JP2006182976A - Cross-linking method, aqueous resin composition and its production method, coating composition and paint composition - Google Patents

Cross-linking method, aqueous resin composition and its production method, coating composition and paint composition Download PDF

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JP2006182976A JP2004380232A JP2004380232A JP2006182976A JP 2006182976 A JP2006182976 A JP 2006182976A JP 2004380232 A JP2004380232 A JP 2004380232A JP 2004380232 A JP2004380232 A JP 2004380232A JP 2006182976 A JP2006182976 A JP 2006182976A
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Tetsuji Tono
哲二 東野
Yuji Fujii
裕二 藤井
Yoshinori Maeda
善範 前田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aqueous resin composition which has excellent storage stability, can be cross-linked at room temperature, after coated, can form cured coating films having excellent corrosion resistance, water resistance, solvent resistance and the like on substrates, and can additionally impart sufficient coating film hardness, even just after coated. <P>SOLUTION: This cross-linking method is characterized by evaporating an evaporable base (B) from an aqueous resin composition comprising the evaporable base (B) neutralization salt of a vinyl-modified epoxy ester (A) having an anionic functional group and a compound (C) having two or more vinyl ether groups, thereby reacting and cross-linking the vinyl ether groups with anionic groups. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、架橋方法、水性樹脂組成物及びその製造方法、並びに当該水性樹脂組成物を含有するコーティング剤組成物並びに塗料組成物に関する。   The present invention relates to a crosslinking method, an aqueous resin composition and a production method thereof, and a coating agent composition and a coating composition containing the aqueous resin composition.

従来、水性塗料により得られる塗膜は耐食性に劣るとされていたが、かかる耐食性を改良したものとして、脂肪酸変性エポキシエステルの存在下に、ビニル単量体を重合して得られるビニル変性エポキシエステルが開発された。当該ビニル変性エポキシエステルは、エポキシ樹脂を用いていることから高い耐食性を有し、また脂肪酸エステルにより常温乾燥が可能であり、ビニル単量体の選択により、得られる樹脂の水性化が可能である。 Conventionally, coating films obtained with water-based paints have been considered to have poor corrosion resistance, but vinyl modified epoxy esters obtained by polymerizing vinyl monomers in the presence of fatty acid modified epoxy esters as an improvement of such corrosion resistance. Was developed. Since the vinyl-modified epoxy ester uses an epoxy resin, it has high corrosion resistance, can be dried at room temperature with a fatty acid ester, and the resulting resin can be made water-based by selecting a vinyl monomer. .

しかし、水性塗料の適用される分野が拡大するに従って、塗膜に要求される性能も一層厳しくなり、耐食性の他にも、高度の耐水性が求められるようになっている。特に、黒色塗膜における耐水白化(水の存在下で塗膜が白化すること)の問題については、従来知られているビニル変性エポキシエステルでは到底満足できない。かかる耐水白化は、ビニル変性エポキシエステルの脂肪酸の比率を増加させることにより改善できるが、一方で塗膜硬度、耐食性が低下するという問題があった。   However, as the field of application of water-based paints expands, the performance required for coating films becomes more severe, and high water resistance is required in addition to corrosion resistance. In particular, with respect to the problem of water whitening in a black coating film (whitening of the coating film in the presence of water), conventionally known vinyl-modified epoxy esters cannot be satisfied at all. Such water whitening can be improved by increasing the ratio of the fatty acid of the vinyl-modified epoxy ester, but there is a problem that the coating film hardness and corrosion resistance are lowered.

本出願人は先に脂肪酸変性エポキシエステルの存在下で、ビニル単量体を重合させる際に、油脂を配合し、これらを反応させて得られるビニル変性エポキシエステルを提案した。(特許文献1参照)   The present applicant has previously proposed a vinyl-modified epoxy ester obtained by blending oils and fats when the vinyl monomer is polymerized in the presence of a fatty acid-modified epoxy ester and reacting them. (See Patent Document 1)

当該樹脂は、塗膜硬度、耐食性に優れたものであったが、塗装直後の塗膜硬度(塗膜初期硬度)が十分とは言えず、更なる改良が必要とされていた。   Although the resin was excellent in coating film hardness and corrosion resistance, it could not be said that the coating film hardness (coating film initial hardness) immediately after coating was sufficient, and further improvement was required.

特開平11−269249号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-269249

本発明は、保存安定性に優れ、塗装後に室温で架橋でき、かつ基材への耐食性、耐水性、耐溶剤性などに優れる硬化塗膜を形成することができ、さらに塗装直後であっても十分な塗膜硬度を付与できる水性樹脂組成物を提供することを目的とする。   The present invention is excellent in storage stability, can be crosslinked at room temperature after coating, and can form a cured coating film excellent in corrosion resistance, water resistance, solvent resistance, etc. to the base material. It aims at providing the water-based resin composition which can provide sufficient coating-film hardness.

本発明者は、前記課題を解決すべく検討したところ、特定の塩基で中和したアニオン性官能基を有するビニル変性エポキシエステルと、ビニルエーテル基(−O−CH=CH)を有する化合物とを用いることにより前記課題を解決できることを見出した。 The present inventor has studied to solve the above-mentioned problems. As a result, a vinyl-modified epoxy ester having an anionic functional group neutralized with a specific base and a compound having a vinyl ether group (—O—CH═CH 2 ) are obtained. It has been found that the above problems can be solved by using it.

すなわち、本発明は、アニオン性官能基を有するビニル変性エポキシエステル(A)の揮発性塩基(B)中和物及びビニルエーテル基を2つ以上有する化合物(C)を含有する水性樹脂組成物から、揮発性塩基(B)が揮発することにより、ビニルエーテル基とアニオン性基が反応し架橋することを特徴とする架橋方法;アニオン性官能基を有するビニル変性エポキシエステル(A)及びアニオン性官能基とビニルエーテル基を有する化合物(D)の揮発性塩基(B)中和物並びにビニルエーテル基を2つ以上有する化合物(C)を含有する水性樹脂組成物から、揮発性塩基(B)が揮発することにより、ビニルエーテル基とアニオン性基が反応し架橋することを特徴とする架橋方法;アニオン性官能基を有するビニル変性エポキシエステル(A)及びアニオン性官能基とビニルエーテル基を有する化合物(D)の揮発性塩基(B)中和物を含有する水性樹脂組成物から、揮発性塩基(B)が揮発することにより、ビニルエーテル基とアニオン性基が反応し架橋することを特徴とする架橋方法;アニオン性官能基を有するビニル変性エポキシエステル(A)の揮発性塩基(B)中和物及びビニルエーテル基を2つ以上有する化合物(C)を含有する水性樹脂組成物;アニオン性官能基を有するビニル変性エポキシエステル(A)及びアニオン性官能基とビニルエーテル基を有する化合物(D)の揮発性塩基(B)中和物並びにビニルエーテル基を2つ以上有する化合物(C)を含有する水性樹脂組成物;アニオン性官能基を有するビニル変性エポキシエステル(A)及びアニオン性官能基とビニルエーテル基を有する化合物(D)の揮発性塩基(B)中和物を含有する水性樹脂組成物;アニオン性官能基を有するビニル変性エポキシエステル(A)を揮発性塩基(B)により中和した後に、ビニルエーテル基を2つ以上有する化合物(C)を添加することを特徴とする前記水性樹脂組成物の製造方法;アニオン性官能基を有するビニル変性エポキシエステル(A)及びアニオン性官能基とビニルエーテル基を有する化合物(D)を揮発性塩基(B)により中和した後に、ビニルエーテル基を2つ以上有する化合物(C)を添加することを特徴とする前記水性樹脂組成物の製造方法;アニオン性官能基を有するビニル変性エポキシエステル(A)及びビニルエーテル基を2つ以上有する化合物(C)を含有する混合物を揮発性塩基(B)により中和することを特徴とする請求項7〜12のいずれかに記載の水性樹脂組成物の製造方法;前記水性樹脂組成物を含有するコーティング剤組成物;前記水性樹脂組成物を含有する塗料組成物に関する。   That is, the present invention provides an aqueous resin composition containing a volatile base (B) neutralized product of a vinyl-modified epoxy ester (A) having an anionic functional group and a compound (C) having two or more vinyl ether groups. A crosslinking method characterized in that a vinyl ether group and an anionic group react and crosslink by volatilization of a volatile base (B); a vinyl-modified epoxy ester (A) having an anionic functional group and an anionic functional group; By volatilizing the volatile base (B) from the aqueous resin composition containing the neutralized volatile base (B) of the compound (D) having a vinyl ether group and the compound (C) having two or more vinyl ether groups. Crosslinking method characterized in that vinyl ether group and anionic group react to crosslink; Vinyl-modified epoxy ester having anionic functional group When the volatile base (B) is volatilized from the aqueous resin composition containing the neutralized product of A) and the compound (D) having an anionic functional group and a vinyl ether group, the vinyl ether group and A crosslinking method characterized by reacting an anionic group to crosslink; a volatile base (B) neutralized product of a vinyl-modified epoxy ester (A) having an anionic functional group and a compound having two or more vinyl ether groups (C A vinyl-modified epoxy ester (A) having an anionic functional group, a volatile base (B) neutralized product of a compound (D) having an anionic functional group and a vinyl ether group, and a vinyl ether group. Aqueous resin composition containing compound (C) having two or more; vinyl-modified epoxy ester (A) having an anionic functional group and anionic An aqueous resin composition containing a volatile base (B) neutralized product of a compound (D) having a functional group and a vinyl ether group; a vinyl-modified epoxy ester (A) having an anionic functional group by a volatile base (B) A method for producing the aqueous resin composition comprising adding a compound (C) having two or more vinyl ether groups after neutralization; a vinyl-modified epoxy ester (A) having an anionic functional group and an anionic function The compound (D) having a group and a vinyl ether group is neutralized with a volatile base (B), and then the compound (C) having two or more vinyl ether groups is added. A volatile mixture containing a vinyl-modified epoxy ester (A) having an anionic functional group and a compound (C) having two or more vinyl ether groups The method for producing an aqueous resin composition according to any one of claims 7 to 12, wherein the aqueous resin composition is neutralized with a base (B); a coating agent composition containing the aqueous resin composition; It is related with the coating composition containing this.

