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JP2008115348A - Urethane resin composition - Google Patents

Urethane resin composition Download PDF

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JP2008115348A
JP2008115348A JP2006322563A JP2006322563A JP2008115348A JP 2008115348 A JP2008115348 A JP 2008115348A JP 2006322563 A JP2006322563 A JP 2006322563A JP 2006322563 A JP2006322563 A JP 2006322563A JP 2008115348 A JP2008115348 A JP 2008115348A
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JP
Japan
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phenol resin
terpene phenol
dicarboxylic acid
polyol
resin composition
Prior art date
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Pending
Application number
JP2006322563A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Yasui
淳 保井
Kazutomi Nakajima
一臣 中島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yasuhara Chemical Co Ltd
Original Assignee
Yasuhara Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yasuhara Chemical Co Ltd filed Critical Yasuhara Chemical Co Ltd
Priority to JP2006322563A priority Critical patent/JP2008115348A/en
Publication of JP2008115348A publication Critical patent/JP2008115348A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a urethane resin composition which gives a cured product improved in adhesive property and hydrolytic resistance without degrading its weather resistance. <P>SOLUTION: The urethane resin composition is obtained by reacting (D) an isocyanate compound with a polyester polyol which is obtained by reacting three components consisting of (A) a polyol, (B) a dicarboxylic acid, and (C) a nucleus-hydrogenated terpene phenol resin and/or two components consisting of (B) the dicarboxylic acid and (C) the nucleus-hydrogenated terpene phenol resin as indispensable components. In order to obtain a moisture-curable urethane resin composition, the reaction ratio of (D) the isocyanate compound to the polyester polyol obtained by reacting three components consisting of (A) the polyol, (B) the dicarboxylic acid, and (C) the nucleus-hydrogenated terpene phenol resin and/or two components consisting of (B) the dicarboxylic acid and (C) the nucleus-hydrogenated terpene phenol resin as indispensable components, is preferably such that the amount of the isocyanate group is 1.1-5.0 moles per mol of the hydroxyl group of the polyol. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明はウレタン樹脂組成物に関する発明である。詳しくは、接着性や耐加水分解性、耐候性に優れたウレタン樹脂組成物に関するものである。  The present invention relates to a urethane resin composition. Specifically, the present invention relates to a urethane resin composition excellent in adhesiveness, hydrolysis resistance, and weather resistance.

従来、ウレタン樹脂は、高活性、高反応性の原料からなり、この原料組成を変えることにより比較的容易に、硬軟剛柔等の幅広い性能を出すことができるポリマー材料であることから、フォーム、エラストマー、成型物、塗料、インキ、コーティング材料、粘接着剤、シーリング材やバインダー等の広範な用途に使用されている。特に近年、各材料に対する要求性能が高まる中、ポリエステルポリオールをはじめとするポリオールおよびイソシアネート化合物が多種多様であることから、分子設計の選択性が広いポリウレタンの利用が増加している。  Conventionally, a urethane resin is made of a highly active and highly reactive raw material. By changing the raw material composition, the urethane resin is a polymer material capable of producing a wide range of properties such as hard, soft and rigid. It is used in a wide range of applications such as elastomers, moldings, paints, inks, coating materials, adhesives, sealants and binders. In particular, in recent years, as the required performance for each material has increased, the use of polyurethane having a wide molecular design selectivity is increasing due to the wide variety of polyols and isocyanate compounds including polyester polyols.

ウレタン樹脂組成物の欠点として、ウレタン結合、ポリエステルポリオールを用いた場合はエステル結合の加水分解による分子量の低下に起因するウレタン製品の強度低下や、ウレタン系接着剤等の接着力の低下がある。この加水分解を防ぐために、ポリオール、イソシアネート化合物に芳香環を導入する方法があるが、この場合、耐候性、耐熱変色が大幅に低下する問題があった。  Disadvantages of the urethane resin composition include, when a urethane bond or polyester polyol is used, a decrease in strength of the urethane product due to a decrease in molecular weight due to hydrolysis of the ester bond, and a decrease in adhesive strength such as a urethane-based adhesive. In order to prevent this hydrolysis, there is a method of introducing an aromatic ring into a polyol or an isocyanate compound. However, in this case, there is a problem that weather resistance and heat discoloration are greatly lowered.

また、ウレタン樹脂組成物を用いたウレタン系接着剤をはじめ、粘着剤、塗料、インキ、コーティング、バインダーなどにおいて、各種被着体、特にポリオレフィンなどの低表面エネルギーの被着体に対する接着性が不十分である。この接着性を改良するために粘着付与樹脂を添加する方法が知られているが、この場合、高極性の粘着付与樹脂でなければ相溶しないため、添加できる粘着付与樹脂はロジンフェノール樹脂、テルペンフェノール樹脂、アルキルフェノール樹脂などに限定される。しかし、いずれも淡黄色を有しており、使用環境によっては変色する場合があるため、色相が重要視される用途には不適である。(特許文献1)
特開平11−45158号公報
In addition, adhesives such as urethane adhesives using urethane resin compositions, adhesives, paints, inks, coatings, binders, etc., have poor adhesion to various adherends, especially adherends with low surface energy such as polyolefins. It is enough. In order to improve this adhesion, a method of adding a tackifying resin is known, but in this case, since it is compatible only with a highly polar tackifying resin, rosin phenol resin, terpene can be added. Limited to phenolic resins, alkylphenolic resins, and the like. However, they all have a pale yellow color and may be discolored depending on the usage environment, and are therefore unsuitable for applications where hue is important. (Patent Document 1)
Japanese Patent Laid-Open No. 11-45158

本発明は、かかる従来技術の課題を背景になされたもので、ウレタン樹脂組成物において、耐候性を低下させることなく硬化反応物の接着性および耐加水分解性を向上させることを目的とする。  The present invention has been made against the background of the problems of the prior art, and an object of the present invention is to improve the adhesion and hydrolysis resistance of a cured reaction product without reducing the weather resistance in a urethane resin composition.

