+

WO2002032977A1 - Composition de polyisocyanate dispersable dans l"eau, son procede de production, composition durcissable a base d"eau et son application - Google Patents

Composition de polyisocyanate dispersable dans l"eau, son procede de production, composition durcissable a base d"eau et son application Download PDF

Info

Publication number
WO2002032977A1
WO2002032977A1 PCT/JP2001/009185 JP0109185W WO0232977A1 WO 2002032977 A1 WO2002032977 A1 WO 2002032977A1 JP 0109185 W JP0109185 W JP 0109185W WO 0232977 A1 WO0232977 A1 WO 0232977A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
group
water
polyisocyanate
aqueous
vinyl polymer
Prior art date
Application number
PCT/JP2001/009185
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hajime Suganuma
Masaki Watanabe
Masataka Ooka
Original Assignee
Dainippon Ink And Chemicals, Inc.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dainippon Ink And Chemicals, Inc. filed Critical Dainippon Ink And Chemicals, Inc.
Priority to EP01978831A priority Critical patent/EP1329468B1/en
Priority to DE60142402T priority patent/DE60142402D1/de
Priority to US10/149,412 priority patent/US7166673B2/en
Publication of WO2002032977A1 publication Critical patent/WO2002032977A1/ja

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L75/00Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L75/04Polyurethanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D175/00Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D175/04Polyurethanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/62Polymers of compounds having carbon-to-carbon double bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/62Polymers of compounds having carbon-to-carbon double bonds
    • C08G18/6216Polymers of alpha-beta ethylenically unsaturated carboxylic acids or of derivatives thereof
    • C08G18/622Polymers of esters of alpha-beta ethylenically unsaturated carboxylic acids
    • C08G18/6225Polymers of esters of acrylic or methacrylic acid
    • C08G18/6229Polymers of hydroxy groups containing esters of acrylic or methacrylic acid with aliphatic polyalcohols
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/62Polymers of compounds having carbon-to-carbon double bonds
    • C08G18/6216Polymers of alpha-beta ethylenically unsaturated carboxylic acids or of derivatives thereof
    • C08G18/625Polymers of alpha-beta ethylenically unsaturated carboxylic acids; hydrolyzed polymers of esters of these acids
    • C08G18/6254Polymers of alpha-beta ethylenically unsaturated carboxylic acids and of esters of these acids containing hydroxy groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/62Polymers of compounds having carbon-to-carbon double bonds
    • C08G18/6275Polymers of halogen containing compounds having carbon-to-carbon double bonds; halogenated polymers of compounds having carbon-to-carbon double bonds
    • C08G18/6279Polymers of halogen containing compounds having carbon-to-carbon double bonds; halogenated polymers of compounds having carbon-to-carbon double bonds containing fluorine atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/62Polymers of compounds having carbon-to-carbon double bonds
    • C08G18/6295Polymers of silicium containing compounds having carbon-to-carbon double bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/703Isocyanates or isothiocyanates transformed in a latent form by physical means
    • C08G18/705Dispersions of isocyanates or isothiocyanates in a liquid medium
    • C08G18/706Dispersions of isocyanates or isothiocyanates in a liquid medium the liquid medium being water
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/81Unsaturated isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/8108Unsaturated isocyanates or isothiocyanates having only one isocyanate or isothiocyanate group
    • C08G18/8116Unsaturated isocyanates or isothiocyanates having only one isocyanate or isothiocyanate group esters of acrylic or alkylacrylic acid having only one isocyanate or isothiocyanate group