本発明によれば、保存安定性に優れ、塗装後に室温で架橋でき、かつ基材への耐食性、耐溶剤性などに優れる硬化塗膜を形成することができ、さらに塗装直後であっても十分な塗膜硬度を付与できる水性樹脂組成物を提供することができる。当該水性樹脂組成物は、揮発性塩基(B)が存在する間は、架橋することはなく、例えば、基材に塗布した後に揮発性塩基(B)が揮発すると速やかに架橋が起こり、被膜を形成するため、塗料、コーティング剤、印刷インキ用バインダー、接着剤、サイズ剤、樹脂エマルジョン等の各種用途に好適である。   According to the present invention, it is excellent in storage stability, can be cross-linked at room temperature after coating, and can form a cured coating film excellent in corrosion resistance, solvent resistance, etc. to the base material. It is possible to provide an aqueous resin composition capable of imparting a satisfactory coating film hardness. The aqueous resin composition does not cross-link while the volatile base (B) is present. For example, when the volatile base (B) volatilizes after being applied to the substrate, the cross-linking occurs rapidly, and the film is formed. In order to form, it is suitable for various uses, such as a coating material, a coating agent, a binder for printing ink, an adhesive agent, a size agent, and a resin emulsion.

本発明に用いられる、アニオン性官能基を有するビニル変性エポキシエステル(A)(以下、成分(A)という。)は、脂肪酸変性エポキシエステル(a)(以下、成分(a)という。)に、ビニル単量体(b)(以下、成分(b)という。)および必要に応じて油脂(c)(以下、成分(c)という。)を配合し、これらを反応させることにより得られる。本発明において使用する成分(a)は、1価の脂肪酸(a−1)(以下、成分(a−1)という。)とエポキシ樹脂(a−2)(以下、成分(a−2)という。)を付加、縮合して得られるものであり、必要に応じて前記(a−1)または(a−2)と反応しうる成分(a−1)、成分(a−2)以外の化合物(a−3)(以下、成分(a−3)という。)を、さらに反応させたものである。   The vinyl-modified epoxy ester (A) (hereinafter referred to as “component (A)”) having an anionic functional group used in the present invention is converted into a fatty acid-modified epoxy ester (a) (hereinafter referred to as “component (a)”). It is obtained by blending a vinyl monomer (b) (hereinafter referred to as component (b)) and, if necessary, an oil (c) (hereinafter referred to as component (c)) and reacting them. The component (a) used in the present invention is a monovalent fatty acid (a-1) (hereinafter referred to as component (a-1)) and an epoxy resin (a-2) (hereinafter referred to as component (a-2)). .) Is added and condensed, and the compound other than the component (a-1) and the component (a-2) which can react with the above (a-1) or (a-2) as necessary. (A-3) (hereinafter referred to as component (a-3)) is further reacted.

成分(a−1)としては、1価の脂肪酸であれば特に限定されず公知のものを使用することができる。具体的には、各種公知の乾性油、半乾性油もしくは不乾性油から誘導される脂肪酸または合成脂肪酸を使用できるが、常温硬化性を付与できる点で乾性油又は半乾性油から誘導されうる脂肪酸を使用するのが好ましい。代表的なものとしては、大豆油、アマニ油、脱水ヒマシ油、サフラワー油、桐油等の乾性油又は半乾性油から誘導されうる脂肪酸等が挙げられる。成分(a−1)は一種を単独で使用してもよく、または二種以上を併用してもよい。   As a component (a-1), if it is a monovalent fatty acid, it will not specifically limit, A well-known thing can be used. Specifically, fatty acids derived from various known drying oils, semi-drying oils or non-drying oils or synthetic fatty acids can be used, but fatty acids that can be derived from drying oils or semi-drying oils in that they can impart room temperature curability. Is preferably used. Representative examples include fatty acids that can be derived from drying oils such as soybean oil, linseed oil, dehydrated castor oil, safflower oil, and tung oil, or semi-drying oils. A component (a-1) may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.

成分(a−2)は、エポキシ樹脂であれば特に制限されず公知のものを用いることができる。このものとしては、ビスフェノール型エポキシ樹脂が代表例としてあげられる。詳しくは、ビスフェノール型エポキシ樹脂とはビスフェノールA、ビスフェノールF等のビスフェノール類とエピクロヒドリン等との反応によって得られるエポキシ樹脂であり、例えば、エポトートYD−011、エポトートYD−012、エポトートYD−014、エポトートYD−017、エポトートYDF−2001、エポトートYDF−2004(いずれも東都化成(株)製)等として市販されているものなどを使用できる。また、成分(a−2)としては、脂肪族多価アルコールのグリシジルエーテル、脂肪族多塩基酸のグリシジルエーテル等があげられる。成分(a−2)は、一種を単独で使用してもよく、または二種以上を併用してもよい。   The component (a-2) is not particularly limited as long as it is an epoxy resin, and known components can be used. A typical example is a bisphenol type epoxy resin. Specifically, the bisphenol type epoxy resin is an epoxy resin obtained by reaction of bisphenols such as bisphenol A and bisphenol F with epichlorohydrin and the like, for example, Epototo YD-011, Epototo YD-012, Epototo YD-014, Epototo Commercially available products such as YD-017, Epototo YDF-2001, Epototo YDF-2004 (all manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.) and the like can be used. Examples of the component (a-2) include glycidyl ethers of aliphatic polyhydric alcohols and glycidyl ethers of aliphatic polybasic acids. A component (a-2) may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.

