JP4963066B2 - ケチミン組成物及びエポキシ樹脂組成物 - Google Patents

ケチミン組成物及びエポキシ樹脂組成物 Download PDF

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Description

本発明は、特に弱溶剤型の硬化性樹脂組成物の調製に有用なケチミン組成物、及び該ケチミン組成物を含むエポキシ樹脂組成物に関する。このエポキシ樹脂組成物は湿気硬化型の各種処理剤(接着剤、コーティング剤等)として有用である。
従来、溶剤系塗料などでは、トルエンなどに代表される強溶剤が使用されていたが、近年は環境負荷の軽減、塗装時の安全性、作業衛生の向上等の点から、弱溶剤を使用するようになってきている。
一方、エポキシ系塗料などにおいては、1液化及び可使時間の延長を目的として、ケチミンを硬化剤として使用している(特許文献1等参照)。通常ケチミンはアミンとケトンとを脱水縮合することで得ることができるが、原料のアミンやケチミンは空気中の二酸化炭素と反応して炭酸塩(カルバミン酸塩)を生成することが知られている。このような炭酸塩は、エポキシ樹脂中、特に弱溶剤系ではその極性の高さから凝集し局在化する傾向にあり、塗膜物性に悪影響を及ぼすことが知られている。このような炭酸塩は原料中に存在する場合もあるし、ケチミン合成時に生成する場合もあるが、除去することが非常に困難で簡便に除去する方法は知られていない。
特開2000−265121号公報
従って、本発明の目的は、弱溶剤雰囲気下においてもアミン等から生成する炭酸塩が凝集しないようなケチミン組成物と、該ケチミン組成物を含むエポキシ樹脂組成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鋭意検討した結果、アミンとケトンとを反応させて得られる前記アミンのケチミン化率が一定値以上である反応生成物であって、アミノ基を有しないケチミンと、アミノ基を有するケチミン化合物及び/又は未反応アミンとを含む反応生成物に対して、特定構造の末端イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーを反応させると、弱溶剤中でもアミン等から生成する炭酸塩が凝集しないケチミン組成物が得られることを見いだし、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、下記式(1)
Figure 0004963066
(式中、R1は有機基、nは2以上の整数を示す)
で表されるアミン化合物Aと、下記式(2)
Figure 0004963066
(式中、R2、R3は、それぞれ有機基を示す。R2及びR3は互いに結合して、隣接する炭素原子とともに環を形成していてもよい)
で表されるケトン化合物Bとを反応させて得られる、前記アミン化合物Aのケチミン化率が80%以上である反応生成物であって、下記式(3)
Figure 0004963066
(式中、R1、R2、R3、nは前記に同じ。R2及びR3は互いに結合して、隣接する炭素原子とともに環を形成していてもよい)
で表されるケチミン化合物C、及び下記式(4)
Figure 0004963066
(式中、k及びmはそれぞれ1以上の整数を示し、k+m=nである。R1、R2、R3、nは前記に同じ。R2及びR3は互いに結合して、隣接する炭素原子とともに環を形成していてもよい)
で表されるアミノ基を有するケチミン化合物Dと未反応の前記アミン化合物Aのうち、少なくともケチミン化合物Dを含む反応生成物に対して、下記式(5)
Figure 0004963066
(式中、R4は多価の炭化水素基、pは2以上の整数を示す)
で表される、ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオール、又はこれらの水素添加物から選択されるポリオール化合物Eと下記式(6)
Figure 0004963066
(式中、R5は有機基、qは2以上の整数を示す)
で表されるポリイソシアネート化合物Fとの反応により得られる分子鎖末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーGを反応して得られるケチミン組成物を提供する。
前記ポリオール化合物Eとしては、ポリブタジエンポリオール又はポリイソプレンポリオールの水素添加物が好ましい。前記ポリオール化合物Eの重量平均分子量は2000以上であるのが好ましい。
ポリイソシアネート化合物Fとしては、例えばイソホロンジイソシアネート等の非芳香族ポリイソシアネート化合物が好ましい。
アミン化合物Aのケチミン化率は90〜99.5%の範囲が好ましい。
ケトン化合物Bにおいて、式(2)中のR2、R3はともに炭素数2以上の炭化水素基であるのが好ましく、特にR2、R3がともにエチル基であるのが好ましい。
尚、本明細書には、上記発明の他に、上記のケチミン組成物とエポキシ樹脂とで構成されたエポキシ樹脂組成物についても記載する。このエポキシ樹脂組成物は、さらに石油系溶剤や脱水剤を含んでいてもよい。
本発明のケチミン組成物においては、分子内に弱溶剤に対して溶解性の高い低極性部位(ポリオール化合物由来の炭化水素部位)が部分的に導入された化合物が存在している。この低極性部が弱溶剤に対して親和性を有する一方、ケチミン部位等の高極性部位がアミン等から生成する炭酸塩と親和性を有するので、界面活性剤的な作用が生じるためか、弱溶剤中であってもアミン等から生成する炭酸塩の凝集、局在化が防止される。そのため、アミン等から生成する炭酸塩に起因するエポキシ樹脂塗膜の物性低下を防止することができる。
[ケチミン組成物]
本発明のケチミン組成物は、前記式(1)で表されるアミン化合物Aと、式(2)で表されるケトン化合物Bとを反応させて得られる、前記アミン化合物Aのケチミン化率が80%以上である反応生成物であって、式(3)で表されるケチミン化合物C、及び式(4)で表されるアミノ基を有するケチミン化合物Dと未反応の前記アミン化合物Aの少なくとも何れかを含む反応生成物に対して、式(5)で表されるポリオール化合物Eと式(6)で表されるポリイソシアネート化合物Fとの反応により得られる分子鎖末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーGを反応して得られる組成物である。
[アミン化合物A]
式(1)で表されるアミン化合物Aにおいて、式(1)中のR1は有機基を示す。有機基には、多価の炭化水素基、式中に示される窒素原子との結合部位に炭素原子を有する多価の複素環式基、これらが2以上結合した基などが含まれる。
多価の炭化水素基としては、多価の脂肪族炭化水素基、多価の脂環式炭化水素基、多価の芳香族炭化水素基の他、これらの多価の炭化水素基が組み合わされた多価の基(「多価の複合炭化水素基」と称する場合がある)などが挙げられる。多価の脂肪族炭化水素基としては、アルキレン基などの2価の脂肪族炭化水素基を用いることができる。アルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基等の直鎖状のアルキレン基の他、分岐鎖又は置換基を有するアルキレン基(例えば、プロピレン基など)などが挙げられる。
多価の脂環式炭化水素基としては、単環式炭化水素環を有する多価の脂環式炭化水素基であってもよく、多環式炭化水素環を有する多価の脂環式炭化水素基であってもよい。多価の脂環式炭化水素基としては、2価の脂環式炭化水素基を好適に用いることができる。なお、前記単環式炭化水素環としては、例えば、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、シクロヘプタン環、シクロオクタン環などの環を構成する炭素数が5〜10程度のシクロアルカン環が挙げられる。また、多環式炭化水素環としては、例えば、橋かけ環などが挙げられる。該橋かけ環としては、例えば、二環式炭化水素環(例えば、ピナン、ピネン、ボルナン、ノルボルナン、ノルボルネン、ビシクロ[3.2.1]オクタン、ビシクロ[4.3.2]ウンデカンなどにおける炭化水素環など)、三環式炭化水素環(例えば、アダマンタン、エキソトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、エンドトリシクロ[5.2.1.02,6]デカンなどにおける炭化水素環など)、四環式炭化水素環(例えば、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカンなどにおける炭化水素環など)などが例示できる。このような橋かけ環としては、環を構成する炭素数が6〜16程度(特に炭素数6〜14程度)の二環式ないし四環式炭化水素環(例えば、ピナン、ボルナン、ノルボルナン、ノルボルネン、アダマンタンなどにおける炭化水素環など)を好適に用いることができる。
具体的には、シクロヘキサン環を有する2価の脂環式炭化水素基としては、例えば、1,2−シクロヘキシレン基、1,3−シクロヘキシレン基、1,4−シクロヘキシレン基などのシクロアルキレン基が挙げられる。また、ノルボルナン環を有する2価の脂環式炭化水素基としては、例えば、ノルボルナン−2,3−ジイル、ノルボルナン−2,5−ジイル、ノルボルナン−2,6−ジイルなどのノルボルナン−ジイル基などが挙げられる。
多価の芳香族炭化水素基としては、アリレン基(arylene group)などの2価の芳香族炭化水素基を用いることができる。アリレン基としては、例えば、フェニレン基(例えば、1,2−フェニレン基、1,3−フェニレン基、1,4−フェニレン基など)などのベンゼン環を有する2価の芳香族炭化水素基や、ナフチレン基などのナフタレン環を有する2価の芳香族炭化水素基などが挙げられる。なお、多価の芳香族炭化水素基における芳香族性環としては、ベンゼン環やナフタレン環の他、アズレン、インダセン、アントラセン、フェナントレン、トリフェニレン、ピレンなどの2〜10個の4〜7員炭素環が縮合した縮合炭素環なども挙げられる。