Definitions

  • the present invention relates to a water-dispersible polyisocyanate composition useful in the industrial fields such as paints, adhesives, and fiber processing agents, an aqueous curable composition containing the polyisocyanate composition, and applications thereof. About. More specifically, a water-dispersible polyisocyanate composition containing a polyisocyanate and a specific vinyl polymer useful for various applications such as aqueous paints, adhesives, binders, and impregnating agents, and aqueous curing The present invention relates to a composition, a water-based paint, and a water-based adhesive. Background art
  • Japanese Patent Publication No. 55-7472, U.S. Pat. No. 5,252,966 Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-222150
  • Japanese Patent Publication No. 55-7472, U.S. Pat. No. 5,252,966 Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-222150
  • a polyisocyanate composition is described which is modified with polyoxyalkylene glycol having one end capped with an alkoxy group.
  • a curable composition comprising such a polyisocyanate composition and an aqueous resin having an active hydrogen group-containing group has a short pot life, and a cured product obtained from such a curable composition has hardness and water resistance. There are inferior drawbacks.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-113005 discloses a polyoxyalkylene glycol in which a part of an isocyanate group contained in a polyisocyanate is blocked at one end with an alkoxy group, and an aliphatic group containing a hydroxyl group.
  • a polyisocyanate composition having improved water dispersibility obtained by modification with a compound or a fatty acid ester is described. It is listed.
  • the stability of the isocyanate group in water is somewhat improved, but the dispersibility in water is insufficient and workability is poor.
  • the curable composition comprising the polyisocyanate composition and the aqueous resin having an active hydrogen group-containing group has a problem that the pot life is short and the obtained cured product is inferior in hardness and water resistance.
  • JP-A-9-71720 discloses that an ionic emulsifier is added to a polyisocyanate obtained by modifying a part of an isocyanate group with a polyoxyalkylene glycol whose one end is blocked with an alkoxy group.
  • a polysocyanate composition to which is added In such a composition, the water dispersibility and the stability of the isocyanate group in water are somewhat improved, but not to a satisfactory level. Further, since the composition comprising such a polyisocyanate composition and an aqueous resin having an active hydrogen group-containing group contains an ionic emulsifier, the resulting cured product has a drawback of poor hardness and water resistance.
  • Hei 11-16871 discloses a polyoxyalkylene glycol in which one end is blocked with an alkoxy group, a higher alcohol having 8 or more carbon atoms, and a fatty acid having 8 or more carbon atoms.
  • a method for dispersing a polyisocyanate using an isocyanate group-free dispersant obtained by reacting the above-mentioned fatty acid ester containing an active hydrogen group-containing group and polyoxypropylene monoalkyl ether is disclosed. Have been.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-104814 discloses a polyisoalkylene glycol containing a polyoxyalkylene glycol having one end blocked with an alkoxy group and a group containing an active hydrogen atom such as a higher alcohol.
  • a polyisocyanate composition comprising a polyisocyanate and an isocyanate group-free dispersant obtained by reacting a contained aliphatic compound is disclosed.
  • the composition comprising the polyisocyanate composition and the aqueous resin having an active hydrogen group-containing group contains a dispersant having no isocyanate group, the resulting cured product has poor compatibility and appearance and hardness. However, there is a drawback of poor water resistance.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-23995F discloses that a part of the polyisocyanate is partially terminated.
  • a polyisocyanate composition comprising a polyisocyanate modified with a polyoxyshethylene glycol blocked with a alkoxy group and an acryl-based polymer having an isocyanate group is described.
  • the stability of the isocyanate group to water is insufficient, and a curable composition comprising an aqueous resin having the polyisocyanate composition has a short pot life, and the obtained cured product also has There is a problem with poor water resistance.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-191743 discloses a polyisocyanate composition obtained by modification with an ionic surfactant containing active hydrogen and a nonionic surfactant containing active hydrogen. Is disclosed. In such a composition, the water dispersibility is good, but the stability of the isocyanate group in water is insufficient. Further, the curable composition comprising such a composition and an aqueous resin having an active hydrogen group-containing group has a drawback that the pot life is short and the hardness and water resistance of the cured product are poor.
  • An object of the present invention is to solve various problems in the prior art as described above, and to provide water having excellent dispersibility in water, stability in water, compatibility with an aqueous resin having an active hydrogen group-containing group, and the like.
  • To provide a dispersible polysocyanate composition to provide an aqueous curable composition comprising the polysocyanate composition and water, which is excellent in water stability and curability; and to provide the polyisocyanate composition and an active hydrogen group.
  • An object of the present invention is to provide an aqueous paint containing an aqueous cured composition and an aqueous adhesive. Disclosure of the invention
  • a composition comprising a vinyl polymer containing a nonionic group and an isocyanate group and a hydrophobic polyisocyanate has been found to be soluble in water. It is excellent in dispersibility, and in a water dispersion obtained by dispersing in water, the isocyanate group has good stability to water, and the water dispersion has a long pot life and excellent curability; Furthermore, the composition comprising the polysuccinate composition and the aqueous resin having an active hydrogen group-containing group has a long pot life and excellent curability, and the composition has an appearance, hardness, water resistance and the like. Excellent The present invention has been found to give a cured product that can be obtained.
  • the present invention comprises a hydrophobic polyisocyanate (A) and a vinyl polymer (B) containing a nonionic group and an isocyanate group, wherein the hydrophobic polyisocyanate is contained in an aqueous medium. It is an object of the present invention to provide a water-dispersible polyisocyanate composition capable of dispersing the acrylate (A) with the vinyl polymer (B) having the nonionic group and the isocyanate group.
  • the present invention also relates to the present invention, wherein the hydrophobic polyisocyanate and a vinyl polymer (b) containing a nonionic group and an active hydrogen group-containing group which reacts with an isocyanate group are combined with an isocyanate group Z
  • An object of the present invention is to provide a method for producing a water-dispersible polyisocyanate composition, characterized in that active hydrogen group-containing groups are reacted at a molar ratio of 3 to 350.
  • the present invention provides an aqueous curable composition comprising the above water-dispersible polyisocyanate composition and an aqueous resin (C) or water. Further, the present invention provides an aqueous paint containing the above-mentioned aqueous curable composition and an aqueous adhesive containing the above-mentioned curable composition.
  • the water-dispersible polysocyanate composition of the present invention contains a hydrophobic polysocyanate (A) and a vinyl polymer (B) containing a nonionic group and an isocyanate group.
  • the vinyl polymer (B) having a nonionic group has an ability to disperse the hydrophobic polyisocyanate (A) in an aqueous medium. Have.
  • the hydrophobic polyisocyanate (A) used in the present invention refers to a polyisocyanate having no hydrophilic groups such as various known and commonly used anionic groups, cationic groups and nonionic groups in the molecule.
  • Representative examples of such a hydrophobic polyisocyanate (A) include 1,4-tetramethylene diisocyanate, ethyl (2,6-diisocyanate) hexanoate, and 1,6-hexamone. Tylene diisocyanate.
  • cycloaliphatic diisocyanate such as cyclohexyl isocyanate, dicyclohexylmethane-1,4,4'-diisocyanate, 2,5- or 2,6-diisocyanato-methyl norbornane; 2,5 —Or an alicyclic triisocyanate such as 2,6-diisocyanatomethyl-2-isocyanate propyl norbornane; m-xylylene diisocyanate, hi,, ', a' — ⁇ tramethyl-m_xylylenedi M- or p-phenylene diisocyanate, such as socyanate; m- or p-phenylenediisocyanate, tolylene-1,4_ or 2,6-diisocyanate, diphenylmethane-1,4,4'-diisocyanate N, naphthalene 1,5-diisocyanate, diphenyl 1,
  • fatty acid is preferred in terms of stability of isocyanate groups in water, and weather resistance of a coating film when a curable composition containing a water-dispersible polyisocyanate composition is used as a coating material.
  • Aromatic or alicyclic diisocyanates, triisocyanates, aralkylenediisocyanates, or polyisocyanates derived therefrom are preferred.
  • these polyisocyanates in order to obtain an aqueous curable composition having excellent weather resistance and durability, an isocyanurate-type polyisocyanate, a polyisocyanate having a burette structure, and a uretdione structure are required.
  • a polyisocyanate having a hydrophilic group can be used in combination within a range that does not impair the water stability of the water-dispersible polyisocyanate composition of the present invention.
  • a typical example of the vinyl polymer containing a nonionic group and an isocyanate group (B) [hereinafter referred to as an NCO group-containing vinyl polymer (B)] used in the present invention is an acrylic polymer.
  • fluorinated olefin-based polymers, vinyl ester-based polymers, aromatic vinyl-based polymers and polyolefin-based polymers are compatible in terms of compatibility. In-based polymers are preferred.
  • nonionic group introduced into the NCO group-containing vinyl polymer (B) there are various known and commonly used nonionic groups, and the preferred one is an alkoxy group having a terminal, a substituted alkoxy group, an ester group, or a carbamate group. And polyoxyalkylene groups blocked with various groups. Representative examples thereof include various polyoxyalkylene groups such as a polyoxyethylene group, a polyoxydipropylene group or a polyoxybutylene group, and the above-mentioned oxy groups such as a poly (oxyethylene-l-oxypropylene) group.
  • Those obtained by random copolymerization of alkylene moieties those obtained by combining different polyoxyalkylene groups such as polyoxyethylene-polyoxypropylene groups in blocks, and ring-opening polymerization of dioxolane rings. And the like.
  • Preferred among these polyoxyalkylene groups are those containing oxyethylene units as essential constituent units.
  • alkoxy group preferred are an alkoxy group and a substituted alkoxy group, and particularly preferred is an alkoxy group.
  • alkoxy group include a lower alkoxy group such as a methoxy grave, an ethoxy group, and a butoxy group.
  • the number average molecular weight of the polyoxyalkylene group is from about 130 to about 10,000 in view of the water dispersibility of the polyisocyanate composition and the curability of the aqueous curable composition containing the composition. Of these, preferably within the range of 150 to 6,000, and most preferably within the range of 200 to 2,000.
  • the suitable amount of the nonionic group introduced into the NCO group-containing vinyl polymer (B) is such that the hydrophobic polyisocyanate (A) can be easily dispersed in water and the polyisocyanate composition of the present invention can be used.
  • the amount may be within a range that does not impair the stability of the isocyanate group contained in the dispersion obtained by dispersing in water.
  • the preferable amount is 8 to 80% by weight of the NCO group-containing vinyl polymer (B), more preferably 12 to 65% by weight, and most preferably 1 to 65% by weight. 5 to 55% by weight.
  • isocyanate group introduced into the NCO group-containing vinyl polymer (B) there are various well-known and commonly used isocyanate groups. Representative examples thereof include an isocyanate group bonded to an alkyl group and a cycloalkyl group. An isocyanate group bonded to an alkyl group substituted with an aryl group, an isocyanate group bonded to an alkyl group substituted with a cycloalkyl group, an isocyanate group bonded to an alkyl group substituted with an aryl group, and the like. Can be
  • the preferred amount of isocyanate to be introduced into the NCO group-containing vinyl polymer (B) is such that the NCO group-containing vinyl polymer (B) is an aqueous resin having an active hydrogen group-containing group.
  • (C) an active hydrogen or water capable of participating in crosslinking by reacting with water and in an amount which does not impair the stability of the water-dispersible polyisocyanate composition of the present invention.
  • the preferable amount is 0.05 to 6 mol, preferably 0.1 to 5.0 mol, per 1,000 g of the NCO group-containing vinyl polymer (B). Preferably, it is 0.2 to 4.0 mol.
  • the NCO group-containing vinyl polymer (B) has the ability to disperse the hydrophobic polyisocyanate (A) in water. Therefore, the NCO group-containing vinyl polymer (B) has a function of imparting excellent dispersibility in water to the polyisocyanate composition of the present invention. Further, the NCO group-containing vinyl polymer (B) imparts water stability of the isocyanate group contained in the aqueous dispersion of the composition. Further, since the NCO group-containing vinyl polymer (B) also has an isocyanate group, the aqueous resin having an active hydrogen group-containing group described below is used.
  • the aqueous curable composition of the present invention comprising (C) or water and a polyisocyanate composition has excellent curability.
  • the aqueous curable composition gives a cured product having excellent performance.
  • the polyisocyanate composition of the present invention imparts more excellent water dispersibility.
  • it is preferable in that the stability of the isocyanate group contained in the aqueous dispersion of the composition in water can be further improved.
  • Typical examples of the hydrophobic group having 4 or more total carbon atoms introduced into the NCO group-containing vinyl polymer (B) include n-butyl group, iso-butyl group, tert-butyl group, and n-butyl group.
  • An alkyl group having 4 or more carbon atoms such as a pentyl group, an n-hexyl group, a 2-ethylhexyl group, an ⁇ -octyl group, an ⁇ -dodecyl group or an ⁇ -tactadecyl group; a cyclobutyl group
  • a cycloalkyl group having 4 or more carbon atoms such as a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cyclooctyl group, a dicyclopentanyl group, a bornyl group, an isobornyl group; a cyclopentylmethyl group, a cyclohexylmethyl group, 2
  • An alkyl group substituted by a cycloalkyl group such as —cyclopentylethyl group or 2-cyclohexylethyl group; phenyl, 4-methylphenyl or 1-naph
  • hydrophobic groups having a total number of carbon atoms of 4 or more as described above those having a total carbon number of 4 to 22 are preferable, and those having a total carbon number of 4 to 22 are particularly preferable. It has 5 to 18 children.
  • Particularly preferred among such hydrophobic groups are an alkyl group, a cycloalkyl group or an alkyl group substituted with a cycloalkyl group.
  • the preferable amount of introduction is as follows.
  • the weight ratio of the hydrophobic group is 1 to 45 weight. /. And preferably 5 to 30% by weight.
  • the above-mentioned NCO group-containing vinyl polymer (B) has an isocyanate group in the molecule, and further has a reactive functional group such as a blocked active hydrogen group-containing group, an epoxy group or a hydrolyzable silyl group. It is preferably introduced into the group-containing vinyl polymer (B). Since these reactive functional groups participate in the crosslinking reaction together with the isocyanate group, the curability of the aqueous curable composition of the present invention can be improved, and a cured product having more excellent performance can be obtained.
  • the blocked active hydrogen group-containing group include a blocked hydroxyl group, a blocked carboxyl group, a blocked amino group, and the like.
  • typical examples of the blocked hydroxyl group include a trimethylsilyl ether group, a triethylsilyl ether group, a dimethylcyclohexylsilyl ether group, and a dimethyl-tert-butylsilyl group.
  • a hydroxyl group blocked with a triorganosilyl group such as an ether group; and an S-unsaturated ether compound such as methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, 2-methoxypropene, dihydrofuran, dihydroxypyran, etc.
  • blocked carboxyl groups include acetal or ketal obtained by the reaction.
  • Representative examples of blocked carboxyl groups include trimethylsilyl ester groups, triethylsilyl ester groups, dimethylcyclohexylsilyl ester groups, and dimethyl groups.
  • carboxyl groups blocked as triorganosilyl esters such as tert-butylsilyl ester groups; carboxyl groups such as methyl vinyl ether, ethylvinyl alcohol, 2-methoxypropene, dihydrofuran, and dihydropyran; Carboxy blocked as a hemiacetal ester or hemiketal ester obtained by adding an unsaturated ether compound And a sil group.
  • blocked amino groups include bis (trimethylsilyl) amino group, bis (triethylsilyl) amino group, and bis (triorganosilyl) amino groups such as bis (dimethyl-tert-butylsilyl) amino group.
  • An amino group blocked as an amino group an amino group blocked as an aldimine obtained by reacting an amino compound with an aldehyde compound such as formaldehyde, acetoaldehyde, propionaldehyde, and n-butyraldehyde; an amino group and an acetone,
  • An amino group blocked as a ketimine obtained by reacting with a ketone compound such as a ketone or methyl isobutyl ketone; an aldehyde compound or a ketone as described above as used for converting an amino group into an aldimine or a ketimine.
  • Compound The 2- ⁇ amino alcohols with amino group and proc as Okisazorijin obtained by reacting the like.
  • a hydroxyl group blocked with a triorganosilyl group is particularly preferred. Since the hydroxyl group blocked by the triorganosilyl group has hydrophobicity, the polyisocyanate composition of the present invention is introduced by introducing such a group into the NCO group-containing vinyl polymer (B). Further excellent water dispersibility can be imparted, and the stability of the isocyanate group contained in the aqueous dispersion of the polyisocyanate composition can be further improved.
  • epoxy group examples include a glycidyl group, a methylglycidyl group, an epoxycyclohexyl group, and the like.
  • the hydrolyzable silyl group is an alkoxy group, a substituted alkoxy group, a phenoxy grave, an iminooxy group, an alkenyloxy group, which is a group which is eliminated by hydrolysis to form a hydroxyl group bonded to a hydrogen atom.
  • a silyl group to which a hydrolyzable group such as a halogen atom is bonded are particularly preferred.
  • alkoxysilyl groups to which an alkoxy group or a substituted alkoxy group is bonded as a hydrolyzable group.
  • alkoxysilyl tombs include trimethoxysilyl, triethoxysilyl, tri ⁇ -propoxysilyl, tri ⁇ -butoxysilyl, methyldimethoxysilyl, and methyl.
  • Examples include a dimethoxysilyl group, a dimethylmethoxysilyl group, and a tris (2-methoxetoxy) silyl group.
  • reactive functional groups to be introduced into the NCO group-containing vinyl polymer (B) particularly preferred are a blocked active hydrogen group-containing group and an epoxy group.
  • the amount of these functional groups introduced is From the viewpoint of the water dispersibility of the polyisocyanate composition of the present invention and the curability of the aqueous curable composition of the present invention, 0.05 to 100% of the NCO group-containing vinyl polymer (B) per 100 g of the vinyl polymer (B). 2 mol, preferably 0.1 to 1 mol.
  • the weight average molecular weight of the NCO group-containing vinyl polymer (B) is determined based on the dispersibility in water of the water-dispersible polyisocyanate composition of the present invention and the water content of the isocyanate group contained in the aqueous dispersion of the composition. From the viewpoints of the stability to water and the curability of the aqueous curable composition of the present invention, it is from 5,000 to 200,000, more preferably from 8,000 to 70,000.
  • a vinyl polymer containing a hydrophobic polyisocyanate and a previously prepared nonionic group and an active hydrogen group-containing group that reacts with the isocyanate group The following methods can be applied: a method of reacting with a coalescing compound [hereinafter referred to as method (1)], a method of (2) a method of copolymerizing a vinyl monomer containing an isocyanate group [hereinafter referred to as method (2)], or the like. .
  • the method (1) comprises a vinyl polymer having an active hydrogen group containing a hydrophobic polyisocyanate, a nonionic grave, and an active hydrogen group that reacts with an isocyanate group (hereinafter referred to as an active hydrogen group-containing vinyl polymer (b)). Is reacted in a molar ratio in which the isocyanate group is excessive with respect to the active hydrogen group-containing group.
  • the hydrophobic polyisocyanate the same one as the above-mentioned hydrophobic polyisocyanate (A) can be used. Then, a polyisocyanate having a hydrophilic group can be used in an amount within a range that does not impair the stability of the water-dispersible polyisocyanate composition of the present invention.
  • the hydrophobic polyisocyanate and the active hydrogen group-containing vinyl polymer (b) are mixed such that the ratio of the isocyanate group and the active hydrogen group-containing group is about 1.5-3.
  • the reaction mixture contains the NCO group-containing vinyl polymer (B) as a main component and unreacted hydrophobic polyisocyanate as a minor component.
  • the water-dispersible polyisocyanate composition of the present invention can be obtained by mixing the thus-prepared reaction mixture and the hydrophobic polyisocyanate (A).
  • the hydrophobic polyisocyanate and the active hydrogen group-containing vinyl polymer (b) are reacted so that the ratio of the isocyanate group to the active hydrogen group-containing group is about 3 to 350. Then, a reaction mixture containing more unreacted hydrophobic polyisocyanate and the NCO group-containing vinyl polymer (B), that is, the water-dispersible polyisocyanate of the present invention is prepared in one step.
  • the method of the present invention for producing the water-dispersible polyisocyanate composition of the present invention by such a one-step reaction will be described.
  • the molar ratio of the isocyanate group and the active hydrogen group-containing group is 3 to 350. It is necessary to react both components within a certain range. From the viewpoint of the water dispersibility of the obtained polyisocyanate composition and the curability of the curable composition containing the composition, a range of 5 to 300 is preferable, The range of 10 to 250 is more preferable, and the range of 15 to 100 is most preferable.
  • hydrophobic polyisocyanate To react the hydrophobic polyisocyanate with the active hydrogen group-containing vinyl polymer (b), (1) charge and react both components together; (2) add the active hydrogen group-containing vinyl polymer to the hydrophobic polyisocyanate.
  • Various methods can be applied, such as reacting while adding the solution of the coalesced (b), and (3) reacting while adding the hydrophobic polyisocyanate to the solution of the active hydrogen group-containing vinyl polymer (b).
  • methods (1) and (2) are preferable from the viewpoint of suppressing the formation of a gel.
  • the mixture of the two components was left for a long time at a relatively low temperature of about 10 to 50 ° C. in an inert gas atmosphere.
  • stirring may be carried out for a long time, it is preferable to heat and stir at a temperature of about 50 to 130 ° C for about 0.5 to 20 hours.
  • various conventional catalysts that promote the reaction between the isocyanate group and the group containing an active hydrogen group may be added.
  • a hydrophobic polyisocyanate is used instead of a part of the solvent or the whole amount of the solvent, and the active hydrogen group-containing vinyl polymer is used.
  • the water-dispersible polyisocyanate composition of the present invention can also be prepared by allowing the preparation of (b) and the reaction of the active hydrogen group-containing vinyl polymer (b) and the polyisocyanate to proceed in parallel.
  • a mixture obtained by further adding a hydrophobic polyisocyanate (A) to the water-dispersible polyisocyanate composition prepared as described above is also referred to as the water-dispersible polyisocyanate composition of the present invention. Can be used.
  • the vinyl polymer (B) containing an active hydrogen group used in preparing the NCO group-containing vinyl polymer (B) or the water-dispersible polyisocyanate composition of the present invention by the method (1) will be described. Will be described.
  • Examples of the active hydrogen group-containing group which reacts with the isocyanate group introduced into the active hydrogen group-containing vinyl polymer (b) include various well-known and commonly used groups. Typical examples thereof include a hydroxyl group and a hydroxyl group. Carboxyl group, phosphoric acid group, phosphorous acid group, sulfonic acid group, sulfinic acid group, mercapto group, silanol group, active methylene group, force bamate group, peridode group, carboxylic acid amide group, sulfonic acid amide group, etc. Is mentioned.
  • a hydroxyl group, an amino group, a carboxyl group and an active methylene group are preferred in terms of ease of introduction, and particularly preferred are a hydroxyl group and a carboxyl group.
  • active hydrogen group-containing groups may be introduced alone, or two or more of them may be introduced.
  • a representative example of a hydroxyl-containing monomer used in preparing the vinyl polymer containing active hydrogen (b) is 2-hydroxyhexyl (meth) acrylate.
  • Representative monomers having a carboxyl group as an active hydrogen group-containing group include (meth) acrylic acid, 2-carboxyethyl acrylate, crotonic acid, vinyl acetate, monovinyl adipate, and sebacic acid.
  • Representative monomers having an amino group as an active hydrogen group-containing group include 2- (N-methylamino) ethyl (meth) acrylate, 2- (N-ethylamino) ethyl (meth) acrylate, — (Nn-butylamino) ethyl (meth) acrylate, 2- (N-tert-butylamino) ethyl methacrylate, 2- (N-methylamino) ethylcrotonate, 2- (N-ethylamino) ethylcrotonate, 2- (N-butylamino) ethyl monotonic vinyl containing a secondary amino group, such as ethyl chloroformate.
  • Representative monomers having an active methylene group as an active hydrogen group-containing group are vinylacetoacetate, 2-acetoacetoxityl (meth) acrylate, and 2-acetoacetoxypropyl (meth) acrylate. , 3-acetoacetoxypropyl (meth) acrylate, 3-acetoacetoxybutyl (meth) acrylate, 4-acetoacetoxybutyl (meth) acrylate, arylacetoacetate, 2,3-di (acetoacetoxy) ) Propyl methacrylate. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the active hydrogen group-containing group to be introduced into the active hydrogen group-containing vinyl polymer (b) is based on the water dispersibility of the polyisocyanate composition of the present invention and the isocyanate group contained in the aqueous dispersion of the composition. From the viewpoint of stability, 0.01 to 5 mol, preferably 0.05 to 3 mol, most preferably 0 to 5 mol per 100 g of the active hydrogen group-containing vinyl polymer (b). 1 to 2 moles.
  • vinyl monomer containing a polyoxyalkylene group used in preparing the active hydrogen group-containing vinyl polymer (b) are listed above.
  • (meth) acrylate monomers include monomethoxylated polyethylene glycol, monomethoxylated polypropylene glycol, or a polyester monomer having both oxyethylene and oxypropylene units.
  • examples include esters of various monoalkoxylated polyether diols, such as toxides, with (meth) acrylic acid.
  • the amount of the nonionic group introduced into the active hydrogen group-containing vinyl polymer (b) is determined according to the present invention, which is obtained by reacting the active hydrogen group-containing vinyl polymer (b) with the hydrophobic polyisocyanate.
  • the amount may be such that the polyisocyanate composition is easily dispersed in water, and the stability of the isocyanate groups contained in the dispersion obtained by dispersing the composition in water is not impaired.
  • the preferred amount is from 10 to 90% by weight of the active hydrogen group-containing vinyl polymer (b), the more preferred amount is from 15 to 70% by weight, and the most preferred amount is It is 20 to 60% by weight.
  • an NCO group-containing vinyl polymer having a hydrophobic group having a total number of 4 or more carbon atoms is obtained. It is possible to obtain a coalesced (B), and as described above, imparts more excellent dispersibility in water to the polyisocyanate composition of the present invention, and disperses the isocyanate group contained in the aqueous dispersion of the composition with respect to water. At any time, stability can be improved.
  • a vinyl monomer having such a group may be copolymerized.
  • Typical examples of the vinyl monomer having a hydrophobic group having 4 or more total carbon atoms as described above include n-butyl (meth) acrylate, iso-butyl (meth) acrylate, and tert-butyl methacrylate. It has an alkyl group having a total carbon number of 4 to 22 such as butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, octadecyl (meth) acrylate, etc.
  • Meth) acrylates such as cyclopentyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, bornyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate , Various types Cycloalkyl (meth) acrylates; cyclopentylmethyl (meth) acrylate, cyclohexylmethyl (meth) acrylate, 2-cyclohexylethyl
  • Cycloalkylalkyl (meth) acrylates such as (meth) acrylate; various aralkyl (meth) acrylates such as benzyl (meth) acrylate or 2-phenylethyl (meth) acrylate; styrene, p-tert-butylstyrene
  • aromatic vinyl-based monomers such as styrene, methyl styrene, and vinyl toluene
  • octanoic acid esters having an alkyl group having 4 to 22 carbon atoms such as mono-n-butyl crotonate and 1,2-ethylhexyl crotonate; di-n-butyl maleate; 4 carbon atoms such as di-n-butyl fumarate and di-n-butyl
  • the suitable amount thereof is determined by the water dispersibility and the water dispersibility of the polyisocyanate composition of the present invention.
  • the weight ratio of the hydrophobic group contained in the vinyl polymer (b) is 1 to 50% by weight ⁇ 1 ⁇ 2, preferably , 5 to 30% by weight.
  • aqueous curable composition of the present invention is improved.
  • Representative examples of a vinyl monomer having a hydroxyl group blocked by a triorganosilyl group include 2-trimethylsiloxethyl (meth) acrylate, 2-trimethylsiloxypropyl (meth) acrylate, and 4-trimethyl.
