TWI332013B - Polyurethane resin aqueous dispersion, aqueous adhesive containing the same, and aqueous primer coating agent - Google Patents
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1332013 玖、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種黏著性、耐熱性 '及塗布作業 性等均優異,且可適用於做爲塑膠、皮革、橡膠、發 泡體、纖維製品、紙、玻璃及金屬等各種基材的水性 黏合劑、或水性底塗劑之聚胺甲酸酯樹脂水性分散體。 【先前技術】 自來,於黏著聚氯化乙烯(pvc)等之塑膠、皮革、 橡膠、樹脂發泡體、纖維製品、玻璃及金屬等之各種 基材時,一直是廣泛地利用含有有機溶劑之所謂的溶 劑系黏合劑》又,例如,在使用皮革、纖維製品等之 容易被黏合劑滲透的基材之情況下,預先將直接黏合 劑塗布於此種基材上,甚至滲透基材,因而可以不用 設計足夠的黏著層;又,爲了防止樹脂滲透之目的, 因而實施預先塗布底塗劑之處理,另外也使用黏著層。 近年來,依照環境調和的觀點,已逐漸地從替代 前述溶劑系黏合劑、及溶劑系底塗劑,往水性黏合劑、 及水性底塗劑,尤其是使用聚胺甲酸酯樹脂水溶液、 或水分散體之黏合劑、及底塗劑漸進地發展。在使用 此種所需要的水性黏合劑等進行黏著之情形下,是以 各式各樣的生產線及加工溫度等之不同條件下來進行 加工處理,因而發現對於各別加工條件下黏著後及隨 時間經過而維持尚黏者強度是重要的。 使用含有前述有機溶劑及水之黏合劑的黏合加工 方法,係有乾式積層法及溼式積層法等代表性方法, 1332013 然而因爲使用熱源加以乾燥可以有效率地去除溶劑, 因而近年來,乾式積層法已成爲以溶劑系黏合劑爲中 心的黏合加工之主流了。 前述乾燥積層係一種將黏合劑塗布在基材上,經 由除去含在黏合劑中的有機溶劑及水之乾燥工程後, 再與基材貼合之方法。對於該乾式積層法中所使用的 黏合劑’尤其’特別是要求與在前述乾燥工程中之黏 合劑充分地熔融、以及能夠到高的黏著強度。更且, 由於在水性黏合劑的情形下水的乾燥速度會成爲問 題’所以使黏合劑高濃度化係不可或缺的。 又’就乾式積層法而言,例如,在使用EVA發泡 體等等之耐熱性低的基材之情況下,爲了防基材之熱 變形,例如,就有必要將乾燥溫度設定在50〜70°C左 右。在此種情況下,即使在此種低溫之乾燥溫度中, 將黏合劑充分地熔融也是極重要的。 例如,於鞋黏合加工領域中,對於底塗劑及黏合 劑之水性化需求,近年來已變得非常高,因而產業界 一直強烈地期望一種具備前述諸多條件之黏合劑等, 然而目HU的現狀卻是尙未達成。 鞋黏合加工而言,由於鞋的形狀及所使用的基材 之材質橫跨多種行業,就以黏合鞋底(sole)和鞋中底 (mid-sole)爲代表之各種黏合工程而論,在主流上係 使用毛刷藉由人手來進行塗布作業。更且,從使用於 鞋的基材材質及應產效率觀點來看,一般來說通常是 爲乾式積層法。 -6 - 1332013 在此種情形下’從將黏合劑塗布在鞋之各種基材 上起,到進行貼合而後壓合製程等爲止之間,具有約 莫不失去黏著性之足夠黏性時間(也稱爲「可能貼合時 間」),而且具有優異的刷毛塗布性等之塗布作業性就 變得重要了。 又且’發現:在貼合後立刻具有高的黏著強度, 意即初期黏著性是極爲重要的。當此種初期黏著性不 足時’例如’就會具有所謂的即使貼合也會耐不住基 材之復元力而使得黏合部分產生剝離現象之問題。 更且’經過黏合工程而成爲完成品之鞋,係要求 即使在輸送中或在保管中曝露於高溫條件下,也能夠 保持高的黏著強度之耐熱性、耐加水分解性等之耐久 性。 如以上所述’就鞋黏合加工之領域而言,需求一 種具有優異的塗布作業性、適度的黏性時間,特別是 即使在50~70°C左右之低溫乾燥條件下,黏合劑也會 充分地熔融,且可發現貼合後立刻具備高的黏著強度, 以及優異的耐熱性等之數種多項要求特性通通具備的 高水準之黏合劑。 尤其’因爲低溫熔融性和貼合後立刻得到高的黏 著強度(初期黏著性)兩者黏合劑在設計上係具有相反 的性質,要具有兩者得兼之特性是極爲困難的。 、例如,(專利文獻一)揭示—種由異氰酸酯基末端 聚合物、分散劑、水等所形成的聚胺甲酸酯樹脂之製 造方法’其特徵在於:使用一具有環氧乙烷單位、和 1332013 羥基値爲1〇r 130、且在末端上具有異氰酸酯基之親水 性的胺基甲酸酯聚合物做爲分散劑。 然而,以此種製造方法所得到的聚胺甲酸酯樹脂 水性分散體,在親水性之胺基甲酸酯聚合物中含有高 達40~98%之多量的環氧乙烷單位。從而,在像使用 前述之聚胺甲酸酯樹脂水性分散體做爲水性黏合劑這 樣之情況下,爲了得到所期望的黏著強度,例如,即 使是使樹脂固體物高達40重量%左右以讓水性黏合劑 增黏,也會使得塗裝作業性顯著地惡化而不能供應於 實際用途上。 更且,黏合加工後之耐水剝離性強度降低會變得 顯著,因而不是一種能夠充分地滿足所要求的耐水性 及黏著強度之水性黏合劑。 另外,(專利文獻2 )揭示一種聚胺基甲酸酯水分 散體之製造方法,其特徵在於:於自身乳化性之水溶 性聚胺基甲酸酯之存在下,將實質上爲水不溶性之末 端上具有異氰酸酯基之異氰酸酯聚合物,分散在水中, 接著添加鏈延長劑使之起反應。 然而,即使該藉由此文獻所揭示之種種具體的製 造方法而得到的聚胺基甲酸酯水分散體適用於乾式積 層法之黏合劑,任何一種在貼合後之立即黏著強度是 不械分的,因而在具有彎曲形狀之基材等情況下,會 有在黏合部分產生剝離之問題。 如以上所述,完全具備塗布作業性 '適度的黏性 時間、低溫熔融性、初期黏著性、耐久性等之數種多 1332013 項要求特性的高度水平之水性黏合劑及水性底塗劑, 尙未完成。 (專利文獻1 ) 特開昭58-38723號公報(第1頁申請專利範圍第 1項~第5頁左欄倒數14行) (專利文獻2) 特開平2-2051 1號公報(第1頁申請專利範圍第1 項〜第5頁左欄倒數12行)
