JPS63162719A - 水性ポリウレタン接着用分散物 - Google Patents

水性ポリウレタン接着用分散物

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JPS63162719A
JPS63162719A JP62306049A JP30604987A JPS63162719A JP S63162719 A JPS63162719 A JP S63162719A JP 62306049 A JP62306049 A JP 62306049A JP 30604987 A JP30604987 A JP 30604987A JP S63162719 A JPS63162719 A JP S63162719A
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ライナー・フムメリツヒ
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、その特殊構成により接着剤として特に優れた
性質を有するポリウレタンの分散物に関する。
ポリウレタンの水性分散物は既知である(DE−B 1
495745、アンゲバンテ・ヘミ−82巻1970年
53頁及びアンゲパンテ◆マクロモレクラーレ・ヘミ−
98巻1981年133頁参照)。この生成物は種々の
分野、特に任意基質の接着のために適している。しかし
従来のポリウレタン分散液接着剤は、接着の活性、初期
及び後期の堅牢性及び熱安定性等の組み合わせにおいて
欠点があるので、高度の要求がなされる現在の使用分野
には適性が制限される。DE−A2804609号のポ
リウレタン分散液は、ゴム用接着剤としては適しない。
DE−A3344695号の接着物質分散液は高い後期
堅牢性を有するが、初期接着力及び熱安定性において進
歩が認められない。
既知の接着剤(ポリウレタン分散液を基礎とするものも
含めて)Kおける熱時の特殊な機械的負荷は、接着の一
部剥離を起こす。高機能ポリイノシアネートの添加によ
り、熱時負荷における接着安定性は、水性分散液を使用
する場合も高めることができる。しかしこの方法の欠点
は、ポリイソシアネートを水性媒質中に分散させる場合
に、混合加工が不充分になることである。そのほかこの
製品は貯蔵が制限される。なぜならばイソシアネート添
加の短時間後に、製品の粘性が上昇して混合が数時間後
に凝固し又はゲル化し、そのため全く使用不可能になり
うるからである。さらにこの接着剤は、使用する直前に
その場で2成分を混合して造らねばならない。その場合
接着物質量が少ないと接着力が低下し、その量が多すぎ
ると成分の混合が不完全になる。
本発明の課題は、接着物質としての反応性第二成分を添
加しないで接着膜の良好な活性を有し、そして技術水準
のものと比較して改善された熱安定性及び耐衝撃性を組
み合わせて有するポリウレタンの水性分散物を提供する
ことであった。
子嚢が500〜5000のポリエステルポリオール及び
所望によりその40重量%までの分子量が同じ範囲にあ
るポリエーテルポリオール、(c)イソシアネート基と
反応しうる末端基を有し、分子量が62〜400の連鎖
延長剤としての有機ヒドロキシル化合物、(d)イオン
性基又はイオン性基に変わりうる基を有し、かつ少なく
とも1個のイソシアネート基又はイソシアネート基と反
応しうる水酸基もしくはアミノ基を有する化合物、(e
)所望により1機能性ポリエーテルオール及び/又はジ
オール1、)側鎖のポリエーテルセグメント及びそれぞ
れエーテル鎖、中に少なくとも40%のポリエチレンオ
キシドセグメントを有するもの)及び(f)所望により
少なくとも2個のアミノ基を有しイオン性基を有しない
連鎖延長剤から成り、(d)によりポリウレタンに組み
込まれるイオン性基の量がポリウレタン1gにつき0゜
05〜2m当量で、所望によりポリウレタンに対し10
重量%までの末端及び/又は側鎖のポリエチレンオキシ
ドセグメントを含有し、これは(e)によりポリウレタ
ンに組み込まれ、そして連鎖延長剤(c)がポリエステ
ルポリオール及び場合によりポリエーテルポリオール(
b)の1モルにつキラ。5〜8モルの割合で組み込まれ
ていることを特徴とするポリウレタンの水性分散物であ
る。
本発明によるポリウレタン分散物は、良好な活性(80
°C)にもかかわらず、高い熱安定性を示す。同時にそ
の接着はきわめて良好な剥離強度を有する。この性質の
組み合わせは、架橋剤なしではこれまで得られなかった
ものである。
