JP4994041B2 - ポリエポキシ化合物、その製造方法、それを含有する熱硬化性樹脂組成物、該組成物の硬化物、及び該硬化物の除去方法 - Google Patents

ポリエポキシ化合物、その製造方法、それを含有する熱硬化性樹脂組成物、該組成物の硬化物、及び該硬化物の除去方法 Download PDF

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Description

本発明は、ポリエポキシ化合物、その製造方法、それを含有する熱硬化性樹脂組成物、該組成物の硬化物及び該硬化物の除去方法に関する。
資源リサイクルの観点から、例えば、自動車の廃車後、ポリプロピレン系樹脂製バンパー等の自動車外装部品等に用いられた樹脂系材料を再度原料化して、利用することが要望されている。また、自動車外装部品、パソコン等の電子機器、缶製品、自動車車体等に用いられた金属系材料についても、廃棄後、再度原料化して、利用することが要望されている。
リサイクル製品の品質低下を防止するためには、廃棄された樹脂系材料、金属材料等の再利用に際して、これらの廃棄物上に形成された塗膜等を除去することが必要である。
従来、塗膜付き樹脂廃材の塗膜除去としては、例えば、該廃材の粉砕物を加熱溶融し、液状となった基材の熱可塑性樹脂と固体状の熱硬化性塗膜とを、濾過により分離する溶融分離法;該廃材の塗装面に高速、高圧で射出された砂等の各種粉体、水等の液体により衝撃を加えて、塗膜を剥離させるブラスト法等が、行われている。
また、特開平9−11237は、該廃材に1,000℃以上の火炎処理をして、塗膜のみを炭化し、カーボンブラック状にして無害化し、これを粉砕、再溶融して、原料化し、製品を成形する方法を開示している。
また、特開2003−200349は、塗膜付き非鉄金属廃材の塗膜除去方法として、例えば、該廃材上の塗膜に傷を入れた後、プラスチック粒、植物粒等の投射材を高速で投射して塗膜を除去するブラスト法を開示している。
しかしながら、これら従来の樹脂廃材、非鉄金属廃材等の塗膜除去方法には、いずれも、工程が煩雑であり、又特別な装置を必要とするという問題がある。
一方、WO00/56799は、熱開裂可能な結合を有する脂環式エポキシ化合物と、無水物化合物、アミン化合物等の硬化剤とを含有する再処理可能な熱硬化性樹脂組成物を開示している。この組成物の硬化物は、該組成物の硬化温度よりも高い温度に加熱することにより、分解除去することが可能である。この組成物に用いられるエポキシ化合物は、代表的には、下記式で表されるエポキシ化合物である。
Figure 0004994041
しかしながら、上記エポキシ化合物の有する脂環式エポキシ基は、開環し難い性質を有しており、一般的に使用されているエポキシ樹脂用の硬化剤との反応性が悪いといった問題点があった。そのため、上記熱硬化性樹脂組成物は、硬化性が不十分であった。
本発明の目的は、その硬化物を後加熱することにより分解除去が可能なポリエポキシ化合物を提供することにある。
本発明の他の目的は、上記ポリエポキシ化合物の製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、上記ポリエポキシ化合物を含有する熱硬化性樹脂組成物を提供することにある。
本発明の他の目的は、上記組成物の硬化物及びその除去方法を提供することにある。
本発明の更に他の目的及び特徴は、以下の記載から明らかになるであろう。
本発明者は、鋭意研究した結果、1分子中に2個以上のオレフィンオキシド基及び1個以上の第3級エステル基を有する特定のポリエポキシ化合物により、上記課題を達成し得ることを見出した。本発明者は、かかる新知見に基づいて、更に研究を重ね、本発明を完成するに至った。
本発明は、以下に示す、ポリエポキシ化合物、その製造方法、それを含有する熱硬化性樹脂組成物、該組成物の硬化物及び該硬化物の除去方法を提供するものである。
1.1分子中に2個以上のオレフィンオキシド基及び1個以上の一般式(I)
Figure 0004994041

で表される第3級エステル基を有し、重量平均分子量が100〜50,000の範囲内であるポリエポキシ化合物。
2.ポリエポキシ化合物が、一般式(II)
Figure 0004994041
(式中、nは2〜8の整数を示し、mは0又は1の整数を示す。R及びRは、それぞれ独立して、炭素数1〜24個の1価の有機基を示す。R、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜6個の低級アルキル基、炭素数1〜4個の低級アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基又はニトロ基を示す。Rは、炭素数1〜24個の2価の有機基を示す。Aは、炭素数1〜24個の2〜8価の有機基を示す。)で表される上記項1に記載のポリエポキシ化合物。
3.Rが、エーテル結合を有する有機基である上記項2に記載リエポキシ化合物。
4.ポリエポキシ化合物が、以下の式1〜5で表されるポリエポキシ化合物からなる群より選ばれる1つの化合物である上記項1に記載のポリエポキシ化合物。
式1
Figure 0004994041
式2
Figure 0004994041
式3
Figure 0004994041
式4
Figure 0004994041
式5
Figure 0004994041
5.オレフィン結合を有する第3級アルコールと、
(a)一般式(III)
Figure 0004994041
(式中、Yはハロゲン原子を示す。)で表されるハロホルミル基を1分子中に2個以上有する化合物、(b)ポリカルボン酸及び(c)酸無水物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物とをエステル化反応させて、オレフィン結合及び第3級エステル基を有する中間体を製造し、次いで該中間体のオレフィン結合を酸化してオレフィンオキシド基及び第3級エステル基を有する化合物を得ることを特徴とするポリエポキシ化合物の製造方法。
6.オレフィン結合を有する第3級アルコールが、一般式(IV)
Figure 0004994041
(式中、nは2〜8の整数を示し、mは0又は1の整数を示す。R及びRは、それぞれ独立して、炭素数1〜24個の1価の有機基を示す。R、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜6個の低級アルキル基、炭素数1〜4個の低級アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基又はニトロ基を示す。Rは、炭素数1〜24個の2価の有機基を示す。)で表される化合物である上記項5に記載のポリエポキシ化合物の製造方法。
7.オレフィン結合を有する第3級アルコールが、一般式(V)
Figure 0004994041
(式中、m’は0又は1の整数を示し、R’は炭素数1〜22個の2価の有機基を示す。R、R、R、R、及びRは、前記と同じ。)で表されるアリルエーテル系化合物である上記項6に記載のポリエポキシ化合物の製造方法。
8.(A)カルボキシル基及び/又はヒドロキシフェニル基を有する樹脂、並びに
(B)上記項1に記載のポリエポキシ化合物
を含有する熱硬化性樹脂組成物。
9.上記樹脂(A)が、重量平均分子量500〜100,000、ガラス転移点0〜200℃、且つ酸価5〜700mgKOH/gのカルボキシル基含有樹脂(a)、重量平均分子量500〜100,000、ガラス転移点0〜200℃、且つ水酸基価5〜600mgKOH/gのヒドロキシフェニル基含有樹脂(b)、並びに重量平均分子量500〜100,000、ガラス転移点0〜200℃、酸価5〜700mgKOH/g、且つ水酸基価5〜600mgKOH/gのカルボキシル基及びヒドロキシフェニル基含有樹脂(c)からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂である上記項8に記載の熱硬化性樹脂組成物。
10.上記樹脂(A)とポリエポキシ化合物(B)との配合割合が、樹脂(A)100重量部に対して、化合物(B)1〜3,000重量部である上記項8に記載の熱硬化性樹脂組成物。
11.上記項8に記載の熱硬化性樹脂組成物を加熱硬化させて得られる硬化物。
12.上記項11に記載の硬化物を、加熱硬化させた温度よりも高い温度で該硬化物の全部又は一部を加熱して、ポリエポキシ化合物(B)に由来する第3級エステル結合を熱開裂した後、処理剤により又は処理剤によらずに加熱部分の該硬化物を除去することを特徴とする硬化物の除去方法。
13.処理剤が、有機溶剤である上記項12に記載の硬化物の除去方法。
14.硬化物が、廃棄物上に形成された硬化塗膜又は硬化接着膜である上記項12に記載の硬化物の除去方法。
15.(B)上記項1に記載のポリエポキシ化合物、及び
(C)硬化剤
を含有する熱硬化性樹脂組成物。
16.硬化剤(C)が、酸無水物、ポリカルボン酸、ポリフェノール化合物、窒素含有化合物、カチオン重合触媒及び含硫黄化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物である上記項15に記載の熱硬化性樹脂組成物。
17.酸無水物が、ヘキサヒドロフタル酸無水物、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物、メチルナジック酸無水物及びマレイン酸無水物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物である上記項16に記載の熱硬化性樹脂組成物。
18.ポリカルボン酸が、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸及び4,4´−ビフェニルジカルボン酸からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物である上記項16に記載の熱硬化性樹脂組成物。
19.ポリフェノール化合物が、レゾルシノール及びビスフェノール類からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物である上記項16に記載の熱硬化性樹脂組成物。
20.窒素含有化合物が、アミン化合物、アミド化合物及びイミダゾール化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物である上記項16に記載の熱硬化性樹脂組成物。
21.カチオン重合触媒が、芳香族ジアゾニウムのルイス酸塩、芳香族スルホニウムのルイス酸塩、芳香族ヨードニウムのルイス酸塩及びメタロセン系化合物のルイス酸塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物である上記項16に記載の熱硬化性樹脂組成物。
22.ポリエポキシ化合物(B)と硬化剤(C)との配合割合が、ポリエポキシ化合物(B)100重量部に対して、硬化剤(C)0.1〜500重量部である上記項15に記載の熱硬化性樹脂組成物。
23.上記項15に記載の熱硬化性樹脂組成物を加熱硬化させて得られる硬化物。
24.上記項23に記載の硬化物を、加熱硬化させた温度よりも高い温度で該硬化物の全部又は一部を加熱して、ポリエポキシ化合物(B)に由来する第3級エステル結合を熱開裂した後、処理剤により又は処理剤によらずに加熱部分の該硬化物を除去することを特徴とする硬化物の除去方法。
25.処理剤が、有機溶剤である上記項24に記載の硬化物の除去方法。
26.硬化物が、廃棄物上に形成された硬化塗膜又は硬化接着膜である上記項24に記載の硬化物の除去方法。
ポリエポキシ化合物
本発明のポリエポキシ化合物は、1分子中に2個以上のオレフィンオキシド基及び1個以上の一般式(I)
Figure 0004994041
で表される第3級エステル基を有し、重量平均分子量100〜50,000程度の範囲を有する。該ポリエポキシ化合物は、1分子中に2〜8個のオレフィンオキシド基及び2〜8個の該第3級エステル基を有し、重量平均分子量200〜45,000程度の範囲であるのが好ましい。
オレフィンオキシド基が2個未満になると、該ポリエポキシ化合物を含む組成物の硬化物の強度が低下する。該第3級エステル基が1個未満になると該硬化物の後加熱による分解性が低下し、該硬化物を後加熱後の有機溶剤等の処理剤に対する溶解性が低下するので、その除去が難しくなる。重量平均分子量が100未満になると該ポリエポキシ化合物の揮発性が高くなり、加熱により該エポキシ化合物が揮発して該組成物中のポリエポキシ化合物の濃度が低くなるため、加熱硬化が困難となる。一方、50,000を越えると、該硬化物を後加熱後の有機溶剤等の処理剤に対する溶解性が低下するので、その除去が難しくなる。
本発明において、オレフィンオキシド基は、オレフィン性2重結合を酸化してエポキシ基とした官能基を意味する。
本発明のポリエポキシ化合物としては、下記一般式(II)
Figure 0004994041
(式中、nは2〜8の整数を示し、mは0又は1の整数を示す。R及びRは、それぞれ独立して、炭素数1〜24個の1価の有機基を示す。R、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜6個の低級アルキル基、炭素数1〜4個の低級アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基又はニトロ基を示す。Rは、炭素数1〜24個の2価の有機基を示す。Aは、炭素数1〜24個の2〜8価の有機基を示す。)で表されるものが好ましい。
上記一般式(II)の本発明ポリエポキシ化合物としては、Rが、エーテル結合を有する有機基である化合物が、オレフィンオキシド基の反応性が優れる点から、好ましい。また、オレフィンオキシド基が、メチルグリシジル基又はグリシジル基であることが、オレフィンオキシド基の反応性に優れる点から、好ましい。
