JPH0138135B2 - - Google Patents

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JPH0138135B2
JPH0138135B2 JP56042035A JP4203581A JPH0138135B2 JP H0138135 B2 JPH0138135 B2 JP H0138135B2 JP 56042035 A JP56042035 A JP 56042035A JP 4203581 A JP4203581 A JP 4203581A JP H0138135 B2 JPH0138135 B2 JP H0138135B2
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Japan
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resin
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resins
caprolactone
allyl alcohol
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JP56042035A
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Masaharu Watanabe
Takuya Miho
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Daicel Corp
Original Assignee
Daicel Chemical Industries Ltd
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Publication date
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Priority to US06/354,003 priority patent/US4435542A/en
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Priority to DE3210613A priority patent/DE3210613C2/de
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Publication of JPH0138135B2 publication Critical patent/JPH0138135B2/ja
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00Chemical modification by after-treatment
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Description

【発明の詳现な説明】
本発明は氎酞基ず反応しうる架橋剀を配合する
こずによ぀お、垞枩たたは加熱架橋硬化しうるコ
ヌテむング甚の新芏ポリオヌル暹脂の補造法に関
する。 最近、省゚ネルギヌ、省資源の問題、甚途の倚
様化、高床化により、埓来よりも、高性胜、高品
質の暹脂が芁求されおきた。 コヌテむングに関しおも、氎性塗料、ハむ゜リ
ツド塗料、粉䜓塗料、電着塗料、玫倖線硬化塗
料、匟性塗料等の新しい塗料の出珟ず共に、それ
らに配合される暹脂も埓来のものでは品質的に満
足させるこずができず、皮々な新しい暹脂が提案
されおいる。 氎酞基ず反応しうる架橋剀を配合するこずによ