  • 2-ether and 4-trimethylsiloxybutyl vinyl ether Representative examples of vinyl monomers containing a silyl ester group include trimethylsilyl (meth) acrylate, dimethyl-tert-butylsilyl (meth) acrylate, dimethylcyclohexylsilyl (meth) acrylate, and trimethylsilylcrotone. And monovinyl monomonotrimethylsilyl ester of adipic acid.
  • a vinyl monomer containing a hemiacetal ester group or a hemiketal ester group include 1-methoxyl (meth) acrylate, 1-ethoxyxyl (meth) acrylate, and 2-methoxyl 2 — (Meth) acryloyloxypropane or 2_ (meth) acryloyloxytetrahydrofuran.
  • vinyl monomers containing an epoxy group include glycidyl (meth) acrylate, methylglycidyl (meth) acrylate, 3,4-epoxycyclohexyl (meth) acrylate, glycidyl vinyl ether, Aryl glycidyl ether and the like.
  • vinyl monomer having a hydrolyzable silyl grave examples include vinyl trimethoxy silane, vinyl triethoxy silane, vinyl methyl dimethoxy silane, vinyl tris (2-methoxetoxy) silane, aryl trimethoxy silane,
  • the amount of these functional groups to be introduced is determined by the amount of the polymer of the present invention.
  • 0.05 to 2 mol per 1 g of the active hydrogen group-containing vinyl polymer (b) Preferably, it is 0.1 to 1 mol.
  • ⁇ -alkoxyalkyl (meth) acrylates such as (meth) acrylate or 4-methoxybutyl (meth) acrylate; carboxylic acids having a total number of carbon atoms of 4 or less such as vinyl acetate and vinyl propionate.
  • Vinyl esters various carboxylic esters having an alkyl group having 3 or less carbon atoms, such as methyl tonoate or ethyl crotonate; dimethyl maleate, dimethyl fumarate, and dimethyl itaconate;
  • Various unsaturated dibasic acid diesters having an alkyl group having 3 or less carbon atoms such as: various vinyl monomers containing a cyano group, such as (meth) acrylonitrile and crotononitrile; vinyl fluoride , Vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene, black trifluoroethylen, hex
  • fluoroolefins such as fluoropropylene
  • various chlorinated olefins such as vinyl chloride or vinylidene chloride
  • various olefins such as ethylene or propylene
  • ethyl vinyl ether ⁇ -propyl vinyl ether
  • alkyl vinyl ethers having an al
  • the polymerization method for preparing the above-mentioned active hydrogen group-containing vinyl polymer (b) is not limited, and various known and commonly used polymerization methods can be applied. Among them, a solution radical polymerization method in an organic solvent is particularly convenient and preferred.
  • polymerization initiator when applying the solution radical polymerization method, various known and commonly used compounds can be used. Typical examples are 2,2'-azobis (isobutyronitrile), 2,2'-azobis (2,4-dimethylbutyronitrile) or 2,2'-azobis (2-methylbutyronitrile), Various azo compounds; tert-butyl benzopivalate, tert-butyl benzoyl benzoate, tert-butyl butyl benzo-2-ethyl hexanoate, G-tert-butyl butyl xylide, cumenehydroxide, or Various peroxides such as diisopropyl peroxide carbonate, and the like.
  • any compound can be used as long as it is a compound that is inert to the isocyanate group.
  • the compound used as such a solvent include aliphatic or alicyclic hydrocarbons such as n-hexane, n-heptane, n-octane, cyclohexane and cyclopentane; Aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, and ethylbenzene; various esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate, n-amyl acetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate; acetone, methyl ethyl ketone, and methyl iso- Various ketones such as butyl ketone, methyl n-amyl ketone, and cyclohexanone; polyalkylene glycol dialkyl ethers such as diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl
  • the weight average molecular weight of the vinyl polymer (b) prepared as described above depends on the dispersibility in water of the polyisocyanate composition of the present invention and the water content of the isocyanate group contained in the aqueous dispersion of the composition. From the viewpoint of the curability of the aqueous curable composition of the present invention, preferably from 3,000 to 100,000, more preferably from 5,000 to 40,000. preferable.
  • a vinyl polymer containing an isocyanate group obtained by polymerizing a vinyl monomer containing an isocyanate group as an essential component; For example, a method in which a polyoxyalkylene glycol whose terminal is blocked with a group such as an alkoxy group is reacted at a molar ratio in which an isocyanate group is excessive relative to a hydroxyl group can be applied. Among these, the former different method is more convenient and more preferable.
  • vinyl monomer containing an isocyanate group used in the method (2) include 2-isocyanatopropene, 2-isocyanatoethylvinylether, and 2-isocyanatoethylmethylether.
  • examples include acrylates, m-isopropenyl-phenyl, and di-dimethylbenzyl isocyanate, and reaction products of polyisocynate with a vinyl monomer having a hydroxyl group.
  • the hydrophobic group having a total carbon number of 4 or more described in the above method (1) is used.
  • the vinyl group monomer having a functional group may be copolymerized so that the amount of the hydrophobic group introduced is in the above-described preferred weight ratio.
  • the vinyl group mentioned in the above method (1) is used.
  • the monomer may be copolymerized so that the introduction amount of the functional group becomes the preferable amount described above.
  • a part or all of the organic solvent is replaced with the hydrophobic polyisocyanate (A), and a mixture of the organic solvent and the hydrophobic polyisocyanate (A) or Hydrophobic polyisocyanate (A) can be used as a solvent.
  • the water-dispersible polyisocyanate composition of the present invention can be obtained by mixing the prepared NCO group-containing vinyl polymer (B) and the hydrophobic polyisocyanate (A).
  • the mixing conditions are not particularly limited, but are generally from room temperature to 150 ° C, preferably The mixing may be performed at a temperature ranging from room temperature to 100 ° C.
  • the water-dispersible polyisocyanate composition of the present invention is prepared by a method in which both components are reacted with each other so that the molar ratio of the isocyanate group to the active hydrogen group-containing group is 3 to 350.
  • the latter method (2) is preferable because the stability of the isocyanate group is higher when the obtained water-dispersible polyisocyanate composition is dispersed in water.
  • aqueous curable composition containing the water-dispersible polyisocynate composition of the present invention and an aqueous resin (C) having an active hydrogen group-containing group will be described.
  • the aqueous resin (C) having an active hydrogen group-containing group used in the present invention may be any resin having an active hydrogen group-containing group capable of reacting with an isocyanate group, and its form and type are not limited.
  • Representative examples of the active hydrogen group-containing group contained in the aqueous resin (C) include groups containing an active methylene group such as a hydroxyl group, a carboxyl group, an amino group, an amide group, and an acetoacetyl group. No. Particularly preferred of these are a hydroxyl group and a carboxyl group.
  • Examples of the form of the aqueous resin (C) include known and common forms such as an aqueous solution type and an aqueous dispersion type such as colloidal dispersion emulsion.
  • aqueous resin (C) examples include vinyl acetate resin, styrene-butadiene resin, styrene-acrylonitrile resin, acrylic resin, fluoroolefin resin, and silicon-modified vinyl resin.
  • Copolymer vinyl polymer such as polyvinyl alcohol; polyester resin, polyurethane resin, phenol resin, melamine resin, epoxy resin, alkyd resin, polyamide resin, polyester resin, silicon resin Synthetic resins other than vinyl polymers such as resins; and natural polymers such as animal proteins, starch, cellulose derivatives, dextrins, and arabia rubber. And preferred of these are: It is a vinyl polymer and various synthetic resins other than the vinyl polymer.
  • the amount of the active hydrogen group-containing group contained in the water-based resin (C) as described above is determined in consideration of the curability of the water-based curable composition of the present invention and the water resistance of the obtained cured product. It is from 0.1 to 6 mol, preferably from 0.2 to 4 mol, most preferably from 0.4 to 3 mol, per 0.00 g. These aqueous resins (C) may be used alone or in combination of two or more.
  • the preferred mixing ratio of the water-dispersible polyisocyanate composition of the present invention and the aqueous resin (C) is determined based on the curability of the curable composition and the performance of the cured product obtained from the composition. (1) the number of moles of isocyanate groups in the polyisocyanate composition;
  • Ratio of the total number of moles of the active hydrogen group-containing group contained in the aqueous resin (C) and the blocked active hydrogen group-containing group contained in the NCO group-containing vinyl polymer (B) ( 1) (2) is preferably from 0.1 to 5, particularly preferably from 0.3 to 3, and most preferably from 0.5 to 2.
  • aqueous curable composition of the present invention can be used as a clear composition containing no pigment, or can be used as a colored composition by blending various known or common organic or inorganic pigments. Can also.
  • the aqueous curable composition thus prepared can be used for various fibers such as paints, adhesives, inks, waterproofing materials, sealing agents, natural fibers, synthetic fibers, glass fibers, paper impregnating agents, natural fibers, synthetic fibers. It can be used for various applications such as various fibers such as glass fibers and surface treatment agents for paper. Especially, it is preferably used as a water-based paint or a water-based adhesive. When used as a water-based paint, such a water-based paint has a long pot life, and further, from the water-based paint of the present invention, a cured coating film having excellent appearance such as transparency and gloss, water resistance, and solvent resistance can be obtained. Can be
  • such water-based adhesive when used as a water-based adhesive, such water-based adhesive has excellent performance such as a long pot life and high adhesive strength.
  • the composition may contain additives suitable for various uses, such as fillers, leveling agents, thickeners, defoamers, organic solvents, ultraviolet absorbers, antioxidants or Various well-known and commonly used additives such as a pigment dispersant can also be blended.
  • additives suitable for various uses such as fillers, leveling agents, thickeners, defoamers, organic solvents, ultraviolet absorbers, antioxidants or Various well-known and commonly used additives such as a pigment dispersant can also be blended.
  • the aqueous curable composition of the present invention can be obtained by mixing the water-dispersible polyisocyanate composition with water.
  • the polyisocyanate composition should be used. 100 to 100 parts by weight of water, preferably 50 to 500 parts by weight of water is added to 0 parts by weight, and both may be mixed.
  • the aqueous hardening composition obtained by mixing such a water-dispersible polyisocyanate composition with water can be used as a clear composition containing no pigment, and can be used as an organic or inorganic known general-purpose composition. Various pigments can be blended and used as a coloring composition. Also, if necessary, the polyisocyanate composition and the aqueous resin
  • the aqueous curable composition thus prepared can be used for the same applications as the aqueous curable composition described above, but is particularly preferably used as an aqueous paint or an aqueous adhesive.
  • the paint containing the water-based curable composition has a long pot life and penetrates a high-density inorganic base material, which is difficult to penetrate with ordinary water-based paints, to form a cured coating film.
  • This coating has the function of effectively protecting the base material and has good adhesion to the top coat, so that this paint can be used as a high-performance undercoat water-based paint.
  • this water-based paint can be used not only as an undercoat paint but also as an overcoat paint for various substrates.
  • water-based adhesive When used as a water-based adhesive, it can be used as a water-based adhesive for various uses because of a long pot life and high adhesive strength.
  • the substrate on which the aqueous paint of the present invention is applied as described above, and the substrate on which the aqueous adhesive of the present invention is applied as described above various known and commonly used substrates are used. . Among them, the most typical ones are various metal base materials, inorganic base materials, plastic base materials, inorganic fibers such as paper, synthetic fibers, natural fibers and glass fibers. Examples include fibers, fabrics, synthetic leather, natural leather, and wood-based materials.
  • typical examples of the metal base material include metals such as iron, nickel, aluminum, chromium, zinc, tin, copper, and lead; stainless steel or brass; Metal alloys: Various metals or alloys as described above, and various surface-treated metals subjected to plating and chemical conversion treatment.
  • the inorganic base material is a hardened material manufactured from a calcium compound such as calcium silicate, calcium aluminate, calcium sulfate, and calcium oxide; obtained by sintering a metal oxide such as alumina, silica, and zirconia. Ceramic; tiles obtained by firing various clay minerals; various types of glass.
  • a cured product produced from the calcium compound include a cured product of a cement composition such as concrete or mortar, asbestos slate, a lightweight lightweight concrete (ALC) cured product, a dolomite plaster cured product, Gypsum plaster cured products, calcium silicate plates and the like can be mentioned.
  • plastic base materials include polystyrene, polycarbonate, polymethyl methacrylate, ABS resin, polyphenylene oxide, polyurethane, polyethylene, polyvinyl chloride, polypropylene, polybutylene terephthalate, and polyethylene terephthalate. Molded product of plastic resin; molded products of various thermosetting resins such as unsaturated polyester resin, phenol resin, crosslinked polyurethane, crosslinked acryl resin or crosslinked saturated polyester resin, etc. .
  • various types of base materials as described above which are pre-coated base materials, or the base materials coated with the coating, and furthermore, the deterioration of the coated part proceeds.
  • a substrate can also be used.
  • the water-based paint of the present invention as described above is applied to the base material as described above by brush coating, mouth coating, spray coating, dip coating, flow 'coater coating, roll' coater.
  • the coating is performed by a known coating method such as a single coating method, and then left at room temperature for about 1 to 10 days, or in a temperature range of about 40 to about 250 ° C for about 30 seconds to about 30 seconds. By heating for about 2 hours, a cured coating film with excellent appearance and water resistance can be obtained.
  • the aqueous adhesive of the present invention as described above is applied to at least one of the same type of base material or a different type of base material among the above-mentioned base materials by a known and common method such as a spatula, a brush, a spray, or a roll. Then, leave it at room temperature for about 1 to 10 days, or heat it for about 5 seconds to about 2 hours in a temperature range of about 40 to about 150 ° C, as required. By applying pressure, excellent adhesive strength can be obtained.
  • a known and common method such as a spatula, a brush, a spray, or a roll.
  • water-dispersible polyisocyanate composition will be described with reference to Examples and Comparative Examples.
  • polyisocyanate used in the Examples and Comparative Examples will be described.
  • HDI Hexamethylene diisocyanate
  • NCO group content isocyanurate-type polyisocyanate
  • average number of NCO functional groups is about 3.6, nonvolatile content 100./o
  • Burnock DN-950 an adduct type polyisocyanate of HDI and triol [manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc., obtained by removing the solvent from an ethyl acetate solution. NCO group content 17%, average number of NCO functional groups is about 3.2, nonvolatile content 100%)
  • JE ethylene glycol
  • EDE ethylene glycol
  • MMA methyl methacrylate
  • 2-HEMA 2-hydroxyethyl methacrylate
  • CHMA cyclohexyl methacrylate
  • a mixed solution consisting of 150 parts, 45 parts of t-butylhydroxy-2-ethylhexanoate and 5 parts of t-butylperoxybenzoate was added dropwise over 5 hours. After dripping,
  • MP EGMA-2 [Methoxy PEG glycol methacrylate (containing an average of 4 per molecule of peroxyethylene units)]
  • MP EGMA_3 [Methoxy ethoxyglycol methacrylate (containing an average of 23 lioxyethylene units per molecule)]
  • a comparative polyisocyanate composition having an NCO group content of 6.0% was obtained.
  • this is abbreviated as a polyisocyanate composition (RP-3).
  • RP-3 polyisocyanate composition
  • the dispersibility in water and the stability of the isocyanate group contained in the obtained aqueous dispersion were evaluated in the same manner as in Example 1.
  • Table 2-2 shows the evaluation results.
  • An aqueous dispersion of a polyisocyanate composition was prepared by performing dispersion in the same manner as in the evaluation of water dispersibility described above, except that the stirring time was changed to 10 minutes. Then, an excess of dibutylamine relative to the isocyanate group is added to a predetermined amount of the obtained aqueous dispersion.
  • the isocyanate group in the aqueous dispersion is determined by a reverse titration method in which the remaining dibutylamine is titrated with an aqueous hydrochloric acid solution. The content was determined.
  • N COZ active hydrogen group-containing group [molar ratio] Number of moles of N CO group Number of moles of active hydrogen group-containing group
  • the polyisocyanate composition (P-1) and the aqueous resin (C-11) were mixed with each other so that the molar ratio of the hydroxyl groups in the aqueous resin (C-11) was 1.2Z1.
  • An aqueous curable composition was prepared by mixing 50 parts of the composition (P-1) and 500 parts of the aqueous resin (C-1). Hereinafter, this is abbreviated as the aqueous curable composition (D-1).
  • the obtained aqueous curable composition (D-1) was immediately applied to a glass plate and a polypropylene plate (hereinafter abbreviated as PP plate) using an applicator so that the dry coating film became 60 m. It was applied on top and dried for 1 week at a temperature of 20 ° C and a humidity of 60% RH to form a cured coating.
  • the resulting cured coating film was evaluated for compatibility, gel fraction, and water resistance. Table 3 shows the evaluation results.
  • aqueous resin (C-12) in addition to the water-based resin (C-11) as the water-based resin (C), “Watersol A CD-2000” [a hydroxyl-containing acrylic resin manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.] Aqueous resin dispersion, nonvolatile content 35%, solid content hydroxyl value 50 mg KOH g; hereinafter, this resin is abbreviated as aqueous resin (C-12)].
  • aqueous curable compositions As shown in Table 3, various polyisocyanate compositions were used in place of the polyisocyanate composition (P-1). Use 500 parts of the aqueous resin (C-1) or (C-2) and adjust the molar ratio of the hydroxyl group in the aqueous resin to the isocyanate group of each polyisocyanate composition to be 1.21.
  • An aqueous curable composition was prepared by mixing the amounts of the polycarbonate compositions described in the same table.
  • the compositions thus obtained are abbreviated as aqueous curable compositions (D-2) to (D-9).
  • aqueous curable compositions thus obtained were applied on a glass plate and a PP plate immediately after preparation in the same manner as in Example 9, and dried at a temperature of 20 ° C and a humidity of 6 Oo / oRH for 1 week. At least, a cured coating was prepared. For these, the same evaluation as in Example 9 was performed. Table 3 shows the evaluation results.
  • Curable compositions (RD-1) to (RD-3) for comparative evaluation were prepared by mixing the amounts of each polyisocyanate composition shown in Table 3 so as to be 2/1. Immediately after the preparation, a cured coating film was prepared by coating and drying on a glass plate and a PP plate in the same manner as in Example 9. For these, the same evaluation as in Example 9 was performed. The evaluation results are shown in Table 3, Examples 18, 19, and Comparative Example 7.
  • D_1, D-2 ', and RD-1' After leaving D-1, D-2, and RD-1 prepared above at room temperature for 6 hours (referred to as D_1, D-2 ', and RD-1', respectively), the dried coating film was formed. It was applied on a glass plate using an applicator so as to have a length of 60 m, and was dried at a temperature of 20 ° C and a humidity of 60% RH for 1 week to form a cured coating film. For these, the same evaluation as in Example 9 was performed. Table 3 shows the evaluation results.
  • the transparency of a coating film formed on a glass plate was visually evaluated.
  • the evaluation criteria at that time are as follows.
  • the curability of the aqueous curable composition was evaluated.
  • the coating film formed on the PP plate was cut from the PP plate, immersed in acetone at 25 ° C for 48 hours, and dried at 100 ° C for 90 minutes.
  • the gel fraction was calculated by the following equation.
  • the coating film formed on the glass plate was immersed in deionized water at 25 ° C for 96 hours, and the appearance of the coating film was evaluated.
  • the evaluation criteria at that time are as follows.
  • a polymerization reaction was carried out at the same temperature for 10 hours to obtain a solution of a non-volatile group-containing fluorinated olefin polymer having a non-volatile content of 70% and a weight average molecular weight of 16,000.
  • this polymerization reaction is abbreviated as an active hydrogen group-containing vinyl polymer (b-7).
  • Example 20 [Preparation of water-dispersible polyisocyanate composition (P-9)]
  • a reactor similar to that of Reference Example 1 200 parts of hydrophobic polyisocyanate (A-1) and an active hydrogen group-containing compound were added.
  • 100 parts of vinyl polymer (b_7) was charged, and the temperature was raised to 90 ° C under a nitrogen stream, and the reaction was carried out with stirring at the same temperature for 6 hours to obtain a nonvolatile content of 90% and an NCO group content of 90%. was 13%, thereby obtaining a water-dispersible polycarbonate composition.
  • this is abbreviated as a polyisocyanate composition (P-9).
  • examples of a white paint composed of the polyisocyanate composition and the aqueous resin (C) are shown.
  • the aqueous resin (C-14) prepared in Reference Example 10 and the following aqueous resin (C-3) were used as the aqueous resin (C).
  • the preparation method of the main components of the paint used for obtaining the white paint from the aqueous resins (C-3) and (C-14) and the polyisocyanate composition is shown below.
  • the water-based paints having a nonvolatile content of 52% were prepared by mixing the paint base components ( ⁇ -1), ( ⁇ -2), each of the polycarbonate compositions, and water at the ratios shown in Table 4. . In all Examples, the compounds were blended so that the molar ratio of the hydroxyl group in the isocyanate group aqueous resin (C-3, C-14) was 1.5 ⁇ 1.
  • the white paint was prepared, following aqueous coating (F- 1) ⁇ (F- 9 ) and abbreviated (thus-obtained water-based paint (F- 1) ⁇ (F- 9 ) , respectively Immediately after the preparation, a coating film was formed on a slide plate by the air spray method so that the dry film thickness was 70 m, and then dried for one week in an atmosphere at a temperature of 20 ° C and a humidity of 60% RH. Each cured coating film was evaluated for gloss and water resistance, and the evaluation results are shown in Table 4. Comparative Examples 8 and 9
  • Example 2 1 F— 1 1 1 75 E— 1 500 86 84 ⁇ Example 22 F-2 ⁇ -2 75 E- 1 500 9 1 90 ⁇ Example 23 F- 3 ⁇ -3 75 E- 1 500 92 9 1 ⁇ Example 24 F— 4 -4 -4 75 E— 1 500 86 87 o Example 25 F- 5 ⁇ -5 75 E- 1 500 84 83 ⁇ Example 26 F— 6 ⁇ -6 75 E- 1 500 83 80 ⁇ Example 27 F— 7 ⁇ -790 E- 1 500 84 83 ⁇ ⁇ Example 28 F-8 ⁇ — 8 90 E- 1 500 81 80 ⁇ Example 29 F— 9 ⁇ -9 80 E -2 500 81 93 ⁇ Comparative Example 8 RF-1 R ⁇ -1 8 1 E— 1 500 7 1 58 X Comparative Example 9 RF— 2 R ⁇ -27 F E- 1 500 55 1 5 X
  • the appearance of the coating film was evaluated by the gloss value at which the coating film had a 60-degree specular reflectance [%].
  • An aqueous cured composition was prepared by mixing 100 parts of the water-dispersible polysocyanate composition (P-1) and 100 parts of deionized water.
  • P-1 water-dispersible polysocyanate composition
  • deionized water 100 parts of deionized water.
  • Aqueous curing was carried out in the same manner as in Example 30 except that 100 parts of the various polyisocyanate compositions shown in Table 5 were used instead of 100 parts of the polyisocyanate composition (P-1).
  • a composition was prepared.
  • the compositions thus obtained are abbreviated as aqueous curable compositions (G-2) to (G-8), (RG-1) and (RG-2).
  • G-2 aqueous curable compositions
  • G-8 aqueous curable compositions
  • RG-1 RG-1
  • Table 5 shows the evaluation results. Table 5
  • water-based paint 350 parts of the water-dispersible polyisocyanate composition ( ⁇ -1), 750 parts of deionized water, and 0.2 part of “ ⁇ ⁇ -028” ( ⁇ ⁇ ⁇ Chemical Company's defoamer)
  • ⁇ ⁇ -028 ⁇ ⁇ ⁇ Chemical Company's defoamer
  • a water-based paint was prepared by mixing. Hereinafter, this is abbreviated as water-based paint (II-1).
  • a coating film was formed on a gayal plate by an air spray method so that the dry film thickness became 3 O rn. Then, it was dried for one week under conditions of a temperature of 20 ° C and a humidity of 60% RH. The resulting cured coating film was evaluated for adhesion.
  • Example 39 to 45 and Comparative Examples 12 and 13 An aqueous solution was prepared in the same manner as in Example 38 except that 350 parts of the various polyisocyanate compositions shown in Table 6 were used instead of 350 parts of the polyisocyanate composition (P-1). A paint was prepared. Hereinafter, these are referred to as water-based paints (H-2) to (H-8),
  • H YD RAN HW— 3 1 1 water dispersion of polyester-based urethane resin manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, 45% non-volatile content
  • P— 5 parts of 1 water-dispersible polyisocyanate composition
  • K-1 aqueous adhesive
  • a 2-mm-thick vinyl chloride sheet was laminated on the sheet and hot-pressed at 50 ° C and 0.01 MPa for one minute.
  • the aqueous adhesive (K) was prepared in the same manner as in Example 46 except that 5 parts of the various polysocyanate compositions shown in Table 7 were used instead of 5 parts of the polyisocyanate composition (P-1). —2) to (K-1 8), (RK-1) and (RK-2).
  • a bonded plate of a plywood and a vinyl chloride sheet was prepared in the same manner as in Example 46 except that each of the aqueous adhesives thus obtained was used in place of the aqueous adhesive (II-1). These were evaluated for adhesiveness at 60 ° C. The evaluation results are shown in the column of “Adhesion evaluation (I)” in Table F.
  • a test piece was prepared by cutting the bonded board of plywood and vinyl chloride sheet to a width of 25 mm ( fix the plywood in a 60 ° C constant temperature bath, apply a load of 500 g to the vinyl chloride sheet, and leave it for 15 minutes.
  • the peel length (mm) was measured at 180 degrees, and the smaller the value, the better the adhesiveness.
  • Example 54 Preparation of water-dispersible polyisocyanate composition (P-10)]
  • P-10 Preparation of water-dispersible polyisocyanate composition
  • the obtained polyisocyanate composition was evaluated by the same evaluation method as in Examples 1 to 8 (Table 2-1) except for the residual ratio of the isocyanate group.
  • Isocyanate group The value of the residual ratio was 3 hours after the preparation of the aqueous dispersion of the composition in the same manner as in Example 18.
  • Table 9 shows the results of these evaluations.
  • the polyisocyanate composition (II-10) and the aqueous resin (C-11) were mixed such that the molar ratio of the isocyanate group and the hydroxyl group in the aqueous resin (C-11) was 1.21.
  • An aqueous curable composition was prepared by mixing 43 parts of the polyisocyanate composition (II-10) and 500 parts of the aqueous resin (C-11). Hereinafter, this is referred to as an aqueous curable composition (D-10).
  • a glass plate and a polypropylene plate hereinafter referred to as a PP plate
  • the obtained cured coating film was evaluated by the same evaluation method and evaluation criteria as in Example 9 19 (Table 3) except for the evaluation of the gel fraction and the water resistance. The evaluation results are shown in Table 10. Table 1 o
  • the coating film formed on the glass plate was immersed in deionized water at 25 ° C for 48 hours, and the appearance of the coating film was evaluated according to the evaluation criteria shown in the footnote of Table 3.
  • Each of the water-based paints having a nonvolatile content of 52% was prepared by mixing the paint base component (E-1), the polyisocyanate composition, and water at the ratios shown in Table 11.
  • the hydroxyl group in the isocyanate-based aqueous resin (C-11) was used.
  • the compounding ratio was adjusted to 1.51.
  • the white paint thus prepared is hereinafter referred to as a water-based paint (F-10).
  • aqueous curable composition 100 parts of the water-dispersible polyisocyanate composition (P-10) and 1 part of deionized water
  • the aqueous curable composition was prepared by mixing 00 parts. Hereinafter, this is referred to as aqueous curable composition (G-9).
  • aqueous curable composition (G-9) was applied on a glass plate and a PP plate using an applicator so that the dry coating film became 50 jum, and the temperature was 20 ° C. After drying for one week under the condition of humidity of 60% RH, a cured coating film was formed.
  • the obtained cured coating film was evaluated for gel fraction and water resistance according to the same evaluation method and evaluation criteria as in Example 55 (Table 10). The evaluation results are shown in Table 12.
  • Table 1 2 Table 1 2
  • the resulting cured coating film was evaluated for adhesion.
  • a coating film was formed on a slate plate by the air spray method so that the dry film thickness was 30 m, and the temperature was 20 ° C and the humidity was 60%.
  • the water-based paint (F-1) of Example 21 was applied by air spraying immediately after preparation so that the dry film thickness was 60 / m. Was. Then, at a temperature of 20 ° C, It was dried for one week under the condition of a humidity of 60% RH.
  • the multilayer cured coating thus obtained was evaluated by the same evaluation methods and evaluation criteria as in Examples 38 to 45 (Table 6). Table 13 shows the results of these evaluations. Table 13
  • the water-dispersible polyisocyanate composition of the present invention is excellent in dispersibility in water, stability in water, compatibility with an aqueous resin having an active hydrogen group-containing group, etc., and is a paint, an adhesive, and a fiber processing agent.
  • the aqueous curable composition of the present invention is excellent in dispersibility in water, stability and curability in water, and gives a cured product excellent in appearance and water resistance. Useful for paints and waterborne adhesives.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Description

