JPH07157545A - 熱硬化性樹脂組成物 - Google Patents

熱硬化性樹脂組成物

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JPH07157545A
JPH07157545A JP34042793A JP34042793A JPH07157545A JP H07157545 A JPH07157545 A JP H07157545A JP 34042793 A JP34042793 A JP 34042793A JP 34042793 A JP34042793 A JP 34042793A JP H07157545 A JPH07157545 A JP H07157545A
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JP
Japan
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resin
ester
thermosetting resin
compound
meth
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JP34042793A
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English (en)
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Hideo Morimoto
秀雄 森本
Hiroshi Aoki
啓 青木
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Nippon Paint Co Ltd
Original Assignee
Nippon Paint Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 エステル交換反応によって架橋する、比較的
低い焼付温度で硬化可能な塗料用熱硬化性樹脂組成物を
提供する。 【構成】 組成物は、(a)それぞれ複数のエステル結
合と複数のヒドロキシル基のいずれかを有する樹脂と樹
脂の混合物、樹脂と化合物の混合物、または両者をあわ
せ持つ樹脂、(b)第4級アンモニウム塩、および
(c)前記(a)成分の樹脂へ共有結合しているエポキ
シ基、または独立したエポキシ化合物を含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明の背景 エステル交換反応をヒドロキシル基含有ポリマーの架橋
反応に利用した熱硬化性被覆組成物が知られている。代
表的な先行技術は以下の特許文献を含む。 特開昭57−16074号 特開昭59−206442号 特開昭60−51751号 特公昭60−50388号およびそれに引用されている
ヨーロッパ特許第0012463号
【0002】これらの系は、典型的にはポリカルボン酸
のビス−またはトリス−β−ヒドロキシエステルを架橋
剤として使用し、ヒドロキシル基含有ポリマーのヒドロ
キシル基と架橋剤との間でエステル交換を行い、ポリマ
ーのヒドロキシル基とポリカルボン酸との間に生成した
新たなエステル結合によって架橋するものである。
【0003】これらの系はエステル交換触媒を含まなけ
ればならない。触媒としては、鉛、亜鉛、鉄、スズ、ク
ロム等の金属化合物や、4級アンモニウムヒドロキシド
およびハライドが使用される。これらの触媒は触媒活性
が低いため比較的高温での焼付を必要とする、塗料の樹
脂や溶剤と相溶性が乏しいため塗料中に均一に分散しな
いなどの欠点がある。
【0004】本発明の開示 本発明の主な特徴は、エステル交換反応を樹脂の架橋に
利用する系において、エポキシ基の共存下第4級アンモ
ニウム塩を触媒として使用することにある。これによっ
て単独では触媒活性を持たないまたは触媒活性が低い第
4級アンモニウム塩の触媒活性が高まり、比較的低温で
の焼付が可能になり、また塗料成分との相溶性が良いた
め触媒を塗料中に均一に分散することができる。
【0005】本発明の熱硬化性樹脂組成物は、(a)そ
れぞれ複数のエステル結合と複数のヒドロキシル基のい
ずれかを有する樹脂と樹脂の混合物、樹脂と化合物の混
合物、または両者をあわせ持つ樹脂、(b)第4級アン
モニウム塩、および(c)前記(a)成分の樹脂のいず
れかへ共有結合しているエポキシ基、または独立したエ
ポキシ化合物を含んでいる。
【0006】好ましい実施態様 (a)成分 (a)成分は、1)複数のエステル結合を持つ樹脂と、
複数のヒドロキシル基を持つ樹脂との組合せ、2)複数
のエステル結合を持つ樹脂と複数のヒドロキシル基を持
つ化合物との組合せ、3)複数のエステル結合を持つ化
合物と複数のヒドロキシル基を持つ樹脂との組合せ、お
よび4)複数のエステル結合および複数のヒドロキシル
基をあわせ持つ樹脂のいずれかである。上記1),
2),3),4)の樹脂成分はエポキシ基を持つことが
