聚氨酯分散体及聚氨酯层叠体的制作方法_3

文档序号:9650135阅读:来源:国知局
封端预聚物是在其分子末端具有2个以上游离的 异氰酸酯基的聚氨酯预聚物,该异氰酸酯基的含量(基于除去了溶剂后的固态成分进行换 算的异氰酸酯基含量)例如为〇. 3质量%以上、优选为0. 5质量%以上、更优选为I. 0质 量%以上,另外,例如为15质量%以下、优选为12质量%以下、更优选为10质量%以下。
[0089] 另外,异氰酸酯基的平均官能团数目例如为1.5以上、优选为1.9以上、更优选为 2. 0以上,另外例如为3. 0以下、优选为2. 5以下。
[0090] 异氰酸酯基的平均官能团数目在上述范围内时,可得到稳定的上述聚氨酯分散 体,可确保基材密合性、阻气性等。
[0091] 另外,其数均分子量(以标准聚苯乙烯为标准曲线的基于GPC测定的数均分子量) 例如为500以上、优选为800以上,另外,例如为10000以下、优选为5000以下。
[0092] 另外,异氰酸酯基封端预聚物的亲水性基团浓度例如为0. lmmol/g以上、优选为 0. 2mmol/g以上,另外,例如为I. 2mmol/g以下、优选为1.0 mmol/g以下、更优选为0. 8mmol/ g以下。
[0093] 异氰酸酯基封端预聚物的亲水性基团浓度在上述范围内时,可得到稳定的上述聚 氨酯分散体。
[0094] 接下来,该方法中,例如在水中,使通过上述方式得到的异氰酸酯基封端预聚物和 扩链剂反应,得到聚氨酯树脂的聚氨酯分散体。
[0095] 扩链剂含有具有伯氨基、或伯氨基和仲氨基的烷氧基甲硅烷基化合物作为必须成 分。
[0096] 作为具有伯氨基、或伯氨基和仲氨基的烷氧基甲硅烷基化合物,例如,可举出 γ -氨基丙基三甲氧基硅烷、γ -氨基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-γ -氨基丙基三甲氧基 硅烷等具有伯氨基的烷氧基甲硅烷基化合物、N-β (氨基乙基)γ-氨基丙基三甲氧基硅烷 (别名:Ν-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷)、Ν-β (氨基乙基)γ-氨基丙基三乙 氧基硅烷(别名:Ν-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷)、N-β (氨基乙基)γ-氨 基丙基甲基二甲氧基硅烷(别名:Ν-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷)、 Ν-β (氨基乙基)γ-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷(别名:N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基甲 基二乙氧基硅烷)等具有伯氨基及仲氨基的烷氧基甲硅烷基化合物等。
[0097] 上述具有伯氨基、或伯氨基和仲氨基的烷氧基甲硅烷基化合物可单独使用或并用 2种以上。
[0098] 另外,扩链剂可在不损害本发明的优异的效果的范围内,包含其他多胺(除了具 有伯氨基、或伯氨基和仲氨基的烷氧基甲硅烷基化合物之外的多胺)作为任选成分。
[0099] 作为其他多胺,例如,可举出芳香族多胺、芳香脂肪族多胺、脂环族多胺、脂肪族多 胺、氨基醇、含有聚氧乙烯基的多胺等。
[0100] 作为芳香族多胺,例如,可举出4,4' -二苯基甲烷二胺、甲苯二胺等。
[0101] 作为芳香脂肪族多胺,例如,可举出1,3_或1,4_苯二甲胺或其混合物等。
[0102] 作为脂环族多胺,例如,可举出3-氨基甲基_3,5,5_三甲基环己基胺(别名:异 佛尔酮二胺)、4,4'_二环己基甲烷二胺、2,5(2,6)_双(氨基甲基)双环[2.2.1]庚烷、1, 4-环己烷二胺、1-氨基-3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己烷、双-(4-氨基环己基)甲烷、 二氨基环己烷、3,9-双(3-氨基丙基)-2,4,8,10-四氧杂螺[5, 5] ^烷、1,3-及1,4-双 (氨基甲基)环己烷及它们的混合物等。
