JPH07216340A - Production of water-based adhesive - Google Patents

Production of water-based adhesive

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JPH07216340A
JPH07216340A JP1039194A JP1039194A JPH07216340A JP H07216340 A JPH07216340 A JP H07216340A JP 1039194 A JP1039194 A JP 1039194A JP 1039194 A JP1039194 A JP 1039194A JP H07216340 A JPH07216340 A JP H07216340A
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JP
Japan
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inorganic filler
compound
water
aqueous dispersion
urethane
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Application number
JP1039194A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Hasegawa
剛 長谷川
Tomomoto Toda
智基 戸田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sekisui Chemical Co Ltd filed Critical Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To produce a water-based adhesive which has sufficient tackiness at normal temperature and becomes releasable when heated. CONSTITUTION:A urethane prepolymer prepared by reacting a mixture comprising a polyol compound, a functional compound having at least two active hydrogen atoms reactive with an isocyanate group and at least one hydrophilic group selected between carboxyl and sulfonyl in the molecule, a polyisocyanate compound and an inorganic filler is reacted with a diamine compound in water to obtain an aqueous dispersion of a urethane polymer containing the inorganic filler. The inorganic filler dispersed in the aqueous dispersion can be kept in a stably dispersed state. A film obtained by drying this dispersion has a high film strength and an improved cohesive force because of the uniformly dispersed inorganic filler particles.

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、常温接着力及び耐水性
に優れ、且つ高温時の接着力に優れたポリウレタン系の
水性接着剤の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a polyurethane-based water-based adhesive having excellent adhesive strength at room temperature and water resistance and excellent adhesive strength at high temperature.

【0002】[0002]

【従来の技術】ウレタン系接着剤は幅広い範囲の被着体
に対し優れた接着力を有していることから、多くの用途
に利用されているが、毒性や火災の発生の危険がないこ
と、経済的に有利であること等の理由から、有機溶剤型
の接着剤から水性接着剤への転換がさかんにおこなわれ
ているのは周知の通りである(例えば、特開平3−21
626号公報)。
2. Description of the Related Art Urethane-based adhesives are used in many applications because they have excellent adhesion to a wide range of adherends, but they do not pose a risk of toxicity or fire. However, it is well known that the conversion from organic solvent type adhesives to water-based adhesives has been vigorously carried out for reasons such as economical advantage (for example, JP-A-3-21).
626).

【0003】さらに、上記水性接着剤の接着強度を挙げ
る目的で、ウレタン系ポリマーの水分散液に、シリカ系
粒子を充填剤として配合することにより接着強度を向上
させる方法が報告されている(特開平4−20933号
公報)。
Further, for the purpose of increasing the adhesive strength of the above-mentioned water-based adhesive, a method of improving the adhesive strength by mixing silica-based particles as a filler in an aqueous dispersion of a urethane polymer has been reported (special feature. (Kaihei 4-20933).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
4−20933号公報に記載の接着剤は、一旦、ウレタ
ン系ポリマーの水分散体を調整後、該水分散体中にシリ
カ系粒子を混合させるため、シリカ系粒子とポリマーの
水分散体の安定した溶液が得られなかった。また、シリ
カ系粒子がポリマーの水分散体粒子中に均一に充填され
ていないため、接着剤として使用した場合にも被膜強度
が不足して、充分な接着強度が得られなかった。
However, in the adhesive described in JP-A-4-20933, once the water dispersion of the urethane-based polymer is prepared, the silica-based particles are mixed in the water dispersion. Therefore, a stable solution of the silica-based particles and the aqueous dispersion of the polymer could not be obtained. Moreover, since the silica-based particles are not uniformly filled in the polymer aqueous dispersion particles, the film strength is insufficient even when used as an adhesive, and sufficient adhesive strength cannot be obtained.

