TW202222883A - 水分散性封阻型異氰酸酯、纖維處理劑、撥水劑、塗料組成物及接著劑 - Google Patents
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Abstract
Description
本發明係關於水分散性封阻型異氰酸酯、纖維處理劑、撥水劑、塗料組成物及接著劑。
過去已知有將異氰酸酯基藉由封阻劑經封阻之封阻型異氰酸酯。封阻型異氰酸酯係例如於樹脂之製造中,與含活性氫基之化合物混合後,進行加熱。如此,封阻劑由異氰酸酯基解離,而再生異氰酸酯基。藉此,異氰酸酯基與含活性氫基之化合物進行反應。
又,為了減低有機溶媒之使用,取代溶解於有機溶媒而使用之封阻型異氰酸酯,而已檢討有分散於水所使用的水分散性封阻型異氰酸酯。
例如已提案有於同一分子內具有藉由吡唑化合物經封阻之異氰酸酯基、與藉由二甲基乙醇胺所導入之陽離子性基之兩者的封阻型異氰酸酯(例如參照專利文獻1(實施例1))。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻]日本專利特開2010-59089號公報
(發明所欲解決之問題)
近年來,由低能源化及低成本化的觀點而言,期望有使封阻劑由異氰酸酯基解離之溫度的降低、亦即封阻型異氰酸酯之低溫硬化性。
然而,專利文獻1記載之封阻型異氰酸酯無法充分確保低溫硬化性。又,水分散性封阻型異氰酸酯係要求可依分散於水之狀態穩定地貯存。
本發明係提供低溫硬化性及貯存穩定性優越的水分散性封阻型異氰酸酯、纖維處理劑、撥水劑、塗料組成物及接著劑。
(解決問題之技術手段)
本發明包括[1]一種水分散性封阻型異氰酸酯,係使聚異氰酸酯化合物之異氰酸酯基藉由封阻劑所封阻的封阻型異氰酸酯;其中,上述封阻劑係含有下述一般式(1)所示之第1封阻劑,上述第1封阻劑之至少一部分係藉由酸所中和。
(式中,R
1~R
5表示碳數1~12之烴基或氫原子;又,R
1及R
3亦可相互鍵結形成雜環;又,亦可R
4及R
1相互鍵結形成雜環、且R
5及R
3相互鍵結形成雜環。)
本發明[2]包含上述[1]之水分散性封阻型異氰酸酯,其中,上述一般式(1)中,R
1~R
5表示碳數1~12之烴基或氫原子。
本發明[3]包含上述[1]或[2]之水分散性封阻型異氰酸酯,其中,上述封阻劑係進一步含有:使異氰酸酯基活性化之觸媒作用小於上述第1封阻劑的第2封阻劑。
本發明[4]包含上述[3]之水分散性封阻型異氰酸酯,其中,上述封阻劑中之上述第1封阻劑的含有比例為超過2莫耳%且未滿80莫耳%。
本發明[5]包含上述[1]至[4]中任一項之水分散性封阻型異氰酸酯,其中,上述酸係含有有機酸。
本發明[6]包含上述[5]之水分散性封阻型異氰酸酯,其中,上述酸係包含選自由醋酸、丙酸及乳酸所構成群之至少1種有機酸。
本發明[7]包含上述[1]至[6]中任一項之水分散性封阻型異氰酸酯,其中,上述聚異氰酸酯化合物係包含芳香族聚異氰酸酯衍生物及/或芳香脂肪族聚異氰酸酯衍生物。
本發明[8]包含一種纖維處理劑,其含有上述[1]至[7]中任一項之水分散性封阻型異氰酸酯。
本發明[9]包含一種撥水劑,其含有上述[1]至[7]中任一項之水分散性封阻型異氰酸酯。
本發明[10]包含一種塗料組成物,其含有上述[1]至[7]中任一項之水分散性封阻型異氰酸酯。
本發明[11]包含一種接著劑,其含有上述[1]至[7]中任一項之水分散性封阻型異氰酸酯。
(對照先前技術之功效)
本發明之水分散性封阻型異氰酸酯係使上述一般式(1)所示第1封阻劑之至少一部分藉由酸所中和。因此,水分散性封阻型異氰酸酯可順利地分散於水,且可長期間維持分散於水之狀態。又,水分散性封阻型異氰酸酯係第1封阻劑之至少一部分依較低溫由異氰酸酯基進行解離。
因此,水分散性封阻型異氰酸酯係低溫硬化性及貯存穩定性優越。
本發明之纖維處理劑、撥水劑、塗料組成物及接著劑係含有上述水分散性封阻型異氰酸酯。因此,纖維處理劑、撥水劑、塗料組成物及接著劑係低溫硬化性及貯存穩定性優越。
水分散性封阻型異氰酸酯係使聚異氰酸酯化合物之異氰酸酯基藉由封阻劑所封阻的封阻型異氰酸酯。水分散性封阻型異氰酸酯中,封阻著異氰酸酯基之封阻劑之至少一部分係藉由酸所中和。水分散性封阻型異氰酸酯係例如分散於水而使用。
以下,將封阻劑未藉由酸所中和的情況簡稱為「封阻型異氰酸酯」,而與「水分散性封阻型異氰酸酯」有所區別。
封阻型異氰酸酯係聚異氰酸酯化合物與封阻劑的反應生成物。
(1) 聚異氰酸酯化合物
作為聚異氰酸酯化合物,可舉例如聚異氰酸酯單體、及聚異氰酸酯衍生物。
作為聚異氰酸酯單體,可舉例如脂肪族聚異氰酸酯、芳香族聚異氰酸酯及芳香脂肪族聚異氰酸酯。
脂肪族聚異氰酸酯可舉例如:伸乙基二異氰酸酯、三亞甲基二異氰酸酯、1,4-四亞甲基二異氰酸酯、1,5-五亞甲基二異氰酸酯、1,6-六亞甲基二異氰酸酯、三甲基六亞甲基二異氰酸酯及2,6-二異氰酸酯甲基己酸酯。
又,作為脂肪族聚異氰酸酯單體,亦可舉例如脂環族聚異氰酸酯單體。
作為脂環族聚異氰酸酯單體,可舉例如1,3-二異氰酸環戊酯、1,3-二異氰酸環戊烯酯、1,4-二異氰酸環己酯、1,3-二異氰酸環己酯、3-異氰酸基甲基-3,5,5-三甲基環己基異氰酸酯、亞甲基雙(環己基異氰酸酯)、甲基-2,4-二異氰酸環己酯、甲基-2,6-二異氰酸環己酯、降𦯉烷二異氰酸酯、1,3-雙(異氰酸基甲基)環己烷及1,4-雙(異氰酸基甲基)環己烷。
作為芳香族聚異氰酸酯,可舉例如:二異氰酸甲苯酯、伸苯基二異氰酸酯、4,4'-二苯基二異氰酸酯、1,5-萘二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、4,4'-甲苯胺二異氰酸酯、4,4'-二苯醚二異氰酸酯。
作為芳香脂肪族聚異氰酸酯,可舉例如:伸苯二甲基二異氰酸酯、四甲基伸苯二甲基二異氰酸酯及ω,ω'-二異氰酸酯-1,4-二乙基苯。
聚異氰酸酯衍生物係由上述聚異氰酸酯單體所衍生。作為聚異氰酸酯衍生物,可舉例如異三聚氰酸酯改質體、亞胺基㗁二𠯤酮改質體、三醇加成物、脲甲酸酯改質體、縮二脲改質體、脲改質體、㗁二𠯤三酮改質體、碳二亞胺改質體、脲二酮改質體、脲酮亞胺改質體。
聚異氰酸酯化合物較佳係含有聚異氰酸酯衍生物,更佳為由聚異氰酸酯衍生物所構成。
作為聚異氰酸酯衍生物,較佳可舉例如由脂肪族聚異氰酸酯所衍生之脂肪族聚異氰酸酯衍生物、由芳香族聚異氰酸酯所衍生之芳香族聚異氰酸酯衍生物、及由芳香脂肪族聚異氰酸酯所衍生之芳香脂肪族聚異氰酸酯衍生物,更佳可舉例如芳香族聚異氰酸酯衍生物、芳香脂肪族聚異氰酸酯衍生物,又更佳為芳香脂肪族聚異氰酸酯衍生物。
作為脂肪族聚異氰酸酯衍生物,更佳可舉例如脂肪族聚異氰酸酯之三聚異氰酸酯改質體,特佳可舉例如1,6-六亞甲基二異氰酸酯之三聚異氰酸酯改質體。
又,作為芳香族聚異氰酸酯衍生物,更佳可舉例如芳香族聚異氰酸酯之三聚異氰酸酯改質體,特佳可舉例如二異氰酸甲苯酯之三聚異氰酸酯改質體。
又,作為芳香脂肪族聚異氰酸酯衍生物,更佳可舉例如芳香脂肪族聚異氰酸酯之三聚異氰酸酯改質體,特佳可舉例如伸苯二甲基二異氰酸酯之三聚異氰酸酯改質體。
又,聚異氰酸酯化合物可藉由含有活性氫基之親水性化合物進行改質,亦可併用陽離子性親水性基與非離子性親水性基。
親水性化合物係具有活性氫基與親水性基。作為親水性化合物,可舉例如非離子性親水性化合物,較佳可舉例如聚氧乙烯化合物。聚氧乙烯化合物係具有至少3個連續之氧伸乙基。
作為聚氧乙烯化合物,可舉例如含聚氧乙烯基之多元醇、含聚氧乙烯基之聚胺、單側末端封端聚氧乙二醇、及單側末端封端聚氧乙烯二胺。
聚氧乙烯化合物可單獨使用或併用2種以上。
聚氧乙烯化合物較佳為含有單側末端封端聚氧乙二醇,更佳為含有單烷氧基聚氧乙二醇。
單烷氧基聚氧乙二醇之一側末端,係例如由碳數1~20之烷基所封端。單烷氧基聚氧乙二醇之另一側末端係具有羥基。
作為單烷氧基聚氧乙二醇,可舉例如甲氧基聚氧乙二醇及乙氧基聚氧乙二醇,較佳可舉例如甲氧基聚氧乙二醇。
聚氧乙烯化合物之數量平均分子量例如為200以上、較佳400以上,又,例如2000以下、較佳1500以下。又,聚氧乙烯化合物之數量平均分子量可藉由凝膠滲透層析法測定。
在聚異氰酸酯化合物藉由親水性化合物所改質的情況,例如使上述聚異氰酸酯單體及/或聚異氰酸酯衍生物、與上述親水性化合物依游離之異氰酸酯基殘存的比例進行反應。
相對於改質前之聚異氰酸酯化合物之異氰酸酯基100莫耳,親水性化合物之活性氫基之比例例如為0.5莫耳以上、較佳1莫耳以上,又例如為10莫耳以下、較佳5莫耳以下。
此種聚異氰酸酯化合物可單獨使用或併用2種以上。
聚異氰酸酯化合物中之異氰酸酯基的平均官能基數例如為2以上、較佳2.5以上,又例如為4以下、較佳3.5以下。
聚異氰酸酯化合物中之異氰酸酯基的含量(NCO%)例如為5質量%以上、較佳7質量%以上,又例如為30質量%以下、較佳25質量%以下。
(2) 封阻劑
封阻劑係至少含有第1封阻劑。因此,封阻型異氰酸酯係至少含有藉由第1封阻劑封阻了異氰酸酯基的第1潛在異氰酸酯基。
(2-1)第1封阻劑
第1封阻劑係具有封阻異氰酸酯基使其不活性化的作用,另一方面,在異氰酸酯基經封阻之狀態及經去封阻之狀態下,具有使異氰酸酯基活性化的觸媒作用。觸媒作用將於後詳述。
第1封阻劑係由下述一般式(1)所示。第1封阻劑係具有胍骨架的胍化合物。
(式中,R
1~R
5表示碳數1~12之烴基或氫原子;又,R
1及R
3亦可相互鍵結形成雜環;又,亦可R
4及R
1相互鍵結形成雜環、且R
5及R
3相互鍵結形成雜環。)
上述一般式(1)中,R
1~R
5可彼此相同或相異。R
1~R
5表示碳數1~12之烴基或氫原子。R
1~R
5之至少任一者較佳為氫原子。
作為R
1~R
5表示之碳數1~12之烴基,可舉例如碳數1~12之烷基及碳數6~12之芳基。
作為碳數1~12之烷基,可舉例如碳數1~12之鏈狀烷基、及碳數3~12之環狀烷基。
作為碳數1~12之鏈狀烷基,可舉例如直鏈或分支的碳數1~12之鏈狀烷基,例如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、戊基、異戊基、第三戊基、己基、庚基、辛基、壬基、異壬基、癸基、十一烷基、及十二烷基。
作為碳數3~12之環狀烷基,可舉例如環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基、環辛基、環壬基、環癸基、及環十二烷基等。
作為碳數6~12之芳基,可舉例如苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、薁基、及聯苯基等。
碳數1~12之烴基係R
1~R
5中亦可彼此相同或互異。
又,R
1及R
3可彼此鍵結形成雜環。
由R
1及R
3彼此鍵結形成的雜環,係具有-N=C-N-構造之含氮雜環,可舉例如3~20員環的雜環、較佳3~10員環、更佳係3~8員環、特佳5~7員環的雜環。又,雜環例如可為單環狀,亦可例如為由複數單環共用一邊的多環狀。又,雜環係可為共軛系雜環。
另外,亦可R
4及R
1相互鍵結形成雜環、且R
5及R
3相互鍵結形成雜環。
又,由R
1、R
3、R
4及R
5所形成的雜環亦可為複數之單環共用一邊的多環狀。此時所形成之雜環係具有-N=C-N-構造的含氮雜環,可舉例如6~20員環之雜環、較佳6~15員環、更佳6~12員環、又更佳10~12員環之雜環。又,雜環亦可為共軛系雜環。尚且,在R
1、R
3、R
4及R
5形成雜環的情況,R
2較佳表示氫原子。作為此種雜環構造,具體可舉例如三氮雜雙環構造。
上述一般式(1)中,R
1~R
5較佳表示碳數1~12之烴基或氫原子,更佳表示碳數1~12之烷基或氫原子,又更佳表示碳數1~12之鏈狀烷基或氫原子。特佳係上述一般式(1)中,R
1、R
2、R
4及R
5表示碳數1~12之鏈狀烷基,R
3表示氫原子。
此種上述一般式(1)所示第1封阻劑可單獨使用或併用2種以上。
作為上述一般式(1)所示第1封阻劑,具體可舉例如3,3-二烷基胍、1,1,3,3-四烷基胍及1,5,7-三氮雜雙環[4.4.0]癸-5-烯等。
上述一般式(1)所示第1封阻劑,較佳係含有1,1,3,3-四烷基胍,更佳係含有1,1,3,3-四甲基胍,又更佳係由1,1,3,3-四甲基胍所構成。
第1封阻劑若含有1,1,3,3-四烷基胍,則可確實地確保水分散性封阻型異氰酸酯之低溫硬化性。
又,第1封阻劑之解離溫度例如為60℃以上、較佳80℃以上,例如150℃以下、較佳130℃以下。
尚且,封阻劑之解離溫度可藉由以下方法測定(以下相同)。