本発明者らは、上記問題点を解決するために鋭意検討した結果、(C)核水添テルペンフェノール樹脂を構造中に含むことを特徴とするウレタン樹脂組成物を用いることにより上記目的を達成できることを見出し本発明に到達した。
すなわち、(A)ポリオール、(B)ジカルボン酸、(C)核水添テルペンフェノール樹脂の3成分及び/または(B)ジカルボン酸、(C)核水添テルペンフェノール樹脂の2成分を必須成分として反応させて得られるポリエステルポリオールと(D)イソシアネート化合物を反応させて得られるウレタン樹脂組成物である。
ここで、湿気硬化型のウレタン樹脂組成物とするためには、(A)ポリオール、(B)ジカルボン酸、(C)核水添テルペンフェノール樹脂の3成分及び/または(B)ジカルボン酸、(C)核水添テルペンフェノール樹脂の2成分を必須成分として反応させて得られるポリエステルポリオールと(D)イソシアネート化合物の反応割合が、1.1〜5.0倍モルであることが好ましい。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have achieved the above object by using a urethane resin composition characterized by including (C) a nuclear hydrogenated terpene phenol resin in the structure. The inventors have found that the present invention can be achieved and have reached the present invention.
That is, (A) polyol, (B) dicarboxylic acid, (C) three components of nuclear hydrogenated terpene phenol resin and / or (B) dicarboxylic acid, (C) two components of nuclear hydrogenated terpene phenol resin as essential components This is a urethane resin composition obtained by reacting a polyester polyol obtained by reaction with an isocyanate compound (D).
Here, in order to obtain a moisture curable urethane resin composition, (A) polyol, (B) dicarboxylic acid, (C) three components of hydrogenated terpene phenol resin and / or (B) dicarboxylic acid, ( It is preferable that the reaction ratio of the polyester polyol obtained by reacting two components of C) nuclear hydrogenated terpene phenol resin as an essential component and the (D) isocyanate compound is 1.1 to 5.0 times mol.

本発明のウレタン樹脂組成物は、耐候性、接着性が高く、耐加水分解性も良好であることからウレタン系接着剤として好適である。さらに接着剤の他、塗料、インキ、コーティング材料、シーリング材やバインダー等としても、接着性、耐加水分解性および耐候性などの性能を活かして用いることが可能である。  The urethane resin composition of the present invention is suitable as a urethane-based adhesive because it has high weather resistance and adhesiveness, and also has good hydrolysis resistance. In addition to adhesives, paints, inks, coating materials, sealing materials, binders, and the like can be used by taking advantage of performances such as adhesion, hydrolysis resistance, and weather resistance.

ここで、本発明を詳細に説明する。
本発明の(C)核水添テルペンフェノール樹脂について説明する。
本発明で用いられる(C)核水添テルペンフェノール樹脂とは一般的にテルペンフェノール樹脂を触媒の存在下、水素と反応させたものである。
Now, the present invention will be described in detail.
The (C) nuclear hydrogenated terpene phenol resin of the present invention will be described.
The (C) nuclear hydrogenated terpene phenol resin used in the present invention is generally obtained by reacting a terpene phenol resin with hydrogen in the presence of a catalyst.

本発明の(C)核水添テルペンフェノール樹脂は、耐候性や、カルボン酸、カルボン酸エステル、イソシアネート基との反応性を考慮した場合、テルペン、及びフェノール由来の二重結合を全て水添した核水添テルペンフェノール樹脂が最も適しているが、耐候性を重要視しない場合は、カルボン酸、カルボン酸エステル、イソシアネート化合物との反応性のみを考慮し、樹脂中の一部のフェノール基を核水添した樹脂でも構わない。  The (C) nuclear hydrogenated terpene phenolic resin of the present invention was hydrogenated with all terpenes and phenol-derived double bonds in consideration of weather resistance and reactivity with carboxylic acid, carboxylic acid ester and isocyanate group. Nuclear hydrogenated terpene phenol resin is the most suitable, but when weather resistance is not important, only the reactivity with carboxylic acid, carboxylic acid ester, and isocyanate compound is considered, and some phenol groups in the resin are nucleated. A hydrogenated resin may be used.

テルペンフェノール樹脂は、環状テルペンモノマーとフェノール類とをフリーデルクラフト触媒の存在下で反応させたものである。  The terpene phenol resin is obtained by reacting a cyclic terpene monomer and phenols in the presence of a Friedel-Craft catalyst.

テルペンフェノール樹脂の原料のテルペンモノマーは、単環のテルペンモノマーであってもよいし、双環のテルペンモノマーであってもよい。原料である環状テルペンモノマーの具体例としては、リモネン、ジペンテン(リモネンの光学異性体)、テルピノーレン、α−ピネン、β−ピネン、テルピネン、メンタジエンなどが挙げられる。  The terpene monomer as the raw material of the terpene phenol resin may be a monocyclic terpene monomer or a bicyclic terpene monomer. Specific examples of the cyclic terpene monomer as a raw material include limonene, dipentene (an optical isomer of limonene), terpinolene, α-pinene, β-pinene, terpinene, and mentadiene.

テルペンフェノール樹脂の原料となるフェノール類の具体例としては、フェノール、クレゾール、キシレノール、プロピルフェノール、ハイドロキノン、レゾルシン、メトキシフェノール、ブロモフェノール、ビスフェノールA、ビスフェノールFなどがあげられる。  Specific examples of the phenols used as the raw material for the terpene phenol resin include phenol, cresol, xylenol, propylphenol, hydroquinone, resorcin, methoxyphenol, bromophenol, bisphenol A, bisphenol F, and the like.

テルペンフェノール樹脂は、例えば、テルペンモノマー1モルとフェノール類0.1〜50モルをフリーデルクラフト触媒のもとで、−10〜120℃の温度で0.5〜20時間、カチオン重合反応させて製造することが出来る。  The terpene phenol resin is prepared by, for example, subjecting 1 mol of a terpene monomer and 0.1 to 50 mol of a phenol to a cationic polymerization reaction at a temperature of −10 to 120 ° C. for 0.5 to 20 hours under a Friedel-Craft catalyst. Can be manufactured.

