説明

樹脂改質剤、これを含有してなる改質樹脂組成物及び塗料。

【課題】耐加水分解性を持ち、塗膜の耐水性を損なうことなく塗膜に親水性を付与できる樹脂改質剤の提供。
【解決手段】式(1)〜(3)のいずれかで表されるポリオキシアルキレン化合物を必須成分としてなる樹脂改質剤を用いる。(G-)S…(1)、(G-)t-1-S-L{-S(-G)t-2-L}-S(-G)t-1…(2)、(G-)t-1-S-L{-U-L-S(-G)t-2-L}-U-L-S(-G)t-1…(3)[Sは式4の基、tは2〜4、Lはジグリシジルエーテル残基、Uは式5の基、qは0〜1、Gはグリシジル・水素原子、少なくとも一つのGはグリシジル、Q{-(OA-)…(4)、Z{-(OA-)O-}…(5)、Qは非還元性の二・三糖類残基、OAはオキシアルキレン、Zはアルキレン・アリーレン、nは5〜30、tは2〜4、mは5〜20、式4の基(S)に含まれるOAの総数は20〜100]

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は樹脂改質剤、これを含有してなる改質樹脂組成物及び塗料に関する。
【背景技術】
【0002】
カチオン電着塗装後の塗膜に親水性を付与し、塗膜上に水滴が残るのを防止するための塗料添加剤として、アルキルアミンやアルキルアミドのエチレンオキシド付加体(特許文献1)及び非還元性の二又は三糖類の多量体のグリシジルエーテル化合物(特許文献2)等が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2002−226778号公報
【特許文献2】特開2007−119653号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1に記載の塗料添加剤では、カチオン電着塗装後の工程で塗料浴中から塗膜を引き上げる際に塗料添加剤が塗膜上から流れ落ちたり、また水洗時に塗料添加剤が洗い流されたりし易く、塗膜に残存しにくいという問題がある。一方、残存量を増やすために使用量を増加すると、塗膜の耐水性(防錆性)に悪影響を与える等の問題がある。
【0005】
特許文献2に記載の塗料添加剤では、多量体化にジハロゲン化物由来のエーテル結合を用いるため、加水分解を受け易くこれに伴なう性能低下をきたすという問題がある。
【0006】
すなわち、本発明の目的は、耐加水分解性を持ち、塗膜(コーティング樹脂)の耐水性(防錆性)を損なうことなく塗膜(コーティング樹脂)に親水性(耐乾きムラ性)を付与できる樹脂改質剤(コーティング樹脂改質剤)を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者は前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、本発明に達した。
すなわち本発明の樹脂改質剤の特徴は、一般式(1)〜(3)のいずれかで表されるポリオキシアルキレン化合物(Y)を必須成分としてなる点を要旨とする。
【0008】

(G-)S (1)

(G-)t-1S-L{-S(-G)t-2-L}-S(-G)t-1 (2)

(G-)t-1S-L{-U-L-S(-G)t-2-L}-U-L-S(-G)t-1 (3)
【0009】
ただし、Sは一般式(4)で表される基、tは2〜4の整数、Lは炭素数10〜50のジグリシジルエーテルの反応残基、Uは一般式(5)で表される基、qは0、1又は2を表し、Gはグリシジル基又は水素原子を表すが、各一般式において少なくとも一つのGはグリシジル基である。
【0010】

Q{-(OA-) (4)

