JP6092786B2 - Aqueous binder composition for metal surface treatment agent - Google Patents

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Description

本発明は、金属基材の表面を処理するのに適した、塗装性及び貯蔵安定性に優れ、かつ耐食性、密着性及び導電性に優れた表面処理皮膜を形成可能な金属表面処理剤用の水性バインダ組成物、該水性バインダ組成物を含有する金属表面処理剤、該金属表面処理剤による金属材料の表面処理方法、ならびに上記水性バインダ組成物の製造方法に関する。   The present invention provides a metal surface treatment agent that is suitable for treating the surface of a metal substrate, has excellent paintability and storage stability, and can form a surface treatment film with excellent corrosion resistance, adhesion, and conductivity. The present invention relates to an aqueous binder composition, a metal surface treatment agent containing the aqueous binder composition, a surface treatment method for a metal material using the metal surface treatment agent, and a method for producing the aqueous binder composition.

一般的に金属材料表面への密着性に優れ、金属材料表面に耐食性などを付与することができる技術として、金属材料表面に、クロム酸、重クロム酸又はそれらの塩を主成分として含有する処理液によりクロメート処理を施す方法、リン酸塩処理を施す方法、主としてクロメートフリーの無機成分により処理を施す方法、シランカップリング剤による処理を施す方法などが知られており、実用に供されている。   In general, as a technology that has excellent adhesion to the metal material surface and can impart corrosion resistance to the metal material surface, the metal material surface contains chromic acid, dichromic acid or a salt thereof as a main component. A method of performing a chromate treatment with a liquid, a method of performing a phosphate treatment, a method of performing a treatment mainly with a chromate-free inorganic component, a method of performing a treatment with a silane coupling agent, and the like are known and provided for practical use. .

クロメートフリーの無機成分による処理を施す技術として、例えば、特許文献1には、バナジウム化合物と、ジルコニウム、チタニウム、モリブデン、タングステン、マンガン及びセリウムから選ばれる少なくとも1種の金属を含む金属化合物とを含有する金属表面処理剤が開示されている。しかしながら、該金属表面処理剤には、処理皮膜の耐食性、導電性が劣るという問題がある。   For example, Patent Document 1 includes a vanadium compound and a metal compound including at least one metal selected from zirconium, titanium, molybdenum, tungsten, manganese, and cerium as a technique for performing a treatment with a chromate-free inorganic component. A metal surface treatment agent is disclosed. However, the metal surface treatment agent has a problem that the corrosion resistance and conductivity of the treatment film are inferior.

シランカップリング剤を用いる技術として、例えば、特許文献2には、アミノ基含有シランカップリング剤とエポキシ基含有シランカップリング剤とを反応させることにより得られるアルコキシシリルを多く有するアルコキシシロキサンと、ポリシロキサンとを含有する、有機溶剤系の表面処理剤が提案され、この表面処理剤を用いることにより、基材に対する密着性が改善されたシロキサンフィルムを形成できることが示されている。しかしながら、この表面処理剤は、有機溶剤系であるため、安全衛生上や環境面での問題があり、これらの面で好適な水系とするためには液安定性に問題がある。   As a technique using a silane coupling agent, for example, Patent Document 2 discloses an alkoxysiloxane having a large amount of alkoxysilyl obtained by reacting an amino group-containing silane coupling agent and an epoxy group-containing silane coupling agent, An organic solvent-based surface treatment agent containing siloxane has been proposed, and it has been shown that a siloxane film having improved adhesion to a substrate can be formed by using this surface treatment agent. However, since this surface treatment agent is based on an organic solvent, there are problems in terms of safety and hygiene and the environment, and there is a problem in liquid stability in order to obtain a suitable aqueous system in these aspects.

特許文献3には、水性媒体と、(A)特定の2価以上の金属イオン、(B)特定のフルオロ酸、リン酸及び酢酸から選ばれる酸成分、(C)特定の官能基を有するシランカップリング剤、及び(D)特定の水溶性フェノール樹脂系重合体を含有する金属材料用表面処理組成物が開示されている。しかしながら、この表面処理組成物は、液安定性、塗装性が充分でなく、また、処理皮膜の導電性が劣るといった問題がある。   Patent Document 3 discloses an aqueous medium, (A) a specific divalent or higher metal ion, (B) an acid component selected from a specific fluoro acid, phosphoric acid and acetic acid, and (C) a silane having a specific functional group. A surface treatment composition for a metal material containing a coupling agent and (D) a specific water-soluble phenol resin polymer is disclosed. However, this surface treatment composition has problems that the liquid stability and paintability are not sufficient and the conductivity of the treated film is inferior.

特許文献4には、リン酸系化合物(A)、フルオロ酸(B)、及びアミノ基含有シランカップリング剤とエポキシ基含有シランカップリング剤の混合物(C)が配合された金属材料表面処理用組成物が開示されている。しかしながら、この組成物には、液安定性及び導電性が未だ充分ではないという問題がある。   Patent Document 4 includes a phosphoric acid compound (A), a fluoro acid (B), and a metal material surface treatment in which a mixture (C) of an amino group-containing silane coupling agent and an epoxy group-containing silane coupling agent is blended. A composition is disclosed. However, this composition has a problem that liquid stability and conductivity are not yet sufficient.

特許文献5には、(a)反応性有機基含有シランカップリング剤と該反応性有機基と反応性の基を少なくとも2個有する有機化合物との反応生成物である、官能基としてトリアルコキシシリル基(シラノール基)を2個以上有する化合物、ならびに(b)有機酸、リン酸及び錯フッ化物から選ばれる化合物を含有する金属材料用表面処理剤が提案されている。しかしながら、この組成物は、液安定性及び導電性が未だ充分ではないという問題がある。   Patent Document 5 discloses (a) trialkoxysilyl as a functional group, which is a reaction product of a reactive organic group-containing silane coupling agent and an organic compound having at least two groups reactive with the reactive organic group. A surface treatment agent for a metal material has been proposed which contains a compound having two or more groups (silanol groups) and (b) a compound selected from organic acids, phosphoric acids and complex fluorides. However, this composition has a problem that liquid stability and conductivity are not yet sufficient.

以上に述べた先行技術の表面処理剤は、塗装性及び液安定性に優れること、耐食性、密着性、導電性に優れた皮膜を形成すること、クロメートフリーであることの全ての要件を満足するものではなく、実用化に至って依然として問題を抱えている。   The surface treatment agents of the prior art described above satisfy all the requirements of being excellent in paintability and liquid stability, forming a film excellent in corrosion resistance, adhesion and conductivity, and being chromate-free. It is not a thing, but it still has a problem in practical use.

特開2002−30460号公報JP 2002-30460 A 特開平11−43647号号公報JP 11-43647 A 特開平11−106945号公報JP-A-11-106945 特開2006−213958号公報JP 2006-213958 A 特開2001−49453号公報JP 2001-49453 A

本発明の主たる目的は、先行技術が有する上記の如き課題を解決して、クロメートフリーであり、塗装性及び液安定性に優れ、かつ耐食性、密着性及び導電性に優れた表面処理皮膜を形成可能な金属表面処理剤用の水性バインダ組成物を提供することである。   The main object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to form a surface-treated film that is chromate-free, excellent in paintability and liquid stability, and excellent in corrosion resistance, adhesion and conductivity. It is to provide an aqueous binder composition for a possible metal surface treatment.

本発明のさらなる目的は、上記水性バインダ組成物を含有する金属表面処理剤、該金属表面処理剤を用いた金属材料の表面処理方法、ならびに上記水性バインダ組成物の製造方法を提供することである。   A further object of the present invention is to provide a metal surface treatment agent containing the aqueous binder composition, a surface treatment method for a metal material using the metal surface treatment agent, and a method for producing the aqueous binder composition. .

本発明者らは、これらの先行技術が抱える問題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、今回、アミノ基を有するシランカップリング剤とエポキシ基を有するシランカップリング剤及び場合によりさらにアルキル基などの炭化水素基が珪素原子に直接結合したトリアルコキシシランなどのアルコキシシラン化合物の2者又は3者の反応生成物、特定の酸化合物及び水を含有するバインダ組成物であって、該反応生成物において、実質的にエポキシ基を有さず、存在する加水分解性基の実質的に全てを加水分解してシラノール基を生成せしめ、かつシラノール基の縮合を適度に制御して、シラノール基の縮合による粒子化、ゲル化を抑制することによって、液安定性に優れた金属表面処理剤用水性バインダ組成物を得ることができ、このバインダ組成物を含有する金属表面処理剤は、塗装性及び液安定性に優れ、金属材料表面の処理に用いることにより、耐食性、密着性及び導電性に優れた皮膜を形成できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the problems of these prior arts, the present inventors have obtained a silane coupling agent having an amino group and a silane coupling agent having an epoxy group, and optionally an alkyl group or the like. A binder composition containing two or three reaction products of an alkoxysilane compound such as trialkoxysilane in which the hydrocarbon group is directly bonded to a silicon atom, a specific acid compound and water, the reaction product In which substantially no epoxy group is present and substantially all of the existing hydrolyzable groups are hydrolyzed to form silanol groups, and the condensation of silanol groups is moderately controlled to condense silanol groups. By suppressing the formation of particles and gelation by the water, an aqueous binder composition for a metal surface treatment agent having excellent liquid stability can be obtained. The metal surface treatment agent containing products has excellent paintability and liquid stability, and by using it for the treatment of metal material surfaces, it has been found that a film excellent in corrosion resistance, adhesion and conductivity can be formed, and the present invention has been completed. It came to do.

かくして、本発明は、(a) 少なくとも1個の1級又は2級のアミノ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤と、(b) 少なくとも1個のエポキシ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤と、場合によりさらに、(c) 式:(R)4−n−Si−(X)[式中、Rは場合により反応性を有さない置換基で置換されていてもよい炭素原子数1〜18の炭化水素基を表し、Xはアルコキシル基を表し、nは1〜3の整数を表す]で示される少なくとも1種のアルコキシシラン化合物とを反応させることにより得られる反応生成物(A);リン酸系酸化合物及び硝酸系酸化合物から選ばれる少なくとも1種の酸安定化剤(B)及び水を含有する、pH4.0〜10.0のバインダ組成物であって、
シランカップリング剤(a)は、シランカップリング剤(b)中のエポキシ基1当量に対し、シランカップリング剤(a)中のアミノ基の活性水素の量が1.0〜5.0当量となる割合で配合され、
反応生成物(A)の少なくとも一部は、上記アミノ基とエポキシ基とが化学結合しており、
反応生成物(A)は、シランカップリング剤(b)に基づく未反応のエポキシ基を実質的に有さず、かつ、シランカップリング剤(a)及びシランカップリング剤(b)に基づく加水分解性基ならびにアルコキシシラン化合物(c)に基づくアルコキシシリル基の実質的に全てがシラノール基に加水分解されており、かつ、500〜20000の範囲内の重量平均分子量を有するものであり、そして
酸安定化剤(B)を、シランカップリング剤(a)中のアミノ基の中和当量が0.1〜2.0の範囲内となる量で含有する
ことを特徴とする金属表面処理剤用水性バインダ組成物を提供するものである。
Thus, the present invention provides (a) a silane coupling agent having at least one primary or secondary amino group and a hydrolyzable group, and (b) at least one epoxy group and a hydrolyzable group. And optionally further (c) Formula: (R) 4-n- Si- (X) n [wherein R is optionally substituted with a non-reactive substituent. It represents an optionally substituted hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, X represents an alkoxyl group, and n represents an integer of 1 to 3]. A binder composition having a pH of 4.0 to 10.0, containing at least one acid stabilizer (B) selected from a phosphoric acid compound and a nitric acid compound and water. There,
In the silane coupling agent (a), the amount of active hydrogen of the amino group in the silane coupling agent (a) is 1.0 to 5.0 equivalents with respect to 1 equivalent of the epoxy group in the silane coupling agent (b). Is blended at a ratio
At least a part of the reaction product (A) has the amino group and the epoxy group chemically bonded,
The reaction product (A) has substantially no unreacted epoxy group based on the silane coupling agent (b), and water based on the silane coupling agent (a) and the silane coupling agent (b). Substantially all of the decomposable groups as well as the alkoxysilyl groups based on the alkoxysilane compound (c) are hydrolyzed to silanol groups and have a weight average molecular weight in the range of 500 to 20000, and For a metal surface treatment agent, wherein the stabilizer (B) is contained in an amount such that the neutralization equivalent of the amino group in the silane coupling agent (a) is within the range of 0.1 to 2.0. An aqueous binder composition is provided.

また、本発明は、上記金属表面処理剤用水性バインダ組成物及び防錆剤を含有することを特徴とする金属表面処理剤を提供するものである。   Moreover, this invention provides the metal surface treating agent characterized by containing the said aqueous | water-based binder composition for metal surface treating agents, and a rust preventive agent.

さらに、本発明は、上記金属表面処理剤を金属材料表面に塗布し、乾燥させ、該金属材料表面に乾燥皮膜重量が0.05〜3.0g/mの表面処理皮膜を形成せしめることを特徴とする金属材料の表面処理方法を提供するものである。Furthermore, the present invention is to apply the metal surface treatment agent to the surface of the metal material and dry it to form a surface treatment film having a dry film weight of 0.05 to 3.0 g / m 2 on the surface of the metal material. A feature of the present invention is to provide a surface treatment method for a metal material.

さらにまた、本発明は、(a) 少なくとも1個の1級又は2級のアミノ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤と、(b) 少なくとも1個のエポキシ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤と、場合によりさらに、(c) 式:(R)4−n−Si−(X)[式中、Rは場合により反応性を有さない置換基で置換されていてもよい炭素原子数1〜18の炭化水素基を表し、Xはアルコキシル基を表し、nは1〜3の整数を表す]で示される少なくとも1種のアルコキシシラン化合物とを反応させることによりシラン反応生成物(A’)を生成せしめ、ついで、シラン反応生成物(A’)に、リン酸系酸化合物及び硝酸系酸化合物から選ばれる少なくとも1種の酸安定化剤(B)を添加することによりシラン反応生成物の水性液を調製した後、脱溶剤することを特徴とする上記水性バインダ組成物の製造方法を提供するものである。Furthermore, the present invention provides (a) a silane coupling agent having at least one primary or secondary amino group and a hydrolyzable group, and (b) at least one epoxy group and a hydrolyzable group. And optionally further (c) Formula: (R) 4-n- Si- (X) n [wherein R is optionally substituted with a non-reactive substituent. And a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, X represents an alkoxyl group, and n represents an integer of 1 to 3]. A silane reaction product (A ′) is produced, and then at least one acid stabilizer (B) selected from a phosphoric acid compound and a nitric acid compound is added to the silane reaction product (A ′). Silane reaction product by After preparing the aqueous liquid, there is provided a method for producing the aqueous binder composition, characterized in that the solvent is removed.

本発明の金属表面処理剤用水性バインダ組成物は、シランカップリング剤に基づく加水分解性基及び存在する場合のアルコキシシラン化合物のアルコキシル基の実質的に全てがシラノール基に加水分解され、また、シラノール基の縮合が適度に抑制されるとともに、未反応のエポキシ基を実質的に有さないため、液安定性に優れており、金属表面処理剤用のバインダとして優れた性能を発揮する。   In the aqueous binder composition for a metal surface treatment agent of the present invention, substantially all of the hydrolyzable group based on the silane coupling agent and the alkoxyl group of the alkoxysilane compound when present are hydrolyzed to a silanol group, Condensation of silanol groups is moderately suppressed, and since there is substantially no unreacted epoxy group, it has excellent liquid stability and exhibits excellent performance as a binder for metal surface treatment agents.

本発明の水性バインダ組成物を含有する金属表面処理剤は、塗装性及び液安定性に優れており、耐食性、密着性及び導電性に優れた、皮膜中に6価クロムなどの公害規制物質を含まないクロメートフリーの金属表面処理皮膜を形成することができる。   The metal surface treatment agent containing the aqueous binder composition of the present invention is excellent in paintability and liquid stability, excellent in corrosion resistance, adhesion and conductivity, and contains a pollution control substance such as hexavalent chromium in the film. It is possible to form a chromate-free metal surface treatment film that does not contain.

本発明の表面処理剤を用いる表面処理方法によれば、金属材料の表面に、従来両立が困難であった耐食性と導電性の両者がともに優れ、かつ密着性にも優れた皮膜を形成せしめることができる。
したがって、本発明は、環境保全や表面処理された金属材料のリサイクル性などにも寄与することができる。
According to the surface treatment method using the surface treatment agent of the present invention, it is possible to form a film on the surface of a metal material, which is excellent in both corrosion resistance and electrical conductivity, which have been difficult to achieve at the same time, and has excellent adhesion. Can do.
Therefore, the present invention can also contribute to environmental conservation and recyclability of surface-treated metal materials.

本発明の水性バインダ組成物の製造方法は、脱溶剤工程を有することにより、シランカップリング剤の加水分解によって生じるアルコールなどを除去することができ、得られるバインダ組成物を非危険物扱とすることが可能であるとともに、固形分割合の上昇を行うことができ、特定の酸を含有することによって、脱溶剤工程及び脱溶剤工程後における水性バインダ組成物の液安定性を保持することできる。   The method for producing an aqueous binder composition of the present invention has a solvent removal step, whereby alcohol and the like produced by hydrolysis of the silane coupling agent can be removed, and the resulting binder composition is treated as a non-hazardous material. In addition, the solid content ratio can be increased, and the liquid stability of the aqueous binder composition after the solvent removal step and after the solvent removal step can be maintained by containing a specific acid.

以下、本発明に係る金属表面処理剤用水性バインダ組成物、該バインダ組成物を含有する金属表面処理剤、該金属表面処理剤を使用した金属材料の表面処理方法、ならびに上記水性バインダ組成物の製造方法について、さらに詳細に説明する。   Hereinafter, an aqueous binder composition for a metal surface treatment agent according to the present invention, a metal surface treatment agent containing the binder composition, a surface treatment method of a metal material using the metal surface treatment agent, and the aqueous binder composition described above The manufacturing method will be described in more detail.

まず、金属表面処理剤用水性バインダ組成物について説明する。

金属表面処理剤用水性バインダ組成物
First, the aqueous binder composition for metal surface treatment agent will be described.

Aqueous binder composition for metal surface treatment agent

本発明の金属材料表面処理用バインダ組成物は、少なくとも2種のシランカップリング剤、及び場合によりさらにアルコキシシラン化合物を反応させることにより得られる反応生成物(A)と特定の酸から選ばれる酸安定化剤(B)及び水を含有する、pH4.0〜10.0、好ましくは5.0〜10.0、さらに好ましくは6.0〜10.0の安定なバインダ組成物である。また、本発明のバインダ組成物は、脱溶剤により、有機溶剤含有量を3質量%以下にすることができ、その結果、引火点を有さず、消防法における非危険物扱とすることができる。
反応生成物(A)
The binder composition for surface treatment of a metal material according to the present invention is an acid selected from at least two silane coupling agents, and optionally a reaction product (A) obtained by further reacting an alkoxysilane compound and a specific acid. A stable binder composition containing a stabilizer (B) and water and having a pH of 4.0 to 10.0, preferably 5.0 to 10.0, and more preferably 6.0 to 10.0. Further, the binder composition of the present invention can reduce the organic solvent content to 3% by mass or less by removing the solvent. As a result, the binder composition has no flash point and can be handled as a non-hazardous material in the Fire Service Act. it can.
Reaction product (A)

本発明の水性バインダ組成物における反応生成物(A)は、少なくとも1個の1級又は2級のアミノ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤(a)と、少なくとも1個のエポキシ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤(b)と、場合によりさらに、(c) 式:(R)4−n−Si−(X)[式中、Rは場合により反応性を有さない置換基で置換されていてもよい炭素原子数1〜18の炭化水素基を表し、Xはアルコキシル基を表し、nは1〜3の整数を表す]で示される少なくとも1種のアルコキシシラン化合物とを付加反応及び/又は加水分解反応させることにより得られるものである。The reaction product (A) in the aqueous binder composition of the present invention comprises at least one silane coupling agent (a) having a primary or secondary amino group and a hydrolyzable group, and at least one epoxy. A silane coupling agent (b) having a group and a hydrolyzable group, and optionally (c) Formula: (R) 4-n- Si- (X) n [wherein R is optionally reactive. Represents a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms which may be substituted with a substituent not having X, X represents an alkoxyl group, and n represents an integer of 1 to 3]. It is obtained by addition reaction and / or hydrolysis reaction with an alkoxysilane compound.

なお、本明細書において、少なくとも1個の1級又は2級のアミノ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤(a)と、少なくとも1個のエポキシ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤(b)との2成分を付加反応及び/又は加水分解反応させることにより得られる反応生成物を「反応生成物(A−1)」と称し、少なくとも1個の1級又は2級のアミノ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤(a)と、少なくとも1個のエポキシ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤(b)と、(c) 式:(R)4−n−Si−(X)[式中、Rは場合により反応性を有さない置換基で置換されていてもよい炭素原子数1〜18の炭化水素基を表し、Xはアルコキシル基を表し、nは1〜3の整数を表す]で示される少なくとも1種のアルコキシシラン化合物との3成分を付加反応及び/又は加水分解反応させることにより得られる反応生成物を「反応生成物(A−2)」と称することがある。In the present specification, the silane coupling agent (a) having at least one primary or secondary amino group and a hydrolyzable group, and at least one epoxy group and a hydrolyzable group. The reaction product obtained by addition reaction and / or hydrolysis reaction of the two components with the silane coupling agent (b) is referred to as “reaction product (A-1)”, and at least one primary or 2 A silane coupling agent (a) having a primary amino group and a hydrolyzable group, a silane coupling agent (b) having at least one epoxy group and a hydrolyzable group, and (c) Formula: ( R) 4-n- Si- (X) n [wherein R represents a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms which may be optionally substituted with a non-reactive substituent, and X represents Represents an alkoxyl group, and n represents an integer of 1 to 3. ] May be referred to as "reaction product (A-2)" at least one alkoxysilane compound with the reaction product obtained by addition reaction and / or hydrolysis reaction three components represented by.

上記反応生成物(A)の少なくとも一部は、シランカップリング剤(a)のアミノ基とシランカップリング剤(b)のエポキシ基との付加反応による化学結合を形成している。エポキシ基は該付加反応において消費され、反応生成物(A)は、シランカップリング剤(b)に由来する未反応のエポキシ基を実質的に有さないことが望ましい。   At least a part of the reaction product (A) forms a chemical bond by an addition reaction between the amino group of the silane coupling agent (a) and the epoxy group of the silane coupling agent (b). It is desirable that the epoxy group is consumed in the addition reaction, and the reaction product (A) is substantially free of unreacted epoxy groups derived from the silane coupling agent (b).

また、反応生成物(A)は、シランカップリング剤(a)及びシランカップリング剤(b)に基づく加水分解性基ならびに存在する場合のアルコキシシラン化合物(c)に基づくアルコキシシリル基の実質的に全てがシラノール基に加水分解されており、500〜20000の範囲内の重量平均分子量を有することができる。特定的には、反応生成物(A−1)は、一般に500〜10000、特に1000〜6000の範囲内の重量平均分子量を有することが好ましく、また、反応生成物(A−2)は、一般に500〜20000、特に1000〜10000の範囲内の重量平均分子量を有することが好ましい。   In addition, the reaction product (A) is substantially composed of a hydrolyzable group based on the silane coupling agent (a) and the silane coupling agent (b) and an alkoxysilyl group based on the alkoxysilane compound (c) when present. Are all hydrolyzed to silanol groups and can have a weight average molecular weight in the range of 500-20000. Specifically, the reaction product (A-1) generally has a weight average molecular weight in the range of 500 to 10000, particularly 1000 to 6000, and the reaction product (A-2) is generally It is preferred to have a weight average molecular weight in the range of 500 to 20000, in particular 1000 to 10,000.

