JPH11100544A - Thermosetting water-based coating composition - Google Patents

Thermosetting water-based coating composition

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JPH11100544A
JPH11100544A JP28139197A JP28139197A JPH11100544A JP H11100544 A JPH11100544 A JP H11100544A JP 28139197 A JP28139197 A JP 28139197A JP 28139197 A JP28139197 A JP 28139197A JP H11100544 A JPH11100544 A JP H11100544A
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JP
Japan
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resin
parts
group
epoxy
acid
Prior art date
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Application number
JP28139197A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Endo
剛 遠藤
Hiroto Miyake
弘人 三宅
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Daicel Corp
Original Assignee
Daicel Chemical Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH11100544A publication Critical patent/JPH11100544A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a composition being excellent in storage stability and low- temperature setting properties and giving a cured film excellent in smoothness, salt spray resistance and flex resistance by including a resin having OH groups and COOH groups, an epoxy resin prepared by polymerizing a specified alicyclic epoxy-containing unsaturated compound and a quaternary ammonium compound. SOLUTION: This composition comprises a resin having OH groups and COON groups (e.g. a resin obtained from acrylic acid, hydroxyethyl acrylate, methyl acrylate and styrene), an epoxy resin prepared by polymerizing an alicyclic epoxy-containing unsaturated compound represented by the formula: R<2> -O- CO-NH-CH=CH-R<1> and a quaternary ammonium compound (e.g. tetraethylammonium hydroxide). In the formula, R<1> is H, an aromatic hydrocarbon group or (un)saturated aliphatic hydrocarbon group; R<2> is a group of formula II or III; R<4> and R<5> are each H, CH3 or C2 H5 ; m is 4-8; and n is 1-10.

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、ビニル系樹脂等に
特定のエポキシ基含有不飽和化合物の重合体と第4級ア
ンモニウム化合物とを配合した熱硬化型水性塗料組成物
に関し、特に貯蔵安定性及び塗膜の硬化性に優れる熱硬
化型水性塗料組成物に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermosetting aqueous coating composition comprising a polymer of a specific epoxy group-containing unsaturated compound and a quaternary ammonium compound in a vinyl resin or the like, and more particularly to a storage stability. And a thermosetting aqueous coating composition having excellent curability of a coating film.

【0002】[0002]

【従来の技術】水性塗料は水が媒体であり有機溶媒を媒
体としないため、特に作業環境の悪化及び火災の危険性
等の恐れがなく各分野で広く使用されている。例えば、
この様な水性塗料として、水酸基含有ポリカルボン酸樹
脂とアミノアルデヒド樹脂とを含む樹脂組成物をアミン
化合物で中和後、分散させた塗料が知られている。
2. Description of the Related Art Water-based paints are widely used in various fields because water is a medium and does not use an organic solvent as a medium. For example,
As such an aqueous paint, a paint obtained by neutralizing a resin composition containing a hydroxyl group-containing polycarboxylic acid resin and an aminoaldehyde resin with an amine compound and then dispersing the same is known.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
水性塗料は180℃以上の温度で焼付けることが必要で
あり、得られる塗膜の硬化性、耐候性、耐酸性等の化学
的、物理的性質に劣るという欠点がある。また、従来の
塗料においてアミノアルデヒド樹脂に代えてビスフェノ
ールエピクロルヒドリン型エポキシ樹脂を用いたもの
は、貯蔵中に塗料系が増粘、ゲル化し実用的な水性塗料
を与えない。
However, conventional water-based paints need to be baked at a temperature of 180 ° C. or higher, and the resulting coating films have chemical and physical properties such as curability, weather resistance and acid resistance. There is a disadvantage that the properties are inferior. Further, in a conventional coating composition in which a bisphenol epichlorohydrin type epoxy resin is used in place of the aminoaldehyde resin, the coating system thickens and gels during storage, and does not provide a practical water-based coating.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、水性塗料
組成物の貯蔵安定性及び塗膜の硬化性のバランスの取れ
た性能の向上を目的として鋭意研究を重ねた結果、水酸
基とカルボキシル基とを有する樹脂に、特定のエポキシ
樹脂と第4級アンモニウム化合物とを配合した熱硬化性
樹脂組成物を含む水性塗料組成物が、上記の目的を達成
し得ることを見い出し、本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies for the purpose of improving the storage stability of the water-based coating composition and the curability of the coating film in a well-balanced manner. It has been found that an aqueous coating composition containing a thermosetting resin composition obtained by blending a specific epoxy resin and a quaternary ammonium compound with a resin having a group can achieve the above object, and completed the present invention. I came to.

【0005】すなわち本発明は、水酸基とカルボキシル
基とを有する樹脂(A)、下記式(1)で表わされる脂
環式エポキシ基含有不飽和化合物を重合してなるエポキ
シ樹脂(B)および第4級アンモニウム化合物(C)と
を含有することを特徴とする熱硬化型水性塗料組成物を
提供するものである。以下、本発明を詳細に説明する。
That is, the present invention provides a resin (A) having a hydroxyl group and a carboxyl group, an epoxy resin (B) obtained by polymerizing an alicyclic epoxy group-containing unsaturated compound represented by the following formula (1), It is intended to provide a thermosetting aqueous coating composition comprising a quaternary ammonium compound (C). Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0006】[0006]

