説明

ポリアミドアミン硬化剤、エポキシ樹脂組成物及びその硬化物

【課題】粘度が低く、且つ、得られる硬化物の圧縮強度などの強度に優れるポリアミドアミン硬化剤、該硬化剤を含有するエポキシ樹脂組成物及び該組成物の硬化物を提供すること。
【解決手段】ポリエチレンポリアミン(a1)と脂肪族モノカルボン酸(a2)と芳香族モノカルボン酸(a3)とを反応させて得られるポリアミドアミン硬化剤であり、脂肪族モノカルボン酸(a2)と芳香族モノカルボン酸(a3)とをモル比〔(a2)/(a3)〕で2/1〜6/1となる範囲で用いて得られることを特徴とするポリアミドアミン硬化剤、該硬化剤を含有するエポキシ樹脂組成物及び該組成物の硬化物

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、低粘度のエポキシ樹脂組成物が得られるポリアミドアミン硬化剤と、強度が高い硬化物が得られるエポキシ樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
アミン系硬化剤とエポキシ樹脂を含有する組成物は、金属及び無機基材を被覆及び表面処理するため、接着剤及びシーラントとして、マトリクス樹脂として、工具材樹脂として、あるいは、極めて一般的に、成形品又はシート状の構造物を製造するための注型樹脂として、産業界で広く使用されている。用いられるアミン系硬化剤としては、例えば、脂肪族ポリアミン、脂環式ポリアミン、芳香族ポリアミン、ポリアミドアミン等が挙げられる。
【0003】
アミン系硬化剤の中でも、ポリアミドアミンは一般に粘度が高く、ポリアミドアミンを含有するエポキシ樹脂組成物は作業性が良いとは言えない。しかしながら、該エポキシ樹脂組成物の硬化物は金属や無機基材との接着性や防食性に優れ、また、柔軟性も良好なことから硬化物の硬化収縮も少ないという利点を有する。
【0004】
粘度が低いエポキシ樹脂組成物が得られ、かつ強度にも優れる硬化物が得られる組成物が得られるポリアミドアミンとして、例えば、芳香族モノカルボン酸1当量あたり1:0.2〜1.5当量の脂肪族モノカルボン酸と、芳香族ジカルボン酸1当量あたり1:0.1〜0.6当量のモノカルボン酸および酸全体1当量あたり0.8〜1.3:1モルのポリアミン全体の比率で反応させて得られるポリアミドアミンが開示されている(例えば、特許文献1参照。)
【0005】
該特許文献1には、該ポリアミドアミン硬化剤は低い粘度を有する硬化剤として開示されている。しかしながら、該硬化剤はジカルボン酸を用いて得られている為、分子量が大きくなり、その結果、低粘度とはいえ橋梁などの補修に用いる注入用接着材など、より低い粘度が要求される分野における要求を十分に満足できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2000−226437(第2頁)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の課題は、粘度が低く、且つ、得られる硬化物の圧縮強度などの強度に優れるポリアミドアミン硬化剤、該硬化剤を含有するエポキシ樹脂組成物及び該組成物の硬化物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者らは鋭意検討を行った結果、ポリアミドアミン硬化剤を得るにあたり、前記特許文献1に記載された範囲を超えて多量に脂肪族モノカルボン酸を用いる、具体的には、芳香族モノカルボン酸と脂肪族モノカルボン酸とをモル比で1:2〜1:6と引用文献1に記載された範囲を超えて用いることにより粘度が低いポリアミドアミン硬化剤が得られること、該ポリアミドアミン硬化剤を用いることにより圧縮強度などの強度に優れる硬化物が得られること、特許文献1のようにあえてジカルボン酸を用いずとも粘度が低く、且つ、得られる硬化物の圧縮強度などの強度に優れるポリアミドアミン硬化剤が得られること等を見出し、本発明を完成するに至った。
【0009】
即ち、本発明は、ポリエチレンポリアミン(a1)と脂肪族モノカルボン酸(a2)と芳香族モノカルボン酸(a3)とを反応させて得られるポリアミドアミン硬化剤であり、脂肪族モノカルボン酸(a2)と芳香族モノカルボン酸(a3)とをモル比〔(a2)/(a3)〕で2/1〜6/1となる範囲で用いて得られることを特徴とするポリアミドアミン硬化剤を提供するものである。
【0010】
また、本発明は、前記ポリアミドアミン硬化剤(A)とエポキシ樹脂(B)とを含有することを特徴とするエポキシ樹脂組成物を提供するものである。
【0011】