さらにまた、これらの多価の炭化水素基が組み合わされた多価の基(多価の複合炭化水素基)としては、例えば、2価の脂肪族炭化水素基(アルキレン基など)、単環式炭化水素環又は多環式炭化水素環を有する2価の脂環式炭化水素基(シクロアルキレン基やノルボルナン−ジイル基など)、ベンゼン環又は縮合炭素環を有する2価の芳香族炭化水素基(フェニレン基やナフチレン基など)が適宜組み合わされた2価の基(2価の複合炭化水素基)を好適に用いることができる。2価の複合炭化水素基としては、例えば、アルキレン−フェニレン基、アルキレン−フェニレン−アルキレン基などの脂肪族炭化水素基と芳香族炭化水素基とが組み合わされた2価の複合炭化水素基;アルキレン−シクロアルキレン基、アルキレン−シクロアルキレン−アルキレン基、アルキレン−ノルボルナン−ジイル基、アルキレン−ノルボルナン−ジイル−アルキレン基などの脂肪族炭化水素基と脂環式炭化水素基とが組み合わされた2価の複合炭化水素基などが挙げられる。これらの多価の複合炭化水素基が組み合わされた基において、アルキレン部位、フェニレン部位、シクロアルキレン部位、ノルボルナン−ジイル部位としては、前記例示のアルキレン基、フェニレン基、シクロアルキレン基、ノルボルナン−ジイル基などを用いることができる。
具体的には、多価の複合炭化水素基としては、例えば、メチレン−1,3−フェニレン−メチレン(m−キシリレン)基、メチレン−1,3−シクロヘキシレン−メチレン基、メチレン−ノルボルナン−2,5−ジイル−メチレン基、メチレン−ノルボルナン−2,6−ジイル−メチレン基や、これらの基においてメチレン部位が他のアルキレン部位(例えば、エチレン部位、トリメチレン部位、プロピレン部位など)となっている基などが挙げられる。
多価の複素環式基としては、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選択された少なくとも1種のヘテロ原子を含む単環又は多環の芳香族性又は非芳香族性の複素環を有し、且つ式中に示される窒素原子との結合部位に炭素原子を有する多価の複素環式基が挙げられる。
上記の多価の炭化水素基や複素環式基は置換基(例えば、炭化水素基など)を有していてもよく、該置換基としては、エポキシ樹脂等のアミン反応性化合物との反応性を有しておらず、また、ケチミン化合物の加水分解性や、ケチミン化合物の加水分解により生成したアミン化合物とエポキシ樹脂等のアミン反応性化合物との反応性を損なわないものであることが重要である。
前記R1の有機基としては、多価の炭化水素基が好ましく、特に、多価の脂肪族炭化水素基、多価の脂環式炭化水素基、又はこれらが組み合わされた多価の基が好ましい。
また、前記式(1)中のnは2以上の整数を示す。すなわち、アミン化合物Aは多価のアミン(ポリアミン)である。nとしては2以上の整数であれば特に制限されないが、例えば2〜10(好ましくは2〜4、さらに好ましくは2〜3、特に好ましくは2)の整数から選択することができる。
アミン化合物Aには、脂肪族ポリアミン、脂環式ポリアミン、芳香族ポリアミン、芳香脂肪族ポリアミン、複素環式ポリアミンなどが含まれる。脂肪族ポリアミンとしては、例えば、エチレンジアミン、1,3−トリメチレンジアミン、1,4−テトラメチレンジアミン、1,3−ペンタメチレンジアミン、1,5−ペンタメチレンジアミン、1,6−ヘキサメチレンジアミン、1,2−プロピレンジアミン、1,2−ブチレンジアミン、2,3−ブチレンジアミン、1,3−ブチレンジアミン、2−メチル−1,5−ペンタメチレンジアミン、3−メチル−1,5−ペンタメチレンジアミン、2,4,4−トリメチル−1,6−ヘキサメチレンジアミン、2,2,4−トリメチル−1,6−ヘキサメチレンジアミン等の脂肪族ジアミンの他、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、ペンタエチレンヘキサミンなどが挙げられる。また、脂肪族ポリアミンとして、ポリオキシアルキレン骨格を有するジアミンなどのポリオキシアルキレン骨格を有するポリアミンを用いることもできる。
脂環式ポリアミンとしては、例えば、1,3−シクロペンタンジアミン、1,4−シクロヘキサンジアミン、1,3−シクロヘキサンジアミン、1−アミノ−3−アミノメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキサン、1−アミノ−1−メチル−4−アミノメチルシクロヘキサン、1−アミノ−1−メチル−3−アミノメチルシクロヘキサン、4,4´−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)、4,4´−メチレンビス(3−メチル−シクロヘキシルアミン)、メチル−2,3−シクロヘキサンジアミン、メチル−2,4−シクロヘキサンジアミン、メチル−2,6−シクロヘキサンジアミン、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、イソホロンジアミン、ノルボルナンジアミン{例えば、2,5−ビス(アミノメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、2,6−ビス(アミノメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプタンなど}等の脂環式ジアミンなどが挙げられる。
芳香族ポリアミンとしては、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、2,4−トリレンジアミン、2,6−トリレンジアミン、ナフチレン−1,4−ジアミン、ナフチレン−1,5−ジアミン、4,4´−ジフェニルジアミン、4,4´−ジフェニルメタンジアミン、2,4´−ジフェニルメタンジアミン、4,4´−ジフェニルエ−テルジアミン、2−ニトロジフェニル−4,4´−ジアミン、2,2´−ジフェニルプロパン−4,4´−ジアミン、3,3´−ジメチルジフェニルメタン−4,4´−ジアミン、4,4´−ジフェニルプロパンジアミン、3,3´−ジメトキシジフェニル−4,4´−ジアミン等の芳香族ジアミンなどが挙げられる。
芳香脂肪族ポリアミンとしては、例えば、1,3−キシリレンジアミン、1,4−キシリレンジアミン、α,α,α´,α´−テトラメチル−1,3−キシリレンジアミン、α,α,α´,α´−テトラメチル−1,4−キシリレンジアミン、ω,ω´−ジアミノ−1,4−ジエチルベンゼン、1,3−ビス(1−アミノ−1−メチルエチル)ベンゼン、1,4−ビス(1−アミノ−1−メチルエチル)ベンゼン、1,3−ビス(α,α−ジメチルアミノメチル)ベンゼン等の芳香脂肪族ジアミンなどが挙げられる。
アミン化合物Aとしては、脂肪族ポリアミン、脂環式ポリアミン、芳香脂肪族ポリアミンが好ましく、なかでも脂環式ポリアミンが特に好ましい。アミン化合物Aは単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。
[ケトン化合物B]
式(2)中のR2、R3は、それぞれ有機基を示す。該有機基には、炭化水素基、式中に示されるカルボニル基との結合部位に炭素原子を有する複素環式基、これらが2以上結合した基などが含まれる。
炭化水素基としては、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基などが挙げられる。脂肪族炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、s−ブチル基、n−ペンチル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、2,2−ジメチルプロピル基、ヘキシル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基、2,2−ジメチルブチル基、2,3−ジメチルブチル基、3,3−ジメチルブチル基、ヘプチル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、オクタデシル基等の炭素数1〜20程度のアルキル基などが挙げられる。アルキル基としては、炭素数が2以上(例えば、2〜6)のアルキル基が好ましく、さらに好ましくは炭素数が2〜4のアルキル基である。本発明では、R2、R3のアルキル基としては、特に炭素数が2又は3のアルキル基が好適であり、なかでもエチル基が最適である。
また、脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロヘキシル基などの環を構成する炭素数が5〜10程度のシクロアルキル基の他、多環式炭化水素環(例えば、ノルボルナンにおける炭化水素環等の橋かけ環など)を有する基などが挙げられる。
芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基やナフチル基などのアリール基などが挙げられる。なお、芳香族炭化水素基における芳香族性環としては、ベンゼン環や縮合炭素環(例えば、ナフタレン環等の2〜10個の4〜7員炭素環が縮合した縮合炭素環など)が挙げられる。
複素環式基としては、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選択された少なくとも1種のヘテロ原子を含む単環又は多環の芳香族性又は非芳香族性の複素環を有し、且つ式中に示される窒素原子との結合部位に炭素原子を有する複素環式基が挙げられる。
上記の炭化水素基や複素環式基は置換基(例えば、炭化水素基など)を有していてもよく、該置換基としては、エポキシ樹脂等のアミン反応性化合物との反応性を有しておらず、また、ケチミン化合物の加水分解性や、ケチミン化合物の加水分解により生成したアミン化合物とエポキシ樹脂等のアミン反応性化合物との反応性を損なわないものであることが重要である。
前記R2及びR3は互いに結合して、隣接する炭素原子とともに環を形成していてもよい。このような環としては、シクロプロパン環、シクロブタン環、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、シクロオクタン環、シクロデカン環、シクロドデカン環等の3〜15員程度のシクロアルカン環などが挙げられる。これらの中でも、シクロペンタン環、シクロヘキサン環が好ましい。
