JP2015193814A - コア/シェル型主剤粒子および一液熱硬化性樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】 長時間の貯蔵安定性と低温硬化性が良好で、かつ接着強度に優れた一液熱硬化性樹脂組成物を与えるコア/シェル型主剤粒子を提供する。【解決手段】 コアがエポキシ基含有化合物を含有し、シェルが5,000〜150,000の重量平均分子量を有する熱可塑性樹脂を含有するコア/シェル型主剤粒子;該コア/シェル型主剤粒子、並びにエポキシ基と反応し得るアミノ基を少なくとも2個有する化合物および/またはエポキシ重合触媒である硬化剤を含有してなる一液熱硬化性樹脂組成物;該一液熱硬化性樹脂組成物を反応、硬化させてなる硬化物。【選択図】なし
Description
本発明はコア/シェル型主剤粒子に関する。さらに詳しくはコアにエポキシ基含有化合物を含有し、シェルに熱可塑性樹脂を含有するコア/シェル型主剤粒子およびそれを含有してなる一液熱硬化性樹脂組成物に関する。
従来から、エポキシ基を含有する化合物は、接着剤や塗料、コーティング剤等の多岐にわたる用途に用いられている。またエポキシ基を含有する化合物は、通常、各種硬化剤や硬化促進剤と併用され、熱硬化される場合が多い。これら汎用の熱硬化性樹脂組成物は、エポキシ基を含有する化合物と硬化剤、必要により硬化促進剤が混合されているが、これらを混合する様式により、一液型と二液型の二種類に大別される。一液型は、室温では反応しない潜在型の硬化剤をエポキシ基含有化合物と混合した状態で保管しておき、使用する際に、例えば高温に加熱することにより硬化剤を活性化させて反応を進行させる。一方で二液型は、別々に保管しておいたエポキシ基含有化合物と硬化剤を、使用する直前に混合し反応を進行させる。このようにして使用されているエポキシ基含有化合物を含む熱硬化性樹脂組成物であるが、一液型では潜在型の硬化剤を活性化させるために180℃以上の高温を必要とするためエネルギーコストが非常に高く、二液型では混合した後の可使時間が短く多量に使用する場合には少量ずつ何度も配合する必要があるため、作業効率が悪いものであった。
作業効率の良い一液型の接着剤について、その硬化温度を下げることを目的として、接着剤に用いる潜在型の硬化剤を、常温で固体であって軟化点が90〜120℃であるエポキシ樹脂とポリアミンの反応生成物(例えば、特許文献1参照)とする方法が知られている。
作業効率の良い一液型の接着剤について、その硬化温度を下げることを目的として、接着剤に用いる潜在型の硬化剤を、常温で固体であって軟化点が90〜120℃であるエポキシ樹脂とポリアミンの反応生成物(例えば、特許文献1参照)とする方法が知られている。
しかしながら、上記特許文献1の技術では、低温硬化性はある程度改善されたものの、貯蔵安定性や基材との接着性が十分ではなかった。
本発明の目的は、長時間の貯蔵安定性と低温硬化性が良好で、かつ接着強度に優れた一液熱硬化性樹脂組成物を与えるコア/シェル型主剤粒子を提供することにある。
なお、本発明において、貯蔵安定性に優れるとは、40℃で静置したとき、一液熱硬化性樹脂組成物の粘度変化が小さいこと、低温硬化性に優れるとは140℃、20分の焼付け後の引張り接着強度が高いことを意味し、それぞれは後述の方法により評価することができる。
本発明の目的は、長時間の貯蔵安定性と低温硬化性が良好で、かつ接着強度に優れた一液熱硬化性樹脂組成物を与えるコア/シェル型主剤粒子を提供することにある。
なお、本発明において、貯蔵安定性に優れるとは、40℃で静置したとき、一液熱硬化性樹脂組成物の粘度変化が小さいこと、低温硬化性に優れるとは140℃、20分の焼付け後の引張り接着強度が高いことを意味し、それぞれは後述の方法により評価することができる。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明に到達した。すなわち、本発明は、コアがエポキシ基含有化合物(A)を含有し、シェルが5,000〜150,000の重量平均分子量を有する熱可塑性樹脂(B)を含有するコア/シェル型主剤粒子(D);該(D)、並びにエポキシ基と反応し得るアミノ基を少なくとも2個有する化合物(E1)および/またはエポキシ重合触媒(E2)である硬化剤(E)を含有してなる一液熱硬化性樹脂組成物(X);該(X)を反応、硬化させてなる硬化物である。
本発明のコア/シェル型主剤粒子(D)は以下の効果を奏する。
(1)コアであるエポキシ基含有化合物(A)の被覆率が高く、一液熱硬化性樹脂組成物(X)の貯蔵安定性が極めて良好である。
(2)コア/シェル型主剤粒子(D)を含有してなる一液熱硬化性樹脂組成物(X)は、硬化性とくに低温硬化性に優れる。
(3)該組成物(X)を反応、硬化させてなる硬化物は、基材との接着性(接着強度)に優れる。
(1)コアであるエポキシ基含有化合物(A)の被覆率が高く、一液熱硬化性樹脂組成物(X)の貯蔵安定性が極めて良好である。
(2)コア/シェル型主剤粒子(D)を含有してなる一液熱硬化性樹脂組成物(X)は、硬化性とくに低温硬化性に優れる。
(3)該組成物(X)を反応、硬化させてなる硬化物は、基材との接着性(接着強度)に優れる。
[エポキシ基含有化合物(A)]
本発明におけるエポキシ基含有化合物(A)は、分子内に少なくとも2個のエポキシ基を有するものであり、芳香環含有ポリエポキシド(A1)、脂肪族ポリエポキシド(A2)、脂環含有ポリエポキシド(A3)、および複素環含有ポリエポキシド(A4)等が挙げられる。
本発明におけるエポキシ基含有化合物(A)は、分子内に少なくとも2個のエポキシ基を有するものであり、芳香環含有ポリエポキシド(A1)、脂肪族ポリエポキシド(A2)、脂環含有ポリエポキシド(A3)、および複素環含有ポリエポキシド(A4)等が挙げられる。
(A1)芳香環含有ポリエポキシド
2価〜10価またはそれ以上の、多価フェノールのポリグリシジルエーテル(A1−1)、芳香環含有ポリグリシジルアミン(A1−2)、その他の芳香環含有ポリエポキシド(A1−3)およびこれらの混合物が挙げられる。
2価〜10価またはそれ以上の、多価フェノールのポリグリシジルエーテル(A1−1)、芳香環含有ポリグリシジルアミン(A1−2)、その他の芳香環含有ポリエポキシド(A1−3)およびこれらの混合物が挙げられる。
(A1−1)多価フェノールのポリグリシジルエーテル
(A1−1)を構成する多価フェノールとしては、2価〜10価またはそれ以上の、炭素数(以下Cと略記)6以上かつ数平均分子量[以下Mnと略記。測定は後述の条件でのGPC法による。]10,000以下の多価フェノール(ビスフェノールA、−F、−B、−ADおよび−S、ハロゲン化ビスフェノールA、ピロガロール、フェノールノボラック、クレゾールノボラック等)が挙げられ、それらのポリグリシジルエーテルとしては、ビスフェノールA型ポリグリシジルエーテル(ビスフェノールA2モルとエピクロロヒドリン3モルまたはそれ以上との反応から得られるポリグリシジルエーテル)、ビスフェノールF型ポリグリシジルエーテル、ビスフェノールS型ポリグリシジルエーテル、フェノールノボラック型ポリグリシジルエーテル、クレゾールノボラック型ポリグリシジルエーテル等が挙げられる。
その他の2価〜10価またはそれ以上のポリグリシジルエーテルとしては、フェノールとグリオキザール、グルタールアルデヒドもしくはホルムアルデヒドとの縮合反応によって得られるポリフェノールのポリグリシジルエーテル、レゾルシンとアセトンの縮合反応によって得られるポリフェノールのポリグリシジルエーテル等が挙げられる。
(A1−1)を構成する多価フェノールとしては、2価〜10価またはそれ以上の、炭素数(以下Cと略記)6以上かつ数平均分子量[以下Mnと略記。測定は後述の条件でのGPC法による。]10,000以下の多価フェノール(ビスフェノールA、−F、−B、−ADおよび−S、ハロゲン化ビスフェノールA、ピロガロール、フェノールノボラック、クレゾールノボラック等)が挙げられ、それらのポリグリシジルエーテルとしては、ビスフェノールA型ポリグリシジルエーテル(ビスフェノールA2モルとエピクロロヒドリン3モルまたはそれ以上との反応から得られるポリグリシジルエーテル)、ビスフェノールF型ポリグリシジルエーテル、ビスフェノールS型ポリグリシジルエーテル、フェノールノボラック型ポリグリシジルエーテル、クレゾールノボラック型ポリグリシジルエーテル等が挙げられる。
その他の2価〜10価またはそれ以上のポリグリシジルエーテルとしては、フェノールとグリオキザール、グルタールアルデヒドもしくはホルムアルデヒドとの縮合反応によって得られるポリフェノールのポリグリシジルエーテル、レゾルシンとアセトンの縮合反応によって得られるポリフェノールのポリグリシジルエーテル等が挙げられる。
(A1−2)芳香環含有ポリグリシジルアミン
(A1−2)を構成する芳香環含有アミンとしては、例えば、C6〜30の芳香環含有1価〜4価またはそれ以上の芳香環含有ポリアミン(アニリン、1,3−および/または1,4−フェニレンジアミン等)が挙げられ、それらのポリグリシジルアミンとしては、ジグリシジルアミン[N,N−ジグリシジルアニリン等]、テトラグリシジルまたはそれ以上のポリグリシジルアミン[1,3−および/または1,4−フェニレンテトラグリシジルアミン、2,4−および/または2,6−トリレンテトラグリシジルアミン等]が挙げられる。
(A1−2)を構成する芳香環含有アミンとしては、例えば、C6〜30の芳香環含有1価〜4価またはそれ以上の芳香環含有ポリアミン(アニリン、1,3−および/または1,4−フェニレンジアミン等)が挙げられ、それらのポリグリシジルアミンとしては、ジグリシジルアミン[N,N−ジグリシジルアニリン等]、テトラグリシジルまたはそれ以上のポリグリシジルアミン[1,3−および/または1,4−フェニレンテトラグリシジルアミン、2,4−および/または2,6−トリレンテトラグリシジルアミン等]が挙げられる。
(A1−3)その他の芳香環含有ポリエポキシド
TDIまたはMDIとグリシドールとの付加反応によって得られるジグリシジルウレタン化合物、TDIまたはMDIにグリシドールおよびポリオールを反応させて得られるグリシジル基含有ポリウレタン(プレ)ポリマー、ビスフェノールAのアルキレンオキシド(以下AOと略記)[エチレンオキシド(以下EOと略記)またはプロピレンオキシド(以下POと略記)]付加物のジグリシジルエーテルが挙げられる。
TDIまたはMDIとグリシドールとの付加反応によって得られるジグリシジルウレタン化合物、TDIまたはMDIにグリシドールおよびポリオールを反応させて得られるグリシジル基含有ポリウレタン(プレ)ポリマー、ビスフェノールAのアルキレンオキシド(以下AOと略記)[エチレンオキシド(以下EOと略記)またはプロピレンオキシド(以下POと略記)]付加物のジグリシジルエーテルが挙げられる。
(A2)脂肪族ポリエポキシド
2〜8価の、脂肪族多価アルコールのポリグリシジルエーテル(A2−1)、脂肪族ポリカルボン酸のポリグリシジルエステル(A2−2)および脂肪族ポリグリシジルアミン(A2−3)およびこれらの混合物が挙げられる。
2〜8価の、脂肪族多価アルコールのポリグリシジルエーテル(A2−1)、脂肪族ポリカルボン酸のポリグリシジルエステル(A2−2)および脂肪族ポリグリシジルアミン(A2−3)およびこれらの混合物が挙げられる。
(A2−1)脂肪族多価アルコールのポリグリシジルエーテル
(A2−1)を構成する多価アルコールとしては、C2以上かつMn1,000以下の多価アルコール[エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビトール(以下それぞれEG、PG、PEG、PPG、TMP、GR、PE、SOと略記)等]が挙げられ、それらのポリグリシジルエーテルとしては、ジグリシジルエーテル[EGジグリシジルエーテル、PGジグリシジルエーテル、PEG(Mn100〜1,000)ジグリシジルエーテル、PPG(Mn100〜1,500)ジグリシジルエーテル等]、トリグリシジルエーテル[TMPトリグリシジルエーテルおよびGRトリグリシジルエーテル等]、4価以上のポリグリシジルエーテル[PEテトラグリシジルエーテル、SOポリグリシジルエーテル、SOポリグリシジルエーテル、ジPEポリグリシジルエーテル、ポリ(重合度2〜20)GRポリグリシジルエーテル等]等が挙げられる。
(A2−1)を構成する多価アルコールとしては、C2以上かつMn1,000以下の多価アルコール[エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビトール(以下それぞれEG、PG、PEG、PPG、TMP、GR、PE、SOと略記)等]が挙げられ、それらのポリグリシジルエーテルとしては、ジグリシジルエーテル[EGジグリシジルエーテル、PGジグリシジルエーテル、PEG(Mn100〜1,000)ジグリシジルエーテル、PPG(Mn100〜1,500)ジグリシジルエーテル等]、トリグリシジルエーテル[TMPトリグリシジルエーテルおよびGRトリグリシジルエーテル等]、4価以上のポリグリシジルエーテル[PEテトラグリシジルエーテル、SOポリグリシジルエーテル、SOポリグリシジルエーテル、ジPEポリグリシジルエーテル、ポリ(重合度2〜20)GRポリグリシジルエーテル等]等が挙げられる。
(A2−2)脂肪族ポリカルボン酸のポリグリシジルエステル
(A2−2)を構成する脂肪族ポリカルボン酸としては、2〜6価でC4〜24の脂肪族ポリカルボン酸[コハク酸、アジピン酸、(メタ)アクリル酸等]が挙げられ、それらのポリグリシジルエステルとしては、ジグリシジルエステル[コハク酸ジグリシジル、アジピン酸ジグリシジル等]、テトラグリシジルエステル[ブタンテトラカルボン酸テトラグリシジル等]、不飽和カルボン酸グリシジルエステル[(メタ)アクリル酸グリシジルエステル等]が挙げられる。 また、脂肪族ポリカルボン酸のポリグリシジルエステルとしては、(メタ)アクリル酸グリシジルエステルなどの不飽和カルボン酸のグリシジルエステルの重合体および共重合体も挙げられる。
(A2−3)脂肪族ポリグリシジルアミン
2〜6価でC2〜24の脂肪族アミンのポリグリシジルアミン、例えばエチレンジアミンのテトラグリシジルアミンが挙げられる。
(A2−2)を構成する脂肪族ポリカルボン酸としては、2〜6価でC4〜24の脂肪族ポリカルボン酸[コハク酸、アジピン酸、(メタ)アクリル酸等]が挙げられ、それらのポリグリシジルエステルとしては、ジグリシジルエステル[コハク酸ジグリシジル、アジピン酸ジグリシジル等]、テトラグリシジルエステル[ブタンテトラカルボン酸テトラグリシジル等]、不飽和カルボン酸グリシジルエステル[(メタ)アクリル酸グリシジルエステル等]が挙げられる。 また、脂肪族ポリカルボン酸のポリグリシジルエステルとしては、(メタ)アクリル酸グリシジルエステルなどの不飽和カルボン酸のグリシジルエステルの重合体および共重合体も挙げられる。
(A2−3)脂肪族ポリグリシジルアミン
2〜6価でC2〜24の脂肪族アミンのポリグリシジルアミン、例えばエチレンジアミンのテトラグリシジルアミンが挙げられる。
(A3)脂環含有ポリエポキシド
2〜6価でC6〜36の脂環含有化合物のポリエポキシドが挙げられ、脂環含有不飽和炭化水素のポリエポキシドとしては、C6〜24で1分子中に2個またはそれ以上の二重結合を有する炭化水素のポリエポキシド[ビニルシクロヘキセンジオキシド、ジシクロペンタジエンジオキシド等]、脂環含有エーテルおよび脂環含有エステルのポリエポキシド[ビス(2,3−エポキシシクロペンチル)エーテル、EGビスエポキシジシクロペンチルエール等]、前記芳香環含有ポリエポキシドの核水添物も含まれる。
2〜6価でC6〜36の脂環含有化合物のポリエポキシドが挙げられ、脂環含有不飽和炭化水素のポリエポキシドとしては、C6〜24で1分子中に2個またはそれ以上の二重結合を有する炭化水素のポリエポキシド[ビニルシクロヘキセンジオキシド、ジシクロペンタジエンジオキシド等]、脂環含有エーテルおよび脂環含有エステルのポリエポキシド[ビス(2,3−エポキシシクロペンチル)エーテル、EGビスエポキシジシクロペンチルエール等]、前記芳香環含有ポリエポキシドの核水添物も含まれる。
(A4)複素環含有ポリエポキシド(A4)としては、2〜6価でC5〜30のもの、例えばトリスグリシジルメラミン等が挙げられる。
これらのエポキシ基含有化合物(A)のうち、後述の樹脂組成物(X)の貯蔵安定性および接着強度の観点から、好ましいのは(A1)、(A2)さらに好ましいのは多価フェノールのポリグリシジルエーテル(A1−1)、脂肪族多価アルコールのポリグリシジルエーテル(A2−1)、とくに好ましいのはビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、フェノールノボラック、クレゾールノボラック型ポリグリシジルエーテルである。
エポキシ基含有化合物(A)のMnは、接着強度および樹脂組成物(X)貯蔵安定性の観点から、好ましくは500〜20,000、さらに好ましくは700〜10,000、とくに好ましくは900〜7,000、最も好ましくは1,000〜4,000である。
本発明におけるMnおよびMw(重量平均分子量)は、次の条件でのGPC法により測定される。
装置 :「Alliance」日本ウォーターズ(株)製
カラム :Guardcolumn Super H−L
TSKgel Super H4000
TSKgel Super H3000
TSKgel Super H2000
(上記カラムを直列に接続する。)
溶媒 :テトラヒドロフラン(THF)
基準物質:ポリスチレン
試料溶液:0.25重量%のテトラヒドロフラン(THF)溶液
カラム温度:40℃
装置 :「Alliance」日本ウォーターズ(株)製
カラム :Guardcolumn Super H−L
TSKgel Super H4000
