JP2018172520A - Epoxy resin composition, and hydrophilic coating agent - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エポキシ樹脂組成物、および、該樹脂組成物からなる親水性コーティング剤に関する。 The present invention relates to an epoxy resin composition and a hydrophilic coating agent comprising the resin composition.
繊維、金属、樹脂等の親水化処理では、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、カルボキシメチルセルロース(CMC)などの水溶性ポリマー、長鎖PEGグリシジルエーテル等の親水性エポキシ樹脂を用いて被覆する技術が開発されている(特許文献1)。しかしながら、親水性エポキシ樹脂を使用することによって親水性は改善できるものの、耐水性は逆に低下するという問題があった。 In the hydrophilization treatment of fibers, metals, resins, etc., a technology for coating with water-soluble polymers such as polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, carboxymethyl cellulose (CMC), and hydrophilic epoxy resins such as long-chain PEG glycidyl ether has been developed. (Patent Document 1). However, although the hydrophilicity can be improved by using a hydrophilic epoxy resin, there is a problem that the water resistance is lowered.
一方、多官能エポキシ樹脂にカチオン性微粒子ゲルを配合する方法も知られている(特許文献2)。しかしながら、当該処理表面の親水性と耐水性はトレードオフの関係にあり、両特性を充分に両立できないという問題があった。 On the other hand, a method of blending a cationic fine particle gel with a polyfunctional epoxy resin is also known (Patent Document 2). However, the hydrophilicity and water resistance of the treated surface are in a trade-off relationship, and there is a problem that both characteristics cannot be sufficiently achieved.
本発明は、親水性と耐水性という相反する特性を兼ね備えた塗膜を形成することができるエポキシ樹脂組成物、および、該樹脂組成物からなる親水性コーティング剤を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the epoxy resin composition which can form the coating film which has the characteristic which conflicts hydrophilicity and water resistance, and the hydrophilic coating agent which consists of this resin composition.
本発明者らは、エポキシ樹脂組成物に配合するエポキシ化合物について様々な検討を重ねたところ、長鎖ポリオキシアルキレンジグリシジルエーテル、長鎖ポリオキシアルキレン多価グリシジルエーテル、および、硬化剤を含有するエポキシ樹脂組成物を用いることで、親水性と耐水性を兼ね備えた親水性塗膜を提供できることを見出し、本発明を完成させた。 The present inventors have made various studies on the epoxy compound to be blended in the epoxy resin composition, and contain a long-chain polyoxyalkylene diglycidyl ether, a long-chain polyoxyalkylene polyvalent glycidyl ether, and a curing agent. It was found that by using an epoxy resin composition, a hydrophilic coating film having both hydrophilicity and water resistance can be provided, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明は、(A)下記一般式(1);
G−O−(CkH2kO)l−G (1)
(Gはグリシジル基を表し、kは2又は3であり、lは繰り返し数の平均であり1〜50である。)で表されるエポキシ化合物、
(B)下記一般式(2);
(G−O−(CmH2mO)n)p−X−(O−G)q (2)
(Xは炭素数3〜6の(p+q)価の多価アルコールから水酸基を除いた残基であり、pは1〜6、qは0〜5であり、(p+q)は3〜10であり、Gはそれぞれ独立してグリシジル基又は水素原子を表し、mは2又は3であり、nは繰り返し数の平均であり1〜50である。)で表されるエポキシ化合物、および、
(C)硬化剤
を含むエポキシ樹脂組成物に関する。
That is, the present invention provides (A) the following general formula (1);
G-O- (C k H 2k O) l -G (1)
(G represents a glycidyl group, k is 2 or 3, l is the average number of repetitions and is 1 to 50),
(B) the following general formula (2);
(G-O- (C m H 2m O) n) p -X- (O-G) q (2)
(X is a residue obtained by removing a hydroxyl group from a (p + q) -valent polyhydric alcohol having 3 to 6 carbon atoms, p is 1 to 6, q is 0 to 5, and (p + q) is 3 to 10. , G each independently represents a glycidyl group or a hydrogen atom, m is 2 or 3, n is an average of the number of repetitions and is 1 to 50), and
(C) It relates to an epoxy resin composition containing a curing agent.
エポキシ化合物(B)が、一般式(2)においてn×pが1〜50のエポキシ化合物であることが好ましい。 The epoxy compound (B) is preferably an epoxy compound having n × p of 1 to 50 in the general formula (2).
