JPH09165432A - Aqueous isocyanate dispersion and curing composition - Google Patents

Aqueous isocyanate dispersion and curing composition

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JPH09165432A
JPH09165432A JP7347875A JP34787595A JPH09165432A JP H09165432 A JPH09165432 A JP H09165432A JP 7347875 A JP7347875 A JP 7347875A JP 34787595 A JP34787595 A JP 34787595A JP H09165432 A JPH09165432 A JP H09165432A
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JP
Japan
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isocyanate
weight
aqueous
dispersion
water
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Application number
JP7347875A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshihisa Ota
義久 太田
Tadashi Tanaka
正 田中
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Sanyo Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Sanyo Chemical Industries Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/703Isocyanates or isothiocyanates transformed in a latent form by physical means
    • C08G18/705Dispersions of isocyanates or isothiocyanates in a liquid medium
    • C08G18/706Dispersions of isocyanates or isothiocyanates in a liquid medium the liquid medium being water

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an aqueous isocyanate dispersion having excellent storage stability by using a polymeric dispersant comprising a copolymer containing units of a monomer which can give a homopolymer having a specified solubility parameter and a specified HLB, and units of a hydrophilic-group-containing monomer. SOLUTION: Ten (10) to 60wt.% aromatic-group-containing monomer (e.g. styrene) which can give a homopolymer having a solubility parameter of 10.0 or above and an HLB of 12 or below is copolymerized with 10-75wt.% hydrophilic-group-containing monomer (e.g. acrylic acid) and other monomers in an organic solvent, ammonia water is then added to the reaction mixture, and the solvent is removed from the mixture to obtain a polymeric dispersant (e.g. aqueous acrylic solution). Next, an organic polyisocyanate and about 3-150wt.% polymeric dispersant are dispersed in water to obtain an aqueous isocyanate dispersion. This aqueous isocyanate dispersion is mixed with an isocyanato-reactive active-hydrogen-containing resin (e.g. hydroxyethyl (meth) acrylate copolymer) in a weight ratio of about (1-50)/(50-99) (in terms of the solid matter) to obtain a curing composition.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は水性樹脂の架橋剤ま
たは一液硬化性樹脂として用いることのできる水分散体
に関する。更に詳しくは、単独またはイソシアネート反
応性活性水素基含有物質との共存下において、遊離イソ
シアネート基を長期間にわたって安定に含有するイソシ
アネート水分散体に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an aqueous dispersion which can be used as a cross-linking agent for an aqueous resin or a one-component curable resin. More specifically, the present invention relates to an isocyanate aqueous dispersion containing a free isocyanate group stably for a long period of time either alone or in the presence of an isocyanate-reactive active hydrogen group-containing substance.

【0002】[0002]

【従来の技術】水性の接着剤、被覆剤、繊維処理剤等に
おいて、耐水性、耐溶剤性等をを付与する目的で水性の
イソシアネート系架橋剤が使用されている。該架橋剤の
うちで一液で安定なものとしては、例えば有機ポリイソ
シアネートとイソシアネート捕捉性ポリマーを該ポリマ
ーと親和性部分および疎水性溶媒親和部分を有す分散安
定剤で非水溶媒中に分散させた粒子を水中に分散させて
なる技術(特開昭62−13425号公報等)が提案さ
れている。
2. Description of the Related Art Aqueous isocyanate crosslinking agents have been used in water-based adhesives, coating agents, fiber treatment agents and the like for the purpose of imparting water resistance, solvent resistance and the like. Among the cross-linking agents, one that is stable in one liquid is, for example, an organic polyisocyanate and an isocyanate-capturing polymer which are dispersed in a non-aqueous solvent with a dispersion stabilizer having an affinity portion for the polymer and a hydrophobic solvent affinity portion. A technique of dispersing the particles thus obtained in water (Japanese Patent Laid-Open No. 62-13425, etc.) has been proposed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記技
術は構成成分が多く複雑であり、しかも分散体中のイソ
シアネート含有量(濃度)が低いため、架橋剤として用
いる場合は多量に使用する必要があり、架橋される樹脂
本来の物性を損ねるため用途が制約されていた。
However, since the above technique has many components and is complicated, and the isocyanate content (concentration) in the dispersion is low, it is necessary to use a large amount when used as a crosslinking agent. However, the use of the resin is restricted because the physical properties of the crosslinked resin are impaired.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、有機ポリ
イソシアネート化合物の遊離イソシアネート基を水中に
高濃度で安定に分散させ、且つ、イソシアネート反応性
活性水素含有物質共存下でも常温以上において長期にわ
たり安定に存在させる方法について鋭意検討を重ねた結
果、本発明に到達した。すなわち本発明は、有機ポリイ
ソシアネート化合物(A)が高分子分散剤(B)の存在
下で水中に安定に分散されてなるイソシアネート水分散
体であって、該(B)が、溶解度パラメーター(SP
値)10.0以上かつHLB値12以下のホモポリマー
をあたえるモノマー(b1)からなる単位と、親水基含
有モノマー(b2)から成る単位とを必須構成単位とす
る共重合ポリマーであることを特徴とするイソシアネー
ト水分散体;ならびに該イソシアネート水分散体を架橋
剤として含有してなる硬化性組成物に関するものであ
る。なお、SP値はFedors法[Polym.En
g.Sci.14(2)152,(1974)]によっ
て算出される値であり、HLB値は小田法[小田,寺田
共著,‘界面活性剤の合成と其応用’501頁,槙書店
(1957)]によって算出される値である。
The present inventors have made it possible to stably disperse the free isocyanate group of an organic polyisocyanate compound in water at a high concentration, and to keep it at room temperature or higher for a long time even in the presence of an isocyanate-reactive active hydrogen-containing substance. The present invention has been achieved as a result of extensive studies on a method of stably existing over the entire range. That is, the present invention provides an isocyanate water dispersion in which an organic polyisocyanate compound (A) is stably dispersed in water in the presence of a polymer dispersant (B), and the (B) has a solubility parameter (SP
Value) 10.0 or more and an HLB value of 12 or less, which is a copolymer having a unit composed of a monomer (b1) giving a homopolymer and a unit composed of a hydrophilic group-containing monomer (b2) as essential constituent units. The present invention relates to an isocyanate water dispersion, and a curable composition containing the isocyanate water dispersion as a crosslinking agent. The SP value is calculated by the Fedors method [Polym. En
g. Sci. 14 (2) 152, (1974)], and the HLB value is calculated by Oda method [Oda and Terada, “Synthesis of surfactants and their applications”, page 501, Maki Shoten (1957)]. Is the value to be set.

