アルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物、及びその製造方法
【課題】ポリウレタン樹脂やエポキシ樹脂を製造する際に有用なアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物、及びその工業的に安価な製造方法を提供する。
【解決手段】下記一般式（１）で示されるアミン化合物からなる群より選ばれる１種又は２種以上のアミン化合物を含むアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物。
（式中、Ｒ１〜Ｒ４及びＲ６〜Ｒ９は各々独立して炭素数１〜３のアルキル基を表し、Ｒ５は炭素数１〜３のアルキル基、又は炭素数が２若しくは３のＮ，Ｎ−ジメチルアミノアルキル基を表す。ｎ、ｍは各々独立して１〜５の整数を表す。ａは１〜６の整数を表す。）
【解決手段】下記一般式（１）で示されるアミン化合物からなる群より選ばれる１種又は２種以上のアミン化合物を含むアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物。
（式中、Ｒ１〜Ｒ４及びＲ６〜Ｒ９は各々独立して炭素数１〜３のアルキル基を表し、Ｒ５は炭素数１〜３のアルキル基、又は炭素数が２若しくは３のＮ，Ｎ−ジメチルアミノアルキル基を表す。ｎ、ｍは各々独立して１〜５の整数を表す。ａは１〜６の整数を表す。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物及びその製造方法に関する。アルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物は有機アルカリ源として有用な化合物である。
【背景技術】
【０００２】
アルキル化ポリアルキレンポリアミン類は、ポリウレタン樹脂用触媒や、エポキシ樹脂用硬化促進剤として広く利用されている有用な化合物である。また、感光性樹脂、帯電防止剤、レジスト剥離剤、半導体洗浄剤、電解液、電荷輸送材料、研磨剤等のアルカリ金属類の使用制限される電子材料及び電池材料分野において有用な有機アルカリ源として広く利用されている。
【０００３】
ポリウレタン樹脂製造においては、活性水素を有するポリオール又は水とイソシアネートの反応において第３級アミン類が触媒として使用されているが、とりわけトリス（２−ジメチルアミノエチル）アミンは活性が高く有用な触媒として提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
トリス（２−ジメチルアミノエチル）アミンの製造法として、トリス（２−クロロエチル）アミンをジメチルアミンによりアミノ化する方法が知られているが（例えば、非特許文献１参照）、原料の毒性が高いだけではなく、入手が困難であるため、工業的な製造法としては課題があった。また、不純物の多いポリエチレンポリアミン類からキレート錯化合物とし分離し、更に溶媒抽出法により精製する方法が知られているが（例えば、特許文献２参照）、煩雑な多段の工程を経る必要があり工業的に実施するには問題があった。このように、ポリウレタン樹脂やエポキシ樹脂の製造法に適応し、しかも工業的に利用価値のあるアルキル化ポリアルキレンポリアミンの開発が強く望まれている。
【０００５】
【特許文献１】米国特許第３８３６４８８号明細書
【特許文献２】特開昭４８−５７９０２号公報
【非特許文献１】Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ， Ｖｏｌ．７６，Ｐａｒｔ ２， ２４１４−１７（１９５４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ポリウレタン樹脂やエポキシ樹脂の製造法に有用なアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物、及びその工業的に安価な製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは上記問題を解決するために鋭意検討を重ねた。その結果、特定のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物が、ポリウレタン樹脂やエポキシ樹脂の製造法における触媒又はアミン系有機配位子として有用であり、しかも工業的に入手可能なポリアルキレンポリアミン混合物より容易に製造出来ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち本発明は、以下に示すとおりのアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物、及びその製造方法である。
【０００９】
１．下記一般式（１）で示されるアミン化合物からなる群より選ばれる１種又は２種以上のアミン化合物を含むアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物。
【００１０】
【化１】
（式中、Ｒ１〜Ｒ４及びＲ６〜Ｒ９は各々独立して炭素数１〜３のアルキル基を表し、Ｒ５は炭素数１〜３のアルキル基、又は炭素数が２若しくは３のＮ，Ｎ−ジメチルアミノアルキル基を表す。ｎ、ｍは各々独立して１〜５の整数を表す。ａは１〜６の整数を表す。）
２．上記一般式（１）で示されるアミン化合物として、トリス（２−ジメチルアミノエチル）アミンとＮ，Ｎ’−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ，Ｎ’−ジメチルエチレンジアミンを含有することを特徴とする上記１．に記載のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物。
【００１１】
３．トリス（２−ジメチルアミノエチル）アミンとＮ，Ｎ’−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ，Ｎ’−ジメチルエチレンジアミンとの混合比率が１０〜９８／９０〜２（重量％）の範囲であることを特徴とする上記２．に記載のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物。
【００１２】
４．上記一般式（１）で示されるアミン化合物として、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−トリメチルジエチレントリアミンとＮ，Ｎ”−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−トリメチルジエチレントリアミンを含有することを特徴とする上記１．に記載のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物。
【００１３】
５．Ｎ，Ｎ−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−トリメチルジエチレントリアミンとＮ，Ｎ”−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−トリメチルジエチレントリアミンの混合比率が１０〜９８／９０〜２（重量％）の範囲であることを特徴とする上記４．に記載のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物。
【００１４】
６．３種類以上のポリアルキレンポリアミンを含有する混合物を蒸留精製した後アルキル化することを特徴とする上記１．乃至５．のいずれかに記載のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物の製造方法。
【００１５】