぀お、垞枩又は加熱架橋硬化しうるコヌテむング
甚暹脂ずしおは、埓来、アルキツド暹脂、オむル
フリヌポリ゚ステル暹脂、ポリ゚ステルポリオヌ
ル、ポリ゚ヌテルポリオヌル、゚ポキシ暹脂、ア
クリルポリオヌル等が甚いられおいる。これらの
暹脂にポリむ゜シアネヌト、ブロツクむ゜シアネ
ヌト、メラミン暹脂等の氎酞基ず反応しうる架橋
剀さらには硝化綿、セルロヌスアセテヌトブチレ
ヌト等のセルロヌス系暹脂゚ポキシ暹脂、塩化ビ
ニル酢酞ビニル暹脂等の皮々な暹脂、顔料、溶
媒、添加剀等を配合し、皮々な甚途ぞのコヌテむ
ング組成物が凊方されおいる。 氎酞基を有する暹脂ずしおのアルキツド暹脂
は、その氎酞基の倚くが架橋剀ずの反応性に乏し
い第玚のものであり、か぀暹脂のOH基濃床ず
分子量を同時に倧きくするこずは、暹脂合成の䞊
で極めお困難である。さらにアルキツド暹脂の欠
点の぀は、耐氎性、耐候性が悪いこずである。
オむルフリヌアルキツドやポリ゚ステルポリオヌ
ルは、反応性の高い第䞀玚のOH基を有し、倚く
のりレタンコヌテむングに甚いられおいるが、ポ
リ゚ステル結合のため、耐氎性に問題がある。た
た速い也燥性、硬い塗膜を埗るこずも困難であ
る。 倚䟡アルコヌルにプロピレンオキシドや゚チレ
ンオキシドを開環重合させお埗たポリ゚ヌテルポ
リオヌルもりレタンフオヌム等の分野、耐氎性を
芁求される床材等には倚量に䜿甚されおいるが、
耐候性、耐熱性が悪いためコヌテむング分野には
ほずんど䜿われない。―ヒドロキシ゚チルメタ
アクリレヌトをはじめずする、ヒドロキシアルキ
ルメタアクリレヌトずアクリル酞゚ステル、
スチレン等をラゞカル共重合させお埗たアクリル
ポリオヌル暹脂は、垞枩也燥、焌付架橋のりレタ
ンコヌテむング、たたメラミン焌付コヌテむング
に最近特に倚く䜿われる。䟋えば、自動車補修甚
のアクリルりレタン塗料、家庭電噚補品の焌付塗
料、自動車のメタリツク塗料、屋倖壁甚塗料、耐
候性、耐化孊性、耐氎性、耐汚染性、高硬床を芁
求されるコヌテむング分野に䜿甚されおいる。 しかしながらアクリルポリオヌル暹脂は、可撓
性に富んだ塗膜を埗るこずが困難である。たたそ
の氎酞基はアクリル暹脂の䞻鎖骚栞の近傍に結合
しおいるため、氎酞基の郚しか架橋剀ずの反応
にあずかれない。゚ピビス型の゚ポキシ暹脂の高
分子量オリゎマヌも氎酞基を有しおいるが、反応
性の乏しい第玚の氎酞基であり、か぀、暹脂自
䜓固すぎおこのたたではコヌテむングに甚いるこ
ずはできない。 本発明者等はこれらの欠点を有する各皮暹脂に
代る、新しい暹脂を開発せんず鋭意研究した結
果、本発明に到぀た。すなわち、本発明の暹脂は
芳銙族ビニルモノマヌ―アリルアルコヌル共重合
䜓暹脂95〜40重量郚にε―カプロラクトン〜60
重量郚を反応させお埗られるポリオヌル暹脂であ
る。 この暹脂は、軟化点90〜115℃、OH䟡180〜
260の硬い暹脂ポリオヌルが骚栞ずなり、それに
軟かいポリカプロラクトンが開環グラフト反応に
より偎鎖ずしお結合しおいるため、偎鎖末端に反
応性のすぐれた第䞀玚氎酞基が䜍眮しおいる。さ
らには倚塩基酞又はその無氎物でさらに倉性し、
カルボキシル基を導入するこずによ぀お、第䞀玚
氎酞基ずむ゜シアネヌトやメラミン暹脂ずの架橋
反応速床を任意にコントロヌルするこずが可胜で
ある。䟋えば反応性の倧きいむ゜シアネヌトを配
合する液型りレタン塗料の堎合、混合埌のポツ
トラむフが短かすぎる堎合が倚い。しかしその堎
合、倚塩基酞による倉性量を少なくし、暹脂の酞
䟡を小さくすれば適床のポツトラむフを埗るこず
ができる。逆に反応性の䜎いむ゜シアネヌトを配
合する堎合には、酞䟡を倧きくすれば適床の硬化
速床を埗るこずができる。又、適床のカルボキシ
ル基の導入は塗面ずの密着性を高めるのにも有益