【0005】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは無機充填剤を含むウレタン
系ポリマーが水分散体として安定した状態を保つことが
出来、且つ、接着剤として優れた接着力を有する、ウレ
タンポリマーを主成分とする水性接着剤の製造方法を提
供することである。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to allow a urethane polymer containing an inorganic filler to be kept in a stable state as an aqueous dispersion, and also as an adhesive. An object of the present invention is to provide a method for producing a water-based adhesive containing a urethane polymer as a main component, which has excellent adhesive strength.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明で使用されるポリ
オール化合物(A)は、分子内に2個以上の水酸基を有
する化合物であって、例えばエチレングリコール、ジエ
チレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−
ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン及びグリセ
リン等の多価アルコール類ならびにアジピン酸、セバチ
ン酸、イタコン酸、無水マレイン酸、テレフタル酸及び
イソフタル酸等のジカルボン酸とエチレングリコール、
トリエチレングリコール、1,4−ブタンジオール、
1,6−ヘキサンジオール、トリプロピレングリコール
及びネオペンチルグリコール等のグリコールとの反応か
ら得られるポリエステルポリオール、ポリカプロラクト
ンポリオール、ポリテトラメチレンエーテルグリコー
ル、ポリブタジエンポリオール及びポリアクリル酸エス
テルポリオール等が挙げられる。
The polyol compound (A) used in the present invention is a compound having two or more hydroxyl groups in the molecule, such as ethylene glycol, diethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-
Hexanediol, polyhydric alcohols such as trimethylolpropane and glycerin, and dicarboxylic acids such as adipic acid, sebacic acid, itaconic acid, maleic anhydride, terephthalic acid and isophthalic acid, and ethylene glycol,
Triethylene glycol, 1,4-butanediol,
Examples thereof include polyester polyols obtained by reaction with glycols such as 1,6-hexanediol, tripropylene glycol and neopentyl glycol, polycaprolactone polyols, polytetramethylene ether glycols, polybutadiene polyols and polyacrylate ester polyols.

【0007】又、本発明で使用される官能性化合物
(B)は、分子内にイソシアネート基と反応可能な活性
水素2個以上と、カルボキシル基及びスルホニル基から
選ばれる1種以上の親水性基を有する化合物である。上
記官能性化合物(B)として、分子内にイソシアネート
基と反応可能な活性水素2個以上と、カルボキシル基を
有する化合物としては、例えば、ジメチロール乳酸、ジ
メチロールプロピオン酸、ジメチロール酪酸等が挙げら
れる。又、分子内にイソシアネート基と反応可能な活性
水素2個以上と、スルホニル基を有する化合物として
は、例えば、3,4−ジアミノブタンスルホン酸、3,
6−ジアミノ−2、トルエンスルホン酸等が挙げられ
る。上記化合物は単独で用いても良いし、2種以上を併
用しても良い。
The functional compound (B) used in the present invention is composed of two or more active hydrogens capable of reacting with an isocyanate group in the molecule, and one or more hydrophilic groups selected from a carboxyl group and a sulfonyl group. Is a compound having Examples of the compound having a carboxyl group and two or more active hydrogens capable of reacting with an isocyanate group in the molecule as the functional compound (B) include dimethylol lactic acid, dimethylol propionic acid, and dimethylol butyric acid. The compound having two or more active hydrogens capable of reacting with an isocyanate group in the molecule and a sulfonyl group is, for example, 3,4-diaminobutanesulfonic acid, 3,
6-diamino-2, toluenesulfonic acid and the like can be mentioned. The above compounds may be used alone or in combination of two or more.

