JPS6329691B2 - - Google Patents

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JPS6329691B2
JPS6329691B2 JP13132580A JP13132580A JPS6329691B2 JP S6329691 B2 JPS6329691 B2 JP S6329691B2 JP 13132580 A JP13132580 A JP 13132580A JP 13132580 A JP13132580 A JP 13132580A JP S6329691 B2 JPS6329691 B2 JP S6329691B2
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JP
Japan
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polyester resin
acid
group
ester
carboxyl
Prior art date
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Expired
Application number
JP13132580A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS5755926A (en
Inventor
Jugo Kumagai
Hiroshi Nishizawa
Ikunori Shibuya
Shigeo Tachiki
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Resonac Corp
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Chemical Co Ltd filed Critical Hitachi Chemical Co Ltd
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Publication of JPS5755926A publication Critical patent/JPS5755926A/en
Publication of JPS6329691B2 publication Critical patent/JPS6329691B2/ja
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Description

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

本発明は分子末端にカルボキシル基を有するポ
リエステル樹脂の新規な製造法に関するものであ
る。 更に詳しくはカルボン酸成分にテレフタル酸モ
ノ低級アルキルエステルを用いることによつて分
子末端にカルボキシル基を導入するポリエステル
樹脂の製造法に関するものである。 分子末端にカルボキシル基を有するポリエステ
ル樹脂はポリエポキシ化合物、ポリオキサゾリン
化合物などのカルボキシル基と反応する化合物と
組合せることによつて溶液型塗料、粉体塗料、接
着剤などとして広範囲な用途をもつ。 従来、このようなポリエステル樹脂の製造法と
しては、カルボン酸成分とアルコール成分の割合
をアルコール成分が過剰になるようにして反応を
進め一旦、分子末端の官能基がヒドロキシル基で
あるポリエステル樹脂を製造後、フタル酸無水
物、トリメリツト酸無水物、ピロメリツト酸無水
物などの芳香族系酸無水物を添加して分子末端の
官能基をヒドロキシル基からカルボキシル基に変
換する方法が一般的であつた。 しかし、この方法で製造されるポリエステル樹
脂は、その末端カルボキシル基がベンゼン環の非
対称位置に結合したものしか得られないため、こ
のポリエステル樹脂を用いた溶液型塗料や粉体塗
料などは硬化反応性、硬化被膜の機械的特性にお
いて十分満足できるものではなかつた。 組成的にみて機械特性は、フタル酸、イソフタ
ル酸、トリメリツト酸などよりも構造的に対称性
に優れたテレフタル酸の方が格段に優れることが
わかつているが、上記のような方法および/また
は別の製造法としてカルボン酸成分とアルコール
成分の割合をカルボン酸成分が過剰になるように
して、カルボキシル基を分子末端に取り入れる方
法では、テレフタル酸が通常の製造条件下では溶
融せず、反応を進めても未反応物として樹脂中に
残存してしまうためテレフタル酸成分を末端に導
入することは困難であつた。 本発明は、このような問題点を解決するもので
ある。 すなわち、本発明は、ヒドロキシル基含有ポリ
エステル樹脂とテレフタル酸モノ低級アルキルエ
ステルを反応させ、酸価が10〜200のポリエステ
ル樹脂を製造し、しかも該ポリエステル樹脂のカ
ルボキシル基のうち、少なくとも60%が、上記テ
レフタル酸モノ低級アルキルエステルのカルボキ
シル基であるようにエステル交換反応させること
を特徴とするカルボキシル基を有するポリエステ
ル樹脂の製造法に関する。 本発明のヒドロキシル基含有ポリエステル樹脂
の構成成分であるカルボン酸成分としては特に制
限はなく周知の原料が使用できる。具体例として
はマロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン
酸、アゼライン酸、セバシン酸、ダイマー酸、フ
タル酸、イソフタル酸、イソフタル酸ジメチルエ
ステル、テレフタル酸、テレフタル酸ジブチルエ
ステル、テレフタル酸ジメチルエステル、テトラ
ヒドロフタル酸、メチル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、エンドメチレンテトラヒドロフタル酸、エ
ンドメチレンヘキサヒドロフタル酸、ナフタレン
ジカルボン酸、ジフエノール酸、トリメリツト
酸、ピロメリツト酸、トリメシン酸、シクロペン
タンジカルボン酸、3,3′,4,4′―ベンゾフエ
ノンテトラカルボン酸、1,2,3,4―ブタン
テトラカルボン酸、2,2′―ビス―(4―カルボ
キシフエニル)プロパン、トリメリツト酸無水物
と4,4′―ジアミノフエニルメタンから得られる
ジイミドカルボン酸、トリス―(β―カルボキシ
エチル)イソシアヌレート、イソシアヌレート環
含有ポリイソシアヌレートとトリメリツト酸無水
物から得られるイソシアヌレート環含有ポリイミ
ドポリカルボン酸、例えばトリレンジイソシアネ
ート、キシリレンジイソシアネート又はイソホロ
ンジイソシアネートの3量化反応体とトリメリツ
ト酸無水物から得られるイソシアヌレート環含有
ポリイミドポリカルボン酸などであり、これらの
1種又は2種以上が使用される。 アルコール成分の具体例としてはエチレングリ
コール、ジエチレングリコール、トリエチレング
リコール、ポリエチレングリコール、プロピレン
グリコール、ジプロピレングリコール、イソペン
チルグリコール、水添ビスフエノールA、1,3
―ブタンジオール、1,4―ブタンジオール、
1,6―ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコ
ール、キシリレングリコール、1,4―シクロヘ
キサンジメタノール、グリセリン、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、ビス―(β―ヒドロキシエチル)テ
レフタレート、トリス―(β―ヒドロキシエチ
ル)イソシアヌレート、2,2,4―トリメチル
ペンタン―1,3―ジオールなどであり、更にオ
キシカルボン酸成分を加えることができる。例え
ばp―オキシ安息香酸、バニリン酸、ジメチロー
ルプロピオン酸、リンゴ酸、酒石酸、5―ヒドロ