【化2】 Embedded image

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】樹脂(A) 本発明の熱硬化型水性塗料組成物に使用する樹脂(A)
は、水酸基とカルボキシル基とを有する樹脂であれば特
に制約はない。例えば、ビニル系樹脂、ポリエーテル系
樹脂等をベースとする従来から塗料分野で既知の任意の
樹脂を使用することができる。具体的には下記の樹脂を
例示することができる。 (1)ビニル系樹脂 ビニル系樹脂として、水酸基を含有するビニルモノマー
とカルボキシル基を含有するビニルモノマーとの共重合
体が例示できる。ビニルモノマーが水酸基とカルボキシ
ル基とを含有する場合には、その単独重合体も使用する
ことができる。 水酸基を含有するビニルモノマーとしては、ヒドロキ
シエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル
(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アク
リレート、ポリカプロラクトンジオールモノ(メタ)ア
クリレート、ポリオキシエチレングリコールモノ(メ
タ)アクリレート等の水酸基含有モノマーが例示でき
る。これらのビニルモノマーは、1種または2種以上を
併用することができる。 カルボキシル基を含有するビニルモノマーとしては、
(メタ)アクリル酸、カルボキシエチル(メタ)アクリ
レート、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸、クロト
ン酸、β−カルボキシエチル(メタ)アクリレート等が
例示できる。その他、(メタ)アクリル酸とε−カプロ
ラクトンとの付加物等の変性不飽和モノカルボン酸も使
用できる。ここに、変性不飽和モノカルボン酸は、不飽
和基とカルボキシル基とを有し、不飽和基とカルボキシ
ル基との間が鎖延長された変性不飽和モノカルボン酸で
あれば特に制限はない。例えば、下記式(A)で示され
る(メタ)アクリル酸をラクトン変性した化合物、下記
式(B)で示される末端水酸基を酸無水物により酸変性
させたラクトン変性等エステル結合を有する不飽和モノ
カルボン酸、下記式(C)で示されるエーテル結合を有
する変性不飽和モノカルボン酸等のカルボキシル基含有
化合物が例示できる。また、カルボキシル基を含有する
ビニルモノマーと共に、必要に応じてメチル(メタ)ア
クリレート、エチル(メタ)アクリレート、i−プロピ
ル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレ
ート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、アク
リロニトリル、アクリルアミド、スチレン、ビニルトル
エン、酢酸ビニル、i−プロピルビニルエーテル、n−
ブチルビニルエーテル、メトキシエチルビニルエーテル
等の水酸基やカルボキシル基と反応する官能基を有しな
いラジカル重合性不飽和基含有モノマーを共重合させて
得られたものが例示できる。なお、各ビニルモノマー
は、1種または2種以上を併用することができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Resin (A) Resin (A) used in the thermosetting aqueous coating composition of the present invention.
Is not particularly limited as long as it has a hydroxyl group and a carboxyl group. For example, any resin conventionally known in the field of paints based on a vinyl resin, a polyether resin or the like can be used. Specifically, the following resins can be exemplified. (1) Vinyl Resin As the vinyl resin, a copolymer of a vinyl monomer having a hydroxyl group and a vinyl monomer having a carboxyl group can be exemplified. When the vinyl monomer contains a hydroxyl group and a carboxyl group, a homopolymer thereof can also be used. Examples of hydroxyl group-containing vinyl monomers include hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, hydroxybutyl (meth) acrylate, polycaprolactone diol mono (meth) acrylate, and polyoxyethylene glycol mono (meth) acrylate. A hydroxyl group-containing monomer can be exemplified. One or more of these vinyl monomers can be used in combination. As a vinyl monomer containing a carboxyl group,
Examples thereof include (meth) acrylic acid, carboxyethyl (meth) acrylate, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, crotonic acid, and β-carboxyethyl (meth) acrylate. In addition, modified unsaturated monocarboxylic acids such as adducts of (meth) acrylic acid and ε-caprolactone can also be used. Here, the modified unsaturated monocarboxylic acid is not particularly limited as long as it has an unsaturated group and a carboxyl group, and is a modified unsaturated monocarboxylic acid having a chain extended between the unsaturated group and the carboxyl group. For example, a compound obtained by lactone-modifying (meth) acrylic acid represented by the following formula (A) or a lactone-modified unsaturated monoester having a terminal hydroxyl group represented by the following formula (B) acid-modified with an acid anhydride has an ester bond. Examples thereof include carboxyl group-containing compounds such as carboxylic acids and modified unsaturated monocarboxylic acids having an ether bond represented by the following formula (C). Further, together with a carboxyl group-containing vinyl monomer, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, i-propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, and 2-ethylhexyl (meth) acrylate may be used, if necessary. , Acrylonitrile, acrylamide, styrene, vinyl toluene, vinyl acetate, i-propyl vinyl ether, n-
Examples thereof include those obtained by copolymerizing a radical polymerizable unsaturated group-containing monomer having no functional group that reacts with a hydroxyl group or a carboxyl group such as butyl vinyl ether or methoxyethyl vinyl ether. In addition, each vinyl monomer can be used alone or in combination of two or more.

【0008】[0008]

【化3】 Embedded image

【0009】(2)ポリエステル系樹脂 ポリエステル系樹脂として、例えばトリメチロールエタ
ン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、
グリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコー
ル、1,3−ブチレングリコール、ネオペンチルグリコ
ール、1,6−ヘキサンジオール等のポリオール成分
と、(無水)フタル酸、イソフタル酸、テトラヒドロフ
タル酸、ヘキサヒドロフタル酸、アジピン酸、(無水)
トリメリット酸等のポリカルボン酸成分との重縮合で得
られるポリエステル樹脂;該ポリエステル樹脂を脂肪酸
またはエポキシ樹脂で変性したもの;アクリルグラフト
した変性ポリエステル樹脂;ビスフェノール・エピクロ
ルヒドリン型エポキシ樹脂を脂肪酸等で変性したエステ
ル化物に無水マレイン酸等の酸無水物を付加して得られ
る変性ポリエステル樹脂;ビスフェノール・エピクロル
ヒドリン型エポキシ樹脂を触媒の存在下で重合反応させ
たものにポリカルボン酸等を付加したものが例示でき
る。上記した樹脂(A)の中でも美粧性、耐候性等に優
れた塗膜が得られることから、水酸基含有ビニルモノマ
ーとカルボキシル基含有ビニルモノマー及び必要に応じ
てその他のモノマーと重合させることにより得られるビ
ニル系樹脂が特に好ましい。
(2) Polyester resin As polyester resin, for example, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol,
Polyol components such as glycerin, ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butylene glycol, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, and (phthalic anhydride), isophthalic acid, tetrahydrophthalic acid, hexahydrophthalic acid, and adipine Acid, (anhydrous)
Polyester resin obtained by polycondensation with a polycarboxylic acid component such as trimellitic acid; Modified polyester resin with fatty acid or epoxy resin; Modified polyester resin grafted with acryl; Modified bisphenol / epichlorohydrin type epoxy resin with fatty acid Modified polyester resin obtained by adding an acid anhydride such as maleic anhydride to the obtained esterified product; examples include those obtained by polymerizing a bisphenol / epichlorohydrin type epoxy resin in the presence of a catalyst and adding a polycarboxylic acid or the like. it can. Among the above-mentioned resins (A), a coating film having excellent aesthetics, weather resistance, etc. can be obtained, and thus can be obtained by polymerizing with a hydroxyl group-containing vinyl monomer and a carboxyl group-containing vinyl monomer and, if necessary, other monomers. Vinyl resins are particularly preferred.

【0010】樹脂(A)は、数平均分子量が1,000
〜100,000であること、特には2,000〜8
0,000であることが好ましく、軟化点は130℃以
下、特には115℃以下であることが好ましく、酸価が
1〜100であること、特には10〜80であることが
好ましく、水酸基価が10〜5,000であること、特
には20〜2,000であることが好ましい。数平均分
子量が1,000より小さいと硬度、耐屈曲性、耐食性
等の塗膜性能が低下しやすく、他方数平均分子量が10
0,000より大きくなると平滑性等の塗膜外観が悪く
なる傾向がある。また、軟化点が130℃より高いもの
は塗膜の平滑性が悪くなりやすい。また、酸価が1より
小さいと水性化が困難になり、他方、酸価が100より
大きいと塗料の貯蔵安定性が悪くなり、水酸基価が10
より小さいと塗膜の硬化性が低下し、硬度、耐屈曲性等
の塗膜性能が低下する傾向がみられ、他方、水酸基価が
5,000より大きくなると耐水性、耐食性等の塗膜性
能が低下するので好ましくない。
The resin (A) has a number average molecular weight of 1,000.
~ 100,000, especially 2,000 ~ 8
It is preferable that the softening point is 130 ° C. or lower, particularly 115 ° C. or lower, and the acid value is 1 to 100, particularly preferably 10 to 80. Is preferably 10 to 5,000, particularly preferably 20 to 2,000. When the number average molecular weight is less than 1,000, the coating properties such as hardness, flex resistance and corrosion resistance are liable to decrease, while the number average molecular weight is 10
If it exceeds 000, the appearance of the coating film such as smoothness tends to deteriorate. If the softening point is higher than 130 ° C., the coating film tends to have poor smoothness. On the other hand, when the acid value is less than 1, it is difficult to make the composition aqueous, and when the acid value is more than 100, the storage stability of the coating material is deteriorated, and the hydroxyl value is 10 or less.
If the value is smaller, the curability of the coating film decreases, and the film performance such as hardness and bending resistance tends to decrease. On the other hand, if the hydroxyl value is more than 5,000, the film performance such as water resistance and corrosion resistance is observed. Is undesirably reduced.