明細書 水分散性ポリイソシァネート組成物、 その製造方法、
水性硬化性組成物及びその応用 技術分野
本発明は、 塗料、 接着剤、 繊維加工剤などの工業分野において有用なる水分散 性ポリイソシァネート組成物、 当該ポリイソシァネート組成物を含有する水性硬 化性組成物、 および、 その応用に関する。 さらに詳細には、 水性の塗料、 接着剤, 結合剤、 含浸剤等の各種の用途に有用なポリイソシァネ一卜と特定のビニル系重 合体とを含む水分散性ポリイソシァネート組成物、 水性硬化組成物、 水性塗料及 ぴ水性接着剤に関する。 背景技術
近年、 環境問題から、 揮発性有機溶剤の使用量の低減が強く求められている。 この要求に応えるため、 多くの分野で、 ポリイソシァネートを含む有機溶剤系の 組成物を水性化する試みが行われてきた。 例えば、 特公昭 5 5— 7 4 7 2号公報, 米国特許第 5 2 5 2 6 9 6号明細書 (特開平 5— 2 2 2 1 5 0号公報) には、 ポ リイソシァネー卜の一部を片末端がアルコキシ基で封鎖されたポリオキシアルキ レングリコールで変性したポリイソシァネート組成物が記載されている。 こうし た組成物を水に分散した場合、 ポリイソシァネ一卜に含有されるイソシァネート 基と水との反応が起こりやすく、 イソシァネート基が水により容易に消費されて しまうという問題点がある。 かかるポリイソシァネート組成物と活性水素基含有 基を有する水性樹脂から成る硬化性組成物は、 可使時間が短く、 また、 かかる硬 化性組成物から得られる硬化物は硬度や耐水性に劣る欠点がある。
特開平 7— 1 1 3 0 0 5号公報には、 ポリイソシァネートに含有されるイソシ ァネート基の一部分を片末端がアルコキシ基で封鎖されたポリオキシアルキレン グリコール、 並びに水酸基を含有する脂肪族化合物または脂肪酸エステルで変性 することにより得られる、 水分散性を向上させたポリイソシァネート組成物が記 載されている。 このポリイソシァネート組成物を水に分散させて得られる分散液 において、 イソシァネート基の水に対する安定性は幾分向上するものの、 水への 分散性が不十分で作業性に劣る。 また当該ポリイソシァネート組成物と活性水素 基含有基を有する水性樹脂から成る硬化性組成物は可使時間が短く、 得られる硬 化物も硬度や耐水性に劣る問題点がある。
特開平 9— 7 1 7 2 0号公報には、 イソシァネート基の一部分を片末端がアル コキシ基で封鎖されたポリオキシアルキレングリコ一ルで変性して得られるポリ ィソシァネ一卜に、 イオン性乳化剤を添加したポリィソシァネート組成物が記載 されている。 かかる組成物では、 水分散性、 イソシァネート基の水に対する安定 性は幾分向上するが満足できるレベルにはない。 また、 こうしたポリイソシァネ 一ト組成物と活性水素基含有基を有する水性樹脂から成る組成物には、 イオン性 乳化剤が含有されることから、 得られる硬化物は硬度や耐水性に劣る欠点がある。 特開平 1一 1 6 8 7 1 6号公報には、 ポリイソシァネー卜に片末端がアルコキ シ基で封鎖されたポリォキシアルキレングリコールならびに炭素数が 8以上の高 級アルコール、 脂肪酸の炭素数が 8以上の活性水素基含有基を含有する脂肪酸ェ ステル、 ポリオキシプロピレンモノアルキルエーテルを反応して得られるィソシ ァネ一ト基を含有しない分散剤を使用してポリイソシァネ一トを分散させる方法 が開示されている。
また、 特開平 9一 1 0 4 8 1 4号公報には、 ポリイソシァネ一卜に片末端がァ ルコキシ基で封鎖されたポリォキシアルキレングリコ一ルならびに高級アルコー ルの如き活性水素墓含有基を含有する脂肪族化合物を反応して得られるイソシァ ネート基を含有しない分散剤とポリイソシァネ一卜から成るポリイソシァネート 組成物が開示されている。 特開平 1— 1 6 8 7 1 6号公報に開示されている方法 で得られる組成物、 あるいは、 特開平 9一 1 0 4 8 1 4号公報に開示されている 組成物を水に分散した場合イソシァネート基の水に対する安定性は比較的良好で ある。 しかし、 当該ポリイソシァネート組成物と活性水素基含有基を有する水性 樹脂からなる組成物は、 ィソシァネート基を有しない分散剤を含有するために、 相溶性が悪く得られる硬化物の外観、 硬度、 耐水性に劣る欠点がある。
特開平 6— 2 3 9 9 5フ号公報には、 ポリイソシァネー卜の一部を片末端がァ ルコキシ基で封鎖されたポリォキシェチレングリコ一ルで変性したポリィソシァ ネートと、 イソシァネート基を有するァクリル系重合体とからなるポリイソシァ ネート組成物が記載されている。 かかる組成物では、 イソシァネート基の水に対 する安定性は不十分であり、 また当該ポリイソシァネ一ト組成物とを有する水性 樹脂から成る硬化性組成物は可使時間が短く、 得られる硬化物も耐水性に劣る問 題点がある。
特開 2 0 0 0 - 1 9 1 7 4 3号公報には、 活性水素を含有するイオン性界面活 性剤と活性水素を含有するノニォン性界面活性剤で変性して得られるポリイソシ ァネート組成物が開示されている。 かかる組成物では、 水分散性は良好であるも ののイソシァネート基の水に対する安定性は不十分である。 また、 かかる組成物 と活性水素基含有基を有する水性樹脂から成る硬化性組成物は、 可使時間が短く 硬化物の硬度や耐水性に劣る欠点がある。
本発明の目的は、 上述した如き従来技術に於ける種々の問題点を解決し、 水へ の分散性、 水に対する安定性、 活性水素基含有基を有する水性樹脂との相溶性等 に優れる水分散性ポリィソシァネー卜組成物を提供すること、 当該ポリィソシァ ネート組成物と水から成る水に対する安定性と硬化性に優れる水性硬化性組成物 を提供すること、 当該ポリイソシァネート組成物と活性水素基含有基を有する水 性樹脂からなる、 可使時間が長く、 しかも、 硬化性に優れ、 外観、 耐水性および 硬度に優れる硬化物を与える水性硬化性組成物を提供すること、 さらには、 前記 した水性硬化組成物を含む水性塗料、 および水性接着剤を提供することにある。 発明の開示
そこで、 本発明者らは、 上述の課題を解決すべく鋭意検討した結果、 ノニオン 性基及びイソシァネート基を含有するビニル系重合体と疎水性ポリイソシァネー 卜とを含んでなる組成物は、 水への分散性に優れ、 水に分散して得られる水分散 液においてィソシァネ一ト基は水に対して良好な安定性を有すること、 当該水分 散液は可使時間が長くて硬化性に優れること、 さらに当該ポリィソシァネー卜組 成物と活性水素基含有基を有する水性樹脂から成る組成物は、 可使時間が長く、 しかも、 硬化性に優れること、 そして当該組成物は、 外観、 硬度、 耐水性等に優 れる硬化物を与えることを見い出し、 本発明を完成するに至った。
すなわち、 本発明は、 疎水性ポリイソシァネート (A ) とノニオン性基及びィ ソシァネート墓を含有するビニル系重合体 (B ) とを含んでなり、 水性媒体中で, 該疎水性ポリイソシァネート (A ) を該ノニオン性基及びイソシァネート基を含 有するビニル系重合体 (B ) で分散することが可能な水分散性ポリイソシァネー 卜組成物を提供するものである。
また本発明は、 前記疎水性ポリィソシァネ一トとノ二オン性基及びィソシァネ 一卜基と反応する活性水素基含有基を含有するビニル重合体 (b ) とを、 イソシ ァネ一卜基 Z該活性水素基含有基が 3〜 3 5 0のモル比で反応させることを特徴 とする水分散性ポリイソシァネート組成物の製造方法を提供するものである。
さらに本発明は、 上記の水分散性ポリイソシァネート組成物と水性樹脂 (C ) 又は水とを含んでなる水性硬化性組成物を提供するものである。 さらに本発明は, 上記水性硬化性組成物を含んでなる水性塗料及び上記硬化性組成物を含んでなる 水性接着剤を提供するものである。 発明を実施するための最良の形態
以下に、 本発明をより詳細に説明する。
まず本発明の水分散性ポリイソシァネー卜組成物について、 説明する。
本発明の水分散性ポリィソシァネート組成物は、 疎水性ポリィソシァネー卜 ( A ) とノニオン性基及びイソシァネート基を含有するビニル系重合体 (B ) と を含むものである。 また、 本発明の水分散性ポリイソシァネート組成物において. 該ノニオン性基を有するビニル系重合体 (B ) は、 該疎水性ポリイソシァネート ( A ) を水性媒体中に分散する能力を有する。
本発明に使用する疎水性ポリイソシァネート (A ) とは、 分子中に公知慣用の 各種のァニオン性基、 カチオン性基及びノニオン性基等の親水性基を有しないポ リイソシァネートを指称する。 かかる疎水性ポリイソシァネート (A ) の代表的 なものとしては、 1 , 4—テ卜ラメチレンジイソシァネート、 ェチル (2, 6 - ジイソシアナート) へキサノエート、 1 , 6—へキサメチレンジイソシァネート. 1 , 1 2—ドデカメチレンジイソシァネート、 2 , 2 , 4—または 2 , 4 , 4— トリメチルへキサメチレンジィソシァネー卜の如き脂肪族ジィソシァネ一ト ; 1 3, 6—へキサメチレントリイソシァネート、 1 , 8—ジイソシアナ一トー 4一 イソシアナ一トメチルオクタン、 2—イソシアナ一トェチル (2, 6—ジイソシ アナ一ト) へキサノエ一卜の如き脂肪族トリイソシァネート ;
1 , 3 _または1, 4—ビス (イソシアナ一トメチルシクロへキサン) 、 1 , 3 一または 1 , 4—ジイソシアナ一トシクロへキサン、 3, 5, 5—トリメチル
(3—イソシアナ一トメチル) シクロへキシルイソシァネート、 ジシクロへキシ ルメタン一 4, 4' —ジイソシァネート、 2, 5—または 2, 6—ジイソシアナ —トメチルノルボルナンの如き脂環族ジイソシァネート ; 2, 5—または 2, 6 ージイソシアナ一トメチルー 2—イソシネートプロビルノルボルナンの如き脂環 族トリイソシァネート ; m—キシリレンジイソシァネート、 ひ, , ' , a' —亍トラメチル一m_キシリレンジィソシァネ一卜の如きァラルキレンジィソシ ァネート ; m—または p—フエ二レンジイソシァネート、 トリレン一2, 4_ま たは 2, 6—ジイソシァネート、 ジフエニルメタン一 4, 4' —ジイソシァネ一 ト、 ナフタレン一 1 , 5—ジイソシァネート、 ジフエニル一 4, 4' —ジイソシ ァネート、 4, 4' ージイソシアナート一 3, 3' —ジメチルジフエニル、 3— メチル一ジフエニルメタン一 4 , 4' —ジイソシァネート、 ジフエニルェ一テル —4, 4' —ジイソシァネートの如き芳香族ジイソシァネ一ト ; トリフエニル メタントリイソシァネート、 卜リス (イソシアナ一トフェニル) チォホスフエ一 卜の如き芳香族トリィソシァネ一ト ;前記した如き各種のジィソシァネートある いはトリイソシァネ一卜のイソシァネート基どうしを環化二量化して得られるゥ レトジオン構造を有するジイソシァネートあるいはポリイソシァネ一卜 ;前記し た如き各種のジィソシァネートあるいはトリイソシァネ一トのィソシァネート基 どうしを環化三量化して得られるイソシァヌレート構造を有するポリイソシァネ ―ト ;前記した如き各種のジィソシァネートあるいはトリイソシァネートを水と 反応させることにより得られるビュレツト構造を有するポリイソシァネ一卜 ;前 記した如き各種のジィソシァネートあるいはトリイソシァネ一トを二酸化炭素と 反応せしめて得られるォキサダイアジントリオン構造を有するポリイソシァネー ト ; ァロファネート構造を有するポリイソシァネート等が挙げられる。 そして、 これらの中では、 水の中でのイソシァネート基の安定性、 水分散性ポ リイソシァネー卜組成物を含有する硬化性組成物を塗料として用いた場合の塗膜 の耐候性の点で、 脂肪族系あるいは脂環族系のジイソシァネー卜またはトリイソ シァネート、 ァラルキレンジイソシァネートあるいは、 それらから誘導されるポ リイソシァネートが好ましい。 これらのポリイソシァネートのうち、 耐候性、 耐 久性に優れた水性硬化性組成物を得るためには、 ィソシァヌレー卜型ポリィソシ ァネ一卜、 ビュレット構造を有するポリイソシァネ一ト、 ウレトジオン構造を有 するポリイソシァネート、 ァロファネート構造を有するポリイソシァネート、 ジ イソシァネートと 3価以上の多価アルコールとを反応して得られるポリイソシァ ネート等の 3官能以上のポリイソシァネー卜が好ましい。
疎水性ポリイソシァネート (A ) に加えて、 本発明の水分散性ポリイソシァネ 一卜組成物の水に対する安定性を損なわない範囲内で、 親水性基を有するポリイ ソシァネートを併用することができる。
本発明に使用するノニオン性基及びィソシァネ一ト基を含有するビニル系重合 体 (B ) [以下 N C O基含有ビニル系重合体 (B ) という] の代表的なものとし ては、 アクリル系重合体、 フルォ口才レフイン系重合体、 ビニルエステル系重合 体、 芳香族ビニル系重合体またはポリオレフイン系重合体の如きからなるものが 挙げられる。 これらのうち、 本発明の水分散性ポリイソシァネート組成物を硬化 剤として使用し、 アクリル系重合体をベース樹脂として使用する場合、 相溶性の 点で、 アクリル系重合体、 フルォロォレフイン系重合体が好ましい。
N C O基含有ビニル系重合体 (B ) に導入されるノニオン性基としては、 公知 慣用の各種のものがあるが、 好ましいものとしては、 末端がアルコキシ基、 置換 アルコキシ墓、 エステル基、 もしくはカーバメート基の如き各種の基で封鎖され たポリオキシアルキレン基である。 その代表的なものとしては、 ポリオキシェチ レン基、 ポリオキジプロピレン基またはポリオキシブチレン基の如き、 各種ポリ ォキシアルキレン基などに加え、 ポリ (ォキシエチレン一ォキシプロピレン) 基 の如き、 前記したォキシアルキレン部分がランダムに共重合されたもの、 あるい はポリオキシエチレン一ポリオキシプロピレン基の如き、 相異なるポリオキシァ ルキレン基がブロック状に結合したもの、 ジォキソラン環の開環重合によって得 られるポリオキシアルキレン基、 等が挙げられる。 そして、 これらのポリオキシ アルキレン基の中で好ましいものは、 ォキシエチレン単位を必須の構成単位とし て含有するものである。
前記した末端封鎖に使用される基の中で好ましいものは、 アルコキシ基、 また は置換アルコキシ基であり、 特に好ましいものはアルコキシ基である。 アルコキ シ基の代表的なものとしては、 メ トキシ墓、 エトキシ基、 ブトキシ基等の如き低 級アルコキシ基が挙げられる。
かかるポリオキシアルキレン基の数平均分子量は、 ポリイソシァネ一ト組成物 の水分散性、 および当該組成物を含む水性硬化性組成物の硬化性の点から、 約 1 30〜約 1 0, 000なる範囲内、 好ましくは、 1 50〜6, 000なる範囲内、 最も好ましくは、 200〜2, 000なる範囲内であることが好ましい。
N CO基含有ビニル系重合体 (B) に導入される好適なノニオン性基の量は、 疎水性ポリイソシァネ一ト (A) を容易に水に分散せしめ、 且つ、 本発明のポリ イソシァネート組成物を水に分散して得られる分散液に含有されるイソシァネー ト基の安定性を損なわない範囲の量でよい。 そして、 その好ましい量としては、 N CO基含有ビニル系重合体 (B) 重量の 8 ~ 80重量%であり、 より好ましい 量は、 1 2〜65重量%でぁリ、 最も好ましい量は、 1 5〜55重量%である。
N CO基含有ビニル系重合体 (B) に導入されるイソシァネ一卜基としては、 公知慣用の各種のものがあるが、 その代表的なものとしては、 アルキル基に結合 したイソシァネート基、 シクロアルキル基に結合したイソシァネート基、 ァリ一 ル基に結合したイソシァネート基、 シクロアルキル基が置換したアルキル基に結 合したィソシァネート基、 ァリール基が置換したアルキル基に結合したイソシァ ネート基等、 が挙げられる。
N CO基含有ビニル系重合体 (B) に導入される好適なイソシァネート墓量は、 N CO基含有ビニル系重合体 (B) が、 活性水素基含有基を有する水性樹脂
(C) の活性水素あるいは水と反応して架橋に関与することが可能であり、 且つ、 本発明の水分散性ポリイソシァネート組成物の安定性を損なわない範囲の量でよ し、。 そして、 その好ましい量としては、 N CO基含有ビニル系重合体 (B) の 1 000 g当たり、 0. 05〜6モル、 好ましくは、 0. 1〜5. 0モル、 さらに 好ましくは、 0 . 2〜4 . 0モル、 である。
本発明の水分散性ポリイソシァネート組成物において、 N C O基含有ビニル系 重合体 (B ) は疎水性ポリイソシァネート (A ) を水に分散する能力を有する。 従って、 N C O基含有ビニル系重合体 (B ) は、 本発明のポリイソシァネート組 成物に優れた水への分散性を付与する機能を有する。 また、 N C O基含有ビニル 系重合体 (B ) は、 当該組成物の水分散液に含有されるイソシァネート基の水に 対する安定性を付与する。 さらに、 N C O基含有ビニル系重合体 (B ) は、 イソ シァネート基をも有することから、 後記の活性水素基含有基を有する水性樹脂
( C ) あるいは水とポリイソシァネー卜組成物からなる本発明の水性硬化性組成 物は優れた硬化性を有する。 そして、 当該水性硬化性組成物は優れた性能を有す る硬化物を与える。
また、 N C O基含有ビニル系重合体 (B ) に総炭素原子数が 4個以上の疎水性 基を導入すると、 本発明のポリイソシァネート組成物にいっそう優れた水への分 散性を付与するとともに、 当該組成物の水分散液に含有されるイソシァネー卜基 の水に対する安定性をいつそう向上させることができるという点で、 好ましい。
N C O基含有ビニル系重合体 (B ) に導入される総炭素原子数が 4個以上の疎 水性基の代表的なものとしては、 n—ブチル基、 i s o—ブチル基、 t e r t— ブチル基、 n—ペンチル基、 n—へキシル基、 2—ェチルへキシル基、 η—ォク チル基、 η—ドデシル基もしくは η—才クタデシル基の如き、 炭素原子数が 4以 上のアルキル基; シクロブチル基、 シクロペンチル基、 シクロへキシル基、 シク ロォクチル基、 ジシクロペンタニル基、 ボルニル基、 イソボルニル基の如き、 炭 素原子数が 4以上のシクロアルキル基; シクロペンチルメチル基、 シクロへキシ ルメチル基、 2—シクロペンチルェチル基、 2—シクロへキシルェチル基の如き シクロアルキル基が置換したアルキル基; フ I二ル¾、 4一メチルフエ二ル基も しくは 1 一ナフチル基の如き、 総炭素原子数が 6以上のァリール基もしくは置換 ァリール基; さらにはベンジル基もしくは 2—フエニルェチル基の如き、 ァラル キル基、 等が挙げられる。
上掲した如き各種の総炭素原子数が 4個以上の疎水性基のなかで、 好ましいも のは総炭素原子数が 4〜 2 2のものであり、 そして特に好ましいものは総炭素原 子数が 5〜 1 8のものである。 そしてかかる疎水性基の中でも特に好ましいもの は、 アルキル基、 シクロアルキル基もしくはシクロアルキル基が置換したアルキ ル基である。
N C O基含有ビニル系重合体 (B ) に総炭素原子数が 4個以上の疎水性基を導 入する場合、 その好適な導入量としては、 N C O基含有ビニル系重合体 (B ) 中 の、 疎水性基の重量割合が 1 〜 4 5重量。/。であり、 好ましくは、 5〜 3 0重量% である。
前記した N C O基含有ビニル系重合体 (B ) は、 分子中にイソシァネート基を 有するが、 さらにブロックされた活性水素基含有基、 エポキシ基、 加水分解性シ リル基等の反応性官能基を N C O基含有ビニル系重合体 (B ) に導入することが 好ましい。 これらの反応性官能基は、 イソシァネート基とともに架橋反応に関与 するので、 本発明の水性硬化性組成物の硬化性を向上せしめて、 より優れた性能 を有する硬化物を与えることができる。
プロックされた活性水素基含有基の代表的なものとしては、 プロックされた水 酸基、 ブロックされたカルボキシル基、 ブロックされたアミノ基、 等が挙げられ る。 かかるブロックされた活性水素基含有基のなかで、 ブロックされた水酸基の 代表的なものとしては、 トリメチルシリルエーテル基、 トリェチルシリルエーテ ル基、 ジメチルシクロへキシルシリルエーテル基、 ジメチル一 t e r t—ブチル シリルエーテル基の如きトリオルガノシリル基でブロックされた水酸基; 水酸基 にメチルビ二ルェ一テル、 ェチルビニルエーテル、 2—メ トキシプロペン、 ジヒ ドロフラン、 ジヒ ドロピラン、 の如き , S—不飽和エーテル化合物を付加して 得られるァセタールあるいはケタールとしてプロックされた水酸基が挙げられる, プロックされたカルボキシル基の代表的なものとしては、 トリメチルシリル工 ステル基、 卜リエチルシリルエステル基、 ジメチルシクロへキシルシリルエステ ル基、 ジメチルー t e r t—プチルシリルエステル基の如きトリオルガノシリル エステルとしてブロックされたカルボキシル基; カルボキシル基にメチルビニル エーテル、 ェチルビ二ルェ一亍ル、 2—メ トキシプロペン、 ジヒ ドロフラン、 ジ ヒドロピラン、 の如きひ, 一不飽和エーテル化合物を付加して得られるへミア セタールエステルあるいはへミケタールエステルとしてブロックされたカルボキ シル基が挙げられる。
ブロックされたアミノ基の代表的なものとしては、 ビス (卜リメチルシリル) アミノ基、 ビス (卜リエチルシリル) アミノ基、 ビス (ジメチル一 t e r t —ブ チルシリル) ァミノ基の如きビス (トリオルガノシリル) アミノ基としてブロッ クされたアミノ基; ァミノ基とホルムアルデヒド、 ァセトアルデヒド、 プロピオ ンアルデヒド、 n _ブチルアルデヒドの如きアルデヒド化合物を反応させてられ るアルジミンとしてブロックしたアミノ基; ァミノ基とアセトン、 メチル工チル ケトン、 メチルイソブチルケトンの如きケトン化合物とを反応させて得られるケ チミンとしてブロックしたアミノ基; アミノ基をアルジミンあるいはケチミンに 変換する際に使用されるものとして上掲した如きアルデヒド化合物あるいはケ卜 ン化合物を、 2—ァミノアルコールと反応させて得られるォキサゾリジンとして プロックしたアミノ基等が挙げられる。
上掲した各種のプロックされた活性水素基含有基の中では、 卜リオルガノシリ ル基でブロックされた水酸基が特に好ましい。 そして、 かかるトリオルガノシリ ル基でブロックされた水酸基は、 疎水性を有することから、 かかる基を N C O基 含有ビニル系重合体 (B ) に導入することにより、 本発明のポリイソシァネート 組成物にいっそう優れた水への分散性を付与することができるし、 当該ポリイソ シァネー卜組成物の水分散液に含有されるイソシァネート基の安定性をいつそう 高めることができる。
エポキシ基の代表的なものとしては、 グリシジル基、 メチルグリシジル基、 ェ ポキシシクロへキシル基、 等が挙げられる。
上記した官能基のうち、 加水分解性シリル基とは、 加水分解により脱離して ΐ 素原子に結合した水酸基を生じさせる基であるアルコキシ基、 置換アルコキシ基、 フエノキシ墓、 イミノォキシ基、 アルケニルォキシ基、 ハロゲン原子の如き加水 分解性基が結合したシリル基を指称するものである。 かかるシリル墓の中で、 特 に好ましいものは、 加水分解性基としてアルコキシ基あるいは置換アルコキシ基 が結合したアルコキシシリル基である。 そして、 アルコキシシリル墓の代表的な ものとしては、 トリメ トキシシリル基、 トリエトキシシリル基、 トリ η —プロボ キシシリル基、 トリ η —ブトキシシリル基、 メチルジメ トキシシリル基、 ェチル ジメ トキシシリル基、 ジメチルメ トキシシリル基、 トリス (2—メ トキシェトキ シ) シリル基等が挙げられる。
N CO基含有ビニル系重合体 (B) に導入される反応性官能基として上掲した ものの中で特に好ましいものは、 ブロックされた活性水素基含有基およびェポキ シ基である。
N CO基含有ビニル系重合体 (B) に、 上記ブロックされた活性水素基含有基、 エポキシ基、 加水分解性シリル基等の官能基を導入する場合、 これらの官能基の 導入量としては、 本発明のポリイソシァネ一ト組成物の水分散性および本発明の 水性硬化性組成物の硬化性の点から、 N CO基含有ビニル系重合体 (B) の 1 0 O O g当たり、 0. 05〜2モル、 好ましくは、 0. 1〜 1モル、 である。
N CO基含有ビニル系重合体 (B) の重量平均分子量は、 本発明の水分散性ポ リイソシァネート組成物の水への分散性、 当該組成物の水分散液に含有されるィ ソシァネート基の水に対する安定性、 本発明の水性硬化性組成物の硬化性の観点 から、 5, 000〜 200, 000で、 さらに好ましくは 8, 000〜70, 0 00である。
N CO基含有ビニル系重合体 (B) を調製するには、 (1 ) 疎水性ポリイソシ ァネートと、 予め調製したノニオン性基及びイソシァネート基と反応する活性水 素基含有基を含有するビニル系重合体とを反応させる方法 [以下方法 ( 1 ) とい う] 、 (2) イソシァネート基を含有するビニル系単量体を共重合する方法 [以 下方法 (2) という] 、 等の方法を適用できる。
以下、 方法 (1 ) について説明する。
方法 ( 1 ) は、 疎水性ポリィソシァネ一トとノ二オン性墓及びィソシァネート 基と反応する活性水素基含有基を有するビニル重合体 (b) [以下、 活性水素基 含有ビニル重合体 (b) という] とを、 活性水素基含有基に対してイソシァネー ト基が過剰となるモル比で反応させることを特徴とするものである。
方法 ( 1 ) において、 疎水性ポリィソシァネートとしては前掲した如き疎水性 ポリイソシァネート (A) と同様のものを使用することができる。 そして、 本発 明の水分散性ポリイソシァネ一ト組成物の安定性を損なわない範囲の量の親水性 基を有するポリイソシァネートを併用することができる。 方法 ( 1 ) において、 イソシァネート基 活性水素基含有基なる比率が約 1. 5-3程度のモル比となるように、 疎水性ポリィソシァネートと活性水素基含有 ビニル重合体 (b) とを反応させた場合、 反応混合物は、 主成分として N CO基 含有ビニル系重合体 (B) を含有し、 少量成分として未反応の疎水性ポリイソシ ァネートを含有する。 このようにして調製される反応混合物と疎水性ポリイソシ ァネ一ト (A) を混合することにより、 本発明の水分散性ポリイソシァネート組 成物が得られる。