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】本発明で用いられる有機ポリイソ
シアネ−ト化合物(A)としては、例えばイソシアネ
ートモノマー〔(芳香族イソシアネート:トリレンジイ
ソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートな
ど)、(芳香族脂肪族イソシアネート:p−キシリレン
ジイソシアネート、α、α、α'、α'−テトラメチルキ
シリレンジイソシアネートなど)、(脂環式イソシアネ
ート:イソホロンジイソシネート、ジシクロヘキシルメ
タンジイソシアネートなど)、(脂肪族イソシアネー
ト:ヘキサメチレンジイソシアネート、ドデカメチレン
ジイソシアネートなど)〕;これらイソシアネートモ
ノマーの変性体(イソシアヌレート体、ビュウーレット
体、ウレトジオン体、トリメチロールプロパン付加体な
ど);イソシアネートプレポリマー(たとえば疎水性
ポリオールと過剰のイソシアネート化合物との反応
物);イソシアネート重合体(ジフェニルメタンジイ
ソシアネート重合体など)およびこれらの2種以上の混
合物があげられる。これらのうち好ましいものは、
およびであり、特に好ましいものはおよびであ
る。該(A)が高粘度の場合は粘度低減剤としてヘプタ
ン、シクロヘキサン、キシレン等の疎水性溶剤を併用し
てもよい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Examples of the organic polyisocyanate compound (A) used in the present invention include isocyanate monomers [(aromatic isocyanate: tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, etc.), (aromatic aliphatic isocyanate: p- Xylylene diisocyanate, α, α, α ′, α′-tetramethyl xylylene diisocyanate, etc.), (alicyclic isocyanate: isophorone diisocyanate, dicyclohexylmethane diisocyanate, etc.), (aliphatic isocyanate: hexamethylene diisocyanate, dodecamethylene Diisocyanate, etc.)]; Modified products of these isocyanate monomers (isocyanurate, burette, uretdione, trimethylolpropane adduct, etc.); Isocyanate prepoly Mer (for example, a reaction product of a hydrophobic polyol and an excess isocyanate compound); an isocyanate polymer (diphenylmethane diisocyanate polymer, etc.) and a mixture of two or more thereof. Preferred of these are:
And and particularly preferred are and. When (A) has a high viscosity, a hydrophobic solvent such as heptane, cyclohexane or xylene may be used as a viscosity reducing agent.