本發明之目的在於:提供一種能夠得到優異的向 各種基材塗布之作業性、即使在50~70°C左右之低溫 乾燥條件下,黏合劑也會充分地熔融,且貼合後立刻 具備高的黏著強度、更且在黏合加工後之耐熱性也優 異的水性黏合劑、及水性底塗劑之聚胺甲酸酯樹脂水 性分散體。 本發明人等爲了解決上述課題而銳意地檢討結 果,發現當使用一種具有包括自身乳化性之聚胺甲酸 酯樹脂、和具有60°C以下之開始流出溫度的疏水性樹 脂的分散粒子之分散體來做爲黏合劑時,能夠適應在 比較低的溫度條件之乾燥工程,且藉著具有低的開始 流出溫度之·疏水性樹脂,由於該黏合劑可被塑化的緣 故,因而促進該黏合劑迅速熔融。 又,發現:爲了在前述聚胺甲酸酯樹脂中持有分 散性而賦予親水性,因而藉著導入陰離芋性基就可以 得到目標之良好的低溫乾燥性及黏著強度,即使是將 -9- 1332013 水性分散體予·以高濃度化,在像導入陰離子性基這樣 之情況下也不極端地增黏,並得到良好的塗布作業性。 藉由前述之手段,雖然可以使得在低溫條件中之 黏合劑的黏著性變高,然而就要面對在基材貼合後反 而立即降低黏著強度之問題。更進一步地檢討結果, 可明白前述疏水性樹脂之結晶化速度會大大地影響基 材貼合後之立即黏著強度。也就是說,藉著選擇具有 在60 °C以下之開始流出溫度,更且在熔融狀態之前疏 水性樹脂經冷卻的情況下以高的溫度使結晶化,藉以 提高前述聚胺甲酸酯樹脂、和前述疏水性樹脂間之複 合體本身的結晶化速度,可以發貼合之後立即具有高 的黏著強度之高黏著強度,並且發現可得到高的初期 黏著性,至此乃完成本發明。 亦即,本發明係提供一種聚胺甲酸酯樹脂水性分 散體,其特徵在於:包括含有具陰離子性基之自身乳 化性之聚胺甲酸酯樹脂(A)、及具有60°C以下之開始流 出溫度(X)和0〜50°C之結晶化溫度(Y)的疏水性樹脂(B) 之分散粒子、以及水性溶劑。 疏水性樹脂(B〉的離子性基之含量較宜是在50毫 莫耳%/公斤以下,且重複單位爲5以上之環氧乙烷 〔(CH2CH20)n; ng5〕的構成單位之含量較宜是在5 重量%以下。 又,本發明提供一種水性黏合劑,其特徵在於: 含有前述聚胺甲酸酯樹脂水性分散體。 更且,本發明提供一種水性底塗劑,其特徵在於: -10- 1332013 含有前述聚胺甲酸酯樹脂水性分散體。 在本發明中所稱之前述「開始流出溫度(X)」的技 術用語,其意義係指以被測定物之樹脂的乾燥皮膜做 爲試料,使用流量測定計來進行’在40°C保持1 0分 鐘之後,以1毫米</>x1毫米長之模具、10公斤之荷 重、以3°C/分鐘之昇溫速度昇溫,因試料之熱膨脹而 只會使活塞上昇之後,再者活塞會明顯地開始下降之 開始流出溫度(°c)。 尙且,本說明書中’係採用以使用島津製作所股 份有限公司製的CFT-500D毛細流變測定計(capillary r h e 〇 m e t e r)做爲流量測定計所測定的開始流出溫度 (X)。 又,在本發明中所稱之前述「結晶化溫度(Y)」.的 技術用語,其意義係指以被測定物之樹脂的乾燥皮膜 做爲試料,使用示差掃描熱量計(DSC)’於以下之條 件中進行測定,於降溫步驟時所出現的發熱波峰頂點 之溫度。 〔示差掃描熱量計之測定條件〕 昇溫步驟(〇°C — 60°C :昇溫速度爲3°c/分鐘) 降溫步驟(6〇°C-〇°C :昇溫速度爲3°C/分鐘) *從昇溫步驟到降溫步驟爲止之保持時間=1分鐘以內) 另外,在本說明書中,係採用以使用TA儀器股 份有限公司製的DSC Q100之·示胃胃胃言十戶斤'測$ 的結晶化溫度(Y) ° 依照本發明可以提供一種能夠得到對於各種基材 •11· 1332013 優異的之塗布作業性、即使在低溫乾燥條件下充分地 熔融,且乾燥後貼合基材之後立即和經時後之黏著性 均優異,而且耐熱性也優異的水性黏合劑之聚胺甲酸 酯樹脂水性分散體。 【實施發明之最佳態樣】 本發明之聚胺甲酸酯樹脂水性分散體,其係包括 含有具陰離子性基之自身乳化性之聚胺甲酸酯樹脂 (A)、及具有60°C以下之開始流出溫度(X)和0~50°C之 結晶化溫度(Y)的疏水性樹脂(B)之分散粒子、以及水 性溶劑。 就在前述之分散粒子中所含的聚胺甲酸醋樹脂 (A)、和疏水性樹脂(B)之間不形成實質上之化學鍵方 面來說,就即使在依照本發明所達成的低混乾燥條件 下也能將黏合劑充分地熔融,而且能夠更爲提高初期 黏著性之優異的效果來看,是較佳的。 接著’說明在本發明中所使用的含有具陰離子性 基之自身乳化性的聚胺甲酸酯樹脂(A)。 在本發明中所使用的聚胺甲酸酯樹脂(A),在分子 內具有以羧基或磺酸基及彼等之鹽所代表之陰離子性 基,用以做爲持有顏分散性之親水性基。 在聚胺甲酸酯樹脂(A)中所含有的陰離子性基之含 量,在與將該聚胺甲酸酯樹脂(A)做成水分散體時之粒 徑具有強大的關係的時候’前述陰離子性基之含量相 對於聚胺甲酸酯樹脂(A)計,較宜是將之調製成在 50~1000毫莫耳/公斤之範圍。在此種範圍內時,就不 -12- 1332013 會損及耐水性,且分散粒子即使在長期間保持時也是 安定的而不引起凝集及沉澱’而可以得到良好的分散 安定性。 製造此種具陰離子性基之自身乳化性的聚胺甲酸 酯樹脂(A)之方法,係可以採用公知的手段。
例如,可以採用0)使以羧基或磺酸基及彼等之鹽 所代表之陰離子性基做爲必要成分之多元醇、和聚異 氰酸酯起反應,而製造具有陰離子性基之聚胺甲酸酯 樹脂(A)的方法,(M)在前述⑴中,在以相對於具有羥 基之多元醇而言,過剩之具有異氰酸酯基的聚異氰酸 酯的條件下,使多元醇和聚異氰酸酯起反應以製造含 有異氰酸基的預聚合物,更且進一步藉著與多胺等起 反應使延長(高分子量化)而製造具有陰離子性基之聚 胺甲酸酯樹脂(A)。 (iii) 使用不具有陰離子性基的多元醇,在以相對 於具有羥基之多元醇而言,過剩之具有異氰酸酯基的 聚異氰酸酯的條件下,使多元醇和聚異氰酸酯起反應
