JP5088599B2 - Aqueous resin composition - Google Patents

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Description

本発明は、ワニスの保存安定性が良好であり、加工時に臭気が発生せず、且つ得られる加工物の密着性、耐食性等に優れ、塗料、接着剤、繊維集束剤、コンクリートプライマー等に好適に用いることができる水性樹脂組成物に関する。 The present invention has good storage stability of varnish, does not generate odor during processing, and is excellent in adhesion, corrosion resistance, etc. of the obtained processed product, and suitable for paints, adhesives, fiber sizing agents, concrete primers, etc. The present invention relates to an aqueous resin composition that can be used.

エポキシ樹脂組成物は一般的に得られる硬化物の機械的性質、耐食性、密着性等に優れるため、塗料、接着剤、積層板、電気・電子部品用途等の各分野で広く使用されている。エポキシ樹脂は有機溶剤に希釈し組成物として使用されることが多いが、近年の環境問題から、エポキシ樹脂が有する上述の高性能を損なうことなく、該組成物中から排出する有機溶剤量の低減が望まれている。   Epoxy resin compositions are generally used in various fields such as paints, adhesives, laminates, and electrical / electronic parts because they are generally excellent in the mechanical properties, corrosion resistance, adhesion and the like of the cured products obtained. Epoxy resins are often diluted in organic solvents and used as compositions. However, due to recent environmental problems, the amount of organic solvents discharged from the compositions is reduced without impairing the above-mentioned high performance of epoxy resins. Is desired.

上記問題に対し、従来溶剤が水主体である水性樹脂組成物とすることで解決を図る方法が行われており、水性樹脂としては例えば、エポキシ樹脂をポリオキシアルキルアミンと反応させて得られるもの、リン酸変性エポキシ樹脂にカルボキシル基を導入後、アミンで中和したもの、エポキシ樹脂とアルカノールアミン類を反応させ、側鎖にカルボキシル基を導入後、アミン類で中和した物などが提案されている。 In order to solve the above-mentioned problems, a method for solving the problem has been performed by using an aqueous resin composition in which the solvent is mainly water. As the aqueous resin , for example, an epoxy resin obtained by reacting with a polyoxyalkylamine is used. Proposals include those in which a carboxyl group is introduced into a phosphoric acid-modified epoxy resin and then neutralized with an amine, and the epoxy resin and alkanolamine are reacted to introduce a carboxyl group into the side chain and then neutralized with an amine. ing.

これらのエポキシ樹脂を水性化する方法は、親水性の部分であるポリオキシアルキルアミンが樹脂骨格中に導入されるため、連続的なエポキシ樹脂骨格を得ることと、水性化させることとのバランスを保つことが困難であり、塗料として使用した場合の塗膜の耐水性低下など、得られる硬化物の性能に悪影響を与えることが少なくない。   In the method of making these epoxy resins water-based, polyoxyalkylamine, which is a hydrophilic part, is introduced into the resin skeleton, so that a balance between obtaining a continuous epoxy resin skeleton and making it water-based is balanced. It is difficult to maintain and often adversely affects the performance of the resulting cured product, such as a decrease in water resistance of the coating film when used as a paint.

また、エポキシ樹脂にカルボキシル基を導入し、アミン類で中和する場合には、中和に用いたアミン類が樹脂と反応しているものではないことから、ワニス保存中や加熱加工時に容易に揮発し臭気が発生したり、加工時に用いる加熱炉を腐食したりする問題がある。   In addition, when a carboxyl group is introduced into an epoxy resin and neutralized with amines, the amines used for neutralization do not react with the resin, so it is easy to store during varnishing or during heat processing. There are problems such as volatilization and odor generation, and corrosion of the heating furnace used during processing.

特開平10−183055(第3〜4頁)JP-A-10-183055 (pages 3-4) 特開平7−157711号公報(第2〜4頁)JP 7-157711 A (pages 2 to 4) 特開2000−053745(第3〜4頁)JP 2000-053745 (pages 3 to 4)

上記実状に鑑み、本発明の課題は、リン酸、ポリオキシアルキルアミン骨格の導入や、中和剤のアミンを使用しなくとも水性化が可能となり、塗料、接着剤、繊維集束剤、コンクリートプライマー等に好適に用いることができ、塗膜の防食性・密着性等に優れる水性樹脂組成物を提供することにある。 In view of the above situation, the object of the present invention is to introduce a phosphoric acid, a polyoxyalkylamine skeleton, and to make it water-based without using an amine as a neutralizing agent. It is desirable to provide an aqueous resin composition that can be suitably used for, for example, an anticorrosion property and adhesion property of a coating film.

本発明者は上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、活性水素含有化合物(a1)とエポキシ樹脂(a2)を反応させて得られる化合物(A)と水(B)を含有する水性樹脂組成物が前記の課題を解決する方法として有効である事を見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has obtained an aqueous resin containing a compound (A) and water (B) obtained by reacting an active hydrogen-containing compound (a1) with an epoxy resin (a2). The present inventors have found that the composition is effective as a method for solving the above-mentioned problems, and have completed the present invention.

即ち本発明は、活性水素含有化合物(a1)とエポキシ樹脂(a2)を反応させて得られる化合物(A)と水(B)を含有する水性樹脂組成物であって、該エポキシ樹脂(a2)が四級オニウム基を有する活性水素含有化合物(x1)とエピハロヒドリン(x2)とを反応させることにより得られることを特徴とする水性樹脂組成物を提供する物である。 That is, the present invention is an aqueous resin composition containing a compound (A) obtained by reacting an active hydrogen-containing compound (a1) with an epoxy resin (a2) and water (B), and comprising the epoxy resin (a2) Is obtained by reacting an active hydrogen-containing compound (x1) having a quaternary onium group with an epihalohydrin (x2), which provides an aqueous resin composition.

本発明によれば、リン酸、ポリオキシアルキルアミン骨格の導入や、中和剤のアミンを使用しなくとも水性化が可能となり、塗料、接着剤、繊維集束剤、コンクリートプライマー等に好適に用いることができ、塗膜の防食性・密着性等に優れる水性樹脂組成物を提供することができる。 According to the present invention, the introduction of phosphoric acid, a polyoxyalkylamine skeleton, and the use of a neutralizing agent without using an amine is possible, and it can be suitably used for paints, adhesives, fiber sizing agents, concrete primers, and the like. It is possible to provide an aqueous resin composition that is excellent in anticorrosion and adhesion of the coating film.

以下、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明で用いる化合物(A)は、活性水素含有化合物(a1)とエポキシ樹脂(a2)を反応させる事により得られる化合物であって、エポキシ樹脂(a2)中のエポキシ基1当量に対し、活性水素含有化合物(a1)中の活性水素基を0.80〜2.50の比率で反応させてなる化合物である。   The compound (A) used in the present invention is a compound obtained by reacting an active hydrogen-containing compound (a1) with an epoxy resin (a2), and is active against 1 equivalent of an epoxy group in the epoxy resin (a2). It is a compound obtained by reacting active hydrogen groups in the hydrogen-containing compound (a1) at a ratio of 0.80 to 2.50.

本発明で用いる活性水素含有化合物(a1)の構造としては、エポキシ樹脂(a2)中に存在するエポキシ基と反応できるものであれば特に制限されず使用することができ、例えば、フェノール性水酸基含有化合物、アルコール性水酸基含有化合物、カルボキシル基含有化合物、アミノ基含有化合物等が挙げられる。これらの中でも、エポキシ樹脂(a2)中のエポキシ基との反応性、得られる化合物(A)から得られる水性樹脂組成物を塗料用途に使用した場合の塗膜の防食性から、フェノ−ル性水酸基含有化合物、アミノ基含有化合物を用いることが好ましい。 The structure of the active hydrogen-containing compound (a1) used in the present invention is not particularly limited as long as it can react with the epoxy group present in the epoxy resin (a2). Examples thereof include compounds, alcoholic hydroxyl group-containing compounds, carboxyl group-containing compounds, amino group-containing compounds. Among these, the reactivity with the epoxy group in the epoxy resin (a2), the anticorrosive property of the coating film when the aqueous resin composition obtained from the resulting compound (A) is used for coatings, phenolic properties. It is preferable to use a hydroxyl group-containing compound or an amino group-containing compound.

前記フェノール性水酸基含有化合物としては、特に限定されるものではないが、1分子中に2個以上のフェノール性水酸基を有する化合物であることが好ましく、例えば、ビスフェノール類としては、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン(ビスフェノールF)、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(ビスフェノールA)、2,2−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン(ビスフェノールC)、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン(ビスフェノールZ)、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン(ビスフェノールS)、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタン(ビスフェノールAP)、ジフェノール酸、及びこれらの置換基含有体等が挙げられ、多価フェノール類としては、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、p−tert−ブチルフェノールノボラック樹脂、ノニルフェノールノボラック樹脂、ジジクロペンタジエンフェノール樹脂やt−ブチルカテコール、ハイドロキノン、レゾルシン及びこれらの置換基含有体が挙げられる。得られるエポキシ樹脂(a2)の分子量の調整等を目的として、1価のフェノール類を併用することも可能であり、例えば、フェノール、p−エチルフェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、p−ターシャリブチルフェノール、s−ブチルフェノール、p−オクチルフェノール、ノニルフェノール、キシレノール等が挙げられる。これらのフェノール性水酸基含有化合物は1種類で用いても、2種類以上を併用しても良い。   Although it does not specifically limit as said phenolic hydroxyl group containing compound, It is preferable that it is a compound which has a 2 or more phenolic hydroxyl group in 1 molecule, for example, as bisphenol, bis (4-hydroxy Phenyl) methane (bisphenol F), 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane (bisphenol A), 2,2-bis (3-methyl-4-hydroxyphenyl) propane (bisphenol C), 1,1- Bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane (bisphenol Z), bis (4-hydroxyphenyl) sulfone (bisphenol S), 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -1-phenylethane (bisphenol AP), diphenolic acid , And substituent-containing products thereof. The Le, phenol novolak resin, cresol novolak resin, p-tert-butylphenol novolak resin, nonylphenol novolak resin, Zizi Black pentadiene phenol resin and t- butyl catechol, hydroquinone, resorcinol, and their substituent-containing products and the like. For the purpose of adjusting the molecular weight of the resulting epoxy resin (a2), monohydric phenols can be used in combination, for example, phenol, p-ethylphenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol. P-tert-butylphenol, s-butylphenol, p-octylphenol, nonylphenol, xylenol and the like. These phenolic hydroxyl group-containing compounds may be used alone or in combination of two or more.

前記アルコール性水酸基含有化合物としては、例えば、ブタノール等の脂肪族アルコールや炭素数11〜12の脂肪族アルコール等の1価のアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、グリセリン、エリスリトール、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エーテルグリコール、トリメチロールプロパン等の多価アルコールが挙げられ、これらは1種類で用いても、2種類以上を併用しても良い。   Examples of the alcoholic hydroxyl group-containing compound include aliphatic alcohols such as butanol, monohydric alcohols such as aliphatic alcohols having 11 to 12 carbon atoms, ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6 -Polyhydric alcohols such as hexanediol, glycerin, erythritol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, and trimethylolpropane may be used, and these may be used alone or in combination of two or more. .

前記カルボキシル基含有化合物としては、例えば、アジピン酸や長鎖合成二塩基酸等の脂肪族系カルボキシル基含有化合物、フタル酸やテレフタル酸等の芳香族系カルボキシル基含有化合物、芳香環を種々の段階に水添したテトラヒドロフタル酸やヘキサヒドロフタル酸等の環状系カルボキシル基含有化合物、ダイマー酸等の重合脂肪酸系カルボキシル基含有化合物、ネオデカン酸やネオノナン酸等が挙げられ、これらは1種類で用いても、2種類以上を併用しても良い。   Examples of the carboxyl group-containing compound include aliphatic carboxyl group-containing compounds such as adipic acid and long-chain synthetic dibasic acids, aromatic carboxyl group-containing compounds such as phthalic acid and terephthalic acid, and aromatic rings in various stages. Cyclic carboxyl group-containing compounds such as tetrahydrophthalic acid and hexahydrophthalic acid hydrogenated, polymerized fatty acid carboxyl group-containing compounds such as dimer acid, neodecanoic acid and neononanoic acid, etc., can be used. Also, two or more types may be used in combination.

前記アミノ基含有化合物としては、ジアミノジフェニルメタンやその置換基含有体、アニリン、トルイジン、ジアミノジフェニルスルホン等の芳香族アミン系、メタキシレンジアミンや1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサン等の脂肪族アミン系、p−アミノフェノール、m−アミノフェノール、p−アミノクレゾール等のアミノフェノール等が挙げられ、これらは1種類で用いても、2種類以上を併用しても良い。   Examples of the amino group-containing compound include diaminodiphenylmethane and its substituent-containing compounds, aromatic amines such as aniline, toluidine, and diaminodiphenylsulfone, aliphatic amines such as metaxylenediamine and 1,3-bisaminomethylcyclohexane, Examples include aminophenols such as p-aminophenol, m-aminophenol, and p-aminocresol, and these may be used alone or in combination of two or more.

