JPH03146514A - Aqueous composition - Google Patents

Aqueous composition

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JPH03146514A
JPH03146514A JP28500889A JP28500889A JPH03146514A JP H03146514 A JPH03146514 A JP H03146514A JP 28500889 A JP28500889 A JP 28500889A JP 28500889 A JP28500889 A JP 28500889A JP H03146514 A JPH03146514 A JP H03146514A
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JP
Japan
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group
polyoxyalkylene polyol
groups
carboxylic acid
salt
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Application number
JP28500889A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideki Nakagawa
秀樹 中川
Tomiya Sugiura
富弥 杉浦
Takao Doi
孝夫 土居
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain the subject composition, composed of a specific carboxylate group-containing blocked polyurethane, polyfunctional compound and water, efficiently reactive to provided a tough resin excellent in heat resistance through the composition is stable with a long pot life. CONSTITUTION:The objective composition consisting essentially of (A) a carboxylate group-containing blocked polyurethane prepared by reacting (i) a carboxylic acid (salt) group-containing polyoxyalkylene polyol, containing >=50wt.% oxyethylene groups and having groups COOX (X is H or cation) in the terminal parts of the backbone chain with (ii) a polyisocyanate having NCO in an amount so as to provide excessive equiv. based on OH of the compo nent (i) and (iii) a blocking agent in an amount corresponding to the excess equiv. of the component (ii) and converting the group X into cation if the group X is H, (B) a polyfunctional compound in an equiv. amount of 0.01-1 based on regenerated NCO in the component (A) and (C) water.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は反応性ポリウレタンを含む水性組成物に関する
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to aqueous compositions containing reactive polyurethanes.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

ウレタン樹脂は繊維、紙、木材やプラスチック等の多種
の基材に対し親和性、接着力が高いため、ウレタン樹脂
水性液は繊維加工剤、紙加工剤、樹脂やフィルムの接着
剤等の用途に広く利用されている。しかし、水性液製造
時に反応が終了しているいわゆるポリウレタンの水性液
は、浸透性が悪く、基材間(中)に十分浸透できなかっ
たり、既にそれ自体が反応性を失っているため共有結合
形成による強固な接着力を発揮できない場合がしばしば
発生する。それに対し、反応性ウレタン水性液いわゆる
ブロック化インシアネートを含有するウレタン水性液は
、水が蒸発した後でも、流動性粘着性を保持しているた
め、比較的疎水性の高い基材に対しても流延又は浸透し
、接着を行なうことができる。
Urethane resin has a high affinity and adhesive strength for a wide variety of base materials such as fibers, paper, wood, and plastics, so urethane resin aqueous liquids can be used as fiber processing agents, paper processing agents, and adhesives for resins and films. Widely used. However, the so-called aqueous polyurethane liquid, whose reaction has been completed during the production of the aqueous liquid, has poor permeability and may not be able to penetrate between (inside) the base materials sufficiently, or it has already lost its reactivity, so covalent bonds are formed. It often happens that the strong adhesion created by the formation cannot be achieved. On the other hand, reactive urethane aqueous liquids containing so-called blocked incyanates retain their fluidity and viscosity even after the water has evaporated, so they can be used against relatively hydrophobic substrates. It can also be cast or infiltrated and bonded.

また、加熱等により再生したイソシアネートの高い反応
性により、基材との間に強固な結合を作り得る等の特徴
を有することより、幾つか上布されている。
In addition, due to the high reactivity of isocyanate regenerated by heating etc., it has characteristics such as being able to form a strong bond with the substrate, and is therefore used in several applications.

【発明の解決しようとする課題] しかしながら、前記従来のブロック化インシアネート化
合物は、通常の使用に耐えるポットライフを持つものは
、加熱キュア性が不十分で高温および/または長時間の
キュア条件を必要としプロセス上好ましくない。また使
用直前に触媒を添加することによりキュア性を改良する
場合には、調合、撹拌の煩雑さ、錫、鉛等の重金属化合
物の毒性、後処理の問題等多くの不都合な問題が発生し
ているのが現状である。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the conventional blocked incyanate compounds that have a pot life that can withstand normal use have insufficient heat curing properties and cannot be cured under high temperature and/or long time curing conditions. It is necessary and undesirable for the process. Furthermore, when curing properties are improved by adding a catalyst immediately before use, many inconvenient problems arise, such as the complexity of blending and stirring, the toxicity of heavy metal compounds such as tin and lead, and problems with post-treatment. The current situation is that

また、一般に、硬化手段としては、いわゆる湿気硬化で
あるため、上記の如く高温に於いては、湿度の影響を受
は易く、樹脂化を完結するためには、長時間の熟成が必
要となる。また、意識的に高温下(〜100℃以上)で
、水蒸気を導入する事で上記欠点を解消する試みもある
が、プロセス上好ましくない。
In addition, since the curing method is generally moisture curing, it is easily affected by humidity at high temperatures as mentioned above, and a long period of aging is required to complete the resin formation. . There have also been attempts to eliminate the above drawbacks by intentionally introducing water vapor at high temperatures (~100° C. or higher), but this is not preferable from a process standpoint.