エポキシ化合物(A)が、kが2であるポリエチレングリコール骨格のエポキシ化合物であることが好ましい。 The epoxy compound (A) is preferably a polyethylene glycol skeleton epoxy compound in which k is 2.
エポキシ化合物(B)が、mが2であるポリエチレングリコール鎖を有するエポキシ化合物であることが好ましい。 The epoxy compound (B) is preferably an epoxy compound having a polyethylene glycol chain in which m is 2.
また、本発明は、前記エポキシ樹脂組成物を含有する親水性コーティング剤、および、該親水性コーティング剤で被覆した物品に関する。 The present invention also relates to a hydrophilic coating agent containing the epoxy resin composition and an article coated with the hydrophilic coating agent.
本発明のエポキシ樹脂組成物は、2価のエポキシ化合物と3価以上の多価のエポキシ化合物を含有するため、相反する特性である親水性と耐水性を両立することができる。 Since the epoxy resin composition of the present invention contains a divalent epoxy compound and a trivalent or higher polyvalent epoxy compound, both the hydrophilicity and water resistance, which are contradictory properties, can be achieved.
本発明の親水性コーティング組成物は、(A)下記一般式(1);
G−O−(CkH2kO)l−G (1)
(Gはグリシジル基を表し、kは2又は3であり、lは繰り返し数の平均であり1〜50である。)で表されるエポキシ化合物、
(B)下記一般式(2);
(G−O−(CmH2mO)n)p−X−(O−G)q (2)
(Xは炭素数3〜6の(p+q)価の多価アルコールから水酸基を除いた残基であり、pは1〜6、qは0〜5であり、(p+q)は3〜10であり、Gはそれぞれ独立してグリシジル基又は水素原子を表し、mは2又は3であり、nは繰り返し数の平均であり1〜50である。)で表されるエポキシ化合物、および、
(C)硬化剤
を含有することを特徴とする。
The hydrophilic coating composition of the present invention comprises (A) the following general formula (1);
G-O- (C k H 2k O) l -G (1)
(G represents a glycidyl group, k is 2 or 3, l is the average number of repetitions and is 1 to 50),
(B) the following general formula (2);
(G-O- (C m H 2m O) n) p -X- (O-G) q (2)
(X is a residue obtained by removing a hydroxyl group from a (p + q) -valent polyhydric alcohol having 3 to 6 carbon atoms, p is 1 to 6, q is 0 to 5, and (p + q) is 3 to 10. , G each independently represents a glycidyl group or a hydrogen atom, m is 2 or 3, n is an average of the number of repetitions and is 1 to 50), and
(C) It contains a curing agent.
一般式(1)で表されるエポキシ化合物(A)について、一般式(1)におけるlは1〜50であるが、10〜30が好ましく、20〜25がより好ましい。lが0であると、親水性が得られなくなり、lが50を超えると、エポキシ含量の低下により反応性に乏しく、反応不足により耐水性が得られにくくなる傾向がある。kは親水性の点で2が好ましい。具体的なエポキシ化合物としては、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテルなどが挙げられる。 About the epoxy compound (A) represented by General formula (1), l in General formula (1) is 1-50, However, 10-30 are preferable and 20-25 are more preferable. When l is 0, hydrophilicity cannot be obtained, and when l exceeds 50, the reactivity is poor due to a decrease in the epoxy content, and water resistance tends to be difficult to obtain due to insufficient reaction. k is preferably 2 in terms of hydrophilicity. Specific examples of the epoxy compound include polyethylene glycol diglycidyl ether and polypropylene glycol diglycidyl ether.
一般式(2)で表されるエポキシ化合物(B)について、一般式(2)におけるXは炭素数3〜6の(p+q)価の多価アルコールから水酸基を除いた残基であり、多価アルコールとして、たとえば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、ソルビトールなどが挙げられる。pは1〜6であるが、3〜6が好ましく、qは0〜5であるが、0〜1が好ましい。(p+q)は3〜10であるが、3〜6が好ましい。pが0、又はqが5を超えると親水性不足になる傾向がある。nは1〜50であるが、1〜20が好ましく、1〜10がより好ましい。nが0であると、親水性不足となり、nが50を超えると、耐水性不足となる傾向がある。mは親水性の点で2が好ましい。 In the epoxy compound (B) represented by the general formula (2), X in the general formula (2) is a residue obtained by removing a hydroxyl group from a (p + q) -valent polyhydric alcohol having 3 to 6 carbon atoms. Examples of the alcohol include trimethylolpropane, glycerin, pentaerythritol, sorbitol and the like. Although p is 1-6, 3-6 are preferable and q is 0-5, However, 0-1 are preferable. (P + q) is 3 to 10, preferably 3 to 6. When p is 0 or q exceeds 5, the hydrophilicity tends to be insufficient. Although n is 1-50, 1-20 are preferable and 1-10 are more preferable. When n is 0, hydrophilicity is insufficient, and when n exceeds 50, water resistance tends to be insufficient. m is preferably 2 in terms of hydrophilicity.