將封阻型異氰酸酯塗佈於矽晶圓,一邊加熱一邊藉由IR測定觀察異氰酸酯基再生之溫度。又,在封阻劑之觸媒能力高、無法觀察到再生之異氰酸酯基的情況,係藉由與多元醇混合,將此混合物塗佈於矽晶圓,一邊加熱一邊藉由IR測定觀察多元醇化合物之羥基產生反應的溫度,則可測定封阻劑之解離溫度。封阻劑之觸媒能力將於後說明。
封阻劑中之第1封阻劑的含有比例,例如為1莫耳%以上、較佳超過2莫耳%、更佳4莫耳%以上、又更佳6莫耳%以上,又例如為100莫耳%以下、較佳90莫耳%以下、更佳未滿80莫耳%、又更佳70莫耳%以下、特佳25莫耳%以下。
若第1封阻劑之含有比例為上述範圍,可穩定確保水分散性封阻型異氰酸酯之水分散性,同時可達到水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液的貯存穩定性提升。
(2-2)第2封阻劑
封阻劑較佳係除了上述第1封阻劑以外,尚含有第2封阻劑。封阻劑較佳係由第1封阻劑及第2封阻劑所構成。因此,封阻型異氰酸酯較佳係除了第1潛在異氰酸酯基之外,尚含有藉由第2封阻劑封阻了異氰酸酯基的第2潛在異氰酸酯基。
若封阻劑含有第2封阻劑,可更確實地確保水分散性封阻型異氰酸酯之低溫硬化性。
第2封阻劑係將異氰酸酯基封阻而進行不活性化,另一方面依去封阻之狀態使異氰酸酯基再生的封阻劑,又,不論是未具有使所再生之異氰酸酯基活性化之程度的觸媒作用、或具有使所再生之異氰酸酯基活性化之程度的觸媒作用,其觸媒作用均小於上述第1封阻劑。
尚且,第1封阻劑之觸媒作用及第2封阻劑之觸媒作用,可藉由日本專利特開2017-82208號公報之[0242]段落~[0247]段落記載之方法進行比較。
作為第2封阻劑,可舉例如咪唑系化合物、醇系化合物、酚系化合物、活性亞甲基系化合物、胺系化合物、亞胺系化合物、肟系化合物、胺甲酸系化合物、脲系化合物、酸醯胺系化合物、酸醯亞胺系化合物、三唑系化合物、吡唑系化合物、巰系化合物、亞硫酸氫鹽、咪唑啉系化合物及嘧啶系化合物。
作為咪唑系化合物,可舉例如咪唑、苯并咪唑、2-甲基咪唑、4-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-異丙基咪唑、2,4-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑及2-胺-咪唑。
醇系化合物可舉例如甲醇、乙醇、2-丙醇、正丁醇、第二丁醇、2-乙基己醇、1-辛醇、2-辛醇、環己醇、乙二醇、苄醇、2,2,2-三氟乙醇、2,2,2-三氯乙醇、2-(羥基甲基)呋喃、2-甲氧基乙醇、甲氧基丙醇、2-乙氧基乙醇、正丙氧基乙醇、2-丁氧基乙醇、2-乙氧基乙氧基乙醇、2-乙氧基丁氧基乙醇、丁氧基乙氧基乙醇、2-丁氧基乙基乙醇、2-丁氧基乙氧基乙醇、N,N-二丁基-2-羥基乙醯胺、N-羥基琥珀醯亞胺、N-啉乙醇、2,2-二甲基-1,3-二氧戊環-4-甲醇、3-㗁唑啶乙醇、2-羥基甲基吡啶、糠醇、12-羥基硬脂酸、三苯基矽醇、及甲基丙烯酸-2-羥基乙酯。
酚系化合物可舉例如酚、甲酚、乙酚、正丙酚、異丙酚、正丁酚、第二丁酚、第三丁酚、正己酚、2-乙基己酚、正辛酚、正壬酚、二正丙酚、二異丙酚、異丙基甲酚、二正丁酚、二第二丁酚、二第三丁酚、二正辛酚、二-2-乙基己酚、二正壬酚、硝基酚、溴酚、氯酚、氟酚、二甲酚、苯乙烯化酚、水楊酸甲酯、4-羥基苯甲酸甲酯、4-羥基苯甲酸苄酯、羥基苯甲酸2-乙基己酯、4-[(二甲胺基)甲基]酚、4-[(二甲胺基)甲基]壬酚、雙(4-羥基苯基)醋酸、2-羥基吡啶、2-羥基喹啉、8-羥基喹啉、2-氯-3-吡啶酚、吡啶-2-硫醇。
活性亞甲基系化合物可舉例如丙二酸亞異丙酯(Meldrum's acid)、丙二酸二烷基酯、乙醯醋酸烷基酯、甲基丙烯酸-2-乙醯乙醯氧基乙酯、乙醯丙酮及氰基醋酸乙酯。作為丙二酸二烷基酯,可舉例如丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯、丙二酸二正丁酯、丙二酸二第三丁酯、丙二酸二-2-乙基己酯、丙二酸甲基正丁酯、丙二酸乙基正丁酯、丙二酸甲基第二丁酯、丙二酸乙基第二丁酯、丙二酸甲基第三丁酯、丙二酸乙基第三丁酯、甲基丙二酸二乙酯、丙二酸二苄酯、丙二酸二苯酯、丙二酸苄基甲酯、丙二酸乙基苯酯、丙二酸第三丁基苯酯、及丙二酸亞異丙酯。作為乙醯醋酸烷基酯,可舉例如乙醯醋酸甲酯、乙醯醋酸乙酯、乙醯醋酸正丙酯、乙醯醋酸異丙酯、乙醯醋酸正丁酯、乙醯醋酸第三丁酯、乙醯醋酸苄酯、乙醯醋酸苯酯。
作為胺系化合物,可舉例如二丁胺、二苯胺、苯胺、N-甲基苯胺、咔唑、雙(2,2,6,6-四甲基哌啶基)胺、二正丙胺、二異丙胺、異丙基乙胺、2,2,4-三甲基六亞甲胺、2,2,5-三甲基六亞甲胺、N-異丙基環己胺、二環己胺、雙(3,5,5-三甲基環己基)胺、哌啶、2,6-二甲基哌啶、第三丁基甲胺、第三丁基乙胺、第三丁基丙胺、第三丁基丁胺、第三丁基苄胺、第三丁基苯胺、2,2,6-三甲基哌啶、2,2,6,6-四甲基哌啶、(二甲胺基)-2,2,6,6-四甲基哌啶、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶、6-甲基-2-哌啶、及6-胺基己酸。
作為亞胺系化合物可舉例如伸乙亞胺、聚伸乙亞胺、1,4,5,6-四氫嘧啶。
肟系化合物可舉例如甲醛肟、乙醛肟、丙酮肟、甲乙酮肟、環己酮肟、二乙醯基單肟、二苯酮肟、2,2,6,6-四甲基環己酮肟、二異丙酮肟、甲基第三丁酮肟、二異丁酮肟、甲基異丁酮肟、甲基異丙酮肟、甲基-2,4-二甲基戊酮肟、甲基-3-乙基庚酮肟、甲基異戊酮肟、正戊酮肟、2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁二酮單肟、4,4'-二甲氧基二苯酮肟、2-庚酮肟等。
作為胺甲酸系化合物,可舉例如N-苯基胺甲酸苯酯。
作為脲系化合物可舉例如脲、硫脲、伸乙脲等。
酸醯胺系化合物換言之為內醯胺系化合物。酸醯胺系化合物可舉例如乙醯苯胺、N-甲基乙醯胺、醋酸醯胺、ε-己內醯胺、δ-戊內醯胺、γ-丁內醯胺、吡咯啶酮、2,5-哌𠯤二酮及十二內醯胺等。
作為酸醯亞胺系化合物可舉例如琥珀酸醯亞胺、順丁烯二酸醯亞胺、及酞醯亞胺等。
三唑系化合物可舉例如1,2,4-三唑、及苯并三唑等。
吡唑系化合物可舉例如吡唑、3-甲基吡唑、3-甲基-5-苯基吡唑、3,5-二苯基吡唑、4-苄基-3,5-二甲基吡唑、4-硝基-3,5-二甲基吡唑、4-溴-3,5-二甲基吡唑、3,5-二烷基吡唑。3,5-二烷基吡唑係於吡唑環之4位不具有取代基。作為3,5-二烷基吡唑,可舉例如3,5-二甲基吡唑、3,5-二異丙基吡唑、3,5-二第三丁基吡唑。
巰系化合物可舉例如丁基硫醇、十二烷基硫醇、及己硫醇等。
亞硫酸氫鹽可舉例如亞硫酸氫鈉。
咪唑啉系化合物可舉例如2-甲基咪唑啉及2-苯基咪唑啉。
作為吡啶系化合物,可舉例如2-甲基-1,4,5,6-四氫吡啶。
又,第2封阻劑並不限定於上述。作為第2封阻劑,可舉例如苯并㗁唑酮、靛紅衍酸酐(isatoic anhydride)及四丁基鏻‧醋酸酯。
此種第2封阻劑可單獨使用或併用2種以上。
第2封阻劑較佳係含有吡唑系化合物,更佳係由吡唑系化合物所構成。作為吡唑系化合物,較佳可舉例如3,5-二苯基吡唑及3,5-二烷基吡唑,更佳為3,5-二烷基吡唑,又更佳為3,5-二甲基吡唑。
第2封阻劑之解離溫度例如為150℃以下、較佳140℃以下、更佳130℃以下,例如60℃以上。
封阻劑中之第2封阻劑的含有比例,例如為0莫耳%以上、較佳10莫耳%以上、更佳超過20莫耳%、又更佳30莫耳%以上、特佳75莫耳%以上,又例如為99莫耳%以下、較佳未滿98莫耳%、更佳96莫耳%以下、又更佳94莫耳%以下。
(3) 封阻型異氰酸酯之調製
接著說明封阻型異氰酸酯之調製。
於調製封阻型異氰酸酯時,係使封阻劑與聚異氰酸酯化合物反應。
在封阻劑僅含有第1封阻劑的情況,使聚異氰酸酯化合物與第1封阻劑反應。
相對於聚異氰酸酯化合物之異氰酸酯基,第1封阻劑中之可與異氰酸酯基反應之活性基的當量比(活性基/異氰酸酯基)例如為1.0以上,又例如為1.5以下、較佳1.2以下、更佳1.1以下。
又,聚異氰酸酯化合物與第1封阻劑的反應,例如於惰性氣體環境下實施。作為惰性氣體,可舉例如氮氣及氬氣。
反應溫度例如為0℃以上、較佳20℃以上,又例如為80℃以下、較佳60℃以下。反應壓力例如為大氣壓。反應時間例如為0.5小時以上、較佳1.0小時以上,又例如為24小時以下、較佳12小時以下。
藉此,異氰酸酯基與第1封阻劑反應,生成第1潛在異氰酸酯基。
又,在封阻劑含有第1封阻劑及第2封阻劑時,使上述聚異氰酸酯化合物與上述第1封阻劑及上述第2封阻劑反應。
聚異氰酸酯化合物、與第1封阻劑及第2封阻劑的反應順序,並無特別限制,例如使聚異氰酸酯化合物與第2封阻劑依游離之異氰酸酯基殘存的比例反應後,使具有該游離異氰酸酯基之封阻型異氰酸酯與第1封阻劑反應。
相對於聚異氰酸酯化合物之異氰酸酯基,第2封阻劑中之可與異氰酸酯基反應的活性基的當量比(活性基/異氰酸酯基)例如為0.1以上、較佳超過0.2、更佳0.3以上、又更佳0.75以上,又例如為未滿0.99、較佳0.98以下、更佳0.94以下。
藉此,第2封阻劑將聚異氰酸酯化合物之異氰酸酯基之一部分封阻,生成第2潛在異氰酸酯基,同時聚異氰酸酯化合物之異氰酸酯基之剩餘部分依游離狀態殘存。
接著,使殘存游離狀態之異氰酸酯基的封阻型異氰酸酯與第1封阻劑反應。
相對於封阻型異氰酸酯之游離的異氰酸酯基,第1封阻劑中之可與異氰酸酯基反應的活性基的當量比(活性基/異氰酸酯基)例如為0.01以上、較佳0.05以上,例如1.3以下、較佳1.2以下、更佳1.1以下。
尚且,聚異氰酸酯化合物與第1封阻劑及第2封阻劑的反應條件,係與上述聚異氰酸酯化合物與第1封阻劑的反應條件相同。
又,反應之結束可例如採用紅外分光分析法等,藉由確認異氰酸酯基之消失或減少而判斷。
藉此,於封阻型異氰酸酯中,依游離狀態殘存之異氰酸酯基與第1封阻劑反應,生成第1潛在異氰酸酯基。
又,上述各反應均可於無溶媒下、亦可於例如有機溶媒之存在下進行。
作為有機溶媒,可舉例如酮類、腈類、腈類、脂肪族烴類、脂環族烴類、芳香族烴類、二醇醚酯類、醚類、鹵化脂肪族烴類及極性非質子類。有機溶媒可單獨使用或併用2種以上。
藉由以上,可被調製封阻型異氰酸酯。
封阻型異氰酸酯係至少具有藉由第1封阻劑封阻了異氰酸酯基的第1潛在異氰酸酯基。封阻型異氰酸酯較佳係於1分子中合併具有第1潛在異氰酸酯基、與藉由第2封阻劑封阻了異氰酸酯基的第2潛在異氰酸酯基。
封阻型異氰酸酯中之第1潛在異氰酸酯基之含有比例的範圍,係與上述封阻劑中之第1封阻劑之含有比例範圍相同。
又,封阻型異氰酸酯中之第2潛在異氰酸酯基之含有比例的範圍,係與上述封阻劑中之第2封阻劑之含有比例範圍相同。
又,封阻型異氰酸酯之調製方法並不限定於上述方法。
例如,亦可使聚異氰酸酯化合物與第1封阻劑依游離異氰酸酯基殘存的比例進行反應後,使具有該游離異氰酸酯基之封阻型異氰酸酯與第2封阻劑進行反應。又,亦可使聚異氰酸酯化合物與第1封阻劑及第2封阻劑同時反應。
又,亦可分別調製僅藉由第1封阻劑經封阻之聚異氰酸酯化合物、與僅藉由第2封阻劑經封阻之聚異氰酸酯化合物,再混合。此時,封阻型異氰酸酯係分別含有具第1潛在異氰酸酯基之分子、與具第2潛在異氰酸酯基之分子。
(3)酸
水分散性封阻型異氰酸酯中,封阻異氰酸酯基之第1封阻劑的至少一部分係藉由酸所中和。藉此,第1封阻劑所具有之胺基形成作為陽離子性基的銨鹽。又,在封阻劑含有第2封阻劑的情況,酸亦可對第2封阻劑之一部分進行中和。
作為酸,可舉例如有機酸及無機酸。
酸較佳係含有有機酸,更佳係由有機酸所構成。
若酸含有有機酸,則可更進一步穩定確保水分散性封阻型異氰酸酯之低溫硬化性及貯存穩定性。
作為有機酸,可舉例如碳數2或3之羧酸、及碳數4以上之羧酸,較佳為碳數2或3之羧酸。
作為碳數2或3之羧酸,可舉例如醋酸、丙酸及乳酸。換言之,酸更佳為含有選自由醋酸、丙酸及乳酸所構成群之至少1種有機酸。
酸可單獨使用或併用2種以上。
在對第1封阻劑之至少一部分藉由酸進行中和時,係例如使上述封阻型異氰酸酯與上述酸進行反應。
相對於對異氰酸酯基進行封阻之第1封阻劑,酸之當量比(酸/第1封阻劑)例如為0.1以上、較佳0.5以上、更佳0.8以上,又例如為5.0以下、較佳3.0以下、更佳2.0以下。
又,封阻型異氰酸酯與酸之反應並無特別限制,例如於大氣下或惰性氣體環境下實施。作為惰性氣體,可舉例如氮氣、及氬氣。
