JPS5824445B2 - Polyurethane emulsion - Google Patents
Polyurethane emulsionInfo
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- JPS5824445B2 JPS5824445B2 JP49108870A JP10887074A JPS5824445B2 JP S5824445 B2 JPS5824445 B2 JP S5824445B2 JP 49108870 A JP49108870 A JP 49108870A JP 10887074 A JP10887074 A JP 10887074A JP S5824445 B2 JPS5824445 B2 JP S5824445B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はポリウレタンエマルジョンの製造法に関するも
のである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing polyurethane emulsions.
ポリウレタンエマルジョンは、従来、接着剤、繊維の含
浸剤などの用途に使用され、有害な溶剤を含まないもの
として近年ますますその有用性が認められつつある。Polyurethane emulsions have traditionally been used for applications such as adhesives and fiber impregnating agents, and their usefulness has been increasingly recognized in recent years as they do not contain harmful solvents.
ポリウレタンエマルジョンの製造法としては、ポリウレ
タン樹脂に親水性基、たとえばカルボキシル基、スルホ
ン酸基、3級アミノ基などを導入する方法、ポリエチレ
ングリコールのような親水性ポリオールを使用して自己
乳化性とする方法、乳化剤を使用する方法などが公知で
ある。Methods for producing polyurethane emulsions include introducing hydrophilic groups such as carboxyl groups, sulfonic acid groups, and tertiary amino groups into polyurethane resins, and using hydrophilic polyols such as polyethylene glycol to make them self-emulsifying. methods, methods using emulsifiers, etc. are known.
ところが、これら従来の方法により製造されたポリウレ
タンエマルジョンは、種々の欠点をもっているために、
未だ浸漬製品、コーティング用などに飛躍的に用いられ
るまでに至っていない。However, polyurethane emulsions produced by these conventional methods have various drawbacks, so
It has not yet been widely used for dipping products, coatings, etc.
すなわち、乳化安定性に欠け、製造上若干の溶剤を含み
、また、得られる乾燥被膜の物性、特に耐水性、耐溶剤
性に劣るものが多いためである。That is, this is because they lack emulsion stability, contain a small amount of solvent during production, and the physical properties of the resulting dry coatings, particularly water resistance and solvent resistance, are often poor.
本発明者らは、従来のポリウレタンエマルジョンの欠点
を改良するように種々検討した結果、本発明を完成させ
た。The present inventors completed the present invention as a result of various studies aimed at improving the drawbacks of conventional polyurethane emulsions.
すなわち本発明は、カルボキシル基を含有するインシア
ネート末端ウレタンプレポリマーを、アルカリ性化合物
と水で乳化、鎖長延長させたのち、これに1級または2
級アミノ基を2個以上含有するポリアミンを添加するこ
とを特徴とするポリウレタンエマルジョンの製造法であ
る。That is, in the present invention, an incyanate-terminated urethane prepolymer containing a carboxyl group is emulsified with an alkaline compound and water, and the chain length of the prepolymer is extended.
This is a method for producing a polyurethane emulsion characterized by adding a polyamine containing two or more grade amino groups.
本発明の方法で使用されるカルボキシル基を含有するイ
ンシアネート末端ウレタンプレポリマーは、種々の方法
で製造出来る。The inocyanate-terminated urethane prepolymers containing carboxyl groups used in the process of the present invention can be prepared in a variety of ways.
たとえばポリオキシプロピレントリオールと酸無水物(
たとえば、無水マレイン酸)とから合成されるヒドロキ
シル基およびカルボキシル基を含有する半エステル、ア
ルデヒド類からの酸化反応により製造されるまたは炭素
数1〜3のアルキル基である。For example, polyoxypropylene triol and acid anhydride (
For example, a half ester containing a hydroxyl group and a carboxyl group synthesized from maleic anhydride (maleic anhydride), an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms produced by an oxidation reaction from aldehydes, or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
)で表現される物質、ならびに、活性水素含有ビニル単
量体、ビニル単量体およびカルボキシル基含有ビニル単
量体から共重合反応で製造される化合物のうちの一つと
、末端に2個以上のイソシアネート基を含有するポリイ
ンシアネート化合物とを反応させる方法などが挙げられ
る。) and one of the compounds produced by a copolymerization reaction from an active hydrogen-containing vinyl monomer, a vinyl monomer, and a carboxyl group-containing vinyl monomer, and two or more terminals. Examples include a method of reacting with a polyincyanate compound containing an isocyanate group.