又、前記フェノール性水酸基含有化合物、アルコール性水酸基含有化合物、カルボキシル基含有化合物、アミノ基含有化合物等は1種類で用いても良いし、種類の異なる化合物類を併用しても良い。   In addition, the phenolic hydroxyl group-containing compound, alcoholic hydroxyl group-containing compound, carboxyl group-containing compound, amino group-containing compound and the like may be used singly, or different types of compounds may be used in combination.

本発明で用いるエポキシ樹脂(a2)は、四級オニウム基を有する活性水素含有化合物(x1)とエピハロヒドリン(x2)とを反応させることにより得られ、活性水素含有化合物(a1)と反応可能なエポキシ基を分子構造中に1ヶ以上含有する化合物である。   The epoxy resin (a2) used in the present invention is obtained by reacting an active hydrogen-containing compound (x1) having a quaternary onium group with an epihalohydrin (x2), and is an epoxy that can react with the active hydrogen-containing compound (a1). It is a compound containing at least one group in the molecular structure.

前記四級オニウム基を有する活性水素含有化合物(x1)としては、構造中に四級オニウム基と、エピハロヒドリン(x2)との反応によりエポキシ基を有する化合物が得られるものであればよく、例えば、四級オニウム基を有するフェノール性水酸基含有化合物、四級オニウム基を有するアルコール性水酸基含有化合物、四級オニウム基を有するカルボキシル基含有化合物、四級オニウム基を有するアミノ基含有化合物等が挙げられる。これらの中でも、得られる化合物の水性化が容易でかつエポキシ樹脂組成物の硬化性に優れ、得られる硬化物の機械的物性に優れる点から、四級オニウム基を有するフェノ−ル性水酸基含有化合物を用いることが好ましい。   The active hydrogen-containing compound (x1) having a quaternary onium group may be any compound as long as a compound having an epoxy group can be obtained by a reaction of a quaternary onium group and an epihalohydrin (x2) in the structure. Examples thereof include a phenolic hydroxyl group-containing compound having a quaternary onium group, an alcoholic hydroxyl group-containing compound having a quaternary onium group, a carboxyl group-containing compound having a quaternary onium group, and an amino group-containing compound having a quaternary onium group. Among these, a phenolic hydroxyl group-containing compound having a quaternary onium group from the viewpoint that the resulting compound can be easily made water-based, has excellent curability of the epoxy resin composition, and has excellent mechanical properties of the resulting cured product. Is preferably used.

前記四級オニウム基を有するフェノール性水酸基含有化合物としては、分子中に四級オニウム基とフェノール性水酸基を同時に有していれば特に限定されるものではないが、フェノール性水酸基含有化合物と四級オニウム基を有する化合物との反応により得られる化合物が好ましい。フェノール性水酸基含有化合物は1分子中に2個以上のフェノール性水酸基を有する化合物であることが好ましく、例えば、ビスフェノール類としては、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン(ビスフェノールF)、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(ビスフェノールA)、2,2−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン(ビスフェノールC)、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン(ビスフェノールZ)、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン(ビスフェノールS)、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタン(ビスフェノールAP)、ジフェノール酸、及びこれらの置換基含有体等が挙げられ、多価フェノール類としては、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、p−tert−ブチルフェノールノボラック樹脂、ノニルフェノールノボラック樹脂、ジジクロペンタジエンフェノール樹脂、t−ブチルカテコール、ハイドロキノン、レゾルシンおよび置換基含有体が挙げられる。得られるエポキシ樹脂(a2)の分子量の調整等を目的として、1価のフェノール類を併用することも可能であり、例えば、フェノール、p−エチルフェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、p−ターシャリブチルフェノール、s−ブチルフェノール、p−オクチルフェノール、ノニルフェノール、キシレノール、オルソヒドロキシ安息香酸、メタヒドロキシ安息香酸、パラヒドロキシ安息香酸等が挙げられる。これらのフェノール性水酸基含有化合物は1種類で用いても、2種類以上を併用しても良い。   The phenolic hydroxyl group-containing compound having a quaternary onium group is not particularly limited as long as it has a quaternary onium group and a phenolic hydroxyl group in the molecule at the same time. A compound obtained by reaction with a compound having an onium group is preferred. The phenolic hydroxyl group-containing compound is preferably a compound having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule. Examples of bisphenols include bis (4-hydroxyphenyl) methane (bisphenol F), 2,2- Bis (4-hydroxyphenyl) propane (bisphenol A), 2,2-bis (3-methyl-4-hydroxyphenyl) propane (bisphenol C), 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane (bisphenol Z) Bis (4-hydroxyphenyl) sulfone (bisphenol S), 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -1-phenylethane (bisphenol AP), diphenolic acid, and their substituent-containing products. Polyphenols include phenol novolac resins, Resole novolac resin, p-tert-butylphenol novolak resin, nonylphenol novolak resin, Zizi Black pentadiene phenol resin, t- butyl catechol, hydroquinone, resorcinol and substituent-containing products and the like. For the purpose of adjusting the molecular weight of the resulting epoxy resin (a2), monohydric phenols can be used in combination, for example, phenol, p-ethylphenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol. , P-tertiarybutylphenol, s-butylphenol, p-octylphenol, nonylphenol, xylenol, orthohydroxybenzoic acid, metahydroxybenzoic acid, parahydroxybenzoic acid and the like. These phenolic hydroxyl group-containing compounds may be used alone or in combination of two or more.

前記四級オニウム基を有するアルコール性水酸基含有化合物としては、分子中に四級オニウム基とアルコール性水酸基を同時に有していれば特に限定されるものではないが、アルコール性水酸基含有化合物と四級オニウム基を有する化合物との反応により得られる化合物が好ましい。前記アルコール性水酸基含有化合物としては、例えば、ブタノール等の脂肪族アルコールや炭素数11〜12の脂肪族アルコール等の1価のアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、グリセリン、エリスリトール、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エーテルグリコール、トリメチロールプロパン等の多価アルコールが挙げられ、これらは1種類で用いても、2種類以上を併用しても良い。   The alcoholic hydroxyl group-containing compound having a quaternary onium group is not particularly limited as long as it has a quaternary onium group and an alcoholic hydroxyl group in the molecule at the same time. A compound obtained by reaction with a compound having an onium group is preferred. Examples of the alcoholic hydroxyl group-containing compound include aliphatic alcohols such as butanol, monohydric alcohols such as aliphatic alcohols having 11 to 12 carbon atoms, ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6 -Polyhydric alcohols such as hexanediol, glycerin, erythritol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, and trimethylolpropane may be used, and these may be used alone or in combination of two or more. .

前記四級オニウム基を有するカルボキシル基含有化合物としては、分子中に四級オニウム基とカルボキシル基を同時に有していれば特に限定されるものではないが、カルボキシル基含有化合物と四級オニウム基を有する化合物との反応により得られる化合物が好ましい。前記カルボキシル基含有化合物としては、例えば、アジピン酸や長鎖合成二塩基酸等の脂肪族系カルボキシル基含有化合物、フタル酸やテレフタル酸等の芳香族系カルボキシル基含有化合物、芳香環を種々の段階に水添したテトラヒドロフタル酸やヘキサヒドロフタル酸等の環状系カルボキシル基含有化合物、ダイマー酸等の重合脂肪酸系カルボキシル基含有化合物、ネオデカン酸やネオノナン酸等が挙げられ、これらは1種類で用いても、2種類以上を併用しても良い。   The carboxyl group-containing compound having a quaternary onium group is not particularly limited as long as it has both a quaternary onium group and a carboxyl group in the molecule. The compound obtained by reaction with the compound which has is preferable. Examples of the carboxyl group-containing compound include aliphatic carboxyl group-containing compounds such as adipic acid and long-chain synthetic dibasic acids, aromatic carboxyl group-containing compounds such as phthalic acid and terephthalic acid, and aromatic rings in various stages. Cyclic carboxyl group-containing compounds such as tetrahydrophthalic acid and hexahydrophthalic acid hydrogenated, polymerized fatty acid carboxyl group-containing compounds such as dimer acid, neodecanoic acid and neononanoic acid, etc., can be used. Also, two or more types may be used in combination.

前記四級オニウム基を有するアミノ基含有化合物としては、分子中に四級オニウム基とアミノ基を同時に有していれば特に限定されるものではないが、アミノ基含有化合物と四級オニウム基を有する化合物との反応により得られる化合物が好ましい 前記アミノ基含有化合物としては、ジアミノジフェニルメタンやその置換基含有体、アニリン、トルイジン、ジアミノジフェニルスルホン等の芳香族アミン系、メタキシレンジアミンや1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサン等の脂肪族アミン系、p−アミノフェノール、m−アミノフェノール、p−アミノクレゾール等のアミノフェノール等が挙げられ、これらは1種類で用いても、2種類以上を併用しても良い。   The amino group-containing compound having a quaternary onium group is not particularly limited as long as it has both a quaternary onium group and an amino group in the molecule, but the amino group-containing compound and the quaternary onium group are not limited. A compound obtained by reaction with a compound having an amino group-containing compound is preferable. Examples of the amino group-containing compound include diaminodiphenylmethane and its substituent-containing compounds, aromatic amines such as aniline, toluidine, and diaminodiphenylsulfone, metaxylenediamine, and 1,3- Examples include aliphatic amines such as bisaminomethylcyclohexane, and aminophenols such as p-aminophenol, m-aminophenol, and p-aminocresol. These may be used alone or in combination of two or more. Also good.

又、前記フェノール性水酸基含有化合物、アルコール性水酸基含有化合物、カルボキシル基含有化合物、アミノ基含有化合物等は1種類で用いても良いし、種類の異なる化合物類を併用しても良い。   In addition, the phenolic hydroxyl group-containing compound, alcoholic hydroxyl group-containing compound, carboxyl group-containing compound, amino group-containing compound and the like may be used singly, or different types of compounds may be used in combination.

前記フェノール性水酸基含有化合物、アルコール性水酸基含有化合物、カルボキシル基含有化合物、アミノ基含有化合物と四級オニウム基を有する化合物との反応は、無触媒または触媒存在下、無溶媒または溶媒下に室温又は加熱下で行い得る事ができる。   The reaction of the phenolic hydroxyl group-containing compound, alcoholic hydroxyl group-containing compound, carboxyl group-containing compound, amino group-containing compound and compound having a quaternary onium group is carried out at room temperature or in the absence of a catalyst or in the presence of a catalyst, It can be done under heating.

前記フェノール性水酸基含有化合物、アルコール性水酸基含有化合物、カルボキシル基含有化合物、アミノ基含有化合物の中でも、フェノール性水酸基含有化合物を使用することが好ましく、更にエピハロヒドリン(x2)との反応性およびエポキシ樹脂(a2)の分子量調整の容易さから、分子中にフェノール性水酸基とカルボキシル基を同時に有する下記一般式(1)   Among the phenolic hydroxyl group-containing compounds, alcoholic hydroxyl group-containing compounds, carboxyl group-containing compounds, and amino group-containing compounds, it is preferable to use a phenolic hydroxyl group-containing compound, and the reactivity with epihalohydrin (x2) and epoxy resin ( The following general formula (1) having a phenolic hydroxyl group and a carboxyl group in the molecule at the same time because of easy molecular weight adjustment of a2)

Figure 0005088599
〔式(1)中、R1、R2、R3、R4、R5は同一でも異なっても良い、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基であり、Yは単結合又は炭素数1〜4のアルキレン鎖である。

で示される化合物(y1)や、オルソヒドロキシ安息香酸、メタヒドロキシ安息香酸、パラヒドロキシ安息香酸が好ましい。
Figure 0005088599
[In Formula (1), R1, R2, R3, R4, R5 may be the same or different, and are a hydrogen atom or a C1-C4 alkyl group, and Y is a single bond or a C1-C4 alkylene. Is a chain.
]
The compound (y1) shown by these, orthohydroxybenzoic acid, metahydroxybenzoic acid, and parahydroxybenzoic acid are preferable.

前記一般式(1)は、入手が容易な点からR1、R2、R3、R4がそれぞれ同一または異なる炭素原子数1〜4の直鎖状のアルキル基である化合物を用いることが好ましく、R1、R2、R3、R4が水素原子でありR5がメチル基、Yはエチレン鎖が好ましい。   The general formula (1) is preferably a compound in which R1, R2, R3, and R4 are the same or different linear alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms from the viewpoint of easy availability, R2, R3 and R4 are preferably hydrogen atoms, R5 is a methyl group, and Y is preferably an ethylene chain.

四級オニウム基を有する化合物としては、例えば下記一般式(2)で表される化合物や、四級オニウム塩を有するアクリルモノマーを使用することができる。(式中、R6は水素原子又はメチル基であり、Qは窒素原子又はリン原子であり、Xは塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子であり、R7、R8、R9はそれぞれアルキル基又はアリール基であり、これらは同一でも異なっていても良い。)   As the compound having a quaternary onium group, for example, a compound represented by the following general formula (2) or an acrylic monomer having a quaternary onium salt can be used. (Wherein R6 is a hydrogen atom or a methyl group, Q is a nitrogen atom or a phosphorus atom, X is a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom, and R7, R8 and R9 are an alkyl group or an aryl group, respectively. Yes, these may be the same or different.)

