JP3252168B2 - 新規なポリエーテル樹脂及び該樹脂を必須成分とする樹脂塗料 - Google Patents

新規なポリエーテル樹脂及び該樹脂を必須成分とする樹脂塗料

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JP3252168B2
JP3252168B2 JP34308692A JP34308692A JP3252168B2 JP 3252168 B2 JP3252168 B2 JP 3252168B2 JP 34308692 A JP34308692 A JP 34308692A JP 34308692 A JP34308692 A JP 34308692A JP 3252168 B2 JP3252168 B2 JP 3252168B2
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孝子 渡辺
庸二郎 山本
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はポリエーテル樹脂、さら
に詳しくは架橋性樹脂との硬化により、可撓性、密着性
及び耐沸水性に優れた硬化物(特に塗膜)を与えること
が出来、したがって塗料用等に有利に使用できるポリエ
ーテル樹脂及び同ポリエーテル樹脂を用いた樹脂塗料に
関する。
【0002】
【従来の技術】エポキシ樹脂はその優れた特性から従来
より、塗料、接着剤、土木、電気等の分野において広く
使用されているが、一般にその硬化樹脂が剛性であるこ
とから、塗料等に用いた場合に可撓性、耐衝撃性に劣る
欠点があった。そしてエポキシ樹脂のこれらの欠点を改
良するための手段としてエポキシ樹脂自体の可撓性を改
良するする手段が知られている。例えば、特開昭62−
263222号公報にはエポキシ樹脂と特定種類の脂肪
族多価アルコールとの反応生成物であるポリエーテル樹
脂が提案されたが、このポリエーテル樹脂を用いると可
撓性の改良が得られるものの、その改良の程度はなお不
充分である。また、可撓性を向上させるために高分子量
エポキシ樹脂を用いるとそれに伴い樹脂粘度の上昇がみ
られ、塗料化した際には溶剤の使用量が増加したり、あ
るいは反応中にゲルが生成する場合もありうる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、先に
述べたような問題点を解決し、架橋性樹脂との硬化によ
り、諸物性、特に可撓性、密着性及び耐沸水性に優れた
硬化物(特に硬化塗膜)を与えることの出来るポリエー
テル樹脂を提供しようとするものである。また、本発明
の他の目的は、同ポリエーテル樹脂を用いた樹脂塗料を
提供しようとするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、 「1. 次の構造式(A) 構造式(A)
【0005】
【化5】
【0006】[式中、−A−は=C(CH、−C
−、−O−、または−S−、およびnはOまたは1
〜14の整数である]で示されるエポキシ樹脂と、次の
構造式(B) 構造式(B)
【0007】
【化6】
【0008】[式中、−Rは−Hまたは−CH、お
よびnは1〜20の整数である]で示されるポリアルキ
レングリコールジグリシジルエーテルと、次の構造式
(C)構造式(C)
【0009】
【化7】
【0010】[式中、−B−は=C(CH、−C
−、−O−、または−S−、およびmはOまたは1
〜5の整数である] で示される二価フェノールを(B)の含有量が(A)、
(B)、(C)を合わせた重量の5〜50重量%の割合
で触媒の存在下でエポキシ当量が350〜10000g
/eqになるように反応させて得られた生成物に、さら
に次の一般式(D) 一般式(D)
【0011】
【化8】
【0012】[式中、Rは5個未満の炭素原子を有す
るアルキル基を示す] のアルコールとを、エポキシ基の含有量が0.07me
q/g以下になるまでエーテル化触媒の存在下で反応さ
