JP2011102335A - Method for producing urethane resin - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カルボキシル基含有ポリウレタン樹脂の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a carboxyl group-containing polyurethane resin.
活性エネルギー線硬化性塗料、金属板やプラスチック板のコーティング剤等の用途に使用されるカルボキシル基を含有するポリウレタン樹脂は、イソシアネートに不活性な極性の高い有機溶剤[N,N−ジメチルフォルムアミド(以下DMFと記載。)など]中でポリオール成分とポリイソシアネート成分とを反応させて合成し、そのウレタン樹脂溶液を多量の水中に投入し、ポリウレタン樹脂を沈殿させて極性溶剤を取り除き、別の溶媒に置換する方法で製造されることが一般的である。しかし、この方法では有機溶剤を含有する多量の廃水処理など煩雑な作業が多く、沸点の高い有機溶剤を使用するため、環境面や製造面でも問題点を有していた。
イソシアネートに不活性な低沸点の極性有機溶剤中でウレタン化した後、低沸点溶剤を減圧蒸留で除去し、高沸点の有機溶剤に溶媒置換する方法(特許文献1)が知られている。
Polyurethane resins containing carboxyl groups used for applications such as active energy ray-curable coatings, coatings for metal plates and plastic plates, are highly polar organic solvents inert to isocyanates [N, N-dimethylformamide ( In the following description, the reaction is performed by reacting the polyol component with the polyisocyanate component, and the urethane resin solution is poured into a large amount of water, the polyurethane resin is precipitated to remove the polar solvent, and another solvent. In general, it is produced by a method of substituting. However, this method has many troublesome operations such as treatment of a large amount of waste water containing an organic solvent, and uses an organic solvent having a high boiling point, and thus has problems in terms of environment and production.
There is known a method (Patent Document 1) in which, after urethanization in a low-boiling polar organic solvent inert to isocyanate, the low-boiling solvent is removed by distillation under reduced pressure, and the solvent is replaced with a high-boiling organic solvent.
しかしながら、特許文献1の製造方法では低沸点の極性溶剤中ではカルボキシル基含量が多い時にはカルボン酸の会合による擬似架橋でゲル化が起こり、安定してウレタン化が行えず、分子量や物性制御が出来ないため、工業生産でのウレタン化管理が困難であった。また、さらにウレタン樹脂が活性エネルギー線重合性基を有する場合は熱に弱く、減圧蒸留の際に重合の恐れがあり、高温での蒸留が行えないという問題点があった。
本発明の課題は、カルボキシル基含量が多い場合でも、分子量制御が可能で、ゲル化を起こさずに安定化してウレタン樹脂が得られる製造方法を提供することである。
However, in the production method of Patent Document 1, gelation occurs due to pseudo-crosslinking by association of carboxylic acids when the carboxyl group content is high in a low boiling point polar solvent, and urethanization cannot be performed stably, and molecular weight and physical properties can be controlled. Therefore, it was difficult to manage urethanization in industrial production. Further, when the urethane resin has an active energy ray-polymerizable group, it is weak against heat, there is a risk of polymerization during vacuum distillation, and there is a problem that distillation at high temperature cannot be performed.
An object of the present invention is to provide a production method in which a molecular weight can be controlled even when the carboxyl group content is high, and a urethane resin can be obtained by stabilization without causing gelation.
本発明は、
高分子ジオール(a)、
カルボキシル基を有するジオール(b)及び
ジイソシアネート(c)
を反応させてポリウレタン樹脂(A)を製造する方法であって、
(a)、(b)及び(c)を、沸点が30〜80℃であり、ウレタン樹脂(A)を溶解し、イソシアネートに不活性な溶媒(B)中でウレタン化反応を行い、ウレタン樹脂(A)のNCO%が3%以下になった時点でウレタン樹脂(A)の重量に対して1〜5重量%の溶媒(C)を添加することを特徴とするポリウレタン樹脂(A)の製造方法である。
溶媒(C):溶解度パラメーターが11〜20であって、ウレタン樹脂(A)を溶解し、イソシアネートに不活性な非プロトン性極性溶媒、あるいは、ポリアルコール。
The present invention
Polymeric diol (a),
Diol (b) having carboxyl group and diisocyanate (c)
In which a polyurethane resin (A) is produced,
(A), (b), and (c) have a boiling point of 30 to 80 ° C., dissolve the urethane resin (A), perform a urethanization reaction in a solvent (B) inert to isocyanate, and obtain a urethane resin. Production of polyurethane resin (A), wherein 1 to 5% by weight of solvent (C) is added to the weight of urethane resin (A) when NCO% of (A) becomes 3% or less Is the method.
Solvent (C): An aprotic polar solvent or polyalcohol having a solubility parameter of 11 to 20, which dissolves the urethane resin (A) and is inert to isocyanate.
本発明の製造方法によると、カルボキシル基含量が多い場合でも、分子量制御が可能で、ゲル化を起こさずに安定化してウレタン樹脂が得られる。 According to the production method of the present invention, even when the carboxyl group content is high, the molecular weight can be controlled, and the urethane resin can be obtained by stabilization without causing gelation.
[高分子ジオール(a)]
本発明における高分子ジオール(a)には、必要により低分子ジオール(a0)が含まれる。
[Polymer diol (a)]
The high molecular diol (a) in the present invention includes a low molecular diol (a0) as necessary.
高分子ジオール(a)は、水酸基当量(以下、OH当量と記す。)が250以上のジオールであり、ウレタン樹脂(A)に柔軟性を付与することができる。
(a)としては、ポリエーテルジオール、ポリエステルジオール、ポリエーテルエステルジオール、ポリカーボネートジオール、ポリマーポリオール(ジオール)、ポリオレフィンジオール、ポリアルカジエンジオール、アクリルポリオール(ジオール)およびこれら2種以上の混合物が挙げられる。
The polymer diol (a) is a diol having a hydroxyl group equivalent (hereinafter referred to as OH equivalent) of 250 or more, and can impart flexibility to the urethane resin (A).
Examples of (a) include polyether diol, polyester diol, polyether ester diol, polycarbonate diol, polymer polyol (diol), polyolefin diol, polyalkadiene diol, acrylic polyol (diol) and a mixture of two or more of these. .
ポリエーテルジオールとしては、2個の活性水素を有する化合物(炭素数(以下Cと略記)2〜18、例えば2価アルコール、2価フェノール)のアルキレンオキサイド[以下AOと略記。]付加物およびそれらの2種以上の混合物が挙げられる。 As the polyether diol, an alkylene oxide [hereinafter abbreviated as AO] of a compound having 2 active hydrogens (carbon number (hereinafter abbreviated as C) 2-18, for example, dihydric alcohol, dihydric phenol). And adducts and mixtures of two or more thereof.
2価アルコールとしては、エチレングリコール(以下EGと略記)、プロピレングリコール(以下PGと略記)、1,3−および1,4−ブタンジオール(以下BDと略記)、1,6−ヘキサンジオール(以下HDと略記)、ネオペンチルグリコールジエチレングリコール(以下NPGと略記)、ジエチレングリコール(以下DEGと略記)、3−メチル−1,5−ペンタンジオール(以下MPDと略記)等のアルキレングリコール;環を有する2価アルコール[特公昭45−1474号公報等に記載のもの、例えば1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、m−およびp−キシリレングリコール]等が挙げられる。
2価フェノールとしては単環多価フェノール(C6〜18、例えばピロガロール、ハイドロキノン、フロログルシン)、多環多価フェノール(C12〜30、例えばジヒドロキシナフタレン)、ビスフェノール化合物(C12〜30、例えばビスフェノールA、−Sおよび−F)等が挙げられる。2個の活性水素を有する化合物のうちウレタン樹脂(A)の柔軟性の観点から好ましいのは2価アルコールである。
Examples of the dihydric alcohol include ethylene glycol (hereinafter abbreviated as EG), propylene glycol (hereinafter abbreviated as PG), 1,3- and 1,4-butanediol (hereinafter abbreviated as BD), and 1,6-hexanediol (hereinafter abbreviated as PG). Abbreviated as HD), neopentyl glycol diethylene glycol (hereinafter abbreviated as NPG), diethylene glycol (hereinafter abbreviated as DEG), 3-methyl-1,5-pentanediol (hereinafter abbreviated as MPD); Examples include alcohols [described in JP-B No. 45-1474, such as 1,4-bis (hydroxymethyl) cyclohexane, m- and p-xylylene glycol].
Examples of the dihydric phenol include monocyclic polyhydric phenols (C6-18, such as pyrogallol, hydroquinone, phloroglucin), polycyclic polyhydric phenols (C12-30, such as dihydroxynaphthalene), bisphenol compounds (C12-30, such as bisphenol A,- S and -F). Of the compounds having two active hydrogens, dihydric alcohol is preferred from the viewpoint of flexibility of the urethane resin (A).
上記AOとしては、エチレンオキサイド(以下EOと略記)、プロピレンオキサイド(以下POと略記)、ブチレンオキサイド(以下BOと略記)、テトラヒドロフラン(以下THFと略記)、スチレンオキサイドおよびこれらの2種以上の併用(ブロックおよび/またはランダム付加)が挙げられる。これらのうち(A)の柔軟性の観点から好ましいのはPO、EO、BOおよびこれらの併用である。 Examples of the AO include ethylene oxide (hereinafter abbreviated as EO), propylene oxide (hereinafter abbreviated as PO), butylene oxide (hereinafter abbreviated as BO), tetrahydrofuran (hereinafter abbreviated as THF), styrene oxide, and combinations of two or more thereof. (Block and / or random addition). Of these, PO, EO, BO, and combinations thereof are preferable from the viewpoint of the flexibility of (A).
ポリエーテルジオールとして例示したもののうち特に好ましいものは、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール及びこれらの混合物である。
ポリエチレングリコールとポリプロピレングリコールを併用する場合の重量比は、通常50/50〜5/95、好ましくは40/60〜6/94である。
Particularly preferred among those exemplified as the polyether diol are polyethylene glycol, polypropylene glycol and mixtures thereof.
The weight ratio when polyethylene glycol and polypropylene glycol are used in combination is usually 50/50 to 5/95, preferably 40/60 to 6/94.
