[发明专利]水性聚氨酯树脂分散体、其制造方法及含有所述分散体的涂料组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种在使由聚碳酸酯多元醇得到的聚氨酯树脂分散于水系介质中而成的水性聚氨酯树脂分散体、其制造方法及含有所述分散体的涂料组合物。

背景技术

水性聚氨酯树脂分散体作为一种材料，其可以得到具有粘接性、耐磨性、橡胶性质的涂膜，和现有的溶剂系聚氨酯相比可以减少挥发性有机物，因此，作为环境对应材料正在逐步替代溶剂系聚氨酯。另一方面，聚碳酸酯多元醇是通过与异氰酸酯化合物反应来制造用于硬质泡沫、软质泡沫、涂料、粘合剂、合成皮革、油墨粘合剂等的具有耐久性的聚氨酯树脂的原料的有用的化合物。使用了聚碳酸酯多元醇的聚氨酯树脂的特征通过碳酸酯结构的高凝聚力来体现，可以描述为耐水性、耐热性、耐油性、弹性回复性、耐磨性、耐候性优异(参照非专利文献1)。另外，已知即使是涂布以聚碳酸酯多元醇为原料的水性聚氨酯树脂分散体而得到的涂膜，耐光性、耐热性、耐水解性、耐油性也优异(参照专利文献1)。这样一来使用了聚碳酸酯多元醇的水性聚氨酯树脂分散体显现出良好的特性，但和溶剂系聚氨酯相比还不能说充分。特别是涂膜的耐磨性不充分。为了改良那样的特性，在聚氨酯树脂中导入交联结构，在添加环氧树脂及多官能异氰酸酯等交联材料而固化时可进行交联(参照专利文献2)。但是，向聚氨酯树脂导入交联结构容易引起水性聚氨酯树脂分散体的分散性及制膜性降低，另外，添加交联材料容易使保存稳定性降低。

专利文献1 日本特开平10-120757号公报

专利文献2 日本特开2005-113318

非专利文献1“最新聚氨酯材料和应用技术”CMC出版社发行 第2章 第43页

发明内容

本发明的课题在于，提供一种可得到具有良好的耐磨性的涂膜的水性聚氨酯树脂分散体。

本发明人等为了解决所述课题而进行了各种研究，结果发现，使用了特定的聚碳酸酯多元醇的聚氨酯树脂分散体在没有导入交联结构的情况下也可得到耐磨性良好的涂膜，从而完成了本发明。

具体而言，本发明为如下内容。

(1)一种水性聚氨酯树脂分散体，其特征在于，将使聚氨酯预聚物(A)和与聚氨酯预聚物(A)的异氰酸根具有反应性的增链剂(B)反应而得到的聚氨酯树脂分散于水系介质中，其中，所述聚氨酯预聚物(A)是使(a)聚异氰酸酯化合物、(b)包含具有脂环式结构的聚碳酸酯多元醇的多元醇化合物及(c)含酸性基团多元醇化合物反应而得到的，所述水性聚氨酯分散体中的脂环式结构的含有比例以固体成分基准计为26.0～60.0重量％、且聚氨酯键的含有比例和脲键的含有比例的合计以固体成分基准计为17.7～30.0重量％。

(2)如上述(1)所述的水性聚氨酯树脂分散体，其中，包含具有脂环式结构的聚碳酸酯多元醇的多元醇化合物(b)包含使含有环己烷二甲醇的多元醇和碳酸酯反应而得到的聚碳酸酯多元醇。

(3)如上述(2)所述的水性聚氨酯树脂分散体，其中，在来自构成聚碳酸酯多元醇的包含环己烷二甲醇的多元醇的单元中，来自环己烷二甲醇的单元为20摩尔％以上。

(4)如上述(1)～(3)中任一项所述的水性聚氨酯树脂分散体，其中，聚异氰酸酯化合物(a)包含一种以上具有脂环式结构的聚异氰酸酯化合物。

(5)如上述(4)所述的水性聚氨酯树脂分散体，其中，聚异氰酸酯化合物(a)为4，4’-二环己基甲烷二异氰酸酯。

(6)如上述(1)～(5)中任一项所述的水性聚氨酯树脂分散体，其中，增链剂(B)为多胺化合物。

(7)一种涂料组合物，其包含上述(1)～(6)中任一项所述的水性聚氨酯树脂分散体。

(8)一种上述(1)～(6)中任一项所述的水性聚氨酯树脂分散体的制造方法，其包含以下工序：

(α)使(a)聚异氰酸酯化合物、(b)包含具有脂环式结构的聚碳酸酯多元醇的多元醇化合物和(c)含酸性基团多元醇化合物反应而得到聚氨酯预聚物(A)的工序；

(β)中和聚氨酯预聚物(A)的酸性基团的工序；

(γ)使聚氨酯预聚物分散于水系介质中的工序；以及

(δ)使聚氨酯预聚物(A)的异氰酸根基和增链剂(B)反应而得到水性聚氨酯树脂的工序。