せて得られたポリエーテル樹脂。 2. ポリアルキレングリコールジグリシジルエーテル
(B)がポリプロピレングリコールジグリシジルエーテ
ルまたはポリエチレングリコールジグリシジルエーテル
である請求項1に記載のポリエーテル樹脂。 3. 一般式(C)における二価フェノールがビスフェ
ノールA又はビスフェノールFである請求項1に記載の
ポリエーテル樹脂。 4. 一般式(D)におけるRがメチルあるいはエチ
ル基である請求項1に記載のポリエーテル樹脂。 5. 一般式(D)のアルコールが1,1,1−トリ
(ヒドロキシメチル)プロパンである請求項1に記載の
ポリエーテル樹脂。 6. 請求項1〜請求項5のいずれかに記載のポリエー
テル樹脂と架橋性樹脂とを含有してなる樹脂塗料。 7. 架橋性樹脂がアミノ樹脂、フェノールーフォルム
アルデヒド樹脂、ブロックポリイソシアネートから選ん
だ1または2以上である、請求項6に記載された樹脂塗
料。」に関する。
【0013】
【作用】本発明のポリエーテル樹脂を製造するための原
料エポキシ樹脂としては、ビスフェノール型エポキシ樹
脂、例えば市販のエピコート806、エピコート82
8、エピコート1001、エピコート1004(以上は
いずれも油化シェルエポキシ株式会社の商品名)等の種
々の分子量及び種々のエポキシ当量のものを1種類単独
で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。
【0014】本発明のポリエーテル樹脂の製造に用いら
れるポリアルキレングリコールジグリシジルエーテルは
一般式(B)で示され、例えばポリエチレングリコール
ジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグ
リシジルエーテルが可撓性、耐衝撃性などに優れるとい
う点で好ましい。かかるジグリシジルエーテルとしては
例えばグリシエールPP−300P(三洋化成工業株式
会社商品名)等の市販品が挙げられる。
【0015】本発明のポリエーテル樹脂の製造に用いら
れる二価フェノール類は一般式(C)で示され、例えば
ビスフェノールA、ビスフェノールF等が好ましい。ビ
スフェノール型エポキシ樹脂とポリアルキレングリコー
ルジグリシジルエーテル及び二価フェノール類の混合割
合はポリアルキレングリコールジグリシジルエーテルの
含有量が全仕込量の5〜50重量%、好ましくは10〜
30重量%である。ポリアルキレングリコールジグリシ
ジルエーテルの含有量が低すぎると、可撓性や耐沸水性
等の塗膜性能の充分な改善効果が得られないし、その含
有量が高すぎても、それに見合う改善効果の向上が得ら
れない。
【0016】 また、二価フェノールの混合割合により
エポキシ当量の調整が可能であり、その範囲は350〜
10000g/eqである。エポキシ当量が350以下
であると塗膜物性(特に可撓性)に劣り、また1000
0以上では高粘度やゲル化傾向のため第二段反応が困難
になる。
【0017】この第一段目の反応において使用される触
媒としては、この種の反応において一般的に知られてい
る触媒、例えばテトラメチルアンモニウムブロマイド、
テトラブチルアンモニウムブロマイド、テトラメチルア
ンモニウムクロライド等の第四級アンモニウム塩;ジメ
チルベンジルアミン、トリメチルアミン等の三級アミ
ン;エチルトリフェニルホスホニウムアイオダイド、テ
トラフェニルホスホニウムクロライド等の第四級ホスホ
ニウム塩等が使用される。その触媒の使用量はビスフェ
ノール型エポキシ樹脂及びポリアルキレングリコールジ
グリシジルエーテルを合わせた仕込量に対して50〜1
000ppm好ましくは100〜600ppmの範囲か
ら選択される。この反応における反応温度は110〜2
00℃、好ましくは130〜180℃である。
【0018】次に本発明のポリエーテル樹脂を製造する
ための第二段の反応は、前記の第一段の反応で得られた
エポキシ樹脂に、一般式(D)に示されるような脂肪族
多価アルコールを反応させる。一般式(D)におけるR