エポキシ化合物(B)は、一般式(2)においてn×pが1〜50のエポキシ化合物であることが好ましい。ここで、n×pとは、一般式(2)で表されるエポキシ化合物(B)1個において、CmH2mOで表される酸化アルキレンのモル数の合計を意味する。n×pは5〜40モルがより好ましく、10〜30モルがさらに好ましい。Gはエポキシ化合物(B)一分子中に3〜10個存在するが、一分子中に含まれるGのうち2〜10個がグリシジル基であることが好ましく、Gが全てグリシジル基であることがより好ましい。 The epoxy compound (B) is preferably an epoxy compound having n × p of 1 to 50 in the general formula (2). Here, n × p means the total number of moles of alkylene oxide represented by C m H 2m O in one epoxy compound (B) represented by the general formula (2). As for nxp, 5-40 mol is more preferable, and 10-30 mol is further more preferable. G is present in an amount of 3 to 10 in one molecule of the epoxy compound (B), but 2 to 10 of G contained in one molecule is preferably a glycidyl group, and all Gs are glycidyl groups. More preferred.
エポキシ化合物(B)の製造方法は特に限定されないが、例えば多価アルコールの水酸基の一部又は全部にポリオキシアルキレン鎖を付加した後、さらにグリシジルエーテル化することにより得られる。具体的なエポキシ化合物としては、トリメチロールプロパンEO付加トリグリシジルエーテル、ソルビトールEO付加ポリグリシジルエーテルなどが挙げられる。 Although the manufacturing method of an epoxy compound (B) is not specifically limited, For example, after adding a polyoxyalkylene chain to one part or all part of the hydroxyl group of a polyhydric alcohol, it is obtained by further glycidyl-etherifying. Specific examples of the epoxy compound include trimethylolpropane EO-added triglycidyl ether, sorbitol EO-added polyglycidyl ether, and the like.
エポキシ化合物(A)とエポキシ化合物(B)の含有量は、1:99〜99:1が好ましく、10:90〜90:10がより好ましく、25:75〜75:25がさらに好ましい。エポキシ化合物(A)の含有量が1未満では、親水性不足となり、99を超えると、耐水性不足となる傾向がある。 The content of the epoxy compound (A) and the epoxy compound (B) is preferably 1:99 to 99: 1, more preferably 10:90 to 90:10, and even more preferably 25:75 to 75:25. If the content of the epoxy compound (A) is less than 1, the hydrophilicity is insufficient, and if it exceeds 99, the water resistance tends to be insufficient.
硬化剤(C)はエポキシ基と反応可能な硬化剤であれば特に限定されない。たとえば、2−エチル−4−メチルイミダゾール、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、イミダゾール、三フッ化ホウ素−アミン錯体、グアニジン誘導体、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により合成されるポリアミド樹脂、分子内にアミン基を有するウレタン樹脂、メラミン樹脂等のアミン系硬化剤、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のカルボン酸系硬化剤、ポリアクリル酸等のカルボン酸基を有するアクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂等の酸系硬化剤、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、多価ヒドロキシ化合物とホルムアルデヒドとから合成される多価フェノールノボラック樹脂、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、ビフェニル変性ナフトール樹脂、アミノトリアジン変性フェノール樹脂、アルコキシ基含有芳香環変性ノボラック樹脂等のフェノール系硬化剤が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、2種以上を併用しても良い。なかでも、エポキシ基との高い反応性の点で、アミン系硬化剤、酸系硬化剤が好ましい。 The curing agent (C) is not particularly limited as long as it is a curing agent capable of reacting with an epoxy group. For example, 2-ethyl-4-methylimidazole, diaminodiphenylmethane, diethylenetriamine, triethylenetetramine, diaminodiphenylsulfone, isophoronediamine, imidazole, boron trifluoride-amine complex, guanidine derivative, dicyandiamide, linolenic acid dimer and ethylenediamine Polyamide resins synthesized by amine, urethane resins having amine groups in the molecule, amine curing agents such as melamine resins, phthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, maleic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, methyl Carboxylic acid-based curing agents such as tetrahydrophthalic anhydride, methyl nadic anhydride, hexahydrophthalic anhydride and methylhexahydrophthalic anhydride, acrylic resins having a carboxylic acid group such as polyacrylic acid, From acid curing agents such as tan resin and polyester resin, phenol novolak resin, cresol novolak resin, aromatic hydrocarbon formaldehyde resin modified phenol resin, dicyclopentadiene phenol addition type resin, phenol aralkyl resin, polyvalent hydroxy compound and formaldehyde Synthesized polyhydric phenol novolak resin, naphthol aralkyl resin, trimethylol methane resin, tetraphenylol ethane resin, naphthol novolak resin, naphthol phenol co-condensed novolac resin, naphthol cresol co-condensed novolak resin, biphenyl modified phenol resin, biphenyl modified naphthol Examples thereof include phenolic curing agents such as resins, aminotriazine-modified phenol resins, and alkoxy group-containing aromatic ring-modified novolak resins. These may be used alone or in combination of two or more. Especially, an amine type hardening | curing agent and an acid type hardening | curing agent are preferable at a highly reactive point with an epoxy group.
