JP2005162976A - Resin composition - Google Patents

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JP2005162976A JP2003407133A JP2003407133A JP2005162976A JP 2005162976 A JP2005162976 A JP 2005162976A JP 2003407133 A JP2003407133 A JP 2003407133A JP 2003407133 A JP2003407133 A JP 2003407133A JP 2005162976 A JP2005162976 A JP 2005162976A
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Kuniyasu Kawabe
邦康 河辺
Yukihiro Fukuyama
幸弘 福山
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Kao Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a resin composition having an excellent adhesion and containing water, which has an excellent storage stability and can give a good working environment and undergo a uniform curing reaction even at an ordinary temperature when vaporizing the water content, and to prepare a coating film which is excellent in adhesion and heat resistance and has hydrophilicity. <P>SOLUTION: This resin composition contains a silane coupling agent which has a 1-5C alkoxy group and amino group, a polyester which has as the constitutional component a polyethylene glycol and an acid value of 3-100 KOHmg/g, and water. The coating film is formed by curing the above resin composition. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、水を含有する常温硬化型樹脂組成物に関する。さらに本発明は前記樹脂組成物により形成される親水性塗膜に関する。   The present invention relates to a room temperature curable resin composition containing water. Furthermore, this invention relates to the hydrophilic coating film formed with the said resin composition.

有機溶剤を含まず、また、硬化時にホルムアルデヒド等の刺激物を発生せず、しかも作業環境良好な、塗料、インキ、コーティング材、接着剤等のベヒクルとして、又は繊維、フィルム、紙製品の加工剤等に有用である樹脂組成物として、自己分散型水系ポリエステル(特許文献1参照)や、有機過酸化物等の硬化剤を含有する熱硬化性の樹脂組成物(特許文献2参照)が提案されている。しかしながら、これらの樹脂組成物の硬化には加熱が必要で、熱源設備を必要とし、任意の場所で硬化できない。そこで、硬化温度を下げるため、半減期温度の低い過酸化物を用いると、樹脂組成物の保存安定性が悪化する。
特開平5−295100号公報 特開2000−264938号公報
Does not contain organic solvents, does not generate irritants such as formaldehyde during curing, and has a good working environment, as a vehicle for paints, inks, coating materials, adhesives, etc., or a processing agent for fibers, films, and paper products As a resin composition useful for such as, a self-dispersing water-based polyester (see Patent Document 1) and a thermosetting resin composition containing a curing agent such as an organic peroxide (see Patent Document 2) have been proposed. ing. However, the curing of these resin compositions requires heating, requires heat source equipment, and cannot be cured at any place. Therefore, when a peroxide having a low half-life temperature is used to lower the curing temperature, the storage stability of the resin composition is deteriorated.
JP-A-5-295100 JP 2000-264938

本発明は、優れた保存安定性を有し、作業環境良好で、水分を蒸発させることで常温でも容易に均一な硬化反応を生じ得る、優れた密着性を有する水を含有する樹脂組成物を提供することを目的とする。さらに、本発明は、密着性及び耐熱性に優れ、親水性を有する塗膜を提供することを目的とする。   The present invention provides a water-containing resin composition that has excellent storage stability, has a good working environment, and can easily cause a uniform curing reaction even at room temperature by evaporating water, and has excellent adhesion. The purpose is to provide. Furthermore, an object of this invention is to provide the coating film which is excellent in adhesiveness and heat resistance, and has hydrophilic property.

即ち、本発明の要旨は、
〔1〕 炭素数1〜5のアルコキシ基及びアミノ基を有するシランカップリング剤と、ポリエチレングリコールを構成成分とする酸価が3〜100KOHmg/gのポリエステルと、水とを含有してなる樹脂組成物、並びに
〔2〕 前記〔1〕記載の樹脂組成物を硬化させてなる塗膜
に関する。
That is, the gist of the present invention is as follows.
[1] A resin composition comprising a silane coupling agent having an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms and an amino group, a polyester having an acid value of 3 to 100 KOHmg / g containing polyethylene glycol as a constituent, and water. And [2] a coating film obtained by curing the resin composition according to [1].

本発明の水を含有する樹脂組成物は、優れた保存安定性を有し、作業環境良好で、水を蒸発させることで常温でも容易に均一な硬化反応を生じ、優れた密着性、耐熱性及び親水性を有する塗膜を生じるため、かかる樹脂組成物を用いることで、表面を親水性としたい塗料、インキ、コーティング材、接着剤等のベヒクルとして、又は繊維、フィルム、紙製品の加工剤として好適に使用することができる。   The resin composition containing water of the present invention has excellent storage stability, good working environment, and easily causes a uniform curing reaction even at room temperature by evaporating water, and has excellent adhesion and heat resistance. In order to produce a coating film having hydrophilicity, by using such a resin composition, the surface of the coating is desired to be hydrophilic, such as paints, inks, coating materials, adhesives, etc., or processing agents for fibers, films and paper products. Can be suitably used.

