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JPH11171956A - Production of urethane emulsion - Google Patents

Production of urethane emulsion

Info

Publication number
JPH11171956A
JPH11171956A JP33743897A JP33743897A JPH11171956A JP H11171956 A JPH11171956 A JP H11171956A JP 33743897 A JP33743897 A JP 33743897A JP 33743897 A JP33743897 A JP 33743897A JP H11171956 A JPH11171956 A JP H11171956A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
urethane
urethane prepolymer
solvent
water
emulsion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP33743897A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kozo Makino
耕三 牧野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sekisui Chemical Co Ltd filed Critical Sekisui Chemical Co Ltd
Priority to JP33743897A priority Critical patent/JPH11171956A/en
Publication of JPH11171956A publication Critical patent/JPH11171956A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stably obtain a urethane emulsion having excellent physical proper ties and useful for coatings, etc., while controlling the foaming of the emulsion on the removal of a solvent, by dispersing a specific urethane prepolymer in water in the presence of an organic solvent, reacting the dispersed urethane prepolymer with a specific chain extender and subsequently applying a ultrasonic treatment to the reaction product to remove the solvent. SOLUTION: This method for producing a urethane emulsion comprises dispersing a urethane prepolymer having carboxyl groups and/or sulfonic acid groups and isocyanate groups in water in the presence of an organic solvent such as methyl ethyl ketone, reacting the dispersed urethane prepolymer with a chain extender having two or more amino groups, such as ethylenediamine, and subsequently applying a ultrasonic treatment preferably with a frequency of 10-150 kHz to the reaction product to remove the solvent. The urethane prepolymer is obtained, for example, by reacting 2,2-dimethylolbutanoic acid with 3-isocyanato-methyl-3,5,5-trimethylcyclohexylisocyanate and polycaprolactonepolyol.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ウレタンエマルジ
ョンの製造方法に関する。
[0001] The present invention relates to a method for producing a urethane emulsion.

【0002】[0002]

【従来の技術】ウレタンエマルジョンは、塗料、接着
剤、粘着剤、コーティング剤等として広く使用されてい
る。ウレタンエマルジョンの公知の製造方法として、例
えば、プレポリマーミキシング法がある。この製造方法
は、有機溶剤の存在下で、イソシアネート基を有するウ
レタンプレポリマーを合成し、水中に分散させた後、ア
ミノ基を2個以上有する鎖延長剤を投入して鎖延長反応
を行い、次いで、脱溶剤を行ってウレタンエマルジョン
を得る方法である。
2. Description of the Related Art Urethane emulsions are widely used as paints, adhesives, adhesives, coatings and the like. As a known method for producing a urethane emulsion, for example, there is a prepolymer mixing method. In this production method, in the presence of an organic solvent, a urethane prepolymer having an isocyanate group is synthesized, dispersed in water, and then a chain extender having two or more amino groups is added to perform a chain extension reaction. Next, a solvent is removed to obtain a urethane emulsion.

【0003】上記製造方法において、有機溶剤の存在下
で、ウレタンプレポリマーを合成し、水中に分散させる
のは、安定してウレタンプレポリマーを得るためと、ウ
レタンプレポリマーを低粘度で安定的に水中に分散させ
るためである。最後に、加温、加圧下で有機溶剤を蒸留
して除去し、有機溶剤を含まないウレタンエマルジョン
を得る。
[0003] In the above-mentioned production method, the urethane prepolymer is synthesized in the presence of an organic solvent and dispersed in water, in order to obtain a stable urethane prepolymer and to stabilize the urethane prepolymer at a low viscosity. This is for dispersing in water. Finally, the organic solvent is removed by distillation under heating and pressure to obtain a urethane emulsion containing no organic solvent.

【0004】しかしながら、上記製造方法では、加温、
加圧下で有機溶剤を蒸留して除去する際に、激しい発泡
を生じ、安定にウレタンエマルジョンを得ることが困難
であった。従って、従来より、このような発泡をなくす
るために、消泡剤等の発泡を抑制する物質を投入して製
造を行っているの実状である。しかしながら、消泡剤を
使用することによって、ウレタンエマルジョン皮膜の光
沢が低下したり、接着性や耐水性等の物性が低下すると
いう問題点があった。
However, in the above manufacturing method, heating,
When the organic solvent was distilled off under pressure, vigorous foaming occurred, and it was difficult to obtain a urethane emulsion stably. Therefore, in the prior art, in order to eliminate such foaming, the fact is that a substance which suppresses foaming, such as an antifoaming agent, is added to carry out production. However, the use of an antifoaming agent has a problem in that the gloss of the urethane emulsion film is reduced and physical properties such as adhesion and water resistance are reduced.

【0005】このような問題点を解決するために、例え
ば、特開平4−161440号公報には、脱溶剤を薄膜
蒸発装置で行うことによって、発泡を抑制して、消泡剤
の添加量を低減する方法が開示されている。しかしなが
ら、この方法は、複雑な装置を導入する必要があり、従
来の装置を大幅に変更する必要があった。
In order to solve such a problem, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-161440 discloses that a solvent is removed by a thin film evaporator to suppress foaming and reduce the amount of an antifoaming agent added. A method for reducing is disclosed. However, this method required the introduction of a complicated device, and required a significant change from the conventional device.

【0006】しかしながら、上記製造方法において、ウ
レタンプレポリマーの原料であるポリオール化合物とし
て水溶性のポリオールを用いると、鎖延長反応時に凝集
や粘度上昇を生じ、安定的にウレタンエマルジョンを得
ることができないという問題点があった。
However, in the above production method, if a water-soluble polyol is used as the polyol compound as a raw material of the urethane prepolymer, aggregation or an increase in viscosity occurs during a chain extension reaction, and a stable urethane emulsion cannot be obtained. There was a problem.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、脱溶
剤時の発泡を抑制し、安定的にウレタンエマルジョンを
得ることができるウレタンエマルジョンの製造方法及
び、接着性や耐水性等の物性に優れたウレタンエマルジ
ョンを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for producing a urethane emulsion capable of suppressing foaming during solvent removal and stably obtaining a urethane emulsion, and improving physical properties such as adhesion and water resistance. It is to provide an excellent urethane emulsion.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明のウレタンエマル
ジョンの製造方法は、有機溶剤の存在下、カルボキシル
基及び/又スルホン酸基ならびにイソシアネート基を有
するウレタンプレポリマーを水中に分散させた後、鎖延
長剤としてアミノ基を2個以上有する化合物を添加して
鎖延長反応を行い、次いで、脱溶剤を行うウレタンエマ
ルジョンの製造方法において、脱溶剤工程でウレタンエ
マルジョンに超音波処理を施すことを特徴とする。
According to the method for producing a urethane emulsion of the present invention, a urethane prepolymer having a carboxyl group and / or a sulfonic acid group and an isocyanate group is dispersed in water in the presence of an organic solvent, and then the chain is dispersed. A chain extension reaction is performed by adding a compound having two or more amino groups as an extender, and then, in a method for producing a urethane emulsion in which a solvent is removed, ultrasonic treatment is performed on the urethane emulsion in a solvent removal step. I do.