更に、本発明は、前記のエポキシ樹脂組成物を硬化させてなることを特徴とする硬化物を提供するものである。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば粘度が低く、且つ、得られる硬化物の圧縮強度などの強度に優れるポリアミドアミン硬化剤、該硬化剤を含有するエポキシ樹脂組成物及び該組成物の硬化物を提供することができる。本発明のポリアミドアミン硬化剤やエポキシ樹脂組成物は特に、橋脚の補修などに用いられる土木用接着剤として有用である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明を以下に詳細に説明する。本発明のポリアミドアミン硬化剤はポリエチレンポリアミン(a1)と脂肪族モノカルボン酸(a2)と芳香族モノカルボン酸(a3)とを反応させて得られるポリアミドアミン硬化剤であり、脂肪族モノカルボン酸(a2)と芳香族モノカルボン酸(a3)とをモル比〔(a2)/(a3)〕で2/1〜6/1となる範囲で用いて得られることを特徴とする。脂肪族モノカルボン酸(a2)と芳香族モノカルボン酸(a3)とをモル比〔(a2)/(a3)〕が2より小さくなるように反応させた場合、得られる硬化物の強度が十分でない硬化剤となることから好ましくない。脂肪族モノカルボン酸(a2)と芳香族モノカルボン酸(a3)とをモル比〔(a2)/(a3)〕が6より大きくなるように反応させた場合、粘度が低いエポキシ基樹脂組成物を得にくいことから好ましくない。本発明のポリアミドアミン硬化剤は低粘度のエポキシ樹脂組成物が得られ、且つ、該組成物の硬化物が高強度が硬化物となることから脂肪族モノカルボン酸(a2)と芳香族モノカルボン酸(a3)とをモル比〔(a2)/(a3)〕で3/1〜5/1となる範囲で用いて得られるポリアミドアミン硬化剤がより好ましい。
【0014】
本発明で用いるポリエチレンポリアミン(a1)は、例えば、下記式で表されるポリエチレンポリアミンを好ましく用いることができる。
NH(CNH)H・・・(1)
〔前記nは1以上である。〕
【0015】
ポリエチレンポリアミン(a1)としては、例えば、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ヘキサエチレンヘプタミン、ヘプタエチレンオクタミン、オクタエチレンノナミン、ノナエチレンデカミン等が挙げられる。
【0016】
また、ポリエチレンポリアミン(a1)として、例えば、ピペラジンあるいは、炭素原子数が2〜6のアルキル鎖を有するN−アミノアルキルピペラジン等も挙げられる。
【0017】
本発明で用いるポリエチレンポリアミン(a1)の中でも、高粘度化しにくいポリアミドポリアミン硬化剤が得られることから前記式(1)中のnが6〜8のポリエチレンポリアミンが好ましく、テトラエチレンペンタミンがより好ましい。更に、臭気の少ないポリアミドアミン硬化剤が得られることからヘキサエチレンヘプタミンがより好ましい。
【0018】
本発明で用いる脂肪族モノカルボン酸(a2)としては、例えば、炭素原子数18〜50のモノカルボン酸が挙げられる。前記モノカルボン酸としては、例えば、リノール酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノレン酸等が挙げられる。また、これらを含む天然脂肪酸としてはトール油脂肪酸、大豆油脂肪酸、亜麻仁油脂肪酸、桐油脂肪酸、ひまし油脂肪酸、やし油脂肪酸、サフラワー油脂肪酸等が挙げられる。
【0019】
脂肪族モノカルボン酸(a2)は、反応後に得られるポリアミドアミン硬化剤が高粘度化するのを防ぐことができることから炭素原子数18〜36の脂肪族モノカルボン酸が好ましく、炭素原子数18の脂肪族モノカルボン酸がより好ましい。更に、脂肪族モノカルボン酸酸(a2)はオレイン酸とリノール酸を主成分とするトール油脂肪酸が特に好ましい。
【0020】
本発明で用いる芳香族モノカルボン酸(a3)は、はカルボン酸基一つとベンゼン環少なくとも一つとを含み、カルボン酸基がベンゼン環に直接結合している化合物である。酸がベンゼン環を二つ含む場合、これらは互いに直接結合してよく、あるいは酸素原子またはメチレン基のような長さの短い結合基を介して結合してもよい。芳香族モノカルボン酸としては、例えば、安息香酸、サリチル酸、ナフトエ酸並びに、芳香族環上に一つまたは二つのアルキル鎖があり、アルキル鎖が1〜約4個の炭素原子を有するアルキル置換された様々な安息香酸およびナフトエ酸等が挙げられる。芳香族モノカルボン酸(a3)は、粘度と硬化物強度とのバランスに優れるエポキシ樹脂組成物が得られることから安息香酸が好ましい。