反応溶媒は使用しなくてもよいが、通常、芳香族系炭化水素類、アルコール類、エーテル類などの溶媒を使用してもよい。  The reaction solvent may not be used, but usually a solvent such as aromatic hydrocarbons, alcohols, ethers may be used.

このようにして製造されるテルペンフェノール樹脂としては、例えば、ヤスハラケミカル(株)製YSポリスターS145などがあげられる。  Examples of the terpene phenol resin produced in this way include YS Polyster S145 manufactured by Yasuhara Chemical Co., Ltd.

(C)水添テルペンフェノール樹脂は、上記テルペンフェノール樹脂を水添することにより得られる。
水添する方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、パラジウム、ルテニウム、ロジウムなどの貴金属またはそれらを活性炭素、活性アルミナ、珪藻土などの坦体上に担持したものを触媒として使用して行う方法が挙げられる。
この時、粉末状の触媒を懸濁攪拌しながら反応を行うバッチ方式にすることも、成形した触媒を充填した反応塔を用いた連続方式にすることも可能であり、反応形式に特に制限はない。
(C) The hydrogenated terpene phenol resin is obtained by hydrogenating the terpene phenol resin.
The hydrogenation method is not particularly limited, and for example, a noble metal such as palladium, ruthenium, rhodium or the like supported on a carrier such as activated carbon, activated alumina, or diatomaceous earth is used as a catalyst. The method of performing is mentioned.
At this time, it is possible to use a batch system in which the reaction is performed while suspending and stirring the powdered catalyst, or a continuous system using a reaction tower packed with the molded catalyst, and there are no particular restrictions on the reaction format. Absent.

触媒の使用量は、反応がバッチ方式の場合、原料であるテルペンフェノール樹脂に対し0.1〜50重量%、好ましくは0.2〜20重量%である。触媒量が0.1重量%未満では、水素化反応速度が遅くなり、一方、50重量%を超えても経済的に不適であり好ましくない。  When the reaction is a batch system, the amount of the catalyst used is 0.1 to 50% by weight, preferably 0.2 to 20% by weight, based on the terpene phenol resin as a raw material. If the amount of catalyst is less than 0.1% by weight, the hydrogenation reaction rate becomes slow. On the other hand, if it exceeds 50% by weight, it is not economically suitable.

水添の際、反応溶媒は用いなくてもよいが、通常、アルコール類、エーテル類、エステル類、飽和炭化水素類を使用してもよい。  In the hydrogenation, a reaction solvent may not be used, but alcohols, ethers, esters, and saturated hydrocarbons may be usually used.

水添の際の反応温度は、通常20〜300℃、好ましくは、50〜250℃である。反応温度が20℃未満であると、水素化速度が遅くなり、一方、300℃を超えると、水添物の分解が多くなり、分子量の低下、回収率の低下を招くため好ましくない。  The reaction temperature at the time of hydrogenation is usually 20 to 300 ° C, preferably 50 to 250 ° C. When the reaction temperature is less than 20 ° C., the hydrogenation rate is slow. On the other hand, when the reaction temperature exceeds 300 ° C., decomposition of the hydrogenated product increases, resulting in a decrease in molecular weight and a decrease in the recovery rate.

水添の際の水素圧は、通常5〜300kg/cm2(0.49〜29.40MPa)である。好ましくは、50〜250kg/cm2である。さらに好ましくは80〜240kg/cm2である。5kg/cm2未満であると、水素化速度が遅くなり、一方、300kg/cm2を超えると、水添物の分解が多くなるためこのましくない。  The hydrogen pressure during hydrogenation is usually 5 to 300 kg / cm 2 (0.49 to 29.40 MPa). Preferably, it is 50-250 kg / cm2. More preferably, it is 80-240 kg / cm <2>. If it is less than 5 kg / cm 2, the hydrogenation rate becomes slow. On the other hand, if it exceeds 300 kg / cm 2, decomposition of the hydrogenated product increases, which is not preferable.

本発明の(C)核水添テルペンフェノール樹脂の水酸基価は、10〜350mgKOH/gが好ましい。水酸基価が10mgKOH/g未満であると、イソシアネートと反応部位が少なく、耐熱性が低下するばかりか、経時のブリードアウトによる性能の低下が起こるため好ましくない。一方、350mgKOH/gを超える樹脂においては、核水添テルペンフェノール樹脂中の水酸基の数が多くなり、ジカルボン酸、ジカルボン酸エステル、またはイソシアネートと反応させた場合、3次元的に反応するため、ゲル化、固化が起こりハンドリングの低下が起こるため好ましくない。  The hydroxyl value of the (C) nuclear hydrogenated terpene phenol resin of the present invention is preferably 10 to 350 mgKOH / g. A hydroxyl value of less than 10 mg KOH / g is not preferred because there are few reactive sites with isocyanate and heat resistance is lowered, and performance is deteriorated due to bleed-out over time. On the other hand, in a resin exceeding 350 mgKOH / g, the number of hydroxyl groups in the nuclear hydrogenated terpene phenol resin increases, and when reacted with dicarboxylic acid, dicarboxylic acid ester, or isocyanate, it reacts three-dimensionally. It is not preferable because it causes solidification and solidification and a decrease in handling.