【0008】又、本発明で使用されるポリイソシアネー
ト化合物(C)は、分子内に2個以上のイソシアネート
基を有する化合物であり、例えば1,4−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、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイ
ソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレン
ジイソシアネート、3−イソシアネートメチル−3,
5,5−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート、ジ
シクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート、
メチルシクロヘキシル2,4−ジイソシアネート、メチ
ルシクロヘキシル2,6−ジイソシアネート、キシリレ
ンジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアネート)
メチルシクロヘキサン、テトラメチルキシリレンジイソ
シアネート、トランスシクロヘキサン−1,4−ジイソ
シアネート等の脂肪族ジイソシアネート類、2,4−ト
ルイレンジイソシアネート、2,6−トルイレンジイソ
シアネート,ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシア
ネート、1,5−ナフテンジイソシナネート、トリジン
ジイソシアネート、ジフェニルメチルメタンジイソシア
ネート、テトラアルキルジフェニルメタンジイソシアネ
ート、4,4’−ジベンジルジイソシアネート、1,3
−フェニレンジイソシナネート等の芳香族ジイソシアネ
ート類およびリジンジイソシアネート、リジンエステル
トリイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシア
ネート、1,6,11−ウンデカントリイソシアネー
ト、1,8−ジイソシアネート−4,4−イソシアネー
トメチルオクタン、1,3,6−ヘキサメチレントリイ
ソシアネート、ビシクロヘプタントリイソシアネート等
のトリイソシアネート類が挙げられる。これらのポリイ
ソシアネートは単独で用いても良いし、2種以上を併用
しても良い。
The polyisocyanate compound (C) used in the present invention is a compound having two or more isocyanate groups in the molecule, such as 1,4-tetramethylene diisocyanate and 1,6-hexamethylene diisocyanate. 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 3-isocyanate methyl-3,
5,5-trimethylcyclohexyl isocyanate, dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate,
Methylcyclohexyl 2,4-diisocyanate, methylcyclohexyl 2,6-diisocyanate, xylylene diisocyanate, 1,3-bis (isocyanate)
Aliphatic diisocyanates such as methylcyclohexane, tetramethylxylylene diisocyanate, transcyclohexane-1,4-diisocyanate, 2,4-toluylene diisocyanate, 2,6-toluylene diisocyanate, diphenylmethane-4,4'-diisocyanate, 1 , 5-naphthene diisocyanate, tolidine diisocyanate, diphenylmethylmethane diisocyanate, tetraalkyldiphenylmethane diisocyanate, 4,4′-dibenzyl diisocyanate, 1,3
-Aromatic diisocyanates such as phenylene diisocyanate and lysine diisocyanate, lysine ester triisocyanate, triphenylmethane triisocyanate, 1,6,11-undecane triisocyanate, 1,8-diisocyanate-4,4-isocyanate methyl octane , 1,3,6-hexamethylene triisocyanate, bicycloheptane triisocyanate and the like. These polyisocyanates may be used alone or in combination of two or more.

【0009】また、無機充填剤(D)は、接着剤として
の被膜強度を向上させるもので、例えばシリカ、アルミ
ナ、チタニア、ジルコニア、酸化亜鉛、酸化マグネシウ
ム、三酸化アンチモン、酸化鉄、ドロマイトなどの酸化
物類、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸亜鉛な
どの炭酸塩類、珪酸アルミニウム、珪酸マグネシウム、
珪酸カルシウム、珪酸ジルコン、カオリン、クレー、ベ
ントナイト、タルク、マイカ、ゼオライト、アスベス
ト、セリサイトなどの珪酸塩、水酸化アルミニウム、水
酸化マグネシウムなどの水酸化物、硫酸カルシウム、硫
酸バリウム、天然石膏、亜硫酸カルシウム、チタン酸バ
リウムなどのチタン酸塩類、水ガラス、ドーソナイト、
カーボンブラック、炭化珪素、二硫化モリブデンなどの
粒子が挙げられる。
The inorganic filler (D) improves the film strength as an adhesive, and is made of, for example, silica, alumina, titania, zirconia, zinc oxide, magnesium oxide, antimony trioxide, iron oxide or dolomite. Oxides, carbonates such as magnesium carbonate, calcium carbonate, zinc carbonate, aluminum silicate, magnesium silicate,
Calcium silicate, zircon silicate, kaolin, clay, bentonite, talc, mica, zeolite, asbestos, silicates such as sericite, aluminum hydroxide, hydroxides such as magnesium hydroxide, calcium sulfate, barium sulfate, natural gypsum, sulfite Calcium, titanates such as barium titanate, water glass, dawsonite,
Particles of carbon black, silicon carbide, molybdenum disulfide, etc. may be mentioned.