Z{-(OA-)O}- (5)
【0011】
Qは非還元性の二又は三糖類のt個の1級水酸基から水素原子を除いた残基、OAは炭素数2〜4のオキシアルキレン基、Zは炭素数2〜15のアルキレン基又はアリーレン基、Oは酸素原子、nは5〜30の整数、tは2〜4の整数、mは5〜20の整数を表し、一般式(4)で表される基(S)に含まれるOAの総数は20〜100の整数であり、S、L、U、(OA)n、(OA)m、Q、Z、q、n、m、tが一分子中に複数個含まれる場合、複数個のそれぞれは同じでも異なっていてもよい。
【0012】
本発明の改質樹脂組成物の特徴は、樹脂及び上記の樹脂改質剤を含有してなり、樹脂及び樹脂改質剤の重量に基づいて5〜40重量%の樹脂改質剤を含有してなる点を要旨とする。
【0013】
本発明の塗料の特徴は、上記の改質樹脂組成物を含有してなる点を要旨とする。
【0014】
本発明の塗料組成物の特徴は、塗料及び上記の樹脂改質剤を含有してなり、塗料及び樹脂改質剤の重量に基づいて0.5〜5重量%の樹脂改質剤を含有してなる点を要旨とする。
【0015】
本発明の製造方法の特徴は、上記の樹脂改質剤を製造する方法であって、
非還元性の二又は三糖類(a1)1モル部と、炭素数2〜4のアルキレンオキシド(a2)20〜100モル部との化学反応(1)から化合物(a12)を得る工程(1);及び
化合物(a12)1モル部と、エピハロヒドリン(a3)1〜3モル部との化学反応(2)からポリオキシアルキレン化合物(Y1)を得る工程(2)を含む方法(1);
【0016】
非還元性の二又は三糖類(a1)1モル部と、炭素数2〜4のアルキレンオキシド(a2)20〜100モル部との化学反応(1)から化合物(a12)を得る工程(1);
化合物(a12)1モル部と、炭素数10〜50のジグリシジルエーテル(a4)0.5〜0.67モル部との化学反応(3)から化合物(a124)得るを工程(3);及び
化合物(a124)とエピハロヒドリン(a3)1〜3モル部との化学反応(4)からポリオキシアルキレン化合物(Y2)を得る工程(4)を含む方法(2);又は
【0017】
非還元性の二又は三糖類(a1)1モル部と、炭素数2〜4のアルキレンオキシド(a2)20〜100モル部との化学反応(1)から化合物(a12)を得る工程(1);
炭素数2〜15のグリコール(a5)1モル部と炭素数2〜4のアルキレンオキシド(a2)10〜40モル部との化学反応(5)から化合物(a52)を得る工程(5);
化合物(a12)1モル部と、化合物(a52)0.5〜0.67モル部と、炭素数10〜50のジグリシジルエーテル(a4)1〜1.33モル部との化学反応(6)から化合物(a12524)を得る工程(6);及び
化合物(a12524)とエピハロヒドリン(a3)1〜3モル部との化学反応(7)からポリオキシアルキレン化合物(Y3)を得る工程(7)を含む方法(3)からなる点を要旨とする。
【発明の効果】
【0018】
本発明の樹脂改質剤(コーティング樹脂改質剤)は、優れた耐加水分解性を持ち、塗膜(コーティング樹脂)の耐水性(防錆性)を損なうことなく塗膜(コーティング樹脂)に親水性(耐乾きムラ性)を付与できる。
【0019】
本発明の改質樹脂組成物は、上記の樹脂改質剤(コーティング樹脂改質剤)を含有するので、優れた耐加水分解性を持ち、塗膜(コーティング樹脂)の耐水性(防錆性)を損なうことなく塗膜(コーティング樹脂)に親水性(耐乾きムラ性)を付与できる。
【0020】
本発明の塗料は、上記の改質樹脂組成物を含有するので、優れた耐加水分解性を持ち、塗膜(コーティング樹脂)の耐水性(防錆性)を損なうことなく塗膜(コーティング樹脂)に親水性(耐乾きムラ性)を付与できる。
【0021】
本発明の塗料組成物は、上記の樹脂改質剤を含有するので、優れた耐加水分解性を持ち、塗膜(コーティング樹脂)の耐水性(防錆性)を損なうことなく塗膜(コーティング樹脂)に親水性(耐乾きムラ性)を付与できる。
【0022】
本発明の製造方法は、上記の樹脂改質剤を製造するのに最適な方法である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
一般式(4)で表される基(S)について説明する。
非還元性の二又は三糖類のt個の1級水酸基から水素原子を除いた残基(Q)を構成することができる糖類としては、蔗糖(サッカロース)、トレハロース、イソトレハロース、イソサッカロース、ゲンチアノース、ラフィノース、メレチトース及びプランテオース等が含まれる。これらのうち、親水性の観点等から、蔗糖、トレハロース、ゲンチアノース、ラフィノース及びプランテオースが好ましく、さらに好ましくは蔗糖及びトレハロースであり、供給性及びコスト等の観点から特に好ましくは蔗糖である。
【0024】
炭素数2〜4のオキシアルキレン基(OA)としては、オキシエチレン、オキシプロピレン、オキシブチレン及びこれらの混合等が挙げられる。これらのうち、親水性及び耐水性の観点等から、オキシエチレン、オキシプロピレン及びこれらの混合が好ましく、親水性(耐乾きムラ性)の観点等から、オキシエチレン及びオキシプロピレンの混合がさらに好ましい。
【0025】
オキシプロピレン及び/又はオキシブチレンと、オキシエチレンとを含む場合、オキシエチレンの含有割合(モル%)は、オキシアルキレン基の全モル数に基づいて、2〜8が好ましく、さらに好ましくは4〜6である。また、この場合、反応残基(Q)から離れた端部にオキシプロピレン及び/又はオキシブチレンが位置することが好ましい。すなわち、(OA-)nにオキシエチレン基を含む場合、反応残基(Q)にオキシエチレン基が直接的に結合していることが好ましい。また、(OA-)nに複数種類のオキシアルキレン基を含む場合、オキシアルキレン基の結合順序(ブロック状、ランダム状及びこれらの組合せ)及び含有割合に制限はない。
【0026】
nは、5〜30の整数が好ましく、さらに好ましくは5〜28の整数、特に好ましくは8〜25の整数、最も好ましくは10〜25の整数である。この範囲であると、塗膜の親水性(耐乾きムラ性)及び耐水性(防錆性)がさらに良好となる。
【0027】
tは、2〜4の整数が好ましく、さらに好ましくは3又は4、特に好ましくは3である。この範囲であると塗膜の耐水性(防錆性)及び親水性(耐乾きムラ性)がさらに良好となる。そして、tは、一般式(1)〜(3)のtに対応すると共に、二又は三糖類の1級水酸基の個数に対応しており、たとえば、蔗糖では3、トレハロースでは2、メレチトースでは4である。
【0028】
一般式(4)で表される基(S)に含まれるOAの総数は、20〜100の整数が好ましく、さらに好ましくは20〜90の整数、特に好ましくは30〜80の整数、最も好ましくは30〜70の整数である。この範囲であると、塗膜の耐水性(防錆性)及び親水性(耐乾きムラ性)がさらに良好となる。
【0029】
炭素数10〜50のジグリシジルエーテルの反応残基(L)としては、炭素数10〜50のジグリシジルエーテルが持つ2個のエポキシ基が開環反応した残基が含まれる。
【0030】
このようなジグリシジルエーテルの反応残基としては、2,11−ジヒドロキシ−4,9−ジオキサドデシレン{−CHCH(OH)CHOCHCHCHCHOCHCH(OH)CH−}、2,6,10−トリヒドロキシ−4,8−ジオキサウンデシレン{−CHCH(OH)CHOCHCH(OH)CHOCHCH(OH)CH−}、2,10−ジヒドロキシ−4,8−ジオキサ−6,6−ジメチルウンデシレン{−CHCH(OH)CHOCHC(CHCHOCHCH(OH)CH−}、2,13−ジヒドロキシ−4,11−ジオキサテトラデシレン{−CHCH(OH)CHOCHCHCHCHCHCHOCHCH(OH)CH−}、2,10−ジヒドロキシ−4,8−ジオキサ−6−ヒドロキシメチル−6−エチルウンデシレン{−CHCH(OH)CHOCHC(C)(CHOH)CHOCHCH(OH)CH−}、2,10−ジヒドロキシ−4,8−ジオキサ−6,6−ビスヒドロキシメチルウンデシレン{−CHCH(OH)CHOCHC(CHOH)CHOCHCH(OH)CH−}、及びポリオキシアルキレン(グリコール/アルキレンオキシド付加物等、炭素数4〜44、アルキレンの炭素数は2〜4)ジグリシジルエーテルの反応残基等が挙げられる。
【0031】
一般式(5)で表される基(U)について説明する。
炭素数2〜15のアルキレン基又はアリーレン基(Z)のうち、アルキレン基としては、炭素数2〜9のアルキレン等が用いられ、エチレン、3−オキサペンチレン(−CHCHOCHCH−)、プロピレン、3−オキサ−2,4−ジメチルペンチレン(−CHCH(CH)OCH(CH)CH−)、ブチレン、ヘキサメチレン、シクロヘキシレン、メチレンシクロへキシレンメチレン(−CH10CH−)、メチルシクロヘキシレン及びトリメチルシクロヘキシレン等が挙げられる。
【0032】
アルキレン基又はアリーレン基(Z)のうち、アリーレン基としては、炭素数6〜15のアリーレン等が用いられ、フェニレン、メチルフェニレン、エチルフェニレン、テトラメチルフェニレン、キシリレン、ナフチレン、ビフェニリレン、ジメチルビフェニリレン、アントリレン、フェナントリレン、-(ph)-CH-(ph)-で表される基、-(ph)-C(CH-(ph)-で表される基、-(ph)-CHCH-(ph)-で表される基及び-CH-(ch)-CH-で表される基等が挙げられる(phはフェニレン基を、chはシクロヘキセニル基を表す)。
【0033】
これらのアルキレン又はアリーレン基(Z)のうち、エチレン、プロピレン、ヘキサメチレン及び-(ph)-C(CH-(ph)-で表される基が好ましく、さらに好ましくはプロピレンである。
【0034】
炭素数2〜4のオキシアルキレン基(OA)は上記と同様であるが、親水性の観点から、オキシエチレン及びオキシプロピレンが好ましく、さらに好ましくはオキシプロピレンとオキシエチレンとの混合である。一方、耐水性の観点等から、オキシプロピレン及びオキシブチレンが好ましく、さらに好ましくはオキシプロピレンとオキシブチレンとの混合である。
【0035】
(OA-)m内に複数種類のオキシアルキレン基を含む場合、これらのオキシアルキレン基の結合順序(ブロック状、ランダム状及びこれらの組合せ)及び含有割合には制限はない。
【0036】
オキシプロピレン及び/又はオキシブチレンと、オキシエチレンとを含む場合、オキシエチレンの含有割合(モル%)は、オキシアルキレン基の全モル数に基づいて、5〜10が好ましい。また、この場合、アルキレン基又はアリーレン基(Z)から離れた端部にオキシエチレンが位置することが好ましい。すなわち、(OA-)mにオキシエチレン基を含む場合、アルキレン基又はアリーレン基(Z)から離れた端部にオキシエチレン基が結合していることが好ましい。
【0037】
mは、5〜20の整数が好ましく、さらに好ましくは7〜20の整数、特に好ましくは7〜18の整数、最も好ましくは10〜15の整数である。この範囲であると、塗膜の耐水性(防錆性)がさらに良好となる。
【0038】
qは、0又は1である。この範囲であると、親水性(耐乾きムラ性)とともに耐水性(防錆性)がさらに良好となる。
【0039】
Gはグリシジル基又は水素原子を表すが、一般式(1)において、t個のGのうち少なくとも一つのGはグリシジル基である。また、一般式(2)において、{(t−1)×2+(t−2)×q}個のGのうち少なくとも一つのGはグリシジル基である。また、一般式(3)において、{(t−1)×2+(t−2)×q}個のGのうち少なくとも一つのGはグリシジル基である。
【0040】
一般式(1)〜(3)のいずれかで表されるポリオキシアルキレン化合物(Y)は、公知の化学反応を適用して製造できる。
【0041】
たとえば、ポリオキシアルキレン化合物(Y)のうち、一般式(1)で表されるポリオキシアルキレン化合物(Y1)は、非還元性の二又は三糖類(a1)1モル部と、炭素数2〜4のアルキレンオキシド(a2)20〜100モル部との化学反応(1)から化合物(a12)を得る工程(1);及び
化合物(a12)1モル部と、エピハロヒドリン(a3)1〜3モル部との化学反応(2)からポリオキシアルキレン化合物(Y1)を得る工程(2)を含む方法(1)等により製造できる。
【0042】
非還元性の二又は三糖類(a1)としては、一般式(1)における反応残基(Q)を構成することができる二又は三糖類と同じものが使用でき、好ましい範囲も同じである。
【0043】
アルキレンオキシド(a2)としては、炭素数2〜4のアルキレンオキシド等が使用でき、エチレンオキシド(EO)、プロピレンオキシド(PO)、ブチレンオキシド(BO)及びこれらの混合物等が挙げられる。これらのうち、塗膜の耐乾きムラ性等の観点から、EO、EOを含有する混合物及びPOが好ましく、さらに好ましくはEOを含有する混合物である。
【0044】
また、複数種類のアルキレンオキシドを用いる場合、反応させる順序(ブロック状、ランダム状及びこれらの組合せ)及び使用割合には制限ないが、ブロック状又はブロック状とランダム状の組合せを含むことが好ましくい。
【0045】
また、EOを含有する場合、EOの使用割合(モル%)は、アルキレンオキシドの全モル数に基づいて、2〜8が好ましく、さらに好ましくは4〜6である。EOと、PO又は/及びBOとを含む場合、(a1)へのEOの反応後にPO及び/又はBOを反応させることが好ましい。
【0046】
エピハロヒドリンとしては、エピクロルヒドリン及びエピブロモヒドリン等が挙げられる。このうち好ましいのはエピクロルヒドリンである。
【0047】
工程(1)において、アルキレンオキシド(a2)の使用量(モル部)としては、非還元性の二又は三糖類(a1)1モル部に対して、20〜100が好ましく、さらに好ましくは20〜90、特に好ましくは30〜80、最も好ましくは30〜70である(以下の方法においても同様である)。この範囲であると、塗膜の親水性(耐乾きムラ性)及び耐水性(防錆性)がさらに良好となる。
【0048】
工程(2)において、エピハロヒドリン(a3)の使用量(モル部)としては、化合物(a12){非還元性の二又は三糖類(a1)}1モル部に対して、
1〜3が好ましく、さらに好ましくは1〜2、特に好ましくは1〜1.8、最も好ましくは1.2〜1.8である。この範囲であると、塗膜の親水性(耐乾きムラ性)及び耐水性(防錆性)がさらに良好となる。
【0049】
ポリオキシアルキレン化合物(Y)のうち、一般式(2)で表されるポリオキシアルキレン化合物(Y2)は、非還元性の二又は三糖類(a1)1モル部と、炭素数2〜4のアルキレンオキシド(a2)20〜100モル部との化学反応(1)から化合物(a12)を得る工程(1);
化合物(a12)1モル部と、炭素数10〜50のジグリシジルエーテル(a4)0.5〜0.67モル部との化学反応(3)から化合物(a124)を得る工程(3);及び
化合物(a124)とエピハロヒドリン(a3)1〜3モル部との化学反応(4)からポリオキシアルキレン化合物(Y2)を得る工程(4)を含む方法(2)等により製造できる。
【0050】