前記成分(a−3)としては、成分(a−1)、成分(a−2)以外の成分(a−1)、成分(a−2)と反応しうる公知の化合物を用いることができ、例えば、多塩基酸、多塩基酸の無水物、1価〜4価のアルコール、イソシアネート化合物などを使用できる。成分(a−3)と反応させることにより、得られる樹脂水性物の水への分散性を調整したり、得られる塗膜の加工性を一層向上させることができる。成分(a−3)としては、2価〜3価の有機酸、1価〜4価のアルコール、イソシアネート化合物等があげられる。2価〜3価の有機酸としては、脂肪族、脂環族または芳香族の各種公知の多塩基カルボン酸が使用でき、例えばダイマー酸、トリメリット酸等があげられる。1価〜4価のアルコールとしては、脂肪族、脂環族または芳香族の各種公知のアルコールが使用でき、例えばネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等があげられる。イソシアネート化合物としては、芳香族、脂肪族または脂環族の各種公知のポリイソシアネートが使用でき、例えばトリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート等があげられる。   As the component (a-3), a known compound capable of reacting with the component (a-1) and the component (a-2) other than the component (a-1) and the component (a-2) can be used. For example, polybasic acids, polybasic acid anhydrides, monovalent to tetravalent alcohols, isocyanate compounds, and the like can be used. By making it react with a component (a-3), the dispersibility to the water of the obtained resin aqueous material can be adjusted, or the workability of the coating film obtained can be improved further. Examples of the component (a-3) include divalent to trivalent organic acids, monovalent to tetravalent alcohols, and isocyanate compounds. As the divalent to trivalent organic acid, various known polybasic carboxylic acids such as aliphatic, alicyclic or aromatic can be used, and examples thereof include dimer acid and trimellitic acid. As the monovalent to tetravalent alcohol, various known alcohols such as aliphatic, alicyclic or aromatic can be used, and examples thereof include neopentyl glycol, trimethylolpropane and pentaerythritol. As the isocyanate compound, various known aromatic, aliphatic or alicyclic polyisocyanates can be used, such as tolylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, xylylene diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate and the like. It is done.

前記成分(a−1)と成分(a−2)の使用割合は、塗膜硬度や耐食性等において優れていることから、通常、成分(a−1)20〜60重量%程度および成分(a−2)40〜80重量%程度とするのが好ましい。より好ましくは、成分(a−1)の使用量は30〜45重量%、成分(a−2)の使用量は55〜70重量%である。また、任意に使用される成分(a−3)は、成分(a−1)と成分(a−2)が前記割合になる範囲内であって、成分(a)の10重量%以下の範囲で使用できる。 Since the use ratio of the component (a-1) and the component (a-2) is excellent in coating film hardness, corrosion resistance and the like, the component (a-1) is usually about 20 to 60% by weight and the component (a -2) It is preferable to set it as 40 to 80 weight%. More preferably, the usage-amount of a component (a-1) is 30 to 45 weight%, and the usage-amount of a component (a-2) is 55 to 70 weight%. Moreover, the component (a-3) used arbitrarily is in the range in which the component (a-1) and the component (a-2) are in the above ratio, and the range is 10% by weight or less of the component (a). Can be used in

成分(a−1)と成分(a−2)、必要に応じて用いる成分(a−3)の付加・縮合反応は、各種公知の手段を採用できる。たとえば、成分(a−1)〜成分(a−3)を同時に混合して反応させてもよく、また成分(a−1)と成分(a−2)を反応させた後、必要に応じて成分(a−3)等を反応させてもよい。反応温度は通常、130〜250℃程度であり、反応の際には、キシレン等の公知の有機溶媒を使用してもよい。反応は、通常、酸価が5以下、好ましくは1以下となった時点を終点とする。   For the addition / condensation reaction of the component (a-1), the component (a-2), and the component (a-3) used as necessary, various known means can be employed. For example, you may mix and react a component (a-1)-a component (a-3) simultaneously, and after making a component (a-1) and a component (a-2) react, as needed You may make a component (a-3) etc. react. The reaction temperature is usually about 130 to 250 ° C., and a known organic solvent such as xylene may be used in the reaction. The reaction is usually terminated when the acid value is 5 or less, preferably 1 or less.

成分(b)としては、成分(a)以外のビニル単量体であれば特に限定されず公知のものを用いることができるが、成分(A)に、アニオン性官能基を導入するために、アニオン性官能基を有するビニル単量体を含有する必要がある。アニオン性官能基を有するビニル単量体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等のカルボキシル基含有ビニル単量体などが挙げられる。アニオン性官能基を有するビニル単量体以外のモノマーとしては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル等のアクリル酸エステル類;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸t−ブチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等のメタクリル酸エステル類;スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン等のスチレン系ビニル単量体;その他、酢酸ビニル、アクリル酸β−ヒドロキシエチル、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、アクリルアミド、N,N−ジエチルメタクリルアミド、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等があげられる。これら成分(b)は、一種を単独で使用してもよく、または二種以上を併用してもよい。   The component (b) is not particularly limited as long as it is a vinyl monomer other than the component (a), and known ones can be used, but in order to introduce an anionic functional group into the component (A), It is necessary to contain a vinyl monomer having an anionic functional group. Examples of vinyl monomers having an anionic functional group include carboxyl group-containing vinyl monomers such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, and itaconic acid. Examples of monomers other than vinyl monomers having an anionic functional group include methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, t-butyl acrylate, and acrylic acid. Acrylic esters such as 2-ethylhexyl; methacrylates such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, t-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate Styrene-based vinyl monomers such as styrene, vinyltoluene, α-methylstyrene; others, vinyl acetate, β-hydroxyethyl acrylate, glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, acrylamide, N, N-diethylmethacrylamide, Acrylo Examples include nitrile and methacrylonitrile. These components (b) may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.

カルボキシル基含有ビニル単量体は、ビニルエーテル基と反応する架橋点となるばかりでなく、得られる成分(A)に良好な分散性を付与することができるため成分(A)の酸価が20以上、さらには25以上の範囲になるように調整して使用するのが好ましい。一方、成分(A)に良好な耐水性や耐食性を付与するためは成分(A)の酸価を45以下、さらには40以下の範囲になるように調整して使用するのが好ましい。   The carboxyl group-containing vinyl monomer not only serves as a crosslinking point that reacts with the vinyl ether group, but can impart good dispersibility to the resulting component (A), so that the acid value of the component (A) is 20 or more. Furthermore, it is preferable to use it after adjusting it to be in the range of 25 or more. On the other hand, in order to impart good water resistance and corrosion resistance to the component (A), the acid value of the component (A) is preferably adjusted to 45 or less, more preferably 40 or less.

成分(c)としては、成分(b)に該当しない各種公知の油脂類を使用することができるが、反応に際し、成分(b)とともに重合に関与できる不飽和結合を有する油脂が好ましい。かかる油脂としては大豆油、アマニ油、ヒマシ油、脱水ヒマシ油、サフラワー油、桐油等があげられる。これら油脂のなかでも、脱水ヒマシ油のように共役二重結合を有する油脂が、特に好ましい。   As the component (c), various known fats and oils that do not correspond to the component (b) can be used, but fats and oils having an unsaturated bond that can participate in polymerization together with the component (b) are preferable in the reaction. Such fats and oils include soybean oil, linseed oil, castor oil, dehydrated castor oil, safflower oil, tung oil and the like. Among these fats and oils, fats and oils having a conjugated double bond such as dehydrated castor oil are particularly preferable.

成分(b)および成分(c)の使用量は、成分(a)に対する成分(b)および成分(c)の割合(重量比)が、通常、(a):{(b)+(c)}=90:10〜70:30程度の範囲になるように用いる。なお、成分(c)は任意成分であるため、必ずしも使用する必要はないが、成分(c)を、得られる成分(A)中2〜10重量%程度となるようにするのが好ましい。 成分(b)および成分(c)の使用割合や、成分(c)の使用量が、前記範囲より小さくなると耐水性を十分に向上し難く、また多くなると塗膜硬度の低下や耐食性が低下する傾向がある。   The amount of component (b) and component (c) used is such that the ratio (weight ratio) of component (b) and component (c) to component (a) is usually (a): {(b) + (c) } = 90: 10 to 70:30. In addition, since a component (c) is an arbitrary component, it is not necessarily used, but it is preferable to make a component (c) into about 2 to 10 weight% in the component (A) obtained. When the use ratio of component (b) and component (c) and the use amount of component (c) are smaller than the above ranges, it is difficult to sufficiently improve the water resistance, and when it is increased, the coating film hardness is lowered and the corrosion resistance is lowered. Tend.

