JPH1095837A - Production of aqueous polyester dispersion - Google Patents

Production of aqueous polyester dispersion

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JPH1095837A
JPH1095837A JP25122596A JP25122596A JPH1095837A JP H1095837 A JPH1095837 A JP H1095837A JP 25122596 A JP25122596 A JP 25122596A JP 25122596 A JP25122596 A JP 25122596A JP H1095837 A JPH1095837 A JP H1095837A
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JP
Japan
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polyester
molecule
acid anhydride
aqueous dispersion
anhydride
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Application number
JP25122596A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tsukasa Otsuki
司 大槻
Noribumi Watanabe
紀文 渡辺
Minoru Uno
稔 宇野
Masumi Takano
真主実 高野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyo Ink Mfg Co Ltd
Original Assignee
Toyo Ink Mfg Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve such a problem that a stable aqueous dispersion adaptable to a coating material, an ink, etc., could not be obtained from a polyester synthesized from a cyclic acid anhydride, an epoxide and a hydroxylated compound in the presence of a basic catalyst. SOLUTION: A polyester is produced by reacting a substantially equimolar mixture of a cyclic acid anhydride (A) having one acid anhydride group in the molecule with an epoxide (B) having one epoxy group in the molecule in the presence of a compound (C) having at least one hydroxyl group in the molecule by using a basic catalyst (D) comprising, e.g. a tertiary amine. The amount of the compound C is less than 0.5mol per mol of the compound A or B, a part or all of the compounds A, B and C have carboxyl groups, and the polyester has an acid value of 5 to 100 before being neutralized. A part or all of the carboxyl groups of the polyester are neutralized to give an aqueous dispersion.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、顔料分散性、下地
への密着性、光沢保持性に優れ、塗料、インキ、接着剤
に利用できるポリエステルの製造方法に関する。更に詳
しくは、100℃以下の反応温度で重合でき、中和処理
を行うことにより自己乳化して水中に分散可能であるポ
リエステル水性分散体の製造方法に関する。本発明のポ
リエステル水分散体は、塗料、インキ、接着剤、建材用
下地処理剤及び仕上げ剤、紙処理剤として有用であり、
特に、ポリエステルフィルム用の塗料、インキとして有
用である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a polyester which is excellent in pigment dispersibility, adhesion to a substrate, and gloss retention, and which can be used as a paint, ink and adhesive. More specifically, the present invention relates to a method for producing an aqueous polyester dispersion which can be polymerized at a reaction temperature of 100 ° C. or lower and is self-emulsified by neutralization treatment and can be dispersed in water. The polyester aqueous dispersion of the present invention is useful as a paint, an ink, an adhesive, a building material base treatment agent and a finishing agent, a paper treatment agent,
Particularly, it is useful as a paint or ink for a polyester film.

【0002】[0002]

【従来の技術】ポリエステルは、PET、PBTなどポ
リエステルフィルムへの接着性が、非常に良好であり、
塗料、インキ、接着剤用のポリマーとして大量に使用さ
れている。該用途のポリエステル合成方法には、ニ塩基
酸とグリコールより脱水縮合で合成する方法、二塩基酸
エステルとグリコールよりエステル交換反応で合成する
方法、環状酸無水物とエポキシドの開環重合で合成する
方法などがある。以上の方法の中で、環状酸無水物とエ
ポキシドより開環重合で合成する方法は、100℃以下
の反応温度で合成できる唯一のポリエステル合成法であ
り、生産設備が非常に簡便であるという利点がある。
2. Description of the Related Art Polyester has very good adhesion to polyester films such as PET and PBT.
It is used in large quantities as a polymer for paints, inks and adhesives. Polyester synthesis methods for this purpose include a method of synthesizing a dibasic acid and glycol by dehydration condensation, a method of synthesizing a dibasic acid ester and glycol by transesterification, and a method of ring-opening polymerization of a cyclic acid anhydride and an epoxide. There are methods. Among the above methods, the method of synthesizing by ring-opening polymerization from a cyclic acid anhydride and an epoxide is the only polyester synthesis method that can be synthesized at a reaction temperature of 100 ° C. or less, and has the advantage that production equipment is very simple. There is.