硬化剤(C)の含有量は特に限定されず、エポキシ樹脂組成物中に通常配合される量であれば問題なく、エポキシ樹脂組成物中に含まれるエポキシ化合物のエポキシ当量や、各種硬化剤の配合規定を考慮して適宜設定すれば良いが、エポキシ化合物(A)とエポキシ化合物(B)の合計100重量部に対して、1〜200重量部が好ましく、5〜100重量部がより好ましい。1重量部未満では、硬化剤が不足し硬化不十分となり、200重量部を超えると、エポキシの特性が得られにくくなる傾向がある。 Content of a hardening | curing agent (C) is not specifically limited, If it is the quantity normally mix | blended in an epoxy resin composition, there will be no problem, the epoxy equivalent of the epoxy compound contained in an epoxy resin composition, and various hardening | curing agents It may be set as appropriate in consideration of the formulation rules, but is preferably 1 to 200 parts by weight, more preferably 5 to 100 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total of the epoxy compound (A) and the epoxy compound (B). If it is less than 1 part by weight, the curing agent is insufficient and curing is insufficient, and if it exceeds 200 parts by weight, the epoxy characteristics tend to be difficult to obtain.
エポキシ樹脂組成物には、上記成分の他に、必要に応じて他の任意成分を含有していても良い。他の任意成分としては、充填剤、硬化促進剤、有機溶剤、接着性付与剤等が挙げられる。また、溶剤、硬化促進剤、消泡剤、レベリング剤、有機増粘剤、酸化防止剤、光安定剤、接着性向上剤、離型剤、補強材、軟化剤、着色剤、難燃剤、帯電防止剤、湿潤分散剤等が挙げられる。 In addition to the above components, the epoxy resin composition may contain other optional components as necessary. Examples of other optional components include fillers, curing accelerators, organic solvents, and adhesion promoters. Solvents, curing accelerators, antifoaming agents, leveling agents, organic thickeners, antioxidants, light stabilizers, adhesion improvers, mold release agents, reinforcing materials, softeners, colorants, flame retardants, electrification Examples thereof include an inhibitor and a wetting and dispersing agent.
充填剤としては、特に限定されず公知の充填剤を用いることができ、例えば、無機酸化物、無機塩、ガラス、窒化物、金属粉等からなるものが挙げられ、これらはエポキシ樹脂組成物の用途に応じて、適宜選択して用いればよい。無機酸化物としては、特に限定されず、例えば、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ベリリウム、酸化ジルコニウム等が挙げられる。無機塩としては、特に限定されず、例えば、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、ケイ酸ジルコニウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム等が挙げられる。窒化物としては、特に限定されず、例えば、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、窒化インジウム、窒化ケイ素等が挙げられる。金属粉としては、特に限定されず、例えば、銀粉、銅粉、銀メッキ銅粉、スズメッキ銅粉、ニッケル粉、アルミニウム粉等が挙げられる。これらの充填剤は、単独で用いても良いし、2種以上を併用しても良い。また、充填剤の形状も特に限定されず、粒子状、繊維状、鱗片状等、任意の形状であればよい。 The filler is not particularly limited, and a known filler can be used. Examples thereof include inorganic oxides, inorganic salts, glass, nitrides, metal powders, and the like, and these include epoxy resin compositions. What is necessary is just to select suitably according to a use. The inorganic oxide is not particularly limited, and examples thereof include titanium oxide, silicon oxide, aluminum oxide, beryllium oxide, and zirconium oxide. The inorganic salt is not particularly limited, and examples thereof include calcium carbonate, barium sulfate, zirconium silicate, calcium silicate, magnesium silicate and the like. The nitride is not particularly limited, and examples thereof include boron nitride, aluminum nitride, gallium nitride, indium nitride, and silicon nitride. It does not specifically limit as metal powder, For example, silver powder, copper powder, silver plating copper powder, tin plating copper powder, nickel powder, aluminum powder etc. are mentioned. These fillers may be used alone or in combination of two or more. Further, the shape of the filler is not particularly limited, and may be any shape such as a particulate shape, a fiber shape, and a scale shape.