７．ポリアルキレンポリアミンが、トリエチレンテトラミン、トリス（２−アミノエチル）アミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（アミノエチル）ピペラジン、Ｎ−２（２’−アミノエチル）アミノエチルピペラジン、テトラエチレンペンタミン、Ｎ−２（２’（２”−アミノエチル）アミノエチル）アミノエチルピペラジン、Ｎ−２（２’−アミノエチル）アミノエチル−Ｎ’−アミノエチルピペラジン、Ｎ”，Ｎ”−ビス（２−アミノエチル）−Ｎ−（２−アミノエチル）ピペラジン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−アミノエチル）ジエチレントリアミンからなる群より選ばれる化合物であることを特徴とする上記６．に記載のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物の製造方法。
【００１６】
８．３種類以上のアルキル化ポリアルキレンポリアミンを含有する混合物を蒸留精製することを特徴とする上記１．乃至５．のいずれかに記載のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物の製造方法。
【００１７】
９．アルキル化ポリアルキレンポリアミンが、トリエチレンテトラミン、トリス（２−アミノエチル）アミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（アミノエチル）ピペラジン、Ｎ−２（２’−アミノエチル）アミノエチルピペラジン、テトラエチレンペンタミン、Ｎ−２（２’（２”−アミノエチル）アミノエチル）アミノエチルピペラジン、Ｎ−２（２’−アミノエチル）アミノエチル−Ｎ’−アミノエチルピペラジン、Ｎ”，Ｎ”−ビス（２−アミノエチル）−Ｎ−（２−アミノエチル）ピペラジン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−アミノエチル）ジエチレントリアミンのアルキル化体からなる群より選ばれる化合物であることを特徴とする上記８．に記載のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物の製造方法。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ポリウレタン樹脂やエポキシ樹脂の製造に有効なアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物を工業的に容易に提供することが可能となる。
【００１９】
また、本発明の組成物を上記重合体の製造法に適用した場合、触媒活性が高く、また、得られた樹脂の物性及び成形性に優れた重合体を得ることができるため、本発明の工業的な利用価値は大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物は、下記一般式（１）で示されるアミン化合物からなる群より選ばれる１種又は２種以上のアミン化合物を含む。
【００２１】
【化２】
（式中、Ｒ１〜Ｒ４及びＲ６〜Ｒ９は各々独立して炭素数１〜３のアルキル基を表し、Ｒ５は炭素数１〜３のアルキル基、又は炭素数が２若しくは３のＮ，Ｎ−ジメチルアミノアルキル基を表す。ｎ、ｍは各々独立して１〜５の整数を表す。ａは１〜６の整数を表す。）
上記一般式（１）は、ポリアルキル化ポリアルキレンポリアミン構造を有し、置換基Ｒ１〜Ｒ４及びＲ６〜Ｒ９は各々独立して炭素数１〜３のアルキル基を表す。置換基Ｒ１〜Ｒ４、Ｒ６〜Ｒ９としては、ポリウレタン樹脂やエポキシ樹脂の製造法において、触媒としての活性が高く、得られた樹脂の物性、成形性に優れることから、炭素数１のメチル基が特に好ましい。
【００２２】
上記一般式（１）において置換基Ｒ５は、ａが２〜６の整数を表す場合には各々独立して、炭素数１〜３のアルキル基、又は炭素数２若しくは３のＮ，Ｎ−ジメチルアミノアルキル基を表すが、ポリウレタン樹脂やエポキシ樹脂の製造法において、触媒活性、得られた樹脂の物性及び成形性に優れることから、炭素数１のメチル基又はＮ，Ｎ−ジメチルアミノエチル基が特に好ましい。
【００２３】
上記一般式（１）においてａは１〜６であるが、ポリウレタン樹脂やエポキシ樹脂の製造法において、触媒活性、得られた樹脂の物性及び成形性に優れることから、ａは１〜３の範囲がより好ましい。
【００２４】
上記一般式（１）においてｎ、ｍは各々独立して１〜５の整数であるが、このアルキル鎖が長くなると、ポリウレタン樹脂やエポキシ樹脂の製造法において、触媒活性が低下し、得られる樹脂の物性が悪化する傾向にあるため、ｎ、ｍは１〜２の範囲がより好ましい。
【００２５】
上記一般式（１）で示されるアルキル化ポリアルキレンポリアミンは、直鎖及び分枝鎖からなるポリアルキレンポリアミン類をモノアルコール類、アルデヒド類、又はハロゲン化アルキル類等によりＮ−アルキル化したアミン化合物であり、特に限定するものではないが、ジエチレントリアミン、ジプロピレントリアミン、ジヘキサメチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、トリプロピレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、トリス（２−アミノエチル）アミン、トリス（３−アミノプロピル）アミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−アミノエチル）ジエチレントリアミン等のＮ−アルキル化体が例示される。これらのうち、Ｎ−アルキル基がメチル基であるものが、ポリウレタン樹脂やエポキシ樹脂の製造法において、特に活性が高く、得られた樹脂の物性と成形性に優れるため好ましい。
【００２６】
上記一般式（１）で示されるアルキル化ポリアルキレンポリアミンにおいて、これらＮ−メチル化体の具体例としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−ペンタメチルジエチレントリアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−ペンタメチルジプロピレントリアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−ペンタメチルジヘキサメチレントリアミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ，Ｎ’−ジメチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−ジメチルアミノプロピル）−Ｎ，Ｎ’−ジメチルプロピレンジアミン、Ｎ，Ｎ”−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−トリメチルジエチレントリアミン、Ｎ，Ｎ’”−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ’”−テトラメチルトリエチレンテトラミン、トリス（２−ジメチルアミノエチル）アミン、トリス（３−ジメチルアミノプロピル）アミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−トリメチルジエチレントリアミン等のアミン化合物が挙げられる。これらのうち、ポリウレタン樹脂やエポキシ樹脂の製造法において、触媒としての活性が高く、得られた樹脂の物性、成形性に優れることから、トリス（２−ジメチルアミノエチル）アミンとＮ，Ｎ’−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ，Ｎ’−ジメチルエチレンジアミンを含有する組成物、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−トリメチルジエチレントリアミンとＮ，Ｎ”−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−トリメチルジエチレントリアミンを含有する組成物が特に好ましい。
【００２７】
