JP5592090B2 - ポリウレタンウレア樹脂分散体の製造方法 - Google Patents
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Description
1)1種以上のケトンの存在下に、少なくとも1種のポリオールと、少なくとも1種の第三級アミン中和ポリヒドロキシカルボン酸と、少なくとも1種のポリイソシアネートとを反応させることによる、1.5〜3wt.%(重量%)、特に1.7〜2.5重量%の遊離イソシアネート基含有率を有する、カルボキシレート官能性の、ゲル化していない、水分散性のポリウレタンプレポリマーを製造する工程と、
2)ポリウレタンプレポリマーのケトン溶液を、水と混合することによって水性分散体へ変換する工程と、
3)ポリウレタンプレポリマーの遊離イソシアネート基を水と、および/またはイソシアネート基に付加してウレア基を形成することができる少なくとも2個のアミノ基を有する少なくとも1種の化合物と反応させることによって、ポリウレタンプレポリマーを鎖延長させる工程と
を含む、樹脂固形分1gあたり10〜50mgKOHのカルボキシル価および樹脂固形分に対して5〜10重量%のケトン含有率を有する水性ポリウレタンウレア樹脂分散体の製造方法であって、
工程3)の完了後に得られる水性ポリウレタンウレア樹脂分散体が、樹脂固形分に対して5〜10重量%のケトンを含有するような方法で、工程1)に使用されるケトンの割合が選択される方法を提供する。
112mgのKOH/gのヒドロキシル価を有する24.08pbw(重量部)のポリエステルジオール(ヘキサンジオールおよびアジピン酸とイソフタル酸との2:1モル混合物から製造された)と1.32pbwのジメチロールプロピオン酸とを、攪拌機および還流冷却器を備え付けた反応容器中で11.6pbwのアセトンと混合した。ポリエステルジオールに対して0.004重量%のジブチルスズジラウレート触媒を添加した。混合物を50℃に加熱した後、9.45pbwのイソホロンジイソシアネートを加え、混合物を、一定のNCO値が得られるまで50℃で撹拌した。次に0.88pbwのジメチルイソプロピルアミンを加え、混合物を均一になるまで50℃で撹拌した。次に54.79pbwの脱イオン水を加えて水性分散体を形成し、その後6.48pbwのエチレンジアミンの6.25重量%水溶液を40℃で加えた。次に温度を50℃に上げて元に戻し、この温度を2時間維持した。次に還流冷却器を蒸留ブリッジで置き換え、アセトンを蒸留によって除去して3重量%の残留アセトン含有率まで下げた。蒸留中に同伴したいかなる水も、得られたポリウレタンウレア樹脂分散体中で35重量%の樹脂固形分含有率を達成することによって補った。
24.08pbwの比較例1に使用したポリエステルジオールと1.32pbwのジメチロールプロピオン酸とを、攪拌機および還流冷却器を備え付けた反応容器中で3pbwのアセトンと混合した。ポリエステルジオールに対して0.004重量%のジブチルスズジラウレート触媒を添加した。混合物を50℃に加熱した後、9.45pbwのイソホロンジイソシアネートを加え、混合物を50℃で撹拌した。反応中に粘度の大幅な増加があり、反応容器の内容物の撹拌はもはや可能ではなかった。それ故、合成を終了させた。
24.08pbwの比較例1に使用したポリエステルジオールと、1.32pbwのジメチロールプロピオン酸と0.88pbwのジメチルイソプロピルアミンとを、攪拌機および還流冷却器を備え付けた反応容器中で3pbwのアセトンと混合した。ポリエステルジオールに対して0.004重量%のジブチルスズジラウレート触媒を添加した。混合物を50℃に加熱した後、9.45pbwのイソホロンジイソシアネートを加え、混合物を、一定のNCO値が得られるまで50℃で撹拌した。次に54.79pbwの脱イオン水を加えて水性分散体を形成し、その後6.48pbwのエチレンジアミンの6.25重量%水溶液を40℃で加えた。次に温度を50℃に上げて元に戻し、この温度を2時間維持した。冷却後に35重量%樹脂固形分の水性ポリウレタンウレア樹脂分散体を得た。
24.08pbwの比較例1に使用したポリエステルジオールと、1.32pbwのジメチロールプロピオン酸と0.88pbwのジメチルイソプロピルアミンとを、攪拌機および還流冷却器を備え付けた反応容器中で3pbwのアセトンと混合した。ポリエステルジオールに対して0.004重量%のジブチルスズジラウレート触媒を添加した。混合物を50℃に加熱した後、9.45pbwのイソホロンジイソシアネートを加え、混合物を、一定のNCO値が得られるまで50℃で撹拌した。NCO基を脱官能基化するためにNCOに対して10%モル過剰のジブチルアミンを加えた。
