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JPS6351474B2 - - Google Patents
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JPS6351474B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6351474B2
JPS6351474B2 JP56148364A JP14836481A JPS6351474B2 JP S6351474 B2 JPS6351474 B2 JP S6351474B2 JP 56148364 A JP56148364 A JP 56148364A JP 14836481 A JP14836481 A JP 14836481A JP S6351474 B2 JPS6351474 B2 JP S6351474B2
Authority
JP
Japan
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parts
hydroxyl groups
adhesion
polyols
minutes
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Application number
JP56148364A
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Japanese (ja)
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JPS5849770A (en
Inventor
Sumio Goto
Takeshi Doi
Kazuo Sato
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DKS Co Ltd
Original Assignee
Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd
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Publication date
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Priority to US06/418,121 priority patent/US4433017A/en
Priority to DE19823234590 priority patent/DE3234590A1/en
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Publication of JPS6351474B2 publication Critical patent/JPS6351474B2/ja
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  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、有機高分子材料の接着性改良剤に関
するものであり、更に詳しくは、天然あるいは合
成有機高分子材料の各種表面を接着性よく改質し
たり、接着剤層の接着性を強化できる熱反応型水
溶性ウレタン樹脂からなる接着性改良剤に関する
ものである。 従来、有機高分子材料、特にポリエステル、ナ
イロン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレンなど一
般に接着が困難とされる合成高分子材料の接着に
は、遊離のイソシアネート基を有するポリイソシ
アネート化合物あるいは、ウレタンプレポリマー
などが使用されてきたが、これら遊離のイソシア
ネート基は、湿気などにより反応し、変質しやす
く、また有害、危険な有機溶媒を多量に含有する
などの欠点があり、好ましくなかつた。そこで、
他の方法としては、ブロツク化されたポリイソシ
アネートの水性分散体を用いることが種々提案さ
れているが、これらはその水系化の手段において
差があるのみで、得られる水性分散体は、いずれ
も溶液安定性が悪く、短時間の間に析出分離する
傾向があるため再現性ある接着が得られない場合
が多かつた。即ち、ブロツクイソシアネート化合
物は、一般に結晶性が強いものが多く、界面活性
剤と共にボールミリングする方法、イソシアネー
ト基と反応性を有する塩形成性化合物の添加によ
り、イオン性基を、又エチレンオキサイドなどの
添加により非イオン基を導入して自己乳化させる
方法によつても、安定な水分散体を得ることは難
しく、また仮に水分散液の安定性を保持し得たと
しても、接着に有害無益な界面活性剤あるいは、
イオン性基、非イオン基を多量に含有することと
なり、十分満足し得る接着レベルに到達していな
いのが現状であつた。なお、ブロツク化イソシア
ネート化合物は、他の水系接着剤である、エポキ
シ化合物、エチレン尿素化合物、イソシアヌレー
ト化合物などと同様、一般に硬い接着を与えるの
みであり、柔軟、強固な接着層を得ることは困難
であつた。 本発明は、これら従来の水系接着剤の難点を解
決し、安定性に優れ、且つ、柔軟な接着を提供し
得る有機高分子材料の接着性改良剤につき鋭意検
討の結果、本発明に到達したものである。 本発明の接着性改良剤は、下記一般式で表わさ
れる熱反応型水溶性ポリウレタン樹脂からなるこ
とを特徴とする。 ただし、 A:官能数3〜5の有機ポリイソシアネート残
基。 Y:熱処理により、イソシアネート基を遊離す
るブロツク剤残基。 Z:分子中、少なくとも1個の活性水素原子及
び少なくとも1個のアニオン形成性基を含有
する化合物の残基。 X:2〜4個の活性水素原子を有し、平均分子
量が5000以下である下記(a)〜(g)からなる群か
ら選ばれる化合物の残基、 (a) 2〜4個の水酸基を有する多価アルコー
ル類、 (b) 2〜4個の第1級及び/又は第2級アミ
ノ基を有する多価アミン類、 (c) 2〜4個の第1級及び/又は第2級アミ
ノ基と水酸基を有するアミノアルコール
類、 (d) 2〜4個の水酸基を有するポリエステル
ポリオール類、 (e) 2〜4個の水酸基を有するポリブタジエ
ンポリオール類及びそれらと他のビニルモ
ノマーとの共重合体、 (f) 2〜4個の水酸基を有するポリクロロプ
レンポリオール類及びそれらと他のビニル
モノマーとの共重合体、 (g) 2〜4個の水酸基を有するポリエーテル
ポリオール類であつて、 (i) 多価アミン、多価フエノール及びアミ
ノアルコール類のC2〜C4のアルキレン
オキサイド重付加物、 (ii) C3以上の多価アルコール類のC2〜C4
のアルキレンオキサイド重付加物、 (iii) C2〜C4のアルキレンオキサイド共重
合物、 (iv) C3〜C4のアルキレンオキサイド重合
物。 n:2〜4の整数。 l+m:2〜4の整数であつて、m≧0.25。 すなわち、本発明の前記(1)式で表される接着性
改良剤は、分子中に2〜4個の活性水素原子を有
する平均分子量5000以下の化合物X―(H)o〔但し、
n=2〜4〕と官能数3〜5の有機ポリイソシア
ネートA―(NCO)L+n+1〔但し、l+m+1=
3〜5〕との反応によつて得られるウレタンプレ
ポリマーX―〔NHCO―A―(NCO)L+noの遊
離イソシアネート基〔―(NCO)L+noの一部で
ある―(NCO)Lxoをブロツク剤Y―Hによつてブ
ロツクして―(NHCOY)Lxoとし、残りのイソジ
アネート基―(NCO)nxoを分子中に活性水素原
子を少なくとも1個およびアニオン形成性基を少
なくとも1個有する化合物Z―Hと反応させて―
(NHCOZ)nxoとしたものである。 次に、本発明の接着性改良剤の構成成分として
代表的なものを例示すると、Aを構成するポリイ
ソシアネートA―(NCO)L+n+1には、例えばト
リス―(イソシアネートヘキシル)―ビユーレツ
トポリイソシアネート、トリフエニルメタントリ
イソシアネート、ポリメチレンポリフエニルイソ
シアネート、並びにヘキサメチレンジイソシアネ
ート、キシリレンジイソシアネート、イソホロン
ジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、
ジフエニルメタンジイソシアネート等のジイソシ
アネート類とトリメチロールプロパン等の低分子
量ポリオールとを予じめ反応させて得られるポリ
イソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネー
ト又はトリレンジイソシアネートの3量体化物な
どが含まれる。 Xを構成する2〜4個の活性水素原子を有する
化合物X―(H)oとしては、例えば (a) エチレングリコール、ブチレングリコール、
プロピレングリコール、ネオペンチルグリコー
ル、ジエチレングリコール、トリエチレングリ
コール、グリセリン、トリメチロールプロパ
ン、トリスヒドロキシエチルイソシアレートな
どの多価アルコール類、 (b) エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミ
ン、フエニレンジアミン、ジスチレントリアミ
ン及びこれらとアジピン酸、マレイン酸、フタ
ル酸、ダイマー酸などとの重縮合生成物である
ポリアミドポリアミンなどの多価アミン類、 (c) エタノールアミン、ジエタノールアミン、ト
リエタノールアミン及びプロパノールアミンな
どのアミノアルコール類、 (d) アジピン酸、コハク酸、マレイン酸、フマー
ル酸、フタール酸、テレフタール酸及びダイマ
ー酸などの多価カルボン酸とエレングリコー
ル、ジエチレングリコール、プロピレングリコ
ール、ブチレングリコール、ネオペンチルグリ
コール、ヘキシレングリコール、トリメチロー
ルプロパン、グリセリントリスヒドロキシエチ
ルイソシアヌレートなどの多価アルコールとの
重縮合生成物又はカプロラクトンの開環重合で
得られるラクトンポリエステルポリオールなど
のポリエステルポリオール類、 (e) ポリブタジエングリコールなどのポリブタジ
エンポリオール及びこれとスチレン、アクリロ
ニトリルなど他のビニルモノマーとの共重合
体、 (f) ポリクロロプレングリコールなどのポリクロ
ロプレンポリオール及びこれとスチレン、アク
リロニトリルなど他のビニルモノマーとの共重
合体、 (g) (i) エチレンジアミン、ヘキサメチレンジ
アミン、ジエチレントリアミンなどの多価ア
ミン類、レゾルシン、4,4′―ジヒドロキシ
ジフエニル―2,2′―プロパン、4,4′―ジ
ヒドロキシジフエニルスルホンなどの多価フ
エノール類及びモノエタノールアミン、ジエ
タノールアミン、トリエタノールアミンなど
のアミノアルコール類に、エチレンオキサイ
ド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサ
イド、テトラメチレンオキサイドなどの分子
中に2〜4個の炭素原子を有するアルキレン
オキサイド類の少なくとも1種を重付加した
ポリエーテルポリオール類、 (ii) プロピレングリコール、ブチレングリコー
ル、ネオペンチルグリコール、トリメチロー
ルプロパン、グリセリン、トリスヒドロキシ
エチルイソシアヌレート、ペンタエリスリト
ールなど分子中に3個以上の炭素原子を有す
る多価アルコール類に、分子中に2〜4個の
炭素原子を有するアルキレンオキサイド類の
少なくとも1種を重付加したポリエーテルポ
リオール類、 (iii) 分子中に2〜4個の炭素原子を有するアル
キレンオキサイド類の2種以上を共重合させ
たポリエーテルグリコール類、 (iv) ポリプロピレングリコール、ポリブチレン
グリコール及びポリテトラメチレングリコー
ルなど分子中に3〜4個の炭素原子を有する
アルキレンオキサイド類の単独重合物 などが挙げられる。その他、X構成成分として
は、一般的なポリウレタン製造に使用されるポリ
チオエーテル、ポリアセタール、ポリエステルア
ミド、アクリル系ポリオールなども使用可能であ
る。 また、Yを構成するブロツク剤Y―Hとして
は、例えばフエノール、クロルフエノール、クレ
ゾールなどのフエノール類、p―sec―ブチルフ
エノール、p―tert―ブチルフエノール、p―
sec―アミルフエノール、p―オクチルフエノー
ル、p―ノニルフエノールなどのアルキルフエノ
ール類、イソプロピルアルコール、tert―ブチル
アルコールなどの第2級又は第3級アルコール、
アセトキシム、メチルエチルケトキシム、シクロ
ヘキサノンオキシムなどのオキシム類、ε―カプ
ロラクタム、δ―バレロラクタムなどのラクタム
類、マロン酸ジアルキルエステル、アセチルアセ
トン、アセト酢酸アルキルエステルなどの活性メ
チレン化合物、3―ヒドロキシピリジン、8―ヒ
ドロキシノリンなどの塩基性窒素化合物並びに重
亜硫酸塩などが挙げられる。 更に、Zを構成する化合物Z―Hとしては、例
えばタウリン、N―メチルタウリン、N―ブチル
タウリン、スルフアニル酸などのアミノスルホン
酸類、グリシン、アラニンなどのアミノカルボン
酸類が挙げられる。 分子中に2〜4個の活性水素原子を含有する平
均分子量5000以下の化合物X(―H)oと、官能数
(l+m+1)3〜5の有機ポリイソシアネート
A(―NCO)l+n+1との反応は、従来公知のイソシア
ネート重付加反応法により、例えば150℃以下、