本発明の樹脂組成物は、前記のように、炭素数1〜5のアルコキシ基及びアミノ基を有するシランカップリング剤と、ポリエチレングリコールを構成成分とする酸価が3〜100KOHmg/gのポリエステルと、水とを含有してなるものであり、かかる樹脂組成物を用いることで、常温でも容易に均一な硬化反応を生じ、均一な塗膜、或いは、種々の部材に対して優れた密着性をもたらすという効果、さらには塗膜表面の親水性が発現される。   As described above, the resin composition of the present invention includes a silane coupling agent having an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms and an amino group, a polyester having polyethylene glycol as a constituent component and an acid value of 3 to 100 KOHmg / g, In addition, by using such a resin composition, a uniform curing reaction easily occurs even at room temperature, and excellent adhesion to a uniform coating film or various members. The effect of bringing about it, and also the hydrophilicity of the coating film surface are expressed.

中でも、本発明の樹脂組成物においては、前記特定のシランカップリング剤と特定のポリエステルとを併用することで、硬化時に、ポリエステルとシランカップリング剤とが反応するだけでなく、シランカップリング剤自体が加水分解及び自己縮合反応したり、或いは繊維、骨材等の基材表面にある官能基とも反応するため、樹脂成分及び/又は各種基材間の密着性を高め、或いは塗膜強度を高め、複合材料の特性を向上させることができる。
なお、従来からカップリング剤として使用されているアミノ基を有しないアルコキシシラン類については、後述の比較例に示すように、密着性や常温硬化性に劣る。
Among them, in the resin composition of the present invention, by using the specific silane coupling agent and the specific polyester in combination, not only the polyester and the silane coupling agent react at the time of curing, but also the silane coupling agent. Since it itself undergoes hydrolysis and self-condensation reactions, or reacts with functional groups on the substrate surface such as fibers and aggregates, it improves the adhesion between the resin component and / or various substrates, or increases the coating strength. And improve the properties of the composite material.
In addition, about the alkoxysilanes which do not have an amino group conventionally used as a coupling agent, as shown in the comparative example mentioned later, it is inferior to adhesiveness and normal temperature sclerosis | hardenability.

本発明に用いられるシランカップリング剤は、炭素数1〜5のアルコキシ基を有するものであり、密着性や常温硬化性に優れる観点から、下記式(1):   The silane coupling agent used in the present invention has an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and from the viewpoint of excellent adhesion and room temperature curability, the following formula (1):

Figure 2005162976
Figure 2005162976

(式中、R1 は炭素数2〜5(好ましくは炭素数3)のアルキレン基、R2 は同一又は異なっても良い炭素数1〜5(好ましくは炭素数1〜2、特には1)のアルキル基又は炭素数1〜5(好ましくは炭素数1〜2、特には1)のアルコキシ基を示す。ただし、R2 の少なくとも一つは、アルコキシ基(好ましくはジもしくはトリアルコキシ基)である。)
で表される構造単位を有することが好ましく、下記式(2):
(In the formula, R 1 is an alkylene group having 2 to 5 carbon atoms (preferably 3 carbon atoms), R 2 may be the same or different and preferably 1 to 5 carbon atoms (preferably 1 to 2 carbon atoms, particularly 1). Or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms (preferably 1 to 2 carbon atoms, particularly 1), provided that at least one of R 2 is an alkoxy group (preferably a di- or trialkoxy group). is there.)
It is preferable to have a structural unit represented by the following formula (2):

Figure 2005162976
Figure 2005162976

(式中、R1 およびR2 は、前記と同じ。R3 は、炭素数2〜5(好ましくは炭素数2)のアルキレン基を示す。)
で表される構造単位を有することがより好ましく、式(3):
(In the formula, R 1 and R 2 are the same as described above. R 3 represents an alkylene group having 2 to 5 carbon atoms (preferably 2 carbon atoms).)
It is more preferable to have a structural unit represented by the formula (3):

Figure 2005162976
Figure 2005162976

(式中、R1 〜R3 は、前記と同じ。R4 は水素原子又は水酸基を有してもよい炭素数1〜3のアルキル基(好ましくは水素原子)を示す)
で表される化合物が特に好ましい。
(Wherein R 1 to R 3 are the same as described above. R 4 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms (preferably a hydrogen atom) which may have a hydroxyl group).
Is particularly preferred.

前記シランカップリング剤としては、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられ、特にはジ又はトリアルコキシシリル基を有するものが好ましい。なお、これらは信越化学社等から容易に入手できる。これらのシランカップリング剤は、単独で又は2種以上混合して用いることができる。   Examples of the silane coupling agent include N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β- (aminoethyl). -Γ-aminopropylmethyldiethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-γ-amino Examples thereof include propyltrimethoxysilane, and those having a di- or trialkoxysilyl group are particularly preferable. These can be easily obtained from Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. These silane coupling agents can be used alone or in admixture of two or more.

本発明の樹脂組成物に含有されるポリエステルは、ポリエチレングリコールを構成成分とする酸価が3〜100KOHmg/gのものであれば、前記シランカップリング剤の存在により硬化し得る。   The polyester contained in the resin composition of the present invention can be cured by the presence of the silane coupling agent as long as it has an acid value of 3 to 100 KOHmg / g containing polyethylene glycol as a constituent component.