炭素数10〜50のジグリシジルエーテル(a4)としては、テトラメチレンジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、2,2−ジメチルプロピレンジグリシジルエーテル、ヘキサメチレンジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンジグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールジグリシジルエーテル及びポリオキシアルキレン(グリコール/アルキレンオキシド付加物等、炭素数4〜44、アルキレンの炭素数は2〜4)ジグリシジルエーテル等が挙げられる。
【0051】
工程(3)において、炭素数10〜50のジグリシジルエーテル(a4)の使用量(モル部)としては、化合物(a12){非還元性の二又は三糖類(a1)}1モル部に対して、0.5〜0.67が好ましく、さらに好ましくは0.5〜0.65、特に好ましくは0.55〜0.65、最も好ましくは0.55〜0.63である。この範囲であると、塗膜の耐水性がさらに良好となる。
【0052】
工程(4)において、エピハロヒドリン(a3)の使用量(モル部)としては、化合物(a124){非還元性の二又は三糖類(a1)}1モル部に対して、1〜3が好ましく、さらに好ましくは1〜2.5、特に好ましくは1.5〜2.5、最も好ましくは1.7〜2.3である。この範囲であると、塗膜の親水性(耐乾きムラ性)及び耐水性(防錆性)がさらに良好となる。
【0053】
ポリオキシアルキレン化合物(Y)のうち、一般式(3)で表されるポリオキシアルキレン化合物(Y3)は、非還元性の二又は三糖類(a1)1モル部と、炭素数2〜4のアルキレンオキシド(a2)20〜100モル部との化学反応(1)から化合物(a12)を得る工程(1);
炭素数2〜15のグリコール(a5)1モル部と炭素数2〜4のアルキレンオキシド(a2)10〜40モル部との化学反応(5)から化合物(a52)を得る工程(5);
化合物(a12)1モル部と、化合物(a52)0.5〜0.67モル部と、炭素数10〜50のジグリシジルエーテル(a4)1〜1.33モル部との化学反応(6)から化合物(a12524)を得る工程(6);及び
化合物(a12524)とエピハロヒドリン(a3)1〜3モル部との化学反応(7)からポリオキシアルキレン化合物(Y3)を得る工程(7)を含む方法(3)等により製造できる。
【0054】
グリコール(a5)としては、炭素数2〜9の脂肪族ジオール及び炭素数6〜15の芳香族ジオールが含まれる。
【0055】
炭素数2〜9の脂肪族ジオールとしては、エチレングリコール、ジ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、ブチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、シクロヘキシレングリコール、ヒドロキシメチルシクロへキシルメチルアルコール、メチルシクロヘキシレングリコール及びトリメチルシクロヘキシレングリコール等が挙げられる。
【0056】
炭素数6〜15の芳香族ジオールとしては、ヒドロキノン、レゾルシノール、ジヒドロキシトルエン、ジヒドロキシエチルベンゼン、ジヒドロキシテトラメチルベンゼン、キシリレングリコール、ジヒロドキシナフタレン、ジヒドロキシビフェニル、ジヒドロキシジメチルビフェニル、ジヒドロキシアントラセン、ジヒドロキシフェナントレン、ビスフェノールF及びビスフェノールA等が挙げられる。
【0057】
これらグリコール(a5)のうち、エチレングリコール、プロピレングリコール、ヘキサメチレングリコール及び-ビスフェノールAが好ましく、さらに好ましくはプロピレングリコールである。
【0058】
工程(5)において、アルキレンオキシド(a2)の使用量(モル部)としては、グリコール(a5)1モル部に対して、10〜40が好ましく、さらに好ましくは14〜40、特に好ましくは14〜36、最も好ましくは20〜30である。この範囲であると、塗膜の親水性(耐乾きムラ性)及び耐水性(防錆性)がさらに良好となる。
【0059】
工程(6)において、化合物(a52)の使用量(モル部)としては、化合物(a12){非還元性の二又は三糖類(a1)}1モル部に対して、0.5〜0.67が好ましく、さらに好ましくは0.5〜0.65、特に好ましくは0.55〜0.65、最も好ましくは0.55〜0.63である。この範囲であると、塗膜の親水性(耐乾きムラ性)及び耐水性(防錆性)がさらに良好となる。
【0060】
工程(6)において、炭素数10〜50のジグリシジルエーテル(a4)の使用量(モル部)としては、化合物(a12){非還元性の二又は三糖類(a1)}1モル部に対して、1〜1.33が好ましく、さらに好ましくは1〜1.3、特に好ましくは1.05〜1.3、最も好ましくは1.05〜1.25である。この範囲であると、塗膜の耐水性がさらに良好となる。
【0061】
非還元性の二又は三糖類(a1)又はグリコール(a5)と、アルキレンオキシド(a2)との付加反応には、公知の方法(特開2004−224945号公報等)等が適用でき、アニオン重合、カチオン重合又は配位アニオン重合等のいずれの形式で実施してもよい。また、これらの重合形式は単独でも、重合度等に応じて組み合わせて用いてもよい。
【0062】
アルキレンオキシド(a2)の付加反応には公知の反応触媒(特開2004−224945号公報等)等が使用できる。なお、反応溶媒として以下に説明するアミドを用いる場合には反応触媒を用いる必要がない。
【0063】
反応触媒を使用する場合、その使用量(重量%)は、非還元性の二又は三糖類(a1)又はグリコール(a5)とアルキレンオキシド(a2)との合計重量に基づいて、0.01〜1が好ましく、さらに好ましくは0.03〜0.8、特に好ましくは0.05〜0.6である。この範囲であると、経済性(製造の所要時間及び触媒コスト等)及び生成物の純度(単分散性等)等がさらに良好となる。
【0064】
反応触媒を使用する場合、反応触媒は最終的に反応生成物から除去することが好ましく、除去方法としては、合成アルミノシリケートなどのアルカリ吸着剤{例えば、商品名:キョーワード700、協和化学工業(株)製}を用いる方法(特開昭53−123499号公報等)、キシレン又はトルエン等の溶媒に溶かして水洗する方法(特公昭49−14359号公報等)、イオン交換樹脂を用いる方法(特開昭51−23211号公報等)及びアルカリ性触媒を炭酸ガスで中和して生じる炭酸塩を濾過する方法(特公昭52−33000号公報)等が挙げられる。
【0065】
反応触媒の除去の終点としては、JIS K1557−4:2007に記載のCPR(Controlled Polymerization Rate)値が20以下であることが好ましく、さらに好ましくは10以下、特に好ましくは5以下、最も好ましくは2以下である。
【0066】
反応には公知の反応容器(特開2004−224945号公報等)等が使用できる。反応雰囲気としては、アルキレンオキシド(a2)を反応系に導入する前に反応装置内を真空または乾燥した不活性気体(アルゴン、窒素及び二酸化炭素等)の雰囲気下とすることが好ましい。また、反応温度(℃)としては80〜150が好ましく、さらに好ましくは90〜130である。反応圧力(ゲージ圧:MPa、以下同じ)は0.8以下が好ましく、さらに好ましくは0.5以下である。
【0067】
反応終点の確認は、次の方法等により行うことができる。すなわち、反応温度を15分間一定に保ったとき、反応圧力の低下が0.001MPa以下となれば反応終点とする。所要反応時間は通常4〜12時間である。
【0068】
アルキレンオキシド(a2)の付加反応の工程には、反応溶媒を用いることができる。反応溶媒としては、活性水素を持たないものが好ましく、さらに好ましくは非還元性の二又は三糖類(a1)又はグリコール(a5)、アルキレンオキシド(a2)及び(a2)との反応により生成する生成物を溶解するものが好ましい。
【0069】
このような反応溶媒としては、炭素数3〜8のアルキルアミド及び炭素数5〜7の複素環式アミド等が使用できる。
【0070】
アルキルアミドとしては、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、N−メチル−N−プロピルアセトアミド及び2−ジメチルアミノアセトアルデヒドジメチルアセタール等が挙げられる。
【0071】
複素環式アミドとしては、N−メチルピロリドン、N−メチル−ε−カプロラクタム及びN,N−ジメチルピロールカルボン酸アミド等が挙げられる。
【0072】
これらのうち、アルキルアミド及びN−メチルピロリドンが好ましく、さらに好ましくはDMF、N,N−ジメチルアセトアミド及びN−メチルピロリドン、特に好ましくはDMF及びN−メチルピロリドン、最も好ましくはDMFである。
【0073】
反応溶媒を用いる場合、その使用量(重量%)は、非還元性の二又は三糖類(a1)又はグリコール(a5)及びアルキレンオキシド(a2)の重量に基づいて、20〜200が好ましく、さらに好ましくは40〜180、特に好ましくは60〜150である。
【0074】
反応溶媒を用いた場合、反応後に反応溶媒を除去することが好ましい。反応溶媒の残存量(重量%)は、非還元性の二又は三糖類(a1)又はグリコール(a5)及びアルキレンオキシド(a2)の重量に基づいて、0.1以下であることが好ましく、さらに好ましくは0.05以下、特に好ましくは0.01以下である。なお、反応溶媒の残存量は、内部標準物質を用いるガスクロマトグラフィー法にて求めることができる。
【0075】
反応溶媒の除去方法としては、特開2005−132916号公報に記載の方法などが挙げられる。
【0076】
化合物(a12)、化合物(a124)又は化合物(a12524)と、エピハロヒドリン(a3)との反応は、塩基性物質による脱ハロゲン化水素反応(Williamson合成反応:反応中に逐次生成するハロゲン化水素を塩基性物質により中和することにより反応を駆動する)等が利用できる。
【0077】
反応条件としては、例えば窒素雰囲気下、攪拌しつつ反応温度を40〜80℃とすることが挙げられる。
【0078】
この反応に用いることのできる塩基性物質としては、例えば、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の水酸化物(水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び水酸化バリウム等)、アルカリ金属のアルコラート(炭素数1〜2:ナトリウムメチラート及びカリウムエチラート等)、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の炭酸塩(炭酸ナトリウム、炭酸カリウム及び炭酸バリウム等)等が挙げられる。これらのうち、アルカリ金属の水酸化物が好ましく、さらに好ましくは水酸化ナトリウム及び水酸化カリウム、特に好ましくは水酸化ナトリウムである。
【0079】
この場合、塩基性物質の使用量は、塩基性物質の塩基当量(eq.)/ハロゲン化炭化水素のハロゲンの当量(eq.)比が、0.9〜1.1となる量が好ましく、さらに好ましくは0.95〜1.05となる量である。
【0080】
反応終了後は生成した中和塩及び(残存する場合には)塩基性物質を除去することが好ましく、その方法としては、(1)塩基性物質が残存する場合にはまず酸性物質を用いて中和する。次いで中和塩等を濾過により取り除く方法、(2)まず生成した中和塩等を濾過により取り除き、次いで残存する塩基性物質等を吸着剤等を用いて除去する方法、(3)有機溶剤による抽出する方法等が適用できる。
【0081】
(1)の方法のうち、残存する塩基性物質を中和するには、鉱酸(塩酸、硫酸、硝酸及び燐酸など)、有機酸(蟻酸、酢酸、プロピオン酸、安息香酸、サリチル酸、テレフタル酸、シュウ酸、マロン酸、アジピン酸、コハク酸、乳酸など)が用いることが出来る。これらとの中和塩は濾過により除去する。
【0082】
(2)の方法のうち、吸着剤等を用いて除去する方法は、アルキレンオキシド(a2)の付加反応の反応触媒の除去と同様にして除去できる。
【0083】
(3)の抽出する方法とは、反応生成物に水と有機溶剤(ヘキサン、トルエン、キシレン等の水に対する溶解性の極めて低いもの)とを加え、振とうすることにより反応生成物を有機溶剤層に抽出し、中和塩及び塩基性物質を水層に分離する方法である。なお、有機溶剤層は、さらに脱イオン水等で洗浄することが好ましい。反応生成物:水:有機溶剤の体積比はほぼ1:1:1が適当である。このとき、水に対して1〜5重量%の食塩を加えると水相と有機相の分離性が改善されることがある。(3)の場合、最終的には(2)の方法を併用して中和塩及び塩基性物質を完全に除去することが好ましい。
【0084】
塩基性物質の除去の終点としては、JIS K1557−4:2007に記載のCPR(Controlled Polymerization Rate)値が20以下であることが好ましく、さらに好ましくは10以下、特に好ましくは5以下、最も好ましくは2以下である。
【0085】
さらに水分を除去することが好ましい。この場合、減圧{ゲージ圧(以下同じ)−0.05〜−0.098MPa}下100〜130℃にて1〜2時間脱水する。生成物中の水分は0.1重量%以下、さらには0.05重量%以下とすることが好ましい。
【0086】
なお、水分は、公知の方法で測定することができ、例えばKarl Fischer法(JIS K0113:2005、電量滴定方法)や、熱乾燥による重量減(例えば試料0.5gを130℃で1時間乾燥し、その前後の重量変化)により求めることができる。
【0087】
反応容器としては、加熱、冷却及び撹拌及び滴下(圧入)が可能な反応容器を用いることが好ましい。反応雰囲気としては、エピハロヒドリン(a3)を反応系に導入する前に反応装置内を真空または乾燥した不活性気体(アルゴン、窒素及び二酸化炭素等)の雰囲気とすることが好ましい。また、反応温度(℃)としては40〜80が好ましく、さらに好ましくは50〜70である。
【0088】
反応終点の確認は、次の方法等により行うことができる。すなわち、反応液のpHを測定し7〜9となれば反応終点とする。所要反応時間は通常4〜8時間である。
【0089】
以上の方法により製造されるポリオキシアルキレン化合物(Y)は、オキシアルキレン基やqの数等に分布を生じる場合があり、この場合、厳密には複数種類のポリオキシアルキレン化合物の混合物となり、この混合物の中に、一般式(1)〜(3)のいずれかで表されるポリオキシアルキレン化合物が含まれるものである。なお、この場合でも製造方法を限定するものではない。
【0090】
一般式(1)〜(3)のいずれかで表されるポリオキシアルキレン化合物(Y)のうち、一般式(1)で表されるポリオキシアルキレン化合物(Y1)としては、表1で示した原料{非還元性の二又は三糖類(a1)、アルキレンオキシド(a2)及びエピハロヒドリン(a3)}を用いて製造される化合物等が好ましく例示できる。
【0091】
【表1】