上記一般式(II)において、R、R及びRで示される各有機基は、例えばヘテロ原子等の炭素原子以外の原子を含むことができる。また、R及びRは、第3級エステル基を形成するために、いずれも、−O−Cの炭素原子と、炭素原子で結合していなければならない。
上記一般式(II)において、R、R及びRで示される1価又は2価の有機基の炭素数1〜24個は、有機基に含まれる炭素数の総合計数を示す。例えば、脂肪族炭化水素基と芳香族炭化水素基とが結合した有機基における炭素数は結合する脂肪族炭化水素基の炭素数と芳香族炭化水素基の炭素数(置換基の炭素数も含む)との総炭素合計数である。また、炭素分子鎖間にヘテロ原子などが存在する場合には、ヘテロ原子に結合する炭素分子鎖の炭素数やヘテロ原子を含む複素環を構成する炭素数も含めた総炭素合計数を示す。
上記一般式(II)において、R及びRで示される炭素数1〜24個の1価の有機基としては、例えば、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、脂環族炭化水素基及びこれらのものが組合わさったものが包含される。
脂肪族炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−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、イソペンチル基、t−ペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、イソヘキシル基などの炭素数1〜6個の低級アルキル基;オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基などの炭素数7個以上のアルキル基が挙げられる。これらの基は直鎖状であっても、分岐状であっても構わない。
また、該アルキル基は、ハロゲン原子で置換されたハロゲン化アルキル基であってもよい。ハロゲン化アルキル基としては、例えば、フルオロプロピル基、クロルプロピル基、フルオロブチル基、トリフルオロプロピル基などの基が挙げられる。
本発明において、ハロゲン原子は、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられる。
芳香族炭化水素基としては、単環及び多環のいずれでもよく、具体的にはアリール基が挙げられる。単環としては、例えば、フェニル基、トルイル基、キシリル基などが、多環としては、例えば、ナフチル基などが挙げられる。該芳香族炭化水素基は、芳香族環に結合する水素原子の一部又は全部が炭素数1〜6個の低級アルキル基、ハロゲン原子等で置換されていても構わない。これらの中でもフェニル基、メチル基等で置換されたフェニル基などが好ましい。
脂環族炭化水素基としては、一般に3〜7個の炭素原子を有することができ、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプチル基などが含まれるが、特にシクロヘキシル基が好ましい。
上記一般式(II)において、R及びRで示される炭素数1〜24個の1価の有機基がヘテロ原子を有する基としては、例えば、上記脂肪族炭化水素基の炭素鎖の間又は末端にヘテロ原子が結合したものが包含される。ヘテロ原子を有する有機基としては、例えば、フラン、チオフェン、ピロール、ピリジン、環式エーテル、ラクトン、環式イミン及びラクタムなどの化合物が結合したものが挙げられる。
本発明においては、上記一般式(II)において、R及びRとしては、特に、メチル基であるのが、第3級エステル結合の熱開裂性に優れる点から、好ましい。
上記一般式(II)において、R、R及びRで示される炭素数1〜6個の低級アルキル基としては、上記炭素数1〜6個の低級アルキル基と同じものが挙げられる。
上記一般式(II)において、R、R及びRで示される炭素数1〜4個の低級アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、t−ブトキシ基、s−ブトキシ基等が挙げられる。R、R及びRで示される基としては、一般式(II)のポリエポキシ化合物の反応性に優れる点から、水素原子又はメチル基が好ましく、水素原子がより好ましい。
上記一般式(II)において、Rで示される炭素数1〜24個の2価の有機基としては、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、脂環族炭化水素基及びこれらのものが組合わさった基が包含される。また、芳香族環に結合する水素原子の一部又は全部が炭素数1〜6個の低級アルキル基やハロゲン原子で置換されていても構わない。また、脂肪族炭化水素基を構成する水素原子の一部がハロゲン原子で置換されていても構わない。
Rとしては、具体的には次のものが挙げられる。
2価の芳香族炭化水素基としては、例えば、
Figure 0004994041
などが挙げられる。
2価の脂肪族炭化水素基としては、例えば、−CH−、−C−、−C−、−C−、−C10−、−C12−、−C1020−、−C1224−、−C1632−などが挙げられる。
2価の脂環族炭化水素基として、例えば、
Figure 0004994041
などが挙げられる。
また、上記Rで示される有機基において、脂肪族炭化水素基と芳香族炭化水素基又は脂環族炭化水素基とが組合わさっていてもよい。このものとしては、例えば、
Figure 0004994041
等が挙げられる。
また、上記一般式(II)において、Rで示される炭素数1〜24個の2価の有機基が有することができるヘテロ原子としては、例えば、酸素原子、硫黄原子、窒素原子などの炭素原子以外の原子を挙げることができる。該ヘテロ原子は、原子単独で、又はその他の原子と結びついた基、例えば、エーテル基、エステル基、チオエーテル基、アミド基などの直鎖状の基、炭素原子と共に形成された複素環等として、炭素数1〜24個の2価の有機基中に含まれる。有機基中の複素環は、例えば、フラン、チオフェン、ピロール、ピリジン、環式エーテル、ラクトン、環式イミン、ラクタムなどの化合物により、導入された複素環残基として含まれる。
また、Rで示されるヘテロ原子を有する2価の有機基は、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基及び脂環族炭化水素基の末端にヘテロ原子が結合したもの、脂肪族炭化水素基同士の結合間、脂肪族炭化水素基と芳香族炭化水素基又は脂環族炭化水素基との結合間、芳香族炭化水素基と脂環族炭化水素基との結合間にヘテロ原子が結合したものも含まれる。
上記したエーテル基、エステル基、チオエーテル基又はアミド基を有していても良い炭素数1〜20個の直鎖状又は分岐状の2価の有機基としては、例えば、
Figure 0004994041
等の基が挙げられる。
上記一般式(II)において、Aは炭素数1〜24個の2〜8価の有機基である。Aの価数は、一般式(II)のnの数と対応するものである。例えば、2価のものはnが2個、3価のものはnが3個のものに相当する。
Aが2価の有機基である基としては、上記Rと同じものが含まれる。
Aが3〜8価の有機基としては、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、脂環族炭化水素基及びこれらのものが組合わさったものが包含される。また、芳香族環に結合する水素原子の一部又は全部が炭素数1〜6個の低級アルキル基又はハロゲン原子で置換されていても構わない。また、脂肪族炭化水素基を構成する水素原子の一部がハロゲン原子で置換されていても構わない。また、上記Rに記載したと同様にヘテロ原子を含んでいても構わない。
3価以上の芳香族炭化水素基としては、例えば、
Figure 0004994041
等の3価芳香族炭化水素基;
Figure 0004994041
等の4価芳香族炭化水素基;
Figure 0004994041
等の5価〜8価の芳香族炭化水素基等が挙げられる。
一般式(II)において、Aで示される3〜8価の脂肪族炭化水素基としては、例えば、
Figure 0004994041
等の基が挙げられる。
一般式(II)において、Aで示される3〜8価の脂環族炭化水素基としては、例えば、
Figure 0004994041
等の基が挙げられる。
一般式(II)の化合物としては、R及びAが下記の基であるものが、該化合物を含む組成物の硬化性が優れ、且つ硬化物中の第3級エステル結合の熱開裂性が優れる点から好ましい。下記のRに記載の基及びAに記載の基は、夫々適宜組合わせることができる。
mが1で、Rが、−CH−、−C−、−C−、−O−CH−、−CH−O−CH−、−C−O−CH−、−C−O−CH−等の2価の基である化合物。これらの2価の基の左鎖は第3級エステル結合の炭素に結合し、右鎖はオレフィンオキシドの炭素に結合している。
Aが、
Figure 0004994041
などの2価又は3価の基である化合物。
一般式(II)のポリエポキシ化合物の好ましい具体例としては、次のものが挙げられる。
Figure 0004994041
Figure 0004994041
Figure 0004994041
Figure 0004994041
Figure 0004994041
Figure 0004994041
Figure 0004994041
Figure 0004994041
Figure 0004994041
Figure 0004994041
Figure 0004994041
Figure 0004994041
Figure 0004994041
一般式(II)のポリエポキシ化合物の特に好ましい具体例としては、以下の式1〜5で表される化合物が挙げられる。
式1
Figure 0004994041
式2
Figure 0004994041
式3
Figure 0004994041
式4
Figure 0004994041
式5
Figure 0004994041
ポリエポキシ化合物の製造方法
本発明のポリエポキシ化合物の製造方法としては、オレフィン結合を有する第3級アルコールと、(a)一般式(III)
Figure 0004994041
(式中、Yはハロゲン原子を示す。)で表されるハロホルミル基を1分子中に2個以上有する化合物、(b)ポリカルボン酸及び(c)酸無水物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物とをエステル化反応させて、オレフィン結合及び第3級エステル基を含有する中間体を製造し、次いで該中間体のオレフィン結合を酸化してオレフィンオキシド基及び第3級エステル基を有する化合物を得る製造方法が好ましい。
オレフィン結合を有する第3級アルコール
オレフィン結合を有する第3級アルコールとしては、1分子中にオレフィン結合と第3級水酸基を有するものであれば、特に制限されず、公知のものを使用することができる。
オレフィン結合を有する第3級アルコールとしては、一般式(IV)
Figure 0004994041
(式中、R、R、R、R、R、R及びmは、前記と同じ。)で表される化合物が好適に使用できる。
オレフィン結合を有する第3級アルコールとしては、具体的には、2−メチル−3−ブテン−2−オール、3−メチル−1−ペンテン−3−オール、3−メチル−5−ヘキセン−3−オール、3−アリルオキシ−2−メチルプロパン−2−オール、4−アリルオキシ−2−メチルブタン−2−オール、5−アリルオキシ−2−メチルヘプタン−2−オール等が挙げられる。
また、一般式(IV)のオレフィン結合を有する第3級アルコールにおいて、Rがエーテル基を有する有機基であるものとして、一般式(V)
Figure 0004994041
(式中、m’は0又は1の整数を示し、R’は炭素数1〜22個の2価の有機基を示す。R、R、R、R、及びRは、前記と同じ。)で表されるアリルエーテル系化合物を挙げることができる。
上記アリルエーテル系化合物は、塩基性条件下で、第1級水酸基及び第3級水酸基を有する化合物と、ハロゲン化メタアリル化合物又はハロゲン化アリル化合物とを、反応させることにより、製造することができる。反応後は、反応生成物を、水系溶媒及び非水系溶媒を用いて、未反応原料を水系溶媒層に抽出し、目的のアリルエーテル系化合物を非水系溶媒層に抽出する液−液抽出工程により、目的化合物を高収率、高純度で得ることができる。
R’で示される炭素数1〜22個の2価の有機基は、Rで示される炭素数1〜24個の2価の有機基の内、炭素数1〜22個のものを意味する。
上記アリルエーテル系化合物の製造において、第1級水酸基及び第3級水酸基を有する化合物と、ハロゲン化メタアリル化合物又はハロゲン化アリル化合物との反応割合は、前者化合物の第1級水酸基当たり、後者化合物を、0.5〜5当量程度とするのが好ましい。
塩基性条件とするためには、金属水酸化物、金属水素化物等を用いることができる。金属水酸化物としては、ナトリウム、カリウム、リチウム等のアルカリ金属の水酸化物;カルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属の水酸化物等を挙げることができる。また、金属水素化物としては、ナトリウム、カリウム、リチウム等のアルカリ金属の水素化物;カルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属の水素化物;水素化アンチモン、水素化ケイ素等を挙げることができる。
オレフィン結合及び第3級エステル基を有する中間体
オレフィン結合及び第3級エステル基を有する中間体は、上記オレフィン結合を有する第3級アルコールと、(a)一般式(III)のハロホルミル基を1分子中に2個以上有する化合物、(b)ポリカルボン酸及び(c)酸無水物から選ばれる少なくとも1種の化合物とをエステル化反応させることにより、製造できる。
該ハロホルミル基を有する化合物としては、一般式(VI)
Figure 0004994041
(式中、A、n及びYは前記に同じ。)で表されるものが挙げられる。
