低温硬化用途向けの硬化剤
【課題】メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）及びメチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアザシクロヘプタン）を含むＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーの提供。
【解決手段】Ｎ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーを含むアミン組成物及びアミン−エポキシ組成物がまた開示されている。
【解決手段】Ｎ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーを含むアミン組成物及びアミン−エポキシ組成物がまた開示されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、Ｎ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマー化合物、当該化合物を用いるアミン及びアミン−エポキシ組成物、並びにエポキシ樹脂組成物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多官能価アミン（すなわち、３つ又は４つ以上の活性アミン水素を有するアミン化合物）と硬化、固化又は架橋するエポキシ樹脂は、当業界で周知である。これらの材料は、コーティング、接着剤、複合材料等の用途、及び土木工学用途、例えば、フローリング用の配合物に広く用いられている。コーティング用途では、アミン硬化エポキシ配合物を、一般的に室温で硬化させ、特に金属基材に、高い機械的強度、良好な耐水性、耐化学物質性及び耐腐食性、並びに優れた接着特性を有するフィルムを生成させることができる。従って、それらは、大きな構造体、例えば、船舶、橋梁、並びに産業プラント及び装置向けのプライマー及びトップコートとして用いられることが多い。
【０００３】
アミン−エポキシコーティングの揮発性有機化合物（ＶＯＣ）含有率が制限される規制の前は、配合物は、固形のエポキシ樹脂に基づくことが多かった。これらの樹脂は、室温で固形である。固形のエポキシ樹脂を用いるコーティングは、通常、非常に早く乾燥する。というのは、化学系硬化ではなく、溶剤蒸発のみが、当該コーティングが指触乾燥状態に到達するために必要であったからである。
【０００４】
ＶＯＣ規制のため、室温で液状であるエポキシ樹脂が、多くの用途において固形のエポキシ樹脂を置換している。これらの移行により、例えば、コーティング用途において、いくつかの問題を生ずる。液状のエポキシ樹脂に基づくアミン−エポキシ組成物は、類似の固形のエポキシ樹脂配合物よりもさらにゆっくり硬化する傾向があり、そしてこの問題は、低温でさらに深刻となる。造船所は、例えば、寒い冬の立地にあることが多く、そして塗料は、温度が約５℃以下の際にも、適用されなければならない。一定のアミン−エポキシコーティング配合物は、これらの温度で非常にゆっくり硬化し、塗装者が必要に応じて第二又は第三のコーティングを適用することができるために必要な「ウォークオン（ｗａｌｋ−ｏｎ）」乾燥状態に達するために、少なくとも２４時間を必要とすることが多く、そしてある場合には、２４時間超を必要とする。研究室では、上記「ウォークオン」乾燥状態を、親指ひねり（ｔｈｕｍｂ−ｔｗｉｓｔ）法により見積もることが多い。乾燥時間が遅いと、造船所の生産性に、大きな影響を与えてしまう場合がある。従って、室温未満での速い硬化速度は、多くの用途において望ましい特性である。
【０００５】
アミン−エポキシ配合物中のアミン成分の揮発性を制限することがまた有益である。ＶＯＣ規制に適合することに加えて、揮発性を減らして、作業者の曝露及び安全上の注意点を減らすことができる。
【０００６】
固形のエポキシ樹脂とは対照的に、液状のエポキシ樹脂に基づくアミン−エポキシコーティング配合物はまた、一定の厳しい用途の場合に要求されるよりもたわみ性が少ない場合がある。例えば、現在の二重船側構造を用いる船舶では、バラスト槽を形成する２つの船側に用いられるスチールは、一重船側の船舶に用いられるのよりもゲージが薄い。ゲージが薄い結果、上記スチールがよりたわみ、特に、溶接された継手の周囲で、コーティングの応力割れをもたらす場合がある。同様に、これにより腐食がもたらされ、修理するために高価である場合があり、そして船舶の保全性に影響を与える場合がある。さらに、軌道車産業においてまた、溶接継ぎ目におけるコーティングのたわみ性が欠如していることに起因する課題が存在する。さらに、他の多くの用途におけるコーティングでは、例えば、所与の適用に対して所望の耐衝撃性を得るために、又は塗装後に金属を後形成するために、大きなたわみ性が必要とされる。最終用途において、材料が受ける変形又は応力の量、並びに変形の速度は、必要とされるたわみ性、ひいては特定のアミン−エポキシ組成又は配合を決定するために重要な因子である。
【０００７】
多くのエポキシコーティングは、第二又は第三のコーティングで上塗りされている。追加のコーティングは、エポキシ系に限定されず、そして特定の最終用途特性、例えば、耐腐食性、耐候性等を付与するために、化学コーティング系（例えば、ポリウレタン）を含むことができる。液状のエポキシ樹脂に基づく配合物中の中塗り付着は、概して、類似の固形のエポキシ樹脂配合物よりも弱く、中塗り付着の不良をもたらすことが多い。液状のエポキシ系に関して十分な中塗り付着が得られる場合において、中塗り付着の不良を避けるべきときは、限られた時間枠の中で重ね塗りをしなければならない場合が多い。この時間は、リコートウィンドウと称されることが多い。
【０００８】
多くのアミン−エポキシコーティングは、当業界において白化、カルバメート化（ｃａｒｂａｍａｔｉｏｎ）及び浸出物と称される課題を欠点として有する。これらの課題は、部分的には、アミン硬化剤及びエポキシ樹脂の相溶性に起因し、相分離が生じ、そしてアミンがコーティング表面に移行する。第１級アミンでは、当該移行性のアミンが、空気中に存在するＣＯ2と反応し、カルバメート化を生ずることがある。カルバメート化状態又はベタベタした表面層（浸出物又は白化と称される）に関わらず、これらの表面欠陥は、コーティングの外観を損ない、そしてフィルムが重ね塗りされると、中塗り付着の不良をもたらすことがある。これらの問題は、一般的に、アミン−エポキシの相溶性が低くなるより定温で適用され、かつ硬化したコーティングの場合には、より悪いのが一般的である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ポリアミド、フェナルカミン（ｐｈｅｎａｌｋａｍｉｎｅ）、及びアミンアダクトを含む、アミン−エポキシコーティング産業で用いられている、いくつかの広範囲の種類の多官能価のアミン硬化剤が存在する。これらの公知の生成物は、上記課題を解決すること又は要求することを扱っていない。従って、本発明は、この目的に向けられている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、新規なＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマー、及びこれらの新しい化合物の製造方法を開示する。
これらのポリマーは、約１４０〜約１０００の数平均分子量（Ｍｎ）を有することができ、そしてメチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリマー、メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリオキシエチレンコポリマー、又は次の式を有するポリマーから選択することができる：
【化１】
（式中、Ｘは、次の式を有する部分である：
【化２】
ここで、
Ｒ1は、Ｃ2〜Ｃ8の直鎖又は分岐鎖のアルカンジイルであり；そして
ｎは整数を含み、その平均はＭｎの関数として決定される）。
【００１１】
ある態様では、本発明は、約１４０〜約１０００の数平均分子量（Ｍｎ）を有するＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーの製造方法を提供し、当該ポリマーは、次の式：
【化３】
（式中、Ｘは、上述の式（Ｉ）を有し；Ｒ1及びｎは、上記規定の通りである）
を有し、当該方法は、次の段階を含む；
（ｉ）反応器中で、適切なニトリル及びモノメチルアミンを、０．６：１〜２．２：１のニトリル：モノメチルアミンモル比において、約４０〜８０℃で、遅延添加様式（ｄｅｌａｙｅｄ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｍｏｄｅ）によりその他に添加して、マイケル付加反応により中間体ニトリルを生成させる段階；そして
（ｉｉ）１．３８〜２０．７ＭＰａ（２００〜３０００ｐｓｉｇ）の水素圧及び７０〜１５０℃の温度における水素と、上記総中間体ニトリル原材料の０．７５〜５ｗｔ％における水素化触媒との存在下で、モノメチルアミン：総中間体ニトリル原材料の重量比０．１：０．７５で、上記中間体ニトリルを、モノメチルアミン含有液相に連続的に添加する段階。
【００１２】
態様の一つでは、本発明は、下記を含むアミン硬化剤組成物を提供する；
（ｉ）少なくとも１種の、約１４０〜約１０００の数平均分子量（Ｍｎ）を有するＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーを、総アミン硬化剤組成物に基づいて９０％〜１０重量％；及び
（ｉｉ）少なくとも１種の、３個又は４個以上の活性アミン水素を有する多官能価アミンを、総アミン硬化剤組成物に基づいて１０％〜９０重量％。
さらに、アミン−エポキシ組成物は、上記アミン硬化剤組成物と、少なくとも１種の多官能価エポキシ樹脂を含むエポキシ成分との接触生成物を含むことができる。
【００１３】
別の態様では、本発明は、下記の接触生成物を含むアミン−エポキシ組成物に向けられている；
（ａ）メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリマー、メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリオキシエチレンコポリマー、又は次の式を有するポリマーから選択される少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーを含むアミン硬化剤成分：
【化４】
（式中、Ｘは、上述の式（Ｉ）を有し；Ｒ1及びｎは、上記規定の通りであり；そして
上記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンは、約１４０〜約１０００のＭｎを有する）；及び
（ｂ）少なくとも１種の多官能価エポキシ樹脂を含むエポキシ成分。
【００１４】
別の態様では、本発明は、次の接触生成物を含むアミン−エポキシ組成物に向けられている；
（ａ）下記を含むアミン硬化剤成分；
（ｉ）メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリマー、メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリオキシエチレンコポリマー、又は次の式を有するポリマーから選択される少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーを、９０％〜１０重量％；
【化５】
（式中、Ｘは、上述の式（Ｉ）を有し；Ｒ1及びｎは、上記規定の通りであり；そして
上記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンは、約１４０〜約１０００のＭｎを有する）；及び
（ｉｉ）少なくとも１種の、３個又は４個以上の活性アミン水素を有する多官能価アミンを、総アミン硬化剤成分に基づいて１０％〜９０重量％；並びに
（ｂ）少なくとも１種の多官能価エポキシ樹脂を含むエポキシ成分。
【００１５】
さらに別の態様では、アミン硬化剤成分及びエポキシ成分の接触生成物を含むアミン−エポキシ組成物が提供され、当該エポキシ成分は、少なくとも１種の多官能価エポキシ樹脂を含む。この態様では、上記アミン成分は、メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）９０％〜１０重量％と、少なくとも１種の、３個又は４個以上の活性アミン水素を有する多官能価アミン１０％〜９０重量％とを含む。上記重量％は、総アミン硬化剤成分に基づく。
【００１６】
本発明はまた、下記段階を含む、エポキシ樹脂組成物の製造方法を提供する；
（ａ）下記を含むアミン成分を生成させる段階；
（ｉ）メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリマー、メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリオキシエチレンコポリマー、又は次の式を有するポリマーから選択される少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーを、総アミン成分に基づいて９０％〜１０重量％；
【化６】
（式中、Ｘは、上述の式（Ｉ）を有し；Ｒ1及びｎは、上記規定の通りであり；そして
上記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンは、約１４０〜約１０００のＭｎを有する）；及び
（ｉｉ）少なくとも１種の、３個又は４個以上の活性アミン水素を有する多官能価アミンを、総アミン成分に基づいて１０％〜９０重量％；そして
（ｂ）上記アミン成分を、少なくとも１種の多官能価エポキシ樹脂と、約１．５：１〜約１：１．５の範囲にわたる上記多官能価のエポキシ樹脂中のエポキシ基：上記アミン成分中のアミン水素の化学量論比で接触させる段階。
【００１７】
別の態様では、本発明は、エポキシ樹脂を、硬化、固化又は架橋させるために用いることができるアミン硬化剤組成物を提供する。
この組成物は、下記を含むことができる；
（ｉ）メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリマー、メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリオキシエチレンコポリマー、又は次の式を有するポリマーから選択される少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーを、総アミン硬化剤組成物に基づいて９０％〜１０重量％；
【化７】
（式中、Ｘは、上述の式（Ｉ）を有し；Ｒ1及びｎは、上記規定の通りであり；そして
上記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンは、約１４０〜約１０００のＭｎを有する）；及び
（ｉｉ）少なくとも１種の、３個又は４個以上の活性アミン水素を有する多官能価アミンを、総アミン硬化剤組成物に基づいて１０％〜９０重量％。
【００１８】
さらに別の態様では、本発明は、下記を含むアミン硬化剤組成物を提供する；
（ｉ）メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）、メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアザシクロヘプタン）、又はそれらの組み合わせから選択される少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンを、総アミン硬化剤組成物に基づいて約８０％〜約２０重量％；及び
（ｉｉ）６個又は７個以上の炭素原子と、３個又は４個以上の活性アミン水素とを有する少なくとも１種の多官能価アミンを、総アミン硬化剤組成物に基づいて約２０％〜約８０重量％。
【００１９】
本発明のアミン−エポキシ組成物を用いて、一般的なアミン−エポキシコーティングと比較して、改良された「ウォークオン」乾燥時間、迅速な硬度の進行、良好な光沢及び外観、並びに／又は優れた耐衝撃性及びたわみ性を有するコーティングを生成することができる。
【００２０】
定義
次の定義及び略称は、当業者が、本発明の詳細な説明を理解することを手助けするために提供されるものである。
ＡＨＥＷ−アミン水素当量。
Ａ１６１８−Ａｎｃａｍｉｎｅ（商標）１６１８、エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッド（Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．）から市販される、脂環式アミンのアミンアダクト誘導体、ＡＨＥＷ＝１１５。
Ａ２０５０−Ａｎｃａｍｉｄｅ（商標）２０５０、エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッドから市販されるポリアミドアダクト、ＡＨＥＷ＝１５０。
Ａ２３９０−Ａｎｃａｍｉｎｅ（商標）２３９０、エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッドから市販される、たわみ性を付与した変性脂環式アミン、ＡＨＥＷ＝２０４。
【００２１】
Ａ２６０３−Ａｎｃａｍｉｎｅ（商標）２６０３、エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッドから市販される脂肪族アミンアダクト、ＡＨＥＷ＝１７５。
Ａ２６０９−Ａｎｃａｍｉｎｅ（商標）２６０９、エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッドから市販される、脂肪族アミンのマンニッヒ塩基誘導体、ＡＨＥＷ＝７５。
Ａ３５０Ａ−Ａｎｃａｍｉｄｅ（商標）３５０Ａ、エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッドから市販されるポリアミド、ＡＨＥＷ＝９５。
ＢＡ−Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ＵＫ Ｌｔｄ．から市販されるベンジルアルコール。
【００２２】
ＣＸ−１０５−Ｓｕｎｍｉｄｅ（商標）ＣＸ−１０５、エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッドから市販されるフェナルカミン、ＡＨＥＷ＝１４２。
ＤＧＥＢＡ−ビスフェノール−Ａのジグリシジルエーテル。
ＥＥＷ−エポキシ当量。
ＩＰＤＡ−Ｄｅｇｕｓｓａ ＡＧから市販されるイソホロンジアミン、ＡＨＥＷ＝４３。
Ｋ５４−Ａｎｃａｍｉｎｅ（商標）Ｋ５４、エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッドから市販されるトリス−ジメチルアミノメチルフェノール。
Ｍｎ−数平均分子量。
【００２３】
ＭＰＣＡ−ＭＢＰＣＡＡとも省略される。ＭＰＣＡは、多官能価アミン類に適したメチレン架橋されたポリ（シクロヘキシル−芳香族）アミンである。エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッドから市販されるＡｎｃａｍｉｎｅ（商標）２１６８は、ＡＨＥＷが５７のＭＰＣであり、そして当該例で利用されるグレードである。
ＭＸＤＡ−三菱化学株式会社から市販されるメタ−キシリレンジアミン、ＡＨＥＷ＝３４。
ＮＣ５４１ＬＶ−Ｃａｒｄｏｌｉｔｅ（商標）ＮＣ５４１ＬＶ、Ｃａｒｄｏｌｉｔｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販される、低粘性のフェナルカミン、ＡＨＥＷ＝１２５。
ＰＡＣＭ−Ａｍｉｃｕｒｅ（商標）ＰＡＣＭ、エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッドから市販される４，４’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、ＡＨＥＷ＝５３。
ＰＨＲ−１００重量部の樹脂当りの部数。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
アミン及びエポキシ−アミン組成物
本発明は、新規なＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマー、及びこれらの新しいポリマー化合物の製造方法を開示する。これらのポリマーは、約１４０〜約１０００のＭｎを有することができる。本発明の別の態様では、上記ポリマーは、約１６０〜約５００のＭｎを有することができる。
本発明によると、Ｎ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーは、メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリマー、メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリオキシエチレンコポリマー、又は次の式を有するポリマーから選択される：
【化８】
（式中、Ｘは、次の式を有する部分である：
【化９】
ここで、
Ｒ1は、Ｃ2〜Ｃ8の直鎖又は分岐鎖のアルカンジイルであり；そして
ｎは整数を含み、その平均はＭｎの関数として決定される）。
【００２５】
さらに、アミン−エポキシ組成物は、Ｎ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーと、少なくとも１種の多官能価エポキシ樹脂を含むエポキシ成分との接触生成物を含むことができる。
【００２６】
別の態様では、本発明は、下記の接触生成物を含むアミン−エポキシ組成物を提供する；
（ａ）下記を含むアミン硬化剤成分；
（ｉ）メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリマー、メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリオキシエチレンコポリマー、又は次の式を有するポリマーから選択される少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーを、総アミン硬化剤成分に基づいて９０％〜１０重量％；
【化１０】
（式中、Ｘは、次の式を有する部分である；
【化１１】
ここで、
Ｒ1及びｎは、上記規定の通りであり；そして
上記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンは、約１４０〜約１０００のＭｎを有する）；及び
（ｉｉ）少なくとも１種の、３個又は４個以上の活性アミン水素を有する多官能価アミンを、総アミン硬化剤成分に基づいて１０％〜９０重量％；並びに
（ｂ）少なくとも１種の多官能価エポキシ樹脂を含むエポキシ成分。
【００２７】
さらなる態様では、本発明は、上述のようにアミン−エポキシ組成物を硬化させるための方法を提供する。すなわち、上記アミン−エポキシ組成物は、アミン硬化剤成分及びエポキシ成分の接触生成物を含む。別の態様では、上記アミン−エポキシ組成物を、約２３℃以下の温度において硬化させる。さらに別の態様では、上記アミン−エポキシ組成物を、約５℃以下の温度で硬化させる。本発明の組成物は、一般的なアミン−エポキシ組成物と比較して、約５℃以下の温度を含む、室温以下の温度において改良された硬化速度を提供する。
【００２８】
本発明にはまた、アミン−エポキシ組成物を含む製品が含まれる。上記アミン−エポキシ組成物は、アミン硬化剤成分とエポキシ成分との接触生成物を含む。上記製品には、コーティング、接着剤、建造物、フローリング製品又は複合製品が含まれうるが、これらに限定されるものではない。追加の成分又は添加剤を本発明の組成物と共に用いて製品を生産することができる。
【００２９】
さらに別の態様では、アミン硬化剤成分とエポキシ成分との接触生成物を含むアミン−エポキシ組成物が提供され、当該エポキシ成分は、少なくとも１種の多官能価エポキシ樹脂を含む。この態様では、上記アミン成分は、９０％〜１０重量％のメチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）と、１０％〜９０重量％の少なくとも１種の、３個又は４個以上の活性アミン水素を有する多官能価アミンとを含む。上記重量％は、総アミン硬化剤成分に基づく。
【００３０】
本発明の別の態様では、アミン硬化剤組成物が提供される。本発明によると、エポキシ樹脂を硬化、固化又は架橋させるために、アミン硬化剤組成物を用いることができる。
上記組成物は、下記を含むことができる；
（ｉ）少なくとも１種の、約１４０〜約１０００の数平均分子量（Ｍｎ）を有するＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーを、総アミン硬化剤組成物に基づいて９０％〜１０重量％；及び
（ｉｉ）少なくとも１種の、３個又は４個以上の活性アミン水素を有する多官能価アミンを、総アミン硬化剤組成物に基づいて１０％〜９０重量％。
さらに、アミン−エポキシ組成物は、上記アミン硬化剤組成物と、少なくとも１種の多官能価エポキシ樹脂を含むエポキシ成分との接触生成物を含むことができる。
【００３１】
別の態様では、本発明は、下記を含むアミン硬化剤組成物を提供する；
（ｉ）メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリマー、メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリオキシエチレンコポリマー、又は次の式を有するポリマーから選択される少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーを、総アミン硬化剤組成物に基づいて９０％〜１０重量％：
【化１２】
（式中、Ｘは、上述の式（Ｉ）を有し；Ｒ1及びｎは、上記規定の通りであり；そして
上記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンは、約１４０〜約１０００のＭｎを有する）；及び
（ｉｉ）少なくとも１種の、３個又は４個以上の活性アミン水素を有する多官能価アミンを、総アミン硬化剤組成物に基づいて１０％〜９０重量％。
【００３２】
本発明の態様の一つでは、上記アミン成分又はアミン組成物は、少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーを、最大１００％含むことができる。別の態様では、上記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーは、総アミン成分の１０％〜９０％の量で用いることができる。このパーセンテージは、総アミン成分の重量に基づく重量％である。すなわち、追加の成分の存在は、重量％の計算に含まれない。例えば、コーティング製造の実践において用いられるように、上記アミン成分を、希釈剤又は溶剤、例えば、ベンジルアルコール中に用意することができる。
【００３３】
従って、本発明のアミン成分又は組成物の重量％を論ずる場合、当該量は、他に記載がない限り、任意の希釈剤又は他の添加剤の影響を除外する。一例として、所与の適用において、６５重量部のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーと、３５重量部の多官能価アミンとが、４０重量部のベンジルアルコール及び添加剤（例えば、充填剤）と共に用いられる場合、当該Ｎ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーの重量％は、総アミン成分の重量に基づいて６５％となる。追加の材料の存在は、アミン成分の総重量に関して、少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーのパーセンテージの決定に影響を与えない。
【００３４】
本発明の態様の一つによると、総アミン硬化剤成分又は組成物の９０％〜１０重量％は、上記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンである。別の態様では、上記総アミン硬化剤成分又は組成物の約８０％〜約２０重量％は、上記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンである。さらに別の態様では、上記総アミン硬化剤成分又は組成物の約７５％〜約２５重量％は、上記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンである。
【００３５】
上記多官能価アミンの量に対する上記Ｎ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンの相対量は、例えば、最終用途の製品、その所望の特性、及び当該最終用途の製品を生産するために用いられる製作方法及び条件によって変わりうる。例えば、コーティング用途において、多官能価アミンの量と比較して、さらにＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンを導入すると、たわみ性がより大きく、リコートウィンドウが広く、そしてより速く硬化し、そして／又はより低い温度で硬化することができるコーティングが生成するのが一般的である。逆に、多官能価アミンを相対的に多く導入すると、耐薬品性が改良され、そして最大硬度が高いことが多いコーティングが生成する。
【００３６】
本発明の別の態様によると、アミン硬化剤組成物は、下記を含む；
（ｉ）メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）、メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアザシクロヘプタン）、又はそれらの組み合わせから選択される少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンを、総アミン硬化剤組成物に基づいて約８０％〜約２０重量％：及び