更には、湿気硬化の場合、理想的に樹脂化が進行する事
はあり得ず部分的に末端がアミンで封止されたいわゆる
オリゴマーであり、高度に橋かけした高分子量体になり
にくいため、樹脂の強靭性、耐熱性等に於いて十分な性
能を発揮し得ない等の欠点を有している。
Furthermore, in the case of moisture curing, it is impossible for resin formation to proceed ideally, and the polymer is a so-called oligomer whose ends are partially capped with amine, making it difficult to form a highly cross-linked polymer. It has drawbacks such as not being able to exhibit sufficient performance in terms of resin toughness, heat resistance, etc.

〔課題を解決する為の手段〕[Means to solve problems]

本発明は、前述の課題を解決すべくなされた下記の発明
である。
The present invention is the following invention made to solve the above-mentioned problems.

オキシエチレン基を50重量%以上含み、主鎖末端部に
−COOX基(X:水素原子あるいはカチオン)を有す
るカルボン酸(塩)基含有ポリオキシアルキレンポリオ
ール、該ポリオールの水酸基に対して過剰当量となる割
合のインシアネート基を有するポリイソシアネート、お
よび該ポリイソシアネートの過剰当量分に相当する量の
ブロック化剤の反応生成物であってかつXが水素原子で
ある場合は任意の段階でXをカチオンに変換して得られ
るカルボン酸塩基含有ブロック化ポリウレタン、該ブロ
ック化ポリウレタンの再生イソシアネート基に対して0
.01〜1倍当量の多官能化合物、および水を必須成分
とする水性組成物。
A carboxylic acid (salt) group-containing polyoxyalkylene polyol containing 50% by weight or more of oxyethylene groups and having a -COOX group (X: hydrogen atom or cation) at the end of the main chain, with an excess equivalent amount relative to the hydroxyl group of the polyol. A reaction product of a polyisocyanate having a proportion of incyanate groups and a blocking agent in an amount corresponding to the excess equivalent of the polyisocyanate, and when A carboxylic acid group-containing blocked polyurethane obtained by converting into
.. An aqueous composition containing a polyfunctional compound of 0.01 to 1.0 times the equivalent and water as essential components.

まず、本発明における各原料成分について説明する。First, each raw material component in the present invention will be explained.

(1)カルボン酸(塩)基導入前のポリオキシアルキレ
ンポリオール 本発明におけるポリオキシアルキレンポリオールは、イ
ニシエーターにエチレンオキシドまたはエチレンオキシ
ドと他のアルキレンオキシドを混合しであるいは順次反
応して得られるポリオキシアルキレンポリオールである
。また2種以上のポリオキシアルキレンポリオールの混
合物であってもよい、イニシエーターは2価以上特に2
〜8価のアルキレンオキシドが反応しうる水素原子(水
酸基やアミノ基の水素原子)を有する化合物で、好まし
くは3〜4価のイニシェークーの1種以上あるいはそれ
と2価あるいは5価以上のイニシェーターの混合物であ
る。イニシェーターとしては特に多価アルコールが好ま
しい、ポリオキシアルキレンポリオールはオキシエチレ
ン基を含まない、あるいはその割合が少ない他の高分子
量ポリオールとの混合物であってよい。他の高分子量ポ
リオールとしてはオキシエチレン基の少ないポリオキシ
アルキレンポリオール、少数のエステル基を含むポリエ
ーテルエステルポリオール、ポリカーボネートポリオー
ル、ポリオキシテトラメチレンポリオールなどがある。
(1) Polyoxyalkylene polyol before carboxylic acid (salt) group introduction The polyoxyalkylene polyol in the present invention is a polyoxyalkylene polyol obtained by mixing or sequentially reacting ethylene oxide or ethylene oxide with another alkylene oxide as an initiator. It is a polyol. It may also be a mixture of two or more types of polyoxyalkylene polyols, and the initiator has a valence of 2 or more, especially 2 or more.
-A compound having a hydrogen atom (a hydrogen atom of a hydroxyl group or an amino group) with which an octavalent alkylene oxide can react, preferably one or more trivalent to tetravalent initiators or a mixture thereof with a divalent or pentavalent or higher valent initiator. It is. Polyhydric alcohols are particularly preferred as initiators; polyoxyalkylene polyols may be a mixture with other high molecular weight polyols that do not contain oxyethylene groups or have a small proportion thereof. Other high molecular weight polyols include polyoxyalkylene polyols containing few oxyethylene groups, polyether ester polyols containing a small number of ester groups, polycarbonate polyols, and polyoxytetramethylene polyols.

本発明におけるポリオキシアルキレンポリオールは平均
して以下の要件が必要〜好ましい。
The polyoxyalkylene polyol in the present invention needs to have the following requirements on average.

平均オキシエチレン基含有量:50重量%以上が必要。Average oxyethylene group content: 50% by weight or more is required.

好ましくは60〜95重 量%、特に70〜90重量%。従っ て、好ましくはオキシエチレン基 以外に少量の他のオキシアルキレ ン基、好ましくはオキシプロビレ ン基を含む。オキシエチレン基台 量が少ないと本発明組成物のpH変 化に対する安定性が低下する。Preferably 60 to 95 weight % by weight, especially 70-90% by weight. follow and preferably an oxyethylene group. In addition, small amounts of other oxyalkylenes group, preferably oxypropylene Contains an ion group. oxyethylene base If the amount is small, the pH of the composition of the present invention may change. The stability against deterioration decreases.