TSKgel Super H3000
TSKgel Super H2000
(上記カラムを直列に接続する。)
溶媒 :テトラヒドロフラン(THF)
基準物質:ポリスチレン
試料溶液:0.25重量%のテトラヒドロフラン(THF)溶液
カラム温度:40℃
(A)中のエポキシ基の数は、後述する一液熱硬化性樹脂組成物(X)を硬化させてなる硬化物の接着強度および(X)の貯蔵安定性の観点から好ましくは2〜30、さらに好ましくは4〜10である。
(A)のエポキシ当量(単位:g/eq。以下において数値のみを示す。)は、後述の樹脂組成物(X)の貯蔵安定性および(X)を硬化させてなる硬化物の接着強度の観点から好ましくは100〜10,000、さらに好ましくは200〜2,000である。
(A)のエポキシ当量(単位:g/eq。以下において数値のみを示す。)は、後述の樹脂組成物(X)の貯蔵安定性および(X)を硬化させてなる硬化物の接着強度の観点から好ましくは100〜10,000、さらに好ましくは200〜2,000である。
また、(A)の軟化点は、後述の樹脂組成物(X)の貯蔵安定性および低温硬化性の観点から、好ましくは0〜170℃、さらに好ましくは10〜140℃、とくに好ましくは20〜130℃である。なお、本発明において軟化点は環球法(JIS K7234、「エポキシ樹脂の軟化点試験方法」の「4.1環球法」)に準拠して測定される。
[熱可塑性樹脂(B)]
本発明における熱可塑性樹脂(B)としては、重量平均分子量(Mwと略記することがある)が5,000〜150,000、好ましくは8,000〜100,000であり、後述の製法でシェルを形成しうる樹脂であれば特に組成は限定されない。
該Mwが5,000未満では後述の一液熱硬化性樹脂組成物(X)の貯蔵安定性が悪くなり、また該Mwが150,000超では、(X)の低温硬化性が悪くなる 。
なお、Mwは後述のGPC法で測定できる。
また、(B)の軟化点は、(X)の貯蔵安定性および低温硬化性の観点から、好ましくは30〜170℃、さらに好ましくは40〜155℃、とくに好ましくは50〜130℃である。なお、本発明において軟化点は環球法(JIS K7234、「エポキシ樹脂の軟化点試験方法」の「4.1環球法」)に準拠して測定される。
本発明における熱可塑性樹脂(B)としては、重量平均分子量(Mwと略記することがある)が5,000〜150,000、好ましくは8,000〜100,000であり、後述の製法でシェルを形成しうる樹脂であれば特に組成は限定されない。
該Mwが5,000未満では後述の一液熱硬化性樹脂組成物(X)の貯蔵安定性が悪くなり、また該Mwが150,000超では、(X)の低温硬化性が悪くなる 。
なお、Mwは後述のGPC法で測定できる。
また、(B)の軟化点は、(X)の貯蔵安定性および低温硬化性の観点から、好ましくは30〜170℃、さらに好ましくは40〜155℃、とくに好ましくは50〜130℃である。なお、本発明において軟化点は環球法(JIS K7234、「エポキシ樹脂の軟化点試験方法」の「4.1環球法」)に準拠して測定される。
(B)としては、例えば、ビニル樹脂(B1)、ポリエステル樹脂(B2)、ポリウレタン樹脂(B3)、ポリウレア樹脂(B4)、ポリカーボネート樹脂(B5)、およびこれらの混合物が挙げられる。
(B1)ビニル樹脂
ビニル樹脂は、ビニルモノマーを単独重合または共重合したポリマーである。ビニルモノマーとしては、下記(a1)〜(a10)が挙げられる。
ビニル樹脂は、ビニルモノマーを単独重合または共重合したポリマーである。ビニルモノマーとしては、下記(a1)〜(a10)が挙げられる。
(a1)ビニル炭化水素:
(a1−1)脂肪族ビニル炭化水素:アルケン、例えばエチレン、プロピレン、前記以外のα−オレフィン等;アルカジエン、例えばブタジエン、イソプレン。
(a1−2)脂環式ビニル炭化水素:モノ−もしくはジ−シクロアルケンおよびアルカジエン、例えばシクロヘキセン、(ジ)シクロペンタジエン等;テルペン、例えばピネン、リモネン等。
(a1−3)芳香族ビニル炭化水素:スチレンおよびそのハイドロカルビル(アルキル、シクロアルキル、アラルキルおよび/またはアルケニル)置換体、例えばα−メチルスチレン、ビニルトルエン、エチルスチレン等;およびビニルナフタレン。
(a1−1)脂肪族ビニル炭化水素:アルケン、例えばエチレン、プロピレン、前記以外のα−オレフィン等;アルカジエン、例えばブタジエン、イソプレン。
(a1−2)脂環式ビニル炭化水素:モノ−もしくはジ−シクロアルケンおよびアルカジエン、例えばシクロヘキセン、(ジ)シクロペンタジエン等;テルペン、例えばピネン、リモネン等。
(a1−3)芳香族ビニル炭化水素:スチレンおよびそのハイドロカルビル(アルキル、シクロアルキル、アラルキルおよび/またはアルケニル)置換体、例えばα−メチルスチレン、ビニルトルエン、エチルスチレン等;およびビニルナフタレン。
(a2)カルボキシル基含有ビニルモノマー及びその塩:
炭素数3〜30の不飽和モノカルボン酸、不飽和ジカルボン酸ならびにその無水物およびそのモノアルキル(炭素数1〜24)エステル、例えば(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸モノアルキルエステル、(無水)マレイン酸、イタコン酸、桂皮酸等のカルボキシル基含有ビニルモノマー。
炭素数3〜30の不飽和モノカルボン酸、不飽和ジカルボン酸ならびにその無水物およびそのモノアルキル(炭素数1〜24)エステル、例えば(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸モノアルキルエステル、(無水)マレイン酸、イタコン酸、桂皮酸等のカルボキシル基含有ビニルモノマー。
(a3)スルホン基含有ビニルモノマー、ビニル硫酸モノエステル化物及びこれらの塩:
炭素数2〜14のアルケンスルホン酸、例えばビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸;およびその炭素数2〜24のアルキル誘導体、例えばα−メチルスチレンスルホン酸等;スルホ(ヒドロキシ)アルキル−(メタ)アクリレートもしくは(メタ)アクリルアミド、例えば、スルホプロピル(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、ポリ(n=2〜30)オキシアルキレン(エチレン、プロピレン、ブチレン:単独、ランダム、ブロックでもよい)モノ(メタ)アクリレートの硫酸エステル[ポリ(n=5〜15)オキシプロピレンモノメタクリレート硫酸エステル等]、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル、および下記一般式(3−1)〜(3−3)で示される硫酸エステルもしくはスルホン酸基含有モノマー;並びにそれらの塩等。
O−(AO)nSO3H
|
CH2=CHCH2−OCH2CHCH2O−Ar−R (3−1)
CH=CH−CH3
|
R−Ar−O−(AO)nSO3H (3−2)
CH2COOR’
|
HO3SCHCOOCH2CH(OH)CH2OCH2CH=CH2 (3−3)
(式中、Rは炭素数1〜15のアルキル基、Aは炭素数2〜4のアルキレン基を示し、nが複数の場合同一でも異なっていてもよく、異なる場合はランダムでもブロックでもよい。Arはベンゼン環を示し、nは1〜50の整数を示し、R’はフッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜15のアルキル基を示す。)
炭素数2〜14のアルケンスルホン酸、例えばビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸;およびその炭素数2〜24のアルキル誘導体、例えばα−メチルスチレンスルホン酸等;スルホ(ヒドロキシ)アルキル−(メタ)アクリレートもしくは(メタ)アクリルアミド、例えば、スルホプロピル(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、ポリ(n=2〜30)オキシアルキレン(エチレン、プロピレン、ブチレン:単独、ランダム、ブロックでもよい)モノ(メタ)アクリレートの硫酸エステル[ポリ(n=5〜15)オキシプロピレンモノメタクリレート硫酸エステル等]、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル、および下記一般式(3−1)〜(3−3)で示される硫酸エステルもしくはスルホン酸基含有モノマー;並びにそれらの塩等。
O−(AO)nSO3H
|
CH2=CHCH2−OCH2CHCH2O−Ar−R (3−1)
CH=CH−CH3
|
R−Ar−O−(AO)nSO3H (3−2)
CH2COOR’
|
HO3SCHCOOCH2CH(OH)CH2OCH2CH=CH2 (3−3)
(式中、Rは炭素数1〜15のアルキル基、Aは炭素数2〜4のアルキレン基を示し、nが複数の場合同一でも異なっていてもよく、異なる場合はランダムでもブロックでもよい。Arはベンゼン環を示し、nは1〜50の整数を示し、R’はフッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜15のアルキル基を示す。)
(a4)リン酸基含有ビニルモノマー及びその塩:
(メタ)アクリロイルオキシアルキル(C1〜C24)リン酸モノエステル、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリロイルホスフェート、(メタ)アクリロイルオキシアルキル(炭素数1〜24)ホスホン酸、例えば2−アクリロイルオキシエチルホスホン酸等。
なお、上記(a2)〜(a4)の塩としては、例えばアルカリ金属塩(ナトリウム塩、カリウム塩等)、アルカリ土類金属塩(カルシウム塩、マグネシウム塩等)、アンモニウム塩、アミン塩もしくは4級アンモニウム塩が挙げられる。
(メタ)アクリロイルオキシアルキル(C1〜C24)リン酸モノエステル、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリロイルホスフェート、(メタ)アクリロイルオキシアルキル(炭素数1〜24)ホスホン酸、例えば2−アクリロイルオキシエチルホスホン酸等。
なお、上記(a2)〜(a4)の塩としては、例えばアルカリ金属塩(ナトリウム塩、カリウム塩等)、アルカリ土類金属塩(カルシウム塩、マグネシウム塩等)、アンモニウム塩、アミン塩もしくは4級アンモニウム塩が挙げられる。
(a5)ヒドロキシル基含有ビニルモノマー:
ヒドロキシスチレン、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等。
ヒドロキシスチレン、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等。
(a6)含窒素ビニルモノマー:
(a6)としては、例えば(a6−1)〜(a6−5)が挙げられる。
(a6−1)アミノ基含有ビニルモノマー:アミノエチル(メタ)アクリレート、ジメ
チルアミノエチル(メタ)アクリレート、N−アミノエチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アリルアミン、4ービニルピリジン、これらの塩等;
(a6−2)アミド基含有ビニルモノマー:(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド等;
(a6−3)ニトリル基含有ビニルモノマー:(メタ)アクリロニトリル、シアノスチレン、シアノアクリレート等;
(a6−4)4級アンモニウムカチオン基含有ビニルモノマー:ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド等の3級アミン基含有ビニルモノマーの4級化物(メチルクロライド、ジメチル硫酸、ベンジルクロライド、ジメチルカーボネート等の4級化剤を用いて4級化したもの);
(a6−5)ニトロ基含有ビニルモノマー:ニトロスチレン等。
(a6)としては、例えば(a6−1)〜(a6−5)が挙げられる。
(a6−1)アミノ基含有ビニルモノマー:アミノエチル(メタ)アクリレート、ジメ
チルアミノエチル(メタ)アクリレート、N−アミノエチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アリルアミン、4ービニルピリジン、これらの塩等;
(a6−2)アミド基含有ビニルモノマー:(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド等;
(a6−3)ニトリル基含有ビニルモノマー:(メタ)アクリロニトリル、シアノスチレン、シアノアクリレート等;
(a6−4)4級アンモニウムカチオン基含有ビニルモノマー:ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド等の3級アミン基含有ビニルモノマーの4級化物(メチルクロライド、ジメチル硫酸、ベンジルクロライド、ジメチルカーボネート等の4級化剤を用いて4級化したもの);
(a6−5)ニトロ基含有ビニルモノマー:ニトロスチレン等。
(a7)エポキシ基含有ビニルモノマー:
グルシジル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、p−ビニルフェニルフェニルオキサイド等。
グルシジル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、p−ビニルフェニルフェニルオキサイド等。
(a8)ハロゲン元素含有ビニルモノマー:
塩化ビニル、臭化ビニル、塩化ビニリデン、アリルクロライド、クロルスチレン、ジクロルスチレン、クロロメチルスチレン、テトラフルオロスチレン、クロロプレン等。
塩化ビニル、臭化ビニル、塩化ビニリデン、アリルクロライド、クロルスチレン、ジクロルスチレン、クロロメチルスチレン、テトラフルオロスチレン、クロロプレン等。
(a9)ビニルエステル、ビニル(チオ)エーテル、ビニルケトン、ビニルスルホン:
(a9−1)ビニルエステル、例えば酢酸ビニル、ビニルブチレート、炭素数1〜50のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート[メチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート等]等;
(a9−2)ビニル(チオ)エーテル、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル等
(a9−3)ビニルケトン、例えばビニルメチルケトン、ビニルフェニルケトン;
ビニルスルホン、例えばジビニルサルファイド、p−ビニルジフェニルサルファイド等。
(a9−1)ビニルエステル、例えば酢酸ビニル、ビニルブチレート、炭素数1〜50のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート[メチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート等]等;
(a9−2)ビニル(チオ)エーテル、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル等
(a9−3)ビニルケトン、例えばビニルメチルケトン、ビニルフェニルケトン;
ビニルスルホン、例えばジビニルサルファイド、p−ビニルジフェニルサルファイド等。
(a10)その他のビニルモノマー:
イソシアナトエチル(メタ)アクリレート、m−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジルイソシアネート等。
イソシアナトエチル(メタ)アクリレート、m−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジルイソシアネート等。
ビニルモノマーの共重合体としては、上記(a1)〜(a10)の任意のモノマー同士を、単独またはそれ以上の個数で、任意の割合で(共)重合したポリマーが挙げられるが、例えばスチレン重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、(メタ)アクリル酸エステル重合体、(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン−(無水)マレイン酸(塩)共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸(塩)共重合体等である。
(B2)ポリエステル樹脂
ポリエステル樹脂としては、ポリオールと、ポリカルボン酸またはその酸無水物またはその低級アルキルエステルとの重縮合物などが挙げられる。ポリオールとしてはジオール(b1)および3価以上のポリオール(b2)が、ポリカルボン酸またはその酸無水物またはその低級アルキルエステルとしては、ジカルボン酸(c1)および3価以上のポリカルボン酸(c2)およびこれらの酸無水物または低級アルキルエステルが挙げられる。
ポリオールとポリカルボン酸の比率は、水酸基[OH]とカルボキシル基[COOH]]の当量比[OH]/[COOH]として、好ましくは2/1〜1/1、さらに好ましくは1.5/1〜1/1、とくに好ましくは1.3/1〜1.02/1である。
ポリエステル樹脂としては、ポリオールと、ポリカルボン酸またはその酸無水物またはその低級アルキルエステルとの重縮合物などが挙げられる。ポリオールとしてはジオール(b1)および3価以上のポリオール(b2)が、ポリカルボン酸またはその酸無水物またはその低級アルキルエステルとしては、ジカルボン酸(c1)および3価以上のポリカルボン酸(c2)およびこれらの酸無水物または低級アルキルエステルが挙げられる。