以製造含有異氰酸基的預聚合物,並藉由與如二胺基 擴酸等之具有陰離子性基的多胺等起反應使延長(高分 子量化)而製造具有陰離子性基之聚胺甲酸酯樹脂 (A) 〇 (iv) 例如,使二胺基磺酸等之具有陰離子性基的 多胺、和等聚異氰酸酯起反應而製造具有陰離子性基 之聚胺甲酸酯樹脂(A)。 又’在聚胺甲酸醋樹脂(A)係具有殘基及/或磺酸 -13- 1332013 基之陰離子性基的場合下,藉由中和彼等之一部分或 全部,就能夠提供良好的水分散性。此時,例如,氨、 三乙胺、吡啶、弗爾酮等之有機胺、單乙醇胺等之烷 醇胺,更且,可以使用從含有Na、K、Li、Ca等之金 屬鹼基化合物所組成群類中選出的至少1種之中和 劑。中和劑理想上較宜是使用中和劑/陰離子性基 =0_ 5〜3.0(莫耳比〉之範圍者,更宜是中和劑/陰離子性 基=0.9~2.0(莫耳比)之範圍者。
在前述〇)或(ii)的手段中,可以使用來做爲含有陰 離子性基之多元醇的代表含有羧基之多元醇的例子, 舉例來說,例如是2,2’-二羥甲基丙酸、2,2’-二羥甲基 丁酸、2,2’-二羥甲基正丁酸、2,2’-二羥甲基戊酸等。 又,也可以使用此等含有羧基之多元醇、和各種羧酸 起反應所得到的羧基含聚酯多元醇。
又,在前述⑴或(丨丨)的手段中,可以使用來做爲含 有陰離子性基之多元醇的代表含有磺酸基之多元醇的 例子,舉例來說,例如是5-磺基異酞酸、磺基對酞酸、 4-磺基酞酸、5〔4-磺酚氧基〕異酞酸等之二羧酸、及 /或彼等與Na、K、Li、Ca等之金屬離子、氨、二乙 胺、三乙胺所組成群類中選出的至少1種之磺酸鹽、 和各種多元醇起反應所得到的芳香族羧酸基及/或含有 彼得之鹽的聚酯多元醇。 又,含有前述陰離子性基的多元醇之外’可以含 有至少30重量。/。以上之環氧乙烷的重複單位,更且可 以倂用含有至少1個以上之活性氫原子含有基之數平 -14- 1332013 均分子量爲300〜1 0000之聚烷二醇等之非離子基含有 多元醇。非離子基含有量較宜是將之調製成在全體聚 胺甲酸酯樹脂(A)之10重量%以下。在此種範圍內, 就能夠既不損及耐水性,而且可以得到良好的水分散 安定性。 在製造於本發明中使用的聚胺甲酸酯樹脂(A)之 際,含有前述陰離子性基之多元醇以外之高分子量多 元醇、及低分子量多元醇均可以使用。
可以在本發明的聚胺甲酸酯樹脂(A)之製造中使用 的高分子量多元醇,係指羥基値較宜是在1 0-3 50之 範圍者,更宜是羥基値在20~300之範圍。 又,此處所謂的「羥基値」係爲將1克之試料予 以乙醯化之際,中和與羥基鍵結的乙酸所需要的羥基 化鉀之毫克數。
前述高分子量多元醇,舉例來說,例如是聚酯多 元醇、聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇等,且此等高分 子量多元醇單獨使用 '或倂用2種以上、或者即使在 共聚物中使用也沒有關係。尤其,從對廣範圍的基材 之優異的黏著性、和價格面來看,較宜是使用聚酯多 元醇做爲主體者。 前述之聚酯多元醇,可以藉由利用公知的方法, 使公知的羧酸及/或彼等之各種反應性衍生物、和公知 的如分子量在300以下的低分子量多元醇起反應製造 而得的》 前述之聚羧酸,例如,可以使用琥珀酸、無水琥 -15- 1332013 酯多元醇之例子,舉例來說,於具有活性氫原子(反應 性氫原子)之存在下,例如將環氧乙烷、環氧丙烷、環 氧丁烷、苯基環氧乙烷、四氫呋喃、或環氧氯丙烷等 之各種的三員環、或四員環之醚化合物的單獨、或2 種以上的混合物予開環所得到之聚合物。 具體而言,舉例來說,例如可以使用聚乙二醇、 聚丙二醇、及聚四亞甲基二醇等,又,此等係可以單 獨使用,倂用2種以上也可以。 又’就將一部分之甲醇、丁醇等之單醇予以嵌段 化而成之聚酸單醇而言’在不妨害闻分子量化的範圍 內使用也沒有關係。 可於製造前述聚胺甲酸酯樹脂(A)時使用的聚碳酸 酯多元醇之例子,舉例來說,例如,1 ,3-丙二醇、1 ,4-丁二醇、1,6-己二醇、二乙二醇、聚乙二醇、聚丙二 醇 '或聚四亞甲基二醇等之二醇類,和如以二甲基碳 酸酯等所代表之二烷基碳酸酯、或如以伸乙基碳酸酯 等所代表之環式碳酸酯間之反應生成物等。此等係可 以單獨使用,倂用2種以上也可以。 可於製造前述聚胺甲酸酯樹脂(A)時使用的低分子 量多元醇’舉例來說,例如其可以是與能夠於製造前 述聚酯多元醇時使用的低分子量多元醇所列舉的具體 例子相同之物。 更且,在不妨害聚胺甲酸酯樹脂(A)之凝集力的範 圍內’倂用單醇也沒有關係。代表單醇之物質的例子, 舉例來說,例如甲醇、乙醇、η -丁醇、異丙醇' n —己 -17- 1332013 醇等之分子量爲300以下之單醇β 在製造如前述這樣的聚胺甲酸酯樹脂(Α)時,係可 以採用預先製造含有聚異氰酸酯基的預聚合物,並使 之與多妝起反應予以鏈延長而高分子量化,或者是使 多胺和聚異氰酸酯起反應之方法,此時,多胺係可以 使用如下述所例示的分子量在300以下的多胺。 意即’可以使用1,2-二胺基乙烷、ί,2-或1,3-二 胺基乙烷、1,2-或1,3-至1,4-二胺基丁烷、1,5-二胺 基戊烷、1.6 -二胺基己烷、1-胺基-3-胺甲基-3,5,5 -三 甲基-環己烷(異弗爾酮基二胺)、雙-(4-胺環己醯基)甲 烷、雙-(4-胺-3-丁基環己醯基)、1,2-1,3-或1,4-二胺 環己烷、或1,3 -二胺丙烷等之二胺類,二伸乙基三胺、 三伸乙基四胺等之多胺,更且肼、或己二酸二肼等之 肼衍生物,Ν-(2-硫化乙基)伸乙基二胺之金屬鹽、或 2-(yS-胺烷基-胺丙基醯胺)-鏈烷磺酸鹽等之二胺基磺 酸鹽等。 更且,也可以使用在分子內倂有胺基和醇性之羥 基的胺基醇,舉例來說,例如其可以是乙醇胺、N-甲 基二乙醇胺、丙醇胺、N-甲基二異丙醇胺、N-乙基二 乙醇胺、N-乙基二異丙醇胺、胺基乙基乙醇胺、二乙 醇胺等。 前述之多胺,爲了不妨害耐久性也較宜是使用官 能基(胺基)數爲2以上者,在此種情形下,係可以單 獨使用官能基數爲2以上之多胺’倂用2種以上的官 能基數爲2以上之多胺也可以。 -18- 1332013 在前述將含有聚異氰酸酯基的預聚合物予以鏈延 長而使高分子量化之情況下,多用之使用量,相對於 聚異氰酸酯計,較宜是0.1〜1_9當量比,更宜是0.5〜1.9 當量比,最佳是在〇.6~1 ·0當量比之範圍。若使用在 此範圍內且分子量爲300以下之多胺來進行鏈延長的 話,就可以使高分子量化落在理想的範圍內,而且能 夠發現優異的耐久性及耐光性。但是,即使不使用多 胺的情形也可以。
在前述之製造聚胺甲酸酯樹脂(A)之方法中,可以 使用公知的聚異氰酸酯。
