JP2019073676A - エポキシ樹脂、エポキシ樹脂含有組成物及びその硬化物 - Google Patents

エポキシ樹脂、エポキシ樹脂含有組成物及びその硬化物 Download PDF

Info

Publication number
JP2019073676A
JP2019073676A JP2018077395A JP2018077395A JP2019073676A JP 2019073676 A JP2019073676 A JP 2019073676A JP 2018077395 A JP2018077395 A JP 2018077395A JP 2018077395 A JP2018077395 A JP 2018077395A JP 2019073676 A JP2019073676 A JP 2019073676A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
epoxy resin
acid
weight
epoxy
molecular weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018077395A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7176222B2 (ja
Inventor
暁文 戸部
Akifumi Tobe
暁文 戸部
航 深山
Ko Fukayama
航 深山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Mitsubishi Chemical Group Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
Mitsubishi Chemical Holdings Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Chemical Corp, Mitsubishi Chemical Holdings Corp filed Critical Mitsubishi Chemical Corp
Publication of JP2019073676A publication Critical patent/JP2019073676A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7176222B2 publication Critical patent/JP7176222B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/40Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the curing agents used
    • C08G59/42Polycarboxylic acids; Anhydrides, halides or low molecular weight esters thereof
    • C08G59/4246Polycarboxylic acids; Anhydrides, halides or low molecular weight esters thereof polymers with carboxylic terminal groups
    • C08G59/4269Macromolecular compounds obtained by reactions other than those involving unsaturated carbon-to-carbon bindings
    • C08G59/4276Polyesters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/182Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing using pre-adducts of epoxy compounds with curing agents
    • C08G59/186Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing using pre-adducts of epoxy compounds with curing agents with acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/20Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the epoxy compounds used
    • C08G59/22Di-epoxy compounds
    • C08G59/24Di-epoxy compounds carbocyclic
    • C08G59/245Di-epoxy compounds carbocyclic aromatic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/40Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the curing agents used
    • C08G59/42Polycarboxylic acids; Anhydrides, halides or low molecular weight esters thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/40Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the curing agents used
    • C08G59/50Amines
    • C08G59/5033Amines aromatic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L63/00Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D163/00Coating compositions based on epoxy resins; Coating compositions based on derivatives of epoxy resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J163/00Adhesives based on epoxy resins; Adhesives based on derivatives of epoxy resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2363/00Characterised by the use of epoxy resins; Derivatives of epoxy resins
    • C08J2363/02Polyglycidyl ethers of bis-phenols

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)

Abstract

【課題】柔軟性に優れたエポキシ樹脂、エポキシ樹脂含有組成物並びに硬化物を提供する。【解決手段】エポキシ化合物(A)と酸末端ポリエステル(B)との反応生成物であるエポキシ樹脂。このエポキシ樹脂の重量平均分子量は7,000〜300,000で、重量平均分子量/数平均分子量は1.1〜20.0であることが好ましく、酸末端ポリエステル(B)の重量平均分子量は500〜10,000で、重量平均分子量/数平均分子量は1.1〜10.0であることが好ましい。このエポキシ樹脂と硬化剤とを含むエポキシ樹脂含有組成物。このエポキシ樹脂含有組成物の硬化物。【選択図】なし

