JPS6086121A - 熱硬化性高固形分塗料用ポリエステル樹脂の製造方法 - Google Patents
熱硬化性高固形分塗料用ポリエステル樹脂の製造方法Info
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Landscapes
- Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は熱硬化性高固形分塗料に使用するポリエステル
樹脂の製造方法に関するものである。
樹脂の製造方法に関するものである。
近年、世界的な省資源、省エネルギ゛−化への動きと大
気汚染の深刻化による溶剤排出規制の強化に備え、塗料
産業の分野においてもその対策が要精されている。この
ような問題を解決する方策として、塗料を高固形分化し
塗料中の含有溶剤量を削減する試みが、金属塗装の分野
を主な対象として最近とみに行われるようになってきた
。
気汚染の深刻化による溶剤排出規制の強化に備え、塗料
産業の分野においてもその対策が要精されている。この
ような問題を解決する方策として、塗料を高固形分化し
塗料中の含有溶剤量を削減する試みが、金属塗装の分野
を主な対象として最近とみに行われるようになってきた
。
しかるに、単純に樹脂分子量を引下げることにより低粘
度樹脂を設計し、その反面において低下する硬化反応性
を水酸基価のアップで補う従来の樹脂設計思想では、塗
料を高固形分化することはできても、熱硬化性塗料とし
ての塗膜性能が不十分であることは否定できない。特に
高固形分塗料用ポリエステル樹脂を設計する場合、樹脂
成分の分子量を引下げ、且つ低粘度樹脂オリゴマーを得
るために芳香族系樹脂原料の分量を少なくし、脂肪族系
樹脂原料を多用することが一般的によく行われる。しか
し、この場合、脂肪族系原料の使用により硬化塗膜の可
撓性は得られやすいが、逆に芳香族系原料が少ないこと
による塗膜光沢の低下は避は難い。また芳香族系樹脂原
料を多く用いて、これによる物性の低下を一般的な脂肪
酸原料の使用で補うことも試みられているが、この場合
は硬化塗膜の耐候性が低下するといった大きな問題が残
る。また、一方で低分子量ポリエステル樹脂オリゴマー
は一般のポリマー型ポリエステル樹脂に比べ顔料の分散
性が劣ると言われており、これらの問題を解決する方法
として脂肪酸変性系が適すると言われている。しかるに
、脂肪酸変性量が増すと前述のように塗膜の耐候性が低
下するため、結局、塗膜の耐候性、光沢、硬さ、可撓性
および塗料の顔料分散性をすべて満足する高固形分塗料
用ポリエステル樹脂オリゴマーの設計は困難であると一
般的に考えられてきた。
度樹脂を設計し、その反面において低下する硬化反応性
を水酸基価のアップで補う従来の樹脂設計思想では、塗
料を高固形分化することはできても、熱硬化性塗料とし
ての塗膜性能が不十分であることは否定できない。特に
高固形分塗料用ポリエステル樹脂を設計する場合、樹脂
成分の分子量を引下げ、且つ低粘度樹脂オリゴマーを得
るために芳香族系樹脂原料の分量を少なくし、脂肪族系
樹脂原料を多用することが一般的によく行われる。しか
し、この場合、脂肪族系原料の使用により硬化塗膜の可
撓性は得られやすいが、逆に芳香族系原料が少ないこと
による塗膜光沢の低下は避は難い。また芳香族系樹脂原
料を多く用いて、これによる物性の低下を一般的な脂肪
酸原料の使用で補うことも試みられているが、この場合
は硬化塗膜の耐候性が低下するといった大きな問題が残
る。また、一方で低分子量ポリエステル樹脂オリゴマー
は一般のポリマー型ポリエステル樹脂に比べ顔料の分散
性が劣ると言われており、これらの問題を解決する方法
として脂肪酸変性系が適すると言われている。しかるに
、脂肪酸変性量が増すと前述のように塗膜の耐候性が低
下するため、結局、塗膜の耐候性、光沢、硬さ、可撓性
および塗料の顔料分散性をすべて満足する高固形分塗料
用ポリエステル樹脂オリゴマーの設計は困難であると一
般的に考えられてきた。
本発明は、このような従来の難点を解消し、性能バラン
スの優れた高固形分塗料用ポリエステル樹脂オリゴマー
を完成することを目的とする。
スの優れた高固形分塗料用ポリエステル樹脂オリゴマー
を完成することを目的とする。
本発明は、反応の第一段階として芳香族または脂環式の
無水ジカルボン酸と炭素数8〜16の1測高級アルコー
ルからなる半エステルモノカルボン酸を合成する。この
合成において、無水ジカルボン酸/1価アルコールの仕
込比率は0.8〜5.0(モル比)の範囲内にあり、触
媒として8級アミンの存在下に、160℃、以下の温度
で、1価アルコールの反応率が80%以上に達するまで
反応させ半エステル化することにより、反応生成物とし
てl官能性のポリエステル樹脂原料を得る。次の段階と
してこの反応生成物を多価カルボン酸および多価アルコ
ールと共に、数平均分子量が5O−O〜2000、水酸
基価が80〜200、酸価が30以下になるように配合
設計し縮合反応させる。
無水ジカルボン酸と炭素数8〜16の1測高級アルコー
ルからなる半エステルモノカルボン酸を合成する。この
合成において、無水ジカルボン酸/1価アルコールの仕
込比率は0.8〜5.0(モル比)の範囲内にあり、触
媒として8級アミンの存在下に、160℃、以下の温度
で、1価アルコールの反応率が80%以上に達するまで
反応させ半エステル化することにより、反応生成物とし
てl官能性のポリエステル樹脂原料を得る。次の段階と
してこの反応生成物を多価カルボン酸および多価アルコ
ールと共に、数平均分子量が5O−O〜2000、水酸
基価が80〜200、酸価が30以下になるように配合
