WO2019026838A1 - ポリアミドイミド樹脂組成物及びフッ素塗料 - Google Patents

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高橋 篤
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Definitions

  • One embodiment of the present disclosure relates to a polyamideimide resin composition.
  • Another embodiment of the present disclosure relates to a fluorine paint containing the above polyamideimide resin composition, and use of the fluorine paint.
  • Polyamideimide resins are widely used in various applications such as coating agents for various substrates because they are excellent in heat resistance, chemical resistance and solvent resistance.
  • polyamide imide resin is suitably used as a material for enamel wire varnish, heat resistant paint and the like.
  • polar solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone are generally known as a solvent used for dissolving and diluting a polyamideimide resin and as a solvent used at the time of synthesis.
  • NMP N-methyl-2-pyrrolidone
  • NMP N-methyl-2-pyrrolidone
  • Patent Document 1 a water-solubilizing method of a polyamideimide resin in which a basic compound is allowed to act on a carboxyl group remaining at the resin end has been reported (Patent Document 1), and is applied to various uses.
  • Patent No. 3491624 gazette
  • Patent Document 1 discloses that the amount of NMP used in a resin solution can be reduced by solubilizing a polyamideimide resin.
  • a water-based polyamideimide resin composition containing an organic solvent other than NMP is required. That is, a waterborne polyamideimide resin composition is desired which uses an organic solvent which can dissolve polyamideimide resin as well as NMP, but which has little influence on the human body and can be improved in terms of work environment.
  • a water-based resin composition (resin solution) containing a polyamideimide resin obtained by synthesis in an organic solvent other than NMP has a problem of poor storage stability. Therefore, the characteristics of the polyamideimide resin composition deteriorate during storage, and it tends to be difficult to obtain desired characteristics such as adhesion to a metal substrate and mechanical strength.
  • an embodiment of the present invention provides a waterborne polyamideimide resin composition that can dissolve polyamideimide resin, contains an organic solvent that can be improved in terms of working environment, and is excellent in storage stability and with less characteristic deterioration. To be a task.
  • the inventors of the present invention have found, among various studies, that a polyamideimide resin obtained by using an organic solvent other than NMP is more likely to cause a side reaction than a polyamideimide resin obtained by using NMP. It has been found that the properties of the resulting polyamideimide resin tend to deteriorate. In particular, it was found that when 4-morpholine carbaldehyde is used at the time of production of the polyamideimide resin, the viscosity of the aqueous resin composition containing the polyamideimide resin obtained under this condition tends to decrease during storage.
  • One embodiment includes (A) polyamideimide resin, (B) 4-morpholine carbaldehyde, (C) water, and (D) a basic compound, and the viscosity change rate before and after storage for 7 days at 60 ° C.
  • the present invention relates to a polyamideimide resin composition wherein Another embodiment relates to a fluorine paint containing the polyamideimide resin composition of the above embodiment and a fluorine resin. Yet another embodiment relates to a substrate or an article having a coating formed of the fluorine paint of the above embodiment on at least a part of the surface.
  • the disclosure of the present application is related to the subject matter described in Japanese Patent Application No. 201-149181 filed on Aug. 1, 2017, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference.
  • aqueous polyamideimide resin composition in which problems in the working environment of the contained solvent are reduced, storage stability is excellent, and characteristic deterioration is small.
  • This aqueous polyamideimide resin composition can form a coating film having excellent adhesion, and is suitable as a binder for a fluorine coating material.
  • the polyamideimide resin composition is an aqueous system and contains at least a polyamideimide resin, 4-morpholine carbaldehyde, water, and a basic compound.
  • the above resin composition is also a heat resistant resin composition.
  • the water-based polyamideimide resin composition may be referred to as "polyamideimide resin composition” or "resin composition”.
  • “resin composition”, “varnish”, and “paint” may be used by an equivalent meaning.
  • the polyamide imide resin composition preferably has a viscosity change of -30% or less before and after storage for 7 days at 60 ° C.
  • the viscosity change rate is -30% or less, the characteristic decrease after storage is suppressed, and for example, excellent adhesion can be easily obtained.
  • the viscosity change rate is more preferably within -25%. If the viscosity change rate is within the above range, changes in the appearance, such as turbidity of the resin composition, are less likely to occur. More specifically, the viscosity change rate (%) represents a value calculated from the following (formula 1).
  • Viscosity change rate (%) (V2-V1) / V1 ⁇ 100
  • V1 represents the viscosity of the resin composition measured before storage.
  • V2 represents the viscosity measured after storing the said resin composition in an airtight container, and storing over seven days in the drier which set this airtight container to 60 degreeC.
  • the measurement of viscosity is carried out according to JIS C 2103, using a B-type rotational viscometer, at 25 ° C., No. 3 rotor, at a rotation speed of 12 rpm.
  • the polyamideimide resin of component (A) is a resin obtained by reacting a diisocyanate compound with a tribasic acid anhydride or tribasic acid halide as an acid component.
  • each raw material compound may be optionally used in combination of two or more kinds.
  • diisocyanate compound examples include, but are not limited to, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, xylylene diisocyanate, 3,3'-diphenylmethane diisocyanate, 3,3'-dimethoxybiphenyl-4,4'-diisocyanate, paraphenylene diisocyanate, hexacene Methylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, naphthalene diisocyanate, isophorone diisocyanate and the like can be mentioned. From the viewpoint of reactivity, it is preferable to use 4,4'-diphenylmethane diisocyanate.
  • the polyamideimide resin may use a diamine compound in addition to the diisocyanate.
  • diamine compounds include 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylether, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, 3,3'-diaminodiphenylsulfone, xylylenediamine, phenylenediamine, isophoronediamine, etc. It can be mentioned.
  • the tribasic acid anhydride is not particularly limited, but preferably an aromatic tribasic acid anhydride is used, and among these, trimellitic acid anhydride is preferable.
  • the tribasic acid halide is not particularly limited, but tribasic acid chloride is used, and further, aromatic tribasic acid chloride is preferably used.
  • trimellitic acid anhydride chloride (trimellitic anhydride chloride) etc. are mentioned. From the viewpoint of reducing the load on the environment, it is preferable to use trimellitic anhydride or the like.
  • a saturated or unsaturated polybasic acid such as dicarboxylic acid or tetracarboxylic acid dianhydride impairs the characteristics of the polyamideimide resin It can be used to the extent that it does not exist.
  • the dicarboxylic acid is not particularly limited, and examples thereof include terephthalic acid, isophthalic acid, adipic acid, and sebacic acid.
  • the tetracarboxylic acid dianhydride is not particularly limited, and examples thereof include pyromellitic acid dianhydride, benzophenone tetracarboxylic acid dianhydride, and biphenyl tetracarboxylic acid dianhydride. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the total amount of carboxylic acids (dicarboxylic acids and tetracarboxylic acids) other than tribasic acids is preferably used in the range of 0 to 50 mol% in all carboxylic acids, from the viewpoint of maintaining the properties of the polyamideimide resin. More preferably, it is in the range of ⁇ 30 mol%.
  • the use ratio of the diisocyanate compound (and diamine compound) to the acid component is It is preferable to adjust from the viewpoint of the molecular weight and the degree of crosslinking of the produced polyamideimide resin.
  • the amount of the diisocyanate compound (and diamine compound) is preferably 0.8 to 1.1 mol, more preferably 0.95 to 1.08 mol, per 1.0 mol of the total amount of the acid component. In particular, it is more preferable to use 1.0 to 1.08 mol.
  • the polyamideimide resin may be a blocked polyamideimide resin in which terminal isocyanate groups are treated with a blocking agent (end blocking agent).
  • endblocking agents include alcohols, oximes, and lactams. More specifically, examples of the alcohol include lower alcohols having 1 to 6 carbon atoms such as methanol, ethanol and propanol.
  • the oxime either aldoxime or ketoxime may be used.
  • 2-butanone oxime can be preferably used.
  • lactams include ⁇ -valerolactam, ⁇ -caprolactam and the like.
  • the blocking agent is not limited to the above exemplified compounds, and a plurality or plurality of compounds may be used in combination.
  • aqueous polyamideimide resin composition when a blocked polyamide resin is used, decomposition due to hydrolysis is suppressed, and storage stability can be easily enhanced.
  • the number average molecular weight of the polyamideimide resin is preferably 5,000 or more, more preferably 10,000 or more, and still more preferably 15,000 or more from the viewpoint of securing the strength of the coating film. .
  • the number average molecular weight of the polyamideimide resin is preferably 50,000 or less, more preferably 30,000 or less, and still more preferably 25,000 or less.
  • the number average molecular weight of the polyamideimide resin is preferably in the range of 10,000 to 20,000.
  • the number average molecular weight of the polyamideimide resin can be sampled at the time of resin synthesis and measured by gel permeation chromatography (GPC) using a calibration curve of standard polystyrene.
  • GPC gel permeation chromatography
  • the polyamideimide resin preferably has an acid value of 10 to 80 mg KOH / g, which is a combination of the carboxyl group in the resin and the carboxyl group obtained by ring-opening the acid anhydride group.
  • the acid value is 10 mg KOH / g or more, dissolution or dispersion of the resin in the solvent becomes easy, and the carboxyl group that reacts with the basic compound tends to be sufficient to facilitate water solubilization.
  • the acid value is 80 mgKOH / g or less, the finally obtained polyamideimide resin composition tends to be difficult to gel with the passage of time.
  • the acid value is more preferably 25 mg KOH / g or more, 60 mg KOH / g or less, and still more preferably 50 mg KOH / g or less.
  • the acid value of the polyamideimide resin is preferably in the range of 35 to 50 mg KOH / g.
  • the above acid value can be obtained by the following method. First, about 0.5 g of a polyamideimide resin composition is collected, and about 0.15 g of 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane is added thereto, and ion-exchanged with about 60 g of N-methyl-2-pyrrolidone. Add about 1 mL of water and stir until the polyamideimide resin is completely dissolved. This was titrated with a potentiometric titrator using a 0.05 mol / L ethanolic potassium hydroxide solution to combine the carboxyl group and the acid anhydride group-opened carboxyl group in the polyamideimide resin. Get the acid value.