2、R3としては、少なくとも一方が炭素数2以上(例えば2〜6)の炭化水素基(例えば、脂肪族炭化水素基、とりわけアルキル基)であることが好ましく、この場合、他方は炭素数1〜6の炭化水素基(例えば、脂肪族炭化水素基、とりわけアルキル基)であるのが望ましい。特に、R2、R3がともに炭素数2以上(例えば2〜6)の炭化水素基(特に、脂肪族炭化水素基、とりわけアルキル基)である場合には、エポキシ樹脂組成物等の調製に用いた場合、ケチミン化合物の加水分解速度、すなわちアミン化合物の生成速度が速く、エポキシ樹脂等のアミン反応性化合物との反応による架橋構造の形成速度も速く、優れた速硬化性、初期密着性が発揮されるため、好ましい。本発明では、R2、R3がともにエチル基であるのが最も好ましい。
ケトン化合物Bの代表的な例として、例えば、ジメチルケトン、メチルエチルケトン、メチルプロピルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルt−ブチルケトン、メチルs−ブチルケトン、ジエチルケトン、エチルプロピルケトン、エチルイソプロピルケトン、エチルブチルケトン、エチルイソブチルケトン、エチルt−ブチルケトン、エチルs−ブチルケトン、エチルペンチルケトン、エチルヘキシルケトン、エチルヘプチルケトン、エチルオクチルケトン、エチル2−エチルヘキシルケトン、ジプロピルケトン、プロピルイソプロピルケトン、プロピルブチルケトン、プロピルイソブチルケトン、プロピルt−ブチルケトン、プロピルs−ブチルケトン、プロピルペンチルケトン、プロピルヘキシルケトン、プロピルヘプチルケトン、プロピルオクチルケトン、プロピル2−エチルヘキシルケトン、ジイソプロピルケトン、ジブチルケトン、ジイソブチルケトン、ジt−ブチルケトン、ジs−ブチルケトン、ジペンチルケトン、ジヘキシルケトン等の脂肪族ケトン(例えば、C1-20アルキル−C1-20アルキルケトン);シクロペンタノン、シクロヘキサノン等の環状ケトンなどが挙げられる。
ケトン化合物Bは単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。
[アミン化合物Aとケトン化合物Bとの反応生成物]
本発明におけるアミン化合物Aとケトン化合物Bとの反応生成物(以下、「反応生成物H」と称することがある)においては、アミン化合物Aのケチミン化率が80%以上である。反応により前記ケチミン化率を80%以上としてもよいが、反応後に精製等によりケチミン化率を80%以上に調整することもできる。前記ケチミン化率は、好ましくは90〜99.5%である。ケチミン化率が80%未満であると、ゲル化若しくは高粘度化してしまうので好ましくない。なお、ケチミン化率は後述の方法により求めることができる。
アミン化合物Aとケトン化合物Bとの反応は、特に限定されず、公知の方法を採用できる。例えば、アミン化合物Aとケトン化合物Bとを無溶剤下、または非極性溶剤(例えば、ヘキサン、シクロヘキサン、トルエン、ベンゼンなど)の存在下で混合し、その後、加熱還流し、必要に応じて生成する水を共沸により除去することにより行うことができる。なお、反応速度を速くするため、必要に応じて、酸触媒などの触媒を用いてもよく、また系内に脱水剤を存在させてもよい。脱水剤は、ある程度反応が進行して反応速度が遅くなった時点で系内に添加するのが、経済的等の観点から好ましい。
前記脱水剤としては、反応を阻害しない脱水剤であれば特に限定されず、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等のアルコキシシラン化合物;ビニルトリメトキシシラン等のビニル基含有アルコキシシラン化合物;テトラメトキシシランのオリゴマー等のシリコーン系オリゴマー;ヘキサメチルジシラザン等のシラザン化合物;テトラメトキシチタン等のアルコキシチタン化合物などが挙げられる。脱水剤としては、アミンに対して反応性を有しない、液状のものであるのが好ましい。
この反応においては、アミン化合物A及びケトン化合物Bのうちいずれか一方の成分(特に、ケトン化合物B)が過剰に用いられていてもよい。反応温度は、用いるアミン化合物A及びケトン化合物Bの種類によっても異なるが、通常、50〜200℃、好ましくは100〜160℃である。反応終了後、残存するケトン化合物B、用いた溶媒、アミン化合物Aは蒸留等により除去することができる。
アミン化合物Aのケチミン化率は、アミン化合物Aとケトン化合物Bの仕込みモル比、反応温度、反応時間、触媒や脱水剤の種類や添加量などにより制御できる。また、反応後の精製によりケチミン化率を調整してもよい。精製方法については従来公知の方法を採用できる。
こうして得られる反応生成物は、主生成物である式(3)で表されるアミノ基を有しないケチミン化合物Cとともに、式(4)で表されるアミノ基を有するケチミン化合物D及び未反応のアミン化合物Aのうち少なくとも一方を含んでいる。
[ウレタンプレポリマーG]
本発明におけるウレタンプレポリマーGは、式(5)で表されるポリオール化合物Eと式(6)で表されるポリイソシアネート化合物Fとの反応により得られる分子鎖末端にイソシアネート基を有する化合物である。
式(5)で表されるポリオール化合物Eにおいて、R4は多価の炭化水素基、pは2以上の整数を示す。多価の炭化水素基としては、飽和又は不飽和の直鎖状又は分岐鎖状の多価の脂肪族炭化水素基(アルキレン基、アルケニレン基、アルカントリイル基、アルケントリイル基など)、多価の脂環式炭化水素基(1,2−シクロペンチレン基、1,3−シクロペンチレン基、1,2−シクロヘキシレン基、1,3−シクロヘキシレン基、1,4−シクロヘキシレン基などのシクロアルキレン基;シクロヘキシリデン基等のシクロアルキリデン基;ノルボルナン−2,3−ジイル基、ノルボルナン−2,5−ジイル基、ノルボルナン−2,6−ジイル基などの多価の橋かけ環式炭化水素基)、多価の芳香族炭化水素基(1,2−フェニレン基、1,3−フェニレン基、1,4−フェニレン基等のフェニレン基などのアリレン基など)、これらが2以上結合した多価の炭化水素基が挙げられる。好ましいR4には飽和又は不飽和の直鎖状又は分岐鎖状の多価の脂肪族炭化水素基が含まれる。R4としては、不飽和基を有しない多価の炭化水素基が特に好ましく、なかでも飽和の直鎖状又は分岐鎖状の(特に分岐鎖状の)多価の脂肪族炭化水素基が好ましい。
4における多価の炭化水素基の炭素数は、例えば50以上(例えば50〜1000程度)、好ましくは80以上(例えば80〜700程度)、さらに好ましくは140以上(例えば140〜500程度)である。この炭素数が50未満であると、アミン等から生成する炭酸塩の凝集防止性が低下しやすくなる。なお、この炭素数が多すぎると、高粘度化、ゲル化しやすくなる。
好ましいポリオール化合物Eとして、分子鎖の両末端に水酸基を有するポリジエン系ポリオール、分子鎖の両末端に水酸基を有するポリオレフィン系ポリオールが好ましい。分子鎖の両末端に水酸基を有するポリジエン系ポリオールとして、分子鎖の両末端に水酸基を有するポリブタジエン(1,2−付加型ポリブタジエン、1,4−付加型ポリブタジエン、1,2−と1,4−の混合付加型ポリブタジエン)やポリイソプレンなどが挙げられる。分子鎖の両末端に水酸基を有するポリオレフィン系ポリオールとして、分子鎖の両末端に水酸基を有するポリエチレンやポリプロピレンなどが挙げられるが、上述の分子鎖の両末端に水酸基を有するポリジエン系ポリオールを水素添加して製造されたものが好ましく、例えば、分子鎖の両末端に水酸基を有するポリブタジエンやポリイソプレンを水素添加したものが好ましい。弱溶剤中におけるアミン等から生成する炭酸塩の凝集防止性の観点から、特に好ましいポリオール化合物Eは、1,2−付加型ポリブタジエンの水素添加物である。ポリオール化合物Eとして、1,2−付加型ポリブタジエンの水素添加物を用いると、弱溶剤として極性の極めて低い脂肪族炭化水素(例えば、n−ヘキサン)のみを用いても、アミン等から生成する炭酸塩の凝集、局在化が見られない。
ポリオール化合物Eの重量平均分子量は、例えば700以上(例えば700〜14000程度)、好ましくは1200以上(例えば1200〜10000程度)、さらに好ましくは2000以上(例えば2000〜7000程度)である。この重量平均分子量が700未満であると、アミン等から生成する炭酸塩の凝集防止性が低下しやすくなる。ポリオール化合物Eの重量平均分子量が700以上であると、弱溶剤として、例えば脂肪族炭化水素と芳香族炭化水素とを含むミネラルスピリットを用いた場合に、アミン等から生成する炭酸塩の凝集を抑止できる。また、重量平均分子量が2000以上であると、弱溶剤として極性の極めて低い脂肪族炭化水素(例えば、n−ヘキサン)のみを用いた場合でも、アミン等から生成する炭酸塩の凝集を防止することができる。なお、ポリオール化合物Eの分子量が大きすぎると、高粘度化、ゲル化しやすくなる。
前記pは2以上の整数であれば特に制限されないが、好ましくは2〜6、さらに好ましくは2〜4であり、特に好ましくは2である。
ポリオール化合物Eは単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。
式(6)で表されるポリイソシアネート化合物Fにおいて、R5は有機基、qは2以上の整数を示す。有機基としては、前記のR1における有機基と同様のものが挙げられる。すなわち、有機基には、多価の炭化水素基、式中に示される窒素原子との結合部位に炭素原子を有する多価の複素環式基、これらが2以上結合した基などが含まれる。
5の有機基としては、多価の炭化水素基が好ましく、特に、多価の脂肪族炭化水素基、多価の脂環式炭化水素基、又はこれらが組み合わされた多価の基が好ましい。
また、前記式(6)中のqは2以上の整数を示す。すなわち、ポリイソシアネート化合物Fは多価のイソシアネート化合物である。qとしては2以上の整数であれば特に制限されないが、好ましくは2〜6、さらに好ましくは2〜4であり、特に好ましくは2である。
