JPH0125489B2 - - Google Patents

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JPH0125489B2
JPH0125489B2 JP59070134A JP7013484A JPH0125489B2 JP H0125489 B2 JPH0125489 B2 JP H0125489B2 JP 59070134 A JP59070134 A JP 59070134A JP 7013484 A JP7013484 A JP 7013484A JP H0125489 B2 JPH0125489 B2 JP H0125489B2
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JP
Japan
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resin
aqueous
epoxy resin
parts
aromatic epoxy
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JP59070134A
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Japanese (ja)
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JPS60215016A (en
Inventor
Yasushi Kodama
Seiji Okugami
Hitoshi Muroi
Atsuhiro Yamamoto
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Toyo Ink SC Holdings Co Ltd
Original Assignee
Toyo Ink Mfg Co Ltd
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Publication date
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Priority to US06/718,139 priority patent/US4579888A/en
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Publication of JPH0125489B2 publication Critical patent/JPH0125489B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は水性樹脂分散体に関し、更に詳しくは
金属を対象とした焼付用の被覆用組成物として、
特に缶内面用塗料として優れた皮膜を形成するこ
とのできる水性樹脂分散体に関する。 従来より、缶用塗料や防食塗料は省資源、省エ
ネルギー、あるいは環境公害等の面から水系へ移
行が望まれている。水系においても溶剤型の場合
と同様、主としてエポキシ樹脂系のものが検討さ
れ、エポキシ樹脂を水中に分散させる方法として
種々の方法が提案されている。 例えば、界面活性剤を使用して、エポキシ樹脂
を水中に分散させる方法としては、アニオン系界
面活性剤を用いる方法と、ノニオン系界面活性剤
を用いる方法の2法が知られている。しかしなが
ら、前者においては、乳化過程および貯蔵中にオ
キシラン環が開環してしまい、反応性が低下して
形成塗膜の性能が劣つたり、また、時には貯蔵中
に増粘、ゲル化の問題を起し易く、一方、後者に
おいては、分散性および貯蔵安定性の点から系中
にかなり多量の界面活性剤を含んでいるためこの
界面活性剤が形成された塗膜の化学的および機械
的性質に悪影響を及ぼす傾向がある。 この解決方法として、エポキシ樹脂をアクリル
系樹脂で変性して、乳化力のあるセグメントを分
子中に導入した自己乳化型エポキシ樹脂が種々提
案されて来ている。 例えば、特開昭53−1228号公報には、エポキシ
樹脂の存在下にてベンゾイルパーオキサイドなど
のフリーラジカル発生剤を用いてカルボン酸モノ
マーを含むモノマー混合物を重合することにより
得られるグラフト化されたエポキシ樹脂が塩基を
含む水性媒体中に安定に分散され得ることが示さ
れている。特開昭53−14963号公報および特開昭
55−9433号公報にはアクリル系樹脂と比較的高分
子量の芳香族系エポキシ樹脂とを反応させたカル
ボキシル基過剰の部分反応物がアンモニアもしく
はアミンの存在で水性媒体中に安定に分散し得る
ことが示されている。特開昭55−3481号公報、お
よび特開昭55−3482号公報には、カルボキシル基
官能性ポリマーをアミンエステル化触媒の存在下
でエポキシ樹脂とエステル化したエポキシ樹脂の
オキシラン基を実質上有しない化合物を塩基によ
つて水中に自己乳化した自己乳化性エポキシエス
テルコポリマーが開示されている。特開昭57−
105418号公報および特開昭58−198513号公報に
は、芳香族系エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸
を部分反応させてなる一分子中にエポキシ基とア
クリロイル基とを有する低分子化合物とアクリル
酸もしくはメタアクリル酸を含むモノマー混合物
を重合し、塩基性化合物で中和して得られる水性
の分散体組成物が開示されている。上記技術によ
り得られる自己乳化型エポキシ樹脂は塗料中に界
面活性剤を含まないのでそれ自体強固な形成塗膜
が得られる。これらの塗料はより早い硬化速度が
必要とされる場合には水溶性アミノ樹脂やフエノ
ール樹脂が配合される。例えば、適切な量の水溶
性アミノ樹脂は形成塗膜の諸物性を低下させるこ
となく硬化速度を向上させ、時には架橋密度が高
められることにより、好ましい塗膜硬度を得るこ
とができるが、特に缶内面用の塗料として用いた
場合、加熱殺菌処理によつて缶内容物中にアミノ
樹脂に起因する低分子化合物が溶出し衛生面にお
ける問題点を有していた。 本発明者らは上記の問題を克服すべく鋭意検討
を重ねた結果、本発明に到達したものである。す
なわち、本発明は、12〜70重量%の一塩基性カル
ボン酸モノマー単位を必須成分として含むアクリ
ル系樹脂Aと、一分子中に平均1.1個ないし2.0個
のエポキシ基を有する芳香族系エポキシ樹脂B
と、の部分結合物Dおよび下記式で表されるフエ
ノール樹脂Cを混合してなるカルボキシル基過剰
の複合樹脂組成物を最終組成物のPHが4〜11とな
る量のアンモニアもしくはアミンの存在下に水性
媒体中に分散せしめてなる水性樹脂分散体。 (式中、R1は水素原子または炭素数1ないし
12のアルキル基、R2,R3は水素原子またはメチ
ロール基、nは1ないし3の整数を表す。)であ
る。 本発明における水性樹脂分散体は、好ましく
は、一塩基性カルボン酸モノマーを12〜70重量%
含む共重合性モノマー混合物を共重合せしめてな
るアクリル系樹脂Aと一分子中に平均1.1個ない
し2.0のエポキシ基を有する芳香族系エポキシ樹
脂Bとフエノール樹脂Cとを化学的に結合させる
ことにより得られるものである。 アクリル系樹脂Aは、アクリル酸、メタアクリ
ル酸などの一塩基性カルボン酸モノマーとその他
の共重合性モノマーからなるモノマー混合物を有
機溶剤中でアゾビスイソブチロニトリル、ベンゾ
イルパーオキサイドなどの通常のラジカル重合開
始剤をもちいて80℃ないし150℃の温度で共重合
せしめることにより得ることができる。上記共重
合性モノマーとしては、アクリル酸メチル、アク
リル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリ
ル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリ
ル酸n−アミル、アクリル酸イソアミル、アクリ
ル酸n−ヘキシル、アクリル酸2−エチルヘキシ
ル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸デシ
ル、アクリル酸ドデシルなどのアクリル酸エステ
ル類、メタクリル酸メチル、メタクリル酸プロピ
ル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソ
ブチル、メタクリル酸n−アミル、メタクリル酸
n−ヘキシル、メタクリル酸n−オクチル、メタ
クリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸デシ
ル、メタクリル酸ドデシルなどのメタクリル酸エ
ステル類、スチレン、ビニルトルエン、2−メチ
ルスチレン、t−ブチルスチレン、クロルスチレ
ンなどのスチレン系モノマー、アクリル酸ヒドロ
キシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロピル、メ
タクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒド
ロキシプロピルなどのヒドロキシ基含有モノマ
ー、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N
−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミドなどの
N−置換(メタ)アクリル系モノマー、アクリル
酸グリシジル、メタクリル酸グリシジルなどのエ
ポキシ基含有モノマー、並びにアクリロニトリル
などの1種又は2種以上から選択することができ
る。 一塩基性カルボン酸モノマーの使用量は全モノ
マー量に対して12ないし70重量%であつて、12重
量%より少ない使用量では水性媒体中における分
散安定性、塗装した塗膜の金属に対する密着性や
耐溶剤性および缶内面用に使用した場合にはフレ
ーバー適性などがいずれも悪くなるので好ましく
なく、逆に、70重量%より多い使用量ではアクリ
ル系樹脂Aを重合させる際反応系の粘度が極端に
高くなるので、製造が困難となるばかりでなく、
塗装した塗膜の耐水性および缶内面用に使用した
場合には耐ボイル性などが悪くなる。 アクリル系樹脂Aは重量平均分子量で3000ない
し80000の範囲のものが好ましく、重量平均分子
量が3000より小さいと塗膜の架橋密度が増大する
結果、加工性に支障をきたし、また、40000、特
に80000より大きくなると芳香族系エポキシ樹脂
Bとの反応時ゲル化を生じやすくなる傾向があ
る。 芳香族系エポキシ樹脂BはビスフエノールAと
エピハロヒドリンとをアルカリ触媒の存在下に縮
合させて得られるもので、1分子中に平均1.1個
ないし2.0個のエポキシ基を有し、数平均分子量
が300以上、好ましくは900以上のものが使用され
る。市販品としては、シエル化学株式会社のエピ
コート828、エピコート1001、エピコート1004、
エピコート1007、エピコート1009などがある。ま
た、芳香族系エポキシ樹脂として上記ビスフエノ
ールA型エポキシ樹脂のエポキシ基に脱水ヒマシ
油、大豆油脂肪酸、ヤシ油脂肪酸などの植物油脂
肪酸もしくはビスフエノールAなどの変性剤を反
応せしめた変性エポキシ樹脂を使用することもで
きる。 本発明におけるフエノール樹脂Cはその主成分
が、下記式で表される。 (式中、R1は水素原子または炭素数1ないし
12のアルキル基、R2,R3は水素原子またはメチ
ロール基、nは1ないし3の整数を表す。) フエノール樹脂Cは、アルカリ触媒の存在下で
アルキルフエノールにホルムアルデヒドを付加縮
合させて得られるが、室温ないし60℃程度の比較
的低温でアルキルフエノールのジメチロール化物
を高収率で生成させた後、縮合を進める方法、あ
るいは他の公知の合成手段を取ることができる。
アルキルフエノールとしては、p−クレゾール、
o−クレゾール、p−エチルフエノール、p−
tert−ブチルフエノール、p−オクチルフエノー
ル、p−ノニルフエノール等を使用できる。この
ようなフエノール樹脂の生成反応条件は、前記要
件を満足する範囲で自由に選定することができ
る。勿論特定のn数のフエノール樹脂Cが高収率
で得られる反応条件下で反応し、さらに常法によ
り精製し、実質的に単体として使用しても何らさ
しつかえない。またアルキルフエノール類の種類
を変えたものあるいはn数を変えたもの等2種類
以上作成し、混合して用いることもできる。フエ
ノール樹脂Cの他に公知のフエノール樹脂を併用
することができる。併用するフエノール樹脂とし
ては、従来のエポキシ−フエノール系塗料に用い
られてきたレゾール型フエノール樹脂あるいはノ
ボラツク型フエノール樹脂がある。これらのフエ
ノール樹脂は、フエノール樹脂Cを使用したこと
による特性が損なわれない範囲、つまり、約50重
量%を越えない範囲で使用することができる。 本発明におけるアクリル系樹脂−芳香族系エポ
キシ樹脂部分結合物Dは、一塩基性カルボン酸モ
ノマーを12〜70重量%含む共重合性モノマー混合
物を共重合せしめてなるアクリル系樹脂Aと一分
子中に平均1.1個ないし2.0個のエポキシ基を有す
る芳香族系エポキシ樹脂Bとを部分反応せしめる
ことにより製造することができる。アクリル系樹
脂−芳香族系エポキシ樹脂部分反応物を作製する
には、エチレングリコールモノブチルエーテルの
ような親水性有機溶剤中で、後述するようなアン
モニアあるいはアミンの存在下において60℃ない
し170℃で10分間ないし2時間程度かきまぜると
よい。反応の制御はオキシラン%の測定、粘度上
昇の測定あるいはゲルバーミエシヨンクロマトグ
ラフイGPCによる分子量分布のチヤートによつ
てチエツクすることができる。 また、比較的高沸点の溶剤、たとえば、ヘキシ
ルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルセロソ
ルブアセテート、エチルセロソルブアセテート中
で120℃以上で反応せしめるとアンモニアあるい
はアミンなどのエステル化触媒を共存させなくて
もアクリル系樹脂Aと芳香族系エポキシ樹脂Bと
の部分反応物を得ることができる。 反応はオキシラン%の測定によつても制御する
ことができる。オキシラン%の測定法としては、
試料の溶剤溶液に所定量の臭化テトラエチルアン
モニウム溶液を加え、クリスタルバイオレツトを
指示薬として標準化した過塩素酸で滴定する方法
が知られているが、エポキシ樹脂−アクリル系樹
脂部分反応物に対する上記の滴定法の適用は、共
存する過剰のカルボキシル基の阻害作用のため
か、滴定の終点が不明瞭になることが多いので、
プロトンNMRによる定量が簡便で好ましい。プ
ロトンNMRではオキシラン基のメチレンは2.5〜
2.9ppmにあるので、反応中におけるこのピーク面
積を追跡し、基準となる他のピーク、例えば芳香
族エポキシ樹脂に含まれるベンゼン環のプロトン
のピークの面積と比較してオキシラン基の減少率
を求めることができる。この際アクリル系樹脂に
ベンゼン環を有するモノマーを使用した場合には
その量を考慮して計算する必要がある。反応段落
におけるオキシラン基の減少率は原料である芳香
族系エポキシ樹脂のオキシラン含有量に対して5
ないし95%、より好ましくは30ないし70%であ
る。オキシラン基の減少率が5%より小さいとア
クリル系樹脂−芳香族系エポキシ樹脂部分反応物
が水性媒体中に十分に自己乳化できず保存中に分
離する傾向があり、また95%より大きいと塗膜の
加工性が悪くなる傾向がある。特にオキシラン基
が30ないし70%の範囲において得られた水性樹脂
は塗工適性の点において優れている。 本発明におけるアクリル系樹脂−芳香族系エポ
キシ樹脂部分結合物Dは、芳香族エポキシ樹脂B
の存在下に一塩基性カルボン酸モノマーをを12〜
70重量%含む共重合性モノマー混合物をベンゾイ
ルパーオキサイドのような有機過酸化物を比較的
多量使用して重合せしめることにより得ることが
できる。この場合、アクリル系樹脂がグラフトさ
れた芳香族エポキシ樹脂が得られる。 本発明におけるアクリル系樹脂−芳香族エポキ
シ樹脂部分結合物Dは、また、芳香族系エポキシ
樹脂Bと一塩基性カルボン酸モノマーを塩基の存
在下に反応させたエポキシ基と二重結合とを共に
有する化合物と一塩基性カルボン酸モノマーを12
〜70重量%含む共重合性モノマー混合物をラジカ
ル重合開始剤を使用して重合せしめることにより
得ることができる。 上記アクリル系樹脂Aと上記芳香族系エポキシ
樹脂Bとの固形分比は、1対1ないし1対6の範
囲から選ばれる。 本発明において複合樹脂組成物はアクリル系樹
脂−芳香族系エポキシ樹脂部分結合物Dとフエノ
ール樹脂Cとを、好ましくは親水性溶剤中で混合
することにより得ることができる。 複合樹脂組成物中におけるフエノール樹脂Cの
量は樹脂の全量に対して2ないし40重量%であ
り、2重量%より小さいと塗膜の硬化速度にたい
する奇与が十分でなく、また、40重量%以上にな
ると塗膜の加工性などの物性が低下する傾向があ
る。 本発明において水性樹脂組成物の調整は、前記