  • the amount of the polyamideimide resin in the composition can be appropriately set according to the application.
  • the content in the composition is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, 15
  • the content is further preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, and still more preferably 30% by mass or less.
  • the polyamideimide resin composition contains 4-morpholine carbaldehyde of component (B) as an organic solvent.
  • the polyamideimide resin composition may contain an organic solvent other than 4-morpholine carbaldehyde as long as the effect of the present invention is not reduced.
  • organic solvents include N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, ⁇ -butyrolactone, dimethylsulfoxide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidine, dimethylacetamide, dimethylformamide, and N- One or more polar solvents selected from acetyl morpholine and the like can be used.
  • ether compounds such as anisole, diethyl ether, ethylene glycol
  • ketone compounds such as acetophenone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanenon, cyclopentanone
  • aromatic hydrocarbon solvents such as xylene, toluene
  • An alcohol such as 2-propanol may optionally be used.
  • the content of the organic mixed solvent containing 4-morpholine carbaldehyde or 4-morpholine carbaldehyde is 90% by mass in the total amount with water (that is, in the total solvent) from the viewpoint of the miscibility with water It is preferable that it is the following and it is more preferable that it is 80 mass% or less.
  • the content of 4-morpholine carbaldehyde in the organic mixed solvent is preferably 50% by mass or more, and 80% by mass, in order to sufficiently exert the effects of the preferred embodiment. It is more preferable that it is more than.
  • the polyamideimide resin composition further contains water of component (C).
  • water ion exchange water is preferably used.
  • the content of water in the resin composition is preferably 10% by mass or more, more preferably 15% by mass or more, from the viewpoint of improving the solubility of the polyamideimide resin in water. More preferably, it is at least%.
  • the content of water in the composition is preferably 80% by mass or less, more preferably 70% by mass or less, and still more preferably 60% by mass or less.
  • the total amount of the organic solvent containing 4-morpholine carbaldehyde and water, that is, the total solvent in the resin composition is preferably 10% by mass or more of water (10% by mass or more of the solvent ratio). 20% by mass or more, more preferably 25% by mass or more, and the water to solvent ratio is preferably 90% by mass or less, and 50% by mass or less More preferable.
  • the polyamideimide resin composition can also be composed of the components (A), (B) and (C).
  • the polyamide resin composition comprises a basic compound as component (D).
  • the basic compound can increase the solubility of the polyamideimide resin in water by reacting with the carboxyl group contained in the polyamideimide resin to form a salt.
  • caustic such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, or aqueous ammonia may be used in combination.
  • alkanolamines it is preferable to use alkanolamines as the basic compound, and it is more preferable to use N, N-dimethylethanolamine among them.
  • the base is used for the acid value obtained by combining the carboxyl group and the ring-opened acid anhydride group contained in the polyamideimide resin. It is preferable to use the organic compound in an amount of 2.5 to 10 equivalents, and more preferably 4 equivalents or more and 8 equivalents or less. In one embodiment, the compounding amount of the basic compound is preferably 4.5 to 6 equivalents, more preferably 5 to 6 equivalents of the acid value of the combined carboxyl group and ring-opened acid anhydride group contained in the polyamideimide resin. Preferably, it is desirable to use at a ratio of 4.5 to 5.5 equivalents.
  • a basic compound may be added to a water-containing polyamideimide resin composition to form a salt of the polyamideimide resin and the basic compound.
  • water may be added after the basic compound is added to the organic solvent solution of the polyamideimide resin which does not contain water.
  • the temperature for salt formation is preferably 0 ° C. to 200 ° C., and more preferably in the range of 40 ° C. to 130 ° C.
  • the polyamideimide resin composition of one embodiment can contain, in addition to the above components (A) to (D), optional components depending on the purpose of use.
  • This resin composition can also contain polyamide imide resin other than the above-mentioned polyamide imide resin.
  • the polyamideimide resin composition can be preferably used as a paint.
  • optional components such as a pigment, a filler, an antifoaming agent, an antiseptic, a surfactant and the like may be added, if necessary.
  • resins other than the polyamideimide resin may be contained, and the details will be described in the section of the paint.
  • a method for producing a polyamideimide resin includes a polymerization step in which a diisocyanate compound and a tribasic acid anhydride and / or a tribasic acid halide are reacted in an organic solvent.
  • the organic solvent comprises 4-morpholine carbaldehyde.
  • a step of blocking polyamideimide resin terminal isocyanate group with a blocking agent such as alcohol is further included.
  • an organic solvent containing 4-morpholine carbaldehyde or 4-morpholine carbaldehyde can be used as a polymerization solvent (synthetic solvent).
  • the obtained polymerization solution can be used as a polyamide imide resin composition as it is in a paint or the like. That is, 4-morpholine carbaldehyde is used as both a synthesis solvent and a paint solvent described later.
  • Organic solvents other than 4-morpholine carbaldehyde are as described in the section of the above-mentioned polyamide imide resin composition.
  • the amount of the solvent used at the time of polymerization is not particularly limited, but the solubility of the resin may be 50 to 500 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total of the diisocyanate component (and diamine component) and the acid component. It is preferable from the viewpoint of
  • the reaction temperature is not particularly limited, and generally, a temperature of 80 to 180 ° C. is preferable.
  • the polymerization reaction is preferably performed under an atmosphere such as nitrogen to reduce the influence of moisture in the air. In one embodiment, the polymerization step is preferably carried out by raising the temperature to 70 to 100 ° C. and holding for a fixed time, and then raising the temperature to 110 to 140 ° C. and holding for a fixed time.
  • the reaction between the same monomer components tends to proceed easily.
  • the reaction in the same monomer component is suppressed by adjusting the heating in the polymerization step in two steps, and the preferable structure and molecular weight as the polyamideimide resin can be easily obtained.
  • the polyamideimide resin produced under the above-described two-step heating condition can be suitably used.
  • the heating time (reaction time) is not particularly limited, and can be appropriately adjusted.
  • the polyamideimide resin can be produced, for example, by the following procedure. (1) A method of synthesizing a polyamideimide resin by using an acid component and a diisocyanate component (and a diamine component) at one time and reacting them. (2) The acid component and the excess of the diisocyanate component (and the diamine component) are reacted to synthesize an amidimide oligomer having an isocyanate group or an amino group at the end, and then the acid component is added to the terminal isocyanate group. A method of reacting with (and an amino group) to synthesize a polyamideimide resin.
  • the blocking step may be reacted during the synthesis of the resin to simultaneously perform the polymerization step and the blocking step, or the resin after the polymerization step May be reacted with a blocking agent.
  • a blocking agent may be added to the polymerization solvent.
  • the compounding amount of the end blocking agent in the block formation is preferably 1.0 to 10.0 parts by mass, based on 100 parts by mass of the total amount of the diisocyanate compounded at the time of resin production. From the viewpoint of storage stability of the resulting resin composition, the blending amount is more preferably 2.5 to 5.0 parts by mass.
  • Polyamideimide resin composition according to a preferred embodiment, comprising (A) polyamideimide resin, (B) 4-morpholine carbaldehyde, (C) water, and (D) basic compound described above
  • the substance can be preferably produced by adding water to a reaction solution containing the polyamideimide resin obtained by the method for producing a polyamideimide resin described above.
  • the method for producing a polyamideimide resin composition is A polymerization step in which a diisocyanate compound and a tribasic acid anhydride and / or a tribasic acid halide are reacted in an organic solvent containing 4-morpholine carbaldehyde, and after adding a basic compound to the obtained resin solution , Adding water.
  • the method comprises A polymerization step of reacting in an organic solvent containing a diisocyanate compound and a tribasic acid anhydride and / or a tribasic acid halide, and after adding a basic compound to the obtained resin solution, water and an organic solvent for dilution Including the step of adding.
  • the organic solvent used during the polymerization step, and / or the organic solvent for dilution contains at least 4-morpholine carbaldehyde.
  • the blocking step may be carried out simultaneously with the polymerization step, or a blocking step may be separately added.
  • the polyamideimide resin composition is preferably used as a paint because it can be diluted with water to any concentration and can form a coating excellent in adhesion to a substrate even after high-temperature firing.
  • a polyamide imide resin composition for paints in order to set it as the suitable viscosity according to a coating-film formation method etc., it is preferred to dilute arbitrarily with water or an organic solvent.
  • this polyamide-imide resin composition is excellent also in the mixing property with the water dispersion liquid of a fluororesin, it is used suitably as a binder of a fluororesin. That is, it can be preferably used as a fluorine paint mixed with a fluorine resin.
  • the fluorine paint containing the polyamideimide resin composition or the polyamideimide resin obtained by the method for producing the blocked polyamideimide resin and the fluorine resin is excellent in the adhesion, heat resistance and hardness of the coating film, Or it is suitable as a coating material for kitchen utensils.
  • the fluorine paint for household appliances or kitchen appliances has a paint composition consisting of a mixed system of a fluorine resin exhibiting non-adhesiveness and a polyamide imide resin expressing adhesion to a substrate, and the fluorine resin is applied when the coating is fired.
  • high temperature baking at around 400 ° C. where fluorine is melted is performed.
  • the above-described polyamideimide resin is preferably contained in the paint in an amount of 1 to 50% by mass in order to sufficiently exhibit its function.
  • a plurality of types of polyamideimide resins may be used in combination, and a blocked polyamideimide resin may be contained as one component.
  • the properties required for the fluorine resin to be mixed are non-adhesiveness, corrosion resistance, heat resistance, chemical resistance and the like, and are mainly tetrafluoroethylene resin, tetrafluoroethylene-perfluorovinylether copolymer, or tetrafluoroethylene. Preferred are ethylene oxide-propylene hexafluoride copolymers. You may use combining these multiple types.
