JP2009079186A - Production method for alkyd resin - Google Patents

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Ryoichi Obayashi
良一 尾林
Takeshi Yamashita
武士 山下
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a production method for an alkyd resin whereby the content of an aromatic hydrocarbon in the alkyd resin can largely be lowered by using a reflux solvent substituted for an aromatic hydrocarbon which enables the content of an aromatic hydrocarbon to lower into at most 100 ppm when the resin is turned into a coating. <P>SOLUTION: The production method for the resin comprises reacting a later-described raw material component (II) in the presence of suitably 0.5-5 pts.wt. of the reflux solvent (I) on the basis of 100 pts.wt. of the raw material component (II) described below. The reflux solvent (I) contains a 7-13C aliphatic and/or alicyclic hydrocarbon, preferably, a 9-11C aliphatic and/or alicyclic hydrocarbon. The content of aromatic hydrocarbon is at most 100 ppm, preferably, at most 10 ppm. The raw material component (II) contains (A) animal and vegetable oils or fatty acids therefrom, (B) a polyhydric alcohol, (C) a polycarboxylic acid, and (D) an optional phenolic resin. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、炭素数7〜13の脂肪族炭化水素および/または炭化水素を含有し、かつ芳香族炭化水素の含有量が100ppm以下の還流溶剤の存在下で、動植物油あるいはその脂肪酸と多価アルコールと多価カルボン酸、もしくは、動植物油あるいはその脂肪酸と多価アルコールと多価カルボン酸とフェノール樹脂を含有する原料成分を反応させるアルキド樹脂の製造方法に関する。   The present invention relates to animal and vegetable oils or their fatty acids and polyhydric acids in the presence of a refluxing solvent containing aliphatic hydrocarbons and / or hydrocarbons having 7 to 13 carbon atoms and having an aromatic hydrocarbon content of 100 ppm or less. The present invention relates to a method for producing an alkyd resin in which an alcohol and a polycarboxylic acid, or animal and vegetable oils or fatty acids thereof, a polyhydric alcohol, a polycarboxylic acid and a raw material component containing a phenol resin are reacted.

アルキド樹脂の製造方法の1つに、ソルベント法がある。このソルベント法とは、カルボン酸とアルコールとのエステル化反応で生起する縮合水を効率良く反応系外に排出するために、還流溶剤(水と共沸しうる溶剤)をその反応系に添加して蒸発させ、冷却塔で凝縮した後にデカンターと呼ばれる溶剤−水分離器で縮合水と還流溶剤を分離する方法である(例えば、特許文献1参照。)。アルキド樹脂を製造する際、180〜250℃の高温でエステル化反応を実施するが、ソルベント法を用いないと副反応である動植物油あるいは脂肪酸の熱重合が生起するために分子量がより高くなる傾向にある。従って、一般的にアルキド樹脂を製造する場合はソルベント法を用いる。このソルベント法で使用される還流溶剤としては、水と共沸しうるキシレンやトルエンなどの芳香族炭化水素が一般的であった。   One method for producing alkyd resins is a solvent method. In this solvent method, a reflux solvent (solvent that can be azeotroped with water) is added to the reaction system in order to efficiently discharge condensed water generated by the esterification reaction of carboxylic acid and alcohol. The condensed water and the reflux solvent are separated by a solvent-water separator called a decanter after being evaporated and condensed in a cooling tower (see, for example, Patent Document 1). When an alkyd resin is produced, an esterification reaction is carried out at a high temperature of 180 to 250 ° C. However, if the solvent method is not used, a thermal reaction of animal or vegetable oil or fatty acid, which is a side reaction, occurs, and the molecular weight tends to be higher. It is in. Therefore, generally, when manufacturing an alkyd resin, a solvent method is used. As the reflux solvent used in this solvent method, aromatic hydrocarbons such as xylene and toluene that can azeotrope with water are generally used.

昨今の環境問題から、アルキド樹脂を主原料として使用する塗料、特に建築塗料あるいは建設機械塗料などは、塗料中に含有する芳香族炭化水素を100ppm以下に低減することが求められている。しかしながら、ソルベント法の還流溶剤としてキシレンやトルエンなどを用いる限り、減圧留去する方法を用いたとしても、塗料中に含有する芳香族炭化水素を100ppm以下に低減することは困難であった。このため、芳香族炭化水素の含有量が著しく低減されたアルキド樹脂を容易に製造できるアルキド樹脂の製造方法を見出すことが急務であった。   Due to recent environmental problems, paints using alkyd resin as a main raw material, particularly architectural paints or construction machine paints, are required to reduce the aromatic hydrocarbon contained in the paint to 100 ppm or less. However, as long as xylene, toluene, or the like is used as the reflux solvent for the solvent method, it is difficult to reduce the aromatic hydrocarbon contained in the paint to 100 ppm or less even if a method of distilling off under reduced pressure is used. For this reason, there has been an urgent need to find a method for producing an alkyd resin that can easily produce an alkyd resin with a significantly reduced content of aromatic hydrocarbons.