本発明の成分(A)は、前記成分(a)に、成分(b)および成分(c)を配合し、これらを反応させたものである。反応はラジカル重合開始剤の存在下に、成分(b)および成分(c)を重合させるととともに、成分(a)を成分(b)および成分(c)の重合体により変性するものである。   The component (A) of the present invention is obtained by mixing the component (a) with the component (b) and the component (c) and reacting them. In the reaction, the component (b) and the component (c) are polymerized in the presence of a radical polymerization initiator, and the component (a) is modified with the polymer of the component (b) and the component (c).

ラジカル重合開始剤としては特に限定されるものではなく、代表的なものにアゾビスイソブチロニトリル、アゾビスバレロニトリル等のアゾビスニトリル系触媒類、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーベンゾエート等の過酸化物類などである。   The radical polymerization initiator is not particularly limited, and representative examples thereof include azobisnitrile catalysts such as azobisisobutyronitrile and azobisvaleronitrile, benzoyl peroxide, t-butyl perbenzoate, and the like. Such as peroxides.

反応は、通常、有機溶剤中、80〜150℃程度の温度で行う。有機溶剤類としては特に限定はされないが、樹脂を水系化する観点から、親水性の溶剤類を用いることが好ましく、具体的には、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノn−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノt−ブチルエーテル、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、n−ブチルセロソルブ、t−ブチルセロソルブ、イソプロピルアルコール、ブチルアルコールなどがあげられる。   The reaction is usually carried out in an organic solvent at a temperature of about 80 to 150 ° C. The organic solvents are not particularly limited, but hydrophilic solvents are preferably used from the viewpoint of making the resin aqueous. Specifically, for example, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol Examples thereof include mono n-butyl ether, propylene glycol mono t-butyl ether, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, n-butyl cellosolve, t-butyl cellosolve, isopropyl alcohol, and butyl alcohol.

こうして得られる成分(A)の重量平均分子量は、分散性、耐食性、塗装作業性の点から8,000〜100,000であることが好ましく、30,000〜80,000であることがより好ましい。重量平均分子量が8,000未満の場合や、100,000を超える場合には、分散性、防錆性、塗装作業性が劣る傾向にある。得られた成分(A)は水に溶解ないし分散させて水溶液または水分散液とする。なお、必要に応じて、得られた成分(A)から反応の際に使用した溶剤を減圧等により除去しても良い。   The weight average molecular weight of the component (A) thus obtained is preferably 8,000 to 100,000, more preferably 30,000 to 80,000 from the viewpoints of dispersibility, corrosion resistance, and coating workability. . When the weight average molecular weight is less than 8,000 or exceeds 100,000, the dispersibility, rust prevention property, and coating workability tend to be inferior. The obtained component (A) is dissolved or dispersed in water to obtain an aqueous solution or aqueous dispersion. In addition, you may remove the solvent used in the case of reaction from the obtained component (A) by pressure reduction etc. as needed.

本発明に用いられる、揮発性塩基(B)(以下、成分(B)という。)としては、揮発性の塩基であれば特に限定されず公知のものを使用することができる。具体的には、例えば、アンモニア、1級アミン、2級アミン、3級アミン等を挙げることができる。1級アミンとしては、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン等、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン等、3級アミンとしては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、ピリジン、トリブチルアミン等が挙げられる。こららの中では3級アミンが、保存安定性の点で好ましい。   The volatile base (B) (hereinafter referred to as component (B)) used in the present invention is not particularly limited as long as it is a volatile base, and known ones can be used. Specific examples include ammonia, primary amines, secondary amines, tertiary amines, and the like. Examples of primary amines include methylamine, ethylamine, propylamine, and butylamine; dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, and dibutylamine. Examples of tertiary amines include trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, pyridine, and tributylamine. Can be mentioned. Of these, tertiary amines are preferred from the viewpoint of storage stability.

本発明に用いられる、ビニルエーテル基を2つ以上有する化合物(C)(以下、成分(C)という。)としては、ビニルエーテル基を2つ以上有するものであれば特に限定されず公知のものを使用することができる。具体的には、例えば、一般式(1):CH=CH−O−X−O−CH=CH(Xは、アルキレン基、オキシアルキレン基を表す。アルキレン基、オキシアルキレン基は、分岐構造、不飽和結合を有していてもよく、また、鎖中に芳香族基を有していても良い。)で表される化合物が挙げられる。具体的には、例えば、ブタンジオールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、テトラエチレングリコールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル、ポリエチレングリコールジビニルエーテル、ポリテトラメチレングリコールジビニルエーテルが挙げられる。これらの中ではアルキレン基、オキシアルキレン基の炭素数が多いものの方が、耐食性、耐溶剤性が向上するため好ましく、具体的には、炭素数が6以上のものが好ましい。これらの例としては、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、テトラエチレングリコールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル、ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、ポリエチレングリコールジビニルエーテル、ポリテトラメチレングリコールジビニルエーテルが挙げられる。 The compound (C) having two or more vinyl ether groups (hereinafter referred to as component (C)) used in the present invention is not particularly limited as long as it has two or more vinyl ether groups. can do. Specifically, for example, the general formula (1): CH 2 ═CH—O—X—O—CH═CH 2 (X represents an alkylene group or an oxyalkylene group. The alkylene group and the oxyalkylene group are branched. And may have an unsaturated bond, and may have an aromatic group in the chain.). Specifically, for example, butanediol divinyl ether, cyclohexanedimethanol divinyl ether, ethylene glycol divinyl ether, diethylene glycol divinyl ether, triethylene glycol divinyl ether, tetraethylene glycol divinyl ether, hexanediol divinyl ether, trimethylolpropane trivinyl ether, Examples thereof include polyethylene glycol divinyl ether and polytetramethylene glycol divinyl ether. Among these, those having a larger number of carbon atoms of the alkylene group or oxyalkylene group are preferred because the corrosion resistance and solvent resistance are improved, and specifically those having 6 or more carbon atoms are preferred. Examples of these include cyclohexanedimethanol divinyl ether, triethylene glycol divinyl ether, tetraethylene glycol divinyl ether, hexanediol divinyl ether, trimethylolpropane trivinyl ether, pentaerythritol tetravinyl ether, polyethylene glycol divinyl ether, polytetramethylene glycol diester. Vinyl ether is mentioned.

本発明に用いられる、アニオン性官能基とビニルエーテル基を有する化合物(D)(以下、成分(D)という。)としては、アニオン性官能基とビニルエーテル基を有する化合物であれば特に制限されず公知のものを使用することができる。具体的には、例えばビニルエーテル基および活性水素基を有する化合物を、アニオン性官能基およびイソシアネート基を有する化合物と反応させることにより得られる。なお、成分(A)と成分(C)を反応させて途中で反応を止めても目的物は得られるが、反応制御が困難となる場合がある。   The compound (D) having an anionic functional group and a vinyl ether group (hereinafter referred to as component (D)) used in the present invention is not particularly limited as long as it is a compound having an anionic functional group and a vinyl ether group. Can be used. Specifically, it can be obtained, for example, by reacting a compound having a vinyl ether group and an active hydrogen group with a compound having an anionic functional group and an isocyanate group. In addition, even if it reacts a component (A) and a component (C) and stops reaction on the way, a target object will be obtained, but reaction control may become difficult.

活性水素基としては、特に限定されず公知のものが挙げられ、例えば、アミノ基、水酸基、メルカプト基等が挙げられる。 The active hydrogen group is not particularly limited, and examples thereof include known groups such as amino group, hydroxyl group, mercapto group and the like.