ポリオールとポリカルボン酸の比率は、水酸基[OH]とカルボキシル基[COOH]]の当量比[OH]/[COOH]として、好ましくは2/1〜1/1、さらに好ましくは1.5/1〜1/1、とくに好ましくは1.3/1〜1.02/1である。
ジオール(b1)としては、アルキレングリコール(エチレングリコール、ネオペンチルグリコール等);
アルキレンエーテルグリコール(ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等);
脂環式ジオール(1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールAなど);
ビスフェノール(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなど);
上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等)付加物;
上記ビスフェノールのアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等)付加物;
その他、ポリラクトンジオール(ポリε−カプロラクトンジオールなど)、ポリブタジエンジオールなどが挙げられる。
これらのうち好ましいものは、炭素数2〜12のアルキレングリコールおよびビスフェノールのアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノールのアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素数2〜12のアルキレングリコールとの併用である。
アルキレンエーテルグリコール(ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等);
脂環式ジオール(1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールAなど);
ビスフェノール(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなど);
上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等)付加物;
上記ビスフェノールのアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等)付加物;
その他、ポリラクトンジオール(ポリε−カプロラクトンジオールなど)、ポリブタジエンジオールなどが挙げられる。
これらのうち好ましいものは、炭素数2〜12のアルキレングリコールおよびビスフェノールのアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノールのアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素数2〜12のアルキレングリコールとの併用である。
3価以上のポリオール(b2)としては、3〜8価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール(グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど);
トリスフェノール(トリスフェノールPAなど);
ノボラック樹脂(フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど);
上記トリスフェノールのアルキレンオキサイド付加物;
上記ノボラック樹脂のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。
アクリルポリオール[ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートと他のビニルモノマーの共重合物など]
これらのうち好ましいものは、3〜8価またはそれ以上の多価脂肪族アルコールおよびノボラック樹脂のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはノボラック樹脂のアルキレンオキサイド付加物である。
トリスフェノール(トリスフェノールPAなど);
ノボラック樹脂(フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど);
上記トリスフェノールのアルキレンオキサイド付加物;
上記ノボラック樹脂のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。
アクリルポリオール[ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートと他のビニルモノマーの共重合物など]
これらのうち好ましいものは、3〜8価またはそれ以上の多価脂肪族アルコールおよびノボラック樹脂のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはノボラック樹脂のアルキレンオキサイド付加物である。
ジカルボン酸(c1)としては、アルキレンジカルボン酸(コハク酸、アジピン酸等);アルケニレンジカルボン酸(マレイン酸等);炭素数8以上の分岐アルキレンジカルボン酸[ダイマー酸、アルケニルコハク酸(ドデセニルコハク酸等)、アルキルコハク酸(デシルコハク酸等);芳香族ジカルボン酸(フタル酸、イソフタル酸等)などが挙げられる。
3価以上のポリカルボン酸(c2)としては、炭素数9〜20の芳香族ポリカルボン酸(トリメリット酸、ピロメリット酸など)などが挙げられる。
なお、ジカルボン酸(c1)または3価以上のポリカルボン酸(c2)としては、上述のものの酸無水物または低級アルキルエステル(メチルエステル、エチルエステル等)を用いてもよい。
3価以上のポリカルボン酸(c2)としては、炭素数9〜20の芳香族ポリカルボン酸(トリメリット酸、ピロメリット酸など)などが挙げられる。
なお、ジカルボン酸(c1)または3価以上のポリカルボン酸(c2)としては、上述のものの酸無水物または低級アルキルエステル(メチルエステル、エチルエステル等)を用いてもよい。
(B3)ポリウレタン樹脂
ポリウレタン樹脂としては、ポリイソシアネート(d)と水、ポリオール[前記ジオール(b1)および3価以上のポリオール(b2)]、前記ジカルボン酸(c1)、3価以上のポリカルボン酸(c2)、ポリアミン(e)、ポリチオール(f)等}との重付加物などが挙げられ、イソシアネート基を有しないものが好ましい。
ポリウレタン樹脂としては、ポリイソシアネート(d)と水、ポリオール[前記ジオール(b1)および3価以上のポリオール(b2)]、前記ジカルボン酸(c1)、3価以上のポリカルボン酸(c2)、ポリアミン(e)、ポリチオール(f)等}との重付加物などが挙げられ、イソシアネート基を有しないものが好ましい。
ポリイソシアネート(d)としては、炭素数(NCO基中の炭素を除く、以下同様)6〜20の芳香族ポリイソシアネート(d1)、炭素数2〜18の脂肪族ポリイソシアネート(d2)、炭素数4〜15の脂環式ポリイソシアネート(d3)、炭素数8〜15の芳香脂肪族ポリイソシアネート(d4)およびこれらのポリイソシアネートの変性物(ウレタン基、カルボジイミド基、アロファネート基、ウレア基、ビューレット基、ウレトジオン基、ウレトイミン基、イソシアヌレート基、オキサゾリドン基含有変性物など)(d5)およびこれらの2種以上の混合物が挙げられる。
芳香族ポリイソシアネート(d1)は、例えば、2,4−および/または2,6−トリレンジイソシアネート(TDI)、2,4’−および/または4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)等。
脂肪族ポリイソシアネート(d2)は、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)等。
脂環式ポリイソシアネート(d3)は、例えば、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート(水添MDI)、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート(水添TDI)等。
芳香脂肪族ポリイソシアネート(d4)は、例えば、m−および/またはp−キシリレンジイソシアネート(XDI)、α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)等。
脂肪族ポリイソシアネート(d2)は、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)等。
脂環式ポリイソシアネート(d3)は、例えば、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート(水添MDI)、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート(水添TDI)等。
芳香脂肪族ポリイソシアネート(d4)は、例えば、m−および/またはp−キシリレンジイソシアネート(XDI)、α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)等。
ポリイソシアネートの変性物(d5)は、例えば、ウレタン基、カルボジイミド基、アロファネート基、ウレア基、ビューレット基、ウレトジオン基、ウレトイミン基、イソシアヌレート基、オキサゾリドン基含有変性物が挙げられる。
具体的には、変性MDI(ウレタン変性MDI、カルボジイミド変性MDI、トリヒドロカルビルホスフェート変性MDIなど)、ウレタン変性TDIなどのポリイソシアネートの変性物、イソシアヌレート化物(HDIのイソシアヌレート、IPDIのイソシアヌレートなど)、およびこれらの2種以上の混合物[たとえば変性MDIとウレタン変性TDI(イソシアネート含有プレポリマー)との併用]が含まれる。
これらのうちで好ましいものは(d1)、(d2)、(d3)および(d5)であり、とくに好ましいものはTDI、MDI、HDI、水添MDI、IPDI、およびHDIのイソシアヌレートである。
具体的には、変性MDI(ウレタン変性MDI、カルボジイミド変性MDI、トリヒドロカルビルホスフェート変性MDIなど)、ウレタン変性TDIなどのポリイソシアネートの変性物、イソシアヌレート化物(HDIのイソシアヌレート、IPDIのイソシアヌレートなど)、およびこれらの2種以上の混合物[たとえば変性MDIとウレタン変性TDI(イソシアネート含有プレポリマー)との併用]が含まれる。
これらのうちで好ましいものは(d1)、(d2)、(d3)および(d5)であり、とくに好ましいものはTDI、MDI、HDI、水添MDI、IPDI、およびHDIのイソシアヌレートである。
ポリアミン(e)としては、下記の(e1)〜(e4)、およびこれらの2種またはそれ以上の混合物が挙げられる。
(e1)脂肪族ポリ(2〜7価)アミン
C2以上かつMn500以下のもの、例えばC2〜10のアルキレンジアミン(エチレンジアミン、プロピレンジアミン等)、ポリアルキレン(C2〜10)ポリ(3価〜6価またはそれ以上)アミン[ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン等]、並びに、それらのアルキル(C1〜4)またはヒドロキシアルキル(C2〜4)置換体、例えばジアルキル(C1〜3)アミノプロピルアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、アミノエチルエタノールアミン;
C2以上かつMn500以下のもの、例えばC2〜10のアルキレンジアミン(エチレンジアミン、プロピレンジアミン等)、ポリアルキレン(C2〜10)ポリ(3価〜6価またはそれ以上)アミン[ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン等]、並びに、それらのアルキル(C1〜4)またはヒドロキシアルキル(C2〜4)置換体、例えばジアルキル(C1〜3)アミノプロピルアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、アミノエチルエタノールアミン;
(e2)脂環含有ポリ(2〜3価)アミン
C4〜15のもの、例えば1,3−ジアミノシクロヘキサン、イソホロンジアミン;
C4〜15のもの、例えば1,3−ジアミノシクロヘキサン、イソホロンジアミン;
(e3)複素環含有ポリ(2〜3価)アミン
C4〜15のもの、例えばピペラジン、N−アミノエチルピペラジン、1,4−ジアミノエチルピペラジン;
C4〜15のもの、例えばピペラジン、N−アミノエチルピペラジン、1,4−ジアミノエチルピペラジン;
(e4)芳香環含有ポリアミン
C8〜15のもの、例えばキシリレンジアミン、テトラクロル−p−キシリレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン。
C8〜15のもの、例えばキシリレンジアミン、テトラクロル−p−キシリレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン。
ポリチオール(f)としては、エチレンジチオール、1,4−ブタンジチオール、1,6−ヘキサンジチオールなどが挙げられる。
(B4)ポリウレア樹脂
ポリウレア樹脂としては、ポリイソシアネート(d)と水、ポリアミン(e)との重付加物などが挙げられる。
ポリウレア樹脂としては、ポリイソシアネート(d)と水、ポリアミン(e)との重付加物などが挙げられる。
これらの熱可塑性樹脂(B)うち、好ましいのは、コア/シェル型主剤粒子(D)が得られやすいという観点からビニル樹脂(B1)、ポリエステル樹脂(B2)、ポリウレタン(B3)樹脂、およびそれらの併用、さらに好ましいのは(B1)、とくに好ましいのはスチレン重合体、スチレン−(無水)マレイン酸(塩)共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸(塩)共重合体、(メタ)アクリル酸エステル重合体、(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸エステル共重合体である。
[界面活性剤(C)]
本発明における界面活性剤(C)は特に限定されることなく、下記の(C1)〜(C4)、およびこれらの2種またはそれ以上の混合物が挙げられる。
本発明における界面活性剤(C)は特に限定されることなく、下記の(C1)〜(C4)、およびこれらの2種またはそれ以上の混合物が挙げられる。
(C1)ノニオン性界面活性剤
例えば、アルキレンオキサイド付加型非イオン界面活性剤および多価アルコ−ル型非イオン界面活性剤が挙げられる。
例えば、アルキレンオキサイド付加型非イオン界面活性剤および多価アルコ−ル型非イオン界面活性剤が挙げられる。
アルキレンオキサイド付加型非イオン界面活性剤の具体例としては、オキシアルキレンアルキルエ−テル(例えば、ラウリルアルコールエチレンオキサイド付加物、ステアリルアルコールエチレンオキサイド付加物等); ポリオキシアルキレン高級脂肪酸エステル(例えば、ステアリル酸エチレンオキサイド付加物、ラウリル酸エチレンオキサイド付加物等);
ポリオキシアルキレン多価アルコ−ル高級脂肪酸エステル(例えば、ポリエチレングリコールのラウリン酸ジエステル、ポリエチレングリコールのステアリン酸ジエステル等);
ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエ−テル(例えば、ノニルフェノールエチレンオキサイド付加物、ノニルフェノールエチレンオキサイドプロピレンオキサイドブロック付加物、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物、クミルフェノールエチレンオキサイド付加物、スチレン化クミルフェノールエチレンオキサイド付加物等);ポリオキシアルキレンアルキルアミノエ−テルおよび(例えば、ラウリルアミンエチレンオキサイド付加物,ステアリルアミンエチレンオキサイド付加物等);ポリオキシアルキレンアルキルアルカノ−ルアミド(例えば、ヒドロキシエチルラウリン酸アミドのエチレンオキサイド付加物、ヒドロキシプロピルオレイン酸アミドのエチレンオキサイド付加物等)が挙げられる。
ポリオキシアルキレン多価アルコ−ル高級脂肪酸エステル(例えば、ポリエチレングリコールのラウリン酸ジエステル、ポリエチレングリコールのステアリン酸ジエステル等);
ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエ−テル(例えば、ノニルフェノールエチレンオキサイド付加物、ノニルフェノールエチレンオキサイドプロピレンオキサイドブロック付加物、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物、クミルフェノールエチレンオキサイド付加物、スチレン化クミルフェノールエチレンオキサイド付加物等);ポリオキシアルキレンアルキルアミノエ−テルおよび(例えば、ラウリルアミンエチレンオキサイド付加物,ステアリルアミンエチレンオキサイド付加物等);ポリオキシアルキレンアルキルアルカノ−ルアミド(例えば、ヒドロキシエチルラウリン酸アミドのエチレンオキサイド付加物、ヒドロキシプロピルオレイン酸アミドのエチレンオキサイド付加物等)が挙げられる。
多価アルコ−ル型非イオン界面活性剤としては、多価アルコール脂肪酸エステル、多価アルコール脂肪酸エステルアルキレンオキサイド付加物、多価アルコールアルキルエーテル、多価アルコールアルキルエーテルアルキレンオキサイド付加物が挙げられる。
多価アルコール脂肪酸エステルは、例えば、ペンタエリスリトールモノラウレート、ソルビタンモノステアレート、ショ糖モノステアレート等。
多価アルコール脂肪酸エステルアルキレンオキサイド付加物は、例えば、エチレングリコールモノステアレートエチレンオキサイド付加物、トリメチロールプロパンモノステアレートエチレンオキサイドプロピレンオキサイドランダム付加物、ソルビタンモノラウレートエチレンオキサイド付加物等。