で示されるアルキル基は好ましくはメチルもしくはエ
チル基であり、アルコールは1,1,1−トリ(ヒドロ
キシメチル)プロパンもしくは1,1,1−トリ(ヒド
リキシメチル)エタンである。特に好ましくは前者のア
ルコールが挙げられ、このアルコールは58℃で溶融
し、かつ反応させるべき当エポキシ樹脂の溶剤として作
用することが出来、ポリエーテルの製造を簡素化させ
る。
【0019】その第二段反応において用いられるエーテ
ル化触媒としては、アミン類、ルイス酸類(例えば鉄、
亜鉛、アルミニウム及び硼素のアルカノン酸塩類、それ
らのハロゲン化物)、ポリオキシアルキレンポリオール
のアルカリ金属アルコレートなどが挙げられる。好まし
いエーテル化触媒は、第一錫塩、例えば二塩化錫、アル
カノン酸(例えばオクタノン酸)の第一錫塩である。そ
の触媒の使用量は、全仕込量に対して0.05〜2.0
重量%である。またその反応温度は140〜200℃、
好ましくは160〜180℃である。所望に応じ、本発
明による方法は適当な非反応性溶剤、例えばトルエン、
キシレン、シクロヘキサノン、エチルベンゼン、モノク
ロルベンゼン、エチレングリコールのジエチルエーテ
ル、ジエチレングリコールのジエチルエーテルなどの存
在下で行なうことが出来る。
【0020】本発明のポリエーテル樹脂は種々の用途に
使用出来るが、殊に塗料用に適し、架橋性樹脂と硬化さ
せることにより、可撓性、密着性及び耐沸水性などに優
れた塗膜を与えることが出来る。適する架橋性樹脂の例
はアミノ樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、フェノー
ル−ホルムアルデヒド樹脂およびブロックポリイソシア
ネートなどである。また、種々の塗料を調製するにあた
っては、必要に応じて他のエポキシ樹脂を併用すること
が出来るし、さらに各種溶剤、希釈剤、顔料、安定剤等
の種々の添加剤を配合することが出来る。
【0021】
【実施例】次に、実施例、比較例および試験例等を挙げ
てさらに詳述する。 実施例1 撹拌機、温度計及び窒素ガス導入管を備えた11のセパ
ラブルフラスコにエピコート828(油化シェルエポキ
シ株式会社商品名、エポキシ当量186g/eq)18
7.0gポリプロピレングリコールグリシジルエーテル
(三洋化成株式会社商品名、グリシエールPP−300
P)33.5g及びビスフェノールA114.1gを入
れ、窒素ガス気流中で100℃で溶解させた。ついで、
これにテトラメチルアンモニウムクロライド0.22g
(50%水溶液)を加え、160〜165℃で5時間3
0分反応させた(第一段反応)。得られたエポキシ樹脂
は、エポキシ当量が3045g/eqであった。次い
で、第一段反応後に、シクロヘキサノン、さらにトリメ
チロールプロパン9.2gを加えて溶解させた。次い
で、これにオクチル酸錫1.72gを加えて、170〜
175℃で4時間反応させた(第二段反応)。反応終了
後、樹脂固型分/シクロヘキサノン/キシレンの重量比
が40/30/30になるように、溶剤中に溶解させ
た。得られたポリエーテル樹脂は、エポキシ基含有量
0.07meq/g、溶液粘度Z (ガードナーホル
ツ)であった。
【0022】実施例2 実施例1で用いたのと同様にセパラブルフラスコにエピ
コート828、118.0g、グリシエールPP−30
0P、50.0g及びビスフェノールA82.0gを入
れ、加熱溶解後、テトラメチルアンモニウムクロライド
0.17g(50%水溶液)を加え、160〜165℃
で5時間30分反応させた。得られたエポキシ樹脂は、
エポキシ当量が3553g/eqであった。第一段反応
終了後、シクロヘキサノン、さらにトリメチロールプロ
パン5.9gを加えて溶解させた。次いで、これにオク
チル酸錫1.28gを加え、170〜175℃で4時間
反応させた。反応終了後、シクロヘキサノン/キシレン
中に溶解させた。得られたポリエーテル樹脂は、エポキ
シ基含有量0.05meq/g、溶液粘度Z (ガー
ドナーホルツ)であった。
