JP7405077B2 - ウレタン樹脂組成物、表面処理剤、及び、物品 - Google Patents
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撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素還流管を備えた4ツ口フラスコに、窒素気流下、ポリカーボネートジオール(旭化成ケミカルズ株式会社製「DURANOL T5652」、数平均分子量:2,000)500質量部、片末端ジオール型反応性シリコーン(信越化学工業株式会社製「X-22-176GX-A」、数平均分子量:14,000、以下「片末端ジオール型Si-1」と略記する。)26質量部、2,2-ジメチロールプロピオン酸8質量部、メチルエチルケトン269質量部を加え、均一に混合した後、イソホロンジイソシアネート86質量部を加え、次いでジブチル錫ジラウレート0.1質量部を加え、70℃で約4時間反応させることによって、分子末端にイソシアネート基を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。次いで、得られた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6質量部を加え、前記ウレタンプレポリマー中にカルボキシル基を中和した後、イオン交換水を加え、次いで、ピペラジン7質量部を加え反応させた。反応終了後、メチルエチルケトンを減圧下留去することによって、ウレタン樹脂(A-1)水分散体(不揮発分;30質量%、酸価;5KOHmg/g)を得た。
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素還流管を備えた4ツ口フラスコに、窒素気流下、ポリカーボネートジオール(旭化成ケミカルズ株式会社製「DURANOL T5652」、数平均分子量:2,000)500質量部、片末端ジオール型反応性シリコーン(信越化学工業株式会社製「X-22-176GX-A」、数平均分子量:14,000、以下「片末端ジオール型Si-1」と略記する。)26質量部、2,2-ジメチロールプロピオン酸8質量部、メチルエチルケトン269質量部を加え、均一に混合した後、イソホロンジイソシアネート86質量部を加え、次いでジブチル錫ジラウレート0.1質量部を加え、70℃で約4時間反応させることによって、分子末端にイソシアネート基を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。次いで、得られた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6質量部を加え、前記ウレタンプレポリマー中にカルボキシル基を中和した後、イオン交換水を加え、次いで、ヒドラジン2.6質量部を加え反応させた。反応終了後、メチルエチルケトンを減圧下留去することによって、ウレタン樹脂(A-2)水分散体(不揮発分;30質量%、酸価;5KOHmg/g)を得た。
攪拌機、温度計、および窒素還流管を備えた四つ口フラスコに、メチルエチルケトン250質量部、及びオクチル酸第一錫0.001質量部を入れ、次いで、ポリカーボネートポリオール-1(1,4-ブタンジオール及び1,6-ヘキサンジオールを原料とするもの、数平均分子量:1,000)200質量部、2,2-ジメチロールプロピオン酸15質量部、イソホロンジイソシアネート49質量部、ヘキサメチレンジイソシアネート34質量部を入れ、70℃で1時間反応させ、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。
次いで、このウレタンプレポリマーのメチルエチルケトン溶液に、ヒドラジン6.8質量部、トリエチルアミン15質量部を混合させた後に、イオン交換水820質量部を加えてウレタン樹脂(B-1)が水に分散した乳化液を得た。
次いで、前記乳化液からメチルエチルケトンを留去し、更にイオン交換水を加えることで、不揮発分30質量%のウレタン樹脂(B-1)水分散体を得た。
得られたウレタン樹脂(B-1)のウレタン結合の含有量は2,052mmol/kg、ウレア結合の含有量は698mmol/kg、脂環構造の含有量は715mmol/kgであった。
攪拌機、温度計、および窒素還流管を備えた四つ口フラスコに、メチルエチルケトン250質量部、及びオクチル酸第一錫0.001質量部を入れ、次いで、ポリカーボネートポリオール-3(1,6-ヘキサンジオールを原料とするもの、数平均分子量:2,000)を220質量部、2,2-ジメチロールプロピオン酸12質量部、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート70質量部を入れ、70℃で1時間反応させ、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。
次いで、このウレタンプレポリマーのメチルエチルケトン溶液に、ピペラジン4.5質量部、トリエチルアミン9質量部を混合させた後に、イオン交換水880質量部を加えてウレタン樹脂(B-2)が水に分散した乳化液を得た。
次いで、前記乳化液からメチルエチルケトンを留去し、更にイオン交換水を加えることで、不揮発分32質量%のウレタン樹脂(B-2)水分散体を得た。
得られたウレタン樹脂(B-2)のウレタン結合の含有量は1,278mmol/kg、ウレア結合の含有量は435mmol/kg、脂環構造の含有量は1,713mmol/kgであった。
