説明

水性エポキシ樹脂組成物

【課題】 良好な水分散性、造膜性を示し、防食性に優れた塗膜を得ることが出来る水性エポキシ樹脂組成物を提供すること。
【解決手段】 エポキシ樹脂(A)とアミン系硬化剤(B)とを含有する水性エポキシ樹脂組成物であり、該アミン系硬化剤(B)が、ポリアミン化合物(b1)と、前記ポリアミン化合物(b1)中のアミノ基との反応可能なグリシジル基と4級アミン部を有し下記一般式(1)で表される化合物(b3)と、ポリアミン化合物(b1)中のアミノ基との反応可能なグリシジル基と水酸基を有する化合物(b4)を含有してなる1価のグリシジル化合物(b2)とを反応させて得られる化合物であることを特徴とする水性エポキシ樹脂組成物

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、良好な水分散性、造膜性を示し、防食性に優れた塗膜を得ることが出来る水性エポキシ樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、エポキシ樹脂組成物は機械的特性、電気的特性に優れ、接着性、耐溶剤性、耐水性、耐熱性等が良好な硬化物が得られることから、電気・電子部品の絶縁材料、接着剤、塗料、土木建築用等に広く用いられている。
【0003】
特に塗料用途等においては、各種の有機溶剤を用いた溶剤希釈タイプが一般的であったが、近年、大気汚染防止、作業環境改善等を含めた地球環境保全の観点から揮発性有機化合物(VOC)総量規制の実施の方向へ進んでいる。このため、有機溶剤を使用しない水性エポキシ樹脂組成物が注目を浴びている。水性エポキシ樹脂組成物は、作業環境、取り扱い作業性などの面で有利であり、水性エポキシ樹脂組成物に用いられる硬化剤の開発も活発に行われている。
【0004】
従来、水性エポキシ樹脂用硬化剤としてはポリアミン化合物にエポキシ化合物を付加させた変性ポリアミンが知られているが、このような変性ポリアミンは、エポキシ化合物の付加率が小さい場合には水に対する分散性・溶解性が比較的良好であるものの、得られる硬化物の防食性が悪く、一方、該付加率を大きくすると防食性は改善されるものの水に対する分散性・溶解性が不十分となる課題を抱えている。
【0005】
上記課題の改良手段としては、例えば、オキシプロピレン鎖を有するポリアミン化合物を、オキシプロピレン鎖を有する特定のポリグリシジルエーテル化合物で変性した水性エポキシ樹脂用硬化剤が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。しかしながら、前記特許文献1に提案された水性エポキシ樹脂用硬化剤を用いて得られる硬化塗膜は、依然としてその耐水性が実用レベルではなく、更なる改良が求められている。
【0006】
【特許文献1】特開平9−227658号公報(第3−6頁)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の目的は、良好な水分散性、造膜性を示し、防食性に優れた塗膜を得ることが出来る水性エポキシ樹脂組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、アミン系硬化剤としてポリアミン化合物とモノエポキシ化合物とを反応させて得られる硬化剤を用いることにより、水分散性・造膜性に優れ、防食性が良好である硬化塗膜が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0009】
即ち本発明は、エポキシ樹脂(A)とアミン系硬化剤(B)とを含有する水性エポキシ樹脂組成物であり、該アミン系硬化剤(B)がポリアミン化合物(b1)と1価のグリシジル化合物(b2)とを反応させて得られる化合物であることを特徴とする水性エポキシ樹脂組成物を提供するものである。
【発明の効果】
【0010】