反應溫度例如為0℃以上、較佳2.0℃以上,又例如為80℃以下、較佳60℃以下。反應壓力之條件並無特別限制,可舉例如加壓條件及大氣條件,較佳為大氣條件。反應時間例如為0.1小時以上、較佳0.5小時以上,又例如為24小時以下、較佳12小時以下。
又,上述反應較佳係於上述有機溶媒之存在下實施。
藉此,對異氰酸酯基進行封阻之第1封阻劑所具有的胺基,被酸所中和,形成作為陽離子性基之銨鹽。
藉由以上,製造水分散性封阻型異氰酸酯。
在封阻型異氰酸酯與酸之反應中使用有機溶媒的情況,水分散性封阻型異氰酸酯係溶解於含有有機溶媒之反應液中。
此時,於含有水分散性封阻型異氰酸酯之反應液中,添加水,並使用攪拌機使反應液與水乳化。然後,將乳化液、例如於減壓下進行加熱,藉此使有機溶媒揮發去除。
藉此,製造水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液。
水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液的固形份濃度,例如為1質量%以上、較佳10質量%以上,又例如為80質量%以下、較佳50質量%以下。
水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液的黏度,例如為1mPa‧s以上、較佳3mPa‧s以上,又例如為800mPa‧s以下、較佳500mPa‧s以下。又,水分散液之黏度可根據後述實施例記載之方法進行測定(以下相同)。
水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液的pH,例如為3.0以上、較佳4.0以上,又例如為9.0以下、較佳8.0以下。又,水分散液之pH可根據後述實施例記載之方法進行測定(以下相同)。
水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液之粒徑,例如為5nm以上、較佳10nm以上,又例如為500nm以下、較佳300nm以下。又,水分散液之粒徑可根據後述實施例記載之方法進行測定(以下相同)。
<作用效果>
上述水分散性封阻型異氰酸酯中,上述一般式(1)所示第1封阻劑之至少一部分藉由酸所中和。因此,水分散性封阻型異氰酸酯可順利分散於水中,且可長期間維持分散於水之狀態。又,水分散性封阻型異氰酸酯中,第1封阻劑之至少一部分係於較低溫、具體而言為120℃以下由異氰酸酯基解離。
因此,水分散性封阻型異氰酸酯係低溫硬化性及貯存穩定性優越。
再者,若使上述一般式(1)所示第1封阻劑之至少一部分藉由酸所中和,則上述水分散性封阻型異氰酸酯含有藉由上述中和所生成的3級銨之陽離子鹽。因此,水分散性封阻型異氰酸酯可表現來自3級銨之陽離子鹽的優越抗菌性。
<樹脂原料>
樹脂原料係含有上述水分散性封阻型異氰酸酯,視需要含有多元醇化合物。作為樹脂原料,可舉例如二液型聚胺基甲酸酯樹脂原料、一液型聚胺基甲酸酯樹脂原料、及封阻型異氰酸酯‧黏結劑樹脂組成物。
二液型聚胺基甲酸酯樹脂原料係分別調製含有上述水分散性封阻型異氰酸酯之硬化劑、與含有多元醇化合物之主劑,在即將使用前調整其等者。
一液型聚胺基甲酸酯樹脂原料係將含有上述水分散性封阻型異氰酸酯之硬化劑、與含有多元醇化合物之主劑事先混合者。
封阻型異氰酸酯‧黏結劑樹脂組成物係將上述水分散性封阻型異氰酸酯、與含有黏結劑樹脂之黏結劑樹脂液事先混合者。又,黏結劑樹脂液未含有多元醇化合物。
作為多元醇化合物,可舉例如低分子量多元醇、及高分子量多元醇。
低分子量多元醇之數量平均分子量例如為未滿300、較佳未滿400。低分子量多元醇係具有2個以上羥基。
作為低分子量多元醇,可舉例如二元醇、三元醇、四元醇、五元醇、六元醇、七元醇及八元醇。
作為二元醇,可舉例如乙二醇、丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,2-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、2,2,2-三甲基戊二醇、3,3-二羥甲基庚烷、烷烴(C7~20)二醇、1,3-環己烷二甲醇、1,4-環己烷二甲醇、1,3-環己二醇、1,4-環己二醇、氫化雙酚A、1,4-二羥基-2-丁烯、2,6-二甲基-1-辛烯-3,8-二醇、雙酚A、二乙二醇、三乙二醇、及二丙二醇。
作為三元醇,可舉例如甘油、三羥甲基丙烷、及三異丙醇胺。
作為四元醇,可舉例如四羥甲基甲烷(季戊四醇)、及二甘油。
作為五元醇,可舉例如木糖醇。
作為六元醇,可舉例如山梨糖醇、己六醇、蒜糖醇(allitol)、艾杜糖醇(iditol)、半乳糖醇(dulcitol)、阿卓糖醇(altritol)、肌醇、及二季戊四醇。
作為七元醇,可舉例如洋梨醇(perseitol)。
作為八元醇,可舉例如蔗糖。
此種低分子量多元醇可單獨使用或併用2種以上。
高分子量多元醇之數量平均分子量例如為300以上、較佳400以上、更佳500以上。高分子量多元醇係具有2個以上羥基。
作為高分子量多元醇,可舉例如聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚胺基甲酸酯多元醇、環氧多元醇、植物油多元醇、聚烯烴多元醇、丙烯酸多元醇、乙烯基單體改質多元醇、及含氟多元醇。
作為聚醚多元醇,可舉例如聚氧伸烷基(C2~3)多元醇、及聚四亞甲醚多元醇。
作為聚酯多元醇,可舉例如己二酸系聚酯多元醇、酞酸系聚酯多元醇、及內酯系聚酯多元醇。
作為聚碳酸酯多元醇,可舉例如以上述低分子量多元醇為起始劑之碳酸伸乙酯之開環聚合物,及由上述二元醇與開環聚合物經共聚合之非晶性聚矽酸酯多元醇。
作為聚胺基甲酸酯多元醇,可舉例如聚酯聚胺基甲酸酯多元醇、聚醚聚胺基甲酸酯多元醇、聚碳酸酯聚胺基甲酸酯多元醇、及聚酯聚醚聚胺基甲酸酯多元醇。
作為環氧多元醇,可舉例如藉由上述低分子量多元醇、與多官能鹵醇之反應所得的環氧多元醇。
作為植物油多元醇,可舉例如蓖麻子油、椰子油、及酯改質蓖麻子油多元醇。
作為聚烯烴多元醇,可舉例如聚丁二烯多元醇及部分皂化乙烯-醋酸乙烯酯共聚合體。
作為丙烯酸多元醇,可舉例如含羥基之丙烯酸酯、及可與含羥基之丙烯酸酯進行共聚合之共聚合性乙烯基單體的共聚合體。
作為乙烯基單體改質多元醇,係藉由上述高分子量多元醇、與乙烯基單體的反應所獲得。
作為含氟多元醇,可舉例如於上述丙烯酸多元醇之共聚合中,調配氟化合物作為共聚合性乙烯基單體的丙烯酸多元醇。
此等高分子量多元醇可單獨使用或併用2種以上。
此種多元醇化合物可單獨使用或併用2種以上。
多元醇化合物中,較佳可舉例如高分子量多元醇、更佳可舉例如聚胺基甲酸酯多元醇及丙烯酸多元醇。
黏結劑樹脂係除了上述多元醇化合物以外,可舉例如不具羥基之高分子化合物,較佳可舉例如胺基甲酸酯樹脂、丙烯酸樹脂。
又,視需要,於水分散性封阻型異氰酸酯、多元醇化合物及黏結劑樹脂之任一者或所有中可適當調配添加劑。作為添加劑,可舉例如反應溶媒、觸媒、環氧樹脂、塗佈性改良劑、均平劑、消泡劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、增黏劑、抗沉澱劑、可塑劑、界面活性劑、顏料、填充劑、有機微粒子、無機微粒子、及防霉劑。添加劑之調配量係視其目的及用途而適當決定。
水分散性封阻型異氰酸酯與多元醇化合物之調配中,相對於多元醇化合物之羥基,水分散性封阻型異氰酸酯之潛在異氰酸酯基的當量比(潛在異氰酸酯基/羥基)例如為0.1以上、較佳0.5以上,又例如為5以下、較佳3以下。
而且,水分散性封阻型異氰酸酯、多元醇化合物及黏結劑樹脂之任一者、或含有此等混合物的處理劑,係藉由公知之塗佈方法塗佈於對象物,藉由使其乾燥而形成塗膜。其後,塗膜進行加熱,視需要進行熟成。
加熱溫度例如為60℃以上、較佳80℃以上,又例如為180℃以下、較佳150℃以下、更佳130℃以下、又更佳120℃以下、特佳110℃以下。
加熱溫度較高時,對於本發明之低溫硬化性的硬化而言,可縮短硬化時間。
作為此種樹脂原料之用途,可舉例如纖維處理劑、撥水劑、塗料組成物、接著劑、抗靜電劑、製紙用處理劑、濕潤紙力增強劑、記錄媒體之接受層、電鍍塗裝組成物、抗菌‧抗病毒組成物、經膠囊化之組成物、光學構件及乳膠組成物。
此種樹脂原料之用途中,較佳可舉例如纖維處理劑、撥水劑、塗料組成物及接著劑,更佳可舉例如纖維處理劑及撥水劑。
<纖維處理劑>
纖維處理劑係用於對布狀纖維製品壓印墨水而形成影像的印花。作為印花,可舉例如類比方式之印花、及數位方式之印花。作為類比方式之印花,可舉例如網版印刷之印花。作為數位方式之印花,可舉例如噴墨印刷之印花。
若不使用纖維處理劑而對布狀纖維製品壓印墨水,則有無法充分確保印花物之摩擦牢固性的情形。
布狀纖維製品係由纖維所構成。作為布狀纖維製品之形態,可舉例如織物、編物、不織布及起毛布。布狀纖維製品亦可具有纖維以外之部分。
作為布狀纖維製品之纖維,可舉例如天然纖維、再生纖維、合成纖維、半合成纖維及無機纖維。
作為天然纖維,可舉例如棉、木棉、亞麻、苧麻、黃麻、馬尼拉麻、瓊麻、喀什米爾山羊毛、馬海毛、羊駝毛、駱駝毛、絹、羊毛、及羽毛。
作為再生纖維,可舉例如嫘縈、多元腦纖維、銅銨纖維及天絲纖維。
作為合成纖維,可舉例如聚醯胺纖維、聚酯纖維、丙烯酸纖維、聚烯烴纖維、聚乙烯醇、聚氯乙烯纖維、聚胺基甲酸酯纖維、聚氧亞甲基纖維、聚四氟乙烯纖維、苯甲酸纖維、聚對伸苯基苯并雙噻唑纖維、聚對伸苯基苯并雙㗁唑纖維、聚醯亞胺纖維及乳酸纖維。
作為半合成纖維,可舉例如乙酸酯及蛋白質共聚纖維(PROMIX)。
作為無機纖維,可舉例如石綿、玻璃纖維、碳纖維、氧化鋁纖維、碳化矽纖維、硼烷纖維、鈦纖維、無機晶鬚、岩纖維及熔渣纖維玻璃纖維。
纖維可單獨使用或併用2種以上。
作為布狀纖維製品,具體可舉例如衣類、隨身物、及其他製品。作為衣類,可舉例如襯衫、運動服、平織運動衣、褲、連身裙、罩衫、帽子及襪。作為隨身物,可舉例如手帕、領帶、及布製腰帶。作為其他製品,可舉例如鞋、寢具、床單、窗簾、汽車座椅、包袋及旗。
又,布狀纖維製品之顏色並無特別限制。布狀纖維製品可為白色,亦可為白色以外之彩色。
此種布狀纖維製品之表面係具有陰離子性。
墨水例如含有陰離子性樹脂、顏料、與水。
作為陰離子性樹脂,可舉例如具有陰離子性基之樹脂、及藉由陰離子性分散劑進行了表面處理的樹脂。
作為樹脂,可舉例如胺基甲酸酯樹脂、(甲基)丙烯酸樹脂、烯烴樹脂、乙烯樹脂及纖維素樹脂。又,作為(甲基)丙烯酸,可舉例如甲基丙烯酸及丙烯酸(以下相同)。
作為陰離子性基,可舉例如羧基及磺酸基。陰離子性基係位於樹脂之主鏈或側鏈。
作為陰離子性分散劑,可舉例如陰離子性界面活性劑。
陰離子性樹脂可單獨使用或併用2種以上。
作為顏料,可舉例如公知之有機顏料及公知之無機顏料。
又,墨水中視需要亦可含有上述低分子量多元醇。
纖維處理劑係作為於印花時對布狀纖維製品之墨水壓印的前處理及/或後處理,而賦予至布狀纖維製品。纖維處理劑可對印花物賦予優越的摩擦牢固性。
纖維處理劑係至少含有上述水分散性封阻型異氰酸酯。因此,纖維處理劑係低溫硬化性及貯存穩定性優越。又,纖維處理劑較佳係進一步含有上述高分子量多元醇。
纖維處理劑亦可進一步含有非離子性樹脂及/或陽離子性樹脂。
非離子性樹脂可舉例如具有非離子性基之樹脂、及藉由非離子性分散劑進行表面處理的樹脂。
作為非離子性樹脂之樹脂,可舉例如上述樹脂。
作為非離子性基,可舉例如至少3個連續之氧伸乙基(聚氧伸乙基)。非離子性基係位於樹脂之主鏈或側鏈。
作為非離子性分散劑,可舉例如聚氧伸乙基烷基苯基醚、及聚氧伸乙基烷基醚。非離子性分散劑可單獨使用或併用2種以上。
作為陽離子性樹脂,可舉例如具有陽離子性基之樹脂、及藉由陽離子性分散劑進行表面處理的樹脂。
作為陽離子性樹脂之樹脂,可舉例如上述樹脂。
作為陽離子性基,可舉例如胺基、吡啶基、咪唑基、苯并咪唑基、三唑基、苯并三唑基、哌唑基及苯并哌唑基。陽離子性基係位於樹脂之主鏈或側鏈。
作為陽離子性分散劑,可舉例如含胺基之丙烯酸聚合物、聚伸乙亞胺、陽離子性聚乙烯醇樹脂、及陽離子性水溶性多分枝聚酯醯胺樹脂。陽離子性分散劑可單獨使用或併用2種以上。
陽離子性樹脂可單獨使用或併用2種以上。
此種纖維處理劑例如為聚胺基甲酸酯樹脂、聚酯樹脂、丙烯酸樹脂,較佳為聚胺基甲酸酯樹脂原料。
於纖維處理劑為聚胺基甲酸酯樹脂原料時,纖維處理劑係例如使作為硬化劑之水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液、與作為主劑之高分子量多元醇之水分散液依上述比例事先混合的混合分散液。
