JP5202068B2 - Aqueous polyurethane resin composition, one-component adhesive and laminate using the same, and method for producing aqueous polyurethane resin composition - Google Patents
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Description
本発明は、水性ポリウレタン樹脂組成物、それを用いた一液型接着剤及び積層体、並びに水性ポリウレタン樹脂組成物の製造方法に関する。 The present invention relates to an aqueous polyurethane resin composition, a one-component adhesive and laminate using the same, and a method for producing an aqueous polyurethane resin composition.
一般に、ゴム、金属、紙、繊維、木材、ガラス、ポリ塩化ビニルやポリオレフィン等の各種フィルムシート、発泡体等の各種基材を貼り合わせて積層体を製造する際には、従来、有機溶剤に溶解された樹脂を含む接着剤が多く用いられてきた。 In general, when manufacturing laminates by laminating various substrates such as rubber, metal, paper, fiber, wood, glass, polyvinyl chloride, polyolefin, etc. Adhesives containing dissolved resins have been used a lot.
そして、積層体を製造する際には、例えば、基材上に有機溶剤に溶解された樹脂を含む接着剤を塗布し、これを乾燥させて有機溶剤を揮発させた後、基材と貼り合わせるドライラミネート法が多く採用されている。 And when manufacturing a laminated body, after apply | coating the adhesive agent containing the resin melt | dissolved in the organic solvent on the base material, for example, this is dried and the organic solvent is volatilized, Then, it bonds together with a base material. Many dry lamination methods are used.
また、有機溶剤系樹脂を含む接着剤としては、主に、ヒドロキシル基やアミド基のような、イソシアネート基に対して反応性を有する活性水素を有するポリウレタン樹脂の主剤とポリイソシアネート系硬化剤とからなる二液型接着剤、或いは、ポリウレタン樹脂を含む一液型接着剤がある。 In addition, as an adhesive containing an organic solvent-based resin, mainly from a polyurethane resin main agent having an active hydrogen having reactivity with an isocyanate group, such as a hydroxyl group or an amide group, and a polyisocyanate-based curing agent. There are two-component adhesives or one-component adhesives containing polyurethane resin.
このような二液型接着剤は、基材へ塗布した後、乾燥させてから接着性が消失するまでの時間(すなわちオープンタイム)が長く、30〜60℃程度の低温での接着性にも優れるという利点があり、各種基材との貼り合わせを容易に行うことができる。また、主剤のポリウレタン樹脂とポリイソシアネート系硬化剤とが反応し高分子量化するため、耐加水分解性、耐熱クリープ性といった耐久性に優れた積層体を得ることができる。しかしながら、主剤と硬化剤とを混合するため接着剤浴のポットライフが短く、製造環境、接着剤浴等の管理といった多大な労力を必要とするという問題があった。 Such a two-component adhesive has a long time (that is, open time) until it loses its adhesiveness after being applied to a base material, and it can be used for adhesiveness at a low temperature of about 30 to 60 ° C. There is an advantage that it is excellent, and bonding with various base materials can be easily performed. In addition, since the main component polyurethane resin and the polyisocyanate curing agent react to increase the molecular weight, a laminate having excellent durability such as hydrolysis resistance and heat creep resistance can be obtained. However, since the main agent and the curing agent are mixed, the pot life of the adhesive bath is short, and there is a problem that a great amount of labor such as management of the production environment and the adhesive bath is required.
一方、一液型接着剤は、二液型接着剤のような接着剤浴のポットライフは実質存在せず、製造環境、接着剤浴等の管理が容易であるが、オープンタイムが短く、また、耐加水分解性、耐熱クリープ性等の耐久性が劣るという欠点がある。オープンタイムは、乾燥後の接着剤塗布面の温度に大きく左右され、高温では比較的長い傾向があるものの、30〜60℃程度の低温では短い傾向があり、安定な貼り合わせを行うためには、乾燥温度、接着剤塗布面の温度の管理といった多大な労力が必要であるという問題があった。また、ポリウレタン樹脂に接着性を付与するためには、ポリウレタン樹脂の主原料としてポリエステルポリオールを用いることが多く、さらにオープンタイムを長くするためにポリウレタン樹脂の構造をなるべく直鎖状のものとするが、それによってポリウレタン樹脂が水や湿気の影響を受け易いものとなり容易に加水分解されることから、積層体の品質が低下する等の問題があった。 On the other hand, the pot life of an adhesive bath like a two-pack adhesive does not substantially exist for a one-pack type adhesive, and management of the manufacturing environment, the adhesive bath, etc. is easy, but the open time is short, There is a drawback that durability such as hydrolysis resistance and heat creep resistance is inferior. The open time greatly depends on the temperature of the adhesive application surface after drying and tends to be relatively long at a high temperature, but tends to be short at a low temperature of about 30 to 60 ° C. In addition, there is a problem that a great deal of labor is required such as management of the drying temperature and the temperature of the adhesive application surface. Further, in order to impart adhesiveness to the polyurethane resin, polyester polyol is often used as the main raw material of the polyurethane resin, and in order to further increase the open time, the structure of the polyurethane resin is made as linear as possible. As a result, the polyurethane resin becomes susceptible to the influence of water and moisture, and is easily hydrolyzed, so that the quality of the laminate is deteriorated.
さらに、これらの接着剤は、有機溶剤としてジメチルホルムアミド、トルエン、メチルエチルケトン等が用いられているため、引火性が強く毒性も高いものが多いことから、火災の危険性、作業環境の悪化や大気、水質等の環境汚染等に問題点があった。なお、これら有機溶剤を回収するといった工程も行われているが、多額の廃棄コストや労力がかかるという問題点があった。また、有機溶剤に溶解された樹脂を含む接着剤を用いて得られた積層体は、積層体内部に有機溶剤が残留するおそれがあり、近年のシックハウス症候群、化学物質過敏症、皮膚障害等の人体への影響も問題点とされている。 In addition, these adhesives use dimethylformamide, toluene, methyl ethyl ketone, etc. as organic solvents, so many of them are highly flammable and highly toxic. There were problems with environmental pollution such as water quality. In addition, although the process of collect | recovering these organic solvents is also performed, there existed a problem that large disposal cost and labor were applied. In addition, the laminate obtained using an adhesive containing a resin dissolved in an organic solvent may leave an organic solvent inside the laminate, and the recent sick house syndrome, chemical hypersensitivity, skin damage, etc. The impact on the human body is also a problem.
これらの問題を解決するために、有機溶剤に溶解させたポリウレタン樹脂を含む接着剤から、水性ポリウレタン樹脂を含む接着剤に移行すべく検討がなされている。 In order to solve these problems, studies have been made to shift from an adhesive containing a polyurethane resin dissolved in an organic solvent to an adhesive containing an aqueous polyurethane resin.
水性ポリウレタン樹脂としては、界面活性剤を用いてポリウレタン樹脂を強制分散させた分散物や、ポリエチレングリコール等のポリエーテルポリオールを用いて樹脂骨格にポリオキシエチレン繰り返し単位を導入することにより親水性を付与したポリウレタン樹脂が挙げられるが、前者には経時にて界面活性剤がブリードするため積層体の品質が低下するという問題があり、後者には耐熱クリープ性や耐水性が不十分であるという問題があった。 As water-based polyurethane resins, hydrophilicity is imparted by introducing polyoxyethylene repeating units into the resin skeleton using dispersions in which polyurethane resins are forcibly dispersed using surfactants or polyether polyols such as polyethylene glycol. The former has a problem that the quality of the laminate is deteriorated because the surfactant bleeds with time, and the latter has a problem that the heat creep resistance and water resistance are insufficient. there were.
また、例えば、特開平6−313024号公報(特許文献1)には、水溶性又は水分散性に優れたポリウレタン樹脂として、ジヒドロキシカルボン酸を開始剤としてラクトン類を開環付加重合させて得たラクトン系ポリエステルポリオールと、有機ジイソシアネートと、鎖延長剤とからなるカルボキシル基濃度が10以上のポリウレタン樹脂が開示されている。しかしながら、特許文献1に記載されているようなポリウレタン樹脂は、ソフトセグメントにカルボキシル基が導入されることから凝集力が弱い樹脂となり、接着剤として使用した場合にオープンタイムがやや長くなるものの、30〜60℃程度の低温での接着性、耐熱クリープ性、耐水性等の耐久性の点で不十分なものであった。 Also, for example, in JP-A-6-31024 (Patent Document 1), a polyurethane resin excellent in water solubility or water dispersibility was obtained by ring-opening addition polymerization of lactones using dihydroxycarboxylic acid as an initiator. A polyurethane resin having a carboxyl group concentration of 10 or more, comprising a lactone-based polyester polyol, an organic diisocyanate, and a chain extender is disclosed. However, the polyurethane resin as described in Patent Document 1 is a resin having a weak cohesion because a carboxyl group is introduced into the soft segment, and the open time is slightly longer when used as an adhesive. It was insufficient in terms of durability such as adhesiveness at a low temperature of about ˜60 ° C., heat creep resistance, and water resistance.
さらに、特開2005−272775号公報(特許文献2)には、架橋剤と組み合わせた二液型とすることなく、耐熱性や耐水性に優れた水性一液ウレタン樹脂接着剤を製造する方法として、カルボキシル基含有ポリウレタン樹脂を溶剤に溶解し、塩基性化合物で中和し、水を添加する直前か、水を添加することによりポリウレタン樹脂溶液中に水が分散した状態としたときに、脂肪族系エポキシ樹脂やポリイソシアネートアダクト体等の架橋剤を分散させ、エマルジョン粒子内で架橋を行う方法が開示されている。しかしながら、特許文献2に記載されたような水性一液ウレタン樹脂接着剤は、耐加水分解性等の耐久性は向上するものの、オープンタイムが短く、30〜60℃程度の低温での接着性が不十分であって安定的に製品を製造することが困難であるという点で問題があった。 Furthermore, JP-A-2005-272775 (Patent Document 2) describes a method for producing an aqueous one-component urethane resin adhesive excellent in heat resistance and water resistance without using a two-component type combined with a crosslinking agent. When the carboxyl group-containing polyurethane resin is dissolved in a solvent, neutralized with a basic compound, and immediately before adding water or when water is dispersed in the polyurethane resin solution by adding water, aliphatic A method is disclosed in which a crosslinking agent such as an epoxy resin or a polyisocyanate adduct is dispersed and crosslinking is carried out in emulsion particles. However, the aqueous one-component urethane resin adhesive described in Patent Document 2 has a short open time and an adhesive property at a low temperature of about 30 to 60 ° C., although durability such as hydrolysis resistance is improved. There was a problem in that it was insufficient and it was difficult to stably manufacture the product.
以上説明したように、従来の水性ポリウレタン樹脂を含む接着剤は、オープンタイムの長さと、耐熱クリープ性や耐加水分解性等の耐久性との両立を高水準に達成するには至っておらず、さらに、30〜60℃程度の低温での接着性も不十分であった。そして、このような従来の接着剤を用いて製造された積層体は、有機溶剤系のポリウレタン樹脂を含む接着剤を用いて得られたものより、接着強度のみならず耐熱クリープ性、耐加水分解性等の耐久性の点でも劣っているという問題があった。
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、有機溶剤を極力或いは全く含まない水性ポリウレタン樹脂組成物であって、しかもオープンタイムが長く、接着性、特に30〜60℃程度の低温でも優れた接着性を有し、且つ、接着強度、耐加水分解性及び耐熱クリープ性に優れる積層体を得ることを可能とする水性ポリウレタン樹脂組成物、それを用いた一液型接着剤及び積層体、並びにその水性ポリウレタン樹脂組成物の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and is an aqueous polyurethane resin composition containing as little or no organic solvent as possible, and has a long open time and adhesiveness, particularly 30 to 60 ° C. Water-based polyurethane resin composition capable of obtaining a laminate having excellent adhesiveness even at a low temperature and having excellent adhesive strength, hydrolysis resistance, and heat-resistant creep resistance, and one-component adhesive using the same It aims at providing the manufacturing method of an agent and a laminated body, and its water-based polyurethane resin composition.
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、ポリイソシアネートと、スルホン基及び/又はスルホネート基を有するポリオールを含む多官能性化合物を反応させて得られるイソシアネート基末端プレポリマー中和物を、
(i)鎖伸長反応させることなく、特定濃度のポリアミン水溶液を用いて鎖伸長反応させると同時に水分散せしめて得られる水性ポリウレタン樹脂組成物が、或いは、
(ii)鎖延長剤を用いて鎖伸長反応させた後、特定濃度のポリアミン水溶液を用いて鎖伸長反応させると同時に水分散せしめて得られる水性ポリウレタン樹脂組成物が、
オープンタイムが長く、優れた接着性、耐加水分解性及び耐熱クリープ性を発揮することを見出し、本発明を完成するに至った。
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor has developed an isocyanate group-terminated prepolymer obtained by reacting a polyisocyanate with a polyfunctional compound containing a polyol having a sulfone group and / or a sulfonate group. Japanese products
(i) an aqueous polyurethane resin composition obtained by carrying out a chain extension reaction using a polyamine aqueous solution of a specific concentration and simultaneously dispersing in water without causing a chain extension reaction; or
(ii) An aqueous polyurethane resin composition obtained by subjecting a chain extension reaction using a chain extender to a chain extension reaction using a polyamine aqueous solution of a specific concentration and simultaneously dispersing in water,
The inventors have found that the open time is long and that excellent adhesiveness, hydrolysis resistance and heat creep resistance are exhibited, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明の一液型接着剤は、ポリイソシアネート(A)に、スルホン基及び/又はスルホネート基を有するポリオール(B1)とスルホン基及び/又はスルホネート基を有するポリオール以外のポリオール(B2)及び/又は鎖延長剤(B3)とを含む多官能性化合物(B)を下記数式(1)で表される条件を満たすようにして反応させて得られるイソシアネート基末端プレポリマー中和物を、アミノ基及び/又はイミノ基を2個以上有するポリアミン(C)の0.05〜3.0質量%水溶液を用い、下記数式(2)で表される条件を満たすようにして鎖伸長反応させると同時に水に分散せしめて得られるものであり、前記スルホン基及び/又はスルホネート基を有するポリオール(B1)がラクトン系のポリエステルポリオールである第一の水性ポリウレタン樹脂組成物を含有するものである。
100/80 ≦ a/b ≦ 100/50 (1)
100/100 ≦ a/(b+c) ≦ 100/97 (2)
(式(1)及び(2)中、aは前記ポリイソシアネート(A)に含まれるイソシアネート基(NCO)の数を表し、bは前記多官能性化合物(B)に含まれるヒドロキシル基(OH)の数を表し、cはポリアミン(C)に含まれるアミノ基(NH2)及びイミノ基(NH)の総数を表す。)。
That is, one-component adhesive agent of the present invention, the polyisocyanate (A), a polyol having a sulfonic group and / or sulfonate groups (B 1) a polyol other than the polyol having a sulfonic group and / or sulfonate group (B 2 ) And / or a chain extender (B 3 ) and a neutralized isocyanate group-terminated prepolymer obtained by reacting the polyfunctional compound (B) so as to satisfy the condition represented by the following formula (1): A chain extension reaction using a 0.05 to 3.0% by mass aqueous solution of polyamine (C) having two or more amino groups and / or imino groups so as to satisfy the condition represented by the following formula (2) are those obtained by simultaneously dispersed in water when is, a sulfonic group and / or polyols having a sulfonate group (B 1) a polyester polyol of a lactone-based Those containing a first aqueous polyurethane resin composition is Le.
100/80 ≦ a / b ≦ 100/50 (1)
100/100 ≦ a / (b + c) ≦ 100/97 (2)
(In the formulas (1) and (2), a represents the number of isocyanate groups (NCO) contained in the polyisocyanate (A), and b represents a hydroxyl group (OH) contained in the polyfunctional compound (B). C represents the total number of amino groups (NH 2 ) and imino groups (NH) contained in the polyamine (C).
また、本発明の一液型接着剤は、ポリイソシアネート(A)に、スルホン基及び/又はスルホネート基を有するポリオール(B1)とスルホン基及び/又はスルホネート基を有するポリオール以外のポリオール(B2)及び/又は鎖延長剤(B3)とを含む多官能性化合物(B)を下記数式(1)で表される条件を満たすようにして反応させて得られるイソシアネート基末端プレポリマー中和物を、第二の鎖延長剤(D)を用いて下記数式(3)で表される条件を満たすようにして鎖伸長反応させた後、アミノ基及び/又はイミノ基を2個以上有するポリアミン(C)の0.05〜3.0質量%水溶液を用い、下記数式(4)で表される条件を満たすようにして鎖伸長反応させると同時に水に分散せしめて得られるものであり、前記スルホン基及び/又はスルホネート基を有するポリオール(B1)がラクトン系のポリエステルポリオールである第二の水性ポリウレタン樹脂組成物を含有するものである。
100/80 ≦ a/b ≦ 100/50 (1)
100/95 ≦ a/(b+d) ≦ 100/80 (3)
100/100 ≦ a/(b+c+d)≦ 100/97 (4)
(式(1)、(3)及び(4)中、aは前記ポリイソシアネート(A)に含まれるイソシアネート基(NCO)の数を表し、bは前記多官能性化合物(B)に含まれるヒドロキシル基(OH)の数を表し、cはポリアミン(C)に含まれるアミノ基(NH2)及びイミノ基(NH)の総数を表し、dは第二の鎖延長剤(D)に含まれるアミノ基(NH2)及びイミノ基(NH)の総数を表す。)。
In addition, the one-component adhesive of the present invention includes a polyisocyanate (A) having a polyol (B 1 ) having a sulfone group and / or a sulfonate group and a polyol other than a polyol having a sulfone group and / or a sulfonate group (B 2). ) And / or a chain extender (B 3 ) and a neutralized isocyanate group-terminated prepolymer obtained by reacting the polyfunctional compound (B) so as to satisfy the condition represented by the following formula (1): Is subjected to a chain extension reaction using the second chain extender (D) so as to satisfy the condition represented by the following formula (3), and then a polyamine having two or more amino groups and / or imino groups ( C) using a 0.05 to 3.0% by mass aqueous solution of C) and being subjected to a chain extension reaction so as to satisfy the condition represented by the following formula (4) and simultaneously dispersing in water, Are those polyols having a down and / or sulphonate groups (B 1) contains a second aqueous polyurethane resin composition is a polyester polyol lactone.
100/80 ≦ a / b ≦ 100/50 (1)
100/95 ≦ a / (b + d) ≦ 100/80 (3)
100/100 ≦ a / (b + c + d) ≦ 100/97 (4)
(In the formulas (1), (3) and (4), a represents the number of isocyanate groups (NCO) contained in the polyisocyanate (A), and b represents hydroxyl contained in the polyfunctional compound (B). Represents the number of groups (OH), c represents the total number of amino groups (NH 2 ) and imino groups (NH) contained in the polyamine (C), and d represents the amino group contained in the second chain extender (D). Represents the total number of groups (NH 2 ) and imino groups (NH)).
本発明に係る第一及び第二の水性ポリウレタン樹脂組成物(以下、「本発明の水性ポリウレタン樹脂組成物」と総称する)においては、前記水性ポリウレタン樹脂組成物におけるポリウレタン樹脂中のスルホン基及びスルホネート基の含有量が、該ポリウレタン樹脂の質量に対し0.3〜3.0質量%であることが好ましい。 First and second aqueous polyurethane resin composition according to the present invention (hereinafter, collectively referred to as "aqueous polyurethane resin composition of the present invention") Oite, the sulfone group in the polyurethane resin in the aqueous polyurethane resin composition And it is preferable that content of a sulfonate group is 0.3-3.0 mass% with respect to the mass of this polyurethane resin.
本発明の積層体は、前記本発明の一液型接着剤を用いて得られるものである。
Product Sotai of the present invention is obtained by using a one-component adhesive agent of the present invention.
本発明によれば、有機溶剤を極力或いは全く含まない水性ポリウレタン樹脂組成物であって、しかも、オープンタイムが長く、接着性、特に30〜60℃程度の低温でも優れた接着性を有し、且つ、接着強度、耐加水分解性及び耐熱クリープ性に優れる積層体を得ることを可能とする水性ポリウレタン樹脂組成物、及び一液型接着剤、並びにそれを用いた積層体を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is an aqueous polyurethane resin composition that contains as little or no organic solvent as possible, and has a long open time, adhesiveness, particularly excellent adhesiveness even at a low temperature of about 30 to 60 ° C., In addition, it is possible to provide an aqueous polyurethane resin composition, a one-pack type adhesive, and a laminate using the same, which can obtain a laminate excellent in adhesive strength, hydrolysis resistance and heat-resistant creep resistance. It becomes.
また、本発明の水性ポリウレタン樹脂組成物によれば、有機溶剤を極力或いは全く含まないため、有機溶剤による大気汚染や水質汚濁、有機溶剤の回収労力等の問題や作業環境の改善、更には揮発性有機化合物(VOC)の対策を図ることが可能となる。さらに、本発明の水性ポリウレタン樹脂組成物においては、イソシアネート系硬化剤を必須としない一液型接着剤として用いることができることから、二液型接着剤のようなポットライフの問題を解消することができる。 Further, according to the aqueous polyurethane resin composition of the present invention, the organic solvent is contained as much as possible or not at all. Therefore, problems such as air pollution and water pollution due to the organic solvent, recovery work of the organic solvent, improvement of the working environment, and further volatilization. It becomes possible to take measures against the volatile organic compound (VOC). Furthermore, in the aqueous polyurethane resin composition of the present invention, since it can be used as a one-component adhesive that does not require an isocyanate curing agent, the problem of pot life like a two-component adhesive can be solved. it can.
