水性聚氨酯樹脂分散體及其制造方法、以及其使用技術

本發明專利技術提供貯存穩定性好、并且活性能量射線(例如紫外線)固化后的涂膜與各種塑料(ABS樹脂、丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂)的密合性優異的水性聚氨酯樹脂分散體、以及賦予具有高硬度的涂膜的水性聚氨酯樹脂分散體。本發明專利技術涉及如下的水性聚氨酯樹脂分散體，其是至少將具有聚合性不飽和鍵的聚氨酯樹脂(A)和具有聚合性不飽和鍵的化合物(B)分散于水系介質中而成的水性聚氨酯樹脂分散體，具有聚合性不飽和鍵的聚氨酯樹脂(A)包含在主鏈中具有脂環結構的聚碳酸酯二醇(a)、含有酸性基的多元醇(b)、聚異氰酸酯(d)、在1個分子中具有1個以上的能夠與異氰酸酯基反應的基團和1個以上的聚合性不飽和鍵的化合物(e)，并涉及含有它的涂料組合物及涂覆劑組合物、及其制造方法。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及可以利用以紫外線為首的活性能量射線照射加以固化的水性聚氨酯樹脂分散體及其制造方法、以及其使用。
技術介紹
聚碳酸酯多元醇是成為聚氨酯樹脂的原料的有用的化合物，利用與異氰酸酯化合物的反應，可以制造硬質泡沫、軟質泡沫、涂料、粘接劑、合成皮革、油墨粘合劑等中所用的聚氨酯樹脂。另外，已知通過涂布以聚碳酸酯多元醇作為原料的水性聚氨酯樹脂分散體而得的涂膜在耐光性、耐熱性、耐水解性、耐油性方面優異(參照專利文獻I)。其中，已知通過涂布使用了脂肪族聚碳酸酯多元醇的水性聚氨酯樹脂分散體而得的涂膜由于與基材的密合性或抗粘連性提高，因此被作為底涂劑使用(參照專利文獻2)。另外，為了提高涂膜的硬度、耐久性，還提出過使用了具有脂環結構的聚碳酸酯多元醇的水性聚氨酯樹脂分散體(參照專利文獻3、4及5)。另一方面，自由基聚合性化合物由于即使利用加熱以外的方法在固化性方面也很優異，因此從生產率、節能的觀點考慮也被普遍認為是具有特長的化合物。具有自由基聚合性化合物的活性能量射線固化性樹脂組合物依照該特長，可以作為金屬用涂料、各種塑料薄膜用保護涂劑、木工用涂料、印刷油墨等各種涂層或粘接劑等的有效成分使用。例如，提出過相對于水性聚氨酯樹脂分散體分散了(甲基)丙烯酸酯系化合物的能量射線固化型水系樹脂組合物(參照專利文獻6)。另外，還提出過將(甲基)丙烯酸化聚氨酯、和(甲基)丙烯酸化合物分散于水系介質中而成的能量射線固化型水系樹脂組合物(參照專利文獻7)。現有技術文獻專利文獻專利文獻1:日本特開平10-120757號公報 專利文獻2:日本特開2005-281544號公報專利文獻3:日本特開平6-248046號公報專利文獻 4:W02009/145242 公報專利文獻5:W02010/004951 公報專利文獻6:日本特開2008-248014號公報專利文獻7:日本特表2009-533504號公報
技術實現思路
