JP5099402B2 - Water-based epoxy resin composition - Google Patents

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Description

本発明は、良好な水分散性、造膜性を示し、防食性に優れた塗膜を得ることが出来る水性エポキシ樹脂組成物に関する。   The present invention relates to an aqueous epoxy resin composition that exhibits good water dispersibility and film-forming properties and can provide a coating film with excellent anticorrosion properties.

一般に、エポキシ樹脂組成物は機械的特性、電気的特性に優れ、接着性、耐溶剤性、耐水性、耐熱性等が良好な硬化物が得られることから、電気・電子部品の絶縁材料、接着剤、塗料、土木建築用等に広く用いられている。   In general, epoxy resin compositions have excellent mechanical and electrical properties, and cured products with good adhesion, solvent resistance, water resistance, heat resistance, etc. can be obtained. Widely used in chemicals, paints, civil engineering and other applications.

特に塗料用途等においては、各種の有機溶剤を用いた溶剤希釈タイプが一般的であったが、近年、大気汚染防止、作業環境改善等を含めた地球環境保全の観点から揮発性有機化合物(VOC)総量規制の実施の方向へ進んでいる。このため、有機溶剤を使用しない水性エポキシ樹脂組成物が注目を浴びている。水性エポキシ樹脂組成物は、作業環境、取り扱い作業性などの面で有利であり、水性エポキシ樹脂組成物に用いられる硬化剤の開発も活発に行われている。   Especially for paint applications, solvent dilution types using various organic solvents were common, but in recent years, volatile organic compounds (VOC) have been used from the viewpoint of global environmental conservation including air pollution prevention and work environment improvement. ) Progress toward the implementation of total volume regulation. For this reason, the water-based epoxy resin composition which does not use an organic solvent attracts attention. The aqueous epoxy resin composition is advantageous in terms of work environment, handling workability, and the like, and development of a curing agent used in the aqueous epoxy resin composition has been actively conducted.

従来、水性エポキシ樹脂用硬化剤としてはポリアミン化合物にエポキシ化合物を付加させた変性ポリアミンが知られているが、このような変性ポリアミンは、エポキシ化合物の付加率が小さい場合には水に対する分散性・溶解性が比較的良好であるものの、得られる硬化物の防食性が悪く、一方、該付加率を大きくすると防食性は改善されるものの水に対する分散性・溶解性が不十分となる課題を抱えている。   Conventionally, a modified polyamine obtained by adding an epoxy compound to a polyamine compound is known as a curing agent for an aqueous epoxy resin. However, such a modified polyamine can be dispersed in water when the addition rate of the epoxy compound is small. Although the solubility is relatively good, the resulting cured product has poor anticorrosion properties.On the other hand, increasing the addition rate has the problem that the anticorrosion properties are improved but the dispersibility and solubility in water are insufficient. ing.

上記課題の改良手段としては、例えば、オキシプロピレン鎖を有するポリアミン化合物を、オキシプロピレン鎖を有する特定のポリグリシジルエーテル化合物で変性した水性エポキシ樹脂用硬化剤が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。しかしながら、前記特許文献1に提案された水性エポキシ樹脂用硬化剤を用いて得られる硬化塗膜は、依然としてその耐水性が実用レベルではなく、更なる改良が求められている。   As a means for improving the above problem, for example, a curing agent for an aqueous epoxy resin obtained by modifying a polyamine compound having an oxypropylene chain with a specific polyglycidyl ether compound having an oxypropylene chain has been proposed (for example, Patent Document 1). reference.). However, the cured coating film obtained using the aqueous epoxy resin curing agent proposed in Patent Document 1 still has a water resistance that is not at a practical level, and further improvements are required.

特開平9−227658号公報(第3−6頁)JP-A-9-227658 (pages 3-6)

従って、本発明は、エポキシ樹脂(A)とアミン系硬化剤(B)とを含有する水性エポキシ樹脂組成物において、従来のオキシプロピレン鎖を有するポリアミン化合物変性した水性エポキシ樹脂用硬化剤と比較して、良好な水分散性、造膜性を示し、防食性に優れた塗膜を得ることが出来る水性エポキシ樹脂組成物を提供することにある。   Therefore, the present invention is an aqueous epoxy resin composition containing an epoxy resin (A) and an amine curing agent (B), compared with a conventional curing agent for an aqueous epoxy resin modified with a polyamine compound having an oxypropylene chain. Another object of the present invention is to provide an aqueous epoxy resin composition that exhibits good water dispersibility and film-forming properties and that can provide a coating film with excellent anticorrosion properties.