ポリエステルジオールとしては、例えば(1)前記2価アルコールの1種以上とポリカルボン酸もしくはそのエステル形成性誘導体の1種以上との縮重合による縮合ポリエステルジオール、(2)前記2価アルコールを開始剤とするラクトンの開環重合によるポリラクトンジオール、およびこれらの2種以上の混合物が挙げられる。 Examples of the polyester diol include (1) a condensed polyester diol obtained by condensation polymerization of one or more of the dihydric alcohol and one or more of a polycarboxylic acid or an ester-forming derivative thereof, and (2) the dihydric alcohol as an initiator. And polylactone diols obtained by ring-opening polymerization of lactones, and mixtures of two or more thereof.
上記(1)におけるポリカルボン酸としては、脂肪族ジカルボン酸(C4〜18、例えばコハク酸、アジピン酸、セバシン酸、グルタル酸、アゼライン酸、マレイン酸、フマル酸)、芳香環含有ジカルボン酸(C8〜24、例えばテレフタル酸、イソフタル酸)、これらのジカルボン酸のエステル形成性誘導体(酸無水物、アルキル基のCが1〜4の低級アルキルエステル等)およびこれらの2種以上の併用が挙げられる。 Examples of the polycarboxylic acid in the above (1) include aliphatic dicarboxylic acids (C4-18, such as succinic acid, adipic acid, sebacic acid, glutaric acid, azelaic acid, maleic acid, fumaric acid), aromatic ring-containing dicarboxylic acids (C8). To 24, such as terephthalic acid and isophthalic acid), ester-forming derivatives of these dicarboxylic acids (acid anhydrides, lower alkyl esters having an alkyl group of C 1-4), and combinations of two or more thereof. .
上記(2)におけるラクトンとしては、C4〜12、例えばγ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、ε−カプロラクトンおよびこれらの2種以上の併用が挙げられる。 Examples of the lactone in the above (2) include C4 to 12, for example, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, ε-caprolactone, and combinations of two or more thereof.
ポリエーテルエステルジオールとしては、例えば、前記ポリエーテルポリオールの1種以上と前記ポリエステルポリオールの原料として例示したポリカルボン酸もしくはそのエステル形成性誘導体の1種以上とをエステル化反応させて得られるもの、前記ポリエーテルポリオールの1種以上にラクトンの1種以上を開環付加させて得られるもの等が挙げられる。 As the polyether ester diol, for example, one obtained by esterifying one or more of the polyether polyols and one or more of the polycarboxylic acids exemplified as the raw materials for the polyester polyols or ester-forming derivatives thereof, Examples thereof include those obtained by ring-opening addition of one or more lactones to one or more of the polyether polyols.
ポリカーボネートジオールとしては、例えばポリヘキサメチレンカーボネートジオール、ポリテトラメチレンカーボネートジオールおよびこれらの2種以上の併用が挙げられる。 Examples of the polycarbonate diol include polyhexamethylene carbonate diol, polytetramethylene carbonate diol, and combinations of two or more thereof.
ポリマージオールとしては、上記で挙げた高分子ジオールの1種以上中でビニル単量体(C3〜24、例えばスチレン、アクリロニトリル)をラジカル重合開始剤の存在下で重合させた重合体粒子を分散安定化させてなるジオール(重合体含量は例えば5〜30重量%)が挙げられる。 As the polymer diol, polymer particles obtained by polymerizing a vinyl monomer (C3-24, for example, styrene, acrylonitrile) in the presence of a radical polymerization initiator in one or more of the polymer diols listed above are dispersed and stabilized. Diol (polymer content is, for example, 5 to 30% by weight).
ポリオレフィンジオールとしては、ポリイソブテンジオール等が挙げられる。 Examples of the polyolefin diol include polyisobutene diol.
ポリアルカジエンジオールとしては、ポリイソプレンジオール、ポリブタジエンジオール、水添化ポリイソプレンジオール、水添化ポリブタジエンジオール等が挙げられる。 Examples of the polyalkadiene diol include polyisoprene diol, polybutadiene diol, hydrogenated polyisoprene diol, and hydrogenated polybutadiene diol.
アクリルジオールとしては、(メタ)アクリル酸アルキル(C1〜30)エステル[ブチル(メタ)アクリレート等]と水酸基含有アクリルモノマー[ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等]との共重合体等が挙げられる。 Examples of the acrylic diol include a copolymer of an alkyl (meth) acrylate (C1-30) ester [butyl (meth) acrylate and the like] and a hydroxyl group-containing acrylic monomer [hydroxyethyl (meth) acrylate and the like].
これらの高分子ジオール(a)のうち、ウレタン樹脂(A)の柔軟性の観点から好ましいのは、ポリエーテルジオール、ポリエーテルエステルジオール、ポリエステルジオールおよびポリカーボネートジオールである。 Of these polymer diols (a), polyether diol, polyether ester diol, polyester diol and polycarbonate diol are preferable from the viewpoint of flexibility of the urethane resin (A).
低分子ジオール(a0)は、OH当量が250未満のジオールである。
(a0)としては、脂肪族低分子ジオール[C2〜12、例えばEG、DEG、トリエチレングリコール(以下TEGと略記)、PG、BD、HD、NPG、MPD]、環を有する低分子ジオール[特公昭45−1474号公報に記載のもの、例えば1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、m−およびp−キシリレングリコール]、これらのAO低モル付加物、およびこれらの2種以上の併用が挙げられる。
The low molecular diol (a0) is a diol having an OH equivalent of less than 250.
Examples of (a0) include aliphatic low-molecular diols [C2-12, such as EG, DEG, triethylene glycol (hereinafter abbreviated as TEG), PG, BD, HD, NPG, MPD], low-molecular diols having a ring [special No. 45-1474, for example, 1,4-bis (hydroxymethyl) cyclohexane, m- and p-xylylene glycol], these AO low-mole adducts, and combinations of two or more thereof. Can be mentioned.
[カルボキシル基を有するジオール(b)]
カルボキシル基を有するジオール(b)としては、α,α−ジメチロールアルカン酸(α,α−ジメチロールプロピオン酸、α,α−ジメチロールブタン酸、α,α−ジメチロールノナン酸など)、酒石酸、クエン酸1モルとエチレングリコール1モルとのエステル化物(分子量;240,酸価;468,水酸基価;468)、リンゴ酸1モルとエチレングリコール1モルとのエステル化物(分子量;178,酸価;315,水酸基価;630)およびこれらの塩(ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩、アミン塩等)が挙げられる。これらのうち好ましいものは、α,α−ジメチロールアルカン酸であり、さらに好ましいものはα,α−ジメチロールプロピオン酸およびα,α−ジメチロールブタン酸である。α,α−ジメチロールアルカン酸は、以下ジメチロールアルカン酸と記載することがある。
[Diol (b) having carboxyl group]
Examples of the diol (b) having a carboxyl group include α, α-dimethylolalkanoic acid (such as α, α-dimethylolpropionic acid, α, α-dimethylolbutanoic acid, α, α-dimethylolnonanoic acid), and tartaric acid. , Esterified product of 1 mol of citric acid and 1 mol of ethylene glycol (molecular weight; 240, acid value; 468, hydroxyl value; 468), esterified product of 1 mol of malic acid and 1 mol of ethylene glycol (molecular weight; 178, acid value) 315) hydroxyl value; 630) and salts thereof (sodium salt, potassium salt, ammonium salt, amine salt, etc.). Of these, α, α-dimethylolalkanoic acid is preferable, and α, α-dimethylolpropionic acid and α, α-dimethylolbutanoic acid are more preferable. Hereinafter, α, α-dimethylolalkanoic acid may be referred to as dimethylolalkanoic acid.
[ジイソシアネート(c)]
本発明におけるジイソシアネート(c)としては、2価の脂肪族ポリイソシアネート[c2〜12、例えばエ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、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ドデカメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエート]、脂環含有ジイソシアネート[c4〜15、例えばイソホロンジイソシアネート(IPDI)、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(HMDI)、シクロへキシレンジイソシアネート、メチルシクロへキシレンジイソシアネート]、芳香脂肪族ジイソシアネート[2,4−及び/または2,6−トリレンジイソシアネート(TDI)、ジエチルベンゼンジイソシアネート、4,4‘−及び/または2,4−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ナフチレンジイソシアネート]、これらのジイソシアネートの変性物(ウレタン基、カーボジイミド基、ウレトジオン基、イソシアヌレート基、ビュレット基等を含有する変性物)、及びこれらの2種以上の併用が挙げられる。
[Diisocyanate (c)]
The diisocyanate (c) in the present invention is a divalent aliphatic polyisocyanate [c2-12, such as ethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (HDI), dodecamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexane diisocyanate. Lysine diisocyanate, 2,6-diisocyanatomethylcaproate], alicyclic diisocyanate [c4-15, such as isophorone diisocyanate (IPDI), dicyclohexylmethane diisocyanate (HMDI), cyclohexylene diisocyanate, methylcyclohexylene diisocyanate], Aromatic aliphatic diisocyanates [2,4- and / or 2,6-tolylene diisocyanate (TDI), diethylbenzene diisocyanate 4,4'- and / or 2,4-diphenylmethane diisocyanate (MDI), naphthylene diisocyanate], modified products of these diisocyanates (urethane groups, carbodiimide groups, uretdione groups, isocyanurate groups, burette groups, etc. Modified products), and combinations of two or more of these.
上記(c)のうち、反応性の観点から好ましいのは芳香族ジイソシアネート、さらに好ましいのはMDI、TDIである。また、耐候性の観点から好ましいのは、脂肪族ジイソシアネートおよび脂環含有ジイソシアネート、さらに好ましいのはHDI、IPDIおよびHMDIである。 Of the above (c), aromatic diisocyanates are preferable from the viewpoint of reactivity, and MDI and TDI are more preferable. Further, from the viewpoint of weather resistance, preferred are aliphatic diisocyanates and alicyclic diisocyanates, and more preferred are HDI, IPDI and HMDI.