【0092】
なお、Q1は蔗糖を、Q2はトレハロースを、Q3はメレチトースを表し、Pはプロピレンオキシドを、Eはエチレンオキシドを、Bはブチレンオキシドを、これらの添え字はそれぞれ、非還元性のニ又は三糖類1モルに対するモル数を、/はブロック状を、・はランダム状を表し、ECHはエピクロルヒドリンを表し、この添え字はそれぞれ、非還元性のニ又は三糖類1モルに対するモル数を表す。
【0093】
一般式(1)〜(3)のいずれかで表されるポリオキシアルキレン化合物(Y)のうち、一般式(2)で表されるポリオキシアルキレン化合物(Y2)としては、表2で示した原料{非還元性の二又は三糖類(a1)、アルキレンオキシド(a2)、エピハロヒドリン(a3)及びジグリシジルエーテル(a4)}を用いて製造される化合物等が好ましく例示できる。
【0094】
【表2】



【0095】
なお、Q1、Q2、Q3、P、E、B、/、・、ECH、添え字は表1と同様である。また、αはポリオキシエチレン(1.5モル)・ポリオキシプロピレン(15モル)・ポリオキシエチレン(1.5モル)グリコール(ポリオキシプロピレングリコールのエチレンオキシド付加体;プルロニックタイプ)のジグリシジルエーテルを、βは1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、γはポリオキシプロピレングリコール(3モル)ジグリシジルエーテルを、δはポリオキシプロピレングリコール(7モル)ジグリシジルエーテルを、添え字はそれぞれ、非還元性のニ又は三糖類1モルに対するモル数をを表す。
【0096】
一般式(1)〜(3)のいずれかで表されるポリオキシアルキレン化合物(Y)のうち、一般式(3)で表されるポリオキシアルキレン化合物(Y3)としては、表3で示した原料{非還元性の二又は三糖類(a1)、アルキレンオキシド(a2)、エピハロヒドリン(a3)、ジグリシジルエーテル(a4)及びグリコール(a5)}を用いて製造される化合物等が好ましく例示できる。
【0097】
【表3】



