JPS62270613A - Production of aqueous polyurethane dispersion of excellent bonding strength - Google Patents

Production of aqueous polyurethane dispersion of excellent bonding strength

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JPS62270613A
JPS62270613A JP61112540A JP11254086A JPS62270613A JP S62270613 A JPS62270613 A JP S62270613A JP 61112540 A JP61112540 A JP 61112540A JP 11254086 A JP11254086 A JP 11254086A JP S62270613 A JPS62270613 A JP S62270613A
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JP
Japan
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parts
aqueous
polyurethane
dispersion
water
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Application number
JP61112540A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Masuda
増田 毅
Hiroshi Ozawa
洋 小沢
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DIC Corp
Original Assignee
Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain the title aqueous dispersion excellent in storage stability, mechanical stability and usability in combination with other materials,by preparing a polyurethane substance by using an active hydrogen-containing compound, an organic polyisocyanate compound and two specified compounds. CONSTITUTION:A polyurethane substance is prepared by an isocyanate polyaddition reaction process by using an active hydrogen-containing compound (A) of MW 300-20,000, having at least two isocyanate groups and reactive active hydrogen atoms in the molecule, an organic polyisocyanate compound (B) and, optionally, a chain extender (C). In preparing an aqueous dispersion by adding water to the obtained polyurethane substance, 1-30pts.wt. compound (D) of formula I and 0.01-20pts.wt. compound (E) of formula II are reacted with 100pts.wt. solid matter of the polyurethane substance. In the formulas, R1 is a 1-20C alkyl, X and Y are each an oxyethylene unit, m and n are each the number of repeating units and R2 is a 1-3C alkyl.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は塗料用、繊維用、或いは接着用に有用な乳化剤
を含有しない高分子量ポリウレタン樹脂の水性分散液の
製造方法に関するものであり、さらに詳しくは貯蔵安定
性5機械的安定性に、また他の樹脂、無機及び有機の顔
料、充填剤との併用性にすぐれ、しかも各種被塗物への
密着性に優れた性能を有するポリウレタン系水性分散液
の製造方法に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for producing an aqueous dispersion of a high molecular weight polyurethane resin that does not contain an emulsifier and is useful for coatings, textiles, or adhesives, and further relates to For details, see Storage Stability 5. A water-based polyurethane that has excellent mechanical stability, compatibility with other resins, inorganic and organic pigments, and fillers, and excellent adhesion to various coated objects. The present invention relates to a method for producing a dispersion liquid.

〔従来の技術とその問題点〕[Conventional technology and its problems]

乳化剤を含有しない、即ち自己乳化性の高分子量のポリ
ウレタン系水性分散液の製造方法については種々提案さ
れている。例えば特公昭43−9076号、特公昭44
−27906号に示される様にポリウレタン物質中に酸
で中和し得るか、又は4級化し得る塩基性の第3級アミ
ノ基を有する化合物や、塩形成能力のあるカルボン酸基
やスルフェン酸基を有する化合物を含有させ、ポリウレ
タン物質に水を添加する前に、或いは水の添加中に塩を
形成させ、ポリウレタン物質を水溶化又は水分散化させ
る方法は公知である。この様な塩形成基の働きによって
のみ水性化されたポリウレタン樹脂は、乳化剤を含有し
ないことから被膜は良好な耐水性を示すもののポリウレ
タン樹脂自体がアニオン性であるか、或いはカチオン性
であるため、被膜の耐薬品性、特に耐酸性、耐アルカリ
性の両者が、成いはいづれか一方が著しく悪化するとい
う欠点を有している。又多価金属塩等各種の塩の影響を
受は易く、このため他の樹脂や有機及び無機の顔料。
Various methods have been proposed for producing a high molecular weight aqueous polyurethane dispersion that does not contain an emulsifier, that is, is self-emulsifying. For example, Special Publication No. 43-9076, Special Publication No. 44
-27906, compounds having a basic tertiary amino group that can be neutralized with acid or quaternized in polyurethane materials, or carboxylic acid groups or sulfenic acid groups that have salt-forming ability. Methods are known in which the polyurethane material is water-solubilized or water-dispersed by containing a compound having the following properties and forming a salt before or during the addition of water to the polyurethane material. Polyurethane resins that are water-based only by the action of salt-forming groups do not contain emulsifiers, so the coating shows good water resistance, but the polyurethane resin itself is anionic or cationic, so The chemical resistance of the film, particularly both acid resistance and alkali resistance, has the disadvantage that one of them is significantly deteriorated. In addition, it is easily affected by various salts such as polyvalent metal salts, and therefore other resins and organic and inorganic pigments.

充填剤との併用性が著しく劣り、この結実用途が著しく
限定されるという大きな欠点を有している。
It has a major drawback in that it is extremely poor in compatibility with fillers, and its fruiting applications are extremely limited.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

本発明者らは、前記した塩形成型のポリウレタン系水性
分散液の欠点を改善すにく、実質的に非イオン型の乳化
剤を含有しないポリウレタン系水性分散液について鋭意
検討を重ねた結果、貯蔵安定性9M&械的安定性に、ま
た他の樹脂、無機及び有機の顔料、充填剤等との併用性
にすぐれ、しかも各種被塗物への密着性にすぐれた性能
を有するポリウレタン水性分散液の製造方法を見い出し
、本発明を完成するに至った。
In order to improve the drawbacks of the salt-forming aqueous polyurethane dispersions described above, the present inventors have conducted extensive studies on polyurethane aqueous dispersions that do not contain substantially nonionic emulsifiers, and have found that An aqueous polyurethane dispersion with a stability of 9M and mechanical stability, excellent compatibility with other resins, inorganic and organic pigments, fillers, etc., and excellent adhesion to various coated objects. They discovered a manufacturing method and completed the present invention.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明を概説すると、本発明は(A)分子中に少なくと
も2個のイソシアネート基と反応性の活性水素原子を有
し、且つ分子量が300〜20000の活性水素含有化
合物、 CB)有機ポリイソシアネート化合物、及び場
合により (C)イソシアネート基と反応性の活性水素
原子を有する鎖伸長剤を用い、イソシアネート重付加反
応方法により調製したポリウレタン物質に水を加え、脱
溶剤を行うかあるいは行わずしてポリウレタン水性分散
液を製造するにあたって、前記ポリウレタン物質の調製
の際に、CD)一般式1(0−(X)m−(Y)n−R
z [但し、式中のR1はC工〜2oなるアルキル基を
、 X及びYは各々同一であっても異なっていても良く
、必須のオキシエチレン単位と該オキシエチレン単位、
オキシプロピレン単位又はオキシブチレン単位のいづれ
か一つの単位の組み合せを、m、nは繰り返し単位の数
を示す。そして、前記オキシエチレン単位の分子量の総
和が2500〜15000であり、 且つ該オキシエチ
レン単位の総重量が全オキシアルキレンの60重量%以
上である。]で示される化合物を、 (A)(B)及び
(C)から得られるポリウレタン物質固形分100部に
対して1〜30部、及び(E)レタン物質固形分100
部に対して0.01〜20部の割合で反応させることを
特徴とするポリウレタン水性分散液の製造方法に関する
ものである。
To summarize the present invention, the present invention comprises (A) an active hydrogen-containing compound having at least two isocyanate groups and reactive active hydrogen atoms in the molecule and having a molecular weight of 300 to 20,000, and CB) an organic polyisocyanate compound. , and optionally (C) Adding water to a polyurethane material prepared by an isocyanate polyaddition reaction method using a chain extender having an active hydrogen atom reactive with an isocyanate group, with or without desolvation, produces a polyurethane. In preparing the aqueous dispersion, when preparing the polyurethane material, CD) general formula 1 (0-(X)m-(Y)n-R
z [However, R1 in the formula represents an alkyl group of C-2o, X and Y may each be the same or different, and represent an essential oxyethylene unit and the oxyethylene unit,
A combination of either oxypropylene units or oxybutylene units, m and n indicate the number of repeating units. The total molecular weight of the oxyethylene units is 2,500 to 15,000, and the total weight of the oxyethylene units is 60% by weight or more of the total oxyalkylene. ], (A) 1 to 30 parts per 100 parts solid content of the polyurethane material obtained from (B) and (C), and (E) 100 parts solid content of the urethane material.
The present invention relates to a method for producing an aqueous polyurethane dispersion, which is characterized in that the reaction is carried out at a ratio of 0.01 to 20 parts per part.

