JP2020138962A - Phosphazene compound - Google Patents

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JP2020138962A JP2020028132A JP2020028132A JP2020138962A JP 2020138962 A JP2020138962 A JP 2020138962A JP 2020028132 A JP2020028132 A JP 2020028132A JP 2020028132 A JP2020028132 A JP 2020028132A JP 2020138962 A JP2020138962 A JP 2020138962A
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睦 小笠原
Mutsumi OGASAWARA
睦 小笠原
山下 文男
Fumio Yamashita
文男 山下
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Abstract

To provide a catalyst substance which can be applied to an NCO-OH crosslinking reaction type thermosetting resin composition, has validity and resin composition stability as a catalyst, and is alternative to a metal catalyst.SOLUTION: A phosphazene compound has one or more organic groups represented by the following formula in the molecule. In the formula, ** is a bond or a hydrogen atom. X is a divalent organic group having 1 to 18 carbon atoms, and the organic group may contain an oxygen atom and/or a nitrogen atom. R1 represents a hydrogen atom or an organic group having 1 to 18 carbon atoms, and the organic group may contain at least one selected from the group consisting of an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom and a halogen atom. A1, A2 and A3 represent a monovalent organic group, the organic group may contain at least one selected from the group consisting of a carbon atom, a hydrogen atom, an oxygen atom, a nitrogen atom, a phosphorus atom, a sulfur atom and a halogen atom, may be each independent and the same, and the two or more kinds thereof may be connected to each other to form a cyclic structure.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、ホスファゼン化合物及びその製造方法、並びに上記ホスファゼン化合物を含む熱硬化性樹脂組成物に関する。 The present invention relates to a phosphazene compound, a method for producing the same, and a thermosetting resin composition containing the above phosphazene compound.

イソシアネート硬化剤は塗料等の硬化剤の一種であり、常温で活性のあるポリイソシアネート、常温において不活性化されたブロック化ポリイソシアネートなどが広く用いられている。
イソシアネート硬化剤の硬化反応を促進させる触媒として、ジブチル錫オキサイド、ジオクチル錫オキサイド、ジブチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジラウレートなどの有機錫化合物が一般的に用いられてきた(特許文献1、特許文献2)。
The isocyanate curing agent is a kind of curing agent for paints and the like, and polyisocyanates that are active at room temperature, blocked polyisocyanates that are inactivated at room temperature, and the like are widely used.
As a catalyst for accelerating the curing reaction of the isocyanate curing agent, organic tin compounds such as dibutyltin oxide, dioctyltin oxide, dibutyltin dilaurate, and dioctyltin dilaurate have been generally used (Patent Documents 1 and 2).

しかし、有機錫化合物は、その触媒性能は非常に高いものの、近年その毒性が問題となっているため、有機錫化合物に代わる触媒が求められてきた。その代替品として、ビスマス系、または亜鉛系の触媒が開発されている(特許文献3、特許文献4)。 However, although the catalytic performance of an organic tin compound is very high, its toxicity has become a problem in recent years, so that a catalyst that replaces the organic tin compound has been sought. As an alternative to this, bismuth-based or zinc-based catalysts have been developed (Patent Documents 3 and 4).

特開2004−307800号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-307800 特開2005−139273号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-139273 特開2000−290542号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-290542 特開2012−152725号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-152725

従来の熱硬化性塗料組成物はいずれも有機錫触媒を含むため、環境面の問題があった。また、ビスマス系触媒、亜鉛系触媒はそれぞれが高価であったり、触媒効果が不十分であったり、塗料安定性が低いという問題もあった。 Since all the conventional thermosetting coating compositions contain an organic tin catalyst, there is an environmental problem. Further, the bismuth-based catalyst and the zinc-based catalyst have problems that they are expensive, the catalytic effect is insufficient, and the paint stability is low.

本発明が解決しようとする課題は、イソシアネート及び/又はブロックイソシアネートを含有するNCO−OH架橋反応型の熱硬化性樹脂組成物に適用可能であり、触媒としての有効性及び塗料安定性を備えた、金属触媒に代わる触媒物質を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is applicable to an NCO-OH cross-linking reaction type thermosetting resin composition containing isocyanate and / or blocked isocyanate, and has effectiveness as a catalyst and coating stability. , To provide a catalytic material that replaces a metal catalyst.

発明者等は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、ある特定の構造を有するホスファゼン化合物を触媒として用いることで上記課題の解決が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。即ち、本発明は、以下のホスファゼン化合物及びその製造方法、並びに上記ホスファゼン化合物を含む熱硬化性樹脂組成物を提供するものである。
項1.下記一般式(1)で示される有機基を分子中に1個以上有するホスファゼン化合物。
As a result of diligent studies to solve the above-mentioned problems, the inventors have found that the above-mentioned problems can be solved by using a phosphazene compound having a specific structure as a catalyst, and have completed the present invention. That is, the present invention provides the following phosphazene compound, a method for producing the same, and a thermosetting resin composition containing the above phosphazene compound.
Item 1. A phosphazene compound having at least one organic group represented by the following general formula (1) in the molecule.

Figure 2020138962
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〔式(1)において、★★は結合手又は水素原子である。Xは炭素数1〜18の2価の有機基であり、該有機基は酸素原子及び/又は窒素原子を含んでもよい。Rは水素原子又は炭素数1〜18の有機基を示し、該有機基は酸素原子、窒素原子、硫黄原子及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも一種を含んでもよい。A、A及びAは1価の有機基を示し、該有機基は炭素原子、水素原子、酸素原子、窒素原子、リン原子、硫黄原子及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも一種を含んでもよく、各々独立していても同一であってもよく、二種以上が連結して環状構造を形成していてもよい。〕
項2.前記一般式(1)の★★が結合手である、前記項1に記載のホスファゼン化合物。
項3.前記一般式(1)のA、A、及び/又はAが、下記一般式(2)で示される有機基であることを特徴とする、前記項1または2に記載のホスファゼン化合物。
[In equation (1), ★★ is a bond or a hydrogen atom. X is a divalent organic group having 1 to 18 carbon atoms, and the organic group may contain an oxygen atom and / or a nitrogen atom. R 1 represents a hydrogen atom or an organic group having 1 to 18 carbon atoms, and the organic group may contain at least one selected from the group consisting of an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom and a halogen atom. A 1 , A 2 and A 3 represent a monovalent organic group, and the organic group is at least one selected from the group consisting of a carbon atom, a hydrogen atom, an oxygen atom, a nitrogen atom, a phosphorus atom, a sulfur atom and a halogen atom. May be included, each may be independent or the same, and two or more kinds may be connected to form an annular structure. ]
Item 2. Item 2. The phosphazene compound according to Item 1, wherein the ★★ of the general formula (1) is a bond.
Item 3. Item 2. The phosphazene compound according to Item 1 or 2, wherein A 1 , A 2 , and / or A 3 of the general formula (1) are organic groups represented by the following general formula (2).

Figure 2020138962
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〔式(2)において、★は結合手である。R〜Rは炭素数1〜12の有機基を示し、該有機基は酸素原子及び/又は窒素原子を含んでいてもよく、各々独立していても同一であってもよく、二種以上が連結して環状構造を形成していてもよい。nは0以上10以下の整数を表す。〕
項4.前記一般式(1)のA、A、及び/又はAが、下記一般式(3)で示される有機基であることを特徴とする、前記項1〜3のいずれか一項に記載のホスファゼン化合物。
[In equation (2), ★ is a joiner. R 2 to R 7 represent an organic group having 1 to 12 carbon atoms, and the organic group may contain an oxygen atom and / or a nitrogen atom, and each of them may be independent or the same. The above may be connected to form an annular structure. n represents an integer of 0 or more and 10 or less. ]
Item 4. Item 3. The item 1 to 3 above, wherein A 1 , A 2 , and / or A 3 of the general formula (1) are organic groups represented by the following general formula (3). The phosphazene compound described.

Figure 2020138962
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〔式(3)において、R、Rは前記と同義である。〕
項5.前記一般式(1)のA、A、及び/又はAが、N,N−ジメチルアミノ基、N,N−ジエチルアミノ基、N,N−ジプロピルアミノ基、N,N−ジイソプロピルアミノ基、N,N−ジブチルアミノ基、N,N−ジオクチルアミノ基、N−メチル−N−プロピルアミノ基、N−メチル−N−ブチルアミノ基、N,N−ジ(2−エチルヘキシル)アミノ基、ピロリル基、モルホリノ基、ピペリジノ基、ピロリジノ基、及びN−アルキルピペラジノ基からなる群より選ばれる少なくとも一種である、前記項1〜4のいずれか一項に記載のホスファゼン化合物。
項6.前記一般式(1)で示される有機基を分子中に1個以上有し、数平均分子量が400〜1,000,000である、前記項1〜5のいずれか一項に記載のホスファゼン化合物。
項7.下記一般式(4)の構造の有機基を分子中に1個以上有し、かつ、該有機基中の一部または全部が電離していてもよい、前記項1〜6のいずれか一項に記載のホスファゼン化合物。
[In equation (3), R 2 and R 3 have the same meanings as described above. ]
Item 5. A 1 , A 2 , and / or A 3 of the general formula (1) are N, N-dimethylamino group, N, N-diethylamino group, N, N-dipropylamino group, N, N-diisopropylamino. Group, N, N-dibutylamino group, N, N-dioctylamino group, N-methyl-N-propylamino group, N-methyl-N-butylamino group, N, N-di (2-ethylhexyl) amino group The phosphazene compound according to any one of Items 1 to 4, which is at least one selected from the group consisting of a pyrrolyl group, a morpholino group, a piperidino group, a pyrrolidino group, and an N-alkylpiperazino group.
Item 6. The phosphazene compound according to any one of the above items 1 to 5, which has one or more organic groups represented by the general formula (1) in the molecule and has a number average molecular weight of 400 to 1,000,000. ..
Item 7. Any one of the above items 1 to 6, wherein the molecule may have one or more organic groups having the structure of the following general formula (4), and a part or all of the organic groups may be ionized. The phosphazene compound according to.

Figure 2020138962
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〔式(4)において、★、X、R、A、A及びAは前記と同義である。〕
項8.下記一般式(5)の構造の有機基を分子中に1個以上有し、かつ、該有機基中の一部または全部が電離していてもよい、前記項1〜7のいずれか一項に記載のホスファゼン化合物。
[In equation (4), ★, X, R 1 , A 1 , A 2 and A 3 have the same meanings as described above. ]
Item 8. Any one of the above items 1 to 7, wherein the molecule may have one or more organic groups having the structure of the following general formula (5), and a part or all of the organic groups may be ionized. The phosphazene compound according to.

Figure 2020138962
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〔式(5)において、★、X、R、A、A及びAは前記と同義である。〕
項9.反応性官能基を分子中に1個以上有する化合物と、下記一般式(1)’で表されるホスファゼン化合物とを反応させることを特徴とする、前記項2に記載のホスファゼン化合物の製造方法。
[In equation (5), ★, X, R 1 , A 1 , A 2 and A 3 have the same meanings as described above. ]
Item 9. Item 2. The method for producing a phosphazene compound according to Item 2, wherein the compound having one or more reactive functional groups in the molecule is reacted with the phosphazene compound represented by the following general formula (1)'.

