JP6051929B2 - Secondary battery electrode forming composition, secondary battery electrode, and secondary battery - Google Patents

Secondary battery electrode forming composition, secondary battery electrode, and secondary battery Download PDF

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Description

本発明は、リチウムイオン二次電池電極形成用組成物、及びその組成物を用いて得られるリチウムイオン二次電池用電極、及びその電極を用いて得られるリチウムイオン二次電池に関する。
The present invention is a lithium-ion secondary battery electrode-forming composition, and an electrode for a lithium ion secondary battery obtained by using the composition, and to a lithium ion secondary battery obtained by using the electrode.

近年、デジタルカメラや携帯電話のような小型携帯型電子機器が広く用いられるようになってきた。これらの電子機器には、容積を最小限にし、かつ重量を軽くすることが常に求められてきており、搭載される電池においても、小型、軽量かつ大容量の電池の実現が求められている。又、自動車搭載用等の大型二次電池においても、従来の鉛蓄電池に代えて、大型二次電池の実現が望まれている。近年では、資源枯渇や環境問題の観点から、ハイブリッド自動車や電気自動車などのように、二次電池を動力源として使用することが検討されている。   In recent years, small portable electronic devices such as digital cameras and mobile phones have been widely used. These electronic devices have always been required to minimize the volume and reduce the weight, and the batteries to be mounted are also required to be small, light, and have a large capacity. In addition, in a large-sized secondary battery for use in automobiles or the like, it is desired to realize a large-sized secondary battery instead of a conventional lead storage battery. In recent years, from the viewpoint of resource depletion and environmental problems, the use of a secondary battery as a power source, such as a hybrid vehicle or an electric vehicle, has been studied.

そのような要求に応えるため、リチウムイオン二次電池、アルカリ二次電池などの二次電池の開発、例えば、合材層の形成に使用される合材インキの開発が活発に行われている。また、合材層の下地層の形成に使用される下地層形成用組成物にも関心が集まりつつある。   In order to meet such demands, development of secondary batteries such as lithium ion secondary batteries and alkaline secondary batteries, for example, development of composite inks used for forming a composite layer has been actively conducted. There is also an interest in a composition for forming an underlayer used for forming an underlayer of a composite material layer.

電極の形成に使用される合材インキや下地層形成用組成物に求められる重要特性としては、粒子である活物質や導電助剤が適度に分散されてなる均一性が挙げられる。
これは合材インキ中の活物質や導電助剤の分散状態や、下地層形成用組成物中の導電助剤の分散状態が、合材層中の活物質や導電助剤の分布状態や粒子間の結着状態、下地層中の導電助剤の分布状態や粒子間の結着状態に関連しており、電極物性に影響し、ひいては電池性能に影響するためである。
An important characteristic required for the composite ink used for forming the electrode and the composition for forming the underlayer includes uniformity in which the active material and the conductive additive that are particles are appropriately dispersed.
This is because the dispersion state of the active material and the conductive additive in the composite ink and the dispersion state of the conductive additive in the composition for forming the underlayer are the distribution state and particles of the active material and the conductive additive in the composite layer. This is because they affect the physical properties of the electrode, and thus the battery performance.

そのため、活物質や導電助剤の分散は重要な課題である。とりわけ導電性に優れた炭素材料(導電助剤)は、ストラクチャーや比表面積が大きいため凝集力が強く、合材インキ中であれ、下地層形成用組成物中であれ、均一混合・分散することが困難である。
そして、導電助剤である炭素材料の分散性や粒度の制御が不十分な場合、均一な導電ネットワークが形成されないために電極の内部抵抗の低減が図れず、その結果、電極材料の性能を十分に引き出せないという問題が生じている。
Therefore, dispersion of the active material and the conductive auxiliary agent is an important issue. In particular, carbon materials with excellent electrical conductivity (conducting aids) have a strong cohesive force due to their large structure and specific surface area, and should be uniformly mixed and dispersed, whether in the composite ink or in the composition for forming the underlayer. Is difficult.
And if the dispersibility and particle size control of the carbon material that is the conductive auxiliary agent is insufficient, the internal resistance of the electrode cannot be reduced because a uniform conductive network is not formed, and as a result, the performance of the electrode material is sufficient. The problem of being unable to withdraw.

また、導電助剤だけでなく、合材インキ中の活物質の分散が不十分であると、そのような合材インキから形成される合材層中に部分的凝集が生じる。そして、部分的凝集に起因して電極上に抵抗分布が生じ、電池として使用した際の電流集中が生じ、部分的な発熱および劣化が促進される等の不具合が生じることがある。   Moreover, when not only the conductive assistant but also the dispersion of the active material in the composite ink is insufficient, partial aggregation occurs in the composite layer formed from such a composite ink. In addition, resistance distribution occurs on the electrode due to partial aggregation, current concentration occurs when used as a battery, and problems such as partial heat generation and deterioration may occur.

特許文献1〜3には、分散剤として樹脂型分散剤を使用した例が記載されている。これらの樹脂型分散剤を用いると、活物質や導電助剤いずれに対しても分散剤として作用し、各々の粒子が均一に混合された合材インキが得られる。しかし、長期のサイクル特性では電池容量の低下があった。また、電解液耐性は不十分であった。   Patent Documents 1 to 3 describe examples in which a resin-type dispersant is used as a dispersant. When these resin-type dispersants are used, they act as a dispersant for both the active material and the conductive additive, and a mixed ink in which the respective particles are uniformly mixed is obtained. However, the battery capacity decreased in the long-term cycle characteristics. Moreover, electrolyte solution tolerance was inadequate.

上記の方法では活物質や導電助剤の粒子が均一に分散された結果、良好な粒子ネットワークが形成される。しかしながら、その結果、電解液に接触した状態の充放電では活物質−活物質間、活物質−導電助剤間、または導電助剤−導電助剤間の粒子間接触を長期にわたって保持しにくくなってしまったものと考えられる。電極下地層形成用組成物についても導電助剤−導電助剤間の粒子接触による導電パス形成に関し、同じ課題を抱えている。 In the above method, as a result of uniformly dispersing the particles of the active material and the conductive auxiliary agent, a good particle network is formed. However, as a result, it is difficult to maintain the interparticle contact between the active material and the active material, between the active material and the conductive aid, or between the conductive aid and the conductive aid for a long time in charge and discharge in contact with the electrolytic solution. It is thought that it has been. The electrode underlayer forming composition also has the same problem regarding the formation of a conductive path by particle contact between the conductive auxiliary agent and the conductive auxiliary agent.

一方で、電極膜の強度や集電体との密着性を高めるために、シラン化合物の利用が知られている。 On the other hand, the use of a silane compound is known in order to increase the strength of the electrode film and the adhesion to the current collector.

特許文献4、5では、シランカップリング剤の添加によって膜の強度を向上させた例が記載されている。これらの例では、多量のカップリング剤を添加しなければ十分な効果が得られなかった。また、電解液耐性は不十分であった。 Patent Documents 4 and 5 describe examples in which the strength of the film is improved by adding a silane coupling agent. In these examples, sufficient effects could not be obtained unless a large amount of coupling agent was added. Moreover, electrolyte solution tolerance was inadequate.

特許文献6〜9では、表面処理によって不可逆容量を抑制し、サイクル特性が向上した例が挙げられている。これらの方法では粒子間接触を形成できるが、表面処理を施すためのプロセスは煩雑になる。例えば、活物質とカップリング剤溶液を混合した後、加熱乾燥によって表面処理を施したり、合材層を有する電極をカップリング剤溶液中に含浸させた後、加熱乾燥したりといった複数の工程が必要になる。工業化の容易性やコストの観点からも、より簡便な方法が求められていた。また、これらの手法を用いても、合材層の電解液耐性が十分とはいえなかった。 Patent Documents 6 to 9 give examples in which irreversible capacity is suppressed by surface treatment and cycle characteristics are improved. Although these methods can form interparticle contact, the process for surface treatment becomes complicated. For example, after mixing an active material and a coupling agent solution, a plurality of processes such as surface treatment by drying by heating, impregnation of an electrode having a mixture layer in a coupling agent solution, and drying by heating are performed. I need it. From the viewpoint of industrialization and cost, a simpler method has been demanded. Moreover, even if these methods were used, the electrolyte solution resistance of the composite material layer was not sufficient.

また、特許文献10、11では、スラリー混合工程のみでシランカップリング剤を処理する手法が記載されているが、粒子の分散が不十分な状態のため、合材層の電解液耐性は不十分であった。 Patent Documents 10 and 11 describe a method of treating a silane coupling agent only in a slurry mixing step, but the dispersion of particles is insufficient, so that the electrolyte solution resistance of the mixture layer is insufficient. Met.

特開2010−97816JP 2010-97816 A 特開2010−97817JP 2010-97817 A 特開2011−70908JP2011-70908A 特開平7−326346JP 7-326346 A 特開平8−96801JP-A-8-96801 特開平8−111243JP-A-8-111243 特開平11−354104JP 11-354104 A 特開2008−235090JP2008-235030 特開2002−367610JP 2002-367610 A 特開2007−18874JP2007-18874 特開2005−293942JP-A-2005-293942

本発明の目的は、リチウムイオン二次電池を形成するための電極形成用組成物であって、活物質や導電助剤の分散性に優れる電極形成用組成物を提供することである。さらに、電解液耐性の高い合材層または電極下地層(以降、本明細書中では合材層または電極下地層をまとめて電極層と称する場合がある。)を形成させることで、長期の充放電サイクル特性に優れるリチウムイオン二次電池用電極を提供することである。
An object of the present invention is to provide an electrode forming composition for forming a lithium ion secondary battery, which is excellent in dispersibility of an active material and a conductive additive. Furthermore, by forming a composite material layer or an electrode underlayer having high resistance to electrolyte solution (hereinafter, the composite material layer or the electrode base layer may be collectively referred to as an electrode layer in this specification), long-term charging is achieved. An object of the present invention is to provide an electrode for a lithium ion secondary battery excellent in discharge cycle characteristics.

前記課題は、酸性官能基を有する樹脂、塩基性官能基を有する樹脂、および非イオン性樹脂からなる群から選ばれる1種以上の樹脂型分散剤(C)と、シランカップリング剤(D)とを用い、活物質(A)や導電助剤(B)を分散させたリチウムイオン二次電池電極形成用組成物によって解決される。
One or more resin-type dispersants (C) selected from the group consisting of a resin having an acidic functional group, a resin having a basic functional group, and a nonionic resin, and a silane coupling agent (D) And the composition for forming a lithium ion secondary battery electrode in which the active material (A) and the conductive additive (B) are dispersed.

本発明は、活物質(A)または導電助剤(B)の少なくとも一方と、酸性官能基を有するポリフッ化ビニリデン系樹脂(C A1 )、酸性官能基を有するポリビニル系樹脂(C A2 )、酸性官能基を有するポリエステル系樹脂(C A3 )、Disperbyk−111(ビックケミー社製)(C A4 )、塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(C B1 )、塩基性官能基を有するポリエステル系樹脂(C B2 )、アジスパーPB821(味の素ファインテクノ社製)(C B3 )、ポリビニルアルコール樹脂(C C1 )、ポリビニルアセタール樹脂(C C2 )およびポリビニルアミド系樹脂(C C3 からなる群から選ばれる1種以上の樹脂型分散剤(C)と、シランカップリング剤(D)とを含むリチウムイオン二次電池電極形成用組成物に関する。
The present invention relates to at least one of an active material (A) or a conductive auxiliary agent (B), a polyvinylidene fluoride resin (C A1 ) having an acidic functional group, a polyvinyl resin (C A2 ) having an acidic functional group, an acidic Polyester resin having a functional group (C A3 ), Disperbyk-111 (manufactured by Big Chemie) (C A4 ), a polyvinyl resin having a basic functional group (C B1 ), a polyester resin having a basic functional group (C B2 ), Azisper PB821 (Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd.) (C B3 ), polyvinyl alcohol resin (C C1 ), polyvinyl acetal resin (C C2 ), and polyvinylamide resin (C C3 ) The present invention relates to a composition for forming a lithium ion secondary battery electrode comprising the resin-type dispersant (C) and a silane coupling agent (D).

また、本発明は、シランカップリング剤(D)が、反応性官能基を有する前記リチウムイオン二次電池電極形成用組成物に関する。
Moreover, this invention relates to the said composition for lithium ion secondary battery electrode formation in which a silane coupling agent (D) has a reactive functional group.

また、本発明は、集電体と、合材層もしくは電極下地層の少なくも一層とを具備する電極であって、前記合材層もしくは前記電極下地層が前記リチウムイオン二次電池電極形成用組成物から形成されたものであるリチウムイオン二次電池用電極に関する。
Further, the present invention is an electrode comprising a current collector and at least one layer of a composite material layer or an electrode base layer, wherein the composite material layer or the electrode base layer is for forming the lithium ion secondary battery electrode. The present invention relates to an electrode for a lithium ion secondary battery which is formed from a composition.

また、本発明は、正極と負極と電解液とを具備する電池であって、前記正極もしくは前記負極の少なくとも一方が前記リチウムイオン二次電池用電極であるリチウムイオン二次電池に関する。
Further, the invention relates to a battery having a positive electrode and the negative electrode and the electrolyte, to the positive electrode or at least one of a lithium ion secondary battery is an electrode for the lithium ion secondary battery of the negative electrode.

本発明により、活物質や導電助剤の分散性に優れる電極形成用組成物を提供することができた。さらに、電解液耐性の高い合材層または電極下地層を形成でき、長期の充放電サイクル特性に優れるリチウムイオン二次電池用電極を提供することができた。
これは、酸性官能基を有する樹脂、または塩基性官能基を有する樹脂、および非イオン性樹脂からなる群から選ばれる1種以上の樹脂型分散剤を用いることで、活物質や導電助剤の凝集をほぐし均一に分散させ、このような状態でシランカップリング剤を作用させる。
このときシランカップリング剤が作用した微細な粒子同士は、より多数の粒子間接触を形成することができ、その結果、非常に強固な粒子間接触を有する電極層が形成できたためであると考えられる。これは、粒子の分散が不十分な状態で作用させた場合に比べ、非常に顕著な効果であり、また、より少量のシランカップリング剤でも効果を得ることができる。このような電極形成用組成物から形成された電極層は電解液耐性も向上したため、長期のサイクル試験において電池性能の向上に寄与したと考えている。
By this invention, the composition for electrode formation which was excellent in the dispersibility of an active material and a conductive support agent was able to be provided. Furthermore, a composite material layer or an electrode base layer having a high resistance to electrolyte solution can be formed, and an electrode for a lithium ion secondary battery excellent in long-term charge / discharge cycle characteristics can be provided.
This is because an active material or a conductive aid is used by using one or more resin-type dispersants selected from the group consisting of a resin having an acidic functional group, a resin having a basic functional group, and a nonionic resin. Aggregation is loosened and uniformly dispersed, and the silane coupling agent is allowed to act in such a state.
At this time, the fine particles acted on by the silane coupling agent can form a larger number of inter-particle contacts, and as a result, an electrode layer having a very strong inter-particle contact can be formed. It is done. This is a very remarkable effect as compared with the case where the particles are acted in an insufficiently dispersed state, and the effect can be obtained even with a smaller amount of the silane coupling agent. The electrode layer formed from such an electrode-forming composition also has improved electrolyte resistance, and is considered to have contributed to the improvement of battery performance in a long-term cycle test.

リチウムイオン二次電池用の電極は、種々の方法で得ることができる。例えば、金属箔等の集電体の表面に、
(1)活物質と液状媒体とを含有するインキ状組成物(以下、合材インキという)や、
(2)活物質と導電助剤と液状媒体とを含有する合材インキや、
(3)活物質とバインダーと液状媒体とを含有する合材インキや、
(4)活物質と導電助剤とバインダーと液状媒体とを含有する合材インキを、
用いて合材層を形成し、電極を得ることができる。
An electrode for a lithium ion secondary battery can be obtained by various methods. For example, on the surface of a current collector such as a metal foil,
(1) an ink-like composition containing an active material and a liquid medium (hereinafter referred to as composite ink),
(2) a mixed ink containing an active material, a conductive additive and a liquid medium;
(3) a mixed ink containing an active material, a binder and a liquid medium;
(4) A mixed ink containing an active material, a conductive additive, a binder, and a liquid medium,
It can be used to form a composite layer and obtain an electrode.

あるいは、金属箔等の集電体の表面に、導電助剤と液状媒体とを含有する下地層形成用組成物を用い、下地層を形成し、該下地層上に、上記の合材インキ(1)〜(4)やその他の合材インキ用いて合材層を形成し、電極を得ることもできる。   Alternatively, an underlayer is formed on the surface of a current collector such as a metal foil using a composition for forming an underlayer containing a conductive additive and a liquid medium, and the above-mentioned composite ink ( An electrode can also be obtained by forming a composite layer using 1) to (4) or other composite ink.

背景技術の点で述べたように、いずれの場合であっても、合材インキや下地層形成用組成物中における活物質や導電助剤の分散状態や、合材層や下地層における活物質や導電助剤の分布状態が電池性能を左右する。   As described in the background art, in any case, the dispersion state of the active material and the conductive additive in the composite ink and the composition for forming the underlayer, and the active material in the mixture layer and the underlayer In addition, the distribution state of the conductive aid affects the battery performance.

酸性官能基を有する樹脂、塩基性官能基を有する樹脂、および非イオン性樹脂(C)(以降、本明細書中では単に樹脂型分散剤と称する場合がある。)は、活物質や導電助剤の凝集を緩和し分散剤として作用する。また、シランカップリング剤(D)は活物質や導電助剤の表面に吸着し、粒子間接触を付与する。 A resin having an acidic functional group, a resin having a basic functional group, and a nonionic resin (C) (hereinafter, may be simply referred to as a resin-type dispersant in this specification) are an active material or a conductive assistant. Acts as a dispersing agent by reducing the aggregation of the agent. Moreover, a silane coupling agent (D) adsorb | sucks to the surface of an active material or a conductive support agent, and provides interparticle contact.

このように、均一な分散と適度な粒子間接触を両立した合材インキから得られる合材層、または下地層形成用組成物から得られる下地層は、電解液耐性が高く、電池特性が向上する。 Thus, the composite layer obtained from the composite ink that achieves both uniform dispersion and appropriate interparticle contact, or the base layer obtained from the base layer forming composition has high electrolyte resistance and improved battery characteristics. To do.

従って、本発明のリチウムイオン二次電池電極形成用組成物は、活物質を必須とする合材インキとしても、活物質を必須とはしない下地層形成用組成物としても活用できる。
Therefore, the composition for forming a lithium ion secondary battery electrode of the present invention can be used as a composite ink that requires an active material or as a composition for forming an underlayer that does not require an active material.

まず、本発明における分散剤である樹脂型分散剤(C)について説明する。樹脂型分散剤(C)は、酸性官能基を有する樹脂、塩基性官能基を有する樹脂、および非イオン性樹脂からなる群から選ばれる。 First, the resin type dispersant (C) which is a dispersant in the present invention will be described. The resin-type dispersant (C) is selected from the group consisting of a resin having an acidic functional group, a resin having a basic functional group, and a nonionic resin.

<酸性官能基を有する樹脂>
本発明における酸性官能基を有する樹脂は、以下に示すCA1〜CA4の4種が挙げられる。分散性の観点からCA1〜CA3が好ましい。
(1)酸性官能基を有するポリフッ化ビニリデン系樹脂(CA1
(2)酸性官能基を有するポリビニル系樹脂(CA2
(3)酸性官能基を有するポリエステル系樹脂(CA3
(4)その他の市販の酸性官能基を有する樹脂(CA4
また、酸性官能基としては、カルボキシル基、スルホン酸基、及び燐酸基が挙げられる。
<Resin having an acidic functional group>
Examples of the resin having an acidic functional group in the present invention include the following four types of C A1 to C A4 . C A1 to C A3 are preferable from the viewpoint of dispersibility.
(1) Polyvinylidene fluoride resin having an acidic functional group (C A1 )
(2) Polyvinyl resin having an acidic functional group (C A2 )
(3) Polyester resin having an acidic functional group (C A3 )
(4) Other commercially available resins having acidic functional groups (C A4 )
Examples of the acidic functional group include a carboxyl group, a sulfonic acid group, and a phosphoric acid group.

<酸性官能基を有するポリフッ化ビニリデン系樹脂(CA1)>
酸性官能基を有するポリフッ化ビニリデン系樹脂(CA1)は、特に限定されるものではないが、特公昭52−24959号公報、特開58−136605号公報、特開平2−604号公報、特開平6−172452号公報、WO2004−049475号公報、特許第3121943号公報、又は特許第3784494号公報等を参考に合成することができる。
<Polyvinylidene fluoride-based resin having acidic functional group (C A1 )>
The polyvinylidene fluoride-based resin (C A1 ) having an acidic functional group is not particularly limited, but includes Japanese Patent Publication Nos. 52-24959, 58-136605, and 2-604. It can be synthesized with reference to Kaihei 6-172451, WO2004-049475, Japanese Patent No. 3121943, or Japanese Patent No. 3784494.

以下、具体例を示す。ただしモノマーとはエチレン性不飽和単量体を表す。例えば、スルホン酸基を有するポリフッ化ビニリデン系樹脂は、フッ化ビニリデンのホモポリマー(単独重合体)、又は、フッ化ビニリデンと、フッ化ビニリデン以外のフッ素を有するモノマー、及びフッ素を有しないその他のモノマーからなる群から選ばれた1種類以上のモノマーと、のコポリマー(共重合体)を、スルホン化することにより得られる。 Specific examples are shown below. However, a monomer represents an ethylenically unsaturated monomer. For example, a polyvinylidene fluoride-based resin having a sulfonic acid group is a homopolymer (homopolymer) of vinylidene fluoride, a monomer having fluorine other than vinylidene fluoride and vinylidene fluoride, and other fluorine-free resins. It can be obtained by sulfonating a copolymer (copolymer) with at least one monomer selected from the group consisting of monomers.

フッ素を有するモノマーとしては、例えばトリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、及びフルオロアルキルビニルエーテル等が挙げられる。又、その他のモノマーとは、フッ化ビニリデンと共重合可能なモノマーであり、例えば、エチレン、クロロエチレン、プロピレン、(メタ)アクリル酸アルキル、及びスチレン等が挙げられる。スルホン化は、例えば濃硫酸、発煙硫酸、クロロスルホン酸、アミド硫酸、三酸化硫黄、又はトリエチルホスフェート錯体のようなスルホン化剤により、ポリフッ化ビニリデン系樹脂における重合単位中の水素をスルホン酸基に置換することで行われる。 Examples of the monomer having fluorine include trifluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, and fluoroalkyl vinyl ether. The other monomer is a monomer copolymerizable with vinylidene fluoride, and examples thereof include ethylene, chloroethylene, propylene, alkyl (meth) acrylate, and styrene. For sulfonation, for example, hydrogen in a polymerized unit in a polyvinylidene fluoride resin is converted into a sulfonic acid group by a sulfonating agent such as concentrated sulfuric acid, fuming sulfuric acid, chlorosulfonic acid, amidosulfuric acid, sulfur trioxide, or triethyl phosphate complex. This is done by replacing.

例えば、カルボキシル基を有するポリフッ化ビニリデン系樹脂は、フッ化ビニリデンと、カルボキシル基を有するモノマーと、フッ化ビニリデン以外のフッ素を有するモノマー、及びフッ素を有しないその他のモノマーからなる群から選ばれた1種類以上のモノマーと、を共重合することにより、得ることができる。 For example, the polyvinylidene fluoride resin having a carboxyl group was selected from the group consisting of vinylidene fluoride, a monomer having a carboxyl group, a monomer having fluorine other than vinylidene fluoride, and another monomer having no fluorine. It can be obtained by copolymerizing with one or more monomers.

カルボキシル基を有するモノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、及びクロトン酸等の不飽和一塩基酸、並びに、イタコン酸、マレイン酸、及びシトラコン酸等の不飽和二塩基酸(及びそれらのモノエステル)等が挙げられる。 Examples of the monomer having a carboxyl group include unsaturated monobasic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, and crotonic acid, and unsaturated dibasic acids such as itaconic acid, maleic acid, and citraconic acid (and their monovalent acids). Ester) and the like.

また、フッ素を有するモノマーや、その他のモノマーの例としては、スルホン酸基を有するポリフッ化ビニリデン系樹脂で用いられるものと同じものが挙げられる。 Examples of the monomer having fluorine and other monomers include the same ones as those used for the polyvinylidene fluoride resin having a sulfonic acid group.

また、市販のカルボキシル基含有ポリフッ化ビニリデン系の樹脂としては、KFポリマーW#9100、W#9200、及びW#9300(クレハ社製)等が挙げられる。 Examples of commercially available carboxyl group-containing polyvinylidene fluoride resins include KF polymers W # 9100, W # 9200, and W # 9300 (manufactured by Kureha).

例えば、燐酸基を有するポリフッ化ビニリデン系樹脂は、フッ化ビニリデンと、燐酸基を有するモノマーと、フッ化ビニリデン以外のフッ素を有するモノマー、及びフッ素を有しないその他のモノマーからなる群から選ばれた1種類以上のモノマーと、を共重合することにより、得ることができる。 For example, the polyvinylidene fluoride resin having a phosphoric acid group was selected from the group consisting of vinylidene fluoride, a monomer having a phosphoric acid group, a monomer having fluorine other than vinylidene fluoride, and another monomer having no fluorine. It can be obtained by copolymerizing with one or more monomers.

燐酸基を有するモノマーとしては、アルキレンオキサイド変性リン酸(メタ)アクリレート、アルキレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレート、アルキレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレート、アルキレンオキサイド変性アルコキシリン酸(メタ)アクリレート、アルキレンオキサイド変性アルコキシリン酸ジ(メタ)アクリレート、グリシジル基を含む(メタ)アクリレートとリン酸とを反応させて得られるアダクト体等が挙げられる。 Examples of the monomer having a phosphoric acid group include alkylene oxide-modified phosphoric acid (meth) acrylate, alkylene oxide-modified di (meth) acrylate, alkylene oxide-modified tri (meth) acrylate, alkylene oxide-modified alkoxyphosphoric acid (meth) acrylate, and alkylene oxide-modified. Examples thereof include adducts obtained by reacting alkoxyphosphoric acid di (meth) acrylate and (meth) acrylate containing glycidyl group with phosphoric acid.

また、フッ素を有するモノマーや、その他のモノマーの例としては、スルホン酸基を有するポリフッ化ビニリデン系樹脂で用いられるものと同じものが挙げられる。 Examples of the monomer having fluorine and other monomers include the same ones as those used for the polyvinylidene fluoride resin having a sulfonic acid group.

更に、燐酸基を有するポリフッ化ビニリデン系樹脂は、水酸基を有するポリフッ化ビニリデン系樹脂に燐酸化剤である燐酸、五酸化燐、オキシ塩化燐、ポリ燐酸、又はオルト燐酸等を作用させて燐酸エステルとしても得ることができる。 Further, the polyvinylidene fluoride resin having a phosphoric acid group is obtained by causing a phosphoric acid, phosphorous pentoxide, phosphorus oxychloride, polyphosphoric acid, or orthophosphoric acid, etc., as phosphorylating agents to act on the polyvinylidene fluoride resin having a hydroxyl group. Can also be obtained.

水酸基を有するポリフッ化ビニリデン系樹脂は、フッ化ビニリデンと、水酸基を有するモノマーと、フッ化ビニリデン以外のフッ素を有するモノマー、及びフッ素を有しないその他のモノマーからなる群から選ばれた1種類以上のモノマーと、を共重合することにより、得ることができる。 The polyvinylidene fluoride-based resin having a hydroxyl group is at least one selected from the group consisting of vinylidene fluoride, a monomer having a hydroxyl group, a monomer having fluorine other than vinylidene fluoride, and another monomer having no fluorine. It can be obtained by copolymerizing with a monomer.

水酸基を有するモノマーとしては、(メタ)アクリレート類とアリルエーテル類があり、(メタ)アクリレート類としては、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、6−ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシ−2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、グリシジルメタクリレート−(メタ)アクリル酸付加物、1,1,1−トリメチロールプロパン又はグリセロールのジ(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。 Monomers having a hydroxyl group include (meth) acrylates and allyl ethers, and (meth) acrylates include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl ( (Meth) acrylate, 3-hydroxybutyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, 6-hydroxyhexyl (meth) acrylate, 3-hydroxy-2-ethylhexyl (meth) acrylate, polyethylene glycol mono (meth) acrylate , Polypropylene glycol mono (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, glycidyl methacrylate- (meth) acrylic acid adduct, , 1,1-trimethylol propane or glycerol di (meth) acrylic acid ester.

水酸基を有するアリルエーテル類としては、エチレングリコールモノアリルエーテル、ジエチレングリコールモノアリルエーテル、トリエチレングリコールモノアリルエーテル、ポリエチレングリコールモノアリルエーテル、プロピレングリコールモノアクリレート、ジプロピレングリコールモノアクリレート、トリプロピレングリコールモノアクリレート、ポリプロピレングリコールモノアクリレート、1,2−ブチレングリコールモノアリルエーテル、1,3−ブチレングリコールモノアリルエーテル、ヘキシレングリコールモノアリルエーテル、オコチレングリコールモノアリルエーテル、トリメチロールプロパンモノアリルエーテル、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、グリセリンモノアリルエーテル、グリセリンジアリルエーテル、ペンタエリスリトールモノアリルエーテル、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル、ペンタエリスリトールジアリルエーテル等が挙げられる。 Examples of allyl ethers having a hydroxyl group include ethylene glycol monoallyl ether, diethylene glycol monoallyl ether, triethylene glycol monoallyl ether, polyethylene glycol monoallyl ether, propylene glycol monoacrylate, dipropylene glycol monoacrylate, tripropylene glycol monoacrylate, Polypropylene glycol monoacrylate, 1,2-butylene glycol monoallyl ether, 1,3-butylene glycol monoallyl ether, hexylene glycol monoallyl ether, octylene glycol monoallyl ether, trimethylolpropane monoallyl ether, trimethylolpropane diallyl Ether, glycerol monoallyl ether, glycerol diallyl Ether, pentaerythritol monoallyl ether, pentaerythritol triallyl ether, pentaerythritol diallyl ether, and the like.

また、フッ素を有するモノマーや、その他のモノマーの例としては、スルホン酸基を有するポリフッ化ビニリデン系樹脂で用いられるものと同じものが挙げられる。 Examples of the monomer having fluorine and other monomers include the same ones as those used for the polyvinylidene fluoride resin having a sulfonic acid group.

本発明における酸性官能基を有するポリフッ化ビニリデン系樹脂(CA1)の重量平均分子量は、3,000〜1,000,000が好ましい。より好ましくは、5,000〜500,000である。また酸価は、5〜200mgKOH/gが好ましい。更に好ましくは、5〜150mgKOH/gであり、特に好ましくは、5〜100mgKOH/gである。 The weight average molecular weight of the polyvinylidene fluoride-based resin (C A1 ) having an acidic functional group in the present invention is preferably 3,000 to 1,000,000. More preferably, it is 5,000-500,000. The acid value is preferably 5 to 200 mgKOH / g. More preferably, it is 5-150 mgKOH / g, Most preferably, it is 5-100 mgKOH / g.

<酸性官能基を有するポリビニル系樹脂(CA2)>
本発明における酸性官能基を有するポリビニル系樹脂(CA2)を合成する方法としては、例えば、以下の第一工程、第二工程を経る方法が挙げられる。
(第一工程):ラジカル重合にて片末端に2つの水酸基を有するビニル重合体(a)を得る工程。
(第二工程):第一工程で得られた片末端に2つの水酸基を有するビニル重合体(a)と、テトラカルボン酸二無水物(b)とを反応させる工程
<Polyvinyl resin (C A2 ) having an acidic functional group>
Examples of the method for synthesizing the polyvinyl resin (C A2 ) having an acidic functional group in the present invention include a method through the following first step and second step.
(First step): A step of obtaining a vinyl polymer (a 1 ) having two hydroxyl groups at one end by radical polymerization.
(Second step): A step of reacting the vinyl polymer (a 1 ) having two hydroxyl groups at one end obtained in the first step with tetracarboxylic dianhydride (b 1 ).

<酸性官能基を有するポリビニル系樹脂(CA2)の第一工程>
第一工程は、下記一般式(1)に示すように分子内に2つの水酸基と1つのチオール基とを有する化合物(s)の存在下、エチレン性不飽和単量体(m)をラジカル重合して、片末端に2つの水酸基を有するビニル重合体(a)を製造する工程である。分子内に2つの水酸基と1つのチオール基とを有する化合物(s)のチオール基が連鎖移動剤として働き、エチレン性不飽和単量体(m)が重合したビニル重合体部位(M)の末端に、S原子を介して2つの水酸基が導入されたビニル重合体(a)が合成される。
<First Step of Polyvinyl Resin (C A2 ) Having Acid Functional Group>
The first step is radical polymerization of an ethylenically unsaturated monomer (m) in the presence of a compound (s) having two hydroxyl groups and one thiol group in the molecule as shown in the following general formula (1). In this step, a vinyl polymer (a 1 ) having two hydroxyl groups at one end is produced. The thiol group of the compound (s) having two hydroxyl groups and one thiol group in the molecule acts as a chain transfer agent, and ends of the vinyl polymer site (M) where the ethylenically unsaturated monomer (m) is polymerized. A vinyl polymer (a 1 ) in which two hydroxyl groups are introduced via S atoms is synthesized.

一般式(1)
General formula (1)

(分子内に2つの水酸基と1つのチオール基とを有する化合物(s))
分子内に2つの水酸基と1つのチオール基とを有する化合物(s)としては、例えば、1−メルカプト−1,1−メタンジオール、1−メルカプト−1,1−エタンジオール、3−メルカプト−1,2−プロパンジオール(チオグリセリン)、2−メルカプト−1,2−プロパンジオール、2−メルカプト−2−メチル−1,3−プロパンジオール、2−メルカプト−2−エチル−1,3−プロパンジオール、1−メルカプト−2,2−プロパンジオール、2−メルカプトエチル−2−メチル−1,3−プロパンジオール、及び2−メルカプトエチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール等が挙げられる。ただし、これらに限定されるものではない。
(Compound having two hydroxyl groups and one thiol group in the molecule (s))
Examples of the compound (s) having two hydroxyl groups and one thiol group in the molecule include 1-mercapto-1,1-methanediol, 1-mercapto-1,1-ethanediol, and 3-mercapto-1. , 2-propanediol (thioglycerin), 2-mercapto-1,2-propanediol, 2-mercapto-2-methyl-1,3-propanediol, 2-mercapto-2-ethyl-1,3-propanediol 1-mercapto-2,2-propanediol, 2-mercaptoethyl-2-methyl-1,3-propanediol, 2-mercaptoethyl-2-ethyl-1,3-propanediol, and the like. However, it is not limited to these.

一般式(1)におけるZは、分子内に2つの水酸基と1つのチオール基とを有する化合物(s)から水酸基とチオール基を除いた残基である。 Z 0 in the general formula (1) is a residue obtained by removing the hydroxyl group and the thiol group from the compound (s) having two hydroxyl groups and one thiol group in the molecule.

分子内に2つの水酸基と1つのチオール基とを有する化合物(s)を、目的とするビニル重合体(a)の分子量にあわせて、エチレン性不飽和単量体(m)と、任意に重合開始剤とを混合して加熱することでビニル重合体(a)を得ることができる。好ましくは、エチレン性不飽和単量体100重量部に対して、1〜30重量部の水酸基とチオール基とを有する化合物(s)を用い、塊状重合又は溶液重合を行う。反応温度は40〜150℃、好ましくは50〜110℃、反応時間は3〜30時間、好ましくは5〜20時間である。 A compound (s) having two hydroxyl groups and one thiol group in the molecule is mixed with the ethylenically unsaturated monomer (m) and optionally in accordance with the molecular weight of the target vinyl polymer (a 1 ). A vinyl polymer (a 1 ) can be obtained by mixing and heating the polymerization initiator. Preferably, bulk polymerization or solution polymerization is performed using a compound (s) having 1 to 30 parts by weight of a hydroxyl group and a thiol group with respect to 100 parts by weight of the ethylenically unsaturated monomer. The reaction temperature is 40 to 150 ° C., preferably 50 to 110 ° C., and the reaction time is 3 to 30 hours, preferably 5 to 20 hours.

重合の際、エチレン性不飽和単量体(m)100重量部に対して、任意に0.001〜5重量部の重合開始剤を使用することができる。重合開始剤としては、アゾ系化合物及び有機過酸化物を用いることができる。アゾ系化合物の例としては、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチル−4−メトキシバレロニトリル)、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、4,4’−アゾビス(4−シアノバレリック酸)、及び2,2’−アゾビス(2−ヒドロキシメチルプロピオニトリル)、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]等が挙げられる。ただし、これらに限定されるものではない。 In the polymerization, 0.001 to 5 parts by weight of a polymerization initiator can be arbitrarily used with respect to 100 parts by weight of the ethylenically unsaturated monomer (m). As the polymerization initiator, an azo compound and an organic peroxide can be used. Examples of the azo compounds include 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile), 1,1′-azobis (cyclohexane 1-carbonitrile), 2 , 2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (2,4-dimethyl-4-methoxyvaleronitrile), dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate) 4,4′-azobis (4-cyanovaleric acid), and 2,2′-azobis (2-hydroxymethylpropionitrile), 2,2′-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) ) Propane] and the like. However, it is not limited to these.

有機過酸化物の例としては、過酸化ベンゾイル、t−ブチルパーベンゾエイト、クメンヒドロパーオキシド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート、ジ(2−エトキシエチル)パーオキシジカーボネート、t−ブチルパーオキシネオデカノエート、t−ブチルパーオキシビバレート、(3,5,5−トリメチルヘキサノイル)パーオキシド、ジプロピオニルパーオキシド、及びジアセチルパーオキシド等が挙げられる。ただし、これらに限定されるものではない。これらの重合開始剤は、単独で、若しくは2種類以上組み合わせて用いることができる。 Examples of organic peroxides include benzoyl peroxide, t-butyl perbenzoate, cumene hydroperoxide, diisopropyl peroxydicarbonate, di-n-propyl peroxydicarbonate, di (2-ethoxyethyl) peroxy Examples include dicarbonate, t-butyl peroxyneodecanoate, t-butyl peroxybivalate, (3,5,5-trimethylhexanoyl) peroxide, dipropionyl peroxide, and diacetyl peroxide. However, it is not limited to these. These polymerization initiators can be used alone or in combination of two or more.

溶液重合の場合には、重合溶媒として、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、トルエン、キシレン、アセトン、ヘキサン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、及びN−メチルピロリドン等が用いられるが特にこれらに限定されるものではない。これらの重合溶媒は、2種類以上混合して用いても良い。 In the case of solution polymerization, ethyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, toluene, xylene, acetone, hexane, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, propylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, and N-methyl are used as polymerization solvents. Pyrrolidone or the like is used, but is not particularly limited thereto. These polymerization solvents may be used as a mixture of two or more.

(エチレン性不飽和単量体(m))
エチレン性不飽和単量体(m)としては、以下に示す一般的なエチレン性不飽和単量体が挙げられる。一般的なエチレン性不飽和単量体としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、及びラウリル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート類;
シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、及びジシクロペンタニル(メタ)アクリレート等の脂肪族環を有する(メタ)アクリレート類;
テトラヒドロフルフリール(メタ)アクリレート等のヘテロ環を有する(メタ)アクリレート類;
フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、及びフェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート等の芳香族環を有する(メタ)アクリレート類;
メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、及びエトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等のアルコキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート類;
(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、ダイアセトン(メタ)アクリルアミド、及びアクリロイルモルホリン等のN置換型(メタ)アクリルアミド類;
N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、及びN,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のアミノ基含有(メタ)アクリレート類;
(メタ)アクリロニトリル等のニトリル類;
スチレン、α−メチルスチレン、p−ヒドロキシスチレン、クロロメチルスチレン、インデン、及びビニルトルエン等の芳香族ビニル化合物;等のスチレン類;
エチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、及びイソブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類;並びに、酢酸ビニル、及びプロピオン酸ビニル等の脂肪酸ビニル類等が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではなく、2種類以上を組み合わせても良い。
(Ethylenically unsaturated monomer (m))
Examples of the ethylenically unsaturated monomer (m) include the following general ethylenically unsaturated monomers. Common ethylenically unsaturated monomers include, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl Alkyl (meth) acrylates such as (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, and lauryl (meth) acrylate;
(Meth) acrylates having an aliphatic ring such as cyclohexyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, and dicyclopentanyl (meth) acrylate;
(Meth) acrylates having a heterocycle such as tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate;
(Meth) acrylates having an aromatic ring such as phenyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, phenoxyethyl (meth) acrylate, and phenoxydiethylene glycol (meth) acrylate;
Alkoxypolyalkylene glycol (meth) acrylates such as methoxypolypropylene glycol (meth) acrylate and ethoxypolyethylene glycol (meth) acrylate;
N-substituted types such as (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N, N-diethyl (meth) acrylamide, N-isopropyl (meth) acrylamide, diacetone (meth) acrylamide, and acryloylmorpholine (meta ) Acrylamides;
Amino group-containing (meth) acrylates such as N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate and N, N-diethylaminoethyl (meth) acrylate;
Nitriles such as (meth) acrylonitrile;
Aromatic vinyl compounds such as styrene, α-methylstyrene, p-hydroxystyrene, chloromethylstyrene, indene, and vinyltoluene; styrenes such as;
And vinyl ethers such as ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, isopropyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, and isobutyl vinyl ether; and fatty acid vinyls such as vinyl acetate and vinyl propionate. Two or more types may be combined.

本発明においては、上記に例示したエチレン性不飽和単量体(m)の中でも、メチル
(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート及びベンジル(メタ)アクリレートを使用するのが好ましい。これら使用すると、活物質や導電助剤への吸着と溶媒親和性とを両立することができ、分散剤として好ましい。さらに、必要に応じて、以下に示す単量体を併用しても良い。
In the present invention, among the ethylenically unsaturated monomers (m) exemplified above, methyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate and benzyl (meth) acrylate are included. It is preferred to use. When these are used, it is possible to achieve both adsorption to the active material and conductive additive and solvent affinity, which is preferable as a dispersant. Furthermore, you may use together the monomer shown below as needed.