[0103] 作为脂肪族多胺,例如,可举出乙二胺、1,2-丙二胺、1,3-丙二胺、1,4- 丁二胺、1, 5_戊二胺、1,6_己二胺、肼(包括水合物)、二乙撑三胺、三乙撑四胺、四乙撑五胺、1,2_二 氨基乙烧、1,2-二氨基丙烷、1,3-二氨基戊烧等。
[0104] 作为氨基醇,例如,可举出2-((2-氨基乙基)氨基)乙醇(别名:N-(2-氨基乙基) 乙醇胺)、2-((2_氨基乙基)氨基)-1-甲基丙醇(别名:N-(2-氨基乙基)异丙醇胺)等。
[0105] 作为含有聚氧乙烯基的多胺,例如,可举出聚氧乙烯醚二胺等聚氧亚烷基醚二胺。 更具体而言,例如,可举出日本油脂制的PEG#1000二胺、Huntsman公司制的Jeffamine ED-2003、EDR-148、XTJ-512 等。
[0106] 上述其他多胺可单独使用或并用2种以上。
[0107] 作为其他多胺,可优选举出氨基醇。
[0108] 另外,扩链剂优选由具有伯氨基、或伯氨基和仲氨基的烷氧基甲硅烷基化合物、和 氨基醇组成。
[0109] 当同时使用具有伯氨基、或伯氨基和仲氨基的烷氧基甲硅烷基化合物、和其他多 胺时,相对于它们的总量100质量份,具有伯氨基、或伯氨基和仲氨基的烷氧基甲硅烷基化 合物例如为1质量份以上、优选为2质量份以上,例如为25质量份以下、优选为20质量份以 下。另外,其他多胺例如为75质量份以上、优选为80质量份以上,例如为99质量份以下、 优选为98质量份以下。
[0110] 而且,为了使异氰酸酯基封端预聚物与扩链剂在水中反应,例如,首先,通过在水 中添加异氰酸酯基封端预聚物,使异氰酸酯基封端预聚物水分散,接下来,向其中添加扩链 剂,通过扩链剂对异氰酸酯基封端预聚物进行扩链。
[0111] 为了使异氰酸酯基封端预聚物进行水分散,以相对于异氰酸酯基封端预聚物100 质量份、水为100~1000质量份的比例,在搅拌下,向水中添加异氰酸酯基封端预聚物。
[0112] 然后,在搅拌下,向将异氰酸酯基封端预聚物水分散后的水中滴加扩链剂,使扩链 剂的活性氢基团(氨基及羟基)相对于异氰酸酯基封端预聚物的异氰酸酯基的当量比(活 性氢基团/异氰酸酯基)例如为0. 6~1. 2的比例。
[0113] 通过滴加扩链剂而进行反应,滴加结束后,进而一边进行搅拌、一边在例如常温下 完成反应。直到反应完成为止的反应时间例如为〇. 1小时以上,另外,例如为10小时以下。
[0114] 需要说明的是,也可与上述相反,将水添加到异氰酸酯基封端预聚物中,使异氰酸 酯基封端预聚物进行水分散,接下来,向其中添加扩链剂,通过扩链剂将异氰酸酯基封端预 聚物扩链。
[0115] 另外,该方法中,根据需要可除去有机溶剂、水,进而,也可添加水来调节固态成分 浓度。
[0116] 得到的聚氨酯树脂的聚氨酯分散体的固态成分浓度例如为10质量%以上、优选 为15质量%以上、更优选为20质量%以上,另外,例如为60质量%以下、优选为50质量% 以下、更优选为45质量%以下。
[0117] 聚氨酯分散体的pH例如为5以上、优选为6以上,另外,例如为11以下、优选为10 以下。
[0118] 聚氨酯分散体的25°C时的粘度例如为3mPa · s以上、优选为5mPa · s以上,另外, 例如为2000mPa · s以下、优选为1000 mPa · s以下。
[0119] 聚氨酯分散体的平均粒径例如为IOnm以上、优选为20nm以上,另外,例如为500nm 以下、优选为300nm以下。
[0120] 聚氨酯分散体的氨基甲酸酯基浓度和脲基浓度的总计值,以装料计算值计例如为 20质量%以上、优选为25质量%以上,另外,例如为50质量%以下、优选为45质量%以下。
