JP2009102555A - Aqueous resin composition and aqueous coating composition containing the same - Google Patents

Aqueous resin composition and aqueous coating composition containing the same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aqueous resin composition capable of forming a coating film excellent in water resistance and corrosion resistance and to provide an aqueous coating composition containing this. <P>SOLUTION: The aqueous resin composition is the one in which a polyurethane resin (III) is dispersed in an aqueous medium, which polyurethane resin is the one obtained by the reaction of an epoxy prepolymer (I) having an amino group on the terminal that is obtained by the reaction between a polyepoxy compound (a) and an amino compound (b) and a urethane prepolymer (II) having an isocyanate group on the terminal that is obtained by the reaction between a compound (c) having two or more hydroxyl groups in one molecule and a polyisocyanate compound (d) and in which both or either of the epoxy prepolymer (I) and the urethane prepolymer (II) has a polyoxyalkylene chain in the side chain. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、耐水性、耐食性に優れる塗膜を形成し得る水性樹脂組成物及びこれを含む水性塗料組成物に関する。   The present invention relates to an aqueous resin composition capable of forming a coating film excellent in water resistance and corrosion resistance, and an aqueous coating composition containing the same.

近年、塗料、インキ、接着剤等の分野では、省資源、環境衛生、無公害、非危険物化等の観点から、有機溶剤型の組成物から水性型の組成物への転換が進められている。例えば、水性塗料組成物に使用されるビヒクルとしては、アルキド樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂が挙げられる。これらのうちエポキシ樹脂は、従来、各種素材への付着性に優れるため、幅広い用途に用いられてきたが、かかるエポキシ樹脂を水性化する場合、乳化剤を使用する、若しくは樹脂骨格中に親水性基を導入する方法が一般的であり、いずれの場合も溶剤系に比べ、硬化膜の耐食性、耐水性、金属素材への付着性が低下する等、水性塗料用途においてはこれら諸性能を十分満足できるものが得られていないのが現状である。   In recent years, in the fields of paints, inks, adhesives, etc., from the viewpoint of resource saving, environmental hygiene, non-pollution, non-hazardous materials, etc., conversion from organic solvent type compositions to aqueous type compositions has been promoted. . For example, examples of the vehicle used in the aqueous coating composition include resins such as alkyd resins, acrylic resins, polyester resins, polyurethane resins, and epoxy resins. Of these, epoxy resins have been used for a wide range of applications because of their excellent adhesion to various materials. However, when making these epoxy resins water-based, emulsifiers are used, or hydrophilic groups in the resin skeleton are used. In all cases, these properties are sufficiently satisfactory for water-based paint applications, such as reduced corrosion resistance, water resistance, and adhesion to metal materials compared to solvent-based systems. The current situation is that nothing has been obtained.

かかるエポキシ樹脂の水性化に伴う耐食性、耐水性の低下を補う手法として、例えばエポキシ樹脂骨格中に金属素材との付着性の良好なリン酸基を導入する方法が提案されている(例えば特許文献1、特許文献2など)。しかしながらこの方法では、合成時にアルコール系溶剤などが使用できないといった制限が生じる。   As a method for compensating for the deterioration of corrosion resistance and water resistance associated with the aqueousization of such an epoxy resin, for example, a method of introducing a phosphate group having good adhesion to a metal material into an epoxy resin skeleton has been proposed (for example, Patent Documents). 1, Patent Document 2, etc.). However, this method has a limitation that an alcohol solvent or the like cannot be used at the time of synthesis.

特許文献3では、エポキシ樹脂に不飽和脂肪酸を反応させたエポキシエステルを、さらにカルボキシル基を有する単量体で変性した水性エポキシエステル樹脂を使用する方法が提案されている。この方法では耐食性の向上はみられるものの、高度な耐食性が要求される分野では十分とは言い難い。   Patent Document 3 proposes a method of using an aqueous epoxy ester resin obtained by modifying an epoxy ester obtained by reacting an unsaturated fatty acid with an epoxy resin with a monomer having a carboxyl group. Although this method shows an improvement in corrosion resistance, it is not sufficient in a field where high corrosion resistance is required.

また特許文献4では、エポキシポリオール樹脂にポリエーテル構造を有する特定のイソシアネート化合物を付加して得られるポリオール樹脂組成物を用いることが提案されている。この組成物を用いることによって付着性、耐水性、耐食性等に優れた塗膜を形成する水性塗料を提供することが可能であるが、樹脂の合成時にゲル化しやすいという不具合があった。   Patent Document 4 proposes to use a polyol resin composition obtained by adding a specific isocyanate compound having a polyether structure to an epoxy polyol resin. By using this composition, it is possible to provide a water-based paint that forms a coating film excellent in adhesion, water resistance, corrosion resistance, etc., but there is a problem that gelation tends to occur during the synthesis of the resin.

特開平5−14850号公報JP-A-5-14850 特開平4−298580号公報JP-A-4-298580 特開2003−64302号公報JP 2003-64302 A 特開2004−182867号公報JP 2004-182867 A

上記に鑑み、本出願人は特定のエポキシプレポリマーとウレタンプレポリマーとをウレア結合を介して複合樹脂とすることによって、成膜性、付着性に優れ、高度の耐食性、耐水性を有する塗膜を形成し得る水性樹脂組成物を提案した(特願2006−131198号)。しかしながらこの水性樹脂組成物を金属面塗装用途に用いる際に配合する他の成分によっては水分散液の塩安定性が得られない場合があった。   In view of the above, the present applicant uses a specific epoxy prepolymer and urethane prepolymer as a composite resin via a urea bond, so that the film has excellent film formability and adhesion, and has high corrosion resistance and water resistance. A water-based resin composition capable of forming a liquid was proposed (Japanese Patent Application No. 2006-131198). However, depending on other components added when this aqueous resin composition is used for metal surface coating, the salt stability of the aqueous dispersion may not be obtained.

本発明の目的は、上記不具合を解消し、高度の耐食性、耐水性を有する塗膜を形成し得る水性樹脂組成物及びこれを含む水性塗料組成物を提供することにある。   The objective of this invention is providing the water-based resin composition which can eliminate the said malfunction, and can form the coating film which has high corrosion resistance and water resistance, and the water-based coating composition containing this.

本発明は、ポリエポキシ化合物(a)とアミン化合物(b)との反応によって得られる末端にアミノ基を有するエポキシプレポリマー(I)と、1分子中に水酸基を2つ以上含有する化合物(c)とポリイソシアネート化合物(d)との反応により得られる末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(II)との反応によって得られるポリウレタン樹脂であって、エポキシプレポリマー(I)及びウレタンプレポリマー(II)の双方又はいずれか一方が、側鎖にポリオキシアルキレン鎖を有するものであるポリウレタン樹脂(III)が、水性媒体中に水分散されていることを特徴とする水性樹脂組成物、及びこれを含む水性塗料組成物に関する。   The present invention relates to an epoxy prepolymer (I) having an amino group at the terminal obtained by a reaction between a polyepoxy compound (a) and an amine compound (b), and a compound containing two or more hydroxyl groups in one molecule (c ) And a polyisocyanate compound (d), and a polyurethane resin obtained by a reaction with a urethane prepolymer (II) having an isocyanate group at the terminal, the epoxy prepolymer (I) and the urethane prepolymer (II) ), Or an aqueous resin composition characterized in that the polyurethane resin (III) having a polyoxyalkylene chain in the side chain is dispersed in water in an aqueous medium, and It is related with the water-based coating composition containing.

本発明の水性樹脂組成物によれば、特定のエポキシプレポリマーとウレタンプレポリマーとをウレア結合を介して複合樹脂とし、しかもエポキシプレポリマー及びウレタンプレポリマーの双方又はいずれか一方の側鎖にポリオキシアルキレン鎖を有せしめることによって、水分散液の塩安定性に優れ、しかも成膜性、付着性に優れ、高度の耐食性、耐水性を有する塗膜を形成することが可能となる。   According to the aqueous resin composition of the present invention, a specific epoxy prepolymer and a urethane prepolymer are combined into a composite resin via a urea bond, and the epoxy prepolymer and the urethane prepolymer are in the side chain of either or any one of them. By providing an oxyalkylene chain, it is possible to form a coating film having excellent salt stability of the aqueous dispersion, excellent film formability and adhesion, and high corrosion resistance and water resistance.

本発明においてエポキシプレポリマー(I)は、末端にアミノ基を有し、ポリエポキシ化合物(a)とアミン化合物(b)との反応によって得られるものである。   In the present invention, the epoxy prepolymer (I) has an amino group at the terminal and is obtained by a reaction between the polyepoxy compound (a) and the amine compound (b).

ポリエポキシ化合物(a)は、1分子中に2つ以上エポキシ基を有する化合物であり、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、水素化ビスフェノールA、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオールなどの多価アルコールのジグリシジルエーテル;ビスフェノールAやビスフェノールFなどのグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、脂環族エポキシ樹脂、ポリグリコール型エポキシ樹脂;これらのエポキシ樹脂をアルキルフェノール及び脂肪酸から選ばれる少なくとも1種の変性剤によって変性してなる変性エポキシ樹脂;アルキルフェノール又はアルキルフェノールノボラック型樹脂とエピクロルヒドリンとを反応させてなるエポキシ基導入アルキルフェノール又はアルキルフェノールノボラック型樹脂;二塩基酸変性エポキシ樹脂、二塩基酸及びカルボキシル基含有フェノールで変性したエポキシ樹脂などを挙げることができる。   The polyepoxy compound (a) is a compound having two or more epoxy groups in one molecule, such as bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, hydrogenated bisphenol A, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, etc. Diglycidyl ethers of polyhydric alcohols; glycidyl ether type epoxy resins such as bisphenol A and bisphenol F, hydrogenated bisphenol A type epoxy resins, glycidyl ester type epoxy resins, alicyclic epoxy resins, polyglycol type epoxy resins; A modified epoxy resin obtained by modifying an epoxy resin with at least one modifier selected from alkylphenols and fatty acids; obtained by reacting an alkylphenol or an alkylphenol novolac resin with epichlorohydrin Epoxy group-introduced alkylphenol or alkylphenol novolak type resins; dibasic acid modified epoxy resins, and the like modified epoxy resin dibasic acid and a carboxyl group-containing phenol.

アミン化合物(b)は、1級アミノ基を有する化合物であり、例えばプロピルアミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン、アミルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ウンデシルアミン、ドデシルアミン等の脂肪族アミン;ベンジルアミン、アニリン、o−トルイジン、m−トルイジン、p−トルイジン等の芳香族アミン;シクロブチルアミン、シクロペンチルアミン、シクロヘキシルアミン等の脂環式アミンなどを挙げることができ、さらにメチルアミノプロピルアミン等も挙げることができる。またアミン化合物(b)として、高反応性の活性水素基を樹脂(III)中に残す場合には、アルカノールアミンを用いることができる。該アルカノールアミンとしては、例えばモノエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン等を挙げることができる。これらには必要に応じて、N−メチルエタノールアミン、N−エチルエタノールアミン、N−ベンジルエタノールアミン、ジエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン等を併用することができる。さらにアミン化合物(b)として、形成塗膜の耐水性等向上の点から、アミノシランを用いることができる。該アミノシランは、1分子中にアミノ基及びアルコキシシリル基を含有するものであり、その具体例としては、例えば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、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン等を挙げることができる。   The amine compound (b) is a compound having a primary amino group, for example, an aliphatic amine such as propylamine, isopropylamine, butylamine, amylamine, hexylamine, octylamine, decylamine, undecylamine, dodecylamine; Aromatic amines such as aniline, o-toluidine, m-toluidine, and p-toluidine; cycloaliphatic amines such as cyclobutylamine, cyclopentylamine, and cyclohexylamine; and methylaminopropylamine and the like. Can do. Further, as the amine compound (b), an alkanolamine can be used when a highly reactive active hydrogen group is left in the resin (III). Examples of the alkanolamine include monoethanolamine and monoisopropanolamine. N-methylethanolamine, N-ethylethanolamine, N-benzylethanolamine, diethanolamine, diisopropanolamine and the like can be used in combination with these as required. Furthermore, aminosilane can be used as the amine compound (b) from the viewpoint of improving the water resistance of the formed coating film. The aminosilane contains an amino group and an alkoxysilyl group in one molecule, and specific examples thereof include, for example, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropylmethyldisilane. Examples include ethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β- (aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, and N-β- (aminoethyl) aminopropyltriethoxysilane.

本発明においては、エポキシプレポリマー(I)の側鎖にポリオキシアルキレン鎖を有せしめる場合には、特にアミン化合物(b)としてポリオキシアルキレンアミンを用いることができる。該ポリオキシアルキレンアミンとしては、1級アミノ基を有し、更にポリオキシアルキレン鎖を有している化合物であれば、特に制限されることなく、種々の化合物を用いることができる。ポリオキシアルキレン鎖としては、ポリオキシエチレン鎖、ポリオキシプロピレン鎖、ポリオキシエチレンとポリオキシプロピレンとのブロック鎖などを挙げることができる。またポリオキシアルキレン鎖は、100〜10000、特に200〜8000の範囲内の分子量を有することが好適である。   In the present invention, when the polyoxyalkylene chain is added to the side chain of the epoxy prepolymer (I), a polyoxyalkyleneamine can be used as the amine compound (b). The polyoxyalkyleneamine is not particularly limited as long as it is a compound having a primary amino group and further having a polyoxyalkylene chain, and various compounds can be used. Examples of the polyoxyalkylene chain include a polyoxyethylene chain, a polyoxypropylene chain, a block chain of polyoxyethylene and polyoxypropylene, and the like. The polyoxyalkylene chain preferably has a molecular weight in the range of 100 to 10,000, particularly 200 to 8,000.