好ましくは60〜120℃で数分ないし数時間実施さ
れればよいが、この場合、イソシアネート基/活
性水素原子のモル比はX(―H)oの種類、分子量及
び官能数(n)に無関係に、使用する有機ポリイ
ソシアネートの官能数(3〜5)によつてのみ規
定される。即ち、有機ポリイソシアネート官能数
3の場合は、イソシアネート基/活性水素原子の
モル比は3であり、官能数5の場合は5であり、
これにより、前記一般式の骨格をなすウレタンプ
レポリマー〔(NCOl+n+1―A―NHCO〕―oXが製
造される。もしも、ここでイソシアネート基と活
性水素原子のモル比が、実質的に使用する有機ポ
リイソシアネート官能数より小であるならば、前
記一般式の骨格であるウレタンプレポリマーとな
らないばかりか、鎖伸長反応を生じ有効イソシア
ネート基を減少し、場合によつては、ゲル化を生
ずる。逆に、有機ポリイソシアネート官能数より
大であるならば、鎖伸長反応は、起らずゲル化の
懸念はないが、プレポリマー化されない有機ポリ
イソシアネートが一部残存することとなり、本発
明の一般式を満足させず、その特徴である安定な
水溶性のポリウレタン物質を与えない。 次に、遊離イソシアネートのY―Hによるブロ
ツク化反応は、適当な不活性溶媒の存在下又は不
存在下に、必要に応じてトリエチルアミンなどの
塩基性触媒又はジブチル錫ジラウレートなどの有
機金属触媒を用いて、50―90℃の温度で実施され
る。 また、Z構成成分である少なくとも1個の活性
水素原子及び少なくとも1個のアニオン形成性基
を含有する化合物と部分ブロツク化ウレタンプレ
ポリマーとの反応は、予じめアニオン形成性基を
塩型に導びき得る適当な化合物例えば、エチルア
ミン、トリエチルアミン、ジメチルアミン、ピリ
ジンなどの第1級、第2級及び第3級アミン類、
エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエ
タノールアミンのようなアルコキシル化したアミ
ン類の如き有機塩基類、及びアンモニア並びに水
酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸水素ナト
リウム、炭酸カリウムの如き1個の金属の水酸化
物、炭酸塩及び酸化物の如き無機塩基類により塩
類状の基に変換の後、水溶液又は有機溶媒溶液と
して反応系に添加するのが望ましい。反応系は通
常20〜60℃の温度条件下で、両者を混合し、付加
反応が終るまで同温度に保つ。反応が完了すれ
ば、水希釈し、固形分10〜50%の透明〜微濁の安
定な熱反応型水溶性ウレタン樹脂である本接着性
改良剤が得られる。 なお、一般式(1)のl、mに関しては、有機ポリ
イソシアネートA(―NCO)l+n+1の官能数は、3〜
5であるため、l+mは、これより1を減じた2
〜4となり、更に、ポリウレタン樹脂の水溶性を
確保するため(ZCONH)―基は、分子中少なくと
も1個(m×n≧1)は必要であるから、m≧1/
nとなり、n=2〜4であるから、mは少なくと
も0.25以上でなければならない。 このような本発明の接着性改良剤すなわち(1)式
で表わされる熱反応型水溶性ウレタン樹脂は、従
来のブロツクイソシアネート化合物に比し、非常
に良好且つ安定な水溶性を与えるが、その理由に
ついては次の如く考えられる。 即ち、比較的低分子量のポリイソシアネート化
合物のブロツク体は、疎水性且つ、結晶性大であ
り、単に乳化する場合には、多量の乳化剤を使用
せねば、安定な分散性は得られず、又、イオン性
基を導入して自己乳化する場合にあつても、かな
り多量のイオン性基の導入が不可欠である。 従つて、これら接着に有害無益な乳化剤あるい
はイオン性基の増大を溶液安定性確保の必要条件
とする従来の方法では、接着性能を極端に劣下せ
しめ、一方、接着性能を保持せんとすれば、安定
性の悪いものしか得られないのが実情であつた。
これに対し、本発明の熱反応型水溶性ウレタン樹
脂は、分子中に2〜4個の活性水素原子を含有す
る平均分子量5000以下の化合物と官能数3〜5の
有機ポリイソシアネートを、イソシアネート基/
活性水素原子モル比3〜5の範囲でウレタン化し
て得られる一般式 〔(NCO)l+n―A―NHCO〕―oXのウレタンプレ
ポリマーを用いることに特徴を有するものであ
る。 前述のポリイソシアネート化合物に比し、本発
明の骨格をなす、このウレタンプレポリマーは、
適度に、ポリイソシアネート化合物の結晶性を低
下せしめた構造であり、且つ、分子当りのイソシ
アネート官能数を増大せしめるため、イオン形成
性基導入過程における分子当りのイオン性基付与
の均一性が向上する結果、安定な水溶性が得られ
るものと考えられる。このことは、ポリイソシア
ネート化合物及び本ウレタンプレポリマーの含有
イソシアネート基に対する安定な水溶性を与え得
る、ブロツクイソシアネート基及びイオン性基導
入比率において明確な差違として認められるとこ
ろである。 次に、本発明の接着性改良剤のもうひとつの特
徴である柔軟な接着層の提供についても、上記の
如く、その骨格をなすウレタンプレポリマーの構
造に起因するものである。即ち、本接着性改良剤
は、ポリイソシアネートの結晶構造を適度に低下
せしめるソフトセグメントとして、分子量5000以
下の活性水素含有化合物を導入したウレタンプレ
ポリマーの部分ブロツク化物であり、熱処理によ
り高分子量化することにより、ポリウレタン弾性
体を形成する。 本発明の接着性改良剤は、セルロース、羊毛、
絹、皮革、ゴムなどの天然有機高分子化合物、合
成樹脂、合成繊維、合成ゴム、セルロース誘導
体、ゴム誘導体など合成及び半合成有機高分子化
合物の同種又は異種の接着又はこれらと金属、ガ
ラスその他のセラミツク材料などとの接着にいず
れも有効に働くが、特にポリエステルとゴム、ナ
イロンとゴム、ナイロンとポリ塩化ビニル、ポリ
エステルとポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニルと
綿、ポリプロピレンと紙などの接着性改良に著し
い効果が認められる。 ここでいうポリエステル及びナイロン等には繊
維、コード、織布、不織布、編地、シート、フエ
ルト、フイルムなどが含まれ、ゴムとしても通常
の天然及び合成ゴムいずれにも効果が認められ
る。ポリ塩化ビニルもフイルム、シート、ボード
などその形態を問わず適用でき、軟質及び硬質い
ずれでもよい。 本発明の接着性改良剤を用いて、例えば軟質ポ
リ塩化ビニルシートとポリエステル布を接着させ
る場合の操作法としては、通常ポリエステル布に
本接着性改良剤を水性液として塗布又は含浸さ
せ、次いで80〜120℃で乾燥した後、軟質ポリ塩
化ビニルシートと貼合わせ、約150〜250℃で圧着
する方法が適当である。 また、本発明の接着性改良剤は、他の水系樹脂
との相溶性が良好であるので、他の水系樹脂接着
剤との併用、例えば、ポリエポキシド化合物、エ
チレン尿素化合物、SBR、NBR等ラテツクス、
メラミンホルマリン樹脂、フエノールホルマリン
樹脂、尿素ホルマリン樹脂、レゾルシンホルマリ
ン樹脂、アクリルエマルジヨン、ウレタンエマル
ジヨン、デンプン、ゼラチン、カルボキシメチル
セルロース、ポリビニルアルコールなどに添加す
ることも可能である。更に、この場合、必要に応
じ、若干量の界面活性剤を添加することも、又、
可塑性、顔料、充填剤などを添加することも可能
である。 更に、本接着性改良剤の極めて特徴ある使用法
としては、接着前処理剤としての利用である。即
ち、例えば、ナイロン布シートを本接着性改良剤
液に浸漬後、100〜120℃で、5〜10分乾燥し、ナ
イロン布シート表面に熱反応型水溶性ウレタン樹
脂である本接着性改良剤を被覆させるか、又は、
更に、150〜250℃で熱処理することにより、熱解
離したイソシアネート化合物の自己重合物層の形
成による表面改質がなされる。 このように、本接着性改良剤で被覆もしくは表
面改質されたナイロン布シートは、後に、他の水
系樹脂等での加熱接着処理を極めて有利且つ、容
易に行なわしめることが可能である。なお、本接
着性改良剤の使用量は被着材料に対し固形分で約
0.5〜10%程度となるように調整することが望ま
しい。 本接着性改良剤が、単独の接着剤として、又、
他樹脂を併用で更には、接着前処理剤として、強
固な接着を与える機構については、次の如く推定
される。 即ち、熱処理により、ブロツク解離した遊離イ
ソシアネート基を含有する本ウレタンプレポリマ
ーは、各種有機材料の表面又は、内部に浸透拡散
し、有機高分子材料中に含有する活性水素原子と
反応するか、又は、他樹脂の活性水素原子と反応
するか、又は、自己重合し、表面改質すると共に
接着剤層の凝集力を著しく向上せしめる結果、強
力な接着を提供するものと考えられる。 本接着性改良剤は、従来のブロツクイソシアネ
ート水系分散体などに比し、水溶性が良好であ
り、従つて、貯蔵安定性、並びに他水系樹脂との
相溶性に優れるなど飛躍的に安定性が向上し、且
つ、従来の接着剤にない柔軟にして強固な接着を
容易に行い得るので、工業的価値の高い画期的な
ものである。 次に、本発明の実施例を示すが、本発明はこれ
により限定されるものではない。実施例中に部及
び%とあるのは、特に断りがない限り、重量部及
び重量%を示すものである。 接着性改良剤の製造 製造例 1 トリメチロールプロパン1モルに、トリレンジ
イソシアネート(2.4―、2.6―異性体比80:20)
3モルを反応させて得た遊離イソシアネート基含
量19.2%のトリイソシアネート100部と、1.4―ブ
タンジオール6.9部(NCO/OH=3)とを、85
℃にて、60分反応させ遊離イソシアネート基含量
11.9%のウレタンプレポリマー106.9部を得た。
次に、ジオキサン21.4部にフエノール7.2部を溶
解した溶液28.6部と、触媒として、トリエチルア
ミン0.2部を50℃にて加え、徐々に加熱して85℃
で60分反応させ、遊離イソシアネート基含量2.9
%(対ウレタンプレポリマー)の部分ブロツクプ
レポリマーのジオキサン溶液135.7部を得た。次
に、40%タウリンソーダ水溶液27.1部を、40℃で
加え、40〜50℃で、30分反応させた後、水462部
を加え希釈し、固形分20%の半透明の安定な均一
水溶液624.8部を得た。 製造例 2 トリス―(イソシアネートヘキシル)―ビユー
レツトポリイソシアネート100部とジオキサン30
部の混合溶液に、エチレンジアミン5.6部
(NCO/NH2=3)とジオキサン22.8部を、溶解
した溶液39.5部を冷却下、25℃にて、徐々に添加
した。発熱がおさまつてから加熱し、75℃で、15
分反応させ、遊離イソシアネート含有量14.51%
のウレタンプレポリマージオキサン溶液179.5部
を得た。次に、ジオキサン21.1部に、ε―カプロ
ラクタム30.9部を溶解した溶液52部と、触媒とし
て、テトラメチルプロピレンジアミン0.21部を50
℃で加え、85℃で、90分反応させ、遊離イソシア
ネート含量3.71%の部分ブロツクプレポリマーの
ジオキサン溶液231.71部を得た。次に、40%タウ
リンソーダ水溶液34.3部を40℃で加え、40〜50℃
で、30分反応後、水485.1部を加え希釈し、固形
分20%の均一水溶液751.1部を得た。 製造例 3 トリス―(イソシアネートヘキシル)―ビユー
レツトポリイソシアネート(遊離イソシアネート
基含有量23.5%)50部と、1.6―ヘキサンジオー
ル―無水マレイン酸系エステルグリコール(水酸
基価95、酸価1.6)55部(NCO/OH=3)を85
℃にて60分反応させ、遊離イソシアネート含有量
7.46%のウレタンプレポリマー105部を得た。次
に、ジオキサン21部にフエノール13.1部を溶解し
た溶液34.1部と、触媒として、トリエチルアミン
0.21部を、60℃にて加え、85℃、60分反応させ、
遊離イソシアネート含量1.88%の部分ブロツクプ
レポリマーのジオキサン溶液139.31部を得た。次
に、40%タウリンソーダ水溶液17.3部を、40℃で
加え、40〜50℃で30分反応後、水260部を加え希
釈し、固形分30%の粘稠透明の均一安定な水溶液
416.7部を得た。 製造例 4 トリス―(イソシアネートヘキシル)―ビユー
レツトポリイソシアネート50部を、ポリブタジエ
ングリコール(平均分子量3000)139.9部
(NCO/OH=3)を85℃で、60分反応させ、遊
離イソシアネート含有量4.12%のウレタンプレポ
リマー189.9部を得た。次に、ジオキサン57部に、
メチルエチルケトキシム12.2部を溶解した溶液
69.2部を、60℃にて加え、85℃で、30分反応さ
せ、遊離イソシアネート含有量1.01%の部分ブロ
ツクプレポリマーのジオキサン溶液259.1部を得
た。次に、30%グリシンソーダ水溶液14.8部を、
40℃下で加え、40〜50℃にて、30分反応後、水
414.6部を加え、希釈し、固形分30%の粘稠半透
明の均一安定な水溶液688.5部を得た。 製造例 5 トリス―(イソシアネートヘキシル)―ビユー
レツトポリイソシアネート100部とペンタエリス
リトール6.3部(NCO/OH=3)とを85℃、50
分反応させ、遊離イソシアネート含量14.72%の
ウレタンプレポリマー106.3部を得た。次に、ジ
オキサン21.2部にメチルエチルケトキシム26.4部
を溶解した溶液47.6部を60℃にて加え、85℃×30
分反応させ、遊離イソシアネート基含量2.71%の
部分ブロツクプレポリマーのジオキサン溶液