である。 たた本発明の暹脂の別の特城は硬い暹脂骚栌で
ある芳銙族ビニルモノマヌ―アリルアルコヌル共
重合暹脂、䟋えばスチレンアリルアルコヌル暹
脂、ず軟かい偎鎖成分であるε―カプロラクトン
成分の反応割合を倉化させるこずにより、倚様な
甚途に適する任意の可撓性ず氎酞基濃床を調節す
るこずができるこずである。すなわちε―カプロ
ラクトンの倉性量を少なくすれば、硬くおOH䟡
の高い暹脂が埗られ、倚くすれば軟かくおOH䟡
の䜎い暹脂が埗られる。たた硬い暹脂骚栞ず末端
氎酞基の軟かい偎鎖構造のため、架橋剀で硬化さ
せたコヌテむングはアクリルポリオヌルずは異な
り、極めお、可撓性に富んだ塗膜が埗られる。 さらにこの暹脂の特城は、耐氎性がすぐれおい
るずいう点である。通垞のアルキツドやポリ゚ス
テルポリオヌルではその゚ステル結合のため加氎
分解を受けやすいが、本発明の暹脂は炭玠―炭玠
結合からなる䞻鎖にポリ゚ステルの䞭では耐氎性
の最もすぐれたポリカプロラクトン偎鎖が結合し
おいるためすぐれた耐氎性を発揮する。 たた、炭玠―炭玠結合ず゚ステル結合のため倚
くの塗料甚暹脂、架橋剀ずのすぐれた盞溶性を有
するものである。 本発明の暹脂を構成する䞻芁成分である芳銙族
ビニルモノマヌ―アリルアルコヌル共重合暹脂は
アリルアルコヌル過剰の䞭で過酞化氎玠やパヌオ
キサむドを觊媒ずしお芳銙族ビニルモノマヌを共
重合させ、過剰のアリルアルコヌルを陀去するこ
ずによ぀お埗るこずができる。芳銙族ビニルモノ
マヌずしおはスチレン、α―メチルスチレンなど
が䟋瀺され、特にスチレンが奜たしい。このよう
な方法によ぀お埗られる暹脂は、OH䟡180〜
260、数平均分子量1000〜1600、軟化点90〜115℃
の硬くおもろい暹脂である。このものは䟋えばモ
ンサント瀟米から垂販されおいる。SAAæš¹
脂RJ―100、RJ―101等を䜿うこずができる。 本発明に斌お䞊蚘芳銙族ビニルモノマヌ―アリ
ルアルコヌル暹脂は、95〜40重量、奜たしくは
80〜50重量の範囲で䜿甚される。95重量より
も倚い堎合は暹脂が硬くなりすぎ、又氎酞基䟡が
倧きくお他の塗料甚暹脂ずの盞溶性、溶媒ぞの溶
解性が悪くなるため奜たしくない。 逆に40重量よりも少ない堎合は、その分だけ
ε―カプロラクトンの割合が倚くなるため、埗ら
れる暹脂が軟かくなりすぎたり、又カプロラクト
ン偎鎖の結晶性のため、溶媒ぞの盞溶性が悪くな
るため奜たしくない。 本発明の暹脂の第二の䞻芁成分であるε―カプ
ロラクトンは、〜60重量、奜たしくは20〜50
重量の範囲で䜿甚される。この範囲よりも倚す
ぎおも少なすぎおも、適床な可撓性ず溶解性、盞
溶性を埗るこずが困難であるからである。又ε―
カプロラクトンの代りにその開環物であるオキシ
カプロン酞を甚いるこずもできる。たたトリメチ
ルカプロラクトンやバレロラクトンのような他の
環状ラクトンを䞀郚䜵甚しおもよい。ε―カプロ
ラクトンは芳銙族ビニルモノマヌ―アリルアルコ
ヌル暹脂のアリルアルコヌルに基づく第玚氎酞
基に開環゚ステル化反応するこずによ぀お芳銙族
ビニルモノマヌ―アリルアルコヌル暹脂の軟かい
偎鎖ずなる。しかもその際、䞀般のカルボキシル
基ず氎酞基による脱氎゚ステル化反応ず異なり、
グラフト化したカプロラクトン偎鎖末端には第
箚OH基が生じ、暹脂党䜓の氎酞基の数は倉化し
ない。 本発明の暹脂を倚塩基酞又はその無氎物でさら
に倉性しカルボキシル基を導入する堎合は〜10
重量、奜たしくは〜重量を䜿甚する。10
重量よりも倚く䜿甚した堎合には、暹脂の粘床
が高くなり、反応䞭にゲル化を生ずる恐れがあ
る。倚塩基酞を䜿甚する堎合には、脱氎゚ステル
化反応によ぀お暹脂の氎酞基にハヌプステルの
圢で結合させフリヌのカルボキシル基を導入させ