更具體而言,在將纖維處理劑使用於壓印之前處理時,首先,將水分散性封阻型異氰酸酯與高分子量多元醇依潛在異氰酸酯基相對於羥基之當量比成為上述範圍的方式混合,調製作為纖維處理劑之一例的前處理液。
又,視需要於前處理液中添加水及/或醇,調製前處理液之固形份濃度。前處理液之固形份濃度例如為1質量%以上,又例如為20質量%以下、較佳10質量%以下。
接著,將前處理液賦予至上述布狀纖維製品。作為前處理液之賦予方法,可舉例如壓吸法、浸漬法、噴塗法、塗佈法及印刷法,較佳可舉例如浸漬法。具體而言,係將布狀纖維製品浸漬於前處理液後,由前處理液拉出布狀纖維製品,視需要進行乾燥。
藉此,前處理液之塗膜形成於布狀纖維製品之表面。其後,將前處理液之塗膜加熱至上述加熱溫度。
此時,上述第1封阻劑由上述聚異氰酸酯化合物解離。因此,聚異氰酸酯化合物與高分子量多元醇進行反應,形成聚胺基甲酸酯樹脂。藉此,前處理液之塗膜硬化。
前處理液之硬化塗膜係含有去封阻狀態之第1封阻劑,且至少一部分藉酸所中和而形成銨鹽的第1封阻劑。因此,前處理液之硬化塗膜係具有陽離子性。具有陽離子性之前處理液之硬化塗膜,係與具有陰離子性之布狀纖維製品之表面形成離子鍵。其結果,可使前處理液之硬化塗膜穩定固黏於布狀纖維製品之表面。
接著,將上述墨水壓印於前處理液之硬化塗膜上,形成墨水層。又,視需要使墨水層乾燥。墨水層係含有陰離子性樹脂。因此,墨水層具有陰離子性。具有陰離子性之墨水層係與具有陽離子性之前處理液之硬化塗膜形成離子鍵。因此,可使墨水層穩定固黏於前處理液之硬化塗膜上。
又,將纖維處理劑使用於壓印之後處理時,與前處理液同樣地,調製纖維處理劑之一例的後處理液。然後,以被覆墨水層之方式塗佈後處理液。其後,將後處理液之塗膜加熱至上述加熱溫度使其硬化。後處理液之硬化塗膜係與前處理液之硬化塗膜同樣地具有陽離子性。具有陽離子性之後處理液之硬化塗膜係與具有陰離子性之墨水層形成離子鍵。因此,可使後處理液之硬化塗膜穩定固黏於墨水層上。
藉由以上,調製於布狀纖維製品上形成了影像的印花物。
印花物係於布狀纖維製品之厚度方向上依序具備具有陰離子性之布狀纖維製品、具有陽離子性之前處理液之硬化塗膜、具有陰離子性之墨水層、與視需要之具有陽離子性之後處理液之硬化塗膜。
此種印花物中,布狀纖維製品與前處理液之硬化塗膜形成離子鍵,且前處理液之硬化塗膜與墨水層形成離子鍵,視需要墨水層與後處理液之硬化塗膜形成離子鍵。因此,可對印花物賦予優越的摩擦牢固性。
<撥水劑>
撥水劑係例如對上述布狀纖維製品賦予抑制水附著的撥水性。
布狀纖維製品通常係洗滌而重複使用。因此,期望經撥水劑處理之布狀纖維製品即使經複數次洗滌,仍可維持優越撥水性的洗滌耐久性。
撥水劑係至少含有上述水分散性封阻型異氰酸酯。因此,撥水劑係低溫硬化性及貯存穩定性優越。又,撥水劑較佳係進一步含有氟樹脂。
氟樹脂為含有氟之(甲基)丙烯酸酯單體的聚合體。作為含有氟之(甲基)丙烯酸酯單體,可舉例如含有全氟烷基之碳數3~6之(甲基)丙烯酸酯。
氟樹脂亦可為含有氟之(甲基)丙烯酸酯單體、與其他單體的共聚合體。
作為其他單體,可舉例如(甲基)丙烯酸酯酯類、(甲基)丙烯醯胺類、順丁烯二酸烷基酯類、烯烴類、羧酸乙烯酯類、苯乙烯類及乙烯基醚類。
作為(甲基)丙烯酸酯類,可舉例如(甲基)丙烯酸酯月桂酯、(甲基)丙烯酸酯硬脂酯、(甲基)丙烯酸酯苄酯、(甲基)丙烯酸酯環氧丙酯、(甲基)丙烯酸酯吖酯、(甲基)丙烯酸酯羥烷酯、甲基丙烯酸3-氯-2-羥基丙酯、及烷二醇丙烯酸酯。
作為(甲基)丙烯醯胺類,可舉例如(甲基)丙烯醯胺、N-羥甲基(甲基)丙烯醯胺、二丙酮(甲基)丙烯醯胺及羥甲基化二丙酮丙烯醯胺。
作為順丁烯二酸烷基酯類,可舉例如順丁烯二酸二丁酯。
作為烯烴,可舉例如乙烯、丙烯、丁二烯、異戊二烯、氯乙烯、氟乙烯、氯亞乙烯、氟亞乙烯及氯丁二烯。
作為羧酸乙烯酯類,可舉例如醋酸乙烯酯。
作為苯乙烯類,可舉例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯及β-甲基苯乙烯。
作為乙烯醚類,可舉例如乙基乙烯醚、環己基乙烯醚及鹵化烷基乙烯醚。
其他單體可單獨使用或併用2種以上。
含有氟之(甲基)丙烯酸酯單體的聚合比例,係相對於共聚合所使用之總單體,例如為40質量%以上、較佳50質量%以上,又例如為100質量%以下、較佳80質量%以下。
此種氟樹脂之含有比例係相對於氟樹脂及水分散性封阻型異氰酸酯的總和100質量%,例如為50質量%以上、較佳70質量%以上、更佳80質量%以上,又例如為95質量%以下。
又,撥水劑亦可進一步含有非離子性化合物及/或陽離子性化合物。
作為非離子性化合物,可舉例如醚型非離子性化合物、酯型非離子性化合物及烷醇醯胺型非離子性化合物。
作為醚型非離子性化合物,可舉例如於碳數10~18之醇加成了環氧乙烷的化合物、於烷基酚加成了環氧乙烷的化合物、於聚丙二醇加成了環氧乙烷的化合物、及於多元醇之脂肪酸酯加成了環氧乙烷的化合物。
作為酯型非離子性化合物,可舉例如甘油脂肪酸酯及山梨醇酐脂肪酸酯。
作為烷醇醯胺型非離子性化合物,可舉例如脂肪酸與二乙醇胺之反應物。
非離子性化合物可單獨使用或併用2種以上。
作為陽離子性化合物,可舉例如四級銨鹽及烷基胺鹽。
陽離子性化合物可單獨使用或併用2種以上。
此種撥水劑例如為封阻型異氰酸酯‧黏結劑樹脂組成物。
在撥水劑為封阻型異氰酸酯‧黏結劑樹脂組成物時,撥水劑係例如使水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液、與作為黏結劑樹脂之氟樹脂依上述比例混合的混合液。
撥水劑之固形份濃度係藉由對撥水劑添加水而調整。撥水劑之固形份濃度例如為0.5質量%以上,又例如為10質量%以下、較佳5質量%以下。
在藉由此種撥水劑處理布狀纖維製品時,將撥水劑賦予至上述布狀纖維製品。作為撥水劑之賦予方法,可舉例如與上述前處理劑之賦予方法相同的方法,較佳可舉例如浸漬法。具體而言,係將布狀纖維製品浸漬於撥水劑後,由撥水劑拉起布狀纖維製品,視需要進行乾燥。
藉此,於布狀纖維製品之表面形成撥水劑之塗膜。其後,將撥水劑之塗膜加熱至上述加熱溫度。此時,上述第1封阻劑由上述聚異氰酸酯化合物解離。
因此,撥水劑之塗膜係含有去封阻狀態之第1封阻劑,且至少一部分藉由酸所中和而形成銨鹽的第1封阻劑。藉此,撥水劑之塗膜係具有陽離子性。具有離子性之撥水劑之塗膜係與具有陰離子性之布狀纖維製品之表面形成離子鍵。
其結果,可使撥水劑之塗膜穩定固黏於布狀纖維製品之表面,可對經撥水劑處理之布狀纖維製品賦予優越的洗滌耐久性。
<塗料組成物>
塗料組成物係至少含有上述水分散性封阻型異氰酸酯。因此,塗料組成物係低溫硬化性及貯存穩定性優越。又,塗料組成物較佳係進一步含有上述高分子量多元醇。
此種塗料組成物例如為聚胺基甲酸酯樹脂、聚酯樹脂、丙烯酸樹脂,較佳為聚胺基甲酸酯樹脂原料。
在塗料組成物為聚胺基甲酸酯樹脂原料時,塗料組成物係例如將作為硬化劑之水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液、與作為主劑之高分子量多元醇之水分散液依上述比例事先混合的混合分散液。
又,視需要對塗料組成物添加水,調整塗料組成物之固形份濃度。塗料組成物之固形份濃度例如為1質量%以上,又例如為40質量%以下、較佳30質量%以下。
然後,對被塗物藉由公知塗佈方法塗裝塗料組成物。
作為塗佈方法,可舉例如噴塗塗佈、浸塗塗佈、旋塗塗佈、旋轉霧化塗佈、及幕淋塗佈。
作為被塗物,可舉例如無機物及有機物。作為無機物,可舉例如混疑土、自然石、玻璃、及金屬。作為有機物,可舉例如塑膠、橡膠、接著劑及木材。
其後,將塗料組成物之塗膜加熱至上述加熱溫度。
此時,上述第1封阻劑由上述聚異氰酸酯化合物解離。然後,聚異氰酸酯化合物與高分子量多元醇進行反應,形成聚胺基甲酸酯樹脂。藉此,塗料組成物之塗膜硬化。
此種塗料組成物之硬化塗膜係對被塗物具有優越密黏性。
<接著劑>
接著劑係至少含有上述水分散性封阻型異氰酸酯。因此,接著劑係低溫硬化性及貯存穩定性優越。又,接著劑較佳係進一步含有上述高分子量多元醇。
此種接著劑例如為聚胺基甲酸酯樹脂、聚酯樹脂、丙烯酸樹脂,較佳為聚胺基甲酸酯樹脂原料。
在接著劑為聚胺基甲酸酯樹脂原料時,接著劑係例如將作為硬化劑之水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液、與作為主劑之高分子量多元醇之水分散液依上述比例事先混合的混合分散液。
又,視需要對接著劑添加水,調整接著劑之固形份濃度,接著劑之固形份濃度之範圍例如與塗料組成物之固形份濃度之範圍相同。
然後,將接著劑於接黏被黏物之既定位置藉由上述塗佈方法進行塗佈。
作為被黏物,可舉例如包裝材料及土木材料。作為包裝材料,可舉例如塑膠薄膜、金屬箔及金屬蒸鍍薄膜。作為土木材料,可舉例如FRP及鋼材。
其後,一邊使被黏物接觸接著劑,一邊將接著劑加熱至上述加熱溫度。藉此,接著劑硬化。此種接著劑之硬化物係對被黏物具有優越接著性。
<其他用途>
上述水分散性封阻型異氰酸酯可適合使用於纖維處理劑、撥水劑、塗料組成物及接著劑等各種產業領域。尤其上述水分散性封阻型異氰酸酯可表現來自3級銨之陽離子鹽的優越抗菌性,故特別適合使用作為抗菌劑。
[實施例]
以下表示實施例,更具體說明本發明,但本發明並不限定於此等。以下記載中所使用之調配比例(含有比例)、物性值、參數等之具體數值,可取代為記載於上述「實施方法」中與其等對應之調配比例(含有比例)、物性值、參數等該記載之上限值(定義為「以下」、「未滿」之數值)或下限值(定義為「以上」、「超過」之數值)。又,在未特別提及之前提下,「份」及「%」為質量基準。
<水分散性封阻型異氰酸酯之調製>
[實施例1~11]
室溫(25℃)下,於具備攪拌機、溫度計、冷卻器及氮氣導入管之容量2L之反應器中,填裝六亞甲基二異氰酸酯(HDI)之三聚異氰酸酯衍生物(聚異氰酸酯化合物,商品名:TAKENATE(註冊商標)D-170N,固形份100質量%,異氰酸酯基含量20.7%,三井化學公司製)200質量份、與醋酸乙酯(溶媒)。
接著,於反應器中加入3,5-二甲基吡唑(DMP,第2封阻劑)。DMP之添加比例係相對於HDI之三聚異氰酸酯衍生物之異氰酸酯基100莫耳,為表1所示之莫耳數。然後,使HDI之三聚異氰酸酯衍生物與DMP反應。
接著,於反應器加入1,1,3,3-四甲基胍(TMG,第1封阻劑)。TMG之添加比例係相對於HDI之三聚異氰酸酯衍生物之異氰酸酯基100莫耳,為表1所示之莫耳數。然後,使HDI之三聚異氰酸酯衍生物與TMG反應。
其後,藉由測定FT-IR光譜,確認異氰酸酯基經封阻化。藉此,得到含有封阻型異氰酸酯的反應液。
接著,於反應液加入醋酸進行攪拌。醋酸之添加比例係相對於所使用之第1封阻劑(TMG)1莫耳,為表1所示之莫耳數。此時,反應液之溫度為28℃。攪拌時間為0.5小時。
藉此,第1封阻劑所具有之胺基藉由醋酸所中和,形成作為陽離子性基之醋酸銨鹽。藉此,得到含有水分散性封阻型異氰酸酯之反應液。
其後,對含有水分散性封阻型異氰酸酯之反應液120質量份,添加水220質量份。其後,將反應液與水藉由均質混合器進行攪拌使其乳化。
接著,於減壓條件下,由乳化液餾除醋酸乙酯(溶媒),同時餾除一部分水。
藉由以上,調製水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液。水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液之固形份濃度為30質量%。
[實施例12]
與實施例1同樣地調製水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液。
又,實施例12中,如表2所示,未使用第2封阻劑。對於六亞甲基二異氰酸酯(HDI)之三聚異氰酸酯衍生物,僅添加TMG作為封阻劑。TMG之添加比例係相對於HDI之三聚異氰酸酯衍生物之異氰酸酯基100莫耳,為100莫耳。
[實施例13]
與實施例5同樣地調製水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液。
又,實施例13中,如表2所示,取代醋酸而使用丙酸。
[實施例14]
與實施例5同樣地調製水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液。
又,實施例14中,如表2所示,取代醋酸而使用乳酸。
[實施例15~17]