【0006】高分子分散剤(B)は、SP値が10.0
以上かつHLB値が12以下のホモポリマーをあたえる
モノマー(b1)からなる単位と、親水基含有モノマー
(b2)からなる単位とを必須構成単位とする共重合ポ
リマーであり、該(b1)としては、芳香族基含有モ
ノマー[スチレン、α−メチルスチレン、ポリスチレン
グリコール(メタ)アクリレート、フェノキシ(ポリ)
オキシアルキレン(メタ)アクリレート、2−ヒドロキ
シ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、N
−(4−アニリノフェニル)(メタ)アクリルアミドな
ど];ブロックイソシアネート基含有モノマー[m−
イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジルイソシアネ
ートのメチルエチルケトオキシムブロック体など];
ヘテロ環含有モノマー[モルホリノエチル(メタ)アク
リレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレー
トなど]などが挙げられる。これらのうち好ましいもの
は(A)に対する親和性の点から、およびこれらの
混合物である。
The polymer dispersant (B) has an SP value of 10.0.
A copolymer having the above unit and a unit consisting of a monomer (b1) giving a homopolymer having an HLB value of 12 or less and a unit consisting of a hydrophilic group-containing monomer (b2) as essential constitutional units, wherein (b1) is , Aromatic group-containing monomers [styrene, α-methylstyrene, polystyrene glycol (meth) acrylate, phenoxy (poly)
Oxyalkylene (meth) acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth) acrylate, N
-(4-anilinophenyl) (meth) acrylamide and the like]; blocked isocyanate group-containing monomer [m-
Isopropenyl-α, α-dimethylbenzyl isocyanate methylethylketoxime block, etc.];
Examples thereof include heterocycle-containing monomers [morpholinoethyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, etc.]. Of these, preferred are the ones in terms of affinity for (A) and mixtures thereof.

【0007】また、(b2)としては、アニオン性モ
ノマー[(メタ)アクリル酸、イタコン酸、(メタ)ア
クロイルオキシポリオキシアルキレン硫酸エステル、ア
ルキルアリルスルホコハク酸およびこれらの中和塩な
ど];カチオン性モノマー[ジメチルアミノエチル
(メタ)アクリレートおよびその中和塩など];ノニ
オン性モノマー[ポリエチレングリコール(メタ)アク
リレート、メトシポリオキシエチレン(メタ)アクリレ
ートなど}などが挙げられる。これらのうち好ましいも
のは、およびこれらいずれかとの混合物である。
As (b2), anionic monomers [(meth) acrylic acid, itaconic acid, (meth) acryloyloxypolyoxyalkylene sulfate, alkylallylsulfosuccinic acid and neutralized salts thereof]; cations , A nonionic monomer [polyethylene glycol (meth) acrylate, methosipolyoxyethylene (meth) acrylate, etc.] and the like. Preferred of these are and mixtures with any of these.

【0008】該(B)を構成するモノマーとして、上記
(b1)および(b2)と共に必要により他のモノマー
[アルキル(メタ)アクリレートなど]が含まれていて
もよい。
As the monomer constituting the (B), other monomers [alkyl (meth) acrylate and the like] may be optionally contained in addition to the above (b1) and (b2).

【0009】本発明の硬化性組成物を構成するイソシア
ネート反応性活性水素含有物質(C)としては、水酸
基、カルボキシル基、アミノ基等の活性水素基を含有す
る水溶性または水分散性の水性樹脂が含まれる。このよ
うな水性樹脂としては、例えば、(メタ)アクリル系
重合体[ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート共重合
体、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート共重合体
など];ビニル系重合体(酢酸ビニル共重合体の部分
鹸化物など);オレフィン系重合体(エチレン−酢酸
ビニル共重合体、プロピレン重合体のヒドロキシエチル
アクリレートグラフト体など);エステル系重合体
(植物油脂−二塩基酸−グリコール縮重合体、芳香族二
塩基酸−脂肪族二塩基酸−グリコール縮重合体など);
エポキシ系重合体(ビスフェノール−エピクロルヒド
リン縮重合体など);ウレタン系重合体(ジイソシア
ネート−グリコール−多価アルコール付加体、分子内に
カルボキシル基またはそのアミン塩を含むポリウレタン
樹脂、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマーのア
ルカノールアミンブロック化物など);セルロース系
重合体(澱粉、CMCなど);およびこれらの2種以上
の混合物が挙げられる。
The isocyanate-reactive active hydrogen-containing substance (C) constituting the curable composition of the present invention is a water-soluble or water-dispersible aqueous resin containing active hydrogen groups such as hydroxyl group, carboxyl group and amino group. Is included. Examples of such an aqueous resin include (meth) acrylic polymers [hydroxyethyl (meth) acrylate copolymers, hydroxypropyl (meth) acrylate copolymers, etc.]; vinyl polymers (vinyl acetate copolymers) Olefin polymers (ethylene-vinyl acetate copolymers, propylene polymer hydroxyethyl acrylate grafts, etc.); ester polymers (vegetable fats and oils-dibasic acid-glycol condensation polymers, aromatics) Group dibasic acid-aliphatic dibasic acid-glycol condensation polymer);
Epoxy polymer (bisphenol-epichlorohydrin condensation polymer, etc.); Urethane polymer (diisocyanate-glycol-polyhydric alcohol adduct, polyurethane resin containing carboxyl group or amine salt thereof in the molecule, isocyanate group-terminated urethane prepolymer Alkanolamine blocked products); cellulosic polymers (starch, CMC, etc.); and mixtures of two or more thereof.