本発明により、エポキシ樹脂と混合した場合に良好な水分散性を示す水性エポキシ樹脂用硬化剤を提供することが出来、しかも、該水性エポキシ樹脂組成物を用いて得られる塗膜は防食性等に優れていることから、塗料、接着剤、繊維集束剤、コンクリートプライマー等に好適に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で用いるエポキシ樹脂(A)は、分子内にエポキシ基を有する化合物であればよく、その構造等に特に制限を受けることはない。例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールAD型エポキシ樹脂、ビスクレゾールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、p−tert−ブチルフェノールノボラック型エポキシ樹脂、ノニルフェノールノボラック型エポキシ樹脂、t−ブチルカテコール型エポキシ樹脂等の多価エポキシ樹脂等が挙げられ、更に1価のエポキシ樹脂としては、ブタノール等の脂肪族アルコール、炭素数11〜12の脂肪族アルコール、フェノール、p−エチルフェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、p−ターシャリブチルフェノール、s−ブチルフェノール、ノニルフェノール、キシレノール等の1価フェノール類とエピハロヒドリンとの縮合物、ネオデカン酸等の1価カルボン酸とエピハロヒドリンとの縮合物等が挙げられ、グリシジルアミンとしては、ジアミノジフェニルメタンとエピハロヒドリンとの縮合物等、多価脂肪族エポキシ樹脂としては、例えば、大豆油、ヒマシ油等の植物油のポリグリシジルエーテルが挙げられ、多価アルキレングリコール型エポキシ樹脂としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、グリセリン、エリスリトール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、トリメチロールプロパンとエピハロヒドリンとの縮合物等、更には特開2005−239928号公報記載の水性エポキシ樹脂等が挙げられ、これらは1種類で用いても、2種類以上を併用しても良い。
【0012】
前記エポキシ樹脂は、必要に応じて有機溶剤や非反応性希釈剤等を加えて液状化・低粘度化したものであっても、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル化合物等の界面活性剤を用いて予め乳化した乳化エポキシ樹脂であってもよい。
【0013】
これらの中でも、水性エポキシ樹脂組成物の硬化性が良好であり、且つ得られる硬化塗膜の防食性に優れる点から、ビスフェノール型エポキシ樹脂、t−ブチルカテコール型エポキシ樹脂を用いることが好ましく、特にビスフェノール型エポキシ樹脂を用いることが好ましい。
【0014】
本発明で用いるアミン系硬化剤(B)は、ポリアミン化合物(b1)と1価のグリシジル化合物(b2)とを反応させて得られる化合物である。このようなアミン系硬化剤(B)を用いることによって、水性エポキシ樹脂用硬化剤が従来抱えていた問題である組成物の水分散性の確保と、硬化塗膜の防食性を兼備することが出来るものである。
【0015】
前記ポリアミン化合物(b1)としては、特に限定されるものではなく、脂肪族ポリアミン、芳香族ポリアミン、複素環式ポリアミン等やそれらのエポキシ付加物、マンニッヒ変性化物、ポリアミドの変性物を使用することが可能である。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、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、o−キシリレンジアミン、m−キシリレンジアミン、p−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、1,11−ジアザシクロエイコサン、1,15−ジアザシクロオクタコサン等が挙げられ、単独でも2種以上の混合物としても使用することが出来る。
【0016】
これらの中でも、硬化性に優れる点から脂肪族ポリアミンであることが好ましく、得られる硬化物の機械的物性に優れる点からm−キシリレンジアミン、ノルボルナジアミン、ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、イソホロンジアミン、テトラエチレンペンタミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンやその変性物を用いることが好ましい。