[0121] 聚氨酯分散体的Si含量,以装料计算值计例如为0. 02质量%以上、优选为0. 05 质量%以上,另外,例如为1. 2质量%以下、优选为I. 0质量%以下。
[0122] 另外,根据需要,可配合各种添加剂。作为添加剂,例如,可举出硅烷偶联剂、烷氧 基硅烷化合物、稳定剂(抗氧化剂、热稳定剂、紫外线吸收剂等)、增塑剂、防静电剂、润滑 剂、防结块剂、表面活性剂、分散稳定剂、着色剂(颜料、染料等)、填料、胶体二氧化硅、无机 粒子、无机氧化物粒子、晶核剂等。
[0123] 需要说明的是,添加剂可预先配合在上述各原料成分中,另外,也可配合在合成后 的异氰酸酯基封端预聚物、聚氨酯树脂中,此外,也可在配合上述各成分时同时配合。
[0124] 另外,添加剂的配合比例没有特别限制,可根据目的及用途适当设定。
[0125] 另外,根据需要,可在不损害阻气性的范围内,配合具有阻气性的热塑性树脂。
[0126] 作为具有阻气性的热塑性树脂,例如,可举出聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物、聚 偏二氯乙烯或偏二氯乙烯共聚物、淀粉、纤维素等多糖类等。
[0127] 而且,由于上述聚氨酯分散体以特定比例含有三元以上的低分子量多元醇作为原 料成分,因此,即使配合具有伯氨基、或伯氨基和仲氨基的烷氧基甲硅烷基化合物作为扩链 剂,也可确保优异的分散性。因此,可良好地形成阻气性及密合性优异的聚氨酯层。
[0128] 因此,本发明的聚氨酯分散体可合适地用于具有聚氨酯层作为阻气层的聚氨酯层 叠体的制造。
[0129] 图1中,聚氣酯层置体1具有基材2、层置在基材2上的聚氣酯层3。
[0130] 基材2没有特别限制,例如,可由塑料(例如,热塑性树脂、热固性树脂等)、纸、布、 木、金属、陶瓷等形成,可优选由塑料、更优选由热塑性树脂形成。
[0131] 作为热塑性树脂,例如,可举出聚烯烃类树脂(例如,聚乙烯、聚丙烯、丙烯-乙烯 共聚物等)、聚酯类树脂(例如,聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲 酸乙二醇酯等)、聚酰胺类树脂(例如,尼龙6 (注册商标)、尼龙66 (注册商标)、聚己二酰 间苯撑二甲胺(polymeta-xylyleneadipamide)等)、乙烯基类树脂(例如,聚乙稀醇、乙 烯-乙烯醇共聚物、聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯等)、丙烯酸类树脂(例如,聚甲基丙烯酸甲酯、 聚丙烯腈等)、聚碳酸酯类树脂(例如,双酚A型聚碳酸酯等)、纤维素类树脂(例如,赛璐 玢、乙酸纤维素等)等。可优选举出聚烯烃类树脂、聚酯类树脂、聚酰胺类树脂。可更优选 举出聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙6 (注册商标)。
[0132] 基材2由单层、或同种或2种以上的层叠体形成。
[0133] 需要说明的是,基材2的形状没有特别限制,例如,可举出膜状、片状、瓶状、杯状 等。可优选举出膜状。
[0134] 基材2可以是未拉伸基材、单轴或双轴拉伸基材中的任一种,另外,可以对基材2 实施表面处理(电晕放电处理等)、锚涂或底涂处理,此外,可实施铝等金属、二氧化硅、氧 化铝、二氧化硅和氧化铝的混合物等金属氧化物的蒸镀处理。
[0135] 基材2的厚度例如为3 μπι以上、优选为5 μπι以上,另外,例如为500 μπι以下、优 选为200 μπι以下。
[0136] 聚氨酯层3由上述的聚氨酯树脂形成,从制造效率的观点考虑,优选通过在基材2 上涂布包含上述聚氨酯树脂的聚氨酯分散体并使其干燥而形成。
[0137] 更具体而言,为了形成
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