【0021】
本発明のポリアミドアミン硬化剤は、例えば、ポリエチレンポリアミン(a1)と脂肪族モノカルボン酸(a2)と芳香族モノカルボン酸(a3)とを、脂肪族モノカルボン酸(a2)と芳香族モノカルボン酸(a3)とをモル比〔(a2)/(a3)〕で2/1〜6/1となる範囲で反応系に仕込み、200℃以上の高温で脱水縮合させて製造することができる。
【0022】
前記ポリエチレンポリアミン(a1)と脂肪族モノカルボン酸(a2)と芳香族モノカルボン酸(a3)との反応割合は、ポリエチレンポリアミン(a1)中のアミノ基(NH)と脂肪族モノカルボン酸(a2)と芳香族モノカルボン酸(a3)中のカルボキシル基(COOH)とが当量比〔(NH)/(COOH)〕で2.0/1.5〜2.0/0.5となるように反応させるのが、活性水素当量が調整しやすいことからが好ましく、2.0/1.2〜2.0/0.7がより好ましい。
【0023】
本発明のポリアミドアミン硬化剤が有する活性水素当量は、後述する本発明のエポキシ樹脂組成物の主剤であるエポキシ樹脂(B)との配合量を調整しやすいことから50〜100が好ましく、60〜90がより好ましい。また、本発明のポリアミドアミン硬化剤は、主剤であるエポキシ樹脂(B)との適正な反応が進行すること400〜800が好ましく、500〜700がより好ましい。
【0024】
本発明のポリアミドアミン硬化剤を得るにあたり、本発明の効果を損なわない範囲で前記ポリエチレンポリアミン(a1)以外のポリアミン、脂肪族モノカルボン酸(a2)や芳香族モノカルボン酸(a3)以外の脂肪酸を併用しても良い。
【0025】
前記ポリエチレンポリアミン(a1)以外のポリアミンとしては、例えば、メチレンジアミン、エチレンジアミン、1,2−ジアミノプロパン、1,3−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノブタン、1,5−ジアミノペンタン、1,6−ジアミノヘキサン、1,7−ジアミノヘプタン、1,8−ジアミノオクタン、1,9−ジアミノノナン、1,10−ジアミノデカン等、ベンジルアミン、ジエチレントリアミン、ジプロピレントリアミン、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、テトラプロピレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ノナエチレンデカミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン等、テトラ(アミノメチル)メタン、テトラキス(2−アミノエチルアミノメチル)メタン、1,3−ビス(2’−アミノエチルアミノ)プロパン、トリエチレン−ビス(トリメチレン)ヘキサミン、ビス(3−アミノエチル)アミン、ビスヘキサメチレントリアミン等、1,4−シクロヘキサンジアミン、4,4’−メチレンビスシクロヘキシルアミン、4,4’−イソプロピリデンビスシクロヘキシルアミン、ノルボルナジアミン、ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、ジアミノジシクロヘキシルメタン、イソホロンジアミン、メンセンジアミン等、ビス(アミノアルキル)ベンゼン、ビス(アミノアルキル)ナフタレン、ビス(シアノエチル)ジエチレントリアミン、オルトキシリレンジアミン、メタキシリレンジアミン、パラキシリレンジアミン、フェニレンジアミン、ナフチレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジエチルフェニルメタン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、2,4’−ジアミノビフェニル、2,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ジアミノビフェニル、ビス(アミノメチル)ナフタレン、ビス(アミノエチル)ナフタレン等、N−メチルピペラジン、モルホリン、1,4−ビス−(8−アミノプロピル)−ピペラジン、ピペラジン−1,4−ジアザシクロヘプタン、1−(2’−アミノエチルピペラジン)、1−[2’−(2”−アミノエチルアミノ)エチル]ピペラジン、トリシクロデカンジアミン等が挙げられる。
【0026】
前記脂肪族モノカルボン酸(a2)や芳香族モノカルボン酸(a3)以外の脂肪酸としては、例えば、パリミチン酸、ステアリン酸、天然脂肪酸の3量体であるトリマー酸等が挙げられる。
【0027】
