JPH0616997A - Aqueous coating agent - Google Patents

Aqueous coating agent

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JPH0616997A
JPH0616997A JP17296492A JP17296492A JPH0616997A JP H0616997 A JPH0616997 A JP H0616997A JP 17296492 A JP17296492 A JP 17296492A JP 17296492 A JP17296492 A JP 17296492A JP H0616997 A JPH0616997 A JP H0616997A
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JP
Japan
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group
acid
aqueous
coating agent
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JP17296492A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshifumi Tamaki
淑文 玉木
Yasuhiro Matsumoto
泰宏 松本
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DIC Corp
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Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain an aqueous polyurethane coating agent extremely good in the persistence of surface lubricity and abrasion resistance. CONSTITUTION:Methacryloyloxypropylpolydimethylsiloxane is copolymerized with methyl methacrylate in the presence of thioglycerol to produce a dihydroxymacromonomer having the hydroxy groups at one molecula end. The macromonomer is reacted with poly (butylene adipate) diol, dimethylolpropionic acid, neopentyl glycol, and dicyclohexylmethane diisocyanate to produce an isocyanate-ended prepolymer, which is mixed with trimethylamine and water, emulsified, and then subjected to a chain elongation reaction to provide an aqueous coating agent comprising a polyurethane aqueous dispersion locally having silicone chains in the side chains. The aqueous polyurethane coating agent extremely good in the persistence of surface lubricity and abrasion resistance is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、水性コーティング剤に
関する。更に詳しくは、表面滑性、耐摩耗性、耐ブロッ
キング性に優れる水性コーティング剤に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an aqueous coating agent. More specifically, it relates to an aqueous coating agent having excellent surface slipperiness, abrasion resistance and blocking resistance.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来ポリエステルフィルムの表面機能を
改質する目的で各種水性コーティング剤が使用されてお
り、その中で表面滑性を付与する目的でポリウレタン樹
脂等の水性樹脂と、コロイダルシリカ等の無機粒子ある
いはシリコーンエマルジョンをブレンドしてコーティン
グすることが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, various water-based coating agents have been used for the purpose of modifying the surface function of polyester films. Among them, water-based resins such as polyurethane resins and colloidal silica are used for the purpose of imparting surface lubricity. It is known to blend inorganic particles or silicone emulsion for coating.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たコーティング剤は、皮膜の透明性が悪かったり、経時
でシリコーンオイルが塗膜の表面にブリードしてきた
り、そのため表面滑性や耐摩耗性の持続性が極めて悪
く、また基材に対する接着性も悪くなるという欠点があ
った。
However, in the above coating agents, the transparency of the coating film is poor, or the silicone oil bleeds over the surface of the coating film over time, and therefore, the surface lubricity and the abrasion resistance are persistent. However, there is a drawback that the adhesiveness to the substrate is also poor.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明者等は上記実状に
鑑みて鋭意検討したところ、側鎖にポリオルガノシロキ
シル基を有するポリウレタン樹脂水性分散液をコーティ
ング剤として用いれば、単純に混合したエマルジョンか
ら得られる皮膜に比べて、格段に透明性に優れ、シリコ
ーンのブリードもなく、その皮膜は表面滑性や耐摩耗性
の持続性に優れ、なおかつ基材に対する密着性にも優れ
ていることを見いだし、本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have made diligent studies in view of the above situation. As a result, when a polyurethane resin aqueous dispersion having a polyorganosiloxyl group in a side chain is used as a coating agent, it is simply mixed. Compared to a film obtained from an emulsion, it is significantly more transparent, has no bleeding of silicone, and the film has excellent surface lubricity and durability of abrasion resistance, and also has excellent adhesion to the substrate. The present invention has been completed and the present invention has been completed.

【0005】本発明は、2つ以上の水酸基及び1つのメ
ルカプト基を有するメルカプタン系連鎖移動剤の存在下
に(メタ)アクリロイル基含有シリコーン単量体を必須
成分としてラジカル重合させて得られる片末端ポリヒド
ロキシマクロモノマー(A)と、ポリイソシアネート
(B)とを必須成分として反応せしめたポリウレタン樹
脂を水性媒体中に分散したことを特徴とする水性コーテ
ィング剤を提供するものである。 (構成)本発明に使用される2つ以上の水酸基及び1つ
のメルカプト基を有するメルカプタン系連鎖移動剤とし
ては、例えば、1−メルカプト−1,1−メタンジオー
ル、1−メルカプト−1,1−エタンジオール、3−メ
ルカプト−1,2−プロパンジオール、2−メルカプト
−1,2−プロパンジオール、2−メルカプト−2−メ
チル−1,3−プロパンジオール、2−メルカプト−2
−エチル−1,3−プロパンジオール、1−メルカプト
−2,2−プロパンジオール、2−メルカプトエチル−
2−メチル−1,3−プロパンジオール、2−メルカプ
トエチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、等
が挙げられる。
The present invention is one terminal obtained by radical polymerization of a (meth) acryloyl group-containing silicone monomer as an essential component in the presence of a mercaptan chain transfer agent having two or more hydroxyl groups and one mercapto group. It is intended to provide an aqueous coating agent characterized by dispersing a polyurethane resin obtained by reacting a polyhydroxy macromonomer (A) and a polyisocyanate (B) as essential components in an aqueous medium. (Structure) Examples of the mercaptan chain transfer agent having two or more hydroxyl groups and one mercapto group used in the present invention include 1-mercapto-1,1-methanediol and 1-mercapto-1,1- Ethanediol, 3-mercapto-1,2-propanediol, 2-mercapto-1,2-propanediol, 2-mercapto-2-methyl-1,3-propanediol, 2-mercapto-2
-Ethyl-1,3-propanediol, 1-mercapto-2,2-propanediol, 2-mercaptoethyl-
2-Methyl-1,3-propanediol, 2-mercaptoethyl-2-ethyl-1,3-propanediol and the like can be mentioned.

【0006】本発明に使用される(メタ)アクリロイル
基含有シリコーン単量体としては、公知慣用のものがい
ずれも使用できるが、例えば、下式(I)のような構造
を有するものが挙げられる。
As the (meth) acryloyl group-containing silicone monomer used in the present invention, any of known and commonly used silicone monomers can be used, and examples thereof include those having a structure represented by the following formula (I). .

【0007】[0007]

【化1】 (但し、R1〜R7はアルキル基又はアリール基、R8
3〜C10のアルキレン基、 R9はHまたはメチル基、
nは10〜200の整数である。)式(I)において、
1〜R7はすべてメチル基であるのが好ましく、R8
プロピレン基が好ましい。
[Chemical 1] (However, R 1 to R 7 are an alkyl group or an aryl group, R 8 is a C 3 to C 10 alkylene group, R 9 is H or a methyl group,
n is an integer of 10 to 200. ) In formula (I),
All of R 1 to R 7 are preferably methyl groups, and R 8 is preferably a propylene group.

【0008】本発明の(メタ)アクリロイル基含有シリ
コーン単量体としては、具体的にはメタクリロキシプロ
ピルポリジメチルシロキサン、アクリロキシプロピルポ
リジメチルシロキサン、メタクリロキシブチルポリジメ
チルシロキサン、アクリロキシブチルポリジメチルシロ
キサン、メタクリロキシプロピルポリメチルフェニルシ
ロキサン等が挙げられる。
Specific examples of the (meth) acryloyl group-containing silicone monomer of the present invention include methacryloxypropyl polydimethyl siloxane, acryloxy propyl polydimethyl siloxane, methacryloxy butyl polydimethyl siloxane and acryloxy butyl polydimethyl siloxane. , Methacryloxypropyl polymethylphenyl siloxane and the like.