Figure 0005088599
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前記一般式(2)は、入手が容易である点からR7、R8、R9がそれぞれ同一または異なる炭素原子数1〜4の直鎖状のアルキル基である化合物を用いることが好ましく、R6が水素原子、Qが窒素原子、R7、R8、R9がメチル基であり、Xが塩素原子であるSY−GTA80[商品名、阪本薬品工業株式会社製、NV=80%水溶液、エポキシ当量(固形分):151g/eq]を用いることが最も好ましい。   In the general formula (2), it is preferable to use a compound in which R7, R8, and R9 are the same or different linear alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms from the viewpoint of easy availability, and R6 is hydrogen. SY-GTA80 [trade name, manufactured by Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd., NV = 80% aqueous solution, epoxy equivalent (solid content) in which atoms, Q are nitrogen atoms, R7, R8, R9 are methyl groups, and X is a chlorine atom : 151 g / eq] is most preferable.

前記四級オニウム塩を有するアクリルモノマーとしては、例えば、DMAEA−Q(株式会社興人製、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート−メチルクロライド塩、79%水溶液)や、DMAPAA−Q(株式会社興人製、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド−メチルクロライド塩、75%水溶液)等が挙げられる。 Examples of the acrylic monomer having a quaternary onium salt include DMAEA-Q (manufactured by Kojin Co., Ltd., N, N-dimethylaminoethyl acrylate-methyl chloride salt, 79% aqueous solution) and DMAPAA-Q (Kokou Co., Ltd.). (Manufactured, N, N-dimethylaminopropylacrylamide-methyl chloride salt, 75% aqueous solution).

これらの中で、前記四級オニウム塩としては前記一般式(2)で示される四級オニウム塩含有エポキシ化合物(y2)を用いる事が、(y1)との反応性および得られる四級オニウム塩含有活性水素化合物(x1)とエピハロヒドリンとの反応性において好ましい。 Among these, as the quaternary onium salt, the use of the quaternary onium salt-containing epoxy compound (y2) represented by the general formula (2) makes it possible to react with (y1) and obtain the quaternary onium salt. It is preferable in the reactivity of the containing active hydrogen compound (x1) and epihalohydrin.

更に、前記活性水素含有化合物(x1)は、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸2−ヒドロキシエチル等のアクリル系モノマーと四級オニウム塩を有するアクリルモノマーを共重合させた化合物や、アクリル系モノマー重合物中の活性水素基に下記一般式(2)で表される化合物を反応により導入した化合物を使用することができる。(式中、R6は水素原子又はメチル基であり、Qは窒素原子又はリン原子であり、Xは塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子であり、R7、R8、R9はそれぞれアルキル基又はアリール基であり、これらは同一でも異なっていても良い。) Further, the active hydrogen-containing compound (x1) is a compound obtained by copolymerizing an acrylic monomer such as acrylic acid, methacrylic acid or 2-hydroxyethyl acrylate and an acrylic monomer having a quaternary onium salt, or an acrylic monomer polymerization. A compound in which a compound represented by the following general formula (2) is introduced into the active hydrogen group in the product by reaction can be used. Wherein R6 is a hydrogen atom or a methyl group, Q is a nitrogen atom or a phosphorus atom, X is a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom, and R7, R8 and R9 are an alkyl group or an aryl group, respectively. Yes, these may be the same or different.)

Figure 0005088599
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前記活性水素含有化合物(x1)は、前出活性水素含有化合物(a1)と同一でもよいし、異なっていてもよい。   The active hydrogen-containing compound (x1) may be the same as or different from the active hydrogen-containing compound (a1).

本発明で用いるエピハロヒドリン(x2)としては、特に限定されず、例えば、エピクロルヒドリン、エピブロモヒドリン、β−メチルエピクロルヒドリン等が挙げられ、工業的入手が容易なことからエピクロルヒドリンを用いることが好ましい。   The epihalohydrin (x2) used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include epichlorohydrin, epibromohydrin, β-methylepichlorohydrin, and the like, and it is preferable to use epichlorohydrin because it is easily industrially available.

次に、本発明で用いるエポキシ樹脂(a2)の製造方法について詳述する。該製造方法は、原料として、前記した四級オニウム塩を有する活性水素含有化合物(x1)、エピハロヒドリン(x2)を用いること以外になんら制限されるものではないが、工業的に実施可能である点から、例えば、四級オニウム塩を有するフェノール性水酸基含有化合物を用いる場合には、四級オニウム塩を有するフェノール性水酸基含有化合物とエピハロヒドリン(x2)の溶解混合物に水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物を添加し、または添加しながら20〜120℃で1〜10時間反応させる方法が好ましい。エピハロヒドリン(x2)の添加量としては、四級オニウム塩を有するフェノール性水酸基含有化合物中の活性水素(水酸基)1当量に対して、通常、0.3〜20当量の範囲で用いられ、好ましくは0.6〜4.0当量の範囲である。   Next, the manufacturing method of the epoxy resin (a2) used by this invention is explained in full detail. The production method is not limited at all except that the active hydrogen-containing compound (x1) having the quaternary onium salt and epihalohydrin (x2) are used as raw materials, but can be industrially implemented. Thus, for example, when a phenolic hydroxyl group-containing compound having a quaternary onium salt is used, a dissolved mixture of the phenolic hydroxyl group-containing compound having a quaternary onium salt and an epihalohydrin (x2) such as sodium hydroxide or potassium hydroxide is used. A method of reacting at 20 to 120 ° C. for 1 to 10 hours while adding or adding an alkali metal hydroxide is preferable. The addition amount of epihalohydrin (x2) is usually in the range of 0.3 to 20 equivalents relative to 1 equivalent of active hydrogen (hydroxyl group) in the phenolic hydroxyl group-containing compound having a quaternary onium salt, preferably The range is 0.6 to 4.0 equivalents.

前記アルカリ金属水酸化物はその水溶液を使用してもよく、その場合は該アルカリ金属水酸化物の水溶液を一括、間欠、又は連続的に反応系内に供給することにより、製造することが出来る。   An aqueous solution of the alkali metal hydroxide may be used. In that case, the alkali metal hydroxide can be produced by supplying the aqueous solution of the alkali metal hydroxide into the reaction system all at once, intermittently or continuously. .

また、四級オニウム基を有するフェノール性水酸基含有化合物とエピハロヒドリン(x2)の溶解混合物にテトラメチルアンモニウムクロライド、テトラメチルアンモニウムブロマイド、トリメチルベンジルアンモニウムクロライド等の四級アンモニウム塩を触媒として添加し、50〜150℃で1〜5時間反応させて得られる該フェノール類のハロヒドリンエーテル化物にアルカリ金属水酸化物の固体または水溶液を加え、再び20〜120℃で1〜10時間反応させ脱ハロゲン化水素(閉環)させる方法でもよい。   Further, a quaternary ammonium salt such as tetramethylammonium chloride, tetramethylammonium bromide, or trimethylbenzylammonium chloride is added to a dissolved mixture of a phenolic hydroxyl group-containing compound having a quaternary onium group and epihalohydrin (x2) as a catalyst, Add a solid or aqueous solution of an alkali metal hydroxide to the halohydrin etherified product of the phenol obtained by reacting at 150 ° C. for 1 to 5 hours, and react again at 20 to 120 ° C. for 1 to 10 hours to dehydrohalogenate A method of (ring closure) may be used.

更に、反応を円滑に進行させるためにメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノールなどのアルコール類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、ジオキサンなどのエーテル類、ジメチルスルホン、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶媒などを添加して反応を行うことが好ましい。溶媒を使用する場合のその使用量としては、エピハロヒドリン(x2)の量に対し通常5〜50重量%、好ましくは10〜30重量%である。また非プロトン性極性溶媒を用いる場合はエピハロヒドリン(x2)の量に対し通常5〜100重量%、好ましくは10〜60重量%である。   Furthermore, alcohols such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol and butanol, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, ethers such as dioxane, aprotic polar solvents such as dimethyl sulfone and dimethyl sulfoxide, etc. are used in order to facilitate the reaction. It is preferable to carry out the reaction by adding. The amount of the solvent used is usually 5 to 50% by weight, preferably 10 to 30% by weight, based on the amount of epihalohydrin (x2). Moreover, when using an aprotic polar solvent, it is 5 to 100 weight% normally with respect to the quantity of epihalohydrin (x2), Preferably it is 10 to 60 weight%.

これらのエポキシ化反応の反応物を水洗後、または水洗無しに加熱減圧下、110〜250℃、圧力10mmHg以下でエピハロヒドリン(x2)や他の添加溶媒などを除去する。その後、粗化合物を再びトルエン、メチルイソブチルケトンなどの溶剤に溶解し、生成した塩を濾過などにより除去し、更に、加熱減圧下トルエン、メチルイソブチルケトンなどの溶剤を留去することによりエポキシ樹脂(a2)を得る事ができる。   Epihalohydrin (x2), other added solvents, and the like are removed after washing the reaction product of these epoxidation reactions with or without washing with water at 110 to 250 ° C. and a pressure of 10 mmHg or less. Thereafter, the crude compound is dissolved again in a solvent such as toluene and methyl isobutyl ketone, the formed salt is removed by filtration and the like, and further, the solvent such as toluene and methyl isobutyl ketone is distilled off under reduced pressure by heating to an epoxy resin ( a2) can be obtained.

また、エピクロルヒドリン(x2)が全て反応に使用されるタイプでは、エポキシ化反応の反応物を水洗後、脱水濾過などにより除去し、更に、加熱減圧下トルエン、メチルイソブチルケトンなどの溶剤を留去することによりエポキシ樹脂(a2)を得る事ができる。   In the type in which epichlorohydrin (x2) is used in the reaction, the reaction product of the epoxidation reaction is washed with water and then removed by dehydration filtration, and a solvent such as toluene and methyl isobutyl ketone is distilled off under heating and reduced pressure. Thus, the epoxy resin (a2) can be obtained.

また、更に加水分解性ハロゲンの少ない化合物とするために必要に応じて、エピハロヒドリン(x2)や添加溶媒等を回収した後に得られる粗化合物を再びトルエン、メチルイソブチルケトンなどの溶剤に溶解し、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物の水溶液を加えて更に反応させて閉環を確実なものにすることもできる。この場合、アルカリ金属水酸化物の使用量は粗化合物中に残存する加水分解性塩素1モルに対して、通常0.5〜10モル、好ましくは1.2〜5.0モルである。反応温度としては通常50〜120℃、反応時間としては通常0.5〜3時間である。反応速度の向上を目的として、4級アンモニウム塩やクラウンエーテル等の相関移動触媒を存在させてもよい。相関移動触媒を使用する場合のその使用量としては、粗化合物に対して0.1〜3.0重量%の範囲であることが好ましい。その後、生成した塩を水洗、脱水濾過などにより除去し、更に、加熱減圧下トルエン、メチルイソブチルケトンなどの溶剤を留去することによりエポキシ樹脂(a2)を得る事ができる。   Further, if necessary, the crude compound obtained after recovering the epihalohydrin (x2), the additive solvent, etc. is dissolved again in a solvent such as toluene, methyl isobutyl ketone, Ring closure can be ensured by adding an aqueous solution of an alkali metal hydroxide such as sodium oxide or potassium hydroxide to cause further reaction. In this case, the usage-amount of an alkali metal hydroxide is 0.5-10 mol normally with respect to 1 mol of hydrolyzable chlorine which remains in a crude compound, Preferably it is 1.2-5.0 mol. The reaction temperature is usually 50 to 120 ° C., and the reaction time is usually 0.5 to 3 hours. For the purpose of improving the reaction rate, a phase transfer catalyst such as a quaternary ammonium salt or crown ether may be present. When the phase transfer catalyst is used, the amount used is preferably in the range of 0.1 to 3.0% by weight based on the crude compound. Thereafter, the produced salt is removed by washing with water, dehydrating filtration, and the like, and further, the solvent such as toluene and methyl isobutyl ketone is distilled off under reduced pressure by heating to obtain the epoxy resin (a2).

次に、四級オニウム基を有するアルコール性水酸基含有化合物を活性水素含有化合物(x1)として用いる場合について詳述する。アルコール性水酸基含有化合物を用いる場合は、大別して2通りの方法がある。第一の方法は、四級オニウム基を有するアルコール類に三フッ化ホウ素エーテル錯体等のルイス酸を添加して、エピハロヒドリン(x2)を滴下し、反応させた後に得られたクロルヒドリン付加物に、さらに、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物を添加し、または添加しながら20〜120℃で1〜10時間閉環反応させる方法が挙げられる。この時、必要に応じトルエン等の反応溶媒を使用することが出来る。   Next, the case where an alcoholic hydroxyl group-containing compound having a quaternary onium group is used as the active hydrogen-containing compound (x1) will be described in detail. When using an alcoholic hydroxyl group-containing compound, there are roughly two methods. In the first method, a Lewis acid such as boron trifluoride ether complex is added to alcohols having a quaternary onium group, and epihalohydrin (x2) is added dropwise to react with the chlorohydrin adduct obtained after the reaction. Furthermore, the method of making ring-closing reaction at 20-120 degreeC for 1 to 10 hours, adding alkali metal hydroxides, such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, is mentioned. At this time, a reaction solvent such as toluene can be used if necessary.