設計し縮合反応させる。
また、本発明は前記第二段階において、第一段階で得ら
れた反応生成物、多価カルボン酸および多価アルコール
の他に飽和脂肪族モノカルボン酸からなる成分を使用し
て、前記発明と同様に数平均分子量800〜2000、
水酸基価80〜200、酸価30以下になるように配合
設計し縮合反応させる。
れた反応生成物、多価カルボン酸および多価アルコール
の他に飽和脂肪族モノカルボン酸からなる成分を使用し
て、前記発明と同様に数平均分子量800〜2000、
水酸基価80〜200、酸価30以下になるように配合
設計し縮合反応させる。
本発明によれば、あらかじめ芳香族または脂環式の無水
ジカルボン酸を炭素数8〜16の1価の高級アルコール
でアルコールの反応率が、80%以上になるまで半エス
テル化しておくことにより、1官能性のポリエステル樹
脂原料を準備し、この扁脂原料を多価カルボン酸および
多価アルコール要すれば飽和脂肪族モノカルボン酸と共
に縮合反応を行わせた。これにより、従来のポリエステ
ル樹脂合成の手法では得られ難がった芳香族または脂環
式化合物のポリエステル樹脂側鎖への導入を図ることが
できた。また、芳香族または脂環式化合物の含有量が従
来より大幅にアップしたため、塗膜光沢と婢さを向上し
た。さらに、側鎖への導入手法により塗膜の可撓性の低
下が抑えられ、且つ炭素数8〜16の1価アルコールの
同時導入により塗料の顔料分散性と塗膜の耐候性の低下
を抑えることができた。また、半エステル化反応におい
て8級アミン触媒を用い160″C以下の温度で反応を
行わせたので、無水ジカルボンn2の1価アルコールジ
エステル化反応が抑止された。綜合反応において、無水
ジカルボン酸と1価アルコールの仕込比率を0.8〜5
.0(モル比)の範囲に限定し、且つ1価アルコールの
反応率を80%以上に到達せしめることにより、無水ジ
カルボン酸の未反応物を最小限に止め、半エステル化物
のポリエステル樹脂側鎖への効率的導入を達成した。さ
らに数平均分子量を800〜2000、水酸基価を80
〜2oo、6価を80以下に設定することにより、低分
子量ポリエステル樹脂オリゴマーの合成を可能ならしめ
た。これにより本発明は、性能バランスの優れた高固形
分塗料用ポリエステル樹脂オリゴマーを完成させ得たも
のである。
ジカルボン酸を炭素数8〜16の1価の高級アルコール
でアルコールの反応率が、80%以上になるまで半エス
テル化しておくことにより、1官能性のポリエステル樹
脂原料を準備し、この扁脂原料を多価カルボン酸および
多価アルコール要すれば飽和脂肪族モノカルボン酸と共
に縮合反応を行わせた。これにより、従来のポリエステ
ル樹脂合成の手法では得られ難がった芳香族または脂環
式化合物のポリエステル樹脂側鎖への導入を図ることが
できた。また、芳香族または脂環式化合物の含有量が従
来より大幅にアップしたため、塗膜光沢と婢さを向上し
た。さらに、側鎖への導入手法により塗膜の可撓性の低
下が抑えられ、且つ炭素数8〜16の1価アルコールの
同時導入により塗料の顔料分散性と塗膜の耐候性の低下
を抑えることができた。また、半エステル化反応におい
て8級アミン触媒を用い160″C以下の温度で反応を
行わせたので、無水ジカルボンn2の1価アルコールジ
エステル化反応が抑止された。綜合反応において、無水
ジカルボン酸と1価アルコールの仕込比率を0.8〜5
.0(モル比)の範囲に限定し、且つ1価アルコールの
反応率を80%以上に到達せしめることにより、無水ジ
カルボン酸の未反応物を最小限に止め、半エステル化物
のポリエステル樹脂側鎖への効率的導入を達成した。さ
らに数平均分子量を800〜2000、水酸基価を80
〜2oo、6価を80以下に設定することにより、低分
子量ポリエステル樹脂オリゴマーの合成を可能ならしめ
た。これにより本発明は、性能バランスの優れた高固形
分塗料用ポリエステル樹脂オリゴマーを完成させ得たも
のである。
本発明に使用する芳香族または脂環式の無水ジカルボン
酸としては、例えば無水フタル酸、テトラヒドロ無水フ
タル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸などが好ましく、ま
たシクロペンタジェン無水マレイン酸付加物のような環
式無水ジカルボン酸でもよい。しかし、無水トリメリッ
ト酸、無水ピロメリット酸のよりな3官能以上の酸無水
物は半エステル化後も2官能醸成分となりポリエステル
縮合反応において主鎖中に組込まれてしまい、側鎖に芳
香環ま、たは脂環構造を配する本発明の主旨とは異なる
ので不適当である。従って、本発明には側鎖に芳香環ま
たは脂環構造を配することができるジカルボン酸の無水
物が適している。また無水:l ハク酸、無水マレイン
酸のような脂肪族無水ジカルボン酸を使用する場合、塗
膜の光沢、耐候性向上に何ら効果がない。従って本発明
においては芳香族または脂環式無水ジカルボン酸に限定
した。
酸としては、例えば無水フタル酸、テトラヒドロ無水フ
タル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸などが好ましく、ま
たシクロペンタジェン無水マレイン酸付加物のような環
式無水ジカルボン酸でもよい。しかし、無水トリメリッ
ト酸、無水ピロメリット酸のよりな3官能以上の酸無水
物は半エステル化後も2官能醸成分となりポリエステル
縮合反応において主鎖中に組込まれてしまい、側鎖に芳
香環ま、たは脂環構造を配する本発明の主旨とは異なる
ので不適当である。従って、本発明には側鎖に芳香環ま
たは脂環構造を配することができるジカルボン酸の無水