平均水酸基数:2を越えることとが好ましい。さらに好
ましくは2.3〜 8、特に2.6〜4゜水酸基数が少 ないとポリウレタンのキュア性や 接着性が低下する。
It is preferable that the average number of hydroxyl groups exceeds 2. More preferably, the number of hydroxyl groups is 2.3 to 8, particularly 2.6 to 4. If the number of hydroxyl groups is small, the curing properties and adhesive properties of the polyurethane will deteriorate.

水酸基当りの平均分子量:200〜4000が好ましい
。好ましくは 300〜 3000゜低分子量ではポリウレタン の硬化物が硬く脆いものとなり、 強靭性が出ない。高分子量物では ブロック化されたポリウレタンの 浸透性や粘着性が不十分となる。
Average molecular weight per hydroxyl group: preferably from 200 to 4,000. Preferably, if the molecular weight is low, from 300 to 3,000 degrees, the cured polyurethane will be hard and brittle, and will not have any toughness. If a high molecular weight material is used, the permeability and adhesiveness of the blocked polyurethane will be insufficient.

(2)前記ポリオキシアルキレンポリオールへの−CO
OX基の導入、および生成カルボン酸(塩)基含有ポリ
オキシアルキレンポリオール エステル化やウレタン化によって、前記ポリオキシアル
キレンボリオールヘーCOOX基を導入することが好ま
しい。エステル化はポリカルボン酸無水物や反応性カル
ボン酸基と−COOX基とを有する反応性ポリカルボン
酸誘導体を反応させることによって行なう、ウレタン化
は、イソシアネート反応性基(水酸基、1級アミノ基、
2級アミノ基など)と−COOX基とを有する化合物と
、ポリイソシアネートを反応させる(ポリイソシアネー
トのイソシアネート基の少なくとも1つは前記ポリオキ
シアルキレンポリオールの水酸基に、他の少なくとも1
つは上記−coax基含有化合物のイソシアネート基と
反応させる)、あるいは−COOX基とイソシアネート
基を有する化合物と反応させることによって行なう。
(2) -CO to the polyoxyalkylene polyol
It is preferable to introduce a COOX group into the polyoxyalkylene polyol by introducing an OX group and esterifying or urethanizing the resulting polyoxyalkylene polyol containing a carboxylic acid (salt) group. Esterification is performed by reacting a polycarboxylic acid anhydride or a reactive polycarboxylic acid derivative having a reactive carboxylic acid group and a -COOX group.Urethanization is performed by reacting an isocyanate-reactive group (hydroxyl group, primary amino group,
A compound having a secondary amino group, etc.) and a -COOX group is reacted with a polyisocyanate (at least one of the isocyanate groups of the polyisocyanate is a hydroxyl group of the polyoxyalkylene polyol, and at least one of the other
One method is to react the above-mentioned -coax group-containing compound with an isocyanate group), or by reacting a -COOX group with a compound having an isocyanate group.

これらカルボン酸類としては、例えばマレイン酸、フマ
ル酸、フタル酸、マロン酸、アジピン酸、トリメリット
酸、ブタンテトラカルボン酸、これらのポリカルボン酸
の無水物、酸クロライドなどの反応性誘導体等がある。
Examples of these carboxylic acids include maleic acid, fumaric acid, phthalic acid, malonic acid, adipic acid, trimellitic acid, butanetetracarboxylic acid, and reactive derivatives of these polycarboxylic acids such as anhydrides and acid chlorides. .

イソシアネート反応性カルボン酸類としては、例えばジ
メチロールプロピオン酸、アミン酸、などがある。
Examples of the isocyanate-reactive carboxylic acids include dimethylolpropionic acid and amino acid.

−COOX基のXとしては、水素原子あるいはカチオン
であり、カチオンとしてはアンモニウム、NR,(R:
少なくとも 1つはアルキル基等の1価の有機基で他は
水素原子)、ホスホニウム、アルカリ金属イオン等で、
特にアルカリ金属イオンが好ましい。また、ブロック化
されたポリウレタンの−coax基のXは最終的にはカ
チオンであり、−C00M基は任意の段階で塩の形態に
変えつる。
X in the -COOX group is a hydrogen atom or a cation, and the cations include ammonium, NR, (R:
At least one is a monovalent organic group such as an alkyl group and the others are hydrogen atoms), phosphonium, alkali metal ions, etc.
Particularly preferred are alkali metal ions. Further, the X of the -coax group of the blocked polyurethane is ultimately a cation, and the -C00M group can be converted into a salt form at any stage.