また、本発明の水性ポリウレタン樹脂組成物は、オープンタイムが長いという特性があり、高温(70〜100℃程度)はもちろんのこと、低温(30〜60℃程度)においても優れた接着性を有するので、安定的に製品を製造のための乾燥温度、接着剤塗布面の温度管理等の労力を軽減することができる。さらに、本発明の水性ポリウレタン樹脂組成物によれば、耐水性や耐熱クリープ性といった耐久性にも優れているので積層体製造時の熱等による損傷も抑制することができ、接着剤として特に有用であり、品質面、特に接着強度や、耐加水分解性及び耐熱クリープ性といった耐久性の面でも安定している積層体を得ることが可能となる。 Further, the aqueous polyurethane resin composition of the present invention has a characteristic that the open time is long, and has excellent adhesiveness not only at a high temperature (about 70 to 100 ° C.) but also at a low temperature (about 30 to 60 ° C.). Therefore, it is possible to reduce labor such as the drying temperature for manufacturing the product stably and the temperature control of the adhesive application surface. Furthermore, according to the water-based polyurethane resin composition of the present invention, since it is excellent in durability such as water resistance and heat-resistant creep resistance, damage due to heat at the time of producing a laminate can be suppressed, and it is particularly useful as an adhesive. Therefore, it is possible to obtain a laminate that is stable in terms of quality, particularly durability such as adhesive strength, hydrolysis resistance, and heat resistance creep resistance.
以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments thereof.
先ず、本発明の第一及び第二の水性ポリウレタン樹脂組成物、並びにそれらの製造方法について説明する。 First, the 1st and 2nd water-based polyurethane resin composition of this invention, and those manufacturing methods are demonstrated.
すなわち、本発明の第一の水性ポリウレタン樹脂組成物は、ポリイソシアネート(A)に、スルホン基及び/又はスルホネート基を有するポリオール(B1)と他のポリオール(B2)及び/又は鎖延長剤(B3)とを含む多官能性化合物(B)を下記数式(1):
100/80 ≦ a/b ≦ 100/50 (1)
で表される条件を満たすようにして反応させて得られるイソシアネート基末端プレポリマー中和物を、アミノ基及び/又はイミノ基を2個以上有するポリアミン(C)の0.05〜3.0質量%水溶液を用い、下記数式(2):
100/100 ≦ a/(b+c) ≦ 100/97 (2)
(式(1)及び(2)中、aは前記ポリイソシアネート(A)に含まれるイソシアネート基(NCO)の数を表し、bは前記多官能性化合物(B)に含まれるヒドロキシル基(OH)の数を表し、cはポリアミン(C)に含まれるアミノ基(NH2)及びイミノ基(NH)の総数を表す。)
で表される条件を満たすようにして鎖伸長反応させると同時に水に分散せしめて得られるものである。
That is, the first aqueous polyurethane resin composition of the present invention comprises a polyisocyanate (A) with a polyol (B 1 ) having a sulfone group and / or sulfonate group, another polyol (B 2 ), and / or a chain extender. A polyfunctional compound (B) containing (B 3 ) is represented by the following formula (1):
100/80 ≦ a / b ≦ 100/50 (1)
0.05 to 3.0 mass of polyamine (C) having two or more amino groups and / or imino groups, a neutralized isocyanate group-terminated prepolymer obtained by reacting so as to satisfy the condition represented by % Aqueous solution and the following formula (2):
100/100 ≦ a / (b + c) ≦ 100/97 (2)
(In the formulas (1) and (2), a represents the number of isocyanate groups (NCO) contained in the polyisocyanate (A), and b represents a hydroxyl group (OH) contained in the polyfunctional compound (B). C represents the total number of amino groups (NH 2 ) and imino groups (NH) contained in the polyamine (C).
The chain elongation reaction is performed so as to satisfy the condition represented by the formula (1) and at the same time dispersed in water.
また、本発明の第一の水性ポリウレタン樹脂組成物の製造方法は、
ポリイソシアネート(A)に、スルホン基及び/又はスルホネート基を有するポリオール(B1)と他のポリオール(B2)及び/又は鎖延長剤(B3)とを含む多官能性化合物(B)を前記数式(1)で表される条件を満たすようにして反応させてイソシアネート基末端プレポリマー中和物を得る工程、及び
前記イソシアネート基末端プレポリマー中和物を、アミノ基及び/又はイミノ基を2個以上有するポリアミン(C)の0.05〜3.0質量%水溶液を用い、前記数式(2)で表される条件を満たすようにして鎖伸長反応させると同時に水に分散せしめて水性ポリウレタン樹脂組成物を得る工程、
を含む方法である。
Moreover, the manufacturing method of the 1st water-based polyurethane resin composition of this invention,
A polyfunctional compound (B) containing a polyol (B 1 ) having a sulfone group and / or a sulfonate group and another polyol (B 2 ) and / or a chain extender (B 3 ) in the polyisocyanate (A) A step of obtaining a neutralized isocyanate group-terminated prepolymer by reacting so as to satisfy the condition represented by the formula (1), and an isocyanate group-terminated prepolymer neutralized product with an amino group and / or an imino group. Aqueous polyurethane by using a 0.05 to 3.0% by weight aqueous solution of polyamine (C) having two or more, chain-extending reaction so as to satisfy the condition represented by the formula (2), and simultaneously dispersing in water. Obtaining a resin composition;
It is a method including.
本発明の第二の水性ポリウレタン樹脂組成物は、ポリイソシアネート(A)に、スルホン基及び/又はスルホネート基を有するポリオール(B1)と他のポリオール(B2)及び/又は鎖延長剤(B3)とを含む多官能性化合物(B)を下記数式(1):
100/80 ≦ a/b ≦ 100/50 (1)
で表される条件を満たすようにして反応させて得られるイソシアネート基末端プレポリマー中和物を、第二の鎖延長剤(D)を用いて下記数式(3):
100/95 ≦ a/(b+d) ≦ 100/80 (3)
で表される条件を満たすようにして鎖伸長反応させた後、アミノ基及び/又はイミノ基を2個以上有するポリアミン(C)の0.05〜3.0質量%水溶液を用い、下記数式(4):
100/100 ≦ a/(b+c+d)≦ 100/97 (4)
(式(1)、(3)及び(4)中、aは前記ポリイソシアネート(A)に含まれるイソシアネート基(NCO)の数を表し、bは前記多官能性化合物(B)に含まれるヒドロキシル基(OH)の数を表し、cはポリアミン(C)に含まれるアミノ基(NH2)及びイミノ基(NH)の総数を表し、dは第二の鎖延長剤(D)に含まれるアミノ基(NH2)及びイミノ基(NH)の総数を表す。)
で表される条件を満たすようにして鎖伸長反応させると同時に水に分散せしめて得られるものである。
The second aqueous polyurethane resin composition of the present invention comprises a polyisocyanate (A), a polyol (B 1 ) having a sulfone group and / or a sulfonate group, another polyol (B 2 ), and / or a chain extender (B 3 ) and a polyfunctional compound (B) containing the following formula (1):
100/80 ≦ a / b ≦ 100/50 (1)
The neutralized isocyanate group-terminated prepolymer obtained by reacting so as to satisfy the condition represented by the following formula (3) using the second chain extender (D):
100/95 ≦ a / (b + d) ≦ 100/80 (3)
After the chain elongation reaction so as to satisfy the condition represented by the following formula, a 0.05 to 3.0 mass% aqueous solution of polyamine (C) having two or more amino groups and / or imino groups is used. 4):
100/100 ≦ a / (b + c + d) ≦ 100/97 (4)
(In the formulas (1), (3) and (4), a represents the number of isocyanate groups (NCO) contained in the polyisocyanate (A), and b represents hydroxyl contained in the polyfunctional compound (B). Represents the number of groups (OH), c represents the total number of amino groups (NH 2 ) and imino groups (NH) contained in the polyamine (C), and d represents the amino group contained in the second chain extender (D). Represents the total number of groups (NH 2 ) and imino groups (NH).)
The chain elongation reaction is performed so as to satisfy the condition represented by the formula (1) and at the same time dispersed in water.
また、本発明の第二の水性ポリウレタン樹脂組成物の製造方法は、
ポリイソシアネート(A)に、スルホン基及び/又はスルホネート基を有するポリオール(B1)と他のポリオール(B2)及び/又は鎖延長剤(B3)とを含む多官能性化合物(B)を前記数式(1)で表される条件を満たすようにして反応させてイソシアネート基末端プレポリマー中和物を得る工程、及び
前記イソシアネート基末端プレポリマー中和物を、第二の鎖延長剤(D)を用いて前記数式(3)で表される条件を満たすようにして鎖伸長反応させた後、アミノ基及び/又はイミノ基を2個以上有するポリアミン(C)の0.05〜3.0質量%水溶液を用い、前記数式(4)で表される条件を満たすようにして鎖伸長反応させると同時に水に分散せしめて水性ポリウレタン樹脂組成物を得る工程、
を含む方法である。
In addition, the method for producing the second aqueous polyurethane resin composition of the present invention,
A polyfunctional compound (B) containing a polyol (B 1 ) having a sulfone group and / or a sulfonate group and another polyol (B 2 ) and / or a chain extender (B 3 ) in the polyisocyanate (A) A step of obtaining a neutralized isocyanate group-terminated prepolymer by reacting so as to satisfy the condition represented by the mathematical formula (1), and a second chain extender (D ) Using a polyamine (C) having two or more amino groups and / or imino groups after the chain extension reaction so as to satisfy the condition represented by the formula (3) using A step of obtaining a water-based polyurethane resin composition by using a mass% aqueous solution, causing a chain extension reaction so as to satisfy the condition represented by the mathematical formula (4) and simultaneously dispersing in water;
It is a method including.
本発明にかかるポリイソシアネート(A)としては、特に限定されないが、1分子内に2個以上のイソシアネート基を有する芳香族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネート及び脂環式ポリイソシアネートを使用することができる。このようなポリイソシアネート(A)としては、例えば、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート等の芳香族ポリイソシアネート;ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ポリイソシアネート;イソホロンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン等の脂環式ポリイソシアネートが挙げられる。これらの中でも、得られるポリウレタン樹脂が無黄変性のものとなるという観点から、脂肪族ポリイソシアネート及び脂環式ポリイソシアネートが好ましく、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート及び1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンが特に好ましい。なお、これらのポリイソシアネートは1種を単独で用いることができ、或いは、2種以上を組み合わせて用いることもできる。 Although it does not specifically limit as polyisocyanate (A) concerning this invention, The aromatic polyisocyanate, aliphatic polyisocyanate, and alicyclic polyisocyanate which have two or more isocyanate groups in 1 molecule can be used. . Examples of such polyisocyanate (A) include aromatic polyisocyanates such as tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, naphthalene diisocyanate, tolidine diisocyanate, xylylene diisocyanate, tetramethylxylylene diisocyanate; hexamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate Aliphatic polyisocyanates such as isophorone diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, dicyclohexylmethane diisocyanate, norbornane diisocyanate, 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane and the like. Among these, aliphatic polyisocyanate and alicyclic polyisocyanate are preferable from the viewpoint that the obtained polyurethane resin is non-yellowing, and hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, dicyclohexylmethane diisocyanate, norbornane diisocyanate, and 1,3. -Bis (isocyanatomethyl) cyclohexane is particularly preferred. In addition, these polyisocyanates can be used individually by 1 type, or can also be used in combination of 2 or more type.
本発明にかかる多官能性化合物(B)は、スルホン基及び/又はスルホネート基を有するポリオール(B1)と他のポリオール(B2)及び/又は鎖延長剤(B3)とを含むものである。 The polyfunctional compound (B) according to the present invention includes a polyol (B 1 ) having a sulfone group and / or a sulfonate group, another polyol (B 2 ), and / or a chain extender (B 3 ).
本発明にかかるスルホン基(−SO3H)及び/又はスルホネート基(−SO3 −)を有するポリオール(B1)は、従来公知の方法から得ることができ、例えば、(i)ジヒドロキシルスルホン酸にエチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイドを付加重合する方法、(ii)ジヒドロキシスルホン酸にラクトン類を開環付加重合する方法、(iii)ジヒドロキシスルホン酸とポリカルボン酸類とを、必要に応じて多価アルコール類を加えて縮合反応する方法、(iv)スルホン基を有するジカルボン酸を多価アルコール類によりエステル交換反応する方法、(v)そのエステル交換反応物とラクトン類と開環付加重合する方法、が挙げられる。 The polyol (B 1 ) having a sulfone group (—SO 3 H) and / or a sulfonate group (—SO 3 — ) according to the present invention can be obtained from a conventionally known method. For example, (i) dihydroxylsulfone A method of addition polymerization of ethylene oxide and / or propylene oxide to acid, (ii) a method of ring-opening addition polymerization of lactones to dihydroxysulfonic acid, and (iii) dihydroxysulfonic acid and polycarboxylic acids, if necessary. A method of performing a condensation reaction by adding a monohydric alcohol, (iv) a method of transesterifying a dicarboxylic acid having a sulfone group with a polyhydric alcohol, and (v) a method of ring-opening addition polymerization of the transesterified product and a lactone. .
このようなポリオール(B1)の原料として用いられるジヒドロキシスルホン酸としては、適宜公知の化合物を使用することができ、例えば、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−2−アミノエチルスルホン酸、1,3−ジメチロール−プロパンスルホン酸、1,3−ジメチロール−ブタンスルホン酸、1,3−ジメチロール−ペンタンスルホン酸、1−メチロール−1−ヒドロキシプロパンスルホン酸、2,3−ジヒドロキシブタンスルホン酸、及びこれらの塩(アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩等)が挙げられる。 As the dihydroxysulfonic acid used as a raw material for such a polyol (B 1 ), a known compound can be appropriately used. For example, N, N-bis (2-hydroxyethyl) -2-aminoethylsulfonic acid 1,3-dimethylol-propanesulfonic acid, 1,3-dimethylol-butanesulfonic acid, 1,3-dimethylol-pentanesulfonic acid, 1-methylol-1-hydroxypropanesulfonic acid, 2,3-dihydroxybutanesulfonic acid And salts thereof (alkali metal salts, alkaline earth metal salts, etc.).
また、スルホン基を有するジカルボン酸としては、特に限定されないが、例えば、5−スルホイソフタル酸、スルホテレフタル酸、4−スルホフタル酸、5−[4−スルホフェノキシ]イソフタル酸等及びこれらの塩(アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩)が挙げられる。 In addition, the dicarboxylic acid having a sulfone group is not particularly limited, and examples thereof include 5-sulfoisophthalic acid, sulfoterephthalic acid, 4-sulfophthalic acid, 5- [4-sulfophenoxy] isophthalic acid, and salts thereof (alkali Metal salts, alkaline earth metal salts).
さらに、開環付加重合に用いるラクトン類としては、適宜公知の化合物を使用することができ、例えば、ε−カプロラクトン、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトンが挙げられる。 Furthermore, as the lactones used in the ring-opening addition polymerization, known compounds can be used as appropriate, and examples thereof include ε-caprolactone, γ-butyrolactone, and δ-valerolactone.
また、縮合反応に用いるポリカルボン酸類としては、適宜公知の化合物を使用することができ、例えば、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ダイマー酸、マレイン酸、フマル酸等の脂肪族ジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸、及びこれらの無水物やエステル形成性誘導体が挙げられる。 In addition, as polycarboxylic acids used in the condensation reaction, known compounds can be used as appropriate, for example, succinic acid, adipic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, dimer acid, maleic acid, fumaric acid, etc. Alicyclic dicarboxylic acids such as aliphatic dicarboxylic acid and 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, and anhydrides and ester-forming derivatives thereof may be mentioned.
さらに、縮合反応及びエステル交換反応に用いることができる多価アルコール類としては、適宜公知の化合物を使用することができ、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール等の脂肪族ジオール;1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール等の脂環族ジオール;グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の多価(3価以上)のアルコールが挙げられる。 Furthermore, as polyhydric alcohols that can be used in the condensation reaction and transesterification reaction, known compounds can be used as appropriate, for example, ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4- Aliphatic diols such as butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, polyethylene glycol, 3-methyl-1,5-pentanediol Alicyclic diols such as 1,4-cyclohexanediol and 1,4-cyclohexanedimethanol; and polyhydric (trivalent or higher) alcohols such as glycerin, trimethylolpropane and pentaerythritol.
本発明においては、このようなスルホン基及び/又はスルホネート基を有するポリオール(B1)は、得られる水性ポリウレタン樹脂の加水分解性を抑えるという観点から、ジヒドロキシルスルホン酸にエチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイドを付加重合したポリエーテルポリオール、ジヒドロキシスルホン酸にラクトン類を開環付加重合したラクトン系のポリエステルポリオールを用いることが好ましく、特に、ポリウレタン樹脂の耐加水分解性に加えて接着性をより良好なものとするために、前記ラクトン系のポリエステルポリオールを用いることが好ましい。なお、このようなポリオール(B1)の数平均分子量は300〜3,000であることが好ましく、500〜2,000であることがより好ましい。 In the present invention, the polyol (B 1 ) having such a sulfone group and / or sulfonate group is dihydroxysulfonic acid and ethylene oxide and / or propylene from the viewpoint of suppressing the hydrolyzability of the resulting aqueous polyurethane resin. It is preferable to use a polyether polyol obtained by addition polymerization of oxide, and a lactone-based polyester polyol obtained by ring-opening addition polymerization of lactones to dihydroxysulfonic acid. In particular, in addition to the hydrolysis resistance of the polyurethane resin, it has better adhesion. In order to achieve this, it is preferable to use the lactone polyester polyol. Incidentally, it is preferable that the number average molecular weight of 300 to 3,000 of such polyols (B 1), and more preferably 500 to 2,000.
本発明にかかる他のポリオール(B2)としては、前記スルホン基及び/又はスルホネート基を有するポリオール(B1)以外のポリオールであればよく、特に限定されない。このような他のポリオール(B2)としては、例えば、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリエーテルポリオールが挙げられる。 The other polyol (B 2 ) according to the present invention may be any polyol other than the polyol (B 1 ) having the sulfone group and / or sulfonate group, and is not particularly limited. Examples of such other polyol (B 2 ) include polyester polyol, polycarbonate polyol, and polyether polyol.
このようなポリエステルポリオールとしては、例えば、ポリエチレンアジペートジオール、ポリブチレンアジペートジオール、ポリエチレンブチレンアジペートジオール、ポリヘキサメチレンイソフタレートアジペートジオール、ポリエチレンサクシネートジオール、ポリブチレンサクシネートジオール、ポリエチレンセバケートジオール、ポリブチレンセバケートジオール、ポリ−ε−カプロラクトンジオール、ポリ(3−メチル−1,5−ペンチレン)アジペートジオール、1,6−ヘキサンジオールとダイマー酸の重縮合物、1,6−ヘキサンジオールとアジピン酸とダイマー酸の共重縮合物、ノナンジオールとダイマー酸の重縮合物、エチレングリコールとアジピン酸とダイマー酸の共重縮合物が挙げられる。 Examples of such polyester polyols include polyethylene adipate diol, polybutylene adipate diol, polyethylene butylene adipate diol, polyhexamethylene isophthalate adipate diol, polyethylene succinate diol, polybutylene succinate diol, polyethylene sebacate diol, and polybutylene. Sebacate diol, poly-ε-caprolactone diol, poly (3-methyl-1,5-pentylene) adipate diol, polycondensate of 1,6-hexanediol and dimer acid, 1,6-hexanediol and adipic acid Examples thereof include a copolycondensate of dimer acid, a polycondensate of nonanediol and dimer acid, and a copolycondensate of ethylene glycol, adipic acid and dimer acid.
また、このようなポリカーボネートポリオールとしては、例えば、ポリテトラメチレンカーボネートジオール、ポリヘキサメチレンカーボネートジオール、ポリ−1,4−シクロヘキサンジメチレンカーボネートジオールが挙げられる。 Examples of such a polycarbonate polyol include polytetramethylene carbonate diol, polyhexamethylene carbonate diol, and poly-1,4-cyclohexanedimethylene carbonate diol.
さらに、このようなポリエーテルポリオールとしては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールの単独重合体、ブロック共重合体、ランダム共重合体、エチレンオキシドとプロピレンオキシド、エチレンオキシドとブチレンオキシドのランダム共重合体やブロック共重合体が挙げられる。さらに、このようなポリエーテルポリオールとしては、エーテル結合とエステル結合を有するポリエーテルエステルポリオール等も用いることができる。 Further, such polyether polyols include, for example, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol homopolymer, block copolymer, random copolymer, ethylene oxide and propylene oxide, ethylene oxide and butylene oxide random copolymer. A polymer and a block copolymer are mentioned. Furthermore, as such a polyether polyol, a polyether ester polyol having an ether bond and an ester bond can also be used.
なお、これらの他のポリオール(B2)は、1種を単独で用いることができ、或いは、2種以上を組み合わせて用いることもできる。また、これらの他のポリオール(B2)の数平均分子量は500〜5,000であることが好ましい。 Incidentally, these other polyols (B 2) may be used singly, or may be used in combination of two or more. Further, it is preferable that the number average molecular weight of these other polyols (B 2) is 500 to 5,000.
