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JP5770505B2 - Urethane prepolymer composition for water-based polyurethane resin and water-based polyurethane resin composition containing the same - Google Patents

Urethane prepolymer composition for water-based polyurethane resin and water-based polyurethane resin composition containing the same Download PDF

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JP5770505B2 JP2011067348A JP2011067348A JP5770505B2 JP 5770505 B2 JP5770505 B2 JP 5770505B2 JP 2011067348 A JP2011067348 A JP 2011067348A JP 2011067348 A JP2011067348 A JP 2011067348A JP 5770505 B2 JP5770505 B2 JP 5770505B2
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Description

本発明は、耐食性に優れた皮膜を形成することのできる水系ポリウレタン樹脂組成物に関し、特に、オルガノシリカゾルを含有したウレタンプレポリマー組成物及び水系ポリウレタン樹脂組成物に関する。 The present invention relates to aqueous polyurethane resin composition capable of forming a film excellent in corrosion resistance, in particular relates to a urethane prepolymer composition and the water-based polyurethane resin composition containing organosilica sol.

ポリウレタン樹脂は、耐摩耗性、接着性、非粘着性、ゴム弾性を有する塗膜や成形品を形成することができるので、対環境汚染、労働衛生等の安全性の面から、塗料、接着剤、バインダー、コーティング剤等として、水系ポリウレタン樹脂組成物が広く使用されている。   Polyurethane resin can form coatings and molded articles with wear resistance, adhesiveness, non-stickiness, rubber elasticity, so from the viewpoint of safety against environmental pollution and occupational health, paints, adhesives Water-based polyurethane resin compositions are widely used as binders and coating agents.

一方、自動車、家電製品、建材に用いられる材料としては、電気亜鉛めっき鋼板及び溶融亜鉛めっき鋼板等の亜鉛系めっき鋼板や、より一層の耐食性及び塗装性の向上を目的として、該亜鉛めっき鋼板上にクロメート処理やリン酸塩処理等の化成処理を施した無機系表面処理鋼板が多く用いられている。また、更なる耐食性等の向上を目的として、クロメート処理が施された表面処理鋼板の上に、有機樹脂皮膜を形成させた樹脂塗装鋼板が提案されている。   On the other hand, materials used for automobiles, home appliances, and building materials include zinc-based plated steel sheets such as electrogalvanized steel sheets and hot-dip galvanized steel sheets, and galvanized steel sheets for the purpose of further improving corrosion resistance and paintability. Inorganic surface-treated steel sheets subjected to chemical conversion treatment such as chromate treatment and phosphate treatment are often used. Further, for the purpose of further improving corrosion resistance and the like, a resin-coated steel sheet in which an organic resin film is formed on a surface-treated steel sheet that has been subjected to chromate treatment has been proposed.

しかしながら、クロム酸塩を使用する表面処理方法には、処理工程においてクロム酸塩ヒュ−ムが飛散するという問題があるだけでなく、排水処理設備に多大な費用を要するという問題、更には、化成処理皮膜からクロム酸が溶出するという問題等がある。また6価クロム化合物については、IARC(International Agency for Research on Cancer Review)を初めとする多くの公的機関が、人体に対する発癌性物質として認定しているため、クロメート処理や6価クロムを使用しない、他の架橋性金属で代替したクロムフリーの技術が実用に供されているが、この場合には、従来のクロメート処理に比べて耐食性が劣るという問題があった。   However, the surface treatment method using chromate not only has the problem that the chromate fume is scattered in the treatment process, but also has the problem that the wastewater treatment equipment requires a large amount of money, and further the chemical conversion. There is a problem that chromic acid is eluted from the treated film. As for hexavalent chromium compounds, many public institutions such as the International Agency for Research on Cancer Review (IARC) have certified it as a carcinogen for the human body, so they do not use chromate treatment or hexavalent chromium. A chromium-free technique replaced with another crosslinkable metal has been put to practical use, but in this case, there is a problem that the corrosion resistance is inferior compared with the conventional chromate treatment.

更に、上記のような有機樹脂皮膜に適用する樹脂系として、ポリウレタン樹脂が、優れた硬さ及び伸びを有しているという理由から一部用いられているが、ポリウレタン樹脂は極性基を多く有しているために、他の樹脂系に比べて、耐食性に劣るものが多いという問題があった。   Furthermore, as a resin system applied to the organic resin film as described above, polyurethane resin is partly used because it has excellent hardness and elongation, but polyurethane resin has many polar groups. Therefore, there is a problem that many of them are inferior in corrosion resistance compared to other resin systems.

このような水系ポリウレタン樹脂の耐食性を向上させることを目的として、水溶性シリカ(特許文献1〜3)やシリカ粒子(特許文献4〜6)等のシリカを配合する技術が提案されている。更に、鱗片状シリカ(特許文献7及び8)、カチオン界面活性剤やアミン系アルカリ物質で処理された鱗片状シリカ(特許文献9)、或いはCaイオン交換シリカ(特許文献10及び11)を使用することも提案されている。   For the purpose of improving the corrosion resistance of such water-based polyurethane resins, techniques for blending silica such as water-soluble silica (Patent Documents 1 to 3) and silica particles (Patent Documents 4 to 6) have been proposed. Furthermore, scaly silica (Patent Documents 7 and 8), scaly silica treated with a cationic surfactant or an amine-based alkaline substance (Patent Document 9), or Ca ion exchange silica (Patent Documents 10 and 11) is used. It has also been proposed.

しかしながら、上記従来のシリカを配合する方法は、いずれも水分散コロイダルシリカやシリカ粒子を水系ウレタン樹脂等の水系樹脂に後から添加するために、耐食性の点で満足することのできるものは未だ得られていない。   However, none of the above conventional methods of blending silica can still satisfy the point of corrosion resistance because water-dispersed colloidal silica and silica particles are added later to water-based resins such as water-based urethane resins. It is not done.

特開2005−133173号公報JP 2005-133173 A 特開2006−114891号公報JP 2006-114891 A 特開2007−162098号公報JP 2007-162098 A 特開2005−043913号公報JP 2005-043913 A 特開2006−043913号公報JP 2006-043913 A 特開2008−255466号公報JP 2008-255466 A 特開2004−322573号公報JP 2004-322573 A 特開2007−076005号公報JP 2007-076005 A 特開2002−348538号公報JP 2002-348538 A 特開2007−204770号公報JP 2007-204770 A 特開2009−287078号公報JP 2009-287078 A

本発明者らは、水系ポリウレタン樹脂の耐食性を向上させるために鋭意研究を重ねた結果、ウレタンプレポリマーに予めオルガノシリカ(表面が有機物によって処理されたシリカ)を分散させた後、水系ポリウレタン樹脂を製造することにより、良好な結果が得られることを見出し本発明に到達した。
従って本発明の第1の目的は、耐食性に優れた皮膜を形成することのできる水系ポリウレタン樹脂組成物用として好適な、ウレタンプレポリマー組成物を提供することにある。
本発明の第2の目的は、耐食性に優れた皮膜を形成することのできる水系ポリウレタン樹脂組成物を提供することにある。
更に本発明の第3の目的は、耐食性に優れた皮膜を形成することのできる水系ポリウレタン樹脂組成物を含有する塗料又は水系金属表面処理剤を提供することにある。
As a result of intensive studies to improve the corrosion resistance of the water-based polyurethane resin, the present inventors dispersed organosilica (silica whose surface was treated with an organic substance) in advance in the urethane prepolymer, and then the water-based polyurethane resin. The inventors have found that good results can be obtained by manufacturing, and reached the present invention.
Accordingly, a first object of the present invention is to provide a urethane prepolymer composition suitable for an aqueous polyurethane resin composition capable of forming a film excellent in corrosion resistance.
The second object of the present invention is to provide an aqueous polyurethane resin composition capable of forming a film excellent in corrosion resistance.
A third object of the present invention is to provide a paint or a water-based metal surface treating agent containing a water-based polyurethane resin composition capable of forming a film having excellent corrosion resistance.

即ち本発明は、水酸基を含まない不活性有機溶剤を分散溶媒とするオルガノシリカゾルを含有する水系ポリウレタン樹脂組成物用ウレタンプレポリマー組成物であって、前記オルガノシリカゾルによって導入されるシリカ分が、前記ウレタンプレポリマー組成物の固形分中に5〜40質量%含有されていると共に、前記ウレタンプレポリマーが末端に水酸基を有することを特徴とするウレタンプレポリマー組成物、該ウレタンプレポリマー組成物を水に分散させてなる、又は、水酸基を含まない不活性有機溶剤を分散溶媒とするオルガノシリカゾルを含有する、末端がNCO基であるウレタンプレポリマー組成物における、前記オルガノシリカゾルによって導入されるシリカ分が、前記ウレタンプレポリマー組成物の固形分中に5〜40質量%含有されている該組成物を水に分散させてなる水系ポリウレタン樹脂組成物であって、該樹脂組成物のイソシアネート基1当量に対し、第1級又は第2級アミノ基を有するアルカノールアミン化合物を、アミノ基の当量比で、0.1〜1.0となるように反応させて得られてなる、ことを特徴とする水酸基を有する水系ポリウレタン樹脂組成物、及び該水系ポリウレタン樹脂組成物を含有してなる塗料又は水系金属表面処理剤である。但し、上記ウレタンプレポリマー組成物の固形分とは、「全原料成分」を意味する。
本発明の水酸基を有する水系ポリウレタン樹脂組成物は、下記一般式(1)で表される親水性化合物を、ウレタンプレポリマー組成物の全固形分中に5〜40質量%含有していることが好ましい。

Figure 0005770505
但し、上式中のRは、エチレンオキシド構造化合物の末端水酸基とジ-又はトリイソシアネート化合物とのウレタン化反応の残基、又は、ジ-若しくはトリオール化合物とのエチレンオキシド付加反応の残基を表し、Rはメチル基又はエチル基、nは5〜100の数を表す
発明の水酸基を有する水系ポリウレタン樹脂組成物には、更にアミン系の鎖伸長剤を反応させても良い。特に前記ウレタンプレポリマーとして、末端NCOのプレポリマー該イソシアネート基1当量に対し、第1級又は第2級アミノ基を有するアルカノールアミン化合物を、アミノ基の当量比で0.1〜1.0の割合で反応させてなる、末端に水酸基を有するウレタンプレポリマーを使用することが好ましく、該水酸基1当量に対して、水分散ポリイソシアネート化合物をイソシアネート基の当量比で0.5〜2.5配合してなる一液硬化型水系ポリウレタン樹脂組成物とすることが特に好ましい。
本発明の水系ポリウレタン樹脂組成物は、特に、塗料用及び水系金属表面処理剤用として好適である。 That is, the present invention is a urethane prepolymer composition for an aqueous polyurethane resin composition containing an organosilica sol having an inert organic solvent containing no hydroxyl group as a dispersion solvent, wherein the silica content introduced by the organosilica sol is The urethane prepolymer composition is contained in a solid content of the urethane prepolymer composition, and the urethane prepolymer has a hydroxyl group at the terminal, and the urethane prepolymer composition is water. In a urethane prepolymer composition having an NCO group at the end, which contains an organosilica sol having an inert organic solvent not containing a hydroxyl group as a dispersion solvent, the silica content introduced by the organosilica sol is 5 to 40 mass in the solid content of the urethane prepolymer composition An aqueous polyurethane resin composition obtained by dispersing the contained composition in water, wherein an alkanolamine compound having a primary or secondary amino group with respect to 1 equivalent of the isocyanate group of the resin composition An aqueous polyurethane resin composition having a hydroxyl group, which is obtained by reacting such that the equivalent ratio of amino groups is 0.1 to 1.0, and the aqueous polyurethane resin composition. It is a paint or water-based metal surface treatment agent to be contained. However, the solid content of the urethane prepolymer composition means “all raw material components”.
The aqueous polyurethane resin composition having a hydroxyl group of the present invention may contain 5 to 40% by mass of the hydrophilic compound represented by the following general formula (1) in the total solid content of the urethane prepolymer composition. preferable.
Figure 0005770505
However, R 1 in the above formula represents a residue of a urethanation reaction between a terminal hydroxyl group of an ethylene oxide structural compound and a di- or triisocyanate compound, or a residue of an ethylene oxide addition reaction with a di- or triol compound, R 2 represents a methyl group or an ethyl group, and n represents a number of 5 to 100 .
The aqueous polyurethane resin composition having a hydroxyl group of the present invention may be further reacted with an amine chain extender. Particularly the urethane prepolymer, relative to the isocyanate group equivalent of the prepolymer ends NCO, an alkanolamine compound having primary or secondary amino groups, an equivalent ratio of amino groups 0.1 to 1.0 It is preferable to use a urethane prepolymer having a hydroxyl group at the terminal, which is reacted at a ratio of 0.5 to 2.5 by an equivalent ratio of an isocyanate group with respect to 1 equivalent of the hydroxyl group. It is particularly preferable to prepare a one-component curable aqueous polyurethane resin composition.
The aqueous polyurethane resin composition of the present invention is particularly suitable for paints and aqueous metal surface treatment agents.

本発明の水系ポリウレタン樹脂組成物は、耐食性に優れると共に、耐摩耗性、接着性、非粘着性、ゴム弾性を有するポリウレタン樹脂の塗膜や成形品を形成することができるので、対環境汚染のみならず、労働衛生等の安全性の面でも優れ、塗料、接着剤、バインダー、コーティング剤等に好適である。   The water-based polyurethane resin composition of the present invention is excellent in corrosion resistance and can form a coating film or a molded article of polyurethane resin having abrasion resistance, adhesiveness, non-adhesiveness, and rubber elasticity. It is also excellent in terms of safety such as occupational health, and is suitable for paints, adhesives, binders, coating agents and the like.

以下、本発明の水系ポリウレタン樹脂組成物用ウレタンプレポリマー組成物及び水系ポリウレタン樹脂組成物について詳述する。
本発明の水系ポリウレタン樹脂組成物用ウレタンプレポリマー組成物は、ウレタンプレポリマーに、このウレタンプレポリマーに対して不活性である、水酸基を含まない有機溶剤を分散溶媒とするオルガノシリカゾルを配合する点に最大の特徴がある。
Hereinafter, the urethane prepolymer composition for an aqueous polyurethane resin composition and the aqueous polyurethane resin composition of the present invention will be described in detail.
The urethane prepolymer composition for an aqueous polyurethane resin composition of the present invention is prepared by adding an organosilica sol having an organic solvent containing no hydroxyl group, which is inert to the urethane prepolymer, as a dispersion solvent. Has the biggest feature.

本発明で使用するウレタンプレポリマーは、公知の原料(ポリイソシアネート成分(a)、ポリオール成分(b)、イオン性基導入成分(c)、イオン性基中和剤成分(d)、乳化剤成分(e)及び鎖伸長剤成分(f)等)及び方法によって適宜製造することができる。   The urethane prepolymer used in the present invention contains known raw materials (polyisocyanate component (a), polyol component (b), ionic group introduction component (c), ionic group neutralizer component (d), emulsifier component ( e) and the chain extender component (f) and the like) and the method.