【0009】また式(I)の(メタ)アクリロイル基含
有シリコーン単量体は、例えば、次のように製造され
る。即ちメタクリル酸とアリールアルコールとを反応せ
しめて得られるアリールメタクリレートにさらにクロル
ジメチルシランを反応させ、メタクリロキシプロピルジ
メチルクロルシランとし、これに環状シロキサンを反応
せしめることにより得られる。
The (meth) acryloyl group-containing silicone monomer of the formula (I) is produced, for example, as follows. That is, the aryl methacrylate obtained by reacting methacrylic acid with an aryl alcohol is further reacted with chlorodimethylsilane to give methacryloxypropyldimethylchlorosilane, which is reacted with cyclic siloxane.

【0010】マクロモノマー(A)を得るに当たって
は、(メタ)アクリロイル基含有シリコーン単量体に、
必要に応じてその他のラジカル重合性不飽和単量体を共
重合してもよい。
In obtaining the macromonomer (A), the (meth) acryloyl group-containing silicone monomer is
If necessary, other radically polymerizable unsaturated monomers may be copolymerized.

【0011】上記その他のラジカル重合性不飽和単量体
としては、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリ
レート、ブチルアクリレート、オクチルアクリレート、
メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ブチル
メタクリレート、オクチルメタクリレート等のアルキル
(メタ)アクリレート、アクリロニトリル、メタクリロ
ニトリル、スチレン、酢酸ビニルが挙げられ、これらの
内、メチルメタアクリレートが好ましい。
Examples of the above-mentioned other radically polymerizable unsaturated monomers include, for example, methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, octyl acrylate,
Examples thereof include alkyl (meth) acrylates such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate and octyl methacrylate, acrylonitrile, methacrylonitrile, styrene and vinyl acetate, and among these, methyl methacrylate is preferable.

【0012】又これら以外に以下のような、官能基を有
するラジカル重合性不飽和単量体、例えば、グリシジル
(メタ)アクリレート、アリールグリシジルエーテル等
のグリシジル基含有単量体;(メタ)アクリル酸、イタ
コン酸、2−メタクリロイルオキシエチルフタル酸及び
それらの塩;メタクリロイルオキシエチルアシッドフォ
スフェイト、メタクリロイルオキシプロピルアシッドフ
ォスフェイト及びそのエステルまたは塩等の燐酸基含有
単量体;スチレンスルフォン酸、及びそれらの塩などの
スルフォン酸基含有単量体;ジメチルアミノメチル(エ
チル)(メタ)アクリレート及びその4級塩等のアミノ
基含有単量体;(メタ)アクリルアミド等のアミド基含
有単量体;パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリ
レート、N−メチル(プロピル)パーフルオロオクチル
スルフォンアミドエチル(メタ)アクリレート等のパー
フルオロアルキル基含有単量体;メトキシポリエチレン
グリコール(メタ)アクリレート等のポリオキシエチレ
ン基含有単量体等も使用できる。
In addition to these, the following radically polymerizable unsaturated monomers having a functional group, for example, glycidyl group-containing monomers such as glycidyl (meth) acrylate and aryl glycidyl ether; (meth) acrylic acid , Itaconic acid, 2-methacryloyloxyethyl phthalic acid and salts thereof; methacryloyloxyethyl acid phosphate, methacryloyloxypropyl acid phosphate and phosphoric acid group-containing monomers such as esters or salts thereof; styrene sulfonic acid and their Sulfonic acid group-containing monomers such as salts; amino group-containing monomers such as dimethylaminomethyl (ethyl) (meth) acrylate and quaternary salts thereof; amide group-containing monomers such as (meth) acrylamide; perfluoro Octylethyl (meth) acrylate, N-methyl (Propyl) perfluoroalkyl group-containing monomers such as perfluorooctyl sulfonamide ethyl (meth) acrylate, polyoxyethylene group-containing monomer such as methoxy polyethylene glycol (meth) acrylate can be used.

【0013】本発明のシリコーン鎖含有マクロモノマー
(A)の製造方法としては、従来公知の方法が適用で
き、例えば、前記2つ以上の水酸基及び1つのメルカプ
ト基を有するメルカプタン系連鎖移動剤の存在下で、前
記(メタ)アクリロイル基含有シリコーン単量体を必須
成分とするラジカル重合性不飽和単量体を、必要に応じ
て重合触媒を使用してラジカル重合させて得られる。か
かる重合触媒としては、例えば過酸化ベンゾイル等のア
シルパーオキサイド、第3級ブチルヒドロパーオキサイ
ド、p−メタンヒドロパーオキサイド等のアルキルヒド
ロパーオキサイド、ジ−第3級ブチルパーオキシド等の
ジアルキルパーオキサイド等の様なパーオキサイド化合
物、アゾビスイソブチロニトリル系化合物等が挙げられ
る。
As a method for producing the silicone chain-containing macromonomer (A) of the present invention, a conventionally known method can be applied. For example, the presence of the above-mentioned mercaptan chain transfer agent having two or more hydroxyl groups and one mercapto group. The radical-polymerizable unsaturated monomer containing the (meth) acryloyl group-containing silicone monomer as an essential component is radical-polymerized by using a polymerization catalyst, if necessary. Examples of the polymerization catalyst include acyl peroxides such as benzoyl peroxide, tertiary butyl hydroperoxides, alkyl hydroperoxides such as p-methane hydroperoxide, and dialkyl peroxides such as di-tertiary butyl peroxide. Examples thereof include peroxide compounds, azobisisobutyronitrile compounds, and the like.

【0014】本発明に使用されるマクロモノマー(A)
は、通常1,000〜100,000のものであり、な
かでも2,000〜50,000のものが好ましい。本
発明のポリウレタン樹脂を得るために用いられる前記シ
リコーン鎖含有マクロモノマー(A)の使用量は、最終
的に得られる水性コーティング剤に表面機能性すなわ
ち、表面滑性、耐摩耗性と耐ブロッキング性を付与する
のに充分な量を用いることが必要であり、具体的にその
使用量はポリウレタン樹脂固形分100部に対して、シ
リコーン鎖の含有量として0.1〜50部、好ましくは
0.2〜20部である。また前記シリコーン鎖含有マク
ロモノマー(A)を共重合したポリウレタン水性分散体
に、その他の水性分散体をブレンドして使用する場合に
は、最終的に配合された水性コーティング剤中の樹脂固
形分に対して、上記割合となる様に調製することもでき
る。
Macromonomer (A) used in the present invention
Is usually 1,000 to 100,000, and preferably 2,000 to 50,000. The amount of the above-mentioned silicone chain-containing macromonomer (A) used to obtain the polyurethane resin of the present invention depends on the surface functionality of the finally obtained aqueous coating agent, that is, surface slipperiness, abrasion resistance and blocking resistance. It is necessary to use a sufficient amount to impart a silicone chain content of 0.1 to 50 parts, preferably 0.1 part to 100 parts of the polyurethane resin solid content. 2 to 20 parts. When the polyurethane aqueous dispersion copolymerized with the silicone chain-containing macromonomer (A) is blended with another aqueous dispersion, the solid content of the resin in the finally mixed aqueous coating agent is used. On the other hand, it is also possible to prepare the above proportion.