本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、アミン系硬化剤として、側鎖に特定のオニウム塩構造を有する2官能性エポキシ樹脂とポリアミン化合物とを反応させて得られるエポキシアダクト化合物を用いることにより、水分散性・造膜性に優れ、防食性が良好である硬化塗膜が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have obtained an epoxy adduct compound obtained by reacting a bifunctional epoxy resin having a specific onium salt structure in the side chain with a polyamine compound as an amine curing agent. As a result, it was found that a cured coating film having excellent water dispersibility and film-forming property and good anticorrosion properties was obtained, and the present invention was completed.

即ち本発明は、エポキシ樹脂(A)とアミン系硬化剤(B)とを含有する水性エポキシ樹脂組成物であり、該アミン系硬化剤(B)が、ポリアミン化合物(b−1)と、下記一般式(1)で表される構造を有し、且つ分子両末端がエポキシ基である2官能性エポキシ基含有樹脂(b−2)とを反応させて得られる化合物であることを特徴とする水性エポキシ樹脂組成物を提供するものである。〔式(1)中、R、R、R、R、R、はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基であり、R、R、R、はそれぞれ独立に炭素数1〜4のアルキル基であり、Rは水素原子又はメチル基であり、Xは単結合又は炭素数1〜4のアルキレン鎖であり、Qは窒素原子又はリン原子であり、Yは塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子又は水酸基である。〕 That is, the present invention is an aqueous epoxy resin composition containing an epoxy resin (A) and an amine curing agent (B), and the amine curing agent (B) comprises a polyamine compound (b-1), It is a compound obtained by reacting a bifunctional epoxy group-containing resin (b-2) having a structure represented by the general formula (1) and having both molecular terminals as epoxy groups. An aqueous epoxy resin composition is provided. [In Formula (1), R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 6 , R 7 , R 8 , Each independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R is a hydrogen atom or a methyl group, X is a single bond or an alkylene chain having 1 to 4 carbon atoms, Q is a nitrogen atom or a phosphorus atom, Y is a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom or a hydroxyl group. ]

Figure 0005099402
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本発明により、エポキシ樹脂と混合した場合に良好な水分散性を示す水性エポキシ樹脂用硬化剤を提供することが出来、しかも、その水性エポキシ樹脂組成物を用いて得られる塗膜は防食性等に優れていることから、塗料、接着剤、繊維集束剤、コンクリートプライマー等に好適に用いることができる。   According to the present invention, it is possible to provide a curing agent for an aqueous epoxy resin that exhibits good water dispersibility when mixed with an epoxy resin, and the coating film obtained using the aqueous epoxy resin composition has anticorrosion properties, etc. Therefore, it can be suitably used for paints, adhesives, fiber sizing agents, concrete primers and the like.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で用いるエポキシ樹脂(A)は、分子内にエポキシ基を有する化合物であればよく、その構造等に特に制限はない。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AD型エポキシ樹脂、ビスフェノールS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、p−tert−ブチルフェノールノボラック型エポキシ樹脂、ノニルフェノールノボラック型エポキシ樹脂、t−ブチルカテコール型エポキシ樹脂等の多価エポキシ樹脂等が挙げられ、更に1価のエポキシ樹脂としては、ブタノール等の脂肪族アルコール、炭素数11〜12の脂肪族アルコール、フェノール、p−エチルフェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、p−ターシャリブチルフェノール、s−ブチルフェノール、ノニルフェノール、キシレノール等の1価フェノール類とエピハロヒドリンとの縮合物、ネオデカン酸等の1価カルボン酸とエピハロヒドリンとの縮合物等が挙げられ、グリシジルアミンとしては、ジアミノジフェニルメタンとエピハロヒドリンとの縮合物等、多価脂肪族エポキシ樹脂としては、例えば、大豆油、ヒマシ油等の植物油のポリグリシジルエーテルが挙げられ、多価アルキレングリコール型エポキシ樹脂としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、グリセリン、エリスリトール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、トリメチロールプロパンとエピハロヒドリンとの縮合物等、更には特開2005−239928号公報記載の水性エポキシ樹脂等が挙げられ、これらは1種類で用いても、2種類以上を併用しても良い。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The epoxy resin (A) used in the present invention may be a compound having an epoxy group in the molecule, and the structure thereof is not particularly limited. For example, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol AD type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolak type epoxy resin, p-tert-butylphenol novolak type epoxy resin, nonylphenol novolak Type epoxy resins, polyvalent epoxy resins such as t-butylcatechol type epoxy resins, etc., and monovalent epoxy resins include aliphatic alcohols such as butanol, aliphatic alcohols having 11 to 12 carbon atoms, phenol, Monohydric phenols such as p-ethylphenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, p-tertiarybutylphenol, s-butylphenol, nonylphenol, xylenol and the like. A condensate with halohydrin, a condensate of monovalent carboxylic acid such as neodecanoic acid and epihalohydrin, and the like. Examples of glycidylamine include a condensate of diaminodiphenylmethane and epihalohydrin. And polyglycidyl ethers of vegetable oils such as soybean oil and castor oil, and polyvalent alkylene glycol type epoxy resins include ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, glycerin, erythritol , Polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, a condensate of trimethylolpropane and epihalohydrin, and further, an aqueous epoxy resin described in JP-A-2005-239928, and the like. These can be used in one kind, or may be used in combination of two or more.