できる。
【0007】複数のエステル結合を持つ樹脂の典型例
は、複数のペンダントエステル基を有するポリマー、特
にアクリルポリマーである。これらのポリマーは、ヒド
ロキシル基を持たないアクリル酸またはメタクリル酸の
エステル(メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピ
ル、n−ブチル、sec−ブチル、t−ブチル、2−エ
チルヘキシル、メトキシエチル、エトキシエチルなど)
を他のエチレン性不飽和モノマーと常法により共重合す
ることによって得られる。共重合し得るモノマーの例と
しては、アクリロニトリル、スチレン、α−メチルスチ
レン、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどがある。
【0008】複数のエステル結合を持つ化合物は、先に
引用した特許文献に架橋剤として開示されている多価カ
ルボン酸のβ−ヒドロキシエステルを含む。詳しくは、
特開昭57−16074号に開示されている多価カルボ
ン酸(コハク酸、アゼライン酸、テレフタル酸、フタル
酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、メ
チルヘキサヒドロフタル酸、トリメリット酸など)のビ
スもしくはトリス−β−ヒドロキシアルキル(2−ヒド
ロキシエチル、2−ヒドロキシプロピル、2−ヒドロキ
シブチルなど)エステル、トリメリット酸無水物と飽和
脂肪族モノカルボン酸グリシジルエステルとの反応生成
物などである。同様な架橋剤は特公昭60−50388
号にも開示されている。
【0009】複数のエステル結合を持った化合物の他の
例は、特開昭59−206442号に開示されている、
多価アルコール(エチレングリコール、ジエチレングリ
コール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコー
ル、トリメチロールプロパン、グリセロール、ペンタエ
リスリトールなど)のジ−,トリ−またはテトラ(メ
タ)アクリレートの二重結合の全部に、活性メチレンカ
ルボン酸エステル(マロン酸、アセト酢酸、アセトンジ
カルボン酸またはシアノ酢酸のメチル−,エチル−また
は2−エチルヘキシルエステルなど)をマイケル付加し
た化合物である。
【0010】複数のヒドロキシル基を有する化合物また
は樹脂としては、エチレングリコール、ジエチレングリ
コール、プロピレングリコール、テトラメチレングリコ
ール、ネオペンチルグリコール、トリメチレングリコー
ル、グリセリン、ペンタエリスリトールなどの脂肪族多
価アルコールのほか、末端ヒドロキシル基ポリエステル
およびポリカプロラクトンポリオールのようなポリエス
テルポリオール、多価アルコールを開始剤として塩基性
触媒の存在下エチレンオキサイド、プロピレンオキサイ
ドのようなアルキレンオキサイドを付加重合して得られ
るポリエーテルポリオールがある。
【0011】分子内に複数のヒドロキシル基を有するア
クリル樹脂は、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチ
ル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メ
タ)アクリル酸4−ヒドロキシブチル、プラクセルFM
およびFAシリーズなどの水酸基モノマーを他のアクリ
ル系モノマーおよび/または非アクリル系モノマーと共
重合することによって製造することができる。
【0012】分子内に複数のヒドロキシル基を有するエ
ポキシ樹脂は、ビスフェノールA型エポキシ樹脂のよう
なエポキシ樹脂にジエタノールアミンのようなアミノア
ルコールを反応させ、エポキシ環をアミノアルコールの
アミノ基で開環することによって製造することができ
る。
【0013】複数のヒドロキシル基を有するその他の樹
脂としては、多価アルコールとジイソシアネートとをN
CO/OH比1未満で反応させて得られるポリウレタン
ポリオール、オルガノポリシロキサンポリオールがあ
る。
【0014】複数のエステル結合および複数のヒドロキ
シル基をあわせ持つ自己架橋性樹脂は、ヒドロキシル基
を持たないアクリル酸またはメタクリル酸エステル(メ
チル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチ
ル、sec−ブチル、t−ブチル、2−エチルヘキシ
ル、メトキシエチル、エトキシエチルなど)、ヒドロキ
シル基を有する(メタ)アクリル酸エステル(2−ヒド
ロキシエチル、2−ヒドロキシプロピル、4−ヒドロキ
シブチルエステル、プラクセルFAおよびFAシリーズ
モノマーなど)と、他のエチレン性不飽和モノマー(ア
クリロニトリル、スチレン、α−メチルスチレン、酢酸
ビニル、プロピオン酸ビニルなど)を常法により共重合
することによって得られる。
【0015】複数のエステル結合および/または複数の
ヒドロキシル基を有するアクリルポリマーの重合に際
し、共重合モノマーの一部として、グリシジル(メタ)