Description

本発明は、柔軟性に優れたエポキシ樹脂に関する。また、本発明は、該エポキシ樹脂を用いて得られるエポキシ樹脂含有組成物及び硬化物に関する。
エポキシ樹脂は耐熱性、接着性、電気特性等に優れていることから、塗料、土木、接着、電気材料等の分野で広く使用されている。これらの用途において、柔軟性は、シール性、施工面追随性、耐屈曲性、フレキシブル性等の要求特性を満たすうえで、重要な特性である。
従来、接着性と耐薬品性を改善したエポキシ樹脂として、ポリアルキレングリコール骨格を導入したものが提案されている(特許文献1)。このように、エポキシ樹脂にポリアルキレングリコール等の柔軟性の骨格を導入することで、柔軟性も改善されることが期待されるが、特許文献1のエポキシ樹脂では十分な柔軟性は得られない。
特開2013−108011号公報
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものである。
即ち、本発明の課題は、柔軟性に優れたエポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物並びに硬化物を提供することにある。
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討した結果、ポリエステル構造を有し、好ましくはエポキシ当量が200〜200,000g/当量であるエポキシ樹脂が、上記課題を解決し得ることを見出し、発明の完成に至った。即ち、本発明の要旨は以下の[1]〜[7]に存する。
[1] エポキシ化合物(A)と酸末端ポリエステル(B)との反応生成物であるエポキシ樹脂。
[2] 重量平均分子量が7,000〜300,000であり、重量平均分子量/数平均分子量が1.1〜20.0である[1]に記載のエポキシ樹脂。
[3] 上記酸末端ポリエステル(B)の重量平均分子量が500〜10,000であり、重量平均分子量/数平均分子量が1.1〜10.0である[1]又は[2]に記載のエポキシ樹脂。
[4] [1]乃至[3]のいずれかに記載のエポキシ樹脂と、硬化剤とを含むエポキシ樹脂含有組成物。
[5] 前記エポキシ樹脂100重量部に対し、硬化剤0.1〜1000重量部を含む[4]に記載のエポキシ樹脂含有組成物。
[6] 前記硬化剤が、多官能フェノール類、ポリイソシアネート系化合物、アミン系化合物、酸無水物系化合物、イミダゾール系化合物、アミド系化合物、メルカプタン系化合物、カチオン重合開始剤及び有機ホスフィン類からなる群から選ばれる少なくとも1つである[4]又は[5]に記載のエポキシ樹脂含有組成物。
[7] [4]乃至[6]のいずれかに記載のエポキシ樹脂含有組成物を硬化させてなる硬化物。
本発明によれば、柔軟性に優れたエポキシ樹脂、エポキシ樹脂含有組成物及び硬化物が提供される。
このような特長を有することから、本発明のエポキシ樹脂、エポキシ樹脂含有組成物及び硬化物は、電気・電子材料、FRP(繊維強化樹脂)、接着剤及び塗料等の分野において応用展開が可能である。
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明するが、本発明は以下の説明に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、任意に変形して実施することができる。本明細書において、「〜」を用いてその前後に数値又は物性値を挟んで表現する場合、その前後の値を含むものとして用いることとする。
〔エポキシ樹脂〕
本発明のエポキシ樹脂は、エポキシ化合物(A)(以下、「本発明のエポキシ化合物(A)」と称す場合がある。)と酸末端ポリエステル(B)(以下、「本発明の酸末端ポリエステル(B)」と称す場合がある。)とを反応させて得られるエポキシ樹脂である。
本発明のエポキシ樹脂は、柔軟性に優れるという効果を奏する。これは、本発明のエポキシ樹脂が、分子内にエステル結合を有するため、基材との密着性が高く、この結果、柔軟性が向上していることによると考えられる。また、本発明のエポキシ樹脂は分子量分布を狭くすることで柔軟性を低下させる低分子成分を少なくすることにより、柔軟性が更に良好になると考えられる。
[エポキシ化合物(A)]
本発明のエポキシ化合物(A)は、分子内に2個以上のエポキシ基を有する化合物である。
エポキシ基を2個有する2官能のエポキシ化合物としては、例えば、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、ビスフェノールEジグリシジルエーテル、ビスフェノールZジグリシジルエーテル、ビスフェノールSジグリシジルエーテル、ビスフェノールADジグリシジルエーテル、ビスフェノールアセトフェノンジグリシジルエーテル、ビスフェノールトリメチルシクロヘキサンジグリシジルエーテル、ビスフェノールフルオレンジグリシジルエーテル、テトラメチルビスフェノールAジグリシジルエーテル、テトラメチルビスフェノールFジグリシジルエーテル、テトラ−t−ブチルビスフェノールAジグリシジルエーテル、テトラメチルビスフェノールSジグリシジルエーテル等のビスフェノール系ジグリシジルエーテル類;ビフェノールジグリシジルエーテル、テトラメチルビフェノールジグリシジルエーテル、ジメチルビフェノールジグリシジルエーテル、テトラ−t−ブチルビフェノールジグリシジルエーテル等のビフェノール系ジグリシジルエーテル類;ハイドロキノンジグリシジルエーテル、ジヒドロアントラセンジグリシジルエーテル、メチルハイドロキノンジグリシジルエーテル、ジブチルハイドロキノンジグリシジルエーテル、レゾルシンジグリシジルエーテル、メチルレゾルシンジグリシジルエーテル等のベンゼンジオール系ジグリシジルエーテル類;ジヒドロアントラハイドロキノンジグリシジルエーテル、ジヒドロキシジフェニルエーテルジグリシジルエーテル、チオジフェノールジグリシジルエーテル、ジヒドロキシナフタレンジグリシジルエーテル等の芳香族系ジグリシジルエーテル類;前記ビスフェノール系ジグリシジルエーテル類、ビフェノール系ジグリシジルエーテル類、ベンゼンジオール系ジグリシジルエーテル類及び芳香族系ジグリシジルエーテル類から選ばれるジグリシジルエーテル類の芳香環に水素を添加したエポキシ化合物;アジピン酸、コハク酸、フタル酸、テトラヒドロフタル酸、メチルヘキサヒドロフタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、オルソフタル酸、ビフェニルジカルボン酸、ダイマー酸等の種々のカルボン酸類と、エピハロヒドリンとから製造されるエポキシ樹脂;エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピ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、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル、ポリテトラメチレングリコールジグリシジルエーテル、1,5−ペンタンジオールジグリシジルエーテル、ポリペンタメチレングリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ポリヘキサメチレングリコールジグリシジルエーテル、1,7−ヘプタンジオールジグリシジルエーテル、ポリヘプタメチレングリコールジグリシジルエーテル、1,8−オクタンジオールジグリシジルエーテル、1,10−デカンジオールジグリシジルエーテル、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオールジグリシジルエーテル等の鎖状構造のみからなる(ポリ)アルキレングリコールジグリシジルエーテル類;1,4−シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル等の環状構造を有するアルキレングリコールジグリシジルエーテル類等が挙げられる。
エポキシ基を3個以上有する3官能以上のエポキシ化合物としては、例えば、以下のものが挙げられる。なお、以下の例示において、「……………型エポキシ樹脂」とは、水酸基がグリシジルエーテル基で置換されたものをいう。即ち、例えば、「4,4’,4''−トリヒドロキシトリフェニルメタン型エポキシ樹脂」は、「4,4’,4''−トリヒドロキシトリフェニルメタン」の水酸基がグリシジルエーテル基で置換されたものをさす。
α,α−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−(4−ヒドロキシ−α,α−ジメチルベンジル)−エチルベンゼン型エポキシ樹脂、4,4’,4''−トリヒドロキシトリフェニルメタン型エポキシ樹脂、4,4’,4''−エチリジントリス(2−メチルフェノール)型エポキシ樹脂、4,4’−(2−ヒドロキシベンジリデン)ビス(2,3,6−トリメチルフェノール)型エポキシ樹脂、2,3,4−トリヒドロキシジフェニルメタン型エポキシ樹脂、2,4,6−トリス(4,ヒドロキシフェニル)−1,3,5−トリアジン型エポキシ樹脂、1,3,5−トリス(4−ヒドロキシフェニル)ベンゼン型エポキシ樹脂、1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタン型エポキシ樹脂、4,4’−[1−[4−[1−(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)−1−メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビス(2−メチルフェノール)型エポキシ樹脂、2,6−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルベンジル)−4−メチルフェノール型エポキシ樹脂等の3官能エポキシ樹脂類;2,2’−メチレンビス[6−(2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−p−クレゾール型エポキシ樹脂、4−[ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)メチル]ベンゼン−1,2−ジオール型エポキシ樹脂、1,1,2,2−テトラキス(p−ヒドロキシフェニル)エタン型エポキシ樹脂、α,α,α’,α’,−テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)−p−キシレン型エポキシ樹脂等の4官能エポキシ樹脂類;2,4,6−トリス[(4−ヒドロキシフェニル)メチル]−1,3−ベンゼンジオール型エポキシ樹脂等の5官能エポキシ樹脂類;ジアミノジフェニルメタン、アミノフェノール、キシレンジアミン等の種々のアミン化合物と、エピハロヒドリンとから製造されるエポキシ化合物;脂肪族ポリオールと、エピハロヒドリンから製造されるエポキシ化合物;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、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、フェノール変性キシレン型エポキシ樹脂や、これら種々のフェノール類と、ヒドロキシベンズアルデヒド、クロトンアルデヒド、グリオキザール等の種々のアルデヒド類との縮合反応で得られる多価フェノール樹脂類、重質油又はピッチ類とフェノール類とホルムアルデヒド類との共縮合樹脂等の各種のフェノール系化合物等を使用したエポキシ樹脂等の多官能エポキシ樹脂類が挙げられる。
これらのうち、本発明のエポキシ樹脂の製造中のゲル化を防ぐ観点から2官能エポキシ化合物を使用することが好ましい。また、良好な柔軟性を得る観点からビスフェノール系ジグリシジルエーテル類、ビフェノール系ジグリシジルエーテル類、ポリアルキレンポリオール系ジグリシジルエーテル類、ビスフェノール系ジグリシジルエーテル類の芳香環に水素を添加したエポキシ化合物、ビフェノール系ジグリシジルエーテル類の芳香環に水素を添加したエポキシ化合物を使用することが好ましく、その中でもポリアルキレンポリオール系ジグリシジルエーテル類、ビスフェノール系ジグリシジルエーテル類の芳香環に水素を添加したエポキシ化合物、ビフェノール系ジグリシジルエーテル類の芳香環に水素を添加したエポキシ化合物がより好ましい。
以上に挙げたエポキシ化合物(A)は1種のみでも複数種を組み合わせて使用することもできる。好ましい組み合わせとしてはビスフェノール系ジグリシジルエーテル類、ビフェノール系ジグリシジルエーテル類、ポリアルキレンポリオール系ジグリシジルエーテル類、ビスフェノール系ジグリシジルエーテル類の芳香環に水素を添加したエポキシ化合物、ビフェノール系ジグリシジルエーテル類の芳香環に水素を添加したエポキシ化合物から選ばれる組み合わせである。
[酸末端ポリエステル(B)]
本発明の酸末端ポリエステル(B)は、分子内に2個以上のカルボキシル基を有する化合物である。
本発明の酸末端ポリエステル(B)は多価カルボン酸と多価アルコールの重縮合により製造される。
該多価カルボン酸としては特に限定されないが、以下のようなものが挙げられる。
2価のカルボン酸としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸の異性体(具体的には1,4−、1,5−、1,6−、1,7−、2,5−、2,6−、2,7−、2,8−)、コハク酸、セバシン酸、イソデシルコハク酸、ドデセニルコハク酸、マレイン酸、アジピン酸、フランジカルボン酸、マロン酸、グルタル酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、ブラシル酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、タプシン酸、ヘプタデカン二酸、ジプロピルマロン酸、3−エチル−3−メチルグルタル酸、3,3−テトラメチレングルタル酸、ダイマー酸、水添ダイマー酸等の脂肪族ジカルボン酸類;1,1−シクロプロパンジカルボン酸、1,2−シクロプロパンジカルボン酸、1,1−シクロブタンジカルボン酸、1,2−シクロブタンジカルボン酸、1,2−シクロペンタンジカルボン酸、1,3−シクロペンタンジカルボン酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、デカヒドロ−1,4−ナフタレンジカルボン酸、2,3−ノルボルナンジカルボン酸、1,3−アダマンタンジカルボン酸が挙げられる。
3価以上のカルボン酸としては、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸が挙げられる。
これらの多価カルボン酸は単独で用いてもよいし、複数種用いてもよい。
多価カルボン酸としては、柔軟性をよくする観点から2価カルボン酸を使用することが好ましい。
該多価アルコールとしては特に限定されないが、以下のようなものが挙げられる。
2価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ポリテトラメチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、ポリペンタメチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、ポリヘキサメチレングリコール、1,7−ヘプタンジオール、ポリヘプタメチレングリコール、1,8−オクタンジオール、1,10−デカンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール等の鎖状構造のみからなるジオール類や、1,4−シクロヘキサンジメタノール、イソソルバイド等の環状構造を有するジオール類等が挙げられる。
また、3価以上のアルコールとしてはトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、キシリトール、スクロース、グルコース等が挙げられる。
これらの多価アルコールは単独で用いてもよいし複数種用いてもよい。
多価アルコールとしては、柔軟性をよくする観点から2価アルコールを使用することが好ましく、環状構造を有するジオール類を使用することが特に好ましい。
環状構造を有するジオール類の使用量は特に限定されないが、全多価アルコール成分中、10mol%以上が好ましく、20mol%以上がより好ましく、30mol%以上が柔軟性をよくする観点で特に好ましい。また、全多価アルコール成分中、90mol%以下が好ましく、80mol%以下がより好ましく、70mol%以下が樹脂の溶剤溶解性を確保する観点で特に好ましい。
多価カルボン酸と多価アルコールの組み合わせとしては、特に限定されないが、2価カルボン酸と2価アルコールから選ばれる組み合わせが、柔軟性をよくする点で好ましい。
本発明の酸末端ポリエステル(B)の製造方法は特に限定されず、公知の方法で製造することができる。例えば、多価カルボン酸成分および多価アルコール成分等を含む単量体混合物を反応容器に投入し、加熱昇温して、エステル化反応またはエステル交換反応を行い、反応で生じた水または多価アルコール成分を除去する。その後引き続き重縮合反応を実施するが、このとき反応装置内を徐々に減圧し、150mmHg(20kPa)以下、好ましくは15mmHg(2kPa)以下の真空下で多価アルコール成分を留出除去させながら重縮合を行う。
エステル化反応、エステル交換反応、重縮合反応時に用いる触媒としては、チタン系触媒、酢酸カルシウム、酢酸カルシウム水和物、ジブチルスズオキシド、酢酸スズ、二硫化スズ、酸化スズ、2−エチルヘキサンスズ等のスズ系触媒、酢酸亜鉛、三酸化アンチモン、二酸化ゲルマニウムなどが挙げられる。これらのうち、触媒としては、反応性が良好な点からチタン系触媒が好ましい。
チタン系触媒としては、例えばアルコキシ基を有するチタンアルコキシド化合物、カルボン酸チタン化合物、カルボン酸チタニル、カルボン酸チタニル塩、チタンキレート化合物などが挙げられる。
アルコキシ基を有するチタンアルコキシド化合物としては、例えばテトラメトキシチタン、テトラエトキシチタン、テトラプロポキシチタン、テトラブトキシチタン、テトラペントキシチタン、テトラオクトキシチタンなどが挙げられる。
カルボン酸チタン化合物としては、例えば蟻酸チタン、酢酸チタン、プロピオン酸チタン、オクタン酸チタン、シュウ酸チタン、コハク酸チタン、マレイン酸チタン、アジピン酸チタン、セバシン酸チタン、ヘキサントリカルボン酸チタン、イソオクタントリカルボン酸チタン、オクタンテトラカルボン酸チタン、デカンテトラカルボン酸チタン、安息香酸チタン、フタル酸チタン、テレフタル酸チタン、イソフタル酸チタン、1,3−ナフタレンジカルボン酸チタン、4,4−ビフェニルジカルボン酸チタン、2,5−トルエンジカルボン酸チタン、アントラセンジカルボン酸チタン、トリメリット酸チタン、2,4,6−ナフタレントリカルボン酸チタン、ピロメリット酸チタン、2,3,4,6−ナフタレンテトラカルボン酸チタンなどが挙げられる。