ジオール成分(a)、(b)と有機ジイソシアネート(c)とを反応させてNCO基含有ポリウレタン樹脂(A)を形成させるに際しての(a)、(b)と(c)の当量比(NCO/OH比)は通常0.90〜1.3、好ましくは0.98〜1.15である。 When the diol components (a) and (b) are reacted with the organic diisocyanate (c) to form the NCO group-containing polyurethane resin (A), the equivalent ratio of (a), (b) and (c) (NCO / OH ratio) is usually 0.90 to 1.3, preferably 0.98 to 1.15.
[溶媒(B)]
上記ウレタン化反応は、ウレタン樹脂(A)を溶解し、イソシアネート基に対して不活性な沸点が30〜80℃の溶媒(B)中で行われる。
溶媒(B)の沸点が30℃未満では、ウレタン化反応を行う上で安全上の問題があり、80℃を超えるとウレタン樹脂(A)を使用する時溶媒除去が困難となる。
該(B)としては、塩化メチレン(沸点40℃)、クロロホルム(沸点61℃)、塩化エチリデン(沸点67℃)、フラン(沸点31℃)、2−メチルフラン(沸点63℃)、テトラヒドロフラン(THF)(沸点66℃)、アセトン(沸点57℃)、ギ酸エチル(沸点54℃)、ギ酸メチル(沸点32℃)、酢酸メチル(沸点58℃)、メチルエチルケトン(MEK)(沸点78℃)およびこれらの2種以上の混合溶剤が挙げられる。これらのうち特に好ましいものはMEKである。
[Solvent (B)]
The urethanization reaction is performed in a solvent (B) having a boiling point of 30 to 80 ° C., which dissolves the urethane resin (A) and is inert to the isocyanate group.
If the boiling point of the solvent (B) is less than 30 ° C, there is a safety problem in performing the urethanization reaction, and if it exceeds 80 ° C, it is difficult to remove the solvent when the urethane resin (A) is used.
Examples of (B) include methylene chloride (boiling point 40 ° C), chloroform (boiling point 61 ° C), ethylidene chloride (boiling point 67 ° C), furan (boiling point 31 ° C), 2-methylfuran (boiling point 63 ° C), tetrahydrofuran (THF). ) (Boiling point 66 ° C), acetone (boiling point 57 ° C), ethyl formate (boiling point 54 ° C), methyl formate (boiling point 32 ° C), methyl acetate (boiling point 58 ° C), methyl ethyl ketone (MEK) (boiling point 78 ° C) and these Two or more types of mixed solvents are mentioned. Of these, MEK is particularly preferable.
[溶媒(C)]
溶媒(C)は、溶解度パラメーターが11〜20であって、ウレタン樹脂(A)を溶解し、イソシアネートに不活性な非プロトン性極性溶媒、あるいは、ポリアルコール(2価以上のアルコール)である。
具体例としては、N,N−ジメチルフォルムアミド、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、及びN−メチルピロリドン、ポリアルコール等が挙げられる。これらのなかで、N,N−ジメチルフォルムアミドが好ましい。溶解度パラメーターが20を超える溶媒でイソシアネートに不活性な非プロトン性極性溶媒は知られていない。溶解度パラメーターが11未満であるとゲル化が起こる。ポリアルコールとしては、2価アルコール(エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−および1,4−ブタンジオール等)3価アルコール(グリセリン等)等である。
[Solvent (C)]
The solvent (C) is an aprotic polar solvent or a polyalcohol (dihydric or higher alcohol) which has a solubility parameter of 11 to 20, dissolves the urethane resin (A), and is inert to isocyanate.
Specific examples include N, N-dimethylformamide, acetonitrile, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone, polyalcohol and the like. Of these, N, N-dimethylformamide is preferred. No aprotic polar solvent is known which is inert to isocyanates with a solvent having a solubility parameter greater than 20. If the solubility parameter is less than 11, gelation occurs. Examples of the polyalcohol include dihydric alcohols (ethylene glycol, propylene glycol, 1,3- and 1,4-butanediol, etc.) and trihydric alcohols (glycerin, etc.).
ここで、溶解性パラメータとは、Fedors法によって計算される。
Fedors法によると、SP値は、次式で表せる。
SP値(δ)=(ΔH/V)1/2
ただし、式中、ΔHはモル蒸発熱(cal)を、Vはモル体積(cm3)を表す。
また、ΔH及びVは、「POLYMER ENGINEERING AND FEBRUARY,1974,Vol.14,No.2,ROBERT F.FEDORS.(151〜153頁)」に記載の原子団のモル蒸発熱の合計(ΔH)とモル体積の合計(V)を用いることができる。
この数値が近いもの同士はお互いに混ざりやすく(相溶性が高い)、この数値が離れているものは混ざりにくいことを表す指標である。
Here, the solubility parameter is calculated by the Fedors method.
According to the Fedors method, the SP value can be expressed by the following equation.
SP value (δ) = (ΔH / V) 1/2
In the formula, ΔH represents the heat of vaporization (cal), and V represents the molar volume (cm 3 ).
In addition, ΔH and V are the sum of the heat of molar evaporation (ΔH) of atomic groups described in “POLYMER ENGINEERING AND FEBRUARY, 1974, Vol. 14, No. 2, ROBERT F. FEDORS. The total molar volume (V) can be used.
Those having a close numerical value are easy to mix with each other (high compatibility), and those having a close numerical value are indices that indicate that they are difficult to mix.
ウレタン化反応は好ましくは60〜110℃、さらに好ましくは70〜85℃で行う。
ウレタン化反応は、溶媒(B)中の反応でウレタン樹脂(A)純分換算でNCO%が3%以下になった時点で、ウレタン樹脂(A)の重量に対して1〜5重量%の溶媒(C)を添加する。溶媒(C)を添加してさらにウレタン化反応を行うことにより、ウレタン樹脂(A)の分子量を十分大きくすることが可能となる。また、カルボキシル基の会合による増粘、ゲル化を防止することができる。
上記NCO%が3%より高い時点で溶媒(C)を添加するとウレタン化反応に長時間を要する。
溶媒(C)の添加量は、ウレタン樹脂(A)に対して1重量%未満では上記効果がなく、5重量%を超えるとウレタン樹脂(A)を使用する際、製造面の問題がある。
The urethanization reaction is preferably performed at 60 to 110 ° C, more preferably at 70 to 85 ° C.
The urethanization reaction is 1-5% by weight with respect to the weight of the urethane resin (A) when the NCO% is 3% or less in terms of the pure content of the urethane resin (A) in the reaction in the solvent (B). Add solvent (C). The molecular weight of the urethane resin (A) can be sufficiently increased by adding the solvent (C) and further performing the urethanization reaction. Further, thickening and gelation due to association of carboxyl groups can be prevented.
If the solvent (C) is added when the NCO% is higher than 3%, a long time is required for the urethanization reaction.
When the amount of the solvent (C) added is less than 1% by weight relative to the urethane resin (A), the above effect is not obtained, and when it exceeds 5% by weight, there is a problem in production when the urethane resin (A) is used.
ウレタン樹脂(A)のうち、例えば被覆物やフォトレジスト等の用途には、活性エネルギー線重合性基を分子内に1個又は2個以上有する活性エネルギー線硬化性ウレタン樹脂(A1)が使用される。高分子ジオール(a)、カルボキシル基を有するジオール(b)、ジイソシアネート(c)活性エネルギー線重合性基を分子内に1個又は2個以上有しイソシアネート基又は水酸基と反応し得る官能基を分子内に1個又は2個以上有する成分(d)とを、溶媒(B)中で重合反応させ、活性エネルギー線重合性基を分子内に1個または2個以上有する活性エネルギー線硬化性ウレタン樹脂(A1)が製造される。
活性エネルギー線重合性基を分子内に1個又は2個以上有しイソシアネート基又は水酸基と反応し得る官能基を分子内に1個又は2個以上有する成分(d)としては、分子内に(d01)活性エネルギー線重合性カチオン重合性基(例えば、プロペニルエーテル基、ビニルエーテル基及びグリシジル基)を有する成分(d1)、分子内に(d02)ラジカル重合性基(メタアクリロイル基、アリル基、プロペニル基、及びビニル基)を有する成分(d2)等が挙げられる。
Among the urethane resins (A), for example, active energy ray-curable urethane resins (A1) having one or more active energy ray polymerizable groups in the molecule are used for applications such as coatings and photoresists. The High molecular diol (a), diol (b) having a carboxyl group, diisocyanate (c) a functional group capable of reacting with an isocyanate group or hydroxyl group having one or more active energy ray polymerizable groups in the molecule Active energy ray-curable urethane resin having one or more active energy ray-polymerizable groups in the molecule by polymerizing the component (d) having one or two or more in the solvent (B) (A1) is manufactured.
As the component (d) having one or more active energy ray polymerizable groups in the molecule and one or more functional groups capable of reacting with an isocyanate group or a hydroxyl group in the molecule, d01) Component (d1) having an active energy ray-polymerizable cationic polymerizable group (for example, propenyl ether group, vinyl ether group and glycidyl group), (d02) radical polymerizable group (methacryloyl group, allyl group, propenyl in the molecule) And a component (d2) having a group and a vinyl group).
上記(d1)としては、C3以上かつMn3,000以下、例えば、プロペニルエーテル基を有するもの[2−ヒドロキシエチル−、2−ヒドロキシプロピル−および2,3−ジヒドロキシプロピルプロペニルエーテル等]、ビニルエーテル基を有するもの[2−ヒドロキシエチル−、2−ヒドロキシプロピル−および2,3−ジヒドロキシプロピルビニルエーテル等]、グリシジル基を有するもの[グリシドール、EGモノグリシジルエーテル、GRモノグリシジルエーテル等]、およびこれらのAO[EO、PO、1,2−,1,3−および2,3−BO、THF、スチレンオキサイドおよびこれらの2種以上の併用]付加物(Mn3,000以下)等が挙げられる。
これらのうち活性エネルギー線硬化性の観点から好ましいのはプロペニルエーテル基またはビニルエーテルを有するもの、さらに好ましいのは2−ヒドロキシエチルプロペニルエーテル、2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、2,3−ジヒドロキシプロピルプロペニルエーテル、2,3−ジヒドロキシプロピルビニルエーテルおよびこれらのEOおよび/またはPO付加物である。
As the above (d1), C3 or more and Mn 3,000 or less, for example, those having a propenyl ether group [2-hydroxyethyl-, 2-hydroxypropyl-, 2,3-dihydroxypropylpropenyl ether, etc.], vinyl ether groups Having [2-hydroxyethyl-, 2-hydroxypropyl-, 2,3-dihydroxypropyl vinyl ether, etc.], having glycidyl group [glycidol, EG monoglycidyl ether, GR monoglycidyl ether, etc.], and their AO [ EO, PO, 1,2-, 1,3- and 2,3-BO, THF, styrene oxide and a combination of two or more thereof] adduct (Mn 3,000 or less).