【0023】実施例3 実施例1で用いたのと同様にセパラブルフラスコにエピ
コート828、96.6g、グリシエールPP−300
P、75.0g及びビスフェノールA78.4gを入
れ、加熱溶解後、テトラメチルアンモニウムクロライド
0.17g(50%水溶液)を加え、160〜165℃
で5時間30分反応させた。得られたエポキシ樹脂は、
エポキシ当量が3089g/eqであった。第一段反応
終了後、シクロヘキサノン、さらにトリメチロールプロ
パン6.8gを加えて溶解させた。次いで、これにオク
チル酸錫1.28gを加え、170〜175℃で4時間
反応させた。反応終了後、シクロヘキサノン/キシレン
中に溶解させた。得られたポリエーテル樹脂は、エポキ
シ基含有量0.04meq/g、溶液粘度X(ガード
ナーホルツ)であった。
【0024】実施例4 実施例1で用いたのと同様にセパラブルフラスコにエピ
コート1001(油化シェルエポキシ株式会社商品名、
エポキシ当量470g/eq)235.0g、グリシエ
ールPP−300P、76.7g及びビスフェノールA
71.8gを入れ、加熱溶解後、テトラメチルアンモニ
ウムクロライド0.31g(50%水溶液)を加え、1
60〜165℃で反応させた。得られたエポキシ樹脂
は、エポキシ当量が3286g/eqであった。第一段
反応終了後、シクロヘキサノン、さらにトリメチロール
プロパン9.8gを加えて溶解させた。次いで、これに
オクチル酸錫1.97gを加え、170〜175℃で反
応させた。反応終了後、シクロヘキサノン/キシレン中
に溶解させた。得られたポリエーテル樹脂は、エポキシ
基含有量0.06meq/g、溶液粘度Z (ガード
ナーホルツ)であった。
【0025】実施例5 実施例1で用いたのと同様にセパラブルフラスコにエピ
コート1004(油化シェルエポキシ株式会社商品名、
エポキシ当量919g/eq)229.8g、グリシエ
ールPP−300P、67.8g及びビスフェノールA
41.6gを入れ、加熱溶解後、テトラメチルアンモニ
ウムクロライド0.30g(50%水溶液)を加え、1
60〜165℃で反応させた。得られたエポキシ樹脂
は、エポキシ当量が3417g/eqであった。第一段
反応終了後、シクロヘキサノン、さらにトリメチロール
プロパン8.3gを加えて溶解させた。次いで、これに
オクチル酸錫1.74gを加え、170〜175℃で反
応させた。反応終了後、シクロヘキサノン/キシレン中
に溶解させた。得られたポリエーテル樹脂は、エポキシ
基含有量0.07meq/g、溶液粘度Z(ガードナ
ーホルツ)であった。
【0026】実施例6 実施例1で用いたのと同様にセパラブルフラスコにエピ
コート806(油化シェルエポキシ株式会社商品名、エ
ポキシ当量170g/eq)170.0g、グリシエー
ルPP−300P、70.5g及びビスフェノールA1
11.9gを入れ、加熱溶解後、テトラメチルアンモニ
ウムクロライド0.24g(50%水溶液)を加え、1
60〜165℃で反応させた。得られたエポキシ樹脂
は、エポキシ当量が3492g/eqであった。第一段
反応終了後、シクロヘキサノン、さらにトリメチロール
プロパン8.5gを加えて溶解させた。次いで、これに
オクチル酸錫1.80gを加え、170〜175℃で反
応させた。反応終了後、シクロヘキサノン/キシレン中
に溶解させた。得られたポリエーテル樹脂は、エポキシ
基含有量0.06meq/g、溶液粘度Z(ガードナ
ーホルツ)であった。
【0027】実施例7 実施例1で用いたのと同様にセパラブルフラスコにエピ
コート806、130.0g、グリシエールPP−30
0P、56.4g及びビスフェノールF89.5gを入
れ、加熱溶解後、テトラメチルアンモニウムクロライド
0.19g(50%水溶液)を加え、160〜165℃
で反応させた。得られたエポキシ樹脂は、エポキシ当量
が3258g/eqであった。第一段反応終了後、シク
ロヘキサノン、さらにトリメチロールプロパン7.0g
を加えて溶解させた。次いで、これにオクチル酸錫1.