【0003】環状酸無水物とエポキシドの開環重合によ
るポリエステル合成法は、本発明者らが研究を重ねてき
たものであるが(特開昭61−47728号公報、特開
昭61−126128号公報)、環境に対する配慮から
有機溶剤を使用しない塗料、インキ、接着剤が要望され
るようになり、当該ポリエステルを水性分散体として供
給することが期待されていた。しかし、ポリエステルの
水性分散体を作ることは、ポリエステル自体に自己乳化
能が乏しいため非常に難しく、良好な水性分散体は得ら
れていなかった。
The inventors of the present invention have been studying a method of synthesizing a polyester by ring-opening polymerization of a cyclic acid anhydride and an epoxide (JP-A-61-47728, JP-A-61-126128). Publications), paints, inks, and adhesives that do not use an organic solvent have been demanded in consideration of the environment, and it has been expected to supply the polyester as an aqueous dispersion. However, it is very difficult to prepare an aqueous dispersion of polyester because the polyester itself has poor self-emulsifying ability, and a good aqueous dispersion has not been obtained.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】以上の状況に鑑み、本
発明は、環状酸無水物とエポキシドによる開環重合を利
用して、100℃以下の反応温度でポリエステルを合成
し、さらに水中にポリエステルを安定に分散したポリエ
ステル水性分散体の製造方法を確立することにある。
In view of the above circumstances, the present invention utilizes a ring-opening polymerization of a cyclic acid anhydride and an epoxide to synthesize a polyester at a reaction temperature of 100 ° C. or lower, and furthermore, prepares the polyester in water. Of the present invention is to establish a method for producing an aqueous polyester dispersion in which is dispersed stably.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】第1の発明は、1分子中
に1個の酸無水物基を有する環状酸無水物(A)と1分
子中に1個のエポキシ基を有するエポキシド(B)を、
(A)および(B)が実質的に等モル量で、1分子中に
1個以上の水酸基を有する化合物(C)の存在下に、塩
基性触媒(D)を触媒として、反応させて得られるポリ
エステルの製造方法において、(A)もしくは(B)1
モルに対し(C)が0.5モル未満であり、上記(A)
(B)(C)の一部もしくは全部がカルボキシル基を有
し、中和する前の該ポリエステルの酸価が5〜100で
あり、カルボキシル基の一部もしくは全部を中和して水
分散体とすることを特徴とするポリエステル水分散体の
製造方法である。
The first invention comprises a cyclic acid anhydride (A) having one acid anhydride group in one molecule and an epoxide (B) having one epoxy group in one molecule. ),
(A) and (B) are substantially equimolar in the presence of a compound (C) having one or more hydroxyl groups in one molecule, and reacted by using a basic catalyst (D) as a catalyst. (A) or (B) 1
(C) is less than 0.5 mol per mol, and the above (A)
(B) A part or all of (C) has a carboxyl group, the acid value of the polyester before neutralization is 5 to 100, and a part or all of the carboxyl group is neutralized to form an aqueous dispersion. A method for producing a polyester aqueous dispersion.

【0006】第2の発明は、塩基性触媒(D)が第三級
アミンであることを特徴とする第一発明記載のポリエス
テル水分散体の製造方法である。第3の発明は、1分子
中に1個以上の水酸基を有する化合物(C)が、グリコ
ール類であることを特徴とする第1〜2発明いずれか記
載のポリエステル水分散体の製造方法である。第4の発
明は、環状酸無水物(A)の一部または全部がトリメリ
ット酸無水物であることを特徴とする第1〜3発明いず
れか記載のポリエステル水分散体の製造方法。である第
5の発明は、1分子中に1個以上の酸無水物基を有する
環状酸無水物(A)の一部もしくは全部が、1分子に1
個以上のカルボキシル基を有する環状酸無水物であり、
全環状酸無水物に対し、3〜60モル%を含むことを特
徴とする第1〜4発明いずれか記載のポリエステル水分
散体の製造方法である。
The second invention is the process for producing a polyester aqueous dispersion according to the first invention, wherein the basic catalyst (D) is a tertiary amine. The third invention is the method for producing a polyester aqueous dispersion according to any one of the first and second inventions, wherein the compound (C) having one or more hydroxyl groups in one molecule is a glycol. . A fourth invention is the method for producing a polyester aqueous dispersion according to any one of the first to third inventions, wherein part or all of the cyclic acid anhydride (A) is trimellitic anhydride. In the fifth invention, a part or all of the cyclic acid anhydride (A) having one or more acid anhydride groups in one molecule is contained in one molecule.
A cyclic acid anhydride having at least two carboxyl groups,
The method for producing a polyester aqueous dispersion according to any one of the first to fourth inventions, wherein the aqueous dispersion contains 3 to 60 mol% of the total cyclic acid anhydride.

【0007】第6の発明は、1分子中に1個の酸無水物
基を有する環状酸無水物(A)と1分子中に1個のエポ
キシ基を有するエポキシド(B)を、(A)および
(B)が実質的に等モル量で、1分子中に1個以上の水
酸基を有する化合物(C)の存在下に、塩基性触媒
(D)を触媒とし、全体重量に対し5〜50重量%の沸
点100℃以下の有機溶剤(E)存在下に、100℃以
下の反応温度で重合することを特徴とする第1〜4発明
記載のポリエステル水分散体の製造方法である。
In a sixth aspect, a cyclic acid anhydride (A) having one acid anhydride group in one molecule and an epoxide (B) having one epoxy group in one molecule are represented by (A) And (B) are substantially equimolar in the presence of a compound (C) having one or more hydroxyl groups in one molecule, in the presence of a basic catalyst (D) as a catalyst, and 5 to 50 parts by weight based on the total weight. A method for producing a polyester aqueous dispersion according to any one of claims 1 to 4, wherein the polymerization is carried out at a reaction temperature of 100 ° C or lower in the presence of an organic solvent (E) having a boiling point of 100 ° C or lower by weight.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本発明は、環状酸無水物、エポキ
シド、水酸基含有化合物を出発原料とし、塩基性触媒を
用いた開環重合によるポリエステル合成法を詳細に検討
した結果、誘導したものである。本発明のポリエステル
製造方法は、1分子中に1個の酸無水物基を有する環状
酸無水物(A)と1分子中に1個のエポキシ基を有する
エポキシド(B)を、(A)および(B)が実質的に等
モル量で、1分子中に1個以上の水酸基を有する化合物
(C)の存在下に、塩基性触媒(D)を触媒として反応
させて得られる合成方法であり、反応式は以下の通りで
ある。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention is derived from a detailed study of a polyester synthesis method using a cyclic acid anhydride, an epoxide, and a hydroxyl group-containing compound as starting materials and a ring-opening polymerization using a basic catalyst. is there. The polyester production method of the present invention comprises: (A) a cyclic acid anhydride (A) having one acid anhydride group in one molecule and an epoxide (B) having one epoxy group in one molecule. (B) is a synthesis method obtained by reacting a substantially equimolar amount of a compound (C) having one or more hydroxyl groups in one molecule with a basic catalyst (D) as a catalyst. The reaction formula is as follows.