成分(D)の具体例としては、アミノ基とビニルエーテル基を有する化合物と分子中にアニオン性官能基を有するイソシアネートを反応させて得られるアニオン性官能基およびビニルエーテル基を有する化合物、ヒドロキシル基とビニルエーテル基を有する化合物と分子中にアニオン性官能基を有するイソシアネートを反応させて得られるアニオン性官能基を有する化合物、メルカプト基とビニルエーテル基を有する化合物と分子中にアニオン性官能基を有するイソシアネートを反応させて得られるアニオン性官能基を有する化合物、例えば、3−アミノプロピルビニルエーテルと分子中にアニオン性官能基を有するイソシアネートを反応させた化合物、4−ヒドロキシブチルビニルエーテルと分子中にアニオン性官能基を有するイソシアネートを反応させた化合物、2−ヒドロキシエチルビニルエーテルと分子中にアニオン性官能基を有するイソシアネートを反応させた化合物などが挙げられる。 Specific examples of component (D) include compounds having an anionic functional group and a vinyl ether group obtained by reacting a compound having an amino group and a vinyl ether group with an isocyanate having an anionic functional group in the molecule, a hydroxyl group and a vinyl ether. A compound having an anionic functional group obtained by reacting a compound having a group with an isocyanate having an anionic functional group in the molecule, a compound having a mercapto group and a vinyl ether group, and an isocyanate having an anionic functional group in the molecule A compound having an anionic functional group, for example, a compound obtained by reacting 3-aminopropyl vinyl ether with an isocyanate having an anionic functional group in the molecule, and an anionic functional group in the molecule having 4-hydroxybutyl vinyl ether. Having isocyanine Compound obtained by reacting the door, such as the compounds obtained by reacting an isocyanate having an anionic functional group in the 2-hydroxyethyl vinyl ether and molecules.

本発明の架橋方法は、(1)前記成分(A)の成分(B)中和物及び成分(C)を含有する水性樹脂組成物から成分(B)が揮発することにより、ビニルエーテル基とアニオン性基が反応し、架橋する;(2)前記成分(A)の成分(B)中和物及び成分(D)の成分(B)中和物並びに成分(C)を含有する水性樹脂組成物から成分(B)が揮発することにより、ビニルエーテル基とアニオン性基が反応し、架橋する;(3)成分(A)の成分(B)中和物及び成分(D)の成分(B)中和物から成分(B)を含有する水性樹脂組成物が揮発することにより、ビニルエーテル基とアニオン性基が反応し、架橋する;ということを特徴とするものである。 In the crosslinking method of the present invention, (1) the component (B) is volatilized from the aqueous resin composition containing the component (B) neutralized product and the component (C), and the vinyl ether group and the anion A reactive group reacts and crosslinks; (2) an aqueous resin composition containing the component (B) neutralized product and the component (D) (B) neutralized product and the component (C); When the component (B) is volatilized, the vinyl ether group and the anionic group react and cross-link; (3) In the component (A), the component (B), the neutralized product, and the component (D) in the component (B) When the aqueous resin composition containing the component (B) is volatilized from the Japanese product, the vinyl ether group and the anionic group react and crosslink.

成分(A)、成分(D)はそれぞれ成分(B)により中和されている必要がある。そのため、通常、成分(B)の使用量は、成分(B)に含まれる塩基性基の当量が、成分(A)、成分(D)中に含まれるアニオン性官能基の合計当量以上となるようにする必要がある。成分(B)を過剰に用いることにより、より長時間保存安定性を保持することができる。なお、成分(B)は、通常、室温で揮発するものであるが、架橋を速やかに進行させるために、必要に応じて、加熱、減圧等を行っても良い。なお、加熱する際には150℃以下とすることが好ましい。 Component (A) and component (D) must each be neutralized with component (B). Therefore, normally, the usage-amount of a component (B) makes the equivalent of the basic group contained in a component (B) more than the sum total equivalent of the anionic functional group contained in a component (A) and a component (D). It is necessary to do so. By using the component (B) in excess, the storage stability can be maintained for a longer time. In addition, although a component (B) normally volatilizes at room temperature, in order to advance bridge | crosslinking rapidly, you may perform a heating, pressure reduction, etc. as needed. In addition, when heating, it is preferable to set it as 150 degrees C or less.

本発明の水性樹脂組成物は、成分(A)の成分(B)中和物及び成分(C)を含有する水性樹脂組成物;成分(A)の成分(B)中和物及び成分(D)の成分(B)中和物並びに成分(C)を含有する水性樹脂組成物;成分(A)の成分(B)中和物及び成分(D)の成分(B)中和物を含有する水性樹脂組成物である。成分(A)、成分(D)と成分(B)の使用量は前記のとおりであり、成分(C)の使用量は、特に限定されず、所望の架橋度に応じて適宜調整すればよいが、通常、固形分中に1〜10%程度含有させることが好ましい。10%を超えて多量に用いると樹脂皮膜もろくなる傾向があり、1%未満の場合には架橋密度が低すぎて本発明の効果が得にくくなる場合がある。 The aqueous resin composition of the present invention comprises an aqueous resin composition containing the component (B) neutralized product and the component (C) of the component (A); the component (B) neutralized product and the component (D) ) Component (B) neutralized product and component (C) aqueous resin composition; component (A) component (B) neutralized product and component (D) component (B) neutralized product It is an aqueous resin composition. The usage-amount of a component (A), a component (D), and a component (B) is as above-mentioned, The usage-amount of a component (C) is not specifically limited, What is necessary is just to adjust suitably according to the desired crosslinking degree. However, it is usually preferable to contain about 1 to 10% in the solid content. If it is used in a large amount exceeding 10%, the resin film tends to be brittle. If it is less than 1%, the crosslinking density is too low, and the effects of the present invention may be difficult to obtain.

本発明の水性樹脂組成物は、成分(A)を成分(B)で中和した後に、成分(C)を添加することにより、又は成分(A)及び成分(D)を成分(B)で中和した後に、成分(C)を添加することにより得られる。また、成分(A)及び成分(C)の混合物を成分(B)で中和しても、成分(A)及び成分(D)並びに成分(C)の混合物を成分(B)で中和しても得られる。 In the aqueous resin composition of the present invention, the component (A) is neutralized with the component (B), and then the component (C) is added, or the component (A) and the component (D) are combined with the component (B). After neutralization, it is obtained by adding component (C). Moreover, even if the mixture of component (A) and component (C) is neutralized with component (B), the mixture of component (A), component (D) and component (C) is neutralized with component (B). Can also be obtained.

本発明の水性樹脂組成物は、コーティング剤、塗料組成物、印刷インキ用バインダー、接着剤、樹脂エマルジョン等の各種用途に用いることができる。 The aqueous resin composition of the present invention can be used in various applications such as a coating agent, a coating composition, a binder for printing ink, an adhesive, and a resin emulsion.

コーティング剤として用いる場合には、本発明の水性樹脂組成物に、必要に応じコーティング剤用添加剤を添加し調製すればよい。 When used as a coating agent, an additive for a coating agent may be added to the aqueous resin composition of the present invention as necessary.

塗料組成物として用いる場合には、本発明の水性樹脂組成物に、必要に応じ塗料用添加剤を添加し調製すればよい。 When used as a coating composition, a coating additive may be added to the aqueous resin composition of the present invention as necessary.

以下に実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、各例中、「部」、「%」はいずれも重量基準である。 The present invention will be described more specifically with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples. In each example, “parts” and “%” are based on weight.

実施例1
(1)脂肪酸変性エポキシエステルの合成
攪拌機、温度計、還流脱水装置及び窒素ガス導入管を付けた1リットルのガラス製フラスコ中に、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(エポトートYD−014)200g、大豆油脂肪酸96g、炭酸水素ナトリウム0.15gを入れ、窒素ガスを吹き込みながら220℃で加熱し、酸価が1以下になるまで付加・縮合を行い脂肪酸変性エポキシエステルを得た。
Example 1
(1) Synthesis of fatty acid-modified epoxy ester In a 1 liter glass flask equipped with a stirrer, thermometer, reflux dehydrator and nitrogen gas inlet tube, 200 g of bisphenol A type epoxy resin (Epototo YD-014), soybean oil fatty acid 96 g and 0.15 g of sodium hydrogen carbonate were added, heated at 220 ° C. while blowing nitrogen gas, and addition / condensation was performed until the acid value became 1 or less to obtain a fatty acid-modified epoxy ester.