【0011】樹脂(A)には上記水酸基及びカルボキシ
ル基以外に、フェノール性水酸基やアルコキシシラン
基、ヒドロキシシラン基等の官能基を必要に応じて導入
しておくこともできる。これらの官能基を導入する方法
は、特に限定されず既知の方法を用いることができる。
例えば、フェノール性水酸基導入は、ビスフェノール変
性(メタ)アクリレートを前記ビニル系樹脂のビニルモ
ノマー成分として用いればよく、アルコキシシラン基や
ヒドロキシシラン基の導入は、γ−メタクリロキシプロ
ピルトリメトキシシラン及びこれの加水分解物等の化合
物を前記ビニル系樹脂のビニルモノマー成分として用い
て共重合させればよい。
In addition to the above-mentioned hydroxyl group and carboxyl group, functional groups such as phenolic hydroxyl group, alkoxysilane group and hydroxysilane group may be introduced into the resin (A) as required. The method for introducing these functional groups is not particularly limited, and a known method can be used.
For example, the phenolic hydroxyl group may be introduced by using bisphenol-modified (meth) acrylate as the vinyl monomer component of the vinyl resin. The alkoxysilane group or the hydroxysilane group may be introduced by using γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane and Copolymerization may be performed using a compound such as a hydrolyzate as a vinyl monomer component of the vinyl resin.

【0012】エポキシ樹脂(B) 本発明の塗料組成物に使用されるエポキシ樹脂(B)
は、上記式(1)で示される脂環式エポキシ基含有不飽
和化合物を重合したものである。なお、上記脂環式エポ
キシ基含有不飽和化合物以外に、下記化合物を併用して
共重合することもできる。ここに、下記化合物におい
て、R7としては、直鎖または分枝状のアルキレン基、
即ちメチレン、エチレン、プロピレン、トリメチレン、
テトラメチレン、エチルエチレン、ペンタメチレン、ヘ
キサメチレン基等が例示できる。また、R8としては、
メチレン、エチレン、プロピレン、トリメチレン、テト
ラメチレン、エチルエチレン、ペンタメチレン、ヘキサ
メチレン、ポリメチレン、フェニレン、シクロヘキシレ
ン、p−キシリレン基等を例示することができる。
Epoxy resin (B) Epoxy resin (B) used in the coating composition of the present invention
Is obtained by polymerizing the alicyclic epoxy group-containing unsaturated compound represented by the formula (1). In addition, besides the alicyclic epoxy group-containing unsaturated compound, the following compounds may be used in combination for copolymerization. Here, in the following compounds, R 7 is a linear or branched alkylene group,
That is, methylene, ethylene, propylene, trimethylene,
Examples include tetramethylene, ethylethylene, pentamethylene, and hexamethylene groups. Also, as R 8 ,
Examples include methylene, ethylene, propylene, trimethylene, tetramethylene, ethylethylene, pentamethylene, hexamethylene, polymethylene, phenylene, cyclohexylene, and p-xylylene groups.

【0013】[0013]

【化4】 Embedded image

【0014】エポキシ樹脂(B)には、脂環式エポキシ
基含有不飽和化合物および上記他の化合物以外に、更に
メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレ
ート、i−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル
(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)ア
クリレート、アクリロニトリル、アクリルアミド、スチ
レン、ビニルトルエン、酢酸ビニル、i−プロピルビニ
ルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、メトキシエチ
ルビニルエーテル等の水酸基とカルボキシル基との反応
を生じる官能基を有しないラジカル重合性不飽和基含有
モノマーを共重合させることもできる。
The epoxy resin (B) further includes, in addition to the alicyclic epoxy group-containing unsaturated compound and the above-mentioned other compounds, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, i-propyl (meth) acrylate, The reaction between hydroxyl and carboxyl groups such as -butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, acrylonitrile, acrylamide, styrene, vinyltoluene, vinyl acetate, i-propyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, and methoxyethyl vinyl ether. The resulting radically polymerizable unsaturated group-containing monomer having no functional group can also be copolymerized.

【0015】式(1)で表される化合物は、例えば下記
式(4−1)または下記式(4−2)で表される水酸基
含有化合物に、式(5)で表される化合物を反応させる
方法で製造することができる。
The compound represented by the formula (1) is obtained by reacting a compound represented by the formula (5) with a hydroxyl group-containing compound represented by the following formula (4-1) or (4-2). It can be manufactured by the method of causing.

【0016】[0016]

【化5】 Embedded image

【0017】式(4−1)で表される水酸基含有化合物
は、3,4−エポキシシクロヘキシルメチルアルコール
である。また、式(4−2)で表される水酸基含有化合
物は、3,4−エポキシシクロヘキシルメチルアルコー
ル1モルに対しラクトンを1〜10モルの割合で重合す
ることにより得られるラクトン重合体である。式(4−
2)で表される水酸基含有化合物は、具体的にはアルコ
ールである化合物(4−1)等の活性水素を開始剤と
し、ε−カプロラクトン等のラクトンを常法で開環重合
させて製造することができる。ラクトンは、ε−カプロ
ラクトン以外に、バレロラクトン等を単独重合させ、ま
たはε−カプロラクトンとバレロラクトン等を共重合さ
せてもよい。
The hydroxyl group-containing compound represented by the formula (4-1) is 3,4-epoxycyclohexylmethyl alcohol. Further, the hydroxyl group-containing compound represented by the formula (4-2) is a lactone polymer obtained by polymerizing lactone at a ratio of 1 to 10 mol with respect to 1 mol of 3,4-epoxycyclohexylmethyl alcohol. Equation (4-
The hydroxyl group-containing compound represented by 2) is specifically produced by ring-opening polymerization of a lactone such as ε-caprolactone by an ordinary method using an active hydrogen such as alcohol (compound (4-1)) as an initiator. be able to. As for the lactone, in addition to ε-caprolactone, valerolactone or the like may be homopolymerized, or ε-caprolactone and valerolactone may be copolymerized.

【0018】式(5)で表される化合物は、例えば、ア
ジ化金属であるアジ化ナトリウムで代表されるアルカ
リ、アルカリ土類金属塩の水溶液に、酸クロライドであ
るR2−CH=CH−COClを反応させることにより
得ることができる。R2は、目的物である式(1)で表
される化合物のR2と同じ基のものである。アジ化金属
と酸クロライドとの反応比は、アジ化金属1モルに対し
酸クロライドを0.01〜1.5モル反応させることが
好ましい。反応は、アジ化金属の水溶液に酸クロライド
の溶液を滴下させて行う。酸クロライドの溶媒には特に
制限はないが、アセトン、メチルエチルケトン等のケト
ン類が好ましい。また、アジ化金属水溶液への滴下は、
温度−78〜100℃で行うことができるが、アジ化金
属の安定性を考え、室温またはそれ以下の温度で行うこ
とが好ましい。
The compound represented by the formula (5) can be prepared, for example, by adding an acid chloride R 2 —CH = CH— to an aqueous solution of an alkali or alkaline earth metal salt represented by sodium azide as a metal azide. It can be obtained by reacting COCl. R 2 is of the same groups as R 2 of the compound represented by the formula (1) as the target compound. As for the reaction ratio between the metal azide and the acid chloride, it is preferable that the acid chloride is reacted in an amount of 0.01 to 1.5 mol per 1 mol of the metal azide. The reaction is carried out by dropping a solution of acid chloride in an aqueous solution of metal azide. The solvent for the acid chloride is not particularly limited, but ketones such as acetone and methyl ethyl ketone are preferred. In addition, the dripping into the metal azide aqueous solution,
The reaction can be performed at a temperature of -78 to 100 ° C, but is preferably performed at room temperature or lower in consideration of the stability of the metal azide.