前記ポリオキシアルキレンポリオールに導入するーCO
OX基の数はポリオキシアルキレンポリオール1分子当
り平均o、 oos〜0.8個となる量が導入すること
が好ましい。より好ましくは0.O1〜0.6個であり
、特に0.04〜0.4個である。また、ポリオキシア
ルキレンポリオールの水酸基当りでは0、002〜0.
4、特に0.005〜0.3が好ましい。この量は、ブ
ロック化ポリウレタンの水に対する安定性やキュアー性
に関係し、少なすぎると安定性、キュアー性とも不十分
となり、多すぎるとキュアー性が高くなりすぎ、取り扱
いに支障を生じる。従って、例えばジカルボン酸無水物
のような1個の−COOX基を生じる導入法においては
、ポリオキシアルキレンポリオール1モル当り、0.0
05〜0.8 モJL、(7)−COOX基を導入する
ための化合物が使用される。
-CO introduced into the polyoxyalkylene polyol
It is preferable that the number of OX groups introduced is an average of o, oos to 0.8 per molecule of polyoxyalkylene polyol. More preferably 0. The number is 1 to 0.6, particularly 0.04 to 0.4. Moreover, the per hydroxyl group of the polyoxyalkylene polyol is 0.002 to 0.
4, particularly preferably 0.005 to 0.3. This amount is related to the water stability and curing properties of the blocked polyurethane; if it is too small, both the stability and curing properties will be insufficient, and if it is too large, the curing properties will be too high, causing trouble in handling. Therefore, in an introduction method that produces one -COOX group, such as dicarboxylic anhydride, 0.0
05-0.8 MoJL, a compound for introducing the (7)-COOX group is used.

−COOX基が導入されたカルボン酸(塩)基含有ポリ
オキシアルキレンポリオールにおいて、その平均の水酸
基の数は2を越えることが好ましく、より好ましくは2
.1以上、特に2.3以上である。上限は6、好ましく
は3.5である。なお、1分子当り平均1個未満の−C
OOX基を有することにより、目的とするよりも−CO
OX基の数の多いポリオキシアルキレンポリオールを製
造し、これを−COOX基を有しないポリオキシアルキ
レンポリオールと混合して目的とするカルボン酸(塩)
基含有ポリオキシアルキレンポリオールを製造すること
もできる。
In the carboxylic acid (salt) group-containing polyoxyalkylene polyol into which a -COOX group has been introduced, the average number of hydroxyl groups is preferably more than 2, more preferably 2.
.. 1 or more, especially 2.3 or more. The upper limit is 6, preferably 3.5. In addition, on average less than 1 -C per molecule
By having an OOX group, -CO
A polyoxyalkylene polyol with a large number of OX groups is produced and mixed with a polyoxyalkylene polyol without -COOX groups to produce the desired carboxylic acid (salt).
It is also possible to produce group-containing polyoxyalkylene polyols.

(3)ブロック化されたポリウレタン 本発明におけるブロック化されたポリウレタンは、前記
カルボン酸(塩)基含有ポリオキシアルキレンポリオー
ル、ポリイソシアネート、およびブロック化剤とを反応
させて得られる。このブロック化されたポリウレタンは
、約2個以上のブロック化されたイソシアネート基を含
み、フリーのイソシアネート基を実質的に含まない。こ
のポリウレタンは、通常の方法で製造することができる
。即ち、ポリオールとポリイソシアネートを反応させて
得られるイソシアネート末端プレポリマーをブロック化
剤とを反応させるか、部分ブロック化ポリイソシアネー
トとポリオールを反応させて得られる。前者の場合、ブ
ロック化剤は過剰に使用することができ、未反応ブロッ
ク化剤は組成物中に残存していてもよい。通常は1.2
〜2.0倍当量過剰に用いる 本発明において、カルボン酸(塩)基含有ポリオキシア
ルキレンポリオールの水酸基とポリイソシアネート基の
比(NGOloH)1.2〜2.5が適当であり、好ま
しくは1.5〜2.0である。従って、ブロック化剤は
、過剰分、即ち(NGOloH)−1の当量反応する。
(3) Blocked polyurethane The blocked polyurethane in the present invention is obtained by reacting the carboxylic acid (salt) group-containing polyoxyalkylene polyol, polyisocyanate, and blocking agent. The blocked polyurethane contains about two or more blocked isocyanate groups and is substantially free of free isocyanate groups. This polyurethane can be manufactured by conventional methods. That is, it is obtained by reacting an isocyanate-terminated prepolymer obtained by reacting a polyol and a polyisocyanate with a blocking agent, or by reacting a partially blocked polyisocyanate and a polyol. In the former case, the blocking agent may be used in excess, and unreacted blocking agent may remain in the composition. Usually 1.2
In the present invention, the ratio of hydroxyl groups to polyisocyanate groups (NGOloH) of the carboxylic acid (salt) group-containing polyoxyalkylene polyol is suitably 1.2 to 2.5, preferably 1. .5 to 2.0. Therefore, the blocking agent reacts in excess, ie, equivalents of (NGOloH)-1.

この当量比は、上記ブロック化ポリウレタンの2つの方
法のいずれにも適用されることが好ましい(上記のよう
な一方の方法ではそれよりも過剰に使用してもよい。)
なお、ブロック化されたポリウレタンにおける一COO
X基の量は、−〇〇〇〇基に換算して0.02〜3%、
特に0.05〜1.5%となることが好ましい。
This equivalent ratio is preferably applied to either of the two methods of producing the blocked polyurethane (an excess may be used in one method as described above).
In addition, one COO in block polyurethane
The amount of X group is 0.02 to 3% in terms of −〇〇〇 group,
In particular, it is preferably 0.05 to 1.5%.