方法 ( 1 ) において、 イソシァネート基 活性水素基含有基なる比率が 3~3 50程度のモル比となるように、 疎水性ポリイソシァネートと活性水素基含有ビ ニル重合体 (b) を反応させると、 より多くの未反応の疎水性ポリイソシァネー 卜と N CO基含有ビニル系重合体 (B) を含有する反応混合物、 即ち、 本発明の 水分散性ポリイソシァネートが一段で調製される。 以下、 かかる一段階の反応に よリ本発明の水分散性ポリイソシァネート組成物を製造する本発明の方法につい て説明する。
疎水性ポリイソシァネ一トと活性水素基含有ビニル重合体 (b) から、 水分散 性ポリィソシァネート組成物を調製するに当たリ、 ィソシァネート基 活性水素 基含有基のモル比は、 3~350なる範囲で両成分を反応させる必要がある。 そ して、 このモル比の範囲のうち、 得られるポリイソシァネート組成物の水分散性 と当該組成物を含有する硬化性組成物の硬化性の観点から、 5〜300なる範囲 が好ましく、 1 0〜250なる範囲がより好ましく、 1 5~ 1 00なる範囲が最 も好ましい。
疎水性ポリイソシァネートと活性水素基含有ビニル重合体 (b) とを反応させ るには、 ①両成分を一括仕込みして反応させる、 ②疎水性ポリイソシァネートに 活性水素基含有ビニル重合体 (b) の溶液を添加しながら反応させる、 ③活性水 素基含有ビニル重合体 (b) の溶液に疎水性ポリイソシァネー卜を添加しながら 反応させる、 等の各種の方法を適用できる。
そして、 これらのうち、 ゲル物の生成を抑制する観点から、 ①または②なる方 法が好ましい。 そして、 かかる両成分の反応を行うに当たり、 両成分の混合物を、 不活性ガス雰囲気下に、 約 1 0〜 50°C程度の比較的低い温度に長時間放置した リ、 長時間攪拌してもよいが、 5 0〜 1 3 0 °C程度の温度で 0 . 5〜 2 0時間程 度加熱 '攪拌せしめるのが好ましい。 また、 かかる反応を行うに当たって、 イソ シァネ一ト基と活性水素基含有基の反応を促進する公知慣用の各種の触媒を添加 してもよい。
また、 活性水素基含有ビニル重合体 (b ) を調製する際に、 溶剤の一部あるい は溶剤の全量に代えて疎水性ポリイソシァネートを使用して、 活性水素基含有ビ ニル重合体 (b ) の調製と、 活性水素基含有ビニル重合体 (b ) とポリイソシァ ネ一卜の反応を並行して進行せしめることにより、 本発明の水分散性ポリィソシ ァネート組成物を調製することもできる。
上述のようにして調製された水分散性ポリイソシァネ一ト組成物に、 さらに、 疎水性ポリイソシァネート (A ) を添加して得られる混合物もまた、 本発明の水 分散性ポリイソシァネー卜組成物として使用することができる。
以下に、 方法 (1 ) により、 N C O基含有ビニル重合体 (B ) 又は本発明の水 分散性ポリイソシァネート組成物を調製する際に使用される活性水素基含有ビニ ル重合体 (b ) について説明する。
活性水素基含有ビニル重合体 (b ) に導入されるイソシァネ一卜基と反応する 活性水素基含有基としては、 公知慣用の各種のものが挙げられ、 その代表的なも のとしては、 水酸基、 カルボキシル基、 燐酸基、 亜燐酸基、 スルホン酸基、 スル フィン酸基、 メルカプト基、 シラノール基、 活性メチレン基、 力一バメート基、 ゥレイ ド基、 カルボン酸アミ ド基、 スルホン酸アミ ド基等が挙げられる。 そして、 これらの中で、 導入のし易さの点で、 水酸基、 アミノ基、 カルボキシル基および 活性メチレン基が好ましく、 特に好ましいものは水酸基およびカルボキシル基で ある。 そして、 こうした各種の活性水素基含有基は、 それぞれが単独で導入され ていてもよいし、 二種類以上が導入されていてもよい。
上掲した活性水素基含有基をビニル重合体 (b ) に導入するには、 公知慣用の 各種の方法を適用できるが、 前記した如き活性水素基含有基を有するビニル系単 量体を共重合せしめることにより導入するのが簡便である。
活性水素墓含有ビニル重合体 (b ) を調製する際に使用される、 水酸基を含有 する単量体の代表的なものとしては、 2—ヒ ドロキシェチル (メタ) ァクリレー 卜、 2—ヒ ドロキシプロピル (メタ) ァクリレート、 3—ヒ ドキシプロピル (メ タ) ァクリレート、 2—ヒドロキシブチル (メタ) ァクリレート、 4ーヒ ドロキ シブチル (メタ) ァクリレート、 メチル (2—ヒ ドロキシメチル) ァクリレート、 ェチル (2—ヒ ドロキシメチル) ァクリレート、 ブチル (2—ヒ ドロキジメチ ル) ァクリレート、 (4—ヒドロキシメチルシクロへキシル) メチル (メタ) ァ クリレー卜、 グリセリンモノ (メタ) ァクリレート、 フタル酸モノ (2—ヒ ドロ キシプロピル) 一モノ 〔2— (メタ) ァクリロイルォキシ〕 ェチルエステル、 2 ーヒ ドロキシー 3—フエノキシプロピル (メタ) ァクリレート、 の如き水酸基を 含有する (メタ) アクリル酸エステル類; ポリエチレングリコールモノ (メタ) ァクリレート、 ポリプロピレングリコールモノ (メタ) ァクリレー卜、 ポリプチ レングリコールモノ (メタ) ァクリレートの如き水酸基を含有するポリオキシァ ルキレングリコールのモノ (メタ) ァクリレート類; ァリルアルコ一ル、 2—ヒ ドロキシェチルァリルエーテルの如き水酸基を含有するァリル化合物; 2—ヒ ド ロキシェチルビ二ルェ一亍ル、 4—ヒドロキシプチルビニルエーテル、 6—ヒ ド 口キジへキシルビ二ルェ一テルの如き水酸基を含有するビニルエーテル化合物; N—メチロール (メタ) アクリルアミ ド、 N—メチロールクロ トン酸アミ ドの如 き水酸基を有する不飽和カルボン酸アミ ド化合物; リシノール酸等の水酸基含有 不飽和脂肪酸類; リシノール酸アルキル等の水酸基含有不飽和脂肪酸エステル 類;上述した如き各種の水酸基含有単量休を ε _力プロラク トンと付加反応せし めて得られる単量体が挙げられる。 そして、 これらは単独で使用してもよいし、 二種類以上を併用してもよい。
活性水素基含有基としてカルボキシル基を有する単量体の代表的なものとして は、 (メタ) アクリル酸、 2—カルボキシェチルァクリレート、 クロ トン酸、 ビ ニル酢酸、 アジピン酸モノビニル、 セバシン酸モノビニル、 ィタコン酸モノメチ ル、 マレイン酸モノメチル、 フマル酸モノメチル、 コハク酸モノ 〔2— (メタ) ァクリロイルォキシェチル〕 、 フタル酸モノ 〔2— (メタ) ァクリロイルォキシ ェチル〕 、 へキサヒ ドロフタル酸モノ 〔2— (メタ) ァクリロイルォキシェチ ル〕 、 ソルビン酸の如き不飽和モノカルボン酸類; ィタコン酸、 マレイン酸、 フ マル酸の如き不飽和ジカルボン酸等が挙げられる。 活性水素基含有基としてアミノ基を有する単量体の代表的なものは、 2— ( N ーメチルァミノ) ェチル (メタ) ァクリ レート、 2— ( N—ェチルァミノ) ェチ ル (メタ) ァクリ レート、 2— (N— n—プチルァミノ) ェチル (メタ) ァクリ レート、 2— ( N - t e r t ーブチルァミノ) ェチルメタクリ レート、 2— ( N ーメチルァミノ) ェチルクロ トネ一ト、 2— ( N—ェチルァミノ) ェチルクロ ト ネート、 2— ( N—プチルァミノ) ェチルクロ トネ一卜の如き、 二級アミノ基含 有ビニル系単量休が挙げられる。 これらは単独もしくは、 二種以上用いても良い。 活性水素基含有基として活性メチレン基を有する単量体の代表的なものは、 ビ ニルァセトアセテート、 2—ァセトァセトキシェチル (メタ) ァクリレート、 2 ーァセトァセトキシプロピル (メタ) ァクリレート、 3—ァセトァセトキシプロ ピル (メタ) ァクリレート、 3—ァセトァセトキシブチル (メタ) ァクリレート、 4—ァセトァセトキシブチル (メタ) ァクリレート、 ァリルァセトアセテート、 2 , 3—ジ (ァセトァセトキシ) プロピルメタクリレートが挙げられる。 これら は単独もしくは、 二種以上用いても良い。
活性水素基含有ビニル重合体 (b ) に導入される活性水素基含有基は、 本発明 のポリイソシァネ一卜組成物の水分散性および当該組成物の水分散液に含有され るイソシァネ一ト基の安定性の観点から、 活性水素基含有ビニル重合体 (b ) の 1 0 0 0 g当たり、 0 . 0 1 〜5モル、 好ましくは、 0 . 0 5 ~ 3モル、 最も好 ましくは、 0 . 1 〜 2モルである。
ノニオン性基を活性水素基含有ビニル重合体 (b ) に導入するには、 ①末端が アルコキシ基で封鎖されたポリオキシアルキレン基を含有するビニル系単量体を 共重合する、 ②予め調製した官能基を含有するビニル系重合体と、 当該官能基と 反応する官能基を有する末端がアルコキシ基で封鎖されたポリオキシアルキレン 化合物を反応させる、 等の方法を適用できる。 そして、 これらのうち前者の①な る方法が簡便で好ましい。
そして、 ①なる方法により、 活性水素基含有ビニル重合体 (b ) を調製する際 に使用されるポリオキシアルキレン基を含有するビニル系単量体の代表的なもの としては、 それぞれ、 上掲した如き各種のポリオキシアルキレン基を有する、 (メタ) アクリル酸エステル系、 クロ トン酸エステル系、 ィタコン酸エステル系、 フマル酸エステル系あるいはビニルエーテル系の如き、 各種の単量体が挙げられ る。
(メタ) アクリル酸エステル系単量体の代表的なものとしては、 モノメ トキシ 化ポリエチレングリコ一ル、 モノメ トキシ化ポリプロピレングリコールもしくは ォキシエチレン単位と、 ォキシプロピレン単位とを併有するポリエ一テルジォー ルのモノメ トキシ化物の如き、 各種のモノアルコキシ化ポリエーテルジオールと (メタ) アクリル酸とのエステルが挙げられる。
活性水素基含有ビニル重合体 (b ) に導入されるノニオン性基の量は、 当該活 性水素基含有ビニル系重合体 (b ) と疎水性ポリイソシァネ一卜とを反応させて 得られる本発明のポリイソシァネ一卜組成物を容易に水に分散せしめ、 かつ当該 組成物を水に分散して得られる分散液に含有されるイソシァネ一卜基の安定性を 損なわない範囲の量でよい。 そして、 その好ましい量としては、 活性水素基含有 ビニル重合体 (b ) 重量の 1 0〜9 0重量%であり、 より好ましい量は、 1 5〜 7 0重量%であり、 最も好ましい量は、 2 0〜6 0重量%でぁる。
活性水素基含有ビニル重合体 (b ) に、 総炭素原子数が 4個以上の疎水性基を 導入することにより、 総炭素原子数が 4個以上の疎水性基を有する N C O基含有 ビニル系重合体 (B ) を得ることができ、 上記のとおり、 本発明のポリイソシァ ネート組成物に水へのより優れた分散性を付与し、 当該組成物の水分散液に含有 されるイソシァネート基の水に対する安定性をいつそう向上させることができる。 活性水素基含有ピニル重合体 (b ) に総炭素原子数が 4個以上の疎水性基を導 入するには、 かかる基を有するビニル系単量体を共重合せしめればよい。
前記した如き総炭素原子数が 4個以上の疎水性基を有するビニル系単量体の代 表的なものとしては、 n—ブチル (メタ) ァクリレート、 i s o—ブチル (メ タ) ァクリレート、 t e r t—プチル (メタ) ァクリレ一ト、 2—工チルへキシ ル (メタ) ァクリレート、 ラウリル (メタ) ァクリレート、 ォクタデシル (メ タ) ァクリレートの如き、 総炭素原子数が 4〜 2 2なるアルキル基を有する (メ タ) ァクリル酸エステル類; シクロペンチル (メタ) ァクリレ一ト、 シクロへキ シル (メタ) ァクリレート、 ボルニル (メタ) ァクリレ一ト、 イソボルニル (メ タ) ァクリレート、 ジシクロペンタニル (メタ) ァクリレートの如き、 各種のシ クロアルキル (メタ) ァクリレート類; シクロペンチルメチル (メタ) ァクリレ ート、 シクロへキシルメチル (メタ) ァクリレー卜、 2—シクロへキシルェチル
(メタ) ァクリレートの如きシクロアルキルアルキル (メタ) ァクリレート類; ベンジル (メタ) ァクリレー卜もしくは 2—フエニルェチル (メタ) ァクリレー 卜の如き、 各種のァラルキル (メタ) ァクリレート類; スチレン、 p— t e r t —プチルスチレン、 ひ一メチルスチレン、 ビニルトルエンの如き、 各種の芳香族 ビニル系単量体類; ビバリン酸ビニル、 バーサティック酸ビニルもしくは安息香 酸ビニルの如き、 総炭素原子数が 5以上のカルボン酸のビニルエステル類; クロ トン酸一 n—プチル、 クロトン酸一 2—ェチルへキシルの如き、 炭素原子数が 4 〜 2 2のアルキル基を有する各種のク口 トン酸エステル類; ジー n—ブチルマレ ート、 ジ一 n—ブチルフマレ一卜、 ジ一 n—ブチルイタコネートの如き、 炭素原 子数が 4〜 2 2のアルキル基を少なくとも 1つ有する各種の不飽和二塩基酸ジェ ステル類; n—ブチルビ二ルェ一テル、 n —へキシルビニルエーテルの如き、 炭 素原子数が 4〜 2 2のアルキル基を有する各種のアルキルビニルエーテル類; シ クロペンチルビ二ルェ一テル、 シクロへキシルビニルエーテル、 4ーメチルシク 口へキシルビ二ルェ一テルの如き、 各種のシクロアルキルビニルエーテル類、 等 が挙げられる。
活性水素基含有ビニル重合体 (b ) に総炭素数が 4個以上の疎水性基を導入す る場合、 その好適な導入量は、 本発明のポリイソシァネート組成物の水分散性お よび当該組成物の水分散液に含有されるイソシァネート基の安定性の観点から、 ビニル重合体 (b ) に含有される疎水性基の重量割合として 1 〜 5 0重量 <½であ り、 好ましくは、 5 ~ 3 0重量%である。
活性水素基含有ビニル重合体 (b ) に、 ブロックされた活性水素基含有基、 ェ ポキシ基、 または加水分解性シリル基を導入するには、 公知慣用の各種の方法を 適用できるが、 前記した如き官能基を含有するビニル系単量休を共重合せしめる ことによリ導入するのが簡便である。
これらの官能基を活性水素墓含有ビニル重合体 (b ) に導入すると、 これらの 官能基は、 イソシァネート基とともに架橋反応に関与するので、 本発明の水性硬 化性組成物の硬化性を向上せしめることができる。 卜リオルガノシリル基でプロックされた水酸基を有するビニル系単量休の代表 的なものとしては、 2—トリメチルシロキシェチル (メタ) ァクリレー卜、 2— トリメチルシロキシプロピル (メタ) ァクリレート、 4 _トリメチルシロキシブ チル (メタ) ァクリレート、 2—トリェチルシロキシェチル (メタ) ァクリレー ト、 2—トリプチルシロキシプロピル (メタ) ァクリレートまたは 3 _トリフエ ニルシロキシプロピル (メタ) ァクリレート、 2—トリメチルシロキシェチルビ 二ルェ一テル、 4—トリメチルシロキシプチルビニルエーテル等が挙げられる。 シリルエステル基を含有するビニル系単量体の代表的なものとしては、 卜リメ チルシリル (メタ) ァクリレ一ト、 ジメチルー t e r t —プチルシリル (メタ) ァクリレート、 ジメチルシクロへキシルシリル (メタ) ァクリレート、 トリメチ ルシリルクロ トネ一ト、 アジピン酸のモノビニル一モノ 卜リメチルシリルエステ ル等が挙げられる。
へミアセタールエステル基またはへミケタールエステル基を含有するビニル系 単量体の代表的なものとしては、 1—メ トキシェチル (メタ) ァクリレート、 1 —エトキシェチル (メタ) ァクリレート、 2—メ トキシ一 2— (メタ) ァクリロ ィルォキシプロパンもしくは 2 _ (メタ) ァクリロイルォキシテトラヒ ドロフラ ン等が挙げられる。
エポキシ基を含有するビニル系単量体の代表的なものとしては、 グリシジル (メタ) ァクリレート、 メチルグリジジル (メタ) ァクリレート、 3 , 4—ェポ キシシクロへキシル (メタ) ァクリレート、 グリシジルビ二ルエーテル、 ァリル グリシジルエーテル等が挙げられる。
加水分解性シリル墓を有するビニル系単量体の代表的なものとしては、 ビニル トリメ トキシシラン、 ビニルトリエトキシシラン、 ビニルメチルジメ トキシシラ ン、 ビニルトリス (2—メ トキシェトキシ) シラン、 ァリルトリメ トキシシラン、
2—トリメ トキシシリルェチルビニルェ一テル、 3—卜リメ トキシシリルプロピ ルビ二ルェ一テル、 3— (メチルジメ トキシシリル) プロピルビニルエーテル、
3 - (メタ) ァクリロイルォキシプロビルトリメ トキシシラン、 3— (メタ) ァ クリロイルォキシプロピルトリエトキシシラン、 3— (メタ) ァクリロイルォキ シプロピルメチルジメ トキシシラン、 3— (メタ) ァクリロイルォキシプロピル トリ n—プロポキシシラン、 3— (メタ) ァクリロイルォキシプロピルトリ i s o—プロポキシシラン、 3— (メタ) ァクリロイルォキシプロピルメチルジクロ ロシラン等が挙げられる。
活性水素基含有ビニル重合体 (b ) に、 ブロックされた活性水素基含有基、 ェ ポキシ基、 または加水分解性シリル基を導入する場合、 これらの官能基の導入量 としては、 本発明のポリイソシァネート組成物の水分散性および本発明の水性硬 化性組成物の硬化性の点から、 活性水素基含有ビニル重合体 (b ) の 1 O O O g 当たり、 0 . 0 5〜 2モル、 好ましくは、 0 . 1 〜 1モルである。
また、 活性水素基含有ビニル重合体 (b ) の調製に際し、 上掲した如き各種の 単量体に加えて、 これらと共重合可能な他の公知慣用の単量体を併用することが できる。 その代表的なものとしては、 メチル (メタ) ァクリレー卜、 ェチル (メ タ) ァクリレート、 n—プロピル (メタ) ァクリレー卜の如き、 炭素原子数が 3 以下のアルキル基を有する (メタ) アクリル酸エステル類; 2—メ トキシェチル
(メタ) ァクリレー卜もしくは 4ーメ トキシブチル (メタ) ァクリレートの如き、 各種の ω—アルコキシアルキル (メタ) ァクリレート類;酢酸ビニル、 プロピオ ン酸ビニルの如き、 総炭素原子数が 4以下のカルボン酸のビニルエステル類; ク 口 トン酸メチルもしくはクロ トン酸ェチルの如き、 炭素原子数が 3以下のアルキ ル基を有する各種のク口 トン酸エステル類; ジメチルマレ一ト、 ジメチルフマレ 一卜、 ジメチルイタコネートの如き、 炭素原子数が 3以下のアルキル墓を有する 各種の不飽和二塩基酸ジエステル類; (メタ) アクリロニトリル、 クロ 卜ノニト リルの如き、 各種のシァノ基含有ビニル系単量体類; フッ化ビニル、 フッ化ビニ リデン、 テトラフルォロエチレン、 クロ口 トリフルォロェチェレン、 へキサフル ォロプロピレンの如き、 各種のフルォロォレフイン類;塩化ビニルもしくは塩化 ビニリデンの如き、 各種のクロル化ォレフイン類; エチレンもしくはプロピレン の如き、 各種の ーォレフイン類; ェチルビニルエーテル、 η—プロピルビニル エーテルの如き、 炭素原子数が 3以下のアルキル基を有する各種のアルキルビニ ルエーテル類; Ν , Ν—ジメチル (メタ) アクリルアミ ド、 Ν— (メタ) ァクリ ロイルモルホリン、 Ν— (メタ) ァクリロイルピロリジンもしくは Ν—ビニルビ ロリ ドンの如き、 3級アミ ド基含有ビニル系単量体類、 等が挙げられる。 上述の活性水素基含有ビニル重合体 (b ) を調製する場合の重合方法に制約は なく、 公知慣用の種々の重合法を適用できる。 それらのうちでも、 特に、 有機溶 剤中での溶液ラジカル重合法が、 簡便であり好ましい。
溶液ラジカル重合法を適用する際の重合開始剤としては、 公知慣用の種々の化 合物が使用できる。 代表的なものとしては、 2 , 2 ' ーァゾビス (イソプチロニ トリル) 、 2 , 2 ' ーァゾビス (2 , 4—ジメチルブチロニトリル) もしくは 2 , 2 ' —ァゾビス (2—メチルプチロニトリル) の如き、 各種のァゾ化合物類; t e r tーブチルバ一ォキシピバレ一卜、 t e r t —ブチルバ一才キシベンゾエー ト、 t e r t—ブチルバ一才キシ一 2—ェチルへキサノェ一ト、 ジー t e r t — ブチルバ一才キサイ ド、 クメンハイ ドロパーォキサイ ドもしくはジイソプロピル パ一ォキシカーボネートの如き、 各種の過酸化物類、 等が挙げられる。
また、 有機溶剤としては、 イソシァネート基に対して不活性な化合物であれば、 いずれをも使用することが出来る。 かかる溶媒として使用される化合物の代表的 なものとしては、 n—へキサン、 n—ヘプタン、 n —オクタン、 シクロへキサン、 シクロペンタンの如き、 脂肪族系ないしは脂環族系の炭化水素類; トルエン、 キ シレン、 ェチルベンゼンの如き、 芳香族炭化水素類;酢酸ェチル、 酢酸 n _プチ ル、 酢酸 n—ァミル、 エチレングリコールモノメチルエーテルアセテートの如き、 各種のエステル類; アセトン、 メチル工チルケトン、 メチルイソプチルケトン、 メチル n—アミルケトン、 シクロへキサノンの如き、 各種ケトン類; ジエチレン グリコールジメチルエーテル、 ジエチレングリコールジェチルェ一亍ル、 ジェチ レングリコールジブチルエーテルの如き、 ポリアルキレングリコ一ルジアルキル ェ一テル類; 1 , 2—ジメ トキシェタン、 テトラヒ ドロフラン、 ジォキサンの如 き、 エーテル類; N—メチルピロリ ドン、 ジメチルホルムアミ ド、 ジメチルァセ トアミ ドまたはエチレンカーボネート、 等が挙げられる。 そして、 かかる化合物 はそれぞれを単独で使用しても、 2種以上を併用してもよい。
上掲した各種の化合物を有機溶剤として使用するに当たって、 含水率の高いも のを使用すると本発明のポリイソシァネー卜組成物の安定性等に悪影響を及ぼす ので可能な限り含水率の低いものを使用することが好ましい。 また、 含水率が比 較的高いものを使用した場合には、 重合終了後に溶剤の一部分を留去する共沸脱 水法等によリ脱水を行って含水率を下げればよい。
上述のようにして調製されるビニル重合体 (b) の重量平均分子量は、 本発明 のポリイソシァネ一ト組成物の水への分散性、 当該組成物の水分散液に含有され るイソシァネート基の水に対する安定性、 本発明の水性硬化性組成物の硬化性の 観点から、 3, 000〜 1 00, 000の範囲であることが好ましく、 5, 00 0〜40, 000の範囲であることがより好ましい。
次に、 上記方法 (2) 、 即ち、 イソシァネート基含有ビニル系単量体を共重合 することにより N CO基含有ビニル系重合体 (B) を調整する方法について説明 する。
方法 (2) により、 N CO基含有ビニル系重合体 (B) を調製するには、 ①ィ ソシァネート基含有ビニル系単量体及びノニオン性基を含有するビニル系単量体 を必須成分として含有するビニル系単量体を重合する、 ②イソシァネート基含有 ビニル系単量体を必須成分とするビニル系単量体を重合して得られたイソシァネ 一ト基を含有するビニル系重合体と、 片末端がアルコキシ基の如き基で封鎖され たポリオキシアルキレングリコールを、 水酸基に対してィソシァネ一ト基が過剰 になるモル比率で反応させる、 等の方法を適用できる。 これらのうち、 前者の① なる方法が簡便でよリ好ましい。
方法 (2) において使用されるイソシァネート基を含有するビニル系単量体の 代表的なものとしては、 2—イソシアナ一トプロペン、 2—イソシアナ一トェチ ルビ二ルェ一テル、 2—イソシアナ一トェチルメタァクリ レ一卜、 m—イソプロ ぺニル _ひ, ひ一ジメチルベンジルイソシァネート、 ポリイソシァネートと水酸 基を有するビニル系単量体との反応生成物等が挙げられる。
方法 (2) においてノニオン性基を含有するビニル系単量体としては、 上記方 法 ( 1 ) において使用されるものとして上掲した各種の単量体を使用することが できる。
方法 (2) により N CO基含有ビニル系重合体 (B) を調製するに当たり、 ィ ソシァネート基を含有するビニル系単量体及びノ二オン性基を含有するビニル系 単量体に加えて、 これらの単量体と共重合可能な他の単量体を併用することがで きる。 そして、 係る共重合可能な他の単量体の代表的なものとしては、 上記方法 ( 1 ) において共重合可能なビニル系単量体として上掲した各種の単量体が挙げ られる。
N CO基含有ビニル系重合体 (B) に、 総炭素原子数が 4個以上の疎水性基を 導入するには、 上記の方法 (1 ) で掲げた総炭素原子数が 4個以上の疎水性基を 有するビニル系単量体を、 疎水性基の導入量が前記した好ましい重量割合となる ように共重合すればよい。
また N CO基含有ビニル系重合体 (B) に、 ブロックされた活性水素基含有基、 エポキシ基、 加水分解性シリル基等の官能基を導入する場合、 上記方法 (1 ) で 掲げたビニル系単量体を、 係る官能基の導入量が前記した好ましい量となるよう に共重合すればよい。
上記した各種のビニル系単量体を使用して N C O基含有ビニル系重合体 ( B) を調製するには、 活性水素基含有ビニル重合体 (b) を調製する際に使用される ものとして上掲した如き重合開始剤、 有機溶剤を使用して溶液ラジカル重合を行 えばよい。
N CO基含有ビニル系重合体 (B) の調製に際し、 有機溶剤の一部またはすベ てを疎水性ポリイソシァネ一ト (A) に置き換えて、 有機溶剤と疎水性ポリイソ シァネート (A) の混合物あるいは疎水性ポリイソシァネ一ト (A) を溶媒とし て使用することが可能である。
方法 ( 1 ) により調製される主成分として N CO基含有ビニル系重合体 (B) を含有し、 少量成分として未反応の疎水性ポリイソシァネートを含有する混合物、 あるいは上記方法 (2) によって調製される N CO基含有ビニル系重合体 (B) と疎水性ポリイソシァネート (A) を混合することにより、 本発明の水分散性ポ リイソシァネート組成物が得られる。 N CO基含有ビニル系重合体 (B) と疎水 性ポリイソシァネート (A) とを混合する場合、 混合条件としては特に制限はな し、が、 概ね、 室温から 1 50°C、 好ましくは室温から 1 00°Cなる範囲の温度で 混合すればよい。
本発明の水分散性ポリィソシァネ一ト組成物中の疎水性ポリィソシァネート (A) と N CO基含有ビニル系重合体 (B) の比率は、 特に制限されないが、 本 発明の水分散性ポリイソシァネート組成物の水への分散性、 当該組成物の水分散 液に含有されるイソシァネート基の水に対する安定性、 本発明の水性硬化性組成 物の硬化性の観点から、 重量比率で、 (A) Z (B) =30 70〜85Z1 5 が好ましく、 50 50〜80 20がより好ましく、 60 40〜 80/20 が最も好ましい。