本発明に用いるポリエステルポリオールは、(A)ポリオール、(B)ジカルボン酸、(C)核水添テルペンフェノール樹脂の3成分及び/または(B)ジカルボン酸、(C)核水添テルペンフェノール樹脂の2成分を必須成分として、脱水縮合反応させて得る方法の他、(B)ジカルボン酸に変えて、(b)ジカルボン酸エステルを用いることにより、(A)ポリオール、(C)核水添テルペンフェノール樹脂とをエステル交換させて得てもよい。
ここで、上記脱水縮合反応およびエステル交換反応は通常の、脱水縮合反応およびエステル交換反応を使用すればよい。
また、(A)ポリオール、(B)ジカルボン酸、(C)核水添テルペンフェノール樹脂の3成分の配合比率、(B)ジカルボン酸、(C)核水添テルペンフェノール樹脂の2成分の配合比率は、((A)+(C)):(B)=4.0〜0.8:1.0(モル比)、あるいは(C):(B)=4.0〜0.8:1.0(モル比)が好ましい。
(A)+(C)、あるいは(C)の配合量が、(B)に対して0.8倍モル未満では、末端がカルボン酸の分子が多くなり、イソシアネート化合物との反応性が低下するため、ウレタン樹脂の分子量が上昇しないため好ましくない。また、4.0倍モルを超えると、ポリエステルポリオールの分子量が上昇しないため好ましくない。
また、(B)ジカルボン酸の代わりに(b)ジカルボン酸エステルを使用した場合も、 同様である。
The polyester polyol used in the present invention comprises (A) polyol, (B) dicarboxylic acid, (C) three components of nuclear hydrogenated terpene phenol resin and / or (B) dicarboxylic acid, (C) nuclear hydrogenated terpene phenol resin. In addition to the method of obtaining by dehydration condensation reaction with two components as essential components, (B) dicarboxylic acid ester instead of (B) dicarboxylic acid, (A) polyol, (C) nuclear hydrogenated terpene phenol It may be obtained by transesterification with a resin.
Here, the above-mentioned dehydration condensation reaction and transesterification reaction may use the usual dehydration condensation reaction and transesterification reaction.
In addition, (A) polyol, (B) dicarboxylic acid, (C) three components of hydrogenated terpene phenol resin, (B) dicarboxylic acid, (C) two components of hydrogenated terpene phenol resin ((A) + (C)) :( B) = 4.0-0.8: 1.0 (molar ratio), or (C) :( B) = 4.0-0.8: 1 0.0 (molar ratio) is preferred.
When the blending amount of (A) + (C) or (C) is less than 0.8 times the mole of (B), the number of carboxylic acid molecules at the end increases, and the reactivity with the isocyanate compound decreases. Therefore, the molecular weight of the urethane resin is not increased, which is not preferable. On the other hand, if it exceeds 4.0 moles, the molecular weight of the polyester polyol does not increase, which is not preferable.
The same applies when (b) dicarboxylic acid ester is used instead of (B) dicarboxylic acid.

本発明の(A)ポリオールは、例えば、エチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール等のグリコール類、ポリ(エチレンアジペート)、ポリ(1,4−ブチレンアジペート)、ポリ(1,6−ヘキサンアジペート)、ポリ(プロピレンアジペート)、ポリ(ネオペンチレンアジペート)、ポリカーボネートポリオール等のポリエステルポリオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリエチレンオキサイド/ポリプロピレンオキサイド共重合体、アミン変性ポリオール等のポリエーテルポリオール、その他としてアクリルポリオール、ポリブタジエンポリオール、フェノーリックポリオール、エポキシポリオール、難燃ポリオール、ポリエーテルポリオール等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。これらのヒドロキシ成分は単独で用いることもできるし2種以上を併用して用いることもできる。  The polyol (A) of the present invention includes, for example, glycols such as ethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, poly (ethylene adipate), poly (1,4-butylene adipate), poly ( 1,6-hexane adipate), poly (propylene adipate), poly (neopentylene adipate), polyester polyol such as polycarbonate polyol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, polyethylene oxide / polypropylene oxide copolymer, amine Polyether polyols such as modified polyols, and others such as acrylic polyols, polybutadiene polyols, phenolic polyols, epoxy polyols, flame retardant polyols, polyether polyols Although the like can be exemplified, but the invention is not limited thereto. These hydroxy components can be used alone or in combination of two or more.

本発明の(B)ジカルボン酸は、または(b)ジカルボン酸エステルは特に限定されないが、(B)ジカルボン酸であれば、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ジフェニルエーテル−4,4′−ジカルボン酸、ベンゾフェノン−4,4′−ジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸等の脂肪族ジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−デカヒドロナフタレンジカルボン酸、1,5−デカヒドロナフタレンジカルボン酸、2,6−デカヒドロナフタレンジカルボン酸、2,7−デカヒドロナフタレンジカルボン酸等、また、(b)ジカルボン酸エステルであれば、上記のジカルボン酸のジメチルエステル、ジエチルエステル、ジプロピルエステル、ジブチルエステル、ジシクロヘキシルエステル、ジフェニルエステル、ジ(メチルフェニル)エステルが挙げられる。
これらは単独又は2種以上組み合わせて用いてもよい。
The (B) dicarboxylic acid or (b) dicarboxylic acid ester of the present invention is not particularly limited, but if it is (B) a dicarboxylic acid, for example, terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid, diphenyl ether-4,4′- Aromatic dicarboxylic acids such as dicarboxylic acid, benzophenone-4,4'-dicarboxylic acid, 1,4-naphthalenedicarboxylic acid, 1,5-naphthalenedicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid Aliphatic dicarboxylic acids such as oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,4-decahydronaphthalene Dicarboxylic acid, 1,5-decahydronaphthalenedicarboxylic acid, 2,6-decahydro In the case of phthalenedicarboxylic acid, 2,7-decahydronaphthalenedicarboxylic acid, and (b) dicarboxylic acid ester, dimethyl ester, diethyl ester, dipropyl ester, dibutyl ester, dicyclohexyl ester, diphenyl of the above-mentioned dicarboxylic acid Examples include esters and di (methylphenyl) esters.
You may use these individually or in combination of 2 or more types.