適当なポリイソシアネートは、少なくとも2個の遊離イ
ソシアネート基を有する有機化合物である。X(NCO
)、で表わされるジイソシアネートが好ましく、又は4
〜12個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素残基、6〜
15個の炭素原子を有する脂環族炭化水素残基、6〜1
5個の炭素原子を有する芳香族炭化水素残基又は7〜1
5個の炭素原子を有する芳香脂肪族炭化水素残基を意味
する。その例は次のものである。テトラメチレンジイソ
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、1,4−ジイソシアネート
−シクロヘキサン、1−インシアネー) −3,3,5
−トリメチル−5−イソシアネートメチルフクロヘキサ
ン、4,4′−ジイソシアネートジシクロへキシル−メ
チル、4.4’−ジイソシアネート−ジシクロヘキシル
プロパン−(2,2)、  1.4−ジイソシアネート
ペンゾール、2,4−ジイソシアネートドルオール、2
,6−ジイソシアネートドルオール、4.4’−ジイソ
シアネート−ジフェニルメタン、p−キシリレンジイソ
シアネート、ならびにこれらの混合物、例えば特にモル
比1:4ないし5:1における脂肪族もしくは脂環族の
ジイソシアネートと芳香族ジイソシアネートの混合物。
ポリウレタン化学において既知の高度機能性ポリイソシ
アネート又は自体既知の変性された、例えばカルボジイ
ミド基、アロ7アナート基、インシアヌレート基、ウレ
タン基及ヒ/又はビウレット基を有するポリイソシアネ
ートを併用することもできる。
ポリウレタンの製造においては、モノイソシアネート例
えばフェニルイソシアネート、ヘキシルイソシアネート
又はドデシルイソシアネートを、少量すなわち10  
NCO当量%に相当するまでの量で併用することができ
るが、その場合は同時に2機能より高い成分を併用して
、早期の連鎖破断を防止せねばならない。
金物に対し)のポリエーテルポリオールと混合したポリ
エステルポリオールである。
分子量が500〜5000特に800〜4000特に好
ましくは1400〜3000のポリエステルポリオール
と己ては、ジカルボン酸ポリエステルポリオール特に−
ジオール及び/又はラクトンを基礎とするポリエステル
オールが適する。ポリエステルポリオール特にジオール
は、多価好ましくは2価のアルコール及び場合により追
加の3価アルコールと、多価好ましくは2価のカルボン
酸の既知反応生成物である。
遊離ポリカルボン酸の代わりに、対応するポリカルボン
酸無水物又は低級アルコールとの対応するポリカルボン
酸エステル、あるいはその混合物をポリエステルの製造
に使用することができる。
ポリカルボン酸は脂肪族、脂環族、芳香族又は複素環族
のものであってよく、場合により例えばハロゲン原子に
より置換され及び/又は不飽和であってもよい。その例
は次のものである。
こはく酸、アジピン酸、コルク酸、アゼライン酸、セバ
シン酸、フタル酸、イソフタル酸、トリメリット酸、無
水フタル酸、テトラヒドロフタル酸無水物、ヘキサヒド
ロフタル酸無水物、テトラクロルフタル酸無水物、エン
ドメチレンチ治ル酸無水物、無水グルタル酸、マレイン
酸、無水マレイン酸、フマル酸、二量体脂肪酸例えばオ
レイン酸、テレフタル酸ジメチルエステル、テレフタル
酸−ビスゲリコールエステル。
多価アルコールとしては、例えば次のものが用いられる
。エチレングリコール、プロピレングリコール−(1,
2)及び−(1,3)、ブタンジオール−(1,4)及
び−(2、3)、ヘキサンジオール−(1,6)、オク
タンジオール−(1,8)、ネオペンチルグリコール、
シクロヘキサンジメタツール(1,4−ヒスヒドロキシ
メチル−シクロヘキサン)、2−メチル−1,3−7’
ロパンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン
、ヘキサントリオ−ルー(1,2,6)、ブタントリオ
−ルー(1,2,4) 、ト’J メfロールエタン、
ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テト
ラエチレンクリコール、ポリエチレングリコール、ジプ
ロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ジエ
チレングリコール及びポリブチレングリコール。
ポリエステルは末端カルボキシル基を有しうる。ジカル
ボン酸成分が少なくとも50力ルボキシル当量%まで、
特に好ましくは全部がアジピン酸から成り、そしてポリ