これらのチタン系触媒のうち、テトラブトキシチタンが好ましい。
チタン系触媒は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
エステル化反応またはエステル交換反応、重縮合反応の反応温度は150〜300℃が好ましい。反応温度が150℃以上であれば生産性が良好となる傾向にあり、300℃以下であれば得られる酸末端ポリエステル(B)の分解を抑制することができる。反応温度の下限値は180℃以上がより好ましく、上限値は280℃以下がより好ましい。
触媒の使用量としては多価カルボン酸成分と多価アルコール成分の合計重量に対して50ppm〜10000ppmであることが重合反応性確保の観点で好ましい。触媒の使用量が50ppm未満であったり、10000ppmを超えたりすると重合反応性が低下する。
本発明の酸末端ポリエステル(B)の分子量は特に限定されないが、重量平均分子量(Mw)が500以上であることが好ましく、750以上であることがより好ましく、1,000以上であることがより好ましく、1,500以上であることがより好ましく、2,000以上であることが柔軟性をよくする点で特に好ましい。また、重量平均分子量(Mw)が10,000以下であることが好ましく、9,000以下であることがより好ましく、8,000以下であることが合成上のハンドリングの観点から特に好ましい。分子量分布(=重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn))は1.1以上であることが好ましく、1.2以上であることがより好ましく、1.3以上であることがより好ましく、1.5以上であることがより好ましく、2.0以上であることが原料入手の観点から特に好ましい。また、分子量分布(Mw/Mn)は10.0以下であることが好ましく、5.0以下であることがより好ましく、4.3以下であることが、柔軟性をよくする点で特に好ましい。
なお、酸末端ポリエステル(B)の重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法(GPC法)により測定することができ、ポリスチレン換算の値を用いる。具体的な測定方法は後掲の実施例の項に記載の通りである。
酸末端ポリエステル(B)のガラス転移温度(Tg)は特に限定されないが、Tgが0℃以上であることが好ましく、5℃以上であることがより好ましく、10℃以上であることがより好ましく、20℃以上であることが耐熱性の観点から特に好ましい。また、Tgが100℃以下であることが好ましく、95℃以下であることがより好ましく、90℃以下であることがより好ましく、80℃以下であることが合成上のハンドリングの観点から特に好ましい。
酸末端ポリエステル(B)の水酸基価は特に限定されないが、水酸基価は0.001mgKOH/g以上であることが好ましく、0.005mgKOH/g以上であることがより好ましく、0.01mgKOH/g以上であることが原料入手性の観点から特に好ましい。また、酸末端ポリエステル(B)の水酸基価は60mgKOH/g以下であることが好ましく、50mgKOH/g以下であることがより好ましく、40mgKOH/g以下であることがより好ましく、30mgKOH/g以下であることが柔軟性をよくする観点から特に好ましい。
酸末端ポリエステル(B)の酸価は特に限定されないが、酸価は10mgKOH/g以上であることが好ましく、15mgKOH/g以上であることがより好ましく、20mgKOH/g以上であることがより好ましく、25mgKOH/g以上であることがより好ましく、30mgKOH/g以上であることが合成上のハンドリングの観点から特に好ましい。また、酸価は200mgKOH/g以下であることが好ましく、175mgKOH/g以下であることがより好ましく、150mgKOH/g以下であることがより好ましく、125mgKOH/g以下であることがより好ましく、100mgKOH/g以下であることが柔軟性をよくする観点から特に好ましい。
なお、酸末端ポリエステル(B)のガラス転移温度(Tg)、水酸基価、酸価の具体的な測定方法は後掲の実施例の項に記載の通りである。
酸末端ポリエステル(B)は、1種のみを用いても、多価カルボン酸や多価アルコールの種類や物性等の異なるものを複数種類組み合わせて使用することもできる。
[多価カルボン酸(C)]
本発明のエポキシ樹脂の製造には、上記エポキシ化合物(A)、酸末端ポリエステル(B)を必須成分とする他に、多価カルボン酸(C)(以下、「本発明の多価カルボン酸(C)」と称す場合がある。)を使用してもよい。
本発明の多価カルボン酸(C)は、分子内に2個以上のカルボキシル基を有する化合物である。
該多価カルボン酸としては、芳香族多価カルボン酸であってもよく、複素芳香族多価カルボン酸であってもよく、脂肪族多価カルボン酸であってもよく、脂環族多価カルボン酸であってもよく、特に限定されないが、以下のようなものが挙げられる。
2価のカルボン酸としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸の異性体(具体的には1,4−、1,5−、1,6−、1,7−、2,5−、2,6−、2,7−、2,8−)、コハク酸、セバシン酸、イソデシルコハク酸、ドデセニルコハク酸、マレイン酸、アジピン酸、フランジカルボン酸、マロン酸、グルタル酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、ブラシル酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、タプシン酸、ヘプタデカン二酸、ジプロピルマロン酸、3−エチル−3−メチルグルタル酸、3,3−テトラメチレングルタル酸、ダイマー酸、水添ダイマー酸、1,1−シクロプロパンジカルボン酸、1,2−シクロプロパンジカルボン酸、1,1−シクロブタンジカルボン酸、1,2−シクロブタンジカルボン酸、1,2−シクロペンタンジカルボン酸、1,3−シクロペンタンジカルボン酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、デカヒドロ−1,4−ナフタレンジカルボン酸、2,3−ノルボルナンジカルボン酸、1,3−アダマンタンジカルボン酸が挙げられる。
3価以上のカルボン酸としては、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸が挙げられる。
これらの多価カルボン酸(C)は1種を単独で用いてもよいし、複数種を併用してもよい。
多価カルボン酸(C)としては、柔軟性をよくする観点から2価カルボン酸を使用することが好ましい。また、多価カルボン酸(C)は脂肪族多価カルボン酸、脂環族多価カルボン酸、又はダイマー酸が好ましく、脂環族多価カルボン酸、又はダイマー酸が柔軟性の観点から特に好ましい。
[フェノール系化合物(D)]
本発明のエポキシ樹脂の製造には、上記エポキシ化合物(A)、酸末端ポリエステル(B)を必須成分とする他に、フェノール系化合物(D)(以下、「本発明のフェノール系化合物(D)」と称す場合がある。)を使用してもよい。
本発明のフェノール系化合物(D)は、芳香環に結合した水酸基を2個以上有する化合物である。エポキシ化合物(A)及び酸末端ポリエステル(B)と共にフェノール系化合物(D)を共重合させることにより、製造過程の粘度調整や、得られるエポキシ樹脂の物性コントロールをする上で有利となる。
本発明のフェノール系化合物(D)としては、例えば、芳香環に結合した水酸基を2個有する2官能フェノール化合物として、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールE、ビスフェノールZ、ビスフェノールS、ビスフェノールAD、ビスフェノールアセトフェノン、ビスフェノールトリメチルシクロヘキサン、ビスフェノールフルオレン、テトラメチルビスフェノールA、テトラメチルビスフェノールF、テトラ−t−ブチルビスフェノールA、テトラメチルビスフェノールS等のビスフェノール類;ビフェノール、テトラメチルビフェノール、ジメチルビフェノール、テトラ−t−ブチルビフェノール等のビフェノール類;ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、ジブチルハイドロキノン、レゾルシン、メチルレゾルシン等のベンゼンジオール類(ここで、「ベンゼンジオール類」とは、1個のベンゼン環を有する化合物であって、当該ベンゼン環に2個の水酸基が直接結合した化合物である。);ジヒドロアントラハイドロキノン類;ジヒドロキシジフェニルエーテル等のジヒドロキシジフェニルエーテル類;チオジフェノール等のチオジフェノール類;ジヒドロキシナフタレン等のジヒドロキシナフタレン類;ジヒドロキシスチルベン等のジヒドロキシスチルベン類物等が挙げられる。
芳香環に結合した水酸基を3個以上有する3官能以上のフェノール化合物としては、α,α−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−(4−ヒドロキシ−α,α−ジメチルベンジル)−エチルベンゼン、4,4’,4''−トリヒドロキシトリフェニルメタン、4,4’,4''−エチリジントリス(2−メチルフェノール)、4,4’−(2−ヒドロキシベンジリデン)ビス(2,3,6−トリメチルフェノール)、2,3,4−トリヒドロキシジフェニルメタン、2,4,6−トリス(4−ヒドロキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、1,3,5−トリス(4−ヒドロキシフェニル)ベンゼン、1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、4,4’−[1−[4−[1−(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)−1−メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビス(2−メチルフェノール)、2,6−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルベンジル)−4−メチルフェノール等の3官能フェノール系化合物類;2,2’−メチレンビス[6−(2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−p−クレゾール、4−[ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)メチル]ベンゼン−1,2−ジオール、1,1,2,2−テトラキス(p−ヒドロキシフェニル)エタン、α,α,α’,α’−テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)−p−キシレン等の4官能フェノール系化合物類;2,4,6−トリス[(4−ヒドロキシフェニル)メチル]−1,3−ベンゼンジオール等の5官能フェノール系化合物類、フェノールノボラック樹脂類、クレゾールノボラック樹脂類、ビスフェノールAノボラック樹脂等のビスフェノール系ノボラック樹脂類;ナフトールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、テルペンフェノール樹脂、ジシクロペンタジエンフェノール樹脂、フェノールビフェニレン樹脂、フェノール変性キシレン樹脂等の種々のフェノール樹脂類や、これらの種々のフェノール類と、ヒドロキシベンズアルデヒド、クロトンアルデヒド、グリオキザール等の種々のアルデヒド類との縮合反応で得られる多価フェノール樹脂類、重質油又はピッチ類とフェノール類とホルムアルデヒド類との共縮合樹脂等の多官能フェノール系化合物類等が挙げられる。
これらのフェノール系化合物(D)は1種のみを用いても、複数種類組み合わせて使用することもできる。
これらのうち、エポキシ樹脂の製造中のゲル化を防ぐ観点から芳香環に結合した水酸基を2個有する2官能フェノール化合物を使用することが好ましい。
[架橋剤]
本発明のエポキシ樹脂の製造には、2級水酸基と反応する架橋剤を使用しても差し支えないが、該架橋剤を使用する場合、その使用量は、架橋剤の2級水酸基と反応する官能基の当量として、エポキシ化合物(A)のエポキシ基に対して0.01当量未満となるような量であることが好ましく、0.009当量以下となるような量であることがより好ましく、0.005当量以下となるような量であることが更に好ましく、実質的に架橋剤を含まないことが、得られるエポキシ樹脂の柔軟性を確保する点で特に好ましい。該架橋剤の使用量によっては、本発明のエポキシ樹脂がゲル化することがあり、溶剤溶解性が悪化し、塗料に用いた場合、取扱い上問題が生じることがある。
架橋剤としては例えば、ポリイソシアネート系化合物、酸無水物系化合物等が挙げられる。
ポリイソシアネート系化合物の例としては、トリレンジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジントリイソシアネート等のポリイソシアネート化合物が挙げられる。更に、これらのポリイソシアネート化合物と、アミノ基、水酸基、カルボキシル基、水等の活性水素原子を少なくとも2個有する化合物との反応により得られるポリイソシアネート化合物、又は前記のポリイソシアネート化合物の3〜5量体等を挙げることができる。
酸無水物系化合物の例としては、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水マレイン酸と不飽和化合物の縮合物等が挙げられる。
特にポリイソシアネート系化合物は2級水酸基との反応性も高く、これを用いた場合には、その使用量によっては、本発明のエポキシ樹脂がゲル化することがあり、溶剤溶解性が悪化し、塗料に用いた場合、取扱い上問題が生じることがあるため、その使用量は、2級水酸基と反応するイソシアネート基の当量として、エポキシ化合物(A)のエポキシ基に対して0.01当量未満となるような量であることが好ましく、0.009当量以下となるような量であることがより好ましく、0.005当量以下となるような量であることが更に好ましく、実質的にポリイソシアネート系化合物を含まないことが、得られるエポキシ樹脂の柔軟性を確保する点で特に好ましい。
[エポキシ化合物(A)、酸末端ポリエステル(B)、多価カルボン酸(C)及びフェノール系化合物(D)の配合比]
本発明のエポキシ樹脂の製造に使用するエポキシ化合物(A)と酸末端ポリエステル(B)と必要に応じて用いられる多価カルボン酸(C)とフェノール化合物(D)の配合比は、得られるエポキシ樹脂の理論エポキシ当量が200,000g/当量以下となる配合比であることが好ましく、150,000g/当量以下となる配合比であることがより好ましく、100,000g/当量以下となる配合比であることが他材料との相溶性を確保する点で特に好ましい。一方、理論エポキシ当量の下限としては、100g/当量を超え、120g/当量以上、特に150g/当量以上、特に200g/当量以上、特に500g/当量以上、とりわけ1,000g/当量以上であることが、柔軟性に優れたエポキシ樹脂を得ることができ、好ましい。
ここで理論エポキシ当量とは、エポキシ化合物(A)、酸末端ポリエステル(B)、多価カルボン酸(C)、フェノール系化合物(D)に含まれる全てのエポキシ基とフェノール性水酸基もしくはカルボキシル基とが1:1で反応したときの反応生成物のエポキシ当量を意味する。
なお、本発明において「エポキシ当量」とは、「1当量のエポキシ基を含むエポキシ化合物の質量」と定義され、JIS K7236に準じて測定することができる。
本発明のエポキシ樹脂の製造に多価カルボン酸(C)を用いる場合、多価カルボン酸(C)の使用割合は、エポキシ化合物(A)と酸末端ポリエステル(B)と多価カルボン酸(C)の合計100重量部に対して、20重量部以下、特に10重量部以下とすることが、製造時のゲル化を防ぐ観点から好ましい。また、多価カルボン酸(C)の使用割合は、エポキシ化合物(A)と酸末端ポリエステル(B)と多価カルボン酸(C)の合計100重量部に対して、0.5重量部以上、特に1重量部以上とすることが、柔軟性をよくする観点から好ましい。
また、本発明のエポキシ樹脂の製造にフェノール系化合物(D)を使用する場合、フェノール化合物(D)の使用割合は、エポキシ化合物(A)と酸末端ポリエステル(B)と必要に応じて用いられる多価カルボン酸(C)とフェノール化合物(D)の合計100重量部に対して、20重量部以下、例えば1〜19重量部であることが、柔軟性をよくする点から好ましい。
エポキシ樹脂に上記化合物が配合されていることは、SEC−MALS法、元素分析法、官能基分析により確認することができる。
[エポキシ樹脂の製造方法]
本発明のエポキシ樹脂は、前述のエポキシ化合物(A)と酸末端ポリエステル(B)と必要に応じて用いられる多価カルボン酸(C)及び/又はフェノール系化合物(D)とを前述の好適な配合比で反応させて製造される。
<触媒(E)>
本発明のエポキシ樹脂を製造するための反応工程には触媒(E)を用いてもよい。触媒(E)としては、通常、エポキシ樹脂の製法におけるアドバンス法の触媒として用いられるものであれば特に制限されない。
触媒(E)としては、例えば、アルカリ金属化合物、有機リン化合物、第3級アミン、第4級アンモニウム塩、環状アミン類、イミダゾール類等が挙げられる。
アルカリ金属化合物の具体例としては、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物;炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化リチウム、塩化カリウム等のアルカリ金属塩;ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド等のアルカリ金属アルコキシド;アルカリ金属フェノキシド、水素化ナトリウム、水素化リチウム等のアルカリ金属の水素化物;酢酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム等の有機酸のアルカリ金属塩等が挙げられる。