【0010】上記無機充填剤の平均粒径としては、0.
005〜50μm、さらには0.01〜10μmが好ま
しい。0.005μm未満の無機系粒子は製造が難し
く、また、50μmを越えるとウレタンポリマーの水分
散体中に含有しないで無機充填剤が沈降し易くなるから
である。
The average particle size of the inorganic filler is 0.
005 to 50 μm, more preferably 0.01 to 10 μm. This is because it is difficult to produce the inorganic particles having a particle size of less than 0.005 μm, and when the particle size exceeds 50 μm, the inorganic filler is liable to settle out without being contained in the water dispersion of the urethane polymer.

【0011】また、上記無機充填剤は、表面に疎水処理
を施すことにより、充填剤の分散性が一層向上するとい
う点で好ましい。
The above-mentioned inorganic filler is preferable in that the surface is subjected to a hydrophobic treatment so that the dispersibility of the filler is further improved.

【0012】本発明においては、上記ポリオール化合物
(A)、官能性化合物(B)、ポリイソシアネート化合
物(C)および無機充填剤(D)からなる混合物を反応
させてウレタンプレポリマーを得る。上記化合物の配合
割合〔ポリイソシアネート化合物(C)/ポリオール化
合物(A)および官能性化合物(B)〕は、ポリイソシ
アネート化合物(C)中のイソシアネート基と、ポリオ
ール化合物(A)中の水酸基と官能性化合物(B)中の
活性水素基の合計量の当量比は、少なくとも1以上、好
ましくは1.1〜2.0の範囲が、生成したプレポリマ
ーをジアミン化合物で鎖延長する際、重合度を高められ
るので好ましい。
In the present invention, a urethane prepolymer is obtained by reacting a mixture of the polyol compound (A), the functional compound (B), the polyisocyanate compound (C) and the inorganic filler (D). The compounding ratio of the above compound [polyisocyanate compound (C) / polyol compound (A) and functional compound (B)] is functional with the isocyanate group in the polyisocyanate compound (C) and the hydroxyl group in the polyol compound (A). The equivalent ratio of the total amount of active hydrogen groups in the organic compound (B) is at least 1 or more, preferably in the range of 1.1 to 2.0, when the prepolymer produced is chain-extended with a diamine compound, the degree of polymerization is Is preferable because it can improve

【0013】また、親水性基の割合は、得られるプレポ
リマー1g当たり、0.1〜2ミリモル含有させるのが
好ましい。0.1ミリモル未満では、プレポリマーの親
水性が不足し、安定に水中で分散性が低下する。又、2
ミリモルを越えると、その後得られる水性接着剤の耐水
性が悪くなる。
The hydrophilic group content is preferably 0.1 to 2 mmol per 1 g of the prepolymer obtained. If it is less than 0.1 mmol, the hydrophilicity of the prepolymer is insufficient, and the dispersibility in water is stably lowered. Again 2
When it exceeds the millimolar level, the water resistance of the water-based adhesive obtained thereafter becomes poor.

【0014】また、上記無機充填剤の配合量としては、
ウレタンプレポリマー100重量部に対して、1〜10
0重量部が好ましく、より好ましくは5〜50重量部で
ある。1重量部未満の場合には接着剤の被膜強度が発現
しにくく、また、100重量部を越えるとウレタンポリ
マーの水分散体中に無機充填剤全部が、均一に分散しに
くくなるからである。
The blending amount of the above-mentioned inorganic filler is
1 to 10 relative to 100 parts by weight of urethane prepolymer
The amount is preferably 0 part by weight, more preferably 5 to 50 parts by weight. This is because if the amount is less than 1 part by weight, the coating strength of the adhesive is unlikely to be exhibited, and if it exceeds 100 parts by weight, it is difficult to uniformly disperse all the inorganic fillers in the urethane polymer aqueous dispersion.