オール成分が好ましくは少なくとも50ヒドロキシル当
量%まで、特に好ましくは全部がヘキサンジオール−1
,6又はブタンジオール−1,4から成るジカルボン酸
ポリエステルオールな使用することが好ましいO ラクトンを基礎とする適当なポリエステルオールは、ラ
クトンの単独重合体又は共重合体、特にラクトン又はラ
クトン混合物の2機能の末端ヒドロキシル基を有する付
加生成物である。
その例は適当な2機能出発分子、例えばポリエステルポ
リオールのための構成成分として前記にあげた低級2価
アルコールへの、ε−カプロラクトン、β−プロピオラ
クトン、γ−ブチロラクトン及び/又はメチル−ε−カ
プロラクトンの付加生成物である。ε−カプロラクトン
の対応する重合体が特に好ましい。低級のポリエステル
ジオール又はポリエーテルジオールも、ラクトン重合体
の製造用物質として使用できる。
ラクトン重合体の適性のため重要なことは、これが少な
くとも50重量%までが重合されたラクトン又は重縮合
されたラクトンに対応するω−ヒドロキシカルボン酸か
ら成ることである。
ラクトンの重合体の代わりに、ラクトンに対応するヒド
ロキシカルボン酸の化学当量の重縮金物も使用できる。
前記ポリエステルポリオールの混合物も使用できる。
場合によりポリエステルポリオールと混合して用いられ
るエーテルポリオール特にジオールは、ポリウレタン化
学において既知の物質で、例えばエポキシド例えばエチ
レンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド
、テトラヒドロフラン、スチロールオキシド又はエピク
ロルヒドリンの例えばBF3存在下の重合により、ある
いはこのエポキシドを、場合により混合して又は順次に
、反応性水素原子を有する出発成分、例えば−一費一ア
ルコール又はアミノ例えば水、エチレングリコール、フ
ロピレンクリコール−(1,5)又は−(1,2)、4
.4′−ジヒドロキシ−ジフェニルプロパン、アニリン
等ニ付加反の場合によりエーテル基又はエステル基を有
するジヒドロキジル化合物及び/又は2機能アミノアル
コールで、分子量が62〜400好ましくは62〜25
0のものである。この化合物はポリヒドロキシル化合物
(b)の1モルに対し、1゜5〜8モル好ましくは2〜
6モル特に3〜5モルの量で用いられる。その例はエチ
レングリコール、プロピレングリコール、プロパンジオ
ール−1,3、ネオペンチルグリコール、そして特にブ
タンジオール−1,4、ヘキサンジオール−1,6であ
る。低分子ポリエステルジオール、例えばアジピン酸−
ビス(ヒドロキシエチル)−エステル又は低分子のエー
テル基を有するジオール、例エバジエチレングリコール
、トリエチシンクリコール、テトラエチレングリコール
、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール
又はテトラプロピレングリコールも使用できる。
アミノアルコールの例は、エタノールアミノ、インプロ
パツールアミノ、メチルエタノールアミノ、アミノエト
キシエタノール、3−アミノプロパツール、2−アミノ
ブタノール−1又はネオペンタノールアミノである。
構成成分(d)としては、少なくとも1個好ましくは2
個のイソシアネート基又は少なくとも1個好ましくは2
個のイソシアネート基と反応しうる基を有し、そのほか
イオン性基又は簡単な中和又は四級化によりイオン性基
に変わりうる潜在イオン性基を有するものが用いられる
。その例は(潜在)イオン性基により変性されたイソシ
アネート、例えばDE−B 19!19911.222
7111.2359613又は2359614 に記載
のもの、例えば遊離スルホン酸基を有する芳香族ポリイ
ソシアネート、例えば芳香族ポリイソシアネート特に2
,4−ジイソシアネートドルオール又は4.4′−ジイ
ソシアネート−ジフェニルメタンのスルホン化により得
られるものである。アミノに対し四級化剤として作用し
うるイソシアネート、例えばシクロヘキシルイソシアネ
ート、m−クロルメチルフェニルイソシアネート又は2
.4−ジイソシアネートベンジルクロリド、あるいはア
ルキルスルホン酸エステル基を有するイソシアネート、
例えば4−イソシアネート−ペンゾールスルホン酸メチ
ルニステルモ、本発明の方法のために潜在イオン性基を
有する化合物として併用できる。なぜならば例えば三級
アミノとのその反応によって、同様に単極性に結合され
るカチオン性基を、重付加生成物に導入できるからであ
る。
カチオン性基及びアニオン性基の導入は、イソシアネー