物が適している。また無水:l ハク酸、無水マレイン
酸のような脂肪族無水ジカルボン酸を使用する場合、塗
膜の光沢、耐候性向上に何ら効果がない。従って本発明
においては芳香族または脂環式無水ジカルボン酸に限定
した。
また本発明において半エステル化反応を効率よく進める
ためにはジカルボン酸は酸無水物が適当である。酸無水
物以外のジカルボン酸、例えばフタル酸、イソフタル酸
などを用いるとジエステルが生成し易くなり好ましくな
い。
ためにはジカルボン酸は酸無水物が適当である。酸無水
物以外のジカルボン酸、例えばフタル酸、イソフタル酸
などを用いるとジエステルが生成し易くなり好ましくな
い。
次に、半エステル化反応に用いるアルコールは炭素数が
8〜16個の1測高級アルコールである。
8〜16個の1測高級アルコールである。
1価アルコールの炭素数が7以下では最終的に得られる
ポリエステル樹脂の顔料分散性が劣り、また炭素数が1
8以上では塗膜の耐候性が低下する。
ポリエステル樹脂の顔料分散性が劣り、また炭素数が1
8以上では塗膜の耐候性が低下する。
また飽和アルコールが好ましく、不飽和基を有するアル
コールは耐候性の点で不適当である。1価アルコールと
しては2−エチルヘキサノール。
コールは耐候性の点で不適当である。1価アルコールと
しては2−エチルヘキサノール。
n−オクタツール、n−ノナノール、n−デカノール、
NAA−40〜45(08〜018高級アルコール、。
NAA−40〜45(08〜018高級アルコール、。
・日本油脂(株)登録商標)、トリメチルへブタメール
(C10オキソコール、日量化学工業(株)登録商標)
、ラウリルアルコール、テトラメチルノナノール(Cオ
キソコール、日量化学工業(株)登録a 商標)、ドパノール28(0、Cの混合色12 18 鎖アルコール、シェル化学(株)登録商標)、ドパノー
ル4 s (0,、O□5の混合直鎖アルコール。
(C10オキソコール、日量化学工業(株)登録商標)
、ラウリルアルコール、テトラメチルノナノール(Cオ
キソコール、日量化学工業(株)登録a 商標)、ドパノール28(0、Cの混合色12 18 鎖アルコール、シェル化学(株)登録商標)、ドパノー
ル4 s (0,、O□5の混合直鎖アルコール。
シェル化学(株)登録商標) 、 ミリスチルアルコー
ル、ステアリルアルコールなどがある。
ル、ステアリルアルコールなどがある。
本発明の半エステルモノカルボン酸を合ゞ成する段階で
は、無水ジカルボン酸/1価アルコールの仕込比率が0
.8〜5.0(モル比)の範囲内にある。
は、無水ジカルボン酸/1価アルコールの仕込比率が0
.8〜5.0(モル比)の範囲内にある。
仕込比率が0.8未満の場合には1価アルコールの未反
応成分が多くなり、一般に比較的高い温度条件下(約1
80〜250″C)で行われる後のポリエステル化綜合
反応において、反応系に滞留し難く、このため最終のポ
リエステル樹脂中に揮発性低分子未反応物として残存し
易くなる。特に本発明のように水酸基価を80〜200
と高い値に設計して硬化剤との架橋反応性を高めようと
する構台、水酸基を含有する揮発性の低分子アルコール
成分が多く残存すると、架橋反応効率を下げ、塗膜の焼
付過程において揮発分の焼付炉内凝縮を招き、被塗物上
への落下による外観性トラブル発生の原因となり易い。
応成分が多くなり、一般に比較的高い温度条件下(約1
80〜250″C)で行われる後のポリエステル化綜合
反応において、反応系に滞留し難く、このため最終のポ
リエステル樹脂中に揮発性低分子未反応物として残存し
易くなる。特に本発明のように水酸基価を80〜200
と高い値に設計して硬化剤との架橋反応性を高めようと
する構台、水酸基を含有する揮発性の低分子アルコール
成分が多く残存すると、架橋反応効率を下げ、塗膜の焼
付過程において揮発分の焼付炉内凝縮を招き、被塗物上
への落下による外観性トラブル発生の原因となり易い。
また一方、仕込比率が57.0を越えると、過剰の無水
ジカルボン酸のため、以後ノポリエステル樹脂の配合設
計において多塩基酸選定の自由度が小さくなり、性能バ
ランスの優れた配合設計が難しくなる。
ジカルボン酸のため、以後ノポリエステル樹脂の配合設
計において多塩基酸選定の自由度が小さくなり、性能バ
ランスの優れた配合設計が難しくなる。
半エステル化反応を促進させるため3級アミンを触媒と
して使用することが好ましく、反応温度は脱水反応によ
るジエステル化反応を抑えるため160℃以下に保持す
ることが必要である。好ましい温度範囲は180〜15
0’Cであり、反応温度が130°Cを下回ると反応速
度は著しく遅くなる。また、これらの反応条件では1価
アルコールの反応率を80%以上に保つことが必要であ
る。
して使用することが好ましく、反応温度は脱水反応によ
るジエステル化反応を抑えるため160℃以下に保持す
ることが必要である。好ましい温度範囲は180〜15
0’Cであり、反応温度が130°Cを下回ると反応速
度は著しく遅くなる。また、これらの反応条件では1価
アルコールの反応率を80%以上に保つことが必要であ
る。
反応率が80%を下回ると後のポリエステル化縮合反応
時に分子量が高くなり易く、粘度の増大を招くため本発
明の高固形分化の目的に逆行し、また、未反応アルコー
ルの残存による前述のような架橋反応効率低下あるいは
焼付炉内におけるアルコールの凝縮落下の問題等を生じ
易い。尚、8級アミンとしてはトリエチルアミン、トリ
プロピルアミン、ジメチルエタノールアミン、メチルジ
ェタノールアミン、トリエタノールアミン、ジメチルラ
ウリルアミン、ジメチルベンジルアミンなどがある。
時に分子量が高くなり易く、粘度の増大を招くため本発