複合樹脂組成物に最終組成物のPHが4ないし11と
なる量のアンモニアもしくはアミンを加え水性媒
体中に分散せしめればよいが、前の工程で高沸点
溶剤を使用した場合には、予め減圧下にてこれら
の溶剤を除去しておくことが好ましい。 上記アミンとしては例えば、トリメチルアミ
ン、トリエチルアミン、ブチルアミン等のアルキ
ルアミン類、2−ジメチルアミノエタノール、ジ
エタノールアミン、トリエタノールアミン、アミ
ノメチルプロパノール等のアルコールアミン類、
モルホリン等が使用される。またエチレンジアミ
ン、ジエチレントリアミン等多価アミンも使用で
きる。 本発明において水性媒体とは少なくとも10重量
%以上が水である水単独もしくは親水性有機溶剤
との混合物を意味し、親水性有機溶剤としてはメ
タノール、エタノール、n−プロパノール、イソ
プロパノール、n−ブタノール、sec−ブタノー
ル、tert−ブタノール、イソブタノール等のアル
キルアルコール類、メチルセロソルブ、エチルセ
ロソルブ、プロピルセロソルブ、ブチルセロソル
ブ、メチルカルビトール、エチルカルビトール等
のエーテルアルコール類、メチルセロソルブアセ
テート、エチルセロソルブアセテート等のエーテ
ルエステル類、その他ジオキサン、ジメチルホル
ムアミド、ダイアセトンアルコール等が使用され
る。 本発明の水性樹脂分散体は、反応性に優れたフ
エノール樹脂を使用しているので硬化性に優れ、
得られた塗膜は抽出特性に優れている。また、金
属に対して極めて高い接着性を有するものであ
る。 本発明に係わる水性樹脂分散体、必要に応じて
塗工性を改良するための界面活性剤、消泡剤など
を添加して塗料として用いることができる。 適用される基材としては、未処理鋼板、処理鋼
板、亜鉛鉄板、ブリキ板などの金属板が適してお
り、塗装方法としては、エアスプレー、エアレス
スプレー、静電スプレーなどのスプレー塗装が好
ましいが浸漬塗装、ロールコーター塗装、電着塗
装なども可能である。また焼付条件は、温度150
℃ないし230℃、時間としては2ないし30分の範
囲から選ぶことができる。 本発明の水性樹脂分散体は、用途に応じて、適
当な防錆剤、顔料、充填剤などを配合して防錆プ
ライマー、印刷インキ、防食性塗料などに使用す
ることもできる。 以下、本発明を実施例により説明する。なお、
例中、「部」、「%」はそれぞれ「重量部」、「重量
%」を示す。 実施例 1 〔フエノール樹脂溶液の調整〕 p−tert−ブチルフエノール136部、37%ホル
ムアルデヒド水溶液162部、25%水酸化ナトリウ
ム水溶液160部をフラスコに仕込み50℃にて3時
間反応させた後塩酸で中和し、水を分離した。水
分離後、p−tert−ブチルフエノール250部、10
塩酸3.7部および水250部を加え約30分撹拌し、発
熱が終了した時点で、25%水酸化ナトリウム160
部、37%ホルムアルデヒド水溶液120部を加え50
℃、3時間反応させ塩酸で中和し水層を分離させ
た後、水洗、水分離を3回繰り返し、n−ブタノ
ール/キシレン/=1/1の混合溶剤に溶解し、
60%のフエノール樹脂溶液を得た。得られた樹脂
をGPCにて分析した結果、p−tert−ブチルフエ
ノールの3量体のジメチロール化物が91%であ
り、その他は1量体のジメチロール化物、2量体
のジメチロール化物、4量体のジメチロール化物
が少量づつ含有されていた。 〔アクリル樹脂溶液の調整〕 スチレン 300.0部 アクリル酸エチル 210.0 メタクリル酸 90.0 エチレングリコールモノブチルエーテル 388.0 過酸化ベンゾイル 12.0 上記組成の混合物の1/4を窒素カス置換した四
ツ口フラスコに仕込み80〜90℃に加熱し、その温
度に保ちつつ残りの全量を2時間かけて徐々に滴
下し、滴下終了後、更にその温度で2時間かきま
ぜた後冷却し、酸価93(固形分換算、以下同じ)、
固形分59.7%、粘度4100cps(25℃、以下粘度はす
べて25℃における測定結果を示す)カルボキシル
基含有樹脂溶液を得た。 〔エポキシ樹脂溶液の調整〕 エピコート1007 500 部 エチレングリコールモノブチルエーテル 333.3部 窒素ガス置換した四ツ口フラスコに全量仕込み
徐々に加熱して内温を100℃まで上げ、1時間撹
拌完全に溶解した後80℃まで冷却し、固形分60%
のエポキシ樹脂溶液を得た。 〔水性分散体の調整〕 上記アクリル樹脂溶液 50 部 上記エポキシ樹脂溶液 100 2−ジメチルアミノエタノール 4.8 上記フエノール樹脂溶液 30 イオン交換水 355.2 四ツ口フラスコに,を仕込み撹拌しながら
を添加して中和を行つた後、80℃まで昇温さ
せ、30分間反応した後冷却した。反応前後の
GPCの測定によりアクリル樹脂とエポキシ樹脂
の結合を確認した。冷却後を加え撹拌すること
により均一な溶液とし、更に撹拌しながらを
徐々に添加したところ、固形分20%、粘度425cps
の乳白色の分散体を得た。得られた分散体は50℃
で3ケ月間保存したが異常は認められなかつた。 実施例 2 〔フエノール樹脂溶液の調整〕 p−クレゾール108部、37%ホルムアルデヒド
水溶液162部、25%水酸化ナトリウム水溶液160部
をフラスコに仕込み50℃にて2時間反応させた
後、100℃まで昇温し100℃でさらに1時間反応さ
せ、塩酸で中和後、n−ブタノール/キシレン/
=1/1の混合溶剤で抽出し60%のフエノール樹
脂溶液を得た。GPCで分析した結果、50℃、2
時間の時点で反応生成物の90%以上はp−クレゾ
ールのジメチロール化合物であり最終生成物は9
%がp−クレゾールのジメチロール化物、36%が
2量体のジメチロール化物、41%が3量体のジメ
チロール化物、9%が4量体のジメチロール化
物、5%が5量体以上のジメチロール化物であつ
た。 アクリル樹脂溶液およびエポキシ樹脂溶液は実
施例1と同様に調整した。 〔水性分散体の調整〕 上記アクリル樹脂溶液 50 部 上記エポキシ樹脂溶液 100 2−ジメチルアミノエタノール 4.8部 上記フエノール樹脂溶液 30 イオン交換水 355.2 四ツ口フラスコに,を仕込み撹拌しながら
を添加して中和を行つた後、80℃まで昇温さ
せ、30分間反応した後冷却した。反応前後の
GPCの測定によりアクリル樹脂とエポキシ樹脂
の結合を確認した。冷却後を加え撹拌すること
により均一な溶液とし、更に撹拌しながらを
徐々に添加したところ、固形分20%、粘度390cps
の乳白色の分散体を得た。得られた分散体は50℃
で3ケ月間保存したが異常は認められなかつた。 比較例 1 アクリル樹脂溶液およびエポキシ樹脂溶液は実
施例1と同様に調整した。 〔水性分散体の調整〕 上記アクリル樹脂溶液 50 部 上記エポキシ樹脂溶液 100 2−ジメチルアミノエタノール 4.8 イオン交換水 295.2 四ツ口フラスコに,,を仕込み液温を80
℃に上げ、30分間反応させ冷却した。反応前後の
GPC測定で、エポキシ樹脂とアクリル樹脂の反
応を確認した。更に撹拌しながらを徐々に添加
したところ、固形分20%、粘度362cpsの乳白色の
分散体を得た。得られた分散体は50℃3ケ月の保
存で異常は認められなかつた。 比較例 2 〔フエノール樹脂溶液の調整〕 p−tertブチルフエノール136部、37%ホルム
アルデヒド水溶液162部、25%水酸化ナトリウム
水溶液80部をフラスコに仕込み100℃にて2.5時間
反応させた後塩酸で中和した後、n−ブタノー
ル/キシレン/=1/1の混合溶剤で抽出し、60
%のフエノール樹脂溶液とした。GPCでの分析
の結果、未反応のp−tertブチルフエノール8
%、p−tertブチルフエノールのジメチロール化
物16%、2〜4量体のジメチロール化物21%、5
量体以上のジメチロール化物55%であつた。 アクリル樹脂溶液、エポキシ樹脂溶液は実施例
1と同様に調整した。また水性分散体の調整は、
フエノール樹脂溶液を上記フエノール樹脂溶液と
した以外は実施例1同様に行つた。得られた分散
体は固形分20%、粘度412cpsであつた。 比較例 3 アクリル樹脂溶液、エポキシ樹脂溶液は実施例
1と同様に調整した。また水性分散体の調整は、
フエノール樹脂溶液30部の代わりにサイメル325
(三井東圧(株)製水溶性アミノ樹脂、固形分80%)
を22.5部使用した以外は、実施例1と同様に行つ
た。 得られた水性分散体は固形分20%、粘度386cps
であつた。 実施例1〜2、比較例1〜3で得られた水性分
散体をブリキ板上に8〜10μになるように塗布
し、165℃および200℃で各々5分間焼き付け乾燥
して試験パネルを作成した。諸耐性の試験結果を