本発明に使用するオルガノシリカゾルの分散溶媒として用いられる、水酸基を含まない不活性な有機溶剤は、ウレタン化の反応に不活性なものであれば特に限定されず、例えば、ケトン系、エステル系、エーテル系、炭化水素系等、及びその他の不活性有機溶剤を使用することができる。   The inert organic solvent not containing a hydroxyl group used as a dispersion solvent for the organosilica sol used in the present invention is not particularly limited as long as it is inert to the urethanization reaction. For example, ketone-based, ester-based, Ether-based, hydrocarbon-based, and other inert organic solvents can be used.

上記ケトン系溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、2−ペンタノン、3−ペンタノン、メチルイソブチルケトン、2−ヘプタノン、シクロヘキサノン等が挙げられる。   Examples of the ketone solvent include acetone, methyl ethyl ketone, 2-pentanone, 3-pentanone, methyl isobutyl ketone, 2-heptanone, and cyclohexanone.

前記エステル系溶剤としては、例えば、ギ酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセタート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセタート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、メタクリル酸メチル、ヘキサンジオールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンEO変性トリアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、イソボニルアクリレート、トリプロピレングリコールジアリレート等が挙げられる。   Examples of the ester solvent include ethyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxyethyl acrylate, and methyl methacrylate. Hexanediol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane EO-modified triacrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, isobornyl acrylate, tripropylene glycol diarylate and the like.

前記エーテル系溶剤としては、例えば、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等が挙げられる。   Examples of the ether solvent include diethyl ether, dibutyl ether, tetrahydrofuran, dioxane and the like.

前記炭化水素系溶剤としては、例えば、n−ヘキサン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、ソルベントナフサ、スチレン、ハロゲン化炭化水素系としてはジクロロメタン、トリクロロエチレン等が挙げられる。   Examples of the hydrocarbon solvent include n-hexane, cyclohexane, benzene, toluene, xylene, solvent naphtha, styrene, and halogenated hydrocarbons such as dichloromethane and trichloroethylene.

前記その他の不活性有機溶剤としては、アセトニトリル、アセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン等が挙げられる。   Examples of the other inert organic solvent include acetonitrile, acetamide, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone and the like.

本発明においては、オルガノシリカゾルの製造容易性の観点から前記不活性有機溶剤としてN−メチル−2−ピロリドンを使用することが好ましく、反応温度及び溶剤除去の観点からケトン系溶剤を使用することが特に好ましい。本発明では、特に、N−メチル−2−ピロリドン、メチルエチルケトン及びメチルイソブチルケトンが好適に使用される。   In the present invention, N-methyl-2-pyrrolidone is preferably used as the inert organic solvent from the viewpoint of ease of production of the organosilica sol, and a ketone solvent is preferably used from the viewpoint of reaction temperature and solvent removal. Particularly preferred. In the present invention, N-methyl-2-pyrrolidone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone are particularly preferably used.

本発明で使用する不活性有機溶剤を分散溶媒とするオルガノシリカゾルの製造方法は特に限定されず、公知のいずれの方法を用いても良い。例えば、水分散コロイダルシリカ又は水酸基を有する溶剤のシルカゾルと不活性有機溶剤とを混合した後、水又はアルコール系溶剤を、共沸や限外ろ過等によって除去する方法等により製造することができる。   The production method of the organosilica sol using the inert organic solvent used in the present invention as a dispersion solvent is not particularly limited, and any known method may be used. For example, it can be produced by a method of mixing water-dispersed colloidal silica or a silica-sol solvent having a hydroxyl group and an inert organic solvent, and then removing water or an alcohol solvent by azeotropic or ultrafiltration.

上記水分散コロイダルシリカは特に限定されず、市販のものを使用することができる。市販品としては、例えば、スノーテックスC、スノーテックスO、スノーテックスN、スノーテックスNXS、スノーテックスOS、スノーテックスOUP、スノーテックスOL、スノーテックスPS−MO、スノーテックスPS−S、スノーテックスS、スノーテックスUP、スノーテックスPS−M、スノーテックスPS−L、スノーテックス20、スノーテックス30、スノーテックス40(何れも日産化学工業(株)製の商品名)、シリカドール−20、シリカドール−30、シリカドール−40、シリカドール−30S、シリカドール−20AL、シリカドール−20A、シリカドール−30S、シリカドール−20G、シリカドール−20GA、シリカドール−40G−80、シリカドール−20P、シリカドール−12S−4(何れも日本化学工業(株)製の商品名)、AT−20、AT−30、AT−40、AT−50、AT−20A、AT−300(何れも(株)ADEKA製の商品名)等が挙げられる。
また、アエロジル50、アエロジル130、アエロジル200、アエロジル300、アエロジル380、アエロジルTT600、アエロジルMOX80、アエロジルMOX170(何れも日本アエロジル(株)製の商品名)、AERODISP VP W7622、AERODISP W7520N(何れもdegussa社製の商品名)、CAB-O-SPERSE 2017A、CAB-O-SPERSE GP32/12、CAB-O-SIL M5(CABOT CORPRATION社製の商品名)、NIPGEL AY200、NIPGEL AY220、NIPGEL AY420、NIPGEL AY451、NIPGEL AY460、NIPGEL AY401、NIPGEL AY601、NIPGEL AY603、NIPGEL AZ200、NIPGEL AZ201、NIPGEL AZ204、NIPGEL AZ260、NIPGEL AZ360、NIPGEL AZ400、NIPGEL AZ410、NIPGEL AZ600、NIPGEL BY200、NIPGEL BY400(何れも日本シリカ工業(株)製の商品名)等のシリカを、水に分散させて使用することもできる。
The water-dispersed colloidal silica is not particularly limited, and commercially available products can be used. Examples of commercially available products include Snowtex C, Snowtex O, Snowtex N, Snowtex NXS, Snowtex OS, Snowtex OUP, Snowtex OL, Snowtex PS-MO, Snowtex PS-S, and Snowtex S. , Snowtex UP, Snowtex PS-M, Snowtex PS-L, Snowtex 20, Snowtex 30, Snowtex 40 (all are trade names manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.), Silica Doll-20, Silica Doll -30, silica doll-40, silica doll-30S, silica doll-20AL, silica doll-20A, silica doll-30S, silica doll-20G, silica doll-20GA, silica doll-40G-80, silica doll-20P, Silica Doll-12S-4 ( These are trade names manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.), AT-20, AT-30, AT-40, AT-50, AT-20A, AT-300 (all trade names manufactured by ADEKA Corporation), etc. Is mentioned.
Aerosil 50, Aerosil 130, Aerosil 200, Aerosil 300, Aerosil 380, Aerosil TT600, Aerosil MOX80, Aerosil MOX170 (all are trade names manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.), Aerodisp VP W7622 and Aerodisp W7520N (all degussa) Product name), CAB-O-SPERSE 2017A, CAB-O-SPERSE GP32 / 12, CAB-O-SIL M5 (trade name of CABOT CORPORATION), NIPGEL AY200, NIPGEL AY220, NIPGEL AY420, NIPGELAY NIPGEL AY460, NIPGEL AY401, NIPGEL AY601, NIPGEL AY603, NIPGEL AZ200, N PGEL AZ201, NIPGEL AZ204, NIPGEL AZ260, NIPGEL AZ360, NIPGEL AZ400, NIPGEL AZ410, NIPGEL AZ600, NIPGEL BY200, NIPGEL BY200 (all trade names made by Nippon Silica Industries, Ltd.), etc. It can also be used.

前記水酸基を有する溶剤のシリカゾルとしては、例えば、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノール、イソブチルアルコール、2-ブタノール、エチレングリコール、グリセリン、プリピレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ベンジルアルコール、1,5−ペンタンジオール及びジアセトンアルコール等のアルコール系溶剤や、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等に分散させたオルガノシリカゾルが挙げられる。市販品としては、例えば、オルガノシリカゾルIPA−ST、NPC−ST−30,EG−ST,BA−ST,PGM−ST(何れも日産化学(株)製の商品名)等が挙げられる。   Examples of the silica sol of the solvent having a hydroxyl group include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, isobutyl alcohol, 2-butanol, ethylene glycol, glycerin, propylene glycol, triethylene glycol, and polyethylene glycol. Alcohol solvents such as benzyl alcohol, 1,5-pentanediol and diacetone alcohol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl Organosilica sol dispersed in ether, diethylene glycol monobutyl ether, etc. I can get lost. Examples of commercially available products include organosilica sol IPA-ST, NPC-ST-30, EG-ST, BA-ST, and PGM-ST (all are trade names manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.).

本発明で使用する、不活性有機溶剤を分散溶媒とするオルガノシリカゾルのウレタンプレポリマーへの配合は、ウレタン化反応前後の何れのタイミングでも良いが、不活性有機溶剤の沸点がウレタン化反応温度より低い(約80℃未満)場合には、ウレタン化反応後に配合することが好ましい。また、シリカのウレタンへの分散混合性の観点からは、50〜80℃で1〜3時間混合させることが好ましい。   The organosilica sol having an inert organic solvent as a dispersion solvent used in the present invention may be blended into the urethane prepolymer at any timing before or after the urethanization reaction, but the boiling point of the inert organic solvent is higher than the urethanization reaction temperature. When it is low (less than about 80 ° C.), it is preferable to blend after the urethanization reaction. Moreover, it is preferable to mix at 50-80 degreeC for 1-3 hours from a viewpoint of the dispersibility mixing property of the silica to urethane.

本発明で使用するオルガノシリカゾルの配合量は、ウレタンプレポリマー組成物の全固形分(全原料成分)中におけるシリカ換算量として5〜40質量%となる量であり、好ましくは10〜30質量%、より好ましくは15〜25質量%である。含有される上記シリカ固形分の割合が5質量%未満であると、本発明の組成物から得られる塗膜の耐食性向上効果を十分に得ることができず、40質量%を超える量である場合には、上記耐食性向上効果に更なる改善が見られないだけでなく、塗膜の強度及び基材との接着性等の物性面が不十分となるので好ましくない。   The compounding amount of the organosilica sol used in the present invention is an amount of 5 to 40% by mass, preferably 10 to 30% by mass as a silica equivalent in the total solid content (total raw material components) of the urethane prepolymer composition. More preferably, it is 15-25 mass%. When the content of the silica solid content is less than 5% by mass, the effect of improving the corrosion resistance of the coating film obtained from the composition of the present invention cannot be sufficiently obtained, and the amount exceeds 40% by mass. In addition to the above-mentioned improvement in the corrosion resistance improvement effect, physical properties such as the strength of the coating film and the adhesion to the substrate become insufficient, which is not preferable.

本発明に係るウレタンプレポリマー組成物は、下記一般式(1)で表される親水性化合物を、前記組成物の全固形分中に5〜40質量%含有していることが好ましく、特に10〜30質量%含有することが好ましい。5質量%未満では、本発明のウレタンプレポリマー組成物の分散安定性が低下しやすく、40質量%を超える量含有させた場合には、塗膜を形成させた場合の耐水性や機械物性等が悪化する場合がある。

Figure 0005770505
但し、上式中のRは、エチレンオキシド構造化合物の末端水酸基とジ-又はトリイソシアネート化合物とのウレタン化反応の残基、又は、ジ-若しくはトリオール化合物とのエチレンオキシド付加反応の残基を表し、Rはメチル基又はエチル基を表す。 The urethane prepolymer composition according to the present invention preferably contains a hydrophilic compound represented by the following general formula (1) in an amount of 5 to 40% by mass in the total solid content of the composition. It is preferable to contain -30 mass%. If it is less than 5% by mass, the dispersion stability of the urethane prepolymer composition of the present invention tends to decrease, and if it is contained in an amount exceeding 40% by mass, water resistance and mechanical properties when a coating film is formed, etc. May get worse.
Figure 0005770505
However, R 1 in the above formula represents a residue of a urethanation reaction between a terminal hydroxyl group of an ethylene oxide structural compound and a di- or triisocyanate compound, or a residue of an ethylene oxide addition reaction with a di- or triol compound, R 2 represents a methyl group or an ethyl group .

本発明においては、上記一般式(1)で表される親水性化合物として、特に、片末端がメトキシ基又はエトキシ基で、数平均分子量が200〜5000の直鎖のポリオキシエチレン鎖を有するモノオール化合物1モルと、ジ又はトリイソシアネート化合物1モルとのウレタン化反応物、若しくは、上記モノオール化合物1モルと、ジ又はトリオール化合物1モルとの脱水縮合反応によるポリエーテル化合物を、ウレタンプレポリマー組成物の全固形分中に5〜40質量%含有していることが好ましい。従って、上記一般式(1)で表される親水性化合物は、nが5〜100の数である化合物であることが好ましい。 In the present invention, as the hydrophilic compound represented by the general formula (1), in particular, one having a linear polyoxyethylene chain having one end at a methoxy group or an ethoxy group and a number average molecular weight of 200 to 5,000. Urethane reaction product of 1 mol of all compound and 1 mol of di- or triisocyanate compound, or polyether compound by dehydration condensation reaction of 1 mol of monool compound and 1 mol of di- or triol compound, urethane prepolymer It is preferable to contain 5-40 mass% in the total solid of a composition. Therefore, the hydrophilic compound represented by the general formula (1) is preferably a compound in which n is a number from 5 to 100.

前記ジ-又はトリイソシアネート化合物としては、後述するポリイソシアネート成分(a)の2価又は3価のイソシアネート化合物を挙げることができる。これらの中でも、前記一般式(1)で表される化合物におけるイソシアネート基が2価となり、ウレタンプレポリマー主鎖中に組み込まれることが可能となるという観点から、トリイソシアネートを使用することが好ましい。本発明においては、ジイソシアネートの三量化物を使用することがより好ましく、特に、入手容易性の観点から2,4−、及び/又は、2,6−トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート又はジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネートの三量化物を使用することが好ましい。   Examples of the di- or triisocyanate compound include divalent or trivalent isocyanate compounds of the polyisocyanate component (a) described later. Among these, it is preferable to use triisocyanate from the viewpoint that the isocyanate group in the compound represented by the general formula (1) becomes divalent and can be incorporated into the urethane prepolymer main chain. In the present invention, it is more preferable to use a trimerized diisocyanate. In particular, 2,4- and / or 2,6-tolylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate or It is preferable to use a trimer of dicyclohexylmethane-4,4′-diisocyanate.