【0017】
また、硬化物の防食性能等を改善するために、前記した種々の変性を施したものが好ましく、変性物としては、特に制限を受けないが、モノまたはポリエポキシ化合物をアミノ基に反応させて得られるエポキシ付加物、フェノール類及びホルムアルデヒドを反応させて得られるマンニッヒ変性化物、ダイマー酸等のカルボン酸を反応させて得られるポリアミド等が挙げられる。
【0018】
本発明で用いる1価のグリシジル化合物(b2)は、前記ポリアミン化合物(b1)中のアミノ基との反応可能なグリシジル基と4級アミン部を有し下記一般式(1)で表される化合物(b3)と、ポリアミン化合物(b1)中のアミノ基との反応可能なグリシジル基と水酸基を有する化合物(b4)を含有してなる。
【0019】
本発明で用いる4級アミン部を有する1価のグリシジル化合物(b3)は、分子中に前記ポリアミン化合物(b1)中のアミノ基との反応可能な1価のグリシジル基と、4級アミン部を有している化合物であれば、特に制限されずに使用することができる。
【0020】
前記4級アミン部を有する1価のグリシジル化合物(b3)としては、下記一般式(1)で表される化合物が挙げられる。(式中、Rは水素原子又はメチル基を、Qは窒素原子又はリン原子であり、Xは塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を、R、R、Rはそれぞれ独立にアルキル基又はアリール基を表す。)
【0021】
【化1】

【0022】
これらの中でも、ポリアミン化合物(b1)と反応によって得られるアミン系硬化剤と水との相溶性に優れる点や入手が容易である点から、前記一般式(1)中のR1、R2、R3がそれぞれ同一または異なる炭素原子数1〜4の直鎖状のアルキル基である化合物を用いることが好ましく、Rが水素原子、Qが窒素原子、R1、R2、R3がメチル基であり、Xが塩素原子であるSY−GTA80[商品名、阪本薬品工業株式会社製、NV=80%水溶液、エポキシ当量(固形分):151g/eq]が最も好ましい。
【0023】
また、前出水酸基を有する1価のグリシジル化合物(b4)としては、前出ポリアミン化合物(b1)中の活性水素と反応可能な1価のグリシジル基と水酸基を有する化合物であれば特に制限されずに使用することができる。
【0024】
これらの中でも、グリシジル基のβ位が未置換またはアルキル置換を問わず、1価のグリシジル基に隣接する炭素原子に水酸基、C1〜C4のグリコール末端が導入された化合物を使用することが、得られるアミン系硬化剤(B)の水との相溶性から好ましく、特に水酸基が好ましい。
【0025】
前記ポリアミン化合物(b1)と前記1価のグリシジル化合物(b2)との反応は、無溶剤または適切な溶剤下に行う事ができ、使用できる溶剤としては、前記化合物(b1)と前記1価のグリシジル化合物(b2)とを均一に溶解し、且つ、不活性であれば特に限定されるものではなく、例えば、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール等のアルコール類、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、デカリン等の炭化水素類、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸n−アミル、エトキシエチルプロピロネート、3−メトキシブチルアセテート、メトキシプロピルアセテート、セロソルブアセテート等のエステル類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、プロピルセロソルブ、ブチルセロソルブ、イソブチルセロソロブ、tert−ブチルセロソロブ等のセロソルブ類、モノグライム、ジグライム、トリグライム等のグライム類、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノイソブチルエーテル、プロピレングリコールモノtert−ブチルエーテル等が挙げられ、1種でも2種以上の混合溶剤としても使用することができる。これらの中でも得られる反応生成物の溶液をそのまま本発明の水性エポキシ樹脂組成物として用いることが可能である点から、水単独、又は、水とアルコール類、セロソルブ類、グライム類との混合溶剤を用いることが好ましい。