ポリイソシアネート化合物Fには、例えば、脂肪族ポリイソシアネート、脂環式ポリイソシアネート、芳香族ポリイソシアネート、芳香脂肪族ポリイソシアネートなどが含まれる。ポリイソシアネート化合物Fは単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。
脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、1,3−トリメチレンジイソシアネート、1,4−テトラメチレンジイソシアネ−ト、1,3−ペンタメチレンジイソシアネート、1,5−ペンタメチレンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネ−ト、1,2−プロピレンジイソシアネート、1,2−ブチレンジイソシアネート、2,3−ブチレンジイソシアネート、1,3−ブチレンジイソシアネート、2−メチル−1,5−ペンタメチレンジイソシアネート、3−メチル−1,5−ペンタメチレンジイソシアネート、2,4,4−トリメチル−1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチル−1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−ジイソシアネートメチルカプロエート、リジンジイソシアネ−ト等の脂肪族ジイソシアネートなどが挙げられる。
脂環式ポリイソシアネートとしては、例えば、1,3−シクロペンタンジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、1,3−シクロヘキサンジイソシアネート、3−イソシアネートメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート、4,4´−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、メチル−2,4−シクロヘキサンジイソシアネート、メチル−2,6−シクロヘキサンジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、イソホロンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネートなどが挙げられる。
芳香族ポリイソシアネートとしては、例えば、m−フェニレンジイソシアネ−ト、p−フェニレンジイソシアネ−ト、2,4−トリレンジイソシアネ−ト、2,6−トリレンジイソシアネ−ト、ナフチレン−1,4−ジイソシアネ−ト、ナフチレン−1,5−ジイソシアネ−ト、4,4´−ジフェニルジイソシアネ−ト、4,4´−ジフェニルメタンジイソシアネ−ト、2,4´−ジフェニルメタンジイソシアネ−ト、4,4´−ジフェニルエ−テルジイソシアネ−ト、2−ニトロジフェニル−4,4´−ジイソシアネ−ト、2,2´−ジフェニルプロパン−4,4´−ジイソシアネ−ト、3,3´−ジメチルジフェニルメタン−4,4´−ジイソシネ−ト、4,4´−ジフェニルプロパンジイソシアネ−ト、3,3´−ジメトキシジフェニル−4,4´−ジイソシアネ−ト等の芳香族ジイソシアネートなどが挙げられる。
芳香脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、1,3−キシリレンジイソシアネ−ト、1,4−キシリレンジイソシアネ−ト、ω,ω´−ジイソシアネート−1,4−ジエチルベンゼン、1,3−ビス(1−イソシアネート−1−メチルエチル)ベンゼン、1,4−ビス(1−イソシアネート−1−メチルエチル)ベンゼン、1,3−ビス(α,α−ジメチルイソシアネートメチル)ベンゼン等の芳香脂肪族ジイソシアネートなどが挙げられる。
ポリイソシアネート化合物Fとしては、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネ−ト、4,4´−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、イソホロンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネ−ト、2,6−トリレンジイソシアネ−ト、4,4´−ジフェニルメタンジイソシアネ−ト、1,3−キシリレンジイソシアネ−ト、1,4−キシリレンジイソシアネ−ト、ノルボルナンジイソシアネート、1,3−ビス(α,α−ジメチルイソシアネートメチル)ベンゼンを好適に用いることができる。特に、ポリイソシアネート化合物Fとして、非芳香族ポリイソシアネート(脂肪族ポリイソシアネート、脂環式ポリイソシアネート)を用いると、変色の少ない樹脂を得ることができる。ポリイソシアネート化合物Fとしては、脂環式ポリイソシアネートが好ましく、なかでもイソホロンジイソシアネートが特に好ましい。
なお、本発明では、ポリイソシアネート化合物Fとしては、前記例示の脂肪族ポリイソシアネ−ト、脂環式ポリイソシアネ−ト、芳香族ポリイソシアネ−ト、芳香脂肪族ポリイソシアネ−トによる二量体や三量体、反応生成物又は重合物(例えば、ジフェニルメタンジイソシアネートの二量体や三量体、トリメチロールプロパンとトリレンジイソシアネートとの反応生成物、トリメチロールプロパンとヘキサメチレンジイソシアネートとの反応生成物、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、ポリエーテルポリイソシアネート、ポリエステルポリイソシアネートなど)なども用いることができる。
ポリオール化合物Eとポリイソシアネート化合物Fとの反応方法は特に限定されず、公知の方法を採用できる。例えば、ポリオール化合物Eとポリイソシアネート化合物Fとを、溶媒中又は無溶媒下で混合することにより、分子鎖末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーGを得ることができる。
反応に際しては、重合触媒を用いることができる。重合触媒としては、ポリオール化合物とポリイソシアネート化合物とを反応させる際に用いられる公知乃至慣用の重合触媒(硬化触媒)を用いることができる。より具体的には、重合触媒として、有機錫化合物、金属錯体、アミン化合物などの塩基性化合物、有機燐酸化合物などが挙げられる。
ポリイソシアネート化合物Fとポリオール化合物Eとを反応させる際の両成分のモル比は、例えば、NCO/OH(モル比)として、1.2〜3、好ましくは1.4〜2.8、さらに好ましくは1.5〜2.5程度である。NCO/OH(モル比)が1.2未満の場合には、ウレタンプレポリマーGの分子量が大きくなるため、ゲル化及び高粘度化しやすくなる。また、NCO/OH(モル比)が3を超えると、残存するポリイソシアネート化合物が多くなるので、弱溶剤に対して不溶性の化合物が生成しやすくなる。反応温度は、例えば60〜100℃、好ましくは70〜85℃である。
ウレタンプレポリマーG中のイソシアネート基(NCO)含有量は、例えば、0.3〜10質量%、好ましくは1〜8質量%、さらに好ましくは1.5〜5質量%程度である。
本発明のケチミン組成物は、前記反応生成物Hと、前記分子鎖末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーGとを反応させることにより得られる。
反応生成物HとウレタンプレポリマーGとの反応方法は特に限定されず、イソシアネート反応性化合物(例えば、ポリオールやポリアミン等)と末端イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーとを反応させる際に用いられる公知の方法を採用できる。例えば、反応生成物HとウレタンプレポリマーGとを、溶媒中又は無溶媒下で混合することにより、本発明のケチミン組成物を得ることができる。
分子鎖末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーGと反応生成物Hとを反応させる際の両成分のモル比は、例えば、(ウレタンプレポリマーG中のNCO)/(反応生成物H中のNH2)(モル比)として、0.0001〜5、好ましくは0.005〜4、さらに好ましくは0.01〜3程度である。また、分子鎖末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーGの使用量としては、反応生成物H中のケチミン化合物Cとアミノ基を有するケチミン化合物Dとアミン化合物Aの総量100質量部に対して、0.1〜300質量部、好ましくは0.5〜200質量部、さらに好ましくは1〜100質量部である。ウレタンプレポリマーGの量が少なすぎると、弱溶剤中での炭酸塩の凝集防止性が低下しやすくなり、逆にウレタンプレポリマーGの量が多すぎると、柔軟性を示すウレタンの含有量が高くなり、物性が低下しやすくなる。反応温度は、例えば0〜100℃、好ましくは30〜70℃である。
本発明のケチミン組成物においては、前記のように、分子内に弱溶剤に対して溶解性の高い低極性部位(ポリオール化合物由来の炭化水素部位)が部分的に導入された化合物が存在している。この低極性部が弱溶剤に対して親和性を有する一方、ケチミン部位等の高極性部位がアミン等から生成する炭酸塩と親和性を有するので、界面活性剤的な作用が生じるためか、弱溶剤中であってもアミン等から生成する炭酸塩の凝集、局在化が防止される。一方、ケチミンは空気中の湿気などにより加水分解してアミンを生成するため、エポキシ樹脂等のアミン反応性化合物の潜在性硬化剤として使用できる。また、本発明のケチミン組成物は、ウレタンで変性されているため、硬化物の物性を改善することができる。例えば、硬化物に強靱性を付与できる。従って、本発明のケチミン組成物は、弱溶剤型のエポキシ樹脂組成物等の硬化性樹脂組成物の原料として好適に使用できる。
[エポキシ樹脂組成物]
本発明のエポキシ樹脂組成物は、上記のケチミン組成物とエポキシ樹脂とで構成されている。