【0015】本発明で用いられるポリイソシアネート
(B)としては、例えば2,4−トリレンジイソシアネ
ート、2,6−トリレンジイソシアネート、m−フェニ
レンジイソシアネート、p−フエニレンジイソシアネー
ト、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、
2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,
2’−ジフェニルメタンジイソシアネート、3,3’−
ジメチル−4,4’−ビフェニレンジイソシアネート、
3,3’−ジメトキシ−4,4’−ビフエニレンジイソ
シアネート、3,3’−ジクロロ−4,4’−ビフェニ
レンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシア
ネート、1,5−テトラヒドロナフタレンジイソシアネ
ート、テトラメチレンジイソシアネート、1,6−ヘキ
サメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシ
アネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネー
ト、1,3−シクロヘキシレンジイソシアネート、1,
4−シクロヘキシレ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、水素添加キシリレンジイソシアネート、リジンジ
イソシアネート、イソホロンジイソシアネート、4,
4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、3,
3’−ジメチル−4,4’−ジシクロヘキシルメタンジ
イソシアネート等が挙げられる。
Examples of the polyisocyanate (B) used in the present invention include 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate and 4,4'-diphenylmethane. Diisocyanate,
2,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,
2'-diphenylmethane diisocyanate, 3,3'-
Dimethyl-4,4'-biphenylene diisocyanate,
3,3'-dimethoxy-4,4'-biphenylene diisocyanate, 3,3'-dichloro-4,4'-biphenylene diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, 1,5-tetrahydronaphthalene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate , 1,6-hexamethylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, 1,3-cyclohexylene diisocyanate, 1,
4-cyclohexylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, tetramethyl xylylene diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, lysine diisocyanate, isophorone diisocyanate, 4,
4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, 3,
3'-dimethyl-4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate and the like can be mentioned.

【0016】本発明のポリウレタン水性分散体の製造に
おいて用いられるイソシアネート基と反応し得るその他
の活性水素含有化合物は、便宜上平均分子量300〜1
0,000好ましくは500〜5,000の高分子量化
合物と、分子量300以下の低分子量化合物に分けられ
る。
Other active hydrogen-containing compounds capable of reacting with isocyanate groups used in the production of the polyurethane aqueous dispersion of the present invention are, for convenience, an average molecular weight of 300 to 1
It is divided into high molecular weight compounds of preferably 500 to 5,000 and low molecular weight compounds of 300 or less.

【0017】上記高分子量化合物としては、例えば、ポ
リエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリ
カーボネートポリオール、ポリアセタールポリオール、
ポリアクリレートポリオール、ポリエステルアミドポリ
オール、ポリチオエーテルポリオール等が挙げられる。
Examples of the high molecular weight compound include polyester polyol, polyether polyol, polycarbonate polyol, polyacetal polyol,
Examples thereof include polyacrylate polyol, polyester amide polyol, polythioether polyol and the like.

【0018】ポリエステルポリオールとしては、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、1,5−ペンタ
ンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、
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、ポリエチレングリコール(分子
量300〜6,000)、ジプロピレングリコール、ト
リプロピレングリコール、ビスヒドロキシエトキシベン
ゼン、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、ビスフェノールA、水素添加
ビスフェノールA、ハイドロキノン及びそれらのアルキ
レンオキシド付加体等のグリコール成分とコハク酸、ア
ジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカル
ボン酸、無水マレイン酸、フマル酸、1,3−シクロペ
ンタンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボ
ン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、1,4
−ナフタレンジカルボン酸、2,5−ナフタレンジカル
ボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、ナフタル
酸、ビフェニルジカルボン酸、1,2−ビス(フェノキ
シ)エタン−p,p’−ジカルボン酸及びこれらジカル
ボン酸の無水物あるいはエステル形成性誘導体;p−ヒ
ドロキシ安息香酸、p−(2−ヒドロキシエトキシ)安
息香酸及びこれらのヒジロキシカルボン酸のエステル形
成性誘導体等の酸成分とから脱水縮合反応によって得ら
れるポリエステルの他にε−カプロラクトン等の環状エ
ステル化合物の開環重合反応によって得られるポリエス
テル及びこれらの共重合ポリエステルが挙げられる。
As the polyester polyol, ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol,
1,6-hexanediol, neopentyl glycol,
Diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol (molecular weight 300 to 6,000), dipropylene glycol, tripropylene glycol, bishydroxyethoxybenzene, 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, bisphenol A, glycol components such as hydrogenated bisphenol A, hydroquinone and their alkylene oxide adducts, and succinic acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedicarboxylic acid, maleic anhydride, fumaric acid, 1,3-cyclopentanedicarboxylic acid Acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid, 1,4
Of naphthalenedicarboxylic acid, 2,5-naphthalenedicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, naphthalic acid, biphenyldicarboxylic acid, 1,2-bis (phenoxy) ethane-p, p′-dicarboxylic acid and these dicarboxylic acids Anhydrides or ester-forming derivatives; polyesters obtained by dehydration condensation reaction with acid components such as p-hydroxybenzoic acid, p- (2-hydroxyethoxy) benzoic acid and ester-forming derivatives of these hydoxycarboxylic acids Other examples include polyesters obtained by a ring-opening polymerization reaction of a cyclic ester compound such as ε-caprolactone and copolymerized polyesters thereof.

【0019】ポリエーテルとしては、エチレングリコー
ル、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、
プロピレングリコール、トリメチレングリコール、1,
3−ブタンジオール、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、グリセ
リン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパ
ン、ソルビトール、しょ糖、アコニット糖、トリメリッ
ト酸、ヘミメリット酸、燐酸、エチレンジアミン、ジエ
チレントリアミン、トリイソプロパノールアミン、ピロ
ガロール、ジヒドロキシ安息香酸、ヒドロキシフタール
酸、1,2,3−プロパントリチオール、等の活性水素
原子を少なくとも2個有する化合物の1種または2種以
上を開始剤としてエチレンオキサイド、プロピレンオキ
サイド、ブチレンオキサイド、スチレンオキサイド、エ
ピクロルヒドリン、テトラヒドロフラン、シクロヘキシ
レン、等のモノマーの1種または2種以上を常法により
付加重合したものが挙げられる。
As the polyether, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol,
Propylene glycol, trimethylene glycol, 1,
3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,6
-Hexanediol, neopentyl glycol, glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, sorbitol, sucrose, aconit sugar, trimellitic acid, hemimellitic acid, phosphoric acid, ethylenediamine, diethylenetriamine, triisopropanolamine, pyrogallol, dihydroxybenzoic acid, hydroxy Ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, styrene oxide, epichlorohydrin with one or more compounds having at least two active hydrogen atoms such as phthalic acid, 1,2,3-propanetrithiol and the like as an initiator. Examples thereof include those obtained by addition-polymerizing one or more monomers such as tetrahydrofuran and cyclohexylene by a conventional method.

【0020】ポリカーボネートポリオールとしては、
1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、
ジエチレングリコール等のグリコールとジフェニルカー
ボネート、ホスゲンとの反応によって得られる化合物が
挙げられる。
As the polycarbonate polyol,
1,4-butanediol, 1,6-hexanediol,
Examples thereof include compounds obtained by reacting a glycol such as diethylene glycol with diphenyl carbonate or phosgene.

【0021】上記低分子量化合物としては、分子量30
0以下の分子内に少なくとも2個以上の活性水素を含有
する化合物で例えば、ポリエステルポリオールの原料と
して用いたグリコール成分;グリセリン、トリメチロー
ルエタン、トリメチロールプロパン、ソルビトール、ペ
ンタエリスリトール等のポリヒドロキシ化合物;エチレ
ンジアミン、1,6−ヘキサメチレンジアミン、ピペラ
ジン、2,5−ジメチルピペラジン、イソホロンジアミ
ン、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジアミン、3,
3’−ジメチル−4,4’−ジシクロヘキシルメタンジ
アミン、1,4−シクロヘキサンジアミン、1,2−プ
ロパンジアミン、ヒドラジン、ジエチレントリアミン、
トリエチレンテトラミン等のアミン化合物が挙げられ
る。
The low molecular weight compound has a molecular weight of 30.
A compound containing at least two active hydrogens in the molecule of 0 or less, for example, a glycol component used as a raw material for polyester polyol; a polyhydroxy compound such as glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, sorbitol, pentaerythritol, and the like; Ethylenediamine, 1,6-hexamethylenediamine, piperazine, 2,5-dimethylpiperazine, isophoronediamine, 4,4′-dicyclohexylmethanediamine, 3,
3'-dimethyl-4,4'-dicyclohexylmethanediamine, 1,4-cyclohexanediamine, 1,2-propanediamine, hydrazine, diethylenetriamine,
Examples include amine compounds such as triethylenetetramine.