ト基と反応しうる水素原子を有する(潜在)カチオン性
基を有する化合物と、イソシアネート基と反応しうる水
素原子を有する(潜在)アニオン性基を有する化合物を
併用することによって、有利に行われる。この群の化合
物の例は、好ましくは2個の末端水酸基を有する三級窒
素原子を有するポリエーテルで・これは例えばアミノ窒
素原子に結合する2個の水素原子を有するアミノ、例え
ばN−メチルアミノ、アニリン又はN、コージメチルヒ
ドラジンを、常法によりアルコキシル化することによっ
て得られる。にのポリエーテルは一般に500〜600
0の分子量を有する。しかしく潜在)イオン性基及びイ
ソシアネート基と反応しうる基を有する低分子化合物の
併用により、イオン性基を導入することが好ましい。そ
の例は米国特許3479310号、DE−A 2437
218号及び2426401号各明細書に記載されてい
る。2,3−ジヒドロキシプロパン−ホスホン酸エチル
エステルのナトリウム塩又は対応する非エステル化ホス
ホ/酸のナトリウム塩のような、ジヒドロキシホスホン
酸塩も、イオン性構成成分として併用される。
特に好ましい(潜在)イオン性構成成分(a)は。
例えばN−アルキルジアルカノールアミノ例えばN−メ
チルジェタノールアミノ、N−エチルジェタノールアミ
ノ、ジアミノスルホネート例えばN−(2−アミノエチ
ル)−2−アミノエタンスルホン酸のNa 塩、ジヒド
ロキシスルホネート、ジヒドロキシカルボン酸例えばジ
メチロールプロピオン酸、ジアミノカルボン酸又は−カ
ルボキシレート例えばりシン又はN−(2−アミノエチ
ル)−2−アミノエタンカルボン酸のNa塩、あるいは
少なくとも1個の追加の三級アミノ窒素原子を有するジ
アミノ例えばN−メチル−ビス(3−アミノプロピル)
−アミノである。
場合によりまず重付加物に組み込まれた潜在イオン性基
を、常法で潜在するアニオン性基及びカチオン性基の中
和により、又は三級アミノ窒素原子の四級イビにより、
少なくとも一部をイオン性基に変える。
潜在アニオン性基例えばカルボキシル基の中和には、無
機及び/又は有機の塩基、例えば水酸化ナトリウム、水
酸化カリウム、炭酸カリウム、水素炭酸ナトリウム、ア
ンモニア又は−級、二級そして特に三級のアミノ例えば
トリエチルアミノ又はジメチルアミツブロバノールを使
用する。
潜在カチオン性基例えば三級アミノ基を対応するカチオ
ン性基例えばアンモニウム基に変えるには、中和剤とし
て無機又は有機の酸、例えば塩酸、酢酸、フマル酸、マ
レイン酸、乳酸、酒石酸、しゆう酸又は燐酸、ある(・
は四級化剤として例えば塩化メチル、ヨウ化メチル、ジ
メチル硫酸、塩化ベンジル、クロル酢酸エチルエステル
又はブロムアセトアミドが適する。その他の適当な中和
剤及び四級化剤は米国特許3479310号明細書6欄
に記載されている。
潜在イオン性基の中和又は四級化は、インンアネート重
付加反応の前、途中そして特に好ましくは後で行われる
構成成分(atの量は、潜在イオン性基含有成分におい
て中和又は四級化の程度を考慮して、ポリウレタンがポ
リウレタン1gにつき0.05〜2好ましくは0,07
〜1.0特に0.1〜0.7m当量のイオン性基を有す
るように定める。
場合により併用される成分(e)は、1価のポリエーテ
ルアルコール及び/又は側鎖に配置されたポリエーテル
鎖を有する有機ジヒドロキシ化合物で、500〜100
00好ましくは1000〜3000の分子量を有するも
のである。
1価のポリエーテルアルコールは、1価のアルコール例
えばメタノール、エタノール又はn−ブタノールのアル
コキシル化によって得られ、その際アルコキフル化剤と
してはエチレンオキシド、あるいはエチレンオキシドと
他のアルキレンオキシド特にプロピレンオキシドとの混
合物が用いられる。アルキレンオキシド混合物を使用す
る場合は、生成物は好ましくは40モル%以上特に65
モル%以上のエチレンオキシドを含有する。
側鎖に配置されたポリエーテル鎖を有する有機ジヒドロ
キジル化合物は、ポリエーテル鎖中に40モル%以上好
ましくは65モル%以上のエチレンオキシド単位(特に
プロピレンオキシド単位と共に)を有する( DE−A
 2!114512及び2651505参照)。
この種の他の適当な物質は、ポリエーテル−1,3−ジ
オール例えばアルコキシル化トリメチロールプロパ:/
 C2H5C(cH20H)2CH20XRであって、
Xは1価のポリエーテルアルコールのポリアルキレンオ
キシド鎖で、1個のアルキル基R例えばメチル基により
閉鎖されている。