【0009】以下、本発明について説明する。本発明で
用いられるウレタンプレポリマーは、例えば、カルボキ
シル基及び/又スルホン酸基を有し、イソシアネート基
と反応可能な活性水素を含む官能基を2個以上有する化
合物(A)と、ポリイソシアネート化合物(B)と、イ
ソシアネート基と反応可能な活性水素を2個以上有する
化合物(C)とを反応させることにより得られる。
Hereinafter, the present invention will be described. The urethane prepolymer used in the present invention includes, for example, a compound (A) having a carboxyl group and / or a sulfonic acid group and having two or more functional groups containing active hydrogen capable of reacting with an isocyanate group, and a polyisocyanate compound. It is obtained by reacting (B) with a compound (C) having two or more active hydrogens capable of reacting with an isocyanate group.

【0010】上記化合物(A)としては、分子内に、カ
ルボキシル基及び/又スルホン酸基を有する、ポリヒド
ロキシ化合物が好適に用いられ、例えば、2,2−ジメ
チロール乳酸、2,2−ジメチロールプロピオン酸、
2,2−ジメチロールブタン酸、2,2−ジメチロール
酪酸、2,2−ジメチロール吉草酸、3,4−ジアミノ
ブタンスルホン酸、3,6−ジアミノ−2−トルエンス
ルホン酸等が挙げられる。
As the compound (A), a polyhydroxy compound having a carboxyl group and / or a sulfonic acid group in the molecule is preferably used. For example, 2,2-dimethylol lactic acid, 2,2-dimethylol Propionic acid,
Examples thereof include 2,2-dimethylolbutanoic acid, 2,2-dimethylolbutyric acid, 2,2-dimethylolvaleric acid, 3,4-diaminobutanesulfonic acid, and 3,6-diamino-2-toluenesulfonic acid.

【0011】上記化合物(A)によって、ウレタンプレ
ポリマー中に導入されるカルボキシル基及び/又スルホ
ン酸基の量は、ウレタンプレポリマー固形分100g当
たり、5mmol以上であることが好ましい。5mmo
l未満では、ウレタンプレポリマーを水中に分散させる
のが困難になるばかりでなく、最終的に得られるウレタ
ンエマルジョンの接着性等の物性が低下する。
[0011] The amount of the carboxyl group and / or sulfonic acid group introduced into the urethane prepolymer by the compound (A) is preferably 5 mmol or more per 100 g of the urethane prepolymer solids. 5mmo
When the ratio is less than 1, not only is it difficult to disperse the urethane prepolymer in water, but also the physical properties such as adhesiveness of the finally obtained urethane emulsion are reduced.

【0012】上記化合物(B)としては、特に制限はな
く、通常のウレタン樹脂に用いられる有機ポリイソシア
ネートが好適である。有機ポリイソシアネートとして
は、例えば、1,4−テトラメチレンジイソシアネー
ト、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、2,
2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、
3−イソシアネートメチル−3,5,5−トリメチルシ
クロヘキシルイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン
−4,4'-ジイソシアネート、メチルシクロヘキシル−
2,4−ジイソシアネート、メチルシクロヘキシル2,
6−ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、
1,3−ビス(イソシアネート)メチルシクロヘキサ
ン、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、トラン
スシクロヘキサン−1,4−ジイソシアネート、リジン
ジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート類;2,
4−トルイレンジイソシアネート、2,6−トルイレン
ジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4'-ジイソ
シアネート、1,5'-ナフテンジイソシアネート、トリ
ジンジイソシアネート、ジフェニルメチルメタンジイソ
シアネート、テトラアルキルジフェニルメタンジイソシ
アネート、4,4'-ジベンジルジイソシアネート、1,
3−フェニレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシア
ネート類;リジンエステルトリイソシアネート、トリフ
ェニルメタントリイソシアネート、1,6,1,1−ウ
ンデカントリイソシアネート、1,8−イソシアネート
−4,4−イソシアネートメチルオクタン、1,3,6
−ヘキサメチレントリイソシアネート、ビシクロヘプタ
ントリイソシアネート等のトリイソシアネート類などが
挙げられ、これらは単独で用いられてもよく、二種以上
が併用されてもよい。
The compound (B) is not particularly limited, and is preferably an organic polyisocyanate used for a usual urethane resin. Examples of the organic polyisocyanate include 1,4-tetramethylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate,
2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate,
3-isocyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexyl isocyanate, dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate, methylcyclohexyl-
2,4-diisocyanate, methylcyclohexyl 2,
6-diisocyanate, xylylene diisocyanate,
Aliphatic diisocyanates such as 1,3-bis (isocyanate) methylcyclohexane, tetramethylxylylene diisocyanate, transcyclohexane-1,4-diisocyanate and lysine diisocyanate;
4-toluylene diisocyanate, 2,6-toluylene diisocyanate, diphenylmethane-4,4'-diisocyanate, 1,5'-naphthene diisocyanate, tolidine diisocyanate, diphenylmethylmethane diisocyanate, tetraalkyldiphenylmethane diisocyanate, 4,4'-diisocyanate Benzyl diisocyanate, 1,
Aromatic diisocyanates such as 3-phenylene diisocyanate; lysine ester triisocyanate, triphenylmethane triisocyanate, 1,6,1,1-undecane triisocyanate, 1,8-isocyanate-4,4-isocyanatomethyloctane, 3,6
Triisocyanates such as hexamethylene triisocyanate and bicycloheptane triisocyanate; and the like, and these may be used alone or in combination of two or more.

【0013】上記化合物(C)は、得られるウレタンエ
マルジョンの使用目的や用途に合わせて選択することに
より、得られるポリマーの硬さ、接着性等の物性を任意
に設計することができる。このような化合物(C)とし
ては、例えば、ポリオール、ポリアミン類が好適に用い
られるが、反応の制御し易さからはポリオール類がより
好ましい。
The above compound (C) can be arbitrarily designed in terms of physical properties such as hardness and adhesiveness of the obtained polymer by selecting the compound according to the purpose and use of the obtained urethane emulsion. As such a compound (C), for example, polyols and polyamines are suitably used, but polyols are more preferable from the viewpoint of easy control of the reaction.

【0014】上記ポリオール類としては、例えば、エチ
レングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタ
ンジオール、1,6−ヘキサンジオール、トリメチロー
ルプロパン、ペンタエリスリトール、グリセリン、ポリ
エチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポ
リエーテルポリオールが用いられる。
Examples of the above polyols include polyether polyols such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, trimethylolpropane, pentaerythritol, glycerin, polyethylene glycol and polypropylene glycol. Is used.

【0015】また、上記ポリオール類としては、アジピ
ン酸、セバシン酸、イタコン酸、無水マレイン酸、フタ
ル酸、イソフタル酸等のジカルボン酸類と、エチレング
リコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコ
ール、トリプロピレングリコール、1,4−ブタンジオ
ール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコ
ール等のグリコール類と反応させて得られるポリエステ
ルポリオール類;ポリカプロラクトンポリオール、テト
ラメチレンエーテルグリコール、ポリブタジエンポリオ
ール、ポリカーボネートポリオール、ポリチオエーテル
ポリオールなどがが用いられる。上記ポリオール類は、
単独で用いられてもよく、二種以上が併用されてもよ
い。
The polyols include dicarboxylic acids such as adipic acid, sebacic acid, itaconic acid, maleic anhydride, phthalic acid and isophthalic acid, and ethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, tripropylene glycol, and the like. Polyester polyols obtained by reacting with glycols such as 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol and neopentyl glycol; polycaprolactone polyol, tetramethylene ether glycol, polybutadiene polyol, polycarbonate polyol, polythioether polyol, etc. Is used. The above polyols,
They may be used alone or in combination of two or more.