【0019】式(1)で表される化合物は、式(5)で
表される化合物1モルに対し、式(4−1)または式
(4−2)で表される水酸基含有化合物を通常0.5〜
10.0モル添加し反応させて製造する。反応温度は、
式(5)で表される化合物の安定性と反応温度の関係か
ら、0〜150℃であることが好ましい。また、反応に
は触媒を使用することができる。好ましい触媒として
は、トリエチルアミン、ジメチルベンジルアミン等の3
級アミン、テトラエチルアンモニウムクロライド等の4
級アミン、トリフェニルホスフィン等のホスフィン類を
例示することができる。
The compound represented by the formula (1) is usually prepared by adding the hydroxyl group-containing compound represented by the formula (4-1) or (4-2) to 1 mol of the compound represented by the formula (5). 0.5 ~
It is produced by adding 10.0 mol and reacting. The reaction temperature is
From the relationship between the stability of the compound represented by the formula (5) and the reaction temperature, the temperature is preferably from 0 to 150 ° C. Further, a catalyst can be used for the reaction. Preferred catalysts include triethylamine and dimethylbenzylamine.
4 such as secondary amine and tetraethylammonium chloride
Examples include phosphines such as secondary amines and triphenylphosphine.

【0020】エポキシ樹脂(B)は、数平均分子量が1
94〜100,000であること、特には194〜2,
000、特には194〜1,000であることが好まし
く、エポキシ当量が50〜2,000であること、特に
は55〜1,000であることが好ましく、軟化点は1
30℃以下、特には115℃以下であることが好まし
い。数平均分子量が100より小さいものは入手が困難
であり、他方、数平均分子量が100,000より大き
いものは塗面平滑性が悪くなるのであまり好ましくな
い。またエポキシ当量が50より小さいものは入手が困
難であり、他方エポキシ当量が2,000より大きいの
もは塗膜の硬化性が低下する傾向がある。更に軟化点が
130℃より高いものは塗膜の平滑性が悪くなりやす
い。
The epoxy resin (B) has a number average molecular weight of 1
94 to 100,000, especially 194 to 2,
000, particularly preferably 194 to 1,000, an epoxy equivalent of 50 to 2,000, particularly preferably 55 to 1,000, and a softening point of 1
It is preferably 30 ° C. or lower, particularly preferably 115 ° C. or lower. Those having a number average molecular weight of less than 100 are difficult to obtain, while those having a number average molecular weight of more than 100,000 are not preferred because the coated surface smoothness deteriorates. Those having an epoxy equivalent of less than 50 are difficult to obtain, while those having an epoxy equivalent of more than 2,000 tend to decrease the curability of the coating film. If the softening point is higher than 130 ° C., the smoothness of the coating film tends to deteriorate.

【0021】上記エポキシ樹脂(B)と組合わせて、脂
環式炭化水素環上にあるエポキシ基および脂環式炭化水
素環を形成する炭素原子に直接結合したエポキシ基から
選ばれる少なくとも1種以上のエポキシ基を1分子中に
少なくとも2個以上有するものも使用できる。該脂環式
炭化水素環は3員の小環員のものから7環員またはそれ
以上のものであってもよく、また、該環は、単環でも多
環でもよく、更に環が有機炭化水素環を構成していても
よい。併用できるエポキシ樹脂(B)の具体例として、
下記に示す2官能性以上のエポキシ樹脂を例示すること
ができる。
At least one selected from an epoxy group on the alicyclic hydrocarbon ring and an epoxy group directly bonded to a carbon atom forming the alicyclic hydrocarbon ring in combination with the epoxy resin (B). Those having at least two or more epoxy groups in one molecule can also be used. The alicyclic hydrocarbon ring may be from 3 to 7 or more ring members, and the ring may be monocyclic or polycyclic, and the ring may be an organic hydrocarbon ring. It may form a hydrogen ring. As specific examples of the epoxy resin (B) that can be used in combination,
The following bifunctional or higher epoxy resins can be exemplified.

【0022】[0022]

【化6】 Embedded image

【0023】[0023]

【化7】 Embedded image

【0024】上記エポキシ樹脂(B)と組合わせて、さ
らにグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、脂肪族内部エ
ポキシ樹脂等のエポキシ基を有するその他のエポキシ樹
脂を使用することもできる。該その他のエポキシ樹脂
は、塗料の貯蔵安定性及び塗膜硬化性の観点から、両者
の合計量を基準として25重量%以下の割合で使用する
ことが好ましい。
Other epoxy resins having an epoxy group, such as a glycidyl ether type epoxy resin and an aliphatic internal epoxy resin, can be used in combination with the above epoxy resin (B). The other epoxy resin is preferably used in a proportion of 25% by weight or less based on the total amount of both, from the viewpoint of the storage stability of the paint and the curability of the coating film.

【0025】第4級アンモニウム化合物 本発明の塗料組成物に使用される第4級アンモニウム化
合物(C)としては(R20212223(+))X(-)
示されるものを使用することができる。式中、R20、R
21、R22およびR23は、それぞれ炭化水素基を表わし、
これらは同一または異なっていてもよい。また炭化水素
基は、ヒドロキシ基で置換されていてもよい。Xはハロ
ゲンイオンまたは酸の陰イオン残基を示し、例えばC
l、Br、F、I、SO4、HSO4、NO3、PO4Cl
4、HCOO、CH3COO、OH等が例示できる。
[0025] The quaternary ammonium compounds used in the quaternary ammonium compound coating composition of the present invention (C) (R 20 R 21 R 22 R 23 N (+)) X (-) in what is shown Can be used. Where R 20 , R
21 , R 22 and R 23 each represent a hydrocarbon group;
These may be the same or different. Further, the hydrocarbon group may be substituted with a hydroxy group. X represents a halogen ion or an anionic residue of an acid.
1, Br, F, I, SO 4 , HSO 4 , NO 3 , PO 4 Cl
O 4 , HCOO, CH 3 COO, OH and the like can be exemplified.