エポキシ樹脂としては、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールAD型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂やこれらの誘導体(例えば、水添化物や臭素化物など)、ノボラック型エポキシ樹脂(例えば、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂など)、グリシジルエステル型エポキシ樹脂の他、ウレタン結合を有するウレタン変性エポキシ樹脂、含窒素エポキシ樹脂(例えば、メタキシレンジアミンやヒダントイン等のアミンのエポキシ化物、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタンやトリグリシジルパラアミノフェノール等のグリシジルアミン型エポキシ樹脂など)、ゴム変性エポキシ樹脂(例えば、ゴム成分としてポリブタジエン等の合成ゴムや天然ゴムを含有するエポキシ樹脂など)、環状脂肪族型エポキシ樹脂、長鎖脂肪族型エポキシ樹脂などが挙げられる。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、ケチミン組成物及びエポキシ樹脂のほか、脱水剤、硬化触媒を含んでいてもよい。
脱水剤としては、脱水作用を有し且つ使用時の硬化性を損なわないものであれば特に制限はなく、例えば水に対して反応性を有するシラン化合物が挙げられる。該シラン化合物としては、例えば、テトラメトキシシラン、トリメトキシメチルシラン、ジメトキシジメチルシラン、メトキシトリメチルシラン、テトラエトキシシラン、トリエトキシメチルシラン、ジエトキシジメチルシラン、エトキシトリメチルシラン等のアルコキシシラン化合物;ビニルトリメトキシシラン、ビニルジメトキシメチルシラン、ビニルメトキシジメチルシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルジエトキシメチルシラン、ビニルエトキシジメチルシラン等のビニル基含有アルコキシシラン化合物;β−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、β−グリシドキシエチルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリプロポキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリブトキシシラン等のグリシドキシアルキルトリアルコキシシランや、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルエチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルエチルジエトキシシラン等のグリシドキシアルキルアルキルジアルコキシシランの他、これらに対応するグリシドキシアルキルジアルキルアルコキシシラン等のエポキシ基を有するシラン化合物;ポリテトラメトキシシラン、ポリテトラエトキシシラン、ポリテトラプロポキシシラン、ポリテトライソプロポキシシラン、ポリテトラブトキシシラン等のポリテトラアルコキシシラン、ポリ(メトキシエトキシシラン)等のポリ(アルコキシアルコキシシラン)、ポリ(メトキシシラン)、ポリ(エトキシシラン)、ポリ(プロポキシシラン)、ポリ(イソプロポキシシラン)、ポリ(ブトキシシラン)等のポリ(アルコキシシラン)、ポリ(メトキシメチルシラン)、ポリ(メトキシエチルシラン)、ポリ(エトキシメチルシラン)等のポリ(アルコキシアルキルシラン)などのポリマータイプのシラン化合物;イソシアネート基を含有するシラン化合物、アミノ基を含有するシラン化合物などが挙げられる。
シラン化合物として、特に、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等のアルコキシシラン化合物;グリシドキシアルキルトリアルコキシシラン、グリシドキシアルキルアルキルジアルコキシシランやグリシドキシアルキルジアルキルアルコキシシラン等のエポキシ基を有するシラン化合物などが好適である。なお、シラン化合物はケチミン化合物の安定化剤としての機能や、反応性希釈剤としての機能をも有する。
なお、エポキシ樹脂による反応に際して、ケチミンの加水分解により生成するアミン化合物は、該アミン化合物とエポキシ樹脂との反応における反応成分であるとともに、触媒としての機能も有している。
硬化触媒としては、例えば、ポリオルガノシロキサンの硬化触媒として公知の硬化触媒などを用いることができる。具体的には、硬化触媒としては、例えば、スズ系硬化触媒[ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズビス(アセチルアセトネート)等のアルキルスズ系化合物など]、チタン系硬化触媒、鉄系硬化触媒、ジルコニウム系硬化触媒、ビスマス系硬化触媒、ホウ素系硬化触媒などが挙げられる。硬化触媒としては、スズ系硬化触媒、チタン系硬化触媒が好ましく、特にスズ系硬化触媒が好適である。硬化触媒は、単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。なお、前記硬化触媒とともに、酸触媒(例えば、蟻酸、酢酸、モノクロロ酢酸、プロピオン酸、酪酸、マレイン酸、シュウ酸、クエン酸等の有機酸;塩酸、硝酸、リン酸、硫酸等の無機酸など)や、窒素原子含有触媒[例えば、トリエタノールアミン等の有機アミン;N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン等のアミノアルキルシラン;オルガノシリコン第4アンモニウム塩等の第4アンモニウム塩など]などの各種触媒や、助触媒などが用いられていてもよい。このような硬化触媒などの触媒や助触媒は、エポキシ樹脂組成物を調製する際に、系内に添加することにより用いられていてもよく、また、エポキシ樹脂組成物の調製前で、ケチミン組成物の調製時などで、予め、系内に添加することにより用いられていてもよい。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、例えば、前記のケチミン組成物とエポキシ樹脂と、及び必要に応じて、脱水剤、硬化触媒、その他の添加剤等を混合することにより調製できる。各成分の混合は、不活性ガス雰囲気下(例えば窒素雰囲気下)及び/又は減圧下で行うことが好ましい。また、添加剤等に含まれる水分を除去するため、加熱や減圧等により脱水を行いながら、混合してもよい。
なお、ケチミン組成物とエポキシ樹脂とは、予め混合された状態で利用されてもよく、使用時に、ケチミン組成物とエポキシ樹脂とを混合して利用されてもよい。すなわち、本発明のエポキシ樹脂組成物は1液型であってもよく、2液型であってもよい。なお、本発明のエポキシ樹脂組成物は貯蔵安定性に優れるので、1液型として好適に使用できる。
1液型エポキシ樹脂組成物とは、エポキシ樹脂(ポリマー硬化成分;主剤)とケチミン化合物(硬化剤)とが1つの容器に入れられた状態(混合状態)で、実質的に販売可能なものを意味し、室温で長期間貯蔵(又は保管)されても、ゲル化や硬化がほとんど又は全く生じず、実質的に初期状態(初期の分散状態)を長期間保持することができるものを意味している。従って、1液型エポキシ樹脂組成物は、そのまま所定部位に塗布することにより用いることができる。なお、貯蔵に係る長期間としては、例えば、6ヶ月以上、1年以上、1年6ヶ月以上など適宜選択可能であるが、少なくとも6ヶ月以上であることが好ましい。
一方、2液型エポキシ樹脂組成物とは、エポキシ樹脂(ポリマー硬化成分;主剤)とケチミン化合物(硬化剤)又は助剤等の他の成分とが、それぞれ異なる容器に入れられている状態で販売され、使用する際に、これらを混合し、この混合物を所定の部位に塗布して、使用されるものを意味している。従って、2液型エポキシ樹脂組成物は、基本的には、使用する際に2液を混合して1液とするが、1液にすると硬化又はゲル化が生じるため実質的な貯蔵安定性がなく、1液型としては実質的に販売は不可能なものである。なお、1液型として利用可能なエポキシ樹脂組成物を、2液型エポキシ樹脂組成物として、エポキシ樹脂(ポリマー硬化成分;主剤)と、ケチミン化合物(硬化剤)又は助剤等の他の成分とを、それぞれ異なる容器に入れた状態で販売することも可能である。
本発明のエポキシ樹脂組成物において、エポキシ樹脂の使用量としては、エポキシ樹脂の種類やケチミン化合物の種類等に応じて適宜設定できる。エポキシ樹脂のエポキシ基1モルに対して、ケチミン化合物の加水分解により生成するアミン化合物のアミノ基は0.5モルの割合で反応することが可能である。従って、この場合、エポキシ樹脂とケチミン化合物との配合割合としては、例えば、(ケチミン化合物の加水分解により生成するアミン化合物のアミノ基のモル数)/(エポキシ樹脂におけるエポキシ基のモル数)が0.25〜1.0(好ましくは0.4〜0.6)となるような割合の範囲から選択するのが好ましい。
また、エポキシ樹脂組成物中に脱水剤(シラン化合物等)が含まれている場合、脱水剤の割合としては、特に制限されず、脱水剤の種類、ケチミン化合物やエポキシ樹脂等の種類などに応じて適宜選択することができる。脱水剤(シラン化合物等)の割合は、例えば、エポキシ樹脂100質量部に対して50質量部以下(例えば、1〜50質量部、好ましくは5〜45質量部、さらに好ましくは10〜40質量部)程度の範囲から選択することができる。
なお、硬化触媒を用いる場合、硬化触媒の使用量としては、特に制限されないが、例えば、エポキシ樹脂100質量部に対して0.001〜10質量部(好ましくは0.01〜5質量部、さらに好ましくは0.1〜2質量部)の範囲から選択することができる。