前記ジ-又はトリオール化合物としては、後述する低分子ポリオール類化合物を挙げることができるが、これらの中でも、前記一般式(1)で表される化合物の水酸基が2価となり、ウレタンプレポリマー主鎖中に組み込むことが可能となることから、トリオールを使用することが好ましく、特にトリメチロールエタン、トリメチロールプロパン又はグリセリンを使用することが好ましい。   Examples of the di- or triol compound include the low-molecular polyol compounds described later. Among these, the hydroxyl group of the compound represented by the general formula (1) is divalent, and the urethane prepolymer main chain. It is preferable to use triol because it can be incorporated into the inside, and it is particularly preferable to use trimethylolethane, trimethylolpropane or glycerin.

前記一般式(1)におけるRがメチル基又はエチル基に限定される理由は、炭素原子数3以上のアルキル基であると親水性が阻害され、水系ポリウレタン樹脂の分散安定性や貯蔵安定性が劣ることになるためである。 The reason why R 2 in the general formula (1) is limited to a methyl group or an ethyl group is that the hydrophilicity is inhibited when the alkyl group has 3 or more carbon atoms, and the dispersion stability and storage stability of the water-based polyurethane resin are reduced. This is because is inferior.

前記一般式(1)におけるnは5〜100の数であるが、好ましくは10〜50の数、より好ましくは15〜35の数である。nが5未満であると親水性が不足するため、水系ポリウレタン化した場合のウレタンプレポリマーやシリカの水分散安定性が劣り、100を超えても、水分散安定性が向上しないばかりか塗膜強度や基材との接着性が劣り、好ましくない。   N in the general formula (1) is a number of 5 to 100, preferably a number of 10 to 50, more preferably a number of 15 to 35. If n is less than 5, the hydrophilicity is insufficient, so that the water dispersion stability of the urethane prepolymer or silica in the case of water-based polyurethane is inferior. The strength and adhesion to the substrate are inferior, which is not preferable.

また、本発明においては、前記親水性化合物以外のノニオン性基導入化合物を用いることもできる。このような化合物としては、例えば、アンモニア及びメチルアミン、エチルアミン、アニリン、フェニレンジアミン、イソホロンジアミン等の、活性水素を2個以上有する低分子量アミン化合物のエチレンオキシド重付加物、又はエチレンオキシド/プロピレンオキシド共重付加物;ジイソシアネート化合物のイソシアヌレート体(三量体)であるポリエチレングリコールモノアルキルエステル等が挙げられる。 Moreover, in this invention, nonionic group introduction | transduction compounds other than the said hydrophilic compound can also be used. Such compounds include, for example, ethylene oxide polyadducts of low molecular weight amine compounds having two or more active hydrogens, such as ammonia and methylamine, ethylamine, aniline, phenylenediamine, isophoronediamine, or ethylene oxide / propylene oxide copolymer. Adducts: Polyethylene glycol monoalkyl esters which are isocyanurate bodies (trimers) of diisocyanate compounds.

本発明の水系ポリウレタン樹脂組成物は、特に、前記ウレタンプレポリマーとして末端にNCOを有するプレポリマーを用い、その鎖伸長剤として、第1級又は第2級アミン基を有するアルカノールアミン化合物を、ウレタンプレポリマーのイソシアネート基1当量に対するアミノ基の当量比で、0.1〜1.0となるように反応させて、水酸基を有する水系ポリウレタン樹脂組成物としておくことが好ましい。
上記アルカノールアミン化合物の使用量は、上記したようにウレタンプレポリマーのイソシアネート基1当量に対するアミノ基の当量比で0.1〜1.0であるが、本発明においては特に0.2〜0.9であることがより好ましい。前記0.1〜1.0の範囲から外れると、形成させるポリウレタン塗膜の白化や物性の低下等を引き起こす傾向となり好ましくない。
In the water-based polyurethane resin composition of the present invention , in particular, a prepolymer having NCO at the end is used as the urethane prepolymer, and an alkanolamine compound having a primary or secondary amine group is used as the chain extender. It is preferable to make it react so that it may become 0.1-1.0 by the equivalent ratio of the amino group with respect to 1 equivalent of isocyanate groups of a prepolymer, and it is preferable to make it the aqueous polyurethane resin composition which has a hydroxyl group.
The amount of the alkanolamine compound used is 0.1 to 1.0 in terms of the equivalent ratio of amino groups to 1 equivalent of isocyanate groups in the urethane prepolymer as described above. 9 is more preferable. If it is out of the range of 0.1 to 1.0, the polyurethane coating film to be formed tends to cause whitening, deterioration of physical properties, etc., which is not preferable.

上記第1級又は第2級アミン基を有するアルカノールアミン化合物としては、例えば、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、モノプロパノールアミン、ジプロパノールアミン、N−(β−アミノエチル)エタノールアミン、N−(β−アミノエチル)イソプロパノールアミン、N−メチルエタノールアミン、N−エチルエタノールアミン、N−n-ブチルエタノールアミン、N−t-ブチルエタノールアミン及び2−アミノ−2−メチルプロパノール(2−アミノイソブタノール)等を挙げることができる。ウレタンプレポリマーの鎖伸長反応を行わせるためには、アミノ基を2個有するものを使用することが好ましく、更に、後記する水分散ポリイソシアネートと架橋させるという観点からは、水酸基が1個であるものが好ましい。このような水分散ポリイソシアネートとの反応性及び鎖伸長反応とのバランスの観点から、本発明においては、N−(β−アミノエチル)エタノールアミンを使用することが好ましく、これに加えて更に、その他のアルカノールアミンを併用することがより好ましい。 Examples of the alkanolamine compound having a primary or secondary amine group include monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, monopropanolamine, dipropanolamine, N- (β-aminoethyl) ethanolamine, N -(Β-aminoethyl) isopropanolamine, N-methylethanolamine, N-ethylethanolamine, Nn-butylethanolamine, Nt-butylethanolamine and 2-amino-2-methylpropanol (2-amino) Isobutanol) and the like. In order to carry out a chain extension reaction of the urethane prepolymer, it is preferred to use those having two amino groups, further, from the standpoint of crosslinking with the later-described water-dispersible polyisocyanate, a hydroxyl group is one Those are preferred. From the viewpoint of the reactivity with such a water-dispersed polyisocyanate and the balance with the chain extension reaction, it is preferable to use N- (β-aminoethyl) ethanolamine in the present invention. It is more preferable to use other alkanolamine in combination.

上記水分散ポリイソシアネートは、本発明の水系ポリウレタン樹脂組成物を1液硬化型の水系ポリウレタン樹脂組成物とするための架橋剤であり、その配合量は、前記水酸基を有する水系ポリウレタン樹脂の水酸基1当量に対して水分散イソシアネート化合物のイソシアネート基の当量比で0.5〜2.5となる量であることが好ましく、0.8〜2.0であることがより好ましく、特に1.2〜1.8であることが好ましい。上記当量比が0.5未満であると水系ポリウレタン樹脂中の水酸基が残存するため、形成させる塗膜のタック(ベタツキ)が残る等の問題があり、2.5を超える場合には、水分散ポリイソシアネート化合物が大過剰に残存するため硬化性が劣り、塗膜の物性も脆くなる傾向となる。 The water-dispersed polyisocyanate is a cross-linking agent for making the water-based polyurethane resin composition of the present invention into a one-part curable water-based polyurethane resin composition, and the blending amount thereof is the hydroxyl group 1 of the water-based polyurethane resin having the hydroxyl group. It is preferable that the equivalent ratio of isocyanate groups of the water-dispersed isocyanate compound is 0.5 to 2.5, more preferably 0.8 to 2.0, particularly 1.2 to It is preferably 1.8. If the equivalent ratio is less than 0.5, the hydroxyl group in the water-based polyurethane resin remains, so that there is a problem that the coating film to be formed has a tack (stickiness). Since the polyisocyanate compound remains in a large excess, the curability is inferior and the physical properties of the coating film tend to become brittle.

本発明で架橋剤として使用する前記水分散ポリイソシアネートとしては、後述するポリイソシアネート成分(a)のジイソシアネート化合物、ポリイソシアネート化合物又はそれらの変性体若しくはブロック化体を水に分散させたものを用いることができる。これらの水分散ポリイソシアネートの分散方法としては、例えば、ノニオン性乳化剤を用いた強制乳化法、上記ポリイソシアネートを、エチレンオキサイド鎖等の親水性基を有する親水性基含有化合物と共重合して、分子中にエチレンオキサイド鎖等の親水性基を導入する自己乳化法、及びこれらを併用した方法が挙げられる。
市販されている自己乳化可能なポリイソシアネート化合物としては、CR−60N(DIC(株)製の商品名)、ディスオジュールDA、スミジュール(住化バイエルウレタン社製の商品名)、タケネートWDシリーズ(三井化学(株)社製の商品名)、コロネートC3062、コロネートC3053、アクアネートシリーズ(日本ポリウレタン工業社製の商品名)、バイヒジュール3100、バイヒジュールVPLS2150BA、バイヒジュールVPLS2306、バイヒジュールVPLS2319、バイヒジュールVPLS2336(バイエル社製の商品名)等が挙げられる。
As the water-dispersed polyisocyanate used as a crosslinking agent in the present invention, a diisocyanate compound, polyisocyanate compound of a polyisocyanate component (a) to be described later, a polyisocyanate compound, or a modified or blocked product thereof used in water is used. Can do. As a dispersion method of these water-dispersed polyisocyanates, for example, a forced emulsification method using a nonionic emulsifier, the above polyisocyanate is copolymerized with a hydrophilic group-containing compound having a hydrophilic group such as an ethylene oxide chain, Examples thereof include a self-emulsification method for introducing a hydrophilic group such as an ethylene oxide chain into the molecule, and a method using these in combination.
Commercially available self-emulsifiable polyisocyanate compounds include CR-60N (trade name, manufactured by DIC Corporation), Disojoule DA, Sumijoule (trade name, manufactured by Sumika Bayer Urethane Co., Ltd.), Takenate WD series. (Trade names manufactured by Mitsui Chemicals Co., Ltd.), Coronate C3062, Coronate C3053, Aquanate series (trade names manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.), Bihijoule 3100, Bihijoule VPLS2150BA, Bihijoule VPLS2306, Bihijoule VPLS2319, Bihijoule VPLS2336 (Bayer Corporation) Product name) and the like.

前記ポリイソシアネート成分(a)としては、ジイソシアネート、一分子中にイソシアネート基を3つ以上有するポリイソシアネート化合物等の1種類又は2種以上を混合して用いることができる。   As said polyisocyanate component (a), 1 type, or 2 or more types, such as diisocyanate and the polyisocyanate compound which has three or more isocyanate groups in 1 molecule, can be mixed and used.

上記ジイソシアネート化合物としては、例えば、2,4−及び/又は2,6−トリ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、2,2’−ジメチルジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート、ジフェニルジメチルメタン−4,4’−ジイソシアネート、2,5,2’,5’−テトラメチルジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート、シクロヘキシルビス(4−イソシアントリフェニル)メタン、3,3’−ジメトキシジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート、4,4’−ジメトキシジフェニルメタン−3,3’−ジイソシアネート、4,4’−ジエトキシジフェニルメタン−3,3’−ジイソシアネート、2,2’−ジメチル−5,5’−ジメトキシジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート、3,3’−ジクロロジフェニルジメチルメタン−4,4’−ジイソシアネート、ベンゾフェノン−3,3’−ジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、1,5−ナフチレンジイソシアネート、3,3’−ジメチルジフェニル−4,4’−ジイソシアネート、ジアニシジンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、ビフェニルジイソシアネート、3,3’−ジメチルビフェニルジイソシアネート、3,3’−ジメトキシビフェニルジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート;イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート、トランス−1,4−シクロヘキシルジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネート;メチレンジイソシアネート、ジメチレンジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジプロピルエーテルジイソシアネート、2,2−ジメチルペンタンジイソシアネート、3−メトキシヘキサンジイソシアネート、オクタメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルペンタンジイソシアネート、ノナメチレンジイソシアネート、デカメチレンジイソシアネート、3−ブトキシヘキサンジイソシアネート、1,4−ブチレングリコールジプロピルエーテルジイソシアネート、チオジヘキシルジイソシアネート、メタキシリレンジイソシアネート、パラキシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネートが挙げられる。 Examples of the diisocyanate compound include 2,4- and / or 2,6-tolylene diisocyanate, diphenylmethane-4,4′-diisocyanate, 2,2′-dimethyldiphenylmethane-4,4′-diisocyanate, and diphenyldimethylmethane. -4,4'-diisocyanate, 2,5,2 ', 5'-tetramethyldiphenylmethane-4,4'-diisocyanate, cyclohexylbis (4-isocyanatetriphenyl) methane, 3,3'-dimethoxydiphenylmethane-4, 4'-diisocyanate, 4,4'-dimethoxydiphenylmethane-3,3'-diisocyanate, 4,4'-diethoxydiphenylmethane-3,3'-diisocyanate, 2,2'-dimethyl-5,5'-dimethoxydiphenylmethane -4,4'-diiso Anate, 3,3′-dichlorodiphenyldimethylmethane-4,4′-diisocyanate, benzophenone-3,3′-diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, 1,5-naphthylene diisocyanate, 3,3′- Aromatic diisocyanates such as dimethyldiphenyl-4,4′-diisocyanate, dianisidine diisocyanate, tetramethylxylylene diisocyanate, biphenyl diisocyanate, 3,3′-dimethylbiphenyl diisocyanate, 3,3′-dimethoxybiphenyl diisocyanate; isophorone diisocyanate, dicyclohexyl Alicyclic rings such as methane-4,4′-diisocyanate, trans-1,4-cyclohexyl diisocyanate, norbornene diisocyanate Diisocyanate; methylene diisocyanate, dimethylene diisocyanate, trimethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, dipropyl ether diisocyanate, 2,2-dimethylpentane diisocyanate, 3-methoxyhexane diisocyanate, octamethylene diisocyanate, 2, 2,4-trimethylpentane diisocyanate, nonamethylene diisocyanate, decamethylene diisocyanate, 3-butoxyhexane diisocyanate, 1,4-butylene glycol dipropyl ether diisocyanate, thiodihexyl diisocyanate, metaxylylene diisocyanate, paraxylylene diisocyanate, tetramethyloxy Examples include aliphatic diisocyanates such as lylene diisocyanate.

上記のジイソシアネートは、カルボジイミド変性、イソシアヌレート変性、ビウレット変性等の変性物の形で用いてもよく、各種のブロッキング剤によってブロックされたブロックイソシアネートの形で用いてもよい。 The above diisocyanate may be used in the form of a modified product such as carbodiimide modification, isocyanurate modification, biuret modification or the like, or may be used in the form of a blocked isocyanate blocked with various blocking agents.