本発明に用いられる(D)イソシアネート化合物としては通常ジイソシアネート化合物またはポリイソシアネート化合物など種々のインシアネート化合物が用いられるが、耐候性が求められる用途に適したイソシアネート化合物としては、例えば1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、水添MDI、水添XDI、また、これらイソシアネート化合物の誘導体が挙げられる。一方、初期の色相、光、熱による変色が問題視されない用途にはこの限りでなく、一般的に用いられているイソシアネート化合物、例えばトリレンジイソシアネート(TDI)、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、1,5−ナフチレンジイソシアネート(NDI)、トリジンジイソシアネート(TODI)、リジンジイソシアネート、ポリメリックMDI、また、これらのイソシアネート化合物の誘導体が挙げられるが特に限定されない。  As the isocyanate compound (D) used in the present invention, various isocyanate compounds such as a diisocyanate compound or a polyisocyanate compound are usually used. As an isocyanate compound suitable for applications requiring weather resistance, for example, 1,6-hexa Examples include methylene diisocyanate (HDI), isophorone diisocyanate (IPDI), hydrogenated MDI, hydrogenated XDI, and derivatives of these isocyanate compounds. On the other hand, this is not limited to applications where initial hue, light, and heat discoloration are not regarded as problems, and generally used isocyanate compounds such as tolylene diisocyanate (TDI), 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI). ), Xylylene diisocyanate (XDI), 1,5-naphthylene diisocyanate (NDI), tolidine diisocyanate (TODI), lysine diisocyanate, polymeric MDI, and derivatives of these isocyanate compounds are not particularly limited.

(D)イソシアネート化合物としては、その誘導体として、ポリイソシアネート化合物、ポリイソシアネートをポリエーテルポリオール類やポリエステルポリオール類で変性したウレタン変性体、アロファネート変性体、ビューレット変性体、イソシアヌレート変性体、カルボジイミド変性体等を使用してもよいがこれらに限定されない。  (D) As an isocyanate compound, as a derivative thereof, a polyisocyanate compound, a urethane modified product obtained by modifying a polyisocyanate with a polyether polyol or a polyester polyol, an allophanate modified product, a burette modified product, an isocyanurate modified product, or a carbodiimide modified product. Although a body etc. may be used, it is not limited to these.

本発明において、これらの(D)イソシアネート化合物は単独で用いることもできるし、2種以上を併用して用いることもできる。
また、本発明では、本発明の効果が現れる限りにおいて、他のポリオールを配合して使用しても良い。
他のポリオールとしては、具体的には、エチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール等のグリコール類、ポリ(エチレンアジペート)、ポリ(1,4−ブチレンアジペート)、ポリ(1,6−ヘキサンアジペート)、ポリ(プロピレンアジペート)、ポリ(メチルペンチレンアジペート):(商品名:クラレポリオールP3050、クラレ製)ポリカーボネートポリオール等のポリエステルポリオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリエチレンオキサイド/ポリプロピレンオキサイド共重合体、アミン変性ポリオール等のポリエーテルポリオール、その他としてアクリルポリオール、ポリブタジエンポリオール、フェノーリックポリオール、エポキシポリオール、難燃ポリオール等などがある。
(A)ポリオール、(B)ジカルボン酸、(C)核水添テルペンフェノール樹脂の3成分あるいは、(B)ジカルボン酸、(C)核水添テルペンフェノール樹脂の2成分を必須成分として反応させて得られるポリエステルポリオールと(D)イソシアネート化合物の反応割合は、ポリオールの水酸基に対してイソシアネート基が0.8〜5.0倍モルが好ましい。
(D)の配合量が、0.8倍モル未満では、ウレタン樹脂組成物の分子量が上昇しないため、強度低下、接着力低下を引き起こすため好ましくない。また、5.0倍を超えると、未反応のイソシアネート化合物が多く残存し、接着力の低下を引き起こすため好ましくない。
特に、湿気硬化型である請求項1記載のウレタン樹脂組成物の場合、ポリオールの水酸基に対してイソシアネート基が1.1〜5.0倍モルが好ましい。
In the present invention, these (D) isocyanate compounds can be used alone or in combination of two or more.
Moreover, in this invention, as long as the effect of this invention appears, you may mix | blend and use another polyol.
Specific examples of other polyols include glycols such as ethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, poly (ethylene adipate), poly (1,4-butylene adipate), poly ( 1,6-hexane adipate), poly (propylene adipate), poly (methylpentylene adipate): (trade name: Kuraray polyol P3050, manufactured by Kuraray) Polyester polyol such as polycarbonate polyol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol , Polyethylene oxide / polypropylene oxide copolymers, polyether polyols such as amine-modified polyols, and others such as acrylic polyols, polybutadiene polyols, phenolic polyols, epoxy resins Polyol, there is such as flame-retardant polyols and the like.
(A) 3 components of polyol, (B) dicarboxylic acid, (C) nuclear hydrogenated terpene phenol resin or 2 components of (B) dicarboxylic acid, (C) nuclear hydrogenated terpene phenol resin are reacted as essential components. As for the reaction ratio of the obtained polyester polyol and (D) isocyanate compound, the isocyanate group is preferably 0.8 to 5.0 times moles relative to the hydroxyl group of the polyol.
When the blending amount of (D) is less than 0.8 times mol, the molecular weight of the urethane resin composition does not increase, which causes a decrease in strength and a decrease in adhesive strength. Moreover, when it exceeds 5.0 times, since many unreacted isocyanate compounds remain | survive and cause the fall of adhesive force, it is unpreferable.
In particular, in the case of the urethane resin composition according to claim 1, which is a moisture curable type, the isocyanate group is preferably 1.1 to 5.0 times moles of the hydroxyl group of the polyol.

(C)核水添テルペンフェノール樹脂は、耐候性が優れ、分子中に疎水性が高いテルペン骨格を有しているため、ウレタン樹脂組成物に単独で用いることやポリエステルポリオールの原料として用いることにより、ウレタン樹脂組成物の耐候性が低下すること無く、耐加水分解性の付与が可能であり、さらに各種被着体に対する接着性が向上する。  (C) Since the nuclear hydrogenated terpene phenol resin has a terpene skeleton having excellent weather resistance and high hydrophobicity in the molecule, it can be used alone in a urethane resin composition or as a raw material for a polyester polyol. In addition, hydrolysis resistance can be imparted without lowering the weather resistance of the urethane resin composition, and adhesion to various adherends is improved.