明の高固形分化の目的に逆行し、また、未反応アルコー
ルの残存による前述のような架橋反応効率低下あるいは
焼付炉内におけるアルコールの凝縮落下の問題等を生じ
易い。尚、8級アミンとしてはトリエチルアミン、トリ
プロピルアミン、ジメチルエタノールアミン、メチルジ
ェタノールアミン、トリエタノールアミン、ジメチルラ
ウリルアミン、ジメチルベンジルアミンなどがある。
本発明の第2段階の縮合反応として使用する多価カルボ
ン酸は、無水酸であってもよく、フタル酸、無水フタル
酸、イソフタル酸、テレフタ” (lfy +トリメリ
ット酸、ピロメリット酸またはこれらの無水物のような
芳香族多価カルボン酬、テトラヒドロフタル酸、ヘキサ
ヒドロフタル酸またはこれらの無水物のような脂環式多
価カルボン酸、アジピ°ン酸、マレイン酸、フマル酸、
コハク酸、アゼライン峨、セバシン酸またはこれらの無
水物のような脂肪族多価カルボン酸があ2゜ また、多価アルコールは一般のポリエステル樹脂の合成
に用いられる原料と何ら変わりなく、このような化合物
としては、エチレングリコール。
ン酸は、無水酸であってもよく、フタル酸、無水フタル
酸、イソフタル酸、テレフタ” (lfy +トリメリ
ット酸、ピロメリット酸またはこれらの無水物のような
芳香族多価カルボン酬、テトラヒドロフタル酸、ヘキサ
ヒドロフタル酸またはこれらの無水物のような脂環式多
価カルボン酸、アジピ°ン酸、マレイン酸、フマル酸、
コハク酸、アゼライン峨、セバシン酸またはこれらの無
水物のような脂肪族多価カルボン酸があ2゜ また、多価アルコールは一般のポリエステル樹脂の合成
に用いられる原料と何ら変わりなく、このような化合物
としては、エチレングリコール。
プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール。
1.8−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、ジエチレングリコール。
ベンタンジオール、ジメチルブタンジオール、水添ビス
フェノールA、グリセリン、トリメチロールプロパン、
ペンタエリスリトール、ツルピトー多価アルコール、要
すれば飽和脂肪族モノカルボン酸を、数平均分子量が8
00〜2000.水酸基価が80〜200、酸価が30
以下になるように配合設計する。数平均分子量が800
を下回ると塗膜の硬化性、耐候性が不十分となり、2o
00を越えると塗料粘度が高くなり過ぎ高固形分塗料の
目的に使用することができない。また水酸基が80を下
回ると硬化剤との反応後も架橋密度が低く塗膜の物性、
耐候性に問題が生じ易く、200を越えると樹脂の凝集
力が過大となり塗膜欠陥が発生し易くなる。酸価は8o
を越えると塗膜の耐、水性に悪影響を及ぼし好ましくな
い。縮合反応は、従来法と同様に無溶剤溶融縮合法、溶
剤共沸縮合法またはこれら2方法の併用などで行うこと
ができる。
フェノールA、グリセリン、トリメチロールプロパン、
ペンタエリスリトール、ツルピトー多価アルコール、要
すれば飽和脂肪族モノカルボン酸を、数平均分子量が8
00〜2000.水酸基価が80〜200、酸価が30
以下になるように配合設計する。数平均分子量が800
を下回ると塗膜の硬化性、耐候性が不十分となり、2o
00を越えると塗料粘度が高くなり過ぎ高固形分塗料の
目的に使用することができない。また水酸基が80を下
回ると硬化剤との反応後も架橋密度が低く塗膜の物性、
耐候性に問題が生じ易く、200を越えると樹脂の凝集
力が過大となり塗膜欠陥が発生し易くなる。酸価は8o
を越えると塗膜の耐、水性に悪影響を及ぼし好ましくな
い。縮合反応は、従来法と同様に無溶剤溶融縮合法、溶
剤共沸縮合法またはこれら2方法の併用などで行うこと
ができる。
縮合反応においては、必要とする場合には、少量の飽和
脂肪族モノカルボン酸を添加する。これはポリエステル
の分子量調節、塗膜の可撓性調整等の目的で併用する。
脂肪族モノカルボン酸を添加する。これはポリエステル
の分子量調節、塗膜の可撓性調整等の目的で併用する。
このようなカルボン酸としては、2−エチルヘキサン酸
、ノナン酸、イソノナン酸、ラウリン酸、ステアリン酸
などがある。
、ノナン酸、イソノナン酸、ラウリン酸、ステアリン酸
などがある。
以上、本発明によって製造されたポリエステル樹脂は、
芳香族または脂環式の無水ジカルボン酸の1価アルコー
ル半エステルが1官能性であるため側鎖に配位し、塗膜
に環状化合物に依る光沢、硬さを与え、1価アルコール
構造に基づく耐候性に。
芳香族または脂環式の無水ジカルボン酸の1価アルコー
ル半エステルが1官能性であるため側鎖に配位し、塗膜
に環状化合物に依る光沢、硬さを与え、1価アルコール
構造に基づく耐候性に。
可撓性を与えると共に、アルコールのアルキル鎖が優れ
た顔料分散性を与え、また特定の配合条件で縮合反応を
行ったので優れた塗料塗膜性能を有する。
た顔料分散性を与え、また特定の配合条件で縮合反応を
行ったので優れた塗料塗膜性能を有する。
太亮口1jk−J−って制滑六わかi ++ニス子ル席
H旨は、一般の高固形分塗料と同様、クリヤー塗料また
は顔料を分散させた着色塗料用に供することができる。
H旨は、一般の高固形分塗料と同様、クリヤー塗料また
は顔料を分散させた着色塗料用に供することができる。
硬化剤としては、アミノメチロール樹脂、エポキシ樹脂
、ポリイソシアネートなどを用いることができるが、ア
ルコール変性メラミン樹脂が最も好ましい。アルコール
変性メラミン樹脂は一般的にメチルエーテル化メラミン
樹脂が多く用いられるが、これに特に限定する必要はな