一般式(VI)で表されるハロホルミル基を有する化合物の内、芳香族化合物の具体例としては、例えば、テレフタル酸ジクロライド、イソフタル酸ジクロライド、オルソフタル酸ジクロライド、ビフェニルジカルボン酸ジクロライド、ナフタレンジカルボン酸ジクロライド、トリメシン酸トリクロライド等が挙げられる。
一般式(VI)で表されるハロホルミル基を有する化合物の内、脂肪族化合物の具体例としては、例えば、プロパントリカルボン酸トリクロライド、ブタントリカルボン酸トリクロライド、ペンタントリカルボン酸トリクロライド、マロン酸ジクロライド、コハク酸ジクロライド、グルタル酸ジクロライド、アジピン酸ジクロライド、ジメチルマロン酸ジクロライド等が挙げられる。
また、一般式(VI)で表されるハロホルミル基を有する化合物の内、脂環族化合物の具体例としては、例えば、シクロプロパントリカルボン酸トリクロライド、シクロブタンテトラカルボン酸テトラクロライド、シクロペンタントリカルボン酸トリクロライド、シクロペンタンテトラカルボン酸テトラクロライド、シクロヘキサントリカルボン酸トリクロライド、シクロヘキサンテトラカルボン酸テトラクロライド、テトラハイドロフランテトラカルボン酸テトラクロライド、シクロペンタンジカルボン酸ジクロライド、シクロブタンジカルボン酸ジクロライド、シクロヘキサンジカルボン酸ジクロライド、テトラハイドロフランジカルボン酸ジクロライド等が挙げられる。
一般式(VI)のハロホルミル基を有する化合物として、ここでは塩化物のみを列挙したが、臭化物、ヨウ化物及びフッ化物も同様に使用できる。
上記エステル化反応には、エステル化触媒を用いることができる。エステル化触媒としては、有機塩基及び無機塩基が挙げられる。具体例としては、ピリジン、ジメチルアミノピリジン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、N,N−ジイソプロピルエチルアミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン、N−メチルピペリジン、N−エチルピペラジン、N−メチルモルホリン、N−エチルモルホリン、N,N−ジメチルアニリン、N,N−ジエチルアニリン等の有機塩基類;水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム等の無機塩基類が挙げられる。
上記エステル化反応には、有機溶剤を用いることができる。有機溶剤の具体例としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、ペンタデカン、ヘキサデカン、ヘプタデカン、オクタデカン等の直鎖パラフィン;前記直鎖パラフィンのメチル、ジメチル、トリメチル、エチル、ジエチル、トリエチル、プロピル、ジプロピル、トリプロピル、ブチル等のアルキル置換した分岐パラフィン;前記直鎖又は分岐パラフィンのモノエン、ジエン、トリエンであるオレフィン類;シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、シクロノナン、シクロデカン、ジシクロプロピルメタン、ジシクロペンチル、ジシクロヘキシル、ノルボルネン等のシクロパラフィン;前記シクロパラフィンのメチル、ジメチル、トリメチル、エチル、ジエチル、トリエチル、プロピル、ジプロピル、トリプロピル、ブチル等のアルキル置換した分岐シクロパラフィン;前記シクロパラフィン又は分岐シクロパラフィンのモノエン、ジエン、トリエンであるオレフィン類;ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、プロピルベンゼン、ブチルベンゼン、ペンチルベンゼン、フェニルヘキサン、フェニルヘプタン、フェニルオクタン、フェニルノナン、フェニルデカン、フェニルウンデカン、フェニルドデカン、シクロプロピルフェニルメタン、シクロヘキシルベンゼン、ジフェニルメタン、キシレン、エチルトルエン、ジエチルベンゼン、ジプロピルベンゼン、ジブチルベンゼン、トリルメタン、トリルエタン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン、トリエチルベンゼン、トリプロピルベンゼン等の芳香族炭化水素;クロロホルム、塩化メチレン等のハロゲン系溶剤等を挙げることができる。これらの有機溶剤は、一種単独で、又は二種以上を混合して用いることができる。更に、石油エーテル、石油ベンジン、ガソリン等の市販の工業用溶剤等を使用することもできる。
上記オレフィン結合及び第3級エステル基を有する中間体は、例えば、オレフィン結合を有する第3級アルコールとハロホルミル基を有する化合物とを有機溶剤に溶解し、得られた溶液に上記エステル化触媒の有機溶剤溶液を滴下して、反応させることにより製造できる。
オレフィン結合を有する第3級アルコールとハロホルミル基を有する化合物との反応割合は、後者の化合物1モルに対し、前者の第3級アルコールを2〜20モル程度が好ましく、2〜10モル程度がより好ましい。また、有機溶剤の使用量は、オレフィン結合を有する第3級アルコールとハロホルミル基を有する化合物との合計濃度が、5〜80重量%程度となる量が好ましく、10〜50重量%程度となる量がより好ましい。オレフィン結合を有する第3級アルコール化合物が2モル未満の場合、又ハロホルミル基を有する化合物と該第3級アルコール化合物との合計濃度が5〜80重量%の範囲外となった場合には、収率が低下すると共に反応効率が悪くなる傾向にある。
一方、エステル化触媒の使用量は、ハロホルミル基を有する化合物1モルに対し、0.005〜5モル程度が好ましく、0.01〜3モル程度がより好ましい。また、エステル化触媒の有機溶剤溶液は、エステル化触媒濃度を1〜95重量%程度とするのが好ましく、2〜50重量%程度とするのがより好ましい。エステル化触媒の使用量が0.005モル未満の場合、又エステル化触媒濃度が1重量%未満の場合には、収率が低下すると共に反応効率が悪くなる傾向にある。
反応温度は、−78〜150℃程度が好ましく、0℃〜100℃程度がより好ましい。上記エステル化触媒の有機溶剤溶液の滴下は、攪拌下に、0.1時間〜3時間程度かけて行うのが好ましく、0.2時間〜1.5時間程度かけて行うのがより好ましい。反応温度が−78℃未満であると、反応に時間を要すると共に収率が低下する傾向にある。150℃を超えると、オレフィン結合を有する第3級アルコール化合物の重合が始まり収率が低下する傾向にある。また、滴下時間を0.1時間未満にすると反応が激しくなり温度制御が困難となって収率が低下し易く、逆に3時間より長く時間をかけて滴下しても収率を向上させることにはならない。滴下終了後、更に攪拌を続けて熟成させる。熟成期間は、通常、1ヶ月以下が好ましく、3週間以下がより好ましい。
ハロホルミル基を有する化合物とオレフィン結合を有する第3級アルコール化合物とを、エステル化触媒の存在下に反応させるに当たっては、次のような方法で反応させることができる。
(i)上記の如く、ハロホルミル基を有する化合物とオレフィン結合を有する第3級アルコール化合物との有機溶剤溶液に、エステル化触媒の有機溶剤溶液を滴下して反応させる方法。
(ii)ハロホルミル基を有する化合物の有機溶剤溶液に、オレフィン結合を有する第3級アルコールとエステル化触媒との有機溶剤溶液を滴下して反応させる方法。
(iii)エステル化触媒の有機溶剤溶液に、ハロホルミル基を有する化合物とオレフィン結合を有する第3級アルコールとの有機溶剤溶液を、滴下して反応させる方法。
(iv)エステル化触媒とオレフィン結合を有する第3級アルコールとの有機溶剤溶液に、ハロホルミル基を有する化合物の有機溶剤溶液を、滴下して反応させる方法。
ポリカルボン酸(b)としては、1分子中にカルボキシル基を2個以上有する化合物を使用できる。具体的には、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、オルソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、ビフェニルジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸;コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、ダイマー酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸;トリメリット酸、ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸等の三官能以上の芳香族ポリカルボン酸;ブタンテトラカルボン酸等の三官能以上の脂肪族ポリカルボン酸を挙げることができる。
酸無水物(c)としては、1分子中に酸無水基を1個以上有する化合物を使用できる。具体的には、例えば、無水マレイン酸、無水ドデセニルコハク酸、無水クロレンデック酸、無水セバシン酸重合物、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、ヘキサヒドロ無水フタル酸、エンドメチレンヘキサヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物などを挙げることができる。
ポリカルボン酸(b)は、オレフィン結合を有する第3級アルコールが有する第3級水酸基とカルボキシル基とのエステル化によりオレフィン結合及び第3級エステル基を有する中間体を製造することができる。また、酸無水物(c)は、オレフィン結合を有する第3級アルコールが有する第3級水酸基と酸無水基との付加反応によりオレフィン結合及び第3級エステル基を含有する中間体を製造することができる。
オレフィン結合を有する第3級アルコール化合物とポリカルボン酸又は酸無水物との反応は、公知のエステル化反応により、行うことができる。該反応において、必要に応じて、前記エステル化触媒を配合することができる。オレフィン結合を有する第3級アルコールとポリカルボン酸又は酸無水物との反応割合は、ポリカルボン酸又は酸無水物1モルに対し、オレフィン結合を有する3級アルコールを2〜20モル程度とするのが好ましく、2〜10モル程度とするのがより好ましい。
オレフィン結合を有する第3級アルコールと、ハロホルミル基を有する化合物(a)、ポリカルボン酸(b)及び酸無水物(c)からなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物との反応終了後、精製は、例えば、水洗、蒸留、シリカゲルカラム等の公知の方法を採用することができる。具体的には、塩酸塩の除去を目的として水洗を行い、その後蒸留により目的物を精製する方法;水洗を行わずに直接蒸留により目的物を精製する方法;水洗後溶媒を留去するだけで精製する方法等がある。また、得られる化合物は、熱開裂し易い第3級エステル結合を有しているので、熱履歴を低減することにより熱開裂を抑制しつつ蒸留を行える薄膜蒸留装置を用いて精製することが有効である。
該薄膜蒸留については、公知の装置及び方法で行うことができる。薄膜蒸留の条件は、温度100〜200℃程度、圧力0.01〜10torr程度であることが好ましい。また、必要に応じて、薄膜蒸留を二度以上繰り返すことができる。
オレフィン結合及び第3級エステル基を有する中間体の酸化
上記中間体のオレフィン結合を、酸化(エポキシ化)して、グリシジル基、メチルグリシジル基等のオレフィンオキシド基を生成させることにより、最終化合物となる本発明のポリエポキシ化合物が製造される。
上記酸化(エポキシ化)は、中間体を有機溶剤に溶解後、0℃〜40℃付近の温度で、過酸化物系酸化剤を加え、室温付近で8〜24時間程度反応させることにより、行うことができる。
上記過酸化物系酸化剤としては、例えば、m−塩化過安息香酸、過酢酸、過酸化水素などが使用できる。該酸化剤の添加量としては、放出する酸素原子が1個の場合、中間体1モルに対して1.5〜20モル程度が好ましく、2〜5モル程度がより好ましい。
上記有機溶剤としては、例えば、塩化メチレン等のハロゲン系溶剤;ヘキサン、トルエン等の芳香族炭化水素系溶剤等が好ましく、塩化メチレンがより好ましい。
また、ジメチルジオキシランを、酸化剤として用いて、オレフィン結合をエポキシ化することもできる(Chem.Mater. 1998, 10,3724参照)。
本発明のポリエポキシ化合物は、例えば、塗料、インク、接着剤、成形体、各種複合材料等において、エポキシ樹脂成分として、使用することができる。成形体としては、自動車外装部品、電子部品等を挙げることができる。
本発明のエポキシ化合物は、例えば、上記用途に、エポキシ樹脂成分として使用され、加熱硬化された場合に、その硬化物を硬化温度を超える温度で後加熱することにより、硬化物中の該エポキシ化合物に由来する3級エステル結合を熱開裂せしめ、架橋構造が切断され、硬化物の除去が可能となる機能を有する。
本発明のポリエポキシ化合物は、エポキシ基と反応する官能基を有する樹脂、エポキシ基と反応する硬化剤等を組み合わせた硬化性組成物として、有用である。本発明のエポキシ化合物は、特に、下記(1)及び(2)の熱硬化樹脂組成物のエポキシ樹脂成分として、好適に使用することができる。
(1)カルボキシル基及び/又はヒドロキシフェニル基を有する樹脂と、本発明エポキシ化合物とを、含有する熱硬化性樹脂組成物I。
(2)本発明ポリエポキシ化合物と、エポキシ硬化剤とを、含有する熱硬化性樹脂組成物II。
以下、これらの熱硬化性樹脂組成物について、説明する。
熱硬化性樹脂組成物I
本発明の熱硬化性樹脂組成物Iは、カルボキシル基及び/又はヒドロキシフェニル基を有する樹脂(A)に、本発明の上記ポリエポキシ化合物(B)を配合してなるものである。
カルボキシル基及び/又はヒドロキシフェニル基を有する樹脂(A)
上記樹脂(A)としては、重量平均分子量500〜100,000程度、ガラス転移点0〜200℃程度、且つ酸価5〜700mgKOH/g程度のカルボキシル基含有樹脂(a)、重量平均分子量500〜100,000程度、ガラス転移点0〜200℃程度、且つ水酸基価5〜600mgKOH/g程度のヒドロキシフェニル基含有樹脂(b)、重量平均分子量500〜100,000程度、酸価5〜700mgKOH/g程度、ガラス転移点0〜200℃程度、且つ水酸基価5〜600mgKOH/g程度のカルボキシル基及びヒドロキシフェニル基含有樹脂(c)等を使用するのが好ましい。