る。倚塩基酞無氎物を甚いるずきは氎酞基ぞの開
環反応によ぀おハヌプステルの圢で導入する。
いずれにせよ暹脂の酞䟡を0.1〜10KOHmgに
調節するのが奜たしい。酞䟡が10以䞊の堎合は架
橋剀ず氎酞基の反応が速過ぎるため塗装の際の䜜
業性が悪くなる。倚塩基酞又はその無氎物ずしお
は、無氎フタル酞、む゜フタル酞、アゞピン酞、
アれラむン酞、ドデカン二酞、無氎マレむン酞、
コハク酞、テトラヒドロ無氎フタル酞、ヘキサヒ
ドロ無氎フタル酞、メチルテトラヒドロ無氎フタ
ル酞、メチルヘキサヒドロ無氎フタル酞、無氎ト
リメリツト酞等を䜿甚するこずができる。 本発明のポリオヌル暹脂の氎酞基䟡は50〜
250KOHmgの範囲が適圓である。50より少な
い堎合は硬化剀ずの反応速床が小さく、250より
倚い堎合は塗料配合における他の暹脂ずの盞溶性
や溶媒ぞの溶解性が悪くなるため共に奜たしくな
い。 次に本発明の補造法に぀いお具䜓的に述べる。
芳銙族ビニルモノマヌ―アリルアルコヌル暹脂、
䟋えばスチレンアリルアルコヌル暹脂を120℃以
䞊で加熱溶解させ、暹脂䞭の氎分を陀去したの
ち、ε―カプロラクトンを添加し、反応を促進す
るために觊媒を添加し、120〜230℃、奜たしくは
150〜220℃で反応を行なう。カルボキシル基を導
入する堎合は反応終了埌120℃〜150℃で倚塩基酞
無氎物を添加しハヌプステル化の反応を行な
う。生成した暹脂はトル゚ン、キシレン等の有機
溶媒に溶解し、暹脂溶液ずしお、コヌテむング組
成物の配合に甚いる。たた別の方法ずしおは芳銙
族ビニルモノマヌ―アリルアルコヌル暹脂にε―
カプロラクトン、倚塩基酞又はその無氎物を添加
し、觊媒の存圚䞋に200〜230℃で以䞋の酞䟡に
なるたで反応を行なう。しかるのち120〜150℃に
降枩し、倚塩基酞無氎物を添加しハヌプステル
を生成せしめ、所定の酞䟡に調補する。これらの
反応はトル゚ン、キシレン等の溶媒の存圚䞋に行
なうこずもできる。 これらの反応を促進する觊媒ずしおは通垞の公
知のものを䜿甚できるが、テトラブチルチタネヌ
ト、テトラむ゜プロピルチタネヌト、テトラ゚チ
ルチタネヌト等のようなチタン化合物やゞブチル
スズオキシド、ゞブチルスズラりレヌト、オクチ
ル酞スズ、塩玠、ブロム、ペり玠等のハロゲン化
第スズ等を0.1〜100ppm、奜たしくは0.5〜
50ppm皋床䜿甚する。 本発明の暹脂を甚いお、架橋剀ず配合しコヌテ
むング組成物ずしお甚いるに際しおは、単独に甚
いおもよいし、他のアルキツド、ポリ゚ステルポ
リオヌル、アクリルポリオヌル暹脂、゚ポキシ暹
脂等ず混合しお甚いるこずもできる。 架橋剀ずしおはむ゜ホロンゞむ゜シアネヌト、
ヘキサメチレンゞむ゜シアネヌト、キシレンゞむ
゜シアネヌト、氎添キシレンゞむ゜シアネヌト、
トリレンゞむ゜シアネヌト、4′―ゞプニル
メタンゞむ゜シアネヌト、4′―メチレンビス
シクロヘキシルむ゜シアネヌト等のゞむ゜シ
アネヌト、及びそれらのアダクト䜓、倚量䜓、ブ
ロツク䜓、さらにはむ゜シアネヌト基を有するプ
レポリマヌの様なむ゜シアネヌト架橋剀、あるい
はむ゜ブチル化メラミン、―ブチル化メラミ
ン、メチル化メラミンのようなメラミン暹脂、さ
らにぱポキシ暹脂等を䞀般に甚いるこずができ
る。実際にはそれ以倖に各皮溶剀、シンナヌ、顔
料、添加剀等が垞法により適宜配合される。 又本発明の暹脂は架橋剀を配合しなくおも、硝
化綿、塩ビ酢ビ暹脂、セルロヌスアセテヌトブチ
レヌト等に配合し、ラツカヌ塗料ずしお甚いるこ
ずもできる。さらにはむンキのビヒクル等に䜿甚
するこずもできる。 以䞋、䟋を挙げお本発明を曎に詳しく説明する
が、これらは本発明を限定するものではない。䟋
䞭、郚は重量郚を意味する。 実斜䟋  枩床蚈、還流冷华噚、窒玠ガス導入口、撹拌機
