JPH0627156B2 - ウレタン変性アクリレ−ト組成物 - Google Patents

ウレタン変性アクリレ−ト組成物

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JPH0627156B2
JPH0627156B2 JP60195038A JP19503885A JPH0627156B2 JP H0627156 B2 JPH0627156 B2 JP H0627156B2 JP 60195038 A JP60195038 A JP 60195038A JP 19503885 A JP19503885 A JP 19503885A JP H0627156 B2 JPH0627156 B2 JP H0627156B2
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acrylate
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広治 平井
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ウレタン変性アクリレートと重合性単量体を
原料とする硬化して耐久性に優れたウレタン変性アクリ
レート樹脂を生成する組成物に関する。
従来の技術 近年、放射線硬化しうる樹脂組成物が多く開発され、塗
料、接着剤、粘着剤、磁気テープ用バインダー等に利用
され始め今後さらにその利用範囲は拡大していくものと
考えられている。なかでもウレタン変性アクリレート
は、嫌気性が弱く酸素濃度が高くても重合するうえ、そ
の硬化物の物性はその構造(ジイソシアナートの種類、
ポリオールの種類および分子量、縮合度など)によつて
大幅に変化し、非常にバラエテイーに富んでいることな
どによつて注目を集めている。ウレタン変性アクリレー
トと重合性単量体とからなるウレタン変性アクリレート
樹脂としては、種々の組成を有するものが知られている
(例えば特公昭39-14805号公報、特公昭45-15629号公
報、特開昭47-13693号公報、特開昭48-25095号公報、特
開昭55-54316号公報、特開昭59-191772号公報、米国特
許第3297745号など)。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら金属をはじめとする種々の被着体との良好
な接着性、密着性、可撓性、強靱性を保持し同時に耐加
水分解性、耐候性を具備したウレタン変性アクリレート
樹脂は未だに得られていないのが現状である。
本発明の目的は優れた耐加水分解性、耐候性とともに強
伸度、可撓性、弾性、密着性および接着性に優れたウレ
タン変性アクリレート樹脂を与える原料組成物を提供す
ることにある。
問題点を解決するための手段 本発明によれば、上記目的は、ウレタン変性アクリレー
トと重合性単量体とからなるウレタン変性アクリレート
組成物において該ウレタン変性アクリレートが次の一般
式(I) (式中、R1およびR′1は水素又はメチル基、R2およ
びR′2は多価アルコール残基、R3は有機ジイソシアナ
ート残基、R4あるいは の基を構成成分とするポリエステルポリオール残基、m
は1〜5の数、lおよびnは1〜3の整数を示す。) で表わされる化合物を使用することによつて達成され
る。
本発明で使用される前記一般式(I)で示されるウレタン
変性アクリレートとは、ポリエステルポリオール、有機
ジイソシアナートおよび水酸基含有アクリレートまたは
メタクリレートから製造され、ポリマー主鎖中にウレタ
ン結合を有し、ポリマー末端にはアクリロイル基または
メタクリロイル基を有するポリマーである。
本発明で使用されるポリエステルポリオールは あるいは の基を分子内に含有する分子量200〜10000の範囲のもの
である。上記のメチル分岐を有する炭素数6の基を分子
内に含有するポリエステルポリオールを用いることによ
り、得られた組成物の耐加水分解性、耐溶剤性、可撓性
が総合的に優れると同時に、顔料分散性が特に良好とな
る。ポリエステルの上記構造は奇数炭素が直線的に並ん
でいるので顔料分散性に優れ、またメチル分岐を有する
ので、非晶性となり、特に低温柔軟性が良好であり、さ
らに基材に対する密着性も優れる。
分子内に 基を有するポリエステルポリオールとは具体的には3−
メチル−1,5−ペンタンジオールまたはこれを含有する
低分子ポリオール混合物と、アジピン酸、コハク酸、グ