硬化促進剤とは、エポキシ樹脂組成物が硬化する際にそれ自体架橋することはないが、架橋反応を促進するものをいう。硬化促進剤としては、特に限定されず公知の硬化促進剤を用いることができ、例えば、トリフェニルホスフィン、イミダゾール、第3級アミン等が挙げられる。イミダゾールとしては、特に限定されず、例えば、2−メチルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−メチルイミダゾール等が挙げられる。第3級アミンとしては、特に限定されず、例えば、ベンジルメチルアミン、2−(ジメチルアミノメチル)フェノール、2,4,6−トリス(ジアミノメチル)フェノール、トリエチルアミン、1、5−ジアザビシクロ[4,3,0]−5−ノネン(サンアプロ社商標:DBN)、1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]−7−ウンデセン(サンアプロ社商標:DBU)、DBU−フェノール塩、DBU−オクチル酸塩、DBU−p−トルエンスルホン酸塩等が挙げられる。これらの硬化促進剤は、単独で用いても良いし、2種以上を併用しても良い。 The curing accelerator refers to a substance that does not crosslink itself when the epoxy resin composition is cured, but accelerates the crosslinking reaction. As a hardening accelerator, it does not specifically limit but a well-known hardening accelerator can be used, For example, a triphenylphosphine, imidazole, a tertiary amine, etc. are mentioned. The imidazole is not particularly limited. For example, 2-methylimidazole, 2-undecylimidazole, 2-heptadecylimidazole, 2-phenylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-methylimidazole. Etc. The tertiary amine is not particularly limited, and for example, benzylmethylamine, 2- (dimethylaminomethyl) phenol, 2,4,6-tris (diaminomethyl) phenol, triethylamine, 1,5-diazabicyclo [4, 3,0] -5-Nonene (Trademark: DBA), 1,8-diazabicyclo [5,4,0] -7-undecene (Trademark: DBU), DBU-phenol salt, DBU-octylate , DBU-p-toluenesulfonate and the like. These curing accelerators may be used alone or in combination of two or more.
有機溶剤としては、特に限定されず、例えば、N−メチルピロリドン;N,N−ジメチルホルムアミド;ジメチルスルホキシド;メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン等のケトン類;トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素類;メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルカルビトール、ブチルカルビトール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類;酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート及び上記グリコールエーテル類のエステル化物等のエステル類;エタノール、プロパノール、メタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルコール類;オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素類;石油エーテル、石油ナフサ、水添石油ナフサ、ソルベントナフサ等の石油系溶剤等が挙げられる。これらの有機溶剤は、単独で用いても良いし、2種以上を併用しても良い。 The organic solvent is not particularly limited. For example, N-methylpyrrolidone; N, N-dimethylformamide; dimethyl sulfoxide; ketones such as methyl ethyl ketone, cyclohexanone, and cyclopentanone; aromatics such as toluene, xylene, and tetramethylbenzene Hydrocarbons; glycol ethers such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, methyl carbitol, butyl carbitol, propylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether; acetic acid Ethyl, butyl acetate, cellosolve acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, esterified products of the above glycol ethers, etc. Esters; alcohols such as ethanol, propanol, methanol, ethylene glycol, propylene glycol; aliphatic hydrocarbons such as octane and decane; petroleum solvents such as petroleum ether, petroleum naphtha, hydrogenated petroleum naphtha, and solvent naphtha Can be mentioned. These organic solvents may be used alone or in combination of two or more.