キシイソフタル酸などである。 更にヒドロキシル基含有ポリエステル樹脂は、
構成成分の一部に1価カルボン酸や1価アルコー
ルを加えて、顔料分散性、フロー性、溶剤に対す
る溶解性などの性能を向上することができる。こ
のような化合物としてはフエニル酢酸、O―トル
イル酸、シクロヘキサンカルボン酸、カプリル
酸、ラウリル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、
ステアリン酸、安息香酸、p―ターシヤリーブチ
ル安息香酸などの1価カルボン酸、ステアリルア
ルコール、ラウリルアルコール、エチルセロソル
ブ、ブチルセロソルブ、メチルカルビトール、ブ
チルカルビトール、ベンジルアルコールなどの1
価アルコールがある。 なお、以上のすべての原料については、そのエ
ステル形成性誘導体を使用することができる。 テレフタル酸モノ低級アルキルエステルはヒド
ロキシル基含有ポリエステル樹脂の酸成分として
使用されなくてもよく、またその一部または全部
であつてもよい。 上記原料は、ヒドロキシル基含有ポリエステル
樹脂を製造するためOH基/COOH基(当量比、
なお、ここで、OH基およびCOOH基より誘導さ
れるエステル形成性の基は、それぞれ、OH基お
よびCOOH基とみなす。)が1/1以上になるよ
うな割合で反応される。このヒドロキシル基含有
ポリエステル樹脂は本発明で最終的に得られるカ
ルボキシル基を有するポリエステル樹脂カルボキ
シル価が10〜200(KOHmg/g)、好ましくは20〜
100(KOHmg/g)、軟化点が50〜200℃、好まし
くは90〜150℃となるようなものであればよいが、
好ましくは、上記原料をOH基/COOH基当量比
が1.03/1以上になるように配合して、反応させ
たものである。また、ヒドロキシル基含有ポリエ
ステル樹脂の数平均分子量は1000〜5000のものが
好ましい。1000未満では最終的に得られる粉体塗
料の耐ブロツキング性が劣り、5000を越えるとレ
ベリング性が劣る傾向にある。 このヒドロキシル基含有ポリエステル樹脂は、
テレフタル酸モノ低級アルキルエステルとエステ
ル交換反応させられる。ここで、テレフタル酸モ
ノ低級アルキルエステルとしては、テレフタル酸
モノメチルエステル、テレフタル酸モノエチルエ
ステル、テレフタル酸モノブチルエステルなどで
あり、特にテレフタル酸モノメチルエステルが好
ましい。ヒドロキシル基含有ポリエステル樹脂と
テレフタル酸モノ低級アルキルエステルの反応
は、得られるカルボキシル基を有するポリエステ
ル樹脂が、酸価が10〜200(KOHmg/g)、好まし
くは20〜100(KOHmg/g)になるように調され
るのが好ましい。カルボキシル価が10未満ではポ
リエポキシ化合物やポリオキサゾリン化合物など
と組合せた場合、架橋密度が十分でないため脆弱
質になり、200を越えるとフレキシビリテイが低
下する。また、上記カルボキシル基を有するポリ
エステル樹脂のカルボキシル基のうち少なくとも
60%がテレフタル酸モノ低級アルキルエステルの
カルボキシル基になるように反応させられるのが
好ましい。60%未満では、機械特性の向上効果が
不充分になる傾向にある。 本発明により得られるカルボキシル基を有する
ポリエステル樹脂を粉末化しうる樹脂として得た
い場合は軟化点が50〜200℃、好ましくは90〜150
℃になるようにポリエステル樹脂の組成を選択す
る必要がある。そのため芳香族カルボン酸成分
(芳香族オキシカルボン酸を含む)は全カルボン
酸成分(オキシカルボン酸を含む)中少なくとも
70モル%であることが好ましい。得られる樹脂の
軟化点が50℃末満では粉末化した樹脂が再凝集し
て固化しやすく、200℃を越えると樹脂が固すぎ
て粉末化が困難である。 硬化物に強靭性を付与するために上記ポリエス
テル樹脂の構成成分として、分子中にカルボキシ
ル基または/およびヒドロキシル基を3個以上有
する原料を全原料仕込み量に対して1〜15質量%
使用するのが好ましい。好適なものとしてはトリ
メシン酸、トリス―(β―カルボキシエチル)イ
ソシアヌレート、トリメチロールプロパン、トリ
ス―(β―ヒドロキシエチル)イソシアヌレー
ト、ジメチロールプロピオン酸などである。 更に顔料分散性、フロー性などの改質剤として
上記した1価カルボン酸や1価アルコールを上記
ポリエステル樹脂の構成成分に含ませる場合、こ
れらの添加量は全原料仕込量に対して0.1〜10.0
質量%、好ましくは0.5〜5.0質量%にするのが望
ましい。0.1質量%未満では改質効果が期待でき
ず、10.0質量%以上では耐薬品性、耐汚染性の低
下が著しく、また粉末化しうる樹脂の製造の場合
は常温下で固形物が得られないなどの弊害が生ず
る。 本発明によれば、分子末端にカルボキシル基を
有するポリエステル樹脂は、例えば次の方法で製
造される。 前記したカルボン酸成分、アルコール成分、場
合によりオキシカルボン酸成分と本発明に係るテ
レフタル酸モノメチルエステルからなる組成系に
おいて、 (1) カルボン酸成分がエステル基を含まない遊離
のカルボン酸化合物である場合は、カルボン酸
化合物を他の成分とともに反応容器に仕込み、
不活性ガス例えば窒素ガスを吹き込みながら約
170℃〜190℃の温度で反応を開始する。副生す
る縮合水は連続的に反応系外に除去される。反
応開始から数時間経過後、温度を210℃〜250℃
に上昇させ反応を促進する。更に反応を促進す
るには通常のエステル化触媒、例えば酸化亜
鉛、酸化アンチモン、ジブチル錫オキサイドの
ような酸化物やテトラブチルチタネートのよう
な金属アルコキシドなどを全原料仕込量に対し
て0.1〜1質量%使用するのが有効である。こ
のようにしてヒドロキシル基含有ポリエステル
樹脂を製造後テレフタル酸モノ低級アルキルエ
ステルとエステル交換触媒、例えば酢酸亜鉛、
酢酸カルシウム、酢酸鉛、酢酸マグネシウムの
ような金属酢酸塩や金属アルコキシドなどを好
ましくは全原料仕込み量に対して0.005〜0.05
質量%加えて反応を進め分子末端にカルボキシ
ル基を導入する。 (2) カルボン酸成分が低級アルキルエステルであ
る場合は、(1)と同じ方法もとれるが、全成分を
エステル交換触媒とともに反応容器に仕込み、
150℃〜170℃の温度で反応を開始する。副生す
る低級アルコールは連続的に反応系外に除去さ
れる。その後、反応温度を徐々に上げ210℃〜
240℃で反応を進めヒドロキシル基含有ポリエ
ステル樹脂を製造したのち、上記(1)の方法と同
様にテレフタル酸モノ低級アルキルエステルと
エステル交換反応させ、カルボキシル基を導入
する。 (3) カルボン酸成分がカルボン酸化合物、低級ア
ルキルエステル併用の場合は(1)の方法が適用で
きる。すなわち、低級アルキルエステル(テレ
フタル酸モノ低級アルキルエステルを含む)を
除く成分でエステル化反応を進めた後、低級ア
ルキルエステル、エステル交換触媒を加えて反
応を進めヒドロキシル基含有ポリエステル樹脂
を製造したのち、テレフタル酸モノ低級アルキ
ルエステルを添加し、エステル交換反応させ
て、カルボキシル基を導入する。 以上の方法において、ヒドロキシル基含有ポリ
エステル樹脂を製造後、テレフタル酸モノ低級ア
ルキルエステルと共に他のカルボン酸成分(テレ
フタル酸は除く。)を併用してもよい。しかし、
最終的に得られるポリエステル樹脂のカルボキシ
ル基の少なくとも60%がテレフタル酸モノ低級ア
ルキルエステルのカルボキシル基となるように配
合するのが好ましい。 以上のように、ヒドロキシル基含有ポリエステ
ル樹脂にテレフタル酸モノ低級アルキルエステル
を反応させることにより、エステル交換反応が普
通のエステル化反応より速く進行するので、未反
応のテレフタル酸モノ低級アルキルエステルが残
存することなしにポリエステル樹脂の分子末端に