有機リン化合物の具体例としては、トリフェニルホスフィン、トリ−o−トリルホスフィン、トリ−m−トリルホスフィン、トリ−p−トリルホスフィン、トリ−2,4−キシリルホスフィン、トリ−2,5−キシリルホスフィン、トリ−3,5−キシリルホスフィン、トリス(p−tert−ブチルフェニル)ホスフィン、トリス(p−メトキシフェニル)ホスフィン、トリス(p−tert−ブトキシフェニル)ホスフィン、トリ(p−n−オクチルフェニル)ホスフィン、トリ(p−n−ノニルフェニル)ホスフィン、トリアリルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリメチルホスフィン、トリベンジルホスフィン、トリイソブチルホスフィン、トリ−tert−ブチルホスフィン、トリ−n−オクチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリ−n−プロピルホスフィン、ジ−t−ブチルメチルホスフィン、トリ−n−ブチルホスフィン、シクロヘキシルジ−tert−ブチルホスフィン、ジエチルフェニルホスフィン、ジ−n−ブチルフェニルホスフィン、ジ−tert−ブチルフェニルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン、エチルジフェニルホスフィン、ジフェニルプロピルホスフィン、イソプロピルジフェニルホスフィン、シクロヘキシルジフェニルホスフィン、テトラメチルホスホニウムブロマイド、テトラメチルホスホニウムアイオダイド、テトラメチルホスホニウムハイドロオキサイド、トリメチルシクロヘキシルホスホニウムクロライド、トリメチルシクロヘキシルホスホニウムブロマイド、トリメチルベンジルホスホニウムクロライド、トリメチルベンジルホスホニウムブロマイド、テトラフェニルホスホニウムブロマイド、トリフェニルメチルホスホニウムブロマイド、トリフェニルメチルホスホニウムアイオダイド、トリフェニルエチルホスホニウムクロライド、トリフェニルエチルホスホニウムブロマイド、トリフェニルエチルホスホニウムアイオダイド、トリフェニルベンジルホスホニウムクロライド、トリフェニルベンジルホスホニウムブロマイド等が挙げられる。
第3級アミン類の具体例としては、トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリエタノールアミン、N,N−ジメチルベンジルアミン等が挙げられる。
第4級アンモニウム塩の具体例としては、テトラメチルアンモニウムクロライド、テトラメチルアンモニウムブロマイド、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、トリエチルメチルアンモニウムクロライド、テトラエチルアンモニウムクロライド、テトラエチルアンモニウムブロマイド、テトラエチルアンモニウムアイオダイド、テトラプロピルアンモニウムブロマイド、テトラプロピルアンモニウムハイドロオキサイド、テトラブチルアンモニウムクロライド、テトラブチルアンモニウムブロマイド、テトラブチルアンモニウムアイオダイド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリメチルアンモニウムブロマイド、ベンジルトリメチルアンモニウムハイドロオキサイド、ベンジルトリブチルアンモニウムクロライド、フェニルトリメチルアンモニウムクロライド等が挙げられる。
環状アミン類の具体例としては、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ(4,3,0)−5−ノネン等が挙げられる。
イミダゾール類の具体例としては、2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール等が挙げられる。
以上に挙げた触媒(E)は1種のみで用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
触媒(E)を用いる場合、その使用量は通常、前記エポキシ化合物(A)の使用量に対して10000重量ppm以下、例えば10〜5000重量ppmとすることが好ましい。
<反応溶媒(F)>
本発明のエポキシ樹脂を製造するための反応工程において、反応溶媒(F)を用いてもよい。この反応溶媒(F)としては、原料を溶解するものであれば、どのようなものでもよいが、通常は有機溶媒である。
有機溶媒としては例えば、芳香族系溶媒、ケトン系溶媒、アミド系溶媒、グリコールエーテル系溶媒等が挙げられる。芳香族系溶媒の具体例としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等が挙げられる。ケトン系溶媒の具体例としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、2−ヘプタノン、4−ヘプタノン、2−オクタノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、アセチルアセトン等が挙げられる。アミド系溶媒の具体例としては、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、アセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、2−ピロリドン、N−メチルピロリドン等が挙げられる。グリコールエーテル系溶媒の具体例としては、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチ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、ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、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−n−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等が挙げられる。
以上に挙げた反応溶媒(F)は1種のみを用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
なお、反応途中で高粘性生成物が生じたときは反応溶媒(F)を更に加えて反応を続けることもできる。
<反応条件>
前記エポキシ化合物(A)と酸末端ポリエステル(B)と必要に応じて用いられる多価カルボン酸(C)及び/又はフェノール系化合物(D)との反応は、常圧、加圧、減圧いずれの条件で行うこともできる。
また、反応温度は通常、60〜240℃、好ましくは80〜220℃、より好ましくは100〜200℃である。反応温度が上記下限以上であると反応を進行させやすいために好ましい。また、反応温度が上記上限以下であると副反応が進行しにくく、高純度のエポキシ樹脂を得る観点から好ましい。
反応時間としては特に限定されないが、通常0.5〜24時間であり、好ましくは1〜22時間であり、更に好ましくは1.5〜20時間である。反応時間が上記上限以下であると、生産効率向上の点で好ましく、上記下限以上であると、未反応成分を削減できる点で好ましい。
<希釈溶剤(G)>
本発明のエポキシ樹脂は、反応終了後に希釈溶剤(G)を混合して固形分濃度を調整してもよい。その希釈溶剤(G)としては、通常、エポキシ樹脂を溶解するものであれば、どのようなものでもよいが、通常は有機溶剤である。有機溶剤の具体例としては前述の反応溶媒(F)として挙げたものと同様のものを用いることができる。
なお、本発明において、「溶媒」と「溶剤」という語は、反応時に用いるものを「溶媒」、反応終了後に用いるものを「溶剤」として用いることとするが、同種のものを用いても、異種のものを用いてもよい。
[エポキシ当量]
本発明のエポキシ樹脂のエポキシ当量は、好ましくは200g/当量以上、より好ましくは250g/当量以上、さらに好ましくは300g/当量以上、よりさらに好ましくは500g/当量以上、特に好ましくは1,000g/当量以上、とりわけ好ましくは1,500g/当量以上である。エポキシ当量が上記下限以上であることにより柔軟性を良好にすることができる。
また、本発明のエポキシ樹脂のエポキシ当量の上限値としては特に限定されないが、他材料との相溶性の観点から、好ましくは200,000g/当量であり、100,000g/当量であることがより好ましく、50,000g/当量であることがさらに好ましく、20,000g/当量であることが特に好ましく、10,000g/当量であることがとりわけ好ましい。
[重量平均分子量(Mw)・分子量分布]
本発明のエポキシ樹脂の重量平均分子量(Mw)は、7,000以上が好ましく、7,100以上がより好ましく、7,200以上がさらに好ましく、7,500以上がよりさらに好ましく、8,000以上が特に好ましく、9,000以上がとりわけ好ましく、10,000以上が柔軟性を良好にする点で最も好ましい。また、本発明のエポキシ樹脂の重量平均分子量(Mw)は200,000以下であることが好ましく、150,000以下であることがより好ましく、100,000以下であることがさらに好ましく、50,000以下であることが他材料との相溶性の観点から特に好ましい。
本発明のエポキシ樹脂の分子量分布(=重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn))の値は、1.1以上であることが好ましく、1.2以上であることがより好ましく、1.3以上であることがさらに好ましく、1.5以上であることが特に好ましく、2.0以上であることが、望ましい重量平均分子量のエポキシ樹脂を合成する上で最も好ましい。また、本発明のエポキシ樹脂の分子量分布(Mw/Mn)の値は、20.0以下であることが好ましく、15.0以下であることがより好ましく、10.0以下であることが柔軟性をよくする点で特に好ましい。
なお、エポキシ樹脂の重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)はゲルパーミエーションクロマトグラフィー法(GPC法)により測定することができる。より詳細な方法の例について後述の実施例において説明する。
[ガラス転移温度]
本発明のエポキシ樹脂のガラス転移温度(Tg)は、好ましくは0℃以上、より好ましくは5℃以上、さらに好ましくは10℃以上である。Tgが上記下限以上であることにより塗膜とした際の硬度や、耐食性を確保できる点で好ましい。
また、本発明のエポキシ樹脂のガラス転移温度(Tg)の上限値としては特に限定されないが、柔軟性確保の観点から、150℃であることが好ましく、140℃であることがより好ましく、130℃であることがさらに好ましく、120℃であることが特に好ましく、110℃であることがとりわけ好ましく、100℃であることが最も好ましい。
なお、エポキシ樹脂のTgは、示差走査熱量計を用いて測定することができる。より詳細な方法の例について後述の実施例において説明する。
〔エポキシ樹脂含有組成物〕
本発明のエポキシ樹脂含有組成物は、少なくとも前述した本発明のエポキシ樹脂と硬化剤とを含むものである。また、本発明のエポキシ樹脂含有組成物には、必要に応じて、他のエポキシ化合物、硬化促進剤、その他の成分等を適宜配合することができる。
[硬化剤]
本発明のエポキシ樹脂含有組成物に用いる硬化剤は、エポキシ樹脂のエポキシ基間の架橋反応及び/又は鎖長延長反応に寄与する物質である。なお、本発明においては通常、「硬化促進剤」と呼ばれるものであってもエポキシ樹脂のエポキシ基間の架橋反応及び/又は鎖長延長反応に寄与する物質であれば、硬化剤とみなすこととする。
本発明のエポキシ樹脂含有組成物における硬化剤の含有量は、本発明のエポキシ樹脂100重量部に対して好ましくは0.1〜1000重量部であり、より好ましくは100重量部以下であり、更に好ましくは80重量部以下であり、特に好ましくは60重量部以下である。
また、本発明のエポキシ樹脂含有組成物において、本発明のエポキシ樹脂以外の後述する他のエポキシ化合物が含まれる場合、硬化剤の含有量は、固形分としての全エポキシ成分100重量部に対して好ましくは0.1〜1000重量部であり、より好ましくは100重量部以下であり、更に好ましくは80重量部以下であり、特に好ましくは60重量部以下である。
硬化剤のより好ましい量は、硬化剤の種類に応じてそれぞれ以下に記載する通りである。
本発明において、「固形分」とは溶媒を除いた成分を意味し、固体のエポキシ樹脂ないしはエポキシ化合物のみならず、半固形や粘稠な液状物をも含むものとする。また、「全エポキシ成分」とは、本発明のエポキシ樹脂と後述する他のエポキシ化合物との合計を意味する。
本発明のエポキシ樹脂含有組成物において、硬化剤としては多官能フェノール類、ポリイソシアネート系化合物、アミン系化合物、酸無水物系化合物、イミダゾール系化合物、アミド系化合物、カチオン重合開始剤及び有機ホスフィン類からなる群のうちの少なくとも1つを用いることが好ましい。
多官能フェノール類の例としては、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、ビスフェノールB、ビスフェノールAD、ビスフェノールZ、テトラブロモビスフェノールA等のビスフェノール類、4,4’−ビフェノール、3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ビフェノール等のビフェノール類;カテコール、レゾルシン、ヒドロキノン、ジヒドロキシナフタレン類;及びこれらの化合物の芳香環に結合した水素原子がハロゲン基、アルキル基、アリール基、エーテル基、エステル基、硫黄、リン、珪素等のヘテロ元素を含む有機置換基等の非妨害性置換基で置換されたもの等が挙げられる。
更に、これらのフェノール類やフェノール、クレゾール、アルキルフェノール等の単官能フェノール類とアルデヒド類の重縮合物であるノボラック類、レゾール類等が挙げられる。
ポリイソシアネート系化合物の例としては、トリレンジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジントリイソシアネート等のポリイソシアネート化合物が挙げられる。更に、これらのポリイソシアネート化合物と、アミノ基、水酸基、カルボキシル基、水等の活性水素原子を少なくとも2個有する化合物との反応により得られるポリイソシアネート化合物、又は前記のポリイソシアネート化合物の3〜5量体等を挙げることができる。
アミン系化合物の例としては、脂肪族の一級、二級、三級アミン、芳香族の一級、二級、三級アミン、環状アミン、グアニジン類、尿素誘導体等があり、具体的には、トリエチレンテトラミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルエーテル、メタキシレンジアミン、ジシアンジアミド、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ(4,3,0)−5−ノネン、ジメチル尿素、グアニル尿素等が挙げられる。
酸無水物系化合物の例としては、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水マレイン酸と不飽和化合物の縮合物等が挙げられる。
イミダゾール系化合物の例としては、1−イソブチル−2−メチルイミダゾール、2−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、ベンズイミダゾール等が挙げられる。なお、イミダゾール系化合物は後述する硬化促進剤としての機能も果たすが、本発明においては硬化剤に分類するものとする。
アミド系化合物の例としては、ジシアンジアミド及びその誘導体、ポリアミド樹脂等が挙げられる。
カチオン重合開始剤は、熱又は活性エネルギー線照射によってカチオンを発生するものであり、芳香族オニウム塩等が挙げられる。具体的には、SbF 、BF 、AsF 、PF 、CFSO 2−、B(C 等のアニオン成分とヨウ素、硫黄、窒素、リン等の原子を含む芳香族カチオン成分とからなる化合物等が挙げられる。特に、ジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルフォニウム塩が好ましい。
有機ホスフィン類としては、トリブチルホスフィン、メチルジフェニルホスフイン、トリフェニルホスフィン、ジフェニルホスフィン、フェニルホスフィン等が例示され、ホスホニウム塩としては、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウム・エチルトリフェニルボレート、テトラブチルホスホニウム・テトラブチルボレート等が例示され、テトラフェニルボロン塩としては、2−エチル−4−メチルイミダゾール・テトラフェニルボレート、N−メチルモルホリン・テトラフェニルボレート等が例示される。
硬化剤として多官能フェノール類、アミン系化合物、酸無水物系化合物を用いる場合は、エポキシ樹脂含有組成物中の全エポキシ基に対する硬化剤中の官能基(多官能フェノール類の水酸基、アミン系化合物のアミノ基又は酸無水物系化合物の酸無水物基)の当量比で0.8〜1.5の範囲となるように用いることが好ましい。ポリイソシアネート系化合物を用いる場合、エポキシ樹脂含有組成物中の水酸基数に対してポリイソシアネート系化合物中のイソシアネート基数が、当量比で1:0.01〜1:1.5の範囲で用いることが好ましい。イミダゾール系化合物を用いる場合、エポキシ樹脂含有組成物中の固形分としての全エポキシ成分100重量部に対して0.5〜10重量部の範囲で用いることが好ましい。アミド系化合物を用いる場合、エポキシ樹脂含有組成物中の固形分としての全エポキシ成分とアミド系化合物との合計量に対して0.1〜20重量%の範囲で用いることが好ましい。カチオン重合開始剤を用いる場合、エポキシ化合物含有組成物中の固形分としての全エポキシ成分100重量部に対し、0.01〜15重量部の範囲で用いることが好ましい。有機ホスフィン類を用いる場合、エポキシ樹脂含有組成物中の固形分としての全エポキシ成分と有機ホスフィン類との合計量に対して0.1〜20重量%の範囲で用いることが好ましい。
本発明のエポキシ樹脂含有組成物には以上に挙げた硬化剤の他、例えば、メルカプタン系化合物、有機酸ジヒドラジド、ハロゲン化ホウ素アミン錯体等も硬化剤として用いることができる。
これらの硬化剤は1種のみで用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
[他のエポキシ化合物]
本発明のエポキシ樹脂含有組成物には、本発明のエポキシ樹脂以外のエポキシ化合物(本明細書において、「他のエポキシ化合物」と称することがある。)を用いることができる。