前記エポキシ樹脂(A)は、必要に応じて有機溶剤や非反応性希釈剤等を加えて液状化・低粘度化したものであっても、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル化合物等の界面活性剤を用いて予め乳化した乳化エポキシ樹脂であってもよい。   Even if the epoxy resin (A) is liquefied and reduced in viscosity by adding an organic solvent or a non-reactive diluent as necessary, a surfactant such as a polyoxyethylene alkylphenyl ether compound is used. An emulsified epoxy resin emulsified in advance may be used.

これらの中でも、水性エポキシ樹脂組成物の硬化性が良好であり、且つ得られる硬化塗膜の防食性に優れる点から、ビスフェノール型エポキシ樹脂、t−ブチルカテコール型エポキシ樹脂を用いることが好ましく、特にビスフェノール型エポキシ樹脂を用いることが好ましい。   Among these, it is preferable to use a bisphenol type epoxy resin or a t-butylcatechol type epoxy resin from the viewpoint of good curability of the aqueous epoxy resin composition and excellent corrosion resistance of the resulting cured coating film. It is preferable to use a bisphenol type epoxy resin.

本発明で用いるアミン系硬化剤(B)は、側鎖に特定のオニウム塩構造を有する2官能性エポキシ基含有樹脂(b−2)と、ポリアミン化合物(b−1)とを更に反応させたエポキシアダクト化合物である。このようなアミン系硬化剤(B)を用いることによって、水性エポキシ樹脂用硬化剤が従来抱えていた問題である組成物の水分散性の確保と、硬化塗膜の防食性を兼備することが出来るものである。   The amine-based curing agent (B) used in the present invention is obtained by further reacting the bifunctional epoxy group-containing resin (b-2) having a specific onium salt structure in the side chain with the polyamine compound (b-1). It is an epoxy adduct compound. By using such an amine-based curing agent (B), it is possible to combine the water dispersibility of the composition, which has been a problem with aqueous epoxy resin curing agents, and the corrosion resistance of the cured coating film. It is possible.