【0009】[0009]

【化1】 Embedded image

【0010】1分子中に1個以上の水酸基を有する化合
物(C)は、反応の停止剤として働き、ポリエステルの
末端構造に組み込まれる。ポリエステルの平均分子量
は、化合物(C)の仕込み量によって制御することがで
き、化合物(C)の量が少なければ少ないほど平均分子
量は大きくなる。反応は、塩基性触媒(D)を触媒とす
る、環状酸無水物(A)とエポキシド(B)の開環重合
によるポリエステル重合反応である。
The compound (C) having one or more hydroxyl groups in one molecule functions as a reaction terminator and is incorporated into the terminal structure of the polyester. The average molecular weight of the polyester can be controlled by the amount of compound (C) charged. The smaller the amount of compound (C), the higher the average molecular weight. The reaction is a polyester polymerization reaction by ring-opening polymerization of a cyclic acid anhydride (A) and an epoxide (B) using a basic catalyst (D) as a catalyst.

【0011】上記のポリエステル製造方法において、
(A)および(B)が実質的に等モル量で、(A)もし
くは(B)1モルに対し(C)が0.5モル未満であ
り、上記(A)(B)(C)の一部もしくは全部がカル
ボキシル基を有し、中和する前の該ポリエステルの酸価
が5〜100であり、カルボキシル基の一部もしくは全
部を中和して水分散体とすることを特徴とするポリエス
テル水分散体の製造方法を提示するものである。
[0011] In the above polyester production method,
(A) and (B) are substantially equimolar, and (C) is less than 0.5 mol per 1 mol of (A) or (B). Part or all of the polyester has a carboxyl group, the acid value of the polyester before neutralization is 5 to 100, and a part or all of the carboxyl group is neutralized to form an aqueous dispersion. The present invention provides a method for producing a polyester aqueous dispersion.

【0012】1分子内に1個の酸無水物基を有する環状
酸無水物(A)としては、多価カルボン酸の分子内無水
物であり、飽和または不飽和の脂肪族多価カルボン酸無
水物、脂環式多価カルボン酸無水物、芳香族多価カルボ
ン酸無水物など、あるいはこれらの一部が飽和または不
飽和の炭化水素基、芳香環基、ハロゲン原子、複素環基
などで置換されたものがある。これらの具体例として
は、無水こはく酸、無水フタル酸、無水マレイン酸、無
水イタコン酸、無水シトラコン酸、無水グルタル酸、無
水ドデセニルこはく酸、無水クロレンデック酸、無水ト
リメリット酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキ
サヒドロ無水フタル酸、テトラメチレン無水マレイン
酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無
水フタル酸、エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル
酸、メチルエンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、
5−(2、5−ジオキソテトラヒドロキシフリル)−3
−メチル−3−シクロヘキセン−1、2−ジカルボン酸
無水物、無水メチルナジック酸、グリセロールトリス
(アンヒドロトリメリテート)、エチレングリコールビ
ス(アンヒドロトリメリテート)などがある。これらの
中で、カルボキシル基を有する環状酸無水物としては、
無水トリメリット酸のようなトリカルボン酸無水物があ
り、とりわけ、無水トリメリット酸は良好な水分散体溶
液をつくる上で好適である。1分子内に2個以上の酸無
水物基を有する無水ピロメリット酸のような環状酸無水
物は、ポリエステル合成時に架橋反応を起こし、ゲル化
を招くため好ましくない。
The cyclic acid anhydride (A) having one acid anhydride group in one molecule is an intramolecular anhydride of a polycarboxylic acid, and is a saturated or unsaturated aliphatic polycarboxylic anhydride. Products, alicyclic polycarboxylic anhydrides, aromatic polycarboxylic anhydrides, etc., or part of these are substituted with saturated or unsaturated hydrocarbon groups, aromatic ring groups, halogen atoms, heterocyclic groups, etc. Something was done. Specific examples of these include succinic anhydride, phthalic anhydride, maleic anhydride, itaconic anhydride, citraconic anhydride, glutaric anhydride, dodecenyl succinic anhydride, chlorendex anhydride, trimellitic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, Methylhexahydrophthalic anhydride, tetramethylene maleic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, endomethylenetetrahydrophthalic anhydride, methylendomethylenetetrahydrophthalic anhydride,
5- (2,5-dioxotetrahydroxyfuryl) -3
-Methyl-3-cyclohexene-1, 2-dicarboxylic anhydride, methylnadic anhydride, glycerol tris (anhydrotrimellitate), ethylene glycol bis (anhydrotrimellitate) and the like. Among these, as the cyclic acid anhydride having a carboxyl group,
There are tricarboxylic anhydrides, such as trimellitic anhydride, with trimellitic anhydride being particularly suitable for making good aqueous dispersion solutions. Cyclic acid anhydrides such as pyromellitic anhydride having two or more acid anhydride groups in one molecule are not preferred because they cause a cross-linking reaction at the time of polyester synthesis and cause gelation.