【0016】上記化合物(C)の分子量は、特に限定さ
れないが、500〜30,000が好ましく、より好ま
しくは800〜10,000である。分子量が、500
未満では得られるウレタンエマルジョンの乾燥皮膜が硬
くなりすぎ、30,000を超えると水分散前のウレタ
ンプレポリマーの粘度が高くなりすぎ、水分散時の分散
操作が困難になる。
The molecular weight of the compound (C) is not particularly limited, but is preferably from 500 to 30,000, more preferably from 800 to 10,000. Molecular weight is 500
If the amount is less than 30, the dried film of the obtained urethane emulsion becomes too hard, and if it exceeds 30,000, the viscosity of the urethane prepolymer before water dispersion becomes too high, and the dispersion operation at the time of water dispersion becomes difficult.

【0017】上記化合物(A)、(B)及び(C)を重
合させて、上記ウレタンプレポリマーを得る方法として
は、特に限定されず、例えば、バルク重合、溶液重合を
採用することができるが、反応の制御が容易な点から溶
液重合が好ましい。
The method for obtaining the urethane prepolymer by polymerizing the compounds (A), (B) and (C) is not particularly limited, and examples thereof include bulk polymerization and solution polymerization. Solution polymerization is preferred because the reaction can be easily controlled.

【0018】上記溶液重合に用いられる溶剤としては、
イソシアネート基に対して不活性で、脱溶剤時に効率的
に系外に取除くことができ、かつ、沸点が100℃以下
の親水性溶剤が好ましい。このような溶剤としては、例
えば、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフ
ラン、酢酸エチル等が挙げられる。
The solvent used in the above solution polymerization includes:
A hydrophilic solvent which is inert to isocyanate groups, can be efficiently removed from the system at the time of solvent removal, and has a boiling point of 100 ° C. or lower is preferable. Examples of such a solvent include acetone, methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran, ethyl acetate and the like.

【0019】上記重合反応の温度は、50〜150℃が
好ましく、より好ましくは、60〜90℃である。50
℃未満では、重合反応速度が低下し、150℃を超える
と重合反応中にゲル化を起こし易くなる。尚、重合反応
を促進するために、錫系、アミン系等の触媒が用いられ
てもよい。
The temperature of the above polymerization reaction is preferably from 50 to 150 ° C, more preferably from 60 to 90 ° C. 50
When the temperature is lower than 0 ° C, the polymerization reaction rate is reduced, and when the temperature is higher than 150 ° C, gelation easily occurs during the polymerization reaction. In order to promote the polymerization reaction, a tin-based or amine-based catalyst may be used.

【0020】上記重合方法で得られるウレタンプレポリ
マーは、残存イソシアネート基を有するものであり、下
記式で表される当量比が1.1〜2であることが好まし
い。 当量比=化合物(B)中のイソシアネート当量/化合物
(A)及び(C)中の活性水素当量
The urethane prepolymer obtained by the above polymerization method has a residual isocyanate group, and preferably has an equivalent ratio represented by the following formula of 1.1 to 2. Equivalent ratio = isocyanate equivalent in compound (B) / active hydrogen equivalent in compounds (A) and (C)

【0021】上記当量比が、1.1未満であると、得ら
れるウレタンプレポリマーの分子量が高くなるので水へ
の分散性が低下し、2を超えると、得られるウレタンプ
レポリマーが低分子量化する。
When the equivalent ratio is less than 1.1, the resulting urethane prepolymer has a high molecular weight, so that the dispersibility in water is reduced. When the equivalent ratio is more than 2, the obtained urethane prepolymer has a low molecular weight. I do.

【0022】上記ウレタンプレポリマーは、JIS K
1603に準拠して測定される、残存イソシアネート基
の含有率が2〜15重量%であることが好ましく、より
好ましくは2〜10重量%である。含有率が2重量%未
満では、ウレタンプレポリマーの粘度が高くなり、水へ
の分散性が低下してウレタンエマルジョンを得るのが困
難となる。また、含有率が15重量%を超えると、残存
イソシアネート基による鎖延長反応が激しくなり、凝集
固化を起こし易くなる。
The urethane prepolymer is JIS K
The content of residual isocyanate groups, measured according to 1603, is preferably 2 to 15% by weight, more preferably 2 to 10% by weight. If the content is less than 2% by weight, the viscosity of the urethane prepolymer increases, and the dispersibility in water decreases, making it difficult to obtain a urethane emulsion. On the other hand, if the content exceeds 15% by weight, the chain extension reaction due to the remaining isocyanate groups becomes violent, and aggregation and solidification are liable to occur.

【0023】尚、ウレタンプレポリマーの合成時に、反
応を促進するために、錫系、アミン系等の触媒を併用し
てもよい。但し、後述の鎖延長反応の触媒として作用す
る物質については、その使用量を最小限に止めることが
好ましい。
In the synthesis of the urethane prepolymer, a tin-based or amine-based catalyst may be used in combination to promote the reaction. However, it is preferable to minimize the amount of a substance that acts as a catalyst for a chain extension reaction described below.

【0024】本発明では、上記ウレタンプレポリマーに
改質剤を加えてから水中に分散させることにより、得ら
れるウレタンエマルジョンの粒子内に改質剤を含有さ
せ、エマルジョンの性質を向上させることができる。こ
の場合、改質剤を含めた被分散物全体の固形分当たりで
算出される残存イソシアネート基を基準として処理する
ことが好ましい。
In the present invention, by adding a modifying agent to the urethane prepolymer and dispersing it in water, the modifying agent is contained in the particles of the obtained urethane emulsion, and the properties of the emulsion can be improved. . In this case, it is preferable to perform the treatment based on the residual isocyanate groups calculated per solid content of the entire dispersion including the modifier.