本明細書において、「シランカップリング剤(a)及びシランカップリング剤(b)に基づく加水分解性基ならびに存在する場合のアルコキシシラン化合物(c)のアルコキシシリル基の実質的に全てがシラノール基に加水分解される」とは、核磁気共鳴スペクトル分析(NMR)において、加水分解性基及びアルコキシシリル基のピークが認められない状態を意味し、通常、加水分解性基及びアルコキシシリル基のうちの少なくとも95%がシラノール基に加水分解された状態である。また、本明細書において、「未反応のエポキシ基を実質的に有さない」とは、核磁気共鳴スペクトル分析(NMR)において、未反応のエポキシ基のピークが認められない状態を意味し、通常、エポキシ基のうち未反応のエポキシ基の割合が5%以下である状態である。さらに、本明細書において、「アルコキシシリル基」と「加水分解性基」との両者を包括して、「加水分解性官能基」ということがある。   In the present specification, “substantially all of the hydrolyzable groups based on the silane coupling agent (a) and the silane coupling agent (b) and the alkoxysilyl group of the alkoxysilane compound (c) when present are all silanol groups. "Hydrolyzed to" means a state in which no peaks of hydrolyzable groups and alkoxysilyl groups are observed in nuclear magnetic resonance spectrum analysis (NMR). Usually, among hydrolyzable groups and alkoxysilyl groups, Is at least 95% hydrolyzed into silanol groups. Further, in the present specification, “substantially having no unreacted epoxy group” means a state in which no peak of unreacted epoxy group is observed in nuclear magnetic resonance spectrum analysis (NMR), Usually, the ratio of the unreacted epoxy group in the epoxy group is 5% or less. Furthermore, in the present specification, both “alkoxysilyl group” and “hydrolyzable group” may be collectively referred to as “hydrolyzable functional group”.

本明細書において、反応生成物(A)の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)を用いて測定した保持時間(保持容量)を、同一条件で測定した分子量既知の標準ポリスチレンの保持時間(保持容量)に基づいて、ポリスチレンの分子量に換算して求めた値である。ゲルパーミエーションクロマトグラフ装置としては、「HLC−8120GPC」(商品名、東ソー社製)を使用し、カラムとして、「TSKgel GMHHR−L」(商品名、東ソー社製)を1本使用し、検出器として、示差屈折率計を使用し、移動相:ジメチルホルムアミド(トリエタノールアミン0.5質量%含む)、測定温度:25℃、流速:1mL/minの条件下で測定することができる。   In this specification, the weight average molecular weight of the reaction product (A) is the retention of standard polystyrene with a known molecular weight measured under the same conditions as the retention time (retention capacity) measured using a gel permeation chromatograph (GPC). This is a value obtained by converting to the molecular weight of polystyrene based on time (retention capacity). As the gel permeation chromatograph apparatus, "HLC-8120GPC" (trade name, manufactured by Tosoh Corporation) is used, and as the column, "TSKgel GMHRHR-L" (trade name, manufactured by Tosoh Corporation) is used, and detection is performed. A differential refractometer is used as a vessel, and the measurement can be performed under the conditions of mobile phase: dimethylformamide (including 0.5% by mass of triethanolamine), measurement temperature: 25 ° C., and flow rate: 1 mL / min.

シランカップリング剤(a)(以下、「(a)成分」と称することがある)は、1分子中に少なくとも1個、好ましくは1もしくは2個の1級又は2級のアミノ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤である限り、特に制限されるものではない。上記加水分解性基は、特に制限されるものではないが、好適なものとして、珪素元素に直接結合するアルコキシ基、すなわち、アルコキシシリル基を挙げることができる。   Silane coupling agent (a) (hereinafter sometimes referred to as “component (a)”) is hydrolyzed with at least 1, preferably 1 or 2 primary or secondary amino groups in one molecule. The silane coupling agent having a functional group is not particularly limited. The hydrolyzable group is not particularly limited, and preferred examples include an alkoxy group directly bonded to silicon element, that is, an alkoxysilyl group.

シランカップリング剤(a)の具体例としては、例えば、N−(2−アミノエチル)3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシランなどが挙げられ、なかでもN−(2−アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシランを好適に使用することができる。   Specific examples of the silane coupling agent (a) include N- (2-aminoethyl) 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) 3-aminopropyltrimethoxysilane, N- ( 2-aminoethyl) 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane and the like, among others, N- (2-aminoethyl) 3-aminopropyltrimethoxysilane N- (2-aminoethyl) 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, and 3-aminopropyltriethoxysilane can be preferably used.

シランカップリング剤(b)(以下、「(b)成分」と称することがある)は、1分子中に少なくとも1個のエポキシ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤である限り、特に制限されるものではない。上記加水分解性基は、特に制限されるものではないが、好適なものとして、珪素元素に直接結合するアルコキシ基、すなわち、アルコキシシリル基を挙げることができる。   As long as the silane coupling agent (b) (hereinafter sometimes referred to as “component (b)”) is a silane coupling agent having at least one epoxy group and hydrolyzable group in one molecule, There is no particular limitation. The hydrolyzable group is not particularly limited, and preferred examples include an alkoxy group directly bonded to silicon element, that is, an alkoxysilyl group.

シランカップリング剤(b)の具体例としては、例えば、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシランなどが挙げられ、なかでもγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシランを好適に使用することができる。   Specific examples of the silane coupling agent (b) include, for example, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, and the like. However, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and γ-glycidoxypropyltriethoxysilane can be preferably used.

また、場合により使用されるアルコキシシラン化合物(c)(以下、「(c)成分」と称することがある)は、式:(R)4−n−Si−(X)[式中、Rは場合により反応性を有さない置換基で置換されていてもよい炭素原子数1〜18の炭化水素基を表し、Xはアルコキシル基を表し、nは1〜3の整数を表す]で示されるものである。上記反応性を有さない置換基としては、例えば、クロル基、フルオロ基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基などが挙げられ、炭化水素基としては、例えば、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基などが挙げられる。また、アルコキシ基としては、メトキシ、エトキシ、プロポキシなどの炭素原子数1〜6のアルコキシ基が好ましい。Moreover, the alkoxysilane compound (c) (hereinafter sometimes referred to as “component (c)”) used in some cases has the formula: (R) 4-n- Si— (X) n [wherein R Represents a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms which may be optionally substituted with a non-reactive substituent, X represents an alkoxyl group, and n represents an integer of 1 to 3. It is what Examples of the substituent having no reactivity include a chloro group, a fluoro group, a methoxy group, an ethoxy group, and a propoxy group. Examples of the hydrocarbon group include an alkyl group, an alkenyl group, and a cycloalkyl group. , Aryl group, aralkyl group and the like. Moreover, as an alkoxy group, C1-C6 alkoxy groups, such as a methoxy, an ethoxy, a propoxy, are preferable.

アルコキシシラン化合物(c)には、トリアルコキシシラン化合物、ジアルコキシシラン化合物及びモノアルコキシシラン化合物が包含されるが、水性媒体中への溶解性などの点から、トリアルコキシシラン化合物を少なくとも80質量%含有するもの、なかでもトリアルコキシシラン化合物のみからなるものが好適である。   The alkoxysilane compound (c) includes trialkoxysilane compounds, dialkoxysilane compounds, and monoalkoxysilane compounds. From the viewpoint of solubility in an aqueous medium, the trialkoxysilane compound is at least 80% by mass. What contains, especially what consists only of trialkoxysilane compounds is suitable.

上記トリアルコキシシラン化合物としては、例えば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、ペンチルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、メチルトリス(メトキシエトキシ)シラン、エチルトリス(メトキシエトキシ)シラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(メトキシエトキシ)シラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシランなどを挙げることができ、これらのうち特に、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、メチルトリス(メトキシエトキシ)シラン、エチルトリス(メトキシエトキシ)シランが好ましい。   Examples of the trialkoxysilane compound include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltripropoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, propyltrimethoxysilane, propyltriethoxysilane, butyltrimethoxysilane, Pentiltrimethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, octyltrimethoxysilane, methyltris (methoxyethoxy) silane, ethyltris (methoxyethoxy) silane, 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxy Silane, vinyltris (methoxyethoxy) silane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, etc., among these, Tiltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltripropoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, propyltrimethoxysilane, propyltriethoxysilane, butyltrimethoxysilane, methyltris (methoxyethoxy) silane, ethyltris (methoxy Ethoxy) silane is preferred.

上記モノ−もしくはジ−アルコキシシラン化合物としては、例えば、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリメチルプロポキシシラン、トリエチルメトキシシラン、トリエチルエトキシシランなどのモノアルコキシシラン;ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジプロポキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、メチルエチルジメトキシシラン、メチルエチルジエトキシシラン、ジプロピルメトキシシランなどのジアルコキシシランなどを挙げることができる。 Examples of the mono- or di-alkoxysilane compound include monoalkoxysilanes such as trimethylmethoxysilane, trimethylethoxysilane, trimethylpropoxysilane, triethylmethoxysilane, and triethylethoxysilane; dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, and dimethyldi propoxysilane, diethyl dimethoxysilane, diethyl diethoxy silane, methyl ethyl dimethoxy silane, and the like dialkoxysilane such as methyl ethyl diethoxy silane, dipropyl di methoxysilane.

反応生成物(A)、すなわち、反応生成物(A−1)及び(A−2)の製造において、シランカップリング剤(a)とシランカップリング剤(b)との配合割合は、シランカップリング剤(b)中のエポキシ基1当量に対し、シランカップリング剤(a)中のアミノ基の活性水素の量が1.0〜5.0当量、好ましくは1.5〜4.0当量、さらに好ましくは2.0〜3.5当量となるような割合とすることができる。   In the production of the reaction product (A), that is, the reaction products (A-1) and (A-2), the mixing ratio of the silane coupling agent (a) and the silane coupling agent (b) The amount of active hydrogen of the amino group in the silane coupling agent (a) is 1.0 to 5.0 equivalents, preferably 1.5 to 4.0 equivalents, relative to 1 equivalent of the epoxy group in the ring agent (b). More preferably, the ratio can be 2.0 to 3.5 equivalents.

例えば、3−アミノプロピルトリメトキシシランは、1分子中にアミノ基が2個の活性水素を有するので、3−アミノプロピルトリメトキシシラン1モルは活性水素基2当量に相当する。また、N−(2−アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシランは、1分子中に2個の活性水素を有する1級アミノ基と1個の活性水素を有する2級アミノ基を有し、1分子中に合計で3個の活性水素を有するので、N−(2−アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン1モルは活性水素基3当量に相当する。   For example, since 3-aminopropyltrimethoxysilane has two active hydrogens in one molecule, 1 mol of 3-aminopropyltrimethoxysilane corresponds to 2 equivalents of active hydrogen groups. N- (2-aminoethyl) 3-aminopropyltrimethoxysilane has a primary amino group having two active hydrogens and a secondary amino group having one active hydrogen in one molecule, Since there are a total of three active hydrogens in one molecule, 1 mol of N- (2-aminoethyl) 3-aminopropyltrimethoxysilane corresponds to 3 equivalents of active hydrogen groups.

反応生成物(A−2)の製造において、シランカップリング剤(a)、シランカップリング剤(b)及びアルコキシシラン化合物(c)の配合割合は、上記(a)、(b)及び(c)成分の合計量100質量部に基づき、(a)及び(b)成分が合計で30〜95質量部、好ましくは50〜90質量部、さらに好ましくは60〜90質量部であり、そして(c)成分が5〜70質量部、好ましくは10〜50質量部、さらに好ましくは10〜40質量部であることができる。なお、シランカップリング剤(a)は、上記のとおり、シランカップリング剤(b)中のエポキシ基1当量に対し、シランカップリング剤()中のアミノ基の活性水素の量が1.0〜5.0当量、好ましくは1.5〜4.0当量、さらに好ましくは2.0〜3.5当量となるような割合で配合することができる。 In the production of the reaction product (A-2), the blending ratios of the silane coupling agent (a), the silane coupling agent (b) and the alkoxysilane compound (c) are the above (a), (b) and (c). ) Based on 100 parts by weight of the total amount of components, the components (a) and (b) are 30 to 95 parts by weight, preferably 50 to 90 parts by weight, more preferably 60 to 90 parts by weight, and (c ) Component may be 5-70 parts by weight, preferably 10-50 parts by weight, more preferably 10-40 parts by weight. Incidentally, a silane coupling agent (a), as described above, with respect to one epoxy group equivalent of the silane coupling agent (b), the amount of active hydrogen of the amino group in the silane coupling agent (a) 1. It can mix | blend in the ratio which becomes 0-5.0 equivalent, Preferably it is 1.5-4.0 equivalent, More preferably, it is 2.0-3.5 equivalent.

反応生成物(A−1)は、酸中和剤を含有する水性媒体中で、シランカップリング剤(a)とシランカップリング剤(b)とを付加反応及び加水分解反応させることによって得た、或いは有機溶剤中又は無溶剤下で、シランカップリング剤(a)とシランカップリング剤(b)とを付加反応させ、さらに、この付加反応物を、酸中和剤を含有する水性媒体中で加水分解反応させて得たシラン反応生成物(A’−1)の水性液を後述する方法で脱溶剤することにより得ることができる。   The reaction product (A-1) was obtained by subjecting the silane coupling agent (a) and the silane coupling agent (b) to addition reaction and hydrolysis reaction in an aqueous medium containing an acid neutralizer. Alternatively, the silane coupling agent (a) and the silane coupling agent (b) are subjected to an addition reaction in an organic solvent or in the absence of a solvent, and the addition reaction product is further added to an aqueous medium containing an acid neutralizing agent. Can be obtained by removing the aqueous solution of the silane reaction product (A′-1) obtained by hydrolysis with a method described later.

本明細書において、「水性媒体」とは、水、又は水を少なくとも80質量%含有する水とその他の液体との混和液であって、シランカップリング剤(a)、シランカップリング剤(b)、及びシランカップリング剤(a)とシランカップリング剤(b)との反応生成物を溶解又は分散することができる液体を意味する。上記混和液におけるその他の液体としては、例えば、有機溶剤、中和剤、界面活性剤、これらの2種もしくはそれ以上の混合物などを挙げることができる。   In the present specification, the “aqueous medium” is water or a mixed liquid of water containing at least 80% by mass of water and other liquid, and includes a silane coupling agent (a) and a silane coupling agent (b ), And a liquid capable of dissolving or dispersing the reaction product of the silane coupling agent (a) and the silane coupling agent (b). Examples of other liquids in the mixed liquid include an organic solvent, a neutralizing agent, a surfactant, and a mixture of two or more thereof.

上記混和液における有機溶剤としては、水溶性の有機溶剤を好適に使用することができ、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−プロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、エチレングリコールモノブチルエーテルなどを挙げることができる。   As the organic solvent in the mixed solution, a water-soluble organic solvent can be preferably used, and examples thereof include methanol, ethanol, isopropanol, n-propanol, ethylene glycol, propylene glycol, and ethylene glycol monobutyl ether. it can.

上記混和液における中和剤としては、酸中和剤として、例えば、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、2−エチルへキサン酸、乳酸、コハク酸、グルタル酸、クエン酸、メタクリル酸、1−ヒドロキシエタン−1,1−ジホスホン酸、ヒドロキシメタンビスホスホン酸、p−トルエンスルホン酸などの有機酸;塩酸、硫酸、リン酸、硝酸などの無機酸を挙げることができ、塩基性中和剤として、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、アンモニア水などの無機塩基性化合物;モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ジイソプロピルアミン、トリイソプロピルアミン、ジブチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノ(2−ヒドロキシプロピル)アミン、N,N−ジメチルアミノエタノールなどのアミン化合物を挙げることができる。   Examples of the neutralizing agent in the above mixed solution include acid neutralizing agents such as formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, 2-ethylhexanoic acid, lactic acid, succinic acid, glutaric acid, citric acid, methacrylic acid, 1- Organic acids such as hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid, hydroxymethane bisphosphonic acid, p-toluenesulfonic acid; inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, nitric acid, and the like, For example, inorganic basic compounds such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, aqueous ammonia; monoethylamine, diethylamine, triethylamine, diisopropylamine, triisopropylamine, dibutylamine, monoethanolamine, diethanolamine, mono (2- Hydroxypropyl) amine, N, N-dimethylaminoeta It can be exemplified amine compounds such Lumpur.

上記混和液における界面活性剤としては、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、高分子系界面活性剤、反応性界面活性剤等それ自体既知の界面活性剤を使用することができる。
前記水性媒体が含有する酸中和剤としては、上記混和液における酸中和剤として挙げたものを使用することができる。
As the surfactant in the above mixture, anionic surfactants, nonionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, polymer surfactants, reactive surfactants and the like are known per se. Surfactants can be used.
As an acid neutralizer which the said aqueous medium contains, what was mentioned as an acid neutralizer in the said liquid mixture can be used.

シラン反応生成物(A’−1)の水性液の製造方法において、まず、水性媒体中で反応させる工程を経てシラン反応生成物(A’−1)の水性液を製造する方法について、代表的な製造方法である、製法1と製法2について説明する。
<シラン反応生成物(A’−1)の水性液の製法1>
In the method for producing an aqueous liquid of a silane reaction product (A′-1), first, a typical method for producing an aqueous liquid of a silane reaction product (A′-1) through a step of reacting in an aqueous medium. The manufacturing method 1 and manufacturing method 2, which are various manufacturing methods, will be described.
<Production Method 1 of Aqueous Liquid of Silane Reaction Product (A′-1)>

シラン反応生成物(A’−1)の水性液の製法1は、水性媒体中で、少なくとも1個の1級又は2級のアミノ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤(a)を加水分解反応させ、ついでこの加水分解反応物と、少なくとも1個のエポキシ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤(b)を、酸中和剤を含有する水性媒体中で混合し、加水分解反応及び付加反応させて、シラン反応生成物(A’)を生成せしめる方法である。具体的には、水性媒体中に、少なくとも1個の1級又は2級のアミノ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤(a)を添加し、シランカップリング剤(a)に基づく加水分解性基を加水分解させた後、酸中和剤を配合し、ついで少なくとも1個のエポキシ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤(b)を添加し、加水分解反応及び付加反応させて、シラン反応生成物(A’−1)の水性液を得る方法である。   In the production method 1 of the aqueous liquid of the silane reaction product (A′-1), a silane coupling agent (a) having at least one primary or secondary amino group and a hydrolyzable group in an aqueous medium. Then, the hydrolysis reaction product and a silane coupling agent (b) having at least one epoxy group and a hydrolyzable group are mixed in an aqueous medium containing an acid neutralizing agent. In this method, a silane reaction product (A ′) is produced by a hydrolysis reaction and an addition reaction. Specifically, a silane coupling agent (a) having at least one primary or secondary amino group and a hydrolyzable group is added to an aqueous medium, and based on the silane coupling agent (a). After hydrolyzing the hydrolyzable group, an acid neutralizing agent is blended, and then a silane coupling agent (b) having at least one epoxy group and hydrolyzable group is added, followed by hydrolysis reaction and addition In this method, an aqueous liquid of the silane reaction product (A′-1) is obtained by reaction.

この製法1において、シランカップリング剤(a)はアミノ基を有し、一般的に水溶性を有するので、上記水性媒体は、水であることができるが、必要に応じて溶解性向上、pH調整などのため、酸中和剤、有機溶剤及び/又は界面活性剤などを含有する混和液であってもよい。   In this production method 1, since the silane coupling agent (a) has an amino group and is generally water-soluble, the aqueous medium can be water, but if necessary, the solubility is improved and the pH is increased. For adjustment and the like, a mixed solution containing an acid neutralizing agent, an organic solvent and / or a surfactant may be used.

上記製法1において、水性媒体中にシランカップリング剤(a)を添加すると、加水分解反応により発熱するので、急激な反応を防止するため、シランカップリング剤(a)の添加を徐々に行うことが好ましい。急激な反応が起こると、加水分解反応によって生じるシラノール基の縮合反応が急激に起こり、粒子化、ゲル化が生じやすくなる。   In the above production method 1, when the silane coupling agent (a) is added to the aqueous medium, heat is generated by the hydrolysis reaction, so that the silane coupling agent (a) is gradually added to prevent rapid reaction. Is preferred. When an abrupt reaction occurs, a condensation reaction of silanol groups generated by a hydrolysis reaction occurs abruptly, and particle formation and gelation are likely to occur.

水性媒体中でのシランカップリング剤(a)に基づく加水分解性基の加水分解反応によりシラノール基が生成する。その後、生成する反応物溶液に酸中和剤を配合し、ついで、シランカップリング剤(b)を添加する。生成する反応混合物溶液を酸中和するのに用いられる酸中和剤の量は、中和後の反応混合物溶液中において、シランカップリング剤(a)のアミノ基1.0当量に対して通常0.1〜1.0当量、好ましくは0.1〜0.5当量となる量である。水性媒体中に予め酸中和剤が配合されている場合には、反応物溶液への酸中和剤の配合量を上記中和当量範囲となるよう調整することができる。この酸中和剤の配合により、得られるシラン反応生成物(A’−1)の水性液のpHを通常4〜10、好ましくは5〜10、さらに好ましくはpH6〜10とすることができる。   A silanol group is generated by a hydrolysis reaction of a hydrolyzable group based on the silane coupling agent (a) in an aqueous medium. Thereafter, an acid neutralizing agent is added to the resulting reaction solution, and then the silane coupling agent (b) is added. The amount of the acid neutralizer used for acid neutralization of the resulting reaction mixture solution is usually in the reaction mixture solution after neutralization with respect to 1.0 equivalent of the amino group of the silane coupling agent (a). The amount is 0.1 to 1.0 equivalent, preferably 0.1 to 0.5 equivalent. When an acid neutralizing agent is blended in advance in the aqueous medium, the blending amount of the acid neutralizing agent in the reactant solution can be adjusted to be in the neutralization equivalent range. By adding this acid neutralizer, the pH of the aqueous solution of the resulting silane reaction product (A′-1) can be adjusted to usually 4 to 10, preferably 5 to 10, and more preferably 6 to 10.

反応物溶液にシランカップリング剤(b)を添加する時点において、シランカップリング剤(a)の加水分解性基の全部又は多くが加水分解されていることが好ましいが、加水分解性基の一部のみが加水分解されていてもよい。   It is preferable that all or most of the hydrolyzable groups of the silane coupling agent (a) are hydrolyzed at the time of adding the silane coupling agent (b) to the reactant solution. Only the part may be hydrolyzed.

ついで、上記酸中和された反応物溶液に、シランカップリング剤(b)を添加し、シランカップリング剤(a)に基づくアミノ基とシランカップリング剤(b)に基づくエポキシ基との間での付加反応、及び加水分解性基の加水分解反応を行い、シラン反応生成物(A’−1)の水性液を得ることができる。これらの反応は、通常20〜100℃の温度で、約0.5〜約20時間、好ましくは40〜90℃の温度で約1〜約10時間行うことができる。   Next, a silane coupling agent (b) is added to the acid-neutralized reactant solution, and an amino group based on the silane coupling agent (a) and an epoxy group based on the silane coupling agent (b) are added. An aqueous solution of the silane reaction product (A′-1) can be obtained by performing an addition reaction in step 1 and a hydrolysis reaction of a hydrolyzable group. These reactions can be usually performed at a temperature of 20 to 100 ° C. for about 0.5 to about 20 hours, preferably at a temperature of 40 to 90 ° C. for about 1 to about 10 hours.

このようにして得られるシラン反応生成物(A’−1)の水性液は、シラン反応生成物(A’−1)を固形分として一般に3〜30質量%、好ましくは5〜20質量%の範囲内で含有することができる。
<シラン反応生成物(A’−1)の水性液の製法2>
The aqueous liquid of the silane reaction product (A′-1) thus obtained is generally 3 to 30% by mass, preferably 5 to 20% by mass, with the silane reaction product (A′-1) as a solid content. It can be contained within the range.
<Method 2 for producing aqueous solution of silane reaction product (A′-1)>

シラン反応生成物(A’−1)の水性液の製法2は、水性媒体中にて、少なくとも1個のエポキシ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤(b)の加水分解性基を加水分解させた後、少なくとも1個の1級又は2級のアミノ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤(a)を添加して、酸中和剤を含有する水性媒体中で加水分解反応及び付加反応させて、シラン反応生成物(A’−1)の水性液を得る方法である。   The production method 2 of the aqueous liquid of the silane reaction product (A′-1) is a hydrolyzable group of the silane coupling agent (b) having at least one epoxy group and a hydrolyzable group in an aqueous medium. In the aqueous medium containing an acid neutralizer by adding a silane coupling agent (a) having at least one primary or secondary amino group and hydrolyzable group. In this method, an aqueous liquid of the silane reaction product (A′-1) is obtained by a hydrolysis reaction and an addition reaction.