【0013】1分子中に1個のエポキシ基を有するエポ
キシド(B)としては、分子内にエポキシド構造を有す
る、飽和または不飽和の脂肪族エポキシド、脂環式エポ
キシド、芳香族エポキシドなど、あるいはこれらの一部
が飽和または不飽和の炭化水素基、芳香環基、ハロゲン
原子、複素環基などで置換されたものがある。これらの
具体例としては、エチレンオキサイド、プロピレンオキ
サイド、エピクロルヒドリン、スチレンオキサイド、エ
ピブロモヒドリン、フェニルグリシジルエーテル、アリ
ルグリシジルエーテル、シクロヘキセンオキサイド、グ
リシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、ブ
テンオキサイド、ブチルグリシジルエーテル、クレジル
グリシジルエーテル、アルキルフェノールグリシジルエ
ーテルなどがある。1分子中に2個以上のエポキシ基を
有するジグリシジルエーテル化合物はポリエステル合成
時に架橋反応を起こし、ゲル化を招くため好ましくな
い。
The epoxide (B) having one epoxy group in one molecule includes a saturated or unsaturated aliphatic epoxide, an alicyclic epoxide, an aromatic epoxide or the like having an epoxide structure in the molecule. Is partially substituted with a saturated or unsaturated hydrocarbon group, aromatic ring group, halogen atom, heterocyclic group, or the like. Specific examples of these include ethylene oxide, propylene oxide, epichlorohydrin, styrene oxide, epibromohydrin, phenylglycidyl ether, allyl glycidyl ether, cyclohexene oxide, glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, butene oxide, butyl glycidyl ether, cresyl glycidyl Ether and alkylphenol glycidyl ether. Diglycidyl ether compounds having two or more epoxy groups in one molecule are not preferred because they cause a crosslinking reaction during the synthesis of polyester and cause gelation.

【0014】1分子中に1個以上の水酸基を有する化合
物(C)としては、メタノール、エタノール、1−プロ
パノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブ
タノール、ペンタノール、ヘキサノールなどの脂肪族飽
和アルコール、アリルアルコール、クロチルアルコー
ル、プロパギルアルコールなどの脂肪族不飽和アルコー
ル、シクロペンタノール、シクロヘキサノールなどの脂
環式アルコール、ベンジルアルコール、シンナミルアル
コールなどの芳香族アルコール、フルフリルアルコー
ル、テトラヒドロフルフリルアルコールなどの複素環ア
ルコール、エチレングリコール、プロピレングリコー
ル、1、4−ブチレングリコール、ブテンジオール、ヘ
キサンジオール、シクロヘキサンジオール、ジエチレン
グリコールなどのグリコール、グリセリン、トリメチロ
ールプロパンなどのトリオール、ビスフェノールA、フ
ェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレ
ゾールなどのフェノール類などのアルコール性またはフ
ェノール性の水酸基を有する化合物がある。これらの中
で、エチレングリコール、プロピレングリコール、1、
4−ブチレングリコール、ブテンジオール、ヘキサンジ
オール、シクロヘキサンジオール、ジエチレングリコー
ルなどのグリコール類は、1個の水酸基が反応すると残
りの水酸基は反応性が極度に低下し、両末端に水酸基を
有するポリエステルを合成することができるため、水性
分散体として安定な溶液にするためには好適である。
The compound (C) having one or more hydroxyl groups in one molecule includes aliphatic saturated compounds such as methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, pentanol and hexanol. Aliphatic unsaturated alcohols such as alcohol, allyl alcohol, crotyl alcohol, and propargyl alcohol; alicyclic alcohols such as cyclopentanol and cyclohexanol; aromatic alcohols such as benzyl alcohol and cinnamyl alcohol; furfuryl alcohol; tetrahydro Heterocyclic alcohols such as furfuryl alcohol, and glycols such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butylene glycol, butenediol, hexanediol, cyclohexanediol, and diethylene glycol Le, glycerine, a triol such as trimethylol propane, bisphenol A, phenol, o- cresol, m- cresol, a compound having an alcoholic or phenolic hydroxyl groups, such as phenols such as p- cresol. Among them, ethylene glycol, propylene glycol, 1,
For glycols such as 4-butylene glycol, butenediol, hexanediol, cyclohexanediol, and diethylene glycol, when one hydroxyl group reacts, the remaining hydroxyl groups are extremely reduced in reactivity and synthesize a polyester having hydroxyl groups at both ends. Therefore, it is suitable for obtaining a stable solution as an aqueous dispersion.

