[发明专利]水性聚氨酯树脂分散体及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及在水系介质中分散有聚氨酯树脂的水性聚氨酯树脂分散体。此外，本发明还涉及含有上述水性聚氨酯树脂分散体的涂敷用组合物、及对包含上述聚氨酯树脂分散体的组合物加热干燥而得的聚氨酯树脂膜。

背景技术

水性聚氨酯树脂分散体能够形成具有粘接性、耐磨性、橡胶性质的涂膜，是与以往的溶剂系聚氨酯相比能够减少挥发性有机物的环保材料，因此是逐渐代替溶剂系聚氨酯的材料。

聚碳酸酯多元醇是作为聚氨酯树脂的原料有用的化合物，通过与异氰酸酯化合物的反应，能够制造在硬质泡沫、软质泡沫、涂料、粘接剂、合成皮革、墨液粘结剂等中使用的具有耐久性的聚氨酯树脂。使用了聚碳酸酯多元醇的聚氨酯树脂的特征通过碳酸酯基的高凝聚力而得到体现，并阐明其耐水性、耐热性、耐油性、弹性恢复性、耐磨性、耐候性优异（参照非专利文献1）。此外，已知涂布以聚碳酸酯多元醇为原料的水性聚氨基甲酸酯树脂分散体而得的涂膜也具有优异的耐光性、耐热性、耐水解性、耐油性（参照专利文献1）。

虽然如上述那样使用了聚碳酸酯多元醇的水性聚氨酯树脂分散体体现出良好的特性，但与溶剂系聚氨酯相比不能说是充分的。尤其是涂膜的耐溶剂性和耐水性并不充分。为了改良此种特性，而在聚氨酯树脂中引入交联结构，或者作为组合物而以引入了环氧树脂、多官能异氰酸酯等交联材料的组合物的形式在固化时进行交联。其中，具有被封端化的异氰酸基的水性聚氨酯树脂分散体在常温下稳定，因此作为储存稳定性高的单液型交联反应性分散体的利用价值很高（专利文献2和专利文献3）。此外，还已知以聚碳酸酯多元醇为原料的水性聚氨酯树脂分散体具有与电沉积涂膜的密合性高这样的优点（专利文献4）。

而且，本发明人等发现：通过具有氨基甲酸酯键、脲键、碳酸酯键且具有特定量的被封端化的异氰酸基的水性聚氨酯树脂分散体，能够控制涂布后的制膜速度、实现涂膜在水中的再分散，将该水性聚氨酯树脂分散体进行涂布和加热处理而得的涂膜具有优异的耐水性及耐溶剂性，并且对电沉积涂膜的密合性也优异，拉伸时的断裂能高，因此耐冲击性也优异（专利文献5）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10－120757号公报

专利文献2：日本特开2002－128851号公报

专利文献3：日本特开2000－104015号公报

专利文献4：日本特开2005－220255号公报

专利文献5：国际公开第2010/098316号公报

非专利文献

非专利文献1：“最新聚氨酯材料和应用技术”CMC出版公司发行第2章第43页

发明内容

发明所要解决的课题

水性聚氨酯树脂分散体用作膜、涂料、涂敷材料时，使用棒涂机、辊涂机、空气喷涂器等涂布装置进行对基材等的涂布。对于能够形成耐溶剂性及耐水性高的涂膜的以往的水性聚氨酯树脂分散体而言，将其涂布于基材后，对涂料层、涂膜进行清洗或剥离而除去涂料层、涂膜后，难以实施再涂布。尤其在使用了与基材的密合性高的水性聚氨酯树脂分散体时，为了将已经形成的涂膜剥离，需要使用有机溶剂等使涂膜溶解或再分散。但是，如果使用有机溶剂、大量的表面活性剂，则存在废液的处理变得烦杂、基材溶解、甚至涂布于基材上的其他被膜也发生剥离等问题。

另一方面，作为涂布于建材、电气设备、车辆、产业器械、办公机等的钢板的电沉积涂膜的保护被膜，迫切需要能够形成耐冲击性高、对电沉积涂膜的密合性高的涂膜，并且能够实施再涂布或者能够将涂布于多余部分的涂料层、涂膜容易地除去的水性聚氨酯树脂分散体。

用于解决课题的手段

本发明是为了解决上述课题而完成的发明，具体而言，具有以下构成。

本发明涉及一种水性聚氨酯树脂分散体，其在水系介质中分散有使（A）聚氨酯预聚物和（B）增链剂反应而得的聚氨酯树脂，上述（A）聚氨酯预聚物是使（a）聚异氰酸酯化合物、（b）包含数均分子量为400～3000的聚碳酸酯多元醇的多元醇化合物、（c）含有酸性基的多元醇化合物、以及（d）异氰酸基的封端剂反应而得的，上述（B）增链剂具有与上述聚氨酯预聚物的异氰酸基的反应性，分别以固体成分基准计，氨基甲酸酯键的含有比例和脲键的含有比例的总量为7～15重量%，碳酸酯键的含有比例为15～40重量%，醚键的含有比例为0.5～5重量%，上述封端剂所键合的异氰酸基以异氰酸基换算的含有比例为0.2～2.0重量%，上酸值为10～16mgKOH/g。