室溫(25℃)下,於具備攪拌機、溫度計、冷卻器及氮氣導入管之容量2L之反應器中,填裝六亞甲基二異氰酸酯(HDI)之三聚異氰酸酯衍生物(聚異氰酸酯化合物,商品名:TAKENATE(註冊商標)D-170N,固形份100質量%,異氰酸酯基含量20.7%,三井化學公司製)600質量份、與醋酸乙酯(溶媒)。
接著,於反應器中加入聚(氧伸乙基)甲基醚(甲氧基聚乙二醇,甲氧基PEG1000,親水性化合物)。聚(氧伸乙基)甲基之添加比例係相對於HDI之三聚異氰酸酯衍生物之異氰酸酯基100莫耳,為表2所示之莫耳數。然後,使HDI之三聚異氰酸酯衍生物與聚(氧伸乙基)甲基醚反應。
藉此,得到含有含氧伸乙基之封阻型異氰酸酯的反應液。
接著,於含有含氧伸乙基之封阻型異氰酸酯的反應液中加入DMP(第2封阻劑)。DMP之添加比例係相對於HDI之三聚異氰酸酯衍生物之異氰酸酯基100莫耳,為表2所示之莫耳數。然後,使HDI之三聚異氰酸酯衍生物與DMP反應。
接著,於反應液中加入TMG(第1封阻劑)。TMG之添加比例係相對於HDI之三聚異氰酸酯衍生物之異氰酸酯基100莫耳,為表2所示之莫耳數。然後,使HDI之三聚異氰酸酯衍生物與TMG反應。
其後,藉由測定FT-IR光譜,確認異氰酸酯基經封阻化。藉此,得到含有封阻型異氰酸酯的反應液。
接著,於反應液加入醋酸進行攪拌。醋酸之添加比例係相對於所使用之第1封阻劑(TMG)1莫耳,為2莫耳。此時,反應液之溫度為34℃。攪拌時間為0.5小時。
藉此,第1封阻劑所具有之胺基藉由醋酸所中和,形成醋酸銨鹽。藉此,得到含有水分散性封阻型異氰酸酯之反應液。
其後,對含有水分散性封阻型異氰酸酯之反應液120質量份,添加水220質量份。其後,將反應液與水藉由均質混合器進行攪拌使其乳化。
接著,於減壓條件下,由乳化液餾除醋酸乙酯(溶媒),同時餾除一部分水。
藉由以上,調製水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液(聚異氰酸酯成分)。此水分散液之固形份濃度為30質量%。
[實施例18]
與實施例5同樣地調製水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液。
又,實施例18中,如表2所示,作為第1封阻劑,係取代TMG而使用1,5,7-三氮雜雙環[4.4.0]癸-5-烯(TABD)。
[實施例19~30]
與實施例2同樣地調製水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液。
又,如表4~表5所示,作為聚異氰酸酯化合物係使用以下聚異氰酸酯衍生物。商品名、異氰酸酯種類及改質形態示於表中。
HDI之三羥甲基丙烷(TMP)加成物(三醇加成物)(聚異氰酸酯化合物,商品名:TAKENATE(註冊商標)D-160N,固形份75質量%,異氰酸酯基含量12.6%,三井化學公司製)
HDI之縮二脲(聚異氰酸酯化合物,商品名:TAKENATE(註冊商標)D-165N,固形份100質量%,異氰酸酯基含量23.3%,三井化學公司製)
HDI之脲甲酸酯(聚異氰酸酯化合物,商品名:TAKENATE(註冊商標)D-178NL,固形份100質量%,異氰酸酯基含量19.2%,三井化學公司製)
1,3-雙(異氰酸基甲基)環己烷(1,3-H
6XDI)之TMP加成物(聚異氰酸酯化合物,商品名:TAKENATE(註冊商標)D-120N,固形份75質量%,異氰酸酯基含量11.0%,三井化學公司製)
1,3-H
6XDI之三聚異氰酸酯(聚異氰酸酯化合物,商品名:TAKENATE(註冊商標)D-127N,固形份75質量%,異氰酸酯基含量13.5%,三井化學公司製)
二異氰酸伸茬酯(XDI)之TMP加成物(聚異氰酸酯化合物,商品名:TAKENATE(註冊商標)D-110N,固形份75質量%,異氰酸酯基含量11.5%,三井化學公司製)
XDI之三聚異氰酸酯(聚異氰酸酯化合物,商品名:TAKENATE(註冊商標)D-131N,固形份75質量%,異氰酸酯基含量13.7%,三井化學公司製)
二異氰酸甲苯酯(TDI)之TMP加成物(聚異氰酸酯化合物,商品名:TAKENATE(註冊商標)D-103H,固形份75質量%,異氰酸酯基含量13.0%,三井化學公司製)
TDI之三聚異氰酸酯(聚異氰酸酯化合物,商品名:TAKENATE(註冊商標)D-204,固形份50質量%,異氰酸酯基含量7.5%,三井化學公司製)
PDI之三聚異氰酸酯(聚異氰酸酯化合物,商品名:STABiO(註冊商標)D-370N,固形份100質量%,異氰酸酯基含量25%,三井化學公司製)
[比較例1]
與實施例5同樣地調製水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液。
又,比較例1中,如表3所示,作為第1封阻劑係取代TMG而使用二甲基胺基乙醇(DMAE)。
[比較例2]
與實施例5同樣地調製水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液。
又,比較例2中,如表3所示,作為第1封阻劑係取代TMG而使用N-甲基哌𠯤(MPZ)。
[比較例3]
與實施例5同樣地調製水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液。
又,比較例3中,如表3所示,作為第1封阻劑係取代TMG而使用N-甲基高哌𠯤(MHPZ)。
[比較例4]
與實施例5同樣地調製水分散性封阻型異氰酸酯。水分散性封阻型異氰酸酯未分散於水。
又,比較例4中,如表3所示,作為第1封阻劑係取代TMG而使用1,8-二氮雜雙環[5.4.0]-7-癸烯(DBU)。
[比較例5]
與實施例5同樣地調製水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液。
又,比較例5中,如表3所示,作為第1封阻劑係取代TMG而使用N,N,N'-三甲基乙二胺(TMEDA)。
[比較例6]
與實施例5同樣地調製水分散性封阻型異氰酸酯。水分散性封阻型異氰酸酯未分散於水。
又,比較例6中,如表3所示,未使用第1封阻劑。相對於六亞甲基二異氰酸酯(HDI)之三聚異氰酸酯衍生物,僅添加DMP作為封阻劑。DMP之添加比例係相對於HDI之三聚異氰酸酯衍生物所具有之異氰酸酯基100莫耳,為100莫耳。
[比較例7]
與實施例15同樣地調製水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液。
又,比較例7中,如表3所示,未使用第1封阻劑及酸。
相對於HDI之三聚異氰酸酯衍生物,僅添加DMP作為封阻劑。
DMP之添加比例係相對於HDI之三聚異氰酸酯衍生物所具有之異氰酸酯基100莫耳,為98莫耳。
<聚胺基甲酸酯樹脂之合成>
[合成例1]
於室溫(25℃)下,於具備攪拌機、溫度計、冷卻器及氮氣導入管之容量3L之反應器中,填裝聚四亞甲基醚二醇(商品名:PTG-2000SN,保土谷化學公司製)703.3質量份、三乙二醇(東京化成工業公司製)52.8質量份、N-甲基二乙醇胺(東京化成工業公司製)144.6質量份、乙腈293.3質量份,將此等於液溫40℃以下攪拌30分鐘。
接著,於反應器中加入1,3-雙(異氰酸基甲基)環己烷(商品名:TAKENATE(註冊商標)600,三井化學公司製)346.1質量份。然後,使1,3-雙(異氰酸基甲基)環己烷、與聚四亞甲基醚二醇、三乙二醇、N-甲基二乙醇胺反應30分鐘。
其後,於反應器中加入辛酸亞錫(商品名:STANOCT,三菱化學公司製)0.4質量份,將反應器加溫直到液溫成為75℃。然後,使1,3-雙(異氰酸基甲基)環己烷、聚四亞甲基醚二醇、三乙二醇、與N-甲基二乙醇胺於液溫75℃反應3小時。其後,測定FT-IR光譜,藉此確認異氰酸酯基經反應。藉此,生成聚胺基甲酸酯樹脂1。
其後,使含有聚胺基甲酸酯樹脂1之反應液冷卻至室溫(25℃),於反應液中添加醋酸72.9質量份、乙腈586.7質量份,攪拌1小時。藉由以上,得到聚胺基甲酸酯樹脂1之乙腈溶液。
接著,於20L之SUS製容器,填裝冷卻為15℃~25℃之水4431.8質量份,一邊以均質混合器攪拌,一邊於水中加入聚胺基甲酸酯樹脂1之乙腈溶液2083.3質量份。
接著,於減壓條件下,由乳化液餾除乙腈(溶媒),同時餾除一部分水。
藉由以上,調製聚胺基甲酸酯樹脂1之水分散液。聚胺基甲酸酯樹脂1之水分散液之固形份濃度為26.2質量%。
[合成例2]
於室溫(25℃)下,於具備攪拌機、溫度計、冷卻器及氮氣導入管之容量1L之反應器中,填裝聚碳酸酯二醇(商品名:DURANOL T-6002,旭化成公司製)291.1質量份、N-甲基二乙醇胺(東京化成工業公司製)15.5質量份、乙腈54.5質量份,將此等於液溫60℃以下攪拌1小時。
接著,於反應器中加入1,3-雙(異氰酸基甲基)環己烷(商品名:TAKENATE(註冊商標)600,三井化學公司製)74.8質量份,將反應器加溫直到液溫成為80℃。藉此,使1,3-雙(異氰酸基甲基)環己烷、聚碳酸酯二醇、與N-甲基二乙醇胺反應,生成聚胺基甲酸酯樹脂2。然後,每1小時測定胺當量,測定異氰酸酯基之反應率。
其後,在反應率到達99.5%以上時,將反應液冷卻至室溫(25℃)。接著,於反應液中添加醋酸27.3質量份、乙腈217.9質量份,攪拌1小時。藉由以上,得到聚胺基甲酸酯樹脂2之乙腈溶液。
其後,於反應器中添加冷卻為15℃~25℃之水970質量份,攪拌使其乳化。
接著,於減壓條件下,由乳化液餾除乙腈(溶媒),同時餾除一部分水。
藉由以上,調製聚胺基甲酸酯樹脂2之水分散液。聚胺基甲酸酯樹脂2之水分散液之固形份濃度為32.5質量%。
<評價>
1. 水分散性封阻型異氰酸酯之水分散性
如上述各實施例及各比較例所記載般,於含有水分散性封阻型異氰酸酯之反應液中添加水,將反應液與水藉由均質混合器進行攪拌使其乳化。依下述基準評價此等反應液對水之分散性,作為水分散性封阻型異氰酸酯之水分散性。其結果示於表1~表5。
○:含有水分散性封阻型異氰酸酯之反應液迅速分散於水。
△:藉由長時間(0.5小時以上)之攪拌則含有水分散性封阻型異氰酸酯之反應液分散於水。
╳:含有水分散性封阻型異氰酸酯之反應液不分散於水。發生沉澱。
2. 水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液之黏度
將各實施例及各比較例所調製之水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液,藉由恆溫水槽成為25℃後,藉由旋轉黏度計RB-85(東機產業公司製)測定水分散液之黏度。其結果示於表1~表5。
3. 水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液之pH
藉由pH測定器(堀場製作所公司製)測定各實施例及各比較例所調製之水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液的pH值。其結果示於表1~表5。
4. 水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液的粒徑
藉由濃厚系粒徑分析計FPAR-1000(大塚電子公司製)測定各實施例及各比較例所調製之水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液的粒徑。其結果示於表1~表5。
5. 水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液的貯存穩定性
將各實施例及各比較例所調製之水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液收容於容器。然後,將水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液於40℃靜置7天。其後,藉目視依下述基準評價水分散液之貯存穩定性進行五階段評價。其結果示於表1~表5。
又,實施例2~3及實施例19~29中,係將水分散性封阻型異氰酸之水分散液依上述方法於40℃靜置30天。其後,藉由目視依下述基準對水分散液之貯存穩定性進行五階段評價。其結果示於表4~表5。又,以下各評價中,由1起至5依序變優良。
5:水分散液無沉澱,且容器壁面無附著物。
4:水分散液雖無沉澱,但容器壁面稍有附著物。
3:水分散液雖無沉澱,但容器壁面有附著物。
2:水分散液稍有沉澱,容器壁面有附著物。
1:水分散液有沉澱,容器壁面有附著物。