153.9部を得た。次に、40%タウリンソーダ水溶
液25.2部を、40℃で加え、40〜50℃で、30分反応
後、水296.9部を加え希釈し、固形分30%の粘稠
均一な水溶液476部を得た。 製造例 6 ポリメチレンポリフエニルポリイソシアネート
(遊離イソシアネート含量31.5%)100部とビスフ
エノールAのエチレンオキサイド2モル付加物
(水酸基価35.4)24.4部(NCO/OH=5)とを、
85℃×30分反応させ、遊離イソシアネート含有量
20.26%のウレタンプレポリマー124.4部を得た。
次に、ジオキサン62.2部にp―sec―ブチルフエ
ノール72部を溶解した溶液134.2部と触媒として、
トリエチルアミン0.25部を50℃にて加え徐々に加
熱して、85℃で、30分反応させ遊離イソシアネー
ト含量4.0%の部分ブロツクプレポリマーのジオ
キサン溶液258.85部を得た。次に、40%タウリン
ソーダ水溶液43.6部を、40℃で加え、40〜50℃
で、30分反応させた後、水552.9部を加え希釈し、
固形分25%の半透明の安定な均一水溶液855.4部
を得た。 製造例 7 ポリメチレンポリフエニルポリイソシアネート
100部と、グリセリンにプロピレンオキサイドと
エチレンオキサイドを50対50のモル比率でランダ
ム付加したポリエーテルトリオール(平均分子量
500)25部(NCO/OH=5)とを、85℃で30分
反応させ遊離イソシアネート含有量20.15%のウ
レタンプレポリマー125部を得た。次に、ジオキ
サン37.5部にp―sec―ブチルフエノール81部を
溶解した溶液118.5部と触媒として、トリエチル
アミン0.25部を50℃にて加え、徐々に加熱して、
85℃で、30分反応させ遊離イソシアネート含量
2.05%の部分ブロツクプレポリマーのジオキサン
溶液243.75部を得た。次に、40%タウリンソーダ
水溶液22.4部を40℃で加え、40〜50℃で30分反応
後、水808.85部を加え希釈し、固形分20%のやや
濁つた均一水溶液1.075部を得た。 製造例1〜7で使用した薬品を前記(1)式との関
係で示すと次表の通りである。
The present invention relates to an adhesion improver for organic polymer materials, and more specifically, it is capable of modifying various surfaces of natural or synthetic organic polymer materials to improve adhesion, and enhancing the adhesion of adhesive layers. This invention relates to an adhesion improver made of a heat-reactive water-soluble urethane resin. Conventionally, polyisocyanate compounds having free isocyanate groups or urethane prepolymers have been used to bond organic polymeric materials, especially synthetic polymeric materials that are generally difficult to adhere to, such as polyester, nylon, polyvinyl chloride, and polypropylene. Although these free isocyanate groups have been used, they are undesirable because they have disadvantages such as being susceptible to reactions and deterioration due to moisture, and containing large amounts of harmful and dangerous organic solvents. Therefore,
As other methods, various proposals have been made to use aqueous dispersions of blocked polyisocyanates, but these differ only in the means of making them into aqueous systems, and the resulting aqueous dispersions are Because the solution stability is poor and there is a tendency for precipitation and separation within a short period of time, reproducible adhesion cannot be obtained in many cases. In other words, many blocked isocyanate compounds generally have strong crystallinity, and by ball milling with a surfactant or by adding a salt-forming compound that is reactive with isocyanate groups, it is possible to remove ionic groups, such as ethylene oxide, etc. Even by self-emulsification by introducing nonionic groups by addition, it is difficult to obtain a stable aqueous dispersion, and even if it were possible to maintain the stability of the aqueous dispersion, it may be detrimental to adhesion. surfactant or
At present, it contains a large amount of ionic groups and nonionic groups, and has not yet reached a fully satisfactory level of adhesion. Note that blocked isocyanate compounds, like other water-based adhesives such as epoxy compounds, ethylene urea compounds, and isocyanurate compounds, generally only provide hard adhesion, and it is difficult to obtain a flexible and strong adhesive layer. It was hot. The present invention was developed as a result of extensive research into an adhesive improver for organic polymer materials that can solve the problems of conventional water-based adhesives and provide excellent stability and flexible adhesion. It is something. The adhesion improver of the present invention is characterized by comprising a heat-reactive water-soluble polyurethane resin represented by the following general formula. However, A: organic polyisocyanate residue having a functional number of 3 to 5. Y: Blocking agent residue that releases isocyanate groups by heat treatment. Z: a residue of a compound containing at least one active hydrogen atom and at least one anion-forming group in the molecule. X: a residue of a compound selected from the group consisting of (a) to (g) below, having 2 to 4 active hydrogen atoms and an average molecular weight of 5000 or less, (a) having 2 to 4 hydroxyl groups; (b) polyhydric amines having 2 to 4 primary and/or secondary amino groups; (c) 2 to 4 primary and/or secondary amino groups; (d) Polyester polyols having 2 to 4 hydroxyl groups; (e) Polybutadiene polyols having 2 to 4 hydroxyl groups and copolymers thereof with other vinyl monomers. , (f) polychloroprene polyols having 2 to 4 hydroxyl groups and copolymers thereof with other vinyl monomers, (g) polyether polyols having 2 to 4 hydroxyl groups, (i ) C2 to C4 alkylene oxide polyadducts of polyhydric amines, polyhydric phenols and amino alcohols; (ii) C2 to C4 polyhydric alcohols of C3 or more;
(iii) C2 - C4 alkylene oxide copolymer, (iv) C3 - C4 alkylene oxide polymer. n: an integer from 2 to 4. l+m: An integer from 2 to 4, m≧0.25. That is, the adhesion improver represented by the above formula (1) of the present invention is a compound X-(H) o having an average molecular weight of 5000 or less and having 2 to 4 active hydrogen atoms in the molecule [However,
n=2-4] and organic polyisocyanate A-(NCO) with a functional number of 3-5 L+n+1 [However, l+m+1=
A part of the free isocyanate group [-(NCO ) L+n ] o of the urethane prepolymer X-[NHCO-A-(NCO) L+n ] o obtained by the reaction with [3-5] (NCO) Lxo is blocked with blocking agent Y--H to form -(NHCOY) Lxo , and the remaining isocyanate group - ( NCO ) By reacting with the compound Z-H which has one
(NHCOZ) NXO . Next, to illustrate typical components of the adhesiveness improver of the present invention, polyisocyanate A-(NCO) L+n+1 constituting A includes, for example, tris-(isocyanatehexyl)- Retto polyisocyanate, triphenylmethane triisocyanate, polymethylene polyphenyl isocyanate, as well as hexamethylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, tolylene diisocyanate,