成分(el Kよりポリウレタン中に、場合により末端
及び/又は側鎖に配置されたポリエーテル鎖として存在
するエチレンオキシドセグメントが徂み込まれ、これは
ポリウレタン中でイオン性基と共に親水性に影響を与え
る。
末端及び/又は側鎖に配置されたポリエーテル鎖中にあ
るエチレンオキシド単位を有する前記化合物は、ポリウ
レタン中で前記ポリエーテル鎖中に組み込まれたエチレ
ンオキシド単位が0〜10重量%好ましくは0〜5重量
%となる量で用いられる。しかし親水性構造単位(前記
のイオン性基及びエチレンオキシド単位)の全量は、ポ
リウレタンの水中分散性が保証されるように選ばねばな
らない。
所望により用いられた成分(f)は、分子量が32〜5
00好ましくは60〜300で三級アミノ基を有しない
少なくとも2機能のアミノ一連鎖延長剤又は架橋剤であ
る。その例はジアミノ例工ばエチレンジアミノ、ヘキサ
メチレンジアミノ、ピペラジン、2.5−ジメチルピペ
ラジン、1−アミノ−3−アミノメチル−3,5,5−
)リメチルーシクロヘキサン(イソホロンジアミノ、I
PDA )、4,4′−ジアミノジシクロヘキシルメタ
ン、1.4−ジアミノ−シクロヘキサン、1,2−ジア
ミノ−プロパン、ヒドラジン、ヒドラジン水和物、ある
いはトリアミノ例えばジエチレントリアミノである。こ
れは水中への分散の前に、又はトリアミノの場合はその
後で、特にイソシアネート基含有プレポリマーの連鎖延
長のために、成分(1))の1モルに対し0〜2.0モ
ルの量で使用できる。
基 アミノ、含有連鎖延長剤は遮蔽された形、例え、ば対応
するケトイミン(DE−B 2725689 )、ケタ
ジン(DE−B 2811148、米国特許42697
48)又はアミノ塩(米国特許4292226 )の形
で使用することもできる。例えばDE−B 27521
31又は米国特許4192957の方法で用いられてい
るオキサゾリジンも遮蔽ジアミノであって、本発明のポ
リウレタン分散液の使用において、イソシアネートプレ
ポリマーの連鎖延長のために使用できる。この種の遮蔽
ジアミノを使用する場合は、これを一般に水の不在でイ
ソシアネートプレポリマーと混合し、この混合物を分散
水の全部又は一部と混合し、直接に加水分解して対応す
るジアミノを遊離させる。
本発明の分散液の製造に用いられる成分(a)、(b)
又は(c)の化合物の他の例は、例えばハイ・ポリマー
ズ■巻ポリウレタンズ・ケミストリー・アンド・テクノ
ロジー1巻1962.32〜42頁及び44〜54頁及
び■巻1964.5〜6頁及び198〜199頁及びク
ンストシュトラフ−ハンドブラフ■巻1966.45〜
71頁に記載されている。
特定の分岐度を得るため、イソシアネート重縮合に少量
で3機能又は多機能化合物を併用することは、前記の3
機能又は多機能のポリイソシアネートの併用と同様に可
能である。1価アルコール例えばn−ブタノール、n−
ドデカノール又はステアリルアルコールも、少量で併用
できる。
イソシアネート基とイソシアネート基に反応する水酸基
もしくはアミノ基とは、はぼ等モル割合で用いられる。
イソシアネート基の数対イソシアネート基と反応する水
素原子の数の比率は、0.9〜1.2好ましくは0.9
5〜1.1特に0.98〜1.03の範囲にある。
イソシアネートの反応を促進するため、普通の既知の触
媒例えばジブチルすずジラウレート、f −1’ (I
I)オクトエート又は1.4−ジアザビシクロ(2,2
,2)オクタンを併用できる。
ポリウレタン水性分散液の製造は、自体既知の方法によ
り行われる。例えばまず成分(a)、(b)、(c1及
び場合により(e)から溶融状で、又は不活性の水と混
合しうる溶剤、例えばアセトン、テトラヒドロフラン、
メチルエチルケトン又はN−メチルピロリドンの存在下
に、末端イソシアネート基を有する初期重合体を製造す
る。反応温度は一般に20〜160℃好ましくは50〜
100℃である。
ポリイソシアネート(a)として、(シクロ)脂肪族ジ
イソシアネート及び芳香族ジイソシアネートの混合物を
使用すると、ジイソシアネートが混合物で相互に、又は
順次にヒドロキシル化合物(b)、(c)及び場合によ
り(e)と反応する。後者の場合は、反応生成物が芳香
族ジイソシアネート及び連鎖延長剤(c)及び末端(シ
クロ)脂肪族イソシアネート基からの中間にあるセグメ
ントを有することを確実にするため、まず芳香族ジイソ
シアネートを、次いで(シクロ)脂肪族ジイソシアネー
トを使用することが好ましく・。両ジイソシアネートの
段階的反応の場合は、(シクロ)脂肪族ジイソシアネー