【0022】本発明のポリウレタン樹脂水性分散体の製
造方法としては、従来からよく知られているいずれの方
法でもよく、親水性基を有さないポリウレタン樹脂を外
部乳化剤により、強制的に水性媒体中に分散するという
方法もあるが、その様な方法で得たものはあまり好まし
くない。前記したのと異なる方法としては、例えば、次
のような方法が挙げられる。 マクロモノマー(A)、その他の活性水素含有化合
物、及び親水性基含有化合物と、ポリイソシアネート
(B)を反応させて得られた親水性基含有ポリウレタン
樹脂の有機溶剤溶液又は有機溶剤分散液に、必要に応じ
て中和剤を含む水溶液を混合して水性分散体を得る方
法。 マクロモノマー(A)、その他の活性水素含有化合
物、及び親水性基含有化合物と、ポリイソシアネート
(B)を反応させて得られた親水性基含有末端イソシア
ネート基含有ウレタンプレポリマーに、中和剤を含む水
溶液と混合するか、または予めプレポリマー中に中和剤
を加えた後水を混合して水に分散させた後、ポリアミン
と反応させて水性分散体を得る方法。 マクロモノマー(A)、その他の活性水素含有化合
物、及び親水性基含有化合物と、ポリイソシアネート
(B)を反応させて得られた親水性基含有末端イソシア
ネート基含有ウレタンプレポリマーに、中和剤及びポリ
アミンを含む水溶液と混合するか、または予めプレポリ
マー中に中和剤を加えた後ポリアミンを含む水溶液と混
合して水性分散体を得る方法。
The method for producing the aqueous dispersion of polyurethane resin of the present invention may be any of the well-known methods, and the polyurethane resin having no hydrophilic group is forcibly placed in an aqueous medium by an external emulsifier. It is also possible to disperse the pigment in the above manner, but those obtained by such a method are not so preferable. Examples of the method different from the above include the following methods. A macromonomer (A), other active hydrogen-containing compound, and a hydrophilic group-containing compound, in an organic solvent solution or organic solvent dispersion of a hydrophilic group-containing polyurethane resin obtained by reacting the polyisocyanate (B), A method of obtaining an aqueous dispersion by optionally mixing an aqueous solution containing a neutralizing agent. A neutralizing agent is added to the hydrophilic group-containing terminal isocyanate group-containing urethane prepolymer obtained by reacting the macromonomer (A), other active hydrogen-containing compound, and the hydrophilic group-containing compound with the polyisocyanate (B). A method of obtaining an aqueous dispersion by mixing with an aqueous solution containing the same or by adding a neutralizing agent to a prepolymer in advance and then mixing and dispersing the water in water, followed by reacting with a polyamine. The hydrophilic group-containing terminal isocyanate group-containing urethane prepolymer obtained by reacting the macromonomer (A), other active hydrogen-containing compound, and the hydrophilic group-containing compound with the polyisocyanate (B), a neutralizing agent and A method of obtaining an aqueous dispersion by mixing with an aqueous solution containing a polyamine or by previously adding a neutralizing agent to a prepolymer and then mixing with an aqueous solution containing a polyamine.

【0023】本発明のポリウレタン樹脂あるいは末端イ
ソシアネート基含有ウレタンプレポリマーに親水性基を
導入するために用いられる原料としては、例えば、分子
内に少なくとも1個以上の活性水素原子を有し、かつカ
ルボン酸の塩、スルホン酸の塩、カルボン酸基、スルホ
ン酸基、からなる群から選ばれる少なくとも一つの官能
基を含有する基本的にイオン性を有する化合物、あるい
は分子内に少なくとも1個以上の活性水素原子を有し、
かつエチレンオキシドの繰り返し単位からなる基、エチ
レンオキシドの繰り返し単位とその他のアルキレンオキ
シドの繰り返し単位からなる基を含有するノニオン性の
化合物が挙げられる。これらの親水性基の内で、特にカ
ルボン酸基及びカルボン酸の塩からなるアニオン性基及
び/またはエチレンオキサイドの繰り返し単位を含有す
るノニオン性基が好ましい。
Examples of the raw material used for introducing a hydrophilic group into the polyurethane resin or urethane prepolymer having a terminal isocyanate group of the present invention include, for example, at least one active hydrogen atom in the molecule and a carboxyl group. A compound having at least one functional group selected from the group consisting of an acid salt, a sulfonic acid salt, a carboxylic acid group, and a sulfonic acid group, which is basically ionic, or at least one or more active compounds in the molecule. Has a hydrogen atom,
Further, a nonionic compound containing a group consisting of repeating units of ethylene oxide and a group consisting of repeating units of ethylene oxide and other alkylene oxides can be mentioned. Among these hydrophilic groups, an anionic group consisting of a carboxylic acid group and a salt of a carboxylic acid and / or a nonionic group containing a repeating unit of ethylene oxide is particularly preferable.

【0024】かかる親水基含有化合物としては、例えば
2−オキシエタンスルホン酸、フェノールスルホン酸、
スルホ安息香酸、スルホコハク酸、5−スルホイソフタ
ル酸、スルファニル酸、1,3−フェニレンジアミン−
4,6−ジスルホン酸、2,4−ジアミノトルエン−5
−スルホン酸等のスルホン酸含有化合物及びこれらの誘
導体叉はこれらを共重合して得られるポリエステルポリ
オール;2,2−ジメチロールプロピオン酸、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、3,4−
ジアミノ安息香酸等のカルボン酸含有化合物及びこれら
の誘導体又はこれらを共重合して得られるポリエステル
ポリオール;エチレンオキシドの繰り返し単位を少なく
とも30重量%以上含有し、ポリマー中に少なくとも1
個以上の活性水素を含有する分子量300〜20,00
0のポリオキシエチレングリコール又はポリオキシエチ
レン−ポリオキシプロピレン共重合体グリコール、ポリ
オキシエチレン−ポリオキシブチレン共重合体グリコー
ル、ポリオキシエチレン−ポリオキシアルキレン共重合
体グリコール又はそのモノアルキルエーテル等のノニオ
ン基含有化合物又はこれらを共重合して得られるポリエ
ステルポリエーテルポリオールが挙げられ、これら単独
で、もしくは組み合わせて使用される。
Examples of the hydrophilic group-containing compound include 2-oxyethanesulfonic acid, phenolsulfonic acid,
Sulfobenzoic acid, sulfosuccinic acid, 5-sulfoisophthalic acid, sulfanilic acid, 1,3-phenylenediamine-
4,6-disulfonic acid, 2,4-diaminotoluene-5
-Sulfonic acid-containing compounds such as sulfonic acid and their derivatives or polyester polyols obtained by copolymerizing these; 2,2-dimethylolpropionic acid, 2,2-
Dimethylol butyric acid, 2,2-dimethylol valeric acid, dioxymaleic acid, 2,6-dioxybenzoic acid, 3,4-
Carboxylic acid-containing compounds such as diaminobenzoic acid and derivatives thereof or polyester polyols obtained by copolymerizing these; at least 30% by weight or more of repeating units of ethylene oxide, and at least 1 in the polymer.
Molecular weight 300 to 20,000 containing one or more active hydrogens
0, polyoxyethylene glycol or polyoxyethylene-polyoxypropylene copolymer glycol, polyoxyethylene-polyoxybutylene copolymer glycol, polyoxyethylene-polyoxyalkylene copolymer glycol or nonionics such as monoalkyl ethers thereof Examples thereof include group-containing compounds and polyester polyether polyols obtained by copolymerizing these, and these are used alone or in combination.