カルボキシル基含有樹脂(a)
樹脂(a)は、カルボキシル基を有する被膜形成性の樹脂である。樹脂(a)としては、例えば、カルボキシル基含有重合性不飽和単量体の単独重合体;カルボキシル基含有重合性不飽和単量体と他の共重合可能な重合性不飽和単量体との共重合体;カルボキシル基含有ポリエステル樹脂、カルボキシル基含有ポリウレタン樹脂等を使用できる。
カルボキシル基含有重合性不飽和単量体の単独重合体及びカルボキシル基含有重合性不飽和単量体と他の共重合可能な重合性不飽和単量体との共重合体は、それぞれ所定の単量体を公知のラジカル重合反応に付すことにより、調製することができる。
上記カルボキシル基含有重合性不飽和単量体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸等が挙げられる。また、これらカルボキシル基含有単量体と共重合可能な他の単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル等の(メタ)アクリル酸のC〜C12アルキルエステル;(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシブチル等の(メタ)アクリル酸のC〜Cヒドロキシアルキルエステル;スチレン、α−メチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン等のビニル芳香族化合物;酢酸ビニル、(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、ビニルピロリドン等が挙げられる。これら単量体は、それぞれ単独で用いてもよく又は2種以上組み合わせて使用してもよい。
カルボキシル基含有ポリエステル樹脂は、分子鎖中又は分子末端にカルボキシル基を有するポリエステル樹脂であり、例えば、多塩基酸及び多価アルコールを主原料として用いて、公知のエステル化反応により、調製することができる。
上記多塩基酸としては、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸、フタル酸、1,4−ナフトール酸、ジフェニン酸、4,4’−オキシ安息香酸、ジグリコール酸、2,5−ナフタレンジカルボン酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、4−メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラブロム無水フタル酸、テトラクロル無水フタル酸、2,5−ノルボルネンジカルボン酸、シュウ酸、マロン酸、ジメチルマロン酸、コハク酸、グルタール酸、2,2−ジメチルグルタール酸、シュウ酸、アジピン酸、ドデカンジカルボン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,3−シクロヘキシルジカルボン酸などのジカルボン酸及びその無水物;これらジカルボン酸の炭素数1〜4程度のアルキルエステルなどが挙げられ、これらは1種単独で又は2種以上組み合わせて使用できる。また、これらのジカルボン酸の他にトリメリット酸、無水トリメリット酸、ピロメリット酸、無水ピロメリット酸、ブタンテトラカルボン酸などの3官能以上のカルボン酸を用いてもよい。さらに、少量であれば無水マレイン酸、マレイン酸、無水イタコン酸、フマル酸などの不飽和ジカルボン酸及びそのエステルを用いてもよい。
上記多価アルコールとしては、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2−エチル−1、3−ヘキサンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ポリテトラメチレングリコール、ビスフェノールA、水添ビスフェノールAなどのジオールが挙げられ、これらは1種単独で又は2種以上組み合わせて使用できる。また、これらジオールの他に、トリメチロールエタン、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、ジペンタエリスリトールなどの3官能以上のアルコールを用いてもよい。さらに、メチロールブタン酸、ジメチロールプロピオン酸、トリシクロデカンジメタノールなども用いることができる。
上記多塩基酸及び多価アルコールに、さらに分子量調節用として、t−ブチル安息香酸、安息香酸などの一塩基酸を併用してもよい。
カルボキシル基含有ポリウレタン樹脂は、分子鎖中又は分子末端にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂であり、例えば、ポリイソシアネート化合物と、カルボキシル基含有ポリオール及びこれ以外のポリオールとを、公知のウレタン化反応に付すことにより、調製することができる。
上記ポリイソシアネート化合物としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、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ート、ペンタメチレンジイソシアネート、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、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート、リジ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等の脂肪族ジイソシアネート化合物;イソホロンジイソシアネート、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、メチルシクロヘキサン−2,4−ジイソシアネート、メチルシクロヘキサン−2,6−ジイソシアネート、1,3−ジ(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,4−ジ(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、1,3−シクロペンタンジイソシアネート、1,2−シクロヘキサンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネート化合物;キシリレンジイソシアネート、メタキシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、1,4−ナフタレンジイソシアネート、4,4’−トルイジンジイソシアネ−ト、4,4’−ジフェニルエーテルジイソシアネート、m−フェニレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、4,4’−ビフェニレンジイソシアネート、3,3’−ジメチル−4,4’−ビフェニレンジイソシアネート、ビス(4−イソシアナトフェニル)スルホン、イソプロピリデンビス(4−フェニルイソシアネート)等の芳香族ジイソシアネート化合物等のジイソシアネート化合物、トリフェニルメタン−4,4’,4”−トリイソシアネート、1,3,5−トリイソシアナトベンゼン、2,4,6−トリイソシアナトトルエン、4,4’−ジメチルジフェニルメタン−2,2’,5,5’−テトライソシアネートなどの3個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物等を挙げることができる。これらは、1種単独で又は2種以上組み合わせて使用できる。
カルボキシル基含有ポリオールとしては、例えば、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロール酪酸、ジメチロール吉草酸、酒石酸、1,2−ヒドロキシステアリン酸、パラヒドロキシ安息香酸、サリチル酸、リンゴ酸、乳酸、ヒドロキシ酢酸、2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロピオン酸等が挙げられる。これらは、1種単独で又は2種以上組み合わせて使用できる。
カルボキシル基含有ポリオール以外のポリオールとしては、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール、分子量6,000以下のポリエチレングリコール、分子量6,000以下のポリプロピレングリコール、テトラメチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,2−ブタンジオール、3−メチル−1,2−ブタンジオール、1,2−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,4−ペンタンジオール、2,4−ペンタンジオール、2,3−ジメチルトリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、3−メチル−4,3−ペンタンジオール、3−メチル−4,5−ペンタンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,5−ヘキサンジオール、1,4−ヘキサンジオール、2,5−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコール、ヒドロキシピヴァリン酸ネオペンチルグリコールエステル、1,4−シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール、ポリカプロラクトン、水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールF、水添ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物、水添ビスフェノールFのアルキレンオキサイド付加物などのグリコール類;ビス(ヒドロキシエチル)テレフタレートなどのポリエステルジオール類等のジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ジグリセリン、トリグリセリン、1,2,6−ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ソルビトール、マンニトールなどの3価以上のアルコール等が挙げられる。これらは、1種単独で又は2種以上組み合わせて使用できる。
カルボキシル基含有樹脂(a)は、重量平均分子量が約500〜約100,000の範囲内であることが好ましく、約1,000〜約90,000の範囲内であることがより好ましい。また、カルボキシル基の含有量は、樹脂1g当たりの酸価で表して、5〜700mgKOH/g程度の範囲内にあることが好ましい。カルボキシル基の含有量が5mgKOH/gより少ないと、硬化塗膜の架橋度が不十分となる場合があり、他方700mgKOH/gを越えると塗料組成物の貯蔵安定性が低下する傾向がある。樹脂(a)の酸価は、10〜600mgKOH/g程度の範囲内にあることがより好ましい。
また、樹脂(a)は、そのガラス転移温度(Tg)が0〜200℃程度の範囲内にあることが好ましい。Tgが0℃未満であると、塗膜が粘着性を示し、ゴミやホコリなどがつきやすくなり、取り扱い難くなる傾向がある。また、Tgが200℃を超えると硬化塗膜が脆くなる傾向にある。Tgは、5〜200℃程度の範囲内にあるのがより好ましい。
ヒドロキシフェニル基含有樹脂(b)
樹脂(b)は、ヒドロキシフェニル基を有する被膜形成性の樹脂である。樹脂(b)としては、例えば、フェノール化合物とカルボニル化合物との縮合物;ヒドロキシ基含有ビニル芳香族化合物の単独重合体;ヒドロキシ基含有ビニル芳香族化合物と他の共重合可能な単量体との共重合体等が挙げられる。
フェノール化合物とカルボニル化合物との縮合物は、公知の縮合反応により、調製することができる。フェノール化合物とカルボニル化合物との縮合反応においては、一般にアルカリ触媒で縮合させるとレゾール型フェノール樹脂が得られ、酸触媒で縮合させるとノボラック型フェノール樹脂が得られる。フェノール樹脂は、縮合が進むにつれて分子量が増大するが、一般には反応時間1〜24時間程度で縮合させることにより、重量平均分子量が500〜100,000程度の範囲内のものが得られる。
上記フェノール化合物としては、例えば、1官能性又は多官能性フェノール化合物、アルキルフェノール化合物等を挙げることができる。カルボニル化合物としては、例えば、ホルムアルデヒド、アセトン等が挙げられる。
上記1官能性又は多官能性フェノール化合物としては、例えば、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、3,5−キシレノール、2,6−キシレノール、2,4−キシレノール、カテコール、レゾルシン、ピロガロール、ビスフェノールAなどのベンゼン環上に1〜3個のヒドロキシル基を有する化合物が挙げられる。また、アルキルフェノール化合物としては、例えば、p−イソプロピルフェノール、p−tert−ブチルフェノール、p−tert−アミルフェノール、p−tert−オクチルフェノールなどのアルキル部分の炭素数が1〜10、好ましくは1〜4のアルキルフェノール化合物等が挙げられる。
ヒドロキシ基含有ビニル芳香族化合物の単独重合体、及びヒドロキシル基含有ビニル芳香族化合物と他の共重合可能な単量体との共重合体は、それぞれ所定の単量体を公知のラジカル重合反応に付すことにより、調製することができる。