【0015】塩基性触媒(D)としては、N、N−ジメ
チルベンジルアミン、トリエチルアミン、トリブチルア
ミン、N、N−ジエチルアニリン、N、N−ジメチルア
ニリンなどの三級アミン、酢酸ナトリウム、酢酸カリウ
ムなどの強アルカリ有機酸塩、水酸化ナトリウム、水酸
化カリウムなどの強アルカリなどがある。これら塩基性
触媒の中で、三級アミンは環状酸無水物とエポキシドの
開環重合に対して、その触媒作用が適度であるため反応
の制御が容易であり、また、透明な樹脂を与えることか
ら好適である。
Examples of the basic catalyst (D) include tertiary amines such as N, N-dimethylbenzylamine, triethylamine, tributylamine, N, N-diethylaniline, N, N-dimethylaniline, sodium acetate, potassium acetate and the like. Strong alkali organic acid salts, and strong alkalis such as sodium hydroxide and potassium hydroxide. Among these basic catalysts, tertiary amines are suitable for catalysis of the ring-opening polymerization of cyclic acid anhydrides and epoxides, so that the reaction can be easily controlled and a transparent resin can be obtained. Is preferred.

【0016】本発明のポリエステルの重合反応は、化合
物(C)の水酸基と、塩基性触媒により活性化された環
状酸無水物(A)の酸無水物基とが先ず優先的に反応
し、次いで、この反応により生じたカルボキシル基と、
塩基性触媒により活性化されたエポキシド(B)のエポ
キシ基とが反応し、二級の水酸基を生じる。さらに、生
じた水酸基と環状酸無水物(A)の酸無水物基とが反応
するというように、以下、順次、上記と同様の反応を進
行させることができる。この反応の詳細は、特開昭61
−47728号公報、特開昭61−126128号公報
に記載されている。この反応において、化合物(C)の
量に対して、反応させられる環状酸無水物(A)および
エポキシド(B)の量を調整することにより、化合物
(C)を末端として、所望の長さのポリエステルをつく
ることができる。それぞれの化合物の割合は、環状酸無
水物(A)とエポキシド(B)とはほぼ等モルの割合
で、化合物(C)は、環状酸無水物(A)もしくはエポ
キシド(B)1モルに対し、0.5モル未満が好まし
い。化合物(C)の量が0.5モルより多い場合には、
得られるポリエステルの分子量が低く、化合物(C)の
残留もあって、必要な特性が得られない。化合物(C)
の量が0モルの場合には、分子量が大きくなり過ぎて反
応の制御が難しくなる。
In the polymerization reaction of the polyester of the present invention, the hydroxyl group of the compound (C) and the acid anhydride group of the cyclic acid anhydride (A) activated by a basic catalyst react first and then preferentially. , A carboxyl group generated by this reaction,
It reacts with the epoxy group of the epoxide (B) activated by the basic catalyst to generate a secondary hydroxyl group. Further, the same reaction as described above can be allowed to proceed sequentially, such that the generated hydroxyl group reacts with the acid anhydride group of the cyclic acid anhydride (A). The details of this reaction are described in
-47728 and JP-A-61-126128. In this reaction, by adjusting the amounts of the cyclic acid anhydride (A) and the epoxide (B) to be reacted with respect to the amount of the compound (C), the compound (C) is terminated at a desired length. Polyester can be made. The proportion of each compound is such that the cyclic acid anhydride (A) and the epoxide (B) are almost equimolar, and the compound (C) is 1 mol relative to the cyclic acid anhydride (A) or the epoxide (B). , Less than 0.5 mole. When the amount of the compound (C) is more than 0.5 mol,
Necessary properties cannot be obtained due to the low molecular weight of the resulting polyester and the residual compound (C). Compound (C)
When the amount is 0 mol, the molecular weight becomes too large and control of the reaction becomes difficult.

【0017】該ポリエステルを水分散体とするために
は、(A)(B)(C)の一部もしくは全部がカルボキ
シル基を有し、この一部もしくは全部を中和する。該ポ
リエステルの中和する前の酸価は5〜100であり、好
ましくは20〜90である。酸価が5より少ない場合に
は、水との親和性が乏しく良好な水分散体にはならな
い。酸価が100より大きい場合には、ポリエステルの
粘度が著しく上昇し、好ましくない。環状酸無水物
(A)の一部もしくは全部が、1分子中に1個以上のカ
ルボキシル基を有する環状酸無水物である場合には、全
環状酸無水物に対し、カルボキシル基を有する環状酸無
水物が3〜60モル%であることが好ましい。カルボキ
シル基を有する環状酸無水物が3〜60モル%の範囲よ
り逸脱すると、合成されたポリエステルは所定の酸価に
なることが困難となり好ましくない。中和には、アンモ
ニア水、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ジメチル
アミノエタノール、トリエチルアミンなどのアミン類を
用いる。カルボキシル基の一部あるいは全部を中和する
が、pH5〜10の範囲に調整することが好ましい。中
和操作は、ポリエステル重合後、60℃以下で、一定量
の水を添加して行う。水分散性を向上させる目的で、イ
ソプロピルアルコールなどの親水性溶媒や乳化剤を併用
してもよい。
In order to make the polyester into an aqueous dispersion, some or all of (A), (B) and (C) have a carboxyl group, and some or all of these are neutralized. The acid value of the polyester before neutralization is 5 to 100, preferably 20 to 90. When the acid value is less than 5, the affinity for water is poor and a good aqueous dispersion is not obtained. When the acid value is larger than 100, the viscosity of the polyester is significantly increased, which is not preferable. When a part or all of the cyclic acid anhydride (A) is a cyclic acid anhydride having one or more carboxyl groups in one molecule, the cyclic acid having a carboxyl group is compared with the total cyclic acid anhydride. Preferably, the anhydride is 3 to 60 mol%. When the amount of the cyclic acid anhydride having a carboxyl group deviates from the range of 3 to 60 mol%, it becomes difficult for the synthesized polyester to have a predetermined acid value, which is not preferable. For neutralization, amines such as aqueous ammonia, sodium hydroxide, potassium hydroxide, dimethylaminoethanol, and triethylamine are used. A part or all of the carboxyl groups are neutralized, but it is preferable to adjust the pH to a range of 5 to 10. The neutralization operation is performed by adding a certain amount of water at 60 ° C. or lower after the polyester polymerization. For the purpose of improving water dispersibility, a hydrophilic solvent such as isopropyl alcohol or an emulsifier may be used in combination.