対称構造の芳香族カルボン酸を導入できる。した
がつて、従来の欠点がない。本発明は、このよう
な点を殊に特徴とするものである。 本発明によつて製造されたカルボキシル基を有
するポリエステル樹脂はポリエポキシ化合物と組
み合わせ、熱硬化性樹脂組成物として、溶液型塗
料、粉体塗料、接着剤などに用いることができ
る。ポリエポキシ化合物とは、分子中に2個以上
のエポキシ基を有する化合物であり、粉体塗料に
使用される場合、軟化点が50〜130℃のものが好
ましい。しかし、軟化点が50℃未満のものでもエ
ポキシ当量が500以下であればポリエポキシ化合
物の配合量を少なくできるため粉体塗料用に使用
できる。 上記ポリエポキシ化合物としては、例えば、ビ
スフエノールAなどのビスフエノールAとエピク
ロルヒドリンと反応させて得られるビスフエノー
ル型エポキシ樹脂、水添ビスフエノールAなどの
水添ビスフエノールとエピクロルヒドリンとの反
応によつて得られる水添ビスフエノールA型エポ
キシ樹脂、テレフタル酸ジグリシジルエステル、
イソフタル酸ジグリシジルエステル、ヘキサヒド
ロフタル酸ジグリシジルエステル、テトラヒドロ
フタル酸ジグリシジルエステル、エンドメチレン
テトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル等の
ポリグリシジルエステル型エポキシ樹脂、p―オ
キシ安息香酸グリシジルエステルエーテル等のグ
リシジルエステルエーテル型エポキシ樹脂、トリ
ス―(2―エポキシプロピル)イソシアヌレー
ト、アクリル酸グリシジルエステルまたはメタク
リル酸グリシジルエステルと他の共重合可能な不
飽和単量体より得られる好ましくは分子量3000〜
30000のオキシラン基を有するアクリル樹脂など
がある。なかでも、ビスフエノール型エポキシ樹
脂、トリス―(2―エポキシプロピル)イソシア
ヌレートを使用した場合効果が大きい。 本発明により得られるポリエステル樹脂(A)とポ
リエポキシ化合物(B)の割合は(A)/(B)が40/60〜
95/5(質量比)となるように配合するのが望ま
しい。95/5を越えると硬化性が十分でなく40/
60未満ではビスフエノール型エポキシ樹脂の場合
は耐候性の低下が著しく、トリス―(2―エポキ
シプロピル)イソシアヌレートの場合はフレキシ
ビリテイが低下するなど好ましくない影響があら
われる。 この樹脂組成物は、適宜、公知の着色剤、顔
料、充填剤、流動調整剤、硬化促進剤を含有する
ことができる。 本発明に係るポリエステル樹脂を溶液として取
り出したい場合は通常用いられる溶剤、例えばト
ルエン、キシレン、エチルセロソルブ、ブチルセ
ロソルブ、ブチルカルビトール、セロソルブアセ
テート、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルイソブ
チルケトン、シクロヘキサノン、クレゾール、ジ
メチルアセトアミド、ジメチルフオルムアミド、
N―メチルピロリドンなどに溶解あるいは懸濁さ
れる。 以下に本発明の実施例を示す。 実施例 1
The present invention relates to a new method for producing a polyester resin having a carboxyl group at the end of the molecule. More specifically, the present invention relates to a method for producing a polyester resin in which a carboxyl group is introduced at the end of the molecule by using a terephthalic acid mono-lower alkyl ester as a carboxylic acid component. Polyester resins having a carboxyl group at the end of the molecule can be used in a wide range of applications such as solution-type paints, powder paints, and adhesives when combined with compounds that react with carboxyl groups, such as polyepoxy compounds and polyoxazoline compounds. Conventionally, the method for manufacturing such polyester resins involves adjusting the ratio of the carboxylic acid component to the alcohol component so that the alcohol component is in excess, and then proceeding with the reaction to produce a polyester resin in which the functional group at the end of the molecule is a hydroxyl group. After that, a common method was to add an aromatic acid anhydride such as phthalic anhydride, trimellitic anhydride, or pyromellitic anhydride to convert the functional group at the end of the molecule from a hydroxyl group to a carboxyl group. However, the polyester resin produced by this method can only be obtained with the terminal carboxyl group bonded to an asymmetric position of the benzene ring, so solution-based paints and powder paints using this polyester resin have a curing reactivity. However, the mechanical properties of the cured film were not fully satisfactory. It is known that terephthalic acid, which has superior structural symmetry, has much better mechanical properties than phthalic acid, isophthalic acid, trimellitic acid, etc. in terms of composition. Another manufacturing method is to adjust the ratio of carboxylic acid component to alcohol component so that the carboxylic acid component is in excess and incorporate a carboxyl group at the molecular end, but terephthalic acid does not melt under normal manufacturing