本発明では、エポキシ樹脂組成物には、添加剤[例えば、充填剤(炭酸カルシウム、カオリン、クレー、タルク、シリカや珪砂など)、可塑剤、顔料(酸化チタン、カーボンブラックなど)、染料、老化防止剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、帯電防止剤、難燃剤、接着付与剤、分散剤、揺変剤(又はチクソトロピー付与剤)(例えば、ヒュームドシリカ、アマイドワックス、植物油誘導体、ヒィブリル化繊維など)、反応性希釈剤、増量剤、改質剤、ポリマー粉(例えば、アクリル系ポリマー粉など)など]の他、他の潜在性硬化剤(例えば、他のケチミン系化合物、アルジミン系化合物、オキサゾリジン系化合物など)や粘度調整剤(例えば、ケトン類、芳香族炭化水素類、脂肪族炭化水素等の溶剤など)などが含まれていてもよい。また、エポキシ樹脂組成物には、接着性や付着性を損なわない範囲で、例えば、変性シリコーン、シリル基末端ウレタンポリマー、シリル基を有し且つ主鎖がポリオキシアルキレン骨格を有しているポリマー、カルボン酸ビニルエステル系化合物などが添加されていてもよい。また、これらの配合割合は、公知乃至慣用の割合の中から適宜選択することができる。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、石油系溶剤或いは弱溶剤の雰囲気下でも炭酸塩の凝集、局在化が生じないケチミン組成物を用いているため、エポキシ樹脂として石油系溶剤或いは弱溶剤に溶解するエポキシ樹脂を用い、且つ溶剤(粘度調整剤)として石油系溶剤或いは弱溶剤を用いた弱溶剤型エポキシ樹脂組成物とすることができる。エポキシ樹脂組成物(弱溶剤型エポキシ樹脂組成物を含む)における固形分濃度は、例えば10〜75質量%、好ましくは30〜70質量%程度である。
前記石油系溶剤とは、パラフィン系溶剤、ナフテン系溶剤又は芳香族系溶剤であり、単成分溶剤であっても混合溶剤であってもよい。石油系溶剤としては、パラフィン系溶剤とナフテン系溶剤の含有量が50質量%を超えるもの、或いは芳香族系溶剤の含有量が50質量%以下のものが好ましい。石油系溶剤のうち、混合溶剤としては、例えば、ミネラルスピリット、ホワイトスピリット、ミネラルターペン、イソパラフィン、ソルベント灯油、芳香族ナフサ、VM&Pナフサ、ソルベントナフサなどが挙げられる。ミネラルスピリットの市販品として、ペガソール3040(エクソンモービル社製)、スワクリーン150(丸善石油化学社製)、ソルベッソ100(旭化成社製)、ソルベント(LAWS)(昭和シェル石油社製)、アイソパーH(エクソンモービル社製)などがある。石油系溶剤の市販品としては、ほかに、アイソパーE、アイソパーG、Aソルベント(以上、新日本石油社製)ペガソールAN45、エクソンナフサNo.6、エクソンナフサNo.5、エクソンナフサNo.3、エクソールD40、エクソールD80(以上、エクソンモービル社製)、IPソルベント1620、IPソルベント2028(以上、出光石油化学社製)などがある。また、単成分溶剤としては、例えば、n−ブタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、イソノナン、n−デカン、n−ドデカン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサンなどのパラフィン系溶剤又はナフテン系溶剤が挙げられる。前記弱溶剤とは労働安全衛生法の第3種有機溶剤及び第3種有機溶剤に相当する有機溶剤であり、前記石油系溶剤の多くは弱溶剤に該当する。石油系溶剤、特に芳香族系溶剤含有量の少ないものは、すでに形成されている塗膜や基材を侵しにくい性質を有するため改修用途に適していると共に、低臭気であるため作業環境の改善を図ることができ、有益である。
また、本発明のエポキシ樹脂組成物ではウレタンで変性されたケチミン組成物を用いているので、従来のケチミンを用いたエポキシ樹脂組成物と比較して、強靱性等の物性が改善された硬化物が得られる。また、本発明のエポキシ樹脂組成物は、1液型の硬化性組成物であっても、貯蔵安定性が極めて優れている。しかし、1液型の硬化性組成物が一旦容器から取り出されると、空気中の湿気によって、ケチミン化合物の加水分解が生じてアミン化合物が生成し、該アミン化合物がエポキシ樹脂と反応して架橋構造が形成されて硬化が進行し、優れた機械的強度及び接着性が発現される。しかも、ケチミン化合物を選択することにより、空気中の湿気による加水分解速度を速くすることができるので、エポキシ樹脂の硬化速度も速くなり、接着性を極めて迅速に発現させ、しかも優れた機械的強度を発現させることも可能である。このように、本発明のエポキシ樹脂組成物は、実質的に1液型の硬化性組成物として利用することができ、接着剤やコーティング剤等として利用する際には、優れた初期密着性(初期接着性や初期付着性など)を発揮させることができる。また、硬化性組成物が2液型の硬化性組成物である場合も、同様に優れた初期密着性(初期接着性や初期付着性など)を発揮させることができる。
本発明のエポキシ樹脂組成物(硬化性組成物)は、接着剤[例えば、自動車内装用接着剤、各種車両用接着剤(例えば、電車等の車両に用いられる接着剤)、建築内装工事用接着剤、建材用接着剤、電気・電子部品用接着剤、家具用接着剤、家庭用接着剤など]、コーティング剤[例えば、塗料(例えば、コンクリート用塗料、金属用塗料、木材用塗料、タイル用塗料、プラスチック用塗料、重防食塗料など)、トップコート剤、フロアポリッシュなど]、アンダーコート剤(下塗り剤)の他、バインダ(例えば、インキ、顔料プリント、セラミック材料、不織布、繊維収束剤、ゴム、木粉等におけるバインダ)、シーリング材、封止材(シーラー)、ポッティング材、パテ材、プライマー材、ラミネート材、サイジング剤等として用いることができる。
本発明のエポキシ樹脂組成物(1液型又は2液型の硬化性組成物)は、前述のように、幅広い用途で利用することができ、しかも、幅広い基材に対して密着性(付着性や接着性など)を発揮させることができるとともに、各種物性(柔軟性、接着性、光沢性など)を向上させることができ、各種用途において優れた作業性で用いることができる。特に、硬化触媒を用いることにより、優れた速硬化性も発揮させることができ、例えば、接着剤として用いた場合、収まり性を良好にすることができるので、接着に際しての養生や仮押さえに要する時間が短く、被着体同士を接着させる作業性が良好であり、作業時間を大幅に短縮することができ、一方、コーティング剤として用いた場合、塗布層(塗膜)の形成に際しての養生に要する時間が短く、この場合も、被塗布体に塗布層を形成させる作業性が良好であり、作業時間を大幅に短縮することができる。
なお、エポキシ樹脂組成物を接着剤として利用する場合は、被着体(適用基材)としては、両被着体は多孔質、非多孔質のいずれであってもよいが、少なくとも一方が多孔質であることが好ましい。このような被着体としては、同一の素材からなる被着体同士であってもよく、異なる素材からなる被着体であってもよい。また、硬化性組成物をコーティング剤として利用する場合は、塗布層を形成させる被塗布体(適用基材)は、特に制限されず、多孔質、非多孔質のいずれであってもよい。
より具体的には、本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂の組成物でありながら、無機材料(コンクリート等)や金属材料(アルミニウム、ステンレス等)の他、各種プラスチック材料などに対しても良好な密着性(付着性や接着性等)を発揮することができる。従って、本発明のエポキシ樹脂組成物は、種々の用途(接着や塗膜形成など)において、例えば、無機材料(例えば、コンクリート、モルタル、タイル、石など)、金属材料(例えば、アルミニウム、銅、鉄、ステンレスなど)、木質材料(例えば、木材、チップボード、パーチクルボード、ハードボード、MDFなどの木質ボード、合板など)、紙質材料(例えば、段ボール紙、板紙、クラフト紙等の紙や、紙類似物質、防湿紙等の加工紙など)、繊維材料(例えば、不織布、織布など)、革材料、ガラス材料、磁器材料、各種プラスチック材料[例えば、ポリ塩化ビニル、ポリアミド(ナイロン)、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等)、スチレン系樹脂(ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ブタジエン−スチレン共重合体等)、ポリウレタン、オレフィン系樹脂(ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体等)、アクリル系樹脂(ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル等)、ポリカーボネート系樹脂など]、ゴム材料[例えば、天然ゴム;オレフィン系ゴム(エチレン−プロピレン共重合体ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム等)、スチレン系ゴム(スチレン−イソプレン共重合体ゴム、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体ゴム、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体ゴム等)、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、シリコンゴム等の合成ゴムなど]などの各種の基材に対して適用することができる。これらの基材の形状は、特に制限されず、フィルム又はシート状、板状、角柱状、円柱状などどのような形状であってもよい。また、基材が、プラスチック材料により形成されている場合は、発泡体等であってもよい。
なお、これら基材に適用する際には、刷毛やローラー等による塗布、噴霧、浸漬等の公知乃至慣用の方法を採用することができる。また、本発明のエポキシ樹脂組成物を、基材(被着体や被塗布体など)に塗布した後は、各種乾燥条件(自然乾燥、強制乾燥等)で乾燥を行うことができる。
以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。なお、以下、特に断りのない限り、「部」は「質量部」を、「%」は「質量%」、「ppm」は「質量ppm」を示す。Mwは重量平均分子量を示す。
実施例及び比較例で用いた材料は下記の通りである。
[アミン化合物A]
(1)ノルボルナンジアミン(商品名「NBDA」、三井化学社製;「アミン(A1)」と称する場合がある)