6. 水分散性封阻型異氰酸酯之硬化性
將各實施例及各比較例所調製之水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液(聚異氰酸酯成分)、與合成例1所合成的聚胺基甲酸酯樹脂1之水分散液(多元醇成分)混合。相對於聚胺基甲酸酯樹脂1之水分散液之固形份質量,水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液之固形份質量的比例為1/6。
其後,於水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液與聚胺基甲酸酯樹脂1之水分散液的混合分散液中添加水,將最終固形份濃度調整為20質量%。
進而於混合分散液中添加均平劑(商品名:BYK-348,BYK-Chemie Japan公司製),攪拌30分鐘。均平劑之添加比例係相對於混合分散液100質量份,為0.5質量份。
藉此,調製硬化性評價液。
接著,將硬化性評價液塗佈於聚丙烯基材。其後,將硬化性評價液之塗膜依110℃或120℃硬化30分鐘。測定硬化後之塗膜之質量後,浸漬於質量比1:1之丙酮:甲醇混合溶媒中24小時。
其後,藉由過濾取出凝膠份後,以110℃乾燥3小時,測定浸漬後之塗膜之質量。然後,由以下計算式算出凝膠分率。又,將硬化後之塗膜且混合溶媒浸漬前之塗膜的質量設為質量A,將混合溶媒浸漬後之塗膜的質量設為質量B。
凝膠分率(%)=100×質量B/質量A
然後,依下述基準對塗膜硬化溫度為110℃時之水分散性封阻型異氰酸酯之硬化性、與塗膜硬化溫度為120℃時之水分散性封阻型異氰酸酯之硬化性進行五階段評價。其結果示於表1~表5。
5:凝膠分率60%以上。
4:凝膠分率45%以上且未滿60%。
3:凝膠分率30%以上且未滿45%。
2:凝膠分率15%以上且未滿30%。
1:凝膠分率0%以上且未滿15%。
7. 塗膜之摩擦牢固性
(1)前處理
將各實施例及各比較例所調製之水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液、合成例2所調製之聚胺基甲酸酯樹脂2之水分散液、異丙醇混合。水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液所含有的固形份為0.835質量份。聚胺基甲酸酯樹脂2之水分散液所含有的固形份為4.165質量份。異丙醇之添加量為5質量份。
其後,於水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液、聚胺基甲酸酯樹脂2之水分散液、與異丙醇的混合分散液中添加水,將最終固形份濃度調整為5質量%。其後,將混合分散液攪拌30分鐘作為前處理液。
接著,於前處理液中浸漬裁切為縱25cm、橫3cm之棉布(根據JIS L0803,布巾3號)。其後,由前處理液上拉棉布並充分擰絞後,於常溫(25℃)、暗處乾燥24小時。
將乾燥後之棉布以110℃加熱爐乾燥1分鐘者作為前處理棉布1。將乾燥後之棉布以150℃加熱爐乾燥5分鐘者作為前處理棉布2。
又,將水系聚胺基甲酸酯樹脂之水分散液(商品名:TAKELAC W-6110,三井化學公司製)、水性墨水(X COLOR BLUE MX,松井色素化學工業所公司製)、與乙二醇混合。水系聚胺基甲酸酯樹脂之水分散液所含有之固形份為12質量份。水性墨水所含有之固形份為2質量份。乙二醇之混合量為20質量份。
其後,對水系聚胺基甲酸酯樹脂之水分散液、水性墨水與乙二醇的混合液添加水,將最終固形份濃度調整為14質量%。將此混合液攪拌30分鐘作為墨水液。
接著,將前處理棉布1浸漬於墨水液中。接著將前處理棉布1由墨水液上拉並充分擰絞後,於常溫(25℃)、暗處乾燥24小時。將此棉布進一步以110℃加熱爐乾燥1分鐘,作為評價用棉布1。
又,將前處理棉布2浸漬於墨水液中。接著將前處理棉布2由墨水液上拉並充分擰絞後,於常溫(25℃)、暗處乾燥24小時。將此棉布進一步以150℃加熱爐乾燥5分鐘,作為評價用棉布2。
將評價用棉布1或評價用棉布2設置於摩擦牢固度試驗機,將經濕潤之摩擦用棉布(根據JIS L0803,布巾3號)安裝於摩擦牢固度試驗機,並根據JIS L0849實施濕潤條件之摩擦牢固度試驗。
取出摩擦用棉布,於常溫(25℃)、暗處乾燥24小時。此時,以摩擦了評價用棉布1之摩擦用棉布作為汙染棉布1,以摩擦了評價用棉布2之摩擦用棉布作為汙染棉布2。
汙染棉布之著色程度係使用分光式色差計(型式:SE-2000,日本電色工業公司製)測定L*值並數值化。使用汙染棉布1之L*值,依下述基準對塗膜之摩擦牢固性1進行5階段評價。又,摩擦牢固性1之評價係由1起至5依序變高。將其結果示於表1~表5。
5:86以上。
4:84以上且未滿86。
3:82以上且未滿84。
2:80以上且未滿82。
1:未滿80。
又,使用汙染棉布2之L*值,依下述基準對塗膜之摩擦牢固性2進行五階段評價。又,摩擦牢固性2之評價係由1起至5依序變高。將其結果示於表1~表5。
5:92以上。
4:91以上且未滿92。
3:90以上且未滿91。
2:89以上且未滿90。
1:未滿89。
(2)後處理
將未經前處理之棉布(布巾3號)浸漬於上述墨水液中。接著將棉布由墨水液上拉並充分擰絞後,於常溫(25℃)、暗處乾燥24小時。
接著,對棉布藉由噴霧塗佈實施例1或比較例7之水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液。塗佈量設為0.2g/m
2。
其後,對棉布進行熱處理,得到評價用棉布3~5。
更具體而言,以熱處理溫度設為90℃、熱處理時間設為5分鐘者作為評價用棉布3。
以熱處理溫度設為110℃、熱處理時間設為5分鐘者作為評價用棉布4。
以熱處理溫度設為150℃、熱處理時間設為5分鐘者作為評價用棉布5。
然後,將評價用棉布3~5設置於摩擦牢固度試驗機,將經濕潤之摩擦用棉布(根據JIS L0803,布巾3號)安裝於摩擦牢固度試驗機,並根據JIS L0849實施濕潤條件之摩擦牢固度試驗。
取出摩擦用棉布,於常溫(25℃)、暗處乾燥24小時。此時,以摩擦了評價用棉布3之摩擦用棉布作為汙染棉布3,以摩擦了評價用棉布4之摩擦用棉布作為汙染棉布4,以摩擦了評價用棉布5之摩擦用棉布作為汙染棉布5。
汙染棉布之著色程度係使用分光式色差計(型式:SE-2000,日本電色工業公司製)測定L*值並數值化。使用汙染棉布3之L*值,依下述基準對塗膜之摩擦牢固性3進行五階段評價。又,摩擦牢固性3之評價係由1起至5依序變高。將其結果示於表6。
5:86以上。
4:84以上且未滿86。
3:82以上且未滿84。
2:80以上且未滿82。
1:未滿80。
使用汙染棉布4之L*值,依下述基準對塗膜之摩擦牢固性4進行五階段評價。又,摩擦牢固性4之評價係由1起至5依序變高。將其結果示於表6。
5:86以上。
4:84以上且未滿86。
3:82以上且未滿84。
2:80以上且未滿82。
1:未滿80。
又,使用汙染棉布5之L*值,依下述基準對塗膜之摩擦牢固性5進行五階段評價。又,摩擦牢固性5之評價係由1起至5依序變高。將其結果示於表6。
5:92以上。
4:91以上且未滿92。
3:90以上且未滿91。
2:89以上且未滿90。
1:未滿89。
8. 撥水性
將氟系撥水‧撥油加工劑(氟樹脂,商品名:AsahiGuard AG-E061,AGC公司製)、與各實施例及比較例所調製之水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液(聚異氰酸酯成分)混合。水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液之固形份相對於氟系撥水‧撥油加工劑的質量比為1/9。
其後,對氟系撥水‧撥油加工劑與水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液的混合液添加水並攪拌,將最終固形份濃度調整為1質量%。藉此調製撥水性評價液。
將棉布(根據JIS L0803,布巾3號)浸漬於撥水性評價液。接著,將棉布由撥水性評價液上拉並充分擰絞後,於常溫(25℃)、暗處乾燥24小時。然後,將乾燥後之棉布以110℃加熱爐乾燥1分鐘,並根據JIS L0217以全自動洗衣機洗滌10次。此時,相對於洗滌水37L,添加粉末洗劑(商品名:ATTACK高活性BIO EX,花王公司製)30g。洗滌後之棉布於常溫(25℃)、暗處乾燥24小時,作為試驗布。
其後,於試驗布滴下水與異丙醇之混合液20μL,觀察3分鐘後之液滴狀態。混合液中,水相對於異丙醇的質量比為9/1。
然後,以目視依下述基準對撥水性進行五階段評價。其結果示於表1~表5。
5:液滴形成球狀,無滲染痕跡。
4:液滴形成球狀,殘留少許滲染痕跡。
3:液滴形成球狀,明顯殘留滲染痕跡。
2:液滴形成球狀,明顯地殘留大於液滴直徑的滲染痕跡。
1:液滴完全滲入試驗布中。
9. 接著性
將實施例5所調製之水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液、與合成例1所調製之聚胺基甲酸酯樹脂1之水分散液。相對於聚胺基甲酸酯樹脂1之水分散液所含有的固形份,水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液所含有之固形份的質量比為1/6。
其後,對水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液與聚胺基甲酸酯樹脂1之水分散液的混合分散液添加水並攪拌30分鐘,將最終之固形份濃度調整為20質量%。藉此,調製聚胺基甲酸酯接著劑組成物。
接著,將聚胺基甲酸酯接著劑組成物塗佈於由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚合體所形成的ABS基材。其後,使聚胺基甲酸酯接著劑組成物之塗膜依130℃硬化30分鐘。
接著,根據JIS K5600-5-6,藉由棋盤格試驗評價塗膜硬化物的密黏性。上述塗膜之硬化物係於膠帶剝離時,25格全部未由ABS基材剝離而密黏著(密黏部位之個數/全部位之個數=25/25)。
因此,確認到在將實施例5之水分散性封阻型異氰酸酯之水分散液使用作為硬化劑時,將發揮優越的接著性。
10. 抗菌性
依以下方法評價實施例2、11~12及比較例7之水分散性封阻型異氰酸酯的抗菌性。其結果示於表7。
<A:最小發育阻止濃度(MIC試驗)>
(1)前培養
(供試菌種)
I. Escherichia coli(E. coli,NBRC-3972,分讓機關:獨立行政法人 製品評價技術基盤機構,大腸桿菌)
II. Staphylococcus aureus(S. aureus,NBRC-12732,分讓機關:獨立行政法人 製品評價技術基盤機構,金黃色葡萄球菌)
上述I及II之菌係使用以121℃經高壓釜滅菌20分鐘的液體培養基(LB培養基,BD Difco(商品名)LB Broth, Miller,Becton, Dickinson公司),依35±1℃培養了20±4小時的供試菌種。
(2)菌液調製
將上述(1)所培養之供試菌種,懸浮於以121℃經高壓釜殺菌20分鐘的LB培養基後,測定菌液之O.D.(Optical Density),調整為未滿2.0。
(3)樣本調製
調製含有水分散性封阻型異氰酸酯3%的二甲基亞碸溶液(樣本),於以121℃經高壓釜殺菌20分鐘的LB培養基加入樣本,得到混合液。又,將水分散性封阻型異氰酸酯之最大濃度設為1000ppm,製作8階段之2倍稀釋系列。
(4)MIC測定試驗
於(3)之各稀釋系列,接種(2)所調製之菌液,依35℃培養24±2小時。其後,以目視確認菌之發育,以未發育之最大稀釋濃度作為MIC值。
<B:薄膜試驗>
(供試菌種)
Escherichia Coli(E. coli,NBRC-3972,分讓機關:獨立行政法人 製品評價技術基盤機構,大腸桿菌)
參考JIS Z 2801:2010制定之「抗菌加工製品-抗菌性試驗方法‧抗菌效果」,如以下評價對金黃色葡萄球菌之抗菌性。
(1)
將水分散性封阻型異氰酸酯1.8質量份(固形份基準)、與TAKELAC W-6355(商品名,水系聚胺基甲酸酯樹脂,三井化學公司製)88.2質量份(固形份基準)、與異丙醇10.0質量份混合,獲得混合液。進而於混合液中添加水,將混合液之固形份濃度調整為10質量%。