上述した如く、 ①予め調製した N CO基含有ビニル系重合体 (B) と疎水性ポ リイソシァネー卜 (A) を混合する方法、 または、 ②活性水素基含有ビニル重合 体 (b) と疎水性ポリイソシァネートをイソシァネート基 Z活性水素基含有基の モル比が 3〜350なる範囲で両成分を反応させる方法で、 本発明の水分散性ポ リイソシァネ一ト組成物が調製される。 これらの方法のうち、 得られた水分散性 ポリイソシァネート組成物を水に分散した場合にイソシァネ一ト基の安定性がよ リ高い点から、 後者の方法②が好ましい。
次ぎに、 本発明の水分散性ポリイソシァネー卜組成物と活性水素基含有基を有 する水性樹脂 (C) とを含む水性硬化性組成物について説明する。
本発明に使用される活性水素基含有基を有する水性樹脂 (C) は、 イソシァネ ート基と反応し得る活性水素基含有基を有するものであれば良く、 その形態、 種 類等は制限されない。 かかる水性樹脂 (C) に含有される活性水素基含有基とし て代表的なものは、 水酸基、 カルボキシル基、 アミノ基、 アミ ド基、 ァセトァセ チル基の如き活性メチレン基を含有する基、 等が挙げられる。 そして、 これらの うち特に好ましいものは水酸基およびカルボキシル基である。 また、 水性樹脂 (C) の形態としては水溶液タイプ、 コロイダルディスパ一ジョンゃェマルジョ ンの如き水分散液タイプ等の公知慣用の形態のものが挙げられる。
そして、 かかる水性樹脂 (C) の代表的なものとしては、 酢酸ビニル系樹脂、 スチレン一ブタジエン系樹脂、 スチレン一アクリロニトリル系樹脂、 アクリル系 樹脂、 フルォロォレフイン系樹脂、 シリコン変性ビニル系重合体、 ポリビニルァ ルコールの如きビニル系重合体; ポリエステル系樹脂、 ポリウレタン系樹脂、 フ エノ一ル系樹脂、 メラミン系樹脂、 エポキシ系樹脂、 アルキド系樹脂、 ポリアミ ド系樹脂、 ポリェ一テル樹脂、 シリコン系樹脂等のビニル系重合体以外の合成榭 脂類;動物性たんぱく質、 でんぷん、 セルロース誘導体、 デキストリン、 ァラビ ァゴム等の天然高分子が挙げられる。 そして、 これらのなかで好ましいものは、 ビニル系重合体およびビニル系重合体以外の各種の合成樹脂である。
上掲の如き水性樹脂 (C ) に含まれる活性水素基含有基の量は、 本発明の水性 硬化性組成物の硬化性および得られる硬化物の耐水性の点から、 水性樹脂の固形 分 1 0 0 0 g当たり、 0 . 1 〜6モル、 好ましくは 0 . 2 ~ 4モル、 最も好まし くは、 0 . 4〜 3モルである。 また、 これらの水性樹脂 (C ) は、 単独使用であ つてもよいし、 2種類以上を併用してもよい。
本発明の水分散性ポリイソシァネート組成物と水性樹脂 (C ) との好適な混合 比率は、 当該硬化性組成物の硬化性ならびに当該組成物から得られる硬化物の性 能の点から、 ( 1 ) ポリイソシァネ一ト組成物中のィソシァネ一ト基のモル数と、
( 2 ) 水性樹脂 (C ) に含有される活性水素基含有基と N C O基含有ビニル系重 合体 (B ) に含有されるブロックされた活性水素基含有基の合計モル数、 との比 率 (1 ) ( 2 ) が 0 . 1 〜5であることが好ましく、 0 . 3〜3が特に好まし く、 0 . 5〜 2が最も好ましい。
上述した本発明の水性硬化組成物は、 顔料を含まないクリヤーな組成物として 使用することができるし、 有機系あるいは無機系の公知慣用の各種の顔料を配合 して着色組成物として使用することもできる。
こうして調製される水性硬化性組成物は、 塗料、 接着剤、 インキ、 防水材、 シ —リング剤、 天然繊維、 合繊繊維、 ガラス繊維の如き各種繊維や紙の含浸処理剤、 天然繊維、 合繊繊維、 ガラス繊維の如き各種繊維や紙の表面処理剤等の各種の用 途に用いることができる。 特に水性塗料、 水性接着剤として用いるのが好ましし、。 水性塗料として用いられる場合、 かかる水性塗料は、 可使時間が長く、 さらに、 かかる本発明の水性塗料から透明性、 光沢などの外観、 耐水性、 耐溶剤性等に優 れる硬化塗膜が得られる。
さらに、 水性接着剤として用いられる場合、 かかる水性接着剤は、 可使時間が 長く、 接着強度が高いなど優れた性能を有する。
また、 かかる組成物には、 必要に応じて、 各種用途に適した添加剤、 例えば、 充填剤、 レべリング剤、 増粘剤、 消泡剤、 有機溶剤、 紫外線吸収剤、 酸化防止剤 または顔料分散剤のような、 公知慣用の各種の添加剤類などをも配合することが 出来る。 次ぎに、 本発明の水分散性ポリィソシァネ一ト組成物と水とを含む水性硬化性 組成物について説明する。
本発明の水性硬化性組成物は、 水分散性ポリイソシァネート組成物と水を混合 せしめることにより得ることができる。 かかる水性硬化性組成物を得るには、 当 該組成物のイソシァネー卜基の安定性、 硬化性、 当該組成物から得られる硬化物 の性能の点から、 当該ポリイソシァネート組成物の 1 0 0重量部に対して、 1 0 〜 1 0 0 0 重量部の水、 好ましくは 5 0〜 5 0 0重量部の水を添加して、 両者 を混合せしめればよい。
かかる水分散性ポリイソシァネート組成物と水を混合せしめて得られる水性硬 化組成物は、 顔料を含まないクリヤーな組成物として使用することができるし、 有機系あるいは無機系の公知慣用の各種の顔料を配合して着色組成物として使用 することもできる。 また、 必要に応じて、 ポリイソシァネ一ト組成物と水性樹脂
( C ) から得られる水性硬化性組成物に添加できるものとして例示した如き各種 の添加剤等をも配合して使用することができる。
こうして調製される水性硬化性組成物は、 上記の水性硬化性組成物と同様な用 途に用いることができるが、 特に水性塗料、 水性接着剤として用いるのが好まし い。
この水性硬化性組成物を含む塗料は、 可使時間が長く、 通常の水性塗料では浸 透が困難である高密度の無機質基材に浸透して硬化塗膜を形成する。 この塗膜は 基材を効果的に保護する機能を有すると共に、 上塗り塗料との付着性も良好であ るので、 この塗料は、 高性能の下塗り水性塗料として使用できる。 また、 この水 性塗料は、 下塗り塗料にかぎらず、 各種基材の上塗り塗料として使用することも できる。
水性接着剤として用いられる場合は、 可使時間が長く、 高い接着強度を与える ため、 各種用途の水性接着剤として使用することができる。
上述した如き本発明の水性塗料が塗装される基材、 および、 上述した如き本発 明の水性接着剤が塗布され被着体となる基材としては、 公知慣用の種々のものが 使用される。 それらのうちでも特に代表的なものとしては、 各種の金属基材、 無 機質基材、 プラスチック基材、 紙、 合成繊維、 天然繊維、 ガラス繊維等の無機繊 維、 布、 合成皮革、 天然皮革、 木質系基材等が挙げられる。
かかる各種の基材のうち、 金属基材の代表的なものとしては、 鉄、 ニッケル、 アルミニウム、 クロム、 亜鉛、 錫、 銅または鉛等の金属; ステンレススチールも しくは真鍮の如き、 前掲した各種金属の合金;前掲したような各種の金属あるい は合金であって、 メツキや化成処理などが施された各種の表面処理金属が挙げら れる。
また、 無機質基材とは、 珪酸カルシウム、 アルミン酸カルシウム、 硫酸カルシ ゥム、 酸化カルシウムの如きカルシウム化合物から製造される硬化休; アルミナ、 シリカ、 ジルコニァの如き金属酸化物を焼結して得られるセラミック ;各種の粘 土鉱物を焼成して得られるタイル類;各種のガラス等が挙げられる。 そして、 力 ルシゥ厶化合物から製造される硬化体の代表的なものとしては、 コンクリートや モルタルの如きセメント組成物の硬化物、 石綿スレート、 軽量気泡コンクリート ( A L C ) 硬化体、 ドロマイ トプラスター硬化体、 石膏プラスター硬化体、 珪酸 カルシウム板等が挙げられる。
プラスチック基材の代表的なものとしては、 ポリスチレン、 ポリカーボネート、 ポリメチルメタクリレート、 A B S樹脂、 ポリフエ二レンオキサイ ド、 ポリウレ タン、 ポリエチレン、 ポリ塩化ビニル、 ポリプロピレン、 ポリブチレンテレフタ レートもしくはポリエチレンテレフタレートの如き、 熱可塑性樹脂の成形品; 不 飽和ポリエステル樹脂、 フ Iノール樹脂、 架橋型ポリウレタン、 架橋型のァクリ ル樹脂もしくは架橋型の飽和ポリエステル樹脂の如き、 各種の熱硬化性樹脂の成 形品等が挙げられる。
また、 前掲したような各種の基材であって、 予め被覆が施された基材類、 ある いは、 当該被覆が施された基材類であって、 しかも、 その被覆部分の劣化が進ん だような基材も使用することが出来る。
こうした種々の基材は、 用途に応じて、 それぞれ、 板状、 球状、 フィルム状、 シート状、 大型の構築物、 複雑なる形状の組立物等の各種の形状で使用されるも のであって特に制限はない。
そして、 上述した如き本発明の水性塗料を上述した如き基材に、 刷毛塗り、 口 —ラー塗装、 スプレ一塗装、 浸漬塗装、 フロー ' コ一ター塗装、 ロール ' コータ 一塗装の如き公知慣用塗装方法で以て塗装し、 次いで、 常温に 1〜 1 0日間程度 放置したり、 約 4 0〜約 2 5 0 °Cなる温度範囲で以て、 約 3 0秒間〜 2時間程度, 加熱したりすることによって、 外観、 耐水性等に優れる硬化塗膜を得ることが出 来る。
また、 上述した如き本発明の水性接着剤を上述した如き基材のうち、 同種の基 材、 あるいは異種の基材の少なくとも一方に、 ヘラ、 刷毛、 スプレー、 ロールの 如き公知慣用の方法で塗布して、 次いで、 常温に 1〜 1 0日間程度放置したり、 約 4 0〜約 1 5 0 °Cなる温度範囲で以て、 約 5秒間〜 2時間程度、 加熱したり、 必要に応じて加圧することによって、 優れた接着強度を得ることが出来る。 実施例
次に参考例、 実施例および比較例により本発明を詳述するが、 本発明はこれに 限定されるものではない。 なお文中の部、 および0 /οは、 特に断りのない限り全て 重量基準である。
まず、 実施例および比較例によリ、 水分散性ポリィソシァネ一卜組成物につい て説明するが、 はじめに、 実施例および比較例にて使用するポリイソシァネート を説明する。
疎水性ポリイソシァネート ( A— 1 )
へキサメチレンジイソシァネート (以下、 H D I と略称する) 系イソシァヌレ —卜型ポリイソシァネートである 「バ一ノック D N— 9 8 0 S J 〔大日本インキ 化学工業 (株) 製のイソシァネート基含有率 (以下 N C O基含有率と略称する) 2 1 %、 平均 N C O官能基数が約 3 . 6、 不揮発分 1 0 0。/o〕
疎水性ポリイソシァネート ( A— 2 )
H D I と トリオ一ルとの付加物タイプのポリイソシァネ一トである 「バーノッ ク D N— 9 5 0」 〔大日本インキ化学工業 (株) 製、 酢酸ェチル溶液から溶剤を 除去したもの。 N C O基含有率 1 7 %、 平均 N C O官能基数が約 3 . 2、 不揮発 分 1 0 0 %〕
疎水性ポリイソシァネート (A— 3 )
トリレンジィソシァネートと トリオールの付加物タイプポリィソシァネートで ある 「バ一ノック D— 750」 〔大日本インキ化学工業 (株) 製、 酢酸ェチル溶 液を脱溶剤したもの。 N CO基含有率 1 7%、 平均 N CO官能基数が約 3. 4、 不揮発分 1 00%〕
参考例 1 〔活性水素基含有ビニル重合体 (b) の調製〕
攪拌機、 温度計、 冷却管、 窒素導入管を装備した、 4つ口のフラスコにジェチ レングリコ一ルジェチルェ一テル (以下 ED Eと略称する) 429部を仕込み、 窒素気流下に 1 1 0°Cに昇温した後、 メ トキシポリエチレングリコールメタクリ レ一ト ( 1分子当たリオキシエチレン単位を平均 9個含有、 以下 「MP EGMA 一 1」 と略称する) 500部、 メチルメタクリレート (以下、 MM Aと略称す る) 300部、 2—ヒドロキシェチルメタクリレート (以下、 2— H EMAと略 称する) 50部、 シクロへキシルメタクリレート (以下、 CHMAと略称する)
1 50部、 t—ブチルバ一ォキシ _ 2 _ェチルへキサノエート 45部、 t—プチ ルパ一ォキシベンゾェ一ト 5部からなる混合液を 5時間かけて滴下した。 滴下後、
1 1 0°Cにて 9時間反応せしめ、 不揮発分が 70%なるアクリル系重合体の溶液 を得た。 以下、 これを活性水素基含有ビニル重合体 (b— 1 ) と略称する。
参考例 2〜 6 〔同上〕
MP EGMA— 1の 500部、 MMAの 300部、 CHMAの 1 50部、 及び 2— H EMAの 50部に代えて表 1に示した単量体を使用する以外は、 参考例 1 と同様にして重合を行い、 不揮発分が 70%なるアクリル系重合体を得た。 以下、 それらを活性水素墓含有ビニル重合体 (b— 2) 〜 (b_6) と略称する。 参考 例 1〜 6の配合比を表 1に示す。
表 1
Figure imgf000031_0001
《表 1の脚注》
原料類の使用割合を示す各数値は、 いずれも、 部数であるものとする。
「MP EGMA—2」 : 〔メ トキシポリエチレングリコールメタクリレート (1 分子当たリオキシエチレン単位を平均 4個含有) 〕
「MP EGMA_3」 : 〔メ トキシポリエチレングリコ一ルメタクリレート (1 分子当たリオキシエチレン単位を平均 23個含有) 〕
「MAA」 : メタクリル酸
「S i H EMA」 : 2—卜リメチルシ口キシェチルメタクリレート 「GMA」 : グリシジルメタクリレート
「2— EHMA」 : 2—ェチルへキシルメタクリレート
「4 HCHMA」 : (4ーヒ ドロキシメチルシクロへキシル) メチルメタクリ レ 一ト 参考例 7 〔比較例で使用する比較分散剤 (Z— "!) の調製〕
参考例 1 と同様の反応器にメ トキシポリエチレングリコール (1分子当たりォ キシエチレン単位を平均 1 2個含有、 以下 「MP EG_ 1 J と略称する) の 23 9部とへキサデ力ノールの 1 1 2部を仕込み、 窒素気流下に室温にて十分攪袢混 合した後、 疎水性ポリイソシァネート (A— 1 ) の 1 80部を加え、 30分間室 温にて攪拌した。 次いで、 70°Cに昇温して同温度で、 イソシァネート基が消失 するまで 6時間反応させた。 生成物を比較分散剤 (Z— 1 ) と略称する。
実施例 1 〔水分散性ポリイソシァネート組成物 (P— 1 ) の調製〕
参考例 1 と同様の反応器に、 疎水性ポリイソシァネ一ト (A— 1 ) の 200部 と活性水素基含有ビニル重合体 ( b— 1 ) の 1 00部を仕込み、 窒素気流下に 9 0°Cに昇温した後、 同温度で 6時間攪拌下に反応を行って、 不揮発分が 90%、 N CO基含有率が 1 3%なる水分散性ポリイソシァネート組成物を得た。 以下、 これをポリイソシァネート組成物 (P— 1 ) と略称する。
得られたポリイソシァネ一ト組成物につき、 水への分散性と得られた水分散液 に含有されるイソシァネート基の安定性を評価した。 これらの評価結果を表 2 _ 1に示した。
実施例 2〜 8 〔水分散性ポリイソシァネート組成物の調製〕
疎水性ポリイソシァネ一ト (A— 1 ) の 200部とビニル重合体 (b— 1 ) の 1 00部に代えて、 表 2— 1に記載の疎水性ポリイソシァネート (A) と活性水 素基含有ビニル重合体 (b) を同表に記載の割合で使用し、 実施例 1 と同様に反 応を行ってポリイソシァネ一卜組成物を調製した。 以下、 これらをポリイソシァ ネート組成物 (P— 2) 〜 (P— 8) と略称する。 得られた各ポリイソシァネー ト組成物につき、 実施例 1 と同様にして、 水への分散性と得られた水分散液に含 有されるイソシァネート基の安定性を評価し 。 これらの評価結果を表 2— 1に 示した。
比較例 1 〔比較例用ポリイソシァネート組成物 (RP— 1 ) の調製〕
参考例 1 と同様の反応器に、 ED Eの 1 5部、 MP EG— 1の 36部、 疎水性 ポリイソシァネート (A— 1 ) の 1 00部を仕込み、 30分かけて 90°Cに昇温 した後、 90°Cにて 6時間反応させ、 不揮発分が 90%、 NCO基含有率が 1 2%なるメ トキシポリエチレングリコールで変性された疎水性でないポリイソシ ァネ一卜を得た。 以下、 これをポリイソシァネート組成物 (RP— 1 ) と略称す る。 得られたポリイソシァネート組成物につき、 実施例 1 と同様にして、 水への 分散性と得られた水分散液に含有されるイソシァネー卜基の安定性を評価した。 これらの評価結果を表 2— 2に示した。
比較例 2 〔比較用ポリイソシァネ一ト組成物の調製〕
参考例 1 と同様の反応器に、 EDEの 33部、 疎水性ポリイソシァネート (A - 1 ) の 200部と比較分散剤 (Z— 1 ) の 1 00部を仕込み、 50°Cに昇温し、 窒素気流下に 3時間攪拌混合を行って、 不揮発分が 90%、 N CO基含有率が 1 2. 6%なる比較用のポリイソシァネート組成物を得た。 以下、 これをポリイソ シァネート組成物 (RP— 2) と略称する。 得られたポリイソシァネート組成物 にっき、 実施例 1 と同様にして、 水への分散性と得られた水分散液に含有される イソシァネート基の安定性を評価した。 これらの評価結果を表 2— 2に示した。 比較例 3 〔比較用ポリィソシァネート組成物の調製〕
参考例 1 と同様の反応器に、 疎水性ポリイソシァネート (A— 1 ) の 35部、 メ トキポリエチレングリコール ( 1分子当たりォキシエチレン単位を平均 22個含 有) の 1 5部、 プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの 67部を 仕込み、 1 1 0°Cに昇温し、 窒素気流下に 3時間攪拌混合を行った。 p-トルエン スルフォニルイソシァネー卜の 0. 5部を添加後、 1 30°Cまで昇温し、 スチレ ンの 5部、 MMAの 5部、 n—ブチルァクリレート (以下、 B Aと略称する) の 1 0部、 3—イソプロぺニル一 , ージメチルベンジルイソシァネートの 1 5 部、 メ トキシポリエチレングリコールメタクリレート (1分子当たリオキシェチ レン単位を平均 22個含有) の 1 5部、 一メチルスチレンダイマ一の 0. 25 部、 t -ブチルパーォキシイソプロピルカーボネートの 1. 5部からなる混合物を 3時間かけて滴下した。 滴下終了後 1 30°Cで 3時間反応を行い N CO基含有率 が 6. 0%なる比較用のポリイソシァネート組成物を得た。 以下、 これをポリイ ソシァネート組成物 (RP— 3) と略称する。 得られたポリイソシァネート組成 物につき、 実施例 1 と同様にして、 水への分散性と得られた水分散液に含有され るイソシァネート基の安定性を評価した。 これらの評価結果を表 2— 2に示した,
表 2— 1
実施例 実施例 実施例 実施例 実施例 実施例 実施例 実施例
1 2 3 4 5 6 7 8 ポリイソシァ
Ρ― 1 P— 2 P— 3 P— 4 P— 5 P— 6 P— 7 P— 8 ネート組成物
ポリイソシァ
Α— 1 A- 1 A— 1 A— 1 A— 1 A一 1 A— 2 A- 3 ネート
ビニル重合体 一 1 b— 2 b - 3 b— 4 b— 5 b— 6 一 1 b一 1 ポリイソシァ
ネー卜(A)の 200 200 200 200 200 200 200 200 使用量 [部]
活性水素基含
有ビニル重合
1 00 1 00 1 00 1 00 1 00 1 00 1 00 1 00 体(b)の使用
量 ]
不揮発分
90 90 90 90 90 90 90 90 [%]
N CO基含有
1 3 1 3 1 3 1 3 1 3 1 3 1 1 1 1 率 [%]
水分散性 ◎ ◎ ◎ ® 〇 〇 ◎ 〇 ィソシァネー
ト基残存率 92 90 95 90 88 85 93 70
[%]
N CO/活性
水素基含有 ¾ 37. 1 37, 1 3フ . 1 56. 0 24. 5 26. 5 30. 1 30. 1
[モル比]
(A) /(B)重量
2. 0 2. 0 2. 0 2. 3 1. フ 1. 8 2. 0 1. 9 比 表 2— 2
Figure imgf000036_0001
《表 2— 1 , 2— 2の脚注》
原料類の使用割合を示す各数値は、 いずれも、 重量部数であるものとする。 「水分散性」 :
2 0 0 m l ビ一カーに、 8 0 gの脱イオン水を投入し、 そこに、 調製したポリ イソシァネート組成物の 2 0 gを加え、 混合物を 3 0 °Cに保持して、 マグネチッ クスタ一ラーと回転子 (全長 3 0 m m、 直径 8 m m) を用いて、 2 0 0 r p mな る攪拌速度で撹拌し、 その分散挙動を目視で評価したものである。 その際の評価 基準は次の通りである。
◎ 攪拌開始から 3 0秒後には均一に分散
〇 攪拌開始から 1分後には均一に分散
△ 攪拌開始から 5分後には均一に分散
X 攪拌開始から 1 0分後には、 均一に分散 x : 分散しない
「イソシァネート基残存率」 :
攪拌時間を 1 0分間とする以外は、 上述の水分散性の評価と同様に分散を行う ことによりポリイソシァネ一ト組成物の水分散液を調製した。 ついで得られた水 分散液の所定量にィソシァネ一卜基に対して過剰のジブチルァミンを添加した後. 塩酸水溶液で残留するジブチルァミンを滴定する逆滴定法により、 水分散液にお けるイソシァネ一ト基含有量を決定した。 上記水分散液を調製した直後と 6時間 後のィソシァネ一ト基含有量を定量し、 下記式により算出されるィソシァネ一ト 基の残存率でもって、 水分散液に含有される N C O基の安定性を評価したもので ある。 この値が大きいほど、 イソシァネ一ト基の安定性が良好なことを示す。 イソシァネ一ト基残存率 [%] = (6時間後のイソシァネート基含有量 Z分散 直後のイソシァネート基含有量) X 1 00
「N COZ活性水素基含有基 [モル比] 」 : N CO基のモル数 活性水素基含有 基のモル数
「 (A) Z (B) 重量比」 : [未反応の疎水性ポリイソシァネート (A) の重 量] / [ビニル重合体 (b) に疎水性ポリイソシァネート (A) が付加して生成 したビニル系重合体 (B) の重量] 参考例 8 〔水性樹脂 (C一 1 ) の調製〕
参考例 1 と同様の反応器に 「ハイテノール N— 08」 〔第一工業製薬 (株) 製 のァニオン性乳化剤〕 の 5部、 「ェマルゲン 93 1」 〔花王 (株) 製のノニオン 性乳化剤〕 の 5部、 脱イオン水の 270部を仕込み、 窒素気流下に 80°Cに昇温 した後、 過硫酸アンモニゥ厶の 0. 8部を脱イオン水の 1 6部に溶解せしめた水 溶液を投入する。 さらに、 プチルァクリレ一卜の 80部、 メチルメタクリレート の 99部、 アクリル酸の 4部、 2—ヒ ドロキシェチルメタクリレー卜の 1 7部か らなる混合液を、 3時間かけて滴下した。 滴下後、 2時間反応せしめた後、 2 5°Cまで冷却し、 28%アンモニア水の 1. 5部で中和せしめ、 ED Eの 30部 を混合して、 不揮発分 40%、 固形分水酸基価 35なる水酸基含有アクリル樹脂 ェマルジヨンを得た。 以下この樹脂を水性樹脂 (C一 1 ) と略称する。 実施例 9
ポリイソシァネート組成物 (P— 1 ) と水性樹脂 (C一 1 ) を、 イソシァネ一 卜基 Z水性樹脂 (C一 1 ) 中の水酸基のモル比が 1. 2Z1 となるように、 ポリ イソシァネ一ト組成物 (P— 1 ) の 50部と水性樹脂 (C— 1 ) の 500部を混 合して水性硬化性組成物を調製した。 以下、 これを水性硬化性組成物 (D— 1 ) と略称する。 得られた水性硬化性組成物 (D— 1 ) を、 調製直後に乾燥塗膜が 6 0 mとなるようにアプリケ一タ一を用いてガラス板およびポリプロピレン板 (以下、 P P板と略称する) 上に塗布し、 温度 20°C、 湿度 60%RHの条件で 1週間乾燥せしめて、 硬化塗膜を作成した。 得られた硬化塗膜について、 相溶性、 ゲル分率、 耐水性を評価した。 評価結果を表 3に示した。
実施例 1 0〜 "! 7
これらの実施例においては、 水性樹脂 (C) として水性樹脂 (C一 1 ) に加え て、 「ウォーターゾ一ル A CD— 2000」 〔大日本インキ化学工業 (株) 製の 水酸基を含有するアクリル樹脂の水性ディスパ一ジョン、 不揮発分 35%、 固形 分水酸基価 50mg KOH g、 以下、 この樹脂を水性樹脂 ( C一 2 ) と略称す る〕 を用いた。
表 3に示した如く、 ポリイソシァネート組成物 (P— 1 ) に代えて、 各種のポ リイソシァネート組成物を使用した。 水性樹脂 (C一 1 ) または (C— 2) の 5 00部を使用し、 且つ、 各ポリイソシァネート組成物のイソシァネート基 水性 樹脂中の水酸基のモル比が 1. 2 1 となるように、 同表に記載した量のポリィ ソシァネ一ト組成物を混合して水性硬化性組成物を調製した。 以下、 このように して得た組成物を水性硬化性組成物 (D— 2) 〜 (D— 9) と略称する。 こうし て得た各水性硬化性組成物を実施例 9と同様にして、 調製直後にガラス板および P P板上に塗布し、 温度 20°C、 湿度 6 Oo/oR Hの条件で 1週間乾燥せしめて、 硬化塗膜を作成した。 これらにつき、 実施例 9と同様の評価を行った。 評価結果 を表 3に示した。
比較例 4〜 6
水性樹脂 (C) として (C— 1 ) または (C— 2) の 500部を使用し、 イソ シァネート基ノ水性樹脂 (C一 1 ) または (C一 2) 中の水酸基のモル比が 1. 2/1 となるように、 表 3に記載した量の各ポリイソシァネ一ト組成物を混合し て比較評価用の硬化性組成物 (RD— 1 ) 〜 (RD— 3) を調製した。 実施例 9 と同様にして、 調製直後にガラス板および P P板に塗布乾燥して硬化塗膜を作成 した。 これらにつき、 実施例 9と同様の評価を行った。 評価結果を表 3に示した, 実施例 1 8, 1 9、 比較例 7
上記で調製した D— 1、 D— 2、 及び R D— 1を室温にて 6時間放置後 (それ ぞれ D_ 1, 、 D— 2' 、 及び RD— 1 ' とする) 、 乾燥塗膜が 60 mとなる ようにアプリケータ一を用いてガラス板上に塗布し、 温度 20°C、 湿度 60%R Hの条件で 1週間乾燥せしめて、 硬化塗膜を作成した。 これらにつき、 実施例 9 と同様の評価を行った。 評価結果を表 3に示した。