反応は通常無溶剤か非反応性の溶剤の存在下で行なわれ
る。この温度は通常常温〜160℃、特に60〜120
℃で行なわれる。この反応において触媒を用いることが
できるが、その触媒は有機金属化合物でないことが好ま
しい。なぜなら、有機金属化合物は最終的な水性組成物
中のブロック化されたポリウレタンの安定性を低下させ
、後述水分散の問題が生じやすい、触媒を使用するとす
れば、その触媒はアミン系触媒、特に3級アミン触媒好
ましい。
The reaction is usually carried out without a solvent or in the presence of a non-reactive solvent. This temperature is usually room temperature to 160℃, especially 60 to 120℃.
It is carried out at ℃. Although a catalyst can be used in this reaction, it is preferred that the catalyst is not an organometallic compound. This is because organometallic compounds reduce the stability of the blocked polyurethane in the final aqueous composition and are prone to the water dispersion problems discussed below. Tertiary amine catalysts are preferred.

ブロック化ポリウレタンは最終的に水に分散〜溶解され
た状態において、その−000X基はカルボン酸塩基(
即ち、Xはカチオン)であることが必要である。ポリオ
キシアルキレンポリオールの−COOX基が−COOH
基の場合、途中でXの水素原子をカチオンに変える必要
がある。この変換はブロック化ポリウレタンを水に分散
〜溶解した状態で行なうことができ、またその前の任意
の段階で行なうことができる。
When the blocked polyurethane is finally dispersed or dissolved in water, its -000X group is a carboxylic acid group (
That is, it is necessary that X is a cation). -COOX group of polyoxyalkylene polyol is -COOH
In the case of a group, it is necessary to change the hydrogen atom of X to a cation midway through. This conversion can be carried out while the blocked polyurethane is dispersed or dissolved in water, or it can be carried out at any previous stage.

ブロック化ポリウレタンは任意の割合で水に分散〜溶解
しつる。好ましくは、両者の合計に対してブロック化ポ
リウレタン5〜70重量%、特に10〜50重量%であ
る。なお、組成物には他の成分、例えば種々の樹脂や着
色剤等の配合剤を配合しつる。
Blocked polyurethane can be dispersed or dissolved in water at any ratio. Preferably, the amount of blocked polyurethane is 5 to 70% by weight, especially 10 to 50% by weight, based on the total of both. The composition may contain other ingredients such as various resins and coloring agents.

(4)前記原料のポリイソシアネートとブロック化剤 ポリイソシアネートとしては、1分子当り平均の官能基
数が1.8以上、特に2〜4のポリイソシアネートが好
ましい。インシアネート基含有量は10%以上、特に2
0%以上が好ましい。ポリイソシアネートはいわゆる黄
変性のポリイソシアネートと無黄変性のポリイソシアネ
ートのいずれも使用でき、それらを併用することもでき
る。好ましくは反応性の高い黄変性のポリイソシアネー
トが用いられる。具体的なポリイソシアネートとしては
、例えばトリレンジイソシアネー)−(TDI) 、ジ
フェニルメタンジイソシアネート(MDI) 、ナフタ
レンジイソシアネート(NDI)  キシリレンジイソ
シアネート(XDI)、メチレンビス(シクロヘキシル
イソシアネート)(H1□MDI)、ヘキサメチレンジ
イソシアネート(HDI)  インホロンジイソシアネ
ート(IPDI)、それらの変性物(ヌレート化変性物
、プレポリマー変性物、カルボジイミド変性物など)が
ある。
(4) As the raw material polyisocyanate and the blocking agent polyisocyanate, polyisocyanates having an average number of functional groups per molecule of 1.8 or more, particularly 2 to 4 are preferred. The incyanate group content is 10% or more, especially 2
0% or more is preferable. As the polyisocyanate, both so-called yellowing polyisocyanates and non-yellowing polyisocyanates can be used, and they can also be used in combination. Preferably, a highly reactive yellowing polyisocyanate is used. Specific polyisocyanates include, for example, tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), naphthalene diisocyanate (NDI), xylylene diisocyanate (XDI), methylene bis(cyclohexyl isocyanate) (H1□MDI), and hexamethylene. Diisocyanate (HDI) There are inphorone diisocyanate (IPDI) and modified products thereof (nurate modified products, prepolymer modified products, carbodiimide modified products, etc.).

ブロック化剤としては、イソシアネート基のブロック化
剤として使用されている各種のものを使用できる。たと
えば、フェノール類、メルカプタン類、オキシム類、マ
ロン酸ジエステル類、アセチルアセトン、アセト酢酸エ
ステル類、ラクタム類等がある。
As the blocking agent, various kinds of agents used as blocking agents for isocyanate groups can be used. Examples include phenols, mercaptans, oximes, malonic acid diesters, acetylacetone, acetoacetic esters, lactams, and the like.

(5)多官能化合物 多官能化合物はイソシアネート基と反応する官能基(水
酸基、アミン基など)を2以上有する化合物であり、た
とえば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、シュークロース、トリエタノールアミ
ン等のいわゆる多官能アルコール類や糖類の他、エチレ
ンジアミン、ジエチレントリアミン等のいわゆる多官能
アミン類等が挙げられる。
(5) Polyfunctional compounds Polyfunctional compounds are compounds that have two or more functional groups (hydroxyl groups, amine groups, etc.) that react with isocyanate groups, such as trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol, sucrose, triethanolamine, etc. In addition to so-called polyfunctional alcohols and saccharides, so-called polyfunctional amines such as ethylenediamine and diethylenetriamine are included.