上記ポリオキシアルキレンアミンの代表例としては、例えば、下記一般式(1)   Representative examples of the polyoxyalkyleneamine include, for example, the following general formula (1)

Figure 2009102555
Figure 2009102555

(式中、R1は水酸基又は炭素数1〜4のアルコキシ基を表し、R2は水素原子又はメチル基を表し、mは2〜220、好ましくは5〜180の整数であり、nは2〜3の整数、好ましくは2である、ここでm個のオキシアルキレン単位(CnH2nO)は同じであっても又は互に異なっていてもよい。)で示される化合物を挙げることができる。 (Wherein R 1 represents a hydroxyl group or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, R 2 represents a hydrogen atom or a methyl group, m is an integer of 2 to 220, preferably 5 to 180, and n is 2) An integer of ˜3, preferably 2, wherein m oxyalkylene units (CnH 2 nO) may be the same or different from each other).

上記エポキシプレポリマー(I)の製造は、特に限定されることなく従来公知の手法が採用でき、通常、50〜250℃で1〜24時間加熱することにより行われる。上記(a)及び(b)成分の使用割合は種々変えることができるが、(a)成分中のエポキシ基と(b)成分中のアミノ基との当量比が一般に1:0.5〜1:2、好ましくは1:0.5〜1:0.9になるようにするのが望ましい。   The production of the epoxy prepolymer (I) is not particularly limited, and a conventionally known method can be adopted, and it is usually performed by heating at 50 to 250 ° C. for 1 to 24 hours. The proportions of the components (a) and (b) can be variously changed, but the equivalent ratio of the epoxy group in the component (a) and the amino group in the component (b) is generally 1: 0.5 to 1 : 2, preferably 1: 0.5 to 1: 0.9.

本発明においてウレタンプレポリマー(II)は、末端にイソシアネート基を有し、1分子中に水酸基を2つ以上含有する化合物(c)とポリイソシアネート化合物(d)との反応により得られるものである。   In the present invention, the urethane prepolymer (II) is obtained by reacting a compound (c) having an isocyanate group at the terminal and containing two or more hydroxyl groups in one molecule with the polyisocyanate compound (d). .

上記化合物(c)は、1分子中に水酸基を2個以上有するものであり、例えば低分子量グリコール類、高分子量グリコール類、ポリエステルポリオール類、ポリカーボネートポリオール類等が挙げられ、これらは単独で又は2種以上用いてもよく、例えばポリエステルポリオールや高分子量グリコールに低分子量グリコールを併用することができる。   The compound (c) has two or more hydroxyl groups in one molecule, and examples thereof include low molecular weight glycols, high molecular weight glycols, polyester polyols, polycarbonate polyols and the like. For example, a low molecular weight glycol can be used in combination with a polyester polyol or a high molecular weight glycol.

低分子量グリコール類としては、例えば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、1,2−プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、デカメチレングリコール、オクタンジオール、トリシクロデカンジメチロール、シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールAなどがあり、これ等は単独または2種以上混合して使用しても良い。   Examples of the low molecular weight glycols include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-butylene glycol, tetramethylene glycol, hexamethylene glycol, decamethylene glycol, octanediol, and tricyclodecanedi. There are methylol, cyclohexanedimethanol, hydrogenated bisphenol A and the like, and these may be used alone or in combination of two or more.

高分子量グリコール類としては、例えばポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリカーボネートグリコールなどが挙げられ、ポリエステルポリオール類としては、グリコール成分とジカルボン酸成分を反応させたものが挙げられ、公知の方法で容易に製造でき、エステル化反応に限らず、エステル交換反応によっても製造できる。またε−カプロラクトン等の環状エステル化合物の開環反応によって得られるポリエステルジオール及びこれ等の共縮合ポリエステルも含むことができる。   Examples of the high molecular weight glycols include polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, and polycarbonate glycol. Polyester polyols include those obtained by reacting a glycol component with a dicarboxylic acid component. It can manufacture easily by this, and it can manufacture not only by esterification but also by transesterification. Moreover, the polyester diol obtained by ring-opening reaction of cyclic ester compounds, such as (epsilon) -caprolactone, and these cocondensation polyesters can also be included.

上記化合物(c)は、形成塗膜の耐食性向上の点から、その成分の少なくとも一部としてビスフェノール骨格含有ジオール化合物を含むことができる。   The said compound (c) can contain a bisphenol skeleton containing diol compound as at least one part of the component from the point of the corrosion-resistant improvement of a formation coating film.

上記ビスフェノール骨格含有ジオール化合物としては、例えばビスフェノール類のエチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイド付加物が挙げられる。ビスフェノール類としては、例えばビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなどが挙げられる。   Examples of the bisphenol skeleton-containing diol compound include ethylene oxide and / or propylene oxide adducts of bisphenols. Examples of bisphenols include bisphenol A, bisphenol F, and bisphenol S.

上記ビスフェノール骨格含有ジオール化合物を用いる場合には、化合物(c)中における含有割合が10〜98重量%、好ましくは50〜95重量%であることが好適である。   When the bisphenol skeleton-containing diol compound is used, the content in the compound (c) is 10 to 98% by weight, preferably 50 to 95% by weight.

本発明においてウレタンプレポリマー(II)の側鎖にポリオキシアルキレン鎖を有せしめる場合には、上記化合物(c)がその成分の少なくとも一部として側鎖にポリオキシアルキレン鎖を有するポリオールを含むことが好適である。   In the present invention, when the side chain of the urethane prepolymer (II) has a polyoxyalkylene chain, the compound (c) contains a polyol having a polyoxyalkylene chain in the side chain as at least a part of the component. Is preferred.

側鎖にポリオキシアルキレンを有するポリオールとしては、1分子中に水酸基を2個以上有し、更にポリオキシアルキレン鎖を有している化合物で、ウレタンプレポリマーに組み込まれた際に側鎖になる部分にポリオキシアルキレン鎖を導入できるものであれば、特に制限されることなく、種々の化合物を用いることができる。ポリオキシアルキレン鎖としては、ポリオキシエチレン鎖、ポリオキシプロピレン鎖、ポリオキシエチレンとポリオキシプロピレンとのブロック鎖などを挙げることができる。またポリオキシアルキレン鎖は、100〜10000、特に200〜8000の範囲内の分子量を有することが好適である。   Polyol having a polyoxyalkylene in the side chain is a compound having two or more hydroxyl groups in one molecule and further having a polyoxyalkylene chain, which becomes a side chain when incorporated into a urethane prepolymer. Various compounds can be used without particular limitation as long as a polyoxyalkylene chain can be introduced into the portion. Examples of the polyoxyalkylene chain include a polyoxyethylene chain, a polyoxypropylene chain, a block chain of polyoxyethylene and polyoxypropylene, and the like. The polyoxyalkylene chain preferably has a molecular weight in the range of 100 to 10,000, particularly 200 to 8,000.

側鎖にポリオキシアルキレンを有するポリオールの具体例としては、例えばポリオキシアルキレン鎖を有するアクリレートとジアルカノールアミンとの反応生成物、グリセリンカーボネートとポリオキシアルキレンアミンとの反応生成物などが挙げられ、さらにグリシドールとポリオキシアルキレンアミンとの反応生成物であっても良い。   Specific examples of the polyol having a polyoxyalkylene in the side chain include, for example, a reaction product of an acrylate having a polyoxyalkylene chain and a dialkanolamine, a reaction product of glycerin carbonate and a polyoxyalkyleneamine, and the like. Further, it may be a reaction product of glycidol and polyoxyalkyleneamine.

ポリオキシアルキレン鎖を有するアクリレートとしては、例えば、下記式(2)   As an acrylate having a polyoxyalkylene chain, for example, the following formula (2)

Figure 2009102555
Figure 2009102555


(式中、Rは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表し、mは2〜220、好ましくは5〜180の整数であり、nは2〜3の整数、好ましくは2である、ここでm個のオキシアルキレン単位(CnH2nO)は同じであっても又は互に異なっていてもよい。)で示される化合物を挙げることができる。その具体例としては、例えば、ポリエチレングリコールアクリレート、ポリプロピレングリコールアクリレート、メトキシポリエチレングリコールアクリレート、エトキシポリエチレングリコールアクリレートなどを挙げることができる。

(In the formula, R 3 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, m is an integer of 2 to 220, preferably 5 to 180, and n is an integer of 2 to 3, preferably 2. , Where m oxyalkylene units (CnH 2 nO) may be the same or different from each other). Specific examples thereof include polyethylene glycol acrylate, polypropylene glycol acrylate, methoxy polyethylene glycol acrylate, and ethoxy polyethylene glycol acrylate.

ジアルカノールアミンとしては、例えばジエタノールアミン、ジプロパノールアミンなどが挙げられる。   Examples of dialkanolamines include diethanolamine and dipropanolamine.

ポリオキシアルキレン鎖を有するアクリレートとジアルカノールアミンとは、アクリレートとアミノ基とのモル比が1:0.8〜1:1.2、好ましくは1:0.95〜1:1.05の範囲となるように反応させることが望ましい。この反応は、通常25〜250℃、好ましくは50〜160℃の温度で行われる。   The acrylate having a polyoxyalkylene chain and the dialkanolamine have a molar ratio of acrylate to amino group of 1: 0.8 to 1: 1.2, preferably 1: 0.95 to 1: 1.05. It is desirable to make it react so that. This reaction is usually performed at a temperature of 25 to 250 ° C, preferably 50 to 160 ° C.

上記ポリオキシアルキレンアミンとしては、前述のアミン化合物(b)において説明したポリオキシアルキレンアミンと同様のものを適宜選択して使用することができる。グリセリンカーボネートとポリオキシアルキレンアミンとは、グリセリンカーボネート中の環状カーボネート基とポリオキシアルキレンアミン中のアミノ基とのモル比が1:0.8〜1:1.2、好ましくは1:0.95〜1:1.05の範囲となるように反応させることが望ましい。この反応は、通常25〜250℃、好ましくは50〜160℃の温度で行われる。   As said polyoxyalkylene amine, the thing similar to the polyoxyalkylene amine demonstrated in the above-mentioned amine compound (b) can be selected suitably, and can be used. Glycerin carbonate and polyoxyalkyleneamine have a molar ratio of cyclic carbonate group in glycerin carbonate to amino group in polyoxyalkyleneamine of 1: 0.8 to 1: 1.2, preferably 1: 0.95. It is desirable to make it react so that it may become the range of -1: 1.05. This reaction is usually performed at a temperature of 25 to 250 ° C, preferably 50 to 160 ° C.

また本発明においてウレタンプレポリマー(II)をアニオン性とする場合には、上記化合物(c)がその成分の少なくとも一部としてカルボキシル基含有ジオールを含むことが好適である。   Moreover, when making urethane prepolymer (II) anionic in this invention, it is suitable for the said compound (c) to contain a carboxyl group-containing diol as at least one part of the component.

カルボキシル基含有ジオールとしては、例えば2,2−ジメチロールプロピオン酸、2,2−ジメチロールブタン酸、2,2−ジメチロール酪酸、2,2−ジメチロール吉草酸及びこれ等を縮合したポリエステルポリオールまたはポリエーテルポリオールなどが挙げられる。これ等に12−ヒドロキシステアリン酸、2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロピオン酸、サリチル酸等のヒドロキシカルボン酸を併用することもできる。   Examples of carboxyl group-containing diols include 2,2-dimethylolpropionic acid, 2,2-dimethylolbutanoic acid, 2,2-dimethylolbutyric acid, 2,2-dimethylolvaleric acid and polyester polyols or polycondensates thereof. Examples include ether polyols. These can be used in combination with hydroxycarboxylic acids such as 12-hydroxystearic acid, 2,2-dimethyl-3-hydroxypropionic acid and salicylic acid.