Figure 2020138962
Figure 2020138962

〔式(1)’において、X、R、A、A及びAは前記と同義である。〕
項10.前記項1〜8のいずれか一項に記載のホスファゼン化合物、水酸基含有樹脂(A)、並びに硬化剤(B)を含有する熱硬化性樹脂組成物であって、該硬化剤(B)がポリイソシアネート硬化剤及び/又はブロック化ポリイソシアネート硬化剤であることを特徴とする熱硬化性樹脂組成物。
[In equation (1)', X, R 1 , A 1 , A 2 and A 3 have the same meanings as described above. ]
Item 10. A thermosetting resin composition containing the phosphazene compound according to any one of Items 1 to 8, the hydroxyl group-containing resin (A), and the curing agent (B), wherein the curing agent (B) is poly. A thermosetting resin composition, which is an isocyanate curing agent and / or a blocked polyisocyanate curing agent.

イソシアネート及び/又はブロックイソシアネート系の熱硬化性樹脂組成物に本発明のホスファゼン化合物を適用することで、良好な塗料安定性を維持した上、金属触媒を使うことなく、優れた塗膜硬化性を有する熱硬化性樹脂組成物が得られる。また、本発明のホスファゼン化合物を適用した熱硬化性樹脂組成物によれば、仕上がり性が良好で、耐水性などに優れた塗膜を形成することができる。 By applying the phosphazene compound of the present invention to an isocyanate and / or blocked isocyanate-based thermosetting resin composition, good paint stability is maintained and excellent coating curability can be achieved without using a metal catalyst. A thermosetting resin composition having is obtained. Further, according to the thermosetting resin composition to which the phosphazene compound of the present invention is applied, it is possible to form a coating film having good finish and excellent water resistance.

本発明において、「化合物」とは、モノマー、オリゴマー、ポリマー(樹脂)などを含んだ総称を意味する。 In the present invention, the "compound" means a generic term including a monomer, an oligomer, a polymer (resin) and the like.

本発明は、ホスファゼン化合物及びその製造方法、並びに上記ホスファゼン化合物を含む熱硬化性樹脂組成物に関する。以下、詳細に述べる。 The present invention relates to a phosphazene compound, a method for producing the same, and a thermosetting resin composition containing the above phosphazene compound. The details will be described below.

<1.ホスファゼン化合物(C)>
本発明のホスファゼン化合物は、下記一般式(1)で示される有機基を分子中に1個以上有するホスファゼン化合物(C)である。
<1. Phosphazene compound (C)>
The phosphazene compound of the present invention is a phosphazene compound (C) having one or more organic groups represented by the following general formula (1) in its molecule.

Figure 2020138962
Figure 2020138962

上記式(1)において、★★は結合手又は水素原子である。Xは炭素数1〜18の2価の有機基であり、該有機基は酸素原子及び/又は窒素原子を含んでもよい。Rは水素原子又は炭素数1〜18の有機基を示し、該有機基は酸素原子、窒素原子、硫黄原子及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも一種を含んでもよい。A、A及びAは1価の有機基を示し、該有機基は炭素原子、水素原子、酸素原子、窒素原子、リン原子、硫黄原子及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも一種を含んでもよく、各々独立していても同一であってもよく、二種以上が連結して環状構造を形成していてもよい。 In the above formula (1), ★★ is a bond or a hydrogen atom. X is a divalent organic group having 1 to 18 carbon atoms, and the organic group may contain an oxygen atom and / or a nitrogen atom. R 1 represents a hydrogen atom or an organic group having 1 to 18 carbon atoms, and the organic group may contain at least one selected from the group consisting of an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom and a halogen atom. A 1 , A 2 and A 3 represent a monovalent organic group, and the organic group is at least one selected from the group consisting of a carbon atom, a hydrogen atom, an oxygen atom, a nitrogen atom, a phosphorus atom, a sulfur atom and a halogen atom. May be included, each may be independent or the same, and two or more kinds may be connected to form an annular structure.

本発明において、ホスファゼン化合物とはホスファゼン単位を有する化合物であり、ホスファゼン単位とは、N=Pの結合単位を表す。ホスファゼン単位は、複数つなげることも可能であり、一般的にホスファゼン単位が多くなるほど化合物の塩基性は高くなることが知られている。 In the present invention, the phosphazene compound is a compound having a phosphazene unit, and the phosphazene unit represents a binding unit of N = P. It is possible to connect a plurality of phosphazene units, and it is generally known that the more phosphazene units there are, the higher the basicity of the compound.

本発明のホスファゼン化合物(C)は、NCO−OH架橋反応の硬化触媒として非常に効果的である。ブロック化ポリイソシアネート硬化剤は、熱によってブロック剤が解離する。これにより遊離のイソシアネート基が再生し、水酸基含有樹脂とイソシアネート基とが反応して架橋反応が進行する。ホスファゼンは強塩基であり、ブロック化ポリイソシアネート硬化剤の解離触媒、及び水酸基含有樹脂とイソシアネート基との反応触媒として機能すると考えられる。したがって、水酸基含有樹脂、並びにポリイソシアネート硬化剤及び/又はブロック化ポリイソシアネート硬化剤を含有する樹脂組成物に本発明のホスファゼン化合物(C)を適用することで、従来のような有機錫触媒を使用せずとも、NCO−OH架橋反応を進行させることができる。 The phosphazene compound (C) of the present invention is very effective as a curing catalyst for the NCO-OH cross-linking reaction. In the blocked polyisocyanate curing agent, the blocking agent is dissociated by heat. As a result, the free isocyanate group is regenerated, and the hydroxyl group-containing resin reacts with the isocyanate group to proceed with the cross-linking reaction. Phosphazene is a strong base and is considered to function as a dissociation catalyst for a blocked polyisocyanate curing agent and a reaction catalyst for a hydroxyl group-containing resin and an isocyanate group. Therefore, by applying the phosphazene compound (C) of the present invention to a hydroxyl group-containing resin and a resin composition containing a polyisocyanate curing agent and / or a blocked polyisocyanate curing agent, a conventional organic tin catalyst can be used. The NCO-OH cross-linking reaction can proceed without this.

本発明のホスファゼン化合物(C)は、化合物の安定性、触媒性能、及び塗膜性能(耐水性など)の観点から、前記式(1)におけるA、A及びAが、それぞれ少なくとも一つ以上の窒素原子を含有する有機基であり、該有機基に隣接するリン原子と該有機基内の窒素原子とが単結合していることが好ましい。 In the phosphazene compound (C) of the present invention, A 1 , A 2 and A 3 in the above formula (1) are at least one, respectively, from the viewpoint of compound stability, catalytic performance, and coating performance (water resistance, etc.). It is an organic group containing one or more nitrogen atoms, and it is preferable that a phosphorus atom adjacent to the organic group and a nitrogen atom in the organic group are single-bonded.

本発明のホスファゼン化合物(C)は、A、A及び/又はAが下記式(2)で示される有機基であることが好ましい。 In the phosphazene compound (C) of the present invention, it is preferable that A 1 , A 2 and / or A 3 are organic groups represented by the following formula (2).

Figure 2020138962
Figure 2020138962

上記式(2)において、★は結合手である。R〜Rは炭素数1〜12の有機基を示し、該有機基は酸素原子及び/又は窒素原子を含んでいてもよく、各々独立していても同一であってもよく、二種以上が連結して環状構造を形成していてもよい。nは0以上10以下の整数を表す。 In the above equation (2), ★ is a connecting hand. R 2 to R 7 represent an organic group having 1 to 12 carbon atoms, and the organic group may contain an oxygen atom and / or a nitrogen atom, and each of them may be independent or the same. The above may be connected to form an annular structure. n represents an integer of 0 or more and 10 or less.

本発明のホスファゼン化合物(C)は、ホスファゼン単位が多いほど塩基性が増し、樹脂組成物に適用した際の触媒効果は向上するが、一方で樹脂組成物の安定性及び塗膜性能(耐水性など)は低下する。したがって、樹脂組成物の安定性及び塗膜性能(耐水性など)の観点から、本発明のホスファゼン化合物(C)は、前記式(2)におけるnが、0以上7以下であることが好ましく、0以上4以下であることがより好ましく、0または1であることがさらに好ましく、0であることが特に好ましい。nが0である場合、前記式(2)は下記式(3)で表される。 The phosphazene compound (C) of the present invention becomes more basic as the number of phosphazene units increases, and the catalytic effect when applied to the resin composition is improved, but on the other hand, the stability and coating film performance (water resistance) of the resin composition are improved. Etc.) will decrease. Therefore, from the viewpoint of stability of the resin composition and coating film performance (water resistance, etc.), the phosphazene compound (C) of the present invention preferably has n in the formula (2) of 0 or more and 7 or less. It is more preferably 0 or more and 4 or less, further preferably 0 or 1, and particularly preferably 0. When n is 0, the formula (2) is represented by the following formula (3).

Figure 2020138962
Figure 2020138962

上記式(3)において、★、R及びRは前記式(2)と同義である。 In the above formula (3), ★, R 2 and R 3 are synonymous with the above formula (2).

上記式(3)で表される有機基としては、具体的には、例えば、N,N−ジメチルアミノ基、N,N−ジエチルアミノ基、N,N−ジプロピルアミノ基、N,N−ジイソプロピルアミノ基、N,N−ジブチルアミノ基、N,N−ジオクチルアミノ基、N−メチル−N−プロピルアミノ基、N−メチル−N−ブチルアミノ基、N,N−ジ(2−エチルヘキシル)アミノ基などのジアルキルアミノ基;ピロリル基、モルホリノ基、ピペリジノ基、ピロリジノ基、N−アルキルピペラジノ基などの環状アミノ基などが挙げられる。本発明のホスファゼン化合物(C)は、化合物自体の安定性、樹脂組成物の安定性及び塗膜性能(耐水性など)の観点から、上記式(1)のA、A及びAが環状アミノ基であることが特に好ましい。 Specific examples of the organic group represented by the above formula (3) include N, N-dimethylamino group, N, N-diethylamino group, N, N-dipropylamino group and N, N-diisopropyl. Amino group, N, N-dibutylamino group, N, N-dioctylamino group, N-methyl-N-propylamino group, N-methyl-N-butylamino group, N, N-di (2-ethylhexyl) amino Dialkylamino groups such as groups; cyclic amino groups such as pyrrolyl group, morpholino group, piperidino group, pyrrolidino group, N-alkylpiperadino group and the like can be mentioned. The phosphazene compound (C) of the present invention has A 1 , A 2 and A 3 of the above formula (1) from the viewpoint of the stability of the compound itself, the stability of the resin composition and the coating film performance (water resistance, etc.). It is particularly preferably a cyclic amino group.

本発明のホスファゼン化合物(C)の数平均分子量は、塗膜性能(耐水性など)の観点から、400〜1,000,000であることが好ましい。さらに好ましくは600〜500,000であり、さらに特に好ましくは1,000〜100,000の範囲内であることが好適である
また、本明細書において、数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)を用いて測定した保持時間(保持容量)を、同一条件で測定した分子量既知の標準ポリスチレンの保持時間(保持容量)によりポリスチレンの分子量に換算して求めた値である。具体的には、ゲルパーミュエーションクロマトグラフとして、「HLC8120GPC」(商品名、東ソー社製)を使用し、カラムとして、「TSKgel G−4000HXL」、「TSKgel G−3000HXL」、「TSKgel G−2500HXL」及び「TSKgel G−2000HXL」(商品名、いずれも東ソー社製)の4本を使用し、測定温度40℃、流速1mL/min及び検出器RIの条件下で測定することができる。移動相は、ホスファゼン化合物では0.5質量%のトリエタノールアミンを添加したテトラヒドロフランを、それ以外の化合物ではテトラヒドロフランを用いて測定した。
The number average molecular weight of the phosphazene compound (C) of the present invention is preferably 400 to 1,000,000 from the viewpoint of coating film performance (water resistance, etc.). It is more preferably 600 to 500,000, still more preferably 1,000 to 100,000, and in the present specification, the number average molecular weight is a gel permeation chromatograph ( It is a value obtained by converting the holding time (holding capacity) measured using GPC) into the molecular weight of polystyrene by the holding time (holding capacity) of standard polystyrene having a known molecular weight measured under the same conditions. Specifically, "HLC8120GPC" (trade name, manufactured by Tosoh Corporation) is used as a gel permeation chromatograph, and "TSKgel G-4000HXL", "TSKgel G-3000HXL", and "TSKgel G-2500HXL" are used as columns. And "TSKgel G-2000HXL" (trade name, both manufactured by Tosoh Corporation) can be used for measurement under the conditions of a measurement temperature of 40 ° C., a flow velocity of 1 mL / min, and a detector RI. The mobile phase was measured using tetrahydrofuran added with 0.5% by mass of triethanolamine for the phosphazene compound and tetrahydrofuran for the other compounds.