本発明のエポキシ樹脂組成物は、本発明のポリアミドアミン硬化剤〔以下、ポリアミドアミン硬化剤(A)と略記することがある。〕とエポキシ樹脂(B)とを含有する。
【0028】
本発明で用いるエポキシ樹脂(B)は、その構造として特に限定されるものではなく、種々のものを使用することができ、例えば、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート等の脂環式エポキシ樹脂;ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエステル等のグリシジルエステル型エポキシ樹脂;ビスフェノールA、ビスフェノールF等のビスフェノールとエピハロヒドリン類とから誘導されるビスフェノール型エポキシ樹脂及びこれを更にノボラック樹脂で変性した変性エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂及びこれを更にノボラック樹脂で変性した変性エポキシ樹脂;フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールAノボラック樹脂、ナフトールノボラック樹脂、ビフェニルノボラック樹脂等のノボラック樹脂のエポキシ化物等;水素化ビスフェノールF、水素化ビスフェノールA、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加体等の二価アルコールとエピハロヒドリン類とから誘導されるグリシジルエーテル型エポキシ樹脂;ハイドロキノン、カテコール等の多価フェノールとエピハロヒドリン類とから誘導されるエポキシ樹脂等が挙げられ、単独でも2種以上の混合物として使用しても良い。
【0029】
これらの中でも、エポキシ樹脂(B)は、室温(25℃)で液状であることが好ましく、特に、得られる硬化物の機械的物性(強度)、耐水性に優れる点からビスフェノール型エポキシ樹脂及びその変性物を用いることが好ましく、ビスフェノールA型エポキシ樹脂がより好ましい。また、硬化物の耐候性が重要視される用途では水素化ビスフェノールF、水素化ビスフェノールAとエピハロヒドリン類とから誘導されるエポキシ樹脂を用いることが好ましい。
【0030】
また、固形のエポキシ樹脂を用いて調製する場合には、特に限定されるものではないが、液状のエポキシ樹脂と併用したり、後述する反応性希釈剤や非反応性希釈剤を併用して液状化したりする方法を用いることが好ましい。
【0031】
本発明のエポキシ樹脂組成物中のポリアミドアミン硬化剤(A)と、エポキシ樹脂(B)の配合割合としては、配合割合としては、本発明の効果が損なわれない範囲であればよく、特に限定されるものではないが、通常、エポキシ樹脂組成物中のエポキシ基に対する硬化剤全量中の活性水素の当量比が0.5〜1.5の範囲であり、得られる硬化物の機械的強度に優れ、且つ硬化物の透明性が良好である点から該比が0.7〜1.2の範囲にあることが好ましい。
【0032】
本発明のエポキシ樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で前記硬化剤(A)以外の硬化剤を併用することができる。ここで併用できるその他の硬化剤は、例えば、エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、へキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、イミノビスプロピルアミン、ビス(ヘキサメチレン)トリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ベンジルアミン、1,3,6−トリスアミノメチルヘキサン、ペンジルエチレンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、ジメチルアミノプロピルアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、アミノエチルエタノールアミン、ジエチレングリコール・ビスプロピレンジアミン、メンセンジアミン、ノルボルナンジアミン、N−アミノエチルビペラジン、ジアミノジシクロヘキシルメタン、ビス(4−アミノ−3−メチルシクロヘキシル)メタン、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン、トリシクロデカンジアミンや、これらとエポキシ化合物やアクリロニトリル、アクリル酸エステル等の不飽和化合物等による付加変性物等が挙げられ、単独でも、2種以上の混合物としても使用できる。
【0033】