ポリイソシアネート化合物(d)は、1分子中にイソシアネート基を2個以上含有するものであり、その具体例としては、例えばヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート、リジンジイソシアネートなどの脂肪族ポリイソシアネート類;これらのポリイソシアネートのビューレットタイプ付加物、イソシアヌレート環付加物;イソホロンジイソシアネート、4,4´−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、メチルシクロヘキサン−2,4−(又は−2,6−)ジイソシアネート、1,3−(又は1,4−)ジ(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、1,3−シクロペンタンジイソシアネート、1,2−シクロヘキサンジイソシアネートなどの脂環族ジイソシアネート類;これらのジイソシアネ−トのビュ−レットタイプ付加物、イソシアヌレート環付加物;キシリレンジイソシアネート、メタキシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、ト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、1,5−ナフタレンジイソシアネート、1,4−ナフタレンジイソシアネート、4,4´−トルイジンジイソシアネ−ト、4,4´−ジフェニルエーテルイソシアネート、(m−もしくはp−)フェニレンジイソシアネート、4,4´−ビフェニレンジイソシアネート、3,3´−ジメチル−4,4´−ビフェニレンジイソシアネート、ビス(4−イソシアナトフェニル)スルホン、イソプロピリデンビス(4−フェニルイソシアネート)などの芳香族ジイソシアネート化合物;これらのジイソシアネ−ト化合物のビュ−レットタイプ付加物、イソシアヌレート環付加物;トリフェニルメタン−4,4´,4´´−トリイソシアネート、1,3,5−トリイソシアナトベンゼン、2,4,6−トリイソシアナトトルエン、4,4´−ジメチルジフェニルメタン−2,2´,5,5´−テトライソシアネートなどの1分子中に3個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート類;これらのポリイソシアネートのビューレットタイプ付加物、イソシアヌレート環付加物;エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブチレングリコール、ジメチロールプロピオン酸、ポリアルキレングリコール、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオ−ルなどのポリオールの水酸基にイソシアネート基が過剰量となる比率でポリイソシアネート化合物を反応させてなるウレタン化付加物;これらのウレタン化付加物のビューレットタイプ付加物、イソシアヌレート環付加物等を挙げることができる。   The polyisocyanate compound (d) contains two or more isocyanate groups in one molecule. Specific examples thereof include aliphatic groups such as hexamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, dimer acid diisocyanate, and lysine diisocyanate. Polyisocyanates; burette type adducts, isocyanurate cycloadducts of these polyisocyanates; isophorone diisocyanate, 4,4'-methylenebis (cyclohexyl isocyanate), methylcyclohexane-2,4- (or -2,6-) Diisocyanate, 1,3- (or 1,4-) di (isocyanatomethyl) cyclohexane, 1,4-cyclohexane diisocyanate, 1,3-cyclopentane diisocyanate, 1,2-cyclohex Alicyclic diisocyanates such as diisocyanates; bullet type adducts and isocyanurate cycloadducts of these diisocyanates; xylylene diisocyanate, metaxylylene diisocyanate, tetramethyl xylylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, 4, 4'-diphenylmethane diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, 1,4-naphthalene diisocyanate, 4,4'-toluidine diisocyanate, 4,4'-diphenyl ether isocyanate, (m- or p-) phenylene diisocyanate, 4,4′-biphenylene diisocyanate, 3,3′-dimethyl-4,4′-biphenylene diisocyanate, bis (4-isocyanatophenyl) sulfone, isopropylidenebis (4-phenyl) Aromatic diisocyanate compounds such as phenyl isocyanate); bullet type adducts of these diisocyanate compounds, isocyanurate cycloadducts; triphenylmethane-4,4 ′, 4 ″ -triisocyanate, 1,3, Three or more isocyanate groups in one molecule such as 5-triisocyanatobenzene, 2,4,6-triisocyanatotoluene, 4,4′-dimethyldiphenylmethane-2,2 ′, 5,5′-tetraisocyanate Polyisocyanates having the following: burette type adducts, isocyanurate cycloadducts of these polyisocyanates; ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butylene glycol, dimethylolpropionic acid, polyalkylene glycol, trimethylolpropane, hexane Trial Urethane adducts obtained by reacting a polyisocyanate compound in an excess ratio of isocyanate groups to hydroxyl groups of polyols; burette type adducts, isocyanurate ring adducts, etc. of these urethanized adducts. it can.

本発明では、上記化合物(d)がその成分の少なくとも一部として側鎖にポリオキシアルキレンを有するポリイソシアネートを含むことによっても、ウレタンプレポリマー(II)の側鎖にポリオキシアルキレン鎖を有せしめることが可能である。側鎖にポリオキシアルキレンを有するポリイソシアネートとしては、例えば1分子中にイソシアネート基を2個以上有し、更にポリオキシアルキレン鎖を有している化合物であれば、特に制限されることなく、種々の化合物を用いることができる。   In the present invention, the urethane prepolymer (II) also has a polyoxyalkylene chain in the side chain of the urethane prepolymer (II) by including the polyisocyanate having a polyoxyalkylene in the side chain as at least a part of the component (d). It is possible. The polyisocyanate having polyoxyalkylene in the side chain is not particularly limited as long as it is a compound having two or more isocyanate groups in one molecule and further having a polyoxyalkylene chain. These compounds can be used.

本発明においてウレタンプレポリマー(II)をカチオン性とする場合には、さらに1分子中に活性水素基を2つ以上含有し、且つ3級アミノ基を含有する化合物(e)を製造原料とすることができる。   In the present invention, when the urethane prepolymer (II) is cationic, a compound (e) containing two or more active hydrogen groups in one molecule and containing a tertiary amino group is used as a production raw material. be able to.

化合物(e)は、1分子中に活性水素基を2つ以上含有し、且つ3級アミノ基を含有するものであることが望ましく、例えば3級アミノ基を有するジオール化合物、トリオール化合物、ジアミン化合物及びトリアミン化合物などが挙げられ、これらは単独で又は2種以上混合して用いても良い。   The compound (e) preferably contains two or more active hydrogen groups in one molecule and a tertiary amino group. For example, a diol compound, a triol compound, or a diamine compound having a tertiary amino group. And triamine compounds. These may be used alone or in combination of two or more.

3級アミノ基を有するジオール化合物としては、例えばN−メチルジエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、N−イソブチルジエタノールアミンなどが挙げられ、3級アミノ基を有するトリオール化合物としては、例えばトリエタノールアミンなどが挙げられる。また3級アミノ基を有するジアミン化合物としては、例えばメチルイミノビスプロピルアミン、ブチルイミノビスプロピルアミンなどが挙げられ、3級アミノ基を有するトリアミン化合物としては、例えば、トリ(2−アミノエチル)アミンなどが挙げられる。   Examples of the diol compound having a tertiary amino group include N-methyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, and N-isobutyldiethanolamine. Examples of the triol compound having a tertiary amino group include triethanolamine. . Examples of the diamine compound having a tertiary amino group include methyliminobispropylamine and butyliminobispropylamine. Examples of the triamine compound having a tertiary amino group include tri (2-aminoethyl) amine. Etc.

上記ウレタンプレポリマー(II)の製造は、特に限定されることなく従来公知の手法が採用でき、例えば前記した(c)及び(d)成分(必要に応じて(e)成分)を一度に反応させても良いし、多段的に反応させても良い。上記(c)及び(d)成分(必要に応じて(e)成分)の使用割合は種々変えることができるが、全成分中のイソシアネート基と活性水素基との当量比が一般に1:0.9〜1:0.5、好ましくは1:0.9〜1:0.7になるようにするのが望ましい。反応は通常40〜180℃、好ましくは60〜130℃の温度で行われる。この反応を促進させるため、通常のウレタン化反応において使用されるトリエチルアミン、N−エチルモルホリン、トリエチレンジアミン等のアミン系触媒や、ジブチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジラウレート等の錫系触媒などを必要に応じて用いてもよい。   Production of the urethane prepolymer (II) is not particularly limited, and a conventionally known method can be employed. For example, the above-described components (c) and (d) (component (e) as required) are reacted at once. You may make it react, and you may make it react in multistage. The proportions of the above components (c) and (d) (component (e) as required) can be varied, but the equivalent ratio of isocyanate groups to active hydrogen groups in all components is generally 1: 0. It is desirable that the ratio is 9 to 1: 0.5, preferably 1: 0.9 to 1: 0.7. The reaction is usually carried out at a temperature of 40 to 180 ° C, preferably 60 to 130 ° C. In order to promote this reaction, amine catalysts such as triethylamine, N-ethylmorpholine, and triethylenediamine used in ordinary urethanization reactions and tin catalysts such as dibutyltin dilaurate and dioctyltin dilaurate are used as necessary. It may be used.

本発明の水性樹脂組成物は、前記エポキシプレポリマー(I)と上記ウレタンプレポリマー(II)との反応によって得られるポリウレタン樹脂(III)が、水性媒体中に水分散されているものである。   In the aqueous resin composition of the present invention, the polyurethane resin (III) obtained by the reaction between the epoxy prepolymer (I) and the urethane prepolymer (II) is dispersed in water in an aqueous medium.

エポキシプレポリマー(I)とウレタンプレポリマー(II)との反応は、特に限定されることなく従来公知の手法が採用でき、通常、20〜80℃で0.1〜10時間加熱することにより行われる。両者の使用割合は種々変えることができるが、エポキシプレポリマー(I)中のアミノ基とウレタンプレポリマー(II)中のイソシアネート基との当量比が0.01:1〜0.9:1、好ましくは0.2:1〜0.8:1となるように選択することが望ましい。ここでイソシアネート基との反応に供されるアミノ基は当然活性水素を持つ1級及び2級のアミノ基である。   The reaction between the epoxy prepolymer (I) and the urethane prepolymer (II) is not particularly limited, and a conventionally known method can be adopted. Usually, the reaction is performed by heating at 20 to 80 ° C. for 0.1 to 10 hours. Is called. The use ratio of both can be variously changed, but the equivalent ratio of the amino group in the epoxy prepolymer (I) to the isocyanate group in the urethane prepolymer (II) is 0.01: 1 to 0.9: 1, It is desirable to select it so that it is preferably 0.2: 1 to 0.8: 1. Here, the amino group subjected to the reaction with the isocyanate group is naturally a primary and secondary amino group having active hydrogen.

上記の通り得られるポリウレタン樹脂(III)は、水性媒体へ分散される。水性媒体としては、水、または水を主として水溶性有機溶媒などの有機溶媒を溶解してなる水−有機溶媒混合溶液などを挙げることができる。水分散は、特に制限なく従来公知の方法で行うことができ、例えばポリウレタン樹脂(III)中にカルボキシル基が導入された場合には、塩基を必要に応じて添加して中和し、水を徐々に加えながら撹拌して混合分散することができる。塩基としては、カルボキシル基を中和できるものであれば特に制限はないが、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、トリメチルアミン、ジメチルアミノエタノール、2−メチル−2−アミノプロパノール、トリエチルアミン、アンモニウムなどが挙げられる。これらの塩基は、ポリウレタン樹脂(III)に加えてカルボキシル基を中和しておいてもよいし、分散媒である水に加えておき分散と同時に中和してもよい。   The polyurethane resin (III) obtained as described above is dispersed in an aqueous medium. Examples of the aqueous medium include water or a water-organic solvent mixed solution obtained by dissolving water or an organic solvent such as a water-soluble organic solvent. Water dispersion can be carried out by a conventionally known method without particular limitation. For example, when a carboxyl group is introduced into the polyurethane resin (III), a base is added as necessary to neutralize the water, It can be mixed and dispersed by stirring while gradually adding. The base is not particularly limited as long as it can neutralize the carboxyl group, and examples thereof include sodium hydroxide, potassium hydroxide, trimethylamine, dimethylaminoethanol, 2-methyl-2-aminopropanol, triethylamine, and ammonium. It is done. These bases may be neutralized with a carboxyl group in addition to the polyurethane resin (III), or may be neutralized simultaneously with the dispersion by adding it to water as a dispersion medium.

またポリウレタン樹脂(III)中に3級アミノ基が導入された場合には、その3級アミノ基の一部又は全部を、酸で中和するか又は4級化剤で4級化することによって水分散を行うことができる。中和に用いる酸としては、例えばギ酸、酢酸、乳酸、リン酸などを挙げることができる。これらの酸は、ポリウレタン樹脂(III)に加えて3級アミノ基を中和しておいてもよいし、分散媒である水に加えておき分散と同時に中和してもよい。   When a tertiary amino group is introduced into the polyurethane resin (III), a part or all of the tertiary amino group is neutralized with an acid or quaternized with a quaternizing agent. Water dispersion can be performed. Examples of the acid used for neutralization include formic acid, acetic acid, lactic acid, and phosphoric acid. These acids may be neutralized with tertiary amino groups in addition to polyurethane resin (III), or may be neutralized simultaneously with dispersion by adding to water as a dispersion medium.

上記4級化剤としては、例えばエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、スチレンオキサイド、エピクロロヒドリンなどのエポキシ化合物、ジメチル硫酸、ジエチル硫酸、パラトルエンスルホン酸メチルなどの硫酸化物、メチルクロライド、エチルクロライド、ベンジルクロライド、メチルブロマイド、エチルブロマイドなどのハロゲン化アルキルなどを挙げることができる。   Examples of the quaternizing agent include epoxy compounds such as ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, styrene oxide and epichlorohydrin, sulfates such as dimethyl sulfate, diethyl sulfate and methyl paratoluenesulfonate, methyl chloride, and ethyl. Examples thereof include alkyl halides such as chloride, benzyl chloride, methyl bromide, and ethyl bromide.

本発明においては、上記のようにポリウレタン樹脂(III)中のカルボキシル基の一部又は全部を塩基で中和する、あるいはポリウレタン樹脂(III)中の3級アミノ基の一部又は全部を、酸で中和するか又は4級化剤で4級化したのち、水中に乳化分散させ、分散と同時に水性媒体による鎖延長反応を部分的に進行させてもよく、その後、さらに鎖延長剤で鎖延長反応させて、高分子量化することができる。鎖延長剤としては、例えばエチレンジアミン、1,2−プロパンジアミン、1,6−ヘキサメチレンジアミン、ピペラジン、2,5−ジメチルピペラジン、イソホロンジアミン、4,4'−ジシクロヘキシルメタンジアミン、3,3'−ジメチル−4,4'−ジシクロヘキシルメタンジアミン、1,4−シクロヘキサンジアミン、ポリオキシエチレンジアミン、ポリオキシプロピレンジアミン、アミン末端ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン共重合体等のジアミン;ジエチレントリアミン、ジプロピレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン等のポリアミン;ヒドロキシエチルヒドラジン、ヒドロキシエチルジエチレントリアミン、2−[(2−アミノエチル)アミノ]エタノール、3−アミノプロパンジオール等のアミノ基と水酸基をもつ化合物;ヒドラジン類、酸ヒドラジド類等が挙げられ、これらは単独で又は2種以上組合せて使用することができる。   In the present invention, as described above, some or all of the carboxyl groups in the polyurethane resin (III) are neutralized with a base, or some or all of the tertiary amino groups in the polyurethane resin (III) are acidified. Or after quaternization with a quaternizing agent, it may be emulsified and dispersed in water, and at the same time as the dispersion, the chain extension reaction with an aqueous medium may be partially advanced. It can be extended to increase the molecular weight. Examples of the chain extender include ethylenediamine, 1,2-propanediamine, 1,6-hexamethylenediamine, piperazine, 2,5-dimethylpiperazine, isophoronediamine, 4,4′-dicyclohexylmethanediamine, and 3,3′-. Diamines such as dimethyl-4,4′-dicyclohexylmethanediamine, 1,4-cyclohexanediamine, polyoxyethylenediamine, polyoxypropylenediamine, amine-terminated polyoxyethylene-polyoxypropylene copolymer; diethylenetriamine, dipropylenetriamine, tri Polyamines such as ethylenetetramine and tetraethylenepentamine; hydroxyethylhydrazine, hydroxyethyldiethylenetriamine, 2-[(2-aminoethyl) amino] ethanol, 3-aminopropanedio Compounds having an amino group and a hydroxyl group, such as Le; hydrazines, acid hydrazides, and the like. These may be used singly or in combination.