エチレン性不飽和単量体(m)の一つとして、カルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量体を併用しても良い。カルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマール酸、シトラコン酸、イタコン酸、クロトン酸、アクリル酸二量体、アクリル酸のカプロラクトン付加物(付加モル数は1〜5)、及びメタクリル酸のカプロラクトン付加物(付加モル数は1〜5)等から1種又は2種以上を選択することができる。 As one of the ethylenically unsaturated monomers (m), an ethylenically unsaturated monomer having a carboxyl group may be used in combination. Examples of the ethylenically unsaturated monomer having a carboxyl group include acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, itaconic acid, crotonic acid, acrylic acid dimer, caprolactone adduct of acrylic acid ( The addition mole number can be selected from 1 to 5), caprolactone adduct of methacrylic acid (addition mole number is 1 to 5), or the like.

また、水酸基を有するエチレン性不飽和単量体をエチレン性不飽和単量体(m)として併用しても良い。水酸基を有するエチレン性不飽和単量体としては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2(又は3)−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2(又は3、又は4)−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート、及びグリセロール(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類;
N−(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、及びN−(2−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド等のN−(ヒドロキシアルキル)(メタ)アクリルアミド類;
2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、2−(又は3−)ヒドロキシプロピルビニルエーテル、及び2−(又は3−、又は4−)ヒドロキシブチルビニルエーテル等のヒドロキシアルキルビニルエーテル類;
並びに、2−ヒドロキシエチルアリルエーテル、2−(又は3−)ヒドロキシプロピルアリルエーテル、及び2−(又は3−、又は4−)ヒドロキシブチルアリルエーテル等のヒドロキシアルキルアリルエーテル類が挙げられる。ただし、これらに限定されるものではない。
Moreover, you may use together the ethylenically unsaturated monomer which has a hydroxyl group as an ethylenically unsaturated monomer (m). Examples of the ethylenically unsaturated monomer having a hydroxyl group include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2 (or 3) -hydroxypropyl (meth) acrylate, 2 (or 3, or 4) -hydroxybutyl (meth) ) Hydroxyalkyl (meth) acrylates such as acrylate, cyclohexanedimethanol mono (meth) acrylate, and glycerol (meth) acrylate;
N- (hydroxyalkyl) (meth) such as N- (2-hydroxyethyl) (meth) acrylamide, N- (2-hydroxypropyl) (meth) acrylamide, and N- (2-hydroxybutyl) (meth) acrylamide Acrylamides;
Hydroxyalkyl vinyl ethers such as 2-hydroxyethyl vinyl ether, 2- (or 3-) hydroxypropyl vinyl ether, and 2- (or 3- or 4-) hydroxybutyl vinyl ether;
And hydroxyalkyl allyl ethers such as 2-hydroxyethyl allyl ether, 2- (or 3-) hydroxypropyl allyl ether, and 2- (or 3-, or 4-) hydroxybutyl allyl ether. However, it is not limited to these.

また、上記のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類、N−(ヒドロキシアルキル)(メタ)アクリルアミド類、ヒドロキシアルキルビニルエーテル類、及びヒドロキシアルキルアリルエーテル類にアルキレンオキサイド又はラクトンを付加して得られるエチレン性不飽和単量体も、本発明で用いる水酸基を有するエチレン性不飽和単量体として用いることができる。付加されるアルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、1,2−、1,4−、2,3−又は1,3−ブチレンオキサイド、並びに、これらの2種以上を併用しても良い。2種以上のアルキレンオキサイドを併用するときの結合形式はランダム及び/又はブロックのいずれでもよい。付加されるラクトンとしては、δ−バレロラクトン、ε−カプロラクトン、炭素原子数1〜6のアルキル基で置換されたε−カプロラクトン、並びに、これらの2種以上の併用系が用いられる。アルキレンオキサイドとラクトンを両方とも付加したものでも良い。 Also, ethylenic unsaturation obtained by adding alkylene oxide or lactone to the above hydroxyalkyl (meth) acrylates, N- (hydroxyalkyl) (meth) acrylamides, hydroxyalkyl vinyl ethers, and hydroxyalkyl allyl ethers. A monomer can also be used as an ethylenically unsaturated monomer having a hydroxyl group used in the present invention. As the alkylene oxide to be added, ethylene oxide, propylene oxide, 1,2-, 1,4-, 2,3- or 1,3-butylene oxide, and two or more of these may be used in combination. When two or more kinds of alkylene oxide are used in combination, the bonding form may be random and / or block. As the lactone to be added, δ-valerolactone, ε-caprolactone, ε-caprolactone substituted with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and a combination system of two or more of these are used. What added both alkylene oxide and lactone may be used.

本発明においては、更に上記に例示したエチレン性不飽和単量体(m)と共に、ブロックイソシアネート基を有するエチレン性不飽和単量体、オキセタン基を有するエチレン性不飽和単量体、及びt−ブチル基を有するエチレン性不飽和単量体の少なくとも1つから選ばれるエチレン性不飽和単量体用いて、ビニル重合体(a)を製造しても良い。 In the present invention, together with the ethylenically unsaturated monomer (m) exemplified above, an ethylenically unsaturated monomer having a blocked isocyanate group, an ethylenically unsaturated monomer having an oxetane group, and t- The vinyl polymer (a 1 ) may be produced using an ethylenically unsaturated monomer selected from at least one of ethylenically unsaturated monomers having a butyl group.

ブロックイソシアネート基を有するエチレン性不飽和単量体としては、例えば、カレンズMOI−BM、及びカレンズMOI−BP(昭和電工製)等が挙げられる。オキセタン基を有するエチレン性不飽和単量体としては、例えば、ETERNACOLL OXMA(宇部興産製)等が挙げられる。t−ブチル基を有するエチレン性不飽和単量体としては、例えば、t−ブチルメタクリレート、及びt−ブチルアクリレート等が挙げられる。 Examples of the ethylenically unsaturated monomer having a blocked isocyanate group include Karenz MOI-BM and Karenz MOI-BP (manufactured by Showa Denko). Examples of the ethylenically unsaturated monomer having an oxetane group include ETERNACOLL OXMA (manufactured by Ube Industries). Examples of the ethylenically unsaturated monomer having a t-butyl group include t-butyl methacrylate and t-butyl acrylate.

本発明においては、ビニル重合体(a)に不飽和結合を導入しても良い。不飽和結合を導入する方法としては、ビニル重合体(a)中に水酸基を導入し、後からイソシアネート基を有するエチレン性不飽和単量体を反応させる方法、ビニル重合体(a)中にカルボキシル基を導入し、後からエポキシ基を有するエチレン性不飽和単量体を反応させる方法、ビニル重合体(a)中にエポキシ基を導入し、後からカルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量体を反応させる方法が挙げられる。 In the present invention, an unsaturated bond may be introduced into the vinyl polymer (a 1 ). As a method for introducing an unsaturated bond, a method in which a hydroxyl group is introduced into a vinyl polymer (a 1 ) and an ethylenically unsaturated monomer having an isocyanate group is reacted later, in a vinyl polymer (a 1 ) A method of reacting an ethylenically unsaturated monomer having an epoxy group after the introduction of a carboxyl group into the vinyl polymer, introducing an epoxy group into the vinyl polymer (a 1 ), and then having an ethylenic unsaturated group having a carboxyl group Examples include a method of reacting monomers.

イソシアネート基を有するエチレン性不飽和単量体としては、カレンズMOI(昭和電工製 2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート)、及びカレンズAOI(昭和電工製 2−アクリロイルオキシエチルイソシアネート)等が、挙げられる。エポキシ基を有するエチレン性不飽和単量体としては、グリシジル(メタ)アクリレート、及びサイクロマーM100(ダイセル化学工業製 3,4−エポキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート)等が挙げられる。 Examples of the ethylenically unsaturated monomer having an isocyanate group include Karenz MOI (2-methacryloyloxyethyl isocyanate manufactured by Showa Denko) and Karenz AOI (2-acryloyloxyethyl isocyanate manufactured by Showa Denko). Examples of the ethylenically unsaturated monomer having an epoxy group include glycidyl (meth) acrylate and cyclomer M100 (3,4-epoxycyclohexyl (meth) acrylate manufactured by Daicel Chemical Industries).

本発明における、片末端に2つの水酸基を有するビニル重合体(a)のGPCによるポリスチレン換算の重量平均分子量は、1,000〜10,000が好ましい。ビニル重合体(a)の重量平均分子量は、エチレン性不飽和単量体(m)に対する分子内に2つの水酸基と1つのチオール基とを有する化合物(s)の使用重量、反応温度、反応時間、必要に応じて使用する重合開始剤の使用重量、必要に応じて使用する重合溶剤の種類、及び重合時のエチレン性不飽和単量体(m)濃度により調整することが容易である。 In the present invention, the weight average molecular weight in terms of polystyrene by GPC of the vinyl polymer having two hydroxyl groups at one end (a 1 ) is preferably 1,000 to 10,000. The weight average molecular weight of the vinyl polymer (a 1 ) is the use weight, reaction temperature, reaction of the compound (s) having two hydroxyl groups and one thiol group in the molecule relative to the ethylenically unsaturated monomer (m). It is easy to adjust the time, the weight of the polymerization initiator used as necessary, the kind of the polymerization solvent used as necessary, and the ethylenically unsaturated monomer (m) concentration during the polymerization.

<酸性官能基を有するポリビニル系樹脂(CA2)の第二工程>
酸性官能基を有するポリビニル系樹脂(CA2)を得るための第二工程は、下記一般式(2)に示すように、第一の工程で得られた片末端に2つの水酸基を有するビニル重合体(a)と、テトラカルボン酸二無水物(b)とを反応させる工程である。
<Second Step of Polyvinyl Resin (C A2 ) Having Acid Functional Group>
As shown in the following general formula (2), the second step for obtaining a polyvinyl resin (C A2 ) having an acidic functional group is a vinyl polymer having two hydroxyl groups at one end obtained in the first step. In this step, the coalescence (a 1 ) is reacted with tetracarboxylic dianhydride (b 1 ).

一般式(2)
General formula (2)

片末端に2つの水酸基を有するビニル重合体(a)のモル比をαA2、テトラカルボン酸二無水物(b)のモル比をβA2とすると、理論上、αA2=βA2では、分子量が無限大に大きくなるので、αA2>βA2あるいはαA2<βA2として、αA2/βA2の比率を変えて、目的とする分子量にコントロールすることが多い。例えば、αA2=βA2+1の場合、両末端が水酸基となり、それ以上分子量が大きくならず、酸性官能基を有するポリビニル系樹脂(CA2−1)が得られる。一方、βA2=αA2+1の場合、両末端が酸無水物基となり、これを加水分解して、末端をカルボキシル基とした酸性官能基を有するポリビニル系樹脂(CA2−2)が得られる。 Assuming that the molar ratio of the vinyl polymer (a 1 ) having two hydroxyl groups at one end is α A2 and the molar ratio of the tetracarboxylic dianhydride (b 1 ) is β A2 , in theory, α A2 = β A2 Since the molecular weight becomes infinitely large, the ratio of α A2 / β A2 is often changed to α A2 > β A2 or α A2A2 to control the target molecular weight. For example, when α A2 = β A2 +1, both ends are hydroxyl groups, the molecular weight is not increased any more, and a polyvinyl resin (C A2-1 ) having an acidic functional group is obtained. On the other hand, in the case of β A2 = α A2 +1, both ends become acid anhydride groups, which are hydrolyzed to obtain a polyvinyl resin (C A2-2 ) having an acidic functional group with the ends being carboxyl groups. .

(テトラカルボン酸二無水物(b))
本発明に使用するテトラカルボン酸二無水物(b)は、下記一般式(3)〜(5)で表され、片末端に2つの水酸基を有するビニル重合体(a)と反応して主鎖を形成する。本発明のXは、テトラカルボン酸二無水物(b)が片末端に2つの水酸基を有するビニル重合体(a)と反応した後の反応残基である。
(Tetracarboxylic dianhydride (b 1 ))
The tetracarboxylic dianhydride (b 1 ) used in the present invention is represented by the following general formulas (3) to (5) and reacts with a vinyl polymer (a 1 ) having two hydroxyl groups at one end. Form the main chain. X 0 of the present invention is a reaction residue after the reaction of tetracarboxylic dianhydride (b 1 ) with a vinyl polymer (a 1 ) having two hydroxyl groups at one end.

一般式(3)
General formula (3)

一般式(4)
General formula (4)

一般式(5)
General formula (5)

は、直接結合、−O−、−CO−、−COOCHCHOCO−、−SO−、−C(CF−、下記一般式(6)または下記一般式(7)のいずれかで表される。 Y 0 is a direct bond, —O—, —CO—, —COOCH 2 CH 2 OCO—, —SO 2 —, —C (CF 3 ) 2 —, the following general formula (6) or the following general formula (7). Represented by either

一般式(6)
General formula (6)

一般式(7)
General formula (7)

本発明で用いるテトラカルボン酸二無水物(b)としては、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,3−ジメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、3,5,6−トリカルボキシノルボルナン−2−酢酸二無水物、2,3,4,5−テトラヒドロフランテトラカルボン酸二無水物、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸二無水物、及びビシクロ[2,2,2]−オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物等の脂肪族テトラカルボン酸二無水物;
並びに、ピロメリット酸二無水物、エチレングリコールジ無水トリメリット酸エステル、プロピレングリコールジ無水トリメリット酸エステル、ブチレングリコールジ無水トリメリット酸エステル、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジメチルジフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−テトラフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−フランテトラカルボン酸二無水物、4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルフィド二無水物、4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルホン二無水物、4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルプロパン二無水物、3,3’,4,4’−パーフルオロイソプロピリデンジフタル酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビス(フタル酸)フェニルホスフィンオキサイド二無水物、p−フェニレン−ビス(トリフェニルフタル酸)二無水物、m−フェニレン−ビス(トリフェニルフタル酸)二無水物、ビス(トリフェニルフタル酸)−4,4’−ジフェニルエーテル二無水物、ビス(トリフェニルフタル酸)−4,4’−ジフェニルメタン二無水物、9,9−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)フルオレン酸二無水物、9,9−ビス[4−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル]フルオレン酸二無水物、3,4−ジカルボキシ−1,2,3,4−テトラヒドロ−1−ナフタレンコハク酸二無水物、及び3,4−ジカルボキシ−1,2,3,4−テトラヒドロ−6−メチル−1−ナフタレンコハク酸二無水物等の芳香族テトラカルボン酸二無水物が挙げられる。
As tetracarboxylic dianhydride (b 1 ) used in the present invention, 1,2,3,4-butanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1 , 3-Dimethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride Product, 3,5,6-tricarboxynorbornane-2-acetic acid dianhydride, 2,3,4,5-tetrahydrofurantetracarboxylic dianhydride, 5- (2,5-dioxotetrahydrofural) -3- Aliphatic acids such as methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic dianhydride and bicyclo [2,2,2] -oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride Tet Dianhydride;
And pyromellitic dianhydride, ethylene glycol ditrimellitic anhydride ester, propylene glycol ditrimellitic anhydride ester, butylene glycol ditrimellitic anhydride ester, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic acid Dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic Acid dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyl ether tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-dimethyldiphenylsilane tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4 , 4'-tetraphenylsilanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-furantetracarboxylic dianhydride, 4,4'-bis (3,4-di Ruboxyphenoxy) diphenyl sulfide dianhydride, 4,4′-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) diphenylsulfone dianhydride, 4,4′-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) diphenylpropane dianhydride 3,3 ′, 4,4′-perfluoroisopropylidenediphthalic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, bis (phthalic acid) phenylphosphine oxide Anhydride, p-phenylene-bis (triphenylphthalic acid) dianhydride, m-phenylene-bis (triphenylphthalic acid) dianhydride, bis (triphenylphthalic acid) -4,4′-diphenyl ether dianhydride Bis (triphenylphthalic acid) -4,4′-diphenylmethane dianhydride, 9,9-bis (3,4-dicarboxyphenyl) fluorene Dianhydride, 9,9-bis [4- (3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl] fluorenic dianhydride, 3,4-dicarboxy-1,2,3,4-tetrahydro-1-naphthalene And acid dianhydrides and aromatic tetracarboxylic dianhydrides such as 3,4-dicarboxy-1,2,3,4-tetrahydro-6-methyl-1-naphthalene succinic dianhydride.

本発明で使用されるテトラカルボン酸二無水物(b)は上記に例示した化合物に限らず、2つのカルボン酸無水物基を有していればどのような構造をしていても良い。これらは単独で用いても、併用しても良い。更に、本発明に好ましく使用されるものは、一般式(3)〜(5)で表されるような、芳香族テトラカルボン酸二無水物である。また、分子中にカルボン酸無水物基を1つ有する化合物や3つ以上有する化合物を併用しても良い。 The tetracarboxylic dianhydride (b 1 ) used in the present invention is not limited to the compounds exemplified above, and may have any structure as long as it has two carboxylic anhydride groups. These may be used alone or in combination. Furthermore, what is preferably used in the present invention is an aromatic tetracarboxylic dianhydride as represented by the general formulas (3) to (5). Moreover, you may use together the compound which has one carboxylic anhydride group in a molecule | numerator, and the compound which has 3 or more.

本発明で用いることのできる酸性官能基を有するポリビニル系樹脂(CA2)の第二の工程で用いられる触媒としては、公知の触媒を使用することができる。触媒としては3級アミン系化合物が好ましく、例えばトリエチルアミン、トリエチレンジアミン、N,N−ジメチルベンジルアミン、N−メチルモルホリン、1,8−ジアザビシクロ−[5,4,0]−7−ウンデセン、及び1,5−ジアザビシクロ−[4,3,0]−5−ノネン等が挙げられる。 As the catalyst used in the second step of the polyvinyl resin (C A2 ) having an acidic functional group that can be used in the present invention, a known catalyst can be used. The catalyst is preferably a tertiary amine compound such as triethylamine, triethylenediamine, N, N-dimethylbenzylamine, N-methylmorpholine, 1,8-diazabicyclo- [5,4,0] -7-undecene, and 1 , 5-diazabicyclo- [4,3,0] -5-nonene.

本発明で用いることのできる酸性官能基を有するポリビニル系樹脂(CA2)は、これまで挙げた原料のみで製造することも可能であるが、高粘度になり反応が不均一になる等の問題を回避するために、溶剤を用いるのが好ましい。使用される溶剤としては、公知のものを使用できる。例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸エチル、酢酸ブチル、トルエン、キシレン、アセトニトリル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、及びN−メチル−2−ピロリドン等が挙げられる。反応に使用した溶媒は、反応終了後、蒸留等の操作により取り除くか、あるいはそのまま製品の一部として使用しても良い。 The polyvinyl resin (C A2 ) having an acidic functional group that can be used in the present invention can be produced using only the raw materials listed so far, but there are problems such as high viscosity and non-uniform reaction. In order to avoid this, it is preferable to use a solvent. As the solvent to be used, known solvents can be used. Examples include acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, ethyl acetate, butyl acetate, toluene, xylene, acetonitrile, propylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, and N-methyl-2-pyrrolidone. The solvent used in the reaction may be removed by an operation such as distillation after completion of the reaction, or may be used as a part of the product as it is.

本発明で用いることのできる酸性官能基を有するポリビニル系樹脂(CA2)は、片末端に2つの水酸基を有するビニル重合体(a)、テトラカルボン酸二無水物(b)を反応させることで得られる。テトラカルボン酸二無水物(b)中の酸無水物基とビニル重合体(a)中の水酸基とのモル比は、ビニル重合体(a)のモル比をαA2、テトラカルボン酸二無水物(b)のモル比をβA2とすると、βA2/αA2=0.3〜1.2が、好ましく、更に好ましくはβA2/αA2=0.5〜1.0、最も好ましくはβA2/αA2=0.6〜0.8である。βA2/αA2>1で反応させる場合は、残存する酸無水物基を必要量の水で加水分解しても良い。 The polyvinyl resin (C A2 ) having an acidic functional group that can be used in the present invention is reacted with a vinyl polymer (a 1 ) having two hydroxyl groups at one end and a tetracarboxylic dianhydride (b 1 ). Can be obtained. Tetracarboxylic acid dianhydride (b 1) an acid anhydride group and a vinyl polymer in (a 1) the molar ratio of the hydroxyl group in the molar ratio alpha A2 of the vinyl polymer (a 1), a tetracarboxylic acid When the molar ratio of the dianhydride (b 1 ) is β A2 , β A2 / α A2 = 0.3 to 1.2 is preferable, and β A2 / α A2 = 0.5 to 1.0 is more preferable. Most preferably, β A2 / α A2 = 0.6 to 0.8. When the reaction is carried out with β A2 / α A2 > 1, the remaining acid anhydride group may be hydrolyzed with a necessary amount of water.

酸性官能基を有するポリビニル系樹脂(CA2)の第二の工程の反応温度は80℃〜180℃、好ましくは、90℃〜160℃の範囲で行う。反応温度が80℃以下では反応速度が遅く、180℃以上ではカルボキシル基がエステル化反応してしまう場合がある。反応の停止は、赤外吸収で酸無水物の吸収がなくなるまで反応させるのが理想であるが、ポリエステル(c)の酸価が5〜200の範囲に入ったとき、又は、水酸基価が20〜200の範囲に入った時に反応を止めてもよい。 The reaction temperature in the second step of the polyvinyl resin (C A2 ) having an acidic functional group is 80 ° C. to 180 ° C., preferably 90 ° C. to 160 ° C. When the reaction temperature is 80 ° C. or lower, the reaction rate is slow, and when it is 180 ° C. or higher, the carboxyl group may undergo an esterification reaction. Ideally, the reaction is stopped until the absorption of the acid anhydride is eliminated by infrared absorption. However, when the acid value of the polyester (c 1 ) is in the range of 5 to 200, or the hydroxyl value is The reaction may be stopped when entering the range of 20-200.

本発明における酸性官能基を有するポリビニル系樹脂(CA2)の重量平均分子量は、好ましくは2,000〜25,000、より好ましくは5,000〜15,000である。また酸価は、5〜200mgKOH/gが好ましい。更に好ましくは、5〜150mgKOH/gであり、特に好ましくは、5〜100mgKOH/gである。 The weight average molecular weight of the polyvinyl resin (C A2 ) having an acidic functional group in the present invention is preferably 2,000 to 25,000, more preferably 5,000 to 15,000. The acid value is preferably 5 to 200 mgKOH / g. More preferably, it is 5-150 mgKOH / g, Most preferably, it is 5-100 mgKOH / g.

<酸性官能基を有するポリエステル系樹脂(CA3)>
酸性官能基を有するポリエステル系樹脂(CA3)は、下記一般式(8)で表される。その製造方法は、例えば、モノアルコールを開始剤として、ラクトンを開環重合して片末端に水酸基を有するポリエステル(c)を製造する第一工程と、該片末端に水酸基を有するポリエステル(c)と、テトラカルボン酸二無水物(b)を反応させる第二工程とからなる方法が挙げられる。
<Polyester resin having acidic functional group (C A3 )>
The polyester resin (C A3 ) having an acidic functional group is represented by the following general formula (8). The production method includes, for example, a first step of producing a polyester (c 1 ) having a hydroxyl group at one end by ring-opening polymerization of a lactone using a monoalcohol as an initiator, and a polyester having a hydroxyl group at one end (c 1 ) and a second step of reacting tetracarboxylic dianhydride (b 2 ).

一般式(8)
General formula (8)

は4価のテトラカルボン酸化合物残基であり、Xはラクトン残基であり、Xはモノアルコール残基であり、mは2又は3であり、nは、1〜50の整数であり、tは(4−m)である。 X 1 is a tetravalent tetracarboxylic acid compound residue, X 2 is a lactone residue, X 3 is a monoalcohol residue, m is 2 or 3, and n is an integer of 1 to 50 And t is (4-m).

<酸性官能基を有するポリエステル系樹脂(CA3)の第一工程>
<モノアルコール>
酸性官能基を有するポリエステル系樹脂(CA3)の製造に用いることのできるモノアルコールとしては、水酸基を一つ有する化合物であれば、特に限定されない。脂肪族モノアルコールとしては、例えば、好ましくは炭素原子数1〜30(より好ましくは炭素原子数1〜25)の直鎖状若しくは分岐状の置換若しくは非置換の飽和脂肪族モノアルコール、あるいは炭素原子数1〜30(より好ましくは炭素原子数1〜25)の置換若しくは非置換の飽和脂環式モノアルコールを挙げることができる。飽和脂肪族モノアルコール又は飽和脂環式モノアルコールの置換基としては、例えば、カルボキシル基を挙げることができる。
<First step of polyester-based resin (C A3 ) having acidic functional group>
<Monoalcohol>
The monoalcohol that can be used for the production of the polyester-based resin (C A3 ) having an acidic functional group is not particularly limited as long as it is a compound having one hydroxyl group. The aliphatic monoalcohol is, for example, preferably a linear or branched substituted or unsubstituted saturated aliphatic monoalcohol having 1 to 30 carbon atoms (more preferably 1 to 25 carbon atoms), or a carbon atom. Examples thereof include substituted or unsubstituted saturated alicyclic monoalcohols having 1 to 30 (more preferably 1 to 25 carbon atoms). Examples of the substituent of the saturated aliphatic monoalcohol or saturated alicyclic monoalcohol include a carboxyl group.

脂肪族モノアルコールを例示すると、メタノール、エタノール、1−プロパノール、イソプロパノール、1−ブタノール、イソブタノール、tert−ブタノール、1−ペンタノール、イソペンタノール、1−ヘキサノール、4−メチル−2−ペンタノール、1−ヘプタノール、1−オクタノール、イソオクタノール、2−エチルヘキサノール、1−ノナノール、イソノナノール、1−デカノール、1−ドデカノール、1−ミリスチルアルコール、セチルアルコール、1−ステアリルアルコール、イソステアリルアルコール、2−オクチルデカノール、2−オクチルドデカノール、2−ヘキシルデカノール、ベヘニルアルコール、及びオレイルアルコール等を挙げることができる。脂環式モノアルコールとしては、例えば、シクロヘキサノール等を挙げることができる。 Examples of aliphatic monoalcohols are methanol, ethanol, 1-propanol, isopropanol, 1-butanol, isobutanol, tert-butanol, 1-pentanol, isopentanol, 1-hexanol, 4-methyl-2-pentanol. 1-heptanol, 1-octanol, isooctanol, 2-ethylhexanol, 1-nonanol, isononanol, 1-decanol, 1-dodecanol, 1-myristyl alcohol, cetyl alcohol, 1-stearyl alcohol, isostearyl alcohol, 2- Examples include octyl decanol, 2-octyl decanol, 2-hexyl decanol, behenyl alcohol, and oleyl alcohol. Examples of the alicyclic monoalcohol include cyclohexanol.

脂肪族モノアルコールとしては、分岐脂肪族モノアルコールが好ましく、例えば、2−エチルヘキサノール、イソステアリルアルコール、2−オクチルデカノール、2−オクチルドデカノール、及び2−ヘキシルデカノール等の炭素原子数8〜20のものが好ましい。 As the aliphatic monoalcohol, a branched aliphatic monoalcohol is preferable, and examples thereof include 8 to 20 carbon atoms such as 2-ethylhexanol, isostearyl alcohol, 2-octyldecanol, 2-octyldodecanol, and 2-hexyldecanol. Are preferred.

前記モノアルコールとしては、炭素原子数6〜30(より好ましくは炭素原子数6〜25)の置換若しくは非置換の芳香族モノアルコール、例えば、フェノール又はクミルフェノールを用いても良い。また、炭素原子数1〜6の脂肪族基部分を有し、炭素原子数6〜10の芳香族基で置換された飽和脂肪族モノアルコール、例えば、ベンジルアルコールを用いても良い。 As the monoalcohol, a substituted or unsubstituted aromatic monoalcohol having 6 to 30 carbon atoms (more preferably 6 to 25 carbon atoms), for example, phenol or cumylphenol may be used. Moreover, you may use the saturated aliphatic monoalcohol which has a C1-C6 aliphatic group part and was substituted by the C6-C10 aromatic group, for example, benzyl alcohol.

更に、前記モノアルコールとして、片末端に水酸基を有するモノアルキレングリコールモノエーテル又は片末端に水酸基を有するポリアルキレングリコールモノエーテルを用いても良い。これらのモノアルキレングリコールモノエーテル又はポリアルキレングリコールモノエーテルとしては、好ましくは、モノ若しくはポリエチレングリコール又はモノ若しくはポリプロピレングリコールの炭素原子数1〜8のアルキルモノエーテルを挙げることができ、具体的には、エチレングリコールモノメチルエーテル、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モノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル、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プロピルエーテル、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ヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジ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ヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノヘキシルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノプロピルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノヘキシルエーテル、トリエチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノプロピルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノヘキシルエーテル、トリプロピレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコールモノエチルエーテル、テトラエチレングリコールモノプロピルエーテル、テトラエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノヘキシルエーテル、テトラエチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル、テトラプロピレングリコールモノメチルエーテル、テトラプロピレングリコールモノエチルエーテル、テトラプロピレングリコールモノプロピルエーテル、テトラプロピレングリコールモノブチルエーテル、テトラプロピレングリコールモノヘキシルエーテル、テトラプロピレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル、及びテトラジエチレングリコールモノメチルエーテル等のアルキレングリコールモノアルキルエーテルを挙げることができる。 Furthermore, as the monoalcohol, a monoalkylene glycol monoether having a hydroxyl group at one end or a polyalkylene glycol monoether having a hydroxyl group at one end may be used. As these monoalkylene glycol monoethers or polyalkylene glycol monoethers, preferably, mono or polyethylene glycol or mono or polypropylene glycol alkyl monoethers having 1 to 8 carbon atoms can be mentioned. Ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monohexyl ether, ethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol Monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, propylene Glycol monohexyl ether, propylene glycol mono-2-ethylhexyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monopropyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monohexyl ether, diethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether, dipropylene glycol monomethyl Ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monohexyl ether, dipropylene glycol mono-2-ethylhexyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, trie Lenglycol monoethyl ether, triethylene glycol monopropyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monohexyl ether, triethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, tripropylene glycol monoethyl ether, triethylene glycol Propylene glycol monopropyl ether, tripropylene glycol monobutyl ether, tripropylene glycol monohexyl ether, tripropylene glycol mono-2-ethylhexyl ether, tetraethylene glycol monomethyl ether, tetraethylene glycol monoethyl ether, tetraethylene glycol monopropyl ether, tetra Ethylene glycol monob Chill ether, tetraethylene glycol monohexyl ether, tetraethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether, tetrapropylene glycol monomethyl ether, tetrapropylene glycol monoethyl ether, tetrapropylene glycol monopropyl ether, tetrapropylene glycol monobutyl ether, tetrapropylene glycol monohexyl Mention may be made of alkylene glycol monoalkyl ethers such as ether, tetrapropylene glycol mono-2-ethylhexyl ether, and tetradiethylene glycol monomethyl ether.

更に、酸性官能基を有するポリエステル系樹脂(CA3)の製造において、モノアルコールとして、エチレン性不飽和二重結合1つ又はそれ以上を有するモノアルコールを用いても良い。前記エチレン性不飽和二重結合の例としては、ビニル基又は(メタ)アクリロイル基を挙げることができ、(メタ)アクリロイル基が好ましい。 Furthermore, in the production of the polyester-based resin (C A3 ) having an acidic functional group, a monoalcohol having one or more ethylenically unsaturated double bonds may be used as the monoalcohol. Examples of the ethylenically unsaturated double bond include a vinyl group or a (meth) acryloyl group, and a (meth) acryloyl group is preferable.

前記のエチレン性不飽和二重結合を有するモノアルコールとしては、例えば、エチレン性不飽和二重結合1つ、2つ、又は3つ以上を有する不飽和モノアルコール化合物を用いることができる。エチレン性不飽和二重結合の数が1つのモノアルコールとしては、(メタ)アクリル酸の炭素原子数1〜8のヒドロキシアルキルエステル、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、エチル2−(ヒドロキシメチル)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、及び1,4−シクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート等を挙げることができる。 As the monoalcohol having an ethylenically unsaturated double bond, for example, an unsaturated monoalcohol compound having one, two, or three or more ethylenically unsaturated double bonds can be used. Examples of monoalcohols having one ethylenically unsaturated double bond include hydroxyalkyl esters of (meth) acrylic acid having 1 to 8 carbon atoms, such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl ( (Meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, 3-hydroxybutyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, ethyl 2- (hydroxymethyl) acrylate, 2 -Hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate, 1,4-cyclohexanedimethanol mono (meth) acrylate and the like can be mentioned.

エチレン性不飽和二重結合の数が2つのモノアルコールとしては、例えば、2−ヒドロキシ−3−アクリロイロキシプロピルメタクリレート、又はグリセリンジ(メタ)アクリレート等を挙げることができる。エチレン性不飽和二重結合の数が3つのモノアルコールとしては、例えば、ペンタエリスリトールトリアクリレート、エチレン性不飽和二重結合の数が5つのモノアルコールとしては、例えば、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートを挙げることができる。 Examples of the monoalcohol having two ethylenically unsaturated double bonds include 2-hydroxy-3-acryloyloxypropyl methacrylate or glycerin di (meth) acrylate. Examples of the monoalcohol having three ethylenically unsaturated double bonds include pentaerythritol triacrylate, and examples of the monoalcohol having five ethylenically unsaturated double bonds include dipentaerythritol pentaacrylate. be able to.

前記で例示した脂肪族モノアルコール、芳香族モノアルコール、及びエチレン性不飽和二重結合を有するモノアルコールの水酸基を開始基として、アルキレンオキサイドを付加重合して得られるアルコール、すなわち、片末端をエーテル化又はエステル化したポリアルキレングリコールも、酸性官能基を有するポリエステル系樹脂(CA3)の製造に用いても良い。付加重合に用いるアルキレンオキサイドとしては、例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、又は1,2−、1,4−、2,3−若しくは1,3−ブチレンオキサイド、あるいはこれらの2種以上の混合物を用いることができる。2種以上のアルキレンオキサイドを併用するときの結合形式はランダム及び/又はブロックのいずれでもよい。アルキレンオキサイドの付加数は、一分子中、通常1〜300、好ましくは2〜250、特に好ましくは5〜100である。 Alcohols obtained by addition polymerization of alkylene oxide starting from the hydroxyl group of the aliphatic monoalcohol, aromatic monoalcohol, and monoalcohol having an ethylenically unsaturated double bond exemplified above, that is, one end is ether Polyalkylene glycol that has been converted to an ester may also be used for the production of a polyester-based resin (C A3 ) having an acidic functional group. As the alkylene oxide used for the addition polymerization, for example, ethylene oxide, propylene oxide, 1,2-, 1,4-, 2,3- or 1,3-butylene oxide, or a mixture of two or more thereof is used. be able to. When two or more kinds of alkylene oxide are used in combination, the bonding form may be random and / or block. The addition number of alkylene oxide is usually 1 to 300, preferably 2 to 250, and particularly preferably 5 to 100 in one molecule.

アルキレンオキサイドの付加は、公知方法、例えばアルカリ触媒の存在下、100〜200℃の温度で行うことができる。こうして得られる付加重合生成物の市販品としては、日本油脂社製ユニオックスシリーズ、又は日本油脂社製ブレンマーシリーズ等がある。 The addition of alkylene oxide can be carried out by a known method, for example, at a temperature of 100 to 200 ° C. in the presence of an alkali catalyst. Commercially available products of the addition polymerization product thus obtained include Nippon Oil & Fats Uniox series or Nippon Oil & Fats Bremer series.

具体的に例示すると、ユニオックスM−400、M−550、M−2000、ブレンマーPE−90、PE−200、PE−350、AE−90、AE−200、AE−400、PP−1000、PP−500、PP−800、AP−150、AP−400、AP−550、AP−800、50PEP−300、70PEP−350B、AEPシリーズ、55PET−400、30PET−800、55PET−800、AETシリーズ、30PPT−800、50PPT−800、70PPT−800、APTシリーズ、10PPB−500B、及び10APB−500B等がある。 Specifically, UNIOX M-400, M-550, M-2000, BLEMMER PE-90, PE-200, PE-350, AE-90, AE-200, AE-400, PP-1000, PP -500, PP-800, AP-150, AP-400, AP-550, AP-800, 50PEP-300, 70PEP-350B, AEP series, 55PET-400, 30PET-800, 55PET-800, AET series, 30PPT -800, 50PPT-800, 70PPT-800, APT series, 10PPB-500B, and 10APB-500B.

酸性官能基を有するポリエステル系樹脂(CA3)の製造に用いることができるモノアルコールは、上記例示に限定されることなく、水酸基を一つ有する化合物であればいかなる化合物も用いることができ、又、単独で用いても、2種類以上を併用しても良い。 The monoalcohol that can be used for the production of the polyester-based resin (C A3 ) having an acidic functional group is not limited to the above examples, and any compound can be used as long as it is a compound having one hydroxyl group. These may be used alone or in combination of two or more.

上記モノアルコールのうち、例えば4−メチル−2−ペンタノール、イソペンタノール、イソオクタノール、2−エチルヘキサノール、イソノナノール、イソステアリルアルコール、2−オクチルデカノール、2−オクチルドデカノール、若しくは2−ヘキシルデカノール等の分岐脂肪族モノアルコール、又は片末端に水酸基を有するポリアルキレングリコールを用いることで、結晶性が低下し、室温で液状になる場合があるので、作業性の点と、他の樹脂との相溶性の点で好ましい。 Among the above monoalcohols, for example, 4-methyl-2-pentanol, isopentanol, isooctanol, 2-ethylhexanol, isononanol, isostearyl alcohol, 2-octyldecanol, 2-octyldodecanol, or 2-hexyldecanol The use of a branched aliphatic monoalcohol such as polyalkylene glycol having a hydroxyl group at one end lowers the crystallinity and may result in a liquid state at room temperature. It is preferable in terms of compatibility.

(ラクトン)
前記モノアルコールを開始剤として、ラクトンを開環重合することによって、片末端に水酸基を有するポリエステル(c)を得ることができる。前記開環重合に用いることができるラクトンは、好ましくは4員環〜10員環、より好ましくは5員環〜7員環のラクトンであり、環構成炭素原子は、置換されているかあるいは非置換であることができる。環構成炭素原子の置換基としては、炭素原子数1〜4のアルキル基を挙げることができる。又、環内にエチレン結合1つ又はそれ以上を含む不飽和ラクトン、又は芳香族化合物(例えば、ベンゼン)との縮合ラクトンも用いることができる。
(Lactone)
A polyester (c 1 ) having a hydroxyl group at one end can be obtained by ring-opening polymerization of a lactone using the monoalcohol as an initiator. The lactone that can be used in the ring-opening polymerization is preferably a 4-membered to 10-membered ring, more preferably a 5-membered to 7-membered lactone, and the ring-constituting carbon atom is substituted or unsubstituted. Can be. Examples of the substituent of the ring-constituting carbon atom include an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Also, an unsaturated lactone containing one or more ethylene bonds in the ring, or a condensed lactone with an aromatic compound (for example, benzene) can be used.

好適なラクトンとして、具体的には、β−ブチロラクトン、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、δ−カプロラクトン、ε−カプロラクトン、及びアルキル置換されたε−カプロラクトンを挙げることができ、このうちδ−バレロラクトン、ε−カプロラクトン、又はアルキル置換されたε−カプロラクトンを使用するのが開環重合性の点で好ましい。アルキル置換基としては、例えば、炭素原子数1〜4のアルキル基、特には、メチル基又はエチル基を挙げることができ、これらのアルキル置換基1つ又はそれ以上で置換されていることができる。 Specific examples of suitable lactones include β-butyrolactone, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, δ-valerolactone, δ-caprolactone, ε-caprolactone, and alkyl-substituted ε-caprolactone. Of these, δ-valerolactone, ε-caprolactone, or alkyl-substituted ε-caprolactone is preferably used from the viewpoint of ring-opening polymerizability. Examples of the alkyl substituent include an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, particularly a methyl group or an ethyl group, and can be substituted with one or more of these alkyl substituents. .

前記モノアルコール1モルに対する前記ラクトンの付加モル数は、1〜50モル、好ましくは、3〜20モル、最も好ましくは4〜16モルである。前記ラクトンは、上記例示に限定されることなく用いることができ、又、単独で用いても、2種類以上を併用しても良い。2種類以上を併用することで結晶性が低下し、室温で液状になる場合があるので、作業性の点と、他の樹脂との相溶性の点で好ましい。 The number of moles of the lactone added per mole of the monoalcohol is 1 to 50 moles, preferably 3 to 20 moles, and most preferably 4 to 16 moles. The lactone may be used without being limited to the above examples, and may be used alone or in combination of two or more. When two or more types are used in combination, the crystallinity is lowered and may become liquid at room temperature, which is preferable in terms of workability and compatibility with other resins.

前記モノアルコールと前記ラクトンとの開環重合は、公知方法、例えば、脱水管及びコンデンサを接続した反応器に、前記モノアルコール、前記ラクトン、及び重合触媒を仕込み、窒素気流下で行うことができる。前記モノアルコールとして低沸点のモノアルコールを用いる場合には、オートクレーブを用いて加圧下で反応させることができる。又、前記モノアルコールとしてエチレン性不飽和二重結合を有する化合物を使用する場合は、重合禁止剤を添加し、乾燥空気流下で反応を行うことが好ましい。 The ring-opening polymerization of the monoalcohol and the lactone can be carried out in a known manner, for example, by charging the monoalcohol, the lactone, and the polymerization catalyst in a reactor connected to a dehydrating tube and a condenser and under a nitrogen stream. . When a low-boiling monoalcohol is used as the monoalcohol, it can be reacted under pressure using an autoclave. Moreover, when using the compound which has an ethylenically unsaturated double bond as said monoalcohol, it is preferable to add a polymerization inhibitor and to react under a dry air flow.