ルタル酸、ピメリン酸、セバチン酸、アゼライン酸、テ
レフタル酸、イソフタル酸、マレイン酸、フタール酸等
のジカルボン酸より合成されるポリエステルポリオール
である。
また分子内に 基を有するポリエステルポリオールとは、具体的にはポ
リ(β−メチル−δ−バレロラクトン)ポリオールまた
はこれを含むポリオール混合物、あるいはβ−メチル−
δ−バレロラクトンを一成分として開環共重合すること
により得られるブロツクまたはランダム共重合ポリオー
ルである。
ポリ(β−メチル−δ−バレロラクトン)ポリオール
は、β−メチル−δ−バレロラクトンをエチレングリコ
ールやブタンジオール等の低分子多価アルコールで開環
重合することにより得られるものである。
さらに他のラクトンとの共重合体、たとえばε−カプロ
ラクトンとβ−メチル−δ−バレロラクトンとを開環共
重合することにより得られるところの分子内にランダム
にまたはブロツク的に 基が導入されたポリオールを用いる場合や、アジペート
系ポリエステルポリオールとβ−メチル−δ−バレロラ
クトンよりのブロツクポリマーポリオールを用いる場合
であつてもよい。
本発明で用いられる有機ジイソシアナートとしては、イ
ソシアナート基を2個有する公知の芳香族、脂肪族、お
よび脂環族、のイソシアナートのいずれでもよい。例え
ば4,4′−ジフエニルメタンジイソシアナート、pーフ
エニレンジイソシアナート、トルイレンジイソシアナー
ト、1,5−ナフチレンジイソシアナート、キシリレンジ
イソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナート、イ
ソホロンジイソシアナート、4,4′−ジシクロヘキシル
メタンジイソシアナート、ビス(イソシアナートメチ
ル)シクロヘキサン等が挙げられる。
水酸基含有アクリレートまたはメタクリレートの例とし
てはたとえば2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレー
ト、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、1,
9−ノナンジオールモノ(メタ)アクリレート、プロピ
レンオキシド変性モノ(メタ)アクリレート、カプロラ
クトン変性モノ(メタ)アクリレート、トリメチロール
エタンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパ
ンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ
(メタ)アクリレート等を挙げることができる。UVに
よつて硬化させる場合、アクリロイル基とメタクリロイ
ル基を比較すると反応速度は、アクリロイル基が圧倒的
に速く、アクリレートを用いることが好ましい。
前記ポリエステルポリオールおよび有機ジイソシアナー
トとの反応割合はポリエステルポリオール中の水酸基
(OH)がイソシアナート基(NCO)に対して1未満
(OH/NCO<1)である。上記反応割合で反応させ
ることにより末端イソシアナート基含有プレポリマーが
得られる。反応温度は20〜130℃、特に50〜100℃で行う
ことが好ましい。触媒としては、トリエチレンジアミ
ン、トリエチルアミン、ジブチルスズジラウレート、ジ
メチルオクチルスズなどが好適である。
上記反応により得られる末端イソシアナート基含有プレ
ポリマーを次いで水酸基含有(メタ)アクリレートと反
応させてウレタン変性アクリレートを製造する。水酸基
含有(メタ)アクリレートの量は末端イソシアナート基
含有プレポリマー中のイソシアナート基に対して該水酸
基含有(メタ)アクリレート(反応モル比OH/NC
O)が当モル以上になる量であることが好ましい。この
ウレタン変性アクリレートの分子量は1000〜20000、よ
り好ましくは2000〜15000である。
また上記ウレタン変性アクリレートと配合される重合性
単量体としては、スチレン、ビニルトルエン、クロロス
チレン、ジビニルベンゼン等のスチレン系単量体、メタ
クリル酸メチル、アクリル酸メチル、1,6−ヘキサメチ
レングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコー
ルジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレ
ート、2−エチルヘキシルアクリレート、ジシクロヘキ
シルペンタジエニルアクリレート、ペンタエリスリトー
ルトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアク
リレート等のモノアクリレート及びポリアクリレート、
ジアリルフタレート、トリアリルシアヌレート等のアリ
ル系単量体、酢酸ビニル、ジブチルフマレート等であり
これらの一種以上が配合されうる。
上記ウレタン変性アクリレートはこれらの重合性単量体
と混合してウレタン変性アクリレート樹脂とすることが
できる。ウレタン変性アクリレートと各種重合性単量体
との混合使用比は95:5〜5:95好ましくは90:
10〜30:70重量比である。
このようにして得られる組成物の密着性、接着性能をさ
らに向上させるため、一般式(II) (式中、R5は水素またはメチル基、R6は2価の有機
基、qは1または2、rは1または2であり、q+r=
3である。) で表わされるリン含有(メタ)アクリレートを添加して
もよい。リン含有(メタ)アクリレートとしては、リン
酸モノ〔2−(メタ)アクリレートエチル〕、リン酸モ
ノ〔2−(メタ)アクリレートプロピル〕、リン酸ジ
〔2−(メタ)アクリレートエチル〕、リン酸ジ〔2−
(メタ)アクリレートプロピル〕等を挙げることができ
る。リン含有(メタ)アクリレートの添加量は全樹脂の
50重量%以下が好ましい。
また、ウレタン変性アクリレートのラジカル重合を防止
するために、約0.001〜0.05重量%程度のラジカル重合
抑制剤を系内に添加することができる。その抑制剤の例
として、たとえばハイドロキノン、ハイドロキノンモノ
メチルエーテル等をあげることができる。
本発明の組成物を硬化する手段としては、たとえば電子
線硬化、紫外線硬化、熱硬化あるいはその他の公知の手
段のいずれも採用することができる。
紫外線により本発明の組成物を硬化させる場合には、以
下に示すような光開始剤を添加する。その具体例として
たとえばベンゾフエノン、p−メトキシベンゾフエノ
ン、アセトフエノン、プロピオフエノン、キサントン、
ベンゾイン、ベンゾインエチルエーテル、アントラキノ
ン、ナフトキノンなどであり、その量は組成物中に含ま
れるウレタン変性アクリレートに対して約0.1〜15重
量%程度添加する。その際さらにメチルアミン、ジエタ
ノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、トリブ
チルアミンなどの光活性剤を加えてもよい。
熱によつて本発明の組成物を硬化させる場合、ラジカル
重合開始剤として知られているたとえば過酸化水素、過
酸化ベンゾイル、クメンパーオキシド、t−ブチルハイ
ドロパーオキシド、アゾビスブチロニトリルなどを使用
することができる。
電子線を照射して硬化させる場合には、光開始剤または
ラジカル重合開始剤等の添加を特に必要としない。
これらいずれの硬化方法を採用しても、本発明で得られ
るウレタン変性アクリレート樹脂はこれまでに得ること
のできなかつた強靱で、優れた耐加水分解性、耐候性、
可撓性、密着性、接着性を有する硬化物を与える。また
硬化時の体積収縮に伴う内部歪も小さく、特に接着剤と
して有用である。
なお、本発明組成物に対しては、本発明の目的を損なわ
ない範囲で通常の各種添加剤を使用目的に応じて添加す
ることができる。
具体的な用途についてさらに述べれば、本発明のウレタ
ン変性アクリレート組成物は、塗料、コーテイング剤、
接着剤、インキシーリング剤等に有用である。
実施例 本発明をさらに具体的に説明するために以下に実施例、
比較例を挙げる。例中部とあるのは重量部を示す。
硬化塗膜の性能は次の方法によつた。
(i)密着性;ゴバン目セロテープ剥離による方法により
試験片100個中何個が接着していたかをx/100で
示す。
(ii)可撓性;幅5mm、長さ10cmのタンザク状の試験片
を直径2cmの円柱の外周にそつて折り曲げ被膜がひびわ
れるかどうかで判定した。
(iii)耐水性;40℃の純水中に試験片を240時間浸
漬した後に外被膜層の外観および密着性(上記(i)によ
る方法)を評価した。
(iv)耐候性;試験片をサンシヤインウエザオメーター中
に600時間保持し、外被膜層の外観および密着性(上
記(i)による方法)を評価した。
実施例1 3−メチル−1,5−ペンタンジオール920.0g、アジピン
酸876gを(ジオール/酸のモル比1.3/1)常圧下
にN2ガスを通じつつ約210℃の温度で縮合水を留出
させながら、エステル化に付した。ポリエステルの酸価
が0.3以下になつたとき真空ポンプにより徐々に真空度
を上げ反応を完結した。こうして水酸基価56、酸価0.