【0015】上記プレポリマーの重合方法としては、バ
ルク重合、溶液重合が挙げられるが、溶液重合が反応制
御をしやすいという点で好ましい。溶液重合の場合に使
用できる溶剤としては、イソシアネート基に対して不活
性で、水との相溶性が高く、且つ100℃以下の沸点を
有するものが好ましい。100℃より高い沸点を有する
溶剤を用いた場合には、水分散後の工程において、得ら
れた分散物から溶剤を取り除くことが困難になるからで
ある。このような有機溶剤としては、例えばアセトン、
メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、酢酸メチル
等が挙げられる。
Examples of the method for polymerizing the above-mentioned prepolymer include bulk polymerization and solution polymerization, but solution polymerization is preferred from the viewpoint of easy reaction control. As the solvent that can be used in the case of solution polymerization, those that are inert to isocyanate groups, have high compatibility with water, and have a boiling point of 100 ° C. or lower are preferable. This is because when a solvent having a boiling point higher than 100 ° C. is used, it becomes difficult to remove the solvent from the obtained dispersion in the step after water dispersion. As such an organic solvent, for example, acetone,
Methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran, methyl acetate and the like can be mentioned.

【0016】重合反応温度としては、50〜150℃の
範囲が好ましい。50℃以下では、重合反応が遅く、1
50℃以上では重合反応中にゲル化を起こすからであ
る。
The polymerization reaction temperature is preferably in the range of 50 to 150 ° C. Below 50 ° C, the polymerization reaction is slow and 1
This is because at 50 ° C. or higher, gelation occurs during the polymerization reaction.

【0017】上記方法により生成したプレポリマー中の
親水性基は、中和剤によりイオン化することで、水中に
おいて安定した分散状態が得られる。このような目的で
使用する中和剤としては、例えばアンモニア、トリエチ
ルアミン等が好適に挙げられる。
The hydrophilic group in the prepolymer produced by the above method is ionized with a neutralizing agent to obtain a stable dispersed state in water. Preferable examples of the neutralizing agent used for such a purpose include ammonia and triethylamine.

【0018】本発明では、上記プレポリマーとジアミン
化合物を水中で反応させることにより、無機充填剤
(D)を含有するウレタンポリマーの水分散体を得る。
上記ジアミン化合物としては、例えばエチレンジアミ
ン、1,4 −ジアミノブタン、1,6−ヘキサメチレンジ
アミン、3−アミノメチル−3,5,5−トリメチルシ
クロヘキシルアミン等が挙げられる。
In the present invention, a urethane polymer aqueous dispersion containing an inorganic filler (D) is obtained by reacting the above prepolymer with a diamine compound in water.
Examples of the diamine compound include ethylenediamine, 1,4-diaminobutane, 1,6-hexamethylenediamine, and 3-aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexylamine.

【0019】上記水分散体を得る方法としては、プレポ
リマーを水に分散させて、ジアミン化合物を添加する方
法、またはジアミンの水溶液中にプレポリマーを分散さ
せる方法が均一な水分散体を得られるので好ましい。
As a method for obtaining the above aqueous dispersion, a method of dispersing a prepolymer in water and adding a diamine compound, or a method of dispersing the prepolymer in an aqueous solution of diamine can obtain a uniform aqueous dispersion. Therefore, it is preferable.

【0020】又、上記ジアミン化合物以外にも、エチレ
ングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタン
ジオール、1,6−ヘキサンジオール、ポリエチレング
リコール等のグリコール類を鎖延長の手段として併用し
ても良い。
In addition to the above diamine compounds, glycols such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol and polyethylene glycol may be used together as a means for chain extension.

【0021】[0021]

【作用】本発明の水性接着剤の製造方法は、ポリオール
化合物(A)、官能性化合物(B)、ポリイソシアネー
ト化合物(C)および無機充填剤(D)を混合物とし、
無機充填剤の存在下に重合させてウレタンプレポリマー
を生成するので、その後に得られるウレタンポリマーの
水分散体中には無機充填剤が均一に分散されて含有され
る。
In the method for producing an aqueous adhesive of the present invention, a polyol compound (A), a functional compound (B), a polyisocyanate compound (C) and an inorganic filler (D) are used as a mixture.
Since the urethane prepolymer is produced by polymerization in the presence of the inorganic filler, the inorganic filler is uniformly dispersed and contained in the aqueous dispersion of the urethane polymer obtained thereafter.