【0025】本発明で用いられる水性ポリウレタン樹脂
を製造するに際しての、分子内に結合した親水性基の含
有量は、親水性基がカルボキシル基、スルホン酸基等の
イオン性基の場合は、最終的に得られるポリウレタン樹
脂固形分100重量部当り少なくとも0.005〜0.
2当量好ましくは0.01〜0.1当量必要であるが、
特にカルボキシル基の親水性基が好ましい。
When producing the aqueous polyurethane resin used in the present invention, the content of the hydrophilic group bonded in the molecule is the same as the final content when the hydrophilic group is an ionic group such as a carboxyl group or a sulfonic acid group. Of at least 0.005 to 0.
2 equivalents, preferably 0.01 to 0.1 equivalents are necessary,
Particularly, a hydrophilic group such as a carboxyl group is preferable.

【0026】又ノニオン性の化合物を使用する場合は、
最終的に得られるポリウレタン樹脂固形分100重量部
当り少なくとも20重量部以下、なかでも10重量部以
下にすることが好ましい。
When a nonionic compound is used,
It is preferably at least 20 parts by weight, and more preferably at most 10 parts by weight, per 100 parts by weight of the solid content of the polyurethane resin finally obtained.

【0027】また本発明において前記親水性基含有化合
物以外に外部乳化剤を併用しても構わない。かかる乳化
剤としては、例えばポリオキシエチレンノニルフェニル
エーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリ
オキシエチレンスチレン化フェニルエーテル、ポリオキ
シエチレンソルビトールテトラオレエート等のノニオン
系乳化剤;オレイン酸ナトリウム等の脂肪酸塩、アルキ
ル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルフォン酸塩、
アルキルスルホコハク酸塩、ナフタレンスルフォン酸
塩、アルカンスルフォネートナトリウム塩、アルキルジ
フェニルエーテルスルフォン酸ナトリウム塩等のアニオ
ン系乳化剤;ポリオキシエチレンアルキル硫酸塩、ポリ
オキシエチレンアルキルフェニル硫酸塩等のノニオンア
ニオン系乳化剤が挙げられる。
In the present invention, an external emulsifier may be used in combination with the hydrophilic group-containing compound. Examples of such emulsifiers include nonionic emulsifiers such as polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene styrenated phenyl ether, and polyoxyethylene sorbitol tetraoleate; fatty acid salts such as sodium oleate; Ester salt, alkylbenzene sulfonate,
Anionic emulsifiers such as alkyl sulfosuccinates, naphthalene sulfonates, sodium alkane sulfonates, sodium alkyl diphenyl ether sulfonates; nonionic anionic emulsifiers such as polyoxyethylene alkyl sulfates and polyoxyethylene alkylphenyl sulfates Can be mentioned.

【0028】本発明に係るポリウレタン樹脂及び末端イ
ソシアネート基含有ウレタンプレポリマーは、従来公知
の方法で製造され、例えば、前記ポリイソシアネートと
活性水素含有化合物(マクロモノマー(A)及び親水性
基含有化合物も含む)を、イソシアネート基と活性水素
基の当量比をそれぞれポリウレタン樹脂の場合は、0.
8:1〜1.2:1好ましくは0.9:1〜1.1:1
の比率で、また末端イソシアネート基含有ウレタンプレ
ポリマーの場合は、1.1:1〜3:1好ましくは1.
2:1〜2:1の比率で、20〜120℃好ましくは3
0〜100℃にて反応される。
The polyurethane resin and the urethane prepolymer containing a terminal isocyanate group according to the present invention are produced by a conventionally known method. For example, the polyisocyanate and the active hydrogen-containing compound (the macromonomer (A) and the hydrophilic group-containing compound are also included). In the case of polyurethane resin, the equivalent ratio of isocyanate group and active hydrogen group is 0.
8: 1 to 1.2: 1, preferably 0.9: 1 to 1.1: 1
In the case of urethane prepolymer containing terminal isocyanate group, the ratio is 1.1: 1 to 3: 1, preferably 1.
20 to 120 ° C., preferably 3 at a ratio of 2: 1 to 2: 1
Reacted at 0-100 ° C.

【0029】これらの反応は無溶剤下にて行なうことも
できるが、反応系の反応制御あるいは粘度低下等の目的
で有機溶剤を使用することもできる。かかる有機溶剤は
とくに限定されないが、例えば、トルエン、キシレン等
の芳香族炭化水素;アセトン、メチルエチルケトン等の
ケトン類;テトラヒドロフラン等のエーテル類;酢酸エ
チル、酢酸ブチル等の酢酸エステル類;ジメチルホルム
アミド、N−メチルピロリドン等のアミド類が挙げられ
る。かかる有機溶剤は、最終的に得られるポリウレタン
樹脂水性分散体から蒸留除去する場合は、蒸留除去が容
易な比較的沸点が低いものを用いることが好ましい。や
む終えず沸点100℃以上の有機溶剤を使用しなければ
ならない場合においてもその使用量は必要最小限に止め
ることが好ましい。
These reactions can be carried out without a solvent, but an organic solvent can be used for the purpose of controlling the reaction of the reaction system or reducing the viscosity. The organic solvent is not particularly limited, but examples thereof include aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; ethers such as tetrahydrofuran; acetic acid esters such as ethyl acetate and butyl acetate; dimethylformamide, N Amides such as methylpyrrolidone. When such an organic solvent is removed by distillation from the finally obtained polyurethane resin aqueous dispersion, it is preferable to use an organic solvent having a relatively low boiling point, which is easily removed by distillation. Even when it is necessary to use an organic solvent having a boiling point of 100 ° C. or higher, it is preferable to keep the amount used to the minimum necessary.

【0030】本発明のポリウレタン水性分散体の製造で
用いることのできる中和剤としては、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;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、メチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン
等の三級アミン類、アンモニア等の揮発性塩基が挙げら
れ、中和の時期としては、ウレタン化反応中、後のいず
れでも構わない。
Examples of the neutralizing agent that can be used in the production of the aqueous polyurethane dispersion of the present invention include non-volatile bases such as sodium hydroxide and potassium hydroxide; trimethylamine, triethylamine, dimethylethanolamine, methyldiethanolamine, and triethylamine. Examples include tertiary amines such as ethanolamine and volatile bases such as ammonia. The neutralization time may be during the urethanization reaction or after the urethanization reaction.

【0031】本発明のポリウレタン水性分散体の製造で
用いることのできるポリアミンとしては、例えばエチレ
ンジアミン、1,2−プロパンジアミン、1,6−ヘキ
サメチレンジアミン、ピペラジン、2−メチルピペラジ
ン、2,5−ジメチルピペラジン、イソホロンジアミ
ン、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジアミン、3,
3’−ジメチル−4,4’−ジシクロヘキシルメタンジ
アミン、1,2−シクロヘキサンジアミン、1,4−シ
クロヘキサンジアミン、アミノエチルエタノールアミ
ン、アミノプロピルエタノールアミン、アミノヘキシル
エタノールアミン、アミノエチルプロパノールアミン、
アミノプロピルプロパノールアミン、アミノヘキシルプ
ロパノールアミン等のジアミン類;ジエチレントリアミ
ン、ジプロピレントリアミン、トリエチレンテトラミン
等のポリアミン類;ヒドラジン類;酸ヒドラジド類が挙
げられ、これら単独あるいは組み合わせて使用される。
Examples of the polyamine that can be used in the production of the aqueous polyurethane dispersion of the present invention include ethylenediamine, 1,2-propanediamine, 1,6-hexamethylenediamine, piperazine, 2-methylpiperazine and 2,5-. Dimethylpiperazine, isophoronediamine, 4,4'-dicyclohexylmethanediamine, 3,
3'-dimethyl-4,4'-dicyclohexylmethanediamine, 1,2-cyclohexanediamine, 1,4-cyclohexanediamine, aminoethylethanolamine, aminopropylethanolamine, aminohexylethanolamine, aminoethylpropanolamine,
Examples thereof include diamines such as aminopropylpropanolamine and aminohexylpropanolamine; polyamines such as diethylenetriamine, dipropylenetriamine and triethylenetetramine; hydrazines; acid hydrazides, which may be used alone or in combination.