親水性塗膜は、本発明の親水性コーティング剤から形成される。本発明の親水性コーティング剤を用いて親水性塗膜を形成する方法としては、特に限定されないが、本発明の親水性コーティング剤を基材の少なくとも一つの面に塗布した後、加熱して硬化させる方法等が挙げられる。 The hydrophilic coating film is formed from the hydrophilic coating agent of the present invention. A method for forming a hydrophilic coating film using the hydrophilic coating agent of the present invention is not particularly limited, but after applying the hydrophilic coating agent of the present invention to at least one surface of the substrate, it is cured by heating. And the like.
本発明の親水性コーティング剤を塗布する方法としては、特に限定されないが、例えば、バーコート法、スピンコート法、スプレーコート法、ディップコート法、ノズルコート法、グラビアコート法、リバースロールコート法、ダイコート法、エアドクターコート法、ブレードコート法、ロッドコート法、カーテンコート法、ナイフコート法、トランスファロールコート法、スクイズコート法、含浸コート法、キスコート法、カレンダコート法、押出コート法等が挙げられる。 The method for applying the hydrophilic coating agent of the present invention is not particularly limited, for example, bar coating method, spin coating method, spray coating method, dip coating method, nozzle coating method, gravure coating method, reverse roll coating method, Examples include die coating method, air doctor coating method, blade coating method, rod coating method, curtain coating method, knife coating method, transfer roll coating method, squeeze coating method, impregnation coating method, kiss coating method, calendar coating method, extrusion coating method, etc. It is done.
加熱して硬化させる方法において、加熱温度は、特に限定されないが、60〜250℃が好ましく、100〜200℃がより好ましい。加熱温度が60℃未満であると、硬化不良となることがあり、250℃を超えると、基材の材質によっては基材の形状が損なわれることがある。また、加熱時間は、特に限定されないが、5秒〜5時間が好ましい。加熱時間が5秒間未満であると、硬化不良となることがあり、5時間を超えると、基材の材質によっては基材の形状が損なわれることがあり、また、工程に要する時間が長くなるため生産性の観点からも好ましくない。 In the method of heating and curing, the heating temperature is not particularly limited, but is preferably 60 to 250 ° C, more preferably 100 to 200 ° C. When the heating temperature is less than 60 ° C., curing may be poor. When the heating temperature exceeds 250 ° C., the shape of the substrate may be impaired depending on the material of the substrate. The heating time is not particularly limited, but is preferably 5 seconds to 5 hours. If the heating time is less than 5 seconds, curing failure may occur. If it exceeds 5 hours, the shape of the substrate may be damaged depending on the material of the substrate, and the time required for the process becomes longer. Therefore, it is not preferable from the viewpoint of productivity.
親水性塗膜の厚みは、特に限定されないが、0.05〜40μmであることが好ましく、0.1〜20μmであることがより好ましい。厚みが0.05μm未満であると、親水性が不十分となることがあり、40μmを超えると、親水性塗膜の密着性が不十分となることがある。 Although the thickness of a hydrophilic coating film is not specifically limited, It is preferable that it is 0.05-40 micrometers, and it is more preferable that it is 0.1-20 micrometers. When the thickness is less than 0.05 μm, the hydrophilicity may be insufficient, and when it exceeds 40 μm, the adhesion of the hydrophilic coating film may be insufficient.
本発明のエポキシ樹脂組成物から得られた親水性コーティング剤の吸水率は、16〜30%が好ましく、18〜25%がより好ましい。 16-30% is preferable and, as for the water absorption rate of the hydrophilic coating agent obtained from the epoxy resin composition of this invention, 18-25% is more preferable.
本発明の親水性コーティング剤は、前記エポキシ樹脂組成物を含有する。該コーティング剤を塗布する対象となる基材は特に限定されず、ガラス、アルミニウム等の金属、プラスチック、ポリエステル等の繊維などからなる基材が挙げられ、必要に応じてプライマー層を設けることもできる。また、本発明の親水性コーティング剤は塗料やコーティング剤のプライマー層として用いることもできる。 The hydrophilic coating agent of the present invention contains the epoxy resin composition. The base material to which the coating agent is applied is not particularly limited, and examples thereof include a base material made of a metal such as glass or aluminum, a plastic or a fiber such as polyester, and a primer layer can be provided as necessary. . The hydrophilic coating agent of the present invention can also be used as a primer layer for paints and coating agents.
以下、実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されない。以下、「部」又は「%」は特記ない限り、それぞれ「重量部」又は「重量%」を意味する。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated, this invention is not limited to a following example. Hereinafter, “part” or “%” means “part by weight” or “% by weight”, respectively, unless otherwise specified.