多価アルコールアルキルエーテルは、例えば、ペンタエリスリトールモノブチルエーテル、ソルビタンモノメチルエーテル、ソルビタンモノステアリルエーテル、メチルグリコシド等。
多価アルコールアルキルエーテルアルキレンオキサイド付加物は、例えば、ソルビタンモノステアリルエーテルエチレンオキサイド付加物、メチルグリコシドエチレンオキサイドプロピレンオキサイドランダム付加物、等。
多価アルコール脂肪酸エステルアルキレンオキサイド付加物は、例えば、エチレングリコールモノステアレートエチレンオキサイド付加物、トリメチロールプロパンモノステアレートエチレンオキサイドプロピレンオキサイドランダム付加物、ソルビタンモノラウレートエチレンオキサイド付加物等。
多価アルコールアルキルエーテルは、例えば、ペンタエリスリトールモノブチルエーテル、ソルビタンモノメチルエーテル、ソルビタンモノステアリルエーテル、メチルグリコシド等。
多価アルコールアルキルエーテルアルキレンオキサイド付加物は、例えば、ソルビタンモノステアリルエーテルエチレンオキサイド付加物、メチルグリコシドエチレンオキサイドプロピレンオキサイドランダム付加物、等。
(C2)カチオン性界面活性剤
例えば、第4級アンモニウム塩型、アミン塩型が挙げられる。
例えば、第4級アンモニウム塩型、アミン塩型が挙げられる。
第4級アンモニウム塩型としては、3級アミンと4級化剤(メチルクロライド、メチルブロマイド、ベンジルクロライド、ジメチル硫酸などのアルキル化剤;エチレンオキサイドなど)との反応で得られ、例えば、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジデシルジメチルアンモニウムクロライド、ステアラミドエチルジエチルメチルアンモニウムメトサルフェートなどが挙げられる。
アミン塩型としては、1〜3級アミンを無機酸(塩酸、硫酸、ヨウ化水素酸など)または有機酸(酢酸、アルキル燐酸など)で中和することにより得られる。
例えば、第1級アミン塩型のものとしては、脂肪族高級アミン(ラウリルアミン、ステアリルアミンなどの高級アミン)の無機酸塩または有機酸塩;低級アミンの高級脂肪酸(ステアリン酸、オレイン酸など)塩などが挙げられる。
第2級アミン塩型のものとしては、例えば脂肪族アミンのエチレンオキサイド付加物などの無機酸塩または有機酸塩が挙げられる。
また、第3級アミン塩型のものとしては、例えば、脂肪族アミン(トリエチルアミン、エチルジメチルアミンなど)、脂肪族アミンのエチレンオキサイド(2モル以上)付加物、脂環式アミン(N−メチルピロリジン、N−メチルピペリジンなど)、含窒素ヘテロ環芳香族アミン(4−ジメチルアミノピリジン、N−メチルイミダゾールなど)の無機酸塩または有機酸塩;トリエタノールアミンモノステアレート、ステアラミドエチルジエチルメチルエタノールアミンなどの3級アミンの無機酸塩または有機酸塩などが挙げられる。
例えば、第1級アミン塩型のものとしては、脂肪族高級アミン(ラウリルアミン、ステアリルアミンなどの高級アミン)の無機酸塩または有機酸塩;低級アミンの高級脂肪酸(ステアリン酸、オレイン酸など)塩などが挙げられる。
第2級アミン塩型のものとしては、例えば脂肪族アミンのエチレンオキサイド付加物などの無機酸塩または有機酸塩が挙げられる。
また、第3級アミン塩型のものとしては、例えば、脂肪族アミン(トリエチルアミン、エチルジメチルアミンなど)、脂肪族アミンのエチレンオキサイド(2モル以上)付加物、脂環式アミン(N−メチルピロリジン、N−メチルピペリジンなど)、含窒素ヘテロ環芳香族アミン(4−ジメチルアミノピリジン、N−メチルイミダゾールなど)の無機酸塩または有機酸塩;トリエタノールアミンモノステアレート、ステアラミドエチルジエチルメチルエタノールアミンなどの3級アミンの無機酸塩または有機酸塩などが挙げられる。
(C3)アニオン性界面活性剤
例えば、カルボン酸またはその塩、硫酸エステル塩、カルボキシメチル化物の塩、スルホン酸塩およびリン酸エステル塩が挙げられる。
例えば、カルボン酸またはその塩、硫酸エステル塩、カルボキシメチル化物の塩、スルホン酸塩およびリン酸エステル塩が挙げられる。
カルボン酸またはその塩としては、炭素数8〜22の飽和または不飽和脂肪酸またはその塩が挙げられ、具体的にはラウリン酸,ステアリン酸,オレイン酸,およびヤシ油,パーム核油などをケン化して得られる高級脂肪酸の混合物があげられる。塩としてはそれらのナトリウム,アンモニウム,アルカノールアミンなどの塩が挙げられる。
硫酸エステル塩としては、高級アルコール硫酸エステル塩(炭素数8〜18の脂肪族アルコールの硫酸エステル塩)、高級アルキルエーテル硫酸エステル塩(炭素数8〜18の脂肪族アルコールのエチレンオキサイド1〜10モル付加物の硫酸エステル塩)、硫酸化油(天然の不飽和油脂または不飽和のロウをそのまま硫酸化して中和したもの)、硫酸化脂肪酸エステル(不飽和脂肪酸の低級アルコールエステルを硫酸化して中和したもの)及び硫酸化オレフィン(炭素数12〜18のオレフィンを硫酸化して中和したもの)が挙げられる。塩としては、ナトリウム塩,カリウム塩,アンモニウム塩,アルカノールアミン塩が挙げられる。
高級アルコール硫酸エステル塩の具体例としては、オクチルアルコール硫酸エステル塩,ステアリルアルコール硫酸エステル塩,チーグラー触媒を用いて合成されたアルコール(例えば、ALFOL 1214:CONDEA社製)の硫酸エステル塩,オキソ法で合成されたアルコール(たとえばドバノール23,25,45:三菱油化製,トリデカノール:協和発酵製)の硫酸エステル塩;高級アルキルエーテル硫酸エステル塩の具体例としては、ラウリルアルコールエチレンオキサイド2モル付加物硫酸エステル塩;硫酸化油の具体例としては、ヒマシ油,牛脂などの硫酸化物のナトリウム,アンモニウム,アルカノールアミン塩硫酸化脂肪酸エステルの具体例としては、オレイン酸ブチル,リシノレイン酸ブチルなどの硫酸化物のナトリウム,アンモニウム,アルカノールアミン塩;硫酸化オレフィンの具体例としては、ティーポール(シェル社製)が挙げられる。
高級アルコール硫酸エステル塩の具体例としては、オクチルアルコール硫酸エステル塩,ステアリルアルコール硫酸エステル塩,チーグラー触媒を用いて合成されたアルコール(例えば、ALFOL 1214:CONDEA社製)の硫酸エステル塩,オキソ法で合成されたアルコール(たとえばドバノール23,25,45:三菱油化製,トリデカノール:協和発酵製)の硫酸エステル塩;高級アルキルエーテル硫酸エステル塩の具体例としては、ラウリルアルコールエチレンオキサイド2モル付加物硫酸エステル塩;硫酸化油の具体例としては、ヒマシ油,牛脂などの硫酸化物のナトリウム,アンモニウム,アルカノールアミン塩硫酸化脂肪酸エステルの具体例としては、オレイン酸ブチル,リシノレイン酸ブチルなどの硫酸化物のナトリウム,アンモニウム,アルカノールアミン塩;硫酸化オレフィンの具体例としては、ティーポール(シェル社製)が挙げられる。
カルボキシメチル化物の塩としては、炭素数8〜16の脂肪族アルコールのカルボキシメチル化物の塩および炭素数8〜16の脂肪族アルコールのエチレンオキサイド1〜10モル付加物のカルボキシメチル化物の塩が挙げられる。
脂肪族アルコールのカルボキシメチル化物の塩の具体例としては、オクチルアルコールカルボキシメチル化ナトリウム塩,ラウリルアルコールカルボキシメチル化ナトリウム塩;脂肪族アルコールのエチレンオキサイド1〜10モル付加物のカルボキシメチル化物の塩の具体例としては、ラウリルアルコールエチレンオキサイド4モル付加物カルボキシメチル化ナトリウム塩,トリデカノールエチレンオキサイド5モル付加物カルボキシメチル化ナトリウム塩などが挙げられる。
脂肪族アルコールのカルボキシメチル化物の塩の具体例としては、オクチルアルコールカルボキシメチル化ナトリウム塩,ラウリルアルコールカルボキシメチル化ナトリウム塩;脂肪族アルコールのエチレンオキサイド1〜10モル付加物のカルボキシメチル化物の塩の具体例としては、ラウリルアルコールエチレンオキサイド4モル付加物カルボキシメチル化ナトリウム塩,トリデカノールエチレンオキサイド5モル付加物カルボキシメチル化ナトリウム塩などが挙げられる。
スルホン酸塩としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、スルホコハク酸ジエステル型、α−オレフィンスルホン酸塩、イゲポンT型、その他芳香環含有化合物のスルホン酸塩が挙げられる。
アルキルベンゼンスルホン酸塩の具体例としては、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩;アルキルナフタレンスルホン酸塩の具体例としては、ドデシルナフタレンスルホン酸ナトリウム塩;スルホコハク酸ジエステル型の具体例としては、スルホコハク酸ジ−2−エチルヘキシルエステルナトリウム塩などが挙げられる。芳香環含有化合物のスルホン酸塩としては、アルキル化ジフェニルエーテルのモノまたはジスルホン酸塩、スチレン化フェノールスルホン酸塩などが挙げられる。
アルキルベンゼンスルホン酸塩の具体例としては、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩;アルキルナフタレンスルホン酸塩の具体例としては、ドデシルナフタレンスルホン酸ナトリウム塩;スルホコハク酸ジエステル型の具体例としては、スルホコハク酸ジ−2−エチルヘキシルエステルナトリウム塩などが挙げられる。芳香環含有化合物のスルホン酸塩としては、アルキル化ジフェニルエーテルのモノまたはジスルホン酸塩、スチレン化フェノールスルホン酸塩などが挙げられる。
リン酸エステル塩としては、高級アルコールリン酸エステル塩及び高級アルコールエチレンオキサイド付加物リン酸エステル塩が挙げられる。
高級アルコールリン酸エステル塩の具体例としては、ラウリルアルコールリン酸モノエステルジナトリウム塩;高級アルコールエチレンオキサイド付加物リン酸エステル塩の具体例としては、オレイルアルコールエチレンオキサイド5モル付加物リン酸モノエステル
ジナトリウム塩が挙げられる。
ジナトリウム塩が挙げられる。
(C4)両性界面活性剤
例えば、カルボン酸塩型両性界面活性剤、硫酸エステル塩型両性界面活性剤、スルホン酸型両性界面活性剤、リン酸エステル塩型両性界面活性剤が挙げられ、カルボン酸塩型両性界面活性剤は、さらにアミノ酸型両性界面活性剤とベタイン型両性
界面活性剤が挙げられる。
例えば、カルボン酸塩型両性界面活性剤、硫酸エステル塩型両性界面活性剤、スルホン酸型両性界面活性剤、リン酸エステル塩型両性界面活性剤が挙げられ、カルボン酸塩型両性界面活性剤は、さらにアミノ酸型両性界面活性剤とベタイン型両性
界面活性剤が挙げられる。
カルボン酸塩型両性界面活性剤は、アミノ酸型両性界面活性剤、ベタイン型両性界面活性剤、イミダゾリン型両性界面活性剤などが挙げられ、これらのうち、アミノ酸型両性界面活性剤は、分子内にアミノ基とカルボキシル基を持っている両性界面活性剤で、例えば、下記一般式で示される化合物が挙げられる。
[R−NH−(CH2)n−COO]mM
[式中、Rは1価の炭化水素基;nは通常1または2;mは1または2;Mは水素原子、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、アンモニウムカチオン、アミンカチオン、アルカノールアミンカチオンなどである。]
具体的には、例えば、アルキルアミノプロピオン酸型両性界面活性剤(ステアリルアミノプロピオン酸ナトリウムなど);アルキルアミノ酢酸型両性界面活性剤(ラウリルアミノ酢酸ナトリウムなど)などが挙げられる。
[R−NH−(CH2)n−COO]mM
[式中、Rは1価の炭化水素基;nは通常1または2;mは1または2;Mは水素原子、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、アンモニウムカチオン、アミンカチオン、アルカノールアミンカチオンなどである。]
具体的には、例えば、アルキルアミノプロピオン酸型両性界面活性剤(ステアリルアミノプロピオン酸ナトリウムなど);アルキルアミノ酢酸型両性界面活性剤(ラウリルアミノ酢酸ナトリウムなど)などが挙げられる。
ベタイン型両性界面活性剤は、分子内に第4級アンモニウム塩型のカチオン部分とカルボン酸型のアニオン部分を持っている両性界面活性剤で、例えば、下記一般式で示されるアルキルジメチルベタイン(ステアリルジメチルアミノ酢酸ベタインなど)、アミドベタイン(ヤシ油脂肪酸アミドプロピルベタインなど)、アルキルジヒドロキシアルキルベタイン(ラウリルジヒドロキシエチルベタインなど)などが挙げられる。
さらに、イミダゾリン型両性界面活性剤としては、例えば、2−ウンデシル−N−カル
ボキシメチル−N−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタインなどが挙げられる。
ボキシメチル−N−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタインなどが挙げられる。
その他の両性界面活性剤としては、例えば、ナトリウムラウロイルグリシン、ジオクチルジアミノエチルグリシン塩酸塩などのグリシン型両性界面活性剤;ペンタデシルスルフォタウリンなどのスルフォベタイン型両性界面活性剤などが挙げられる。
上記(C)のうち、後述する一液熱硬化性樹脂組成物(X)の接着強度および(X)の貯蔵安定性の観点から好ましいのは、(C1)、(C2)、さらに好ましいのは(C1)とくに好ましいのはポリ(20〜80)オキシアルキレン高級脂肪酸エステル、ポリ(20〜80)オキシアルキレンアルキルフェニルエ−テルである。
また、上記(C)の数平均分子量(Mn)は、(A)の乳化性および(X)を硬化させてなる硬化物の接着強度の観点から好ましくはMn300〜20,000、さらに好ましくはMn500〜15,000、とくに好ましくは1,000〜10,000である。
また、上記(C)の数平均分子量(Mn)は、(A)の乳化性および(X)を硬化させてなる硬化物の接着強度の観点から好ましくはMn300〜20,000、さらに好ましくはMn500〜15,000、とくに好ましくは1,000〜10,000である。
[有機溶剤(g)]
本発明に用いる有機溶剤(g)は、エポキシ基含有化合物(A)のコア/シェル型主剤粒子(D)を作製する際に、シェル成分である熱可塑性樹脂(B)を溶解する目的で使用される。また、必要により(A)を溶解する目的でも使用される。
本発明に用いる有機溶剤(g)は、エポキシ基含有化合物(A)のコア/シェル型主剤粒子(D)を作製する際に、シェル成分である熱可塑性樹脂(B)を溶解する目的で使用される。また、必要により(A)を溶解する目的でも使用される。
有機溶剤(g)は、水と相溶しない有機溶剤であれば使用することができる。ここで水と相溶しない有機溶剤とは、水/オクタノール分配係数(logPow)の値が0〜4.0であるものであり、好ましくは0.1〜3.5、さらに好ましくは0.2〜2.0である。
該オクタノール/水分配係数(logPow)は、JIS Z7260−107(2000)に記載のフラスコ振とう法により求めることができる。該係数は、対象とする物質が、オクタノール相と水相の接した系中で平衡状態にある場合を対象として、各相の濃度の常用対数で示され、該対象物質の疎水性の指標となるものである。該係数が大であるほ
ど疎水性が大であることを示す。
該オクタノール/水分配係数(logPow)は、JIS Z7260−107(2000)に記載のフラスコ振とう法により求めることができる。該係数は、対象とする物質が、オクタノール相と水相の接した系中で平衡状態にある場合を対象として、各相の濃度の常用対数で示され、該対象物質の疎水性の指標となるものである。該係数が大であるほ
ど疎水性が大であることを示す。
さらにコア/シェル型主剤粒子(D)を作製する際に行う脱溶剤のしやすさの観点から、有機溶剤は、水よりも低い沸点であることが好ましく、さらに好ましくは90℃以下、とくに好ましくは80℃以下の沸点のものである。
有機溶剤(g)の具体例としては、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、テトラリン等の芳香族炭化水素溶剤;n−ヘキサン、n−ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族または脂環式炭化水素溶剤;塩化メチル、臭化メチル、ヨウ化メチル、メチレンジクロライド、クロロホルム、四塩化炭素、トリクロロエチレン、パークロロエチレンなどのハロゲン溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル、メトキシブチルアセテート、エチルセロソルブアセテートなどのエステルまたはエステルエーテル溶剤;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどのエーテル溶剤;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジ−n−ブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン溶剤;n−ブタノール、イソブタノール、t−ブタノール、2−エチルヘキシルアルコール、ベンジルアルコールなどのアルコール溶剤、ならびにこれらの2種以上の混合溶剤が挙げられる。
使用する有機溶剤(g)は熱可塑性樹脂(B)の組成により異なるが、例えば、(B)としてビニル樹脂、ポリエステル樹脂またはポリウレタン樹脂を使用する場合、(g)としては酢酸エチル、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、クロロホルム等が好ましい。