ポリイソシアネート化合物としては、トリレンジイソシ
アネート、4・4′−ジフェニルメタンジイソシアネー
ト、ヘキサメチレンジイソシアネートなどのジインシア
ネート類、ポリメチレンポリフェニルイソシアネートな
どのポリイソシアネート類、さらに、ポリオキシアルキ
レンポリオール、ポリエステルポリオールその他のポリ
ヒドロキシ化合物と前記のイソシアネート類とから製造
される末端に2個以上のインシアネート基を有するイン
シアネートプレポリマー類のそれぞれ単独および混合物
が使用される。Examples of polyisocyanate compounds include diincyanates such as tolylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, and hexamethylene diisocyanate, polyisocyanates such as polymethylene polyphenylisocyanate, and polyoxyalkylene polyols, polyester polyols, and other polyols. Incyanate prepolymers having two or more inocyanate groups at the end, prepared from a hydroxy compound and the above-mentioned isocyanates, are used individually and in mixtures.
次にアルカリ性化合物としては、水酸化ナトリウム、水
酸化カリウム、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウムなど
が挙げられる。Next, examples of alkaline compounds include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, and sodium bicarbonate.
アルカリ性化合物の使用量は、インシアネート末端ウレ
タンプレポリマー中のカルボキシル基の当量により異る
が、アルカリ当量/カルボキシル当量の比で1/1〜1
/4の範囲が好ましい。The amount of the alkaline compound used varies depending on the equivalent amount of carboxyl groups in the incyanate-terminated urethane prepolymer, but the ratio of alkali equivalent/carboxyl equivalent is 1/1 to 1.
A range of /4 is preferred.
さらに、1級または2級アミン基を2個以上含有スるポ
リアミンとしては、エチレンジアミン、ジエチレントリ
アミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペン
タミン、ヘキサメチレンジアミン、キシリレンジアミン
、メタフェニレンジアミン、ピペラジン、マレイン酸ヒ
ドラジドなどが使用される。Furthermore, examples of polyamines containing two or more primary or secondary amine groups include ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, hexamethylenediamine, xylylenediamine, metaphenylenediamine, piperazine, and maleic hydrazide. etc. are used.
ポリアミンの添加量は本発明のポリウレタンエマルジョ
ンの固形分に対し0.1%〜3.0%の範囲で使用され
るが、好ましくは0.3%〜1,3%の範囲である。The amount of polyamine added is used in the range of 0.1% to 3.0%, preferably in the range of 0.3% to 1.3%, based on the solid content of the polyurethane emulsion of the present invention.
本発明の方法を実施するには、所定濃度のアルカリ性化
合物の水溶液を常温ないし40℃に保ち、攪拌しながら
これにカルボキシ基含有のイソシアネート末端ウレタン
プレポリマーを徐々に江別する。To carry out the method of the present invention, an aqueous solution of an alkaline compound having a predetermined concentration is maintained at room temperature to 40° C., and the carboxy group-containing isocyanate-terminated urethane prepolymer is gradually separated into the solution while stirring.
この際、インシアネート基と水との反応により炭酸ガス
を発生しながら、尿素結合により鎖長延長され、ウレタ
ン樹脂の均一なエマルジョンを形成する。At this time, while generating carbon dioxide gas by the reaction between the incyanate group and water, the chain length is extended by the urea bond, and a uniform emulsion of the urethane resin is formed.
ウレタンプレポリマーの江別が終ってから、なお数時間
攪拌を続け、炭酸ガスの発生が終了した後、攪拌しなが
らこれに所定量のポリアミンを添加する。After the separation of the urethane prepolymer is completed, stirring is continued for several hours, and after the generation of carbon dioxide gas is completed, a predetermined amount of polyamine is added thereto while stirring.
このようにして得られるポリウレタンエマルジョンの固
形分は、最高70%迄含有することが可能であるが、5
5%以下が好ましい。The solids content of the polyurethane emulsion thus obtained can be up to 70%, but
It is preferably 5% or less.
本発明方法によるポリウレタンエマルジョンは、常温で
も透明で平滑な膜となるが、加熱処理することにより、
ポリアミン添加の効果が著るしく発揮され、特に耐水性
、耐溶剤性が従来のポリウレタンエマルジョンからのフ
ィルムより優れたものとなる。The polyurethane emulsion produced by the method of the present invention forms a transparent and smooth film even at room temperature, but by heat treatment,
The effect of the polyamine addition is significantly exhibited, and in particular, the water resistance and solvent resistance are superior to films made from conventional polyurethane emulsions.
この加熱処理条件としては、70℃〜120℃、2〜3
0分間が好ましい。The heat treatment conditions are 70°C to 120°C, 2 to 3°C.