特公平01−022287号公報Japanese Patent Publication No. 01-022287

本発明の課題は、塗料中に含有する芳香族炭化水素を100ppm以下に低減することが容易な、芳香族炭化水素の含有量が著しく低減されたアルキド樹脂の製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a method for producing an alkyd resin in which the aromatic hydrocarbon content is remarkably reduced, and the aromatic hydrocarbon content in the paint can be easily reduced to 100 ppm or less.

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、炭素数7〜13の脂肪族炭化水素および/または脂環式炭化水素を含有し、かつ芳香族炭化水素が100ppm以下の溶剤を還流溶剤として用いれば、ソルベント法により支障なくアルキド樹脂を製造することができると共に、芳香族炭化水素の含有量を著しく低減でき、これを用いることにより塗料中の芳香族炭化水素も容易に100ppm以下に低減できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has found a solvent containing an aliphatic hydrocarbon and / or an alicyclic hydrocarbon having 7 to 13 carbon atoms and having an aromatic hydrocarbon of 100 ppm or less. When used as a reflux solvent, the alkyd resin can be produced without any problems by the solvent method, and the content of aromatic hydrocarbons can be significantly reduced. By using this, the aromatic hydrocarbons in the paint can be easily reduced to 100 ppm or less. As a result, the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、炭素数7〜13の脂肪族炭化水素および/または脂環式炭化水素(以下、脂肪族系炭化水素と略記する。)を含有し、かつ芳香族炭化水素の含有量が100ppm以下の還流溶剤(I)の存在下で、動植物油あるいはその脂肪酸(A)と、多価アルコール(B)と、多価カルボン酸(C)を含有する原料成分(II)を反応させることを特徴とするアルキド樹脂の製造方法を提供するものである。   That is, the present invention contains an aliphatic hydrocarbon having 7 to 13 carbon atoms and / or an alicyclic hydrocarbon (hereinafter abbreviated as an aliphatic hydrocarbon), and has an aromatic hydrocarbon content. In the presence of 100 ppm or less of refluxing solvent (I), reacting animal and vegetable oil or fatty acid (A) thereof, polyhydric alcohol (B), and raw material component (II) containing polyvalent carboxylic acid (C). The present invention provides a method for producing an alkyd resin.

本発明のアルキド樹脂の製造方法は、キシレンやトルエンなどの芳香族炭化水素を還流溶剤として使用していないにもかかわらず、ソルベント法により支障なくアルキド樹脂を製造することができ、しかも、炭素数7〜13の脂肪族系炭化水素を含有し、かつ芳香族炭化水素が100ppm以下の還流溶剤の存在下でアルキド樹脂を製造するため、芳香族炭化水素の含有量が著しく低減されたアルキド樹脂を製造することが容易で、塗料中に含有する芳香族炭化水素を100ppm以下に低減することが求められている塗料、特に建築塗料あるいは建設機械塗料などに好適に使用しうるという利点がある。   The method for producing an alkyd resin of the present invention can produce an alkyd resin without hindrance by the solvent method even though aromatic hydrocarbons such as xylene and toluene are not used as a reflux solvent, In order to produce an alkyd resin in the presence of a reflux solvent containing 7 to 13 aliphatic hydrocarbons and 100 ppm or less of aromatic hydrocarbons, an alkyd resin having a significantly reduced content of aromatic hydrocarbons is obtained. There is an advantage that it is easy to produce and can be suitably used for paints which are required to reduce the aromatic hydrocarbon contained in the paint to 100 ppm or less, particularly architectural paints or construction machinery paints.