前記の1分子中にイソシアネート基を3つ以上有するポリイソシアネート化合物としては、例えば、1−メチルベンゼン−2,4,6−トリイソシアネート、1,3,5−トリメチルベンゼン−2,4,6−トリイソシアネート、1,3,7−ナフタレントリイソシアネート、ビフェニル−2,4,4’−トリイソシアネート、ジフェニルメタン−2,4,4’−トリイソシアネート、3−メチルジフェニルメタン−4,6,4’−トリイソシアネート、トリフェニルメタン−4,4’,4”−トリイソシアネート、1,6,11−ウンデカントリイソシアネート、1,8−ジイソシアネート−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、トリス(イソシアネートフェニル)チオホスフェート及びジメチルトリフェニルメタンテトライソシアネート、並びに前記例示のジイソシアネートのイソシアヌレート三量化物、ビューレット三量化物、及びトリメチロールプロパンアダクト化物等;の三官能以上のイソシアネート等が挙げられ、これらのイソシアネート化合物はカルボジイミド変性、イソシアヌレート変性、ビウレット変性等の変性物の形で用いてもよく、各種のブロッキング剤によってブロックされたブロックイソシアネートの形で用いてもよい。   Examples of the polyisocyanate compound having three or more isocyanate groups in one molecule include 1-methylbenzene-2,4,6-triisocyanate, 1,3,5-trimethylbenzene-2,4,6- Triisocyanate, 1,3,7-naphthalene triisocyanate, biphenyl-2,4,4′-triisocyanate, diphenylmethane-2,4,4′-triisocyanate, 3-methyldiphenylmethane-4,6,4′-triisocyanate Isocyanate, triphenylmethane-4,4 ′, 4 ″ -triisocyanate, 1,6,11-undecane triisocyanate, 1,8-diisocyanate-4-isocyanate methyloctane, 1,3,6-hexamethylene triisocyanate, Bicycloheptane triisocyanate, tris (isocyanate Triphenylol thiophosphate and dimethyltriphenylmethane tetraisocyanate, and isocyanurate trimerization, burette trimerization, and trimethylolpropane adducts of the above-mentioned diisocyanates. These isocyanate compounds may be used in the form of modified products such as carbodiimide modification, isocyanurate modification, biuret modification, etc., or may be used in the form of blocked isocyanates blocked with various blocking agents.

前記ポリイソシアネート化合物成分(a)は、耐黄変性、入手容易性及び製造容易性の観点から、特に、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート及びジシクロヘキシルメタンジイソシアネートであることが好ましい。   The polyisocyanate compound component (a) is particularly preferably hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, and dicyclohexylmethane diisocyanate from the viewpoints of yellowing resistance, availability, and ease of production.

本発明の水系ポリウレタン樹脂組成物に用いられる前記ポリオール成分(b)は、ジオール化合物やヒドロキシル基を3個以上有するポリオール化合物等が挙げられる。これらは、1種類又は2種類以上を混合して用いることができる。   Examples of the polyol component (b) used in the aqueous polyurethane resin composition of the present invention include a diol compound and a polyol compound having three or more hydroxyl groups. These can be used alone or in combination of two or more.

前記ジオール化合物及びヒドロキシル基を3個以上有するポリオール化合物としては、低分子ポリオール類、ポリエーテルポリオール類、ポリエステルポリオール類、ポリエステルポリカーボネートポリオール類、結晶性又は非結晶性のポリカーボネートポリオール類、ポリブタジエンポリオール類、シリコーンポリオール類等が挙げられる。本発明においては、特に、ポリエーテルポリオール類、ポリエステルポリオール類、及びポリカーボネートポリオール類を好適に使用することができる。 Examples of the diol compound and the polyol compound having three or more hydroxyl groups include low molecular weight polyols, polyether polyols, polyester polyols, polyester polycarbonate polyols, crystalline or non-crystalline polycarbonate polyols, polybutadiene polyols, Examples include silicone polyols. In the present invention, particularly, polyether polyols, polyester polyols, and polycarbonate polyols can be preferably used.

前記低分子ポリオール類としては、例えば、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、3−メチル−2,4−ペンタンジオール、2,4−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、3,5−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール及び1,10−デカンジオール並びに、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール及びトリプロピレングリコール等のエーテル系ジオール類等の脂肪族ジオール;シクロヘキサンジメタノール、シクロヘキサンジオール等の脂環式ジオール;トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ヘキシトール類、ペンチトール類、グリセリン、ポリグリセリン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、テトラメチロールプロパン等の、三価以上のポリオールが挙げられる。   Examples of the low molecular polyols include ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 2-butyl-2-ethyl-1,3- Propanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 3-methyl-2,4-pentanediol, 2,4-pentanediol, 1,5-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol, 2,4-diethyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 3,5-heptanediol, 1,8-octane Diols, 2-methyl-1,8-octanediol, 1,9-nonanediol and 1,10-decanediol, and ethylene Aliphatic diols such as ether diols such as glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol and tripropylene glycol; Cycloaliphatic diols such as cyclohexanedimethanol and cyclohexanediol; Trimethylolethane, trimethylolpropane, hexitols, pliers Examples thereof include trivalent or higher polyols such as tolls, glycerin, polyglycerin, pentaerythritol, dipentaerythritol, and tetramethylolpropane.

前記ポリエーテルポリオール類としては、例えば、前記の低分子ポリオールのエチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイド付加物、ポリテトラメチレングリコール等が挙げられる。本発明に用いられる該ポリエーテルポリオール類の数平均分子量は、500〜7000であることが好ましく、より好ましくは1000〜5000である。   Examples of the polyether polyols include ethylene oxide and / or propylene oxide adducts of the above low molecular polyols, polytetramethylene glycol, and the like. The number average molecular weight of the polyether polyols used in the present invention is preferably 500 to 7000, more preferably 1000 to 5000.

前記ポリエステルポリオール類としては、前記した低分子ポリオール等のポリオールと、その化学量論量より少ない量の多価カルボン酸又はそのエステル、無水物、ハライド等のエステル形成性誘導体、及び/又は、ラクトン類若しくはそれを加水分解開環して得られるヒドロキシカルボン酸との直接エステル化反応、及び/又は、エステル交換反応により得られるものが挙げられる。多価カルボン酸又はそのエステル形成性誘導体としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、2−メチルコハク酸、2−メチルアジピン酸、3−メチルアジピン酸、3−メチルペンタン二酸、2−メチルオクタン二酸、3,8−ジメチルデカン二酸、3,7−ジメチルデカン二酸、水添ダイマー酸、ダイマー酸等の脂肪族ジカルボン酸類;フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸類;シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸類;トリメリト酸、トリメシン酸、ひまし油脂肪酸の三量体等のトリカルボン酸類;ピロメリット酸等のテトラカルボン酸類などの多価カルボン酸が挙げられる。また、そのエステル形成性誘導体としては、これらの多価カルボン酸の酸無水物;該多価カルボン酸クロライド、ブロマイド等のハロゲン化物;該多価カルボン酸のメチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル、イソプロピルエステル、ブチルエステル、イソブチルエステル、アミルエステル等の低級脂肪族エステル等が挙げられる。また、前記ラクトン類としてはγ−カプロラクトン、δ−カプロラクトン、ε−カプロラクトン、ジメチル−ε−カプロラクトン、δ−バレロラクトン、γ−バレロラクトン、γ−ブチロラクトン等のラクトン類が挙げられる。本発明に用いられる該ポリエステルポリオール類の数平均分子量は、500〜7000であることが好ましく、より好ましくは1000〜5000である。   Examples of the polyester polyols include polyols such as the above-described low molecular weight polyols, polycarboxylic acids having an amount less than the stoichiometric amount, or ester-forming derivatives such as esters, anhydrides and halides, and / or lactones. And those obtained by direct esterification reaction with hydroxycarboxylic acid obtained by hydrolytic ring-opening and / or transesterification reaction. Examples of the polyvalent carboxylic acid or its ester-forming derivative include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, 2-methylsuccinic acid 2-methyladipic acid, 3-methyladipic acid, 3-methylpentanedioic acid, 2-methyloctanedioic acid, 3,8-dimethyldecanedioic acid, 3,7-dimethyldecanedioic acid, hydrogenated dimer acid, Aliphatic dicarboxylic acids such as dimer acid; aromatic dicarboxylic acids such as phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid and naphthalenedicarboxylic acid; cycloaliphatic dicarboxylic acids such as cyclohexanedicarboxylic acid; trimellitic acid, trimesic acid, castor oil fatty acid Polycarboxylic acids such as tetracarboxylic acids such as pyromellitic acid It is below. The ester-forming derivatives include acid anhydrides of these polyvalent carboxylic acids; halides such as the polyvalent carboxylic acid chlorides and bromides; methyl esters, ethyl esters, propyl esters, and isopropyls of the polyvalent carboxylic acids. Examples include lower aliphatic esters such as esters, butyl esters, isobutyl esters, and amyl esters. Examples of the lactones include lactones such as γ-caprolactone, δ-caprolactone, ε-caprolactone, dimethyl-ε-caprolactone, δ-valerolactone, γ-valerolactone, and γ-butyrolactone. The number average molecular weight of the polyester polyols used in the present invention is preferably 500 to 7000, more preferably 1000 to 5000.

前記イオン性基導入成分(c)としては、アニオン性基を導入するものとカチオン性基を導入するものが挙げられる。アニオン性基を導入するものとしては、例えば、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸、ジメチロール酪酸、ジメチロール吉草酸等のカルボキシル基を含有するポリオール類、1,4−ブタンジオール−2−スルホン酸等のスルホン酸基を含有するポリオール類が挙げられ、カチオン性基を導入するものとしては、例えば、N,N−ジアルキルアルカノールアミン類、N−メチル−N,N−ジエタノールアミン、N−ブチル−N,N−ジエタノールアミン等のN−アルキル−N,N−ジアルカノールアミン類、トリアルカノールアミン類が挙げられる。   Examples of the ionic group-introducing component (c) include those that introduce an anionic group and those that introduce a cationic group. Examples of those that introduce an anionic group include polyols containing carboxyl groups such as dimethylolpropionic acid, dimethylolbutanoic acid, dimethylolbutyric acid, dimethylolvaleric acid, 1,4-butanediol-2-sulfonic acid, etc. Polyols containing a sulfonic acid group of, for example, N, N-dialkylalkanolamines, N-methyl-N, N-diethanolamine, N-butyl-N, N-alkyl-N, N-dialkanolamines and trialkanolamines such as N-diethanolamine can be mentioned.

前記イオン性基導入成分(c)の使用量は、用いるポリオール及びポリイソシアネートの種類や乳化剤使用との関係にもよるが、イオン性基導入成分を用いた自己乳化系においては、通常、水系ポリウレタン樹脂を構成する全ての反応成分に対して、0.5〜50質量%、好ましくは1〜30質量%である。0.5質量%未満では保存安定性が劣り、また、50質量%を超えて使用すると、ウレタンプレポリマーの水分散性やウレタン塗膜の物性に悪影響を及ぼすことがある。   The amount of the ionic group-introducing component (c) used depends on the type of polyol and polyisocyanate used and the use of an emulsifier, but in a self-emulsifying system using an ionic group-introducing component, usually an aqueous polyurethane It is 0.5-50 mass% with respect to all the reaction components which comprise resin, Preferably it is 1-30 mass%. If it is less than 0.5% by mass, the storage stability is poor, and if it exceeds 50% by mass, the water dispersibility of the urethane prepolymer and the physical properties of the urethane coating may be adversely affected.

前記イオン性基中和剤成分(d)としては、アニオン性基の中和剤として、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン等のトリアルキルアミン類、N,N−ジメチルエタノールアミン、N,N−ジメチルプロパノールアミン、N,N−ジプロピルエタノールアミン、1−ジメチルアミノ−2−メチル−2−プロパノール等のN,N−ジアルキルアルカノールアミン類、N−アルキル−N,N−ジアルカノールアミン類、トリエタノールアミン等のトリアルカノールアミン類等の3級アミン化合物;アンモニア、トリメチルアンモニウムヒドロキシド、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等の塩基性化合物が挙げられる。カチオン性基の中和剤としては、蟻酸、酢酸、乳酸、コハク酸、グルタル酸、クエン酸等の有機カルボン酸、パラトルエンスルホン酸、スルホン酸アルキル等の有機スルホン酸、塩酸、リン酸、硝酸、スルホン酸等の無機酸、エピハロヒドリン等のエポキシ化合物の他、ジアルキル硫酸、ハロゲン化アルキル等の4級化剤が挙げられる。これらの中和剤の使用量は、通常、イオン性基1当量に対して過不足が大きいと、水系ポリウレタン樹脂から得られる塗膜等の耐水性、強度、伸び等の物性が低下するおそれがあるので0.5〜2.0当量であることが好ましく、0.8〜1.5当量であることがより好ましい。   As the ionic group neutralizer component (d), as an anionic group neutralizer, trialkylamines such as trimethylamine, triethylamine, tributylamine, N, N-dimethylethanolamine, N, N-dimethylpropanol N, N-dialkylalkanolamines such as amine, N, N-dipropylethanolamine, 1-dimethylamino-2-methyl-2-propanol, N-alkyl-N, N-dialkanolamines, triethanolamine And tertiary amine compounds such as trialkanolamines; basic compounds such as ammonia, trimethylammonium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, and lithium hydroxide. As neutralizing agents for cationic groups, organic carboxylic acids such as formic acid, acetic acid, lactic acid, succinic acid, glutaric acid and citric acid, organic sulfonic acids such as paratoluenesulfonic acid and alkyl sulfonate, hydrochloric acid, phosphoric acid and nitric acid In addition to inorganic acids such as sulfonic acid and epoxy compounds such as epihalohydrin, quaternizing agents such as dialkyl sulfuric acid and alkyl halides may be mentioned. The amount of these neutralizing agents used is usually excessive and insufficient with respect to 1 equivalent of ionic group, and the physical properties such as water resistance, strength and elongation of the coating film obtained from the aqueous polyurethane resin may be lowered. Since it is, it is preferable that it is 0.5-2.0 equivalent, and it is more preferable that it is 0.8-1.5 equivalent.

前記乳化剤成分(e)としては、例えば、脂肪酸塩、高級アルコールの硫酸エステル塩、液体脂肪油の硫酸エステル塩、脂肪族アミンおよび脂肪族アマイドの硫酸塩、脂肪族アルコールのリン酸エステル、二塩基酸性脂肪酸エステルのスルホン酸塩、脂肪酸アミドのスルホン酸塩、アルキルアリルスルホン酸、ホルマリン縮合ナフタリンスルホン酸塩等のアニオン系界面活性剤、第一アミン塩、第二アミン塩、第三アミン塩、第四級アミン塩、ピリジニウム塩等のカチオン系界面活性剤、ベタイン型、硫酸エステル型、スルホン酸型等の両性界面活性剤、及びノニオン系界面活性剤等が挙げられる。   Examples of the emulsifier component (e) include fatty acid salts, sulfates of higher alcohols, sulfates of liquid fatty oils, sulfates of aliphatic amines and aliphatic amides, phosphates of aliphatic alcohols, dibasic Anionic surfactants such as acid fatty acid ester sulfonate, fatty acid amide sulfonate, alkylallyl sulfonic acid, formalin condensed naphthalene sulfonate, primary amine salt, secondary amine salt, tertiary amine salt, Examples include cationic surfactants such as quaternary amine salts and pyridinium salts, amphoteric surfactants such as betaine type, sulfate ester type, and sulfonic acid type, and nonionic surfactants.