表に示す。また内容量250mlブリキ2ピース缶
の内面に上記水性分散体をスプレーにて塗布し、
165℃および200℃で各々5分間焼き付け乾燥して
内面塗装缶を作成しその諸耐性を試験した。結果
を表に示す。 表および表よりフエノール樹脂あるいはメ
ラミン樹脂を含む実施例1,2および比較例2,
3は耐レトルト性、耐食性および食塩水保存テス
トにおいて、比較例1より優れた性能を示してい
る。しかしながら、実施例1,2は比較例2,3
と比べて過マンガン酸カリウム消費量が極めて小
さく抽出特性に優れており、また風味保持性に優
れている。 表および表における各種の試験法は下記の
とおりである。 (1) 密着性:塗膜面にナイフを使用して約1.5mm
の巾で縦、横それぞれ11本の切り目をゴバン目
に入れる。24mm巾のセロハン粘着テープを密着
させ、強く剥離した時のゴバン目部の未剥離数
を分子に表わす。 (2) 耐レトルト性:125℃−30分で水中処理後、
塗膜を視覚およびセロハン粘着テープ剥離で判
定する。 (3) 加工性:特殊ハゼ折り型デユポン衝撃試験器
を用い、下部に2つ折りにした試料を置き、接
触面が平な重さ1Kgの鉄の錘りを高さ50cmから
落下させた時に生じる折り曲げ部分の塗膜の亀
裂の長さを測定した。 0〜10mm……〇印 10〜20mm……△印 20mm以上……×印で示した。 (4) 耐食性:塗膜面にナイフを使用して×印の切
り目を入れた試験片を1%食塩水中で125℃30
分間処理を行い、×印部近傍の腐食の程度を判
定する。 異常のないもの ……〇 わずかに腐食の見られるもの ……△ 著しく腐食の見られるもの ……× (5) 過マンガン酸カリウム消費量:内面塗装缶に
イオン交換水250mlを充填し、巻締を行い、60
℃−30分および100℃−30分の処理を行い、食
品衛生法記載の試験法に準じて測定した。 (6) 食塩水保存テスト:内面塗装缶に1%食塩水
250mlを充填し、巻締を行つた後、ダンボール
箱につめ(30缶入の箱に15缶)振動機にて5時
間振動与え、缶同士を衝突させた後25℃にて1
ケ月保存した。以上のテスト缶を開缶し原子吸
光法により食塩水中の鉄溶出量を測定した。
(n:15の平均) (7) 風味保持性:内面塗装缶にイオン交換水250
mlを充填し巻締を行い、100℃−30分の殺菌処
理後、更に50℃−6ケ月保存して得た缶内溶液
について風味試験を行つた。 全く変化なし……〇 若干変化あり……△ 著しく変化あり……×で表示した。 実施例 3 〔エポキシ樹脂の調整〕 実施例1と同様に調整した。 〔水性樹脂分散体の調整〕 上記エポキシ樹脂溶液 150 部 ブチルセロソルブ 30 メタクリル酸 30 スチレン 18 アクリル酸エチル 2 過酸化ベンゾイル 3.5 実施例2のフエノール樹脂溶液 30 2−ジメチルアミノエタノール 4.8 イオン交換水 560 ,を四ツ口フラスコに仕込み撹拌しながら
液温を115℃に昇温する。次いでからの混合
物を1時間で滴下しさらに2時間115℃にて反応
する。冷却後およびを添加し撹拌した後を
徐々に加え安定な水性分散体を得た。 得られた水性樹脂分散体を用いて表,表と
同様な試験をした結果、いずれの項目にも優れた
性質を得た。 実施例 4 〔フエノール樹脂溶液の調製〕 フラスコに11%水酸化ナトリウム水溶液460部
を仕込み、撹拌しながら、92%パラホルムアルデ
ヒド水溶液128部を少しずつ添加し溶解した後p
−クレゾール108部を仕込み50℃で2時間反応さ
せ、続いて70℃で6時間反応させ、塩酸で中和
後、水洗いしたスラリーをn−ブタノールで抽出
し30%のフエノール樹脂溶液を得た。GPCで分
析した結果、2%がp−クレゾールのジメチロー
ル化物、90%が2量体のジメチロール化物、5%
が3量体のジメチロール化物、3%が4量体以上
のジメチロール化物であつた。 〔水性分散体の調製〕 実施例1のアクリル樹脂溶液 50 部 実施例1のエポキシ樹脂溶液 100 部 2−ジメチルアミノエタノール 4.8 部 上記フエノール樹脂溶液 60 部 イオン交換水 325.2 部 四ツ口フラスコに,を仕込み撹拌しながら
を添加して中和を行つた後、80℃まで昇温さ
せ、30分間反応した後冷却した。反応前後の
GPCの測定によりアクリル樹脂とエポキシ樹脂
の結合を確認した。冷却後を加え撹拌すること
により均一な溶液とし、更に撹拌しながらを
除々に添加したところ、固形分20%、粘度425cps
の乳白色の分散体を得た。得られた分散体は50℃
で3ケ月間保存したが異常は認められなかつた。 実施例 5 〔アクリル樹脂溶液の調製〕 メチルセロソルブアセテート 1000 部 スチレン 180.6部 アクリル酸エチル 86 部 メタクリル酸 163 部 過酸化ベンゾイル 6.4部 環流凝集器、モノマータンク、モノマー流量調
節器、温度計、撹拌機を装着した四ツ口フラスコ
を窒素置換し、を仕込んだ。モノマータンクに
はモノマー混合物〜および重合触媒を混合
しておき、その4分の1を上記フラスコに仕込ん
だに加えて除々に加熱し105℃に保持した。残
りの混合モノマーを2時間にわたり添加し、滴下
終了後さらに2時間撹拌を続け室温に冷却した。
得られた溶液は、固形分30.1%、粘度U−V(ガ
ードナー気泡粘度計、25℃)、酸価247mgKOH/
g(固形分換算)のアクリル樹脂溶液であつた。 〔エポキシ樹脂−アクリル系樹脂部分反応物溶液
の調製〕 メチルセロソルブアセテート 2100 部 エピコート1009 900 部 上記アクリル樹脂溶液 1000 部 四ツ口フラスコに撹拌機、環流凝集器、温度
計、および溶剤除去装置を装着して窒素置換した
後、およびを仕込み110℃に加熱し撹拌を続
ける。エポキシ樹脂を完全に溶解した後、を加
えて135℃まで昇温し、この温度を保持したまま
8時間に亘り撹拌を続けエポキシ樹脂−アクリル
系樹脂部分反応物を得た。この間試料を定期的に
取り出して粘度のチエツクを行つた。反応終了時
の溶液の性状は固形分30.1%、粘度U−Vであつ
た。この後溶剤の一部を減圧除去し、固形分60%
とした。 〔水性分散体の調製〕 上記エポキシ樹脂−アクリル系樹脂部分反応
物 500 部 実施例4のフエノール樹脂溶液 100 部 25%アンモニア水 19.5部 イオン交換水 1180.5部 四ツ口フラスコに,を仕込み、撹拌しなが
らを添加した。30分撹拌後をゆつくり添加
し、固形分20%、粘度480cpsの黄味のある乳白色
分散体を得た。得られた分散体は50℃で3ケ月保
存したが異常は認められなかつた。 実施例 6 〔エポキシアクリレート樹脂溶液の調製〕 エピコート1009 646 部 エチレングリコールモノブチルエーテル 349 部 10%水酸化ナトリウム溶液 1 部 ハイドロキノン 0.02部 メタクリル酸 4 部 ,を仕込み110℃で2時間撹拌し溶解確認
後冷却した。100℃でを添加し加熱しながら
を添加した。130℃で5時間反応させ、酸価が0.3
mgKOH/g(固形分換算)まで下がつた時点で
終了とし、冷却取り出した。生成物の数平均分子
量は3800、エポキシ当量は2750であり、1分子当
りのエポキシ基の数は平均1.38となつた。 固形分65%、50℃における粘度は80000cpsであ
つた。 〔水性分散体の調製〕 メチルエチルケトン 40 部 上記エポキシアクリレート樹脂溶液
158.5部 スチレン 15.4部 アクリル酸エチル 18 部 メタクリル酸 18 部 エチレングリコールモノブチルエーテル 68.3部 アゾビスイソブチロニトリル 0.5部 アゾビスイソブチロニトリル 0.6部 実施例4のフエノール樹脂溶液 57.3部 メチルエチルケトン 10 部 ジメチルアミノエタノールの10%水溶液 70 部 イオン交換水 543.4部 をフラスコに仕込み、加熱、還流させ、その
中にからまでの混合溶液を3時間かけて少し
ずつ添加した。 添加終了後90℃に昇温しを添加し反応を続け
た。サンプリングし固形分が55%以上になつた時
点で冷却した。冷却後とととを添加し、15
分後より少しずつを添加したところ固形分20
%、粘度15cpsの水性分散体が得られた。 実施例3〜6で得られた水性分散体について、
実施例1と同操作にて塗膜試験を行つた。この試
験結果を、表と表に示す。
The present invention relates to an aqueous resin dispersion, and more specifically, as a coating composition for baking on metals.