本発明にかかる鎖延長剤(B3)としては、イソシアネート基と反応し得る水素原子を2個以上有する化合物が挙げられる。また、このような鎖延長剤(B3)としては、分子量が300以下であるものを用いることが好ましい。このような鎖延長剤(B3)としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等の低分子量多価アルコール;エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジアミノシクロヘキシルメタン、ピペラジン、2−メチルピペラジン、イソホロンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等の低分子量ポリアミンが挙げられる。これらの鎖延長剤(B3)は、1種を単独で用いることができ、或いは、2種以上を組み合わせて用いることもできる。 Examples of the chain extender (B 3 ) according to the present invention include compounds having two or more hydrogen atoms that can react with an isocyanate group. Further, as such a chain extender (B 3 ), it is preferable to use one having a molecular weight of 300 or less. Examples of such a chain extender (B 3 ) include low ethylene glycol, propylene glycol, neopentyl glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol and the like. Molecular weight polyhydric alcohol; low molecular weight polyamines such as ethylenediamine, propylenediamine, hexamethylenediamine, diaminocyclohexylmethane, piperazine, 2-methylpiperazine, isophoronediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine and the like. One of these chain extenders (B 3 ) can be used alone, or two or more thereof can be used in combination.
また、このような鎖延長剤(B3)としては、前記スルホン基及び/又はスルホネート基を有するポリオール(B1)の原料として例示したジヒドロキシスルホン酸、3,4−ジアミノブタンスルホン酸、3,6−ジアミノ−2−トルエンスルホン酸、2,4−ジアミノベンゼンスルホン酸、N−(2−アミノエチル)−2−アミノエチルスルホン酸及びこれらの塩等の、スルホン基及び/又はスルホネート基を有する化合物;2,2−ジメチロールプロピオン酸、2,2−ジメチロールブタン酸、2,2−ジメチロール酪酸、2,2−ジメチロール吉草酸、ジオキシマレイン酸、2,6−ジオキシ安息香酸及びこれらの塩等の、カルボキシル基及び/又はカルボキシレート基を有する化合物も、得られる水性ポリウレタン樹脂組成物の接着性、オープンタイムや耐加水分解性に影響の無い範囲で使用することもできる。 Moreover, as such a chain extender (B 3 ), dihydroxysulfonic acid, 3,4-diaminobutanesulfonic acid exemplified as a raw material of the polyol (B 1 ) having the sulfone group and / or sulfonate group, It has a sulfone group and / or a sulfonate group such as 6-diamino-2-toluenesulfonic acid, 2,4-diaminobenzenesulfonic acid, N- (2-aminoethyl) -2-aminoethylsulfonic acid and salts thereof. Compound; 2,2-dimethylolpropionic acid, 2,2-dimethylolbutanoic acid, 2,2-dimethylolbutyric acid, 2,2-dimethylolvaleric acid, dioxymaleic acid, 2,6-dioxybenzoic acid and these A compound having a carboxyl group and / or a carboxylate group, such as a salt, may also be contacted with the resulting aqueous polyurethane resin composition. It can also be used within a range that does not affect the wearability, open time and hydrolysis resistance.
本発明にかかるポリアミン(C)は、アミノ基及び/又はイミノ基を2個以上有するものである。このようなポリアミン(C)としては、特に制限されないが、例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジアミノシクロヘキシルメタン、ピペラジン、ヒドラジン、2−メチルピペラジン、イソホロンジアミン、ノルボルナンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、トリレンジアミン、キシリレンジアミン等のジアミン;ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、イミノビスプロピルアミン、トリス(2−アミノエチル)アミン等のポリアミン;ジ第一級アミン及びモノカルボン酸から誘導されるアミドアミン;ジ第一級アミンのモノケチミン等の水溶性アミン誘導体;シュウ酸ジヒドラジド、マロン酸ジヒドラジド、コハク酸ジヒドラジド、グルタル酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド、マレイン酸ジヒドラジド、フマル酸ジヒドラジド、イタコン酸ジヒドラジド、1,1’−エチレンヒドラジン
、1,1’−トリメチレンヒドラジン、1,1’−(1,4−ブチレン)ジヒドラジン等のヒドラジン誘導体が挙げられる。これらのポリアミン(C)は1種を単独で用いることができ、或いは、2種以上を組み合わせて用いることもできる。
The polyamine (C) according to the present invention has two or more amino groups and / or imino groups. Such polyamine (C) is not particularly limited. For example, ethylenediamine, propylenediamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, diaminocyclohexylmethane, piperazine, hydrazine, 2-methylpiperazine, isophoronediamine, norbornanediamine, diamino Diamines such as diphenylmethane, tolylenediamine, xylylenediamine; polyamines such as diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, iminobispropylamine, tris (2-aminoethyl) amine; diprimary amines and monocarboxylic acids Amidoamines derived from water-soluble amine derivatives such as monoketimines of diprimary amines; oxalic acid dihydrazide, malonic acid dihydrazide, succinic acid dihydrazide Glutaric acid dihydrazide, adipic acid dihydrazide, sebacic acid dihydrazide, maleic acid dihydrazide, fumaric acid dihydrazide, itaconic acid dihydrazide, 1,1'-ethylenehydrazine, 1,1'-trimethylenehydrazine, 1,1 '-(1,4 -Butylene) hydrazine derivatives such as dihydrazine. These polyamines (C) can be used individually by 1 type, or can also be used in combination of 2 or more type.
本発明(第二の水性ポリウレタン樹脂組成物)にかかる第二の鎖延長剤(D)としては、前記ポリアミン(C)として例示したものと同様のポリアミンを使用することができる。 As the second chain extender (D) according to the present invention (second aqueous polyurethane resin composition), polyamines similar to those exemplified as the polyamine (C) can be used.
本発明の第一の水性ポリウレタン樹脂組成物は、前述したポリイソシアネート(A)に、前述した多官能性化合物(B)を特定の条件を満たすようにして反応させて得られるイソシアネート基末端プレポリマー中和物を、前述したポリアミン(C)の0.05〜3.0質量%水溶液を用い、特定の条件を満たすようにして鎖伸長反応させると同時に水に分散せしめて得られるものである。 The first aqueous polyurethane resin composition of the present invention is an isocyanate group-terminated prepolymer obtained by reacting the aforementioned polyisocyanate (A) with the aforementioned polyfunctional compound (B) so as to satisfy specific conditions. The neutralized product is obtained by using a 0.05 to 3.0% by mass aqueous solution of the above-mentioned polyamine (C) and subjecting it to chain extension reaction so as to satisfy specific conditions and simultaneously dispersing it in water.
また、本発明の第二の水性ポリウレタン樹脂組成物は、前述したポリイソシアネート(A)に、前述した多官能性化合物(B)を特定の条件を満たすようにして反応させて得られるイソシアネート基末端プレポリマー中和物を、前述した第二の鎖延長剤(D)を用いて特定の条件を満たすようにして鎖伸長反応させた後、前述したポリアミン(C)の0.05〜3.0質量%水溶液を用い、特定の条件を満たすようにして鎖伸長反応させると同時に水に分散せしめて得られるものである。 In addition, the second aqueous polyurethane resin composition of the present invention has an isocyanate group terminal obtained by reacting the polyfunctional compound (B) with the polyisocyanate (A) so as to satisfy a specific condition. The neutralized prepolymer is subjected to a chain extension reaction using the second chain extender (D) described above so as to satisfy a specific condition, and then 0.05 to 3.0 of the polyamine (C) described above. It can be obtained by using a mass% aqueous solution and subjecting it to chain extension reaction so as to satisfy specific conditions and simultaneously dispersing in water.
本発明の第一及び第二の水性ポリウレタン樹脂組成物を製造するためには、先ず、前記ポリイソシアネート(A)に、前記多官能性化合物(B)を下記数式(1):
100/80 ≦ a/b ≦ 100/50 (1)
で表される条件を満たすようにして反応させてイソシアネート基末端プレポリマー中和物を得る。ここで、aは前記ポリイソシアネート(A)に含まれるイソシアネート基(NCO)の数を表し、bは前記多官能性化合物(B)に含まれるヒドロキシル基(OH)の数を表す。このa/bの値が100/80未満では、得られるポリウレタン樹脂の凝集性が低くなるため、接着剤として用いたときにオープンタイムは長くなるものの、接着性や、耐加水分解性及び耐熱クリープ性といった耐久性が低下する。一方、100/50を超えると、得られるポリウレタン樹脂の凝集性が高くなるため、接着剤として用いた場合にオープンタイムが短くなり、更には低温での接着性が低下する。
In order to produce the first and second aqueous polyurethane resin compositions of the present invention, first, the polyfunctional compound (B) is added to the polyisocyanate (A) in the following formula (1):
100/80 ≦ a / b ≦ 100/50 (1)
To obtain a neutralized isocyanate group-terminated prepolymer. Here, a represents the number of isocyanate groups (NCO) contained in the polyisocyanate (A), and b represents the number of hydroxyl groups (OH) contained in the polyfunctional compound (B). When the value of a / b is less than 100/80, the resulting polyurethane resin has low cohesiveness. Therefore, when used as an adhesive, the open time becomes long, but adhesion, hydrolysis resistance, and heat resistant creep are increased. Durability such as property is reduced. On the other hand, if it exceeds 100/50, the resulting polyurethane resin has high cohesiveness, so that when used as an adhesive, the open time is shortened, and further, the adhesiveness at low temperatures is lowered.
さらに、本発明においては、得られるポリウレタン樹脂の凝集性のバランスという観点から、前記a/bの値が100/75以上であり且つ100/60以下であることがより好ましい。 Furthermore, in the present invention, from the viewpoint of the balance of cohesiveness of the obtained polyurethane resin, the value of a / b is more preferably 100/75 or more and 100/60 or less.
また、本発明にかかる「イソシアネート基末端プレポリマー中和物」とは、前記ポリイソシアネート(A)と反応させる多官能性化合物(B)のスルホン基、具体的には前記スルホン基及び/又はスルホネート基を有するポリオール(B1)や鎖延長剤(B3)に由来するスルホン基を中和してスルホネート基としたものである。また、このような中和反応はプレポリマーの製造前、製造中或いは製造後のいずれに行ってもよい。 The “isocyanate group-terminated prepolymer neutralized product” according to the present invention is a sulfone group of the polyfunctional compound (B) to be reacted with the polyisocyanate (A), specifically the sulfone group and / or sulfonate. A sulfonate group is obtained by neutralizing a sulfone group derived from a polyol (B 1 ) having a group or a chain extender (B 3 ). Further, such a neutralization reaction may be performed before, during or after the production of the prepolymer.
さらに、中和反応に用いる中和剤としては、特に限定されないが、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の不揮発性塩基や、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、ジイソプロピルアミノエタノール、トリエタノールアミン等の3級アミン類;アンモニア等の揮発性塩基が挙げられ、これらは、1種を単独で用いることができ、或いは、2種以上を組み合わせて用いることもできる。なお、このような中和剤としては、ポリウレタン樹脂の耐加水分解性をより良好なものとするために、特に水酸化ナトリウム、水酸化カリウムといった不揮発性塩基が好ましい。 Furthermore, the neutralizing agent used for the neutralization reaction is not particularly limited, but examples thereof include non-volatile bases such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, trimethylamine, triethylamine, dimethylethanolamine, diisopropylaminoethanol, triethanolamine and the like. A volatile base such as ammonia, and these can be used alone or in combination of two or more. As such a neutralizing agent, a non-volatile base such as sodium hydroxide or potassium hydroxide is particularly preferable in order to improve the hydrolysis resistance of the polyurethane resin.
また、前記ポリイソシアネート(A)に前記多官能性化合物(B)を反応させる方法は特に制限されず、例えば、従来公知の一段式のいわゆるワンショット法、多段式のイソシアネート重付加反応法等を採用することができる。また、このような反応温度は40〜150℃であることが好ましい。さらに、反応を行う際に、必要に応じ、ジブチル錫ジラウレート、スタナスオクトエート、ジブチル錫−2−エチルヘキサノエート、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、N−メチルモルホリン等の反応触媒を添加することができる。また、このような反応は無溶媒で行うこともでき、反応中又は反応終了後に、イソシアネート基と反応しない有機溶剤を添加することもできる。このような有機溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、トルエン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン等を使用することができる。 Further, the method of reacting the polyfunctional compound (B) with the polyisocyanate (A) is not particularly limited. For example, a conventionally known one-stage so-called one-shot method, a multi-stage isocyanate polyaddition reaction method, etc. Can be adopted. Moreover, it is preferable that such reaction temperature is 40-150 degreeC. Furthermore, when performing the reaction, a reaction catalyst such as dibutyltin dilaurate, stannous octoate, dibutyltin-2-ethylhexanoate, triethylamine, triethylenediamine, N-methylmorpholine can be added as necessary. . Such a reaction can also be performed without a solvent, and an organic solvent that does not react with an isocyanate group can be added during or after the reaction. As such an organic solvent, for example, acetone, methyl ethyl ketone, toluene, tetrahydrofuran, dioxane, dimethylformamide, N-methylpyrrolidone and the like can be used.
また、本発明の第二の水性ポリウレタン樹脂組成物を製造するためには、前述のようにして得られたイソシアネート基末端プレポリマー中和物を、前記第二の鎖延長剤(D)を用いて下記数式(3):
100/95 ≦ a/(b+d) ≦ 100/80 (3)
で表される条件を満たすようにして鎖伸長反応させる(以下、この鎖伸長反応を「予備鎖伸長反応」という)。なお、前記数式(3)において、aは前記ポリイソシアネート(A)に含まれるイソシアネート基(NCO)の数を表し、bは前記多官能性化合物(B)に含まれるヒドロキシル基(OH)の数を表し、dは第二の鎖延長剤(D)に含まれるアミノ基(NH2)及びイミノ基(NH)の総数を表す。
In order to produce the second aqueous polyurethane resin composition of the present invention, the neutralized isocyanate group-terminated prepolymer obtained as described above is used with the second chain extender (D). The following formula (3):
100/95 ≦ a / (b + d) ≦ 100/80 (3)
The chain extension reaction is carried out so as to satisfy the condition represented by (hereinafter, this chain extension reaction is referred to as “preliminary chain extension reaction”). In Formula (3), a represents the number of isocyanate groups (NCO) contained in the polyisocyanate (A), and b represents the number of hydroxyl groups (OH) contained in the polyfunctional compound (B). D represents the total number of amino groups (NH 2 ) and imino groups (NH) contained in the second chain extender (D).
前記a/(b+d)の値が前記範囲内であると、得られる水性ポリウレタン樹脂組成物の耐久性、特に耐熱クリープ性がより向上する。前記a/(b+d)の値が100/95未満であると、第二の鎖延長剤(D)のアミノ基及び/又はイミノ基との結合(尿素結合)が増加するため水性ポリウレタン樹脂組成物の粘度が高くなり、その後のポリアミン(C)の水溶液による鎖伸長反応と水分散とが不十分となる。他方、前記a/(b+d)の値が100/80を超える場合は、予備鎖伸長反応による耐熱クリープ性の更なる向上がみられなくなる。 When the value of a / (b + d) is within the above range, durability of the resulting aqueous polyurethane resin composition, particularly heat resistant creep resistance, is further improved. When the value of a / (b + d) is less than 100/95, since the bond (urea bond) with the amino group and / or imino group of the second chain extender (D) increases, an aqueous polyurethane resin composition And the subsequent chain extension reaction and aqueous dispersion with an aqueous solution of polyamine (C) become insufficient. On the other hand, when the value of a / (b + d) exceeds 100/80, further improvement in heat-resistant creep resistance due to the preliminary chain extension reaction is not observed.
このような予備鎖伸長反応を行う温度は30〜60℃の範囲であることが好ましく、40〜50℃の範囲であることがより好ましい。反応温度が前記下限未満の場合には、反応は進むものの速度が遅く、反応効率が悪くなる傾向にあり、他方、前記上限を超えた場合には、反応時の発熱が著しく高くなり、制御が困難となるため工業的な製造が困難になる傾向にある。また、予備鎖伸長反応を行う時間は10〜60分程度であることが好ましく、15〜30分程度であることがより好ましい。 The temperature at which such a preliminary chain extension reaction is performed is preferably in the range of 30 to 60 ° C, and more preferably in the range of 40 to 50 ° C. When the reaction temperature is lower than the lower limit, the reaction proceeds, but the speed is slow and the reaction efficiency tends to deteriorate. On the other hand, when the upper limit is exceeded, the exotherm during the reaction becomes remarkably high, and the control is suppressed. Therefore, industrial production tends to be difficult. Moreover, it is preferable that it is about 10 to 60 minutes, and, as for the time which performs a preliminary | backup chain extension reaction, it is more preferable that it is about 15 to 30 minutes.
また、このような予備鎖伸長反応は無溶媒で行うことができるが、イソシアネート基と反応しない有機溶剤を添加することができる。このような有機溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、トルエン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドンを使用することができる。 Further, such a preliminary chain extension reaction can be performed without a solvent, but an organic solvent that does not react with an isocyanate group can be added. As such an organic solvent, for example, acetone, methyl ethyl ketone, toluene, tetrahydrofuran, dioxane, dimethylformamide, and N-methylpyrrolidone can be used.
本発明の第二の水性ポリウレタン樹脂組成物を製造するためには、次に、以上説明したようにしてイソシアネート基末端プレポリマー中和物を予備鎖延長反応させた後、前記ポリアミン(C)の0.05〜3.0質量%水溶液を用い、下記数式(4):
100/100 ≦ a/(b+c+d) ≦ 100/97 (4)
で表される条件を満たすようにして鎖伸長反応させると同時に水に分散せしめる。
In order to produce the second aqueous polyurethane resin composition of the present invention, the neutralized isocyanate group-terminated prepolymer was then subjected to preliminary chain extension reaction as described above, and then the polyamine (C). 0.05-3.0 mass% aqueous solution is used, following numerical formula (4):
100/100 ≦ a / (b + c + d) ≦ 100/97 (4)
A chain extension reaction is performed so as to satisfy the condition represented by
また、本発明の第一の水性ポリウレタン樹脂組成物を製造するためには、前記イソシアネート基末端プレポリマー中和物を、予備鎖延長反応させることなく、前記ポリアミン(C)の0.05〜3.0質量%水溶液を用い、下記数式(2):
100/100 ≦ a/(b+c) ≦ 100/97 (2)
で表される条件を満たすようにして鎖伸長反応させると同時に水に分散せしめる。
Moreover, in order to manufacture the 1st water-based polyurethane resin composition of this invention, 0.05-3 of the said polyamine (C) is made, without making the said isocyanate group terminal prepolymer neutralized product carry out preliminary chain extension reaction. Using a 0.0 mass% aqueous solution, the following formula (2):
100/100 ≦ a / (b + c) ≦ 100/97 (2)
A chain extension reaction is performed so as to satisfy the condition represented by
なお、前記数式(2)及び(4)において、aは前記ポリイソシアネート(A)に含まれるイソシアネート基(NCO)の数を表し、bは前記多官能性化合物(B)に含まれるヒドロキシル基(OH)の数を表し、cは前記ポリアミン(C)に含まれるアミノ基(NH2)及びイミノ基(NH)の総数を表し、dは第二の鎖延長剤(D)に含まれるアミノ基(NH2)及びイミノ基(NH)の総数を表す。 In Formulas (2) and (4), a represents the number of isocyanate groups (NCO) contained in the polyisocyanate (A), and b represents a hydroxyl group (N) contained in the polyfunctional compound (B). OH) represents the number of amino groups (NH 2 ) and imino groups (NH) contained in the polyamine (C), and d represents the amino group contained in the second chain extender (D). This represents the total number of (NH 2 ) and imino groups (NH).
本発明の水性ポリウレタン樹脂組成物においては、前記イソシアネート基末端プレポリマー中和物を、必要に応じて予備鎖伸長反応させた後、前記数式で表される条件を満たすような特定量のポリアミン(C)を含み、且つ、特定濃度すなわち0.05〜3.0質量%に調製されたポリアミン水溶液を用いて、鎖伸長反応させると同時に水分散させることが必要である。これによって、接着剤として使用したときにオープンタイムが長く、幅広い温度領域での接着性が良好となり、接着強度や、耐加水分解性及び耐熱クリープ性等の耐久性に優れる積層体を得ることが可能となる。 In the aqueous polyurethane resin composition of the present invention, the isocyanate group-terminated prepolymer neutralized product is subjected to a preliminary chain extension reaction, if necessary, and then a specific amount of polyamine (satisfying the condition represented by the above formula) ( It is necessary to carry out a chain extension reaction and simultaneously disperse in water using an aqueous polyamine solution containing C) and prepared to a specific concentration, that is, 0.05 to 3.0% by mass. This makes it possible to obtain a laminate having a long open time when used as an adhesive, good adhesion in a wide temperature range, and excellent durability such as adhesion strength, hydrolysis resistance and heat creep resistance. It becomes possible.
前記イソシアネート基末端プレポリマー中和物を、必要に応じて予備鎖伸長反応させた後、前記ポリアミン(C)のみを用いて前記a/(b+c)或いはa/(b+c+d)の値が100/100〜100/97となるように鎖伸長反応させた後に水に分散させようとすると、ポリアミン(C)の添加後に瞬時に反応物の粘度が高くなり最終的には固化するため、水性の接着剤として用いることは難しい。 The isocyanate group-terminated prepolymer neutralized product is subjected to a preliminary chain extension reaction as necessary, and then the a / (b + c) or a / (b + c + d) value is 100/100 using only the polyamine (C). When it is attempted to disperse in water after a chain extension reaction of ˜100 / 97, the viscosity of the reaction product increases instantaneously after the addition of polyamine (C) and eventually solidifies. It is difficult to use as.