Of these, those having a propenyl ether group or vinyl ether are preferred from the viewpoint of active energy ray curability, and more preferred are 2-hydroxyethyl propenyl ether, 2-hydroxyethyl vinyl ether, 2,3-dihydroxypropyl propenyl ether, 2 , 3-dihydroxypropyl vinyl ether and their EO and / or PO adducts.
上記(d2)としては、C3以上かつMn5,000以下、例えば(メタ)アクリロイル基を有するもの[C4〜18、例えば2−ヒドロキシエチル−、2−ヒドロキシプロピル−および2,3−ジヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、C(NCO基中の炭素を除く、イソシアネート化合物は以下同じ。)3〜13のモノイソシアネート化合物、例えば2−(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネート、1,1−ビス[(メタ)アクリロイルオキシメチル]エチルイソシアネート等]、アリル基を有するもの[C3〜6、例えば2−ヒドロキシエチル−、2−ヒドロキシプロピル−および2,3−ジヒドロキシプロピルアリルエーテル]等が挙げられる。
これらのうち活性エネルギー線硬化性の観点から好ましいのは(メタ)アクリロイル基を有するもの、さらに好ましいのは2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2,3−ジヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、およびこれらのEOおよび/またはPO付加物である。
As the above (d2), C3 or more and Mn5,000 or less, for example, those having a (meth) acryloyl group [C4-18, such as 2-hydroxyethyl-, 2-hydroxypropyl- and 2,3-dihydroxypropyl (meta ) Acrylate, C (excluding carbon in the NCO group, the same is true for the isocyanate compound) 3 to 13 monoisocyanate compounds such as 2- (meth) acryloyloxyethyl isocyanate, 1,1-bis [(meth) acryloyloxy Methyl] ethyl isocyanate etc.], those having an allyl group [C3-6, such as 2-hydroxyethyl-, 2-hydroxypropyl- and 2,3-dihydroxypropylallyl ether] and the like.
Among these, those having a (meth) acryloyl group are preferred from the viewpoint of active energy ray curability, and more preferred are 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, and 2,3-dihydroxy. Propyl (meth) acrylate, and their EO and / or PO adducts.
成分(d)の共重合体比率は、活性エネルギー線硬化性ウレタン樹脂(A1)の重量に基づいて、硬化性および硬化物の機械強度の観点から好ましくは0〜60%、さらに好ましくは2〜30%である。 The copolymer ratio of the component (d) is preferably 0 to 60%, more preferably 2 to 60% from the viewpoint of curability and mechanical strength of the cured product, based on the weight of the active energy ray-curable urethane resin (A1). 30%.
ウレタン樹脂(A)の反応方法としては、下記(1)および(2)が挙げられる。(A)が活性エネルギー線硬化性ウレタン樹脂(A1)の場合は[ ]の記載を追加するものとする。
(1)ワンショット法
溶媒(B)の存在下で、高分子ジオール(a)、カルボキシル基を有するジオール(b)及びジイソシアネート(c)、[および活性エネルギー線重合性基を分子内に1個又は2個以上有しイソシアネート基又は水酸基と反応し得る官能基を分子内に1個又は2個以上有する成分(d)]を、[(d)]、(a)、(b)および(c)のNCO/OH当量比が好ましくは0.9〜1.3、さらに好ましくは0.95〜1.05となるように一括して仕込み、重付加反応させて(A)を得る方法。分子量を制御する目的で、後述のD封止剤[モノアミン、モノアルコール、活性エネルギー線重合性基を1個または2個以上含有する(d)のうちのモノオール等]を加えて反応を停止させることもできる。
Examples of the reaction method of the urethane resin (A) include the following (1) and (2). When (A) is an active energy ray-curable urethane resin (A1), the description of [] shall be added.
(1) One-shot method In the presence of the solvent (B), the polymer diol (a), the diol (b) having a carboxyl group and the diisocyanate (c), [and one active energy ray polymerizable group in the molecule Or a component (d)] having two or more functional groups capable of reacting with an isocyanate group or a hydroxyl group in the molecule (d)], [(d)], (a), (b) and (c The NCO / OH equivalent ratio is preferably 0.9 to 1.3, more preferably 0.95 to 1.05, and polyaddition reaction is performed to obtain (A). For the purpose of controlling the molecular weight, the reaction was stopped by adding a D sealant described later [monoamine, monoalcohol, monool of (d) containing one or more active energy ray polymerizable groups, etc.]. It can also be made.
(2)プレポリマー法
以下のような方法等が挙げられる。
(2−1)溶媒(B)の存在下で、(a)、(b)および[(d)]のうち2個の水酸基を有するジオールとジイソシアネート(c)とを反応させてNCO/OH当量比は好ましくは0.9〜1.3、さらに好ましくは0.95〜1.05、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマーとし、該ウレタンプレポリマーに、鎖伸長剤[前記低分子ジオール(a0)、ジアミン化合物]および/または後述のD封止剤[モノアミン、モノアルコール、[活性エネルギー線重合性基を1個または2個以上含有する(d)のうちのモノオール等]を加えて反応させて(A)を得る方法。
(2−2)溶媒(B)の存在下で、(a)、(b)、[(d)]と(c)とを反応させてNCO/OH当量比は好ましくは0.9〜1.3、さらに好ましくは0.95〜1.05、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマーとし、該ウレタンプレポリマーに、(2−1)と同じ鎖伸長剤および重合停止剤として[活性エネルギー線重合性基を1個または2個以上含有する(d)のうちの]モノオールを加えて反応させて(A)を得る方法。
(2) Prepolymer method The following methods are mentioned.
(2-1) In the presence of the solvent (B), a diol having two hydroxyl groups of (a), (b) and [(d)] is reacted with diisocyanate (c) to give an NCO / OH equivalent The ratio is preferably 0.9 to 1.3, more preferably 0.95 to 1.05, and an isocyanate group-terminated urethane prepolymer, and the urethane prepolymer is added with a chain extender [the low molecular diol (a0), a diamine. Compound] and / or D sealing agent [monoamine, monoalcohol, [monool of (d) containing one or more active energy ray-polymerizable groups] described below] and the reaction ( A method to obtain A).
(2-2) In the presence of the solvent (B), (a), (b), [(d)] and (c) are reacted to give an NCO / OH equivalent ratio of preferably 0.9 to 1. 3, more preferably 0.95 to 1.05, an isocyanate group-terminated urethane prepolymer, and the urethane prepolymer as the same chain extender and polymerization terminator as (2-1) [active energy ray polymerizable group. A method of obtaining (A) by adding and reacting a monool (of (d) containing one or two or more).
上記ジアミン化合物としては、芳香環含有ジアミン[C6〜24、例えばフェニレンジアミン、トルエンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、m−およびp−キシリレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、2,4−および2,6−ジメチルチオトルエンジアミン]、脂環含有ジアミン[C6〜24、例えばイソホロンジアミン、4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジシクロヘキシルメタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジシクロヘキシル、ジアミノシクロヘキサン]、脂肪族ジアミン[C1〜18、例えばエチレンジアミン、1,6−ヘキサメチレンジアミン]、アルカノールアミン誘導体[C2〜18、例えばN−(2−アミノエチル)エタノールアミン]、ヒドラジンもしくはその誘導体[C2〜18、例えばアジピン酸ジヒドラジド]、およびこれらの2種以上の混合物が挙げられる。 Examples of the diamine compound include aromatic ring-containing diamines [C6-24, such as phenylenediamine, toluenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, m- and p-xylylenediamine, diethyltoluenediamine, 2,4- and 2, 6-dimethylthiotoluenediamine], alicyclic diamine [C6-24, such as isophoronediamine, 4,4′-diaminodicyclohexylmethane, 4,4′-diamino-3,3′-dimethyldicyclohexylmethane, 4,4 ′ -Diamino-3,3'-dimethyldicyclohexyl, diaminocyclohexane], aliphatic diamines [C1-18, eg ethylenediamine, 1,6-hexamethylenediamine], alkanolamine derivatives [C2-18, eg N- (2-amino Ethyl) ethanolamine , Hydrazine or a derivative thereof [C2~18, such as adipic acid dihydrazide, and mixtures of two or more thereof.
モノアミンとしては、アルキル(C1〜8)アミン(C1〜12、例えばエチルアミン、ブチルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−ブチルアミン)等が挙げられる。 Examples of the monoamine include alkyl (C1-8) amine (C1-12, such as ethylamine, butylamine, diethylamine, di-n-butylamine).
モノアルコールとしては、Mn300以下のアルキルアルコールおよびこれらのAO付加物(Mn300以下)、1価フェノールのAO付加物(Mn300以下)等が挙げられる。 Examples of the monoalcohol include alkyl alcohols having Mn of 300 or less, and AO adducts thereof (Mn of 300 or less), monohydric phenol AO adducts (Mn of 300 or less), and the like.
上記方法のうち、分子量制御が容易である観点から好ましいのは(1)のワンショット法である。 Of the above methods, the one-shot method (1) is preferable from the viewpoint of easy molecular weight control.