前記した方法により調製される、本発明になるポリウレ
タン水性分散液は、実質的に非イオン性であり、且つ乳
化剤を含有しない高分子量のポリウレタン樹脂の水性分
散液であり、この水性分散液から得られる被膜は耐水性
、耐薬品性にすぐれ、且つ多価金属塩等の影響を受けな
いために他の樹脂や有機及び無機の顔料、充填剤等との
併用性に極めて優れており、そのうえ各種塗布物への密
着性に極めてすぐれた性能を有しているものである。
The aqueous polyurethane dispersion of the present invention prepared by the method described above is an aqueous dispersion of a high molecular weight polyurethane resin that is substantially nonionic and does not contain an emulsifier. The resulting coating has excellent water resistance and chemical resistance, and is not affected by polyvalent metal salts, etc., so it is extremely compatible with other resins, organic and inorganic pigments, fillers, etc. It has extremely excellent adhesion to the coated material.

以下、本発明の構成について詳しく説明する。Hereinafter, the configuration of the present invention will be explained in detail.

本発明方法において使用する、 (A)分子中に少なく
とも2個のイソシアネート基と反応性の活性水素原子を
有し、且つ分子量が300〜20000の活性水素含有
化合物は、一般には直鎖状で、分子量が300〜200
00、好ましくは500〜4000のものである。
(A) The active hydrogen-containing compound having at least two isocyanate groups and reactive active hydrogen atoms in the molecule and having a molecular weight of 300 to 20,000 is generally linear, and used in the method of the present invention. Molecular weight is 300-200
00, preferably 500 to 4000.

このような化合物としては末端にヒドロキシル−、カル
ボキシル−、アミノ−又はメルカプト−基を含む1例え
ばポリエステル、ポリアセタール。
Such compounds include those containing terminal hydroxyl, carboxyl, amino or mercapto groups, such as polyesters and polyacetals.

ポリエーテル、ポリチオエーテル、ポリアミド及びポリ
エステルアミドのようなポリヒドロキシ化合物を挙げる
ことができる。
Mention may be made of polyhydroxy compounds such as polyethers, polythioethers, polyamides and polyesteramides.

・ ポリエーテルとしては例えばエチレンオキシド、プ
ロピレンオキシド、テトラヒドロフラン、ブチレンオキ
シドの重合生成物並びに共重合又はグラフト重合生成物
、並びにこれらと多価アルコール類又はこれらの混合物
と多価アルコール類、アミン類、ポリアミン類及びアミ
ノアルコール類とからの重合により得られるポリエーテ
ルを挙げることが出来る。
- Polyethers include, for example, polymerization products and copolymerization or graft polymerization products of ethylene oxide, propylene oxide, tetrahydrofuran, and butylene oxide, as well as these and polyhydric alcohols, or mixtures thereof and polyhydric alcohols, amines, and polyamines. and polyethers obtained by polymerization with amino alcohols.

Oポリアセタールとしては例えばヘキサンジオールとホ
ルムアルデヒドとから製造することが出来る化合物を挙
げることが出来る。
Examples of the O polyacetal include compounds that can be produced from hexanediol and formaldehyde.

Oポリチオエーテル類としては殊にチオジグリコールの
重合生成物及びチオジグリコールと他のグリコール類又
はポリヒドロキシ化合物との混合物からの重合生成物を
挙げることができる。
O-polythioethers which may be mentioned in particular are polymerization products of thiodiglycol and from mixtures of thiodiglycol with other glycols or polyhydroxy compounds.

Oポリエステル類、ポリエステルアミド類及びポリアミ
ド類としては多価の飽和及び不飽和カルボン酸及び多価
の飽和及び不飽和のアルコール類、アミノアルコール類
、ジアミン類、ポリアミン類及びこれらの混合物から得
られ、直線状縮合体が優位であるもの、例えばポリテレ
フタレート又はポリカルボネートの如きものを挙げるこ
とが出来る。
O polyesters, polyesteramides and polyamides are obtained from polyvalent saturated and unsaturated carboxylic acids and polyvalent saturated and unsaturated alcohols, amino alcohols, diamines, polyamines and mixtures thereof, Mention may be made of those in which linear condensates predominate, such as polyterephthalates or polycarbonates.

その他ウレタン基又は尿素基を含むポリヒドロキシ化合
物並びにひまし油、炭水化物の如き、場合により変性さ
れたものも含む天然のポリオールも使用することが出来
る。
Other polyhydroxy compounds containing urethane groups or urea groups, as well as natural polyols, including those optionally modified, such as castor oil and carbohydrates, can also be used.

本発明方法においては、最終製品の親水性並びに疎水性
及び物理的性質を変化せしめるために種々のポリヒドロ
キシ化合物の混合物を添加することが出来ることはいう
までもないことである。
It goes without saying that in the process of the invention, mixtures of various polyhydroxy compounds can be added in order to change the hydrophilicity and hydrophobicity and physical properties of the final product.

本発明方法において使用する。(B)有機ポリイソシア
ネート化合物は、例えば。
Used in the method of the invention. (B) The organic polyisocyanate compound is, for example.

■、5−ナフチ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、4.4’ −ジフェ
ニルジメチルメタンジイソシアネート、ジアルキルジフ
ェニ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。
(2) 5-naphthylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 4,4'-diphenyldimethylmethane diisocyanate, dialkyldiphenylmethane diisocyanate, tetraalkyldiphenylmethane diisocyanate, 4,4'-dibenzyl diisocyanate.

l、3−フェニレンジイソシアネー)−、1,4−フェ
ニレンジイソシアネート、トルイレンジイソシアネート
の異性体類、場合によりその混合物、塩素化した及び/
又はブロム化したジイソシアネート類、燐を含むジイソ
シアネート、ブタン−1,4−ジイソシアネート、ヘキ
サン−1,6−ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメ
タンジイソシアネート、 シクロヘキサン−1,4−ジ
イソシアネートなどのあらゆる芳香族及び脂肪族性のジ
イソシアネート類が適する。
isomers of toluylene diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate (1,4-phenylene diisocyanate), optionally mixtures thereof, chlorinated and/or
or all aromatic and aliphatic diisocyanates such as brominated diisocyanates, phosphorous-containing diisocyanates, butane-1,4-diisocyanate, hexane-1,6-diisocyanate, dicyclohexylmethane diisocyanate, and cyclohexane-1,4-diisocyanate. suitable.

特に有利なものとして、例えばトルイレンジイソシアネ
ー1〜の2量体、又はフェノール、第3級ブタノール、
フタールイミド又はカブロラクタムと部分的に反応した
ポリイソシアネートの如くそれ自身架橋構造のポリウレ
タン形成能をもつ部分的にブロック化されたポリイソシ
アネートがある。
Particularly advantageous are, for example, dimers of toluylene diisocyanate 1 to 1, or phenol, tertiary butanol,
There are partially blocked polyisocyanates which themselves have the ability to form crosslinked polyurethanes, such as polyisocyanates partially reacted with phthalimide or cabrolactam.