Included are polyisocyanates obtained by reacting diisocyanates such as diphenylmethane diisocyanate with low molecular weight polyols such as trimethylolpropane, trimers of hexamethylene diisocyanate or tolylene diisocyanate, and the like. Examples of the compound X-(H) o having 2 to 4 active hydrogen atoms constituting X include (a) ethylene glycol, butylene glycol,
Polyhydric alcohols such as propylene glycol, neopentyl glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, trishydroxyethyl isocyanate, (b) ethylenediamine, hexamethylenediamine, phenylenediamine, distyrenetriamine, and these (c) Polyvalent amines such as polyamide polyamines which are polycondensation products with adipic acid, maleic acid, phthalic acid, dimer acid, etc.; (c) Amino alcohols such as ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine and propanolamine; d) Polycarboxylic acids such as adipic acid, succinic acid, maleic acid, fumaric acid, phthalic acid, terephthalic acid and dimer acid, and ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, neopentyl glycol, hexylene glycol, trimethylol. Polyester polyols such as polycondensation products with polyhydric alcohols such as propane, glycerin trishydroxyethyl isocyanurate, or lactone polyester polyols obtained by ring-opening polymerization of caprolactone; (e) polybutadiene polyols such as polybutadiene glycol, and styrene and polycondensation products thereof; , copolymers with other vinyl monomers such as acrylonitrile, (f) polychloroprene polyols such as polychloroprene glycol and copolymers thereof with other vinyl monomers such as styrene, acrylonitrile, (g) (i) ethylenediamine, hexa Polyvalent amines such as methylenediamine and diethylenetriamine, polyvalent phenols such as resorcinol, 4,4'-dihydroxydiphenyl-2,2'-propane, and 4,4'-dihydroxydiphenylsulfone, and monoethanolamine and diethanolamine. , a polyether obtained by polyaddition of at least one alkylene oxide having 2 to 4 carbon atoms in the molecule, such as ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, and tetramethylene oxide, to an amino alcohol such as triethanolamine. polyols, (ii) polyhydric alcohols having 3 or more carbon atoms in the molecule, such as propylene glycol, butylene glycol, neopentyl glycol, trimethylolpropane, glycerin, trishydroxyethyl isocyanurate, and pentaerythritol; (iii) polyether polyols in which at least one alkylene oxide having 2 to 4 carbon atoms is polyadded to the molecule; (iii) polyether polyols containing at least one alkylene oxide having 2 to 4 carbon atoms in the molecule; Examples include polymerized polyether glycols, (iv) homopolymers of alkylene oxides having 3 to 4 carbon atoms in the molecule, such as polypropylene glycol, polybutylene glycol, and polytetramethylene glycol. In addition, as the X component, polythioether, polyacetal, polyesteramide, acrylic polyol, etc., which are used in general polyurethane production, can also be used. Further, as the blocking agent Y-H constituting Y, for example, phenols such as phenol, chlorophenol, and cresol, p-sec-butylphenol, p-tert-butylphenol, p-
Alkylphenols such as sec-amylphenol, p-octylphenol, p-nonylphenol, secondary or tertiary alcohols such as isopropyl alcohol, tert-butyl alcohol,
Oximes such as acetoxime, methyl ethyl ketoxime, and cyclohexanone oxime, lactams such as ε-caprolactam and δ-valerolactam, active methylene compounds such as malonic acid dialkyl ester, acetylacetone, and acetoacetic acid alkyl ester, 3-hydroxypyridine, 8-hydroxy Examples include basic nitrogen compounds such as Norin, and bisulfites. Furthermore, examples of the compound Z-H constituting Z include aminosulfonic acids such as taurine, N-methyltaurine, N-butyltaurine, and sulfanilic acid, and aminocarboxylic acids such as glycine and alanine. Compound X(-H) o containing 2 to 4 active hydrogen atoms in the molecule and having an average molecular weight of 5000 or less, and organic polyisocyanate A(-NCO) l+n+1 having a functional number (l+m+1) of 3 to 5. The reaction with
Preferably, it is carried out at 60 to 120°C for several minutes to several hours, but in this case, the molar ratio of isocyanate group/active hydrogen atom is independent of the type of X(-H) o , molecular weight, and functional number (n). is defined solely by the functionality (3 to 5) of the organic polyisocyanate used. That is, in the case of an organic polyisocyanate having a functional number of 3, the molar ratio of isocyanate group/active hydrogen atom is 3, and in the case of a functional number of 5, it is 5,
As a result, the urethane prepolymer [(NCO l+n+1 -A-NHCO]- o If the number of functionalities is smaller than that of the organic polyisocyanate used for the purpose, not only will the urethane prepolymer which is the backbone of the above general formula not be formed, but a chain elongation reaction will occur, reducing the effective isocyanate groups, and in some cases, the gel On the other hand, if the functional number is greater than the organic polyisocyanate functionality, the chain extension reaction will not occur and there is no concern about gelation, but a portion of the organic polyisocyanate that will not be prepolymerized will remain. It does not satisfy the general formula of the present invention and does not provide the stable water-soluble polyurethane material that is its characteristic.Next, the blocking reaction of free isocyanate with YH is carried out in the presence of an appropriate inert solvent or in the presence of an inert solvent. The reaction is carried out at a temperature of 50-90°C, optionally using a basic catalyst such as triethylamine or an organometallic catalyst such as dibutyltin dilaurate. The reaction of the partially blocked urethane prepolymer with a compound containing a hydrogen atom and at least one anion-forming group can be carried out using a suitable compound capable of previously converting the anion-forming group into a salt form, such as ethylamine, triethylamine, Primary, secondary and tertiary amines such as dimethylamine and pyridine;