本発明のホスファゼン化合物(C)は、水酸基を含んでも良い。水酸基を含む場合、水酸基がイソシアネート硬化剤と架橋反応するため、塗膜の耐水性が向上する。 The phosphazene compound (C) of the present invention may contain a hydroxyl group. When a hydroxyl group is contained, the hydroxyl group undergoes a cross-linking reaction with the isocyanate curing agent, so that the water resistance of the coating film is improved.

本発明のホスファゼン化合物(C)として、前記式(1)の★★が水素原子であるホスファゼン化合物(C1)と、前記式(1)の★★が結合手であるホスファゼン化合物(C2)が挙げられる。それぞれのホスファゼン化合物の製造方法を以下で述べる。 Examples of the phosphazene compound (C) of the present invention include a phosphazene compound (C1) in which ★★ in the formula (1) is a hydrogen atom and a phosphazene compound (C2) in which ★★ in the formula (1) is a bond. Be done. The method for producing each phosphazene compound is described below.

<2−1.ホスファゼン化合物(C1)の製造方法>
ホスファゼン化合物(C1)は、前記式(1)の★★が水素原子である化合物であり、下記式(1)’で表される。
<2-1. Method for producing phosphazene compound (C1)>
The phosphazene compound (C1) is a compound in which ★★ of the above formula (1) is a hydrogen atom, and is represented by the following formula (1)'.

Figure 2020138962
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上記式(1)’において、X、R、A、A及びAは前記式(1)と同義である。 In the above formula (1)', X, R 1 , A 1 , A 2 and A 3 are synonymous with the above formula (1).

ホスファゼン化合物(C1)は、五塩化リンと反応性官能基を分子中に1個以上有する任意の有機化合物(A’)とを反応させた後、下記式(6)で表されるジアミン化合物(D)と反応させ、強塩基により脱プロトン化することで製造される。 The phosphazene compound (C1) is a diamine compound represented by the following formula (6) after reacting phosphorus pentachloride with an arbitrary organic compound (A') having one or more reactive functional groups in the molecule. It is produced by reacting with D) and deprotonating with a strong base.

Figure 2020138962
Figure 2020138962

上記式(6)において、X、Rは前記式(1)と同義である。 In the above formula (6), X and R 1 are synonymous with the above formula (1).

五塩化リンと反応性官能基を分子中に1個以上有する任意の有機化合物(A’)とをジクロロメタンの存在下で反応させることで、下記式(7)で表される中間体(α)が製造できる。 By reacting phosphorus pentachloride with any organic compound (A') having one or more reactive functional groups in the molecule in the presence of dichloromethane, the intermediate (α) represented by the following formula (7) Can be manufactured.

Figure 2020138962
Figure 2020138962

上記式(7)において、A、A及びAは前記式(1)と同義である。 In the above formula (7), A 1 , A 2 and A 3 are synonymous with the above formula (1).

反応性官能基を分子中に1個以上有する任意の有機化合物(A’)は、五塩化リンと反応することで、上記式(7)におけるA、A及びAの有機基となる。有機化合物(A’)は、炭素原子、水素原子、酸素原子、窒素原子、リン原子、硫黄原子及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも一種を含み、分子中に1個以上の反応性官能基を有する有機化合物であれば特に制限なく使用できるが、反応性官能基としてアミンを有する有機化合物であることが好ましい。具体的には、例えば、N,N−ジメチルアミン、N,N−ジエチルアミン、N,N−ジプロピルアミン、N,N−ジイソプロピルアミン、N,N−ジブチルアミン、N,N−ジオクチルアミン、N−メチル−N−プロピルアミン、N−メチル−N−ブチルアミン、N,N−ジ(2−エチルヘキシル)アミンなどのジアルキルアミン;ピロール、モルホリン、ピペリジン、ピロリジン、N−アルキルピペラジンなどの環状アミンなどが挙げられ、これらは1種を単独で又は2種以上を併用して用いることができる。有機化合物(A’)は、ホスファゼン化合物(C1)の安定性、樹脂組成物の安定性及び塗膜性能(耐水性など)の観点から、環状アミンであることが特に好ましい。 Any organic compound (A') having one or more reactive functional groups in the molecule becomes the organic groups of A 1 , A 2 and A 3 in the above formula (7) by reacting with phosphorus pentachloride. .. The organic compound (A') contains at least one selected from the group consisting of carbon atom, hydrogen atom, oxygen atom, nitrogen atom, phosphorus atom, sulfur atom and halogen atom, and has one or more reactive functional elements in the molecule. Any organic compound having a group can be used without particular limitation, but an organic compound having an amine as a reactive functional group is preferable. Specifically, for example, N, N-dimethylamine, N, N-diethylamine, N, N-dipropylamine, N, N-diisopropylamine, N, N-dibutylamine, N, N-dioctylamine, N. Dialkylamines such as -methyl-N-propylamine, N-methyl-N-butylamine, N, N-di (2-ethylhexyl) amines; cyclic amines such as pyrrole, morpholine, piperidine, pyrrolidine, N-alkylpiperazine, etc. These can be used alone or in combination of two or more. The organic compound (A') is particularly preferably a cyclic amine from the viewpoint of the stability of the phosphazene compound (C1), the stability of the resin composition, and the coating film performance (water resistance, etc.).

上記中間体(α)に前記式(6)で表されるジアミン化合物(D)を加えると、ジアミン化合物(D)のアミノ基と中間体(α)が反応することで、下記式(8)で表される中間体(β)が製造できる。 When the diamine compound (D) represented by the formula (6) is added to the intermediate (α), the amino group of the diamine compound (D) reacts with the intermediate (α), whereby the following formula (8) The intermediate (β) represented by is produced.

Figure 2020138962
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上記式(8)において、X、R、A、A及びAは前記式(1)と同義である。 In the above formula (8), X, R 1 , A 1 , A 2 and A 3 are synonymous with the above formula (1).

前記式(6)のジアミン化合物(D)においてRが水素原子である場合、すなわちジアミン化合物(D)の2つのアミノ基がいずれも1級アミンである場合、中間体(α)と2つのアミノ基が反応して二置換体が生成される可能性が高い。したがって、ジアミン化合物(D)は、1級アミノ基と2級アミノ基を1つずつ有することが好ましい。具体的には、前記式(6)のジアミン化合物(D)において、Rが炭素数1〜18の1価の有機基であることが好ましく、さらに好ましくは炭素数1〜10の1価の有機基であることが好適である。ジアミン化合物(D)が1級アミノ基と2級アミノ基の双方を含有する場合、前記中間体(α)はより反応性の高い1級アミノ基と優先的に反応するため、中間体(β)の収率が向上する。 When R 1 is a hydrogen atom in the diamine compound (D) of the above formula (6), that is, when both of the two amino groups of the diamine compound (D) are primary amines, an intermediate (α) and two It is highly possible that the amino group reacts to form a diamine. Therefore, the diamine compound (D) preferably has one primary amino group and one secondary amino group. Specifically, in the diamine compound (D) of the above formula (6), R 1 is preferably a monovalent organic group having 1 to 18 carbon atoms, and more preferably a monovalent organic group having 1 to 10 carbon atoms. It is preferably an organic group. When the diamine compound (D) contains both a primary amino group and a secondary amino group, the intermediate (α) preferentially reacts with the more reactive primary amino group, and thus the intermediate (β). ) Is improved.

上記中間体(β)に強塩基を加え、脱プロトン化することで、前記式(1)’のホスファゼン化合物(C1)を製造することができる。 The phosphazene compound (C1) of the formula (1)'can be produced by adding a strong base to the intermediate (β) and deprotonating it.

上記一般式(1)’のホスファゼン化合物(C1)は、それ自体でも、ブロック化ポリイソシアネート硬化剤の解離触媒、及び水酸基含有樹脂とイソシアネート基との反応触媒として使用することができるが、塗膜性能(耐水性など)の観点から、ホスファゼン化合物(C1)と反応性官能基を分子中に1個以上有する化合物とを反応させ、ホスファゼン化合物(C2)とすることが好ましい。 The phosphazene compound (C1) of the general formula (1)'can be used by itself as a dissociation catalyst for a blocked polyisocyanate curing agent and a reaction catalyst between a hydroxyl group-containing resin and an isocyanate group. From the viewpoint of performance (water resistance, etc.), it is preferable to react the phosphazene compound (C1) with a compound having at least one reactive functional group in the molecule to obtain a phosphazene compound (C2).

<2−2.ホスファゼン化合物(C2)の製造方法>
ホスファゼン化合物(C2)は、前記式(1)の★★が結合手である化合物であり、前述のホスファゼン化合物(C1)のアミノ基と反応性官能基を分子中に1個以上有する化合物(E)とを反応させることで製造される。
<2-2. Method for producing phosphazene compound (C2)>
The phosphazene compound (C2) is a compound in which ★★ of the above formula (1) is a binder, and has one or more amino groups and reactive functional groups in the molecule of the above-mentioned phosphazene compound (C1) (E). ) Is reacted with.

反応性官能基を分子中に1個以上有する化合物(E)は、活性水素基と反応する反応性官能基を1個以上有するものであれば、化合物の種類に特に制限は無く、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイソシアネート化合物等を用いることができる。 The compound (E) having one or more reactive functional groups in the molecule is not particularly limited in the type of the compound as long as it has one or more reactive functional groups that react with the active hydrogen group. For example, acrylic. Resins, polyester resins, urethane resins, epoxy resins, polyisocyanate compounds and the like can be used.

反応性官能基を分子中に1個以上有する化合物(E)は、塗膜性能(耐水性など)の観点から、数平均分子量が150以上であることが好ましく、150〜1,000,000がより好ましく、400〜500,000がさらに好ましく、800〜100,000が特に好ましい。 The compound (E) having one or more reactive functional groups in the molecule preferably has a number average molecular weight of 150 or more, preferably 150 to 1,000,000, from the viewpoint of coating film performance (water resistance, etc.). More preferably, 400 to 500,000 is further preferable, and 800 to 100,000 is particularly preferable.

反応性官能基を分子中に1個以上有する化合物(E)における反応性官能基としては、具体的には、例えば、グリシジル基、イソシアネート基、ブロック化イソシアネート基、カルボニル基、カルボキシル基などが挙げられるが、中でも、グリシジル基、イソシアネート基、及びブロック化イソシアネート基からなる群より選ばれる少なくとも一種が好ましく、下記式(9)または式(10)で表される構造のグリシジル基が特に好ましい。 Specific examples of the reactive functional group in the compound (E) having one or more reactive functional groups in the molecule include a glycidyl group, an isocyanate group, a blocked isocyanate group, a carbonyl group, a carboxyl group and the like. However, at least one selected from the group consisting of a glycidyl group, an isocyanate group, and a blocked isocyanate group is preferable, and a glycidyl group having a structure represented by the following formula (9) or formula (10) is particularly preferable.