  • the shape of the fluorine resin may be either water dispersion or powder, and the shape is not particularly limited.
  • the amount of the fluorine resin to be mixed is not particularly limited, but may be 50 to 800 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyamideimide resin from the viewpoint of obtaining a well-balanced coating such as high adhesion and non-adhesiveness. Preferably, it is 100 to 500 parts by mass.
  • the paint can include an epoxy compound (epoxy resin).
  • an epoxy compound (epoxy resin) By blending the epoxy compound, the thermal, mechanical and electrical properties of the polyamideimide resin can be further improved.
  • an epoxy compound (epoxy resin), a melamine compound (melamine resin), and an isocyanate compound are preferable because they can further improve the adhesion of the coating film.
  • epoxy compound for example, bisphenol type epoxy resin (bisphenol A type epoxy resin, hydrogenated bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, brominated bisphenol A type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, etc.), biphenyl type Epoxy resin, phenol novolac epoxy resin, brominated phenol novolac epoxy resin, o-cresol novolac epoxy resin, flexible epoxy resin, polyfunctional epoxy resin, amine epoxy resin, heterocycle-containing epoxy resin, alicyclic Epoxy resin, triglycidyl isocyanurate, bixylenol type epoxy resin, etc. may be mentioned.
  • These epoxy compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • the epoxy compound may be added alone and reacted with the polyamideimide resin, but may be added together with a curing agent or a curing accelerator so that the unreacted epoxy compound hardly remains after curing. .
  • the isocyanate compound may, for example, be a polyisocyanate of hexamethylene diisocyanate such as duranate, or a polyisocyanate synthesized from 4,4'-diphenylmethane diisocyanate.
  • the mass average molecular weight of this polyisocyanate is preferably 500 to 9,000, and more preferably 1,000 to 5,000.
  • the melamine compound is not particularly limited, and examples thereof include methylol group-containing compounds obtained by reacting melamine with formaldehyde, paraformaldehyde and the like.
  • the methylol group is preferably etherified with an alcohol having 1 to 6 carbon atoms.
  • Each compounding amount of the epoxy compound, the isocyanate compound and the melamine compound contained in the paint is, for example, 1 part by mass or more from the viewpoint of exhibiting the effect of improving the adhesion with respect to 100 parts by mass of the polyamideimide resin. Is preferable, and 5 parts by mass or more is more preferable. On the other hand, it is preferable that it is 40 mass parts or less from a viewpoint of maintaining the heat resistance and intensity
  • the paint preferably contains a surfactant as required.
  • the surfactant is not particularly limited, but the coating composition is uniformly mixed and does not cause phase separation or phase separation until the coating film is dried, and a large amount of residue after baking the coating film Those which do not remain are preferred.
  • the content is preferably 0.01 to 10% by mass, and more preferably 0.5 to 5% by mass.
  • the paint may contain a filler to improve the water resistance and the like of the coating film.
  • the type of the filler can be selected according to the application of the coating film in consideration of water resistance, chemical resistance and the like, and is preferably insoluble in water.
  • metal powder metal oxide (aluminum oxide, zinc oxide, tin oxide, titanium oxide, etc.), glass beads, glass flakes, glass particles, ceramics, silicon carbide, silicon oxide, fluoride Examples include calcium, carbon black, graphite, mica, and barium sulfate. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the coating method of the paint is not particularly limited, and known coating methods such as dipping, spray coating and brush coating can be adopted. Depending on the coating method, it is preferable to adjust the amount of solvent appropriately and to dilute to an appropriate concentration.
  • the conditions for drying and curing are not particularly limited, and are preferably set appropriately in accordance with the heat resistance characteristics of the substrate to be used.
  • high temperature baking it is preferable to carry out high temperature baking at around 400 ° C. where the fluorine resin melts, in order to orient the fluorine resin on the surface of the coating when firing the coating, and the temperature is 330 ° C. to 420 ° C. Is preferably performed in about 10 minutes to 30 minutes.
  • the fluorocarbon resin moves to the surface of the coating film and melts to form a film.
  • the substrate or article of the present embodiment has a coating formed of the above-mentioned fluorine coating on at least a part of the surface of the substrate or article.
  • the coating film can be formed on the surface of various substrates or articles for which safety, boiling resistance and the like are required for the coating film.
  • the surface on which the coating is formed is preferably a surface exposed to water vapor and / or a surface exposed to high temperatures.
  • the articles include cooking home appliances, kitchen utensils and the like.
  • Kitchen appliances include appliances that may come in contact with boiling water or steam, such as pots, pressure cookers, and pans, and more specifically, pots with the coating film formed on the inner surface, pressure cookers, etc. Or it is a frying pan and those lids.
  • a cooking household appliance kitchen household appliance
  • a rice cooker a hot plate, an electric kettle, a microwave oven, an oven range, a gas range etc.
  • the rice cooking in which the said coating film was formed in the inner surface examples include an inner pot and a lid of a vessel, a microwave oven having the coating film formed on the inner surface thereof, and a top plate of a gas range having the coating film formed on the surface. It is preferable that a base material is what is used for these cooking household appliances or kitchen utensils.
  • the polyamideimide resin composition according to the present embodiment and a paint (including a fluorine paint) containing the polyamideimide resin as a coating film component have low toxicity and excellent storage stability. Moreover, by coating and curing these on a substrate, it is possible to form a coating film having excellent adhesion to a substrate and steam resistance even after high-temperature firing, as compared with the prior art. Therefore, it has great benefits for various applications where safety, boiling or steam resistance, and heat resistance are required for the surface coating, such as household appliances or kitchen utensils. In addition, since this polyamideimide resin composition is a water-based resin composition, it is possible to reduce the load on the environment and contribute to the reduction of VOC. Although the paint and the fluorine paint have been described in detail so far, the polyamideimide resin composition may be mixed with another resin material or the like and formed into a molded article by a molding technique such as extrusion molding.
  • Example 1 309.5 g of trimellitic anhydride, 403.2 g of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, and 712.7 g of 4-morpholine carbaldehyde are placed in a flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a condenser and dried. The temperature was gradually raised to 90 ° C. over 1 hour while stirring in an air stream. After continuing heating for 3 hours, the temperature is gradually raised to 130 ° C. paying attention to the sudden bubbling of carbon dioxide gas generated by the reaction, heating is continued for 3 hours from the start of heating, and then the reaction is stopped. An imide resin solution was obtained.
  • the non-volatile content (200 ° C./2 hours) of this polyamideimide resin solution was 48% by mass.
  • the number average molecular weight of the polyamideimide resin was 15,000, and the acid value of the combined carboxyl group obtained by ring-opening the carboxyl group and the acid anhydride group was 45 mg KOH / g.
  • the obtained polyamideimide resin solution (1200 g) was placed in a flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a condenser, and the temperature was gradually raised to 70 ° C. while stirring in a dried nitrogen stream.
  • a thermometer a thermometer
  • a stirrer a condenser
  • ion exchange water was gradually added while stirring.
  • ion-exchanged water was added to 624.0 g (ratio to solvent: 50% by mass) to obtain a transparent and uniform polyamideimide resin composition (water-based heat-resistant resin composition).
  • Example 2 200.8 g of trimellitic anhydride, 262.6 g of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, and 501.9 g of 4-morpholine carbaldehyde were placed in a flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a condenser and dried. The temperature was gradually raised to 80 ° C. over 1 hour while stirring in an air stream. After continuing heating for 4 hours, the temperature is gradually raised to 120 ° C. while paying attention to the sudden bubbling of carbon dioxide gas generated by the reaction, heating is continued for 4 hours from the start of heating, and then the reaction is stopped. An imide resin solution was obtained.
  • the non-volatile content (200 ° C./2 hours) of this polyamideimide resin solution was 45% by mass.
  • the number average molecular weight of the polyamideimide resin was 18,000, and the acid value of the combined carboxyl group obtained by ring-opening the carboxyl group and the acid anhydride group was 40 mg KOH / g.
  • Example 3 791.2 g of trimellitic anhydride, 463.8 g of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 598.6 g of 3,3'-dimethoxybiphenyl-4,4'-diisocyanate, and 2265.4 g of 4-morpholine carbaldehyde,
  • the flask was placed in a flask equipped with a scale, a stirrer and a condenser, and the temperature was gradually raised to 100 ° C. over 2 hours while stirring in a dried nitrogen stream. After continuing heating for 2 hours, the temperature is gradually raised to 130 ° C., paying attention to the sudden bubbling of carbon dioxide gas generated by the reaction, heating is continued for 5 hours from the start of heating, and then the reaction is stopped.
  • An imide resin solution was obtained.
  • the non-volatile content (200 ° C./2 hours) of this polyamideimide resin solution was 42% by mass.
  • the number average molecular weight of the polyamideimide resin was 15,000, and the acid value of the combined carboxyl group obtained by ring-opening the carboxyl group and the acid anhydride group was 45 mg KOH / g.
  • Comparative Example 1 512.6 g of trimellitic anhydride, 667.7 g of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, and 1180.3 g of 4-morpholine carbaldehyde were placed in a flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a condenser and dried. The temperature was gradually raised to 110 ° C. over 1 hour while stirring in an air stream. After continuing heating for 1 hour, the temperature is gradually raised to 140 ° C., paying attention to the sudden bubbling of carbon dioxide gas generated by the reaction, heating is continued for 3 hours from the start of heating, and then the reaction is stopped. An imide resin solution was obtained.
  • the non-volatile content (200 ° C./2 hours) of this polyamideimide resin solution was 48% by mass.
  • the number average molecular weight of the polyamideimide resin was 9,000, and the acid value of the combined carboxyl group obtained by ring-opening the carboxyl group and the acid anhydride group was 50 mg KOH / g.
  • Viscosity change rate (%) (V2-V1) / V1 ⁇ 100
  • V1 represents the viscosity measured before storage.
  • V2 represents the viscosity measured after 7 days storage at 60 ° C.