【0026】本発明で使用する好ましい第4級アンモニ
ウム化合物(C)として以下の化合物が例示できる。 テトラメチルアンモニウムクロライド、テトラエチル
アンモニウムクロライド、テトラブチルアンモニウムク
ロライド、メチルトリエチルアンモニウムクロライド、
テトラメチルアンモニウムブロマイド、テトラエチルア
ンモニウムフルオライド、テトラエチルイオダイド等の
テトラアルキルアンモニウムハライドが例示できる。 酢酸テトラメチルアンモニウム、ギ酸テトラエチルア
ンモニウム等のテトラアルキルアンモニウム有機酸塩が
例示できる。 硫酸水素テトラメチルアンモニウム、硫酸水素テトラ
エチルアンモニウム、硝酸テトラメチルアンモニウム、
硝酸テトラエチルアンモニウム、過塩素酸テトラエチル
アンモニウム、リン酸テトラエチルアンモニウム等のテ
トラアルキルアンモニウム無機酸塩が例示できる。 テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチ
ルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニ
ウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキ
シド、テトラペンチルアンモニウムヒドロキシド、テト
ライソアミルアンモニウムヒドロキシド、テトラドデジ
ルアンモニウムヒドロキシド、メチルトリエチルアンモ
ニウムヒドロキシド、エチルトリメチルアンモニウムヒ
ドロキシド、デシルトリメチルアンモニウムヒドロキシ
ド、モノヒドロキシエチルトリメチルアンモニウムヒド
ロキシド、モノヒドロキシエチルトリエチルアンモニウ
ムヒドロキシド、ジヒドロキシエチルジメチルアンモニ
ウムヒドロキシド、ジヒドロキシエチルジエチルアンモ
ニウムヒドロキシド、トリヒドロキシエチルモノメチル
アンモニウムヒドロキシド、トリヒドロキシエチルモノ
エチルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリメチル
アンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリエチルアンモ
ニウムヒドロキシド、ベンジルメチルジエチルアンモニ
ウムヒドロキシド、シクロヘキシルトリメチルアンモニ
ウムヒドロキシド等の第4級アンモニウムヒドロキシド
が例示できる。これらの中で第4級アンモニウムヒドロ
キシドは、樹脂(A)及びエポキシ樹脂(B)を水中に
容易に分散化させ、貯蔵安定性に優れた塗料組成物を与
え、しかも耐水性、耐食性に優れた塗膜を形成できる点
で特に好ましい。
The following compounds can be exemplified as preferred quaternary ammonium compounds (C) used in the present invention. Tetramethylammonium chloride, tetraethylammonium chloride, tetrabutylammonium chloride, methyltriethylammonium chloride,
Examples thereof include tetraalkylammonium halides such as tetramethylammonium bromide, tetraethylammonium fluoride, and tetraethyliodide. Examples thereof include tetraalkylammonium organic acid salts such as tetramethylammonium acetate and tetraethylammonium formate. Tetramethyl ammonium hydrogen sulfate, tetraethyl ammonium hydrogen sulfate, tetramethyl ammonium nitrate,
Examples thereof include tetraalkylammonium inorganic acid salts such as tetraethylammonium nitrate, tetraethylammonium perchlorate, and tetraethylammonium phosphate. Tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, tetrapentylammonium hydroxide, tetraisoamylammonium hydroxide, tetradodecylammonium hydroxide, methyltriethylammonium hydroxide, ethyltrimethyl Ammonium hydroxide, decyltrimethylammonium hydroxide, monohydroxyethyltrimethylammonium hydroxide, monohydroxyethyltriethylammonium hydroxide, dihydroxyethyldimethylammonium hydroxide, dihydroxyethyldiethylammonium hydroxide, trihydroxyethylmonomethylammoniumhydro Sid, trihydroxyethyl monoethyl ammonium hydroxide, benzyltrimethylammonium hydroxide, benzyltriethylammonium hydroxide, benzyl methyl diethyl ammonium hydroxide, quaternary ammonium hydroxides, such as cyclohexyl trimethylammonium hydroxide can be exemplified. Among them, the quaternary ammonium hydroxide easily disperses the resin (A) and the epoxy resin (B) in water to give a coating composition having excellent storage stability, and has excellent water resistance and corrosion resistance. It is particularly preferable in that a coated film can be formed.

【0027】熱硬化型水性塗料組成物 本発明の熱硬化型水性塗料組成物は、樹脂(A)とエポ
キシ樹脂(B)との総合計量換算で、樹脂(A)40〜
97重量%、好ましくは50〜95重量%、更に好まし
くは60〜90重量%、エポキシ樹脂(B)3〜60重
量%、好ましくは5〜50重量%、更に好ましくは10
〜40重量%の範囲内で配合することが好ましい。樹脂
(A)が40重量%より少なく、かつエポキシ樹脂
(B)が60重量%より多くと、得られる塗料組成物の
水分散性が低下する。一方、樹脂(A)が97重量%よ
り多く、エポキシ樹脂(B)が3重量%より少ないと、
耐水性、耐食性、耐屈曲性等の塗膜性能が低下する。
Thermosetting Water-Based Coating Composition The thermosetting water-based coating composition of the present invention has a resin (A) of 40 to 40 in terms of the total weight of the resin (A) and the epoxy resin (B).
97% by weight, preferably 50 to 95% by weight, more preferably 60 to 90% by weight, epoxy resin (B) 3 to 60% by weight, preferably 5 to 50% by weight, and more preferably 10 to 50% by weight.
It is preferable to mix within the range of 4040% by weight. When the amount of the resin (A) is less than 40% by weight and the amount of the epoxy resin (B) is more than 60% by weight, the water dispersibility of the obtained coating composition is reduced. On the other hand, when the resin (A) is more than 97% by weight and the epoxy resin (B) is less than 3% by weight,
Film performance such as water resistance, corrosion resistance, and bending resistance deteriorates.

【0028】また、エポキシ樹脂(B)は、該エポキシ
樹脂(B)中のエポキシ基に対し、樹脂(A)中の水酸
基が、当量比(水酸基/エポキシ基)で0.3以上、好
ましくは0.5〜5、更に好ましくは0.7〜4の範囲
内になるように樹脂(A)と配合することが好ましい。
当量比が0.3より小さいと塗膜中に未反応の樹脂
(A)成分が多くなり、耐屈曲性、耐水性、耐食性等の
塗膜性能が低下する場合がある。
The epoxy resin (B) has a hydroxyl group in the resin (A) in an equivalent ratio (hydroxyl group / epoxy group) of 0.3 or more, preferably an epoxy group in the epoxy resin (B). It is preferable to mix with the resin (A) so as to be in the range of 0.5 to 5, more preferably 0.7 to 4.
If the equivalent ratio is less than 0.3, the unreacted resin (A) component increases in the coating film, and the coating film performance such as bending resistance, water resistance, and corrosion resistance may decrease.

【0029】また、樹脂(A)中のカルボキシル基によ
って、エポキシ樹脂(B)が安定に水に分散化される
が、その配合割合は、水分散化及び塗料貯蔵安定性の観
点からカルボキシル基/エポキシ基の当量比が0.1〜
1、特には0.1〜0.6の範囲であることが好まし
い。
The epoxy resin (B) is stably dispersed in water by the carboxyl group in the resin (A). The equivalent ratio of epoxy groups is 0.1 to
1, particularly preferably in the range of 0.1 to 0.6.

【0030】第4級アンモニウム化合物(C)は、樹脂
(A)、エポキシ樹脂(B)及び第4級アンモニウム化
合物(C)との総合計量を基準として、0.01〜10
重量%、好ましくは0.1〜7重量%、更に好ましくは
0.1〜5重量%の範囲であることが好ましい。この範
囲で十分な、耐候性、耐酸性を有する樹脂が得られるか
らである。
The quaternary ammonium compound (C) is used in an amount of 0.01 to 10 based on the total weight of the resin (A), the epoxy resin (B) and the quaternary ammonium compound (C).
%, Preferably 0.1 to 7% by weight, more preferably 0.1 to 5% by weight. This is because a resin having sufficient weather resistance and acid resistance can be obtained in this range.