トの添加前に、芳香族ジイソシアネートを完全に反応さ
せることは重要でなく、芳香族ジイソシアネートの一部
が反応している時点で、(シクロ)脂肪族ジイソシアネ
ートを添加することができる。
こうして得られたイソシアネート初期重合体を、場合に
より前記の溶剤、好ましくは沸点が100℃以下の低沸
点溶剤で希釈したのち、20〜80℃の温度で成分(d
lのアミノ機能物質及び場合により(f)と反応させて
、連鎖を延長して高分子ポリウレタンにする。成分(d
lを組み込むことによりイオン性基を有する、場合によ
り中和又は四級化後にイオン性基を有するポリウレタン
の溶液を、水の攪拌混合により分散させ、次いで溶剤を
留去する。
(潜在)イオン性基を有する成分(d)としてとドロキ
シル機能7物質を使用、すると、成分(a)、(b)、
(c)、(d)及び場合により(e)が、ポリウレタン
又はイソシアネート初期重合体に反応する。第−の場合
は、イオン性基(場合により中和又は四級化後のイオン
性基)を有するポリウv″又はその溶液を、水中に分散
させる。しかし前記のイソシアネート初期重合体を経て
アミノ連鎖延長剤(dl及び/又は場合により(f)と
反応させて高分子ポリウレタンとなし、これを水中に分
散させることが好ましい。
潜在塩基例えばカルボキシル基又は三級アミノ基を対応
するイオンに変えることは、分散のため添加される水と
の混合前に、塩基又は酸による中和又は三級アミノ基の
四級化により行われる。そのほか例えばカルボキシル基
の中和に必要な塩基又は三級アミノ基のため必要な酸を
、分散に用いられる水に添加混合することもできる。イ
ソシアネート初期重合体中に存在する潜在塩基、例えば
カルボキシル基又は三級アミノ基を、アミノ性連鎖延長
剤と反応させる前に、中和し又は四級化することにより
、小なくとも一部を塩基に変えることもできる。
イオン性基又は潜在イオン性基を有するイソシアネート
初期重合体を水に分散させ(潜在イオン性基を有する初
期重合体の場合は、中和又は四級化後に、又は中和剤の
塩基又は酸を分散水に添加して)、続いて分散相中でア
ミノ性連鎖延長剤又は架橋剤(f)と反応させて、出来
上りのポリウレタンにすることもできる。
分散水の量は、一般にポリウレタン水性分散液の固形物
含量が、10〜60%好ましくは20〜50%となるよ
うに定められる。
ポリウレタン分散液を米国特許3756992号に指示
されるいわゆる溶融分散法により製造することもでき、
その場合は使用する出発物質の種類及び量比を適当に選
ぶことにより、得られするように留意すればよい。
本発明のポリウレタン分散液は、そのままで直接に任意
の基質の接着に使用できる。特定の性質を得るため、本
発明の分散液を他の重合体分散液と混合することができ
る。そのほか添加物、例えば合成又は天然の樹脂、軟化
剤、膜形成剤、溶剤(低沸点ないし高沸点)及び充填材
を添加することもできる。
本発明のポリウレタン分散物は、製靴工業におけるゴム
相互又はゴムと他の材料の接着、例えば靴胴部及び靴底
の接着、そして特に自動車内装工業における内部装備品
の接着に適する。
本発明のポリウレタン分散物の接着への使用は、水性分
散物接着剤又は溶液接着剤の加工における接着技術の常
法により行われる。
下記実施例中の%は重量に関する。分子量はヒドロキシ
ル数により測定した。接着技術上の性質に関する分散物
の試験は、DIN5527+によりそれぞれ同じショア
A硬度90のスチロール−ブタジェン重合体のゴム靴底
について行われた(フロイデンベルク社製ノラ試験材料
)。
接着剤試験のため、供試材料から試験体を製造した。接
着剤を塗布する前に、ゴム材料を粗面化用紙やすり80
をルいて粗面化した。接着される両試験体を、ポリウレ
タン分散物を1回塗布したのち室温で乾燥し、接着範囲
で赤外線下に80℃で接着膜を活性化し、そして0.5
N/■2の圧力で10秒間圧搾した。DIN55273
による剥離強度を、圧搾直後及び5日放置後に測定した
。熱安定性の測定はDIN 53275により、接着を
5日放置したのち行った。個々のポリウレタン分散物に
関する試験結果を、まとめて実施例の末尾に示す。
実施例では下記の略号を使用した。
PE広凶16 :アジピン酸−ヘキサンジオールー1.
6−ポリエステルオール PEfilFy’f314 :アジピン酸−プタンジオ
ールー1,4−ポリエステルオール B14ニブタンジオール−1,4 H16:ヘキサンジオールー1,6 DBTL    ニジブチルすずジラウレートTDI 
   : トルオールジイノシアネート(異性体比2.