第二の方法は、四級オニウム基を有するアルコール性水酸基含有化合物とエピハロヒドリン(x2)との溶解混合物にテトラメチルアンモニウムクロライド、テトラメチルアンモニウムブロマイド、トリメチルベンジルアンモニウムクロライド等の第四級アンモニウム塩やエチルトリフェニルホスホニウムブロマイド、テトラフェニルホスホニウムブロマイド、テトラ−n−ブチルホスホニウムブロマイド等の第四級ホスホニウム塩などを触媒として、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物を添加し、または添加しながら20〜120℃で1〜10時間反応させる方法が挙げられる。   In the second method, a quaternary ammonium salt such as tetramethylammonium chloride, tetramethylammonium bromide, trimethylbenzylammonium chloride or ethyl is dissolved in a mixture of an alcoholic hydroxyl group-containing compound having a quaternary onium group and epihalohydrin (x2). Add or add alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide using quaternary phosphonium salts such as triphenylphosphonium bromide, tetraphenylphosphonium bromide and tetra-n-butylphosphonium bromide as catalysts. However, the method of making it react at 20-120 degreeC for 1 to 10 hours is mentioned.

前記アルカリ金属水酸化物はその水溶液を使用してもよく、その場合は該アルカリ金属水酸化物の水溶液を一括、間欠、又は連続的に反応系内に供給することにより、製造することが出来る。   An aqueous solution of the alkali metal hydroxide may be used. In that case, the alkali metal hydroxide can be produced by supplying the aqueous solution of the alkali metal hydroxide into the reaction system all at once, intermittently or continuously. .

これらのエポキシ化反応の反応物を水洗後、または水洗無しに加熱減圧下、110〜250℃、圧力10mmHg以下でエピハロヒドリン(x2)や他の添加溶媒などを除去する。その後、粗化合物を再びトルエン、メチルイソブチルケトンなどの溶剤に溶解し、生成した塩を濾過などにより除去し、更に、加熱減圧下トルエン、メチルイソブチルケトンなどの溶剤を留去することによりエポキシ樹脂(a2)を得る事ができる。   Epihalohydrin (x2), other added solvents, and the like are removed after washing the reaction product of these epoxidation reactions with or without washing with water at 110 to 250 ° C. and a pressure of 10 mmHg or less. Thereafter, the crude compound is dissolved again in a solvent such as toluene and methyl isobutyl ketone, the formed salt is removed by filtration and the like, and further, the solvent such as toluene and methyl isobutyl ketone is distilled off under reduced pressure by heating to an epoxy resin ( a2) can be obtained.

また、更に加水分解性ハロゲンの少ない化合物とするために必要に応じて、前述の四級オニウム基を有するフェノール性水酸基含有化合物を用いた際と同様の手法で、再閉環反応・精製を行っても良い。 In order to further reduce the hydrolyzable halogen, a re-ring closure reaction / purification is carried out in the same manner as when using the phenolic hydroxyl group-containing compound having a quaternary onium group as described above. Also good.

四級オニウム基を有するカルボキシル基含有化合物を活性水素含有化合物(x1)とする場合には、四級オニウム基を有するカルボキシル基含有化合物と大過剰のエピハロヒドリン(x2)の溶解混合物に水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物を添加し、または添加しながら20〜120℃で1〜10時間反応させる方法が挙げられる。必要に応じ、四級アンモニウム塩等を触媒として用いても良い。エピハロヒドリン(x2)の添加量としては、四級オニウム基を有するカルボキシル基含有化合物類中の活性水素(カルボキシル基)1当量に対して、通常、5.0〜20当量の範囲で用いられることが好ましい。   When the carboxyl group-containing compound having a quaternary onium group is used as the active hydrogen-containing compound (x1), sodium hydroxide, a dissolved mixture of the carboxyl group-containing compound having a quaternary onium group and a large excess of epihalohydrin (x2), The method of making it react at 20-120 degreeC for 1 to 10 hours, adding alkali metal hydroxides, such as potassium hydroxide, is added. If necessary, a quaternary ammonium salt or the like may be used as a catalyst. The addition amount of epihalohydrin (x2) is usually in the range of 5.0 to 20 equivalents with respect to 1 equivalent of active hydrogen (carboxyl group) in carboxyl group-containing compounds having a quaternary onium group. preferable.

前記アルカリ金属水酸化物はその水溶液を使用してもよく、その場合は該アルカリ金属水酸化物の水溶液を一括、間欠、又は連続的に反応系内に供給することにより、製造することが出来る。   An aqueous solution of the alkali metal hydroxide may be used. In that case, the alkali metal hydroxide can be produced by supplying the aqueous solution of the alkali metal hydroxide into the reaction system all at once, intermittently or continuously. .

更に、反応を円滑に進行させるためにメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノールなどのアルコール類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、ジオキサンなどのエーテル類、ジメチルスルホン、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶媒などを添加して反応を行うことが好ましい。溶媒を使用する場合のその使用量としては、エピハロヒドリンの量に対し通常5〜50重量%、好ましくは10〜30重量%である。また非プロトン性極性溶媒を用いる場合はエピハロヒドリンの量に対し通常5〜100重量%、好ましくは10〜60重量%である。   Furthermore, alcohols such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol and butanol, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, ethers such as dioxane, aprotic polar solvents such as dimethyl sulfone and dimethyl sulfoxide, etc. are used in order to facilitate the reaction. It is preferable to carry out the reaction by adding. The amount of the solvent used is usually 5 to 50% by weight, preferably 10 to 30% by weight, based on the amount of epihalohydrin. Moreover, when using an aprotic polar solvent, it is 5-100 weight% normally with respect to the quantity of epihalohydrin, Preferably it is 10-60 weight%.

これらのエポキシ化反応の反応物を水洗後、または水洗無しに加熱減圧下、110〜250℃、圧力10mmHg以下でエピハロヒドリンや他の添加溶媒などを除去する。その後、粗化合物を再びトルエン、メチルイソブチルケトンなどの溶剤に溶解し、生成した塩を濾過などにより除去し、更に、加熱減圧下トルエン、メチルイソブチルケトンなどの溶剤を留去することによりエポキシ樹脂(a2)を得る事ができる。   After the epoxidation reaction product is washed with water or without washing with water, epihalohydrin and other added solvents are removed at 110 to 250 ° C. under a pressure of 10 mmHg or less under reduced pressure. Thereafter, the crude compound is dissolved again in a solvent such as toluene and methyl isobutyl ketone, the formed salt is removed by filtration and the like, and further, the solvent such as toluene and methyl isobutyl ketone is distilled off under reduced pressure by heating to an epoxy resin ( a2) can be obtained.

また、更に加水分解性ハロゲンの少ない化合物とするために必要に応じて、前述のフェノール性水酸基含有化合物を用いた際と同様の手法で、再閉環反応・精製を行っても良い。 Further, in order to obtain a compound having less hydrolyzable halogen, if necessary, the re-ring closure reaction / purification may be carried out by the same method as in the case of using the above-mentioned phenolic hydroxyl group-containing compound .

次に、四級オニウム基を有するアミノ基含有化合物を活性水素含有化合物(x1)として用いる場合についてであるが、この場合は、過剰量のエピハロヒドリン(x2)と、共溶剤として水やアルコール類の溶解混合物に該四級オニウム基を有するアミノ基含有化合物を徐々に分割で仕込み、1,2クロルヒドリン体を生成させ、その後、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物を添加し、または添加しながら20〜90℃で1〜10時間反応させる方法が好ましい。   Next, an amino group-containing compound having a quaternary onium group is used as the active hydrogen-containing compound (x1). In this case, an excess amount of epihalohydrin (x2) and water or an alcohol as a cosolvent are used. The amino group-containing compound having a quaternary onium group is gradually charged into the dissolved mixture to form 1,2 chlorohydrin, and then an alkali metal hydroxide such as sodium hydroxide or potassium hydroxide is added, Or the method of making it react at 20-90 degreeC for 1 to 10 hours, adding is preferable.

前記アルカリ金属水酸化物はその水溶液を使用してもよく、その場合は該アルカリ金属水酸化物の水溶液を一括、間欠、又は連続的に反応系内に供給することにより、製造することが出来る。   An aqueous solution of the alkali metal hydroxide may be used. In that case, the alkali metal hydroxide can be produced by supplying the aqueous solution of the alkali metal hydroxide into the reaction system all at once, intermittently or continuously. .

これらのエポキシ化反応の反応物を水洗後、または水洗無しに加熱減圧下、110〜250℃、圧力10mmHg以下でエピハロヒドリンや他の添加溶媒などを除去する。その後、粗化合物を再びトルエン、メチルイソブチルケトンなどの溶剤に溶解し、生成した塩を濾過などにより除去し、更に、加熱減圧下トルエン、メチルイソブチルケトンなどの溶剤を留去することによりエポキシ樹脂(a2)を得る事ができる。   After the epoxidation reaction product is washed with water or without washing with water, epihalohydrin and other added solvents are removed at 110 to 250 ° C. under a pressure of 10 mmHg or less under reduced pressure. Thereafter, the crude compound is dissolved again in a solvent such as toluene and methyl isobutyl ketone, the formed salt is removed by filtration and the like, and further, the solvent such as toluene and methyl isobutyl ketone is distilled off under reduced pressure by heating to an epoxy resin ( a2) can be obtained.

また、更に加水分解性ハロゲンの少ない化合物とするために必要に応じて、前述のフェノール性水酸基含有化合物を用いた際と同様の手法で、再閉環反応・精製を行っても良い。 Further, in order to obtain a compound having less hydrolyzable halogen, if necessary, the re-ring closure reaction / purification may be carried out by the same method as in the case of using the above-mentioned phenolic hydroxyl group-containing compound .

また、本発明の効果を損なわない範囲において、必要に応じて前述のエポキシ樹脂(a2)以外のエポキシ樹脂を併用することも可能である。   Moreover, in the range which does not impair the effect of this invention, it is also possible to use together epoxy resins other than the above-mentioned epoxy resin (a2) as needed.

併用できるその他のエポキシ樹脂としては、特に限定されるものではなく、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、テトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、テトラフェニルエタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン−フェノール付加反応型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトール−フェノール共縮ノボラック型エポキシ樹脂、ナフトール−クレゾール共縮ノボラック型エポキシ樹脂、芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂変性フェノール樹脂型エポキシ樹脂、ビフェニルノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられる。   Other epoxy resins that can be used in combination are not particularly limited. For example, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, tetramethylbiphenyl type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, cresol Novolac type epoxy resin, bisphenol A novolak type epoxy resin, triphenylmethane type epoxy resin, tetraphenylethane type epoxy resin, dicyclopentadiene-phenol addition reaction type epoxy resin, phenol aralkyl type epoxy resin, naphthol novolak type epoxy resin, naphthol Aralkyl epoxy resin, naphthol-phenol co-condensed novolak epoxy resin, naphthol-cresol co-condensed novolac epoxy resin, aromatic carbonization Containing formaldehyde resin-modified phenol resin type epoxy resin, a biphenyl novolak type epoxy resins.

また、エポキシ樹脂(a2)は前出の方法の他、一旦エポキシ樹脂を合成後に更に活性水素含有化合物で分子量を伸長させたものを使用することができる。 In addition to the method described above, the epoxy resin (a2) may be one obtained by once synthesizing an epoxy resin and further extending the molecular weight with an active hydrogen-containing compound .

前記活性水素含有化合物(a1)と前記エポキシ樹脂(a2)との重付加反応の手法としては、例えば、酸、塩基、金属塩、金属酸化物等の触媒存在下または無触媒で、溶融状態あるいは溶剤存在下で行う方法が挙げられる。この時の反応温度としては、50〜160℃であることが好ましく、特に60℃〜140℃であることが好ましい。前記溶剤としては、原料である活性水素含有化合物(a1)とエポキシ樹脂(a2)を均一に溶解する事ができれば特に限定されるものではないが、例えば、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、デカリン等の炭化水素類、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸n−アミル、エトキシエチルプロピロネート、3−メトキシブチルアセテート、メトキシプロピルアセテート、セロソルブアセテート等のエステル類、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール等のアルコール類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、プロピルセロソルブ、ブチルセロソルブ、イソブチルセロソロブ、tert−ブチルセロソロブ等のセロソルブ類、モノグライム、ジグライム、トリグライム等のグライム類、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノイソブチルエーテル、プロピレングリコールモノtert−ブチルエーテル等のプロピレングリコールモノアルキルエーテル類が挙げられ、これらの中でも、アルコール類、セロソルブ類、グライム類、プロピレングリコールモノアルキルエーテル類が好ましい。   As a method of polyaddition reaction between the active hydrogen-containing compound (a1) and the epoxy resin (a2), for example, in the presence of a catalyst such as an acid, a base, a metal salt, or a metal oxide or without a catalyst, The method performed in presence of a solvent is mentioned. The reaction temperature at this time is preferably 50 to 160 ° C., particularly preferably 60 to 140 ° C. The solvent is not particularly limited as long as the active hydrogen-containing compound (a1) and the epoxy resin (a2) as raw materials can be uniformly dissolved. For example, carbonization such as toluene, xylene, cyclohexane, decalin, etc. Hydrogens, ethyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, n-amyl acetate, ethoxyethyl propionate, 3-methoxybutyl acetate, methoxypropyl acetate, cellosolve acetate, esters, methanol, ethanol, isopropanol, n- Alcohols such as butanol and isobutanol, cellosolves such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, propyl cellosolve, butyl cellosolve, isobutyl cellosolve, tert-butyl cellosolve, monoglyme, diglyme, triglyme, etc. , Propylene glycol monoalkyl ethers such as propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monoisobutyl ether, propylene glycol mono tert-butyl ether, among these, alcohols and cellosolves Glymes and propylene glycol monoalkyl ethers are preferred.