ヒドロキシ基含有ビニル芳香族化合物としては、例えば、p−ヒドロキシスチレン、m−ヒドロキシスチレン、o−ヒドロキシスチレン、3−メトキシ−4−ヒドロキシスチレン、3,5−ジブロモ−4−ヒドロキシスチレン等が挙げられる。また、ヒドロキシ基含有ビニル芳香族化合物と共重合可能な他の単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル等の(メタ)アクリル酸のC〜C12アルキルエステル;(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシブチル等の(メタ)アクリル酸のC〜Cヒドロキシアルキルエステル;スチレン、α−メチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン等のビニル芳香族化合物;酢酸ビニル、(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、ビニルピロリドン等が挙げられる。これら単量体は、それぞれ単独で用いてもよく又は2種以上組み合わせて使用してもよい。
ヒドロキシ基含有ビニル芳香族化合物の単独重合体及びヒドロキシル基含有ビニル芳香族化合物と他の共重合可能な単量体との共重合体は、重量平均分子量が約500〜約100,000の範囲内であるのが好ましく、約1,000〜約80,000の範囲内であるのがより好ましい。
また、樹脂(b)のヒドロキシフェニル基の含有量は、樹脂1g当たりの水酸基価で表して、5〜600mgKOH/g程度の範囲内にあることが好ましい。ヒドロキシフェニル基の含有量が5mgKOH/gより少ないと、膜の架橋度が不十分となる場合があり、他方600mgKOH/gを越えると架橋膜が脆くなる傾向がある。樹脂(b)の水酸基価は、10〜550mgKOH/g程度の範囲内にあることがより好ましい。
また、樹脂(b)は、そのガラス転移温度(Tg)が0〜200℃程度の範囲内にあることが好ましい。Tgが0℃未満であると、塗膜が粘着性を示し、ゴミやホコリなどがつきやすくなり、取り扱い難くなる傾向がある。また、Tgが200℃を超えると硬化塗膜が脆くなる傾向にある。Tgは、5〜200℃程度の範囲内にあるのがより好ましい。
カルボキシル基及びヒドロキシフェニル基含有樹脂(c)
樹脂(c)は、カルボキシル基及びヒドロキシフェニル基を有する被膜形成性の樹脂である。
樹脂(c)としては、例えば、ヒドロキシ基含有ビニル芳香族化合物とカルボキシル基含有重合性不飽和単量体との共重合体;ヒドロキシ基含有ビニル芳香族化合物、カルボキシル基含有重合性不飽和単量体及び他の共重合可能な単量体との共重合体;フェノールカルボン酸類又はフェノールカルボン酸類とフェノール類との混合物をホルムアルデヒドと縮合させて得られる重合体等を使用できる。
ヒドロキシ基含有ビニル芳香族化合物とカルボキシル基含有重合性不飽和単量体との共重合体、及びヒドロキシ基含有ビニル芳香族化合物、カルボキシル基含有重合性不飽和単量体及び他の共重合可能な単量体との共重合体は、それぞれ所定の単量体を公知のラジカル重合反応に付すことにより、調製することができる。
上記ヒドロキシ基含有ビニル芳香族化合物としては、例えば、p−ヒドロキシスチレン、m−ヒドロキシスチレン、o−ヒドロキシスチレン、3−メトキシ−4−ヒドロキシスチレン、3,5−ジブロモ−4−ヒドロキシスチレン等が挙げられる。カルボキシル基含有重合性不飽和単量体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸等が挙げられる。また、他の共重合可能な単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル等の(メタ)アクリル酸のC〜C12アルキルエステル;(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシブチル等の(メタ)アクリル酸のC〜Cヒドロキシアルキルエステル;スチレン、α−メチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン等のビニル芳香族化合物;酢酸ビニル、(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、ビニルピロリドン等が挙げられる。これら単量体はそれぞれ単独で用いてもよく又は2種以上組合わせて用いてもよい。
また、フェノールカルボン酸類又はフェノールカルボン酸類とフェノール類との混合物を、ホルムアルデヒドと縮合させることにより得られる重合体は、公知の縮合反応により調製することができる。フェノールカルボン酸類としては、例えば、ヒドロキシ安息香酸、没食子酸、レゾルシン酸などが挙げられる。フェノール類としては、例えば、フェノール、モノ−又はジ−C〜C18アルキルフェノール、モノ−又はジ−C〜C18アルキルナフトール、レゾルシン、カテコール等が挙げられる。
樹脂(c)は、一般に、500〜100,000程度の範囲内の重量平均分子量を有していることが好ましい。一方、カルボキシル基の含有量は、樹脂1g当たりの酸価で表して、5〜700mgKOH/g程度の範囲内にあることが好ましい。また、ヒドロキシフェニル基の含有量は、樹脂1g当たりの水酸基価で表して、5〜600mgKOH/g程度の範囲内にあることが好ましい。カルボキシル基の含有量が5mgKOH/gより少ないと、塗膜の架橋度が十分でない場合があり、他方、700mgKOH/gを越えると、組成物の貯蔵安定性が低下する傾向がある。また、ヒドロキシフェニル基の含有量が5mgKOH/gより少ないと塗膜の架橋度が十分でないことがある。他方、600mgKOH/gを越えると、組成物の貯蔵安定性が低下する傾向がある。樹脂(c)の酸価は、10〜600mgKOH/g程度の範囲内にあることがより好ましい。また、樹脂(c)の水酸基価は、10〜550mgKOH/g程度の範囲内にあることがより好ましい。
さらに、樹脂(c)は、そのガラス転移温度(Tg)が0〜200℃程度の範囲内にあることが好適である。Tgが0℃未満であると、塗膜が粘着性を示し、ゴミやホコリなどがつきやすくなり、取り扱い難くなる傾向がある。また、Tgが200℃を超えると硬化塗膜が脆くなる傾向にある。Tgは、5〜200℃程度の範囲内にあるのがより好ましい。
熱硬化性樹脂組成物Iの調製
熱硬化性樹脂組成物Iにおいて、カルボキシル基及び/又はヒドロキシフェニル基を有する樹脂(A)と本発明ポリエポキシ化合物(B)との配合割合は、通常、樹脂(A)の固形分100重量部に対して、化合物(B)を1〜3,000重量部程度の範囲が好ましく、1.1〜2,500重量部程度の範囲がより好ましい。化合物(B)が1重量部未満では組成物の硬化性が不十分となる場合があり、一方3,000重量部を越えると、硬化膜中に未反応のエポキシ基が残り、未反応エポキシ化合物の析出や溶出がおこるので好ましくない。
本発明の熱硬化性樹脂組成物Iには、硬化促進剤を配合することができる。上記硬化促進剤としては、種々のカチオン部分を有する4級アンモニウム塩を挙げることができる。該4級アンモニウム塩としては、例えば、テトラアルキルアンモニウム塩、トリアルキルアラルキルアンモニウム塩等が入手し易い。ピリジン、ピペリジン、ピペラジン、モルホリンなどの含窒素複素環化合物の4級アンモニウム塩を用いてもよい。具体的にはテトラブチルアンモニウム、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、トリメチルベンジルアンモニウム、テトラプロピルアンモニウム、テトラヘキシルアンモニウム、テトラオクチルアンモニウム、テトラデシルアンモニウム、テトラヘキサデシルアンモニウム、トリエチルヘキシルアンモニウム、2−ヒドロキシエチルトリメチルアンモニウム(コリン)、メチルトリオクチルアンモニウム、セチルトリメチルアンモニウム、2−クロルエチルトリメチルアンモニウム、メチルピリジニウムなどが挙げられる。
4級アンモニウム塩のカウンターアニオンは、前記カチオン部分と安定な塩を形成するものから選ばれ、ハライド、カルボキシレート、スルホネート、サルフェート、ホスフェートなどが挙げられる。具体的にはアセテート、ラウレート、グリコレート、ベンゾエート、サリチレート、マレエート、フタレート、フロライド、クロライド、ブロマイド、アイオダイド、メタンスルホネート、p−トルエンスルホネート、ドデシルベンゼンスルホネート、トリフレート、ナイトレート、サルフェート、メトサルフェート、ホスフェート、ジ−t−ブチルホスフェートなどがある。
また、4級アンモニウム塩以外の硬化促進剤としては、例えば2−メチルイミダゾール、2,4−ジ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、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾールなどのイミダゾール化合物;トリエチルアミン、ベンジルジメチルアミン、α−メチルベンジルジメチルアミン、2−(ジメチルアミノメチル)フェノール、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7などの3級アミン化合物;ジルコニウムテトラメトキシド、ジルコニウムテトラプロポキシド、テトラキス(アセチルアセトナト)ジルコニウム、トリ(アセチルアセトナト)アルミニウムなどの有機金属化合物;トリフェニルホスフィン、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリ(p−メチルフェニル)ホスフィン、トリ(ノニルフェニル)ホスフィンなどの有機ホスフィン化合物等があげられる。
これらの硬化促進剤は、一種単独で使用しても、又は二種以上を併用してもよい。硬化促進剤の配合量は、カルボキシル基及び/又はヒドロキシフェニル基を有する樹脂(A)とポリエポキシ化合物(B)との合計固形分に対して、0.1〜10重量%程度が好ましい。
本発明の熱硬化性樹脂組成物Iは、必要に応じて、着色顔料、光輝性顔料、体質顔料等の顔料;無機充填剤等を含んでいてもよい。
着色顔料としては、例えば、二酸化チタン、酸化鉄、カーボンブラック等の無機顔料;フタロシアニンブルー、キナクリドンレッド、ペリレンレッド、フタロシアニングリーン等の有機顔料等を挙げることができる。光輝性顔料としては、例えば、アルミニウムフレーク、マイカフレーク、着色マイカフレーク等を挙げることができる。体質顔料としては、例えば、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、タルク、クレー等を挙げることができる。無機充填材としては、例えば、強化シリカ、酸化アルミニウム、窒化シリコン、窒化アルミニウム、シリカ被覆窒化アルミニウム、窒化ホウ素等が挙げられる。
本発明の熱硬化性樹脂組成物Iは、以上に述べた各成分を、公知の方法に従って、混合することにより、調製することができる。樹脂類は、有機溶剤溶液、エマルション等の形態である場合は、そのまま混合すればよい。また、顔料類を用いる場合は、分散用樹脂と混合してペースト状として用いてもよい。また、各成分の混合時に、必要に応じて、有機溶剤、水又はこれらの混合液を、加えてもよい。
本発明の熱硬化性樹脂組成物Iに使用される有機溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族系溶剤;酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸メトキシブチル、酢酸アミル、酢酸メチルセロソルブ、セロソルブアセテート、酢酸ジエチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸カルビトール等のエステル系溶剤;ジオキサン、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル等のエーテル系溶剤;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤等が挙げられる。これらの有機溶媒は、1種単独で、又は2種以上組み合わせて、使用することができる。
本発明の熱硬化性樹脂組成物Iは、有機溶剤型樹脂組成物であっても水性樹脂組成物であってもよい。また、樹脂組成物の固形分含量は、通常、20〜80重量%程度とするのがよい。
熱硬化性樹脂組成物II
本発明熱硬化性樹脂組成物IIは、前記ポリエポキシ化合物(B)をエポキシ樹脂成分とし、これに硬化剤(C)を配合してなる熱硬化性樹脂組成物である。
硬化剤(C)
硬化剤(C)は、ポリエポキシ化合物(B)の硬化剤として機能するものである。硬化剤(C)としては、具体的には、例えば、酸無水物、ポリカルボン酸、ポリフェノール化合物、窒素含有化合物、カチオン重合触媒、含硫黄化合物等を用いるのが好ましい。これらの硬化剤は、1種単独で、又は2種以上組合わせて、使用することができる。以下、好ましい硬化剤の具体例について説明する。
(1)酸無水物
酸無水物としては、例えば、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルナジック酸無水物、水素化メチルナジック酸無水物、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、フタル酸無水物、メチルシクロへキセンテトラカルボン酸二無水物、トリメリット酸無水物、ピロメリット酸無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、ドデセニル無水コハク酸、エチレングリコール無水トリメリット酸、クロレンディックアンハイドライド等を用いることができる。
(2)ポリカルボン酸化合物