く、ブチルエーテル、イソブチルエーテル化メラミン樹
脂でもよく、あるいはこれらの混合物または混合エーテ
ル化メラミン樹脂を用いることもできる。硬化触媒とし
ては、酸触媒が有効でアルキルベンゼンスルホン酸、ア
ルキルナフタレンスルホン酸またはこれらのアミン等が
用いられる。塗料の希釈用溶剤は芳香族炭化水素、脂肪
族炭化水素、ケトン系、アルコール系、エステル系、グ
リコールエーテル系等単独または混合系溶剤として使用
できる。
、ポリイソシアネートなどを用いることができるが、ア
ルコール変性メラミン樹脂が最も好ましい。アルコール
変性メラミン樹脂は一般的にメチルエーテル化メラミン
樹脂が多く用いられるが、これに特に限定する必要はな
く、ブチルエーテル、イソブチルエーテル化メラミン樹
脂でもよく、あるいはこれらの混合物または混合エーテ
ル化メラミン樹脂を用いることもできる。硬化触媒とし
ては、酸触媒が有効でアルキルベンゼンスルホン酸、ア
ルキルナフタレンスルホン酸またはこれらのアミン等が
用いられる。塗料の希釈用溶剤は芳香族炭化水素、脂肪
族炭化水素、ケトン系、アルコール系、エステル系、グ
リコールエーテル系等単独または混合系溶剤として使用
できる。
また塗面調整用添加剤、チキン性付与剤等一般塗料と同
様に使用することができる。
様に使用することができる。
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明、するが
本発明はこれに限定されるものではない。
本発明はこれに限定されるものではない。
配合中の部数はすべて重量部で示す。
攪拌機、温度計、水分離器付きの2t7ラスコに無水フ
タル酸592部(4,0モル)、n−デカノール682
部(4,0モル)、必要に応じてベンジルジメチルアミ
ン1.2部を加え、攪拌しながら所定の湿度まで30分
かけて加熱し、昇温後5時間保った後、反応率を測定し
た。結果を第1表に示す。
タル酸592部(4,0モル)、n−デカノール682
部(4,0モル)、必要に応じてベンジルジメチルアミ
ン1.2部を加え、攪拌しながら所定の湿度まで30分
かけて加熱し、昇温後5時間保った後、反応率を測定し
た。結果を第1表に示す。
第1表 半エステルモノカルボン飯の合成* 反応率は
仕込んだ1価アルコールに対する半エステル化反応に使
われた1価アルコールの百分率であり、系の全酸価およ
び半師価を測定して得られる。全酸価は、試料をピリジ
ン/水(重量比で90/10 )混合液中で煮沸するこ
とにより残存無水酸をすべてカルボキシル基に転換した
後、フェノールフタレインを指示薬としてアルコール性
KOH試薬で滴定した酸価である。
仕込んだ1価アルコールに対する半エステル化反応に使
われた1価アルコールの百分率であり、系の全酸価およ
び半師価を測定して得られる。全酸価は、試料をピリジ
ン/水(重量比で90/10 )混合液中で煮沸するこ
とにより残存無水酸をすべてカルボキシル基に転換した
後、フェノールフタレインを指示薬としてアルコール性
KOH試薬で滴定した酸価である。
半酸価は試料をそのままベンゼン/エタノール混合溶剤
に溶解させた後、フェノールフタレインを指示薬として
アルコール性KOH試薬で滴定した酸価である。
に溶解させた後、フェノールフタレインを指示薬として
アルコール性KOH試薬で滴定した酸価である。
実施例1,2ではベンジルジメチルアミンを触媒として
使用したが、比較例1,2では触媒を使用しなかった。
使用したが、比較例1,2では触媒を使用しなかった。
実施例1は反応温度が130°Cで反応率は80%であ
るが、比較例1は無触媒反応のため反応温度が150°
Cでも反応率は39%と低い値を示した。これに対し、
比較例1と同じ反応温度の実施例2では反応率が95%
に達した。
るが、比較例1は無触媒反応のため反応温度が150°
Cでも反応率は39%と低い値を示した。これに対し、
比較例1と同じ反応温度の実施例2では反応率が95%
に達した。
比較例2のように反応温度を180℃まで上げる、と、
脱水反応が起こり易、くなり、非官能性のジエステルが
生成するので好ましくない。
脱水反応が起こり易、くなり、非官能性のジエステルが
生成するので好ましくない。
実施例3〜8.比較例3,4
牛エステルモノカルボン酸の合成において、無水ジカル
ボンif/1価アルコールの仕込モル比を0.6 、0
.8 、1,0 、2゜0 、 LO’ 、 5.0の
6水準とり、ベンジルジメチルアミンを0.1重量%添
加して、実施例1と同様な手法で、150°Cにて5時
間反応させ、第2表に示すような半エステル化反応物を
得た。また、仕込モル比1.0のものについては反応条
件を変えて(50°C,2,5時間および1.5時間)
反応率の異なる半エステル化反応物を得た。
ボンif/1価アルコールの仕込モル比を0.6 、0
.8 、1,0 、2゜0 、 LO’ 、 5.0の
6水準とり、ベンジルジメチルアミンを0.1重量%添
加して、実施例1と同様な手法で、150°Cにて5時
間反応させ、第2表に示すような半エステル化反応物を
得た。また、仕込モル比1.0のものについては反応条
件を変えて(50°C,2,5時間および1.5時間)
反応率の異なる半エステル化反応物を得た。
これらの半エステル化物を原料とするポリエステル樹脂
の@造は次のように行った。
の@造は次のように行った。
攪拌機、温度計、水分離器付き3ノフラスコに半エステ
ル化物全量(未反応アルコール、未反応無水ジカルボン
酸を含む)を仕込み、次いで無水フタル敵、イソフタル
醗、アジピン酸、ネオペンチルグリコール、トリメチロ
ールプロパンを、第、2表に記載した配合(酸価10.