アクリレートや、シクロヘキセンエポキサイドをペンダ
ント基として有する(メタ)アクリレートを加えること
により、これらポリマーにエポキシ基を導入することが
できる。
【0016】(b)成分 種々のカチオン部分を有する4級アンモニウム塩が使用
し得るが、テトラアルキルアンモニウム塩、トリアルキ
ルアラルキルアンモニウム塩が入手し易い。ピリジン、
ピペリジン、ピペラジン、モルホリンなどの含窒素複素
環化合物の4級アンモニウム塩を用いてもよい。具体的
にはテトラブチルアンモニウム、テトラメチルアンモニ
ウム、テトラエチルアンモニウム、トリメチルベンジル
アンモニウム、テトラプロピルアンモニウム、テトラヘ
キシルアンモニウム、テトラオクチルアンモニウム、テ
トラデシルアンモニウム、テトラヘキサデシルアンモニ
ウム、トリエチルヘキシルアンモニウム、2−ヒドロキ
シエチルトリメチルアンモニウム(コリン)、メチルト
リオクチルアンモニウム、セチルトリメチルアンモニウ
ム、2−クロルエチルトリメチルアンモニウム、メチル
ピリジニウムなどがある。
【0017】カウンターアニオンは前記カチオン部分と
安定な塩を形成するものから選ばれ、ハライド、カルボ
キシレート、スルホネート、ホスホネート、サルフェー
トなどである。具体的にはアセテート、ラウレート、グ
リコレート、ベンゾエート、サリチレート、フロライ
ド、クロライド、ブロマイド、アイオダイド、メタンス
ルホネート、p−トルエンスルホネート、ドデシルベン
ゼンスルホネート、トリフレート、ナイトレート、サル
フェート、メトサルフェートなどがある。
【0018】(c)成分 独立した化合物として添加する場合、好ましい(c)成
分はグリシジルエーテル類、例えばフェニルグリシジル
エーテル、ビスフェノール型エポキシ樹脂、エピクロル
ヒドリンと多価アルコール(エチレングリコール、トリ
メチロールプロパンなど)との反応生成物、グリシジル
エステル類、例えば安息香酸グリシジル、(メタ)アク
リル酸グリシジル、およびα−オレフィンエポキサイド
類である。共有結合によって複数のエステル結合および
/または複数のヒドロキシル基を持つ樹脂へエポキシ基
を導入する方法は既に述べた。
【0019】熱硬化性樹脂組成物 本発明の熱硬化性組成物は、(a)成分が交換されるエ
ステル結合およびヒドロキシ基に関し、2:1〜10:
1、好ましくは1.5:1〜5:1の当量比で含むべき
である。(b)成分は(a)成分および(b)成分固形
分合計に対し0.1〜10.0当量%、好ましくは0.
5〜5.0当量%添加される。(c)成分は(a)成分
および(b)成分固形分合計に対し0.5〜50当量
%、好ましくは5.0〜20当量%存在する。
【0020】本発明の組成物を塗料に調製する場合、慣
用の塗料用溶剤、体質顔料、着色顔料、たれ防止剤、紫
外線吸収剤などの慣用の塗料用添加剤を含むことができ
る。塗料は一液性としても長期間貯蔵に対して安定であ
るが、塗装後塗膜を100〜200℃、特に120〜1
50℃に加熱すれば架橋反応によって硬化し、硬い塗膜
を形成する。
【0021】以下に合成例、実施例および比較例を示す
が、これらにおいて「部」および「%」は重量基準によ
る。
【0022】合成例1 表1に示すモノマーおよび開始剤を混合し、4つ口フラ
スコ内にキシレン315部を仕込んだ中に110℃で3
時間かけて滴下した。その後110℃で0.5時間熟成
した。さらにカヤエステルO(t−ブチルペルオキシオ
クテート)2部、キシレン35部を混合し、110℃で
0.5時間かけて滴下した後1.5時間熟成した。得ら
れた樹脂溶液は不揮発分53.4%、GPCによる数平
均分子量約6600であった。
【0023】合成例2 表1に示すモノマーおよび開始剤を用いた以外は合成例
1と同様の方法で樹脂を合成した。得られた樹脂溶液は
不揮発分51.7%、GPCによる数平均分子量約61
00であった。
【0024】合成例3 表1に示すモノマーおよび開始剤を用いた以外は合成例
1と同様の方法で樹脂を合成した。得られた樹脂溶液は
不揮発分52.4%、GPCによる数平均分子量約58
00であった。
【0025】合成例4 表1に示すモノマーおよび開始剤を用いた以外は合成例
1と同様な方法で樹脂を合成した。得られた樹脂溶液は
不揮発分50.4%、GPCによる数平均分子量約72
00であった。
【0026】合成例5 表1に示すモノマーおよび開始剤を用いた以外は合成例
1と同様な方法で樹脂を合成した。得られた樹脂溶液は
不揮発分50.3%、GPCによる数平均分子約610
0であった。
【0027】
【表1】
【0028】実施例1 合成例1で合成した樹脂溶液375部(樹脂固形分20
0部)及びテトラブチルアンモニウムアセテート(以下
TBAAcと略す)2部を混合し、均一に溶解した。こ
の溶液をブリキ板上に#40のバーコーターを用いて塗
布し、乾燥器中において140℃で20分硬化させた。
ゲル分率は、得られた塗膜をアセトン/メタノール=1
/1の混合溶剤に常温で48時間浸漬した際の浸漬前後