高分子ジオール(a)、カルボキシル基を有するジオール(b)、ジイソシアネート(c)を、溶媒(B)中で重合反応させる際に、重合速度と溶液粘度の観点から成分(a)〜(c)および溶剤(B)の合計重量に基づいて、成分(a)〜(c)の合計濃度が10〜50重量%であるようにすることが好ましい。より好ましくは12〜40重量%、さらに好ましくは14〜30重量%、特に好ましくは16〜25重量%、最も好ましくは18〜23重量%である。
また、成分(a)〜(c)、活性エネルギー線重合性基を分子内に1個又は2個以上有しイソシアネート基又は水酸基と反応し得る官能基を分子内に1個又は2個以上有する成分(d)を、溶媒(B)中で重合反応させる際に、重合速度と溶液粘度の観点から成分(a)〜(d)および溶剤(B)の合計重量に基づいて、成分(a)〜(d)の合計濃度が10〜50重量%であるようにすることが好ましい。より好ましくは12〜40重量%、さらに好ましくは14〜30重量%、特に好ましくは16〜25重量%、最も好ましくは18〜23重量%である。
When the polymer diol (a), the diol (b) having a carboxyl group, and the diisocyanate (c) are polymerized in the solvent (B), the components (a) to (c) are used from the viewpoint of the polymerization rate and the solution viscosity. Based on the total weight of the solvent (B), the total concentration of the components (a) to (c) is preferably 10 to 50% by weight. More preferably, it is 12 to 40 weight%, More preferably, it is 14 to 30 weight%, Especially preferably, it is 16 to 25 weight%, Most preferably, it is 18 to 23 weight%.
In addition, components (a) to (c), one or more active energy ray polymerizable groups in the molecule, and one or more functional groups capable of reacting with an isocyanate group or a hydroxyl group are contained in the molecule. When the component (d) is subjected to a polymerization reaction in the solvent (B), the component (a) is based on the total weight of the components (a) to (d) and the solvent (B) from the viewpoint of polymerization rate and solution viscosity. It is preferable that the total concentration of (d) is 10 to 50% by weight. More preferably, it is 12 to 40 weight%, More preferably, it is 14 to 30 weight%, Especially preferably, it is 16 to 25 weight%, Most preferably, it is 18 to 23 weight%.
前記(1)〜(2)の方法におけるウレタン化反応では、反応を促進するために、ポリウレタンに通常用いられる触媒を使用することができる。該触媒としては、例えば有機金属化合物[トリメチルチンラウレート、トリメチルチンヒドロキサイド、ジメチルチンジラウレート、スタナスオクトエート、レッドオレート、レッド2−エチルヘキソエートジブチルスズジラウレート、ジオクチルスズラウレート、ビスマスカルボキシレート、ビスマスアルコキシドおよびジカルボニル基を有する化合物とビスマスとのキレート化合物等]、無機金属化合物[酸化ビスマス、水酸化ビスマス、ハロゲン化ビスマス等]、アミン[トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、ジアザビシクロウンデセン等]およびこれらの2種以上の併用が挙げられる。
触媒の使用量は、(A)の重量に基づいて、通常0.0001〜0.1%、好ましくは0.001〜0.01%である。
In the urethanization reaction in the methods (1) to (2), a catalyst usually used for polyurethane can be used to accelerate the reaction. Examples of the catalyst include organometallic compounds [trimethyltin laurate, trimethyltin hydroxide, dimethyltin dilaurate, stannous octoate, red oleate, red 2-ethylhexoate dibutyltin dilaurate, dioctyltin laurate, bismuth carboxylate. , Bismuth alkoxide and a chelate compound of a compound having a dicarbonyl group and bismuth, etc.], inorganic metal compound [bismuth oxide, bismuth hydroxide, bismuth halide, etc.], amine [triethylamine, triethylenediamine, diazabicycloundecene, etc.] And combinations of two or more of these.
The usage-amount of a catalyst is 0.0001 to 0.1% normally based on the weight of (A), Preferably it is 0.001 to 0.01%.
前記(1)〜(2)の方法において、活性エネルギー線重合性基としてラジカル重合性基を有する化合物(d)を用いる場合は、(A1)の保存安定性を図る目的で重合禁止剤(ハイドロキノン、4−メトキシフェノール、p−ベンゾキノン等)を用いることができる。
該重合禁止剤の使用量は、(A1)の重量に基づいて通常3,000ppm以下、好ましくは10〜2,000ppmである。
In the methods (1) to (2), when the compound (d) having a radical polymerizable group as the active energy ray polymerizable group is used, a polymerization inhibitor (hydroquinone) is used for the purpose of improving the storage stability of (A1). 4-methoxyphenol, p-benzoquinone, etc.) can be used.
The amount of the polymerization inhibitor used is usually 3,000 ppm or less, preferably 10 to 2,000 ppm, based on the weight of (A1).
ウレタン樹脂(A)のカルボキシル基含有量は好ましくは2.0〜10.0重量%である。好ましくは、4.0〜8.0重量%である。カルボキシル基含有量が2.0重量%未満である場合は、通常の製造方法でウレタン樹脂(A)を得ることができる。
カルボキシル基含有量が10.0重量%を超えるウレタン樹脂(A)は、通常実用的でない。
The carboxyl group content of the urethane resin (A) is preferably 2.0 to 10.0% by weight. Preferably, it is 4.0 to 8.0 weight%. When carboxyl group content is less than 2.0 weight%, a urethane resin (A) can be obtained with a normal manufacturing method.
A urethane resin (A) having a carboxyl group content exceeding 10.0% by weight is usually not practical.
本発明におけるウレタン樹脂(A)のMnは、樹脂の凝集力および塗工性の観点から好ましくは2,500〜100,000、さらに好ましくは4,000〜80,000である。
(A)の重量平均分子量(以下Mwと略記)は、樹脂の凝集力および塗工性の観点から好ましくは2,800〜200,000、さらに好ましくは3,500〜140,000である。
(A)の分子量分布(Mw/Mn比で示される)は、粘度の観点から好ましくは8以下、さらに好ましくは4以下、特に好ましくは3以下である。
また、(A)の活性エネルギー線重合性基1個当たりのMnは、硬化物の柔軟性および機械強度の観点から好ましくは400〜20,000、さらに好ましくは600〜10,000、特に好ましくは800〜5,000である。
The Mn of the urethane resin (A) in the present invention is preferably 2,500 to 100,000, more preferably 4,000 to 80,000, from the viewpoints of the cohesive strength and coating properties of the resin.
The weight average molecular weight (hereinafter abbreviated as Mw) of (A) is preferably from 2,800 to 200,000, more preferably from 3,500 to 140,000, from the viewpoint of the cohesive strength and coating properties of the resin.
The molecular weight distribution (indicated by Mw / Mn ratio) of (A) is preferably 8 or less, more preferably 4 or less, and particularly preferably 3 or less from the viewpoint of viscosity.
In addition, Mn per active energy ray polymerizable group (A) is preferably 400 to 20,000, more preferably 600 to 10,000, and particularly preferably from the viewpoint of flexibility and mechanical strength of the cured product. 800-5,000.
[封止剤(D)]
上記反応で得られた(A)のNCO基を脂肪族1価アルコールからなる封止剤(D)で封止することによりカルボキシル基含有ウレタン樹脂を得ることが好ましい。該(D)としては炭素数1〜4の脂肪族1価アルコール(メチルアルコール、エチルアルコール、n−およびiso−プロピルアルコール、n−,iso−およびsec−ブタノール等)が用いられる。これらのうち好ましいものはメチルアルコールおよびエチルアルコールであり、特に好ましいものはメチルアルコールである。封止反応の温度は通常30〜150℃、好ましくは50〜100℃である。該封止反応は常圧下または加圧下で行うことができる。該封止反応に用いられる(D)の量は(A)のNCO基1当量当たり通常3〜30倍当量である。
[Sealing agent (D)]
It is preferable to obtain a carboxyl group-containing urethane resin by sealing the NCO group (A) obtained by the above reaction with a sealing agent (D) comprising an aliphatic monohydric alcohol. As (D), an aliphatic monohydric alcohol having 1 to 4 carbon atoms (such as methyl alcohol, ethyl alcohol, n- and iso-propyl alcohol, n-, iso- and sec-butanol) is used. Of these, preferred are methyl alcohol and ethyl alcohol, and particularly preferred is methyl alcohol. The temperature of the sealing reaction is usually 30 to 150 ° C, preferably 50 to 100 ° C. The sealing reaction can be performed under normal pressure or under pressure. The amount of (D) used in the sealing reaction is usually 3 to 30 times equivalent per equivalent of NCO group in (A).
本発明の製法で得られるウレタン樹脂(A)は、通常、ウレタン樹脂(A)と溶剤(B)の溶液として使用される。溶剤として(B)以外の溶剤を使用してもよい。該溶液は必要により、重合開始剤(E)、添加剤(F)等を含有してもよい。また、ウレタン樹脂(A)単独で使用することもできる。
添加剤(F)としては、活性エネルギー線硬化性オリゴマー、活性エネルギー線増感剤、粘着付与樹脂、可塑剤、充填剤、顔料、紫外線吸収剤および酸化防止剤等が挙げられる。
上記混合物は、(A)、(B)、(E)、(F)を公知の混合装置(撹拌機を備えた混合槽、スタティックミキサー等)で均一に混合することにより製造できる。なお、(E)、(F)は(A)樹脂溶液の製造後に混合するのが副反応防止の観点から好ましいが、(E)、(F)の一部または全部を予め(A)の製造段階における任意の段階で添加しておいてもよい。
(A)、(B)、および必要により、(E)、(F)を混合する温度は、通常10〜160℃、混合性および熱劣化抑制の観点から好ましくは25〜120℃である。
The urethane resin (A) obtained by the production method of the present invention is usually used as a solution of the urethane resin (A) and the solvent (B). A solvent other than (B) may be used as the solvent. The solution may contain a polymerization initiator (E), an additive (F) and the like, if necessary. Further, the urethane resin (A) can be used alone.
Examples of the additive (F) include an active energy ray-curable oligomer, an active energy ray sensitizer, a tackifier resin, a plasticizer, a filler, a pigment, an ultraviolet absorber, and an antioxidant.
The said mixture can be manufactured by mixing (A), (B), (E), (F) uniformly with a well-known mixing apparatus (A mixing tank equipped with a stirrer, a static mixer, etc.). Note that (E) and (F) are preferably mixed after the production of the resin solution (A) from the viewpoint of preventing side reactions, but a part or all of (E) and (F) is produced in advance for the production of (A). It may be added at any stage in the stage.