【0025】上記改質剤としては、例えば、ガムロジ
ン、トール油ロジン、ウッドロジン、重合ロジン、水添
ロジン、不均化ロジンエステル、ロジン変成フェノール
等のロジン系樹脂;テルペン樹脂、フェノール樹脂、テ
ルペンフェノール樹脂、キシレン樹脂、ケトン樹脂、脂
肪族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂、脂環族系石油樹
脂、クマロン樹脂、スチレン樹脂等の粘着付与樹脂;ス
チレン樹脂、(メタ)アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、
エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、塩化ビニル樹脂、ウレ
タン樹脂、アクリロニトリル樹脂等の熱可塑性樹脂;N
BR、クロロプレン、アクリルゴム、ウレタンゴム等の
ゴム類;パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワ
ックス、低分子量ポリエチレンワックス、酸化ポリエチ
レンワックス等のワックス類;ヒンダードフェノール
系、ヒンダードアミン系、ベンゾトリアゾール系、燐系
等の酸化防止剤や紫外線吸収剤;ジオクチルフタレー
ト、ジヘキシルフタレート、ジシクロヘキシルフタレー
ト等にフタル酸系可塑剤;トリオクチルフォスフェー
ト、トリフェニルフォスフェート等の燐系可塑剤;ベン
ゾフェート系可塑剤;無機充填剤;染料;顔料などが挙
げられる。
Examples of the above modifier include rosin resins such as gum rosin, tall oil rosin, wood rosin, polymerized rosin, hydrogenated rosin, disproportionated rosin ester, rosin modified phenol; terpene resin, phenol resin, terpene phenol Resin, xylene resin, ketone resin, aliphatic petroleum resin, aromatic petroleum resin, alicyclic petroleum resin, coumarone resin, tackifier resin such as styrene resin; styrene resin, (meth) acrylic resin, vinyl acetate resin ,
Thermoplastic resin such as epoxy resin, phenoxy resin, vinyl chloride resin, urethane resin, acrylonitrile resin; N
Rubbers such as BR, chloroprene, acrylic rubber and urethane rubber; waxes such as paraffin wax, microcrystalline wax, low molecular weight polyethylene wax and polyethylene oxide wax; hindered phenol-based, hindered amine-based, benzotriazole-based, phosphorus-based, etc. Antioxidants and ultraviolet absorbers; dioctyl phthalate, dihexyl phthalate, dicyclohexyl phthalate, and the like; phthalic acid-based plasticizers; phosphorus-based plasticizers such as trioctyl phosphate and triphenyl phosphate; benzoate-based plasticizers; inorganic fillers; Dyes; pigments and the like.

【0026】本発明において、上記ウレタンプレポリマ
ーが水中に分散された時点において、ウレタンプレポリ
マー100g当たりに含有されるカルボキシル基及び/
又はスルホン酸基のうち、5〜30mmolが中和され
ることが好ましく、より好ましくは7〜20mmolで
ある。中和量が、5mmol未満では、上記ウレタンプ
レポリマーの分散性が低すぎて粗大な粒子となり、30
mmolを超えると、微小な粒子となりすぎて高粘度と
なり、固形運濃度の高いウレタンエマルジョンを得るこ
とができなくなる。また、上記ウレタンプレポリマーが
水中に完全に分散し、適切な粒径の粒子となった後は、
得られるウレタンエマルジョンの安定性を向上させるた
めに、さらに中和してもよい。
In the present invention, when the urethane prepolymer is dispersed in water, the carboxyl groups and / or carboxyl groups contained in 100 g of the urethane prepolymer are contained.
Alternatively, of the sulfonic acid groups, 5 to 30 mmol is preferably neutralized, more preferably 7 to 20 mmol. When the neutralization amount is less than 5 mmol, the dispersibility of the urethane prepolymer is too low to form coarse particles,
If the amount exceeds mmol, the particles become too fine and the viscosity becomes high, so that a urethane emulsion having a high solid transport concentration cannot be obtained. Also, after the urethane prepolymer is completely dispersed in water and becomes particles having an appropriate particle size,
In order to improve the stability of the obtained urethane emulsion, it may be further neutralized.

【0027】上記中和の方法としては、特に限定され
ず、例えば、上記ウレタンプレポリマーに中和剤を添加
することにより行うことができる。上記中和剤を添加す
ることによって、ウレタンプレポリマー中のカルボキシ
ル基及び/又はスルホン酸基、ならびに、必要によって
添加される上記改質剤中の親水性基が中和され、水中で
のイオン化を容易にし、水中での分散状態を安定化す
る。上記中和は、ウレタンプレポリマー中に含有される
カルボキシル基及び/又はスルホン酸基等の親水性基の
全てに対して行ってもよく、1部に対して行ってもよ
い。また、中和剤の添加は、水中へ分散する前に、ウレ
タンプレポリマーへ直接添加してもよく、水中へ添加し
てもよい。上記中和剤としては、特に限定されず、例え
ば、アンモニア、トリメチルアミン、トリエチルアミン
等が挙げられる。
The neutralization method is not particularly limited. For example, the neutralization can be performed by adding a neutralizing agent to the urethane prepolymer. By adding the neutralizing agent, the carboxyl group and / or sulfonic acid group in the urethane prepolymer and the hydrophilic group in the modifying agent added as necessary are neutralized, and ionization in water is prevented. Facilitates and stabilizes the state of dispersion in water. The neutralization may be performed on all of the hydrophilic groups such as carboxyl groups and / or sulfonic acid groups contained in the urethane prepolymer, or may be performed on one part. The neutralizing agent may be added directly to the urethane prepolymer before being dispersed in water, or may be added to water. The neutralizing agent is not particularly limited, and includes, for example, ammonia, trimethylamine, triethylamine and the like.

【0028】上記ウレタンプレポリマーからなる被分散
物全体の粘度は、高くなると水への分散性が悪くなるた
め、10,000cP以下が好ましく、より好ましくは
5,000cP以下、さらに好ましくは2,000cP
以下である。尚、粘度は、B型粘度計を使用して23
℃、60rpmの条件下で測定された値である。
The viscosity of the entire dispersion of the urethane prepolymer is preferably 10,000 cP or less, more preferably 5,000 cP or less, and further preferably 2,000 cP, since the higher the viscosity, the worse the dispersibility in water.
It is as follows. The viscosity was measured using a B-type viscometer.
It is a value measured under the conditions of ° C. and 60 rpm.

【0029】上記ウレタンプレポリマーからなる被分散
物の粘度を低減させる目的で、加温又は加熱してもよ
い。但し、後述の鎖延長反応の反応速度も上昇するの
で、最小限度に止めることが好ましい。この場合、ウレ
タンプレポリマーを分散させる水もウレタンプレポリマ
ーに近い温度に設定しておき、急激な温度変化を避ける
ころが好ましい。
For the purpose of reducing the viscosity of the dispersion comprising the urethane prepolymer, heating or heating may be performed. However, since the reaction rate of the chain extension reaction described later also increases, it is preferable to minimize the reaction rate. In this case, it is preferable that the water in which the urethane prepolymer is dispersed is also set to a temperature close to that of the urethane prepolymer, so that a rapid temperature change is avoided.

【0030】本発明において、ウレタンプレポリマーの
水への良好な分散性を得る目的で、有機溶剤を使用して
もよい。この際、溶剤使用量が多くなると脱溶剤工程で
多量のエネルギーが必要となるため経済性に劣り、しか
も得られるウレタンエマルジョンの粒子径は、小さくな
りすぎ粘度が上昇する。また、溶剤使用量が少なくる
と、水中に溶解する有機溶剤量が不足して、小粒子径の
ウレタンエマルジョンを得ることが困難になる。
In the present invention, an organic solvent may be used in order to obtain good dispersibility of the urethane prepolymer in water. At this time, if the amount of the solvent used is large, a large amount of energy is required in the solvent removal step, so that the economic efficiency is poor, and the particle size of the obtained urethane emulsion becomes too small and the viscosity increases. On the other hand, when the amount of the solvent used is small, the amount of the organic solvent dissolved in water becomes insufficient, and it becomes difficult to obtain a urethane emulsion having a small particle diameter.