【0031】本発明の熱硬化型水性塗料組成物の製造方
法として、以下の方法が例示できる。 まず、樹脂
(A)を有機溶剤に溶解または分散した溶液に、エポキ
シ樹脂(B)またはエポキシ樹脂(B)を有機溶剤に溶
解または分散した溶液を混合する。次いで、得られた混
合物に第4級アンモニウム化合物(C)及び必要に応じ
て中和剤を配合し、水中に分散することによって製造す
る。上記樹脂(A)またはエポキシ樹脂(B)を溶解ま
たは分散するために使用し得る有機溶剤は、これらの樹
脂が有する官能基に対して、実質的に不活性の有機溶剤
が好適であり、具体的には、アルコール系溶剤、エーテ
ル系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、炭化水素系
溶剤等が挙げられる。これらの中でも特にアルコール系
溶剤、エーテル系溶剤等の親水性溶剤を主たる溶剤とし
て用いることが好ましい。また、中和剤として、例え
ば、アンモニア、トリメチルアミン、トリエチルアミ
ン、トリブチルアミン、ジメチルエタノールアミン、ジ
エチルエタノールアミン、ジメチルプロパノールアミ
ン、メチルジエタノールアミン、エチルジエタノールア
ミン、トリエタノールアミン等を使用することができ
る。尚、第4級アンモニウム化合物(C)として第4級
アンモニウムヒドロキシドを用いると、中和剤を使用せ
ずに樹脂成分を水中に分散することができる。また、必
要に応じて第4級アンモニウム化合物(C)と上記中和
剤とを組合わせて使用してもよい。
The following method can be exemplified as a method for producing the thermosetting aqueous coating composition of the present invention. First, an epoxy resin (B) or a solution in which an epoxy resin (B) is dissolved or dispersed in an organic solvent is mixed with a solution in which the resin (A) is dissolved or dispersed in an organic solvent. Next, a quaternary ammonium compound (C) and, if necessary, a neutralizing agent are added to the obtained mixture, and the mixture is dispersed in water to produce the mixture. The organic solvent that can be used for dissolving or dispersing the resin (A) or the epoxy resin (B) is preferably an organic solvent that is substantially inactive with respect to the functional group of the resin. Specific examples include alcohol solvents, ether solvents, ketone solvents, ester solvents, and hydrocarbon solvents. Among these, it is particularly preferable to use a hydrophilic solvent such as an alcohol solvent or an ether solvent as a main solvent. Further, as the neutralizing agent, for example, ammonia, trimethylamine, triethylamine, tributylamine, dimethylethanolamine, diethylethanolamine, dimethylpropanolamine, methyldiethanolamine, ethyldiethanolamine, triethanolamine and the like can be used. When a quaternary ammonium hydroxide is used as the quaternary ammonium compound (C), the resin component can be dispersed in water without using a neutralizing agent. If necessary, the quaternary ammonium compound (C) and the neutralizing agent may be used in combination.

【0032】本発明の塗料組成物には、他の化合物を配
合することができる。配合できる樹脂として、ポリテト
ラメチレングリコール、ビスフェノールA・エチレンオ
キシド付加物、ポリカプロラクトンポリオール、ポリカ
ーボネートジオール、ポリウレタンポリオール、ビニル
アルコール(共)重合体、スチレン−アリルアルコール
共重合体等のカルボキシル基を含まないポリオール樹脂
等を配合することもできる。より低温で塗膜を硬化させ
ることを目的としする触媒として、カテコール等のフェ
ノール化合物、ジフェニルシランジオール等のシラノー
ル化合物、Al、Ti、V、Fe、Zn、Zr、Sn等
の金属類とアセト酢酸エチル、トリフルオロアセチルア
セトン、ジベンゾイルアセチルアセトン等のβ−ジケト
ンとのキレート化合物等からなる金属キレート化合物が
例示できる。該触媒は、樹脂(A)及びエポキシ樹脂
(B)の合計100重量部に対して0.01〜10重量
部の範囲内で配合することが好ましい。更に、必要に応
じてチタン白、カーボンブラック、ベンガラ等の着色顔
料、クレー、タルク、シリカ等の体質顔料、顔料分散
剤、ハジキ防止剤、流動性調整剤等の塗料用添加剤を配
合することができる。
The coating composition of the present invention may contain other compounds. Polycarbonate-free polyols such as polytetramethylene glycol, bisphenol A / ethylene oxide adduct, polycaprolactone polyol, polycarbonate diol, polyurethane polyol, vinyl alcohol (co) polymer, styrene-allyl alcohol copolymer, etc. A resin or the like can be blended. Examples of catalysts intended to cure coating films at lower temperatures include phenol compounds such as catechol, silanol compounds such as diphenylsilanediol, metals such as Al, Ti, V, Fe, Zn, Zr, and Sn and acetoacetic acid. Examples of the metal chelate compound include a chelate compound with a β-diketone such as ethyl, trifluoroacetylacetone, and dibenzoylacetylacetone. The catalyst is preferably blended in the range of 0.01 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the total of the resin (A) and the epoxy resin (B). Further, if necessary, a coloring pigment such as titanium white, carbon black and red iron, an extender such as clay, talc and silica, a pigment dispersant, a repelling inhibitor, and a paint additive such as a fluidity modifier may be blended. Can be.

【0033】本発明の塗料組成物を用いて塗膜形成する
方法は、特に制限はない。例えば、電着塗装、スプレー
塗装、浸積塗装、ローラー塗装、刷毛塗装等の手段で基
材表面に塗布、乾燥することによって実施することがで
きる。塗装膜厚は、特に制限はないが、通常の使用では
10〜100μmの範囲内で十分である。塗膜の乾燥
は、0〜200℃の範囲が好ましく、より好ましくは5
0〜180℃の範囲であり、120℃では30分間、1
80℃では10分間程度で行うことができる。塗布すべ
き基材もまた特に制限されないが、鉄鋼、アルミニウ
ム、アルマイト、銅、鉄鋼の表面に亜鉛、スズ、クロ
ム、アルミニウム等をメッキしたメッキ鋼、或いは鉄鋼
の表面をクロム酸、リン酸で化学処理或いは電解処理し
たもの等の広範な金属類に好ましく使用することができ
る。
The method for forming a coating film using the coating composition of the present invention is not particularly limited. For example, it can be carried out by applying and drying the surface of the base material by means such as electrodeposition coating, spray coating, dip coating, roller coating, brush coating and the like. The coating film thickness is not particularly limited, but it is sufficient in the range of 10 to 100 μm for normal use. Drying of the coating film is preferably in the range of 0 to 200 ° C, more preferably 5 to 200 ° C.
0-180 ° C., at 120 ° C. for 30 minutes, 1
At 80 ° C., it can be performed in about 10 minutes. The substrate to be applied is also not particularly limited, but steel, aluminum, alumite, copper, plated steel in which zinc, tin, chromium, aluminum, etc. are plated on the surface of steel, or the surface of steel is chemically treated with chromic acid or phosphoric acid. It can be preferably used for a wide range of metals such as those treated or electrolytically treated.

【0034】[0034]

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお
「部」は、特に示す場合を除くほか「重量部」を示し、
「%」は、特に示す場合を除くほか「重量%」を示す。
EXAMPLES The present invention will now be described specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. "Parts" means "parts by weight" unless otherwise indicated.
“%” Indicates “% by weight” unless otherwise indicated.