ポリカルボン酸化合物としては、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、4,4´−ビフェニルジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、テトラクロロフタル酸、4,4´−ジフェニルメタンジカルボン酸、トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸などの芳香族多塩基酸;コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、スベリン酸、ピメリン酸、マレイン酸、フマール酸、イタコン酸、ブラシリン酸、シトラコン酸などの飽和及び不飽和脂肪族多塩基酸;ヘキサヒドロフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロトリメリット酸、メチルヘキサヒドロフタル酸、メチルヘキサヒドロテレフタル酸、テトラヒドロフタル酸、テトラヒドロイソフタル酸、メチルテトラヒドロフタル酸、エンドメチレンテトラヒドロフタル酸、メチルエンドメチレンテトラヒドロフタル酸、ヘキサクロロエンドメチレンテトラヒドロフタル酸などの脂環族多塩基酸を挙げることができる。また、上記多塩基酸のエステル形成性反応性誘導体、例えば、多塩基酸のジメチルエステル等の炭素数1〜6の低級アルキルエステルも多塩基酸成分として用いることができる。
熱硬化性樹脂組成物IIの硬化剤であるポリカルボン酸としては、熱硬化性樹脂組成物Iにおけるカルボキシル基及びヒドロキシフェニル基含有樹脂(a)、及びカルボキシル基含有樹脂(b)は、除かれる。但し、これらの樹脂(a)及び樹脂(b)以外のカルボキシル基含有樹脂は、硬化剤として使用することができる。
(3)ポリフェノール化合物
ポリフェノール化合物としては、例えば、レゾルシノール、ビスフェノール類、フェノール、クレゾール等の1置換フェノール誘導体とカルボニル化合物とを縮合反応させて得られるものを使用できる。ビスフェノール類としては、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールB、ビスフェノールF等が挙げられる。
熱硬化性樹脂組成物IIの硬化剤であるポリフェノール化合物としては、熱硬化性樹脂組成物Iにおけるカルボキシル基及びヒドロキシフェニル基含有樹脂(a)、及びヒドロキシフェニル基含有樹脂(c)は、除かれる。但し、これらの樹脂(a)及び樹脂(c)以外のポリフェノール系樹脂は、硬化剤として使用することができる。
(4)窒素含有化合物
窒素含有化合物としては、アミン系化合物、アミド系化合物、イミダゾール系化合物等を使用できる。
(i)アミン系化合物としては、芳香族アミン系化合物、脂肪族アミン系化合物、脂環族アミン系化合物、変性アミン系化合物等が挙げられる。
芳香族アミン系化合物としては、具体的には、メタキシレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、メタフェニレンジアミン、フルオレンジアミン、m−フェニレンジアミン、p,p´−アミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルフォン、ベンジルジメチルアミン等が挙げられる。
脂肪族アミン系化合物としては、具体的には、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ジエチルアミノプロピルアミン、ペンタンジアミン、アミノエチルピペラジン等が挙げられる。
脂環族アミン系化合物としては、具体的には、イソホロンジアミン、N−ジメチルシクロヘキシルアミン、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、4,4'−ジアミノジシクロヘキシルメタン等が挙げられる。
変性アミン系化合物としては、具体的には、ブチルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテルなどのモノエポキシ化合物とエチレンジアミンなどの脂肪族ポリアミンとの付加物;エチレンジアミンなどの脂肪族ポリアミンとエチレンオキサイドとの付加物;エチレンジアミンなどの脂肪族ポリアミンとアクリロニトリルとをシアノエチレーション反応させた付加物;ジエポキシ化合物にポリアミンを大過剰に反応させて得られるエポキシ化合物1分子にポリアミン2分子を付加させてなるアミン付加物;脂肪酸二量体とジアミンとの反応生成物;ケチミン、ポリアミド樹脂、BF−アミン錯体等が挙げられる。
(ii)アミド系化合物
アミド系化合物としては、例えば、ジシアンジアミド、アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド等が挙げられる。
(iii)イミダゾール系化合物
イミダゾール系化合物としては、イミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール等が挙げられる。
(5)カチオン重合触媒
硬化剤(C)としては、カチオン重合触媒も包含される。該触媒としては、例えば、芳香族ジアゾニウム、芳香族スルホニウム、芳香族ヨードニウム及びメタロセン系化合物のルイス酸塩が使用できる。ルイス酸成分としては、BF、PF、AsF、SbF、B(C等が使用できる。
(6)含硫黄化合物
硬化剤(C)として使用できる含硫黄化合物としては、例えば、チオコール(ポリスルフィド)、ポリメルカプタン等が挙げられる。
本発明で使用される硬化剤(C)としては、ヘキサヒドロフタル酸無水物、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物、メチルナジック酸無水物、マレイン酸無水物等の酸無水物;フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、4,4´−ビフェニルジカルボン酸等のポリカルボン酸;レゾルシノール、ビスフェノール等のポリフェノール化合物;アミン系化合物、アミド系化合物、イミダゾール系化合物等の窒素含有化合物;芳香族ジアゾニウムのルイス酸塩、芳香族スルホニウムのルイス酸塩、芳香族ヨードニウムのルイス酸塩、メタロセン系化合物のルイス酸塩等のカチオン重合触媒等が好ましい。更に、これらの酸無水物、ポリカルボン酸及び窒素含有化合物から選ばれる2種以上を組合わせたものが好ましい。
熱硬化性樹脂組成物IIの調製
本発明の熱硬化性樹脂組成物IIにおいて、硬化剤(C)の使用量は、ポリエポキシ化合物(B)100重量部に対して、0.1〜500重量部程度が好ましく、0.5〜400重量部程度がより好ましい。硬化剤(C)が0.1重量部未満では硬化物中に未反応のエポキシ基が残り、未反応エポキシ化合物の析出や溶出が起こる場合があり、一方500重量部を越えると組成物の硬化性が不十分となる場合があるので好ましくない。
本発明の熱硬化性樹脂組成物IIには、必要に応じて、硬化促進剤を配合することができる。硬化促進剤としては、イミダゾール化合物、3級アミン化合物、有機金属化合物、有機ホスフィン化合物等を挙げることができる。これらの各化合物の具体例としては、熱硬化性樹脂組成物Iに配合する硬化促進剤として例示したものを使用できる。
また、本発明の熱硬化性樹脂組成物IIが硬化剤(C)として酸無水物又はポリカルボン酸を用いている場合は、硬化促進剤として4級アンモニウム塩を配合することができる。4級アンモニウム塩及びそのカウンターアニオンの具体例としては、熱硬化性樹脂組成物Iに配合する硬化促進剤として例示したものを使用できる。
上記硬化促進剤を用いる場合の配合量は、ポリエポキシ化合物(B)100重量部に対して、0.01〜15重量部程度が好ましく、0.1〜10重量部程度がより好ましい。
本発明の熱硬化性樹脂組成物IIは、必要に応じて、着色顔料、光輝性顔料、体質顔料等の顔料;無機充填剤等を含んでいてもよい。これらの顔料及び無機充填材の具体例としては、熱硬化性樹脂組成物Iの成分として例示したものを使用できる。
本発明の熱硬化性樹脂組成物IIは、以上に述べた各成分を、公知の方法に従って、混合することにより、調製することができる。樹脂類は、有機溶剤溶液、エマルション等の形態である場合は、そのまま混合すればよい。また、顔料類を用いる場合は、分散用樹脂と混合してペースト状として用いてもよい。また、各成分の混合時に、必要に応じて、有機溶剤、水又はこれらの混合液を、加えてもよい。
本発明の熱硬化性樹脂組成物IIに使用される有機溶媒の具体例としては、熱硬化性樹脂組成物Iの調製において例示したものを使用できる。
本発明の熱硬化性樹脂組成物IIは、有機溶剤型樹脂組成物であっても水性樹脂組成物であってもよい。また、樹脂組成物の固形分含量は、通常、20〜80重量%程度とするのがよい。
熱硬化性樹脂組成物の用途、硬化物及びその除去方法
本発明の熱硬化性樹脂組成物I及びIIは、塗料、接着剤、印刷インキ、成形体などの材料として使用することができる。
本発明の熱硬化性樹脂組成物I及びII(以下、単に「熱硬化性樹脂組成物」ということがある。)は、その硬化物を硬化温度よりも高い温度に後加熱することにより除去できるので、リサイクル、リユースなどが必要な基材に、塗装、接着、印刷などを行う材料として用いるのが、好ましい。また、熱硬化性樹脂組成物を使用して塗膜、接着膜又は印刷膜を形成する方法は、それ自体公知の方法を採用することができる。
上記樹脂組成物を塗料として用いて得られる塗膜としては、例えば、自動車部品等の下塗り塗膜、中塗り塗膜又は上塗り塗膜等を挙げることができる。また、上記樹脂組成物を接着剤として用いて得られる接着膜としては、例えば、自動車用品、事務用品、家電製品、建材、エレクトニクス製品等の被着体を積層接着した場合の接着層を挙げることができる。
本発明の熱硬化性樹脂組成物を塗料、接着剤等として用いる場合の被塗物、被着体等としては、特に限定されないが、例えば、樹脂成形体、繊維類、金属系材料、無機系材料等を挙げることができる。
樹脂成形体からなる製品としては、例えば、自動車のバンパー、ホイールキャップ、サイドモールなどの自動車外装部品;インスツルメントパネル、レバー、内張りなどの自動車内装部品;掃除機、洗濯機、冷蔵庫、照明器具、オーディオ機器、エアコン、電子レンジ、掃除機、テレビ、パソコンなどの電気製品;カラーボックス、収納ケースなどの各種日用雑貨品等を挙げることができる。
金属材料からなる製品としては、例えば、自動車外装部品;パソコン等の電子機器;プリンター、複写機、電話等の事務用品;家具、建材、シーリング材等の住宅用品;液晶パネル、プラズマディスプレイ、半導体、プリント配線板、集積回路等のエレクトロニクス製品;二次電池などの電池のパッケージ;缶製品;自動車車体等を挙げることができる。
また、被塗物、被着体等を構成する素材としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのオレフィン系樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどの熱可塑性ポリエステル樹脂;ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリオキシメチレンなどのエンジニアリング樹脂;アクリロニトリル・スチレン共重合体、アクリロニトリル・スチレン・ブタジエン共重合体などのスチレン系樹脂;ポリエーテル樹脂;エポキシ樹脂;ポリウレタン樹脂;ABS樹脂;ゴム類;ナイロン、ポリエステル系繊維、アクリル系繊維、ポリウレタン系繊維、ビニロン等の合成繊維;綿、麻、絹などの天然繊維;ビスコースレーヨン、酢酸セルロースなどの半合成繊維;木材、紙、皮革等の天然材料;鉄、鋼鉄、金、銀、銅、アルミニウム、チタン、亜鉛、マグネシウム、錫等の金属類;ガラス、石膏、陶磁器、セラミックスなどの無機系材料等が挙げられる。これらの素材の内、特に、各種樹脂類及び金属類が好ましい。
本発明の熱硬化性樹脂組成物を、塗料、接着剤、インキ等として使用する場合の被塗物等への適用方法は、特に限定されない。該適用方法としては、例えば、エアスプレー塗装、エアレススプレー塗装、回転霧化塗装、静電塗装、カーテンコート塗装、バーコート塗装、スピン塗装、ロール塗装、カーテンウオール、グラビア印刷、凸版印刷、スクリーン印刷、刷毛塗装、浸漬塗装、電着塗装等の公知の塗装方法及び印刷方法を採用することができる。塗料、接着剤、インキ等として用いる組成物の塗布量は、通常、硬化膜厚として、5〜100μm程度となる量とするのが好ましい。
本発明の熱硬化性樹脂組成物の加熱硬化条件は、通常、25〜180℃程度で、5〜180分間程度とするのが好ましい。これにより、本発明組成物の硬化物が、硬化塗膜、硬化接着膜、硬化印刷層等として、被塗物上に形成される。
本発明の硬化物の除去方法は、上記した熱硬化性樹脂組成物を加熱硬化して得た硬化物を、加熱硬化させた温度よりも高い温度で該硬化物の全部又は一部を加熱して、ポリエポキシ化合物(B)に由来する第3級エステル結合を熱開裂した後、処理剤により又は処理剤によらずに加熱部分の該硬化物を除去する方法である。該処理剤としては、有機溶剤等が挙げられる。
上記除去方法により、被塗物、被着物等から硬化物を除去することにより、被塗物等のリサイクルが容易にできることになる。
本発明の熱硬化性樹脂組成物を塗料として使用し、被塗物上にその硬化塗膜が形成された場合に硬化塗膜の除去方法について、以下に説明する。
被塗物のリサイクル時に硬化塗膜を除去する場合には、硬化塗膜の加熱硬化温度以上、例えば、180〜300℃程度に、0.5〜60分間程度後加熱することにより、硬化塗膜中のポリエポキシ化合物(B)に由来する第3級エステル結合を熱開裂して、架橋構造を崩壊せしめ、次いで処理剤である有機溶剤に浸漬する方法等により、硬化塗膜を容易に除去することができる。これにより、廃棄物上に形成された硬化塗膜、硬化接着膜等を、容易に除去できる。