conditions and the reaction is delayed. It was difficult to introduce the terephthalic acid component at the end because it remained in the resin as an unreacted product even if the reaction proceeded. The present invention solves these problems. That is, in the present invention, a hydroxyl group-containing polyester resin and a mono-lower alkyl terephthalate are reacted to produce a polyester resin having an acid value of 10 to 200, and at least 60% of the carboxyl groups of the polyester resin are The present invention relates to a method for producing a polyester resin having a carboxyl group, which is characterized by subjecting the mono-lower alkyl terephthalic acid ester to a transesterification reaction so that the carboxyl group is the same. The carboxylic acid component which is a component of the hydroxyl group-containing polyester resin of the present invention is not particularly limited, and known raw materials can be used. Specific examples include malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, dimer acid, phthalic acid, isophthalic acid, isophthalic acid dimethyl ester, terephthalic acid, terephthalic acid dibutyl ester, terephthalic acid dimethyl ester, tetrahydro Phthalic acid, methyltetrahydrophthalic acid,
Hexahydrophthalic acid, methylhexahydrophthalic acid, endomethylenetetrahydrophthalic acid, endomethylenehexahydrophthalic acid, naphthalene dicarboxylic acid, diphenolic acid, trimellitic acid, pyromellitic acid, trimesic acid, cyclopentanedicarboxylic acid, 3,3', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic acid, 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid, 2,2'-bis-(4-carboxyphenyl)propane, trimellitic anhydride and 4,4' -diimidocarboxylic acid obtained from diaminophenylmethane, tris-(β-carboxyethyl)isocyanurate, isocyanurate ring-containing polyisocyanurate obtained from isocyanurate ring-containing polyisocyanurate and trimellitic anhydride, such as tolylene diimide An isocyanurate ring-containing polyimide polycarboxylic acid obtained from a trimerization reactant of isocyanate, xylylene diisocyanate or isophorone diisocyanate and trimellitic anhydride, and one or more of these may be used. Specific examples of alcohol components include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, isopentyl glycol, hydrogenated bisphenol A, 1,3
-butanediol, 1,4-butanediol,
1,6-hexanediol, neopentyl glycol, xylylene glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, bis-(β-hydroxyethyl) terephthalate, tris-(β -hydroxyethyl) isocyanurate, 2,2,4-trimethylpentane-1,3-diol, and an oxycarboxylic acid component can be added. Examples include p-oxybenzoic acid, vanillic acid, dimethylolpropionic acid, malic acid, tartaric acid, and 5-hydroxyisophthalic acid. Furthermore, the hydroxyl group-containing polyester resin is
Performances such as pigment dispersibility, flowability, and solubility in solvents can be improved by adding a monohydric carboxylic acid or a monohydric alcohol to some of the constituent components. Such compounds include phenylacetic acid, O-toluic acid, cyclohexanecarboxylic acid, caprylic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid,
Monovalent carboxylic acids such as stearic acid, benzoic acid, p-tertiary butylbenzoic acid, stearyl alcohol, lauryl alcohol, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, methyl carbitol, butyl carbitol, benzyl alcohol, etc.