Figure 2020138962
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Figure 2020138962
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上記式(9)及び(10)において、★は結合手である。 In the above equations (9) and (10), ★ is a bond.

グリシジル基を含有する化合物とホスファゼン化合物(C1)と反応させると、下記式(4)で表される有機基を有するホスファゼン化合物(C2−1)が製造できる。なお、下記式(4)の有機基は、一部または全部が電離していてもよい。 By reacting a compound containing a glycidyl group with a phosphazene compound (C1), a phosphazene compound (C2-1) having an organic group represented by the following formula (4) can be produced. The organic group of the following formula (4) may be partially or completely ionized.

Figure 2020138962
Figure 2020138962

上記式(4)において、★は結合手である。X、R、A、A及びAは前記式(1)と同義である。 In the above equation (4), ★ is a connecting hand. X, R 1 , A 1 , A 2 and A 3 are synonymous with the above formula (1).

前記式(9)または式(10)で表される構造のグリシジル基を有する化合物とホスファゼン化合物(C1)と反応させると、それぞれ下記式(11)で表される有機基を有するホスファゼン化合物(C2−1−1)、または下記式(12)で表される有機基を有するホスファゼン化合物(C2−1−2)が製造できる。なお、下記式(11)及び(12)の有機基は、一部または全部が電離していてもよい。 When the compound having a glycidyl group having the structure represented by the formula (9) or the formula (10) is reacted with the phosphazene compound (C1), the phosphazene compound (C2) having an organic group represented by the following formula (11), respectively A phosphazene compound (C2-1-2) having an organic group represented by 1-1) or the following formula (12) can be produced. The organic groups of the following formulas (11) and (12) may be partially or completely ionized.

Figure 2020138962
Figure 2020138962

Figure 2020138962
Figure 2020138962

上記式(11)及び(12)において、★は結合手である。X、R、A、A及びAは前記式(1)と同義である。 In the above equations (11) and (12), ★ is a bond. X, R 1 , A 1 , A 2 and A 3 are synonymous with the above formula (1).

イソシアネート基またはブロック化イソシアネート基を含有する化合物とホスファゼン化合物(C1)と反応させると、下記式(5)で表される有機基を有するホスファゼン化合物(C2―2)が製造できる。なお、下記式(5)の有機基は、一部または全部が電離していてもよい。 By reacting a compound containing an isocyanate group or a blocked isocyanate group with a phosphazene compound (C1), a phosphazene compound (C2-2) having an organic group represented by the following formula (5) can be produced. The organic group of the following formula (5) may be partially or completely ionized.

Figure 2020138962
Figure 2020138962

上記式(5)において、★は結合手である。X、R、A、A及びAは前記式(1)と同義である。 In the above equation (5), ★ is a connecting hand. X, R 1 , A 1 , A 2 and A 3 are synonymous with the above formula (1).

<3.熱硬化性樹脂組成物>
本発明のホスファゼン化合物(C)は、水酸基含有樹脂(A)、並びにポリイソシアネート硬化剤及び/又はブロック化ポリイソシアネート硬化剤を含有する熱硬化性樹脂組成物の触媒として適用することができる。
<3. Thermosetting resin composition>
The phosphazene compound (C) of the present invention can be applied as a catalyst for a thermosetting resin composition containing a hydroxyl group-containing resin (A) and a polyisocyanate curing agent and / or a blocked polyisocyanate curing agent.

水酸基含有樹脂(A)としては、水酸基を有し、硬化剤(B)と架橋できる樹脂であれば、公知のものを特に制限なく使用できる。 As the hydroxyl group-containing resin (A), any known resin that has a hydroxyl group and can be crosslinked with the curing agent (B) can be used without particular limitation.

ポリイソシアネート硬化剤及びブロック化ポリイソシアネート硬化剤と架橋できる水酸基以外の反応性官能基としては、アミノ基、カルボキシル基、活性メチレン基等の活性水素を有する反応性官能基の他、エポキシ基、カルボン酸無水物基などが挙げられ、これらは水酸基と併用して用いることができる。 Reactive functional groups other than hydroxyl groups that can be crosslinked with polyisocyanate curing agents and blocked polyisocyanate curing agents include reactive functional groups having active hydrogen such as amino groups, carboxyl groups, and active methylene groups, as well as epoxy groups and carboxylic acids. Examples thereof include an acid anhydride group, and these can be used in combination with a hydroxyl group.

水酸基含有樹脂(A)の種類としては、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アルキド樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂などが挙げられ、これらは1種を単独で又は2種以上を併用して用いることができる。なかでも、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。 Examples of the type of the hydroxyl group-containing resin (A) include acrylic resin, polyester resin, epoxy resin, alkyd resin, polyether resin, polyurethane resin, and polyamide resin, and these may be used alone or in combination of two or more. Can be used in combination. Among them, at least one selected from acrylic resin, polyester resin, and epoxy resin is preferable.

水酸基含有樹脂(A)は、熱硬化性樹脂組成物中で分散状態(例えば、水性溶媒中でエマルション状態)又は溶解状態であることが好ましい。また、分散状態の場合、架橋樹脂粒子であってもよい。 The hydroxyl group-containing resin (A) is preferably in a dispersed state (for example, an emulsion state in an aqueous solvent) or a dissolved state in the thermosetting resin composition. Further, in the case of a dispersed state, it may be crosslinked resin particles.

本発明の熱硬化性樹脂組成物に用いることができる硬化剤(B)は、ポリイソシアネート硬化剤(B1)及び/又はブロック化ポリイソシアネート硬化剤(B2)である。ポリイソシアネート硬化剤(B1)は、公知のものを特に制限なく使用することができ、例えば、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−2,2’−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−2,4’−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート、クルードMDI[ポリメチレンポリフェニルイソシアネート]、ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、メチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなどの芳香族、脂肪族又は脂環族ポリイソシアネート化合物;これらのポリイソシアネート化合物の環化重合体又はビゥレット体;又はこれらの組合せを挙げることができる。 The curing agent (B) that can be used in the thermosetting resin composition of the present invention is a polyisocyanate curing agent (B1) and / or a blocked polyisocyanate curing agent (B2). As the polyisocyanate curing agent (B1), known ones can be used without particular limitation, for example, tolylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, phenylenedi isocyanate, diphenylmethane-2,2'-diisocyanate, diphenylmethane-2,4'. Aromatic, aliphatic or such as −diisocyanate, diphenylmethane-4,4'-diisocyanate, crude MDI [polymethylenepolyphenylisocyanate], bis (isocyanatemethyl) cyclohexane, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, methylene diisocyanate, isophorone diisocyanate. Alicyclic polyisocyanate compounds; cyclized polymers or billets of these polyisocyanate compounds; or combinations thereof can be mentioned.

ブロック化ポリイソシアネート硬化剤(B2)は、ポリイソシアネート化合物とイソシアネートブロック剤とのほぼ化学理論量での付加反応生成物である。 The blocked polyisocyanate curing agent (B2) is an addition reaction product of the polyisocyanate compound and the isocyanate blocking agent in a substantially chemical theoretical amount.

ブロック化ポリイソシアネート硬化剤で使用されるポリイソシアネート化合物としては、公知のものを特に制限なく使用することができ、例えば、上記(B1)で挙げた化合物等が使用できる。 As the polyisocyanate compound used in the blocked polyisocyanate curing agent, known compounds can be used without particular limitation, and for example, the compounds listed in (B1) above can be used.

イソシアネートブロック剤は、ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基に付加する化合物である。イソシアネートブロック剤が付加することで生成するブロック化ポリイソシアネート化合物は、常温において安定であるが、塗膜の焼付け温度(通常約80〜約200℃)に加熱した際、ブロック剤が解離して遊離のイソシアネート基を再生することが望ましい。 The isocyanate blocking agent is a compound added to the isocyanate group of the polyisocyanate compound. The blocked polyisocyanate compound produced by the addition of the isocyanate blocking agent is stable at room temperature, but when heated to the baking temperature of the coating film (usually about 80 to about 200 ° C.), the blocking agent is dissociated and released. It is desirable to regenerate the isocyanate group of.

ブロック化ポリイソシアネート硬化剤(B2)で使用されるイソシアネートブロック剤としては、例えば、メチルエチルケトオキシム、シクロヘキサノンオキシムなどのオキシム系化合物;フェノール、パラ−t−ブチルフェノール、クレゾールなどのフェノール系化合物;n−ブタノール、2−エチルヘキサノール、フェニルカルビノール、メチルフェニルカルビノール、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコール、プロピレングリコールなどのアルコール系化合物;ε−カプロラクタム、γ−ブチロラクタムなどのラクタム系化合物;マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、マロン酸ジイソプロピル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸メチル、アセチルアセトンなどの活性メチレン系化合物;ジメチルピラゾールなどのピラゾール系化合物などが挙げられ、これらは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。なかでも、解離温度と樹脂組成物の安定性の観点から、アルコール系化合物、ピラゾール系化合物、オキシム系化合物、及びラクタム系化合物から選ばれる少なくとも1種を用いることが好ましく、アルコール系化合物が特に好ましい。 Examples of the isocyanate blocking agent used in the blocked polyisocyanate curing agent (B2) include oxime compounds such as methyl ethyl ketooxime and cyclohexanone oxime; phenolic compounds such as phenol, parat-butylphenol and cresol; n-butanol. , 2-Ethylhexanol, phenylcarbinol, methylphenylcarbinol, ethyleneglycol monobutyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol, propylene glycol and other alcohol compounds; ε-caprolactam, γ-butyrolactam and other lactam compounds; malon Active methylene compounds such as dimethyl acid, diethyl malonate, diisopropyl malate, ethyl acetoacetate, methyl acetoacetate, and acetylacetone; pyrazole compounds such as dimethylpyrazole, etc., may be used alone or in combination of two or more. Can be used in combination. Among them, from the viewpoint of dissociation temperature and stability of the resin composition, it is preferable to use at least one selected from alcohol-based compounds, pyrazole-based compounds, oxime-based compounds, and lactam-based compounds, and alcohol-based compounds are particularly preferable. ..

本発明の熱硬化性樹脂組成物における水酸基含有樹脂(A)及び硬化剤(B)の配合割合としては、樹脂組成物の固形分合計質量を基準にして、成分(A)が、通常10〜90質量%、好ましくは20〜80質量%、成分(B)が、通常10〜60質量%、好ましくは15〜55質量%の範囲内であることが、仕上がり性、硬化性に優れた塗装物品を得る為に好ましい。 As the blending ratio of the hydroxyl group-containing resin (A) and the curing agent (B) in the thermosetting resin composition of the present invention, the component (A) is usually 10 to 10 based on the total solid mass of the resin composition. A coated article excellent in finishability and curability, in which 90% by mass, preferably 20 to 80% by mass, and the component (B) is usually in the range of 10 to 60% by mass, preferably 15 to 55% by mass. It is preferable to obtain.

本発明のホスファゼン化合物(C)の含有量は、前記式(1)の有機基部位の質量で換算する場合、樹脂組成物の固形分合計質量を基準にして、通常0.01〜30質量%、好ましくは0.1〜15質量%の範囲内であることが、硬化性及び耐水性の観点から好適である。 The content of the phosphazene compound (C) of the present invention is usually 0.01 to 30% by mass based on the total solid content mass of the resin composition when converted by the mass of the organic group moiety of the above formula (1). It is preferably in the range of 0.1 to 15% by mass from the viewpoint of curability and water resistance.