(使用材料)
合成例1(トリメチロールプロパンEO付加トリグリシジルエーテル)
トリメチロールプロパンEO20モル付加体と過剰量のエピクロルヒドリンを混合し、水酸化ナトリウムを用いて60℃で反応を行った。得られた樹脂液から副生した塩化ナトリウムを除去し、過剰のエピクロルヒドリンを濃縮除去することで目的化合物であるトリメチロールプロパンEO付加トリグリシジルエーテルを収率92%で得た。
(Materials used)
Synthesis example 1 (trimethylolpropane EO addition triglycidyl ether)
Trimethylolpropane EO 20 mol adduct and an excessive amount of epichlorohydrin were mixed and reacted at 60 ° C. using sodium hydroxide. By-product sodium chloride was removed from the obtained resin liquid, and excess epichlorohydrin was concentrated and removed to obtain trimethylolpropane EO-added triglycidyl ether as a target compound in a yield of 92%.
合成例2(ソルビトールEO付加ポリグリシジルエーテル)
ソルビトールEO22モル付加体と過剰量のエピクロルヒドリンを混合し、水酸化ナトリウムを用いて60℃で反応を行った。得られた樹脂液から副生した塩化ナトリウムを除去し、過剰のエピクロルヒドリンを濃縮除去することで目的化合物であるソルビトールEO付加ポリグリシジルエーテルを収率93%で得た。
Synthesis example 2 (sorbitol EO addition polyglycidyl ether)
Sorbitol EO22 mol adduct and an excess amount of epichlorohydrin were mixed and reacted at 60 ° C. using sodium hydroxide. By-product sodium chloride was removed from the obtained resin liquid, and excess epichlorohydrin was concentrated and removed to obtain the target compound, sorbitol EO-added polyglycidyl ether, in a yield of 93%.
下記の実施例及び比較例で使用した材料を以下に示す。
(A)エポキシ化合物
ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル
(ナガセケムテックス株式会社製デナコールEX−861、一般式(1)におけるkは2、lは20)
The materials used in the following examples and comparative examples are shown below.
(A) Epoxy compound polyethylene glycol diglycidyl ether (Nagase ChemteX Corp. Denacol EX-861, k in general formula (1) is 2, l is 20)
(B)エポキシ化合物
トリメチロールプロパンEO付加トリグリシジルエーテル
(合成例1、一般式(2)におけるXはトリメチロールプロパンから水酸基を除いた残基、pは2〜3、qは0〜1でp+q=3、mは2、nは5〜9。n×p=20。)
ソルビトールEO付加トリグリシジルエーテル
(合成例2、一般式(2)におけるXはソルビトールから水酸基を除いた残基、pは4〜6、qは0〜2でp+q=6、mは2、nは3〜5。n×p=22。)
(B) Epoxy compound trimethylolpropane EO-added triglycidyl ether (Synthesis Example 1, X in General Formula (2) is a residue obtained by removing a hydroxyl group from trimethylolpropane, p is 2 to 3, q is 0 to 1 and p + q = 3, m is 2, n is 5 to 9. n × p = 20.)
Sorbitol EO-added triglycidyl ether (Synthesis Example 2, X in general formula (2) is a residue obtained by removing a hydroxyl group from sorbitol, p is 4-6, q is 0-2, p + q = 6, m is 2, n is 3 to 5. n × p = 22.)
グリセロールトリグリシジルエーテル
(ナガセケムテックス株式会社製デナコールEX−313、一般式(2)におけるXはグリセリン、pは0、qは3、m、nは0。n×p=0。)
ソルビトールポリグリシジルエーテル
(ナガセケムテックス株式会社製デナコールEX−614B、一般式(2)におけるXはソルビトール、pは0、qは6、m、nは0。n×p=0。)
Glycerol triglycidyl ether (Denacol EX-313, manufactured by Nagase ChemteX Corporation, X in general formula (2) is glycerin, p is 0, q is 3, m, n is 0. n × p = 0.)
Sorbitol polyglycidyl ether (Denacol EX-614B manufactured by Nagase ChemteX Corporation, X in the general formula (2) is sorbitol, p is 0, q is 6, m, and n is 0. n × p = 0.)