の重量変化より求めた。キシレンラビングは、キシレン
を含ませたガーゼで得られた塗膜を20回ラビングし、
塗膜の変化を見た。結果を表2に示した。
【0029】実施例2 触媒としてトリブチルアンモニウムベンゾエート(TB
ABA)を用いた以外は実施例1と同様に混合、塗布
し、乾燥器中において140℃で20分硬化させた。結
果を表2に示した。
【0030】実施例3 合成例2で合成した樹脂溶液387部(樹脂固形分20
0部)を用いた以外は実施例1と同様に混合、塗布し、
乾燥器中において140℃で20分間硬化させた。結果
を表2に示した。
【0031】実施例4 触媒としてトリメチルベンジルアンモニウムクロライド
(TMBACl)を用いた以外は実施例2と同様に混
合、塗布し、乾燥器中において160℃で20分間硬化
させた。結果を表2に示した。
【0032】実施例5 合成例3で合成した樹脂溶液397部(樹脂固形分20
0部)を用いた以外は実施例1と同様に混合、塗布し、
乾燥器中において140℃で20分間硬化させた。結果
を表2に示した。
【0033】実施例6 合成例4で合成した樹脂溶液398部(樹脂固形分20
0部)を用いた以外は実施例1と同様に混合、塗布し、
乾燥器中において140℃で20分間硬化させた。結果
を表2に示した。
【0034】比較例1 合成例3で合成した樹脂溶液382部を用いた以外は実
施例1と同様に混合、塗布し、乾燥器中において160
℃で20分間加熱硬化させた。結果を表2に示した。
【0035】
【表2】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 101/06 LSY

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(a)それぞれ複数のエステル結合と複数
    のヒドロキシル基のいずれかを有する樹脂と樹脂の混合
    物、樹脂と化合物の混合物、または両者をあわせ持つ樹
    脂、 (b)第4級アンモニウム塩、および (c)前記(a)成分の樹脂のいずれかへ共有結合して
    いるエポキシ基、または独立したエポキシ化合物 を含んでいることを特徴とする熱硬化性樹脂。
  2. 【請求項2】複数のエステル結合を有する樹脂または化
    合物が、ポリカルボン酸と脂肪族モノもしくは多価アル
    コールとのエステル、脂肪族多価アルコール(メタ)ア
    クリレートと活性メチレンカルボン酸エステルとのマイ
    ケル反応付加物、または複数のペンダントエステル基を
    有するポリマーである請求項1の熱硬化性樹脂組成物。
  3. 【請求項3】複数のヒドロキシル基を有する樹脂または
    化合物が、低分子ポリオール、アクリルポリオール、ポ
    リエステルポリオール、ポリウレタンポリオール、ポリ
    エーテルポリオールまたはオルガノポリシロキサンポリ
    オールである請求項1の熱硬化性樹脂組成物。
  4. 【請求項4】複数のエステル結合と複数のヒドロキシル
    基をあわせ持つ樹脂が、モノマー成分としてヒドロキシ
    アルキル(メタ)アクリレート、ヒドロキシル基を持た
    ないアルキル(メタ)アクリレートを含んでいるアクリ
    ル共重合体である請求項1の熱硬化性樹脂組成物。
  5. 【請求項5】前記アクリル共重合体は、モノマー成分と
    してグリシジル(メタ)アクリレートを含んでいる請求
    項4の熱硬化性樹脂組成物。
  6. 【請求項6】第4級アンモニウム塩のカチオン成分がテ
    トラアルキルアンモニウムカチオンまたはトリアルキル
    アラルキルアンモニウムカチオンまたはアルキルピリジ
    ニウムカチオンであり、アニオン成分がハライド、ナイ
    トレート、カルボキシレート、サルフェート、スルホネ
    ートまたはホスホネートアニオンである請求項1の熱硬
    化性樹脂組成物。
  7. 【請求項7】エポキシ化合物が、グリシジルエーテル、
    グリシジルエステル、脂環式エポキシ化合物、またはα
    −オレフィンのエポキサイドである請求項1の熱硬化性
    樹脂組成物。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001311051A (ja) * 2000-04-28 2001-11-09 Kansai Paint Co Ltd 塗料用樹脂組成物
US10538610B2 (en) 2017-09-14 2020-01-21 Kyoeisha Chemical Co., Ltd. Thermosetting resin composition
WO2020204090A1 (ja) * 2019-04-03 2020-10-08 共栄社化学株式会社 高温硬化用塗料、塗装金属素材、塗装方法及び塗装金属素材

Cited By (4)

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