上記ポリウレタン樹脂(III)は、エポキシプレポリマー(I)及びウレタンプレポリマー(II)のいずれか一方が側鎖にポリオキシアルキレン鎖を有するものであれば良いが、特に両方に有することが、塩安定性の点から好適である。また上記ポリウレタン樹脂(III)は、酸価0〜100mgKOH/g、好ましくは0〜90mgKOH/g、もしくはアミン価0〜100mgKOH/g、好ましくは0〜90mgKOH/gであり、またこの両方を有していても良く、特にアニオン性の場合は、酸価5〜100mgKOH/g、好ましくは8〜80mgKOH/gであり、カチオン性の場合はアミン価5〜100mgKOH/g、好ましくは8〜90mgKOH/gであることが、形成塗膜の耐食性等の点から好適である。さらに上記ポリウレタン樹脂(III)は、水酸基価20〜200mgKOH/g、好ましくは30〜150mgKOH/gであることが、形成塗膜の付着性、耐食性等の点から好適である。   The polyurethane resin (III) may be any one of the epoxy prepolymer (I) and the urethane prepolymer (II) as long as it has a polyoxyalkylene chain in the side chain. It is preferable from the viewpoint of stability. The polyurethane resin (III) has an acid value of 0 to 100 mgKOH / g, preferably 0 to 90 mgKOH / g, or an amine value of 0 to 100 mgKOH / g, preferably 0 to 90 mgKOH / g. Especially in the case of anionic, the acid value is 5 to 100 mgKOH / g, preferably 8 to 80 mgKOH / g, and in the case of cationic, the amine value is 5 to 100 mgKOH / g, preferably 8 to 90 mgKOH / g. It is preferable from the viewpoint of the corrosion resistance of the formed coating film. Further, the polyurethane resin (III) preferably has a hydroxyl value of 20 to 200 mgKOH / g, preferably 30 to 150 mgKOH / g, from the viewpoint of adhesion of the formed coating film, corrosion resistance, and the like.

本発明の水性樹脂組成物は、上記ポリウレタン樹脂(III)を含有するものであり、さらに必要に応じて他の水溶性もしくは水分散性の樹脂や硬化剤を含有することができる。他の水溶性もしくは水分散性の樹脂としては、アクリル樹脂、アルキド樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂などが挙げられる。硬化剤としては、上記ポリウレタン樹脂(III)中の架橋性官能基と反応するものであれば特に限定なく使用でき、例えば(ブロック)ポリイソシアネート、メラミン樹脂、ポリエポキシ化合物、フェノール樹脂、尿素樹脂、グアナミン樹脂等が好適に使用できる。   The aqueous resin composition of the present invention contains the polyurethane resin (III), and may further contain other water-soluble or water-dispersible resins and curing agents as necessary. Examples of other water-soluble or water-dispersible resins include acrylic resins, alkyd resins, silicon resins, fluorine resins, epoxy resins, urethane resins, and polyester resins. The curing agent can be used without particular limitation as long as it reacts with the crosslinkable functional group in the polyurethane resin (III). For example, (block) polyisocyanate, melamine resin, polyepoxy compound, phenol resin, urea resin, Guanamin resin and the like can be suitably used.

上記水性樹脂組成物は、さらに必要に応じて、湿潤剤、消泡剤、可塑剤、造膜助剤、有機溶剤、増粘剤、防腐剤、防かび剤、pH調整剤、硬化触媒、金属ドライヤー、紫外線吸収剤、紫外線安定剤、表面調整剤などの添加剤を適宜選択し組合せて含有することができる。   The aqueous resin composition may further comprise a wetting agent, an antifoaming agent, a plasticizer, a film-forming aid, an organic solvent, a thickener, an antiseptic, an antifungal agent, a pH adjuster, a curing catalyst, a metal, if necessary. Additives such as a dryer, an ultraviolet absorber, an ultraviolet stabilizer, and a surface conditioner can be appropriately selected and contained in combination.

本発明はまた、上記の水性樹脂組成物を含んでなる水性塗料組成物を提供するものである。水性塗料組成物は、クリヤー塗料として又はエナメル塗料として使用することができる。エナメル塗料として使用する場合には、顔料分として、塗料分野で既知の着色顔料、光輝性顔料、体質顔料、防錆顔料等を配合することができる。   The present invention also provides an aqueous coating composition comprising the above aqueous resin composition. The aqueous paint composition can be used as a clear paint or as an enamel paint. When used as an enamel paint, a color pigment, a luster pigment, an extender pigment, a rust preventive pigment and the like known in the paint field can be blended as a pigment component.

上記水性塗料組成物は、さらに必要に応じて顔料分散剤、界面活性剤、フラッシュラスト抑止剤等の添加剤を単独でもしくは2種以上組み合わせて含有することができる。   The aqueous coating composition may further contain additives such as a pigment dispersant, a surfactant, and a flash last inhibitor, if necessary, alone or in combination of two or more.

本発明の水性塗料組成物は、被塗面に、例えば、エアスプレー塗装、エアレススプレー塗装、静電塗装、ハケ塗装、ローラー塗装、リシンガン、万能ガン等の方法で塗布することができる。
上記水性塗料組成物が適用できる被塗面としては、特に制限されるものではなく、例えば、鉄、アルミニウム等の金属;コンクリート、モルタル、スレート板、木材、石材等の無機基材;プラスチック等の有機基材などの基材面及びこれらの表面処理面などが挙げられ、特に金属面及びその表面処理面が好適である。これらの被塗面に、本発明の水性塗料組成物を下塗り塗料として塗布でき、必要に応じて、さらに既知の上塗り塗料を塗布することができる。
The aqueous coating composition of the present invention can be applied to a surface to be coated by a method such as air spray coating, airless spray coating, electrostatic coating, brush coating, roller coating, lysing gun, or universal gun.
The coated surface to which the water-based coating composition can be applied is not particularly limited, and examples thereof include metals such as iron and aluminum; inorganic base materials such as concrete, mortar, slate plate, wood and stone; plastics and the like Examples thereof include a substrate surface such as an organic substrate and a surface-treated surface thereof, and a metal surface and a surface-treated surface thereof are particularly suitable. The water-based coating composition of the present invention can be applied to these coated surfaces as an undercoat, and a known topcoat can be further applied as necessary.

以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。尚、「部」及び「%」は、別記しない限り「重量部」及び「重量%」を示す。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. “Part” and “%” indicate “part by weight” and “% by weight” unless otherwise specified.

実施例1
エポキシプレポリマー(I−1)の作成
温度計、攪拌装置、還流冷却管を備えた4つ口フラスコを窒素置換させ、その中でエポキシ当量450g/eqのビスフェノールA型エポキシ樹脂(126g)を、プロピレングリコールモノプロピルエーテル(54.91g)に溶解し、これに「ジェファーミンM−2070」(ハンツマン社製、Rはメトキシ基、ポリオキシエチレンとポリオキシプロピレンとのブロック鎖、数平均分子量約2000)(140g)を加え、90℃で3時間反応させた後、2−アミノエタノール(8.55g)を加え、90℃で3時間保持し、エポキシ基及びアミノ基含有量(注1)が0.762〜0.767mmol/g程度となるまで反応させた。その後、メチルエチルケトン(219.6g)を加え、エポキシプレポリマー(I−1)溶液を得た。得られたエポキシプレポリマー(I−1)溶液の固形分濃度は50%であった。
Example 1
Preparation of epoxy prepolymer (I-1) A four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a reflux condenser was replaced with nitrogen, in which a bisphenol A type epoxy resin (126 g) having an epoxy equivalent of 450 g / eq, Dissolved in propylene glycol monopropyl ether (54.91 g), and added to this, “Jeffamine M-2070” (manufactured by Huntsman, R 1 is a methoxy group, a block chain of polyoxyethylene and polyoxypropylene, a number average molecular weight of about 2000) (140 g) was added and reacted at 90 ° C. for 3 hours, then 2-aminoethanol (8.55 g) was added and held at 90 ° C. for 3 hours, and the epoxy group and amino group content (Note 1) was The reaction was continued until it reached about 0.762 to 0.767 mmol / g. Thereafter, methyl ethyl ketone (219.6 g) was added to obtain an epoxy prepolymer (I-1) solution. The resulting epoxy prepolymer (I-1) solution had a solid concentration of 50%.

(注1)エポキシ基及びアミノ基含有量:下記測定方法にて追跡した。
三角フラスコに試料(g)をはかりとり、これに40mlのメチルエチルケトンを加えて溶解する。溶解しにくい場合は50℃まで加熱して溶解する。次に、全量ピペットでCTAB(セチルトリメチルアンモニウムブロミド)溶液10mlを加えて均一にする。続いて、スクリーン指示薬0.2mlを正確に加えて、N/10過塩素酸−酢酸溶液で滴定し、最後の一滴で桃色が約30秒間続いたとき終点とする。下記計算値から算出する。尚、CTAB溶液はCTAB20gに酢酸200mlを加えて溶解しさらにメチルエチルケトン200mlを加えて均一溶液に調整し、スクリーン指示薬は氷酢酸100mlにアルファズリン0.3gを溶解した溶液に、チモールブルー1.5gをメタノール500mlに溶解した溶液を混合して調整した。
計算式:E=(A-B)×0.1×F/S×0.01×W
ここでE:エポキシ基及びアミノ基含有量(mmol/g)
A:本試験のN/10過塩素酸-酢酸溶液の使用量(ml)
B:空試験のN/10過塩素酸-酢酸溶液の使用量(ml)
F:N/10過塩素酸-酢酸溶液のファクター
S:試料の加熱残分(%)
W:試料の量
(Note 1) Epoxy group and amino group content: Followed by the following measurement method.
The sample (g) is weighed in an Erlenmeyer flask, and 40 ml of methyl ethyl ketone is added to dissolve it. If difficult to dissolve, heat to 50 ° C to dissolve. Next, 10 ml of CTAB (cetyltrimethylammonium bromide) solution is added with a total pipette to make it uniform. Subsequently, 0.2 ml of screen indicator is accurately added, titrated with an N / 10 perchloric acid-acetic acid solution, and the end point is reached when pink lasts for about 30 seconds with the last drop. Calculated from the following calculated values. The CTAB solution was dissolved by adding 200 ml of acetic acid to 20 g of CTAB, and further adjusted to a uniform solution by adding 200 ml of methyl ethyl ketone. The screen indicator was 1.5 g of thymol blue in a solution of 0.3 g of alphazulin in 100 ml of glacial acetic acid. Was prepared by mixing a solution prepared by dissolving the solution in 500 ml of methanol.
Formula: E = (AB) × 0.1 × F / S × 0.01 × W
Where E: epoxy group and amino group content (mmol / g)
A: Amount of N / 10 perchloric acid-acetic acid solution used in this test (ml)
B: Amount of N / 10 perchloric acid-acetic acid solution used in the blank test (ml)
Factor of F: N / 10 perchloric acid-acetic acid solution
S: Sample heating residue (%)
W: Sample amount

ウレタンプレポリマー(II−1)の作成
温度計、攪拌装置、還流冷却管を備えた4つ口フラスコを窒素置換させ、その中で「ビスオール3PN」(注2)(44.9)、「ビスオール6PN」(注3)(64.7g)、メチルジエタノールアミン(20.9g)をN−メチルピロリドン(45.1g)に溶解し、ヘキサメチレンジイソシアネート(50.5g)を30分かけて滴下し、60℃で1.5時間反応を行った。その後80℃に昇温し2時間反応を行って、イソホロンジイソシアネート(44.4g)を加え更に80℃で3時間、NCO価(注4)が34〜41程度となるまで反応させた。その後、メチルエチルケトン(105.1g)を加え、ウレタンプレポリマー(II−1)溶液を得た。得られたウレタンプレポリマー(II−1)溶液の固形分濃度は60.0%、プレポリマーのアミン価は43.6mgKOH/gであった。
Preparation of urethane prepolymer (II-1) A four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a reflux condenser was replaced with nitrogen, among which "Bisol 3PN" (Note 2) (44.9), "Bisol 6PN "(Note 3) (64.7 g), methyldiethanolamine (20.9 g) was dissolved in N-methylpyrrolidone (45.1 g), and hexamethylene diisocyanate (50.5 g) was added dropwise over 30 minutes. The reaction was carried out at ° C for 1.5 hours. Thereafter, the temperature was raised to 80 ° C., and the reaction was carried out for 2 hours. Isophorone diisocyanate (44.4 g) was added, and the mixture was further reacted at 80 ° C. for 3 hours until the NCO value (Note 4) reached about 34 to 41. Thereafter, methyl ethyl ketone (105.1 g) was added to obtain a urethane prepolymer (II-1) solution. The solid content concentration of the obtained urethane prepolymer (II-1) solution was 60.0%, and the amine value of the prepolymer was 43.6 mgKOH / g.