本発明において、トリス（２−ジメチルアミノエチル）アミンとＮ，Ｎ’−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ，Ｎ’−ジメチルエチレンジアミンとの混合比率が１０〜９８／９０〜２（重量％）の範囲が好ましく、２０〜９８／８０〜２（重量％）の範囲がより好ましい。また、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−トリメチルジエチレントリアミンとＮ，Ｎ”−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−トリメチルジエチレントリアミンの混合比率が１０〜９８／９０〜２（重量％）の範囲が好ましく、２０〜９８／８０〜２（重量％）の範囲がより好ましい。トリス（２−ジメチルアミノエチル）アミン又はＮ，Ｎ−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−トリメチルジエチレントリアミン（分枝体）を９８重量％以上を含有する組成物の場合、蒸留精製に蒸留段数の高い蒸留設備が必要となり、蒸留精製の生産性が低く高価となり、工業的に不利となるおそれがある。また分枝体が１０％以下の場合、活性が低いため重合時間が長くなり高分子量の重合体を得ることが困難となるおそれがある。
【００２８】
本発明のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物は、文献既知の反応により容易に製造できる。例えば、直鎖のポリアルキレンポリアミン、分枝したポリアルキレンポリアミン、ピペラジン環を含む環状ポリアルキレンポリアミン等のポリアルキレンポリアミンを３種類以上含む混合物を蒸留精製した後アルキル化するか、それらポリアルキレンポリアミンアルキル化して得られるアルキル化ポリアルキレンポリアミンを３種類以上含む混合物を蒸留精製することにより、容易に製造することができる。
【００２９】
これらのポリアルキレンポリアミンを含有する混合物は、エチレンジクロライドとアンモニアを反応させ、エチレンジアミンを得る方法や、エチレンイミンとアンモニアとの反応によるポリエチレンイミンを得る方法により副生成物として得られるが、これらのうち４個以上の窒素原子を含むアミン成分が利用できる。
【００３０】
これらのポリアルキレンポリアミンを含有する混合物を３級化する方法としては、例えば、ホルムアルデヒドを水素加圧下、水素化触媒の存在にて反応させる還元メチル化による方法が挙げられる。この製造法により得られるアミン化合物は、パーメチル化ポリアルキレンポリアミンを含有する混合物として得られ、更にこれを蒸留分離して精製することにより本発明のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物を得ることができる。
【００３１】
本発明において、蒸留分離には、蒸留理論段数が５段以上、好ましくは１０段以上の蒸留塔を用いる。蒸留段数が５段未満では、本発明の組成物の蒸留分離が困難であるだけではなく、蒸留精製にも時間がかかるため工業的に適用困難となるおそれがある。
【００３２】
本発明のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物は、ポリウレタン樹脂製造用触媒や、エポキシ樹脂製造用硬化促進剤として利用できるだけでなく、有機アルカリ源として幅広い用途に使用することができる。例えば、フェノール樹脂製造用触媒、ポジ型感光性樹脂組成物、帯電防止剤、レジスト剥離剤、半導体洗浄剤、電解液、発光材料、電荷輸送材料、研磨剤組成物、インクジェットインク組成物、光硬化性樹脂組成物等に使用することができる。
【実施例】
【００３３】
以下、実施例、比較例に基づいて説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【００３４】
実施例１ アルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物の製造例（１）
１０００ｍｌの攪拌機付きオートクレーブに直鎖以外に分枝鎖及び環状体も含むトリエチレンテトラミン（東ソー（株）社製、ＴＥＴＡ）１５０ｇと水１５０ｇ及び触媒ラネーニッケル６．０ｇを仕込んだ。オートクレーブを密閉、水素置換後、攪拌下に１２０℃まで昇温した。続けてオートクレーブ内に圧力３ＭＰａで水素を導入しつつ３７％ホルマリン水溶液４６４ｇ（５．７２ｍｏｌ）を４時間かけてポンプで供給した。１時間熟成反応を行った後、冷却して反応液を取り出した。
【００３５】
ロータリーエバポレーターを用いて反応液から水を留去後、４０段のオールダーショ蒸留装置を用い減圧下に生成物であるＮ−メチル化されたトリエチレンテトラミンを蒸留精製した。この生成物をガスクロマトグラフ及びＨ−ＮＭＲ分析した結果、トリス（２−ジメチルアミノエチル）アミンとＮ，Ｎ’−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ，Ｎ’−ジメチルエチレンジアミンの混合比率が８５．６／１４．４（重量％比）の留分−１を８．５ｇ、混合比率が３５．２／６４．８（重量％比）の留分−２を９．０ｇ、混合比率が０．５／９９．５（重量％比）の留分−３を８．５ｇ得た。これらの留分−１，２，３をそれぞれアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物Ａ−１，Ａ−２，Ａ−３とした。
【００３６】
実施例２ アルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物の製造例（２）
直鎖以外に分岐鎖及び環状体も含むテトラエチレンペンタミン１５０ｇ（東ソー（株）社製、ＴＥＰＡ）と３７％ホルマリン水溶液を３８４ｇ（４．７４ｍｏｌ）とした以外は実施例１と同じ条件にて反応、蒸留を行いＮ−メチル化されたトリエチレンテトラミンを蒸留精製した。この蒸留精製物をガスクロマトグラフ及びＨ−ＮＭＲ分析した結果、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−トリメチルジエチレントリアミンとＮ，Ｎ”−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−トリメチルジエチレントリアミンの混合比率が９５．５／４．５（重量％比）の留分−４を６．５ｇ、混合比率が４０．５／５９．５（重量％比）の留分−５を７．０ｇ、混合比率が０．５／９９．５（重量％比）の留分−６を７．５ｇ得た。これらの留分−４，５，６をそれぞれアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物Ｂ−１，Ｂ−２，Ｂ−３とした。
【００３７】
実施例３〜実施例６、及び比較例１〜比較例３
本発明及び比較例のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物を用い半硬質ポリウレタンフォームを製造した例を示す。
【００３８】
ポリオールＡ、水、トリエタノールアミンを表１に示した原料配合比にてプレミックスＡを調合した。
【００３９】
プレミックスＡ １０５．８ｇを３００ｍｌポリエチレンカップに取り、本発明及び比較例のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物を所定量添加し、２５℃に温度調整した。別容器で２５℃に温度調整したイソシアネート液をイソシアネートインデックス｛イソシアネート基／ＯＨ基（モル比）×１００）｝が１０５となる量をプレミックスＡのカップの中に入れ、素早く攪拌機にて６０００ｒｐｍで５秒間攪拌した。混合攪拌した混合液を４０℃に温度調節した２ｌのポリエチレンカップに移し発泡中の反応性を測定した。次に長さ５０ｃｍ、幅１２ｃｍ、厚さ０．５ｃｍのアルミニウム製モールドを傾斜２５°とし、フォーム密度が９５ｋｇ／ｍ３となるようにモールドの下部より混合液を注入し、モールド上部からバリを一定量生成させ発泡成形した。この場合、上記と同じようにプレミックスＡを調整し、ゲルタイムが５０秒になるように本発明及び比較例のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物を調整しイソシアネートと混合し反応成形した。発泡成形後、成形したフォームの硬度、成形性を測定した。
【００４０】
結果を表２にあわせて示す。
【００４１】
なお、各測定項目の測定方法は以下のとおりである。
【００４２】
（１）反応性の測定項目
クリームタイム：発泡開始時間、フォームが上昇開始する時間を目視にて測定
ゲルタイム ：反応が進行し液状物質より、樹脂状物質に変わる時間を測定