【0031】上記有機溶剤としては、イソシアネート基
に対して不活性で、かつ、沸点が100℃であり、脱溶
剤時に効率的に系外に取り除くことができるものが好ま
しく、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、テトラ
ヒドロフラン、酢酸エチル等の上記溶液重合の際に用い
られる有機溶剤が挙げられる。上記有機溶剤は、被分散
物中に混合して用いられてもよく、被分散物を水中に分
散させる前から水中に溶解させておいてもよい。また、
上記有機溶剤は、被分散物の粘度調節のために用いられ
てもよい。
The organic solvent is preferably one which is inert to isocyanate groups, has a boiling point of 100 ° C., and can be efficiently removed from the system at the time of desolvation. For example, acetone, methyl ethyl ketone, Organic solvents used in the above solution polymerization, such as tetrahydrofuran and ethyl acetate, are exemplified. The above-mentioned organic solvent may be used by being mixed in the substance to be dispersed, or may be dissolved in water before dispersing the substance in water. Also,
The organic solvent may be used for adjusting the viscosity of the dispersion.

【0032】上記有機溶剤としては、ウレタンプレポリ
マーの分散性向上や、ウレタンエマルジョンの物性向上
のため、沸点が100℃以上のメチルイソブチルケトン
等の親水性有機溶剤が用いられてもよい。また、トルエ
ン、ヘキサン等の疎水性有機溶剤が用いられてもよい
が、その除去が困難なためその使用量を最小限に止める
ことが好ましい。
As the organic solvent, a hydrophilic organic solvent having a boiling point of 100 ° C. or higher such as methyl isobutyl ketone may be used to improve the dispersibility of the urethane prepolymer and the physical properties of the urethane emulsion. Further, a hydrophobic organic solvent such as toluene or hexane may be used, but it is difficult to remove the solvent, so that it is preferable to minimize the amount of use.

【0033】上記ウレタンプレポリマーが水中に分散さ
れた時点で、上記有機溶剤の使用量は分散させる水量の
100重量%以下が好ましく、より好ましくは40〜9
0重量%である。水量が100重量%を超えると、脱溶
剤工程において、多量のエネルギーを必要とし経済性に
劣るからである。
When the urethane prepolymer is dispersed in water, the amount of the organic solvent used is preferably 100% by weight or less of the amount of water to be dispersed, more preferably 40 to 9%.
0% by weight. If the amount of water exceeds 100% by weight, a large amount of energy is required in the desolvation step, resulting in poor economy.

【0034】本発明において、乾燥性の良好なウレタン
エマルジョンを得るために、上記ウレタンプレポリマー
が分散された時点において、上記被分散物の固形分量
は、上記分散させる水の量の40〜185重量%が好ま
しく、より好ましくは65〜170重量%である。水の
量の40重量%未満では、分散後鎖延長反応及び脱溶剤
によって得られるウレタンエマルジョンの固形分量が低
くなるため、後述の脱水濃縮操作が必要となって経済性
に劣り、水の量の185重量%を超えると、脱溶剤時に
凝集物が大量に発生し、製造が困難になる。
In the present invention, in order to obtain a urethane emulsion having good drying properties, at the time when the urethane prepolymer is dispersed, the solid content of the material to be dispersed is 40 to 185% by weight of the amount of water to be dispersed. %, More preferably 65 to 170% by weight. If the amount of water is less than 40% by weight, the solid content of the urethane emulsion obtained by the chain extension reaction and solvent removal after dispersion becomes low. If it exceeds 185% by weight, a large amount of aggregates will be generated at the time of desolvation, making production difficult.

【0035】上記ウレタンプレポリマーを水中へ分散さ
せる方法としては、特に限定されず、従来公知の方法に
よって行うことができる。具体的には、例えば、ホモミ
キサー、ディスパー等の高速分散機によって機械的な剪
断力を作用させた状態で、ウレタンプレポリマーを含む
有機相に水を添加しながら分散させる方法、水相中にウ
レタンプレポリマーを含む有機相を添加する方法等を採
用することができる。
The method for dispersing the urethane prepolymer in water is not particularly limited, and can be performed by a conventionally known method. Specifically, for example, a method of dispersing while adding water to an organic phase containing a urethane prepolymer in a state where a mechanical shearing force is applied by a high-speed disperser such as a homomixer or a disperser, A method of adding an organic phase containing a urethane prepolymer can be employed.

【0036】上記ウレタンプレポリマーを水中へ分散さ
せる際には、バッチ式で行ってもよく、ロータ・ステー
タ式、ラインミル式、振動式、超音波式、高圧式等の連
続分散方式で行ってもよい。バッチ式又は連続式を採用
する中で、2種以上の設備を接続して行ってもよい。ま
た、分散装置としては、被分散物を水中に分散する分散
部を、ただ1つ有するものでもよく、2つ以上有するも
のでもよい。
When the urethane prepolymer is dispersed in water, the urethane prepolymer may be dispersed in a batch system or a continuous dispersion system such as a rotor-stator system, a line mill system, a vibration system, an ultrasonic system, and a high pressure system. Good. While adopting a batch type or a continuous type, two or more types of equipment may be connected. The dispersing device may have only one dispersing unit for dispersing the material to be dispersed in water, or may have two or more dispersing units.

【0037】上記ウレタンプレポリマーを水中へ分散す
る際の温度は、イソシアネート基と分散水との鎖延長反
応を必要以上に進行させない点から、0〜40℃が好ま
しい。温度は低い方がより安定であるが、0℃以下では
ウレタンエマルジョンが凍結する恐れがある。また、エ
ネルギー効率からは、安定性に問題がなければ、常温が
より好ましい。
The temperature at which the urethane prepolymer is dispersed in water is preferably 0 to 40 ° C. from the viewpoint that the chain extension reaction between the isocyanate groups and the dispersion water does not proceed more than necessary. The lower the temperature, the more stable, but below 0 ° C., the urethane emulsion may freeze. From the viewpoint of energy efficiency, normal temperature is more preferable if there is no problem in stability.

【0038】本発明では、上記ウレタンプレポリマーが
残存イソシアネート基を有するので、より一層高分子量
化するために、ウレタンプレポリマーを水中に分散させ
た後、鎖延長剤と反応させる。上記鎖延長剤としては、
ウレタンプレポリマー中の残存イソシアネート基と反応
可能なアミノ基を2個以上有する化合物(D)が用いら
れる。
In the present invention, since the urethane prepolymer has a residual isocyanate group, in order to further increase the molecular weight, the urethane prepolymer is dispersed in water and then reacted with a chain extender. As the above chain extender,
The compound (D) having two or more amino groups capable of reacting with the remaining isocyanate group in the urethane prepolymer is used.