前記活性水素含有化合物(a1)とエポキシ樹脂(a2)の反応比率としては、エポキシ樹脂(a2)中のエポキシ基1当量に対し、活性水素化含有合物中の活性水素基が0.80〜2.5にある事が好ましい。0.80未満の場合、塗膜の機械物性が低下する可能性があり、2.5より大きい場合は、塗膜の耐液体性が低下する可能性がある。更に好ましくは0.90〜2.2である。   As the reaction ratio of the active hydrogen-containing compound (a1) and the epoxy resin (a2), the active hydrogen group in the active hydrogenation-containing compound is 0.80 to 1 equivalent of the epoxy group in the epoxy resin (a2). Preferably it is at 2.5. If it is less than 0.80, the mechanical properties of the coating film may be lowered, and if it is more than 2.5, the liquid resistance of the coating film may be lowered. More preferably, it is 0.90-2.2.

前記反応によって得られた化合物(A)は、そのままでも使用しても、必要に応じて溶剤の除去等の精製工程を行っても良い。   The compound (A) obtained by the reaction may be used as it is, or may be subjected to a purification step such as removal of a solvent as necessary.

本発明で用いる水(B)としては、化合物(A)を均一に溶解または分散させるために使用するものであり、脱イオン水が好ましい。水(B)は、活性水素含有化合物(a1)とエポキシ樹脂(a2)との反応[化合物(A)を得る反応]時または反応終了後に添加し、均一に攪拌混合することによって、本発明の水性樹脂組成物とすることができる。好ましくは化合物(A)合成後である。 The water (B) used in the present invention is used for uniformly dissolving or dispersing the compound (A), and deionized water is preferable. Water (B) is added at the time of the reaction of the active hydrogen-containing compound (a1) and the epoxy resin (a2) [reaction to obtain the compound (A)] or after completion of the reaction, and is stirred and mixed uniformly. It can be set as an aqueous resin composition. Preferably after compound (A) synthesis.

本発明の水性樹脂組成物としては、必要に応じて親水性の助剤を使用することができる。親水性の助剤としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール等の低級アルコール類、メチルソロソルブ、エチルセロソルブ、n−プロピルセロソルブ、イソプロピルセロソロブ、ブチルセロソルブ、イソブチルセロソルブ、tert−ブチルセロソルブ等のセロソルブ類、モノグライム、ジグライム、トリグライム等のグライム類、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ポリプロピレングリコールモノエチルエーテル、ポリプロピレングリコールモノn−ブチルエーテル、ポリプロピレングリコールモノイソブチルエーテル、ポリプロピレングリコールモノ−tert−ブチルエーテル等のプロピレングリコールモノアルキルエーテル類が挙げられる。 As the aqueous resin composition of the present invention, a hydrophilic auxiliary can be used as necessary. Examples of hydrophilic auxiliaries include lower alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol, and cellosolves such as methyl solosolv, ethyl cellosolve, n-propyl cellosolve, isopropyl cellosolve, butyl cellosolve, isobutyl cellosolve, and tert-butyl cellosolve. , Glymes such as monoglyme, diglyme and triglyme, propylene glycol monoalkyl ethers such as propylene glycol monomethyl ether, polypropylene glycol monoethyl ether, polypropylene glycol mono n-butyl ether, polypropylene glycol monoisobutyl ether, polypropylene glycol mono-tert-butyl ether Is mentioned.

これらの中でも、エポキシ樹脂(a2)、及び化合物(A)に対する溶解性が良好である点から、イソプロパノール、プロピルセロソルブ、ブチルセロソルブ、イソブチルセロソルブ、tert−ブチルセロソルブ、ジグライム、プロピレングリコールモノメチルエーテルを用いることが好ましい。また、これらの助剤は、活性水素含有化合物(a1)とエポキシ樹脂(a2)との反応時若しくは反応終了後に添加する事ができる。   Among these, it is preferable to use isopropanol, propyl cellosolve, butyl cellosolve, isobutyl cellosolve, tert-butyl cellosolve, diglyme, propylene glycol monomethyl ether from the viewpoint of good solubility in the epoxy resin (a2) and the compound (A). . These auxiliary agents can be added during the reaction of the active hydrogen-containing compound (a1) and the epoxy resin (a2) or after the completion of the reaction.

また、本発明の水性樹脂組成物としては、本発明の特性を損なわない範囲で、必要に応じて、他のポリエステル系水性樹脂、アクリル系水性樹脂等を併用しても良い。 In addition, as the aqueous resin composition of the present invention, other polyester-based aqueous resins, acrylic-based aqueous resins, and the like may be used in combination within the range not impairing the characteristics of the present invention.

更に、本発明の水性樹脂組成物は、得られる加工物の性能、例えば基材との密着性、耐食性をより優れたものとするために、硬化剤(C)を併用することができる。 Furthermore, the aqueous resin composition of the present invention can be used in combination with a curing agent (C) in order to improve the performance of the obtained workpiece, for example, the adhesion to the substrate and the corrosion resistance.

前記硬化剤(C)としては、前記化合物(A)中における水酸基と硬化反応が可能である化合物であれば特に限定されるものではないが、工業的入手の容易性、得られる硬化物の塗膜性能に優れる点からアミノ樹脂、イソシアネート化合物、フェノール樹脂を用いること好ましい。   The curing agent (C) is not particularly limited as long as it is a compound that can undergo a curing reaction with the hydroxyl group in the compound (A). An amino resin, an isocyanate compound, and a phenol resin are preferably used from the viewpoint of excellent membrane performance.

前記アミノ樹脂としては、例えば、メラミンとアルデヒド化合物から誘導されるメラミン樹脂、ベンゾグアナミン、アセトグアナミン等とアルデヒド化合物から誘導されるグアナミン樹脂、尿素、チオ尿素等とアルデヒド化合物から誘導される尿素樹脂等が挙げられる。これらは単独でも2種類以上の併用でも使用できる。   Examples of the amino resins include melamine resins derived from melamine and aldehyde compounds, guanamine resins derived from aldehyde compounds such as benzoguanamine and acetoguanamine, and urea resins derived from aldehyde compounds such as urea and thiourea. Can be mentioned. These can be used alone or in combination of two or more.

更に、前記アミノ樹脂としてはメラミン、尿素等のアミノ成分が共縮合されたものや樹脂中のメチロール基がメタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール等のアルコールで置換されたものも使用することができる。   Further, as the amino resin, those in which amino components such as melamine and urea are co-condensed, and those in which methylol groups in the resin are substituted with alcohols such as methanol, propanol, isopropanol, butanol and isobutanol may be used. it can.

前記アミノ樹脂の使用割合としては、水性樹脂組成物中における活性水素含有化合物(a1)とエポキシ樹脂(a2)の反応で得られる化合物の樹脂固形分100重量部に対してアミノ樹脂中の固形分が1〜40重量部であることが好ましく、更に好ましくは2〜30重量部である。 The amino resin is used in a solid content in the amino resin with respect to 100 parts by weight of the resin solid content of the compound obtained by the reaction of the active hydrogen-containing compound (a1) and the epoxy resin (a2) in the aqueous resin composition. Is preferably 1 to 40 parts by weight, more preferably 2 to 30 parts by weight.

前記イソシアネート化合物としては、特に限定されるものではないが、例えば、ジイソシアネートとして、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、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等の芳香族イソシアネート類、ヘキサメチレンジイソシアネート、リジ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等の脂肪族ジイソシアネート類、イソホロンジイソシアネート、水素化トリレジイソシアネート、水素化ジフェニルメタンジイソシアネート、水素化キシリレンジイソシアネート、水素化メタキシリレンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネート類等が挙げられ、無溶剤でも、溶剤に希釈されているものも使用できる。   Although it does not specifically limit as said isocyanate compound, For example, aromatic isocyanates, such as phenylene diisocyanate, tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), xylylene diisocyanate, metaxylylene diisocyanate, as diisocyanate, for example. Aliphatic diisocyanates such as hexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, dimer acid diisocyanate, isophorone diisocyanate, hydrogenated tolylene diisocyanate, hydrogenated diphenylmethane diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, hydrogenated metaxylylene diisocyanate, norbornene Alicyclic diisocyanates such as diisocyanates S and the like, and solvent-free, can be used those which are diluted in a solvent.

前記ジイソシアネート以外のポリイソシアネートとしては、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、ジメチルトリフェニルメタンテトライソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、トリス(イソシアナートフェニル)−トリホスフェート等が挙げられる。   Examples of the polyisocyanate other than the diisocyanate include polymethylene polyphenyl isocyanate, dimethyltriphenylmethane tetraisocyanate, triphenylmethane triisocyanate, and tris (isocyanatophenyl) -triphosphate.

更にイソシアネート化合物としては、上記イソシアネートを用いて、蒸気圧低下や粘度、官能基数、反応性の調整、特殊な物性を付与する等の目的で、種々の変性反応を行ったものも使用することができる。これらの例としては、アルコール類との反応物であるウレタンプレポリマー類、イソシアネート基同士を付加反応させて得られるアロファネート変性イソシアネート類、ビウレット変性イソシアネート類、ウレトジオン変性イソシアネート類、イソシアヌレート変性イソシアネート類、イソシアネート基の縮合反応等を利用したカルボジイミド変性体、ウレトニミン変性体、アシル尿素ジイソシアネート体等が挙げられる。   Furthermore, as the isocyanate compound, it is also possible to use those subjected to various modification reactions for the purpose of reducing the vapor pressure, adjusting the viscosity, the number of functional groups, the reactivity, and imparting special physical properties using the above isocyanate. it can. Examples of these are urethane prepolymers that are reaction products with alcohols, allophanate-modified isocyanates obtained by addition reaction of isocyanate groups, biuret-modified isocyanates, uretdione-modified isocyanates, isocyanurate-modified isocyanates, Examples thereof include a carbodiimide-modified product, an uretonimine-modified product, an acylurea diisocyanate product, and the like utilizing an isocyanate group condensation reaction.

前記ウレタンプレポリマー類としては、例えば、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、オレイルアルコール等の不飽和アルコールの2量体からなるジオール類、トリメチロールプロパン、グリセリン、1,2,6−ヘキサントリオール、ポリエステルポリオール等のポリオールと上記イソシアネート化合物とを反応させて得られる、末端にイソシアネート基を有する化合物類等が挙げられる。   Examples of the urethane prepolymers include diols composed of dimers of unsaturated alcohols such as ethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, and oleyl alcohol, trimethylolpropane, glycerin, 1,2,6-hexanetriol, Examples thereof include compounds having an isocyanate group at the terminal, obtained by reacting a polyol such as polyester polyol with the isocyanate compound.

これらのイソシアネート化合物は、単独で用いても、2種類以上の混合物として用いても良い。   These isocyanate compounds may be used alone or as a mixture of two or more.

前記イソシアネート化合物と使用割合としては、特に制限されるものではないが、得られる硬化物の前記性能に優れる点から、水性樹脂組成物中の活性水素含有化合物(a1)とエポキシ樹脂(a2)の反応で得られる化合物の樹脂固形分100重量部に対してイソシアネート化合物中の固形分を1〜30重量部で用いることが好ましく、更に好ましくは3〜25重量部である。 Although it does not restrict | limit especially as said isocyanate compound and a usage rate, From the point which is excellent in the said performance of the hardened | cured material obtained, the active hydrogen containing compound (a1) and epoxy resin (a2) in an aqueous resin composition are included. The solid content in the isocyanate compound is preferably 1 to 30 parts by weight, more preferably 3 to 25 parts by weight, based on 100 parts by weight of the resin solid content of the compound obtained by the reaction.

前記フェノール樹脂としては、フェノール類とアルデヒド化合物とを触媒の存在下に縮合反応させた化合物であれば特に限定されず、単独でも2種類以上の併用も可能である。   The phenol resin is not particularly limited as long as it is a compound in which a phenol and an aldehyde compound are subjected to a condensation reaction in the presence of a catalyst, and can be used alone or in combination of two or more.

