JP2000281758A - 硬化性樹脂組成物 - Google Patents

硬化性樹脂組成物

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Abstract

(57)【要約】 【構成】(A)ポリエポキシド、(B)カルボキシル基
及び/又は環状酸無水基含有硬化剤及び(C)オニウム
塩と酸性ジフェニルリン酸エステルの反応物を必須成分
として含有することを特徴とする硬化性樹脂組成物。 【効果】貯蔵安定性、低温硬化性が良く、平滑性が改良
された。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は貯蔵安定性、低温硬化性
が良く、平滑性が改良された硬化性樹脂組成物に係わ
る。
【0002】
【従来の技術及びその課題】従来、エポキシ樹脂をポリ
カルボン酸無水物などの硬化剤で硬化させるにあたっ
て、第3級アミン、第4級アンモニウム塩などの硬化触
媒が使用されている。しかしながら、該硬化触媒はエポ
キシ樹脂と硬化剤の反応促進効果が大きいため貯蔵安定
性が悪くポットライフが短いという欠陥を有している。
【0003】本発明は、これらの欠点を解消し、貯蔵安
定性、低温硬化性が良く、かつ平滑性が改良された塗膜
を形成する硬化性樹脂組成物の開発を目的になされたも
のである。
【0004】
【問題を解決するための手段】本発明者等は上記した問
題点を解消するために鋭意研究を重ねた。その結果、上
記の硬化触媒として、オニウム塩と酸性ジフェニルリン
酸エステルの反応物で構成される潜在性硬化触媒を用い
ることによって上記した問題点を全て解決できることを
見出し、本発明を完成するに至った。
【0005】即ち、本発明は、(A)ポリエポキシド、
(B)カルボキシル基及び/又は環状酸無水基含有硬化
剤及び(C)オニウム塩と酸性ジフェニルリン酸エステ
ルの反応物で構成される潜在性硬化触媒を必須成分とし
て含有する硬化性樹脂組成物に係わる。
【0006】本発明で用いる(A)ポリエポキシドは1
分子中に平均約2個以上のエポキシ基を有する樹脂であ
って、従来から公知のものが使用できるが、特に、1分
子中に平均約2〜50個のエポキシ基を有する重量平均
分子量約6,000〜15,000個のアクリル系樹脂
が平滑性、屋外耐候性などすぐれた硬化塗膜が得られる
ので、このものを用いることが望ましい。
【0007】該アクリル樹脂としては、例えばグリシジ
ル(メタ)アクリレ−トなどの代表される1分子中にそ
れぞれ1個のエポキシ基と(メタ)アクリロイル基をも
つエポキシ基含有モノマ−とその他の重合性不飽和モノ
マ−とをラジカル共重合反応させて得られるものが包含
される。
【0008】このエポキシ基含有モノマ−は、その他の
重合性不飽和モノマ−との合計量に基づいて約5〜60
重量%、好ましくは約20〜50重量%含むことが望ま
しい。
【0009】その他重合性不飽和モノマ−としては、例
えばメチル(メタ)アクリレ−ト、エチル(メタ)アク
リレ−ト、プロピル(メタ)アクリレ−ト、ブチル(メ
タ)アクリレ−ト、2−エチルヘキシル(メタ)アクリ
レ−ト、オクチル(メタ)アクリレ−ト、ラウリル(メ
タ)アクリレ−トなどの(メタ)アクリル酸アルキルエ
ステル類;シクロヘキシル(メタ)アクリレ−トなどの
(メタ)アクリル酸シクロアルキルエステル類;ヒドロ
キシエチル(メタ)アクリレ−ト、ヒドロキシブチル
(メタ)アクリレ−ト及びこれらのものとε−カプロラ
クトンとの付加物などの水酸基含有エチレン性モノマ−
類;イソノニルエチル(メタ)アクリレ−ト、パ−フル
オロオクチル(メタ)アクリレ−トなどの(メタ)アク
リル酸フルオロアルキルエステル類:スチレン、ビニル
トルエンなどのビニル芳香族化合物;(メタ)アクリル
ニトリルなどのニトリル化合物;4フッ化エチレン、3
フッ化ビニリデン、1フッ化ビニルなどのフルオロオレ
フィン及びビニルエステル、オレフィン化合物などが包
含される。
【0010】アクリル樹脂の製造は、特に制限されずに
従来から公知の例えば溶液重合法、懸濁重合法及びエマ
ルション重合法によっておこなうことができる。