In particular, the present invention relates to an aqueous resin dispersion that can form an excellent film as a paint for the inner surface of a can. Conventionally, it has been desired to shift paints for cans and anticorrosion paints to water-based paints from the viewpoints of resource conservation, energy conservation, and environmental pollution. As with the solvent-based type, epoxy resin-based ones have been mainly studied in water-based systems, and various methods have been proposed for dispersing epoxy resins in water. For example, as a method for dispersing an epoxy resin in water using a surfactant, two methods are known: a method using an anionic surfactant and a method using a nonionic surfactant. However, in the former case, the oxirane ring opens during the emulsification process and storage, resulting in decreased reactivity and poor performance of the formed coating, and sometimes problems with thickening and gelation during storage. On the other hand, in the latter case, from the viewpoint of dispersibility and storage stability, the system contains a fairly large amount of surfactant, so this surfactant may cause chemical and mechanical damage to the formed coating film. tends to have an adverse effect on character. As a solution to this problem, various self-emulsifying epoxy resins have been proposed in which epoxy resins are modified with acrylic resins and segments with emulsifying power are introduced into the molecules. For example, JP-A-53-1228 discloses a grafted polymer obtained by polymerizing a monomer mixture containing a carboxylic acid monomer using a free radical generator such as benzoyl peroxide in the presence of an epoxy resin. It has been shown that epoxy resins can be stably dispersed in aqueous media containing bases. JP-A-53-14963 and JP-A-Sho
Publication No. 55-9433 discloses that a partial reactant containing excess carboxyl groups obtained by reacting an acrylic resin with a relatively high molecular weight aromatic epoxy resin can be stably dispersed in an aqueous medium in the presence of ammonia or amine. It is shown. JP-A-55-3481 and JP-A-55-3482 disclose that epoxy resins containing substantially oxirane groups are obtained by esterifying a carboxyl group-functional polymer with an epoxy resin in the presence of an amine esterification catalyst. A self-emulsifying epoxy ester copolymer is disclosed that is self-emulsifying in water with a base. Unexamined Japanese Patent Publication 1987-
No. 105418 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 198513 disclose a low-molecular compound having an epoxy group and an acryloyl group in one molecule obtained by partially reacting an aromatic epoxy resin and (meth)acrylic acid, and acrylic acid. Alternatively, an aqueous dispersion composition obtained by polymerizing a monomer mixture containing methacrylic acid and neutralizing it with a basic compound is disclosed. Since the self-emulsifying epoxy resin obtained by the above technique does not contain a surfactant in the coating material, a strong coating film can be obtained by itself. When a faster curing speed is required, water-soluble amino resins or phenolic resins are added to these paints. For example, an appropriate amount of water-soluble amino resin can improve the curing speed without reducing the physical properties of the formed coating film, and can sometimes increase the crosslinking density to obtain a desirable coating hardness. When used as a paint for internal surfaces, low molecular weight compounds originating from the amino resin are eluted into the contents of the can during heat sterilization, posing a hygiene problem. The present inventors have made extensive studies to overcome the above-mentioned problems, and as a result, have arrived at the present invention. That is, the present invention comprises an acrylic resin A containing 12 to 70% by weight of monobasic carboxylic acid monomer units as an essential component, and an aromatic epoxy resin having an average of 1.1 to 2.0 epoxy groups in one molecule. B
A composite resin composition with an excess of carboxyl groups obtained by mixing a partial combination D of and a phenol resin C represented by the following formula is prepared in the presence of ammonia or amine in an amount such that the final composition has a pH of 4 to 11. An aqueous resin dispersion made by dispersing in an aqueous medium. (In the formula, R 1 is a hydrogen atom or has 1 or more carbon atoms.
12 alkyl groups, R 2 and R 3 each represent a hydrogen atom or a methylol group, and n represents an integer of 1 to 3. ). The aqueous resin dispersion in the present invention preferably contains 12 to 70% by weight of monobasic carboxylic acid monomer.
By chemically bonding an acrylic resin A obtained by copolymerizing a copolymerizable monomer mixture containing an aromatic epoxy resin B having an average of 1.1 to 2.0 epoxy groups per molecule and a phenol resin C. That's what you get. Acrylic resin A is prepared by mixing a monomer mixture consisting of a monobasic carboxylic acid monomer such as acrylic acid or methacrylic acid with other copolymerizable monomers in an organic solvent using a common solvent such as azobisisobutyronitrile or benzoyl peroxide. It can be obtained by copolymerizing using a radical polymerization initiator at a temperature of 80°C to 150°C. The copolymerizable monomers include methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, n-amyl acrylate, isoamyl acrylate, n-hexyl acrylate, and 2-acrylate. Acrylic esters such as ethylhexyl, n-octyl acrylate, decyl acrylate, dodecyl acrylate, methyl methacrylate, propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, n-amyl methacrylate, n- methacrylate Methacrylic acid esters such as hexyl, n-octyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, decyl methacrylate, and dodecyl methacrylate, styrene monomers such as styrene, vinyltoluene, 2-methylstyrene, t-butylstyrene, and chlorstyrene. , hydroxy group-containing monomers such as hydroxyethyl acrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl methacrylate, N-methylol (meth)acrylamide, N
It can be selected from one or more of N-substituted (meth)acrylic monomers such as -butoxymethyl (meth)acrylamide, epoxy group-containing monomers such as glycidyl acrylate and glycidyl methacrylate, and acrylonitrile. The amount of monobasic carboxylic acid monomer used is 12 to 70% by weight based on the total amount of monomers, and if the amount is less than 12% by weight, the dispersion stability in an aqueous medium and the adhesion of the painted film to metal may be improved. When used for the interior of cans, solvent resistance, and flavor suitability, it is not preferable.On the other hand, if the amount used is more than 70% by weight, the viscosity of the reaction system when polymerizing acrylic resin A is Not only is it difficult to manufacture because it is extremely expensive,
The water resistance of the painted film and the boiling resistance when used on the inner surface of cans deteriorate. The weight average molecular weight of the acrylic resin A is preferably in the range of 3,000 to 80,000; if the weight average molecular weight is less than 3,000, the crosslinking density of the coating film will increase, which will impede processability; If the size is larger, gelation tends to occur more easily during reaction with the aromatic epoxy resin B. Aromatic epoxy resin B is obtained by condensing bisphenol A and epihalohydrin in the presence of an alkali catalyst, and has an average of 1.1 to 2.0 epoxy groups in one molecule, and a number average molecular weight of 300. or more, preferably 900 or more are used. Commercially available products include Epicote 828, Epicote 1001, Epicote 1004, manufactured by Ciel Chemical Co., Ltd.
Examples include Epicote 1007 and Epicote 1009. In addition, as an aromatic epoxy resin, a modified epoxy resin in which the epoxy group of the bisphenol A type epoxy resin is reacted with a vegetable oil fatty acid such as dehydrated castor oil, soybean oil fatty acid, or coconut oil fatty acid or a modifier such as bisphenol A is used. You can also use The main component of the phenolic resin C in the present invention is represented by the following formula. (In the formula, R 1 is a hydrogen atom or has 1 or more carbon atoms.
12 alkyl groups, R 2 and R 3 each represent a hydrogen atom or a methylol group, and n represents an integer of 1 to 3. ) Phenol resin C is obtained by addition condensation of formaldehyde to alkylphenol in the presence of an alkali catalyst, but after producing a dimethylolated product of alkylphenol in high yield at a relatively low temperature of room temperature to about 60°C, A method of proceeding with condensation or other known synthetic means can be used.