(2)ビニル変性エポキシエステルの合成
攪拌機、温度計及び窒素ガス導入管を付けた1リットルのガラス製フラスコ中に、(1)で得られた脂肪酸変性エポキシエステル250g、t−ブチルセロソルブ50gを入れ、130℃に加熱攪拌した。これにスチレン18g、アクリル酸14g、t−ブチルパーオキシベンゾエート3g、t−ブチルセロソルブ80gからなる混合液を1時間かけて滴下し、更に4時間保温した。80℃に冷却後、トリエチルアミン18g添加し、水400gを加えて分散させ、35℃まで冷却した後、トリエチレングリコールジビニルエーテル19.6gを加え、不揮発分34.8%、粘度0.30Pa・s、pH9.5、固形酸価35mgKOH/g(以下、単位を省略す)のビニル変性エポキシエステルの水分散物を得た。
(2) Synthesis of vinyl-modified epoxy ester In a 1 liter glass flask equipped with a stirrer, a thermometer and a nitrogen gas introduction tube, 250 g of the fatty acid-modified epoxy ester obtained in (1) and 50 g of t-butyl cellosolve were added. The mixture was heated and stirred at 130 ° C. A mixed solution consisting of 18 g of styrene, 14 g of acrylic acid, 3 g of t-butyl peroxybenzoate and 80 g of t-butyl cellosolve was added dropwise thereto over 1 hour, and the mixture was further kept warm for 4 hours. After cooling to 80 ° C., 18 g of triethylamine was added, and 400 g of water was added and dispersed. After cooling to 35 ° C., 19.6 g of triethylene glycol divinyl ether was added, the non-volatile content was 34.8%, and the viscosity was 0.30 Pa · s. An aqueous dispersion of a vinyl-modified epoxy ester having a pH of 9.5 and a solid acid value of 35 mgKOH / g (hereinafter, units are omitted) was obtained.

実施例2
実施例1で分散後加えたトリエチレングリコールジビニルエーテルの代わりにシクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル24.6gを加えた以外は同様に行い、不揮発分35.0%、粘度0.32Pa・s、pH9.5、固形酸価35のビニル変性エポキシエステルの水分散物を得た。
Example 2
The same procedure was carried out except that 24.6 g of cyclohexanedimethanol divinyl ether was added instead of triethylene glycol divinyl ether added after dispersion in Example 1, and the non-volatile content was 35.0%, the viscosity was 0.32 Pa · s, and the pH was 9.5. An aqueous dispersion of a vinyl-modified epoxy ester having a solid acid value of 35 was obtained.

実施例3
(3)脂肪酸変性エポキシエステルの合成
攪拌機、温度計、還流脱水装置及び窒素ガス導入管を付けた1リットルのガラス製フラスコ中に、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(エポトートYD−011)200g、大豆油脂肪酸150g、炭酸水素ナトリウム0.15gを入れ、窒素ガスを吹き込みながら220℃で加熱し、酸価が1以下になるまで付加・縮合を行い脂肪酸変性エポキシエステルを得た。
Example 3
(3) Synthesis of fatty acid-modified epoxy ester In a 1 liter glass flask equipped with a stirrer, thermometer, reflux dehydrator and nitrogen gas inlet tube, 200 g of bisphenol A type epoxy resin (Epototo YD-011), soybean oil fatty acid 150 g and 0.15 g of sodium hydrogen carbonate were added and heated at 220 ° C. while blowing nitrogen gas, and addition and condensation were performed until the acid value became 1 or less to obtain a fatty acid-modified epoxy ester.

(4)ビニル変性エポキシエステルの合成
攪拌機、温度計及び窒素ガス導入管を付けた1リットルのガラス製フラスコ中に、(3)で得られた脂肪酸変性エポキシエステル250g、t−ブチルセロソルブ40gを入れ、130℃に加熱攪拌した。これにスチレン18g、アクリル酸14g、t−ブチルパーオキシベンゾエート3g、t−ブチルセロソルブ80gからなる混合液を1時間かけて滴下し、更に4時間保温した。80℃に冷却後、トリエチルアミン18g添加し、水370gを加えて分散させ、35℃まで冷却した後、トリエチレングリコールジビニルエーテル19.6gを加え、不揮発分36.4%、粘度0.45Pa・s、pH9.5、固形酸価35のビニル変性エポキシエステルの水分散物を得た。
(4) Synthesis of vinyl-modified epoxy ester In a 1-liter glass flask equipped with a stirrer, a thermometer and a nitrogen gas introduction tube, 250 g of the fatty acid-modified epoxy ester obtained in (3) and 40 g of t-butyl cellosolve were added. The mixture was heated and stirred at 130 ° C. A mixed solution consisting of 18 g of styrene, 14 g of acrylic acid, 3 g of t-butyl peroxybenzoate and 80 g of t-butyl cellosolve was added dropwise thereto over 1 hour, and the mixture was further kept warm for 4 hours. After cooling to 80 ° C., 18 g of triethylamine was added, 370 g of water was added and dispersed. After cooling to 35 ° C., 19.6 g of triethylene glycol divinyl ether was added, and the non-volatile content was 36.4% and the viscosity was 0.45 Pa · s. An aqueous dispersion of a vinyl-modified epoxy ester having a pH of 9.5 and a solid acid value of 35 was obtained.

実施例4
攪拌機、温度計及び窒素ガス導入管を付けた1リットルのガラス製フラスコ中に、実施例1の(1)で得られた脂肪酸変性エポキシエステル250g、t−ブチルセロソルブ50gを入れ、130℃に加熱攪拌した。これにスチレン18g、アクリル酸14g、脱水ヒマシ油15g、t−ブチルパーオキシベンゾエート3g、t−ブチルセロソルブ80gからなる混合液を1時間かけて滴下し、更に4時間保温した。80℃に冷却後、トリエチルアミン18g添加し、水400gを加えて分散させ、35℃まで冷却した後、トリエチレングリコールジビニルエーテル19.6gを加え、不揮発分35.0%、粘度0.35Pa・s、pH9.5、固形酸価34のビニル変性エポキシエステルの水分散物を得た。
Example 4
In a 1 liter glass flask equipped with a stirrer, a thermometer and a nitrogen gas introduction tube, 250 g of the fatty acid-modified epoxy ester obtained in (1) of Example 1 and 50 g of t-butyl cellosolve were placed and stirred at 130 ° C. with heating. did. A mixed solution consisting of 18 g of styrene, 14 g of acrylic acid, 15 g of dehydrated castor oil, 3 g of t-butyl peroxybenzoate and 80 g of t-butyl cellosolve was added dropwise over 1 hour, and the mixture was further kept warm for 4 hours. After cooling to 80 ° C., 18 g of triethylamine was added, and 400 g of water was added and dispersed. After cooling to 35 ° C., 19.6 g of triethylene glycol divinyl ether was added, the non-volatile content was 35.0%, and the viscosity was 0.35 Pa · s. An aqueous dispersion of vinyl-modified epoxy ester having a pH of 9.5 and a solid acid value of 34 was obtained.