【0011】本発明で用いる(B)硬化剤は、カルボキ
シル基及び/又は環状酸無水基を含有する化合物又は樹
脂である。該硬化剤は、1分子中にカルボキシル基を2
個以上含有するポリカルボン酸、1分子中に環状酸無水
基を1個以上含有する環状酸無水物、1分子中にカルボ
キシル基及び環状酸無水基をそれぞれ1個以上含有する
カルボキシル基含有環状酸無水物などが包含される。
【0012】ポリカルボン酸としては、テトラヒドロフ
タル酸、ヘキサヒドロフタル酸、トリメリット酸などの
低分子量物質、これらの官能基を有するビニル系樹脂、
ポリエステル系樹脂などのポリカルボン酸樹脂(通常、
重量平均分子量約500〜80,000)などが包含さ
れる。
【0013】上記したビニル系ポリカルボン酸樹脂とし
ては、例えば、カルボキシル基含有エチレン性不飽和モ
ノマ−(例えば(メタ)アクリル酸、前記水酸基含有ビ
ニルモノマ−と無水ハイミック酸とのハ−フエステル化
物)及び必要に応じてその他のエチレン性不飽和モノマ
−をラジカル重合させてなる(共)重合体;無水カルボ
キシル基含有エチレン性不飽和モノマ−(例えば無水イ
タコン酸、無水マレイン酸など)及び必要に応じて前記
その他のエチレン性不飽和モノマ−をラジカル重合させ
てなる(共)重合体をエステル化剤(例えばアセト−
ル、アリルアルコ−ル、プロパギルアルコ−ル、メタノ
−ルなど)でハ−フエステル化させたもの;上記無水カ
ルボキシル基含有エチレン性不飽和モノマ−と上記エス
テル化剤とをハ−フエステル化させてなるモノマ−を必
要に応じて前記その他のエチレン性不飽和モノマ−をラ
ジカル重合させてなる(共)重合体;前記水酸基含有エ
チレン性不飽和モノマ−を必須成分としかつ必要に応じ
て前記その他のエチレン性不飽和モノマ−をラジカル
(共)重合させてなる水酸基含有(共)重合体を無水カ
ルボン酸(例えば無水コハク酸など)でハ−フエステル
化させたものなどが挙げられる。
【0014】また、上記ポリエステル系ポリカルボン酸
樹脂は、主に多塩基酸と多価アルコ−ルとを酸過剰で反
応させたエステル化物であって、多塩基酸としては(無
水)フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、(無水)
コハク酸、アジピン酸、フマル酸、(無水)マレイン
酸、テトラヒドロ(無水)フタル酸、ヘキサヒドロ(無
水)フタル酸、(無水)トリメリット酸、メチルシクロ
ヘキセントリカルボン酸、(無水)ピロメリット酸等の
2価以上の多塩基酸等が挙げられ、多価アルコ−ルとし
てはエチレングリコ−ル、プロピレングリコ−ル、ジエ
チレングリコ−ル、ブタンジオ−ル、ネオペンチルグリ
コ−ル、シクロヘキサンジメタノ−ル、1,6−ヘキサ
ンジオ−ル、グリセリン、トリメチロ−ルエタン、トリ
メチロ−ルプロパン、ペンタエリスリト−ル、ビス(ヒ
ドロキシエチル)テレフタレ−ト、(水添)ビスフェノ
−ル、ポリイソシアネ−トポリオ−ル、トリエタノ−ル
アミン等が挙げられる。さらに、水酸基含有ポリエステ
ル樹脂、酸無水物をハ−フエステル化したもの。
【0015】環状酸無水基を含有する硬化剤としては、
無水マレイン酸、無水コハク酸、ドデシル無水コハク
酸、テトラヒドロ無水フタル酸、3−メチルテトラヒド
ロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、3−メチ
ルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水ハイミック酸、無水
ヘット酸、無水フタル酸などの1,2−カルボン酸無水
物。
【0016】前記無水カルボキシル基含有エチレン性不
飽和モノマ−及び必要に応じて前記その他のエチレン性
不飽和モノマ−をラジカル重合させてなる(共)重合体
(通常、重量平均分子量約500〜80,000)など
が挙げられる。
【0017】カルボキシル基含有環状酸無水物として
は、例えば無水トリメリット酸などの化合物及び前記カ
ルボキシル基含有エチレン性不飽和モノマ−、無水カル
ボキシル基含有エチレン性不飽和モノマ−及び必要に応