(C)硬化剤
イソホロンジアミン
(C) Hardener isophoronediamine
実施例1〜6、比較例1〜5
表1に示す重量比で各成分を混合し、固形分10%になるようにイオン交換水で希釈し親水性コーティング剤を得た。得られた親水性コーティング剤3gを、アルミニウム容器に採取した。150℃の熱風乾燥機に入れ、3時間加熱処理を行い、親水性塗膜を形成した。乾燥後、基材を室温まで冷却したものを試験片とした。得られた試験片を用いて、後述する方法により物性の評価を行った。結果を表1に示す。
Examples 1-6, Comparative Examples 1-5
Each component was mixed in the weight ratio shown in Table 1, and diluted with ion-exchanged water so as to have a solid content of 10% to obtain a hydrophilic coating agent. 3 g of the obtained hydrophilic coating agent was collected in an aluminum container. It put into the 150 degreeC hot-air dryer, and heat-processed for 3 hours, and formed the hydrophilic coating film. What dried the base material to room temperature after drying was used as the test piece. Using the obtained test piece, the physical properties were evaluated by the method described later. The results are shown in Table 1.
(物性の評価方法)
各実施例、比較例において、試験片の物性は下記の方法により評価した。
1.吸水率
各試験容器を30℃湿度90%の条件で2時間吸水させ、試験前後の試験容器の重量を比較することにより吸水率を測定した。試験は4回実施し、その平均値を評価結果として表1に示す。
2.樹脂残存率
各試験容器に精製水3.0gを仕込み、30分後に上澄みを採取した。上澄みの固形分を測定して塗膜の溶出量を求めることにより、樹脂残存率を評価した。試験は4回実施し、その平均値を評価結果として表1に示す。
(Evaluation method of physical properties)
In each example and comparative example, the physical properties of the test pieces were evaluated by the following methods.
1. Water absorption rate Each test container was allowed to absorb water at 30 ° C. and 90% humidity for 2 hours, and the water absorption rate was measured by comparing the weight of the test container before and after the test. The test was performed 4 times, and the average value is shown in Table 1 as the evaluation result.
2. Residual Residual Ratio Each test container was charged with 3.0 g of purified water, and the supernatant was collected after 30 minutes. Residual rate of the resin was evaluated by measuring the solid content of the supernatant and determining the elution amount of the coating film. The test was performed 4 times, and the average value is shown in Table 1 as the evaluation result.
表1の結果から、エポキシ化合物(A)とエポキシ化合物(B)を含有する本発明のエポキシ樹脂組成物では、実施例1〜6に示すように、吸水率が高いにもかかわらず、高い樹脂残存率を有している。一方、エポキシ化合物(A)のみを有する組成物では、比較例1に示すように樹脂残存率が低くなり、エポキシ化合物(B)のみを有する組成物では、比較例4および5に示すように吸水率が低くなる。
From the results shown in Table 1, in the epoxy resin composition of the present invention containing the epoxy compound (A) and the epoxy compound (B), as shown in Examples 1 to 6, the resin having a high water absorption rate is high. Has a survival rate. On the other hand, in the composition having only the epoxy compound (A), the resin residual ratio is low as shown in Comparative Example 1, and in the composition having only the epoxy compound (B), water absorption is shown as in Comparative Examples 4 and 5. The rate is lowered.
Claims (6)
G−O−(CkH2kO)l−G (1)
(Gはグリシジル基を表し、kは2又は3であり、lは繰り返し数の平均であり1〜50である。)
で表されるエポキシ化合物、
(B)下記一般式(2);
(G−O−(CmH2mO)n)p−X−(O−G)q (2)
(Xは炭素数3〜6の(p+q)価の多価アルコールから水酸基を除いた残基であり、pは1〜6、qは0〜5であり、(p+q)は3〜10であり、Gはそれぞれ独立してグリシジル基又は水素原子を表し、mは2又は3であり、nは繰り返し数の平均であり1〜50である。)
で表されるエポキシ化合物、および、
(C)硬化剤
を含むエポキシ樹脂組成物。 (A) the following general formula (1);
G-O- (C k H 2k O) l -G (1)
(G represents a glycidyl group, k is 2 or 3, l is the average number of repetitions and is 1 to 50.)
An epoxy compound represented by
(B) the following general formula (2);
(G-O- (C m H 2m O) n) p -X- (O-G) q (2)
(X is a residue obtained by removing a hydroxyl group from a (p + q) -valent polyhydric alcohol having 3 to 6 carbon atoms, p is 1 to 6, q is 0 to 5, and (p + q) is 3 to 10. And G each independently represents a glycidyl group or a hydrogen atom, m is 2 or 3, and n is the average number of repetitions and is 1 to 50.)
An epoxy compound represented by:
(C) An epoxy resin composition containing a curing agent.
An article coated with the hydrophilic coating agent according to claim 5.
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