【0018】環状酸無水物(A)とエポキシド(B)
を、(A)および(B)が実質的に等モル量で、1分子
中に1個以上の水酸基を有する化合物(C)の存在下
に、塩基性触媒(D)を触媒とし、全体重量に対し5〜
50重量%の沸点100℃以下の有機溶剤(E)存在下
に,100℃以下の反応温度で重合することができる。
この有機溶剤(E)としては、酢酸エチル、MEK、ト
ルエンなど一般的に使用されているものが適用できる
が、アルコール類のように活性水素を有するものは適用
できない。この反応は、適当な有機溶剤の存在下あるい
は不存在下に行うことができるが、反応を制御しやすく
するため、有機溶剤を加えることができる。有機溶剤の
添加量を50重量%より多くすると、反応速度が極端に
遅くなり残留モノマーも多くなって好ましくない。有機
溶剤を5重量%より少なくすると、重合反応が早すぎて
反応の制御が難しくなる。
Cyclic anhydride (A) and epoxide (B)
In the presence of a compound (C) having (A) and (B) in substantially equimolar amounts and having one or more hydroxyl groups in one molecule, using a basic catalyst (D) as a catalyst, 5 to
Polymerization can be carried out at a reaction temperature of 100 ° C or lower in the presence of 50% by weight of an organic solvent (E) having a boiling point of 100 ° C or lower.
As the organic solvent (E), generally used solvents such as ethyl acetate, MEK, and toluene can be used, but those having active hydrogen such as alcohols cannot be used. This reaction can be carried out in the presence or absence of a suitable organic solvent, but an organic solvent can be added to facilitate the control of the reaction. If the amount of the organic solvent is more than 50% by weight, the reaction rate becomes extremely slow, and the amount of residual monomer increases, which is not preferable. If the amount of the organic solvent is less than 5% by weight, the polymerization reaction is too fast, and it is difficult to control the reaction.

【0019】[0019]

【実施例】以下、実施例および比較例により本発明を詳
細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限
定されるものではない。なお、実施例および比較例中の
部および%は、重量部および重量%を表す。
The present invention will be described below in detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples. Parts and% in Examples and Comparative Examples represent parts by weight and% by weight.

【0020】実施例1 環状酸無水物としてヘキサヒドロ無水フタル酸0.8モ
ルおよび無水トリメリット酸0.2モル、エポキシドと
してブチルグリシジルエーテル1.0モル、水酸基を有
する化合物としてエチレングリコール0.1モル、塩基
性触媒としてジメチルベンジルアミン0.02モルを反
応容器に入れ、常圧、窒素雰囲気中で、90℃、5時間
撹拌した。反応物の分子量はGPCにより測定した。反
応の終了はIRスペクトルで酸無水物の吸収1850c
-1が消失することで確認した。得られたポリエステル
にトリエチルアミン0.2モルと固形分が30重量%に
なるよう蒸留水を加え、強く撹拌してポリエステル水分
散液を得た。水分散体安定性試験を所定の方法で行っ
た。結果は表1に示した。
Example 1 0.8 mol of hexahydrophthalic anhydride and 0.2 mol of trimellitic anhydride as a cyclic acid anhydride, 1.0 mol of butyl glycidyl ether as an epoxide, 0.1 mol of ethylene glycol as a compound having a hydroxyl group Then, 0.02 mol of dimethylbenzylamine as a basic catalyst was put into a reaction vessel, and the mixture was stirred at 90 ° C. for 5 hours under a normal pressure and a nitrogen atmosphere. The molecular weight of the reactants was measured by GPC. The end of the reaction was determined by IR absorption at 1850c in the IR spectrum.
It was confirmed that m- 1 disappeared. Distilled water was added to the obtained polyester so as to have 0.2 mol of triethylamine and a solid content of 30% by weight, and the mixture was stirred vigorously to obtain a polyester aqueous dispersion. The aqueous dispersion stability test was performed by a predetermined method. The results are shown in Table 1.