本発明方法において使用する、(C)イソシアネート基
と反応性の活性水素原子を有する鎖伸長剤としては、 1、 エチレングリコール又はエチレングリコールの縮
合体、又例えばブタンジオール、プロパンジオール−1
,2、プロパンジオール−1,3゜ネオペンチルグリコ
ール、ヘキサンジオール。
(C) The chain extender having an active hydrogen atom reactive with an isocyanate group used in the method of the present invention includes: 1. Ethylene glycol or a condensate of ethylene glycol, such as butanediol, propanediol-1
, 2, propanediol-1,3°neopentyl glycol, hexanediol.

ビス−ヒドロキシメチル−シクロヘキサン、ジオキシエ
チルジアンの如きグリコール類。
Glycols such as bis-hydroxymethyl-cyclohexane and dioxyethyldian.

2、 エタノールアミン、プロパツールアミン、ブタノ
ールアミン、N−メチルジェタノールアミン、N−ブチ
ルジェタノールアミン、N、N−ビス−チーアミノプロ
ピル−N−メチルアミン、N−オレイルジェタノールア
ミン、N−シクロへキシルジイソプロパノールアミン、
N、N−ジオキシエチル−p−トルイジン、  N、N
−ジオキシプロピルナフチラミン、ポリエトオキシ化し
たN−ブチルジェタノールアミン、ポリプロピル化した
N−メチルジェタノールアミン(分子量300〜400
0)、第3級アミノ基を持つポリエステル、ジメチル−
ビス−オキシエチル−ヒドラジンの如きモノ−又はビス
−アルコキシル化した脂肪族性、環状脂肪族性、芳香族
性及び異頂環性のアミノアルコール類。
2. Ethanolamine, propatoolamine, butanolamine, N-methylgetanolamine, N-butylgetanolamine, N,N-bis-thiaminopropyl-N-methylamine, N-oleylgetanolamine, N- cyclohexyldiisopropanolamine,
N,N-dioxyethyl-p-toluidine, N,N
-dioxypropylnaphthyramine, polyethoxylated N-butylgetanolamine, polypropylated N-methylgetanolamine (molecular weight 300-400
0), polyester with tertiary amino group, dimethyl-
Mono- or bis-alkoxylated aliphatic, cycloaliphatic, aromatic and heterocyclic amino alcohols such as bis-oxyethyl-hydrazine.

3、 ブチンジオール、ブチンジオールの如き不飽和グ
リコール類。
3. Unsaturated glycols such as butynediol and butynediol.

4、 エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、1
,4−シクロヘキシレンジアミン、ペンチジン、ジアミ
ノジフェニルメタン、フェニルレンジアミンの異性体類
の如き脂肪族性、環脂肪族性及び芳香族性のジアミン類
4. Ethylenediamine, hexamethylenediamine, 1
, 4-cyclohexylene diamine, pentidine, diaminodiphenylmethane, aliphatic, cycloaliphatic and aromatic diamines such as isomers of phenyl diamine.

5、 その他、水、ヒドラジン、アンモニア、カルボヒ
ドラジッドなどを挙げることが出来る。
5. Other examples include water, hydrazine, ammonia, and carbohydrazide.

次に本発明方法において使用する。(D)一般式〇〇−
(X)m  (Y)n  ’工で示される化合物につい
て説明する。
It is then used in the method of the invention. (D) General formula〇〇-
The compound represented by (X)m (Y)n' will be explained.

前記一般式において、R□はC1〜21.のアルキル基
を表わし、X及びYは各々同一であっても異なっても良
く、必須のオキシエチレン単位と該オキシエチレン単位
、オキシプロピレン単位、又はオキシブチレン単位のい
ずれか一つの単位との組み合せを表わし、m、nは繰り
返し単位の数を示す。
In the general formula, R□ is C1-21. represents an alkyl group of where m and n indicate the number of repeating units.

そして本発明においては前記一般式で示される化合物の
うち、オキシエチレン単位の分子量の総和が1500〜
15000であり、且つ該オキシエチレン単位の総重量
が全オキシアルキレンの60重量%以上であるものが対
象とされる。
In the present invention, among the compounds represented by the above general formula, the total molecular weight of oxyethylene units is 1,500 to 1,500.
15,000 and the total weight of the oxyethylene units is 60% by weight or more of the total oxyalkylene.

前記一般式で示される代表的な化合物として、R1がC
1〜28、好ましくはC4〜、のモノアルコールにエチ
レンオキサイドの単独を、或いはエチレンオキサイドと
プロピレンオキサイド及び/又はブチレンオキサイドを
付加して得られる化合物である。その際、ポリオキシエ
チレン部分、つまりオキシエチレン単位の分子量の総和
としては2500〜15000、好ましくは3000〜
10000、より好ましくは3000〜8000なる範
囲のものが適当であり、且つポリオキシエチレン部分、
つまり総オキシエチレン単位の総重量が総オキシアルキ
レン単位の60重量%以上、好ましくは70重量%以上
、より好ましくは75重量%以上となる様にエチレンオ
キサイドのみを、或いはエチレンオキサイドとプロピレ
ンオキサイド及び/又はブチレンオキサイドをブロック
重合させるか、或いはランダム重合させるかして調製す
ることが重要である。このように調製した(D)化合物
は一方の末端基がC工〜2゜のアルキル基であって、他
方の末端基がヒドロキシル基であるポリオキシアルキレ
ン化合物である。オキシエチレン単位の分子量の総和が
2500以下である場合は、得られるポリウレタン物質
の水性分散化が不十分となり、逆に15000を超える
場合には親水性モノヒドロキシ化合物における単位分子
量当りのヒドロキシル基の数が極めて小さくなることか
ら、この場合もやはりポリウレタン物質の水性分散化効
果が著しく低下するので、いづれの場合も好ましくない
。更に(D)化合物である親水性モノヒドロキシ化合物
中のポリオキシアルキレン部分(全オキシアルキレン単
位中)に占めるポリオキシエチレン部分(オキシエチレ
ン単位)の割合が60重量%よりも小さい場合には、該
親水性モノヒドロキシ化合物の親水化度が低下、即ち得
られるポリウレタン物質の水性分散化能が低下するため
に好ましくない。
As a typical compound represented by the above general formula, R1 is C
It is a compound obtained by adding ethylene oxide alone, or ethylene oxide, propylene oxide and/or butylene oxide to a monoalcohol having 1 to 28 carbon atoms, preferably 4 to 4 carbon atoms. At that time, the total molecular weight of the polyoxyethylene moiety, that is, the oxyethylene unit, is 2500 to 15000, preferably 3000 to
10,000, more preferably 3,000 to 8,000, and a polyoxyethylene portion,
In other words, only ethylene oxide, or ethylene oxide and propylene oxide and/or ethylene oxide, propylene oxide and/or Alternatively, it is important to prepare by block polymerizing or random polymerizing butylene oxide. The compound (D) thus prepared is a polyoxyalkylene compound in which one end group is a C-2° alkyl group and the other end group is a hydroxyl group. If the sum of the molecular weights of oxyethylene units is less than 2,500, the aqueous dispersion of the resulting polyurethane material will be insufficient, whereas if it exceeds 15,000, the number of hydroxyl groups per unit molecular weight in the hydrophilic monohydroxy compound will be insufficient. is extremely small, which again significantly reduces the effect of aqueous dispersion of the polyurethane material, so either case is unfavorable. Furthermore, if the proportion of polyoxyethylene moieties (oxyethylene units) in the polyoxyalkylene moieties (in all oxyalkylene units) in the hydrophilic monohydroxy compound that is the compound (D) is less than 60% by weight, This is not preferred because the degree of hydrophilicity of the hydrophilic monohydroxy compound decreases, that is, the aqueous dispersion ability of the resulting polyurethane material decreases.