例如,1.4-四亞甲基二異氰酸酯、1.6-六亞甲基 二異氰酸酯、1.12-十二亞甲基二異氰酸酯、1,3-至1,4-二異氰酸酯、1_異氰基-3-異氰甲基-3,5,5·三甲基環己 烷(別名:加氫MDI)' 1,3-至1,4-雙-(異氰甲基基)·環 己烷、1,3-至1,4-α,α,α’,α’-四甲基二甲苯基二異氰 酸酯、2,4-至2,6-二異氰甲苯、2,2’-2,4’-至4,4’-二異 氰二苯基甲烷(MDI)、1,5-伸萘二異氰酸酯、ρ-至m-伸苯二異氰酸酯、二甲苯基二異氰酸酯、或二苯基-4,4’-二異氰酸酯等。 此等之中,當在考慮機械強度等之觀點的情況下, 理想上是使用芳香族二異氰酸酯’又,當考慮耐久性 和耐光性等之觀點的情況下’則理想上是使用脂肪族 或脂環式二異氰酸酯。 在聚胺甲酸酯樹脂(A)中之異氰酸酯基含有量較宜 是在8~30重量。/。之範圍。若在此種範圍時,胺基甲酸 -19- 1332013 酯分子的凝集力就可以落在理想範圍內,而且可以發 現高的黏著強度。 其次,說明使用在本發明中之疏水性樹脂(B)。 前述之疏水性樹脂(B)係指具有6(TC以下之開始 流出溫度(X)和〇〜50°C之結晶化溫度(Y),並與前述自 身乳化性的聚胺甲酸酯樹脂(A)—起同時存在於水性溶 劑中之分散粒子所構成之物。
藉由使疏水性樹脂(B)爲具有60 °C以下之開始流 出溫度(X),在以本發明之聚胺甲酸酯樹脂(A)做爲黏 合劑或水性底塗劑使用之情況下,即使在比較低溫條 件(例如,50〜70°C左右)之乾燥製程中,也能夠藉著具 有低的開始流出溫度(X)的疏水性樹脂(B)而將該黏合 劑予以可塑化的緣故,所以可以使該黏合劑迅速地熔 融。
又且,藉由使疏水性樹脂(B)具有0〜50°C之結晶 化溫度(Y),在以本發明之聚胺甲酸酯樹脂(A)做爲黏 合劑或水性底塗劑使用之情況下,即使在比較低溫之 條件(例如,50~70°C左右)下,將該塗布有前述之黏合 劑或前述之水性底塗劑的基材予以乾燥之後而進行貼 合時,由於樹脂之結晶化速度變快的緣故,所以貼合 之後能夠立即發現高的黏著強度。 尙且,從實際上樹脂爲熔融狀態起開始降溫時之 結晶化溫度,主要係隨著降溫速度等之條件而變動。 也就是說,即使疏水性樹脂(B)所具有的結晶化溫度(Y) 係在室溫以下,該結晶化溫度(Y)也是指前述之在特定 -20- 1332013 的測定條件中之結晶化溫度,即使實際上使用黏合劑 的環境中爲室溫以上之溫度,也能夠引起充分的結晶 化。
在本發明中所使用的疏水性樹脂(B),係爲一種不 具有親水性基及親水性構成單位,或者彼等之含量小 的樹脂,具體而言,較宜是均滿足條件①離子性基之 含量係在50毫莫耳%/公斤以下,②重複單位爲5以 上之環氧乙烷〔(CH2CH20)n; n25〕的構成單位之含 量係在5重量%以下等兩者之樹脂 設若滿足此種條件的話,則和水之親和性就會變 低’而不會使本發明之聚胺甲酸酯樹脂水分散體的耐 水性不降。 又且,疏水性樹脂(B)較宜是具有在1000〜20000 之範圍的數平均分子量,更宜是具有在 2000-16000 之範圍的數平均分子量。
設若疏水性樹脂(B)爲具有在前述範圍的數平均分 子量及開始流出溫度(X)的話,則可以在比較低的溫度 條件(例如,50~70°C左右)之乾燥工程的皮膜充分地熔 融’而且可以適度地緩和樹脂之凝集力,並能得到適 度之黏合時間優異的黏著強度及耐熱性。 又,在本說明書中所謂的數平均分子量(Μη)之技 術用語,係指使用四氫呋喃(T H F)當做溶離液,以膠透 析色譜分析儀(G PC)所測定、並使用以標準的聚苯乙 烯做成的檢量線所求得的數値。 在本發明所使用的疏水性樹脂(B),雖然可以使用 -21- 1332013 有羥基的直鏈狀之脂肪族聚碳酸酯樹脂(Β-PC)。 當做前述直鏈狀的脂肪族多元醇(b-5)之直鏈狀的 脂肪族聚酯多元醇,係可以使用前述之羧酸(b-1 )和前 述之二醇(b-2)做爲必要成分、以公知的手法使起反應 而得到的聚酯多元醇。
此時,前述羧酸(b-1 )之使用量,較宜是佔在製造 聚酯樹脂時所使用的全部多羧酸之80莫耳。/。以上,更 宜是在90莫耳。/。以上。又且,前述二醇(b-2)之使用量, 較宜是佔在製造聚酯樹脂時所使用的全部多羧酸之80 莫耳%以上,更宜是在90莫耳%以上。設若在此種範 圍的話,脂肪族聚酯多元醇樹脂之結晶性就會變理想, 且所得到的聚胺甲酸酯樹脂(B - P U )的結晶性也可以變 得更爲理想。
前述之二異氰酸酯(b-6),係可以使用1 ,4-四亞甲 基二異氰酸酯、1,6-六亞甲基二異氰酸酯、1,12-十二 亞甲基二異氰酸酯、2,4-二異氰酸酯甲苯、2,2’,-、2,4’-或2,2’-二異氰酸酯二苯基甲烷(MDI)。 在製造聚胺甲酸酯樹脂(B-PU)時,較宜是以60~95 重量%之前述直鏈狀的脂肪族多元醇(b-5)、對 5〜20 重量%之前述二異氰酸酯(b-6)的摻混比起反應。設若 以此種摻混比起反應的話,則聚胺甲酸酯樹脂之結晶 性就會變理想,且結晶化速度也能夠增加。 又且,在製造聚胺甲酸酯樹脂(B-PU)時,也可以 使用前述直鏈狀的脂肪族多元醇(b_5)、前述二異氰酸 酯(b-6)以外之公知公用的多元醇、聚異氰酸酯、多胺、 -25- 1332013 胺基醇。 又,在製造聚胺甲酸酯樹脂(Β-PU)時,藉由使用 碳原子爲1~2 0之單醇、及碳原子數爲1〜20之單醇的 經嵌段化之聚酯多元醇,藉此而可以控制聚胺甲酸酯 樹脂(Β-PU)之分子量及開始流出溫度。 又且,關於異氰酸酯基/活性氫原子含有基之當量 比,藉著以異氰酸酯基/活性氫原子含有基=1 (以下)(活 性氫原子含有基對異氰酸酯基而言係過剩的)之條件起 反應,則可以控制分子量及開始流出溫度》 藉由使用此種聚胺甲酸酯樹脂(Β-PU),則可以使 得構成本發明之聚胺甲酸酯樹脂水性分散體的分散粒 子中之樹脂的熱熔融性變高、且黏合後立即之初期黏 著性會變爲良好’更且隨著貼合後之結晶化而可以使 黏著物性增加。 又’在使用做爲疏水性樹脂(B)的聚胺甲酸酯樹脂 (Β-PU)之情況下’雖然基本上是使用不殘存異氰酸酯 基的聚胺甲酸酯樹脂,然而較宜是使用本發明之聚胺 甲酸醋樹脂水性分散體,因爲可以更爲發揮所具有的 優異性能之效果;但,也可以使用含有在製造時會殘 存若干異氰酸酯基的聚胺甲酸酯樹脂。 其次’說明本發明之聚胺甲酸酯樹脂水性分散體 之製造方法。 本發明之聚胺甲酸酯樹脂水性分散體,可組合公 知的種種之手法製造而得。 舉例來說,例如,使聚異氰酸酯和具有羧基及/或 -26- Ϊ332013 磺酸基之多元醇起反應以製造具有陰離子性基的聚胺 甲酸酯樹脂(A)’將所得到的聚胺甲酸酯樹脂(A )、和 預先熔融之疏水性樹脂(B)予以混合而均一地熔融後, 再進行中和、於該混合物中加入水或含有乳化劑之水 溶液進行乳化分散之方法;
