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公開番号2025056830
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-09
出願番号2023166319
出願日2023-09-27
発明の名称水性ポリウレタン樹脂分散体
出願人UBE株式会社
代理人弁理士法人津国
主分類C08G 18/00 20060101AFI20250401BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】基材上に製膜した場合に、強度及び柔軟性の両方に優れる、水性ポリウレタン樹脂分散体を提供する。
【解決手段】本発明は、酸性基非含有ポリオール(a)由来の構造、ポリイソシアネート(b)由来の構造、酸性基含有ポリオール(c)由来の構造及び鎖延長剤(d)由来の構造を含むポリウレタン樹脂が水系媒体中に分散されてなる水性ポリウレタン樹脂分散体であって、前記酸性基非含有ポリオール(a)は、ポリエーテルポリオールを含み、前記鎖延長剤(d)は、ポリエーテルポリアミンを含み、前記ポリウレタン樹脂中のウレタン結合の含有割合とウレア結合の含有割合との合計は、固形分基準で7.6～15.0質量%であり、前記ポリウレタン樹脂中のポリエーテルポリオールの含有割合とポリエーテルポリアミンの含有割合との合計は、固形分基準で75.0～85.0質量%である、水性ポリウレタン樹脂分散体に関する。また、水性ポリウレタン樹脂分散体は、製膜時に使用する有機溶剤の使用量を低減することができるため、SDGs(Sustainable Development Goals。持続可能な開発目標)のGoal7等の達成に貢献し得る。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
酸性基非含有ポリオール（ａ）由来の構造、ポリイソシアネート（ｂ）由来の構造、酸性基含有ポリオール（ｃ）由来の構造及び鎖延長剤（ｄ）由来の構造を含むポリウレタン樹脂が水系媒体中に分散されてなる水性ポリウレタン樹脂分散体であって、
前記酸性基非含有ポリオール（ａ）は、ポリエーテルポリオールを含み、
前記鎖延長剤（ｄ）は、ポリエーテルポリアミンを含み、
前記ポリウレタン樹脂中のウレタン結合の含有割合とウレア結合の含有割合との合計は、固形分基準で７．６～１５．０質量％であり、
前記ポリウレタン樹脂中のポリエーテルポリオールの含有割合とポリエーテルポリアミンの含有割合との合計は、固形分基準で７５．０～８５．０質量％である、水性ポリウレタン樹脂分散体。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
ポリエーテルポリオールの数平均分子量が、８００～３，５００である、請求項１に記載の水性ポリウレタン樹脂分散体。
【請求項３】
ポリエーテルポリアミンが、下記式（１）で示される、請求項１に記載の水性ポリウレタン樹脂分散体。
TIFF
2025056830000005.tif
19
161
〔式中、ｎは、２～１００であり、ｍ及びｐは、それぞれ独立して、０又は１～１００であり、Ｒ
１
、Ｒ
２
、Ｒ
３
及びＲ
４
は、同一又は異なっており、それぞれ独立して、直鎖状又は分岐状の炭素原子数２～６のアルキレン基である〕
【請求項４】
ポリウレタン樹脂中のポリエーテルポリアミンの含有割合が、０．５～１０質量％である、請求項１に記載の水性ポリウレタン樹脂分散体。
【請求項５】
ポリウレタン樹脂の酸価が、１０．０～４０．０ｍｇＫＯＨ／ｇである、請求項１に記載の水性ポリウレタン樹脂分散体。
【請求項６】
ポリイソシアネート（ｂ）が、脂環式ジイソシアネートである、請求項１に記載の水性ポリウレタン樹脂分散体。
【請求項７】
請求項１～６のいずれか一項に記載の水性ポリウレタン樹脂分散体を含む、コーティング材料組成物。
【請求項８】
請求項１～６のいずれか一項に記載の水性ポリウレタン樹脂分散体を乾燥させて得られる、ポリウレタン樹脂フィルム。
【請求項９】
請求項１～６のいずれか一項に記載の水性ポリウレタン樹脂分散体を含む組成物を乾燥させて得られる、ポリウレタン樹脂フィルム。
【請求項１０】
ポリウレタン樹脂を含むポリウレタン樹脂フィルムであって、前記ポリウレタン樹脂は、酸性基非含有ポリオール（ａ）由来の構造、ポリイソシアネート（ｂ）由来の構造、酸性基含有ポリオール（ｃ）由来の構造及び鎖延長剤（ｄ）由来の構造を含み、
前記酸性基非含有ポリオール（ａ）は、ポリエーテルポリオールを含み、
前記鎖延長剤（ｄ）は、ポリエーテルポリアミンを含み、
前記ポリウレタン樹脂中のウレタン結合の含有割合とウレア結合の含有割合との合計は、７．６～１５．０質量％であり、
前記ポリウレタン樹脂中のポリエーテルポリオールの含有割合及びポリエーテルポリアミンの含有割合の合計は、７５．０～８５．０質量％である、ポリウレタン樹脂フィルム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、水系媒体中にポリウレタン樹脂を分散させた水性ポリウレタン樹脂分散体に関する。また、本発明は、前記水性ポリウレタン樹脂分散体を含むコーティング材料組成物、及び前記ポリウレタン樹脂分散体を含む組成物を乾燥させて得られるポリウレタン樹脂フィルムに関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