As the alkylphenol, p-cresol,
o-cresol, p-ethylphenol, p-
Tert-butylphenol, p-octylphenol, p-nonylphenol, etc. can be used. The reaction conditions for producing such a phenolic resin can be freely selected within a range that satisfies the above requirements. Of course, there is nothing wrong with reacting under reaction conditions that allow a specific n number of phenolic resins C to be obtained in a high yield, further purifying by a conventional method, and using substantially as a single substance. It is also possible to prepare two or more types of alkylphenols with different types or with different n numbers, and use them by mixing them. In addition to phenolic resin C, known phenolic resins can be used in combination. As the phenolic resin used in combination, there are resol type phenolic resins and novolak type phenolic resins which have been used in conventional epoxy-phenolic paints. These phenolic resins can be used in an amount that does not impair the properties caused by the use of phenolic resin C, that is, in an amount that does not exceed about 50% by weight. In the present invention, the acrylic resin-aromatic epoxy resin partially bonded product D is in one molecule with the acrylic resin A obtained by copolymerizing a copolymerizable monomer mixture containing 12 to 70% by weight of a monobasic carboxylic acid monomer. It can be produced by partially reacting the aromatic epoxy resin B with an aromatic epoxy resin B having an average of 1.1 to 2.0 epoxy groups. To prepare an acrylic resin-aromatic epoxy resin partial reaction product, in a hydrophilic organic solvent such as ethylene glycol monobutyl ether, in the presence of ammonia or amine as described below, at 60°C to 170°C for 10 It is best to stir for about 2 minutes to 2 hours. Control of the reaction can be checked by measuring the percentage of oxirane, measuring the increase in viscosity or charting the molecular weight distribution by gel vermiaction chromatography (GPC). In addition, if the reaction is carried out in a relatively high boiling point solvent such as hexyl cellosolve, butyl cellosolve, methyl cellosolve acetate, or ethyl cellosolve acetate at 120°C or higher, acrylic resin A can be used without the coexistence of an esterification catalyst such as ammonia or amine. and aromatic epoxy resin B can be obtained. The reaction can also be controlled by measuring the % oxirane. The method for measuring oxirane% is as follows:
A known method is to add a predetermined amount of tetraethylammonium bromide solution to a sample solvent solution and titrate it with standardized perchloric acid using crystal violet as an indicator. When applying the titration method, the end point of the titration is often unclear, perhaps due to the inhibitory effect of excess carboxyl groups present.
Quantification by proton NMR is convenient and preferred. In proton NMR, the methylene of the oxirane group is 2.5~
Since it is at 2.9 ppm, track this peak area during the reaction and compare it with other reference peaks, such as the area of the proton peak of the benzene ring contained in aromatic epoxy resin, to determine the rate of reduction of the oxirane group. be able to. At this time, if a monomer having a benzene ring is used in the acrylic resin, the amount must be taken into account in the calculation. The reduction rate of oxirane groups in the reaction stage is 5% relative to the oxirane content of the aromatic epoxy resin as a raw material.
95%, more preferably 30 to 70%. If the reduction rate of oxirane groups is less than 5%, the acrylic resin-aromatic epoxy resin partial reaction product cannot be sufficiently self-emulsified in the aqueous medium and tends to separate during storage, while if it is greater than 95%, the The processability of the film tends to deteriorate. In particular, aqueous resins obtained with oxirane groups in the range of 30 to 70% are excellent in coating suitability. In the present invention, the acrylic resin-aromatic epoxy resin partial bond D is the aromatic epoxy resin B.
monobasic carboxylic acid monomer in the presence of 12~
It can be obtained by polymerizing a copolymerizable monomer mixture containing 70% by weight using a relatively large amount of an organic peroxide such as benzoyl peroxide. In this case, an aromatic epoxy resin grafted with an acrylic resin is obtained. The acrylic resin-aromatic epoxy resin partial bond D in the present invention also has a double bond and an epoxy group obtained by reacting the aromatic epoxy resin B and a monobasic carboxylic acid monomer in the presence of a base. Compounds with 12 monobasic carboxylic acid monomers
It can be obtained by polymerizing a copolymerizable monomer mixture containing ~70% by weight using a radical polymerization initiator. The solid content ratio of the acrylic resin A and the aromatic epoxy resin B is selected from the range of 1:1 to 1:6. In the present invention, the composite resin composition can be obtained by mixing the acrylic resin-aromatic epoxy resin partial bond D and the phenol resin C, preferably in a hydrophilic solvent. The amount of phenol resin C in the composite resin composition is 2 to 40% by weight based on the total amount of resin, and if it is less than 2% by weight, the effect on the curing speed of the coating film will not be sufficient; If it exceeds this amount, physical properties such as processability of the coating film tend to deteriorate. In the present invention, the aqueous resin composition may be prepared by adding ammonia or amine to the composite resin composition in an amount such that the final composition has a pH of 4 to 11 and dispersing it in an aqueous medium. When a high boiling point solvent is used, it is preferable to remove these solvents in advance under reduced pressure. Examples of the above amines include alkylamines such as trimethylamine, triethylamine, and butylamine; alcohol amines such as 2-dimethylaminoethanol, diethanolamine, triethanolamine, and aminomethylpropanol;
Morpholine etc. are used. Polyvalent amines such as ethylenediamine and diethylenetriamine can also be used. In the present invention, the aqueous medium means water alone or a mixture with a hydrophilic organic solvent in which at least 10% by weight is water, and examples of the hydrophilic organic solvent include methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, Alkyl alcohols such as sec-butanol, tert-butanol, isobutanol, ether alcohols such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, propyl cellosolve, butyl cellosolve, methyl carbitol, ethyl carbitol, ethers such as methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, etc. Esters, dioxane, dimethylformamide, diacetone alcohol, etc. are used. The aqueous resin dispersion of the present invention uses a phenolic resin with excellent reactivity, so it has excellent curability.
The resulting coating has excellent extraction properties. It also has extremely high adhesion to metals. The aqueous resin dispersion according to the present invention can be used as a paint by adding a surfactant, an antifoaming agent, etc. to improve coating properties, if necessary. Suitable substrates are metal plates such as untreated steel plates, treated steel plates, galvanized iron plates, and tin plates.As for the coating method, spray painting such as air spray, airless spray, and electrostatic spray is preferable. Dip coating, roll coater coating, electrodeposition coating, etc. are also possible. Also, the baking conditions are temperature 150
You can choose from ℃ to 230℃ and time from 2 to 30 minutes. The aqueous resin dispersion of the present invention can also be used in rust-preventing primers, printing inks, anti-corrosion paints, etc. by adding appropriate rust preventive agents, pigments, fillers, etc., depending on the purpose. The present invention will be explained below using examples. In addition,
In the examples, "parts" and "%" indicate "parts by weight" and "% by weight," respectively. Example 1 [Preparation of phenolic resin solution] 136 parts of p-tert-butylphenol, 162 parts of a 37% formaldehyde aqueous solution, and 160 parts of a 25% aqueous sodium hydroxide solution were placed in a flask, reacted at 50°C for 3 hours, and then treated with hydrochloric acid. Neutralize and separate water. After water separation, 250 parts of p-tert-butylphenol, 10
Add 3.7 parts of hydrochloric acid and 250 parts of water, stir for about 30 minutes, and when the heat generation has finished, add 160 parts of 25% sodium hydroxide.
part, add 120 parts of 37% formaldehyde aqueous solution to 50 parts.
℃ for 3 hours, neutralized with hydrochloric acid, separated the aqueous layer, repeated water washing and water separation three times, and dissolved in a mixed solvent of n-butanol/xylene/=1/1.
A 60% phenolic resin solution was obtained. As a result of analyzing the obtained resin by GPC, it was found that 91% was a dimethylolated trimer of p-tert-butylphenol, and the rest were dimethylolated monomers, dimethylolated dimers, and tetramers. It contained a small amount of dimethylolated product. [Preparation of acrylic resin solution] Styrene 300.0 parts Ethyl acrylate 210.0 Methacrylic acid 90.0 Ethylene glycol monobutyl ether 388.0 Benzoyl peroxide 12.0 1/4 of the mixture with the above composition was placed in a four-necked flask that had been replaced with nitrogen gas, and heated to 80 to 90°C. Heat it, keep it at that temperature and gradually drop the remaining amount over 2 hours, and after the dropwise addition is finished, stir it at that temperature for another 2 hours, then cool it, and the acid value is 93 (in terms of solid content, the same applies hereafter).
A carboxyl group-containing resin solution with a solid content of 59.7% and a viscosity of 4100 cps (25°C; all viscosities hereinafter refer to measurement results at 25°C) was obtained. [Preparation of epoxy resin solution] Epicote 1007 500 parts Ethylene glycol monobutyl ether 333.3 parts Pour the entire amount into a four-necked flask purged with nitrogen gas, gradually heat to raise the internal temperature to 100°C, stir for 1 hour, and dissolve completely. Cool to ℃, solids content 60%
An epoxy resin solution was obtained. [Preparation of aqueous dispersion] 50 parts of the above acrylic resin solution 100 parts of the above epoxy resin solution 2-dimethylaminoethanol 4.8 30 parts of the above phenolic resin solution Ion exchange water 355.2 In a four-necked flask, add and neutralize with stirring. After this, the temperature was raised to 80°C, reacted for 30 minutes, and then cooled. before and after reaction
The bond between acrylic resin and epoxy resin was confirmed by GPC measurement. After cooling, the solution was added and stirred to make a homogeneous solution, and then added gradually while stirring, resulting in a solid content of 20% and a viscosity of 425 cps.