本発明の熱硬化性樹脂組成物は、特に限定されるものではないが、例えば、ホスファゼン化合物、水酸基含有樹脂(A)、硬化剤(B)に加え、必要に応じて、水酸基を含まない樹脂、溶媒、中和剤、界面活性剤、表面調整剤、増粘剤、沈降防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、消泡剤、解離触媒、可塑剤などを含有することができる。 The thermosetting resin composition of the present invention is not particularly limited, but for example, in addition to a phosphazene compound, a hydroxyl group-containing resin (A), and a curing agent (B), a hydroxyl group-free resin is required. , Solvents, neutralizers, surfactants, surface conditioners, thickeners, antisettling agents, UV absorbers, light stabilizers, defoamers, dissociation catalysts, plasticizers and the like.

上記溶媒としては、水や有機溶剤など、公知のものを制限なく使用することができる。有機溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、n−ヘキサンなどの炭化水素系;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル系;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルアミルケトン、イソブチルメチルケトンなどのケトン系;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド系;メタノール、エタノール、n−プロパノール、iso−プロパノールなどのアルコール系、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のエーテルアルコール系化合物;あるいはこれらの混合物などが挙げられる。 As the solvent, known solvents such as water and organic solvents can be used without limitation. Examples of the organic solvent include hydrocarbon systems such as toluene, xylene, cyclohexane and n-hexane; ester systems such as methyl acetate, ethyl acetate and butyl acetate; acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl amyl ketone and isobutyl methyl ketone. Ketones such as; dimethylformamide, amides such as dimethylacetamide; alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol and iso-propanol, ether alcohols such as ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monoethyl ether and propylene glycol monomethyl ether. Compounds; or mixtures thereof, etc. may be mentioned.

また、イソシアネートブロック剤の解離触媒としては、本願で用いるホスファゼン化合物以外にビスマス系化合物、亜鉛系化合物、チタン系化合物、アミジン系化合物、4級塩系化合物、プロアザホスファトラン系化合物などを好適に使用することができる。しかし、ジブチル錫ジベンゾエート、ジオクチル錫オキサイド、ジブチル錫オキサイドなどの有機錫化合物は、環境面への配慮から実質的に使用しない事が好ましい。 In addition to the phosphazene compound used in the present application, a bismuth-based compound, a zinc-based compound, a titanium-based compound, an amidine-based compound, a quaternary salt-based compound, a proazaphosphatran-based compound, and the like are preferable as the dissociation catalyst of the isocyanate blocking agent. Can be used for. However, it is preferable that organic tin compounds such as dibutyltin dibenzoate, dioctyltin oxide, and dibutyltin oxide are substantially not used in consideration of the environment.

以下、実施例及び比較例により、本発明をさらに説明する。
各種樹脂の重合方法、樹脂組成物及び塗料の製造方法、評価試験方法などは当該技術分野で従来公知の方法を用いている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能である。
各例中の「部」は質量部、「%」は質量%を示す。
Hereinafter, the present invention will be further described with reference to Examples and Comparative Examples.
Conventionally known methods in the art are used for polymerization methods of various resins, methods for producing resin compositions and paints, evaluation test methods, and the like. However, the present invention is not limited to this, and various modifications and modifications can be made within the same range of the technical idea of the present invention and the claims.
In each example, "part" indicates a mass part and "%" indicates a mass%.

製造例1(アクリル樹脂)
撹拌装置、温度計、冷却管、窒素ガス導入口を備えた四ツ口フラスコにプロピレングリコールモノメチルエーテル31部を仕込み、窒素ガス通気下で110℃に昇温した。110℃に達した後、窒素ガスの通気を止め、2−ヒドロキシエチルアクリレート22部、メチルメタクリレート30部、2−エチルへキシルアクリレート22部、スチレン25部、アクリル酸1部、及び2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)4部からなる混合物を4時間かけて滴下した。ついで、110℃で窒素ガスを通気しながら2時間熟成させた後、100℃まで冷却し、プロピレングリコールモノメチルエーテルで希釈することにより、固形分60%のアクリル樹脂(A−1)溶液を得た。アクリル樹脂(A−1)は、数平均分子量7,000、水酸基価106mgKOH/gであった。
Production Example 1 (acrylic resin)
31 parts of propylene glycol monomethyl ether was placed in a four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, a cooling tube, and a nitrogen gas inlet, and the temperature was raised to 110 ° C. under ventilation of nitrogen gas. After reaching 110 ° C., the aeration of nitrogen gas was stopped, and 22 parts of 2-hydroxyethyl acrylate, 30 parts of methyl methacrylate, 22 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 25 parts of styrene, 1 part of acrylic acid, and 2,2' -A mixture consisting of 4 parts of azobis (isobutyronitrile) was added dropwise over 4 hours. Then, it was aged at 110 ° C. with nitrogen gas for 2 hours, cooled to 100 ° C., and diluted with propylene glycol monomethyl ether to obtain an acrylic resin (A-1) solution having a solid content of 60%. .. The acrylic resin (A-1) had a number average molecular weight of 7,000 and a hydroxyl value of 106 mgKOH / g.

製造例2(エポキシ樹脂)
攪拌機、温度計、窒素導入管および還流冷却器を取りつけたフラスコに、jER1001(商品名、三菱化学社製、エポキシ樹脂、エポキシ当量475、数平均分子量900)950部、1,6−ヘキサンジオール236部、ジメチルベンジルアミン0.2gを加え、200℃でエポキシ当量が30,000以上になるまで反応させ、更にエチレングリコールモノブチルエーテルを加え、固形分60%のエポキシ樹脂(A−2)溶液を得た。エポキシ樹脂(A−2)の数平均分子量は2,500であった。
Production Example 2 (epoxy resin)
950 parts of jER1001 (trade name, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, epoxy resin, epoxy equivalent 475, number average molecular weight 900), 1,6-hexanediol 236 in a flask equipped with a stirrer, thermometer, nitrogen introduction tube and reflux condenser. A part, 0.2 g of dimethylbenzylamine was added and reacted at 200 ° C. until the epoxy equivalent became 30,000 or more, and ethylene glycol monobutyl ether was further added to obtain an epoxy resin (A-2) solution having a solid content of 60%. It was. The number average molecular weight of the epoxy resin (A-2) was 2,500.

<硬化剤の製造>
製造例3(ブロック化ポリイソシアネート硬化剤)
攪拌機、加熱装置、冷却装置、減圧装置を備えた4つ口フラスコにヘキサメチレンジイソシアネート(B−1)272部及びメチルエチルケトン214部を仕込み、60℃に加熱した。次いで、メチルエチルケトオキシム169部を攪拌しながら1時間かけて徐々に添加した。その後、60℃で2時間反応させた後、トリメチロールプロパン59部を温度が70℃以上にならないように徐々に添加した。攪拌下、その反応混合物を赤外分光法によって、遊離のイソシアネート基が検出されなくなるまで60℃にて反応させた。反応終了後、固形分70%のブロック化ポリイソシアネート硬化剤(B―2)を得た。得られたブロック化ポリイソシアネート硬化剤(B―2)のNCO量は16.4%であった。
<Manufacturing of hardener>
Production Example 3 (blocked polyisocyanate curing agent)
272 parts of hexamethylene diisocyanate (B-1) and 214 parts of methyl ethyl ketone were charged into a four-necked flask equipped with a stirrer, a heating device, a cooling device, and a depressurizing device, and heated to 60 ° C. Then, 169 parts of methyl ethyl ketooxime was gradually added over 1 hour with stirring. Then, after reacting at 60 ° C. for 2 hours, 59 parts of trimethylolpropane was gradually added so that the temperature did not exceed 70 ° C. Under stirring, the reaction mixture was reacted at 60 ° C. by infrared spectroscopy until no free isocyanate groups were detected. After completion of the reaction, a blocked polyisocyanate curing agent (B-2) having a solid content of 70% was obtained. The amount of NCO of the obtained blocked polyisocyanate curing agent (B-2) was 16.4%.

<顔料分散ペーストの製造>
製造例4(顔料分散ペースト)
撹拌機、温度計、滴下ロートおよび還流冷却器を取り付けたフラスコに、jER828(商品名、三菱化学社製、エポキシ樹脂、エポキシ当量190、数平均分子量370)1010部、ビスフェノールA 390部、プラクセル212(商品名、ポリカプロラクトンジオール、ダイセル化学工業株式会社、重量平均分子量約1,250)240部及びジメチルベンジルアミン0.2部を加え、130℃でエポキシ当量が約1,090になるまで反応させた。次に、ジメチルエタノールアミン134部及び乳酸150部を加え、120℃で4時間反応させた。次いで、メチルイソブチルケトンを加えて固形分を調整し、固形分60%の4級アンモニウム塩型顔料分散用樹脂溶液を得た。
<Manufacturing of pigment dispersion paste>
Production Example 4 (Pigment dispersion paste)
In a flask equipped with a stirrer, thermometer, dropping funnel and reflux cooler, jER828 (trade name, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, epoxy resin, epoxy equivalent 190, number average molecular weight 370) 1010 parts, bisphenol A 390 parts, praxel 212 (Product name, polycaprolactone diol, Daicel Chemical Industry Co., Ltd., weight average molecular weight of about 1,250) Add 240 parts and 0.2 part of dimethylbenzylamine, and react at 130 ° C. until the epoxy equivalent reaches about 1,090. It was. Next, 134 parts of dimethylethanolamine and 150 parts of lactic acid were added, and the mixture was reacted at 120 ° C. for 4 hours. Next, methyl isobutyl ketone was added to adjust the solid content, and a resin solution for dispersing a quaternary ammonium salt-type pigment having a solid content of 60% was obtained.

続いて、上記顔料分散用樹脂溶液8.3部(固形分5部)、酸化チタン14.5部、精製クレー8.0部、カーボンブラック0.3部及びプロピレングリコールモノメチルエーテル24.5部を加え、ボールミルにて20時間分散し、固形分50%の顔料分散ペーストを得た。 Subsequently, 8.3 parts of the resin solution for pigment dispersion (5 parts of solid content), 14.5 parts of titanium oxide, 8.0 parts of purified clay, 0.3 part of carbon black and 24.5 parts of propylene glycol monomethyl ether were added. In addition, it was dispersed in a ball mill for 20 hours to obtain a pigment-dispersed paste having a solid content of 50%.