  • each viscosity measurement was implemented based on JISC2103 using a B-type rotational viscometer, 25 degreeC, the rotor No. 3, and the conditions of rotation speed 12 rpm.
  • Adhesion decrease rate (%) (A2-A1) / A1 ⁇ 100
  • A1 represents the evaluation result of the adhesiveness implemented using the resin composition before storage.
  • A2 represents the evaluation result of adhesiveness implemented using the resin composition after storage at 60 degreeC for 7 days.
  • each of the polyamideimide resin compositions obtained in each Example had a viscosity change rate of -30% or less, and was there no decrease in adhesion after storage at 60 ° C for 7 days? There were very few results.
  • the resin composition obtained in Comparative Example 1 had a viscosity change rate exceeding -30%, and the adhesion after storage for 7 days at 60 ° C. was significantly reduced.
  • the external appearance of the polyamideimide resin composition of each Example after storing at 60 degreeC for 7 days was all transparent.
  • the appearance of the resin composition of Comparative Example 1 after storage at 60 ° C. for 7 days was cloudy. From the above, in the resin composition using a solvent other than NMP, excellent storage stability can be obtained by setting the viscosity decrease before and after storage for 7 days at 60 ° C. within a certain range, and the characteristic decrease It turns out that it can suppress.

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Abstract

(A)ポリアミドイミド樹脂、(B)4-モルフォリンカルバルデヒド、(C)水、及び(D)塩基性化合物を含み、60℃で7日間保管した前後での粘度変化率が-30%以内であるポリアミドイミド樹脂組成物。

Description

ポリアミドイミド樹脂組成物及びフッ素塗料
 本開示の一実施形態は、ポリアミドイミド樹脂組成物に関する。本開示の他の実施形態は、上記ポリアミドイミド樹脂組成物を含むフッ素塗料、及び該フッ素塗料の利用に関する。
 ポリアミドイミド樹脂は、耐熱性、耐薬品性及び耐溶剤性に優れているため、各種基材に対するコート剤等の様々な用途で広く用いられる。例えば、ポリアミドイミド樹脂は、エナメル線用ワニス、耐熱塗料などの材料として好適に使用されている。
 各種用途において、ポリアミドイミド樹脂の溶解及び希釈に用いる溶媒として、また合成時に用いる溶媒として、一般に、N-メチル-2-ピロリドン等の極性溶媒が知られている。なかでも、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)は、ポリアミドイミド樹脂に対して優れた溶解性を付与できることから、好適な溶媒として汎用されている。
 しかし、近年、環境保全及び安全衛生の観点から、有機溶媒の使用に関する規制が厳しくなっている。これに対し、環境保全及び安全衛生に加えて、経済性及び塗装作業性等の観点から、有機溶媒に代わり溶媒として水を使用する水系の樹脂溶液が注目されている。例えば、樹脂末端に残存するカルボキシル基に塩基性化合物を作用させる、ポリアミドイミド樹脂の水溶化方法が報告されており(特許文献1)、様々な用途に適用されている。
特許第3491624号公報
 特許文献1では、ポリアミドイミド樹脂を水溶化することによって、樹脂溶液中のNMPの使用量を低減できることを明らかにしている。しかし、人体へのNMPの有害性を考慮し、産業界ではNMP使用時の作業環境での安全衛生が問題視されていることから、NMP以外の有機溶媒を含む水系のポリアミドイミド樹脂組成物の開発が求められている。すなわち、NMPと同等にポリアミドイミド樹脂を溶解可能でありながら、人体への影響が少なく作業環境面での改善が可能な有機溶媒を用いた、水系のポリアミドイミド樹脂組成物が望まれている。
 しかし、NMP以外の有機溶媒中で合成して得られたポリアミドイミド樹脂を含む水系の樹脂組成物(樹脂溶液)は、貯蔵安定性に乏しいという問題がある。そのため、貯蔵中にポリアミドイミド樹脂組成物の特性が低下し、所望とする金属基材への密着性や機械強度等の特性を得ることが困難となりやすい。
 したがって、本発明の実施形態は、ポリアミドイミド樹脂を溶解でき、作業環境面での改善が可能な有機溶媒を含み、かつ貯蔵安定性に優れ特性低下が少ない、水系のポリアミドイミド樹脂組成物を提供することを課題とする。
 本発明者は、種々の検討のなかで、NMP以外の有機溶媒を使用して得られるポリアミドイミド樹脂は、NMPを使用して得られるポリアミドイミド樹脂と比較して、副反応が生じやすく、得られるポリアミドイミド樹脂の特性が低下しやすいことを見出した。特に、ポリアミドイミド樹脂の製造時に4-モルフォリンカルバルデヒドを使用した場合、この条件で得られたポリアミドイミド樹脂を含む水系の樹脂組成物は、保管中に粘度が低下しやすいことがわかった。保管中の粘度低下の一因として、樹脂の製造時に、同一モノマ成分同士の反応が進行しやすくなり、そのことによってポリアミドイミド樹脂における同一モノマ成分同士の結合部が多くなり、これら結合部が組成物に含まれる水分によって加水分解されることが考えられる。これらのことから、本発明者らは、NMP以外の有機溶媒を使用した場合でも、保管前後の粘度変化率を一定範囲内にすることで、貯蔵安定性、及び密着性等の特性低下を改善できることを見出し、本願発明を完成するに至った。すなわち、本発明の実施形態は以下に関するが、以下に限定されるものではない。
 一実施形態は、(A)ポリアミドイミド樹脂、(B)4-モルフォリンカルバルデヒド、(C)水、及び(D)塩基性化合物を含み、60℃で7日間保管した前後での粘度変化率が-30%以内である、ポリアミドイミド樹脂組成物に関する。
 他の実施形態は、上記実施形態のポリアミドイミド樹脂組成物と、フッ素樹脂とを含むフッ素塗料に関する。
 更に他の実施形態は、上記実施形態のフッ素塗料により形成された塗膜を、少なくとも一部の表面に有する基材又は物品に関する。
 本願の開示は、2017年8月1日に出願された特願2017-149181号に記載の主題と関連しており、その全ての開示内容は引用によりここに援用される。
 本実施形態によれば、含有する溶媒の作業環境面での問題が低減され、かつ、貯蔵安定性に優れ、特性低下が少ない、水系のポリアミドイミド樹脂組成物を提供することができる。この水系のポリアミドイミド樹脂組成物は、密着性に優れた塗膜を形成することができ、フッ素塗料のバインダーとして好適である。
 以下、好ましい実施形態について説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
1.ポリアミドイミド樹脂組成物
 ポリアミドイミド樹脂組成物は、水系であり、ポリアミドイミド樹脂と、4-モルフォリンカルバルデヒドと、水と、塩基性化合物とを少なくとも含む。上記樹脂組成物は、耐熱性樹脂組成物でもある。なお、本明細書において、水系のポリアミドイミド樹脂組成物を「ポリアミドイミド樹脂組成物」、又は「樹脂組成物」と称すことがある。また、「樹脂組成物」、「ワニス」、及び「塗料」は、等価の意味で用いられることがある。
 ポリアミドイミド樹脂組成物は、60℃で7日間の保管前後での粘度変化率が-30%以内であることが好ましい。上記粘度変化率が-30%以内である場合、保管後の特性低下が抑制され、例えば、優れた密着性を容易に得ることができる。粘度変化率は、-25%以内であることがより好ましい。粘度変化率が上記範囲内であれば、樹脂組成物の濁りなど、外観の変化も起こり難い。
 上記粘度変化率(%)は、より具体的には、下記(式1)から算出される値を表す。
 (式1)
   粘度変化率(%)=(V2-V1)/V1×100
 式1において、「V1」は、保管前に測定した樹脂組成物の粘度を表す。「V2」は、上記樹脂組成物を密閉容器内に入れ、この密閉容器を60℃に設定した乾燥器内で7日間にわたって保管した後に測定した粘度を表す。
 粘度の測定は、JIS C 2103に準拠し、B型回転粘度計を用い、25℃、ローター3号、回転数12rpmの条件下で実施される。
<ポリアミドイミド樹脂>
 成分(A)のポリアミドイミド樹脂は、ジイソシアネート化合物と、酸成分としての三塩基酸無水物又は三塩基酸ハライドとを反応させて得られる樹脂である。ここで、各原料化合物は、各々、任意に複数種を組み合わせて使用してもよい。
 ジイソシアネート化合物としては、特に限定されないが、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、3,3’-ジフェニルメタンジイソシアネート、3,3’-ジメトキシビフェニル-4,4’-ジイソシアネート、パラフェニレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアレート等が挙げられる。反応性の観点からは、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネートを用いることが好ましい。