【0032】かくして得られた水性ポリウレタン樹脂は
そのまま用いてもよいが、有機溶剤を必要に応じて蒸留
除去して用いることもできる。有機溶剤の蒸留除去を行
うに際しては各種の蒸留装置が使用できるが、蒸留効率
や蒸留除去した有機溶剤が大気中に放出されない蒸留装
置が好ましく、中でも薄膜蒸発装置が特に好ましい。
The aqueous polyurethane resin thus obtained may be used as it is, but it is also possible to use it by distilling off the organic solvent, if necessary. Various types of distillation apparatuses can be used for removing the organic solvent by distillation, but a distillation apparatus that does not release the distilled solvent and the organic solvent that has been distilled off to the atmosphere is preferable, and a thin-film evaporation apparatus is particularly preferable.

【0033】又、本発明の〜の製造方法において、
必要に応じて、水に加えてその他の水性分散体や水分散
液、例えば酢ビ系、エチレン酢ビ系、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、エポキシ系樹脂等の各種水性分散体、
水分散液を併用してもよい。
In addition, in the production methods 1 to 3 of the present invention,
If necessary, in addition to water, other aqueous dispersions or aqueous dispersions, for example, vinyl acetate-based, ethylene vinyl acetate-based, acrylic-based, acrylic styrene-based emulsions; styrene / butadiene-based, acrylonitrile-butadiene-based, acrylic -Butadiene-based latex; polyethylene-based or polyolefin-based ionomer; various aqueous dispersions of polyurethane, polyester, polyamide, epoxy resin, etc.
You may use together an aqueous dispersion.

【0034】かくして有機溶剤を除去して得られたポリ
ウレタン樹脂水性分散体は、固形分が約10〜60重量
%、好ましくは15〜50重量%の実質的に無溶剤の水
分散体である。しかしながらやむ終えず沸点100℃以
上の有機溶剤を水性ポリウレタン樹脂の製造に使用しな
ければならない場合でも、水性分散体の全重量当たり2
0重量%までにそのような有機溶剤の使用量は止めるべ
きである。
The polyurethane resin aqueous dispersion thus obtained by removing the organic solvent is a substantially solvent-free aqueous dispersion having a solid content of about 10 to 60% by weight, preferably 15 to 50% by weight. However, even if it is unavoidable that an organic solvent having a boiling point of 100 ° C. or higher must be used in the production of the aqueous polyurethane resin, the amount of the organic solvent is 2
The use of such organic solvents should be stopped up to 0% by weight.

【0035】かくして得られた本発明の水性ポリウレタ
ン樹脂は、そのまま単独で、あるいは他の水分散体、例
えば酢ビ系、エチレン酢ビ系、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、エポキシ系の水分散体と任意の割合で配合し
て本発明の水性コーティング剤として使用することがで
きる。また上記水分散体に加えて、造膜性を改良する目
的でアルキレングリコール誘導体、あるいは脂肪族ジカ
ルボン酸のジアルキルエステル等の造膜助剤を、また塗
工適性を改善する目的でフッ素系のレベリング剤、ジア
ルキルスルホサクシネート系等の乳化剤、アセチレング
リコール誘導体等の各種レベリング剤を配合しても構わ
ない。また配合液の発泡を抑制する目的で、鉱物油系、
アマイド系、シリコーン系等の各種消泡剤あるいはエタ
ノール、イソプロピルアルコール等の少量のアルコール
類を配合することも可能である。更にインキ、塗料とし
て使用する場合には、水溶性あるいは水分酸性の各種無
機、有機顔料を配合することができる。また上記水分散
体の耐光性、耐熱性、耐水性、耐溶剤性等の各種耐久性
を改善する目的で酸化防止剤、紫外線吸収剤、加水分解
防止剤等の安定剤をポリウレタン樹脂水性分散体の製造
工程中か、その製造後に添加し、或いはまたエポキシ樹
脂、メラミン樹脂、イソシアネート化合物、アジリジン
化合物、ポリカルボジイミド化合物等の架橋剤をそれに
配合して使用することもできる。
The aqueous polyurethane resin of the present invention thus obtained is used as it is, or as an emulsion of other water dispersions such as vinyl acetate, ethylene vinyl acetate, acrylic, acrylic styrene; styrene / butadiene. ,
Acrylonitrile-butadiene-based, acrylic-butadiene-based latex; polyethylene-based, polyolefin-based ionomer; polyurethane, polyester, polyamide, epoxy-based water dispersion blended at an arbitrary ratio and used as the aqueous coating agent of the present invention can do. In addition to the above-mentioned aqueous dispersion, a film forming aid such as an alkylene glycol derivative or a dialkyl ester of an aliphatic dicarboxylic acid for the purpose of improving the film forming property, and a fluorine-based leveling for the purpose of improving coating suitability. Agents, dialkyl sulfosuccinate-based emulsifiers, and various leveling agents such as acetylene glycol derivatives may be added. For the purpose of suppressing foaming of the compounded liquid, mineral oil-based,
It is also possible to add various antifoaming agents such as amide type and silicone type, or a small amount of alcohols such as ethanol and isopropyl alcohol. Further, when used as an ink or paint, various inorganic or organic pigments which are water-soluble or water-acidic can be added. Further, for the purpose of improving various durability such as light resistance, heat resistance, water resistance, and solvent resistance of the above water dispersion, a stabilizer such as an antioxidant, an ultraviolet absorber and a hydrolysis inhibitor is added to the polyurethane resin water dispersion. Can be added during or after the production step of, or a crosslinking agent such as an epoxy resin, a melamine resin, an isocyanate compound, an aziridine compound or a polycarbodiimide compound can be blended and used.

【0036】[0036]