【0098】
なお、Q1、Q2、Q3、P、E、B、/、・、ECH、α、β、γ、δ及びこれらの添え字は表1、2と同様である。
また、DEGはジエチレングリコールを、DPGはジプロピレングリコール、HGはヘキサメチレングリコール、BPAはビスフェノールAを表し、これらの添え字は、それぞれ、非還元性のニ又は三糖類1モルに対するモル数を表す。
ただし、アルキレンオキシド(a2)の欄に記載された添え字は、表1、2と同様であるが、アルキレンオキシド(a2)’に記載された添え字は、グリコール1モルに対するモル数を表す。
【0099】
これらのうち、No.3、4、6、7、11、14、15、16、21、24、25、30、32、36又は40で表されるポリオキシアルキレン化合物が好ましく、さらに好ましくはNo.7、15、30又は36で表されるポリオキシアルキレン化合物である。
【0100】
ポリオキシアルキレン化合物(Y)のエポキシ当量(g/eq.)は、2,000〜10,000が好ましく、さらに好ましくは2,500〜9,000、特に好ましくは3,000〜8,000、最も好ましくは3,000〜7,000である。この範囲であると、塗膜の親水性(耐乾きムラ性)及び耐水性(防錆性)がさらに良好となる。
【0101】
本発明の樹脂改質剤は、水性樹脂及び非水性樹脂のいずれにも適用することができる。これらのうち、水性樹脂に好適であり、さらに水性エポキシ樹脂、水性ウレタン樹脂、水性ポリエステル樹脂等に好適であり、特にカチオン電着塗料用樹脂、焼付け塗料用樹脂等に適している。これらの水性樹脂の数平均分子量は500〜10000程度が好ましい。
【0102】
本発明の樹脂改質剤を用いて樹脂を改質する方法としては、水性樹脂又は非水性樹脂に含まれれば制限はないが、樹脂を合成する段階から含有することが好ましく、反応成分(単量体)の一つとして用いることが好ましい。
【0103】
本発明の樹脂改質剤の使用量(重量%)としては、樹脂及び樹脂改質剤の重量に基づいて、5〜40が好ましく、さらに好ましくは7〜38、特に好ましくは7〜35、より特に好ましくは10〜33、最も好ましくは10〜30である。この範囲であると本発明の樹脂改質剤を含んでなる改質樹脂組成物を用いて製造される塗料の耐乾きムラ性がさらに良好となり、さらに塗膜の耐水性等(樹脂の持つ本来の耐水性)に悪影響を与えにくくなる。
【0104】
本発明の樹脂改質剤は、塗料に適している。塗料のうち、水性塗料に好適であり、さらにカチオン電着塗料、焼付け塗料に適している。
【0105】
本発明の樹脂改質剤を塗料に適用する場合、本発明の樹脂改質剤の含有量(重量%)は、塗料及び樹脂改質剤の重量に基づいて、0.5〜5が好ましく、さらに好ましくは1〜3である。
【0106】
本発明の樹脂改質剤と樹脂とを含有してなる改質樹脂組成物は、塗料に適している。塗料のうち、水性塗料に好適であり、さらにカチオン電着塗料に適している。
【0107】
本発明の樹脂改質剤を用いた塗料は、通常の方法により被塗装体に塗装することができ、電着塗装、ハケ塗り、ローラー塗装、エアスプレー塗装、エアレス塗装、ロールコーター塗装及びフローコーター塗装等の塗装方法等が適用できる。
【実施例】
【0108】
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。尚、部及び%はそれぞれ重量部、重量%を表す。
【0109】
<製造例1>
攪拌、加熱、冷却、滴下、窒素による加圧及び真空ポンプによる減圧の可能な耐圧反応容器に、精製グラニュー糖{台糖(株)製、以下同じ}を342部(1モル部)、DMF{三菱ガス化学(株)製、以下同じ}1000部を投入した後、窒素ガスを用いて、ゲージ圧で0.4MPaになるまで加圧し0.02MPaになるまで排出する操作を3回繰り返した(以下、窒素置換と称す)。その後攪拌しつつ100℃まで昇温した後、この温度にてEO176部(4モル部)を2時間かけて滴下し、さらにPO1740部(30モル部)を8時間かけて滴下し、さらに同温度にて3時間攪拌を続けて残存するPOを反応させた。次いで120℃にて減圧下にてDMFを除去し、蔗糖/EO4モル/PO30モル付加物(B1)を得た。
【0110】
上記と同様な耐圧反応容器に、蔗糖/EO4モル/PO30モル付加物(B1)2258部(1モル部)及び、水酸化カリウム{試薬特級、和光純薬工業(株)製、使用量は水分を除いた純分換算量で表示した。以下同じ。}8部を加えて窒素置換を3回繰り返し、さらに120℃にて0.6〜1.3kPaの減圧下にて脱水した。次いで減圧のまま100℃にて、PO2088部(36モル部)を6時間かけて滴下し、さらに120℃にて4時間攪拌を続けた。次いで90℃にて脱イオン水50部を加えた後、キョーワード700を150部を加え、同温度にて1時間攪拌した。次いで同温度にてNo.2濾紙{東洋濾紙(株)製}を用いて濾過してキョーワード700を取り除き、さらに1.3〜2.7kPaの減圧下120℃にて1時間脱水(以下、キョーワード処理及び脱水と略する。)して、蔗糖/EO4モル/PO66モル付加物(S1)を得た。
【0111】
<製造例2>
製造例1と同様な耐圧反応容器に、精製グラニュー糖{台糖(株)製、以下同じ}を342部(1モル部)、DMF1000部を投入した後、窒素置換を実施した。その後攪拌しつつ100℃まで昇温した後、この温度にてEO88部(2モル部)を1時間かけて滴下し、さらにPO1740部(30モル部)を8時間かけて滴下し、さらに同温度にて3時間攪拌を続けて残存するPOを反応させた。次いで120℃にて減圧下にてDMFを除去し、蔗糖/EO2モル/PO30モル付加物(B2)を得た。
【0112】
製造例1と同様な耐圧反応容器に、蔗糖/EO2モル/PO30モル付加物(B2)2170部(1モル部)及び、水酸化カリウム10部を加えて窒素置換を3回繰り返し、さらに120℃にて0.6〜1.3kPaの減圧下にて脱水した。次いで減圧のまま100℃にて、PO3364部(58モル部)を9時間かけて滴下し、さらに120℃にて4時間攪拌を続けた。次いでキョーワード処理及び脱水して、蔗糖/EO2モル/PO88モル付加物(S2)を得た。
【0113】
<製造例3>
製造例1と同様な耐圧反応容器に、精製グラニュー糖を342部(1モル部)、DMF1000部を投入した後、窒素置換を実施した。その後攪拌しつつ100℃まで昇温した後、この温度にてPO1740部(30モル部)を8時間かけて滴下し、さらに同温度にて3時間攪拌を続けて残存するPOを反応させた。次いで120℃にて減圧下にてDMFを除去し、蔗糖/PO30モル付加物(S3)を得た。
【0114】
<製造例4>
製造例1と同様な耐圧反応容器に、蔗糖/PO30モル付加物(S3)2082部(1モル部)及び、水酸化カリウム9.0部を加えて窒素置換を3回繰り返し、さらに120℃にて0.6〜1.3kPaの減圧下にて脱水した。次いで減圧のまま100℃にて、PO2900部(50モル部)を8時間かけて滴下し、さらに120℃にて4時間攪拌を続けた。次いでキョーワード処理及び脱水して、蔗糖/PO80モル付加物(S4)を得た。
【0115】
<製造例5>
製造例1と同様な耐圧反応容器に、トレハロース{試薬特級、和光純薬工業(株)製}を342部(1モル部)、DMF1000部を投入した後、窒素置換を実施した。その後攪拌しつつ100℃まで昇温した後、この温度にてPO1160部(20モル部)を6時間かけて滴下し、さらに同温度にて3時間攪拌を続けて残存するPOを反応させた。次いで120℃にて減圧下にてDMFを除去し、トレハロース/PO20モル付加物(S5)を得た。
【0116】
<製造例6>
製造例1と同様な耐圧反応容器に、トレハロース/PO20モル付加物(S5)1502部(1モル部)及び、水酸化カリウム5.0部を加えて窒素置換を3回繰り返し、さらに120℃にて0.6〜1.3kPaの減圧下にて脱水した。次いで減圧のまま100℃にて、PO2320部(40モル部)を8時間かけて滴下し、さらに120℃にて4時間攪拌を続けた。次いでキョーワード処理及び脱水して、トレハロース/PO60モル付加物(S6)を得た。
【0117】
<製造例7>
製造例1と同様な耐圧反応容器に、メレチトース{試薬特級、和光純薬工業(株)製}を504部(1モル部)、DMF1500部を投入した後、窒素置換を実施した。その後攪拌しつつ100℃まで昇温した後、この温度にてPO2320部(40モル部)を10時間かけて滴下し、さらに同温度にて3時間攪拌を続けて残存するPOを反応させた。次いで120℃にて減圧下にてDMFを除去し、メレチトース/PO40モル付加物(S7)を得た。
【0118】
<製造例8>
製造例1と同様な耐圧反応容器に、メレチトースを504部(1モル部)、DMF1500部を投入した後、窒素置換を実施した。その後攪拌しつつ100℃まで昇温した後、この温度にてEO176部(4モル部)を2時間かけて滴下し、さらにPO1740部(30モル部)を8時間かけて滴下、続いて同温度にて3時間攪拌を続けて残存するPOを反応させた。次いで120℃にて減圧下にてDMFを除去し、メレチトース/EO4モル/PO30モル付加物(B3)を得た。
【0119】
製造例1と同様な耐圧反応容器に、メレチトース/EO4モル/PO30モル付加物(B3)2420部(1モル部)及び、水酸化カリウム10.0部を加えて窒素置換を3回繰り返し、さらに120℃にて0.6〜1.3kPaの減圧下にて脱水した。次いで減圧のまま100℃にて、PO3828部(66モル部)を10時間かけて滴下し、さらに120℃にて4時間攪拌を続けた。次いでキョーワード処理及び脱水して、メレチトース/EO4モル/PO96モル付加物(S8)を得た。
【0120】
<製造例9>
製造例1と同じ耐圧反応容器に、ジエチレングリコール{試薬特級、和光純薬工業(株)製、以下、「DEG」と略記する}106部(1モル部)及び水酸化カリウム2部を投入した後、窒素置換した。その後攪拌しつつ100℃まで昇温し、次いで同温度にてPO1160部(20モル部)を滴下、反応させた。次いでキョーワード処理して、DEG/PO20モル付加物(U1)を得た。
【0121】
<製造例10>
製造例1と同じ耐圧反応容器に、ジプロピレングリコール{試薬特級、和光純薬工業(株)製、以下、「DPG」と略す}134部(1モル部)及び水酸化カリウム5部を投入した後、窒素置換した。その後攪拌しつつ100℃まで昇温し、次いで同温度にてPO2204部(38モル部)を滴下、反応させた。さらに同温度にてEO88部(2モル部)を滴下、反応させた。次いでキョーワード処理して、DPG/PO38モル/EO2モル付加物(U2)を得た。
【0122】
<製造例11>
製造例1と同じ耐圧反応容器に、ヘキサメチレングリコール{試薬特級、和光純薬工業(株)製、以下、「HG」と略す}118部(1モル部)及び水酸化カリウム1.5部を投入した後、窒素置換した。その後攪拌しつつ100℃まで昇温し、次いで同温度にてPO580部(10モル部)を滴下、反応させた。次いでキョーワード処理して、HG/PO10モル付加物(U3)を得た。
【0123】
<製造例12>
製造例1と同様な耐圧反応容器に、HG/PO10モル付加物(U3)698部(1モル部)及び水酸化カリウム2.5部を投入した後、窒素置換、脱水した。その後攪拌しつつ100℃まで昇温し、次いで同温度にて(PO)986部(17モル部)を滴下、反応させた。さらに同温度にてEO132部(3モル部)を滴下、反応させた。次いでキョーワード処理して、HG/PO27モル/EO3モル付加物(U4)を得た。
【0124】
<製造例13>
製造例1と同様な耐圧反応容器に、DPG134部(1モル部)及び水酸化カリウム1.5部を投入した後、窒素置換した。その後攪拌しつつ100℃まで昇温し、次いで同温度にて(PO)754部(13モル部)を滴下し、反応させた。さらに(EO)132部(3モル部)を滴下し、反応させて、DPG/PO13モル/EO3モル付加物(EO1.5モル−PO15モル−EO1.5モルのプルロニック型グリコール)を得た。
【0125】
次いで、上記と同様の耐圧反応容器に、このプルロニック型グリコールと、水酸化ナトリウム{試薬特級、和光純薬工業(株)製、水分を除いた純分換算量、以下同じ}80部(2モル部)及び水100部からなる水酸化ナトリウム水溶液とを仕込み、減圧下120℃にて3時間脱水した後、減圧のまま密閉下、エピクロルヒドリン{鹿島ケミカル(株)製}185部(2モル部)を攪拌下60℃にて3時間で滴下した。さらに同温度にて4時間攪拌した後、キョーワード処理及び脱水(但し温度は80℃とした、エピクロルヒドリン付加物の場合は以下同じ)して、プルロニック型グリコール(EO1.5モル−PO15モル−EO1.5モル)ジグリシジルエーテル(L1)を得た。エポキシ当量は570(g/eq)であった。