他のエポキシ化合物としては、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S型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、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、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、テトラブロモビスフェノールA型エポキシ樹脂、その他の多官能フェノール型エポキシ樹脂等のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、上記芳香族エポキシ樹脂の芳香環を水素添加したエポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、線状脂肪族エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂等のエポキシ化合物が挙げられる。以上に挙げた他のエポキシ化合物は1種のみで用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明のエポキシ樹脂含有組成物が、本発明のエポキシ樹脂と他のエポキシ化合物とを含有する場合、エポキシ樹脂含有組成物中の固形分としての全エポキシ成分中の他のエポキシ化合物の割合は、好ましくは1重量%以上であり、より好ましくは5重量%以上であり、一方、好ましくは99重量%以下であり、より好ましくは95重量%以下である。他のエポキシ化合物の割合が上記下限値以上であることにより、他のエポキシ化合物を配合することによる物性向上効果を十分に得ることができる。一方、他のエポキシ化合物の割合が上記上限値以下であることにより、本発明のエポキシ樹脂による柔軟性向上効果を得ることができる。
[溶剤]
本発明のエポキシ樹脂含有組成物には、塗膜形成時等の取り扱い時に、エポキ樹脂含有組成物の粘度を適度に調整するために溶剤を配合し、希釈してもよい。本発明のエポキシ樹脂含有組成物において、溶剤は、エポキシ樹脂含有組成物の成形における取り扱い性、作業性を確保するために用いられ、その使用量には特に制限がない。なお、前述の通り、本発明においては「溶剤」という語と「溶媒」という語をその使用形態により区別して用いるが、それぞれ独立して同種のものを用いても異なるものを用いてもよい。
本発明のエポキシ樹脂が含み得る溶剤としては、本発明のエポキシ樹脂の製造に用いる反応溶媒(F)として例示した有機溶媒の1種又は2種以上を用いることができる。
[その他の成分]
本発明のエポキシ樹脂含有組成物には、以上に挙げた成分の他にその他の成分を含有することができる。その他の成分としては例えば、硬化促進剤(ただし、前記硬化剤に該当するものを除く。)、カップリング剤、難燃剤、酸化防止剤、光安定剤、可塑剤、反応性希釈剤、顔料、無機充填材、有機充填材等が挙げられる。以上に挙げたその他の成分はエポキシ樹脂含有組成物の所望の物性により適宜組み合わせて用いることができる。
エポキシ樹脂組成物に上記化合物が配合されていることは、エポキシ樹脂組成物の分離精製を行った後にSEC−MALS法、元素分析法、官能基分析により確認することができる。
〔硬化物〕
本発明のエポキシ樹脂含有組成物を硬化させることにより、硬化物を得ることができる。ここでいう「硬化」とは熱及び/又は光等によりエポキシ樹脂を意図的に硬化させることを意味するものであり、その硬化の程度は所望の物性、用途により制御すればよい。
本発明のエポキシ樹脂含有組成物を硬化させて硬化物とする際のエポキシ樹脂含有組成物の硬化方法は、エポキシ樹脂含有組成物中の配合成分や配合量、配合物の形状によっても異なるが、通常、50〜200℃で5秒〜180分の加熱条件が挙げられる。この加熱は50〜160℃で5秒〜30分の一次加熱と、一次加熱温度よりも40〜120℃高い90〜200℃で1分〜150分の二次加熱との二段処理で行うことが、硬化不良を少なくする点で好ましい。
硬化物を半硬化物として製造する際には、加熱等により形状が保てる程度にエポキシ樹脂含有組成物の硬化反応を進行させればよい。エポキシ樹脂含有組成物が溶剤を含んでいる場合には、加熱、減圧、風乾等の手法で大部分の溶剤を除去するが、半硬化物中に5重量%以下の溶剤を残留させてもよい。
硬化物に本発明のエポキシ樹脂が含まれていることは、この硬化物の赤外分光法により、硬化物から本発明のエポキシ樹脂を特定することで確認することができる。
〔用途〕
本発明のエポキシ樹脂は、柔軟性に優れたものである。このことから、本発明のエポキシ樹脂、及びそれを配合したエポキシ樹脂含有組成物は、塗料、電気・電子材料、接着剤、繊維強化樹脂(FRP)等の分野において好適に用いることができる。特に本発明のエポキシ樹脂及びエポキシ樹脂組成物は、塗料に好適に用いることができる。
以下、本発明を実施例に基づいてより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例により何ら限定されるものではない。なお、以下の実施例における各種の製造条件や評価結果の値は、本発明の実施態様における上限又は下限の好ましい値としての意味をもつものであり、好ましい範囲は前記した上限又は下限の値と、下記実施例の値又は実施例同士の値との組み合わせで規定される範囲であってもよい。
〔原料等〕
以下の実施例及び比較例において用いた原料、触媒、架橋剤、溶媒及び溶剤は以下の通りである。
[エポキシ化合物(A)]
A−1:水添ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製 YX8000、エポキシ当量:198g/当量)
A−2:1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル(エポキシ当量:116g/当量)
A−3:ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製 jER(登録商標)828US、エポキシ当量:186g/当量)
A−4:シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル(ナガセケムテックス社製 デナコール(登録商標)216L、エポキシ当量:144g/当量)
A−5:ポリテトラメチレングリコールジグリシジルエーテル(エポキシ当量:428g/当量)
[酸末端ポリエステル(B)]
下記表−1に示す物性の酸末端ポリエステルB−1〜B−10を用いた。なお、B−1は、ユピカコート(登録商標)GV230(日本ユピカ社製)である。B−2〜B−10は、表−1に示す多価カルボン酸と多価アルコールとを反応させて得られたものである。
酸末端ポリエステルB−2〜B−10の製造方法、各酸末端ポリエステルの酸価、水酸基価、ガラス転移温度、重量平均分子量及び数平均分子量の測定方法は以下の通りである。
<酸末端ポリエステルB−2〜B−10の製造>
表−1に示す多価カルボン酸成分と多価アルコール成分の合計重量に対して1000ppmのテトラブトキシチタンを蒸留塔備え付けの反応容器に投入した。次いで、撹拌下、昇温を開始し、反応系内の温度が265℃になるように加熱し、この温度を保持した。エステル化反応が終了し、反応系内からの水の留出がなくなった後、反応系内の温度を265℃に保持したまま、反応系内を減圧し、反応系から多価アルコール成分を留出させながら縮合反応を行った。
反応とともに反応系の粘度が上昇し、攪拌翼のトルクが所定のトルクを示した時点で攪拌を停止し、反応系を常圧に戻し、窒素により加圧して反応物を取り出し、酸末端ポリエステルB−2〜B−10を得た。
<酸価の測定>
酸末端ポリエステルの酸価は、以下のようにして測定した。
酸末端ポリエステル約0.2gを枝付き三角フラスコ内に精秤し(A(g))、ベンジルアルコール10mLを加え、窒素雰囲気下として230℃のヒーターにて15分加熱し酸末端ポリエステルを溶解した。室温まで放冷後、ベンジルアルコール10mL、クロロホルム20mL、フェノールフタレイン溶液数滴を加え、0.02規定のKOH溶液にて滴定した(滴定量=B(mL)、KOH溶液の力価=p)。ブランク測定を同様に行い(滴定量=C(mL))、以下の式に従って酸価を算出した。
酸価(mgKOH/g)={(B−C)×0.02×56.11×p}/A
<水酸基価の測定>
酸末端ポリエステルの水酸基価は、以下のようにして測定した。
溶液1:酸末端ポリエステル約5gを枝付き三角フラスコ内に精秤し(A(g))、THF50mLを加え、酸末端ポリエステルを溶解した。
溶液2:N、N−ジメチルアミノピリジン5gをTHF500mLへ溶解させたジメチルアミノピリジンTHF溶液30mLを、「溶液1」へ添加した。
無水酢酸22mLにTHF200mLを加えた無水酢酸THF溶液を準備し、この溶液10mLを「溶液2」へ添加し、20分間混合したものを「溶液3」とする。イオン交換水3mLを「溶液3」に添加し、20分間混合したものを「溶液4」とする。「溶液4」に50mLのTHFを加えたものを、「溶液5」とする。「溶液5」に0.5N−KOHメタノール溶液25mLとフェノールフタレイン指示薬を添加したものを、「溶液6」とする。「溶液6」を0.5N−KOHメタノール溶液で滴定し、微紫色に溶液が呈色した点の添加量を測定する(B(mL))。ブランク測定時に必要な滴定量(C(mL))も同時に確認し、上記で求めた酸価と0.5N−KOHメタノール溶液の力価pを用いて、以下の式に従って水酸基価を算出した。
水酸基価(mgKOH/g)=[酸価]+{(C−B)×0.5×56.11×p}/A
<重量平均分子量及び数平均分子量の測定>
酸末端ポリエステルの重量平均分子量及び数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定した。GPCの測定に用いた装置及び測定条件は以下の通りである。
装置:GPC
機種:HLC−8020GPC(東ソー製)
カラム:TSKgelGMHXL(カラムサイズ:7.8mm(ID)×30.0cm(L))を3本直列に連結(東ソー製)
検出器:RI(東ソー製)
溶離液:THF(1mL/分、40℃)
サンプル:0.04%テトラヒドロフラン溶液(100μインジェクション)
検量線:標準ポリスチレン(東ソー製)
<Tg(ガラス転移温度)の測定>
酸末端ポリエステルのガラス転移温度は、島津製作所(株)製示差走差熱量計DSC−60を用い、昇温速度5℃/分で測定した時のチャートの低温側のベースラインとガラス転移温度近傍にある吸熱カーブの接線との交点の温度として求めた。
Figure 2019073676
[多価カルボン酸(C)]
C−1:ダイマー酸(築野食品工業社製 ツノダイム(登録商標)395、酸価:195.6mgKOH/g)
C−2:水添ダイマー酸(クローダ社製 プリポール(登録商標)1009−LQ、酸価:195mgKOH/g)
C−3:1,4−シクロヘキサンジカルボン酸(新日本理化社製 リカシッド(登録商標)CHDA)
[フェノール系化合物(D)]
D−1:ビスフェノールA(三菱ケミカル社製、水酸基当量:114g/当量)
[触媒(E)]
E−1:トリ−p−トリルホスフィン
E−2:テトラメチルアンモニウムクロライド50重量%水溶液
E−3:N,N−ジメチルベンジルアミン
[架橋剤]
MDI:4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(東京化成工業株式会社製)
〔評価方法〕
以下の実施例及び比較例における評価方法は以下の通りである。
[エポキシ当量]
実施例1〜24及び比較例1で得られたエポキシ樹脂について、JIS K 7236に基づいてエポキシ当量を測定した。
[重量平均分子量(Mw)]
実施例1〜24及び比較例1で得られたエポキシ樹脂について、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、重量平均分子量及び数平均分子量を測定した。GPCの測定に用いた装置及び測定条件は以下の通りである。
装置:GPC
機種:HLC−8120GPC(東ソー製)
カラム:TSKGEL HM−H+H4000+H4000+H3000+H2000(東ソー製)
検出器:UV−8020(東ソー製)、254nm
溶離液:THF(0.5mL/分、40℃)
サンプル:1%テトラヒドロフラン溶液(10μインジェクション)
検量線:標準ポリスチレン(東ソー製)
[ガラス転移温度(Tg)]
実施例1〜24及び比較例1で得られたエポキシ樹脂について、SIIナノテクノロジー(株)製 示差走査熱量計「DSC7020」を使用し、−20〜120℃まで10℃/minで昇温して測定し、ガラス転移温度(Tg)を求めた。
[柔軟性]
(耐カッピング性)
実施例1〜24及び比較例1で得られたエポキシ樹脂100重量部をシクロヘキサノン150重量部に溶解し、1−イソブチル−2−メチルイミダゾール(三菱ケミカル社製 jERキュア(登録商標)IBMI12)1重量部を混合し、150μmのフィルムアプリケーターを用いて、JIS K5600−1−4に記載の下記の鋼板及びアルミ板上にそれぞれ塗布し、150℃で90分加熱することにより、塗膜を作成した。得られた塗膜について、JIS K5600−5−2に基づいて、下記のエリクセン試験機を用いて耐カッピング性を測定し、下記基準で評価し、柔軟性の指標とした。
・鋼板:SPCC−SB PB−N144処理 0.8×70×150mm
・アルミ板:A1050P 0.8×70×150mm
・試験機:エリクセン試験機 太佑機材製
<評価基準>
○:カップ押し込み深さ10mmで塗膜異常(割れ、剥がれ)無し
△:カップ押し込み深さ10mmで塗膜異常(割れ、剥がれ)有り、5mmで塗膜異常(割れ、剥がれ)無し
×:カップ押し込み深さ5mmで塗膜異常(割れ、剥がれ)有り
(耐屈曲性)
実施例1〜24及び比較例1で得られたエポキシ樹脂100重量部をシクロヘキサノン150重量部に溶解し、1−イソブチル−2−メチルイミダゾール(三菱ケミカル社製 jERキュア(登録商標)IBMI12)1重量部を混合し、100μmのフィルムアプリケーターを用いて、JIS K5600−1−4に記載の下記の鋼板及びアルミ板上にそれぞれ塗布し、150℃で90分加熱することにより、塗膜を作成した。得られた塗膜について、JIS K5600−5−1に基づいて、下記の屈曲試験機を用いて直径2mmのマンドレル試験を行って耐屈曲性を下記の通り評価し、柔軟性の指標とした。
・鋼板:SPCC−SB PB−N144処理 0.3×50×200mm
・アルミ板:A1050P 0.3×50×200mm
・試験機:屈曲試験機(タイプI) 太佑機材製
<評価基準>
○:マンドレル試験で塗膜の異常無し
×:マンドレル試験で塗膜の異常有り
[溶剤溶解性]
実施例1〜24及び比較例1で得られたエポキシ樹脂100重量部をシクロヘキサノン150重量部に溶解し、外観を目視で観測した。
<評価基準>
○:固形分析出なし
×:固形分析出あり
[エポキシ樹脂の合成と評価]
(実施例1)
水添ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製 YX8000、エポキシ当量:198g/当量)(A−1)50重量部、ユピカコート(登録商標)GV230(日本ユピカ社製)(B−1)154重量部、N,N−ジメチルベンジルアミン(E−3)0.15重量部を0.5Lフラスコに入れ、窒素ガス雰囲気下150℃で6時間、重合反応を行い、目的とするエポキシ樹脂を得た。得られたエポキシ樹脂について、エポキシ当量、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分子量分布(Mw/Mn)、Tg、柔軟性(耐カッピング性、耐屈曲性)、及び溶剤溶解性を前記の方法にて評価し、その結果を表−2に示した。
(実施例2)
水添ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製 YX8000、エポキシ当量:198g/当量)(A−1)60重量部、酸末端ポリエステル(B−2)159重量部、N,N−ジメチルベンジルアミン(E−3)0.03重量部を0.5Lフラスコに入れ、窒素ガス雰囲気下150℃で6時間、重合反応を行い、目的とするエポキシ樹脂を得た。得られたエポキシ樹脂について、エポキシ当量、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分子量分布(Mw/Mn)、Tg、柔軟性(耐カッピング性、耐屈曲性)、及び溶剤溶解性を前記の方法にて評価し、その結果を表−2に示した。
(実施例3)
水添ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製 YX8000、エポキシ当量:198g/当量)(A−1)64重量部、酸末端ポリエステル(B−2)155重量部、テトラメチルアンモニウムクロライド50重量%水溶液(E−2)0.06重量部を0.5Lフラスコに入れ、窒素ガス雰囲気下150℃で6時間、重合反応を行い、目的とするエポキシ樹脂を得た。得られたエポキシ樹脂について、エポキシ当量、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分子量分布(Mw/Mn)、Tg、柔軟性(耐カッピング性、耐屈曲性)、及び溶剤溶解性を前記の方法にて評価し、その結果を表−2に示した。
(実施例4)
水添ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製 YX8000、エポキシ当量:198g/当量)(A−1)360重量部、酸末端ポリエステル(B−2)1000重量部、N,N−ジメチルベンジルアミン(E−3)0.36重量部を3Lフラスコに入れ、窒素ガス雰囲気下150℃で6時間、重合反応を行い、目的とするエポキシ樹脂を得た。得られたエポキシ樹脂について、エポキシ当量、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分子量分布(Mw/Mn)、Tg、柔軟性(耐カッピング性、耐屈曲性)、及び溶剤溶解性を前記の方法にて評価し、その結果を表−2に示した。
(実施例5)
水添ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製 YX8000、エポキシ当量:198g/当量)(A−1)62重量部、酸末端ポリエステル(B−2)172重量部、トリ−p−トリルホスフィン(E−1)0.06重量部を0.5Lフラスコに入れ、窒素ガス雰囲気下150℃で6時間、重合反応を行い、目的とするエポキシ樹脂を得た。得られたエポキシ樹脂について、エポキシ当量、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分子量分布(Mw/Mn)、Tg、柔軟性(耐カッピング性、耐屈曲性)、及び溶剤溶解性を前記の方法にて評価し、その結果を表−2に示した。