接著,使用棒塗器將上述混合液塗佈於聚對苯二甲酸乙二酯薄膜(商品名Lumirror S10,東麗公司製)上,依表7記載之硬化條件(溫度/時間)加熱,使其硬化。藉此獲得膜厚0.1~2.0μm之薄膜。
(2)
將薄膜切出50±2mm正方之正方形,作為試驗片。將試驗片放置於滅菌完畢之塑膠培養皿,接種試驗菌液(菌數2.5×10
5~10×10
5個/mL)0.4mL。又,試驗菌液係依以下方法調製。
亦即,於培養器中依溫度35±1℃、20±4小時以LB培養基(BD Difco(商品名)LB Broth, Miller,Becton, Dickinson公司),對培養菌進行前培養(第1液)。
接著,將第1液進一步接種於斜面培養基(普通寒天培養基,Nutrient agar,Merck公司),於培養器中以溫度35±1℃、20±4小時進行前培養(第2液)。
其後,將第2液藉由另外調製之1/500普通肉汁培養基(Nutrient broth,Merck公司)適當調整濃度(第3液)。
(3)
另一方面,作為對照試料,準備50±2mm正方之聚對苯二甲酸乙二酯薄膜(商品名Lumirror S10,東麗公司製),與試驗片同樣地接種試驗菌液。
(4)
接著,由經接種之試驗菌液上,被覆40±2mm正方之雙軸延伸聚丙烯(OPP)薄膜,藉此,於薄膜全體均等地接種試驗菌液。其後,依溫度35±1℃、相對濕度85±5%進行培養20±4小時。
(5)
於試驗菌液之剛接種後、或上述(4)之培養後,添加SCDLP培養基(SCDLP培養基DAIGO(商品名),日本製藥公司製)10mL,對試驗片上之試驗菌液洗淨4次以上,完全回收菌液。又,將回收之液(沖洗液)迅速供至下一步驟,測定生菌數。
(6)
使用上述(5)回收之液(沖洗液)、與磷酸緩衝生理食鹽水,調製10倍稀釋系列。
其後,將各稀釋系列、與標準寒天培養基(標準寒天培養基DAIGO(商品名),日本製藥公司製品)混合,製作培養基。然後,將培養基以溫度35±1℃培養20±4小時後,測定菌落數。又,以出現30~300個菌落之稀釋系列之培養皿作為計數對象。
(7)
根據測定結果,使用以下計算式求得生菌數。
N=C×D×V/A
N:生菌數(試驗片每1cm
2)
C:菌落數
D:稀釋倍率(所採用之培養皿中各稀釋液之稀釋倍數)
V:沖洗所使用之SCDLP培養基之液量(mL)
A:被覆薄膜之表面積(cm
2)
(8)
使用以下計算式算出抗菌活性值,R為2.0以上時視為具有抗菌活性(○)。又,R未滿2.0時視為不具抗菌活性(╳)。
R=(Ut-U0)-(At-U0)=Ut-At
R:抗菌活性值
U0:無加工試驗片之剛接種後之生菌數之對數值的平均值
Ut:無加工試驗片之24小時後之生菌數之對數值的平均值
At:抗菌加工試驗片之24小時後之生菌數之對數值的平均值
[表1]
No. | 實施例1 | 實施例2 | 實施例3 | 實施例4 | 實施例5 | 實施例6 | 實施例7 | 實施例8 | 實施例9 | 實施例10 | 實施例11 | |
第1封阻劑(莫耳/HDI三聚異 氰酸酯之NCO100莫耳) | TMG | 30 | 20 | 10 | 20 | 20 | 20 | 80 | 70 | 60 | 3 | 5 |
TABD | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
DMAE | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
MPZ | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
MHPZ | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
DBU | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
TMEDA | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
第2封阻劑(莫耳/HDI三聚異 氰酸酯之NCO100莫耳) | DMP | 70 | 80 | 90 | 80 | 80 | 80 | 20 | 30 | 40 | 97 | 95 |
具有活性氫基之親水性化 合物(莫耳/HDI三聚異氰酸 酯之NCO100莫耳) | 甲氧基PEG1000 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
酸(eq./第1封阻劑) | 醋酸 | 2 | 2 | 2 | 1.5 | 1 | 0.5 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
丙酸 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
乳酸 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
親水部之離子性 | 陽離子 | 陽離子 | 陽離子 | 陽離子 | 陽離子 | 陽離子 | 陽離子 | 陽離子 | 陽離子 | 陽離子 | 陽離子 | |
水分散體之液物性 | 水分散性 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | △ | ○ |
黏度(mPa‧s) | 16 | 19 | 17 | 24 | 14 | 16 | 14 | 13 | 13 | 12 | 11 | |
pH | 4.7 | 4.8 | 5.0 | 5.3 | 5.8 | 7.3 | 4.8 | 4.8 | 4.8 | 4.9 | 4.9 | |
粒徑(nm) | 12 | 21 | 49 | 66 | 52 | 49 | 22 | 51 | 105 | 198 | 138 | |
貯存穩定性 | 3 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 3 | 3 | 3 | 2 | 3 | |
物性評價 | 110℃之凝膠分率 | 2 | 2 | 3 | 3 | 3 | 3 | 1 | 2 | 2 | 3 | 3 |
120℃之凝膠分率 | 4 | 4 | 5 | 5 | 4 | 5 | 3 | 3 | 3 | 5 | 5 | |
摩擦牢固性1 | 4 | 5 | 5 | 5 | 5 | 4 | 3 | 3 | 3 | 3 | 4 | |
摩擦牢固性2 | 4 | 5 | 5 | 5 | 5 | 3 | 3 | 3 | 4 | 4 | 4 | |
洗滌後之撥水性 | 4 | 4 | 5 | 4 | 4 | 4 | 2 | 2 | 3 | 5 | 5 |
[表2]
No. | 實施例12 | 實施例13 | 實施例14 | 實施例15 | 實施例16 | 實施例17 | 實施例18 | |
第1封阻劑 (莫耳/HDI三聚異氰酸酯之NCO100莫耳) | TMG | 100 | 20 | 20 | 2 | 2 | 18 | - |
TABD | - | - | - | - | - | - | 20 | |
DMAE | - | - | - | - | - | - | - | |
MPZ | - | - | - | - | - | - | - | |
MHPZ | - | - | - | - | - | - | - | |
DBU | - | - | - | - | - | - | - | |
TMEDA | - | - | - | - | - | - | - | |
第2封阻劑 (莫耳/HDI三聚異氰酸酯之NCO100莫耳) | DMP | 0 | 80 | 80 | 96 | 95 | 80 | 80 |
具有活性氫基之親水性化合物 (莫耳/HDI三聚異氰酸酯之NCO100莫耳) | 甲氧基PEG1000 | - | - | - | 2 | 3 | 2 | - |
酸 (eq./第1封阻劑) | 醋酸 | 2 | - | - | 2 | 2 | 2 | 1 |
丙酸 | - | 1 | - | - | - | - | - | |
乳酸 | - | - | 1 | - | - | - | - | |
親水部之離子性 | 陽離子 | 陽離子 | 陽離子 | 陽離子 非離子 | 陽離子 非離子 | 陽離子 非離子 | 陽離子 | |
水分散體之液物性 | 水分散性 | ○ | ○ | ○ | △ | ○ | ○ | ○ |
黏度(mPa‧s) | 11 | 24 | 13 | 12 | 12 | 22 | 24 | |
pH | 4.8 | 6.0 | 6.9 | 4.8 | 4.7 | 4.6 | 6.9 | |
粒徑(nm) | 溶解 | 46 | 56 | 207 | 155 | 37 | 18 | |
貯存穩定性 | 3 | 5 | 5 | 2 | 3 | 5 | 5 | |
物性評價 | 110℃之凝膠分率 | 1 | 4 | 2 | 4 | 4 | 4 | 1 |
120℃之凝膠分率 | 2 | 5 | 4 | 5 | 5 | 5 | 2 | |
摩擦牢固性1 | 2 | 5 | 5 | 4 | 4 | 4 | 3 | |
摩擦牢固性2 | 3 | 5 | 5 | 4 | 4 | 4 | 4 | |
洗滌後之撥水性 | 2 | 4 | 4 | 3 | 3 | 3 | 2 |
[表3]
No. | 比較例1 | 比較例2 | 比較例3 | 比較例4 | 比較例5 | 比較例6 | 比較例7 | |
第1封阻劑 (莫耳/HDI三聚異氰酸酯之NCO100莫耳) | TMG | - | - | - | - | - | - | - |
TABD | - | - | - | - | - | - | - | |
DMAE | 20 | - | - | - | - | - | - | |
MPZ | - | 20 | - | - | - | - | - | |
MHPZ | - | - | 20 | - | - | - | - | |
DBU | - | - | - | 20 | - | - | - | |
TMEDA | - | - | - | - | 20 | - | - | |
第2封阻劑 (莫耳/HDI三聚異氰酸酯之NCO100莫耳) | DMP | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 100 | 98 |
具有活性氫基之親水性化合物 (莫耳/HDI三聚異氰酸酯之NCO100莫耳) | 甲氧基PEG1000 | - | - | - | - | - | - | 2 |
酸(eq./第1封阻劑) | 醋酸 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | - |
丙酸 | - | - | - | - | - | - | - | |
乳酸 | - | - | - | - | - | - | - | |
親水部之離子性 | 陽離子 | 陽離子 | 陽離子 | 陽離子 | 陽離子 | - | 非離子 | |
水分散體之液物性 | 水分散性 | ○ | ○ | ○ | ╳ | ○ | ╳ | △ |
黏度(mPa‧s) | 14 | 19 | 18 | - | 18 | - | 24 | |
pH | 5.6 | 5.4 | 5.9 | - | 6.2 | - | 6.8 | |
粒徑(nm) | 49 | 226 | 128 | - | 203 | - | 303 | |
貯存穩定性 | 5 | 1 | 1 | - | 1 | - | 2 | |
物性評價 | 110℃之凝膠分率 | 1 | 1 | 1 | - | 1 | - | 1 |
120℃之凝膠分率 | 1 | 1 | 1 | - | 1 | - | 1 | |
摩擦牢固性1 | 3 | 3 | 2 | - | 3 | - | 3 | |
摩擦牢固性2 | 3 | 5 | 4 | - | 3 | - | 4 | |
洗滌後之撥水性 | 1 | 1 | 1 | - | 1 | - | 1 |
[表4]
No. | 實施例2 | 實施例3 | 實施例19 | 實施例20 | 實施例21 | 實施例22 | 實施例23 | 實施例24 | |
