2.0になるように、予め用意した4,4´−ジフェニルメタンジイソシアネート54.9部を1時間掛けて徐々に添加し、この条件で3時間の反応を続け、さらに65℃3時間の反応を行い合成反応を完結した。次にトルエンで濃度30%に調整し、イソシアネート基を1.72%含有するプレポリマー溶液を得た。このプレポリマーをPP−6とする。このプレポリマーの分子量は1,410である。
[実施例7]
実施例1で合成したPP−1の40部とN−オクタン60部とを撹拌機付き合成釜に仕込み溶解した。撹拌しながら温度を70℃に制御しながら、予め用意したイソホロンジアミンのN−オクタンの10%溶液23.4部を5時間掛けて徐々に添加し反応を完結して、(ポリアミン(ウレア結合部)/プレポリマー鎖)×100=11.2%の本発明のポリウレアコロイド溶液を得た。この溶液は青い乳光色の安定な溶液であった。
実施例2で合成したPP−2の40部とN−オクタン60部とを撹拌機付き合成釜に仕込み溶解した。撹拌しながら温度を70℃に制御しながら、予め用意したイソホロンジアミンのN−オクタンの5%溶液26.4部を5時間掛けて徐々に添加し反応を完結して、(ポリアミン/プレポリマー鎖)×100=6.6%の本発明のポリウレアコロイド溶液を得た。この溶液は青い乳光色の安定な溶液であった。
実施例3で合成したPP−3の20部とN−オクタン80部とを撹拌機付き合成釜に仕込み溶解した。撹拌しながら温度を70℃に制御しながら、予め用意したイソホロンジアミンのN−オクタンの1%溶液17.0部を8時間掛けて徐々に添加し反応を完結して、(ポリアミン/プレポリマー鎖)×100=1.7%の本発明のポリウレアコロイド溶液を得た。この溶液は青い乳光色の安定な溶液であった。
実施例4で合成したPP−4の100部を撹拌機付き合成釜に仕込み溶解した。撹拌しながら温度を50℃に制御しながら、予め用意したトリメチルヘキサメチレンジアミンのN−ヘプタンの10%溶液88.5部を5時間掛けて徐々に添加し反応を完結して、(ポリアミン/プレポリマー鎖)×100=14.75%の本発明のポリウレアコロイド溶液を得た。この溶液は黄味の乳光色の安定な溶液であった。
実施例5で合成したPP−5の40部とN−デカン60部とを撹拌機付き合成釜に仕込み溶解した。撹拌しながら温度を70℃に制御しながら、予め用意したヘキサメチレンジアミンのN−デカンの5%溶液49.8部を8時間掛けて徐々に添加し反応を完結して、(ポリアミン/プレポリマー鎖)×100=12.45%の本発明のポリウレアコロイド溶液を得た。この溶液は青い乳光色の安定な溶液であった。
実施例6で合成したPP−6の100部を撹拌機付き合成釜に仕込み溶解した。撹拌しながら温度を40℃に制御しながら、予め用意した4,4´−ジアミノジシクロヘキシルメタンのトルエンの5%溶液43.0部を8時間掛けて徐々に添加し反応を完結して、(ポリアミン/プレポリマー鎖)×100=7.16%の本発明のポリウレアコロイド溶液を得た。この溶液はNCOを0.55%含む、わずかに不透明な乳白色の安定な溶液であった。
[実施例13]
平均分子量1,000のポリブチレンアジペート20部を60℃で溶解し、この中にヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレートポリイソシアネート8.12部を添加し均一に混合した。このものを予め1リットルのステンレス容器に準備した実施例7のポリウレアコロイド溶液4.0部とn−オクタン25部の混合液の中に徐々に加え、ホモジナイザーで15分間撹拌乳化した。この乳化液は分散質の平均分散粒子径が13.5μmで分離もなく安定な乳化液であった。
1.コロイド粒子の粒径およびそのドメインの大きさがコントロールされたポリウレアコロイド溶液の製造が可能である。
2.上記のコロイド溶液中のコロイド粒子は、溶媒中で溶媒和部分と非溶媒和部分のドメインとから構成されているために、ソフトな溶媒和部分の塗膜形成能とハードなドメインの塗膜物性を高める効果があるために広い用途が期待できる。
3.溶媒和部分にイソシアネート基を有するポリウレアコロイド溶液の製造が可能であり、イソシアネート基の強い反応性を応用した用途が期待できる。
4.得られたコロイド溶液中のポリウレアコロイド粒子は表面張力が小さく、表面の活性が大きいために他の粒子の表面に対する吸着性に優れている。
以上の効果から、本発明のポリウレアコロイド溶液は、塗料、インキのベヒクル、接着剤の改質剤、粘度コントロール剤、非水系分散体製造のための分散安定剤、顔料の分散剤などの広範囲の用途がある。
2:非溶媒和部分のドメイン
Claims (7)
- 非水溶媒と該溶媒中に分散したコロイド粒子とからなり、
上記コロイド粒子が、水酸基含有アクリル酸エステルと他の重合性モノマーとを共重合させて得たアクリルポリオールと、ポリイソシアネートとの反応で得られたイソシアネート基を有するアクリルプレポリマーと、該プレポリマーとポリアミンとの反応で得られた、溶媒に対して溶媒和されているアクリルポリオール鎖と、溶媒和されていない結晶部の非溶媒和部分とからなるポリウレア粒子であり、
その非溶媒和部分がウレア結合同士の水素結合により形成されたドメインであり、該非溶媒和部分の粒子径が1nm〜500nmであることを特徴とするポリウレアコロイド溶液。 - アクリルポリマー鎖の1個の分子量が1,000〜15,000であり、かつ、ドメイン(ウレア結合部)/ポリマー鎖の質量比が0.5〜30の範囲にある請求項1に記載のポリウレアコロイド溶液。
- 非水溶媒と該溶媒中に分散したコロイド粒子とからなるポリウレアコロイド溶液を製造する方法において、
水酸基含有アクリル酸エステルと他の重合性モノマーとを共重合させて得た、分子量が500〜5,000であって官能基数が1または2のアクリルポリオールと、ポリイソシアネートとを官能基比1≦NCO/OH≦2で反応させて、末端イソシアネート基を有するアクリルプレポリマーを合成し、
さらに、ポリアミンと上記アクリルプレポリマーのイソシアネート基の一部または全部とを非水溶媒中で反応させることを特徴とするポリウレアコロイド溶液の製造方法。 - イソシアネート基を有するアクリルプレポリマーの分子量が、1,000〜15,000である請求項3に記載のポリウレアコロイド溶液の製造方法。
- 水酸基含有アクリル酸エステルとして、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプルピル(メタ)アクリレート、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートおよびジエチレングリコールモノ(メタ)アクリレートからなる群から選ばれる少なくともいずれかを用い、かつ、他の重合性モノマーとして、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、スチレン系モノマーおよびビニル系モノマーからなる群から選ばれる少なくともいずれかを用いる請求項3又は4に記載のポリウレアコロイド溶液の製造方法。
- 請求項1又は2に記載のポリウレアコロイド溶液からなることを特徴とする分散安定剤。
- ポリウレアコロイド溶液が、請求項3〜5のいずれか1項に記載の方法で得られたものである請求項6に記載の分散安定剤。
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