【0026】
前記ポリアミン化合物(b1)と前記1価のグリシジル化合物(b2)との反応割合としては、特に限定されるものではないが、水性エポキシ樹脂組成物としたときの水分散性と、得られる硬化塗膜の防食性とのバランスに優れる点から、ポリアミン化合物(b1)中のアミノ基の活性水素1当量に対して、1価のグリシジル化合物(b2)中のエポキシ基が0.02〜0.40当量になるように用いて反応することが好ましく、特に0.05〜0.35当量になるように用いることが好ましい。この反応における反応条件としては特に限定されるものではないが、通常50〜130℃、好ましくは70〜120℃で、1〜6時間、好ましくは2〜4時間攪拌することによって、行うことが出来る。
【0027】
前出4級アミン部を有する1価のグリシジル化合物(b3)と水酸基を有する1価のグリシジル化合物(b4)の比率は、ポリアミン化合物(b1)のアミノ基の活性水素1当量に対し4級アミン部を有する1価のグリシジル化合物(b3)中のエポキシ基と水酸基を有する1価のグリシジル化合物(b4)中のエポキシ基の総量が0.05〜0.40当量であれば特に制限されずに使用することができ、(b1)との反応においては予め4級アミン部を有する1価のグリシジル化合物(b3)と水酸基を有する1価のグリシジル化合物(b4)を混合していても良いし、別々に加えても良い。
【0028】
また、本発明の特性を損なわない範囲において、4級アミン部を有する1価のグリシジル化合物(b3)、水酸基を有する1価のグリシジル化合物(b4)以外の1価のグリシジル化合物を使用することができる。例えば、C1〜C18のアルキル基が導入された1価のグリシジルエーテルや、グリシジルエステル、芳香環の1〜5箇所C1〜C9のアルキル置換されたフェノール化合物の1価のグリシジルエーテル、1価のグリシジル基を有するアクリル酸誘導体、1価のグリシジル基を有するメタクリル酸誘導体等が挙げられ、これらは2種以上併用することもできる。
【0029】
前記反応によって得られたアミン系硬化剤(B)は、そのままでも使用しても、必要に応じて溶剤の除去等の精製工程を行っても良い。また、アミン系硬化剤(B)を2種以上併用して、本発明の水性エポキシ樹脂組成物に用いても良い。
【0030】
本発明の水性エポキシ樹脂組成物には、前述のエポキシ樹脂(A)とアミン系硬化剤(B)を用いること以外、なんら制限されるものではなく、本発明の効果を損なわない範囲において、その他のエポキシ樹脂用硬化剤、造膜助剤、他のポリエステル系水性樹脂、アクリル系水性樹脂等、反応性希釈剤、非反応性希釈剤、充填剤、補強剤、顔料、可塑剤、チキソトロピー剤、ハジキ防止剤、ダレ止め剤、流展剤、消泡剤、硬化促進剤、紫外線吸収剤、光安定剤等の添加剤などを適宜併用して用いることも可能である。
【0031】
前記その他の硬化剤としては、特に限定されるものではなく、前記エポキシ樹脂中のエポキシ基と硬化反応することができるものであれば、種々のアミン系化合物、アミド系化合物、酸無水物系化合物、フェノ−ル系化合物などの硬化剤がいずれも用いることができる。例えば、アミン系化合物としてはジアミノジフェニルメタン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ジアミノジフェニルスルホン、イソホロンジアミン、イミダゾ−ル、BF−アミン錯体、グアニジン誘導体等が挙げられ、アミド系化合物としては、ジシアンジアミド、リノレン酸の2量体とエチレンジアミンとより合成されるポリアミド樹脂等が挙げられ、酸無水物系化合物としては、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、無水マレイン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸等が挙げられ、フェノール系化合物としては、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエンフェノール付加型樹脂、フェノールアラルキル樹脂(通称、ザイロック樹脂)、ナフトールアラルキル樹脂、トリメチロールメタン樹脂、テトラフェニロールエタン樹脂、ナフトールノボラック樹脂、ナフトール−フェノール共縮ノボラック樹脂、ナフトール−クレゾール共縮ノボラック樹脂、ビフェニル変性フェノール樹脂(ビスメチレン基でフェノール核が連結された多価フェノール化合物)、ビフェニル変性ナフトール樹脂(ビスメチレン基でフェノール核が連結された多価ナフトール化合物)、アミノトリアジン変性フェノール樹脂(メラミンやベンゾグアナミンなどでフェノール核が連結された多価フェノール化合物)等の多価フェノール化合物及びこれらの変性物が挙げられる。
【0032】
本発明の水性エポキシ樹脂組成物におけるエポキシ樹脂(A)とアミン系硬化剤(B)との配合量としては、特に制限されるものではないが、得られる硬化物の特性が良好である点から、エポキシ樹脂(A)中のエポキシ基の合計1当量に対して、前記アミン系硬化剤(B)を含む硬化剤中の活性基が0.7〜1.5当量になる量が好ましい。
【0033】
前記造膜助剤としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール等の低級アルコール類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、n−プロピルセロソルブ、イソプロピルセロソロブ、ブチルセロソルブ、イソブチルセロソルブ、tert−ブチルセロソルブ等のセロソルブ類、モノグライム、ジグライム、トリグライム等のグライム類、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ポリプロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、ポリプロピレングリコールモノn−ブチルエーテル、ポリプロピレングリコールモノイソブチルエーテル、ポリプロピレングリコールモノ−tert−ブチルエーテル等のプロピレングリコールモノアルキルエーテル類、ダイアセトンアルコールが挙げられる。
【0034】
前記硬化促進剤としては種々のものが使用できるが、例えば、リン系化合物、第3級アミン、イミダゾール、有機酸金属塩、ルイス酸、アミン錯塩等が挙げられる。
【0035】
本発明の水性エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂(A)、アミン系硬化剤(B)及び必要に応じて用いられる添加剤とともに、水中に乳化及び/または分散させて得ることが出来る。このとき、エポキシ樹脂(A)及びアミン系硬化剤(B)を各々乳化及び/または分散させた後に両者を混合する方法、一方を乳化及び/または分散させた中にもう一方を加えて乳化及び/または分散させる方法、あるいは、両者を同時に乳化及び/または分散させる方法の何れでも適用できる。
【0036】
上述のようにして得られた水性エポキシ樹脂組成物は、適当な方法、例えば、刷毛塗り、ローラー、スプレー、ヘラ付け、プレス塗装、ドクターブレード塗り、電着塗装、浸漬塗装等の方法により被塗物に塗布することにより、下塗りまたは中塗り塗料、充填剤、シール材、被膜材、シーリング材、モルタルコーティング材などとして用いられ、特に、防食性に優れることから金属用の防食塗料として有用である。
【0037】
本発明の水性エポキシ樹脂組成物の用途としては、特に制限されるものではないが、例えば、塗料、接着剤、繊維集束剤、コンクリートプライマー等として好適に用いることができる。
【0038】
本発明の水性エポキシ樹脂組成物を塗料用途に用いる場合には、必要に応じて、防錆顔料、着色顔料、体質顔料等の各種フィラーや各種添加剤等を配合することが好ましい。前記防錆顔料としては亜鉛粉末、リンモリブテン酸アルミニウム、リン酸亜鉛、リン酸アルミニウム、クロム酸バリウム、クロム酸アルミニウム、グラファイト等の鱗片状顔料等が挙げられ、着色顔料としては、カーボンブラック、酸化チタン、硫化亜鉛、ベンガラが挙げられ、また体質顔料としては硫酸バリウム、炭酸カルシウム、タルク、カオリン等が挙げられる。これらフィラーの配合量としては、エポキシ樹脂(A)、アミン系硬化剤(B)及び必要に応じて配合されるその他の硬化剤の合計100重量部に対して、10〜70重量部であることが、塗膜性能、塗装作業性等の点から好ましい。