本発明のエポキシ樹脂組成物には、更に低粘度で作業性に優れるエポキシ樹脂組成物とするために、種々の希釈剤を併用することもできる。このとき用いることができる希釈剤としては、特に限定されるものではなく、反応性希釈剤、非反応性希釈剤のいずれを用いても良い。目的とするエポキシ樹脂組成物の粘度、用途、硬化物の所望の物性等によって、適宜選択することが好ましい。希釈剤を併用する際はビスフェノール型エポキシ樹脂と反応性希釈剤との混合物とするのが好ましい。
【0034】
前記反応性希釈剤は、低温での硬化促進作用の向上にも寄与するものであり、例えば、フェニルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル等のアルキルグリシジルエーテル、バーサティック酸グリシジルエステル、α−オレフィンエポキサイド、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、メチルフェノールグリシジルエーテル、エチルフェノールグリシジルエーテル、プロピルフェノールグリシジルエーテル等のアルキルフェノールグリシジルエーテル等が挙げられ、単独でも、2種以上を併用して用いても良い。
【0035】
これらの反応性希釈剤のうちでは、エポキシ基を含有するものが好ましく、さらには、上記アルキルフェノールグリシジルエーテルが低粘度で、希釈効果を発揮でき、組成物のハイソリッド化(すなわち、組成物中の固形分濃度が高く、低溶剤含量となり、少ない塗装回数で塗膜の厚膜化を図ることができること)を図ることができる点から好ましい。
【0036】
前記非反応性希釈剤としては、例えば、有機溶剤としては、テトラヒドロフラン、1,2−ジメトキシエタン、1,2ジエトキシエタン等のエーテル類:イソ−又はノルマル−ブタノール、イソ−又はノルマル−プルパノール、アミルアルコール、ベンジルアルコール、フルフリルアルコール等のアルコール類:ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類:メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン等のケトン類:エチレンジクロライド、アクリロニトリル、メチルターシャリブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のエーテル類:酢酸エチル、酢酸ブチル、ブチルセロソルブ等のエステル類:テレピン油、D−リモネン、ピネン等のテルペン系炭化水素油類:ミネラルスピリット、スワゾール#310(コスモ松山石油株式会社製)、ソルベッソ#100(エクソン化学株式会社)等の高沸点パラフィン系溶剤:等が挙げられ、熱可塑性樹脂としては、塩化ゴム、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン等の塩素化ポリオレフィン;(メタ)アクリル酸メチル系共重合体、(メタ)アクリル酸エチル系共重合体、(メタ)アクリル酸プロピル系共重合体、(メタ)アクリル酸ブチル系共重合体、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル系共重合体等のアクリル系樹脂;塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−プロピオン酸ビニル共重合体、塩化ビニル−イソブチルビニルエーテル共重合体、塩化ビニル−イソプロピルビニルエーテル共重合体、塩化ビニル−エチルビニルエーテル共重合体等の塩化ビニル系樹脂(塩ビ共重合体);スチレン系樹脂;芳香族系石油樹脂;脂肪族系石油樹脂;尿素アルデヒド縮合系樹脂を挙げることができ、目的とする用途や性能によって、適宜併用して用いることができる。
【0037】
本発明のエポキシ樹脂組成物には、用途や目的とする物性に応じて、添加剤等を配合することができる。前記添加剤としては、硬化促進剤、可塑剤、染料、顔料、抗酸化剤、紫外線吸収剤、光安定剤、難燃剤、充填剤、レベリング剤、消泡剤、たれ止剤等が挙げられる。その適用量は、本発明の所定の効果に悪影響を及ぼさない限り特に限定されるものではなく、所望の範囲で適用される。
【0038】
前記硬化促進剤としては、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、フェノール、炭素数16以下のアルキル鎖を有するアルキルフェノール等のフェノール類や、トリフェニルホスファイト、ジフェニルハイドロゲンホスファイト、ジフェニルモノデシルホスファイト等の亜リン酸フェニルエステル類、トリメチロールプロパン、グリセリン等の多価アルコール類、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、酪酸、酢酸セルロース等が挙げられる。