【0039】上記化合物(D)としては、例えば、エチ
レンジアミン、1,2−プロパンジアミン、1,6−ヘ
キサメチレンジアミン等の脂肪族ポリアミン化合物;ヒ
ドラジン、ジエチレントリアミン、1,3−ビス(アミ
ノメチル)シクロヘキサン、1,4−シクロヘキサンジ
アミン、3−アミノメチル−3,5,5−トリメチルシ
クロヘキシルアミン、ピペラジン、2−メチルピペラジ
ン、2,5−ジメチルピペラジン、シス−2,6−ジメ
チルピペラジン、N,N'-ビス(3−アミノプロピル)
ピペラジン、イソホロンジアミン、4,4'-シクロヘキ
シルメタンジアミン、トリエチレンテトラミン、1−
(2−アミノエチル)ピペラジン等の脂環式ポリアミン
化合物;4,4'-ジアミノジフェニルメタン、3,3'-
ジメチル−4,4'-ジアミノジフェニルメタン、m−キ
シリレンジアミン、o−フェニレンジアミン、p−フェ
ニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、1,5−ナ
フチレンジアミン、トルエン−2,4−ジアミン、トル
エン−2,6−ジアミン、o−トリジン等のアミン化合
物;エチレングリコール、プロピレングリコール、1,
4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ポリ
エチレングリコール等のポリアルキレングリコールなど
が挙げられる。これらは、単独で用いられてもよく、2
種以上が併用されてもよい。
Examples of the compound (D) include aliphatic polyamine compounds such as ethylenediamine, 1,2-propanediamine and 1,6-hexamethylenediamine; hydrazine, diethylenetriamine, 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane , 1,4-cyclohexanediamine, 3-aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexylamine, piperazine, 2-methylpiperazine, 2,5-dimethylpiperazine, cis-2,6-dimethylpiperazine, N, N ' -Bis (3-aminopropyl)
Piperazine, isophoronediamine, 4,4'-cyclohexylmethanediamine, triethylenetetramine, 1-
Alicyclic polyamine compounds such as (2-aminoethyl) piperazine; 4,4′-diaminodiphenylmethane, 3,3′-
Dimethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, m-xylylenediamine, o-phenylenediamine, p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 1,5-naphthylenediamine, toluene-2,4-diamine, toluene-2 Compounds such as 1,6-diamine and o-tolidine; ethylene glycol, propylene glycol, 1,
Examples thereof include polyalkylene glycols such as 4-butanediol, 1,6-hexanediol, and polyethylene glycol. These may be used alone,
More than one species may be used in combination.

【0040】但し、上記化合物(D)として、エチレン
グリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジ
オール、1,6−ヘキサンジオール、ポリエチレングリ
コール等のポリアルキレングリコールを使用する場合
は、高分子量のウレタンエマルジョンを得るために、そ
の使用量を最小限に止めることが好ましい。
However, when a polyalkylene glycol such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol or polyethylene glycol is used as the compound (D), a high molecular weight urethane emulsion is used. It is preferred to minimize its use in order to obtain

【0041】上記鎖延長剤を添加する場合は、水や有機
溶剤等によって希釈して添加することが好ましい。但
し、脱溶剤時に除去することが困難な疎水性溶剤や、1
00℃以上の沸点を有する有機溶剤を希釈剤として使用
する場合は、最小限に止めることが好ましい。鎖延長剤
を有機溶剤を希釈する場合、溶液中における鎖延長剤の
割合は、30〜80重量%が好ましい。
When the above-mentioned chain extender is added, it is preferable to add it after diluting it with water or an organic solvent. However, hydrophobic solvents that are difficult to remove during solvent removal, 1
When an organic solvent having a boiling point of 00 ° C. or more is used as a diluent, it is preferable to minimize it. When the organic solvent is diluted with the chain extender, the ratio of the chain extender in the solution is preferably 30 to 80% by weight.

【0042】得られたウレタンエマルジョンは、加温、
減圧により有機溶剤を蒸留し、除去する。また、加温や
減圧により水を蒸留除去してもよい。
The obtained urethane emulsion is heated,
The organic solvent is distilled off under reduced pressure and removed. Further, water may be removed by distillation by heating or reducing pressure.

【0043】上記化合物(D)を加温する場合の温度
は、45〜75℃が好ましく、より好ましくは45〜6
0℃である。温度が、45℃未満では有機溶剤の除去に
時間がかかり、75℃を超えると皮ばりや粒子凝集が起
こる。また、減圧度は50mmHg以下が好ましいが、
発泡によって急激に液面が上昇する場合は、50mmH
g以上であってもよい。
The temperature for heating the above compound (D) is preferably 45 to 75 ° C., more preferably 45 to 75 ° C.
0 ° C. When the temperature is lower than 45 ° C., it takes time to remove the organic solvent, and when the temperature is higher than 75 ° C., skinning and particle aggregation occur. Further, the degree of pressure reduction is preferably 50 mmHg or less,
If the liquid level rises rapidly due to foaming,
g or more.

【0044】発生した泡を破壊しないで放置すると液面
が急激に上昇するため、減圧度を急激に下げざるをえ
ず、迅速に脱溶剤を行うことが困難になるだけでなく、
反応槽内壁の汚れが著しくなる。また、ウレタンエマル
ジョンが凝集する等の問題点がある。
If the generated foam is left without destroying it, the liquid level rises sharply, so that the degree of decompression must be reduced rapidly, and it is not only difficult to quickly remove the solvent, but also
Stain on the inner wall of the reaction tank becomes remarkable. Further, there is a problem that the urethane emulsion is aggregated.

【0045】上記脱溶剤工程において、得られたウレタ
ンエマルジョンの発泡を抑制するために超音波処理を施
す。具体的な処理方法としては、特に限定されないが、
例えば、脱溶剤槽に超音波振動を加える方法が挙げられ
る。超音波処理は、加温、減圧してウレタンエマルジョ
ンから脱溶剤するための全工程で行なってもよく、該脱
溶剤工程の一部で行ってもよい。
In the solvent removal step, ultrasonic treatment is performed to suppress foaming of the obtained urethane emulsion. Although a specific processing method is not particularly limited,
For example, a method of applying ultrasonic vibration to the desolvation tank may be used. The ultrasonic treatment may be performed in all steps for removing the solvent from the urethane emulsion by heating and reducing the pressure, or may be performed in a part of the solvent removing step.

【0046】上記超音波の周波数としては、10〜15
0kHzが好ましく、より好ましくは20〜50kHz
である。周波数が、10kHz未満では泡を破壊するエ
ネルギーが小さく、150kHzを超えると経済性が悪
くなる。
The frequency of the ultrasonic wave is 10 to 15
0 kHz is preferable, and more preferably, 20 to 50 kHz.
It is. If the frequency is lower than 10 kHz, the energy for breaking bubbles is small, and if the frequency is higher than 150 kHz, economic efficiency is deteriorated.

【0047】上記超音波処理装置としては、例えば、超
音波工業社製「USHシリーズ」、ブランソン社製「ソ
ニファイヤーシリーズ」、日本精機製作所製「USシリ
ーズ」、「RUSシリーズ」、「MUSシリーズ」等の
超音波ホモジナイザー、各種超音波洗浄機などが挙げら
れる。
Examples of the ultrasonic processing apparatus include “USH Series” manufactured by Ultrasonics Industries, “Sonifire Series” manufactured by Branson, “US Series”, “RUS Series”, and “MUS Series” manufactured by Nippon Seiki Seisakusho. And other ultrasonic homogenizers and various ultrasonic cleaning machines.

【0048】上記超音波処理は、脱溶剤終了後にウレタ
ンエマルジョンを加温、減圧によって濃縮する場合に行
ってもよい。超音波処理によって安定に濃縮することが
できる。
The above ultrasonic treatment may be performed when the urethane emulsion is heated and concentrated under reduced pressure after the completion of the solvent removal. It can be stably concentrated by sonication.