【0022】[0022]

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
尚、以下、「部」とあるのは「重量部」を意味する。 (実施例1)ポリプロピレングリコール〔OH価;5
5、商品名「PLACCEL−L220AL」、ダイセ
ル化学(株)社製〕100部、イソホロンジイソシアネ
ート41.8部及びジメチロールプロピオン酸5.96
部、親水性シリカ粒子(平均粒径0.016μm:商品
名「アエロジル130」、日本アエロジル(株)製)1
4.8部およびメチルエチルケトン(MEK)37部を
攪拌して均一混合物とした。上記均一混合物を、イソシ
アネート含量が4.3重量%以下になるまで、沸点重合
を行い、ウレタンプレポリマー溶液を得た。上記ウレタ
ンプレポリマー溶液に、トリエチルアミン4.6部を添
加して、20約20分間、攪拌した後に、これらの混合
物を室温まで冷却してウレタンプレポリマーの中和溶液
を得た。次に、1.23重量%のエチレンジアミン水溶
液437部に、上記ウレタンプレポリマーの中和溶液を
1分間かけて加えた後、40℃で攪拌、減圧し脱溶剤を
行い、無機充填剤を含有するウレタンポリマーの水分散
体を得た。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below.
In the following, "parts" means "parts by weight". (Example 1) Polypropylene glycol [OH value: 5
5, trade name "PLACCEL-L220AL", manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.] 100 parts, isophorone diisocyanate 41.8 parts and dimethylolpropionic acid 5.96.
Parts, hydrophilic silica particles (average particle diameter 0.016 μm: trade name “Aerosil 130”, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) 1
4.8 parts and 37 parts of methyl ethyl ketone (MEK) were stirred to make a homogeneous mixture. The homogeneous mixture was subjected to boiling point polymerization until the isocyanate content became 4.3% by weight or less to obtain a urethane prepolymer solution. To the above urethane prepolymer solution, 4.6 parts of triethylamine was added, and after stirring for about 20 minutes, the mixture was cooled to room temperature to obtain a neutralized solution of the urethane prepolymer. Next, after adding the neutralization solution of the urethane prepolymer to 437 parts of a 1.23% by weight ethylenediamine aqueous solution over 1 minute, the mixture is stirred at 40 ° C., depressurized to remove the solvent, and an inorganic filler is contained. An aqueous dispersion of urethane polymer was obtained.

【0023】(実施例2)実施例1で用いた親水性シリ
カ粒子の代わりに、疎水性シリカ粒子(平均粒径0.0
16μm:商品名「アエロジルR972」、日本アエロ
ジル(株)製)を用いたこと以外は実施例1と全く同様
の方法にて、無機充填剤を含有するウレタンポリマーの
水分散体を得た。
Example 2 Instead of the hydrophilic silica particles used in Example 1, hydrophobic silica particles (average particle size 0.0
16 μm: A urethane polymer aqueous dispersion containing an inorganic filler was obtained in the same manner as in Example 1 except that the product name “Aerosil R972”, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd. was used.

【0024】(実施例3)実施例1で用いた親水性シリ
カ粒子の代わりに、有機物処理が施されたチタニア粒子
(平均粒径0.26μm:商品名「タイッピュアR−1
00」、デュポンジャパン(株)製)を用いたこと以外
は実施例1と全く同様の方法にて、無機充填剤を含有す
るウレタンポリマーの水分散体を得た。
(Example 3) Instead of the hydrophilic silica particles used in Example 1, titania particles treated with an organic substance (average particle size 0.26 μm: trade name "Typpure R-1") are used.
00 ”manufactured by DuPont Japan Co., Ltd. was used, and an aqueous dispersion of a urethane polymer containing an inorganic filler was obtained in the same manner as in Example 1.