前記ポリアミン化合物(b−1)としては、特に限定されるものではなく、脂肪族ポリアミン、芳香族ポリアミン、複素環式ポリアミン等やそれらのエポキシ付加物、マンニッヒ変性化物、ポリアミドの変性物等を使用することが可能である。例えば、メチレンジアミン、エチレンジアミン、1,2−ジアミノプロパン、1,3−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノブタン、1,5−ジアミノペンタン、1,6−ジアミノヘキサン、1,7−ジアミノヘプタン、1,8−ジアミノオクタン、1,9−ジアミノノナン、1,10−ジアミノデカン等、ジエチレントリアミン、ジプロピレントリアミン、トリエチレンテトラミン、トリプロピレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、テトラプロピレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ノナエチレンデカミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン等、テトラ(アミノメチル)メタン、テトラキス(2−アミノエチルアミノメチル)メタン、1,3−ビス(2’−アミノエチルアミノ)プロパン、トリエチレン−ビス(トリメチレン)ヘキサミン、ビス(3−アミノエチル)アミン、ビスヘキサメチレントリアミン等、1,4−シクロヘキサンジアミン、4,4’−メチレンビスシクロヘキシルアミン、4,4’−イソプロピリデンビスシクロヘキシルアミン、ノルボルナジアミン、ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、ジアミノジシクロヘキシルメタン、イソホロンジアミン、メンセンジアミン等、ビス(アミノアルキル)ベンゼン、ビス(アミノアルキル)ナフタレン、ビス(シアノエチル)ジエチレントリアミン、o−キシリレンジアミン、m−キシリレンジアミン、p−キシリレンジアミン、フェニレンジアミン、ナフチレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジエチルフェニルメタン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、2,4’−ジアミノビフェニル、2,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ジアミノビフェニル、ビス(アミノメチル)ナフタレン、ビス(アミノエチル)ナフタレン等、N−メチルピペラジン、モルホリン、1,4−ビス−(8−アミノプロピル)−ピペラジン、ピペラジン−1,4−ジアザシクロヘプタン、1−(2’−アミノエチルピペラジン)、1−[2’−(2”−アミノエチルアミノ)エチル]ピペラジン、1,11−ジアザシクロエイコサン、1,15−ジアザシクロオクタコサン等が挙げられ、単独でも2種以上の混合物としても使用することが出来る。   The polyamine compound (b-1) is not particularly limited, and aliphatic polyamines, aromatic polyamines, heterocyclic polyamines, epoxy adducts thereof, Mannich modified products, polyamide modified products, and the like are used. Is possible. For example, methylenediamine, ethylenediamine, 1,2-diaminopropane, 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, 1,5-diaminopentane, 1,6-diaminohexane, 1,7-diaminoheptane, 1 , 8-diaminooctane, 1,9-diaminononane, 1,10-diaminodecane, etc., diethylenetriamine, dipropylenetriamine, triethylenetetramine, tripropylenetetramine, tetraethylenepentamine, tetrapropylenepentamine, pentaethylenehexamine, nonaethylene Decamine, trimethylhexamethylenediamine, etc., tetra (aminomethyl) methane, tetrakis (2-aminoethylaminomethyl) methane, 1,3-bis (2′-aminoethylamino) propane, triethylene-bis (trime Len) hexamine, bis (3-aminoethyl) amine, bishexamethylenetriamine, etc., 1,4-cyclohexanediamine, 4,4′-methylenebiscyclohexylamine, 4,4′-isopropylidenebiscyclohexylamine, norbornadiamine Bis (aminomethyl) cyclohexane, diaminodicyclohexylmethane, isophoronediamine, mensendiamine, etc., bis (aminoalkyl) benzene, bis (aminoalkyl) naphthalene, bis (cyanoethyl) diethylenetriamine, o-xylylenediamine, m-xylylenediamine Amine, p-xylylenediamine, phenylenediamine, naphthylenediamine, diaminodiphenylmethane, diaminodiethylphenylmethane, 2,2-bis (4-aminophenyl) propane, 4, '-Diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminobenzophenone, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 2,2'-dimethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 2,4'- Diaminobiphenyl, 2,3′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 3,3′-dimethoxy-4,4′-diaminobiphenyl, bis (aminomethyl) naphthalene, bis (aminoethyl) naphthalene, etc., N- Methylpiperazine, morpholine, 1,4-bis- (8-aminopropyl) -piperazine, piperazine-1,4-diazacycloheptane, 1- (2′-aminoethylpiperazine), 1- [2 ′-(2 "-Aminoethylamino) ethyl] piperazine, 1,11-diazacycloeicosane, 1,15-di" Azacyclooctacosane and the like can be mentioned, and they can be used alone or as a mixture of two or more.

これらの中でも、硬化性に優れる点から脂肪族ポリアミンであることが好ましく、得られる硬化物の機械的物性に優れる点からメタキシリレンジアミン、イソホロンジアミン、トリエチレンテトラミンを用いることが好ましい。   Among these, aliphatic polyamines are preferable from the viewpoint of excellent curability, and metaxylylenediamine, isophoronediamine, and triethylenetetramine are preferably used from the viewpoint of excellent mechanical properties of the resulting cured product.

前記一般式(1)中の側鎖の末端にあるオニウム塩構造によって、分子に親水性を付与し、また、主鎖中の芳香族骨格によって、得られる加工物(硬化物)の物性、特に機械的物性の低下を防止することが可能である。   The onium salt structure at the end of the side chain in the general formula (1) imparts hydrophilicity to the molecule, and the physical properties of the processed product (cured product) obtained by the aromatic skeleton in the main chain, particularly It is possible to prevent a decrease in mechanical properties.

前記2官能性エポキシ樹脂(b−1)のエポキシ当量としては、特に制限させるものではないが、塗料用途等に用いた際の耐食性と基材への密着性に優れ、且つ水性エポキシ樹脂組成物としたときの保存安定性に優れる点から、200〜6000g/eqであることが好ましく、特に230〜5000g/eqであることが好ましい。   Although it does not restrict | limit especially as an epoxy equivalent of the said bifunctional epoxy resin (b-1), it is excellent in the corrosion resistance at the time of using for a coating use etc., and the adhesiveness to a base material, and is an aqueous | water-based epoxy resin composition. From the viewpoint of excellent storage stability, it is preferably 200 to 6000 g / eq, and particularly preferably 230 to 5000 g / eq.