処理剤である有機溶剤としては、一般的な有機溶剤を使用できる。具体的には、例えば、ヘキサン、ヘプタン、石油ベンジン、シクロヘキサンなどの脂肪族炭化水素;ベンゼン、キシレン、エチルベンゼンなどの芳香族炭化水素;塩化メチレン、四塩化炭素、トリクロルエタン、クロロホルムなどのハロゲン系炭化水素;メタノール、エタノール、n−プロパノールなどのアルコール類;エチルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル類;、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類;蟻酸メチル、酢酸−n−プロピルなどのエステル類;エチレングリコールモノエチルエーテルなどの多価アルコール誘導体;酢酸などの脂肪酸類;フェノール、クレゾール、キシレノールなどのフェノール系溶剤;N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、N−メチルカプロラクタムなどの含窒素系溶剤;ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド、ジメチルスルホン、ジエチルスルホンなどの硫黄原子を含有する溶剤等が挙げられる。これらの有機溶剤は、一種単独で、又は二種類以上を混合して、使用することができる。
本発明によれば、下記の如き顕著な効果が奏される。
(1)本発明のポリエポキシ化合物は、メチルグリシジル基、グリシジル基等の反応性が高いオレフィンオキシド基を有しているので、これを含む熱硬化性樹脂組成物の硬化性に優れる。特に、一般式(II)のポリエポキシ化合物は、1分子中に、メチルグリシジル基、グリシジル基等のオレフィンオキシド基を2〜8個有することにより、上記硬化性組成物の硬化性により優れる。
(2)また、本発明のポリエポキシ化合物は、熱開裂性に優れる、一般式(I)で表される第3級エステル基を有することにより、上記熱硬化性樹脂組成物の硬化物である硬化塗膜等の熱分解性に優れるので、後加熱により硬化物を容易に除去できる。特に、一般式(II)のポリエポキシ化合物は、1分子中に、該第3級エステル基を2〜8個有することにより、上記硬化性塗膜等の熱分解性により優れる。
(3)従って、本発明の熱硬化性樹脂組成物によれば、被塗物、被着物等に当該組成物を塗布し、加熱して形成させた硬化塗膜等を、被塗物等のリサイクル時に、硬化温度よりも高い温度にて後加熱することにより、分解せしめ、有機溶剤等により容易に除去することができる。これにより、硬化塗膜等が付着した樹脂廃材、金属廃材等から、簡便な工程でしかも特別な装置を必要とすることなく、硬化塗膜等を容易に除去できるので、例えば自動車、電子機器、缶製品等のリサイクルに多大の貢献をすることができる。
実施例1で得られたポリエポキシ化合物のNMRスペクトルである。
実施例1で得られたポリエポキシ化合物のIRスペクトルである。
以下、製造例、実施例及び比較例を示し、本発明を更に詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。各例中、部及び%は、原則として、重量基準である。
製造例1
4−アリルオキシ−2−メチル−ブタン−2−オールの製造
5リットルのガラス製容器内を窒素置換した後、水素化ナトリウム67.2gを入れ、更に脱水テトラヒドロフランを2,000ml入れた。3−メチル−1,3−ブタンジオール192.5gを、発生する水素を確認しながら除々に滴下した。滴下終了後、室温にて1晩攪拌した。次に、アリルクロライド235.7gを入れた。その後、3日間攪拌した。反応終了後、ロータリーエバポレーターにより反応溶媒であるテトラヒドロフランを除去した。反応溶液中へ、800mlの水を投入し残存水素化ナトリウムを失活させ、そこへヘキサン1,200mlを入れ反応生成物の抽出を行った。このヘキサンによる抽出工程を合計3回行った。
次に、有機層を無水硫酸マグネシウムにて乾燥させた後、濃縮した。濃縮した生成物を、減圧蒸留(1torr 60℃)して、4−アリルオキシ−2−メチル−ブタン−2−オール200gを得た。
製造例2
カルボキシル基含有樹脂(A―1)の製造
アクリル酸7.8部、メチルメタクリレート50部、エチルアクリレート12.2部、フェノキシエチレングリコールアクリレート(東亜合成(株)製、商品名「アロニックスM−101」)30部、及び重合開始剤としてターシャリーブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート(日本油脂(株)製、商品名「パーブチル0」)1部よりなる混合物を、常法により、共重合して、カルボキシル基含有アクリル樹脂(A−1)を得た。この樹脂の重量平均分子量は60,000で、酸価は60mgKOH/gで、ガラス転移点は44℃、固形分60%であった。
製造例3
カルボキシル基及びヒドロキシフェニル基含有樹脂(A−2)の製造
o−ヒドロキシ安息香酸600部、o−クレゾール900部、30%フォルマリン1,145部、脱イオン水130部及び蓚酸6.5部をフラスコに入れ、60分還流させた。次いで、15%塩酸を13.5部加え40分還流させた後、400部の約15℃脱イオン水を加え、内容物を約50℃に保ち樹脂を沈降させた。更に400部の脱イオン水を加え50℃で樹脂を洗浄した後、水層を除去し、更に同様な洗浄操作を3度繰り返した後、減圧下に約120℃で乾燥してカルボキシル基及びヒドロキシフェニル基含有樹脂(A−2)を得た。この樹脂の重量平均分子量は約650、酸価は157mgKOH/g、水酸基価は303mgKOH/gで、ガラス転移点は130℃であった。
実施例1
ポリエポキシ化合物の製造及び硬化性評価
(1)オレフィン結合及び第3級エステル基を有する化合物の製造
攪拌機、還流冷却器、温度計及び1本の滴下漏斗を備えた2リットルのフラスコに、テレフタル酸クロライド40gと塩化メチレン(溶剤)400mlとを仕込んだ。該滴下漏斗内へ、4−アリルオキシ−2−メチル−ブタン−2−オール200g、ピリジン40ml、ジメチルアミノピリジン4.8g及び塩化メチレン100mlの混合溶液を仕込んだ。
この滴下漏斗から該混合溶液を、室温下1時間で滴下した。滴下終了後、室温にて1週間攪拌を続けた。攪拌終了後、析出物をろ過により除去し、冷却した2N塩酸500mlにて残存ピリジン、ジメチルアミノピリジンを中和し、分離除去した。その後、10重量%の炭酸水素ナトリウム水溶液200mlにて洗浄を2回繰り返し、無水硫酸マグネシウムにて乾燥後、溶剤を留去した。溶剤を留去して得られた粗生成物を、高真空薄膜蒸留装置(真空機工(株)製、卓上型高真空排気装置「VPC−050」及び空冷式油拡散ポンプ「DPF−050」を使用)にて、加熱溶媒として2−エチル−1−ヘキサノールを用い、2Paにて蒸留精製を行った。その結果、目的とするビス(3−アリルオキシ−1,1−ジメチルプロピル)テレフタレートを57.7g得た。
(2)第3級エステル基を有するグリシジルエーテル化合物の製造
攪拌機、還流冷却器、温度計及び1本の滴下漏斗を備えた1リットルのフラスコに、ビス(3−アリルオキシ−1,1−ジメチルプロピル)テレフタレート20gと塩化メチレン(溶剤)50mlを入れて5℃以下へ冷却した。滴下漏斗内に、3−クロロ過安息香酸39gと塩化メチレン300mlの溶液を入れ、これを2時間にて滴下した。室温にて12時間攪拌し、反応を完了させた。反応終了後に、反応液を氷浴にて10℃に冷却し、チオ硫酸ナトリウム水溶液(1N)を加え、室温に戻した後、1時間攪拌した。
その後、塩化メチレン200mlを加え分液処理し、有機層(塩化メチレン層)を、水酸化ナトリウム水溶液(0.5N)で洗浄し、続いて塩化ナトリウム水溶液で中性になるまで洗浄した。その後、洗浄した有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、塩化メチレンを留去して、ビス(3−グリシジルプロピルオキシ−1,1−ジメチルプロピル)テレフタレート23gを得た。このポリエポキシ化合物の収率は98%で、液クロマトグラフィーで測定した純度は98%以上であった。また、このポリエポキシ化合物は無色の液状物質であり、エポキシ当量は230であった。
(3)上記(2)で得たポリエポキシ化合物を、NMRスペクトル(核磁気共鳴スペクトル)及びIRスペクトル(赤外吸収スペクトル)により、分析した。分析方法は下記の通りである。
1.NMRスペクトル
反応生成物のNMRスペクトルは、テトラメチルシランを基準物質とし、重ジメチルスルホキシドを溶媒として用いて、日本電子製「EX400FT−IR」(400MHz)にてH−NMRスペクトルのデータを得た。
2.IRスペクトル
IRスペクトルは、反応生成物を臭化カリウム板に塗布し、日本分光社製フーリエ変換赤外分光光度計「FT/IR−610」で測定した。
図1に、生成物のNMRスペクトルの結果を示す。図1においてH−NMRスペクトルのシグナルは、次の通りである。
δ(ppm):8.02(s 2H)、
δ(ppm):3.63〜3.74(m 3H)、
δ(ppm):3.33〜3.78(m 1H)、
δ(ppm):3.11(m 1H)、
δ(ppm):2.76(m 1H)、
δ(ppm):2.57〜2.59(m 1H)、
δ(ppm):2.25(t 2H J=6.8)、
δ(ppm):1.64(s 6H)。
図2に、生成物のIRスペクトルの結果を示す。図2において、吸収波長は次の通りである。
2977cm−1:C-H構造による吸収、
2929cm−1:C-H構造による吸収、
1714cm−1:C=O構造による吸収、
1283cm−1:C-O-C構造による吸収、
1119cm−1:C-O-C構造による吸収、
1017cm−1:C-O-C構造による吸収、
911cm−1:エポキシC-O-C構造による吸収、
843cm−1:エポキシC-O-C構造による吸収。
以上の分析結果から、上記反応で得られた反応生成物は、式2
Figure 0004994041
で表される本発明のポリエポキシ化合物であることが確認できた。
(4)硬化性の評価
得られたビス(3−グリシジルプロピルオキシ−1,1−ジメチルプロピル)テレフタレート14gに、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸9.4g、2−エチル−4−イミダゾール0.1gを混合して、本発明の熱硬化性樹脂組成物を得た。この組成物を、ブリキ板とテトラフロロエチレン板の間の100μmのギャップに、注入し、熱風乾燥炉にて160℃で30分間加熱して、硬化塗膜を得た。
硬化性の評価は、ブリキ板とテトラフルオロエチレン板の間から分離させた硬化塗膜を、アセトン還流下で2時間溶剤抽出を行い、溶剤抽出後の残存塗膜の重量変化(残膜率、%)により評価した。その結果残膜率は96.5%であった。
また、別途、前記と同様にして得た硬化塗膜を、220℃で10分間、熱風乾燥炉にて後加熱したあと、上記と同様に溶剤抽出を行ったところ、残膜率は6%であり220℃程度の比較的低温にて、塗膜が分解することが確認できた。
比較例1
ビスフェノールAジグリシジルエーテル20gに、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸17.8g、2−エチル−4−イミダゾール0.2gを混合して、比較用の熱硬化性組成物を得た。この組成物を、ブリキ板とテトラフロロエチレン板の間の100μmのギャップに、注入し、熱風乾燥炉にて160℃で30分間加熱して、硬化塗膜を得た。
硬化性の評価は、前記同様に、ブリキ板とテトラフルオロエチレン板の間から分離させた硬化塗膜を、アセトン還流下で2時間溶剤抽出を行い、溶剤抽出後の残存塗膜の重量変化(残膜率、%)により評価した。その結果残膜率は98.6%であった。
また、別途、前記と同様にして得た硬化塗膜を、220℃で10分間、熱風乾燥炉にて後加熱したあと、上記と同様に溶剤抽出を行ったところ、残膜率は98.5%であり、220℃程度の加熱では、塗膜が分解しないことが判った。
熱硬化性樹脂組成物Iの調製
実施例2
カルボキシル基含有アクリル樹脂(A−1)100部、実施例1で得た式2のポリエポキシ化合物24部及びテトラブチルアンモニウムブロミド0.7部を、シクロヘキサノン223部に溶解して、本発明の熱硬化性樹脂組成物を得た。
この樹脂組成物をブリキ板上に、硬化膜厚10μmになるようにバーコーターにて塗布し、140℃で30分間加熱して、塗膜を硬化させた。得られた硬化塗膜についてラビング試験を行った。
次に、この硬化塗膜付きブリキ板を、220℃で10分間加熱処理を行った後、アセトンに浸漬した脱脂綿にてラビング試験を行った。
実施例3
ヒドロキシフェニル基含有樹脂(重量平均分子量1,200、水酸基価519mgKOH/g)100部、実施例1で得た式2のポリエポキシ化合物187部及び2−エチル−4−イミダゾール2部を、シクロヘキサノン223部に溶解して、本発明の熱硬化性樹脂組成物を得た。
この樹脂組成物を、ブリキ板上に、硬化膜厚10μmになるようにバーコーターにて塗布し、140℃で30分間加熱して塗膜を硬化させた。得られた硬化塗膜のラビング試験を行った。
次に、この硬化塗膜付きブリキ板を、220℃で10分間加熱処理を行った後、同様にラビング試験を行った。
実施例4
カルボキシル基及びヒドロキシフェニル基含有樹脂(A−2)100部、実施例1で得た式2のポリエポキシ化合物192部及びテトラブチルアンモニウムブロミド0.7部を、シクロヘキサノン223部に溶解して、本発明の熱硬化性樹脂組成物を得た。
この樹脂組成物を、ブリキ板上に、硬化膜厚10μmになるようにバーコーターにて塗布し、140℃で30分間加熱して、塗膜を硬化させた。得られた硬化塗膜のラビング試験を行った。
次に、この硬化塗膜付きブリキ板を、220℃で10分間加熱処理を行った後、同様にラビング試験を行った。
比較例2
カルボキシル基含有アクリル樹脂(A−1)100部、ビスフェノールAジグリシジルエーテル18部及びテトラブチルアンモニウムブロミド0.7部を、シクロヘキサノン223部に溶解して、比較用の熱硬化性樹脂組成物を得た。
この樹脂組成物を、ブリキ板上に、硬化膜厚10μmになるようにバーコーターにて塗布し、140℃で30分間加熱して塗膜を硬化させた。得られた硬化塗膜のラビング試験を行った。
次に、この硬化塗膜付きブリキ板を、220℃で10分間加熱処理を行った後、同様にラビング試験を行った。
比較例3
ヒドロキシフェニル基含有樹脂(重量平均分子量1,200、水酸基価519mgKOH/g)100部、ビスフェノールAジグリシジルエーテル142部及び2−エチル−4−イミダゾール2部を、シクロヘキサノン223部に溶解して、比較用の熱硬化性樹脂組成物を得た。