この製法2において、シランカップリング剤(b)は、一般に水への溶解性が劣るため、酸中和剤を含有する水性媒体を使用する。水性媒体が酸中和剤を含有することによって、加水分解性基の加水分解を促進することができ、反応物の水溶解性を向上させることができる。   In this production method 2, since the silane coupling agent (b) generally has poor solubility in water, an aqueous medium containing an acid neutralizer is used. When the aqueous medium contains an acid neutralizing agent, hydrolysis of the hydrolyzable group can be promoted, and the water solubility of the reaction product can be improved.

上記製法2において、水性媒体中にシランカップリング剤(b)を添加する際には、急激な反応を防止するため、シランカップリング剤(b)の添加を徐々に行うことが好ましい。水性媒体中にシランカップリング剤(b)を添加すると、シランカップリング剤(b)中の加水分解性基の加水分解が進行しシラノール基が生成する。生成する反応混合物において、シランカップリング剤(b)の加水分解性基の全部又は多くが加水分解されていることが好ましいが、加水分解性基の一部のみが加水分解されていてもよい。   In the said manufacturing method 2, when adding a silane coupling agent (b) in an aqueous medium, in order to prevent rapid reaction, it is preferable to add silane coupling agent (b) gradually. When the silane coupling agent (b) is added to the aqueous medium, hydrolysis of the hydrolyzable group in the silane coupling agent (b) proceeds to generate a silanol group. In the reaction mixture to be produced, it is preferable that all or most of the hydrolyzable groups of the silane coupling agent (b) are hydrolyzed, but only a part of the hydrolyzable groups may be hydrolyzed.

ついで、上記反応混合物溶液に、シランカップリング剤(a)を添加し、シランカップリング剤(a)に基づくアミノ基とシランカップリング剤(b)に基づくエポキシ基との間での付加反応、及び加水分解性基の加水分解反応を行い、シラン反応生成物(A’−1)の水性液を得ることができる。   Next, a silane coupling agent (a) is added to the reaction mixture solution, and an addition reaction between an amino group based on the silane coupling agent (a) and an epoxy group based on the silane coupling agent (b), And an aqueous liquid of the silane reaction product (A′-1) can be obtained by performing a hydrolysis reaction of the hydrolyzable group.

シランカップリング剤(a)添加後の上記反応は、通常20〜100℃の温度で約0.5〜約20時間、好ましくは40〜90℃の温度で約1〜約10時間行うことができる。上記反応混合物溶液にシランカップリング剤(a)を添加した時点において、液中に配合されている酸中和剤の量は、シランカップリング剤(a)のアミノ基1.0当量に対して一般に0.1〜1.0当量、特に0.1〜0.5当量となる量であることが好ましい。この酸中和剤の配合により、シラン反応生成物(A’−1)の水性液のpHを通常4〜10、好ましくは5〜10、さらに好ましくはpH6〜10とすることができる。   The above reaction after addition of the silane coupling agent (a) can be carried out usually at a temperature of 20 to 100 ° C. for about 0.5 to about 20 hours, preferably at a temperature of 40 to 90 ° C. for about 1 to about 10 hours. . At the time when the silane coupling agent (a) is added to the reaction mixture solution, the amount of the acid neutralizing agent compounded in the liquid is 1.0 equivalent of the amino group of the silane coupling agent (a). In general, the amount is preferably 0.1 to 1.0 equivalent, particularly preferably 0.1 to 0.5 equivalent. By adding this acid neutralizing agent, the pH of the aqueous liquid of the silane reaction product (A′-1) can be adjusted to usually 4 to 10, preferably 5 to 10, and more preferably pH 6 to 10.

このようにして得られるシラン反応生成物(A’−1)の水性液は、シラン反応生成物(A’−1)を固形分として一般に3〜30質量%、好ましくは5〜20質量%の範囲内で含有することができる。   The aqueous liquid of the silane reaction product (A′-1) thus obtained is generally 3 to 30% by mass, preferably 5 to 20% by mass, with the silane reaction product (A′-1) as a solid content. It can be contained within the range.

つぎに、シランカップリング剤(a)とシランカップリング剤(b)とを無溶媒で又は有機溶剤中で反応させる工程を経てシラン反応生成物(A’−1)の水性液を製造する製法3について説明する。
<シラン反応生成物(A’−1)の水性液の製法3>
Next, the manufacturing method which manufactures the aqueous liquid of a silane reaction product (A'-1) through the process of making a silane coupling agent (a) and a silane coupling agent (b) react in a non-solvent or an organic solvent. 3 will be described.
<Method 3 for producing an aqueous liquid of the silane reaction product (A′-1)>

シラン反応生成物(A’−1)の水性液の製法3は、有機溶剤中で又は無溶剤下で、少なくとも1個の1級又は2級のアミノ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤(a)と、少なくとも1個のエポキシ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤(b)とを、アミノ基とエポキシ基との間で付加反応させ、ついで該付加反応物を、水及び酸中和剤を含有する水性媒体中に溶解ないし分散させ、加水分解反応させて、シラン反応生成物(A’−1)の水性液を得る方法である。   The production method 3 of the aqueous liquid of the silane reaction product (A′-1) is a silane cup having at least one primary or secondary amino group and hydrolyzable group in an organic solvent or in the absence of a solvent. A ring agent (a) and a silane coupling agent (b) having at least one epoxy group and a hydrolyzable group are subjected to an addition reaction between an amino group and an epoxy group, and then the addition reaction product is converted into an addition reaction product. In this method, an aqueous liquid of the silane reaction product (A′-1) is obtained by dissolving or dispersing in an aqueous medium containing water and an acid neutralizing agent, followed by hydrolysis.

上記製法3は、まず、シランカップリング剤(a)とシランカップリング剤(b)とを、有機溶剤中で又は無溶剤下で、アミノ基とエポキシ基との間で付加反応させる。この付加反応は発熱反応であり、急激な反応を抑制することが好ましく、例えば、両者を徐々に混合し混合終了後、例えば、約30分間〜約2時間撹拌し、反応が収まってきた段階で、60〜90℃の温度で約1〜約20時間加熱して付加反応を行うことが好適である。有機溶剤中で反応させる場合、有機溶剤としては、水溶性で、かつ後工程での脱溶剤が容易である低沸点水溶性溶剤が好ましく、具体例として、エタノール、イソプロパノール、n−プロパノールなどの低沸点アルコール溶剤を挙げることができる。   In the production method 3, first, the silane coupling agent (a) and the silane coupling agent (b) are subjected to an addition reaction between an amino group and an epoxy group in an organic solvent or in the absence of a solvent. This addition reaction is an exothermic reaction, and it is preferable to suppress an abrupt reaction. For example, after the mixing is gradually performed and the mixing is completed, the mixture is stirred, for example, for about 30 minutes to about 2 hours. It is preferable to carry out the addition reaction by heating at a temperature of 60 to 90 ° C. for about 1 to about 20 hours. When the reaction is carried out in an organic solvent, the organic solvent is preferably a low-boiling water-soluble solvent that is water-soluble and easy to remove in the subsequent step. Specific examples include low-boiling water such as ethanol, isopropanol, and n-propanol. Mention may be made of boiling alcohol solvents.

上記付加反応終了後、付加反応混合物を、酸中和剤を含有する水性媒体中に溶解ないし分散させ、加水分解反応させることによってシラン反応生成物(A’−1)の水性液を得ることができる。上記加水分解反応は、付加反応混合物を、酸中和剤を含有する水性媒体中に溶解ないし分散させ、通常20〜100℃の温度で約0.5〜約20時間、好ましくは40〜90℃の温度で約1〜約10時間反応させることによって行うことができる。上記付加反応混合物に配合される水性媒体中の酸中和剤の量は、使用されるシランカップリング剤(a)のアミノ基1.0当量に対して通常0.1〜1.0当量、好ましくは0.1〜0.5当量となる量である。この酸中和剤により、得られるシラン反応生成物(A’−1)の水性液のpHを一般に4〜10、好ましくは5〜10、さらに好ましくはpH6〜10とすることができる。このようにして得られるシラン反応生成物(A’−1)の水性液は、シラン反応生成物(A’−1)を固形分として3〜30質量%、好ましくは5〜20質量%の範囲内で含有することができる。   After completion of the addition reaction, the addition reaction mixture is dissolved or dispersed in an aqueous medium containing an acid neutralizing agent and subjected to a hydrolysis reaction to obtain an aqueous liquid of the silane reaction product (A′-1). it can. In the hydrolysis reaction, the addition reaction mixture is dissolved or dispersed in an aqueous medium containing an acid neutralizing agent, and usually at a temperature of 20 to 100 ° C. for about 0.5 to about 20 hours, preferably 40 to 90 ° C. For about 1 to about 10 hours. The amount of the acid neutralizing agent in the aqueous medium to be blended with the addition reaction mixture is usually 0.1 to 1.0 equivalent based on 1.0 equivalent of the amino group of the silane coupling agent (a) used. The amount is preferably 0.1 to 0.5 equivalent. With this acid neutralizing agent, the pH of the aqueous solution of the resulting silane reaction product (A′-1) can be generally adjusted to 4 to 10, preferably 5 to 10, and more preferably pH 6 to 10. The aqueous liquid of the silane reaction product (A′-1) thus obtained has a solid content of the silane reaction product (A′-1) of 3 to 30% by mass, preferably 5 to 20% by mass. Can be contained within.

反応生成物(A−2)は、シランカップリング剤(a)、シランカップリング剤(b)及びアルコキシシラン化合物(c)を、加水分解反応、及びエポキシ基とアミノ基との間での付加反応に付し、生成するシラン反応生成物(A’−2)の水性液を後述する方法で脱溶剤することにより得ることができる。その反応は、水性媒体中で反応させる方法、又はアルコール溶剤中もしくは無溶剤下で一部反応させた後、水性媒体中でさらに反応を行う方法などによって行うことができる。   The reaction product (A-2) is a silane coupling agent (a), a silane coupling agent (b), and an alkoxysilane compound (c), hydrolysis reaction, and addition between an epoxy group and an amino group. It can obtain by attaching | subjecting reaction and removing the aqueous liquid of the silane reaction product (A'-2) to produce | generate by the method mentioned later. The reaction can be performed by a method of reacting in an aqueous medium or a method of further reacting in an aqueous medium after partially reacting in an alcohol solvent or without a solvent.

上記のシラン反応生成物(A’−2)の水性液の製造方法において、まず、水性媒体中で反応させる方法によってシラン反応生成物(A’−2)の水性液を製造する方法について、代表的な製造方法である製法1と製法2について説明する。
<シラン反応生成物(A’−2)の水性液の製法1>
In the method for producing an aqueous liquid of the above silane reaction product (A′-2), first, a method for producing an aqueous liquid of the silane reaction product (A′-2) by a method of reacting in an aqueous medium is representative. Manufacturing method 1 and manufacturing method 2, which are typical manufacturing methods, will be described.
<Production Method 1 of Aqueous Liquid of Silane Reaction Product (A′-2)>

シラン反応生成物(A’−2)の水性液の製法1は、水性媒体中で、少なくとも1個の1級又は2級のアミノ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤(a)を加水分解反応させ、ついで、この加水分解反応物に、少なくとも1個のエポキシ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤(b)及びアルコキシシラン化合物(c)を反応させてシラン反応生成物(A’−2)を生成せしめる方法である。   In the production method 1 of the aqueous liquid of the silane reaction product (A′-2), the silane coupling agent (a) having at least one primary or secondary amino group and hydrolyzable group in an aqueous medium. Then, the hydrolysis reaction product is reacted with a silane coupling agent (b) having at least one epoxy group and a hydrolyzable group and an alkoxysilane compound (c) to produce a silane reaction. In this method, the product (A′-2) is generated.

シラン反応生成物(A’−2)の水性液の製法1の代表的な製法として、水性媒体中で、少なくとも1個の1級又は2級のアミノ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤(a)を加水分解反応させ、該加水分解反応物と、少なくとも1個のエポキシ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤(b)とアルコキシシラン化合物(c)とを、酸中和剤を含有する水性媒体中で混合し、加水分解反応及び付加反応させて、シラン反応生成物(A’−2)を生成せしめる方法を挙げることができる。   As a typical production method 1 for producing an aqueous liquid of the silane reaction product (A′-2), a silane cup having at least one primary or secondary amino group and a hydrolyzable group in an aqueous medium. A ring agent (a) is subjected to a hydrolysis reaction, and the hydrolysis reaction product, a silane coupling agent (b) having at least one epoxy group and a hydrolyzable group, and an alkoxysilane compound (c) are reacted with an acid. The method of mixing in the aqueous medium containing a neutralizing agent, making it a hydrolysis reaction and addition reaction, and producing | generating a silane reaction product (A'-2) can be mentioned.

この製法1において、(a)成分は、アミノ基を有し、一般的に水溶性を有するので、上記水性媒体は、水であることができるが、必要に応じて溶解性向上、pH調整などのため、酸中和剤、有機溶剤及び/又は界面活性剤などを含有する混和液であってもよい。   In this production method 1, since the component (a) has an amino group and is generally water-soluble, the aqueous medium can be water, but if necessary, solubility improvement, pH adjustment, etc. Therefore, it may be a mixed solution containing an acid neutralizer, an organic solvent, and / or a surfactant.

上記製法1において、水性媒体中に(a)成分を添加すると、加水分解反応により発熱するので、急激な反応を防止するため、(a)成分の添加を徐々に行うことが好ましい。急激な反応が起こると、加水分解反応によって生じるシラノール基の縮合反応が急激に起こりやすく、粒子化、ゲル化が生じやすくなる。   In the production method 1, when the component (a) is added to the aqueous medium, heat is generated by the hydrolysis reaction. Therefore, in order to prevent a rapid reaction, it is preferable to gradually add the component (a). When a rapid reaction occurs, a condensation reaction of a silanol group generated by a hydrolysis reaction is likely to occur rapidly, and particleization and gelation are likely to occur.

水性媒体中での(a)成分に基づく加水分解性基の加水分解反応によりシラノール基が生成する。生成する反応混合物溶液に酸中和剤を添加し、ついで、(b)成分及び(c)成分を添加することが水溶解性の向上、安定性の向上の点から好ましい。この場合、生成する反応混合物溶液を酸中和するのに用いられる酸中和剤の量は、中和後の反応混合物溶液中において、(a)成分のアミノ基1当量に対して一般に0.1〜2.0当量、好ましくは0.1〜1.0当量となる量であることができる。水性媒体中に予め酸中和剤が配合されている場合には、反応混合物溶液への酸中和剤の配合量を上記中和当量範囲となるよう調整することが好ましい。この酸中和剤の配合により、得られるシラン反応生成物(A’−2)を含有する水性媒体液のpHを通常4〜10、好ましくは5〜10、さらに好ましくは6〜10とすることができる。   A silanol group is generated by a hydrolysis reaction of a hydrolyzable group based on the component (a) in an aqueous medium. It is preferable from the viewpoint of improving water solubility and stability that an acid neutralizing agent is added to the resulting reaction mixture solution, and then component (b) and component (c) are added. In this case, the amount of the acid neutralizing agent used for acid neutralization of the resulting reaction mixture solution is generally 0. 0 with respect to 1 equivalent of the amino group of the component (a) in the reaction mixture solution after neutralization. The amount can be 1 to 2.0 equivalents, preferably 0.1 to 1.0 equivalents. When an acid neutralizing agent is blended in advance in the aqueous medium, it is preferable to adjust the blending amount of the acid neutralizing agent in the reaction mixture solution to be in the neutralization equivalent range. The pH of the aqueous medium liquid containing the resulting silane reaction product (A′-2) is usually 4 to 10, preferably 5 to 10, more preferably 6 to 10 by blending this acid neutralizer. Can do.

上記反応混合物溶液に、(b)成分と(c)成分とを添加する時点において、(a)成分の加水分解性基の全部又は多くが加水分解されていることが好ましいが、加水分解性基の一部のみが加水分解されていてもよい。   It is preferable that all or most of the hydrolyzable groups of the component (a) are hydrolyzed at the time of adding the component (b) and the component (c) to the reaction mixture solution. Only a part of may be hydrolyzed.

上記酸中和された反応混合物溶液に、(b)成分及び(c)成分を添加し、アミノ基とエポキシ基との付加反応および加水分解性官能基の加水分解反応を行うことにより、シラン反応生成物(A’−2)水性液を得ることができる。これらの反応は、通常20〜100℃の温度で約0.5〜約20時間、好ましくは40〜90℃の温度で約1〜約10時間にて行うことができる。   By adding the component (b) and the component (c) to the acid-neutralized reaction mixture solution, and performing an addition reaction between an amino group and an epoxy group and a hydrolysis reaction of a hydrolyzable functional group, a silane reaction A product (A′-2) aqueous liquid can be obtained. These reactions can usually be performed at a temperature of 20 to 100 ° C. for about 0.5 to about 20 hours, preferably at a temperature of 40 to 90 ° C. for about 1 to about 10 hours.

このようにして水性媒体中において得られるシラン反応生成物(A’−2)水性液は、シラン反応生成物(A’−2)を固形分として一般に3〜30質量%、好ましくは5〜20質量%の範囲内で含有することができる。
<シラン反応生成物(A’−2)の水性液の製法2>
The aqueous solution of the silane reaction product (A′-2) thus obtained in the aqueous medium is generally 3 to 30% by mass, preferably 5 to 20%, based on the silane reaction product (A′-2) as a solid content. It can contain within the range of the mass%.
<Method 2 for producing aqueous solution of silane reaction product (A'-2)>

シラン反応生成物(A’−2)の水性液の製法2は、水性媒体中で、少なくとも1個のエポキシ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤(b)とアルコキシシラン化合物(c)とを加水分解反応させた後、少なくとも1個の1級又は2級のアミノ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤(a)を添加して、酸中和剤を含有する水性媒体中で加水分解反応及び付加反応させて、シラン反応生成物(A’−2)を生成せしめる方法である。   In the production method 2 of the aqueous liquid of the silane reaction product (A′-2), a silane coupling agent (b) having at least one epoxy group and a hydrolyzable group and an alkoxysilane compound (c) in an aqueous medium. And a silane coupling agent (a) having at least one primary or secondary amino group and a hydrolyzable group, and an aqueous solution containing an acid neutralizer. In this method, a silane reaction product (A′-2) is produced by a hydrolysis reaction and an addition reaction in a medium.

この製法2において、(b)成分及び(c)成分は、一般に加水分解速度が遅いので酸を触媒として含有する水性媒体、すなわち酸中和剤を含有する水性媒体を使用することが好ましい。水性媒体が酸中和剤を含有することによって、加水分解性基の加水分解を促進させることができ、反応混合物の水溶解性を向上することができる。   In this production method 2, since the component (b) and the component (c) generally have a low hydrolysis rate, it is preferable to use an aqueous medium containing an acid as a catalyst, that is, an aqueous medium containing an acid neutralizer. When the aqueous medium contains an acid neutralizing agent, hydrolysis of the hydrolyzable group can be promoted, and the water solubility of the reaction mixture can be improved.

上記製法2において、水性媒体中に(b)成分及び(c)成分を添加する際には、急激な反応を防止するため、(b)成分及び(c)成分の添加を徐々に行うことが好ましい。水性媒体中に(b)成分及び(c)成分を添加すると、(b)成分及び(c)成分中の加水分解性官能基の加水分解が進行しシラノール基が生成する。生成する反応混合物において、(b)成分及び(c)成分の加水分解性官能基の全部又は多くが加水分解されていることが好ましいが、加水分解性基の一部のみが加水分解されていてもよい。   In the above production method 2, when the component (b) and the component (c) are added to the aqueous medium, the component (b) and the component (c) may be gradually added to prevent an abrupt reaction. preferable. When the component (b) and the component (c) are added to the aqueous medium, hydrolysis of the hydrolyzable functional group in the component (b) and the component (c) proceeds to generate a silanol group. In the resulting reaction mixture, it is preferable that all or most of the hydrolyzable functional groups of the component (b) and the component (c) are hydrolyzed, but only a part of the hydrolyzable groups are hydrolyzed. Also good.

ついで、上記反応混合物溶液に、(a)成分を添加し、(a)成分に基づくアミノ基と、(b)成分に基づくエポキシ基との間での付加反応、及び加水分解性官能基の加水分解反応を行うことにより、シラン反応生成物(A’−2)の水性液を得ることができる。   Next, the component (a) is added to the reaction mixture solution, an addition reaction between the amino group based on the component (a) and the epoxy group based on the component (b), and the hydrolysis of the hydrolyzable functional group. By performing the decomposition reaction, an aqueous liquid of the silane reaction product (A′-2) can be obtained.

(a)成分添加後の上記反応は、通常20〜100℃の温度で約0.5〜約20時間、好ましくは40〜90℃の温度で約1〜約10時間行うことができる。上記反応混合物溶液に(a)成分を添加する時点において、液中に配合されている酸中和剤の量は、()成分のアミノ基1当量に対して一般に0.1〜2.0当量、好ましくは0.1〜1.0当量となる量であることができる。この酸中和剤の配合により、シラン反応生成物(A’−2)の水性液のpHを通常4〜10、好ましくは5〜10、さらに好ましくは6〜10とすることができる。 The above reaction after addition of the component (a) is usually carried out at a temperature of 20 to 100 ° C. for about 0.5 to about 20 hours, preferably at a temperature of 40 to 90 ° C. for about 1 to about 10 hours. When the component (a) is added to the reaction mixture solution, the amount of the acid neutralizer added in the solution is generally 0.1 to 2.0 with respect to 1 equivalent of the amino group of the component ( a ). The amount can be equivalent, preferably 0.1 to 1.0 equivalent. By blending this acid neutralizer, the pH of the aqueous liquid of the silane reaction product (A′-2) can be usually 4 to 10, preferably 5 to 10, and more preferably 6 to 10.

このようにして水性媒体中において得られるシラン反応生成物(A’−2)の水性液は、シラン反応生成物(A’−2)を固形分として一般に3〜30質量%、好ましくは5〜20質量%の範囲内で含有することができる。   The aqueous liquid of the silane reaction product (A′-2) thus obtained in the aqueous medium is generally 3 to 30% by mass, preferably 5 to 5%, based on the silane reaction product (A′-2) as a solid content. It can contain within the range of 20 mass%.

つぎに、アルコール溶剤中もしくは無溶剤下で(a)、(b)及び(c)成分の一部を反応させた後、水性媒体中でさらに反応を行う方法によりシラン反応生成物(A’−2)の水性液を製造する製法3について説明する。
<シラン反応生成物(A’−2)の水性液の製法3>
Next, after reacting a part of the components (a), (b) and (c) in an alcohol solvent or without a solvent, a silane reaction product (A′- Production method 3 for producing the aqueous liquid 2) will be described.
<Method 3 for producing an aqueous liquid of the silane reaction product (A'-2)>

シラン反応生成物(A’−2)の水性液の製法3は、有機溶剤中、特にアルコール溶剤中もしくは無溶剤下で、(a)、(b)及び(c)成分のうちの1又は2成分を加水分解反応させた後、水性媒体中で、さらに残りの成分を加えて加水分解反応及び付加反応を行うことによってシラン反応生成物(A’−2)を生成せしめる方法である。   The production method 3 of the aqueous liquid of the silane reaction product (A′-2) is 1 or 2 of the components (a), (b) and (c) in an organic solvent, particularly in an alcohol solvent or in the absence of a solvent. In this method, after the components are hydrolyzed, the remaining components are further added in an aqueous medium to perform a hydrolysis reaction and an addition reaction, thereby generating a silane reaction product (A′-2).