專利技術所要解決的問題但是，在以聚碳酸酯多元醇作為原料的水性聚氨酯樹脂分散體中，如果作為聚碳酸酯多元醇僅使用脂肪族聚碳酸酯多元醇，則會有通過涂布水性聚氨酯樹脂分散體而得的涂膜的密合性、硬度在例如飛機 汽車等的外板、住宅的外壁面以及地板材料等的涂料領域或涂覆劑的領域中不夠充分的問題。另一方面，如果使用具有脂環結構的聚碳酸酯多元醇，則在水系介質中的分散性變差，從而會有在水性聚氨酯樹脂分散體的處置性及穩定性方面出現問題的問題，另外，無法確認可以獲得就密合性、硬度而言都令人滿意的材料。另一方面，對于能量射線固化型水系樹脂組合物，在前面提出的專利文獻6中，使用表面活性劑將(甲基)丙烯酸酯系化合物分散于水性聚氨酯樹脂分散體中，因表面活性劑殘存于涂膜中，而存在使涂膜性能降低的問題。該組合物中，如果減少表面活性劑的使用量，或者不使用，則會產生貯存穩定性降低的問題。另外，專利文獻7中，在具體地公開的(甲基)丙烯酸化聚氨酯多元醇與(甲基)丙烯酸化合物的組合中，由能量射線固化型水系樹脂組合物得到的涂膜具有與各種塑料(特別是ABS樹脂、丙烯酸樹脂)的密合性不夠充分的問題。本專利技術的目的·在于，獲得一種水性聚氨酯樹脂分散體，是活性能量射線(例如紫外線)固化型的水性聚氨酯樹脂分散體，具有良好的在水系介質中的分散性及貯存穩定性，并且活性能量射線(例如紫外線)固化后的涂膜的與各種塑料(ABS樹脂、丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂等)的密合性優異。另外，本專利技術的目的在于，獲得一種水性聚氨酯樹脂分散體，其活性能量射線(例如紫外線)固化后的涂膜具有高硬度。用于解決問題的途徑本專利技術人等為了克服所述的以往技術的問題進行了各種研究，結果發現，利用如下的水性聚氨酯樹脂分散體，可以解決問題，即，是將具有聚合性不飽和鍵的聚氨酯樹脂和具有聚合性不飽和鍵的化合物分散于水系介質中而成的水性聚氨酯樹脂分散體，作為聚氨酯樹脂的原料使用了具有脂環結構的聚碳酸酯多元醇。本專利技術(I)提供一種水性聚氨酯樹脂分散體，是至少將具有聚合性不飽和鍵的聚氨酯樹脂(A)和具有聚合性不飽和鍵的化合物(B)分散于水系介質中而成的水性聚氨酯樹脂分散體，其特征在于，具有聚合性不飽和鍵的聚氨酯樹脂(A)是至少使在主鏈中具有脂環結構的聚碳酸酯二醇(a)、含有酸性基的多元醇(b)、聚異氰酸酯(d)、以及在I個分子中具有I個以上的能夠與異氰酸酯基反應的基團和I個以上的聚合性不飽和鍵的化合物(e)反應而得的聚氣酷樹脂。本專利技術(2)提供如下的本專利技術(I)的水性聚氨酯樹脂分散體，即，具有聚合性不飽和鍵的化合物(B)包含具有至少3個(甲基)丙烯酰基的化合物。本專利技術(3)提供如下的本專利技術(I)或(2)的水性聚氨酯樹脂分散體，即，具有聚合性不飽和鍵的化合物(B)包含具有至少5個(甲基)丙烯酰基的化合物。本專利技術⑷提供如下的本專利技術⑴ (3)中任一項的水性聚氨酯樹脂分散體，即，在I個分子中具有I個以上的能夠與異氰酸酯基反應的基團和I個以上的聚合性不飽和鍵的化合物(e)包含具有I個能夠與異氰酸酯基反應的基團和I個以上的(甲基)丙烯酰基的化合物。本專利技術(5)提供如下的本專利技術⑴ ⑷中任一項的水性聚氨酯樹脂分散體，即，在I個分子中具有I個以上的能夠與異氰酸酯基反應的基團和I個以上的聚合性不飽和鍵的化合物(e)包含具有I個能夠與異氰酸酯基反應的基團和3個以上的(甲基)丙烯酰基的化合物。本專利技術(6)提供如下的本專利技術⑴ (5)中任一項的水性聚氨酯樹脂分散體，即，在I個分子中具有I個以上的能夠與異氰酸酯基反應的基團和I個以上的聚合性不飽和鍵的化合物(e)包含具有2個羥基和2個(甲基)丙烯酰基的化合物。本專利技術(7)提供如下的本專利技術⑴ (6)中任一項的水性聚氨酯樹脂分散體，即，具有聚合性不飽和鍵的聚氨酯樹脂通過使在主鏈中具有脂環結構的聚碳酸酯二醇(a)、含有酸性基的多元醇(b)、聚異氰酸酯(d)、在I個分子中具有I個以上的能夠與異氰酸酯基反應的基團和I個以上的聚合性不飽和鍵的化合物(e)、以及鏈延長劑(C)反應而得。