このポリエステルの酸価が3KOHmg/g未満であると前記シランカップリング剤との反応点が少なくなり、耐熱性が低下する傾向があり、100KOHmg/gを超えると反応のための前記シランカップリング剤の量が多くなり、必要量に満たない場合は耐熱性が低下する傾向があるため好ましくない。ポリエステルの酸価としては、密着性、水乳化性及び硬化性に優れる観点から、好ましくは10〜70KOHmg/g、より好ましくは15〜50KOHmg/gである。前記酸価はJIS K 0070に従って測定する。   If the acid value of this polyester is less than 3 KOHmg / g, the reaction point with the silane coupling agent tends to decrease and the heat resistance tends to decrease, and if it exceeds 100 KOHmg / g, the silane coupling agent for reaction If the amount is less than the required amount, the heat resistance tends to decrease, such being undesirable. The acid value of the polyester is preferably 10 to 70 KOHmg / g, more preferably 15 to 50 KOHmg / g, from the viewpoint of excellent adhesion, water emulsification and curability. The acid value is measured according to JIS K 0070.

前記ポリエステルは、アミド結合、ウレタン結合、エポキシ結合等で変性されていてもよいが、変性されていないものが好ましい。ポリエチレンテレフタレート等の高分子量ポリエステルをカルボン酸でエステル交換反応したものでも、酸価が前記範囲内であれば使用できる。但し、高分子量ポリエステルをアルコールでエステル交換反応したものは、酸価が3KOHmg/g未満になるため好ましくない。   The polyester may be modified with an amide bond, a urethane bond, an epoxy bond or the like, but is preferably not modified. Even those obtained by transesterification of a high molecular weight polyester such as polyethylene terephthalate with a carboxylic acid can be used as long as the acid value is within the above range. However, what transesterified the high molecular weight polyester with alcohol is not preferable because the acid value is less than 3 KOHmg / g.

前記ポリエステルの軟化点は、結合強度の観点から、0〜100℃、好ましくは20〜90℃が望ましい。なお、数平均分子量は、好ましくは1000〜3万、より好ましくは2000〜1万である。   The softening point of the polyester is 0 to 100 ° C., preferably 20 to 90 ° C., from the viewpoint of bond strength. The number average molecular weight is preferably 1000 to 30,000, more preferably 2000 to 10,000.

本発明に用いられるポリエステルは、構成モノマーとしてポリエチレングリコールを必須成分とするが、ポリエチレングリコールの平均分子量は800〜6000が好ましく、1000〜6000がより好ましい。また、親水性の点よりポリエチレングリコールの量は、ポリエステルを構成する全モノマーの内、5〜35重量%が好ましく、更には10〜35重量%がより好ましい。   The polyester used in the present invention contains polyethylene glycol as an essential component as a constituent monomer, and the average molecular weight of polyethylene glycol is preferably 800 to 6000, more preferably 1000 to 6000. From the viewpoint of hydrophilicity, the amount of polyethylene glycol is preferably 5 to 35% by weight, more preferably 10 to 35% by weight, of all monomers constituting the polyester.

本発明に用いられるポリエステルは、構成モノマーとして以下に挙げる酸成分とポリオール成分とを縮重合させることにより製造することができる。   The polyester used in the present invention can be produced by polycondensing an acid component and a polyol component listed below as constituent monomers.

酸成分としては、マレイン酸、フマル酸、テトラヒドロフタル酸、イタコン酸、シトラコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸、ダイマー酸、アルケニル(炭素数4〜20)コハク酸、シクロヘキサンジカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸等の二価カルボン酸、及び1,2,4−ベンゼントリカルボン酸等の三価カルボン酸、それらの酸無水物、低級アルキル(炭素数1〜4)エステルが挙げられる。これらは単独で又は2種以上を混合して用いることができる。   Examples of the acid component include maleic acid, fumaric acid, tetrahydrophthalic acid, itaconic acid, citraconic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, succinic acid, dimer acid, alkenyl (carbon number 4 to 20) succinic acid, and cyclohexanedicarboxylic acid. , Divalent carboxylic acids such as naphthalenedicarboxylic acid, and trivalent carboxylic acids such as 1,2,4-benzenetricarboxylic acid, acid anhydrides thereof, and lower alkyl (carbon number 1 to 4) esters. These can be used alone or in admixture of two or more.

一方、前記ポリオール成分としては、必須のポリエチレングリコールに加えて、好ましくはエチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、ソルビトール、1,6−ヘキサンジオール等の炭素数2〜10の脂肪族ポリオール又はビスフェノールA、水素化ビスフェノールA等の芳香族系ポリオール及びそれらのアルキレン(炭素数2〜3)オキサイド付加物(付加モル数:2〜20モル)が挙げられる。特には耐熱性の点よりビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物が好ましく、ポリエチレングリコール以外のアルコール成分中50〜100モル%、更には80〜100モル%含有するのが好ましい。   On the other hand, as the polyol component, in addition to essential polyethylene glycol, preferably ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, glycerin, pentaerythritol, trimethylolpropane, sorbitol, 1,6- Aliphatic polyols having 2 to 10 carbon atoms such as hexanediol or aromatic polyols such as bisphenol A and hydrogenated bisphenol A and their alkylene (2 to 3 carbon) oxide adducts (addition moles: 2 to 20 moles) ). In particular, an alkylene oxide adduct of bisphenol A is preferable from the viewpoint of heat resistance, and it is preferably contained in an amount of 50 to 100 mol%, more preferably 80 to 100 mol%, in an alcohol component other than polyethylene glycol.