聚異氰酸酯化合物 | 商品名 | TAKENATE D-170N | TAKENATE D-170N | TAKENATE D-160N | TAKENATE D-165N | TAKENATE D-178NL | TAKENATE D-120N | TAKENATE D-120N | TAKENATE D-127N |
異氰酸酯種類 | HDI | HDI | HDI | HDI | HDI | 1,3-H 6XDI | 1,3-H 6XDI | 1,3-H 6XDI | |
改質形態 | 三聚異 氰酸酯 | 三聚異 氰酸酯 | TMP加成物 | 縮二脲 | 脲甲酸 | TMP加成物 | TMP加成物 | 三聚異 氰酸酯 | |
第1封阻劑 (莫耳/異氰酸酯成分之NCO100莫耳) | TMG | 20 | 10 | 20 | 20 | 20 | 20 | 10 | 10 |
第2封阻劑 (莫耳/異氰酸酯成分之NCO100莫耳) | DMP | 80 | 90 | 80 | 80 | 80 | 80 | 90 | 90 |
酸 (eq./第1封阻劑) | 醋酸 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
親水部之離子性 | 陽離子 | 陽離子 | 陽離子 | 陽離子 | 陽離子 | 陽離子 | 陽離子 | 陽離子 | |
水分散體之液物性 | 水分散性 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
黏度(mPa‧s) | 19 | 17 | 45 | 15 | 20 | 22 | 21 | 12 | |
pH | 4.8 | 5.0 | 4.9 | 4.7 | 4.6 | 4.8 | 4.9 | 4.7 | |
粒徑(nm) | 21 | 49 | 54 | 119 | 277 | 21 | 137 | 81 | |
貯存穩定性 (40℃7天) | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | |
貯存穩定性 (40℃30天) | 5 | 5 | 3 | 3 | 2 | 4 | 4 | 5 | |
物性評價 | 110℃之 凝膠分率 | 2 | 3 | 2 | 2 | 2 | 2 | 3 | 3 |
120℃之 凝膠分率 | 4 | 5 | 4 | 4 | 4 | 4 | 5 | 5 | |
摩擦牢固性1 | 5 | 5 | 3 | 5 | 5 | 4 | 5 | 5 | |
摩擦牢固性2 | 5 | 5 | 4 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | |
洗滌後之 撥水性 | 4 | 5 | 4 | 4 | 4 | 5 | 5 | 5 |
[表5]
No. | 實施例25 | 實施例26 | 實施例27 | 實施例28 | 實施例29 | 實施例30 | |
聚異氰酸酯化合物 | 商品名 | TAKENATE D-110N | TAKENATE D-131N | TAKENATE D-131N | TAKENATE D-103N | TAKENATE D-204 | STABiO D-370N |
異氰酸酯種類 | XDI | XDI | XDI | TDI | TDI | PDI | |
改質形態 | TMP加成物 | 三聚異氰酸酯 | 三聚異氰酸酯 | TMP加成物 | 三聚異氰酸酯 | 三聚異氰酸酯 | |
第1封阻劑 (莫耳/異氰酸酯 成分之NCO100莫耳) | TMG | 10 | 20 | 10 | 20 | 20 | 20 |
第2封阻劑 (莫耳/異氰酸酯 成分之NCO100莫耳) | DMP | 90 | 80 | 90 | 80 | 80 | 80 |
酸(eq./第1封阻劑) | 醋酸 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
親水部之離子性 | 陽離子 | 陽離子 | 陽離子 | 陽離子 | 陽離子 | 陽離子 | |
水分散體之液物性 | 水分散性 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
黏度(mPa‧s) | 12 | 9 | 8 | 11 | 7 | 10 | |
pH | 4.7 | 4.8 | 5.2 | 4.4 | 4.4 | 4.7 | |
粒徑(nm) | 159 | 48 | 132 | 224 | 174 | 201 | |
貯存穩定性(40℃7天) | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | |
貯存穩定性(40℃30天) | 4 | 5 | 5 | 2 | 4 | 5 | |
物性評價 | 110℃之凝膠分率 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 2 |
120℃之凝膠分率 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 4 | |
摩擦牢固性1 | 5 | 5 | 5 | 3 | 4 | 5 | |
摩擦牢固性2 | 5 | 5 | 5 | 4 | 4 | 5 | |
洗滌後之撥水性 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 4 |
[表6]
No. | 實施例1 | 比較例7 | |
異氰酸酯化合物 | 製品名 | TAKENATE D-170N | TAKENATE D-170N |
異氰酸酯種類 | HDI | HDI | |
改質形態 | 三聚異氰酸酯 | 三聚異氰酸酯 | |
第1封阻劑 (莫耳/異氰酸酯成分之NCO100莫耳) | TMG | 20 | 0 |
第2封阻劑 (莫耳/異氰酸酯成分之NCO100莫耳) | DMP | 80 | 98 |
具有活性氫基之親水性化合物 (莫耳/HDI三聚異氰酸酯之NCO100莫耳) | 甲氧基PEG1000 | 0 | 2 |
親水部之離子性 | 陽離子 | 非離子 | |
物性評價 | 摩擦牢固性3 | 2 | 1 |
摩擦牢固性4 | 5 | 3 | |
摩擦牢固性5 | 5 | 4 |
[表7]
No. | 實施例12 | 實施例2 | 實施例11 | 比較例7 | ||
第1封阻劑 (莫耳/HDI三聚異氰酸酯之NCO100莫耳) | TMG | 100 | 20 | 5 | - | |
TABD | - | - | - | - | ||
DMAE | - | - | - | - | ||
MPZ | - | - | - | - | ||
MHPZ | - | - | - | - | ||
DBU | - | - | - | - | ||
TMEDA | - | - | - | - | ||
第2封阻劑 (莫耳/HDI三聚異氰酸酯之NCO100莫耳) | DMP | 0 | 80 | 95 | 98 | |
具有活性氫基之親水性化合物 (莫耳/HDI三聚異氰酸酯之NCO100莫耳) | 甲氧基PEG1000 | - | - | - | 2 | |
酸(eq./第1封阻劑) | 醋酸 | 2 | 2 | 2 | - | |
丙酸 | - | - | - | - | ||
乳酸 | - | - | - | - | ||
親水部之離子性 | 陽離子 | 陽離子 | 陽離子 | 非離子 | ||
抗菌性 | MIC試驗E.coli | 250 | >1000 | 500以上1000以下 | >1000 | |
MIC試驗S.aureus | 16 | 125 | 500 | >1000 | ||
薄膜硬化溫度 | 150℃ | 150℃ | 110℃ | 170℃ | 150℃ | 150℃ |
薄膜硬化時間 | 2分鐘 | 2分鐘 | 2分鐘 | 2分鐘 | 2分鐘 | 2分鐘 |
薄膜試驗 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ╳ |
又,各表中之簡稱細節如以下。
TAKENATE D-170N:HDI三聚氰酸酯:六亞甲基二異氰酸酯之三聚異氰酸酯衍生物,商品名TAKENATE(註冊商標)D-170N,異氰酸酯基含量20.7%,三井化學公司製
TAKENATE D-160N:HDI之三羥甲基丙烷(TMP)加成衍生物,聚異氰酸酯化合物,商品名TAKENATE(註冊商標)D-160N,固形份75質量%,異氰酸酯基含量12.6%,三井化學公司製
TAKENATE D-165N:HDI之縮二脲衍生物,聚異氰酸酯化合物,商品名TAKENATE(註冊商標)D-165N,固形份100質量%,異氰酸酯基含量23.3%,三井化學公司製
TAKENATE D-178NL:HDI之脲甲酸衍生物,聚異氰酸酯化合物,商品名TAKENATE(註冊商標)D-178N,固形份100質量%,異氰酸酯基含量19.2%,三井化學公司製
TAKENATE D-120N:1,3-雙(異氰酸基甲基)環己烷(1,3-H
6XDI)之TMP加成衍生物,聚異氰酸酯化合物,商品名:TAKENATE(註冊商標)D-120N,固形份75質量%,異氰酸酯基含量11.0%,三井化學公司製
TAKENATE D-127N:1,3-H
6XDI之三聚異氰酸酯衍生物,聚異氰酸酯化合物,商品名TAKENATE(註冊商標)D-127N,固形份75質量%,異氰酸酯基含量13.5%,三井化學公司製
TAKENATE D-110N:二異氰酸伸茬酯(XDI)之TMP加成衍生物,聚異氰酸酯化合物,商品名TAKENATE(註冊商標)D-110N,固形份75質量%,異氰酸酯基含量11.5%,三井化學公司製
TAKENATE D-131N:XDI之三聚異氰酸酯衍生物,聚異氰酸酯化合物,商品名TAKENATE(註冊商標)D-131N,固形份75質量%,異氰酸酯基含量13.7%,三井化學公司製
TAKENATE D-103H:二異氰酸甲苯酯(TDI)之TMP加成衍生物,聚異氰酸酯化合物,商品名TAKENATE(註冊商標)D-103H,固形份75質量%,異氰酸酯基含量13.0%,三井化學公司製
TAKENATE D-204:TDI之三聚異氰酸酯衍生物,聚異氰酸酯化合物,商品名:TAKENATE(註冊商標)D-204,固形份50質量%,異氰酸酯基含量7.5%,三井化學公司製
STABiO D-370N:PDI之三聚異氰酸酯,聚異氰酸酯化合物,商品名STABiO(註冊商標)D-370N,固形份100質量%,異氰酸酯基含量25%,三井化學公司製
TMG:1,1,3,3-四甲基胍
TABD:1,5,7-三氮雜雙環[4.4.0]癸-5-烯
DMAE:二甲基胺基乙醇
MPZ:N-甲基哌𠯤
MHPZ:N-甲基高哌𠯤
DBU:1,8-二氮雜雙環[5.4.0]-7-癸烯
TMEDA:N,N,N'-三甲基乙二胺
甲氧基PEG1000:甲氧基PEG#1000,數量平均分子量1000,東邦化學工業公司製
另外,上述發明係提供作為本發明例示之實施形態,但此僅止於例示,並非限定性解釋。本發明所屬技術領域中具有通常知識者當明白本發明之變形例涵括於後述申請專利範圍內。
(產業上之可利用性)
本發明之水分散性封阻型異氰酸酯可適合使用於纖維處理劑、撥水劑、塗料組成物、接著劑及抗菌劑之領域。
Claims (11)
- 如請求項1之水分散性封阻型異氰酸酯,其中,上述一般式(1)中,R 1~R 5表示碳數1~12之烴基或氫原子。
- 如請求項1之水分散性封阻型異氰酸酯,其中,上述封阻劑係進一步含有:使異氰酸酯基活性化之觸媒作用小於上述第1封阻劑的第2封阻劑。
- 如請求項3之水分散性封阻型異氰酸酯,其中,上述封阻劑中之上述第1封阻劑的含有比例為超過2莫耳%且未滿80莫耳%。
- 如請求項1之水分散性封阻型異氰酸酯,其中,上述酸係含有有機酸。
- 如請求項5之水分散性封阻型異氰酸酯,其中,上述酸係包含選自由醋酸、丙酸及乳酸所構成群之至少1種有機酸。
- 如請求項1之水分散性封阻型異氰酸酯,其中,上述聚異氰酸酯化合物係包含芳香族聚異氰酸酯衍生物及/或芳香脂肪族聚異氰酸酯衍生物。
- 一種纖維處理劑,其含有請求項1之水分散性封阻型異氰酸酯。
- 一種撥水劑,其含有請求項1之水分散性封阻型異氰酸酯。
- 一種塗料組成物,其含有請求項1之水分散性封阻型異氰酸酯。
- 一種接著劑,其含有請求項1之水分散性封阻型異氰酸酯。
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