There is alcohol. Note that for all of the above raw materials, ester-forming derivatives thereof can be used. The terephthalic acid mono-lower alkyl ester may not be used as the acid component of the hydroxyl group-containing polyester resin, or may be a part or all of the acid component. The above raw materials are OH group/COOH group (equivalent ratio,
Note that here, the ester-forming groups derived from the OH group and the COOH group are regarded as the OH group and the COOH group, respectively. ) is reacted at a ratio of 1/1 or more. This hydroxyl group-containing polyester resin has a carboxyl value of 10 to 200 (KOHmg/g), preferably 20 to 200.
100 (KOHmg/g) and a softening point of 50 to 200°C, preferably 90 to 150°C.
Preferably, the above raw materials are mixed and reacted so that the equivalent ratio of OH group/COOH group is 1.03/1 or more. Further, the number average molecular weight of the hydroxyl group-containing polyester resin is preferably 1000 to 5000. If it is less than 1,000, the blocking resistance of the final powder coating tends to be poor, and if it exceeds 5,000, the leveling property tends to be poor. This hydroxyl group-containing polyester resin is
Can be transesterified with terephthalic acid mono-lower alkyl ester. Here, the terephthalic acid mono-lower alkyl ester includes terephthalic acid monomethyl ester, terephthalic acid monoethyl ester, terephthalic acid monobutyl ester, etc., and terephthalic acid monomethyl ester is particularly preferred. The reaction between the hydroxyl group-containing polyester resin and terephthalic acid mono-lower alkyl ester is such that the resulting polyester resin having carboxyl groups has an acid value of 10 to 200 (KOHmg/g), preferably 20 to 100 (KOHmg/g). It is preferable to adjust it as follows. If the carboxyl value is less than 10, when combined with a polyepoxy compound or polyoxazoline compound, the crosslinking density is insufficient and the material becomes brittle, while if it exceeds 200, flexibility decreases. Furthermore, at least among the carboxyl groups of the polyester resin having carboxyl groups,
Preferably, 60% of the terephthalic acid mono-lower alkyl ester is reacted with carboxyl groups. If it is less than 60%, the effect of improving mechanical properties tends to be insufficient. When the polyester resin having a carboxyl group obtained by the present invention is desired to be obtained as a powderable resin, the softening point is 50 to 200°C, preferably 90 to 150°C.
It is necessary to select the composition of the polyester resin so that the temperature is ℃. Therefore, aromatic carboxylic acid components (including aromatic oxycarboxylic acids) are at least
Preferably it is 70 mol%. If the softening point of the obtained resin is less than 50°C, the powdered resin will easily re-agglomerate and solidify, and if it exceeds 200°C, the resin will be too hard and difficult to powder. In order to impart toughness to the cured product, as a component of the polyester resin, 1 to 15% by mass of raw materials having three or more carboxyl groups and/or hydroxyl groups in the molecule based on the total amount of raw materials charged.
It is preferable to use Preferred examples include trimesic acid, tris-(β-carboxyethyl) isocyanurate, trimethylolpropane, tris-(β-hydroxyethyl)isocyanurate, dimethylolpropionic acid, and the like. Furthermore, when the above-mentioned monohydric carboxylic acid or monohydric alcohol is included as a modifier for pigment dispersibility, flowability, etc. in the constituent components of the polyester resin, the amount of these additions is 0.1 to 10.0 with respect to the total amount of raw materials charged.
It is desirable that the content be % by weight, preferably 0.5-5.0% by weight. If it is less than 0.1% by mass, no modification effect can be expected, and if it is more than 10.0% by mass, the chemical resistance and stain resistance will be significantly reduced, and in the case of producing resins that can be powdered, it will not be possible to obtain solids at room temperature. The negative effects of this occur. According to the present invention, a polyester resin having a carboxyl group at the end of the molecule is produced, for example, by the following method. In the composition system consisting of the above-mentioned carboxylic acid component, alcohol component, optionally an oxycarboxylic acid component, and monomethyl terephthalate according to the present invention, (1) When the carboxylic acid component is a free carboxylic acid compound that does not contain an ester group. In this method, a carboxylic acid compound is placed in a reaction vessel along with other components.