（ｉｉ）少なくとも１種の、６個又は７個以上の炭素原子と、３個又は４個以上の活性アミン水素とを有する多官能価アミンを、総アミン硬化剤組成物に基づいて約２０％〜約８０重量％。
【００３７】
さらなる態様では、メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）、メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアザシクロヘプタン）、又はそれらの組み合わせから選択される少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンの重量％は、総アミン硬化剤組成物に基づいて、約７５％〜約２５％の範囲にわたる。
【００３８】
本発明はまた、下記段階を含むエポキシ樹脂組成物の製造方法を提供する；
（ａ）下記を含むアミン成分を生成させる段階；
（ｉ）メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリマー、メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリオキシエチレンコポリマー、又は次の式を有するポリマーから選択される少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーを、総アミン成分に基づいて９０％〜１０重量％；
【化１３】
（式中、Ｘは、上述の式（Ｉ）を有し；Ｒ1及びｎは、上記規定の通りであり；そして
上記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンは、約１４０〜約１０００のＭｎを有する）；及び
（ｉｉ）少なくとも１種の、３個又は４個以上の活性アミン水素を有する多官能価アミンを、総アミン成分に基づいて１０％〜９０重量％；そして
（ｂ）上記アミン成分を、少なくとも１種の多官能価エポキシ樹脂と、約１．５：１〜約１：１．５の範囲にわたる上記多官能価のエポキシ樹脂中のエポキシ基：上記アミン成分中のアミン水素の化学量論比で接触させる段階。
【００３９】
本明細書に開示されるアミン−エポキシ組成物及びエポキシ組成物の製造方法によると、上記エポキシ成分中のエポキシ基：上記アミン成分中のアミン水の化学量論比は、約１．５：１〜約１：１．５の範囲にわたる。別の態様では、上記化学量論比は、約１．３：１〜約１：１．３の範囲にわたる。
【００４０】
さらに、本発明の組成物において、全ての成分が室温で液状であること、すなわち、上記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミン化合物、上記少なくとも１種の多官能価アミン化合物、及び上記少なくとも１種の多官能価エポキシ樹脂化合物は、室温において全て液状であることが有益でありうる。この開示では、室温は約２３℃である。
【００４１】
本件出願人は、本発明において、いくつかの種類の範囲を開示する。これらには、重量％の範囲、温度の範囲、原子の数の範囲、分子量の範囲、整数の範囲、及び化学量論比の範囲が含まれるが、これらに限定されるものではない。本件出願人が、任意の種類の範囲を開示又は主張する場合、本件出願人の意図は、上記範囲が、正当に網羅することができる個々の可能性のある数並びに任意の部分的範囲及びその中に網羅される部分的範囲の組み合わせを開示又は主張することである。例えば、本件出願人が、ある数の炭素原子を有する化学成分を開示又は主張する場合、本件出願人の意図は、その中の開示と一致して、そのような範囲が網羅できる個々の全ての可能性がある数を開示又は主張することである。例えば、「Ｒ1」が、本明細書において、Ｃ2〜Ｃ8のアルカンジイル基であり、又は別の言葉で、２〜８個の炭素原子を有するとする開示は、２、３、４、５、６、７又は８個の炭素原子を有するアルカンジイル基、並びにこれら２つの数の間の任意の範囲（例えば、Ｃ3〜Ｃ6のアルカンジイル基）及びこれら２つの数の間の任意の範囲の任意の組み合わせを含むアルカンジイル基（例えば、Ｃ2〜Ｃ4及びＣ6〜Ｃ8のアルカンジイル基）から独立して選択可能な「Ｒ1」基に言及する。
【００４２】
同様に、総アミン成分の重量に基づく、上記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンの重量％において、別の典型例が続く。総アミン硬化剤成分の約２０％〜約８０重量％が、少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンであるとの開示により、例えば、出願人は、当該重量％は、約２０％、約２１％、約２２％、約２３％、約２４％、約２５％、約２６％、約２７％、約２８％、約２９％、約３０％、約３１％、約３２％、約３３％、約３４％、約３５％、約３６％、約３７％、約３８％、約３９％、約４０％、約４１％、約４２％、約４３％、約４４％、約４５％、約４６％、約４７％、約４８％、約４９％、約５０％、約５１％、約５２％、約５３％、約５４％、約５５％、約５６％、約５７％、約５８％、約５９％、約６０％、約６１％、約６２％、約６３％、約６４％、約６５％、約６６％、約６７％、約６８％、約６９％、約７０％、約７１％、約７２％、約７３％、約７４％、約７５％、約７６％、約７７％、約７８％、約７９％又は約８０％から選択できることを列挙することを意図する。同様に、本明細書に開示される他の全ての範囲は、これら２つの例と同様の様式で解釈されるべきである。
【００４３】
本件出願人は、例えば、本件出願人が本出願の時点で気づかない可能性がある引例を説明するため、何からの理由で本件出願人が開示の正確な量目未満を主張することを選択した場合、範囲又は同様の様式に従って主張されることができる、上記群内の部分的範囲又は部分的範囲の組み合わせを含む、任意の上記群の個々の数を除外するか、又は条件外とする権利を留保する。さらに、本件出願人は、例えば、本件出願人が本出願の時点で気づかない可能性がある引例を説明するため、何からの理由で本件出願人が開示の正確な量目未満を主張することを選択した場合、任意の個々の置換基、類似体、化合物、配位子、構造体若しくはその群、又は主張される群の要素を除外するか、又は条件外とする権利を保留する。
【００４４】
本明細書において、用語「接触生成物」は、上記成分が、任意の順序、任意の様式及び任意の時間、共に接触させる生成物を記載するために用いられる。例えば、上記成分を、ブレンド又は混合して接触させることができる。さらに、任意の成分の接触を、本明細書に記載される上記組成物又は配合物の他の任意の成分の存在下又は不存在下で生じさせることができる。追加の材料又は成分を、当業者に公知の方法で混合することができる。
【００４５】
組成物及び方法が、種々の成分又は各段階を「含む（含んで成る）」という用語で記載される一方で、上記組成物及び方法はまた、上記種々の成分又は各段階から「本質的に成る」又は「成る」ことができる。
【００４６】
Ｎ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミン
本開示によると、ポリマー化合物は、Ｎ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマー又はメチルアミンを末端に有するポリマーのいずれか、例えば、メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）又はメチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンとして記載される。出願人のこの命名の使用は、上記ポリマー化合物の末端、すなわち各端の末端基が、メチルアミン基であることを規定するためである。当該メチルアミン末端基は、次の構造で具体的に説明される。
【化１４】
【００４７】
本発明の組成物は、少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーを含む。約１４０〜約１０００のＭｎを有するＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーは、本発明の範囲内である。さらに、上記Ｎ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーは、約１４０〜約７５０、約１４０〜約５００又は約１４０〜約３００の範囲にあるＭｎを有することができる。本発明の別の態様では、上記Ｎ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーは、約１５０〜約７５０又は約１６０〜約５００の範囲のＭｎを有する。さらに別の態様では、上記Ｍｎは、約１６０〜約４５０、約１６０〜約４００、約１６０〜約３５０又は約１６０〜約３００の範囲にある。異なる態様では、上記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーのＭｎは、約１６５〜約４５０、約１７０〜約４００、約１７５〜約３５０又は約１８０〜約３００の範囲にある。
【００４８】
本開示によると、Ｍｎデータと、続く例１〜５に提示されるデータとは、ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）技法を用いて測定された。この手順は、炎イオン化検出器を備えるＨｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃｋａｒｄ ６８９０ ガス・クロマトグラフを用いた。当該インレットを、分割比１０：１を用いて２７５℃で操作した。上記ＧＣ技法は、２分の初期保持時間と共に、５０℃の初期温度を用い、次いで、２８５℃の最大温度まで、７℃／分の速度で昇温した。当該最高温度を、さらに３０分間保持した。当該カラムは、公称５３０μｍの直径と、公称２．６５μｍのフィルム厚を有する、公称３０ｍのＨＰ−５（５％フェニルメチルシリコーン、９５％ジメチルシリコーン）キャピラリカラムであった。ヘリウムの初期流速は、４．２ｍＬ／分であった。
【００４９】
Ｍｎは、溶出材料の質量が、このＧＣ技法により得られる面積％に比例すると仮定して決定した。反応副生成物は、Ｍｎの計算に含まれず、そして上記に与えられたＧＣ条件の下で溶出するために十分な揮発性を有する高分子量種のみが、計算に含まれる。Ｍｎは、各面積％（質量に比例）を、特定の高分子量種の分子量で割り、その種の相対モル（ｒｅｌａｔｉｖｅ ｍｏｌｅ）を与えて測定した。次いで、上記高分子量種の相対モルの合計を、当該高分子量種の面積％に分割してＭｎを得た。
【００５０】
総面積％は、反応副生成物の面積％を除外する。当該高分子量試料のＭｎの計算値には、例えば、式（Ｉ）中の整数ｎがゼロに等しい場合が含まれることに留意する。当業者に認められるであろう様に、Ｍｎが大きくなると、分布中のより高い分子量種の揮発性が低いために、あるポイントで、Ｍｎを測定するために、別の技法、例えば、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）を用いることができる。一部のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーの場合、これは、Ｍｎが約４００を超えると生ずる。
【００５１】
本発明の別の態様では、上記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーは、約５０〜約５００のアミン水素当量（ＡＨＥＷ）を有することができる。あるいは、上記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンは、約６０〜約４００、約７０〜約３００又は約８０〜約２００のＡＨＥＷを有する。異なる態様では、上記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンのＡＨＥＷは、約９０〜約１５０の範囲である。
【００５２】
さらに、別の態様では、上記Ｎ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンは、次の式を有することができる；
【化１５】
（式中、Ｘは、下記から選択される部分である；
【化１６】
ここで、
Ｒ1は、Ｃ2〜Ｃ8の直鎖又は分岐鎖のアルカンジイルであり；
ｎ、ｐ、ｑ、ｒ及びｓは、独立して整数を含み、これらの整数のそれぞれの平均は、Ｍｎの関数として決定される）。
【００５３】
Ｒ1を、「アルカンジイル」部分として記述することにより、本件出願人は、そのジイル部分の化学原子価のルールに一致するように要求される水素原子の数と共に、Ｒ1部分の炭素原子数を明記する。例えば、式（Ｉ）において、Ｒ1が他の２つの基と結合するという事実は、アルカンジイルのこの記載と一致する。
【００５４】
他に特に規定がない限り、本明細書に記載されたアルカンジイル基は、所与の部分の直鎖又は分岐鎖の全ての構造異性体を含むことを意図する；例えば、全てのエナンチオマー及び全てのジアステレオマーは、この定義内に含まれる。一例として、他に規定がない限り、用語「プロパンジイル」は、１，１−プロパンジイル、１，２−プロパンジイル、１，３−プロパンジイル、及び２，２−プロパンジイルを含むことを意味する。同様に、ブタンジイルは、ブタンの全ての立体及び部分（ｒｅｇｉｏ）ジイル異性体、例えば、ｎ−ブタン−１，１−ジイル、ｎ−ブタン−１，２−ジイル、ｎ−ブタン−１，３−ジイル、ｎ−ブタン−１，４−ジイル、ｎ−ブタン−２，３−ジイル、２−メチルプロパン１，１−ジイル、２−メチルプロパン−１，３−ジイル等を含むことを意味する。
【００５５】
式（Ｉ）中のＲ1が、Ｃ2〜Ｃ8の直鎖又は分岐鎖のアルカンジイルであることは、本発明の範囲内である。別の態様では、Ｒ1は、Ｃ3〜Ｃ8の直鎖又は分岐鎖のアルカンジイルである。さらに別の態様では、Ｒ1は、Ｃ3〜Ｃ6直鎖又は分岐鎖のアルカンジイルである。式（Ｉ）を有するＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマー化合物の実例には、メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）、メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアザシクロヘプタン）等が含まれるが、これらに限定されるものではない。メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）及びメチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアザシクロヘプタン）に関する命名は、例えば、他の開環重合反応及び得られたポリマー、例えば、ポリ−（エチレンオキシド）を形成するためのエチレンオキシドの開環重合の命名に基づいている。
【００５６】
本発明のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンはポリマーとして記載され、それらは、少なくとも１回の繰返し単位を含むことを示す。本件出願人の用語「ポリマー」の使用は、より低分子量のポリマー又はオリゴマーを含む、全ての分子量のポリマーを含むことを意味する。ポリマー及びオリゴマーの間の分子量に、当該産業に受け入れられたカットオフが存在しないので，本件出願人は、この開示の初めから終わりまで用語「ポリマー」を用いることと、同様に、用語「ポリマー」がオリゴマーを包含することと意図することとを選択した。
【００５７】
本発明の化合物はポリマーであるので、それらは、必然的に、種々の繰返し単位数を有する種々の大きさの分子を含む。
さらに、次の式：
【化１７】
（式中、Ｘは、上述の式（Ｉ）、（ＩＩ）又は（ＩＩＩ）から選択される部分である）
を有するＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンにおいて、整数ｎ、ｐ、ｑ、ｒ及びｓは、それぞれ、かつ独立して、ゼロであることができる。
【００５８】
例えば、式（Ｉ）を有する部分は、Ｎ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマー化合物中の繰返し単位を具体的に説明するものであり、整数「ｎ」は、所与の分子中の繰返し単位数を表す。上記Ｎ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンはポリマーであるので、それは、種々の大きさの分子、すなわち、種々のｎ値の分子の混合物により表される。上記整数ｎが、０〜５０又は５１以上に変化することは本発明の範囲内である。異なる態様では、式（Ｉ）中のｎは、０〜４０若しくは０〜３０又は０〜２０の範囲にわたる。さらなる態様では、ｎは０〜１５の範囲にわたる。さらに別の態様では、ｎは０〜１０の範囲にわたる。異なる態様では、ｎは、１〜５０、１〜４０、１〜３０又は１〜２０の範囲にわたる。さらに、本発明の態様の一つでは、ｎは１〜１０の範囲にわたることができる。ｎは上記ポリマー内の単一分子に関する繰返し単位数を表し、そこでは、当該ポリマーは、ｎ値の分布、分子サイズ分布及び分子量分布を有する。式（Ｉ）を有する部分を含む所与のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーにおいて、ｎの平均値は、数平均分子量Ｍｎから容易に決定することができる。ｎの平均値の測定値は、それぞれの分子量分布によっては、必ずしも整数又は自然数である必要はないであろう。
【００５９】
同様に、式（ＩＩ）を有する部分は、少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマー中に、プロピルエーテル繰返し単位を含む。上記ポリマーの繰返し単位は、プロピレンオキシド重合と同様の様式に由来することができることを当業者は認めるであろう。従って、本発明の態様の一つでは、上記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーは、メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンである。式（ＩＩ）では、整数「ｐ」は、メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンの繰返し単位数を表す。上記整数が、０〜５０又は５１以上に変化することは、本発明の範囲内にある。あるいは、式（ＩＩ）中のｐは、０〜４０、０〜３０又は０〜２０の範囲にわたる。異なる態様では、ｐは、０〜１０の範囲にわたる。別の態様では、ｐは、１〜５０若しくは１〜３０又は１〜２０、あるいは１〜１０の範囲にわたる。
【００６０】
式（ＩＩＩ）を有する部分は、少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマー中に、プロピルエーテル及びエチルエーテル繰返し単位を含む。上記ポリマーの繰返し単位は、エチレンオキシド及びプロピレンオキシド重合と同様の様式に由来することができることを、当業者は認めるであろう、そこでは、ポリエチレンオキシド鎖は、ポリプロピレンオキシド繰返し単位でキャップされている。従って、本発明の態様の一つでは、上記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーは、メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリオキシエチレンコポリマーである。
【００６１】
式（ＩＩＩ）では、整数「ｑ」、「ｒ」及び「ｓ」は、上記メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリオキシエチレンコポリマー中の繰返し単位数を表す。これらの整数が、独立して、０〜５０又は５１以上の範囲にわたることは、本発明の範囲内である。さらに、これらの整数は、独立して、０〜３０、０〜２０又は０〜１０に変化することができる。あるいは、本発明の別の態様において、整数ｑ、ｒ及びｓは、独立して、１〜４０、１〜３０又は１〜２０に変化することができる。さらに別の態様では、整数ｑ、ｒ及びｓは、独立して、１〜１０の範囲にわたる。
【００６２】
本発明によると、Ｎ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマー化合物の実例には、メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）、メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレン、メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリオキシエチレンコポリマー、メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアザシクロヘプタン）等、又はそれらの任意の組み合わせが含まれるが、これらに限定されるものではない。さらなる態様では、上記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンは、メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）である。
【００６３】
本発明によると、これらの新規な化合物の製造方法が開示されている。
約１４０〜約１０００の数平均分子量（Ｍｎ）を有するＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーの製造方法であって、当該ポリマーは、次の式：
【化１８】
（式中、Ｘは上述の式（Ｉ）を有し；Ｒ1及びｎは、上記規定の通りである）
を有し、当該方法は、下記段階；
（ｉ）反応器中で、適切なニトリル及びモノメチルアミンを、０．６：１〜２．２：１のニトリル：モノメチルアミンモル比において、約４０〜８０℃で、遅延添加様式によりその他に添加して、マイケル付加反応により中間体ニトリルを生成させる段階；そして
（ｉｉ）１．３８〜２０．７ＭＰａ（２００〜３０００ｐｓｉｇ）の水素圧及び７０〜１５０℃の温度における水素と、上記総中間体ニトリル原材料の０．７５〜５ｗｔ％における水素化触媒との存在下で、上記中間体ニトリルを、０．１：０．７５重量比のモノメチルアミン：総中間体ニトリル原材料で、モノメチルアミン含有液相に連続的に添加する段階。
上記水素化触媒は、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ及びＲｕから選択される。
【００６４】
別の態様では、３５０超のＭｎを有するＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーを製造する望ましい方法には、１．８：１〜２．１：１のモル比におけるニトリル及びモノメチルアミンを用いた中間体ニトリルを製造することが必要となるであろう。液相中のモノメチルアミンは、総中間体ニトリル原材料に対して、０．１〜０．２５の重量比のモノメチルアミンであり、そして水素化触媒は１〜５ｗｔ％であり、温度は９０〜１４０℃であろう。
【００６５】
式（Ｉ）の部分を有するメチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）は、次の化学構造を有する：
【化１９】
（式中、ｎは、上記規定の通り、整数である）。
【００６６】
メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）を、シアノエチル化、続いてメチレンアミン雰囲気における水素化の２段階工程で合成することができる。例えば、メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）は、最初に、メチルアミン及びアクリロニトリルを、約１：１〜約２：１の範囲にわたるモル比において、マイケル反応で化合させて調製することができる。次に、得られた反応生成物を、好適な金属触媒、例えば、白金又はパラジウム上で、追加のメチルアミンの存在下で水素化させる。本発明に従うメチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）の合成の非限定的例は、下記の例２〜５に具体的に説明されている。
【００６７】
式（Ｉ）の部分を有するメチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアザシクロヘプタン）は、次の化学構造を有する：
【化２０】
（式中、ｎは、上記規定の通りである）。
【００６８】
メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアザシクロヘプタン）を、好適な金属触媒、例えば、白金又はパラジウム上で、メチルアミンの存在下で、アジポニトリルを水素化して調製することができる。アジポニトリルはまた、文献中で、アジポジニトリル又は１，４−ジシアノブタンと称される。本発明に従うメチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアザシクロヘプタン）の合成の非限定的な例は、下記の例１に具体的に説明されている。
【００６９】
次の式：
【化２１】
（式中、Ｘは、次の式（Ｉ）の部分である：
【化２２】
）を有する他のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンを、メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアザシクロヘプタン）の合成のために具体的に説明した様式と同様の様式で調製することができる。整数ｎは、上記規定の通りである。Ｒ1に関して選択される種に基づいて、適切なジニトリルを選択する。次いで、それぞれのジニトリルを、好適な金属触媒、例えば、白金又はパラジウム上で、メチルアミンの存在下で水素化することができる。
【００７０】
例えば、当業者は、ポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）を調製するための別の方法は、上記ジニトリルとしてマロノニトリルを選択することであることを認識するであろう。これらのＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンを調製するための別の方法は、適切なメチルアミノ置換化ニトリルを選択し、次いで、好適な金属触媒、例えば、白金又はパラジウム上で、メチルアミンの存在下で水素化することによる。従って、Ｒ1がｎ−プロパンジイルの場合、３−メチルアミノプロピオニトリルが選択され；Ｒ1がｎ−ブタンジイルの場合、４−メチルアミノブチロニトリルが選択され；Ｒ1がｎ−ペンタンジイルの場合、５−メチルアミノ−バレロニトリルが選択され；Ｒ1がｎ−ヘキサンジイルの場合、６−メチルアミノヘキサンニトリルが選択される等である。
【００７１】
メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレン及びメチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリオキシエチレンコポリマーを、それぞれ、対応する第２級ヒドロキシルを末端に有するポリプロピレンオキシド又は第２級ヒドロキシルを末端に有するポリエチレンオキシド／ポリプロピレンオキシドからスタートさせて調製することができる。次いで、米国特許第３，６５４，３７０号明細書に記載される方法（参照により、本明細書に組み入れる）を用いることができ、そこでは、メチルアミンがアンモニアと置換する。本発明に従うメチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンの合成の発展例を、下記の発展例６で具体的に説明する。
【００７２】
必要に応じて、Ｎ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンの誘導体を、本発明を実施するために用いることができる。上記誘導体には、ポリアミド誘導体、アミドアミン誘導体、アミン−エポキシアダクト誘導体、及びそれらの組み合わせが含まれる。これらの誘導体は、当業者に周知である。
【００７３】
多官能価アミン
本発明に従う組成物は、少なくとも１種の多官能価アミンを含むことができる。本明細書における多官能価アミンは、３つ又は４つ以上の活性アミン水素を含む、アミン官能基との化合物を記載する。
【００７４】
作業者の暴露及び安全性の問題が生ずる可能性がある一部の用途では、用いられる特定の多官能価アミンの揮発性を制限することが有益な場合がある。従って、本発明の態様の一つでは、上記少なくとも１種の多官能価アミンは、６個又は７個以上の炭素原子を含む。別の態様では、上記少なくとも１種の多官能価アミンは、８個又は９個以上の炭素原子を含む。さらに別の態様では、上記少なくとも１種の多官能価アミンは、１２個又は１３個以上の炭素原子を含む。
【００７５】
本発明の範囲内である多官能価アミンの非限定的例には、脂肪族アミン、脂環式アミン、芳香族アミン、脂肪族アミン、脂環式アミン若しくは芳香族アミンのマンニッヒ塩基誘導体、脂肪族アミン、脂環式アミン若しくは芳香族アミンのポリアミド誘導体、脂肪族アミン、脂環式アミン若しくは芳香族アミンのアミドアミン誘導体、脂肪族アミン、脂環式アミン若しくは芳香族アミンのアミンアダクト誘導体等、又はそれらの任意の組み合わせが含まれるが、これらに限定されるものではない。
【００７６】
１種超の多官能価アミンを、本発明の組成物中で用いることができる。例えば、上記少なくとも１種の多官能価アミンは、脂肪族アミンと、脂環式アミンのマンニッヒ塩基誘導体とを含むことができる。また、上記少なくとも１種の多官能価アミンは、１種の脂肪族アミン及び１種の異なる脂肪族アミンを含むことができる。
【００７７】