前記開環重合用の重合触媒としては、公知のものを制限なく使用することができるが、例えば、テトラメチルアンモニウムクロリド、テトラブチルアンモニウムクロリド、テトラメチルアンモニウムブロミド、テトラブチルアンモニウムブロミド、テトラメチルアンモニウムヨード、テトラブチルアンモニウムヨード、ベンジルトリメチルアンモニウムクロリド、ベンジルトリメチルアンモニウムブロミド、及びベンジルトリメチルアンモニウムヨード等の四級アンモニウム塩;
テトラメチルホスホニウムクロリド、テトラブチルホスホニウムクロリド、テトラメチルホスホニウムブロミド、テトラブチルホスホニウムブロミド、テトラメチルホスホニウムヨード、テトラブチルホスホニウムヨード、ベンジルトリメチルホスホニウムクロリド、ベンジルトリメチルホスホニウムブロミド、ベンジルトリメチルホスホニウムヨード、テトラフェニルホスホニウムクロリド、テトラフェニルホスホニウムブロミド、及びテトラフェニルホスホニウムヨード等の四級ホスホニウム塩;
トリフェニルフォスフィン等のリン化合物;酢酸カリウム、酢酸ナトリウム、安息香酸カリウム、及び安息香酸ナトリウム等の有機カルボン酸塩;ナトリウムアルコラート、及びカリウムアルコラート等のアルカリ金属アルコラート;トリエチルアミン、及びトリフェニルアミン等の三級アミン類;ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫オキシド、及びジオクチル錫オキシド等の有機錫化合物;アルミニウムアルキルアセトアセテート・ジイソプロピレート、アルミニウムビスエチルアセトアセテート・モノアセチルアセトネート、アルミニウムトリスアセチルアセトネート等の有機アルミニウム化合物;
テトラ−n−ブチルチタネート、前記ダイマー、テトライソブチルチタネート、テトラステアリルチタネート、及びジイソプロポキシ・ビス(トリエタノールアミネート)チタン等の有機チタネート化合物;並びに、塩化亜鉛等の亜鉛化合物等が挙げられる。触媒の使用量は0.1ppm〜3000ppm、好ましくは1ppm〜1000ppmである。
As the polymerization catalyst for the ring-opening polymerization, known ones can be used without limitation, for example, tetramethylammonium chloride, tetrabutylammonium chloride, tetramethylammonium bromide, tetrabutylammonium bromide, tetramethylammonium iodide. Quaternary ammonium salts such as tetrabutylammonium iodide, benzyltrimethylammonium chloride, benzyltrimethylammonium bromide, and benzyltrimethylammonium iodide;
Tetramethylphosphonium chloride, tetrabutylphosphonium chloride, tetramethylphosphonium bromide, tetrabutylphosphonium bromide, tetramethylphosphonium iodide, tetrabutylphosphonium iodide, benzyltrimethylphosphonium chloride, benzyltrimethylphosphonium bromide, benzyltrimethylphosphonium iodide, tetraphenylphosphonium chloride, Quaternary phosphonium salts such as tetraphenylphosphonium bromide and tetraphenylphosphonium iodide;
Phosphorus compounds such as triphenylphosphine; organic carboxylates such as potassium acetate, sodium acetate, potassium benzoate, and sodium benzoate; alkali metal alcoholates such as sodium alcoholate and potassium alcoholate; triethylamine, and triphenylamine Tertiary amines; organotin compounds such as dibutyltin dilaurate, dibutyltin oxide, and dioctyltin oxide; aluminum alkyl acetoacetate / diisopropylate, aluminum bisethylacetoacetate / monoacetylacetonate, aluminum trisacetylacetonate Organoaluminum compounds;
Examples thereof include organic titanate compounds such as tetra-n-butyl titanate, the dimer, tetraisobutyl titanate, tetrastearyl titanate, and diisopropoxy bis (triethanolaminate) titanium; and zinc compounds such as zinc chloride. The catalyst is used in an amount of 0.1 ppm to 3000 ppm, preferably 1 ppm to 1000 ppm.

前記開環重合反応は、無溶剤で実施するか、又は適当な脱水有機溶媒を使用しても良い。前記開環重合反応に使用した溶媒は、反応終了後、蒸留等の操作により取り除くか、あるいはそのまま本発明の電極形成用組成物の一部として使用しても良い。 The ring-opening polymerization reaction may be carried out without a solvent, or an appropriate dehydrated organic solvent may be used. The solvent used in the ring-opening polymerization reaction may be removed by an operation such as distillation after the completion of the reaction, or may be used as it is as a part of the electrode forming composition of the present invention.

前記開環重合反応は、好ましくは100℃から220℃、より好ましくは110℃〜210℃の範囲で行う。反応温度が100℃未満では反応速度がきわめて遅く、210℃を超えるとラクトンの付加反応以外の副反応、例えばラクトン付加体のラクトンモノマーへの分解、環状のラクトンダイマーやトリマーの生成等が起こりやすい。 The ring-opening polymerization reaction is preferably performed in the range of 100 ° C. to 220 ° C., more preferably 110 ° C. to 210 ° C. If the reaction temperature is less than 100 ° C., the reaction rate is very slow, and if it exceeds 210 ° C., side reactions other than the addition reaction of lactone, such as decomposition of lactone adducts into lactone monomers, formation of cyclic lactone dimers and trimers, etc. .

エチレン性不飽和二重結合を有するモノアルコールを使用する場合に使用されるラジカル重合禁止剤としては、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、p−ベンゾキノン、2,4−ジメチル−6−t−ブチルフェノール、及びフェノチアジン等が好ましく、これらを単独で用いても、2種以上を併用しても良い。使用量は、好ましくは0.01%〜6%、より好ましくは0.05%〜1.0%である。 The radical polymerization inhibitor used when using a monoalcohol having an ethylenically unsaturated double bond is hydroquinone, methylhydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, p-benzoquinone, 2,4-dimethyl-6-t-butylphenol. And phenothiazine are preferable, and these may be used alone or in combination of two or more. The amount used is preferably 0.01% to 6%, more preferably 0.05% to 1.0%.

<酸性官能基を有するポリエステル系樹脂(CA3)の第二工程>
本発明で用いる酸性官能基を有するポリエステル系樹脂(CA3)は、前記の第一工程で得られた片末端に水酸基を有するポリエステル(c)の水酸基と、テトラカルボン酸二無水物(b)とを反応させる第二工程を経て得ることが好ましい。
<Second step of polyester-based resin (C A3 ) having acidic functional group>
The polyester-based resin (C A3 ) having an acidic functional group used in the present invention includes a hydroxyl group of a polyester (c 1 ) having a hydroxyl group at one end obtained in the first step, and a tetracarboxylic dianhydride (b 2 ) is preferably obtained through a second step.

本発明で用いる酸性官能基を有するポリエステル系樹脂(CA3)を得るために用いられるテトラカルボン酸二無水物(b)としては、本発明で用いられる酸性官能基を有するポリビニル系樹脂(CA2)を得る際に用いられる、テトラカルボン酸二無水物(b)と同じものを用いることができる。 As the tetracarboxylic dianhydride (b 2 ) used for obtaining the polyester resin (C A3 ) having an acidic functional group used in the present invention, a polyvinyl resin (C) having an acidic functional group used in the present invention. The same tetracarboxylic dianhydride (b 1 ) used in obtaining A2 ) can be used.

前記一般式(8)におけるXは、テトラカルボン酸二無水物(b)が、片末端に水酸基を有するポリエステル(c)の水酸基と反応した後の反応残基であり、一般式(3)〜(5)で表されるテトラカルボン酸二無水物が反応した後の残基である。 X 1 in the general formula (8) is a reaction residue after the tetracarboxylic dianhydride (b 2 ) has reacted with the hydroxyl group of the polyester (c 1 ) having a hydroxyl group at one end, and the general formula ( It is a residue after the tetracarboxylic dianhydride represented by 3) to (5) has reacted.

前記一般式(8)において、nは好ましくは1〜50の整数、より好ましくは2〜20の整数、最も好ましくは4〜16の整数である。また、前記一般式(8)において、nおよびtの少なくとも一方が2以上である場合、前記一般式(8)に存在する複数のXおよびXは、それぞれが全て同じ基であるか、複数種の基を含んでも良い。 In the general formula (8), n is preferably an integer of 1 to 50, more preferably an integer of 2 to 20, and most preferably an integer of 4 to 16. In the general formula (8), when at least one of n and t is 2 or more, the plurality of X 2 and X 3 present in the general formula (8) are all the same group, Multiple types of groups may be included.

が、ヘキサメチレン基、ペンタメチレン基、又はアルキル置換されたヘキサメチレン基等が挙げられ、Xは、炭素原子数8〜20の脂肪族アルキル基、又は分子量200〜1500の末端エーテル若しくはエステルポリオキシアルキレン(アルキレン部分の炭素原子数が2〜4)基等が挙げられる。 X 2 is a hexamethylene group, a pentamethylene group, an alkyl-substituted hexamethylene group, or the like, and X 3 is an aliphatic alkyl group having 8 to 20 carbon atoms, or a terminal ether having a molecular weight of 200 to 1500, or And ester polyoxyalkylene (alkylene moiety having 2 to 4 carbon atoms) groups.

第二工程における反応比率は、片末端に水酸基を有するポリエステル(c)の水酸基のモル数αA3に対する、テトラカルボン酸二無水物(b)の無水環のモル数βA3の比率、すなわちαA3/βA3が、好ましくは0.5<αA3/βA3<1.2、更に好ましくは0.7<αA3/βA3<1.1、最も好ましくはαA3/β3A=1である。αA3/βA3<1で反応させる場合は、残存する酸無水物を必要量の水で加水分解して使用しても良い。 The reaction ratio in the second step is the ratio of the number of moles β A3 of the anhydrous ring of tetracarboxylic dianhydride (b 2 ) to the number of moles α A3 of the hydroxyl group of the polyester (c 1 ) having a hydroxyl group at one end, that is, α A3 / β A3 is preferably 0.5 <α A3 / β A3 <1.2, more preferably 0.7 <α A3 / β A3 <1.1, most preferably α A3 / β 3A = 1. It is. When reacting with α A3 / β A3 <1, the remaining acid anhydride may be hydrolyzed with a necessary amount of water and used.

第二工程において、触媒を用いても良い。触媒としては、3級アミン系化合物としては、例えばトリエチルアミン、トリエチレンジアミン、N,N−ジメチルベンジルアミン、N−メチルモルホリン、及び1,8−ジアザビシクロ−[5,4,0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ−[4,3,0]−5−ノネン等を挙げることができる。 In the second step, a catalyst may be used. As the catalyst, tertiary amine compounds include, for example, triethylamine, triethylenediamine, N, N-dimethylbenzylamine, N-methylmorpholine, and 1,8-diazabicyclo- [5,4,0] -7-undecene, Examples include 1,5-diazabicyclo- [4,3,0] -5-nonene.

第二工程ともに無溶剤で行ってもよいし、適当な脱水有機溶媒を使用しても良い。反応に使用した溶媒は、反応終了後、蒸留等の操作により取り除くか、あるいはそのまま本発明の電極形成用組成物の一部として使用しても良い。 Both the second steps may be performed without solvent, or an appropriate dehydrated organic solvent may be used. After completion of the reaction, the solvent used in the reaction may be removed by an operation such as distillation, or may be used as it is as a part of the electrode forming composition of the present invention.

反応温度は80℃〜180℃、好ましくは、90℃〜160℃の範囲で行う。反応温度が80℃以下では反応速度が遅く、180℃以上ではハーフエステル化したものが、再度環状無水物を生成し、反応が終了しにくくなる場合がある。 The reaction temperature is 80 ° C to 180 ° C, preferably 90 ° C to 160 ° C. When the reaction temperature is 80 ° C. or lower, the reaction rate is slow, and when the reaction temperature is 180 ° C. or higher, the half-esterified product again forms a cyclic anhydride, making it difficult to complete the reaction.

本発明における酸性官能基を有するポリエステル系樹脂(CA3)の重量平均分子量は、好ましくは2,000〜25,000、より好ましくは5,000〜15,000である。また酸価は、5〜200mgKOH/gが好ましい。更に好ましくは、5〜150mgKOH/gであり、特に好ましくは、5〜100mgKOH/gである。 The weight average molecular weight of the polyester-based resin (C A3 ) having an acidic functional group in the present invention is preferably 2,000 to 25,000, more preferably 5,000 to 15,000. The acid value is preferably 5 to 200 mgKOH / g. More preferably, it is 5-150 mgKOH / g, Most preferably, it is 5-100 mgKOH / g.

酸性官能基を有する樹脂は、上記記載のCA1〜CA3のみに限定されるものでなく、これら以外のポリビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリエーテル系、ホルマリン縮合物、シリコーン系、及びこれらの複合系ポリマー等が挙げられる。更に、これらの酸性官能基を有する樹脂は2種類以上を併用することもできる。 The resin having an acidic functional group is not limited to the above-described C A1 to C A3 , but other polyvinyl-based, polyurethane-based, polyester-based, polyether-based, formalin condensate, silicone-based, and these And a composite polymer. Furthermore, two or more kinds of resins having these acidic functional groups can be used in combination.

<その他の市販の酸性官能基を有する樹脂(C4A)>
市販の酸性官能基を有する樹脂(C4A)としては、特に限定されないが、例えば、以下のものが挙げられる
<Resins with other commercially available acidic functional groups (C 4A )>
Although it does not specifically limit as resin ( C4A ) which has a commercially available acidic functional group, For example, the following are mentioned .

ビックケミー社製の酸性官能基を有する樹脂としてはDisperbyk11等が挙げられる。
The resin having manufactured by BYK-Chemie acidic functional groups, Disperbyk - 11 1, and the like.

<塩基性官能基を有する樹脂>
本発明における塩基性官能基を有する樹脂は、以下に示すCB1〜CB3の3種が挙げられる。分散性の観点からCB1およびCB2が好ましい。
(1)塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1
(2)塩基性官能基を有するポリエステル系樹脂(CB2
(3)その他の市販の塩基性官能基を有する樹脂(CB3
また、好ましい塩基性官能基としては、1〜3級のアミノ基が挙げられる。
<Resin having a basic functional group>
Examples of the resin having a basic functional group in the present invention include the following three types of C B1 to C B3 . From the viewpoint of dispersibility, C B1 and C B2 are preferable.
(1) Polyvinyl-based resin (C B1 ) having a basic functional group
(2) Polyester resin having a basic functional group (C B2 )
(3) Other commercially available resins having basic functional groups (C B3 )
Moreover, as a preferable basic functional group, a 1-3 grade amino group is mentioned.

<塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1)>
本発明における塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1)を合成する方法としては、例えば、以下の2種の方法によって合成される(CB1−1)と(CB1−2)が挙げられる。
<Polyvinyl resin having basic functional group (C B1 )>
Examples of the method for synthesizing the polyvinyl resin (C B1 ) having a basic functional group in the present invention include (C B1-1 ) and (C B1-2 ) synthesized by the following two methods. It is done.

<塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1−1)>
本発明における塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1−1)を合成する方法としては、例えば、以下の第一工程、第二工程、及び第三工程を経る方法が挙げられる。
(第一工程):ラジカル重合にて片末端に2つの水酸基を有するビニル重合体(a)を得る工程。
(第二工程):第一工程で得られた片末端に2つの水酸基を有するビニル重合体(a)と、ポリイソシアネート(d)とを反応させて、ウレタンプレポリマー(e)を得る工程。
(第三工程):第二工程で得られたウレタンプレポリマー(e)と、ポリアミン(f)とを反応させて、塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1−1)を得る工程。
<Polyvinyl resin having basic functional group (C B1-1 )>
Examples of the method for synthesizing the polyvinyl resin (C B1-1 ) having a basic functional group in the present invention include a method through the following first step, second step, and third step.
(First step): A step of obtaining a vinyl polymer (a 1 ) having two hydroxyl groups at one end by radical polymerization.
(Second Step): a vinyl polymer having two hydroxyl groups at one end obtained in the first step with (a 1), by reacting a polyisocyanate (d 1), the urethane prepolymer (e 1) Obtaining step.
(Third step): The urethane prepolymer (e 1 ) obtained in the second step is reacted with the polyamine (f 1 ) to obtain a polyvinyl resin (C B1-1 ) having a basic functional group. Process.

<塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1−1)の第一工程>
塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1−1)を得るための第一工程は、本発明の酸性官能基を有するポリビニル系樹脂(CA2)を合成する際の第一工程と同様であり、一般式(1)に示す工程を経る。また、用いることのできる材料も同様である。
<First Step of Polyvinyl Resin (C B1-1 ) Having Basic Functional Group>
The first step for obtaining a polyvinyl-based resin (C B1-1 ) having a basic functional group is the same as the first step for synthesizing the polyvinyl-based resin (C A2 ) having an acidic functional group of the present invention. Yes, through the process shown in general formula (1). The same applies to materials that can be used.

<塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1−1)の第二工程>
(ポリイソシアネート(d))
本発明の塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1−1)を得るための第二工程で用いるポリイソシアネート(d)とは、分子内に2つ以上のイソシアネート基を有する化合物である。分子内に2つのイソシアネート基を有する化合物としては、従来公知のものを使用することができ、例えば、芳香族含有ジイソシアネート、脂肪族含有ジイソシアネート、芳香脂肪族含有ジイソシアネート、及び脂環族含有ジイソシアネート、これらジイソシアネートのニ量体(ウレトジオン)、これらジイソシアネートの三量体(イソシアヌレート)とモノアルコールとの反応物、及びこれらジイソシアネートとジオールとの反応物(両末端イソシアネートのウレタンプレポリマー)等が挙げられる。ただし、これらに限定されるものではない。またこれらを単独で用いても、2種類以上を併用しても良い。
<Second Step of Polyvinyl Resin (C B1-1 ) Having Basic Functional Group>
(Polyisocyanate (d 1 ))
The polyisocyanate (d 1 ) used in the second step for obtaining the polyvinyl resin (C B1-1 ) having a basic functional group of the present invention is a compound having two or more isocyanate groups in the molecule. . As the compound having two isocyanate groups in the molecule, conventionally known compounds can be used. For example, aromatic-containing diisocyanates, aliphatic-containing diisocyanates, araliphatic-containing diisocyanates, and alicyclic-containing diisocyanates, these Examples include diisocyanate dimers (uretdione), reaction products of these diisocyanate trimers (isocyanurate) and monoalcohol, reaction products of these diisocyanates and diols (urethane prepolymers of both terminal isocyanates), and the like. However, it is not limited to these. These may be used alone or in combination of two or more.

芳香族含有ジイソシアネートとしては、キシリレンジイソシアネート、1,3−フェニレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、4,4’−トルイジンジイソシアネート、ナフチレンジイソシアネート、及び1,3−ビス(イソシアネートメチル)ベンゼン等が挙げられる。 Aromatic-containing diisocyanates include xylylene diisocyanate, 1,3-phenylene diisocyanate, 4,4′-diphenyl diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2 , 6-tolylene diisocyanate, 4,4′-toluidine diisocyanate, naphthylene diisocyanate, 1,3-bis (isocyanatomethyl) benzene, and the like.

脂肪族含有ジイソシアネートとしては、トリメチレンジイソシアネート、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(HDI)、ペンタメチレンジイソシアネート、1,2−プロピレンジイソシアネート、2,3−ブチレンジイソシアネート、1,3−ブチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、及び2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等が挙げられる。 Aliphatic diisocyanates include trimethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (HDI), pentamethylene diisocyanate, 1,2-propylene diisocyanate, 2,3-butylene diisocyanate, 1,3-butylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate. , And 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate.

芳香脂肪族含有ジイソシアネートとしては、ω,ω’−ジイソシアネート−1,3−ジメチルベンゼン、ω,ω’−ジイソシアネート−1,4−ジメチルベンゼン、ω,ω’−ジイソシアネート−1,4−ジエチルベンゼン、1,4−テトラメチルキシリレンジイソシアネート、及び1,3−テトラメチルキシリレンジイソシアネート等が挙げられる。 Examples of the araliphatic diisocyanate include ω, ω′-diisocyanate-1,3-dimethylbenzene, ω, ω′-diisocyanate-1,4-dimethylbenzene, ω, ω′-diisocyanate-1,4-diethylbenzene, 1 , 4-tetramethylxylylene diisocyanate, 1,3-tetramethylxylylene diisocyanate, and the like.

脂環族含有ジイソシアネートとしては、3−イソシアネートメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート(IPDI)、1,3−シクロペンタンジイソシアネート、1,3−シクロヘキサンジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、メチル−2,4−シクロヘキサンジイソシアネート、及びメチル−2,6−シクロヘキサンジイソシアネート等が挙げられる。 Examples of the alicyclic-containing diisocyanate include 3-isocyanate methyl-3,5,5-trimethylcyclohexyl isocyanate (IPDI), 1,3-cyclopentane diisocyanate, 1,3-cyclohexane diisocyanate, 1,4-cyclohexane diisocyanate, methyl- Examples include 2,4-cyclohexane diisocyanate and methyl-2,6-cyclohexane diisocyanate.

1分子内に3個以上のイソシアネート基を有する化合物としては、芳香族系ポリイソシアネ−ト、脂肪族系ポリイソシアネ−ト、芳香族−脂肪族系ポリイソシアネ−ト、及び脂環族系ポリイソシアネ−ト等を挙げることができる。 Examples of compounds having three or more isocyanate groups in one molecule include aromatic polyisocyanates, aliphatic polyisocyanates, aromatic-aliphatic polyisocyanates, and alicyclic polyisocyanates. Can be mentioned.

1分子に3個以上イソシアネート基を有するポリイソシアネートとしては、上記ジイソシアネートのイソシアヌレート体、及び上記ジイソシアネートのビウレット体等のジイソシアネートの三量体、上記ジイソシアネートのポリオールアダクト体、二種以上の上記ジイソシアネートの共重合体、芳香族系トリイソシアネート、並びに、ポリメリック型の芳香族系イソシアネートオリゴマー等が挙げられる。 Examples of the polyisocyanate having three or more isocyanate groups per molecule include the above-mentioned diisocyanate isocyanurate and diisocyanate trimers such as the diisocyanate biuret, the diisocyanate polyol adduct, and two or more of the above diisocyanates. Examples thereof include a copolymer, an aromatic triisocyanate, and a polymer type aromatic isocyanate oligomer.

具体的には、トリレンジイソシアネート(以下、TDI略記する場合がある。)のイソシアヌレート体、イソホロンジイソシアネート(以下、IPDIと略記する場合がある。)のイソシアヌレート体、4,4'−ジフェニルメタンジイソシアネート(以下、MDIと略記する場合がある。)のイソシアヌレート体、ヘキサメチレンジイソシアネート(以下、HDIと略記する場合がある。)のイソシアヌレート体、HDIのビウレット体、HDIのトリメチロールプロパン(以下、TMPと略記する場合がある。)アダクト体、TDIのTMPアダクト体、及びTDI/HDIコポリマー等のジイソシアネート変性物;2,4,6−トリイソシアネ−トトルエン、1,3,5−トリイソシアネ−トベンゼン、及び4,4’,4’’−トリフェニルメタントリイソシアネ−ト等の芳香族系トリイソシア
ネート並びに、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート(別名MDIオリゴマー)等のポリメリック型芳香族系イソシアネートオリゴマー等が挙げられる。
Specifically, isocyanurate of tolylene diisocyanate (hereinafter sometimes abbreviated as TDI), isocyanurate of isophorone diisocyanate (hereinafter sometimes abbreviated as IPDI), 4,4′-diphenylmethane diisocyanate. (Hereinafter sometimes abbreviated as MDI) isocyanurate, hexamethylene diisocyanate (hereinafter sometimes abbreviated as HDI), isocyanurate, HDI biuret, HDI trimethylolpropane (hereinafter referred to as “MDI”). TMP may be abbreviated as TMP.) Diisocyanate modifications such as adducts, TMP adducts of TDI, and TDI / HDI copolymers; 2,4,6-triisocyanatotoluene, 1,3,5-triisocyanatobenzene, and 4,4 ', 4''-triphenyl Examples thereof include aromatic triisocyanates such as methane triisocyanate and polymer type aromatic isocyanate oligomers such as polymethylene polyphenyl polyisocyanate (also known as MDI oligomer).

本発明に用いられるポリイソシアネート(d)としては、3−イソシアナートメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート(別名:イソホロンジイソシアネート)が好ましい。 The polyisocyanate (d 1 ) used in the present invention is preferably 3-isocyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexyl isocyanate (also known as isophorone diisocyanate).

(ウレタンプレポリマー(e))
本発明における塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1−1)を得るための構成要素であるウレタンプレポリマー(e)は、片末端に2つの水酸基を有するビニル重合体(a)の水酸基と、ポリイソシアネート(d)のイソシアネート基と、を反応して得られる。
(Urethane prepolymer (e 1 ))
The urethane prepolymer (e 1 ), which is a component for obtaining a polyvinyl resin (C B1-1 ) having a basic functional group in the present invention, is a vinyl polymer (a 1 ) having two hydroxyl groups at one end. It is obtained by reacting the hydroxyl group of and the isocyanate group of polyisocyanate (d 1 ).

ウレタンプレポリマー(e)の合成時には、公知の触媒を使用することができ、例えば三級アミン系化合物、及び有機金属系化合物等を挙げることができる。 In the synthesis of the urethane prepolymer (e 1 ), a known catalyst can be used, and examples thereof include a tertiary amine compound and an organometallic compound.

三級アミン系化合物としては、例えば、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、N,N−ジメチルベンジルアミン、N−メチルモルホリン、及びジアザビシクロウンデセン(DBU)等を挙げることができる。 Examples of the tertiary amine compound include triethylamine, triethylenediamine, N, N-dimethylbenzylamine, N-methylmorpholine, and diazabicycloundecene (DBU).

有機金属系化合物としては錫系化合物、及び非錫系化合物を挙げることができる。錫系化合物としては、例えば、ジブチル錫ジクロライド、ジブチル錫オキサイド、ジブチル錫ジブロマイド、ジブチル錫ジマレエート、ジブチル錫ジラウレート(DBTDL)、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫スルファイド、トリブチル錫スルファイド、トリブチル錫オキサイド、トリブチル錫アセテート、トリエチル錫エトキサイド、トリブチル錫エトキサイド、ジオクチル錫オキサイド、トリブチル錫クロライド、トリブチル錫トリクロロアセテート、及び2−エチルヘキサン酸錫等を挙げることができる。 Examples of organometallic compounds include tin compounds and non-tin compounds. Examples of the tin compound include dibutyltin dichloride, dibutyltin oxide, dibutyltin dibromide, dibutyltin dimaleate, dibutyltin dilaurate (DBTDL), dibutyltin diacetate, dibutyltin sulfide, tributyltin sulfide, tributyltin oxide, tributyl Examples thereof include tin acetate, triethyltin ethoxide, tributyltin ethoxide, dioctyltin oxide, tributyltin chloride, tributyltin trichloroacetate, and tin 2-ethylhexanoate.

非錫系化合物としては、例えば、ジブチルチタニウムジクロライド、テトラブチルチタネート、ブトキシチタニウムトリクロライド等のチタン系、オレイン酸鉛、2−エチルヘキサン酸鉛、安息香酸鉛、及びナフテン酸鉛等の鉛系、2−エチルヘキサン酸鉄、及び鉄アセチルアセトネート等の鉄系、安息香酸コバルト、及び2−エチルヘキサン酸コバルト等のコバルト系、ナフテン酸亜鉛、及び2−エチルヘキサン酸亜鉛等の亜鉛系、並びに、ナフテン酸ジルコニウム等のジルコニウム系を挙げることができる。 Non-tin compounds include, for example, titanium series such as dibutyltitanium dichloride, tetrabutyltitanate, butoxytitanium trichloride, lead series such as lead oleate, lead 2-ethylhexanoate, lead benzoate, and lead naphthenate, Iron systems such as iron 2-ethylhexanoate and iron acetylacetonate, cobalt systems such as cobalt benzoate and cobalt 2-ethylhexanoate, zinc systems such as zinc naphthenate and zinc 2-ethylhexanoate, and And zirconium series such as zirconium naphthenate.

上記触媒の中で、ジブチル錫ジラウレート(DBTDL)、及び2−エチルヘキサン酸錫等が反応性や衛生性の点で好ましい。上記3級アミン系化合物、及び有機金属系化合物等の触媒は、単独で使用しても良く、併用しても良い。 Among the above catalysts, dibutyltin dilaurate (DBTDL), tin 2-ethylhexanoate and the like are preferable in terms of reactivity and hygiene. Catalysts such as the tertiary amine compounds and organometallic compounds may be used alone or in combination.

ウレタンプレポリマー(e)合成時に用いる有機金属化合物触媒は、後述のポリアミン(f)との更なる反応においても、該反応を著しく促進する。 The organometallic compound catalyst used in the synthesis of the urethane prepolymer (e 1 ) significantly accelerates the reaction even in the further reaction with the polyamine (f 1 ) described later.

ウレタンプレポリマー(e)の合成時には公知の溶剤が好適に使用される。溶剤の使
用は反応制御を容易にする役割を果たす。
A known solvent is preferably used for the synthesis of the urethane prepolymer (e 1 ). The use of a solvent serves to facilitate reaction control.

ウレタンプレポリマー(e)の合成時に使用される溶剤としては、例えば、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、N−メチル−2−ピロリドン、トルエン、キシレン、アセトン、ヘキサン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、及びジエチレングリコールジエチルエーテル等が用いられるが特にこれらに限定されるものではない。 Examples of the solvent used in the synthesis of the urethane prepolymer (e 1 ) include ethyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, N-methyl-2-pyrrolidone, toluene, xylene, acetone, hexane, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, Propylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol diethyl ether and the like are used, but are not particularly limited thereto.

ウレタンプレポリマー(e)の溶解性、溶剤の沸点等、アミンの溶解性の点から特に酢酸エチル、N−メチル−2−ピロリドン、トルエン、メチルエチルケトン、ジエチレングリコールジエチルエーテル、又はこれらの混合溶剤が好ましい。 In view of the solubility of the urethane, such as the solubility of the urethane prepolymer (e 1 ) and the boiling point of the solvent, ethyl acetate, N-methyl-2-pyrrolidone, toluene, methyl ethyl ketone, diethylene glycol diethyl ether, or a mixed solvent thereof is particularly preferable. .

また、溶剤を使用した場合のウレタンプレポリマー反応系内の濃度は、ウレタンプレポリマーの固形分濃度に換算して、反応制御の観点から、好ましくは30〜95重量%であり、粘度制御の観点から、さらに好ましくは40〜90重量%である。 Further, the concentration in the urethane prepolymer reaction system when using a solvent is preferably 30 to 95% by weight from the viewpoint of reaction control in terms of the solid content concentration of the urethane prepolymer, and from the viewpoint of viscosity control. More preferably, it is 40 to 90% by weight.

片末端に2つの水酸基を有するビニル重合体(a)の水酸基と、ポリイソシアネート(d)のイソシアネート基とを反応させてウレタンプレポリマー(e)をつくるウレタン化反応は、種々の方法が可能である。
(1)全量仕込みで反応する方法
(2)片末端に2つの水酸基を有するビニル重合体(a)及び必要に応じて、溶剤をフラスコに仕込み、ポリイソシアネート(d)を滴下した後、必要に応じて触媒を添加する方法
に大別されるが、反応を精密に制御する場合は(2)が好ましい。
There are various urethanization reactions in which the urethane prepolymer (e 1 ) is produced by reacting the hydroxyl group of the vinyl polymer (a 1 ) having two hydroxyl groups at one end with the isocyanate group of the polyisocyanate (d 1 ). Is possible.
(1) Method of reacting by charging the whole amount (2) After adding a vinyl polymer (a 1 ) having two hydroxyl groups at one end and, if necessary, a solvent into a flask and adding polyisocyanate (d 1 ) dropwise, The method is roughly classified into a method of adding a catalyst as necessary, but (2) is preferable when the reaction is precisely controlled.

ウレタンプレポリマー(e)を得る反応の温度は120℃以下が好ましい。更に好ましくは50〜110℃である。110℃より高くなると反応速度の制御が困難になり、所定の分子量と構造を有するウレタンプレポリマーが得られなくなる。ウレタン化反応は、触媒の存在下、50〜110℃で1〜20時間行うのが好ましい。 The reaction temperature for obtaining the urethane prepolymer (e 1 ) is preferably 120 ° C. or lower. More preferably, it is 50-110 degreeC. When the temperature is higher than 110 ° C., it becomes difficult to control the reaction rate, and a urethane prepolymer having a predetermined molecular weight and structure cannot be obtained. The urethanization reaction is preferably performed in the presence of a catalyst at 50 to 110 ° C. for 1 to 20 hours.

片末端に2つの水酸基を有するビニル重合体(a)とポリイソシアネート(d)の配合比は、片末端に2つの水酸基を有するビニル重合体(a)のモル比率を整数αB1とした時、ポリイソシアネート(d)のモル比率βB1を、βB1=αB1+1とすると、理論上、両末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(e)が得られる。αB1の最小が1なので、配合モル比率βB1/αB1は2以下となる。 Compounding ratio of the vinyl polymer having two hydroxyl groups at one end (a 1) a polyisocyanate (d 1) is an integer alpha B1 a molar ratio of vinyl polymer having two hydroxyl groups at one end (a 1) When the molar ratio β B1 of the polyisocyanate (d 1 ) is β B1 = α B1 +1, a urethane prepolymer (e 1 ) having an isocyanate group at both ends is theoretically obtained. Since the minimum of α B1 is 1, the blending molar ratio β B1 / α B1 is 2 or less.

ポリイソシアネート(d)をさらに増やした場合、ウレタンプレポリマー(e)と過剰のポリイソシアネート(d)の混合物中のイソシアネート基すべてを、ポリアミン(f)と反応するように設計すれば過剰のポリイソシアネート(d)を本発明の塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1−1)の中に取り込むことが可能である。本発明のウレタンプレポリマー(e)を合成する場合、片末端に2つの水酸基を有するビニル重合体(a)を残さないために、過剰のポリイソシアネートを配合することが好ましい。 If the polyisocyanate (d 1 ) is further increased, all isocyanate groups in the mixture of urethane prepolymer (e 1 ) and excess polyisocyanate (d 1 ) can be designed to react with the polyamine (f 1 ). Excess polyisocyanate (d 1 ) can be incorporated into the polyvinyl resin (C B1-1 ) having a basic functional group of the present invention. When synthesizing the urethane prepolymer (e 1 ) of the present invention, it is preferable to add excess polyisocyanate so as not to leave a vinyl polymer (a 1 ) having two hydroxyl groups at one end.

従って、片末端に2つの水酸基を有するビニル重合体(a)に対するポリイソシアネート(d)の配合モル比は、ウレタンプレポリマー(e)の生産性の観点から、1.01〜3.00が好ましく、最終合成物である塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1−1)の吸着部位と溶剤親和性部位のバランスの観点から、1.30〜2.30がより好ましく、1.50〜2.00が最も好ましい。 Therefore, the compounding molar ratio of the polyisocyanate (d 1 ) to the vinyl polymer (a 1 ) having two hydroxyl groups at one end is 1.01 to 3.3 from the viewpoint of the productivity of the urethane prepolymer (e 1 ). 00 is preferable, and 1.30 to 2.30 is more preferable from the viewpoint of the balance between the adsorption site and the solvent affinity site of the polyvinyl resin (C B1-1 ) having a basic functional group as the final synthesized product. .50 to 2.00 is most preferable.

<塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1−1)の第三工程>
(ポリアミン(f))
本発明の塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1−1)を得るための第三工程で用いるポリアミン(f)としては、少なくとも2つの一級及び/又は二級アミノ基を有する化合物であり、ウレタンプレポリマー(e)のイソシアネート基と反応しウレア結合を生成するために用いられる。このようなポリアミン(f)として、各種ジアミンが挙げられる。
<The 3rd process of polyvinyl resin (C B1-1 ) which has a basic functional group>
(Polyamine (f 1 ))
The polyamine (f 1 ) used in the third step for obtaining the polyvinyl resin (C B1-1 ) having a basic functional group of the present invention is a compound having at least two primary and / or secondary amino groups. Yes, it reacts with the isocyanate group of the urethane prepolymer (e 1 ) to form a urea bond. Examples of such polyamine (f 1 ) include various diamines.

二つの一級アミノ基有するジアミンとしては、公知のものを使用することができ、具体的には、
エチレンジアミン、プロピレンジアミン[別名:1,2−ジアミノプロパン又は1,2−プロパンジアミン]、トリメチレンジアミン[別名:1,3−ジアミノプロパン又は1,3−プロパンジアミン]、テトラメチレンジアミン[別名:1,4−ジアミノブタン]、2−メチル−1,3−プロパンジアミン、ペンタメチレンジアミン[別名:1,5−ジアミノペンタン]、ヘキサメチレンジアミン[別名:1,6−ジアミノヘキサン]、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジアミン、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、及びトリレンジアミン等の脂肪族ジアミン;
イソホロンジアミン、及びジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジアミン等の脂環式ジアミン;並びに、
フェニレンジアミン、及びキシリレンジアミン等の芳香族ジアミン等を挙げることができる。ただし、これらに限定されるものではない。
As the diamine having two primary amino groups, known diamines can be used, specifically,
Ethylenediamine, propylenediamine [alias: 1,2-diaminopropane or 1,2-propanediamine], trimethylenediamine [alias: 1,3-diaminopropane or 1,3-propanediamine], tetramethylenediamine [alias: 1 , 4-diaminobutane], 2-methyl-1,3-propanediamine, pentamethylenediamine [alias: 1,5-diaminopentane], hexamethylenediamine [alias: 1,6-diaminohexane], 2,2- Aliphatic diamines such as dimethyl-1,3-propanediamine, 2,2,4-trimethylhexamethylenediamine, and tolylenediamine;
Cycloaliphatic diamines such as isophorone diamine and dicyclohexylmethane-4,4′-diamine; and
Examples thereof include aromatic diamines such as phenylenediamine and xylylenediamine. However, it is not limited to these.

又、二つの二級アミノ基を有するジアミンとしては、公知のものを使用することができ、具体的には、
N,N−ジメチルエチレンジアミン、N,N−ジエチルエチレンジアミン、及びN,N’−ジ−tert−ブチルエチレンジアミン等を挙げることができる。ただし、これらに限定されるものではない。
Further, as the diamine having two secondary amino groups, known ones can be used, specifically,
N, N-dimethylethylenediamine, N, N-diethylethylenediamine, N, N′-di-tert-butylethylenediamine and the like can be mentioned. However, it is not limited to these.

又、一級及び二級アミノ基を有するジアミンとしては、公知のものを使用することができ、具体的には、
N−メチルエチレンジアミン[別名:メチルアミノエチルアミン]、N−エチルエチレンジアミン[別名:エチルアミノエチルアミン]、N−メチル−1,3−プロパンジアミン[別名:N−メチル−1,3−ジアミノプロパン又はメチルアミノプロピルアミン]、N,2−メチル−1,3−プロパンジアミン、N−イソプロピルエチレンジアミン[別名:イソプロピルアミノエチルアミン]、N−イソプロピル−1,3−ジアミノプロパン[別名:N−イソプロピル−1,3−プロパンジアミン又はイソプロピルアミノプロピルア
ミン]、及びN−ラウリル−1,3−プロパンジアミン[別名:N−ラウリル−1,3−ジアミノプロパン又はラウリルアミノプロピルアミン]等挙げることができる。ただし、これらに限定されるものではない。
In addition, as the diamine having primary and secondary amino groups, known ones can be used. Specifically,
N-methylethylenediamine [alias: methylaminoethylamine], N-ethylethylenediamine [alias: ethylaminoethylamine], N-methyl-1,3-propanediamine [alias: N-methyl-1,3-diaminopropane or methylamino Propylamine], N, 2-methyl-1,3-propanediamine, N-isopropylethylenediamine [alias: isopropylaminoethylamine], N-isopropyl-1,3-diaminopropane [alias: N-isopropyl-1,3- Propanediamine or isopropylaminopropylamine], and N-lauryl-1,3-propanediamine [also known as N-lauryl-1,3-diaminopropane or laurylaminopropylamine]. However, it is not limited to these.

本発明のポリアミン(f)は少なくとも2つの一級及び/又は二級アミノ基を有する化合物であり、ポリアミン(f)が、両末端に2つの一級及び/又は二級アミノ基を有し、さらに、両末端以外に二級及び/又は三級アミノ基を有する化合物であっても良い。このような化合物としては、以下のものが挙げることができ、具体的には、
メチルイミノビスプロピルアミン〔別名N,N−ビス(3−アミノプロピル)メチルアミン〕、ラウリルイミノビスプロピルアミン〔別名N,N−ビス(3−アミノプロピル)ラウリルアミン〕、イミノビスプロピルアミン〔別名N,N−ビス(3−アミノプロピル)アミン〕、N,N‘−ビスアミノプロピル−1,3−プロピレンジアミン、及びN,N’−ビスアミノプロピル−1,4−ブチレンジアミン等を挙げることができる。ただし、これらに限定されるものではない。
The polyamine (f 1 ) of the present invention is a compound having at least two primary and / or secondary amino groups, and the polyamine (f 1 ) has two primary and / or secondary amino groups at both ends, Furthermore, a compound having a secondary and / or tertiary amino group other than both ends may be used. Examples of such compounds include the following, specifically:
Methyliminobispropylamine [alias N, N-bis (3-aminopropyl) methylamine], lauryliminobispropylamine [alias N, N-bis (3-aminopropyl) laurylamine], iminobispropylamine [alias] N, N-bis (3-aminopropyl) amine], N, N′-bisaminopropyl-1,3-propylenediamine, N, N′-bisaminopropyl-1,4-butylenediamine, and the like. Can do. However, it is not limited to these.

2つの1級アミノ基と1つの3級アミノ基を有するメチルイミノビスプロピルアミン、及びラウリルイミノビスプロピルアミンは、ジイソシアネートとの反応制御がし易く好ましい。 Methyliminobispropylamine and lauryliminobispropylamine having two primary amino groups and one tertiary amino group are preferable because they can easily control the reaction with diisocyanate.