本発明で用いる炭素数7〜13の脂肪族系炭化水素を含有し、かつ芳香族炭化水素が100ppm以下の還流溶剤(I)としては、炭素数7〜13の脂肪族炭化水素および/または炭素数7〜13の脂環式炭化水素を90重量%以上、好ましくは95重量%以上含有する脂肪族系炭化水素溶剤であって、かつ芳香族炭化水素の含有量が100ppm以下の溶剤であればよく、例えば、イソオクタン、イソデカン等の脂肪族炭化水素や、1,2,4−トリメチルシクロヘキサン、1,2−ジメチル−4−エチルシクロヘキサン,1,3,5−トリメチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素や、これらの混合物であって、かつ芳香族炭化水素の含有量が100ppm以下である脂肪族系炭化水素溶剤が挙げられ、なかでも、沸点が100〜140℃と還流条件に適当で、容易に縮合水を反応系外に除去できることから、炭素数9〜11の脂肪族系炭化水素を含有し、かつ芳香族炭化水素の含有量が10ppm以下の還流溶剤が好ましい。好ましい還流溶剤の具体例としては、商品名「スワクリーン150」(丸善石油化学株式会社製;炭素数9〜11の脂肪族炭化水素および脂環式炭化水素を合計で95重量%以上含有し、且つ芳香族炭化水素の含有量が10ppm以下の脂肪族系炭化水素溶剤)、商品名「アイソパーG」(エクソンモービル株式会社製;炭素数9〜11の脂肪族炭化水素を95重量%以上含有し、且つ芳香族炭化水素の含有量が10ppm以下の脂肪族系炭化水素溶剤)などが挙げられる。   The refluxing solvent (I) containing an aliphatic hydrocarbon having 7 to 13 carbon atoms and having an aromatic hydrocarbon of 100 ppm or less used in the present invention includes an aliphatic hydrocarbon and / or carbon having 7 to 13 carbon atoms. If it is an aliphatic hydrocarbon solvent containing 90% by weight or more, preferably 95% by weight or more of the alicyclic hydrocarbon of formula 7 to 13, and the content of aromatic hydrocarbon is 100 ppm or less Well, for example, aliphatic hydrocarbons such as isooctane and isodecane, and alicyclic hydrocarbons such as 1,2,4-trimethylcyclohexane, 1,2-dimethyl-4-ethylcyclohexane, 1,3,5-trimethylcyclohexane, etc. And an aliphatic hydrocarbon solvent which is a mixture of these and has an aromatic hydrocarbon content of 100 ppm or less. Among them, the boiling point is 100 to 140. Is suitable for the reflux conditions, and the condensed water can be easily removed from the reaction system. Therefore, a reflux solvent containing an aliphatic hydrocarbon having 9 to 11 carbon atoms and an aromatic hydrocarbon content of 10 ppm or less is provided. preferable. As a specific example of a preferable refluxing solvent, a trade name “Swaclean 150” (manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd .; containing a total of 95% by weight or more of aliphatic hydrocarbons and alicyclic hydrocarbons having 9 to 11 carbon atoms, And an aliphatic hydrocarbon solvent having an aromatic hydrocarbon content of 10 ppm or less), trade name “Isopar G” (manufactured by ExxonMobil Co., Ltd .; containing 95% by weight or more of an aliphatic hydrocarbon having 9 to 11 carbon atoms) And an aliphatic hydrocarbon solvent having an aromatic hydrocarbon content of 10 ppm or less.

還流溶剤(I)として、炭素数6以下の脂肪族系炭化水素を10重量%を超えて含有する溶剤を用いた場合には、沸点が低くなるため、縮合水を反応系外に除去しにくくなるため、好ましくない。また、還流溶剤(I)として、炭素数14以上の脂肪族系炭化水素を10重量%を超えて含有する溶剤を用いた場合には、沸点が高くなるため還流しにくく、やはえい縮合水を反応系外に除去しにくくなるため、好ましくない。   When a solvent containing aliphatic hydrocarbons having 6 or less carbon atoms in excess of 10% by weight is used as the reflux solvent (I), the boiling point becomes low, so it is difficult to remove condensed water from the reaction system. Therefore, it is not preferable. Further, when a solvent containing aliphatic hydrocarbons having 14 or more carbon atoms in excess of 10% by weight is used as the refluxing solvent (I), the boiling point becomes high, so that it is difficult to reflux, and the condensed water is Is difficult to remove from the reaction system.

更に、還流溶剤(I)として、炭素数7〜13の脂肪族系炭化水素を90重量%以上含有するが、芳香族炭化水素の含有量が100ppmを越える溶剤、例えば芳香族炭化水素を1〜5重量%程度含有する通常の市販の脂肪族系炭化水素溶剤を用いた場合には、芳香族炭化水素を100ppm以下に低減することが困難となる。   Further, as the reflux solvent (I), an aliphatic hydrocarbon having 7 to 13 carbon atoms is contained in an amount of 90% by weight or more, but a solvent having an aromatic hydrocarbon content exceeding 100 ppm, for example, an aromatic hydrocarbon is 1 to When a normal commercially available aliphatic hydrocarbon solvent containing about 5% by weight is used, it is difficult to reduce the aromatic hydrocarbon to 100 ppm or less.

本発明で用いる原料成分(II)に含有される動植物油あるいはその脂肪酸(A)としては、例えば、亜麻仁油、大豆油、サフラワー油、支那桐油、あさみ油、えの油、トール油、米糠油、ひまし油、脱水ひまし油、菜種油、綿実油、やし油、魚油、いか肝油などの動植物油ならびにそれらの脂肪酸、脱水ひまし油脂肪酸、ハイ・ジエン脂肪酸などヨウ素価〔単位は100gの試料に結合したヨウ素の質量(g)〕が100以上の脂肪酸などが挙げられる。これら種々の動植物油あるいはその脂肪酸は組み合わせた形で併用することも可能である。   Examples of the animal and vegetable oils or fatty acids (A) contained in the raw material component (II) used in the present invention include linseed oil, soybean oil, safflower oil, Chinese paulownia oil, asami oil, enamel oil, tall oil, rice bran Oil, castor oil, dehydrated castor oil, rapeseed oil, cottonseed oil, palm oil, fish oil, animal and vegetable oils such as squid liver oil and their fatty acids, dehydrated castor oil fatty acid, high diene fatty acid, etc. Examples include fatty acids having a mass (g)] of 100 or more. These various animal and vegetable oils or fatty acids thereof can be used in combination.