水酸基価150゜数平均分子ff11000を得るよう
に設計した配合)に基づいて仕込み、加熱融解した。攪
拌しながら4時間かけて240″Cまで昇温し、脱水さ
せながら240℃に約2時間保ち、酸価loになるまで
縮合反応を続けた。反応終了後、140″Cまで冷却し
加熱減量測定用サンプルを採取し、その後、固形分温度
約80%を得るに必要なキシレンで希釈した。このよう
にして得られたポリエステル樹脂の110°CX60分
における加熱減量とGPO(ゲル透過クロマトグラフィ
ー)を用いて測定した分子量分布を第2表に示した。
ル化物全量(未反応アルコール、未反応無水ジカルボン
酸を含む)を仕込み、次いで無水フタル敵、イソフタル
醗、アジピン酸、ネオペンチルグリコール、トリメチロ
ールプロパンを、第、2表に記載した配合(酸価10.
水酸基価150゜数平均分子ff11000を得るよう
に設計した配合)に基づいて仕込み、加熱融解した。攪
拌しながら4時間かけて240″Cまで昇温し、脱水さ
せながら240℃に約2時間保ち、酸価loになるまで
縮合反応を続けた。反応終了後、140″Cまで冷却し
加熱減量測定用サンプルを採取し、その後、固形分温度
約80%を得るに必要なキシレンで希釈した。このよう
にして得られたポリエステル樹脂の110°CX60分
における加熱減量とGPO(ゲル透過クロマトグラフィ
ー)を用いて測定した分子量分布を第2表に示した。
第2表において、無水ジカルボン酸/1価アルコールの
仕込モル比が0.6の場合(比較例3)と半エステル化
の反応率が68%の場合(比較例4)は、加熱域量分が
それぞれ4.8%、3.9%と高く、重量平均分子量も
1万台で大きく、高固形分塗料用樹脂として不適当であ
る。
仕込モル比が0.6の場合(比較例3)と半エステル化
の反応率が68%の場合(比較例4)は、加熱域量分が
それぞれ4.8%、3.9%と高く、重量平均分子量も
1万台で大きく、高固形分塗料用樹脂として不適当であ
る。
なお、無水ジカルボン酸/1価アルコールの仕込モル比
が5.0になると芳香族カルボン酸は無水フタル酸のみ
となってしまい、5.0を越えると芳香族または脂環式
のカルボン酸と脂肪族カルボン酸とのバランスが崩れる
。
が5.0になると芳香族カルボン酸は無水フタル酸のみ
となってしまい、5.0を越えると芳香族または脂環式
のカルボン酸と脂肪族カルボン酸とのバランスが崩れる
。
無水ジカルボン酢/1価アルコールの仕込モル比が1.
0で反応率が異なる半エステル化物3種(実施例4,5
、比較例4)祭用いて合成したポリエステルの分子量分
布を第1図に示した。この図において、比較例4のよう
に反応率が低いと、アルコールが未反応として残り易く
、また高分子社成分が生成し易いことがわかるう 高固形分塗料用ポリエステル樹脂の使用原料として、半
エステルモノカルボン酸A−Hの8種類を、無水ジカル
ボン酸/1価アルコールの仕込モな配合率で合成した。
0で反応率が異なる半エステル化物3種(実施例4,5
、比較例4)祭用いて合成したポリエステルの分子量分
布を第1図に示した。この図において、比較例4のよう
に反応率が低いと、アルコールが未反応として残り易く
、また高分子社成分が生成し易いことがわかるう 高固形分塗料用ポリエステル樹脂の使用原料として、半
エステルモノカルボン酸A−Hの8種類を、無水ジカル
ボン酸/1価アルコールの仕込モな配合率で合成した。
、反応方法は実施例1と同様な手法で、Aについては”
120°Cで5時間、BNGについては150°Cで5
時間、Hについては無触媒で120°Cで8時間反応さ
せて、90%以上の反応率の半エステル化物を得た。ま
た使用した1価アルコールのうち、トリデシルアルコー
ルは先に記載した0111オキソコールを、テトラデシ
ルアルコールとしては先に記&したNAA −43を、
オクタデシルアルコールとしては先に記載したNAA−
45を用いた。これらの半エステル化物を用いたポリエ
ステル樹脂の製造は実施例8〜8と同様な手法を用い、
第4表記載の配合(酸価10、水酸基価150±10、
数平均分子[1000±100の範囲内で設計)に基づ
いて縮合反応を行わせた。反応終了後140℃まで冷却
し樹脂固形分濃度80%になるようにキシレンで希釈し
60°Cまで更に冷却後取出した。これら樹脂溶液の固
形分濃度、粘度、分子量は第4表に示した。
120°Cで5時間、BNGについては150°Cで5
時間、Hについては無触媒で120°Cで8時間反応さ
せて、90%以上の反応率の半エステル化物を得た。ま
た使用した1価アルコールのうち、トリデシルアルコー
ルは先に記載した0111オキソコールを、テトラデシ
ルアルコールとしては先に記&したNAA −43を、
オクタデシルアルコールとしては先に記載したNAA−
45を用いた。これらの半エステル化物を用いたポリエ
ステル樹脂の製造は実施例8〜8と同様な手法を用い、
第4表記載の配合(酸価10、水酸基価150±10、
数平均分子[1000±100の範囲内で設計)に基づ
いて縮合反応を行わせた。反応終了後140℃まで冷却
し樹脂固形分濃度80%になるようにキシレンで希釈し
60°Cまで更に冷却後取出した。これら樹脂溶液の固
形分濃度、粘度、分子量は第4表に示した。
ゝ−〜、
これらポリエステル樹脂溶液を用いた塗料化試験は下記
の方法で行った。
の方法で行った。
ミルベース
ポリエステル樹脂溶液(80%) 1.211+部酸化
チタン 800部 キ シ し ン 75 部 これらの混合物をサンドグラインドミルを用いて分散度
がNS 7.0より大きくなるまで分散させた。
チタン 800部 キ シ し ン 75 部 これらの混合物をサンドグラインドミルを用いて分散度
がNS 7.0より大きくなるまで分散させた。