【0126】
<実施例1>
製造例1と同様な耐圧反応容器に、蔗糖/EO2モル/PO88モル付加物(S2)5534部(1モル部)と、水酸化ナトリウム80部(2モル部)及び水100部からなる水酸化ナトリウム水溶液とを仕込み、減圧下120℃にて3時間脱水した後、減圧のまま密閉下、エピクロルヒドリン185部(2モル部)を60℃にて3時間で滴下した。さらに同温度にて4時間攪拌した後、キョーワード処理及び脱水して、本発明の樹脂改質剤(Y11)を得た。樹脂改質剤(1)のエポキシ当量(g/eq.)は2830であった。
【0127】
<実施例2>
製造例1と同様な耐圧反応容器に、蔗糖/PO80モル付加物(S4)4982部(1モル部)と、水酸化ナトリウム92部(2.3モル部)及び水120部からなる水酸化ナトリウム水溶液とを仕込み、減圧下120℃にて3時間脱水した後、減圧のまま密閉下、エピクロルヒドリン213部(2.3モル部)を60℃にて3時間で滴下した。さらに同温度にて4時間攪拌した後、キョーワード処理及び脱水して、本発明の樹脂改質剤(Y12)を得た。樹脂改質剤(2)のエポキシ当量(g/eq.)は2280であった。
【0128】
<実施例3>
「蔗糖/EO2モル/PO88モル付加物(S2)5534部(1モル部)」と「トレハロース/PO60モル付加物(S6)3822部(1モル部)」に変更したこと、「水酸化ナトリウム80部(2モル部)及び水100部からなる水酸化ナトリウム水溶液」を「水酸化ナトリウム40部(1モル部)及び水50部からなる水酸化ナトリウム水溶液」に変更したこと、及び「エピクロルヒドリン185部(2モル部)」を「エピクロルヒドリン92.5部(1モル部)」に変更したこと以外、実施例1と同様にして、本発明の樹脂改質剤(Y13)を得た。樹脂改質剤(3)のエポキシ当量(g/eq.)は4,000であった。
【0129】
<実施例4>
「蔗糖/EO2モル/PO88モル付加物(S2)5534部(1モル部)」と「メレチトース/EO4モル/PO96モル付加物(S8)6248部(1モル部)」に変更したこと以外、実施例1と同様にして、本発明の樹脂改質剤(Y14)を得た。樹脂改質剤(4)のエポキシ当量(g/eq.)は3,300であった。
【0130】
<実施例5>
製造例1と同様な耐圧反応容器に、蔗糖/PO30モル付加物(S3)6246部(3モル部)と、水酸化ナトリウム60部(1.5モル部)及び水80部からなる水酸化ナトリウム水溶液とを投入し、減圧下120℃にて3時間脱水した後、約25℃まで冷却し、ポリオキシプロピレングリコール(7モル)ジグリシジルエーテル{グリシエールPP−300P、三洋化成工業(株)製、エポキシ当量290g/eq、「グリシエール」は同社の登録商標である}1160部(2モル部)を投入し、窒素置換した。その後攪拌しつつ100℃にて6時間反応させた。さらに、エピクロルヒドリン139部(1.5モル部)を攪拌下60℃にて3時間で滴下した。さらに同温度にて4時間攪拌した後、キョーワード処理及び脱水して、本発明の樹脂改質剤(Y21)を得た。樹脂改質剤(Y21)のエポキシ当量(g/eq.)は5,200であった。
【0131】
<実施例6>
製造例1と同様な耐圧反応容器に、蔗糖/EO4モル/PO66モル付加物(S1)8692部(2モル部)と、水酸化ナトリウム80部(2モル部)及び水100部からなる水酸化ナトリウム水溶液とを投入し、減圧下120℃にて3時間脱水した後、約25℃まで冷却し、ポリオキシプロピレングリコール(3モル)ジグリシジルエーテル{エピオールP−200、日油(株)製、エポキシ当量155g/eq、「エピオール」は同社の登録商標である}310部(1モル部)を投入し、窒素置換した。その後攪拌しつつ100℃にて6時間反応させた。さらに、エピクロルヒドリン185部(2モル部)を攪拌下60℃にて3時間で滴下した。さらに同温度にて4時間攪拌した後、キョーワード処理及び脱水して、本発明の樹脂改質剤(Y22)を得た。樹脂改質剤(Y22)のエポキシ当量(g/eq.)は4,800であった。
【0132】
<実施例7>
製造例1と同様な耐圧反応容器に、トレハロース/PO20モル付加物(S5)4506部(3モル部)と、水酸化ナトリウム80部(2モル部)及び水100部からなる水酸化ナトリウム水溶液とを投入し、減圧下120℃にて3時間脱水した後、約25℃まで冷却し、グリシエールPP−300P1160部(2モル部)を投入し、窒素置換した。その後攪拌しつつ100℃にて6時間反応させた。さらに、エピクロルヒドリン185部(2モル部)を攪拌下60℃にて3時間で滴下した。さらに同温度にて4時間攪拌した後、キョーワード処理及び脱水して、本発明の樹脂改質剤(Y23)を得た。樹脂改質剤(Y23)のエポキシ当量(g/eq.)は3,100であった。
【0133】
<実施例8>
製造例1と同様な耐圧反応容器に、メレチトース/PO40モル付加物(S7)8472部(3モル部)と、水酸化ナトリウム48部(1.2モル部)及び水60部からなる水酸化ナトリウム水溶液とを投入し、減圧下120℃にて3時間脱水した後、約25℃まで冷却し、製造例13で得たプルロニック型グリコール(EO1.5モル−PO15モル−EO1.5モル)ジグリシジルエーテル(L1)2280部(2モル部)を投入し、窒素置換した。その後攪拌しつつ100℃にて6時間反応させた。さらに、エピクロルヒドリン111部(1.5モル部)を攪拌下60℃にて3時間で滴下した。さらに同温度にて4時間攪拌した後、キョーワード処理及び脱水して、本発明の樹脂改質剤(Y24)を得た。樹脂改質剤(Y24)のエポキシ当量(g/eq.)は9,300であった。
【0134】
<実施例9>
製造例1と同様な耐圧反応容器に、蔗糖/PO30モル付加物(S3)6246部(3モル部)と、製造例12で得たHG/PO27モル/EO3モル付加物(U4)3632部(2モル部)と、水酸化ナトリウム60部(1.5モル部)及び水80部からなる水酸化ナトリウム水溶液とを投入し、減圧下120℃にて3時間脱水した後、約25℃まで冷却し、エピオールP−200の1240部(4モル部)を投入し、窒素置換した。その後攪拌しつつ100℃にて6時間反応させた。さらに、エピクロルヒドリン139部(1.5モル部)を攪拌下60℃にて3時間で滴下した。さらに同温度にて4時間攪拌した後、キョーワード処理及び脱水して、本発明の樹脂改質剤(Y31)を得た。樹脂改質剤(Y31)のエポキシ当量(g/eq.)は7,800であった。
【0135】
<実施例10>
製造例1と同様な耐圧反応容器に、蔗糖/EO4モル/PO66モル付加物(S1)8692部(2モル部)と、製造例11で得たHG/PO10モル付加物(U3)698部(1モル部)と、水酸化ナトリウム80部(2モル部)及び水100部からなる水酸化ナトリウム水溶液とを投入し、減圧下120℃にて3時間脱水した後、約25℃まで冷却し、1,6HD−DEP(D){ヘキサメチレングリコールジグリシジルエーテル、四日市合成(株)製、エポキシ当量116g/eq}464部(2モル部)を投入し、窒素置換した。その後攪拌しつつ100℃にて6時間反応させた。さらに、エピクロルヒドリン185部(2モル部)を攪拌下60℃にて3時間で滴下した。さらに同温度にて4時間攪拌した後、キョーワード処理及び脱水して、本発明の樹脂改質剤(Y32)を得た。樹脂改質剤(Y32)のエポキシ当量(g/eq.)は5,200であった。
【0136】
<実施例11>
製造例1と同様な耐圧反応容器に、トレハロース/PO20モル付加物(S5)3004部(2モル部)と、製造例10で得たDPG/PO38モル/EO2モル付加物(U2)2426部(1モル部)と、水酸化ナトリウム48部(1.2モル部)及び水100部からなる水酸化ナトリウム水溶液とを投入し、減圧下120℃にて3時間脱水した後、約25℃まで冷却し、製造例13で得たプルロニック型グリコール(EO1.5モル−PO15モル−EO1.5モル)ジグリシジルエーテルの2280部(2モル部)を投入し、窒素置換した。その後攪拌しつつ100℃にて6時間反応させた。さらに、エピクロルヒドリン111部(1.2モル部)を攪拌下60℃にて3時間で滴下した。さらに同温度にて4時間攪拌した後、キョーワード処理及び脱水して、本発明の樹脂改質剤(Y33)を得た。樹脂改質剤(Y33)のエポキシ当量(g/eq.)は6,800であった。
【0137】
<実施例12>
製造例1と同様な耐圧反応容器に、メレチトース/PO40モル付加物(S7)5648部(2モル部)と、製造例9で得たDEG/PO20モル付加物(U1)1266部(1モル部)と、水酸化ナトリウム80部(2モル部)及び水100部からなる水酸化ナトリウム水溶液とを投入し、減圧下120℃にて3時間脱水した後、約25℃まで冷却し、エピオールP−200の310部(2モル部)を投入し、窒素置換した。その後攪拌しつつ100℃にて6時間反応させた。さらに、エピクロルヒドリン185部(2モル部)を攪拌下60℃にて3時間で滴下した。さらに同温度にて4時間攪拌した後、キョーワード処理及び脱水して、本発明の樹脂改質剤(Y34)を得た。樹脂改質剤(Y34)のエポキシ当量(g/eq.)は3,700であった。
【0138】
<比較例1>
製造例1と同様な耐圧反応容器に、蔗糖/PO30モル付加物(S3)624.6部(0.3モル部)と、水酸化ナトリウム16部(0.4モル部)及び水22部からなる水酸化ナトリウム水溶液とを投入し、減圧下120℃にて3時間脱水した後、100℃にてジクロロメタン{試薬特級、シグマアルドリッチジャパン(株)製}17部(0.2モル部)を8時間かけて滴下し、さらに2時間100℃にて攪拌を続け完全に反応系の圧力が平衡に達したことを確認した。
次いでイオン交換水1000mLを投入し、一時間60℃にて攪拌した後、分液ロートに移した。1日静置後、生成した沈殿物を室温(約25℃)にてNo.2濾紙を用いて濾別して粗反応液状物を得た。粗反応液状物のうち500部をキョーワード処理及び脱水して、(S3)3モル/ジクロルメタン2モルからなるポリエーテル(HP1)を得た。
【0139】
製造例1と同様な耐圧反応容器に、(S3)3モル/ジクロルメタン2モルからなるポリエーテル(HP1)6270部(1モル部)と、水酸化ナトリウム60部(1.5モル部)及び水80部からなる水酸化ナトリウム水溶液とを仕込み、減圧下120℃にて3時間脱水した後、減圧のまま密閉下、エピクロルヒドリン139部(1.5モル部)を60℃にて3時間で滴下した。さらに同温度にて4時間攪拌した後、キョーワード処理及び脱水して、比較用の樹脂改質剤(H1)を得た。比較用の樹脂改質剤(H1)のエポキシ当量は4,500であった。
【0140】
<比較例2>
製造例1と同じ耐圧反応容器に、オレイルアミン{ナイミーン O−205、日本油脂(株)製}267部(1モル部)及び水酸化カリウム0.5部を仕込み窒素置換を実施した。その後攪拌しつつ100℃まで昇温し、同温度にてEO440部(10モル部)を4時間かけて滴下した後、同温度にて1時間攪拌を続けて残存するEOを反応させた。次いでキョーワード処理及び脱水して、比較用の樹脂改質剤(H2)を得た。
【0141】
<比較例3>
ワンダミンAI100{ライオン(株)製、1−(2−ヒドロキシエチル)−2−アルキル−2−イミダゾリンの有効成分20%水溶液}を比較用の樹脂改質剤(H3)とした。
【0142】
実施例及び比較例で得た樹脂改質剤を用いて、以下のようにして、カチオン電着塗料を調製した後、親水性(耐乾きムラ性)及び耐水性(防錆性)を評価し、結果を表5に示した。
【0143】
(1)樹脂エマルションの調製
エピコート1004{シェル化学(株)製、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(エポキシ当量:950)}及び評価試料{実施例及び比較例で得た樹脂改質剤}を表4に示した配合量{(エポキシ当量/アミン当量)の比率を1.0以上(1.1〜1.2)でかつほぼ一定になるように配合量を決定した}を用いてこれらと、メチルイソブチルケトン(MIBK)240部と、N−メチルエタノールアミン55部と、ジエチレントリアミンのMIBKジケチミン化物を75%含有するMIBK溶液(ケチミン溶液)80部とを80℃にて6時間攪拌混合して、エポキシ樹脂溶液(1)〜(15)を得た。また、「エピコート1004」及び「評価試料」を「エピコート1004のみ」に変更したこと以外、上記と同様にしてエポキシ樹脂用液(ブランク)を得た。
【0144】
【表4】