前記鎖伸長剤成分(f)としては、水系ポリウレタン樹脂組成物に用いられる、公知の鎖伸長剤を一種類又は二種類以上混合して使用することができるが、本発明においては、特に多価アミン化合物及び多価一級アルコール化合物等が好ましく、多価アミン化合物がより好ましい。   As the chain extender component (f), a known chain extender used in an aqueous polyurethane resin composition can be used singly or as a mixture of two or more kinds. An amine compound and a polyvalent primary alcohol compound are preferred, and a polyvalent amine compound is more preferred.

前記多価アミン化合物としては、エチレンジアミン、プロピレンジアミン等の、前記した低分子ジオールのアルコール性水酸基がアミノ基に置換されたものである低分子ジアミン類;ポリオキシプロピレンジアミン、ポリオキシエチレンジアミン等のポリエーテルジアミン類;メンセンジアミン、イソホロンジアミン、ノルボルネンジアミン、ビス(4−アミノ−3−メチルジシクロヘキシル)メタン、ジアミノジシクロヘキシルメタン、ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、3,9−ビス(3−アミノプロピル)2,4,8,10−テトラオキサスピロ(5,5)ウンデカン等の脂環式ジアミン類;m−キシレンジアミン、α−(m/pアミノフェニル)エチルアミン、m−フェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、ジアミノジエチルジメチルジフェニルメタン、ジアミノジエチルジフェニルメタン、ジメチルチオトルエンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、α,α’−ビス(4−アミノフェニル)−p−ジイソプロピルベンゼン等の芳香族ジアミン類;ヒドラジン;前記のポリエステルポリオールに用いられる多価カルボン酸において例示したジカルボン酸とヒドラジンとの化合物である、ジカルボン酸ジヒドラジド化合物が挙げられる。   Examples of the polyvalent amine compound include low molecular diamines in which the alcoholic hydroxyl group of the low molecular diol described above is substituted with an amino group, such as ethylene diamine and propylene diamine; polyoxypropylene diamine, polyoxyethylene diamine and the like Ether diamines; mensendiamine, isophoronediamine, norbornenediamine, bis (4-amino-3-methyldicyclohexyl) methane, diaminodicyclohexylmethane, bis (aminomethyl) cyclohexane, 3,9-bis (3-aminopropyl) 2 , 4,8,10-tetraoxaspiro (5,5) undecane, etc .; m-xylenediamine, α- (m / paminophenyl) ethylamine, m-phenylenediamine, diaminodiphenylmethane, diaminodi Aromatic diamines such as phenyl sulfone, diaminodiethyldimethyldiphenylmethane, diaminodiethyldiphenylmethane, dimethylthiotoluenediamine, diethyltoluenediamine, α, α′-bis (4-aminophenyl) -p-diisopropylbenzene; hydrazine; The dicarboxylic acid dihydrazide compound which is a compound of the dicarboxylic acid illustrated in the polyhydric carboxylic acid used for a polyol and hydrazine is mentioned.

前記鎖伸長剤成分(f)の使用量は特に制限されることはなく、適宜使用することができるが、例えば、プレポリマー法を選択した場合には、プレポリマー中のイソシアネート基の1当量に対して鎖伸長剤の第1級及び第2級アミノ基の当量比が0.1〜1.5となる範囲であることが、得られる水系ポリウレタン樹脂の分散性が良好であるので好ましく、0.5〜1.0であることがより好ましい。   The amount of the chain extender component (f) used is not particularly limited and can be appropriately used. For example, when the prepolymer method is selected, the equivalent amount of the isocyanate group in the prepolymer is 1 equivalent. On the other hand, the equivalence ratio of the primary and secondary amino groups of the chain extender is preferably in the range of 0.1 to 1.5, since the dispersibility of the obtained water-based polyurethane resin is good. More preferably, it is 0.5 to 1.0.

また、本発明のウレタンプレポリマー組成物又は水系ポリウレタン樹脂組成物には、必要に応じて、ポリウレタン分子に架橋構造を与える公知の架橋剤を用いてもよい。上記水系ポリウレタン樹脂に好適な架橋剤としては、メラミン、モノメチロールメラミン、ジメチロールメラミン、トリメチロールメラミン、テトラメチロールメラミン、ペンタメチロールメラミン、ヘキサメチロールメラミン、メチル化メチロールメラミン、ブチル化メチロールメラミン、メラミン樹脂等が挙げられる。本発明においては、中でも、ポリウレタンの分散性が優れると共に安価でもあるメラミンを使用することが特に好ましい。   Moreover, you may use the well-known crosslinking agent which gives a crosslinked structure to a polyurethane molecule as needed for the urethane prepolymer composition or water-based polyurethane resin composition of this invention. Suitable crosslinking agents for the aqueous polyurethane resin include melamine, monomethylol melamine, dimethylol melamine, trimethylol melamine, tetramethylol melamine, pentamethylol melamine, hexamethylol melamine, methylated methylol melamine, butylated methylol melamine, melamine resin. Etc. In the present invention, it is particularly preferable to use melamine which is excellent in dispersibility of polyurethane and is inexpensive.

本発明のウレタンプレポリマー組成物の製造においては、必要に応じて、反応に不活性な溶媒を使用することもできる。該溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、ジオキサン、テトラヒドロフラン、N−メチル−2−ピロリドン等を挙げることができる。これらの溶媒は、通常、プレポリマーを製造するために用いられる上記原料の合計量100質量部に対して、3〜100質量部用いられる。本発明においては、これらの溶媒の中でも、特に沸点が100℃以下の溶媒を使用することが、ウレタンプレポリマーを水分散した後に、減圧留去することができるので好ましい。   In the production of the urethane prepolymer composition of the present invention, a solvent inert to the reaction can be used as necessary. Examples of the solvent include acetone, methyl ethyl ketone, dioxane, tetrahydrofuran, N-methyl-2-pyrrolidone and the like. These solvents are generally used in an amount of 3 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the raw materials used for producing the prepolymer. In the present invention, among these solvents, it is particularly preferable to use a solvent having a boiling point of 100 ° C. or lower because the urethane prepolymer can be distilled off under reduced pressure after water dispersion.

本発明のウレタンプレポリマー組成物に使用されるポリイソシアネート成分(a)のイソシアネート基とポリオール成分(b)のアルコール性水酸基の当量比(NCO/OH)は、1.0〜5.0であることが好ましく、1.05〜3.0の範囲であることがより好ましい。前記(a)と(b)とからなるウレタンプレポリマーは、必要に応じて用いられる前記イオン性基導入成分(c)を反応させるために、末端がイソシアネート基であることが好ましい。したがって、当量比(NCO/OH)が1.0より小さいと、末端が水酸基であるウレタンプレポリマーとなるため好ましくない。また、5.0を超えると、ウレタンプレポリマーを水に分散して得られる水系ポリウレタン樹脂組成物の保存安定性に影響を及ぼす場合があるので好ましくない。   The equivalent ratio (NCO / OH) of the isocyanate group of the polyisocyanate component (a) and the alcoholic hydroxyl group of the polyol component (b) used in the urethane prepolymer composition of the present invention is 1.0 to 5.0. It is preferable that it is in the range of 1.05-3.0. The urethane prepolymer comprising (a) and (b) preferably has an isocyanate group at the end in order to react the ionic group introduction component (c) used as necessary. Therefore, an equivalent ratio (NCO / OH) of less than 1.0 is not preferable because a urethane prepolymer having a terminal hydroxyl group is obtained. Moreover, when it exceeds 5.0, since it may affect the storage stability of the water-based polyurethane resin composition obtained by disperse | distributing a urethane prepolymer in water, it is unpreferable.

また、本発明の水系ポリウレタン樹脂組成物においては、ウレタン樹脂100質量部に対して、水が30〜900質量部、好ましくは80〜400質量部配合されることが好ましい。水の配合量が30質量部よりも少ないと、水系ポリウレタン樹脂組成物の粘度が高く取扱いが困難になり、900質量部よりも多い場合には、塗膜を形成させるときの硬化性が低下し、塗膜の物性が低下するので好ましくない。 Moreover, in the water-based polyurethane resin composition of this invention, it is preferable that water is 30-900 mass parts with respect to 100 mass parts of urethane resins, Preferably 80-400 mass parts is mix | blended. When the blending amount of water is less than 30 parts by mass, the viscosity of the water-based polyurethane resin composition is high and handling becomes difficult, and when it is more than 900 parts by mass, the curability when forming a coating film decreases. Since the physical properties of the coating film are lowered, it is not preferable.

本発明の水系ポリウレタン樹脂組成物は、一液型として使用することができるだけでなく、水分散イソシアネート等の硬化剤を用いた二液型として使用することもできる。本発明の水系ポリウレタン樹脂組成物に、水系エポキシ樹脂、水系アミノ樹脂、ブロック化イソシアネート等の架橋剤を併用することにより、防食性等をさらに向上させることもできる。   The water-based polyurethane resin composition of the present invention can be used not only as a one-component type but also as a two-component type using a curing agent such as water-dispersed isocyanate. By using a crosslinking agent such as a water-based epoxy resin, a water-based amino resin, and a blocked isocyanate in combination with the water-based polyurethane resin composition of the present invention, the anticorrosion property and the like can be further improved.

本発明の水系ポリウレタン樹脂組成物には、必要に応じて、公知の各種の添加剤を更に用いてもよい。該添加剤としては、例えば、光安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、顔料、染料、造膜助剤、硬化剤、ブロッキング防止剤、レベリング剤、ゲル化防止剤、分散安定剤、ラジカル捕捉剤、耐熱性付与剤、無機及び有機充填剤、可塑剤、滑剤、帯電防止剤、補強剤、触媒、揺変剤、抗菌剤、防カビ剤、防腐触剤、消泡剤、非会合型増粘剤、有機溶剤、表面調整剤、沈降防止剤等が挙げられる。   Various known additives may be further used in the aqueous polyurethane resin composition of the present invention as necessary. Examples of the additive include a light stabilizer, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a pigment, a dye, a film forming aid, a curing agent, an antiblocking agent, a leveling agent, an antigelling agent, a dispersion stabilizer, and a radical scavenger. Agent, heat resistance imparting agent, inorganic and organic filler, plasticizer, lubricant, antistatic agent, reinforcing agent, catalyst, thixotropic agent, antibacterial agent, antifungal agent, anticorrosive agent, antifoaming agent, non-associative increase Examples thereof include a viscosity agent, an organic solvent, a surface conditioner, and an anti-settling agent.

また、本発明の水系ポリウレタン樹脂組成物を塗料やコーティング剤に用いる場合には、特に基材に対する強固な密着性を付与するシランカップリング剤、コロイダルシリカ、テトラアルコキシシラン及びその縮重合物、キレート剤、及びエポキシ化合物等を更に用いてもよい。   In addition, when the aqueous polyurethane resin composition of the present invention is used for a paint or a coating agent, a silane coupling agent, colloidal silica, tetraalkoxysilane, a polycondensate thereof, a chelate, which gives particularly strong adhesion to a substrate, and the like. You may further use an agent, an epoxy compound, etc.

前記の各種添加剤の中でも、本発明の水系ポリウレタン樹脂組成物を塗膜や塗装に用いる場合には、ヒンダードアミン系光安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤(リン系、フェノール系又は硫黄系抗酸化剤)等を使用することが好ましい。   Among the above-mentioned various additives, when the water-based polyurethane resin composition of the present invention is used for coatings and coatings, hindered amine light stabilizers, ultraviolet absorbers, antioxidants (phosphorous, phenolic or sulfur-based antioxidants). It is preferable to use an oxidizing agent).

上記ヒンダードアミン系光安定剤としては、例えば、2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルステアレート、1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルステアレート、2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルベンゾエート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1−オクトキシ−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルメチルメタクリレート、2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルメチルメタクリレート、テトラキス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)−1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート、テトラキス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)−1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)・ビス(トリデシル)−1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)・ビス(トリデシル)−1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)−2−ブチル−2−(3,5−ジ第3−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)マロネート、1−(2−ヒドロキシエチル)−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジノール/コハク酸ジエチル重縮合物、1,6−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルアミノ)ヘキサン/ジブロモエタン重縮合物、1,6−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルアミノ)ヘキサン/2,4−ジクロロ−6−モルホリノ−s−トリアジン重縮合物、1,6−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルアミノ)ヘキサン/2,4−ジクロロ−6−第3オクチルアミノ−s−トリアジン重縮合物、1,5,8,12−テトラキス[2,4−ビス(N−ブチル−N−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)アミノ)−s−トリアジン−6−イル]−1,5,8,12−テトラアザドデカン、1,5,8,12−テトラキス[2,4−ビス(N−ブチル−N−(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)アミノ)−s−トリアジン−6−イル]−1,5,8,12−テトラアザドデカン、1,6,11−トリス[2,4−ビス(N−ブチル−N−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)アミノ)−s−トリアジン−6−イルアミノ]ウンデカン、1,6,11−トリス[2,4−ビス(N−ブチル−N−(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)アミノ)−s−トリアジン−6−イルアミノ]ウンデカン、3,9−ビス〔1,1−ジメチル−2−[トリス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルオキシカルボニルオキシ)ブチルカルボニルオキシ]エチル〕−2,4,8,10−テトラオキサスピロ〔5.5〕ウンデカン、3,9−ビス〔1,1−ジメチル−2−[トリス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルオキシカルボニルオキシ)ブチルカルボニルオキシ]エチル〕−2,4,8,10−テトラオキサスピロ〔5.5〕ウンデカン等が挙げられる。   Examples of the hindered amine light stabilizer include 2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl stearate, 1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl stearate, 2,2, 6,6-tetramethyl-4-piperidylbenzoate, bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) sebacate, bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebacate Bis (1-octoxy-2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) sebacate, 1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidylmethyl methacrylate, 2,2,6,6- Tetramethyl-4-piperidylmethyl methacrylate, tetrakis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) -1,2,3,4-butanetetracar Xylate, tetrakis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) -1,2,3,4-butanetetracarboxylate, bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) ) .Bis (tridecyl) -1,2,3,4-butanetetracarboxylate, bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) .bis (tridecyl) -1,2,3 4-butanetetracarboxylate, bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) -2-butyl-2- (3,5-ditert-butyl-4-hydroxybenzyl) malonate, 1- (2-hydroxyethyl) -2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinol / diethyl succinate polycondensate, 1,6-bis (2,2,6,6-tetramethyl-4- Piperidi Amino) hexane / dibromoethane polycondensate, 1,6-bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidylamino) hexane / 2,4-dichloro-6-morpholino-s-triazine polycondensate 1,6-bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidylamino) hexane / 2,4-dichloro-6-tert-octylamino-s-triazine polycondensate, 1,5,8 , 12-tetrakis [2,4-bis (N-butyl-N- (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) amino) -s-triazin-6-yl] -1,5,8 , 12-tetraazadodecane, 1,5,8,12-tetrakis [2,4-bis (N-butyl-N- (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) amino) -s -Triazin-6-yl] -1,5,8,1 2-tetraazadodecane, 1,6,11-tris [2,4-bis (N-butyl-N- (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) amino) -s-triazine-6 -Ylamino] undecane, 1,6,11-tris [2,4-bis (N-butyl-N- (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) amino) -s-triazine-6 -Ylamino] undecane, 3,9-bis [1,1-dimethyl-2- [tris (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyloxycarbonyloxy) butylcarbonyloxy] ethyl] -2,4 , 8,10-tetraoxaspiro [5.5] undecane, 3,9-bis [1,1-dimethyl-2- [tris (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyloxycarbonyloxy] ) Butyl Ruboniruokishi] ethyl] -2,4,8,10-spiro [5.5] undecane.