さらに、前記イソシアネート基末端プレポリマー中和物を、必要に応じて予備鎖伸長反応させた後、先ず水に分散(乳化分散)し、その後に前記ポリアミン(C)により鎖伸長反応させようとした場合には、水分散の際に、イソシアネート基末端プレポリマー中和物の遊離イソシアネート基が溶媒である水と反応することによって消出し、効率よく鎖伸長反応が行われない。したがって、得られる水性ポリウレタン樹脂組成物のオープンタイムは長くなるものの、接着性、耐加水分解性や耐熱クリープ性といった耐久性が著しく劣ることとなる。また、水分散の際の、遊離イソシアネート基の消失が著しい場合は、ポリアミン(C)に含まれるアミノ基及び/又はイミノ基が十分に反応せず系内に残存することがあり、得られる水性ポリウレタン樹脂組成物の熱変色や光変色の問題や、耐加水分解、耐熱クリープ性等の耐久性の低下の問題も懸念される。 Further, the neutralized product of the isocyanate group-terminated prepolymer was subjected to a preliminary chain extension reaction as necessary, and then dispersed (emulsified) in water, and then subjected to a chain extension reaction with the polyamine (C). In such a case, when the water is dispersed, the free isocyanate group of the neutralized isocyanate group-terminated prepolymer reacts with water as a solvent, and the chain elongation reaction is not efficiently performed. Therefore, although the open time of the obtained water-based polyurethane resin composition becomes long, durability, such as adhesiveness, hydrolysis resistance, and heat-resistant creep resistance, will be remarkably inferior. In addition, when the disappearance of free isocyanate groups during water dispersion is significant, the amino group and / or imino group contained in the polyamine (C) may not sufficiently react and remain in the system, resulting in an aqueous solution obtained. There are also concerns about the problems of thermal discoloration and photodiscoloration of the polyurethane resin composition, and problems of lowering durability such as hydrolysis resistance and heat resistance creep resistance.
本発明において、前記a/(b+c)或いはa/(b+c+d)の値が100/100未満では、オープンタイム、接着性、耐熱クリープ性に影響はないものの、未反応のポリアミン(C)が系内に残存する可能性があり、得られる水性ポリウレタン樹脂組成物の熱変色や光変色の問題、耐加水分解の低下といった問題が発生し易くなる。他方、前記a/(b+c)或いはa/(b+c+d)の値が100/97を超えると、残存する遊離イソシアネート基が溶媒である水と過剰に反応するため、効率よく高分子量化が達成されず、オープンタイムは長くなるものの得られる積層体の接着性や耐加水分解性、耐熱クリープ性といった耐久性が不十分となる。さらに、本発明においては、接着剤として用いる場合のオープンタイム、接着性及び耐久性のバランスという観点から、前記a/(b+c)或いはa/(b+c+d)の値が100/100以上であり且つ100/99以下であることがより好ましい。 In the present invention, when the value of a / (b + c) or a / (b + c + d) is less than 100/100, there is no effect on open time, adhesiveness, and heat-resistant creep property, but unreacted polyamine (C) is in the system. In the water-based polyurethane resin composition thus obtained, problems such as thermal discoloration and photodiscoloration and a decrease in hydrolysis resistance are likely to occur. On the other hand, when the value of a / (b + c) or a / (b + c + d) exceeds 100/97, the remaining free isocyanate groups react excessively with water as a solvent, so that high molecular weight cannot be achieved efficiently. Although the open time becomes long, durability such as adhesiveness, hydrolysis resistance, and heat-resistant creep resistance of the obtained laminate is insufficient. Furthermore, in the present invention, from the viewpoint of a balance between open time, adhesiveness and durability when used as an adhesive, the value of a / (b + c) or a / (b + c + d) is 100/100 or more and 100 / 99 or less is more preferable.
本発明においては、前記イソシアネート基末端プレポリマー中和物を鎖伸長反応させると同時に水に分散せしめるためのポリアミン水溶液のポリアミン濃度は、前述の通り、0.05〜3.0質量%である。ポリアミン濃度が0.05質量%未満では、溶媒である水の量が多くなり、ポリアミンと反応する前に遊離イソシアネート基が水との反応によって消失してしまう。したがって、得られる水性ポリウレタン樹脂組成物のオープンタイムは長くなるものの、得られる積層体の接着性や、耐加水分解性及び耐熱クリープ性といった耐久性が低下する。一方、ポリアミン濃度が3.0質量%を超えると、ポリアミン(C)による鎖伸長反応が瞬時に進み、系内の粘度が高くなるため水分散が安定して行えなくなる。なお、本発明においては、ポリアミン濃度を0.1〜1.5質量%に調製したポリアミン水溶液を、前記数式(2)又は(4)を満たすような量で用いることがより好ましい。 In the present invention, as described above, the polyamine concentration of the aqueous polyamine solution for allowing the isocyanate group-terminated prepolymer neutralized product to undergo a chain extension reaction and simultaneously disperse in water is 0.05 to 3.0% by mass. When the polyamine concentration is less than 0.05% by mass, the amount of water as a solvent increases, and free isocyanate groups disappear due to the reaction with water before reacting with the polyamine. Therefore, although the open time of the obtained water-based polyurethane resin composition becomes long, durability, such as the adhesiveness of the obtained laminated body, hydrolysis resistance, and heat-resistant creep resistance, falls. On the other hand, when the polyamine concentration exceeds 3.0% by mass, the chain elongation reaction by the polyamine (C) proceeds instantaneously and the viscosity in the system increases, so that water dispersion cannot be stably performed. In addition, in this invention, it is more preferable to use the polyamine aqueous solution which prepared polyamine density | concentration to 0.1-1.5 mass% in the quantity which satisfy | fills said Numerical formula (2) or (4).
前記イソシアネート基末端プレポリマー中和物を鎖伸長反応させると同時に水に分散せしめる方法は、特に制限されず、(i)前記イソシアネート基末端プレポリマー中和物に前記ポリアミン水溶液を一括投入していく方法;(ii)前記イソシアネート基末端プレポリマー中和物に前記ポリアミン水溶液を分割投入していく方法;(iii)前記イソシアネート基末端プレポリマー中和物に前記ポリアミン水溶液を滴下していく方法;(iv)前記ポリアミン水溶液に前記イソシアネート基末端プレポリマー中和物を滴下していく方法、のいずれをも採用することができる。 There is no particular limitation on the method of causing the isocyanate group-terminated prepolymer neutralized product to undergo chain extension reaction and simultaneously dispersing in water. (I) The polyamine aqueous solution is added to the isocyanate group-terminated prepolymer neutralized product in a lump. (Ii) a method in which the polyamine aqueous solution is dividedly added to the neutralized isocyanate group-terminated prepolymer; (iii) a method in which the polyamine aqueous solution is dropped into the neutralized isocyanate group-terminated prepolymer; iv) Any of the methods of dropping the neutralized isocyanate group-terminated prepolymer into the polyamine aqueous solution can be employed.
このような鎖伸長反応及び水分散の工程を行う反応温度は20〜80℃の範囲であることが好ましく、40〜60℃の範囲であることがより好ましい。反応温度が20℃未満の場合、イソシアネート基末端プレポリマー中和物の粘度が高くなるため、ポリアミン水溶液を添加してから均一化するまでに時間を要し、安定な水分散及び鎖伸長反応が困難となる傾向にある。一方、反応温度が80℃を超えた場合、ポリアミンと反応する前に、遊離イソシアネート基が水で消失してしまうおそれがあり、その結果、オープンタイムは長くなるものの、得られる積層体の接着性や、耐加水分解性及び耐熱クリープ性といった耐久性が低下する傾向にある。 The reaction temperature at which the chain extension reaction and the water dispersion step are performed is preferably in the range of 20 to 80 ° C, and more preferably in the range of 40 to 60 ° C. When the reaction temperature is less than 20 ° C., the viscosity of the isocyanate group-terminated prepolymer neutralized product becomes high. Therefore, it takes time from the addition of the polyamine aqueous solution to homogenization, and stable water dispersion and chain extension reaction are performed. It tends to be difficult. On the other hand, if the reaction temperature exceeds 80 ° C., the free isocyanate group may disappear with water before reacting with the polyamine. As a result, the open time becomes longer, but the adhesion of the resulting laminate is increased. In addition, durability such as hydrolysis resistance and heat resistance creep resistance tends to decrease.
また、このような鎖伸長反応及び水分散の工程は無溶媒で行うことができるが、本発明の効果を損なわない範囲で、イソシアネート基末端プレポリマー中和物とポリアミン水溶液とを効率よく均一化させるために、予めポリアミン水溶液に水溶性の有機溶剤を混合することができる。このような有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドンを使用することができる。また、鎖伸長反応と同時に水分散させた後、さらに水を添加して再分散させることもできる。 In addition, the chain extension reaction and the water dispersion step can be performed without a solvent, but the isocyanate group-terminated prepolymer neutralized product and the polyamine aqueous solution are efficiently uniformized within a range not impairing the effects of the present invention. For this purpose, a water-soluble organic solvent can be mixed in advance with the polyamine aqueous solution. As such an organic solvent, for example, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, acetone, methyl ethyl ketone, dimethylformamide, and N-methylpyrrolidone can be used. Moreover, after carrying out water dispersion simultaneously with chain | strand extension reaction, water can also be added and redispersed.
前記イソシアネート基末端プレポリマー中和物を、前記ポリアミン水溶液を用いて鎖伸長反応及び水分散させる方法としては、特に限定されないが、例えば、ホモミキサー、ホモジナイザー、ディスパー等を用いて分散させることができる。 The method of causing the isocyanate group-terminated prepolymer neutralized product to undergo chain extension reaction and water dispersion using the polyamine aqueous solution is not particularly limited, but can be dispersed using, for example, a homomixer, a homogenizer, a disper, or the like. .
さらに、このような鎖伸長反応及び水分散の工程は、イソシアネート基末端プレポリマー中和物の遊離イソシアネート基が、ポリウレタン樹脂に対し0.3質量%以下となるまで行うことが好ましく、0.1質量%以下となるまで行うことがより好ましい。0.3質量%を超えて遊離イソシアネート基を残した場合、鎖伸長反応による高分子量化が不十分となることから、接着性が不十分となり、また、耐熱クリープ性、耐加水分解性といった耐久性が不十分となる傾向にある。 Furthermore, it is preferable to carry out such a chain extension reaction and water dispersion step until the free isocyanate group of the isocyanate group-terminated prepolymer neutralized product is 0.3% by mass or less based on the polyurethane resin. It is more preferable to carry out until it becomes mass% or less. If the free isocyanate group is left over 0.3% by mass, the high molecular weight by the chain extension reaction becomes insufficient, resulting in insufficient adhesion, and durability such as heat-resistant creep resistance and hydrolysis resistance. Tend to be insufficient.
また、本発明の水性ポリウレタン樹脂組成物においては、鎖伸長反応により得られるスルホン基及び/又はスルホネート基含有ポリウレタン樹脂中のスルホン基及びスルホネート基の含有量が、該ポリウレタン樹脂の質量に対し0.3〜3.0質量%であることが好ましく、0.5〜2.0質量%であることがより好ましい。前記含有量が0.3質量%未満では、水への分散安定性が不十分となる傾向にあり、品質の安定性に影響が出る可能性がある。一方、前記含有量が3.0質量%を超えると、得られる水性ポリウレタン樹脂組成物を接着剤として用いたときのオープンタイムが短くなる傾向にあり、また、低温での接着性や、耐加水分解性及び耐熱クリープ性といった耐久性が低下する傾向にある。 In the aqueous polyurethane resin composition of the present invention, the sulfone group and / or sulfonate group-containing polyurethane resin obtained by the chain extension reaction has a content of sulfone group and sulfonate group of 0. 0 relative to the mass of the polyurethane resin. It is preferable that it is 3-3.0 mass%, and it is more preferable that it is 0.5-2.0 mass%. If the content is less than 0.3% by mass, the dispersion stability in water tends to be insufficient, and the stability of quality may be affected. On the other hand, when the content exceeds 3.0% by mass, the open time when the resulting aqueous polyurethane resin composition is used as an adhesive tends to be short, and adhesion at low temperatures and water resistance are reduced. Durability such as decomposability and heat-resistant creep tends to decrease.
本発明の水性ポリウレタン樹脂組成物を製造するにあたって有機溶剤を用いた場合には、水に分散させた後、例えば、減圧蒸留等の方法により有機溶剤を除去することが好ましい。有機溶剤を除去する際には、乳化形態維持のため、必要に応じ界面活性剤、例えば、高級脂肪酸塩、樹脂酸塩、長鎖脂肪アルコール硫酸エステル塩、高級アルキルスルホン酸塩、アルキルアリールスルホン酸塩、スルホン化ヒマシ油、スルホコハク酸エステル等のアニオン界面活性剤;長鎖脂肪アルコール又はフェノール類のエチレンオキサイド付加物等のノニオン界面活性剤を使用することができる。 When an organic solvent is used in producing the aqueous polyurethane resin composition of the present invention, it is preferable to remove the organic solvent by, for example, a method such as vacuum distillation after being dispersed in water. When removing the organic solvent, a surfactant such as a higher fatty acid salt, a resin acid salt, a long-chain fatty alcohol sulfate ester salt, a higher alkyl sulfonate, an alkyl aryl sulfonic acid is used as necessary to maintain the emulsified form. Anionic surfactants such as salts, sulfonated castor oil and sulfosuccinic acid esters; nonionic surfactants such as long-chain fatty alcohols or ethylene oxide adducts of phenols can be used.
本発明の水性ポリウレタン樹脂組成物は、有機溶剤を極力或いは全く含まないものである。したがって、本発明の水性ポリウレタン樹脂組成物は、有機溶剤を含む場合であっても、有機溶剤の含有率は、水性ポリウレタン樹脂組成物の質量に対し0.5質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以下であることがより好ましい。 The aqueous polyurethane resin composition of the present invention contains as little or no organic solvent as possible. Therefore, even when the aqueous polyurethane resin composition of the present invention contains an organic solvent, the content of the organic solvent is preferably 0.5% by mass or less based on the mass of the aqueous polyurethane resin composition. More preferably, it is 0.1 mass% or less.
以上説明したようにして得られる水性ポリウレタン樹脂組成物は、接着剤、粘着剤、コーティングプライマー剤、コーティングアンカー剤等の各用途に用いることができ、特に、積層体を製造するための一液型接着剤として好適に用いることができる。 The aqueous polyurethane resin composition obtained as described above can be used for various uses such as adhesives, pressure-sensitive adhesives, coating primer agents, coating anchor agents, and the like, and in particular, a one-component type for producing a laminate. It can be suitably used as an adhesive.
また、本発明の水性ポリウレタン樹脂組成物は、そのまま一液型接着剤等の各用途に用いることができるが、必要に応じて、従来使用されている以下のような公知の添加成分を、本発明の効果に影響がない範囲で併用してもよい。 In addition, the aqueous polyurethane resin composition of the present invention can be used as it is for each application such as a one-component adhesive, but if necessary, the following known additive components conventionally used can be added to the present invention. You may use together in the range which does not affect the effect of invention.
例えば、得られる接着剤層の耐久性を向上させるため、必要に応じて、従来公知の架橋剤を併用してもよい。このような架橋剤としては、例えば、ポリエポキシ系架橋剤、水分散型カルボジイミド系架橋剤、水溶性オキサゾリン系架橋剤、水分散型ポリイソシアネート系架橋剤が挙げられ、これらの中でも、耐熱クリープ性や耐加水分解性を向上させるという観点からポリエポキシ系架橋剤、水分散型ポリイソシアネート系架橋剤が好ましく、可使時間の観点からポリエポキシ系架橋剤が好ましい。 For example, in order to improve the durability of the resulting adhesive layer, a conventionally known crosslinking agent may be used in combination as necessary. Examples of such crosslinking agents include polyepoxy crosslinking agents, water-dispersed carbodiimide crosslinking agents, water-soluble oxazoline crosslinking agents, and water-dispersed polyisocyanate crosslinking agents. Among these, heat-resistant creep resistance And a polyepoxy crosslinking agent and a water-dispersed polyisocyanate crosslinking agent are preferable from the viewpoint of improving hydrolysis resistance, and a polyepoxy crosslinking agent is preferable from the viewpoint of pot life.
このようなポリエポキシ系架橋剤としては、レゾルシンジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリテトラメチレングリコールジグリシジルエーテル、アジピン酸ジグリシジルエステル、o−フタル酸ジグリシジルエステル等のジエポキシ化合物;ソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル等の3価以上のエポキシ化合物;エポキシクレゾールノボラック樹脂、変性ビスフェノールA型エポキシ樹脂が挙げられる。これらの中でも、得られる水性ポリウレタン樹脂組成物のオープンタイムや接着性を損なわず、耐加水分解性等の耐久性を格段に向上させることができるという観点から、3価以上のエポキシ化合物を好ましく用いることができ、特にソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテルが好ましい。また、これらのポリエポキシ系架橋剤の反応活性を高めるために、トリエチレンジアミン、テトラメチルエチレンジアミン、ピリジン、ヘキサメチレンテトラミン等の公知の各種アミン系触媒を併せて用いることもできる。 Examples of such polyepoxy-based crosslinking agents include resorcin diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, polytetramethylene glycol diglycidyl ether, and adipic acid diacid. Diepoxy compounds such as glycidyl ester and o-phthalic acid diglycidyl ester; sorbitol polyglycidyl ether, polyglycerol polyglycidyl ether, pentaerythritol polyglycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether, diglycerol polyglycidyl ether, trimethylolpropane polyglycidyl ether, etc. Trivalent or higher epoxy compounds; epoxy cresol novolac resin, modified bisphenol A Epoxy resin. Among these, from the viewpoint that durability such as hydrolysis resistance can be remarkably improved without impairing the open time and adhesiveness of the obtained aqueous polyurethane resin composition, a trivalent or higher epoxy compound is preferably used. In particular, sorbitol polyglycidyl ether and polyglycerol polyglycidyl ether are preferable. In order to enhance the reaction activity of these polyepoxy crosslinking agents, various known amine catalysts such as triethylenediamine, tetramethylethylenediamine, pyridine and hexamethylenetetramine can be used in combination.
このような架橋剤の混合方法は、(i)架橋剤を前記イソシアネート基末端プレポリマー中和物に添加した後に、前記ポリアミン水溶液により鎖伸長反応と同時に水分散させる方法;(ii)前記イソシアネート基末端プレポリマー中和物を、前記ポリアミン水溶液により鎖伸長反応と同時に水分散させた後に架橋剤を添加する方法、の何れでも良い。 Such a cross-linking agent mixing method comprises: (i) a method in which a cross-linking agent is added to the neutralized isocyanate group-terminated prepolymer and then dispersed in water with the polyamine aqueous solution simultaneously with a chain extension reaction; (ii) the isocyanate group Any method of adding a crosslinking agent after the terminal prepolymer neutralized product is water-dispersed simultaneously with the chain extension reaction with the polyamine aqueous solution may be used.
また、一液型接着剤の加工適正や接着性を向上させるため、必要に応じて、会合型増粘剤、ポリカルボン酸系増粘剤等の増粘剤;フッ素系やアセチレングリコール系等の各種の界面活性剤;n−メチルピロリドン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の溶剤のハジキ防止剤;ロジン樹脂、ロジンエステル樹脂、テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、クマロン樹脂等の粘着付与剤;酸化防止剤、耐光安定剤、紫外線吸収剤等の各種安定剤;鉱物油系、シリコーン系等の消泡剤、可塑剤;顔料等の着色剤を添加してもよい。 In addition, in order to improve the processing suitability and adhesiveness of a one-part adhesive, thickeners such as associative thickeners and polycarboxylic acid thickeners as necessary; fluorine-based and acetylene glycol-based Various surfactants; anti-repellent agents for solvents such as n-methylpyrrolidone and propylene glycol monomethyl ether acetate; tackifiers such as rosin resins, rosin ester resins, terpene resins, terpene phenol resins, coumarone resins; antioxidants; Various stabilizers such as a light-resistant stabilizer and an ultraviolet absorber; antifoaming agents such as mineral oils and silicones, plasticizers; and colorants such as pigments may be added.
さらに、本発明の効果を損なわない範囲で、その他の水分散液、例えば、酢酸ビニル系、エチレン酢酸ビニル系、アクリル系、アクリルスチレン系等のエマルジョン;スチレン・ブタジエン系、アクリロニトリル・ブタジエン系、アクリル・ブタジエン系等のラテックス;ポリエチレン系、ポリオレフィン系等のアイオノマー;ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、エポキシ系樹脂等を混合してもよい。 Further, other aqueous dispersions, for example, emulsions of vinyl acetate, ethylene vinyl acetate, acrylic, acrylic styrene, etc .; styrene / butadiene, acrylonitrile / butadiene, acrylic, as long as the effects of the present invention are not impaired. -Latex such as butadiene; ionomer such as polyethylene and polyolefin; polyurethane, polyester, polyamide, epoxy resin and the like may be mixed.
次に、本発明の一液型接着剤及び積層体について説明する。すなわち、本発明の一液型接着剤は前述した本発明の水性ポリウレタン樹脂組成物を含有するものである。また、本発明の一液型接着剤を用いて各種基材を貼り合わせることにより、接着強度や、耐熱クリープ性、耐加水分解性等の耐久性に優れる本発明の積層体を製造することができる。 Next, the one-component adhesive and laminate of the present invention will be described. That is, the one-component adhesive of the present invention contains the above-described aqueous polyurethane resin composition of the present invention. In addition, by laminating various substrates using the one-component adhesive of the present invention, it is possible to produce the laminate of the present invention having excellent durability such as adhesive strength, heat-resistant creep resistance, and hydrolysis resistance. it can.