例示的な脂肪族アミンには、ポリエチレンアミン（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等）、１，６−ヘキサンジアミン、３，３，５−トリメチル−１，６−ヘキサンジアミン、３，５，５−トリメチル−１，６−ヘキサンジアミン、２−メチル−１，５−ペンタンジアミン（Ｄｙｔｅｋ−Ａとして市販されている）、ビス−（３−アミノプロピル）アミン、Ｎ，Ｎ’−ビス−（３−アミノプロピル）−１，２−エタンジアミン、アミノエチルピペラジン等、又はそれらの組み合わせが含まれる。さらに、Ｈｕｎｔｓｍａｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから、Ｊｅｆｆａｍｉｎｅの名称の下で市販されるポリ（アルキレンオキシド）ジアミン及びトリアミンが、本発明に有用である。実例には、Ｊｅｆｆａｍｉｎｅ（商標）Ｄ−２３０、Ｊｅｆｆａｍｉｎｅ（商標）Ｄ−４００、Ｊｅｆｆａｍｉｎｅ（商標）Ｄ−２０００、Ｊｅｆｆａｍｉｎｅ（商標）Ｄ−４０００、Ｊｅｆｆａｍｉｎｅ（商標）Ｔ−４０３、Ｊｅｆｆａｍｉｎｅ（商標）ＥＤＲ−１４８、Ｊｅｆｆａｍｉｎｅ（商標）ＥＤＲ−１９２、Ｊｅｆｆａｍｉｎｅ（商標）Ｃ−３４６、Ｊｅｆｆａｍｉｎｅ（商標）ＥＤ−６００、Ｊｅｆｆａｍｉｎｅ（商標）ＥＤ−９００、Ｊｅｆｆａｍｉｎｅ（商標）ＥＤ−２００１等、又はそれらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されるものではない。
【００７８】
脂環式及び芳香族アミンには、１，２−ジアミノシクロヘキサン、１，３−ジアミノシクロヘキサン、１，４−ジアミノシクロヘキサン、水素化オルト−トルエンジアミン、水素化メタ−トルエンジアミン、メタキシリレンジアミン、水素化メタキシリレンジアミン（商業的に、１，３−ＢＡＣとも称される）、イソホロンジアミン、種々の異性体又はノルボルナンジアミン、３，３’−ジメチル−４，４’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、４，４’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、２，４’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、メチレン架橋したポリ（シクロヘキシル−芳香族）アミンの混合物等、又はそれらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されるものではない。上記メチレン架橋したポリ（シクロヘキシル−芳香族）アミンの混合物は、ＭＢＰＣＡＡ又はＭＰＣＡのどちらかと省略され、そして米国特許第５，２８０，０９１号明細書（参照により、全体を本明細書に組み入れる）に記載されている。本発明の態様の一つでは、上記少なくとも１種の多官能価アミンは、メチレン架橋したポリ（シクロヘキシル−芳香族）アミン（ＭＰＣＡ）の混合物である。
【００７９】
マンニッヒ塩基誘導体は、上記脂肪族アミン、脂環式アミン又は芳香族アミンを、フェノール又は置換されたフェノール及びホルムアルデヒドと反応させて製造することができる。本発明において、実用性を有するマンニッヒ塩基を製造するために用いられる例示的な置換されたフェノールは、カシューナッツ油から得られるカルダノールである。あるいは、マンニッヒ塩基は、マンニッヒ塩基、例えば、トリス−ジメチルアミノメチルフェノール（Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ， Ｉｎｃ．からＡｎｃａｍｉｎｅ（商標）Ｋ５４として市販される）又はビス−ジメチルアミノメチルフェノールを含む第三級アミンと、多官能価アミンを交換反応させて調製することができる。
【００８０】
ポリアミド誘導体は、脂肪族アミン、脂環式アミン又は芳香族アミンを、ダイマー脂肪酸又はダイマー脂肪酸及び脂肪酸の混合物と反応させて調製することができる。アミドアミン誘導体は、脂肪族アミン、脂環式アミン又は芳香族アミンを、脂肪酸と反応させて調製することができる。アミンアダクトは、脂肪族アミン、脂環式アミン又は芳香族アミンを、エポキシ樹脂、例えば、ビスフェノール−Ａのジグリシジルエーテル、ビスフェノール−Ｆのジグリシジルエーテル、又はエポキシノボラック樹脂と反応させて調製できる。脂肪族、脂環式及び芳香族アミンはまた、単官能性のエポキシ樹脂、例えば、フェニルグリシジルエーテル、クレシルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、他のアルキルグリシジルエーテル等に付加させることができる。
【００８１】
多官能価のエポキシ樹脂
本発明のアミン−エポキシ組成物はエポキシ成分を含み、当該エポキシ成分は少なくとも１種の多官能価エポキシ樹脂を含む。本明細書において、多官能価のエポキシ樹脂は、１分子当り、２個又は３個以上の１，２−エポキシ基を含む化合物を記述する。この種のエポキシド化合物は、Ｙ．Ｔａｎａｋａの「Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ Ｅｐｏｘｉｄｅｓ」ｉｎ Ｃ．Ａ．Ｍａｙ，ｅｄ．，Ｅｐｏｘｖ Ｒｅｓｉｎｓ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｍａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ，１９８８）に記載されている（参照により、本明細書に組み入れる）。
【００８２】
本発明において用いるために好適なエポキシ樹脂の一種には、二価フェノールのグリシジルエーテルを含む、多水酸基フェノールのグリシジルエーテルが含まれる。実例には、レソルシノール、ヒドロキノン、ビス−（４−ヒドロキシ−３，５−ジフルオロフェニル）−メタン、１，１−ビス−（４−ヒドロキシフェニル）−エタン、２，２−ビス−（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）−プロパン、２，２−ビス−（４−ヒドロキシ−３，５−ジクロロフェニル）プロパン、２，２−ビス−（４−ヒドロキシフェニル）−プロパン（ビスフェノールＡとして商業的に知られている）、ビス−（４−ヒドロキシフェニル）−メタン（ビスフェノールＦとして商業的に知られており、そして種々の量の２−ヒドロキシフェニル異性体を含む）等のグリシジルエーテル、又はそれらの任意の組み合わせが含まれるが、これらに限定されるものではない。
さらに、次の構造の改良された二価フェノールがまた、本発明で有用である：
【化２３】
（式中、ｍは整数であり、そしてＲは、二価フェノールの炭化水素基、例えば、上記に列挙される二価フェノールの炭化水素基である）。
この式に従う材料を、二価フェノール及びエピクロロヒドリンの混合物を重合して、又は二価フェノール及び二価フェノールのジグリシジルエーテルの混合を促進して調製することができる。任意の所与の分子において、ｍの値は整数であるが、当該材料は、常に、必ずしも自然数ではないｍの平均値により特徴付けることができる混合物である。０〜約７のｍの平均値を有するポリマー材料を、本発明の一態様で用いることができる。
【００８３】
別の態様では、ノボラック樹脂のグリシジルエーテルであるエポキシノボラック樹脂を、本発明に従う多官能価のエポキシ樹脂として用いることができる。さらに別の態様では、上記少なくとも１種の多官能価エポキシ樹脂は、ビスフェノール−Ａ（ＤＧＥＢＡ）のジグリシジルエーテル、ＤＧＥＢＡの改良又はより高分子量のバージョン、ビスフェノール−Ｆのジグリシジルエーテル、エポキシノボラック樹脂、又はそれらの任意の組み合わせである。ＤＧＥＢＡのより高分子量のバージョン又は誘導体は、改良方法により調製され、当該方法では、過剰量のＤＧＥＢＡが、ビスフェノール−Ａと反応して、エポキシを末端に有する生成物が生ずる。上記生成物に関するエポキシ当量（ＥＥＷ）は、約４５０〜３０００、又はそれより多い範囲にわたる。これらの生成物は、室温で固形であるので、それらは固形のエポキシ樹脂と称されることが多い。
【００８４】
ＤＧＥＢＡ又は改良されたＤＧＥＢＡ樹脂は、それらの低コスト及び高い一般性能特性の組み合わせために、コーティング配合物中で用いられることが多い。約１７４〜約２５０、そしてさらに一般的には約１８５〜約１９５の範囲にわたるＥＥＷを有する商用グレードのＤＧＥＢＡを容易に入手することができる。これらの低分子量において、上記エポキシ樹脂は液状であり、そして液状のエポキシ樹脂と称されることが多い。純粋なＤＧＥＢＡは１７４のＥＥＷを有するので、大部分のグレードの液状のエポキシ樹脂はいくぶん高分子量であることが、当業者に理解されている。というのは、純粋なＤＧＥＢＡは、１７４のＥＥＷを有するからである。一般的に、上記改良方法により調製された２５０〜４５０のＥＥＷを有する樹脂はまた、半固形のエポキシ樹脂と称されている。というのは、それらは室温で固形物及び液状物の混合物であるからである。
【００８５】
最終用途によっては、エポキシ成分を変性して本発明の組成物の粘度を下げることが有益である場合がある。例えば、上記粘度を下げて、適用を容易にしながら、配合物又は組成物中の顔料の濃度を高くするか、又はより高分子量のエポキシ樹脂を用いることができる。従って、少なくとも１種の多官能価エポキシ樹脂を含むエポキシ成分が単官能性エポキシドをさらに含むことは、本発明の範囲内である。モノエポキシドの例には、スチレンオキシド、シクロヘキセンオキシド、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、及びフェノール、クレゾール、ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、他のアルキルフェノール、ブタノール、２−エチルヘキサノール、Ｃ4〜Ｃ14のアルコール等のグリシジルエーテルが含まれるが、これらに限定されるものではない。
【００８６】
その他の添加剤
本発明の組成物を用いて、種々の製品を製造することができる。当該製品の最終用途に関して、又は当該製品の製造の際の要件にもよるが、上記配合物及び組成物中で種々の添加剤を用いて特定の性質を調整することができる。これらの添加剤には、溶剤、促進剤、可塑剤、充填剤、繊維、例えば、ガラス繊維又は炭素繊維、顔料、顔料分散剤、レオロジー調整剤、チキソトロープ剤（ｔｈｉｘｏｔｒｏｐｅ）、流動助剤（ｆｌｏｗ ａｉｄ）若しくはレベリング助剤（ｌｅｖｅｌｉｎｇ ａｉｄ）、消泡剤、又はそれらの任意の組み合わせが含まれるが、これらに限定されるものではない。当業界に公知の他の混合物又は材料を、上記組成物又は配合物に含ませることができ、そして本発明の範囲内にあることが理解されるべきである。
【００８７】
さらに、本発明の範囲内の組成物は、無溶剤（溶剤を含まない、又は１００％固体であるとも称される）であることができる。あるいは、これらの組成物は、少なくとも１種の溶剤（溶剤は、希釈剤とも称される）をさらに含むことができる。溶剤又は溶剤混合物は、上記組成物又は配合物に関して、上記配合物の成分の溶解性を維持しながら、特有の蒸発速度プロファイルを与えるように選択される。
【００８８】
製品
本発明はまた、本明細書に開示される組成物を含む製品に向けられている。例えば、製品は、アミン硬化剤成分及びエポキシ成分の接触生成物を含むアミン−エポキシ組成物を含むことができる。上記アミン硬化剤成分は、少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンと、少なくとも１種の多官能価アミンとを含むことができる。上記エポキシ成分は、少なくとも１種の多官能価エポキシ樹脂を含むことができる。所望の特性にもよるが、二次加工品を製造するために、用いられた組成物又は配合物中に、所望により、種々の添加剤が存在してもよい。これらの添加剤には、溶剤、促進剤、可塑剤、充填剤、繊維、例えば、ガラス繊維又は炭素繊維、顔料、顔料分散剤、レオロジー調整剤、チキソトロープ剤、流動助剤若しくはレベリング助剤、消泡剤、又はそれらの任意の組み合わせが含まれうるが、これらに限定されるものではない。
【００８９】
本発明に従う製品には、コーティング、接着剤、建造物、フローリング製品又は複合製品が含まれるが、これらに限定されるものではない。これらのアミン−エポキシ組成物に基づくコーティングは、溶剤を含まなくてもよく、又は特定の用途に関して、必要に応じて溶剤若しくは希釈剤を含むことができる。例えば、５０％超、６５％超、７５％超又は８５％超の固形分を有するコーティングが本発明の範囲内である。塗料用途に用いるために、コーティングは、種々の種類及び濃度の顔料を含むことができる。
【００９０】
当業者に周知であるように、好適な非常に多くの基材が、適切な表面調製を有する、本発明のコーティング用途向けに好適である。上記基材には、コンクリート並びに種々の種類の金属及び合金、例えば、スチール及びアルミニウムが含まれるが、これらに限定されるものではない。例えば、本発明のコーティングの低温硬化特性、室温で適用される場合の良好な外観特性、及び良好なたわみ特性により、船舶、橋梁、工場及び工場設備、並びに床を含む室温又はそれより寒い条件で塗装及び／又は硬化させなければならない大きな金属物体又はセメント状の基材を塗装又はコーティングする場合に、本発明のコーティングが好適である。本発明のコーティングを、約−１０℃〜約５０℃の範囲にわたる温度において、又は約０℃〜約３５℃の範囲にわたる温度において適用し、そして硬化させることができる。必要に応じ、これらのコーティングをまた、より高温で強制硬化（ｆｏｒｃｅ ｃｕｒｅ）させることができ、当該硬化した材料のたわみ性を改良できる場合が多い。
【００９１】
本発明のコーティングを、スプレー、ブラシ、ローラー、ペイントミット（ｐａｉｎｔ ｍｉｔｔ）等を含む任意の数の技法により適用することができる。本発明の非常に高い固形分又は１００％固体のコーティングを適用するために、複数の部品のスプレー適用装置を用いることができ、そこでは、上記アミン及びエポキシ成分は、スプレーガンそのものの中のスプレーガンに至る系統内で混合されるか、又はそれらが当該スプレーガンから出る際に２成分を共混合して混合される。この技法を用いて、上記配合物のポットライフに関する制限を軽減することができ、典型的にはアミン反応性及び固形分が増加するにつれ、当該制限が軽減される。加熱された複数の部品の装置を用いて、上記成分の粘度を下げ、それにより適用の容易性を向上させることができる。
【００９２】
建築及びフローリング用途には、当該建築産業に一般的に用いられるコンクリート及び他の材料と組み合わせた、本発明のアミン−エポキシ組成物を含む組成物が含まれる。本発明の組成物を、エポキシ系床の構成物において、多くの場合には、セメント状又は他の類似の種類のフローリング材料から通常得られる伸び率又は機械的性質よりも良好な伸び率又は良好な機械的性質（例えば、改良された抗張力又は改良された圧縮強度）を要求する適用において用いることができる。クラック注入及びクラック充填生成物、並びにポリマー変性セメント、タイルグラウト等をまた、本明細書に開示される組成物から調製することができる。本明細書に開示されるアミン−エポキシ組成物を含む複合製品又は製品の非限定的な例には、テニスラケット、スキー板、バイクフレーム、飛行機の翼、ガラス繊維強化複合材料及び他の成形物が含まれる。
【実施例】
【００９３】
アミン−エポキシ組成物のコーティングを次の様に調製し、そして試験した。本発明に従うアミン組成物を含む硬化剤混合物又は組成物を、次の表に与えられる成分を接触させ、そして混合して調製した。次いで、それぞれの硬化剤混合物若しくは組成物、又は個々の硬化剤を、１００重量の樹脂当りの部数（ＰＨＲ）において表に示される使用水準で、多官能価のエポキシ樹脂と混合した。これらの例で用いられるエポキシ樹脂は、１８２〜１９２の範囲におけるＥＥＷを有するビスフェノール−Ａ（ＤＧＥＢＡ）、グレードＤ．Ｅ．Ｒ．（商標）３３１のジグリシジルエーテルであった。このエポキシ樹脂は、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている。
【００９４】
例７〜３８では、クリアーコーティングを、標準的なガラスパネルに適用し、Ｂｅｃｋ−Ｋｏｌｌｅｒ乾燥時間記録計を用いた乾燥時間試験用と、Ｐｅｒｓｏｚ ｐｅｎｄｕｌｕｍ硬度法による硬度改良用との試料を作成した。親指ひねり法による乾燥時間用と、鏡面光沢試験用とのクリアーコーティングを、未コーティングの絹目紙のチャート（ＡＧ５３５０、Ｂｙｋ）に適用した。コーティングを、Ｂａｒｄ製の棒状アプリケータを用いて、約７５μｍのＷＦＴ（ウェットフィルム厚）に適用し、約６０〜７０μｍの範囲にわたる乾燥フィルム厚を得た。例７〜２９のコーティングを、Ｗｅｉｓｓ製人工気象室（ＷＥＫＫ００５７型）を用いて、５℃及び８０％ＲＨ（相対湿度）又は２５℃及び６０％ＲＨのどちらかで硬化させた。例３０〜３８のコーティングは、Ｗｅｉｓｓ製人工気象室を用いて、１０℃及び６０％ＲＨ又は２３℃及び６０％ＲＨのどちらかで硬化させた。Ｐｅｒｓｏｚ硬度を、表に示す時点で測定した。
【００９５】
耐衝撃性及びマンドレル曲げ試験用のクリアーコーティングを、それぞれ、公称７５ＷＦＴのワイヤーバーを用いて、それぞれ、一面を磨いた冷間圧延鋼試験パネル（おおよそのサイズ７６ｍｍ×１５２ｍｍ）と、平滑仕上げの冷間圧延鋼（おおよそのサイズ７６ｍｍ×１５２ｍｍ）とに適用した。金属試験パネルを、Ｑ Ｐａｎｅｌ Ｌａｂ Ｐｒｏｄｕｃｔｓから得た。次のスケジュールに従ってフィルムを硬化させた：（Ａ）１４日、室温（室温は約２３℃である）；（Ｂ）１４日、室温、次いで８０℃で２時間；又は（Ｃ）６０日、室温。硬化スケジュールＡ及びＣに従う乾燥膜厚は、約６０〜８０μｍであり、そしてスケジュールＢに従う乾燥膜厚は、約５０〜５５μｍであった。
【００９６】
例７〜２９の場合、混合粘度は、Ｖｉｓｃｏｔｈｅｒｍ ＶＴ１０水浴及びＭＣ２０温度制御ユニットを備えるＲｈｅｏｌａｂ ＭＣ２０装置（Ｐｈｙｓｉｃａ）を用いて測定した。当該装置を、ＴＥＫ１５０コーンプレートを用いてセットアップし、そしてコンピュータに接続した。当該装置を２５℃で平衡にさせた後、コーン（ＭＫ２２）とプレートとのギャップを約５０μｍにセットした。試験前に、試料を２５℃で、２４時間平衡させた。示すように混合した後、上記ギャップからはみ出た過剰の生成物を取り除き、そして当該混合された生成物の回転粘度を、２００レシプロカル秒ずり速度において３０秒後に記録した。
【００９７】
約５ｍｍ厚のエポキシ成形物を用いて、表に示される時間において、Ｓｈｏｒｅ Ａ及びＳｈｏｒｅ Ｄデータを得た。Ｗｅｉｓｓ製人工気象室用いて、成形物を、１０℃及び６０％ＲＨ又は２３℃及び６０％ＲＨのどちらかで硬化させた。
【００９８】
上記アミン−エポキシ成形物の機械強度特性を、１０４ｋＮロードセルを備えるデュアルカラム材料試験装置（Ｉｎｓｔｒｏｎ、ｍｏｄｅｌ ４２０６−００６）を用いて測定した。約２×２×２ｃｍの立方体の圧縮強度データを記録するために、当該装置は、圧縮プレートと、Ｄｙｎａｍｉｃ ２５／５０ｍｍ ＧＬ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｍｅｔｅｒとを備えており、そして２．５ｍｍ／分のクロスヘッド速度で操作された。抗張力データを、ウェッジグリップを用いて、２５ｍｍ／分のクロスヘッド速度で記録した。上記アミン−エポキシ成形物を、約２３℃において調製し、そして試験前に７日間硬化させた。
【００９９】
乾燥及び湿潤コンクリートスラブからの、クリアーコーティングアミン−エポキシ成形物の引っ張り（ｐｕｌｌ−ｏｆｆ）付着強度を、Ｐ．Ａ．Ｔ．Ｐｕｌｌ−Ｏｆｆ Ａｄｈｅｓｉｏｎ Ｔｅｓｔｅｒを用いて記録した。標準的なプレキャストコンクリートスラブ（おおよそのサイズ３０×３０×５ｃｍ）を地元の供給業者から購入し、そして室温において乾燥状態で保管した。乾燥コンクリートへの付着を評価するために、上記コンクリートをさらに調製することなく用い、そして約２００ｇ／ｍ2の各アミン−エポキシ配合物を用いてコーティングした。湿潤条件の下、コンクリートスラブを、水中に２４時間完全に浸漬した後、約２００ｇ／ｍ2において同一のアミンエポキシコーティング配合物を適用した。
【０１００】
室温で７日間硬化させた後、鋼メッキをした（ｓｔｅｅｌ−ｆａｃｅｄ）金属シリンダー（直径約２０ｍｍ）の平先（ｆｌａｔ−ｅｎｄｅｄ）を、速硬性の２液型接着剤を用いて、上記コーティング表面に接着した。上位金属シリンダーの周囲の上記材料を、上記基材まで注意深く除去し、その後、付着／凝集強度と、破壊の様式とを記録した。表において、次の省略形を適用する：Ａ＝基材の凝集破壊；Ａ／Ｂ＝基材及びプライマーの間の接着破壊；Ｙ＝接着剤の凝集破壊；及びＹ／Ｚ＝接着剤及びシリンダーの間の接着破壊。
【０１０１】
例３０〜３８に関する混合粘度及び硬化剤粘度は、スピンドル５を備えるブルックフィールドＤＶＩ＋粘度計を用いて２３℃で測定した。ゲル化時間、すなわちゲルタイムは、上記エポキシ樹脂及びそれぞれの硬化剤を混合した後、規定の粘度点まで到達する時間として記録した。これに関して、使い捨てのガラス製プランジャー（おおよそのサイズ２２×５ｍｍ）を備えており、そして１分当り１サイクルで作動するＴｅｃｈｎｅ ＧＴ３ Ｇｅｌａｔｉｏｎ Ｔｉｍｅｒを用いた。試料を２３℃で２４時間平衡させた後、試験した。２５０ｍＬのガラスジャーに充填し、そして２３℃の一定温度において保持した約１５０ｇの混合物に関して、ゲル化時間を記録した。
【０１０２】
コーティング特性を、表１に列挙した一般的試験方法に従って評価した。耐水跡性は、上記コーティングの表面に水滴を規定時間置き、そして当該コーティング上の影響を観察して試験した。この試験は、上記コーティングの表面が、水又は湿気の広範な接触により、ダメージを受けるか又は審美的に影響を受けたか確認するために、当業界で用いられている。
【０１０３】
【表１】
【０１０４】
例１
メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアザシクロヘプタン）の合成
１３５ｇのアジポジニトリル、５０ｇのイソプロパノール、及び２．７ｇのＰｄ／Ａｌ2Ｏ3触媒を、スターラーと、１Ｌの水素バラストタンクとを備える１Ｌのステンレス鋼バッチ型圧力反応器内に入れた。当該Ｐｄ／Ａｌ2Ｏ3触媒は、Ｊｏｈｎｓｏｎ−Ｍａｔｈｅｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されている。上記反応器を密封し、続いて窒素及び水素でパージして当該反応器から空気を除去した。上記反応器内容物を撹拌しながら当該反応器に、８５ｇの無水メチルアミンを添加した。次いで、上記反応器を、水素を用いて１．７２ＭＰａ（２５０ｐｓｉ）まで加圧し、そして１２０℃まで加熱した。
【０１０５】
これらの条件を、上記バラストタンクからの水素の取り込み速度が、０．００３４ＭＰａ／分（０．５ｐｓｉ／分）未満に下がるまで維持した。上記が生じたら、上記反応器圧力を５．８６ＭＰａ（８５０ｐｓｉ）まで上げた。これらの条件を、上記バラストタンクからの水素の取り込み速度が、０．００３４ＭＰａ／分（０．５ｐｓｉ／分）未満に下がるまで維持した。上記反応器を室温まで冷却して、そして減圧し、そして当該反応生成物をろ過して上記触媒を取り除いた。次いで、回転蒸発により溶剤を除去した。得られた反応生成物は、約１２１の推定アミン水素当量（ＡＨＥＷ）を有するメチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアザシクロヘプタン）であった。上述のＧＣ技法を用いて、Ｍｎを約１８４であると測定した。
メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアザシクロヘプタン）は、次の化学構造を有する。
【０１０６】
【化２４】
【０１０７】
続く表において、例１のメチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアザシクロヘプタン）化合物を、ジメチル第二級ジアミン１と称し、ＤＳＤ−１と省略する。ＤＳＤ−１を、ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）を用いて解析し、そして面積％による次のポリマー分布を有し、そして「その他」は、ＧＣを用いて分離又は同定されず、かつＭｎの決定に用いられなかった反応副生成物を表す。
【０１０８】
【表２】
【０１０９】
例２
メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）の合成
２８２ｇのアクリロニトリル及び８．５ｇの水を、スターラーを備える１Ｌのステンレス鋼バッチ型圧力反応器に入れた。上記反応器を密封し、続いて窒素でパージして、当該反応器から空気を除去した。上記反応器内容物を撹拌しながら、２００ｇのメチルアミンを、５時間かけて当該反応器に添加した。当該メチルアミンの添加の際、上記反応器温度を５５〜６０℃の範囲に保持した。次いで、上記メチルアミンの添加が完了した後、上記温度範囲を１．５時間維持した。上記反応器を冷却して、そして中間体生成物を取り出した。
【０１１０】
１２０ｇのイソプロパノール及び７．５ｇのＰｄ／Ａｌ2Ｏ3触媒を、スターラーと、１Ｌの水素バラストタンクとを備える１Ｌのステンレス鋼バッチ型圧力反応器内に入れた。当該Ｐｄ／Ａｌ2Ｏ3触媒は、Ｊｏｈｎｓｏｎ−Ｍａｔｈｅｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されている。上記反応器を密封し、続いて窒素及び水素でパージして当該反応器から空気を除去した。上記反応器内容物を撹拌しながら、当該反応器に９０ｇの無水メチルアミンを添加した。次いで、上記反応器を、水素を用いて５．８６ＭＰａ（８５０ｐｓｉ）まで加圧し、そして１２０℃まで加熱した。５時間にわたり、上記反応器に４５０ｇの上記中間体生成物を添加した。上記バラストタンクからの水素の取り込み速度が、０．００３４ＭＰａ／分（０．５ｐｓｉ／分）未満に下がった時点で、上記中間体生成物の添加が完了した後、実質的に一定の反応器条件をさらに約２時間維持した。
【０１１１】
上記反応器を室温まで冷却して、そして減圧し、そして当該反応生成物をろ過して、上記触媒を取り除いた。次いで、溶剤を回転蒸発により除去した。得られた反応生成物は、約１００の推定ＡＨＥＷを有する、メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）であった。上述のＧＣ技法を用いて、Ｍｎを約１９８であると測定した。
メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）は、次の化学構造を有する。
【０１１２】
【化２５】
【０１１３】
続く表において、例２のメチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）化合物を、ジメチル第二級ジアミン２と称し、ＤＳＤ−２と省略する。ＤＳＤ−２は、ＧＣを用いて解析され、そして面積％による次のポリマー分布を有し、そして「その他」は、ＧＣを用いて分離又は同定されず、かつＭｎの決定に用いられなかった反応副生成物を表す。
【０１１４】
【表３】
【０１１５】
例３
メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）の合成
２８２ｇのアクリロニトリル及び８．５ｇの水を、スターラーを備える１Ｌのステンレス鋼バッチ型圧力反応器に入れた。上記反応器を密封し、続いて窒素でパージして、当該反応器から空気を除去した。上記反応器内容物を撹拌しながら、８７ｇのメチルアミンを、５時間かけて当該反応器に添加した。当該メチルアミンの添加の際、上記反応器温度を５５〜６０℃の範囲に保持した。次いで、上記メチルアミンの添加が完了した後、上記温度範囲を１．５時間維持した。上記反応器を冷却して、そして中間体生成物を取り出した。
【０１１６】
１２０ｇのイソプロパノール及び７ｇのＰｄ／Ａｌ2Ｏ3触媒を、スターラーと、１Ｌの水素バラストタンクとを備える１Ｌのステンレス鋼バッチ型圧力反応器内に入れた。当該Ｐｄ／Ａｌ2Ｏ3触媒は、Ｊｏｈｎｓｏｎ−Ｍａｔｈｅｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されている。上記反応器を密封し、続いて窒素及び水素でパージして、当該反応器から空気を除去した。上記反応器内容物を撹拌しながら、当該反応器に約１６０ｇの無水メチルアミンを添加した。次いで、上記反応器を、水素を用いて５．８６ＭＰａ（８５０ｐｓｉ）まで加圧し、そして１２０℃まで加熱した。５時間にわたり、上記反応器に３５０ｇの上記中間体生成物を添加した。
【０１１７】
上記バラストタンクからの水素の取り込み速度が、０．００３４ＭＰａ／分（０．５ｐｓｉ／分）未満に下がった時点で、上記中間体生成物の添加が完了した後、実質的に一定の反応器条件をさらに約２時間維持した。上記反応器を室温まで冷却して、そして減圧し、そして当該反応生成物をろ過して上記触媒を取り除いた。次いで、溶剤を回転蒸発により除去した。得られた反応生成物は、約１１３の推定ＡＨＥＷを有するメチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）であった。上述のＧＣ技法を用いて、Ｍｎを約２５３であると測定した。
メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）は、次の化学構造を有する。
【０１１８】
【化２６】
【０１１９】
続く表において、例３のメチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）化合物を、ジメチル第二級ジアミン３と称し、ＤＳＤ−３と省略する。ＤＳＤ−３は、ＧＣを用いて解析され、そして面積％による次のポリマー分布を有し、そして「その他」は、ＧＣを用いて分離又は同定されず、かつＭｎの決定に用いられなかった反応副生成物を表す。
【０１２０】
【表４】
【０１２１】
例４
メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）の合成