【0145】
ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI){武田薬品工業(株)製、商品名:タケネート700}850部、MIBK600部、ジブチル錫ジラウレート{和光純薬(株)製}1部及びトリメチロールプロパン225部を60〜70℃にて6時間反応させた後、この反応生成物にメチルエチルケトオキシム430部を同温度にて加え、さらにn−ブタノール35部を加え、同温度で3時間攪拌して、完全ブロック化ポリイソシアネート樹脂溶液を得た。
【0146】
上記で得たエポキシ樹脂溶液の全量(表4の合計量)と完全ブロック化ポリイソシアネート樹脂溶液600部とを20〜30℃にて混合した後、これにエチレングリコールモノブチルエーテル100部及び6%酢酸水溶液550部を加えて中和し、さらに脱イオン水{和光純薬工業(株)製、試薬特級}2200部を加えて均一混合して乳化混合液を得た。この後、減圧下(−0.05〜−0.098MPa)で、50〜60℃にてこの乳化混合液から低沸点物を留去させて、約35%の樹脂エマルション(1)〜(15)及び(ブランク)を得た。
【0147】
(2)カチオン電着塗料の調製
約35%の樹脂エマルション(1〜15、ブランク)20部、二酸化チタン{石原産業(株)品、商品名:タイペーク R−930}30部、カオリン{土屋カオリン(株)品、商品名:ウルトラホワイト 90}15部、リンモリブデン酸アルミニウム{和光純薬(株)製試薬特級}3.5部、カーボンブラック{和光純薬(株)製試薬特級}1部、サンノニックSS−70{三洋化成工業(株)製、ノニオン性界面活性剤}0.5部及び脱イオン水30部をインペラー型羽根を装着したエクセルオートホモジナイザー(日本精器会社製、モデルED)にて最大粒度10μm以下(JIS K5600−2−5:1999に準拠して測定した。)まで分散(3000rpm×30分間 )させ、顔料ペースト(1〜15、ブランク)を得た。
【0148】
樹脂エマルション(1〜15、ブランク)400部と脱イオン水500部とを約25℃で均一混合し、これに顔料ペースト(1〜15、ブランク)100部を加えて、約25℃で均一混合して、カチオン電着塗料(1〜15、ブランク)を得た。
【0149】
また、樹脂エマルション(ブランク)400部と脱イオン水500部とを約25℃で均一混合し、これに顔料ペースト(ブランク)100部、さらに樹脂改質剤(H2)25部を加えて、約25℃で均一混合して、カチオン電着塗料(14’)を得た。
【0150】
また、樹脂エマルション(ブランク)400部と脱イオン水400部とを約25℃で均一混合し、これに顔料ペースト(ブランク)100部、さらに樹脂改質剤(H3)125部を加えて、約25℃で均一混合して、カチオン電着塗料(15)を得た。
【0151】
<親水性(耐乾きムラ性)−1>
親水性(耐乾きムラ性)は、特開平4−370165号公報に記載されている方法に準拠して次のようにして評価した。
カチオン電着塗料1000部をステンレスビーカーに投入し、リン酸亜鉛処理鉄板(被塗装板)を陰極に、ステンレスビーカーを陽極とし、塗料浴温度を28℃として電圧を230Vに印加して、約5分間かけて、リン酸亜鉛処理鉄板にウェット膜厚が28μmとなるようにカチオン電着塗装した。
次いで塗装したリン酸亜鉛処理鉄板を塗料浴から引き上げ、水道水約1Lにてシャワー水洗した後、25℃、50%相対湿度の条件下に、水平面に対して65度の角度で立てかけ30分間静置した。次いで温度170℃にて20分間焼付けて塗装板を得た。この塗装板の塗装面の乾きムラ痕の数を数え、これを親水性(耐乾きムラ性)−1とした。
【0152】
<親水性(耐乾きムラ性)−2>
親水性(耐乾きムラ性)−1と同じく、カチオン電着塗装した後、塗装したリン酸亜鉛処理鉄板を塗料浴から引き上げて水道水約1Lにてシャワー水洗した。次いで酢酸にてpH4に調整した水溶液に50℃にて2週間密閉浸漬した後、引き上げて水道水約1Lにてシャワー水洗した。その後25℃、50%相対湿度の条件下に、水平面に対して65度の角度で立てかけ30分間静置した。次いで温度170℃にて20分間焼付けて塗装板を得た。この塗装板の塗装面の乾きムラ痕の数を数え、これを耐乾きムラ性−2とした。
【0153】
<耐水性(防錆性)>
耐水性(防錆性)は特開平4−370165号公報に記載されている方法に準拠して次のようにして評価した。
親水性(耐乾きムラ性)−1で得た塗装板をJIS Z2371に従って500時間の塩水噴霧試験を行い、発生した錆の数を数え、これを耐水性(防錆性)とした。
【0154】
【表5】