ライズタイム ：フォームの上昇が停止する時間を目視にて測定。
【００４３】
（２）フォームの脱型時硬度
混合開始から３分後にフォームを脱型し、その１分後にフォームの脱型時硬度を測定した。
【００４４】
（３）成形性の評価
フォームのボイドの大きさから次のように表した
◎：非常に良い
○：良い
△：悪い
×：非常に悪い。
【００４５】
【表１】
【００４６】
【表２】
上記表から明らかなとおり、実施例３〜実施例６は本発明のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物を用いた例であるが、これらは、同じ使用量で反応速度が高く触媒活性が高いことを示している。また、脱型時の硬度が高く硬化速度が高いだけでなく、成形性に優れたフォームを形成する。
【００４７】
これらに対し、比較例１、比較例２は、直鎖のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物であるが、活性が低く、硬化速度及び成形性に劣る。更に比較例３は、環状のアルキル化ポリアルキレンポリアミンを含有する組成物であるが、特に活性が低く、硬化速度及び成形性の点でも劣るフォームを生成する。
【００４８】
実施例７〜実施例１０、及び比較例４〜比較例６
本発明及び比較例のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物を用いエポキシ樹脂塗膜を製造した例を示す。
【００４９】
エポキシ樹脂Ａ、硬化剤、硬化促進剤を表３に示した原料配合比で調合し、２０℃、カップ中、ヘラで攪拌混合しエポキシ樹脂組成物を得た。こうして得られたエポキシ樹脂組成物の５℃における硬化性、可撓性を測定し、この結果を表４に示した。
【００５０】
なお、各測定項目の測定方法は以下のとおりである。
【００５１】
（１）低温硬化性
エポキシ樹脂組成物をガラス板（２５×３５３×１．８ｍｍ）の表面に７５ミクロンのドクターブレードを用いて塗布し、硬化温度５℃においてＲＣＩ型塗膜乾燥測定時間測定器により硬化性を評価。この試験で示される２次線条痕開始時間により硬化性を評価した。
【００５２】
（２）可撓性
エポキシ樹脂組成物を５００ミクロンのドクターブレードを用いてブリキ板（１５０×５０×０．３ｍｍ）上に塗布し、１９〜２１℃で７日間乾燥、硬化させた。その後、塗膜屈曲試験機を用いて屈曲試験を行い、試験片上の塗膜のワレ、ハガレの有無を見た。なお、心棒は２ｍｍ又は３ｍｍのものを使用した（ＪＩＳ Ｋ−５４００：１９９７に準拠）。樹脂のひび割れの状態から次のように表した
◎：異常なし
○：少しヒビあり
△：ヒビあり
×：ワレあり。
【００５３】
【表３】
【００５４】
【表４】
上記表から明らかなとおり、実施例７〜実施例１０は本発明のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物を用いた例であるが、これらは、同じ使用量で低温の硬化速度が高く塗膜乾燥性が高い。また、得られた塗膜の可撓性が高い。
【００５５】
これらに対し、比較例４、比較例５は、直鎖のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物であるが、低温での塗膜乾燥速度が遅く、また塗膜の可撓性も劣るものであった。また、比較例６は、環状のアルキル化ポリアルキレンポリアミンを含有する組成物であるが、同様に低温での塗膜乾燥速度が遅く、また塗膜の可撓性も劣るものであった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物及びその製造方法に関する。アルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物は有機アルカリ源として有用な化合物である。
【背景技術】
【０００２】
アルキル化ポリアルキレンポリアミン類は、ポリウレタン樹脂用触媒や、エポキシ樹脂用硬化促進剤として広く利用されている有用な化合物である。また、感光性樹脂、帯電防止剤、レジスト剥離剤、半導体洗浄剤、電解液、電荷輸送材料、研磨剤等のアルカリ金属類の使用制限される電子材料及び電池材料分野において有用な有機アルカリ源として広く利用されている。
【０００３】
ポリウレタン樹脂製造においては、活性水素を有するポリオール又は水とイソシアネートの反応において第３級アミン類が触媒として使用されているが、とりわけトリス（２−ジメチルアミノエチル）アミンは活性が高く有用な触媒として提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
トリス（２−ジメチルアミノエチル）アミンの製造法として、トリス（２−クロロエチル）アミンをジメチルアミンによりアミノ化する方法が知られているが（例えば、非特許文献１参照）、原料の毒性が高いだけではなく、入手が困難であるため、工業的な製造法としては課題があった。また、不純物の多いポリエチレンポリアミン類からキレート錯化合物とし分離し、更に溶媒抽出法により精製する方法が知られているが（例えば、特許文献２参照）、煩雑な多段の工程を経る必要があり工業的に実施するには問題があった。このように、ポリウレタン樹脂やエポキシ樹脂の製造法に適応し、しかも工業的に利用価値のあるアルキル化ポリアルキレンポリアミンの開発が強く望まれている。
【０００５】
【特許文献１】米国特許第３８３６４８８号明細書
【特許文献２】特開昭４８−５７９０２号公報
【非特許文献１】Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ， Ｖｏｌ．７６，Ｐａｒｔ ２， ２４１４−１７（１９５４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ポリウレタン樹脂やエポキシ樹脂の製造法に有用なアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物、及びその工業的に安価な製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは上記問題を解決するために鋭意検討を重ねた。その結果、特定のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物が、ポリウレタン樹脂やエポキシ樹脂の製造法における触媒又はアミン系有機配位子として有用であり、しかも工業的に入手可能なポリアルキレンポリアミン混合物より容易に製造出来ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち本発明は、以下に示すとおりのアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物、及びその製造方法である。
【０００９】
１．下記一般式（１）で示されるアミン化合物からなる群より選ばれる１種又は２種以上のアミン化合物を含むアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物。
【００１０】
【化１】
（式中、Ｒ１〜Ｒ４及びＲ６〜Ｒ９は各々独立して炭素数１〜３のアルキル基を表し、Ｒ５は炭素数１〜３のアルキル基、又は炭素数が２若しくは３のＮ，Ｎ−ジメチルアミノアルキル基を表す。ｎ、ｍは各々独立して１〜５の整数を表す。ａは１〜６の整数を表す。）
２．上記一般式（１）で示されるアミン化合物として、トリス（２−ジメチルアミノエチル）アミンとＮ，Ｎ’−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ，Ｎ’−ジメチルエチレンジアミンを含有することを特徴とする上記１．に記載のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物。
【００１１】
３．トリス（２−ジメチルアミノエチル）アミンとＮ，Ｎ’−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ，Ｎ’−ジメチルエチレンジアミンとの混合比率が１０〜９８／９０〜２（重量％）の範囲であることを特徴とする上記２．に記載のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物。