【0035】(測定方法) (1)貯蔵安定性:30℃1ケ月間放置したのち分散化
物の沈降、分離状態を目視で観察し、塗料組成物に分散
化剤の沈降による色変化がない場合を異常なしとした。 (2)塗膜平滑性:塗膜の表面の凹凸状態を目視で観察
し、表面光沢の有るものを良好とした。 (3)耐ソルトスプレー:JIS Z−2371に従っ
て試験し、塗膜のカット部からのクリープ幅片側2mm
以内のものを合格とした。試験時間は1,000時間行
った。 (4)鉛筆硬度:JISK−5400に従って試験し
た。 (5)耐屈曲性:温度20℃の雰囲気で試験板を直角に
1〜2秒で折り曲げ、折り曲げ部の塗膜のハガレ、ワレ
等の異常のないものを合格とした。 (6)ゲル分率:乾燥させた塗膜を剥がし取り300メ
ッシュのステンレススチール製の網状容器に入れソック
スレー抽出器でアセトン/メタノール=1/1溶媒を用
いて還流温度で6時間抽出させた後、次式に従ってゲル
分率の算出を行った。ゲル分率(%)は、抽出した後の
塗膜重量/抽出前の塗膜重量で評価した。
(Measurement method) (1) Storage stability: After standing at 30 ° C. for one month, the sedimentation and separation of the dispersion are visually observed, and there is no color change due to the sedimentation of the dispersant in the coating composition. Was regarded as no abnormality. (2) Smoothness of the coating film: The unevenness of the surface of the coating film was visually observed. (3) Salt spray resistance: Tested according to JIS Z-2371, creep width from cut part of coating film 2 mm on one side
Those that were within were considered acceptable. The test time was 1,000 hours. (4) Pencil hardness: Tested according to JISK-5400. (5) Bending resistance: The test plate was bent at a right angle in an atmosphere of a temperature of 20 ° C. in 1 to 2 seconds, and a test piece having no abnormality such as peeling or cracking of a coating film in a bent portion was accepted. (6) Gel fraction: The dried coating film was peeled off, placed in a 300 mesh stainless steel mesh container, and extracted with a Soxhlet extractor using acetone / methanol = 1/1 solvent at reflux temperature for 6 hours. The gel fraction was calculated according to the following equation. The gel fraction (%) was evaluated by (weight of coating film after extraction / weight of coating film before extraction).

【0036】(実施例1)4つ口フラスコにメチルプロ
パノール75部を仕込み110℃に加熱した。これにア
クリル酸3部、ヒドロキシエチルアクリレート20部、
メチルメタクリレート57部、スチレン20部の混合物
と、2,2’−アゾビスイソブチルニトリル1部および
メチルイソブチルケトン5部の混合物を1時間かけて滴
下した。これを1.5時間熟成して、酸価23、水酸基
価97、数平均分子量20000、固形分55%の樹脂
溶液(A)を得た。次いで、4つ口フラスコにメチルプ
ロパノール25部を仕込み110℃に加熱し、下記化合
物(1)25部と2,2’−アゾビスイソブチルニトリ
ル5部とメチルイソブチルケトン5部との混合物を3時
間かけて滴下した。これを更に3時間熟成して、エポキ
シ当量200、平均分子量約3,000の固形分42%
の樹脂溶液(B)を得た。前記樹脂溶液(A)181重
量部及び(B)60重量部に、テトラエチルアンモニウ
ムヒドロキシドの20%水溶液19.5部を加え攪拌し
ながら、脱イオン水166部を加えて固形分30%、平
均粒子径0.15μmの水分散化物を得た。得られた該
水分散化物の貯蔵安定性は、塗料状態および塗膜性能共
に異常がなかった。また、貯蔵試験前の水分散化物をリ
ン酸亜鉛処理鋼板に乾燥膜厚が20μmになるようにス
プレー塗装し、80℃で10分間乾燥後、更に120℃
で20分間乾燥を行い、塗装物を得た。この塗装物は、
塗膜平滑性は良好であり、耐ソルトスプレーも合格、鉛
筆硬度はH、耐屈曲性も合格であった。塗膜のゲル分率
は97%であった。
Example 1 A four-necked flask was charged with 75 parts of methylpropanol and heated to 110 ° C. 3 parts of acrylic acid, 20 parts of hydroxyethyl acrylate,
A mixture of 57 parts of methyl methacrylate and 20 parts of styrene, and a mixture of 1 part of 2,2'-azobisisobutylnitrile and 5 parts of methyl isobutyl ketone were added dropwise over 1 hour. This was aged for 1.5 hours to obtain a resin solution (A) having an acid value of 23, a hydroxyl value of 97, a number average molecular weight of 20,000 and a solid content of 55%. Next, 25 parts of methylpropanol was charged into a four-necked flask and heated to 110 ° C., and a mixture of 25 parts of the following compound (1), 5 parts of 2,2′-azobisisobutylnitrile, and 5 parts of methylisobutylketone was added for 3 hours. It dripped over. This was further aged for 3 hours to obtain an epoxy equivalent of 200, an average molecular weight of about 3,000, and a solid content of 42%.
To obtain a resin solution (B). To 181 parts by weight of the resin solution (A) and 60 parts by weight of (B), 19.5 parts of a 20% aqueous solution of tetraethylammonium hydroxide was added, and while stirring, 166 parts of deionized water was added thereto to obtain a solid content of 30%, average An aqueous dispersion having a particle size of 0.15 μm was obtained. Regarding the storage stability of the obtained water-dispersed product, there was no abnormality in both the paint state and the coating film performance. The water-dispersed product before the storage test was spray-coated on a zinc phosphate-treated steel sheet so as to have a dry film thickness of 20 μm, dried at 80 ° C. for 10 minutes, and further dried at 120 ° C.
For 20 minutes to obtain a coated product. This painting is
The coating film smoothness was good, the salt spray resistance was passed, the pencil hardness was H, and the bending resistance was also passed. The gel fraction of the coating film was 97%.

【0037】[0037]