本発明で用いる原料成分(II)に含有される多価アルコール(B)としては、例えば、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール(ネオペンチルグリコール)、2,2−ジアルキル−1,3−プロパンジオール、2,4,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、ブチレングリコール、水添ビスフェノールA、ビスフェノールAのエチレンオキサイドの付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイドの付加物などの二価アルコール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、トリス−(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートなどの三価以上の多価アルコール等が挙げられ、これらの多価アルコールは通常単独でまたは2種以上を混合して用いられる。これら多価アルコール(B)としては、なかでも、二価アルコールを必須の多価アルコール成分とし、必要に応じて3価以上の多価アルコールを併用することが好ましい。   Examples of the polyhydric alcohol (B) contained in the raw material component (II) used in the present invention include ethylene glycol, polyethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, polypropylene glycol, 1,3-butanediol, 2 , 3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol (neopentyl) Glycol), 2,2-dialkyl-1,3-propanediol, 2,4,4-trimethyl-1,3-pentanediol, butylene glycol, hydrogenated bisphenol A, an adduct of bisphenol A with ethylene oxide, bisphenol A Of propylene oxide And dihydric alcohols such as adducts, triglycol, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, tris- (2-hydroxyethyl) isocyanurate and the like. Alcohol is usually used alone or in admixture of two or more. Among these polyhydric alcohols (B), it is preferable to use a dihydric alcohol as an essential polyhydric alcohol component, and to use a trihydric or higher polyhydric alcohol as necessary.

また、前記多価アルコール(B)には、必要に応じて、カルボン酸基を含む多価アルコールを多価アルコールとして用いてもよく、特に代表的なものを例示すれば、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸、ジフェノール酸などが挙げられる。   In addition, for the polyhydric alcohol (B), a polyhydric alcohol containing a carboxylic acid group may be used as the polyhydric alcohol, if necessary. As a typical example, dimethylolpropionic acid, Examples include dimethylol butanoic acid and diphenolic acid.

本発明で用いる原料成分(II)に含有される多価カルボン酸(C)としては、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、メチルテトラヒドロフタル酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、「無水ハイミック酸」〔日立化成工業(株)製5−ノリボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物〕、トリメリット酸、メチルシクロヘキセントリカルボン酸、ピロメリット酸、不飽和脂肪酸から誘導されたダイマー酸類、あるいはこれらの無水物などが挙げられ、当然のことながら、これらの多価カルボン酸は通常単独でまたは2種以上を混合して用いられる。これら多価カルボン酸(C)としては、なかでも、二価カルボン酸を必須の多価カルボン酸成分とし、必要に応じて3価以上の多価カルボン酸を併用することが好ましい。   Examples of the polyvalent carboxylic acid (C) contained in the raw material component (II) used in the present invention include phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, succinic acid, maleic acid, itaconic acid, fumaric acid, tetrahydrophthalic acid, Hexahydrophthalic acid, methyltetrahydrophthalic acid, adipic acid, sebacic acid, azelaic acid, “hymic anhydride” (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., 5-noribornene-2,3-dicarboxylic anhydride), trimellitic acid, Examples include methylcyclohexentricarboxylic acid, pyromellitic acid, dimer acids derived from unsaturated fatty acids, or anhydrides thereof. Of course, these polycarboxylic acids are usually used alone or in combination of two or more. Used. Among these polyvalent carboxylic acids (C), it is particularly preferable to use a divalent carboxylic acid as an essential polyvalent carboxylic acid component and to use a trivalent or higher polyvalent carboxylic acid in combination as necessary.

また、前記多価カルボン酸(C)には、必要に応じて、安息香酸、パラ−ターシャリーブチル安息香酸、ロジン類など一価カルボン酸を併用してもよい。ここで用いるロジン類としては、例えば、ガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジン、重合ロジン、酸変性ロジン、および、これらロジン類を蒸留等により精製したもの等が挙げられる。   Further, the polyvalent carboxylic acid (C) may be used in combination with a monovalent carboxylic acid such as benzoic acid, para-tertiary butyl benzoic acid, or rosin, if necessary. Examples of rosins used here include gum rosin, wood rosin, tall oil rosin, polymerized rosin, acid-modified rosin, and those obtained by purifying these rosins by distillation or the like.