organic bases such as alkoxylated amines such as ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, and ammonia and hydroxides of one metal such as potassium hydroxide, sodium hydroxide, sodium bicarbonate, potassium carbonate, It is preferable to convert it into a salt-like group using inorganic bases such as carbonates and oxides, and then add it to the reaction system as an aqueous solution or a solution in an organic solvent. The reaction system is usually at a temperature of 20 to 60°C, and the two are mixed and kept at the same temperature until the addition reaction is completed. When the reaction is completed, the adhesion improver is diluted with water to obtain the present adhesion improver, which is a transparent to slightly cloudy stable heat-reactive water-soluble urethane resin with a solid content of 10 to 50%. Regarding l and m in general formula (1), the functional number of organic polyisocyanate A(-NCO) l+n+1 is 3 to
5, so l+m is 2, which is 1 less than this.
~4, and furthermore, in order to ensure the water solubility of the polyurethane resin, at least one (ZCONH) group is required in the molecule (m×n≧1), so m≧1/
Since n is 2 to 4, m must be at least 0.25 or more. The adhesion improver of the present invention, that is, the heat-reactive water-soluble urethane resin represented by formula (1), provides very good and stable water solubility compared to conventional blocked isocyanate compounds. The following can be considered. That is, blocks of relatively low molecular weight polyisocyanate compounds are hydrophobic and highly crystalline, and when simply emulsified, stable dispersibility cannot be obtained unless a large amount of emulsifier is used. Even in the case of self-emulsification by introducing ionic groups, it is essential to introduce a considerably large amount of ionic groups. Therefore, conventional methods that require increasing the number of emulsifiers or ionic groups that are harmful or useless to adhesion to ensure solution stability lead to extremely poor adhesion performance; on the other hand, if adhesive performance is to be maintained, The reality was that only unstable products could be obtained.
In contrast, the heat-reactive water-soluble urethane resin of the present invention combines a compound with an average molecular weight of 5,000 or less containing 2 to 4 active hydrogen atoms in the molecule and an organic polyisocyanate with a functional number of 3 to 5 to form an isocyanate group. /
It is characterized in that it uses a urethane prepolymer of the general formula [(NCO) l+n -A-NHCO]- o X obtained by urethanization with an active hydrogen atom molar ratio in the range of 3 to 5. Compared to the above-mentioned polyisocyanate compounds, this urethane prepolymer, which forms the backbone of the present invention,
It has a structure in which the crystallinity of the polyisocyanate compound is moderately reduced, and the number of isocyanate functionalities per molecule is increased, so the uniformity of the addition of ionic groups per molecule during the ion-forming group introduction process is improved. As a result, it is thought that stable water solubility can be obtained. This can be seen as a clear difference in the ratio of introduced blocked isocyanate groups and ionic groups that can provide stable water solubility to the isocyanate groups contained in the polyisocyanate compound and the present urethane prepolymer. Next, as mentioned above, the provision of a flexible adhesive layer, which is another feature of the adhesion improver of the present invention, is due to the structure of the urethane prepolymer forming its skeleton. That is, this adhesion improver is a partially blocked urethane prepolymer into which an active hydrogen-containing compound with a molecular weight of 5,000 or less is introduced as a soft segment that moderately reduces the crystal structure of polyisocyanate, and the molecular weight can be increased by heat treatment. This forms a polyurethane elastomer. The adhesion improver of the present invention includes cellulose, wool,
Adhesion of the same or different types of synthetic and semi-synthetic organic polymer compounds such as silk, leather, and rubber, synthetic resins, synthetic fibers, synthetic rubber, cellulose derivatives, and rubber derivatives, or adhesion of these to metals, glass, and other materials. All of them are effective for adhesion to ceramic materials, etc., but especially for improving the adhesion of polyester and rubber, nylon and rubber, nylon and polyvinyl chloride, polyester and polyvinyl chloride, polyvinyl chloride and cotton, polypropylene and paper, etc. Significant effects were observed. The polyester, nylon, etc. mentioned here include fibers, cords, woven fabrics, non-woven fabrics, knitted fabrics, sheets, felts, films, etc. As for rubber, both ordinary natural and synthetic rubbers are effective. Polyvinyl chloride can also be used in any form, such as a film, sheet, or board, and may be either soft or hard. When adhering, for example, a flexible polyvinyl chloride sheet and polyester cloth using the adhesion improver of the present invention, the usual procedure is to apply or impregnate the polyester cloth with the adhesion improver as an aqueous liquid, and then A suitable method is to dry it at ~120°C, then laminate it with a soft polyvinyl chloride sheet and press-bond it at about 150~250°C. In addition, since the adhesion improver of the present invention has good compatibility with other water-based resins, it can be used in combination with other water-based resin adhesives, such as latexes such as polyepoxide compounds, ethylene urea compounds, SBR, NBR, etc.