【００１２】
４．上記一般式（１）で示されるアミン化合物として、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−トリメチルジエチレントリアミンとＮ，Ｎ”−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−トリメチルジエチレントリアミンを含有することを特徴とする上記１．に記載のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物。
【００１３】
５．Ｎ，Ｎ−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−トリメチルジエチレントリアミンとＮ，Ｎ”−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−トリメチルジエチレントリアミンの混合比率が１０〜９８／９０〜２（重量％）の範囲であることを特徴とする上記４．に記載のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物。
【００１４】
６．３種類以上のポリアルキレンポリアミンを含有する混合物を蒸留精製した後アルキル化することを特徴とする上記１．乃至５．のいずれかに記載のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物の製造方法。
【００１５】
７．ポリアルキレンポリアミンが、トリエチレンテトラミン、トリス（２−アミノエチル）アミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（アミノエチル）ピペラジン、Ｎ−２（２’−アミノエチル）アミノエチルピペラジン、テトラエチレンペンタミン、Ｎ−２（２’（２”−アミノエチル）アミノエチル）アミノエチルピペラジン、Ｎ−２（２’−アミノエチル）アミノエチル−Ｎ’−アミノエチルピペラジン、Ｎ”，Ｎ”−ビス（２−アミノエチル）−Ｎ−（２−アミノエチル）ピペラジン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−アミノエチル）ジエチレントリアミンからなる群より選ばれる化合物であることを特徴とする上記６．に記載のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物の製造方法。
【００１６】
８．３種類以上のアルキル化ポリアルキレンポリアミンを含有する混合物を蒸留精製することを特徴とする上記１．乃至５．のいずれかに記載のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物の製造方法。
【００１７】
９．アルキル化ポリアルキレンポリアミンが、トリエチレンテトラミン、トリス（２−アミノエチル）アミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（アミノエチル）ピペラジン、Ｎ−２（２’−アミノエチル）アミノエチルピペラジン、テトラエチレンペンタミン、Ｎ−２（２’（２”−アミノエチル）アミノエチル）アミノエチルピペラジン、Ｎ−２（２’−アミノエチル）アミノエチル−Ｎ’−アミノエチルピペラジン、Ｎ”，Ｎ”−ビス（２−アミノエチル）−Ｎ−（２−アミノエチル）ピペラジン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−アミノエチル）ジエチレントリアミンのアルキル化体からなる群より選ばれる化合物であることを特徴とする上記８．に記載のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物の製造方法。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ポリウレタン樹脂やエポキシ樹脂の製造に有効なアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物を工業的に容易に提供することが可能となる。
【００１９】
また、本発明の組成物を上記重合体の製造法に適用した場合、触媒活性が高く、また、得られた樹脂の物性及び成形性に優れた重合体を得ることができるため、本発明の工業的な利用価値は大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物は、下記一般式（１）で示されるアミン化合物からなる群より選ばれる１種又は２種以上のアミン化合物を含む。
【００２１】
【化２】
（式中、Ｒ１〜Ｒ４及びＲ６〜Ｒ９は各々独立して炭素数１〜３のアルキル基を表し、Ｒ５は炭素数１〜３のアルキル基、又は炭素数が２若しくは３のＮ，Ｎ−ジメチルアミノアルキル基を表す。ｎ、ｍは各々独立して１〜５の整数を表す。ａは１〜６の整数を表す。）
上記一般式（１）は、ポリアルキル化ポリアルキレンポリアミン構造を有し、置換基Ｒ１〜Ｒ４及びＲ６〜Ｒ９は各々独立して炭素数１〜３のアルキル基を表す。置換基Ｒ１〜Ｒ４、Ｒ６〜Ｒ９としては、ポリウレタン樹脂やエポキシ樹脂の製造法において、触媒としての活性が高く、得られた樹脂の物性、成形性に優れることから、炭素数１のメチル基が特に好ましい。
【００２２】
上記一般式（１）において置換基Ｒ５は、ａが２〜６の整数を表す場合には各々独立して、炭素数１〜３のアルキル基、又は炭素数２若しくは３のＮ，Ｎ−ジメチルアミノアルキル基を表すが、ポリウレタン樹脂やエポキシ樹脂の製造法において、触媒活性、得られた樹脂の物性及び成形性に優れることから、炭素数１のメチル基又はＮ，Ｎ−ジメチルアミノエチル基が特に好ましい。
【００２３】
上記一般式（１）においてａは１〜６であるが、ポリウレタン樹脂やエポキシ樹脂の製造法において、触媒活性、得られた樹脂の物性及び成形性に優れることから、ａは１〜３の範囲がより好ましい。
【００２４】
上記一般式（１）においてｎ、ｍは各々独立して１〜５の整数であるが、このアルキル鎖が長くなると、ポリウレタン樹脂やエポキシ樹脂の製造法において、触媒活性が低下し、得られる樹脂の物性が悪化する傾向にあるため、ｎ、ｍは１〜２の範囲がより好ましい。
【００２５】
上記一般式（１）で示されるアルキル化ポリアルキレンポリアミンは、直鎖及び分枝鎖からなるポリアルキレンポリアミン類をモノアルコール類、アルデヒド類、又はハロゲン化アルキル類等によりＮ−アルキル化したアミン化合物であり、特に限定するものではないが、ジエチレントリアミン、ジプロピレントリアミン、ジヘキサメチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、トリプロピレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、トリス（２−アミノエチル）アミン、トリス（３−アミノプロピル）アミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−アミノエチル）ジエチレントリアミン等のＮ−アルキル化体が例示される。これらのうち、Ｎ−アルキル基がメチル基であるものが、ポリウレタン樹脂やエポキシ樹脂の製造法において、特に活性が高く、得られた樹脂の物性と成形性に優れるため好ましい。
【００２６】