水性ポリウレタン樹脂分散体は、ゴム的性質等を有する塗膜をもたらすことができ、従来の有機溶剤系ポリウレタンと比較して揮発性有機物を減少できる環境対応材料であることから、有機溶剤系ポリウレタンからの置き換えが進んでいる材料である。ポリエーテルポリオールはポリウレタン樹脂の原料となる有用な化合物であり、イソシアネート化合物との反応により、硬質フォーム、軟質フォーム、熱可塑性エラストマー、マイクロセルラー等に用いられるポリウレタン樹脂を製造することができる。ポリエーテルポリオールを用いたポリウレタン樹脂は、ポリエステルポリオールやポリカーボネートポリオールを用いたポリウレタン樹脂より低温柔軟特性に優れることが述べられている（非特許文献１参照）。
【０００３】
本発明者らにより、水性ポリウレタン樹脂分散体において、分子内に３つ以上のアミノ基及び／又はイミノ基を有するポリアミンを鎖延長剤に使用することで、低温での引張における弾性率が低く、電着塗膜への密着性が向上することを見出されている（特許文献１参照）。また、ポリオキシエチレン基含有ポリアミンを鎖延長剤とした水性ポリウレタン樹脂分散体を塗布して得られる塗膜においても、柔軟性を有することが知られている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０１５／１９４６７２号
国際公開第２００６／０６２１６５号
【非特許文献】
【０００５】
「最新ポリウレタン材料と応用技術」シーエムシー出版社発行第１編第２章第２３～３２ページ、第２編第２章第１４５～１５５ページ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１及び２に記載された水性ポリウレタン樹脂分散体を用いて得られる塗膜について、強度及び柔軟性の両立という点で、改善の余地があることが見いだされた。
【０００７】
本発明の課題は、基材上に製膜した場合に、強度及び柔軟性の両方に優れる、水性ポリウレタン樹脂分散体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、以下の構成を有する。
［１］酸性基非含有ポリオール（ａ）由来の構造、ポリイソシアネート（ｂ）由来の構造、酸性基含有ポリオール（ｃ）由来の構造及び鎖延長剤（ｄ）由来の構造を含むポリウレタン樹脂が水系媒体中に分散されてなる水性ポリウレタン樹脂分散体であって、
前記酸性基非含有ポリオール（ａ）は、ポリエーテルポリオールを含み、
前記鎖延長剤（ｄ）は、ポリエーテルポリアミンを含み、
前記ポリウレタン樹脂中のウレタン結合の含有割合とウレア結合の含有割合との合計は、固形分基準で７．６～１５．０質量％であり、
前記ポリウレタン樹脂中のポリエーテルポリオールの含有割合とポリエーテルポリアミンの含有割合との合計は、固形分基準で７５．０～８５．０質量％である、水性ポリウレタン樹脂分散体。
［２］ポリエーテルポリオールの数平均分子量が、８００～３，５００である、［１］に記載の水性ポリウレタン樹脂分散体。
［３］ポリエーテルポリアミンが、下記式（１）で示される、［１］又は［２］に記載の水性ポリウレタン樹脂分散体。
TIFF
2025056830000001.tif
19
161
〔式中、ｎは、２～１００であり、ｍ及びｐは、それぞれ独立して、０又は１～１００であり、Ｒ
１
、Ｒ
２
、Ｒ
３
及びＲ
４
は、同一又は異なっており、それぞれ独立して、直鎖状又は分岐状の炭素原子数２～６のアルキレン基である〕
［４］ポリウレタン樹脂中のポリエーテルポリアミンの含有割合が、０．５～１０質量％である、［１］～［３］のいずれか一項に記載の水性ポリウレタン樹脂分散体。
［５］ポリウレタン樹脂の酸価が、１０．０～４０．０ｍｇＫＯＨ／ｇである、［１］～［４］のいずれか一項に記載の水性ポリウレタン樹脂分散体。
［６］ポリイソシアネート（ｂ）が、脂環式ジイソシアネートである、［１］～［５］のいずれか一項に記載の水性ポリウレタン樹脂分散体。
［７］［１］～［６］のいずれか一項に記載の水性ポリウレタン樹脂分散体を含む、コーティング材料組成物。
［８］［１］～［６］のいずれか一項に記載の水性ポリウレタン樹脂分散体を乾燥させて得られる、ポリウレタン樹脂フィルム。
［９］［１］～［６］のいずれか一項に記載の水性ポリウレタン樹脂分散体を含む組成物を乾燥させて得られる、ポリウレタン樹脂フィルム。
［１０］ポリウレタン樹脂を含むポリウレタン樹脂フィルムであって、前記ポリウレタン樹脂は、酸性基非含有ポリオール（ａ）由来の構造、ポリイソシアネート（ｂ）由来の構造、酸性基含有ポリオール（ｃ）由来の構造及び鎖延長剤（ｄ）由来の構造を含み、
前記酸性基非含有ポリオール（ａ）は、ポリエーテルポリオールを含み、
前記鎖延長剤（ｄ）は、ポリエーテルポリアミンを含み、
前記ポリウレタン樹脂中のウレタン結合の含有割合とウレア結合の含有割合との合計は、７．６～１５．０質量％であり、
前記ポリウレタン樹脂中のポリエーテルポリオールの含有割合及びポリエーテルポリアミンの含有割合の合計は、７５．０～８５．０質量％である、ポリウレタン樹脂フィルム。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、基材上に製膜した場合に、強度と柔軟性の両方に優れる、水性ポリウレタン樹脂分散体を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本明細書において、「～」を用いて示された数値範囲は、「～」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。また、組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。
（【００１１】以降は省略されています）

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