シラン反応生成物(A’−2)の水性液の製法3の代表的な製法として、アルコール溶剤中又は無溶剤下で、少なくとも1個のエポキシ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤(b)とアルコキシシラン化合物(c)とを加水分解反応させた後、該加水分解反応物を、酸中和剤を含有する水性媒体中に溶解ないし分散させ、ついで、少なくとも1個の1級又は2級のアミノ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤(a)を添加して加水分解反応及び付加反応させて、シラン反応生成物(A’−2)を生成せしめる方法を挙げることができる。   As a typical production method 3 for producing an aqueous liquid of the silane reaction product (A′-2), a silane coupling agent having at least one epoxy group and a hydrolyzable group in an alcohol solvent or under no solvent. After the hydrolysis reaction of (b) and the alkoxysilane compound (c), the hydrolysis reaction product is dissolved or dispersed in an aqueous medium containing an acid neutralizer, and then at least one primary Alternatively, a method of adding a silane coupling agent (a) having a secondary amino group and a hydrolyzable group and causing a hydrolysis reaction and an addition reaction to produce a silane reaction product (A′-2) is mentioned. be able to.

上記製法3の代表的な製法においては、まず、(b)成分及び(c)成分を、アルコール溶剤中で又は無溶剤下で、(b)成分と(c)成分との合計モル量1に対し、約1〜約5倍モル量の水を添加して加水分解反応させることが好ましい。この加水分解反応は発熱反応であり、急激な反応を抑制することが好ましく、例えば、両者を徐々に添加することが好適である。急激な反応により、この加水分解反応の際に生成するシラノール基の縮合反応も起こり、縮合反応が行き過ぎると、ゲル化が起こるため注意が必要である。上記加水分解反応は、通常20〜80℃の温度で約0.5〜約10時間、好ましくは30〜70℃の温度で約1〜約5時間行うことができる。上記アルコール溶剤としては、水溶性で、かつ後工程での脱溶剤が容易であるものが好ましく、具体例として、エタノール、イソプロパノール、n−プロパノールなどの低沸点アルコール溶剤を挙げることができる。   In the typical production method of the production method 3, first, the component (b) and the component (c) are added in an alcohol solvent or under no solvent to a total molar amount 1 of the component (b) and the component (c). On the other hand, it is preferable to add about 1 to about 5 times the molar amount of water to cause a hydrolysis reaction. This hydrolysis reaction is an exothermic reaction, and it is preferable to suppress an abrupt reaction. For example, it is preferable to add both gradually. Due to the abrupt reaction, a condensation reaction of silanol groups generated during the hydrolysis reaction also occurs. If the condensation reaction goes too far, gelation occurs, so care must be taken. The hydrolysis reaction can be performed usually at a temperature of 20 to 80 ° C. for about 0.5 to about 10 hours, preferably at a temperature of 30 to 70 ° C. for about 1 to about 5 hours. As the alcohol solvent, those which are water-soluble and can be easily removed in a subsequent step are preferable. Specific examples thereof include low-boiling alcohol solvents such as ethanol, isopropanol and n-propanol.

この加水分解反応の後、得られる反応混合物を酸中和剤を含有する水性媒体中に溶解ないし分散させる。ついで、得られた反応混合物の水性に、(a)成分を添加して、加水分解反応、及び(a)成分中のアミノ基と(b)成分中のエポキシ基との間での付加反応を行い、シラン反応生成物(A’−2)を生成せしめる。上記水性媒体中の酸中和剤の量は、反応物の水性に配合される(a)成分中のアミノ基1当量に対して通常0.1〜2.0当量、好ましくは0.1〜1.0当量となる量であることができる。この酸中和剤の配合により、得られるシラン反応生成物(A’−2)の水性液のpHを通常4〜10、好ましくは5〜10、さらに好ましくは6〜10とすることができる。 After this hydrolysis reaction, the resulting reaction mixture is dissolved or dispersed in an aqueous medium containing an acid neutralizer. Next, the component (a) is added to the aqueous liquid of the resulting reaction mixture to cause a hydrolysis reaction, and an addition reaction between the amino group in the component (a) and the epoxy group in the component (b). To produce a silane reaction product (A′-2). The amount of the acid neutralizing agent in the aqueous medium is usually 0.1 to 2.0 equivalents, preferably 0.1 with respect to 1 equivalent of amino groups in the component (a) blended in the aqueous liquid of the reaction product. The amount can be -1.0 equivalent. By blending this acid neutralizer, the pH of the aqueous solution of the resulting silane reaction product (A′-2) can be usually 4 to 10, preferably 5 to 10, and more preferably 6 to 10.

上記水性媒体中での加水分解反応及び付加反応は、通常20〜100℃の温度で約0.5〜約20時間、好ましくは40〜90℃の温度で約1〜約10時間行うことができる。   The hydrolysis reaction and addition reaction in the aqueous medium can be performed usually at a temperature of 20 to 100 ° C. for about 0.5 to about 20 hours, preferably at a temperature of 40 to 90 ° C. for about 1 to about 10 hours. .

このようにして水性媒体中において得られるシラン反応生成物(A’−2)の水性液は、シラン反応生成物(A’−2)を固形分として一般に3〜30質量%、好ましくは5〜20質量%の範囲内で含有することができる。   The aqueous liquid of the silane reaction product (A′-2) thus obtained in the aqueous medium is generally 3 to 30% by mass, preferably 5 to 5%, based on the silane reaction product (A′-2) as a solid content. It can contain within the range of 20 mass%.

また、製法3としては、アルコール溶剤中又は無溶剤下で、少なくとも1個の1級又は2級のアミノ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤(a)を加水分解反応させた後、得られる反応混合物を、酸中和剤を含有する水性媒体中に溶解ないし分散させ、ついで、少なくとも1個のエポキシ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤(b)及びアルコキシシラン化合物(c)を添加して加水分解反応及び付加反応させることにより、シラン反応生成物(A’−2)を生成せしめる方法を挙げることもできる。
以上に述べた製法1〜3により、水性媒体中に溶解ないしは分散された状態でシラン反応生成物(A’−2)の水性液を得ることができる。
Moreover, as a manufacturing method 3, after making the silane coupling agent (a) which has an at least 1 primary or secondary amino group and a hydrolysable group in an alcohol solvent or under absence of solvent, a hydrolysis reaction is carried out. The resulting reaction mixture is dissolved or dispersed in an aqueous medium containing an acid neutralizer, and then a silane coupling agent (b) having at least one epoxy group and a hydrolyzable group and an alkoxysilane compound A method of generating a silane reaction product (A′-2) by adding (c) to cause a hydrolysis reaction and an addition reaction can also be mentioned.
By the manufacturing methods 1 to 3 described above, an aqueous liquid of the silane reaction product (A′-2) can be obtained in a state dissolved or dispersed in an aqueous medium.

本明細書において、シラン反応生成物(A’−1)及びシラン反応生成物(A’−2)を併せてシラン反応生成物(A’)と総称する。   In this specification, the silane reaction product (A′-1) and the silane reaction product (A′-2) are collectively referred to as a silane reaction product (A ′).

以上に述べた方法により得られるシラン反応生成物(A’)の水性液に、以下に述べる酸安定化剤(B)を添加することによりシラン反応生成物の水性液を調製した後、脱溶剤する工程が行われ、バインダ組成物の固形分となる反応生成物(A)を含有する安定な水性バインダ組成物を製造することができる。
酸安定化剤(B)
After the aqueous solution of the silane reaction product is prepared by adding the acid stabilizer (B) described below to the aqueous solution of the silane reaction product (A ′) obtained by the method described above, the solvent is removed. The stable aqueous | water-based binder composition containing the reaction product (A) used as the solid content of a binder composition is performed can be manufactured.
Acid stabilizer (B)

本発明組成物における酸安定化剤(B)は、本発明の水性バインダ組成物の液安定性の向上に寄与する成分であり、水性バインダ組成物や水性バインダ組成物を用いた金属表面処理剤中における反応生成物(A)のシラノール基の縮合反応を抑制し、液安定性を向上させるものである。また、酸安定化剤(B)は、表面処理剤から形成される表面処理皮膜の耐食性の向上に役立つ場合もある。   The acid stabilizer (B) in the composition of the present invention is a component that contributes to the improvement of the liquid stability of the aqueous binder composition of the present invention, and an aqueous binder composition or a metal surface treatment agent using the aqueous binder composition. The condensation reaction of the silanol group of the reaction product (A) in the inside is suppressed, and the liquid stability is improved. The acid stabilizer (B) may be useful for improving the corrosion resistance of the surface treatment film formed from the surface treatment agent.

本発明組成物において、酸安定化剤(B)は、リン酸系酸化合物及び硝酸系酸化合物から選ばれる少なくとも1種の酸である。   In the composition of the present invention, the acid stabilizer (B) is at least one acid selected from a phosphoric acid compound and a nitric acid compound.

上記リン酸系酸化合物としては、例えば、リン酸(オルトリン酸)、縮合リン酸、亜リン酸などの無機リン酸系酸化合物;有機ホスホン酸などの有機リン酸系酸化合物を挙げることができる。縮合リン酸にはメタリン酸及びポリリン酸が包含され、メタリン酸は環状のリン酸縮合物であって、トリメタリン酸、テトラメタリン酸、ヘキサメタリン酸などを包含し、ポリリン酸は鎖状のリン酸縮合物であって、ピロリン酸、トリポリリン酸、テトラポリリン酸などを包含する。また、有機ホスホン酸としては、例えば、アミノトリメチレンホスホン酸、1−ヒドロキシエタン−1,1−ジホスホン酸、ヒドロキシメタンビスホスホン酸、エチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸、ジエチレントリアミンペンタメチレンホスホン酸などを挙げることができる。   Examples of the phosphoric acid compound include inorganic phosphoric acid compounds such as phosphoric acid (orthophosphoric acid), condensed phosphoric acid, and phosphorous acid; and organic phosphoric acid compounds such as organic phosphonic acid. . The condensed phosphoric acid includes metaphosphoric acid and polyphosphoric acid, which is a cyclic phosphoric acid condensate, including trimetaphosphoric acid, tetrametaphosphoric acid, hexametaphosphoric acid, etc., and polyphosphoric acid is a chain phosphoric acid condensation Including pyrophosphoric acid, tripolyphosphoric acid, tetrapolyphosphoric acid and the like. Examples of the organic phosphonic acid include aminotrimethylenephosphonic acid, 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid, hydroxymethane bisphosphonic acid, ethylenediaminetetramethylenephosphonic acid, diethylenetriaminepentamethylenephosphonic acid, and the like. .

上記硝酸系酸化合物としては、例えば、硝酸、亜硝酸などを挙げることができる。
これらの酸安定化剤はそれぞれ単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
酸安定化剤(B)のうち、なかでも、リン酸及び硝酸が好適であり、リン酸が特に好適である。
Examples of the nitric acid compound include nitric acid and nitrous acid.
These acid stabilizers can be used alone or in combination of two or more.
Of the acid stabilizers (B), phosphoric acid and nitric acid are preferred, and phosphoric acid is particularly preferred.

酸安定化剤(B)の配合量は、反応生成物(A)100質量部に基づき、一般に1〜10質量部、好ましくは2〜8質量部、さらに好ましくは3〜7質量部である。
金属表面処理剤用水性バインダ組成物の製造
The compounding quantity of an acid stabilizer (B) is 1-10 mass parts generally based on 100 mass parts of reaction products (A), Preferably it is 2-8 mass parts, More preferably, it is 3-7 mass parts.
Production of aqueous binder composition for metal surface treatment agent

本発明の金属表面処理剤用水性バインダ組成物は、例えば、少なくとも1個の1級又は2級のアミノ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤(a)と、少なくとも1個のエポキシ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤(b)と、場合によりさらに、式:(R)4−n−Si−(X)[式中、Rは場合により反応性を有さない置換基で置換されていてもよい炭素原子数1〜18の炭化水素基を表し、Xはアルコキシル基を表し、nは1〜3の整数を表す]で示される少なくとも1種のアルコキシシラン化合物(c)とを反応させることによりシラン反応生成物(A’)を生成せしめ、ついで、シラン反応生成物(A’)に、リン酸系酸化合物及び硝酸系酸化合物から選ばれる少なくとも1種の酸安定化剤(B)を添加することによりシラン反応生成物の水性液を調製した後、脱溶剤することを特徴とする方法により製造することができる。The aqueous binder composition for a metal surface treatment agent of the present invention includes, for example, at least one silane coupling agent (a) having a primary or secondary amino group and a hydrolyzable group, and at least one epoxy. A silane coupling agent (b) having a group and a hydrolyzable group, and optionally further a formula: (R) 4-n- Si- (X) n [wherein R is optionally reactive. Represents an optionally substituted hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, X represents an alkoxyl group, and n represents an integer of 1 to 3]. A silane reaction product (A ′) is produced by reacting with (c), and then the silane reaction product (A ′) is subjected to at least one selected from a phosphoric acid compound and a nitric acid compound. Add acid stabilizer (B) After preparation of the aqueous solution of the silane reaction product by Rukoto, it can be produced by a method which is characterized in that the solvent is removed.

上記シラン反応生成物(A’)は、反応生成物(A)と同様に、シランカップリング剤(a)のアミノ基とシランカップリング剤(b)のエポキシ基とが化学結合しており、シランカップリング剤(b)に基づく未反応のエポキシ基を実質的に有さず、かつシランカップリング剤(a)、シランカップリング剤(b)及びアルコキシシラン化合物(c)に基づく加水分解性官能基の全てが実質的にシラノール基に加水分解されていることが好ましいが、未反応のエポキシ基を少量有していていたり、また加水分解性官能基の一部がシラノール基に加水分解されずに残存したものであっても、脱溶剤工程において反応が進行し、脱溶剤工程後に得られる反応生成物(A)が、未反応のエポキシ基を実質的に有さず、加水分解性官能基の全てが実質的にシラノール基に加水分解されたものとなるものであれば、シラン反応生成物(A’)に包含される。   In the silane reaction product (A ′), similarly to the reaction product (A), the amino group of the silane coupling agent (a) and the epoxy group of the silane coupling agent (b) are chemically bonded, Hydrolyzable having substantially no unreacted epoxy group based on the silane coupling agent (b) and based on the silane coupling agent (a), the silane coupling agent (b) and the alkoxysilane compound (c) Although it is preferable that all of the functional groups are substantially hydrolyzed to silanol groups, they have a small amount of unreacted epoxy groups, and some of the hydrolyzable functional groups are hydrolyzed to silanol groups. Even if it remains, the reaction proceeds in the solvent removal step, and the reaction product (A) obtained after the solvent removal step is substantially free of unreacted epoxy groups and has a hydrolyzable functionality. All of the groups are real As long as to become what is hydrolyzed to silanol group, it is encompassed by the silane reaction product (A ').

シラン反応生成物の水性液は、例えば、前述の如くして得られるシラン反応生成物(A')の水性液に酸安定化剤(B)を添加し、混合することにより調製することができる。   The aqueous solution of the silane reaction product can be prepared, for example, by adding the acid stabilizer (B) to the aqueous solution of the silane reaction product (A ′) obtained as described above and mixing. .

かくして得られるシラン反応生成物の水性液の脱溶剤は、液安定性が悪化しやすい工程であるが、本発明に従い、脱溶剤工程の前に酸安定化剤(B)を混合することによって、液の安定性を保持することができる。   Solvent removal of the aqueous liquid of the silane reaction product thus obtained is a process in which the liquid stability tends to deteriorate, but according to the present invention, by mixing the acid stabilizer (B) before the solvent removal process, The stability of the liquid can be maintained.

この脱溶剤の条件は、シラン反応生成物の水性液中の、加水分解によって生成するアルコールなどの溶剤を除去することができ、液安定性に支障がない限り、特に制限されるものではなく、例えば、脱溶剤は、通常50〜90℃、特に60〜80℃の温度で約0.5〜約20時間、好ましくは約0.5〜約3時間減圧蒸留することにより行うことができる。脱溶剤工程による液pHの変化は小さいが、脱溶剤中や脱溶剤後のバインダ組成物のpHが前記の範囲から外れる場合には、中和剤の添加によってpHを調整することができる。   The solvent removal conditions are not particularly limited as long as the solvent such as alcohol produced by hydrolysis in the aqueous liquid of the silane reaction product can be removed and the liquid stability is not hindered. For example, the solvent removal can be carried out by distillation under reduced pressure usually at a temperature of 50 to 90 ° C., particularly 60 to 80 ° C. for about 0.5 to about 20 hours, preferably about 0.5 to about 3 hours. Although the change of the liquid pH due to the solvent removal step is small, the pH can be adjusted by adding a neutralizing agent when the pH of the binder composition during or after the solvent removal is out of the above range.

脱溶剤生成物は、そのままで、又は必要に応じて、固形分調整やpH調整のため、水、中和剤などを配合した後、金属表面処理剤用水性バインダ組成物として使用することができる。   The solvent-removed product can be used as an aqueous binder composition for a metal surface treatment agent as it is or after blending water, a neutralizing agent or the like for solid content adjustment or pH adjustment as necessary. .

本発明の金属材料表面処理用バインダ組成物は、一般に4.0〜10.0、好ましくは5.0〜10.0、さらに好ましくは6.0〜10.0の範囲内のpHを有する。また、本発明のバインダ組成物は、固形分濃度が一般に5〜30質量%、好ましくは5〜20質量%の範囲内にあることができ、かつ、有機溶剤量が3質量%以下、特に1質量%以下であって、引火点を有さない非危険物であることが望ましい。また、本発明の金属材料表面処理用バインダ組成物は、測定温度20℃、B型回転粘度計にて60rpmの条件にて測定した液粘度が、一般に2.5cps以下、特に2.4cps以下であることが、液の流動性の点から好ましい。
金属表面処理剤
The binder composition for surface treatment of a metal material of the present invention generally has a pH in the range of 4.0 to 10.0, preferably 5.0 to 10.0, and more preferably 6.0 to 10.0. Further, the binder composition of the present invention can have a solid content concentration of generally 5 to 30% by mass, preferably 5 to 20% by mass, and an organic solvent amount of 3% by mass or less, particularly 1 It is desirable that it is a non-hazardous material having a mass% or less and having no flash point. The binder composition for surface treatment of a metal material according to the present invention generally has a liquid viscosity of 2.5 cps or less, particularly 2.4 cps or less measured at a measurement temperature of 20 ° C. and a B-type rotational viscometer at 60 rpm. It is preferable from the viewpoint of fluidity of the liquid.
Metal surface treatment agent

本発明の金属表面処理剤は、以上に述べた金属表面処理剤用バインダ組成物及び防錆剤を含有するものである。
上記防錆剤としては、塗料分野で通常使用されるもの、例えば、マンガン、コバルト、亜鉛、マグネシウム、ニッケル、チタン、バナジウム、ジルコニウム、スズ、カルシウム、珪素、タングステン、モリブデン、ハフニウム及びアルミニウムなどの金属を含有する金属化合物;無機リン酸、有機リン酸などを挙げることができる。かかる金属化合物としては、例えば、かかる金属の炭酸塩、リン酸塩、硝酸塩、硫酸塩、酢酸塩、フルオロ酸及びその塩、酸化物などが挙げられる。これらの金属化合物は無水物であってもよく、また、存在する場合には水和物であってもよい。上記金属化合物のうち、なかでも、チタン、バナジウム及びジルコニウムを含有する金属化合物が好適である。
The metal surface treatment agent of this invention contains the binder composition for metal surface treatment agents described above and a rust inhibitor.
Examples of the anticorrosive agent include those usually used in the paint field, such as manganese, cobalt, zinc, magnesium, nickel, titanium, vanadium, zirconium, tin, calcium, silicon, tungsten, molybdenum, hafnium, and aluminum. A metal compound containing: inorganic phosphoric acid, organic phosphoric acid and the like. Examples of such metal compounds include carbonates, phosphates, nitrates, sulfates, acetates, fluoroacids and salts thereof, and oxides of such metals. These metal compounds may be anhydrides or, if present, hydrates. Among the above metal compounds, a metal compound containing titanium, vanadium and zirconium is preferable.

上記金属化合物の具体例としては、塩基性炭酸ジルコニウム(ZrCO・ZrO・8HO)、炭酸ジルコニウムアンモニウム、硫酸ニッケル、硝酸ジルコニウム、硫酸バナジル、硫酸ジルコニウム、硝酸アルミニウム、酢酸ニッケル、酢酸ジルコニウム、酸化バナジウム、メタバナジン酸アンモニウム;六フッ化チタン酸(HTiF)、六フッ化ジルコニウム酸(HZrF)、六フッ化ケイ酸(HSiF)、六フッ化ハフニウム酸(HHfF)、六フッ化アルミニウム酸(HAlF)、四フッ化ホウ酸(HBF)などのフルオロ酸、これらのフルオロ酸の塩(例えば、ナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩、アンモニウム塩、アミン塩、亜鉛塩など)などが挙げられる。Specific examples of the metal compound include basic zirconium carbonate (ZrCO 4 .ZrO 2 .8H 2 O), ammonium zirconium carbonate, nickel sulfate, zirconium nitrate, vanadyl sulfate, zirconium sulfate, aluminum nitrate, nickel acetate, zirconium acetate, Vanadium oxide, ammonium metavanadate; hexafluorotitanic acid (H 2 TiF 6 ), hexafluorozirconic acid (H 2 ZrF 6 ), hexafluorosilicic acid (H 2 SiF 6 ), hexafluorohafnium acid (H 2 HfF 6 ), hexafluoroaluminum acid (H 3 AlF 6 ), tetrafluoroboric acid (HBF 4 ) and other fluoro acids, and salts of these fluoro acids (eg, sodium salt, potassium salt, lithium salt, ammonium salt) Salt, amine salt, zinc salt, etc.).

防錆剤として使用することができる無機リン酸の具体例としては、リン酸(オルトリン酸)、トリメタリン酸、テトラメタリン酸、ヘキサメタリン酸、ピロリン酸、トリポリリン酸、テトラポリリンなどを挙げることができ、有機リン酸の具体例としては、アミノトリメチレンホスホン酸、1−ヒドロキシエタン−1,1−ジホスホン酸、1−ヒドロキシメタン−1,1−ジホスホン酸、エチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸、ジエチレントリアミンペンタメチレンホスホン酸などを挙げることができる。これらのうち、なかでも、リン酸、ヒドロキシメタンビスホスホン酸及び1−ヒドロキシエタン−1,1−ジホスホン酸が好適である。
これらの防錆剤として使用し得る上記金属化合物、無機リン酸、有機リン酸は、それぞれ単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
Specific examples of inorganic phosphoric acid that can be used as a rust inhibitor include phosphoric acid (orthophosphoric acid), trimetaphosphoric acid, tetrametaphosphoric acid, hexametaphosphoric acid, pyrophosphoric acid, tripolyphosphoric acid, tetrapolyphosphoric acid, Specific examples of the organic phosphoric acid include aminotrimethylenephosphonic acid, 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid, 1-hydroxymethane-1,1-diphosphonic acid, ethylenediaminetetramethylenephosphonic acid, diethylenetriaminepentamethylenephosphonic acid. And so on. Among these, phosphoric acid, hydroxymethane bisphosphonic acid and 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid are preferable.
These metal compounds, inorganic phosphoric acid, and organic phosphoric acid that can be used as these rust preventives can be used alone or in combination of two or more.

本発明の金属表面処理剤における上記防錆剤の配合量は、耐食性、導電性及び表面処理剤の安定性の面から、反応生成物(A)の固形分100質量部に基づいて、一般に0.1〜100質量部、好ましくは0.3〜80質量部、さらに好ましくは0.5〜60質量部であることができる。   The compounding amount of the rust inhibitor in the metal surface treatment agent of the present invention is generally 0 based on 100 parts by mass of the solid content of the reaction product (A) from the viewpoint of corrosion resistance, conductivity and stability of the surface treatment agent. 0.1 to 100 parts by mass, preferably 0.3 to 80 parts by mass, and more preferably 0.5 to 60 parts by mass.