前記紫外線吸収剤としては、例えば、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、5,5’−メチレンビス(2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン)等の2−ヒドロキシベンゾフェノン類;2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−5−第3オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ第3ブチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3−第3ブチル−5−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジクミルフェニル)ベンゾトリアゾール、2,2’−メチレンビス(4−第3オクチル−6−ベンゾトリアゾリルフェノール)、2−(2−ヒドロキシ−3−第3ブチル−5−カルボキシフェニル)ベンゾトリアゾールのポリエチレングリコールエステル、2−〔2−ヒドロキシ−3−(2−アクリロイルオキシエチル)−5−メチルフェニル〕ベンゾトリアゾール、2−〔2−ヒドロキシ−3−(2−メタクリロイルオキシエチル)−5−第3ブチルフェニル〕ベンゾトリアゾール、2−〔2−ヒドロキシ−3−(2−メタクリロイルオキシエチル)−5−第3オクチルフェニル〕ベンゾトリアゾール、2−〔2−ヒドロキシ−3−(2−メタクリロイルオキシエチル)−5−第3ブチルフェニル〕−5−クロロベンゾトリアゾール、2−〔2−ヒドロキシ−5−(2−メタクリロイルオキシエチル)フェニル〕ベンゾトリアゾール、2−〔2−ヒドロキシ−3−第3ブチル−5−(2−メタクリロイルオキシエチル)フェニル〕ベンゾトリアゾール、2−〔2−ヒドロキシ−3−第3アミル−5−(2−メタクリロイルオキシエチル)フェニル〕ベンゾトリアゾール、2−〔2−ヒドロキシ−3−第3ブチル−5−(3−メタクリロイルオキシプロピル)フェニル〕−5−クロロベンゾトリアゾール、2−〔2−ヒドロキシ−4−(2−メタクリロイルオキシメチル)フェニル〕ベンゾトリアゾール、2−〔2−ヒドロキシ−4−(3−メタクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロピル)フェニル〕ベンゾトリアゾール、2−〔2−ヒドロキシ−4−(3−メタクリロイルオキシプロピル)フェニル〕ベンゾトリアゾール等の2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール類;2−(2−ヒドロキシ−4−メトキシフェニル)−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン、2−(2−ヒドロキシ−4−ヘキシロキシフェニル)−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン、2−(2−ヒドロキシ−4−オクトキシフェニル)−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2−〔2−ヒドロキシ−4−(3−C12〜C13混合アルコキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)フェニル〕−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2−〔2−ヒドロキシ−4−(2−アクリロイルオキシエトキシ)フェニル〕−4,6−ビス(4−メチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2−(2,4−ジヒドロキシ−3−アリルフェニル)−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(2−ヒドロキシ−3−メチル−4−ヘキシロキシフェニル)−1,3,5−トリアジン等の2−(2−ヒドロキシフェニル)−4,6−ジアリール−1,3,5−トリアジン類;フェニルサリシレート、レゾルシノールモノベンゾエート、2,4−ジ第3ブチルフェニル−3,5−ジ第3ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート、オクチル(3,5−ジ第3ブチル−4−ヒドロキシ)ベンゾエート、ドデシル(3,5−ジ第3ブチル−4−ヒドロキシ)ベンゾエート、テトラデシル(3,5−ジ第3ブチル−4−ヒドロキシ)ベンゾエート、ヘキサデシル(3,5−ジ第3ブチル−4−ヒドロキシ)ベンゾエート、オクタデシル(3,5−ジ第3ブチル−4−ヒドロキシ)ベンゾエート、ベヘニル(3,5−ジ第3ブチル−4−ヒドロキシ)ベンゾエート等のベンゾエート類;2−エチル−2’−エトキシオキザニリド、2−エトキシ−4’−ドデシルオキザニリド等の置換オキザニリド類;エチル−α−シアノ−β,β−ジフェニルアクリレート、メチル−2−シアノ−3−メチル−3−(p−メトキシフェニル)アクリレート等のシアノアクリレート類;各種の金属塩又は金属キレート、特にニッケル又はクロムの塩又はキレート類等が挙げられる。 Examples of the ultraviolet absorber include 2,4-dihydroxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-octoxybenzophenone, and 5,5′-methylenebis (2-hydroxy-4-methoxybenzophenone). 2-hydroxybenzophenones such as 2- (2-hydroxy-5-methylphenyl) benzotriazole, 2- (2-hydroxy-5-tert-octylphenyl) benzotriazole, 2- (2-hydroxy-3, 5-di-tert-butylphenyl) -5-chlorobenzotriazole, 2- (2-hydroxy-3-tert-butyl-5-methylphenyl) -5-chlorobenzotriazole, 2- (2-hydroxy-3,5 -Dicumylphenyl) benzotriazole, 2,2'-methylenebis (4-tertiary Octyl-6-benzotriazolylphenol), 2- (2-hydroxy-3-tert-butyl-5-carboxyphenyl) benzotriazole polyethylene glycol ester, 2- [2-hydroxy-3- (2-acryloyloxy) Ethyl) -5-methylphenyl] benzotriazole, 2- [2-hydroxy-3- (2-methacryloyloxyethyl) -5-tert-butylphenyl] benzotriazole, 2- [2-hydroxy-3- (2- Methacryloyloxyethyl) -5-tert-octylphenyl] benzotriazole, 2- [2-hydroxy-3- (2-methacryloyloxyethyl) -5-tert-butylphenyl] -5-chlorobenzotriazole, 2- [2 -Hydroxy-5- (2-methacryloyloxyethyl) phenyl] benzo Triazole, 2- [2-hydroxy-3-tert-butyl-5- (2-methacryloyloxyethyl) phenyl] benzotriazole, 2- [2-hydroxy-3-tert-amyl-5- (2-methacryloyloxyethyl) ) Phenyl] benzotriazole, 2- [2-hydroxy-3-tert-butyl-5- (3-methacryloyloxypropyl) phenyl] -5-chlorobenzotriazole, 2- [2-hydroxy-4- (2-methacryloyl) Oxymethyl) phenyl] benzotriazole, 2- [2-hydroxy-4- (3-methacryloyloxy-2-hydroxypropyl) phenyl] benzotriazole, 2- [2-hydroxy-4- (3-methacryloyloxypropyl) phenyl ] 2- (2-hydroxyphenyl) such as benzotriazole Benzotriazoles; 2- (2-hydroxy-4-methoxyphenyl) -4,6-diphenyl-1,3,5-triazine, 2- (2-hydroxy-4-hexyloxyphenyl) -4,6-diphenyl -1,3,5-triazine, 2- (2-hydroxy-4-octoxyphenyl) -4,6-bis (2,4-dimethylphenyl) -1,3,5-triazine, 2- [2- hydroxy -4- (3-C 12 ~C 13 mixed alkoxy-2-hydroxypropoxy) phenyl] -4,6-bis (2,4-dimethylphenyl) -1,3,5-triazine, 2- [2- Hydroxy-4- (2-acryloyloxyethoxy) phenyl] -4,6-bis (4-methylphenyl) -1,3,5-triazine, 2- (2,4-dihydroxy-3-allylpheny ) -4,6-bis (2,4-dimethylphenyl) -1,3,5-triazine, 2,4,6-tris (2-hydroxy-3-methyl-4-hexyloxyphenyl) -1,3 2- (2-hydroxyphenyl) -4,6-diaryl-1,3,5-triazines such as 1,5-triazine; phenyl salicylate, resorcinol monobenzoate, 2,4-di-tert-butylphenyl-3,5 Di-tert-butyl-4-hydroxybenzoate, octyl (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy) benzoate, dodecyl (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy) benzoate, tetradecyl (3,5 -Di-tert-butyl-4-hydroxy) benzoate, hexadecyl (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy) benzoate, octadecyl (3,5-di-tert Benzoates such as 3 butyl-4-hydroxy) benzoate, behenyl (3,5-ditert-butyl-4-hydroxy) benzoate; 2-ethyl-2′-ethoxyoxanilide, 2-ethoxy-4′-dodecyl Substituted oxanilides such as oxanilide; Cyanoacrylates such as ethyl-α-cyano-β, β-diphenyl acrylate, methyl-2-cyano-3-methyl-3- (p-methoxyphenyl) acrylate; various metals Examples include salts or metal chelates, particularly nickel or chromium salts or chelates.

前記リン系抗酸化剤としては、例えば、トリフェニルホスファイト、トリス(2,4−ジ第3ブチルフェニル)ホスファイト、トリス(2,5−ジ第3ブチルフェニル)ホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリス(ジノニルフェニル)ホスファイト、トリス(モノ、ジ混合ノニルフェニル)ホスファイト、ジフェニルアシッドホスファイト、2,2’−メチレンビス(4,6−ジ第3ブチルフェニル)オクチルホスファイト、ジフェニルデシルホスファイト、ジフェニルオクチルホスファイト、ジ(ノニルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、フェニルジイソデシルホスファイト、トリブチルホスファイト、トリス(2−エチルヘキシル)ホスファイト、トリデシルホスファイト、トリラウリルホスファイト、ジブチルアシッドホスファイト、ジラウリルアシッドホスファイト、トリラウリルトリチオホスファイト、ビス(ネオペンチルグリコール)・1,4−シクロヘキサンジメチルジホスファイト、ビス(2,4−ジ第3ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,5−ジ第3ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ第3ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4−ジクミルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、テトラ(C12−C15混合アルキル)−4,4’−イソプロピリデンジフェニルホスファイト、ビス[2,2’−メチレンビス(4,6−ジアミルフェニル)]・イソプロピリデンジフェニルホスファイト、テトラトリデシル・4,4’−ブチリデンビス(2−第3ブチル−5−メチルフェノール)ジホスファイト、ヘキサ(トリデシル)・1,1,3−トリス(2−メチル−5−第3ブチル−4−ヒドロキシフェニル)ブタン・トリホスファイト、テトラキス(2,4−ジ第3ブチルフェニル)ビフェニレンジホスホナイト、トリス(2−〔(2,4,7,9−テトラキス第3ブチルジベンゾ〔d,f〕〔1,3,2〕ジオキサホスフェピン−6−イル)オキシ〕エチル)アミン、9,10−ジハイドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナンスレン−10−オキサイド、トリス(2−〔(2,4,8,10−テトラキス第三ブチルジベンゾ〔d,f〕〔1,3,2〕ジオキサホスフェピン−6−イル)オキシ〕エチル)アミン、2−(1,1−ジメチルエチル)−6−メチル−4−[3−[[2,4,8,10−トラキス(1,1−ジメチルエチル)ジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン−6−イル]オキシ]プロピル]フェノール2−ブチル−2−エチルプロパンジオール・2,4,6−トリ第3ブチルフェノールモノホスファイト等が挙げられる。 Examples of the phosphorus antioxidant include triphenyl phosphite, tris (2,4-di-tert-butylphenyl) phosphite, tris (2,5-di-tert-butylphenyl) phosphite, and tris (nonylphenyl). ) Phosphite, tris (dinonylphenyl) phosphite, tris (mono, dimixed nonylphenyl) phosphite, diphenyl acid phosphite, 2,2′-methylenebis (4,6-ditertiarybutylphenyl) octyl phosphite , Diphenyldecyl phosphite, diphenyloctyl phosphite, di (nonylphenyl) pentaerythritol diphosphite, phenyl diisodecyl phosphite, tributyl phosphite, tris (2-ethylhexyl) phosphite, tridecyl phosphite, trilauryl phosphite , Dibutyl acid phosphite, dilauryl acid phosphite, trilauryl trithiophosphite, bis (neopentyl glycol) 1,4-cyclohexanedimethyl diphosphite, bis (2,4-ditert-butylphenyl) pentaerythritol di Phosphite, bis (2,5-ditertiarybutylphenyl) pentaerythritol diphosphite, bis (2,6-ditertiarybutyl-4-methylphenyl) pentaerythritol diphosphite, bis (2,4-dicine (Milphenyl) pentaerythritol diphosphite, distearyl pentaerythritol diphosphite, tetra (C 12 -C 15 mixed alkyl) -4,4′-isopropylidene diphenyl phosphite, bis [2,2′-methylenebis (4 6-Diamylphenyl)] Isopropylidene diphenyl phosphite, tetratridecyl 4,4'-butylidenebis (2-tert-butyl-5-methylphenol) diphosphite, hexa (tridecyl) 1,1,3-tris (2-methyl-5-tert 3-butyl-4-hydroxyphenyl) butane triphosphite, tetrakis (2,4-di-tert-butylphenyl) biphenylene diphosphonite, tris (2-[(2,4,7,9-tetrakis-tert-butyldibenzo [ d, f] [1,3,2] dioxaphosphin-6-yl) oxy] ethyl) amine, 9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide, tris (2-[(2,4,8,10-tetrakis tert-butyldibenzo [d, f] [1,3,2] dioxaphospin-6-yl Oxy] ethyl) amine, 2- (1,1-dimethylethyl) -6-methyl-4- [3-[[2,4,8,10-trakis (1,1-dimethylethyl) dibenzo [d, f ] [1,3,2] dioxaphosphepin-6-yl] oxy] propyl] phenol 2-butyl-2-ethylpropanediol, 2,4,6-tritert-butylphenol monophosphite, etc. .