上記一般式（１）で示されるアルキル化ポリアルキレンポリアミンにおいて、これらＮ−メチル化体の具体例としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−ペンタメチルジエチレントリアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−ペンタメチルジプロピレントリアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−ペンタメチルジヘキサメチレントリアミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ，Ｎ’−ジメチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−ジメチルアミノプロピル）−Ｎ，Ｎ’−ジメチルプロピレンジアミン、Ｎ，Ｎ”−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−トリメチルジエチレントリアミン、Ｎ，Ｎ’”−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ’”−テトラメチルトリエチレンテトラミン、トリス（２−ジメチルアミノエチル）アミン、トリス（３−ジメチルアミノプロピル）アミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−トリメチルジエチレントリアミン等のアミン化合物が挙げられる。これらのうち、ポリウレタン樹脂やエポキシ樹脂の製造法において、触媒としての活性が高く、得られた樹脂の物性、成形性に優れることから、トリス（２−ジメチルアミノエチル）アミンとＮ，Ｎ’−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ，Ｎ’−ジメチルエチレンジアミンを含有する組成物、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−トリメチルジエチレントリアミンとＮ，Ｎ”−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−トリメチルジエチレントリアミンを含有する組成物が特に好ましい。
【００２７】
本発明において、トリス（２−ジメチルアミノエチル）アミンとＮ，Ｎ’−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ，Ｎ’−ジメチルエチレンジアミンとの混合比率が１０〜９８／９０〜２（重量％）の範囲が好ましく、２０〜９８／８０〜２（重量％）の範囲がより好ましい。また、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−トリメチルジエチレントリアミンとＮ，Ｎ”−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−トリメチルジエチレントリアミンの混合比率が１０〜９８／９０〜２（重量％）の範囲が好ましく、２０〜９８／８０〜２（重量％）の範囲がより好ましい。トリス（２−ジメチルアミノエチル）アミン又はＮ，Ｎ−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−トリメチルジエチレントリアミン（分枝体）を９８重量％以上を含有する組成物の場合、蒸留精製に蒸留段数の高い蒸留設備が必要となり、蒸留精製の生産性が低く高価となり、工業的に不利となるおそれがある。また分枝体が１０％以下の場合、活性が低いため重合時間が長くなり高分子量の重合体を得ることが困難となるおそれがある。
【００２８】
本発明のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物は、文献既知の反応により容易に製造できる。例えば、直鎖のポリアルキレンポリアミン、分枝したポリアルキレンポリアミン、ピペラジン環を含む環状ポリアルキレンポリアミン等のポリアルキレンポリアミンを３種類以上含む混合物を蒸留精製した後アルキル化するか、それらポリアルキレンポリアミンアルキル化して得られるアルキル化ポリアルキレンポリアミンを３種類以上含む混合物を蒸留精製することにより、容易に製造することができる。
【００２９】
これらのポリアルキレンポリアミンを含有する混合物は、エチレンジクロライドとアンモニアを反応させ、エチレンジアミンを得る方法や、エチレンイミンとアンモニアとの反応によるポリエチレンイミンを得る方法により副生成物として得られるが、これらのうち４個以上の窒素原子を含むアミン成分が利用できる。
【００３０】
これらのポリアルキレンポリアミンを含有する混合物を３級化する方法としては、例えば、ホルムアルデヒドを水素加圧下、水素化触媒の存在にて反応させる還元メチル化による方法が挙げられる。この製造法により得られるアミン化合物は、パーメチル化ポリアルキレンポリアミンを含有する混合物として得られ、更にこれを蒸留分離して精製することにより本発明のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物を得ることができる。
【００３１】
本発明において、蒸留分離には、蒸留理論段数が５段以上、好ましくは１０段以上の蒸留塔を用いる。蒸留段数が５段未満では、本発明の組成物の蒸留分離が困難であるだけではなく、蒸留精製にも時間がかかるため工業的に適用困難となるおそれがある。
【００３２】
本発明のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物は、ポリウレタン樹脂製造用触媒や、エポキシ樹脂製造用硬化促進剤として利用できるだけでなく、有機アルカリ源として幅広い用途に使用することができる。例えば、フェノール樹脂製造用触媒、ポジ型感光性樹脂組成物、帯電防止剤、レジスト剥離剤、半導体洗浄剤、電解液、発光材料、電荷輸送材料、研磨剤組成物、インクジェットインク組成物、光硬化性樹脂組成物等に使用することができる。
【実施例】
【００３３】
以下、実施例、比較例に基づいて説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【００３４】
実施例１ アルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物の製造例（１）
１０００ｍｌの攪拌機付きオートクレーブに直鎖以外に分枝鎖及び環状体も含むトリエチレンテトラミン（東ソー（株）社製、ＴＥＴＡ）１５０ｇと水１５０ｇ及び触媒ラネーニッケル６．０ｇを仕込んだ。オートクレーブを密閉、水素置換後、攪拌下に１２０℃まで昇温した。続けてオートクレーブ内に圧力３ＭＰａで水素を導入しつつ３７％ホルマリン水溶液４６４ｇ（５．７２ｍｏｌ）を４時間かけてポンプで供給した。１時間熟成反応を行った後、冷却して反応液を取り出した。
【００３５】
ロータリーエバポレーターを用いて反応液から水を留去後、４０段のオールダーショ蒸留装置を用い減圧下に生成物であるＮ−メチル化されたトリエチレンテトラミンを蒸留精製した。この生成物をガスクロマトグラフ及びＨ−ＮＭＲ分析した結果、トリス（２−ジメチルアミノエチル）アミンとＮ，Ｎ’−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ，Ｎ’−ジメチルエチレンジアミンの混合比率が８５．６／１４．４（重量％比）の留分−１を８．５ｇ、混合比率が３５．２／６４．８（重量％比）の留分−２を９．０ｇ、混合比率が０．５／９９．５（重量％比）の留分−３を８．５ｇ得た。これらの留分−１，２，３をそれぞれアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物Ａ−１，Ａ−２，Ａ−３とした。
【００３６】
実施例２ アルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物の製造例（２）
直鎖以外に分岐鎖及び環状体も含むテトラエチレンペンタミン１５０ｇ（東ソー（株）社製、ＴＥＰＡ）と３７％ホルマリン水溶液を３８４ｇ（４．７４ｍｏｌ）とした以外は実施例１と同じ条件にて反応、蒸留を行いＮ−メチル化されたトリエチレンテトラミンを蒸留精製した。この蒸留精製物をガスクロマトグラフ及びＨ−ＮＭＲ分析した結果、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−トリメチルジエチレントリアミンとＮ，Ｎ”−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−トリメチルジエチレントリアミンの混合比率が９５．５／４．５（重量％比）の留分−４を６．５ｇ、混合比率が４０．５／５９．５（重量％比）の留分−５を７．０ｇ、混合比率が０．５／９９．５（重量％比）の留分−６を７．５ｇ得た。これらの留分−４，５，６をそれぞれアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物Ｂ−１，Ｂ−２，Ｂ−３とした。