本発明のウレタン樹脂組成物は特に限定されないが、熱可塑性ウレタン樹脂、湿気硬化型ウレタン樹脂、2液硬化型のウレタン樹脂として用いことが可能である。  The urethane resin composition of the present invention is not particularly limited, but can be used as a thermoplastic urethane resin, a moisture curable urethane resin, or a two-component curable urethane resin.

本発明のウレタン樹脂組成物には必要に応じて、反応を促進させるために、3級アミン系触媒や有機金属系触媒を用いることができる。3級アミン系触媒としては例えば、トリエチレンジアミン、ペンタメチレンジエチレントリアミン、トリエチルアミン、N,N−ジメチルエタノールアミン、エチルモルホリン等が挙げられるがこれらに限定されない。また、有機金属系触媒としては例えば、スタナスオクトエート、ジブチルチンジアセテート、ジブチルチンジラウレート、ジブチルチンジマレエート、重炭酸ソーダ等が挙げられるがこれらに限定されない。  In the urethane resin composition of the present invention, a tertiary amine catalyst or an organometallic catalyst can be used as needed to promote the reaction. Examples of the tertiary amine catalyst include, but are not limited to, triethylenediamine, pentamethylenediethylenetriamine, triethylamine, N, N-dimethylethanolamine, and ethylmorpholine. Examples of the organometallic catalyst include, but are not limited to, stannous octoate, dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin dimaleate, and sodium bicarbonate.

本発明のウレタン樹脂組成物は接着剤の他、粘着剤、塗料、インキ、コーティング剤、粘着剤、シーリング材、バインダーなど接着性を必要とする用途はもちろん、優れた耐候性や耐加水分解性といった特徴を活かし、液晶表示素子用基板、カラーフィルター用基板などの光学シート、ディスプレー用緩衝材などとしても使用できる。  The urethane resin composition of the present invention has excellent weather resistance and hydrolysis resistance as well as adhesives, adhesives, paints, inks, coating agents, adhesives, sealants, binders and other applications that require adhesiveness. Taking advantage of these characteristics, it can be used as a liquid crystal display element substrate, an optical sheet such as a color filter substrate, and a buffer material for display.

本発明のウレタン樹脂組成物には必要に応じて架橋剤、難燃剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、防ばい剤、加水分解防止剤を使用することができる。  In the urethane resin composition of the present invention, a crosslinking agent, a flame retardant, an antioxidant, an ultraviolet absorber, an antifungal agent, and a hydrolysis inhibitor can be used as necessary.

また、本発明のウレタン樹脂組成物を実施する際には、必要に応じて顔料や染料の着色剤、無機充填剤、レベリング剤、界面活性剤、消泡剤、粘着付与樹脂、可塑剤、溶剤、貯蔵安定剤、水等の成分を添加することができる。  In carrying out the urethane resin composition of the present invention, if necessary, pigments and dye colorants, inorganic fillers, leveling agents, surfactants, antifoaming agents, tackifier resins, plasticizers, solvents Components such as a storage stabilizer and water can be added.

本発明のウレタン樹脂組成物を製造する方法は、特に限定されないが、ポリエステルポリオール、(D)イソシアネート化合物、および所望により加えられる各種添加剤を、撹拌機付きの容器、その他、ロール、ニーダー、押出し機により混合する方法が挙げられる。
また、本発明のウレタン樹脂組成物は、一液として用いる場合は空気中の水と遮断して貯蔵される場合もある。また、二液タイプとして用いてもよく、その場合は、通常イソシアネート化合物からなる組成物とヒドロキシ化合物からなる組成物との二液からなり、使用時にこの二液を混合して用いる。
The method for producing the urethane resin composition of the present invention is not particularly limited, but a polyester polyol, (D) isocyanate compound, and various additives that are optionally added, a container with a stirrer, other rolls, kneaders, extrusions. The method of mixing by a machine is mentioned.
Moreover, when using the urethane resin composition of this invention as one liquid, it may be stored, blocking | blocking from the water in air. Moreover, you may use as a two-component type, and in that case, it consists of two components, the composition which usually consists of an isocyanate compound, and the composition which consists of a hydroxy compound, and this two components are mixed and used at the time of use.

また、本発明のポリエステルポリオールは、ウレタン樹脂組成物のポリオール成分の他、ポリエステル、エポキシ樹脂の原料、その他ポリマーの改質剤としても用いることができる。  In addition to the polyol component of the urethane resin composition, the polyester polyol of the present invention can be used as a raw material for polyester, epoxy resin, and other polymer modifiers.

以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例になんら限定されるものではない。  Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.

(C)核水添テルペンフェノール樹脂の合成例を下記に示す。
合成例1
(テルペンフェノール樹脂B(化合物B)の合成)
温度計、撹拌装置、滴下ロートおよび冷却管を備えた内容積2リットルの4つ口フラスコを使用して、トルエン580g、触媒として塩化アルミニウム15gを仕込んだのち、75℃の温度に保持しながら攪拌し、α−ピネン(ヤスハラケミカル(株)製α−ピネン、純度95%)400g(約3モル相当)とフェノール(関東化学(株)製フェノール、純度99%)180g(約2モル相当)を2時間かけて滴下し、その後、4時間撹拌して反応させた。
次いで、該混合液を水洗し、触媒を除いた後、5mmHgの減圧条件下、最高到達温度250℃でトルエン、および未反応モノマー、低分子量化合物を蒸留により留去し、淡黄色樹脂状物のテルペンフェノール樹脂B、560gを得た。このテルペンフェノール樹脂Bの軟化点は125℃、OH価は91mgKOH/g、GPCによる数平均重量分子量は610、重量平均分子量は800、Z平均重量分子量は1020であった。
(C) The synthesis example of a nuclear hydrogenated terpene phenol resin is shown below.
Synthesis example 1
(Synthesis of terpene phenol resin B (compound B))
Using a 2-liter four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a dropping funnel and a condenser tube, 580 g of toluene and 15 g of aluminum chloride as a catalyst were charged, and then stirred while maintaining a temperature of 75 ° C. Then, 400 g (equivalent to about 3 mol) of α-pinene (Yasuhara Chemical Co., Ltd. α-pinene, purity 95%) and 180 g (equivalent to about 2 mol) of phenol (phenol, purity 99%) manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd. The solution was added dropwise over a period of time, and then reacted by stirring for 4 hours.
Next, the mixed solution was washed with water to remove the catalyst, and then toluene, unreacted monomers and low molecular weight compounds were distilled off by distillation at a maximum temperature of 250 ° C. under a reduced pressure of 5 mmHg. The terpene phenol resin B 560g was obtained. The terpene phenol resin B had a softening point of 125 ° C., an OH value of 91 mgKOH / g, a GPC number average weight molecular weight of 610, a weight average molecular weight of 800, and a Z average weight molecular weight of 1020.