(2)イソホロンジアミン(商品名「IPDA」、ピィー・ティー・アイジャパン社製;「アミン(A2)」と称する場合がある)
(3)1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン(商品名「1,3−BAC」、三菱ガス化学社製;「アミン(A3)」と称する場合がある)
[ケトン化合物B]
(1)ジエチルケトン(「ケトン(B1)」と称する場合がある)
(2)メチルイソブチルケトン(「ケトン(B2)」と称する場合がある)
[ケチミン]
(1)商品名「バーサミン15N」[DETA(ジエチレントリアミン)/MIBK(メチルイソブチルケトン)/スチレンオキシド;ケチミン化率92%;コグニスジャパン社製]
[ポリオール化合物E]
(1)水添ポリブタジエンジオール(1,2−付加のみ)(商品名「GI2000」、日本曹達社製、重量平均分子量2352;「ポリオール(E1)」と称する場合がある)
(2)水添ポリブタジエンジオール(1,2−付加のみ)(商品名「GI1000」、日本曹達社製、重量平均分子量1621;「ポリオール(E2)」と称する場合がある)
(3)水添ポリブタジエンジオール(1,2−付加のみ)(商品名「GI3000」、日本曹達社製、重量平均分子量3869;「ポリオール(E3)」と称する場合がある)
(4)ポリブタジエンジオール(1,2−付加のみ)(商品名「G3000」、日本曹達社製、重量平均分子量3421;「ポリオール(E4)」と称する場合がある)
(5)ポリイソプレンジオール(商品名「Poly ip」、出光石油社製、重量平均分子量2387;「ポリオール(E5)」と称する場合がある)
(6)ポリブタジエンジオール(1,2−付加+1,4−付加)(商品名「R45−HT」、出光石油社製、重量平均分子量2407;「ポリオール(E6)」と称する場合がある)
(7)ポリプロピレングリコール(商品名「スミフェン3600K」、住化バイエルウレタン社製;「ポリオール(E7)」と称する場合がある)
[ポリイソシアネート化合物F]
(1)イソホロンジイソシアネート(商品名「デスモジュールI」、住化バイエルウレタン社製;「ポリイソシアネート(F1)」と称する場合がある)
(2)4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(商品名「G412」、住化バイエルウレタン社製;「ポリイソシアネート(F2)」と称する場合がある)
[アミン化合物のケチミン化率の測定方法]
ケチミン化合物を含む反応混合物を、トルエンに溶解させて、ガスクロマトグラフィー測定法により、1級アミノ基を有していないケチミン化合物(ケチミン化合物C)の質量(M1)と、1級アミノ基を有している化合物(1級アミノ基を有しているケチミン化合物D+未反応のアミン化合物A)の質量(M2)とを求め、アミン化合物のケチミン化率(質量%)を次式を利用して算出する。なお、上記ケチミン化率はガスクロマトグラムのピーク面積の比率[1級アミノ基を有していないケチミン化合物(ケチミン化合物C)のピーク面積/{1級アミノ基を有していないケチミン化合物(ケチミン化合物C)のピーク面積+1級アミノ基を有している化合物(1級アミノ基を有しているケチミン化合物D+未反応のアミン化合物A)のピーク面積}×100]にほぼ等しい。
ケチミン化率(%)=[M1/(M1+M2)]×100
なお、ガスクロマトグラフィー測定における測定条件は下記の通りである。
(ガスクロマトグラフィーの測定条件)
・測定方法:FID法
・カラム温度:80℃で1分間の後、10℃/minの温度上昇比率で温度を280℃まで上昇させ、280℃で1分間の条件
・温度:280℃(Injection)、280℃(Detector)
・キャリアガス:ヘリウム(He)(流量:30ml/min)、水素(H2)(流量:30ml/min)、空気(流量:400ml/min)
調製例1(ウレタンプレポリマーの調製)
ポリオール(E1)[水添ポリブタジエンジオール(1,2−付加のみ)]300gを、100℃、減圧下(約10mmHg)で1時間撹拌して脱水処理を行った。その後、80℃まで冷却し、ポリイソシアネート(F1)(イソホロンジイソシアネート)を56.63g添加し[NCO/OH(モル比)=2.00]、さらに触媒として、スズ系触媒(商品名「スタンBL」、三共有機社製)100ppm添加し、80℃で2時間撹拌して、ウレタンプレポリマー(G1)(Mw:2796、NCO:3.00%)を得た。
調製例2(ウレタンプレポリマーの調製)
ポリオール(E2)[水添ポリブタジエンジオール(1,2−付加のみ)]300gを、100℃、減圧下(約10mmHg)で1時間撹拌して脱水処理を行った。その後、80℃まで冷却し、ポリイソシアネート(F1)(イソホロンジイソシアネート)を82.17g添加し[NCO/OH(モル比)=2.00]、さらに触媒として、スズ系触媒(商品名「スタンBL」、三共有機社製)100ppm添加し、80℃で2時間撹拌して、ウレタンプレポリマー(G2)(Mw:2065、NCO:4.07%)を得た。
調製例3(ウレタンプレポリマーの調製)
ポリオール(E3)[水添ポリブタジエンジオール(1,2−付加のみ)]300gを、100℃、減圧下(約10mmHg)で1時間撹拌して脱水処理を行った。その後、80℃まで冷却し、ポリイソシアネート(F1)(イソホロンジイソシアネート)を34.43g添加し[NCO/OH(モル比)=2.00]、さらに触媒として、スズ系触媒(商品名「スタンBL」、三共有機社製)100ppm添加し、80℃で2時間撹拌して、ウレタンプレポリマー(G3)(Mw:4313、NCO:1.95%)を得た。
調製例4(ウレタンプレポリマーの調製)
ポリオール(E1)[水添ポリブタジエンジオール(1,2−付加のみ)]210gを、100℃、減圧下(約10mmHg)で1時間撹拌して脱水処理を行った。その後、80℃まで冷却し、ポリイソシアネート(F2)(4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート)を44.64g添加し[NCO/OH(モル比)=2.00]、さらに触媒として、スズ系触媒(商品名「スタンBL」、三共有機社製)100ppm添加し、80℃で2時間撹拌して、ウレタンプレポリマー(G4)(Mw:2852、NCO:2.95%)を得た。
調製例5(ウレタンプレポリマーの調製)
ポリオール(E1)[水添ポリブタジエンジオール(1,2−付加のみ)]300gを、100℃、減圧下(約10mmHg)で1時間撹拌して脱水処理を行った。その後、80℃まで冷却し、ポリイソシアネート(F1)(イソホロンジイソシアネート)を48.14g添加し[NCO/OH(モル比)=1.70]、さらに触媒として、スズ系触媒(商品名「スタンBL」、三共有機社製)100ppm添加し、80℃で2時間撹拌して、ウレタンプレポリマー(G5)(Mw:2796、NCO:3.00%)を得た。
調製例6(ウレタンプレポリマーの調製)
ポリオール(E4)[ポリブタジエンジオール(1,2−付加のみ)]300gを、100℃、減圧下(約10mmHg)で1時間撹拌して脱水処理を行った。その後、80℃まで冷却し、ポリイソシアネート(F1)(イソホロンジイソシアネート)を38.94g添加し[NCO/OH(モル比)=2.00]、さらに触媒として、スズ系触媒(商品名「スタンBL」、三共有機社製)100ppm添加し、80℃で2時間撹拌して、ウレタンプレポリマー(G6)(Mw:3865、NCO:2.17%)を得た。
調製例7(ウレタンプレポリマーの調製)
ポリオール(E5)(ポリイソプレンジオール)300gを、100℃、減圧下(約10mmHg)で1時間撹拌して脱水処理を行った。その後、80℃まで冷却し、ポリイソシアネート(F1)(イソホロンジイソシアネート)を55.82g添加し[NCO/OH(モル比)=2.00]、さらに触媒として、スズ系触媒(商品名「スタンBL」、三共有機社製)100ppm添加し、80℃で2時間撹拌して、ウレタンプレポリマー(G7)(Mw:2831、NCO:2.97%)を得た。
調製例8(ウレタンプレポリマーの調製)
ポリオール(E6)[ポリブタジエンジオール(1,2−付加+1,4−付加)]300gを、100℃、減圧下(約10mmHg)で1時間撹拌して脱水処理を行った。その後、80℃まで冷却し、ポリイソシアネート(F1)(イソホロンジイソシアネート)を55.34g添加し[NCO/OH(モル比)=2.00]、さらに触媒として、スズ系触媒(商品名「スタンBL」、三共有機社製)100ppm添加し、80℃で2時間撹拌して、ウレタンプレポリマー(G8)(Mw:2851、NCO:2.95%)を得た。
調製例9(ウレタンプレポリマーの調製)
ポリオール(E7)(ポリプロピレングリコール)300gを、100℃、減圧下(約10mmHg)で1時間撹拌して脱水処理を行った。その後、80℃まで冷却し、ポリイソシアネート(F1)(イソホロンジイソシアネート)を56.63g添加し[NCO/OH(モル比)=2.00]、さらに触媒として、スズ系触媒(商品名「スタンBL」、三共有機社製)100ppm添加し、80℃で2時間撹拌して、ウレタンプレポリマー(G9)(Mw:2444、NCO:3.44%)を得た。
実施例1
アミン(A1)(ノルボルナンジアミン)154部、およびケトン(B1)(ジエチルケトン)344部をフラスコに入れ、生成する水を共沸により除きながら、ケトン(B1)が還流する温度(120〜150℃)で12時間還流して反応を行った後、エバポレータを用いて減圧蒸留によりケトン(B1)を除去して、ケチミン化合物を含む反応生成物(「反応生成物(H1)」と称する場合がある)を得た。ケチミン化率は95.8%であった。
上記反応生成物(H1)100部と調製例1で得られたウレタンプレポリマー(G1)100部とを、窒素雰囲気下、70℃で1時間撹拌して反応を行い、ケチミン組成物を得た。
実施例2
実施例1と同様にして、ケチミン化合物を含む反応生成物(「反応生成物(H1)」)を得た(ケチミン化率95.8%)。