(注2)ビスオール3PN:東邦化学社製、プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA(プロピレンオキサイド変性量=3モル)
(注3)ビスオール6PN:東邦化学社製、プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA(プロピレンオキサイド変性量=6モル)
(注4)NCO価:ウレタンプレポリマー1g中に含まれるイソシアネート基の量をイソシアネートの重量に換算したもの(mg)で、下記測定方法にて追跡した。尚、3級アミノ基含有化合物を製造原料に含む場合はその3級アミノ基の量もイソシアネートの重量に換算されて含まれる。
三角フラスコに試料(g)を正しくはかりとり、ジオキサン10mlを加え、溶解した試料を50℃に加熱し、正しくはかりとったN/5ジブチルアミン−ジオキサン溶液10mlを加え、2分間かき混ぜて試料とジブチルアミンを反応させる。次に、ブロムフェノールブルー−エチルアルコール溶液を2〜3滴加えて、N/10塩酸溶液で滴定し、青色から黄緑色に変化したときを終点とする。
計算式N={0.1×42×(A-B)×f}/0.01×S×W}+C
ここでN:NCO価(試料1g中に含まれるNCOのmg数)
A:空試験のN/5ジブチルアミン-ジオキサン溶液を中和するのに使用した
N/10塩酸溶液の量(ml)
B:試料の滴定に使用したN/10塩酸溶液の量(ml)
f:N/10塩酸溶液のファクター
S:試料の加熱残分(%)
W:試料の量(g)
42:NCOの分子量
C:試料中に含まれる3級アミノ基の量(mol)をイソシアネートの重量に
換算したもの(mg)で下記計算式にて算出
計算式C={D/M×42×1000}/E
ここでD:ウレタンプレポリマー合成時に配合した
3級アミノ基含有モノマーの重量
M:ウレタンプレポリマー合成時に配合した
3級アミノ基含有モノマーの分子量
E:配合した全モノマーの重量
(Note 2) Bisol 3PN: manufactured by Toho Chemical Co., Ltd., propylene oxide modified bisphenol A (propylene oxide modified amount = 3 mol)
(Note 3) Bisol 6PN: manufactured by Toho Chemical Co., Ltd., propylene oxide modified bisphenol A (propylene oxide modified amount = 6 mol)
(Note 4) NCO value: The amount of isocyanate group contained in 1 g of urethane prepolymer was converted to the weight of isocyanate (mg), and was tracked by the following measuring method. In addition, when a tertiary amino group containing compound is included in a manufacturing raw material, the quantity of the tertiary amino group is also converted and contained in the weight of isocyanate.
Sample (g) is correctly weighed into an Erlenmeyer flask, 10 ml of dioxane is added, the dissolved sample is heated to 50 ° C., 10 ml of N / 5 dibutylamine-dioxane solution that has been correctly weighed is added, and the mixture is stirred for 2 minutes. React butylamine. Next, add 2 to 3 drops of bromophenol blue-ethyl alcohol solution and titrate with N / 10 hydrochloric acid solution, and the end point is when the color changes from blue to yellowish green.
Formula N = {0.1 × 42 × (AB) × f} /0.01×S×W} + C
Here, N: NCO value (mg of NCO contained in 1 g of sample)
A: Used to neutralize blank N / 5 dibutylamine-dioxane solution
Amount of N / 10 hydrochloric acid solution (ml)
B: Amount of N / 10 hydrochloric acid solution used for titration of sample (ml)
f: Factor of N / 10 hydrochloric acid solution
S: Sample heating residue (%)
W: Amount of sample (g)
42: Molecular weight of NCO
C: The amount (mol) of the tertiary amino group contained in the sample is the weight of the isocyanate.
Calculated with the following formula using the converted value (mg)
Formula C = {D / M × 42 × 1000} / E
Where D: blended during urethane prepolymer synthesis
Weight of tertiary amino group-containing monomer
M: Blended during urethane prepolymer synthesis
Molecular weight of tertiary amino group-containing monomer
E: Weight of all blended monomers

ポリウレタン樹脂水性分散体(III−1)の作成
上記と同様の装置を用い、60.0%ウレタンプレポリマー(II−1)溶液(375.5g)を、攪拌状態で50℃に保持し、その中に50%エポキシプレポリマー(I−1)溶液(392.2g)を加え、1時間攪拌した。次いで40℃に冷却し、89%リン酸水溶液(8.3g)で中和し、脱イオン水(983.3g)を加えて分散し、その後70℃に昇温して、1時間保持した。その後、60℃でメチルエチルケトンを減圧留去することで、ポリウレタン樹脂の水性分散体(III−1)を得た。この水性分散体の固形分濃度は30.0%、ポリウレタン樹脂のアミン価は30.0mgKOH/g、水酸基価は60.4mgKOH/gであった。
Preparation of aqueous polyurethane resin dispersion (III-1) Using a device similar to the above, a 60.0% urethane prepolymer (II-1) solution (375.5 g) was kept at 50 ° C. with stirring, A 50% epoxy prepolymer (I-1) solution (392.2 g) was added thereto and stirred for 1 hour. Next, the mixture was cooled to 40 ° C., neutralized with 89% aqueous phosphoric acid solution (8.3 g), deionized water (983.3 g) was added and dispersed, and then the temperature was raised to 70 ° C. and held for 1 hour. Thereafter, methyl ethyl ketone was distilled off under reduced pressure at 60 ° C. to obtain an aqueous dispersion (III-1) of polyurethane resin. The solid content concentration of this aqueous dispersion was 30.0%, the amine value of the polyurethane resin was 30.0 mgKOH / g, and the hydroxyl value was 60.4 mgKOH / g.

実施例2
ウレタンプレポリマー(II−2)の作成
温度計、攪拌装置、還流冷却管を備えた4つ口フラスコを窒素置換させ、その中で「ビスオール3PN」(注2)(65.2g)、「ビスオール6PN」(注3)(94.0g)、メチルジエタノールアミン(8.7g)をN−メチルピロリドン(52.6g)に溶解し、ヘキサメチレンジイソシアネート(50.5g)を30分かけて滴下し、60℃で1.5時間反応を行った。その後80℃に昇温し2時間反応を行って、イソホロンジイソシアネート(44.4g)を加え更に80℃で3時間、NCO価(注4)が29〜36程度となるまで反応させた。その後、メチルエチルケトン(122.6g)を加え、ウレタンプレポリマー(II−2)溶液を得た。得られたウレタンプレポリマー(II−2)溶液の固形分濃度は60.0%、プレポリマーのアミン価は15.6mgKOH/gであった。
Example 2
Preparation of urethane prepolymer (II-2) A four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a reflux condenser was replaced with nitrogen, among which "Bisol 3PN" (Note 2) (65.2g), "Bisol 6PN "(Note 3) (94.0 g), methyldiethanolamine (8.7 g) was dissolved in N-methylpyrrolidone (52.6 g), and hexamethylene diisocyanate (50.5 g) was added dropwise over 30 minutes. The reaction was carried out at ° C for 1.5 hours. Thereafter, the temperature was raised to 80 ° C. and the reaction was carried out for 2 hours, isophorone diisocyanate (44.4 g) was added, and the mixture was further reacted at 80 ° C. for 3 hours until the NCO value (Note 4) reached about 29 to 36. Thereafter, methyl ethyl ketone (122.6 g) was added to obtain a urethane prepolymer (II-2) solution. The solid content concentration of the obtained urethane prepolymer (II-2) solution was 60.0%, and the amine value of the prepolymer was 15.6 mgKOH / g.

ポリウレタン樹脂水性分散体(III−2)の作成
上記と同様の装置を用い、60.0%ウレタンプレポリマー(II−2)溶液(438g)を、攪拌状態で50℃に保持し、その中に50%エポキシプレポリマー(I−1)溶液(392.2g)を加え、1時間攪拌した。次いで40℃に冷却し、ジメチル硫酸(15.8g)を加えて1時間反応を行った後、脱イオン水(1070.8g)を加えて分散し、その後70℃に昇温して、1時間保持した。その後、60℃でメチルエチルケトンを減圧留去することで、ポリウレタン樹脂の水性分散体(III−2)を得た。この水性分散体の固形分濃度は30.0%、水酸基価は55.5mgKOH/gであった。
Preparation of aqueous polyurethane resin dispersion (III-2) Using a device similar to the above, a 60.0% urethane prepolymer (II-2) solution (438 g) was kept at 50 ° C. in a stirred state. A 50% epoxy prepolymer (I-1) solution (392.2 g) was added and stirred for 1 hour. Next, the mixture was cooled to 40 ° C., dimethyl sulfate (15.8 g) was added and reacted for 1 hour, deionized water (1070.8 g) was added and dispersed, and then the temperature was raised to 70 ° C. for 1 hour. Retained. Thereafter, methyl ethyl ketone was distilled off under reduced pressure at 60 ° C. to obtain an aqueous dispersion (III-2) of polyurethane resin. This aqueous dispersion had a solid content concentration of 30.0% and a hydroxyl value of 55.5 mgKOH / g.

実施例3
ウレタンプレポリマー(II−3)の作成
温度計、攪拌装置、還流冷却管を備えた4つ口フラスコを窒素置換させ、末端メトキシポリエチレングリコールモノアクリレート(数平均分子量1054)(105.4g)、ジエタノールアミン(10.5g)を加え、80℃で15時間攪拌した。アミン価が1以下となっていることを確認し、ポリエチレングリコール変性ジオールを得た。
Example 3
Preparation of urethane prepolymer (II-3) A four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a reflux condenser was replaced with nitrogen, and terminal methoxypolyethylene glycol monoacrylate (number average molecular weight 1054) (105.4 g), diethanolamine (10.5 g) was added and stirred at 80 ° C. for 15 hours. After confirming that the amine value was 1 or less, a polyethylene glycol-modified diol was obtained.

上記と同様の装置を用い、その中で「ビスオール3PN」(注2)(40.2g)、「ビスオール6PN」(注3)(57.9g)、メチルジエタノールアミン(17.7g)、上記ポリエチレングリコール変性ジオール(58.0g)をN−メチルピロリドン(53.7g)に溶解し、ヘキサメチレンジイソシアネート(50.5g)を30分かけて滴下し、60℃で1.5時間反応を行った。その後80℃に昇温し2時間反応を行って、イソホロンジイソシアネート(44.4g)を加え更に80℃で3時間、NCO価(注4)が34〜41程度となるまで反応させた。その後、メチルエチルケトン(125.3g)を加え、ウレタンプレポリマー(II−3)溶液を得た。得られたウレタンプレポリマー(II−3)溶液の固形分濃度は60.0%、プレポリマーのアミン価は41.5mgKOH/gであった。   Using the same apparatus as above, among them, “Bisol 3PN” (Note 2) (40.2 g), “Bisol 6PN” (Note 3) (57.9 g), Methyldiethanolamine (17.7 g), Polyethylene glycol Modified diol (58.0 g) was dissolved in N-methylpyrrolidone (53.7 g), hexamethylene diisocyanate (50.5 g) was added dropwise over 30 minutes, and the reaction was carried out at 60 ° C. for 1.5 hours. Thereafter, the temperature was raised to 80 ° C., and the reaction was carried out for 2 hours. Isophorone diisocyanate (44.4 g) was added, and the mixture was further reacted at 80 ° C. for 3 hours until the NCO value (Note 4) reached about 34 to 41. Thereafter, methyl ethyl ketone (125.3 g) was added to obtain a urethane prepolymer (II-3) solution. The solid content concentration of the obtained urethane prepolymer (II-3) solution was 60.0%, and the amine value of the prepolymer was 41.5 mgKOH / g.

ポリウレタン樹脂水性分散体(III−3)の作成
上記と同様の装置を用い、60.0%ウレタンプレポリマー(II−3)溶液(447.6g)を、攪拌状態で50℃に保持し、その中に50%エポキシプレポリマー(I−1)溶液(392.2g)を加え、1時間攪拌した。次いで40℃に冷却し、89%リン酸水溶液(9.1g)で中和し、脱イオン水(1084.2g)を加えて分散し、その後70℃に昇温して、1時間保持した。その後、60℃でメチルエチルケトンを減圧留去することで、ポリウレタン樹脂の水性分散体(III−3)を得た。この水性分散体の固形分濃度は30.0%、ポリウレタン樹脂のアミン価は30.0mgKOH/g、水酸基価は54.8mgKOH/gであった。
Preparation of aqueous polyurethane resin dispersion (III-3) Using a device similar to the above, a 60.0% urethane prepolymer (II-3) solution (447.6 g) was kept at 50 ° C. with stirring, A 50% epoxy prepolymer (I-1) solution (392.2 g) was added thereto and stirred for 1 hour. Next, the mixture was cooled to 40 ° C., neutralized with 89% aqueous phosphoric acid (9.1 g), dispersed by adding deionized water (1084.2 g), then heated to 70 ° C. and held for 1 hour. Then, methyl ethyl ketone was distilled off under reduced pressure at 60 ° C. to obtain an aqueous dispersion (III-3) of polyurethane resin. The solid content concentration of this aqueous dispersion was 30.0%, the amine value of the polyurethane resin was 30.0 mgKOH / g, and the hydroxyl value was 54.8 mgKOH / g.