【0010】該(B)の数平均分子量は通常少なくとも
2500、好ましくは少なくとも5000である。数平
均分子量が2500未満では十分な分散安定性が得られ
ない場合がある。該(B)を構成する(b1)の量は、
(B)の重量を基準として通常10〜60重量%、好ま
しくは20〜40重量%である。(b1)の量が10重
量%未満または60重量%を越えると安定な水分散体が
得られない。また、(B)を構成する(b2)の量は、
(B)の重量を基準として通常10〜75重量%、好ま
しくは20〜70重量%である。(b2)の量が10重
量%未満または75重量%を越えると安定な水分散体が
得られない。
The number average molecular weight of the (B) is usually at least 2500, preferably at least 5000. If the number average molecular weight is less than 2500, sufficient dispersion stability may not be obtained. The amount of (b1) constituting the (B) is
It is usually 10 to 60% by weight, preferably 20 to 40% by weight, based on the weight of (B). If the amount of (b1) is less than 10% by weight or more than 60% by weight, a stable aqueous dispersion cannot be obtained. Further, the amount of (b2) constituting (B) is
It is usually 10 to 75% by weight, preferably 20 to 70% by weight, based on the weight of (B). If the amount of (b2) is less than 10% by weight or more than 75% by weight, a stable aqueous dispersion cannot be obtained.

【0011】本発明のイソシアネート水分散体中の
(B)の量は、(A)の重量に対して通常少なくとも5
重量%、好ましくは少なくとも10重量%である。
(B)の量が5重量%未満では(A)の分散安定性が不
十分となる場合がある。
The amount of (B) in the aqueous isocyanate dispersion of the present invention is usually at least 5 based on the weight of (A).
% By weight, preferably at least 10% by weight.
If the amount of (B) is less than 5% by weight, the dispersion stability of (A) may be insufficient.

【0012】本発明の硬化性組成物におけるイソシアネ
ート分散体と活性水素含有樹脂(C)の固形分重量比
は、通常(1〜50):(50〜99)、好ましくは
(3〜30):(70〜97)である。イソシアネート
分散体の比率が1未満では十分な架橋効果(皮膜耐久性
等)が得られず、50を超えると硬化皮膜が固くもろく
なることがある。
The solid content weight ratio of the isocyanate dispersion and the active hydrogen-containing resin (C) in the curable composition of the present invention is usually (1-50) :( 50-99), preferably (3-30): (70 to 97). When the ratio of the isocyanate dispersion is less than 1, a sufficient crosslinking effect (film durability, etc.) cannot be obtained, and when it exceeds 50, the cured film may be hard and brittle.

【0013】本発明のイソシアネート水分散体の製造方
法については特に限定はされないが、例えば、(A)
と、(B)を含む水溶液とをを一括混合し分散させる方
法;(B)を含む水溶液中に(A)を滴下混合分散さ
せる方法;(A)中に(B)を含む水溶液を滴下混合
分散させる方法等が挙げられる。分散させる方法として
は、例えば高速攪拌機を用いて強制分散させる方法が挙
げられる。
The method for producing the isocyanate aqueous dispersion of the present invention is not particularly limited, but, for example, (A)
And an aqueous solution containing (B) are collectively mixed and dispersed; a method in which (A) is dropped and mixed and dispersed in an aqueous solution containing (B); an aqueous solution containing (B) is dropped and mixed in (A) Examples include a method of dispersing. As a method of dispersing, for example, a method of forcibly dispersing using a high speed stirrer can be mentioned.

【0014】本発明のイソシアネート水分散体はコロイ
ダル状の分散体であって、かつイソシアネート基は長期
間にわたって安定に保持される。すなわち、水に分散し
た状態では(A)は(B)で囲まれた微粒子を形成し、
イソシアネート基は活性水素と遮断されて安定に保持さ
れるが、水が揮散すると粒子が破壊され、混合されてい
る樹脂(C)中または基材表面等の活性水素との反応が
起こり架橋反応等のポリイソシアネート本来の性質を発
現する。
The aqueous isocyanate dispersion of the present invention is a colloidal dispersion, and the isocyanate groups are stably retained for a long period of time. That is, when dispersed in water, (A) forms fine particles surrounded by (B),
Isocyanate groups are blocked from active hydrogen and are stably retained, but when water volatilizes, the particles are destroyed and a reaction occurs with the active hydrogen in the mixed resin (C) or on the surface of the base material, etc. Develops the original properties of polyisocyanate.