【0039】
前記可塑剤としては、例えば、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジブチル、アジピン酸ジオクチル等の多塩基酸エステル類、ジエチレングリコールジベンゾエート、ジエチレングリコールジオクトエート、グリセロールトリブチレート等の多価アルコールエステル類、9,10−エポキシステアリン酸オクチル、エポキシ化植物油、4,5−エポキシヘキサヒドロフタル酸ジオクチル等のエポキシ化エステル類、トリフェニルホスフェート、トリオクチルホスフェート、ジフェニルモノイソプロピルホスフェート等のリン酸エステル類が挙げられる。
【0040】
前記染料及び顔料としては、例えば、酸化チタン、カーボンブラック、酸化鉄、黄鉛、ジスアゾ系イエロー、キノフタロン系イエロー、モノアゾ系レッド、ベンツイミダゾリン系レッド、フタロシアニンブルー等が挙げられる。
【0041】
前記酸化防止剤としては、例えば、ジブチルヒドロキシトルエン等のヒンダードフェノール系酸化防止剤;ジラウリルチオジプロピオネート、2−メルカプトベンゾイミダゾール等の硫黄系酸化防止剤;トリデシルホスファイト、トリラウリルトリチオホスファイト等の亜リン酸エステル類が挙げられる。
【0042】
前記紫外線吸収剤としては、例えば、2(2,−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール等のベンゾトリアゾール系化合物、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物、サリチル酸フェニル等のサリチル酸エステル系化合物等が挙げられる。
【0043】
前記光安定剤としては、例えば、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セパケート等のヒンダードアミン系化合物等が挙げられる。
【0044】
前記難燃剤としては、例えば、三酸化アンチモン、塩素化パラフィン、塩素化ジフェニル、リン酸エステル類等が挙げられる。
【0045】
前記充填剤としては、例えば、亜鉛末、アルミニウムブレーク等の金属粉、亜酸化鉛、炭酸カルシウム、水和アルミナ、炭酸バリウム、カオリン、シリカ粉、タルク、硫酸バリウム、珪藻土、ウォラストナイト、ガラスビーズ、ガラスマイクロパルーン、ガラス繊維、有機繊維、重合体粒子、含水ケイ酸アルミニウムカリウム、金属酸化物被覆雲母等が挙げられる。
【0046】
前記レベリング剤及び消泡剤としては、例えば、イソパラフィン、流動パラフィン、シリコンオイル、ポリシロキサン系オリゴマー、フッ素系化合物、アクリル酸エステルやビニル系化合物の共重合体等が挙げられる。
【0047】
前記たれ止剤としては、例えば、コロイダルシリ力、水添ヒマシ油系ワックス、ポリエチレンワックス、アマイドワックス、有機ペントナイト、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸亜鉛等が挙げられる。
【0048】
本発明のエポキシ樹脂組成物は、接着剤、塗料、ライニング・床材を始め様々な分野に使用することができる。例えば成形物(キャスティング樹脂)として工具類の製造に用いられる。また様々な種類の基材、例えば木、木材繊維材料(ウッドシーリング)、天然または合成織物、プラスチック、ガラス、セラミック、コンクリート、繊維ボードおよび人造石の様な建材、および金属への塗装に使用することができる。これらの塗料は、ハケ塗り、スプレー、ディップその他により塗布することができる。さらには接着剤、パテ、積層用樹脂として使用することも出来る。本発明のエポキシ樹脂組成物が無溶剤系である場合は−10℃〜+50℃で、好ましくは0℃〜40℃の温度で硬化が起こる。例えば、5℃程度の低い温度で、大気中の相対湿度90%で8〜24時間後に、あるいは室温で1〜4時間後には強度に優れる硬化物を得ることが出来る。
【実施例】
【0049】
以下に実施例および比較例を示して、本発明をさらに詳しく説明する。以下において、部および%は特に断りのない限り、すべて質量基準である。
【0050】
合成例1〔ポリアミドアミン硬化剤(A)の合成〕