本発明の製造方法では、得られるアルキド樹脂を用いた塗膜の硬度、耐薬品性等を向上させる目的で、原料成分(II)として、動植物油あるいはその脂肪酸(A)、多価アルコール(B)および多価カルボン酸(C)と共に、フェノール樹脂(D)を含有する原料成分を用いることができる。この際のフェノール樹脂(D)の使用量としては、得られるアルキド樹脂の分子量あるいは粘度を考慮すれば、動植物油あるいはその脂肪酸(A)と多価アルコール(B)と多価カルボン酸(C)とフェノール樹脂(D)を含有する原料成分100重量部に対して1〜10重量部となる範囲が好ましく、3〜7重量部となる範囲がより好ましい。   In the production method of the present invention, for the purpose of improving the hardness, chemical resistance, etc. of the coating film using the alkyd resin obtained, as a raw material component (II), animal and vegetable oils or their fatty acids (A), polyhydric alcohols (B ) And the polyvalent carboxylic acid (C), a raw material component containing the phenol resin (D) can be used. The amount of the phenol resin (D) used in this case is as follows: animal or vegetable oil or its fatty acid (A), polyhydric alcohol (B), and polyhydric carboxylic acid (C), considering the molecular weight or viscosity of the alkyd resin obtained. And a range of 1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the raw material component containing the phenol resin (D) is preferable, and a range of 3 to 7 parts by weight is more preferable.

ここで用いることのできるフェノール樹脂(D)としては、特に限定されないが、なかでもレゾール型フェノール樹脂が好ましく、例えば、フェノール類とホルムアルデヒドを水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、アンモニア水溶液等のアルカリ触媒の存在下で反応させて得られるレゾール型フェノール樹脂や、ノボラック型フェノール樹脂のレゾール化物等が挙げられる。   The phenol resin (D) that can be used here is not particularly limited, but among them, a resol type phenol resin is preferable. For example, phenols and formaldehyde are sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, magnesium hydroxide. And a resol type phenol resin obtained by reacting in the presence of an alkali catalyst such as an ammonia aqueous solution, a resol product of a novolac type phenol resin, and the like.

これらレゾール型フェノール樹脂のなかでも、フェノール類(P)とホルムアルデヒド(F)をF/P(モル比)が1.5〜3.0となる範囲でアルカリ触媒の存在下で反応させて得られるレゾール型フェノール樹脂が好ましい。これらレゾール型フェノール樹脂の平均核体数としては、平均1〜10核体のものを通常用いるが、なかでも平均3〜6核体のものを主な成分とするものが好ましい。重量平均分子量としては、200〜1,600のものが挙げられるが、なかでも700〜1,300のものが好ましい。   Among these resol-type phenol resins, phenols (P) and formaldehyde (F) are obtained by reacting in the presence of an alkali catalyst within a range of F / P (molar ratio) of 1.5 to 3.0. A resol type phenol resin is preferred. As the average number of nuclei of these resol type phenol resins, those having an average of 1 to 10 nuclei are usually used, and among them, those having an average of 3 to 6 nuclei as the main component are preferred. Examples of the weight average molecular weight include 200 to 1,600, with 700 to 1,300 being preferred.

前記のフェノール類としては、例えば、フェノール、クレゾール、アミルフェノール、p−ターシャリーブチルフェノール、p−オクチルフェノール、p−ノニルフェノール、p−ドデシルフェノール、ビスフェノールAなどが挙げられ、そのなかでもp−ターシャリーブチルフェノール、p−オクチルフェノール、p−ノニルフェノール、p−ドデシルフェノール等のパラ位に炭素原子数4〜12の置換基を持つアルキルフェノールが好ましい。   Examples of the phenols include phenol, cresol, amylphenol, p-tertiary butylphenol, p-octylphenol, p-nonylphenol, p-dodecylphenol, bisphenol A, and among them, p-tertiarybutylphenol. Alkylphenol having a substituent having 4 to 12 carbon atoms in the para position, such as p-octylphenol, p-nonylphenol, and p-dodecylphenol.

また、前記のホルムアルデヒドとしては、ホルムアルデヒドの供給物質が包含され、ホルムアルデヒド、バラホルムアルデヒドなどが挙げられる。   In addition, the formaldehyde includes a formaldehyde supply substance, and examples thereof include formaldehyde and rose formaldehyde.

従来のソルベント法によるアルキド樹脂の製造方法では、動植物油と多価アルコールのアルコール交換反応後に、多価カルボン酸、必要により、更に多価アルコールおよび/またはフェノール樹脂をエステル化反応せしめる工程、もしくは、動植物油の脂肪酸と多価カルボン酸と多価アルコール、必要により、更にフェノール樹脂をエステル化反応せしめる工程にて、アルキド樹脂の製造に用いる原料成分の合計100重量部に対して、5〜10重量部の芳香族炭化水素を還流溶剤として添加する。   In the conventional method for producing an alkyd resin by the solvent method, after the alcohol exchange reaction between the animal and vegetable oil and the polyhydric alcohol, a step of esterifying the polyhydric carboxylic acid and, if necessary, the polyhydric alcohol and / or phenol resin, or Fatty acid, polyhydric carboxylic acid and polyhydric alcohol of animal and vegetable oils, and if necessary, in the step of esterification reaction of phenol resin, 5 to 10 weights with respect to a total of 100 parts by weight of raw material components used for producing alkyd resin Part of the aromatic hydrocarbon is added as refluxing solvent.