(実施例6)
水添ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製 YX8000、エポキシ当量:198g/当量)(A−1)62重量部、酸末端ポリエステル(B−3)171重量部、N,N−ジメチルベンジルアミン(E−3)0.09重量部を0.5Lフラスコに入れ、窒素ガス雰囲気下150℃で6時間、重合反応を行い、目的とするエポキシ樹脂を得た。得られたエポキシ樹脂について、エポキシ当量、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分子量分布(Mw/Mn)、Tg、柔軟性(耐カッピング性、耐屈曲性)、及び溶剤溶解性を前記の方法にて評価し、その結果を表−2に示した。
(実施例7)
水添ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製 YX8000、エポキシ当量:198g/当量)(A−1)42重量部、酸末端ポリエステル(B−5)202重量部、N,N−ジメチルベンジルアミン(E−3)0.04重量部を0.5Lフラスコに入れ、窒素ガス雰囲気下150℃で6時間、重合反応を行い、目的とするエポキシ樹脂を得た。得られたエポキシ樹脂について、エポキシ当量、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分子量分布(Mw/Mn)、Tg、柔軟性(耐カッピング性、耐屈曲性)、及び溶剤溶解性を前記の方法にて評価し、その結果を表−2に示した。
(実施例8)
1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル(エポキシ当量:116g/当量)(A−2)230重量部、酸末端ポリエステル(B−2)1166重量部、N,N−ジメチルベンジルアミン(E−3)0.23重量部を3Lフラスコに入れ、窒素ガス雰囲気下150℃で6時間、重合反応を行い、目的とするエポキシ樹脂を得た。得られたエポキシ樹脂について、エポキシ当量、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分子量分布(Mw/Mn)、Tg、柔軟性(耐カッピング性、耐屈曲性)、及び溶剤溶解性を前記の方法にて評価し、その結果を表−3に示した。
(実施例9)
1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル(エポキシ当量:116g/当量)(A−2)35重量部、酸末端ポリエステル(B−2)189重量部、N,N−ジメチルベンジルアミン(E−3)0.04重量部を0.5Lフラスコに入れ、窒素ガス雰囲気下150℃で6時間、重合反応を行い、目的とするエポキシ樹脂を得た。得られたエポキシ樹脂について、エポキシ当量、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分子量分布(Mw/Mn)、Tg、柔軟性(耐カッピング性、耐屈曲性)、及び溶剤溶解性を前記の方法にて評価し、その結果を表−3に示した。
(実施例10)
ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製 jER(登録商標)828US、エポキシ当量:186g/当量)(A−3)62重量部、酸末端ポリエステル(B−2)202重量部、N,N−ジメチルベンジルアミン(E−3)0.06重量部を0.5Lフラスコに入れ、窒素ガス雰囲気下150℃で6時間、重合反応を行い、目的とするエポキシ樹脂を得た。得られたエポキシ樹脂について、エポキシ当量、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分子量分布(Mw/Mn)、Tg、柔軟性(耐カッピング性、耐屈曲性)、及び溶剤溶解性を前記の方法にて評価し、その結果を表−3に示した。
(実施例11)
シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル(ナガセケムテックス社製 デナコール(登録商標)216L、エポキシ当量:144g/当量)(A−4)46重量部、酸末端ポリエステル(B−2)185重量部、N,N−ジメチルベンジルアミン(E−3)0.05重量部を0.5Lフラスコに入れ、窒素ガス雰囲気下150℃で6時間、重合反応を行い、目的とするエポキシ樹脂を得た。得られたエポキシ樹脂について、エポキシ当量、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分子量分布(Mw/Mn)、Tg、柔軟性(耐カッピング性、耐屈曲性)、及び溶剤溶解性を前記の方法にて評価し、その結果を表−3に示した。
(実施例12)
1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル(エポキシ当量:116g/当量)(A−2)36重量部、酸末端ポリエステル(B−6)185重量部、N,N−ジメチルベンジルアミン(E−3)0.04重量部を0.5Lフラスコに入れ、窒素ガス雰囲気下150℃で6時間、重合反応を行い、目的とするエポキシ樹脂を得た。得られたエポキシ樹脂について、エポキシ当量、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分子量分布(Mw/Mn)、Tg、柔軟性(耐カッピング性、耐屈曲性)、及び溶剤溶解性を前記の方法にて評価し、その結果を表−3に示した。
(実施例13)
1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル(エポキシ当量:116g/当量)(A−2)34重量部、酸末端ポリエステル(B−7)195重量部、N,N−ジメチルベンジルアミン(E−3)0.03重量部を0.5Lフラスコに入れ、窒素ガス雰囲気下150℃で6時間、重合反応を行い、目的とするエポキシ樹脂を得た。得られたエポキシ樹脂について、エポキシ当量、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分子量分布(Mw/Mn)、Tg、柔軟性(耐カッピング性、耐屈曲性)、及び溶剤溶解性を前記の方法にて評価し、その結果を表−3に示した。
(実施例14)
1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル(エポキシ当量:116g/当量)(A−2)38重量部、酸末端ポリエステル(B−8)189重量部、N,N−ジメチルベンジルアミン(E−3)0.04重量部を0.5Lフラスコに入れ、窒素ガス雰囲気下150℃で6時間、重合反応を行い、目的とするエポキシ樹脂を得た。得られたエポキシ樹脂について、エポキシ当量、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分子量分布(Mw/Mn)、Tg、柔軟性(耐カッピング性、耐屈曲性)、及び溶剤溶解性を前記の方法にて評価し、その結果を表−3に示した。
(実施例15)
1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル(エポキシ当量:116g/当量)(A−2)22重量部、酸末端ポリエステル(B−9)198重量部、N,N−ジメチルベンジルアミン(E−3)0.02重量部を0.5Lフラスコに入れ、窒素ガス雰囲気下150℃で6時間、重合反応を行い、目的とするエポキシ樹脂を得た。得られたエポキシ樹脂について、エポキシ当量、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分子量分布(Mw/Mn)、Tg、柔軟性(耐カッピング性、耐屈曲性)、及び溶剤溶解性を前記の方法にて評価し、その結果を表−3に示した。
(実施例16)
1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル(エポキシ当量:116g/当量)(A−2)70重量部、酸末端ポリエステル(B−10)427重量部、N,N−ジメチルベンジルアミン(E−3)0.07重量部を0.5Lフラスコに入れ、窒素ガス雰囲気下150℃で6時間、重合反応を行い、目的とするエポキシ樹脂を得た。得られたエポキシ樹脂について、エポキシ当量、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分子量分布(Mw/Mn)、Tg、柔軟性(耐カッピング性、耐屈曲性)、及び溶剤溶解性を前記の方法にて評価し、その結果を表−3に示した。
(実施例17)
1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル(エポキシ当量:116g/当量)(A−2)40重量部、酸末端ポリエステル(B−2)171重量部、ダイマー酸(築野食品工業社製 ツノダイム(登録商標)395、酸価:195.6mgKOH/g)(C−1)11重量部、N,N−ジメチルベンジルアミン(E−3)0.04重量部を0.5Lフラスコに入れ、窒素ガス雰囲気下150℃で6時間、重合反応を行い、目的とするエポキシ樹脂を得た。得られたエポキシ樹脂について、エポキシ当量、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分子量分布(Mw/Mn)、Tg、柔軟性(耐カッピング性、耐屈曲性)、及び溶剤溶解性を前記の方法にて評価し、その結果を表−4に示した。
(実施例18)
1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル(エポキシ当量:116g/当量)(A−2)40重量部、酸末端ポリエステル(B−2)187重量部、水添ダイマー酸(クローダ社製 プリポール(登録商標)1009−LQ、酸価:195mgKOH/g)(C−2)12重量部、N,N−ジメチルベンジルアミン(E−3)0.04重量部を0.5Lフラスコに入れ、窒素ガス雰囲気下150℃で6時間、重合反応を行い、目的とするエポキシ樹脂を得た。得られたエポキシ樹脂について、エポキシ当量、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分子量分布(Mw/Mn)、Tg、柔軟性(耐カッピング性、耐屈曲性)、及び溶剤溶解性を前記の方法にて評価し、その結果を表−4に示した。
(実施例19)
1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル(エポキシ当量:116g/当量)(A−2)120重量部、酸末端ポリエステル(B−4)659重量部、ダイマー酸(築野食品工業社製 ツノダイム(登録商標)395、酸価:195.6mgKOH/g)(C−1)41重量部、N,N−ジメチルベンジルアミン(E−3)0.12重量部を2Lフラスコに入れ、窒素ガス雰囲気下150℃で6時間、重合反応を行い、目的とするエポキシ樹脂を得た。得られたエポキシ樹脂について、エポキシ当量、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分子量分布(Mw/Mn)、Tg、柔軟性(耐カッピング性、耐屈曲性)、及び溶剤溶解性を前記の方法にて評価し、その結果を表−4に示した。
(実施例20)
1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル(エポキシ当量:116g/当量)(A−2)30重量部、酸末端ポリエステル(B−5)187重量部、ダイマー酸(築野食品工業社製 ツノダイム(登録商標)395、酸価:195.6mgKOH/g)(C−1)11重量部、N,N−ジメチルベンジルアミン(E−3)0.03重量部を0.5Lフラスコに入れ、窒素ガス雰囲気下150℃で6時間、重合反応を行い、目的とするエポキシ樹脂を得た。得られたエポキシ樹脂について、エポキシ当量、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分子量分布(Mw/Mn)、Tg、柔軟性(耐カッピング性、耐屈曲性)、及び溶剤溶解性を前記の方法にて評価し、その結果を表−4に示した。
(実施例21)
水添ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製 YX8000、エポキシ当量:198g/当量)(A−1)58重量部、酸末端ポリエステル(B−4)157重量部、ダイマー酸(築野食品工業社製 ツノダイム(登録商標)395、酸価:195.6mgKOH/g)(C−1)11重量部、N,N−ジメチルベンジルアミン(E−3)0.06重量部を0.5Lフラスコに入れ、窒素ガス雰囲気下150℃で6時間、重合反応を行い、目的とするエポキシ樹脂を得た。得られたエポキシ樹脂について、エポキシ当量、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分子量分布(Mw/Mn)、Tg、柔軟性(耐カッピング性、耐屈曲性)、及び溶剤溶解性を前記の方法にて評価し、その結果を表−4に示した。
(実施例22)
水添ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製 YX8000、エポキシ当量:198g/当量)(A−1)120重量部、酸末端ポリエステル(B−4)362重量部、ダイマー酸(築野食品工業社製 ツノダイム(登録商標)395、酸価:195.6mgKOH/g)(C−1)10重量部、N,N−ジメチルベンジルアミン(E−3)0.12重量部を1Lフラスコに入れ、窒素ガス雰囲気下150℃で6時間、重合反応を行い、目的とするエポキシ樹脂を得た。得られたエポキシ樹脂について、エポキシ当量、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分子量分布(Mw/Mn)、Tg、柔軟性(耐カッピング性、耐屈曲性)、及び溶剤溶解性を前記の方法にて評価し、その結果を表−4に示した。
(実施例23)
水添ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製 YX8000、エポキシ当量:198g/当量)(A−1)68重量部、酸末端ポリエステル(B−4)161重量部、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸(新日本理化社製 リカシッド(登録商標)CHDA)(C−3)7重量部、N,N−ジメチルベンジルアミン(E−3)0.07重量部を1Lフラスコに入れ、窒素ガス雰囲気下150℃で6時間、重合反応を行い、目的とするエポキシ樹脂を得た。得られたエポキシ樹脂について、エポキシ当量、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分子量分布(Mw/Mn)、Tg、柔軟性(耐カッピング性、耐屈曲性)、及び溶剤溶解性を前記の方法にて評価し、その結果を表−4に示した。
(実施例24)
ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製 jER(登録商標)828US、エポキシ当量:186g/当量)(A−3)60重量部、酸末端ポリエステル(B−4)159重量部、ダイマー酸(築野食品工業社製 ツノダイム(登録商標)395、酸価:195.6mgKOH/g)(C−1)12重量部、N,N−ジメチルベンジルアミン(E−3)0.06重量部を1Lフラスコに入れ、窒素ガス雰囲気下150℃で6時間、重合反応を行い、目的とするエポキシ樹脂を得た。得られたエポキシ樹脂について、エポキシ当量、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分子量分布(Mw/Mn)、Tg、柔軟性(耐カッピング性、耐屈曲性)、及び溶剤溶解性を前記の方法にて評価し、その結果を表−4に示した。
(比較例1)
ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製 jER(登録商標)828US、エポキシ当量:186g/当量)(A−3)173重量部、ポリテトラメチレングリコールジグリシジルエーテル(エポキシ当量:428g/当量)(A−5)100重量部、ビスフェノールA(三菱ケミカル社製、水酸基当量:114g/当量)(D−1)112重量部、テトラメチルアンモニウムクロライド50重量%水溶液(E−2)0.54重量部を1Lフラスコに入れ、窒素ガス雰囲気下150℃で6時間、重合反応を行い、目的とするエポキシ樹脂を得た。得られたエポキシ樹脂について、エポキシ当量、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分子量分布(Mw/Mn)、Tg、柔軟性(耐カッピング性、耐屈曲性)、及び溶剤溶解性を前記の方法にて評価し、その結果を表−4に示した。
(比較例2)
1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル(エポキシ当量:116g/当量)(A−2)32重量部、ユピカコート(登録商標)GV230(日本ユピカ社製)(B−1)199重量部、N,N−ジメチルベンジルアミン(E−3)0.03重量部、架橋剤(MDI)0.34重量部を0.5Lフラスコに入れ、窒素ガス雰囲気下150℃で5時間重合反応を行ったところ、ゲル化が進行した。
なお、MDIの使用量は、イソシアネート基の当量が、エポキシ化合物(A)のエポキシ基に対して0.01当量となる量であった。
Figure 2019073676
Figure 2019073676
Figure 2019073676
[評価結果]
表−2〜4から分かるように、エポキシ化合物(A)と酸末端ポリエステル(B)の反応によって得られるエポキシ樹脂は、良好な塗膜柔軟性を有するものであった。
一方、比較例1のエポキシ樹脂では柔軟性が不十分であった。
なお、実施例1のエポキシ樹脂は、分子量分布が広いために耐屈曲性、アルミ板での耐カッピング性が劣るが、鋼板での耐カッピング性は良好であり、柔軟性に優れると言える。
本発明のエポキシ樹脂は、優れた柔軟性を有するものである。このことから、本発明のエポキシ樹脂、このエポキシ樹脂を含有するエポキシ樹脂含有組成物及びその硬化物は、塗料、電気・電子材料、接着剤、繊維強化樹脂(FRP)等の分野において好適に用いることができる。