実施例4
ウレタンプレポリマー(II−4)の作成
温度計、攪拌装置、還流冷却管を備えた4つ口フラスコを窒素置換させ、ジェファーミンM−2070(200g)、グリセリンカーボネート(11.8g)を加え、100℃で1時間攪拌した。アミン価が1以下となっていることを確認し、ポリエーテルアミン変性グリセリンカーボネートを得た。
上記と同様の装置を用い、その中で「ビスオール3PN」(注2)(36.2g)、「ビスオール6PN」(注3)(52.2g)、メチルジエタノールアミン(23.1g)、上記ポリエーテルアミン変性グリセリンカーボネート(53.0g)をN−メチルピロリドン(51.8g)に溶解し、ヘキサメチレンジイソシアネート(50.5g)を30分かけて滴下し、60℃で1.5時間反応を行った。その後80℃に昇温し2時間反応を行って、イソホロンジイソシアネート(44.4g)を加え更に80℃で3時間、NCO価(注4)が36〜43程度となるまで反応させた。その後、メチルエチルケトン(121.0g)を加え、ウレタンプレポリマー(II−4)溶液を得た。得られたウレタンプレポリマー(II−4)溶液の固形分濃度は60.0%、プレポリマーのアミン価は41.9mgKOH/gであった。
Example 4
Preparation of urethane prepolymer (II-4) A four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a reflux condenser was purged with nitrogen to give Jeffamine M-2070 (200 g), glycerin carbonate (11.8 g). ) And stirred at 100 ° C. for 1 hour. After confirming that the amine value was 1 or less, polyetheramine-modified glycerin carbonate was obtained.
Using the same apparatus as above, among them, “Bisol 3PN” (Note 2) (36.2 g), “Bisol 6PN” (Note 3) (52.2 g), Methyldiethanolamine (23.1 g), the above polyether Amine-modified glycerin carbonate (53.0 g) was dissolved in N-methylpyrrolidone (51.8 g), hexamethylene diisocyanate (50.5 g) was added dropwise over 30 minutes, and the reaction was carried out at 60 ° C. for 1.5 hours. . Thereafter, the temperature was raised to 80 ° C. and the reaction was carried out for 2 hours, isophorone diisocyanate (44.4 g) was added, and the mixture was further reacted at 80 ° C. for 3 hours until the NCO value (Note 4) reached about 36 to 43. Thereafter, methyl ethyl ketone (121.0 g) was added to obtain a urethane prepolymer (II-4) solution. The solid content concentration of the obtained urethane prepolymer (II-4) solution was 60.0%, and the amine value of the prepolymer was 41.9 mgKOH / g.

ポリウレタン樹脂水性分散体(III−4)の作成
上記と同様の装置を用い、60.0%ウレタンプレポリマー(II−4)溶液(432.0g)を、攪拌状態で50℃に保持し、その中に50%エポキシプレポリマー(I−1)溶液(392.2g)を加え、1時間攪拌した。次いで40℃に冷却し、89%リン酸水溶液(8.9g)で中和し、脱イオン水(1062.4g)を加えて分散し、その後70℃に昇温して、1時間保持した。その後、60℃でメチルエチルケトンを減圧留去することで、ポリウレタン樹脂の水性分散体(III−4)を得た。この水性分散体の固形分濃度は30.0%、ポリウレタン樹脂のアミン価は30.0mgKOH/g、水酸基価は55.9mgKOH/gであった。
Preparation of aqueous polyurethane resin dispersion (III-4) Using a device similar to the above, a 60.0% urethane prepolymer (II-4) solution (432.0 g) was kept at 50 ° C. in a stirred state. A 50% epoxy prepolymer (I-1) solution (392.2 g) was added thereto and stirred for 1 hour. Next, the mixture was cooled to 40 ° C., neutralized with 89% phosphoric acid aqueous solution (8.9 g), dispersed by adding deionized water (1062.4 g), then heated to 70 ° C. and held for 1 hour. Thereafter, methyl ethyl ketone was distilled off under reduced pressure at 60 ° C. to obtain an aqueous dispersion (III-4) of polyurethane resin. The solid content concentration of this aqueous dispersion was 30.0%, the amine value of the polyurethane resin was 30.0 mgKOH / g, and the hydroxyl value was 55.9 mgKOH / g.

実施例5
ウレタンプレポリマー(II−5)の作成
温度計、攪拌装置、還流冷却管を備えた4つ口フラスコを窒素置換させ、その中で「ビスオール3PN」(注2)(49.9)、「ビスオール6PN」(注3)(71.9g)、ジメチロールプロピオン酸(20.1g)をN−メチルピロリドン(47.3g)に溶解し、ヘキサメチレンジイソシアネート(50.5g)を30分かけて滴下し、60℃で1.5時間反応を行った。その後80℃に昇温し2時間反応を行って、イソホロンジイソシアネート(44.4g)を加え更に80℃で3時間、NCO価(注4)が34〜38程度となるまで反応させた。その後、メチルエチルケトン(110.5g)を加え、ウレタンプレポリマー(II−5)溶液を得た。得られたウレタンプレポリマー(II−5)溶液の固形分濃度は60.0%、プレポリマーの酸価は35.5mgKOH/gであった。
Example 5
Preparation of urethane prepolymer (II-5) A four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a reflux condenser was replaced with nitrogen, among which "Bisol 3PN" (Note 2) (49.9), "Bisol 6PN "(Note 3) (71.9 g) and dimethylolpropionic acid (20.1 g) were dissolved in N-methylpyrrolidone (47.3 g), and hexamethylene diisocyanate (50.5 g) was added dropwise over 30 minutes. The reaction was carried out at 60 ° C. for 1.5 hours. Thereafter, the temperature was raised to 80 ° C. and the reaction was carried out for 2 hours. Isophorone diisocyanate (44.4 g) was added, and further reacted at 80 ° C. for 3 hours until the NCO value (Note 4) reached about 34 to 38. Thereafter, methyl ethyl ketone (110.5 g) was added to obtain a urethane prepolymer (II-5) solution. The solid content concentration of the obtained urethane prepolymer (II-5) solution was 60.0%, and the acid value of the prepolymer was 35.5 mgKOH / g.

ポリウレタン樹脂水性分散体(III−5)の作成
上記と同様の装置を用い、60.0%ウレタンプレポリマー(II−5)溶液(394.5g)を、攪拌状態で50℃に保持し、その中に50%エポキシプレポリマー(I−1)溶液(392.2g)を加え、1時間攪拌した。次いで40℃に冷却し、トリエチルアミン(12.1g)で中和し、脱イオン水(1009.9g)を加えて分散し、その後70℃に昇温して、1時間保持した。その後、60℃でメチルエチルケトンを減圧留去することで、ポリウレタン樹脂の水性分散体(III−5)を得た。この水性分散体の固形分濃度は30.0%、ポリウレタン樹脂の酸価は19.4mgKOH/g、水酸基価は58.8mgKOH/gであった。
Preparation of aqueous polyurethane resin dispersion (III-5) Using a device similar to the above, a 60.0% urethane prepolymer (II-5) solution (394.5 g) was kept at 50 ° C. with stirring, A 50% epoxy prepolymer (I-1) solution (392.2 g) was added thereto and stirred for 1 hour. The mixture was then cooled to 40 ° C., neutralized with triethylamine (12.1 g), deionized water (1009.9 g) was added and dispersed, and then the temperature was raised to 70 ° C. and held for 1 hour. Thereafter, methyl ethyl ketone was distilled off under reduced pressure at 60 ° C. to obtain an aqueous dispersion (III-5) of polyurethane resin. The solid content concentration of this aqueous dispersion was 30.0%, the acid value of the polyurethane resin was 19.4 mgKOH / g, and the hydroxyl value was 58.8 mgKOH / g.

実施例6
ウレタンプレポリマー(II−6)の作成
温度計、攪拌装置、還流冷却管を備えた4つ口フラスコを窒素置換させ、その中で「ビスオール3PN」(注2)(37.9g)、「ビスオール6PN」(注3)(54.6g)、ジメチロールプロピオン酸(21.4g)、前記実施例3で作成したポリエチレングリコール変性ジオール(58.0g)をN−メチルピロリドン(53.4g)に溶解し、ヘキサメチレンジイソシアネート(50.5g)を30分かけて滴下し、60℃で1.5時間反応を行った。その後80℃に昇温し2時間反応を行って、イソホロンジイソシアネート(44.4g)を加え更に80℃で3時間、NCO価(注4)が22〜26程度となるまで反応させた。その後、メチルエチルケトン(125.3g)を加え、ウレタンプレポリマー(II−6)溶液を得た。得られたウレタンプレポリマー(II−6)溶液の固形分濃度は60.0%、プレポリマーのアミン価は10.5mgKOH/g、酸価は33.6mgKOH/gであった。
Example 6
Preparation of urethane prepolymer (II-6) A four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a reflux condenser was replaced with nitrogen, among which “Bisol 3PN” (Note 2) (37.9 g), “Bisol 6PN "(Note 3) (54.6 g), dimethylolpropionic acid (21.4 g), and the polyethylene glycol-modified diol (58.0 g) prepared in Example 3 were dissolved in N-methylpyrrolidone (53.4 g). Then, hexamethylene diisocyanate (50.5 g) was added dropwise over 30 minutes and reacted at 60 ° C. for 1.5 hours. Thereafter, the temperature was raised to 80 ° C. and the reaction was carried out for 2 hours, isophorone diisocyanate (44.4 g) was added, and the mixture was further reacted at 80 ° C. for 3 hours until the NCO value (Note 4) reached about 22 to 26. Thereafter, methyl ethyl ketone (125.3 g) was added to obtain a urethane prepolymer (II-6) solution. The obtained urethane prepolymer (II-6) solution had a solid content concentration of 60.0%, an amine value of the prepolymer of 10.5 mgKOH / g, and an acid value of 33.6 mgKOH / g.

ポリウレタン樹脂水性分散体(III−6)の作成
上記と同様の装置を用い、60.0%ウレタンプレポリマー(II−6)溶液(444.6g)を、攪拌状態で50℃に保持し、その中に50%エポキシプレポリマー(I−1)溶液(392.2g)を加え、1時間攪拌した。次いで40℃に冷却し、トリエチルアミン(12.9g)で中和し、脱イオン水(1080g)を加えて分散し、その後70℃に昇温して、1時間保持した。その後、60℃でメチルエチルケトンを減圧留去することで、ポリウレタン樹脂の水性分散体(III−6)を得た。この水性分散体の固形分濃度は30.0%、ポリウレタン樹脂のアミン価は12.1mgKOH/g、酸価は19.4mgKOH/g、水酸基価は55.0mgKOH/gであった。
Preparation of aqueous polyurethane resin dispersion (III-6) Using a device similar to the above, a 60.0% urethane prepolymer (II-6) solution (444.6 g) was kept at 50 ° C. with stirring, A 50% epoxy prepolymer (I-1) solution (392.2 g) was added thereto and stirred for 1 hour. Subsequently, it cooled to 40 degreeC, neutralized with triethylamine (12.9g), deionized water (1080g) was added and disperse | distributed, and it heated up at 70 degreeC after that, and hold | maintained for 1 hour. Thereafter, methyl ethyl ketone was distilled off under reduced pressure at 60 ° C. to obtain an aqueous dispersion (III-6) of a polyurethane resin. The solid content concentration of this aqueous dispersion was 30.0%, the amine value of the polyurethane resin was 12.1 mgKOH / g, the acid value was 19.4 mgKOH / g, and the hydroxyl value was 55.0 mgKOH / g.

実施例7
エポキシプレポリマー(I−2)の作成
温度計、攪拌装置、還流冷却管を備えた4つ口フラスコを窒素置換させ、その中でエポキシ当量450g/eqのビスフェノールA型エポキシ樹脂(126g)を、プロピレングリコールモノプロピルエーテル(109.2g)に溶解し、これに「ジェファーミンM−2070」(420g)を加え、90℃で3時間反応させた。エポキシ基及びアミノ基含有量(注1)が0.380〜0.390mmol/g程度となったことを確認した後、メチルエチルケトン(436.8g)を加え、エポキシプレポリマー(I−2)溶液を得た。得られたエポキシプレポリマー(I−2)溶液の固形分濃度は50%であった。
Example 7
Preparation of epoxy prepolymer (I-2) A four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a reflux condenser was replaced with nitrogen, and an epoxy equivalent of 450 g / eq of bisphenol A type epoxy resin (126 g) was It melt | dissolved in propylene glycol monopropyl ether (109.2g), "Jephamine M-2070" (420g) was added to this, and it was made to react at 90 degreeC for 3 hours. After confirming that the epoxy group and amino group content (Note 1) was about 0.380 to 0.390 mmol / g, methyl ethyl ketone (436.8 g) was added, and the epoxy prepolymer (I-2) solution was added. Obtained. The solid content concentration of the obtained epoxy prepolymer (I-2) solution was 50%.