１４２．５重量部のアクリロニトリル及び３重量部の水を、スターラーを備える１Ｌのステンレス鋼バッチ型圧力反応器に入れた。上記反応器を密封し、続いて窒素でパージして当該反応器から空気を除去した。上記反応器内容物を撹拌しながら、４時間かけて１００重量部のメチルアミンを当該反応器に添加した。当該メチルアミンの添加の際、上記反応器温度を５５℃に保持した。次いで、上記メチルアミンの添加が完了した後、この温度を１．５時間維持した。上記反応器を冷却して、そして中間体生成物を取り出した。
【０１２２】
３５重量部のイソプロパノール及び１．５重量部のＰｄ／Ａｌ2Ｏ3触媒を、スターラーと、１Ｌの水素バラストタンクとを備える１Ｌのステンレス鋼バッチ型圧力反応器内に入れた。当該Ｐｄ／Ａｌ2Ｏ3触媒は、Ｊｏｈｎｓｏｎ−Ｍａｔｈｅｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されている。上記反応器を密封し、続いて窒素及び水素でパージして、当該反応器から空気を除去した。上記反応器内容物を撹拌しながら、３０重量部の無水メチルアミンを当該反応器に添加した。次いで、上記反応器を、水素を用いて５．８６ＭＰａ（８５０ｐｓｉ）まで加圧し、そして１２０℃まで加熱した。４時間にわたり、上記反応器に１００重量部の上記中間体生成物を添加した。上記バラストタンクからの水素の取り込み速度が、０．００３４ＭＰａ／分（０．５ｐｓｉ／分）未満に下がった時点で、上記中間体生成物の添加が完了した後、実質的に一定の反応器条件をさらに約２時間維持した。
【０１２３】
上記反応器を室温まで冷却して、そして減圧し、そして当該反応生成物をろ過して、上記触媒を取り除いた。次いで、溶剤を回転蒸発により除去した。得られた反応生成物は、約１１７の推定ＡＨＥＷを有するメチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）であった。それは、８７７ｍｇＫＯＨ／ｇの酸価を有し、そしてブルックフィールド粘度は、スピンドルＳ６２を用い、１００ｒｐｍにおいて、１７ｍＰａ．ｓであると測定された。上述のＧＣ技法を用いて、Ｍｎを約２３９であると測定した。メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）は、次の化学構造を有する。
【０１２４】
【化２７】
【０１２５】
続く表において、例４のメチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）化合物を、ジメチル第二級ジアミン４と称し、ＤＳＤ−４と省略する。ＤＳＤ−４は、ＧＣを用いて解析され、そして面積％による次のポリマー分布を有し、そして「その他」は、ＧＣを用いて分離又は同定されず、かつＭｎの決定に用いられなかった反応副生成物を表す。
【０１２６】
【表５】
【０１２７】
例５
メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）の合成
２７３．５重量部のアクリロニトリル及び５．５重量部の水を、スターラーを備える１Ｌのステンレス鋼バッチ型圧力反応器に入れた。上記反応器を密封し、続いて窒素でパージして、当該反応器から空気を除去した。上記反応器内容物を撹拌しながら、４時間かけて１００重量部のメチルアミンを当該反応器に添加した。当該メチルアミンの添加の際、上記反応器温度を５５℃に保持した。次いで、上記メチルアミンの添加が完了した後、上記温度を１．５時間維持した。上記反応器を冷却して、そして中間体生成物を取り出した。
【０１２８】
３５重量部のイソプロパノール及び１．５重量部のＰｄ／Ａｌ2Ｏ3触媒を、スターラーと、１Ｌの水素バラストタンクとを備える１Ｌのステンレス鋼バッチ型圧力反応器内に入れた。当該Ｐｄ／Ａｌ2Ｏ3触媒は、Ｊｏｈｎｓｏｎ−Ｍａｔｈｅｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されている。上記反応器を密封し、続いて窒素及び水素でパージして、当該反応器から空気を除去した。上記反応器内容物を撹拌しながら、当該反応器に３０重量部の無水メチルアミンを添加した。次いで、上記反応器を、水素を用いて５．８６ＭＰａ（８５０ｐｓｉ）まで加圧し、そして１２０℃まで加熱した。４時間にわたり、１００重量部の上記中間体生成物を、上記反応器に添加した。上記バラストタンクからの水素の取り込み速度が、０．００３４ＭＰａ／分（０．５ｐｓｉ／分）未満に下がった時点で、上記中間体生成物の添加が完了した後、実質的に一定の反応器条件をさらに約２時間維持した。
【０１２９】
上記反応器を室温まで冷却して、そして減圧し、そして当該反応生成物をろ過して、上記触媒を取り除いた。次いで、溶剤を回転蒸発により除去した。得られた反応生成物は、約１１３の推定ＡＨＥＷを有するメチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）であった。それは、８３７ｍｇＫＯＨ／ｇの酸価を有し、そしてブルックフィールド粘度を、スピンドルＳ６２を用い、１００ｒｐｍにおいて、２１ｍＰａ．ｓであると測定した。上述のＧＣ技法を用いて、Ｍｎを約２７３であると測定した。メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）は、次の化学構造を有する。
【０１３０】
【化２８】
【０１３１】
続く表において、例５の上記メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）化合物を、ジメチル第二級ジアミン５と称し、ＤＳＤ−５と省略する。ＤＳＤ−５は、ＧＣを用いて解析され、そして面積％による次のポリマー分布を有し、そして「その他」は、ＧＣを用いて分離又は同定されず、かつＭｎの決定に用いられなかった反応副生成物を表す。
【０１３２】
【表６】
【０１３３】
発展例６
メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンの発展的合成
当該合成反応を、連続反応器、例えば、内径約３．１７５ｃｍと、長さ約６９ｃｍとのステンレス鋼製の管の中で実施することができる。第一に、約４８７ｍＬの前還元の、ペレット化したニッケル銅クロム触媒を、上記反応器に入れた。当該触媒は、米国特許第３，６５４，３７０号明細書（参照により、本明細書に組み入れる）に記載されるように、約７５モル％のニッケル、２３モル％の銅及び２モル％のクロムを含むことができる。上記反応器内容物に、約１６０Ｌ／時間の速度における水素（０℃及び１大気圧で測定される）、約６８６ｇ／ｈｒの速度におけるメチルアミン、及び約３０４ｇ／ｈｒの速度におけるシクロヘキサン中のポリプロピレングリコールの約５０％溶液を添加した。この合成に用いられたポリプロピレングリコールの分子量は、約４００であることができる。上記反応器温度を、約２４０℃に制御すべきであり、そして当該圧力を約３０００ｐｓｉｇに保持すべきである。
【０１３４】
続いて、当該反応器流出液を約１５０℃で加熱して、メチルアミン及びシクロヘキサンを揮散させた。得られた反応生成物は、メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンを含む液状物であった。当該反応生成物は、アミノ基の理論含有率の約９０％超を有し、そして元のヒドロキシル基の１０％未満を有するべきである。概して、約９０％超の上記アミン基は、所望の生成物、Ｎ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーであるメチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンを生ずる第二級アミノ基である。次いで、Ｍｎ及び分子サイズの分布を、上述のＧＣ技法を用いて決定することができる。さらに、当業者に周知の分析方法を用いて、上記メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンに関して、ＡＨＥＷを見積もることができる。
【０１３５】
比較例７〜１１
比較のエポキシ−硬化剤組成物から生成させたコーティング
比較例７〜１１の配合及び得られた特性を、表２及び３に具体的に説明する。表に示すように、例７のコーティングは、室温において、そして特に５℃において、硬化速度が遅く、かつ硬度発現が遅かった。例７は、ポリアミドアダクト硬化剤を用いた。例８のコーティングは、粘度の高い脂肪族アミン硬化剤を用いたので、適用粘度において固形分が低い。また、例８のコーティングは、耐衝撃性に乏しい。フェナルカミンに基づくコーティング、例９及び１０は、特に親指ひねり方法により評価されるように、５℃における硬化速度が遅い。さらに、例９及び１０のコーティングは、硬度発現、耐水跡性、裏面衝撃及びマンドレル曲げたわみが乏しい。例１１の通常の低粘度ポリアミド硬化剤は、５℃における乾燥速度が遅く、かつ円錐、マンドレル及び耐衝撃性試験結果により評価されるようなたわみ性に乏しい視覚的に劣ったコーティングを生成させる。
【０１３６】
【表７】
【０１３７】
【表８】
【０１３８】
創作例１２〜２１並びに比較例２２及び２３
アミン−エポキシ組成物から生成したコーティング
創作例１２〜２１及び比較例２２〜２３の配合及び得られた特性を、表４及び５に示す。例１２〜２１は、本発明に従う、多官能価アミンと共に、Ｎ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンを含む組成物を利用する例示的な配合物及びコーティングから得られる特性を具体的に説明するものである。比較例２２及び２３は、Ｎ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンなしで多官能価アミンを用いたコーティング特性を具体的に説明するものである。
【０１３９】
表に示すように、例１２及び１３は、多官能価アミン、ＭＰＣＡと共に、ＤＳＤ−１（メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアザシクロヘプタン）ポリマー化合物）を含む組成物を利用する。例１２及び１３のコーティングは、非常に速い乾燥速度及び優れた衝撃たわみ性を示した。これは、部分的には、例２２及び２３の比較可能なコーティング特性と、例１２及び１３に関する２５℃における薄膜硬化時間及び耐衝撃性を比較して例証される。
【０１４０】
例１４〜２１では、メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）ポリマー化合物（ＤＳＤ−２、ＤＳＤ−３又はＤＳＤ−４）と、少なくとも１種の多官能価アミンとを含む組成物を利用した。例１４〜２１のコーティングは、速い乾燥速度、迅速な硬度発現、良好な外観、並びに優れた耐衝撃性及びたわみ性の種々の組み合わせを示した。
【０１４１】
例えば、例１５、１７及び１８は、それぞれ、２５℃及び５℃の両方における速い薄膜硬化時間、２５℃における迅速な硬度発現、並びに優れた耐衝撃性及びマンドレル又は円錐曲げたわみ性が要求される用途向けの特性の有益な組み合わせを提供する。例２２及び２３に示すように、この特性の組み合わせは、多官能価アミン単独では再現することができなかった。
【０１４２】
【表９】
【０１４３】
【表１０】
【０１４４】
【表１１】
【０１４５】
【表１２】
【０１４６】
【表１３】
【０１４７】
【表１４】
【０１４８】
例２４及び２５
アミン成分が多官能価アミン誘導体を含む、アミン−エポキシ組成物から生成したコーティング
表６及び７には、それぞれ、２５℃及び５℃における創作例２４及び２５の配合及び得られた特性が列挙されている。例２４及び２５には、本発明に従って、多官能価アミン誘導体と共に、Ｎ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンを含む組成物から得られた例示的な配合及びコーティングから得られた特性が具体的に説明されている。表２及び３中の比較例１０及び１１は、Ｎ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンを用いず、多官能価アミン誘導体を用いたコーティングの特性を具体的に説明するものである。
【０１４９】
２５℃における例１１と比較して、例２４のコーティングは、耐衝撃性及びたわみ性（マンドレル及び円錐曲げ）が大きく改良されている。５℃において、例２４は、薄膜硬化時間及び親指ひねり方法により測定されるように硬化速度がより顕著に速く、そして硬度発現がより早い。
【０１５０】
２５℃における例１０と比較して、例２５のコーティングは、耐衝撃性及びたわみ性（マンドレル及び円錐曲げ）が大きく改良されている。５℃において、例２５は、薄膜硬化時間及び親指ひねり方法により測定されるように硬化速度がより顕著に速く、そして硬度発現がより早い。さらに、例１０と比較して、例２５は５℃における光沢が高く、そして耐水跡性が改良されている。
【０１５１】
【表１５】
【０１５２】
【表１６】
【０１５３】
例２６〜２９
エポキシ基のアミン水素に対する化学量論比が、コーティング特性に与える影響
表８は、創作例２６〜２９の配合及び得られた特性を列挙する。例２６〜２９は、上記エポキシ成分中のエポキシ基の、上記アミン成分中のアミン水素に対する化学量論比の変化の影響を具体的に説明する。上記アミン成分は、７５重量部のＤＳＤ−２、２５重量部のＭＰＣＡ、及び４３重量部のベンジルアルコールから成る。表８に示すように、エポキシ基のアミン水素に対する比率が増加すると、薄膜硬化時間により測定される乾燥時間が増加するが、硬度が高くなり、そして光沢により評価される外観が改良される。
【０１５４】
【表１７】
【０１５５】
比較例３０〜３４
比較のエポキシ硬化剤組成物から作られたコーティング
比較例３０〜３４の配合及び得られた特性を、表９及び１０に具体的に説明する。表に示すように、例３０のコーティングは乾燥速度が速いが、１０℃における外観が劣ることが実証された。上記コーティングは、機械的性質及び早い時点の硬度値が高いことにより具体的に説明されるように比較的もろかった。さらに、例３０に基づくコーティングは、乾燥及び湿潤コンクリートに対する付着強度が良好であった。例３１及び３２のコーティングは、２３℃及び１０℃の両温度において乾燥速度が遅く、そして硬度発現が遅かった。例３１は、ＩＰＤＡ、多官能価アミンを用いた。例３２は、脂環式アミンのアミンアダクト誘導体を用いた。例３２と比較して、例３３においてＫ５４を導入すると、１０℃及び２３℃において乾燥速度及び硬度発現が促進され、そして１０℃における外観が改良された。例３１〜３３に基づくコーティングは、例３０と類似の機械的性質を示した。例３４のコーティングは、引張試験結果により示されるようにたわみ性が良好であるが、ショア硬度の発現に乏しく、そして非常に高い硬化剤充填量（ＰＨＲにおける使用濃度）を必要とする。
【０１５６】
【表１８】
【０１５７】
【表１９】
【０１５８】
創作例３５〜３８
アミン−エポキシ組成物から生成されたコーティング
創作例３５〜３８の配合及び得られた特性を、表１１及び１２に示す。例３５〜３８は、本発明に従って、多官能価アミンと共に、Ｎ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンを含む組成物を利用する例示的な配合物及びコーティングから得られる特性を具体的に説明する。
【０１５９】
表に示すように、例３５〜３８では、少なくとも１種の多官能価アミン（ＩＰＤＡ又はＡ１６１８のどちらか）と共に、ＤＳＤ−４（メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）ポリマー化合物）を含む組成物を利用した。供給されたＡ１６１８はベンジルアルコールを含むので、例３６〜３８中の硬化剤のベンジルアルコール含有率は、例３１〜３３のベンジルアルコール含有率と実質的に等しい。例３１及び３２と比較して、例３５〜３７のコーティングは、２３℃及び１０℃において乾燥速度が速く、そして硬度発現がより迅速であった。さらに、例３５に基づくコーティングは、例３０よりもゲル化時間が長く、そして硬化剤そのものの粘度が低いので、混合粘度がより低いと予想される。さらに、例３５に基づくコーティングは、コンクリート（特に湿潤コンクリート）への引っ張り付着強度がより良好であった。
【０１６０】
例３４と比較して、例３８に基づくコーティングは、破断点引張伸びにより具体的に説明されるように、たわみ性が非常に高い一方で、製品取扱いを良くするためのより低い硬化剤粘度を提供した。例３２及び３３と比較して、例３８は、２３℃及び１０℃の両温度において、乾燥速度が非常に速かった。これは、部分的には、２３℃におけるゲルタイム及び温度の両方における薄膜硬化時間を比較することにより例証される。さらに、例３０と比較すると、例３８に基づくコーティングは、コンクリート（特に、湿潤コンクリート）に対する引っ張り付着強度が高かった。
【０１６１】
【表２０】
【０１６２】
【表２１】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、Ｎ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマー化合物、当該化合物を用いるアミン及びアミン−エポキシ組成物、並びにエポキシ樹脂組成物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多官能価アミン（すなわち、３つ又は４つ以上の活性アミン水素を有するアミン化合物）と硬化、固化又は架橋するエポキシ樹脂は、当業界で周知である。これらの材料は、コーティング、接着剤、複合材料等の用途、及び土木工学用途、例えば、フローリング用の配合物に広く用いられている。コーティング用途では、アミン硬化エポキシ配合物を、一般的に室温で硬化させ、特に金属基材に、高い機械的強度、良好な耐水性、耐化学物質性及び耐腐食性、並びに優れた接着特性を有するフィルムを生成させることができる。従って、それらは、大きな構造体、例えば、船舶、橋梁、並びに産業プラント及び装置向けのプライマー及びトップコートとして用いられることが多い。
【０００３】
アミン−エポキシコーティングの揮発性有機化合物（ＶＯＣ）含有率が制限される規制の前は、配合物は、固形のエポキシ樹脂に基づくことが多かった。これらの樹脂は、室温で固形である。固形のエポキシ樹脂を用いるコーティングは、通常、非常に早く乾燥する。というのは、化学系硬化ではなく、溶剤蒸発のみが、当該コーティングが指触乾燥状態に到達するために必要であったからである。
【０００４】
ＶＯＣ規制のため、室温で液状であるエポキシ樹脂が、多くの用途において固形のエポキシ樹脂を置換している。これらの移行により、例えば、コーティング用途において、いくつかの問題を生ずる。液状のエポキシ樹脂に基づくアミン−エポキシ組成物は、類似の固形のエポキシ樹脂配合物よりもさらにゆっくり硬化する傾向があり、そしてこの問題は、低温でさらに深刻となる。造船所は、例えば、寒い冬の立地にあることが多く、そして塗料は、温度が約５℃以下の際にも、適用されなければならない。一定のアミン−エポキシコーティング配合物は、これらの温度で非常にゆっくり硬化し、塗装者が必要に応じて第二又は第三のコーティングを適用することができるために必要な「ウォークオン（ｗａｌｋ−ｏｎ）」乾燥状態に達するために、少なくとも２４時間を必要とすることが多く、そしてある場合には、２４時間超を必要とする。研究室では、上記「ウォークオン」乾燥状態を、親指ひねり（ｔｈｕｍｂ−ｔｗｉｓｔ）法により見積もることが多い。乾燥時間が遅いと、造船所の生産性に、大きな影響を与えてしまう場合がある。従って、室温未満での速い硬化速度は、多くの用途において望ましい特性である。
【０００５】
アミン−エポキシ配合物中のアミン成分の揮発性を制限することがまた有益である。ＶＯＣ規制に適合することに加えて、揮発性を減らして、作業者の曝露及び安全上の注意点を減らすことができる。
【０００６】
固形のエポキシ樹脂とは対照的に、液状のエポキシ樹脂に基づくアミン−エポキシコーティング配合物はまた、一定の厳しい用途の場合に要求されるよりもたわみ性が少ない場合がある。例えば、現在の二重船側構造を用いる船舶では、バラスト槽を形成する２つの船側に用いられるスチールは、一重船側の船舶に用いられるのよりもゲージが薄い。ゲージが薄い結果、上記スチールがよりたわみ、特に、溶接された継手の周囲で、コーティングの応力割れをもたらす場合がある。同様に、これにより腐食がもたらされ、修理するために高価である場合があり、そして船舶の保全性に影響を与える場合がある。さらに、軌道車産業においてまた、溶接継ぎ目におけるコーティングのたわみ性が欠如していることに起因する課題が存在する。さらに、他の多くの用途におけるコーティングでは、例えば、所与の適用に対して所望の耐衝撃性を得るために、又は塗装後に金属を後形成するために、大きなたわみ性が必要とされる。最終用途において、材料が受ける変形又は応力の量、並びに変形の速度は、必要とされるたわみ性、ひいては特定のアミン−エポキシ組成又は配合を決定するために重要な因子である。
【０００７】
多くのエポキシコーティングは、第二又は第三のコーティングで上塗りされている。追加のコーティングは、エポキシ系に限定されず、そして特定の最終用途特性、例えば、耐腐食性、耐候性等を付与するために、化学コーティング系（例えば、ポリウレタン）を含むことができる。液状のエポキシ樹脂に基づく配合物中の中塗り付着は、概して、類似の固形のエポキシ樹脂配合物よりも弱く、中塗り付着の不良をもたらすことが多い。液状のエポキシ系に関して十分な中塗り付着が得られる場合において、中塗り付着の不良を避けるべきときは、限られた時間枠の中で重ね塗りをしなければならない場合が多い。この時間は、リコートウィンドウと称されることが多い。
【０００８】
多くのアミン−エポキシコーティングは、当業界において白化、カルバメート化（ｃａｒｂａｍａｔｉｏｎ）及び浸出物と称される課題を欠点として有する。これらの課題は、部分的には、アミン硬化剤及びエポキシ樹脂の相溶性に起因し、相分離が生じ、そしてアミンがコーティング表面に移行する。第１級アミンでは、当該移行性のアミンが、空気中に存在するＣＯ2と反応し、カルバメート化を生ずることがある。カルバメート化状態又はベタベタした表面層（浸出物又は白化と称される）に関わらず、これらの表面欠陥は、コーティングの外観を損ない、そしてフィルムが重ね塗りされると、中塗り付着の不良をもたらすことがある。これらの問題は、一般的に、アミン−エポキシの相溶性が低くなるより定温で適用され、かつ硬化したコーティングの場合には、より悪いのが一般的である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ポリアミド、フェナルカミン（ｐｈｅｎａｌｋａｍｉｎｅ）、及びアミンアダクトを含む、アミン−エポキシコーティング産業で用いられている、いくつかの広範囲の種類の多官能価のアミン硬化剤が存在する。これらの公知の生成物は、上記課題を解決すること又は要求することを扱っていない。従って、本発明は、この目的に向けられている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、新規なＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマー、及びこれらの新しい化合物の製造方法を開示する。
これらのポリマーは、約１４０〜約１０００の数平均分子量（Ｍｎ）を有することができ、そしてメチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリマー、メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリオキシエチレンコポリマー、又は次の式を有するポリマーから選択することができる：
【化１】
（式中、Ｘは、次の式を有する部分である：
【化２】
ここで、
Ｒ1は、Ｃ2〜Ｃ8の直鎖又は分岐鎖のアルカンジイルであり；そして
ｎは整数を含み、その平均はＭｎの関数として決定される）。
【００１１】
ある態様では、本発明は、約１４０〜約１０００の数平均分子量（Ｍｎ）を有するＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーの製造方法を提供し、当該ポリマーは、次の式：
【化３】
（式中、Ｘは、上述の式（Ｉ）を有し；Ｒ1及びｎは、上記規定の通りである）
を有し、当該方法は、次の段階を含む；
（ｉ）反応器中で、適切なニトリル及びモノメチルアミンを、０．６：１〜２．２：１のニトリル：モノメチルアミンモル比において、約４０〜８０℃で、遅延添加様式（ｄｅｌａｙｅｄ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｍｏｄｅ）によりその他に添加して、マイケル付加反応により中間体ニトリルを生成させる段階；そして
（ｉｉ）１．３８〜２０．７ＭＰａ（２００〜３０００ｐｓｉｇ）の水素圧及び７０〜１５０℃の温度における水素と、上記総中間体ニトリル原材料の０．７５〜５ｗｔ％における水素化触媒との存在下で、モノメチルアミン：総中間体ニトリル原材料の重量比０．１：０．７５で、上記中間体ニトリルを、モノメチルアミン含有液相に連続的に添加する段階。
【００１２】
態様の一つでは、本発明は、下記を含むアミン硬化剤組成物を提供する；
（ｉ）少なくとも１種の、約１４０〜約１０００の数平均分子量（Ｍｎ）を有するＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーを、総アミン硬化剤組成物に基づいて９０％〜１０重量％；及び
（ｉｉ）少なくとも１種の、３個又は４個以上の活性アミン水素を有する多官能価アミンを、総アミン硬化剤組成物に基づいて１０％〜９０重量％。
さらに、アミン−エポキシ組成物は、上記アミン硬化剤組成物と、少なくとも１種の多官能価エポキシ樹脂を含むエポキシ成分との接触生成物を含むことができる。
【００１３】
別の態様では、本発明は、下記の接触生成物を含むアミン−エポキシ組成物に向けられている；
（ａ）メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリマー、メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリオキシエチレンコポリマー、又は次の式を有するポリマーから選択される少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーを含むアミン硬化剤成分：
【化４】
（式中、Ｘは、上述の式（Ｉ）を有し；Ｒ1及びｎは、上記規定の通りであり；そして
上記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンは、約１４０〜約１０００のＭｎを有する）；及び
（ｂ）少なくとも１種の多官能価エポキシ樹脂を含むエポキシ成分。
【００１４】
別の態様では、本発明は、次の接触生成物を含むアミン−エポキシ組成物に向けられている；
（ａ）下記を含むアミン硬化剤成分；
（ｉ）メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリマー、メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリオキシエチレンコポリマー、又は次の式を有するポリマーから選択される少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーを、９０％〜１０重量％；
【化５】
（式中、Ｘは、上述の式（Ｉ）を有し；Ｒ1及びｎは、上記規定の通りであり；そして
上記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンは、約１４０〜約１０００のＭｎを有する）；及び
（ｉｉ）少なくとも１種の、３個又は４個以上の活性アミン水素を有する多官能価アミンを、総アミン硬化剤成分に基づいて１０％〜９０重量％；並びに
（ｂ）少なくとも１種の多官能価エポキシ樹脂を含むエポキシ成分。
【００１５】
さらに別の態様では、アミン硬化剤成分及びエポキシ成分の接触生成物を含むアミン−エポキシ組成物が提供され、当該エポキシ成分は、少なくとも１種の多官能価エポキシ樹脂を含む。この態様では、上記アミン成分は、メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）９０％〜１０重量％と、少なくとも１種の、３個又は４個以上の活性アミン水素を有する多官能価アミン１０％〜９０重量％とを含む。上記重量％は、総アミン硬化剤成分に基づく。
【００１６】
本発明はまた、下記段階を含む、エポキシ樹脂組成物の製造方法を提供する；
（ａ）下記を含むアミン成分を生成させる段階；
（ｉ）メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリマー、メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリオキシエチレンコポリマー、又は次の式を有するポリマーから選択される少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーを、総アミン成分に基づいて９０％〜１０重量％；
【化６】
（式中、Ｘは、上述の式（Ｉ）を有し；Ｒ1及びｎは、上記規定の通りであり；そして
上記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンは、約１４０〜約１０００のＭｎを有する）；及び
（ｉｉ）少なくとも１種の、３個又は４個以上の活性アミン水素を有する多官能価アミンを、総アミン成分に基づいて１０％〜９０重量％；そして
（ｂ）上記アミン成分を、少なくとも１種の多官能価エポキシ樹脂と、約１．５：１〜約１：１．５の範囲にわたる上記多官能価のエポキシ樹脂中のエポキシ基：上記アミン成分中のアミン水素の化学量論比で接触させる段階。
【００１７】
別の態様では、本発明は、エポキシ樹脂を、硬化、固化又は架橋させるために用いることができるアミン硬化剤組成物を提供する。
この組成物は、下記を含むことができる；