本発明の一液型接着剤は、前述した本発明の水性ポリウレタン樹脂組成物のみからなるものであってもよいが、必要に応じて従来使用されている前記公知の添加成分を含有していてもよい。このような添加成分を含有する場合、前記水性ポリウレタン樹脂組成物の含有量は、一液型接着剤の質量に対し90質量%以上程度であることが好ましく、90〜99質量%程度であることがより好ましい。 The one-part adhesive of the present invention may be composed of only the aqueous polyurethane resin composition of the present invention described above, but contains the above-mentioned known additive components that have been conventionally used as necessary. Also good. When such an additive component is contained, the content of the aqueous polyurethane resin composition is preferably about 90% by mass or more, and about 90 to 99% by mass with respect to the mass of the one-component adhesive. Is more preferable.
本発明の積層体の種類としては特に制限されないが、例えば、板状の積層体、シート状の積層体や皮革状の積層体を提供することができる。積層体の基材としては特に制限されないが、金属、合成ゴム、木材やガラス等の厚みのあるもの;ポリ塩化ビニルやポリオレフィンのプラスチックフィルム、金属箔、紙、プラスチックフィルムでコーティングされた金属箔や紙、アルミやシリカにより蒸着処理されたプラスチックフィルム等のフィルム状のもの;ポリウレタン樹脂等の公知の合成皮革原料からなる樹脂層、各種織物、編物、不織布等の皮革状積層体の基材が挙げられる。 Although it does not restrict | limit especially as a kind of laminated body of this invention, For example, a plate-shaped laminated body, a sheet-like laminated body, and a leather-like laminated body can be provided. The substrate of the laminate is not particularly limited, but has a thickness such as metal, synthetic rubber, wood or glass; polyvinyl chloride or polyolefin plastic film, metal foil, paper, metal foil coated with plastic film, Film-like materials such as paper, plastic films deposited by aluminum or silica; resin layers made of known synthetic leather raw materials such as polyurethane resins, and base materials for leather-like laminates such as various woven fabrics, knitted fabrics, and nonwoven fabrics It is done.
本発明の一液型接着剤は、貼り合わせようとする基材の少なくとも一方に塗布して用いることができ、その塗布量は、ポリウレタン樹脂の単位面積当たりの質量で10〜300g/m2となる量が好ましく、50〜150g/m2がより好ましい。塗布量が10g/m2未満では得られる積層体の接着強度が低下する傾向にあり、他方、300g/m2を超えると接着剤の乾燥時間(水の蒸発時間)が長くなり経済的に好ましくない。 The one-component adhesive of the present invention can be used by being applied to at least one of the substrates to be bonded together, and the coating amount is 10 to 300 g / m 2 in mass per unit area of the polyurethane resin. The amount is preferably 50 to 150 g / m 2 . If the coating amount is less than 10 g / m 2 , the adhesive strength of the resulting laminate tends to decrease. On the other hand, if it exceeds 300 g / m 2 , the drying time (water evaporation time) of the adhesive becomes longer, which is economically preferable. Absent.
また、このような一液型接着剤を塗布する方法としては、従来公知の方法を適宜採用することができ、例えば、ロールコーティング、グラビアコーティング、ナイフコーティング、リバースコーティング、キスコーティング等のコーティング;スプレー、刷毛等を用いる方法が挙げられる。 In addition, as a method of applying such a one-component adhesive, a conventionally known method can be appropriately employed. For example, coating such as roll coating, gravure coating, knife coating, reverse coating, kiss coating, etc .; spray And a method using a brush or the like.
さらに、本発明の一液型接着剤を用いて基材を貼り合わせる方法も特に制限されず、ウェットラミネート法、ドライラミネート法のいずれでもよいが、得られる積層体の品位、接着強度、耐久性の観点からドライラミネート法がより好ましい。 Further, the method of laminating the substrates using the one-component adhesive of the present invention is not particularly limited, and any of wet lamination method and dry lamination method may be used. In view of the above, the dry lamination method is more preferable.
このようなウェットラミネート法においては、基材に接着剤を塗布した後にもう一方の基材を貼り合わせる。また、ドライラミネート法においては、基材に接着剤を塗布した後に乾燥させ、もう一方の基材を貼り合わせる。乾燥の条件は、特に限定されないが、例えば、熱風乾燥機、赤外線照射乾燥機、マイクロ波照射乾燥機、湿熱乾燥機等の従来公知の乾燥機により、温度30〜150℃で20分以下の時間で乾燥させることが好ましい。 In such a wet laminating method, after applying an adhesive to a substrate, the other substrate is bonded. In the dry laminating method, an adhesive is applied to a substrate and then dried, and the other substrate is bonded. The drying conditions are not particularly limited, but for example, a time of 20 minutes or less at a temperature of 30 to 150 ° C. by a conventionally known dryer such as a hot air dryer, an infrared irradiation dryer, a microwave irradiation dryer, or a wet heat dryer. It is preferable to dry with.
また、基材を貼り合わせる際には、必要に応じて熱圧着を施すことができる。熱圧着の条件は、圧着温度を常温〜150℃、圧着時間を20分以下、圧着圧力を0.1〜400kg/cm2とすることが好ましい。また、熱圧着させながら基材を貼り合わせてもよく、基材を貼り合わせた後に熱圧着してもよい。 Moreover, when bonding a base material, thermocompression bonding can be performed as needed. The thermocompression bonding conditions are preferably a pressure bonding temperature of room temperature to 150 ° C., a pressure bonding time of 20 minutes or less, and a pressure bonding pressure of 0.1 to 400 kg / cm 2 . Further, the substrate may be bonded while thermocompression bonding, or may be thermocompression bonded after bonding the substrate.
このようにして得られた本発明の積層体は、自動車等の車両の内装材をはじめ、靴や財布等の日用品、椅子等の家具や衣類等の繊維製品に用いられる合成皮革、建材、真空成形品、包装材料等の各種の用途に適用される。 The laminate of the present invention thus obtained is used for interior materials for vehicles such as automobiles, daily necessaries such as shoes and wallets, furniture such as chairs and textile products such as clothing, building materials, vacuum It is applied to various uses such as molded products and packaging materials.
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、接着剤のオープンタイム、接着性、常態接着性、耐加水分解性及び耐熱クリープ性はそれぞれ下記の方法により評価又は測定した。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated more concretely based on an Example and a comparative example, this invention is not limited to a following example. The open time, adhesiveness, normal adhesiveness, hydrolysis resistance, and heat resistant creep resistance of the adhesive were evaluated or measured by the following methods.
(i)接着剤のオープンタイム
接着剤を、刷毛を用いて軟質ポリ塩化ビニルフィルム(株式会社高藤化成、「タフニールSG482−2」、幅50mm×長さ100mm×厚さ2mm)に、ポリウレタン樹脂の単位面積当たりの質量が100g/m2となるように塗布し、60℃で5分間、熱風乾燥機に入れて乾燥させ、これを試験片とした。乾燥後、直ちに20℃で静置し、1分間おきに試験片の接着剤層同士を貼り合わせ、熱プレス機にて30℃で40N/cm2の条件で10秒間圧着し、接着しなくなるまでの時間を測定した。乾燥後から接着しなくなるまでの時間が長いほど、オープンタイムが長いことを意味する。
(I) Open time of adhesive The adhesive is applied to a soft polyvinyl chloride film (Takafuji Kasei Co., Ltd., “Tough Neal SG482-2”, width 50 mm × length 100 mm × thickness 2 mm) using a brush. It apply | coated so that the mass per unit area might be 100 g / m < 2 >, and it put into the hot-air dryer for 5 minutes at 60 degreeC, and made it the test piece. Immediately after drying, the sample is allowed to stand at 20 ° C., and the adhesive layers of the test pieces are bonded to each other every one minute, and then bonded with a hot press machine at 30 ° C. for 10 seconds under the condition of 40 N / cm 2 until no adhesion occurs. Was measured. It means that the longer the time from drying to no adhesion, the longer the open time.
(ii)接着性
接着剤を、刷毛を用いて軟質ポリ塩化ビニルフィルム(株式会社高藤化成、「タフニールSG482−2」、幅50mm×長さ100mm×厚さ2mm)に、ポリウレタン樹脂の単位面積当たりの質量が100g/m2となるように塗布し、60℃で5分間、熱風乾燥機に入れて乾燥させた。乾燥後20℃で静置し1分間養生した後、接着剤層面同士を貼り合わせ、熱プレス機にてそれぞれ温度40、60、80℃で、40N/cm2の圧力条件で10秒間圧着し、積層体を得た。
(Ii) Adhesive The adhesive is applied to a soft polyvinyl chloride film (Takafuji Kasei Co., Ltd., “Tough Neel SG482-2”, width 50 mm × length 100 mm × thickness 2 mm) using a brush per unit area of polyurethane resin. The mass was applied to 100 g / m 2 and dried in a hot air dryer at 60 ° C. for 5 minutes. After drying and standing at 20 ° C. and curing for 1 minute, the adhesive layer surfaces were bonded together, and pressure bonded for 10 seconds at a temperature of 40, 60, and 80 ° C. under a pressure condition of 40 N / cm 2 , respectively. A laminate was obtained.
得られた積層体を、幅20mm×長さ100mmの大きさに調整し、オートグラフ(AUTO GRAPH AG−IS、島津製作所製)にて、引張速度100mm/分で180度剥離の強度を測定した。 The obtained laminate was adjusted to a size of 20 mm wide × 100 mm long, and the strength of 180 degree peeling was measured with an autograph (AUTO GRAPH AG-IS, manufactured by Shimadzu Corporation) at a pulling speed of 100 mm / min. .
剥離強度が高いほど、接着性に優れていることを意味する。特に、熱プレス時の温度が低い場合に得られる積層体の剥離強度が高いほど、低温接着性に優れている。 Higher peel strength means better adhesion. In particular, the higher the peel strength of the laminate obtained when the temperature during hot pressing is lower, the better the low-temperature adhesiveness.
(iii)常態接着性
接着剤を、刷毛を用いて軟質ポリ塩化ビニルフィルム(株式会社高藤化成、「タフニールSG482−2」、幅50mm×長さ100mm×厚さ2mm)に、ポリウレタン樹脂の単位面積当たりの質量が100g/m2となるように塗布し、60℃で5分間、熱風乾燥機に入れて乾燥させた。乾燥後直ちに接着剤層面同士を貼り合わせ、熱プレス機にて温度60℃で、40N/cm2の圧力条件で10秒間圧着した後、温度20℃及び湿度65%RHで1日間養生し、積層体を得た。
(Iii) Normal adhesive The unit area of the polyurethane resin on the soft polyvinyl chloride film (Takafuji Kasei Co., Ltd., “Tough Neal SG482-2”, width 50 mm × length 100 mm × thickness 2 mm) using a brush. It apply | coated so that the mass per hit might be 100 g / m < 2 >, It put into the hot air dryer for 5 minutes at 60 degreeC, and was dried. Immediately after drying, the adhesive layers are bonded to each other, pressure bonded for 10 seconds at a temperature of 60 ° C. and a pressure of 40 N / cm 2 with a hot press machine, and then cured for one day at a temperature of 20 ° C. and a humidity of 65% RH. Got the body.
得られた積層体を、幅20mm×長さ100mmの大きさに調整し、オートグラフ(AUTO GRAPH AG−IS、島津製作所製)にて、引張速度100mm/分で180度剥離の強度を測定した。 The obtained laminate was adjusted to a size of 20 mm wide × 100 mm long, and the strength of 180 degree peeling was measured with an autograph (AUTO GRAPH AG-IS, manufactured by Shimadzu Corporation) at a pulling speed of 100 mm / min. .
(iv)耐加水分解性
前記(iii)常態接着性の評価方法と同様にして、軟質ポリ塩化ビニルフィルムの積層体を得た。この積層体を幅20mm×長さ100mmの大きさに切り取り試験片とした。
(Iv) Hydrolysis resistance A laminate of a soft polyvinyl chloride film was obtained in the same manner as in the above (iii) evaluation method for normal adhesion. This laminate was cut into a size of 20 mm wide × 100 mm long to obtain a test piece.
得られた試験片をオートグラフ(AUTO GRAPH AG−IS、島津製作所製)にて、引張速度100mm/分で180度剥離の強度を測定し、その強度を初期接着強度とした。また、前記試験片を、温度70℃及び湿度95%RHに調整した恒温恒湿機(プラチナスPR−1SP、タバイエスペック株式会社製)に入れて、それぞれ1週間及び2週間放置した後、温度20℃及び湿度65%RHで1日間養生し、オートグラフ(AUTO GRAPH AG−IS、島津製作所製)にて、引張速度100mm/分で180度剥離の強度を測定し、その強度を加水分解性試験後の接着強度とした。 The strength of 180 ° peeling was measured for the obtained test piece with an autograph (AUTO GRAPH AG-IS, manufactured by Shimadzu Corp.) at a pulling rate of 100 mm / min, and the strength was defined as initial adhesive strength. Moreover, after putting the said test piece into the thermo-hygrostat (Platinus PR-1SP, the product made by Tabai Espec Co., Ltd.) adjusted to a temperature of 70 ° C. and a humidity of 95% RH, and left for 1 week and 2 weeks, respectively, Cured for 1 day at ℃ and humidity of 65% RH, measured with 180 degree peeling strength at 100mm / min with autograph (AUTO GRAPH AG-IS, manufactured by Shimadzu Corporation) It was set as the later adhesive strength.
そして、このようにして得られた初期接着強度と加水分解性試験後の接着強度とから、下記式(5)に基づいて接着強度保持率を算出した。接着強度保持率が高い程、耐加水分解性に優れていることを意味する。
接着強度保持率(%)
={(加水分解性試験後の接着強度)/(初期接着強度)}×100 (5)。
接着強度保持率(%)=(加水分解性試験後の接着強度)×100/(初期接着強度)
(v)耐熱クリープ性
JIS K 6833(1994)8.2.2の剥離試験片に記載されている方法に準じて評価した。すなわち、接着剤を、刷毛を用いて軟質ポリ塩化ビニルフィルム(株式会社高藤化成、「タフニールSG482−2」)に、ポリウレタン樹脂の単位面積当たりの質量が100g/m2となるように塗布し、60℃で5分間、熱風乾燥機に入れて乾燥させた。乾燥後直ちに接着剤層面同士を貼り合わせ、熱プレス機にて温度60℃で、40N/cm2の圧力条件で10秒間圧着した後、温度20℃及び湿度65%RHで1日間養生し、積層体を得た。
And the adhesive strength retention was computed based on following formula (5) from the initial stage adhesive strength obtained in this way, and the adhesive strength after a hydrolysis test. The higher the adhesive strength retention, the better the hydrolysis resistance.
Adhesive strength retention rate (%)
= {(Adhesive strength after hydrolyzability test) / (Initial adhesive strength)} × 100 (5).
Adhesive strength retention (%) = (Adhesive strength after hydrolyzability test) × 100 / (initial adhesive strength)
(V) Heat resistance creep resistance It evaluated according to the method described in the peeling test piece of JISK6833 (1994) 8.2.2. That is, the adhesive was applied to a soft polyvinyl chloride film (Takafuji Kasei Co., Ltd., “Tough Neal SG482-2”) using a brush so that the mass per unit area of the polyurethane resin was 100 g / m 2 , It put into the hot-air dryer for 5 minutes at 60 degreeC, and was dried. Immediately after drying, the adhesive layers are bonded to each other, pressure bonded for 10 seconds at a temperature of 60 ° C. and a pressure of 40 N / cm 2 with a hot press machine, and then cured for one day at a temperature of 20 ° C. and a humidity of 65% RH. Got the body.
得られた積層体を、幅20mm×長さ150mmの大きさに切り取り、1kg荷重の錘を吊して、70℃雰囲気下の熱風乾燥機内に設置し、30分後、積層体が剥離した距離を測定した。剥離した距離が小さいほど耐熱クリープ性に優れている。 The obtained laminate was cut into a size of 20 mm wide × 150 mm long, suspended by a weight of 1 kg, and placed in a hot air dryer under an atmosphere of 70 ° C. After 30 minutes, the distance at which the laminate was peeled off Was measured. The smaller the peeled distance, the better the heat resistant creep resistance.
(調整例1:スルホネート基を有するラクトン系ポリエステルポリオールの製造)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4ツ口フラスコに、窒素気流下で、5−スルホソジウムイソフタル酸ジメチル302g、1,4−ブタンジオール180g及び触媒としてジブチル錫オキサイドを0.02g仕込み、反応温度190〜200℃で酸価が1mgKOH/g以下となるまで約4時間エステル交換反応を行った。次いで、100℃まで冷却した後、ε−カプロラクトン518gを仕込み、反応温度160℃で約8時間反応させ、スルホネート基を有するラクトン系ポリエステルポリオールを得た。得られたポリエステルポリオールの水酸基価は104.5mgKOH/gであり、酸価は0.5mgKOH/gであった。
(Adjustment Example 1: Production of lactone-based polyester polyol having a sulfonate group)
In a four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer and a nitrogen blowing tube, under a nitrogen stream, 302 g of dimethyl 5-sulfosodium isophthalate, 180 g of 1,4-butanediol and dibutyltin oxide as a catalyst Was transesterified at a reaction temperature of 190 to 200 ° C. until the acid value became 1 mgKOH / g or less for about 4 hours. Next, after cooling to 100 ° C., 518 g of ε-caprolactone was charged and reacted at a reaction temperature of 160 ° C. for about 8 hours to obtain a lactone polyester polyol having a sulfonate group. The obtained polyester polyol had a hydroxyl value of 104.5 mgKOH / g and an acid value of 0.5 mgKOH / g.
(調整例2:カルボキシル基を有するラクトン系ポリエステルポリオールの製造)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4ツ口フラスコに、窒素気流下で、2,2−ジメチロールブタン酸148g、ε−カプロラクトン852g及び触媒としてジブチル錫オキサイドを0.02g仕込み、反応温度160℃で約7時間反応させ、カルボキシル基を有するラクトン系ポリエステルポリオールを得た。得られたポリエステルポリオールの水酸基価は112.2mgKOH/gであり、酸価は55.7mgKOH/gであった。
(Adjustment Example 2: Production of a lactone-based polyester polyol having a carboxyl group)
In a four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer and a nitrogen blowing tube, 148 g of 2,2-dimethylolbutanoic acid, 852 g of ε-caprolactone and dibutyltin oxide as a catalyst were added in an amount of 0. 02 g was charged and reacted at a reaction temperature of 160 ° C. for about 7 hours to obtain a lactone polyester polyol having a carboxyl group. The obtained polyester polyol had a hydroxyl value of 112.2 mgKOH / g and an acid value of 55.7 mgKOH / g.
<水性ポリウレタン樹脂組成物の製造>
(実施例1)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4ツ口フラスコに、窒素気流下、ポリブチレンアジペートジオール(数平均分子量2000)306.6g、調整例1で得られたスルホネート基を有するポリエステルポリオール43.0g、アセトン44.0gを加え、均一に混合させた後、ヘキサメチレンジイソシアネート46.4gを加え、次いでジブチル錫ジラウレート0.1gを加え、80℃に昇温した後、約7時間反応させ、固形分に対して遊離イソシアネート基の含有量が1.6質量%である、イソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を得た。なお、プレポリマー製造時のa/bの値は100/70であった。
<Production of aqueous polyurethane resin composition>
Example 1
In a four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a nitrogen blowing tube, 306.6 g of polybutylene adipate diol (number average molecular weight 2000) and the sulfonate group obtained in Preparation Example 1 were added under a nitrogen stream. After adding 43.0 g of polyester polyol and 44.0 g of acetone and mixing them uniformly, 46.4 g of hexamethylene diisocyanate was added, then 0.1 g of dibutyltin dilaurate was added, and the temperature was raised to 80 ° C. It was made to react for time, and the acetone solution of the isocyanate group terminal prepolymer neutralized material whose content of free isocyanate group is 1.6 mass% with respect to solid content was obtained. In addition, the value of a / b at the time of prepolymer manufacture was 100/70.
このイソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を50℃まで冷却し、アセトン220.0gを加えて均一に混合させた後、エチレンジアミン5.0gとイオン交換水601.5gとを混合したポリアミン水溶液(ポリアミン濃度0.82質量%)を、40〜50℃にて徐々に滴下し、鎖伸長反応と同時に水分散を行った。ここで、a/(b+c)の値は100/100であった。 The acetone solution of the isocyanate group-terminated prepolymer neutralized product is cooled to 50 ° C., 220.0 g of acetone is added and mixed uniformly, and then an aqueous polyamine solution in which 5.0 g of ethylenediamine and 601.5 g of ion-exchanged water are mixed. (Polyamine concentration 0.82% by mass) was gradually added dropwise at 40 to 50 ° C., and water dispersion was performed simultaneously with the chain extension reaction. Here, the value of a / (b + c) was 100/100.
次いで、この反応液を約2時間熟成した後、減圧下、30℃にて約2時間脱溶剤を行い、固形分40質量%の水性ポリウレタン樹脂組成物を得た。この組成物において、ポリウレタン樹脂中のスルホン基及びスルホネート基の含有量は1.0質量%であった。また、得られた組成物は、経時による分離、沈降もなく非常に安定なエマルジョンであった。 Next, after aging this reaction solution for about 2 hours, the solvent was removed under reduced pressure at 30 ° C. for about 2 hours to obtain an aqueous polyurethane resin composition having a solid content of 40% by mass. In this composition, the content of sulfone groups and sulfonate groups in the polyurethane resin was 1.0% by mass. The obtained composition was a very stable emulsion without separation and sedimentation with time.