It can also be added to melamine formalin resin, phenol formalin resin, urea formalin resin, resorcinol formalin resin, acrylic emulsion, urethane emulsion, starch, gelatin, carboxymethyl cellulose, polyvinyl alcohol, and the like. Furthermore, in this case, it is also possible to add a small amount of surfactant, if necessary.
It is also possible to add plasticizers, pigments, fillers, etc. Furthermore, a very unique use of the present adhesion improver is as an adhesion pretreatment agent. That is, for example, after immersing a nylon cloth sheet in the present adhesion improver solution, it is dried at 100 to 120°C for 5 to 10 minutes, and the present adhesion improver, which is a heat-reactive water-soluble urethane resin, is applied to the surface of the nylon cloth sheet. or,
Further, by heat treatment at 150 to 250°C, the surface is modified by forming a self-polymer layer of thermally dissociated isocyanate compounds. In this way, the nylon cloth sheet coated or surface-modified with the present adhesion improver can be extremely advantageously and easily subjected to heat bonding treatment with other water-based resins. The amount of this adhesion improver to be used is approximately 30% in solids based on the adherend material.
It is desirable to adjust it to about 0.5 to 10%. This adhesion improver can be used as an independent adhesive or
The mechanism for providing strong adhesion when used in combination with other resins or as an adhesion pretreatment agent is estimated as follows. That is, the present urethane prepolymer containing free isocyanate groups that are block-dissociated by heat treatment permeates and diffuses into the surface or inside of various organic materials and reacts with active hydrogen atoms contained in the organic polymer material, or It is thought that the adhesive reacts with active hydrogen atoms of other resins or self-polymerizes, thereby modifying the surface and significantly improving the cohesive force of the adhesive layer, thereby providing strong adhesion. This adhesion improver has better water solubility than conventional blocked isocyanate aqueous dispersions, and therefore has dramatically improved storage stability and compatibility with other water-based resins. It is an epoch-making product with high industrial value because it is flexible and can easily form strong bonds that are not found in conventional adhesives. Next, examples of the present invention will be shown, but the present invention is not limited thereto. Parts and % in the examples indicate parts by weight and % by weight unless otherwise specified. Production example of adhesion improver 1 Tolylene diisocyanate (2.4-, 2.6-isomer ratio 80:20) to 1 mol of trimethylolpropane
100 parts of triisocyanate with a free isocyanate group content of 19.2% obtained by reacting 3 moles with 6.9 parts of 1.4-butanediol (NCO/OH = 3), 85
Free isocyanate group content after reacting at ℃ for 60 minutes
106.9 parts of 11.9% urethane prepolymer were obtained.
Next, 28.6 parts of a solution of 7.2 parts of phenol dissolved in 21.4 parts of dioxane and 0.2 parts of triethylamine as a catalyst were added at 50°C, and gradually heated to 85°C.
The free isocyanate group content was 2.9.
% (based on urethane prepolymer) of a dioxane solution of partially blocked prepolymer was obtained. Next, 27.1 parts of a 40% taurine soda aqueous solution was added at 40°C, and after reacting at 40 to 50°C for 30 minutes, 462 parts of water was added to dilute it, resulting in a translucent, stable, homogeneous aqueous solution with a solid content of 20%. Obtained 624.8 copies. Production example 2 100 parts of tris-(isocyanatehexyl)-biuret polyisocyanate and 30 parts of dioxane
39.5 parts of a solution containing 5.6 parts of ethylenediamine (NCO/NH 2 =3) and 22.8 parts of dioxane were gradually added to the mixed solution of 1 part at 25° C. under cooling. After the fever subsides, heat at 75℃ for 15 minutes.
Free isocyanate content 14.51%
179.5 parts of a urethane prepolymer dioxane solution was obtained. Next, 52 parts of a solution of 30.9 parts of ε-caprolactam dissolved in 21.1 parts of dioxane and 50 parts of tetramethylpropylenediamine as a catalyst were added.
C. and reacted for 90 minutes at 85.degree. C. to obtain 231.71 parts of a partially blocked prepolymer solution in dioxane with a free isocyanate content of 3.71%. Next, add 34.3 parts of 40% taurine soda aqueous solution at 40℃, and
After reacting for 30 minutes, 485.1 parts of water was added to dilute the mixture to obtain 751.1 parts of a homogeneous aqueous solution with a solid content of 20%. Production Example 3 50 parts of tris-(isocyanatehexyl)-biuret polyisocyanate (free isocyanate group content 23.5%) and 55 parts of 1.6-hexanediol-maleic anhydride ester glycol (hydroxyl value 95, acid value 1.6) ( NCO/OH=3) to 85
React for 60 minutes at °C, free isocyanate content
105 parts of 7.46% urethane prepolymer were obtained. Next, 34.1 parts of a solution of 13.1 parts of phenol dissolved in 21 parts of dioxane and triethylamine as a catalyst were added.
Add 0.21 part at 60℃, react at 85℃ for 60 minutes,
139.31 parts of a partially blocked prepolymer solution in dioxane with a free isocyanate content of 1.88% was obtained. Next, 17.3 parts of a 40% taurine soda aqueous solution was added at 40°C, and after reacting for 30 minutes at 40-50°C, it was diluted with 260 parts of water to form a viscous, transparent, uniform, and stable aqueous solution with a solid content of 30%.
Obtained 416.7 copies. Production Example 4 50 parts of tris-(isocyanatehexyl)-biuret polyisocyanate was reacted with 139.9 parts of polybutadiene glycol (average molecular weight 3000) (NCO/OH = 3) at 85°C for 60 minutes, resulting in a free isocyanate content of 4.12%. 189.9 parts of urethane prepolymer was obtained. Next, add 57 parts of dioxane to
A solution containing 12.2 parts of methyl ethyl ketoxime
69.2 parts were added at 60°C and reacted at 85°C for 30 minutes to obtain 259.1 parts of a partially blocked prepolymer solution in dioxane with a free isocyanate content of 1.01%. Next, add 14.8 parts of 30% glycine soda aqueous solution,
Add at 40℃ and react for 30 minutes at 40-50℃, then add water.
414.6 parts were added and diluted to obtain 688.5 parts of a viscous, translucent, homogeneous and stable aqueous solution with a solid content of 30%. Production Example 5 100 parts of tris-(isocyanatehexyl)-biuret polyisocyanate and 6.3 parts of pentaerythritol (NCO/OH=3) were heated at 85°C for 50
106.3 parts of a urethane prepolymer with a free isocyanate content of 14.72% was obtained. Next, 47.6 parts of a solution of 26.4 parts of methyl ethyl ketoxime dissolved in 21.2 parts of dioxane was added at 60°C, and
A solution of a partially blocked prepolymer with a free isocyanate group content of 2.71% in dioxane
Obtained 153.9 copies. Next, 25.2 parts of a 40% taurine soda aqueous solution was added at 40°C, and after reacting at 40 to 50°C for 30 minutes, 296.9 parts of water was added to dilute it to obtain 476 parts of a viscous and uniform aqueous solution with a solid content of 30%. Ta. Production Example 6 100 parts of polymethylene polyphenyl polyisocyanate (free isocyanate content 31.5%) and 24.4 parts of ethylene oxide 2 mole adduct of bisphenol A (hydroxyl value 35.4) (NCO/OH = 5),
React at 85℃ for 30 minutes to determine free isocyanate content.