合成例2
(核水添テルペンフェノール樹脂Aの合成)
合成例1で得られたテルペンフェノール樹脂Bを100g、シクロヘキサンを400g、および粉末状の5%パラジウム担持アルミナ触媒2.0gを仕込み、次いで、これを密閉し、雰囲気を窒素ガスで置換した後、水素ガス10kg/cm2の圧力をかけながら導入した。そして攪拌しながら加熱し150℃となったところで、水素の圧力を80kg/cm2とし、吸収された水素を補うことで圧力を80kg/cm2に保ちながら14時間反応させ、本発明の核水添テルペンフェノール樹脂Aを100g得た。
この核水添テルペンフェノール樹脂Aの軟化点は120℃、OH価は90mgKOH/g、GPCによる数平均重量分子量は620、重量平均分子量は800、Z平均重量分子量は1000であった。また、IR分析を行ったところ(パーキンエルマー社製Spectrum One システムB型)、フェノール由来の芳香環のピークが消失していたことが確認された。
Synthesis example 2
(Synthesis of nuclear hydrogenated terpene phenol resin A)
After charging 100 g of terpene phenol resin B obtained in Synthesis Example 1, 400 g of cyclohexane, and 2.0 g of powdered 5% palladium-supported alumina catalyst, this was sealed and the atmosphere was replaced with nitrogen gas. Hydrogen gas was introduced while applying a pressure of 10 kg / cm 2. Then, when heated to 150 ° C. while stirring, the hydrogen pressure was set to 80 kg / cm 2, and the reaction was carried out for 14 hours while maintaining the pressure at 80 kg / cm 2 by supplementing the absorbed hydrogen. 100 g of phenol resin A was obtained.
The nuclear hydrogenated terpene phenol resin A had a softening point of 120 ° C., an OH value of 90 mgKOH / g, a GPC number average weight molecular weight of 620, a weight average molecular weight of 800, and a Z average weight molecular weight of 1000. Moreover, when IR analysis was performed (Spectrum One system B type | mold by Perkin Elmer), it was confirmed that the peak of the phenol-derived aromatic ring was lose | disappeared.

合成例3
(ポリエステルポリオールAの合成)
エチレングリコール20gと核水添テルペンフェノール樹脂A(合成例2)80gの水酸基/アジピン酸のカルボキシル基=1/0.8(モル比)になるようにアジピン酸45gを四つ口フラスコに仕込み、減圧状態を維持しながら、最高温度250℃まで昇温し、脱水縮合反応を行った。
得られたポリエステルポリオールは重量平均分子量5,000、アセチル化法にて測定したOH価は57mgKOH/gであった。
Synthesis example 3
(Synthesis of polyester polyol A)
20 g of ethylene glycol and hydrogenated terpene phenol resin A (Synthesis Example 2) 80 g of hydroxyl group / carboxyl group of adipic acid = 1 / 0.8 (molar ratio) was charged in a four-necked flask with 45 g of adipic acid, While maintaining the reduced pressure state, the temperature was raised to a maximum temperature of 250 ° C. to carry out a dehydration condensation reaction.
The obtained polyester polyol had a weight average molecular weight of 5,000 and an OH value measured by an acetylation method was 57 mgKOH / g.

実施例1(湿気硬化型ウレタン樹脂組成物)
上記合成例3で得られたポリエステルポリオールAを使用して、このポリエステルポリオールAを100gとイソシアネート化合物としてヘキサメチレンジイソシアネート12g(イソシアネート基/水酸基のモル比率[NCO]/[OH]比が1.3となる量)を四つ口フラスコにて窒素気流下、80℃で3時間反応させウレタン樹脂組成物を得た。
このウレタン樹脂組成物を下記に示す方法で物性を評価した。
Example 1 (Moisture-curing urethane resin composition)
Using polyester polyol A obtained in Synthesis Example 3 above, 100 g of this polyester polyol A and 12 g of hexamethylene diisocyanate as an isocyanate compound (isocyanate group / hydroxyl molar ratio [NCO] / [OH] ratio of 1.3) In a four-necked flask under a nitrogen stream at 80 ° C. for 3 hours to obtain a urethane resin composition.
The physical properties of this urethane resin composition were evaluated by the methods shown below.

〔接着強度〕アルミニウム板とSUS316板、またはポリプロピレンの板との間に、厚みが120μmになるように塗布し、60℃、80%RHの条件下、24時間放置後、ASTM D1002に準じて引張せん断強度を測定した。  [Adhesive strength] It was applied between aluminum plate and SUS316 plate or polypropylene plate so as to have a thickness of 120 μm, and allowed to stand for 24 hours under conditions of 60 ° C. and 80% RH, and then tensioned according to ASTM D1002. Shear strength was measured.