【0039】
前記フィラ−、添加剤の本発明の水性エポキシ樹脂組成物への配合方法は、特に限定されないが、例えば、フィラ−及び添加剤を混合ミキサ−、ボ−ルミル等の装置を用いて十分に混練、均一に分散させた顔料ペーストを予め用意し、これと予めエマルジョン化したエポキシ樹脂とをさらに前記装置を用いて混練、分散した後、所望の濃度に水を用いて調整し、アミン系硬化剤を混合することで得ることが出来る。
【0040】
本発明の水性エポキシ樹脂組成物を塗料用に使用する場合における塗装方法については、特に限定されず、ロールコート、スプレー、刷毛、ヘラ、バーコーター、浸漬塗装、電着塗装方法にて行う事ができ、その加工方法としては、常温乾燥〜加熱硬化を行うことができる。加熱する場合は50〜250℃、好ましくは60〜230℃で、2〜30分、好ましくは5〜20分反応させることにより、塗膜を得ることが出来る。
【0041】
また、本発明の水性エポキシ樹脂組成物を接着剤として使用する場合は、特に限定されず、スプレー、刷毛、ヘラにて基材へ塗布後、基材の接着面を合わせることで行う事ができ、接合部は周囲の固定や圧着する事で強固な接着層を形成することができる。基材としては鋼板、コンクリート、モルタル、木材、樹脂シート、樹脂フィルムが適し、必要に応じて研磨等の物理的処理やコロナ処理等の電気処理、化成処理等の化学処理などの各種表面処理を施した後に塗布すると更に好ましい。
【0042】
また、本発明の水性エポキシ樹脂組成物を繊維集束剤として使用する場合は、特に限定されず行う事ができ、例えば、紡糸直後の繊維にローラーコーターを用いて塗布し、繊維ストランドとして巻き取った後、乾燥を行う方法が挙げられる。用いる繊維としては、特に制限されるものではなく、例えば、ガラス繊維、セラミック繊維、石綿繊維、炭素繊維、ステンレス繊維等の無機繊維、綿、麻等の天然繊維、ポリエステル、ポリアミド、ウレタン等の合成繊維等が挙げられ、その基材の形状としては短繊維、長繊維、ヤーン、マット、シート等が挙げられる。繊維集束剤としての使用量としては繊維に対して樹脂固形分として0.1〜2重量%であることが好ましい。
【0043】
また、本発明の水性エポキシ樹脂組成物をコンクリートプライマーとして使用する場合は、特に限定されず、ロール、スプレー、刷毛、ヘラ、鏝にて行う事ができる。
【実施例】
【0044】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。なお、実施例中「部」、「%」は特に断りのない限り、重量基準である。
【0045】
<エポキシエマルジョンの合成例>
合成例1
EPICLON 1055(大日本インキ化学工業社製、BPA型固形エポキシ樹脂)
500gをベンジルアルコ−ル47.5g、メトキシプロパノ−ル47.5gに100℃で溶解した。この樹脂溶液にNewcol 780(60)(日本乳化剤株式会社製)を25g加え、十分に溶解させた。溶解後、温度を下げ、50〜60℃において高速攪拌しながら、水を分割添加して、不揮発分55%のエマルジョンを得た。得られたエポキシエマルジョン(A−1)はエポキシ当量(溶液値)926g/eq、粘度(25℃)2350mPa・Sであった。
【0046】
合成例2
温度計、撹拌装置、冷却管、窒素導入口を備えた4つ口フラスコにメタキシレンジアミン 187g、プロピルセロソルブ 120.0gを仕込み40℃まで昇温し、EPICLON 850(大日本インキ化学工業製、BPA型液状エポキシ樹脂、エポキシ当量188g/eq)を四分割で258g仕込み、90℃で3時間攪拌した。その後、グリシド−ル 50.9gを発熱に注意しながら順次に徐々に仕込み、100℃で2時間攪拌した。次に、SY−GTA80(阪本薬品工業製、NV=80%水溶液)129.8gを発熱に注意しながら徐々に仕込み、110℃で2時間攪拌した。次に、水を253.7g添加後、均一に溶解し、固形分60%のアミン系硬化剤(B−1)を得た。