本発明において、前記(D)一般式〇〇−(X)、−(
Y)n−RLで示される親水性モノヒドロキシ化合物の
使用量は、(A)、 (B)及び(C)から得らるポリ
ウレタン固形分100部に対して 1乃至30部の割合
である。(D)親水性モノヒドロキシ化合物の量が(A
)。
In the present invention, the above (D) general formula 〇〇-(X), -(
Y) The amount of the hydrophilic monohydroxy compound represented by n-RL is 1 to 30 parts based on 100 parts of the solid content of the polyurethane obtained from (A), (B) and (C). (D) The amount of hydrophilic monohydroxy compound is (A
).

(B)及び(C)から得られるポリウレタン物質固形分
100部に対して1部より少ない場合は、 得られるポ
リウレタン物質の水分散性は劣り、水分散化できないか
、或いは出来たとしても著しく不安定となるために好ま
しくない。又(D)親水性モノヒドロキシ化合物の量が
ポリウレタン物質100部に対して30部よりも多い場
合、もはやそれ以上増加させても水分散性の改善に顕著
な向上が認められず、不経済であるばかりでなく得られ
るポリウレタン水性分散液からの被膜の耐水性、耐薬品
性の低下が著しくなるために好ましくない。本発明にお
いて好ましい(D)親水性モノヒドロキシ化合物の使用
量は、(A)、 (B)及び(C)から得られるポリウ
レタン物質固形分100部当り2〜20部の範囲内であ
る。
If the amount is less than 1 part based on 100 parts of the solid content of the polyurethane material obtained from (B) and (C), the resulting polyurethane material will have poor water dispersibility and may not be able to be water-dispersed, or even if it can be water-dispersed, it will be extremely poor. Unfavorable for stability. Furthermore, when the amount of (D) the hydrophilic monohydroxy compound is more than 30 parts per 100 parts of the polyurethane material, no significant improvement in water dispersibility is observed even if the amount is increased further, and it is uneconomical. Not only that, but also the water resistance and chemical resistance of the resulting film from the aqueous polyurethane dispersion are significantly reduced, which is not preferable. In the present invention, the preferred amount of the hydrophilic monohydroxy compound (D) used is within the range of 2 to 20 parts per 100 parts of solid content of the polyurethane material obtained from (A), (B) and (C).

チロールプロピオン酸、2,2−ジメチロール酪酸。Tyrolpropionic acid, 2,2-dimethylolbutyric acid.

及び2,2−ジメチロール吉草酸などがある。and 2,2-dimethylolvaleric acid.

ll!! (R2=C工〜3のアルキル基を示す、)の使用量は(
A)、 (B)及び(C)から得られるポリウレタン物
質アルキル基を示す。)の使用量が0.01部よりも少
ない場合は、得られるポリウレタン物質の各種被塗物に
対する密着性の改善効果は殆んど認められない。又20
部よりも多い場合は、もはやそれ以上使用量を増加させ
ても密着性の改善に顕著な向上が認められず不経済であ
るばかりでなく、得られるポリウレタン物質の耐水性等
を低下させるために好ましくない。
ll! ! The amount of (R2=C-3 represents an alkyl group) used is (
The polyurethane material obtained from A), (B) and (C) shows the alkyl group. ), when the amount used is less than 0.01 part, almost no effect of improving the adhesion of the resulting polyurethane material to various coated objects will be observed. 20 again
%, even if the amount used is increased further, it is not only uneconomical because no significant improvement in adhesion is observed, but also reduces the water resistance etc. of the resulting polyurethane material. Undesirable.

基)の特に好ましい使用量は、(A)、 (B)及び(
C)から得られるポリウレタン物質固形分100部に対
して0.05〜10部の範囲内である。又本発明におい
ルキル基を示す。)に含まれるカルボキシル基は得られ
るポリウレタン物質の耐水性の観点がら、通常アルカリ
物質によって中和せずに用いられるが、勿論カルボキシ
ル基の一部又は全部をアルカリ物質によって中和されて
いてもかまわない。その場合には揮発性のアルカリ物質
、例えばアンモニア、トリメチルアミン、トリエチルア
ミン、モルホリン等が好ましく用いられる。
Particularly preferred usage amounts of (group) are (A), (B) and (
The amount is within the range of 0.05 to 10 parts based on 100 parts of solid content of the polyurethane material obtained from C). In the present invention, it also represents an alkyl group. ) is usually used without being neutralized with an alkali substance from the viewpoint of water resistance of the resulting polyurethane material, but of course some or all of the carboxyl groups may be neutralized with an alkali substance. do not have. In that case, volatile alkaline substances such as ammonia, trimethylamine, triethylamine, morpholine, etc. are preferably used.

本発明において、前記した各種成分からポリウレタン物
質を製造するには、溶剤の存在下、又は不存在下に自体
公知の方法が採用され、その際(D)合物は反応中の任
意の時点で添加される。
In the present invention, in order to produce a polyurethane material from the various components described above, a method known per se is employed in the presence or absence of a solvent, and in this case, the compound (D) is added at any point during the reaction. added.

一般には、先ず溶剤の存在下又は不存在下で前記した(
A)成分である高分子量のポリヒドロキシ化合物と(D
)成分である一般式)10−(X)□−(Y)。
Generally, the above-mentioned (
A) component high molecular weight polyhydroxy compound and (D
) component (general formula) 10-(X)□-(Y).

−R工なる親水性モノヒドロキシ化合物との混合物に、
(B)成分の有機ポリイソシアネート化合物をのアルキ
ル基を示す。)の単独と、或いは(E)本発明において
は(D)成分が一官能性であるため1反応系にグリセリ
ンやトリメチロールプロパンの様な3、又は多官能の成
分、水、ジアミン。
In the mixture with a hydrophilic monohydroxy compound called -R,
The alkyl group of the organic polyisocyanate compound of component (B) is shown. ) alone, or (E) in the present invention, since component (D) is monofunctional, one reaction system includes a trifunctional or polyfunctional component such as glycerin or trimethylolpropane, water, and a diamine.

ポリイソシアネート化合物等を併用すると高分子量のポ
リウレタン物質が得られるので、これらの化合物の使用
は一般的には好ましい。
The use of polyisocyanate compounds and the like is generally preferred since a polyurethane material having a high molecular weight can be obtained when these compounds are used in combination.

又、本発明においては、ポリウレタン物質の調製時に反
応系の反応制御、或いは粘度低下等の目的で有機溶剤を
加えることも可能である。有機溶剤を使用する場合は、
コスト、反応制御のし易さ、ポリウレタン物質の溶解性
などの観点から、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水
素、アセトン。
Further, in the present invention, it is also possible to add an organic solvent for the purpose of controlling the reaction system or reducing the viscosity during the preparation of the polyurethane material. When using organic solvents,
Aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, and acetone are preferred from the viewpoints of cost, ease of reaction control, and solubility of polyurethane materials.

メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケト
ン類、酢酸エチル、酢酸ブチル等の酢酸エステル類等が
好ましく使用される。
Ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, and acetate esters such as ethyl acetate and butyl acetate are preferably used.

前記のようにして(A)、 (B)及び(C)成分と共
に(D)親水性モノヒドロキシ化合物及び(E)び2 ン物質は1次いで水を加えて水分散化される。水分散化
させる方法としては、親水性モノヒドロキシ化合物を付
加したポリウレタン物質を撹拌しながら水を徐々に滴下
させ転相乳化させても良いし。
As described above, components (A), (B), and (C), together with (D) the hydrophilic monohydroxy compound and (E) the resin substance, are first water-dispersed by adding water. As a method for water dispersion, water may be gradually added dropwise to the polyurethane material to which a hydrophilic monohydroxy compound is added while stirring to effect phase inversion emulsification.