硬化物特性の点より平均官能基数3以上が好ましく、特
に多官能アルコール類や糖類が好ましい。
From the viewpoint of cured product properties, the average number of functional groups is preferably 3 or more, and polyfunctional alcohols and saccharides are particularly preferred.

添加方法としては、該化合物が水溶性の場合、ブロック
化ウレタン水性液にそのまま添加するか、あるいは水溶
液の形で添加しても良い。また、難水溶性の場合、ブロ
ック化ポリウレタンを水に分散させる前に添加、混合撹
拌するか、または、液状の場合には、強力な撹拌下ブロ
ツク化ポリウレタン水性液に後添加しても良い。
As for the addition method, when the compound is water-soluble, it may be added to the blocked urethane aqueous solution as it is, or it may be added in the form of an aqueous solution. If the polyurethane is poorly water-soluble, it may be added, mixed and stirred before dispersing the blocked polyurethane in water, or if it is liquid, it may be added to the aqueous blocked polyurethane solution with strong stirring.

添加量としては、加熱により再生するインシアネート基
に対し、0.01〜1倍当量用いられ、0.2〜1.0
倍当量が好ましい。
The amount added is 0.01 to 1 equivalent to the incyanate group regenerated by heating, and 0.2 to 1.0.
Double equivalents are preferred.

これより少ない場合、生成する硬化物の強靭性、耐熱性
の点で好ましくなく、また等当量を越えて添加した場合
、未反応物として、硬化物内に残留するため、性能と低
下させる結果となる。
If it is less than this, it is unfavorable in terms of toughness and heat resistance of the cured product that is produced, and if it is added in excess of an equivalent amount, it will remain in the cured product as unreacted substances, resulting in a decrease in performance. Become.

本発明の部分カルボキシル化ポリオールな用いたブロッ
ク化物はブロック化剤の解離及びその後のキュアー性を
向上するのに必要な触媒をカルボン酸塩の形で分子内に
持っているため、この触媒とインシアネート残基が分子
オーダーで効率よく相互作用できるため、必要最低限の
触媒量かつマイルドなキュアー条件でキュアできる。こ
れに対し、通常の触媒は水溶性の場合水相に存在する。
The partially carboxylated polyol used in the present invention has a catalyst in the form of a carboxylate in its molecule, which is necessary to improve the dissociation of the blocking agent and the subsequent curing properties. Since cyanate residues can interact efficiently on a molecular order, curing can be performed using the minimum necessary amount of catalyst and mild curing conditions. In contrast, conventional catalysts are present in the aqueous phase if they are water-soluble.

また油溶性の場合は触媒を乳化等の手段により水性液化
して添加するが、ブロック化物とは別々の粒子として存
在する。他の方法としては、ブロック化物の水性液中に
油溶性触媒を強制的に撹拌分散化させる方法もあるが本
発明の親水性ブロック化物との相溶性は不良である。以
上より通常の触媒を添加する方法では触媒効率が低く、
過剰量の触媒が必要となり、この過剰分がキュアー後の
ウレタン樹脂の熱安定性、長期安定性を著しく低下させ
てしまう。従って、本発明においては、水性組成物には
実質的に有機金属触媒は配合しないことが好ましい。
In the case of an oil-soluble catalyst, the catalyst is liquefied into an aqueous liquid by means such as emulsification and added, but the catalyst is present as particles separate from the blocked product. Another method is to forcibly stir and disperse the oil-soluble catalyst in the aqueous liquid of the blocked product, but the compatibility with the hydrophilic blocked product of the present invention is poor. From the above, the catalytic efficiency is low in the method of adding a normal catalyst,
An excessive amount of catalyst is required, and this excessive amount significantly reduces the thermal stability and long-term stability of the urethane resin after curing. Therefore, in the present invention, it is preferable that substantially no organometallic catalyst is blended into the aqueous composition.

本発明に於いて、多官能化合物は、常温付近ではブロッ
ク化ポリウレタンと反応せず、安定な水性分散体の形態
を保持しているが、加熱に伴なって上記ブロック化ポリ
ウレタンの分子内に存在するカルボン酸塩の内部自己触
媒作用によって比較的マイルドな条件でブロック化剤が
解離するために、効率良く再生イソシアネートと反応し
、高度に橋かけした高分子量体と生成し、硬化物の強靭
性、耐熱性等を著しく向上させるものである。
In the present invention, the polyfunctional compound does not react with the blocked polyurethane at room temperature and maintains the form of a stable aqueous dispersion, but upon heating, the polyfunctional compound is present in the molecules of the blocked polyurethane. Because the blocking agent dissociates under relatively mild conditions due to the internal autocatalytic action of the carboxylate salt, it efficiently reacts with the recycled isocyanate to form a highly cross-linked polymer, which improves the toughness of the cured product. , heat resistance etc. are significantly improved.

本発明の組成物は、接着剤やバインダーとして用いられ
、例えば繊維、紙、木材、プラスチック、その他の基材
に対する接着剤やバインダーとして用いられる。
The composition of the present invention is used as an adhesive or a binder, for example, for fibers, paper, wood, plastics, and other substrates.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発
明はこれら実施例に限られるものではない、また、以下
における「部」は重量部を表わす。
Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples, and "parts" hereinafter represent parts by weight.