【実施例】以下、実施例により本発明を更に説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。尚、本発
明は特に断わりの無い限り部及び%は重量基準である。
又、文中の摩擦係数は、表面性測定機(ヘイドン社製モ
デル14)を用いて、荷重20g、速度130mm/分
で測定した。摩耗試験は、荷重1Kg、ストローク14
0mmでの平面摩擦試験(JIS M−403B)で行
った。 実施例1 分子量 1,000のポリブチレンアジペートジオール101
7部、平均分子量5,000の本発明のマクロモノマー
[チオグリセリンの存在下にメチルメタクリレートとメ
タクリロキシプロピルポリジメチルシロキサン(チッソ
株式会社製のサイラプレーンFM−0721、分子量5
000)を6/4(重量比)で共重合した片末端ジオー
ル基を有するオリゴマー]302.5部、ジメチロール
プロピオン酸144部、ネオペンチルグリコール36.
2部、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネ
ート917部、オクチル酸第一スズ0.6部、メチルエ
チルケトン1007部、N−メチルピロリドン604部
を混合して75℃において8時間反応してイソシアネー
ト末端のプレポリマーを得た。このプレポリマー溶液中
にトリエチルアミン108.5部を加えて中和し、水7
166部を撹拌下徐々に滴下して乳化させた後、イソホ
ロンジアミン85部を含む水溶液425部を投入し、I
Rにてイソシアネート基の吸収が見られなくなるまで攪
拌して反応を完結させる。更に減圧下メチルエチルケト
ンを蒸留して除き、固形分濃度30%の水性ポリウレタ
ン樹脂を得た。この水性ポリウレタン樹脂を125μの
PETフィルム上に乾燥時の膜厚が50μになるように
塗布して80℃で乾燥してウレタンフィルムを得た。こ
の皮膜は透明でヘイズ90%であり、摩擦係数は0.1
1で、500回以上の摩耗に耐えることができた。 比較例1 実施例1のマクロマーを除いた以外は同様にしてシリコ
ーン鎖を含有しない水性ウレタン樹脂を合成した。
EXAMPLES The present invention will be further described below with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In the present invention, parts and% are based on weight unless otherwise specified.
The coefficient of friction in the text was measured using a surface property measuring machine (Model 14 manufactured by Haydon Co.) at a load of 20 g and a speed of 130 mm / min. Abrasion test, load 1kg, stroke 14
It was performed by a plane friction test (JIS M-403B) at 0 mm. Example 1 Polybutylene adipate diol 101 having a molecular weight of 1,000
7 parts, macromonomer of the present invention having an average molecular weight of 5,000 [methylmethacrylate and methacryloxypropylpolydimethylsiloxane in the presence of thioglycerin (Cilaplane FM-0721 manufactured by Chisso Corporation, molecular weight 5
000) at a ratio of 6/4 (weight ratio) and an oligomer having a diol group at one terminal] 302.5 parts, dimethylolpropionic acid 144 parts, neopentyl glycol 36.
2 parts, 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate (917 parts), stannous octylate (0.6 parts), methyl ethyl ketone (1007 parts) and N-methylpyrrolidone (604 parts) were mixed and reacted at 75 ° C. for 8 hours to prepare an isocyanate-terminated prepolymer. A polymer was obtained. To this prepolymer solution was added 108.5 parts of triethylamine for neutralization, and water 7
166 parts of the solution was gradually added dropwise with stirring to emulsify, and then 425 parts of an aqueous solution containing 85 parts of isophoronediamine was added, and I
The reaction is completed by stirring until no absorption of isocyanate groups is observed at R. Further, methyl ethyl ketone was distilled off under reduced pressure to obtain an aqueous polyurethane resin having a solid content concentration of 30%. This aqueous polyurethane resin was applied onto a PET film of 125 μm so that the film thickness when dried was 50 μm, and dried at 80 ° C. to obtain a urethane film. This film is transparent and has a haze of 90% and a friction coefficient of 0.1.
In No. 1, it was possible to withstand wear of 500 times or more. Comparative Example 1 An aqueous urethane resin containing no silicone chain was synthesized in the same manner except that the macromer of Example 1 was omitted.

【0037】分子量 1,000のポリブチレンアジペートジ
オール1348部、ジメチロールプロピオン酸144
部、ネオペンチルグリコール8.1部、4,4’−ジシ
クロヘキシルメタンジイソシアネート917部、オクチ
ル酸第一スズ0.6部、メチルエチルケトン1007
部、N−メチルピロリドン604部を混合して75℃に
おいて8時間反応してイソシアネート末端のプレポリマ
ーを得た。このプレポリマー溶液中にトリエチルアミン
108.5部を加えて中和し、水7166部を撹拌下徐
々に滴下して乳化させた後、イソホロンジアミン85部
を含む水溶液425部を投入し、IRにてイソシアネー
ト基の吸収が見られなくなるまで攪拌して反応を完結さ
せる。更に減圧下メチルエチルケトンを蒸留して除き、
固形分濃度30%の水性ポリウレタン樹脂を得た。この
水性ポリウレタン樹脂100部に対して市販のポリジチ
ルシロキサンのシリコーンエマルジョン(固形分30
%)を5部配合して実施例1と同様に125μのPET
フィルム上に乾燥時の膜厚が50μになるように塗布し
て80℃で乾燥してウレタンフィルムを得た。この皮膜
は透明でヘイズ65%であり、摩擦係数は0.56で、
100回の摩耗で皮膜に亀裂がはいってしまった。 実施例2 分子量 2,000のポリエステル(エチレングリコール/ネ
オペンチルグリコール/イソフタル酸/アジピン酸)1
149部、分子量2,000の本発明のマクロモノマー
[チオグリセリンの存在下にメチルメタクリレートとメ
タクリロキシプロピルポリジメチルシロキサン(チッソ
株式会社製のサイラプレーンFM−0711、分子量1
000)を7/3(重量比)で共重合した片末端ジオー
ル基を有するオリゴマー]244.5部、ジメチロール
プロピオン酸98.3部、3−メチルペンタンジオール
8.3部、イソホロンジイソシアネート333部、メチ
ルエチルケトン1833部、ジブチルチンジラウレート
0.9部を混合して75℃において18時間反応してウ
レタン化を行った後、25%安水16.6部を加えて中
和し、水5483部を攪拌下徐々に滴下して乳化させた
後、更に減圧下メチルエチルケトンを蒸留して除き、固
形分濃度30%の水性ポリウレタン樹脂を得た。この水
性ポリウレタン樹脂を125μのPETフィルム上に乾
燥時の膜厚が50μになるように塗布して80℃で乾燥
してウレタンフィルムを得た。この皮膜は透明でヘイズ
92%であり、摩擦係数は0.12で、500回以上の
摩耗に耐えることができた。 実施例3 分子量 2,000のポリカプロラクトンジオール921部、
分子量6,000の本発明のマクロモノマー[チオグリ
セリンの存在下にメチルメタクリレートとメタクリロキ
シプロピルポリジメチルシロキサン(チッソ株式会社製
のサイラプレーンFM−0721)を6/4(重量比)
で共重合した片末端ジオール基を有するオリゴマー]2
96.4部、ジメチロールプロピオン酸147.3部、
1,4−ブタンジオール35.2部、イソホロンジイソ
シアネート578部、オクチル酸第一スズ0.4部、メ
チルエチルケトン1318部を混合して75℃において
6時間反応してイソシアネート基末端のプレポリマーを
合成した後、トリエチルアミン110.9部、100%
水和ヒドラジン24部を溶解した水溶液6114部中に
撹拌下滴下し、IRにてイソシアネート基の吸収が見ら
れなくなるまで攪拌して反応を完結させる。引続き減圧
下メチルエチルケトンを蒸留して除き、固形分濃度30
%の水性ポリウレタン樹脂を得た。この水性ポリウレタ
ン樹脂を125μのPETフィルム上に乾燥時の膜厚が
50μになるように塗布して80℃で乾燥してウレタン
フィルムを得た。この皮膜は透明でヘイズ90%であ
り、摩擦係数は0.10で、500回以上の摩耗に耐え
ることができた。
1348 parts of polybutylene adipate diol having a molecular weight of 1,000 and dimethylolpropionic acid 144
Parts, neopentyl glycol 8.1 parts, 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate 917 parts, stannous octylate 0.6 parts, methyl ethyl ketone 1007
And 604 parts of N-methylpyrrolidone were mixed and reacted at 75 ° C. for 8 hours to obtain an isocyanate-terminated prepolymer. To this prepolymer solution, 108.5 parts of triethylamine was added for neutralization, and 7166 parts of water was gradually added dropwise with stirring to emulsify, and then 425 parts of an aqueous solution containing 85 parts of isophoronediamine was added, and IR was used. The reaction is completed by stirring until no absorption of isocyanate groups is observed. Further, methyl ethyl ketone is distilled off under reduced pressure,
An aqueous polyurethane resin having a solid content concentration of 30% was obtained. To 100 parts of this aqueous polyurethane resin, a commercially available silicone emulsion of polydityl siloxane (solid content 30
%) In an amount of 125 μPET as in Example 1.
A urethane film was obtained by coating on a film so that the film thickness when dried was 50 μm and drying at 80 ° C. This film is transparent and has a haze of 65%, a coefficient of friction of 0.56,
After 100 cycles of wear, the film cracked. Example 2 Polyester having a molecular weight of 2,000 (ethylene glycol / neopentyl glycol / isophthalic acid / adipic acid) 1
149 parts, macromonomer of the present invention having a molecular weight of 2,000 [methylmethacrylate and methacryloxypropylpolydimethylsiloxane in the presence of thioglycerin (Cilaplane FM-0711 manufactured by Chisso Corporation, molecular weight 1
000) copolymerized with 7/3 (weight ratio) having one terminal diol group] 244.5 parts, dimethylolpropionic acid 98.3 parts, 3-methylpentanediol 8.3 parts, isophorone diisocyanate 333 parts , 1833 parts of methyl ethyl ketone and 0.9 parts of dibutyltin dilaurate were mixed and reacted at 75 ° C. for 18 hours for urethanization, and then 16.6 parts of 25% ammonium hydroxide was added for neutralization to obtain 5483 parts of water. The mixture was gradually added dropwise with stirring to emulsify, and then methyl ethyl ketone was distilled off under reduced pressure to obtain an aqueous polyurethane resin having a solid content concentration of 30%. This aqueous polyurethane resin was applied onto a PET film of 125 μm so that the film thickness when dried was 50 μm, and dried at 80 ° C. to obtain a urethane film. This film was transparent, had a haze of 92%, had a coefficient of friction of 0.12, and was able to withstand wear of 500 times or more. Example 3 921 parts of polycaprolactone diol having a molecular weight of 2,000,
Macromonomer of the present invention having a molecular weight of 6,000 [Methylmethacrylate and methacryloxypropylpolydimethylsiloxane (Silaprene FM-0721 manufactured by Chisso Corporation) in the presence of thioglycerin 6/4 (weight ratio)
Having a diol group at one terminal copolymerized with
96.4 parts, dimethylolpropionic acid 147.3 parts,
3,5.2 parts of 1,4-butanediol, 578 parts of isophorone diisocyanate, 0.4 parts of stannous octylate, and 1318 parts of methyl ethyl ketone were mixed and reacted at 75 ° C. for 6 hours to synthesize an isocyanate group-terminated prepolymer. After that, triethylamine 110.9 parts, 100%
The reaction is completed by adding dropwise to 6114 parts of an aqueous solution in which 24 parts of hydrated hydrazine is dissolved with stirring and stirring until no absorption of isocyanate groups is observed by IR. Subsequently, methyl ethyl ketone was distilled off under reduced pressure to obtain a solid content of 30
% Aqueous polyurethane resin was obtained. This aqueous polyurethane resin was applied onto a PET film of 125 μm so that the film thickness when dried was 50 μm, and dried at 80 ° C. to obtain a urethane film. This film was transparent and had a haze of 90%, a coefficient of friction of 0.10, and was able to withstand wear of 500 times or more.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明により得られる水性コーティング
剤は、従来のシリコーンエマルジョンをポリウレタンエ
マルジョンにブレンドしていたものに比べ、シリコーン
鎖を直接ポリウレタン骨格に共重合しているため、経時
的にシリコーン成分がブリードすることもなく、耐久
性、持続性に優れた表面滑性、耐摩耗性、耐ブロッキン
グ性を付与することができる。
The aqueous coating agent obtained by the present invention has a silicone chain directly copolymerized with the polyurethane skeleton, as compared with the conventional silicone emulsion blended with the polyurethane emulsion. Without bleeding, it is possible to impart surface durability, abrasion resistance, and blocking resistance with excellent durability and durability.