あるいは良く撹拌している水中へ親水性モノヒドロキシ
化合物を付加したポリウレタン物質を徐々に滴下しても
良い。通常は、親水性モノヒドロキシ化合物を付加した
ポリウレタン物質を、60℃以下の温度で高速撹拌しな
がら水を徐々に滴下する転相乳化が好ましい。水分散化
にあたっては、勿論、各種ホモミキサー、ホモゲナイザ
ーにより機械的な剪断力を与える方法を併用することが
でき、これは安定なポリウレタン水性分散液を得るうえ
で好ましい方法である。さらに、水性分散化に当り超音
波を作用させる方法も好ましい方法の一つである。
Alternatively, a polyurethane material to which a hydrophilic monohydroxy compound has been added may be gradually dropped into well-stirred water. Usually, phase inversion emulsification is preferred, in which water is gradually added dropwise to a polyurethane material to which a hydrophilic monohydroxy compound has been added while stirring at a high speed at a temperature of 60° C. or lower. Of course, in water dispersion, a method of applying mechanical shearing force using various homomixers or homogenizers can be used in combination, and this is a preferred method for obtaining a stable aqueous polyurethane dispersion. Furthermore, a method in which ultrasonic waves are applied during aqueous dispersion is also one of the preferred methods.

本発明においては、前記のように調製したポリウレタン
物質を水分散化するに際して、水と容易に混和しうる有
機溶剤を併用するができ、この方法は安定なポリウレタ
ン水性分散液を得る上でより好ましい方法である。この
様な水と混和性の良好な溶剤としては、 cz’4の低
級アルコール;エチレングリコールモノエチルエーテル
、エチレングリコールモノイソプロビルエーテル、エチ
レングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコ
ールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブ
チルエーテルの様な各種エーテル類;アセトン、メチル
エチルケトンの様なケトン類が挙げられる。     
            I前記のようにして調製され
たポリウレタン水性分散液は、そのままでも使用するこ
とができるが、通常は併用された各種有機溶剤を除去す
る目的で加熱操作、減圧操作により、水と共に共沸除去
するのが一般的である。
In the present invention, when dispersing the polyurethane material prepared as described above in water, an organic solvent that is easily miscible with water can be used in combination, and this method is more preferable for obtaining a stable aqueous polyurethane dispersion. It's a method. Such solvents having good miscibility with water include cz'4 lower alcohols; ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoisopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, etc. Various ethers; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone may be mentioned.
I The aqueous polyurethane dispersion prepared as described above can be used as it is, but it is usually azeotropically removed along with water by heating and depressurization in order to remove the various organic solvents used together. is common.

かくして得られた本発明になるポリウレタン水性分散液
は、実質的に非イオン性の乳化剤を含有しない高分子量
のポリウレタン樹脂の水性分散液である。この水性分散
液は、貯蔵安定性2機械的安定性に、また他の樹脂、無
機及び有機の顔料。
The thus obtained aqueous polyurethane dispersion of the present invention is an aqueous dispersion of a high molecular weight polyurethane resin that does not substantially contain a nonionic emulsifier. This aqueous dispersion has storage stability, mechanical stability, and also other resins, inorganic and organic pigments.

充填剤との併用性にすぐれ、しかもポリマー中にカルボ
キシル基を含有するため、各種被塗物への密着性にすぐ
れた性質を有している。従って本発明になるポリウレタ
ン水性分散液は、従来の塩タイプのポリウレタン系水性
分散液では適用することができなかった多くの用途に使
用することができる。
It has excellent usability with fillers, and since it contains carboxyl groups in the polymer, it has excellent adhesion to various coated objects. Therefore, the aqueous polyurethane dispersion of the present invention can be used in many applications to which conventional salt-type aqueous polyurethane dispersions cannot be applied.

織物2紙′、皮、木材、金属の被覆、繊維及び織物への
含浸(例えば風合加工、帯電防止加工、及び防皺仕上等
)2毛皮用のバインダー、接着剤。
Textiles 2 Paper, leather, wood, metal coating, impregnation of fibers and textiles (e.g. texture treatment, antistatic treatment, anti-wrinkle finishing, etc.) 2 Binders and adhesives for fur.

粘着剤、裏貼り剤(バッキング剤)、疎水化剤。Adhesives, backing agents, hydrophobizing agents.

建築工業における弾性化成分あるいは破(粉)砕防止成
分として(例えばコンクリート混合物、及びアスファル
ト混合物中への添加剤)、各種塗料用ビヒクル、外部塗
料用、家庭用エアゾール塗料用などに使用することがで
きる。また石炭粉末。
It can be used as an elasticizing component or an anti-fracture component in the construction industry (e.g. as an additive in concrete mixtures and asphalt mixtures), as a vehicle for various paints, for exterior paints, for household aerosol paints, etc. can. Also coal powder.

木材粉、ガラスファイバー、アスベスト紙、プラスチッ
ク又はゴム屑、窯業材料等の結合剤(バインダー)とし
て、又アルカリ除去型の保護塗料としても使用すること
ができる。更に本発明になるポリウレタン水性分散液は
、弾性フィルム、フォイル、及び糸の製造に際して軟化
剤として、又は布捺染及び糸工業の助剤として、合成樹
脂分散液の添加剤として、サイジング剤として、皮革仕
上げ剤など、広範囲の用途に使用することができる。
It can be used as a binder for wood powder, glass fiber, asbestos paper, plastic or rubber scraps, ceramic materials, etc., and also as an alkali-removable protective coating. Furthermore, the aqueous polyurethane dispersion of the present invention can be used as a softening agent in the production of elastic films, foils, and yarns, as an auxiliary agent in the textile printing and yarn industry, as an additive for synthetic resin dispersions, as a sizing agent, and as a sizing agent for leather. It can be used in a wide range of applications, including as a finishing agent.

〔実施例〕〔Example〕

以下1本発明を実施例により更に詳しく説明するが、本
発明の技術思想を逸脱しない限り本発明はこれら実施例
に何等限定されるものではない。
Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples as long as the technical idea of the present invention is not departed from.

〈実施例1〉 温度計、撹拌装置、還流冷却管を備えた4ツロフラスコ
に先ずアジピン酸−1,6ヘキサンジオールーネオペン
チルグリコールーポリエステル(08価58)を967
部及び分子量4060のポリオキシエチレン七ツメチル
エーテルグリコール(分子式)10−(CHz CHz
 O) n  CH3)を35部加え、減圧下120〜
130℃で脱水を行い、 次いで1.6へキサメチレン
ジイソシアネートを163部加え、溶融物を撹拌しなが
ら120℃にて2時間反応を行う。次いで60℃迄冷却
し、 メチルエチルケトン 810部を加えた後、1.
4ブタンジオ一ル36部及びジメチロールプロピオン酸
 13:4部、 トリメチロールプロパン 0.4部加
え、80℃にて5時間撹拌すると粘稠な透明溶液が得ら
れる。得られた溶液にイソプロピルアルコール121部
加え希釈した後、50℃に保温しながら水1325部を
2時間を要して滴下する。次いで50℃にて、減圧下メ
チルエチルケトンとイソプロピルアルコールを留去する
と不揮発分48.6部粘度300cpsの乳白色のポリ
ウレタン水性分散液が得られた。
<Example 1> First, 967% of adipic acid-1,6 hexanediol-neopentyl glycol-polyester (08 value 58) was placed in a 4-tubular flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a reflux condenser.
Polyoxyethylene methyl ether glycol (molecular formula) with a molecular weight of 4060 and 10-(CHz CHz
Add 35 parts of O) n CH3) and heat under reduced pressure at 120~
Dehydration is carried out at 130°C, then 163 parts of 1.6 hexamethylene diisocyanate is added, and reaction is carried out at 120°C for 2 hours while stirring the melt. Then, after cooling to 60°C and adding 810 parts of methyl ethyl ketone, 1.
Add 36 parts of 4-butanediol, 13:4 parts of dimethylolpropionic acid, and 0.4 part of trimethylolpropane, and stir at 80°C for 5 hours to obtain a viscous transparent solution. After diluting the obtained solution by adding 121 parts of isopropyl alcohol, 1325 parts of water was added dropwise over 2 hours while keeping the temperature at 50°C. Then, methyl ethyl ketone and isopropyl alcohol were distilled off under reduced pressure at 50°C to obtain a milky white aqueous polyurethane dispersion having a non-volatile content of 48.6 parts and a viscosity of 300 cps.