ポリオール成分と酸成分との縮重合は、公知の方法、例えば、ポリエチレングリコールを含むポリオール成分と酸成分とを不活性ガス雰囲気中にて180〜250℃の温度で反応させることにより行うことができ、その終点は分子量の指標となる酸価、軟化点等の追跡により決定すればよい。   Polycondensation of a polyol component and an acid component can be performed by a known method, for example, by reacting a polyol component containing polyethylene glycol and an acid component at a temperature of 180 to 250 ° C. in an inert gas atmosphere. The end point thereof may be determined by tracking the acid value, the softening point, etc., which are molecular weight indicators.

なお、ポリオール成分と酸成分とのモル比は、得られるポリエステルの酸価、軟化点及び数平均分子量等の値により適宜決定すればよいが、1:0.6〜1:1.5(ポリオール成分:酸成分)であることが好ましい。   The molar ratio between the polyol component and the acid component may be appropriately determined depending on the acid value, softening point, number average molecular weight, and the like of the polyester obtained. Component: acid component).

また、この縮重合の際に、酸化ジブチル錫等のエステル化触媒、ハイドロキノン、t−ブチルカテコール等のラジカル重合禁止剤等の添加剤を適宜使用できる。   In this condensation polymerization, additives such as an esterification catalyst such as dibutyltin oxide and a radical polymerization inhibitor such as hydroquinone and t-butylcatechol can be appropriately used.

なお、得られるポリエステルの酸価、軟化点及び数平均分子量の調整は、例えば、その原料の種類及び前記酸成分/ポリオール成分のモル比、反応温度、反応時間等を調整することにより行うことができる。   The acid value, softening point and number average molecular weight of the resulting polyester can be adjusted, for example, by adjusting the type of raw material, the molar ratio of the acid component / polyol component, the reaction temperature, the reaction time, and the like. it can.

前記ポリエステルが、フマル酸等ラジカル重合性単量体を構成成分とする不飽和ポリエステルである場合は、ラジカル発生剤を添加して、硬化を助けることもできる。ラジカル発生剤の添加方法としては、特開2000−264938号記載の方法でも良いし、水溶性であれば、後述のように水系分散体としたポリエステルに添加することもできる。ラジカル発生剤としては、過酸化水素、過硫酸アンモニウム、2,2−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩等の水溶性硬化剤、ベンゾイルパーオキサイド、2,2’−アゾビス−イソブチロニトリル等の油溶性硬化剤等が挙げられる。   When the polyester is an unsaturated polyester having a radically polymerizable monomer such as fumaric acid as a constituent component, a radical generator may be added to assist curing. As a method for adding the radical generator, the method described in JP-A No. 2000-264938 may be used, and if it is water-soluble, it can be added to a polyester in an aqueous dispersion as described later. Examples of radical generators include water-soluble curing agents such as hydrogen peroxide, ammonium persulfate, 2,2-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride, benzoyl peroxide, 2,2′-azobis-isobutyronitrile, etc. Oil-soluble curing agents and the like.

更にアニリン誘導体、亜硫酸ナトリウム等の硬化促進剤を添加しても良い。   Furthermore, curing accelerators such as aniline derivatives and sodium sulfite may be added.

本発明において、前記ポリエステルの形態は、均一硬化性の観点から、水乳化体、或いは、塩基性化合物で予め中和した水分散体であることが好ましく、その平均粒径としては、好ましくは0.005〜10μm、より好ましくは0.01〜2μmである。なお、前記酸価は、水乳化体又は水分散体を得る観点からも好ましい。また、前記平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置、SALD−2000J(商品名、島津製作所製)により測定する。   In the present invention, the form of the polyester is preferably a water emulsion or an aqueous dispersion previously neutralized with a basic compound from the viewpoint of uniform curability, and the average particle diameter is preferably 0. 0.005 to 10 μm, more preferably 0.01 to 2 μm. In addition, the said acid value is preferable also from a viewpoint of obtaining a water emulsion or a water dispersion. The average particle size is measured with a laser diffraction particle size distribution analyzer, SALD-2000J (trade name, manufactured by Shimadzu Corporation).

塩基性化合物としては、ポリエステルのカルボキシル基をイオン化するものであれば特に限定はないが、好ましくはアルカリ金属、アルカリ土類金属等の水酸化物、アンモニア及び有機アミン類であり、アンモニア及び有機アミン類が硬化が早く好ましい。有機アミン類としては、水分散体の安定性の点で、トリエチルアミン、N,N−ジエチルエタノールアミン、N,N−ジメチルエタノールアミン及びトリエタノールアミンが好ましい。   The basic compound is not particularly limited as long as it can ionize the carboxyl group of polyester, but is preferably a hydroxide such as alkali metal or alkaline earth metal, ammonia and organic amines, and ammonia and organic amines. Are preferred because they cure quickly. As the organic amines, triethylamine, N, N-diethylethanolamine, N, N-dimethylethanolamine and triethanolamine are preferable from the viewpoint of the stability of the aqueous dispersion.