本專利技術(8)提供如下的本專利技術(7)的水性聚氨酯樹脂分散體，即，鏈延長劑(C)是聚伯胺化合物。本專利技術(9)提供一種本專利技術(I) (6)中任一項的水性聚氨酯樹脂分散體的制造方法，其包括:至少使在主鏈中具有脂環結構的聚碳酸酯二醇(a)、含有酸性基的多元醇(b)、聚異氰酸酯(d)、以及在I個分子中具有I個以上的能夠與異氰酸酯基反應的基團和I個以上的聚合性不飽和鍵的化合物(e)反應而得到聚氨酯樹脂(A)；將聚氨酯樹脂(A)及具有聚合性不飽和鍵的化合物(B)分散于水系介質中。本專利技術(10)提供一種本專利技術(7)或(8)的水性聚氨酯樹脂分散體的制造方法，其包括:工序(α I)，至少使在主鏈中具有脂環結構的聚碳酸酯多元醇(a)、含有酸性基的多元醇(b)、聚異氰酸酯(d)、以及具有I個以上的能夠與異氰酸酯基反應的基團和I個以上的聚合性不飽和鍵的化合物(e)反應而得到聚氨酯預聚物(Al)；`工序(β )，將聚氨酯預聚物(Al)的酸性基中和；工序(Υ )，將聚氨酯預聚物(Al)和具有聚合性不飽和鍵的化合物(B)分散于水系介質中；工序(δ )，使聚氨酯預聚物(Al)、和與聚氨酯預聚物(Al)的異氰酸酯基具有反應性的鏈延長劑(C)反應而得到水性聚氨酯樹脂。本專利技術(11)提供如下本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.08.25 JP 2010-1881851.一種水性聚氨酯樹脂分散體，其特征在于，其是至少將具有聚合性不飽和鍵的聚氨酯樹脂(A)和具有聚合性不飽和鍵的化合物(B)分散于水系介質中而成的水性聚氨酯樹脂分散體， 具有聚合性不飽和鍵的聚氨酯樹脂(A)是至少使在主鏈中具有脂環結構的聚碳酸酯二醇(a)、含有酸性基的多元醇(b)、聚異氰酸酯(d)、和在I個分子中具有I個以上的能夠與異氰酸酯基反應的基團和I個以上的聚合性不飽和鍵的化合物(e)反應而得的聚氨酯樹脂。2.根據權利要求1所述的水性聚氨酯樹脂分散體，其中， 具有聚合性不飽和鍵的化合物(B)包含具有至少3個(甲基)丙烯酰基的化合物。3.根據權利要求1或2所述的 水性聚氨酯樹脂分散體，其中， 具有聚合性不飽和鍵的化合物(B)包含具有至少5個(甲基)丙烯酰基的化合物。4.根據權利要求1 3中任一項所述的水性聚氨酯樹脂分散體，其中， 在I個分子中具有I個以上的能夠與異氰酸酯基反應的基團和I個以上的聚合性不飽和鍵的化合物(e)包含具有I個與異氰酸酯基反應性的基團和I個以上的(甲基)丙烯酰基的化合物。5.根據權利要求1 4中任一項所述的水性聚氨酯樹脂分散體，其中， 在I個分子中具有I個以上的能夠與異氰酸酯基反應的基團和I個以上的聚合性不飽和鍵的化合物(e)包含具有I個能夠與異氰酸酯基反應的基團和3個以上的(甲基)丙烯酰基的化合物。6.根據權利要求1 5中任一項所述的水性聚氨酯樹脂分散體，其中， 在I個分子中具有I個以上的能夠與異氰酸酯基反應的基團和I個以上的聚合性不飽和鍵的化合物(e)包含具有2個羥基和2個(甲基)丙烯酰基的化合物。7.根據權利要求1 6中任一項所述的水性聚氨酯樹脂分散體，其中， 具...

【專利技術屬性】
技術研發人員：山田健史，藤井輝昭，內貴昌弘，
申請(專利權)人：宇部興產株式會社，
類型：
國別省市：