41gを加え、170〜175℃で反応させた。反応終
了後、シクロヘキサノン/キシレン中に溶解させた。得
られたポリエーテル樹脂は、エポキシ基含有量0.06
meq/g、溶液粘度V(ガードナーホルツ)であっ
た。
【0028】実施例8〜17 実施例1〜7で得られた各樹脂を尿素樹脂ユーバン20
SE60(三井東圧化学株式会社商品名)と重量比90
/10の割合で配合して塗料とした。
【0029】比較例1 この例は本発明の必須成分である(B)成分を使用しな
い例である。実施例1で用いたのと同様にセパラブルフ
ラスコに、エピコート1004を275.0g、ビスフ
ェノールA18.2gを入れ、加熱溶解後、テトラメチ
ルアンモニウムクロライド0.17g(50%水溶液)
を加え、150〜155℃で3時間30分反応させた。
得られたエポキシ樹脂は、エポキシ当量が2703g/
eqであった。第一段反応終了後、シクロヘキサノン、
さらにトリメチロールプロパン9.1gを加えて溶解さ
せた。次いで、これに塩化第一錫二水塩0.83gを加
え、170〜175℃で4時間反応させた。反応終了
後、樹脂固型分/シクロヘキサノン/キシレンの重量比
が35/32.5/32.5になるように溶解させた。
得られたポリエーテル樹脂は、エポキシ基含有量0.0
8meq/g、溶液粘度Z (ガードナーホルツ)で
あった。
【0030】比較例2 この例は(B)成分が本発明の使用範囲以下の例であ
る。実施例1で用いたのと同様にセパラブルフラスコに
エピコート828、186.0g、グリシエールPP−
300P、12.2g及びビスフェノールA107.1
gを入れ、加熱溶解後、テトラメチルアンモニウムクロ
ライド0.20g(50%水溶液)を加え、160〜1
65℃で反応させた。得られたエポキシ樹脂は、エポキ
シ当量が3309g/eqであった。第一段反応終了
後、シクロヘキサノン、さらにトリメチロールプロパン
7.7gを加えて溶解させた。次いで、これにオクチル
酸錫1.57gを加え、170〜175℃で反応させ
た。反応終了後、シクロヘキサノン/キシレン中に溶解
させた。得られたポリエーテル樹脂は、エポキシ基含有
量0.08meq/g、溶液粘度Z (ガードナーホ
ルツ)であった。
【0031】比較例3 この例は(B)成分が本発明の使用範囲以上の例であ
る。実施例1で用いたのと同様にセパラブルフラスコに
エピコート828、46.5g、グリシエールPP−3
00P、215.6g及びビスフェノールA97.3g
を入れ、加熱溶解後、テトラメチルアンモニウムクロラ
イド0.26g(50%水溶液)を加え、160〜16
5℃で反応させた。得られたエポキシ樹脂は、エポキシ
当量が3428g/eqであった。第一段反応終了後、
シクロヘキサノン、さらにトリメチロールプロパン8.
8gを加えて溶解させた。次いで、これにオクチル酸錫
1.84gを加え、170〜175℃で反応させた。反
応終了後、シクロヘキサノン/キシレン中に溶解させ
た。得られたポリエーテル樹脂は、エポキシ基含有量
0.03meq/g、溶液粘度W(ガードナーホル
ツ)であった。
【0032】比較例4 この例は(A)成分を使用しない例である。実施例1で
用いたのと同様にセパラブルフラスコに、グリシエール
PP−300P、208.6g及びビスフェノールA8
6.6gを入れ、加熱溶解後、テトラメチルアンモニウ
ムクロライド0.21g(50%水溶液)を加え、16
0〜165℃で5時間30分反応させた。得られたエポ
キシ樹脂は、エポキシ当量が4439g/eqであっ
た。第一段反応終了後、シクロヘキサノン、さらにトリ
メチロールプロパン5.6gを加えて溶解させた。次い
で、これにオクチル酸錫1.50gを加え、170〜1
75℃で4時間反応させた。反応終了後、シクロヘキサ
ノン/キシレン中に溶解させた。得られたポリエーテル
樹脂は、エポキシ基含有量0.03meq/g、溶液粘
度A以下(ガードナーホルツ)であった。
【0033】比較例5 この例は(D)成分を使用しない例である。実施例2と
同じ配合条件及び反応条件で第一段反応を行なった。反
応終了後、シクロヘキサノン/キシレン中に溶解させ、
樹脂溶液を得た。
【0034】比較例6〜10 比較例1〜5で得られた各樹脂を尿素樹脂ユーバン20
SE60(三井東圧化学株式会社商品名)と重量比90