表 3
ポリイソシァ A*tL ホリイソン 水性樹脂の 耐水性一 耐水 fe— 水性硬化性 ネート組成物
ァネ一卜組 水性樹脂 使用 : 相溶性 ゲル分率 塗膜の白 塗膜の膨 組成物 の使用 a:
成物 化 れ 実施例 9 D— 1 P - 1 C一 1 50 500 ◎ 94 〇 〇 実施例 1 0 D- 2 P - 2 C- 1 50 500 ◎ 97 ◎
実施例 1 1 D— 3 P-3 C一 1 50 500 ◎ 97 ◎ ◎ 実施例 1 2 D— 4 P-4 C- 1 50 500 ◎ 96 〇 〇 実施例 1 3 D- 5 P— 5 C- 1 50 500 ◎ 92 〇 〇 実施例 14 D- 6 P— 6 C- 1 50 500 〇 90 〇 △ 実施例 1 5 D—フ P— 7 C- 1 60 500 ◎ 93 〇 〇 実施例 1 6 D-8 P- 8 C一 1 60 500 〇 87 〇 Δ 実施例 1 7 D— 9 P- 1 C- 2 60 500 ◎ 92 〇 〇 比較例 4 R D— 1 R P - 1 C- 1 55 500 △ 83 △ X 比較例 5 RD-2 RP-2 C一 1 52 500 X 77 X X 比較例 6 R D-3 RP- 1 C- 2 65 500 △ 82 Δ X 実施例 1 8 D- 1 P- 1 C- 1 50 500 ◎ 94 〇 〇 実施例 1 9 D_ 2 P― 1 C— 1 50 500 ◎ 98 ◎ ◎ 比較例 7 R D - 1 ' R P— 1 C— 1 55 500 X 80 X X
《表 3の脚注》
原料類の使用割合を示す各数値は、 いずれも、 重量部数であるものとする。
「相溶性」 :
ガラス板上に作成した塗膜の透明性を目視で評価したものである。 その際の評 価基準は次の通りである。
◎:全く濁りがない
〇: ごくわずかに濁りがある
Δ: かなり濁りがある
:著しく濁りがある
「ゲル分率」 :
水性硬化性組成物の硬化性を評価したものである。 P P板上に作成した塗膜を, P P板から切り取り、 これをアセトン中に 2 5 °Cで 4 8時間浸潰した後、 1 0 0 °Cで 9 0分間乾燥させた。 ゲル分率は下記の式にて算出した。
ゲル分率 [ 0/0 ] = (アセトン浸漬前の塗膜の重量 アセトン浸漬後の塗膜の重 量) X 1 0 0
「耐水性」 :
ガラス板上に作成した塗膜を脱イオン水に 2 5 °Cで 9 6時間浸潰し、 塗膜の外 観を評価した。 その際の評価基準は次の通りである。
塗膜の白化の評価基準
◎:全く変化なし
〇: ごくわずかに白化
△: かなり白化
X :著しく白化
塗膜の膨れの判定基準
◎ 全く変化なし
〇 ごくわずかに膨れが発生
△ かなり膨れが発生
X 著しく膨れが発生 参考例 9 〔ビニル重合体 (b— 7 ) の調製例〕 温度計、 撹拌装置、 モノマー圧入装置を備えた 2リッ トルのステンレス製ォー トクレーブ中の空気を窒素ガスで充分置換した後、 ED Eの 430 gを仕込み攪 拌しながら 75°Cに昇温した。 次いで、 同温度で攪拌しながら、 べォバー 9 (ォ ランダ国シェル社製の C 9なる分岐脂肪酸のビニルエステル) の 270 g、 ェチ ルビ二ルェ一テルの 40 g、 4—ヒドロキシブチルビニルエーテルの 40 g、 ポ リオキシエチレン基の数平均分子量が 400なるメ トキシポリエチレングルコ一 ルのモノビニルエーテルの 400 g、 t e r t—ブチルバ一ォキシピバレ一卜の 20 g、 t e r t—ブチルバ一ォキシ一 2 _ェチルへキサノエ一卜の 1 5 gおよ びビス (1 , 2, 2, 6 , 6—ペンタメチルピペリジン一 4—ィル) セバゲート の 1 5 gからなる混合物と液化採取したクロロ トリフルォロエチレンの 250 g を 7時間を要して圧入した。 さらに、 同温度で 1 0時間重合反応を行って、 不揮 発分が 70%、 重量平均分子量が 1 6, 000なるノニオン性基を有するフルォ 口才レフイン系重合体の溶液を得た。 以下、 この重合休を活性水素基含有ビニル 重合体 (b— 7) と略称する。
実施例 20 〔水分散性ポリイソシァネート組成物 (P— 9) の調製〕 参考例 1 と同様の反応器に、 疎水性ポリイソシァネート (A— 1 ) の 200部 と活性水素基含有ビニル重合体 (b_7) の 1 00部を仕込み、 窒素気流下に 9 0°Cに昇温した後、 同温度で 6時間攪拌下に反応を行って、 不揮発分が 90%、 N C O基含有率が 1 3 %なる水分散性ポリィソシァネ一ト組成物を得た。 以下、 これをポリイソシァネート組成物 (P— 9) と略称する。
参考例 1 0 〔水性樹脂 (C— 4) の調製〕
温度計、 撹拌装置、 モノマ一圧入装置を備えた 2リッ トルステンレス製ォ一ト クレープにイオン交換水の 690 g、 ドデシルベンゼンスルホン酸ソ一ダの 1 5 g、 ポリオキジエチレンノニルフエノ一ルェ一テル (H LB 1 7) の 6 g、 炭酸 水素アンモニゥムの 3 gを仕込み溶解させ、 窒素で脱気した。 ヒ ドロキシブチル ビニルエーテルの 1 1 6 g、 酢酸ビニルの 1 84 g、 ェチルビニルエーテルの 2 00 gの混合物、 液化捕集した 500 gのクロ口 トリフルォロエチレンをそれぞ れ耐圧滴下槽に入れた。
エチレンをォートクレ一ブ内に 30気圧になるよう圧入した後、 オートクレー ブを 65°Cに昇温し、 攪拌しながら、 5 gの過硫酸アンモニゥムを 90 gのィォ ン交換水に溶解したものと、 耐圧滴下槽に入れた単量体混合物とを 2時間にわた つて滴下し、 更に 3時間同温度で保持し反応を完結させた。 得られた生成物は、 不揮発分が 55°/0、 1~1が1. 6、 固形分水酸基価 5 Omg KOH/g を有する 水性樹脂 (C— 4) を得た。
実施例 21〜 29
これらの実施例では、 ポリイソシァネート組成物および水性樹脂 (C) からな る白色塗料についての実施例を示す。 これらの実施例において、 水性樹脂 (C) としては、 参考例 1 0で調製した水性樹脂 (C一 4) および下記水性樹脂 (C— 3) を使用した。 また、 水性樹脂 (C— 3) および (C一 4) とポリイソシァネ 一ト組成物から白色塗料を得る際に使用した塗料主剤成分の調製方法を下に示し た。
•水性樹脂 (C一 3)
「ボンコート CG— 5060」 (大日本インキ化学工業 (株) 製の水酸基を含有 するアクリル樹脂ェマルジヨン、 不揮発分 45%、 固形分水酸基価 6 Om g KO
H/g) 。
'塗料主剤成分の調製 (E— 1の調製)
脱イオン水の 72. 9部、 「ォロタン SG— 1」 (米国口一厶&ハース社製の 顔料分散剤) の 6. フ部、 トリポリリン酸ソ一ダの 1 0 %水溶液の 4. 9部、
「ノィゲン EA— 1 20」 〔第一工業製薬 (株) 製の湿潤剤〕 の 2. 2部、 ェチ レングリコールの 1 8. 0部、 「ベストサイ ド 1 08フ丁」 〔大日本インキ化学 工業 (株) 製の防腐剤〕 の 1. 0部、 アンモニア水 (2.8%) の 0. 5部、 「チ タニックス J R— 600 A」 〔ティカ (株) 製の酸化チタン〕 の 249. 2部お よび 「S Nディフォーマ一 1 21」 〔サンノプコ社製の消泡剤〕 の 0. 8部から 成る混合物をデイスパーで約 1時間分散した。 これに、 水性樹脂 (C— 3) の 6 07. 0部、 「テキサノール」 〔米国ィ一ストマンケミカル社製の造膜助剤〕 の 38. 2部、 「プライマル QR— 708」 〔口一ム&ハ一ス社製の増粘剤〕 の 1 0%水溶液の 1. 2部、 「BY K— 028」 〔B Y Kケミ一社製の消泡剤〕 の 0 2部を加えて攪拌し、 顔料重量濃度が 48%、 不揮発分が 52. 5%なる塗料主 剤成分 (E— 1 ) を得た。
-塗料主剤成分の調製 (E— 2の調製)
イオン交換水の 37. 2部、 25%アンモニア水の 0. 7部、 「ノィゲン E A — 1 20」 〔第一工業製薬 (株) 社製の湿潤剤〕 の 1. 6部、 「タモール 73 1」 〔米国ローム &ハース社製の顔料分散剤〕 の 6. 4部、 エチレングリコール の 35. 4部、 タイぺーク CR— 97 〔石原産業 (株) 社製二酸化チタン〕 の 1 94. 7部、 ベストサイ ド FX 〔大日本インキ化学工業 (株) 製の防腐剤〕 の◦. 9部、 「ノブコ 8034」 〔サンノプコ (株) 社製の消泡剤〕 の 1 , 4部、 「プ ライマル T T」 〔ローム &ハース社製の増粘剤〕 の 5%水溶液の 33. 2部、 ジ エチレングリコールジブチルエーテルの 33. 2部、 (C一 4) の 655. 3部 から成る混合物をデイスパーで約 1時間均一分散し、 顔料重量濃度が 35%、 不 揮発分が 56%なる塗料主剤成分 (Ε— 2) を得た。
-水性塗料 ( F— 1 ) 〜 ( F— 9 ) の調製
表 4に記載した通りの比率で、 塗料主剤成分 (Ε— 1 ) 、 (Ε— 2) 、 各ポリ ィソシァネー卜組成物および水を混合して、 不揮発分が 52%なる各水性塗料を 調製した。 尚、 全ての実施例において、 イソシァネート基 水性樹脂 (C— 3、 C一 4) 中の水酸基のモル比が 1. 5Ζ1 となるように配合を行った。 このよう にして調製した白色塗料を、 以下、 水性塗料 (F— 1 ) 〜 (F— 9) と略称する ( かく して得られた水性塗料 (F— 1 ) 〜 (F— 9) それぞれを、 調製直後に乾 燥膜厚が 70 mとなるようにエアースプレー法でスレ一ト板上に塗膜を作成し た。 ついで、 温度 20°C、 湿度 60%RHの雰囲気下で 1週間乾燥せしめた。 得 られた各硬化塗膜について、 光沢、 耐水性を評価した。 評価結果を表 4に示した, 比較例 8、 9
表 4に示した各成分を同表に記載した比率で以て混合して比較用の水性塗料を 調製した。 なお、 これらの比較例に於いてもイソシァネート基ノ水性樹脂 (C一
3) 中の水酸基のモル比が 1. 5ノ 1 となるように配合を行った。 こうして得ら れた比較用の水性塗料 (R F— 1 ) 〜 (R F— 2) を実施例 2 "!〜 29と同様に して、 調製直後にスレー卜板上に乾燥膜厚が 70 / mとなるようにスプレー塗装 せしめ、 同実施例と同様に乾燥せしめて硬化塗膜を調製した。 得られた各硬化塗 膜について、 光沢、 耐水性を評価した。 評価結果を表 4に示した。
表 4
ポリィソシ ポリイソシァネ 塗料主剤成分
IIIJ'Jノ J 土 几/ IIIJ'Jノ JM土 至 笑 水性塗料 ァネ一卜組 ート組成物の使 の使用量 光沢
Ft ¾Π 分 保持率 [%] の膨れ 用量 rSRl 「 L¾ oβΊ J
実施例 2 1 F— 1 Ρ一 1 75 E— 1 500 86 84 〇 実施例 22 F - 2 Ρ - 2 75 E- 1 500 9 1 90 ◎ 実施例 23 F- 3 Ρ - 3 75 E- 1 500 92 9 1 ◎ 実施例 24 F— 4 Ρ -4 75 E— 1 500 86 87 o 実施例 25 F- 5 Ρ - 5 75 E- 1 500 84 83 〇 実施例 26 F— 6 Ρ -6 75 E- 1 500 83 80 △ 実施例 27 F— 7 Ρ - 7 90 E- 1 500 84 83 〇 実施例 28 F - 8 Ρ— 8 90 E- 1 500 81 80 △ 実施例 29 F— 9 Ρ-9 80 E- 2 500 81 93 ◎ 比較例 8 R F - 1 R Ρ - 1 8 1 E— 1 500 7 1 58 X 比較例 9 R F— 2 R Ρ - 2 7フ E- 1 500 55 1 5 X
《表 4の脚注》
原料類の使用割合を示す各数値は、 いずれも、 重量部数であるものとする。 「光沢」 :
塗膜の 60度鏡面反射率 [%] なる光沢値で、 塗膜の外観を評価したものであ る。
「耐水性」 :
各水性塗料を塗装せしめたスレート板を脱イオン水に 25°Cで 96時間浸潰し た後の塗膜の光沢保持率と膨れの状態を評価した。 塗膜の膨れは実施例 9〜 1 9 と同様の評価基準でもって目視評価した。 光沢保持率は下式により算出した。 光沢保持率 [0/0] = (脱イオン水浸漬後の光沢値 Z脱イオン水浸漬前の光沢 値) X 1 00 実施例 30
水分散性ポリィソシァネート組成物 ( P— 1 ) の 1 00部と脱ィォン水の 1 0 0部を混合して、 水性硬化組成物を調製した。 以下、 これを水性硬化性組成物
(G- 1 ) と略称する。 得られた水性硬化性組成物 (G— 1 ) を調製直後に乾燥 塗膜が、 50 imとなるように、 アプリケ一ターを用いてガラス板および P P板 上に塗布し、 温度 20°C、 湿度 60%RHの条件で 1週間乾燥せしめて、 硬化塗 膜を作成した。 得られた硬化塗膜について、 実施例 9〜 1 7と同様の評価方法、 評価基準でもってゲル分率と耐水性を評価した。 評価結果を表 5に示した。 実施例 31 ~ 37および比較例 1 0、 1 1
ポリイソシァネート組成物 (P— 1 ) の 1 00部に代えて、 表 5に示した各種 のポリイソシァネ一ト組成物の 1 00部を使用する以外は実施例 30と同様にし て、 水性硬化性組成物を調製した。 以下、 このようにして得た組成物を水性硬化 性組成物 (G— 2) 〜 (G— 8) 、 (RG- 1 ) 、 (RG- 2) と略称する。 こ うして得た各水性硬化性組成物を実施例 30と同様にして、 調製直後にガラス板 および P P板に塗布乾燥して硬化塗膜を作成した。 これらにつき、 実施例 30と 同様の評価を行った。 評価結果を表 5に示した。 表 5
Figure imgf000048_0001
実施例 38
水分散性ポリイソシァネ一ト組成物 (Ρ— 1 ) の 350部、 脱イオン水の 75 0部、 「ΒΥ Κ—028」 (Β Υ Κケミ一社製の消泡剤) の 0. 2部を混合して 水性塗料を調製した。 以下、 これを水性塗料 (Η— 1 ) と略称する。 得られた水 性塗料 (Η— 1 ) を調製直後に乾燥膜厚が 3 O rnとなるようにエアースプレー 法でゲイカル板上に塗膜を作成した。 ついで、 温度 20°C、 湿度 60%RHの条 件で 1週間乾燥せしめた。 得られた硬化塗膜について、 付着性を評価した。
また、 水性塗料 (H— 1 ) を調製直後に乾燥膜厚が 30 /mとなるようにエア —スプレー法でスレート板上に塗膜を作成し、 温度 20°C、 湿度 60%RHの条 件で 24時間乾燥した後、 上塗り塗料として、 実施例 21の水性塗料 (F— 1 ) を調製直後に乾燥膜厚が 60 jU mとなるようにエアースプレー法で塗装せしめた t ついで、 温度 20°C、 湿度 60%RHの条件で 1週間乾燥せしめた。 このように して得た複層硬化塗膜について、 付着性を評価した。 これらの評価結果を表 6に 示した。
実施例 39〜 45および比較例 1 2、 1 3 ポリイソシァネート組成物 (P— 1 ) の 350部に代えて、 表 6に示した各種 のポリイソシァネート組成物の 350部を使用する以外は、 実施例 38と同様に して、 水性塗料を調製した。 以下、 これらを水性塗料 (H— 2) 〜 (H— 8) 、
(RH— 1 ) 、 (RH-2) と略称する。 こうして得た各水性塗料を実施例 38 と同様にして、 各種基材に塗布乾燥後、 上塗り塗料として実施例 21の水性塗料
(F- 1 ) を塗布乾燥せしめて、 硬化塗膜を作成した。 これらにつき、 実施例 3 8と同様の評価を行った。 評価結果を表 6に示した。 表 6
Figure imgf000049_0001
《表 6の脚注》
「付着性 ( 1 ) 」 :
ゲイカル板上に作成した塗膜に、 力ッタ一ナイフを用いて 2 mm角の碁盤目が 25個できるように縦横に 2mm間隔の切り込みを作成した。 ついで、 セロハン 粘着テープをその碁盤目に密着させてから剥離し、 ケィカル板上に残存する塗膜 の割合である残存率でもって評価した。 残存率は下式により算出した。 塗膜の残存率 [%] = (剥離後残存する塗膜の面積 Z剥離前の碁盤目上の塗膜の 面積) X 1 00
「付着性 (2) 」 :
スレート板上に作成した複層塗膜について、 上述の付着性 ( 1 ) と同様の操作 を行い、 スレート板上に残存する塗膜の割合である残存率でもって評価した。 こ の複層塗膜については、 上塗り塗膜だけが剥離するケースと下塗り塗膜から剥離 するケースの両方があるが、 いずれのケースも塗膜が剥離して残存していないも のとみなし、 残存率を 「付着性 (1 ) 」 の場合と同様に算出した。 実施例 46
「H YD RAN HW— 3 1 1」 〔大日本インキ化学工業 (株) 製のポリエス テル系ウレタン樹脂の水分散体、 不揮発分 45%〕 の 95部、 水分散性ポリイ ソシァネート組成物 (P— 1 ) の 5部を混合攪拌し、 水性接着剤 (K一 1 ) を得 た。 配合直後の水性接着剤 (K一 1 ) を 2 mm厚合板 (J ASタイプ II) にスプ レーで 80 gZm2の割合になるよう塗布し、 50°Cで 5分乾燥させた。 これに 厚さ 2 mmの塩化ビニルシートを張り合わせ 50°C、 0. 01 M P aの条件で一 分間熱プレスした。 ついで、 温度 20°C、 湿度 60<½RHの条件で 1週間乾燥せ しめた。 このようにして得た合板と塩化ビニルシートとの接合板について、 6 0°Cでの接着性評価を行った。 評価結果を表 7の 「接着性評価 ( I ) 」 の欄に示 した。
実施例 4フ〜 53、 比較例 1 4, 1 5
ポリイソシァネート組成物 (P— 1 ) の 5部に代えて、 表 7に示した各種のポ リィソシァネート組成物を 5部使用する以外は実施例 46と同様にして、 水性接 着剤 (K—2) 〜 (K一 8) 、 (RK— 1 ) 、 (RK-2) を得た。 こうして得 た各水性接着剤を水性接着剤 (Κ— 1 ) に代えて使用する以外は実施例 46と同 様にして、 合板と塩化ビニルシートとの接合板を作成した。 これらについて、 6 0°Cでの接着性評価を行った。 評価結果を表フの 「接着性評価 ( I ) 」 の欄に示 した。
-接着剤調製後の接着性の経時変化 実施例 46〜53、 及び比較例 1 4, 1 5で得られた水性接着剤を、 温度 2 0°C、 湿度 60%RHの条件で 3時間放置した後、 それぞれの接着剤を使用して 実施例 46と同様に接合板を作成し、 60°Cでの接着性評価を行った。 評価結果 を表 7の 「接着性評価 (II) 」 の欄に示した。 実施例 46〜 53で調製した接着 剤を調製後 3時間を経過してから使用しても接着強度の低下は極めて小さく本発 明の水性接着剤は長い可使時間を有することが判明した。
Figure imgf000051_0001
《表 7の脚注》
「接着性評価 ( I ) , (II) 」 :
合板と塩化ビニルシートの接合板を 25mm幅に切断して試験片を作成した ( 60°Cの恒温槽中で合板を固定し、 塩化ビニルシー卜に 500 gの荷重をかけ, 1 5分間放置後、 1 80度の剥離長 (mm) を測定した。 この値が小さいほど. 接着性が良いことを示す。 参考例 1 1 〔N CO基含有ビニル系重合体 (B) の調製〕
参考例 1 と同様の容器に E D Eの 429部を仕込み、 窒素気流下に 1 1 0°Cに 昇温した後、 MP EGMA— 1の 400部、 2—イソシアナ一卜ェチルメタクリ レート (以下、 I EMAと略称する) の 1 00部、 MMAの 500部、 t—ブチ ルパ一ォキシ一 2—ェチルへキサノエー卜の 45部、 tーブチルバ一ォキシベン ゾエー卜の 5部からなる混合液を 5時間かけて滴下した。 滴下後、 1 1 0°Cにて 9時間反応せしめ、 不揮発分が 70%、 重量平均分子量が 1 8, 000なるビニ ル系重合体の溶液を得た。 以下、 これをビニル系重合体 (B— 1 ) と略称する。 ビニル系重合体 (B— 1 ) の配合比を表 8に示す。 表 8
Figure imgf000052_0001
実施例 54 〔水分散性ポリイソシァネート組成物 (P— 1 0) の調製〕 参考例 1 と同様の反応器に、 疎水性ポリイソシァネ一ト (A— 1 ) の 200部 と N CO基含有ビニル系重合体 (B— 1 ) の 1 00部を仕込み、 窒素気流下に 5 0°Cに昇温した後、 同温度で 1時間攪拌混合し、 不揮発分が 90%、 NCO基含 有率が 1 4. 6%なる水分散性ポリイソシァネート組成物を得た。 以下、 これを ボリイソシァネート組成物 (P— 1 0) と略称する。
得られたポリィソシァネート組成物につき、 ィソシァネート基残存率以外は実 施例 1〜8 (表 2— 1 ) と同様の評価方法にて評価を行った。 イソシァネート基 残存率については、 実施例 1 8と同様にして当該組成物の水分散液を調製して から 3時間後の値を示した。 これらの評価結果を表 9に示した。 表 9
Figure imgf000053_0001
実施例 5 5
ポリイソシァネート組成物 (Ρ— 1 0) と水性樹脂 (C一 1 ) を、 イソシァネ —ト基 Ζ水性樹脂 (C一 1 ) 中の水酸基のモル比が 1 . 2 1 となるように、 ポ リイソシァネート組成物 (Ρ— 1 0) の 43部と水性樹脂 (C一 1 ) の 500部 を混合して水性硬化性組成物を調製した。 以下、 これを水性硬化性組成物 (D— 1 0) と略称する。 得られた水性硬化性組成物 (D— 1 0) を、 調製直後に、 乾 燥塗膜が 6 0 mとなるようにアプリケータ一を用いてガラス板およびポリプロ ピレン板 (以下、 P P板と略称する) 上に塗布し、 温度 2 0°C、 湿度 6 0%R H の条件で 1週間乾燥せしめて、 硬化塗膜を作成した。
得られた硬化塗膜について、 ゲル分率と耐水性の評価を除き、 実施例 9 1 9 (表 3) と同様の評価方法、 評価基準にて、 評価を行った。 評価結果を表 1 0に 示した。 表 1 o
Figure imgf000054_0001
《表 1 0の脚注》
「ゲル分率」 :
塗膜をァセトン中に浸漬する時間を 2 4時間に変更する以外は表 3の脚注に記 載の方法と同様にして値を決定した。
「耐水性」 :
ガラス板上に作成した塗膜を脱イオン水に 2 5 °Cで 4 8時間浸潰し、 塗膜の外 観を表 3の脚注に示した評価基準にて評価した。 実施例 5 6
この実施例では、 ポリイソシァネート組成物および水性樹脂 (C一 1 ) からな る白色塗料についての実施例を示す。
-水性塗料の調製
表 1 1に記載した通りの比率で、 塗料主剤成分 (E— 1 ) 、 ポリイソシァネ一 卜組成物および水を混合して、 不揮発分が 5 2 %なる各水性塗料を調製した。 尚. 全ての実施例において、 イソシァネート基 水性樹脂 (C一 1 ) 中の水酸基のモ ル比が 1. 5 1 となるように配合を行った。 このようにして調製した白色塗料 を、 以下、 水性塗料 (F— 1 0) と略称する。
かくして得られた水性塗料 (F— 1 0) を、 調製直後に、 乾燥膜厚が 70 jtim となるようにエア一スプレー法でスレート板上に塗膜を作成した。 ついで、 温度 20°C、 湿度 60%RHの雰囲気下で 1週間乾燥せしめた。 得られた各硬化塗膜 について、 耐水性を除き、 実施例 21〜29 (表 4) と同様の評価方法、 評価墓 準にて評価を行った。 評価結果を表 1 1に示した。 表 1 1
Figure imgf000055_0001
《表 1 1の脚注》
「耐水性」 :
水性塗料 (F— 1 0) を塗装せしめたスレ一卜板を脱イオン水に 25¾で 48 時間浸潰した後の塗膜の膨れの状態と光沢保持率を評価した。 塗膜の膨れは表 3 の脚注に示した評価基準にて評価した。 光沢保持率は表 4の脚注に記載の式によ り算出した。 実施例 57
水分散性ポリイソシァネート組成物 (P— 1 0) の 1 00部と脱イオン水の 1 00部を混合して、 水性硬化組成物を調製した。 以下、 これを水性硬化性組成物 (G-9) と略称する。 得られた水性硬化性組成物 (G— 9) を、 調製直後に、 乾燥塗膜が 50 jumとなるようにアプリケ一ターを用いてガラス板および P P板 上に塗布し、 温度 20°C、 湿度 60%RHの条件で 1週間乾燥せしめて、 硬化塗 膜を作成した。 得られた硬化塗膜について、 実施例 55 (表 1 0) と同様の評価 方法、 評価基準でもってゲル分率と耐水性を評価した。 評価結果を表 1 2に示し た。 表 1 2
Figure imgf000056_0001
実施例 58
水分散性ポリイソシァネート組成物 (P— 1 0) の 350部、 脱イオン水の 7 50部、 ΓΒΥ Κ— 028J (BYKケミ一社製の消泡剤) の 0. 2部を混合し て水性塗料を調製した。 以下、 これを水性塗料 (H— 9) と略称する。 得られた 水性塗料 (H— 9) を、 調製直後に、 乾燥膜厚が 30 imとなるようにエア一ス プレー法でけい酸カルシウム板上に塗膜を作成した。 ついで、 温度 20°C、 湿度 60 % R Hの条件で 1週間乾燥せしめた。
得られた硬化塗膜について、 付着性を評価した。 また、 水性塗料 (H— 9) を. 調製直後に、 乾燥膜厚が 30 mとなるようにエア一スプレー法でスレ一ト板上 に塗膜を作成し、 温度 20°C、 湿度 60%RHの条件で 24時間乾燥した後、 上 塗り塗料として、 実施例 2 1の水性塗料 (F— 1 ) を、 調製直後に、 乾燥膜厚が 60 / mとなるようにエアースプレ一法で塗装せしめた。 ついで、 温度 20°C、 湿度 6 0 % R Hの条件で 1週間乾燥せしめた。 このようにして得た複層硬化塗腠 について、 実施例 3 8〜4 5 (表 6 ) と同様な評価方法、 評価基準にて評価を行 つた。 これらの評価結果を表 1 3に示した。 表 1 3
Figure imgf000057_0001
産業上の利用可能性
本発明の水分散性ポリイソシァネート組成物は、 水への分散性、 水に対する安 定性及び活性水素基含有基を有する水性樹脂との相溶性等に優れ、 塗料、 接着剤. 繊維加工剤などの用途に好適であり、 また本発明の水性硬化性組成物は水への分 散性、 水に対する安定性及び硬化性に優れ、 外観、 耐水性に優れる硬化物を与え るので、 特に水性塗料、 および水性接着剤に有用である。