【００３７】
実施例３〜実施例６、及び比較例１〜比較例３
本発明及び比較例のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物を用い半硬質ポリウレタンフォームを製造した例を示す。
【００３８】
ポリオールＡ、水、トリエタノールアミンを表１に示した原料配合比にてプレミックスＡを調合した。
【００３９】
プレミックスＡ １０５．８ｇを３００ｍｌポリエチレンカップに取り、本発明及び比較例のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物を所定量添加し、２５℃に温度調整した。別容器で２５℃に温度調整したイソシアネート液をイソシアネートインデックス｛イソシアネート基／ＯＨ基（モル比）×１００）｝が１０５となる量をプレミックスＡのカップの中に入れ、素早く攪拌機にて６０００ｒｐｍで５秒間攪拌した。混合攪拌した混合液を４０℃に温度調節した２ｌのポリエチレンカップに移し発泡中の反応性を測定した。次に長さ５０ｃｍ、幅１２ｃｍ、厚さ０．５ｃｍのアルミニウム製モールドを傾斜２５°とし、フォーム密度が９５ｋｇ／ｍ３となるようにモールドの下部より混合液を注入し、モールド上部からバリを一定量生成させ発泡成形した。この場合、上記と同じようにプレミックスＡを調整し、ゲルタイムが５０秒になるように本発明及び比較例のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物を調整しイソシアネートと混合し反応成形した。発泡成形後、成形したフォームの硬度、成形性を測定した。
【００４０】
結果を表２にあわせて示す。
【００４１】
なお、各測定項目の測定方法は以下のとおりである。
【００４２】
（１）反応性の測定項目
クリームタイム：発泡開始時間、フォームが上昇開始する時間を目視にて測定
ゲルタイム ：反応が進行し液状物質より、樹脂状物質に変わる時間を測定
ライズタイム ：フォームの上昇が停止する時間を目視にて測定。
【００４３】
（２）フォームの脱型時硬度
混合開始から３分後にフォームを脱型し、その１分後にフォームの脱型時硬度を測定した。
【００４４】
（３）成形性の評価
フォームのボイドの大きさから次のように表した
◎：非常に良い
○：良い
△：悪い
×：非常に悪い。
【００４５】
【表１】
【００４６】
【表２】
上記表から明らかなとおり、実施例３〜実施例６は本発明のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物を用いた例であるが、これらは、同じ使用量で反応速度が高く触媒活性が高いことを示している。また、脱型時の硬度が高く硬化速度が高いだけでなく、成形性に優れたフォームを形成する。
【００４７】
これらに対し、比較例１、比較例２は、直鎖のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物であるが、活性が低く、硬化速度及び成形性に劣る。更に比較例３は、環状のアルキル化ポリアルキレンポリアミンを含有する組成物であるが、特に活性が低く、硬化速度及び成形性の点でも劣るフォームを生成する。
【００４８】
実施例７〜実施例１０、及び比較例４〜比較例６
本発明及び比較例のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物を用いエポキシ樹脂塗膜を製造した例を示す。
【００４９】
エポキシ樹脂Ａ、硬化剤、硬化促進剤を表３に示した原料配合比で調合し、２０℃、カップ中、ヘラで攪拌混合しエポキシ樹脂組成物を得た。こうして得られたエポキシ樹脂組成物の５℃における硬化性、可撓性を測定し、この結果を表４に示した。
【００５０】
なお、各測定項目の測定方法は以下のとおりである。
【００５１】
（１）低温硬化性
エポキシ樹脂組成物をガラス板（２５×３５３×１．８ｍｍ）の表面に７５ミクロンのドクターブレードを用いて塗布し、硬化温度５℃においてＲＣＩ型塗膜乾燥測定時間測定器により硬化性を評価。この試験で示される２次線条痕開始時間により硬化性を評価した。
【００５２】
（２）可撓性
エポキシ樹脂組成物を５００ミクロンのドクターブレードを用いてブリキ板（１５０×５０×０．３ｍｍ）上に塗布し、１９〜２１℃で７日間乾燥、硬化させた。その後、塗膜屈曲試験機を用いて屈曲試験を行い、試験片上の塗膜のワレ、ハガレの有無を見た。なお、心棒は２ｍｍ又は３ｍｍのものを使用した（ＪＩＳ Ｋ−５４００：１９９７に準拠）。樹脂のひび割れの状態から次のように表した
◎：異常なし
○：少しヒビあり
△：ヒビあり
×：ワレあり。
【００５３】
【表３】
【００５４】
【表４】
上記表から明らかなとおり、実施例７〜実施例１０は本発明のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物を用いた例であるが、これらは、同じ使用量で低温の硬化速度が高く塗膜乾燥性が高い。また、得られた塗膜の可撓性が高い。
【００５５】
これらに対し、比較例４、比較例５は、直鎖のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物であるが、低温での塗膜乾燥速度が遅く、また塗膜の可撓性も劣るものであった。また、比較例６は、環状のアルキル化ポリアルキレンポリアミンを含有する組成物であるが、同様に低温での塗膜乾燥速度が遅く、また塗膜の可撓性も劣るものであった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で示されるアミン化合物からなる群より選ばれる１種又は２種以上のアミン化合物を含むアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物。
【化１】
（式中、Ｒ１〜Ｒ４及びＲ６〜Ｒ９は各々独立して炭素数１〜３のアルキル基を表し、Ｒ５は炭素数１〜３のアルキル基、又は炭素数が２若しくは３のＮ，Ｎ−ジメチルアミノアルキル基を表す。ｎ、ｍは各々独立して１〜５の整数を表す。ａは１〜６の整数を表す。）
【請求項２】
上記一般式（１）で示されるアミン化合物として、トリス（２−ジメチルアミノエチル）アミンとＮ，Ｎ’−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ，Ｎ’−ジメチルエチレンジアミンを含有することを特徴とする請求項１に記載のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物。
【請求項３】
トリス（２−ジメチルアミノエチル）アミンとＮ，Ｎ’−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ，Ｎ’−ジメチルエチレンジアミンとの混合比率が１０〜９８／９０〜２（重量％比）の範囲であることを特徴とする請求項２に記載のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物。
【請求項４】
上記一般式（１）で示されるアミン化合物として、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−トリメチルジエチレントリアミンとＮ，Ｎ”−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−トリメチルジエチレントリアミンを含有することを特徴とする請求項１記載のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物。
【請求項５】
Ｎ，Ｎ−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−トリメチルジエチレントリアミンとＮ，Ｎ”−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−トリメチルジエチレントリアミンの混合比率が１０〜９８／９０〜２（重量％比）の範囲であることを特徴とする請求項４に記載のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物。
【請求項６】