將聚異氰酸酯和具有羧基及/或磺酸基之多元醇, 以具對多元醇所具有之羥基計爲過剩之異氰酸酯基的 聚異氰酸酯的件起反應,藉以製造含有異氰酸酯基的 預聚合物,再將所得到之預聚合物、與預先熔融之疏 水性樹脂(B )混合之後,再中和該混合物、並於該混合 物中加入水或含有乳化劑之水溶液進行乳化分散,再 於該乳化分散液中加入多胺以使前述預聚合物鏈延長 (高分子量化)(生成聚胺甲酸酯樹脂(A))之方法;
將聚異氰酸酯和多元醇,以具對多元醇所具有之 羥基計爲過剩之異氰酸酯基的聚異氰酸酯的件起反 應,藉以製造含有異氰酸酯基的預聚合物,並使用具 有陰離子性基的多胺進行鏈延長以製造聚胺甲酸酯樹 脂(A),接著將所得到的聚胺甲酸酯樹脂(A)、與預先 熔融之疏水性樹脂(B)混合之後,再於該混合物中加入 水或含有乳化劑之水溶液進行乳化分散之方法。 其次,舉例說明前述關於本發明之聚胺甲酸酯樹 脂水性分散體之製造方法之較佳的具體實施例。 <聚胺甲酸酯樹脂水性分散體之製造方法例-1> 在分子內不包括活性氫原子含有基的有機溶劑 中,一般宜是在30〜150eC,較宜是在50~120°C之條 -27- 1332013 件下’聚異氰酸酯和多元醇之異氰酸酯(以下簡稱舄 NCO基)和經基(以下簡稱爲〇H基)的當量比宜是在 NCO基:OH基=(3〜1): 1,較宜是在,的範圍, 利用單發(one shot)法或多段法,製成殘存有nc〇基 之預聚合物。 此時’藉由使用含有羧基及/或磺酸基之多元醇做 爲多元醇原料’可以得到具有陰離子性基的預聚合物。 將所到的預聚合物’與預先熔融的疏水性樹脂(B) 一起 混合使均勻地熔融。尤其,在將含有親水基的預聚合 物與疏水性樹脂(B) —起混合時,重要的是保持在60 以下’以使得N C 0基和疏水性樹脂之活性氫原子含有 基不起反應。 其次’將該混合物中和之後,藉由將含有水或乳 化液之水溶液,滴入或分批投入該混合物中以進行乳 化分散。此時,爲了抑制和水間的副反應,重要的是 在6 0 °C以下進行乳化。 接著,將含有胺化合物之水溶液加入至所得到的 殘存有NC0基之乳化液中,藉以進行鏈延長(高分子 量化)。此時,相對於預聚合物之殘存的NC0基計, 胺基(以下簡稱爲NH基)的當量比宜是在NC0基:NH 基=1 : (0.5〜1 .2),較宜是在1 : (0.5~1 .0)的範圍,藉 此可以高分子量化而提高耐久性。 又且,將所得到的乳化分散液視情況需要地做成 脫溶劑,可以得到有害性比較少的水性分散體。 <聚胺甲酸酯樹脂水性分散體之製造方法例_2 > -28- 1332013 聚異氰酸酯和多元醇之異氰酸酯和羥基的當量比 宜是在NCO基:OH基=(3〜1): 1,較宜是在<2~1): 1
的範圍,利用單發法或多段法,製成不含有機溶劑的 殘存有NCO基之預聚合物。在預聚合物化終了之後, 加入丙酮製成預聚合物溶液。使用二胺磺酸鹽(含有磺 酸鹽基之二胺)對該溶液進行鏈延長。其次,將所得到 的聚胺甲酸酯樹脂溶液、和預先熔融的疏水性樹脂(B) 予以混合之後,將含有水或乳化液之水溶液,滴入或 分批投入該混合物中進行乳化分散。接著,將所得到 的乳化分散液視情況需要地做成脫溶劑,可以得到有 害性比較少的水性分散體。 <聚胺甲酸酯樹脂水性分散體之製造方法例-3 >
在分子內不包括活性氫原子含有基的有機溶劑 中,一般宜是在30~150°C,較宜是在50〜120°C之條 件下,聚異氰酸酯和多元醇之異氰酸酯和羥基的當量 比宜是在 NCO基:OH基= (1.1〜0.9): 1,較宜是在 (1.05〜1): 1的範圍,利用單發法或多段法,使起反 應値到不殘存有NCO基爲止而製成聚胺甲酸酯樹脂溶 液。此時,藉由使用含有羧基及/或磺酸基之多元醇做 爲多元醇原料,可以得到具有陰離子性基的聚胺甲酸 酯樹脂。將所到的聚胺甲酸酯樹脂(A),與預先熔融的 疏水性樹脂(B)—起混合,使均勻地熔融後進行中和, 並將該混合物中和之後,藉由將含有水或乳化液之水 溶液,滴入或分批投入該混合物中以進行乳化分散。 接著,將所得到的乳化分散液視情況需要地做碎脫溶 -29- 1332013 劑,可以得到有害性比較少的水性分散體。 在本發明中使用的聚胺甲酸酯樹脂(A)和疏水性樹 脂(B)之比例,以重量比計宜是聚胺甲酸酯樹脂(A)/疏 水性樹脂(B) = 99/1〜50/50,較理想爲在95/5〜50/50 之範圔。設若聚胺甲酸酯樹脂(A)和疏水性樹脂(B)之 比例在此種範圍內的話,就能夠形成不損害水分散性 之安定的粒子,更且使得樹脂之凝集力落在理想的範 圍,而且提高在低溫進行加工時之初期黏著性。
當考慮除去在乳化時之微粒子形成、及脫溶劑後 之聚胺甲酸酯樹脂水性分散體中所含之殘留溶劑時, 則較宜是使用沸點在1 50 °C以下之有機溶劑,來做爲 在製造前述本發明之聚胺甲酸酯樹脂水性分散體時所 使用的有機溶劑。
前述沸點在1 5 0 °C以下之有機溶劑的例子,舉例 來說’例如苯、甲苯、乙酸乙酯' 甲乙酮、二乙酸、 四氫呋喃、乙酸甲酯、乙醯腈、氯仿、二氯甲院、四 氣化碳、1,2 -二氯乙烷' 1,1 ,2 -三氯乙烷、四氯乙烷等, 此等係可以單獨使用,也可以混合溶劑。此等之中, 對聚胺甲酸醋樹脂之溶解性高的溶劑,尤其以使用丙 嗣、甲乙酮特別地理想。更且,爲了提高乳化分散性 之目的’在不妨害高分子量化之範圍內,於分散時使 用甲醇、乙醇、異丙醇等之醇溶液也沒有關係。 又且’將造膜助劑之N-甲基-2_吡啶、乙基纖維 素、η-丁基纖維素、丙二醇甲醚等之溶劑,相對於所 使用的聚fee甲酸醋樹脂(A)和疏水性樹脂(β )之總量 -30- 1332013 計,係可以使用含有量在50重量%以下者。