(実施例2)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4ツ口フラスコに、窒素気流下、ポリブチレンアジペートジオール(数平均分子量2000)296.8g、調整例1で得られたスルホネート基を有するポリエステルポリオール41.8g、1,4−ブタンジオール1.3g、アセトン44.0gを加え、均一に混合させた後、イソホロンジイソシアネート32.0g、ヘキサメチレンジイソシアネート24.2gを加え、次いでジブチル錫ジラウレート0.1gを加え、80℃に昇温した後、約7時間反応させ、固形分に対して遊離イソシアネート基の含有量が1.7質量%である、イソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を得た。なお、プレポリマー製造時のa/bの値は100/70であった。
(Example 2)
In a four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a nitrogen blowing tube, 296.8 g of polybutylene adipate diol (number average molecular weight 2000) under a nitrogen stream was added to the sulfonate group obtained in Preparation Example 1. 41.8 g of polyester polyol having, 1.3 g of 1,4-butanediol and 44.0 g of acetone were added and mixed uniformly, then 32.0 g of isophorone diisocyanate and 24.2 g of hexamethylene diisocyanate were added, and then dibutyltin dilaurate 0.1 g was added, the temperature was raised to 80 ° C., and the mixture was reacted for about 7 hours, and the isocyanate group-terminated prepolymer neutralized product having a free isocyanate group content of 1.7% by mass relative to the solid content A solution was obtained. In addition, the value of a / b at the time of prepolymer manufacture was 100/70.
このイソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を50℃まで冷却し、アセトン220.0gを加えて均一に混合させた後、エチレンジアミン5.2gとイオン交換水601.8gを混合したポリアミン水溶液(ポリアミン濃度0.85質量%)を、40〜50℃にて徐々に滴下し、鎖伸長反応と同時に水分散を行った。ここで、a/(b+c)の値100/100であった。 The acetone solution of the isocyanate group-terminated prepolymer neutralized product is cooled to 50 ° C., 220.0 g of acetone is added and mixed uniformly, and then an aqueous polyamine solution in which 5.2 g of ethylenediamine and 601.8 g of ion-exchanged water are mixed ( Polyamine concentration 0.85% by mass) was gradually added dropwise at 40 to 50 ° C., and water dispersion was performed simultaneously with the chain extension reaction. Here, the value of a / (b + c) was 100/100.
次いで、この反応液を約2時間熟成した後、減圧下、30℃にて約2時間脱溶剤を行い、固形分40質量%の水性ポリウレタン樹脂組成物を得た。この組成物において、ポリウレタン樹脂中のスルホン基及びスルホネート基の含有量は1.0質量%であった。また、得られた組成物は、経時による分離、沈降もなく非常に安定なエマルジョンであった。 Next, after aging this reaction solution for about 2 hours, the solvent was removed under reduced pressure at 30 ° C. for about 2 hours to obtain an aqueous polyurethane resin composition having a solid content of 40% by mass. In this composition, the content of sulfone groups and sulfonate groups in the polyurethane resin was 1.0% by mass. The obtained composition was a very stable emulsion without separation and sedimentation with time.
(実施例3)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4ツ口フラスコに、窒素気流下、ポリブチレンアジペートジオール(数平均分子量2000)296.6g、調整例1で得られたスルホネート基を有するポリエステルポリオール42.1g、アセトン44.0gを加え、均一に混合させた後、ヘキサメチレンジイソシアネート57.3gを加え、次いでジブチル錫ジラウレート0.1gを加え、80℃に昇温した後、約4時間反応させ、固形分に対して遊離イソシアネート基の含有量が2.9質量%である、イソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を得た。なお、プレポリマー製造時のa/bの値は100/55であった。
(Example 3)
In a four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a nitrogen blowing tube, 296.6 g of polybutylene adipate diol (number average molecular weight 2000) under a nitrogen stream, and the sulfonate group obtained in Preparation Example 1 were added. 42.1 g of polyester polyol and 44.0 g of acetone were added and mixed uniformly, then 57.3 g of hexamethylene diisocyanate was added, then 0.1 g of dibutyltin dilaurate was added, the temperature was raised to 80 ° C., and about 4 It was made to react for time, and the acetone solution of the isocyanate group terminal prepolymer neutralized product whose content of a free isocyanate group is 2.9 mass% with respect to solid content was obtained. In addition, the value of a / b at the time of prepolymer manufacture was 100/55.
このイソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を50℃まで冷却し、アセトン220.0gを加えて均一に混合させた後、エチレンジアミン9.2gとイオン交換水1074.0gを混合したポリアミン水溶液(ポリアミン濃度0.85質量%)を、40〜50℃にて徐々に滴下し、鎖伸長反応と同時に水分散を行った。ここで、a/(b+c)の値は100/100であった。 The acetone solution of the isocyanate group-terminated prepolymer neutralized product was cooled to 50 ° C., 220.0 g of acetone was added and mixed uniformly, and then an aqueous polyamine solution in which 9.2 g of ethylenediamine and 1074.0 g of ion-exchanged water were mixed ( Polyamine concentration 0.85% by mass) was gradually added dropwise at 40 to 50 ° C., and water dispersion was performed simultaneously with the chain extension reaction. Here, the value of a / (b + c) was 100/100.
次いで、この反応液を約2時間熟成した後、減圧下、30℃にて約5時間脱溶剤、脱水を行い、固形分40質量%の水性ポリウレタン樹脂組成物を得た。この組成物において、ポリウレタン樹脂中のスルホン基及びスルホネート基の含有量は1.0質量%であった。また、得られた組成物は、経時による分離、沈降もなく非常に安定なエマルジョンであった。 Next, this reaction solution was aged for about 2 hours, and then desolvated and dehydrated at 30 ° C. under reduced pressure for about 5 hours to obtain an aqueous polyurethane resin composition having a solid content of 40% by mass. In this composition, the content of sulfone groups and sulfonate groups in the polyurethane resin was 1.0% by mass. The obtained composition was a very stable emulsion without separation and sedimentation with time.
(実施例4)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4ツ口フラスコに、窒素気流下、ポリブチレンアジペートジオール(数平均分子量2000)309.1g、調整例1で得られたスルホネート基を有するポリエステルポリオール43.2g、アセトン44.0gを加え、均一に混合させた後、ヘキサメチレンジイソシアネート43.6gを加え、次いでジブチル錫ジラウレート0.1gを加え、80℃に昇温した後、約7時間反応させ、固形分に対して遊離イソシアネート基の含有量が1.2質量%である、イソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を得た。なお、プレポリマー製造時のa/bの値は100/75であった。
Example 4
In a four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a nitrogen blowing tube, 309.1 g of polybutylene adipatediol (number average molecular weight 2000) and the sulfonate group obtained in Preparation Example 1 were added under a nitrogen stream. 43.2 g of polyester polyol and 44.0 g of acetone were added and mixed uniformly, then 43.6 g of hexamethylene diisocyanate was added, then 0.1 g of dibutyltin dilaurate was added, and the temperature was raised to 80 ° C. The reaction was carried out for a time to obtain an acetone solution of a neutralized isocyanate group-terminated prepolymer having a free isocyanate group content of 1.2% by mass based on the solid content. In addition, the value of a / b at the time of prepolymer manufacture was 100/75.
このイソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を50℃まで冷却し、アセトン220.0gを加えて均一に混合させた後、エチレンジアミン3.9gとイオン交換水599.9gを混合したポリアミン水溶液(ポリアミン濃度0.65質量%)を、40〜50℃にて徐々に滴下し、鎖伸長反応と同時に水分散を行った。ここで、a/(b+c)の値は100/100であった。 The acetone solution of the isocyanate group-terminated prepolymer neutralized product was cooled to 50 ° C., 220.0 g of acetone was added and mixed uniformly, and then an aqueous polyamine solution in which 3.9 g of ethylenediamine and 599.9 g of ion-exchanged water were mixed ( Polyamine concentration 0.65% by mass) was gradually added dropwise at 40 to 50 ° C., and water dispersion was performed simultaneously with the chain extension reaction. Here, the value of a / (b + c) was 100/100.
次いで、この反応液を約2時間熟成した後、減圧下、30℃にて約2時間脱溶剤を行い、固形分40質量%の水性ポリウレタン樹脂組成物を得た。この組成物において、ポリウレタン樹脂中のスルホン基及びスルホネート基の含有量は、1.0質量%であった。また、得られた組成物は、経時による分離、沈降もなく非常に安定なエマルジョンであった。 Next, after aging this reaction solution for about 2 hours, the solvent was removed under reduced pressure at 30 ° C. for about 2 hours to obtain an aqueous polyurethane resin composition having a solid content of 40% by mass. In this composition, the content of sulfone groups and sulfonate groups in the polyurethane resin was 1.0% by mass. The obtained composition was a very stable emulsion without separation and sedimentation with time.
(実施例5)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4ツ口フラスコに、窒素気流下、ポリブチレンアジペートジオール(数平均分子量2000)306.6g、調整例1で得られたスルホネート基を有するポリエステルポリオール43.0g、アセトン44.0gを加え、均一に混合させた後、ヘキサメチレンジイソシアネート46.4gを加え、次いでジブチル錫ジラウレート0.1gを加え、80℃に昇温した後、約7時間反応させ、固形分に対して遊離イソシアネート基の含有量が1.6質量%である、イソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を得た。なお、プレポリマー製造時のa/bの値は100/70であった。
(Example 5)
In a four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a nitrogen blowing tube, 306.6 g of polybutylene adipate diol (number average molecular weight 2000) and the sulfonate group obtained in Preparation Example 1 were added under a nitrogen stream. After adding 43.0 g of polyester polyol and 44.0 g of acetone and mixing them uniformly, 46.4 g of hexamethylene diisocyanate was added, then 0.1 g of dibutyltin dilaurate was added, and the temperature was raised to 80 ° C. It was made to react for time, and the acetone solution of the isocyanate group terminal prepolymer neutralized material whose content of free isocyanate group is 1.6 mass% with respect to solid content was obtained. In addition, the value of a / b at the time of prepolymer manufacture was 100/70.
このイソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を50℃まで冷却し、アセトン220.0gを加えて均一に混合させた後、エチレンジアミン4.5gとイオン交換水600.7gを混合したポリアミン水溶液(ポリアミン濃度0.74質量%)を、40〜50℃にて徐々に滴下し、鎖伸長反応と同時に水分散を行った。ここで、a/(b+c)の値は100/97であった。 The acetone solution of the isocyanate group-terminated prepolymer neutralized product is cooled to 50 ° C., 220.0 g of acetone is added and mixed uniformly, and then an aqueous polyamine solution in which 4.5 g of ethylenediamine and 600.7 g of ion-exchanged water are mixed ( Polyamine concentration 0.74% by mass) was gradually added dropwise at 40 to 50 ° C., and water dispersion was performed simultaneously with the chain extension reaction. Here, the value of a / (b + c) was 100/97.
次いで、この反応液を約2時間熟成した後、減圧下、30℃にて約2時間脱溶剤を行い、固形分40質量%の水性ポリウレタン樹脂組成物を得た。この組成物において、ポリウレタン樹脂中のスルホン基及びスルホネート基の含有量は1.0質量%であった。また、得られた組成物は、経時による分離、沈降もなく非常に安定なエマルジョンであった。 Next, after aging this reaction solution for about 2 hours, the solvent was removed under reduced pressure at 30 ° C. for about 2 hours to obtain an aqueous polyurethane resin composition having a solid content of 40% by mass. In this composition, the content of sulfone groups and sulfonate groups in the polyurethane resin was 1.0% by mass. The obtained composition was a very stable emulsion without separation and sedimentation with time.
(実施例6)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4ツ口フラスコに、窒素気流下、ポリブチレンアジペートジオール(数平均分子量2000)238.9g、調整例1で得られたスルホネート基を有するポリエステルポリオール105.0g、アセトン44.0gを加え、均一に混合させた後、ヘキサメチレンジイソシアネート52.1gを加え、次いでジブチル錫ジラウレート0.1gを加え、80℃に昇温した後、約7時間反応させ、固形分に対して遊離イソシアネート基の含有量が1.8質量%である、イソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を得た。なお、プレポリマー製造時のa/bの値は100/70であった。
(Example 6)
In a four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a nitrogen blowing tube, 238.9 g of polybutylene adipate diol (number average molecular weight 2000) was added to the sulfonate group obtained in Preparation Example 1 under a nitrogen stream. After adding 105.0 g of polyester polyol and 44.0 g of acetone and mixing uniformly, 52.1 g of hexamethylene diisocyanate was added, then 0.1 g of dibutyltin dilaurate was added, and the temperature was raised to 80 ° C. It was made to react for time, and the acetone solution of the isocyanate group terminal prepolymer neutralized product whose content of a free isocyanate group is 1.8 mass% with respect to solid content was obtained. In addition, the value of a / b at the time of prepolymer manufacture was 100/70.
このイソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を50℃まで冷却し、アセトン220.0gを加えて均一に混合させた後、エチレンジアミン5.6gとイオン交換水602.4gを混合したポリアミン水溶液(ポリアミン濃度0.92質量%)を、40〜50℃にて徐々に滴下し、鎖伸長反応と同時に水分散を行った。ここでa/(b+c)の値は100/100であった。 The acetone solution of the isocyanate group-terminated prepolymer neutralized product is cooled to 50 ° C., 220.0 g of acetone is added and mixed uniformly, and then an aqueous polyamine solution in which 5.6 g of ethylenediamine and 602.4 g of ion-exchanged water are mixed ( Polyamine concentration 0.92% by mass) was gradually added dropwise at 40 to 50 ° C., and water dispersion was performed simultaneously with the chain extension reaction. Here, the value of a / (b + c) was 100/100.
次いで、この反応液を約2時間熟成した後、減圧下、30℃にて約2時間脱溶剤を行い、固形分40質量%の水性ポリウレタン樹脂組成物を得た。この組成物において、ポリウレタン樹脂中のスルホン基及びスルホネート基の含有量は2.5質量%であった。また、得られた組成物は、経時による分離、沈降もなく非常に安定なエマルジョンであった。 Next, after aging this reaction solution for about 2 hours, the solvent was removed under reduced pressure at 30 ° C. for about 2 hours to obtain an aqueous polyurethane resin composition having a solid content of 40% by mass. In this composition, the content of sulfone groups and sulfonate groups in the polyurethane resin was 2.5% by mass. The obtained composition was a very stable emulsion without separation and sedimentation with time.
(実施例7)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4ツ口フラスコに、窒素気流下、ポリブチレンアジペートジオール(数平均分子量2000)330.3g、調整例1で得られたスルホネート基を有するポリエステルポリオール21.3g、アセトン44.0gを加え、均一に混合させた後、ヘキサメチレンジイソシアネート44.4gを加え、次いでジブチル錫ジラウレート0.1gを加え、80℃に昇温した後、約7時間反応させ、固形分に対して遊離イソシアネート基の含有量が1.5質量%である、イソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を得た。なお、プレポリマー製造時のa/bの値は100/70であった。
(Example 7)
In a four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer and a nitrogen blowing tube, 330.3 g of polybutylene adipate diol (number average molecular weight 2000) under a nitrogen stream, and the sulfonate group obtained in Preparation Example 1 were added. After adding 21.3 g of polyester polyol and 44.0 g of acetone and mixing them uniformly, 44.4 g of hexamethylene diisocyanate was added, then 0.1 g of dibutyltin dilaurate was added, and the temperature was raised to 80 ° C. It was made to react for time, and the acetone solution of the isocyanate group terminal prepolymer neutralized product whose content of a free isocyanate group is 1.5 mass% with respect to solid content was obtained. In addition, the value of a / b at the time of prepolymer manufacture was 100/70.
このイソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を50℃まで冷却し、アセトン220.0gを加えて均一に混合させた後、エチレンジアミン4.8gとイオン交換水601.1gを混合したポリアミン水溶液(ポリアミン濃度0.79質量%)を、40〜50℃にて徐々に滴下し、鎖伸長反応と同時に水分散を行った。ここで、a/(b+c)の値は100/100であった。 The acetone solution of the isocyanate group-terminated prepolymer neutralized product is cooled to 50 ° C., 220.0 g of acetone is added and mixed uniformly, and then an aqueous polyamine solution in which 4.8 g of ethylenediamine and 601.1 g of ion-exchanged water are mixed ( Polyamine concentration 0.79% by mass) was gradually added dropwise at 40 to 50 ° C., and water dispersion was performed simultaneously with the chain extension reaction. Here, the value of a / (b + c) was 100/100.
次いで、この反応液を約2時間熟成した後、減圧下、30℃にて約2時間脱溶剤を行い、固形分40質量%の水性ポリウレタン樹脂組成物を得た。この組成物において、ポリウレタン樹脂中のスルホン基及びスルホネート基の含有量は0.5質量%であった。また、得られた組成物は、経時による分離、沈降もなく非常に安定なエマルジョンであった。 Next, after aging this reaction solution for about 2 hours, the solvent was removed under reduced pressure at 30 ° C. for about 2 hours to obtain an aqueous polyurethane resin composition having a solid content of 40% by mass. In this composition, the content of sulfone groups and sulfonate groups in the polyurethane resin was 0.5% by mass. The obtained composition was a very stable emulsion without separation and sedimentation with time.
(実施例8)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4ツ口フラスコに、窒素気流下、ポリブチレンアジペートジオール(数平均分子量2000)306.6g、調整例1で得られたスルホネート基を有するポリエステルポリオール43.0g、アセトン44.0gを加え、均一に混合させた後、ヘキサメチレンジイソシアネート46.4gを加え、次いでジブチル錫ジラウレート0.1gを加え、80℃に昇温した後、約7時間反応させ、固形分に対して遊離イソシアネート基の含有量が1.6量%である、イソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を得た。なお、プレポリマー製造時のa/bの値は100/70であった。
(Example 8)
In a four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a nitrogen blowing tube, 306.6 g of polybutylene adipate diol (number average molecular weight 2000) and the sulfonate group obtained in Preparation Example 1 were added under a nitrogen stream. After adding 43.0 g of polyester polyol and 44.0 g of acetone and mixing them uniformly, 46.4 g of hexamethylene diisocyanate was added, then 0.1 g of dibutyltin dilaurate was added, and the temperature was raised to 80 ° C. The reaction was carried out for a time to obtain an acetone solution of a neutralized isocyanate group-terminated prepolymer having a free isocyanate group content of 1.6% by weight based on the solid content. In addition, the value of a / b at the time of prepolymer manufacture was 100/70.
このイソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を50℃まで冷却し、アセトン220.0gを加えて均一に混合させた後、エチレンジアミン5.0gとイオン交換水160.7gを混合したポリアミン水溶液(ポリアミン濃度3.00質量%)を、40〜50℃にて徐々に滴下し均一化した後、イオン交換水440.8gを徐々に滴下し、鎖伸長反応と同時に水分散を行った。ここで、a/(b+c)の値は100/100であった。 The acetone solution of this isocyanate group-terminated prepolymer neutralized product was cooled to 50 ° C., 220.0 g of acetone was added and mixed uniformly, and then an aqueous polyamine solution in which 5.0 g of ethylenediamine and 160.7 g of ion-exchanged water were mixed ( A polyamine concentration of 3.00% by mass) was gradually added dropwise at 40 to 50 ° C. to homogenize, and 440.8 g of ion-exchanged water was gradually added dropwise to carry out water dispersion simultaneously with the chain extension reaction. Here, the value of a / (b + c) was 100/100.
次いで、この反応液を約2時間熟成をした後、減圧下、30℃にて約2時間脱溶剤を行い、固形分40質量%の水性ポリウレタン樹脂組成物を得た。この組成物において、ポリウレタン樹脂中のスルホン基及びスルホネート基の含有量は1.0質量%であった。また、得られた組成物は、経時による分離、沈降もなく非常に安定なエマルジョンであった。 Next, the reaction solution was aged for about 2 hours, and then the solvent was removed under reduced pressure at 30 ° C. for about 2 hours to obtain an aqueous polyurethane resin composition having a solid content of 40% by mass. In this composition, the content of sulfone groups and sulfonate groups in the polyurethane resin was 1.0% by mass. The obtained composition was a very stable emulsion without separation and sedimentation with time.
(実施例9)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4ツ口フラスコに、窒素気流下、ポリブチレンアジペートジオール(数平均分子量2000)306.6g、調整例1で得られたスルホネート基を有するポリエステルポリオール43.0g、アセトン44.0gを加え、均一に混合させた後、ヘキサメチレンジイソシアネート46.4gを加え、次いでジブチル錫ジラウレート0.1gを加え、80℃に昇温した後、約7時間反応させ、固形分に対して遊離イソシアネート基の含有量が1.6質量%である、イソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を得た。なお、プレポリマー製造時のa/bの値は100/70であった。
Example 9
In a four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a nitrogen blowing tube, 306.6 g of polybutylene adipate diol (number average molecular weight 2000) and the sulfonate group obtained in Preparation Example 1 were added under a nitrogen stream. After adding 43.0 g of polyester polyol and 44.0 g of acetone and mixing them uniformly, 46.4 g of hexamethylene diisocyanate was added, then 0.1 g of dibutyltin dilaurate was added, and the temperature was raised to 80 ° C. It was made to react for time, and the acetone solution of the isocyanate group terminal prepolymer neutralized material whose content of free isocyanate group is 1.6 mass% with respect to solid content was obtained. In addition, the value of a / b at the time of prepolymer manufacture was 100/70.
このイソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を50℃まで冷却し、アセトン220.0g、ソルビトールポリグリシジルエーテル(「デナコールEX−614B」、ナガセケムテックス株式会社製)20.0gを加えて均一に混合させた後、エチレンジアミン5.0gとイオン交換水601.5gを混合したポリアミン水溶液(ポリアミン濃度0.82質量%)を、40〜50℃にて徐々に滴下し、鎖伸長反応と同時に水分散を行った。ここで、a/(b+c)の値100/100であった。 The acetone solution of the isocyanate group-terminated prepolymer neutralized product is cooled to 50 ° C., and 220.0 g of acetone and 20.0 g of sorbitol polyglycidyl ether (“Denacol EX-614B”, manufactured by Nagase ChemteX Corporation) are added uniformly. Then, a polyamine aqueous solution (polyamine concentration 0.82% by mass) in which 5.0 g of ethylenediamine and 601.5 g of ion-exchanged water are mixed is gradually added dropwise at 40 to 50 ° C. Dispersion was performed. Here, the value of a / (b + c) was 100/100.
次いで、反応液を約2時間熟成した後、減圧下、30℃にて約2時間脱溶剤を行い、固形分40質量%の水性ポリウレタン樹脂組成物を得た。この組成物において、ポリウレタン樹脂中のスルホン基及びスルホネート基の含有量は1.0質量%であった。また、前記ソルビトールポリグリシジルエーテルの配合量は、前記ポリウレタン樹脂100質量部に対し5.0質量部であった。得られた組成物は、経時による分離、沈降もなく非常に安定なエマルジョンであった。 Next, after aging the reaction solution for about 2 hours, the solvent was removed at 30 ° C. under reduced pressure for about 2 hours to obtain an aqueous polyurethane resin composition having a solid content of 40% by mass. In this composition, the content of sulfone groups and sulfonate groups in the polyurethane resin was 1.0% by mass. Moreover, the compounding quantity of the said sorbitol polyglycidyl ether was 5.0 mass parts with respect to 100 mass parts of said polyurethane resins. The resulting composition was a very stable emulsion without separation and sedimentation over time.
(実施例10)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4ツ口フラスコに、窒素気流下、ポリブチレンアジペートジオール(数平均分子量2000)306.6g、調整例1で得られたスルホネート基を有するポリエステルポリオール43.0g、アセトン44.0gを加え、均一に混合させた後、ヘキサメチレンジイソシアネート46.4gを加え、次いでジブチル錫ジラウレート0.1gを加え、80℃に昇温した後、約7時間反応させ、固形分に対して遊離イソシアネート基の含有量が1.6質量%である、イソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を得た。なお、プレポリマー製造時のa/bの値は100/70であった。
(Example 10)
In a four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a nitrogen blowing tube, 306.6 g of polybutylene adipate diol (number average molecular weight 2000) and the sulfonate group obtained in Preparation Example 1 were added under a nitrogen stream. After adding 43.0 g of polyester polyol and 44.0 g of acetone and mixing them uniformly, 46.4 g of hexamethylene diisocyanate was added, then 0.1 g of dibutyltin dilaurate was added, and the temperature was raised to 80 ° C. It was made to react for time, and the acetone solution of the isocyanate group terminal prepolymer neutralized material whose content of free isocyanate group is 1.6 mass% with respect to solid content was obtained. In addition, the value of a / b at the time of prepolymer manufacture was 100/70.
このイソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を50℃まで冷却し、アセトン220.0gを均一に混合させた後、エチレンジアミン3.3gを加え、40〜50℃にて、約1時間伸長反応させた(予備鎖伸長反応)。ここで、a/(b+d)の値は100/90であった。 The acetone solution of the isocyanate group-terminated prepolymer neutralized product is cooled to 50 ° C., 220.0 g of acetone is uniformly mixed, 3.3 g of ethylenediamine is added, and the reaction is extended at 40-50 ° C. for about 1 hour. (Preliminary chain extension reaction). Here, the value of a / (b + d) was 100/90.
次に、この反応液にソルビトールポリグリシジルエーテル(「デナコールEX−614B」、ナガセケムテックス株式会社製)20.0gを加えて均一に混合させた後、エチレンジアミン1.7gとイオン交換水601.5gを混合したポリアミン水溶液(ポリアミン濃度0.28質量%)を、40〜50℃にて徐々に滴下し、鎖伸長反応と同時に水分散を行った。ここで、a/(b+c+d)の値は100/100であった。 Next, 20.0 g of sorbitol polyglycidyl ether (“Denacol EX-614B”, manufactured by Nagase ChemteX Corporation) was added to this reaction solution and mixed uniformly, and then 1.7 g of ethylenediamine and 601.5 g of ion-exchanged water were used. A polyamine aqueous solution (polyamine concentration of 0.28% by mass) was gradually added dropwise at 40 to 50 ° C., and water dispersion was performed simultaneously with the chain extension reaction. Here, the value of a / (b + c + d) was 100/100.
次いで、この反応液を約2時間熟成した後、減圧下、30℃にて約2時間脱溶剤を行い、固形分40質量%の水性ポリウレタン樹脂組成物を得た。この組成物において、ポリウレタン樹脂中のスルホン基及びスルホネート基の含有量は1.0質量%であった。また、前記ソルビトールポリグリシジルエーテルの配合量は、前記ポリウレタン樹脂100質量部に対し5.0質量部であった。得られた組成物は、経時による分離、沈降もなく非常に安定なエマルジョンであった。 Next, after aging this reaction solution for about 2 hours, the solvent was removed under reduced pressure at 30 ° C. for about 2 hours to obtain an aqueous polyurethane resin composition having a solid content of 40% by mass. In this composition, the content of sulfone groups and sulfonate groups in the polyurethane resin was 1.0% by mass. Moreover, the compounding quantity of the said sorbitol polyglycidyl ether was 5.0 mass parts with respect to 100 mass parts of said polyurethane resins. The resulting composition was a very stable emulsion without separation and sedimentation over time.
(比較例1)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4ツ口フラスコに、窒素気流下、ポリブチレンアジペートジオール(数平均分子量2000)306.6g、調整例1で得られたスルホネート基を有するポリエステルポリオール43.0g、アセトン44.0gを加え、均一に混合させた後、ヘキサメチレンジイソシアネート46.4gを加え、次いでジブチル錫ジラウレート0.1gを加え、80℃に昇温した後、約7時間反応させ、固形分に対して遊離イソシアネート基の含有量が1.6質量%である、イソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を得た。なお、プレポリマー製造時のa/bの値は100/70であった。
(Comparative Example 1)
In a four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a nitrogen blowing tube, 306.6 g of polybutylene adipate diol (number average molecular weight 2000) and the sulfonate group obtained in Preparation Example 1 were added under a nitrogen stream. After adding 43.0 g of polyester polyol and 44.0 g of acetone and mixing them uniformly, 46.4 g of hexamethylene diisocyanate was added, then 0.1 g of dibutyltin dilaurate was added, and the temperature was raised to 80 ° C. It was made to react for time, and the acetone solution of the isocyanate group terminal prepolymer neutralized material whose content of free isocyanate group is 1.6 mass% with respect to solid content was obtained. In addition, the value of a / b at the time of prepolymer manufacture was 100/70.
このイソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を50℃まで冷却し、アセトン220.0gを加えて均一に混合させた後、さらに30℃以下となるまで冷却し、イオン交換水601.5gを徐々に滴下して水分散せしめた。水分散後、エチレンジアミン5.0gを加え、約2時間鎖伸長反応を行った。ここで、a/(b+c)の値は100/100であった。 The acetone solution of the isocyanate group-terminated prepolymer neutralized product is cooled to 50 ° C., 220.0 g of acetone is added and mixed uniformly, and further cooled to 30 ° C. or less, and 601.5 g of ion-exchanged water is added. The solution was gradually added dropwise and dispersed in water. After water dispersion, 5.0 g of ethylenediamine was added, and a chain extension reaction was performed for about 2 hours. Here, the value of a / (b + c) was 100/100.
次いで、この反応液を、減圧下、30℃にて約2時間脱溶剤を行い、固形分40質量%の水性ポリウレタン樹脂組成物を得た。この組成物において、ポリウレタン樹脂中のスルホン基及びスルホネート基の含有量は1.0質量%であった。また、得られた組成物は、経時による分離、沈降もなく非常に安定なエマルジョンであった。 Next, the solvent was removed from the reaction solution under reduced pressure at 30 ° C. for about 2 hours to obtain an aqueous polyurethane resin composition having a solid content of 40% by mass. In this composition, the content of sulfone groups and sulfonate groups in the polyurethane resin was 1.0% by mass. The obtained composition was a very stable emulsion without separation and sedimentation with time.
(比較例2)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4ツ口フラスコに、窒素気流下、ポリブチレンアジペートジオール(数平均分子量2000)306.6g、調整例1で得られたスルホネート基を有するポリエステルポリオール43.0g、アセトン44.0gを加え、均一に混合させた後、ヘキサメチレンジイソシアネート46.4gを加え、次いでジブチル錫ジラウレート0.1gを加え、80℃に昇温した後、約7時間反応させ、固形分に対して遊離イソシアネート基の含有量が1.6質量%である、イソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を得た。なお、プレポリマー製造時のa/bの値は100/70であった。
(Comparative Example 2)
In a four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a nitrogen blowing tube, 306.6 g of polybutylene adipate diol (number average molecular weight 2000) and the sulfonate group obtained in Preparation Example 1 were added under a nitrogen stream. After adding 43.0 g of polyester polyol and 44.0 g of acetone and mixing them uniformly, 46.4 g of hexamethylene diisocyanate was added, then 0.1 g of dibutyltin dilaurate was added, and the temperature was raised to 80 ° C. It was made to react for time, and the acetone solution of the isocyanate group terminal prepolymer neutralized material whose content of free isocyanate group is 1.6 mass% with respect to solid content was obtained. In addition, the value of a / b at the time of prepolymer manufacture was 100/70.
このイソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を50℃まで冷却し、アセトン220.0gを加えて均一に混合させた後、エチレンジアミン5.0gを加えたところ、瞬時に増粘し、反応開始3分で固化した。固化したものは水分散できず製造を断念した。ここで、a/(b+c)の値は100/100であった。 The acetone solution of the isocyanate group-terminated prepolymer neutralized product was cooled to 50 ° C., and 220.0 g of acetone was added and mixed uniformly. Then, 5.0 g of ethylenediamine was added, and the viscosity immediately increased and the reaction started. Solidified in 3 minutes. The solidified product could not be dispersed in water and was abandoned. Here, the value of a / (b + c) was 100/100.
(比較例3)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4ツ口フラスコに、窒素気流下、ポリブチレンアジペートジオール(数平均分子量2000)306.6g、調整例1で得られたスルホネート基を有するポリエステルポリオール43.0g、アセトン44.0gを加え、均一に混合させた後、ヘキサメチレンジイソシアネート46.4gを加え、次いでジブチル錫ジラウレート0.1gを加え、80℃に昇温した後、約7時間反応させ、固形分に対して遊離イソシアネート基の含有量が1.6質量%である、イソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を得た。なお、プレポリマー製造時のa/bの値は100/70であった。
(Comparative Example 3)
In a four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a nitrogen blowing tube, 306.6 g of polybutylene adipate diol (number average molecular weight 2000) and the sulfonate group obtained in Preparation Example 1 were added under a nitrogen stream. After adding 43.0 g of polyester polyol and 44.0 g of acetone and mixing them uniformly, 46.4 g of hexamethylene diisocyanate was added, then 0.1 g of dibutyltin dilaurate was added, and the temperature was raised to 80 ° C. It was made to react for time, and the acetone solution of the isocyanate group terminal prepolymer neutralized material whose content of free isocyanate group is 1.6 mass% with respect to solid content was obtained. In addition, the value of a / b at the time of prepolymer manufacture was 100/70.
このイソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を50℃まで冷却し、アセトン220.0gを加えて均一に混合させた後、イオン交換水594.0gを徐々に滴下し、水分散させながら約2時間水伸長反応を行った。 The acetone solution of the isocyanate group-terminated prepolymer neutralized product is cooled to 50 ° C., 220.0 g of acetone is added and mixed uniformly, and then 594.0 g of ion-exchanged water is gradually added dropwise, and the mixture is dispersed while being dispersed in water. Water extension reaction was performed for 2 hours.
次いで、この反応液を減圧下、30℃にて約2時間脱溶剤を行い、固形分40質量%の水性ポリウレタン樹脂組成物を得た。この組成物において、ポリウレタン樹脂中のスルホン基及びスルホネート基の含有量は1.0質量%であった。また、得られた組成物は、経時による分離、沈降もなく非常に安定なエマルジョンであった。 Next, the solvent was removed from the reaction solution under reduced pressure at 30 ° C. for about 2 hours to obtain an aqueous polyurethane resin composition having a solid content of 40% by mass. In this composition, the content of sulfone groups and sulfonate groups in the polyurethane resin was 1.0% by mass. The obtained composition was a very stable emulsion without separation and sedimentation with time.
(比較例4)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4ツ口フラスコに、窒素気流下、ポリブチレンアジペートジオール(数平均分子量2000)256.2g、調整例2で得られたカルボキシル基を有するポリエステルポリオール88.0g、アセトン44.0gを加え、均一に混合させた後、ヘキサメチレンジイソシアネート51.9gを加え、次いでジブチル錫ジラウレート0.1gを加え、80℃に昇温した後、約7時間反応させ、固形分に対して遊離イソシアネート基の含有量が1.8質量%である、イソシアネート基末端プレポリマーのアセトン溶液を得た。なお、プレポリマー製造時のa/bの値は100/70であった。
(Comparative Example 4)
In a four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a nitrogen blowing tube, 256.2 g of polybutylene adipate diol (number average molecular weight 2000) was added to the carboxyl group obtained in Preparation Example 2 under a nitrogen stream. 88.0 g of polyester polyol and 44.0 g of acetone were added and mixed uniformly, then 51.9 g of hexamethylene diisocyanate was added, then 0.1 g of dibutyltin dilaurate was added, and the temperature was raised to 80 ° C. An acetone solution of an isocyanate group-terminated prepolymer having a free isocyanate group content of 1.8% by mass with respect to the solid content was obtained by reacting for a period of time. In addition, the value of a / b at the time of prepolymer manufacture was 100/70.
このイソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を50℃まで冷却し、アセトン220.0g、トリエチルアミン8.9gを加えて均一に混合させた後、さらに30℃以下となるまで冷却し、イオン交換水602.3gを徐々に滴下し、水分散せしめた。水分散後、反応液にエチレンジアミン5.6gを加え、約2時間鎖伸長反応させた。ここで、a/(b+c)の値は100/100であった。 The acetone solution of the isocyanate group-terminated prepolymer neutralized product is cooled to 50 ° C., 220.0 g of acetone and 8.9 g of triethylamine are added and mixed uniformly, and further cooled to 30 ° C. or less to perform ion exchange. 602.3 g of water was gradually added dropwise and dispersed in water. After water dispersion, 5.6 g of ethylenediamine was added to the reaction solution, and a chain extension reaction was performed for about 2 hours. Here, the value of a / (b + c) was 100/100.
次いで、この反応液を、減圧下、30℃にて約2時間脱溶剤し、固形分40質量%の水性ポリウレタン樹脂組成物を得た。この組成物において、ポリウレタン樹脂中のカルボキシル基及びカルボキシレート基の含有量は1.0質量%であった。また、得られた組成物は、経時による分離、沈降もなく非常に安定なエマルジョンであった。 Next, the reaction solution was desolvated for about 2 hours at 30 ° C. under reduced pressure to obtain an aqueous polyurethane resin composition having a solid content of 40% by mass. In this composition, the content of carboxyl groups and carboxylate groups in the polyurethane resin was 1.0% by mass. The obtained composition was a very stable emulsion without separation and sedimentation with time.
(比較例5)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4ツ口フラスコに、窒素気流下、ポリブチレンアジペートジオール(数平均分子量2000)256.2g、調整例2で得られたカルボキシル基を有するポリエステルポリオール88.0g、アセトン44.0gを加え、均一に混合させた後、ヘキサメチレンジイソシアネート51.9gを加え、次いでジブチル錫ジラウレート0.1gを加え、80℃に昇温した後、約7時間反応させ、固形分に対して遊離イソシアネート基の含有量が1.8質量%である、イソシアネート基末端プレポリマーのアセトン溶液を得た。なお、プレポリマー製造時のa/bの値は100/70であった。
(Comparative Example 5)
In a four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a nitrogen blowing tube, 256.2 g of polybutylene adipate diol (number average molecular weight 2000) was added to the carboxyl group obtained in Preparation Example 2 under a nitrogen stream. 88.0 g of polyester polyol and 44.0 g of acetone were added and mixed uniformly, then 51.9 g of hexamethylene diisocyanate was added, then 0.1 g of dibutyltin dilaurate was added, and the temperature was raised to 80 ° C. An acetone solution of an isocyanate group-terminated prepolymer having a free isocyanate group content of 1.8% by mass with respect to the solid content was obtained by reacting for a period of time. In addition, the value of a / b at the time of prepolymer manufacture was 100/70.
このイソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を50℃まで冷却し、アセトン220.0g、トリエチルアミン8.9gを均一に混合させた後、エチレンジアミン5.6gとイオン交換水602.3gを混合したポリアミン水溶液(ポリアミン濃度0.91質量%)を、40〜50℃にて徐々に滴下し、鎖伸長反応と同時に水分散を行った。ここで、a/(b+c)の値は100/100であった。 The acetone solution of the isocyanate group-terminated prepolymer neutralized product was cooled to 50 ° C., 220.0 g of acetone and 8.9 g of triethylamine were uniformly mixed, and then 5.6 g of ethylenediamine and 602.3 g of ion-exchanged water were mixed. A polyamine aqueous solution (polyamine concentration 0.91% by mass) was gradually added dropwise at 40 to 50 ° C., and water dispersion was performed simultaneously with the chain extension reaction. Here, the value of a / (b + c) was 100/100.
次いで、この反応液を約2時間熟成した後、減圧下、30℃にて約2時間脱溶剤を行い、固形分40質量%の水性ポリウレタン樹脂組成物を得た。この組成物において、ポリウレタン樹脂中のカルボキシル基及びカルボキシレート基の含有量は1.0質量%であった。また、得られた組成物は、経時による分離、沈降もなく非常に安定なエマルジョンであった。 Next, after aging this reaction solution for about 2 hours, the solvent was removed under reduced pressure at 30 ° C. for about 2 hours to obtain an aqueous polyurethane resin composition having a solid content of 40% by mass. In this composition, the content of carboxyl groups and carboxylate groups in the polyurethane resin was 1.0% by mass. The obtained composition was a very stable emulsion without separation and sedimentation with time.
(比較例6)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4ツ口フラスコに、窒素気流下、ポリブチレンアジペートジオール(数平均分子量2000)256.2g、調整例2で得られたカルボキシル基を有するポリエステルポリオール88.0g、アセトン44.0gを加え、均一に混合させた後、ヘキサメチレンジイソシアネート51.9gを加え、次いでジブチル錫ジラウレート0.1gを加え、80℃に昇温した後、約7時間反応させ、固形分に対して遊離イソシアネート基の含有量が1.8質量%である、イソシアネート基末端プレポリマーのアセトン溶液を得た。なお、プレポリマー製造時のa/bの値は100/70であった。
(Comparative Example 6)
In a four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a nitrogen blowing tube, 256.2 g of polybutylene adipate diol (number average molecular weight 2000) was added to the carboxyl group obtained in Preparation Example 2 under a nitrogen stream. 88.0 g of polyester polyol and 44.0 g of acetone were added and mixed uniformly, then 51.9 g of hexamethylene diisocyanate was added, then 0.1 g of dibutyltin dilaurate was added, and the temperature was raised to 80 ° C. An acetone solution of an isocyanate group-terminated prepolymer having a free isocyanate group content of 1.8% by mass with respect to the solid content was obtained by reacting for a period of time. In addition, the value of a / b at the time of prepolymer manufacture was 100/70.
このイソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を50℃まで冷却し、アセトン220.0g、トリエチルアミン8.9gを均一に混合させた後、さらに、ソルビトールポリグリシジルエーテル(「デナコールEX−614B」、ナガセケムテックス株式会社製)20.0gを加えて均一に混合した。次いで、反応液に、エチレンジアミン5.6gとイオン交換水602.3gを混合したポリアミン水溶液(ポリアミン濃度0.91質量%)を、40〜50℃にて徐々に滴下し、鎖伸長反応と同時に水分散せしめた。ここで、a/(b+c)の値は100/100であった。 The acetone solution of the isocyanate group-terminated prepolymer neutralized product was cooled to 50 ° C., and 220.0 g of acetone and 8.9 g of triethylamine were uniformly mixed. Then, sorbitol polyglycidyl ether (“Denacol EX-614B”, 20.0 g (manufactured by Nagase ChemteX Corporation) was added and mixed uniformly. Next, an aqueous polyamine solution (polyamine concentration 0.91% by mass) obtained by mixing 5.6 g of ethylenediamine and 602.3 g of ion-exchanged water was gradually added dropwise to the reaction solution at 40 to 50 ° C. Dispersed. Here, the value of a / (b + c) was 100/100.
次いで、この反応液を約2時間熟成した後、減圧下、30℃にて約2時間脱溶剤を行い、固形分40質量%の水性ポリウレタン樹脂組成物を得た。この組成物において、ポリウレタン樹脂中のカルボキシル基及びカルボキシレート基の含有量は1.0質量%であった。また、前記ソルビトールポリグリシジルエーテルの配合量は、前記ポリウレタン樹脂100質量部に対し5.0質量部であった。得られた組成物は、経時的に増粘する傾向が認められた。 Next, after aging this reaction solution for about 2 hours, the solvent was removed under reduced pressure at 30 ° C. for about 2 hours to obtain an aqueous polyurethane resin composition having a solid content of 40% by mass. In this composition, the content of carboxyl groups and carboxylate groups in the polyurethane resin was 1.0% by mass. Moreover, the compounding quantity of the said sorbitol polyglycidyl ether was 5.0 mass parts with respect to 100 mass parts of said polyurethane resins. The resulting composition showed a tendency to thicken over time.