希釈バインダー溶液
ポリエステル樹脂溶液(80%) 187.5部メラミ
ン樹脂(サイメル303) 90 部n−ブタノール
30 部 これらバインダー溶液を良く混合し、更に攪拌しながら
既に作成しておいたミルベースを徐々に添加混合し、固
形分濃友約80%の生塗料を得た。
ン樹脂(サイメル303) 90 部n−ブタノール
30 部 これらバインダー溶液を良く混合し、更に攪拌しながら
既に作成しておいたミルベースを徐々に添加混合し、固
形分濃友約80%の生塗料を得た。
この生塗料に希釈用シンナー(セルソルブアセテート/
キシレン−5o/s o重量%混合溶剤)を加えてフォ
ードカップA4で粘度80秒になるよう調整した。さら
にパラトルエンスルホン酸の30%イソプロパ/−ル溶
液を7.5部、モダフロー(モンサント社商品名)10
%キシレン溶液を6.0部添加して、スプレー塗装用高
固形分型上全白塗料を得た。
キシレン−5o/s o重量%混合溶剤)を加えてフォ
ードカップA4で粘度80秒になるよう調整した。さら
にパラトルエンスルホン酸の30%イソプロパ/−ル溶
液を7.5部、モダフロー(モンサント社商品名)10
%キシレン溶液を6.0部添加して、スプレー塗装用高
固形分型上全白塗料を得た。
この塗料の固形分濃度と顔料分散性は第4表に記載した
通りである。
通りである。
また上塗白塗膜は次のように作成した。
リン酸亜鉛化成処理された5pccダル鋼板(0,8X
100 X 150 amサイズ)を汎用の黒糸カチ
オン電着塗装し焼付けた。次いで自動車用アルキド/メ
ラミン系グレー中塗塗料をスプレー塗装し規定の温度で
焼付けた。これらの塗装鋼板に上塗白塗膜をスプレー塗
装し、140°Cで80分間焼付けて試験塗膜(上塗膜
厚40〜50ミクロン)を得た。
100 X 150 amサイズ)を汎用の黒糸カチ
オン電着塗装し焼付けた。次いで自動車用アルキド/メ
ラミン系グレー中塗塗料をスプレー塗装し規定の温度で
焼付けた。これらの塗装鋼板に上塗白塗膜をスプレー塗
装し、140°Cで80分間焼付けて試験塗膜(上塗膜
厚40〜50ミクロン)を得た。
これら焼付塗膜の物性試験結果および促進耐候性試験結
果は第4表に示した通りである。
果は第4表に示した通りである。
これらの結果より、炭素数04のn−ブタノール系半エ
ステル化物CA)を用いて合成したポリエステル樹脂(
比較例5)や、半エステル化物を全く用いていないポリ
エステル樹脂(比較例9)の場合は塗料の顔料分散性に
乏しく、且つ塗膜の外観性、光沢も劣り、またエリクセ
ン、耐衝撃などの物性も不十分であり、さらに促進耐候
性にも劣る。
ステル化物CA)を用いて合成したポリエステル樹脂(
比較例5)や、半エステル化物を全く用いていないポリ
エステル樹脂(比較例9)の場合は塗料の顔料分散性に
乏しく、且つ塗膜の外観性、光沢も劣り、またエリクセ
ン、耐衝撃などの物性も不十分であり、さらに促進耐候
性にも劣る。
また、1価アルコールの炭素数が大きすぎる炭素数0□
8の半エステル化物(ト)を用いて合成したポリエステ
ル樹脂(比較例6)の場合は顔料分散性、光沢等の物性
は劣らないが、促進耐候性が著しく低下している。
8の半エステル化物(ト)を用いて合成したポリエステ
ル樹脂(比較例6)の場合は顔料分散性、光沢等の物性
は劣らないが、促進耐候性が著しく低下している。
これからも、すべてを満足する1価アルコールの炭素数
として08〜C工。が好ましいことが示される(実施例
9〜16)。
として08〜C工。が好ましいことが示される(実施例
9〜16)。
半エステル化物の製造において、芳香族無水ジカルボン
酸の代りに脂環式無水ジカルボンm (G)を用いても
(実施例13)、顔料分散性、光沢、塗膜外観、物性、
促進耐候性等がすべて良好であった。しかし、無水ジカ
ルボン敞として脂肪族の無水コハク(n!mを用いた場
合(比較例7)は、初期光沢、硬度が低く促進耐候性も
不良であった。しかし、飽和の脂肪族モノカルボン酸と
して少量のラウリン酸(実施例14)、2−エチルヘキ
サン酸(実施例15)、イソノナン酸(実施例16)を
用いた場合、物性の向上が認められた。しかしながら、
半エステル化物を用いないで不飽和脂肪酸を多く含む大
豆油脂肪酸を用いた場合(比較例8)、硬度が低く、促
進耐候性も著しく不良であった。
酸の代りに脂環式無水ジカルボンm (G)を用いても
(実施例13)、顔料分散性、光沢、塗膜外観、物性、
促進耐候性等がすべて良好であった。しかし、無水ジカ
ルボン敞として脂肪族の無水コハク(n!mを用いた場
合(比較例7)は、初期光沢、硬度が低く促進耐候性も
不良であった。しかし、飽和の脂肪族モノカルボン酸と
して少量のラウリン酸(実施例14)、2−エチルヘキ
サン酸(実施例15)、イソノナン酸(実施例16)を
用いた場合、物性の向上が認められた。しかしながら、
半エステル化物を用いないで不飽和脂肪酸を多く含む大
豆油脂肪酸を用いた場合(比較例8)、硬度が低く、促
進耐候性も著しく不良であった。
また、縮合反応の段階で飽和脂肪族モノカルボン酸を添
加した場合(実施例14〜16)は添加しない場合(実
施例9〜13)に比べて、塗料固形分濃度が小さく塗膜
の可撓性を向上させるときの使用に適しているが、促進
耐候性の面では飽和脂肪族モノカルボン酸を添加しない
場合の方が優れていると言える。
加した場合(実施例14〜16)は添加しない場合(実
施例9〜13)に比べて、塗料固形分濃度が小さく塗膜
の可撓性を向上させるときの使用に適しているが、促進
耐候性の面では飽和脂肪族モノカルボン酸を添加しない
場合の方が優れていると言える。
第1図は無水ジカルボン酸/1価アルコールの仕込モル