ウレタンプレポリマー(II−7)の作成
温度計、攪拌装置、還流冷却管を備えた4つ口フラスコを窒素置換させ、その中で「ビスオール3PN」(注2)(79.8g)、「ビスオール6PN」(注3)(115g)、ジブチル錫ジラウレート(0.02g)をN−メチルピロリドン(57.9g)に溶解し、ヘキサメチレンジイソシアネート(50.5g)を30分かけて滴下し、60℃で1.5時間反応を行った。その後80℃に昇温し2時間反応を行って、イソホロンジイソシアネート(44.4g)を加え更に80℃で3時間、NCO価(注4)が27〜31程度となるまで反応させた。その後、メチルエチルケトン(135.2g)を加え、ウレタンプレポリマー(II−7)溶液を得た。得られたウレタンプレポリマー(II−7)溶液の固形分濃度は60.0%であった。
Preparation of urethane prepolymer (II-7) A four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a reflux condenser was replaced with nitrogen, among which “Bisol 3PN” (Note 2) (79.8 g), “Bisol 6PN "(Note 3) (115 g) and dibutyltin dilaurate (0.02 g) were dissolved in N-methylpyrrolidone (57.9 g), hexamethylene diisocyanate (50.5 g) was added dropwise over 30 minutes, For 1.5 hours. Thereafter, the temperature was raised to 80 ° C. and the reaction was carried out for 2 hours, isophorone diisocyanate (44.4 g) was added, and the mixture was further reacted at 80 ° C. for 3 hours until the NCO value (Note 4) reached about 27 to 31. Thereafter, methyl ethyl ketone (135.2 g) was added to obtain a urethane prepolymer (II-7) solution. Solid content concentration of the obtained urethane prepolymer (II-7) solution was 60.0%.

ポリウレタン樹脂水性分散体(III−7)の作成
上記と同様の装置を用い、60.0%ウレタンプレポリマー(II−7)溶液(482.8g)を、攪拌状態で50℃に保持し、その中に50%エポキシプレポリマー(I−2)溶液(780g)を加え、1時間攪拌した。次いで40℃に冷却し、脱イオン水(1585.9g)を加えて分散し、その後70℃に昇温して、1時間保持した。その後、60℃でメチルエチルケトンを減圧留去することで、ポリウレタン樹脂の水性分散体(III−7)を得た。この水性分散体の固形分濃度は30.0%、ポリウレタン樹脂の水酸基価は29.2mgKOH/gであった。
Preparation of aqueous polyurethane resin dispersion (III-7) Using a device similar to the above, a 60.0% urethane prepolymer (II-7) solution (482.8 g) was kept at 50 ° C. with stirring, A 50% epoxy prepolymer (I-2) solution (780 g) was added thereto and stirred for 1 hour. Subsequently, it cooled to 40 degreeC, deionized water (1585.9g) was added and disperse | distributed, and it heated up at 70 degreeC after that, and hold | maintained for 1 hour. Thereafter, methyl ethyl ketone was distilled off under reduced pressure at 60 ° C. to obtain an aqueous dispersion (III-7) of polyurethane resin. The solid content concentration of this aqueous dispersion was 30.0%, and the hydroxyl value of the polyurethane resin was 29.2 mgKOH / g.

実施例8
エポキシプレポリマー(I−3)の作成
温度計、攪拌装置、還流冷却管を備えた4つ口フラスコを窒素置換させ、その中でエポキシ当量450g/eqのビスフェノールA型エポキシ樹脂(126g)を、プロピレングリコールモノプロピルエーテル(27.8g)に溶解し、これに2−アミノエタノール(12.8g)を加え、85℃で3時間保持し、エポキシ基及びアミノ基含有量(注1)が1.5〜1.55mmol/g程度となるまで反応させた。その後、メチルエチルケトン(111.1g)を加え、エポキシプレポリマー(I−3)溶液を得た。得られたエポキシプレポリマー(I−3)溶液の固形分濃度は50%であった。
Example 8
Preparation of epoxy prepolymer (I-3) A four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a reflux condenser was replaced with nitrogen, in which a bisphenol A type epoxy resin (126 g) having an epoxy equivalent of 450 g / eq, Dissolved in propylene glycol monopropyl ether (27.8 g), 2-aminoethanol (12.8 g) was added thereto, and the mixture was held at 85 ° C. for 3 hours. The epoxy group and amino group content (Note 1) was 1. The reaction was continued until it reached about 5 to 1.55 mmol / g. Thereafter, methyl ethyl ketone (111.1 g) was added to obtain an epoxy prepolymer (I-3) solution. The resulting epoxy prepolymer (I-3) solution had a solid concentration of 50%.

ウレタンプレポリマー(II−8)の作成
温度計、攪拌装置、還流冷却管を備えた4つ口フラスコを窒素置換させ、その中で「ビスオール3PN」(注2)(44.9g)、「ビスオール6PN」(注3)(64.6g)、メチルジエタノールアミン(17.9g)、前記実施例4で作成したポリエーテルアミン変性グリセリンカーボネート(53.0g)をN−メチルピロリドン(55.0g)に溶解し、ヘキサメチレンジイソシアネート(50.5g)を30分かけて滴下し、60℃で1.5時間反応を行った。その後80℃に昇温し2時間反応を行って、イソホロンジイソシアネート(44.4g)を加え更に80℃で3時間、NCO価(注4)が33〜40程度となるまで反応させた。その後、メチルエチルケトン(128.4g)を加え、ウレタンプレポリマー(II−8)溶液を得た。得られたウレタンプレポリマー(II−8)溶液の固形分濃度は60.0%、プレポリマーのアミン価は30.6mgKOH/gであった。
Preparation of urethane prepolymer (II-8) A four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a reflux condenser was purged with nitrogen, and "bisol 3PN" (Note 2) (44.9 g) was substituted therein. ), “Bisol 6PN” (Note 3) (64.6 g), methyldiethanolamine (17.9 g), and the polyetheramine-modified glycerin carbonate (53.0 g) prepared in Example 4 above were added to N-methylpyrrolidone (55. 0 g), hexamethylene diisocyanate (50.5 g) was added dropwise over 30 minutes, and the reaction was carried out at 60 ° C. for 1.5 hours. Thereafter, the temperature was raised to 80 ° C. and the reaction was carried out for 2 hours, isophorone diisocyanate (44.4 g) was added, and the mixture was further reacted at 80 ° C. for 3 hours until the NCO value (Note 4) reached about 33-40. Thereafter, methyl ethyl ketone (128.4 g) was added to obtain a urethane prepolymer (II-8) solution. The solid content concentration of the obtained urethane prepolymer (II-8) solution was 60.0%, and the amine value of the prepolymer was 30.6 mgKOH / g.

ポリウレタン樹脂水性分散体(III−8)の作成
上記と同様の装置を用い、60.0%ウレタンプレポリマー(II−8)溶液(458.6g)を、攪拌状態で50℃に保持し、その中に50%エポキシプレポリマー(I−3)溶液(198.3g)を加え、1時間攪拌した。次いで40℃に冷却し、89%リン酸水溶液(7.4g)で中和し、脱イオン水(873.5g)を加えて分散し、その後70℃に昇温して、1時間保持した。その後、60℃でメチルエチルケトンを減圧留去することで、ポリウレタン樹脂の水性分散体(III−8)を得た。この水性分散体の固形分濃度は30.0%、ポリウレタン樹脂のアミン価は30.0mgKOH/g、水酸基価は75.5mgKOH/gであった。
Preparation of aqueous polyurethane resin dispersion (III-8) Using a device similar to the above, a 60.0% urethane prepolymer (II-8) solution (458.6 g) was kept at 50 ° C. with stirring, A 50% epoxy prepolymer (I-3) solution (198.3 g) was added thereto and stirred for 1 hour. Next, the mixture was cooled to 40 ° C., neutralized with 89% phosphoric acid aqueous solution (7.4 g), deionized water (873.5 g) was added and dispersed, and then the temperature was raised to 70 ° C. and held for 1 hour. Thereafter, methyl ethyl ketone was distilled off under reduced pressure at 60 ° C. to obtain an aqueous dispersion (III-8) of polyurethane resin. The solid content concentration of this aqueous dispersion was 30.0%, the amine value of the polyurethane resin was 30.0 mgKOH / g, and the hydroxyl value was 75.5 mgKOH / g.

比較例1
温度計、攪拌装置、還流冷却管を備えた4つ口フラスコを窒素置換させ、その中で「ビスオール3PN」(注2)(269.8g)、「ビスオール6PN」(注3)(388.8g)、メチルジエタノールアミン(77.2g)を仕込、均一に攪拌した後、ヘキサメチレンジイソシアネート(252.0g)を30分かけて滴下し、60℃で1.5時間反応を行った。その後80℃に昇温し2時間反応を行って、メチルエチルケトン(518.5g)を加えて溶解した後に、イソホロンジイソシアネート(222.0g)を加え更に80℃で3時間、NCO価(注4)が32〜40程度となるまで反応させ、ウレタンプレポリマー溶液を得た。次いで40℃に冷却し、89%リン酸(23.8g)で中和し、脱イオン水(2246.8g)を加えて分散し、70℃に昇温して、1時間保持した。その後、60℃でメチルエチルケトンを減圧留去することで、ポリウレタン樹脂の水性分散体(III−9)を得た。この水性分散体の固形分濃度は35.0%、ポリウレタン樹脂のアミン価は30mgKOH/gであった。
Comparative Example 1
A four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a reflux condenser was replaced with nitrogen, among which “Bisol 3PN” (Note 2) (269.8 g), “Bisol 6PN” (Note 3) (388.8 g) ) And methyldiethanolamine (77.2 g) were charged and stirred uniformly, and then hexamethylene diisocyanate (252.0 g) was added dropwise over 30 minutes, followed by reaction at 60 ° C. for 1.5 hours. Thereafter, the temperature was raised to 80 ° C. and the reaction was carried out for 2 hours. After adding methyl ethyl ketone (518.5 g) and dissolving, isophorone diisocyanate (222.0 g) was added and the NCO value (Note 4) was further increased at 80 ° C. for 3 hours. It was made to react until it became about 32-40, and the urethane prepolymer solution was obtained. Next, the mixture was cooled to 40 ° C., neutralized with 89% phosphoric acid (23.8 g), dispersed with deionized water (2246.8 g), heated to 70 ° C. and held for 1 hour. Thereafter, methyl ethyl ketone was distilled off under reduced pressure at 60 ° C. to obtain an aqueous dispersion (III-9) of polyurethane resin. The solid content concentration of this aqueous dispersion was 35.0%, and the amine value of the polyurethane resin was 30 mgKOH / g.

比較例2
ウレタンプレポリマー(II−9)の作成
温度計、攪拌装置、還流冷却管を備えた4つ口フラスコを窒素置換させ、その中で「ビスオール3PN」(注2)(212.3g)、「ビスオール6PN」(注3)(305.9g)、ジメチロールプロピオン酸(61.1g)をN−メチルピロリドン(154.2g)に溶解し、ヘキサメチレンジイソシアネート(191.7g)を30分かけて滴下し、60℃で1.5時間反応を行った。その後80℃に昇温し2時間反応を行って、イソホロンジイソシアネート(168.7g)を加え更に80℃で3時間、NCO価(注4)が25〜37程度となるまで反応させた。その後、メチルエチルケトン(418g)を加え、ウレタンプレポリマー(II−9)溶液を得た。得られたウレタンプレポリマー(II−9)溶液の固形分濃度は62.2%、プレポリマーの酸価は27.2mgKOH/gであった。
Comparative Example 2
Preparation of urethane prepolymer (II-9) A four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a reflux condenser was replaced with nitrogen, among which "Bisol 3PN" (Note 2) (212.3 g), "Bisol 6PN "(Note 3) (305.9 g) and dimethylolpropionic acid (61.1 g) were dissolved in N-methylpyrrolidone (154.2 g), and hexamethylene diisocyanate (191.7 g) was added dropwise over 30 minutes. The reaction was carried out at 60 ° C. for 1.5 hours. Thereafter, the temperature was raised to 80 ° C. and reacted for 2 hours, isophorone diisocyanate (168.7 g) was added, and further reacted at 80 ° C. for 3 hours until the NCO value (Note 4) reached about 25 to 37. Thereafter, methyl ethyl ketone (418 g) was added to obtain a urethane prepolymer (II-9) solution. The obtained urethane prepolymer (II-9) solution had a solid content concentration of 62.2%, and the acid value of the prepolymer was 27.2 mgKOH / g.

ポリウレタン樹脂水性分散体(III−10)の作成
上記と同様の装置を用い、62.6%ウレタンプレポリマー(II−9)溶液(1511g)を、攪拌状態で50℃に保持し、その中に50%エポキシプレポリマー(I−3)溶液(753.6g)を加え、1時間攪拌した。次いで40℃に冷却し、トリエチルアミン(36.8g)で中和し、脱イオン水(2392.6g)を加えて、分散した。その中に、脱イオン水(91.3g)で希釈したジエチレントリアミン(9.1g)を30分かけて滴下し、50℃で2時間保持した。その後、60℃でメチルエチルケトンを減圧留去することで、ポリウレタン樹脂の水性分散体(III−10)を得た。この水性分散体の固形分濃度は35.0%、ポリウレタン樹脂の酸価は19.4mgKOH/g、アミン価は8.1mgKOH/g、水酸基価は59.1mgKOH/gであった。
Preparation of aqueous dispersion of polyurethane resin (III-10) Using a device similar to the above, a 62.6% urethane prepolymer (II-9) solution (1511 g) was kept at 50C while stirring. A 50% epoxy prepolymer (I-3) solution (753.6 g) was added thereto, and the mixture was stirred for 1 hour. It was then cooled to 40 ° C., neutralized with triethylamine (36.8 g), and deionized water (2392.6 g) was added and dispersed. Into this, diethylenetriamine (9.1 g) diluted with deionized water (91.3 g) was added dropwise over 30 minutes and held at 50 ° C. for 2 hours. Thereafter, methyl ethyl ketone was distilled off under reduced pressure at 60 ° C. to obtain an aqueous dispersion (III-10) of polyurethane resin. The solid content concentration of this aqueous dispersion was 35.0%, the acid value of the polyurethane resin was 19.4 mgKOH / g, the amine value was 8.1 mgKOH / g, and the hydroxyl value was 59.1 mgKOH / g.