熱可塑性樹脂(B)に対する有機溶剤(g)の配合量は、溶液中の(B)の濃度として好ましくは1〜30重量%、さらに好ましくは3〜25重量%、とくに好ましくは5〜20重量%である。
熱可塑性樹脂(B)に対する有機溶剤(g)の配合量は、溶液中の(B)の濃度として好ましくは1〜30重量%、さらに好ましくは3〜25重量%、とくに好ましくは5〜20重量%である。
[コア/シェル型主剤粒子(D)]
本発明のコア/シェル型主剤粒子(D)は、コアが前記エポキシ基含有化合物(A)を含有し、シェルが5,000〜150,000の重量平均分子量を有する熱可塑性樹脂(B)を含有してなる。
また、コア/シェル型主剤粒子(D)は、好ましくはコアとシェルとからなり、好ましくは球状である。
すなわち、(D)は、後述のTEM観察では好ましくは「◎」であり、その場合、内側の円がコアであり、その外側がシェルである。
本発明のコア/シェル型主剤粒子(D)は、コアが前記エポキシ基含有化合物(A)を含有し、シェルが5,000〜150,000の重量平均分子量を有する熱可塑性樹脂(B)を含有してなる。
また、コア/シェル型主剤粒子(D)は、好ましくはコアとシェルとからなり、好ましくは球状である。
すなわち、(D)は、後述のTEM観察では好ましくは「◎」であり、その場合、内側の円がコアであり、その外側がシェルである。
該(D)の具体的な製造方法としては、例えば以下の[1]〜[3]の方法が挙げられる。なお、本発明において水性分散体とは、後述の水性媒体中に粒子が分散したものを意味する。
[1]熱可塑性樹脂(B)の有機溶剤(g)溶液に、エポキシ基含有化合物(A)および界面活性剤(C)を含有する水性分散体(A0)を、撹拌下徐々に加えて、転相乳化する。次に、必要に応じ加熱しながら減圧することで、有機溶剤(g)を留去して、コア/シェル型主剤粒子(D)の水性分散体(D0)を得る。なお、必要に応じて、さらに水性媒体を留去して(D)を得てもよい。
[2]エポキシ基含有化合物(A)、熱可塑性樹脂(B)および有機溶剤(g)を相溶化させた後、水性媒体を徐々に加えて撹拌混合して転相乳化する。ここにおいて、界面活性剤(C)は、有機溶剤(g)に加えても、水性媒体に加えても、(g)と水の両方に加えてもよい。好ましいのは(C)を水に加える方法である。
次に、必要に応じ加熱しながら減圧することで、有機溶剤(g)を留去してエポキシ基含有化合物(A)のコア/シェル型主剤粒子(D)の水性分散体(D0)を得る。なお、必要に応じて、さらに水性媒体を留去して(D)を得てもよい。
[3]エポキシ基含有化合物(A)、熱可塑性樹脂(B)および有機溶剤(g)を相溶化させた油相溶液を作製する。別の容器に水性媒体を必要量入れ、その容器に作製した油相溶液を一度に加えた後、撹拌混合して分散液とする。ここにおいて、界面活性剤(C)は、有機溶剤(g)に加えても、水性媒体に加えても、(g)と水性媒体の両方に加えてもよい。好ましいのは(C)を水に加える方法である。
次に、必要に応じ加熱しながら減圧することで、有機溶剤(g)を留去してエポキシ基含有化合物(A)のコア/シェル型主剤粒子(D)の水性分散体(D0)を得る。なお、必要に応じて、さらに水性媒体を留去して(D)を得てもよい。
なお、[1]〜[3]のいずれの方法においても、本発明の効果を阻害しない範囲で有機溶剤(g)は残存してもよいが、貯蔵安定性の観点から有機溶剤(g)は留去することが好ましい。
上記[1]〜[3]のうち、工業上および貯蔵安定性の観点から好ましいのは[1]、[2]の方法、さらに好ましいのは[1]の方法である。
[1]熱可塑性樹脂(B)の有機溶剤(g)溶液に、エポキシ基含有化合物(A)および界面活性剤(C)を含有する水性分散体(A0)を、撹拌下徐々に加えて、転相乳化する。次に、必要に応じ加熱しながら減圧することで、有機溶剤(g)を留去して、コア/シェル型主剤粒子(D)の水性分散体(D0)を得る。なお、必要に応じて、さらに水性媒体を留去して(D)を得てもよい。
[2]エポキシ基含有化合物(A)、熱可塑性樹脂(B)および有機溶剤(g)を相溶化させた後、水性媒体を徐々に加えて撹拌混合して転相乳化する。ここにおいて、界面活性剤(C)は、有機溶剤(g)に加えても、水性媒体に加えても、(g)と水の両方に加えてもよい。好ましいのは(C)を水に加える方法である。
次に、必要に応じ加熱しながら減圧することで、有機溶剤(g)を留去してエポキシ基含有化合物(A)のコア/シェル型主剤粒子(D)の水性分散体(D0)を得る。なお、必要に応じて、さらに水性媒体を留去して(D)を得てもよい。
[3]エポキシ基含有化合物(A)、熱可塑性樹脂(B)および有機溶剤(g)を相溶化させた油相溶液を作製する。別の容器に水性媒体を必要量入れ、その容器に作製した油相溶液を一度に加えた後、撹拌混合して分散液とする。ここにおいて、界面活性剤(C)は、有機溶剤(g)に加えても、水性媒体に加えても、(g)と水性媒体の両方に加えてもよい。好ましいのは(C)を水に加える方法である。
次に、必要に応じ加熱しながら減圧することで、有機溶剤(g)を留去してエポキシ基含有化合物(A)のコア/シェル型主剤粒子(D)の水性分散体(D0)を得る。なお、必要に応じて、さらに水性媒体を留去して(D)を得てもよい。
なお、[1]〜[3]のいずれの方法においても、本発明の効果を阻害しない範囲で有機溶剤(g)は残存してもよいが、貯蔵安定性の観点から有機溶剤(g)は留去することが好ましい。
上記[1]〜[3]のうち、工業上および貯蔵安定性の観点から好ましいのは[1]、[2]の方法、さらに好ましいのは[1]の方法である。
本発明における前記水性媒体としては、水および(g)以外の親水性有機溶剤[C1〜3の低級アルコール(メタノール、エタノールおよびイソプロパノール等)、C3のケトン(アセトン)、C2〜6のグリコール(エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコールおよびトリエチレングリコール等)およびそのモノアルキル(C1〜2)エーテル、並びにジメチルホルムアミド等]等が挙げられる。
これらは1種単独使用しても、2種以上を併用してもよい。水性媒体のうち、安全性および貯蔵安定性の観点から好ましいのは、水、および水と親水性有機溶剤との混合物であり、さらに好ましいのは、水、および水と親水性溶媒との混合物(水が50重量%以上、好ましくは水が90重量%以上)、とくに好ましいのは水である。
これらは1種単独使用しても、2種以上を併用してもよい。水性媒体のうち、安全性および貯蔵安定性の観点から好ましいのは、水、および水と親水性有機溶剤との混合物であり、さらに好ましいのは、水、および水と親水性溶媒との混合物(水が50重量%以上、好ましくは水が90重量%以上)、とくに好ましいのは水である。
本発明のコア/シェル型主剤粒子(D)中の、(A)の重量に基づく(B)の含有量は、後述のコアの被覆率および(X)を硬化させてなる硬化物の接着強度の観点から、好ましくは5〜100%、さらに好ましくは10〜80%、とくに好ましくは15〜60%である。
また、(A)の重量に基づく(C)の含有量は、(X)の貯蔵安定性および(X)を硬化させてなる硬化物の接着強度の観点から、好ましくは2〜30%、さらに好ましくは5〜25%、とくに好ましくは8〜20%である。
本発明におけるコア/シェル型主剤粒子(D)のメジアン粒子径(単位:μm。以下において数値のみを示す。)は、(X)の粘度および貯蔵安定性の観点から、好ましくは0.01〜50、さらに好ましくは0.1〜20である。なお、実施例における該メジアン粒子径は、光散乱理論を応用したレーザー回折・散乱式粒度分布測定装置[商品名「LA−700」、(株)堀場製作所製]を用いて測定した値である(単位:μm)。
本発明におけるコア/シェル型主剤粒子(D)のメジアン粒子径(単位:μm。以下において数値のみを示す。)は、(X)の粘度および貯蔵安定性の観点から、好ましくは0.01〜50、さらに好ましくは0.1〜20である。なお、実施例における該メジアン粒子径は、光散乱理論を応用したレーザー回折・散乱式粒度分布測定装置[商品名「LA−700」、(株)堀場製作所製]を用いて測定した値である(単位:μm)。
本発明のコア/シェル型主剤粒子(D)の、コアの被覆率(%)は、以下[1]、[2]の2通りの方法で評価する。後述の実施例におけるコアの被覆率は該方法に従った。
該コアの被覆率は(X)の貯蔵安定性および低温硬化性の観点から、好ましくは80%以上、さらに好ましくは90%以上、とくに好ましくは95%以上である。
[1]エポキシ価によるコアの被覆率(%)
作製したコア/シェル型主剤粒子において、コアがシェルに被覆されている割合は、下記の2通りの方法で測定したエポキシ価の値から計算式(1)に基づいて計算する。
コアの被覆率(%)=
([測定法2によるエポキシ価]−[測定法1によるエポキシ価])×100
/[測定法2によるエポキシ価] 計算式(1)
(1−1)エポキシ価の測定[測定法1]
作製したコア/シェル型主剤粒子のエポキシ価を、測定溶剤をトルエンから水に変更したこと以外はJIS K7236に記載の方法に基づいて測定した。なお、コア/シェル型主剤粒子が水性分散体である場合は、50℃にて減圧乾燥(2kPa)を5時間することによって脱水したものを測定試料とした。
(1−2)エポキシ価の測定[測定法2]
作製したコア/シェル型主剤粒子のエポキシ価を、測定溶剤をトルエンからN,N’−ジメチルホルムアミドに変更したこと以外はJIS K7236に記載の方法で測定した。なお、コア/シェル型主剤粒子が水性分散体である場合は、前記(1−1)と同様に、脱水したものを測定試料とした。
[2]TEMによるコアの被覆率評価(%)
作製したコア/シェル型主剤粒子において、コアがシェルに被覆されている割合は、以下に示す方法で試料を調整し、透過型電子顕微鏡(TEM)観察を行う。ランダムに計100個のコア/シェル型主剤粒子を観察し、コアが露出している粒子とコアが全く露出していない粒子に分けて、コアが全く露出していない粒子数の割合(%)を算出する。
(1)まず、コア/シェル型主剤粒子をアクリル樹脂に埋包し、四酸化ルテニウムにて染色する。
(2)次に、染色後のサンプルをウルトラミクロトームで−80℃に冷却した状態で、厚さが80nmとなるように切り出し、コア/シェル型主剤粒子の断面についてTEM観察を行う。使用するTEMは例えば、「サーマルFE−SEM JSM7000F」JEOL製や「コールドFE−TEM」日立製が挙げられる。
該コアの被覆率は(X)の貯蔵安定性および低温硬化性の観点から、好ましくは80%以上、さらに好ましくは90%以上、とくに好ましくは95%以上である。
[1]エポキシ価によるコアの被覆率(%)
作製したコア/シェル型主剤粒子において、コアがシェルに被覆されている割合は、下記の2通りの方法で測定したエポキシ価の値から計算式(1)に基づいて計算する。
コアの被覆率(%)=
([測定法2によるエポキシ価]−[測定法1によるエポキシ価])×100
/[測定法2によるエポキシ価] 計算式(1)
(1−1)エポキシ価の測定[測定法1]
作製したコア/シェル型主剤粒子のエポキシ価を、測定溶剤をトルエンから水に変更したこと以外はJIS K7236に記載の方法に基づいて測定した。なお、コア/シェル型主剤粒子が水性分散体である場合は、50℃にて減圧乾燥(2kPa)を5時間することによって脱水したものを測定試料とした。
(1−2)エポキシ価の測定[測定法2]
作製したコア/シェル型主剤粒子のエポキシ価を、測定溶剤をトルエンからN,N’−ジメチルホルムアミドに変更したこと以外はJIS K7236に記載の方法で測定した。なお、コア/シェル型主剤粒子が水性分散体である場合は、前記(1−1)と同様に、脱水したものを測定試料とした。
[2]TEMによるコアの被覆率評価(%)
作製したコア/シェル型主剤粒子において、コアがシェルに被覆されている割合は、以下に示す方法で試料を調整し、透過型電子顕微鏡(TEM)観察を行う。ランダムに計100個のコア/シェル型主剤粒子を観察し、コアが露出している粒子とコアが全く露出していない粒子に分けて、コアが全く露出していない粒子数の割合(%)を算出する。
(1)まず、コア/シェル型主剤粒子をアクリル樹脂に埋包し、四酸化ルテニウムにて染色する。
(2)次に、染色後のサンプルをウルトラミクロトームで−80℃に冷却した状態で、厚さが80nmとなるように切り出し、コア/シェル型主剤粒子の断面についてTEM観察を行う。使用するTEMは例えば、「サーマルFE−SEM JSM7000F」JEOL製や「コールドFE−TEM」日立製が挙げられる。
また、本発明のコア/シェル型主剤粒子(D)の、前記製造方法において、より好ましく(D)を得られやすい条件としては、下記の[1]〜[3]が挙げられる。
[1]好ましい(A)、(B)、(C)、(g)、水性媒体、とりわけ、好ましい(C)、(g)、水性媒体を使用する。
[2]好ましい量の(A)、(B)、(C)、(g)、水性媒体を使用する。
[3]水性分散体(D0)は、(C)、(g)、水性媒体ぞれぞれの量を増やす、とりわけ(C)の量を増やすことで、より得られやすい傾向がある。
[1]好ましい(A)、(B)、(C)、(g)、水性媒体、とりわけ、好ましい(C)、(g)、水性媒体を使用する。
[2]好ましい量の(A)、(B)、(C)、(g)、水性媒体を使用する。
[3]水性分散体(D0)は、(C)、(g)、水性媒体ぞれぞれの量を増やす、とりわけ(C)の量を増やすことで、より得られやすい傾向がある。
[エポキシ基と反応し得る官能基を少なくとも2個有する化合物(E1)および/またはエポキシ重合触媒(E2)である硬化剤(E)]
本発明における硬化剤(E)は、エポキシ基と反応し得る官能基を少なくとも2個有する化合物(E1)、エポキシ重合触媒(E2)、およびこれらの混合物挙げられる。
本発明における硬化剤(E)は、エポキシ基と反応し得る官能基を少なくとも2個有する化合物(E1)、エポキシ重合触媒(E2)、およびこれらの混合物挙げられる。
エポキシ基と反応し得る官能基を少なくとも2個有する化合物(E1)としては、エポキシ基と付加反応し得る官能基である、例えば、アミノ基、カルボキシル基、酸無水物、チオール基、水酸基を分子内に2個以上有する化合物が挙げられ、上記官能基のうち、少なくとも1種の官能基を2個以上有する化合物であればとくに限定されない。
(E1)中の該官能基数は、後述の一液熱硬化性樹脂組成物(X)を硬化させてなる硬化物の接着強度および(X)の貯蔵安定性の観点から、好ましくは2〜15個、さらに好ましくは3〜8個である
(E1)中の該官能基数は、後述の一液熱硬化性樹脂組成物(X)を硬化させてなる硬化物の接着強度および(X)の貯蔵安定性の観点から、好ましくは2〜15個、さらに好ましくは3〜8個である
エポキシ基と反応し得る官能基を少なくとも2個有する化合物(E1)としては、例えば、下記の(E11)〜(E14)、およびこれらの2種またはそれ以上の混合物が挙げられる。
(E11)アミノ基含有化合物
例えば、前述のポリアミン(e)、ジシアンジアミド、有機酸ジヒドラジド、イミダゾール、ポリアミドアミン、エポキシ付加アミン、ポリエーテルポリアミン、ウレタン変性ポリアミンが挙げられる。
例えば、前述のポリアミン(e)、ジシアンジアミド、有機酸ジヒドラジド、イミダゾール、ポリアミドアミン、エポキシ付加アミン、ポリエーテルポリアミン、ウレタン変性ポリアミンが挙げられる。
ポリアミドアミンとしては、Mn200〜20,000であり、アミン価が1〜50mgKOH/g、酸価が0〜40mgKOH/gのものが挙げられる。
なお、アミン価とは、樹脂1g中の塩基成分とモル当量となる水酸化カリウムのミリグラム数で表されるものである。一方、酸価とは、樹脂1g中に含まれる酸性成分を中和するのに要する水酸化カリウムのミリグラム数で定義されるものである。いずれも、JIS K2501に記載の方法で測定される。
ポリアミドアミンとしては、例えば過剰(カルボキシル基1当量当たり1.1〜2当量)の前記(e)と後述するジカルボン酸(c)との縮合反応により得られる。ポリアミドアミンを構成するジカルボン酸(c)としては、前述のジカルボン酸(c1)およびそのの2種またはそれ以上の混合物が挙げられる。
なお、アミン価とは、樹脂1g中の塩基成分とモル当量となる水酸化カリウムのミリグラム数で表されるものである。一方、酸価とは、樹脂1g中に含まれる酸性成分を中和するのに要する水酸化カリウムのミリグラム数で定義されるものである。いずれも、JIS K2501に記載の方法で測定される。
ポリアミドアミンとしては、例えば過剰(カルボキシル基1当量当たり1.1〜2当量)の前記(e)と後述するジカルボン酸(c)との縮合反応により得られる。ポリアミドアミンを構成するジカルボン酸(c)としては、前述のジカルボン酸(c1)およびそのの2種またはそれ以上の混合物が挙げられる。
エポキシ付加ポリアミンとしては、Mn400〜20,000のもの、例えば前述のエポキシ基含有化合物(A)1当量と前記(e)1.1〜2当量またはそれ以上の反応物(ビスフェノールA型ポリグリシジルエーテル1モルとキシリレンジアミン2モルの付加反応物、クレゾールノボラック型ポリグリシジルエーテル1モルとエチレンジアミン3モルの付加反応物等)が挙げられる。
ポリエーテルポリアミンとしては、Mn500〜20,000のもの、例えばポリエーテルポリオール(ポリテトラメチレングリコール等)のシアノエチル化物の水添化物が挙げられる。
ウレタン変性ポリアミンとしては、Mn500〜20,000のもの、例えば前述のポリイソシアネート(d)と前述の(e)(アルキレンジアミン、ポリアルキレンポリアミン等)の反応物が挙げられる。
(E12)チオール基含有化合物