〔耐加水分解性〕SUS316板とアルミニウム板の間に、厚みが120μmになるように塗布し、60℃、24時間放置後、80℃の水中に7日間浸漬した。その後試験片をASTM D1002に準じて引っ張りせん断強度を測定した。  [Hydrolysis resistance] A SUS316 plate and an aluminum plate were coated so as to have a thickness of 120 μm, allowed to stand at 60 ° C. for 24 hours, and then immersed in water at 80 ° C. for 7 days. Thereafter, the tensile shear strength of the test piece was measured according to ASTM D1002.

〔耐候性〕得られた試験片をスガ試験機製キセノンウエザーメーターX75にて照射し、初期と3100時間後のイエローインデックス(YI)値を日本電色工業製COH−300Aを用いて、JIS規格のK3761に準拠して行い、YI値の差を求めた。
結果を表1に記載する。
[Weather resistance] The obtained test piece was irradiated with a xenon weather meter X75 manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd., and the yellow index (YI) value after 3100 hours was measured using JIS standard COH-300A manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. This was carried out in accordance with K3761 and the difference in YI values was determined.
The results are listed in Table 1.

実施例2
上記合成例3で得られたポリエステルポリオールAを使用して、ポリエステルポリオールAを100gにヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート変性体(3量体変性タイプ)18g(イソシアネート基/水酸基のモル比率[NCO]/[OH]比が1.0となる量)を四つ口フラスコに仕込み、窒素気流下、30℃で混合し、硬化条件の85%RHを25%RHとした以外は実施例1と同方法にて物性を評価した。結果を表1に記載する。
Example 2
Using polyester polyol A obtained in Synthesis Example 3, 100 g of polyester polyol A isocyanurate-modified hexamethylene diisocyanate (trimer-modified type) 18 g (isocyanate group / hydroxyl molar ratio [NCO] / The amount of [OH] ratio is 1.0) was charged into a four-necked flask and mixed at 30 ° C. under a nitrogen stream, and the same method as in Example 1 except that 85% RH of the curing conditions was changed to 25% RH. The physical properties were evaluated. The results are listed in Table 1.

比較例1(湿気硬化型ウレタン樹脂組成物)
実施例1において使用したポリエステルポリオールAに変えてポリエステルポリオールB:平均分子量3000のポリエステルポリオール(ポリメチルペンタンチレンアジペート。クラレ製クラレポリオールP3050)を使用する以外は実施例1と同様にしてウレタン樹脂組成物を得た。得られた組成物は実施例1と同様にして物性を評価した。
結果を表1に記載する。
Comparative Example 1 (moisture curable urethane resin composition)
Urethane resin composition in the same manner as in Example 1 except that polyester polyol B: polyester polyol having an average molecular weight of 3000 (polymethylpentanethylene adipate. Kuraray Kuraray Polyol P3050) was used instead of polyester polyol A used in Example 1. I got a thing. The obtained composition was evaluated for physical properties in the same manner as in Example 1.
The results are listed in Table 1.

比較例2
実施例2において使用したポリエステルポリオールAに変えてポリエステルポリオールBを使用する以外は実施例2と同様にしてウレタン樹脂組成物を得た。得られた組成物は実施例1と同様にして物性を評価した。結果を表1に記載する。
Comparative Example 2
A urethane resin composition was obtained in the same manner as in Example 2 except that polyester polyol B was used instead of polyester polyol A used in Example 2. The obtained composition was evaluated for physical properties in the same manner as in Example 1. The results are listed in Table 1.

Figure 2008115348
Figure 2008115348

本発明のウレタン樹脂組成物は、耐候性に優れ、接着性が高く、耐加水分解性も良好であることからウレタン系接着剤として好適である。さらに接着剤の他、粘着剤、塗料、インキ、コーティング材料、シーリング材やバインダー等としても接着性、耐加水分解性および耐候性などの性能を活かして用いることが可能である。  The urethane resin composition of the present invention is suitable as a urethane-based adhesive because it has excellent weather resistance, high adhesion, and good hydrolysis resistance. In addition to adhesives, adhesives, paints, inks, coating materials, sealing materials, binders, and the like can be used by taking advantage of performances such as adhesion, hydrolysis resistance, and weather resistance.

Claims (2)

(A)ポリオール、(B)ジカルボン酸、(C)核水添テルペンフェノール樹脂の3成分及び/または(B)ジカルボン酸、(C)核水添テルペンフェノール樹脂の2成分を必須成分として反応させて得られるポリエステルポリオールと(D)イソシアネート化合物を反応させて得られるウレタン樹脂組成物。  (A) polyol, (B) dicarboxylic acid, (C) three components of nuclear hydrogenated terpene phenol resin and / or (B) dicarboxylic acid, (C) two components of nuclear hydrogenated terpene phenol resin are reacted as essential components. The urethane resin composition obtained by making the polyester polyol obtained by reacting (D) isocyanate compound react. (A)ポリオール、(B)ジカルボン酸、(C)核水添テルペンフェノール樹脂の3成分及び/または(B)ジカルボン酸、(C)核水添テルペンフェノール樹脂の2成分を必須成分として反応させて得られるポリエステルポリオールをと(D)イソシアネート化合物の反応割合が、1.1〜5.0倍モルである湿気硬化型の請求項1記載のウレタン樹脂組成物。  (A) polyol, (B) dicarboxylic acid, (C) three components of nuclear hydrogenated terpene phenol resin and / or (B) dicarboxylic acid, (C) two components of nuclear hydrogenated terpene phenol resin are reacted as essential components. The urethane resin composition according to claim 1, wherein the polyester polyol obtained in the step (D) has a reaction ratio of 1.1 to 5.0 times mol of the isocyanate compound.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013032450A (en) * 2011-08-02 2013-02-14 Kaneka Corp Pressure-sensitive adhesive composition
JP2017015879A (en) * 2015-06-30 2017-01-19 花王株式会社 Electrophotographic toner
WO2023136064A1 (en) * 2022-01-11 2023-07-20 第一工業製薬株式会社 Two-component curable polyurethane resin composition

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