如以上所述,在製造本發明之聚胺甲酸酯樹脂水 性分散體時,也可以使用乳化劑。此種乳化劑之例子, 舉例來說,例如其可以是聚氧乙烯聚氧丙二醇醚型、 聚氧乙烯壬基苯基醚型、聚氧乙烯辛基苯基醚型、聚 氧乙烯月桂酯型、聚氧乙烯烷基醚型、山梨醣醇衍生 物型 '聚氧乙烯多環苯基醚型等之非離子系乳化劑; 烷基苯磺酸鹽型、二烷基琥珀酸酯磺酸鹽型等之陰離 子系乳化劑、陽離子系乳化劑、及兩性離子系乳.化劑。
此等乳化劑中,以非離子系乳化劑、及/或陰離子 系乳化劑較理想,乳化劑之含有量,相對於聚胺甲酸 酯樹脂(A)計,較宜是在5重量%以下,更宜是在〇.〇1〜5 重量%。設若在此種範圍內的話,就能夠不損害耐水 性而形成安定的粒子。在使用此等乳化劑之情況下, 較宜是於添加乳化分散工程前之聚胺基甲酸酯溶液、 或殘存有異氰酸酯基之預聚合物後,再進行乳化分散, 然而,在乳化分散終了之後再添加也沒有關係。 關於本發明之聚胺甲酸酯樹脂水性分散體,尤其 是爲了實現浸透性、延展性等之塗布作業性等之優異 的性能,則較宜藉由調整乳化劑之含量,將本發明之 聚胺甲酸酯樹脂水性分散體之表面張力調整成在 4 0 m N /以下。 在以控制前述之表面張力爲目的之情況,乳化劑 之含有量,相對於聚胺甲酸酯樹脂(A)和疏水性樹脂(B) 計,較宜是在〇·1~5·0重量%以下,更宜是在0.1〜2.0 1332013 重量%。設若在此種範圍內的話,就能夠不損害耐水 性地降低本發明之聚0女甲酸酯樹脂水性分散體的表面 張力,並提昇對基材之濡溼性(平整性)及浸透性。 在製造本發明之聚胺甲酸酯樹脂水性分散體時, 如果需要的話可以使用聚胺基甲酸酯化觸媒,舉例來 說’例如三乙胺 '三乙二胺、或N -甲基嗎啉等之各種 含氮化合物;乙酸鉀、硬脂酸鋅、或辛基錫等之各種 金屬鹽;二丁基鈦二月桂酸鹽等之各種有機金屬化合
本發明之水性黏合劑及水性底塗劑,係一種由含 有前述本發明之聚胺甲酸酯樹脂水性分散體所形成之 物;本發明之聚胺甲酸酯樹脂水性分散體,係可以單 獨地分別做爲水性黏合劑、或水性底塗劑使用。又且, 可以將含有同一設計的聚胺甲酸酯樹脂水性分散體所 形成的組成物,做爲水性黏合劑使用,做爲水性底塗 劑使用也可以。 本發明之水性黏合劑及水性底塗劑,與前述本發 明之聚胺甲酸酯樹脂水性分散體以外之聚胺甲酸酯樹 脂水性分散體、以S B R乳膠樹脂及丙烯酸酯乳化液爲 代表的聚胺甲酸酯樹脂以外的水性分散體,以〔聚胺 甲酸酯樹脂水性分散體之固體物/總固體物x 1 00〕所 表示的比例在1~1〇〇重量。/。之範圔,較宜是在50〜100 重量%之範圍內一起倂用也沒有關係。 更且,在不妨害本發明之聚胺甲酸酯樹脂水性分 散體的凝集性之範圍內,可以使用一般之水性黏合劑 -32- 1332013 或水性底塗劑上使用的副材料及添加劑,例如,可塑 劑、黏著性賦予劑(例如’松香樹脂、松香酯樹脂、萜 燏樹脂 '萜烯苯酚樹脂、石油樹脂' 香豆素樹脂等)' 塡充劑、顏料、增黏劑、消泡劑、氧化防止劑、紫外 線吸收劑、難燃劑、防腐劑等。 本發明之聚胺甲酸酯樹脂水性分散體係可以單獨 地使用此等之物,然而爲了提高耐久性之目的,更且 可以進一步使用如胺樹脂'環氧化合物、吖啶化合物、 羰基二醯胺化合物、噚唑啉化合物、聚異氰酸酯之2 官能基以上之物來做爲交聯劑,相對於聚胺甲酸酯樹 脂固體物計’較宜是使用5 0重量%以上。 上述之聚異氰酸酯的代表性物質的例子,舉例來 說’例如1 ,4-四亞甲基二異氰酸酯、彳,6_六亞甲基二 異氰酸酯、4,4’-二異氰酸酯二苯基甲烷(MD|)、二甲 苯基二異氰酸酯、異弗爾酮二異氰酸酯、等之三聚物 所形成的聚異氰酸酯,或者該聚異氰酸酯和乙二醇、 1,3-丁二醇' 1,4-丁二醇、聚氧乙二醇、長鏈高級醇 等之低分子活性氫化合物等所形成的異氰酸酯基末端 之化合物。 本發明之水性黏合劑係具有優異的黏著強度、低 溫之加工條件(乾燥溫度)、廣泛基材之黏著性、耐熱 性,並可以使用在聚氯乙烯(PVC)等之塑膠、皮革、 橡膠、發泡體、纖維製品、金屬玻璃等廣範圍上。 【實施方式】 【實施例】 33- 1332013 以下,藉由實施例更進一步而具體地說明本發明。 在以下之中,「份」及「%」並沒有特別地限定,全 部是以重量爲基準。 茲就關於本發明之聚胺甲酸酯樹脂水性分散體的 評價方法說明如下。 〔初期黏著性之評價方法〕 在2枚基材上’以毛刷塗布一由聚胺甲酸酯樹脂 水性分散體所構成的水性黏合劑’經乾燥(50 °C X 6分 鐘)後,將2枚基材相互貼合,更且進一步以橡膠輥壓 合。1分鐘後,以手剝離黏合面,以目視觀察黏合劑 之凝集破壞的程度,依照以下的基準,從黏合劑彼此 之侵蝕狀態來評價初期黏著性之良窳。 黏著基材之種類: (1) 聚氯乙烯(PVC)薄片 (2) 加硫橡膠(SBR)薄片 初期黏著性之評價基準: ◎:剝離時黏合劑彼此間邊拉出絲邊凝集破壞,而且 基材和黏合劑間的界面不剝離之狀態。 〇:剝離時黏合劑彼此間邊拉出絲邊凝集破壞,而且 基材和黏合劑間的界面可見到一部分剝離之狀 態。 △:剝離時黏合劑彼此間不拉出絲,而且基材和黏合 劑間的界面呈現剝離。 X :沒有抵抗感而呈現容易剝離之狀態。 〔平整性之評價方法〕 -34- 1332013 和上述同樣地使用毛刷,在基材上塗布一由聚胺 甲酸酯樹脂水性分散體所構成的水性黏合劑,並依照 以下的基準,目視評價黏合劑液面均勻塗布性之良窳。 平整性之評價基準: ◎:黏合劑之液面平滑。 〇:黏合劑之液面差不多平滑。 △:黏合劑之液面高度不均勻。 X :黏合劑之液面不平滑,部分隆起。
〔刷毛塗布性之評價方法〕 依照以下的基準,以目視觀察在使用毛刷,將由 聚胺甲酸酯樹脂水性分散體所構成的水性黏合劑,塗 布在基材上時黏合劑之延展性良窳。 刷毛塗布性之評價基準: ◎:能夠輕快、均一地塗布》 〇:能夠輕快、差不多均勻地塗布》 △:塗布重(不易)、難以均勻塗布。 X :塗布重(不易)、不能夠均勻塗布。
〔黏合時間之測定方法〕 在2枚基材之兩面上,以毛刷塗布一由聚胺甲酸 酯樹脂水性分散體所構成的水性黏合劑,以預定時間 乾燥後,從乾燥機取出,各於1分鐘、3分鐘、5分 鐘、7.5分鐘、及1 0分鐘後將2枚基材相互貼合,更 且進一步以橡膠輥壓合。在室溫下,以1.5公斤之荷 重吊起,進行之標線間1 0公分、30秒間的蠕變試驗(1 80 度)。貼合之全面(1 〇公分)剝離之物爲不合格。全面不 -35- 1332013 剝離之最長時間即爲該試料之黏合時間。 〔初期黏著強度之評價方法〕