【0047】
合成例3
温度計、撹拌装置、冷却管、窒素導入口を備えた4つ口フラスコにメタキシレンジアミン147.3g、イソホロンジアミン 46.0g、プロピルセロソルブ 120.0gを仕込み40℃まで昇温し、EPICLON 850を四分割で283.6g仕込み、90℃で3時間攪拌した。その後、グリシド−ル 50.1gを発熱に注意しながら順次に徐々に仕込み、100℃で2時間攪拌した。次に、SY−GTA80 127.7gを発熱に注意しながら徐々に仕込み、110℃で2時間攪拌した。次に、水を254.0g添加後、均一に溶解し、固形分60%のアミン系硬化剤(B−2)を得た。
【0048】
合成例4
温度計、撹拌装置、冷却管、窒素導入口を備えた4つ口フラスコにトリエチルテトラミン146.6g、プロピルセロソルブ120.0gを仕込み40℃まで昇温し、EPICLON 850を四分割で283.6g仕込み、90℃で3時間攪拌した。その後、グリシド−ル55.8gを発熱に注意しながら順次に徐々に仕込み、100℃で2時間攪拌した。次に、SY−GTA80 142.4gを発熱に注意しながら順次に徐々に仕込み、110℃で2時間攪拌した。次に、水を251.5g添加後、均一に溶解し、固形分60%のアミン系硬化剤(B−3)を得た。
【0049】
合成例5
温度計、撹拌装置、冷却管、窒素導入口を備えた4つ口フラスコにメタキシレンジアミン 186.1g、プロピルセロソルブ120.0gを仕込み40℃まで昇温し、BPF型液状エポキシ樹脂EPICLON 830(大日本インキ化学工業製、BPF型液状エポキシ樹脂、エポキシ当量170g/eq)を四分割で116.3g仕込み、90℃で3時間攪拌した。更に、EPICLON HP−820(大日本インキ化学工業製、t−ブチルカテコール型エポキシ樹脂、エポキシ当量210g/eq)を四分割で143.7g仕込み、90℃で3時間攪拌した。その後、グリシド−ル50.6gを発熱に注意しながら徐々に仕込み、100℃で2時間攪拌した。次に、SY−GTA80 238.4gを発熱に注意しながら徐々に仕込み、110℃で2時間攪拌した。次に、水を232.2g添加後、均一に溶解し、固形分60%のアミン系硬化剤(B−4)を得た。
合成例6
温度計、撹拌装置、冷却管、窒素導入口を備えた4つ口フラスコにメタキシレンジアミン 171.8g、プロピルセロソルブ120.0gを仕込み40℃まで昇温し、EPICLON 850を四分割で237.5g仕込み、90℃で3時間攪拌した。その後、SY−GTA80 238.4gを発熱に注意しながら順次に徐々に仕込み、110℃で2時間攪拌した。次に、水を232.2g添加後、均一に溶解し、固形分60%のアミン系硬化剤(B−5)を得た。
【0050】
合成例7
温度計、撹拌装置、冷却管、窒素導入口を備えた4つ口フラスコにメタキシレンジアミン 205.0g、プロピルセロソルブ120.0gを仕込み40℃まで昇温し、EPICLON 850を四分割で283.4g仕込み、90℃で3時間攪拌した。その後、グリシドール 111.6gを発熱に注意しながら順次に徐々に仕込み、100℃で2時間攪拌した。次に、水を280.0g添加後、均一に溶解し、固形分60%のアミン系硬化剤(B−6)を得た。
【0051】
合成例8
温度計、撹拌装置、冷却管、窒素導入口を備えた4つ口フラスコにメタキシレンジアミン 148.6g、プロピルセロソルブ120.0gを仕込み40℃まで昇温し、EPICLON 850を四分割で205.5g仕込み、90℃で3時間攪拌した。その後、グリシドール 80.9gを発熱に注意しながら順次に徐々に仕込み、100℃で2時間攪拌した。次に、水を238.7g添加後、均一に溶解し、固形分60%のアミン系硬化剤(B−7)を得た。
【0052】
合成例9
温度計、撹拌装置、冷却管、窒素導入口を備えた4つ口フラスコにポリプロピレングリコ−ルジアミン化合物(H2N−(C3H60)3−C3H6−NH2)488.1g及びエポキシ当量315のビスフェノ−ルAプロピレンオキシド5モル付加物のジグリシジルエ−テル311gを四分割で仕込み、80℃で2時間攪拌した。次に、水200gを加え、十分に攪拌を行い固形分80%のアミン系硬化剤(B−8)を得た。