しかしながら、本発明のアルキド樹脂の製造方法では、炭素数7〜13の脂肪族系炭化水素を含有し、かつ芳香族炭化水素の含有量が100ppm以下の還流溶剤(I)は、従来使用していた芳香族炭化水素のアニリン点(キシレン:10.3℃)に比べて高い〔本発明で用いる還流溶剤(I)として好ましい「スワクリーン150」のアニリン点は55℃、「アイソパーG」のアニリン点は78℃。〕。このようにアニリン点の高い溶剤をソルベント法の還流溶剤として用いる本発明の製造方法では、アルキド樹脂と還流溶剤(I)の相溶性ならびにカルボン酸とアルコールとのエステル化反応で生起する縮合水を効率良く反応系外に排出することを考慮すれば、アルキド樹脂の製造に用いる原料成分(II)100重量部に対して、還流溶剤(I)の添加量を0.5〜5重量部とすることが好ましく、1〜3.5重量部とすることがより好ましい。   However, in the method for producing an alkyd resin of the present invention, a reflux solvent (I) containing an aliphatic hydrocarbon having 7 to 13 carbon atoms and having an aromatic hydrocarbon content of 100 ppm or less has been conventionally used. Higher than the aniline point of the aromatic hydrocarbon (xylene: 10.3 ° C.) [The aniline point of “Swaclean 150” preferred as the reflux solvent (I) used in the present invention is 55 ° C., and the aniline of “Isopar G” The point is 78 ° C. ]. Thus, in the production method of the present invention using a solvent having a high aniline point as the reflux solvent for the solvent method, the compatibility between the alkyd resin and the reflux solvent (I) and the condensed water generated by the esterification reaction between the carboxylic acid and the alcohol are used. Considering efficient discharge from the reaction system, the addition amount of the reflux solvent (I) is 0.5 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the raw material component (II) used for the production of the alkyd resin. It is preferably 1 to 3.5 parts by weight.

本発明のアルキド樹脂の製造方法で得られるアルキド樹脂としては、特に建築塗料あるいは建設機械塗料などの塗料を始め、インキ、接着剤としても用いることができる。   The alkyd resin obtained by the method for producing alkyd resin of the present invention can be used not only for paints such as architectural paints or construction machine paints, but also for inks and adhesives.

以下に参考例、実施例および比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれ制限されるものではない。なお、例中の部および%は、特に断りのない限り重量基準である。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Reference Examples, Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto. In the examples, “part” and “%” are based on weight unless otherwise specified.

実施例1
攪拌機、温度計、脱水トラップ付還流冷却器および窒素ガス導入装置の付いた四ツ口フラスコに大豆油505部、水酸化リチウム0.13部およびペンタエリスリトール152部を仕込んで250℃で1時間アルコール交換反応を行った後に、180℃まで冷却した。次いで、エチレングリコール42部、無水フタル酸349部および丸善石油化学株式会社製「スワクリーン150」31部を加えた後、220℃まで3時間を要して徐々に昇温させ、更に220℃で10時間脱水反応を行い、次いで酢酸ブチルで不揮発分を50%に調整して、酸価5.0mgKOH/g、水酸基価35.0mgKOH/g、重量平均分子量35,400、数平均分子量5,200〔東ソー(株)社製GPC「HLC−8220」を用いてGPCを測定。以降のGPCは同装置を用いて測定した。〕なるアルキド樹脂(1)の溶液2,000部を得た。
Example 1
A four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser with dehydration trap and nitrogen gas introduction device was charged with 505 parts of soybean oil, 0.13 parts of lithium hydroxide and 152 parts of pentaerythritol, and alcohol at 250 ° C. for 1 hour. After performing the exchange reaction, it was cooled to 180 ° C. Next, after adding 42 parts of ethylene glycol, 349 parts of phthalic anhydride and 31 parts of “Swclean 150” manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd., the temperature was gradually raised to 220 ° C. over 3 hours. The dehydration reaction was carried out for 10 hours, and then the non-volatile content was adjusted to 50% with butyl acetate. The acid value was 5.0 mgKOH / g, the hydroxyl value was 35.0 mgKOH / g, the weight average molecular weight was 35,400, and the number average molecular weight was 5,200. [Measured GPC using GPC “HLC-8220” manufactured by Tosoh Corporation.] Subsequent GPC was measured using the same apparatus. A 2,000 part solution of the alkyd resin (1) was obtained.