前記フェノール系抗酸化剤としては、例えば、2,6−ジ第3ブチル−p−クレゾール、2,6−ジフェニル−4−オクタデシロキシフェノール、ステアリル(3,5−ジ第3ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、ジステアリル(3,5−ジ第3ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ホスホネート、トリデシル・3,5−ジ第3ブチル−4−ヒドロキシベンジルチオアセテート、チオジエチレンビス[(3,5−ジ第3ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、4,4’−チオビス(6−第3ブチル−m−クレゾール)、2−オクチルチオ−4,6−ジ(3,5−ジ第3ブチル−4−ヒドロキシフェノキシ)−s−トリアジン、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−第3ブチルフェノール)、ビス[3,3−ビス(4−ヒドロキシ−3−第3ブチルフェニル)ブチリックアシッド]グリコールエステル、4,4’−ブチリデンビス(2,6−ジ第3ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス(6−第3ブチル−3−メチルフェノール)、2,2’−エチリデンビス(4,6−ジ第3ブチルフェノール)、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−第3ブチルフェニル)ブタン、ビス[2−第3ブチル−4−メチル−6−(2−ヒドロキシ−3−第3ブチル−5−メチルベンジル)フェニル]テレフタレート、1,3,5−トリス(2,6−ジメチル−3−ヒドロキシ−4−第3ブチルベンジル)イソシアヌレート、1,3,5−トリス(3,5−ジ第3ブチル−4−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、1,3,5−トリス(3,5−ジ第3ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−2,4,6−トリメチルベンゼン、1,3,5−トリス[(3,5−ジ第3ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシエチル]イソシアヌレート、テトラキス[メチレン−3−(3’,5’−ジ第3ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、2−第3ブチル−4−メチル−6−(2−アクリロイルオキシ−3−第3ブチル−5−メチルベンジル)フェノール、3,9−ビス[2−(3−第3ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルヒドロシンナモイルオキシ)−1,1−ジメチルエチル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、トリエチレングリコールビス[β−(3−第3ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオネート]、トコフェノール等が挙げられる。   Examples of the phenol-based antioxidant include 2,6-ditertiarybutyl-p-cresol, 2,6-diphenyl-4-octadecyloxyphenol, stearyl (3,5-ditertiarybutyl-4- Hydroxyphenyl) propionate, distearyl (3,5-ditertiarybutyl-4-hydroxybenzyl) phosphonate, tridecyl 3,5-ditertiarybutyl-4-hydroxybenzylthioacetate, thiodiethylenebis [(3,5 -Di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], 4,4'-thiobis (6-tert-butyl-m-cresol), 2-octylthio-4,6-di (3,5-di-tert-butyl) -4-hydroxyphenoxy) -s-triazine, 2,2'-methylenebis (4-methyl-6-tert-butylphenol), bis [3,3- (4-hydroxy-3-tert-butylphenyl) butyric acid] glycol ester, 4,4′-butylidenebis (2,6-ditert-butylphenol), 4,4′-butylidenebis (6-tert-butyl- 3-methylphenol), 2,2′-ethylidenebis (4,6-di-tert-butylphenol), 1,1,3-tris (2-methyl-4-hydroxy-5-tert-butylphenyl) butane, bis [2-tert-butyl-4-methyl-6- (2-hydroxy-3-tert-butyl-5-methylbenzyl) phenyl] terephthalate, 1,3,5-tris (2,6-dimethyl-3-hydroxy -4-tert-butylbenzyl) isocyanurate, 1,3,5-tris (3,5-ditert-butyl-4-hydroxybenzyl) isocyanurate, 1,3,5-tri (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl) -2,4,6-trimethylbenzene, 1,3,5-tris [(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionyloxy Ethyl] isocyanurate, tetrakis [methylene-3- (3 ′, 5′-ditert-butyl-4′-hydroxyphenyl) propionate] methane, 2-tert-butyl-4-methyl-6- (2-acryloyloxy) -3-tert-butyl-5-methylbenzyl) phenol, 3,9-bis [2- (3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylhydrocinnamoyloxy) -1,1-dimethylethyl]- 2,4,8,10-tetraoxaspiro [5.5] undecane, triethylene glycol bis [β- (3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl) propyl Pioneto], tocopherol and the like.

前記硫黄系抗酸化剤としては、例えば、チオジプロピオン酸のジラウリル、ジミリスチル、ミリスチルステアリル、ジステアリルエステル等のジアルキルチオジプロピオネート類及びペンタエリスリトールテトラ(β−ドデシルメルカプトプロピオネート)等のポリオールのβ−アルキルメルカプトプロピオン酸エステル類が挙げられる。   Examples of the sulfur antioxidant include dialkylthiodipropionates such as dilauryl, dimyristyl, myristyl stearyl, and distearyl esters of thiodipropionic acid, and polyols such as pentaerythritol tetra (β-dodecyl mercaptopropionate). [Beta] -alkyl mercaptopropionic acid esters.

前記ヒンダードアミン系光安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤のそれぞれの使用量は、本発明の水系ポリウレタン樹脂組成物の固形分100質量部に対して0.001質量部より小さいと充分な添加効果を得られない場合があり、10質量部より大きいと分散性や塗装物性に影響を及ぼすおそれがあるので0.001〜10質量部であることが好ましく、0.01〜5質量部であることがより好ましい。また、これらのヒンダードアミン系光安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤の添加方法は、ポリオール成分に添加する方法、ウレタンプレポリマーに添加する方法、水分散時に水相に添加する方法、水分散後に添加する方法等が挙げられるが、操作が容易であるという観点から、ポリオール成分に添加する方法又はウレタンプレポリマーに添加する方法が好ましい。   When the amount of each of the hindered amine light stabilizer, ultraviolet absorber, and antioxidant used is less than 0.001 part by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content of the aqueous polyurethane resin composition of the present invention, sufficient addition effect is obtained. If it is larger than 10 parts by mass, it may affect the dispersibility and the physical properties of the coating, so 0.001 to 10 parts by mass is preferable, and 0.01 to 5 parts by mass Is more preferable. In addition, these hindered amine light stabilizers, ultraviolet absorbers and antioxidants can be added by adding to the polyol component, adding to the urethane prepolymer, adding to the aqueous phase during water dispersion, Although the method of adding etc. is mentioned, From a viewpoint that operation is easy, the method of adding to a polyol component or the method of adding to a urethane prepolymer is preferable.

本発明の水系ポリウレタン樹脂組成物の用途としては、塗料、接着剤、表面改質剤、有機及び/又は無機粉体のバインダー、成形体等が挙げられる。具体的には、ガラス繊維集束剤、感熱紙のコート剤、インクジェット記録紙のコート剤、印刷インクのバインダー剤、鋼板用コート剤、農業用フィルム用コート剤、ガラス、スレート、コンクリート等無機系構造材用塗料、木工塗料、繊維処理剤、スポンジ、パフ、手袋、コンドーム等が挙げられる。これらの中でも、塗料、木材、紙、繊維、ガラス、電子材料部品及び鋼板へのコーティング材料用途として使用することが好ましく、特に表面処理鋼板用の塗料として使用することが好ましい。   Applications of the water-based polyurethane resin composition of the present invention include paints, adhesives, surface modifiers, organic and / or inorganic powder binders, molded articles, and the like. Specifically, glass fiber sizing agent, thermal paper coating agent, inkjet recording paper coating agent, printing ink binder agent, steel plate coating agent, agricultural film coating agent, glass, slate, concrete and other inorganic structures Material paints, woodwork paints, fiber treatment agents, sponges, puffs, gloves, condoms and the like. Among these, it is preferable to use it as a coating material application for paints, wood, paper, fibers, glass, electronic material parts and steel plates, and it is particularly preferable to use them as paints for surface-treated steel plates.

また、本発明の水系ポリウレタン樹脂組成物は、例えば、ポリ酢酸ビニル、エチレン酢酸ビニル共重合体、アクリル樹脂等の合成樹脂エマルジョン及び天然ゴム、SBR、NBR等のゴムラテックス等、他の水系樹脂エマルジョンとの相溶性が良好であるので、これらの改質剤としても有用である。   Further, the aqueous polyurethane resin composition of the present invention includes other aqueous resin emulsions such as synthetic resin emulsions such as polyvinyl acetate, ethylene vinyl acetate copolymer, acrylic resin, and rubber latexes such as natural rubber, SBR, and NBR. Therefore, it is also useful as these modifiers.

以下、参考例及び比較例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらによって制限を受けるものではない。尚、参考例及び比較例における「部」及び「%」は、特にことわりのない限り「質量部」及び「質量%」を表す。 Hereinafter, although a reference example and a comparative example explain the present invention still in detail, the present invention is not restricted by these. In the reference examples and comparative examples, “parts” and “%” represent “parts by mass” and “% by mass” unless otherwise specified.

[合成例1]
<オルガノシリカゾルの製造:N-メチル-2-ピロリドン(以下NMP)ゾル>
水分散シリカ((株)ADEKA製、アデライトAT−30A:平均粒径12.5nm、固形分30%)にNMPを混合し、65〜80℃で脱水操作を行って、固形分が30.5%のNMPゾルを得た。得られたNMPゾルの水分含有率は0.05%であった。
[Synthesis Example 1]
<Manufacture of organosilica sol: N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter NMP) sol>
NMP was mixed with water-dispersed silica (manufactured by ADEKA, Adelite AT-30A: average particle size 12.5 nm, solid content 30%), and dehydration operation was performed at 65 to 80 ° C. to obtain a solid content of 30.5. % NMP sol was obtained. The obtained NMP sol had a water content of 0.05%.

[参考製造例1−1〜1−4]
<ウレタンプレポリマーの製造>
下記表1に記載した配合に基づき、(a)ポリイソシアネート成分、(b)ポリオール成分、(c)イオン性基導入成分、一般式(1)で表される化合物及び溶媒を配合し、80〜100℃で2〜3時間反応させた。所定のイソシアネート含有量への到達を確認した後、下記表1に記載したシリカ(オルガノシリカゾル)を配合し、70〜80℃で1〜2時間攪拌して本発明のウレタンプレポリマーを得た。
[ Reference Production Examples 1-1 to 1-4]
<Manufacture of urethane prepolymer>
Based on the formulation described in Table 1 below, (a) a polyisocyanate component, (b) a polyol component, (c) an ionic group-introducing component, a compound represented by the general formula (1) and a solvent are blended, The reaction was carried out at 100 ° C. for 2 to 3 hours. After confirming the arrival at the predetermined isocyanate content, silica (organosilica sol) described in Table 1 below was blended and stirred at 70 to 80 ° C. for 1 to 2 hours to obtain the urethane prepolymer of the present invention.

[比較製造例1−1及び1−2]
下記表1に記載した配合に基づき、(a)ポリイソシアネート成分、(b)ポリオール成分、(c)イオン性基導入成分、一般式(1)で表される化合物及び溶媒を配合し、80〜100℃で2〜3時間反応させた。所定のイソシアネート含有量への到達を確認した後、ウレタンプレポリマーを得た。
[Comparative Production Examples 1-1 and 1-2]
Based on the formulation described in Table 1 below, (a) a polyisocyanate component, (b) a polyol component, (c) an ionic group-introducing component, a compound represented by the general formula (1) and a solvent are blended, The reaction was carried out at 100 ° C. for 2 to 3 hours. After confirming the arrival at the predetermined isocyanate content, a urethane prepolymer was obtained.

[比較製造例1−3]
下記表1に記載した配合に基づき、(a)ポリイソシアネート成分、(b)ポリオール成分、(c)イオン性基導入成分、一般式(1)で表される化合物及び溶媒を配合し、80〜100℃で2〜3時間反応させた。所定のイソシアネート含有量への到達を確認した後、粉末シリカを添加し、70〜80℃で1〜2時間攪拌してウレタンプレポリマーを得た。
[Comparative Production Example 1-3]
Based on the formulation described in Table 1 below, (a) a polyisocyanate component, (b) a polyol component, (c) an ionic group-introducing component, a compound represented by the general formula (1) and a solvent are blended, The reaction was carried out at 100 ° C. for 2 to 3 hours. After confirming the arrival at a predetermined isocyanate content, silica powder was added and stirred at 70 to 80 ° C. for 1 to 2 hours to obtain a urethane prepolymer.

Figure 0005770505
*1:ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート
*2:イソホロンジイソシアネート
*3:ポリオキシプロピレングリコールMw1000((株)ADEKA製)
*4:メチルペンタンジオール/アジピン酸ポリエステルジオールMw1000((株)クラレ製)
*5:ポリカーボネートジオールMw1000((株)クラレ製)
*6:ポリテトラメチレングリコールMw1000((株)保土ヶ谷化学製)
*7:トリメチロールプロパン
*8:ジメチロールプロピオン酸
*9: Perstorp社製、製品名Ymer N120、OH官能基数2、Mw1000
*10:HDI(ヘキサメチレンジイソシアネート)のイソシアヌレート体とメトキシPEG-1000の、1/1(モル)反応化合物
*11:前記合成例1によって得られたNMPゾル
*12:日産化学工業(株)製MEK(メチルエチルケトンシリカゾル)、製品名:MEK-ST(SiO2 30%、水分0.5%≧)
*13:アエロジル200((株)アエロジル化学工業製の商品名)
Figure 0005770505
* 1: Dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate * 2: Isophorone diisocyanate * 3: Polyoxypropylene glycol Mw1000 (manufactured by ADEKA)
* 4: Methylpentanediol / adipic acid polyester diol Mw1000 (manufactured by Kuraray Co., Ltd.)
* 5: Polycarbonate diol Mw1000 (manufactured by Kuraray Co., Ltd.)
* 6: Polytetramethylene glycol Mw1000 (Hodogaya Chemical Co., Ltd.)
* 7: Trimethylolpropane * 8: Dimethylolpropionic acid * 9: Perstorp, product name Ymer N120, OH functional group number 2, Mw1000
* 10: 1/1 ( mol) reaction compound of isocyanurate of HDI (hexamethylene diisocyanate) and methoxy PEG-1000 * 11: NMP sol obtained in Synthesis Example 1 * 12: Nissan Chemical Industries, Ltd. MEK (methyl ethyl ketone silica sol), product name: MEK-ST (SiO 2 30%, moisture 0.5% ≧)
* 13: Aerosil 200 (trade name, manufactured by Aerosil Chemical Co., Ltd.)

[参考例1−1〜1−3及び比較例1−1〜1−2]
<水系ポリウレタン樹脂の製造>
下記表2に記載した配合に基づき、60〜70℃のウレタンプレポリマーに、予め(d)イオン性基中和剤成分を添加したイオン交換水を攪拌しながら注ぎ込み、30〜40℃で30分間分散させた後、(f)鎖伸長剤を添加し、IR(赤外分光光度計)にてイソシアネート基が消失するまで1〜2時間攪拌し、溶媒(MEK)を除去して水系ポリウレタン樹脂組成物を得、下記保存安定性の評価を行った。また、得られた水系ポリウレタン樹脂組成物を用いて形成させた塗膜について、下記耐食性の評価を行った。結果を表2に併せて記す。
[ Reference Examples 1-1 to 1-3 and Comparative Examples 1-1 to 1-2]
<Manufacture of water-based polyurethane resin>
Based on the formulation described in Table 2 below, ion-exchanged water, to which (d) an ionic group neutralizing agent component has been added in advance, is poured into a urethane prepolymer at 60 to 70 ° C. with stirring, at 30 to 40 ° C. for 30 minutes. After the dispersion, (f) a chain extender is added, and the mixture is stirred for 1 to 2 hours until the isocyanate group disappears by IR (infrared spectrophotometer), and the solvent (MEK) is removed to remove the aqueous polyurethane resin composition. The following storage stability was evaluated. Moreover, the following corrosion resistance was evaluated about the coating film formed using the obtained water-based polyurethane resin composition. The results are also shown in Table 2.