また、2つの1級アミノ基と1つの2級アミノ基を有するイミノビスプロピルアミンは、最終合成物である塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1−1)の吸着部位と溶剤親和性部位のバランスの観点から、好ましい。 In addition, iminobispropylamine having two primary amino groups and one secondary amino group is an adsorption site and solvent affinity of a polyvinyl resin (C B1-1 ) having a basic functional group as a final product. It is preferable from the viewpoint of the balance of the parts.

さらに、本発明のポリアミン(f)としては、2つ以上の一級及び/又は二級アミノ基を有する重合体も使用しても良い。 Furthermore, as the polyamine (f 1 ) of the present invention, a polymer having two or more primary and / or secondary amino groups may be used.

一級及び/又は二級アミノ基を有する重合体としては、一級アミノ基を有するエチレン性不飽和単量体や二級アミノ基を有するエチレン性不飽和単量体、例えば、ビニルアミンやアリルアミンの単独重合体(いわゆるポリビニルアミンやポリアリルアミン)、あるいはそれらと他のエチレン性不飽和単量体との共重合体、及び、エチレンイミンの開環重合体や塩化エチレンとエチレンジアミンとの重縮合体や2−オキサゾリドンの開環重合体(いわゆるポリエチレンイミン)から選ばれることが好ましい。重合体中における一級及び/又は二級アミノ基の含有率としては、重合体を基準として、単量体単位で10〜100重量%が好ましく、20〜100重量%がより好ましい。 Polymers having primary and / or secondary amino groups include ethylenically unsaturated monomers having primary amino groups and ethylenically unsaturated monomers having secondary amino groups, such as vinylamine and allylamine monopolymers. Copolymers (so-called polyvinylamine and polyallylamine), copolymers thereof with other ethylenically unsaturated monomers, ring-opening polymers of ethyleneimine, polycondensates of ethylene chloride and ethylenediamine, 2- It is preferably selected from ring-opening polymers of oxazolidone (so-called polyethyleneimine). The content of primary and / or secondary amino groups in the polymer is preferably 10 to 100% by weight, more preferably 20 to 100% by weight, in terms of monomer units, based on the polymer.

一級アミノ基を有するエチレン性不飽和単量体や二級アミノ基を有するエチレン性不飽和単量体と共重合可能なエチレン性不飽和単量体としては、前述したエチレン性不飽和単量体(m)で例示したものが挙げられる。 Examples of the ethylenically unsaturated monomer copolymerizable with an ethylenically unsaturated monomer having a primary amino group or an ethylenically unsaturated monomer having a secondary amino group include the above-described ethylenically unsaturated monomers. What was illustrated by (m) is mentioned.

さらに、本発明で用いるポリアミン(f)に対して、さらにモノアミンを併用しても良い。モノアミンとしては、分子内に第一級アミノ基又は第二級アミノ基を1つ有するモノアミン化合物であり、モノアミンは、ポリイソシアネート(d)とポリアミン(f)の反応において高分子量化し過ぎるのを抑えるため、反応停止剤として使用される。モノアミンは、分子内に第一級アミノ基又は第二級アミノ基以外の他の極性官能基を有しても良い。このような極性官能基としては、水酸基、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基、シアノ基、ニトロキシル基等が挙げられる。 Furthermore, a monoamine may be used in combination with the polyamine (f 1 ) used in the present invention. The monoamine is a monoamine compound having one primary amino group or one secondary amino group in the molecule, and the monoamine is too high in the reaction of the polyisocyanate (d 1 ) and the polyamine (f 1 ). Is used as a reaction terminator. The monoamine may have a polar functional group other than the primary amino group or the secondary amino group in the molecule. Examples of such a polar functional group include a hydroxyl group, a carboxyl group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, a cyano group, and a nitroxyl group.

モノアミンとしては、従来公知のものが使用でき、具体的には、アミノメタン、アミノエタン、1−アミノプロパン、2−アミノプロパン、1−アミノブタン、2−アミノブタン、1−アミノペンタン、2−アミノペンタン、3−アミノペンタン、イソアミルアミン、N−エチルイソアミルアミン、1−アミノヘキサン、1−アミノヘプタン、2−アミノヘプタン、2−オクチルアミン、1−アミノノナン、1−アミノデカン、1−アミノドデカン、1−アミノトリデカン、1−アミノヘキサデカン、ステアリルアミン、アミノシクロプロパン、アミノシクロブタン、アミノシクロペンタン、アミノシクロヘキサン、アミノシクロドデカン、1−アミノ−2−エチルヘキサン、1−アミノ−2−メチルプロパン、2−アミノ−2−メチルプロパン、3−アミノ−1−プロペン、3−アミノメチルヘプタン、3−イソプロポキシプロピルアミン、3−ブトキシプロピルアミン、3−イソブトキシプロピルアミン、2−エチルヘキシロキシプロピルアミン、3−デシロキシプロピルアミン、3−ラウリロキシプロピルアミン、3−ミリスチロキシプロピルアミン、2−アミノメチルテトラヒドロフラン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、N−メチルエチルアミン、N−メチルイソプロピルアミン、N−メチルヘキシルアミン、ジイソプロピルアミン、ジn−プロピルアミン、ジn−ブチルアミン、ジsec−ブチルアミン、N−エチル−1,2−ジメチルプロピルアミン、ピペリジン、2−ピペコリン、3−ピペコリン、4−ピペコリン、2,4−ルペチジン、2,6−ルペチジン、3,5−ルペチジン、3−ピペリジンメタノール、ピペコリニックアシッド、イソニペコチックアシッド、メチルイソニペコテート、エチルイソニペコテート、2−ピペリジンエタノール、4−ピペリジンエタノール、4−ピペリジンブチリックアシッド塩酸塩、4−ピペリジノール、ピロリジン、3−アミノピロリジン、3−ピロリジノール、インドリン、アニリン、N−ブチルアニリン、o−アミノトルエン、m−アミノトルエン、p−アミノトルエン、o−ベンジルアニリン、p−ベンジルアニリン、1−アニリノナフタレン、1−アミノアントラキノン、2−アミノアントラキノン、1−アミノアントラセン、2−アミノアントラセン、5−アミノイソキノリン、o−アミノジフェニル、4−アミノジフェニルエーテル、β−アミノエチルベンゼン、2−アミノベンゾフェノン、4−アミノベンゾフェノン、o−アミノアセトフェノン、m−アミノアセトフェノン、p−アミノアセトフェノン、ベンジルアミン、N−メチルベンジルアミン、3−ベンジルアミノプロピオニックアシッドエチルエーテル、4−ベンジルピペリジン、α−フェニルエチルアミン、フェネシルアミン、p−メトキシフェネシルアミン、フルフリルアミン、p−アミノアゾベンゼン、m−アミノフェノール、p−アミノフェノール、アリルアミン、及びジフェニルアミン等が挙げられる。 As the monoamine, conventionally known monoamines can be used. Specifically, aminomethane, aminoethane, 1-aminopropane, 2-aminopropane, 1-aminobutane, 2-aminobutane, 1-aminopentane, 2-aminopentane, 3-aminopentane, isoamylamine, N-ethylisoamylamine, 1-aminohexane, 1-aminoheptane, 2-aminoheptane, 2-octylamine, 1-aminononane, 1-aminodecane, 1-aminododecane, 1-amino Tridecane, 1-aminohexadecane, stearylamine, aminocyclopropane, aminocyclobutane, aminocyclopentane, aminocyclohexane, aminocyclododecane, 1-amino-2-ethylhexane, 1-amino-2-methylpropane, 2-amino -2-methylpro , 3-amino-1-propene, 3-aminomethylheptane, 3-isopropoxypropylamine, 3-butoxypropylamine, 3-isobutoxypropylamine, 2-ethylhexyloxypropylamine, 3-decyloxypropylamine , 3-lauryloxypropylamine, 3-myristoxypropylamine, 2-aminomethyltetrahydrofuran, dimethylamine, diethylamine, N-methylethylamine, N-methylisopropylamine, N-methylhexylamine, diisopropylamine, di-n- Propylamine, di-n-butylamine, disec-butylamine, N-ethyl-1,2-dimethylpropylamine, piperidine, 2-pipecoline, 3-pipecoline, 4-pipecoline, 2,4-lupetidine, 2,6-lupetidine 3 5-Lupetidine, 3-piperidinemethanol, pipecolic acid, isonipecotic acid, methyl isonipecotate, ethyl isonipecotate, 2-piperidineethanol, 4-piperidineethanol, 4-piperidinebutyric acid hydrochloride 4-piperidinol, pyrrolidine, 3-aminopyrrolidine, 3-pyrrolidinol, indoline, aniline, N-butylaniline, o-aminotoluene, m-aminotoluene, p-aminotoluene, o-benzylaniline, p-benzylaniline, 1-anilinonaphthalene, 1-aminoanthraquinone, 2-aminoanthraquinone, 1-aminoanthracene, 2-aminoanthracene, 5-aminoisoquinoline, o-aminodiphenyl, 4-aminodiphenyl ether, β-aminoethyl Rubenzene, 2-aminobenzophenone, 4-aminobenzophenone, o-aminoacetophenone, m-aminoacetophenone, p-aminoacetophenone, benzylamine, N-methylbenzylamine, 3-benzylaminopropionic acid ethyl ether, 4-benzyl Examples include piperidine, α-phenylethylamine, phenesylamine, p-methoxyphenesylamine, furfurylamine, p-aminoazobenzene, m-aminophenol, p-aminophenol, allylamine, and diphenylamine.

中でも、剛直性のない脂肪族アミンで第二級アミノ基のみを有するモノアミン化合物は、分散性も良好であり好ましい。 Among them, a monoamine compound having only a secondary amino group as an aliphatic amine having no rigidity is preferable because of its good dispersibility.

第二級アミノ基のみを有する脂肪族モノアミン化合物としては、ジメチルアミン、ジエチルアミン、N−メチルエチルアミン、N−メチルイソプロピルアミン、N−メチルヘキシルアミン、ジイソプロピルアミン、ジn−プロピルアミン、ジn−ブチルアミン、ジsec−ブチルアミン、N−エチル−1,2−ジメチルプロピルアミン、ピペリジン、2−ピペコリン、3−ピペコリン、4−ピペコリン、2,4−ルペチジン、2,6−ルペチジン、3,5−ルペチジン、3−ピペリジンメタノール、2−ピペリジンエタノール、4−ピペリジンエタノール、4−ピペリジノール、ピロリジン、3−アミノピロリジン、及び3−ピロリジノール等が挙げられる。 Examples of aliphatic monoamine compounds having only secondary amino groups include dimethylamine, diethylamine, N-methylethylamine, N-methylisopropylamine, N-methylhexylamine, diisopropylamine, di-n-propylamine, and di-n-butylamine. , Disec-butylamine, N-ethyl-1,2-dimethylpropylamine, piperidine, 2-pipecoline, 3-pipecoline, 4-pipecoline, 2,4-lupetidine, 2,6-lupetidine, 3,5-lupetidine, Examples include 3-piperidinemethanol, 2-piperidineethanol, 4-piperidineethanol, 4-piperidinol, pyrrolidine, 3-aminopyrrolidine, and 3-pyrrolidinol.

また、三級アミノ基は、イソシアネート基と反応する活性水素を有していないため、一級又は二級アミノ基と、三級アミノ基とを有するジアミンは、モノアミンとして使用することができる。 Moreover, since the tertiary amino group does not have an active hydrogen that reacts with an isocyanate group, a diamine having a primary or secondary amino group and a tertiary amino group can be used as a monoamine.

一級又は二級アミノ基と、三級アミノ基とを有するジアミンとしては、N,N−ジメチルエチレンジアミン、N,N−ジエチルエチレンジアミン、N,N−ジメチル−1,3−プロパンジアミン、及びN,N,2,2−テトラメチル−1,3−プロパンジアミン等の一級アミノ基と三級アミノ基とを有するジアミン;並びに、
N,N,N’−トリメチルエチレンジアミン等の二級アミノ基と三級アミノ基とを有するジアミンを挙げることができる。
Examples of the diamine having a primary or secondary amino group and a tertiary amino group include N, N-dimethylethylenediamine, N, N-diethylethylenediamine, N, N-dimethyl-1,3-propanediamine, and N, N. A diamine having a primary amino group and a tertiary amino group, such as 1,2,2-tetramethyl-1,3-propanediamine; and
Examples thereof include diamines having a secondary amino group and a tertiary amino group such as N, N, N′-trimethylethylenediamine.

これらのモノアミン化合物は、一種類又は二種類以上混合して用いてもよい。なお、一級アミノ基とイソシアネート基が反応した後のウレア結合の活性水素は、反応性が低く、本発明の分散剤の重合条件では、それ以上イソシアネート基と反応し、分子量が大きくなることはない。 These monoamine compounds may be used alone or in combination. In addition, the active hydrogen of the urea bond after the primary amino group and the isocyanate group react with each other has low reactivity, and under the polymerization conditions of the dispersant of the present invention, it does not further react with the isocyanate group and the molecular weight does not increase. .

本発明の塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1−1)を得るための第三工程において、ウレタンプレポリマー(e)と、ポリアミン(f)によるウレア反応は、以下2つの方法に大別される。
(1)ウレタンプレポリマー(e)溶液をフラスコに仕込み、ポリアミン(f)を滴下する方法、
(2)ポリアミン(f)、及び必要に応じて溶剤からなる溶液をフラスコに仕込み、ウレタンプレポリマー(e)溶液を滴下する方法。
In the third step for obtaining the polyvinyl resin (C B1-1 ) having a basic functional group of the present invention, the urea reaction by the urethane prepolymer (e 1 ) and the polyamine (f 1 ) is performed in the following two methods. It is divided roughly into.
(1) A method of preparing a urethane prepolymer (e 1 ) solution in a flask and dropping polyamine (f 1 ),
(2) A method in which a solution comprising a polyamine (f 1 ) and, if necessary, a solvent is charged into a flask, and a urethane prepolymer (e 1 ) solution is dropped.

安定した反応になる方で合成を行うが、反応に問題がなければ、操作が容易な(1)の方法が好ましい。本発明のウレア反応の温度は、100℃以下が好ましい。更に好ましくは70℃以下である。70℃でも反応速度は大きく、制御できない場合は、50℃以下が更に好ましい。100℃より高くなると反応速度の制御が困難であり、所定の分子量と構造を有する塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1−1)を得ることは難しい。 The synthesis is carried out with a stable reaction. If there is no problem in the reaction, the method (1) which is easy to operate is preferred. The temperature of the urea reaction of the present invention is preferably 100 ° C. or lower. More preferably, it is 70 degrees C or less. Even at 70 ° C., the reaction rate is high, and when it cannot be controlled, 50 ° C. or less is more preferable. When the temperature is higher than 100 ° C., it is difficult to control the reaction rate, and it is difficult to obtain a polyvinyl resin (C B1-1 ) having a basic functional group having a predetermined molecular weight and structure.

また、ウレタンプレポリマー(e)、及びポリアミン(f)、さらに必要に応じて添加されるモノアミンとの配合比は、特に限定されず、用途と要求性能により任意に選択される。 Further, the urethane prepolymer (e 1), and polyamines (f 1), mixing ratio of the monoamine to be added if necessary is not particularly limited and is selected arbitrarily according to the application and required performance.

反応の終点は、滴定に因るイソシアネート%測定、IR測定によるイソシアネートピークの消失により判断する。 The end point of the reaction is judged from the disappearance of the isocyanate peak by the measurement of isocyanate% due to titration and IR measurement.

本発明の塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1−1)の重量平均分子量(Mw)は、1,000〜100,000であることが好ましく、より好ましくは1,500〜50,000、特に好ましくは2,000〜30,000である。また、得られた重合体のアミン価は、1〜100mgKOH/gであることが好ましく、より好ましくは2〜70mgKOH/g、さらに好ましくは10〜50mgKOH/gである。 The weight average molecular weight (Mw) of the polyvinyl resin (C B1-1 ) having a basic functional group of the present invention is preferably 1,000 to 100,000, more preferably 1,500 to 50,000. Particularly preferred is 2,000 to 30,000. Moreover, it is preferable that the amine value of the obtained polymer is 1-100 mgKOH / g, More preferably, it is 2-70 mgKOH / g, More preferably, it is 10-50 mgKOH / g.

<塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1−2)>
一方、本発明における塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1−2)を合成する方法としては、以下の第一工程、第二工程、第三工程、及び第四工程を経る方法が挙げられる。
(第一工程):ラジカル重合にて片末端に1つまたは2つの水酸基を有するビニル重合体(a)を得る工程。
(第二工程):第一工程で得られた片末端に1つまたは2つの水酸基を有するビニル重合体(a)を、水酸基と反応し得る基および(メタ)アクリロイル基を有する化合物(g)等と反応させ、片末端に(メタ)アクリロイル基を有するビニル重合体(a)を得る工程。
(第三工程):第二工程で得られた片末端に(メタ)アクリロイル基を有するビニル重合体(a)とポリアミン(f)とを反応させ、アミノ基を有するビニル重合体(h)を得る工程。
(第四工程):第三工程で得られたアミノ基を有するビニル重合体(h)とポリイソシアネート(d)とを反応させて、塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1−2)を得る工程。
<Polyvinyl resin having basic functional group (C B1-2 )>
On the other hand, as a method of synthesizing a polyvinyl resin (C B1-2 ) having a basic functional group in the present invention, methods including the following first step, second step, third step, and fourth step may be mentioned. It is done.
(First step): A step of obtaining a vinyl polymer (a 2 ) having one or two hydroxyl groups at one end by radical polymerization.
(Second Step): a vinyl polymer having one or two hydroxyl groups at one end obtained in the first step the (a 2), a compound having a group and (meth) acryloyl groups capable of reacting with a hydroxyl group (g 1) or the like is reacted with the steps of obtaining at one end of the (meth) vinyl polymer having an acryloyl group (a 3).
(Third step): A vinyl polymer (a 3 ) having a (meth) acryloyl group at one end obtained in the second step and a polyamine (f 2 ) are reacted to give a vinyl polymer having an amino group (h 1 ) obtaining.
(Fourth step): A vinyl polymer (h 1 ) having an amino group obtained in the third step and a polyisocyanate (d 2 ) are reacted to form a polyvinyl resin (C B1- 2 ) obtaining.

<塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1−2)の第一工程>
塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1−2)を得るための第一工程は、分子内に1つ又は2つの水酸基と1つのチオール基とを有する化合物(s)の存在下に、エチレン性不飽和単量体(m)をラジカル重合することで得ることができる。分子内に1つ又は2つの水酸基と1つのチオール基とを有する化合物(s)のチオール基が連鎖移動剤として働き、S原子を介してビニル重合体(a)が合成される。その分子量は、エチレン性不飽和単量体(m)に対する、分子内に1つ又は2つの水酸基と1つのチオール基とを有する化合物(s)の使用量によって調整することが容易であり、その結果、溶剤への親和性も好適に調整することができる。
<First Step of Polyvinyl Resin (C B1-2 ) Having Basic Functional Group>
The first step for obtaining a polyvinyl resin (C B1-2 ) having a basic functional group is carried out in the presence of a compound (s 2 ) having one or two hydroxyl groups and one thiol group in the molecule. It can be obtained by radical polymerization of an ethylenically unsaturated monomer (m 1 ). The thiol group of the compound (s 2 ) having one or two hydroxyl groups and one thiol group in the molecule acts as a chain transfer agent, and the vinyl polymer (a 2 ) is synthesized via the S atom. The molecular weight can be easily adjusted by the amount of the compound (s 2 ) having one or two hydroxyl groups and one thiol group in the molecule relative to the ethylenically unsaturated monomer (m 1 ). As a result, the affinity for the solvent can also be suitably adjusted.

分子内に1つ又は2つの水酸基と1つのチオール基とを有する化合物(s)として例えば、1−メルカプトエタノール、及び2−メルカプトエタノール等の分子内に1つの水酸基と1つのチオール基とを有する化合物;並びに、前述した、分子内に2つの水酸基と1つのチオール基とを有する化合物(s)を挙げることができる。本発明では、分子内に2つの水酸基と1つのチオール基とを有する化合物(s)であることが好ましく、さらに好ましくは3−メルカプト−1,2−プロパンジオールである。 As a compound (s 2 ) having one or two hydroxyl groups and one thiol group in the molecule, for example, one hydroxyl group and one thiol group are contained in the molecule such as 1-mercaptoethanol and 2-mercaptoethanol. And the compound (s) having two hydroxyl groups and one thiol group in the molecule as described above. In the present invention, the compound (s) having two hydroxyl groups and one thiol group in the molecule is preferable, and 3-mercapto-1,2-propanediol is more preferable.

塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1−2)を得るための第一工程で用いるエチレン性不飽和単量体(m)は、前述した、酸性官能基を有するポリビニル系樹脂(CA2)を合成する際の第一工程で用いるエチレン性不飽和単量体(m)と同様のものを用いることができる。またその他にも、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、オクタフルオロペンチル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート、及びテトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート等のフルオロアルキル(メタ)アクリレート類を用いても良い。 The ethylenically unsaturated monomer (m 1 ) used in the first step for obtaining a polyvinyl resin (C B1-2 ) having a basic functional group is the aforementioned polyvinyl resin (C 1 ) having an acidic functional group. The same thing as the ethylenically unsaturated monomer (m) used at the 1st process at the time of synthesize | combining A2 ) can be used. In addition, other fluoroalkyl (meth) acrylates such as trifluoroethyl (meth) acrylate, octafluoropentyl (meth) acrylate, perfluorooctylethyl (meth) acrylate, and tetrafluoropropyl (meth) acrylate are used. Also good.

1つ又は2つの水酸基と1つのチオール基とを有する化合物(s)は、エチレン性不飽和単量体(m)100重量部に対して、0.8〜30重量部を用い、塊状重合または溶液重合を行うのが好ましい。より好ましくは1.5〜15重量部、さらに好ましくは2〜9重量部、特に好ましくは5〜9重量部である。 The compound (s 2 ) having one or two hydroxyl groups and one thiol group is used in a bulk polymerization of 0.8 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the ethylenically unsaturated monomer (m). Alternatively, solution polymerization is preferably performed. More preferably, it is 1.5-15 weight part, More preferably, it is 2-9 weight part, Especially preferably, it is 5-9 weight part.

溶液重合の場合に用いることのできる溶媒としては、酸性官能基を有するポリビニル系樹脂(CA2)の合成において挙げたものと同様のものを用いることができる。 As the solvent that can be used in the case of solution polymerization, the same solvents as those exemplified in the synthesis of the polyvinyl resin (C A2 ) having an acidic functional group can be used.

反応温度は40〜150℃、好ましくは50〜110℃である。40℃未満では、十分に重合が進行せず、150℃を超えると、高分子量化が進む等、分子量のコントロールが困難になる。重合の際に重合開始剤を使用しても良い、用いることのできる重合開始剤としては、前述した酸性官能基を有するポリビニル系樹脂(CA2)の第一工程にて用いられるものと同様のものが挙げられる。 The reaction temperature is 40 to 150 ° C, preferably 50 to 110 ° C. When the temperature is lower than 40 ° C., the polymerization does not proceed sufficiently. A polymerization initiator may be used in the polymerization, and the polymerization initiator that can be used is the same as that used in the first step of the polyvinyl resin (C A2 ) having an acidic functional group described above. Things.

<塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1−2)の第二工程>
(水酸基と反応し得る基および(メタ)アクリロイル基を有する化合物(g))
本発明の塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1−2)を得るための第二工程で用いられる、水酸基と反応し得る基および(メタ)アクリロイル基を有する化合物(g)としては、イソシアネート基と(メタ)アクリロイル基を有する化合物が好ましく、例えば、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネートなどが挙げられる。さらに、第二工程において、水酸基と反応し得る基および(メタ)アクリロイル基を有する化合物(g)として、イソシアネート基と(メタ)アクリロイル基を有する化合物を用いる場合には、前述した、ウレタンプレポリマー(e)の合成時において用いられる公知の触媒を使用することができる。
<Second Step of Polyvinyl Resin (C B1-2 ) Having Basic Functional Group>
(Compound having a group capable of reacting with a hydroxyl group and a (meth) acryloyl group (g 1 ))
As the compound (g 1 ) having a group capable of reacting with a hydroxyl group and a (meth) acryloyl group, used in the second step for obtaining a polyvinyl resin (C B1-2 ) having a basic functional group of the present invention. A compound having an isocyanate group and a (meth) acryloyl group is preferred, and examples thereof include 2- (meth) acryloyloxyethyl isocyanate. Furthermore, in the second step, when a compound having an isocyanate group and a (meth) acryloyl group is used as the compound (g 1 ) having a group capable of reacting with a hydroxyl group and a (meth) acryloyl group, the urethane prepolymer described above is used. A known catalyst used in the synthesis of the polymer (e 1 ) can be used.

また、水酸基と反応し得る基および(メタ)アクリロイル基を有する化合物(g)を重合する際には、ラジカル重合禁止剤を添加し、乾燥空気流下で反応を行うことが好ましい。ラジカル重合禁止剤としては、公知のものを制限なく使用することができるが、例えば、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、p−ベンゾキノン、2,4−ジメチル−6−t−ブチルフェノール、及びフェノチアジン等が好ましい。これらを単独もしくは併用で、(メタ)アクリロイル基を有する化合物100重量%に対して、0.01重量%〜6重量%、好ましくは、0.05重量%〜1.0重量%の範囲で用いる。 Furthermore, when polymerizing a compound (g 1) having a group and (meth) acryloyl groups capable of reacting with hydroxyl group, adding a radical polymerization inhibitor, the reaction is preferably carried out in a stream of dry air. As the radical polymerization inhibitor, known ones can be used without limitation, and examples thereof include hydroquinone, methyl hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, p-benzoquinone, 2,4-dimethyl-6-t-butylphenol, and phenothiazine. Is preferred. These may be used alone or in combination within a range of 0.01% to 6% by weight, preferably 0.05% to 1.0% by weight, based on 100% by weight of the compound having a (meth) acryloyl group. .

また、片末端に1つまたは2つの水酸基を有するビニル重合体(a)に対して、二塩基酸無水物基を1つ有する化合物を反応させ、片末端にカルボキシル基を有するビニル重合体を得、次いで、エポキシ基および(メタ)アクリロイル基を有する化合物を反応させ、更に、エポキシが開環して得られた水酸基に対して、水酸基と反応し得る基および(メタ)アクリロイル基を有する化合物(g)を反応させることでも得ることができる。この場合、片末端に(メタ)アクリロイル基を有するビニル重合体(a)は片末端に2つの(メタ)アクリロイル基を有する。 Further, the vinyl polymer having one or two hydroxyl groups at one terminal (a 2), by reacting a compound having one dibasic acid anhydride group, a vinyl polymer having a carboxyl group at one end Next, a compound having a (meth) acryloyl group and a group capable of reacting with a hydroxyl group with respect to a hydroxyl group obtained by reacting a compound having an epoxy group and a (meth) acryloyl group and then ring opening of the epoxy It can also be obtained by reacting (g 1 ). In this case, the vinyl polymer (a 3 ) having a (meth) acryloyl group at one end has two (meth) acryloyl groups at one end.

二塩基酸無水物基を1つ有する化合物としては、二塩基酸無水物基を1つ有する化合物であればいかなる化合物でも構わない。例えば、コハク酸無水物、グルタル酸無水物、シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸無水物、シクロヘキセン1−2−ジカルボン酸無水物、ジシクロ[2,2,2]−オクト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物、フタル酸無水物、ナフタレン−1,2−ジカルボン酸無水物、ナフタレン−2,3−ジカルボン酸無水物、アントラセン−1,2−ジカルボン酸無水物、及びアントラセン−2,3−ジカルボン酸無水物等が挙げられる。又、直鎖アルキル基、分岐アルキル基、環状アルキル基、複素環、芳香環、及びハロゲン等の置換基を有する前記ニ塩基酸無水物も挙げられる。 The compound having one dibasic acid anhydride group may be any compound as long as it is a compound having one dibasic acid anhydride group. For example, succinic anhydride, glutaric anhydride, cyclohexane-1,2-dicarboxylic anhydride, cyclohexene 1-2-dicarboxylic anhydride, dicyclo [2,2,2] -oct-5-ene-2, 3-dicarboxylic anhydride, phthalic anhydride, naphthalene-1,2-dicarboxylic anhydride, naphthalene-2,3-dicarboxylic anhydride, anthracene-1,2-dicarboxylic anhydride, and anthracene-2, 3-dicarboxylic anhydride etc. are mentioned. Moreover, the said dibasic acid anhydride which has substituents, such as a linear alkyl group, a branched alkyl group, a cyclic alkyl group, a heterocyclic ring, an aromatic ring, and a halogen, is also mentioned.

エポキシ基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物としては、グリシジルアクリレート、メチルグリシジルアクリレート、3,2−グリシドキシエチルアクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルアクリレート、3,4−エポキシブチルアクリレート、及び4,5−エポキシペンチルアクリレート等が挙げられる。 Examples of the compound having an epoxy group and a (meth) acryloyl group include glycidyl acrylate, methyl glycidyl acrylate, 3,2-glycidoxyethyl acrylate, 3,4-epoxycyclohexyl acrylate, 3,4-epoxybutyl acrylate, and 4, Examples include 5-epoxypentyl acrylate.

<塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1−2)の第三工程>
(アミノ基を有するビニル重合体(h))
本発明の塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1−2)を得るための第三工程は、第二工程で得られた片末端に(メタ)アクリロイル基を有するビニル重合体(a)の(メタ)アクリロイル基とポリアミン(f)のアミノ基とを反応させ、アミノ基を有するビニル重合体(h)を得る。これはアミノ基が(メタ)アクリロイル基に対して付加する反応であり、一般にMichael付加反応と呼ばれている。片末端に(メタ)アクリロイル基を有するビニル重合体(a)及びポリアミン(f)の配合を調整することにより、イソシアネート基と反応しうるアミノ基を有するビニル重合体(h)が得られる。
<The 3rd process of polyvinyl resin (C B1-2 ) which has a basic functional group>
(Vinyl polymer having an amino group (h 1 ))
In the third step for obtaining the polyvinyl resin (C B1-2 ) having a basic functional group of the present invention, a vinyl polymer having a (meth) acryloyl group at one end obtained in the second step (a 3 ) Of (meth) acryloyl group and the amino group of polyamine (f 2 ) are reacted to obtain a vinyl polymer (h 1 ) having an amino group. This is a reaction in which an amino group is added to a (meth) acryloyl group, and is generally called a Michael addition reaction. By adjusting the blend of the vinyl polymer (a 3 ) having a (meth) acryloyl group at one end and the polyamine (f 2 ), a vinyl polymer (h 1 ) having an amino group capable of reacting with an isocyanate group is obtained. It is done.

塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1−2)を得るための第三工程で用いられる、ポリアミン(f)は、分子内に1つの一級及び/又は二級アミノ基を有する化合物と、分子内に2つ以上の一級及び/又は二級アミノ基を有する化合物がある。1つの一級及び/又は二級アミノ基を有する化合物としては、塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1−1)を得るための第三工程で述べたモノアミンで例示したものが挙げられる。 The polyamine (f 2 ) used in the third step for obtaining a polyvinyl resin (C B1-2 ) having a basic functional group is a compound having one primary and / or secondary amino group in the molecule. There are compounds having two or more primary and / or secondary amino groups in the molecule. Examples of the compound having one primary and / or secondary amino group include those exemplified in the monoamine described in the third step for obtaining a polyvinyl resin (C B1-1 ) having a basic functional group.

2つ以上の一級及び/又は二級アミノ基を有する化合物としては、塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1−1)を得るための第三工程で述べた、ポリアミン(f)で例示したものが挙げられる。 As the compound having two or more primary and / or secondary amino groups, polyamine (f 1 ) described in the third step for obtaining a polyvinyl resin (C B1-1 ) having a basic functional group may be used. What was illustrated is mentioned.

本発明の塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1−2)を得るための第三工程における反応の例としては、下記一般式(9)〜(12)が挙げられる。 Examples of the reaction in the third step for obtaining the polyvinyl resin (C B1-2 ) having a basic functional group of the present invention include the following general formulas (9) to (12).

例えば、下記一般式(9)のように、片末端に1つの(メタ)アクリロイル基を有する重合体(a)の分子1個に対し、ポリアミン(f)の例としてモノアミン分子1個を反応させた場合、一級及び/または二級アミノ基1つを有するビニル重合体(h)の分子1個が得られる。 For example, as shown in the following general formula (9), for one polymer (a 3 ) molecule having one (meth) acryloyl group at one end, one monoamine molecule is used as an example of polyamine (f 2 ). When reacted, one molecule of vinyl polymer (h 1 ) having one primary and / or secondary amino group is obtained.

一般式(9)
General formula (9)

は片末端に(メタ)アクリロイル基を有するビニル重合体(a)の内、(メタ)アクリロイルオキシ基を除いた部分であり、Xはモノアミンの内、一級及び/または二級アミノ基を除いた部分であり、Rは水素原子、またはメチル基、Rは水素原子、またはアルキル基である。 X 4 is a portion of the vinyl polymer (a 3 ) having a (meth) acryloyl group at one end, excluding the (meth) acryloyloxy group, and X 5 is a primary and / or secondary amino group of monoamines. R 0 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group.

例えば、下記一般式(10)のように、片末端に1つの(メタ)アクリロイル基を有する重合体(a)の分子1個に対し、一級アミノ基を2つ有するポリアミン(f)の分子1個を反応させた場合、理論上、一級アミノ基1つと二級アミノ基1つとを有するビニル重合体(h)の分子1個が得られる。 For example, the polyamine (f 2 ) having two primary amino groups per molecule of the polymer (a 3 ) having one (meth) acryloyl group at one end as shown in the following general formula (10) When one molecule is reacted, theoretically, one molecule of vinyl polymer (h 1 ) having one primary amino group and one secondary amino group is obtained.

一般式(10)
General formula (10)

は片末端に(メタ)アクリロイル基を有するビニル重合体(a)の内、(メタ)アクリロイルオキシ基を除いた部分であり、Xはポリアミン(f)の内、2つの一級アミノ基を除いた部分であり、Rは水素原子、またはメチル基である。 X 4 is a portion of the vinyl polymer (a 3 ) having a (meth) acryloyl group at one end, excluding the (meth) acryloyloxy group, and X 6 is a polyamine (f 2 ) having two primary classes. It is a portion excluding the amino group, and R 0 is a hydrogen atom or a methyl group.

例えば、下記一般式(11)のように、片末端に2つの(メタ)アクリロイル基を有する重合体(a)の分子1個に対し、一級アミノ基1つと二級アミノ基1つを有するポリアミン(f)の分子2個を反応させた場合、理論上、二級アミノ基4つを有するビニル重合体(h)の分子1個が得られる。 For example, as shown in the following general formula (11), one molecule of the polymer (a 3 ) having two (meth) acryloyl groups at one end has one primary amino group and one secondary amino group. When two molecules of polyamine (f 2 ) are reacted, theoretically, one molecule of vinyl polymer (h 1 ) having four secondary amino groups is obtained.

一般式(11)
Formula (11)

は、片末端に2つの(メタ)アクリロイル基を有するビニル重合体(a)の内、(メタ)アクリロイルオキシ基を除いた部分であり、Xは、ポリアミン(f)の内、一級及び二級アミノ基を除いた部分であり、Rは水素原子、又はメチル基であり、Rは、アルキル基を表す。 X 4 is a portion excluding the (meth) acryloyloxy group in the vinyl polymer (a 3 ) having two (meth) acryloyl groups at one end, and X 6 is a polyamine (f 2 ) , A portion excluding primary and secondary amino groups, R 0 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 represents an alkyl group.

例えば、下記一般式(12)のように、片末端に2つの(メタ)アクリロイル基を有するビニル重合体(a)の分子n個に対し、一級アミノ基2つまたは二級アミノ基2つを有するポリアミン(f)の分子(n+1)個を反応させた場合、理論上、一級アミノ基2つと二級アミノ基2n個とを有するビニル重合体(h)の分子1個、または二級アミノ基2つと三級アミノ基2n個とを有するビニル重合体(h)の分子1個が得られる。 For example, as shown in the following general formula (12), two primary amino groups or two secondary amino groups 2 per molecule n 0 of the vinyl polymer (a 3 ) having two (meth) acryloyl groups at one end. Molecule (n 0 +1) molecules of polyamine (f 2 ) having one molecule, theoretically, molecule 1 of vinyl polymer (h 1 ) having two primary amino groups and 2n 0 secondary amino groups Or one molecule of vinyl polymer (h 1 ) having two or two secondary amino groups and 2n 0 tertiary amino groups.

一般式(12)
Formula (12)

は、片末端に2つの(メタ)アクリロイル基を有するビニル重合体(a)の内、(メタ)アクリロイルオキシ基を除いた部分であり、Xは、ポリアミン(f)の内、一級アミノ基または二級アミノ基を除いた部分であり、Rは水素原子、又はメチル基であり、Rは水素原子、またはアルキル基であり、nは正の整数である。 X 4 is a portion excluding the (meth) acryloyloxy group in the vinyl polymer (a 3 ) having two (meth) acryloyl groups at one end, and X 6 is a polyamine (f 2 ) , R 0 is a hydrogen atom or a methyl group, R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group, and n 0 is a positive integer.

理論上としたのは、上記一般式(9)〜(12)は、一級アミノ基が、二級アミノ基より反応性が高いため、必ず優先的に反応するとした場合であり、実際は、反応条件等により、一級アミノ基が残っていても、先に二級アミノ基が反応する場合もある。そのため、一部、予想とは異なる構造のアミノ基を有するビニル重合体(h)が得られる場合もあるが、上記付加反応は、ほぼ量論的に反応が進行するので、大部分が目的とする構造のアミノ基を有するビニル重合体(h)が得られ、その後の反応や、分散剤としての機能に問題はない。 The above general formulas (9) to (12) are the cases where the primary amino group has a higher reactivity than the secondary amino group, and therefore the reaction is preferentially performed. For example, even if the primary amino group remains, the secondary amino group may react first. Therefore, in some cases, a vinyl polymer (h 1 ) having an amino group having a structure different from that expected may be obtained. However, since the above addition reaction proceeds almost quantitatively, most of the purpose is the purpose. A vinyl polymer (h 1 ) having an amino group having a structure as described above is obtained, and there is no problem in the subsequent reaction and the function as a dispersant.

片末端に1個又は2個の(メタ)アクリロイル基を有するビニル重合体(a)と、ポリアミン(f)と、からアミノ基を有するビニル重合体(h)を得るためのMichael付加反応は、以下2つの方法に大別される。
(1)全量仕込みで反応する方法、
(2)ポリアミン(f)及び必要に応じて溶剤からなる溶液をフラスコに仕込み、片末端に(メタ)アクリロイル基を有するビニル重合体(a)溶液を滴下する方法。
安定した反応になる方で合成を行うが、反応に問題がなければ、反応制御(分子設計制御)が容易な(2)の方法が好ましい。
Michael addition for obtaining a vinyl polymer (h 1 ) having an amino group from a vinyl polymer (a 3 ) having one or two (meth) acryloyl groups at one end and a polyamine (f 2 ) The reaction is roughly divided into the following two methods.
(1) A method of reacting by charging the whole amount,
(2) A method in which a solution comprising polyamine (f 2 ) and, if necessary, a solvent is charged into a flask, and a vinyl polymer (a 3 ) solution having a (meth) acryloyl group at one end is dropped.
The synthesis is carried out with a stable reaction, but if there is no problem in the reaction, the method (2) that allows easy reaction control (molecular design control) is preferred.

本発明のMichael付加反応の温度は、70℃以下が好ましい。更に好ましくは60℃以下である。60℃でも反応速度は大きく、制御できない場合は、50℃以下が更に好ましい。70℃より高くなると反応速度の制御が困難である。 The temperature of the Michael addition reaction of the present invention is preferably 70 ° C. or less. More preferably, it is 60 degrees C or less. Even at 60 ° C., the reaction rate is high, and when it cannot be controlled, 50 ° C. or less is more preferable. If the temperature is higher than 70 ° C., it is difficult to control the reaction rate.

また、片末端に(メタ)アクリロイル基を有するビニル重合体(a)と、ポリアミン(f)の配合比は、特に限定されず、用途と要求性能により任意に選択される。反応の終点は、滴定に因るアミン%測定により判断する。 Moreover, the compounding ratio of the vinyl polymer (a 3 ) having a (meth) acryloyl group at one end and the polyamine (f 2 ) is not particularly limited, and is arbitrarily selected depending on the use and required performance. The end point of the reaction is judged by measuring the amine% due to titration.

<塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1−2)の第四工程>
塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1−2)を得るための第四工程は、アミノ基を有するビニル重合体(h)の一級又は二級のアミノ基と、2個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート(d)のイソシアネート基を反応して得られる。アミノ基を有するビニル重合体(h)の一級又は二級のアミノ基は、反応させるポリイソシアネート(d)の量を調整することにより、一部又は全部がウレア結合を形成し、残りは分散剤中にアミノ基として存在する。
<Fourth Step of Polyvinyl Resin (C B1-2 ) Having Basic Functional Group>
The fourth step for obtaining a polyvinyl-based resin (C B1-2 ) having a basic functional group is a primary or secondary amino group of a vinyl polymer (h 1 ) having an amino group and two or more isocyanates. It is obtained by reacting an isocyanate group of a polyisocyanate (d 2 ) having a group. The primary or secondary amino group of the vinyl polymer (h 1 ) having an amino group partially or entirely forms a urea bond by adjusting the amount of the polyisocyanate (d 2 ) to be reacted, Present as an amino group in the dispersant.

また、アミノ基を有するビニル重合体(h)が一級又は二級のアミノ基以外にも三級アミノ基を有している場合は、該三級アミノ基はイソシアネート基と反応せずそのまま分散剤中に残る。 Moreover, when the vinyl polymer (h 1 ) having an amino group has a tertiary amino group in addition to the primary or secondary amino group, the tertiary amino group does not react with the isocyanate group and is dispersed as it is. Remains in the agent.

塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1−2)を得るための第四工程において、用いられるポリイソシアネート(d)としては、塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1−1)を得るための第二工程で用いるポリイソシアネート(d)と同様のものを用いることができる。 In the fourth step for obtaining a polyvinyl resin (C B1-2 ) having a basic functional group, the polyisocyanate (d 2 ) used is a polyvinyl resin (C B1-1 ) having a basic functional group. The same polyisocyanate (d 1 ) used in the second step for obtaining the above can be used.

本発明の塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1−2)を得るための第四工程における反応の例としては、下記一般式(13)〜(15)が挙げられる。 Examples of the reaction in the fourth step for obtaining the polyvinyl resin (C B1-2 ) having a basic functional group of the present invention include the following general formulas (13) to (15).

例えば、下記一般式(13)のように、一級及び/または二級アミノ基1つを有するビニル重合体(h)の分子2個に対し、ポリイソシアネート(d)の分子1個を反応させた場合、理論上、一級及び/または二級アミノ基が、イソシアネート基と反応して、ウレア結合を有するポリビニル系樹脂(CB1−2)が得られる。 For example, as shown in the following general formula (13), one molecule of polyisocyanate (d 2 ) is reacted with two molecules of vinyl polymer (h 1 ) having one primary and / or secondary amino group. In this case, theoretically, the primary and / or secondary amino group reacts with the isocyanate group to obtain a polyvinyl resin (C B1-2 ) having a urea bond.

一般式(13)
Formula (13)

は、一級及び/または二級アミノ基1つを有するビニル重合体(h)の前駆体である、片末端に(メタ)アクリロイル基を有するビニル重合体(a)の内、(メタ)アクリロイルオキシ基を除いた部分である。Xは一級及び/または二級アミノ基1つを有するビニル重合体(h)の前駆体である、モノアミンの内、一級及び/または二級アミノ基を除いた部分である。Xはポリイソシアネート(d)の内、イソシアネート基を除いた部分である。Rは水素原子、またはメチル基である。 X 4 is a precursor of a vinyl polymer (h 1 ) having one primary and / or secondary amino group, and among the vinyl polymers (a 3 ) having a (meth) acryloyl group at one end, ( It is a portion excluding the (meth) acryloyloxy group. X 5 is a portion of the monoamine, which is a precursor of the vinyl polymer (h 1 ) having one primary and / or secondary amino group, excluding the primary and / or secondary amino group. X 7 is a portion of the polyisocyanate (d 2 ) excluding the isocyanate group. R 0 is a hydrogen atom or a methyl group.

例えば、下記一般式(14)のように、一級アミノ基1つと二級アミノ基1つを有するビニル重合体(h)の分子2個に対し、ポリイソシアネート(d2)の分子1個を反応させた場合、理論上、一級アミノ基が、イソシアネート基と反応してウレア結合を形成し、二級アミノ基2つとウレア結合2つとを有するポリビニル系樹脂(CB1−2)が得られる。 For example, as shown in the following general formula (14), one molecule of polyisocyanate (d2) is reacted with two molecules of vinyl polymer (h 1 ) having one primary amino group and one secondary amino group. In this case, theoretically, the primary amino group reacts with the isocyanate group to form a urea bond, and a polyvinyl resin (C B1-2 ) having two secondary amino groups and two urea bonds is obtained.

一般式(14)
General formula (14)

は、一級アミノ基1つと二級アミノ基1つを有するビニル重合体(h)の前駆体である、片末端に(メタ)アクリロイル基を有するビニル重合体(a)の内、(メタ)アクリロイルオキシ基を除いた部分である。Xは一級アミノ基1つと二級アミノ基1つを有するビニル重合体(h)の前駆体である、一級アミノ基を2つ有するポリアミン(f)の内、一級アミノ基を除いた部分である。Xはポリイソシアネート(d)の内、イソシアネート基を除いた部分である。Rは水素原子、またはメチル基である。 X 4 is a vinyl polymer (a 3 ) having a (meth) acryloyl group at one end, which is a precursor of a vinyl polymer (h 1 ) having one primary amino group and one secondary amino group, This is a portion excluding the (meth) acryloyloxy group. X 6 is a precursor of a vinyl polymer (h 1 ) having one primary amino group and one secondary amino group, and the primary amino group is excluded from the polyamine (f 2 ) having two primary amino groups. Part. X 7 is a portion of the polyisocyanate (d 2 ) excluding the isocyanate group. R 0 is a hydrogen atom or a methyl group.

例えば、下記一般式(15)のように、一級アミノ基2つと二級アミノ基2n個とを有するビニル重合体(h)または、二級アミノ基2つと三級アミノ基2n個とを有するビニル重合体(h)のいずれかの分子n+1個に対し、ポリイソシアネート(d)の分子n個を反応させた場合、理論上、一級アミノ基または二級アミノ基とイソシアネート基とが反応してウレア結合を形成し、1級アミノ基2つと二級アミノ基2n+2n個とウレア結合2n個を有するポリビニル系樹脂(CB1−2)または、二級アミノ基2つと三級アミノ基2n+2n個とウレア結合2n個を有するポリビニル系樹脂(CB1−2)が得られる。 For example, as in the following general formula (15), a vinyl polymer (h 1 ) having two primary amino groups and 2n 0 secondary amino groups, or two secondary amino groups and 2n 0 tertiary amino groups to vinyl polymer or molecule n 1 +1 single (h 1) having, when reacted with one molecule n of the polyisocyanate (d 2), and theoretically, primary or secondary amino group by the reaction with isocyanate groups to form a urea bond, a primary amino group two and secondary amino groups 2n 0 n 1 + 2n 0 or a polyvinyl resin with one urea bond 2n (C B1-2) or a two A polyvinyl resin (C B1-2 ) having two secondary amino groups, 2 tertiary amino groups 2n 0 n 1 + 2n 0 and 1 urea bond 2n is obtained.

一般式(15)
General formula (15)

は一級アミノ基2つと二級アミノ基2n個とを有するビニル重合体(h)または、二級アミノ基2つと三級アミノ基2n個とを有するビニル重合体(h)いずれかの前駆体である、片末端に2つの(メタ)アクリロイル基を有するビニル重合体(a)の内、(メタ)アクリロイルオキシ基を除いた部分である。Xは一級アミノ基2つと二級アミノ基2n個とを有するビニル重合体(h)または、二級アミノ基2つと三級アミノ基2n個とを有するビニル重合体(h)いずれかの前駆体である、一級アミノ基2つまたは二級アミノ基2つを有するポリアミン(f)の内、アミノ基を除いた部分である。Xはポリイソシアネート(d)の内、イソシアネート基を除いた部分である。Xは一級アミノ基2つと二級アミノ基2n個とを有するビニル重合体(h)または、二級アミノ基2つと三級アミノ基2n個とを有するビニル重合体(h)いずれかのうち、アミノ基を有する部位を除いた部分である。Rは水素原子またはアルキル基である。nおよびnはそれぞれ独立に正の整数である。 X 4 is a vinyl polymer (h 1 ) having two primary amino groups and 2n 0 secondary amino groups, or a vinyl polymer (h 1 ) having two secondary amino groups and 2n 0 tertiary amino groups. It is a portion excluding the (meth) acryloyloxy group in the vinyl polymer (a 3 ) having two (meth) acryloyl groups at one end, which is any precursor. X 6 is a vinyl polymer (h 1 ) having two primary amino groups and 2n 0 secondary amino groups, or a vinyl polymer (h 1 ) having two secondary amino groups and 2n 0 tertiary amino groups. It is a part of the polyamine (f 2 ) having two primary amino groups or two secondary amino groups, which is any precursor, excluding the amino group. X 7 is a portion of the polyisocyanate (d 2 ) excluding the isocyanate group. X 8 is a vinyl polymer (h 1 ) having two primary amino groups and 2n 0 secondary amino groups, or a vinyl polymer (h 1 ) having two secondary amino groups and 2n 0 tertiary amino groups. It is the part except the site | part which has an amino group among any. R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group. n 0 and n 1 are each independently a positive integer.

理論上としたのは、上記3例は、一級アミノ基が、二級アミノ基より反応性が高いため、必ず優先的に反応するとした場合であり、実際は、反応条件等により、一級アミノ基が残っていても、先に二級アミノ基が反応する場合もある。そのため、一部、予想とは異なる構造のポリビニル系樹脂(CB1−2)が得られる場合もあるが、上記反応は、ほぼ量論的に反応が進行するので、大部分が目的とする構造の塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1−2)が得られ、分散剤としての機能に問題はない。 Theoretically, in the above three examples, the primary amino group has a higher reactivity than the secondary amino group, so that the primary amino group always reacts preferentially. Even if it remains, the secondary amino group may react first. Therefore, in some cases, a polyvinyl resin (C B1-2 ) having a structure different from that expected may be obtained. However, since the reaction proceeds almost quantitatively, most of the structure is the target structure. Thus, a polyvinyl resin (C B1-2 ) having a basic functional group is obtained, and there is no problem in the function as a dispersant.

アミノ基を有するビニル重合体(h)とポリイソシアネート(d)との反応は以下の2つの方法に大別される。
(1)全量仕込みで反応する場合。
(2)アミノ基を有するビニル重合体(h)溶液をフラスコに仕込み、ポリイソシアネート(d)を滴下する方法。
反応を精密にする場合は(2)が好ましい。
The reaction of an amino group-containing vinyl polymer (h 1 ) and polyisocyanate (d 2 ) is roughly classified into the following two methods.
(1) When reacting with the entire amount charged.
(2) A method in which a vinyl polymer (h 1 ) solution having an amino group is charged into a flask and polyisocyanate (d 2 ) is dropped.
(2) is preferable when the reaction is precise.

本発明のウレア化反応の温度は、70℃以下が好ましい。更に好ましくは60℃以下である。60℃でも反応速度は大きく、制御できない場合は、50℃以下が更に好ましい。70℃より高くなると反応速度の制御が困難であり、所定の分子量と構造を有する分散剤を得ることは難しい。 The temperature of the urea reaction of the present invention is preferably 70 ° C. or lower. More preferably, it is 60 degrees C or less. Even at 60 ° C., the reaction rate is high, and when it cannot be controlled, 50 ° C. or less is more preferable. When the temperature is higher than 70 ° C., it is difficult to control the reaction rate, and it is difficult to obtain a dispersant having a predetermined molecular weight and structure.

また、アミノ基を有するビニル重合体(h)に対するポリイソシアネート(d)の配合当量比は、アミノ基を有するビニル重合体(h)のアミノ基(一級及び二級アミノ基)当量をγB1、ポリイソシアネート(d)のイソシアネート基当量をδB1とすると、δB1/γB1は0.25〜1.00で、イソシアネート基の全てをアミノ基と反応させるとことが好ましく、0.35〜0.9がより好ましく、0.5〜0.8が最も好ましい。 The compounding ratio of equivalents of vinyl polymer having an amino group (h 1) for the polyisocyanate (d 2) is an amino group (primary and secondary amino groups) equivalent of the vinyl polymer having an amino group (h 1) Assuming that the isocyanate group equivalent of γ B1 and polyisocyanate (d 2 ) is δ B1 , δ B1 / γ B1 is 0.25 to 1.00, and it is preferable to react all of the isocyanate groups with amino groups. .35 to 0.9 is more preferable, and 0.5 to 0.8 is most preferable.

前記配合当量比が0.25より小さいと、最終製品であるポリビニル系樹脂(CB1−2)中のウレア結合の量が少なくなり、分散性が悪くなる場合がある。又、配合当量比が1.00より大きいと、反応活性が高いイソシアネート基が残り、水等と反応し、高分子量化して粘度が高くなることがあり、好ましくない。又、前記配合当量が、1.00であると、例えば、2つのアミノ基を有するビニル重合体(h)と2つのイソシアネート基を有するポリイソシアネート(d)との反応では、理論上、分子量が無限大となるため、分子量制御が困難である場合がある。 When the said compounding equivalent ratio is smaller than 0.25, the quantity of the urea bond in the polyvinyl-type resin (C B1-2 ) which is a final product will decrease, and dispersibility may worsen. On the other hand, if the blending equivalent ratio is larger than 1.00, an isocyanate group having a high reaction activity remains, which reacts with water and the like, resulting in a high molecular weight and a high viscosity, which is not preferable. When the blending equivalent is 1.00, for example, in the reaction of a vinyl polymer having two amino groups (h 1 ) and a polyisocyanate having two isocyanate groups (d 2 ), theoretically, Since molecular weight becomes infinite, molecular weight control may be difficult.

更に、三級アミノ基、及びウレア結合に加えて一級及び/又は二級アミノ基が、分散剤骨格中に存在すると、吸着性と溶剤親和性部位とのバランスが良くなり、好ましい。このように、アミノ基を有するビニル重合体(h)とポリイソシアネート(d)との反応比を変えることによって、ポリビニル系樹脂(CB1−2)の分子量やアミノ基(一級、二級、及び/又は三級)並びにウレア結合の量を調整することができる。 Furthermore, it is preferable that a primary amino group and / or a secondary amino group be present in the dispersant skeleton in addition to the tertiary amino group and the urea bond, since the balance between the adsorptivity and the solvent affinity site is improved. Thus, by changing the reaction ratio between the vinyl polymer (h 1 ) having an amino group and the polyisocyanate (d 2 ), the molecular weight of the polyvinyl resin (C B1-2 ) and the amino group (primary, secondary) And / or tertiary) and the amount of urea linkages can be adjusted.

本発明の塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1−2)の重量平均分子量(Mw)は、1,000〜100,000であることが好ましく、より好ましくは1,500〜50,000、特に好ましくは2,000〜30,000である。また、得られた重合体のアミン価は、1〜100mgKOH/gであることが好ましく、より好ましくは2〜70mgKOH/g、さらに好ましくは10〜50mgKOH/gである。 The weight average molecular weight (Mw) of the polyvinyl resin (C B1-2 ) having a basic functional group of the present invention is preferably 1,000 to 100,000, more preferably 1,500 to 50,000. Particularly preferred is 2,000 to 30,000. Moreover, it is preferable that the amine value of the obtained polymer is 1-100 mgKOH / g, More preferably, it is 2-70 mgKOH / g, More preferably, it is 10-50 mgKOH / g.

<塩基性官能基を有するポリエステル系樹脂(CB2)>
本発明における塩基性官能基を有するポリエステル系樹脂(CB2)を合成する方法としては、例えば、以下の第一工程、第二工程、及び第三工程を経る方法が挙げられる。
(第一工程):(メタ)アクリロイル基を有するモノアルコールを開始剤としてラクトン及び/またはラクチドを開環重合して、片末端に(メタ)アクリロイル基を有するエステル重合体(c)を得る工程。
(第二工程):第一工程で得られた片末端に(メタ)アクリロイル基を有するエステル重合体(c)とポリアミン(f)とを反応させ、アミノ基を有するエステル重合体(h)を得る工程。
(第三工程):第三工程で得られたアミノ基を有するエステル重合体(h)とポリイソシアネート(d)とを反応させて、塩基性官能基を有するポリエステル系樹脂(CB2)を得る工程。
<Polyester-based resin having basic functional group (C B2 )>
Examples of the method for synthesizing the polyester-based resin (C B2 ) having a basic functional group in the present invention include a method through the following first step, second step, and third step.
(First step): Ring-opening polymerization of lactone and / or lactide using a monoalcohol having a (meth) acryloyl group as an initiator to obtain an ester polymer (c 2 ) having a (meth) acryloyl group at one end Process.
(Second step): The ester polymer (c 2 ) having a (meth) acryloyl group at one end obtained in the first step and the polyamine (f 3 ) are reacted to form an ester polymer having an amino group (h 2 ) obtaining.
(Third step): A polyester-based resin (C B2 ) having a basic functional group obtained by reacting the ester polymer (h 2 ) having an amino group obtained in the third step with polyisocyanate (d 3 ). Obtaining.

<塩基性官能基を有するポリエステル系樹脂(CB2)の第一工程>
((メタ)アクリロイル基を有するモノアルコール)
本発明の塩基性官能基を有するポリエステル樹脂を得るための第一工程において、開始剤として用いられる、(メタ)アクリロイル基を有するモノアルコールとしては、特に限定されるものではなく、例えば、4−ヒドロキシブチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2‐ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、及び2−ヒドロキシ−3−(メタ)アクリロイロキシプロピルメタクリレート等が挙げられる、水酸基の反応性の観点から、4−ヒドロキシブチルアクリレート、及び2−ヒドロキシエチルアクリレートからなる群から選ばれる1種類以上を使用するのが好ましい。
<First step of polyester-based resin (C B2 ) having basic functional group>
(Monoalcohol having (meth) acryloyl group)
In the first step for obtaining a polyester resin having a basic functional group of the present invention, the monoalcohol having a (meth) acryloyl group used as an initiator is not particularly limited. Hydroxybutyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate, 2-hydroxy-3- (meth) acryloyloxypropyl methacrylate, and the like are mentioned, from the viewpoint of hydroxyl reactivity, 4- It is preferable to use one or more selected from the group consisting of hydroxybutyl acrylate and 2-hydroxyethyl acrylate.

(ラクトン及び/またはラクチド)
一方、ラクトン及び/またはラクチドとしては、特に限定されるものではない。ラクトンとしては、例えば、酸性官能基を有するポリエステル系樹脂(CA3)を得るために用いられるラクトンと同様のものを用いることができる。
(Lactone and / or lactide)
On the other hand, the lactone and / or lactide is not particularly limited. As the lactone, for example, the same lactone as that used for obtaining a polyester resin (C A3 ) having an acidic functional group can be used.

また、ラクチドとしては、下記一般式(16)で示されるものが好ましい(グリコリドを含む)。 Moreover, as a lactide, what is shown by following General formula (16) is preferable (a glycolide is included).

一般式(16)
General formula (16)

、Rは、それぞれ独立に、水素原子、又は、飽和若しくは不飽和の直鎖若しくは分枝の炭素原子数1〜20のアルキル基であり、R、Rは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、又は、飽和若しくは不飽和の直鎖若しくは分枝の炭素原子数1〜9のアルキル基である。 R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom or a saturated or unsaturated linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and R 4 and R 5 are each independently , A hydrogen atom, a halogen atom, or a saturated or unsaturated linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms.

特に好ましいラクチドは、ラクチド(3,6−ジメチル−1,4−ジオキサン−2,5−ジオン)及びグリコリド(1,4−ジオキサン−2,5−ジオン)である。 Particularly preferred lactides are lactide (3,6-dimethyl-1,4-dioxane-2,5-dione) and glycolide (1,4-dioxane-2,5-dione).

前記ラクトン及びラクチドは、単独で用いても、2種以上併用しても構わない。ラクトンとラクチドとでは、溶媒親和性の観点から、ラクトンを用いるのが好ましい。 The lactone and lactide may be used alone or in combination of two or more. For lactone and lactide, lactone is preferably used from the viewpoint of solvent affinity.

開始剤である(メタ)アクリロイル基を有するモノアルコール1モルに対するラクトン及び/またはラクチドの重合モル数は、3〜60モルの範囲が好ましく、更には10〜40モルが好ましく、最も好ましくは15〜30モルである。 The number of moles of lactone and / or lactide polymerized per mole of monoalcohol having a (meth) acryloyl group as an initiator is preferably in the range of 3 to 60 moles, more preferably 10 to 40 moles, most preferably 15 to 30 moles.

前記開環重合における重合触媒は、公知のものを使用することができる。例えば、酸性官能基を有するポリエステル系樹脂(CA3)を得るために用いられる重合触媒と同様のものを用いることができる。 A well-known thing can be used for the polymerization catalyst in the said ring-opening polymerization. For example, the thing similar to the polymerization catalyst used in order to obtain the polyester-type resin (C A3 ) which has an acidic functional group can be used.

ラクトン及び/又はラクチドの開環重合温度は、100℃〜220℃、好ましくは、110℃〜210℃の範囲で行う。反応温度が100℃未満では反応速度がきわめて遅い場合があり、220℃を超えるとラクトン及び/又はラクチドの付加反応以外の副反応、例えば、ラクトン付加体のラクトンモノマーへの解重合、環状のラクトンダイマーやトリマーの生成等が起こりやすい場合がある。 The lactone and / or lactide ring-opening polymerization temperature is 100 ° C to 220 ° C, preferably 110 ° C to 210 ° C. If the reaction temperature is less than 100 ° C, the reaction rate may be very slow. If the reaction temperature exceeds 220 ° C, side reactions other than the addition reaction of lactone and / or lactide, for example, depolymerization of lactone adducts to lactone monomers, cyclic lactones In some cases, dimer or trimer formation is likely to occur.

(ラジカル重合禁止剤)
(メタ)アクリロイル基を有するモノアルコールを開始剤として重合する際には、ラジカル重合禁止剤を添加し、乾燥空気流下で反応を行うことが好ましい。ラジカル重合禁止剤としては、公知のものを使用することができる。例えば、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、p−ベンゾキノン、2,4−ジメチル−6−t−ブチルフェノール、及びフェノチアジン等が好ましい。これらを単独もしくは併用で、(メタ)アクリロイル基を有するアルコール100重量%に対して、0.01重量%〜6重量%、好ましくは、0.05重量%〜1.0重量%の範囲で用いる。
(Radical polymerization inhibitor)
When polymerizing a monoalcohol having a (meth) acryloyl group as an initiator, it is preferable to add a radical polymerization inhibitor and carry out the reaction under a dry air flow. Known radical polymerization inhibitors can be used. For example, hydroquinone, methyl hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, p-benzoquinone, 2,4-dimethyl-6-t-butylphenol, and phenothiazine are preferable. These may be used alone or in combination within a range of 0.01% to 6% by weight, preferably 0.05% to 1.0% by weight, based on 100% by weight of the alcohol having a (meth) acryloyl group. .

本発明において、塩基性官能基を有するポリエステル系樹脂(CB2)を合成する方法の例として挙げた第一工程は、例えば、以下3つのような別の工程でも良い。 In the present invention, the first step mentioned as an example of the method for synthesizing the polyester-based resin (C B2 ) having a basic functional group may be, for example, the following three steps.

(1)(メタ)アクリロイル基を有さないモノアルコールを開始剤としてラクトンを開環重合して得られた片末端に水酸基を有するエステル重合体に、水酸基と反応しうる基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物を反応させる方法。
(2)(メタ)アクリロイル基を有さないモノアルコールを開始剤としてラクトンを開環重合して得られた片末端に水酸基を有するエステル重合体に、二塩基酸無水物基を一つ有する化合物を反応させ、片末端にカルボキシル基を有するエステル重合体を得、次いで、エポキシ基および(メタ)アクリロイル基を有する化合物を反応させ、更に、エポキシが開環して得られた水酸基に対して、水酸基と反応し得る基および(メタ)アクリロイル基を有する化合物を反応させる方法。
(3)(メタ)アクリロイル基を有さないモノカルボン酸を開始剤としてラクトンを開環重合して得られた片末端にカルボキシル基を有するエステル重合体を得、次いで、エポキシ基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物を反応させ、更に、エポキシ基が開環して得られた水酸基に対して、水酸基と反応しうる基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物を反応させる方法。
(1) An ester polymer having a hydroxyl group at one end obtained by ring-opening polymerization of a lactone using a monoalcohol having no (meth) acryloyl group as an initiator, a group capable of reacting with a hydroxyl group, and (meth) acryloyl A method of reacting a compound having a group.
(2) A compound having one dibasic acid anhydride group in an ester polymer having a hydroxyl group at one end obtained by ring-opening polymerization of a lactone using a monoalcohol having no (meth) acryloyl group as an initiator To obtain an ester polymer having a carboxyl group at one end, then reacting a compound having an epoxy group and a (meth) acryloyl group, and further, with respect to the hydroxyl group obtained by ring opening of the epoxy, A method of reacting a group capable of reacting with a hydroxyl group and a compound having a (meth) acryloyl group.
(3) An ester polymer having a carboxyl group at one end obtained by ring-opening polymerization of a lactone using a monocarboxylic acid having no (meth) acryloyl group as an initiator, and then an epoxy group and (meth) A method of reacting a compound having an acryloyl group and further reacting a compound having a (meth) acryloyl group and a group capable of reacting with the hydroxyl group with respect to a hydroxyl group obtained by ring opening of an epoxy group.

(2)及び(3)の場合、片末端に(メタ)アクリロイル基を有するエステル重合体(c)は片末端に2つの(メタ)アクリロイル基を有する。 In the case of (2) and (3), the ester polymer (c 2 ) having a (meth) acryloyl group at one end has two (meth) acryloyl groups at one end.

((メタ)アクリロイル基を有さないモノアルコール)
(メタ)アクリロイル基を有さないモノアルコールとしては、水酸基を一個有する化合物であればいかなる化合物を用いても良い。
(Monoalcohol without (meth) acryloyl group)
As the monoalcohol having no (meth) acryloyl group, any compound may be used as long as it is a compound having one hydroxyl group.

例えば、メタノール、エタノール、1−プロパノール、イソプロパノール、1−ブタノール、イソブタノール、tert−ブタノール、1−ペンタノール、イソペンタノール、1−ヘキサノール、シクロヘキサノール、4−メチル−2−ペンタノール、1−ヘプタノール、1−オクタノール、イソオクタノール、2−エチルヘキサノール、1−ノナノール、イソノナノール、1−デカノール、1−ドデカノール、1−ミリスチルアルコール、セチルアルコール、1−ステアリルアルコール、イソステアリルアルコール、2−オクチルデカノール、2−オクチルドデカノール、2−ヘキシルデカノール、ベヘニルアルコール、及びオレイルアルコールなどの脂肪族モノアルコール;
ベンジルアルコール、フェノキシエチルアルコール、及びパラクミルフェノキシエチルアルコール等の芳香環含有モノアルコール;並びに、
エチレングリコールモノメチルエーテル、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モノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル、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プロピルエーテル、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ヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジ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ヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノヘキシルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノプロピルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノヘキシルエーテル、トリエチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノプロピルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノヘキシルエーテル、トリプロピレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコールモノエチルエーテル、テトラエチレングリコールモノプロピルエーテル、テトラエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノヘキシルエーテル、テトラエチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル、テトラプロピレングリコールモノメチルエーテル、テトラプロピレングリコールモノエチルエーテル、テトラプロピレングリコールモノプロピルエーテル、テトラプロピレングリコールモノブチルエーテル、テトラプロピレングリコールモノヘキシルエーテル、テトラプロピレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル、及びテトラジエチレングリコールモノメチルエーテル等のアルキレングリコールモノアルキルエーテル等が挙げられる。
For example, methanol, ethanol, 1-propanol, isopropanol, 1-butanol, isobutanol, tert-butanol, 1-pentanol, isopentanol, 1-hexanol, cyclohexanol, 4-methyl-2-pentanol, 1- Heptanol, 1-octanol, isooctanol, 2-ethylhexanol, 1-nonanol, isononanol, 1-decanol, 1-dodecanol, 1-myristyl alcohol, cetyl alcohol, 1-stearyl alcohol, isostearyl alcohol, 2-octyldecanol , Aliphatic monoalcohols such as 2-octyldodecanol, 2-hexyldecanol, behenyl alcohol, and oleyl alcohol;
An aromatic ring-containing monoalcohol such as benzyl alcohol, phenoxyethyl alcohol, and paracumylphenoxyethyl alcohol; and
Ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monohexyl ether, ethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol Monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monohexyl ether, propylene glycol mono-2-ethylhexyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monopropyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, Ethylene glycol monohexyl ether, diethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monohexyl ether, dipropylene glycol Mono-2-ethylhexyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, triethylene glycol monopropyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monohexyl ether, triethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether, Tripropylene glycol monomer Ether, tripropylene glycol monoethyl ether, tripropylene glycol monopropyl ether, tripropylene glycol monobutyl ether, tripropylene glycol monohexyl ether, tripropylene glycol mono-2-ethylhexyl ether, tetraethylene glycol monomethyl ether, tetraethylene glycol monoethyl Ether, tetraethylene glycol monopropyl ether, tetraethylene glycol monobutyl ether, tetraethylene glycol monohexyl ether, tetraethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether, tetrapropylene glycol monomethyl ether, tetrapropylene glycol monoethyl ether, tetrapropylene glycol monopropyl A And alkylene glycol monoalkyl ethers such as tetrapropylene glycol monobutyl ether, tetrapropylene glycol monohexyl ether, tetrapropylene glycol mono-2-ethylhexyl ether, and tetradiethylene glycol monomethyl ether.

水酸基と反応しうる基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物としては、イソシアネート基と(メタ)アクリロイル基を有する化合物が好ましく、例えば、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネートなどが挙げられる。 As the compound having a group capable of reacting with a hydroxyl group and a (meth) acryloyl group, a compound having an isocyanate group and a (meth) acryloyl group is preferable, and examples thereof include 2- (meth) acryloyloxyethyl isocyanate.

二塩基酸無水物基を一つ有する化合物としては、特に制限はなく、塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1−2)を得るための第二工程で例示したものと同様のものを用いることができる。 There is no restriction | limiting in particular as a compound which has one dibasic acid anhydride group, The thing similar to what was illustrated at the 2nd process for obtaining the polyvinyl-type resin (C B1-2 ) which has a basic functional group is used. Can be used.

エポキシ基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物としては、グリシジルアクリレート、メチルグリシジルアクリレート、3,2−グリシドキシエチルアクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルアクリレート、3,4−エポキシブチルアクリレート、及び4,5−エポキシペンチルアクリレート等が挙げられる。 Examples of the compound having an epoxy group and a (meth) acryloyl group include glycidyl acrylate, methyl glycidyl acrylate, 3,2-glycidoxyethyl acrylate, 3,4-epoxycyclohexyl acrylate, 3,4-epoxybutyl acrylate, and 4, Examples include 5-epoxypentyl acrylate.

((メタ)アクリロイル基を有さないモノカルボン酸)
(メタ)アクリロイル基を有さないモノカルボン酸は、例えば、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、イソ吉草酸、ピバル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、及びイソステアリン酸等が挙げられる。
(Monocarboxylic acid without (meth) acryloyl group)
Examples of monocarboxylic acids having no (meth) acryloyl group include formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, isobutyric acid, valeric acid, isovaleric acid, pivalic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, And isostearic acid.

<塩基性官能基を有するポリエステル系樹脂(CB2)の第二工程>
(アミノ基を有するエステル重合体(h))
本発明の塩基性官能基を有するポリエステル系樹脂(CB2)を得るための第二工程は、第一工程で得られた片末端に(メタ)アクリロイル基を有するエステル重合体(c)の(メタ)アクリロイル基とポリアミン(f)のアミノ基とを反応させ、アミノ基を有するエステル重合体(h)を得る。これはアミノ基が(メタ)アクリロイル基に対して付加する反応であり、一般にMichael付加反応と呼ばれている。片末端に(メタ)アクリロイル基を有するエステル重合体(c)及びポリアミン(f)の配合を調整することにより、イソシアネート基と反応し得るアミノ基を有するエステル重合体(h)が得られる。
<Second Step of Polyester Resin (C B2 ) Having Basic Functional Group>
(Ester polymer having an amino group (h 2 ))
The second step for obtaining a polyester-based resin (C B2 ) having a basic functional group of the present invention is an ester polymer (c 2 ) having a (meth) acryloyl group at one end obtained in the first step. The (meth) acryloyl group and the amino group of the polyamine (f 3 ) are reacted to obtain an ester polymer (h 2 ) having an amino group. This is a reaction in which an amino group is added to a (meth) acryloyl group, and is generally called a Michael addition reaction. By adjusting the blend of the ester polymer (c 2 ) having a (meth) acryloyl group at one end and the polyamine (f 3 ), an ester polymer (h 2 ) having an amino group capable of reacting with an isocyanate group is obtained. It is done.

塩基性官能基を有するポリエステル系樹脂(CB2)を得るための第二工程で用いられる、ポリアミン(f)は、分子内に1つ以上の一級及び/又は二級アミノ基を有する化合物であり、塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1−2)を得るための第三工程で用いられるポリアミン(f)と同様のものを用いることができる。 The polyamine (f 3 ) used in the second step for obtaining a polyester-based resin (C B2 ) having a basic functional group is a compound having one or more primary and / or secondary amino groups in the molecule. Yes , the same polyamine (f 2 ) used in the third step for obtaining a polyvinyl resin (C B1-2 ) having a basic functional group can be used.

本発明の塩基性官能基を有するポリエステル系樹脂(CB2)を得るための第二工程におけるMichael付加反応は、塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1−2)を得るための第三工程と同様の反応である。従って、例えば、上記一般式(9)〜(12)のような反応が挙げられる。 The Michael addition reaction in the second step for obtaining the polyester-based resin (C B2 ) having a basic functional group of the present invention is the third for obtaining a polyvinyl-based resin (C B1-2 ) having a basic functional group. The reaction is the same as in the process. Therefore, for example, reactions such as the above general formulas (9) to (12) can be mentioned.

上記の一般式(9)〜(12)において、片末端に(メタ)アクリロイル基を有するビニル重合体(a)を、片末端に(メタ)アクリロイル基を有するエステル重合体(c)に、ポリアミン(f)をポリアミン(f)に、それぞれ変更すれば、アミノ基を有するビニル重合体(h)の代わりに、アミノ基を有するエステル重合体(h)が得られる。 In the above general formulas (9) to (12), a vinyl polymer (a 3 ) having a (meth) acryloyl group at one end and an ester polymer (c 2 ) having a (meth) acryloyl group at one end. When the polyamine (f 2 ) is changed to the polyamine (f 3 ), an ester polymer (h 2 ) having an amino group can be obtained instead of the vinyl polymer (h 1 ) having an amino group.

塩基性官能基を有するポリエステル系樹脂(CB2)を得るための第二工程における反応の方法、反応条件、及び終点判断についても、塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1−2)を得るための第三工程と同様に行うことができる。 Regarding the reaction method, reaction conditions, and end point determination in the second step for obtaining a polyester-based resin (C B2 ) having a basic functional group, a polyvinyl-based resin (C B1-2 ) having a basic functional group is also used. It can carry out similarly to the 3rd process for obtaining.

<塩基性官能基を有するポリエステル系樹脂(CB2)の第三工程>
塩基性官能基を有するポリエステル系樹脂(CB2)を得るための第三工程は、第二工程で得られたアミノ基を有するエステル重合体(h)の一級又は二級のアミノ基と、2個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート(d)のイソシアネート基を反応して得られる。アミノ基を有するエステル重合体(h)の一級又は二級のアミノ基は、反応させるポリイソシアネート(d)の量を調整することにより、一部又は全部がウレア結合を形成し、残りは分散剤中にアミノ基として存在する。
<Third step of polyester resin (C B2 ) having basic functional group>
The third step for obtaining a polyester-based resin (C B2 ) having a basic functional group includes a primary or secondary amino group of the ester polymer (h 2 ) having an amino group obtained in the second step; It is obtained by reacting an isocyanate group of a polyisocyanate (d 3 ) having two or more isocyanate groups. The primary or secondary amino group of the ester polymer (h 2 ) having an amino group partially or entirely forms a urea bond by adjusting the amount of the polyisocyanate (d 3 ) to be reacted, and the rest Present as an amino group in the dispersant.

塩基性官能基を有するポリエステル系樹脂(CB2)を得るための第三工程で用いられる、ポリイソシアネート(d)は、分子内に2個以上のイソシアネート基を有する化合物であり、塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1−2)を得るための第四工程で用いられるポリイソシアネート(d)と同様のものを用いることができる。 The polyisocyanate (d 3 ) used in the third step for obtaining a polyester-based resin (C B2 ) having a basic functional group is a compound having two or more isocyanate groups in the molecule. it can be the same as the polyisocyanate used in the fourth step to obtain a polyvinyl resin (C B1-2) having a group (d 2).

本発明の塩基性官能基を有するポリエステル系樹脂(CB2)を得るための第三工程におけるアミノ基とイソシアネート基との反応は、塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1−2)を得るための第四工程と同様の反応である。従って、例えば、上記一般式(13)〜(15)のような反応が挙げられる。 The reaction between the amino group and the isocyanate group in the third step for obtaining the polyester-based resin (C B2 ) having a basic functional group of the present invention is performed by using a polyvinyl resin (C B1-2 ) having a basic functional group. It is the same reaction as the fourth step for obtaining. Therefore, for example, reactions such as the above general formulas (13) to (15) can be mentioned.

上記の一般式(13)〜(15)において、アミノ基を有するビニル重合体(h)を、アミノ基を有するエステル重合体(h)に、ポリイソシアネート(d)をポリイソシアネート(d)に、それぞれ変更すれば、塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1−2)の代わりに、塩基性官能基を有するポリエステル系樹脂(CB2)が得られる。 In the above general formulas (13) to (15), the vinyl polymer (h 1 ) having an amino group is changed to the ester polymer (h 2 ) having an amino group, and the polyisocyanate (d 2 ) is changed to a polyisocyanate (d If each is changed to 3 ), a polyester resin (C B2 ) having a basic functional group is obtained instead of the polyvinyl resin (C B1-2 ) having a basic functional group.

塩基性官能基を有するポリエステル系樹脂(CB2)を得るための第三工程における反応の方法、反応条件、及びアミノ基を有するエステル重合体(h)に対するポリイソシアネート(d)の配合比についても、塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1−2)を得るための第四工程と同様に行うことができる。 Method of reaction in the third step for obtaining a polyester resin (C B2 ) having a basic functional group, reaction conditions, and blending ratio of polyisocyanate (d 3 ) to ester polymer (h 2 ) having an amino group Can be carried out in the same manner as in the fourth step for obtaining a polyvinyl resin (C B1-2 ) having a basic functional group.

更に、塩基性官能基を有するポリエステル系樹脂(CB2)の重量平均分子量(Mw)は、1,000〜100,000であることが好ましく、より好ましくは1,500〜50,000、特に好ましくは2,000〜30,000である。また、得られた重合体のアミン価は、1〜100mgKOH/gであることが好ましく、より好ましくは2〜70mgKOH/g、さらに好ましくは10〜50mgKOH/gである。 Further, the polyester resin (C B2 ) having a basic functional group preferably has a weight average molecular weight (Mw) of 1,000 to 100,000, more preferably 1,500 to 50,000, particularly preferably. Is 2,000 to 30,000. Moreover, it is preferable that the amine value of the obtained polymer is 1-100 mgKOH / g, More preferably, it is 2-70 mgKOH / g, More preferably, it is 10-50 mgKOH / g.

塩基性官能基を有する樹脂は、上記記載のCB1、CB2のみに限定されるものでなく、これら以外のポリビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリエーテル系、ホルマリン縮合物、シリコーン系、及びこれらの複合系ポリマー等が挙げられる。更に、これらの塩基性官能基を有する樹脂は2種類以上を併用することもできる。 The resin having a basic functional group is not limited to the above-mentioned C B1 and C B2 , but other polyvinyl-based, polyurethane-based, polyester-based, polyether-based, formalin condensate, silicone-based, and These composite polymers are exemplified. Furthermore, two or more kinds of resins having these basic functional groups can be used in combination.

<その他の市販の塩基性官能基を有する樹脂(CB3)>
市販の塩基性官能基を有する樹脂(CB3)としては、特に限定されないが、例えば、以下のものが挙げられる
<Resin having other basic functional groups (C B3 )>
Although it does not specifically limit as resin (C B3 ) which has a commercially available basic functional group, For example, the following are mentioned .

味の素ファインテクノ社製の塩基性官能基を有する樹脂としてはアジスパーPB82等が挙げられる。
The resin having a Ajinomoto Fine-Techno Co. of the basic functional group include AJISPER PB82 1 or the like.

<非イオン性樹脂>
本発明における非イオン性樹脂は、以下に示すCC1〜CC3の3種が挙げられる。分散性の観点からCC2およびCC3が好ましい。
(1)ポリビニルアルコール樹脂(CC1
(2)ポリビニルアセタール樹脂(CC2
(3)ポリビニルアミド系樹脂(CC3
<Nonionic resin>
Examples of the nonionic resin in the present invention include the following three types of C C1 to C C3 . From the viewpoint of dispersibility, C C2 and C C3 are preferable.
(1) Polyvinyl alcohol resin (C C1 )
(2) Polyvinyl acetal resin (C C2 )
(3) Polyvinylamide resin (C C3 )

<ポリビニルアルコール樹脂(CC1)>
本発明に用いるポリビニルアルコール樹脂(CC1)の製法については特に制限はなく、公知の方法で合成されたポリビニルアルコール樹脂および市販のものも使用することができる。
<Polyvinyl alcohol resin (C C1 )>
There is no restriction | limiting in particular about the manufacturing method of the polyvinyl alcohol resin ( CC1 ) used for this invention, The polyvinyl alcohol resin synthesize | combined by the well-known method and a commercially available thing can also be used.

本発明において使用されるポリビニルアルコール樹脂(CC1)の製造方法としては、例えば、ビニルエステルを重合して得られたポリビニルエステルをけん化する方法が挙げられる。ビニルエステルの例としては、例えば、酢酸ビニル、ギ酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル、バーサティック酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニルなどが挙げられる。
または、t−ブチルビニルエーテルやトリメチルシリルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル等のようなビニルエーテルを用いて、これらの単独重合体あるいは共重合体の分解によってもポリビニルアルコールを得ることができる。
Examples of the method for producing the polyvinyl alcohol resin (C C1 ) used in the present invention include a method for saponifying a polyvinyl ester obtained by polymerizing a vinyl ester. Examples of vinyl esters include, for example, vinyl acetate, vinyl formate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl pivalate, vinyl versatate, vinyl laurate, vinyl stearate, vinyl benzoate and the like.
Alternatively, polyvinyl alcohol can also be obtained by decomposing these homopolymers or copolymers using vinyl ethers such as t-butyl vinyl ether, trimethylsilyl vinyl ether, and benzyl vinyl ether.