【0021】実施例2〜10 仕込み原料を表1のように変える以外は実施例1と同様
に操作し結果を得た。結果は表1に示した。 比較例1 実施例1において、ヘキサヒドロ無水フタル酸を0モ
ル、無水トリメリット酸を1.0モルとする以外、同様
に操作した。結果を表1に示した。 比較例2 実施例1において、ヘキサヒドロ無水フタル酸を1.0
モル、無水トリメリット酸を0モルとした。中和は行わ
ず、それ以外は、同様に操作した。結果を表1に示し
た。
Examples 2 to 10 The same operation as in Example 1 was carried out except that the raw materials used were changed as shown in Table 1, and the results were obtained. The results are shown in Table 1. Comparative Example 1 The same operation as in Example 1 was carried out except that the hexahydrophthalic anhydride was changed to 0 mol and the trimellitic anhydride was changed to 1.0 mol. The results are shown in Table 1. Comparative Example 2 In Example 1, hexahydrophthalic anhydride was added in an amount of 1.0%.
Mol and trimellitic anhydride were 0 mol. Neutralization was not performed, and the rest of the procedure was the same. The results are shown in Table 1.

【0022】[0022]

【表1】 [Table 1]

【0023】HHPA:ヘキサヒドロ無水フタル酸 TMA:無水トリメリット酸 PAH:無水フタル酸 GAH:無水グルタル酸 BGE:ブチルグリシジルエーテル PGE:フェニルグリシジルエーテル EG:エチレングリコール TEA:トリエチルアミン DMAE:ジメチルアミノエタノールHHPA: hexahydrophthalic anhydride TMA: trimellitic anhydride PAH: phthalic anhydride GAH: glutaric anhydride BGE: butyl glycidyl ether PGE: phenyl glycidyl ether EG: ethylene glycol TEA: triethylamine DMAE: dimethylaminoethanol

【0024】実施例11 実施例1と同様、環状酸無水物としてヘキサヒドロ無水
フタル酸0.8モルおよび無水トリメリット酸0.2モ
ル、エポキシドとしてブチルグリシジルエーテル1.0
モル、水酸基を有する化合物としてエチレングリコール
0.1モル、塩基性触媒としてジメチルベンジルアミン
0.02モルを反応容器に入れ、さらに酢酸エチルが全
体の25重量%になるよう加え、その他の操作は実施例
1と同様に行った。得られたポリエステルは実施例1で
合成したものと平均分子量、酸価、耐水性、水分散安定
性とも同レベルであった。
Example 11 As in Example 1, 0.8 mol of hexahydrophthalic anhydride and 0.2 mol of trimellitic anhydride were used as the cyclic acid anhydride, and butyl glycidyl ether 1.0 was used as the epoxide.
Mol, 0.1 mol of ethylene glycol as a compound having a hydroxyl group, and 0.02 mol of dimethylbenzylamine as a basic catalyst are placed in a reaction vessel, and ethyl acetate is added so as to be 25% by weight of the whole. It carried out like Example 1. The obtained polyester had the same average molecular weight, acid value, water resistance and aqueous dispersion stability as those synthesized in Example 1.

【0025】比較例3 実施例11において、酢酸エチルが全体の60%になる
よう加え、同様に操作したが、5時間後も未反応物が多
く、反応が終了しなかった。
Comparative Example 3 The procedure of Example 11 was repeated, except that ethyl acetate was added to make up 60% of the whole. However, after 5 hours, the amount of unreacted substances was large and the reaction was not completed.

【0026】ポリエステル水分散体の物性試験について
は、以下に示す試験方法に従って試験を実施した。 <平均分子量測定>ゲルパーミエーションクロマトグラ
フィーを用いて測定した。分子量の決定には、標準試料
として市販されている単分散のポリスチレンを用いた。 <酸価の測定>JIS K 0070−1966に定め
られている方法で測定した。
The physical properties of the aqueous polyester dispersion were tested according to the following test methods. <Measurement of average molecular weight> The average molecular weight was measured using gel permeation chromatography. For the determination of the molecular weight, commercially available monodisperse polystyrene was used as a standard sample. <Measurement of Acid Value> The acid value was measured according to the method specified in JIS K 0070-1966.

【0027】<水分散体安定性試験>所定の方法で合成
したポリエステルを、アミン類で中和して固形分30%
に調製した、各実施例および比較例に示したポリエステ
ル水分散体溶液を、40℃、24時間静置しポリマーと
水の分離状況を観察した。判断基準は以下の通りであ
る。 ○:全く分離は認められない △:分離は認められるが撹拌すると再度良好な分散液に
なる。 ×:完全に分離し撹拌しても再度分散しない。
<Aqueous dispersion stability test> A polyester synthesized by a predetermined method was neutralized with amines to obtain a solid content of 30%.
The polyester aqueous dispersion solutions prepared in Examples and Comparative Examples were allowed to stand at 40 ° C. for 24 hours, and the state of separation of the polymer and water was observed. The criteria are as follows. :: No separation was observed at all. Δ: Separation was observed, but a good dispersion was obtained again with stirring. X: Even if it is completely separated and stirred, it does not disperse again.