4/2.6=80/20 ) HDI    :ヘキサメチレンジイソシアネートIP
DI    :インホロンジイソシアネートMAPA 
   : N−メチル−ビス(6−アミノプロビル)−
アミノ PAC−塩 :N−(2−アミノエチル)−2−アミノ
エタンカルボン酸のNa塩(40%水溶液) 実施例1 125.6 fi TDI jl 9.4 gHDl 1000  gアセトン■ 30.8 ji MAPA 25.4.9ジメチル硫酸 1500g水 脱水ポリエステルオール、B14、アセトン■及び触媒
からの混合物Aに、TDIを添加し、65℃で1時間の
反応後にHDIを添加し、さらに90分間反応させた。
アセトン■を流入したのち、得られた初期重合体溶液の
NCO含量は0,750/、であった。
50℃でMAPAを用いて連鎖延長し、5分後にジメチ
ル硫酸を用いて55°Cで30分間四級化した。次(・
で水に攪拌しながら分散させたのち、アセトンを留去し
た。固形物含量が42%の微粒状の安定なポリウレタン
分散物が得られた。
実施例2 58.2 gTD工 222.7 ji IPDl 1080  、!9 アセトン■ 41、7 gMAPA 21.8g塩酸(57%) 2.6g燐酸(85%) 1520 g水 脱水ポリエステルオール、H16、アセトンI及び触媒
からの混合物に、TDIを添加し−65^ ℃で1時間の反応後にIPDIを添加し・さらに80°
Cで2時間反応させた。アセトン■を流入したのち、得
られた初期重合体溶液のNCO含量は1.07%であっ
た。
50℃でMAPAを用いて連鎖延長し、5分後と塩酸及
び燐酸を添加し、水に攪拌しながら分散させたのち、ア
セトンを留去した。固形物含量が44%の微粒状の安定
なポリウレタン分散物が得られた。
実施例3 76.0 ji TDI 290.9 gIPDl 1090  N アセトンU 42.1 jj  MAPA 22.0g 塩酸(37%) 2.6g燐酸(85%) 1540 g水 実施例2と同様にしてポリウレタン分散物を製造した。
IPDIとの反応は80℃で75分を要した。初期重合
体のNCO含量は1.14%であつ物 た。固形含量が43%の微粒状の安定なポリウレタン分
散物が得られた。
実施例4 295.8 、SF rpvr 800 g アセトン■ 53.4 jj  MAPA 17.5g 塩酸(67%) 2.0g燐酸(85%) 120Og 水 脱水ポリエステルオール、B14、アセトンI及び触媒
からの混合−にIPDIを添加し、85℃で3時間反応
させた。アセトン■を流入したのち、得られた初期重合
体のNCO含量は1.00%であった。実施例2により
連鎖延長し、塩を生成させ、水に分散させたのちアセト
ンを留去した。固形物含量が42%の微粒状の安定なポ
リウレタン分散物が得られた。
実施例5 318  fi IPDI 800 Iアセトン■ 53.4 gMAPA 17.5.!i’塩酸(37%) 2.0g燐酸(85%) 1200 g水 実施例4と同様にしてポリウレタン分散液を製造した。
初期重合体溶液のNGO含量は1.03%、微粒状の安
定なポリウレタン分散物の固形物含量は39%であった
実施例6 189 9 IPDI 800 gアセトン■ 43.8g DAC塩溶液 1250 !9水 実施例4と同様にして、NCO含量が0.46%の初期
重合体のアセトン溶液を製造した。5゜塩 ℃でDACAm液を添加し、5分間攪拌した。次いで水
で分散させ、アセトンを留去した。得られた微粒状の安
定なポリウレタン分散物の固形物含量は40%であった
実施例7 94.8 ji TDl 121.19 IPDI 800 Iアセトン■ 40、B 9 DAC塩溶液 1200 g水 実施例2と同様にして、NCO含量が0.40%の初期
重合体アセト/溶液を製造した( IPDI反応85℃
で2.5時間)。次いで実施例6と同様に初期重合体を
連鎖延長し、水に分散させたのちアセトンを留去した。
得られた微粒状の安定なポリウレタン分散物の固形物含
量は40%であった。
比較例A 35.1.9  TDI 78.2,9HDI 800 g アセトン■ 32.49  MAPA 26.7.9  ジメチル硫酸 1350 g水 実施例1と同様にして、NCO含量が1.00%の初期
重合体アセトン溶液を製造し、MAPAで連鎖延長し、
ジメチル硫酸で四級化し、水に分散させ、アセトンを留
去した。得られた微粒状の安定なポリウレタン分散物の
固形物含量は39%であった。
比較例B 89.7 g TD工 86.6 g HDI 950 gアセトン■ 28.5 ji MAPA 194g塩酸(37%) 1500 、!?水 実施例1と同様にして、NCO含量が0976%゛の初
期重合体溶液を製造し、実施例2と同様に連鎖延長し、
塩を形成し、水に分散させたのちアセトンを留去した。
得られた微粒状の安定なポリウレタン分散物の固形物含
量は42%であった。
比較例C 55,9gTDI 35.2,9  HDI 850 g アセトジ■ 43.0.lit  DAC塩溶液 1520 ji水 脱水ポリエステルオール、触媒及びアセトン1からの混
合物AにTD王を添加し、65℃で1時間の反応後にM
DIを添加し、さらに90分間反応させた。アセトン■
を流入したのち、得られた初期重合体溶液のNGO含量
は0.42%であった。これに50℃でDAC塩溶液を
添加し、5分間攪拌したのち水で分散させ、アセトンを
留去した。得られた微粒状の安定なポリウレタン分散物
の固形物含量は40%であった。
本発明(実施例1〜7)及び比較例A −Cのポリウレ
タン分散物の接着技術上の性質をまとめて表に示す。
a)クラ試験材料上の剥離値:直後及び5日後のVII
Il値 b)熱安定性(WSF) : ’C/N値1   カチ
オン  1 :2 (B14)    2.2  5.