前記一般式(1)で表される構造の中でも、後述する製造方法で合成する場合の、工業的原料入手の容易性や、水性エポキシ樹脂組成物としたときの保存安定性及び得られる加工物の耐食性等に優れる点から、前記一般式(1)中のR、R、R、Rが水素原子であり、R、R、R、Rがメチル基であり、Qが窒素原子であり、Yが塩素原子又は水酸基であることが好ましく、また、Xはエチレン鎖であることが好ましく、更に、Rは水素原子であることが好ましい。 Among the structures represented by the general formula (1), when synthesized by the production method described later, the availability of industrial raw materials, the storage stability when an aqueous epoxy resin composition is obtained, and the obtained processed product R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 in the general formula (1) are hydrogen atoms, and R 5 , R 6 , R 7 , and R 8 are methyl groups. Q is preferably a nitrogen atom, Y is preferably a chlorine atom or a hydroxyl group, X is preferably an ethylene chain, and R is preferably a hydrogen atom.

前記一般式(1)で表される構造を有する2官能性エポキシ基含有樹脂(b−2)としては、下記一般式(3)   As the bifunctional epoxy group-containing resin (b-2) having the structure represented by the general formula (1), the following general formula (3)

Figure 0005099402
Figure 0005099402

〔式(3)中、R〜R、R、X、Q、Yは前記と同じであり、pは繰り返し数の平均値であって0〜50である。〕
で表される化合物や、下記一般式(4)
[In Formula (3), R < 1 > -R < 8 >, R, X, Q, and Y are the same as the above, p is an average value of the number of repetitions, and is 0-50. ]
Or a compound represented by the following general formula (4)

Figure 0005099402
Figure 0005099402

〔式(4)中、R〜R、R、X、Q、Yは前記と同じであり、Aは前記一般式(1)で表される構造とは異なる、1分子中に2個の水酸基又はカルボキシル基を有する化合物の残基であり、q及びrは繰り返し数の平均値であって、それぞれ独立にq=0〜45、r=0〜55である。尚、それぞれの繰り返し単位はランダムに結合していることを示す。〕
で表される化合物を挙げることができる。
[In the formula (4), R 1 to R 8 , R, X, Q, and Y are the same as described above, and A is different from the structure represented by the general formula (1). Of the compound having a hydroxyl group or a carboxyl group, q and r are average values of the number of repetitions, and q = 0 to 45 and r = 0 to 55, respectively. In addition, it shows that each repeating unit has couple | bonded at random. ]
The compound represented by these can be mentioned.

前記一般式(3)及び(4)中のR、R、R、Rが水素原子であり、R、R、R、Rがメチル基であり、Qが窒素原子であり、Yが塩素原子又は水酸基である化合物は、前述のように、保存安定性や、得られる加工物の耐食性等に優れる点から好ましいものである。 In the general formulas (3) and (4), R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are hydrogen atoms, R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are methyl groups, and Q is a nitrogen atom. The compound in which Y is a chlorine atom or a hydroxyl group is preferable from the viewpoint of excellent storage stability, corrosion resistance of the obtained workpiece, and the like, as described above.

更に、前記一般式(3)及び(4)で表される化合物を合成する際の工業的原料入手が容易である点から、前記一般式(3)及び(4)中のXとしてはエチレン鎖であることが好ましく、同様にRとしては水素原子であることが好ましい。   Furthermore, X in the general formulas (3) and (4) is an ethylene chain because it is easy to obtain industrial raw materials when synthesizing the compounds represented by the general formulas (3) and (4). Similarly, R is preferably a hydrogen atom.

又、前記一般式(4)中のqとrとの比q/rが、20/80〜95/5であることが、水性エポキシ樹脂組成物としたときの保存安定性と水希釈性に優れる点から好ましいものであり、特に前記比率として30/70〜80/20であることが好ましい。   In addition, the q / r ratio q / r in the general formula (4) is 20/80 to 95/5 in terms of storage stability and water dilution when an aqueous epoxy resin composition is used. It is preferable from the point of being excellent, and it is preferable that it is 30 / 70-80 / 20 especially as said ratio.

又、前記一般式(4)中のAは2官能のヒドロキシ化合物や2官能のカルボン酸から水素原子を除いた2価の残基であるが、前記一般式(4)で表される化合物を用いて得られる水性エポキシ樹脂組成物を用いた加工物の機械的物性(強度)や、塗料用等に用いた際の基材との密着性に優れる点から、芳香環上に置換基を有していてもよいビスフェノール類の残基であることが好ましく、特にビスフェノールAの残基であることが好ましい。   A in the general formula (4) is a divalent residue obtained by removing a hydrogen atom from a bifunctional hydroxy compound or a bifunctional carboxylic acid, and the compound represented by the general formula (4) It has a substituent on the aromatic ring from the viewpoint of excellent mechanical properties (strength) of processed products using water-based epoxy resin compositions obtained by using them and adhesion to substrates when used for coatings, etc. It is preferably a residue of bisphenols which may be used, particularly a residue of bisphenol A.