Claims (7)

  1. エポキシ化合物(A)と酸末端ポリエステル(B)との反応生成物であるエポキシ樹脂。
  2. 重量平均分子量が7,000〜300,000であり、重量平均分子量/数平均分子量が1.1〜20.0である請求項1に記載のエポキシ樹脂。
  3. 上記酸末端ポリエステル(B)の重量平均分子量が500〜10,000であり、重量平均分子量/数平均分子量が1.1〜10.0である請求項1又は請求項2に記載のエポキシ樹脂。
  4. 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のエポキシ樹脂と、硬化剤とを含むエポキシ樹脂含有組成物。
  5. 前記エポキシ樹脂100重量部に対し、硬化剤0.1〜1000重量部を含む請求項4に記載のエポキシ樹脂含有組成物。
  6. 前記硬化剤が、多官能フェノール類、ポリイソシアネート系化合物、アミン系化合物、酸無水物系化合物、イミダゾール系化合物、アミド系化合物、メルカプタン系化合物、カチオン重合開始剤及び有機ホスフィン類からなる群から選ばれる少なくとも1つである請求項4又は請求項5に記載のエポキシ樹脂含有組成物。
  7. 請求項4乃至請求項6のいずれかに記載のエポキシ樹脂含有組成物を硬化させてなる硬化物。
JP2018077395A 2017-05-25 2018-04-13 エポキシ樹脂、エポキシ樹脂含有組成物及びその硬化物 Active JP7176222B2 (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017103732 2017-05-25
JP2017103732 2017-05-25
JP2017215656 2017-11-08
JP2017215656 2017-11-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019073676A true JP2019073676A (ja) 2019-05-16
JP7176222B2 JP7176222B2 (ja) 2022-11-22