【0015】本発明の硬化性組成物におけるイソシアネ
ート水分散体と活性水素含有樹脂(C)の水溶液または
分散体との混合方法は特に限定されず、例えば、(C)
の溶液または水性分散体とイソシアネート分散体とを、
通常の攪拌混合装置(錨型、プロペラ型など)を用いて
混合することができる。
The method for mixing the isocyanate aqueous dispersion and the aqueous solution or dispersion of the active hydrogen-containing resin (C) in the curable composition of the present invention is not particularly limited. For example, (C)
A solution or an aqueous dispersion and an isocyanate dispersion of
It can be mixed using a usual stirring and mixing device (anchor type, propeller type, etc.).

【0016】[0016]

【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。尚、
以下において「部」、「%」、「比」はそれぞれ重量基
準である。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, but it should not be construed that the present invention is limited thereto. still,
In the following, "part", "%" and "ratio" are based on weight.

【0017】実施例および比較例における使用原料の略
号の意味は下記のとおりである。 〔有機ポリイソシアネート(A)成分〕 IPDI−N:イソホロンジイソシアネートのイソシア
ヌレート変性体[ヒュルス社製「IPDI−T187
0」] HDI−N :ヘキサメチレンジイソシアネートのイソ
シアヌレート変性体[日本ポリウレタン工業製「コロネ
ートEH」] HDI−T :ヘキサメチレンジイソシアネートのトリ
メチロールプロパン3モル付加体[日本ポリウレタン工
業製「コロネートHL」]の脱酢酸エチル品 〔高分子分散剤(B)成分〕 B1:2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリ
レート[東亜合成化学製「アロニックスM5700」]
/メタクロイルオキシポリオキシプロピレン硫酸ナトリ
ウム塩[三洋化成工業製「エレミノールRS−30」]
のランダム共重合コポリマー[共重合比=50/50、
数平均分子量約2万] B2:N−(4−アニリノフェニル)−メタクリルアミ
ド[精工化学製「APMA」]/ラウリルメタクリレー
ト/メタクロイルオキシポリオキシプロピレン硫酸ナト
リウム塩のランダム共重合ポリマー[共重合比=25/
25/50、数平均分子量約2万] B3:2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリ
レート/ラウリルメタクリレート/メタクリル酸トリエ
チルアミン塩のランダム共重合コポリマー[共重合比=
40/40/20、数平均分子量約1万] B4:2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリ
レート/ラウリルメタクリレート/メタクリル酸トリメ
チルアミン塩/ポリエチレングリコールメタクリレート
[日本油脂製「ブレンマーPE−350」]のランダム
共重合コポリマー[共重合比=35/35/15/1
5、数平均分子量約1万] B5:ラウリルメタクリレート/メタクリル酸トリエチ
ルアミン塩ランダム共重合物のスチレングラフトコポリ
マー[共重合比=65/20/15、数平均分子量約2
万]
The abbreviations of the raw materials used in the examples and comparative examples have the following meanings. [Organic polyisocyanate (A) component] IPDI-N: isocyanurate modified product of isophorone diisocyanate ["IPDI-T187 manufactured by Huls"]
0 "] HDI-N: isocyanurate-modified hexamethylene diisocyanate [" Coronate EH "manufactured by Nippon Polyurethane Industry] HDI-T: trimethylolpropane 3 mol adduct of hexamethylene diisocyanate [" Coronate HL "manufactured by Nippon Polyurethane Industry] Deethyl acetate product of [Polymer dispersant (B) component] B1: 2-Hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate [“Aronix M5700” manufactured by Toagosei Kagaku]
/ Metacloyloxypolyoxypropylene sulfate sodium salt ["Eleminol RS-30" manufactured by Sanyo Chemical Industries]
Random copolymerization copolymer [copolymerization ratio = 50/50,
Number average molecular weight of about 20,000] B2: N- (4-anilinophenyl) -methacrylamide [Seiko Chemical's "APMA"] / lauryl methacrylate / methacryloyloxypolyoxypropylene sulfate sodium salt random copolymer [copolymer Ratio = 25 /
25/50, number average molecular weight of about 20,000] B3: 2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate / lauryl methacrylate / methacrylic acid triethylamine salt random copolymer [copolymerization ratio =
40/40/20, number average molecular weight of about 10,000] B4: 2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate / lauryl methacrylate / methacrylic acid trimethylamine salt / polyethylene glycol methacrylate [NOF CORPORATION “Blenmer PE-350”] Polymerization copolymer [copolymerization ratio = 35/35/15/1
5, number average molecular weight about 10,000] B5: styrene graft copolymer of lauryl methacrylate / triethylamine methacrylate random copolymer [copolymerization ratio = 65/20/15, number average molecular weight about 2]
Ten thousand]