[実施例] 実施例1 ■部分カルボキシル化ポリオールの合成平均分子125
00のポリオキシアルキレンポリオール(3官能、オキ
シエチレン基80重量%) 2500部に無水フタル酸
17.7部、およびN、N−ジメチルベンジルアミン3
.0部を添加し窒素気流下120℃にて6時間反応し部
分カルボキシル化ポリオールを得た。
[Example] Example 1 ■Synthesis average molecule of partially carboxylated polyol 125
00 polyoxyalkylene polyol (trifunctional, oxyethylene group 80% by weight) 2500 parts, 17.7 parts of phthalic anhydride, and 3 parts of N,N-dimethylbenzylamine
.. 0 part was added and reacted for 6 hours at 120° C. under a nitrogen stream to obtain a partially carboxylated polyol.

■ブロック化されたポリウレタン樹脂水性液の合成 ■で得た部分カルボキシル化ポリオール2520、7部
にトリレンジイソシアネート438.5部添加し、窒素
気流下80”Cにて3時間反応を行ない、遊離イソシア
ネート基3.07%を有するウレタンプレポリマーを得
た。次にプレポリマーを60℃迄冷却した後メチルエチ
ルケトオキシム187.9部を撹拌下30分で滴下し、
更に60℃にで60分間反応を行なう。ウレタンポリマ
ー中の遊離イソシアネート基が0%になったことを確認
した後、水6420部に水酸化ナトリム4.8部と溶解
した水溶液を添加し、30℃で30分撹拌した。
■Synthesis of aqueous blocked polyurethane resin 438.5 parts of tolylene diisocyanate was added to 7 parts of 2,520 parts of the partially carboxylated polyol obtained in (2), and the reaction was carried out at 80"C for 3 hours under a nitrogen stream to form free isocyanate. A urethane prepolymer having 3.07% of groups was obtained.Then, after cooling the prepolymer to 60°C, 187.9 parts of methyl ethyl ketoxime was added dropwise over 30 minutes with stirring.
The reaction was further carried out at 60°C for 60 minutes. After confirming that the free isocyanate groups in the urethane polymer were 0%, an aqueous solution of 4.8 parts of sodium hydroxide dissolved in 6420 parts of water was added and stirred at 30°C for 30 minutes.

■組成物の製造 ■で得られた水性液にシェークロース 46.2部を水92.4部に溶解した水溶液を添加した
。その結果、固形分31%のやや白濁した低粘度ブロッ
ク化ポリウレタンを含む水性組成物を得た。
(2) Production of composition An aqueous solution prepared by dissolving 46.2 parts of shakerose in 92.4 parts of water was added to the aqueous solution obtained in (2). As a result, an aqueous composition containing a slightly cloudy, low-viscosity blocked polyurethane with a solid content of 31% was obtained.

実施例2 トリレンジイソシアネート438.5部にメチルエチル
ケトオキシム187.9部を窒素気流下内温か80℃を
越えないように注意しながら3時間で添加し、遊離イソ
シアネート基19.3%を有する完全透明粘稠な部分ブ
ロック化イソシアネートを得た0次に実施例1の■で得
た部分カルボキシル化ポリオール2520.7部添加し
、窒素気流下80℃にて6時間反応を行ないウレタンポ
リマー中の遊離イソシアネート基が0%になったことを
確認した後、水6420部に水酸化ナトリム4.8部と
溶解した水溶液を添加し、30”Cで30分撹拌した0
次いで、シュークロース92.4部を水184.8部に
溶解した水溶液を添加し、固形分31%のやや乳白色の
低粘度ブロック化ポリウレタン樹脂水性組成物を調整し
た。
Example 2 187.9 parts of methyl ethyl ketoxime was added to 438.5 parts of tolylene diisocyanate in 3 hours under a nitrogen stream while taking care not to exceed the internal temperature of 80°C, resulting in a completely transparent product containing 19.3% of free isocyanate groups. A viscous partially blocked isocyanate was obtained. Next, 2520.7 parts of the partially carboxylated polyol obtained in Example 1 (2) was added, and the reaction was carried out at 80°C for 6 hours under a nitrogen stream to remove the free isocyanate in the urethane polymer. After confirming that the base concentration was 0%, an aqueous solution of 4.8 parts of sodium hydroxide dissolved in 6420 parts of water was added, and the mixture was stirred at 30"C for 30 minutes.
Next, an aqueous solution of 92.4 parts of sucrose dissolved in 184.8 parts of water was added to prepare a slightly milky white, low-viscosity blocked polyurethane resin aqueous composition with a solid content of 31%.

比較例1 実施例1におけるシュークロース水溶液を添加する前の
ブロック化ポリウレタン水性液を使用する。
Comparative Example 1 The blocked polyurethane aqueous solution in Example 1 before adding the sucrose aqueous solution is used.

比較例2 実施例2におけるシェークロース水溶液を添加する前の
ブロック化ポリウレタン水性液を使用する。
Comparative Example 2 The blocked polyurethane aqueous solution in Example 2 before adding the shakerose aqueous solution is used.