（ｉ）メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリマー、メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリオキシエチレンコポリマー、又は次の式を有するポリマーから選択される少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーを、総アミン硬化剤組成物に基づいて９０％〜１０重量％；
【化７】
（式中、Ｘは、上述の式（Ｉ）を有し；Ｒ1及びｎは、上記規定の通りであり；そして
上記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンは、約１４０〜約１０００のＭｎを有する）；及び
（ｉｉ）少なくとも１種の、３個又は４個以上の活性アミン水素を有する多官能価アミンを、総アミン硬化剤組成物に基づいて１０％〜９０重量％。
【００１８】
さらに別の態様では、本発明は、下記を含むアミン硬化剤組成物を提供する；
（ｉ）メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）、メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアザシクロヘプタン）、又はそれらの組み合わせから選択される少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンを、総アミン硬化剤組成物に基づいて約８０％〜約２０重量％；及び
（ｉｉ）６個又は７個以上の炭素原子と、３個又は４個以上の活性アミン水素とを有する少なくとも１種の多官能価アミンを、総アミン硬化剤組成物に基づいて約２０％〜約８０重量％。
【００１９】
本発明のアミン−エポキシ組成物を用いて、一般的なアミン−エポキシコーティングと比較して、改良された「ウォークオン」乾燥時間、迅速な硬度の進行、良好な光沢及び外観、並びに／又は優れた耐衝撃性及びたわみ性を有するコーティングを生成することができる。
【００２０】
定義
次の定義及び略称は、当業者が、本発明の詳細な説明を理解することを手助けするために提供されるものである。
ＡＨＥＷ−アミン水素当量。
Ａ１６１８−Ａｎｃａｍｉｎｅ（商標）１６１８、エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッド（Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．）から市販される、脂環式アミンのアミンアダクト誘導体、ＡＨＥＷ＝１１５。
Ａ２０５０−Ａｎｃａｍｉｄｅ（商標）２０５０、エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッドから市販されるポリアミドアダクト、ＡＨＥＷ＝１５０。
Ａ２３９０−Ａｎｃａｍｉｎｅ（商標）２３９０、エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッドから市販される、たわみ性を付与した変性脂環式アミン、ＡＨＥＷ＝２０４。
【００２１】
Ａ２６０３−Ａｎｃａｍｉｎｅ（商標）２６０３、エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッドから市販される脂肪族アミンアダクト、ＡＨＥＷ＝１７５。
Ａ２６０９−Ａｎｃａｍｉｎｅ（商標）２６０９、エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッドから市販される、脂肪族アミンのマンニッヒ塩基誘導体、ＡＨＥＷ＝７５。
Ａ３５０Ａ−Ａｎｃａｍｉｄｅ（商標）３５０Ａ、エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッドから市販されるポリアミド、ＡＨＥＷ＝９５。
ＢＡ−Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ＵＫ Ｌｔｄ．から市販されるベンジルアルコール。
【００２２】
ＣＸ−１０５−Ｓｕｎｍｉｄｅ（商標）ＣＸ−１０５、エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッドから市販されるフェナルカミン、ＡＨＥＷ＝１４２。
ＤＧＥＢＡ−ビスフェノール−Ａのジグリシジルエーテル。
ＥＥＷ−エポキシ当量。
ＩＰＤＡ−Ｄｅｇｕｓｓａ ＡＧから市販されるイソホロンジアミン、ＡＨＥＷ＝４３。
Ｋ５４−Ａｎｃａｍｉｎｅ（商標）Ｋ５４、エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッドから市販されるトリス−ジメチルアミノメチルフェノール。
Ｍｎ−数平均分子量。
【００２３】
ＭＰＣＡ−ＭＢＰＣＡＡとも省略される。ＭＰＣＡは、多官能価アミン類に適したメチレン架橋されたポリ（シクロヘキシル−芳香族）アミンである。エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッドから市販されるＡｎｃａｍｉｎｅ（商標）２１６８は、ＡＨＥＷが５７のＭＰＣであり、そして当該例で利用されるグレードである。
ＭＸＤＡ−三菱化学株式会社から市販されるメタ−キシリレンジアミン、ＡＨＥＷ＝３４。
ＮＣ５４１ＬＶ−Ｃａｒｄｏｌｉｔｅ（商標）ＮＣ５４１ＬＶ、Ｃａｒｄｏｌｉｔｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販される、低粘性のフェナルカミン、ＡＨＥＷ＝１２５。
ＰＡＣＭ−Ａｍｉｃｕｒｅ（商標）ＰＡＣＭ、エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッドから市販される４，４’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、ＡＨＥＷ＝５３。
ＰＨＲ−１００重量部の樹脂当りの部数。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
アミン及びエポキシ−アミン組成物
本発明は、新規なＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマー、及びこれらの新しいポリマー化合物の製造方法を開示する。これらのポリマーは、約１４０〜約１０００のＭｎを有することができる。本発明の別の態様では、上記ポリマーは、約１６０〜約５００のＭｎを有することができる。
本発明によると、Ｎ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーは、メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリマー、メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリオキシエチレンコポリマー、又は次の式を有するポリマーから選択される：
【化８】
（式中、Ｘは、次の式を有する部分である：
【化９】
ここで、
Ｒ1は、Ｃ2〜Ｃ8の直鎖又は分岐鎖のアルカンジイルであり；そして
ｎは整数を含み、その平均はＭｎの関数として決定される）。
【００２５】
さらに、アミン−エポキシ組成物は、Ｎ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーと、少なくとも１種の多官能価エポキシ樹脂を含むエポキシ成分との接触生成物を含むことができる。
【００２６】
別の態様では、本発明は、下記の接触生成物を含むアミン−エポキシ組成物を提供する；
（ａ）下記を含むアミン硬化剤成分；
（ｉ）メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリマー、メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリオキシエチレンコポリマー、又は次の式を有するポリマーから選択される少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーを、総アミン硬化剤成分に基づいて９０％〜１０重量％；
【化１０】
（式中、Ｘは、次の式を有する部分である；
【化１１】
ここで、
Ｒ1及びｎは、上記規定の通りであり；そして
上記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンは、約１４０〜約１０００のＭｎを有する）；及び
（ｉｉ）少なくとも１種の、３個又は４個以上の活性アミン水素を有する多官能価アミンを、総アミン硬化剤成分に基づいて１０％〜９０重量％；並びに
（ｂ）少なくとも１種の多官能価エポキシ樹脂を含むエポキシ成分。
【００２７】
さらなる態様では、本発明は、上述のようにアミン−エポキシ組成物を硬化させるための方法を提供する。すなわち、上記アミン−エポキシ組成物は、アミン硬化剤成分及びエポキシ成分の接触生成物を含む。別の態様では、上記アミン−エポキシ組成物を、約２３℃以下の温度において硬化させる。さらに別の態様では、上記アミン−エポキシ組成物を、約５℃以下の温度で硬化させる。本発明の組成物は、一般的なアミン−エポキシ組成物と比較して、約５℃以下の温度を含む、室温以下の温度において改良された硬化速度を提供する。
【００２８】
本発明にはまた、アミン−エポキシ組成物を含む製品が含まれる。上記アミン−エポキシ組成物は、アミン硬化剤成分とエポキシ成分との接触生成物を含む。上記製品には、コーティング、接着剤、建造物、フローリング製品又は複合製品が含まれうるが、これらに限定されるものではない。追加の成分又は添加剤を本発明の組成物と共に用いて製品を生産することができる。
【００２９】
さらに別の態様では、アミン硬化剤成分とエポキシ成分との接触生成物を含むアミン−エポキシ組成物が提供され、当該エポキシ成分は、少なくとも１種の多官能価エポキシ樹脂を含む。この態様では、上記アミン成分は、９０％〜１０重量％のメチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）と、１０％〜９０重量％の少なくとも１種の、３個又は４個以上の活性アミン水素を有する多官能価アミンとを含む。上記重量％は、総アミン硬化剤成分に基づく。
【００３０】
本発明の別の態様では、アミン硬化剤組成物が提供される。本発明によると、エポキシ樹脂を硬化、固化又は架橋させるために、アミン硬化剤組成物を用いることができる。
上記組成物は、下記を含むことができる；
（ｉ）少なくとも１種の、約１４０〜約１０００の数平均分子量（Ｍｎ）を有するＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーを、総アミン硬化剤組成物に基づいて９０％〜１０重量％；及び
（ｉｉ）少なくとも１種の、３個又は４個以上の活性アミン水素を有する多官能価アミンを、総アミン硬化剤組成物に基づいて１０％〜９０重量％。
さらに、アミン−エポキシ組成物は、上記アミン硬化剤組成物と、少なくとも１種の多官能価エポキシ樹脂を含むエポキシ成分との接触生成物を含むことができる。
【００３１】
別の態様では、本発明は、下記を含むアミン硬化剤組成物を提供する；
（ｉ）メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリマー、メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリオキシエチレンコポリマー、又は次の式を有するポリマーから選択される少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーを、総アミン硬化剤組成物に基づいて９０％〜１０重量％：
【化１２】
（式中、Ｘは、上述の式（Ｉ）を有し；Ｒ1及びｎは、上記規定の通りであり；そして
上記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンは、約１４０〜約１０００のＭｎを有する）；及び
（ｉｉ）少なくとも１種の、３個又は４個以上の活性アミン水素を有する多官能価アミンを、総アミン硬化剤組成物に基づいて１０％〜９０重量％。
【００３２】
本発明の態様の一つでは、上記アミン成分又はアミン組成物は、少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーを、最大１００％含むことができる。別の態様では、上記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーは、総アミン成分の１０％〜９０％の量で用いることができる。このパーセンテージは、総アミン成分の重量に基づく重量％である。すなわち、追加の成分の存在は、重量％の計算に含まれない。例えば、コーティング製造の実践において用いられるように、上記アミン成分を、希釈剤又は溶剤、例えば、ベンジルアルコール中に用意することができる。
【００３３】
従って、本発明のアミン成分又は組成物の重量％を論ずる場合、当該量は、他に記載がない限り、任意の希釈剤又は他の添加剤の影響を除外する。一例として、所与の適用において、６５重量部のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーと、３５重量部の多官能価アミンとが、４０重量部のベンジルアルコール及び添加剤（例えば、充填剤）と共に用いられる場合、当該Ｎ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーの重量％は、総アミン成分の重量に基づいて６５％となる。追加の材料の存在は、アミン成分の総重量に関して、少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーのパーセンテージの決定に影響を与えない。
【００３４】
本発明の態様の一つによると、総アミン硬化剤成分又は組成物の９０％〜１０重量％は、上記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンである。別の態様では、上記総アミン硬化剤成分又は組成物の約８０％〜約２０重量％は、上記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンである。さらに別の態様では、上記総アミン硬化剤成分又は組成物の約７５％〜約２５重量％は、上記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンである。
【００３５】
上記多官能価アミンの量に対する上記Ｎ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンの相対量は、例えば、最終用途の製品、その所望の特性、及び当該最終用途の製品を生産するために用いられる製作方法及び条件によって変わりうる。例えば、コーティング用途において、多官能価アミンの量と比較して、さらにＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンを導入すると、たわみ性がより大きく、リコートウィンドウが広く、そしてより速く硬化し、そして／又はより低い温度で硬化することができるコーティングが生成するのが一般的である。逆に、多官能価アミンを相対的に多く導入すると、耐薬品性が改良され、そして最大硬度が高いことが多いコーティングが生成する。
【００３６】
本発明の別の態様によると、アミン硬化剤組成物は、下記を含む；
（ｉ）メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）、メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアザシクロヘプタン）、又はそれらの組み合わせから選択される少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンを、総アミン硬化剤組成物に基づいて約８０％〜約２０重量％：及び
（ｉｉ）少なくとも１種の、６個又は７個以上の炭素原子と、３個又は４個以上の活性アミン水素とを有する多官能価アミンを、総アミン硬化剤組成物に基づいて約２０％〜約８０重量％。
【００３７】
さらなる態様では、メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）、メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアザシクロヘプタン）、又はそれらの組み合わせから選択される少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンの重量％は、総アミン硬化剤組成物に基づいて、約７５％〜約２５％の範囲にわたる。
【００３８】
本発明はまた、下記段階を含むエポキシ樹脂組成物の製造方法を提供する；
（ａ）下記を含むアミン成分を生成させる段階；
（ｉ）メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリマー、メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリオキシエチレンコポリマー、又は次の式を有するポリマーから選択される少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーを、総アミン成分に基づいて９０％〜１０重量％；
【化１３】
（式中、Ｘは、上述の式（Ｉ）を有し；Ｒ1及びｎは、上記規定の通りであり；そして
上記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンは、約１４０〜約１０００のＭｎを有する）；及び
（ｉｉ）少なくとも１種の、３個又は４個以上の活性アミン水素を有する多官能価アミンを、総アミン成分に基づいて１０％〜９０重量％；そして
（ｂ）上記アミン成分を、少なくとも１種の多官能価エポキシ樹脂と、約１．５：１〜約１：１．５の範囲にわたる上記多官能価のエポキシ樹脂中のエポキシ基：上記アミン成分中のアミン水素の化学量論比で接触させる段階。
【００３９】
本明細書に開示されるアミン−エポキシ組成物及びエポキシ組成物の製造方法によると、上記エポキシ成分中のエポキシ基：上記アミン成分中のアミン水の化学量論比は、約１．５：１〜約１：１．５の範囲にわたる。別の態様では、上記化学量論比は、約１．３：１〜約１：１．３の範囲にわたる。
【００４０】
さらに、本発明の組成物において、全ての成分が室温で液状であること、すなわち、上記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミン化合物、上記少なくとも１種の多官能価アミン化合物、及び上記少なくとも１種の多官能価エポキシ樹脂化合物は、室温において全て液状であることが有益でありうる。この開示では、室温は約２３℃である。
【００４１】
本件出願人は、本発明において、いくつかの種類の範囲を開示する。これらには、重量％の範囲、温度の範囲、原子の数の範囲、分子量の範囲、整数の範囲、及び化学量論比の範囲が含まれるが、これらに限定されるものではない。本件出願人が、任意の種類の範囲を開示又は主張する場合、本件出願人の意図は、上記範囲が、正当に網羅することができる個々の可能性のある数並びに任意の部分的範囲及びその中に網羅される部分的範囲の組み合わせを開示又は主張することである。例えば、本件出願人が、ある数の炭素原子を有する化学成分を開示又は主張する場合、本件出願人の意図は、その中の開示と一致して、そのような範囲が網羅できる個々の全ての可能性がある数を開示又は主張することである。例えば、「Ｒ1」が、本明細書において、Ｃ2〜Ｃ8のアルカンジイル基であり、又は別の言葉で、２〜８個の炭素原子を有するとする開示は、２、３、４、５、６、７又は８個の炭素原子を有するアルカンジイル基、並びにこれら２つの数の間の任意の範囲（例えば、Ｃ3〜Ｃ6のアルカンジイル基）及びこれら２つの数の間の任意の範囲の任意の組み合わせを含むアルカンジイル基（例えば、Ｃ2〜Ｃ4及びＣ6〜Ｃ8のアルカンジイル基）から独立して選択可能な「Ｒ1」基に言及する。
【００４２】
同様に、総アミン成分の重量に基づく、上記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンの重量％において、別の典型例が続く。総アミン硬化剤成分の約２０％〜約８０重量％が、少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンであるとの開示により、例えば、出願人は、当該重量％は、約２０％、約２１％、約２２％、約２３％、約２４％、約２５％、約２６％、約２７％、約２８％、約２９％、約３０％、約３１％、約３２％、約３３％、約３４％、約３５％、約３６％、約３７％、約３８％、約３９％、約４０％、約４１％、約４２％、約４３％、約４４％、約４５％、約４６％、約４７％、約４８％、約４９％、約５０％、約５１％、約５２％、約５３％、約５４％、約５５％、約５６％、約５７％、約５８％、約５９％、約６０％、約６１％、約６２％、約６３％、約６４％、約６５％、約６６％、約６７％、約６８％、約６９％、約７０％、約７１％、約７２％、約７３％、約７４％、約７５％、約７６％、約７７％、約７８％、約７９％又は約８０％から選択できることを列挙することを意図する。同様に、本明細書に開示される他の全ての範囲は、これら２つの例と同様の様式で解釈されるべきである。
【００４３】
本件出願人は、例えば、本件出願人が本出願の時点で気づかない可能性がある引例を説明するため、何からの理由で本件出願人が開示の正確な量目未満を主張することを選択した場合、範囲又は同様の様式に従って主張されることができる、上記群内の部分的範囲又は部分的範囲の組み合わせを含む、任意の上記群の個々の数を除外するか、又は条件外とする権利を留保する。さらに、本件出願人は、例えば、本件出願人が本出願の時点で気づかない可能性がある引例を説明するため、何からの理由で本件出願人が開示の正確な量目未満を主張することを選択した場合、任意の個々の置換基、類似体、化合物、配位子、構造体若しくはその群、又は主張される群の要素を除外するか、又は条件外とする権利を保留する。
【００４４】
本明細書において、用語「接触生成物」は、上記成分が、任意の順序、任意の様式及び任意の時間、共に接触させる生成物を記載するために用いられる。例えば、上記成分を、ブレンド又は混合して接触させることができる。さらに、任意の成分の接触を、本明細書に記載される上記組成物又は配合物の他の任意の成分の存在下又は不存在下で生じさせることができる。追加の材料又は成分を、当業者に公知の方法で混合することができる。
【００４５】
組成物及び方法が、種々の成分又は各段階を「含む（含んで成る）」という用語で記載される一方で、上記組成物及び方法はまた、上記種々の成分又は各段階から「本質的に成る」又は「成る」ことができる。
【００４６】
Ｎ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミン
本開示によると、ポリマー化合物は、Ｎ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマー又はメチルアミンを末端に有するポリマーのいずれか、例えば、メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）又はメチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンとして記載される。出願人のこの命名の使用は、上記ポリマー化合物の末端、すなわち各端の末端基が、メチルアミン基であることを規定するためである。当該メチルアミン末端基は、次の構造で具体的に説明される。
【化１４】
【００４７】
本発明の組成物は、少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーを含む。約１４０〜約１０００のＭｎを有するＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーは、本発明の範囲内である。さらに、上記Ｎ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーは、約１４０〜約７５０、約１４０〜約５００又は約１４０〜約３００の範囲にあるＭｎを有することができる。本発明の別の態様では、上記Ｎ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーは、約１５０〜約７５０又は約１６０〜約５００の範囲のＭｎを有する。さらに別の態様では、上記Ｍｎは、約１６０〜約４５０、約１６０〜約４００、約１６０〜約３５０又は約１６０〜約３００の範囲にある。異なる態様では、上記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーのＭｎは、約１６５〜約４５０、約１７０〜約４００、約１７５〜約３５０又は約１８０〜約３００の範囲にある。
【００４８】
本開示によると、Ｍｎデータと、続く例１〜５に提示されるデータとは、ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）技法を用いて測定された。この手順は、炎イオン化検出器を備えるＨｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃｋａｒｄ ６８９０ ガス・クロマトグラフを用いた。当該インレットを、分割比１０：１を用いて２７５℃で操作した。上記ＧＣ技法は、２分の初期保持時間と共に、５０℃の初期温度を用い、次いで、２８５℃の最大温度まで、７℃／分の速度で昇温した。当該最高温度を、さらに３０分間保持した。当該カラムは、公称５３０μｍの直径と、公称２．６５μｍのフィルム厚を有する、公称３０ｍのＨＰ−５（５％フェニルメチルシリコーン、９５％ジメチルシリコーン）キャピラリカラムであった。ヘリウムの初期流速は、４．２ｍＬ／分であった。
【００４９】
Ｍｎは、溶出材料の質量が、このＧＣ技法により得られる面積％に比例すると仮定して決定した。反応副生成物は、Ｍｎの計算に含まれず、そして上記に与えられたＧＣ条件の下で溶出するために十分な揮発性を有する高分子量種のみが、計算に含まれる。Ｍｎは、各面積％（質量に比例）を、特定の高分子量種の分子量で割り、その種の相対モル（ｒｅｌａｔｉｖｅ ｍｏｌｅ）を与えて測定した。次いで、上記高分子量種の相対モルの合計を、当該高分子量種の面積％に分割してＭｎを得た。
【００５０】
総面積％は、反応副生成物の面積％を除外する。当該高分子量試料のＭｎの計算値には、例えば、式（Ｉ）中の整数ｎがゼロに等しい場合が含まれることに留意する。当業者に認められるであろう様に、Ｍｎが大きくなると、分布中のより高い分子量種の揮発性が低いために、あるポイントで、Ｍｎを測定するために、別の技法、例えば、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）を用いることができる。一部のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーの場合、これは、Ｍｎが約４００を超えると生ずる。
【００５１】
本発明の別の態様では、上記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーは、約５０〜約５００のアミン水素当量（ＡＨＥＷ）を有することができる。あるいは、上記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンは、約６０〜約４００、約７０〜約３００又は約８０〜約２００のＡＨＥＷを有する。異なる態様では、上記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンのＡＨＥＷは、約９０〜約１５０の範囲である。
【００５２】
さらに、別の態様では、上記Ｎ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンは、次の式を有することができる；
【化１５】
（式中、Ｘは、下記から選択される部分である；
【化１６】
ここで、
Ｒ1は、Ｃ2〜Ｃ8の直鎖又は分岐鎖のアルカンジイルであり；
ｎ、ｐ、ｑ、ｒ及びｓは、独立して整数を含み、これらの整数のそれぞれの平均は、Ｍｎの関数として決定される）。
【００５３】
Ｒ1を、「アルカンジイル」部分として記述することにより、本件出願人は、そのジイル部分の化学原子価のルールに一致するように要求される水素原子の数と共に、Ｒ1部分の炭素原子数を明記する。例えば、式（Ｉ）において、Ｒ1が他の２つの基と結合するという事実は、アルカンジイルのこの記載と一致する。
【００５４】
他に特に規定がない限り、本明細書に記載されたアルカンジイル基は、所与の部分の直鎖又は分岐鎖の全ての構造異性体を含むことを意図する；例えば、全てのエナンチオマー及び全てのジアステレオマーは、この定義内に含まれる。一例として、他に規定がない限り、用語「プロパンジイル」は、１，１−プロパンジイル、１，２−プロパンジイル、１，３−プロパンジイル、及び２，２−プロパンジイルを含むことを意味する。同様に、ブタンジイルは、ブタンの全ての立体及び部分（ｒｅｇｉｏ）ジイル異性体、例えば、ｎ−ブタン−１，１−ジイル、ｎ−ブタン−１，２−ジイル、ｎ−ブタン−１，３−ジイル、ｎ−ブタン−１，４−ジイル、ｎ−ブタン−２，３−ジイル、２−メチルプロパン１，１−ジイル、２−メチルプロパン−１，３−ジイル等を含むことを意味する。
【００５５】
式（Ｉ）中のＲ1が、Ｃ2〜Ｃ8の直鎖又は分岐鎖のアルカンジイルであることは、本発明の範囲内である。別の態様では、Ｒ1は、Ｃ3〜Ｃ8の直鎖又は分岐鎖のアルカンジイルである。さらに別の態様では、Ｒ1は、Ｃ3〜Ｃ6直鎖又は分岐鎖のアルカンジイルである。式（Ｉ）を有するＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマー化合物の実例には、メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）、メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアザシクロヘプタン）等が含まれるが、これらに限定されるものではない。メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）及びメチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアザシクロヘプタン）に関する命名は、例えば、他の開環重合反応及び得られたポリマー、例えば、ポリ−（エチレンオキシド）を形成するためのエチレンオキシドの開環重合の命名に基づいている。