【0018】実施例1〜5 表1に示すポリイソシアネート化合物および高分子分散
剤の15%水溶液を300mlビーカーに投入し、回転
子固定子型分散機(ウルトラデイスパーザーLK−22
型(株)YAMATO製)を使用し、30℃にて200
00RPMで5分間分散し、本発明のイソシアネート水
分散体を得た。得られた分散体について下記の方法に従
い貯蔵安定性試験を行なった。 貯蔵安定性試験:得られた水分散体の製造直後のNCO
含量(重量%)を基準として、40℃に保存した水分散
体の1日、10日および30日後のNCO含量の測定結
果からNCO含量の保持率を算出した。また、用いた高
分子分散剤の共重合モノマー(b1)のホモポリマーの
平均SP値をFedors法により、HLB値を小田法
により算出した。これらの結果を表2に示す。
Examples 1 to 5 A 15% aqueous solution of a polyisocyanate compound and a polymer dispersant shown in Table 1 was charged into a 300 ml beaker, and a rotor stator type disperser (Ultra Disperser LK-22 was used.
Type at YAMATO Co., Ltd.
The dispersion was carried out at 00 RPM for 5 minutes to obtain an isocyanate aqueous dispersion of the present invention. A storage stability test was performed on the obtained dispersion according to the following method. Storage stability test: NCO immediately after production of the obtained aqueous dispersion
Based on the content (% by weight), the retention rate of the NCO content was calculated from the measurement results of the NCO content after 1 day, 10 days and 30 days of the aqueous dispersion stored at 40 ° C. Further, the average SP value of the homopolymer of the copolymerization monomer (b1) of the polymer dispersant used was calculated by the Fedors method, and the HLB value was calculated by the Oda method. Table 2 shows the results.

【0019】比較例1 特開昭62−13425号公報の実施例1の記載に基づ
き下記の構成成分比からなる比較のイソシアネート水分
散体を作成し、その安定性試験を行った。その結果を表
2に併記した。 (分散体の構成成分比) ヘキサメチレンジイソシアネート変性体 : 3.7部 (旭化成工業社製「デュラネート24A100」) スチレン/ブタジエンブロックコポリマー : 1.2部 (旭化成工業社製「タフプレンA」) スチレン/アクリロニトリル(4/6)共重合体 : 8.0部 シクロヘキサン :24.0部 無水マレイン酸/ビニルエーテル共重合体 : 1.3部 (ガフ社製「ガントレットAN−169」) 乳化剤1(第一工業製薬社製「ノイゲンES−120」):13.0部 乳化剤2(三洋化成工業社製「ノニポール 140」) : 1.3部 水 :47.5部
Comparative Example 1 Based on the description of Example 1 in JP-A-62-13425, a comparative isocyanate aqueous dispersion having the following constituent ratios was prepared and its stability test was conducted. The results are shown in Table 2. (Component ratio of dispersion) Hexamethylene diisocyanate modified product: 3.7 parts (Asahi Kasei Kogyo's "Duranate 24A100") Styrene / butadiene block copolymer: 1.2 parts (Asahi Kasei's "Tafprene A") Styrene / Acrylonitrile (4/6) copolymer: 8.0 parts Cyclohexane: 24.0 parts Maleic anhydride / vinyl ether copolymer: 1.3 parts (Gaflet "Gantret AN-169") Emulsifier 1 (Daiichi Kogyo) "Neugen ES-120" manufactured by Pharmaceutical Company): 13.0 parts Emulsifier 2 ("Nonipol 140" manufactured by Sanyo Chemical Industry Co., Ltd.): 1.3 parts Water: 47.5 parts

【0020】[0020]

【表1】 [Table 1]

【0021】[0021]

【表2】 [Table 2]