得られたアルキド樹脂溶液(1)の芳香族炭化水素含有量をGC−MASS〔島津製作所(株)社製GCMS「QP2010」〕を用いて定量分析により求めた(以降の芳香族炭化水素の定量分析についても同装置を用いて測定した。〕ところ、5ppmであった。   The aromatic hydrocarbon content of the obtained alkyd resin solution (1) was determined by quantitative analysis using GC-MASS [GCMS “QP2010” manufactured by Shimadzu Corporation] (hereinafter quantitative determination of aromatic hydrocarbons). The analysis was also performed using the same apparatus.] However, it was 5 ppm.

実施例2
攪拌機、温度計、脱水トラップ付還流冷却器および窒素ガス導入装置の付いた四ツ口フラスコに亜麻仁油380部、トール油脂肪酸132部、トリメチロールプロパン181部および水酸化リチウム0.20部を仕込んで260℃で1時間アルコール交換反応を行った後に、180℃まで冷却した。次いで、大日本インキ化学工業(株)製レゾール型フェノール樹脂「ベッカサイトM−342」(固形分75.0%)300部、無水フタル酸232部およびエクソンモービル株式会社製「アイソパーG」57部を加えた後、220℃まで5時間を要して徐々に昇温させ、更に240℃で10時間脱水反応を行い、次いで酢酸ブチルで不揮発分を60%に調整して、酸価15.0mgKOH/g、水酸基価20.0mgKOH/g、重量平均分子量165,000、数平均分子量3,200なるアルキド樹脂(2)の溶液2,000部を得た。得られたアルキド樹脂溶液(2)の芳香族炭化水素含有量をGC−MASSで測定したところ、4ppmであった。
Example 2
A four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser with dehydration trap and nitrogen gas introducing device was charged with 380 parts of linseed oil, 132 parts of tall oil fatty acid, 181 parts of trimethylolpropane and 0.20 part of lithium hydroxide. Then, after alcohol exchange reaction at 260 ° C. for 1 hour, the mixture was cooled to 180 ° C. Next, 300 parts of resol type phenolic resin “Beccasite M-342” (solid content 75.0%) manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Ltd., 232 parts of phthalic anhydride and 57 parts of “Isopar G” manufactured by ExxonMobil Co., Ltd. Then, the temperature was gradually raised to 220 ° C. over 5 hours, followed by a dehydration reaction at 240 ° C. for 10 hours, and then the non-volatile content was adjusted to 60% with butyl acetate to give an acid value of 15.0 mgKOH 2,000 parts of a solution of the alkyd resin (2) having a weight average molecular weight of 165,000 and a number average molecular weight of 3,200 was obtained. It was 4 ppm when aromatic hydrocarbon content of the obtained alkyd resin solution (2) was measured by GC-MASS.

比較例1
攪拌機、温度計、脱水トラップ付還流冷却器および窒素ガス導入装置の付いた四ツ口フラスコに大豆油505部、水酸化リチウム0.13部およびペンタエリスリトール152部を仕込んで250℃で1時間アルコール交換反応を行った後に、180℃まで冷却した。次いで、エチレングリコール46部、無水フタル酸349部およびキシレン31部を加えた後、220℃まで3時間を要して徐々に昇温させ、更に220℃で8時間脱水反応を行い、次いでキシレンで不揮発分を50%に調整して、酸価5.0mgKOH/g、水酸基価35.0mgKOH/g、重量平均分子量32,000、数平均分子量5,000なるアルキド樹脂(1′)の溶液2,000部を得た。得られたアルキド樹脂溶液(1′)の芳香族炭化水素含有量をGC−MASSで測定したところ、50.2%であった。
Comparative Example 1
A four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser with dehydration trap and nitrogen gas introduction device was charged with 505 parts of soybean oil, 0.13 parts of lithium hydroxide and 152 parts of pentaerythritol, and alcohol at 250 ° C. for 1 hour. After performing the exchange reaction, it was cooled to 180 ° C. Next, after adding 46 parts of ethylene glycol, 349 parts of phthalic anhydride and 31 parts of xylene, the temperature was gradually raised to 220 ° C. over 3 hours, followed by a dehydration reaction at 220 ° C. for 8 hours. A solution of an alkyd resin (1 ') having an acid value of 5.0 mgKOH / g, a hydroxyl value of 35.0 mgKOH / g, a weight average molecular weight of 32,000, and a number average molecular weight of 5,000, with a nonvolatile content adjusted to 50% 000 parts were obtained. When the aromatic hydrocarbon content of the obtained alkyd resin solution (1 ′) was measured by GC-MASS, it was 50.2%.