性能評価
上記で得た各ポリウレタン樹脂の水性分散体を下記性能試験に供し評価した。結果を表1に示す。
Performance Evaluation The aqueous dispersion of each polyurethane resin obtained above was subjected to the following performance test and evaluated. The results are shown in Table 1.

評価試験方法
(*1)耐水性:各組成物を乾燥膜厚が25μmとなるように、鋼板にスプレー塗装し、表中に記載の乾燥条件で乾燥・加熱して、各試験板を作成した。得られた試験板を20℃の恒温水槽に7日間浸漬後、塗膜状態を目視で観察した。
Evaluation test method (* 1) Water resistance: Each composition was spray-coated on a steel plate so that the dry film thickness was 25 μm, and dried and heated under the drying conditions described in the table to prepare each test plate. . The obtained test plate was immersed in a constant temperature water bath at 20 ° C. for 7 days, and the state of the coating film was visually observed.

◎:異常なし
○:若干フクレ、変色があるが、良好な状態
△:フクレ、変色があり、実用困難
×:フクレ、変色が著しい
◎: No abnormality ○: Slight swelling and discoloration, but in good condition △: Swelling and discoloration, practically difficult ×: Significant swelling and discoloration

(*2)塩安定性:各組成物を100g秤量し、同量の10%塩化カルシウム水溶液を加えて15分攪拌する。その後200メッシュの絹布でろ過し、ろ過残渣を目視で確認する。   (* 2) Salt stability: Weigh 100 g of each composition, add the same amount of 10% calcium chloride aqueous solution, and stir for 15 minutes. Thereafter, the mixture is filtered through a 200-mesh silk cloth, and the filtration residue is visually confirmed.

◎:ろ過残渣なし
○:わずかに残渣が残る
△:大量に残渣が残る
×:塩化カルシウム水溶液を加えると同時に、凝集する
◎: No filtration residue ○: A slight residue remains △: A large amount of residue remains ×: Aggregates simultaneously with addition of aqueous calcium chloride solution

(*3)溶剤抽出残分:各組成物をガラス板にドクターブレードにて乾燥膜厚で25μmになるように塗装し、表中に記載の乾燥条件で乾燥・加熱させた後、ガラス板から乾燥膜を剥離して4×4cmの大きさにカットし、試験片とした。得られた試験片を、アセトン中で還流条件下6時間浸漬した。抽出前後の塗膜重量から溶剤抽出残分を下記の通り算出した。
溶剤抽出残分(%)=(抽出した後の膜の重量/抽出前の膜の重量)×100(%)
(* 3) Solvent extraction residue: Each composition was applied to a glass plate with a doctor blade to a dry film thickness of 25 μm, dried and heated under the drying conditions described in the table, and then from the glass plate. The dried film was peeled and cut into a size of 4 × 4 cm to obtain a test piece. The obtained test piece was immersed in acetone for 6 hours under reflux conditions. The solvent extraction residue was calculated as follows from the coating weight before and after extraction.
Solvent extraction residue (%) = (weight of membrane after extraction / weight of membrane before extraction) × 100 (%)

(*4)防食性:耐水性(*1)と同様にして各試験板を作成し、得られた試験板に、素地に達するようにナイフでクロスカット傷を入れ、これをJIS Z−2371に準じて720時間耐塩水噴霧試験を行い、ナイフ傷からの錆、フクレ幅によって以下の基準で評価した。   (* 4) Corrosion resistance: Each test plate was prepared in the same manner as the water resistance (* 1), and the obtained test plate was cross-cut with a knife so as to reach the substrate, and this was applied to JIS Z-2371. In accordance with the above, a salt water spray test was conducted for 720 hours, and evaluation was made according to the following criteria based on rust and blister width from knife scratches.

◎:錆、フクレの最大幅がカット部より1mm未満(片側)
○:錆、フクレの最大幅がカット部より1mm以上、2mm未満(片側)
△:錆フクレの最大幅がカット部より2mm以上、3mm未満(片側)、又は塗面全体にブリスターの発生が見られる
×:錆、フクレの最大幅がカット部より3mm以上で塗面全体にブリスターの発生が見られる、ことを示す
A: Maximum width of rust and blisters is less than 1 mm from the cut part (one side)
○: The maximum width of rust and blisters is 1 mm or more and less than 2 mm from the cut part (one side)
Δ: The maximum width of the rust swelling is 2 mm or more and less than 3 mm (one side) from the cut portion, or blisters are observed on the entire coating surface. ×: The maximum width of rust and swelling is 3 mm or more from the cutting portion on the entire coating surface. Indicates that blistering is occurring

Figure 2009102555
Figure 2009102555

実施例9〜14
上記で得たポリウレタン樹脂の水性分散体を用いて、下記表2に示す水性樹脂組成物を得た。各水性樹脂組成物を上記性能試験に供し評価した。結果を表2にあわせて示す。尚、表中の(注5)〜(注7)は下記の通りである。
Examples 9-14
Using the aqueous dispersion of polyurethane resin obtained above, aqueous resin compositions shown in Table 2 below were obtained. Each aqueous resin composition was subjected to the performance test and evaluated. The results are shown in Table 2. (Note 5) to (Note 7) in the table are as follows.

(注5)サイメル325:サイテックインダストリー社製、メチル化メラミン樹脂、固形分80%
(注6)水分散性ポリイソシアネート:数平均分子量550のメトキシポリエチレングリコール55gと「タケネートD170HN」(三井化学ポリウレタン株式会社製、ヘキサメチレンジイソシアネートのトリマー)504gを70℃の条件下でNCO価(注4)が218になるまで反応させ、固形分100%の水分散性ポリイソシアネートを得た。
(Note 5) Cymel 325: Cytec Industry, methylated melamine resin, solid content 80%
(Note 6) Water-dispersible polyisocyanate: 55 g of methoxypolyethylene glycol having a number average molecular weight of 550 and 504 g of “Takenate D170HN” (trimer of hexamethylene diisocyanate, manufactured by Mitsui Chemical Polyurethane Co., Ltd.) under the condition of 70 ° C. The reaction was continued until 4) reached 218 to obtain a water-dispersible polyisocyanate having a solid content of 100%.

(注7)ブロックポリイソシアネート:デュラネートTPA−100(旭化成製、イソシアヌレート構造含有ポリイソシアネート、数平均分子量600、イソシアネート含有量23.1%)605g、および酢酸エチル120gを入れ100℃に加温し、窒素気流下でオキソコールC13(協和油化社製、トリデカノールの構造異性体)80gを加え100℃で2時間保持した。その後、マロン酸ジエチル345g、酢酸エチル60gを加えて60℃に保持した後、窒素気流下でナトリウムメトキシドの28%メタノール溶液を7.0g加え、60℃で12時間保持した。この反応生成物の605gに2−エチルヘキサノール488gを加え、90℃に昇温した。これを減圧条件下で系の温度を90〜110℃に保ちながら約1.5時間かけて溶剤を留出除去し、固形分100%のブロックポリイソシアネートを得た。   (Note 7) Block polyisocyanate: DURANATE TPA-100 (manufactured by Asahi Kasei, isocyanurate structure-containing polyisocyanate, number average molecular weight 600, isocyanate content 23.1%) 605 g and ethyl acetate 120 g were added and heated to 100 ° C. Then, 80 g of Oxocol C13 (manufactured by Kyowa Oil Chemical Co., Ltd., structural isomer of tridecanol) was added under a nitrogen stream, and kept at 100 ° C. for 2 hours. Thereafter, 345 g of diethyl malonate and 60 g of ethyl acetate were added and maintained at 60 ° C., then 7.0 g of a 28% methanol solution of sodium methoxide was added under a nitrogen stream, and the mixture was maintained at 60 ° C. for 12 hours. To 605 g of this reaction product, 488 g of 2-ethylhexanol was added, and the temperature was raised to 90 ° C. The solvent was distilled off for about 1.5 hours while maintaining the system temperature at 90 to 110 ° C. under reduced pressure to obtain a block polyisocyanate having a solid content of 100%.

Figure 2009102555
Figure 2009102555

Claims (12)

ポリエポキシ化合物(a)とアミン化合物(b)との反応によって得られる末端にアミノ基を有するエポキシプレポリマー(I)と、
1分子中に水酸基を2つ以上含有する化合物(c)とポリイソシアネート化合物(d)との反応により得られる末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(II)との反応によって得られるポリウレタン樹脂であって、
エポキシプレポリマー(I)及びウレタンプレポリマー(II)の双方又はいずれか一方が、側鎖にポリオキシアルキレン鎖を有するものであるポリウレタン樹脂(III)が、水性媒体中に水分散されていることを特徴とする水性樹脂組成物。
An epoxy prepolymer (I) having an amino group at the terminal obtained by the reaction of the polyepoxy compound (a) and the amine compound (b);
A polyurethane resin obtained by a reaction with a urethane prepolymer (II) having an isocyanate group at a terminal obtained by a reaction between a compound (c) having two or more hydroxyl groups in one molecule and a polyisocyanate compound (d). And
The polyurethane resin (III) in which the epoxy prepolymer (I) and / or the urethane prepolymer (II) has a polyoxyalkylene chain in the side chain is dispersed in water in an aqueous medium. An aqueous resin composition characterized by the above.
アミン化合物(b)が、その成分の少なくとも一部としてポリオキシアルキレンアミンを含む請求項1記載の水性樹脂組成物。 The aqueous resin composition according to claim 1, wherein the amine compound (b) contains a polyoxyalkyleneamine as at least a part of its components. エポキシプレポリマー(I)が、ポリエポキシ化合物(a)中のエポキシ基とアミン化合物(b)中のアミノ基との当量比が1:0.5〜1:2となるように反応させて得られる請求項1記載の水性樹脂組成物。 Obtained by reacting the epoxy prepolymer (I) such that the equivalent ratio of the epoxy group in the polyepoxy compound (a) to the amino group in the amine compound (b) is 1: 0.5 to 1: 2. The aqueous resin composition according to claim 1. 化合物(c)が、その成分の少なくとも一部として側鎖にポリオキシアルキレン鎖を有するポリオールを含む請求項1記載の水性樹脂組成物。 The aqueous resin composition according to claim 1, wherein the compound (c) contains a polyol having a polyoxyalkylene chain in the side chain as at least a part of the component. 側鎖にポリオキシアルキレンを有するポリオールが、ポリオキシアルキレン鎖を有するアクリレートとジアルカノールアミンとの反応生成物、グリセリンカーボネートとポリオキシアルキレンアミンとの反応生成物から選ばれる少なくとも1種である請求項4記載の水性樹脂組成物。 The polyol having polyoxyalkylene in the side chain is at least one selected from a reaction product of an acrylate having a polyoxyalkylene chain and a dialkanolamine, and a reaction product of glycerin carbonate and a polyoxyalkyleneamine. 4. The aqueous resin composition according to 4. 化合物(c)が、その成分の少なくとも一部としてカルボキシル基含有ジオールを含む請求項1記載の水性樹脂組成物。 The aqueous resin composition according to claim 1, wherein the compound (c) contains a carboxyl group-containing diol as at least a part of its components. ウレタンプレポリマー(II)が、さらに1分子中に活性水素基を2つ以上含有し、且つ3級アミノ基を含有する化合物(e)を製造原料とする請求項1記載の水性樹脂組成物。 The aqueous resin composition according to claim 1, wherein the urethane prepolymer (II) further comprises a compound (e) containing two or more active hydrogen groups in one molecule and a tertiary amino group as a production raw material. ウレタンプレポリマー(II)が、全成分中のイソシアネート基と水酸基との当量比が1:0.5〜1:0.9となるように反応させて得られる請求項1記載の水性樹脂組成物。 The aqueous resin composition according to claim 1, wherein the urethane prepolymer (II) is obtained by reacting such that the equivalent ratio of isocyanate groups to hydroxyl groups in all components is 1: 0.5 to 1: 0.9. . ポリウレタン樹脂(III)が、エポキシプレポリマー(I)中のアミノ基とウレタンプレポリマー(II)中のイソシアネート基との当量比が0.01:1〜0.9:1となるように反応させて得られる請求項1記載の水性樹脂組成物。 The polyurethane resin (III) is reacted so that the equivalent ratio of the amino group in the epoxy prepolymer (I) and the isocyanate group in the urethane prepolymer (II) is 0.01: 1 to 0.9: 1. The aqueous resin composition according to claim 1 obtained by 請求項1ないし9のいずれか1項に記載の水性樹脂組成物を含んでなる水性塗料組成物。 An aqueous coating composition comprising the aqueous resin composition according to any one of claims 1 to 9. 被塗面に、請求項10記載の水性塗料組成物を塗装することを特徴とする塗膜形成方法。 A method for forming a coating film, comprising applying the aqueous coating composition according to claim 10 to a surface to be coated. 請求項11項に記載の方法により形成される塗装物品。 A coated article formed by the method of claim 11.
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