参考例1 実施例1で調整したブロック化ウレタン樹脂水性組成物
をポリエステルトスキン布上に4587m”置物−に塗
布し、次いでこの布を2枚貼り合わせ圧力0.3 kg
/c+a2下120”Cx 5分加熱処理する。この処
理布をJIS K6301に従って剥離強度を測定し結
果を表1に示した。又、上記処理布な更に140℃×6
0分処理した後の剥離強度の結果も表1に示した。
Reference Example 1 The blocked urethane resin aqueous composition prepared in Example 1 was applied to a 4,587 m inch piece of polyester Toskin cloth, and then two pieces of this cloth were laminated together at a pressure of 0.3 kg.
/c+a2 lower 120"Cx 5 minutes heat treatment. The peel strength of this treated cloth was measured according to JIS K6301 and the results are shown in Table 1. In addition, the above treated cloth was further heated at 140"C x 6
Table 1 also shows the peel strength results after 0 minute treatment.

参考例2〜4 実施例1及び2の水性組成物を使用し、処理温度、時間
を変更した以外は参考例1と同様に行ない、結果は表1
に示した。
Reference Examples 2 to 4 The same procedure as Reference Example 1 was conducted except that the aqueous compositions of Examples 1 and 2 were used and the treatment temperature and time were changed, and the results are shown in Table 1.
It was shown to.

比較例3〜6 比較例2のブロック化ウレタン樹脂水性液を使用して、
参考例と同様の試験を行った結果を表−1に示す。
Comparative Examples 3 to 6 Using the blocked urethane resin aqueous liquid of Comparative Example 2,
Table 1 shows the results of a test similar to that of the reference example.

[発明の効果] 本発明の反応性の水性組成物は、ポットライフが長く安
定であるにもかかわらず、加熱によるブロック化剤の解
離が著しく効果的に起こるため、共存する多官能化合物
と効率良く反応が進行し、高度に橋かけした高分子量体
を生成する結果、強靭でかつ耐熱性を備えた樹脂を提供
する。また、上記の様な高効率の反応は基材に対する接
着力を著しく増大させ、強固な接着層を形成するものと
なる。
[Effects of the Invention] Although the reactive aqueous composition of the present invention has a long and stable pot life, the blocking agent is significantly effectively dissociated by heating. The reaction progresses well and produces a highly cross-linked polymer, providing a resin that is tough and heat resistant. Furthermore, the highly efficient reaction described above significantly increases the adhesive force to the substrate, forming a strong adhesive layer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、オキシエチレン基を50重量%以上含み、主鎖末端
部に−COOX基(X:水素原子あるいはカチオン)を
有するカルボン酸(塩)基含有ポリオキシアルキレンポ
リオール、該ポリオールの水酸基に対して過剰当量とな
る割合のイソシアネート基を有するポリイソシア ネート、および該ポリイソシアネートの過剰当量分に相
当する量のブロック化剤の反応生成物であってかつXが
水素原子である場合は任意の段階でXをカチオンに変換
して得られるカルボン酸塩基含有ブロック化ポリウレタ
ン、該ブロック化ポリウレタンの再生イソシアネート基
に対して0.01〜1倍当量の多官能化合物、および水
を必須成分とする水性組 成物。 2、カルボン酸(塩)基含有ポリオキシアルキレンポリ
オールが、1分子当り平均して2個を越える水酸基と0
.005〜0.8個の−COOX基を含むカルボン酸(
塩)基含有ポリオキシアルキレンポリオールである、請
求項第1項記載の組成物。 3、ポリオキシアルキレンポリオールが、オキシエチレ
ン基含有量70〜90重量%、水酸基当りの分子量30
0〜3000、平均水酸基数2.3〜3.5のポリオキ
シアルキレンポリオールであり、該ポリオキシアルキレ
ンポリオールより誘導されるカルボン酸(塩)基含有ポ
リオキシアルキレンポリオールが、平均水酸基数 2.3〜3.5、平均−COOX基数0.04〜0.4
である、請求項第1項記載の組成物。
[Claims] 1. A carboxylic acid (salt) group-containing polyoxyalkylene polyol containing 50% by weight or more of oxyethylene groups and having a -COOX group (X: hydrogen atom or cation) at the end of the main chain; A reaction product of a polyisocyanate having isocyanate groups in an excess equivalent amount to the hydroxyl groups of the polyisocyanate, and a blocking agent in an amount corresponding to the excess equivalent of the polyisocyanate, and when X is a hydrogen atom, A carboxylic acid group-containing blocked polyurethane obtained by converting X into a cation at any stage, a polyfunctional compound in an amount of 0.01 to 1 times the equivalent of the recycled isocyanate group of the blocked polyurethane, and water as essential components. an aqueous composition. 2. Carboxylic acid (salt) group-containing polyoxyalkylene polyol has an average of more than 2 hydroxyl groups per molecule and 0
.. Carboxylic acids containing 005 to 0.8 -COOX groups (
The composition according to claim 1, which is a polyoxyalkylene polyol containing a salt) group. 3. The polyoxyalkylene polyol has an oxyethylene group content of 70 to 90% by weight and a molecular weight per hydroxyl group of 30.
0 to 3000, with an average number of hydroxyl groups of 2.3 to 3.5, and a carboxylic acid (salt) group-containing polyoxyalkylene polyol derived from the polyoxyalkylene polyol has an average number of hydroxyl groups of 2.3. ~3.5, average -COOX base 0.04~0.4
The composition according to claim 1, which is
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