【0022】実施例6〜10 窒素ガス吹き込み管、滴下ロート、温度計、冷却管およ
び攪拌機を備えた2L反応装置に、メチルエチルケトン
368部を仕込み、窒素ガス雰囲気下で80℃まで昇温
し、下記単量体混合液を3時間かけて滴下重合し、さら
に同温度で1時間熟成反応を行った。 (単量体混合液組成) アクリル酸 35部 メチルメタクリレート 115部 ブチルアクリレート 35部 2−ヒドロキシエチルアクリレート 65部 スチレン 100部 アゾイソブチロニトリル 18部 得られたアクリル樹脂溶液を60℃まで冷却し、28%
アンモニア水30部および水733部を加えて混合した
後、減圧下60℃でメチルエチルケトンを溜去し、樹脂
分当りの水酸基価85、固形分35%のアクリル樹脂水
溶液を得た。この樹脂水溶液と、実施例1〜5で得たイ
ソシアネート水分散体とをそれぞれ表3に示す配合割合
で混合し(OH/NCO当量比=1/1)、本発明の硬
化性組成物を得た。該組成物を密閉下40℃で1ケ月間
保存し、1日後、10日後および30日後のNCO含量
の測定を行った。その結果を表3に示す。
Examples 6 to 10 A 2 L reactor equipped with a nitrogen gas blowing tube, a dropping funnel, a thermometer, a cooling tube and a stirrer was charged with 368 parts of methyl ethyl ketone and heated to 80 ° C. under a nitrogen gas atmosphere. The monomer mixture solution was subjected to dropwise polymerization over 3 hours, and further aged for 1 hour at the same temperature. (Monomer mixture solution composition) Acrylic acid 35 parts Methyl methacrylate 115 parts Butyl acrylate 35 parts 2-Hydroxyethyl acrylate 65 parts Styrene 100 parts Azoisobutyronitrile 18 parts The resulting acrylic resin solution is cooled to 60 ° C. 28%
After 30 parts of ammonia water and 733 parts of water were added and mixed, methyl ethyl ketone was distilled off under reduced pressure at 60 ° C. to obtain an acrylic resin aqueous solution having a hydroxyl value of 85 per resin content and a solid content of 35%. The resin aqueous solution and the isocyanate aqueous dispersions obtained in Examples 1 to 5 were mixed at the compounding ratios shown in Table 3 (OH / NCO equivalent ratio = 1/1) to obtain the curable compositions of the present invention. It was The composition was sealed and stored at 40 ° C. for 1 month, and the NCO content was measured after 1 day, 10 days and 30 days. Table 3 shows the results.

【0023】比較例2 上記アクリル樹脂水溶液100部と、比較例1のイソシ
アネート水分散体278部とを配合し(OH/NCO当
量比=1/1)、比較の硬化性組成物を得た。該比較組
成物を密閉下40℃で1ケ月間保存し、1日後、10日
後および30日後のNCO含量の測定を行った。その結
果を表3に併記する。
Comparative Example 2 100 parts of the above acrylic resin aqueous solution was mixed with 278 parts of the isocyanate water dispersion of Comparative Example 1 (OH / NCO equivalent ratio = 1/1) to obtain a comparative curable composition. The comparative composition was sealed and stored at 40 ° C. for 1 month, and the NCO content was measured after 1 day, 10 days and 30 days. The results are also shown in Table 3.

【0024】[0024]

【表3】 [Table 3]

【0025】性能試験例 実施例8〜14の本発明の硬化性組成物および比較例2
の硬化性組成物を白色塗装鋼板の上にアプリケーターで
コーテイングし(乾燥膜厚20〜30μm)、表4に示
す条件(室温で5日放置、又は、60℃で30分間加
熱)で硬化させ、下記の試験方法により塗膜の性能を評
価した。その結果を表4に示す。 (塗膜試験方法) 硬 度:鉛筆硬度(三菱ユニ鉛筆を使用) 耐溶剤性:キシレンラビング 20回 評価基準 ○;異常なし ×;溶解 耐水性 :80℃の温水に5時間浸漬後の皮膜の状態 評価基準 ○;異常なし ×;白化 密着性 :碁盤目法(2mm角、25個でセロテープ剥
離) 評価基準 ○;25/25 ×;0〜5/25
Performance Test Examples The curable compositions of the present invention of Examples 8-14 and Comparative Example 2
The curable composition of (1) is coated on a white coated steel sheet with an applicator (dry film thickness 20 to 30 μm), and cured under the conditions shown in Table 4 (left at room temperature for 5 days or heated at 60 ° C. for 30 minutes), The performance of the coating film was evaluated by the following test method. Table 4 shows the results. (Film coating test method) Hardness: Pencil hardness (using Mitsubishi Uni-Pencil) Solvent resistance: Xylene rubbing 20 times Evaluation standard ○; No abnormality ×; Dissolution Water resistance: Film after immersion in warm water at 80 ° C for 5 hours Condition evaluation criteria ○: No abnormality ×: Whitening Adhesion: Cross-cutting method (2 mm square, 25 pieces of cellophane tape peeling) Evaluation criteria ○; 25/25 ×; 0-5 / 25

【0026】[0026]

【表4】 [Table 4]