While blowing an inert gas such as nitrogen gas,
Start the reaction at a temperature of 170°C to 190°C. Condensation water produced as a by-product is continuously removed from the reaction system. After several hours from the start of the reaction, increase the temperature to 210°C to 250°C.
to promote the reaction. To further accelerate the reaction, add 0.1 to 1 mass of a common esterification catalyst, such as an oxide such as zinc oxide, antimony oxide, dibutyltin oxide, or a metal alkoxide such as tetrabutyl titanate, to the total amount of raw materials charged. It is effective to use %. After producing the hydroxyl group-containing polyester resin in this way, terephthalic acid mono-lower alkyl ester and a transesterification catalyst such as zinc acetate,
Metal acetates and metal alkoxides such as calcium acetate, lead acetate, and magnesium acetate are preferably added at a rate of 0.005 to 0.05 based on the total amount of raw materials charged.
% by mass is added to proceed with the reaction, and a carboxyl group is introduced at the end of the molecule. (2) If the carboxylic acid component is a lower alkyl ester, the same method as (1) can be used, but all components are charged into a reaction vessel together with a transesterification catalyst,
Start the reaction at a temperature of 150°C to 170°C. The lower alcohol produced as a by-product is continuously removed from the reaction system. Then, gradually increase the reaction temperature to 210℃~
After proceeding with the reaction at 240°C to produce a hydroxyl group-containing polyester resin, a transesterification reaction is carried out with mono-lower alkyl terephthalic acid ester in the same manner as in method (1) above to introduce carboxyl groups. (3) When the carboxylic acid component is a carboxylic acid compound and a lower alkyl ester, the method (1) can be applied. That is, after proceeding with the esterification reaction with components excluding the lower alkyl ester (including mono-lower alkyl terephthalic acid ester), the reaction is proceeded with the addition of the lower alkyl ester and a transesterification catalyst to produce a hydroxyl group-containing polyester resin. Terephthalic acid mono-lower alkyl ester is added and a transesterification reaction is carried out to introduce a carboxyl group. In the above method, after producing the hydroxyl group-containing polyester resin, other carboxylic acid components (excluding terephthalic acid) may be used together with the terephthalic acid mono-lower alkyl ester. but,
It is preferable to blend the polyester resin so that at least 60% of the carboxyl groups in the finally obtained polyester resin are carboxyl groups of mono-lower alkyl terephthalic acid ester. As described above, by reacting hydroxyl group-containing polyester resin with mono-lower alkyl terephthalate, the transesterification reaction proceeds faster than a normal esterification reaction, so unreacted mono-lower alkyl terephthalate remains. Aromatic carboxylic acids with a symmetrical structure can be introduced into the molecular terminals of polyester resins without any problems. Therefore, it does not have the conventional drawbacks. The present invention is particularly characterized by such points. The carboxyl group-containing polyester resin produced according to the present invention can be combined with a polyepoxy compound and used as a thermosetting resin composition in solution-type paints, powder paints, adhesives, and the like. A polyepoxy compound is a compound having two or more epoxy groups in its molecule, and when used in powder coatings, it preferably has a softening point of 50 to 130°C. However, even if the softening point is less than 50°C, if the epoxy equivalent is 500 or less, the amount of polyepoxy compound blended can be reduced, so it can be used for powder coatings. Examples of the above-mentioned polyepoxy compounds include bisphenol type epoxy resins obtained by reacting bisphenol A such as bisphenol A with epichlorohydrin, and bisphenol type epoxy resins obtained by reacting hydrogenated bisphenols such as hydrogenated bisphenol A with epichlorohydrin. The obtained hydrogenated bisphenol A type epoxy resin, terephthalic acid diglycidyl ester,
Polyglycidyl ester type epoxy resins such as isophthalic acid diglycidyl ester, hexahydrophthalic acid diglycidyl ester, tetrahydrophthalic acid diglycidyl ester, endomethylenetetrahydrophthalic acid diglycidyl ester, glycidyl esters such as p-oxybenzoic acid glycidyl ester ether, etc. Ether type epoxy resin, tris-(2-epoxypropyl) isocyanurate, glycidyl acrylate or glycidyl methacrylate and other copolymerizable unsaturated monomers, preferably with a molecular weight of 3000 to
There are acrylic resins with 30,000 oxirane groups. Among these, the use of bisphenol type epoxy resin and tris-(2-epoxypropyl) isocyanurate is particularly effective. The ratio of polyester resin (A) and polyepoxy compound (B) obtained by the present invention is (A)/(B) from 40/60 to
It is desirable to mix them so that the ratio is 95/5 (mass ratio). If it exceeds 95/5, the curing property is not sufficient and it becomes 40/
When the molecular weight is less than 60, unfavorable effects such as a significant decrease in weather resistance in the case of bisphenol type epoxy resin and a decrease in flexibility in the case of tris-(2-epoxypropyl) isocyanurate appear. This resin composition may contain known colorants, pigments, fillers, fluidity regulators, and curing accelerators as appropriate. When it is desired to take out the polyester resin according to the present invention as a solution, commonly used solvents such as toluene, xylene, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, butyl carbitol, cellosolve acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, cresol, dimethyl acetamide, dimethyl formamide,
Dissolved or suspended in N-methylpyrrolidone, etc. Examples of the present invention are shown below. Example 1

【表】 上記成分のうちテレフタル酸、ネオペンチルグ
リコール、トリメチロールプロパン、ジブチル錫
オキサイドを反応容器に入れ、190℃で8時間保
温した。縮合水は連続的に反応系外に除去した。
反応温度を230℃に上げて反応を進めた後、テレ
フタル酸モノメチルエステル、酢酸鉛を加え2時
間保温してカルボキシル価83(KOHmg/g)、軟
化点(環球法)110℃テレフタル酸モノメチルエ
ステルで占められる酸価85%の透明なポリエステ
ル樹脂を得たこのポリエステル樹脂のカルボキシ
ル基のうち、85%がテレフタル酸モノメチルエス
テル成分のカルボキシル基である。 実施例 2
[Table] Of the above components, terephthalic acid, neopentyl glycol, trimethylolpropane, and dibutyltin oxide were placed in a reaction vessel and kept at 190°C for 8 hours. Condensation water was continuously removed from the reaction system.