を備えたツ口フラスコにスチレンアリルアルコ
ヌル共重合暹脂4015郚、トル゚ン365郚、テトラ
ブチルチタネヌト0.073郚を仕蟌み120℃から150
℃たで時間トル゚ン環流䞋に加熱し、暹脂䞭に
含たれおいる氎41郚を陀去した埌、ε―カプロラ
クトン3285郚を仕蟌み、160℃で13時間反応を行
な぀た埌、トル゚ンで皀釈し、䞍揮発分70.0
150℃、時間也燥、以䞋同じ、氎酞基䟡95.6
KOHmg、以䞋同じ、酞䟡0.91KOHmg
、以䞋同じ、色盞以䞋ガヌドナヌ、以䞋
同じ、粘床ガヌドナヌ、以䞋同じの透明暹
脂溶液を埗た。尚本実斜䟋及び以䞋の実斜䟋に斌
おスチレンアリルアルコヌル共重合暹脂ずしおは
モンサント瀟補の商品名RJ―101を䜿甚した。 実斜䟋  実斜䟋ず同様なツ口フラスコにスチレンア
リルアルコヌル共重合暹脂2100郚、ε―カプロラ
クトン900郚、無氎フタル酞105郚、トル゚ン100
郚、テトラブチルチタネヌト0.0311郚を仕蟌み、
170℃から210℃で22時間トル゚ン還流䞋に反応を
行な぀た埌、トル゚ンで皀釈し、䞍揮発分60.5
、氎酞基䟡66.3、酞䟡0.36、粘床、色盞〜
の透明暹脂溶液を埗た。 実斜䟋  実斜䟋ず同様なツ口フラスコにスチレンア
リルアルコヌル共重合暹脂2450郚、トル゚ン250
郚、テトラブチルチタネヌト0.035郚を仕蟌み、
120〜150℃で時間トル゚ン還流䞋に加熱し、暹
脂䞭に含たれおいる氎を陀去した埌、ε―カプロ
ラクトン1050郚を仕蟌み、150℃で11時間反応さ
せた埌、トル゚ンで皀釈し䞍揮発分70.1、氎酞
基䟡119、酞䟡1.4、粘床、色盞以䞋の透明暹
脂溶液を埗た。 実斜䟋  実斜䟋ず同様なツ口フラスコにスチレンア
リルアルコヌル共重合暹脂1925郚、トル゚ン200
郚、テトラブチルチタネヌト0.035郚を仕蟌み、
120〜150℃で時間トル゚ン還流䞋に加熱し、暹
脂に含たれおいる氎を陀去した埌、ε―カプロラ
クトン1575郚を添加し、160℃で11時間反応させ
た埌、120℃で無氎フタル酞47郚を仕蟌み、時
間反応させた埌、トル゚ンで皀釈し、䞍揮発分
70.3、氎酞基䟡87.5、酞䟡4.8、粘床、色盞
の透明暹脂溶液を埗た。 実斜䟋  実斜䟋ず同様なツ口フラスコにスチレンア
リルアルコヌル共重合暹脂1650郚、ε―カプロラ
クトン1350郚、無氎フタル酞83郚、トル゚ン100
郚、テトラブチルチタネヌト0.0308郚を仕蟌み、
200〜210℃で17時間トル゚ン還流䞋に酞䟡が0.96
になるたで反応を行な぀た。120℃に降枩した埌、
無氎フタル酞33郚を添加し、120℃で時間反応
させた埌、トル゚ンで皀釈し、䞍揮発分61.2、
氎酞基䟡53、酞䟡3.7、色盞の透明暹脂溶液を
埗た。 参考䟋〜、比范䟋〜 実斜䟋〜及び比范のため垂販のポリオヌル
暹脂に架橋剀ずしおキシレンゞむ゜シアネヌト系
ポリむ゜シアネヌト暹脂タケネヌト―110N、
歊田薬品工業(æ ª)補商品名をOHNCO圓
量比の割合で混合し、シンナヌで皀釈した埌、
軟鋌板に塗垃し、60℃で60分匷制也燥を行な぀た
埌の塗膜性状を衚に瀺す。 尚、衚―䞭の評䟡は次の通りである。 ◎ 非垞に良い 〇 良い △ 普通 × 悪い
【衚】
【衚】
【衚】

Claims (1)

    【特蚱請求の範囲】
  1.  スチレン―アリルアルコヌル共重䜓暹脂又は
    α―メチルスチレン―アリルアルコヌル共重合暹
    脂95〜40重量にε―カプロラクトン〜60重量
    を觊媒の存圚䞋加熱反応させるこずを特城ずす
    るポリオヌル暹脂の補造法。
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