【0155】
本発明の樹脂改質剤を用いたカチオン電着塗料(実施例1〜12)は、ブランクや比較例1〜3に比べて著しく耐乾きムラ性(親水性)が良好であった。また、本発明の樹脂改質剤は、防錆性(耐水性)の低下を招くことがなかった。また、親水性(耐乾きムラ性)−2の結果から、本発明の樹脂改質剤は、pH4の水溶液中で処理しても乾きムラがほとんどなく、比較例の樹脂改質剤に比べて耐加水分解性に優れていた。
【産業上の利用可能性】
【0156】
本発明の樹脂改質剤は、水性塗料及び非水性塗料のいずれにも適用することができるが、これらのうち水性塗料に好適であり、特にカチオン電着塗料に極めて有用である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
一般式(1)〜(3)のいずれかで表されるポリオキシアルキレン化合物(Y)を必須成分としてなることを特徴とする樹脂改質剤。

(G-)S (1)

(G-)t-1S-L{-S(-G)t-2-L}-S(-G)t-1 (2)

(G-)t-1S-L{-U-L-S(-G)t-2-L}-U-L-S(-G)t-1 (3)

ただし、Sは一般式(4)で表される基、tは2〜4の整数、Lは炭素数10〜50のジグリシジルエーテルの反応残基、Uは一般式(5)で表される基、qは0又は1を表し、Gはグリシジル基又は水素原子を表すが、各一般式において少なくとも一つのGはグリシジル基である。

Q{-(OA-) (4)

Z{-(OA-)O-} (5)

Qは非還元性の二又は三糖類のt個の1級水酸基から水素原子を除いた残基、OAは炭素数2〜4のオキシアルキレン基、Zは炭素数2〜15のアルキレン基又はアリーレン基、Oは酸素原子、nは5〜30の整数、tは2〜4の整数、mは5〜20の整数を表し、一般式(4)で表される基(S)に含まれるOAの総数は20〜100の整数であり、S、L、U、(OA)n、(OA)m、Q、Z、q、n、m、tが一分子中に複数個含まれる場合、複数個のそれぞれは同じでも異なっていてもよい。
【請求項2】
非還元性の二又は三糖類のt個の水酸基から水素原子を除いた残基(Q)が蔗糖の反応残基である請求項1に記載の樹脂改質剤。
【請求項3】
ポリオキシアルキレン化合物(Y)が2,000〜10,000g/eq.のエポキシ当量をもつ請求項1又は2に記載の樹脂改質剤。
【請求項4】
樹脂及び請求項1〜3のいずれかに記載の樹脂改質剤を含有してなり、樹脂及び樹脂改質剤の重量に基づいて5〜40重量%の樹脂改質剤を含有してなることを特徴とする改質樹脂組成物。
【請求項5】
請求項4に記載の改質樹脂組成物を含有してなることを特徴とする塗料。
【請求項6】
塗料及び請求項1〜3のいずれかに記載の樹脂改質剤を含有してなり、塗料及び樹脂改質剤の重量に基づいて0.5〜5重量%の樹脂改質剤を含有してなることを特徴とする塗料組成物。
【請求項7】
請求項1〜3のいずれかに記載された樹脂改質剤を製造する方法であって、
非還元性の二又は三糖類(a1)1モル部と、炭素数2〜4のアルキレンオキシド(a2)20〜100モル部との化学反応(1)から化合物(a12)を得る工程(1);及び
化合物(a12)1モル部と、エピハロヒドリン(a3)1〜3モル部との化学反応(2)からポリオキシアルキレン化合物(Y1)を得る工程(2)を含む方法(1);

非還元性の二又は三糖類(a1)1モル部と、炭素数2〜4のアルキレンオキシド(a2)20〜100モル部との化学反応(1)から化合物(a12)を得る工程(1);
化合物(a12)1モル部と、炭素数10〜50のジグリシジルエーテル(a4)0.5〜0.67モル部との化学反応(3)から化合物(a124)を得る工程(3);及び
化合物(a124)とエピハロヒドリン(a3)1〜3モル部との化学反応(4)からポリオキシアルキレン化合物(Y2)を得る工程(4)を含む方法(2);又は

非還元性の二又は三糖類(a1)1モル部と、炭素数2〜4のアルキレンオキシド(a2)20〜100モル部との化学反応(1)から化合物(a12)を得る工程(1);
炭素数2〜15のグリコール(a5)1モル部と炭素数2〜4のアルキレンオキシド(a2)10〜40モル部との化学反応(5)から化合物(a52)を得る工程(5);
化合物(a12)1モル部と、化合物(a52)0.5〜0.67モル部と、炭素数10〜50のジグリシジルエーテル(a4)1〜1.33モル部との化学反応(6)から化合物(a12524)を得る工程(6);及び
化合物(a12524)とエピハロヒドリン(a3)1〜3モル部との化学反応(7)からポリオキシアルキレン化合物(Y3)を得る工程(7)を含む方法(3)からなることを特徴とする製造方法。

【公開番号】特開2012−107088(P2012−107088A)
【公開日】平成24年6月7日(2012.6.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−255514(P2010−255514)
【出願日】平成22年11月16日(2010.11.16)
【出願人】(000106438)サンノプコ株式会社 (124)
【Fターム(参考)】