【0049】上記脱溶剤工程において、発泡を抑える目
的で少量の消泡剤が使用されてもよい。消泡剤として
は、例えば、シリカシリコン系、シリコン系、金属石鹸
系、アミド系、ポリエーテル系、ポリグリコール系、有
機燐酸系、高級アルコール系等の消泡剤が用いられる。
但し、消泡剤の使用量は、最終的に得られるウレタンエ
マルジョンの乾燥皮膜の物性を考慮して、最小限に止め
ることが好ましい。
In the solvent removal step, a small amount of an antifoaming agent may be used to suppress foaming. As the defoaming agent, for example, defoaming agents such as silica silicon type, silicon type, metal soap type, amide type, polyether type, polyglycol type, organic phosphoric acid type and higher alcohol type are used.
However, it is preferable that the amount of the defoaming agent used is minimized in consideration of the physical properties of the finally obtained urethane emulsion dry film.

【0050】上記ウレタンエマルジョンの固形分濃度
は、35〜70重量%が好ましく、より好ましくは40
〜65重量%である。固形分濃度が、35重量%未満で
は乾燥に要するエネルギーや時間が多くかかり、70重
量%を超えると粘度が著しく高くなり、塗工性が悪くな
るため、均一な塗工が困難になる。尚、上記固形分濃度
は、JIS K6828に規定される酢酸ビニル樹脂エ
マルジョンの試験方法の不揮発分の測定方法に基づいて
測定される値である。
The solid content concentration of the urethane emulsion is preferably 35 to 70% by weight, more preferably 40 to 70% by weight.
~ 65% by weight. When the solid content is less than 35% by weight, much energy and time are required for drying, and when the solid content is more than 70% by weight, the viscosity becomes extremely high and the coatability deteriorates, so that uniform coating becomes difficult. The solid content is a value measured based on the method for measuring the non-volatile content of the test method for vinyl acetate resin emulsion specified in JIS K6828.

【0051】上記ウレタンエマルジョンの粘度は、B型
粘度計の23℃、60rpmにおける見掛け粘度とし
て、10〜10,000cPが好ましく、より好ましく
は10〜5,000cPである。粘度が、10cP未満
では粘度が低すぎるため塗工厚みを確保するのが困難と
なり、10,000cPを超えると反応槽からの抜出し
が困難になる。また、粘度を上昇させるために、増粘剤
を添加してもよい。
The viscosity of the urethane emulsion is preferably 10 to 10,000 cP, more preferably 10 to 5,000 cP, as apparent viscosity at 23 ° C. and 60 rpm using a B-type viscometer. When the viscosity is less than 10 cP, it is difficult to secure the coating thickness because the viscosity is too low, and when the viscosity exceeds 10,000 cP, it becomes difficult to withdraw from the reaction tank. Further, in order to increase the viscosity, a thickener may be added.

【0052】上記ウレタンエマルジョンの粒径は、粒度
分布の中央値(d50)として、0.03〜5μmが好
ましく、より好ましくは0.1〜1μmである。粒径
が、0.03μm未満では、粘度が高くなりすぎて良好
な塗工性を維持することができず、5μmを超えると、
貯蔵安定性が悪くなる。
The particle size of the urethane emulsion is preferably from 0.03 to 5 μm, more preferably from 0.1 to 1 μm, as the median (d50) of the particle size distribution. If the particle size is less than 0.03 μm, the viscosity becomes too high to maintain good coatability, and if it exceeds 5 μm,
Poor storage stability.

【0053】上記ウレタンエマルジョンには、必要に応
じて、コーティング剤、塗料、接着剤、粘着剤等に使用
される、酢酸ビニル系、アクリル系、エポキシ系、エチ
レン−酢酸ビニル系等に例示されるポリマー系エマルジ
ョン;NBR、クロロプレンに例示されるゴム系エマル
ジョン;ガムロジン、トール油ロジン、ウッドロジン、
重合ロジン、水添ロジン、不均化ロジンエステル、ロジ
ン変成フェノール樹脂等のロジン系樹脂、テルペン樹
脂、フェノール樹脂、テルペンフェノール樹脂、キシレ
ン樹脂、ケトン樹脂、脂肪族系石油樹脂、芳香族系石油
樹脂、脂環族系石油樹脂、クマロン樹脂、スチレン樹脂
などの粘着付与樹脂;カーボンブラック、水酸化アルミ
ニウム等の充填剤;可塑剤;顔料;造膜助剤;架橋剤な
どが添加されてもよい。
The urethane emulsion is exemplified by vinyl acetate, acrylic, epoxy, ethylene-vinyl acetate and the like, which are used for a coating agent, a paint, an adhesive, a pressure-sensitive adhesive and the like, if necessary. Polymer emulsions; rubber emulsions exemplified by NBR and chloroprene; gum rosin, tall oil rosin, wood rosin,
Rosin resins such as polymerized rosin, hydrogenated rosin, disproportionated rosin ester, rosin modified phenol resin, terpene resin, phenol resin, terpene phenol resin, xylene resin, ketone resin, aliphatic petroleum resin, aromatic petroleum resin , An alicyclic petroleum resin, a coumarone resin, a styrene resin, and other tackifying resins; fillers such as carbon black and aluminum hydroxide; plasticizers; pigments;

【0054】[0054]

【作用】本発明のウレタンエマルジョンの製造方法で
は、有機溶剤の存在下、カルボキシル基及び/又スルホ
ン酸基ならびにイソシアネート基を有するウレタンプレ
ポリマーを水中に分散させた後、鎖延長剤としてアミノ
基を2個以上有する化合物を添加して鎖延長反応を行
い、次いで、脱溶剤を行って、ウレタンエマルジョンを
得るが、脱溶剤工程において、ウレタンエマルジョンに
超音波処理を施すため、発生した泡は超音波エネルギー
によって破壊され、液面の上昇がなく、安定して脱溶剤
を行うことができる。
In the method for producing a urethane emulsion of the present invention, a urethane prepolymer having a carboxyl group and / or a sulfonic acid group and an isocyanate group is dispersed in water in the presence of an organic solvent, and then an amino group is added as a chain extender. A chain extension reaction is performed by adding a compound having two or more compounds, followed by desolvation to obtain a urethane emulsion. In the desolvation step, the urethane emulsion is subjected to ultrasonic treatment. The solvent is destroyed by the energy, and the solvent level does not rise, and the solvent can be stably removed.