The temperature at which (A), (B) and, if necessary, (E), (F) are mixed is usually from 10 to 160 ° C., and preferably from 25 to 120 ° C. from the viewpoint of mixing properties and suppression of thermal deterioration.
本発明のウレタン樹脂溶液の塗布装置としては、通常の樹脂塗工用のアプリケーター[ロールコーター(グラビアロール、リバースロール等)、スピンコーター、カーテンコーター、スロットコーター、バーコーター、ディスペンサーの各塗工機等]、押出機[単軸および二軸押出機、ニーダールーダー等]等が挙げられる。
支持体に適用するときの該樹脂溶液の塗工温度は、通常10〜160℃、塗工性および熱劣化抑制の観点から好ましくは25〜120℃であり、塗工温度における粘度は通常0.01〜10Pa・s、成形性(厚塗りができ、硬化後に反り、ヒケ等の外観不良がないこと)および塗工性の観点から好ましくは0.02〜8Pa・s、さらに好ましくは0.03〜5Pa・sである。
As a coating apparatus for the urethane resin solution of the present invention, an ordinary applicator for resin coating [roll coater (gravure roll, reverse roll, etc.), spin coater, curtain coater, slot coater, bar coater, dispenser coating machines Etc.], extruders [single screw and twin screw extruders, kneader ruders, etc.] and the like.
The coating temperature of the resin solution when applied to the support is usually 10 to 160 ° C., preferably 25 to 120 ° C. from the viewpoint of coating properties and thermal deterioration suppression, and the viscosity at the coating temperature is usually 0. 01 to 10 Pa · s, preferably from 0.02 to 8 Pa · s, more preferably 0.03 from the viewpoints of moldability (can be thickly coated, free of warping after curing, no appearance defects such as sink marks) and coatability. ˜5 Pa · s.
該樹脂溶液を塗布する支持体としては、各種プラスチック[ポリオレフィン(ポリエチレン、ポリプロピレン等)、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリアミド等]のフィルム、シート、フォーム、フラットヤーンおよび線状成型品、紙(和紙、クレープ紙等)、金属板(アルミ、銅等)もしくは金属箔、金属線、織布、不織布および木材等が挙げられる。 As a support to which the resin solution is applied, various plastics [polyolefin (polyethylene, polypropylene, etc.), polyurethane, polyethylene terephthalate, polyvinyl chloride, polyamide, etc.] films, sheets, foams, flat yarns and linear molded products, paper (Japanese paper, crepe paper, etc.), metal plate (aluminum, copper, etc.) or metal foil, metal wire, woven fabric, non-woven fabric, and wood.
本発明の活性エネルギー線硬化性ウレタン樹脂溶液(A1)は、これらの支持体の表面の少なくとも一部に塗布して塗膜を形成させ、該塗膜に活性エネルギー線を照射して硬化させることにより硬化物(硬化膜)を支持体の少なくとも一部に有する被覆物を製造することができる。
また、該塗膜に活性エネルギー線を選択的に照射して硬化させることによりパターンを形成させ、非照射部を除去するフォトリソグラフィーによるフォトレジストを製造することができる。活性エネルギー線硬化後の硬化物の厚さは、通常0.1〜5,000μm、硬化物(硬化膜)の機械強度と硬化性の観点から好ましくは0.5〜500μm、さらに好ましくは1〜100μmである。
The active energy ray-curable urethane resin solution (A1) of the present invention is applied to at least a part of the surface of these supports to form a coating film, and the coating film is irradiated with active energy rays and cured. Thus, a coating having a cured product (cured film) on at least a part of the support can be produced.
Moreover, the photoresist by photolithography which forms a pattern by selectively irradiating and hardening | curing an active energy ray to this coating film, and removes a non-irradiation part can be manufactured. The thickness of the cured product after active energy ray curing is usually 0.1 to 5,000 μm, preferably 0.5 to 500 μm, more preferably 1 to 500 μm from the viewpoint of mechanical strength and curability of the cured product (cured film). 100 μm.
本発明の活性エネルギー線硬化性ウレタン樹脂溶液(A1)は、成形用の型に流した後、溶剤を除去し、活性エネルギー線を照射して硬化させ、成形品を得ることもできる。 The active energy ray-curable urethane resin solution (A1) of the present invention can be poured into a mold for molding, then the solvent is removed, and the active energy ray is irradiated and cured to obtain a molded product.
本発明の活性エネルギー線硬化性ウレタン樹脂溶液(A1)の硬化における活性エネルギー線には、紫外線、電子線、X線、赤外線および可視光線が含まれる。これらの活性エネルギー線のうち硬化性と樹脂劣化防止の観点から好ましいのは紫外線、可視光線、赤外線である。
活性エネルギー線のうち紫外線、可視光線、赤外線等の波長は通常200〜800nm、活性エネルギー線重合開始剤の分解効率の観点から好ましくは200〜450nmである。
The active energy rays in the curing of the active energy ray-curable urethane resin solution (A1) of the present invention include ultraviolet rays, electron beams, X-rays, infrared rays and visible rays. Of these active energy rays, ultraviolet rays, visible rays, and infrared rays are preferable from the viewpoints of curability and prevention of resin deterioration.
Among the active energy rays, the wavelength of ultraviolet rays, visible rays, infrared rays and the like is usually 200 to 800 nm, and preferably 200 to 450 nm from the viewpoint of the decomposition efficiency of the active energy ray polymerization initiator.
本発明の樹脂を紫外線照射で硬化させる場合は、種々の光源、例えば水銀灯(低圧、高圧、超高圧等)、水素ランプ、重水素ランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ、カーボンアーク灯、蛍光灯、He−Cdレーザー等が使用でき、好ましいのは高圧水銀灯である。 紫外線の照射量は通常0.01〜1,000mJ/cm2、樹脂の硬化性および硬化
物、支持体の損傷を避けるとの観点から好ましくは0.05〜500mJ/cm2である
。
When the resin of the present invention is cured by ultraviolet irradiation, various light sources such as a mercury lamp (low pressure, high pressure, ultrahigh pressure, etc.), hydrogen lamp, deuterium lamp, halogen lamp, xenon lamp, carbon arc lamp, fluorescent lamp, He A -Cd laser or the like can be used, and a high-pressure mercury lamp is preferable. The irradiation amount of ultraviolet rays is usually from 0.01 to 1,000 mJ / cm @ 2, and preferably from 0.05 to 500 mJ / cm @ 2 from the viewpoint of the curability of the resin and the prevention of damage to the cured product and the support.
本発明の組成物を電子線照射で硬化させる場合は、種々の電子線照射装置[例えばエレクトロンビーム、岩崎電気(株)製]を使用することができる。電子線の照射量(Mrad)は、通常0.5〜20、組成物の硬化性および硬化物、支持体の損傷を避けるとの観点から好ましくは1〜15である。 When the composition of the present invention is cured by electron beam irradiation, various electron beam irradiation apparatuses [for example, Electron Beam, manufactured by Iwasaki Electric Co., Ltd.] can be used. The irradiation amount (Mrad) of the electron beam is preferably 0.5 to 20, and preferably 1 to 15 from the viewpoint of avoiding damage to the curability of the composition and the cured product and the support.
実施例
以下、実施例により本発明を更に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。以下において、部は重量部、%は重量%を示す。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be further described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In the following, parts indicate parts by weight, and% indicates% by weight.
実施例1
圧力計、攪拌機及び温度計を備えた加圧容器に、ポリプロピレングリコールPP−2000(a−1)[水酸基当量1000 商品名サンニックスPP−2000、三洋化成工業(株)製]79.6部、ジメチロールプロピオン酸(b−1)32.0 部を仕込み、100℃で1時間減圧脱水を行い、水分を0.1%以下にした。続いて、ジフェニルメタンジイソシアネート69.7部、THF(B−1)(沸点66℃)806部、及びビスマスアルコキシド(ウレタン化触媒)[ネオスタンU−600日東化成(株)製]0.7 部を仕込んだ。80℃で20時間反応させてNCO%がポリウレタン樹脂純分換算で3.0%となったのでジメチルフォルムアミド(C−1)(溶解度パラメーター12.1)を6部添加した。更に5時間反応させた後、メタノール(D−1)10部を圧入し、ウレタン化反応を停止させた。固形分22.5%、粘度100mPa・s/25℃のポリウレタン樹脂溶液を得た。該ポリウレタン樹脂の重量平均分子量は102,000、カルボキシル基の含有量は5.9%であった。
得られたポリウレタン樹脂の純分の重量に対して使用したジメチルフォルムアミドの重量は3.3重量%であった。
Example 1
In a pressure vessel equipped with a pressure gauge, a stirrer and a thermometer, 79.6 parts of polypropylene glycol PP-2000 (a-1) [hydroxyl equivalent 1000 trade name Sannix PP-2000, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.] 32.0 parts of dimethylolpropionic acid (b-1) was charged and dehydrated under reduced pressure at 100 ° C. for 1 hour to reduce the water content to 0.1% or less. Subsequently, 69.7 parts of diphenylmethane diisocyanate, 806 parts of THF (B-1) (boiling point 66 ° C.), and 0.7 part of bismuth alkoxide (urethanization catalyst) [Neostan U-600 manufactured by Nitto Kasei Co., Ltd.] were charged. It is. Since the reaction was carried out at 80 ° C. for 20 hours and the NCO% was 3.0% in terms of pure polyurethane resin, 6 parts of dimethylformamide (C-1) (solubility parameter 12.1) was added. After a further 5 hours of reaction, 10 parts of methanol (D-1) was injected to stop the urethanization reaction. A polyurethane resin solution having a solid content of 22.5% and a viscosity of 100 mPa · s / 25 ° C. was obtained. The polyurethane resin had a weight average molecular weight of 102,000 and a carboxyl group content of 5.9%.
The weight of dimethylformamide used was 3.3% by weight with respect to the pure weight of the obtained polyurethane resin.