【化8】 Embedded image

【0038】(実施例2)4つ口フラスコにメチルプロ
パノール64部を仕込み110℃に加熱した。これにメ
タクリル酸4部、ヒドロキシエチルメタクリレート25
部、2−エチルヘキシルメタクリレート10部、メチル
メタクリレート51部、スチレン10部の混合物と2,
2’−アゾビスイソブチルニトリル1部とメチルイソブ
チルケトン5部との混合物を1時間かけて滴下した。こ
れを更に1.5時間熟成して、酸価26、水酸基価10
8、数平均分子量25,000、固形分59%の樹脂溶
液(A)を得た。次いで、4つ口フラスコにメチルプロ
パノール25部を仕込み110℃に加熱し、上記化合物
(1)10部と下記化合物(2)5部との混合物と、
2,2’−アゾビスイソブチルニトリル5部とメチルイ
ソブチルケトン5部との混合物を3時間かけて滴下し
た。これを更に3時間熟成して、エポキシ当量200、
平均分子量約3,000の固形分30%の樹脂溶液
(B)を得た。樹脂溶液(A)170重量部及び(B)
60重量部に、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド
の10%水溶液を16.2部加えて攪拌しながら脱イオ
ン水148部を加えて固形分30%、平均粒径0.18
μの水分散化物を得た。得られた水分散化物の貯蔵安定
性は塗料状態および塗膜性能ともに異常なかった。ま
た、貯蔵試験前の水分散化物を実施例1と同様に塗装、
乾燥を行って塗装物を得たところ、該塗装物は、塗膜平
滑性が良好で、耐ソルトスプレーも合格で、鉛筆硬度は
3H、耐屈曲性も合格であった。なお、塗膜のゲル分率
は97%であった。
Example 2 A four-necked flask was charged with 64 parts of methylpropanol and heated to 110 ° C. 4 parts of methacrylic acid and 25 parts of hydroxyethyl methacrylate
Parts, 2-ethylhexyl methacrylate 10 parts, methyl methacrylate 51 parts, styrene 10 parts mixture and 2,
A mixture of 1 part of 2'-azobisisobutylnitrile and 5 parts of methyl isobutyl ketone was added dropwise over 1 hour. This was further aged for 1.5 hours to obtain an acid value of 26 and a hydroxyl value of 10
8. A resin solution (A) having a number average molecular weight of 25,000 and a solid content of 59% was obtained. Next, 25 parts of methylpropanol was charged into a four-neck flask and heated to 110 ° C., and a mixture of 10 parts of the above compound (1) and 5 parts of the following compound (2) was added to the flask.
A mixture of 5 parts of 2,2'-azobisisobutylnitrile and 5 parts of methyl isobutyl ketone was added dropwise over 3 hours. This was further aged for 3 hours, epoxy equivalent 200,
A resin solution (B) having an average molecular weight of about 3,000 and a solid content of 30% was obtained. 170 parts by weight of resin solution (A) and (B)
To 60 parts by weight, 16.2 parts of a 10% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide was added, and 148 parts of deionized water was added with stirring to obtain a solid content of 30% and an average particle size of 0.18.
μ of an aqueous dispersion was obtained. The storage stability of the obtained water-dispersed product was not abnormal in both the paint state and the coating film performance. Further, the water dispersion before the storage test was painted in the same manner as in Example 1,
Upon drying, a coated product was obtained. The coated product had good coating smoothness, passed salt spray resistance, had a pencil hardness of 3H, and passed bending resistance. In addition, the gel fraction of the coating film was 97%.

【0039】[0039]

【化9】 Embedded image

【0040】(実施例3)実施例1で得た55%樹脂溶
液(A)150部、実施例1で得た42%樹脂溶液
(B)10部、3,4−エポキシシクロヘキシルカルボ
キシメチルシクロヘキセンオキシド10部、10%テト
ラブチルアンモニウムヒドロキシド水溶液17.9部及
びトリエチルアミン2部との混合物を攪拌しながら、脱
イオン水160部を加えて固形分27%、平均粒径0.
1μmの水分散物を得た。得られた水分散化物の貯蔵安
定性は塗料状態および塗膜性能ともに異常なかった。ま
た、貯蔵試験前の水分散化物をリン酸亜鉛処理鋼板に乾
燥膜厚が20μmになるようにスプレー塗装し、80℃
で10分間乾燥後、さらに140℃で20分間乾燥を行
い塗装物を得た。この塗装物は、塗膜平滑性が良好で、
耐ソルトスプレーも合格で、鉛筆硬度は2H、耐屈曲性
も合格であった。なお、塗膜のゲル分率は93%であっ
た。
Example 3 150 parts of the 55% resin solution (A) obtained in Example 1, 10 parts of the 42% resin solution (B) obtained in Example 1, 3,4-epoxycyclohexylcarboxymethylcyclohexene oxide While stirring a mixture of 10 parts, 17.9 parts of a 10% aqueous solution of tetrabutylammonium hydroxide and 2 parts of triethylamine, 160 parts of deionized water was added to the mixture to obtain a solid content of 27% and an average particle size of 0.1 part.
An aqueous dispersion of 1 μm was obtained. The storage stability of the obtained water-dispersed product was not abnormal in both the paint state and the coating film performance. The water-dispersed product before the storage test was spray-coated on a zinc phosphate-treated steel sheet so that the dry film thickness became 20 μm.
After drying for 10 minutes at 140 ° C., drying was further performed at 140 ° C. for 20 minutes to obtain a coated product. This painted product has good coating smoothness,
The salt spray resistance was also passed, the pencil hardness was 2H, and the bending resistance was also passed. The gel fraction of the coating film was 93%.

【0041】(比較例1)実施例1において、ヒドロキ
シエチルアクリレート20部及びメチルメタクリレート
57部をメチルメタクリレート77部に、テトラエチル
アンモニウムヒドロキシドの20%水溶液19.5部を
トリエチルアミン3.4部に、脱イオン水166部を1
80部に置き換えた以外は実施例1同様の方法で固形分
30%の水分散化物を得た。得られた水分散化物の貯蔵
安定性は異常なかった。また、貯蔵前の水分酸化物を実
施例1と同様にして塗装、乾燥して塗装物を得た。この
塗装物は塗膜平滑性が良好であったが、耐ソルトスプレ
ーは不合格であり、鉛筆硬度は4B、耐屈曲性も不合格
であった。なお、塗膜のゲル分率は55%であった。
Comparative Example 1 In Example 1, 20 parts of hydroxyethyl acrylate and 57 parts of methyl methacrylate were used in 77 parts of methyl methacrylate, 19.5 parts of a 20% aqueous solution of tetraethylammonium hydroxide were used in 3.4 parts of triethylamine. 166 parts of deionized water
An aqueous dispersion having a solid content of 30% was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount was changed to 80 parts. The storage stability of the obtained aqueous dispersion was not abnormal. Further, the water oxide before storage was coated and dried in the same manner as in Example 1 to obtain a coated product. This painted product had good coating smoothness, but failed salt spray resistance, had a pencil hardness of 4B, and failed flex resistance. In addition, the gel fraction of the coating film was 55%.

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明の熱硬化型水性塗料組成物におい
て、樹脂(A)中の水酸基とエポキシ樹脂(B)中のエ
ポキシ基との官能基同士の反応は、室温程度ではほとん
ど進行せず、100℃程度で焼付けると該官能基同様の
反応が急速に進行する。このため特に貯蔵安定性及び塗
膜低温硬化性に優れる。また、本発明の熱硬化型水性塗
料組成物から得られる硬化膜は、塗膜平滑性が良好で、
耐ソルトスプレー、耐屈曲性に優れている。
In the thermosetting aqueous coating composition of the present invention, the reaction between the functional groups of the hydroxyl group in the resin (A) and the epoxy group in the epoxy resin (B) hardly proceeds at about room temperature. When baking is performed at about 100 ° C., a reaction similar to the functional group rapidly proceeds. For this reason, it is particularly excellent in storage stability and low-temperature curability of the coating film. Further, the cured film obtained from the thermosetting aqueous coating composition of the present invention has good coating smoothness,
Excellent salt spray resistance and bending resistance.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記(A)、(B)、(C)成分を含有
することを特徴とする熱硬化型水性塗料組成物。 (A)水酸基とカルボキシル基とを有する樹脂 (B)式(1)で表わされる脂環式エポキシ基含有不飽
和化合物を重合してなるエポキシ樹脂 (C)第4級アンモニウム化合物 【化1】
1. A thermosetting aqueous coating composition containing the following components (A), (B) and (C). (A) a resin having a hydroxyl group and a carboxyl group (B) an epoxy resin obtained by polymerizing an unsaturated compound having an alicyclic epoxy group represented by the formula (1) (C) a quaternary ammonium compound
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