本発明の水性エポキシ樹脂組成物に用いる2官能性エポキシ基含有樹脂(b−2)の製造方法としては、特に限定されるものではないが、本発明の製造方法であることが、原料入手の容易性や工業的生産に優れる点で好ましいものである。   Although it does not specifically limit as a manufacturing method of bifunctional epoxy group containing resin (b-2) used for the water-based epoxy resin composition of this invention, It is raw material acquisition that it is a manufacturing method of this invention. This is preferable in terms of ease and excellent industrial production.

以下、本発明の製造方法について詳述する。
本発明の製造方法は、まず、本発明の下記一般式(5)で表される、本発明の新規カチオン基含有2官能性ヒドロキシ化合物(a1)を合成することから始めることが好ましい。本発明の2官能性ヒドロキシ化合物としては、特に得られるエポキシ樹脂が低粘度であって、且つ水性エポキシ樹脂組成物としたときの保存安定性に優れる点から、前記一般式(5)中のR、R、R、Rが水素原子であり、R、R、R、Rがメチル基であり、Qが窒素原子であり、Yが塩素原子又は水酸基であることが好ましい。
Hereafter, the manufacturing method of this invention is explained in full detail.
The production method of the present invention preferably starts with synthesizing the novel cationic group-containing bifunctional hydroxy compound (a1) of the present invention represented by the following general formula (5) of the present invention. As the bifunctional hydroxy compound of the present invention, R in the general formula (5) is particularly preferable because the obtained epoxy resin has low viscosity and excellent storage stability when used as an aqueous epoxy resin composition. 1 , R 2 , R 3 , R 4 are hydrogen atoms, R 5 , R 6 , R 7 , R 8 are methyl groups, Q is a nitrogen atom, and Y is a chlorine atom or a hydroxyl group preferable.

Figure 0005099402
Figure 0005099402

〔式(5)中、R、R、R、R、Rは、それぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基であり、R、R、Rはれぞれ独立に炭素数1〜4のアルキル基であり、Rは水素原子又はメチル基であり、Xは単結合又は炭素数1〜4のアルキレン鎖であり、Qは窒素原子又はリン原子であり、Yは塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子又は水酸基である。) Wherein (5), R 1, R 2, R 3, R 4, R 5 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 6, R 7, R 8 Cloudy Each independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R is a hydrogen atom or a methyl group, X is a single bond or an alkylene chain having 1 to 4 carbon atoms, and Q is a nitrogen atom or a phosphorus atom. , Y is a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom or a hydroxyl group. )

前記一般式(5)で表される2官能性ヒドロキシ化合物(a1)は、下記一般式(2)   The bifunctional hydroxy compound (a1) represented by the general formula (5) is represented by the following general formula (2)

Figure 0005099402
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〔式(2)中、R、R、R、R、Rは同一でも異なっても良い、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基であり、Xは単結合又は炭素数1〜4のアルキレン鎖である。〕
で表される水酸基とカルボキシル基とを有する化合物(x1)と、四級オニウム塩含有エポキシ化合物(x2)とを反応させることによって製造することが好ましい。
[In the formula (2), R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 may be the same or different, and are a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and X is a single bond or a carbon number. 1 to 4 alkylene chains. ]
It is preferable to manufacture by making the compound (x1) which has a hydroxyl group and a carboxyl group represented by these, and a quaternary onium salt containing epoxy compound (x2) react.