比が1.0で反応率が異なる半エステル化物3種(実施
例4,5、比較例4)を用いて合成したポリエステルの
分子量分布を示すグラフであり、縦軸は頻度、横軸は平
均分子量を示す。 第1図 一−−尖施存14 一一一−−−促施!1i′15 □ルN例4 斗均府千( 手続補正書 昭和58年12 月22日 1、事件の表示 昭和58年 特許願第194.1.17号2、発明の名
称 熱硬化性高固形分塗料用ポリエステル樹脂の製造方
法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 (434,) 日本油脂株式会社 電話(581) 2241番(代表) −5゜ 6、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄7
、補正の内容 (別紙の通り) 1、明細書第12頁第16行の「水酸基」を「水酸基価
」に訂正する。 代理人弁理士 杉 村 暁 秀 〆・′・;、□(・。 外1名 ・85,1“・シ
比が1.0で反応率が異なる半エステル化物3種(実施
例4,5、比較例4)を用いて合成したポリエステルの
分子量分布を示すグラフであり、縦軸は頻度、横軸は平
均分子量を示す。 第1図 一−−尖施存14 一一一−−−促施!1i′15 □ルN例4 斗均府千( 手続補正書 昭和58年12 月22日 1、事件の表示 昭和58年 特許願第194.1.17号2、発明の名
称 熱硬化性高固形分塗料用ポリエステル樹脂の製造方
法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 (434,) 日本油脂株式会社 電話(581) 2241番(代表) −5゜ 6、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄7
、補正の内容 (別紙の通り) 1、明細書第12頁第16行の「水酸基」を「水酸基価
」に訂正する。 代理人弁理士 杉 村 暁 秀 〆・′・;、□(・。 外1名 ・85,1“・シ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 L 芳香族または脂環式の無水ジカルボン酸と炭素数8
〜16の1何局級アルコールからなる半エステルモノカ
ルボン酸の合成において、無水ジカルボン酸/1価アル
コールの仕込比率が0.8〜5.0(モル比)の範囲内
にあり、且つ3級アミン触媒の存在下に、160’C以
下の温度で、1価アルコールの反応率が80%以上に達
するまで反応させ、 得られた反応生成物と多価カルボン酸および多価アルコ
ールからなる成分を、数平均分子量が800〜2000
.水酸基価が80〜200、酸価が30以下になるよう
に配合設計し、縮合反応させることを特徴とする熱硬化
性高固形分塗料用ポリエステル樹脂の製造方法。 & 芳香族または脂環式の無水ジカルボン酸と炭素数8
ん16の1何局級アルコールからなる半エステルモノカ
ルボン酸の合成において、無水ジカルボン酸/1価アル
コールの仕込比率が0.8〜5.0(モル比)の範囲内
にあり、且つ3級アミン触媒の存在下に、160℃以下
の温度で、1価アルコールの反応率が80%以上に達す
るまで反応させ、 得られた反応生成物と、多価カルボン酸と、多価アルコ
ールと、飽和脂肪族モノカルボン酸から成る成分を、数
平均分子量が800〜2000、水酸基価が80〜20
0、酸価が30以下となるように配合設計し、縮合反応
させることを特徴とする熱硬化性高固形分塗料用ポリエ
ステル樹脂の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19411783A JPS6086121A (ja) | 1983-10-19 | 1983-10-19 | 熱硬化性高固形分塗料用ポリエステル樹脂の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19411783A JPS6086121A (ja) | 1983-10-19 | 1983-10-19 | 熱硬化性高固形分塗料用ポリエステル樹脂の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6086121A true JPS6086121A (ja) | 1985-05-15 |
Family
ID=16319198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19411783A Pending JPS6086121A (ja) | 1983-10-19 | 1983-10-19 | 熱硬化性高固形分塗料用ポリエステル樹脂の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6086121A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013163769A (ja) * | 2012-02-10 | 2013-08-22 | Basf Japan Ltd | 1液型クリヤー塗料組成物及びそれを用いた複層塗膜形成方法 |
-
1983
- 1983-10-19 JP JP19411783A patent/JPS6086121A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013163769A (ja) * | 2012-02-10 | 2013-08-22 | Basf Japan Ltd | 1液型クリヤー塗料組成物及びそれを用いた複層塗膜形成方法 |
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