0 minutes is preferable.
本発明の方法によれば、従来のポリウレタンエマルジョ
ンの大きな欠点である耐水性、耐溶剤性を改善すること
ができ、広範囲の優れた物性を有するポリウレタンエマ
ルジョンを製造することができる。According to the method of the present invention, water resistance and solvent resistance, which are major drawbacks of conventional polyurethane emulsions, can be improved, and polyurethane emulsions having a wide range of excellent physical properties can be produced.
そして、このポリウレタンエマルジョンは、塗料、布、
紙、皮、木材、金属の被覆物、あるいは含浸剤、バイン
ダー、接着剤、粘着剤、浸漬製品、注型製品など広範囲
に応用することができる。This polyurethane emulsion can be used in paints, fabrics,
It can be widely applied to paper, leather, wood, metal coatings, impregnation agents, binders, adhesives, adhesives, immersion products, cast products, etc.
次に実施例によって、本発明を具体的に説明する。Next, the present invention will be specifically explained with reference to Examples.
なお、実施例中の部は特記しない限り重量部である。Note that parts in the examples are parts by weight unless otherwise specified.
実施例 1
平均分子量400、OH価420のポリプロピレンポリ
エーテルトリオール400部と無水マレイン酸98部か
ら製造した半エステル化物(OH価225、酸価113
、平均分子量498、粘度1500CP/25℃)の1
20部を、平均分子量400、OH価280のポリプロ
ピレンポリエーテルグリコール400部とトリレンジイ
ンシアネート348部から製造したイソシアネートプレ
ポリマー(NCO含有率11.2%、平均分子量748
)に添加し、反応させ、カルボキシル基を含有するイン
シアネート末端ウレタンプレポリマー(C00H含有率
1−24%、NGO含有率7.4%)を得た。Example 1 A semi-esterified product produced from 400 parts of polypropylene polyether triol with an average molecular weight of 400 and an OH value of 420 and 98 parts of maleic anhydride (OH value of 225 and acid value of 113)
, average molecular weight 498, viscosity 1500CP/25°C)
20 parts of isocyanate prepolymer (NCO content 11.2%, average molecular weight 748
) and reacted to obtain an incyanate-terminated urethane prepolymer containing carboxyl groups (C00H content 1-24%, NGO content 7.4%).
これを苛性ソーダ9.1部を含有する水溶液868部中
へ加え、乳化、鎖長延長させて得たポリウレタンエマル
ジョンに5.5部のテトラエチレンペンタミンを添加混
合し、ポリアミン添加ポリウレタンエマルジョンを得た
。This was added to 868 parts of an aqueous solution containing 9.1 parts of caustic soda, and 5.5 parts of tetraethylenepentamine was added and mixed to the polyurethane emulsion obtained by emulsification and chain length extension to obtain a polyamine-added polyurethane emulsion. .
この乳白色のエマルジョンは、粘度65CP/20℃、
固形分50%、PH値8.2、表面張力45.8 dy
n 7cmであり、また、これから得られるフィルムの
物性は次の通りである。This milky white emulsion has a viscosity of 65CP/20℃,
Solid content 50%, pH value 8.2, surface tension 45.8 dy
n 7 cm, and the physical properties of the film obtained from this are as follows.
ただしフィルムは、20℃、75%湿度中で16時間経
過後、100℃、10分熱処理して得られたものである
。However, the film was obtained by heating at 100°C for 10 minutes after 16 hours at 20°C and 75% humidity.
実施例 2
平均分子量700、OH価160のポリプロピレンポリ
エーテルグリコール700部とトリレンジイソシアネー
ト348部とから製造したイソシアネートプレポリマー
(NCO含有率8.1%、平均分子量1048)に実施
例1で利用した半エステル化物100部を添加した。Example 2 The isocyanate prepolymer (NCO content 8.1%, average molecular weight 1048) prepared from 700 parts of polypropylene polyether glycol having an average molecular weight of 700 and an OH value of 160 and 348 parts of tolylene diisocyanate was used in Example 1. 100 parts of half-esterified product was added.
反応生成物であるカルボキシ基を含有するインシアネー
ト末端ウレタンプレポリマー(COOH含OH0,78
%、NCO基含有率5.83%)を苛性ソーダ6.5部
を・:含有する水溶液1148部中へ加え、乳化、鎖長
延長させた。Incyanate-terminated urethane prepolymer containing carboxy groups (COOH-containing OH0,78
%, NCO group content 5.83%) was added to 1148 parts of an aqueous solution containing 6.5 parts of caustic soda for emulsification and chain length extension.