【００５６】
本発明のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンはポリマーとして記載され、それらは、少なくとも１回の繰返し単位を含むことを示す。本件出願人の用語「ポリマー」の使用は、より低分子量のポリマー又はオリゴマーを含む、全ての分子量のポリマーを含むことを意味する。ポリマー及びオリゴマーの間の分子量に、当該産業に受け入れられたカットオフが存在しないので，本件出願人は、この開示の初めから終わりまで用語「ポリマー」を用いることと、同様に、用語「ポリマー」がオリゴマーを包含することと意図することとを選択した。
【００５７】
本発明の化合物はポリマーであるので、それらは、必然的に、種々の繰返し単位数を有する種々の大きさの分子を含む。
さらに、次の式：
【化１７】
（式中、Ｘは、上述の式（Ｉ）、（ＩＩ）又は（ＩＩＩ）から選択される部分である）
を有するＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンにおいて、整数ｎ、ｐ、ｑ、ｒ及びｓは、それぞれ、かつ独立して、ゼロであることができる。
【００５８】
例えば、式（Ｉ）を有する部分は、Ｎ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマー化合物中の繰返し単位を具体的に説明するものであり、整数「ｎ」は、所与の分子中の繰返し単位数を表す。上記Ｎ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンはポリマーであるので、それは、種々の大きさの分子、すなわち、種々のｎ値の分子の混合物により表される。上記整数ｎが、０〜５０又は５１以上に変化することは本発明の範囲内である。異なる態様では、式（Ｉ）中のｎは、０〜４０若しくは０〜３０又は０〜２０の範囲にわたる。さらなる態様では、ｎは０〜１５の範囲にわたる。さらに別の態様では、ｎは０〜１０の範囲にわたる。異なる態様では、ｎは、１〜５０、１〜４０、１〜３０又は１〜２０の範囲にわたる。さらに、本発明の態様の一つでは、ｎは１〜１０の範囲にわたることができる。ｎは上記ポリマー内の単一分子に関する繰返し単位数を表し、そこでは、当該ポリマーは、ｎ値の分布、分子サイズ分布及び分子量分布を有する。式（Ｉ）を有する部分を含む所与のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーにおいて、ｎの平均値は、数平均分子量Ｍｎから容易に決定することができる。ｎの平均値の測定値は、それぞれの分子量分布によっては、必ずしも整数又は自然数である必要はないであろう。
【００５９】
同様に、式（ＩＩ）を有する部分は、少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマー中に、プロピルエーテル繰返し単位を含む。上記ポリマーの繰返し単位は、プロピレンオキシド重合と同様の様式に由来することができることを当業者は認めるであろう。従って、本発明の態様の一つでは、上記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーは、メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンである。式（ＩＩ）では、整数「ｐ」は、メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンの繰返し単位数を表す。上記整数が、０〜５０又は５１以上に変化することは、本発明の範囲内にある。あるいは、式（ＩＩ）中のｐは、０〜４０、０〜３０又は０〜２０の範囲にわたる。異なる態様では、ｐは、０〜１０の範囲にわたる。別の態様では、ｐは、１〜５０若しくは１〜３０又は１〜２０、あるいは１〜１０の範囲にわたる。
【００６０】
式（ＩＩＩ）を有する部分は、少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマー中に、プロピルエーテル及びエチルエーテル繰返し単位を含む。上記ポリマーの繰返し単位は、エチレンオキシド及びプロピレンオキシド重合と同様の様式に由来することができることを、当業者は認めるであろう、そこでは、ポリエチレンオキシド鎖は、ポリプロピレンオキシド繰返し単位でキャップされている。従って、本発明の態様の一つでは、上記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーは、メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリオキシエチレンコポリマーである。
【００６１】
式（ＩＩＩ）では、整数「ｑ」、「ｒ」及び「ｓ」は、上記メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリオキシエチレンコポリマー中の繰返し単位数を表す。これらの整数が、独立して、０〜５０又は５１以上の範囲にわたることは、本発明の範囲内である。さらに、これらの整数は、独立して、０〜３０、０〜２０又は０〜１０に変化することができる。あるいは、本発明の別の態様において、整数ｑ、ｒ及びｓは、独立して、１〜４０、１〜３０又は１〜２０に変化することができる。さらに別の態様では、整数ｑ、ｒ及びｓは、独立して、１〜１０の範囲にわたる。
【００６２】
本発明によると、Ｎ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマー化合物の実例には、メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）、メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレン、メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリオキシエチレンコポリマー、メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアザシクロヘプタン）等、又はそれらの任意の組み合わせが含まれるが、これらに限定されるものではない。さらなる態様では、上記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンは、メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）である。
【００６３】
本発明によると、これらの新規な化合物の製造方法が開示されている。
約１４０〜約１０００の数平均分子量（Ｍｎ）を有するＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーの製造方法であって、当該ポリマーは、次の式：
【化１８】
（式中、Ｘは上述の式（Ｉ）を有し；Ｒ1及びｎは、上記規定の通りである）
を有し、当該方法は、下記段階；
（ｉ）反応器中で、適切なニトリル及びモノメチルアミンを、０．６：１〜２．２：１のニトリル：モノメチルアミンモル比において、約４０〜８０℃で、遅延添加様式によりその他に添加して、マイケル付加反応により中間体ニトリルを生成させる段階；そして
（ｉｉ）１．３８〜２０．７ＭＰａ（２００〜３０００ｐｓｉｇ）の水素圧及び７０〜１５０℃の温度における水素と、上記総中間体ニトリル原材料の０．７５〜５ｗｔ％における水素化触媒との存在下で、上記中間体ニトリルを、０．１：０．７５重量比のモノメチルアミン：総中間体ニトリル原材料で、モノメチルアミン含有液相に連続的に添加する段階。
上記水素化触媒は、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ及びＲｕから選択される。
【００６４】
別の態様では、３５０超のＭｎを有するＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーを製造する望ましい方法には、１．８：１〜２．１：１のモル比におけるニトリル及びモノメチルアミンを用いた中間体ニトリルを製造することが必要となるであろう。液相中のモノメチルアミンは、総中間体ニトリル原材料に対して、０．１〜０．２５の重量比のモノメチルアミンであり、そして水素化触媒は１〜５ｗｔ％であり、温度は９０〜１４０℃であろう。
【００６５】
式（Ｉ）の部分を有するメチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）は、次の化学構造を有する：
【化１９】
（式中、ｎは、上記規定の通り、整数である）。
【００６６】
メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）を、シアノエチル化、続いてメチレンアミン雰囲気における水素化の２段階工程で合成することができる。例えば、メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）は、最初に、メチルアミン及びアクリロニトリルを、約１：１〜約２：１の範囲にわたるモル比において、マイケル反応で化合させて調製することができる。次に、得られた反応生成物を、好適な金属触媒、例えば、白金又はパラジウム上で、追加のメチルアミンの存在下で水素化させる。本発明に従うメチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）の合成の非限定的例は、下記の例２〜５に具体的に説明されている。
【００６７】
式（Ｉ）の部分を有するメチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアザシクロヘプタン）は、次の化学構造を有する：
【化２０】
（式中、ｎは、上記規定の通りである）。
【００６８】
メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアザシクロヘプタン）を、好適な金属触媒、例えば、白金又はパラジウム上で、メチルアミンの存在下で、アジポニトリルを水素化して調製することができる。アジポニトリルはまた、文献中で、アジポジニトリル又は１，４−ジシアノブタンと称される。本発明に従うメチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアザシクロヘプタン）の合成の非限定的な例は、下記の例１に具体的に説明されている。
【００６９】
次の式：
【化２１】
（式中、Ｘは、次の式（Ｉ）の部分である：
【化２２】
）を有する他のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンを、メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアザシクロヘプタン）の合成のために具体的に説明した様式と同様の様式で調製することができる。整数ｎは、上記規定の通りである。Ｒ1に関して選択される種に基づいて、適切なジニトリルを選択する。次いで、それぞれのジニトリルを、好適な金属触媒、例えば、白金又はパラジウム上で、メチルアミンの存在下で水素化することができる。
【００７０】
例えば、当業者は、ポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）を調製するための別の方法は、上記ジニトリルとしてマロノニトリルを選択することであることを認識するであろう。これらのＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンを調製するための別の方法は、適切なメチルアミノ置換化ニトリルを選択し、次いで、好適な金属触媒、例えば、白金又はパラジウム上で、メチルアミンの存在下で水素化することによる。従って、Ｒ1がｎ−プロパンジイルの場合、３−メチルアミノプロピオニトリルが選択され；Ｒ1がｎ−ブタンジイルの場合、４−メチルアミノブチロニトリルが選択され；Ｒ1がｎ−ペンタンジイルの場合、５−メチルアミノ−バレロニトリルが選択され；Ｒ1がｎ−ヘキサンジイルの場合、６−メチルアミノヘキサンニトリルが選択される等である。
【００７１】
メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレン及びメチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリオキシエチレンコポリマーを、それぞれ、対応する第２級ヒドロキシルを末端に有するポリプロピレンオキシド又は第２級ヒドロキシルを末端に有するポリエチレンオキシド／ポリプロピレンオキシドからスタートさせて調製することができる。次いで、米国特許第３，６５４，３７０号明細書に記載される方法（参照により、本明細書に組み入れる）を用いることができ、そこでは、メチルアミンがアンモニアと置換する。本発明に従うメチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンの合成の発展例を、下記の発展例６で具体的に説明する。
【００７２】
必要に応じて、Ｎ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンの誘導体を、本発明を実施するために用いることができる。上記誘導体には、ポリアミド誘導体、アミドアミン誘導体、アミン−エポキシアダクト誘導体、及びそれらの組み合わせが含まれる。これらの誘導体は、当業者に周知である。
【００７３】
多官能価アミン
本発明に従う組成物は、少なくとも１種の多官能価アミンを含むことができる。本明細書における多官能価アミンは、３つ又は４つ以上の活性アミン水素を含む、アミン官能基との化合物を記載する。
【００７４】
作業者の暴露及び安全性の問題が生ずる可能性がある一部の用途では、用いられる特定の多官能価アミンの揮発性を制限することが有益な場合がある。従って、本発明の態様の一つでは、上記少なくとも１種の多官能価アミンは、６個又は７個以上の炭素原子を含む。別の態様では、上記少なくとも１種の多官能価アミンは、８個又は９個以上の炭素原子を含む。さらに別の態様では、上記少なくとも１種の多官能価アミンは、１２個又は１３個以上の炭素原子を含む。
【００７５】
本発明の範囲内である多官能価アミンの非限定的例には、脂肪族アミン、脂環式アミン、芳香族アミン、脂肪族アミン、脂環式アミン若しくは芳香族アミンのマンニッヒ塩基誘導体、脂肪族アミン、脂環式アミン若しくは芳香族アミンのポリアミド誘導体、脂肪族アミン、脂環式アミン若しくは芳香族アミンのアミドアミン誘導体、脂肪族アミン、脂環式アミン若しくは芳香族アミンのアミンアダクト誘導体等、又はそれらの任意の組み合わせが含まれるが、これらに限定されるものではない。
【００７６】
１種超の多官能価アミンを、本発明の組成物中で用いることができる。例えば、上記少なくとも１種の多官能価アミンは、脂肪族アミンと、脂環式アミンのマンニッヒ塩基誘導体とを含むことができる。また、上記少なくとも１種の多官能価アミンは、１種の脂肪族アミン及び１種の異なる脂肪族アミンを含むことができる。
【００７７】
例示的な脂肪族アミンには、ポリエチレンアミン（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等）、１，６−ヘキサンジアミン、３，３，５−トリメチル−１，６−ヘキサンジアミン、３，５，５−トリメチル−１，６−ヘキサンジアミン、２−メチル−１，５−ペンタンジアミン（Ｄｙｔｅｋ−Ａとして市販されている）、ビス−（３−アミノプロピル）アミン、Ｎ，Ｎ’−ビス−（３−アミノプロピル）−１，２−エタンジアミン、アミノエチルピペラジン等、又はそれらの組み合わせが含まれる。さらに、Ｈｕｎｔｓｍａｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから、Ｊｅｆｆａｍｉｎｅの名称の下で市販されるポリ（アルキレンオキシド）ジアミン及びトリアミンが、本発明に有用である。実例には、Ｊｅｆｆａｍｉｎｅ（商標）Ｄ−２３０、Ｊｅｆｆａｍｉｎｅ（商標）Ｄ−４００、Ｊｅｆｆａｍｉｎｅ（商標）Ｄ−２０００、Ｊｅｆｆａｍｉｎｅ（商標）Ｄ−４０００、Ｊｅｆｆａｍｉｎｅ（商標）Ｔ−４０３、Ｊｅｆｆａｍｉｎｅ（商標）ＥＤＲ−１４８、Ｊｅｆｆａｍｉｎｅ（商標）ＥＤＲ−１９２、Ｊｅｆｆａｍｉｎｅ（商標）Ｃ−３４６、Ｊｅｆｆａｍｉｎｅ（商標）ＥＤ−６００、Ｊｅｆｆａｍｉｎｅ（商標）ＥＤ−９００、Ｊｅｆｆａｍｉｎｅ（商標）ＥＤ−２００１等、又はそれらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されるものではない。
【００７８】
脂環式及び芳香族アミンには、１，２−ジアミノシクロヘキサン、１，３−ジアミノシクロヘキサン、１，４−ジアミノシクロヘキサン、水素化オルト−トルエンジアミン、水素化メタ−トルエンジアミン、メタキシリレンジアミン、水素化メタキシリレンジアミン（商業的に、１，３−ＢＡＣとも称される）、イソホロンジアミン、種々の異性体又はノルボルナンジアミン、３，３’−ジメチル−４，４’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、４，４’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、２，４’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、メチレン架橋したポリ（シクロヘキシル−芳香族）アミンの混合物等、又はそれらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されるものではない。上記メチレン架橋したポリ（シクロヘキシル−芳香族）アミンの混合物は、ＭＢＰＣＡＡ又はＭＰＣＡのどちらかと省略され、そして米国特許第５，２８０，０９１号明細書（参照により、全体を本明細書に組み入れる）に記載されている。本発明の態様の一つでは、上記少なくとも１種の多官能価アミンは、メチレン架橋したポリ（シクロヘキシル−芳香族）アミン（ＭＰＣＡ）の混合物である。
【００７９】
マンニッヒ塩基誘導体は、上記脂肪族アミン、脂環式アミン又は芳香族アミンを、フェノール又は置換されたフェノール及びホルムアルデヒドと反応させて製造することができる。本発明において、実用性を有するマンニッヒ塩基を製造するために用いられる例示的な置換されたフェノールは、カシューナッツ油から得られるカルダノールである。あるいは、マンニッヒ塩基は、マンニッヒ塩基、例えば、トリス−ジメチルアミノメチルフェノール（Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ， Ｉｎｃ．からＡｎｃａｍｉｎｅ（商標）Ｋ５４として市販される）又はビス−ジメチルアミノメチルフェノールを含む第三級アミンと、多官能価アミンを交換反応させて調製することができる。
【００８０】
ポリアミド誘導体は、脂肪族アミン、脂環式アミン又は芳香族アミンを、ダイマー脂肪酸又はダイマー脂肪酸及び脂肪酸の混合物と反応させて調製することができる。アミドアミン誘導体は、脂肪族アミン、脂環式アミン又は芳香族アミンを、脂肪酸と反応させて調製することができる。アミンアダクトは、脂肪族アミン、脂環式アミン又は芳香族アミンを、エポキシ樹脂、例えば、ビスフェノール−Ａのジグリシジルエーテル、ビスフェノール−Ｆのジグリシジルエーテル、又はエポキシノボラック樹脂と反応させて調製できる。脂肪族、脂環式及び芳香族アミンはまた、単官能性のエポキシ樹脂、例えば、フェニルグリシジルエーテル、クレシルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、他のアルキルグリシジルエーテル等に付加させることができる。
【００８１】
多官能価のエポキシ樹脂
本発明のアミン−エポキシ組成物はエポキシ成分を含み、当該エポキシ成分は少なくとも１種の多官能価エポキシ樹脂を含む。本明細書において、多官能価のエポキシ樹脂は、１分子当り、２個又は３個以上の１，２−エポキシ基を含む化合物を記述する。この種のエポキシド化合物は、Ｙ．Ｔａｎａｋａの「Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ Ｅｐｏｘｉｄｅｓ」ｉｎ Ｃ．Ａ．Ｍａｙ，ｅｄ．，Ｅｐｏｘｖ Ｒｅｓｉｎｓ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｍａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ，１９８８）に記載されている（参照により、本明細書に組み入れる）。
【００８２】
本発明において用いるために好適なエポキシ樹脂の一種には、二価フェノールのグリシジルエーテルを含む、多水酸基フェノールのグリシジルエーテルが含まれる。実例には、レソルシノール、ヒドロキノン、ビス−（４−ヒドロキシ−３，５−ジフルオロフェニル）−メタン、１，１−ビス−（４−ヒドロキシフェニル）−エタン、２，２−ビス−（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）−プロパン、２，２−ビス−（４−ヒドロキシ−３，５−ジクロロフェニル）プロパン、２，２−ビス−（４−ヒドロキシフェニル）−プロパン（ビスフェノールＡとして商業的に知られている）、ビス−（４−ヒドロキシフェニル）−メタン（ビスフェノールＦとして商業的に知られており、そして種々の量の２−ヒドロキシフェニル異性体を含む）等のグリシジルエーテル、又はそれらの任意の組み合わせが含まれるが、これらに限定されるものではない。
さらに、次の構造の改良された二価フェノールがまた、本発明で有用である：
【化２３】
（式中、ｍは整数であり、そしてＲは、二価フェノールの炭化水素基、例えば、上記に列挙される二価フェノールの炭化水素基である）。
この式に従う材料を、二価フェノール及びエピクロロヒドリンの混合物を重合して、又は二価フェノール及び二価フェノールのジグリシジルエーテルの混合を促進して調製することができる。任意の所与の分子において、ｍの値は整数であるが、当該材料は、常に、必ずしも自然数ではないｍの平均値により特徴付けることができる混合物である。０〜約７のｍの平均値を有するポリマー材料を、本発明の一態様で用いることができる。
【００８３】
別の態様では、ノボラック樹脂のグリシジルエーテルであるエポキシノボラック樹脂を、本発明に従う多官能価のエポキシ樹脂として用いることができる。さらに別の態様では、上記少なくとも１種の多官能価エポキシ樹脂は、ビスフェノール−Ａ（ＤＧＥＢＡ）のジグリシジルエーテル、ＤＧＥＢＡの改良又はより高分子量のバージョン、ビスフェノール−Ｆのジグリシジルエーテル、エポキシノボラック樹脂、又はそれらの任意の組み合わせである。ＤＧＥＢＡのより高分子量のバージョン又は誘導体は、改良方法により調製され、当該方法では、過剰量のＤＧＥＢＡが、ビスフェノール−Ａと反応して、エポキシを末端に有する生成物が生ずる。上記生成物に関するエポキシ当量（ＥＥＷ）は、約４５０〜３０００、又はそれより多い範囲にわたる。これらの生成物は、室温で固形であるので、それらは固形のエポキシ樹脂と称されることが多い。
【００８４】
ＤＧＥＢＡ又は改良されたＤＧＥＢＡ樹脂は、それらの低コスト及び高い一般性能特性の組み合わせために、コーティング配合物中で用いられることが多い。約１７４〜約２５０、そしてさらに一般的には約１８５〜約１９５の範囲にわたるＥＥＷを有する商用グレードのＤＧＥＢＡを容易に入手することができる。これらの低分子量において、上記エポキシ樹脂は液状であり、そして液状のエポキシ樹脂と称されることが多い。純粋なＤＧＥＢＡは１７４のＥＥＷを有するので、大部分のグレードの液状のエポキシ樹脂はいくぶん高分子量であることが、当業者に理解されている。というのは、純粋なＤＧＥＢＡは、１７４のＥＥＷを有するからである。一般的に、上記改良方法により調製された２５０〜４５０のＥＥＷを有する樹脂はまた、半固形のエポキシ樹脂と称されている。というのは、それらは室温で固形物及び液状物の混合物であるからである。
【００８５】
最終用途によっては、エポキシ成分を変性して本発明の組成物の粘度を下げることが有益である場合がある。例えば、上記粘度を下げて、適用を容易にしながら、配合物又は組成物中の顔料の濃度を高くするか、又はより高分子量のエポキシ樹脂を用いることができる。従って、少なくとも１種の多官能価エポキシ樹脂を含むエポキシ成分が単官能性エポキシドをさらに含むことは、本発明の範囲内である。モノエポキシドの例には、スチレンオキシド、シクロヘキセンオキシド、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、及びフェノール、クレゾール、ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、他のアルキルフェノール、ブタノール、２−エチルヘキサノール、Ｃ4〜Ｃ14のアルコール等のグリシジルエーテルが含まれるが、これらに限定されるものではない。
【００８６】
その他の添加剤
本発明の組成物を用いて、種々の製品を製造することができる。当該製品の最終用途に関して、又は当該製品の製造の際の要件にもよるが、上記配合物及び組成物中で種々の添加剤を用いて特定の性質を調整することができる。これらの添加剤には、溶剤、促進剤、可塑剤、充填剤、繊維、例えば、ガラス繊維又は炭素繊維、顔料、顔料分散剤、レオロジー調整剤、チキソトロープ剤（ｔｈｉｘｏｔｒｏｐｅ）、流動助剤（ｆｌｏｗ ａｉｄ）若しくはレベリング助剤（ｌｅｖｅｌｉｎｇ ａｉｄ）、消泡剤、又はそれらの任意の組み合わせが含まれるが、これらに限定されるものではない。当業界に公知の他の混合物又は材料を、上記組成物又は配合物に含ませることができ、そして本発明の範囲内にあることが理解されるべきである。
【００８７】
さらに、本発明の範囲内の組成物は、無溶剤（溶剤を含まない、又は１００％固体であるとも称される）であることができる。あるいは、これらの組成物は、少なくとも１種の溶剤（溶剤は、希釈剤とも称される）をさらに含むことができる。溶剤又は溶剤混合物は、上記組成物又は配合物に関して、上記配合物の成分の溶解性を維持しながら、特有の蒸発速度プロファイルを与えるように選択される。
【００８８】
製品
本発明はまた、本明細書に開示される組成物を含む製品に向けられている。例えば、製品は、アミン硬化剤成分及びエポキシ成分の接触生成物を含むアミン−エポキシ組成物を含むことができる。上記アミン硬化剤成分は、少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンと、少なくとも１種の多官能価アミンとを含むことができる。上記エポキシ成分は、少なくとも１種の多官能価エポキシ樹脂を含むことができる。所望の特性にもよるが、二次加工品を製造するために、用いられた組成物又は配合物中に、所望により、種々の添加剤が存在してもよい。これらの添加剤には、溶剤、促進剤、可塑剤、充填剤、繊維、例えば、ガラス繊維又は炭素繊維、顔料、顔料分散剤、レオロジー調整剤、チキソトロープ剤、流動助剤若しくはレベリング助剤、消泡剤、又はそれらの任意の組み合わせが含まれうるが、これらに限定されるものではない。
【００８９】
本発明に従う製品には、コーティング、接着剤、建造物、フローリング製品又は複合製品が含まれるが、これらに限定されるものではない。これらのアミン−エポキシ組成物に基づくコーティングは、溶剤を含まなくてもよく、又は特定の用途に関して、必要に応じて溶剤若しくは希釈剤を含むことができる。例えば、５０％超、６５％超、７５％超又は８５％超の固形分を有するコーティングが本発明の範囲内である。塗料用途に用いるために、コーティングは、種々の種類及び濃度の顔料を含むことができる。
【００９０】
当業者に周知であるように、好適な非常に多くの基材が、適切な表面調製を有する、本発明のコーティング用途向けに好適である。上記基材には、コンクリート並びに種々の種類の金属及び合金、例えば、スチール及びアルミニウムが含まれるが、これらに限定されるものではない。例えば、本発明のコーティングの低温硬化特性、室温で適用される場合の良好な外観特性、及び良好なたわみ特性により、船舶、橋梁、工場及び工場設備、並びに床を含む室温又はそれより寒い条件で塗装及び／又は硬化させなければならない大きな金属物体又はセメント状の基材を塗装又はコーティングする場合に、本発明のコーティングが好適である。本発明のコーティングを、約−１０℃〜約５０℃の範囲にわたる温度において、又は約０℃〜約３５℃の範囲にわたる温度において適用し、そして硬化させることができる。必要に応じ、これらのコーティングをまた、より高温で強制硬化（ｆｏｒｃｅ ｃｕｒｅ）させることができ、当該硬化した材料のたわみ性を改良できる場合が多い。
【００９１】
本発明のコーティングを、スプレー、ブラシ、ローラー、ペイントミット（ｐａｉｎｔ ｍｉｔｔ）等を含む任意の数の技法により適用することができる。本発明の非常に高い固形分又は１００％固体のコーティングを適用するために、複数の部品のスプレー適用装置を用いることができ、そこでは、上記アミン及びエポキシ成分は、スプレーガンそのものの中のスプレーガンに至る系統内で混合されるか、又はそれらが当該スプレーガンから出る際に２成分を共混合して混合される。この技法を用いて、上記配合物のポットライフに関する制限を軽減することができ、典型的にはアミン反応性及び固形分が増加するにつれ、当該制限が軽減される。加熱された複数の部品の装置を用いて、上記成分の粘度を下げ、それにより適用の容易性を向上させることができる。
【００９２】