[比較例1−3]
下記表2に記載した配合に基づき、前記参考例1と同様の条件で水系ポリウレタン樹脂を製造し、これに水分散シリカ((株)ADEKA製、製品名アデライトAT−30A、固形分30%)を室温にて1時間攪拌混合し、試験液を得た。参考例と同様にして耐食性及び保存安定性を評価した結果を表2に併せて記す。
[Comparative Example 1-3]
Based on the formulation described in Table 2 below, an aqueous polyurethane resin was produced under the same conditions as in Reference Example 1, and water-dispersed silica (manufactured by ADEKA, product name Adelite AT-30A, solid content 30%) was prepared. Was stirred and mixed at room temperature for 1 hour to obtain a test solution. The results of evaluating the corrosion resistance and storage stability in the same manner as in the Reference Example are also shown in Table 2.

[参考例2−1〜2−3及び比較例2−1]
下記表3に記載した配合に基づき、前記参考例1と同様の条件で水系ポリウレタン樹脂を製造し、保存安定性の評価を行った。また、水系ポリウレタン樹脂の水酸基当量に対して表3に記載した配合にしたがって、1.0〜2.0倍当量(NCO Index1.0〜2.0)となる量の水分散イソシアネート(三井化学(株)製、製品名タケネートWD-725、NCO%15.8)を混合して試験液を得た後、参考例1−1と同様にして耐食性の評価を行った。結果を表3に併せて記す。
[ Reference Examples 2-1 to 2-3 and Comparative Example 2-1]
Based on the formulation described in Table 3 below, an aqueous polyurethane resin was produced under the same conditions as in Reference Example 1, and the storage stability was evaluated. Moreover, according to the mixing | blending described in Table 3 with respect to the hydroxyl equivalent of water-based polyurethane resin, 1.0-2.0 times equivalent (NCO Index 1.0-2.0) of water-dispersed isocyanate (Mitsui Chemicals ( Co., Ltd., product name Takenate WD-725, NCO% 15.8) was mixed to obtain a test solution, and then the corrosion resistance was evaluated in the same manner as in Reference Example 1-1. The results are also shown in Table 3.

[比較例2−2及び2−3]
下記表3に記載した配合に基づき、前記比較例1−3と同様の条件で水分散シリカを配合した水系ポリウレタン樹脂を製造し、保存安定性の評価を行った。また、前記参考例2−1と同様の条件で水分散イソシアネートを配合して試験液を得た後、参考例2−1と同様にして耐食性の評価を行った。結果を表3に併せて記す。
[Comparative Examples 2-2 and 2-3]
Based on the formulation described in Table 3 below, an aqueous polyurethane resin blended with water-dispersed silica was produced under the same conditions as in Comparative Example 1-3, and the storage stability was evaluated. Moreover, after mix | blending water-dispersed isocyanate on the conditions similar to the said reference example 2-1, a test liquid was obtained, and corrosion resistance was evaluated similarly to the reference example 2-1. The results are also shown in Table 3.

<耐食性評価>
表面処理を施していない亜鉛メッキ鋼板に、参考例及び比較例で得られた水系ウレタン樹脂組成物を、乾燥膜が60μmとなるように塗布して塗膜を形成させた後、得られた塗膜について下記のようにして耐食性試験を行った。
<Corrosion resistance evaluation>
After applying a water-based urethane resin composition obtained in Reference Examples and Comparative Examples to a galvanized steel sheet that has not been surface-treated so that the dry film has a thickness of 60 μm, a coating film is formed. The film was subjected to a corrosion resistance test as follows.

<耐食性試験>
JIS Z 2371に基づいて塩水噴霧試験を行い、96時間後の錆の発生状況を観察した。
評価基準 ◎:錆発生が全面積の10%未満
○:錆発生が全面積の10%〜40%未満
△:錆発生が全面積の40%〜70%未満
×:錆発生が全面積の70%以上
<Corrosion resistance test>
A salt spray test was performed based on JIS Z 2371, and the occurrence of rust after 96 hours was observed.
Evaluation criteria A: Less than 10% of the total area of rust
○: Rust generation is 10% to less than 40% of the total area
Δ: Rust generation is 40% to less than 70% of the total area
X: Rust generation is 70% or more of the total area

<水系ポリウレタン樹脂の保存安定性評価>
前記参考例及び比較例により得られた水系ポリウレタン樹脂を25℃で30日間保存したときの保存安定性を、下記の基準に基づき、目視により評価した。
◎:粘度の増加、分離及び沈降が全くない。
○:僅かに粘度の増加、分離または沈降が認められる。
△:粘度の増加、分離または沈降は認められるが、使用可能。
×:粘度の増加、分離または沈降が著しく、使用不可。
<Storage stability evaluation of water-based polyurethane resin>
The storage stability when the aqueous polyurethane resins obtained by the above Reference Examples and Comparative Examples were stored at 25 ° C. for 30 days was visually evaluated based on the following criteria.
A: There is no increase in viscosity, separation or sedimentation.
○: Slight increase in viscosity, separation or sedimentation is observed.
Δ: Increase in viscosity, separation or sedimentation is observed, but usable.
X: Viscosity increase, separation or sedimentation is remarkable, and cannot be used.

Figure 0005770505
*1:トリエチルアミン
*2:エチレンジアミン
*3:アジピン酸ジヒドラジド
*4: (株)ADEKA製、AT−30A、固形分30%
*5:ウレタンプレポリマーのイソシアネート1当量に対するアミノ基の当量比
Figure 0005770505
* 1: Triethylamine * 2: Ethylenediamine * 3: Adipic acid dihydrazide * 4: ADEKA, AT-30A, solid content 30%
* 5: Equivalent ratio of amino group to 1 equivalent of isocyanate in urethane prepolymer

Figure 0005770505
*1:ジエタノールアミン
*2:N−(β−アミノエチル)エタノールアミン
*3:三井化学(株)製、タケネートWD-725、NCO%15.8%
表中数値は、水系ポリウレタン樹脂100質量部に対する質量部
*4:(水分散イソシアネート配合前の)水系ポリウレタン樹脂の保存安定性
*5:ウレタンプレポリマーのイソシアネート1当量に対するアミノ基の当量比
*6:水系ポリウレタン樹脂の水酸基当量に対する水分散ポリイソシアネートのイソシアネート基の当量比(イソシアネート基/水酸基)
Figure 0005770505
* 1: Diethanolamine * 2: N- (β-aminoethyl) ethanolamine * 3: Takenate WD-725 manufactured by Mitsui Chemicals, NCO% 15.8%
The numerical values in the table are parts by mass with respect to 100 parts by mass of the water-based polyurethane resin. * 4: Storage stability of the water-based polyurethane resin (before blending the water-dispersed isocyanate) * 5: Equivalent ratio of amino groups to 1 equivalent of isocyanate in the urethane prepolymer * 6: Equivalent ratio of isocyanate group of water-dispersed polyisocyanate to hydroxyl group equivalent of water-based polyurethane resin (isocyanate group / hydroxyl group)

オルガノシリカゾルをウレタンプレポリマーに配合して製造した参考例の水系ポリウレタン樹脂組成物から得られた塗膜は、シリカ粉を配合(比較例1−2)したものや、水分散シリカを配合(比較例1−3)したものから得られた塗膜に比べて、耐食性に顕著な効果があることが確認された。また、アルカノールアミン化合物を鎖伸長剤として使用し、水分散イソシアネートを2液型の硬化剤として配合した場合の参考発明(参考例2−1)は、更に顕著な効果を有することが確認された。
The coating film obtained from the aqueous polyurethane resin composition of the reference example produced by blending the organosilica sol with the urethane prepolymer is blended with silica powder (Comparative Example 1-2) or water-dispersed silica (Comparison) It was confirmed that the coating film obtained from Example 1-3) had a remarkable effect on corrosion resistance. Further, it was confirmed that the reference invention ( Reference Example 2-1) in which the alkanolamine compound was used as a chain extender and the water-dispersed isocyanate was blended as a two-component curing agent had a further remarkable effect. .

本発明の水系ポリウレタン樹脂組成物は、耐食性に優れると共に、耐摩耗性、接着性、非粘着性、ゴム弾性を有するポリウレタン樹脂の塗膜や成形品を形成することができるので、対環境汚染のみならず、労働衛生等の安全性の面でも優れた、塗料、接着剤、バインダー、コーティング剤等に好適であり、産業上極めて有用である。   The water-based polyurethane resin composition of the present invention is excellent in corrosion resistance and can form a coating film or a molded article of polyurethane resin having abrasion resistance, adhesiveness, non-adhesiveness, and rubber elasticity. In addition, it is suitable for paints, adhesives, binders, coating agents, etc., which are excellent in terms of safety such as occupational health, and are extremely useful in industry.

Claims (9)

水酸基を含まない不活性有機溶剤を分散溶媒とするオルガノシリカゾルを含有する水系ポリウレタン樹脂組成物用ウレタンプレポリマー組成物であって、前記オルガノシリカゾルによって導入されるシリカ分が、前記ウレタンプレポリマー組成物の固形分中に5〜40質量%含有されていると共に、前記ウレタンプレポリマーが末端に水酸基を有することを特徴とするウレタンプレポリマー組成物。   A urethane prepolymer composition for an aqueous polyurethane resin composition containing an organosilica sol containing an inert organic solvent not containing a hydroxyl group as a dispersion solvent, wherein the silica content introduced by the organosilica sol is the urethane prepolymer composition 5 to 40% by mass in the solid content of the urethane prepolymer, wherein the urethane prepolymer has a hydroxyl group at the terminal. 請求項1に記載されたウレタンプレポリマー組成物を水に分散させてなることを特徴とする水系ポリウレタン樹脂組成物。   An aqueous polyurethane resin composition obtained by dispersing the urethane prepolymer composition according to claim 1 in water. 水酸基を含まない不活性有機溶剤を分散溶媒とするオルガノシリカゾルを含有する、末端がNCO基であるウレタンプレポリマー組成物における、前記オルガノシリカゾルによって導入されるシリカ分が、前記ウレタンプレポリマー組成物の固形分中に5〜40質量%含有されている該組成物を水に分散させてなる水系ポリウレタン樹脂組成物であって、該樹脂組成物のイソシアネート基1当量に対し、第1級又は第2級アミノ基を有するアルカノールアミン化合物を、アミノ基の当量比で、0.1〜1.0の割合で反応させてなることを特徴とする水酸基を有する水系ポリウレタン樹脂組成物。   In the urethane prepolymer composition containing an organosilica sol having an inert organic solvent not containing a hydroxyl group as a dispersion solvent and having an NCO group at the end, the silica content introduced by the organosilica sol is the same as that of the urethane prepolymer composition. A water-based polyurethane resin composition obtained by dispersing the composition contained in a solid content in an amount of 5 to 40% by mass in water, wherein the primary or second is based on 1 equivalent of the isocyanate group of the resin composition. A water-based polyurethane resin composition having a hydroxyl group, which is obtained by reacting an alkanolamine compound having a secondary amino group with an amino group equivalent ratio of 0.1 to 1.0. 下記一般式(1)で表される親水性化合物が、前記ウレタンプレポリマー組成物の全固形分に対して5〜40質量%含有されている、請求項2又は3に記載された水酸基を有する水系ポリウレタン樹脂組成物;
Figure 0005770505
但し、上式中のRは、エチレンオキシド構造化合物の末端水酸基とジ-又はトリイソシアネート化合物とのウレタン化反応の残基、又は、ジ-若しくはトリオール化合物とのエチレンオキシド付加反応の残基を表し、Rはメチル基又はエチル基、nは5〜100の数を表す。
The hydrophilic compound represented by the following general formula (1) has a hydroxyl group according to claim 2 or 3 which is contained in an amount of 5 to 40% by mass based on the total solid content of the urethane prepolymer composition. Water-based polyurethane resin composition;
Figure 0005770505
However, R 1 in the above formula represents a residue of a urethanation reaction between a terminal hydroxyl group of an ethylene oxide structural compound and a di- or triisocyanate compound, or a residue of an ethylene oxide addition reaction with a di- or triol compound, R 2 represents a methyl group or an ethyl group, and n represents a number of 5 to 100.
前記アルカノールアミン化合物が、アミノ基を2個有すると共に水酸基を1個有するアルカノールアミンである、請求項に記載された水酸基を有する水系ポリウレタン樹脂組成物。 The water-based polyurethane resin composition having a hydroxyl group according to claim 3 , wherein the alkanolamine compound is an alkanolamine having two amino groups and one hydroxyl group . 前記アルカノールアミンがN−(β−アミノエチル)エタノールアミン又は該化合物を包含するアルカノールアミン混合物である、請求項に記載された水酸基を有する水系ポリウレタン樹脂組成物。 The alkanolamine Amin is, N-(beta-aminoethyl) ethanolamine or an alkanolamine mixture including the compound, water-based polyurethane resin composition having a hydroxyl group as claimed in claim 5. 請求項2〜の何れかに記載された水酸基を有する水系ポリウレタン樹脂組成物の該水酸基1当量に対して、水分散ポリイソシアネート化合物をイソシアネート基の当量比で0.5〜2.5配合してなることを特徴とする一液硬化型水系ポリウレタン樹脂組成物The water-dispersed polyisocyanate compound is blended in an equivalent ratio of isocyanate groups of 0.5 to 2.5 with respect to 1 equivalent of the hydroxyl group of the aqueous polyurethane resin composition having a hydroxyl group described in any one of claims 2 to 6. A one-part curable water-based polyurethane resin composition characterized by comprising: 請求項2〜の何れかに記載された水系ポリウレタン樹脂組成物又は請求項7に記載された一液硬化型水系ポリウレタン樹脂組成物を含有してなる事を特徴とする塗料 A paint comprising the water-based polyurethane resin composition according to any one of claims 2 to 6 or the one-part curable water-based polyurethane resin composition according to claim 7 . 請求項2〜の何れかに記載された水系ポリウレタン樹脂組成物又は請求項に記載された一液硬化型水系ポリウレタン樹脂組成物を含有してなる事を特徴とする水系金属表面処理剤A water-based metal surface treatment agent comprising the water- based polyurethane resin composition according to any one of claims 2 to 6 or the one-component curable water-based polyurethane resin composition according to claim 7 .
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