(比較例7)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4ツ口フラスコに、窒素気流下、ポリブチレンアジペートジオール(数平均分子量2000)256.2g、調整例2で得られたカルボキシル基を有するポリエステルポリオール88.0g、アセトン44.0gを加え、均一に混合させた後、ヘキサメチレンジイソシアネート51.9gを加え、次いでジブチル錫ジラウレート0.1gを加え、80℃に昇温した後、約7時間反応させ、固形分に対して遊離イソシアネート基の含有量が1.8質量%である、イソシアネート基末端プレポリマーのアセトン溶液を得た。なお、プレポリマー製造時のa/bの値は100/70であった。
(Comparative Example 7)
In a four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a nitrogen blowing tube, 256.2 g of polybutylene adipate diol (number average molecular weight 2000) was added to the carboxyl group obtained in Preparation Example 2 under a nitrogen stream. 88.0 g of polyester polyol and 44.0 g of acetone were added and mixed uniformly, then 51.9 g of hexamethylene diisocyanate was added, then 0.1 g of dibutyltin dilaurate was added, and the temperature was raised to 80 ° C. An acetone solution of an isocyanate group-terminated prepolymer having a free isocyanate group content of 1.8% by mass with respect to the solid content was obtained by reacting for a period of time. In addition, the value of a / b at the time of prepolymer manufacture was 100/70.
このイソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を50℃まで冷却し、アセトン220.0g、トリエチルアミン8.9gを均一に混合させた後、次いで、エチレンジアミン5.6gとイオン交換水602.3gを混合したポリアミン水溶液(ポリアミン濃度0.91質量%)を、40〜50℃にて徐々に滴下し、鎖伸長反応と同時に水分散せしめた。ここで、a/(b+c)の値は100/100であった。 The acetone solution of the isocyanate group-terminated prepolymer neutralized product was cooled to 50 ° C., and 220.0 g of acetone and 8.9 g of triethylamine were uniformly mixed. Then, 5.6 g of ethylenediamine and 602.3 g of ion-exchanged water were added. The mixed polyamine aqueous solution (polyamine concentration of 0.91% by mass) was gradually added dropwise at 40 to 50 ° C., and dispersed in water simultaneously with the chain extension reaction. Here, the value of a / (b + c) was 100/100.
次いで、この反応液を約2時間熟成した後、ソルビトールポリグリシジルエーテル(「デナコールEX−614B」、ナガセケムテックス株式会社製)20.0gを加えて均一に混合させ、減圧下、30℃にて約2時間脱溶剤を行い、固形分40質量%の水性ポリウレタン樹脂組成物を得た。この組成物において、ポリウレタン樹脂中のカルボキシル基及びカルボキシレート基の含有量は1.0質量%であった。また、前記ソルビトールポリグリシジルエーテルの配合量は、前記ポリウレタン樹脂100質量部に対し5.0質量部であった。得られた組成物は、経時的に増粘する傾向が認められた。 Next, after aging this reaction solution for about 2 hours, 20.0 g of sorbitol polyglycidyl ether ("Denacol EX-614B", manufactured by Nagase ChemteX Corporation) was added and mixed uniformly, and at 30 ° C under reduced pressure. Solvent removal was performed for about 2 hours to obtain an aqueous polyurethane resin composition having a solid content of 40% by mass. In this composition, the content of carboxyl groups and carboxylate groups in the polyurethane resin was 1.0% by mass. Moreover, the compounding quantity of the said sorbitol polyglycidyl ether was 5.0 mass parts with respect to 100 mass parts of said polyurethane resins. The resulting composition showed a tendency to thicken over time.
(比較例8)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4ツ口フラスコに、窒素気流下、ポリブチレンアジペートジオール(数平均分子量2000)301.8g、調整例1で得られたスルホネート基を有するポリエステルポリオール42.7g及びアセトン44.2gを加え、均一に混合させた後、ヘキサメチレンジイソシアネート53.4gを加え、80℃に昇温した後、約4時間反応させて、固形分に対する遊離イソシアネート基含有量が2.4質量%のイソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を得た。なお、プレポリマー製造時のa/bの値は100/60であった。
(Comparative Example 8)
In a four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a nitrogen blowing tube, 301.8 g of polybutylene adipate diol (number average molecular weight 2000) under a nitrogen stream was added to the sulfonate group obtained in Preparation Example 1. 42.7 g of polyester polyol and 44.2 g of acetone are added and mixed uniformly, then 53.4 g of hexamethylene diisocyanate is added, the temperature is raised to 80 ° C., and the mixture is allowed to react for about 4 hours to obtain free isocyanate based on the solid content. An acetone solution of a neutralized isocyanate group-terminated prepolymer having a group content of 2.4% by mass was obtained. In addition, the value of a / b at the time of prepolymer manufacture was 100/60.
このイソシアネート基末端プレポリマー中和物のアセトン溶液を30℃まで冷却し、アセトン221.0g、ジエタノールアミン13.3gを加え、40〜50℃にて、遊離イソシアネート基含有量が0.2質量%以下となるまで約2時間鎖伸長反応させた後、イオン交換水616.7gを徐々に加えてスルホネート基含有ポリウレタン樹脂を乳化分散させ、約2時間熟成を行った後、減圧下、30℃にて約2時間脱溶剤を行い、固形分40質量%のヒドロキシル基含有水性ポリウレタン樹脂組成物を得た。この組成物において、ポリウレタン樹脂中のスルホン基及びスルホネート基の含有量は1.0質量%であり、ヒドロキシル基の含有量は1.0質量%であった。得られた組成物は、経時による分離、ゲル化もなく非常に安定であった。 The acetone solution of the isocyanate group-terminated prepolymer neutralized product is cooled to 30 ° C., 221.0 g of acetone and 13.3 g of diethanolamine are added, and the free isocyanate group content is 0.2% by mass or less at 40 to 50 ° C. After approximately 2 hours of chain extension reaction, 616.7 g of ion-exchanged water was gradually added to emulsify and disperse the sulfonate group-containing polyurethane resin, and after aging for about 2 hours, at 30 ° C. under reduced pressure. Solvent removal was performed for about 2 hours to obtain a hydroxyl group-containing aqueous polyurethane resin composition having a solid content of 40% by mass. In this composition, the content of sulfone groups and sulfonate groups in the polyurethane resin was 1.0% by mass, and the content of hydroxyl groups was 1.0% by mass. The resulting composition was very stable without separation and gelation over time.
この水性ポリウレタン樹脂組成物を二液型接着剤の主剤として使用し、イソシアネート系硬化剤(住友バイエルウレタン株式会社製、「バイヒジュール3100」、NCO含有量18質量%)と、NCO/OH=80/100となるように混合して二液型接着剤として用いた。なお、この接着剤のポットライフは、室温25℃で4時間であった。 Using this water-based polyurethane resin composition as a main component of a two-component adhesive, an isocyanate curing agent (manufactured by Sumitomo Bayer Urethane Co., Ltd., “Baihijoule 3100”, NCO content 18% by mass), NCO / OH = 80 / It was mixed so that it might be 100 and used as a two-component adhesive. The pot life of this adhesive was 4 hours at a room temperature of 25 ° C.
<接着剤の評価>
実施例1〜10及び比較例1〜7で得られた水性ポリウレタン樹脂組成物に、会合型増粘剤(「ビスライザーAP−2」、三洋化成株式会社製)を表1及び表2に示す配合量で添加して粘度3000〜5000mPa・sになるように調整し、得られた調液物を接着剤として用いて積層体(試験片)を作製した。また、比較例8で得られた二液型接着剤を用いて積層体(試験片)を作製した。そして、前述の通りの方法で、オープンタイム、低温接着性、常態接着性、耐加水分解性及び耐熱クリープ性を評価した。得られた評価結果を表3及び表4に示す。また、実施例1〜10及び比較例1〜8におけるポリウレタン樹脂組成物の製造条件を表1及び表2に示す。
<Evaluation of adhesive>
Tables 1 and 2 show associative thickeners ("Biserizer AP-2", manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd.) in the aqueous polyurethane resin compositions obtained in Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 7. It added by the compounding quantity, it adjusted so that it might become a viscosity of 3000-5000 mPa * s, and the laminated body (test piece) was produced using the obtained liquid preparation as an adhesive agent. Moreover, the laminated body (test piece) was produced using the two-component adhesive obtained in Comparative Example 8. And the open time, low temperature adhesiveness, normal state adhesiveness, hydrolysis resistance, and heat resistant creep property were evaluated by the method as described above. The obtained evaluation results are shown in Tables 3 and 4. Moreover, the manufacturing conditions of the polyurethane resin composition in Examples 1-10 and Comparative Examples 1-8 are shown in Table 1 and Table 2.
表1〜表4に記載した結果からも明らかなように、本発明の水性ポリウレタン樹脂組成物(実施例1〜10)からなる本発明の一液型接着剤を用いた場合は、オープンタイムと接着性が共に優れていることが確認された。また、この場合は、得られる積層体の剥離強度が大きく接着性に優れており、さらに耐加水分解や耐熱クリープ性といった耐久性も良好であることが確認された。なお、広範囲(40℃〜80℃)の温度条件で作製した積層体がいずれも剥離強度が高いことから、本発明の水性ポリウレタン樹脂組成物は広い温度範囲で接着性に優れていることが確認された。 As is clear from the results described in Tables 1 to 4, when the one-part adhesive of the present invention comprising the aqueous polyurethane resin composition of the present invention (Examples 1 to 10) was used, It was confirmed that the adhesiveness was excellent. Further, in this case, it was confirmed that the obtained laminate had high peel strength and excellent adhesiveness, and also had good durability such as hydrolysis resistance and heat-resistant creep resistance. In addition, since all the laminates produced under a wide range of temperature conditions (40 ° C. to 80 ° C.) have high peel strength, it is confirmed that the aqueous polyurethane resin composition of the present invention has excellent adhesiveness in a wide temperature range. It was done.
また、本発明の水性ポリウレタン樹脂組成物は、実質的に有機溶剤を含まないので、比較例8で用いた有機溶剤系のポリウレタン樹脂を用いた接着剤とは異なり、積層体製造時はもとより得られる積層体からも有機溶剤臭はなかった。また当然のことながら、一液型接着剤であるので接着剤浴のポットライフは存在しなかった。 Further, since the aqueous polyurethane resin composition of the present invention does not substantially contain an organic solvent, it is different from an adhesive using an organic solvent-based polyurethane resin used in Comparative Example 8, and is originally obtained at the time of manufacturing a laminate. There was also no organic solvent odor from the resulting laminate. As a matter of course, since it is a one-pack type adhesive, there was no pot life of the adhesive bath.
これに対して、イソシアネート基末端プレポリマー中和物を、水に乳化分散した後に鎖伸長反応させた場合(比較例1)は、オープンタイムは長いものの、高温(80℃)の熱プレス条件で作製された積層体であっても、低温(40〜60℃)の条件で作製された積層体であっても剥離強度が著しく劣っており、接着性が不良であることが確認された。また、この場合、常態接着性、耐加水分解性、耐熱クリープ性も著しく不良であった。 In contrast, when the isocyanate group-terminated prepolymer neutralized product was subjected to a chain extension reaction after emulsified and dispersed in water (Comparative Example 1), the hot time was high (80 ° C.), although the open time was long. Even if it was the produced laminated body, even if it was the laminated body produced on the conditions of low temperature (40-60 degreeC), peeling strength was remarkably inferior and it was confirmed that adhesiveness is unsatisfactory. In this case, the normal adhesion, hydrolysis resistance, and heat creep resistance were also extremely poor.
また、イソシアネート基末端プレポリマー中和物を、ポリアミン(C)そのものを用いてa/(b+c)が100/100となるようにして鎖伸長反応させた場合(比較例2)は、反応系内が固化する結果となり、水性ポリウレタン樹脂組成物の調製すら不可能であった。 In addition, when a chain extension reaction was performed on the neutralized isocyanate group-terminated prepolymer using the polyamine (C) itself so that a / (b + c) was 100/100 (Comparative Example 2), As a result, the aqueous polyurethane resin composition could not be prepared.
さらに、イソシアネート基末端プレポリマー中和物を水分散させたのみで、ポリアミン(C)の水溶液による鎖伸長反応を行わなかった場合(比較例3)は、オープンタイムは長いものであったが、接着性、耐加水分解性、耐熱クリープ性が不良であった。 Furthermore, when the isocyanate group-terminated prepolymer neutralized product was only dispersed in water and the chain extension reaction with the aqueous solution of polyamine (C) was not performed (Comparative Example 3), the open time was long, but adhesion Property, hydrolysis resistance, and heat creep resistance were poor.
また、本発明にかかるスルホン基及び/又はスルホネート基を有するポリオール(B1)の代わりにカルボキシル基を有するポリオールを用いた場合であって、イソシアネート基末端プレポリマー中和物を水に乳化分散した後にポリアミン(C)そのもので鎖伸長反応させた場合(比較例4)は、オープンタイムは長いものの、高温(80℃)の熱プレス条件で作製された積層体であっても剥離強度が低く、低温(40〜60℃)の条件で作製された積層体は剥離強度が著しく低下していた。また、この場合、常態接着性や耐加水分解性、耐熱クリープ性も著しく不良であった。そして、このイソシアネート基末端プレポリマー中和物を、ポリアミン(C)の水溶液で鎖伸長反応させると同時に水分散せしめた場合(比較例5)は、オープンタイムは長く、広範囲のプレス温度条件で作製された積層体の剥離強度も高いものであり、常態接着性も良好であったが、耐加水分解性が著しく不良であった。また、この場合、耐熱クリープ性も不良であった。 Further, in a case of using the polyol having a carboxyl group instead of a polyol having a sulfonic group and / or sulfonate groups according to the present invention (B 1), and the neutralized prepolymer having a terminal isocyanate group was emulsified and dispersed in water When the chain elongation reaction is performed later with the polyamine (C) itself (Comparative Example 4), although the open time is long, the peel strength is low even in a laminate produced under hot press conditions at a high temperature (80 ° C.), The laminate produced under the low temperature (40 to 60 ° C.) condition had a marked decrease in peel strength. In this case, the normal adhesiveness, hydrolysis resistance, and heat creep resistance were also extremely poor. When this isocyanate group-terminated prepolymer neutralized product was subjected to a chain extension reaction with an aqueous solution of polyamine (C) and simultaneously dispersed in water (Comparative Example 5), the open time was long and produced under a wide range of press temperature conditions. The laminate obtained had a high peel strength and good normal adhesion, but the hydrolysis resistance was extremely poor. In this case, the heat resistance creep resistance was also poor.
さらに、カルボキシル基を有するポリオールを用いて得られるイソシアネート基末端プレポリマー中和物に、ポリエポキシ系架橋剤を加えた後に、ポリアミン(C)の水溶液で鎖伸長反応させると同時に水分散せしめた場合(比較例6)や、ポリアミン(C)の水溶液により鎖伸長反応させると同時に水分散せしめ、その後にポリエポキシ化合物を加えた場合(比較例7)では、オープンタイムが短くなった。また、これらの場合、高温(80℃)の熱プレス条件で作製された積層体は剥離強度がやや低いものの実用には耐え得る程度であったが、低温(40〜60℃)の条件で作製された積層体は剥離強度が劣っていた。また、これらの場合、得られた水性ポリウレタン樹脂も、経時的に粘度が上がり、安定品質という面でも問題があることが確認された。 Furthermore, when a polyepoxy crosslinking agent is added to an isocyanate group-terminated prepolymer neutralized product obtained by using a polyol having a carboxyl group, followed by a chain extension reaction with an aqueous solution of polyamine (C) and simultaneously water dispersion. In the case of (Comparative Example 6) or in the case where a chain elongation reaction was performed with an aqueous solution of polyamine (C) and simultaneously dispersed in water, and then a polyepoxy compound was added (Comparative Example 7), the open time was shortened. In these cases, the laminate produced under hot press conditions of high temperature (80 ° C.) was able to withstand practical use although the peel strength was slightly low, but was produced under conditions of low temperature (40-60 ° C.). The resulting laminate had poor peel strength. Moreover, in these cases, it was confirmed that the obtained aqueous polyurethane resin also had a problem in terms of stable quality because the viscosity increased with time.
また、二液型接着剤を用いた比較例8では、ポットライフが4時間と短く、安定品質という面でも問題があることが確認された。 In Comparative Example 8 using a two-component adhesive, the pot life was as short as 4 hours, and it was confirmed that there was a problem in terms of stable quality.
以上説明したように、本発明によれば、有機溶剤を極力或いは全く含まない水性ポリウレタン樹脂であって、しかもオープンタイムが長く、接着性、特に30〜60℃程度の低温でも優れた接着性を有し、且つ、接着強度や耐加水分解性、耐熱クリープ等の耐久性に優れる積層体を得ることを可能とする水性ポリウレタン樹脂組成物を提供することが可能となる。 As described above, according to the present invention, the water-based polyurethane resin contains as little or no organic solvent as possible and has a long open time, and has excellent adhesiveness, particularly even at a low temperature of about 30 to 60 ° C. It is possible to provide an aqueous polyurethane resin composition that has a laminate having excellent durability such as adhesive strength, hydrolysis resistance, and heat-resistant creep.
したがって、本発明の水性ポリウレタン樹脂組成物を一液型接着剤として用いることにより、積層体の製品の安定的な製造が可能となり、品位、品質に優れた積層体の提供が可能である。
Therefore, by using the aqueous polyurethane resin composition of the present invention as a one-pack type adhesive, it becomes possible to stably produce a laminate product, and it is possible to provide a laminate excellent in quality and quality.
Claims (4)
100/80 ≦ a/b ≦ 100/50 (1)
100/100 ≦ a/(b+c) ≦ 100/97 (2)
(式(1)及び(2)中、aは前記ポリイソシアネート(A)に含まれるイソシアネート基(NCO)の数を表し、bは前記多官能性化合物(B)に含まれるヒドロキシル基(OH)の数を表し、cはポリアミン(C)に含まれるアミノ基(NH2)及びイミノ基(NH)の総数を表す。) Polyisocyanate (A), a polyol (B 1 ) having a sulfone group and / or sulfonate group, a polyol (B 2 ) other than a polyol having a sulfone group and / or a sulfonate group, and / or a chain extender (B 3 ) An isocyanate group-terminated prepolymer neutralized product obtained by reacting a polyfunctional compound (B) containing a compound so as to satisfy the condition represented by the following formula (1), two amino groups and / or imino groups Using a 0.05 to 3.0% by mass aqueous solution of polyamine (C) having the above, the chain elongation reaction is carried out so as to satisfy the condition represented by the following formula (2), and at the same time, it is obtained by dispersing in water. There, a sulfonic group and / or polyols having a sulfonate group (B 1) is Ah Ru water polyurethane resin in a polyester polyol lactone One-component adhesive agent characterized in that it contains.
100/80 ≦ a / b ≦ 100/50 (1)
100/100 ≦ a / (b + c) ≦ 100/97 (2)
(In the formulas (1) and (2), a represents the number of isocyanate groups (NCO) contained in the polyisocyanate (A), and b represents a hydroxyl group (OH) contained in the polyfunctional compound (B). C represents the total number of amino groups (NH 2 ) and imino groups (NH) contained in the polyamine (C).
100/80 ≦ a/b ≦ 100/50 (1)
100/95 ≦ a/(b+d) ≦ 100/80 (3)
100/100 ≦ a/(b+c+d)≦ 100/97 (4)
(式(1)、(3)及び(4)中、aは前記ポリイソシアネート(A)に含まれるイソシアネート基(NCO)の数を表し、bは前記多官能性化合物(B)に含まれるヒドロキシル基(OH)の数を表し、cはポリアミン(C)に含まれるアミノ基(NH2)及びイミノ基(NH)の総数を表し、dは第二の鎖延長剤(D)に含まれるアミノ基(NH2)及びイミノ基(NH)の総数を表す。) Polyisocyanate (A), a polyol (B 1 ) having a sulfone group and / or sulfonate group, a polyol (B 2 ) other than a polyol having a sulfone group and / or a sulfonate group, and / or a chain extender (B 3 ) An isocyanate group-terminated prepolymer neutralized product obtained by reacting a polyfunctional compound (B) containing a polyfunctional compound (B) so as to satisfy the condition represented by the following mathematical formula (1), a second chain extender (D) After the chain elongation reaction is performed so as to satisfy the condition represented by the following formula (3), 0.05 to 3.0% by mass of the polyamine (C) having two or more amino groups and / or imino groups It is obtained by using an aqueous solution and carrying out a chain extension reaction so as to satisfy the condition represented by the following formula (4) and simultaneously dispersing in water, and the sulfonate group and / or sulfonate group One-component adhesive agent characterized in that the polyol (B 1) contains Oh Ru water polyurethane resin composition polyester polyol lactone with.
100/80 ≦ a / b ≦ 100/50 (1)
100/95 ≦ a / (b + d) ≦ 100/80 (3)
100/100 ≦ a / (b + c + d) ≦ 100/97 (4)
(In the formulas (1), (3) and (4), a represents the number of isocyanate groups (NCO) contained in the polyisocyanate (A), and b represents hydroxyl contained in the polyfunctional compound (B). Represents the number of groups (OH), c represents the total number of amino groups (NH 2 ) and imino groups (NH) contained in the polyamine (C), and d represents the amino group contained in the second chain extender (D). Represents the total number of groups (NH 2 ) and imino groups (NH).)
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