Claims

請求の範囲
1. 疎水性ポリイソシァネート (A) とノニオン性基及びイソシァネート基を含 有するビニル系重合体 (B) とを含んでなり、 水性媒体中で、 該疎水性ポリイソ シァネート (A) を該ノニオン性基及びイソシァネート基を含有するビニル系重 合体 (B) で分散することが可能な水分散性ポリイソシァネート組成物。
2. 前記ビニル系重合体 (B) 力 疎水性ポリイソシァネートとノニオン性基及 びイソシァネート基と反応する活性水素基含有基を有するビニル重合体 (b) と を反応させて得られる請求の範囲第 1項記載の水分散性ポリィソシァネー卜組成 物。
3. 前記疎水性ポリイソシァネート (A) と前記ビニル系重合体 (B) との割合 が、 重量比で 30 : 70-85 : 1 5である、 請求の範囲第 1項記載の水分散性 ポリイソシァネー卜組成物。
4. 前記ビニル系重合体 (B) 力 総炭素原子数が 4以上である疎水性基を含有 する請求の範囲第 1項記載の水分散性ポリィソシァネート組成物。
5. 前記ノニオン性基が、 末端がアルコキシ基で封鎖されたポリオキシアルキレ ン基である請求の範囲第 1項記載の水分散性ポリイソシァネート組成物。
6. 前記活性水素基含有基が、 水酸基、 カルボキシル基、 アミノ基、 および活性 メチレン基よりなる群から選ばれる少なくとも 1種の基である請求の範囲第 2項 記載の水分散性ポリィソシァネー卜組成物。 つ、 前記ビニル系重合体 (B) が、 ブロックされた活性水素基含有墓および ま たはエポキシ基を含有するものである請求の範囲第 1項記載の水分散性ポリイソ シァネ一ト組成物。
8 . 前記ブロックされた活性水素基含有基が、 トリオルガノシリル基でブロック された水酸基である請求の範囲第 7項に記載の水分散性ポリイソシァネー卜組成 物。
9 . 疎水性ポリイソシァネートとノニオン性基及びイソシァネート基と反応する 活性水素基含有基を含有するビニル重合体 (b ) とを、 イソシァネート基ノ該活 性水素基含有基を 3〜 3 5 0のモル比で反応させることを特徴とする水分散性ポ
、一卜組成物の製造方法。
1 0 . 前記ビニル重合体 (b ) 力 総炭素原子数が 4以上である疎水性基を含有 する請求の範囲第 9項記載の水分散性ポリイソシァネ一卜組成物の製造方法。
1 1 . 前記ノニオン性基が、 末端がアルコキシ基で封鎖されたポリオキシアルキ レン基である請求の範囲第 9項記載の水分散性ポリイソシァネ一ト組成物の製造 方法。
1 2 . 前記活性水素基含有基が、 水酸基、 カルボキシル基、 アミノ基、 および活 性メチレン基よりなる群から選ばれる少なくとも 1種の基である請求の範囲第 9 項記載の水分散性ポリィソシァネート組成物の製造方法。
1 3 . 前記ビニル系重合体 (b ) が、 ブロックされた活性水素基含有基および またはエポキシ基を含有するものである請求の範囲第 9項記載の水分散性ポリイ ソシァネート組成物の製造方法。
1 4 . 前記ブロックされた活性水素基含有基が、 トリオルガノシリル基でブロッ クされた水酸基である請求の範囲第 1 3項に記載の水分散性ポリィソシァネー卜 組成物の製造方法。
1 5 . 請求の範囲第 1項〜第 8項のいずれか 1項に記載の水分散性ポリイ ネート組成物とイソシァネート基と反応する活性水素基含有基を有する水性樹脂 (C) とを含んでなる水性硬化性組成物。
1 6. 請求の範囲第 1項〜第 8項のいずれか 1項に記載の水分散性ポリイソシァ ネート組成物と水とを含んでなる水性硬化性組成物。
1 . 請求の範囲第 1 5項に記載の水性硬化性組成物を含んでなる水性塗料。
1 8. 請求の範囲第 1 6項に記載の水性硬化性組成物を含んでなる水性塗料。 9- 請求の範囲第 1 5項に記載の水性硬化性組成物を含んでなる水性接着剤。 20. 請求の範囲第 1 6項に記載の水性硬化性組成物を含んでなる水性接着剤。
PCT/JP2001/009185 2000-10-20 2001-10-19 Composition de polyisocyanate dispersable dans l"eau, son procede de production, composition durcissable a base d"eau et son application WO2002032977A1 (fr)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP01978831A EP1329468B1 (en) 2000-10-20 2001-10-19 Water-dispersible polyisocyanate composition, process for its production, water-base curable composition and its application
DE60142402T DE60142402D1 (de) 2000-10-20 2001-10-19 Verfahren zu deren herstellung, auf wasser basierende härtbare zusammensetzung sowie deren verwendung
US10/149,412 US7166673B2 (en) 2000-10-20 2001-10-19 Water-dispersible polyisocyanate composition, process for its production, water-base curable composition and its application

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000320856 2000-10-20
JP2000-320856 2000-10-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2002032977A1 true WO2002032977A1 (fr) 2002-04-25

Family

ID=18799071

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2001/009185 WO2002032977A1 (fr) 2000-10-20 2001-10-19 Composition de polyisocyanate dispersable dans l"eau, son procede de production, composition durcissable a base d"eau et son application

Country Status (5)

Country Link
US (2) US7166673B2 (ja)
EP (1) EP1329468B1 (ja)
KR (1) KR100786618B1 (ja)
DE (1) DE60142402D1 (ja)
WO (1) WO2002032977A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5418868B1 (ja) * 2012-01-17 2014-02-19 Dic株式会社 活性エネルギー線硬化型水性樹脂組成物、活性エネルギー線硬化型水性塗料、及び該塗料で塗装された物品
CN109517139A (zh) * 2018-11-09 2019-03-26 五邑大学 一种可水分散多异氰酸酯组合物及其制备方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3770275B2 (ja) * 2004-08-19 2006-04-26 大日本インキ化学工業株式会社 水性プライマー組成物、それを用いた下地処理方法および積層構造体
US20090249724A1 (en) * 2004-09-29 2009-10-08 Thomas Remmele Blast mitigation coating systems
WO2006049106A1 (ja) * 2004-11-02 2006-05-11 Front Laboratory Co., Ltd. 樹脂組成物、塗料、樹脂溶液、ウレタン系樹脂塗料、接着剤及び印刷インキ
FR2980479B1 (fr) * 2011-09-22 2014-11-28 Commissariat Energie Atomique Copolymeres comprenant au moins un motif repetitif vinylether
EP3506372B1 (en) 2015-12-23 2020-12-02 Agfa-Gevaert Nv A backsheet for a solar cell module

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4442236A (en) * 1982-08-24 1984-04-10 Bayer Aktiengesellschaft Process for the production of molded articles
JPH06239957A (ja) 1993-02-19 1994-08-30 Taisei Kako Kk イソシアネート水性エマルジョン組成物
JPH09104814A (ja) * 1995-10-11 1997-04-22 Dainippon Ink & Chem Inc 水分散性ポリイソシアネート組成物
JP2000191743A (ja) 1998-12-25 2000-07-11 Nippon Polyurethane Ind Co Ltd 自己乳化性ポリイソシアネ―ト、並びにこれを用いた水系塗料及び水系接着剤

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS557472A (en) 1978-07-04 1980-01-19 Mitsubishi Electric Corp Forming method for thermal recording head
US4431754A (en) * 1982-03-01 1984-02-14 The Dow Chemical Company Low viscosity polymer polyols via dilution
JP2569659B2 (ja) 1987-12-25 1997-01-08 大日本インキ化学工業株式会社 イソシアネート化合物の乳化方法
DE4136618A1 (de) * 1991-11-07 1993-05-13 Bayer Ag Wasserdispergierbare polyisocyanatgemische
JP3089625B2 (ja) 1993-10-15 2000-09-18 日本ポリウレタン工業株式会社 自己乳化型ポリイソシアネ−トの製造方法
JPH0971720A (ja) 1995-06-30 1997-03-18 Asahi Chem Ind Co Ltd 自己乳化性ポリイソシアネート組成物、及びそれを用いた水系コーティング組成物

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4442236A (en) * 1982-08-24 1984-04-10 Bayer Aktiengesellschaft Process for the production of molded articles
JPH06239957A (ja) 1993-02-19 1994-08-30 Taisei Kako Kk イソシアネート水性エマルジョン組成物
JPH09104814A (ja) * 1995-10-11 1997-04-22 Dainippon Ink & Chem Inc 水分散性ポリイソシアネート組成物
JP2000191743A (ja) 1998-12-25 2000-07-11 Nippon Polyurethane Ind Co Ltd 自己乳化性ポリイソシアネ―ト、並びにこれを用いた水系塗料及び水系接着剤

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP1329468A4

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5418868B1 (ja) * 2012-01-17 2014-02-19 Dic株式会社 活性エネルギー線硬化型水性樹脂組成物、活性エネルギー線硬化型水性塗料、及び該塗料で塗装された物品
CN109517139A (zh) * 2018-11-09 2019-03-26 五邑大学 一种可水分散多异氰酸酯组合物及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP1329468A1 (en) 2003-07-23
US20070049691A1 (en) 2007-03-01
US7166673B2 (en) 2007-01-23
US20030069353A1 (en) 2003-04-10
EP1329468A4 (en) 2004-06-02
KR100786618B1 (ko) 2007-12-21
US7417090B2 (en) 2008-08-26
DE60142402D1 (de) 2010-07-29
EP1329468B1 (en) 2010-06-16
KR20020065566A (ko) 2002-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2188343B1 (en) Two component waterborne polyurethane coatings for anti-graffiti application
EP2221352B1 (en) Coating agent and method for production thereof
US7417090B2 (en) Water-dispersible polyisocyanate composition, production thereof, and water-based curable composition and application thereof
US7473442B2 (en) Multi-component, waterborne coating compositions, related coatings and methods
EP3808827B1 (en) Surface conditioner for aqueous coating material, aqueous coating composition, coating film, and multilayer coating film
JP4118969B2 (ja) 2液型水性塗料組成物
JP2002363504A (ja) 水性塗料組成物および塗膜の形成方法および当該塗料組成物が塗装された塗装物
JP4725850B2 (ja) 水分散性ポリイソシアネート組成物、水性硬化性組成物、水性塗料及び水性接着剤
JP3775578B2 (ja) 水分散性ポリイソシアネート組成物、その製造方法、水性硬化性組成物及びその応用
JP3956664B2 (ja) 水分散性ポリイソシアネート組成物、水性硬化性組成物及びその応用
JP4419053B2 (ja) 水性硬化性組成物、該水性硬化性組成物を含んでなる塗料及び接着剤
JP2007303197A (ja) 土木建築物防水構造体の改修工法
JP4221673B2 (ja) 水分散性ポリイソシアネート組成物、水性硬化性組成物、水性塗料及び水性接着剤
JPH10219190A (ja) 多液型水性塗料組成物
JP5150994B2 (ja) 水分散性ポリイソシアネート組成物、水性硬化性組成物、水性硬化性組成物を含む水性塗料および水性接着剤
JP4038709B2 (ja) 水分散性ポリイソシアネート組成物の製造方法、および当該組成物を含有する水性硬化性組成物
JP4232382B2 (ja) 土木建築物防水構造体のトップコート用水性塗料および当該塗料を塗装して成る土木建築物防水構造体
JP4802375B2 (ja) 塗膜の形成方法および塗装物
JP4761095B2 (ja) 塗膜の形成方法及びその塗装物
JP4251273B2 (ja) 水分散性ポリイソシアネート組成物、および当該組成物を含有する水性硬化性組成物
JP4038712B2 (ja) 水分散性ブロックポリイソシアネート組成物、および当該組成物を含有する水性硬化性組成物
JP3101904B2 (ja) 塗料組成物及びこれを用いた塗装仕上げ方法
JP2003012755A (ja) 水分散性ポリイソシアネート組成物、水性硬化性組成物、水性硬化性組成物を含む水性塗料および水性接着剤
US20080167431A1 (en) Multi-component, waterborne coating compositions, related coatings and methods
JPH0812937A (ja) 被覆用樹脂組成物

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): KR US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE TR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020027007538

Country of ref document: KR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2001978831

Country of ref document: EP

Ref document number: 10149412

Country of ref document: US

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1020027007538

Country of ref document: KR

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2001978831

Country of ref document: EP

点击 这是indexloc提供的php浏览器服务,不要输入任何密码和下载