0  60/202     〃1:2(B16)  
  1.4  4.0  60/203     //
     1:4(B14)    1.0  2.9
  90/204     〃1:4(B14)   
 1.6  5.1  801505     #  
   1:5(B14)    1.2  2.6  
90/256  アニオン  1: 2 (B14) 
   2.5  4.1  70/207     /
/     1:4(B14)    1.4  3.
0  80/20比較例

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、(a)有機ポリイソシアネート及び所望により少量
    の有機モノイソシアネート、(b)分子量が500〜5
    000のポリエステルポリオール及び所望によりその4
    0重量%までの分子量が同じ範囲にあるポリエーテルポ
    リオール、(c)イソシアネート基と反応しうる末端基
    を有し、分子量が62〜400の連鎖延長剤としての有
    機ヒドロキシル化合物、(d)イオン性基又はイオン性
    基に変わりうる基を有し、かつ少なくとも1個のイソシ
    アネート基又はイソシアネート基と反応しうる水酸基も
    しくはアミノ基を有する化合物、(e)所望により1機
    能性ポリエーテルオール及び/又はジオールで、側鎖の
    ポリエーテルセグメント及びそれぞれエーテル鎖中に少
    なくとも40%のポリエチレンオキシドセグメントを有
    するもの及び(f)所望により少なくとも2個のアミノ
    基を有しイオン性基を有しない連鎖延長剤から成り、(
    d)によりポリウレタンに組み込まれるイオン性基の量
    がポリウレタン1gにつき0.05〜2m当量で、所望
    によりポリウレタンに対し10重量%までの末端及び/
    又は側鎖のポリエチレンオキシドセグメントを含有し、
    これは(e)によりポリウレタンに組み込まれ、そして
    連鎖延長剤(c)がポリエステルポリオール及び場合に
    よりポリエーテルポリオール(b)の1モルにつき1.
    5〜8モルの割合で組み込まれていることを特徴とする
    ポリウレタンの水性分散物。 2、(a)有機ポリイソシアネート及び所望により少量
    の有機モノイソシアネート、(b)分子量が500〜5
    000のポリエステルポリオール及び所望によりその4
    0重量%までの分子量が同じ範囲にあるポリエーテルポ
    リオール、(c)イソシアネート基と反応しうる末端基
    を有し、分子量が62〜400の連鎖延長剤としての有
    機ヒドロキシル化合物、(d)イオン性基又はイオン性
    基に変わりうる基を有し、かつ少なくとも1個のイソシ
    アネート基又はイソシアネート基と反応しうる水酸基も
    しくはアミノ基を有する化合物、(e)所望により1機
    能性ポリエーテルオール及び/又はジオールで、側鎖の
    ポリエーテルセグメント及びそれぞれエーテル鎖中に少
    なくとも40%のポリエチレンオキシドセグメントを有
    するもの及び(f)所望により少なくとも2個のアミノ
    基を有しイオン性基を有しない連鎖延長剤から成り、(
    d)によりポリウレタンに組み込まれるイオン性基の量
    がポリウレタン1gにつき0.05〜2m当量で、所望
    によりポリウレタンに対し10重量%までの末端及び/
    又は側鎖のポリエチレンオキシドセグメントを含有し、
    これは(e)によりポリウレタンに組み込まれ、そして
    連鎖延長剤(c)がポリエステルポリオール及び場合に
    よりポリエーテルポリオール(b)の1モルにつき1.
    5〜8モルの割合で組み込まれていることを特徴とする
    ポリウレタンの水性分散物を、接着剤として使用する方
    法。
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