このものは金属板上に透明で光沢のある強靭な弾性塗膜
を形成し、密着性すぐれ、塗膜の耐水性。
This product forms a transparent, glossy, tough, elastic coating on a metal plate, has excellent adhesion, and is water resistant.

耐酸性、耐アルカリ性はともに極めてすぐれていた。又
得られたポリウレタン水性分散液100部に充填剤とし
て水酸化アルミ粉末20部を加え、ホモミキサーにて混
合撹拌したが配合物は極めて安定であった。
Both acid resistance and alkali resistance were extremely excellent. Further, 20 parts of aluminum hydroxide powder was added as a filler to 100 parts of the obtained aqueous polyurethane dispersion, and the mixture was mixed and stirred using a homomixer, but the mixture was extremely stable.

〈実施例2〉 実施例1と同様な装置に分子量430のポリオキシプロ
ピレングリコール2150部を力扛え、減′圧下120
〜130℃で脱水を行い60℃迄冷却し、メチルエチル
ケトン3062部を加えた後、4,4′ ジフェニルメ
チルジイソシアネート1715部加える。80℃にて2
時間保持し、次いで一般式HO−(X)、 −(y)n
 −C,H,であられされるエチレンオキシド−プロピ
レンオキシドランダムポリマー(ポリオキシエチレン部
分の分子量8000、ポリオキシエチレン/ポリオキシ
アルキレン=80%)460部とジメチロールプロピオ
ン酸 268部を同時に加え80℃にて3時間撹拌を行
なうと粘稠な透明溶液が得られる。得られた溶液を50
℃に保持しながら、水5468部を約10分間要して滴
下し、次いでコロイドミルを通して水分散化を行った。
<Example 2> 2150 parts of polyoxypropylene glycol having a molecular weight of 430 was added to the same apparatus as in Example 1, and the mixture was heated to 120 parts under reduced pressure.
Dehydration is carried out at ~130°C, the mixture is cooled to 60°C, and 3062 parts of methyl ethyl ketone are added, followed by 1715 parts of 4,4' diphenylmethyl diisocyanate. 2 at 80℃
time and then general formula HO-(X), -(y)n
460 parts of ethylene oxide-propylene oxide random polymer composed of -C, H, (molecular weight of polyoxyethylene moiety: 8000, polyoxyethylene/polyoxyalkylene = 80%) and 268 parts of dimethylolpropionic acid were added at the same time to 80°C. After stirring for 3 hours, a viscous transparent solution is obtained. 50% of the resulting solution
While maintaining the temperature at °C, 5468 parts of water was added dropwise over about 10 minutes, followed by water dispersion through a colloid mill.

次いで同温度に保持しながら減圧下でメチルエチルケト
ンを留去すると不揮発分 47.8部粘度260cps
の乳白色のポリウレタン水性分散液が得られた。このも
のは、オイルフリーアルキド−メラミン樹脂による焼付
塗装板上において透明で光沢のある、強靭な弾性塗膜を
形成し、密着性にすぐれ、且つ塗膜の耐水性、耐薬品性
はともに極めてすぐれていた。
Next, methyl ethyl ketone was distilled off under reduced pressure while maintaining the same temperature, resulting in a non-volatile content of 47.8 parts and a viscosity of 260 cps.
A milky white aqueous polyurethane dispersion was obtained. This product forms a transparent, glossy, tough, elastic coating on a baked-on board made of oil-free alkyd-melamine resin, has excellent adhesion, and has extremely high water resistance and chemical resistance. was.

又得られたポリウレタン水性分散液100部に。Also, 100 parts of the obtained polyurethane aqueous dispersion.

充填剤として水酸化アルミ粉末30部を加えホモミキサ
ーにて混合撹拌したが、配合物は極めて安定であった。
30 parts of aluminum hydroxide powder was added as a filler and mixed and stirred using a homomixer, but the mixture was extremely stable.

比較のために市販のN−メチルジェタノールアミン鎖伸
長剤として用いたカチオン型ポリウレタン水性分散液に
水酸化アルミ粉末を加えたところ、直ちに塊状の凝集物
が発生した。
For comparison, when aluminum hydroxide powder was added to a cationic polyurethane aqueous dispersion used as a commercially available N-methyljetanolamine chain extender, lump-like aggregates were immediately generated.

〈実施例3〉 実施例1と同様な装置に分子量1000のポリオキポリ
オキシエチレンーポリオキシプロピレンブロックボリマ
ー(ポリオキシエチレン部分の分子量6500 、ポリ
オキシエチレン/ポリオキシアルキレン=75%)10
0部を加え、減圧下120°Cにて脱水を行い次いで1
,1.1−トリメチロールプロパン1.0部及びジメチ
ロール酪酸 0.24部を加えたのちインボンジイソシ
アネート 119部を加え、120℃にて4時間反応を
行うと極めて粘稠な透明溶液が得られる。得られた溶液
にイソプロピルアルコール385部とブチルセロソルブ
 150部を加えたのち、50℃にて水 1210部を
2時間を要して滴下し、次いで同温度にて減圧下イソプ
ロピルアルコールの留去を行った。これにより不揮発分
37.1粘度60cpsの乳白色ポリウレタン水性分散
液が得られる。
<Example 3> In a device similar to Example 1, a polyoxypolyoxyethylene-polyoxypropylene block polymer with a molecular weight of 1000 (molecular weight of the polyoxyethylene portion 6500, polyoxyethylene/polyoxyalkylene = 75%) 10
0 parts was added, dehydrated at 120°C under reduced pressure, and then 1 part was added.
, 1.0 parts of 1-trimethylolpropane and 0.24 parts of dimethylolbutyric acid were added, followed by 119 parts of inbon diisocyanate, and the reaction was carried out at 120°C for 4 hours to obtain an extremely viscous and transparent solution. . After adding 385 parts of isopropyl alcohol and 150 parts of butyl cellosolve to the obtained solution, 1210 parts of water was added dropwise over 2 hours at 50°C, and then the isopropyl alcohol was distilled off under reduced pressure at the same temperature. . This gives a milky white aqueous polyurethane dispersion with a non-volatile content of 37.1 and a viscosity of 60 cps.

このものはアクリル−ウレタン塗装板上に密着性のすぐ
れた透明で光沢のある弾性塗膜を形成し、被膜の耐水性
、耐薬品性はともに極めてすぐれていた。又得られたポ
リウレタン水性分散液はアニオン性アクリルエマルジョ
ン及びカチオン性アクリルエマルジョンのいづれに対し
てもすぐれた相溶性を示した。
This product formed a transparent, glossy, elastic coating with excellent adhesion on an acrylic-urethane coated plate, and the coating had extremely excellent water resistance and chemical resistance. Furthermore, the obtained aqueous polyurethane dispersion exhibited excellent compatibility with both anionic acrylic emulsions and cationic acrylic emulsions.