塩基性化合物の量は、安定な水乳化体又は水分散体を製造する観点から、該ポリエステル中のカルボキシル基1当量に対して、0.8〜1.4当量が好ましい。   The amount of the basic compound is preferably 0.8 to 1.4 equivalents relative to 1 equivalent of carboxyl groups in the polyester from the viewpoint of producing a stable aqueous emulsion or aqueous dispersion.

また、水乳化体又は分散体の製造方法には、特に限定はないが、該ポリエステルを熱水中で乳化する方法、更には該乳化物に塩基性化合物を添加する方法、該ポリエステルと塩基性化合物を水中で、必要に応じて公知の界面活性剤存在下で、乳化機により強制乳化させる方法、或いは転相乳化する方法が挙げられる。転相乳化は、該ポリエステルを有機溶剤に溶解させ、塩基性化合物及び水、さらに必要に応じて界面活性剤を加えた後、有機溶剤を留去して水系に転相することが好ましい。また、平均粒径は、ポリエステルの分子量、酸価、中和度の調整や転相乳化条件等を変えることによって適宜調整することができる。   Further, the production method of the water emulsion or dispersion is not particularly limited, but the method of emulsifying the polyester in hot water, the method of adding a basic compound to the emulsion, the polyester and the basic Examples thereof include a method of forcibly emulsifying the compound in water, if necessary, in the presence of a known surfactant by an emulsifier, or a method of phase inversion emulsification. In the phase inversion emulsification, it is preferable to dissolve the polyester in an organic solvent, add a basic compound and water, and, if necessary, a surfactant, and then distill the organic solvent to invert to an aqueous system. The average particle size can be appropriately adjusted by changing the molecular weight, acid value, neutralization degree, phase inversion emulsification conditions, etc. of the polyester.

前記有機溶剤としては、アセトン、イソプロピルアルコール、メチルエチルケトン及びTHF等、水溶性で水より沸点の低いものが好ましい。有機溶剤の使用量としては、水乳化体又は水分散体に用いられるポリエステル100重量部に対し有機溶剤100〜600重量部であることが好ましい。   The organic solvent is preferably water-soluble and has a lower boiling point than water, such as acetone, isopropyl alcohol, methyl ethyl ketone, and THF. As the usage-amount of an organic solvent, it is preferable that it is 100-600 weight part of organic solvents with respect to 100 weight part of polyester used for a water emulsion or a water dispersion.

また、前記乳化時、或いは、転相時の水の量としては、ポリエステル100重量部に対し、100〜1000重量部であることが好ましい。この場合、水に、高級アルコール硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、β−ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩等の界面活性剤をポリエステル100重量部に対し1〜20重量部程度さらに添加して、水乳化体又は水分散体中の当該樹脂微粒子の平均粒径を調整してもよい。   The amount of water at the time of emulsification or phase inversion is preferably 100 to 1000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of polyester. In this case, 1-20 parts by weight of a surfactant such as a higher alcohol sulfate, polyoxyethylene alkyl ether sulfate, dialkylsulfosuccinate, β-naphthalenesulfonic acid formalin condensate salt, etc. in 100 parts by weight of polyester. It may be further added to adjust the average particle size of the resin fine particles in the water emulsion or water dispersion.

また、有機溶剤の留去は、減圧下25〜70℃で行うことが好ましく、有機溶剤の含有量を好ましくは1重量%以下、さらに好ましくは0.1重量%以下に調整することが望ましい。また、転相する場合は、得られた処理液のpHを6〜10となるように前述の塩基性化合物等を用い調整することがさらに好ましい。   The organic solvent is preferably distilled off under reduced pressure at 25 to 70 ° C., and the content of the organic solvent is preferably adjusted to 1% by weight or less, more preferably 0.1% by weight or less. In the case of phase inversion, it is more preferable to adjust using the above basic compound or the like so that the pH of the obtained treatment liquid is 6 to 10.

以上のようにして得られる水乳化体又は水分散体には、さらに水を添加してもよい。   Water may be further added to the water emulsion or water dispersion obtained as described above.

かかる水乳化体又は水分散体中のポリエステルの含有量は、好ましくは10〜60重量%、より好ましくは20〜50重量%であり、水の含有量は、好ましくは40〜90重量%、より好ましくは50〜80重量%である。   The content of the polyester in the water emulsion or water dispersion is preferably 10 to 60% by weight, more preferably 20 to 50% by weight, and the water content is preferably 40 to 90% by weight, more Preferably it is 50 to 80% by weight.

本発明において、ポリエステルを水乳化体又は水分散体とし、これに前記シランカップリング剤を組み合わせることで、水分の蒸発により常温で反応、硬化する本発明の樹脂組成物が得られる。前記シランカップリング剤を前記水乳化体又は水分散体と混合する場合、直接混合する以外に、各種基材にシランカップリング剤を添加した後に前記水乳化体又は水分散体と混合してもよい。   In the present invention, the resin composition of the present invention that reacts and cures at room temperature by evaporation of moisture can be obtained by using polyester as a water emulsion or water dispersion and combining it with the silane coupling agent. When the silane coupling agent is mixed with the water emulsion or water dispersion, in addition to direct mixing, the silane coupling agent may be mixed with the water emulsion or water dispersion after adding the silane coupling agent to various substrates. Good.