この樹脂組成物を、ブリキ板上に、硬化膜厚10μmになるようにバーコーターにて塗布し、140℃で30分間加熱して塗膜を硬化させた。得られた硬化塗膜のラビング試験を行った。
次に、この硬化塗膜付きブリキ板を、220℃で10分間加熱処理を行った後、同様にラビング試験を行った。
比較例4
カルボキシル基及びヒドロキシフェニル基含有樹脂(A−2)100部、ビスフェノールAジグリシジルエーテル102部及びテトラブチルアンモニウムブロミド0.7部を、シクロヘキサノン223部に溶解して、比較用の熱硬化性樹脂組成物を得た。
この樹脂組成物を、ブリキ板上に、硬化膜厚10μmになるようにバーコーターにて塗布し、140℃で30分間加熱して塗膜を硬化させた。得られた硬化塗膜のラビング試験を行った。
次に、この硬化塗膜付きブリキ板を、220℃で10分間加熱処理を行った後、同様にラビング試験を行った。
実施例2〜4及び比較例2〜4におけるラビング試験の方法は、下記の通りである。
ラビング試験:硬化塗膜表面を、アセトンに浸漬した脱脂綿を用いて、往復30回を最大回数として、ラビングした。評価は、塗膜表面にキズが発生しない回数で示す。
ラビング試験の結果を表1に示す。
Figure 0004994041
熱硬化性樹脂組成物IIの調製
実施例5
実施例1で得た式2のポリエポキシ化合物100部及びメチルヘキサヒドロ無水フタル酸67部、2−エチル−4−イミダゾール1部を、混合して、本発明の熱硬化性樹脂組成物を得た。
この樹脂組成物を、ブリキ板とテトラフロロエチレン板との間の100μmのギャップに、注入し、熱風乾燥炉にて160℃で30分間加熱して、硬化させた。組成物の硬化性の評価は、ブリキ板とテトラフルオロエチレン板の間から分離させた硬化塗膜を、アセトン還流下で2時間溶剤抽出を行い、溶剤抽出後の残存塗膜の重量変化(残膜率、%)により評価した。
また、硬化塗膜の熱分解性を次のように評価した。即ち、別途、上記と同様にして得た硬化塗膜を、220℃で10分間、熱風乾燥炉にて後加熱したあと、上記と同様に溶剤抽出を行い、溶剤抽出後の残存塗膜の重量変化(残膜率、%)により評価した。
実施例6
実施例1で得た式2のポリエポキシ化合物100部及びm−キシレンジアミン30部を、混合して、本発明の熱硬化性樹脂組成物を得た。
この樹脂組成物を、ブリキ板とテトラフロロエチレン板との間の100μmのギャップに、注入し、熱風乾燥炉にて120℃で30分間加熱して、硬化させた。
組成物の硬化性の評価及び硬化塗膜の熱分解性の評価は、実施例5と同様にして行った。
実施例7
実施例1で得た式2のポリエポキシ化合物100部、テレフタル酸37部及びテトラブチルアンモニウムブロミド1部を、混合して、本発明の熱硬化性樹脂組成物を得た。
この樹脂組成物を、ブリキ板とテトラフロロエチレン板との間の100μmのギャップに、注入し、熱風乾燥炉にて160℃で30分間加熱して、硬化させた。
組成物の硬化性の評価及び硬化塗膜の熱分解性の評価は、実施例5と同様にして行った。
実施例8
実施例1で得た式2のポリエポキシ化合物100部及びビスフェノールA51部、2−エチル−4−イミダゾール1部を、混合して、本発明の熱硬化性樹脂組成物を得た。
この樹脂組成物を、ブリキ板とテトラフロロエチレン板との間の100μmのギャップに、注入し、熱風乾燥炉にて160℃で30分間加熱して、硬化させた。
組成物の硬化性の評価及び硬化塗膜の熱分解性の評価は、実施例5と同様にして行った。
比較例5
ビスフェノールAジグリシジルエーテル100部及びメチルヘキサヒドロ無水フタル酸89部及び2−エチル−4−イミダゾール1部を、混合して、比較用の熱硬化性樹脂組成物を得た。
この樹脂組成物を、ブリキ板とテトラフロロエチレン板との間の100μmのギャップに、注入し、熱風乾燥炉にて160℃で30分間加熱して、硬化させた。
組成物の硬化性の評価及び硬化塗膜の熱分解性の評価は、実施例5と同様にして行った。
比較例6
ビスフェノールAジグリシジルエーテル100部及びm−キシレンジアミン40部を、混合して、比較用の熱硬化性樹脂組成物を得た。
この樹脂組成物を、ブリキ板とテトラフロロエチレン板との間の100μmのギャップに、注入し、熱風乾燥炉にて120℃で30分間加熱して、硬化させた。
組成物の硬化性の評価及び硬化塗膜の熱分解性の評価は、実施例5と同様にして行った。
比較例7
ビスフェノールAジグリシジルエーテル100部、テレフタル酸49部及びテトラブチルアンモニウムブロミド2部を、混合して、比較用の熱硬化性樹脂組成物を得た。
この樹脂組成物を、ブリキ板とテトラフロロエチレン板との間の100μmのギャップに、注入し、熱風乾燥炉にて160℃で30分間加熱して、硬化させた。
組成物の硬化性の評価及び硬化塗膜の熱分解性の評価は、実施例5と同様にして行った。
比較例8
ビスフェノールAジグリシジルエーテル100部、ビスフェノールA67部及び2−エチル−4−イミダゾール1部を、混合して、比較用の熱硬化性樹脂組成物を得た。
この樹脂組成物を、ブリキ板とテトラフロロエチレン板との間の100μmのギャップに、注入し、熱風乾燥炉にて160℃で30分間加熱して、硬化させた。
組成物の硬化性の評価及び硬化塗膜の熱分解性の評価は、実施例5と同様にして行った。
実施例5〜8及び比較例5〜8の各樹脂組成物の成分配合、各組成物の硬化性の評価及び硬化塗膜の熱分解性の評価の結果を、表2に示す。
Figure 0004994041

Claims (25)

  1. 1分子中に2個以上のオレフィンオキシド基及び1個以上の一般式(I)
    Figure 0004994041
    で表される第3級エステル基を有し、重量平均分子量が200〜45,000の範囲内であるポリエポキシ化合物であって、
    一般式(II)
    Figure 0004994041
    (式中、nは2〜8の整数を示し、mは0又は1の整数を示す。R 及びR は、それぞれ独立して、炭素数1〜24個の1価の有機基を示す。R 、R 及びR は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜6個の低級アルキル基、炭素数1〜4個の低級アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基又はニトロ基を示す。Rは、炭素数1〜24個の2価の有機基を示す。Aは、炭素数1〜24個の2〜8価の有機基を示す。)で表されるポリエポキシ化合物
  2. Rが、エーテル結合を有する有機基である請求項に記載のポリエポキシ化合物。
  3. ポリエポキシ化合物が、以下の式1〜5で表されるポリエポキシ化合物からなる群より選ばれる1つの化合物である請求項1又は2に記載のポリエポキシ化合物。
    式1
    Figure 0004994041
    式2
    Figure 0004994041
    式3
    Figure 0004994041
    式4
    Figure 0004994041
    式5
    Figure 0004994041
  4. オレフィン結合を有する第3級アルコールと、
    (a)一般式(III)
    Figure 0004994041
    (式中、Yはハロゲン原子を示す。)で表されるハロホルミル基を1分子中に2個以上有する化合物、(b)ポリカルボン酸及び(c)酸無水物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物とをエステル化反応させて、オレフィン結合及び第3級エステル基を有する中間体を製造し、次いで該中間体のオレフィン結合を酸化してオレフィンオキシド基及び第3級エステル基を有する化合物を得ることを特徴とするポリエポキシ化合物の製造方法。
  5. オレフィン結合を有する第3級アルコールが、一般式(IV)
    Figure 0004994041
    (式中、mは0又は1の整数を示す。R及びRは、それぞれ独立して、炭素数1〜24個の1価の有機基を示す。R、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜6個の低級アルキル基、炭素数1〜4個の低級アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基又はニトロ基を示す。Rは、炭素数1〜24個の2価の有機基を示す。)で表される化合物である請求項に記載のポリエポキシ化合物の製造方法。
  6. オレフィン結合を有する第3級アルコールが、一般式(V)
    Figure 0004994041
    (式中、m’は0又は1の整数を示し、R’は炭素数1〜22個の2価の有機基を示す。R、R、R、R、及びRは、前記と同じ。)で表されるアリルエーテル系化合物である請求項に記載のポリエポキシ化合物の製造方法。
  7. (A)カルボキシル基及び/又はヒドロキシフェニル基を有する樹脂、並びに
    (B)請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリエポキシ化合物
    を含有する熱硬化性樹脂組成物。
  8. 上記樹脂(A)が、重量平均分子量500〜100,000、ガラス転移点0〜200℃、且つ酸価5〜700mgKOH/gのカルボキシル基含有樹脂(a)、重量平均分子量500〜100,000、ガラス転移点0〜200℃、且つ水酸基価5〜600mgKOH/gのヒドロキシフェニル基含有樹脂(b)、並びに重量平均分子量500〜100,000、ガラス転移点0〜200℃、酸価5〜700mgKOH/g、且つ水酸基価5〜600mgKOH/gのカルボキシル基及びヒドロキシフェニル基含有樹脂(c)からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂である請求項に記載の熱硬化性樹脂組成物。
  9. 上記樹脂(A)とポリエポキシ化合物(B)との配合割合が、樹脂(A)100重量部に対して、化合物(B)1〜3,000重量部である請求項7又は8に記載の熱硬化性樹脂組成物。
  10. 請求項7〜9のいずれか1項に記載の熱硬化性樹脂組成物を加熱硬化させて得られる硬化物。
  11. 請求項10に記載の硬化物を、180〜300℃で該硬化物の全部又は一部を加熱して、ポリエポキシ化合物(B)に由来する第3級エステル結合を熱開裂した後、処理剤により又は処理剤によらずに加熱部分の該硬化物を除去することを特徴とする硬化物の除去方法。
  12. 処理剤が、有機溶剤である請求項11に記載の硬化物の除去方法。
  13. 硬化物が、廃棄物上に形成された硬化塗膜又は硬化接着膜である請求項11又は12に記載の硬化物の除去方法。
  14. (B)請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリエポキシ化合物、及び
    (C)硬化剤
    を含有する熱硬化性樹脂組成物。
  15. 硬化剤(C)が、酸無水物、ポリカルボン酸、ポリフェノール化合物、窒素含有化合物、カチオン重合触媒及び含硫黄化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物である請求項14に記載の熱硬化性樹脂組成物。
  16. 酸無水物が、ヘキサヒドロフタル酸無水物、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物、メチルナジック酸無水物及びマレイン酸無水物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物である請求項15に記載の熱硬化性樹脂組成物。
  17. ポリカルボン酸が、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸及び4,4´−ビフェニルジカルボン酸からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物である請求項15に記載の熱硬化性樹脂組成物。
  18. ポリフェノール化合物が、レゾルシノール及びビスフェノール類からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物である請求項15に記載の熱硬化性樹脂組成物。
  19. 窒素含有化合物が、アミン化合物、アミド化合物及びイミダゾール化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物である請求項15に記載の熱硬化性樹脂組成物。
  20. カチオン重合触媒が、芳香族ジアゾニウムのルイス酸塩、芳香族スルホニウムのルイス酸塩、芳香族ヨードニウムのルイス酸塩及びメタロセン系化合物のルイス酸塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物である請求項15に記載の熱硬化性樹脂組成物。
  21. ポリエポキシ化合物(B)と硬化剤(C)との配合割合が、ポリエポキシ化合物(B)100重量部に対して、硬化剤(C)0.1〜500重量部である請求項14〜20のいずれか1項に記載の熱硬化性樹脂組成物。
  22. 請求項14〜21のいずれか1項に記載の熱硬化性樹脂組成物を加熱硬化させて得られる硬化物。
  23. 請求項22に記載の硬化物を、180〜300℃で該硬化物の全部又は一部を加熱して、ポリエポキシ化合物(B)に由来する第3級エステル結合を熱開裂した後、処理剤により又は処理剤によらずに加熱部分の該硬化物を除去することを特徴とする硬化物の除去方法。
  24. 処理剤が、有機溶剤である請求項23に記載の硬化物の除去方法。
  25. 硬化物が、廃棄物上に形成された硬化塗膜又は硬化接着膜である請求項23又は24に記載の硬化物の除去方法。
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