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明のイソシアネート水分散体は下記
の効果を奏する。 (1)高濃度の遊離イソシアネート基を含有していなが
ら、水分散状態での保存安定性が極めて良好である。 (2)常温または加熱による水の蒸発により、容易にポ
リイソシアネート本来の機能を発現する。 (3)水系であるので取り扱いが容易であり、安全性が
高い。 (4)活性水素含有水性樹脂との配合物が硬化した皮膜
は、優れた耐溶剤性、可撓性、耐酸性、各種基材に対す
る密着性等の皮膜物性を示す。 上記効果を奏することから、本発明のイソシアネート水
分散体は、例えば建材(ガラス、スレート、窯業系等の
無機材、アルミ等の金属材、木材、プラスチック材等)
用内外装塗料、車両(トップコート、上塗り、中塗り、
下塗り等)用塗料、車両部品用塗料、チッピング塗料、
プラスチック用塗料、耐酸性雨用塗料、防食塗料、ハー
ドコート剤、缶用コーテイング剤、塩ビシート用コーテイ
ング剤、紙用コーテイング剤、プラスチックフィルム用
プライマーなどの各種塗料(コーティング剤)、繊維用
処理剤、接着剤(ラミネート用接着剤など)等の架橋剤
として極めて有用である。
The isocyanate aqueous dispersion of the present invention has the following effects. (1) It has a very good storage stability in a water-dispersed state even though it contains a high concentration of free isocyanate groups. (2) The original function of polyisocyanate is easily exhibited by evaporation of water at room temperature or by heating. (3) Since it is water-based, handling is easy and safety is high. (4) A film obtained by curing a compound with an active hydrogen-containing aqueous resin exhibits excellent film properties such as solvent resistance, flexibility, acid resistance, and adhesion to various substrates. From the above effects, the isocyanate water dispersion of the present invention is, for example, a building material (glass, slate, ceramics-based inorganic material, aluminum or other metal material, wood, plastic material, etc.)
Interior and exterior paints for vehicles, vehicles (top coat, top coat, middle coat,
Undercoat, etc.) paints, vehicle parts paints, chipping paints,
Plastic paints, acid rain resistant paints, anticorrosive paints, hard coating agents, can coating agents, PVC sheet coating agents, paper coating agents, various coatings (coating agents) for plastic film primers, textile treatment agents, etc. , It is extremely useful as a cross-linking agent for adhesives (adhesives for lamination, etc.).

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】有機ポリイソシアネート化合物(A)が高
分子分散剤(B)の存在下で水中に安定に分散されてな
るイソシアネート水分散体であって、該(B)が、溶解
度パラメーター(SP値)10.0以上かつHLB値1
2以下のホモポリマーをあたえるモノマー(b1)から
なる単位と、親水基含有モノマー(b2)から成る単位
とを必須構成単位とする共重合ポリマーであることを特
徴とするイソシアネート水分散体。
1. An isocyanate water dispersion in which an organic polyisocyanate compound (A) is stably dispersed in water in the presence of a polymer dispersant (B), wherein the (B) has a solubility parameter (SP). Value) 10.0 or more and HLB value 1
An isocyanate water dispersion, which is a copolymer having a unit consisting of a monomer (b1) giving a homopolymer of 2 or less and a unit consisting of a hydrophilic group-containing monomer (b2) as essential constituent units.
【請求項2】(B)を構成する(b1)の量が、(B)
の重量を基準として10〜60重量%、(b2)の重量
が、(B)の重量を基準として10〜75重量%である
請求項1に記載のイソシアネート水分散体。
2. The amount of (b1) constituting (B) is (B)
The isocyanate aqueous dispersion according to claim 1, wherein the weight of (b2) is 10 to 75% by weight, and the weight of (b2) is 10 to 75% by weight, based on the weight of (B).
【請求項3】(B)の量が、(A)の重量を基準として
3〜150重量%である請求項1〜2のいずれかに記載
のイソシアネート水分散体。
3. The aqueous isocyanate dispersion according to claim 1, wherein the amount of (B) is 3 to 150% by weight based on the weight of (A).
【請求項4】請求項1〜3のいずれかに記載のイソシア
ネート水分散体と、イソシアネート反応性活性水素含有
樹脂(C)の水溶液および/または水分散体とからなる
硬化性組成物。
4. A curable composition comprising the isocyanate water dispersion according to claim 1 and an aqueous solution and / or water dispersion of an isocyanate-reactive active hydrogen-containing resin (C).
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002363504A (en) * 2001-06-01 2002-12-18 Dainippon Ink & Chem Inc Aqueous coating composition, coating film-forming method and coated product coated with the coating composition
CN112300365A (en) * 2019-08-02 2021-02-02 旭化成株式会社 Blocked polyisocyanate composition, hydrophilic polyisocyanate composition, resin film, and laminate
EP3755753B1 (en) * 2018-02-21 2022-07-27 Basf Se Method for producing articles coated with adhesive

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