前記フェノール類としては、例えば、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、o−tert−ブチルフェノール、m−tert−ブチルフェノール、p−tert−ブチルフェノール、p−シクロヘキシルフェノール、ノニルフェノール、キシレノール等の1価フェノール類や、ビスフェノールA、ビスフェノールF、テトラメチルビスフェノールF、ビスフェノールAD、ビスフェノールZ等のビスフェノール類、1,5−ジオキシナフタレン、1,6−ジオキシナフタレン等のナフタレンジオール類、ビフェノール、テトラメチルビフェノールが挙げられ、これらは単独または2種類以上の併用も可能である。   Examples of the phenols include phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, o-tert-butylphenol, m-tert-butylphenol, p-tert-butylphenol, p-cyclohexylphenol, nonylphenol, and xylenol. Monohydric phenols, bisphenols such as bisphenol A, bisphenol F, tetramethylbisphenol F, bisphenol AD, bisphenol Z, naphthalenediols such as 1,5-dioxynaphthalene, 1,6-dioxynaphthalene, biphenols, Examples thereof include tetramethylbiphenol, and these can be used alone or in combination of two or more.

前記触媒としては、塩基性触媒または酸触媒を使用することができる。塩基性触媒としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等のアルカリ金属水酸化物、アミン類、アンモニアなどが挙げられ、レゾール型縮合物が得られる。酸触媒としては塩酸、リン酸、シュウ酸等が挙げられ、ノボラック型縮合物が得られる。   As the catalyst, a basic catalyst or an acid catalyst can be used. Examples of the basic catalyst include alkali metal hydroxides such as potassium hydroxide and sodium hydroxide, amines, ammonia and the like, and a resol-type condensate is obtained. Examples of the acid catalyst include hydrochloric acid, phosphoric acid, oxalic acid, and the like, and a novolac type condensate is obtained.

前記フェノール樹脂の使用割合としては、特に限定されないが、水性樹脂組成物の活性水素含有化合物(a1)とエポキシ樹脂(a2)の反応で得られる化合物の樹脂固形分100重量部に対してフェノール樹脂中の固形分1〜40重量部で用いることが好ましく、更に好ましくは2〜30重量部である。 The proportion of the phenol resin used is not particularly limited, but the phenol resin is used with respect to 100 parts by weight of the resin solid content of the compound obtained by the reaction of the active hydrogen-containing compound (a1) and the epoxy resin (a2) of the aqueous resin composition. The solid content is preferably 1 to 40 parts by weight, and more preferably 2 to 30 parts by weight.

また、本発明の水性樹脂組成物には、必要に応じて、ハジキ防止剤、ダレ止め剤、流展剤、消泡剤、硬化促進剤、紫外線吸収剤、光安定剤等の各種添加剤を配合してもよい。 In addition, the aqueous resin composition of the present invention may contain various additives such as repellency inhibitors, anti-sagging agents, spreading agents, antifoaming agents, curing accelerators, ultraviolet absorbers, and light stabilizers as necessary. You may mix | blend.

本発明の水性樹脂組成物の用途としては、特に制限されるものではないが、例えば、塗料、接着剤、繊維集束剤、コンクリートプライマー等として好適に用いることができる。 Although it does not restrict | limit especially as a use of the aqueous resin composition of this invention, For example, it can use suitably as a coating material, an adhesive agent, a fiber sizing agent, a concrete primer, etc.

本発明の水性樹脂組成物を塗料用途に用いる場合には、必要に応じて、防錆顔料、着色顔料、体質顔料等の各種フィラーや各種添加剤等を配合することが好ましい。前記防錆顔料としては亜鉛粉末、リンモリブテン酸アルミニウム、リン酸亜鉛、リン酸アルミニウム、クロム酸バリウム、クロム酸アルミニウム、グラファイト等の鱗片状顔料等が挙げられ、着色顔料としては、カーボンブラック、酸化チタン、硫化亜鉛、ベンガラが挙げられ、また体質顔料としては硫酸バリウム、炭酸カルシウム、タルク、カオリン等が挙げられる。これらフィラーの配合量としては、化合物(A)、水(B)及び必要に応じて配合される硬化剤(C)の合計100重量部に対して、10〜70重量部であることが、塗膜性能、塗装作業性等の点から好ましい。 When the aqueous resin composition of the present invention is used for coating applications, it is preferable to incorporate various fillers such as rust preventive pigments, colored pigments, extender pigments, various additives, and the like as necessary. Examples of the anticorrosion pigment include zinc powder, aluminum phosphomolybdate, zinc phosphate, aluminum phosphate, barium chromate, aluminum chromate, graphite and other scaly pigments, and the coloring pigment includes carbon black, oxidation pigment, etc. Examples thereof include titanium, zinc sulfide, and bengara. Examples of extender pigments include barium sulfate, calcium carbonate, talc, and kaolin. The blending amount of these fillers is 10 to 70 parts by weight with respect to a total of 100 parts by weight of the compound (A), water (B) and the curing agent (C) blended as necessary. It is preferable from the viewpoints of film performance and painting workability.

本発明の水性樹脂組成物を塗料用に使用する場合における塗装方法については、特に限定されず、ロールコート、スプレー、刷毛、ヘラ、バーコーター、浸漬塗装、電着塗装方法にて行う事ができ、その加工方法としては、常温乾燥〜加熱硬化を行うことができる。加熱する場合は50〜250℃、好ましくは60〜230℃で、2〜30分、好ましくは5〜20分反応させることにより、塗膜を得ることが出来る。 The coating method when the aqueous resin composition of the present invention is used for coating is not particularly limited, and can be performed by roll coating, spraying, brushing, spatula, bar coater, dip coating, or electrodeposition coating. As the processing method, room temperature drying to heat curing can be performed. In the case of heating, a coating film can be obtained by reacting at 50 to 250 ° C., preferably 60 to 230 ° C. for 2 to 30 minutes, preferably 5 to 20 minutes.

また、本発明の水性樹脂組成物を接着剤として使用する場合は、特に限定されず、スプレー、刷毛、ヘラにて基材へ塗布後、基材の接着面を合わせることで行う事ができ、接合部は周囲の固定や圧着する事で強固な接着層を形成することができる。基材としては鋼板、コンクリート、モルタル、木材、樹脂シート、樹脂フィルムが適し、必要に応じて研磨等の物理的処理やコロナ処理等の電気処理、化成処理等の化学処理などの各種表面処理を施した後に塗布すると更に好ましい。 In addition, when using the aqueous resin composition of the present invention as an adhesive, it is not particularly limited, and can be performed by matching the adhesive surface of the substrate after application to the substrate with spray, brush, spatula, The bonding portion can form a strong adhesive layer by fixing the surrounding area or pressure bonding. Steel plates, concrete, mortar, wood, resin sheets, resin films are suitable as the base material, and various surface treatments such as physical treatment such as polishing, electrical treatment such as corona treatment, and chemical treatment such as chemical conversion treatment are performed as necessary. More preferably, it is applied after application.

また、本発明の水性樹脂組成物を繊維集束剤として使用する場合は、特に限定されず行う事ができ、例えば、紡糸直後の繊維にローラーコーターを用いて塗布し、繊維ストランドとして巻き取った後、乾燥を行う方法が挙げられる。用いる繊維としては、特に制限されるものではなく、例えば、ガラス繊維、セラミック繊維、石綿繊維、炭素繊維、ステンレス繊維等の無機繊維、綿、麻等の天然繊維、ポリエステル、ポリアミド、ウレタン等の合成繊維等が挙げられ、その基材の形状としては短繊維、長繊維、ヤーン、マット、シート等が挙げられる。繊維集束剤としての使用量としては繊維に対して樹脂固形分として0.1〜2重量%であることが好ましい。 In addition, when the aqueous resin composition of the present invention is used as a fiber sizing agent, it can be carried out without any particular limitation. For example, after applying to a fiber immediately after spinning using a roller coater and winding it as a fiber strand And a method of drying. The fiber to be used is not particularly limited. For example, inorganic fibers such as glass fiber, ceramic fiber, asbestos fiber, carbon fiber, and stainless steel fiber, natural fibers such as cotton and hemp, synthetic fibers such as polyester, polyamide, and urethane. Examples of the shape of the base material include short fibers, long fibers, yarns, mats, and sheets. The amount used as the fiber sizing agent is preferably 0.1 to 2% by weight as the resin solid content with respect to the fiber.

また、本発明の水性樹脂組成物をコンクリートプライマーとして使用する場合は、特に限定されず、ロール、スプレー、刷毛、ヘラ、鏝にて行う事ができる。 Moreover, when using the aqueous resin composition of this invention as a concrete primer, it is not specifically limited, It can carry out with a roll, a spray, a brush, a spatula, and a scissors.

以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。なお、実施例中「部」、「%」は特に断りのない限り、重量基準である。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. In the examples, “parts” and “%” are based on weight unless otherwise specified.

合成例1(x1の合成)
温度計、撹拌装置、滴下ロート、冷却管、窒素ガス導入管、下部に分液コックが装着された4つ口フラスコに、ジフェノール酸(水酸基当量143g/eq、カルボキシル当量286g/eq、大塚化学株式会社製)286部とSY−GTA80(グリシジル基含有4級オニウム塩−80%水溶液、阪本薬品工業株式会社製)227部とイソプロピルアルコール120部を仕込み、50℃まで加熱撹拌することによって、均一溶液とした。更に同温度で4時間反応させることによって、四級オニウム基を有するフェノール性活性水素含有化合物(x1−1)を得た。
Synthesis Example 1 (Synthesis of x1)
A diphenolic acid (hydroxyl equivalent 143 g / eq, carboxyl equivalent 286 g / eq, Otsuka Chemical Co., Ltd.) was added to a four-necked flask equipped with a thermometer, stirring device, dropping funnel, cooling pipe, nitrogen gas introduction pipe, and separation cock at the bottom. Co., Ltd.) 286 parts, SY-GTA80 (glycidyl group-containing quaternary onium salt-80% aqueous solution, Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd.) 227 parts and isopropyl alcohol 120 parts, heated to 50 ° C. and stirred uniformly It was set as the solution. Furthermore, by making it react at the same temperature for 4 hours, the phenolic active hydrogen containing compound (x1-1) which has a quaternary onium group was obtained.

合成例2
合成例1で得た(x1−1)のフラスコに、エピクロルヒドリン370部を仕込み、40℃まで加熱攪拌しながら溶解させた。その後、窒素ガスパージを施しながら、49%水酸化ナトリウム水溶液8部を添加し4時間反応させた。次いで50℃まで加熱し、49%水酸化ナトリウム水溶液100部を5時間かけて滴下した。その後、水157部を添加し、生成した塩を溶解した後、下部の分液用コックより飽和食塩水を棄却した。未反応のエピクロロヒドリンを常圧条件下でフラスコ温度130℃まで蒸留して留去後、反応液に残った塩をろ別した。ろ液から、更に減圧条件下フラスコ温度130℃で未反応のエピクロロヒドリンを留去することによってエポキシ当量403g/eqのエポキシ樹脂(a2−1)を得た。
Synthesis example 2
Into the flask (x1-1) obtained in Synthesis Example 1, 370 parts of epichlorohydrin was charged and dissolved while heating to 40 ° C. with stirring. Thereafter, 8 parts of a 49% aqueous sodium hydroxide solution were added and reacted for 4 hours while purging with nitrogen gas. Subsequently, it heated to 50 degreeC and 100 parts of 49-% sodium hydroxide aqueous solution was dripped over 5 hours. Thereafter, 157 parts of water was added to dissolve the produced salt, and then the saturated saline was discarded from the lower separation cock. Unreacted epichlorohydrin was distilled off under atmospheric pressure to a flask temperature of 130 ° C., and then the salt remaining in the reaction solution was filtered off. From the filtrate, an unreacted epichlorohydrin was further distilled off under reduced pressure at a flask temperature of 130 ° C. to obtain an epoxy resin (a2-1) having an epoxy equivalent of 403 g / eq.

合成例3
合成例1で得た(x1−1)のフラスコに、ビスフェノールA 228部、エピクロルヒドリン1480部を仕込み、40℃まで加熱攪拌しながら溶解させた。その後、窒素ガスパージを施しながら、49%水酸化ナトリウム水溶液33部を添加し4時間反応させた。次いで50℃まで加熱し、49%水酸化ナトリウム水溶液 400部を5時間かけて滴下した。その後、水564部を添加し、生成した塩を溶解した後、下部の分液用コックより飽和食塩水を棄却した。未反応のエピクロロヒドリンを常圧条件下でフラスコ温度130℃まで蒸留して留去後、反応液に残った塩をろ別した。ろ液から、更に減圧条件下フラスコ温度130℃で未反応のエピクロロヒドリンを留去したのちプロピルセロソルブ99部を加え攪拌均一化する事によって、不揮発分90%、エポキシ当量277g/eqのエポキシ樹脂(a2−2)を得た。
Synthesis example 3
In the flask (x1-1) obtained in Synthesis Example 1, 228 parts of bisphenol A and 1480 parts of epichlorohydrin were charged and dissolved while heating to 40 ° C. with stirring. Thereafter, 33 parts of a 49% aqueous sodium hydroxide solution was added and reacted for 4 hours while purging with nitrogen gas. Subsequently, it heated to 50 degreeC and 400 parts of 49% sodium hydroxide aqueous solution was dripped over 5 hours. Then, after adding 564 parts of water and dissolving the produced | generated salt, the saturated salt solution was discarded from the cock for lower liquid separation. Unreacted epichlorohydrin was distilled off under atmospheric pressure to a flask temperature of 130 ° C., and then the salt remaining in the reaction solution was filtered off. From the filtrate, unreacted epichlorohydrin was further distilled off at a flask temperature of 130 ° C. under reduced pressure, and then 99 parts of propyl cellosolve was added and homogenized by stirring to obtain an epoxy having a non-volatile content of 90% and an epoxy equivalent of 277 g / eq. Resin (a2-2) was obtained.