温度計、攪拌装置および脱水縮合用冷却管を備えた2L容器にテトラエチレンペンタミン(TEPA)100g、トール油脂肪酸(TOFA)110g(0.38モル)、安息香酸12g(0.1モル)を加えて攪拌下150℃に昇温した。150℃で1時間保持し、その後260℃まで3時間かけて昇温し、260℃で5時間保持した。その後生成した水を留去させ、活性水素当量が77、粘度(B型回転粘度計、以下同様。)が300mPa・sである目的のポリアミドアミン樹脂(A1)を得た。尚、トール油脂肪酸の分子量は290とした(以下同様。)。
【0051】
合成例2(同上)
温度計、攪拌装置および脱水縮合用冷却管を備えた2L容器にテトラエチレンペンタミン(TEPA)100g、トール油脂肪酸(TOFA)64g(0.22モル)、安息香酸12g(0.1モル)を加えて攪拌下150℃に昇温した。150℃で1時間保持し、その後260℃まで3時間かけて昇温し、260℃で5時間保持した。その後生成した水を留去させ、活性水素当量が56、粘度が200mPa・sである目的のポリアミドアミン樹脂(A2)を得た。
【0052】
合成例3(同上)
温度計、攪拌装置および脱水縮合用冷却管を備えた2L容器にテトラエチレンペンタミン(TEPA)100g、トール油脂肪酸(TOFA)168g(0.58モル)、安息香酸12g(0.1モル)を加えて攪拌下150℃に昇温した。150℃で1時間保持し、その後260℃まで3時間かけて昇温し、260℃で5時間保持した。その後生成した水を留去させ、活性水素当量が148、粘度が1000mPa・sである目的のポリアミドアミン樹脂(A3)を得た。
【0053】
合成例4(同上)
温度計、攪拌装置および脱水縮合用冷却管を備えた2L容器にヘキサエチレンヘプタミン100g、トール油脂肪酸(TOFA)73g(0.25モル)、安息香酸8g(0.066モル)を加えて攪拌下150℃に昇温した。150℃で1時間保持し、その後260℃まで3時間かけて昇温し、260℃で5時間保持した。その後生成した水を留去させ、活性水素当量が70、粘度が500mPa・sである目的のポリアミドアミン樹脂(A4)を得た。
【0054】
合成例4〔比較対照用アミン系硬化剤(a)の合成〕
温度計、攪拌装置および脱水縮合用冷却管を備えた2L容器にアミノエチルピペラジン(AEP)47部、テトラエチレンペンタミン(TEPA)352部にトール油脂肪酸(TOFA)461部、安息香酸76部、テレフタル酸64部を加えて攪拌下150℃に昇温した。150℃で1時間保持し、260℃まで3時間かけて昇温し、その後5時間保持した。その後生成する水を留去させ、活性水素当量が115、粘度が970mPa・sである比較対照用ポリアミドアミン樹脂(a1)を得た。
【0055】
合成例5(同上)
温度計、攪拌装置および脱水縮合用冷却管を備えた2L容器にテトラエチレンペンタミン(TEPA)100g、トール油脂肪酸(TOFA)44g(0.15モル)、安息香酸12g(0.1モル)を加えて攪拌下150℃に昇温した。150℃で1時間保持し、その後260℃まで3時間かけて昇温し、260℃で5時間保持した。その後生成した水を留去させ、活性水素当量が47、粘度が170mPa・sである目的の比較対照用ポリアミドアミン樹脂(a2)を得た。
【0056】
合成例6(同上)
温度計、攪拌装置および脱水縮合用冷却管を備えた2L容器にテトラエチレンペンタミン(TEPA)100g、トール油脂肪酸(TOFA)200g(0.69モル)、安息香酸12g(0.1モル)を加えて攪拌下150℃に昇温した。150℃で1時間保持し、その後260℃まで3時間かけて昇温し、260℃で5時間保持した。その後生成した水を留去させ、活性水素当量が140、粘度が1500mPa・sである比較対照用ポリアミドアミン樹脂(a3)を得た。
【0057】
実施例1
第1表に示す配合にてポリアミドアミン硬化剤(A)、エポキシ樹脂(B)を配合して本発明のエポキシ樹脂組成物(1)を調製した。得られたエポキシ樹脂組成物(1)の粘度を評価すると共に、下記条件にて組成物を硬化し、硬化物を得た。得られる硬化物の強度(引張強度、圧縮強度及び曲げ強度)を下記の基準に従って評価した。評価結果を第2表に示す。
【0058】
<粘度の評価方法>
第1表に示す配合にてポリアミドアミン硬化剤(A)と、エポキシ樹脂(B)を混合、脱泡後、速やかにB型回転粘度計を用いて測定した。
【0059】
<硬化物の調製方法>
第1表に示す配合にてポリアミドアミン硬化剤(A)と、エポキシ樹脂(B)を混合、脱泡後、厚さ3mmになるようセットしたガラス板の隙間に試料を注入し、注型板を作成した。養生温度は25℃、養生期間は7日間とした。
【0060】
<引張強度の評価方法>
前記硬化物を用いて、JIS−K6911(熱硬化性プラスチック一般試験方法)に準じて試験を行った。試験片の形状は切削状1号形とした。引張強度は最大点応力(Mpa)、伸び(%)及び弾性率(Mpa)を測定することにより評価した。