また、ポリビニルエステルやポリビニルエーテルを重合する際に、その他のモノマーを共重合させた変性ポリビニルアルコール樹脂であっても良い。その他のモノマーとして挙げられるのは、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、イソブテン等のオレフィン類;
メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、及びラウリル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート類;
(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリルアミドプロピルジメチルアミンまたはその塩、N−メチロール(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド類;
N−ビニルホルムアミド、N−ビニルアセトアミド、N−ビニルピロリドン等のN−ビニルアミド類;
メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、tert−ブチルビニルエーテル、ドデシルビニルエーテル、ステアリルビニルエーテル等のビニルエーテル類;
(メタ)アクリロニトリル等のニトリル類;塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン等のハロゲン化ビニル類;酢酸アリル、塩化アリル等のアリル化合物;マレイン酸、またはイタコン酸等の不飽和カルボン酸類およびこれらのエステルである不飽和カルボン酸エステル類;ビニルトリメトキシシラン等のビニルシリル化合物;等を挙げることができる。
変性ポリビニルアルコール樹脂においてその他のモノマーによる変性量は、変性ポリビニルアルコール樹脂を構成する全モノマーのうち、好ましくは20モル%以下、より好ましくは10モル% 以下である。
Further, it may be a modified polyvinyl alcohol resin obtained by copolymerizing other monomers when polymerizing polyvinyl ester or polyvinyl ether. Examples of other monomers include olefins such as ethylene, propylene, 1-butene and isobutene;
Methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, 2- Alkyl (meth) acrylates such as ethylhexyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, and lauryl (meth) acrylate;
(Meth) acrylamide, N-methyl (meth) acrylamide, N-ethyl (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, diacetone (meth) acrylamide, (meth) acrylamidopropyldimethylamine or a salt thereof, N- (Meth) acrylamides such as methylol (meth) acrylamide;
N-vinylamides such as N-vinylformamide, N-vinylacetamide, N-vinylpyrrolidone;
Vinyl ethers such as methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, isopropyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, isobutyl vinyl ether, tert-butyl vinyl ether, dodecyl vinyl ether, stearyl vinyl ether;
Nitriles such as (meth) acrylonitrile; vinyl halides such as vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl fluoride, and vinylidene fluoride; allyl compounds such as allyl acetate and allyl chloride; unsaturated carboxylic acids such as maleic acid and itaconic acid Examples thereof include acids and unsaturated carboxylic acid esters which are esters thereof; vinylsilyl compounds such as vinyltrimethoxysilane; and the like.
In the modified polyvinyl alcohol resin, the amount of modification with other monomers is preferably 20 mol% or less, more preferably 10 mol% or less among all monomers constituting the modified polyvinyl alcohol resin.

ポリビニルエステルをけん化してポリビニルアルコール樹脂(CC1)を得る際に用いられるけん化触媒としては、アルカリ触媒および酸触媒が挙げられ、従来から公知のものを使用することができる。アルカリ触媒としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア、ナトリウムメチラートなどが挙げられる。酸触媒としては、硫酸、塩酸、P−トルエンスルホン酸などが挙げられる。ポリビニルアルコール樹脂(CC1)のけん化度としては、70モル%以上が好ましく、より好ましくは、80モル%以上である。 Examples of the saponification catalyst used when saponifying the polyvinyl ester to obtain the polyvinyl alcohol resin (C C1 ) include alkali catalysts and acid catalysts, and conventionally known ones can be used. Examples of the alkali catalyst include sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia, sodium methylate and the like. Examples of the acid catalyst include sulfuric acid, hydrochloric acid, P-toluenesulfonic acid and the like. The degree of saponification of the polyvinyl alcohol resin (C C1 ) is preferably 70 mol% or more, and more preferably 80 mol% or more.

市販のポリビニルアルコール樹脂(CC1)としては、特に制限されないが、例えば、以下のものが挙げられる。これらは単独で用いても、併用しても良い。 Although it does not restrict | limit especially as a commercially available polyvinyl alcohol resin ( CC1 ), For example, the following are mentioned. These may be used alone or in combination.

日本合成化学社製のポリビニルアルコール樹脂としては、ゴーセノールNH−26、NH−18、NM−14、AH−17、A−300、GM−14L、GL−05、及びKL−05等が挙げられる。 Examples of the polyvinyl alcohol resin manufactured by Nippon Synthetic Chemical Co., Ltd. include Gohsenol NH-26, NH-18, NM-14, AH-17, A-300, GM-14L, GL-05, and KL-05.

電気化学工業社製のポリビニルアルコール樹脂としては、デンカポバールK−05、K−17C、K−24E、H−12、B−05、及びB−17等が挙げられる。 Examples of polyvinyl alcohol resins manufactured by Denki Kagaku Kogyo include Denkapoval K-05, K-17C, K-24E, H-12, B-05, and B-17.

クラレ社製のポリビニルアルコール樹脂としては、POVAL PVA−103、105、117、205、217、405及び420等が挙げられる。 Examples of the polyvinyl alcohol resin manufactured by Kuraray include POVAL PVA-103, 105, 117, 205, 217, 405 and 420.

<ポリビニルアセタール樹脂(CC2)>
本発明に用いるポリビニルアセタール樹脂(CC2)の製法については特に制限はなく、公知の方法で合成されたポリビニルアセタール樹脂および市販のものも使用することができる。
<Polyvinyl acetal resin (C C2 )>
There is no restriction | limiting in particular about the manufacturing method of the polyvinyl acetal resin ( CC2 ) used for this invention, The polyvinyl acetal resin synthesize | combined by the well-known method and a commercially available thing can also be used.

本発明において使用されるポリビニルアセタール樹脂(CC2)の製造方法としては、例えば、前記ポリビニルアルコール樹脂とアルデヒド類を反応させてアセタール化する方法が挙げられる。上記アセタール化に用いるアルデヒド類としては、例えば、アセトアルデヒド、n−ブチルアルデヒド、プロピオンアルデヒド、イソブチルアルデヒド、n−バレルアルデヒド、n−ヘキシルアルデヒド、2−エチルブチルアルデヒド、n−ヘプチルアルデヒド、n−オクチルアルデヒド、n−ノニルアルデヒド、n−デシルアルデヒド等の脂肪族アルデヒド類;
ベンズアルデヒド、シンナムアルデヒド等の芳香族アルデヒド類が挙げられる。これ等のアルデヒドは単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。特に、アセタール化反応に優れるn−ブチルアルデヒドが好ましい。
Examples of the method for producing the polyvinyl acetal resin (C C2 ) used in the present invention include a method of reacting the polyvinyl alcohol resin with an aldehyde to acetalize. Examples of aldehydes used for the acetalization include acetaldehyde, n-butyraldehyde, propionaldehyde, isobutyraldehyde, n-valeraldehyde, n-hexylaldehyde, 2-ethylbutyraldehyde, n-heptylaldehyde, and n-octylaldehyde. Aliphatic aldehydes such as n-nonylaldehyde and n-decylaldehyde;
Aromatic aldehydes such as benzaldehyde and cinnamaldehyde are exemplified. These aldehydes may be used alone or in combination of two or more. In particular, n-butyraldehyde which is excellent in acetalization reaction is preferable.

アセタール化に用いられる酸触媒としては特に限定されず、有機酸および無機酸のいずれを用いても良い、例えば、酢酸、パラトルエンスルホン酸、硝酸、硫酸、塩酸等が挙げられる。これらの中でも塩酸が好ましい。 It does not specifically limit as an acid catalyst used for acetalization, Any of an organic acid and an inorganic acid may be used, for example, an acetic acid, paratoluenesulfonic acid, nitric acid, a sulfuric acid, hydrochloric acid etc. are mentioned. Of these, hydrochloric acid is preferred.

本発明の方法によって得られるポリビニルアセタール樹脂(CC2)のアセタール化度は、好ましくは40〜80モル%、さらに好ましくは50〜80モル%である。また、ビニルエステル単位の残存量は0.1〜20モル%、ビニルアルコール単位の残存量は10 〜45モル%がそれぞれ好ましい。なお、上記したアセタール化度、ビニルエステル単位の残存、ビニルアルコール単位の残存量は、全ビニルモノマー単位に対する割合である。 The degree of acetalization of the polyvinyl acetal resin (C C2 ) obtained by the method of the present invention is preferably 40 to 80 mol%, more preferably 50 to 80 mol%. Further, the residual amount of vinyl ester units is preferably 0.1 to 20 mol%, and the residual amount of vinyl alcohol units is preferably 10 to 45 mol%. The acetalization degree, the remaining vinyl ester units, and the remaining amount of vinyl alcohol units are in proportion to the total vinyl monomer units.

市販のポリビニルアセタール樹脂(CC2)としては、特に制限されないが、例えば、以下のものが挙げられる。これらは単独で用いても、併用しても良い。 Although it does not restrict | limit especially as a commercially available polyvinyl acetal resin ( CC2 ), For example, the following are mentioned. These may be used alone or in combination.

積水化学工業社製のポリビニルアセタール樹脂としては、エスレックBL−1、BL−10、BM−1、BM−S、BH−3、BH−S、BX−L、BX−1、KS−10、及びKS−5等が挙げられる。 As the polyvinyl acetal resin manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., ESREC BL-1, BL-10, BM-1, BM-S, BH-3, BH-S, BX-L, BX-1, KS-10, and KS-5 etc. are mentioned.

電気化学工業社製のポリビニルアセタール樹脂としては、デンカブチラール#3000−1、#3000−K、及び#4000−2等が挙げられる。 Examples of the polyvinyl acetal resin manufactured by Denki Kagaku Kogyo include Denkabutyral # 3000-1, # 3000-K, and # 4000-2.

クラレ社製のポリビニルアセタール樹脂としては、MOWITAL B16H、B20H、B30T、B30H、B30HH、B45M、及びB60T等が挙げられる。 Examples of the polyvinyl acetal resin manufactured by Kuraray include MOWITAL B16H, B20H, B30T, B30H, B30HH, B45M, and B60T.

<ポリビニルアミド系樹脂(CC3)>
本発明における、ポリビニルアミド系樹脂(CC3)としては、特に限定はされないが、例えば、ポリビニルアセトアミド、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、アルキル化ポリビニルピロリドン、ポリビニルピロリドンのグラフト共重合体、及びビニルピロリドンとエチレン性不飽和単量体との共重合体等が挙げられる。
<Polyvinylamide resin (C C3 )>
In the present invention, the polyvinylamide resin (C C3 ) is not particularly limited. For example, polyvinylacetamide, polyacrylamide, polyvinylpyrrolidone, alkylated polyvinylpyrrolidone, polyvinylpyrrolidone graft copolymer, and vinylpyrrolidone and ethylene And a copolymer with a polymerizable unsaturated monomer.

ビニルピロリドンと共重合できるエチレン性不飽和単量体としては、α−オレフィン、酢酸ビニル、アクリル酸エチル、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ジメチルアミノメチル、アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリロニトリル、エチレン、スチレン、無水マレイン酸、アクリル酸、硫酸ビニルナトリウム、塩化ビニル、ビニルピロリジン、トリメチルシロキシビニルシラン、プロピオン酸ビニル、ビニルカプロラクタム、メチルビニルケトン等が挙げられる。 Examples of ethylenically unsaturated monomers that can be copolymerized with vinylpyrrolidone include α-olefin, vinyl acetate, ethyl acrylate, methyl acrylate, methyl methacrylate, dimethylaminomethyl methacrylate, acrylamide, methacrylamide, acrylonitrile, ethylene, Examples include styrene, maleic anhydride, acrylic acid, sodium vinyl sulfate, vinyl chloride, vinyl pyrrolidine, trimethylsiloxy vinyl silane, vinyl propionate, vinyl caprolactam, and methyl vinyl ketone.

また、前記ビニルアミド系樹脂を、有機酸、又は無機酸で処理した酸変性物等も用いることができる。 In addition, an acid-modified product obtained by treating the vinylamide resin with an organic acid or an inorganic acid can also be used.

前記ビニルアミド系樹脂の中でも、特に、ポリビニルピロリドン、ビニルピロリドン−1−ブテン共重合体、若しくはビニルピロリドン−スチレン共重合体等のほぼ中性のビニルアミド樹脂、または、有機酸、若しくは無機酸で処理したポリビニルピロリドンの酸変性物が好ましい。 Among the vinylamide resins, in particular, a treatment with an almost neutral vinylamide resin such as polyvinylpyrrolidone, vinylpyrrolidone-1-butene copolymer, or vinylpyrrolidone-styrene copolymer, or an organic acid or an inorganic acid. An acid-modified product of polyvinyl pyrrolidone is preferred.

市販のポリビニルピロリドン樹脂としては、特に制限されないが、例えば、以下のものが挙げられる。これらは単独で用いても、併用しても良い。 Although it does not restrict | limit especially as a commercially available polyvinylpyrrolidone resin, For example, the following are mentioned. These may be used alone or in combination.

BASF社製のポリビニルピロリドンとしては、Luvitec K−17、K−30及びK−90等が挙げられる。 Examples of polyvinylpyrrolidone manufactured by BASF include Luvitec K-17, K-30, and K-90.

ISPジャパン社製のポリビニルピロリドンとしては、K−15、K−30、及びK−120等が挙げられる。 Examples of polyvinylpyrrolidone manufactured by ISP Japan include K-15, K-30, and K-120.

日本触媒社製のポリビニルピロリドンとしては、K−30、K−85及びK−90等が挙げられる。 Examples of polyvinyl pyrrolidone manufactured by Nippon Shokubai include K-30, K-85 and K-90.

<シランカップリング剤(D)>
次に、本発明におけるシランカップリング剤(D)について説明する。本発明で用いるシランカップリング剤(D)は、下記一般式(17)で表される。
<Silane coupling agent (D)>
Next, the silane coupling agent (D) in this invention is demonstrated. The silane coupling agent (D) used in the present invention is represented by the following general formula (17).

一般式(17)
Formula (17)

は、−CH、−C、−(CHCH、−CH(CH)CH、−(CHCH、−CHCH(CH、−(CHCH、−(CHCH、−(CHCH、−OCH、−OC、−OC、−(CHCF、−CH=CH、−CHCH=CH、−C、−C−CH=CH、−CCOOC(CH)=CH、−CCOOCH=CH、−CNH、−CNHCNH、−CNHC、−CN=C(CH)C、−CNHCNHCH−C−CH=CH、−CSH、−CNCO、−CNHCONH、−CNHCOOC、−CNHCHCH=CH、−CNHCNHCHCH=CH、−CNHCNHCHCOOH、−CNHCOCH=CHCOOH、−CS(CHCOOH、および下記一般式(18)〜(22)のいずれかで示される置換基を表す。 Y 1 is —CH 3 , —C 2 H 5 , — (CH 2 ) 2 CH 3 , —CH (CH 3 ) CH 3 , — (CH 2 ) 3 CH 3 , —CH 2 CH (CH 3 ) 2. , — (CH 2 ) 6 CH 3 , — (CH 2 ) 7 CH 3 , — (CH 2 ) 9 CH 3 , —OCH 3 , —OC 2 H 5 , —OC 3 H 7 , — (CH 2 ) 2 CF 3, -CH = CH 2, -CH 2 CH = CH 2, -C 6 H 5, -C 6 H 4 -CH = CH 2, -C 3 H 6 COOC (CH 3) = CH 2, -C 3 H 6 COOCH = CH 2, -C 3 H 6 NH 2, -C 3 H 6 NHC 2 H 4 NH 2, -C 3 H 6 NHC 6 H 5, -C 3 H 6 N = C (CH 3) C 4 H 9, -C 3 H 6 NHC 2 H 4 NH 2 CH-C 6 H 4 -CH = CH 2, -C 3 H 6 SH, -C 3 H 6 NCO , -C 3 H 6 NHCONH 2, -C 3 H 6 NHCOOC 2 H 5, -C 3 H 6 NHCH 2 CH = CH 2, -C 3 H 6 NHC 2 H 4 NHCH 2 CH═CH 2 , —C 3 H 6 NHC 2 H 4 NHCH 2 COOH, —C 3 H 6 NHCOCH═CHCOOH, —C 3 H 6 S (CH 2 ) 2 COOH, and the following formulas (18) to ( The substituent shown in any of 22) is represented.

一般式(18)
General formula (18)

一般式(19)
General formula (19)

一般式(20)
General formula (20)

一般式(21)
Formula (21)

一般式(22)
General formula (22)

一般式(17)〜(20)におけるX〜X20はそれぞれ独立に、−Cl、−CH、−OCH、−OC、−OC、または−OCOCHを表す。 X 9 to X 20 in the general formulas (17) to (20) are each independently —Cl, —CH 3 , —OCH 3 , —OC 2 H 5 , —OC 3 H 7 , or —OC 2 H 5 OCH. 3 is represented.

これらの中でも、本発明においては、反応性官能基を有するシランカップリングが好ましく、反応性官能基としてはアミノ基、エポキシ基、メルカプト基、イソシアネート基、ビニル基、アクリロイル基、(メタ)アクリロイル基、ウレイド基、カルボキシル基などが挙げられるが、好ましくはアミノ基、エポキシ基、メルカプト基、イソシアネート基、一般式(18)〜(20)で表される官能基などである。 Among these, in the present invention, a silane coupling having a reactive functional group is preferable, and examples of the reactive functional group include an amino group, an epoxy group, a mercapto group, an isocyanate group, a vinyl group, an acryloyl group, and a (meth) acryloyl group. Ureido groups, carboxyl groups, and the like, preferably amino groups, epoxy groups, mercapto groups, isocyanate groups, and functional groups represented by general formulas (18) to (20).

具体的な構造として挙げられるのは、一般式(17)におけるYが−OCH、−OC、−CH=CH、−CHCH=CH、−C−CH=CH、−CCOOC(CH)=CH、−CCOOCH=CH、−CNH、−CNHCNH、−CNHC、−CNHCNHCH−C−CH=CH、−CSH、−CNCO、−CNHCONH、−CNHCHCH=CH、−CNHCNHCHCH=CH、−CNHCNHCHCOOH、−CNHCOCH=CHCOOH、−CS(CHCOOH、および一般式(18)〜(22)である。 As specific structures, Y 1 in the general formula (17) is —OCH 3 , —OC 2 H 5 , —CH═CH 2 , —CH 2 CH═CH 2 , —C 6 H 4 —CH. = CH 2, -C 3 H 6 COOC (CH 3) = CH 2, -C 3 H 6 COOCH = CH 2, -C 3 H 6 NH 2, -C 3 H 6 NHC 2 H 4 NH 2, -C 3 H 6 NHC 6 H 5, -C 3 H 6 NHC 2 H 4 NH 2 CH-C 6 H 4 -CH = CH 2, -C 3 H 6 SH, -C 3 H 6 NCO, -C 3 H 6 NHCONH 2, -C 3 H 6 NHCH 2 CH = CH 2, -C 3 H 6 NHC 2 H 4 NHCH 2 CH = CH 2, -C 3 H 6 NHC 2 H 4 NHCH 2 COOH, -C 3 H 6 NHCOCH = CHCOOH, -C 3 H 6 S CH 2) a 2 COOH, and the general formula (18) to (22).

さらに、一般式(17)〜(20)におけるX〜X20がそれぞれ独立に−CH、−OCH、および−OCのいずれかである場合がより好ましい。 Furthermore, it is more preferable that X 9 to X 20 in the general formulas (17) to (20) are each independently any of —CH 3 , —OCH 3 , and —OC 2 H 5 .

次に、本発明の用いる活物質(A)および導電助剤(B)について説明する。前述の通り、本発明のリチウムイオン二次電池電極形成用組成物は、合材層を形成する合材インキ、および下地層を形成する下地層形成用組成物、いずれの用途でも使用できる。
Next, the active material (A) and the conductive additive (B) used in the present invention will be described. As described above, the composition for forming a lithium ion secondary battery electrode of the present invention can be used in any application, a composite ink for forming a composite layer and a composition for forming a base layer for forming a base layer.

<活物質(A)>
リチウムイオン二次電池用の正極活物質としては、特に限定はされないが、リチウムイオンをドーピングまたはインターカレーション可能な金属酸化物、金属硫化物等の金属化合物、および導電性高分子等を使用することができる。
例えば、Fe、Co、Ni、Mn等の遷移金属の酸化物、リチウムとの複合酸化物、遷移金属硫化物等の無機化合物等が挙げられる。具体的には、MnO、V、V13、TiO等の遷移金属酸化物粉末、層状構造のニッケル酸リチウム、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、スピネル構造のマンガン酸リチウムなどのリチウムと遷移金属との複合酸化物粉末、オリビン構造のリン酸化合物であるリン酸鉄リチウム系材料、TiS、FeSなどの遷移金属硫化物粉末等が挙げられる。
また、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェン等の導電性高分子を使用することもできる。また、上記の無機化合物や有機化合物を混合して用いてもよい。
<Active material (A)>
The positive electrode active material for the lithium ion secondary battery is not particularly limited, but metal oxides capable of doping or intercalating lithium ions, metal compounds such as metal sulfides, and conductive polymers are used. be able to.
Examples thereof include transition metal oxides such as Fe, Co, Ni, and Mn, composite oxides with lithium, and inorganic compounds such as transition metal sulfides. Specifically, transition metal oxide powders such as MnO, V 2 O 5 , V 6 O 13 , TiO 2 , layered structure lithium nickelate, lithium cobaltate, lithium manganate, spinel structure lithium manganate, etc. Examples thereof include composite oxide powders of lithium and transition metals, lithium iron phosphate materials that are phosphate compounds having an olivine structure, transition metal sulfide powders such as TiS 2 and FeS, and the like.
In addition, conductive polymers such as polyaniline, polyacetylene, polypyrrole, and polythiophene can also be used. Moreover, you may mix and use said inorganic compound and organic compound.

リチウムイオン二次電池用の負極活物質としては、リチウムイオンをドーピングまたはインターカレーション可能なものであれば特に限定されない。例えば、金属Li、その合金であるスズ合金、シリコン合金、鉛合金等の合金系、LiFe、LiFe、LiWO、チタン酸リチウム、バナジウム酸リチウム、ケイ素酸リチウム等の金属酸化物系、ポリアセチレン、ポリ−p−フェニレン等の導電性高分子系、ソフトカーボンやハードカーボンといった、アモルファス系炭素質材料や、高黒鉛化炭素材料等の人造黒鉛、あるいは天然黒鉛等の炭素質粉末、カーボンブラック、メソフェーズカーボンブラック、樹脂焼成炭素材料、気層成長炭素繊維、炭素繊維などの炭素系材料が挙げられる。これら負極活物質は、1種または複数を組み合わせて使用することも出来る。 The negative electrode active material for the lithium ion secondary battery is not particularly limited as long as it can be doped or intercalated with lithium ions. For example, metal Li, alloys thereof such as tin alloys, silicon alloys, lead alloys, etc., Li X Fe 2 O 3 , Li X Fe 3 O 4 , Li X WO 2 , lithium titanate, lithium vanadate, silicon Metal oxides such as lithium oxide, conductive polymers such as polyacetylene and poly-p-phenylene, amorphous carbonaceous materials such as soft carbon and hard carbon, artificial graphite such as highly graphitized carbon materials, or natural Examples thereof include carbonaceous powders such as graphite, carbon black, mesophase carbon black, resin-fired carbon materials, air-growth carbon fibers, and carbon fibers. These negative electrode active materials can be used alone or in combination.

これら活物質(A)の大きさは、0.05〜100μmの範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは、0.1〜50μmの範囲内である。そして、合材インキ中の活物質(A)の分散粒径は、0.5〜20μmであることが好ましい。ここでいう分散粒径とは、体積粒度分布において、粒子径の細かいものからその粒子の体積割合を積算していったときに、50%となるところの粒子径(D50)であり、一般的な粒度分布計、例えば、動的光散乱方式の粒度分布計(日機装社製「マイクロトラックUPA」)等で測定される。   The size of these active materials (A) is preferably in the range of 0.05 to 100 μm, and more preferably in the range of 0.1 to 50 μm. And it is preferable that the dispersed particle diameter of the active material (A) in compound-material ink is 0.5-20 micrometers. The dispersed particle size referred to here is a particle size (D50) that is 50% when the volume ratio of the particles is integrated from the fine particle size distribution in the volume particle size distribution. A particle size distribution meter such as a dynamic light scattering type particle size distribution meter ("Microtrack UPA" manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).

<導電助剤(B)>
次に、導電助剤である炭素材料(B)について説明する。
本発明における導電助剤である炭素材料(B)としては、導電性を有する炭素材料であれば特に限定されるものではないが、グラファイト、カーボンブラック、導電性炭素繊維(カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンファイバー)、フラーレン等を単独で、もしくは2種類以上併せて使用することができる。導電性、入手の容易さ、およびコスト面から、カーボンブラックの使用が好ましい。
<Conductive aid (B)>
Next, the carbon material (B) which is a conductive support agent will be described.
The carbon material (B), which is a conductive aid in the present invention, is not particularly limited as long as it is a conductive carbon material, but graphite, carbon black, conductive carbon fiber (carbon nanotube, carbon nanofiber) , Carbon fiber), fullerene and the like can be used alone or in combination of two or more. From the viewpoint of conductivity, availability, and cost, it is preferable to use carbon black.

カーボンブラックとしては、気体もしくは液体の原料を反応炉中で連続的に熱分解し製造するファーネスブラック、特にエチレン重油を原料としたケッチェンブラック、原料ガスを燃焼させて、その炎をチャンネル鋼底面にあて急冷し析出させたチャンネルブラック、ガスを原料とし燃焼と熱分解を周期的に繰り返すことにより得られるサーマルブラック、特にアセチレンガスを原料とするアセチレンブラックなどの各種のものを単独で、もしくは2種類以上併せて使用することができる。また、通常行われている酸化処理されたカーボンブラックや、中空カーボン等も使用できる。   Carbon black is a furnace black produced by continuously pyrolyzing a gas or liquid raw material in a reactor, especially ketjen black using ethylene heavy oil as a raw material. Channel black that has been rapidly cooled and precipitated, thermal black obtained by periodically repeating combustion and thermal decomposition using gas as a raw material, and particularly various types such as acetylene black using acetylene gas as a raw material, or 2 More than one type can be used in combination. Ordinarily oxidized carbon black, hollow carbon and the like can also be used.

カーボンの酸化処理は、カーボンを空気中で高温処理したり、硝酸や二酸化窒素、オゾン等で二次的に処理したりすることより、例えばフェノール基、キノン基、カルボキシル基、カルボニル基の様な酸素含有極性官能基をカーボン表面に直接導入(共有結合)する処理であり、カーボンの分散性を向上させるために一般的に行われている。しかしながら、官能基の導入量が多くなる程カーボンの導電性が低下することが一般的であるため、酸化処理をしていないカーボンの使用が好ましい。   The oxidation treatment of carbon is performed by treating carbon at a high temperature in the air or by secondary treatment with nitric acid, nitrogen dioxide, ozone, etc., for example, such as phenol group, quinone group, carboxyl group, carbonyl group. This is a treatment for directly introducing (covalently bonding) an oxygen-containing polar functional group to the carbon surface, and is generally performed to improve the dispersibility of carbon. However, since it is common for the conductivity of carbon to fall, so that the introduction amount of a functional group increases, it is preferable to use the carbon which has not been oxidized.

用いるカーボンブラックの比表面積は、値が大きいほど、カーボンブラック粒子どうしの接触点が増えるため、電極の内部抵抗を下げるのに有利となる。具体的には、窒素の吸着量から求められる比表面積(BET)で、20m/g以上、1500m/g以下、好ましくは50m/g以上、1500m/g以下、更に好ましくは100m/g以上、1500m/g以下のものを使用することが望ましい。比表面積が20m/gを下回るカーボンブラックを用いると、十分な導電性を得ることが難しくなる場合があり、1500m/gを超えるカーボンブラックは、市販材料での入手が困難となる場合がある。 As the specific surface area of the carbon black used increases, the number of contact points between the carbon black particles increases, which is advantageous in reducing the internal resistance of the electrode. Specifically, the specific surface area (BET) determined from the adsorption amount of nitrogen is 20 m 2 / g or more and 1500 m 2 / g or less, preferably 50 m 2 / g or more and 1500 m 2 / g or less, more preferably 100 m 2. / G or more and 1500 m 2 / g or less are desirable. When carbon black having a specific surface area of less than 20 m 2 / g is used, it may be difficult to obtain sufficient conductivity, and carbon black of more than 1500 m 2 / g may be difficult to obtain from commercially available materials. is there.

また、用いるカーボンブラックの粒径は、一次粒子径で0.005〜1μmが好ましく、特に、0.01〜0.2μmが好ましい。ただし、ここでいう一次粒子径とは、電子顕微鏡などで測定された粒子径を平均したものである。   Further, the particle size of the carbon black to be used is preferably 0.005 to 1 μm, particularly preferably 0.01 to 0.2 μm in terms of primary particle size. However, the primary particle diameter here is an average of the particle diameters measured with an electron microscope or the like.

導電助剤である炭素材料(B)の合材インキ中の分散粒径は、0.03μm以上、5μm以下に微細化することが望ましい。導電助剤としての炭素材料の分散粒径が0.03μm未満の組成物は、その作製が難しい場合がある。又、導電助剤としての炭素材料の分散粒径が2μmを超える組成物を用いた場合には、合材塗膜の材料分布のバラつき、電極の抵抗分布のバラつき等の不具合が生じる場合がある。
ここでいう分散粒径とは、体積粒度分布において、粒子径の細かいものからその粒子の体積割合を積算していったときに、50%となるところの粒子径(D50)であり、一般的な粒度分布計、例えば、動的光散乱方式の粒度分布計(日機装社製「マイクロトラックUPA」)等で測定される。
It is desirable that the dispersed particle size in the composite ink of the carbon material (B), which is a conductive additive, be refined to 0.03 μm or more and 5 μm or less. It may be difficult to produce a composition having a dispersed particle size of the carbon material as the conductive aid of less than 0.03 μm. In addition, when a composition having a dispersed particle size of the carbon material as the conductive auxiliary agent exceeding 2 μm is used, there may be problems such as variations in the material distribution of the composite coating film and variations in the resistance distribution of the electrodes. .
The dispersed particle size referred to here is a particle size (D50) that is 50% when the volume ratio of the particles is integrated from the fine particle size distribution in the volume particle size distribution. A particle size distribution meter such as a dynamic light scattering type particle size distribution meter ("Microtrack UPA" manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).

市販のカーボンブラックとしては、例えば、トーカブラック#4300、#4400、#4500、#5500等(東海カーボン社製、ファーネスブラック)、プリンテックスL等(デグサ社製、ファーネスブラック)、Raven7000、5750、5250、5000ULTRAIII、5000ULTRA等、Conductex SC ULTRA、Conductex 975ULTRA等、PUER BLACK100、115、205等(コロンビヤン社製、ファーネスブラック)、#2350、#2400B、#2600B、#30050B、#3030B、#3230B、#3350B、#3400B、#5400B等(三菱化学社製、ファーネスブラック)、MONARCH1400、1300、900、VulcanXC−72R、BlackPearls2000等(キャボット社製、ファーネスブラック)、Ensaco250G、Ensaco260G、Ensaco350G、SuperP−Li(TIMCAL社製)、ケッチェンブラックEC−300J、EC−600JD(アクゾ社製)、デンカブラック、デンカブラックHS−100、FX−35(電気化学工業社製、アセチレンブラック)等、グラファイトとしては例えば人造黒鉛や燐片状黒鉛、塊状黒鉛、土状黒鉛などの天然黒鉛が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、2種以上を組み合わせて用いても良い。   Examples of commercially available carbon black include Toka Black # 4300, # 4400, # 4500, # 5500 (Tokai Carbon Co., Furnace Black), Printex L and the like (Degussa Co., Furnace Black), Raven 7000, 5750, 5250, 5000 ULTRA III, 5000 ULTRA, etc., Conductex SC ULTRA, Conductex 975 ULTRA, etc., PUER BLACK100, 115, 205, etc. (manufactured by Colombian, Furnace Black), # 2350, # 2400B, # 2600B, # 30050B, # 3030B, # 3030B, # 3030B 3350B, # 3400B, # 5400B, etc. (Mitsubishi Chemical Corporation, furnace black), MONARCH1400, 1300, 900, VulcanXC-7 2R, BlackPearls2000, etc. (Cabot, Furnace Black), Ensaco 250G, Ensaco 260G, Ensaco 350G, SuperP-Li (manufactured by TIMCAL), Ketjen Black EC-300J, EC-600JD (manufactured by Akzo), Denka Black, Denka Black HS Examples of graphite such as -100, FX-35 (manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., acetylene black) include natural graphite such as artificial graphite, flake graphite, lump graphite, and earth graphite, but are not limited thereto. They may be used in combination of two or more.

導電性炭素繊維としては石油由来の原料から焼成して得られるものが良いが、植物由来の原料からも焼成して得られるものも用いることができる。例えば石油由来の原料で製造される昭和電工社製のVGCFなどを挙げることができる。   As the conductive carbon fibers, those obtained by firing from petroleum-derived raw materials are preferable, but those obtained by firing from plant-derived raw materials can also be used. For example, VGCF manufactured by Showa Denko Co., Ltd. manufactured with petroleum-derived raw materials can be mentioned.

本発明の電池用組成物に用いても良い液状媒体(以降、本明細書中では溶剤または溶媒と称する場合がある)としては、例えば、アルコール類、グリコール類、セロソルブ類、アミノアルコール類、アミン類、ケトン類、カルボン酸アミド類、リン酸アミド類、スルホキシド類、カルボン酸エステル類、リン酸エステル類、エーテル類、ニトリル類が挙げられる。 Examples of the liquid medium that may be used in the battery composition of the present invention (hereinafter sometimes referred to as a solvent or a solvent in the present specification) include alcohols, glycols, cellosolves, amino alcohols, amines, and the like. , Ketones, carboxylic acid amides, phosphoric acid amides, sulfoxides, carboxylic acid esters, phosphoric acid esters, ethers and nitriles.

これらの中でも、比誘電率が15以上の極性溶剤を使用することが好ましい。比誘電率は、溶剤の極性の強さを表す指標のひとつであり、浅原ほか編「溶剤ハンドブック」((株)講談社サイエンティフィク、1990年)等に記載されている。
例えば、メチルアルコール(比誘電率:33.1)、エチルアルコール(23.8)、2−プロパノール(18.3)、1−ブタノール(17.1)、1,2−エタンジオール(38.66)、1,2−プロパンジオール(32.0)、1,3−プロパンジオール(35.0)、1,4−ブタンジオール(31.1)、ジエチレングリコール(31.69)、2−メトキシエタノール(16.93)、2−エトキシエタノール(29.6)、2−アミノエタノール(37.7)、アセトン(20.7)、メチルエチルケトン(18.51)、ホルムアミド(111.0)、N−メチルホルムアミド(182.4)、N,N−ジメチルホルムアミド(36.71)、N−メチルアセトアミド(191.3)、N,N−ジメチルアセトアミド(37.78)、N−メチルプロピオンアミド(172.2)、N−メチルピロリドン(32.0)、ヘキサメチル燐酸トリアミド(29.6)、ジメチルスルホキシド(48.9)、スルホラン(43.3)、アセトニトリル(37.5)、プロピオニトリル(29.7)等が挙げられるが、これらに限定されない。
Among these, it is preferable to use a polar solvent having a relative dielectric constant of 15 or more. The relative dielectric constant is one of the indices indicating the strength of the polarity of the solvent, and is described in Asahara et al., “Solvent Handbook” (Kodansha Scientific Co., Ltd., 1990).
For example, methyl alcohol (dielectric constant: 33.1), ethyl alcohol (23.8), 2-propanol (18.3), 1-butanol (17.1), 1,2-ethanediol (38.66) ), 1,2-propanediol (32.0), 1,3-propanediol (35.0), 1,4-butanediol (31.1), diethylene glycol (31.69), 2-methoxyethanol ( 16.93), 2-ethoxyethanol (29.6), 2-aminoethanol (37.7), acetone (20.7), methyl ethyl ketone (18.51), formamide (111.0), N-methylformamide (182.4), N, N-dimethylformamide (36.71), N-methylacetamide (191.3), N, N-dimethylacetamide (3 .78), N-methylpropionamide (172.2), N-methylpyrrolidone (32.0), hexamethylphosphoric triamide (29.6), dimethyl sulfoxide (48.9), sulfolane (43.3), acetonitrile (37.5), propionitrile (29.7), and the like, but are not limited thereto.

とりわけ、比誘電率が15以上、200以下、好ましくは15以上、100以下、更に好ましくは、20以上、100以下の極性溶剤を使用することが、活物質や導電助剤の分散性に優れており好ましい。   In particular, the use of a polar solvent having a relative dielectric constant of 15 or more and 200 or less, preferably 15 or more and 100 or less, more preferably 20 or more and 100 or less is excellent in dispersibility of the active material and the conductive assistant. It is preferable.

また、溶剤の選択は、活物質との反応性、及びバインダー樹脂に対する溶解性等を鑑みつつ行う。分散性が高く、活物質との反応性が低く、バインダー樹脂の溶解性の高い溶剤を選択することが好ましい。   The solvent is selected in view of reactivity with the active material, solubility in the binder resin, and the like. It is preferable to select a solvent having high dispersibility, low reactivity with the active material, and high solubility of the binder resin.

更に、環境負荷軽減や経済的有利性等から、電極製造工程において排出される溶剤を回収・再利用する場合は、混合溶剤ではなく、単一溶剤での使用が好ましい。   Furthermore, from the viewpoint of reducing environmental burdens and economic advantages, when recovering and reusing the solvent discharged in the electrode manufacturing process, it is preferable to use a single solvent instead of a mixed solvent.

これら、比誘電率、活物質との反応性、及びバインダー樹脂の溶解性を満たし、単一使用での汎用性を有する溶剤としては、アミド系溶剤が好ましく、特に、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、ヘキサメチル燐酸トリアミド等のアミド系非プロトン性の非水系溶剤の使用が好ましい。   As the solvent satisfying the relative permittivity, the reactivity with the active material, and the solubility of the binder resin and having versatility in a single use, an amide solvent is preferable, and in particular, N, N-dimethylformamide, It is preferable to use an amide aprotic non-aqueous solvent such as N, N-diethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylacetamide, N-methylpyrrolidone, hexamethylphosphoric triamide.

<合材インキ>
本発明のリチウムイオン二次電池電極形成用組成物の好適な態様の1つである活物質を必須とする合材インキについて説明する。合材インキは、正極合材インキまたは負極合材インキがあり、既に説明したように、それぞれ下記(1)〜(4)に示すような種々の態様がある。
(1)活物質(A)と樹脂型分散剤(C)とシランカップリング剤(D)と液状媒体とを含有する合材インキ。
(2)前記(1)に導電助剤(B)をさらに含有する合材インキ。
(3)前記(1)にバインダーをさらに含有する合材インキ。
(4)前記(1)に導電助剤(B)とバインダーとをさらに含有する合材インキ。
<Composite ink>
A description will be given of a composite ink essentially comprising an active material, which is one of the preferred embodiments of the composition for forming a lithium ion secondary battery electrode of the present invention. There exist positive mix ink or negative mix ink as compound ink, and as already demonstrated, there are various modes as shown in the following (1) to (4), respectively.
(1) A composite ink containing an active material (A), a resin-type dispersant (C), a silane coupling agent (D), and a liquid medium.
(2) A composite ink further containing a conductive additive (B) in (1).
(3) A composite ink further containing a binder in (1).
(4) The composite ink further containing the conductive additive (B) and a binder in (1).

本発明の合材インキは、バインダーをさらに含有することもできる。本発明の中のバインダーとは、活物質や導電助剤などといった粒子を結着させるために使用されるものであり、それら粒子を溶媒中へ分散させる効果は小さいものである。   The composite ink of the present invention can further contain a binder. The binder in the present invention is used for binding particles such as an active material and a conductive auxiliary agent, and the effect of dispersing the particles in a solvent is small.

本発明の電極形成用組成物に用いられるバインダーとしては、エチレン、プロピレン、塩化ビニル、酢酸ビニル、ビニルアルコール、マレイン酸、アクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、アクリロニトリル、スチレン等を構成単位として含む重合体または共重合体;ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、アクリル樹脂、ホルムアルデヒド樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂;カルボキシメチルセルロースのようなセルロース樹脂;スチレン−ブタジエンゴム、フッ素ゴムのようなゴム類;ポリアニリン、ポリアセチレンのような導電性樹脂等が挙げられる。また、これらの樹脂の変性体や混合物、および共重合体でも良い。これらバインダーを単独で用いても、2種以上併用してもよい。特に、耐性面から分子内にフッ素原子を含む高分子化合物、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、テトラフルオロエチレン等の使用が好ましい。 Examples of the binder used in the electrode forming composition of the present invention include ethylene, propylene, vinyl chloride, vinyl acetate, vinyl alcohol, maleic acid, acrylic acid, acrylic ester, methacrylic acid, methacrylic ester, acrylonitrile, styrene, and the like. Polymer or copolymer containing as a structural unit: polyurethane resin, polyester resin, phenol resin, epoxy resin, phenoxy resin, urea resin, melamine resin, alkyd resin, acrylic resin, formaldehyde resin, silicone resin, fluorine resin; carboxymethylcellulose Such cellulose resins; rubbers such as styrene-butadiene rubber and fluororubber; and conductive resins such as polyaniline and polyacetylene. Moreover, the modified body and mixture of these resin, and a copolymer may be sufficient. These binders may be used alone or in combination of two or more. In particular, it is preferable to use a polymer compound containing a fluorine atom in the molecule, for example, polyvinylidene fluoride, polyvinyl fluoride, tetrafluoroethylene, etc. from the viewpoint of resistance.

また、本発明の合材インキにおいては、合材インキの粘度を制御する目的や、合材層の皮膜形成を補助する目的でこれらのバインダーを単独使用または2種以上併用することもできる。 In the composite ink of the present invention, these binders can be used alone or in combination of two or more for the purpose of controlling the viscosity of the composite ink or assisting the formation of a film of the composite layer.

さらに、合材インキには、成膜助剤、消泡剤、レベリング剤、防腐剤、pH調整剤、粘性調整剤などを必要に応じて配合できる。   Furthermore, a film forming aid, an antifoaming agent, a leveling agent, a preservative, a pH adjuster, a viscosity adjuster, and the like can be blended in the composite ink as necessary.