【0028】[0028]

【発明の効果】 本発明は、硬化性を有するポリエステ
ル水分散液の製造方法を提供するものである。ポリエス
テルは自己乳化性に乏しく、水分散体とすることは難し
かったが、酸価を調節することにより安定な分散液とな
り、本発明のポリエステル水分散液を用いて作った水性
塗料は、透明な皮膜を与え、顔料分散性に優れ、容易に
塗料化できるばかりでなく、水性グラビアインキ用樹脂
として利用すると、下地のポリエステルフィルムへの密
着性が良好である。
The present invention provides a method for producing an aqueous dispersion of a polyester having curability. Polyester has poor self-emulsifying properties, and it was difficult to prepare an aqueous dispersion.However, a stable dispersion was obtained by adjusting the acid value, and an aqueous paint made using the polyester aqueous dispersion of the present invention was transparent. Not only does it provide a film and is excellent in pigment dispersibility and can be easily formed into a paint, but when used as a resin for aqueous gravure ink, it has good adhesion to the underlying polyester film.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高野 真主実 東京都中央区京橋二丁目3番13号東洋イン キ製造株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Makoto Takano Minami Toyo Ink Manufacturing Co., Ltd. 2-3-13 Kyobashi, Chuo-ku, Tokyo

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 1分子中に1個の酸無水物基を有する環
状酸無水物(A)と1分子中に1個のエポキシ基を有す
るエポキシド(B)を、(A)および(B)が実質的に
等モル量で、1分子中に1個以上の水酸基を有する化合
物(C)の存在下に、塩基性触媒(D)を触媒として、
反応させて得られるポリエステルの製造方法において、
(A)もしくは(B)1モルに対し(C)が0.5モル
未満であり、上記(A)(B)(C)の一部もしくは全
部がカルボキシル基を有し、中和する前の該ポリエステ
ルの酸価が5〜100であり、カルボキシル基の一部も
しくは全部を中和して水分散体とすることを特徴とする
ポリエステル水分散体の製造方法。
1. A cyclic acid anhydride (A) having one acid anhydride group in one molecule and an epoxide (B) having one epoxy group in one molecule are obtained by combining (A) and (B) Are substantially equimolar in the presence of a compound (C) having one or more hydroxyl groups in one molecule, using a basic catalyst (D) as a catalyst,
In the method for producing a polyester obtained by reacting,
(C) is less than 0.5 mole relative to 1 mole of (A) or (B), and part or all of (A), (B) and (C) have a carboxyl group, and A method for producing an aqueous polyester dispersion, wherein the polyester has an acid value of 5 to 100, and a part or all of the carboxyl groups are neutralized to obtain an aqueous dispersion.
【請求項2】 塩基性触媒(D)が第三級アミンである
ことを特徴とする請求項1記載のポリエステル水分散体
の製造方法。
2. The method for producing a polyester aqueous dispersion according to claim 1, wherein the basic catalyst (D) is a tertiary amine.
【請求項3】 1分子中に1個以上の水酸基を有する化
合物(C)が、グリコール類であることを特徴とする請
求項1〜2いずれか記載のポリエステル水分散体の製造
方法。
3. The method for producing a polyester aqueous dispersion according to claim 1, wherein the compound (C) having one or more hydroxyl groups in one molecule is a glycol.
【請求項4】 環状酸無水物(A)の一部または全部が
トリメリット酸無水物であることを特徴とする請求項1
〜3いずれか記載のポリエステル水分散体の製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein part or all of the cyclic acid anhydride (A) is trimellitic anhydride.
4. The method for producing a polyester aqueous dispersion according to any one of claims 1 to 3.
【請求項5】 1分子中に1個以上の酸無水物基を有す
る環状酸無水物(A)の一部もしくは全部が、1分子に
1個以上のカルボキシル基を有する環状酸無水物であ
り、全環状酸無水物に対し、3〜60モル%を含むこと
を特徴とする請求項1〜4いずれか記載のポリエステル
水分散体の製造方法。
5. The cyclic acid anhydride (A) having one or more acid anhydride groups in one molecule is a cyclic acid anhydride having one or more carboxyl groups in one molecule. The method for producing a polyester aqueous dispersion according to any one of claims 1 to 4, comprising 3 to 60 mol% of the total cyclic acid anhydride.
【請求項6】 1分子中に1個の酸無水物基を有する環
状酸無水物(A)と1分子中に1個のエポキシ基を有す
るエポキシド(B)を、(A)および(B)が実質的に
等モル量で、1分子中に1個以上の水酸基を有する化合
物(C)の存在下に、塩基性触媒(D)を触媒とし、全
体重量に対し5〜50重量%の沸点100℃以下の有機
溶剤(E)存在下に、100℃以下の反応温度で重合す
ることを特徴とする請求項1〜5いずれか記載のポリエ
ステル水分散体の製造方法。
6. A cyclic acid anhydride (A) having one acid anhydride group in one molecule and an epoxide (B) having one epoxy group in one molecule, comprising: (A) and (B) Are substantially equimolar, in the presence of a compound (C) having one or more hydroxyl groups in one molecule, using a basic catalyst (D) as a catalyst, and having a boiling point of 5 to 50% by weight based on the total weight. The method for producing a polyester aqueous dispersion according to any one of claims 1 to 5, wherein the polymerization is performed at a reaction temperature of 100 ° C or lower in the presence of an organic solvent (E) of 100 ° C or lower.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1076025C (en) * 1998-12-01 2001-12-12 中国科学院化学研究所 Process for preparing polyester oligomer containing carboxyl

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN1076025C (en) * 1998-12-01 2001-12-12 中国科学院化学研究所 Process for preparing polyester oligomer containing carboxyl

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