中でも、本発明の樹脂組成物における前記ポリエステルの水乳化体又は水分散体/前記シランカップリング剤の重量比率は、強度、硬化時間の観点から、70/30〜99.9/0.1が好ましく、更には80/20〜99/1が好ましい。   Among them, the weight ratio of the water emulsion of the polyester or the water dispersion / the silane coupling agent in the resin composition of the present invention is 70/30 to 99.9 / 0.1 in terms of strength and curing time. 80/20 to 99/1 are more preferable.

本発明の樹脂組成物中のポリエステルの含有量は、10〜60重量%が好ましく、20〜50重量%がより好ましい。シランカップリング剤の含有量は、0.1〜30重量%が好ましく、1〜20重量%がより好ましい。水の含有量は、39.9〜89.9重量%が好ましく、49〜79重量%がより好ましい。   10-60 weight% is preferable and, as for content of polyester in the resin composition of this invention, 20-50 weight% is more preferable. The content of the silane coupling agent is preferably 0.1 to 30% by weight, and more preferably 1 to 20% by weight. The water content is preferably 39.9 to 89.9% by weight, more preferably 49 to 79% by weight.

また、本発明の樹脂組成物には、前記シランカップリング剤の加水分解、自己縮合反応を促進すべく、ジブチル錫ジラウレート、オクタン酸第一錫等の公知の触媒を使用しても構わない。   In the resin composition of the present invention, a known catalyst such as dibutyltin dilaurate or stannous octoate may be used in order to promote hydrolysis and self-condensation reaction of the silane coupling agent.

さらに本発明の樹脂組成物には、前記成分の他に、公知の各種添加剤、たとえば、ベンゾトリアゾール、ベンゾフェノン等の紫外線吸収剤、クロロメチルフェノール系等の防黴剤、EDTA等のキレート剤、亜硫酸塩、炭酸カルシウム、タルク等の公知の充填剤、フタル酸ジアリル等の公知の可塑剤、顔料、染料、酸素吸収剤等を本発明の所望の効果を損なわない範囲で配合してもよいし、ポリエステルに内部添加しておいてもよい。   In addition to the above components, the resin composition of the present invention includes various known additives such as ultraviolet absorbers such as benzotriazole and benzophenone, antifungal agents such as chloromethylphenol, chelating agents such as EDTA, Known fillers such as sulfites, calcium carbonate, and talc, known plasticizers such as diallyl phthalate, pigments, dyes, oxygen absorbers, and the like may be blended within a range that does not impair the desired effects of the present invention. The polyester may be added internally.

本発明の樹脂組成物には、前記成分の全て又は適宜選択された成分をそれぞれ予め混合して調製物とすることもでき、もしくは使用する直前にそれらを混合して調製物とすることもできる。   In the resin composition of the present invention, all of the above components or appropriately selected components can be mixed in advance to prepare a preparation, or they can be mixed immediately before use to prepare a preparation. .

本発明の樹脂組成物は、安全性に優れ、かつ常温でも水の蒸発により均一な硬化反応を生じ得るものであり、種々の基材に対する密着性に優れるものであるため、塗料、インキ、コーティング材、接着剤等のベヒクルとして、又は繊維、フィルム、紙製品の加工剤として好適に使用することができる。   The resin composition of the present invention is excellent in safety and can generate a uniform curing reaction by evaporation of water even at room temperature, and has excellent adhesion to various substrates. It can be suitably used as a vehicle for materials, adhesives and the like, or as a processing agent for fibers, films and paper products.

中でも、本発明の樹脂組成物を公知の方法、例えば、常温で水分を蒸発し硬化させてなる塗膜は、密着性、耐熱性及び親水性に優れるものであり、好ましい。硬化方法としては、常温で水分を蒸発できる方法であれば、特に限定はない。   Among them, a coating film obtained by curing the resin composition of the present invention by a known method, for example, by evaporating moisture at room temperature, is excellent in adhesion, heat resistance and hydrophilicity, and is preferable. The curing method is not particularly limited as long as it can evaporate water at room temperature.