上記反応生成物(H1)100部と調製例2で得られたウレタンプレポリマー(G2)100部とを、窒素雰囲気下、70℃で1時間撹拌して反応を行い、ケチミン組成物を得た。
実施例3
実施例1と同様にして、ケチミン化合物を含む反応生成物(「反応生成物(H1)」)を得た(ケチミン化率95.8%)。
上記反応生成物(H1)100部と調製例3で得られたウレタンプレポリマー(G3)100部とを、窒素雰囲気下、70℃で1時間撹拌して反応を行い、ケチミン組成物を得た。
実施例4
実施例1と同様にして、ケチミン化合物を含む反応生成物(「反応生成物(H1)」)を得た(ケチミン化率95.8%)。
上記反応生成物(H1)100部と調製例4で得られたウレタンプレポリマー(G4)100部とを、窒素雰囲気下、70℃で1時間撹拌して反応を行い、ケチミン組成物を得た。
実施例5
実施例1と同様にして、ケチミン化合物を含む反応生成物(「反応生成物(H1)」)を得た(ケチミン化率95.8%)。
上記反応生成物(H1)100部と調製例5で得られたウレタンプレポリマー(G5)100部とを、窒素雰囲気下、70℃で1時間撹拌して反応を行い、ケチミン組成物を得た。
実施例6
実施例1と同様にして、ケチミン化合物を含む反応生成物(「反応生成物(H1)」)を得た(ケチミン化率95.8%)。
上記反応生成物(H1)100部と調製例6で得られたウレタンプレポリマー(G6)100部とを、窒素雰囲気下、70℃で1時間撹拌して反応を行い、ケチミン組成物を得た。
実施例7
実施例1と同様にして、ケチミン化合物を含む反応生成物(「反応生成物(H1)」)を得た(ケチミン化率95.8%)。
上記反応生成物(H1)100部と調製例1で得られたウレタンプレポリマー(G1)5部とを、窒素雰囲気下、70℃で1時間撹拌して反応を行い、ケチミン組成物を得た。
実施例8
実施例1と同様にして、ケチミン化合物を含む反応生成物(「反応生成物(H1)」)を得た(ケチミン化率95.8%)。
上記反応生成物(H1)100部と調製例1で得られたウレタンプレポリマー(G1)1部とを、窒素雰囲気下、70℃で1時間撹拌して反応を行い、ケチミン組成物を得た。
実施例9
実施例1と同様にして、ケチミン化合物を含む反応生成物(「反応生成物(H1)」)を得た(ケチミン化率95.8%)。
上記反応生成物(H1)100部と調製例1で得られたウレタンプレポリマー(G1)39部とを、窒素雰囲気下、70℃で1時間撹拌して反応を行い、ケチミン組成物を得た。
実施例10
実施例1と同様にして、ケチミン化合物を含む反応生成物(「反応生成物(H1)」)を得た(ケチミン化率95.8%)。
上記反応生成物(H1)100部と調製例7で得られたウレタンプレポリマー(G7)100部とを、窒素雰囲気下、70℃で1時間撹拌して反応を行い、ケチミン組成物を得た。
実施例11
実施例1と同様にして、ケチミン化合物を含む反応生成物(「反応生成物(H1)」)を得た(ケチミン化率95.8%)。
上記反応生成物(H1)100部と調製例8で得られたウレタンプレポリマー(G8)100部とを、窒素雰囲気下、70℃で1時間撹拌して反応を行い、ケチミン組成物を得た。
実施例12
ジエチレントリアミンとメチルイソブチルケトンから調製されたケチミン(第2級アミノ基はスチレンオキシドによりブロックされている)(商品名「バーサミン15N」;ケチミン化率92%;コグニスジャパン社製)100部と調製例1で得られたウレタンプレポリマー(G1)100部とを、窒素雰囲気下、70℃で1時間撹拌して反応を行い、ケチミン組成物を得た。
実施例13
アミン(A2)(イソホロンジアミン)170部、およびケトン(B1)(ジエチルケトン)344部をフラスコに入れ、生成する水を共沸により除きながら、ケトン(B1)が還流する温度(120〜150℃)で24時間還流して反応を行った後、エバポレータを用いて減圧蒸留によりケトン(B1)を除去して、ケチミン化合物を含む反応生成物(「反応生成物(H2)」と称する場合がある)を得た。ケチミン化率は91.8%であった。
上記反応生成物(H2)100部と調製例1で得られたウレタンプレポリマー(G1)100部とを、窒素雰囲気下、70℃で1時間撹拌して反応を行い、ケチミン組成物を得た。
実施例14
アミン(A3)[1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン]142部、およびケトン(B2)(メチルイソブチルケトン)400部をフラスコに入れ、生成する水を共沸により除きながら、ケトン(B2)が還流する温度(120〜150℃)で24時間還流して反応を行った後、エバポレータを用いて減圧蒸留によりケトン(B2)を除去して、ケチミン化合物を含む反応生成物(「反応生成物(H3)」と称する場合がある)を得た。ケチミン化率は94.2%であった。
上記反応生成物(H3)100部と調製例1で得られたウレタンプレポリマー(G1)100部とを、窒素雰囲気下、70℃で1時間撹拌して反応を行い、ケチミン組成物を得た。
比較例1
実施例1と同様にして得られたケチミン化合物を含む反応生成物(「反応生成物(H1)」)をケチミン組成物とした。
比較例2
実施例1と同様にして、ケチミン化合物を含む反応生成物(「反応生成物(H1)」)を得た(ケチミン化率95.8%)
上記反応生成物(H1)100部と調製例9で得られたウレタンプレポリマー(G9)100部とを、窒素雰囲気下、70℃で1時間撹拌して反応を行い、ケチミン組成物を得た。
評価試験
実施例1〜14及び比較例1〜2において得られたケチミン組成物について、以下のようにして溶解性試験を行った。
ミネラルスピリット(商品名「ペガソール3040」、エクソンモービル社製)30gをガラス瓶にとり、そこに、各ケチミン組成物6gを入れ、5℃で3日間放置した。白濁や沈殿の生成が無い場合を「○」、白濁又は沈殿の生成が確認された場合を「×」と評価した。その結果、実施例1〜14で得られたケチミン組成物は何れも評価は「○」であった。一方、比較例1〜2で得られたケチミン組成物は何れも評価は「×」であった。以上の結果を表1及び表2にまとめて示す。表中、ポリオール化合物E及びポリイソシアネート化合物Fの欄の数字はg数を示す。ケチミン反応生成物Hの欄の「○」は、その成分を用いたことを意味する。
なお、実施例1、3、4、5、9、13及び14で得られたケチミン組成物について、上記のミネラルスピリットの代わりにヘキサン30gを用いた以外は上記と同様の溶解性試験を行ったところ、この場合にも白濁や沈殿の生成は認められなかった。
また、実施例1で得られたケチミン組成物について、上記のミネラルスピリットの代わりに、ペガソール3040(エクソンモービル社製)、スワクリーン150(丸善石油化学社製)、ソルベッソ100(旭化成社製)、ソルベント(LAWS)(昭和シェル石油社製)又はアイソパーH(エクソンモービル社製)を30g用いた以外は上記と同様の溶解性試験を行ったところ、何れの溶剤を用いた場合も白濁や沈殿の生成は認められなかった。
Figure 0004963066
Figure 0004963066

Claims (8)

  1. 下記式(1)
    Figure 0004963066
    (式中、R1は有機基、nは2以上の整数を示す)
    で表されるアミン化合物Aと、下記式(2)
    Figure 0004963066
    (式中、R2、R3は、それぞれ有機基を示す。R2及びR3は互いに結合して、隣接する炭素原子とともに環を形成していてもよい)
    で表されるケトン化合物Bとを反応させて得られる、前記アミン化合物Aのケチミン化率が80%以上である反応生成物であって、下記式(3)
    Figure 0004963066
    (式中、R1、R2、R3、nは前記に同じ。R2及びR3は互いに結合して、隣接する炭素原子とともに環を形成していてもよい)
    で表されるケチミン化合物C、及び下記式(4)
    Figure 0004963066
    (式中、k及びmはそれぞれ1以上の整数を示し、k+m=nである。R1、R2、R3、nは前記に同じ。R2及びR3は互いに結合して、隣接する炭素原子とともに環を形成していてもよい)
    で表されるアミノ基を有するケチミン化合物Dと未反応の前記アミン化合物Aのうち、少なくともケチミン化合物Dを含む反応生成物に対して、下記式(5)
    Figure 0004963066
    (式中、R4は多価の炭化水素基、pは2以上の整数を示す)
    で表される、ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオール、又はこれらの水素添加物から選択されるポリオール化合物Eと下記式(6)
    Figure 0004963066
    (式中、R5は有機基、qは2以上の整数を示す)
    で表されるポリイソシアネート化合物Fとの反応により得られる分子鎖末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーGを反応して得られるケチミン組成物。
  2. ポリオール化合物Eが、ポリブタジエンポリオール又はポリイソプレンポリオールの水素添加物である請求項1記載のケチミン組成物。
  3. ポリオール化合物Eの重量平均分子量が2000以上である請求項1又は2記載のケチミン組成物。
  4. ポリイソシアネート化合物Fが非芳香族ポリイソシアネート化合物である請求項1〜3の何れかの項に記載のケチミン組成物。
  5. ポリイソシアネート化合物Fがイソホロンジイソシアネートである請求項1〜4の何れかの項に記載のケチミン組成物。
  6. アミン化合物Aのケチミン化率が90〜99.5%である請求項1〜5の何れかの項に記載のケチミン組成物。
  7. ケトン化合物Bにおいて、式(2)中のR2、R3がともに炭素数2以上の炭化水素基である請求項1〜6の何れかの項に記載のケチミン組成物。
  8. ケトン化合物Bにおいて、式(2)中のR2、R3がともにエチル基である請求項1〜7の何れかの項に記載のケチミン組成物。
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