じてその他のエチレン性不飽和モノマ−をラジカル重合
させてなる共重合体(通常、重量平均分子量500〜8
0,000)などが挙げられる。
【0018】本発明で用いる潜在性硬化触媒(C)は、
オニウム塩と酸性ジフェニルリン酸エステルの反応物で
あって、その比率はオニウム塩1モルに対して酸性ジフ
ェニルリン酸エステル0.5〜1.5モル、好ましくは
0.8〜1.2モルを反応させたものを用いることが望
ましい。
【0019】オニウム塩は窒素、リン、イオウなどのよ
うに孤立電子対をもつ元素を含む化合物において、これ
らの孤立電子対にプロトンあるいは他の陽イオン形の化
合物が配位結合してなる化合物である。
【0020】上記オニウム塩としては具体的には一般式
(Ι)(R1234N)Xで表される第4級アンモニ
ウム塩、一般式(Π)(R1234P)Xで表される
第4級ホスホニウム塩、一般式(Ш)(R123S)
Xで表される第3級スルホニウム塩などが挙げられる。
【0021】上記一般式(Ι)〜(Ш)において、
1、R2、R3及びR4は炭水化物であって同一もしくは
異なっていてもかまわない。該炭化水素基はハロゲン又
はヒドロキシル基で置換されていても良い。また、炭化
水素基は直鎖もしくは分枝状のC1〜C6のアルキル基、
6〜C20のシクロアルキル基、アリ−ル基(フェニ
ル、トリル基等)、アラルキル基(ベンジル基など)な
どが包含される。また、Xは水酸基である。
【0022】オニウム塩の代表例としては、テトラエチ
ルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウ
ムヒドロキシド、ジエチルジブチルアンモニウムヒドロ
キシド、ジメチルジオレイルアンモニウムヒドロキシ
ド、ジメチルベンジルラウリルアンモニウムヒドロキシ
ド、ジメチルジシクロヘキシルアンモニウムヒドロキシ
ド、テトラエチルホスホニウムヒドロキシド、テトラブ
チルホスホニウムヒドロキシド、ジメチルベンジルラウ
リルホスホニウムヒドロキシド、トリエチルスルホニウ
ムヒドロキシドなどが挙げられる。
【0023】上記した(A)〜(C)成分の配合割合
は、(A)ポリエポキシド100重量部に対して(B)
硬化剤約10〜200重量部、好ましくは約30〜10
0重量部及び(C)潜在性硬化触媒約0.5〜10重量
部、好ましくは約2〜6重量部の範囲が良い。
【0024】本発明硬化性樹脂組成物は、粉末状、有機
溶剤に溶解もしくは分散した液状塗料の形態で使用する
ことができる。
【0025】本発明の組成物は、上記した(A)〜
(C)成分以外に、必要に応じて着色顔料、充填剤、有
機ポリマ−、微粒子、有機溶剤、流動性調整剤、紫外線
吸収剤、光安定剤などが配合できる。
【0026】本発明硬化性樹脂組成物は、1液型で貯蔵
安定性が改良され、低温硬化性、平滑性が優れた塗膜が
形成できることから、自動車上塗り塗料として有用なも
のである。例えば上塗り塗膜を形成するための2コ−ト
1ベ−ク、2コ−ト2ベ−ク、3コ−ト1ベ−ク、3コ
−ト2ベ−クなどによるソリッドカラ−仕上げやメタリ
ックカラ−仕上げにおけるクリヤ−として本発明の組成
物を使用することが好ましい。
【0027】
【発明の効果】本発明硬化性樹脂組成物において、ポリ
エポキシドの硬化触媒として用いるオニウム塩と酸性ジ
フェニルリン酸エステルの反応物から構成される潜在性
硬化触媒を用いることにより、低温硬化性、貯蔵安定性
が優れ、かつ、平滑性が改良された効果を発揮するもの
である。
【0028】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。
【0029】実施例1 ポリエポキシド(メチルメタクリレ−ト/n−ブチルメ
タクリレ−ト/n−ブチルアクリレ−ト/スチレン/グ
リシジルメタクリレ−ト=2/46/10/2/40重
量%の共重合体、重量平均分子量約10,000、50
重量%トルエン溶液)100重量部、ポリカルボン酸
(メチルメタクリレ−ト/n−ブチルメタクリレ−ト/
n−ブチルアクリレ−ト/スチレン/アクリル酸=2/
50/30/3/15重量%の共重合体、重量平均分子
量10,000、50重量%キシレン溶液)100重合