【0053】
実施例1〜4、及び比較例1〜4
合成例1〜9で得られたエマルジョン及びアミン系硬化剤に表1に示す成分を配合し、水性塗料を調整した。これらの水性塗料に対して塗膜の鉛筆硬度、耐衝撃性(デュポン式衝撃試験)、耐食性(塩水噴霧、5%水酸化ナトリウム浸漬試験、5%塩酸浸漬試験)の試験をした。その結果を表2に示す。
【0054】
<試験片の作製方法>
調整した水性塗料を冷間熱延鋼板(JIS,G,3141(SPCC、SB)、0.8×70×150mmにサンドペ−パ−#240表面処理を施したもの)にバ−コ−タ−にて乾燥膜厚60μmになるように塗布し、25℃で7日間乾燥させ試験片を作製した。
【0055】
なお、各評価項目試験は以下の方法に従って行った。
【0056】
鉛筆硬度
JIS K5400−6.14に準拠して実施した。
【0057】
耐衝撃性
JIS K5400−7.8に準拠してデュポン衝撃試験(300g)を実施した。
○:50cmまで異常なし
△:45cmまで異常なし
×:40cmまで異常なし
【0058】
耐食性
JIS K5400−7.8に準拠して塩水噴霧試験(300時間)を行った。また、
前記試験片を5%水酸化ナトリウム水溶液、5%塩酸の薬液に25℃で7日間浸漬した。
○:異常なし、錆なし
△:フクレ発生、錆なし
×:著しいフクレ、錆発生
【0059】
【表1】

【0060】
表1中の酸化チタンはCR−97 石原産業株式会社製、タルクはタルク1号 竹原化学工業社製、炭酸カルシウムはBrilliant 1500 白石工業株式会社製である。
【0061】
【表2】




【特許請求の範囲】
【請求項1】
エポキシ樹脂(A)とアミン系硬化剤(B)とを含有する水性エポキシ樹脂組成物であり、該アミン系硬化剤(B)がポリアミン化合物(b1)と1価のグリシジル化合物(b2)とを反応させて得られる化合物であることを特徴とする水性エポキシ樹脂組成物。
【請求項2】
前記アミン系硬化剤(B)が、ポリアミン化合物(b1)中のアミノ基の活性水素1当量に対して、1価のグリシジル化合物(b2)中のエポキシ基が0.02〜0.40当量になるように用いて反応させたものである請求項1記載の水性エポキシ樹脂組成物。
【請求項3】
1価のグリシジル化合物が(b2)が、4級アミン部を有する1価のモノグリシジル化合物(b3)と水酸基を有する1価のグリシジル化合物(b4)を含有するものである請求項1または2記載の水性エポキシ樹脂組成物。
【請求項4】
4級アミン部を有するモノグリシジル化合物(b3)が下記一般式(1)
【化1】

(式中、Rは水素原子又はメチル基を、Qは窒素原子又はリン原子であり、Xは塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を、R、R、Rはそれぞれ独立にアルキル基又はアリール基を表す。)
で表される化合物である請求項3記載の水性エポキシ樹脂組成物。
【請求項5】
水酸基を有する1価のグリシジル化合物(b4)がグリシドールである請求項1〜4何れか1項記載の水性エポキシ樹脂組成物。
【請求項6】
ポリアミン化合物(b1)が、鎖状脂肪族ポリアミン化合物である請求項1〜5の何れか1項記載の水性エポキシ樹脂組成物。
【請求項7】
ポリアミン化合物(b1)が、1価のグリシジル化合物(b2)以外のエポキシ付加物である請求項1〜6の何れか1項記載の水性エポキシ樹脂組成物。
【請求項8】
エポキシ樹脂(A)がエポキシ樹脂エマルジョンである請求項1記載の水性エポキシ樹脂組成物。


【公開番号】特開2007−277392(P2007−277392A)
【公開日】平成19年10月25日(2007.10.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−105136(P2006−105136)
【出願日】平成18年4月6日(2006.4.6)
【出願人】(000002886)大日本インキ化学工業株式会社 (2,597)
【Fターム(参考)】