実施例5
(5)アニオン性官能基とビニルエーテル基を有する化合物の合成
攪拌機、温度計及び窒素ガス導入管を付けた1リットルのガラス製フラスコ中に、ジメチロールブタン酸19.8部、ポリテトラメチレングリコール(商品名:PTMG2000、三菱化学(株)製、数平均分子量2000)163.3部を仕込み、窒素気流下110℃にて1時間かけて混合溶解させた。ついで85℃まで冷却した後、イソホロンジイソシアネート66.9部を仕込み、85℃にて5時間反応を行い、イソシアネート基末端のウレタンプレポリマー250部を得た。ついで、水568部、イソプロピルアルコール117.8部、トリエチルアミン13.5部、アジピン酸ジヒドラジド11.9部、アミノプロピルビニルエーテル3.6部からなる水溶液中に、攪拌下に前記ウレタンプレポリマーを添加、分散させ、50℃にて3時間反応させ、アニオン性官能基とビニルエーテル基を有する化合物樹脂水分散液を得た。
実施例1で得られたビニル変性エポキシエステルの水分散液500gに上記(5)で得られたアニオン性官能基とビニルエーテル基を有する化合物樹脂水分散液200gを混合し、不揮発分33.4%、粘度0.30Pa・s、pH9.0、固形酸価33の水分散物を得た。
Example 5
(5) Synthesis of a compound having an anionic functional group and a vinyl ether group In a 1 liter glass flask equipped with a stirrer, thermometer and nitrogen gas introduction tube, 19.8 parts of dimethylolbutanoic acid, polytetramethylene glycol ( Product name: PTMG2000, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, number average molecular weight 2000) 163.3 parts were charged and mixed and dissolved at 110 ° C. for 1 hour under a nitrogen stream. Next, after cooling to 85 ° C., 66.9 parts of isophorone diisocyanate was added and reacted at 85 ° C. for 5 hours to obtain 250 parts of urethane prepolymer having an isocyanate group terminal. Subsequently, the urethane prepolymer was added with stirring to an aqueous solution consisting of 568 parts of water, 117.8 parts of isopropyl alcohol, 13.5 parts of triethylamine, 11.9 parts of adipic acid dihydrazide, and 3.6 parts of aminopropyl vinyl ether. The mixture was dispersed and reacted at 50 ° C. for 3 hours to obtain an aqueous compound resin dispersion having an anionic functional group and a vinyl ether group.
200 g of the aqueous dispersion of the compound resin having the anionic functional group and the vinyl ether group obtained in the above (5) was mixed with 500 g of the aqueous dispersion of the vinyl-modified epoxy ester obtained in Example 1, and the nonvolatile content was 33.4%. An aqueous dispersion having a viscosity of 0.30 Pa · s, a pH of 9.0, and a solid acid value of 33 was obtained.

比較例1
実施例1(2)において、トリエチレングリコールジビニルエーテルを加えなかった以外は、実施例1(2)と同様にして不揮発分34.5%、粘度0.38Pa・s、pH9.5、固形酸価37のビニル変性エポキシエステルの水分散物を得た。
Comparative Example 1
In Example 1 (2), except that triethylene glycol divinyl ether was not added, the same procedure as in Example 1 (2) was followed, with a non-volatile content of 34.5%, a viscosity of 0.38 Pa · s, a pH of 9.5, a solid acid An aqueous dispersion of a vinyl-modified epoxy ester having a valence of 37 was obtained.

比較例2
実施例3(4)において、トリエチレングリコールジビニルエーテルを加えなかった以外は、実施例3(4)と同様にして不揮発分35.3%、粘度0.36Pa・s、pH9.5、固形酸価37のビニル変性エポキシエステルの水分散物を得た。
Comparative Example 2
In Example 3 (4), except that triethylene glycol divinyl ether was not added, the non-volatile content was 35.3%, the viscosity was 0.36 Pa · s, the pH was 9.5, and the solid acid was the same as Example 3 (4). An aqueous dispersion of a vinyl-modified epoxy ester having a valence of 37 was obtained.

実施例および比較例で得られたビニル変性エポキシエステルを下記の配合で塗料化し、試験を行った。評価結果を表1に示す。   The vinyl-modified epoxy ester obtained in Examples and Comparative Examples was made into a paint with the following composition and tested. The evaluation results are shown in Table 1.

(水性塗料の調製)
下記(1)に下記(2)を混合した後、ガラスビーズを除去し水性塗料を得た。なお、いずれのビニル変性エポキシエステルの水分散物を用いた場合にも、水性塗料のPWCは57%、塗料濃度は53%になるように調製した。
(1)ビニル変性エポキシエステルの水分散物44.6g、カーボンブラック1.8g、リン酸亜鉛5.6g、炭酸カルシウム23.8g、消泡剤0.18g、脱イオン水1.8g及びガラスビーズ80gを混合後、ペイントシェーカーにて1時間30分練合した。
(2)また、ビニル変性エポキシエステルの水分散物23gに、ドライヤー(ハイキュアーMIXII、東栄化工(株)製)0.22gを加えたものを調製しておいた。
(Preparation of water-based paint)
After mixing the following (2) with the following (1), the glass beads were removed to obtain an aqueous paint. In addition, even when any aqueous dispersion of vinyl-modified epoxy ester was used, the aqueous paint was prepared so that the PWC was 57% and the paint concentration was 53%.
(1) An aqueous dispersion of vinyl-modified epoxy ester 44.6 g, carbon black 1.8 g, zinc phosphate 5.6 g, calcium carbonate 23.8 g, antifoaming agent 0.18 g, deionized water 1.8 g and glass beads After mixing 80 g, the mixture was kneaded with a paint shaker for 1 hour 30 minutes.
(2) Moreover, what added 0.22g of dryer (Hi-Cure MIXII, Toei Chemical Co., Ltd.) was prepared to 23g of vinyl-modified epoxy ester aqueous dispersions.

得られた水性塗料を、脱脂ダル鋼板(SPCC−SD,0.8×70×150mm)に、膜厚が20μmとなるように、バーコーターにより塗布し、強制乾燥(60℃×20分)後、常温(23℃,60%R.H.)で5日放置した。得られた塗膜について、以下の評価試験を行った。   The obtained water-based paint was applied to a degreased dull steel plate (SPCC-SD, 0.8 × 70 × 150 mm) with a bar coater so that the film thickness became 20 μm, and after forced drying (60 ° C. × 20 minutes) And left at room temperature (23 ° C., 60% RH) for 5 days. The following evaluation test was done about the obtained coating film.

塗膜硬度:JIS K5600−5−4に準じて行った。   Coating film hardness: Measured according to JIS K5600-5-4.

耐食性:JIS K5600−7−1に準じて行い、塩水噴霧テスト20日間後のセロハンテープ剥離幅(mm)で示した。   Corrosion resistance: Measured according to JIS K5600-7-1, and indicated by cellophane tape peel width (mm) after 20 days of salt spray test.

耐水性:JIS Z8736に準じて行い、塗膜の白度(Lab値)を、ダブルビーム分光式色差計(SZII−Σ80 TYPEIII,日本電色工業(株)製)で測定した。白度(Lab値)は小さいほど耐水性は良好であり、27以上:塗膜の白化が大きい、25〜26:塗膜の白化が多数みられる、24以下:塗膜の白化が少ないまたは殆どない、を基準に判断できる。 Water resistance: Performed according to JIS Z8736, and the whiteness (Lab value) of the coating film was measured with a double beam spectroscopic color difference meter (SZII-Σ80 TYPEIII, manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.). The smaller the whiteness (Lab value), the better the water resistance, 27 or more: large whitening of the coating film, 25 to 26: many whitenings of the coating film are observed, 24 or less: little or no whitening of the coating film Can be judged on the basis of not.

塗料安定性:得られた水性塗料100gを密封容器に入れ、50℃にて1週間保存し、その状態を確認した。
○:問題なし
△:粘度変化が少し見られる
×:粘度変化が著しい、または沈殿を生じる
Paint stability: 100 g of the obtained water-based paint was placed in a sealed container and stored at 50 ° C. for 1 week, and its state was confirmed.
○: No problem △: Viscosity change is slightly observed ×: Viscosity change is significant or precipitation occurs

Figure 2006182976
表中、耐水性のL値はLab値のことである。
Figure 2006182976
In the table, the L value of water resistance is the Lab value.