<ホスファゼン化合物(C)の製造>
実施例1 ホスファゼン化合物(C−1)
温度計、滴下ロートを取り付けたフラスコに窒素雰囲気下でジクロロメタン101.5gと五塩化リン20.8g(0.1mol)の懸濁液を−30℃前後に保持し、攪拌した。ここにピロリジン21.3g(0.3mol)とトリエチルアミン40.5g(0.4mol)を滴下した。これを室温まで戻した。得られた反応物を0℃付近に保持し、N−エチルエチレンジアミン26.5g(0.3mol)を滴下した。その後、反応物を室温20℃から35℃に保持した。生成した不溶物を濾過し、その後得られた濾液をジクロロメタンと脱イオン水を用いて洗浄し、得られた有機相を濃縮した。得られた反応物にカリウムメトキシド/メタノール溶液(カリウムメトキシドを6.3g(0.09mol)含む)を加え、室温で攪拌した。生成した不溶物を濾過し、濃縮して、分子量327のホスファゼン化合物(C−1)を得た。精製後の収率は約80%であった。
1H−NMR(DMSO)δ(ppm): 0.99(dd,J=7.0 Hz,3H),1.73(m,13H),2.42(t,J=5.6 Hz,2H),2.51(dd,J1=14.4 Hz,J2=7.2 Hz,2H),3.06(m,14H)。
<Production of phosphazene compound (C)>
Example 1 Phosphazene compound (C-1)
A suspension of 101.5 g of dichloromethane and 20.8 g (0.1 mol) of phosphorus pentachloride was held at around −30 ° C. in a flask equipped with a thermometer and a dropping funnel under a nitrogen atmosphere and stirred. 21.3 g (0.3 mol) of pyrrolidine and 40.5 g (0.4 mol) of triethylamine were added dropwise thereto. This was returned to room temperature. The obtained reaction product was kept at around 0 ° C., and 26.5 g (0.3 mol) of N-ethylethylenediamine was added dropwise. Then, the reaction product was kept at room temperature of 20 ° C. to 35 ° C. The resulting insoluble material was filtered, and the obtained filtrate was washed with dichloromethane and deionized water, and the obtained organic phase was concentrated. A potassium methoxyde / methanol solution (containing 6.3 g (0.09 mol) of potassium methoxyde) was added to the obtained reaction product, and the mixture was stirred at room temperature. The produced insoluble material was filtered and concentrated to obtain a phosphazene compound (C-1) having a molecular weight of 327. The yield after purification was about 80%.
1H-NMR (DMSO) δ (ppm): 0.99 (dd, J = 7.0 Hz, 3H), 1.73 (m, 13H), 2.42 (t, J = 5.6 Hz, 2H) ), 2.51 (dd, J1 = 14.4 Hz, J2 = 7.2 Hz, 2H), 3.06 (m, 14H).

実施例2 ホスファゼン化合物(C−2)
攪拌機、温度計、窒素導入管および還流冷却器を取りつけたフラスコに、実施例1で得られたホスファゼン化合物(C−1)327部、jER1001(商品名、三菱化学社製、エポキシ樹脂、エポキシ当量475、数平均分子量900)475部、メチルイソブチルケトン537部を加え、反応を行ない、エポキシ基量の99%以上を反応させた。
エチレングリコールモノブチルエーテルを加えて固形分を調整し、固形分50%のホスファゼン化合物(C−2)溶液を得た。ホスファゼン化合物(C−2)の数平均分子量は1,500であった。
Example 2 Phosphazene compound (C-2)
In a flask equipped with a stirrer, a thermometer, a nitrogen introduction tube and a reflux condenser, 327 parts of the phosphazene compound (C-1) obtained in Example 1, jER1001 (trade name, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, epoxy resin, epoxy equivalent). 475 parts, number average molecular weight 900) 475 parts and 537 parts of methyl isobutyl ketone were added, and the reaction was carried out to react 99% or more of the epoxy group amount.
Ethylene glycol monobutyl ether was added to adjust the solid content to obtain a phosphazene compound (C-2) solution having a solid content of 50%. The number average molecular weight of the phosphazene compound (C-2) was 1,500.

実施例3 ホスファゼン化合物(C−3)
攪拌機、温度計、窒素導入管および還流冷却器を取りつけたフラスコに、実施例1で得られたホスファゼン化合物(C−1)327部、jER1004(商品名、三菱化学社製、エポキシ樹脂、エポキシ当量925、数平均分子量1650)925部、メチルイソブチルケトン537部を加え、反応を行ない、エポキシ基量の99%以上を反応させた。
エチレングリコールモノブチルエーテルを加えて固形分を調整し、固形分50%のホスファゼン化合物(C−3)溶液を得た。ホスファゼン化合物(C−3)の数平均分子量は2,300であった。
Example 3 Phosphazene compound (C-3)
In a flask equipped with a stirrer, a thermometer, a nitrogen introduction tube and a reflux condenser, 327 parts of the phosphazene compound (C-1) obtained in Example 1, jER1004 (trade name, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, epoxy resin, epoxy equivalent). 925, number average molecular weight 1650) 925 parts and 537 parts of methylisobutylketone were added, and the reaction was carried out to react 99% or more of the epoxy group amount.
Ethylene glycol monobutyl ether was added to adjust the solid content to obtain a phosphazene compound (C-3) solution having a solid content of 50%. The number average molecular weight of the phosphazene compound (C-3) was 2,300.

実施例4 ホスファゼン化合物(C−4)
撹拌装置、温度計、冷却管、窒素ガス導入口を備えた四ツ口フラスコにメトキシプロピルアセテート31部を仕込み、窒素ガス通気下で110℃に昇温した。110℃に達した後、窒素ガスの通気を止め、2−イソシアナトエチルメタクリレート 28部、メチルメタクリレート30部、2−エチルへキシルアクリレート22部、スチレン20部、及び2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)4部からなる混合物を4時間かけて滴下した。ついで、110℃で窒素ガスを通気しながら2時間熟成させた後、メチルイソブチルケトンで希釈することにより、固形分50%のイソシアネート基含有アクリル樹脂溶液(NCO−Ac)を得た。アクリル樹脂は、数平均分子量7,000であった。
攪拌機、温度計、窒素導入管および還流冷却器を取りつけたフラスコに、実施例1で得られたホスファゼン化合物(C−1)327部147.7部、上記イソシアネート基含有アクリル樹脂溶液(NCO−Ac)502.5部、メチルイソブチルケトン537部を加え、反応を行なった。
エチレングリコールモノブチルエーテルを加えて固形分を調整し、固形分50%のホスファゼン化合物(C−4)溶液を得た。ホスファゼン化合物(C−4)の数平均分子量は10,200であった。
Example 4 Phosphazene compound (C-4)
31 parts of methoxypropyl acetate was placed in a four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, a cooling tube, and a nitrogen gas inlet, and the temperature was raised to 110 ° C. under ventilation of nitrogen gas. After reaching 110 ° C., the aeration of nitrogen gas was stopped, 28 parts of 2-isocyanatoethyl methacrylate, 30 parts of methyl methacrylate, 22 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 20 parts of styrene, and 2,2'-azobis (iso). A mixture consisting of 4 parts of butyronitrile) was added dropwise over 4 hours. Then, the mixture was aged at 110 ° C. with nitrogen gas for 2 hours and then diluted with methyl isobutyl ketone to obtain an isocyanate group-containing acrylic resin solution (NCO-Ac) having a solid content of 50%. The acrylic resin had a number average molecular weight of 7,000.
In a flask equipped with a stirrer, a thermometer, a nitrogen introduction tube and a reflux condenser, 327 parts 147.7 parts of the phosphazene compound (C-1) obtained in Example 1 and the above-mentioned isocyanate group-containing acrylic resin solution (NCO-Ac). ) 502.5 parts and 537 parts of methyl isobutyl ketone were added, and the reaction was carried out.
Ethylene glycol monobutyl ether was added to adjust the solid content to obtain a phosphazene compound (C-4) solution having a solid content of 50%. The number average molecular weight of the phosphazene compound (C-4) was 10,200.

実施例5 ホスファゼン化合物(C−5)
加熱装置、攪拌機、窒素導入管及び分留塔を有する反応装置に、1.6−ヘキサンジオール236部、アジピン酸438部を仕込み、乾燥窒素下で加熱を開始し、230℃まで徐々に昇温してエステル化反応を行った。230℃を保持し、樹脂酸価186mgKOH/gとなるまでエステル化反応を行った後、170℃まで冷却し、エチレングリコールモノブチルエーテルを加えて、樹脂固形分50質量%のポリエステル樹脂(COOH−PE)溶液を得た。得られたポリエステル樹脂(COOH−PE)は、樹脂固形分の酸価186mgKOH/g、数平均分子量680であった。
攪拌機、温度計、窒素導入管および還流冷却器を取りつけたフラスコに、実施例1で得られたホスファゼン化合物(C−1)327部、上記ポリエステル樹脂(COOH−PE)340部、メチルイソブチルケトン537部を加え、反応を行なった。
エチレングリコールモノブチルエーテルを加えて固形分を調整し、固形分50%のホスファゼン化合物(C−5)溶液を得た。ホスファゼン化合物(C−5)の数平均分子量は1,300であった。
Example 5 Phosphazene compound (C-5)
236 parts of 1.6-hexanediol and 438 parts of adipic acid were charged in a reaction device having a heating device, a stirrer, a nitrogen introduction tube and a fractional distillation column, heating was started under dry nitrogen, and the temperature was gradually raised to 230 ° C. The esterification reaction was carried out. The temperature is maintained at 230 ° C., the esterification reaction is carried out until the resin acid value reaches 186 mgKOH / g, the mixture is cooled to 170 ° C., ethylene glycol monobutyl ether is added, and a polyester resin (COOH-PE) having a resin solid content of 50% by mass is added. ) A solution was obtained. The obtained polyester resin (COOH-PE) had an acid value of 186 mgKOH / g as a resin solid content and a number average molecular weight of 680.
327 parts of the phosphazene compound (C-1) obtained in Example 1, 340 parts of the polyester resin (COOH-PE), and 537 parts of methyl isobutyl ketone were placed in a flask equipped with a stirrer, a thermometer, a nitrogen introduction tube, and a reflux condenser. Part was added and the reaction was carried out.
Ethylene glycol monobutyl ether was added to adjust the solid content to obtain a phosphazene compound (C-5) solution having a solid content of 50%. The number average molecular weight of the phosphazene compound (C-5) was 1,300.

実施例6 ホスファゼン化合物(C−6)
温度計、滴下ロートを取り付けたフラスコに窒素雰囲気下でジクロロメタン114.0gと五塩化リン3.1g(0.015mol)の懸濁液を−30℃前後に保持し、攪拌した。ここにピロリジン3.2g(0.045mol)とトリエチルアミン6.1g(0.060mol)を滴下した。これを室温まで戻した。得られた反応物を0℃付近に保持し、エチレンジアミン2.7g(0.045mol)を滴下した。その後、反応物を室温20℃から35℃に保持した。生成した不溶物を濾過し、その後得られた濾液にジクロロメタンと脱イオン水を用いて洗浄しようとしたところ、有機相と水相が分離せず、洗浄を行うことができなかった。得られた反応物にカリウムメトキシド/メタノール溶液(カリウムメトキシドを1.0g(0.0014mol)含む)を加え、室温で攪拌した。生成した不溶物を濾過し、濃縮して、分子量299のホスファゼン化合物(C−6)を得た。
Example 6 Phosphazene compound (C-6)
A suspension of 114.0 g of dichloromethane and 3.1 g (0.015 mol) of phosphorus pentachloride was held at around −30 ° C. in a flask equipped with a thermometer and a dropping funnel under a nitrogen atmosphere and stirred. Here, 3.2 g (0.045 mol) of pyrrolidine and 6.1 g (0.060 mol) of triethylamine were added dropwise. This was returned to room temperature. The obtained reaction product was kept at around 0 ° C., and 2.7 g (0.045 mol) of ethylenediamine was added dropwise. Then, the reaction product was kept at room temperature of 20 ° C. to 35 ° C. When the produced insoluble matter was filtered and the obtained filtrate was then washed with dichloromethane and deionized water, the organic phase and the aqueous phase did not separate and washing could not be performed. A potassium methoxyde / methanol solution (containing 1.0 g (0.0014 mol) of potassium methoxyde) was added to the obtained reaction product, and the mixture was stirred at room temperature. The insoluble material produced was filtered and concentrated to obtain a phosphazene compound (C-6) having a molecular weight of 299.