攪拌機、温度計、および窒素還流管を備えた四つ口フラスコに、メチルエチルケトン250質量部、及びオクチル酸第一錫0.001質量部を入れ、次いで、ポリカーボネートポリオール-4(1,6-ヘキサンジオールを原料とするもの、数平均分子量:2,000)を138質量部、ポリカーボネートポリオール-5(1,6-ヘキサンジオールを原料とするもの、数平均分子量:500)を55質量部、2,2-ジメチロールプロピオン酸13質量部、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート100質量部を入れ、70℃で1時間反応させ、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。
次いで、このウレタンプレポリマーのメチルエチルケトン溶液に、ピペラジン5.6質量部、トリエチルアミン10質量部を混合させた後に、イオン交換水880質量部を加えてウレタン樹脂(B-3)が水に分散した乳化液を得た。
次いで、前記乳化液からメチルエチルケトンを留去し、更にイオン交換水を加えることで、不揮発分30質量%のウレタン樹脂(B-3)水分散体を得た。
得られたウレタン樹脂(B-3)のウレタン結合の含有量は1,747mmol/kg、ウレア結合の含有量は576mmol/kg、脂環構造の含有量は2,341mmol/kgであった。
合成例1で得られたウレタン樹脂(A-1)水分散体15質量部、合成例3で得られたウレタン樹脂(B-1)水分散体15質量部、カルボジイミド架橋剤(日清紡ケミカル株式会社製「V-02-L2」)3質量部、フィラー(エボニックデグサ社製「ACEMATT TS 100」、乾式法で製造されたシリカ粒子、平均粒子径:10μm)2質量部、水65質量部を混合することで、ウレタン樹脂組成物を得た。
合成例1で得られたウレタン樹脂(A-1)水分散体25質量部、合成例3で得られたウレタン樹脂(B-1)水分散体5質量部、カルボジイミド架橋剤(日清紡ケミカル株式会社製「V-02-L2」)3質量部、フィラー(エボニックデグサ社製「ACEMATT TS 100」、乾式法で製造されたシリカ粒子、平均粒子径:10μm)2質量部、水65質量部を混合することで、ウレタン樹脂組成物を得た。
合成例1で得られたウレタン樹脂(A-1)水分散体5質量部、合成例3で得られたウレタン樹脂(B-1)水分散体25質量部、カルボジイミド架橋剤(日清紡ケミカル株式会社製「V-02-L2」)3質量部、フィラー(エボニックデグサ社製「ACEMATT TS 100」、乾式法で製造されたシリカ粒子、平均粒子径:10μm)2質量部、水65質量部を混合することで、ウレタン樹脂組成物を得た。
合成例1で得られたウレタン樹脂(A-2)水分散体15質量部、合成例3で得られたウレタン樹脂(B-2)水分散体15質量部、カルボジイミド架橋剤(日清紡ケミカル株式会社製「V-02-L2」)3質量部、フィラー(エボニックデグサ社製「ACEMATT TS 100」、乾式法で製造されたシリカ粒子、平均粒子径:10μm)2質量部、水65質量部を混合することで、ウレタン樹脂組成物を得た。
合成例1で得られたウレタン樹脂(A-2)水分散体5質量部、合成例3で得られたウレタン樹脂(B-2)水分散体25質量部、カルボジイミド架橋剤(日清紡ケミカル株式会社製「V-02-L2」)3質量部、フィラー(エボニックデグサ社製「ACEMATT TS 100」、乾式法で製造されたシリカ粒子、平均粒子径:10μm)2質量部、水65質量部を混合することで、ウレタン樹脂組成物を得た。
合成例1で得られたウレタン樹脂(A-1)水分散体15質量部、合成例3で得られたウレタン樹脂(B-3)水分散体15質量部、カルボジイミド架橋剤(日清紡ケミカル株式会社製「V-02-L2」)3質量部、フィラー(エボニックデグサ社製「ACEMATT TS 100」、乾式法で製造されたシリカ粒子、平均粒子径:10μm)2質量部、水65質量部を混合することで、ウレタン樹脂組成物を得た。
合成例1で得られたウレタン樹脂(A-1)水分散体30質量部、カルボジイミド架橋剤(日清紡ケミカル株式会社製「V-02-L2」)3質量部、フィラー(エボニックデグサ社製「ACEMATT TS 100」、乾式法で製造されたシリカ粒子、平均粒子径:10μm)2質量部、水65質量部を混合することで、ウレタン樹脂組成物を得た。
合成例3で得られたウレタン樹脂(B-1)水分散体30質量部、カルボジイミド架橋剤(日清紡ケミカル株式会社製「V-02-L2」)3質量部、フィラー(エボニックデグサ社製「ACEMATT TS 100」、乾式法で製造されたシリカ粒子、平均粒子径:10μm)2質量部、水65質量部を混合することで、ウレタン樹脂組成物を得た。
合成例で用いたポリオールの数平均分子量は、ゲル・パーミエーション・カラムクロマトグラフィー(GPC)法により、下記の条件で測定し得られた値を示す。
カラム:東ソー株式会社製の下記のカラムを直列に接続して使用した。
「TSKgel G5000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
「TSKgel G4000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
「TSKgel G3000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