【0025】(比較例1)ポリプロピレングリコール
〔OH価;55、商品名「PLACCEL−L220A
L」、ダイセル化学(株)社製〕100部、イソホロン
ジイソシアネート41.8部及びジメチロールプロピオ
ン酸5.96部およびメチルエチルケトン(MEK)3
7部を攪拌して均一混合物とした。上記均一混合物を、
イソシアネート含量が4.3重量%以下になるまで、沸
点重合を行い、ウレタンプレポリマー溶液を得た。上記
ウレタンプレポリマー溶液に、トリエチルアミン4.6
部を添加して、20約20分間、攪拌した後に、これら
の混合物を室温まで冷却してウレタンプレポリマーの中
和溶液を得た。次に、1.23重量%のエチレンジアミ
ン水溶液437部に、上記ウレタンプレポリマーの中和
溶液を1分間かけて加えた後、40℃で攪拌、減圧し脱
溶剤を行い、ウレタンポリマーの水分散体を得た。
(Comparative Example 1) Polypropylene glycol [OH value: 55, trade name "PLACCEL-L220A"
L ", manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.] 100 parts, isophorone diisocyanate 41.8 parts and dimethylolpropionic acid 5.96 parts and methyl ethyl ketone (MEK) 3.
7 parts were stirred to make a homogeneous mixture. The above homogeneous mixture,
Boiling point polymerization was carried out until the isocyanate content became 4.3% by weight or less to obtain a urethane prepolymer solution. Triethylamine 4.6 was added to the urethane prepolymer solution.
After adding 20 parts and stirring for about 20 minutes, the mixture was cooled to room temperature to obtain a neutralized solution of the urethane prepolymer. Next, the above-mentioned neutralization solution of urethane prepolymer was added to 437 parts of a 1.23 wt% ethylenediamine aqueous solution over 1 minute, and then the mixture was stirred at 40 ° C. and depressurized to remove the solvent. Got

【0026】(比較例2)比較例1で得られたウレタン
ポリマーの水分散体200部に、親水性シリカ粒子(商
品名「アエロジル130」、日本アエロジル(株)製)
5.24部を添加、攪拌して無機充填剤とウレタンポリ
マーの水分散体からなる混合分散体を得た。得られた実
施例1〜3、比較例1、2の無機充填剤を含有するウレ
タンポリマーの水分散体、および無機充填剤とウレタン
ポリマーの水分散体からなる混合分散体をを23℃で2
か月間、ガラス製の透明密閉容器中に放置して沈降物の
有無を目視で評価した。また、上記水分散体および混合
分散体を水性接着剤とし、以下に示す評価方法によっ
て、接着性及び耐水性の評価を行った。 (常温接着力評価)上記水性接着剤を帆布、ステンレス
鋼板(SUS304:幅25mm、長さ125mm、厚
さ2mm)に塗布し(塗布量は対帆布、固形分0.1m
g/cm2、対ステンレス鋼板、同0.04mg/cm
2 )、80℃にて送風乾燥オーブン中で3分間乾燥させ
た後、プレス圧力10kg/cm2 、5分、80℃に
て、試験片を作成した。こうして得られた試験片を23
℃の条件下で、引っ張り速度、50mm/minにて9
0℃剥離試験を行った。 (耐水性評価)常温接着力評価試験と同様の方法により
作成した試験片を40℃の温水中に、3日間浸漬してか
ら、水分を拭いた後、該試験片を23℃の条件下で、引
張り速度、50mm/minにて90℃剥離試験を行っ
た。以上の評価結果を表1に示した。
(Comparative Example 2) Hydrophilic silica particles (trade name "Aerosil 130", manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) are added to 200 parts of the urethane polymer aqueous dispersion obtained in Comparative Example 1.
5.24 parts were added and stirred to obtain a mixed dispersion composed of an inorganic filler and an aqueous dispersion of a urethane polymer. The resulting urethane polymer aqueous dispersions containing the inorganic fillers of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 and the mixed dispersions of the inorganic filler and urethane polymer aqueous dispersions were heated at 23 ° C.
It was left in a transparent glass closed container for a month and visually evaluated for the presence of sediment. The water dispersion and the mixed dispersion were used as water-based adhesives, and the adhesiveness and water resistance were evaluated by the evaluation methods described below. (Evaluation of Adhesion at Room Temperature) The above water-based adhesive was applied to a canvas and a stainless steel plate (SUS304: width 25 mm, length 125 mm, thickness 2 mm) (coating amount was against the canvas, solid content 0.1 m).
g / cm 2 , against stainless steel plate, 0.04 mg / cm
2 ) After drying at 80 ° C. in a blast drying oven for 3 minutes, a test piece was prepared at a pressing pressure of 10 kg / cm 2 , 5 minutes at 80 ° C. The test piece thus obtained is 23
9 ° C at a pulling speed of 50 mm / min under the condition of ℃
A 0 ° C peel test was performed. (Water resistance evaluation) A test piece prepared by the same method as the room temperature adhesive strength evaluation test was dipped in 40 ° C warm water for 3 days, and then wiped with water, and then the test piece was heated at 23 ° C. A 90 ° C peeling test was performed at a pulling speed of 50 mm / min. The above evaluation results are shown in Table 1.