塗工方法によるが、固形分30〜90重量%の範囲で、合材インキの粘度は、100mPa・s以上、30,000mPa・s以下とするのが好ましい。
塗工可能な粘度範囲内において、活物質(A)はできるだけ多く含まれることが好ましく、例えば、合材インキ固形分に占める活物質(A)の割合は、80重量%以上、99重量%以下が好ましい。
Although it depends on the coating method, the viscosity of the composite ink is preferably 100 mPa · s or more and 30,000 mPa · s or less in the range of 30 to 90% by weight of the solid content.
It is preferable that the active material (A) is contained as much as possible within the viscosity range that can be applied. For example, the proportion of the active material (A) in the solid ink solid content is 80 wt% or more and 99 wt% or less. Is preferred.

本発明の合材インキが導電助剤(B)を含む場合、合材インキ固形分に占める導電助剤(B)の割合は、0.1〜15重量%であることが好ましい。 When the composite ink of this invention contains a conductive support agent (B), it is preferable that the ratio of the conductive support agent (B) to solid composite ink solid content is 0.1 to 15 weight%.

また、本発明において、合材インキ中に占める樹脂型分散剤(C)の割合は、活物質(A)と導電助剤(B)の重量の合計に対して0.1〜15重量%であることが好ましい。より好ましくは、0.1〜10重量%、さらに好ましくは0.1〜5重量%である。   In the present invention, the proportion of the resin-type dispersant (C) in the composite ink is 0.1 to 15% by weight with respect to the total weight of the active material (A) and the conductive additive (B). Preferably there is. More preferably, it is 0.1 to 10 weight%, More preferably, it is 0.1 to 5 weight%.

また、本発明において、合材インキ中に占めるシランカップリング剤(D)の割合は、活物質(A)と導電助剤(B)の重量の合計に対して0.001〜5.0重量%であることが好ましい。より好ましくは、0.003〜1.0重量%、さらに好ましくは0.005〜0.10重量%である。   In the present invention, the proportion of the silane coupling agent (D) in the composite ink is 0.001 to 5.0 weight with respect to the total weight of the active material (A) and the conductive auxiliary agent (B). % Is preferred. More preferably, it is 0.003-1.0 weight%, More preferably, it is 0.005-0.10 weight%.

また、本発明の合材インキがバインダーを含む場合、合材インキ固形分に占めるバインダーの割合は、0.1〜15重量%であることが好ましい。より好ましくは、1〜8重量%である。   Moreover, when the compound ink of this invention contains a binder, it is preferable that the ratio of the binder to the compound ink solid content is 0.1 to 15 weight%. More preferably, it is 1 to 8% by weight.

このような合材インキは、種々の方法で得ることができる。本発明の合材インキを作製する手法について、前述の(4)である、活物質(A)、導電助剤(B)、樹脂型分散剤(C)、シランカップリング剤(D)および液状媒体を含有する合材インキ、を例として説明する。例えば、   Such a composite ink can be obtained by various methods. Regarding the method for producing the composite ink of the present invention, the active material (A), the conductive auxiliary agent (B), the resin-type dispersant (C), the silane coupling agent (D) and the liquid which are (4) described above. A composite ink containing a medium will be described as an example. For example,

(4−1) 活物質(A)と樹脂型分散剤(C)と液状媒体とを含有する活物質分散体を得、該分散体に導電助剤(B)とシランカップリング剤(D)とバインダーとを加え、合材インキを得ることができる。
導電助剤(B)とシランカップリング剤(D)とバインダーは、いずれの順で添加してもよい。また、予め2つ以上の材料を混合してから、前記の活物質分散体に添加してもよい。
(4-1) An active material dispersion containing an active material (A), a resin-type dispersant (C), and a liquid medium is obtained, and a conductive additive (B) and a silane coupling agent (D) are added to the dispersion. A binder ink can be added to obtain a composite ink.
You may add a conductive support agent (B), a silane coupling agent (D), and a binder in any order. Further, two or more materials may be mixed in advance and then added to the active material dispersion.

(4−2) 導電助剤(B)と樹脂型分散剤(C)と液状媒体と含有する導電助剤分散体を得、該分散体に活物質(A)とシランカップリング剤(D)バインダーとを加え、合材インキを得ることができる。
活物質(A)とシランカップリング剤(D)とバインダーは、いずれの順で添加してもよい。また、予め2つ以上の材料を混合してから、前記の導電助剤分散体に添加してもよい。
(4-2) Conductive auxiliary agent dispersion containing conductive additive (B), resin-type dispersant (C) and liquid medium is obtained, and active material (A) and silane coupling agent (D) are obtained in the dispersion. A binder ink can be added to obtain a composite ink.
The active material (A), the silane coupling agent (D), and the binder may be added in any order. Moreover, after mixing 2 or more materials previously, you may add to the said conductive support agent dispersion.

(4−3) 活物質(A)と樹脂型分散剤(C)とシランカップリング剤(D)とバインダーと液状媒体と含有する活物質分散体を得、該分散体に導電助剤(B)を加え、合材インキを得ることができる。 (4-3) An active material dispersion containing an active material (A), a resin-type dispersant (C), a silane coupling agent (D), a binder, and a liquid medium is obtained, and a conductive additive (B ) To obtain a composite ink.

(4−4) 導電助剤(B)と樹脂型分散剤(C)とシランカップリング剤(D)とバインダーと液状媒体と含有する導電助剤分散体を得、該分散体に活物質(A)を加え、合材インキを得ることができる。 (4-4) A conductive auxiliary agent dispersion containing a conductive auxiliary agent (B), a resin-type dispersant (C), a silane coupling agent (D), a binder, and a liquid medium is obtained, and an active material ( A) can be added to obtain a composite ink.

(4−5) 活物質(A)と樹脂型分散剤(C)とシランカップリング剤(D)と液状媒体とを含有する活物質分散体を得、一方で導電助剤(B)と樹脂型分散剤(C)とシランカップリング剤(D)と液状媒体とを含有する導電助剤分散体を得、該活物質分散体と該導電助剤分散体とバインダーとを混合して合材インキを得ることができる。 (4-5) An active material dispersion containing an active material (A), a resin-type dispersant (C), a silane coupling agent (D), and a liquid medium is obtained, while a conductive auxiliary agent (B) and a resin are obtained. A conductive auxiliary agent dispersion containing a mold dispersant (C), a silane coupling agent (D), and a liquid medium is obtained, and the active material dispersion, the conductive auxiliary agent dispersion, and a binder are mixed and mixed. Ink can be obtained.

(4−6) 活物質(A)と導電助剤(B)と樹脂型分散剤(C)とシランカップリング剤(D)とバインダーと液状媒体をほとんど同時に混合し、合材インキを得ることができる。 (4-6) Mixing the active material (A), the conductive additive (B), the resin-type dispersant (C), the silane coupling agent (D), the binder and the liquid medium almost simultaneously to obtain a composite ink. Can do.

(分散機・混合機)
合材インキを得る際に用いられる装置としては、顔料分散等に通常用いられている分散機、混合機が使用できる。
例えば、ディスパー、ホモミキサー、若しくはプラネタリーミキサー等のミキサー類;エム・テクニック社製「クレアミックス」、若しくはPRIMIX社「フィルミックス」等のホモジナイザー類;ペイントコンディショナー(レッドデビル社製)、ボールミル、サンドミル(シンマルエンタープライゼス社製「ダイノミル」等)、アトライター、パールミル(アイリッヒ社製「DCPミル」等)、若しくはコボールミル等のメディア型分散機;湿式ジェットミル(ジーナス社製「ジーナスPY」、スギノマシン社製「スターバースト」、ナノマイザー社製「ナノマイザー」等)、エム・テクニック社製「クレアSS−5」、若しくは奈良機械社製「MICROS」等のメディアレス分散機;または、その他ロールミル等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、分散機としては、分散機からの金属混入防止処理を施したものを用いることが好ましい。
(Disperser / Mixer)
As an apparatus used for obtaining the composite ink, a disperser or a mixer which is usually used for pigment dispersion or the like can be used.
For example, mixers such as dispersers, homomixers, or planetary mixers; homogenizers such as “Clearmix” manufactured by M Technique, or “fillmix” manufactured by PRIMIX; paint conditioner (manufactured by Red Devil), ball mill, sand mill (Shinmaru Enterprises "Dynomill", etc.), Attritor, Pearl Mill (Eirich "DCP Mill", etc.), or Coball Mill, etc .; Media type dispersers; Wet Jet Mill (Genus, "Genus PY", Sugino Media-less dispersers such as “Starburst” manufactured by Machine, “Nanomizer” manufactured by Nanomizer, etc., “Claire SS-5” manufactured by M Technique, or “MICROS” manufactured by Nara Machinery; or other roll mills, etc. Although The present invention is not limited to these. Moreover, as the disperser, it is preferable to use a disperser that has been subjected to a metal contamination prevention treatment from the disperser.

例えば、メディア型分散機を使用する場合は、アジテーター及びベッセルがセラミック製又は樹脂製の分散機を使用する方法や、金属製アジテーター及びベッセル表面をタングステンカーバイド溶射や樹脂コーティング等の処理をした分散機を用いることが好ましい。そして、メディアとしては、ガラスビーズ、または、ジルコニアビーズ、若しくはアルミナビーズ等のセラミックビーズを用いることが好ましい。また、ロールミルを使用する場合についても、セラミック製ロールを用いることが好ましい。分散装置は、1種のみを使用しても良いし、複数種の装置を組み合わせて使用しても良い。また、強い衝撃で粒子が割れたり、潰れたりしやすい正または負極活物質の場合は、メディア型分散機よりは、ロールミルやホモジナイザー等のメディアレス分散機が好ましい。   For example, when using a media-type disperser, a disperser in which the agitator and vessel are made of a ceramic or resin disperser, or the surface of the metal agitator and vessel is treated with tungsten carbide spraying or resin coating. Is preferably used. As the media, it is preferable to use glass beads, ceramic beads such as zirconia beads or alumina beads. Moreover, also when using a roll mill, it is preferable to use a ceramic roll. Only one type of dispersion device may be used, or a plurality of types of devices may be used in combination. Further, in the case of a positive or negative electrode active material in which particles are easily broken or crushed by a strong impact, a medialess disperser such as a roll mill or a homogenizer is preferable to a media type disperser.

<電極下地層形成用組成物>
前述の通り、本発明のリチウムイオン二次電池電極形成用組成物は、電極下地層形成用組成物(以降、本明細書では電極下地層インキと称する場合がある)としても使用できる。
下地層形成用組成物は、導電助剤(B)と樹脂型分散剤(C)とシランカップリング剤(D)と液状媒体とを含有する。さらにバインダーを含有することもできる。
<Composition for forming electrode underlayer>
As described above, the composition for forming a lithium ion secondary battery electrode of the present invention can also be used as a composition for forming an electrode base layer (hereinafter sometimes referred to as electrode base layer ink in the present specification).
The underlayer-forming composition contains a conductive additive (B), a resin-type dispersant (C), a silane coupling agent (D), and a liquid medium. Furthermore, a binder can also be contained.

本発明の電極下地層インキにおいて、電極下地層インキ固形分に占める導電助剤(B)の割合は、5〜95重量%であることが好ましい。より好ましくは10〜90重量%である。 In the electrode underlayer ink of the present invention, the proportion of the conductive auxiliary agent (B) in the electrode underlayer ink solid content is preferably 5 to 95% by weight. More preferably, it is 10 to 90% by weight.

また、本発明において、電極下地層インキ中に占める樹脂型分散剤(C)の割合は、導電助剤(B)の重量に対して0.5〜100重量%であることが好ましい。より好ましくは、1〜30重量%、さらに好ましくは2〜10重量%である。   Moreover, in this invention, it is preferable that the ratio of the resin type dispersing agent (C) which occupies in electrode base layer ink is 0.5 to 100 weight% with respect to the weight of a conductive support agent (B). More preferably, it is 1-30 weight%, More preferably, it is 2-10 weight%.

また、本発明において、電極下地層インキ中に占めるシランカップリング剤(D)の割合は、導電助剤(B)の重量に対して0.001〜10.0重量%であることが好ましい。より好ましくは、0.003〜5.0重量%、さらに好ましくは0.005〜2.0重量%、最も好ましくは0.005〜0.1重量%である。   Moreover, in this invention, it is preferable that the ratio of the silane coupling agent (D) which occupies in electrode base layer ink is 0.001-10.0 weight% with respect to the weight of a conductive support agent (B). More preferably, it is 0.003 to 5.0% by weight, further preferably 0.005 to 2.0% by weight, and most preferably 0.005 to 0.1% by weight.

また、本発明の電極下地層インキがバインダーを含む場合、電極下地層インキ固形分に占めるバインダーの割合は、0.1〜90重量%であることが好ましい。より好ましくは、1〜80重量%。さらに好ましく10〜70重量%である。   Moreover, when the electrode underlayer ink of this invention contains a binder, it is preferable that the ratio of the binder to electrode underlayer ink solid content is 0.1 to 90 weight%. More preferably, it is 1 to 80% by weight. More preferably, it is 10 to 70% by weight.

電極下地層インキを得る際に用いられる装置としては合材インキで用いられるものと同じものが使用できる。また、電極下地層インキの適正粘度は、電極下地層インキの塗工方法によるが、一般には、10mPa・s以上、30,000mPa・s以下とするのが好ましい。 As an apparatus used for obtaining the electrode underlayer ink, the same apparatus as that used for the composite ink can be used. Moreover, although the appropriate viscosity of electrode base layer ink is based on the coating method of electrode base layer ink, generally it is preferable to set it as 10 mPa * s or more and 30,000 mPa * s or less.

<電極>
本発明のリチウムイオン二次電池電極形成用組成物のうち合材インキを、集電体上に塗工・乾燥し、合材層を形成し、リチウムイオン二次電池用電極を得ることができる。あるいは、本発明のリチウムイオン二次電池電極形成用組成物のうち下地層形成用組成物を、集電体上に塗工・乾燥し、下地層を形成し、該下地層上に、合材層を設け、リチウムイオン二次電池用電極を得ることもできる。下地層上に設ける合材層は、前述した本発明の合材インキ(1)〜(4)を用いて形成してもよいし、他の合材インキを用いて形成することもできる。
<Electrode>
Of the composition for forming a lithium ion secondary battery electrode of the present invention, a mixture ink is coated on a current collector and dried to form a mixture layer, thereby obtaining an electrode for a lithium ion secondary battery. . Alternatively, the base layer forming composition of the lithium ion secondary battery electrode forming composition of the present invention is coated and dried on a current collector to form a base layer, and a composite material is formed on the base layer. A layer may be provided to obtain an electrode for a lithium ion secondary battery. The composite material layer provided on the base layer may be formed using the above-described composite material inks (1) to (4) of the present invention, or may be formed using other composite material inks.

(集電体)
電極に使用する集電体の材質や形状は特に限定されず、各種二次電池にあったものを適宜選択することができる。例えば、集電体の材質としては、アルミニウム、銅、ニッケル、チタン、又はステンレス等の金属や合金が挙げられる。また、形状としては、一般的には平板上の箔が用いられるが、表面を粗面化したものや、穴あき箔状のもの、及びメッシュ状の集電体も使用できる。
(Current collector)
The material and shape of the current collector used for the electrode are not particularly limited, and those suitable for various secondary batteries can be appropriately selected. For example, examples of the material for the current collector include metals and alloys such as aluminum, copper, nickel, titanium, and stainless steel. In general, a flat foil is used as the shape, but a roughened surface, a perforated foil, or a mesh current collector can also be used.

集電体上に合材インキや下地層形成用組成物を塗工する方法としては、特に制限はなく公知の方法を用いることができる。具体的には、ダイコーティング法、ディップコーティング法、ロールコーティング法、ドクターコーティング法、ナイフコーティング法、スプレーコティング法、グラビアコーティング法、スクリーン印刷法または静電塗装法等が挙げる事ができ、乾燥方法としては放置乾燥、送風乾燥機、温風乾燥機、赤外線加熱機、遠赤外線加熱機などが使用できるが、特にこれらに限定されるものではない。   There is no restriction | limiting in particular as a method of apply | coating a mixture ink and the composition for base layer formation on a collector, A well-known method can be used. Specific examples include die coating method, dip coating method, roll coating method, doctor coating method, knife coating method, spray coating method, gravure coating method, screen printing method or electrostatic coating method, and the like. Examples of methods that can be used include standing drying, blower dryers, hot air dryers, infrared heaters, and far-infrared heaters, but are not particularly limited thereto.

また、塗布後に平版プレスやカレンダーロール等による圧延処理を行っても良い。電極合材層の厚みは、一般的には1μm以上、500μm以下であり、好ましくは10μm以上、300μm以下である。また、下地層を具備する場合には下地層と合材層との厚みの合計は、一般的には1μm以上、500μm以下であり、好ましくは10μm以上、300μm以下である。   Moreover, you may perform the rolling process by a lithographic press, a calender roll, etc. after application | coating. The thickness of the electrode mixture layer is generally 1 μm or more and 500 μm or less, preferably 10 μm or more and 300 μm or less. When the underlayer is provided, the total thickness of the underlayer and the composite layer is generally 1 μm or more and 500 μm or less, preferably 10 μm or more and 300 μm or less.

<二次電池>
正極もしくは負極の少なくとも一方に上記の電極を用い、二次電池を得ることができる。二次電池としては、リチウムイオン二次電池の他、ナトリウムイオン二次電池、マグネシウ二次電池、アルカリ二次電池、鉛蓄電池、ナトリウム硫黄二次電池、リチウム空気二次電池等が挙げられ、それぞれの二次電池で従来から知られている、電解液やセパレーター等を適宜用いることができる。
<Secondary battery>
A secondary battery can be obtained by using the above electrode for at least one of a positive electrode and a negative electrode. Secondary batteries include lithium ion secondary batteries, sodium ion secondary batteries, magnesium secondary batteries, alkaline secondary batteries, lead storage batteries, sodium sulfur secondary batteries, lithium air secondary batteries, etc. Conventionally known electrolyte solutions, separators, and the like for secondary batteries can be used as appropriate.

(電解液)
リチウムイオン二次電池の場合を例にとって説明する。電解液としては、リチウムを含んだ電解質を非水系の溶剤に溶解したものを用いる。電解質としては、LiBF、LiClO、LiPF、LiAsF、LiSbF、LiCFSO、Li(CFSON、LiCSO、Li(CFSOC、LiI、LiBr、LiCl、LiAlCl、LiHF、LiSCN、又はLiBPh等が挙げられるがこれらに限定されない。
(Electrolyte)
A case of a lithium ion secondary battery will be described as an example. As the electrolytic solution, an electrolyte containing lithium dissolved in a non-aqueous solvent is used. As the electrolyte, LiBF 4 , LiClO 4 , LiPF 6 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , LiCF 3 SO 3 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 N, LiC 4 F 9 SO 3 , Li (CF 3 SO 2 ) 3 C , LiI, LiBr, LiCl, LiAlCl , LiHF 2, LiSCN, or LiBPh 4 etc. but are not limited to.

非水系の溶剤としては特に限定はされないが、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、及びジエチルカーボネート等のカーボネート類;γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、及びγ−オクタノイックラクトン等のラクトン類;テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、4−メチル−1,3−ジオキソラン、1,2−メトキシエタン、1,2−エトキシエタン、及び1,2−ジブトキシエタン等のグライム類;メチルフォルメート、メチルアセテート、及びメチルプロピオネート等のエステル類;ジメチルスルホキシド、及びスルホラン等のスルホキシド類;並びに、アセトニトリル等のニトリル類等が挙げられる。又これらの溶剤は、それぞれ単独で使用しても良いが、2種以上を混合して使用しても良い。   Although it does not specifically limit as a non-aqueous solvent, For example, carbonates, such as ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, ethylmethyl carbonate, and diethyl carbonate; γ-butyrolactone, γ-valerolactone, and γ- Lactones such as octanoic lactone; tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3-dioxolane, 1,2-methoxyethane, 1,2-ethoxyethane, and 1,2 -Glymes such as dibutoxyethane; esters such as methyl formate, methyl acetate, and methyl propionate; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide and sulfolane; and nitriles such as acetonitrile. It is below. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

さらに上記電解液を、ポリマーマトリクスに保持しゲル状とした高分子電解質とすることもできる。ポリマーマトリクスとしては、ポリアルキレンオキシドセグメントを有するアクリレート系樹脂、ポリアルキレンオキシドセグメントを有するポリホスファゼン系樹脂、及びポリアルキレンオキシドセグメントを有するポリシロキサン等が挙げられるがこれらに限定されない。   Furthermore, the electrolyte solution may be a polymer electrolyte that is held in a polymer matrix and made into a gel. Examples of the polymer matrix include, but are not limited to, an acrylate resin having a polyalkylene oxide segment, a polyphosphazene resin having a polyalkylene oxide segment, and a polysiloxane having a polyalkylene oxide segment.

(セパレーター)
セパレーターとしては、例えば、ポリエチレン不織布、ポリプロピレン不織布、ポリアミド不織布及びそれらに親水性処理を施したものが挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。
(separator)
Examples of the separator include, but are not limited to, a polyethylene nonwoven fabric, a polypropylene nonwoven fabric, a polyamide nonwoven fabric and those obtained by subjecting them to a hydrophilic treatment.

(電池構造・構成)
本発明の組成物を用いたリチウムイオン二次電池の構造については特に限定されないが、通常、正極及び負極と、必要に応じて設けられるセパレーターとから構成され、ペーパー型、円筒型、ボタン型、積層型等、使用する目的に応じた種々の形状とすることができる。
(Battery structure / configuration)
The structure of the lithium ion secondary battery using the composition of the present invention is not particularly limited, but is usually composed of a positive electrode and a negative electrode, and a separator provided as necessary, a paper type, a cylindrical type, a button type, It can be made into various shapes according to the purpose of use, such as a laminated type.

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。尚、実施例および比較例における「部」は「重量部」を表す。また、酸性官能基を有する樹脂および塩基性官能基を有する樹脂の重合平均分子量(Mw)は、装置としてHLC−8320GPC(東ソー株式会社製)を用いて測定したポリスチレン換算の重量平均分子量である。酸性官能基を有する樹脂における酸価は、JIS K 0070の電位差滴定法に準拠し、測定した酸価(mgKOH/g)を固形分換算した値である。酸価滴定が困難である場合は、以下の方法で酸価を算出した。特許第3784494号公報に準じ、FT−IRによって酸性官能基の導入を確認した。次に、吸収強度の比が単位重量当たりの官能基数の比と一致するとし、樹脂骨格に由来する吸収(764cm−1付近)強度と、酸性官能基に該当する吸収(スルホン酸基の場合は1180cm−1付近、カルボン酸基の場合は1750cm−1付近、リン酸基は940cm−1付近)の強度変化量の比から単位重量当たりの酸性官能基数を算出し、これを、酸価に換算した。また、塩基性官能基を有する樹脂におけるアミン価は、ASTM D 2074の方法に準拠して測定した全アミン価(mgKOH/g)である。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In the examples and comparative examples, “part” represents “part by weight”. The polymerization average molecular weight (Mw) of the resin having an acidic functional group and the resin having a basic functional group is a weight average molecular weight in terms of polystyrene measured using HLC-8320GPC (manufactured by Tosoh Corporation) as a device. The acid value in the resin having an acidic functional group is a value obtained by converting the measured acid value (mgKOH / g) into a solid content according to the potentiometric titration method of JIS K 0070. When acid value titration was difficult, the acid value was calculated by the following method. According to Japanese Patent No. 3784494, introduction of an acidic functional group was confirmed by FT-IR. Next, assuming that the ratio of the absorption intensity matches the ratio of the number of functional groups per unit weight, the absorption intensity (near 764 cm −1 ) derived from the resin skeleton and the absorption corresponding to the acidic functional group (in the case of a sulfonic acid group) 1180cm around -1, around 1750 cm -1 in the case of a carboxylic acid group, a phosphoric acid group calculates the acidic functional groups per unit weight from the ratio of the intensity variation of 940cm around -1), which, in terms of the acid value did. The amine value in the resin having a basic functional group is the total amine value (mg KOH / g) measured according to the method of ASTM D 2074.

<酸性官能基を有する樹脂の調製>
<酸性官能基を有するポリフッ化ビニリデン系樹脂(CA1)>
[スルホン酸基を有するポリフッ化ビニリデン系樹脂(A1−1)の合成]
スルホン酸基を有するポリフッ化ビニリデン系樹脂の調製は、特許第3784494号公報に準じた。即ち、1Lのセパラブルフラスコ中でポリフッ化ビニリデン系樹脂100gをクロロホルム400mLに分散させ、攪拌しながらクロロスルホン酸100mLを滴下した後に、2時間加熱還流させた。その後、反応液を氷水中に注ぎ、固形物を濾別し、水洗、乾燥を経て、重量平均分子量約10,000のスルホン酸基を有するポリフッ化ビニリデン系樹脂(A1−1)を得た。ポリフッ化ビニリデン系樹脂としては、公知の方法で合成した1,1−ジフルオロエチレンのホモポリマーを使用した。酸価は9mgKOH/gであった。
<Preparation of resin having acidic functional group>
<Polyvinylidene fluoride-based resin having acidic functional group (C A1 )>
[Synthesis of polyvinylidene fluoride-based resin (A1-1) having a sulfonic acid group]
Preparation of a polyvinylidene fluoride resin having a sulfonic acid group was in accordance with Japanese Patent No. 3784494. That is, 100 g of polyvinylidene fluoride resin was dispersed in 400 mL of chloroform in a 1 L separable flask, and 100 mL of chlorosulfonic acid was added dropwise with stirring, followed by heating to reflux for 2 hours. Thereafter, the reaction solution was poured into ice water, the solid matter was filtered off, washed with water and dried to obtain a polyvinylidene fluoride resin (A1-1) having a sulfonic acid group having a weight average molecular weight of about 10,000. As the polyvinylidene fluoride resin, a homopolymer of 1,1-difluoroethylene synthesized by a known method was used. The acid value was 9 mgKOH / g.

[燐酸基を有するポリフッ化ビニリデン系樹脂(A1−2)の合成]
特開平6−172452号公報に準じて、水酸基を有するポリフッ化ビニリデン系樹脂を合成した。即ち、2Lのオートクレーブに、イオン交換水1040g、メチルセルロース0.8g、酢酸エチル2.5g、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート4g、フッ化ビニリデン396g、2−ヒドロキシエチルアクリレート4gを仕込み、28℃で47時間懸濁重合を行った。重合完了後、重合体スラリーを脱水、水洗後、80℃で20時間乾燥して重合体を得た。
[Synthesis of Polyvinylidene Fluoride Resin Having Phosphoric Acid Group (A1-2)]
A polyvinylidene fluoride-based resin having a hydroxyl group was synthesized according to Japanese Patent Laid-Open No. 6-172452. That is, 1040 g of ion-exchanged water, 0.8 g of methyl cellulose, 2.5 g of ethyl acetate, 4 g of diisopropyl peroxydicarbonate, 396 g of vinylidene fluoride and 4 g of 2-hydroxyethyl acrylate were charged in a 2 L autoclave and suspended at 28 ° C. for 47 hours. Turbid polymerization was performed. After the polymerization was completed, the polymer slurry was dehydrated, washed with water, and dried at 80 ° C. for 20 hours to obtain a polymer.

次に、窒素ガス導入管及び、コンデンサをつけた1Lのセパラブルフラスコ中で上記の水酸基含有ポリフッ化ビニリデン系樹脂100gをクロロホルム400mLに分散させ、窒素下で攪拌しながらオルトリン酸換算含有量116%のポリリン酸100gを混合した後、2時間加熱還流させた。その後、反応液を氷水中に注ぎ、固形物を濾別し、水洗、乾燥を経て、重量平均分子量約10,000の燐酸基を有するポリフッ化ビニリデン系樹脂(A1−2)を得た。酸価は11mgKOH/gであった。 Next, 100 g of the above hydroxyl group-containing polyvinylidene fluoride resin is dispersed in 400 mL of chloroform in a 1 L separable flask equipped with a nitrogen gas introduction tube and a condenser, and the content is 116% orthophosphoric acid while stirring under nitrogen. After mixing 100 g of polyphosphoric acid, the mixture was heated to reflux for 2 hours. Thereafter, the reaction solution was poured into ice water, solid matter was filtered off, washed with water, and dried to obtain a polyvinylidene fluoride resin (A1-2) having a phosphate group having a weight average molecular weight of about 10,000. The acid value was 11 mgKOH / g.

<酸性官能基を有するポリビニル系樹脂(CA2)>
[カルボキシル基を有するポリビニル系樹脂(A2−1)の合成]
ガス導入管、温度計、コンデンサ、攪拌機を備えた反応容器に、n−ブチルメタクリレート100部とベンジルメタクリレート100部を仕込み、窒素ガスで置換した。反応容器内を80℃に加熱して、3−メルカプト−1,2−プロパンジオール12部に、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.1部を溶解した溶液を添加して、10時間反応した。固形分測定により95%が反応したことを確認した。ピロメリット酸二無水物19部、N−メチル−2−ピロリドン231部、触媒として1,8−ジアザビシクロ−[5,4,0]−7−ウンデセン0.40部を追加し、120℃で7時間反応させた。酸価の測定で98%以上の酸無水物がハーフエステル化していることを確認し反応を終了し、固形分50%のカルボキシル基を有するポリビニル系樹脂(A2−1)溶液を得た。得られたポリビニル系樹脂(A2−1)の重量平均分子量(Mw)は8,500、酸価は43mgKOH/gであった。
<Polyvinyl resin (C A2 ) having an acidic functional group>
[Synthesis of Polyvinyl Resin (A2-1) Having Carboxyl Group]
In a reaction vessel equipped with a gas introduction tube, a thermometer, a condenser, and a stirrer, 100 parts of n-butyl methacrylate and 100 parts of benzyl methacrylate were charged and replaced with nitrogen gas. The inside of the reaction vessel was heated to 80 ° C., and a solution in which 0.1 part of 2,2′-azobisisobutyronitrile was dissolved in 12 parts of 3-mercapto-1,2-propanediol was added. Reacted for hours. It was confirmed that 95% had reacted by solid content measurement. 19 parts of pyromellitic dianhydride, 231 parts of N-methyl-2-pyrrolidone and 0.40 part of 1,8-diazabicyclo- [5,4,0] -7-undecene as catalyst were added, Reacted for hours. The acid value was measured to confirm that 98% or more of the acid anhydride was half-esterified, and the reaction was terminated to obtain a polyvinyl resin (A2-1) solution having a carboxyl group with a solid content of 50%. The obtained polyvinyl resin (A2-1) had a weight average molecular weight (Mw) of 8,500 and an acid value of 43 mgKOH / g.

[カルボキシル基を有するポリビニル系樹脂(A2−2)の合成]
ガス導入管、温度計、コンデンサ、攪拌機を備えた反応容器に、メチルメタクリレート180部とメタクリル酸20部を仕込み、窒素ガスで置換した。反応容器内を80℃に加熱して、3−メルカプト−1,2−プロパンジオール12部に、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.1部を溶解した溶液を添加して、10時間反応した。固形分測定により95%が反応したことを確認した。ピロメリット酸二無水物19部、N−メチル−2−ピロリドン231部、触媒として1,8−ジアザビシクロ−[5,4,0]−7−ウンデセン0.40部を追加し、120℃で7時間反応させた。酸価の測定で98%以上の酸無水物がハーフエステル化していることを確認し反応を終了し、固形分50%のカルボキシル基を有するポリビニル系樹脂(A2−2)溶液を得た。得られたポリビニル系樹脂(A2−2)の重量平均分子量(Mw)は8,600、酸価は93mgKOH/gであった。
[Synthesis of Polyvinyl Resin (A2-2) Having Carboxyl Group]
A reaction vessel equipped with a gas introduction tube, a thermometer, a condenser, and a stirrer was charged with 180 parts of methyl methacrylate and 20 parts of methacrylic acid and replaced with nitrogen gas. The inside of the reaction vessel was heated to 80 ° C., and a solution in which 0.1 part of 2,2′-azobisisobutyronitrile was dissolved in 12 parts of 3-mercapto-1,2-propanediol was added. Reacted for hours. It was confirmed that 95% had reacted by solid content measurement. 19 parts of pyromellitic dianhydride, 231 parts of N-methyl-2-pyrrolidone and 0.40 part of 1,8-diazabicyclo- [5,4,0] -7-undecene as catalyst were added, Reacted for hours. By measuring the acid value, it was confirmed that 98% or more of the acid anhydride had been half-esterified, and the reaction was terminated to obtain a polyvinyl resin (A2-2) solution having a carboxyl group with a solid content of 50%. The obtained polyvinyl resin (A2-2) had a weight average molecular weight (Mw) of 8,600 and an acid value of 93 mgKOH / g.

<酸性官能基を有するポリエステル系樹脂(CA3)>
[カルボキシル基を有するポリエステル系樹脂(A3−1)の合成]
ガス導入管、温度計、コンデンサ、及び攪拌機を備えた反応容器に、1−ドデカノール62.6部、ε−カプロラクトン287.4部、及び触媒としてジブチル錫オキシド0.1部を仕込み、窒素ガスで置換した後、120℃で4時間加熱、撹拌した。固形分測定により98%が反応したことを確認したのち、ピロメリット酸二無水物36.6部を加え、120℃で2時間反応させカルボキシル基を有するポリエステル系樹脂(A3−1)を得た。得られたポリエステル系樹脂(A3−1)は、常温で白色ワックス状固体であり、重量平均分子量(Mw)は2,500、酸価は49mgKOH/gであった。
<Polyester resin having acidic functional group (C A3 )>
[Synthesis of Polyester Resin (A3-1) Having Carboxyl Group]
A reaction vessel equipped with a gas introduction tube, a thermometer, a condenser, and a stirrer was charged with 62.6 parts of 1-dodecanol, 287.4 parts of ε-caprolactone, and 0.1 part of dibutyltin oxide as a catalyst. After substitution, the mixture was heated and stirred at 120 ° C. for 4 hours. After confirming that 98% had reacted by solid content measurement, 36.6 parts of pyromellitic dianhydride was added and reacted at 120 ° C. for 2 hours to obtain a polyester resin (A3-1) having a carboxyl group. . The obtained polyester resin (A3-1) was a white wax-like solid at room temperature, the weight average molecular weight (Mw) was 2,500, and the acid value was 49 mgKOH / g.

[カルボキシル基を有するポリエステル系樹脂(A3−2)の合成]
ガス導入管、温度計、コンデンサ、及び攪拌機を備えた反応容器に、メトキシPEG400(片末端メトキシ化ポリエチレングリコール;分子量400)111.4部、ε−カプロラクトン127.1部、δ−バレロラクトン111.5部、及び触媒としてジブチル錫オキシド0.1部を仕込み、窒素ガスで置換した後、120℃で4時間加熱、撹拌した。固形分測定により98%が反応したことを確認したのち、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物41.0部を加え、120℃で2時間反応させカルボキシル基を有するポリエステル系樹脂(A3−2)を得た。得られたポリエステル系樹脂(A3−2)は、常温で淡黄色透明液体であり、重量平均分子量(Mw)は4,800、酸価は43mgKOH/gであった。
[Synthesis of Polyester Resin Having Carboxyl Group (A3-2)]
In a reaction vessel equipped with a gas introduction tube, a thermometer, a condenser, and a stirrer, 111.4 parts of methoxy PEG 400 (one-end methoxylated polyethylene glycol; molecular weight 400), 127.1 parts of ε-caprolactone, δ-valerolactone 111. After 5 parts and 0.1 part of dibutyltin oxide as a catalyst were charged and replaced with nitrogen gas, the mixture was heated and stirred at 120 ° C. for 4 hours. After confirming that 98% had reacted by solid content measurement, 41.0 parts of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride was added and reacted at 120 ° C. for 2 hours to have a carboxyl group. A polyester resin (A3-2) was obtained. The obtained polyester resin (A3-2) was a pale yellow transparent liquid at room temperature, the weight average molecular weight (Mw) was 4,800, and the acid value was 43 mgKOH / g.

<その他の市販の酸性官能基を有する樹脂(CA4)>
A4−1:Disperbyk−111(ビックケミー社製);酸性官能基を有する樹脂、酸価129mgKOH/g。
<Resin having other commercially available acidic functional groups (C A4 )>
A4-1: Disperbyk-111 (manufactured by Big Chemie); resin having an acidic functional group, acid value of 129 mgKOH / g.

<塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(CB1)>
[アミノ基を有するポリビニル系樹脂(B1−1)の合成]
<ビニル重合体(a1−1)の合成>
ガス導入管、温度計、コンデンサ、攪拌機を備えた反応容器に、n−ブチルメタクリレート500部と、3−メルカプト−1,2−プロパンジオール28部と、N−メチル−2−ピロリドン528部を仕込み、窒素ガスで置換した。反応容器内を90℃に加熱して、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.50部を添加した後7時間反応した。固形分測定により95%が反応したことを確認後、室温まで冷却して、重量平均分子量4800の、片末端に2つの水酸基を有するビニル重合体(a1−1)の固形分50%溶液を得た。
<Polyvinyl resin having basic functional group (C B1 )>
[Synthesis of Polyvinyl Resin (B1-1) Having Amino Group]
<Synthesis of vinyl polymer ( a1-1 )>
A reaction vessel equipped with a gas introduction tube, a thermometer, a condenser, and a stirrer is charged with 500 parts of n-butyl methacrylate, 28 parts of 3-mercapto-1,2-propanediol, and 528 parts of N-methyl-2-pyrrolidone. And replaced with nitrogen gas. The inside of the reaction vessel was heated to 90 ° C., and 0.50 part of 2,2′-azobisisobutyronitrile was added, followed by reaction for 7 hours. After confirming that 95% had reacted by solid content measurement, it was cooled to room temperature, and a 50% solid content solution of a vinyl polymer (a 1-1 ) having a weight average molecular weight of 4800 and having two hydroxyl groups at one end was obtained. Obtained.

<ポリビニル系樹脂(B1−1)の合成>
ガス導入管、温度計、コンデンサ、攪拌機を備えた反応容器に、ビニル重合体(a1−1)の固形分50%溶液1056部と、イソホロンジイソシアネート115.1部と、触媒としてジブチル錫ジラウレート0.12gを仕込み、窒素ガスで置換した。反応容器内を100℃に加熱して、3時間反応した後、40℃まで冷却して、イミノビスプロピルアミン25.5部と、ジn−ブチルアミン16.7部と、N−メチル−2−ピロリドン492.0部の混合液中に30分かけて滴下し、さらに1時間反応した後、室温まで冷却して反応を終了した。固形分を40%に調整し、アミノ基を有するポリビニル系樹脂(B1−1)の淡黄色透明溶液を得た。得られたポリビニル系樹脂(B1−1)の重量平均分子量は21600であり、アミン価17.4mgKOH/gであった。
<Synthesis of Polyvinyl Resin (B1-1)>
In a reaction vessel equipped with a gas inlet tube, a thermometer, a condenser, and a stirrer, 1056 parts of a 50% solid solution of vinyl polymer (a 1-1 ), 115.1 parts of isophorone diisocyanate, and dibutyltin dilaurate 0 as a catalyst .12 g was charged and replaced with nitrogen gas. The reaction vessel was heated to 100 ° C. and reacted for 3 hours, then cooled to 40 ° C., 25.5 parts of iminobispropylamine, 16.7 parts of di-n-butylamine, N-methyl-2- The mixture was added dropwise to 492.0 parts of pyrrolidone over 30 minutes, reacted for another 1 hour, and then cooled to room temperature to complete the reaction. The solid content was adjusted to 40%, and a pale yellow transparent solution of an amino group-containing polyvinyl resin (B1-1) was obtained. The obtained polyvinyl resin (B1-1) had a weight average molecular weight of 21,600 and an amine value of 17.4 mgKOH / g.

[アミノ基を有するポリビニル系樹脂(B1−2)の合成]
<片末端に2つのアクリロイル基を有するビニル重合体(a3−1)の合成>
ガス導入管、温度計、コンデンサ、攪拌機を備えた反応容器に、メチルメタクリレート400部とブチルアクリレート100部、N−メチル−2−ピロリドン100部を仕込み、窒素ガスで置換した。反応容器内を80℃に加熱して、3−メルカプト−1,2−プロパンジオール27.5部に、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.5部を溶解した溶液を添加して、10時間反応した。固形分測定により95%が反応したことを確認し、N−メチル−2−ピロリドン427部を加えて希釈したのち、乾燥空気流下で2−アクリロイルオキシエチルイソシアネート32.6部、ジブチル錫ジラウレート1部、メチルハイドロキノン0.3部を加え、さらに2時間加熱攪拌し、更に、固形分50重量%に調整して、重量平均分子量4500の、片末端に2つのアクリロイル基を有するビニル重合体(a3−1)の固形分50重量%溶液を得た。
[Synthesis of Polyvinyl Resin (B1-2) Having Amino Group]
<Synthesis of vinyl polymer (a 3-1 ) having two acryloyl groups at one end>
A reaction vessel equipped with a gas introduction tube, a thermometer, a condenser, and a stirrer was charged with 400 parts of methyl methacrylate, 100 parts of butyl acrylate, and 100 parts of N-methyl-2-pyrrolidone and replaced with nitrogen gas. The reaction vessel was heated to 80 ° C., and a solution in which 0.5 part of 2,2′-azobisisobutyronitrile was dissolved in 27.5 parts of 3-mercapto-1,2-propanediol was added. Reacted for 10 hours. After confirming that 95% had reacted by solid content measurement, 427 parts of N-methyl-2-pyrrolidone was added for dilution, and then 32.6 parts of 2-acryloyloxyethyl isocyanate and 1 part of dibutyltin dilaurate under a dry air flow. Then, 0.3 part of methylhydroquinone was added, and the mixture was further heated and stirred for 2 hours, further adjusted to a solid content of 50% by weight, and a vinyl polymer having a weight average molecular weight of 4500 and having two acryloyl groups at one end (a 3 A solid content 50% by weight solution of -1 ) was obtained.

