[发明专利]水性聚氨酯树脂乳液被覆剂组合物及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及水性聚氨酯树脂乳液被覆剂组合物及其制造方法，尤其是涉及使用该乳液被覆剂组合物、不使物性降低而使室温成膜性能提高的水性聚氨酯树脂被覆剂。

背景技术

聚氨酯树脂组合物，迄今被专门作为使用有机溶剂的组合物使用，由于对各种材料的粘合性高且各种的物性优异，因此被作为被覆剂或涂料或者粘合剂或印刷油墨等通用。

近年由于来自社会或产业界的要求，即环境保护安全性或作业安全性等，希望不使用有机溶剂的水性(水系)的组合物，通过不使用有机溶剂，经济上也有利。因此最近在普遍地进行由使用有机溶剂的聚氨酯树脂组合物向使用水分散体的水性的聚氨酯树脂组合物的变换。

水性的聚氨酯树脂组合物，作为基本的问题，重要的是提高聚氨酯树脂主剂对水介质的分散性，抑制与水的反应性高的异氰酸酯基与水的反应性，延长可使用时间，公开了许多解决这些问题的技术。另外，作为同时满足这些必要条件的树脂组合物，例如，提出了特定羟值的多元醇与结合有被碱中和的膦系化合物的多异氰酸酯构成的水系聚氨酯组合物(参照专利文献1)，但均没有达到同时充分地提高分散性和可使用时间。

另外，水性的聚氨酯树脂组合物，尤其是水性聚氨酯树脂被覆剂，一般耐久性或耐溶剂性等的各种的物性比有机溶剂系的被覆剂低，因此继续研究了获得与有机溶剂系的被覆剂同等的各种物性用的改进的研究。作为其改进法的一种代表性的方法，提出了在使导入了羧基的异氰酸酯基末端氨基甲酸酯预聚物中和成为水分散性后，含有与水乳化进行链增长反应的氨基甲酸酯预聚物和与水不相溶的氨基甲酸酯预聚物的水性一液被覆剂用聚氨酯乳液(参照专利文献2)，但总体来讲被覆剂的被覆物性还不充分。另外，也熟知利用所谓的封端异氰酸酯化合物的水系一液型聚氨酯树脂被覆剂(例如，参照专利文献3)，这种被覆剂是异氰酸酯基被封闭使其常温下不进行交联固化、而通过加热异氰酸酯基的封闭体脱掉被覆层进行固化的所谓的一液烘烤型的被覆剂，被覆层耐水性、或耐溶剂性或者耐久性或粘合性等的诸性能一般比常温干燥型的被覆层好，但与有机溶剂系的被覆剂相比，耐久性或耐溶剂性等或者耐冲击性或光泽性等仍然还不能说充分，此外水分散性或贮存稳定性等也不令人满意。

另外，最近作为使这样的水性聚氨酯树脂被覆剂的被膜外观和耐水性或耐溶剂性等的各种物性提高的改进技术，提出了使有机二异氰酸酯、高分子多元醇与含羧基低分子二醇反应制造含羧基异氰酸酯基末端氨基甲酸酯预聚物(A)，将该预聚物(A)与疏水性多异氰酸酯或含阴离子性极性基多异氰酸酯(B)混合后，利用中和剂(C)使体系中的羧基中和后，与水乳化进行链增长反应形成的水性涂层剂用聚氨酯乳液的制造方法(专利文献4和专利文献5)。

该涂层用乳液，虽然一般各种物性高，但有时被膜干燥时在被膜上产生微细的龟裂，不能说常温下的成膜性足够好。

专利文献1：日本特开平10-306255号公报(摘要)

专利文献2：日本特开平7-188371号公报(摘要和段落0011，0015)

专利文献3：日本特表2005-522559号公报(摘要和权项1)

专利文献4：日本特开2005-194375号公报(摘要和段落0041)

专利文献5：日本特开2005-247897号公报(摘要)

发明内容

如背景技术的段落0003～0004所概述，水性的聚氨酯树脂组合物，在其技术改进的潮流中各种物性确实得到提高的部分，尤其是上述专利文献4、5涉及的水性涂层剂(被覆剂)用聚氨酯树脂乳液，是本申请人已公开的改进技术，而作为水性被覆剂的被膜的外观和耐水性或耐溶剂性等的各种物性即使得到充分的提高，但常温下的成膜性(被覆层的均匀性或耐久性等)不充分，干燥时有时被膜产生微细的龟裂，因此本发明目标也将改进该水性乳液的成膜性作为发明的课题。

本发明的发明人为了解决上述的课题，对使用水性的聚氨酯树脂乳液组合物的水性被覆剂，以对低分子化合物原材料、离子性分散化单体、聚氨酯树脂的化学结构或物性、链增长剂等的反应助剂或多官能性交联剂等，又对乳化分散工序或成膜法(涂装法)等的改进或改性等为中心，通过各种设想进行考虑和通过试行实验进行验证等探索了新的改进方法。