After raising the reaction temperature to 230°C and proceeding with the reaction, terephthalic acid monomethyl ester and lead acetate were added and kept warm for 2 hours to give a carboxyl value of 83 (KOHmg/g) and a softening point (ring and ball method) of 110°C. A transparent polyester resin with an acid value of 85% was obtained. Of the carboxyl groups in this polyester resin, 85% were carboxyl groups of the terephthalic acid monomethyl ester component. Example 2

【表】 上記成分を反応容器に入れ、170℃で2時間保
温した後、約5時間かけて温度を220℃に上げて
反応を進めた。副生するメタノールは連続的に反
応系外に除去した。得られたポリエステル樹脂は
透明でカルボキシル価80(KOHmg/g)、軟化点
115℃であつた。このポリエステル樹脂のカルボ
キシル基はすべてテレフタル酸モノメチルエステ
ル成分のカルボキシル基である。 実施例 3
[Table] The above components were placed in a reaction container and kept at 170°C for 2 hours, and then the temperature was raised to 220°C over about 5 hours to proceed with the reaction. Methanol produced as a by-product was continuously removed from the reaction system. The obtained polyester resin is transparent, has a carboxyl value of 80 (KOHmg/g), and a softening point.
It was 115℃. All the carboxyl groups of this polyester resin are carboxyl groups of the terephthalic acid monomethyl ester component. Example 3

【表】 上記成分のうちイソフタル酸、アジピン酸、エ
チレングリコール、ネオペンチルグリコール、
1,6―ヘキサンジオールトリメチロールプロパ
ンを反応容器に入れ、180℃で3時間、210℃で6
時間反応を進めた後、テレフタル酸ジメチルエス
テル、テレフタル酸モノメチルエステル、酢酸亜
鉛を加え220℃で10時間反応させカルボキシル価
48(KOHmg/g)、軟化点93℃の透明なポリエス
テル樹脂を得た。この樹脂のカルボキシル基はテ
レフタル酸モノメチルエステル成分のカルボキシ
ル基が98%である。 比較例 1
[Table] Among the above ingredients, isophthalic acid, adipic acid, ethylene glycol, neopentyl glycol,
1,6-Hexanedioltrimethylolpropane was placed in a reaction vessel and heated at 180°C for 3 hours, then at 210°C for 6 hours.
After allowing the reaction to proceed for several hours, dimethyl terephthalate, monomethyl terephthalate, and zinc acetate were added and reacted at 220°C for 10 hours to increase the carboxyl value.
48 (KOHmg/g) and a softening point of 93°C. A transparent polyester resin was obtained. 98% of the carboxyl groups in this resin are those of the terephthalic acid monomethyl ester component. Comparative example 1

【表】 上記成分を反応容器に入れ190℃で8時間、次
いで230℃に温度を上げて反応を進めたが得られ
た樹脂は未反応のテレフタル酸が残存しており不
透明であり、塗料用樹脂として適さないものであ
つた。 比較例 2
[Table] The above ingredients were placed in a reaction container and heated to 190℃ for 8 hours, then the temperature was raised to 230℃ to proceed with the reaction, but the resulting resin was opaque due to residual unreacted terephthalic acid. It was not suitable as a resin. Comparative example 2

【表】 トリメリツト酸無水物を除く上記成分を反応容
器に入れ、190℃で8時間保温後、温度を230℃に
上げて反応を進めた。次いで温度を180℃に下げ
トリメリツト酸無水物を加えて3時間反応させカ
ルボキシル価82(KOHmg/g)、軟化点111℃の末
端基がトリメリツト酸成分からなるポリエステル
樹脂を得た。 応用例1〜2および参考列1
[Table] The above components except trimellitic anhydride were placed in a reaction vessel and kept at 190°C for 8 hours, then the temperature was raised to 230°C to proceed with the reaction. Then, the temperature was lowered to 180°C, trimellitic anhydride was added, and the mixture was reacted for 3 hours to obtain a polyester resin whose end groups were trimellitic acid components and had a carboxyl value of 82 (KOH mg/g) and a softening point of 111°C. Application examples 1-2 and reference column 1

【表】 上記成分をスーパーミキサーで500rpm、20分
間ドライブレンドした後ブス社製コニーダーPR
―46で溶融混練した。混練物は速やかに冷却後、
粉砕、分級して80μm以下の白色の粉体塗料を得
た。この塗料をリン酸亜鉛処理板上に60±10μm
になるように静電スプレー塗装を行ない180℃で
20分間焼付した。硬化被膜の特性を表1に示す。 応用例 3 塗料成分 組成比(質量部) 実施例3で得たポリエステル樹脂 60.0 エピコート1004 40.0 モダフロー 0.7 ベンゾイン 0.5 ルチル型チタン白 45.0 上記組成で応用例1〜2と同様にして粉体塗料
を得た。この塗料をやはり応用例1〜2と同様に
して焼付した。硬化被膜の特性を表1に示す。
[Table] After dry-blending the above ingredients in a super mixer at 500 rpm for 20 minutes, the Co-kneader PR manufactured by Busu Co., Ltd.