比較例2
攪拌機、温度計、脱水トラップ付還流冷却器および窒素ガス導入装置の付いた四ツ口フラスコに大豆油505部、水酸化リチウム0.13部およびペンタエリスリトール152部を仕込んで250℃で1時間アルコール交換反応を行った後に、180℃まで冷却した。次いで、エチレングリコール42部、無水フタル酸349部およびエクソンモービル株式会社製「Napper11」(炭素数7〜13の脂肪族炭化水素を90重量%以上含有するが、芳香族炭化水素を1重量%程度含有する脂肪族炭化水素系溶剤)31部を加えた後、220℃まで3時間を要して徐々に昇温させ、更に220℃で8時間脱水反応を行い、次いで酢酸ブチルで不揮発分を50%に調整して、酸価5.0mgKOH/g、水酸基価35.0mgKOH/g、重量平均分子量40,000、数平均分子量5,500なるアルキド樹脂(2′)の溶液2,000部を得た。得られたアルキド樹脂溶液(2′)の芳香族炭化水素含有量をGC−MASSで測定したところ、600ppmであった。
Comparative Example 2
A four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser with dehydration trap and nitrogen gas introduction device was charged with 505 parts of soybean oil, 0.13 parts of lithium hydroxide and 152 parts of pentaerythritol, and alcohol at 250 ° C. for 1 hour. After performing the exchange reaction, it was cooled to 180 ° C. Next, 42 parts of ethylene glycol, 349 parts of phthalic anhydride and “Napper11” manufactured by ExxonMobil Co., Ltd. (containing 90 wt% or more of aliphatic hydrocarbons having 7 to 13 carbon atoms, but about 1 wt% of aromatic hydrocarbons) After adding 31 parts of the aliphatic hydrocarbon solvent to be contained, the temperature was gradually raised to 220 ° C. over 3 hours, followed by a dehydration reaction at 220 ° C. for 8 hours, and then 50% of non-volatile content with butyl acetate. %, An acid value of 5.0 mgKOH / g, a hydroxyl value of 35.0 mgKOH / g, a weight average molecular weight of 40,000, and a number average molecular weight of 5,500, 2,000 parts of an alkyd resin (2 ′) solution was obtained. It was. When the aromatic hydrocarbon content of the obtained alkyd resin solution (2 ′) was measured by GC-MASS, it was 600 ppm.

本発明のアルキド樹脂の製造方法で得られるアルキド樹脂を塗料中に使用すれば、塗料中に含有する芳香族炭化水素を100ppm以下に低減することが可能になると共に、PRTR法(化学物質排出把握管理促進法)の非対象物質となるため、昨今の化学物質管理あるいは環境の問題に大きく貢献できる。   If the alkyd resin obtained by the method for producing an alkyd resin of the present invention is used in a paint, the aromatic hydrocarbon contained in the paint can be reduced to 100 ppm or less, and the PRTR method (ascertainment of chemical substance emission) Because it becomes a non-target substance of the Management Promotion Act), it can greatly contribute to recent chemical substance management or environmental problems.

Claims (5)

炭素数7〜13の脂肪族炭化水素および/または脂環式炭化水素を含有し、かつ芳香族炭化水素の含有量が100ppm以下の還流溶剤(I)の存在下で、動植物油あるいはその脂肪酸(A)と、多価アルコール(B)と、多価カルボン酸(C)を含有する原料成分(II)を反応させることを特徴とするアルキド樹脂の製造方法。 In the presence of refluxing solvent (I) containing an aliphatic hydrocarbon and / or an alicyclic hydrocarbon having 7 to 13 carbon atoms and an aromatic hydrocarbon content of 100 ppm or less, animal or vegetable oil or its fatty acid ( A method of producing an alkyd resin, comprising reacting A), a polyhydric alcohol (B), and a raw material component (II) containing a polyvalent carboxylic acid (C). 前記還流溶剤(I)が、炭素数9〜11の脂肪族炭化水素および/または脂環式炭化水素である請求項1に記載のアルキド樹脂の製造方法。 The method for producing an alkyd resin according to claim 1, wherein the reflux solvent (I) is an aliphatic hydrocarbon and / or an alicyclic hydrocarbon having 9 to 11 carbon atoms. 前記還流溶剤(I)中における芳香族炭化水素の含有量が、10ppm以下である請求項1または2に記載のアルキド樹脂の製造方法。 The method for producing an alkyd resin according to claim 1 or 2, wherein the content of the aromatic hydrocarbon in the reflux solvent (I) is 10 ppm or less. 前記原料成分(II)が、動植物油あるいはその脂肪酸(A)と、多価アルコール(B)と、多価カルボン酸(C)と共に、フェノール樹脂(D)を含有する請求項1〜3のいずれか1項に記載のアルキド樹脂の製造方法。 Any of Claims 1-3 in which the said raw material component (II) contains a phenol resin (D) with animal and vegetable oil or its fatty acid (A), a polyhydric alcohol (B), and a polyhydric carboxylic acid (C). A method for producing the alkyd resin according to claim 1. 前記還流溶剤(I)の使用量が、原料成分(II)100重量部に対して、0.5〜5重量部である請求項1〜4のいずれか1項に記載のアルキド樹脂の製造方法。 The method for producing an alkyd resin according to any one of claims 1 to 4, wherein the amount of the reflux solvent (I) used is 0.5 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the raw material component (II). .
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