実施例7 ホスファゼン化合物(C−7)
温度計、滴下ロートを取り付けたフラスコに窒素雰囲気下でジクロロメタン101.5gと五塩化リン20.8g(0.1mol)の懸濁液を−30℃前後に保持し、攪拌した。ここにジメチルアミン13.5g(0.3mol)を通気し、トリエチルアミン40.5g(0.4mol)を滴下した。これを室温まで戻した。得られた反応物を0℃付近に保持し、N−エチルエチレンジアミン26.5g(0.3mol)を滴下した。その後、反応物を室温20℃から35℃に保持した。生成した不溶物を濾過し、その後得られた濾液をジクロロメタンと脱イオン水を用いて洗浄し、得られた有機相を濃縮した。得られた反応物にカリウムメトキシド/メタノール溶液(カリウムメトキシドを6.3g(0.09mol)含む)を加え、室温で攪拌した。生成した不溶物を濾過し、濃縮して、分子量249のホスファゼン化合物(C−7)を得た。
Example 7 Phosphazene compound (C-7)
A suspension of 101.5 g of dichloromethane and 20.8 g (0.1 mol) of phosphorus pentachloride was held at around −30 ° C. in a flask equipped with a thermometer and a dropping funnel under a nitrogen atmosphere and stirred. Here, 13.5 g (0.3 mol) of dimethylamine was aerated, and 40.5 g (0.4 mol) of triethylamine was added dropwise. This was returned to room temperature. The obtained reaction product was kept at around 0 ° C., and 26.5 g (0.3 mol) of N-ethylethylenediamine was added dropwise. Then, the reaction product was kept at room temperature of 20 ° C. to 35 ° C. The resulting insoluble material was filtered, and the obtained filtrate was washed with dichloromethane and deionized water, and the obtained organic phase was concentrated. A potassium methoxyde / methanol solution (containing 6.3 g (0.09 mol) of potassium methoxyde) was added to the obtained reaction product, and the mixture was stirred at room temperature. The insoluble material produced was filtered and concentrated to obtain a phosphazene compound (C-7) having a molecular weight of 249.

実施例8 ホスファゼン化合物(C−8)
攪拌機、温度計、窒素導入管および還流冷却器を取りつけたフラスコに、実施例7で得られたホスファゼン化合物(C−7)249部、jER1001(商品名、三菱化学社製、エポキシ樹脂、エポキシ当量475、数平均分子量900)475部、メチルイソブチルケトン537部を加え、反応を行ない、エポキシ基量の99%以上を反応させた。
エチレングリコールモノブチルエーテルを加えて固形分を調整し、固形分50%のホスファゼン化合物(C−8)溶液を得た。ホスファゼン化合物(C−8)の数平均分子量は1,400であった。
Example 8 Phosphazene compound (C-8)
In a flask equipped with a stirrer, a thermometer, a nitrogen introduction tube and a reflux condenser, 249 parts of the phosphazene compound (C-7) obtained in Example 7, jER1001 (trade name, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, epoxy resin, epoxy equivalent). 475 parts, number average molecular weight 900) 475 parts and 537 parts of methyl isobutyl ketone were added, and the reaction was carried out to react 99% or more of the epoxy group amount.
Ethylene glycol monobutyl ether was added to adjust the solid content to obtain a phosphazene compound (C-8) solution having a solid content of 50%. The number average molecular weight of the phosphazene compound (C-8) was 1,400.

後述の熱硬化性樹脂組成物を製造する際に用いたホスファゼン化合物の一覧を下記表1に示す。尚、実施例1〜8により製造したホスファゼン化合物については、表1中の化合物の他に副生成物や未反応物などが存在する場合がある。 Table 1 below shows a list of phosphazene compounds used in producing the thermosetting resin composition described below. Regarding the phosphazene compounds produced in Examples 1 to 8, in addition to the compounds in Table 1, by-products and unreacted products may be present.

Figure 2020138962
Figure 2020138962

(注1)C−9:79408−5ML(製品番号、Aldrich社製)、
(注2)C−12:79421−5ML(製品番号、Aldrich社製)、
(注3)EP1:jER1001(商品名、三菱化学社製、エポキシ樹脂、エポキシ当量475、数平均分子量900)、
(注4)EP2:jER1004(商品名、三菱化学社製、エポキシ樹脂、エポキシ当量925、数平均分子量1650)、
(注5)NCO−AC:イソシアネート基含有アクリル樹脂(前記実施例4を参照)、
(注6)COOH−PE:末端カルボキシル基のポリエステル樹脂(前記実施例5を参照)。
(Note 1) C-9: 79408-5ML (product number, manufactured by Aldrich),
(Note 2) C-12: 79421-5ML (product number, manufactured by Aldrich),
(Note 3) EP1: jER1001 (trade name, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, epoxy resin, epoxy equivalent 475, number average molecular weight 900),
(Note 4) EP2: jER1004 (trade name, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, epoxy resin, epoxy equivalent 925, number average molecular weight 1650),
(Note 5) NCO-AC: Isocyanate group-containing acrylic resin (see Example 4 above),
(Note 6) COOH-PE: Polyester resin having a terminal carboxyl group (see Example 5 above).

<熱硬化性樹脂組成物の製造>
実施例9 熱硬化性樹脂組成物(X−1)
製造例1で得られたアクリル樹脂(A−1)溶液を58.3部(固形分35部)、製造例2で得られたエポキシ樹脂(A−2)溶液を58.3部(固形分35部)、製造例3で得られたブロック化ポリイソシアネート硬化剤(B−2)を42.9部(固形分30部)、実施例1で得られたホスファゼン化合物(C−1)5.5部を配合して均一に攪拌し、さらにプロピレングリコールモノメチルエーテルを46.0部添加して固形分50%の熱硬化性樹脂組成物(X−1)を製造した。
<Manufacturing of thermosetting resin composition>
Example 9 Thermosetting resin composition (X-1)
The acrylic resin (A-1) solution obtained in Production Example 1 was 58.3 parts (solid content 35 parts), and the epoxy resin (A-2) solution obtained in Production Example 2 was 58.3 parts (solid content). 35 parts), 42.9 parts (solid content 30 parts) of the blocked polyisocyanate curing agent (B-2) obtained in Production Example 3, and the phosphazene compound (C-1) obtained in Example 1. Five parts were mixed and stirred uniformly, and 46.0 parts of propylene glycol monomethyl ether was further added to prepare a thermosetting resin composition (X-1) having a solid content of 50%.

実施例10〜17、比較例1〜4
下記表2、3で示される以外は実施例1と同様にして、固形分50%の熱硬化性樹脂組成物(X−2)〜(X−13)を製造した。
Examples 10 to 17, Comparative Examples 1 to 4
Thermosetting resin compositions (X-2) to (X-13) having a solid content of 50% were produced in the same manner as in Example 1 except that they are shown in Tables 2 and 3 below.

Figure 2020138962
Figure 2020138962

Figure 2020138962
Figure 2020138962

<熱硬化性塗料の製造>
後述の耐水性評価試験で使用するため、熱硬化性塗料を製造した。
<Manufacturing of thermosetting paint>
A thermosetting paint was produced for use in the water resistance evaluation test described later.

実施例18 熱硬化性塗料(Y−1)
製造例1で得られたアクリル樹脂(A−1)溶液を50部(固形分30部)、製造例2で得られたエポキシ樹脂(A−2)溶液を58.3部(固形分35部)、製造例3で得られたブロック化ポリイソシアネート硬化剤(B−2)を42.9部(固形分30部)、製造例4で得られた顔料分散ペーストを55.6部(固形分27.8部、樹脂固形分5部)、実施例1で得られたホスファゼン化合物(C−1)5.5部を配合して均一に攪拌し、さらにプロピレングリコールモノメチルエーテルを49.8部添加して固形分50%の熱硬化性塗料(Y−1)を製造した。
Example 18 Thermosetting paint (Y-1)
50 parts (30 parts solid content) of the acrylic resin (A-1) solution obtained in Production Example 1 and 58.3 parts (35 parts solid content) of the epoxy resin (A-2) solution obtained in Production Example 2. ), 42.9 parts (solid content 30 parts) of the blocked polyisocyanate curing agent (B-2) obtained in Production Example 3, and 55.6 parts (solid content) of the pigment dispersion paste obtained in Production Example 4. 27.8 parts, resin solid content 5 parts) and 5.5 parts of the phosphazene compound (C-1) obtained in Example 1 were mixed and stirred uniformly, and 49.8 parts of propylene glycol monomethyl ether was further added. A thermosetting paint (Y-1) having a solid content of 50% was produced.

実施例19〜26、比較例5〜8
下記表4、5で示される以外は実施例18と同様にして、固形分50%の熱硬化性塗料(Y−2)〜(Y−13)を製造した。
Examples 19-26, Comparative Examples 5-8
Thermosetting paints (Y-2) to (Y-13) having a solid content of 50% were produced in the same manner as in Example 18 except as shown in Tables 4 and 5 below.

Figure 2020138962
Figure 2020138962

Figure 2020138962
Figure 2020138962

<評価方法>
ホスファゼン化合物を用いて、熱硬化性樹脂組成物(X−1)〜(X−13)と、耐水性評価のために顔料を加えた熱硬化性塗料(Y−1)〜(Y−13)を製造し、それぞれ硬化性と耐水性を評価した。本発明においては、硬化性と耐水性の両方に優れることが好ましい。
<Evaluation method>
Thermosetting resin compositions (X-1) to (X-13) using a phosphazene compound and thermosetting paints (Y-1) to (Y-13) to which a pigment was added for water resistance evaluation. Was produced, and the curability and water resistance were evaluated, respectively. In the present invention, it is preferable that both curability and water resistance are excellent.

後述する方法で行った硬化性及び耐水性の評価試験について、硬化性(ゲル分率)の結果を上記表2及び表3に、耐水性(光沢保持率)の結果を上記表4及び表5に示す。 Regarding the evaluation test of curability and water resistance conducted by the method described later, the results of curability (gel fraction) are shown in Tables 2 and 3, and the results of water resistance (gloss retention) are shown in Tables 4 and 5. Shown in.

評価試験
<硬化性(ゲル分率)>
ガラス板に実施例及び比較例で得られた熱硬化性樹脂組成物(X−1)〜(X−13)を硬化膜厚約30μmとなるようにアプリケーターを用いてガラス板上に塗装し、140℃の温度で30分間加熱硬化させ、ガラス板から塗膜を剥離した。次に金網の中に入れた塗膜をセパレート型丸底フラスコの中に設置し、塗膜1gに対してアセトン100gを加え5時間還流した。取り出した塗膜を105℃×30分で乾燥後、塗膜重量を測定し、以下の式によりゲル分率を算出した。
Evaluation test <curability (gel fraction)>
The thermosetting resin compositions (X-1) to (X-13) obtained in Examples and Comparative Examples were coated on a glass plate using an applicator so as to have a cured film thickness of about 30 μm. The coating film was peeled off from the glass plate by heat curing at a temperature of 140 ° C. for 30 minutes. Next, the coating film placed in the wire mesh was placed in a separate round-bottom flask, 100 g of acetone was added to 1 g of the coating film, and the mixture was refluxed for 5 hours. The removed coating film was dried at 105 ° C. for 30 minutes, the weight of the coating film was measured, and the gel fraction was calculated by the following formula.