部、テトラブチルアンモニウムヒドロキシドと酸性ジフ
ェニルリン酸エステル反応物(1モル:1モル反応)で
あるテトラブチルアンモニウムジフェニルリン酸塩を2
重量部を配合したもの。
【0030】実施例2 ポリエポキシド(実施例1と同様のもの)100重量
部、ポリカルボン酸(実施例1と同様のもの)100重
量部、テトラブチルアンモニウムヒドロキシドと酸性ジ
フェニルリン酸エステル反応物(1モル:1.2モル反
応)であるテトラブチルアンモニウムジフェニルリン酸
塩2重量部を配合したもの。
【0031】比較例1 ポリエポキシド(実施例1と同様のもの)100重量
部、ポリカルボン酸(実施例1と同様のもの)100重
量部、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド1重量部
及びビス(エチルヘキシル)ホスフェ−ト2重量部を混
合したもの。
【0032】比較例2 比較例1において、テトラエチルアンモニウムヒドロキ
シド及びビス(エチルヘキシル)ホスフェ−トを配合し
ないもの。
【0033】比較例3 比較例1において、ビス(エチルヘキシル)ホスフェ−
トを配合しないもの。 比較例4 比較例1において、テトラブチルアンモニウムヒドロキ
シドを配合しないもの。
【0034】実施例及び比較例 各実施例及び比較例の性能について表1に示した。
【0035】貯蔵安定性は下記の方法で試験した。
【0036】実施例及び比較例のものをフォ−ドカップ
No.4で30秒(20℃)の粘度になるように希釈し
たものを試料として用いた。試料を60℃で32時間密
閉状態で貯蔵したのち、試料の粘度を測定して下記の基
準で評価した。
【0037】◎は粘度上昇が0〜5秒のもの、○は粘度
上昇が6〜10秒のもの、△は11秒以上のもの、×は
ゲル化のものを示す。
【0038】試験板の調整及び表1中の性能試験は以下
の条件で行った。
【0039】試験板の調整 化成処理したダル鋼板にエポキシ樹脂系カチオン電着塗
料を塗布し(膜厚25μm)、170℃で30分間加熱
硬化させた後、中塗りとして、「ル−ガベ−クAM」
(商標名、関西ペイント株式会社製、ポリエステル樹脂
/メラミン樹脂系の自動車用塗料)を乾燥膜厚が30μ
mになるように塗布し、140℃で30分間加熱硬化さ
せた。次いで#400サンドペ−パ−で塗面を水研し、
水切り乾燥後石油ベンジンで塗面を拭いたものを素材と
した。
【0040】次に、「マジクロン#1000ベ−スコ−
ト(シルバ−)」(商標名、関西ペイント株式会社製、
アクリル樹脂/メラミン樹脂系)を上記素材に乾燥膜厚
が約15μmになるようにスプレ−塗装し、スプラッシ
ュオフした後に各実施例及び比較例の組成物を乾燥膜厚
が約40μmになるようにスプレ−塗装し、140℃で
30分間焼き付けを行った。(但し、低温硬化性の試験
板は120℃で30分間焼き付けを行った。) 性能試験 外観:硬化物表面を目視評価した。
【0041】○は表面に異常がないもの、△はチヂミ等
が認められるツヤボケを生じたもの、×は著しいチヂミ
等を生じ低光沢のものを示す。
【0042】硬化性:硬化物表面をキシレンを含有させ
たガ−ゼを指先で強く往復10回払拭した後の外観を目
視評価した。
【0043】○は表面に異常がなく硬化性が良いもの、
△はわずかに表面に傷が認められ硬化性が劣るもの、×
は表面がキシレンで溶解し、硬化性が著しく劣るものを
示す。
【0044】
【表1】
【0045】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)ポリエポキシド、(B)カルボ
    キシル基及び/又は環状酸無水基含有硬化剤及び(C)
    オニウム塩と酸性ジフェニルリン酸エステルの反応物を
    必須成分として含有することを特徴とする硬化性樹脂組
    成物。
JP11094616A 1999-04-01 1999-04-01 硬化性樹脂組成物 Pending JP2000281758A (ja)

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