【0039】また本発明の水性コーティング剤は、シリ
コーン鎖をポリウレタン骨格の側鎖に局在下させている
ため、シリコーンを後添加する場合に比べて、固形分に
換算しても、従来より少量の共重合で充分な表面機能性
を付与でき、ポリウレタン樹脂本来の持っている特性、
例えば各種基材に対する密着性、透明性、皮膜強度、耐
水性、耐溶剤性を損なう事なくバランスよく兼ね備えた
水性コーティング剤を提供できる。
Further, in the aqueous coating agent of the present invention, since the silicone chain is localized in the side chain of the polyurethane skeleton, compared with the case where silicone is added later, the amount of the solid content is smaller than that in the conventional case. Copolymerization can give sufficient surface functionality, the characteristics that polyurethane resin has originally,
For example, it is possible to provide a water-based coating agent having a well-balanced combination without impairing the adhesion, transparency, film strength, water resistance, and solvent resistance to various base materials.

【0040】かくして得られた本発明の水性コーティン
グ剤は、ポリエステル、ナイロン、塩ビ、ABS、OP
P、CPP等の各種プラスチックのフィルムやシートの
プライマーコート剤、トップコート剤あるいは水性グラ
ビアインキのベースポリマーとして、鉄板、鋼板、アル
ミニウム板等の各種金属板の表面被覆剤として、感熱紙
等の各種機能紙のトップコート剤として、あるいは各種
織物、天然皮革、人工皮革、合成皮革、木材等の塗料、
表面被覆剤、水性グラビアインキ等に有用である。
The aqueous coating agent of the present invention thus obtained is polyester, nylon, vinyl chloride, ABS, OP.
P, CPP and other plastic film or sheet primer coating agent, top coating agent or water-based gravure ink base polymer, iron plate, steel plate, aluminum plate surface coating of various metal plates, thermal paper, etc. As a top coat agent for functional paper, or paints for various fabrics, natural leather, artificial leather, synthetic leather, wood, etc.
It is useful for surface coating agents, water-based gravure inks, etc.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】2つ以上の水酸基及び1つのメルカプト基
を有するメルカプタン系連鎖移動剤の存在下に(メタ)
アクリロイル基含有シリコーン単量体を必須成分として
ラジカル重合させて得られる片末端ポリヒドロキシマク
ロモノマー(A)と、ポリイソシアネート(B)とを必
須成分として反応せしめたポリウレタン樹脂を水性媒体
中に分散したことを特徴とする水性コーティング剤。
1. In the presence of a mercaptan chain transfer agent having two or more hydroxyl groups and one mercapto group (meth).
Polyurethane resin obtained by reacting polyisocyanate (B) with one-terminal polyhydroxy macromonomer (A) obtained by radical polymerization of silicone monomer containing acryloyl group as an essential component was dispersed in an aqueous medium. An aqueous coating agent characterized in that
【請求項2】ポリウレタン樹脂が、親水性基としてカル
ボキシレート基及び/またはエチレンオキサイドユニッ
トを有するものである請求項1記載の水性コーティング
剤。
2. The aqueous coating agent according to claim 1, wherein the polyurethane resin has a carboxylate group and / or an ethylene oxide unit as a hydrophilic group.
【請求項3】マクロモノマー(A)が、(メタ)アクリ
ロイル基含有シリコーン単量体とメチルメタアクリレー
トとを必須成分としてラジカル重合させて得られたもの
である請求項1または2記載の水性コーティング剤。
3. The aqueous coating according to claim 1, wherein the macromonomer (A) is obtained by radical polymerization of a (meth) acryloyl group-containing silicone monomer and methyl methacrylate as essential components. Agent.
【請求項4】マクロモノマー(A)が、分子量2,00
0〜50,000であるマクロモノマーである請求項1
〜3記載の水性コーティング剤。
4. The macromonomer (A) has a molecular weight of 2,000.
A macromonomer having a molecular weight of 0 to 50,000.
~ 3 aqueous coating agent.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CN116814151A (en) * 2023-06-25 2023-09-29 Ppg涂料(天津)有限公司 Aqueous two-component polyurethane coating composition

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