〈実施例4〉 実施例1と同様な装置にアジピン酸−1,6ヘキサンジ
オールポリエステル(OH価112)を2500加え、
減圧下120〜130℃で脱水を行い1次いで80℃迄
冷却しトリレンジイソシアネート(2,4/2.6−異
性体比=80/20) 1458部加え、同温度にて3
時間反応を行う。次いで60℃に冷却し一般式HO−(
x)+m−mn−c、t+、であられされるエチレンオ
キシド−ブチレンオキシドランダムポリマ−(ポリオキ
シエチレン部分の分子量4500 、ポリオキシエチレ
ン/ポリオキシアルキレン=80%)を200部、ジメ
チロールプロピオン酸134部、アセトン2930部を
加え、同温度で3時間、次いでジブチル錫ジラウレート
100PPIll添加し、更に2時間反応を行った後、
N−メチルジェタノールアミン119部を加える。同温
度で2時間反応を継続すると粘稠な透明溶液が得られる
。得られた溶液を50℃に保持しながら水5260部を
約3時間を要して滴下し、次いで同温度で減圧にし、ア
セトンの留去を行った。このようにして不揮発分48.
6%粘度245cpsの乳白色ポリウレタン水性分散液
が得られた。
<Example 4> Add 2,500 adipic acid-1,6 hexanediol polyester (OH value 112) to the same apparatus as Example 1,
Dehydration was performed at 120 to 130°C under reduced pressure, then cooled to 80°C, 1458 parts of tolylene diisocyanate (2,4/2.6-isomer ratio = 80/20) was added, and 3 parts were added at the same temperature.
Perform a time reaction. Then, it was cooled to 60°C and the general formula HO-(
x)+m-mn-c, t+, 200 parts of ethylene oxide-butylene oxide random polymer (molecular weight of polyoxyethylene portion: 4500, polyoxyethylene/polyoxyalkylene = 80%), 134 parts of dimethylolpropionic acid. After adding 2,930 parts of acetone and 3 hours at the same temperature, 100 PPIll of dibutyltin dilaurate was added and the reaction was further carried out for 2 hours.
Add 119 parts of N-methyljetanolamine. If the reaction is continued for 2 hours at the same temperature, a viscous and transparent solution is obtained. While maintaining the obtained solution at 50°C, 5260 parts of water was added dropwise over about 3 hours, and then the pressure was reduced at the same temperature to distill off acetone. In this way, the non-volatile content is 48.
A milky white aqueous polyurethane dispersion with a 6% viscosity of 245 cps was obtained.

このものは亜鉛メッキ鋼板に対して優れた密着性を有し
、透明で光沢のある弾性塗膜を形成し、被膜の耐水性、
耐薬品性はともに極めてすぐれていた。又得られたポリ
ウレタン水性分散液 100部に充填剤として水酸化ア
ルミ粉末20部を加えホモミキサーにて混合撹拌したが
、配合物は極めて安定であった。
This product has excellent adhesion to galvanized steel sheets, forms a transparent and glossy elastic coating, and has excellent water resistance and
Both had excellent chemical resistance. Furthermore, 20 parts of aluminum hydroxide powder was added as a filler to 100 parts of the obtained aqueous polyurethane dispersion, and the mixture was mixed and stirred using a homomixer, but the mixture was extremely stable.

比較のために、市販のジメチロールプロピオン酸を鎖伸
長剤として用いたアニオン型ポリウレタン水性分散液に
水酸化アルミ粉末20部を加えたところ、直ちに塊状の
凝集物が生成した。
For comparison, when 20 parts of aluminum hydroxide powder was added to a commercially available aqueous anionic polyurethane dispersion using dimethylolpropionic acid as a chain extender, lumpy aggregates were immediately formed.

〈比較例1〉 実施例1においてポリオキシエチレンモノメチルエーテ
ルグリコール(分子式HO−(CH,CH20)@−C
H,)の分子量が2060を用いた以外は全く同様な方
法で粘稠な透明溶液を合成した。得られた溶液にイソプ
ロピルアルコール121部を加えて、希釈した後、50
℃に保温しながら水1325部を滴下したが白色の塊状
物となり水分散化することはできなかった。
<Comparative Example 1> In Example 1, polyoxyethylene monomethyl ether glycol (molecular formula HO-(CH,CH20)@-C
A viscous transparent solution was synthesized in exactly the same manner except that H,) having a molecular weight of 2060 was used. After diluting the obtained solution by adding 121 parts of isopropyl alcohol, 50 parts of
1325 parts of water was added dropwise while keeping the temperature at 0.degree. C., but a white lump formed and could not be water-dispersed.

〈比較例2〉 実施例1において一般式HO−(X)t −(Y)n 
−C4)1゜で表わされるエチレンオキシド−プロピレ
ンオキシドランダムポリマー(ポリオキシエチレン部分
の分子量3000 、ポリオキシエチレン/ポリオキシ
アルキレン=50%)を用いた以外は全く同様な方法で
粘稠な透明溶液を合成した。得られた溶液にイソプロピ
ルアルコール121部を加えて希釈した後、50℃に保
温しながら水1325部を滴下したが白色の塊状物とな
り水分散化することはできなかった。
<Comparative Example 2> In Example 1, the general formula HO-(X)t-(Y)n
-C4) A viscous transparent solution was prepared in exactly the same manner except that an ethylene oxide-propylene oxide random polymer (molecular weight of the polyoxyethylene moiety: 3000, polyoxyethylene/polyoxyalkylene = 50%) represented by 1° was used. Synthesized. After diluting the resulting solution by adding 121 parts of isopropyl alcohol, 1,325 parts of water was added dropwise while keeping the temperature at 50°C, but a white lump formed and could not be water-dispersed.

く比較例3〉 実施例1において、(E)ジメチロールプロピオン酸 
13.4部のかわりに1,4−ブタンジオール9部を追
加した以外は全く同様な方法でポリウレタン水性分散液
を調製した。得られたポリウレタン水性分散液は減圧下
、メチルエチルケトンとイソプロピルアルコールを留去
することにより不揮発分48.2%、粘度270cps
のものにされた。このものは透明で光沢のある強靭な弾
性塗膜を形成し、耐水性、耐薬品性にすぐれているが、
亜鉛メッキ鋼板上に塗布形成した塗膜は密着性が不良で
、鋼板から容易に剥離する現象が認められた。
Comparative Example 3> In Example 1, (E) dimethylolpropionic acid
An aqueous polyurethane dispersion was prepared in exactly the same manner except that 9 parts of 1,4-butanediol was added instead of 13.4 parts. The resulting aqueous polyurethane dispersion was distilled off under reduced pressure to remove methyl ethyl ketone and isopropyl alcohol, resulting in a nonvolatile content of 48.2% and a viscosity of 270 cps.
It was made into something. This product forms a transparent, glossy and tough elastic coating, and has excellent water and chemical resistance.
The coating film formed on the galvanized steel plate had poor adhesion and was observed to easily peel off from the steel plate.

〈比較例4〉 実施例1と同様な装置に分子量430のポリオキシプロ
ピレングリコール 2150部を加え減圧下120〜1
30℃で脱水を行い、60℃迄冷却し、メチルエチルケ
トン 2755部を加えた後、4,4′ −ジフェニル
メタンジイソシアネート1715部を加える。
<Comparative Example 4> 2150 parts of polyoxypropylene glycol having a molecular weight of 430 was added to the same apparatus as in Example 1, and the mixture was heated under reduced pressure to 120 to 1
Dehydration is carried out at 30°C, the mixture is cooled to 60°C, 2755 parts of methyl ethyl ketone are added, and then 1715 parts of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate are added.