合成例4
合成例1で得た(x1−1)のフラスコに、ビスフェノールA 456部、エピクロルヒドリン2220部を仕込み、40℃まで加熱攪拌しながら溶解させた。その後、窒素ガスパージを施しながら、49%水酸化ナトリウム水溶液58.8部を添加し4時間反応させた。次いで50℃まで加熱し、49%水酸化ナトリウム水溶液705部を5時間かけて滴下した。その後、水800部を添加し、生成した塩を溶解した後、下部の分液用コックより飽和食塩水を棄却した。未反応のエピクロロヒドリンを常圧条件下でフラスコ温度130℃まで蒸留して留去後、反応液に残った塩をろ別した。ろ液から、更に減圧条件下フラスコ温度130℃で未反応のエピクロロヒドリンを留去した後、プロピルセロソルブ134部を加え攪拌均一化する事によって、不揮発分90%、エポキシ当量298g/eqのエポキシ樹脂(a2−3)を得た。
Synthesis example 4
In the flask (x1-1) obtained in Synthesis Example 1, 456 parts of bisphenol A and 2220 parts of epichlorohydrin were charged and dissolved while heating to 40 ° C. with stirring. Thereafter, 58.8 parts of a 49% aqueous sodium hydroxide solution were added and reacted for 4 hours while purging with nitrogen gas. Subsequently, it heated to 50 degreeC and 705 parts of 49% sodium hydroxide aqueous solution was dripped over 5 hours. Thereafter, 800 parts of water was added to dissolve the produced salt, and then the saturated saline was discarded from the lower separation cock. Unreacted epichlorohydrin was distilled off under atmospheric pressure to a flask temperature of 130 ° C., and then the salt remaining in the reaction solution was filtered off. From the filtrate, unreacted epichlorohydrin was further distilled off at a flask temperature of 130 ° C. under reduced pressure, and then 134 parts of propyl cellosolve was added and homogenized with stirring to obtain a non-volatile content of 90% and an epoxy equivalent of 298 g / eq. An epoxy resin (a2-3) was obtained.

合成例5
温度計、撹拌機、窒素導入管を取り付けたフラスコに、合成例2で得たエポキシ樹脂(a2−1)300部、ブチルセロソルブ82部を仕込み、50℃に昇温、攪拌均一化した。次に、モノエタノールアミン(アルカノールアミン、活性水素当量30.5g/eq、日本触媒株式会社製)27.2部を添加(この時の活性水素/エポキシ基の当量比は1.20である。)し、130℃にて4時間攪拌した。更に、ブチルセロソルブ40部を添加し攪拌均一化する事によって化合物(A−1)を得た。(A−1)はイオン交換水486部を分割にて添加し、攪拌均一化することによって、不揮発分35%、白色液体状の水性樹脂組成物(E−1)を得た。
Synthesis example 5
A flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a nitrogen introduction tube was charged with 300 parts of the epoxy resin (a2-1) obtained in Synthesis Example 2 and 82 parts of butyl cellosolve, and the mixture was heated to 50 ° C. and homogenized with stirring. Next, 27.2 parts of monoethanolamine (alkanolamine, active hydrogen equivalent 30.5 g / eq, manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) was added (the active hydrogen / epoxy group equivalent ratio at this time was 1.20. And stirred at 130 ° C. for 4 hours. Furthermore, compound (A-1) was obtained by adding 40 parts of butyl cellosolve and stirring and homogenizing. In (A-1), 486 parts of ion-exchanged water was added in portions, and the mixture was stirred and homogenized to obtain a white liquid aqueous resin composition (E-1) having a nonvolatile content of 35%.

合成例6
温度計、撹拌機、窒素導入管を取り付けたフラスコに、合成例3で得たエポキシ樹脂(a2−2)300部、ブチルセロソルブ76部を仕込み、50℃に昇温、攪拌均一化した。次に、モノエタノールアミン35.6部を添加(この時の活性水素/エポキシ基の当量比は1.20である。)し、130℃にて4時間攪拌した。更に、ブチルセロソルブ25部を添加し攪拌均一化する事によって化合物(A−2)を得た。(A−2)はイオン交換水436部を分割にて添加し、攪拌均一化することによって、不揮発分35%、白色液体状の水性樹脂組成物(E−2)を得た。
Synthesis Example 6
A flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a nitrogen introduction tube was charged with 300 parts of the epoxy resin (a2-2) obtained in Synthesis Example 3 and 76 parts of butyl cellosolve, and the temperature was raised to 50 ° C. and the mixture was stirred and homogenized. Next, 35.6 parts of monoethanolamine was added (the active hydrogen / epoxy group equivalent ratio at this time was 1.20), and the mixture was stirred at 130 ° C. for 4 hours. Furthermore, compound (A-2) was obtained by adding 25 parts of butyl cellosolve and stirring and homogenizing. In (A-2), 436 parts of ion-exchanged water was added in portions, and the mixture was stirred and homogenized to obtain a white liquid aqueous resin composition (E-2) having a nonvolatile content of 35%.

合成例7
温度計、撹拌機、窒素導入管を取り付けたフラスコに、合成例3で得たエポキシ樹脂(a2−2)300部、ビスフェノールA 102.6部、ブチルセロソルブ124部を仕込み、80℃に昇温、攪拌均一化した。更に140℃に昇温して7時間攪拌しエポキシ当量5100g/eqのエポキシ樹脂を得た。次に、ジエタノールアミン(アルカノールアミン、活性水素当量105g/eq、三井化学株式会社製)7.7部を添加(この時の活性水素/エポキシ基の当量比は1.00である)し、同温度で6時間攪拌した。更にブチルセロソルブ51部を添加し攪拌均一化させる事によって化合物(A−3)を得た。(A−3)はイオン交換水622部を分割にて添加し、攪拌均一化させることによって、不揮発分35%、白色液体状の水性樹脂組成物(E−3)を得た。
Synthesis example 7
A flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a nitrogen introduction tube was charged with 300 parts of the epoxy resin (a2-2) obtained in Synthesis Example 3, 102.6 parts of bisphenol A, and 124 parts of butyl cellosolve, and the temperature was raised to 80 ° C. Stirring was homogenized. The mixture was further heated to 140 ° C. and stirred for 7 hours to obtain an epoxy resin having an epoxy equivalent of 5100 g / eq. Next, 7.7 parts of diethanolamine (alkanolamine, active hydrogen equivalent 105 g / eq, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) was added (the equivalent ratio of active hydrogen / epoxy group at this time was 1.00) and the same temperature. For 6 hours. Further, 51 parts of butyl cellosolve was added and the mixture was stirred and homogenized to obtain compound (A-3). In (A-3), 622 parts of ion-exchanged water was added in portions, and the mixture was stirred and homogenized to obtain a white liquid aqueous resin composition (E-3) having a nonvolatile content of 35%.

合成例8
温度計、撹拌機、窒素導入管を取り付けたフラスコに、合成例4で得たエポキシ樹脂(a2−3)300部、ビスフェノールA 73部、ブチルセロソルブ60部を仕込み、80℃に昇温、攪拌均一化させた。更に140℃に昇温して4時間攪拌しエポキシ当量1350g/eqのエポキシ樹脂を得た。次に、モノエタノールアミン15.5部を添加(この時の活性水素/エポキシ基の当量比は2.00である)し、同温度で6時間攪拌した。更にブチルセロソルブ84部を添加し攪拌均一化させる事によって化合物(A−4)を得た。(A−4)はイオン交換水492部を分割にて添加し、攪拌均一化させることによって、不揮発分35%、白色液体状の水性樹脂組成物(E−4)を得た。
Synthesis Example 8
A flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a nitrogen introduction tube was charged with 300 parts of the epoxy resin (a2-3) obtained in Synthesis Example 4, 73 parts of bisphenol A, and 60 parts of butyl cellosolve. Made it. The mixture was further heated to 140 ° C. and stirred for 4 hours to obtain an epoxy resin having an epoxy equivalent of 1350 g / eq. Next, 15.5 parts of monoethanolamine was added (the active hydrogen / epoxy group equivalent ratio at this time was 2.00), and the mixture was stirred at the same temperature for 6 hours. Further, 84 parts of butyl cellosolve was added and the mixture was stirred and homogenized to obtain compound (A-4). In (A-4), 492 parts of ion-exchanged water was added in portions, and the mixture was stirred and homogenized to obtain a white liquid aqueous resin composition (E-4) having a nonvolatile content of 35%.

合成例9
温度計、撹拌機、窒素導入管を取り付けたフラスコに、合成例3で得たエポキシ樹脂(a2−2)300部、ビスフェノールA 33.3部を仕込み140℃に昇温して2時間攪拌しエポキシ当量460g/eqのエポキシ樹脂を得た。更に、ビスフェノールA 117部(この時の活性水素/エポキシ基の当量比は1.40である)、ブチルセロソルブ106部を仕込、160℃に昇温して5時間攪拌した後に、ブチルセロソルブ109部を添加し攪拌均一化することによって、化合物(A−5)を得た。(A−5)はイオン交換水708部を分割添加し攪拌均一化させることによって、不揮発分30%、淡褐色液体状の水性樹脂組成物(E−5)を得た。
Synthesis Example 9
A flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a nitrogen introduction tube was charged with 300 parts of the epoxy resin (a2-2) obtained in Synthesis Example 3 and 33.3 parts of bisphenol A, and the temperature was raised to 140 ° C. and stirred for 2 hours. An epoxy resin having an epoxy equivalent of 460 g / eq was obtained. Furthermore, 117 parts of bisphenol A (the equivalent ratio of active hydrogen / epoxy group at this time is 1.40) and 106 parts of butyl cellosolve were added, and after heating to 160 ° C. and stirring for 5 hours, 109 parts of butyl cellosolve were added. The compound (A-5) was obtained by stirring and homogenizing. In (A-5), 708 parts of ion-exchanged water was added in portions, and the mixture was stirred and homogenized to obtain a light brown liquid aqueous resin composition (E-5) having a nonvolatile content of 30%.

合成例10
温度計、撹拌機、窒素導入管を取り付けたフラスコに、合成例2で得たエポキシ樹脂(a2−1)300部、ビスフェノールA 15部を仕込み140℃に昇温して2時間攪拌しエポキシ当量550g/eqのエポキシ樹脂を得た。更に、モノエタノールアミン52.4部(この時の活性水素/エポキシ基の当量比は3.00である)、ブチルセロソルブ35部を仕込、160℃に昇温して5時間攪拌した後に、ブチルセロソルブ104部を添加し攪拌均一化することによって、化合物(A−6)を得た。(A−6)はイオン交換水708部を分割添加し攪拌均一化させることによって、不揮発分30%、淡褐色液体状の水性樹脂組成物(E−6)を得た。
Synthesis Example 10
A flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a nitrogen introduction tube was charged with 300 parts of the epoxy resin (a2-1) obtained in Synthesis Example 2 and 15 parts of bisphenol A, heated to 140 ° C. and stirred for 2 hours to obtain an epoxy equivalent. An epoxy resin of 550 g / eq was obtained. Further, 52.4 parts of monoethanolamine (the active hydrogen / epoxy group equivalent ratio at this time is 3.00) and 35 parts of butyl cellosolve were charged, heated to 160 ° C. and stirred for 5 hours, and then butyl cellosolve 104 The compound (A-6) was obtained by adding a part and stirring uniform. In (A-6), 708 parts of ion-exchanged water was added in portions, and the mixture was stirred and homogenized to obtain a light brown liquid aqueous resin composition (E-6) having a nonvolatile content of 30%.