樹脂製造例1
ポリエステル水乳化体の調製
ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物(平均付加モル数:2.2モル)3500g、フマル酸1150g、ポリエチレングリコール(平均分子量1000)1170g、ハイドロキノン0.3g及び酸化ジブチル錫8.4gを窒素気流下にて160℃で4時間反応させた。その後、210℃まで昇温後、常圧にて4時間反応させた。得られたポリエステルは酸価が19.0KOHmg/g、水酸基価は50.4KOHmg/g、軟化点が48℃、数平均分子量1820の固体であった。次に、100℃に加熱したこのポリエステルを、予め70℃に加熱した水中に固型分が30%になるように添加し、70℃で1時間攪拌し、冷却することで、ポリエステル水乳化体を得た。これをポリエステル(A)とする。軟化点は、ASTM E26−51Tの環球式軟化点測定法により測定した。酸価、水酸基価は、JIS K0070の方法により測定した。また、分子量はGPCにより、40℃で、溶離液としてクロロホルムを毎分1mlの流速で流し、試料濃度0.5重量%のクロロホルム溶液を100μl注入して測定した。標準試料:単分散ポリエチレン。分析カラム:GMHLX+G3000HXL(東ソー(株)製)。
Resin production example 1
Preparation of polyester water emulsion 3500 g of bisphenol A propylene oxide adduct (average number of moles added: 2.2 mol), 1150 g of fumaric acid, 1170 g of polyethylene glycol (average molecular weight 1000), 0.3 g of hydroquinone and 8.4 g of dibutyltin oxide The reaction was performed at 160 ° C. for 4 hours under a nitrogen stream. Then, after heating up to 210 degreeC, it was made to react at a normal pressure for 4 hours. The obtained polyester was a solid having an acid value of 19.0 KOH mg / g, a hydroxyl value of 50.4 KOH mg / g, a softening point of 48 ° C., and a number average molecular weight of 1820. Next, this polyester heated to 100 ° C. is added to water previously heated to 70 ° C. so as to have a solid content of 30%, stirred at 70 ° C. for 1 hour, and cooled to obtain a polyester water emulsion. Got. This is designated as polyester (A). The softening point was measured by ASTM E26-51T ring and ball softening point measurement method. The acid value and hydroxyl value were measured by the method of JIS K0070. The molecular weight was measured by GPC at 40 ° C., flowing chloroform as an eluent at a flow rate of 1 ml / min, and injecting 100 μl of a chloroform solution having a sample concentration of 0.5% by weight. Standard sample: monodisperse polyethylene. Analysis column: GMHLX + G3000HXL (manufactured by Tosoh Corporation).

樹脂製造例2
ポリエステル水乳化体の調製
ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物(平均付加モル数:2.2モル)3500g、テレフタル酸1700g、ポリエチレングリコール(平均分子量1500)1290g及び酸化ジブチル錫8.5gを窒素気流下にて230℃で5時間反応させた。得られたポリエステルは酸価が23.0KOHmg/g、水酸基価は38.5KOHmg/g、軟化点(環球式)が54℃、数平均分子量1850の固体であった。次に、100℃に加熱したこのポリエステルを、予め70℃に加熱した水中に固型分が30%になるように添加し、70℃で1時間攪拌し、冷却することで、ポリエステル水乳化体を得た。これをポリエステル(B)とする。
Resin production example 2
Preparation of polyester water emulsion 3500 g of bisphenol A propylene oxide adduct (average number of moles added: 2.2 mol), 1700 g of terephthalic acid, 1290 g of polyethylene glycol (average molecular weight 1500) and 8.5 g of dibutyltin oxide in a nitrogen stream The reaction was carried out at 230 ° C. for 5 hours. The obtained polyester was a solid having an acid value of 23.0 KOH mg / g, a hydroxyl value of 38.5 KOH mg / g, a softening point (ring-and-ball type) of 54 ° C., and a number average molecular weight of 1850. Next, this polyester heated to 100 ° C. is added to water previously heated to 70 ° C. so as to have a solid content of 30%, stirred at 70 ° C. for 1 hour, and cooled to obtain a polyester water emulsion. Got. This is designated as polyester (B).

樹脂製造例3
ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物(平均付加モル数:2.2モル)3500g、フマル酸1160g、ハイドロキノン0.3g及び酸化ジブチル錫8.4gを窒素気流下にて160℃で4時間反応させた。その後、200℃まで昇温後、常圧にて1時間、9.33kPaの減圧下で1時間反応させた。得られたポリエステルは酸価(AV)が23.0KOHmg/g、水酸基価(OHV)は33.7KOHmg/g、軟化点(環球式)が90℃、数平均分子量3300の固体であった。このポリエステルは水に溶解せず、疎水性を示した。
このポリエステル300g及びフタル酸ジアリル45gをメチルエチルケトン540gに溶解させた。次いで、N,N−ジメチルエタノールアミン12gを添加して中和し、攪拌下でイオン交換水680gを加えた後、減圧下40℃でメチルエチルケトンを留去し水分調整を行い、pH8.4の自己分散型水系ポリエステル樹脂(平均粒径:0.46μm、固形分:35重量%)を得た。これをポリエステル(C)とする。
Resin production example 3
3500 g of bisphenol A propylene oxide adduct (average number of moles added: 2.2 mol), 1160 g of fumaric acid, 0.3 g of hydroquinone and 8.4 g of dibutyltin oxide were reacted at 160 ° C. for 4 hours in a nitrogen stream. Then, after heating up to 200 degreeC, it was made to react at normal pressure for 1 hour under the reduced pressure of 9.33 kPa. The obtained polyester was a solid having an acid value (AV) of 23.0 KOHmg / g, a hydroxyl value (OHV) of 33.7 KOHmg / g, a softening point (ring-and-ball type) of 90 ° C., and a number average molecular weight of 3300. This polyester did not dissolve in water and exhibited hydrophobicity.
300 g of this polyester and 45 g of diallyl phthalate were dissolved in 540 g of methyl ethyl ketone. Next, 12 g of N, N-dimethylethanolamine was added to neutralize, and 680 g of ion-exchanged water was added with stirring. Then, methyl ethyl ketone was distilled off at 40 ° C. under reduced pressure to adjust the water content. A dispersed water-based polyester resin (average particle size: 0.46 μm, solid content: 35% by weight) was obtained. This is designated as polyester (C).