A milky white dispersion was obtained. The resulting dispersion was heated to 50°C.
Although it was stored for 3 months, no abnormalities were observed. Example 2 [Preparation of phenol resin solution] 108 parts of p-cresol, 162 parts of a 37% formaldehyde aqueous solution, and 160 parts of a 25% aqueous sodium hydroxide solution were placed in a flask, reacted at 50°C for 2 hours, and then heated to 100°C. After heating and reacting at 100℃ for an additional hour, neutralization with hydrochloric acid, n-butanol/xylene/
A 60% phenol resin solution was obtained by extraction with a 1/1 mixed solvent. As a result of GPC analysis, 50℃, 2
At the time point, more than 90% of the reaction product was a dimethylol compound of p-cresol, and the final product was 9
% is dimethylolated p-cresol, 36% is dimethylolated dimer, 41% is dimethylolated trimer, 9% is dimethylolated tetramer, and 5% is dimethylolated pentamer or more. It was hot. The acrylic resin solution and epoxy resin solution were prepared in the same manner as in Example 1. [Preparation of aqueous dispersion] 50 parts of the above acrylic resin solution 100 parts of the above epoxy resin solution 4.8 parts of 2-dimethylaminoethanol After the addition, the temperature was raised to 80°C, reacted for 30 minutes, and then cooled. before and after reaction
The bond between acrylic resin and epoxy resin was confirmed by GPC measurement. After cooling, the solution was added and stirred to make a homogeneous solution, and then gradually added while stirring, the solid content was 20% and the viscosity was 390 cps.
A milky white dispersion was obtained. The resulting dispersion was heated to 50°C.
Although it was stored for 3 months, no abnormalities were observed. Comparative Example 1 An acrylic resin solution and an epoxy resin solution were prepared in the same manner as in Example 1. [Preparation of aqueous dispersion] 50 parts of the above acrylic resin solution 100 parts of the above epoxy resin solution 2-dimethylaminoethanol 4.8 ion-exchanged water 295.2 In a four-necked flask, charge , and bring the liquid temperature to 80
℃, reacted for 30 minutes, and cooled. before and after reaction
GPC measurements confirmed the reaction between epoxy resin and acrylic resin. Further, when the mixture was gradually added with stirring, a milky white dispersion with a solid content of 20% and a viscosity of 362 cps was obtained. No abnormalities were observed in the obtained dispersion when it was stored at 50°C for 3 months. Comparative Example 2 [Preparation of phenolic resin solution] 136 parts of p-tert-butylphenol, 162 parts of a 37% formaldehyde aqueous solution, and 80 parts of a 25% aqueous sodium hydroxide solution were placed in a flask, reacted at 100°C for 2.5 hours, and then diluted with hydrochloric acid. After mixing, extract with a mixed solvent of n-butanol/xylene/=1/1, and
% phenolic resin solution. As a result of GPC analysis, unreacted p-tert-butylphenol 8
%, dimethylolated product of p-tert-butylphenol 16%, dimethylolated product of dimers to tetramers 21%, 5
It was 55% dimethylol compound. The acrylic resin solution and epoxy resin solution were prepared in the same manner as in Example 1. In addition, the preparation of the aqueous dispersion is
The same procedure as in Example 1 was carried out except that the above phenolic resin solution was used as the phenolic resin solution. The resulting dispersion had a solids content of 20% and a viscosity of 412 cps. Comparative Example 3 An acrylic resin solution and an epoxy resin solution were prepared in the same manner as in Example 1. In addition, the preparation of the aqueous dispersion is
Cymel 325 instead of 30 parts of phenolic resin solution
(Water-soluble amino resin manufactured by Mitsui Toatsu Co., Ltd., solid content 80%)
The same procedure as in Example 1 was carried out except that 22.5 parts of . The resulting aqueous dispersion had a solids content of 20% and a viscosity of 386 cps.
It was hot. The aqueous dispersions obtained in Examples 1 to 2 and Comparative Examples 1 to 3 were applied on a tin plate to a thickness of 8 to 10μ, and dried by baking at 165°C and 200°C for 5 minutes each to create a test panel. did. The results of various resistance tests are shown in the table. In addition, the above aqueous dispersion was sprayed onto the inner surface of a 2-piece tin can with a content of 250 ml.
Cans with internal coatings were prepared by baking and drying at 165°C and 200°C for 5 minutes each, and their various resistances were tested. The results are shown in the table. From the table, Examples 1 and 2 and Comparative Example 2 containing phenolic resin or melamine resin,
Sample No. 3 exhibited superior performance to Comparative Example 1 in retort resistance, corrosion resistance, and saline storage tests. However, Examples 1 and 2 are similar to Comparative Examples 2 and 3.
Compared to other products, the amount of potassium permanganate consumed is extremely small and the extraction properties are excellent, as well as excellent flavor retention. The table and various test methods in the table are as follows. (1) Adhesion: Approximately 1.5mm using a knife on the coating surface
Make 11 vertical and horizontal cuts in the width of the goban. When a 24 mm wide cellophane adhesive tape is attached and strongly peeled off, the number of unpeeled areas in the goblin area is expressed in the numerator. (2) Retort resistance: After treatment in water at 125℃ for 30 minutes,
The coating film is judged visually and by peeling off the cellophane adhesive tape. (3) Workability: This occurs when using a special fold-type DuPont impact tester, placing a sample folded in half at the bottom, and dropping an iron weight weighing 1 kg with a flat contact surface from a height of 50 cm. The length of the crack in the paint film at the bent part was measured. 0 to 10 mm...marked ○ 10 to 20 mm...marked △ 20 mm or more...marked x. (4) Corrosion resistance: A test piece with an X cut made on the coating surface using a knife was placed in 1% saline solution at 125℃30.
The treatment is carried out for several minutes, and the degree of corrosion near the x mark is determined. Items with no abnormalities...〇 Items with slight corrosion...△ Items with significant corrosion...× (5) Potassium permanganate consumption: Fill a can with internal coating with 250ml of ion-exchanged water, and seal it. and 60
The samples were treated at -30 minutes at 100 degrees Celsius and at 100 degrees Celsius for 30 minutes, and measured according to the test method described in the Food Sanitation Act. (6) Salt solution storage test: 1% salt solution in a can with painted interior
After filling 250ml and sealing, pack them into cardboard boxes (15 cans in a box containing 30 cans) and apply vibration for 5 hours using a vibrator.
Saved for a month. The above test cans were opened and the amount of iron eluted into the saline solution was measured by atomic absorption spectrometry.
(Average of n: 15) (7) Flavor retention: ion exchange water 250% in inner coated can
ml, the can was sealed, sterilized at 100°C for 30 minutes, and then stored at 50°C for 6 months.The resulting solution in the can was then subjected to a flavor test. No change at all...〇 Slight change...△ Significant change...Indicated by ×. Example 3 [Adjustment of epoxy resin] Adjustment was made in the same manner as in Example 1. [Preparation of aqueous resin dispersion] The above epoxy resin solution 150 parts Butyl cellosolve 30 Methacrylic acid 30 Styrene 18 Ethyl acrylate 2 Benzoyl peroxide 3.5 Phenol resin solution of Example 2 30 2-Dimethylaminoethanol 4.8 Ion exchange water 560, 4 Pour into a two-necked flask and raise the temperature of the liquid to 115°C while stirring. Next, the above mixture was added dropwise over a period of 1 hour, and the reaction was continued for an additional 2 hours at 115°C. After cooling and stirring, the mixture was gradually added to obtain a stable aqueous dispersion. Using the obtained aqueous resin dispersion, tests similar to those shown in the table were conducted, and as a result, excellent properties were obtained in all items. Example 4 [Preparation of phenolic resin solution] 460 parts of a 11% aqueous sodium hydroxide solution was placed in a flask, and while stirring, 128 parts of a 92% aqueous paraformaldehyde solution was added little by little and dissolved, followed by p.