 一実施形態においてポリアミドイミド樹脂は、ジイソシアネートに加えて、ジアミン化合物を使用してもよい。ジアミン化合物としては、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、キシリレンジアミン、フェニレンジアミン、イソホロンジアミン等が挙げられる。
 三塩基酸無水物としては、特に限定されないが、好ましくは芳香族三塩基酸無水物が用いられ、なかでもトリメリット酸無水物が好ましい。三塩基酸ハライドとしては、特に限定はされないが、三塩基酸クロライドが用いられ、さらには芳香族三塩基酸クロライドが好ましく用いられる。例えば、トリメリット酸無水物クロライド(無水トリメリット酸クロリド)等が挙げられる。環境への負荷を軽減させる観点から、トリメリット酸無水物等を用いることが好ましい。
 酸成分としては、上記の三塩基酸無水物(又は三塩基酸ハライド)の他に、ジカルボン酸、テトラカルボン酸二無水物等の飽和又は不飽和多塩基酸を、ポリアミドイミド樹脂の特性を損なわない範囲で用いることができる。
 ジカルボン酸としては、特に限定されないが、テレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、及びセバシン酸等が挙げられる。テトラカルボン酸二無水物としては、特に限定されないが、ピロメリット酸二無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、及びビフェニルテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。これらは、単独で使用しても、複数種を任意の組み合わせで使用してもよい。
 三塩基酸以外のカルボン酸(ジカルボン酸とテトラカルボン酸)の総量は、ポリアミドイミド樹脂の特性を保つ観点から、全カルボン酸中に0~50モル%の範囲で使用されることが好ましく、0~30モル%の範囲であることがより好ましい。
 ジイソシアネート化合物(及びジアミン化合物)と、酸成分(三塩基酸無水物又は三塩基酸無水物ハライドと必要に応じて使用するジカルボン酸及びテトラカルボン酸二無水物の合計量)との使用比率は、生成されるポリアミドイミド樹脂の分子量及び架橋度の観点から調整されることが好ましい。例えば、酸成分の総量1.0モルに対してジイソシアネート化合物(及びジアミン化合物)を0.8~1.1モルとすることが好ましく、0.95~1.08モルとすることがより好ましく、特に、1.0~1.08モルとすることが一層好ましい。
 一実施形態において、ポリアミドイミド樹脂は、末端イソシアネート基がブロック剤(末端ブロック剤)で処理されたブロック化ポリアミドイミド樹脂であってもよい。使用可能な末端ブロック剤の一例として、アルコール、オキシム、及びラクタムが挙げられる。より具体的には、アルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノール等の炭素数1~6の低級アルコールが挙げられる。オキシムとしては、アルドキシム、ケトキシムのどちらでもよく、例えば2-ブタノンオキシム等を好ましく使用できる。ラクタムとしては、δ-バレロラクタム、ε-カプロラクタム等が挙げられる。ブロック剤は、上記例示化合物に限定されることはなく、また、複数種ないし複数化合物を組み合わせて使用してもよい。水系ポリアミドイミド樹脂組成物において、ブロック化ポリアミド樹脂を使用した場合、加水分解による分解が抑制され、貯蔵安定性を容易に高めることができる。
 ポリアミドイミド樹脂の数平均分子量は、塗膜の強度を確保する観点から、5,000以上であることが好ましく、10,000以上であることがより好ましく、15,000以上であることがさらに好ましい。一方、水への溶解性を確保する観点からは、ポリアミドイミド樹脂の数平均分子量は50,000以下であることが好ましく、30,000以下であることがより好ましく、25,000以下がさらに好ましい。一実施形態において、ポリアミドイミド樹脂の数平均分子量は、10,000~20,000の範囲であることが好ましい。上記範囲内の数平均分子量を有するポリアミドイミド樹脂を使用した場合、樹脂組成物の粘度変化を抑制し、良好な貯蔵安定性を容易に得ることができる。
 ポリアミドイミド樹脂の数平均分子量は、樹脂合成時にサンプルリングして、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)により、標準ポリスチレンの検量線を用いて測定することができる。目的とする数平均分子量になるまで、ポリアミドイミド樹脂の合成を継続することによって、上記好ましい範囲に管理することができる。GPCの測定条件については後述する。
 ポリアミドイミド樹脂は、樹脂中のカルボキシル基と酸無水物基を開環させたカルボキシル基とを合わせた酸価が10~80mgKOH/gであることが好ましい。この酸価が10mgKOH/g以上であると、溶媒への樹脂の溶解又は分散が容易になり、また、塩基性化合物と反応するカルボキシル基が十分となって、水溶化が容易になる傾向にある。一方、酸価が80mgKOH/g以下であると、最終的に得られるポリアミドイミド樹脂組成物が、経日によりゲル化しにくくなる傾向にある。これらの観点から、酸価は25mgKOH/g以上であることがより好ましく、60mgKOH/g以下、更には50mgKOH/g以下であることがより好ましい。一実施形態において、ポリアミドイミド樹脂の酸価は、35~50mgKOH/gの範囲であることが好ましい。上記範囲内の酸価を有するポリアミドイミド樹脂を使用した場合、樹脂組成物の粘度変化を抑制し、良好な貯蔵安定性を容易に高めることができる。
 上記酸価は、以下の方法で得ることができる。まず、ポリアミドイミド樹脂組成物を約0.5g採取し、これに1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタンを約0.15g加え、さらにN-メチル-2-ピロリドン約60gとイオン交換水約1mLを加え、ポリアミドイミド樹脂が完全に溶解するまで攪拌する。これを、0.05モル/Lのエタノール性水酸化カリウム溶液を使用して電位差滴定装置で滴定し、ポリアミドイミド樹脂中の、カルボキシル基及び酸無水物基を開環させたカルボキシル基を合わせた酸価を得る。
 ポリアミドイミド樹脂の組成物中における量は、その用途に応じて適宜設定することができる。特に限定はされないが、他の成分とのバランスの観点から、好ましい一実施形態においては、組成物中に、5質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましく、15質量%以上であることがさらに好ましく、一方、50質量%以下であることが好ましく、40質量%以下であることがより好ましく、30質量%以下であることがさらに好ましい。
<4-モルフォリンカルバルデヒド>
 ポリアミドイミド樹脂組成物は、有機溶媒として成分(B)の4-モルフォリンカルバルデヒドを含む。
 ポリアミドイミド樹脂組成物は、本発明による効果を低下させない範囲で、4-モルフォリンカルバルデヒド以外の有機溶媒を含んでいてもよい。
 その他の有機溶媒としては、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン、γ-ブチロラクトン、ジメチルスルホキシド、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、及びN-アセチルモルホリン等から選ばれる一種以上の極性溶媒を用いることができる。さらに、助溶媒として、アニソール、ジエチルエーテル、エチレングリコール等のエーテル化合物;アセトフェノン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサンノン、シクロペンタノン等のケトン化合物;キシレン、トルエン等の芳香族炭化水素溶媒;エタノール、2-プロパノール等のアルコールを任意に用いても良い。
 4-モルフォリンカルバルデヒド、又は、4-モルフォリンカルバルデヒドを含む有機混合溶媒の含有量は、水との混和性の観点から、水との合計量中(すなわち全溶媒中)に90質量%以下であることが好ましく、80質量%以下であることがより好ましい。有機混合溶媒である場合、該有機混合溶媒中の4-モルフォリンカルバルデヒドの含有量は、好ましい実施形態の効果を充分に発揮させるために、50質量%以上であることが好ましく、80質量%以上であることがより好ましい。
<水>
 ポリアミドイミド樹脂組成物は、さらに成分(C)の水を含む。水としては、イオン交換水が好ましく用いられる。
 水の含有量は、ポリアミドイミド樹脂の水への溶解性を向上させる観点から、樹脂組成物中に、10質量%以上であることが好ましく、15質量%以上であることがより好ましく、25質量%以上であることがさらに好ましくい。一方、水の含有量は、組成物中に、80質量%以下であることが好ましく、70質量%以下であることがより好ましく、60質量%以下であることがさらに好ましい。また、4-モルフォリンカルバルデヒドを含む有機溶媒と水との合計量、すなわち、樹脂組成物における全溶媒中に、水が10質量%以上(対溶媒比10質量%以上)であることが好ましく、20質量%以上であることがより好ましく、25質量%以上であることがさらに好ましく、一方、水の対溶媒比は、90質量%以下であることが好ましく、50質量%以下であることがより好ましい。
<塩基性化合物>
 一実施形態において、ポリアミドイミド樹脂組成物は、上記成分(A)、(B)及び(C)から構成することもできる。しかし、ポリアミドイミド樹脂の水への溶解性を高めるために、さらに塩基性化合物を含むことが好ましい。したがって、好ましい実施形態において、ポリアミド樹脂組成物は、成分(D)として塩基性化合物を含む。塩基性化合物は、ポリアミドイミド樹脂に含まれるカルボキシル基と反応して塩を形成することで、水へのポリアミドイミド樹脂の溶解性を高めることができる。
 塩基性化合物の具体例として、
 トリエチルアミン、トリブチルアミン、N,N-ジメチルシクロヘキシルアミン、N,N-ジメチルベンジルアミン、トリエチレンジアミン、N-メチルモルホリン、N,N,N’,N’-テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’’,N’’-ペンタメチルジエチレントリアミン、N,N’,N’-トリメチルアミノエチルピペラジン、ジエチルアミン、ジイソプロピルアミン、ジブチルアミン、エチルアミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン等のアルキルアミン類;及び 
 モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジプロパノールアミン、トリプロパノールアミン、N-エチルエタノールアミン、N,N-ジメチルエタノールアミン、N,N-ジエチルエタノールアミン、シクロヘキサノールアミン、N-メチルシクロヘキサノールアミン、N-ベンジルエタノールアミン等のアルカノールアミン類が挙げられる。
 上記の塩基性化合物以外に、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の苛性アルカリ、又はアンモニア水等を併用してもよい。
 一実施形態において、塩基性化合物として、アルカノールアミン類を使用することが好ましく、なかでもN,N-ジメチルエタノールアミンを使用することがより好ましい。
 ポリアミドイミド樹脂の水溶化を容易とし、かつ、塗膜の強度を向上させる観点から、ポリアミドイミド樹脂中に含まれるカルボキシル基及び開環させた酸無水物基を合わせた酸価に対して、塩基性化合物を2.5~10当量用いることが好ましく、4当量以上、8当量以下で用いることがより好ましい。
 一実施形態において、塩基性化合物の配合量は、ポリアミドイミド樹脂中に含まれるカルボキシル基及び開環させた酸無水物基を合わせた酸価に対して、好ましくは4.5~6当量、より好ましくは4.5~5.5当量となる割合で使用することが望ましい。
 ポリアミドイミド樹脂と塩基性化合物との塩形成のために、水を含むポリアミドイミド樹脂組成物に対して塩基性化合物を添加してもよい。あるいは、水を含まない、ポリアミドイミド樹脂の有機溶媒溶液に対して塩基性化合物を添加した後に、水を加えてもよい。塩形成のための温度は、0℃~200℃であることが好ましく、40℃~130℃の範囲であることがより好ましい。
<その他の成分>
 一実施形態のポリアミドイミド樹脂組成物は、上記成分(A)~(D)に加え、その使用目的に応じて任意の成分を含むことができる。この樹脂組成物は、上記ポリアミドイミド樹脂以外のポリアミドイミド樹脂を含むこともできる。
 ポリアミドイミド樹脂組成物は、塗料として好ましく使用することができる。ポリアミドイミド樹脂組成物を塗料として使用するときには、必要に応じて、顔料、充填材、消泡剤、防腐剤、界面活性剤等の任意成分を添加してもよい。また、ポリアミドイミド樹脂以外の樹脂を含んでいてもよく、詳細は塗料の項において記載する。
2.ポリアミドイミド樹脂の製造方法
 ポリアミドイミド樹脂の製造方法は、ジイソシアネート化合物と、三塩基酸無水物及び/又は三塩基酸ハライドとを、有機溶媒中で反応させる重合工程を含む。好ましい実施形態において、有機溶媒は、4-モルフォリンカルバルデヒドを含む。使用する原料化合物については、上記ポリアミドイミド樹脂組成物の項において説明したとおりである。
 ブロック化ポリアミドイミド樹脂を製造する場合、上記重合工程に加えて、ポリアミドイミド樹脂末端イソシアネート基をアルコール等のブロック剤でブロックする工程をさらに含む。後述するが、重合工程とブロック化工程は、別工程で行ってもよいが、両工程を同時に、つまり重合とブロック化とを同時に行ってもよい。
 重合工程においては、4-モルフォリンカルバルデヒド、又は4-モルフォリンカルバルデヒドを含む有機溶媒を重合溶媒(合成溶媒)として用いることができる。この場合は、得られた重合溶液をそのままポリアミドイミド樹脂組成物として、塗料等に用いることができる。すなわち、4-モルフォリンカルバルデヒドは、合成溶媒及び後述する塗料溶媒の双方に使用される。4-モルフォリンカルバルデヒド以外の有機溶媒については、上記ポリアミドイミド樹脂組成物の項において説明したとおりである。
 重合時に用いる溶媒の使用量には、特に制限はないが、ジイソシアネート成分(及びジアミン成分)と酸成分との総量100質量部に対して、50~500質量部とすることが、樹脂の溶解性の観点から好ましい。
 反応温度は、特に限定されず、一般に80~180℃の温度であることが好ましい。
 重合反応は、空気中の水分の影響を低減するため、窒素等の雰囲気下で行うことが好ましい。
 一実施形態において、重合工程は、70~100℃の温度まで昇温して一定時間保持した後に、110~140℃の温度まで昇温して一定時間保持することによって実施することが好ましい。ポリアミドイミド樹脂の製造時にNMP以外の有機溶媒を使用した場合、同一モノマ成分同士の反応が進行しやすい傾向がある。これに対し、上記のように、重合工程における加熱を2段階に分けて調整することによって、同一モノマ成分同士の反応が抑制され、ポリアミドイミド樹脂として好ましい構造及び分子量を容易に得ることができる。一実施形態において、水系ポリアミドイミド樹脂組成物を構成するために、上記2段階の加熱条件下で製造されたポリアミドイミド樹脂を好適に使用することができる。加熱時間(反応時間)は、特に限定されることなく、適宜調整可能である。
 ポリアミドイミド樹脂は、例えば、次の手順で製造することができる。
(1)酸成分、及びジイソシアネート成分(及びジアミン成分)を一度に使用し、反応させてポリアミドイミド樹脂を合成する方法。
(2)酸成分と、ジイソシアネート成分(及びジアミン成分)の過剰量とを反応させて、末端にイソシアネート基又はアミノ基を有するアミドイミドオリゴマーを合成した後、酸成分を追加して末端のイソシアネート基(及びアミノ基)と反応させてポリアミドイミド樹脂を合成する方法。
(3)酸成分の過剰量と、ジイソシアネート成分(及びジアミン成分)を反応させて、末端に酸又は酸無水物基を有するアミドイミドオリゴマーを合成した後、ジイソシアネート成分及び/又はジアミン成分を追加して末端の酸又は酸無水物基と反応させてポリアミドイミド樹脂を合成する方法。
 ブロック化ポリアミドイミド樹脂を合成する場合、ブロック化工程は、ブロック剤を樹脂の合成中に反応させて、上記重合工程とブロック化工程とを同時に行うようにしてもよいし、重合工程後の樹脂にブロック剤を反応させてもよい。前者の場合は、重合溶媒中にブロック剤を添加しておけばよい。
 ブロック化における末端ブロック剤の配合量は、樹脂製造時に使用する全ジイソシアネート配合量を100質量部としたときに、1.0~10.0質量部であることが好ましい。得られる樹脂組成物の貯蔵安定性の観点から、上記配合量は、2.5~5.0質量部であることがより好ましい。
3.ポリアミドイミド樹脂組成物の製造方法
 上述した(A)ポリアミドイミド樹脂、(B)4-モルフォリンカルバルデヒド、(C)水、及び(D)塩基性化合物を含む、好ましい実施形態のポリアミドイミド樹脂組成物は、上記ポリアミドイミド樹脂の製造方法により得られたポリアミドイミド樹脂を含む反応溶液に水を添加することにより、好ましく製造することができる。
 すなわち、一実施形態において、ポリアミドイミド樹脂組成物の製造方法は、
 ジイソシアネート化合物と、三塩基酸無水物及び/又は三塩基酸ハライドとを、4-モルフォリンカルバルデヒドを含む有機溶媒中で反応させる重合工程、及び
 得られた樹脂溶液に塩基性化合物を添加した後に、水を添加する工程、を含む。
 他の実施形態において、上記製造方法は、
 ジイソシアネート化合物と、三塩基酸無水物及び/又は三塩基酸ハライドとを含む有機溶媒中で反応させる重合工程、及び
 得られた樹脂溶液に塩基性化合物を添加した後に、水及び希釈用有機溶媒を添加する工程を含む。この実施形態において、重合工程時に使用する有機溶媒、及び/又は希釈用有機溶媒は、少なくとも4-モルフォリンカルバルデヒドを含む。
 ポリアミドイミド樹脂としてブロック化ポリアミドイミド樹脂を使用する場合、重合工程と同時にブロック工程を実施しても、又はブロック工程を別途追加してもよい。
4.塗料
 ポリアミドイミド樹脂組成物は、水により任意の濃度への希釈が可能であり、高温焼成後も基材への密着性に優れた塗膜を形成できるので、塗料として用いることが好ましい。ポリアミドイミド樹脂組成物を塗料用とする際に、塗膜形成方法等に応じた適切な粘度とするために、水又は有機溶媒により任意に希釈することが好ましい。
 また、このポリアミドイミド樹脂組成物は、フッ素樹脂の水分散液との混合性にも優れるため、フッ素樹脂のバインダーとして好適に使用される。すなわち、フッ素樹脂が混合されたフッ素塗料として好ましく使用することができる。
 ポリアミドイミド樹脂組成物、又は、上記ブロック化ポリアミドイミド樹脂の製造方法により得られたポリアミドイミド樹脂と、フッ素樹脂とを含むフッ素塗料は、塗膜の密着性、耐熱性及び硬度に優れるため、家電又は厨房器具用の塗料として好適である。
 この家電又は厨房器具向けのフッ素塗料は、非粘着性を発現するフッ素樹脂と基材への密着性を発現するポリアミドイミド樹脂の混合系という塗料構成であり、塗膜の焼成時にはフッ素樹脂を塗膜表面に配向させるために、フッ素が溶融する400℃近辺での高温焼成を行う。
 上述のポリアミドイミド樹脂は、その機能を十分に発揮させるために、塗料中に1~50質量%含まれることが好ましい。複数種のポリアミドイミド樹脂を組み合わせて使用してもよく、一成分としてブロック化ポリアミドイミド樹脂を含んでいてもよい。
<フッ素樹脂>
 混合されるフッ素樹脂に求められる特性は、非粘着性、耐食性、耐熱性及び耐薬品性等であり、主に四フッ化エチレン樹脂、四フッ化エチレン-パーフルオロビニルエーテル共重合体、又は四フッ化エチレン-六フッ化プロピレン共重合体が好ましく使用される。これらの複数種を組み合わせて使用してもよい。
 フッ素樹脂の形状は、水分散液又は粉体のどちらでも使用可能であり、特に形状に制約はない。フッ素樹脂の混合量は、特に制限されないが、高密着性及び非粘着性等のバランスの良い塗膜を得る観点から、ポリアミドイミド樹脂100質量部に対して、50~800質量部とすることが好ましく、100~500質量部とすることがより好ましい。
<その他の成分>
 塗料又はフッ素塗料に対して、必要に応じて、ポリエーテルスルホン樹脂(PES)、ポリイミド樹脂(PI)、ポリアミド樹脂、エポキシ化合物、イソシアネート化合物、メラミン化合物等を、単独で又は混合して添加することができる。
 好ましい一実施形態において、塗料はエポキシ化合物(エポキシ樹脂)を含むことができる。エポキシ化合物を配合することにより、ポリアミドイミド樹脂の熱的、機械的、電気的特性をより向上させることができる。また、エポキシ化合物(エポキシ樹脂)、メラミン化合物(メラミン樹脂)、及びイソシアネート化合物は、塗膜の密着性をより向上させることができるために好ましい。