例えば、前述のポリチオール(f)、公知のポリメルカプタン硬化剤(例えば、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトプロピオネート)[商品名「アデカハードナーEH317」、アデカ(株)製]、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトブチレート)、[商品名「カレンズMT PEI」、昭和電工(株)製]、1,4−ビス(3−メルカプトブチリルオキシ)ブタン、[商品名「カレンズMT BDI」、昭和電工(株)製]、1,3,5−トリス(3−メルカプトブチリルオキシエチル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン、[商品名「カレンズMT NRI」、昭和電工(株)製]、ポリエーテルポリチオール、[商品名「jERキュアQX11」、三菱化学(株)製])等が挙げられる。
例えば、前述のポリチオール(f)、公知のポリメルカプタン硬化剤(例えば、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトプロピオネート)[商品名「アデカハードナーEH317」、アデカ(株)製]、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトブチレート)、[商品名「カレンズMT PEI」、昭和電工(株)製]、1,4−ビス(3−メルカプトブチリルオキシ)ブタン、[商品名「カレンズMT BDI」、昭和電工(株)製]、1,3,5−トリス(3−メルカプトブチリルオキシエチル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン、[商品名「カレンズMT NRI」、昭和電工(株)製]、ポリエーテルポリチオール、[商品名「jERキュアQX11」、三菱化学(株)製])等が挙げられる。
(E13)カルボキシル基含有化合物
例えば、前述のジカルボン酸(c1)、3価以上のポリカルボン酸(c2)、(c1)または(c2)の酸無水物、ドデセニル無水コハク酸、カルボキシル基末端ポリエステル等が挙げられる。
例えば、前述のジカルボン酸(c1)、3価以上のポリカルボン酸(c2)、(c1)または(c2)の酸無水物、ドデセニル無水コハク酸、カルボキシル基末端ポリエステル等が挙げられる。
(E14)水酸基含有化合物
例えば、前述のジオール(b1)、3価以上のポリオール(b2)、水酸基末端ポリエステル等が挙げられる。
例えば、前述のジオール(b1)、3価以上のポリオール(b2)、水酸基末端ポリエステル等が挙げられる。
エポキシ重合触媒(E2)としては、公知のもの、例えば、トリメチルアミン、トリエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、N,N−ジメチルエタノールアミン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン(DBU)、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネン(DBN)、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(DABCO)、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、1−ベンジルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、3フッ化ホウ素モノエチルアミン錯体、3フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体;およびこれらの2種またはそれ以上の混合物が挙げられる。
上記(E)のうち、一液熱硬化性樹脂組成物(X)の低温硬化性および貯蔵安定性の観点から好ましいのは、(E11)、(E12)、N,N−ジメチルエタノールアミン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン(DBU)である。
[一液熱硬化性樹脂組成物(X)]
本発明の一液熱硬化性樹脂組成物(X)は、前記コア/シェル型主剤粒子(D)、並びに前記(E1)および/または(E2)である硬化剤(E)を含有してなる。
本発明の一液熱硬化性樹脂組成物(X)は、前記コア/シェル型主剤粒子(D)、並びに前記(E1)および/または(E2)である硬化剤(E)を含有してなる。
該(X)の具体的な製造方法としては、例えば、前述の方法で作製したコア/シェル型主剤粒子(D)および/または該(D)の水性分散体(D0)と、硬化剤(E)、該(E)の水性分散体(E0)および/または該(E)の溶液(E00)とを混合した後、必要に応じて水、溶剤を留去する方法が挙げられる。
該(E)、水性分散体(E0)および溶液(E00)うち、(X)の貯蔵安定性および(X)を硬化させてなる硬化物の接着強度の観点から好ましいのは(E)、(E00)、さらに好ましいのは(E)である。
なお、本発明において水性分散体とは、(A)、(D)または(E)の粒子が水性媒体中に分散されたものを指す。
該(E)、水性分散体(E0)および溶液(E00)うち、(X)の貯蔵安定性および(X)を硬化させてなる硬化物の接着強度の観点から好ましいのは(E)、(E00)、さらに好ましいのは(E)である。
なお、本発明において水性分散体とは、(A)、(D)または(E)の粒子が水性媒体中に分散されたものを指す。
前記(E)の水性分散体(E0)、該(E)の溶液(E00)の製造方法としては、例えば[1]〜[3]の方法が挙げられる。
[1]硬化剤(E)に必要により有機溶剤(g)を加えて、さらに界面活性剤(C)を加えたものを、撹拌しながら、水性媒体を滴下等により徐々に加え転相乳化する。
次に、必要に応じて加熱しながら減圧することで有機溶剤を留去して、硬化剤(E)の水性分散体(E0)を得る方法。
[2]必要により有機溶剤を加えた(E)に、界面活性剤(C)の水性媒体溶液または水性媒体を加えて、通常の分散機により分散させ、必要に応じて有機溶剤を留去して、(E)の水性分散体(E0)を得る方法。
[3]撹拌下、(E)に水性媒体および/または有機溶剤を加えて、溶解させ、(E)の溶液(E00)を得る方法。該有機溶剤としては、前記有機溶剤(g)および水以外の水性媒体が挙げられる。
これらの溶液(E00)のうち、工業上および(X)の貯蔵安定性の観点から好ましいのは、水性媒体を用いるものである。
[1]硬化剤(E)に必要により有機溶剤(g)を加えて、さらに界面活性剤(C)を加えたものを、撹拌しながら、水性媒体を滴下等により徐々に加え転相乳化する。
次に、必要に応じて加熱しながら減圧することで有機溶剤を留去して、硬化剤(E)の水性分散体(E0)を得る方法。
[2]必要により有機溶剤を加えた(E)に、界面活性剤(C)の水性媒体溶液または水性媒体を加えて、通常の分散機により分散させ、必要に応じて有機溶剤を留去して、(E)の水性分散体(E0)を得る方法。
[3]撹拌下、(E)に水性媒体および/または有機溶剤を加えて、溶解させ、(E)の溶液(E00)を得る方法。該有機溶剤としては、前記有機溶剤(g)および水以外の水性媒体が挙げられる。
これらの溶液(E00)のうち、工業上および(X)の貯蔵安定性の観点から好ましいのは、水性媒体を用いるものである。
なお、[1]〜[3]のいずれの方法においても、本発明の効果を阻害しない範囲で有機溶剤は残存してもよいが、(X)の貯蔵安定性の観点から、水性媒体、有機溶剤は留去することが好ましい。
上記[1]〜[3]のうち、工業上および(X)の貯蔵安定性の観点から好ましいのは[1]、[3]の方法、さらに好ましいのは[3]の方法である。
上記[1]〜[3]のうち、工業上および(X)の貯蔵安定性の観点から好ましいのは[1]、[3]の方法、さらに好ましいのは[3]の方法である。
本発明の一液熱硬化性樹脂組成物(X)を構成する、(A)と(E1)との当量比[(A)/(E1)]は、(X)を硬化させてなる硬化物の接着強度および(X)の貯蔵安定性の観点から好ましくは30/70〜90/10、さらに好ましくは40/60〜70/30である。
なお、当量比[(A)/(E1)]は、(A)のエポキシ当量と、(E1)の活性水素当量、チオール当量(単位:g/eq。以下において数値のみを示す。)、カルボキシル基当量(単位:g/eq。以下において数値のみを示す。)、および水酸基当量(単位:g/eq。以下において数値のみを示す。)から算出できる。
また、一液熱硬化性樹脂組成物(X)を構成する、(A)と(E2)との重量比[(A)/(E2)]は、(X)を硬化させてなる硬化物の接着強度および(X)の貯蔵安定性の観点から、好ましくは80/20〜99.9/0.1、さらに好ましくは95/5〜99.5/0.5である。
なお、当量比[(A)/(E1)]は、(A)のエポキシ当量と、(E1)の活性水素当量、チオール当量(単位:g/eq。以下において数値のみを示す。)、カルボキシル基当量(単位:g/eq。以下において数値のみを示す。)、および水酸基当量(単位:g/eq。以下において数値のみを示す。)から算出できる。
また、一液熱硬化性樹脂組成物(X)を構成する、(A)と(E2)との重量比[(A)/(E2)]は、(X)を硬化させてなる硬化物の接着強度および(X)の貯蔵安定性の観点から、好ましくは80/20〜99.9/0.1、さらに好ましくは95/5〜99.5/0.5である。
(X)の25℃における粘度(mPa・s)は、タレ防止性およびハンドリング性の観点から、好ましくは100〜100,000、さらに好ましくは500〜5,000である。
また、(X)中の(D)の粒子のメジアン粒子径(単位:μm。以下において数値のみを示す。)は、(X)の粘度および貯蔵安定性の観点から、好ましくは0.01〜50、さらに好ましくは0.1〜20である。なお、実施例における該メジアン粒子径は、光散乱理論を応用したレーザー回折・散乱式粒度分布測定装置[商品名「LA−700」、(株)堀場製作所製]を用いて測定した値である(単位:μm)。
なお、前記(D)の水性分散体(D0)および前記(E)の水性分散体(E0)のメジアン粒子径についても同様に測定した値である。
また、(X)中の(D)の粒子のメジアン粒子径(単位:μm。以下において数値のみを示す。)は、(X)の粘度および貯蔵安定性の観点から、好ましくは0.01〜50、さらに好ましくは0.1〜20である。なお、実施例における該メジアン粒子径は、光散乱理論を応用したレーザー回折・散乱式粒度分布測定装置[商品名「LA−700」、(株)堀場製作所製]を用いて測定した値である(単位:μm)。
なお、前記(D)の水性分散体(D0)および前記(E)の水性分散体(E0)のメジアン粒子径についても同様に測定した値である。
[添加剤(F)]
本発明の一液熱硬化性樹脂組成物(X)には、本発明の効果を阻害しない範囲で必要により、充填剤、防腐剤、耐熱安定剤、耐候安定剤、着色剤、増粘剤、レベリング剤、消泡剤、粘弾性調整剤および動的表面張力調整剤からなる群から選ばれる1種または2種以上の添加剤(F)を含有させることができる。
なお、該(F)は、上記(X)の製造工程の任意の段階で添加することができる。
添加剤(F)全体の含有量は、添加剤添加後の一液熱硬化性樹脂組成物(X)の全重量に基づいて、通常30%以下、好ましくは0.1〜20%、さらに好ましくは0.2〜10%である。
本発明の一液熱硬化性樹脂組成物(X)には、本発明の効果を阻害しない範囲で必要により、充填剤、防腐剤、耐熱安定剤、耐候安定剤、着色剤、増粘剤、レベリング剤、消泡剤、粘弾性調整剤および動的表面張力調整剤からなる群から選ばれる1種または2種以上の添加剤(F)を含有させることができる。
なお、該(F)は、上記(X)の製造工程の任意の段階で添加することができる。
添加剤(F)全体の含有量は、添加剤添加後の一液熱硬化性樹脂組成物(X)の全重量に基づいて、通常30%以下、好ましくは0.1〜20%、さらに好ましくは0.2〜10%である。
充填剤(F1)としては、炭酸ナトリウム、シリカ等が挙げられる。
(F1)の含有量は、添加剤添加後の一液熱硬化性樹脂組成物(X)の全重量に基づいて、通常10%以下、好ましくは0.1〜3%である。
(F1)の含有量は、添加剤添加後の一液熱硬化性樹脂組成物(X)の全重量に基づいて、通常10%以下、好ましくは0.1〜3%である。
防腐剤(F2)としては、メチルパラベン、エチルパラベン等が挙げられる。
(F2)の含有量は、添加剤添加後の一液熱硬化性樹脂組成物(X)の全重量に基づいて、通常10%以下、好ましくは0.1〜3%である。
(F2)の含有量は、添加剤添加後の一液熱硬化性樹脂組成物(X)の全重量に基づいて、通常10%以下、好ましくは0.1〜3%である。
耐熱安定剤(F3)としては、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスフェート、ジオクタデシル−3,3’−チオジプロピオナート等が挙げられる。
(F3)の含有量は、添加剤添加後の一液熱硬化性樹脂組成物(X)の全重量に基づいて、通常10%以下、好ましくは0.1〜3%である。
(F3)の含有量は、添加剤添加後の一液熱硬化性樹脂組成物(X)の全重量に基づいて、通常10%以下、好ましくは0.1〜3%である。
耐候安定剤(F4)としては、紫外線吸収剤、例えばサリチル酸化合物(フェニルサリシレート等)、ベンゾフェノン(2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン等)、ベンゾトリアゾール化合物[2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール等]、シアノアクリレート化合物(2−エチルヘキシル−2−シアノ−3,3’−ジフェニルアクリレート等);光安定剤、例えばヒンダードアミン[オクチル化ジフェニルアミン、イソオクチル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェノール)プロピオネート等]が挙げられる。
(F4)の含有量は、添加剤添加後の一液熱硬化性樹脂組成物(X)の全重量に基づいて、通常10%以下、好ましくは0.5〜3%である。
(F4)の含有量は、添加剤添加後の一液熱硬化性樹脂組成物(X)の全重量に基づいて、通常10%以下、好ましくは0.5〜3%である。
着色剤(F5)には顔料および染料が含まれる。顔料のうち、無機顔料としては、酸化チタン、カーボンブラック等;有機顔料としてはアゾ顔料(アゾレーキ系、モノアゾ系等)、多環式顔料(ベンズイミダゾロン系、フタロシアニン系等)が挙げられる。
染料としては、ニグロシン系、アニリン系等が挙げられる。
(F5)の含有量は、添加剤添加後の一液熱硬化性樹脂組成物(X)の全重量に基づいて、通常30%以下、好ましくは1〜10%である。
染料としては、ニグロシン系、アニリン系等が挙げられる。
(F5)の含有量は、添加剤添加後の一液熱硬化性樹脂組成物(X)の全重量に基づいて、通常30%以下、好ましくは1〜10%である。
増粘剤(F6)としては、モンモリロナイト、コロイド状アルミナ等が挙げられる。
(F6)の含有量は、添加剤添加後の一液熱硬化性樹脂組成物(X)の全重量に基づいて、通常10%以下、好ましくは0.1〜5%である。
(F6)の含有量は、添加剤添加後の一液熱硬化性樹脂組成物(X)の全重量に基づいて、通常10%以下、好ましくは0.1〜5%である。
レベリング剤(F7)としては、Mnが好ましくは100〜1,000の、ポリオレフィン樹脂[ポリエチレン、ポリプロピレン等]、オレフィン−(メタ)アクリル酸共重合体[エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体等]、ポリビニルピロリドン等が挙げられる。
(F7)の含有量は、添加剤添加後の一液熱硬化性樹脂組成物(X)の全重量に基づいて、通常6%以下、好ましくは0.5〜3%である。
(F7)の含有量は、添加剤添加後の一液熱硬化性樹脂組成物(X)の全重量に基づいて、通常6%以下、好ましくは0.5〜3%である。
消泡剤(F8)としては、ミネラルオイル消泡剤、シリコーンオイル消泡剤等が挙げられる。
(F8)の含有量は、添加剤添加後の一液熱硬化性樹脂組成物(X)の全重量に基づいて、通常6%以下、好ましくは0.5〜3%である。
(F8)の含有量は、添加剤添加後の一液熱硬化性樹脂組成物(X)の全重量に基づいて、通常6%以下、好ましくは0.5〜3%である。
粘弾性調整剤(F9)としては、高分子型(Mn10,000〜500,000のもの、例えばポリカルボン酸、ポリスルホン酸、ポリエーテル変性カルボン酸、ポリエーテル)、会合型(Mn10,000〜500,000のもの、例えばウレタン変性ポリエーテル)が挙げられる。
(F9)の含有量は、添加剤添加後の一液熱硬化性樹脂組成物(X)の全重量に基づいて、通常10%以下、好ましくは0.1〜5%である。
(F9)の含有量は、添加剤添加後の一液熱硬化性樹脂組成物(X)の全重量に基づいて、通常10%以下、好ましくは0.1〜5%である。
動的表面張力調整剤(F10)としては、アセチレングリコール、フッ素含有化合物シリコーン含有化合物等が挙げられる。なお、動的表面張力調整剤とは、表面張力を低下させる機能を有するものである。
(F10)の含有量は、添加剤添加後の一液熱硬化性樹脂組成物(X)の全重量に基づいて、通常20%以下、好ましくは0.1〜10%である。
(F10)の含有量は、添加剤添加後の一液熱硬化性樹脂組成物(X)の全重量に基づいて、通常20%以下、好ましくは0.1〜10%である。
[接着剤、塗料]
本発明の一液熱硬化性樹脂組成物(X)は、貯蔵安定性および接着性に優れるため、とくに接着剤用途に有用である。また、塗料用途にも有用である。
なお、(X)には本発明の効果を阻害しない範囲で、必要により水性媒体、有機溶剤(g)を含有してもよい。水性媒体と有機溶剤(g)との合計重量は、工業上の観点から(X)の重量に基づいて、好ましくは15%以下、さらに好ましくは5%以下である。
本発明の一液熱硬化性樹脂組成物(X)は、貯蔵安定性および接着性に優れるため、とくに接着剤用途に有用である。また、塗料用途にも有用である。