前記一般式(2)で表される化合物(x1)としては、例えば、無触媒あるいは触媒の存在下、オルソクレゾール、2,6−キシレノール、オルソブチルフェノールなどのオルソ位に置換基を有していても良いフェノール類と、2−オキソプロパン酸、3−オキソブタン酸、3−アセチルプロピオン酸、グリオキシル酸などの1分子中にカルボキシル基とこれとは独立したカルボニル基を含有する化合物との反応によって得ることが出来る。前記触媒としては、種々のものが使用できるが、例えば、酸性触媒としては塩酸、硫酸、リン酸などの無機酸、メタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、シュウ酸などの有機酸、三弗化ホウ素、無水塩化アルミニウム、塩化亜鉛などのルイス酸を挙げることができ、塩基性触媒としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化カルシウム等のアルカリ(土類)金属水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属炭酸塩などが挙げられる。これら触媒の使用量は特に限定されるものではないが、原料として用いるオルソ位に置換基を有していてもよいフェノール類に対して0.1〜30重量%用いるのが好ましい。前記触媒の形態も特に限定されず、水溶液であっても、固形のまま使用しても良い。   As the compound (x1) represented by the general formula (2), for example, it has a substituent at an ortho position such as orthocresol, 2,6-xylenol, orthobutylphenol in the presence of no catalyst or a catalyst. It is obtained by reacting a good phenol with a compound containing a carboxyl group and a carbonyl group independent of this in one molecule such as 2-oxopropanoic acid, 3-oxobutanoic acid, 3-acetylpropionic acid, and glyoxylic acid. I can do it. Various catalysts can be used as the catalyst. Examples of the acidic catalyst include inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid and phosphoric acid, organic acids such as methanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid and oxalic acid, and trifluoride. Examples include Lewis acids such as boron, anhydrous aluminum chloride, and zinc chloride. Examples of basic catalysts include alkali (earth) metal hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, and calcium hydroxide. And alkali metal carbonates such as sodium carbonate and potassium carbonate. Although the usage-amount of these catalysts is not specifically limited, It is preferable to use 0.1-30 weight% with respect to the phenols which may have a substituent in the ortho position used as a raw material. The form of the catalyst is not particularly limited, and may be an aqueous solution or a solid.

前記反応は無溶剤下で、あるいは有機溶剤の存在下で行うことができる。用いる有機溶剤としては、例えば、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、トルエン、キシレン、メチルイソブチルケトン等が挙げられ、単独でも、2種以上を混合して用いても良い。有機溶剤の使用量としては、用いる原料の総重量に対して通常50〜300重量%、好ましくは100〜250重量%である。反応温度としては通常40〜180℃、反応時間は通常1〜10時間である。また、反応中に生成する水は系外に分留管などを用いて留去することは、反応を速やかに行う上で好ましい。   The reaction can be performed in the absence of a solvent or in the presence of an organic solvent. Examples of the organic solvent to be used include methyl cellosolve, ethyl cellosolve, toluene, xylene, methyl isobutyl ketone, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. The amount of the organic solvent used is usually 50 to 300% by weight, preferably 100 to 250% by weight, based on the total weight of the raw materials used. The reaction temperature is usually 40 to 180 ° C., and the reaction time is usually 1 to 10 hours. Further, it is preferable to distill off the water produced during the reaction by using a fractionating tube or the like outside the system in order to carry out the reaction quickly.

また、前記反応によって得られる化合物(x1)の着色が大きい場合は、それを抑制するために、酸化防止剤や還元剤を添加しても良い。前記酸化防止剤としては特に限定されないが、例えば、2,6−ジアルキルフェノール誘導体などのヒンダードフェノール系化合物、2価のイオウ系化合物、3価のリン原子を含む亜リン酸エステル系化合物などを挙げることができる。又、前記還元剤としては特に限定されないが、例えば次亜リン酸、亜リン酸、チオ硫酸、亜硫酸、ハイドロサルファイトまたはこれら塩などが挙げられる。   Moreover, when the coloring of the compound (x1) obtained by the said reaction is large, in order to suppress it, you may add antioxidant and a reducing agent. Although it does not specifically limit as said antioxidant, For example, hindered phenol type compounds, such as a 2, 6- dialkyl phenol derivative, a bivalent sulfur type compound, a phosphite type compound containing a trivalent phosphorus atom, etc. Can be mentioned. The reducing agent is not particularly limited, and examples thereof include hypophosphorous acid, phosphorous acid, thiosulfuric acid, sulfurous acid, hydrosulfite, and salts thereof.

反応終了後、反応混合物のpH値が3〜7、好ましくは5〜7になるまで中和あるいは水洗処理を行う。中和処理や水洗処理の方法については特に制限されず、例えば、酸性触媒を用いた場合は水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、アンモニア、トリエチレンテトラミン、アニリン等の塩基性物質を、塩基性触媒を用いた場合は塩酸、第一リン酸水素ナトリウム、蓚酸等の酸性物質を中和剤として用いることができる。   After completion of the reaction, the reaction mixture is neutralized or washed with water until the pH value of the reaction mixture becomes 3 to 7, preferably 5 to 7. There are no particular restrictions on the method of neutralization treatment or water washing treatment. For example, when an acidic catalyst is used, basic substances such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, ammonia, triethylenetetramine, aniline, When a neutral catalyst is used, acidic substances such as hydrochloric acid, sodium hydrogen phosphate, and oxalic acid can be used as a neutralizing agent.

中和あるいは水洗処理を行った後、減圧加熱下で溶剤及び未反応物を留去することによって、前記化合物(x1)を得ることが出来る。   After the neutralization or washing treatment, the compound (x1) can be obtained by distilling off the solvent and unreacted substances under heating under reduced pressure.