在2毫米(厚度)x 20毫米(寬度)x 300毫米(長度) 之2枚基材上,以毛刷,將—由聚胺甲酸酯樹脂水性 分散體所構成的水性黏合劑、塗布100克/平方公分之 後,再放入50 °c熱風循環乾燥機中進行6分鐘使之再 活性化。以橡膠輥加壓,使從此乾燥機取出的黏著基 材之黏著面相互貼合,以數位式強度計測定從貼合開 始起2分鐘後之剝離強度。 黏著基材之種類: (1) PVC薄片 (2) SBR薄片 〔經時剝離強度之評價方法〕 以和在初期黏著強度之評價的情況同樣的作法製 作貼合之試驗片,以拉伸試驗機,在拉伸速度爲100 毫米/分鐘之測定條件下,測定貼合2小時後、及貼合 1曰後之剝離強度、1 80度剝離強度。
黏著基材之種類: (1) PVC薄片 (2) SBR薄片 〔耐熱蠕變性之評價方法〕 以和在初期黏著強度之評價的情況同樣的作法製 作貼合之試驗片,於室溫中養護3日使之硬化。以1.5 公斤之砝碼吊起該試驗片,再放入70 °C熱風循環乾燥 機中歷30分鐘,並進行180度方向之耐熱蠕變試驗。 -36- 1332013 測定1 〇〇毫米之標線間的剝離距離(毫米),或砝碼落 下之時間。 〔數平均分子量(Μη)〕 使用四氫呋喃(ΤΗ F)做爲溶離液,以膠透析色層分 析儀(GPC)(測定機種:東受高速GPC HLC-8220)測定 之,使用標準聚苯乙烯所做成的檢量線而求得。 〔開始流出溫度(X)〕 以疏水性樹脂(B )之乾燥皮膜做爲試料,使用流量 測定儀(島津製作所股份有限公司製CFT-500D毛細 蠕變計),於40°C保持10分鐘之後,模具內徑1毫米 x1毫米長、荷重10公斤,以3t/分鐘之昇溫速度昇 溫之,進行試料之熱膨脹而藉以只使活塞上昇之後, 再測定活塞明顯開始下降的開始流出溫度(°C ) » 又,當試料之開始流出溫度(X)在40 °C以下之情 況,雖然將無法正確求得從保持在前述4CTC間之試料 的開始流出溫度(X),然而在此種情況下,則將該試料 之開始流出溫度(X)評價爲「40°C以下」。 〔結晶化溫度(Y)〕 以樹脂之乾燥皮膜做爲試料,使用示差掃描式熱 量計(DSC)(TA儀器股份有限公司製,DSC Q100)進行 以下條件之測定,而求得在降溫步驟中所出現的發熱 波峰之頂點溫度。 •昇溫步驟(〇°C —6(TC :昇溫速度3°C/分鐘) •降溫步驟(60°C —0°C :降溫速度3t:/分鐘) >從昇溫步驟移到降溫步驟爲止之保持時間=1分鐘 -37- 1332013 *就結晶化溫度(Y)低達-20 °C之物而言,由於結晶化 速度慢,因而即使發現有黏著強度,也由於遲延而不 能被供給於實用上;從而,降溫步驟係在60°C~20°C 下進行測定。 《製造例1》芳香族磺酸金屬鹽基含有聚酯多元醇(1) 之調製
一邊將氮氣導入備有溫度計、氮氣導入管、攪拌 機之反應容器中,一邊投入1480份之5-硫代異酞酸 二甲基鈉(DMS)、1240份之1,6-己烷二醇、及〇.5份 之二丁基氧化錫,在塔頂溫度爲60 t ~70°C之反應容 器內,於溫度爲180 °C ~1 90 °C下進行酯交換反應使反 應之酸値變爲在1以下,接著於2 1 0°C下反應2小時。 接著,冷卻到1〇〇°C之後,投2280份之ε -己內酯,於 1 80 °C下進行3小時之開環聚合反應,而得到如表1所 示之羥基値爲120,而酸値爲0_3之聚酯多元醇(1)。
表1 參考例1:芳香族磺酸金屬鹽基 含有聚酯多元醇(1)之調製 所投入原料之組成 5-硫代異酞酸二甲基鈉(份) 1480 1,6-己烷二醇 (份) 1240 二丁基氧化錫 (份) 0.5 ε -己內酯 (份) 2280 聚酯多元醇(1)之性狀 羥基値 (毫克ΚΟΗ/克) 120 酸値 (毫克ΚΟΗ/克) 0.3 理論磺酸金屬鹼含有量(毫莫耳 1080 /公斤) -38- 1332013 由利用脫溶劑而得到不揮發分爲5 Ο %之水分散體。於 1 〇 〇份之所得到的該水分散體中添加1份之胺基甲酸 酯系會合型增黏劑予以增黏後,加入5份之交聯劑的 分散於水中所得到之異氰酸酯CR-60N(聚異氰酸酯系 化合物:大日本油墨化學工業股份有限公司製),藉此 而調整成黏合劑。配方組成如表2-1所示。 接著’以毛刷將所調製的黏合劑、塗布1 〇〇克/平 方公分於PVC薄片、SBR薄片之後,將黏合面彼此相 互貼合,並進行各黏著性能之評價。以毛刷所塗布的 黏合劑之塗膜面,顯示出均一的膜厚度。又且,貼合 後立即和1日後之黏著強度、及耐熱性均爲優異,黏 合時間也長,線條適正也優異的物質。 《實施例2》 如表2所示,除了使用疏水性樹脂(u - 1 )來替代實 施例1之疏水性樹脂(P-1〉以外,均進行和實施例1同 樣的操作’而得到的不揮發分爲5 0 %之水分散體。使 用該水分散體’和實施例1同樣的做法調製成黏合劑 後’將黏合面彼此相互貼合,並進行各黏著性能之評 價’如表4所示,對於PVC基材及橡膠基材之黏著強 度、及耐熱性均爲優異。 《實施例3》 如表2所示,在相對於1 〇〇份之實施例2所得到 的水分散體中’加入0.7份之二烷基硫代琥珀酸酯鈉 鹽(有效成分爲70%)而製做成水分散體。使用該水分 散體’和實施例1同樣的做法調製成黏合劑後,將黏 -41 - 1332013 的操作,然而乳化後之水分散安定性惡化,結果造成 凝集,因而不能進行塗布性、黏著性等之評價。 《比較例3》
如表3所示,除了不使用實施例1之疏水性樹脂 (P-1 )以外,均進行和實施例1同樣的操作,而得到的 不揮發分爲50%之水分散體。使用該水分散體,和實 施例彳同樣的做法調製成黏合劑後,將黏合面彼此相 互貼合,並進行各黏著性能之評價,如表5所示,雖 然對於PVC基材之黏著強度、及耐熱性均比較良好, 然而對於基材溫度難以上昇之橡膠基材而言,則黏著 強度、及耐熱性均不夠充分。 《比較例4》