 エポキシ化合物としては、例えば、ビスフェノール型エポキシ樹脂(ビスフェノールA型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂等)、ビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、臭素化フェノールノボラック型エポキシ樹脂、o-クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、可撓性エポキシ樹脂、多官能エポキシ樹脂、アミン型エポキシ樹脂、複素環含有エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレート、ビキシレノール型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらのエポキシ化合物を、単独で使用しても、複数種を組み合わせて使用してもよい。
 なお、エポキシ化合物は、単独で添加してポリアミドイミド樹脂と反応させてもよいが、硬化後にエポキシ化合物の未反応物が残留しにくいように、硬化剤又は硬化促進剤等と共に添加してもよい。
 イソシアネート化合物としては、デュラネート等のヘキサメチレンジイソシアネートのポリイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネートから合成されるポリイソシアネートなどが挙げられる。このポリイソシアネートの質量平均分子量は500~9,000であることが好ましく、より好ましくは1,000~5,000である。
 メラミン化合物としては、特に制限はないが、例えば、メラミンにホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド等を反応させたメチロール基含有化合物が挙げられる。このメチロール基は、炭素原子数1~6個のアルコールを用いてエーテル化されているものが好ましい。
 塗料に含まれるエポキシ化合物、イソシアネート化合物、及びメラミン化合物の各配合量は、ポリアミドイミド樹脂100質量部に対して、密着性の向上効果を発揮させる観点から、それぞれ、例えば1質量部以上であることが好ましく、5質量部以上であることがより好ましい。一方で、上記各配合量は、ポリアミドイミド樹脂組成物の耐熱性と強度とを保持する観点から、40質量部以下であることが好ましく、30質量部以下であることがより好ましい。
 塗料は、必要に応じて界面活性剤を含有していることが好ましい。界面活性剤としては、特に制限されるものではないが、塗料組成物が均一に混合して塗膜が乾燥するまで分層又は分相を起こさず、かつ、塗膜の焼付け後に多くの残留物が残らないものが好ましい。
 特に制限されるのもではないが、塗料組成物の均一な混合状態を保ち、かつ、焼付け後に多くが残留せず成膜性に悪影響を与えないようにするために、塗料における界面活性剤の含有量は、0.01~10質量%であるのが好ましく、0.5~5質量%であるのがより好ましい。
 塗料は、塗膜の耐水性等を向上させるために充填材を含んでいてもよい。充填材の種類は、その耐水性や耐薬品性等を考慮し、塗膜の用途に応じて選択することができ、水に溶解しないものであることが好ましい。具体的には、充填材としては、金属粉、金属酸化物(酸化アルミ、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化チタン等)、ガラスビーズ、ガラスフレーク、ガラス粒子、セラミックス、炭化珪素、酸化珪素、弗化カルシウム、カーボンブラック、グラフアイト、マイカ、及び硫酸バリウム等を挙げることができる。これらは、各々が単独で用いられるほか、複数種を組み合わせて使用してもよい。
 塗料の塗装方法は特に限定されず、公知の塗装方法、例えばディッピング塗装、スプレー塗装、及び刷毛塗り等を採用できる。塗装方法に応じて、溶媒の量を適宜調節して、適切な濃度に希釈することが好ましい。
 塗料を塗布した後は、乾燥(予備乾燥)及び硬化(焼成)させて塗膜を形成する。乾燥及び硬化の条件は、特に限定されず、使用する基材の耐熱特性に応じて適宜設定することが好ましい。塗膜の密着性と靱性を確保するためには、250℃以上の加熱を行うことが好ましい。フッ素塗料の場合は、塗膜の焼成時にフッ素樹脂を塗膜表面に配向させるために、フッ素樹脂が溶融する400℃近辺での高温焼成を行うことが好ましく、温度は330℃~420℃、時間は10分~30分程度で行うことが好ましい。焼成によって、塗膜表面にフッ素樹脂が移動し、溶融して膜を形成する。
5.基材又は物品
 本実施形態の基材又は物品は、上記フッ素塗料により形成された塗膜を、その基材又は物品の表面の少なくとも一部に有するものである。
 塗膜は、塗膜に安全性及び耐煮沸性等が求められる様々な基材又は物品の表面に形成することができる。塗膜が形成される表面は、水蒸気に曝される表面及び/又は高温に曝される表面であることが好ましい。
 物品としては、調理家電、又は厨房器具等が挙げられる。厨房器具としては、鍋、圧力鍋、及びフライパン等の、沸騰水又は蒸気と接触する可能性のある器具が挙げられ、より詳細には、上記塗膜が内表面に形成された鍋、圧力鍋又はフライパン及びそれらの蓋等である。また、調理家電(キッチン家電)としては、炊飯器、ホットプレート、電気ケトル、電子レンジ、オーブンレンジ、及びガスレンジ等が挙げられ、より詳細には、上記塗膜が内表面に形成された炊飯器の内釜及び蓋、上記塗膜が庫内表面に形成された電子レンジ、上記塗膜が表面に形成されたガスレンジの天板等が挙げられる。
 基材は、これらの調理家電又は厨房器具に用いられるものであることが好ましい。
 本実施形態によるポリアミドイミド樹脂組成物、及び、このポリアミドイミド樹脂を塗膜成分としてなる塗料(フッ素塗料を含む)は、低毒性であり、かつ貯蔵安定性に優れる。また、これらを被塗物に塗布し硬化させることにより、従来に比べ、高温焼成後にも、基材への密着性及び耐スチーム性に優れる塗膜を形成することができる。従って、家電又は厨房器具のように、表面の塗膜に安全性、耐煮沸性又は耐スチーム性、及び耐熱性が要求される様々な用途向けて、多大な有益性を有している。
 加えて、このポリアミドイミド樹脂組成物は、水系の樹脂組成物であるため、環境への負荷を減らし、VOC削減に貢献できる。
 なお、ここまで塗料及びフッ素塗料について詳述したが、ポリアミドイミド樹脂組成物は、他の樹脂材料等と混合し、押出成型などの成型技術により成形品とすることもできる。
 次に、様々な実施例について説明するが、好ましい実施形態はこれらの実施例に限定されるものではなく、発明の主旨に基づいたこれら以外の多くの実施態様を含むことは言うまでもない。
 なお、ポリアミドイミド樹脂の数平均分子量、及び酸価は以下のようにして測定した。<数平均分子量>
 GPC機種:東ソー株式会社製のHLC-8320GPC
 検出器:東ソー株式会社製のRI
 波長:270nm
 データ処理機:ATT 8
 カラム:Gelpack GL-S300MDT-5×2
 カラムサイズ:8mmφ×300mm
 カラム温度:40℃
 溶媒:DMF/THF=1/1(リットル)+リン酸0.06M+臭化リチウム0.06M 試料濃度:5mg/1mL
 注入量:5μL
 圧力:49kgf/cm(4.8×10Pa)
 流量:1.0mL/min
<酸価>
 ポリアミドイミド樹脂組成物を0.5g採取し、これに1,4-ジアザビシクロ[2,2,2]オクタンを0.15g加え、さらにN-メチル-2-ピロリドン約60gとイオン交換水約1mLを加え、ポリアミドイミド樹脂が完全に溶解するまで攪拌した。これを、0.05モル/Lのエタノール性水酸化カリウム溶液を使用して電位差滴定装置で滴定し、ポリアミドイミド樹脂中の、カルボキシル基及び酸無水物基を開環させたカルボキシル基を合わせた酸価を得た。
<実施例1>
 無水トリメリット酸309.5g、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート403.2g、及び4-モルフォリンカルバルデヒド712.7gを、温度計、攪拌機、及び冷却管を備えたフラスコに入れ、乾燥させた窒素気流中で攪拌しながら1時間かけて徐々に昇温して90℃まで上げた。このまま3時間加熱を続けた後、反応によって生じる炭酸ガスの急激な発泡に注意しながら徐々に昇温して130℃まで上げ、加熱開始から3時間加熱を続けた後、反応を停止させ、ポリアミドイミド樹脂溶液を得た。
 このポリアミドイミド樹脂溶液の不揮発分(200℃/2時間)は、48質量%であった。また、ポリアミドイミド樹脂の数平均分子量は15,000で、カルボキシル基及び酸無水物基を開環させたカルボキシル基を合わせた酸価は45mgKOH/gであった。
 得られたポリアミドイミド樹脂溶液1200gを、温度計、攪拌機、及び冷却管を備えたフラスコに入れ、乾燥させた窒素気流中で攪拌しながら徐々に昇温して70℃まで上げた。70℃に達したところで、N,N-ジメチルエタノールアミンを205.9g(5当量)添加し、70℃に保ちながら十分に攪拌した後、攪拌しながら徐々にイオン交換水を加えた。最終的にイオン交換水が624.0g(対溶媒比50質量%)となるまで加えて、透明で均一なポリアミドイミド樹脂組成物(水系耐熱性樹脂組成物)を得た。
<実施例2>
 無水トリメリット酸200.8g、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート262.6g、及び4-モルフォリンカルバルデヒド501.9gを、温度計、攪拌機、及び冷却管を備えたフラスコに入れ、乾燥させた窒素気流中で攪拌しながら1時間かけて徐々に昇温して80℃まで上げた。このまま4時間加熱を続けた後、反応によって生じる炭酸ガスの急激な発泡に注意しながら徐々に昇温して120℃まで上げ、加熱開始から4時間加熱を続けた後、反応を停止させ、ポリアミドイミド樹脂溶液を得た。
 このポリアミドイミド樹脂溶液の不揮発分(200℃/2時間)は、45質量%であった。また、ポリアミドイミド樹脂の数平均分子量は18,000で、カルボキシル基及び酸無水物基を開環させたカルボキシル基を合わせた酸価は40mgKOH/gであった。
 得られたポリアミドイミド樹脂溶液620gを、温度計、攪拌機、及び冷却管を備えたフラスコに入れ、乾燥させた窒素気流中で攪拌しながら徐々に昇温して、80℃まで上げた。80℃に達したところで、N,N-ジメチルエタノールアミンを97.5g(5当量)添加し、80℃に保ちながら十分に攪拌した後、攪拌しながら徐々にイオン交換水を加えた。最終的にイオン交換水が279.0g(対溶媒比45質量%)となるまで加えて、透明で均一なポリアミドイミド樹脂組成物(水系耐熱性樹脂組成物)を得た。
<実施例3>