- 108 parts of cresol was charged and reacted at 50°C for 2 hours, then at 70°C for 6 hours, neutralized with hydrochloric acid, washed with water, and the slurry was extracted with n-butanol to obtain a 30% phenolic resin solution. As a result of GPC analysis, 2% is dimethylol of p-cresol, 90% is dimethylol of dimer, and 5% is dimethylol of p-cresol.
3% were dimethylolated trimers, and 3% were dimethylolated tetramers or more. [Preparation of aqueous dispersion] 50 parts of the acrylic resin solution of Example 1 100 parts of the epoxy resin solution of Example 1 4.8 parts of 2-dimethylaminoethanol 60 parts of the above phenolic resin solution 325.2 parts of ion-exchanged water Into a four-necked flask. After neutralizing by adding the mixture while stirring, the mixture was heated to 80°C, reacted for 30 minutes, and then cooled. before and after reaction
The bond between acrylic resin and epoxy resin was confirmed by GPC measurement. After cooling, the solution was added and stirred to make a homogeneous solution, and then added gradually while stirring, resulting in a solid content of 20% and a viscosity of 425 cps.
A milky white dispersion was obtained. The resulting dispersion was heated to 50°C.
Although it was stored for 3 months, no abnormalities were observed. Example 5 [Preparation of acrylic resin solution] Methyl cellosolve acetate 1000 parts Styrene 180.6 parts Ethyl acrylate 86 parts Methacrylic acid 163 parts Benzoyl peroxide 6.4 parts Reflux condenser, monomer tank, monomer flow rate regulator, thermometer, stirrer The attached four-necked flask was purged with nitrogen and charged. A monomer mixture and a polymerization catalyst were mixed in the monomer tank, and a quarter of the mixture was charged into the flask, which was then gradually heated and maintained at 105°C. The remaining mixed monomers were added over 2 hours, and after the dropwise addition was completed, stirring was continued for another 2 hours, and the mixture was cooled to room temperature.
The obtained solution had a solid content of 30.1%, a viscosity of UV (Gardner bubble viscometer, 25°C), and an acid value of 247 mgKOH/
g (in terms of solid content) of the acrylic resin solution. [Preparation of epoxy resin-acrylic resin partial reactant solution] 2100 parts of methyl cellosolve acetate 900 parts of Epicote 1009 1000 parts of the above acrylic resin solution A four-necked flask was equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a solvent removal device. After purging with nitrogen, add and heat to 110°C and continue stirring. After the epoxy resin was completely dissolved, the mixture was heated to 135° C., and stirring was continued for 8 hours while maintaining this temperature to obtain an epoxy resin-acrylic resin partial reaction product. During this period, samples were taken out periodically to check their viscosity. At the end of the reaction, the solution had a solid content of 30.1% and a viscosity of UV. After this, part of the solvent was removed under reduced pressure, and the solid content was 60%.
And so. [Preparation of aqueous dispersion] 500 parts of the above epoxy resin-acrylic resin partial reactant 100 parts of the phenolic resin solution of Example 4 19.5 parts of 25% ammonia water 1180.5 parts of ion-exchanged water Charge the following into a four-necked flask and stir. Added some. After stirring for 30 minutes, the mixture was slowly added to obtain a yellowish milky white dispersion with a solid content of 20% and a viscosity of 480 cps. The obtained dispersion was stored at 50°C for 3 months, but no abnormality was observed. Example 6 [Preparation of epoxy acrylate resin solution] 646 parts of Epicote 1009, 349 parts of ethylene glycol monobutyl ether, 1 part of 10% sodium hydroxide solution, 0.02 parts of hydroquinone, 4 parts of methacrylic acid, stirred at 110°C for 2 hours, and cooled after confirming dissolution. did. was added at 100°C and added while heating. Reacted at 130℃ for 5 hours, acid value was 0.3
The process was terminated when the concentration decreased to mgKOH/g (in terms of solid content), and the mixture was cooled and taken out. The product had a number average molecular weight of 3800, an epoxy equivalent weight of 2750, and an average number of epoxy groups per molecule of 1.38. The solid content was 65% and the viscosity at 50°C was 80,000 cps. [Preparation of aqueous dispersion] Methyl ethyl ketone 40 parts Above epoxy acrylate resin solution
158.5 parts Styrene 15.4 parts Ethyl acrylate 18 parts Methacrylic acid 18 parts Ethylene glycol monobutyl ether 68.3 parts Azobisisobutyronitrile 0.5 parts Azobisisobutyronitrile 0.6 parts Phenolic resin solution of Example 4 57.3 parts Methyl ethyl ketone 10 parts Dimethylamino A flask was charged with 70 parts of a 10% aqueous solution of ethanol and 543.4 parts of ion-exchanged water, heated and refluxed, and the mixed solution of 10% was added little by little over 3 hours. After the addition was completed, the temperature was raised to 90°C, and the reaction was continued by adding water. It was sampled and cooled when the solid content reached 55% or more. After cooling, add toto and 15
After a few minutes, I added it little by little, and the solid content was 20.
%, an aqueous dispersion with a viscosity of 15 cps was obtained. Regarding the aqueous dispersions obtained in Examples 3 to 6,
A coating test was conducted in the same manner as in Example 1. The results of this test are shown in Table and Table.

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 12〜70重量%の一塩基性カルボン酸モノマー
単位を必須成分として含むアクリル系樹脂Aと、
一分子中に平均1.1個ないし2.0個のエポキシ基を
有する芳香族系エポキシ樹脂Bとの部分結合物D
および下記式で表されるフエノール樹脂Cを混合
してなるカルボキシル基過剰の複合樹脂組成物を
最終組成物のPHが4〜11となる量のアンモニアも
しくはアミンの存在下に水性媒体中に分散せしめ
てなる水性樹脂分散体。 (式中、R1は水素原子または炭素数1ないし
12のアルキル基、R2,R3は水素原子またはメチ
ロール基、nは1ないし3の整数を表す。) 2 アクリル系樹脂−芳香族系エポキシ樹脂部分
結合物Dが、アクリル系樹脂Aと芳香族系エポキ
シ樹脂Bとを部分反応せしめてなるカルボキシル
基過剰のアクリル系樹脂−芳香族系エポキシ樹脂
部分反応物である特許請求の範囲第1項記載の水
性樹脂分散体。 3 アクリル系樹脂Aと芳香族系エポキシ樹脂B
との固形分比を2対1ないし1対6とする特許請
求の範囲第2項記載の水性樹脂分散体。 4 フエノール樹脂Cの重量が樹脂の全重量に対
して2ないし40重量%である特許請求の範囲第1
項ないし第3項記載の水性樹脂分散体。 5 アクリル系樹脂Aの重量平均分子量が3000な
いし80000である特許請求の範囲第2項ないし第
4項記載の水性樹脂分散体。 6 芳香族系エポキシ樹脂の数平均分子量が900
以上である特許請求の範囲第1項ないし第5項記
載の水性樹脂分散体。
[Scope of Claims] 1. Acrylic resin A containing 12 to 70% by weight of monobasic carboxylic acid monomer units as an essential component;
Partial combination D with aromatic epoxy resin B having an average of 1.1 to 2.0 epoxy groups in one molecule
A composite resin composition with an excess of carboxyl groups obtained by mixing phenol resin C represented by the following formula is dispersed in an aqueous medium in the presence of ammonia or amine in an amount such that the final composition has a pH of 4 to 11. Aqueous resin dispersion. (In the formula, R 1 is a hydrogen atom or has 1 or more carbon atoms.
12 alkyl groups, R 2 and R 3 each represent a hydrogen atom or a methylol group, and n represents an integer of 1 to 3. ) 2 Acrylic resin-aromatic epoxy resin partial reaction in which acrylic resin-aromatic epoxy resin partial bond D is obtained by partially reacting acrylic resin A and aromatic epoxy resin B. The aqueous resin dispersion according to claim 1, which is a product. 3 Acrylic resin A and aromatic epoxy resin B
3. The aqueous resin dispersion according to claim 2, wherein the solid content ratio between the solid content and the solid content of the dispersion is from 2:1 to 1:6. 4. Claim 1, wherein the weight of the phenolic resin C is 2 to 40% by weight based on the total weight of the resin.
The aqueous resin dispersion according to items 1 to 3. 5. The aqueous resin dispersion according to claims 2 to 4, wherein the acrylic resin A has a weight average molecular weight of 3,000 to 80,000. 6 The number average molecular weight of aromatic epoxy resin is 900
The aqueous resin dispersion according to claims 1 to 5, which are the above.
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