実施例2
圧力計、攪拌機及び温度計を備えた加圧容器に、ポリプロピレングリコールPP−2000(a−1)82.0部、ジメチロールプロピオン酸(b−1)40.3 部を仕込み、100℃で1時間減圧脱水を行い、水分を0.1%以下にした。続いて、2,3−ジヒドロキシプロピルメタクリレート(d−1)11部および重合禁止剤p−ベンゾキノン0.6部を仕込んだ後、ジフェニルメタンジイソシアネート(c−1)101.7部、THF(B−1)808.7部及びビスマスアルコキシド0.7 部を仕込んだ。80℃で20時間反応させてNCO%がポリウレタン樹脂純分換算で3.0%となった時点でジメチルフォルムアミド(C−1)を8部添加した。更に5時間反応させた後、メタノール10部を圧入し、ウレタン化反応を停止させた。固形分22.5%、粘度100mPa・s/25℃のポリウレタン樹脂溶液を得た。該ポリウレタン樹脂の数平均分子量は108,000、カルボキシル基の含有量は5.8%であった。
得られたポリウレタン樹脂の純分の重量に対して使用したジメチルフォルムアミドの重量は3.4重量%であった。
Example 2
A pressure vessel equipped with a pressure gauge, a stirrer, and a thermometer was charged with 82.0 parts of polypropylene glycol PP-2000 (a-1) and 40.3 parts of dimethylolpropionic acid (b-1). Dehydration was carried out under reduced pressure for a time, and the water content was reduced to 0.1% or less. Subsequently, 11 parts of 2,3-dihydroxypropyl methacrylate (d-1) and 0.6 part of a polymerization inhibitor p-benzoquinone were charged, and then 101.7 parts of diphenylmethane diisocyanate (c-1), THF (B-1 ) 808.7 parts and 0.7 parts of bismuth alkoxide were charged. When the reaction was carried out at 80 ° C. for 20 hours and NCO% became 3.0% in terms of pure polyurethane resin, 8 parts of dimethylformamide (C-1) was added. After further reaction for 5 hours, 10 parts of methanol was injected to stop the urethanization reaction. A polyurethane resin solution having a solid content of 22.5% and a viscosity of 100 mPa · s / 25 ° C. was obtained. The number average molecular weight of the polyurethane resin was 108,000, and the carboxyl group content was 5.8%.
The weight of dimethylformamide used was 3.4% by weight with respect to the pure weight of the obtained polyurethane resin.
実施例3
圧力計、攪拌機及び温度計を備えた加圧容器に、ポリプロピレングリコールPP−2000(a−1)82.0部、ジメチロールプロピオン酸(b−1)40.3 部を仕込み、100℃で1時間減圧脱水を行い、水分を0.1%以下にした。続いて、2,3−ジヒドロキシプロピルメタクリレート(d−1)11部および重合禁止剤p−ベンゾキノン0.6部を仕込んだ後、ジフェニルメタンジイソシアネート(c−1)101.7部、THF(B−1)808.7部及び化合物名ビスマスアルコキシド0.7 部を仕込んだ。80℃で20時間反応させてNCO%がポリウレタン樹脂純分換算で2.8%となった時点でジメチルフォルムアミド(C−1)を8部添加した。更に5時間反応させた後、メタノール10部を圧入し、ウレタン化反応を停止させた。固形分22.5%、粘度100mPa・s/25℃のメタクリロイル基を分子内に有する活性エネルギー線硬化性ウレタン樹脂溶液を得た。
次いで該ウレタン樹脂溶液を減圧トッピング(圧力;20〜80kPa、温度;40℃)によりTHFを約450部系外に回収した。これにプロピレングリコールモノメチルエーテルを924部加えて、引続き減圧トッピングを行い、ガスクロマトグラフィーによりTHFのピークが消滅しているのを確認し、最終的に固形分20%、粘度450mPa・s/25℃のポリウレタン樹脂のプロピレングリコールモノメチルエーテル溶液を得た。ポリウレタン樹脂の収率は99%であった。該ポリウレタン樹脂の重量平均分子量は108,000、カルボキシル基の含有量は5.8%であった。得られたポリウレタン樹脂の純分の重量に対して使用したジメチルフォルムアミドの重量は3.4重量%であった。
Example 3
A pressure vessel equipped with a pressure gauge, a stirrer, and a thermometer was charged with 82.0 parts of polypropylene glycol PP-2000 (a-1) and 40.3 parts of dimethylolpropionic acid (b-1). Dehydration was carried out under reduced pressure for a time, and the water content was reduced to 0.1% or less. Subsequently, 11 parts of 2,3-dihydroxypropyl methacrylate (d-1) and 0.6 part of a polymerization inhibitor p-benzoquinone were charged, and then 101.7 parts of diphenylmethane diisocyanate (c-1), THF (B-1 ) 808.7 parts and the compound name bismuth alkoxide 0.7 parts. When the reaction was carried out at 80 ° C. for 20 hours and NCO% became 2.8% in terms of pure polyurethane resin, 8 parts of dimethylformamide (C-1) was added. After further reaction for 5 hours, 10 parts of methanol was injected to stop the urethanization reaction. An active energy ray-curable urethane resin solution having a methacryloyl group having a solid content of 22.5% and a viscosity of 100 mPa · s / 25 ° C. in the molecule was obtained.
Subsequently, about 450 parts of THF was recovered from the urethane resin solution by vacuum topping (pressure: 20-80 kPa, temperature: 40 ° C.). To this was added 924 parts of propylene glycol monomethyl ether, followed by topping under reduced pressure, and it was confirmed that the THF peak disappeared by gas chromatography. Finally, the solid content was 20% and the viscosity was 450 mPa · s / 25 ° C. A propylene glycol monomethyl ether solution of polyurethane resin was obtained. The yield of polyurethane resin was 99%. The polyurethane resin had a weight average molecular weight of 108,000 and a carboxyl group content of 5.8%. The weight of dimethylformamide used was 3.4% by weight with respect to the pure weight of the obtained polyurethane resin.
実施例4
圧力計、攪拌機及び温度計を備えた加圧容器に、ポリプロピレングリコールPP−2000(a−1)82.0部、ジメチロールプロピオン酸(b−1)40.3 部を仕込み、100℃で1時間減圧脱水を行い、水分を0.1%以下にした。続いて、2,3−ジヒドロキシプロピルメタクリレート(d−1)11部および重合禁止剤p−ベンゾキノン0.6部を仕込んだ後、ジフェニルメタンジイソシアネート(c−1)101.7部、THF(B−1)808.7部及び化合物名ビスマスアルコキシド0.7 部を仕込んだ。80℃で20時間反応させたのち、NCO%がポリウレタン樹脂純分換算で2.9%となった時点でジメチルフォルムアミド(C−1)を8部添加した。更に5時間反応させ、固形分22.5%、粘度100mPa・s/25℃のポリウレタン樹脂溶液を得た。該該ポリウレタン樹脂の重量平均分子量は108,000、カルボキシル基の含有量は5.8%であった。
得られたポリウレタン樹脂の純分の重量に対して使用したジメチルフォルムアミドの重量は3.4重量%であった。
Example 4
A pressure vessel equipped with a pressure gauge, a stirrer, and a thermometer was charged with 82.0 parts of polypropylene glycol PP-2000 (a-1) and 40.3 parts of dimethylolpropionic acid (b-1). Dehydration was carried out under reduced pressure for a time, and the water content was reduced to 0.1% or less. Subsequently, 11 parts of 2,3-dihydroxypropyl methacrylate (d-1) and 0.6 part of a polymerization inhibitor p-benzoquinone were charged, and then 101.7 parts of diphenylmethane diisocyanate (c-1), THF (B-1 ) 808.7 parts and the compound name bismuth alkoxide 0.7 parts. After reacting at 80 ° C. for 20 hours, 8 parts of dimethylformamide (C-1) was added when NCO% became 2.9% in terms of pure polyurethane resin. The reaction was further continued for 5 hours to obtain a polyurethane resin solution having a solid content of 22.5% and a viscosity of 100 mPa · s / 25 ° C. The polyurethane resin had a weight average molecular weight of 108,000 and a carboxyl group content of 5.8%.
The weight of dimethylformamide used was 3.4% by weight with respect to the pure weight of the obtained polyurethane resin.
比較例1
圧力計、攪拌機及び温度計を備えた加圧容器に、ポリプロピレングリコールPP−2000(a−1)[水酸基当量1000 商品名サンニックスPP−2000、三洋化成工業(株)製]79.6部、ジメチロールプロピオン酸(b−1)32.0 部を仕込み、100℃で1時間減圧脱水を行い、水分を0.1%以下にした。続いて、ジフェニルメタンジイソシアネート(c−1)69.7部、THF(B−1)(沸点66℃)806 部及び化合物名ビスマスアルコキシド(ウレタン化触媒)[ネオスタンU−600日東化成(株)製]0.7 部を仕込んだ。80℃で20時間反応させてNCO%がポリウレタン樹脂純分換算で3.0%となった。さらにそのまま5時間反応を継続したがそれ以上NCO%が低下しなくなり、粘度が急激に上昇したため、メタノール10部を圧入し、ウレタン化反応を停止させた。固形分22.5%、粘度50mPa・s/25℃のポリウレタン樹脂溶液を得た。該ポリウレタン樹脂の重量平均分子量は83,000、カルボキシル基の含有量は5.9%であった。
Comparative Example 1
In a pressure vessel equipped with a pressure gauge, a stirrer and a thermometer, 79.6 parts of polypropylene glycol PP-2000 (a-1) [hydroxyl equivalent 1000 trade name Sannix PP-2000, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.] 32.0 parts of dimethylolpropionic acid (b-1) was charged and dehydrated under reduced pressure at 100 ° C. for 1 hour to reduce the water content to 0.1% or less. Subsequently, 69.7 parts of diphenylmethane diisocyanate (c-1), 806 parts of THF (B-1) (boiling point 66 ° C.) and compound name bismuth alkoxide (urethanization catalyst) [Neostan U-600 manufactured by Nitto Kasei Co., Ltd.] 0.7 parts were charged. By reacting at 80 ° C. for 20 hours, NCO% was 3.0% in terms of pure polyurethane resin. Further, the reaction was continued for 5 hours as it was, but NCO% did not decrease any more and the viscosity increased rapidly. Therefore, 10 parts of methanol was injected and the urethanization reaction was stopped. A polyurethane resin solution having a solid content of 22.5% and a viscosity of 50 mPa · s / 25 ° C. was obtained. The polyurethane resin had a weight average molecular weight of 83,000 and a carboxyl group content of 5.9%.