得られたポリウレタンエマルジョンに6.2部のへキサ
メチレンジアミンを添加混合し、ポリアミン添加ポリウ
レタンエマルジョンを得た。6.2 parts of hexamethylene diamine was added and mixed to the obtained polyurethane emulsion to obtain a polyamine-added polyurethane emulsion.
この乳白色のエマルジョンは、粘度520cP/20℃
、固形分50.3%、pH値8.2、表面張力42−3
dyn 7cmで、さらにこれから得られるフィルム
の物性は次の通りである。This milky white emulsion has a viscosity of 520 cP/20°C.
, solid content 50.3%, pH value 8.2, surface tension 42-3
With a dyn of 7 cm, the physical properties of the film obtained from this are as follows.
なお、フィルムは20℃、75%湿度中で16時間経過
後、100℃、30分熱処理を行って得たものである。The film was obtained by heating at 100°C for 30 minutes after 16 hours at 20°C and 75% humidity.
実施例 3
平均分子量2000、OHHSO31のポリプロピレン
ポリエーテルグリコール200部とトリレンジインシア
ネート34.8部とから製造したインシアネートプレポ
リマーにジメチロールプロピオン酸6.0部を添加し、
反応させ、カルボキシル基を含有するインシアネート末
端ウレタンプレポリマー(C00H含有率0.83%、
NCO含有率5.4%)を得た。Example 3 6.0 parts of dimethylolpropionic acid was added to an incyanate prepolymer prepared from 200 parts of polypropylene polyether glycol with an average molecular weight of 2000 and OHHSO 31 and 34.8 parts of tolylene diincyanate.
The inocyanate-terminated urethane prepolymer containing carboxyl groups (C00H content 0.83%,
NCO content of 5.4%) was obtained.
これを苛性ソーダ1.6部を含有する水溶液250部中
へ加え、乳化、鎖長延長させて得たポリウレタンエマル
ジョンに1.1部のキシリレンジアミンを添加混合し、
ポリアミン添加ポリウレタンエマルジョンを得た。This was added to 250 parts of an aqueous solution containing 1.6 parts of caustic soda, and 1.1 parts of xylylene diamine was added and mixed to the polyurethane emulsion obtained by emulsification and chain lengthening.
A polyamine-added polyurethane emulsion was obtained.
この乳白色のエマルジョンは、粘度150CP/20℃
、固形分51.5%、pHHBO2あり、また、これか
ら得られるフィルムは伸びのある良好な皮膜であり、水
浸漬後も、白濁化や膨潤のない耐水性に優れたものとな
る。This milky white emulsion has a viscosity of 150CP/20℃
, solid content 51.5%, pHHBO2, and the film obtained from this has good stretch and excellent water resistance without clouding or swelling even after immersion in water.
フィルムは20℃、75%湿度中で・16時間経過後に
100℃、20分熱処理して得られたものである。The film was obtained by heat treatment at 100°C for 20 minutes after 16 hours at 20°C and 75% humidity.
Claims (1)
タンプレポリマーをアルカリ性化合物と水で乳化、鎖長
延長させた後、これに1級または2級アミ7基を2個以
上含有するポリアミンを添加することを特徴とするポリ
ウレタンエマルションの製造法。1. After emulsifying an incyanate-terminated urethane prepolymer containing a carboxyl group with an alkaline compound and water to extend the chain, a polyamine containing two or more of 7 primary or secondary amide groups is added thereto. A method for producing a polyurethane emulsion.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP49108870A JPS5824445B2 (en) | 1974-09-24 | 1974-09-24 | Polyurethane emulsion |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP49108870A JPS5824445B2 (en) | 1974-09-24 | 1974-09-24 | Polyurethane emulsion |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5136294A JPS5136294A (en) | 1976-03-27 |
| JPS5824445B2 true JPS5824445B2 (en) | 1983-05-21 |
Family
ID=14495662
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP49108870A Expired JPS5824445B2 (en) | 1974-09-24 | 1974-09-24 | Polyurethane emulsion |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5824445B2 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP1576228B1 (en) * | 2002-11-04 | 2011-08-10 | INVISTA Technologies S.à.r.l. | Articles treated with aqueous dispersions of poly(urea/urethanes) |
| AU2003286898A1 (en) * | 2002-11-04 | 2004-06-07 | Invista Technologies S.A.R.L. | Articles comprising aqueous dispersions using poly(urea/urethanes) |
-
1974
- 1974-09-24 JP JP49108870A patent/JPS5824445B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5136294A (en) | 1976-03-27 |
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