実施例1、2、比較例1〜3
上記ポリエステル(A)〜(C)とシランカップリング剤を表1に記載の量で混合して樹脂組成物を得、下記の方法に従って成膜時間、密着性、耐熱性及び親水性を評価した。
Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3
The polyesters (A) to (C) and the silane coupling agent were mixed in the amounts shown in Table 1 to obtain a resin composition, and the film formation time, adhesion, heat resistance and hydrophilicity were evaluated according to the following methods. .

樹脂組成物を24℃の室温下で、バーコーターを用いてポリエチレンテレフタレートフィルム上に0.01mm厚になるように塗工した。この塗工してから樹脂組成物が膜化するまでの時間を指でさわって確認し、成膜時間として測定した。
また、密着性は、成膜を金属性スパチュラで剥がすことで評価し、力を加えても剥がせないものを「◎」とし、力を加えればなんとか剥がれるものを「○」とし、容易に剥がせるものを「×」とした。
耐熱性は、成膜を有するポリエチレンテレフタレートフィルムを80℃のオーブンに100時間放置した直後の硬化物をスパチュラで剥がすことで評価し、剥がせないものを「○」とし、剥がせるものを「×」とした。
また、親水性は、硬化後の塗膜上に水滴を乗せ、5秒後、その接触角をデジタルマイクロスコープ VH−6200(商品名、KEYENCE社製)を用いて測定することで評価し、35°以下を良好とした。
これらの実施例1、2及び比較例1〜3の結果を表1に示す。
The resin composition was coated on a polyethylene terephthalate film to a thickness of 0.01 mm using a bar coater at room temperature of 24 ° C. The time from the application to the film formation of the resin composition was confirmed by touching with a finger and measured as the film formation time.
In addition, adhesion is evaluated by peeling the film with a metal spatula, and “◎” indicates that the film cannot be peeled off even if force is applied, and “○” indicates that the film is peeled off when force is applied. The thing to be made was made into "x".
The heat resistance was evaluated by peeling a cured product immediately after leaving the polyethylene terephthalate film having a film formed in an oven at 80 ° C. for 100 hours with a spatula. "
The hydrophilicity was evaluated by placing a water drop on the cured coating film and measuring the contact angle with a digital microscope VH-6200 (trade name, manufactured by KEYENCE) after 5 seconds. ° or less was considered good.
The results of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3 are shown in Table 1.

Figure 2005162976
Figure 2005162976

表1の結果より、実施例1、2で得られた本発明の樹脂組成物は、比較例1〜3で得られた樹脂組成物に比べ、常温で短時間で硬化でき、その密着性、硬化後の耐熱性及び親水性がいずれも良好であることが分かる。また、実施例1、2で得られた本発明の樹脂組成物は、いずれもアルデヒド臭等の刺激臭を発生しないものであった。   From the results of Table 1, the resin compositions of the present invention obtained in Examples 1 and 2 can be cured in a short time at room temperature compared to the resin compositions obtained in Comparative Examples 1 to 3, and the adhesion, It can be seen that both the heat resistance and the hydrophilicity after curing are good. In addition, none of the resin compositions of the present invention obtained in Examples 1 and 2 generated an irritating odor such as an aldehyde odor.

本発明の樹脂組成物は、表面を親水性としたい塗料、インキ、コーティング材、接着剤等のベヒクルとして、又は繊維、フィルム、紙製品の加工剤として好適に使用することができる。   The resin composition of the present invention can be suitably used as a vehicle for paints, inks, coating materials, adhesives and the like whose surface is desired to be hydrophilic, or as a processing agent for fibers, films and paper products.

Claims (4)

炭素数1〜5のアルコキシ基及びアミノ基を有するシランカップリング剤と、ポリエチレングリコールを構成成分とする酸価が3〜100KOHmg/gのポリエステルと、水とを含有してなる樹脂組成物。   A resin composition comprising a silane coupling agent having an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms and an amino group, a polyester having polyethylene glycol as a constituent component and an acid value of 3 to 100 KOHmg / g, and water. シランカップリング剤が下記式(1):
Figure 2005162976
(式中、R1 は、炭素数2〜5のアルキレン基、R2 は、同一又は異なっても良い炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のアルコキシ基を示す。ただし、R2 の少なくとも一つは、アルコキシ基である)
で表される構造単位を有する請求項1記載の樹脂組成物。
The silane coupling agent is represented by the following formula (1):
Figure 2005162976
(In the formula, R 1 represents an alkylene group having 2 to 5 carbon atoms, and R 2 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, which may be the same or different. (At least one of 2 is an alkoxy group)
The resin composition of Claim 1 which has a structural unit represented by these.
ポリエステル/シランカップリング剤の重量比率が、70/30〜99.9 /0.1である請求項1又は2記載の樹脂組成物。   The resin composition according to claim 1 or 2, wherein a weight ratio of the polyester / silane coupling agent is 70/30 to 99.9 / 0.1. 請求項1〜3いずれか記載の樹脂組成物を硬化させてなる塗膜。   The coating film formed by hardening the resin composition in any one of Claims 1-3.
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