「TSKgel G2000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
検出器:RI(示差屈折計)
カラム温度:40℃
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流速:1.0mL/分
注入量:100μL(試料濃度0.4質量%のテトラヒドロフラン溶液)
標準試料:下記の標準ポリスチレンを用いて検量線を作成した。
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A-500」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A-1000」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A-2500」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A-5000」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-1」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-2」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-4」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-10」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-20」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-40」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-80」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-128」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-288」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-550」
合成例で得られたウレタン樹脂(A)水分散体を乾燥し、乾燥固化した樹脂粒子の0.05g~0.5gを、300mL三角フラスコに秤量し、次いで、テトラヒドロフランとイオン交換水との質量割合[テトラヒドロフラン/イオン交換水]が80/20の混合溶媒約80mLを加えそれらの混合液を得た。
次いで、前記混合液にフェノールフタレイン指示薬を混合した後、あらかじめ標定された0.1mol/Lの水酸化カリウム水溶液で滴定し、滴定に用いた水酸化カリウム水溶液の量から下記計算式(1-1-1)に従い、ウレタン樹脂(A)の酸価(mgKOH/g)を求めた。
計算式 A=(B×f×5.611)/S (1-1-1)
式中、Aは樹脂の固形分酸価(mgKOH/g)、Bは滴定に用いた0.1mol/L水酸化カリウム水溶液の量(mL)、fは0.1mol/L水酸化カリウム水溶液のファクター、Sは樹脂粒子の質量(g)、5.611は水酸化カリウムの式量(56.11/10)である。
PVCシート上に、50μmバーコーターを用いて実施例および比較例で得られたウレタン樹脂組成物を塗工し、120℃で2分間ギアオーブンにて乾燥させ、評価用サンプルを得た。この評価サンプルについて、スティックスリップ試験装置(ジグラー社製「SSP-4」)を使用して、シート同市について荷重40N、移動速度1mm/秒、10mm/秒の条件で異音発生リスク及び動摩擦係数の評価を実施した。
「T」;異音発生リスクが1~3であるもの。
「F」;異音発生リスクが4以上のもの。
※異音発生リスク;ドイツ自動車工業会企画準拠の仕様にて、2つの材質で接触部材を作製した時のスティックスリップ異音発生リスクを10段階の指数で評価したもの。
1~3;no stick-slip risk
4~5;medium-stick slip risk
6~10;high-stick slip risk
「T」;0.2以上
「F」;0.2未満
Claims (7)
- イソシアネート基と反応する官能基を有する反応性シリコーン(s)を原料とするウレタン樹脂(A)、前記反応性シリコーン(s)を原料としないウレタン樹脂(B)、及び、水(C)を含有し、
イソシアネート基と反応する官能基を有する前記反応性シリコーン(s)の数平均分子量が、5,000~20,000の範囲であることを特徴とするウレタン樹脂組成物。 - 前記ウレタン樹脂(A)とウレタン樹脂(B)との質量比[(A)/(B)]が、5/95~95/5の範囲である請求項1記載のウレタン樹脂組成物。
- 前記ウレタン樹脂(A)及び前記ウレタン樹脂(B)が、ともにポリカーボネートポリオールを原料とするものである請求項1又は2記載のウレタン樹脂組成物。
- 前記ウレタン樹脂(A)及び前記ウレタン樹脂(B)が、ともに脂環式ポリイソシアネートを原料とするものである請求項1~3のいずれか1項記載のウレタン樹脂組成物。
- 請求項1~4のいずれか1項記載のウレタン樹脂組成物を含有することを特徴とする表面処理剤。
- 更にフィラー(D)を含有する請求項5記載の表面処理剤。
- 請求項5又は6記載の表面処理剤により形成された層を有することを特徴とする物品。
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