124.4 parts of 20.26% urethane prepolymer were obtained.
Next, 134.2 parts of a solution of 72 parts of p-sec-butylphenol dissolved in 62.2 parts of dioxane and as a catalyst,
0.25 parts of triethylamine was added at 50°C, and the mixture was gradually heated and reacted at 85°C for 30 minutes to obtain 258.85 parts of a partially blocked prepolymer solution in dioxane having a free isocyanate content of 4.0%. Next, 43.6 parts of 40% taurine soda aqueous solution was added at 40℃, and
After reacting for 30 minutes, diluted by adding 552.9 parts of water.
855.4 parts of a translucent, stable, homogeneous aqueous solution with a solid content of 25% was obtained. Production example 7 Polymethylene polyphenyl polyisocyanate
100 parts of polyether triol (average molecular weight
500) (NCO/OH=5) were reacted at 85° C. for 30 minutes to obtain 125 parts of a urethane prepolymer with a free isocyanate content of 20.15%. Next, 118.5 parts of a solution of 81 parts of p-sec-butylphenol dissolved in 37.5 parts of dioxane and 0.25 parts of triethylamine as a catalyst were added at 50°C, and gradually heated.
Free isocyanate content was determined by reacting at 85℃ for 30 minutes.
243.75 parts of a 2.05% partially blocked prepolymer solution in dioxane was obtained. Next, 22.4 parts of a 40% taurine soda aqueous solution was added at 40°C, and after reacting at 40 to 50°C for 30 minutes, 808.85 parts of water was added to dilute the mixture to obtain 1.075 parts of a slightly cloudy homogeneous aqueous solution with a solid content of 20%. The following table shows the chemicals used in Production Examples 1 to 7 in relation to the formula (1) above.

【表】【table】

【表】 比較例 1 ―ブロツクポリイソシアネート化合物のボール
ミリング品― トリメチロールプロパン1モルに、トリレンジ
イソシアネート(2.4―、2.6―異性体比80:20)
3モルを反応させて得た遊離イソシアネート基含
有量19.2%のトリイソシアネートをフエノールで
全ブロツクしたブロツクポリイソシアネート化合
物200部、スルホコハク酸ジアルキルエステル型
アニオン活性剤10部、ポリオキシエチレンノニル
フエノールエーテル型非イオン活性剤(HLB12)
2部、水394部をボールミルにて、24時間処理し、
固形分35%の水性分散液606部を得た。このもの
は、約1日放置後にブロツクポリイソシアネート
化合物の分離析出が認められた。 比較例 2 ―部分ブロツクポリイソシアネート化合物の自
己乳化品― ポリメチレンポリフエニルイソシアネート100
部に、ジオキサン50部に、p―sec―ブチルフエ
ノール84.4部を溶解した溶液134.4部と、触媒と
して、トリエチルアミン0.2部とを加え、85℃で、
30分反応し、遊離イソシアネート含量7.81%の部
分ブロツクポリイソシアネートのジオキサン溶液
234.6部を得た。次に、40%タウリンソーダ水溶
液68.4部を40℃で加え、40〜50℃で30分反応後、
水494.2部を加え、希釈し、固形分30%のやや濁
つた水性分散液706部を得た。このものは、約2
日放置後底部に砂状の沈澱物の析出が認められ
た。 比較例 3 ―ブロツク化ウレタンポリマーの活性剤による
乳化品― トリス―(イソシアネートヘキシル)―ビユー
レツトポリイソシアネート50部と1.6―ヘキサン
ジオール―無水マレイン酸系エステルグリコール
(水酸基価95、酸価1.6)55部(NCO/OH=3)
を85℃にて60分反応させ、遊離イソシアネート含
量7.46%のウレタンプレポリマー105部を得た。
次に、ジオキサン21部にフエノール17.5部を溶解
した溶液38.5部と、触媒として、トリエチルアミ
ン0.21部を60℃にて加え、85℃で、60分反応さ
せ、全フエノールブロツクウレタンプレポリマー
のジオキサン溶液143.71部を得た。次に、スルホ
コハク酸ジアルキルエステル型アニオン活性剤10
部、ポリオキシエチレンノニルフエニルエーテル
型非イオン活性剤2部を加え、均一に溶解後、撹
拌下に水292.6部を徐々に加え、固形分30%の乳
化分散液448.3部を得た。 実施例 1 製造例1〜7及び比較例1〜3で得た溶液に、
ナイロン布を浸漬し固形分付着量約2.0%になる
ように絞り取つた後、100℃で10分間予備乾燥し
た。次に、このナイロン布を軟質塩化ビニルシー
ト上に置き、150℃、3Kg/cm2の条件下で、3分
間熱処理した。 得られたシートを幅2.5cm×長さ10cmに切り取
り、引張試験機により、はく離強度を測定した。
はく離強度及び接着層の柔軟性並びに溶液安定性
のテスト結果を表―1に示す。
[Table] Comparative Example 1 - Ball milled product of blocked polyisocyanate compound - Tolylene diisocyanate (2.4-, 2.6-isomer ratio 80:20) to 1 mole of trimethylolpropane
200 parts of a blocked polyisocyanate compound obtained by reacting 3 moles of triisocyanate with a free isocyanate group content of 19.2%, completely blocked with phenol, 10 parts of a sulfosuccinic acid dialkyl ester type anionic activator, and a polyoxyethylene nonyl phenol ether type non-active agent. Ionic activator (HLB12)
2 parts and 394 parts of water were processed in a ball mill for 24 hours,
606 parts of an aqueous dispersion with a solid content of 35% was obtained. Separation and precipitation of a blocked polyisocyanate compound was observed in this product after being left for about one day. Comparative Example 2 - Self-emulsified product of partially blocked polyisocyanate compound - Polymethylene polyphenyl isocyanate 100
134.4 parts of a solution of 84.4 parts of p-sec-butylphenol dissolved in 50 parts of dioxane and 0.2 parts of triethylamine as a catalyst were added to the mixture at 85°C.
A solution of partially blocked polyisocyanate in dioxane, reacted for 30 minutes and has a free isocyanate content of 7.81%.
Obtained 234.6 copies. Next, 68.4 parts of 40% taurine soda aqueous solution was added at 40°C, and after reacting at 40 to 50°C for 30 minutes,
494.2 parts of water was added and diluted to obtain 706 parts of a slightly cloudy aqueous dispersion with a solid content of 30%. This thing is about 2
After being left in the sun, a sandy precipitate was observed on the bottom. Comparative Example 3 - Emulsion of blocked urethane polymer with activator - 50 parts of tris-(hexyl isocyanate)-biuret polyisocyanate and 1.6-hexanediol-maleic anhydride ester glycol (hydroxyl value 95, acid value 1.6) 55 Department (NCO/OH=3)
were reacted at 85° C. for 60 minutes to obtain 105 parts of a urethane prepolymer with a free isocyanate content of 7.46%.
Next, 38.5 parts of a solution of 17.5 parts of phenol dissolved in 21 parts of dioxane and 0.21 parts of triethylamine as a catalyst were added at 60°C and reacted at 85°C for 60 minutes. I got the department. Next, sulfosuccinic acid dialkyl ester type anionic activator 10
1 part and 2 parts of a polyoxyethylene nonyl phenyl ether type nonionic surfactant were added thereto, and after uniformly dissolving, 292.6 parts of water was gradually added with stirring to obtain 448.3 parts of an emulsified dispersion with a solid content of 30%. Example 1 In the solutions obtained in Production Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3,
A nylon cloth was soaked and squeezed to a solid content of about 2.0%, and then pre-dried at 100°C for 10 minutes. Next, this nylon cloth was placed on a soft vinyl chloride sheet and heat treated at 150° C. and 3 kg/cm 2 for 3 minutes. The obtained sheet was cut to a width of 2.5 cm and a length of 10 cm, and the peel strength was measured using a tensile tester.
Table 1 shows the test results for peel strength, adhesive layer flexibility, and solution stability.