1のポリエステルポリオール(以下、ポリエステル(a)と
記す)を得た。このポリエステル(a)は常温で液体で分
子量は約2000であつた。
このポリエステル(a)500部にイソホロンジイソシア
ナートを111部及び触媒としてジ−n−ブチルスズジ
ラウレート0.2部を加え、80℃で6時間加熱攪拌して
末端イソシアナート基含有ウレタンプレポリマーを得
た。
次いで2−ヒドロキシエチルアクリレート58部とヒド
ロキノンモノメチルエーテル0.4部を加え、60℃で6
時間反応させた後1,6−ヘキサンジオールジアクリレー
ト200部を加えてウレタン変性アクリレート配合物を
得た。
得られたウレタン変性アクリレート配合物100部にベ
ンゾインエチルエーテル3部を加えて、被覆組成物を調
製した。これをアルミニウム板上に75ミクロンのアプ
リケーターで塗布し出力80W/cmの高圧水銀灯で照射
した。塗膜は6m/分のスピードで2回照射することに
よりタツクフリーとなり4回照射で完全硬化した。物性
の測定には6回照射した塗膜を用いた。
実施例2〜6 実施例1と同様のモル比で、同様の方法により表1に示
す組成でそれぞれのウレタン変性アクリレート組成物を
得た。
なお実施例1〜4においてアジピン酸/アゼライン酸=
1/1(モル比)、アジピン酸/イソフタル酸=1/1(モル
比)、アゼライン酸/イソフタル酸=1/1(モル比)、
3−メチル−1,5−ペンタンジオール/1,6−ヘキサンジ
オール=1/1(モル比)である。
比較例1〜3 実施例1と同様のモル比で同様の方法により表1に示す
組成でそれぞれのウレタン変性アクリレート組成物を得
た。
それぞれの組成物の硬化物の塗膜物性およびフイルムの
引張強度および破断時の伸びを測定し、表1に記した。
発明の効果 以上のように、本発明の組成物は可撓性、皮膜物性、密
着性、耐水性、耐候性等に優れたウレタン変性アクリレ
ート樹脂を与える点で工業的にきわめて有用なものであ
る。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ウレタン変性アクリレートと重合性単量体
    とからなるウレタン変性アクリレート組成物において該
    ウレタン変性アクリレートが次の一般式(I) (式中、RおよびR′は水素又はメチル基、R
    よびR′は多価アルコール残基、Rは有機ジイソシ
    アナート残基、Rあるいは の基を構成成分とするポリエステルポリオール残基、m
    は1〜5の数、lおよびnは1〜3の整数を示す。) で表わされる化合物であることを特徴とするウレタン変
    性アクリレート組成物。
  2. 【請求項2】ウレタン変性アクリレートと重合性単量体
    とからなるウレタン変性アクリレート組成物において該
    ウレタン変性アクリレートが次の一般式(I) (式中、RおよびR′は水素又はメチル基、R
    よびR′は多価アルコール残基、Rは有機ジイソシ
    アナート残基、Rあるいは の基を構成成分とするポリエステルポリオール残基、m
    は1〜5の数、lおよびnは1〜3の整数を示す。) で表わされる化合物であり、第3成分として一般式(I
    I) (式中、Rは水素またはメチル基、Rは2価の有機
    基、qは1または2、rは1または2でありq+r=3
    である。) で表わされるアクリレートを含むことを特徴とするウレ
    タン変性アクリレート組成物。
JP60195038A 1985-09-03 1985-09-03 ウレタン変性アクリレ−ト組成物 Expired - Lifetime JPH0627156B2 (ja)

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