/10の割合で配合して塗料とした。
【0035】試験例1 上記の実施例8〜14、及び比較例6〜10で得られた
塗料を、ブリキ板に膜厚が5〜10μになるようにバー
コーターを用いてそれぞれ塗布し、200℃で10分間
焼付けた。得られた各焼き付け塗膜について、鉛筆硬
度、可撓性、密着性、耐沸水性の各試験をした。その結
果は表1に示す通りであった。
【0036】
【表1】
【0037】比較例4の樹脂は硬化が完全に進まず、硬
化塗膜を形成しなかった。各試験の試験方法及び評価基
準は下記によった。 i) 鉛筆硬度 JIS K5400による。 ii) 可撓性 塗布板を−30℃の恒温恒湿槽に約1時間放置後、二つ
折りにし、40〜50Kg/cmでプレスをし、5%
硫酸銅水溶液に1分間浸漬した後、塗膜の亀裂具合をみ
る。 iii) 密着性 碁盤目テープ剥離試験による。 iv) 沸水試験 沸騰水中に10時間浸漬した後、白化については目視、
密着性については碁盤目テープ剥離試験を行なう。 評価基準 ◎ …… 非常に優れている ○ …… 優れている △ …… 普通 × …… 劣っている
【0038】
【発明の効果】本発明のポリエーテル樹脂の硬化塗膜は
可撓性、密着性及び耐沸水性に優れている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C09D 171/10 C09D 171/10 175/08 175/08 (56)参考文献 特開 平4−36307(JP,A) 特開 昭62−263222(JP,A) 特開 昭62−195019(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 65/00 - 65/48

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 次の構造式(A)構造式(A) 【化1】 [式中、−A−は=C(CH、−CH−、−O
    −、または−S−、およびnはOまたは1〜14の整数
    である] で示されるエポキシ樹脂と、次の構造式(B) 構造式(B) 【化2】 [式中、−Rは−Hまたは−CH、およびnは1〜
    20の整数である]で示されるポリアルキレングリコー
    ルジグリシジルエーテルと、次の構造式(C) 構造式(C) 【化3】 [式中、−B−は=C(CH、−CH−、−O
    −、または−S−、およびmはOまたは1〜5の整数で
    ある] で示される二価フェノールを(B)の含有量が(A)、
    (B)、(C)を合わせた重量の5〜50重量%の割合
    で触媒の存在下でエポキシ当量が350〜10000g
    /eqになるように反応させて得られた生成物に、さら
    に次の一般式(D) 一般式(D) 【化4】 [式中、Rは5個未満の炭素原子を有するアルキル基
    を示す] のアルコールとを、エポキシ基の含有量が0.07me
    q/g以下になるまでエーテル化触媒の存在下で反応さ
    せて得られたポリエーテル樹脂。
  2. 【請求項2】 ポリアルキレングリコールジグリシジル
    エーテル(B)がポリプロピレングリコールジグリシジ
    ルエーテルまたはポリエチレングリコールジグリシジル
    エーテルである請求項1に記載のポリエーテル樹脂。
  3. 【請求項3】 一般式(C)における二価フェノールが
    ビスフェノールA又はビスフェノールFである請求項1
    に記載のポリエーテル樹脂。
  4. 【請求項4】 一般式(D)におけるRがメチルある
    いはエチル基である請求項1に記載のポリエーテル樹
    脂。
  5. 【請求項5】 一般式(D)のアルコールが1,1,1
    −トリ(ヒドロキシメチル)プロパンである請求項1に
    記載のポリエーテル樹脂。
  6. 【請求項6】 請求項1〜請求項5のいずれかに記載の
    ポリエーテル樹脂と架橋性樹脂とを含有してなる樹脂塗
    料。
  7. 【請求項7】 架橋性樹脂がアミノ樹脂、フェノール−
    フォルムアルデヒド樹脂、ブロックポリイソシアネート
    から選んだ1または2以上である、請求項6に記載され
    た樹脂塗料。
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