80℃にて2時間保持し、ジメチロールプロピオン酸 
268部を加え、80℃にて3時間撹拌を行うと粘稠な
透明溶液が得られる。得られた溶液を50℃に保持しな
がら トリエチルアミン 101部を含む水 9644
部を3時間を要して滴下を行い、次いで同温度に保持し
ながら減圧下でメチルエチルケトンを留去すると不揮発
分30.3.粘度860cpsの乳白色のアニオン型ポ
リウレタン水性分散液が得られた。このものは比較的良
好な耐水性、耐薬品性を有する塗膜を形成するが、他の
樹脂、無機及び有機の顔料、充填剤との併用性に乏しく
、充填剤として水酸化アルミ粉末をポリウレタン水性分
散液100部に対して20部を加えたところ、 直ちに
塊状の凝集物が生成した。
Hold at 80℃ for 2 hours, dimethylolpropionic acid
After adding 268 parts and stirring at 80°C for 3 hours, a viscous transparent solution is obtained. Water containing 101 parts of triethylamine 9644 while maintaining the resulting solution at 50°C
1 part was added dropwise over a period of 3 hours, and then methyl ethyl ketone was distilled off under reduced pressure while maintaining the same temperature, resulting in a non-volatile content of 30.3. A milky white aqueous anionic polyurethane dispersion with a viscosity of 860 cps was obtained. Although this product forms a coating film with relatively good water and chemical resistance, it has poor compatibility with other resins, inorganic and organic pigments, and fillers, and aluminum hydroxide powder is used as a filler instead of polyurethane. When 20 parts were added to 100 parts of the aqueous dispersion, lump-like aggregates were immediately formed.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上詳述したように、本発明により貯蔵安定性。 As detailed above, the present invention improves storage stability.

機械的安定性に、また他の樹脂、無機及び有機の顔料、
充填剤との併用性に優れ、かつ各種被塗物への密着性に
優れたポリウレタン水性分散液が提供される。したがっ
て本発明になるポリウレタン水性分散液は、従来の塩タ
イプのポリウレタン水性分散液では適用することができ
なかった各種広範囲な用途に使用することができる。
mechanical stability, and also other resins, inorganic and organic pigments,
Provided is an aqueous polyurethane dispersion that is highly compatible with fillers and has excellent adhesion to various coated objects. Therefore, the aqueous polyurethane dispersion of the present invention can be used in a wide variety of applications to which conventional salt-type aqueous polyurethane dispersions cannot be applied.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、(A)分子中に少なくとも2個のイソシアネート基
と反応性の活性水素原子を有し、且つ分子量300〜2
0000の活性水素含有化合物、(B)有機ポリイソシ
アネート化合物、及び場合により(C)イソシアネート
基と反応性の活性水素原子を有する鎖伸長剤を用い、イ
ソシアネート重付加反応方法により調製したポリウレタ
ン物質に水を加え、脱溶剤をするかあるいはしないでポ
リウレタン水性分散液を製造するにあたり、前記ポリウ
レタン物質の調製の際に、(D)一般式HO−(X)_
m−(Y)_n−R_1[但し、式中のR_1はC_1
_〜_2_0なるアルキル基を、X及びYは各々同一で
あっても異なっても良く、必須のオキシエチレン単位と
該オキシエチレン単位、オキシプロピレン単位又はオキ
シブチレン単位のいづれかの一つの単位の組み合せを、
m、nは繰り返し単位の数を示す。そして前記オキシエ
チレン単位の分子量の総和が2500〜15000であ
り、且つ該オキシエチレン単位の総重量が全オキシアル
キレンの60重量%以上である。]で示される化合物を
、(A)、(B)及び(C)から得られるポリウレタン
物質の固形分100部に対して1〜30部、及び(E)
▲数式、化学式、表等があります▼(R_2はC_1〜
C_3のアルキル基を示す。)を(A)、(B)及び(
C)から得られるポリウレタン物質の固形分100部に
対して0.01〜20部の割合で反応させることを特徴
とする接着力のすぐれたポリウレタン水性分散液の製造
方法。 2、ポリウレタン物質に水を加えて水性分散化するに際
して、水と容易に混和しうる有機溶剤を共存させること
を特徴とする特許請求範囲第1項記載のポリウレタン水
性分散液の製造方法。 3、ポリウレタン物質に水を加えて水性分散化するに際
して、機械的剪断力を作用させることを特徴とする特許
請求範囲第1項、または第2項記載のポリウレタン水性
分散液の製造方法。 4、ポリウレタン物質に水を加えて水性分散化するに際
して、超音波を作用させることを特徴とする特許請求の
範囲第1項、または第2項記載のポリウレタン水性分散
液の製造方法。 5、▲数式、化学式、表等があります▼(R_2=C_
1_〜_3のアルキル基を示す。)であらわされる化合
物がジメチロールプロピオン酸である特許請求範囲第1
項記載のポリウレタン水性分散液の製造方法。 6、▲数式、化学式、表等があります▼(R_2=C_
1_〜_3のアルキル基を示す。)の使用によりカルボ
ン酸基を含有したポリウレタン物質に水を加えて水性分
散化させるに際し、前記カルボン酸基の一部又は全部を
アルカリ物質により中和することを特徴とする特許請求
範囲第1項記載のポリウレタン水性分散液の製造方法。
[Claims] 1. (A) has at least two active hydrogen atoms reactive with isocyanate groups in the molecule, and has a molecular weight of 300 to 2
0,000 active hydrogen-containing compound, (B) an organic polyisocyanate compound, and optionally (C) a chain extender having an active hydrogen atom that is reactive with isocyanate groups. (D) General formula HO-(X)_
m-(Y)_n-R_1 [However, R_1 in the formula is C_1
_~_2_0, X and Y may each be the same or different, and represent a combination of an essential oxyethylene unit and any one of the oxyethylene unit, oxypropylene unit, or oxybutylene unit. ,
m and n indicate the number of repeating units. The total molecular weight of the oxyethylene units is 2,500 to 15,000, and the total weight of the oxyethylene units is 60% by weight or more of the total oxyalkylene. ] 1 to 30 parts per 100 parts solid content of the polyurethane material obtained from (A), (B) and (C), and (E)
▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼(R_2 is C_1~
Indicates the alkyl group of C_3. ) to (A), (B) and (
A method for producing an aqueous polyurethane dispersion having excellent adhesive strength, characterized in that the reaction is carried out in a proportion of 0.01 to 20 parts per 100 parts of the solid content of the polyurethane material obtained from step C). 2. The method for producing an aqueous polyurethane dispersion according to claim 1, which comprises coexisting an organic solvent that is easily miscible with water when adding water to the polyurethane material to form an aqueous dispersion. 3. The method for producing an aqueous polyurethane dispersion according to claim 1 or 2, which comprises applying mechanical shearing force when adding water to the polyurethane material to form an aqueous dispersion. 4. The method for producing an aqueous polyurethane dispersion according to claim 1 or 2, characterized in that when water is added to the polyurethane substance to form an aqueous dispersion, ultrasonic waves are applied. 5, ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼(R_2=C_
Indicates an alkyl group of 1_ to _3. Claim 1, wherein the compound represented by ) is dimethylolpropionic acid.
A method for producing an aqueous polyurethane dispersion as described in . 6, ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼(R_2=C_
Indicates an alkyl group of 1_ to _3. ), when water is added to a polyurethane material containing carboxylic acid groups for aqueous dispersion, some or all of the carboxylic acid groups are neutralized with an alkaline substance. A method for producing the aqueous polyurethane dispersion described.
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