【0061】
<圧縮強度の評価方法>
前記硬化物を用いて、JIS−K6911(熱硬化性プラスチック一般試験方法)に準じて試験を行った。試験片の形状は一辺20±0.5mmの立方体とした。最大点応力(Mpa)及び弾性率(Mpa)を測定することにより評価した。
【0062】
<曲げ強度の評価方法>
前記硬化物を用いて、JIS−K7171(プラスチック−曲げ特性の求め方)に準じて試験を行った。試験片の形状は10mm×100mmの直方体とした。最大点応力(Mpa)及び弾性率(Mpa)を測定することにより評価した。
【0063】
実施例2〜4及び比較例1〜3
第1表に示す配合で行った以外は実施例1と同様にしてエポキシ樹脂組成物(2)〜(4)及び比較対照用エポキシ樹脂(1´)〜(3´)を得た。これらの組成物を用いて実施例1と同様の評価を行った。評価結果を第2表に示す。
【0064】
【表1】

【0065】
第1表の脚注
EPILON850:DIC株式会社製のビスフェノールA型エポキシ樹脂。エポキシ当量190g/eq。
EPILON726:DIC株式会社製の1,6ヘキサンジオールジグリシジルエーテル。エポキシ当量155g/eq。
これらをEPILON850/EPILON726=80/20重量比にて混合品を調整し主剤とした。エポキシ当量182g/eq
【0066】
【表2】

【0067】
実施例5〜8及び比較例4〜6
第3表に示す配合にてポリアミドアミン硬化剤(A)、エポキシ樹脂(C)を配合して本発明のエポキシ樹脂組成物(5)〜8及び比較対照用エポキシ樹脂組成物(4´)〜6´を調製した。得られたエポキシ樹脂組成物の硬化物の外観を下記評価方法に評価した。評価結果を第4表に示す。
【0068】
<外観の評価方法>
第2表に示す配合にてポリアミドアミン硬化剤(A)と、エポキシ樹脂(C)を混合、脱泡後、500μの厚みに塗布して硬化させ、7日後の外観を評価した。評価は、透明なものを○とし、濁りがあるものを△とした。養生温度は25℃、養生期間は7日間とした。
【0069】
【表3】

【0070】
第3表の脚注
EPILON830:DIC株式会社製のビスフェノールF型エポキシ樹脂。エポキシ当量170g/eq。
【0071】
【表4】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリエチレンポリアミン(a1)と脂肪族モノカルボン酸(a2)と芳香族モノカルボン酸(a3)とを反応させて得られるポリアミドアミン硬化剤であり、脂肪族モノカルボン酸(a2)と芳香族モノカルボン酸(a3)とをモル比〔(a2)/(a3)〕で2/1〜6/1となる範囲で用いて得られることを特徴とするポリアミドアミン硬化剤。
【請求項2】
前記脂肪族モノカルボン酸(a2)と芳香族モノカルボン酸(a3)とをモル比〔(a3)/(a2)〕で3/1〜5/1となる範囲で用いて得られる請求項1記載のポリアミドアミン硬化剤。
【請求項3】
前記脂肪族モノカルボン酸(a2)がトール油脂肪酸であり、芳香族モノカルボン酸(a3)が安息香酸である請求項1記載のポリアミドアミン硬化剤。
【請求項4】
前記ポリエチレンポリアミン(a1)がテトラエチレンペンタミンである請求項3記載のポリアミドアミン硬化剤。
【請求項5】
前記ポリエチレンポリアミン(a1)がヘキサエチレンヘプタミンである請求項3記載のポリアミドアミン硬化剤。
【請求項6】
請求項1〜5のいずれか1項記載のポリアミドアミン硬化剤(A)とエポキシ樹脂(B)とを含有することを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
【請求項7】
前記エポキシ樹脂(B)がビスフェノール型エポキシ樹脂(b1)、またはビスフェノール型エポキシ樹脂(b1)と反応性希釈剤(b2)との混合物である請求項6記載のエポキシ樹脂組成物。
【請求項8】
接着剤用途である請求項6または7記載のエポキシ樹脂組成物。
【請求項9】
請求項6〜8のいずれか1項記載のエポキシ樹脂組成物を硬化させてなることを特徴とする硬化物。

【公開番号】特開2011−162649(P2011−162649A)
【公開日】平成23年8月25日(2011.8.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−26416(P2010−26416)
【出願日】平成22年2月9日(2010.2.9)
【出願人】(000002886)DIC株式会社 (2,597)
【Fターム(参考)】