本発明の金属表面処理剤は、前記水性バインダ組成物及び上記防錆剤に加えて、さらに必要に応じ、通常の塗料添加剤、例えば、有機樹脂成分、ワックス成分、充填剤、有機溶剤などを含有することができる。   In addition to the aqueous binder composition and the rust preventive agent, the metal surface treatment agent of the present invention further contains, as necessary, a usual paint additive such as an organic resin component, a wax component, a filler, an organic solvent, and the like. Can be contained.

上記有機樹脂成分は、得られる皮膜の耐食性向上などを目的として配合されるものであり、例えば、水溶性又は水分散性のフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂などの有機樹脂を挙げることができる。有機樹脂成分を配合する場合、その配合量は、耐食性、導電性などの点から、金属表面処理剤の全固形分に基づいて、固形分量として、一般に0.1〜30質量%、好ましくは0.2〜25質量%、さらに好ましくは0.3〜20質量%であることができる。   The organic resin component is formulated for the purpose of improving the corrosion resistance of the resulting film, and includes, for example, organic resins such as water-soluble or water-dispersible phenol resins, epoxy resins, urethane resins, and acrylic resins. Can do. When the organic resin component is blended, the blending amount is generally 0.1 to 30% by mass, preferably 0 based on the total solid content of the metal surface treatment agent from the viewpoint of corrosion resistance and conductivity. It may be 2 to 25% by mass, more preferably 0.3 to 20% by mass.

上記ワックス成分は、形成される皮膜表面に潤滑性を付与するための成分であり、例えば、ポリオール化合物と脂肪酸とのエステル化物である脂肪酸エステルワックス、シリコン系ワックス、フッ素系ワックス、ポリエチレンなどのポリオレフィンワックス、ラノリン系ワックス、モンタンワックス、マイクロクリスタリンワックス、カルナウバワックスなどを挙げることができる。これらはそれぞれ単独で又は2種以上を混合して使用することができる。ワックスを配合する場合、その配合量は、成型加工性、耐食性などの点から、金属表面処理剤の全固形分に基づいて、固形分量として、一般に0.1〜10質量%、好ましくは0.2〜7.5質量%、さらに好ましくは0.3〜5質量%であることができる。   The wax component is a component for imparting lubricity to the film surface to be formed. For example, a fatty acid ester wax that is an esterified product of a polyol compound and a fatty acid, a silicone wax, a fluorine wax, a polyolefin such as polyethylene, etc. There may be mentioned wax, lanolin wax, montan wax, microcrystalline wax, carnauba wax and the like. These can be used alone or in admixture of two or more. When the wax is blended, the blending amount is generally 0.1 to 10% by mass, preferably 0. 0% as the solid content based on the total solid content of the metal surface treatment agent from the viewpoint of molding processability and corrosion resistance. It can be 2 to 7.5% by mass, more preferably 0.3 to 5% by mass.

金属表面処理剤に必要に応じて配合し得る充填剤としては、例えば、ジルコニアゾル、アルミナゾル、シリカゾル(コロイダルシリカ水分散液)などを挙げることができる。   Examples of the filler that can be blended in the metal surface treatment agent as needed include zirconia sol, alumina sol, silica sol (colloidal silica aqueous dispersion), and the like.

また、本発明の金属表面処理剤の水性媒体は、通常水であることができるが、例えば、乾燥速度を調整したり、金属表面処理剤の塗工性をよくするためなどの目的で少量(例えば、水性媒体の全量に基づいて5質量%以下)のメタノール、エタノール、プロパノールのような低級アルコールなどの有機溶剤を含有していてもよい。この有機溶剤は、水性バインダ組成物を得る際に行う脱溶剤工程において残留するアルコールなどの有機溶剤であってもよく、また、金属表面処理剤を調製する際に後添加するものであってもよい。   Further, the aqueous medium of the metal surface treatment agent of the present invention can be usually water, but a small amount (for example, for the purpose of adjusting the drying rate or improving the coatability of the metal surface treatment agent). For example, the organic solvent such as lower alcohol such as methanol, ethanol and propanol may be contained in an amount of 5% by mass or less based on the total amount of the aqueous medium. This organic solvent may be an organic solvent such as alcohol remaining in the solvent removal step performed when obtaining the aqueous binder composition, or may be added later when preparing the metal surface treatment agent. Good.

本発明の表面処理剤は、建浴用組成物(濃縮液)及び作業用組成物(希釈液)の両方を包含する。建浴用組成物における全固形分濃度は通常10〜40質量%、好ましくは15〜30質量%であることができ、作業用組成物における全固形分濃度は通常1〜40質量%、好ましくは5〜30質量%であることができる。   The surface treating agent of the present invention includes both a building bath composition (concentrated liquid) and a working composition (diluted liquid). The total solid content concentration in the building bath composition can be usually 10 to 40% by mass, preferably 15 to 30% by mass, and the total solid content concentration in the working composition is usually 1 to 40% by mass, preferably 5 It can be -30 mass%.

本発明の表面処理剤を作業用組成物として用いる場合、該表面処理剤は、表面処理剤の塗装性の面から、B型回転粘度計を用い、温度20℃及び回転数60rpmの条件にて測定した粘度が、2.5mPa・s以下、特に2.4mPa・s以下であることが好適である。   When the surface treatment agent of the present invention is used as a working composition, the surface treatment agent is used under the conditions of a temperature of 20 ° C. and a rotation speed of 60 rpm using a B-type rotational viscometer from the viewpoint of the coating properties of the surface treatment agent. It is preferable that the measured viscosity is 2.5 mPa · s or less, particularly 2.4 mPa · s or less.

また、本発明の表面処理剤は、一般に5.0〜10.0、特に6.0〜9.0の範囲内のpHを有することが好ましい。その際、pH調整剤として、pHを上げるためのpH調整剤としては、例えば、アンモニア水、アミン化合物、水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属水酸化物;炭酸ナトリウムなどのアルカリ金属炭酸塩などを用いることができ、また、pHを下げるためのpH調整剤としては、例えば、酸中和剤として前記で例示した酸を用いることができる。表面処理剤のpHが低すぎると、基材表面との反応性が過多になり、形成される皮膜の成膜性、導電性が不良になる傾向にある。また、表面処理剤のpHが高すぎると、表面処理用組成物の安定性が低下し、形成される皮膜の耐食性が低下する傾向がある。   Moreover, it is preferable that the surface treating agent of this invention generally has pH within the range of 5.0-10.0, especially 6.0-9.0. At that time, as the pH adjuster for raising the pH, for example, ammonia water, amine compound, alkali metal hydroxide such as sodium hydroxide; alkali metal carbonate such as sodium carbonate or the like is used. As the pH adjuster for lowering the pH, for example, the acid exemplified above as an acid neutralizer can be used. When the pH of the surface treatment agent is too low, the reactivity with the substrate surface becomes excessive, and the film formability and conductivity of the formed film tend to be poor. Moreover, when pH of a surface treating agent is too high, stability of the composition for surface treatment will fall, and there exists a tendency for the corrosion resistance of the membrane | film | coat formed to fall.

本発明の金属表面処理剤は貯蔵安定性に優れている。その理由は正確にはわからないが、2種以上の互いに反応する反応性基を有するシランカップリング剤の混合物をバインダ成分に用いた組成物においては、貯蔵中に、反応性基同士が反応して貯蔵安定性を低下させることがあるが、本発明の表面処理剤においては、シランカップリング剤が有するアミノ基とエポキシ基とを予め反応させ、未反応のエポキシ基が実質的に残存しない反応生成物を用いるため、貯蔵中にアミノ基とエポキシ基とが反応して貯蔵安定性を低下させることがないこと;バインダ成分が、安定化剤(B)によって安定化されており、加水分解により生成するシラノール基の縮合が抑制されていることなどによるものであると考えられる。本発明者らは、シラノール基が、安定化剤(B)に配位して安定化し、シラノール基同士の反応が抑制されるものと考えている。
金属材料の表面処理方法
The metal surface treating agent of the present invention is excellent in storage stability. The reason is not exactly known, but in a composition using a mixture of two or more silane coupling agents having reactive groups that react with each other as a binder component, the reactive groups react with each other during storage. Although the storage stability may be lowered, in the surface treatment agent of the present invention, the amino group of the silane coupling agent and the epoxy group are reacted in advance, so that the unreacted epoxy group does not substantially remain. Because the product is used, the amino group and the epoxy group do not react with each other during storage and the storage stability is not lowered; the binder component is stabilized by the stabilizer (B) and produced by hydrolysis. This is thought to be due to the fact that the condensation of silanol groups is suppressed. The present inventors believe that the silanol group is coordinated to the stabilizer (B) and stabilized, and the reaction between the silanol groups is suppressed.
Method for surface treatment of metal material

本発明に従えば、また、上記金属表面処理剤を金属材料表面に塗布し、乾燥させ、該金属材料表面に乾燥皮膜重量が通常0.05〜3.0g/m、好ましくは0.1〜1.0g/m、さらに好ましくは0.2〜0.8g/mの表面処理皮膜を形成せしめることを特徴とする金属材料の表面処理方法が提供される。乾燥後の皮膜質量が0.05g/m未満の場合、金属材料を十分に被覆することが困難で、被覆金属材料の耐食性が不十分になり、また、乾燥後の皮膜質量が3.0g/mを超えると、表面処理皮膜の導電性が低下する傾向がある。According to the present invention, the metal surface treatment agent is applied to the surface of the metal material and dried, and the dry film weight on the surface of the metal material is usually 0.05 to 3.0 g / m 2 , preferably 0.1. A surface treatment method for a metal material is provided, wherein a surface treatment film of ˜1.0 g / m 2 , more preferably 0.2 to 0.8 g / m 2 is formed. When the film mass after drying is less than 0.05 g / m 2, it is difficult to sufficiently coat the metal material, the corrosion resistance of the coated metal material becomes insufficient, and the film mass after drying is 3.0 g. When it exceeds / m 2 , the conductivity of the surface treatment film tends to decrease.

金属材料表面に上記金属表面処理剤を塗布する方法は、特に制限されるものではなく、それ自体既知の塗装方法、例えば、浸漬法、スプレー法、ロールコート法などを用いることができる。金属材料表面上に形成される表面処理剤層は加熱乾燥することが好ましく、その際の加熱乾燥の条件は特に制限されるものではないが、通常約50〜約250℃、特に約100〜約250℃の温度で約1〜約60秒間、特に約2〜約30秒間加熱することにより乾燥させることが好ましい。   The method for applying the metal surface treatment agent to the surface of the metal material is not particularly limited, and a coating method known per se, for example, a dipping method, a spray method, a roll coating method and the like can be used. The surface treatment agent layer formed on the surface of the metal material is preferably heat-dried, and the heat-drying conditions are not particularly limited, but are usually about 50 to about 250 ° C., particularly about 100 to about It is preferred to dry by heating at a temperature of 250 ° C. for about 1 to about 60 seconds, especially about 2 to about 30 seconds.

本発明の金属表面処理剤を塗布することができる金属材料は、特に制限されるものではなく、例えば、鉄板、亜鉛めっき鋼板、亜鉛合金(例えば、鉄−亜鉛、アルミニウム−亜鉛、ニッケル−亜鉛合金など)めっき鋼板、スズめっき鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、アルミニウム合金板等が挙げられ、なかでも亜鉛めっき鋼板及び亜鉛合金めっき鋼板が好適である。また、該金属材料の寸法、形状などにも特に制限はない。   The metal material to which the metal surface treatment agent of the present invention can be applied is not particularly limited. For example, an iron plate, a galvanized steel plate, a zinc alloy (for example, iron-zinc, aluminum-zinc, nickel-zinc alloy) Etc.) Plated steel plate, tin-plated steel plate, stainless steel plate, aluminum plate, aluminum alloy plate, etc. are mentioned, among which galvanized steel plate and zinc alloy plated steel plate are suitable. Moreover, there is no restriction | limiting in particular also in the dimension, shape, etc. of this metal material.

本発明の金属表面処理剤が塗布された金属表面を加熱し乾燥すると、反応生成物(A)中のシランカップリング剤のシラノール基同士の脱水縮合によりシロキサン結合を有する連続皮膜が形成される。生成するシロキサン結合を有する化合物は、水に難溶性のものであり、それを含む形成皮膜は、水に対するバリアー効果を発揮し、その結果、金属材料の耐食性が向上するとともに、シロキサン結合に基づく皮膜であるため、導電性の低下を抑制することができるものと考えられる。また、シランカップリング剤の加水分解で生じるシラノール基は、金属材料表面と反応してオキサン結合を形成し、形成皮膜の密着性を向上させる。さらに、本発明の金属表面処理剤は、シランカップリング剤中のアミノ基とエポキシ基を予め反応させた反応生成物(A)をバインダ成分としており、耐食性の向上に寄与する。   When the metal surface coated with the metal surface treating agent of the present invention is heated and dried, a continuous film having a siloxane bond is formed by dehydration condensation between silanol groups of the silane coupling agent in the reaction product (A). The generated compound having a siloxane bond is hardly soluble in water, and the formed film including the compound exhibits a barrier effect against water, and as a result, the corrosion resistance of the metal material is improved and the film based on the siloxane bond. Therefore, it is considered that the decrease in conductivity can be suppressed. Moreover, the silanol group generated by hydrolysis of the silane coupling agent reacts with the surface of the metal material to form an oxane bond, thereby improving the adhesion of the formed film. Furthermore, the metal surface treating agent of the present invention uses a reaction product (A) obtained by reacting an amino group and an epoxy group in a silane coupling agent in advance as a binder component, and contributes to an improvement in corrosion resistance.

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例により何ら限定されるものでない。実施例及び比較例において、「部」及び「%」は、特に断りがない限り、いずれも質量基準によるものである。

水性バインダ組成物の製造
実施例1
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated further more concretely, the scope of the present invention is not limited at all by these Examples. In Examples and Comparative Examples, “part” and “%” are based on mass unless otherwise specified.

Production of aqueous binder composition Example 1

還流冷却器、温度計及び攪拌機を取り付けたセパラブルフラスコに、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン57部を配合し、これにγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン61部を撹拌下にて3時間かけて滴下した。滴下により発熱したが、40℃以下となるよう保持し、滴下終了後、1時間、撹拌下にて熟成、放冷し、ついで加熱し80℃で5時間反応させた。1H−NMR測定結果から、この反応後の内容物にはエポキシ基は残存していないことを確認した。ついで、酢酸28部及び脱イオン水1000部を添加して30分間攪拌して反応後の内容物を溶解させ、シラン反応生成物(A’)の水性液を得た。酢酸によるシラン反応生成物(A’)の中和当量は0.9である。   In a separable flask equipped with a reflux condenser, a thermometer and a stirrer, 57 parts of N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane was blended, and γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane 61 was added thereto. The portion was added dropwise over 3 hours under stirring. Although heat was generated by dropping, the temperature was kept at 40 ° C. or lower, and after completion of dropping, the mixture was aged and allowed to cool for 1 hour with stirring, then heated and reacted at 80 ° C. for 5 hours. From the 1H-NMR measurement result, it was confirmed that no epoxy group remained in the content after the reaction. Subsequently, 28 parts of acetic acid and 1000 parts of deionized water were added and stirred for 30 minutes to dissolve the content after the reaction, thereby obtaining an aqueous liquid of the silane reaction product (A ′). The neutralization equivalent of the silane reaction product (A ′) with acetic acid is 0.9.

このシラン反応生成物(A’)の水性液に、89%リン酸水溶液6部を加えてさらに30分間攪拌し、脱イオン水250部を加えて溶解させた後、60〜70℃での減圧蒸留により1000部となるまで濃縮し、加水分解で生じたメタノールを水分とともに留去し、ついで、200メッシュのフィルターでろ過し、水溶液である水性バインダ組成物A1を得た。水性バインダ組成物A1において、全酸のうち、リン酸による中和当量は0.1である。   6 parts of 89% aqueous phosphoric acid solution is added to the aqueous solution of the silane reaction product (A ′), and the mixture is further stirred for 30 minutes, and 250 parts of deionized water is added and dissolved, followed by decompression at 60 to 70 ° C. It concentrated to 1000 parts by distillation, the methanol which arose by hydrolysis was distilled off with a water | moisture content, then, it filtered with a 200 mesh filter, and aqueous binder composition A1 which is aqueous solution was obtained. In aqueous | water-based binder composition A1, the neutralization equivalent by phosphoric acid is 0.1 among all the acids.

水性バインダ組成物A1の固形分は10%、pH6.5であった。ガスクロマトグラフによって測定した水性バインダ組成物A1中のメタノール濃度は1.5%未満であり、引火点は観測されなかった。水性バインダ組成物A1の固形分は、アルコキシシリル基を有しておらず、アルコキシシリル基は加水分解されていた。使用されたγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランのエポキシ基1当量に対する、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシランのアミノ基の活性水素の量は3当量である。水性バインダ組成物A1の樹脂固形分の重量平均分子量は約4500であり、脱溶剤工程の前後での分子量変化は認められなかった。

実施例2
The solid content of the aqueous binder composition A1 was 10% and pH 6.5. The methanol concentration in the aqueous binder composition A1 measured by gas chromatography was less than 1.5%, and no flash point was observed. The solid content of the aqueous binder composition A1 did not have an alkoxysilyl group, and the alkoxysilyl group was hydrolyzed. The amount of active hydrogen of the amino group of N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane is 3 equivalents relative to 1 equivalent of the epoxy group of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane used. The weight average molecular weight of the resin solid content of the aqueous binder composition A1 was about 4500, and no change in molecular weight was observed before and after the solvent removal step.

Example 2

還流冷却器、温度計及び攪拌機を取り付けたセパラブルフラスコに、脱イオン水1000部を配合し、氷浴で冷却しながらN−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン57部を徐々に投入し溶解させた。ついで、この内容物に酢酸12部を配合した後、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン61部を投入し、30分間攪拌して溶解させ、ついで加熱し80℃で5時間反応させシラン反応生成物(A’)の水性液を得た。1H−NMR測定結果から、このシラン反応生成物(A’)にはエポキシ基は残存していないことを確認した。酢酸によるシラン反応生成物(A’)の中和当量は0.4である。   A separable flask equipped with a reflux condenser, a thermometer and a stirrer was mixed with 1000 parts of deionized water, and 57 parts of N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane was added while cooling in an ice bath. Slowly charged and dissolved. Next, after adding 12 parts of acetic acid to this content, 61 parts of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane was added, stirred for 30 minutes to dissolve, then heated and reacted at 80 ° C. for 5 hours to produce a silane reaction. An aqueous liquid of the product (A ′) was obtained. From the 1H-NMR measurement result, it was confirmed that no epoxy group remained in the silane reaction product (A ′). The neutralization equivalent of the silane reaction product (A ′) with acetic acid is 0.4.

ついで、このシラン反応生成物(A’)の水性液に89%リン酸水溶液6部を配合して30分間攪拌し、脱イオン水250部を加えて溶解させた後、60〜70℃での減圧蒸留により1000部となるまで濃縮した。このようにして加水分解で生じたメタノールを水分とともに留去した後、200メッシュのフィルターでろ過し、水溶液である水性バインダ組成物A2を得た。水性バインダ組成物A2において、全酸のうち、リン酸による中和当量は0.1である。   Next, 6 parts of 89% aqueous phosphoric acid solution was added to the aqueous solution of the silane reaction product (A ′), stirred for 30 minutes, and 250 parts of deionized water was added and dissolved. Concentrated to 1000 parts by vacuum distillation. Methanol generated by hydrolysis in this way was distilled off together with moisture, and then filtered through a 200 mesh filter to obtain an aqueous binder composition A2 as an aqueous solution. In aqueous | water-based binder composition A2, the neutralization equivalent by phosphoric acid is 0.1 among all the acids.

水性バインダ組成物A2の固形分は10%、pH7.1であった。ガスクロマトグラフによって測定したメタノール濃度は1.5%未満であり、引火点は観測されなかった。水性バインダ組成物A2の固形分は、アルコキシシリル基を有しておらず、アルコキシシリル基は加水分解されていた。使用されたγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランのエポキシ基1当量に対する、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシランのアミノ基の活性水素の量は3当量である。水性バインダ組成物A2の樹脂固形分の重量平均分子量は約4000であり、脱溶剤工程の前後での分子量変化は認められなかった。

実施例3
The solid content of the aqueous binder composition A2 was 10% and pH 7.1. The methanol concentration measured by gas chromatograph was less than 1.5% and no flash point was observed. The solid content of the aqueous binder composition A2 did not have an alkoxysilyl group, and the alkoxysilyl group was hydrolyzed. The amount of active hydrogen of the amino group of N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane is 3 equivalents relative to 1 equivalent of the epoxy group of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane used. The weight average molecular weight of the resin solid content of the aqueous binder composition A2 was about 4000, and no change in molecular weight was observed before and after the solvent removal step.

Example 3

還流冷却器、温度計及び攪拌機を取り付けたセパラブルフラスコに、脱イオン水1000部と酢酸19部を配合し、攪拌しながら、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン61部を徐々に投入し、10分間攪拌して溶解させた。ついで、この中にN−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン57部を徐々に投入し30分間攪拌して溶解させた後、加熱し80℃で5時間反応させシラン反応生成物(A’)の水性液を得た。1H−NMR測定結果から、このシラン反応生成物(A’)にはエポキシ基は残存していないことを確認した。酢酸によるシラン反応生成物(A’)の中和当量は0.6である。   In a separable flask equipped with a reflux condenser, a thermometer and a stirrer, 1000 parts of deionized water and 19 parts of acetic acid were blended, and while stirring, 61 parts of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane was gradually added. Stir for 10 minutes to dissolve. Next, 57 parts of N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane was gradually added into this, and after stirring for 30 minutes to dissolve it, it was heated and reacted at 80 ° C. for 5 hours to produce a silane reaction. An aqueous liquid of the product (A ′) was obtained. From the 1H-NMR measurement result, it was confirmed that no epoxy group remained in the silane reaction product (A ′). The neutralization equivalent of the silane reaction product (A ′) with acetic acid is 0.6.

このシラン反応生成物(A’)の水性液に89%リン酸水溶液6部を配合して30分間攪拌し、脱イオン水250部を加えて溶解させた後、60〜70℃での減圧蒸留により1000部となるまで濃縮した。このようにして加水分解で生じたメタノールを水分とともに留去し、200メッシュのフィルターでろ過し、水溶液である水性バインダ組成物A3を得た。水性バインダ組成物A3において、全酸のうち、リン酸による中和当量は0.1である。   6 parts of 89% aqueous phosphoric acid solution was added to the aqueous solution of the silane reaction product (A ′), stirred for 30 minutes, 250 parts of deionized water was added and dissolved, and then distilled under reduced pressure at 60 to 70 ° C. To 1000 parts. In this way, methanol generated by hydrolysis was distilled off together with moisture, and filtered through a 200 mesh filter to obtain an aqueous binder composition A3 as an aqueous solution. In aqueous | water-based binder composition A3, the neutralization equivalent by phosphoric acid is 0.1 among all the acids.

水性バインダ組成物A3の固形分は10%、pH6.7であった。ガスクロマトグラフによって測定したメタノール濃度は1.5%未満であり、引火点は観測されなかった。水性バインダ組成物A3の固形分は、アルコキシシリル基を有しておらず、アルコキシシリル基は加水分解されていた。使用されたγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランのエポキシ基1当量に対する、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシランのアミノ基の活性水素の量は3当量である。水性バインダ組成物A3の樹脂固形分の重量平均分子量は約4000であり、脱溶剤工程の前後での分子量変化は認められなかった。

実施例4
The solid content of the aqueous binder composition A3 was 10% and pH 6.7. The methanol concentration measured by gas chromatograph was less than 1.5% and no flash point was observed. The solid content of the aqueous binder composition A3 did not have an alkoxysilyl group, and the alkoxysilyl group was hydrolyzed. The amount of active hydrogen of the amino group of N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane is 3 equivalents relative to 1 equivalent of the epoxy group of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane used. The weight average molecular weight of the resin solid content of the aqueous binder composition A3 was about 4000, and no change in molecular weight was observed before and after the solvent removal step.