 無水トリメリット酸791.2g、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート463.8g、3,3’-ジメトキシビフェニル-4,4’-ジイソシアネート598.6g、及び4-モルフォリンカルバルデヒド2265.4gを、温度計、攪拌機、及び冷却管を備えたフラスコに入れ、乾燥させた窒素気流中で攪拌しながら2時間かけて徐々に昇温して100℃まで上げた。このまま2時間加熱を続けた後、反応によって生じる炭酸ガスの急激な発泡に注意しながら徐々に昇温して130℃まで上げ、加熱開始から5時間加熱を続けた後、反応を停止させ、ポリアミドイミド樹脂溶液を得た。
 このポリアミドイミド樹脂溶液の不揮発分(200℃/2時間)は、42質量%であった。また、ポリアミドイミド樹脂の数平均分子量は15,000で、カルボキシル基及び酸無水物基を開環させたカルボキシル基を合わせた酸価は45mgKOH/gであった。
 得られたポリアミドイミド樹脂溶液3200gを、温度計、攪拌機、及び冷却管を備えたフラスコに入れ、乾燥させた窒素気流中で攪拌しながら徐々に昇温して70℃まで上げた。70℃に達したところで、N,N-ジメチルエタノールアミンを432.4g(4.5当量)添加し、70℃に保ちながら十分に攪拌した後、攪拌しながら徐々にイオン交換水を加えた。最終的にイオン交換水が1237.3g(対溶媒比40質量%)となるまで加えて、透明で均一なポリアミドイミド樹脂組成物(水系耐熱性樹脂組成物)を得た。
<比較例1>
 無水トリメリット酸512.6g、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート667.7g、及び4-モルフォリンカルバルデヒド1180.3gを、温度計、攪拌機、及び冷却管を備えたフラスコに入れ、乾燥させた窒素気流中で攪拌しながら1時間かけて徐々に昇温して110℃まで上げた。このまま1時間加熱を続けた後、反応によって生じる炭酸ガスの急激な発泡に注意しながら徐々に昇温して140℃まで上げ、加熱開始から3時間加熱を続けた後、反応を停止させ、ポリアミドイミド樹脂溶液を得た。
 このポリアミドイミド樹脂溶液の不揮発分(200℃/2時間)は、48質量%であった。また、ポリアミドイミド樹脂の数平均分子量は9,000で、カルボキシル基及び酸無水物基を開環させたカルボキシル基を合わせた酸価は50mgKOH/gであった。
 このポリアミドイミド樹脂溶液1800gを、温度計、攪拌機、及び冷却管を備えたフラスコに入れ、乾燥させた窒素気流中で攪拌しながら徐々に昇温して60℃まで上げた。60℃に達したところでN,N-ジメチルエタノールアミンを274.6g(4当量)添加し、60℃に保ちながら十分に攪拌した後、攪拌しながら徐々にイオン交換水を加えた。最終的にイオン交換水が936.0g(対溶媒比50質量%)となるまで加えて、透明で均一なポリアミドイミド樹脂組成物(水系耐熱性樹脂組成物)を得た。
<粘度変化率(%)>
 上記実施例、及び比較例で得られたポリアミドイミド樹脂組成物(ワニス)について、以下の手順に従い、それぞれ60℃で7日間保管した前後での粘度変化率(%)を算出した。
 先ず、ポリアミドイミド樹脂組成物(ワニス)を保管前にその粘度を測定した。次に、上記樹脂組成物(ワニス)の一定量を密閉容器に入れ、この密閉容器を60℃に設定した乾燥器内で7日間にわたって保管した後に粘度を測定した。それぞれの測定値から、下記(式1)に従い、粘度変化率を算出した。
 (式1)
   粘度変化率(%)=(V2-V1)/V1×100
 式1において、「V1」は、保管前に測定した粘度を表す。「V2」は、60℃で7日間保管後に測定した粘度を表す。
 なお、それぞれの粘度測定は、JIS C 2103に準拠し、B型回転粘度計を用い、25℃、ローター3号、回転数12rpmの条件下で実施した。
<評価>
(ワニス外観)
 上記実施例、及び比較例で得られたポリアミドイミド樹脂組成物(ワニス)を、それぞれ密閉容器に入れて60℃の環境下で保管し、7日間経過した後のワニス外観を目視で観察した。
(密着性低下率)
 上記実施例、及び比較例で得られたポリアミドイミド樹脂組成物(試験用塗料)を、アルミ基板(1×50×150mm、(株)パルテック製)の上に塗布した。次いで、以下の手順に従い密着性試験を行った。
 すなわち、各試験用塗料を塗布した上記基板を、80℃で10分間予備乾燥させた後、400℃で10分間焼成し、塗膜厚が、5ヶ所の平均値で10μmの塗膜を得た。この塗膜に切り込みを入れて、1mm四方のマスを10×10マス作製し、粘着テープ(ニチバン(株)製)を用いて5回剥離を行い、残ったマス目の数を数えた。
 上記密着性試験は、加熱保存前の樹脂組成物と、60℃で7日間にわたって保存した後の樹脂組成物との双方について実施し、下記(式2)に従い、密着性低下率(%)を算出した。
  (式2)
   密着性低下率(%)=(A2-A1)/A1×100
 式2において、「A1」は、保管前の樹脂組成物を用いて実施した密着性の評価結果を表す。「A2」は、60℃で7日間の保管後の樹脂組成物を用いて実施した密着性の評価結果を表す。
 それぞれの評価結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1に示されるとおり、各実施例で得られたポリアミドイミド樹脂組成物は、いずれも粘度変化率が-30%以内であり、60℃で7日間の保管後の密着性の低下がないか、極めて少ない結果となった。一方、比較例1で得られた上記樹脂組成物は、粘度変化率が-30%を超えており、60℃で7日間の保管後の密着性が著しく低下する結果となった。また、60℃で7日間保管した後の各実施例のポリアミドイミド樹脂組成物の外観は、いずれも透明であった。これに対し、60℃で7日間保管した後の比較例1の上記樹脂組成物の外観は濁りがみられた。以上のことから、NMP以外の溶媒を使用した樹脂組成物において、60℃で7日間保管前後での粘度減少を一定範囲内とすることにより、優れた貯蔵安定性が得られ、また特性低下を抑制できることがわかる。

Claims (7)

  1.  (A)ポリアミドイミド樹脂、(B)4-モルフォリンカルバルデヒド、(C)水、及び(D)塩基性化合物を含み、60℃で7日間保管した前後での粘度変化率が-30%以内であるポリアミドイミド樹脂組成物。
  2.  前記(A)ポリアミドイミド樹脂の数平均分子量が5,000~50,000である、請求項1に記載のポリアミドイミド樹脂組成物。
  3.  前記(A)ポリアミドイミド樹脂のカルボキシル基と酸無水物基を開環させたカルボキシル基とを合わせた酸価が10~80mgKOH/gである、請求項1又は2に記載のポリアミドイミド樹脂組成物。
  4.  前記(C)水の含有量が、ポリアミドイミド樹脂組成物の全質量を基準として10質量%以上である、請求項1~3のいずれか1項に記載のポリアミドイミド樹脂組成物。
  5.  請求項1~4のいずれか1項に記載のポリアミドイミド樹脂組成物と、フッ素樹脂とを含むフッ素塗料。
  6.  請求項5に記載のフッ素塗料により形成された塗膜を、少なくとも一部の表面に有する基材。
  7.  請求項5に記載のフッ素塗料により形成された塗膜を、少なくとも一部の表面に有する物品。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021014486A (ja) * 2019-07-10 2021-02-12 昭和電工マテリアルズ株式会社 水系耐熱性樹脂組成物、塗料及び該塗料を用いた家電と厨房器具

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002284993A (ja) * 2000-11-20 2002-10-03 Hitachi Chem Co Ltd 耐熱性樹脂組成物及び塗料
JP2005120134A (ja) * 2003-10-14 2005-05-12 Hitachi Chem Co Ltd 耐熱性樹脂組成物及び塗料
JP2013256625A (ja) * 2012-06-14 2013-12-26 Hitachi Chemical Co Ltd 水系ポリアミドイミドワニス及び塗料
JP2015522660A (ja) * 2011-12-15 2015-08-06 フジフィルム・ハント・ケミカルズ・ユーエス,インコーポレイテッド ポリアミドイミド樹脂用の低毒性溶媒系及び溶媒系の製造
WO2016175099A1 (ja) * 2015-04-30 2016-11-03 日立化成株式会社 ポリアミドイミド樹脂組成物及び塗料
WO2017099030A1 (ja) * 2015-12-07 2017-06-15 日立化成株式会社 ポリアミドイミド樹脂組成物及びフッ素塗料

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6476764B2 (ja) * 2014-11-04 2019-03-06 日立化成株式会社 水系耐熱性樹脂組成物及び基材
US10301506B2 (en) * 2016-06-06 2019-05-28 Cymer-Dayton, Llc Full scale process for preparing polymer powders

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002284993A (ja) * 2000-11-20 2002-10-03 Hitachi Chem Co Ltd 耐熱性樹脂組成物及び塗料
JP2005120134A (ja) * 2003-10-14 2005-05-12 Hitachi Chem Co Ltd 耐熱性樹脂組成物及び塗料
JP2015522660A (ja) * 2011-12-15 2015-08-06 フジフィルム・ハント・ケミカルズ・ユーエス,インコーポレイテッド ポリアミドイミド樹脂用の低毒性溶媒系及び溶媒系の製造
JP2013256625A (ja) * 2012-06-14 2013-12-26 Hitachi Chemical Co Ltd 水系ポリアミドイミドワニス及び塗料
WO2016175099A1 (ja) * 2015-04-30 2016-11-03 日立化成株式会社 ポリアミドイミド樹脂組成物及び塗料
WO2017099030A1 (ja) * 2015-12-07 2017-06-15 日立化成株式会社 ポリアミドイミド樹脂組成物及びフッ素塗料

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021014486A (ja) * 2019-07-10 2021-02-12 昭和電工マテリアルズ株式会社 水系耐熱性樹脂組成物、塗料及び該塗料を用いた家電と厨房器具

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