【表】 ×不良
表―1からわかる如く、製造例1〜7の本発明
に従つた接着性改良剤は、比較例1〜3に示した
従来公知のブロツクイソシアネート及びブロツク
ウレタンプレポリマーの水系分散液に比し、はく
離強度大であり、且つ、柔軟な接着層を与える等
優れた接着性能を有しており、溶液安定性の大幅
な改良もなされた。 実施例 9 製造例1〜7及び比較例1〜3の接着剤溶液
に、ナイロンコードを浸漬し固形分付着量約2.0
%とした後、120℃、3分乾燥した。次に、この
乾燥コードをRFL(レゾルシン―ホルマリン―ラ
テツクス)に浸漬し、RFL固形分付着量約3.0%
となるよう調整の後、200℃、2分間熱処理した。
次いで、この処理コードを天然ゴムに埋込み、
150℃、30分加熱した後、はく離強度、並びに引
抜強度及び曲げ硬さを測定した。又、比較のた
め、RFL(付着量約5%)のみで処理した時のは
く離、引抜強度、曲げ硬さを測定し、これをブラ
ンク(100)とした時の指数により、表―2に試
験結果を示す。
[Table] ×Poor As can be seen from Table 1, the adhesion improvers according to the present invention in Production Examples 1 to 7 are aqueous dispersions of conventionally known blocked isocyanates and blocked urethane prepolymers shown in Comparative Examples 1 to 3. Compared to liquids, it has superior adhesive properties such as high peel strength and provides a flexible adhesive layer, and has also significantly improved solution stability. Example 9 A nylon cord was immersed in the adhesive solutions of Production Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3, and the solid content adhesion was approximately 2.0.
%, and then dried at 120°C for 3 minutes. Next, this dried cord is immersed in RFL (resorcinol-formalin-latex), and the RFL solid content is approximately 3.0%.
After adjusting it so that
Next, this processing code is embedded in natural rubber,
After heating at 150°C for 30 minutes, peel strength, pull-out strength and bending hardness were measured. In addition, for comparison, we measured the peeling, pull-out strength, and bending hardness when treated with only RFL (approximately 5% adhesion), and the test results are shown in Table 2 based on the index when this was used as a blank (100). Show the results.

【表】 上表から、製造例1〜7の接着性改良剤は、比
較例1〜3に示した従来公知のものに対し、明ら
かに柔軟、強固な接着が得られることがわかる。 実施例 10 製造例1〜7及び比較例1〜3の接着剤溶液を
用い、厚さ1mm硬度60のゴムシート、厚さ0.5mm
のポリエチレンテレフタレートフイルム及び厚さ
0.04mmのポリプロピレンフイルムを各々5×10cm2
に切断し、5×5cm2の部分に、各々固形分20%溶
液を均一に塗布し、貼り合せて、2Kg/cm2の加圧
下、100℃で10分予備乾燥し、更に150℃で10分熱
処理して接着した。それらについて、接着はく離
強度を測定した結果を表―3に示す。
[Table] From the above table, it can be seen that the adhesion improvers of Production Examples 1 to 7 clearly provide softer and stronger adhesion compared to the conventionally known ones shown in Comparative Examples 1 to 3. Example 10 Using the adhesive solutions of Production Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3, a rubber sheet with a thickness of 1 mm and a hardness of 60, and a thickness of 0.5 mm.
polyethylene terephthalate film and thickness
0.04mm polypropylene film 5×10cm2 each
A 20% solids solution was uniformly applied to each 5 x 5 cm 2 part, and the pieces were pasted together, pre-dried at 100°C for 10 minutes under a pressure of 2 kg/cm 2 , and further dried at 150°C for 10 minutes. It was heat treated and bonded. Table 3 shows the results of measuring the adhesive peel strength of these products.

【表】 上表より、本発明の接着性改良剤は、いずれ
も、比較例1〜3に示した公知のものに比し、良
好な接着性を与えることがわかる。 実施例 11 実施例1〜7、及び比較例1〜3を接着剤とし
て5×10cm2に切断した市販ベニア板(厚さ4mm)
の端から5×5cm2の部分に、固形分20%溶液を均
一に塗布し、各々5×15cm2に切断した厚さ0.5mm
の軟質塩化ビニルシートと貼合せ、100℃のオー
ブン中で10分間予備乾燥した。次に、ホツトプレ
スで、150℃、5分間、2Kg/cm2の条件で熱処理
し、得られた複合材料の180℃はく離強度を測定
した。その結果を表―4に示す。
[Table] From the above table, it can be seen that all the adhesion improvers of the present invention provide better adhesion than the known ones shown in Comparative Examples 1 to 3. Example 11 Commercially available veneer board (thickness 4 mm) cut into 5 x 10 cm 2 using Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3 as adhesive
Apply a 20% solids solution evenly to a 5 x 5 cm 2 area from the edge of the piece, and cut each piece into 5 x 15 cm 2 pieces with a thickness of 0.5 mm.
It was laminated with a soft vinyl chloride sheet and pre-dried in an oven at 100°C for 10 minutes. Next, it was heat-treated in a hot press at 150°C for 5 minutes at a pressure of 2 kg/cm 2 , and the 180°C peel strength of the resulting composite material was measured. The results are shown in Table 4.

【表】【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 一般式 (ただし、 A:官能数3〜5の有機ポリイソシアネート残
基、 Y:熱処理により、イソシアネート基を遊離す
るブロツク剤残基、 Z:分子中、少なくとも1個の活性水素原子及
び少なくとも1個のアニオン形成性基を含
有する化合物の残基、 X:2〜4個の活性水素原子を有し、平均分子
量が5000以下である下記(a)〜(g)からなる群
から選ばれる化合物の残基、 (a) 2〜4個の水酸基を有する多価アルコー
ル類、 (b) 2〜4個の第1級及び/又は第2級アミ
ノ基を有する多価アミン類、 (c) 2〜4個の第1級及び/又は第2級アミ
ノ基と水酸基を有するアミノアルコール
類、 (d) 2〜4個の水酸基を有するポリエステル
ポリオール類、 (e) 2〜4個の水酸基を有するポリブタジエ
ンポリオール類及びそれらと他のビニルモ
ノマーとの共重合体、 (f) 2〜4個の水酸基を有するポリクロロプ
レンポリオール類及びそれらと他のビニル
モノマーとの共重合体、 (g) 2〜4個の水酸基を有するポリエーテル
ポリオール類であつて、 (i) 多価アミン、多価フエノール及びアミ
ノアルコール類のC2〜C4のアルキレン
オキサイド重付加物、 (ii) C3以上の多価アルコール類のC2〜C4
のアルキレンオキサイド重付加物、 (iii) C2〜C4のアルキレンオキサイド共重
合物、 (iv) C3〜C4のアルキレンオキサイド重合
物、 n:2〜4の整数、 l+m:2〜4の整数であつて、m≧0.25) で表わされる熱反応型水溶性ウレタン樹脂からな
ることを特徴とする有機高分子材料の接着性改良
剤。
[Claims] 1. General formula (However, A: an organic polyisocyanate residue with a functional number of 3 to 5, Y: a blocking agent residue that releases an isocyanate group by heat treatment, Z: at least one active hydrogen atom and at least one anion in the molecule) Residue of a compound containing a formative group; , (a) polyhydric alcohols having 2 to 4 hydroxyl groups, (b) polyhydric amines having 2 to 4 primary and/or secondary amino groups, (c) 2 to 4 amino alcohols having a primary and/or secondary amino group and a hydroxyl group, (d) polyester polyols having 2 to 4 hydroxyl groups, (e) polybutadiene polyols having 2 to 4 hydroxyl groups, and Copolymers of these and other vinyl monomers, (f) Polychloroprene polyols having 2 to 4 hydroxyl groups and copolymers of these and other vinyl monomers, (g) Copolymers of 2 to 4 hydroxyl groups Polyether polyols having (i) C 2 to C 4 alkylene oxide polyadducts of polyhydric amines, polyhydric phenols and amino alcohols, (ii) C 2 of C 3 or more polyhydric alcohols. ~ C4
(iii) C2 - C4 alkylene oxide copolymer, (iv) C3 - C4 alkylene oxide polymer, n: an integer of 2-4, l+m: 2-4. An adhesion improver for organic polymer materials, characterized by comprising a heat-reactive water-soluble urethane resin represented by an integer m≧0.25).
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