比較例2
比較例1と同様の反応容器に、ポリプロピレングリコールPP−2000(a−1)[水酸基当量1000 商品名サンニックスPP−2000、三洋化成工業(株)製]82.0部、ジメチロールプロピオン酸(b−1)40.3 部を仕込み、100℃で1時間減圧脱水を行い、水分を0.1%以下にした。続いて、2,3−ジヒドロキシプロピルメタクリレート(d−1)11部および重合禁止剤p−ベンゾキノン0.6部を仕込んだ後、ジフェニルメタンジイソシアネート(c−1)101.7部、THF(B−1)(沸点66℃)808.7 部及び化合物名ビスマスアルコキシド(ウレタン化触媒)[ネオスタンU−600日東化成(株)製]0.7 部を仕込んだ。80℃で20時間反応させてNCO%がポリウレタン樹脂純分換算で2.9%となった。さらにそのまま5時間反応を継続したがNCО%が下がらなくなり、粘度が急激に増粘してきたため、メタノール10部を圧入し、ウレタン化反応を停止させた。固形分22.5%、粘度100mPa・s/25℃のポリウレタン樹脂溶液を得た。該ポリウレタン樹脂の重量平均分子量は74,000、カルボキシル基の含有量は5.8%であった。
Comparative Example 2
In the same reaction vessel as in Comparative Example 1, polypropylene glycol PP-2000 (a-1) [hydroxyl equivalent: 1000, trade name Sannix PP-2000, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.] 82.0 parts, dimethylolpropionic acid ( b-1) 40.3 parts was charged and dehydrated under reduced pressure at 100 ° C. for 1 hour to reduce the water content to 0.1% or less. Subsequently, 11 parts of 2,3-dihydroxypropyl methacrylate (d-1) and 0.6 part of a polymerization inhibitor p-benzoquinone were charged, and then 101.7 parts of diphenylmethane diisocyanate (c-1), THF (B-1 ) (Boiling point 66 ° C.) 808.7 parts and compound name bismuth alkoxide (urethanization catalyst) [Neostan U-600 manufactured by Nitto Kasei Co., Ltd.] 0.7 parts. The reaction was carried out at 80 ° C. for 20 hours, and NCO% was 2.9% in terms of pure polyurethane resin. Further, the reaction was continued for 5 hours as it was, but NCO% did not decrease and the viscosity increased rapidly. Therefore, 10 parts of methanol was injected to stop the urethanization reaction. A polyurethane resin solution having a solid content of 22.5% and a viscosity of 100 mPa · s / 25 ° C. was obtained. The polyurethane resin had a weight average molecular weight of 74,000 and a carboxyl group content of 5.8%.
比較例3
比較例1と同様の反応容器に、ポリプロピレングリコールPP−2000(a−1)[水酸基当量1000 商品名サンニックスPP−2000、三洋化成工業(株)製]82.0部、ジメチロールプロピオン酸(b−1)40.3 部を仕込み、100℃で1時間減圧脱水を行い、水分を0.1%以下にした。続いて、2,3−ジヒドロキシプロピルメタクリレート(d−1)11部および重合禁止剤p−ベンゾキノン0.6部を仕込んだ後、ジフェニルメタンジイソシアネート(c−1)101.7部、N,N−ジメチルホルムアミド808.7 部及び化合物名ビスマスアルコキシド(ウレタン化触媒)[ネオスタンU−600日東化成(株)製]0.7 部を仕込んだ。80℃で20時間反応させたのち、NCO%がポリウレタン樹脂純分換算で3.0%になった時点でメタノール10部を圧入し、ウレタン化反応を停止させた。固形分22.5%、粘度100mPa・s/25℃のポリウレタン樹脂溶液を得た。次いでこの樹脂溶液を約5時間かけてイオン交換水12,000部中に滴下し白色の沈殿物を得た。この沈殿物をろ過した後、順風乾燥機(温度;40℃)にて24時間乾燥した。乾燥後のポリウレタン樹脂の収率は85%であった。乾燥後のポリウレタン樹脂を固形分が20%になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルに再溶解させ、粘度490mPa・s/25℃のポリウレタン樹脂のプロピレングリコールモノメチルエーテル溶液を得た。得られたポリウレタン樹脂の数平均分子量は19,000、カルボキシル基の含有量は6.1%であった。
Comparative Example 3
In the same reaction vessel as in Comparative Example 1, polypropylene glycol PP-2000 (a-1) [hydroxyl equivalent: 1000, trade name Sannix PP-2000, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.] 82.0 parts, dimethylolpropionic acid ( b-1) 40.3 parts was charged and dehydrated under reduced pressure at 100 ° C. for 1 hour to reduce the water content to 0.1% or less. Subsequently, after 11 parts of 2,3-dihydroxypropyl methacrylate (d-1) and 0.6 part of a polymerization inhibitor p-benzoquinone were charged, 101.7 parts of diphenylmethane diisocyanate (c-1), N, N-dimethyl 808.7 parts of formamide and 0.7 parts of the compound name bismuth alkoxide (urethanization catalyst) [Neostan U-600 manufactured by Nitto Kasei Co., Ltd.] were charged. After reacting at 80 ° C. for 20 hours, when NCO% became 3.0% in terms of pure polyurethane resin, 10 parts of methanol was injected to stop the urethanization reaction. A polyurethane resin solution having a solid content of 22.5% and a viscosity of 100 mPa · s / 25 ° C. was obtained. Next, this resin solution was dropped into 12,000 parts of ion-exchanged water over about 5 hours to obtain a white precipitate. The precipitate was filtered and then dried for 24 hours with a normal air dryer (temperature; 40 ° C.). The yield of the polyurethane resin after drying was 85%. The dried polyurethane resin was redissolved in propylene glycol monomethyl ether so as to have a solid content of 20% to obtain a propylene glycol monomethyl ether solution of a polyurethane resin having a viscosity of 490 mPa · s / 25 ° C. The number average molecular weight of the obtained polyurethane resin was 19,000, and the content of carboxyl groups was 6.1%.
実施例の結果から明らかなように、本発明の製造法によるウレタン樹脂溶液は、比較の樹脂溶液に比べて安定化してウレタン化が行えるので、分子量を十分に伸ばすことが出来る。また、比較例に比べ、ウレタン化反応、その後の処理にかかる時間が短く、生産性に優れると共に、環境や衛生面にも優しい条件で工業生産が可能である。 As is clear from the results of the examples, the urethane resin solution produced by the production method of the present invention can be stabilized and urethanized compared to the comparative resin solution, so that the molecular weight can be sufficiently increased. Compared with the comparative example, the time required for the urethanization reaction and the subsequent treatment is short, the productivity is excellent, and the industrial production is possible under conditions friendly to the environment and hygiene.
本発明のウレタン樹脂(A)の製造方法により得られるポリウレタン樹脂は、金属板やプラスチック板のコーティング剤、光ファイバー、電線等各種導線の被覆剤、接続部や導体接続部の保護等の絶縁体、フォトリソグラフィーを用いた樹脂板のパターン成形や電子回路のフォトレジスト剤、半導体の封止剤、各種基材の接着剤として幅広い用途に使用することができる。 The polyurethane resin obtained by the method for producing the urethane resin (A) of the present invention includes a coating agent for a metal plate or a plastic plate, a coating agent for various conductors such as an optical fiber and an electric wire, an insulator for protecting a connection part and a conductor connection part, It can be used in a wide range of applications as pattern formation of resin plates using photolithography, photoresist agents for electronic circuits, semiconductor sealants, and adhesives for various substrates.
Claims (6)
カルボキシル基を有するジオール(b)及び
ジイソシアネート(c)
を反応させてウレタン樹脂(A)を製造する方法であって、
(a)、(b)及び(c)を、沸点が30〜80℃であり、ウレタン樹脂(A)を溶解し、イソシアネートに不活性な溶媒(B)中でウレタン化反応を行い、ウレタン樹脂(A)のNCO%が3%以下になった時点でウレタン樹脂(A)の重量に対して1〜5重量%の溶媒(C)を添加することを特徴とするウレタン樹脂(A)の製造方法。
溶媒(C):溶解度パラメーターが11〜20であって、ポリウレタン樹脂(A)を溶解し、イソシアネートに不活性な非プロトン性極性溶媒、あるいはポリアルコール。 Polymeric diol (a),
Diol (b) having carboxyl group and diisocyanate (c)
In which a urethane resin (A) is produced by reacting
(A), (b), and (c) have a boiling point of 30 to 80 ° C., dissolve the urethane resin (A), perform a urethanization reaction in a solvent (B) inert to isocyanate, and obtain a urethane resin. Production of urethane resin (A), wherein 1 to 5% by weight of solvent (C) is added to the weight of urethane resin (A) when NCO% of (A) becomes 3% or less Method.
Solvent (C): An aprotic polar solvent or polyalcohol having a solubility parameter of 11 to 20, which dissolves the polyurethane resin (A) and is inert to isocyanate.
高分子ジオール(a)、
カルボキシル基を有するジオール(b)、
ジイソシアネート(c)及び
活性エネルギー線重合性基を分子内に1個又は2個以上有しイソシアネート基又は水酸基と反応し得る官能基を分子内に1個又は2個以上有する成分(d)
を反応してなり、(a)、(b)、(c)及び(d)を溶媒(B)中でウレタン化反応を行う請求項1に記載の製造方法。 Urethane resin (A) is a polymer diol (a),
Diol (b) having a carboxyl group,
Component (d) having one or more diisocyanates (c) and active energy ray polymerizable groups in the molecule and one or more functional groups in the molecule capable of reacting with isocyanate groups or hydroxyl groups
The process according to claim 1, wherein (a), (b), (c) and (d) are subjected to a urethanization reaction in the solvent (B).
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- 2009-11-10 JP JP2009256679A patent/JP2011102335A/en active Pending
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