建築及びフローリング用途には、当該建築産業に一般的に用いられるコンクリート及び他の材料と組み合わせた、本発明のアミン−エポキシ組成物を含む組成物が含まれる。本発明の組成物を、エポキシ系床の構成物において、多くの場合には、セメント状又は他の類似の種類のフローリング材料から通常得られる伸び率又は機械的性質よりも良好な伸び率又は良好な機械的性質（例えば、改良された抗張力又は改良された圧縮強度）を要求する適用において用いることができる。クラック注入及びクラック充填生成物、並びにポリマー変性セメント、タイルグラウト等をまた、本明細書に開示される組成物から調製することができる。本明細書に開示されるアミン−エポキシ組成物を含む複合製品又は製品の非限定的な例には、テニスラケット、スキー板、バイクフレーム、飛行機の翼、ガラス繊維強化複合材料及び他の成形物が含まれる。
【実施例】
【００９３】
アミン−エポキシ組成物のコーティングを次の様に調製し、そして試験した。本発明に従うアミン組成物を含む硬化剤混合物又は組成物を、次の表に与えられる成分を接触させ、そして混合して調製した。次いで、それぞれの硬化剤混合物若しくは組成物、又は個々の硬化剤を、１００重量の樹脂当りの部数（ＰＨＲ）において表に示される使用水準で、多官能価のエポキシ樹脂と混合した。これらの例で用いられるエポキシ樹脂は、１８２〜１９２の範囲におけるＥＥＷを有するビスフェノール−Ａ（ＤＧＥＢＡ）、グレードＤ．Ｅ．Ｒ．（商標）３３１のジグリシジルエーテルであった。このエポキシ樹脂は、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている。
【００９４】
例７〜３８では、クリアーコーティングを、標準的なガラスパネルに適用し、Ｂｅｃｋ−Ｋｏｌｌｅｒ乾燥時間記録計を用いた乾燥時間試験用と、Ｐｅｒｓｏｚ ｐｅｎｄｕｌｕｍ硬度法による硬度改良用との試料を作成した。親指ひねり法による乾燥時間用と、鏡面光沢試験用とのクリアーコーティングを、未コーティングの絹目紙のチャート（ＡＧ５３５０、Ｂｙｋ）に適用した。コーティングを、Ｂａｒｄ製の棒状アプリケータを用いて、約７５μｍのＷＦＴ（ウェットフィルム厚）に適用し、約６０〜７０μｍの範囲にわたる乾燥フィルム厚を得た。例７〜２９のコーティングを、Ｗｅｉｓｓ製人工気象室（ＷＥＫＫ００５７型）を用いて、５℃及び８０％ＲＨ（相対湿度）又は２５℃及び６０％ＲＨのどちらかで硬化させた。例３０〜３８のコーティングは、Ｗｅｉｓｓ製人工気象室を用いて、１０℃及び６０％ＲＨ又は２３℃及び６０％ＲＨのどちらかで硬化させた。Ｐｅｒｓｏｚ硬度を、表に示す時点で測定した。
【００９５】
耐衝撃性及びマンドレル曲げ試験用のクリアーコーティングを、それぞれ、公称７５ＷＦＴのワイヤーバーを用いて、それぞれ、一面を磨いた冷間圧延鋼試験パネル（おおよそのサイズ７６ｍｍ×１５２ｍｍ）と、平滑仕上げの冷間圧延鋼（おおよそのサイズ７６ｍｍ×１５２ｍｍ）とに適用した。金属試験パネルを、Ｑ Ｐａｎｅｌ Ｌａｂ Ｐｒｏｄｕｃｔｓから得た。次のスケジュールに従ってフィルムを硬化させた：（Ａ）１４日、室温（室温は約２３℃である）；（Ｂ）１４日、室温、次いで８０℃で２時間；又は（Ｃ）６０日、室温。硬化スケジュールＡ及びＣに従う乾燥膜厚は、約６０〜８０μｍであり、そしてスケジュールＢに従う乾燥膜厚は、約５０〜５５μｍであった。
【００９６】
例７〜２９の場合、混合粘度は、Ｖｉｓｃｏｔｈｅｒｍ ＶＴ１０水浴及びＭＣ２０温度制御ユニットを備えるＲｈｅｏｌａｂ ＭＣ２０装置（Ｐｈｙｓｉｃａ）を用いて測定した。当該装置を、ＴＥＫ１５０コーンプレートを用いてセットアップし、そしてコンピュータに接続した。当該装置を２５℃で平衡にさせた後、コーン（ＭＫ２２）とプレートとのギャップを約５０μｍにセットした。試験前に、試料を２５℃で、２４時間平衡させた。示すように混合した後、上記ギャップからはみ出た過剰の生成物を取り除き、そして当該混合された生成物の回転粘度を、２００レシプロカル秒ずり速度において３０秒後に記録した。
【００９７】
約５ｍｍ厚のエポキシ成形物を用いて、表に示される時間において、Ｓｈｏｒｅ Ａ及びＳｈｏｒｅ Ｄデータを得た。Ｗｅｉｓｓ製人工気象室用いて、成形物を、１０℃及び６０％ＲＨ又は２３℃及び６０％ＲＨのどちらかで硬化させた。
【００９８】
上記アミン−エポキシ成形物の機械強度特性を、１０４ｋＮロードセルを備えるデュアルカラム材料試験装置（Ｉｎｓｔｒｏｎ、ｍｏｄｅｌ ４２０６−００６）を用いて測定した。約２×２×２ｃｍの立方体の圧縮強度データを記録するために、当該装置は、圧縮プレートと、Ｄｙｎａｍｉｃ ２５／５０ｍｍ ＧＬ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｍｅｔｅｒとを備えており、そして２．５ｍｍ／分のクロスヘッド速度で操作された。抗張力データを、ウェッジグリップを用いて、２５ｍｍ／分のクロスヘッド速度で記録した。上記アミン−エポキシ成形物を、約２３℃において調製し、そして試験前に７日間硬化させた。
【００９９】
乾燥及び湿潤コンクリートスラブからの、クリアーコーティングアミン−エポキシ成形物の引っ張り（ｐｕｌｌ−ｏｆｆ）付着強度を、Ｐ．Ａ．Ｔ．Ｐｕｌｌ−Ｏｆｆ Ａｄｈｅｓｉｏｎ Ｔｅｓｔｅｒを用いて記録した。標準的なプレキャストコンクリートスラブ（おおよそのサイズ３０×３０×５ｃｍ）を地元の供給業者から購入し、そして室温において乾燥状態で保管した。乾燥コンクリートへの付着を評価するために、上記コンクリートをさらに調製することなく用い、そして約２００ｇ／ｍ2の各アミン−エポキシ配合物を用いてコーティングした。湿潤条件の下、コンクリートスラブを、水中に２４時間完全に浸漬した後、約２００ｇ／ｍ2において同一のアミンエポキシコーティング配合物を適用した。
【０１００】
室温で７日間硬化させた後、鋼メッキをした（ｓｔｅｅｌ−ｆａｃｅｄ）金属シリンダー（直径約２０ｍｍ）の平先（ｆｌａｔ−ｅｎｄｅｄ）を、速硬性の２液型接着剤を用いて、上記コーティング表面に接着した。上位金属シリンダーの周囲の上記材料を、上記基材まで注意深く除去し、その後、付着／凝集強度と、破壊の様式とを記録した。表において、次の省略形を適用する：Ａ＝基材の凝集破壊；Ａ／Ｂ＝基材及びプライマーの間の接着破壊；Ｙ＝接着剤の凝集破壊；及びＹ／Ｚ＝接着剤及びシリンダーの間の接着破壊。
【０１０１】
例３０〜３８に関する混合粘度及び硬化剤粘度は、スピンドル５を備えるブルックフィールドＤＶＩ＋粘度計を用いて２３℃で測定した。ゲル化時間、すなわちゲルタイムは、上記エポキシ樹脂及びそれぞれの硬化剤を混合した後、規定の粘度点まで到達する時間として記録した。これに関して、使い捨てのガラス製プランジャー（おおよそのサイズ２２×５ｍｍ）を備えており、そして１分当り１サイクルで作動するＴｅｃｈｎｅ ＧＴ３ Ｇｅｌａｔｉｏｎ Ｔｉｍｅｒを用いた。試料を２３℃で２４時間平衡させた後、試験した。２５０ｍＬのガラスジャーに充填し、そして２３℃の一定温度において保持した約１５０ｇの混合物に関して、ゲル化時間を記録した。
【０１０２】
コーティング特性を、表１に列挙した一般的試験方法に従って評価した。耐水跡性は、上記コーティングの表面に水滴を規定時間置き、そして当該コーティング上の影響を観察して試験した。この試験は、上記コーティングの表面が、水又は湿気の広範な接触により、ダメージを受けるか又は審美的に影響を受けたか確認するために、当業界で用いられている。
【０１０３】
【表１】
【０１０４】
例１
メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアザシクロヘプタン）の合成
１３５ｇのアジポジニトリル、５０ｇのイソプロパノール、及び２．７ｇのＰｄ／Ａｌ2Ｏ3触媒を、スターラーと、１Ｌの水素バラストタンクとを備える１Ｌのステンレス鋼バッチ型圧力反応器内に入れた。当該Ｐｄ／Ａｌ2Ｏ3触媒は、Ｊｏｈｎｓｏｎ−Ｍａｔｈｅｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されている。上記反応器を密封し、続いて窒素及び水素でパージして当該反応器から空気を除去した。上記反応器内容物を撹拌しながら当該反応器に、８５ｇの無水メチルアミンを添加した。次いで、上記反応器を、水素を用いて１．７２ＭＰａ（２５０ｐｓｉ）まで加圧し、そして１２０℃まで加熱した。
【０１０５】
これらの条件を、上記バラストタンクからの水素の取り込み速度が、０．００３４ＭＰａ／分（０．５ｐｓｉ／分）未満に下がるまで維持した。上記が生じたら、上記反応器圧力を５．８６ＭＰａ（８５０ｐｓｉ）まで上げた。これらの条件を、上記バラストタンクからの水素の取り込み速度が、０．００３４ＭＰａ／分（０．５ｐｓｉ／分）未満に下がるまで維持した。上記反応器を室温まで冷却して、そして減圧し、そして当該反応生成物をろ過して上記触媒を取り除いた。次いで、回転蒸発により溶剤を除去した。得られた反応生成物は、約１２１の推定アミン水素当量（ＡＨＥＷ）を有するメチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアザシクロヘプタン）であった。上述のＧＣ技法を用いて、Ｍｎを約１８４であると測定した。
メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアザシクロヘプタン）は、次の化学構造を有する。
【０１０６】
【化２４】
【０１０７】
続く表において、例１のメチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアザシクロヘプタン）化合物を、ジメチル第二級ジアミン１と称し、ＤＳＤ−１と省略する。ＤＳＤ−１を、ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）を用いて解析し、そして面積％による次のポリマー分布を有し、そして「その他」は、ＧＣを用いて分離又は同定されず、かつＭｎの決定に用いられなかった反応副生成物を表す。
【０１０８】
【表２】
【０１０９】
例２
メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）の合成
２８２ｇのアクリロニトリル及び８．５ｇの水を、スターラーを備える１Ｌのステンレス鋼バッチ型圧力反応器に入れた。上記反応器を密封し、続いて窒素でパージして、当該反応器から空気を除去した。上記反応器内容物を撹拌しながら、２００ｇのメチルアミンを、５時間かけて当該反応器に添加した。当該メチルアミンの添加の際、上記反応器温度を５５〜６０℃の範囲に保持した。次いで、上記メチルアミンの添加が完了した後、上記温度範囲を１．５時間維持した。上記反応器を冷却して、そして中間体生成物を取り出した。
【０１１０】
１２０ｇのイソプロパノール及び７．５ｇのＰｄ／Ａｌ2Ｏ3触媒を、スターラーと、１Ｌの水素バラストタンクとを備える１Ｌのステンレス鋼バッチ型圧力反応器内に入れた。当該Ｐｄ／Ａｌ2Ｏ3触媒は、Ｊｏｈｎｓｏｎ−Ｍａｔｈｅｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されている。上記反応器を密封し、続いて窒素及び水素でパージして当該反応器から空気を除去した。上記反応器内容物を撹拌しながら、当該反応器に９０ｇの無水メチルアミンを添加した。次いで、上記反応器を、水素を用いて５．８６ＭＰａ（８５０ｐｓｉ）まで加圧し、そして１２０℃まで加熱した。５時間にわたり、上記反応器に４５０ｇの上記中間体生成物を添加した。上記バラストタンクからの水素の取り込み速度が、０．００３４ＭＰａ／分（０．５ｐｓｉ／分）未満に下がった時点で、上記中間体生成物の添加が完了した後、実質的に一定の反応器条件をさらに約２時間維持した。
【０１１１】
上記反応器を室温まで冷却して、そして減圧し、そして当該反応生成物をろ過して、上記触媒を取り除いた。次いで、溶剤を回転蒸発により除去した。得られた反応生成物は、約１００の推定ＡＨＥＷを有する、メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）であった。上述のＧＣ技法を用いて、Ｍｎを約１９８であると測定した。
メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）は、次の化学構造を有する。
【０１１２】
【化２５】
【０１１３】
続く表において、例２のメチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）化合物を、ジメチル第二級ジアミン２と称し、ＤＳＤ−２と省略する。ＤＳＤ−２は、ＧＣを用いて解析され、そして面積％による次のポリマー分布を有し、そして「その他」は、ＧＣを用いて分離又は同定されず、かつＭｎの決定に用いられなかった反応副生成物を表す。
【０１１４】
【表３】
【０１１５】
例３
メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）の合成
２８２ｇのアクリロニトリル及び８．５ｇの水を、スターラーを備える１Ｌのステンレス鋼バッチ型圧力反応器に入れた。上記反応器を密封し、続いて窒素でパージして、当該反応器から空気を除去した。上記反応器内容物を撹拌しながら、８７ｇのメチルアミンを、５時間かけて当該反応器に添加した。当該メチルアミンの添加の際、上記反応器温度を５５〜６０℃の範囲に保持した。次いで、上記メチルアミンの添加が完了した後、上記温度範囲を１．５時間維持した。上記反応器を冷却して、そして中間体生成物を取り出した。
【０１１６】
１２０ｇのイソプロパノール及び７ｇのＰｄ／Ａｌ2Ｏ3触媒を、スターラーと、１Ｌの水素バラストタンクとを備える１Ｌのステンレス鋼バッチ型圧力反応器内に入れた。当該Ｐｄ／Ａｌ2Ｏ3触媒は、Ｊｏｈｎｓｏｎ−Ｍａｔｈｅｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されている。上記反応器を密封し、続いて窒素及び水素でパージして、当該反応器から空気を除去した。上記反応器内容物を撹拌しながら、当該反応器に約１６０ｇの無水メチルアミンを添加した。次いで、上記反応器を、水素を用いて５．８６ＭＰａ（８５０ｐｓｉ）まで加圧し、そして１２０℃まで加熱した。５時間にわたり、上記反応器に３５０ｇの上記中間体生成物を添加した。
【０１１７】
上記バラストタンクからの水素の取り込み速度が、０．００３４ＭＰａ／分（０．５ｐｓｉ／分）未満に下がった時点で、上記中間体生成物の添加が完了した後、実質的に一定の反応器条件をさらに約２時間維持した。上記反応器を室温まで冷却して、そして減圧し、そして当該反応生成物をろ過して上記触媒を取り除いた。次いで、溶剤を回転蒸発により除去した。得られた反応生成物は、約１１３の推定ＡＨＥＷを有するメチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）であった。上述のＧＣ技法を用いて、Ｍｎを約２５３であると測定した。
メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）は、次の化学構造を有する。
【０１１８】
【化２６】
【０１１９】
続く表において、例３のメチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）化合物を、ジメチル第二級ジアミン３と称し、ＤＳＤ−３と省略する。ＤＳＤ−３は、ＧＣを用いて解析され、そして面積％による次のポリマー分布を有し、そして「その他」は、ＧＣを用いて分離又は同定されず、かつＭｎの決定に用いられなかった反応副生成物を表す。
【０１２０】
【表４】
【０１２１】
例４
メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）の合成
１４２．５重量部のアクリロニトリル及び３重量部の水を、スターラーを備える１Ｌのステンレス鋼バッチ型圧力反応器に入れた。上記反応器を密封し、続いて窒素でパージして当該反応器から空気を除去した。上記反応器内容物を撹拌しながら、４時間かけて１００重量部のメチルアミンを当該反応器に添加した。当該メチルアミンの添加の際、上記反応器温度を５５℃に保持した。次いで、上記メチルアミンの添加が完了した後、この温度を１．５時間維持した。上記反応器を冷却して、そして中間体生成物を取り出した。
【０１２２】
３５重量部のイソプロパノール及び１．５重量部のＰｄ／Ａｌ2Ｏ3触媒を、スターラーと、１Ｌの水素バラストタンクとを備える１Ｌのステンレス鋼バッチ型圧力反応器内に入れた。当該Ｐｄ／Ａｌ2Ｏ3触媒は、Ｊｏｈｎｓｏｎ−Ｍａｔｈｅｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されている。上記反応器を密封し、続いて窒素及び水素でパージして、当該反応器から空気を除去した。上記反応器内容物を撹拌しながら、３０重量部の無水メチルアミンを当該反応器に添加した。次いで、上記反応器を、水素を用いて５．８６ＭＰａ（８５０ｐｓｉ）まで加圧し、そして１２０℃まで加熱した。４時間にわたり、上記反応器に１００重量部の上記中間体生成物を添加した。上記バラストタンクからの水素の取り込み速度が、０．００３４ＭＰａ／分（０．５ｐｓｉ／分）未満に下がった時点で、上記中間体生成物の添加が完了した後、実質的に一定の反応器条件をさらに約２時間維持した。
【０１２３】
上記反応器を室温まで冷却して、そして減圧し、そして当該反応生成物をろ過して、上記触媒を取り除いた。次いで、溶剤を回転蒸発により除去した。得られた反応生成物は、約１１７の推定ＡＨＥＷを有するメチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）であった。それは、８７７ｍｇＫＯＨ／ｇの酸価を有し、そしてブルックフィールド粘度は、スピンドルＳ６２を用い、１００ｒｐｍにおいて、１７ｍＰａ．ｓであると測定された。上述のＧＣ技法を用いて、Ｍｎを約２３９であると測定した。メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）は、次の化学構造を有する。
【０１２４】
【化２７】
【０１２５】
続く表において、例４のメチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）化合物を、ジメチル第二級ジアミン４と称し、ＤＳＤ−４と省略する。ＤＳＤ−４は、ＧＣを用いて解析され、そして面積％による次のポリマー分布を有し、そして「その他」は、ＧＣを用いて分離又は同定されず、かつＭｎの決定に用いられなかった反応副生成物を表す。
【０１２６】
【表５】
【０１２７】
例５
メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）の合成
２７３．５重量部のアクリロニトリル及び５．５重量部の水を、スターラーを備える１Ｌのステンレス鋼バッチ型圧力反応器に入れた。上記反応器を密封し、続いて窒素でパージして、当該反応器から空気を除去した。上記反応器内容物を撹拌しながら、４時間かけて１００重量部のメチルアミンを当該反応器に添加した。当該メチルアミンの添加の際、上記反応器温度を５５℃に保持した。次いで、上記メチルアミンの添加が完了した後、上記温度を１．５時間維持した。上記反応器を冷却して、そして中間体生成物を取り出した。
【０１２８】
３５重量部のイソプロパノール及び１．５重量部のＰｄ／Ａｌ2Ｏ3触媒を、スターラーと、１Ｌの水素バラストタンクとを備える１Ｌのステンレス鋼バッチ型圧力反応器内に入れた。当該Ｐｄ／Ａｌ2Ｏ3触媒は、Ｊｏｈｎｓｏｎ−Ｍａｔｈｅｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されている。上記反応器を密封し、続いて窒素及び水素でパージして、当該反応器から空気を除去した。上記反応器内容物を撹拌しながら、当該反応器に３０重量部の無水メチルアミンを添加した。次いで、上記反応器を、水素を用いて５．８６ＭＰａ（８５０ｐｓｉ）まで加圧し、そして１２０℃まで加熱した。４時間にわたり、１００重量部の上記中間体生成物を、上記反応器に添加した。上記バラストタンクからの水素の取り込み速度が、０．００３４ＭＰａ／分（０．５ｐｓｉ／分）未満に下がった時点で、上記中間体生成物の添加が完了した後、実質的に一定の反応器条件をさらに約２時間維持した。
【０１２９】
上記反応器を室温まで冷却して、そして減圧し、そして当該反応生成物をろ過して、上記触媒を取り除いた。次いで、溶剤を回転蒸発により除去した。得られた反応生成物は、約１１３の推定ＡＨＥＷを有するメチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）であった。それは、８３７ｍｇＫＯＨ／ｇの酸価を有し、そしてブルックフィールド粘度を、スピンドルＳ６２を用い、１００ｒｐｍにおいて、２１ｍＰａ．ｓであると測定した。上述のＧＣ技法を用いて、Ｍｎを約２７３であると測定した。メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）は、次の化学構造を有する。
【０１３０】
【化２８】
【０１３１】
続く表において、例５の上記メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）化合物を、ジメチル第二級ジアミン５と称し、ＤＳＤ−５と省略する。ＤＳＤ−５は、ＧＣを用いて解析され、そして面積％による次のポリマー分布を有し、そして「その他」は、ＧＣを用いて分離又は同定されず、かつＭｎの決定に用いられなかった反応副生成物を表す。
【０１３２】
【表６】
【０１３３】
発展例６
メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンの発展的合成
当該合成反応を、連続反応器、例えば、内径約３．１７５ｃｍと、長さ約６９ｃｍとのステンレス鋼製の管の中で実施することができる。第一に、約４８７ｍＬの前還元の、ペレット化したニッケル銅クロム触媒を、上記反応器に入れた。当該触媒は、米国特許第３，６５４，３７０号明細書（参照により、本明細書に組み入れる）に記載されるように、約７５モル％のニッケル、２３モル％の銅及び２モル％のクロムを含むことができる。上記反応器内容物に、約１６０Ｌ／時間の速度における水素（０℃及び１大気圧で測定される）、約６８６ｇ／ｈｒの速度におけるメチルアミン、及び約３０４ｇ／ｈｒの速度におけるシクロヘキサン中のポリプロピレングリコールの約５０％溶液を添加した。この合成に用いられたポリプロピレングリコールの分子量は、約４００であることができる。上記反応器温度を、約２４０℃に制御すべきであり、そして当該圧力を約３０００ｐｓｉｇに保持すべきである。
【０１３４】
続いて、当該反応器流出液を約１５０℃で加熱して、メチルアミン及びシクロヘキサンを揮散させた。得られた反応生成物は、メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンを含む液状物であった。当該反応生成物は、アミノ基の理論含有率の約９０％超を有し、そして元のヒドロキシル基の１０％未満を有するべきである。概して、約９０％超の上記アミン基は、所望の生成物、Ｎ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーであるメチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンを生ずる第二級アミノ基である。次いで、Ｍｎ及び分子サイズの分布を、上述のＧＣ技法を用いて決定することができる。さらに、当業者に周知の分析方法を用いて、上記メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンに関して、ＡＨＥＷを見積もることができる。
【０１３５】
比較例７〜１１
比較のエポキシ−硬化剤組成物から生成させたコーティング
比較例７〜１１の配合及び得られた特性を、表２及び３に具体的に説明する。表に示すように、例７のコーティングは、室温において、そして特に５℃において、硬化速度が遅く、かつ硬度発現が遅かった。例７は、ポリアミドアダクト硬化剤を用いた。例８のコーティングは、粘度の高い脂肪族アミン硬化剤を用いたので、適用粘度において固形分が低い。また、例８のコーティングは、耐衝撃性に乏しい。フェナルカミンに基づくコーティング、例９及び１０は、特に親指ひねり方法により評価されるように、５℃における硬化速度が遅い。さらに、例９及び１０のコーティングは、硬度発現、耐水跡性、裏面衝撃及びマンドレル曲げたわみが乏しい。例１１の通常の低粘度ポリアミド硬化剤は、５℃における乾燥速度が遅く、かつ円錐、マンドレル及び耐衝撃性試験結果により評価されるようなたわみ性に乏しい視覚的に劣ったコーティングを生成させる。
【０１３６】
【表７】
【０１３７】
【表８】
【０１３８】
創作例１２〜２１並びに比較例２２及び２３
アミン−エポキシ組成物から生成したコーティング
創作例１２〜２１及び比較例２２〜２３の配合及び得られた特性を、表４及び５に示す。例１２〜２１は、本発明に従う、多官能価アミンと共に、Ｎ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンを含む組成物を利用する例示的な配合物及びコーティングから得られる特性を具体的に説明するものである。比較例２２及び２３は、Ｎ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンなしで多官能価アミンを用いたコーティング特性を具体的に説明するものである。
【０１３９】
表に示すように、例１２及び１３は、多官能価アミン、ＭＰＣＡと共に、ＤＳＤ−１（メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアザシクロヘプタン）ポリマー化合物）を含む組成物を利用する。例１２及び１３のコーティングは、非常に速い乾燥速度及び優れた衝撃たわみ性を示した。これは、部分的には、例２２及び２３の比較可能なコーティング特性と、例１２及び１３に関する２５℃における薄膜硬化時間及び耐衝撃性を比較して例証される。
【０１４０】
例１４〜２１では、メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）ポリマー化合物（ＤＳＤ−２、ＤＳＤ−３又はＤＳＤ−４）と、少なくとも１種の多官能価アミンとを含む組成物を利用した。例１４〜２１のコーティングは、速い乾燥速度、迅速な硬度発現、良好な外観、並びに優れた耐衝撃性及びたわみ性の種々の組み合わせを示した。
【０１４１】
例えば、例１５、１７及び１８は、それぞれ、２５℃及び５℃の両方における速い薄膜硬化時間、２５℃における迅速な硬度発現、並びに優れた耐衝撃性及びマンドレル又は円錐曲げたわみ性が要求される用途向けの特性の有益な組み合わせを提供する。例２２及び２３に示すように、この特性の組み合わせは、多官能価アミン単独では再現することができなかった。
【０１４２】
【表９】
【０１４３】
【表１０】
【０１４４】
【表１１】
【０１４５】
【表１２】
【０１４６】
【表１３】
【０１４７】
【表１４】
【０１４８】
例２４及び２５
アミン成分が多官能価アミン誘導体を含む、アミン−エポキシ組成物から生成したコーティング
表６及び７には、それぞれ、２５℃及び５℃における創作例２４及び２５の配合及び得られた特性が列挙されている。例２４及び２５には、本発明に従って、多官能価アミン誘導体と共に、Ｎ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンを含む組成物から得られた例示的な配合及びコーティングから得られた特性が具体的に説明されている。表２及び３中の比較例１０及び１１は、Ｎ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンを用いず、多官能価アミン誘導体を用いたコーティングの特性を具体的に説明するものである。
【０１４９】
２５℃における例１１と比較して、例２４のコーティングは、耐衝撃性及びたわみ性（マンドレル及び円錐曲げ）が大きく改良されている。５℃において、例２４は、薄膜硬化時間及び親指ひねり方法により測定されるように硬化速度がより顕著に速く、そして硬度発現がより早い。
【０１５０】
２５℃における例１０と比較して、例２５のコーティングは、耐衝撃性及びたわみ性（マンドレル及び円錐曲げ）が大きく改良されている。５℃において、例２５は、薄膜硬化時間及び親指ひねり方法により測定されるように硬化速度がより顕著に速く、そして硬度発現がより早い。さらに、例１０と比較して、例２５は５℃における光沢が高く、そして耐水跡性が改良されている。
【０１５１】
【表１５】
【０１５２】
【表１６】
【０１５３】
例２６〜２９
エポキシ基のアミン水素に対する化学量論比が、コーティング特性に与える影響
表８は、創作例２６〜２９の配合及び得られた特性を列挙する。例２６〜２９は、上記エポキシ成分中のエポキシ基の、上記アミン成分中のアミン水素に対する化学量論比の変化の影響を具体的に説明する。上記アミン成分は、７５重量部のＤＳＤ−２、２５重量部のＭＰＣＡ、及び４３重量部のベンジルアルコールから成る。表８に示すように、エポキシ基のアミン水素に対する比率が増加すると、薄膜硬化時間により測定される乾燥時間が増加するが、硬度が高くなり、そして光沢により評価される外観が改良される。
【０１５４】
【表１７】
【０１５５】
比較例３０〜３４
比較のエポキシ硬化剤組成物から作られたコーティング
比較例３０〜３４の配合及び得られた特性を、表９及び１０に具体的に説明する。表に示すように、例３０のコーティングは乾燥速度が速いが、１０℃における外観が劣ることが実証された。上記コーティングは、機械的性質及び早い時点の硬度値が高いことにより具体的に説明されるように比較的もろかった。さらに、例３０に基づくコーティングは、乾燥及び湿潤コンクリートに対する付着強度が良好であった。例３１及び３２のコーティングは、２３℃及び１０℃の両温度において乾燥速度が遅く、そして硬度発現が遅かった。例３１は、ＩＰＤＡ、多官能価アミンを用いた。例３２は、脂環式アミンのアミンアダクト誘導体を用いた。例３２と比較して、例３３においてＫ５４を導入すると、１０℃及び２３℃において乾燥速度及び硬度発現が促進され、そして１０℃における外観が改良された。例３１〜３３に基づくコーティングは、例３０と類似の機械的性質を示した。例３４のコーティングは、引張試験結果により示されるようにたわみ性が良好であるが、ショア硬度の発現に乏しく、そして非常に高い硬化剤充填量（ＰＨＲにおける使用濃度）を必要とする。
