[发明专利]水性聚氨酯树脂分散体及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及在水系介质中分散了聚氨酯树脂的水性聚氨酯树脂分散体及其制造方法、以及含有其的涂料组合物。本发明的水性聚氨酯树脂分散体被广泛用作涂料或涂布剂的原料等。

背景技术

聚碳酸酯多元醇是通过与异氰酸酯化合物反应而成的，是作为制造在硬质泡沫、软质泡沫、涂料、胶粘剂、合成皮革、墨液粘合剂中使用的聚氨酯树脂的原料而有用的化合物。

另外，已知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在耐光性、耐热性、耐水解性、耐油性方面优良(参照专利文献1)。

作为水性聚氨酯树脂分散体的多元醇成分，提出了通过使用二元醇与低分子量的三元醇的混合多元醇，与异氰酸酯反应而得到水分散性高的聚氨酯预聚物的方案(参照专利文献2、3)。

【现有技术文献】

【专利文献1】日本特开平10-120757号公报

【专利文献2】日本特开平3-174429号公报

【专利文献3】日本特开平8-193181号公报

发明内容

但是，在得到聚氨酯预聚物的反应中，若存在大量低分子量的三元醇，则由于低分子量的三元醇与异氰酸酯化合物的反应，氨基甲酸酯键会聚集在三元醇分支的部分，从而在分子内形成氨基甲酸酯键密度高的部分。

在将使用形成了氨基甲酸酯键密度高的部分的聚氨酯预聚物而得到的聚氨酯树脂分散体用作涂料或涂布剂的原料时，由于氨基甲酸酯键聚集而会形成氢键，从而表现硬度，但由于分子整体的堆积(packing)杂乱，因此存在被膜形成能力差，难以得到均匀的涂膜，所得到的涂膜易于产生裂纹的问题。

本发明者为了解决上述问题而进行了各种探讨，结果发现，通过使特定的聚碳酸酯多元醇与异氰酸酯反应而得到预聚物，不会引起氨基甲酸酯键的聚集从而抑制氨酯键的局部化，进而可得到制膜性良好且强韧的涂膜，最终完成了本发明。

本发明具体如下所述。

(1)将使下述聚氨酯预聚物(A)与对所述聚氨酯预聚物(A)的异氰酸酯基具有反应性的链延长剂(B)反应而得到的水性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，所述聚氨酯预聚物(A)是使不具有氨基甲酸酯键的聚碳酸酯多元醇(a1)、含有酸性基团的多元醇化合物(b)以及聚异氰酸酯(c)反应而得到的，

其中，所述聚碳酸酯多元醇(a1)的数均分子量为400～5000，并且在一个分子中平均具有2.05～5个羟基。

(2)根据(1)所述的水性聚氨酯分散体，其特征在于，聚氨酯预聚物(A)是使不具有氨基甲酸酯键的聚碳酸酯多元醇(a1)与聚碳酸酯二元醇(a’)、含有酸性基团的多元醇化合物(b)及聚异氰酸酯(c)反应而得到的，其中，所述聚碳酸酯多元醇(a1)的数均分子量为400～5000，在一个分子中平均具有2.05～5个羟基。

(3)根据(1)或(2)所述的水性聚氨酯树脂分散体，其中，聚碳酸酯多元醇(a1)是使二元醇化合物与选自三元醇化合物、四元醇化合物及五元醇化合物中的一种以上的多元醇化合物及碳酸酯化合物反应而得到的。

(4)根据(1)或(2)所述的水性聚氨酯树脂分散体，其中，聚碳酸酯多元醇(a1)是使聚碳酸酯二元醇与选自三元醇化合物、四元醇化合物及五元醇化合物中的一种以上的多元醇化合物发生酯交换反应而得到的。

(5)一种水性聚氨酯树脂分散体，其特征在于，是将使下述聚氨酯预聚物(A)与对所述聚氨酯预聚物(A)的异氰酸酯基具有反应性的链延长剂(B)反应而得到的水性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，所述聚氨酯预聚物(A)是使不具有氨基甲酸酯键的聚碳酸酯多元醇a2与聚异氰酸酯c反应而得到的，

所述聚碳酸酯多元醇(a2)的数均分子量为600～5000，并且在一个分子中平均具有2.05～5个羟基，且具有酸性基。

(6)根据(5)所述的水性聚氨酯树脂分散体，其特征在于，聚氨酯预聚物(A)是使不具有氨基甲酸酯键的聚碳酸酯多元醇(a2)与聚碳酸酯二元醇(a’)及聚异氰酸酯(c)反应而得到的，其中，所述聚碳酸酯多元醇(a2)的数均分子量为600～5000，并且在1个分子中平均具有2.05～5个羟基，且具有酸性基。

(7)根据(5)或(6)所述的水性聚氨酯树脂分散体，其中，聚碳酸酯多元醇(a2)是使下述含有酸性基团的聚碳酸酯二元醇与选自三元醇化合物、四元醇化合物以及五元醇化合物中的一种以上的多元醇化合物发生酯交换反应而得到的，所述含有酸性基团的聚碳酸酯二元醇是使聚碳酸酯二元醇与含有酸性基团的多元醇化合物(b)反应而得到的。