- Melt-kneaded at 46°C. After the kneaded mixture is quickly cooled,
It was crushed and classified to obtain a white powder coating of 80 μm or less. Apply this paint to a thickness of 60±10 μm on a zinc phosphate treated plate.
Perform electrostatic spray painting at 180℃ so that
Baked for 20 minutes. Table 1 shows the properties of the cured film. Application example 3 Paint components Composition ratio (parts by mass) Polyester resin obtained in Example 3 60.0 Epikote 1004 40.0 Modaflow 0.7 Benzoin 0.5 Rutile titanium white 45.0 A powder coating was obtained in the same manner as Application Examples 1 and 2 with the above composition. . This paint was also baked in the same manner as in Application Examples 1-2. Table 1 shows the properties of the cured film.

【表】 比較例1及び2のポリエステル樹脂は実施例1
のテレフタル酸モノメチルエステルをテレフタル
酸及びトリメリツト酸無水物に変更しただけで分
子設計値(分子量、カルボキシル価など)は全く
同じである。しかし、この比較例1で得られた樹
脂は未反応のテレフタル酸が残存して目的のもの
が得られず、比較例2では硬化被膜の機械的特性
(エリクセン、インパクト)が不十分であつた。
これに対して実施例1〜3ではポリエステル樹脂
の製造及び硬化被膜の特性上なんら問題なく、テ
レフタル酸モノメチルエステル使用の有効性を実
証するものである。 以上より明らかなように本発明によれば機械特
性の優れたカルボキシル基を有するポリエステル
樹脂が得られる。
[Table] The polyester resins of Comparative Examples 1 and 2 are those of Example 1.
The molecular design values (molecular weight, carboxyl value, etc.) are exactly the same, except that the terephthalic acid monomethyl ester in the above was changed to terephthalic acid and trimellitic anhydride. However, in the resin obtained in Comparative Example 1, unreacted terephthalic acid remained and the desired product could not be obtained, and in Comparative Example 2, the mechanical properties (Erichsen, Impact) of the cured film were insufficient. .
On the other hand, in Examples 1 to 3, there were no problems in the production of the polyester resin or in the properties of the cured film, demonstrating the effectiveness of using monomethyl terephthalate. As is clear from the above, according to the present invention, a polyester resin having carboxyl groups with excellent mechanical properties can be obtained.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ヒドロキシル基含有ポリエステル樹脂とテレ
フタル酸モノ低級アルキルエステルを反応させ、
酸価が10〜200のポリエステル樹脂を製造し、し
かも該ポリエステル樹脂のカルボキシル基のう
ち、少なくとも60%が、上記テレフタル酸モノ低
級アルキルエステルのカルボキシル基であるよう
にエステル交換反応させることを特徴とするカル
ボキシル基を有するポリエステル樹脂の製造法。 2 ヒドロキシル基含有ポリエステル樹脂が、ポ
リカルボン酸成分、多価アルコール成分、オキシ
カルボン酸およびこれらのエステル形成性誘導体
からなる群から選ばれた少なくとも1種の化合物
をOH基/COOH基(当量比、なお、ここでOH
基およびCOOH基から誘導されるエステル形成
性の基は、それぞれOH基およびCOOHとみな
す。)が1/1以上になるような割合で反応させ
て得られるポリエステル樹脂である特許請求の範
囲第1項記載のカルボキシル基を有するポリエス
テル樹脂の製造法。 3 OH基/COOH基(当量比)が1.03/1以上
である特許請求の範囲第2項記載のカルボキシル
基を有するポリエステル樹脂の製造法。
[Claims] 1. Reacting a hydroxyl group-containing polyester resin and a mono-lower alkyl terephthalic acid ester,
A polyester resin having an acid value of 10 to 200 is produced, and a transesterification reaction is carried out so that at least 60% of the carboxyl groups of the polyester resin are carboxyl groups of the mono-lower alkyl terephthalic acid ester. A method for producing a polyester resin having a carboxyl group. 2. The hydroxyl group-containing polyester resin contains at least one compound selected from the group consisting of polycarboxylic acid components, polyhydric alcohol components, oxycarboxylic acids, and ester-forming derivatives thereof, with OH groups/COOH groups (equivalent ratio, In addition, here OH
and ester-forming groups derived from the COOH group are considered to be the OH group and the COOH group, respectively. 2. The method for producing a polyester resin having a carboxyl group according to claim 1, which is a polyester resin obtained by reacting the polyester resin at a ratio such that the ratio of the polyester resin is 1/1 or more. 3. The method for producing a polyester resin having a carboxyl group according to claim 2, wherein the OH group/COOH group (equivalent ratio) is 1.03/1 or more.
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