<ポリビニル系樹脂(B1−2)の合成>
ガス導入管、温度計、コンデンサ、攪拌機を備えた反応容器に、イミノビスプロピルアミン27.8部と、N−メチル−2−ピロリドン184部を仕込み、50℃に加熱してビニル重合体(a3−1)の固形分50重量%溶液700部を30分かけて滴下し、さらに1時間反応した後、イソホロンジイソシアネート15.7部、N−メチル−2−ピロリドン121部の混合液を30分かけて滴下し、更に2時間反応し、N−メチル−2−ピロリドンを加えて、固形分30重量%に調整して、重量平均分子量15200、アミン価94mgKOH/gの塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(B1−2)の固形分30重量%溶液を得た。
<Synthesis of polyvinyl resin (B1-2)>
A reaction vessel equipped with a gas introduction tube, a thermometer, a condenser, and a stirrer was charged with 27.8 parts of iminobispropylamine and 184 parts of N-methyl-2-pyrrolidone and heated to 50 ° C. to give a vinyl polymer (a 3-1 ) 700 parts of a 50 wt% solid content solution was added dropwise over 30 minutes, and after another 1 hour of reaction, a mixture of 15.7 parts of isophorone diisocyanate and 121 parts of N-methyl-2-pyrrolidone was added for 30 minutes. The reaction mixture was added dropwise over a period of 2 hours, reacted for 2 hours, added with N-methyl-2-pyrrolidone, adjusted to a solid content of 30% by weight, and having a basic functional group with a weight average molecular weight of 15200 and an amine value of 94 mgKOH / g. A solid content 30% by weight solution of the resin (B1-2) was obtained.

<塩基性官能基を有するポリエステル系樹脂(CB2)>
[アミノ基を有するポリエステル系樹脂(B2−1)の合成]
<片末端にアクリロイル基を有するエステル重合体(c2−1)の合成>
ガス導入管、温度計、コンデンサ、攪拌機を備えた反応容器に、4−ヒドロキシブチルアクリレート20.8部とε−カプロラクトン379部、触媒としてジブチル錫オキシド0.1部、重合禁止剤としてハイドロキノン0.1部を仕込み、乾燥空気流下で120℃で4時間加熱、撹拌し固形分測定により95%が反応したことを確認し反応を終了し、N−メチル−2−ピロリドン171部を加えて希釈し、更に、固形分70重量%に調整して、重量平均分子量6500の、片末端にアクリロイ基を有するエステル重合体(c2−1)の固形分70重量%溶液を得た。
<Polyester-based resin having basic functional group (C B2 )>
[Synthesis of polyester resin having amino group (B2-1)]
<Synthesis of an ester polymer ( c2-1 ) having an acryloyl group at one end>
In a reaction vessel equipped with a gas introduction tube, a thermometer, a condenser and a stirrer, 20.8 parts of 4-hydroxybutyl acrylate and 379 parts of ε-caprolactone, 0.1 part of dibutyltin oxide as a catalyst, hydroquinone as a polymerization inhibitor 1 part was charged, heated and stirred at 120 ° C. for 4 hours under a stream of dry air, the reaction was completed after confirming that 95% had reacted by solid content measurement, and diluted by adding 171 parts of N-methyl-2-pyrrolidone. Furthermore, the solid content was adjusted to 70% by weight to obtain a 70% by weight solid content solution of an ester polymer (c 2-1 ) having an weight average molecular weight of 6500 and having an acryloyl group at one end.

<ポリエステル系樹脂(B2−1)の合成>
ガス導入管、温度計、コンデンサ、攪拌機を備えた反応容器に、イミノビスプロピルアミン18.9部と、N−メチル−2−ピロリドン248部を仕込み、50℃に加熱してエステル重合体(c2−1)の固形分70重量%溶液571部を30分かけて滴下し、さらに1時間反応した後、イソホロンジイソシアネート16.0部、N−メチル−2−ピロリドン112部の混合液を30分かけて滴下し、更に2時間反応し、N−メチル−2−ピロリドンを加えて、固形分30重量%に調整して、重量平均分子量13000、アミン価36mgKOH/gの塩基性官能基を有するポリエステル系樹脂(B2−1)の固形分30重量%溶液を得た。
<Synthesis of polyester resin (B2-1)>
A reaction vessel equipped with a gas introduction tube, a thermometer, a condenser, and a stirrer was charged with 18.9 parts of iminobispropylamine and 248 parts of N-methyl-2-pyrrolidone and heated to 50 ° C. to produce an ester polymer (c 2-1 ) 571 parts of a 70 wt% solid content solution was added dropwise over 30 minutes, and the reaction was further continued for 1 hour. Then, a mixed solution of 16.0 parts of isophorone diisocyanate and 112 parts of N-methyl-2-pyrrolidone was added for 30 minutes. The polyester having a basic functional group having a weight average molecular weight of 13,000 and an amine value of 36 mgKOH / g is prepared by adding N-methyl-2-pyrrolidone and adjusting to a solid content of 30% by weight. A 30% by weight solid content solution of the resin (B2-1) was obtained.

[アミノ基を有するポリエステル系樹脂(B2−2)の合成]
<ポリエステル系樹脂(B2−2)の合成>
ガス導入管、温度計、コンデンサ、攪拌機を備えた反応容器に、メチルイミノビスプロピルアミン23.9部と、N−メチル−2−ピロリドン248部を仕込み、50℃に加熱してエステル重合体(c2−1)の固形分70重量%溶液571部を30分かけて滴下し、さらに1時間反応した後、イソホロンジイソシアネート18.3部、N−メチル−2−ピロリドン207部の混合液を30分かけて滴下し、更に2時間反応し、N−メチル−2−ピロリドンを加えて、固形分30重量%に調整して、重量平均分子量27000、アミン価41mgKOH/gの塩基性官能基を有するポリエステル系樹脂(B2−2)の固形分30重量%溶液を得た。
[Synthesis of polyester resin having amino group (B2-2)]
<Synthesis of polyester resin (B2-2)>
A reaction vessel equipped with a gas introduction tube, a thermometer, a condenser, and a stirrer was charged with 23.9 parts of methyliminobispropylamine and 248 parts of N-methyl-2-pyrrolidone and heated to 50 ° C. to produce an ester polymer ( c 2-1) having a solid content of 70 wt% solution 571 parts was added dropwise over 30 minutes, the reaction was conducted for 1 hour, 18.3 parts of isophorone diisocyanate, the N- methyl-2-pyrrolidone 207 parts mixture of 30 Add dropwise over a minute, react for 2 hours, add N-methyl-2-pyrrolidone to adjust the solid content to 30% by weight, and have a basic functional group with a weight average molecular weight of 27000 and an amine value of 41 mgKOH / g. A solid content solution of 30% by weight of polyester resin (B2-2) was obtained.

<その他の市販の塩基性官能基を有する樹脂(CB3)>
B3−1:アジスパーPB821(味の素ファインテクノ社製);アミノ基を有する樹脂、アミン化10mgKOH/g。
<Resin having other basic functional group (C B3 )>
B3-1: Azisper PB821 (manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co.); resin having an amino group, amination 10 mgKOH / g.

<非イオン性樹脂>
<ポリビニルアルコール樹脂(CC1)>
C1−1:クラレポバール420(クラレ社製);ポリビニルアルコール樹脂、けん化度79モル%。
<Nonionic resin>
<Polyvinyl alcohol resin (C C1 )>
C1-1: Kuraray pobar 420 (manufactured by Kuraray); polyvinyl alcohol resin, saponification degree 79 mol%.

<ポリビニルアセタール樹脂(CC2)>
C2−1:エスレックBX−1(積水化学工業社製);ポリビニルアセタール樹脂、アセタール化度66モル%、ビニルアルコール単位33モル%、
<Polyvinyl acetal resin (C C2 )>
C2-1: ESREC BX-1 (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.); polyvinyl acetal resin, degree of acetalization 66 mol%, vinyl alcohol unit 33 mol%,

<ポリビニルアミド系樹脂(CC3)>
C3−1:PVP K−30(ISPジャパン社製);ポリビニルピロリドン、重量平均分子量約40,000〜80,000。
<Polyvinylamide resin (C C3 )>
C3-1: PVP K-30 (manufactured by ISP Japan); polyvinylpyrrolidone, weight average molecular weight of about 40,000 to 80,000.

実施例および比較例で用いた、シランカップリング剤を表1に示した。 Table 1 shows silane coupling agents used in Examples and Comparative Examples.

<分散体>
[実施例1]
導電助剤としてアセチレンブラック(デンカブラックHS−100)10部、スルホン酸基を有するポリフッ化ビニリデン系樹脂(A1−1)を固形分換算で0.5部、表1記載のシランカップリング剤S−01 0.1部 更に、分散体中の固形分が10重量%になるようにN−メチル−2−ピロリドンを添加して固形分を調整し、ミキサーに入れて混合した。次いでサンドミルに入れて分散を行い、分散体1を得た。
<Dispersion>
[Example 1]
10 parts of acetylene black (Denka Black HS-100) as a conductive assistant, 0.5 part of polyvinylidene fluoride resin (A1-1) having a sulfonic acid group in terms of solid content, and the silane coupling agent S shown in Table 1 -01 0.1 part Furthermore, N-methyl-2-pyrrolidone was added so that the solid content in the dispersion would be 10% by weight, and the solid content was adjusted and mixed in a mixer. Subsequently, it put into the sand mill and disperse | distributed and the dispersion 1 was obtained.

[実施例2〜7]
表2に示す導電助剤、樹脂型分散剤、及びシランカップリング剤をそれぞれ使用して、実施例1と同様の方法で、実施例2〜7の分散体2〜7をそれぞれ得た。
[Examples 2 to 7]
Dispersions 2 to 7 of Examples 2 to 7 were obtained in the same manner as in Example 1 using the conductive assistant, resin type dispersant, and silane coupling agent shown in Table 2, respectively.

[比較例1]
デンカブラックHS−100をSuper−P Liに、スルホン酸基を有するポリフッ化ビニリデン系樹脂(A1−1)をカルボキシル基を有するポリビニル系樹脂(A2−1)にそれぞれ変更し、シランカップリング剤S−01添加しなかった以外は実施例1と同様の方法で、分散体8を得た。
[Comparative Example 1]
The silane coupling agent S was changed by changing Denka Black HS-100 to Super-PLi and polyvinylidene fluoride resin (A1-1) having a sulfonic acid group to polyvinyl resin (A2-1) having a carboxyl group. Dispersion 8 was obtained in the same manner as in Example 1 except that -01 was not added.

[比較例2]
シランカップリング剤S−01を、表1記載のシランカップリング剤S−06に変更し、ポリフッ化ビニリデン系樹脂(A1−1)を添加しなかった以外は、実施例1と同様の方法で分散体9を得た。
[Comparative Example 2]
In the same manner as in Example 1 except that the silane coupling agent S-01 was changed to the silane coupling agent S-06 shown in Table 1 and the polyvinylidene fluoride resin (A1-1) was not added. Dispersion 9 was obtained.

[比較例3]
ポリフッ化ビニリデン系樹脂(A1−1)をアミノ基を有するポリエステル系樹脂(B2−1)に変更し、シランカップリング剤S−01を添加しなかった以外は、実施例1と同様の方法で分散体10を得た。
[Comparative Example 3]
The same method as in Example 1 except that the polyvinylidene fluoride resin (A1-1) was changed to a polyester resin (B2-1) having an amino group and the silane coupling agent S-01 was not added. Dispersion 10 was obtained.

(分散体の分散度判定)
分散体における導電助剤の分散度判定には、動的光散乱方式の粒度分布計(日機装社製「マイクロトラックUPA」)を用い、体積粒度分布において、粒子径の細かいものからその粒子の体積割合を積算していったときに、50%となるところの粒子径(D50)を求めた。
分散体の評価結果を表2に示す。表中の数字は粗大粒子の大きさを示し、数値が小さいほど分散性に優れ、均一な分散体であることを示している。
(Dispersion degree determination of dispersion)
For determining the degree of dispersion of the conductive additive in the dispersion, a dynamic light scattering type particle size distribution meter ("Microtrack UPA" manufactured by Nikkiso Co., Ltd.) is used. When the ratio was integrated, the particle diameter (D50) at 50% was determined.
The evaluation results of the dispersion are shown in Table 2. The numbers in the table indicate the size of the coarse particles. The smaller the value, the better the dispersibility and the more uniform the dispersion.



HS−100:アセチレンブラック(電気化学工業社製)
Super−P Li:ファーネスブラック(TIMCAL社製)


HS-100: Acetylene black (manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.)
Super-P Li: Furnace Black (manufactured by TIMCAL)

表2に示すように、樹脂型分散剤(C)を用いた分散体は、導電助剤の分散性に優れ、均一に導電助剤が分散された分散体であることが確認できた。 As shown in Table 2, it was confirmed that the dispersion using the resin type dispersant (C) was excellent in dispersibility of the conductive assistant and was a dispersion in which the conductive assistant was uniformly dispersed.

<正極合材インキ、負極合材インキ>
[実施例8]
実施例1で調製した分散体1 50部(導電助剤として5部)に対して、正極活物質としてLiFePO 90部、バインダー(KFポリマーW1100:クレハ社製、ポリフッ化ビニリデン)4.7部を混合し、合材インキの固形分が60%となるようにN−メチル−2−ピロリドンを加えてさらに混合し、正極合材インキ1を調製した。
<Positive electrode mixture ink, negative electrode mixture ink>
[Example 8]
With respect to 50 parts of dispersion 1 prepared in Example 1 (5 parts as a conductive additive), 90 parts of LiFePO 4 as a positive electrode active material and 4.7 parts of binder (KF polymer W1100: manufactured by Kureha, polyvinylidene fluoride) N-methyl-2-pyrrolidone was added and further mixed so that the solid content of the mixture ink was 60%, whereby positive electrode mixture ink 1 was prepared.

[実施例16、17、19、20、22、25、比較例4、5、10]
表3に示した材料を使用した以外は実施例8と同様にして、正極合材インキ9、10、12、13、15、18、21、22および負極合材インキ4をそれぞれ得た。
[Examples 16, 17, 19, 20, 22, 25, comparative examples 4, 5, 10]
A positive electrode mixture ink 9, 10, 12, 13, 15, 18, 21, 22 and a negative electrode mixture ink 4 were obtained in the same manner as in Example 8 except that the materials shown in Table 3 were used.

[実施例28]
分散体1 50部を30部に、LiFePO 90部を負極活物質として人造黒鉛93部に、バインダー4.7部を3.82部に変更した以外は実施例8と同様にして負極合材インキ1を得た。
[Example 28]
Negative electrode composite material as in Example 8, except that 50 parts of dispersion 1 was changed to 30 parts, 90 parts of LiFePO 4 to 93 parts of artificial graphite as a negative electrode active material, and 4.7 parts of binder to 3.82 parts. Ink 1 was obtained.

[実施例9]
正極活物質としてLiFePO 90部、デンカブラックHS−100 5部、カルボキシル基を有するポリビニル系樹脂(A2−2)を0.25部、表1記載のシランカップリング剤S−06を0.05部、バインダー(KFポリマーW1100:クレハ社製、ポリフッ化ビニリデン)4.70部を混合し、合材インキの固形分が60%となるようにN−メチル−2−ピロリドンを加えてさらに混合し、正極合材インキ2を得た。
[Example 9]
As a positive electrode active material, 90 parts of LiFePO 4 , 5 parts of Denka Black HS-100, 0.25 parts of a polyvinyl resin (A2-2) having a carboxyl group, 0.05 of a silane coupling agent S-06 described in Table 1 Part, binder (KF polymer W1100: manufactured by Kureha, polyvinylidene fluoride) 4.70 parts, N-methyl-2-pyrrolidone is added and further mixed so that the solid content of the mixture ink is 60% A positive electrode mixture ink 2 was obtained.

[実施例10]
シランカップリング剤S−06 0.05部を0.10部に、バインダー4.70部を4.65部に変更した以外は、実施例9と同様にして正極合材インキ3を得た。
[Example 10]
Silane coupling agent S-06 Positive electrode mixture ink 3 was obtained in the same manner as in Example 9, except that 0.05 part was changed to 0.10 part and the binder 4.70 part was changed to 4.65 part.

[実施例11]
カルボキシル基を有するポリビニル系樹脂(A2−2)を燐酸基を有するポリフッ化ビニリデン系樹脂(A1−2)に、シランカップリング剤S−06 0.05部を0.08部に、バインダー4.70部を4.67部に変更した以外は、実施例9と同様にして正極合材インキ4を得た。
[Example 11]
3. Polyvinyl resin (A2-2) having a carboxyl group is added to polyvinylidene fluoride resin (A1-2) having a phosphoric acid group, 0.05 part of silane coupling agent S-06 is added to 0.08 part, and binder 4. A positive electrode mixture ink 4 was obtained in the same manner as in Example 9 except that 70 parts were changed to 4.67 parts.

[実施例12]
シランカップリング剤S−06 0.05部を0.06部に、バインダー4.70部を4.69部に変更した以外は、実施例9と同様にして正極合材インキ5を得た。
[Example 12]
Silane coupling agent S-06 Positive electrode mixture ink 5 was obtained in the same manner as in Example 9, except that 0.05 part was changed to 0.06 part and binder was changed to 4.69 part.

[実施例13]
カルボキシル基を有するポリビニル系樹脂(A2−2)をカルボキシル基を有するポリエステル系樹脂(A3−2)に、シランカップリング剤S−06 0.05部を0.03部に、バインダー4.70部を4.72部に変更した以外は、実施例9と同様にして正極合材インキ6を得た。
[Example 13]
Polyvinyl resin having carboxyl group (A2-2) is converted to polyester resin having carboxyl group (A3-2), 0.05 part of silane coupling agent S-06 is 0.03 part, and binder is 4.70 parts. The positive electrode mixture ink 6 was obtained in the same manner as in Example 9 except that the amount was changed to 4.72 parts.

[実施例14]
シランカップリング剤S−06 0.05部を0.01部に、バインダー4.70部を4.74部に変更した以外は、実施例9と同様にして正極合材インキ7を得た。
[Example 14]
Silane coupling agent S-06 Positive electrode mixture ink 7 was obtained in the same manner as in Example 9, except that 0.05 part was changed to 0.01 part and the binder 4.70 part was changed to 4.74 part.

[実施例15]
シランカップリング剤S−06 0.05部を0.005部に、バインダー4.70部を4.745部に変更した以外は、実施例9と同様にして正極合材インキ8を得た。
[Example 15]
Silane coupling agent S-06 Positive electrode mixture ink 8 was obtained in the same manner as in Example 9, except that 0.05 part was changed to 0.005 part and the binder 4.70 part was changed to 4.745 part.

[実施例18、21、23、24、26、29]
表3に示した材料を使用した以外は実施例9と同様にして、正極合材インキ11、14、16、17、19および負極合材インキ2をそれぞれ得た。
[Examples 18, 21, 23, 24, 26, 29]
Positive electrode mixture inks 11, 14, 16, 17, 19 and negative electrode mixture ink 2 were obtained in the same manner as in Example 9 except that the materials shown in Table 3 were used.

[実施例27]
カルボキシル基を有するポリビニル系樹脂(A2−2)0.25部をカルボキシル基を有するポリエステル系樹脂(A3−1)0.15部及びポリビニルアセタール樹脂(C2−1)0.10部に、シランカップリング剤S−06をシランカップリング剤S−04にそれぞれ変更した以外は実施例9と同様にして、正極合材インキ20を得た。
[Example 27]
A silane cup is added to 0.25 parts of a carboxyl group-containing polyvinyl resin (A2-2) and 0.15 parts of a carboxyl group-containing polyester resin (A3-1) and 0.10 parts of a polyvinyl acetal resin (C2-1). A positive electrode mixture ink 20 was obtained in the same manner as in Example 9, except that the ring agent S-06 was changed to the silane coupling agent S-04, respectively.

[比較例6]
LiFePOをLiCoOに、カルボキシル基を有するポリビニル系樹脂(A2−2)をカルボキシル基を有するポリエステル系樹脂(A3−1)に、バインダー4.70部を4.75部にそれぞれ変更し、シランカップリング剤S−06を添加しなかった以外は実施例9と同様にして、正極合材インキ23を得た。
[Comparative Example 6]
LiFePO 4 was changed to LiCoO 2 , the carboxyl group-containing polyvinyl resin (A2-2) was changed to a carboxyl group-containing polyester resin (A3-1), and the binder 4.70 parts was changed to 4.75 parts. A positive electrode mixture ink 23 was obtained in the same manner as in Example 9 except that the coupling agent S-06 was not added.

[比較例7]
シランカップリング剤S−06をシランカップリング剤S−01に、バインダー4.70部を4.95部に変更し、カルボキシル基を有するポリビニル系樹脂(A2−2)を添加しなかった以外は実施例9と同様にして、正極合材インキ24を得た。
[Comparative Example 7]
The silane coupling agent S-06 was changed to the silane coupling agent S-01, the binder 4.70 parts was changed to 4.95 parts, and the polyvinyl resin (A2-2) having a carboxyl group was not added. In the same manner as in Example 9, a positive electrode mixture ink 24 was obtained.

[比較例8]
LiFePOをLiNi1/3Mn1/3Co1/3に、シランカップリング剤S−06をシランカップリング剤S−04に、バインダー4.70部を4.95部にそれぞれ変更し、カルボキシル基を有するポリビニル系樹脂(A2−2)を添加しなかった以外は実施例9と同様にして正極合材インキ25を得た。
[Comparative Example 8]
LiFePO 4 was changed to LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 , silane coupling agent S-06 was changed to silane coupling agent S-04, and binder was changed from 4.70 parts to 4.95 parts. A positive electrode mixture ink 25 was obtained in the same manner as in Example 9 except that the polyvinyl resin (A2-2) having a carboxyl group was not added.

[比較例9]
LiFePO 90部を人造黒鉛93部に、デンカブラックHS−100 5部を3部に、カルボキシル基を有するポリビニル系樹脂(A2−2)0.25部をアミノ基を有するポリエステル系樹脂(B2−1)0.15部に、バインダー4.7部を3.85部にそれぞれ変更し、シランカップリング剤S−06を添加しなかった以外は実施例9と同様にして負極合材インキ3を得た。
[Comparative Example 9]
90 parts of LiFePO 4 is 93 parts of artificial graphite, 5 parts of Denka Black HS-100 is 3 parts, polyvinyl resin (A2-2) having a carboxyl group and 0.25 parts of polyester resin (B2- 1) A negative electrode mixture ink 3 was prepared in the same manner as in Example 9 except that 0.15 part was changed to 4.75 part of binder and 3.85 parts of silane coupling agent S-06 was not added. Obtained.

(合材インキの分散度判定)
正極合材インキおよび負極合材インキの分散度は、グラインドゲージによる判定(JISK5600−2−5に準ず)より求めた。合材インキの分散度評価結果を表3に示した。
(Determination of dispersion degree of compound ink)
The degree of dispersion of the positive electrode mixture ink and the negative electrode mixture ink was determined by determination with a grind gauge (according to JISK5600-2-5). Table 3 shows the evaluation results of the degree of dispersion of the composite ink.

<正極、負極>
そして、この正極合材インキを、集電体となる厚さ20μmのアルミ箔上にドクターブレードを用いて塗布した後、減圧加熱乾燥して電極の厚みが100μmとなるよう調整した。さらに、ロールプレスによる圧延処理を行い、厚みが85μmとなる正極を作製した。
<Positive electrode, negative electrode>
And after apply | coating this positive mix ink on the 20-micrometer-thick aluminum foil used as a collector using a doctor blade, it dried under reduced pressure and adjusted so that the thickness of an electrode might be set to 100 micrometers. Furthermore, the rolling process by roll press was performed and the positive electrode from which thickness becomes 85 micrometers was produced.

また、負極合材インキの場合は、集電体となる厚さ20μmの銅箔上にドクターブレードを用いて塗布した後、減圧加熱乾燥して電極の厚みが80μmとなるよう調整し、さらに、ロールプレスによる圧延処理を行い、厚みが70μmとなる負極を作製した。   In the case of the negative electrode mixture ink, after applying using a doctor blade on a copper foil having a thickness of 20 μm to be a current collector, adjusting the thickness of the electrode to 80 μm by drying under reduced pressure, A rolling process using a roll press was performed to produce a negative electrode having a thickness of 70 μm.

(電極の電解液耐性)
得られた正極または負極を、直径16mmに打ち抜き、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートを1:1(体積比)の割合で混合した混合溶媒に浸漬させ、60℃で1週間保管した。その後、電極を取り出し、浸漬前後の合材層の重量変化から、合材層崩壊の程度を判定した。重量変化が小さいほど、合材層の電解液耐性が高い。評価結果を表3に示した。
◎:「浸漬前後の重量変化が4%未満。」
○:「浸漬前後の重量変化が4%以上、8%未満。」
△:「浸漬前後の重量変化が8%以上、15%未満。」
×:「浸漬前後の重量変化が15%以上。」
(Electrode electrolyte resistance)
The obtained positive electrode or negative electrode was punched to a diameter of 16 mm, immersed in a mixed solvent in which ethylene carbonate and diethyl carbonate were mixed at a ratio of 1: 1 (volume ratio), and stored at 60 ° C. for 1 week. Thereafter, the electrode was taken out, and the degree of collapse of the composite layer was determined from the change in the weight of the composite layer before and after immersion. The smaller the change in weight, the higher the electrolyte solution resistance of the composite layer. The evaluation results are shown in Table 3.
A: “Weight change before and after immersion is less than 4%.”
○: “Weight change before and after immersion is 4% or more and less than 8%.”
Δ: “Weight change before and after immersion is 8% or more and less than 15%.”
×: “Weight change before and after immersion is 15% or more.”

<コイン型電池>
次に、得られた正極または負極を、直径16mmに打ち抜き作用極とし、金属リチウム箔を対極とした。作用極、対極、作用極と対極の間に挿入されるセパレーター(多孔質ポリプロピレンフィルム)、および電解液(エチレンカーボネートとジエチルカーボネートを1:1(体積比)の割合で混合した混合溶媒にLiPFを1Mの濃度で溶解させた非水系電解液)とからなるコイン型電池を作製した。コイン型電池はアルゴンガス置換したグロ−ブボックス内で行い、コイン型電池作製後、所定の電池特性評価を行った。
<Coin-type battery>
Next, the obtained positive electrode or negative electrode was punched into a diameter of 16 mm as a working electrode, and a metal lithium foil was used as a counter electrode. LiPF 6 in a working solvent, a counter electrode, a separator (porous polypropylene film) inserted between the working electrode and the working electrode, and an electrolyte (a mixed solvent in which ethylene carbonate and diethyl carbonate are mixed at a ratio of 1: 1 (volume ratio)) A non-aqueous electrolyte solution having a concentration of 1M dissolved therein. The coin-type battery was used in a glove box substituted with argon gas, and a predetermined battery characteristic evaluation was performed after the coin-type battery was produced.

(サイクル特性)
得られたコイン型電池について、充放電装置(北斗電工社製SM−8)を用い、充放電測定を行った。
使用する活物質がLiFePOの場合は、充電電流1.0mAにて充電終止電圧4.2Vまで定電流充電を続けた。電池の電圧が4.2Vに達した後、放電電流1.0mAで放電終止電圧2.0Vに達するまで定電流放電を行った。これらの充電・放電サイクルを1サイクルとして50サイクルの充電・放電を繰り返し、「放電容量維持率=50サイクル目の放電容量/1サイクル目の放電容量」とし、放電容量維持率によって以下のように判定した。評価結果を表3に示した。
◎:「放電容量維持率が95%以上。特に優れている。」
○:「放電容量維持率が90%以上、95%未満。問題なし。」
△:「放電容量維持率が80%以上、90%未満。使用可能。」
×:「放電容量維持率が80%未満。実用上問題あり、使用不可。」
(Cycle characteristics)
About the obtained coin-type battery, charging / discharging measurement was performed using the charging / discharging apparatus (SM-8 by Hokuto Denko).
When the active material to be used was LiFePO 4 , constant current charging was continued to a charge end voltage of 4.2 V at a charging current of 1.0 mA. After the battery voltage reached 4.2 V, constant current discharge was performed at a discharge current of 1.0 mA until the discharge end voltage of 2.0 V was reached. These charging / discharging cycles are defined as one cycle, and 50 cycles of charging / discharging are repeated to obtain “discharge capacity maintenance rate = discharge capacity at the 50th cycle / discharge capacity at the first cycle”, depending on the discharge capacity maintenance rate as follows: Judged. The evaluation results are shown in Table 3.
A: “Discharge capacity maintenance ratio is 95% or more. Particularly excellent.”
○: “Discharge capacity maintenance rate is 90% or more and less than 95%. No problem”
Δ: “Discharge capacity maintenance rate is 80% or more and less than 90%. Usable.”
×: “Discharge capacity maintenance rate is less than 80%.

また、使用する活物質が、LiCoOの場合は、充電電流1.6mA、充電終止電圧4.3V、放電電流1.6mA,放電終止電圧2.8Vとした以外は、LiFePOの場合と同様にサイクル特性を測定出来る。 Further, when the active material used is LiCoO 2 , it is the same as LiFePO 4 except that the charge current is 1.6 mA, the charge end voltage is 4.3 V, the discharge current is 1.6 mA, and the discharge end voltage is 2.8 V. Cycle characteristics can be measured.

また、使用する活物質が、LiMnの場合は、充電電流1.0 mA、充電終止電圧4.3V、放電電流1.0mA,放電終止電圧3.0Vとした以外は、LiFePOの場合と同様にサイクル特性を測定出来る。 Further, when the active material used is LiMn 2 O 4 , LiFePO 4 is used except that the charge current is 1.0 mA, the charge end voltage is 4.3 V, the discharge current is 1.0 mA, and the discharge end voltage is 3.0 V. Cycle characteristics can be measured as in the case.

また、使用する活物質が、LiNi1/3Mn1/3Co1/3の場合は、充電電流1.9mA、充電終止電圧4.3V、放電電流1.9mA,放電終止電圧3.0Vとした以外は、LiFePOの場合と同様にサイクル特性を測定出来る。 When the active material used is LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 , the charging current is 1.9 mA, the charging end voltage is 4.3 V, the discharging current is 1.9 mA, and the discharge end voltage is 3. Except for 0 V, cycle characteristics can be measured in the same manner as LiFePO 4 .

また、使用する活物質が人造黒鉛の場合は、充電電流1.8mA、充電終止電圧0.1V、放電電流1.8mA,放電終止電圧2.0Vとした以外は、LiFePOの場合と同様にサイクル特性を測定出来る。 Further, when the active material used is artificial graphite, it is the same as LiFePO 4 except that the charging current is 1.8 mA, the charging end voltage is 0.1 V, the discharging current is 1.8 mA, and the discharging end voltage is 2.0 V. Cycle characteristics can be measured.

また、使用する活物質が、LiTi12の場合は、充電電流1.0mA、充電終止電圧1.0V、放電電流1.0mA,放電終止電圧2.0Vとした以外は、LiFePOの場合と同様にサイクル特性を測定出来る。 When the active material used is Li 4 Ti 5 O 12 , LiFePO 4 is used except that the charging current is 1.0 mA, the charging end voltage is 1.0 V, the discharging current is 1.0 mA, and the discharging end voltage is 2.0 V. The cycle characteristics can be measured in the same manner as in.


LFP:LiFePO
LCO:LiCoO
LMO:LiMn
NMC:LiNi1/3Mn1/3Co1/3
LTO:LiTi12

LFP: LiFePO 4
LCO: LiCoO 2
LMO: LiMn 2 O 4 ,
NMC: LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2
LTO: Li 4 Ti 5 O 12

表3に示すように、実施例8〜29の本発明におけるリチウムイオン二次電池電極形成用組成物は導電助剤と活物質の分散性に優れた均一な組成物であることが確認できた。
As shown in Table 3, it was confirmed that the compositions for forming lithium ion secondary battery electrodes in Examples 8 to 29 of the present invention were uniform compositions excellent in dispersibility of the conductive assistant and the active material. .

ただし、樹脂型分散剤(C)のみを用いて形成された合材インキは、各々の粒子が均一に分散しているものの、合材層を形成したときに粒子間接触が保持できず、合材層の耐電解液性やサイクル特性が低下し、十分な電池特性が得られなかったと考えられる。 However, the composite ink formed using only the resin-type dispersant (C) cannot maintain the interparticle contact when the composite layer is formed, although each particle is uniformly dispersed. It is considered that the electrolytic solution resistance and cycle characteristics of the material layer were lowered and sufficient battery characteristics were not obtained.

一方、シランカップリング剤(D)のみを用いて形成された合材インキは、粒度が大きく、凝集物が残っていた。そのため、合材層中に部分的凝集が生じ、それに起因した抵抗分布や電流集中によって、劣化が促進されたと考えられる。 On the other hand, the composite ink formed using only the silane coupling agent (D) had a large particle size and agglomerates remained. Therefore, it is considered that partial aggregation occurred in the composite material layer, and the deterioration was promoted by the resistance distribution and current concentration caused by the aggregation.

これらに対して、本発明のリチウムイオン二次電池電極形成用組成物から形成された合材層を有するリチウムイオン二次電池用電極は、電解液耐性やサイクル特性に優れることが明らかとなった。
On the other hand, it has been clarified that the electrode for a lithium ion secondary battery having a composite layer formed from the composition for forming a lithium ion secondary battery electrode of the present invention is excellent in electrolyte resistance and cycle characteristics. .

本発明のリチウムイオン二次電池電極形成用組成物を用いたリチウムイオン二次電池用電極またはリチウムイオン二次電池において、電解液耐性やサイクル特性が向上したことについて、以下のように推察している。酸性官能基を有する樹脂、塩基性官能基を有する樹脂、および非イオン性樹脂からなる群から選ばれる1種以上の樹脂型分散剤を用いることで、活物質や導電助剤の分散性を向上させる。
そして、活物質や導電助剤の凝集がほぐれ、均一に粒子が分散された状態において、シランカップリング剤が活物質や導電助剤に効率的に吸着するため、シランカップリング剤による表面処理で粒子間接触が強くなったと推察している。また驚くべきことに、強固な粒子間接触を保持した合材層は電解液に対する耐性が向上し、これにより長期のサイクル特性が向上したと考えている。
In the lithium ion secondary battery electrode or lithium ion secondary battery using the composition for forming a lithium ion secondary battery electrode of the present invention, it is presumed as follows that the electrolytic solution resistance and cycle characteristics are improved. Yes. Improved dispersibility of active materials and conductive additives by using one or more resin-type dispersants selected from the group consisting of resins having acidic functional groups, resins having basic functional groups, and nonionic resins Let
And in the state where the aggregation of the active material and the conductive auxiliary agent is loosened and the particles are uniformly dispersed, the silane coupling agent is efficiently adsorbed to the active material and the conductive auxiliary agent. It is presumed that the contact between particles became stronger. Surprisingly, it is believed that the composite layer that maintains strong inter-particle contact has improved resistance to the electrolyte, thereby improving long-term cycle characteristics.

<電極下地層インキ>
[実施例30]
実施例1で調製した分散体1 20部と、バインダー(KFポリマーW1100:クレハ社製、ポリフッ化ビニリデン)のN−メチル−2−ピロリドン溶液(固形分10%)20部を混合し、電極下地層インキを得た。
<Electrode base layer ink>
[Example 30]
20 parts of the dispersion 1 prepared in Example 1 and 20 parts of an N-methyl-2-pyrrolidone solution (solid content 10%) of a binder (KF polymer W1100: manufactured by Kureha, polyvinylidene fluoride) were mixed, A formation ink was obtained.

上記電極下地層インキを、集電体となる厚さ20μmのアルミ箔上にドクターブレードを用いて塗布した後、加熱乾燥し、厚みが5μmとなるように下地層を形成させた。次いで、上記下地層上に実施例25の正極合材インキ18を塗布し、前述の正極と同様にして、下地層を有するリチウムイオン二次電池用正極を得た。
The electrode underlayer ink was applied onto an aluminum foil having a thickness of 20 μm serving as a current collector using a doctor blade, and then dried by heating to form an underlayer so that the thickness was 5 μm. Next, the positive electrode mixture ink 18 of Example 25 was applied on the underlayer, and a positive electrode for a lithium ion secondary battery having an underlayer was obtained in the same manner as the above-described positive electrode.

[実施例31]
導電助剤としてアセチレンブラック(デンカブラックHS−100)100部、カルボキシル基を有するポリビニル系樹脂(A2−1)5.0部、表1記載のシランカップリング剤S−04 0.05部 N−メチル−2−ピロリドン895部をミキサーに入れて混合し、更にサンドミルに入れて分散を行い、分散体11を得た。分散体と同様にして分散度を測定したところ、粒度は0.502μmであった。
分散体1を分散体11に変更した以外は実施例30と同様にして電極下地層インキを得、所定の電池特性評価を行った。
[Example 31]
100 parts of acetylene black (Denka Black HS-100) as a conductive assistant, 5.0 parts of polyvinyl resin (A2-1) having a carboxyl group, 0.05 parts of silane coupling agent S-04 described in Table 1 N- 895 parts of methyl-2-pyrrolidone was mixed in a mixer, and further dispersed in a sand mill to obtain Dispersion 11. When the degree of dispersion was measured in the same manner as the dispersion, the particle size was 0.502 μm.
An electrode underlayer ink was obtained in the same manner as in Example 30 except that the dispersion 1 was changed to the dispersion 11, and predetermined battery characteristic evaluation was performed.

[実施例32、比較例11、12]
表4に示した分散体および合材インキをそれぞれ用いて、実施例30と同様にして、下地層を有するリチウムイオン二次電池用正極、および下地層を有するリチウムイオン二次電池用負極をそれぞれ得、前述の正極および負極と同様にしてコイン型電池を作成し、所定の電池特性評価を行った。
[Example 32, Comparative Examples 11 and 12]
Table 4 shows the dispersion and cause material ink to be used, respectively, in the same manner as in Example 30, a positive electrode for a lithium ion secondary battery having a base layer, and an anode for a lithium ion secondary battery having a base layer respectively A coin-type battery was prepared in the same manner as the above-described positive electrode and negative electrode, and predetermined battery characteristic evaluation was performed.

表4に示したように、本発明の合材層と本発明の電極下地層を有するリチウムイオン二次電池用電極では良好な結果が得られた。また、本発明の電極下地層を有するリチウムイオン二次用電極は電解液耐性が高く、サイクル特性においても良好な結果であった(実施例32)。これは、下地層が高い電解液耐性を有することで、充放電サイクル評価においても導電性や、合材層との接触を保持したため、下地層の無い場合(比較例9)に比べて電池特性が向上されたと推察している。一方、比較例11では、下地層の無い場合(実施例25)に比べて電池特性が低下した結果であった。これについては、下地層の耐電解液性が十分でないため、充放電サイクル評価中に徐々に下地層の崩壊が起こり、合材層と集電体の接触が得られなくなったため、電池特性の低下を引き起こしたと考えられる。

As shown in Table 4, good results were obtained with the electrode for a lithium ion secondary battery having the composite layer of the present invention and the electrode underlayer of the present invention. In addition, the lithium ion secondary electrode having the electrode underlayer of the present invention had high electrolytic solution resistance, and the cycle characteristics were also good (Example 32). This is because the base layer has high electrolytic solution resistance, and in the charge / discharge cycle evaluation, the conductivity and the contact with the composite layer were maintained, so that the battery characteristics compared to the case without the base layer (Comparative Example 9). Is estimated to have improved. On the other hand, in Comparative Example 11, the battery characteristics were deteriorated as compared with the case without the underlayer (Example 25). About this, since the electrolyte solution resistance of the underlayer is not sufficient, the underlayer gradually collapsed during the charge / discharge cycle evaluation, and contact between the composite layer and the current collector could not be obtained. It is thought that caused.

Claims (4)

活物質(A)または導電助剤(B)の少なくとも一方と、酸性官能基を有するポリフッ化ビニリデン系樹脂(C A1 )、酸性官能基を有するポリビニル系樹脂(C A2 )、酸性官能基を有するポリエステル系樹脂(C A3 )、Disperbyk−111(ビックケミー社製)(C A4 )、塩基性官能基を有するポリビニル系樹脂(C B1 )、塩基性官能基を有するポリエステル系樹脂(C B2 )、アジスパーPB821(味の素ファインテクノ社製)(C B3 )、ポリビニルアルコール樹脂(C C1 )、ポリビニルアセタール樹脂(C C2 )およびポリビニルアミド系樹脂(C C3 からなる群から選ばれる1種以上の樹脂型分散剤(C)と、シランカップリング剤(D)とを含むリチウムイオン二次電池電極形成用組成物。 At least one of the active material (A) or the conductive auxiliary agent (B), a polyvinylidene fluoride resin (C A1 ) having an acidic functional group, a polyvinyl resin (C A2 ) having an acidic functional group, and having an acidic functional group Polyester resin (C A3 ), Disperbyk-111 (manufactured by Big Chemie) (C A4 ), polyvinyl resin (C B1 ) having a basic functional group, polyester resin (C B2 ) having a basic functional group , Addispar One or more resin-type dispersions selected from the group consisting of PB821 (Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd.) (C B3 ), polyvinyl alcohol resin (C C1 ), polyvinyl acetal resin (C C2 ), and polyvinylamide resin (C C3 ) The composition for lithium ion secondary battery electrode formation containing an agent (C) and a silane coupling agent (D). シランカップリング剤(D)が、反応性官能基を有する請求項1記載のリチウムイオン二次電池電極形成用組成物。 The composition for forming a lithium ion secondary battery electrode according to claim 1, wherein the silane coupling agent (D) has a reactive functional group. 集電体と、合材層もしくは電極下地層の少なくも一層とを具備する電極であって、前記合材層もしくは前記電極下地層が請求項1または2記載のリチウムイオン二次電池電極形成用組成物から形成されたものであるリチウムイオン二次電池用電極。 An electrode comprising a current collector and at least one layer of a composite material layer or an electrode base layer, wherein the composite material layer or the electrode base layer is for forming a lithium ion secondary battery electrode according to claim 1 or 2. An electrode for a lithium ion secondary battery, which is formed from a composition. 正極と負極と電解液とを具備する電池であって、前記正極もしくは前記負極の少なくとも一方が請求項3記載のリチウムイオン二次電池用電極であるリチウムイオン二次電池。 A battery having a positive electrode and the negative electrode and the electrolyte, the positive electrode or at least one of a lithium ion secondary battery is a lithium ion secondary battery electrode according to claim 3, wherein said negative electrode.
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