Claims (18)

アニオン性官能基を有するビニル変性エポキシエステル(A)の揮発性塩基(B)中和物及びビニルエーテル基を2つ以上有する化合物(C)を含有する水性樹脂組成物から、揮発性塩基(B)が揮発することにより、ビニルエーテル基とアニオン性基が反応し架橋することを特徴とする架橋方法。 From an aqueous resin composition containing a volatile base (B) neutralized product of a vinyl-modified epoxy ester (A) having an anionic functional group and a compound (C) having two or more vinyl ether groups, a volatile base (B) A cross-linking method characterized in that a vinyl ether group and an anionic group react and cross-link by causing volatilization of. アニオン性官能基を有するビニル変性エポキシエステル(A)及びアニオン性官能基とビニルエーテル基を有する化合物(D)の揮発性塩基(B)中和物並びにビニルエーテル基を2つ以上有する化合物(C)を含有する水性樹脂組成物から、揮発性塩基(B)が揮発することにより、ビニルエーテル基とアニオン性基が反応し架橋することを特徴とする架橋方法。 A vinyl-modified epoxy ester (A) having an anionic functional group, a volatile base (B) neutralized product of a compound (D) having an anionic functional group and a vinyl ether group, and a compound (C) having two or more vinyl ether groups A crosslinking method, wherein the volatile base (B) is volatilized from a contained aqueous resin composition, whereby a vinyl ether group and an anionic group are reacted and crosslinked. アニオン性官能基を有するビニル変性エポキシエステル(A)及びアニオン性官能基とビニルエーテル基を有する化合物(D)の揮発性塩基(B)中和物を含有する水性樹脂組成物から、揮発性塩基(B)が揮発することにより、ビニルエーテル基とアニオン性基が反応し架橋することを特徴とする架橋方法。 From an aqueous resin composition containing a vinyl-modified epoxy ester (A) having an anionic functional group and a volatile base (B) neutralized product of a compound (D) having an anionic functional group and a vinyl ether group, a volatile base ( A crosslinking method, wherein the vinyl ether group reacts with an anionic group to cause crosslinking by volatilization of B). 揮発性塩基(B)が1級アミン、2級アミン及び3級アミンからなる群より選ばれる少なくとも一種である請求項1〜3のいずれかに記載の架橋方法。 The crosslinking method according to any one of claims 1 to 3, wherein the volatile base (B) is at least one selected from the group consisting of primary amines, secondary amines and tertiary amines. アニオン性官能基を有するビニル変性エポキシエステル(A)が、脂肪酸変性エポキシエステル(a)に、ビニル単量体(b)および必要に応じて油脂(c)を配合し、これらを反応させることにより得られるものである請求項1〜4のいずれかに記載の架橋方法。 By the vinyl-modified epoxy ester (A) having an anionic functional group, the fatty acid-modified epoxy ester (a) is blended with the vinyl monomer (b) and, if necessary, fats and oils (c), and these are reacted. The crosslinking method according to any one of claims 1 to 4, which is obtained. 脂肪酸変性エポキシエステル(a)が、脂肪酸(a−1)とエポキシ樹脂(a−2)、必要に応じて前記(a−1)または(a−2)と反応しうる化合物(a−3)を反応させて得られるものである請求項1〜5のいずれかに記載の架橋方法。 Fatty acid-modified epoxy ester (a) is a fatty acid (a-1), an epoxy resin (a-2), and a compound (a-3) capable of reacting with the above (a-1) or (a-2) as necessary The crosslinking method according to any one of claims 1 to 5, which is obtained by reacting. アニオン性官能基を有するビニル変性エポキシエステル(A)の揮発性塩基(B)中和物及びビニルエーテル基を2つ以上有する化合物(C)を含有する水性樹脂組成物。 A water-based resin composition comprising a volatile base (B) neutralized product of a vinyl-modified epoxy ester (A) having an anionic functional group and a compound (C) having two or more vinyl ether groups. アニオン性官能基を有するビニル変性エポキシエステル(A)及びアニオン性官能基とビニルエーテル基を有する化合物(D)の揮発性塩基(B)中和物並びにビニルエーテル基を2つ以上有する化合物(C)を含有する水性樹脂組成物。 A vinyl-modified epoxy ester (A) having an anionic functional group, a volatile base (B) neutralized product of a compound (D) having an anionic functional group and a vinyl ether group, and a compound (C) having two or more vinyl ether groups An aqueous resin composition to contain. アニオン性官能基を有するビニル変性エポキシエステル(A)及びアニオン性官能基とビニルエーテル基を有する化合物(D)の揮発性塩基(B)中和物を含有する水性樹脂組成物。 An aqueous resin composition comprising a vinyl-modified epoxy ester (A) having an anionic functional group and a volatile base (B) neutralized product of a compound (D) having an anionic functional group and a vinyl ether group. 揮発性塩基(B)が1級アミン、2級アミン及び3級アミンからなる群より選ばれる少なくとも一種である請求項7〜9のいずれかに記載の水性樹脂組成物。 The aqueous resin composition according to any one of claims 7 to 9, wherein the volatile base (B) is at least one selected from the group consisting of primary amines, secondary amines and tertiary amines. アニオン性官能基を有するビニル変性エポキシエステル(A)が、脂肪酸変性エポキシエステル(a)に、ビニル単量体(b)および必要に応じて油脂(c)を配合し、これらを反応させることにより得られるものである請求項7〜10のいずれかに記載の水性樹脂組成物。 By the vinyl-modified epoxy ester (A) having an anionic functional group, the fatty acid-modified epoxy ester (a) is blended with the vinyl monomer (b) and, if necessary, fats and oils (c), and these are reacted. The aqueous resin composition according to any one of claims 7 to 10, which is obtained. 脂肪酸変性エポキシエステル(a)が、脂肪酸(a−1)とエポキシ樹脂(a−2)、必要に応じて前記(a−1)または(a−2)と反応しうる化合物(a−3)を反応させて得られるものである請求項7〜11のいずれかに記載の水性樹脂組成物。 Fatty acid-modified epoxy ester (a) is a fatty acid (a-1), an epoxy resin (a-2), and a compound (a-3) capable of reacting with the above (a-1) or (a-2) as necessary The water-based resin composition according to any one of claims 7 to 11, which is obtained by reacting. アニオン性官能基を有するビニル変性エポキシエステル(A)を揮発性塩基(B)により中和した後に、ビニルエーテル基を2つ以上有する化合物(C)を添加することを特徴とする請求項7〜12のいずれかに記載の水性樹脂組成物の製造方法。 The compound (C) having two or more vinyl ether groups is added after neutralizing the vinyl-modified epoxy ester (A) having an anionic functional group with a volatile base (B). The manufacturing method of the aqueous resin composition in any one of. アニオン性官能基を有するビニル変性エポキシエステル(A)及びアニオン性官能基とビニルエーテル基を有する化合物(D)を揮発性塩基(B)により中和した後に、ビニルエーテル基を2つ以上有する化合物(C)を添加することを特徴とする請求項7〜12のいずれかに記載の水性樹脂組成物の製造方法。 Compound (C) having two or more vinyl ether groups after neutralizing vinyl-modified epoxy ester (A) having an anionic functional group and compound (D) having an anionic functional group and a vinyl ether group with volatile base (B) ) Is added. The method for producing an aqueous resin composition according to any one of claims 7 to 12. アニオン性官能基を有するビニル変性エポキシエステル(A)及びビニルエーテル基を2つ以上有する化合物(C)を含有する混合物を揮発性塩基(B)により中和することを特徴とする請求項7〜12のいずれかに記載の水性樹脂組成物の製造方法。 A mixture containing a vinyl-modified epoxy ester (A) having an anionic functional group and a compound (C) having two or more vinyl ether groups is neutralized with a volatile base (B). The manufacturing method of the aqueous resin composition in any one of. アニオン性官能基を有するビニル変性エポキシエステル(A)及びアニオン性官能基とビニルエーテル基を有する化合物(D)並びにビニルエーテル基を2つ以上有する化合物(C)を含有する混合物を揮発性塩基(B)により中和することを特徴とする請求項7〜12のいずれかに記載の水性樹脂組成物の製造方法。 A mixture containing a vinyl-modified epoxy ester (A) having an anionic functional group, a compound (D) having an anionic functional group and a vinyl ether group, and a compound (C) having two or more vinyl ether groups is a volatile base (B). The method for producing an aqueous resin composition according to any one of claims 7 to 12, wherein the aqueous resin composition is neutralized. 請求項7〜12のいずれかに記載の水性樹脂組成物を含有するコーティング剤組成物。 The coating agent composition containing the aqueous resin composition in any one of Claims 7-12. 請求項7〜12のいずれかに記載の水性樹脂組成物を含有する塗料組成物。 The coating composition containing the aqueous resin composition in any one of Claims 7-12.
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