なお、(X)には本発明の効果を阻害しない範囲で、必要により水性媒体、有機溶剤(g)を含有してもよい。水性媒体と有機溶剤(g)との合計重量は、工業上の観点から(X)の重量に基づいて、好ましくは15%以下、さらに好ましくは5%以下である。
本発明の一液熱硬化性樹脂組成物(X)を接着剤として用いる場合には、被接着物に前記(X)を塗布する。接着性および工業上の観点から膜厚(塗布直後の膜厚)は好ましくは50μm〜3mm、さらに好ましくは0.1〜1mmである。塗布方法としては、例えばコーティング塗装(例えばブレードコーター、ロールコーター、バーコーター、グラビアコーター等)、浸漬塗装、刷毛塗り等によって塗布することができる。
塗布された被接着物は、硬化性および工業上の観点から好ましくは100〜180℃、さらに好ましくは120〜160℃の硬化温度条件で、また、同様の観点から好ましくは5〜60分、さらに好ましくは8〜30分、とくに好ましくは10〜20分の硬化時間で硬化、接着させることができる。
本発明の一液熱硬化性樹脂組成物(X)を塗料として用いる場合には、被塗装物に前記(X)を塗布する。
塗布方法としては、被塗装物に対して、前記(X)を、ウェット膜厚(塗布直後の膜厚)が、接着効果および工業上の観点から好ましくは10〜200μm、さらに好ましくは20〜100μmとなるようにスプレー塗布する方法が挙げられる。
塗布方法としては、被塗装物に対して、前記(X)を、ウェット膜厚(塗布直後の膜厚)が、接着効果および工業上の観点から好ましくは10〜200μm、さらに好ましくは20〜100μmとなるようにスプレー塗布する方法が挙げられる。
塗装された被塗装物は、塗膜硬化性および工業上の観点から好ましくは100〜180℃、さらに好ましくは120〜160℃の硬化温度条件で、また、同様の観点から好ましくは5〜60分、さらに好ましくは8〜30分、とくに好ましくは10〜20分の硬化時間で塗膜を形成させることができる。
硬化後の膜厚は、塗装効果および工業上の観点から好ましくは10〜150μm、さらに好ましくは15〜50μmである。
硬化後の膜厚は、塗装効果および工業上の観点から好ましくは10〜150μm、さらに好ましくは15〜50μmである。
本発明の樹脂組成物(X)を反応、硬化させてなる硬化物は樹脂強度に優れるため、樹脂組成物(X)は種々の用途、接着剤、塗料、とりわけ接着剤に適している。
以下実施例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。実施例中の部は重量部、モル%以外の%は重量%を表す。
実施例および比較例に使用した原料の組成、記号等は次のとおりである。
(1)エポキシ基含有化合物(A)
(A−1):クレゾールノボラック型ポリグリシジルエーテル
[商品名「EOCN−104S」、日本化薬(株)製、
Mn2,000、エポキシ当量200]
(A−2):ビスフェノールA型ポリグリシジルエーテル
[商品名「jER828」、三菱化学(株)製、Mn340、
エポキシ当量475]
(A−3):ペンタエリスルトールポリグリシジルエーテル
[商品名「デナコールEX−411」、ナガセケムテックス(株)製、
Mn1,200、エポキシ当量230]
(A−4):水添ビスフェノールAジグリシジルエーテル
[商品名「デナコールEX−252」、ナガセケムテックス(株)製、
Mn352、エポキシ当量213]
(A−6):o−フタル酸ジグリシジルエステル
[商品名「デナコールEX−721」、ナガセケムテックス(株)製、
Mn278、エポキシ当量154]
(1)エポキシ基含有化合物(A)
(A−1):クレゾールノボラック型ポリグリシジルエーテル
[商品名「EOCN−104S」、日本化薬(株)製、
Mn2,000、エポキシ当量200]
(A−2):ビスフェノールA型ポリグリシジルエーテル
[商品名「jER828」、三菱化学(株)製、Mn340、
エポキシ当量475]
(A−3):ペンタエリスルトールポリグリシジルエーテル
[商品名「デナコールEX−411」、ナガセケムテックス(株)製、
Mn1,200、エポキシ当量230]
(A−4):水添ビスフェノールAジグリシジルエーテル
[商品名「デナコールEX−252」、ナガセケムテックス(株)製、
Mn352、エポキシ当量213]
(A−6):o−フタル酸ジグリシジルエステル
[商品名「デナコールEX−721」、ナガセケムテックス(株)製、
Mn278、エポキシ当量154]
(2)熱可塑性樹脂(B)
(B−1):ポリスチレン[商品名「ディックスチレン CR−2500」、
大日本インキ(株)製、Mw145,000]
(B−2):スチレン−無水マレイン酸共重合体
[商品名「XIRAN SZ15170」、POLYSCOPE社製、
Mw150,000]
(B−3):メタクリル酸メチル−スチレン−アクリル酸ブチル共重合体
[商品名「アクリペット IRL−409」、
三菱レイヨン(株)製、Mw80,000]
(B−4):ポリカーボネート樹脂[商品名「パンライト L−1250Y」、
帝人化成(株)製、Mw40,000]
(B−1):ポリスチレン[商品名「ディックスチレン CR−2500」、
大日本インキ(株)製、Mw145,000]
(B−2):スチレン−無水マレイン酸共重合体
[商品名「XIRAN SZ15170」、POLYSCOPE社製、
Mw150,000]
(B−3):メタクリル酸メチル−スチレン−アクリル酸ブチル共重合体
[商品名「アクリペット IRL−409」、
三菱レイヨン(株)製、Mw80,000]
(B−4):ポリカーボネート樹脂[商品名「パンライト L−1250Y」、
帝人化成(株)製、Mw40,000]
(3)ビニルモノマー(a)
(a−1):スチレン
(a−2):無水マレレン酸
(a−3):メタクリル酸メチル
(a−4):ブタジエン
(a−1):スチレン
(a−2):無水マレレン酸
(a−3):メタクリル酸メチル
(a−4):ブタジエン
(4)ジカルボン酸(c)
(c−1):アジピン酸
(c−2):テレフタル酸
(c−3):ダイマー酸[商品名「EMPOL 1061」、
BASFジャパン(株)製]
(c−1):アジピン酸
(c−2):テレフタル酸
(c−3):ダイマー酸[商品名「EMPOL 1061」、
BASFジャパン(株)製]
(5)界面活性剤(C)
(C−1):スチレン化フェノールEO17モル付加物
[商品名「サンスパール ST−36」、三洋化成工業(株)製]
(C−2):ビスフェノールAEO18モル付加物
[商品名「ニューポール BPE−180」、三洋化成工業(株)製]
(C0−3):塩化ステアリルトリメチルアンモニウム(C−3)の28%水溶液
[商品名「エコノールTMS−28」、三洋化成工業(株)製]
(C−4):ラウリル硫酸ナトリウム
(C0−5):ヤシ油脂肪酸アミドプロピルベタイン(C−5)の36%水溶液
[商品名「レボン2000」、三洋化成工業(株)製]
(C−1):スチレン化フェノールEO17モル付加物
[商品名「サンスパール ST−36」、三洋化成工業(株)製]
(C−2):ビスフェノールAEO18モル付加物
[商品名「ニューポール BPE−180」、三洋化成工業(株)製]
(C0−3):塩化ステアリルトリメチルアンモニウム(C−3)の28%水溶液
[商品名「エコノールTMS−28」、三洋化成工業(株)製]
(C−4):ラウリル硫酸ナトリウム
(C0−5):ヤシ油脂肪酸アミドプロピルベタイン(C−5)の36%水溶液
[商品名「レボン2000」、三洋化成工業(株)製]
(6)有機溶剤(g)
(g−1):酢酸エチル(logPow 0.73)
(g−2):メチルエチルケトン(以下、MEKと表記)(logPow 0.29)
(g−3):トルエン(logPow 2.73)
(7)ポリイソシアネート(d)
(d−1): イソホロンジイソシアネート
(8)ポリアミン(e)
(e−1):トリエチレンテトラミン
(e−2):ペンタエチレンヘキサミン
(e−3):エチレンジアミン
(e−4):メタキシレンジアミン
(g−1):酢酸エチル(logPow 0.73)
(g−2):メチルエチルケトン(以下、MEKと表記)(logPow 0.29)
(g−3):トルエン(logPow 2.73)
(7)ポリイソシアネート(d)
(d−1): イソホロンジイソシアネート
(8)ポリアミン(e)
(e−1):トリエチレンテトラミン
(e−2):ペンタエチレンヘキサミン
(e−3):エチレンジアミン
(e−4):メタキシレンジアミン
(9)エポキシ基と反応し得る官能基を少なくとも2個有する化合物(E1)および/またはエポキシ重合触媒(E2)である硬化剤(E)
(E1−1):ポリメルカプタン硬化剤 [商品名「アデカハードナーEH317」、
アデカ(株)製、チオール当量145g/eq]
(E1−2):ポリメルカプタン硬化剤 [商品名「カレンズMT MRI」、
昭和電工(株)製、チオール当量 190g/eq]
(E2−1):1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン(DBU)
(E2−2):N,N−ジメチルエタノールアミン
(E1−1):ポリメルカプタン硬化剤 [商品名「アデカハードナーEH317」、
アデカ(株)製、チオール当量145g/eq]
(E1−2):ポリメルカプタン硬化剤 [商品名「カレンズMT MRI」、
昭和電工(株)製、チオール当量 190g/eq]
(E2−1):1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン(DBU)
(E2−2):N,N−ジメチルエタノールアミン
[熱可塑性樹脂(B)の製造]
製造例1
反応容器に(g−1)700部を仕込み、溶剤が還流するまで昇温した。別の容器に(a−1)300部と(a−2)32部と(g−1)140部とを相溶化させたモノマー溶液、およびドデシルメルカプタン5部と2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)[和光純薬工業(株)製]5部と(g−1)80部を相溶化させた開始剤溶液1をそれぞれ作製する。反応容器にモノマー溶液および開始剤溶液を3時間かけて滴下した。滴下終了後、還流条件下で3時間反応させた。その後2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)5部と(g−1)25部とを相溶化させた開始剤溶液2を滴下し、滴下終了後、還流条件下で3時間反応させた。その後脱溶剤することで、熱可塑性樹脂(B−5)(Mw60,000)を得た。
製造例1
反応容器に(g−1)700部を仕込み、溶剤が還流するまで昇温した。別の容器に(a−1)300部と(a−2)32部と(g−1)140部とを相溶化させたモノマー溶液、およびドデシルメルカプタン5部と2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)[和光純薬工業(株)製]5部と(g−1)80部を相溶化させた開始剤溶液1をそれぞれ作製する。反応容器にモノマー溶液および開始剤溶液を3時間かけて滴下した。滴下終了後、還流条件下で3時間反応させた。その後2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)5部と(g−1)25部とを相溶化させた開始剤溶液2を滴下し、滴下終了後、還流条件下で3時間反応させた。その後脱溶剤することで、熱可塑性樹脂(B−5)(Mw60,000)を得た。
製造例2
製造例1において、(a−1)300部および(a−2)32部を、(a−3)300部に代え、ドデシルメルカプタン5部を10部に代えたこと以外は製造例1と同様にして、熱可塑性樹脂(B−6)(Mw30,000)を得た。
製造例1において、(a−1)300部および(a−2)32部を、(a−3)300部に代え、ドデシルメルカプタン5部を10部に代えたこと以外は製造例1と同様にして、熱可塑性樹脂(B−6)(Mw30,000)を得た。
製造例3
製造例1において、(a−1)300部および(a−2)32部を、(a−1)20部と(a−3)275部と(a−4)8部に代え、ドデシルメルカプタン5部を20部に代えたこと以外は製造例1と同様にして、熱可塑性樹脂(B−7)(Mw10,000)を得た。
製造例1において、(a−1)300部および(a−2)32部を、(a−1)20部と(a−3)275部と(a−4)8部に代え、ドデシルメルカプタン5部を20部に代えたこと以外は製造例1と同様にして、熱可塑性樹脂(B−7)(Mw10,000)を得た。
製造例4
反応容器に(c−1)200部、1,3−プロピレングリコール92部、ジブチルスズオキシド0.3部を仕込み、窒素ガスで0.3MPaまで加圧した後220℃まで昇温した。同温度で6時間反応させ、反応容器内の圧力を0.3MPaから2kPaに減圧し、さらに1時間反応させた。圧力を常圧に戻した後、冷却して180℃になったところで取り出し、熱可塑性樹脂(B−8)(Mw18,000)を得た。
反応容器に(c−1)200部、1,3−プロピレングリコール92部、ジブチルスズオキシド0.3部を仕込み、窒素ガスで0.3MPaまで加圧した後220℃まで昇温した。同温度で6時間反応させ、反応容器内の圧力を0.3MPaから2kPaに減圧し、さらに1時間反応させた。圧力を常圧に戻した後、冷却して180℃になったところで取り出し、熱可塑性樹脂(B−8)(Mw18,000)を得た。
製造例5
反応容器にポリテトラメチレングリコール[商品名「PTMG3000」、三菱化学(株)製、Mn3,000]330部とエチレングリコール9部、(d−1)57部とN,N’−ジメチルホルムアミド600部を仕込み、撹拌下、120℃まで昇温し、同温度で5時間反応させた。系内のイソシアネート基含量を計測しても検出されないことを確認した後、反応を停止した。さらに脱溶剤を行い、熱可塑性樹脂(B−9)(Mw15,000)を得た。
反応容器にポリテトラメチレングリコール[商品名「PTMG3000」、三菱化学(株)製、Mn3,000]330部とエチレングリコール9部、(d−1)57部とN,N’−ジメチルホルムアミド600部を仕込み、撹拌下、120℃まで昇温し、同温度で5時間反応させた。系内のイソシアネート基含量を計測しても検出されないことを確認した後、反応を停止した。さらに脱溶剤を行い、熱可塑性樹脂(B−9)(Mw15,000)を得た。
比較製造例1
製造例1において、(a−1)300部および(a−2)32部を、(a−1)300部に代え、ドデシルメルカプタンを添加しなかったこと以外は製造例1と同様にして、熱可塑性樹脂(比B−1)(Mw200,000)を得た。
製造例1において、(a−1)300部および(a−2)32部を、(a−1)300部に代え、ドデシルメルカプタンを添加しなかったこと以外は製造例1と同様にして、熱可塑性樹脂(比B−1)(Mw200,000)を得た。
比較製造例2
製造例1において、ドデシルメルカプタン5部を20部に代えたこと以外は製造例1と同様にして、熱可塑性樹脂(比B−2)(Mw3,000)を得た。
製造例1において、ドデシルメルカプタン5部を20部に代えたこと以外は製造例1と同様にして、熱可塑性樹脂(比B−2)(Mw3,000)を得た。
[界面活性剤(C)の製造]
製造例6
反応容器に4−α−クミルフェノール25.5部およびルイス酸触媒「GalleonEarth」[水澤化学工業(株)製]2.3部を仕込み、撹拌下、系内を窒素ガスで置換し90℃に昇温した。同温度にてスチレン89.5部を3時間かけて滴下し、さらに同温度にて5時間反応(フリーデルクラフツ反応)させた。生成物を30℃に冷却後、触媒をろ別して、4−α−クミルフェノールのスチレン5モル付加物100部を得た。
次に、撹拌機、加熱冷却装置及び滴下ボンベを備えた耐圧反応容器に、得られた4−α−クミルフェノールのスチレン5モル付加物100部及び過塩素酸アルミニウム九水和物1部を投入し、窒素置換後密閉し、90℃に昇温し、1時間減圧下で脱水を行った。95℃に昇温し、EO152部を圧力が0.2MPaG以下になるように調整しながら10時間かけて滴下した後、95℃で5時間熟成した。次いで70℃に冷却後、「キョーワード600」[協和化学工業(株)製]15部を投入し、70℃で1時間撹拌して処理した後、吸着処理剤をろ過して界面活性剤(C−6)を得た。
製造例6
反応容器に4−α−クミルフェノール25.5部およびルイス酸触媒「GalleonEarth」[水澤化学工業(株)製]2.3部を仕込み、撹拌下、系内を窒素ガスで置換し90℃に昇温した。同温度にてスチレン89.5部を3時間かけて滴下し、さらに同温度にて5時間反応(フリーデルクラフツ反応)させた。生成物を30℃に冷却後、触媒をろ別して、4−α−クミルフェノールのスチレン5モル付加物100部を得た。
次に、撹拌機、加熱冷却装置及び滴下ボンベを備えた耐圧反応容器に、得られた4−α−クミルフェノールのスチレン5モル付加物100部及び過塩素酸アルミニウム九水和物1部を投入し、窒素置換後密閉し、90℃に昇温し、1時間減圧下で脱水を行った。95℃に昇温し、EO152部を圧力が0.2MPaG以下になるように調整しながら10時間かけて滴下した後、95℃で5時間熟成した。次いで70℃に冷却後、「キョーワード600」[協和化学工業(株)製]15部を投入し、70℃で1時間撹拌して処理した後、吸着処理剤をろ過して界面活性剤(C−6)を得た。
製造例7
反応容器に製造例6にて作製した(C−6)16.6部、PEG(Mn8,650)71.4部、リン酸0.024部を仕込み、110℃に昇温し、撹拌し釜内を均一とした。同温度にて減圧して水分が0.04%になるまで脱水した後、HDI2.1部を仕込み、130℃で5時間反応させて、界面活性剤(C−7)を得た。その後、100℃となったところで水210部を10分で投入することで界面活性剤(C−7)の30%水溶液(C0−7)を得た。