【０１５６】
【表１８】
【０１５７】
【表１９】
【０１５８】
創作例３５〜３８
アミン−エポキシ組成物から生成されたコーティング
創作例３５〜３８の配合及び得られた特性を、表１１及び１２に示す。例３５〜３８は、本発明に従って、多官能価アミンと共に、Ｎ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンを含む組成物を利用する例示的な配合物及びコーティングから得られる特性を具体的に説明する。
【０１５９】
表に示すように、例３５〜３８では、少なくとも１種の多官能価アミン（ＩＰＤＡ又はＡ１６１８のどちらか）と共に、ＤＳＤ−４（メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）ポリマー化合物）を含む組成物を利用した。供給されたＡ１６１８はベンジルアルコールを含むので、例３６〜３８中の硬化剤のベンジルアルコール含有率は、例３１〜３３のベンジルアルコール含有率と実質的に等しい。例３１及び３２と比較して、例３５〜３７のコーティングは、２３℃及び１０℃において乾燥速度が速く、そして硬度発現がより迅速であった。さらに、例３５に基づくコーティングは、例３０よりもゲル化時間が長く、そして硬化剤そのものの粘度が低いので、混合粘度がより低いと予想される。さらに、例３５に基づくコーティングは、コンクリート（特に湿潤コンクリート）への引っ張り付着強度がより良好であった。
【０１６０】
例３４と比較して、例３８に基づくコーティングは、破断点引張伸びにより具体的に説明されるように、たわみ性が非常に高い一方で、製品取扱いを良くするためのより低い硬化剤粘度を提供した。例３２及び３３と比較して、例３８は、２３℃及び１０℃の両温度において、乾燥速度が非常に速かった。これは、部分的には、２３℃におけるゲルタイム及び温度の両方における薄膜硬化時間を比較することにより例証される。さらに、例３０と比較すると、例３８に基づくコーティングは、コンクリート（特に、湿潤コンクリート）に対する引っ張り付着強度が高かった。
【０１６１】
【表２０】
【０１６２】
【表２１】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
次の接触生成物を含むアミン−エポキシ組成物；
（ａ）下記を含むアミン硬化剤成分；
（ｉ）メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリマー、メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリオキシエチレンコポリマー、又は次の式を有するポリマーから選択される少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーを、総アミン硬化剤成分に基づいて９０％〜１０重量％：
【化１】
（式中、Ｘは、次の式を有する部分である：
【化２】
ここで、
Ｒ1は、Ｃ2〜Ｃ8の直鎖又は分岐鎖のアルカンジイルであり；
前記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンは、約１４０〜約１０００の数平均分子量（Ｍｎ）を有し；
ｎは整数を含み、その平均はＭｎの関数として決定される）；及び
（ｉｉ）少なくとも１種の、３個又は４個以上の活性アミン水素を有する多官能価アミンを、総アミン硬化剤成分に基づいて１０％〜９０重量％：並びに
（ｂ）少なくとも１種の多官能価エポキシ樹脂を含むエポキシ成分。
【請求項２】
Ｒ1が、Ｃ3〜Ｃ6の直鎖又は分岐鎖のアルカンジイルである、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンが、約１６０〜約５００のＭｎを有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
前記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンが、約１８０〜約３００のＭｎを有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項５】
前記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンが、メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレン、メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリオキシエチレンコポリマー、メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）、メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアザシクロヘプタン）、又はそれらの任意の組み合わせである、請求項１に記載の組成物。
【請求項６】
前記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンが、メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）である、請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
前記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンが、ポリアミド誘導体、アミドアミン誘導体、アミン−エポキシアダクト誘導体、又はそれらの任意の組み合わせであるそれらの誘導体を含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項８】
前記少なくとも１種の多官能価アミンが、６個又は７個以上の炭素原子を有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項９】
前記少なくとも１種の多官能価アミンが、脂肪族アミン、脂環式アミン、芳香族アミン、脂肪族アミン、脂環式アミン若しくは芳香族アミンのマンニッヒ塩基誘導体、脂肪族アミン、脂環式アミン若しくは芳香族アミンのポリアミド誘導体、脂肪族アミン、脂環式アミン若しくは芳香族アミンのアミドアミン誘導体、脂肪族アミン、脂環式アミン若しくは芳香族アミンのアミンアダクト誘導体、又はそれらの任意の組み合わせである、請求項１に記載の組成物。
【請求項１０】
前記少なくとも１種の多官能価アミンが、メチレン架橋したポリ（シクロヘキシル−芳香族）アミンの混合物である、請求項１に記載の組成物。
【請求項１１】
総アミン硬化剤成分の約８０％〜約２０重量％が、前記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンである、請求項１に記載の組成物。
【請求項１２】
エポキシ成分中のエポキシ基：アミン成分中のアミン水素の化学量論比が、約１．５：１〜約１：１．５である、請求項１に記載の組成物。
【請求項１３】
エポキシ成分中のエポキシ基：アミン成分中のアミン水素の化学量論比が、約１．３：１〜約１：１．３である、請求項１に記載の組成物。
【請求項１４】
次の接触生成物を含むアミン−エポキシ組成物；
（ａ）下記を含むアミン硬化剤成分；
（ｉ）メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）を、総アミン硬化剤成分に基づいて９０％〜１０重量％；及び
（ｉｉ）少なくとも１種の、３個又は４個以上の活性アミン水素を有する多官能価アミンを、総アミン硬化剤成分に基づいて１０％〜９０重量％；並びに
（ｂ）少なくとも１種の多官能価エポキシ樹脂を含むエポキシ成分。
【請求項１５】
総アミン硬化剤成分の約８０％〜約２０重量％が、メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）である、請求項１４に記載の組成物。
【請求項１６】
前記少なくとも１種の多官能価アミンが、６個又は７個以上の炭素原子を有する、請求項１４に記載の組成物。
【請求項１７】
約１６０〜約５００の数平均分子量（Ｍｎ）を有し、そして
メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリマー、メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリオキシエチレンコポリマー、又は次の式を有するポリマー：
【化３】
（式中、Ｘは、次の式を有する部分である：
【化４】
ここで、
Ｒ1は、Ｃ2〜Ｃ8の直鎖又は分岐鎖のアルカンジイルであり；そして
ｎは整数を含み、その平均はＭｎの関数として決定される）
から選択されるＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマー。
【請求項１８】
請求項１７に記載されるＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーと、少なくとも１種の多官能価エポキシ樹脂を含むエポキシ成分との接触生成物を含むアミン−エポキシ組成物。
【請求項１９】
下記を含むアミン硬化剤組成物；
（ｉ）メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリマー、メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリオキシエチレンコポリマー、又は次の式を有するポリマーから選択される少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーを、総アミン硬化剤組成物に基づいて９０％〜１０重量％：
【化５】
（式中、Ｘは、次の式を有する部分である
【化６】
ここで
Ｒ1は、Ｃ2〜Ｃ8の直鎖又は分岐鎖のアルカンジイルであり；
前記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンは、約１４０〜約１０００の数平均分子量（Ｍｎ）を有し；
ｎは整数を含み、その平均はＭｎの関数として決定される）：及び
（ｉｉ）少なくとも１種の、３個又は４個以上の活性アミン水素を有する多官能価アミンを、総アミン硬化剤組成物に基づいて１０％〜９０重量％。
【請求項２０】
下記を含むアミン硬化剤組成物；
（ｉ）少なくとも１種の、約１４０〜約１０００の数平均分子量（Ｍｎ）を有するＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーを、総アミン硬化剤組成物に基づいて９０％〜１０重量％：及び
（ｉｉ）少なくとも１種の、３個又は４個以上の活性アミン水素を有する多官能価アミンを、総アミン硬化剤組成物に基づいて１０％〜９０重量％。
【請求項２１】
下記を含むアミン硬化剤組成物；
（ｉ）メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）、メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアザシクロヘプタン）、又はそれらの組み合わせから選択される少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンを、総アミン硬化剤組成物に基づいて約８０％〜約２０重量％：及び
（ｉｉ）少なくとも１種の、６個又は７個以上の炭素原子と３個又は４個以上の活性アミン水素とを有する多官能価アミンを、総アミン硬化剤組成物に基づいて約２０％〜約８０重量％。
【請求項２２】
請求項１に記載のアミン−エポキシ組成物を硬化させる段階を含む方法。
【請求項２３】
請求項１に記載のアミン−エポキシ組成物を、約２３℃以下の温度で硬化させる段階を含む方法。
【請求項２４】
請求項１に記載のアミン−エポキシ組成物を、約５℃以下の温度で硬化させる段階を含む方法。
【請求項２５】
次の段階を含む、エポキシ樹脂組成物の製造方法；
（ａ）下記を含むアミン成分を生成させる段階；
（ｉ）メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリマー、メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリオキシエチレンコポリマー、又は次の式を有するポリマーから選択される少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーを、総アミン成分に基づいて９０％〜１０重量％：
【化７】
（式中、Ｘは、次の式を有する部分である
【化８】
ここで、
Ｒ1は、Ｃ2〜Ｃ8の直鎖又は分岐鎖のアルカンジイルであり；
前記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンは、約１４０〜約１０００の数平均分子量（Ｍｎ）を有し；
ｎは整数を含み、その平均はＭｎの関数として決定される）；及び
（ｉｉ）少なくとも１種の、３個又は４個以上の活性アミン水素を有する多官能価アミンを、総アミン成分に基づいて１０％〜９０重量％；そして
（ｂ）前記アミン成分を、少なくとも１種の多官能価エポキシ樹脂と、約１．５：１〜約１：１．５の範囲にわたる前記多官能価のエポキシ樹脂中のエポキシ基：前記アミン成分中のアミン水素における化学量論比で接触させる段階。
【請求項２６】
請求項１に記載の組成物を含む製品。
【請求項２７】
コーティング、接着剤、建造物、フローリング製品又は複合製品である、請求項２６に記載の製品。
【請求項２８】
金属又はセメント基材に適用されているコーティングである、請求項２６に記載の製品。
【請求項２９】
次の段階を含む、約１４０〜約１０００の数平均分子量（Ｍｎ）を有するＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーの製造方法；
反応器中で、適切なニトリル及びモノメチルアミンを、０．６：１〜２．２：１のニトリル：モノメチルアミンモル比において、約４０〜８０℃で、遅延添加様式によりその他に添加して、マイケル付加反応により中間体ニトリルを生成させる段階：そして
７０〜１５０℃の温度及び１．３８〜２０．７ＭＰａ（２００〜３０００ｐｓｉｇ）の水素圧における水素と、前記総中間体ニトリル原材料の０．７５〜５ｗｔ％における水素化触媒との存在下で、前記中間体ニトリルを、モノメチルアミン：総中間体ニトリル原材料の重量比０．１：０．７５で、モノメチルアミン含有液相に連続的に添加する段階。
【請求項３０】
前記ニトリルがアクリロニトリルである、メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチル−アゼチジン）を製造するための、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記ニトリルが、アジポジニトリルである、メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチル−アザシクロヘプタン）を製造するための、請求項２９に記載の方法。
【請求項１】
次の接触生成物を含むアミン−エポキシ組成物；
（ａ）下記を含むアミン硬化剤成分；
（ｉ）メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリマー、メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリオキシエチレンコポリマー、又は次の式を有するポリマーから選択される少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーを、総アミン硬化剤成分に基づいて９０％〜１０重量％：
【化１】
（式中、Ｘは、次の式を有する部分である：
【化２】
ここで、
Ｒ1は、Ｃ2〜Ｃ8の直鎖又は分岐鎖のアルカンジイルであり；
前記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンは、約１４０〜約１０００の数平均分子量（Ｍｎ）を有し；
ｎは整数を含み、その平均はＭｎの関数として決定される）；及び
（ｉｉ）少なくとも１種の、３個又は４個以上の活性アミン水素を有する多官能価アミンを、総アミン硬化剤成分に基づいて１０％〜９０重量％：並びに
（ｂ）少なくとも１種の多官能価エポキシ樹脂を含むエポキシ成分。
【請求項２】
Ｒ1が、Ｃ3〜Ｃ6の直鎖又は分岐鎖のアルカンジイルである、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンが、約１６０〜約５００のＭｎを有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
前記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンが、約１８０〜約３００のＭｎを有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項５】
前記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンが、メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレン、メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリオキシエチレンコポリマー、メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）、メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアザシクロヘプタン）、又はそれらの任意の組み合わせである、請求項１に記載の組成物。
【請求項６】
前記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンが、メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）である、請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
前記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンが、ポリアミド誘導体、アミドアミン誘導体、アミン−エポキシアダクト誘導体、又はそれらの任意の組み合わせであるそれらの誘導体を含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項８】
前記少なくとも１種の多官能価アミンが、６個又は７個以上の炭素原子を有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項９】
前記少なくとも１種の多官能価アミンが、脂肪族アミン、脂環式アミン、芳香族アミン、脂肪族アミン、脂環式アミン若しくは芳香族アミンのマンニッヒ塩基誘導体、脂肪族アミン、脂環式アミン若しくは芳香族アミンのポリアミド誘導体、脂肪族アミン、脂環式アミン若しくは芳香族アミンのアミドアミン誘導体、脂肪族アミン、脂環式アミン若しくは芳香族アミンのアミンアダクト誘導体、又はそれらの任意の組み合わせである、請求項１に記載の組成物。
【請求項１０】
前記少なくとも１種の多官能価アミンが、メチレン架橋したポリ（シクロヘキシル−芳香族）アミンの混合物である、請求項１に記載の組成物。
【請求項１１】
総アミン硬化剤成分の約８０％〜約２０重量％が、前記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンである、請求項１に記載の組成物。
【請求項１２】
エポキシ成分中のエポキシ基：アミン成分中のアミン水素の化学量論比が、約１．５：１〜約１：１．５である、請求項１に記載の組成物。
【請求項１３】
エポキシ成分中のエポキシ基：アミン成分中のアミン水素の化学量論比が、約１．３：１〜約１：１．３である、請求項１に記載の組成物。
【請求項１４】
次の接触生成物を含むアミン−エポキシ組成物；
（ａ）下記を含むアミン硬化剤成分；
（ｉ）メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）を、総アミン硬化剤成分に基づいて９０％〜１０重量％；及び
（ｉｉ）少なくとも１種の、３個又は４個以上の活性アミン水素を有する多官能価アミンを、総アミン硬化剤成分に基づいて１０％〜９０重量％；並びに
（ｂ）少なくとも１種の多官能価エポキシ樹脂を含むエポキシ成分。
【請求項１５】
総アミン硬化剤成分の約８０％〜約２０重量％が、メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）である、請求項１４に記載の組成物。
【請求項１６】
前記少なくとも１種の多官能価アミンが、６個又は７個以上の炭素原子を有する、請求項１４に記載の組成物。
【請求項１７】
約１６０〜約５００の数平均分子量（Ｍｎ）を有し、そして
メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリマー、メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリオキシエチレンコポリマー、又は次の式を有するポリマー：
【化３】
（式中、Ｘは、次の式を有する部分である：
【化４】
ここで、
Ｒ1は、Ｃ2〜Ｃ8の直鎖又は分岐鎖のアルカンジイルであり；そして
ｎは整数を含み、その平均はＭｎの関数として決定される）
から選択されるＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマー。
【請求項１８】
請求項１７に記載されるＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーと、少なくとも１種の多官能価エポキシ樹脂を含むエポキシ成分との接触生成物を含むアミン−エポキシ組成物。
【請求項１９】
下記を含むアミン硬化剤組成物；
（ｉ）メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリマー、メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリオキシエチレンコポリマー、又は次の式を有するポリマーから選択される少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーを、総アミン硬化剤組成物に基づいて９０％〜１０重量％：
【化５】
（式中、Ｘは、次の式を有する部分である
【化６】
ここで
Ｒ1は、Ｃ2〜Ｃ8の直鎖又は分岐鎖のアルカンジイルであり；
前記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンは、約１４０〜約１０００の数平均分子量（Ｍｎ）を有し；
ｎは整数を含み、その平均はＭｎの関数として決定される）：及び
（ｉｉ）少なくとも１種の、３個又は４個以上の活性アミン水素を有する多官能価アミンを、総アミン硬化剤組成物に基づいて１０％〜９０重量％。
【請求項２０】
下記を含むアミン硬化剤組成物；
（ｉ）少なくとも１種の、約１４０〜約１０００の数平均分子量（Ｍｎ）を有するＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーを、総アミン硬化剤組成物に基づいて９０％〜１０重量％：及び
（ｉｉ）少なくとも１種の、３個又は４個以上の活性アミン水素を有する多官能価アミンを、総アミン硬化剤組成物に基づいて１０％〜９０重量％。
【請求項２１】
下記を含むアミン硬化剤組成物；
（ｉ）メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアゼチジン）、メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチルアザシクロヘプタン）、又はそれらの組み合わせから選択される少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンを、総アミン硬化剤組成物に基づいて約８０％〜約２０重量％：及び
（ｉｉ）少なくとも１種の、６個又は７個以上の炭素原子と３個又は４個以上の活性アミン水素とを有する多官能価アミンを、総アミン硬化剤組成物に基づいて約２０％〜約８０重量％。
【請求項２２】
請求項１に記載のアミン−エポキシ組成物を硬化させる段階を含む方法。
【請求項２３】
請求項１に記載のアミン−エポキシ組成物を、約２３℃以下の温度で硬化させる段階を含む方法。
【請求項２４】
請求項１に記載のアミン−エポキシ組成物を、約５℃以下の温度で硬化させる段階を含む方法。
【請求項２５】
次の段階を含む、エポキシ樹脂組成物の製造方法；
（ａ）下記を含むアミン成分を生成させる段階；
（ｉ）メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリマー、メチルアミンを末端に有するポリオキシプロピレンポリオキシエチレンコポリマー、又は次の式を有するポリマーから選択される少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーを、総アミン成分に基づいて９０％〜１０重量％：
【化７】
（式中、Ｘは、次の式を有する部分である
【化８】
ここで、
Ｒ1は、Ｃ2〜Ｃ8の直鎖又は分岐鎖のアルカンジイルであり；
前記少なくとも１種のＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンは、約１４０〜約１０００の数平均分子量（Ｍｎ）を有し；
ｎは整数を含み、その平均はＭｎの関数として決定される）；及び
（ｉｉ）少なくとも１種の、３個又は４個以上の活性アミン水素を有する多官能価アミンを、総アミン成分に基づいて１０％〜９０重量％；そして
（ｂ）前記アミン成分を、少なくとも１種の多官能価エポキシ樹脂と、約１．５：１〜約１：１．５の範囲にわたる前記多官能価のエポキシ樹脂中のエポキシ基：前記アミン成分中のアミン水素における化学量論比で接触させる段階。
【請求項２６】
請求項１に記載の組成物を含む製品。
【請求項２７】
コーティング、接着剤、建造物、フローリング製品又は複合製品である、請求項２６に記載の製品。
【請求項２８】
金属又はセメント基材に適用されているコーティングである、請求項２６に記載の製品。
【請求項２９】
次の段階を含む、約１４０〜約１０００の数平均分子量（Ｍｎ）を有するＮ，Ｎ’−ジメチル第二級ジアミンポリマーの製造方法；
反応器中で、適切なニトリル及びモノメチルアミンを、０．６：１〜２．２：１のニトリル：モノメチルアミンモル比において、約４０〜８０℃で、遅延添加様式によりその他に添加して、マイケル付加反応により中間体ニトリルを生成させる段階：そして
７０〜１５０℃の温度及び１．３８〜２０．７ＭＰａ（２００〜３０００ｐｓｉｇ）の水素圧における水素と、前記総中間体ニトリル原材料の０．７５〜５ｗｔ％における水素化触媒との存在下で、前記中間体ニトリルを、モノメチルアミン：総中間体ニトリル原材料の重量比０．１：０．７５で、モノメチルアミン含有液相に連続的に添加する段階。
【請求項３０】
前記ニトリルがアクリロニトリルである、メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチル−アゼチジン）を製造するための、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記ニトリルが、アジポジニトリルである、メチルアミンを末端に有するポリ−（Ｎ−メチル−アザシクロヘプタン）を製造するための、請求項２９に記載の方法。
【公開番号】特開２００８−１５６６０５（Ｐ２００８−１５６６０５Ａ）
【公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００７−２６８１３０（Ｐ２００７−２６８１３０）
【出願日】平成１９年１０月１５日（２００７．１０．１５）
【出願人】（５９１０３５３６８）エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッド (452)
【氏名又は名称原語表記】ＡＩＲ ＰＲＯＤＵＣＴＳ ＡＮＤ ＣＨＥＭＩＣＡＬＳ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【住所又は居所原語表記】７２０１ Ｈａｍｉｌｔｏｎ Ｂｏｕｌｅｖａｒｄ， Ａｌｌｅｎｔｏｗｎ， Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ １８１９５−１５０１， ＵＳＡ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２６８１３０（Ｐ２００７−２６８１３０）
【出願日】平成１９年１０月１５日（２００７．１０．１５）
【出願人】（５９１０３５３６８）エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッド (452)
【氏名又は名称原語表記】ＡＩＲ ＰＲＯＤＵＣＴＳ ＡＮＤ ＣＨＥＭＩＣＡＬＳ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【住所又は居所原語表記】７２０１ Ｈａｍｉｌｔｏｎ Ｂｏｕｌｅｖａｒｄ， Ａｌｌｅｎｔｏｗｎ， Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ １８１９５−１５０１， ＵＳＡ
【Ｆターム（参考）】
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