３種類以上のポリアルキレンポリアミンを含有する混合物を蒸留精製した後アルキル化することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物の製造方法。
【請求項７】
ポリアルキレンポリアミンが、トリエチレンテトラミン、トリス（２−アミノエチル）アミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（アミノエチル）ピペラジン、Ｎ−２（２’−アミノエチル）アミノエチルピペラジン、テトラエチレンペンタミン、Ｎ−２（２’（２”−アミノエチル）アミノエチル）アミノエチルピペラジン、Ｎ−２（２’−アミノエチル）アミノエチル−Ｎ’−アミノエチルピペラジン、Ｎ”，Ｎ”−ビス（２−アミノエチル）−Ｎ−（２−アミノエチル）ピペラジン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−アミノエチル）ジエチレントリアミンからなる群より選ばれる化合物であることを特徴とする請求項６に記載のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物の製造方法。
【請求項８】
３種類以上のアルキル化ポリアルキレンポリアミンを含有する混合物を蒸留精製することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物の製造方法。
【請求項９】
アルキル化ポリアルキレンポリアミンが、トリエチレンテトラミン、トリス（２−アミノエチル）アミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（アミノエチル）ピペラジン、Ｎ−２（２’−アミノエチル）アミノエチルピペラジン、テトラエチレンペンタミン、Ｎ−２（２’（２”−アミノエチル）アミノエチル）アミノエチルピペラジン、Ｎ−２（２’−アミノエチル）アミノエチル−Ｎ’−アミノエチルピペラジン、Ｎ”，Ｎ”−ビス（２−アミノエチル）−Ｎ−（２−アミノエチル）ピペラジン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−アミノエチル）ジエチレントリアミンのアルキル化体からなる群より選ばれる化合物であることを特徴とする請求項８に記載のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物の製造方法。
【請求項１】
下記一般式（１）で示されるアミン化合物からなる群より選ばれる１種又は２種以上のアミン化合物を含むアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物。
【化１】
（式中、Ｒ１〜Ｒ４及びＲ６〜Ｒ９は各々独立して炭素数１〜３のアルキル基を表し、Ｒ５は炭素数１〜３のアルキル基、又は炭素数が２若しくは３のＮ，Ｎ−ジメチルアミノアルキル基を表す。ｎ、ｍは各々独立して１〜５の整数を表す。ａは１〜６の整数を表す。）
【請求項２】
上記一般式（１）で示されるアミン化合物として、トリス（２−ジメチルアミノエチル）アミンとＮ，Ｎ’−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ，Ｎ’−ジメチルエチレンジアミンを含有することを特徴とする請求項１に記載のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物。
【請求項３】
トリス（２−ジメチルアミノエチル）アミンとＮ，Ｎ’−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ，Ｎ’−ジメチルエチレンジアミンとの混合比率が１０〜９８／９０〜２（重量％比）の範囲であることを特徴とする請求項２に記載のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物。
【請求項４】
上記一般式（１）で示されるアミン化合物として、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−トリメチルジエチレントリアミンとＮ，Ｎ”−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−トリメチルジエチレントリアミンを含有することを特徴とする請求項１記載のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物。
【請求項５】
Ｎ，Ｎ−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−トリメチルジエチレントリアミンとＮ，Ｎ”−ビス（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−トリメチルジエチレントリアミンの混合比率が１０〜９８／９０〜２（重量％比）の範囲であることを特徴とする請求項４に記載のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物。
【請求項６】
３種類以上のポリアルキレンポリアミンを含有する混合物を蒸留精製した後アルキル化することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物の製造方法。
【請求項７】
ポリアルキレンポリアミンが、トリエチレンテトラミン、トリス（２−アミノエチル）アミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（アミノエチル）ピペラジン、Ｎ−２（２’−アミノエチル）アミノエチルピペラジン、テトラエチレンペンタミン、Ｎ−２（２’（２”−アミノエチル）アミノエチル）アミノエチルピペラジン、Ｎ−２（２’−アミノエチル）アミノエチル−Ｎ’−アミノエチルピペラジン、Ｎ”，Ｎ”−ビス（２−アミノエチル）−Ｎ−（２−アミノエチル）ピペラジン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−アミノエチル）ジエチレントリアミンからなる群より選ばれる化合物であることを特徴とする請求項６に記載のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物の製造方法。
【請求項８】
３種類以上のアルキル化ポリアルキレンポリアミンを含有する混合物を蒸留精製することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物の製造方法。
【請求項９】
アルキル化ポリアルキレンポリアミンが、トリエチレンテトラミン、トリス（２−アミノエチル）アミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（アミノエチル）ピペラジン、Ｎ−２（２’−アミノエチル）アミノエチルピペラジン、テトラエチレンペンタミン、Ｎ−２（２’（２”−アミノエチル）アミノエチル）アミノエチルピペラジン、Ｎ−２（２’−アミノエチル）アミノエチル−Ｎ’−アミノエチルピペラジン、Ｎ”，Ｎ”−ビス（２−アミノエチル）−Ｎ−（２−アミノエチル）ピペラジン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−アミノエチル）ジエチレントリアミンのアルキル化体からなる群より選ばれる化合物であることを特徴とする請求項８に記載のアルキル化ポリアルキレンポリアミン組成物の製造方法。
【公開番号】特開２００７−２２９５５（Ｐ２００７−２２９５５Ａ）
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２０６７３９（Ｐ２００５−２０６７３９）
【出願日】平成１７年７月１５日（２００５．７．１５）
【出願人】（０００００３３００）東ソー株式会社 (1,901)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月１５日（２００５．７．１５）
【出願人】（０００００３３００）東ソー株式会社 (1,901)
【Ｆターム（参考）】
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