反応容器に製造例6にて作製した(C−6)16.6部、PEG(Mn8,650)71.4部、リン酸0.024部を仕込み、110℃に昇温し、撹拌し釜内を均一とした。同温度にて減圧して水分が0.04%になるまで脱水した後、HDI2.1部を仕込み、130℃で5時間反応させて、界面活性剤(C−7)を得た。その後、100℃となったところで水210部を10分で投入することで界面活性剤(C−7)の30%水溶液(C0−7)を得た。
[コア/シェル型主剤粒子(D)の製造]
実施例1
容器に(A−1)39部と(g−1)39部を仕込み、これに(C−6)5部を添加し、30℃で30分間撹拌した。その後、同温度で水24部を2時間かけて滴下して転相乳化させたものを50℃、減圧下(30kPa以下、以下同じ)で2時間脱溶剤して、(A−1)の水性分散体(A0−1)を得た。
別の容器に(g−1)112部を仕込み、(B−1)6部を加えて、30℃で2時間撹拌した。同温度で、作製した(A−1)の水性分散体(A0−1)68部を2時間かけて滴下して転相乳化させたものを50℃、減圧下(30kPa以下、以下同じ)で2時間脱溶剤した。その後、固形分濃度を調整する目的で水を26部添加し、30℃で30分間撹拌して、コア/シェル型主剤粒子(D−1)の水性分散体(D0−1)を得た。
さらに、得られた(D0−1)の半量を50℃、減圧下で4時間脱溶媒して、コア/シェル型主剤粒子(D−1)を得た。なお、(D0−1)の固形分濃度は50%であった。
実施例1
容器に(A−1)39部と(g−1)39部を仕込み、これに(C−6)5部を添加し、30℃で30分間撹拌した。その後、同温度で水24部を2時間かけて滴下して転相乳化させたものを50℃、減圧下(30kPa以下、以下同じ)で2時間脱溶剤して、(A−1)の水性分散体(A0−1)を得た。
別の容器に(g−1)112部を仕込み、(B−1)6部を加えて、30℃で2時間撹拌した。同温度で、作製した(A−1)の水性分散体(A0−1)68部を2時間かけて滴下して転相乳化させたものを50℃、減圧下(30kPa以下、以下同じ)で2時間脱溶剤した。その後、固形分濃度を調整する目的で水を26部添加し、30℃で30分間撹拌して、コア/シェル型主剤粒子(D−1)の水性分散体(D0−1)を得た。
さらに、得られた(D0−1)の半量を50℃、減圧下で4時間脱溶媒して、コア/シェル型主剤粒子(D−1)を得た。なお、(D0−1)の固形分濃度は50%であった。
実施例2〜5、7〜10、比較例1〜2
実施例1において、表1に従って、(A)、(B)、(C)、(g)、水を用いたこと以外は実施例1と同様にして、コア/シェル型主剤粒子およびその水性分散体を得た。
実施例1において、表1に従って、(A)、(B)、(C)、(g)、水を用いたこと以外は実施例1と同様にして、コア/シェル型主剤粒子およびその水性分散体を得た。
実施例6
容器に(A−3)27部、(B−4)16部、(g−1)93部を仕込み、30℃で2時間撹拌した。そこに(C−4)6部と水50部とを相溶化させた界面活性剤水溶液を、30℃、撹拌下、2時間かけて滴下して転相乳化させた。
次に、減圧下で2時間脱溶剤して、コア/シェル型主剤粒子(D−6)の水性分散体(D0−6)を得た。
さらに、得られた(D0−6)の半量を50℃、減圧下で4時間脱溶媒して、(D−6)を得た。なお、(D0−6)の固形分濃度は49%であった。
容器に(A−3)27部、(B−4)16部、(g−1)93部を仕込み、30℃で2時間撹拌した。そこに(C−4)6部と水50部とを相溶化させた界面活性剤水溶液を、30℃、撹拌下、2時間かけて滴下して転相乳化させた。
次に、減圧下で2時間脱溶剤して、コア/シェル型主剤粒子(D−6)の水性分散体(D0−6)を得た。
さらに、得られた(D0−6)の半量を50℃、減圧下で4時間脱溶媒して、(D−6)を得た。なお、(D0−6)の固形分濃度は49%であった。
実施例11〜14、比較例3
実施例6において、表1に従って、(A)、(B)、(C)、(g)、水を用いたこと以外は実施例6と同様にして、コア/シェル型主剤粒子およびその水性分散体を得た。
実施例6において、表1に従って、(A)、(B)、(C)、(g)、水を用いたこと以外は実施例6と同様にして、コア/シェル型主剤粒子およびその水性分散体を得た。
実施例1〜14、比較例1〜3の結果を表1に示す。
[エポキシ基と反応し得る官能基を少なくとも2個有する化合物である硬化剤(E1)の製造]
製造例8
反応容器に(e−1)125部、(c−3)188部、分子量調整のためオレイン酸21部を仕込み、流量1L/minで窒素ガスを通気しながら120℃まで昇温した。同温度で3時間反応させた後、さらに180℃まで昇温し10時間反応させた。その後、内容物の酸価が0mgKOH/gになった後、取り出し、エポキシ基と反応し得る官能基を少なくとも2個有する化合物である硬化剤(E1−3)(Mn620、活性水素当量92)を得た。
製造例8
反応容器に(e−1)125部、(c−3)188部、分子量調整のためオレイン酸21部を仕込み、流量1L/minで窒素ガスを通気しながら120℃まで昇温した。同温度で3時間反応させた後、さらに180℃まで昇温し10時間反応させた。その後、内容物の酸価が0mgKOH/gになった後、取り出し、エポキシ基と反応し得る官能基を少なくとも2個有する化合物である硬化剤(E1−3)(Mn620、活性水素当量92)を得た。
製造例9
反応容器に(g−2)16.0部と(e−4)18.9部を仕込み、(A−2)35.1部を加えて均一混合し、50℃で2時間反応させた。その後、減圧下で脱溶剤し、エポキシ基と反応し得る官能基を少なくとも2個有する化合物である硬化剤(E1−4)(Mn1,560、活性水素当量390)を得た。
反応容器に(g−2)16.0部と(e−4)18.9部を仕込み、(A−2)35.1部を加えて均一混合し、50℃で2時間反応させた。その後、減圧下で脱溶剤し、エポキシ基と反応し得る官能基を少なくとも2個有する化合物である硬化剤(E1−4)(Mn1,560、活性水素当量390)を得た。
製造例10
反応容器にポリテトラメチレングリコール[商品名「PTMG1000」、三菱化学(株)製、Mn1,000]200部と(d−1)66部を仕込み、撹拌下、120℃まで昇温し、同温度で5時間反応させた。その後室温まで冷却し、(g−3)600部を仕込み溶液[プレポリマー溶液(1)]が均一になるまで撹拌を続けた。別の容器に(e−3)12部と(g−3)100部を配合した溶液[アミン溶液(1)]を系内が均一な溶液となるまで混合、撹拌した。撹拌下、室温にて、アミン溶液(1)を滴下にてプレポリマー溶液(1)の入った反応容器に1時間かけて仕込んだ。室温にて2時間反応を継続し、系内のイソシアネート基含量を計測しても検出されないことを確認した後、反応を停止した。さらに脱溶剤を行い、エポキシ基と反応し得る官能基を少なくとも2個有する化合物である硬化剤(E1−5)(Mn2,800、活性水素当量697)を得た。
反応容器にポリテトラメチレングリコール[商品名「PTMG1000」、三菱化学(株)製、Mn1,000]200部と(d−1)66部を仕込み、撹拌下、120℃まで昇温し、同温度で5時間反応させた。その後室温まで冷却し、(g−3)600部を仕込み溶液[プレポリマー溶液(1)]が均一になるまで撹拌を続けた。別の容器に(e−3)12部と(g−3)100部を配合した溶液[アミン溶液(1)]を系内が均一な溶液となるまで混合、撹拌した。撹拌下、室温にて、アミン溶液(1)を滴下にてプレポリマー溶液(1)の入った反応容器に1時間かけて仕込んだ。室温にて2時間反応を継続し、系内のイソシアネート基含量を計測しても検出されないことを確認した後、反応を停止した。さらに脱溶剤を行い、エポキシ基と反応し得る官能基を少なくとも2個有する化合物である硬化剤(E1−5)(Mn2,800、活性水素当量697)を得た。
製造例11
製造例10において、ポリテトラメチレングリコール[商品名「PTMG1000」]200部をポリテトラメチレングリコール[商品名「PTMG2000」、三菱化学(株)製、Mn2,000]400部に代えて反応させ、脱溶剤後に(g−3)25部を加えたこと以外は製造例10と同様にして、エポキシ基と反応し得る官能基を少なくとも2個有する化合物である硬化剤(E1−6)の95%溶液(E001−6)(Mn4,800、活性水素当量1,197)を得た。
製造例10において、ポリテトラメチレングリコール[商品名「PTMG1000」]200部をポリテトラメチレングリコール[商品名「PTMG2000」、三菱化学(株)製、Mn2,000]400部に代えて反応させ、脱溶剤後に(g−3)25部を加えたこと以外は製造例10と同様にして、エポキシ基と反応し得る官能基を少なくとも2個有する化合物である硬化剤(E1−6)の95%溶液(E001−6)(Mn4,800、活性水素当量1,197)を得た。
[一液熱硬化性樹脂組成物(X)]
実施例15〜34、比較例4〜6
表2、3に従って配合、混合(温度25℃、撹拌時間30分間)した後、50℃、減圧下(2kPa)にて5時間脱水し、一液熱硬化性樹脂組成物(X−1)〜(X−20)、(比X−1)〜(比X−3)を得た。各組成物について下記の試験方法で性能評価を行った。結果を表2、3に示す。
実施例15〜34、比較例4〜6
表2、3に従って配合、混合(温度25℃、撹拌時間30分間)した後、50℃、減圧下(2kPa)にて5時間脱水し、一液熱硬化性樹脂組成物(X−1)〜(X−20)、(比X−1)〜(比X−3)を得た。各組成物について下記の試験方法で性能評価を行った。結果を表2、3に示す。
実施例35〜37
表2、3に従って配合、混合(温度25℃、撹拌時間30分間)し、一液熱硬化性樹脂組成物(X−21)〜(X−23)を得た。各組成物について下記の試験方法で性能評価を行った。結果を表2、3に示す。
表2、3に従って配合、混合(温度25℃、撹拌時間30分間)し、一液熱硬化性樹脂組成物(X−21)〜(X−23)を得た。各組成物について下記の試験方法で性能評価を行った。結果を表2、3に示す。
<試験方法>
(1)引張せん断接着強さ(MPa)(低温硬化性、接着強度の評価)
試験鋼板[JIS G3141に規定する0.5mm×80mm×150mmの冷間圧延鋼板(SPCC−SD)]の表面をメタノールで脱脂後、焼付け後の塗膜の厚さが0.1mmとなるように樹脂組成物を塗布し、低温焼き付け(140℃、20分)で試験片を作製し、JIS K6850の引張せん断接着強さの測定方法により被着材が試験鋼板[JIS G3141に規定する0.5mm×80mm×150mmの冷間圧延鋼板(SPCC−SD)]同士の場合の接着強さを評価した。
(1)引張せん断接着強さ(MPa)(低温硬化性、接着強度の評価)
試験鋼板[JIS G3141に規定する0.5mm×80mm×150mmの冷間圧延鋼板(SPCC−SD)]の表面をメタノールで脱脂後、焼付け後の塗膜の厚さが0.1mmとなるように樹脂組成物を塗布し、低温焼き付け(140℃、20分)で試験片を作製し、JIS K6850の引張せん断接着強さの測定方法により被着材が試験鋼板[JIS G3141に規定する0.5mm×80mm×150mmの冷間圧延鋼板(SPCC−SD)]同士の場合の接着強さを評価した。
(2)剥離強度(N/25mm)(接着性の評価)
(1)記載の試験鋼板の表面をメタノールで脱脂後、焼付け後の塗膜の厚さが0.1mmとなるように樹脂組成物を塗布し、低温焼き付け(140℃、20分)で試験片を作製し、JIS K6854−2の剥離強度の測定方法により被着材が試験綱板同士場合の接着強さを評価した。
(1)記載の試験鋼板の表面をメタノールで脱脂後、焼付け後の塗膜の厚さが0.1mmとなるように樹脂組成物を塗布し、低温焼き付け(140℃、20分)で試験片を作製し、JIS K6854−2の剥離強度の測定方法により被着材が試験綱板同士場合の接着強さを評価した。
(3)樹脂組成物(X)の貯蔵安定性
JIS K6833−1の貯蔵安定性の操作に準拠して貯蔵安定性を評価した。すなわち、容量500mlの密閉できるガラス容器に400ml充填し、40℃で30日間静置した樹脂組成物について、引張剪断接着強さおよび粘度を評価した。
(3−1)
上記(1)のJIS K6850の引張せん断接着強さの測定方法により被着材が試験綱板同士の場合の接着強さを測定し、試験前後の引張せん断接着強さの減少の程度を下記の評価基準で評価した。
<評価基準>
◎:引張せん断接着強さの減少が10%未満
○:引張せん断接着強さの減少が10%以上20%未満
△:引張せん断接着強さの減少が20%以上50%未満
×:引張せん断接着強さの減少が50%以上
(3−2)粘度
BL型粘度計[型番「DVL−BII」、東機産業(株)製、回転数12rpm、3号スピンドル]により、JIS K7117−1に準じて25℃での粘度を測定した。試験前後の粘度の増加程度を下記の評価基準で評価した。
<評価基準>
◎:粘度の増加が10%未満
○:粘度の増加が10%以上20%未満
△:粘度の増加が20%以上50%未満
×:粘度の増加が50%以上
JIS K6833−1の貯蔵安定性の操作に準拠して貯蔵安定性を評価した。すなわち、容量500mlの密閉できるガラス容器に400ml充填し、40℃で30日間静置した樹脂組成物について、引張剪断接着強さおよび粘度を評価した。
(3−1)
上記(1)のJIS K6850の引張せん断接着強さの測定方法により被着材が試験綱板同士の場合の接着強さを測定し、試験前後の引張せん断接着強さの減少の程度を下記の評価基準で評価した。
<評価基準>
◎:引張せん断接着強さの減少が10%未満
○:引張せん断接着強さの減少が10%以上20%未満
△:引張せん断接着強さの減少が20%以上50%未満
×:引張せん断接着強さの減少が50%以上
(3−2)粘度
BL型粘度計[型番「DVL−BII」、東機産業(株)製、回転数12rpm、3号スピンドル]により、JIS K7117−1に準じて25℃での粘度を測定した。試験前後の粘度の増加程度を下記の評価基準で評価した。
<評価基準>
◎:粘度の増加が10%未満
○:粘度の増加が10%以上20%未満
△:粘度の増加が20%以上50%未満
×:粘度の増加が50%以上
表2、3の結果から、本発明のコア/シェル型主剤粒子は、コアの被覆率が高く、比較のものと比べ、一液熱硬化性樹脂組成物に、優れた貯蔵安定性と優れた硬化性、とくに低温硬化性を付与することがわかる。
また、本発明の一液熱硬化性樹脂組成物は、比較のものと比べ、貯蔵安定性および低温硬化性に優れ、さらに樹脂組成物を硬化させてなる硬化物は接着強度および接着性に優れていることが明らかである。
また、本発明の一液熱硬化性樹脂組成物は、比較のものと比べ、貯蔵安定性および低温硬化性に優れ、さらに樹脂組成物を硬化させてなる硬化物は接着強度および接着性に優れていることが明らかである。
本発明のコア/シェル型主剤粒子は、コアの被覆率が高く、一液熱硬化性樹脂組成物に、優れた貯蔵安定性と優れた硬化性を付与することができる。
さらに、本発明の一液熱硬化性樹脂組成物は、貯蔵安定性および低温硬化性に優れ、その樹脂組成物を硬化させてなる硬化物は接着強度、および接着性に優れることから、特に自動車、鉄道車両及び船舶等の構造材料の接着用途や塗装用途、あるいは建築物や家電製品等の接着用途や塗装用途等に接着剤、塗料等として幅広く好適に用いることができ、極めて有用である。
さらに、本発明の一液熱硬化性樹脂組成物は、貯蔵安定性および低温硬化性に優れ、その樹脂組成物を硬化させてなる硬化物は接着強度、および接着性に優れることから、特に自動車、鉄道車両及び船舶等の構造材料の接着用途や塗装用途、あるいは建築物や家電製品等の接着用途や塗装用途等に接着剤、塗料等として幅広く好適に用いることができ、極めて有用である。
Claims (10)
- コアがエポキシ基含有化合物(A)を含有し、シェルが5,000〜150,000の重量平均分子量を有する熱可塑性樹脂(B)を含有するコア/シェル型主剤粒子(D)。
- (B)の含有量が(A)の重量に基づいて5〜100%である請求項1記載のコア/シェル型主剤粒子。
- さらに界面活性剤(C)を含有してなる請求項1または2記載のコア/シェル型主剤粒子。
- 請求項1〜3のいずれか記載のコア/シェル型主剤粒子(D)、並びにエポキシ基と反応し得る官能基を少なくとも2個有する化合物(E1)および/またはエポキシ重合触媒(E2)である硬化剤(E)を含有してなる一液熱硬化性樹脂組成物(X)。
- (A)と(E1)との当量比[(A)/(E1)]が30/70〜90/10、および/または、(A)と(E2)との重量比[(A)/(E2)]が80/20〜99.9/0.1である請求項4記載の一液熱硬化性樹脂組成物。
- 接着剤用である請求項4または5記載の一液熱硬化性樹脂組成物。
- 請求項4〜6のいずれか記載の一液熱硬化性樹脂組成物(X)を反応、硬化させてなる硬化物。
- 5,000〜150,000の重量平均分子量を有する熱可塑性樹脂(B)の有機溶剤(g)溶液と、界面活性剤(C)を含有するエポキシ基含有化合物(A)の水性分散体(A0)とを、転相乳化するコア/シェル型主剤粒子(D)の製造方法。
- エポキシ基含有化合物(A)、5,000〜150,000の重量平均分子量を有する熱可塑性樹脂(B)および有機溶剤(g)を含有する溶液と、水性媒体とを転相乳化する製造方法であって、該転相乳化において界面活性剤(C)が該溶液および/または水性媒体に含有してなるコア/シェル型主剤粒子(D)の製造方法。
- 有機溶剤(g)の水/オクタノール分配係数が0〜4.0である請求項8または9記載の製造方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2015050366A JP2015193814A (ja) | 2014-03-20 | 2015-03-13 | コア/シェル型主剤粒子および一液熱硬化性樹脂組成物 |
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