Example 4

実施例1において、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシランの配合量57部を62部に、及びγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの配合量61部を56部に変更し、酢酸の配合量28部を30部に変更する以外は、実施例1と同様の操作を行い、固形分10%、pH6.5の水性バインダ組成物A4を得た。水性バインダ組成物A4において、全酸のうち、酢酸による中和当量は0.9であり、リン酸による中和当量は0.1である。   In Example 1, 57 parts of N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane was added to 62 parts, and 61 parts of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane was added to 56 parts. The aqueous binder composition A4 having a solid content of 10% and a pH of 6.5 was obtained in the same manner as in Example 1 except that 28 parts by weight of acetic acid was changed to 30 parts. In aqueous | water-based binder composition A4, the neutralization equivalent by an acetic acid is 0.9 among all the acids, and the neutralization equivalent by phosphoric acid is 0.1.

水性バインダ組成物A4は、ガスクロマトグラフによって測定したメタノール濃度は1.5%未満であり、引火点は観測されなかった。水性バインダ組成物A4の固形分は、アルコキシシリル基を有しておらず、アルコキシシリル基は加水分解されており、また、1H−NMR測定結果から、エポキシ基は残存していないことを確認した。使用されたγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランのエポキシ基1当量に対する、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシランのアミノ基の活性水素の量は3.5当量である。水性バインダ組成物A4の樹脂固形分の重量平均分子量は約4000であり、脱溶剤工程の前後での分子量変化は認められなかった。

実施例5
In the aqueous binder composition A4, the methanol concentration measured by gas chromatography was less than 1.5%, and no flash point was observed. The solid content of the aqueous binder composition A4 did not have an alkoxysilyl group, the alkoxysilyl group was hydrolyzed, and 1H-NMR measurement results confirmed that no epoxy group remained. . The amount of active hydrogen of the amino group of N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane is 3.5 equivalents relative to 1 equivalent of the epoxy group of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane used. . The weight average molecular weight of the resin solid content of the aqueous binder composition A4 was about 4000, and no change in molecular weight was observed before and after the solvent removal step.

Example 5

実施例1において、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシランの配合量57部を45部に、及びγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの配合量61部を73部に変更し、酢酸の配合量28部を25部に変更する以外は、実施例1と同様の操作を行い、固形分10%、pH6.5の水性バインダ組成物A5を得た。水性バインダ組成物A5において、全酸のうち、酢酸による中和当量は0.9であり、リン酸による中和当量は0.1である。   In Example 1, 57 parts of N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane was added to 45 parts, and 61 parts of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane was added to 73 parts. The aqueous binder composition A5 having a solid content of 10% and a pH of 6.5 was obtained in the same manner as in Example 1 except that 28 parts by weight of acetic acid was changed to 25 parts. In aqueous | water-based binder composition A5, the neutralization equivalent by an acetic acid is 0.9 among all the acids, and the neutralization equivalent by phosphoric acid is 0.1.

水性バインダ組成物A5は、ガスクロマトグラフによって測定したメタノール濃度は1.5%未満であり、引火点は観測されなかった。水性バインダ組成物A5の固形分は、アルコキシシリル基を有しておらず、アルコキシシリル基は加水分解されており、また、1H−NMR測定結果から、エポキシ基は残存していないことを確認した。使用されたγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランのエポキシ基1当量に対する、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシランのアミノ基の活性水素の量は2.0当量である。水性バインダ組成物A5の樹脂固形分の重量平均分子量は約5300であり、脱溶剤工程の前後での分子量変化は認められなかった。

実施例6
In the aqueous binder composition A5, the methanol concentration measured by gas chromatography was less than 1.5%, and no flash point was observed. The solid content of the aqueous binder composition A5 did not have an alkoxysilyl group, the alkoxysilyl group was hydrolyzed, and 1H-NMR measurement results confirmed that no epoxy group remained. . The amount of active hydrogen of the amino group of N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane is 2.0 equivalents relative to 1 equivalent of the epoxy group of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane used. . The weight average molecular weight of the resin solid content of the aqueous binder composition A5 was about 5300, and no change in molecular weight was observed before and after the solvent removal step.

Example 6

実施例2において、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン57部を3−アミノプロピルトリエトキシシラン65部に変更し、酢酸の配合量12部を7部に、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの配合量61部を70部に、及び89%リン酸水溶液の配合量6部を3部に変更する以外は、実施例2と同様の操作を行い、固形分10%、pH7.1の水性バインダ組成物A6を得た。水性バインダ組成物A6において、全酸のうち、酢酸による中和当量は0.4であり、リン酸による中和当量は0.1である。   In Example 2, 57 parts of N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane was changed to 65 parts of 3-aminopropyltriethoxysilane, 12 parts of acetic acid was added to 7 parts, and γ- The same operation as in Example 2 was performed except that 61 parts of glycidoxypropyltrimethoxysilane was changed to 70 parts and 6 parts of 89% phosphoric acid aqueous solution was changed to 3 parts, and the solid content was 10 parts. %, PH 7.1 aqueous binder composition A6 was obtained. In aqueous | water-based binder composition A6, the neutralization equivalent by an acetic acid is 0.4 among all the acids, and the neutralization equivalent by phosphoric acid is 0.1.

水性バインダ組成物A6は、ガスクロマトグラフによって測定したアルコール濃度は1.5%未満であり、引火点は観測されなかった。水性バインダ組成物A6の固形分は、アルコキシシリル基を有しておらず、アルコキシシリル基は加水分解されており、また、1H−NMR測定結果から、エポキシ基は残存していないことを確認した。使用されたγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランのエポキシ基1当量に対する、3−アミノプロピルトリエトキシシランのアミノ基の活性水素の量は2.0当量である。水性バインダ組成物A6の樹脂固形分の重量平均分子量は約3000であり、脱溶剤工程の前後での分子量変化は認められなかった。

実施例7
In the aqueous binder composition A6, the alcohol concentration measured by gas chromatography was less than 1.5%, and no flash point was observed. The solid content of the aqueous binder composition A6 did not have an alkoxysilyl group, the alkoxysilyl group was hydrolyzed, and 1H-NMR measurement results confirmed that no epoxy group remained. . The amount of active hydrogen of the amino group of 3-aminopropyltriethoxysilane is 2.0 equivalents relative to 1 equivalent of epoxy group of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane used. The weight average molecular weight of the resin solid content of the aqueous binder composition A6 was about 3000, and no change in molecular weight was observed before and after the solvent removal step.

Example 7

実施例1において、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシランの配合量57部を61部に、及びγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの配合量61部を64部に変更し、酢酸28部を60%硝酸水溶液11部に変更し、89%リン酸水溶液を配合しない以外は、実施例1と同様の操作を行い、固形分10%、pH9.0の水性バインダ組成物A7を得た。水性バインダ組成物A7において、硝酸による中和当量は0.2である。   In Example 1, 57 parts of N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane was added to 61 parts, and 61 parts of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane was added to 64 parts. In the same manner as in Example 1 except that 28 parts of acetic acid was changed to 11 parts of 60% aqueous nitric acid solution and no 89% aqueous phosphoric acid solution was added, an aqueous binder composition having a solid content of 10% and a pH of 9.0. Product A7 was obtained. In the aqueous binder composition A7, the neutralization equivalent with nitric acid is 0.2.

水性バインダ組成物A7は、ガスクロマトグラフによって測定したメタノール濃度は1.5%未満であり、引火点は観測されなかった。水性バインダ組成物A7の固形分は、アルコキシシリル基を有しておらず、アルコキシシリル基は加水分解されており、また、1H−NMR測定結果から、エポキシ基は残存していないことを確認した。使用されたγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランのエポキシ基1当量に対する、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシランのアミノ基の活性水素の量は2.0当量である。水性バインダ組成物A7の樹脂固形分の重量平均分子量は約3000であり、脱溶剤工程の前後での分子量変化は認められなかった。

実施例8
In the aqueous binder composition A7, the methanol concentration measured by gas chromatography was less than 1.5%, and no flash point was observed. The solid content of the aqueous binder composition A7 did not have an alkoxysilyl group, the alkoxysilyl group was hydrolyzed, and 1H-NMR measurement results confirmed that no epoxy group remained. . The amount of active hydrogen of the amino group of N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane is 2.0 equivalents relative to 1 equivalent of the epoxy group of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane used. . The weight average molecular weight of the resin solid content of the aqueous binder composition A7 was about 3000, and no change in molecular weight was observed before and after the solvent removal step.

Example 8

実施例3において、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン61部をγ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン72部に変更する以外は、実施例3と同様の操作を行い、固形分10%、pH6.7の水性バインダ組成物A8を得た。水性バインダ組成物Aにおいて、全酸のうち、酢酸による中和当量は0.6であり、リン酸による中和当量は0.1である。 In Example 3, the same operation as in Example 3 was performed except that 61 parts of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane was changed to 72 parts of γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, and the solid content was 10%, pH 6 .7 aqueous binder composition A8 was obtained. In the aqueous binder composition A 8, of the total acid neutralization with acetic acid equivalents is 0.6, neutralization equivalent with phosphoric acid is 0.1.

水性バインダ組成物Aは、ガスクロマトグラフによって測定したアルコール濃度が1.5%未満であり、引火点は観測されなかった。水性バインダ組成物A8の固形分は、アルコキシシリル基を有しておらず、アルコキシシリル基は加水分解されており、また、1H−NMR測定結果から、エポキシ基は残存していないことを確認した。使用されたγ−グリシドキシプロピルトリエトキシシランのエポキシ基1当量に対する、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシランのアミノ基の活性水素の量は2.0当量である。水性バインダ組成物A8の樹脂固形分の重量平均分子量は約4000であり、脱溶剤工程の前後での分子量変化は認められなかった。

実施例9
The aqueous binder composition A 8 is an alcohol concentration measured by a gas chromatograph is less than 1.5%, flash point was observed. The solid content of the aqueous binder composition A8 did not have an alkoxysilyl group, the alkoxysilyl group was hydrolyzed, and 1H-NMR measurement results confirmed that no epoxy group remained. . The amount of active hydrogen of the amino group of N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane is 2.0 equivalents relative to 1 equivalent of the epoxy group of γ-glycidoxypropyltriethoxysilane used. . The weight average molecular weight of the resin solid content of the aqueous binder composition A8 was about 4000, and no change in molecular weight was observed before and after the solvent removal step.

Example 9

実施例1において、酢酸28部を35%塩酸水溶液11部に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、固形分10%、pH8.6の水性バインダ組成物A9を得た。水性バインダ組成物A9において、全酸のうち、塩酸による中和当量は0.2であり、リン酸による中和当量は0.1である。   In Example 1, except having changed 28 parts of acetic acid into 11 parts of 35% hydrochloric acid aqueous solution, operation similar to Example 1 was performed and the aqueous binder composition A9 of solid content 10% and pH 8.6 was obtained. In aqueous | water-based binder composition A9, the neutralization equivalent by hydrochloric acid is 0.2 among all the acids, and the neutralization equivalent by phosphoric acid is 0.1.

水性バインダ組成物A9は、ガスクロマトグラフによって測定したメタノール濃度が1.5%未満であり、引火点は観測されなかった。水性バインダ組成物A9の固形分は、アルコキシシリル基を有しておらず、アルコキシシリル基は加水分解されており、また、1H−NMR測定結果から、エポキシ基は残存していないことを確認した。使用されたγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランのエポキシ基1当量に対する、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシランのアミノ基の活性水素の量は3.0当量である。水性バインダ組成物A9の樹脂固形分の重量平均分子量は約3000であり、脱溶剤工程の前後での分子量変化は認められなかった。

実施例10
Aqueous binder composition A9 had a methanol concentration of less than 1.5% as measured by gas chromatograph, and no flash point was observed. The solid content of the aqueous binder composition A9 did not have an alkoxysilyl group, the alkoxysilyl group was hydrolyzed, and 1H-NMR measurement results confirmed that no epoxy group remained. . The amount of active hydrogen of the amino group of N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane is 3.0 equivalents relative to 1 equivalent of the epoxy group of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane used. . The weight average molecular weight of the resin solid content of the aqueous binder composition A9 was about 3000, and no change in molecular weight was observed before and after the solvent removal step.

Example 10

実施例2において、脱イオン水1000部を864部に変更し、実施例2と同様にしてシラン反応物の水性液を得た。シラン反応物の水性液における酢酸による中和当量は0.4である。ついで得られたシラン反応物の水性液に89%リン酸水溶液を添加、撹拌後、脱イオン水を添加せず、かつ減圧蒸留を行わない以外は、実施例2をと同様の操作を行い、固形分10%、pH7.1の水性バインダ組成物A10を得た。水性バインダ組成物A10において、全酸のうちリン酸による中和当量は0.1である。   In Example 2, 1000 parts of deionized water was changed to 864 parts, and an aqueous liquid of a silane reactant was obtained in the same manner as in Example 2. The neutralization equivalent of acetic acid in the aqueous liquid of the silane reactant is 0.4. Subsequently, 89% phosphoric acid aqueous solution was added to the obtained aqueous solution of the silane reactant, and after stirring, the same operation as in Example 2 was performed except that deionized water was not added and vacuum distillation was not performed. An aqueous binder composition A10 having a solid content of 10% and a pH of 7.1 was obtained. In aqueous | water-based binder composition A10, the neutralization equivalent by phosphoric acid is 0.1 among all the acids.

水性バインダ組成物A10は、ガスクロマトグラフによって測定したメタノール濃度が5.0%であり、引火点は76℃であった。水性バインダ組成物A10の固形分は、アルコキシシリル基を有しておらず、アルコキシシリル基は加水分解されており、また、1H−NMR測定結果から、エポキシ基は残存していないことを確認した。使用されたγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランのエポキシ基1当量に対する、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシランのアミノ基の活性水素の量は3.0当量である。水性バインダ組成物A10の樹脂固形分の重量平均分子量は約3500であった。

比較例1
Aqueous binder composition A10 had a methanol concentration of 5.0% as measured by gas chromatography and a flash point of 76 ° C. The solid content of the aqueous binder composition A10 did not have an alkoxysilyl group, the alkoxysilyl group was hydrolyzed, and 1H-NMR measurement results confirmed that no epoxy group remained. . The amount of active hydrogen of the amino group of N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane is 3.0 equivalents relative to 1 equivalent of the epoxy group of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane used. . The weight average molecular weight of the resin solid content of the aqueous binder composition A10 was about 3500.

Comparative Example 1

実施例2において、89%リン酸水溶液を加えない以外は実施例2と同様に操作して水性バインダ組成物AC1を得た。シラン反応生成物の水性液は、減圧蒸留中に白濁し、最終的に得られた水性バインダ組成物AC1には大量の沈殿物を生じた。そのため、この水性バインダ組成物AC1については、以下、試験を行わなかった。

比較例2
In Example 2, the aqueous | water-based binder composition AC1 was obtained by operating like Example 2 except not adding 89% phosphoric acid aqueous solution. The aqueous liquid of the silane reaction product became cloudy during vacuum distillation, and a large amount of precipitate was formed in the finally obtained aqueous binder composition AC1. Therefore, this aqueous binder composition AC1 was not tested below.

Comparative Example 2

還流冷却器、温度計及び攪拌機を取り付けたセパラブルフラスコに、脱イオン水874部を配合し、氷浴で冷却しながらN−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン57部を徐々に投入し溶解させた。ついで、この内容物に酢酸12部を配合した後、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン61部を投入し、30分間攪拌して溶解させ80℃に昇温して5時間反応させシラン反応生成物(A’)の水性液を得た。1H−NMR測定結果から、このシラン反応生成物にはエポキシ基は残存していないことを確認した。酢酸によるシラン反応物の中和当量は0.4である。得られたシラン反応生成物の水性液をそのまま200メッシュのフィルターでろ過し、水性バインダ組成物AC2を得た。 A separable flask equipped with a reflux condenser, a thermometer and a stirrer was mixed with 874 parts of deionized water, and 57 parts of N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane was added while cooling in an ice bath. Slowly charged and dissolved. Then, this was blended with 12 parts of acetic acid content, .gamma.-glycidoxypropyltrimethoxysilane 61 parts were charged, and dissolved by stirring for 30 minutes, the silane reacted for 5 hours the temperature was raised to 80 ° C. The reaction An aqueous solution of product (A ′) was obtained. From the 1H-NMR measurement result, it was confirmed that no epoxy group remained in the silane reaction product. The neutralization equivalent of the silane reactant with acetic acid is 0.4. The obtained aqueous liquid of the silane reaction product was directly filtered through a 200 mesh filter to obtain an aqueous binder composition AC2.

水性バインダ組成物AC2の固形分は10%、pH7.4であった。ガスクロマトグラフによって測定したメタノール濃度は8%であり、引火点は65℃であった。また、1H−NMR測定結果から、エポキシ基は残存していないことを確認した。使用されたγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランのエポキシ基1当量に対する、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシランのアミノ基の活性水素の量は3.0当量である。水性バインダ組成物AC2の樹脂固形分の重量平均分子量は約4000であった。

比較例3
The aqueous binder composition AC2 had a solid content of 10% and a pH of 7.4. The methanol concentration measured by gas chromatography was 8% and the flash point was 65 ° C. Moreover, it confirmed that the epoxy group did not remain | survive from the 1H-NMR measurement result. The amount of active hydrogen of the amino group of N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane is 3.0 equivalents relative to 1 equivalent of the epoxy group of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane used. . The weight average molecular weight of the resin solid content of the aqueous binder composition AC2 was about 4000.

Comparative Example 3

還流冷却器、温度計及び攪拌機を取り付けたセパラブルフラスコに、脱イオン水864部を配合し、氷浴で冷却しながらN−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン57部を徐々に投入し溶解させた。ついで、この内容物に酢酸12部を配合した後、反応溶液の温度が10℃を超えないようにγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン61部を1時間かけて滴下し、さらに30分間攪拌して溶解させた。1H−NMR測定結果から、このシラン反応生成物にはエポキシ基は初期の30%が未反応で残存していた。シラン反応生成物の水性液における酢酸による中和当量は0.4である。そのまま、200メッシュのフィルターでろ過し、水溶液である水性バインダ組成物AC3を得た。   A separable flask equipped with a reflux condenser, a thermometer and a stirrer was mixed with 864 parts of deionized water, and 57 parts of N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane was added while cooling in an ice bath. Slowly charged and dissolved. Next, 12 parts of acetic acid was added to the contents, and then 61 parts of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane was added dropwise over 1 hour so that the temperature of the reaction solution did not exceed 10 ° C., followed by stirring for 30 minutes. And dissolved. From the results of 1H-NMR measurement, the initial 30% of epoxy groups remained unreacted in this silane reaction product. The neutralization equivalent of acetic acid in the aqueous liquid of the silane reaction product is 0.4. As it was, it was filtered through a 200 mesh filter to obtain an aqueous binder composition AC3 which was an aqueous solution.

水性バインダ組成物AC3の固形分は10%、pH7.4であり、また、ガスクロマトグラフによって測定したメタノール濃度が5.0%であり、引火点は76℃であった。水性バインダ組成物AC3の固形分は、アルコキシシリル基を有しておらず、アルコキシシリル基は加水分解されていた。使用されたγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランのエポキシ基1当量に対する、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシランのアミノ基の活性水素の量は3当量である。水性バインダ組成物AC3の樹脂固形分の重量平均分子量は約1500であった。

比較例4
The solid content of the aqueous binder composition AC3 was 10%, pH 7.4, the methanol concentration measured by gas chromatography was 5.0%, and the flash point was 76 ° C. The solid content of the aqueous binder composition AC3 did not have an alkoxysilyl group, and the alkoxysilyl group was hydrolyzed. The amount of active hydrogen of the amino group of N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane is 3 equivalents relative to 1 equivalent of the epoxy group of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane used. The weight average molecular weight of the resin solid content of the aqueous binder composition AC3 was about 1500.

Comparative Example 4

還流冷却器、温度計及び攪拌機を取り付けたセパラブルフラスコに、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン61部を配合し、酢酸28部と脱イオン水15部を加えて30分攪拌して加水分解した後、留分を除去しながら100℃まで昇温した。さらに100℃で1時間維持して縮合を進め、無色透明の粘調な水溶液を得た。この粘調な水溶液にN−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン57部を撹拌下にて1時間かけて滴下した。滴下終了後、1時間撹拌した後、加熱し80℃で5時間反応させた。1H−NMR測定結果から、この反応後の内容物にはエポキシ基は残存していないことを確認した。ついで、脱イオン水833部を配合して30分間攪拌して反応後の内容物を溶解させようとしたが、液は白濁し、完全に溶解させることはできなかった。   In a separable flask equipped with a reflux condenser, a thermometer and a stirrer, 61 parts of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane was added, 28 parts of acetic acid and 15 parts of deionized water were added, and the mixture was stirred for 30 minutes for hydrolysis. Then, the temperature was raised to 100 ° C. while removing the fraction. The condensation was further continued at 100 ° C. for 1 hour to obtain a colorless and transparent viscous aqueous solution. To this viscous aqueous solution, 57 parts of N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane was added dropwise over 1 hour with stirring. After completion of the dropwise addition, the mixture was stirred for 1 hour and then heated and reacted at 80 ° C. for 5 hours. From the 1H-NMR measurement result, it was confirmed that no epoxy group remained in the content after the reaction. Subsequently, 833 parts of deionized water was added and stirred for 30 minutes to dissolve the content after the reaction. However, the liquid became cloudy and could not be completely dissolved.

得られた水性バインダ組成物AC4の樹脂固形分の重量平均分子量は10000を超えていた。この水性バインダ組成物AC4については、以下、試験を行わなかった。
下記表1に実施例1〜10及び比較例1〜4における水性バインダ組成物の配合、性状などを示す。表1においては水の配合量は省略する。
The weight average molecular weight of the resin solid content of the obtained aqueous binder composition AC4 exceeded 10,000. This aqueous binder composition AC4 was not tested below.
Table 1 below shows the composition and properties of the aqueous binder compositions in Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 4. In Table 1, the blending amount of water is omitted.

Figure 0006092786
Figure 0006092786
水性バインダ組成物の貯蔵試験Storage test of aqueous binder composition

実施例1〜10ならびに比較例2及び3で作製した水性バインダ組成物を、20℃、30℃、40℃及び50℃の各温度で30日間貯蔵し、液の貯蔵安定性を液外観及び液粘度に基づき下記基準で評価した。その結果を下記表2に示す。初期の液状態も併せて記載する。液粘度は、B型回転粘度計を用いて、測定温度20℃および回転数60rpmの条件で測定した。
○:液外観は無色ないし黄色透明であり、かつ粘度は2.5mPa・s以下である。
△:液外観はわずかな濁り、沈殿物もしくは浮遊物が見られ、粘度は2.5mPa・sを超えるが、著しい増粘やゲル化は認めらない。
×:液外観はかなりの濁り、沈殿物もしくは浮遊物が見られ、著しい増粘もしくはゲル化が認められる。
The aqueous binder compositions prepared in Examples 1 to 10 and Comparative Examples 2 and 3 were stored at 20 ° C., 30 ° C., 40 ° C., and 50 ° C. for 30 days, and the storage stability of the liquid was determined as the liquid appearance and liquid. Based on the viscosity, the following criteria were used for evaluation. The results are shown in Table 2 below. The initial liquid state is also described. The liquid viscosity was measured using a B-type rotational viscometer under the conditions of a measurement temperature of 20 ° C. and a rotation speed of 60 rpm.
○: The liquid appearance is colorless to light yellow and transparent, and the viscosity is 2.5 mPa · s or less.
Δ: The liquid appearance is slightly turbid, precipitates or floats are observed, and the viscosity exceeds 2.5 mPa · s, but no significant thickening or gelation is observed.
X: The liquid appearance is considerably turbid, precipitates or floats are observed, and significant thickening or gelation is observed.