合成例11
温度計、撹拌装置、滴下ロート、冷却管、窒素ガス導入管が装着された4つ口フラスコに、EPICLON 1055(ビスフェノールA型固形エポキシ樹脂、エポキシ当量475g/eq、大日本インキ化学工業株式会社製)300部、ブチルセロソルブ135部を仕込み、100℃に昇温して攪拌均一化後、モノエタノールアミン4部、ジェファーミンM−1000(ポリオキシアルキレン化合物、ピー・ティー・アイジャパン株式会社製)101部を発熱に注意しながら順次仕込み、130℃において溶液粘度が飽和するまで反応を行い、化合物(A−7)を得た。(A−7)に対しイオン交換水360部を添加し、攪拌均一化することによって、不揮発分45%の白色半透明液体状の水性樹脂組成物(E−7)を得た。
Synthesis Example 11
EPICLON 1055 (Bisphenol A type solid epoxy resin, epoxy equivalent 475 g / eq, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) is attached to a four-necked flask equipped with a thermometer, stirring device, dropping funnel, cooling tube, and nitrogen gas introduction tube. ) 300 parts and 135 parts of butyl cellosolve were charged, heated to 100 ° C. and stirred and homogenized, then 4 parts of monoethanolamine, Jeffamine M-1000 (polyoxyalkylene compound, manufactured by PTI Japan Ltd.) 101 The portions were sequentially charged while paying attention to heat generation, and the reaction was carried out at 130 ° C. until the solution viscosity was saturated to obtain compound (A-7). 360 parts of ion-exchanged water was added to (A-7) and the mixture was stirred and homogenized to obtain a white translucent liquid aqueous resin composition (E-7) having a nonvolatile content of 45%.

合成例12
温度計、撹拌装置、滴下ロート、冷却管、窒素ガス導入管が装着された4つ口フラスコに、EPICLON 2055(ビスフェノールA型固形エポキシ樹脂、エポキシ当量625g/eq、大日本インキ化学工業株式会社製)300部、ジグライム180部を仕込み、70℃に昇温して攪拌均一化後、モノエタノールアミン21部、を加え、100℃にて7時間反応させた。70℃に冷却後、無水コハク酸 59部を添加し95℃に昇温し1時間反応させた。次に、反応液を60℃に冷却し、29%アンモニア水35部を添加、攪拌均一化後にイオン交換水527部を加え、攪拌均一化させることによって不揮発分33%の淡黄色半透明液体状の水性樹脂組成物(E−8)を得た。
Synthesis Example 12
EPICLON 2055 (Bisphenol A type solid epoxy resin, epoxy equivalent 625 g / eq, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) ) 300 parts and 180 parts of diglyme were charged, heated to 70 ° C. and homogenized with stirring, 21 parts of monoethanolamine was added, and the mixture was reacted at 100 ° C. for 7 hours. After cooling to 70 ° C., 59 parts of succinic anhydride was added, the temperature was raised to 95 ° C. and reacted for 1 hour. Next, the reaction solution is cooled to 60 ° C., 35 parts of 29% ammonia water is added, and after stirring and homogenizing, 527 parts of ion-exchanged water is added, and stirring is homogenized to form a pale yellow translucent liquid having a nonvolatile content of 33%. Aqueous resin composition (E-8) was obtained.

表1に、合成例5〜12で得られた水性樹脂組成物(E−1)〜(E−8)の性状値および、40℃の乾燥機内保存時における外観の変化を示す。表1において、ワニス保存安定性は、水性樹脂組成物を100ml容量のマヨネーズ瓶に90g量り取り、40℃の乾燥機内にて保管し、3ヶ月経過後に目視にて外観を観察した。
〇:沈殿、分離なし。×:分離または凝集物発生。
また、安定性試験3ヵ月後のマヨネーズ瓶を開け、臭気について官能試験を行った。
○:臭気無し。×:臭気有り。
Table 1 shows the property values of the aqueous resin compositions (E-1) to (E-8) obtained in Synthesis Examples 5 to 12 and changes in the appearance during storage in a dryer at 40 ° C. In Table 1, varnish storage stability was measured by weighing 90 g of the aqueous resin composition into a 100 ml mayonnaise bottle and storing it in a dryer at 40 ° C., and visually observing the appearance after 3 months.
○: No precipitation or separation. X: Separation or aggregate generation.
Moreover, the mayonnaise bottle 3 months after the stability test was opened, and a sensory test was performed for odor.
○: No odor. X: Odor is present.

Figure 0005088599
Figure 0005088599

表1の脚注
NV(%):水性樹脂組成物中の不揮発分
Footnotes in Table 1 NV (%): non-volatile content in aqueous resin composition

試験例1〜14、及び比較試験例1〜9
次に、得られた水性樹脂組成物を用いて表2〜表4の配合比で水性塗料を作成し、#400のサンドペーバーで表面処理を行った冷却圧延鋼板に対しバーコーターにて乾燥膜厚が20μmとなるように塗布した後、塗膜物性評価を行った。なお、表2記載のラッカー塗膜物性は100℃×20分焼付後の試験結果であり、表3、4記載の塗膜物性は160℃×20分焼付後の試験結果である。尚、各試験方法及び評価基準は下記の通りである。また、塗料中のPWCは50%である。
Test Examples 1-14 and Comparative Test Examples 1-9
Next, using the obtained aqueous resin composition, water-based paints were prepared with the blending ratios shown in Tables 2 to 4, and the dried film was formed with a bar coater on a cold-rolled steel sheet that had been surface-treated with # 400 sandpaper. After coating so as to have a thickness of 20 μm, the physical properties of the coating film were evaluated. The lacquer coating properties shown in Table 2 are test results after baking at 100 ° C. for 20 minutes, and the coating properties shown in Tables 3 and 4 are test results after baking at 160 ° C. for 20 minutes. Each test method and evaluation criteria are as follows. The PWC in the paint is 50%.

耐おもり落下性:JIS K−5600−5−3(1999)に準拠し、デュポン式にて、撃心1/2インチ、荷重500gにて行った。
〇:50cmで亀裂等の発生無し。×:50cmで亀裂等の発生が認められる。
Weight drop resistance: In accordance with JIS K-5600-5-3 (1999), a DuPont type was used with a striker of 1/2 inch and a load of 500 g.
◯: No crack or the like at 50 cm. X: Generation | occurrence | production of a crack etc. is recognized by 50 cm.

付着性試験:JIS K−5600−5−6(1999)に準拠し、1mm間隔で切れ目を入れ、テープを貼り付け後に引き剥がした後の塗膜状態を目視で観察した。
〇:剥がれなし。×:剥がれが見られる。
Adhesion test: According to JIS K-5600-5-6 (1999), cuts were made at intervals of 1 mm, and the state of the coating film was visually observed after peeling off after applying the tape.
○: No peeling. X: Peeling is seen.

耐液体性(水浸せき法):JIS K−5600−2(1999)に準拠し、40℃×1週間後の塗膜浸漬面における膨れの発生を観察した。
〇:膨れ発生せず。×:膨れ発生。
Liquid resistance (water immersion method): In accordance with JIS K-5600-2 (1999), the occurrence of swelling on the coating surface immersed at 40 ° C. for 1 week was observed.
◯: No swelling occurs. X: Swelling occurred.

耐中性塩水噴霧性:JIS K−5600−7−1(1999)に準拠して行った。300hr試験後のフラット部におけるブリスターの有無を確認した。
〇:膨れ発生せず。×:膨れ発生。
Medium-resistant salt sprayability: Performed according to JIS K-5600-7-1 (1999). The presence or absence of blisters in the flat part after the 300 hr test was confirmed.
◯: No swelling occurs. X: Swelling occurred.

Figure 0005088599
Figure 0005088599

表2の脚注
塗料NV:塗料不揮発分%
K−White:テイカ株式会社製 防錆顔料
CR−97:石原産業株式会社製 酸化チタン タイペークCR−97
NS−100:日東粉化株式会社 炭酸カルシウム
SNデフォーマー777:サンノプコ株式会社製 消泡剤
BYK−341:ビックケミー社製 添加剤
Footnotes in Table 2 Paint NV: Paint non-volatile content%
K-White: Anti-corrosion pigment manufactured by Teika Co., Ltd. CR-97: Titanium oxide Type CR-97 manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.
NS-100: Nitto Powder Co., Ltd. Calcium carbonate SN deformer 777: Sannopco Corporation antifoam agent BYK-341: Big Chemie company additive

Figure 0005088599
Figure 0005088599

表3の脚注
S−695:大日本インキ化学工業株式会社製 水溶性メチルエーテル化メラミン樹脂「ウォーターゾールS−695」不揮発分65%
硬化触媒 :大日本インキ化学工業株式会社製 ベッカミンP−198
Footnotes in Table 3 S-695: Water-soluble methyl etherified melamine resin “Watersol S-695” manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc., 65% nonvolatile content
Curing catalyst: Dainippon Ink & Chemicals, Inc. Becamine P-198

Figure 0005088599
Figure 0005088599

表4の脚注
DNW−500:大日本インキ化学工業株式会社製 水溶性イソシアネート「バーノックDNW−500」不揮発分80%、NCO含有量13.5%
Footnote DNW-500 in Table 4: Water-soluble isocyanate “Bernock DNW-500” manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc. 80% non-volatile content, NCO content 13.5%

Claims (10)

活性水素含有化合物(a1)とエポキシ樹脂(a2)を反応させて得られる化合物(A)と水(B)を含有する水性樹脂組成物であって、該エポキシ樹脂(a2)が四級オニウム基を有する活性水素含有化合物(x1)とエピハロヒドリン(x2)とを反応させることにより得られることを特徴とする水性樹脂組成物。 An aqueous resin composition containing a compound (A) obtained by reacting an active hydrogen-containing compound (a1) with an epoxy resin (a2) and water (B), wherein the epoxy resin (a2) is a quaternary onium group An aqueous resin composition characterized by being obtained by reacting an active hydrogen-containing compound (x1) with an epihalohydrin (x2). 前記四級オニウム基を有する活性水素含有化合物(x1)が、フェノール性およびカルボキシル性活性水素を同時に有する化合物(y1)と四級オニウム塩含有エポキシ化合物(y2)との反応により得られる化合物である、請求項1記載の水性樹脂組成物。 The active hydrogen-containing compound (x1) having a quaternary onium group is a compound obtained by reacting a compound (y1) having both phenolic and carboxyl active hydrogens with a quaternary onium salt-containing epoxy compound (y2). The aqueous resin composition according to claim 1. 前記フェノール性およびカルボキシル性活性水素を同時に有する化合物(y1)が、下記一般式(1)
Figure 0005088599
〔式(1)中、R1、R2、R3、R4、R5は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表し、Yは単結合又は炭素数1〜4のアルキレン鎖である。〕
で示される化合物である、請求項2記載の水性樹脂組成物。
The compound (y1) having both the phenolic and carboxyl active hydrogens is represented by the following general formula (1)
Figure 0005088599
[In Formula (1) , R1, R2, R3, R4, R5 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and Y is a single bond or an alkylene chain having 1 to 4 carbon atoms. is there. ]
The aqueous resin composition of Claim 2 which is a compound shown by these.
前記四級オニウム塩含有エポキシ化合物(y2)が下記一般式(2)
Figure 0005088599
(式中、R6は水素原子又はメチル基であり、Qは窒素原子又はリン原子であり、Xは塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子であり、R7、R8、R9はそれぞれ独立にアルキル基又はアリール基を表す。)
で表される化合物である、請求項2または3記載の水性樹脂組成物。
The quaternary onium salt-containing epoxy compound (y2) is represented by the following general formula (2)
Figure 0005088599
(Wherein R6 is a hydrogen atom or a methyl group, Q is a nitrogen atom or a phosphorus atom, X is a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom, and R7, R8 and R9 are each independently an alkyl group or an aryl group. Represents a group.)
The aqueous resin composition of Claim 2 or 3 which is a compound represented by these.
前記一般式(2)中のR7、R8、R9がそれぞれ独立に炭素原子数1〜4の直鎖状のアルキル基である請求項4記載の水性樹脂組成物。 The aqueous resin composition according to claim 4, wherein R7, R8 and R9 in the general formula (2) are each independently a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. 前記四級オニウム基を有する活性水素含有化合物(x1)が、四級アンモニウム基を有する活性水素含有化合物である請求項1〜5何れか1項記載の水性樹脂組成物。 The aqueous resin composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the active hydrogen-containing compound (x1) having a quaternary onium group is an active hydrogen-containing compound having a quaternary ammonium group. 前記化合物(A)が、前記エポキシ樹脂(a2)中のエポキシ基1当量に対し、前記活性水素含有化合物(a1)中の活性水素を0.80〜2.50倍当量用いて反応させたものである、請求項1〜6何れか1項記載の水性樹脂組成物。 The compound (A) is reacted by using 0.80 to 2.50 times equivalent of active hydrogen in the active hydrogen-containing compound (a1) to 1 equivalent of epoxy group in the epoxy resin (a2) The aqueous resin composition according to any one of claims 1 to 6, wherein 前記活性水素含有化合物(a1)がアミノ性活性水素含有化合物、フェノール性水酸基含有化合物である、請求項1〜7何れか1項記載の水性樹脂組成物。 The aqueous resin composition according to any one of claims 1 to 7, wherein the active hydrogen-containing compound (a1) is an amino active hydrogen-containing compound or a phenolic hydroxyl group-containing compound. 更に、硬化剤(C)を含有してなる、請求項1〜8何れか1項記載の水性樹脂組成物。 The aqueous resin composition according to any one of claims 1 to 8, further comprising a curing agent (C). 硬化剤(C)が、アミン系化合物、イソシアネート系化合物から少なくとも一つ選ばれる化合物である、請求項9記載の水性樹脂組成物。 The aqueous resin composition according to claim 9, wherein the curing agent (C) is a compound selected from at least one of an amine compound and an isocyanate compound.
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