ゲル分率(%)=還流後の塗膜重量/還流前の塗膜重量×100
尚、以下の基準で評価を行なった。S〜Cが合格、Dが不合格である。
S:ゲル分率が70%以上である。
A:ゲル分率が60%以上、且つ70%未満である。
B:ゲル分率が50%以上、且つ60%未満である。
C:ゲル分率が40%以上、且つ50%未満である。
D:ゲル分率が40%未満である。
Gel fraction (%) = coating film weight after reflux / coating film weight before reflux x 100
The evaluation was performed according to the following criteria. S to C pass and D fails.
S: The gel fraction is 70% or more.
A: The gel fraction is 60% or more and less than 70%.
B: The gel fraction is 50% or more and less than 60%.
C: The gel fraction is 40% or more and less than 50%.
D: The gel fraction is less than 40%.

<耐水性(光沢保持率)>
「パルボンド#3020」(日本パーカライジング社製、りん酸亜鉛処理)を施した冷延鋼板(大きさ400×300×0.8mm)に、「エレクロンGT−10」(関西ペイント社製、熱硬化性エポキシ樹脂系カチオン電着塗料)を膜厚20μmとなるように電着塗装し、170℃で30分間加熱して硬化させ、該塗膜上に「TP−65」(関西ペイント社製、商品名、ポリエステル・メラミン樹脂系自動車中塗塗料)を乾燥膜厚35μmとなるようにエアスプレー塗装し、140℃で30分間加熱硬化させた。
次いでその上に、実施例及び比較例で得られた熱硬化性塗料(Y−1)〜(Y−13)を硬化塗膜約20μmとなるようにアプリケーターを用いて塗装し、140℃の温度で30分間加熱硬化させた。
得られた試験板を純水に浸漬させ40℃で720時間放置し、浸漬後の光沢度を測定して光沢保持率を算出した。
<Water resistance (gloss retention)>
Cold-rolled steel plate (size 400 x 300 x 0.8 mm) treated with "Palbond # 3020" (manufactured by Nippon Parkering Co., Ltd., treated with zinc phosphate) and "Epoxy GT-10" (manufactured by Kansai Paint Co., Ltd., thermosetting) Epoxy resin-based cationic electrodeposition paint) is electrodeposited to a thickness of 20 μm, heated at 170 ° C for 30 minutes to cure, and “TP-65” (manufactured by Kansai Paint Co., Ltd., trade name) is applied onto the coating film. , Polyester / melamine resin-based automobile intermediate coating paint) was air-spray coated so as to have a dry film thickness of 35 μm, and cured by heating at 140 ° C. for 30 minutes.
Next, the thermosetting paints (Y-1) to (Y-13) obtained in Examples and Comparative Examples were coated on it using an applicator so as to have a cured coating film of about 20 μm, and the temperature was 140 ° C. Was heat-cured for 30 minutes.
The obtained test plate was immersed in pure water and left at 40 ° C. for 720 hours, and the glossiness after immersion was measured to calculate the gloss retention rate.

光沢保持率は、その表面(試験面)をJIS Z 8741−1997に基づく方法で、鏡面光沢度を入射角60度で測定した値に基づいて、光沢保持率を以下の式により算出し
たものである。
The gloss retention is calculated by the following formula based on the value obtained by measuring the surface (test surface) of the surface (test surface) based on JIS Z 8741-1997 and measuring the mirror gloss at an incident angle of 60 degrees. is there.

光沢保持率(%)=(耐水試験後の光沢度/初期光沢度)×100
尚、以下の基準で評価を行なった。S〜Cが合格、Dが不合格である。
S:光沢保持率が95%以上であり、耐水性が非常に優れている。
A:光沢保持率が90%以上、且つ95%未満であり、耐水性がやや優れている。
B:光沢保持率が80%以上、且つ90%未満であり、耐水性が優れている。
C:光沢保持率が70%以上、且つ80%未満であり、耐水性は普通である。
D:光沢保持率が70%未満であり、耐水性が劣っている。
Gloss retention rate (%) = (gloss after water resistance test / initial gloss) x 100
The evaluation was performed according to the following criteria. S to C pass and D fails.
S: The gloss retention rate is 95% or more, and the water resistance is very excellent.
A: The gloss retention rate is 90% or more and less than 95%, and the water resistance is slightly excellent.
B: The gloss retention rate is 80% or more and less than 90%, and the water resistance is excellent.
C: The gloss retention rate is 70% or more and less than 80%, and the water resistance is normal.
D: The gloss retention rate is less than 70%, and the water resistance is inferior.

Claims (10)

下記一般式(1)で示される有機基を分子中に1個以上有するホスファゼン化合物。
Figure 2020138962
〔式(1)において、★★は結合手又は水素原子である。Xは炭素数1〜18の2価の有機基であり、該有機基は酸素原子及び/又は窒素原子を含んでもよい。Rは水素原子又は炭素数1〜18の有機基を示し、該有機基は酸素原子、窒素原子、硫黄原子及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも一種を含んでもよい。A、A及びAは1価の有機基を示し、該有機基は炭素原子、水素原子、酸素原子、窒素原子、リン原子、硫黄原子及びハロゲン原子からなる群より選択される少なくとも一種を含んでもよく、各々独立していても同一であってもよく、二種以上が連結して環状構造を形成していてもよい。〕
A phosphazene compound having at least one organic group represented by the following general formula (1) in the molecule.
Figure 2020138962
[In equation (1), ★★ is a bond or a hydrogen atom. X is a divalent organic group having 1 to 18 carbon atoms, and the organic group may contain an oxygen atom and / or a nitrogen atom. R 1 represents a hydrogen atom or an organic group having 1 to 18 carbon atoms, and the organic group may contain at least one selected from the group consisting of an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom and a halogen atom. A 1 , A 2 and A 3 represent a monovalent organic group, and the organic group is at least one selected from the group consisting of a carbon atom, a hydrogen atom, an oxygen atom, a nitrogen atom, a phosphorus atom, a sulfur atom and a halogen atom. May be included, each may be independent or the same, and two or more kinds may be connected to form an annular structure. ]
前記一般式(1)の★★が結合手である、請求項1に記載のホスファゼン化合物。 The phosphazene compound according to claim 1, wherein the ★★ of the general formula (1) is a bond. 前記一般式(1)のA、A、及び/又はAが、下記一般式(2)で示される有機基であることを特徴とする、請求項1または2に記載のホスファゼン化合物。
Figure 2020138962
〔式(2)において、★は結合手である。R〜Rは炭素数1〜12の有機基を示し、該有機基は酸素原子及び/又は窒素原子を含んでいてもよく、各々独立していても同一であってもよく、二種以上が連結して環状構造を形成していてもよい。nは0以上10以下の整数を表す。〕
The phosphazene compound according to claim 1 or 2, wherein A 1 , A 2 , and / or A 3 of the general formula (1) are organic groups represented by the following general formula (2).
Figure 2020138962
[In equation (2), ★ is a joiner. R 2 to R 7 represent an organic group having 1 to 12 carbon atoms, and the organic group may contain an oxygen atom and / or a nitrogen atom, and each of them may be independent or the same. The above may be connected to form an annular structure. n represents an integer of 0 or more and 10 or less. ]
前記一般式(1)のA、A、及び/又はAが、下記一般式(3)で示される有機基であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載のホスファゼン化合物。
Figure 2020138962
〔式(3)において、R、Rは前記と同義である。〕
The item according to any one of claims 1 to 3, wherein A 1 , A 2 , and / or A 3 of the general formula (1) are organic groups represented by the following general formula (3). The phosphazene compound described.
Figure 2020138962
[In equation (3), R 2 and R 3 have the same meanings as described above. ]
前記一般式(1)のA、A、及び/又はAが、N,N−ジメチルアミノ基、N,N−ジエチルアミノ基、N,N−ジプロピルアミノ基、N,N−ジイソプロピルアミノ基、N,N−ジブチルアミノ基、N,N−ジオクチルアミノ基、N−メチル−N−プロピルアミノ基、N−メチル−N−ブチルアミノ基、N,N−ジ(2−エチルヘキシル)アミノ基、ピロリル基、モルホリノ基、ピペリジノ基、ピロリジノ基、及びN−アルキルピペラジノ基からなる群より選ばれる少なくとも一種である、請求項1〜4のいずれか一項に記載のホスファゼン化合物。 A 1 , A 2 , and / or A 3 of the general formula (1) are N, N-dimethylamino group, N, N-diethylamino group, N, N-dipropylamino group, N, N-diisopropylamino. Group, N, N-dibutylamino group, N, N-dioctylamino group, N-methyl-N-propylamino group, N-methyl-N-butylamino group, N, N-di (2-ethylhexyl) amino group The phosphazene compound according to any one of claims 1 to 4, which is at least one selected from the group consisting of a pyrrolyl group, a morpholino group, a piperidino group, a pyrrolidino group, and an N-alkylpiperadino group. 前記一般式(1)で示される有機基を分子中に1個以上有し、数平均分子量が400〜1,000,000である、請求項1〜5のいずれか一項に記載のホスファゼン化合物。 The phosphazene compound according to any one of claims 1 to 5, which has one or more organic groups represented by the general formula (1) in the molecule and has a number average molecular weight of 400 to 1,000,000. .. 下記一般式(4)の構造の有機基を分子中に1個以上有し、かつ、該有機基中の一部または全部が電離していてもよい、請求項1〜6のいずれか一項に記載のホスファゼン化合物。
Figure 2020138962
〔式(4)において、★、X、R、A、A及びAは前記と同義である。〕
Any one of claims 1 to 6, wherein the molecule may have one or more organic groups having the structure of the following general formula (4), and a part or all of the organic groups may be ionized. The phosphazene compound according to.
Figure 2020138962
[In equation (4), ★, X, R 1 , A 1 , A 2 and A 3 have the same meanings as described above. ]
下記一般式(5)の構造の有機基を分子中に1個以上有し、かつ、該有機基中の一部または全部が電離していてもよい、請求項1〜7のいずれか一項に記載のホスファゼン化合物。
Figure 2020138962
〔式(5)において、★、X、R、A、A及びAは前記と同義である。〕
Any one of claims 1 to 7, wherein the molecule may have one or more organic groups having the structure of the following general formula (5), and a part or all of the organic groups may be ionized. The phosphazene compound according to.
Figure 2020138962
[In equation (5), ★, X, R 1 , A 1 , A 2 and A 3 have the same meanings as described above. ]
反応性官能基を分子中に1個以上有する化合物と、下記一般式(1)’で表されるホスファゼン化合物とを反応させることを特徴とする、請求項2に記載のホスファゼン化合物の製造方法。
Figure 2020138962
〔式(1)’において、X、R、A、A及びAは前記と同義である。〕
The method for producing a phosphazene compound according to claim 2, wherein a compound having one or more reactive functional groups in the molecule is reacted with a phosphazene compound represented by the following general formula (1)'.
Figure 2020138962
[In equation (1)', X, R 1 , A 1 , A 2 and A 3 have the same meanings as described above. ]
請求項1〜8のいずれか一項に記載のホスファゼン化合物、水酸基含有樹脂(A)、並びに硬化剤(B)を含有する熱硬化性樹脂組成物であって、該硬化剤(B)がポリイソシアネート硬化剤及び/又はブロック化ポリイソシアネート硬化剤であることを特徴とする熱硬化性樹脂組成物。 A thermosetting resin composition containing the phosphazene compound according to any one of claims 1 to 8, the hydroxyl group-containing resin (A), and the curing agent (B), wherein the curing agent (B) is poly. A thermosetting resin composition, which is an isocyanate curing agent and / or a blocked polyisocyanate curing agent.
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