Figure 0006092786
Figure 0006092786

金属表面処理剤の調製Preparation of metal surface treatment agent

実施例11〜22ならびに比較例5及び6
金属表面処理剤の成分及びその配合割合ならびに液安定性を下記表3に示す。下記表3に示す配合割合となるように各成分を混合し、酢酸又はアンモニア水を用いてpH7.0に調整して各金属表面処理剤を得た。得られた金属表面処理剤の貯蔵安定性を下記の方法で評価した。その結果も合わせて下記表3に示す。

貯蔵安定性
Examples 11-22 and Comparative Examples 5 and 6
Table 3 below shows the components of the metal surface treatment agent, the blending ratio thereof, and the liquid stability. Each component was mixed so that it might become a mixture ratio shown in the following Table 3, and it adjusted to pH 7.0 using acetic acid or aqueous ammonia, and obtained each metal surface treating agent. The storage stability of the obtained metal surface treatment agent was evaluated by the following method. The results are also shown in Table 3 below.

Storage stability

所定の温度で1週間貯蔵した後の液外観及び液粘度に基づいて下記基準で評価した。液粘度は、B型回転粘度計を用いて、測定温度20℃および回転数60rpmの条件で測定した。
○:液外観は透明、粘度は2.5mPa・s以下。
△:液外観はわずかな濁り、沈殿物もしくは浮遊物が見られ、粘度は2.5mPa・sを超えるが著しい増粘やゲル化は認めらない。
×:液外観はかなりの濁り、沈殿物もしくは浮遊物が見られ、著しい増粘もしくはゲル化が認められる。
Based on the liquid appearance and liquid viscosity after storage at a predetermined temperature for 1 week, the following criteria were evaluated. The liquid viscosity was measured using a B-type rotational viscometer under the conditions of a measurement temperature of 20 ° C. and a rotation speed of 60 rpm.
○: The liquid appearance is transparent and the viscosity is 2.5 mPa · s or less.
Δ: The liquid appearance is slightly turbid, precipitates or floats are observed, and the viscosity exceeds 2.5 mPa · s, but no significant thickening or gelation is observed.
X: The liquid appearance is considerably turbid, precipitates or floats are observed, and significant thickening or gelation is observed.

Figure 0006092786
Figure 0006092786

表面処理板の製造Manufacture of surface treatment board

実施例23〜40ならびに比較例7及び8
板厚0.6mm両面電気亜鉛めっき鋼板(EG材、片面の目付量20g/m)の表面を、アルカリ脱脂剤(日本シービーケミカル社製、商品名「ケミクリーナー561B」)を溶解した濃度2%の水溶液を使用して、温度60℃の条件で2分間スプレー処理することにより脱脂し表面に付着しているゴミや油を除去し、水洗したのちに乾燥した。得られた脱脂処理した亜鉛めっき鋼板に、前記実施例及び比較例で得た各金属表面処理剤を下記表4に示す指示に従いロールコート法により塗布し、素材到達温度が100℃になるようにして20秒間焼付けて表面処理板を得た。金属表面処理剤は、製造後、初期のもの及び20℃で7日間貯蔵後のものを使用した。
Examples 23-40 and Comparative Examples 7 and 8
Concentration 2 in which the surface of a 0.6 mm-thick double-sided electrogalvanized steel sheet (EG material, basis weight 20 g / m 2 on one side) was dissolved with an alkaline degreasing agent (trade name “Chem Cleaner 561B”, manufactured by Nippon CB Chemical) % Aqueous solution was sprayed for 2 minutes at a temperature of 60 ° C. to remove debris and oil adhering to the surface, washed with water, and dried. Each metal surface treating agent obtained in the above-mentioned examples and comparative examples is applied to the obtained degreased galvanized steel sheet by the roll coating method according to the instructions shown in Table 4 below so that the material arrival temperature becomes 100 ° C. For 20 seconds to obtain a surface-treated plate. As the metal surface treatment agent, the initial one after production and the one after storage at 20 ° C. for 7 days were used.

各実施例及び比較例で調製した金属表面処理剤を用いて作製した各表面処理板について、下記の試験方法に基づき耐食性及び導電性の試験を行った。その試験結果を下記表4に示す。また、各表面処理板について、後記密着性試験を行った結果は、いずれの表面処理板においても表面処理皮膜の剥離が認められず良好であった。   About each surface treatment board produced using the metal surface treating agent prepared by each Example and the comparative example, the corrosion resistance and the electroconductivity test were done based on the following test method. The test results are shown in Table 4 below. In addition, the results of the adhesion test described below for each surface-treated plate were good in that no surface-treated film was observed on any of the surface-treated plates.

Figure 0006092786
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試験方法:Test method:

耐食性:
得られた各表面処理板の端面部及び裏面部をシールし、JIS Z 2371による塩水噴霧試験(SST)を行った。試験時間120時間及び240時間後の錆の発生程度下記基準により評価した。
a:錆発生が認められない。
b:錆発生が全面積の5%未満。
c:錆発生が全面積の5%以上でかつ10%未満。
d:錆発生が全面積の10%以上でかつ50%未満。
e:錆発生が全面積の50%以上。
Corrosion resistance:
The end surface part and the back surface part of each surface treatment plate obtained were sealed, and a salt spray test (SST) according to JIS Z 2371 was performed. The degree of rust generation after 120 hours and 240 hours of test time was evaluated according to the following criteria.
a: Rust generation is not recognized.
b: Rust generation is less than 5% of the total area.
c: Rust generation is 5% or more and less than 10% of the total area.
d: Rust generation is 10% or more and less than 50% of the total area.
e: Rust generation is 50% or more of the total area.

導電性:
三菱化学アナリテック(株)製ロレスタGP、ASP端子を用いて、表面処理板の任意の10箇所の表面抵抗値を測定し、10−4Ω以下を示す回数で評価した。
a:10回全て
b:6〜9回
c:1〜5回
d:0回
Conductivity:
Using a Loresta GP and an ASP terminal manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd., the surface resistance values at arbitrary 10 locations of the surface treatment plate were measured and evaluated by the number of times of 10 −4 Ω or less.
a: 10 times all b: 6 to 9 times c: 1 to 5 times d: 0 times

密着性試験:
各表面処理板の表面処理皮膜面に、カッターナイフにて素地に達するように、10mm四方に1mm×1mmの正方形が100個となるよう碁盤目を作製した。この碁盤目部が外側に押出されるように、エリクセン試験(7mm押し出し)を行った後、押出された加工部にセロハン粘着テープを密着させ、瞬時に剥離させた時に、表面処理皮膜の剥離の程度を評価した。

水性バインダ組成物の製造
実施例41
Adhesion test:
A grid was prepared so that 100 squares of 1 mm × 1 mm were formed in 10 mm square so that the surface treatment film surface of each surface treatment plate could reach the substrate with a cutter knife. After performing the Erichsen test (7 mm extrusion) so that this grid part is extruded to the outside, when the cellophane adhesive tape is brought into close contact with the extruded processed part and instantly peeled off, the surface treatment film is peeled off. The degree was evaluated.

Production of aqueous binder composition Example 41

還流冷却器、温度計及び攪拌機を取り付けたセパラブルフラスコに、脱イオン水850部を配合し、氷浴で冷却しながらN−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン53部を徐々に投入し溶解させた。ついで、この内容物に酢酸23部を配合して中和した後、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン66部とメチルトリメトキシシラン16部との混合物を投入し、30分間攪拌して溶解させた後、80℃で5時間反応させてシラン反応生成物(A’)の水性液を得た。1H−NMR測定結果からこのシラン反応生成物(A’)にはエポキシ基は残存していないことを確認した。   A separable flask equipped with a reflux condenser, a thermometer and a stirrer was mixed with 850 parts of deionized water, and 53 parts of N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane was added while cooling in an ice bath. Slowly charged and dissolved. Next, after adding 23 parts of acetic acid to this content and neutralizing, a mixture of 66 parts of γ-glycidoxypropyltriethoxysilane and 16 parts of methyltrimethoxysilane was added and dissolved by stirring for 30 minutes. Then, the reaction was carried out at 80 ° C. for 5 hours to obtain an aqueous liquid of the silane reaction product (A ′). From the result of 1H-NMR measurement, it was confirmed that no epoxy group remained in the silane reaction product (A ′).

ついで、このシラン反応生成物(A’)の水性液に89%リン酸水溶液10部及び脱イオン水300部を加えて溶解させた後、60〜70℃で、減圧蒸留にて1000部となるまで濃縮した。このようにして加水分解で生じたアルコールを水分とともに留去した後、200メッシュのフィルターでろ過し、水溶液である水性バインダ組成物A11を得た。水性バインダ組成物A11の固形分は10%、pH6.1であった。ガスクロマトグラフによって測定したアルコール濃度は1.5%未満であり、引火点は観測されなかった。水性バインダ組成物A11の樹脂固形分は、アルコキシシリル基を有しておらず、アルコキシシリル基は加水分解されていた。使用されたγ−グリシドキシプロピルトリエトキシシランのエポキシ基1当量に対する、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシランのアミノ基の活性水素の量は3.0当量であり、このアミノ基に対する酸中和当量は1.0である。水性バインダ組成物A11の樹脂固形分の重量平均分子量(GPC測定による)は約7.0×10であった。

実施例42〜49及び比較例11
Next, 10 parts of 89% phosphoric acid aqueous solution and 300 parts of deionized water are added to and dissolved in the aqueous solution of the silane reaction product (A ′), and then 1000 parts by distillation under reduced pressure at 60 to 70 ° C. Until concentrated. In this way, alcohol generated by hydrolysis was distilled off together with moisture, followed by filtration with a 200 mesh filter to obtain an aqueous binder composition A11 which was an aqueous solution. The solid content of the aqueous binder composition A11 was 10% and pH 6.1. The alcohol concentration measured by gas chromatography was less than 1.5%, and no flash point was observed. The resin solid content of the aqueous binder composition A11 did not have an alkoxysilyl group, and the alkoxysilyl group was hydrolyzed. The amount of active hydrogen of the amino group of N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane is 3.0 equivalents relative to 1 equivalent of the epoxy group of γ-glycidoxypropyltriethoxysilane used. The acid neutralization equivalent for this amino group is 1.0. The weight average molecular weight (according to GPC measurement) of the resin solid content of the aqueous binder composition A11 was about 7.0 × 10 3 .

Examples 42 to 49 and Comparative Example 11

実施例41において、配合組成を表5に示すとおりに変更する以外は、実施例41と同様にして水性バインダ組成物A12〜A19及びAC6を調製した。水性バインダ組成物A12〜A19及びAC6は、いずれもガスクロマトグラフによって測定したアルコール濃度は1.5%未満であり、引火点は観測されなかった。酸中和当量、エポキシ基1当量に対するアミノ基の活性水素の当量、固形分、pH、重量平均分子量等の特数値は表5に示すとおりである。

実施例50
In Example 41, aqueous binder compositions A12 to A19 and AC6 were prepared in the same manner as in Example 41 except that the blending composition was changed as shown in Table 5. In all of the aqueous binder compositions A12 to A19 and AC6, the alcohol concentration measured by gas chromatography was less than 1.5%, and no flash point was observed. Specific values of acid neutralization equivalent, equivalent of active hydrogen of amino group to 1 equivalent of epoxy group, solid content, pH, weight average molecular weight and the like are as shown in Table 5.

Example 50

還流冷却器、温度計及び攪拌機を取り付けたセパラブルフラスコに、脱イオン水850部と酢酸21部を配合し、攪拌しながら、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン61部とメチルトリメトキシシラン30部との混合物を徐々に投入し、10分間攪拌して溶解させた。ついで、この内容物にN−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン49部を徐々に投入し30分間攪拌して溶解させた後、80℃で5時間反応させてシラン反応物の水性を得た。1H−NMR測定結果からこのシラン反応物にはエポキシ基は残存していないことを確認した。 In a separable flask equipped with a reflux condenser, a thermometer and a stirrer, 850 parts of deionized water and 21 parts of acetic acid were blended, and 61 parts of γ-glycidoxypropyltriethoxysilane and 30 parts of methyltrimethoxysilane were mixed with stirring. The mixture was gradually added and stirred for 10 minutes to dissolve. Next, 49 parts of N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane was gradually added to this content and dissolved by stirring for 30 minutes, followed by reaction at 80 ° C. for 5 hours to obtain a silane reactant. An aqueous liquid was obtained. From the result of 1H-NMR measurement, it was confirmed that no epoxy group remained in the silane reaction product.

ついで、このシラン反応物の水性に89%リン酸水溶液10部及び脱イオン水300部を加えて溶解させた後、60〜70℃で、減圧蒸留にて1000部となるまで濃縮した。このようにして加水分解で生じたアルコールを水分とともに留去し、200メッシュのフィルターでろ過し、水溶液である水性バインダ組成物A20を得た。水性バインダ組成物A20の固形分は10%、pH6.1であった。ガスクロマトグラフによって測定したアルコール濃度は1.5%未満であり、引火点は観測されなかった。水性バインダ組成物A20の樹脂固形分は、アルコキシシリル基を有しておらず、アルコキシシリル基は加水分解されていた。使用されたγ−グリシドキシプロピルトリエトキシシランのエポキシ基1当量に対する、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシランのアミノ基の活性水素の量は3.0当量である。このアミノ基に対する酸中和当量は1.0である。水性バインダ組成物A20の樹脂固形分の重量平均分子量(GPC測定による)は7.2×103であった。

実施例51
Subsequently, 10 parts of 89% phosphoric acid aqueous solution and 300 parts of deionized water were added to the aqueous solution of the silane reactant and dissolved, and then concentrated at 60 to 70 ° C. to 1000 parts by vacuum distillation. Thus, the alcohol produced by hydrolysis was distilled off together with moisture, and filtered through a 200 mesh filter to obtain an aqueous binder composition A20 as an aqueous solution. The solid content of the aqueous binder composition A20 was 10% and pH 6.1. The alcohol concentration measured by gas chromatography was less than 1.5%, and no flash point was observed. The resin solid content of the aqueous binder composition A20 did not have an alkoxysilyl group, and the alkoxysilyl group was hydrolyzed. The amount of active hydrogen of the amino group of N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane is 3.0 equivalents relative to 1 equivalent of the epoxy group of γ-glycidoxypropyltriethoxysilane used. . The acid neutralization equivalent for this amino group is 1.0. The weight average molecular weight (according to GPC measurement) of the resin solid content of the aqueous binder composition A20 was 7.2 × 10 3 .

Example 51

還流冷却器、温度計及び攪拌機を取り付けたセパラブルフラスコに、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン49部を配合し、これにγ−グリシドキシプロピルトリトキシシラン61部を3時間かけて滴下し、滴下終了後、1時間攪拌した後、80℃で5時間反応させた。1H−NMR測定結果から、この内容物にはエポキシ基は残存していないことを確認した。この内容物に酢酸21部を配合して中和した後、脱イオン水850部を配合して溶解させ、ついでメチルトリメトキシラン30部を投入して60℃で30分間攪拌して加水分解させてシラン反応生成物(A’)の水性液を得た。 Reflux condenser, a separable flask fitted with a thermometer and a stirrer, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane 49 parts by blending, this γ- glycidoxypropyltrimethoxysilane et Tokishishiran 61 The portion was added dropwise over 3 hours, and after completion of the addition, the mixture was stirred for 1 hour and then reacted at 80 ° C. for 5 hours. From the result of 1H-NMR measurement, it was confirmed that no epoxy group remained in the contents. After adding 21 parts of acetic acid to this content and neutralizing, 850 parts of deionized water was added and dissolved, and then 30 parts of methyltrimethoxylane was added and stirred at 60 ° C. for 30 minutes for hydrolysis. Thus, an aqueous liquid of the silane reaction product (A ′) was obtained.

ついで、このシラン反応生成物(A’)の水性液に89%リン酸水溶液10部及び脱イオン水300部を加え、60〜70℃で、減圧蒸留にて1000部となるまで濃縮して、加水分解で生じたアルコールを水分とともに留去し、200メッシュのフィルターでろ過し、水溶液である水性バインダ組成物A21を得た。水性バインダ組成物A21の固形分は10%、pH6.1であった。ガスクロマトグラフによって測定したアルコール濃度は1.5%未満であり、引火点は観測されなかった。水性バインダ組成物A21の樹脂固形分は、アルコキシシリル基を有しておらず、アルコキシシリル基は加水分解されていた。使用されたγ−グリシドキシプロピルトリエトキシシランのエポキシ基1当量に対する、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシランのアミノ基の活性水素の量は3.0当量である。このアミノ基に対する酸中和当量は1.0である。水性バインダ組成物A21の樹脂固形分の重量平均分子量(GPC測定による)は7.0×10であった。

実施例52
Next, 10 parts of 89% phosphoric acid aqueous solution and 300 parts of deionized water are added to the aqueous liquid of the silane reaction product (A ′), and concentrated at 60 to 70 ° C. to 1000 parts by vacuum distillation. Alcohol produced by hydrolysis was distilled off together with moisture and filtered through a 200 mesh filter to obtain an aqueous binder composition A21 as an aqueous solution. The solid content of the aqueous binder composition A21 was 10% and pH 6.1. The alcohol concentration measured by gas chromatography was less than 1.5%, and no flash point was observed. The resin solid content of the aqueous binder composition A21 did not have an alkoxysilyl group, and the alkoxysilyl group was hydrolyzed. The amount of active hydrogen of the amino group of N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane is 3.0 equivalents relative to 1 equivalent of the epoxy group of γ-glycidoxypropyltriethoxysilane used. . The acid neutralization equivalent for this amino group is 1.0. The weight average molecular weight (according to GPC measurement) of the resin solid content of the aqueous binder composition A21 was 7.0 × 10 3 .

Example 52

実施例41において、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、酢酸、メチルトリメトキシシランの配合量を表5に示すとおりに変更し、さらに酢酸の投入と同時に60%硝酸水溶液9部を加える以外は実施例41と同様にして、水性バインダ組成物A22を調製した。水性バインダ組成物A22の固形分は10%、pH8.0であった。ガスクロマトグラフによって測定したアルコール濃度は1.5%未満であり、引火点は観測されなかった。水性バインダ組成物A22の樹脂固形分は、アルコキシシリル基を有しておらず、アルコキシシリル基は加水分解されていた。使用されたγ−グリシドキシプロピルトリエトキシシランのエポキシ基1当量に対する、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシランのアミノ基の活性水素の量は3.0当量である。このアミノ基に対する酸中和当量は0.4である。水性バインダ組成物A22の樹脂固形分の重量平均分子量(GPC測定による)は3.0×10であった。

比較例9
In Example 41, the blending amounts of γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, acetic acid, and methyltrimethoxysilane were changed as shown in Table 5. Further, an aqueous binder composition A22 was prepared in the same manner as in Example 41 except that 9 parts of a 60% nitric acid aqueous solution was added simultaneously with the addition of acetic acid. The solid content of the aqueous binder composition A22 was 10% and pH 8.0. The alcohol concentration measured by gas chromatography was less than 1.5%, and no flash point was observed. The resin solid content of the aqueous binder composition A22 did not have an alkoxysilyl group, and the alkoxysilyl group was hydrolyzed. The amount of active hydrogen of the amino group of N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane is 3.0 equivalents relative to 1 equivalent of the epoxy group of γ-glycidoxypropyltriethoxysilane used. . The acid neutralization equivalent for this amino group is 0.4. The weight average molecular weight (according to GPC measurement) of the resin solid content of the aqueous binder composition A22 was 3.0 × 10 3 .

Comparative Example 9

還流冷却器、温度計及び攪拌機を取り付けたセパラブルフラスコに、脱イオン水826部を配合し、氷浴で冷却しながらN−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン62部を徐々に投入し溶解させた。ついで、この内容物に酢酸33部を配合して中和した後、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン78部を投入し、30分間攪拌して溶解させた後、80℃で5時間反応させてシラン反応生成物(A’)の水性液を得た。1H−NMR測定結果からこのシラン反応物にはエポキシ基は残存していないことを確認した。   A separable flask equipped with a reflux condenser, a thermometer and a stirrer was mixed with 826 parts of deionized water, and 62 parts of N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane was added while cooling in an ice bath. Slowly charged and dissolved. Next, after adding 33 parts of acetic acid to this content and neutralizing, 78 parts of γ-glycidoxypropyltriethoxysilane was added and dissolved by stirring for 30 minutes, followed by reaction at 80 ° C. for 5 hours. Thus, an aqueous liquid of the silane reaction product (A ′) was obtained. From the result of 1H-NMR measurement, it was confirmed that no epoxy group remained in the silane reaction product.

ついで、このシラン反応生成物(A’)の水性液に脱イオン水300部を加えて溶解させた後、60〜70℃で、減圧蒸留にて1000部となるまで濃縮した。このようにして加水分解で生じたアルコールを水分とともに留去した後、200メッシュのフィルターでろ過し、水溶液である水性バインダ組成物AC4を得た。水性バインダ組成物AC4は濃縮工程において沈殿物を生じ、200メッシュのフィルターでろ過した後も白濁が進行した。バインダ水溶液として使用できないため、この後の評価は行わなかった。

比較例10
Subsequently, 300 parts of deionized water was added to the aqueous solution of the silane reaction product (A ′) and dissolved, and then concentrated at 60 to 70 ° C. to 1000 parts by vacuum distillation. After the alcohol produced by the hydrolysis was distilled off together with the water in this way, it was filtered through a 200 mesh filter to obtain an aqueous binder composition AC4 as an aqueous solution. The aqueous binder composition AC4 produced a precipitate in the concentration step, and white turbidity progressed even after filtration through a 200 mesh filter. Since it cannot be used as a binder aqueous solution, the subsequent evaluation was not performed.

Comparative Example 10

比較例9において、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシランとγ−グリシドキシプロピルトリエトキシシランとを反応させて得たシラン反応生成物(A’)の水性液に、脱イオン水を添加せず、かつ減圧蒸留を行わないこと以外は比較例9と同様にして水性バインダ組成物AC5を得た。水性バインダ組成物AC5の固形分は10%、pH6.1であった。ガスクロマトグラフによって測定したアルコール濃度は5.2%であり、引火点は76℃であった。水性バインダ組成物AC5の樹脂固形分は、アルコキシシリル基を有しておらず、アルコキシシリル基は加水分解されていた。使用されたγ−グリシドキシプロピルトリエトキシシランのエポキシ基1当量に対する、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシランのアミノ基の活性水素の量は3.0当量である。このアミノ基に対する酸中和当量は1.0である。水性バインダ組成物AC5の樹脂固形分の重量平均分子量(GPC測定による)は4.0×10であった。In Comparative Example 9, an aqueous liquid of a silane reaction product (A ′) obtained by reacting N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane and γ-glycidoxypropyltriethoxysilane. An aqueous binder composition AC5 was obtained in the same manner as in Comparative Example 9 except that deionized water was not added and vacuum distillation was not performed. The aqueous binder composition AC5 had a solid content of 10% and a pH of 6.1. The alcohol concentration measured by gas chromatography was 5.2% and the flash point was 76 ° C. The resin solid content of the aqueous binder composition AC5 did not have an alkoxysilyl group, and the alkoxysilyl group was hydrolyzed. The amount of active hydrogen of the amino group of N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane is 3.0 equivalents relative to 1 equivalent of the epoxy group of γ-glycidoxypropyltriethoxysilane used. . The acid neutralization equivalent for this amino group is 1.0. The weight average molecular weight (according to GPC measurement) of the resin solid content of the aqueous binder composition AC5 was 4.0 × 10 3 .