【0027】[0027]

【表1】 [Table 1]

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明の水性接着剤の製造方法は、ポリ
オール化合物、官能性化合物、ポリイソシアネート化合
物および無機充填剤を混合物とし、無機充填剤の存在下
に重合させてウレタンプレポリマーを生成するので、そ
の後に得られるウレタンポリマーの水分散体中には無機
充填剤が均一に分散されて含有される。その結果、水分
散体中に分散された無機充填剤は、沈降することなく安
定した状態で分散される。又、ウレタンポリマーの水分
散体中に、無機充填剤が均一に分散されているので、乾
燥して得られる被膜強度は高く接着剤の凝集力が向上す
る。さらに、得られた水性接着剤中には、乳化剤などの
界面活性剤が含まれていないので、接着剤の耐水性も優
れている。
INDUSTRIAL APPLICABILITY In the method for producing an aqueous adhesive of the present invention, a polyol compound, a functional compound, a polyisocyanate compound and an inorganic filler are mixed and polymerized in the presence of the inorganic filler to form a urethane prepolymer. Therefore, the inorganic filler is uniformly dispersed and contained in the subsequently obtained urethane polymer aqueous dispersion. As a result, the inorganic filler dispersed in the water dispersion is dispersed in a stable state without settling. Further, since the inorganic filler is uniformly dispersed in the urethane polymer aqueous dispersion, the strength of the coating film obtained by drying is high and the cohesive force of the adhesive is improved. Furthermore, since the obtained water-based adhesive does not contain a surfactant such as an emulsifier, the water resistance of the adhesive is excellent.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ポリオール化合物(A)、分子内にイソシ
アネート基と反応可能な活性水素2個以上と、カルボキ
シル基及びスルホニル基から選ばれる1種以上の親水性
基を有する官能性化合物(B)、ポリイソシアネート化
合物(C)および無機充填剤(D)からなる混合物を反
応させてウレタンプレポリマーを得、次いで、該ウレタ
ンプレポリマーとジアミン化合物を水中で反応させるこ
とにより、無機充填剤(D)を含有するウレタンポリマ
ーの水分散体を得ることを特徴とする水性接着剤の製造
方法。
1. A polyol compound (A), a functional compound (B) having two or more active hydrogens capable of reacting with an isocyanate group in the molecule, and one or more hydrophilic groups selected from a carboxyl group and a sulfonyl group. , A polyisocyanate compound (C) and an inorganic filler (D) are reacted to obtain a urethane prepolymer, and then the urethane prepolymer and a diamine compound are reacted in water to give an inorganic filler (D). A method for producing an aqueous adhesive, which comprises obtaining an aqueous dispersion of a urethane polymer containing
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10195412A (en) * 1997-01-08 1998-07-28 Dainichiseika Color & Chem Mfg Co Ltd Aqueous urethane resin adhesive composition
KR100927870B1 (en) * 2009-03-09 2009-11-23 대륭기업 주식회사 Water based adhesive composition for styrene ethylene butadiene styrene type impact absorbing material

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