【0055】[0055]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例及び比較例
を示す。ウレタンプレポリマーの合成 還流冷却器を備えた反応器に、ポリカプロラクトンポリ
オール(ダイセル化学社製「PLACCELL L22
0AL」、OH価:57)100重量部、2,2−ジメ
チロールブタン酸(三菱化学社製)6重量部及びメチル
エチルケトン37.2重量部を加えて、90℃で均一に
なるまで撹拌した。次いで、溶剤の還流を確認後、3−
イソシアネートメチル−3,5,5−トリメチルシクロ
ヘキシルイソシアネート(ヒュルス社製「VESTAN
AT IPDI」)42.6重量部を添加して重合し、
残存イソシアネート基を固形分中に5.25重量%含有
するウレタンプレポリマーのメチルエチルケトン溶液を
得た。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Examples and comparative examples of the present invention are shown below. Polycaprolactone polyol (“PLACCELL L22” manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) was added to a reactor equipped with a reflux condenser for synthesizing urethane prepolymer.
0AL ", OH number: 57), 100 parts by weight of 2,2-dimethylolbutanoic acid (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) and 67.2 parts by weight of methyl ethyl ketone were added, and the mixture was stirred at 90 ° C until uniform. Next, after confirming the reflux of the solvent, 3-
Isocyanatemethyl-3,5,5-trimethylcyclohexyl isocyanate ("VUSTAN" manufactured by Huls)
AT IPDI ") and polymerized by adding 42.6 parts by weight.
A methyl ethyl ketone solution of the urethane prepolymer containing 5.25% by weight of the remaining isocyanate groups in the solid content was obtained.

【0056】(実施例1)上記ウレタンプレポリマーの
メチルエチルケトン溶液に、トリエチルアミン(三菱瓦
斯化学社製)4.6重量部及びメチルエチルケトン6
1.9重量部を加えて均一に混合した。次いで、23℃
の温度条件下で、このウレタンプレポリマーのメチルエ
チルケトン溶液をバッチ式のホモジナイザーを用いて撹
拌しながら、イオン交換水276重量部をを加えた。次
に、23℃の温度条件下で、鎖延長剤としてエチレンジ
アミン(住友精化社製)の25重量%水溶液20.8重
量部を90秒間かけて滴下し、さらに45分間撹拌を続
けた。次に、55℃、60mmHgの減圧条件下で撹拌
しながら、脱溶剤及び脱水を行い、ウレタンエマルジョ
ンを得た。尚、脱溶剤及び脱水工程で、100KHzの
超音波振動を脱溶剤槽に加えた。脱溶剤操作は、脱溶剤
時の発泡が少なく、液面の上昇がなく安定して行うこと
ができ約60分間で終了し、固形分38重量%、粘度7
50cP、粒度分布の中央値(d50)0.1μmのウ
レタンエマルジョンを得た。また、このウレタンエマル
ジョンを乾燥して得られた皮膜は、光沢のある強靱なも
のであった。
Example 1 4.6 parts by weight of triethylamine (manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company) and methyl ethyl ketone 6 were added to a solution of the urethane prepolymer in methyl ethyl ketone.
1.9 parts by weight were added and mixed uniformly. Then 23 ° C
276 parts by weight of ion-exchanged water was added to the urethane prepolymer solution in methyl ethyl ketone under agitation using a batch-type homogenizer. Next, under a temperature condition of 23 ° C., 20.8 parts by weight of a 25% by weight aqueous solution of ethylenediamine (manufactured by Sumitomo Seika) as a chain extender was added dropwise over 90 seconds, and stirring was further continued for 45 minutes. Next, solvent removal and dehydration were performed while stirring under reduced pressure conditions of 55 ° C. and 60 mmHg to obtain a urethane emulsion. In the desolvation and dehydration steps, ultrasonic vibration of 100 KHz was applied to the desolvation tank. The desolvation operation can be performed stably without a rise in the liquid level with little foaming at the time of desolvation, and is completed in about 60 minutes.
A urethane emulsion having a particle size distribution of 50 cP and a median value (d50) of 0.1 μm was obtained. The film obtained by drying the urethane emulsion was glossy and tough.

【0057】(比較例1)脱溶剤及び脱水工程で、超音
波処理を行わなかったこと以外は、実施例1と同様にウ
レタンエマルジョンの調製を試みたが、脱溶剤及び脱水
工程で激しく発泡して液面が上昇し、発泡が収まるまで
減圧を止めざるを得なかった。発泡が収まった後も減圧
度を高くすると、再び発泡して液面が上昇し、脱溶剤及
び脱水を完結させることが困難であった。このような減
圧度の調節を繰り返したため、脱溶剤操作に約120分
を要し、ウレタンエマルジョンを取り出した後、脱溶剤
槽の内壁上面まで、ウレタンエマルジョンの皮膜等で汚
れていた。
(Comparative Example 1) An urethane emulsion was prepared in the same manner as in Example 1 except that ultrasonic treatment was not performed in the solvent removal and dehydration steps. Then, the liquid level rose and the pressure reduction had to be stopped until the foaming stopped. If the degree of decompression is increased even after the foaming has ceased, foaming occurs again and the liquid level rises, making it difficult to complete solvent removal and dehydration. Since the adjustment of the degree of pressure reduction was repeated, it took about 120 minutes for the desolvation operation. After the urethane emulsion was taken out, the surface of the inner wall of the desolvation tank was contaminated with a urethane emulsion film or the like.

【0058】[0058]

【発明の効果】本発明のウレタンエマルジョンの製造方
法は、上述の通りであり、脱溶剤工程で超音波処理を施
すことにより、脱溶剤槽の発泡や液面上昇がなく、安定
的にウレタンエマルジョンを得ることができ、脱溶剤槽
の内壁の汚れが少ないので、脱溶剤槽の洗浄作業を軽減
することができる。また、消泡剤を全く使用しないか、
使用してもその使用量を少なくすることができるので、
得られるウレタンエマルジョンの物性低下がなく、コス
トを削減しうる。
The method for producing a urethane emulsion according to the present invention is as described above. By performing ultrasonic treatment in the desolvation step, the urethane emulsion is stably formed without foaming or liquid level rise in the desolvation tank. Can be obtained, and since the inner wall of the desolvation tank is less contaminated, the work of cleaning the desolvation tank can be reduced. Also, do not use antifoam at all,
Even if you use it, you can reduce its usage,
There is no decrease in physical properties of the obtained urethane emulsion, and the cost can be reduced.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 有機溶剤の存在下、カルボキシル基及び
/又スルホン酸基ならびにイソシアネート基を有するウ
レタンプレポリマーを水中に分散させた後、鎖延長剤と
してアミノ基を2個以上有する化合物を添加して鎖延長
反応を行い、次いで、脱溶剤を行うウレタンエマルジョ
ンの製造方法において、脱溶剤工程でウレタンエマルジ
ョンに超音波処理を施すことを特徴とするウレタンエマ
ルジョンの製造方法。
1. A urethane prepolymer having a carboxyl group and / or a sulfonic acid group and an isocyanate group is dispersed in water in the presence of an organic solvent, and a compound having two or more amino groups is added as a chain extender. A method for producing a urethane emulsion, comprising conducting a chain extension reaction and then removing the solvent, followed by subjecting the urethane emulsion to ultrasonic treatment in a solvent removal step.
【請求項2】 上記超音波処理における超音波周波数
が、10〜150kHzである請求項1記載のウレタン
エマルジョンの製造方法。
2. The method for producing a urethane emulsion according to claim 1, wherein the ultrasonic frequency in the ultrasonic treatment is 10 to 150 kHz.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1229061A1 (en) * 2001-01-31 2002-08-07 Kuraray Co., Ltd. Aqueous resin composition, and method fo manufacturing a separable fastener using this composition

Cited By (2)

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EP1229061A1 (en) * 2001-01-31 2002-08-07 Kuraray Co., Ltd. Aqueous resin composition, and method fo manufacturing a separable fastener using this composition
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