Figure 0006092786
Figure 0006092786

水性バインダ組成物の貯蔵試験Storage test of aqueous binder composition

実施例41〜52ならびに比較例10及び11で作製した液を、20℃、30℃、40℃及び50℃の各温度で30日間貯蔵し、液の貯蔵安定性を液外観及び液粘度に基づき下記の基準で評価した。その結果を下記表6に示す。初期の液状態も併せて記載する。比較例については初期の液状態のみ記載する。液粘度は、測定温度20℃、B型回転粘度計にて60rpmの条件で測定した。
○:液外観は無色〜淡黄色透明で、かつ液粘度2.5mPa・s以下。
△:液外観はわずかな濁り、沈殿物もしくは浮遊物が見られ、液粘度が2.5mPa・sを超えるが著しい増粘やゲル化は認めらない。
×:液外観はかなりの濁り、沈殿物もしくは浮遊物が見られ、著しい増粘もしくはゲル化が認められる。
The liquids prepared in Examples 41 to 52 and Comparative Examples 10 and 11 were stored for 30 days at respective temperatures of 20 ° C., 30 ° C., 40 ° C. and 50 ° C., and the storage stability of the liquid was based on the liquid appearance and liquid viscosity. Evaluation was made according to the following criteria. The results are shown in Table 6 below. The initial liquid state is also described. For Comparative Example 9 , only the initial liquid state is described. The liquid viscosity was measured under the conditions of a measurement temperature of 20 ° C. and a B-type rotational viscometer at 60 rpm.
○: The liquid appearance is colorless to light yellow and transparent, and the liquid viscosity is 2.5 mPa · s or less.
Δ: The liquid appearance is slightly turbid, precipitates or floats are observed, and the liquid viscosity exceeds 2.5 mPa · s, but no significant thickening or gelation is observed.
X: The liquid appearance is considerably turbid, precipitates or floats are observed, and significant thickening or gelation is observed.

Figure 0006092786
Figure 0006092786

金属表面処理剤の調製Preparation of metal surface treatment agent

実施例53〜66ならびに比較例12及び13
金属表面処理剤の配合及び液安定性を下記表7に示す。下記表7に示す配合組成となるように、各成分を配合し、酢酸又はアンモニア水を用いてpH7.0に調整して各金属表面処理剤を得た。
Examples 53-66 and Comparative Examples 12 and 13
Table 7 below shows the formulation and liquid stability of the metal surface treatment agent. Each component was blended so as to have the blending composition shown in Table 7 below, and adjusted to pH 7.0 using acetic acid or aqueous ammonia to obtain each metal surface treating agent.

Figure 0006092786
Figure 0006092786

上記表7における貯蔵安定性は、所定の温度で1週間貯蔵した後の液外観及び液粘度に基づいて下記基準で評価した。液粘度は、測定温度20℃、B型回転粘度計にて60rpmの条件で測定した。
○:液外観は透明で、かつ液粘度2.5mPa・s以下。
△:液外観はわずかな濁り、沈殿物もしくは浮遊物が見られ、液粘度が2.5mPa・sを超えるが著しい増粘やゲル化は認めらない。
×:液外観はかなりの濁り、沈殿物もしくは浮遊物が見られ、著しい増粘もしくはゲル化が認められる。

表面処理板の製造 (表面処理方法)
The storage stability in Table 7 was evaluated based on the following criteria based on the liquid appearance and liquid viscosity after storage at a predetermined temperature for 1 week. The liquid viscosity was measured under the conditions of a measurement temperature of 20 ° C. and a B-type rotational viscometer at 60 rpm.
○: The liquid appearance is transparent and the liquid viscosity is 2.5 mPa · s or less.
Δ: The liquid appearance is slightly turbid, precipitates or floats are observed, and the liquid viscosity exceeds 2.5 mPa · s, but no significant thickening or gelation is observed.
X: The liquid appearance is considerably turbid, precipitates or floats are observed, and significant thickening or gelation is observed.

Manufacturing of surface treatment plate (surface treatment method)

実施例67〜86ならびに比較例14及び15
板厚0.6mm両面電気亜鉛めっき鋼板(EG材、片面の目付量20g/m)の表面を、アルカリ脱脂剤(日本シービーケミカル社製、商品名「ケミクリーナー561B」)を溶解した濃度2%の水溶液を使用して、温度60℃の条件で2分間スプレー処理により脱脂することにより表面に付着しているゴミや油を除去し、水洗したのちに乾燥した。得られた脱脂処理した亜鉛めっき鋼板に、下記表8に示すように前記実施例及び比較例で得た各金属表面処理剤をロールコート法により塗布し、素材到達温度が100℃になるように20秒間焼付けて表面処理板を得た。金属表面処理剤は、製造後、初期のもの及び20℃で7日間貯蔵後のものを使用した。
Examples 67-86 and Comparative Examples 14 and 15
Concentration 2 in which the surface of a 0.6 mm-thick double-sided electrogalvanized steel sheet (EG material, basis weight 20 g / m 2 on one side) was dissolved with an alkaline degreasing agent (trade name “Chem Cleaner 561B”, manufactured by Nippon CB Chemical) Using a 2% aqueous solution, degreasing was carried out by spraying for 2 minutes at a temperature of 60 ° C. to remove dust and oil adhering to the surface, washing with water, and drying. As shown in Table 8 below, each metal surface treatment agent obtained in the Examples and Comparative Examples was applied to the obtained degreased galvanized steel sheet by the roll coating method so that the material arrival temperature was 100 ° C. A surface-treated plate was obtained by baking for 20 seconds. As the metal surface treatment agent, the initial one after production and the one after storage at 20 ° C. for 7 days were used.

各実施例及び比較例で調製した金属表面処理剤を用いて作製した各表面処理板について下記試験方法に基づき耐食性、脱脂後耐食性及び導電性の試験を行った。その試験結果を下記表8に示す。また、各表面処理板について、後記密着性試験を行った結果は、いずれの表面処理板においても表面処理皮膜の剥離が認められず良好であった。   Each surface-treated plate prepared using the metal surface-treating agent prepared in each Example and Comparative Example was tested for corrosion resistance, post-degreasing corrosion resistance, and conductivity based on the following test methods. The test results are shown in Table 8 below. In addition, the results of the adhesion test described below for each surface-treated plate were good in that no surface-treated film was observed on any of the surface-treated plates.

Figure 0006092786
Figure 0006092786

試験方法:Test method:

耐食性:
得られた各表面処理板について、各表面処理板の端面部及び裏面部をシールし、JIS Z 2371による塩水噴霧試験(SST)を行った。試験時間120時間及び240時間での錆の発生程度を下記基準により評価した。
a:錆発生が認められない。
b:錆発生が全面積の5%未満。
c:錆発生が全面積の5%以上でかつ10%未満。
d:錆発生が全面積の10%以上でかつ50%未満。
e:錆発生が全面積の50%以上。
Corrosion resistance:
About each obtained surface treatment board, the end surface part and back surface part of each surface treatment board were sealed, and the salt spray test (SST) by JISZ2371 was done. The degree of rust generation at the test time of 120 hours and 240 hours was evaluated according to the following criteria.
a: Rust generation is not recognized.
b: Rust generation is less than 5% of the total area.
c: Rust generation is 5% or more and less than 10% of the total area.
d: Rust generation is 10% or more and less than 50% of the total area.
e: Rust generation is 50% or more of the total area.

脱脂後耐食性:
得られた各表面処理板を、アルカリ脱脂剤(日本パーカライジング(株)製「FC−4460」)を溶解した濃度2%の水溶液を使用して、60℃、2分間スプレー処理の条件で脱脂し、ついで水洗、乾燥して脱脂後表面処理板を得た。この脱脂後表面処理板の端面部及び裏面部をシールし、JIS Z 2371による塩水噴霧試験(SST)を行った。試験時間120時間での錆の発生程度を上記耐食性におけると同じ基準により評価した。
Corrosion resistance after degreasing:
The resulting each surface treated sheet, alkaline degreasing agent using (Japan Pakara Idi ring Co. "FC-4460") concentration of 2% aqueous solution prepared by dissolving, 60 ° C., under the conditions of 2 minutes spraying Degreased, then washed with water and dried to obtain a surface-treated plate after degreasing. After the degreasing, the end surface portion and the back surface portion of the surface treatment plate were sealed, and a salt spray test (SST) according to JIS Z 2371 was performed. The degree of rust generation at a test time of 120 hours was evaluated according to the same criteria as in the above corrosion resistance.

導電性:
三菱化学アナリテック(株)製ロレスタGP、ASP端子を用いて、表面処理板の任意の10箇所の表面抵抗値を測定し、10−4Ω以下を示す回数で評価した。
a :10回全て
b :6〜9回
c :1〜5回
d :0回
Conductivity:
Using a Loresta GP and an ASP terminal manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd., the surface resistance values at arbitrary 10 locations of the surface treatment plate were measured and evaluated by the number of times of 10 −4 Ω or less.
a: 10 times all b: 6-9 times c: 1-5 times d: 0 times

密着性試験:
各表面処理板の表面処理皮膜面に、カッターナイフにて素地に達するように、10mm四方に1mm×1mmの正方形が100個となるよう碁盤目を作製した。この碁盤目部が外側に押出されるように、エリクセン試験(7mm押し出し)を行った後、押出された加工部にセロハン粘着テープを密着させ、瞬時に剥離させた時に、表面処理皮膜の剥離の程度を評価した。
Adhesion test:
A grid was prepared so that 100 squares of 1 mm × 1 mm were formed in 10 mm square so that the surface treatment film surface of each surface treatment plate could reach the substrate with a cutter knife. After performing the Erichsen test (7 mm extrusion) so that this grid part is extruded to the outside, when the cellophane adhesive tape is brought into close contact with the extruded processed part and instantly peeled off, the surface treatment film is peeled off. The degree was evaluated.

Claims (14)

(a) 少なくとも1個の1級又は2級のアミノ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤と、(b) 少なくとも1個のエポキシ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤と、(c) メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、ぺンチルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、3,3,3-トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、メチルトリス(メトキシエトキシ)シラン、エチルトリス(メトキシエトキシ)シラン、フェニルトリメトキシシラン及びフェニルトリエトキシシランから選ばれる少なくとも1種のアルコキシシラン化合物との反応生成物(A)であって、上記(a)、(b)及び(c)成分の合計量100質量部に基づき、(c)成分量は5〜70質量部の割合にある反応生成物(A);リン酸系酸化合物及び硝酸系酸化合物から選ばれる少なくとも1種の酸安定化剤(B)及び水を含有する、pH4.0〜10.0のバインダ組成物であって、
シランカップリング剤(a)は、シランカップリング剤(b)中のエポキシ基1当量に対し、シランカップリング剤(a)中のアミノ基の活性水素の量が1.5〜4.0当量となる割合にあり、
反応生成物(A)の少なくとも一部は、上記アミノ基とエポキシ基とが化学結合しており、
反応生成物(A)は、シランカップリング剤(b)に基づく未反応のエポキシ基を実質的に有さず、かつ、シランカップリング剤(a)及びシランカップリング剤(b)に基づく加水分解性基ならびにアルコキシシラン化合物(c)に基づくアルコキシシリル基の実質的に全てがシラノール基に加水分解されており、かつ、500〜20000の範囲内の重量平均分子量を有するものであり、そして
酸安定化剤(B)を、シランカップリング剤(a)中のアミノ基の中和当量が0.1〜2.0の範囲内となる量で含有する
ことを特徴とする金属表面処理剤用水性バインダ組成物。
(A) a silane coupling agent having at least one primary or secondary amino group and a hydrolyzable group; and (b) a silane coupling agent having at least one epoxy group and a hydrolyzable group. And (c) methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltripropoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, propyltrimethoxysilane, propyltriethoxysilane, butyltrimethoxysilane, pentiltrimethoxy Silane, hexyltrimethoxysilane, octyltrimethoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane, methyltris (methoxyethoxy) silane, ethyltris (methoxyethoxy) silane, phenyltrimethoxysilane and phenyltriethoxysilane The reaction product (A) with at least one alkoxysilane compound is based on 100 parts by mass of the total amount of the components (a), (b) and (c), and the amount of the component (c) is 5 to 5 parts. The reaction product (A) in a proportion of 70 parts by mass; containing at least one acid stabilizer (B) selected from a phosphoric acid compound and a nitric acid compound, and water, pH 4.0 to 10. 0 binder composition,
In the silane coupling agent (a), the amount of active hydrogen of the amino group in the silane coupling agent (a) is 1.5 to 4.0 equivalents with respect to 1 equivalent of the epoxy group in the silane coupling agent (b). In the ratio
At least a part of the reaction product (A) has the amino group and the epoxy group chemically bonded,
The reaction product (A) has substantially no unreacted epoxy group based on the silane coupling agent (b), and water based on the silane coupling agent (a) and the silane coupling agent (b). Substantially all of the decomposable groups as well as the alkoxysilyl groups based on the alkoxysilane compound (c) are hydrolyzed to silanol groups and have a weight average molecular weight in the range of 500 to 20000, and For a metal surface treatment agent, wherein the stabilizer (B) is contained in an amount such that the neutralization equivalent of the amino group in the silane coupling agent (a) is within the range of 0.1 to 2.0. Aqueous binder composition.
シランカップリング剤(a)がN−(2−アミノエチル)3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシランから選ばれる少なくとも1種の化合物であり、シランカップリング剤(b)がγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシランから選ばれる少なくとも1種の化合物である請求項1に記載の水性バインダ組成物。   Silane coupling agent (a) is N- (2-aminoethyl) 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) 3-aminopropyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) 3- It is at least one compound selected from aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, and 3-aminopropyltriethoxysilane, and the silane coupling agent (b) is γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, The aqueous binder composition according to claim 1, which is at least one compound selected from γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane and γ-glycidoxypropyltriethoxysilane. 酸安定化剤(B)がリン酸又は硝酸である請求項1に記載の水性バインダ組成物。   The aqueous binder composition according to claim 1, wherein the acid stabilizer (B) is phosphoric acid or nitric acid. 酸安定化剤(B)を、反応生成物(A)100質量部に基づき、1〜10質量部含有する請求項1に記載の水性バインダ組成物。   The aqueous | water-based binder composition of Claim 1 which contains an acid stabilizer (B) 1-10 mass parts based on 100 mass parts of reaction products (A). 固形分割合が5〜30質量%であり、かつ有機溶剤量が3質量%以下であって、引火点を有さない非危険物である請求項1に記載の水性バインダ組成物。   The aqueous binder composition according to claim 1, which is a non-hazardous material having a solid content ratio of 5 to 30% by mass and an organic solvent amount of 3% by mass or less and having no flash point. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の金属表面処理剤用水性バインダ組成物及び防錆剤を含有する金属表面処理剤。   The metal surface treating agent containing the aqueous | water-based binder composition for metal surface treating agents of any one of Claims 1-5, and a rust preventive agent. 防錆剤を、反応生成物(A)の固形分100質量部に基づいて、0.1〜100質量部含有する請求項6に記載の金属表面処理剤。   The metal surface treating agent according to claim 6, comprising 0.1 to 100 parts by mass of a rust inhibitor based on 100 parts by mass of the solid content of the reaction product (A). 水溶性又は水分散性の有機樹脂及び/又はワックスをさらに含有する請求項6に記載の水性金属表面処理剤。   The aqueous metal surface treatment agent according to claim 6, further comprising a water-soluble or water-dispersible organic resin and / or a wax. 請求項6〜8のいずれか1項に記載の金属表面処理剤を金属材料表面に塗布し、乾燥させ、該金属材料表面に乾燥皮膜重量が0.05〜3.0g/m2の表面処理皮膜を形成せしめることを特徴とする金属材料の表面処理方法。 The metal surface treatment agent according to any one of claims 6 to 8 is applied to the surface of the metal material and dried, and the surface treatment having a dry film weight of 0.05 to 3.0 g / m 2 on the surface of the metal material. A surface treatment method for a metal material, characterized in that a film is formed. (a) 少なくとも1個の1級又は2級のアミノ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤と、(b) 少なくとも1個のエポキシ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤と、(c) メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、ペンチルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、3,3,3-トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、メチルトリス(メトキシエトキシ)シラン、エチルトリス(メトキシエトキシ)シラン、フェニルトリメトキシシラン及びフェニルトリエトキシシランから選ばれる少なくとも1種のアルコキシシラン化合物とを、上記(a)、(b)及び(c)成分の合計量100質量部に基づき、(c)成分量が5〜70質量部の割合で反応せしめることによりシラン反応生成物(A’)を生成し、ついで、シラン反応生成物(A’)に、リン酸系酸化合物及び硝酸系酸化合物から選ばれる少なくとも1種の酸安定化剤(B)を添加することによりシラン反応生成物の水性液を調製した後、脱溶剤することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の水性バインダ組成物の製造方法。   (A) a silane coupling agent having at least one primary or secondary amino group and a hydrolyzable group; and (b) a silane coupling agent having at least one epoxy group and a hydrolyzable group. And (c) methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltripropoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, propyltrimethoxysilane, propyltriethoxysilane, butyltrimethoxysilane, pentyltrimethoxysilane, From hexyltrimethoxysilane, octyltrimethoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane, methyltris (methoxyethoxy) silane, ethyltris (methoxyethoxy) silane, phenyltrimethoxysilane and phenyltriethoxysilane Based on 100 parts by mass of the total amount of the above components (a), (b) and (c), at least one selected alkoxysilane compound is reacted at a ratio of (c) component amount of 5 to 70 parts by mass. To produce a silane reaction product (A ′), and then to the silane reaction product (A ′), at least one acid stabilizer (B) selected from a phosphoric acid compound and a nitric acid compound The method for producing an aqueous binder composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the solvent is removed after preparing an aqueous liquid of the silane reaction product by adding. 水性媒体中で、少なくとも1個の1級又は2級のアミノ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤(a)を加水分解反応させ、ついでこの加水分解反応物と、少なくとも1個のエポキシ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤(b)及びアルコキシシラン化合物(c)を、酸中和剤を含有する水性媒体中で混合し、加水分解反応及び付加反応させて、シラン反応生成物(A’)を生成せしめる請求項10に記載の水性バインダ組成物の製造方法。   In an aqueous medium, a silane coupling agent (a) having at least one primary or secondary amino group and a hydrolyzable group is hydrolyzed, and then the hydrolysis reaction product and at least one hydrolyzate are combined. A silane coupling agent (b) having an epoxy group and a hydrolyzable group and an alkoxysilane compound (c) are mixed in an aqueous medium containing an acid neutralizer, and subjected to a hydrolysis reaction and an addition reaction. The manufacturing method of the aqueous | water-based binder composition of Claim 10 which produces | generates a reaction product (A '). 水性媒体中で、少なくとも1個のエポキシ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤(b)及びアルコキシシラン化合物(c)を加水分解反応させた後、少なくとも1個の1級又は2級のアミノ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤(a)を添加して、酸中和剤を含有する水性媒体中で加水分解反応及び付加反応させて、シラン反応生成物(A’)を生成せしめる請求項10に記載の水性バインダ組成物の製造方法。 In an aqueous medium, after at least one epoxy group and a hydrolyzable group and a silane coupling agent having a (b)及beauty A alkoxysilane compound (c) is a hydrolysis reaction, at least one primary or secondary A silane coupling agent (a) having a primary amino group and a hydrolyzable group is added, followed by hydrolysis and addition reaction in an aqueous medium containing an acid neutralizing agent. The manufacturing method of the aqueous | water-based binder composition of Claim 10 which produces | generates'). 有機溶剤中で又は無溶剤下で、少なくとも1個の1級又は2級のアミノ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤(a)と、少なくとも1個のエポキシ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤(b)と、アルコキシシラン化合物(c)とを付加反応させ、ついでその付加反応物を、酸中和剤を含有する水性媒体中に溶解ないし分散させ、加水分解反応させて、シラン反応生成物(A’)を生成せしめる請求項10に記載の水性バインダ組成物の製造方法。 Silane coupling agent (a) having at least one primary or secondary amino group and hydrolyzable group, and at least one epoxy group and hydrolyzable group in an organic solvent or without solvent A silane coupling agent (b) having the following reaction with an alkoxysilane compound (c), and then the addition reaction product is dissolved or dispersed in an aqueous medium containing an acid neutralizing agent. The method for producing an aqueous binder composition according to claim 10, wherein a silane reaction product (A ′) is produced. (a) 少なくとも1個の1級又は2級のアミノ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤と、(b) 少なくとも1個のエポキシ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤と、(c) 式:(R)4-n−Si−(X)n[式中、Rは場合により反応性を有さない置換基で置換されていてもよい炭素原子数1〜18の炭化水素基を表し、Xはアルコキシル基を表し、nは1〜3の整数を表す]で示される少なくとも1種のアルコキシシラン化合物とを反応させることにより得られる反応生成物(A);リン酸系酸化合物及び硝酸系酸化合物から選ばれる少なくとも1種の酸安定化剤(B)及び水を含有する、pH4.0〜10.0のバインダ組成物であって、
シランカップリング剤(a)は、シランカップリング剤(b)中のエポキシ基1当量に対し、シランカップリング剤(a)中のアミノ基の活性水素の量が1.5〜4.0当量となる割合で配合され、
反応生成物(A)の少なくとも一部は、上記アミノ基とエポキシ基とが化学結合しており、
反応生成物(A)は、シランカップリング剤(b)に基づく未反応のエポキシ基を実質的に有さず、かつ、シランカップリング剤(a)及びシランカップリング剤(b)に基づく加水分解性基ならびにアルコキシシラン化合物(c)に基づくアルコキシシリル基の実質的に全てがシラノール基に加水分解されており、かつ、500〜20000の範囲内の重量平均分子量を有するものであり、そして
酸安定化剤(B)を、シランカップリング剤(a)中のアミノ基の中和当量が0.1〜2.0の範囲内となる量で含有する、金属表面処理剤用水性バインダ組成物の製造方法であって、
アルコール溶剤中又は無溶剤下で、少なくとも1個のエポキシ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤(b)及びアルコキシシラン化合物(c)を加水分解反応させた後、その加水分解反応物を、酸中和剤を含有する水性媒体中に溶解ないし分散させ、ついで、少なくとも1個の1級又は2級のアミノ基と加水分解性基とを有するシランカップリング剤(a)を添加して加水分解反応及び付加反応させて、シラン反応生成物(A’)を生成せしめ、ついで、シラン反応生成物(A’)に、リン酸系酸化合物及び硝酸系酸化合物から選ばれる少なくとも1種の酸安定剤(B)を添加することによりシラン反応生成物の水性液を調製した後、脱溶剤することを特徴とする、製造方法。
(A) a silane coupling agent having at least one primary or secondary amino group and a hydrolyzable group; and (b) a silane coupling agent having at least one epoxy group and a hydrolyzable group. And (c) Formula: (R) 4-n -Si- (X) n [wherein R is optionally substituted with a non-reactive substituent having 1 to 18 carbon atoms. A hydrocarbon group, X represents an alkoxyl group, and n represents an integer of 1 to 3.] A reaction product (A) obtained by reacting with at least one alkoxysilane compound represented by A binder composition having a pH of 4.0 to 10.0, containing at least one acid stabilizer (B) selected from a system acid compound and a nitrate system acid compound and water,
In the silane coupling agent (a), the amount of active hydrogen of the amino group in the silane coupling agent (a) is 1.5 to 4.0 equivalents with respect to 1 equivalent of the epoxy group in the silane coupling agent (b). Is blended at a ratio
At least a part of the reaction product (A) has the amino group and the epoxy group chemically bonded,
The reaction product (A) has substantially no unreacted epoxy group based on the silane coupling agent (b), and water based on the silane coupling agent (a) and the silane coupling agent (b). Substantially all of the decomposable groups as well as the alkoxysilyl groups based on the alkoxysilane compound (c) are hydrolyzed to silanol groups and have a weight average molecular weight in the range of 500 to 20000, and An aqueous binder composition for a metal surface treatment agent containing the stabilizer (B) in an amount such that the neutralization equivalent of the amino group in the silane coupling agent (a) is in the range of 0.1 to 2.0. A manufacturing method of
Hydrolysis reaction product after hydrolyzing silane coupling agent (b) having at least one epoxy group and hydrolyzable group and alkoxysilane compound (c) in alcohol solvent or without solvent Is dissolved or dispersed in an aqueous medium containing an acid neutralizing agent, and then a silane coupling agent (a) having at least one primary or secondary amino group and hydrolyzable group is added. Hydrolysis reaction and addition reaction to produce a silane reaction product (A ′), and then the silane reaction product (A ′) is at least one selected from a phosphoric acid compound and a nitric acid compound. A method for producing an aqueous solution of a silane reaction product by adding the acid stabilizer (B), and then removing the solvent.
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