Claims (14)
- 1)少なくとも1種のケトンの存在下に、少なくとも1種のポリオールと、少なくとも1種の第三級アミン中和ポリヒドロキシカルボン酸と、少なくとも1種のポリイソシアネートとを反応させることによって1.5〜3重量%の遊離イソシアネート基含有率を有する、カルボキシレート官能性の、ゲル化していない、水分散性のポリウレタンプレポリマーを製造する工程と、
2)前記ポリウレタンプレポリマーの前記ケトン溶液を、水と混合することによって水性分散体へ変換する工程と、
3)前記ポリウレタンプレポリマーの前記遊離イソシアネート基を水と、および/またはイソシアネート基に付加してウレア基を形成することができる少なくとも2個のアミノ基を有する少なくとも1種の化合物と反応させることによって前記ポリウレタンプレポリマーを鎖延長させる工程と
を含む、樹脂固形分1gあたり10〜50mgKOHのカルボキシル価および樹脂固形分に対して5〜10重量%のケトン含有率を有する水性ポリウレタンウレア樹脂分散体の製造方法であって、
工程3)の完了後に得られる前記水性ポリウレタンウレア樹脂分散体が、樹脂固形分に対して5〜10重量%のケトンを含有するような方法で、前記水性ポリウレタンウレア樹脂分散体から前記ケトンを除去する工程無しに、工程1)で使用される前記ケトンの割合が選択される方法。 - 前記ケトン溶媒を部分的にまたは完全に除去するさらなるプロセス工程4)を含む請求項1に記載の方法。
- 工程1)〜3)からなる請求項1に記載の方法。
- 前記ポリウレタンプレポリマーの前記遊離イソシアネート基含有率が1.7〜2.5重量%である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- ポリヒドロキシカルボン酸対中和第三級アミンの比が70〜100%の中和度に相当する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記中和第三級アミンがジメチルイソプロピルアミンである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
- プロセス工程1)に用いられるNCO:OH当量比が2:1〜1.1:1である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記少なくとも1種のケトンが、メチルエチルケトンおよびアセトンからなる群から選択される、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記少なくとも1種のケトンは別として、さらなる有機溶媒の添加も使用もなく行われる、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
- プロセス工程1)に使用される少なくとも1種のポリオールが、エチレングリコール、異性体プロパン−およびブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−ドデカンジオール、ビスフェノールA、ネオペンチルグリコール、ブチルエチルプロパンジオール、異性体シクロヘキサンジオール、異性体シクロヘキサンジメタノール、水素化ビスフェノールA、トリシクロデカンジメタノール、および二量体脂肪アルコールからなる群から選ばれる低モル質量ジオールである請求項1〜9のいずれか1項記載の方法。
- プロセス工程1)に使用される少なくとも1種のポリオールが、グリセロール、トリメチロールエタンおよびトリメチロールプロパンからなる群から選ばれる分子当たり3個以上のヒドロキシル基を持った低モル質量ポリオールである請求項1〜9のいずれか1項記載の方法。
- プロセス工程1)に使用される少なくとも1種のポリオールが、500〜2,000の数平均モル質量の、テレケリック(メタ)アクリルポリマージオール、ポリエステルジオール及びポリエーテルジオールからなる群から選ばれるオリゴマーもしくはポリマージオールである請求項1〜9のいずれか1項記載の方法。
- プロセス工程1)に使用される少なくとも1種のポリオールが、2より大きいヒドロキシル官能性のオリゴマーもしくはポリマーポリオールである請求項1〜9のいずれか1項記載の方法。
- プロセス工程1)に使用される少なくとも1種のポリオールが、500〜2,000の数平均モル質量のポリエステルポリオール及びポリエーテルポリオールからなる群から選ばれる、2より大きいヒドロキシル官能性のオリゴマーもしくはポリマーポリオールである請求項1〜9のいずれか1項記載の方法。
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