如表2所示,除了使用疏水性樹脂(P-2)來替代實 施例1之疏水性樹脂(P-1 )以外,均進行和實施例1同 樣的操作,而得到的不揮發分爲50%之水分散體。使 用該水分散體,和實施例1同樣的做法調製成黏合劑 後,將黏合面彼此相互貼合,並進行各黏著性能之評 價,如表5所示,雖然對基材之塗布適應性良好,然 而由於會妨害黏合劑之結晶化及凝集力,因而黏著強 度、耐熱蠕變性均變得不夠充分。 《比較例5》 如表3所示,除了使用疏水性樹脂(P-3)來替代實 施例1之疏水性樹脂(P-1 )以外,均進行和實施例1同 樣的操作,而得到的不揮發分爲50%之水分散體。使 用該水分散體,和實施例1同樣的做法調製成黏合劑 -43- 1332013 後,將黏合面彼此相互貼合,並進行各黏著性能之評 價,如表5所示,雖然對基材之塗布適應性良好,然 而由於會妨害黏合劑之結晶化及凝集力,因而黏著強 度、耐熱蠕變性均變得不夠充分。 《比較例6》 如表3所示’除了使用疏水性樹脂(u - 2 )來替代實 施例1之疏水性樹脂(P-1 )以外,均進行和實施例1同 樣的操作,而得到的不揮發分爲5 0 %之水分散體。使 用該水分散體,和實施例1同樣的做法調製成黏合劑 後,將黏合面彼此相互貼合,並進行各黏著性能之評 價,如表5所示,雖然對基材之塗布適應性良好,然 而由於會妨害黏合劑之結晶化及凝集力,因而黏著強 度、耐熱蠕變性均變得不夠充分。
-44- 1332013 黏著性能評價結果 實施例1 實施例2 實施例3 比較例1 比較例2 《PVC和PVC間之黏著情 況》 乾燥後之基材表面溫度:45°c 刷毛塗布性 ◎ ◎ ◎ △ 不能測定 平整性 ◎ ◎ ◎ X 不能測定 初期黏著性 ◎ ◎ ◎ X 不能測定 黏合時間(分鐘) 20 20 20 20 不能測定 初期黏著強度 (N/20毫米) 60 65 80 5 不能測定 2小時之黏著強度(N/20毫米) 85 90 100 10 不能測定 1曰後之黏著強度(N/20毫米) 100 110 120 15 不能測定 耐熱蠕變性 7毫米 剝離 5毫米 剝離 2毫米 剝離 5分鐘 落下 不能測定 《SBR橡膠和SBR橡膠間之 黏著情況》 乾燥後之基材表面溫度:40°C 刷毛塗布性 ◎ ◎ ◎ Δ 不能測定 平整性 ◎ ◎ ◎ X 不能測定 初期黏著性 ◎ ◎ ◎ X 不能測定 黏合時間(分鐘) 15 10 10 20 不能測定 初期黏著強度 (N/20毫米) 40 45 50 5 不能測定 2小時之黏著強度(N/20毫米) 45 50 65 5 不能測定 1日後之黏著強度(N/20毫米) 60 65 70 10 不能測定 耐熱蠕變性 12毫米 剝離 10毫米 剝離 5毫米 剝離 5分鐘 落下 不能測定
-47- 1332013 表5 黏著性能評價結果 比較例3 比較例4 比較例5 比較例6 《PVC和PVC間之黏著情況》 乾燥後之基材表面溫度:45°c 刷毛塗布性 ◎ ◎ ◎ ◎ 平整性 ◎ ◎ ◎ ◎ 初期黏著性 〇 Δ X X 黏合時間(分鐘) 20 20 20 20 初期黏著強度 (N/20毫米) 40 20 15 18 2小時之黏著強度(N/20毫米) 50 40 30 35 1曰後之黏著強度(N/20毫米) 75 50 35 55 耐熱嬬變性 70毫米 5分鐘 5分鐘 5分鐘 剝離 落下 落下 落下 《SBR橡膠和SBR橡膠間之黏 著情況》 乾燥後之基材表面溫度:40°C 刷毛塗布性 ◎ ◎ ◎ ◎ 平整性 ◎ ◎ ◎ ◎ 初期黏著性 X X X X 黏合時間(分鐘) 5 10 10 10 初期黏著強度 (N/20毫米) 15 10 15 20 2小時之黏著強度(N/20毫米) 25 15 15 25 1曰後之黏著強度(N/20毫米) 30 30 25 30 耐熱蠕變性 10分鐘 5分鐘 5分鐘 5分鐘 落下 落下 落下 落下
-48-
Claims (1)
- -ii3- /!- -h£ ϊ 二·〆 /·匕!' l^: Ύ ^第號「聚胺甲酸酯樹脂水性分散體、含彼之水性黏合 劑及水性底塗劑」專利案 拾、申請專利範圍: 1. 一種聚胺甲酸酯樹脂水性分散體,其特徵在於:包括含有 具羧基、磺酸基或其鹽之自身乳化性之聚胺甲酸酯樹脂 (A)、及具有0至60°C之開始流出溫度(X)和0~50°C之結 晶化溫度(Y)的疏水性樹脂(B)之複合樹脂分散粒子、以及 水性溶劑,其中疏水性樹脂(B)係從聚胺基甲酸酯、聚酯 _ 樹脂、及聚碳酸酯樹脂組成群類中所選出之至少一種》 2. 如申請專利範圍第1項之聚胺甲酸酯樹脂水性分散體,其 中疏水性樹脂(B)的離子性基之含量係在50毫莫耳/公斤 以下,且重複單位爲5以上之環氧乙烷〔(CH2CH20)n; η g 5〕的構成單位之含量係在5重量%以下》 3. 如申請專利範圍第1項之聚胺甲酸酯樹脂水性分散體,其中 疏水性樹脂(B)係以從碳原子數2~1 0之直鏈狀脂肪族二羧 酸及ε -己內酯組成群類中所選出的至少一種之羧酸 β (b-1)、及碳原子數2〜6之直鏈狀的脂肪族二元醇(b-2)做 爲必要成分起反應而得到的實質上爲直鏈狀之脂肪族聚 酯樹脂(B-ΡΕ)。 4. 如申請專利範圍第1項之聚胺甲酸酯樹脂水性分散體,其中 疏水性樹脂(B)係使碳原子數2~6之直鏈狀的脂肪族二元 醇(b-3)和二烷基碳酸酯(b-4)起反應而得到的具有羥基値 爲10〜220之實質上爲直鏈狀之脂肪族聚碳酸酯樹脂 1332013 (B-PC) 〇 5. 如申請專利範圍第1項之聚胺甲酸酯樹脂水性分散體,其中 疏水性樹脂(Β)係以直鏈狀的脂肪族多元醇(b-5)、和二異 氰酸酯(b-6)做爲必要成分起反應而得到的實質上直鏈狀 之聚胺甲酸酯樹脂(B-PU)。 6. 如申請專利範圍第1項之聚胺甲酸酯樹脂水性分散體,其 中聚胺甲酸酯樹脂(A)和疏水性樹脂(B)之比例,以重量比 計係在(A)/(B) = 99/1~50/50 之範圍。 7. 如申請專利範圍第1項之聚胺甲酸酯樹脂水性分散體,其 表面張力係在40 mN/公尺以下。 8 . —種水性黏合劑,其特徵在於:含有如申請專利範圍第1 至7項中任一項所記載之聚胺甲酸酯樹脂水性分散體。 9 . 一種水性底塗劑,其特徵在於:含有如申請專利範圍第1 至7項中任一項所記載之聚胺甲酸酯樹脂水性分散體。
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