Family

ID=64396522

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018077395A Active JP7176222B2 (ja) 2017-05-25 2018-04-13 エポキシ樹脂、エポキシ樹脂含有組成物及びその硬化物

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11787898B2 (ja)
EP (1) EP3632951B1 (ja)
JP (1) JP7176222B2 (ja)
CN (1) CN110662782B (ja)
TW (1) TWI753171B (ja)
WO (1) WO2018216752A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102493082B1 (ko) * 2017-11-28 2023-02-01 삼성디스플레이 주식회사 잉크 조성물, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 윈도우 부재의 제조 방법
CN112646146A (zh) * 2020-12-23 2021-04-13 昆勒聚合物(上海)有限公司 一种改性聚酯树脂及其制备方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5055700A (ja) * 1973-09-18 1975-05-15
JPS5084637A (ja) * 1973-11-27 1975-07-08
JPS5095400A (ja) * 1973-12-19 1975-07-29
JPS5421498A (en) * 1977-07-19 1979-02-17 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd Liquid epoxy resin
JPS5490179A (en) * 1977-12-27 1979-07-17 Yoshitomi Pharmaceut Ind Ltd Antibiotic pseudomonic acid derivative and its preparation
JPS58180521A (ja) * 1982-04-16 1983-10-22 Asahi Chem Ind Co Ltd 可撓性エポキシ樹脂の製造方法
JPH07309929A (ja) * 1994-05-16 1995-11-28 Dainippon Ink & Chem Inc エポキシ樹脂及びその製造方法
JP2015063595A (ja) * 2013-09-25 2015-04-09 新日鉄住金化学株式会社 高分子量エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物及び硬化物
JP2016537458A (ja) * 2013-11-18 2016-12-01 ローム アンド ハース カンパニーRohm And Haas Company エポキシ末端ポリエステル
JP2017008155A (ja) * 2015-06-18 2017-01-12 Dic株式会社 ポリエステル変性エポキシ樹脂及び接着剤

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60141768A (ja) 1983-12-28 1985-07-26 Toyobo Co Ltd 塗装鋼板用塗料組成物
EP0305331A3 (de) 1987-08-25 1991-05-08 Ciba-Geigy Ag Epoxidflexibilisatoren
JP3232362B2 (ja) * 1993-04-07 2001-11-26 ハニー化成株式会社 プライマー組成物
GB9814437D0 (en) * 1998-07-03 1998-09-02 Ici Plc Coating composition
JP2013108011A (ja) 2011-11-22 2013-06-06 Mitsubishi Chemicals Corp エポキシ樹脂溶液、エポキシ樹脂組成物、硬化物及び接着剤
JP6650123B2 (ja) * 2015-05-28 2020-02-19 Dic株式会社 ポリエステル変性エポキシ樹脂及び接着剤
JP2017103732A (ja) 2015-12-04 2017-06-08 Kddi株式会社 暗号システム、暗号化装置、復号装置、暗号化方法、復号方法およびプログラム
JP6528952B2 (ja) 2016-05-30 2019-06-12 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 電子機器および処理実行プログラム

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5055700A (ja) * 1973-09-18 1975-05-15
JPS5084637A (ja) * 1973-11-27 1975-07-08
JPS5095400A (ja) * 1973-12-19 1975-07-29
JPS5421498A (en) * 1977-07-19 1979-02-17 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd Liquid epoxy resin
JPS5490179A (en) * 1977-12-27 1979-07-17 Yoshitomi Pharmaceut Ind Ltd Antibiotic pseudomonic acid derivative and its preparation
JPS58180521A (ja) * 1982-04-16 1983-10-22 Asahi Chem Ind Co Ltd 可撓性エポキシ樹脂の製造方法
JPH07309929A (ja) * 1994-05-16 1995-11-28 Dainippon Ink & Chem Inc エポキシ樹脂及びその製造方法
JP2015063595A (ja) * 2013-09-25 2015-04-09 新日鉄住金化学株式会社 高分子量エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物及び硬化物
JP2016537458A (ja) * 2013-11-18 2016-12-01 ローム アンド ハース カンパニーRohm And Haas Company エポキシ末端ポリエステル
JP2017008155A (ja) * 2015-06-18 2017-01-12 Dic株式会社 ポリエステル変性エポキシ樹脂及び接着剤

Also Published As

Publication number Publication date
US11787898B2 (en) 2023-10-17
EP3632951A4 (en) 2020-04-29
TWI753171B (zh) 2022-01-21
TW201905023A (zh) 2019-02-01
US20200087442A1 (en) 2020-03-19
WO2018216752A1 (ja) 2018-11-29
CN110662782B (zh) 2022-07-22
EP3632951A1 (en) 2020-04-08
EP3632951B1 (en) 2021-10-06
JP7176222B2 (ja) 2022-11-22
CN110662782A (zh) 2020-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104136479A (zh) 用于环氧热固性材料的增韧剂
TW201609851A (zh) 具有優良硬化後柔軟性的硬化性樹脂、(甲基)丙烯酸硬化性樹脂、及液晶密封劑組成物
CN110072907A (zh) 使用取代的巴比妥酸实现环氧稳定化
TW201718757A (zh) 環氧樹脂、環氧樹脂組成物、硬化物及電氣電子零件
US11787898B2 (en) Epoxy resin, epoxy resin-containing composition and cured product thereof
JP2015000952A (ja) エポキシ樹脂組成物およびその硬化物
JP2013108011A (ja) エポキシ樹脂溶液、エポキシ樹脂組成物、硬化物及び接着剤
JP2017186453A (ja) エポキシ化合物、エポキシ化合物含有組成物及びその硬化物
JP6409487B2 (ja) エポキシ樹脂及びその製造方法、エポキシ樹脂含有組成物並びに硬化物
JP2017171802A (ja) ビスフェノールf骨格含有フェノキシ樹脂、その製造方法、及びそれを用いた樹脂組成物
JP2017119779A (ja) ビスフェノールf骨格含有フェノキシ樹脂、その製造方法、及びそれを用いた樹脂組成物
JP6331460B2 (ja) エポキシ化合物及びその製造方法、エポキシ化合物含有組成物並びに硬化物
JP6772685B2 (ja) エポキシ化合物、エポキシ化合物の製造方法、エポキシ化合物含有組成物及びその硬化物
JPWO2016093253A1 (ja) 熱硬化性樹脂組成物
TW202248265A (zh) 改質環氧樹脂、其製造方法、硬化性樹脂組成物、其硬化物、塗料及接著劑
TW202340300A (zh) 改質環氧樹脂、硬化性樹脂組合物及其硬化物
JP2017210582A (ja) エポキシ化合物、エポキシ化合物含有組成物及びその硬化物
JP2022068849A (ja) 変性エポキシ樹脂、硬化性樹脂組成物及びその硬化物
CN111741994A (zh) 含环氧基的聚有机硅氧烷、包含含环氧基的聚有机硅氧烷的固化性树脂组合物及其固化物
JP6716917B2 (ja) フェノキシ樹脂及びフェノキシ樹脂の製造方法
JPWO2020116467A1 (ja) 熱硬化性樹脂組成物及びシート
JP2024094281A (ja) プリプレグ、繊維強化複合材料、および繊維強化複合材料の製造方法
WO2021039694A1 (ja) エポキシ基含有ポリオルガノシロキサン、エポキシ基含有ポリオルガノシロキサンを含む硬化性樹脂組成物及びその硬化物
JP2024011763A (ja) エポキシ樹脂組成物、硬化性樹脂組成物、硬化性樹脂組成物の硬化物、接着構造体、及び接着性付与剤
JP2014159531A (ja) エポキシ樹脂組成物、硬化物及び半導体封止材

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201112

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210826

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210831

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211013

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220215

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220228

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220705

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220819

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20221011

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221024

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7176222

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151