この様にして得られる化合物(x1)の中でも、得られる2官能性エポキシ樹脂の水溶性に優れ、水性エポキシ樹脂組成物とした時の保存安定性に優れる点、得られる化合物の耐食性・機械的強度等に優れる点から、前記一般式(2)中のR、R、R、Rが水素原子であり、Rがメチル基であることが好ましく、又、前記一般式(2)中のXがエチレン鎖であることが好ましく、ジフェノール酸であることがもっとも好ましい。尚、ジフェノール酸としては、大塚化学株式会社から市販されているので、該市販品をそのまま使用することが可能である。 Among the compounds (x1) obtained in this manner, the bifunctional epoxy resin obtained is excellent in water solubility and excellent in storage stability when made into an aqueous epoxy resin composition, and the corrosion resistance / mechanical properties of the resulting compound. From the viewpoint of excellent strength and the like, it is preferable that R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 in the general formula (2) are hydrogen atoms and R 5 is a methyl group, and the general formula (2 X is preferably an ethylene chain, and most preferably diphenolic acid. In addition, since diphenolic acid is commercially available from Otsuka Chemical Co., Ltd., the commercially available product can be used as it is.

前記四級オニウム塩含有エポキシ化合物(x2)としては、例えば、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、ビニル基を有する脂環式モノエポキシド等のエポキシ基含有ビニルモノマーと、4級オニウム塩を有するアクリル酸モノマー、4級オニウム塩を有するメタクリル酸モノマー等の4級オニウム塩を有するビニルモノマーとの共重合物や、下記一般式(6)で表される化合物が挙げられる。   Examples of the quaternary onium salt-containing epoxy compound (x2) include, for example, glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, epoxy group-containing vinyl monomers such as alicyclic monoepoxide having a vinyl group, and acrylic acid having a quaternary onium salt. Examples thereof include a copolymer of a monomer and a vinyl monomer having a quaternary onium salt such as a methacrylic acid monomer having a quaternary onium salt, and a compound represented by the following general formula (6).

Figure 0005099402
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〔式(6)中、Rは水素原子又はメチル基であり、Qは窒素原子又はリン原子であり、Yは塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子であり、R、R、Rは同一でも異なっても良い炭素数1〜4のアルキル基である。〕 [In Formula (6), R is a hydrogen atom or a methyl group, Q is a nitrogen atom or a phosphorus atom, Y is a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom, and R 6 , R 7 , and R 8 are the same. However, it is a C1-C4 alkyl group which may differ. ]

前記ビニル基を有する脂環式モノエポキシドとしては、例えば、セロキサイド2000(商品名:ダイセル化学工業株式会社製)が挙げられ、4級オニウム塩を有するアクリル酸モノマーとしては、例えば、DMAEA−Q(株式会社興人製、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート−メチルクロライド塩、79%水溶液)や、DMAPAA−Q(株式会社興人製、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド−メチルクロライド塩、75%水溶液)等が挙げられる。   Examples of the alicyclic monoepoxide having a vinyl group include Celoxide 2000 (trade name: manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.). Examples of the acrylic acid monomer having a quaternary onium salt include, for example, DMAEA-Q ( Kojin Co., Ltd., N, N-dimethylaminoethyl acrylate-methyl chloride salt, 79% aqueous solution) and DMAPAA-Q (Kojin Co., Ltd., N, N-dimethylaminopropylacrylamide-methyl chloride salt, 75% Aqueous solution) and the like.

また、エポキシ基含有ビニルモノマーと、アクリルアミドや3級アミンを有するアクリルモノマーを共重合させた後に、アルキルハライドで4級塩化した化合物も使用することができる。   Further, a compound obtained by copolymerizing an epoxy group-containing vinyl monomer with an acrylic monomer having acrylamide or tertiary amine and then quaternized with an alkyl halide can also be used.

これらの中でも、得られる2官能性エポキシ樹脂の水溶性に優れ、水性エポキシ樹脂組成物としたときの保存安定性に優れる点から、前記一般式(6)で表される化合物を用いることが好ましく、特に入手が容易である点から、前記一般式(6)中のR、R、Rがそれぞれ同一または異なる炭素原子数1〜4の直鎖状のアルキル基である化合物を用いることが好ましく、Rが水素原子、Qが窒素原子、R、R、Rがメチル基であり、Xが塩素原子であるSY−GTA80[商品名、阪本薬品工業株式会社製、NV=80%水溶液、エポキシ当量(固形分):151g/eq]を用いることが最も好ましい。 Among these, it is preferable to use the compound represented by the general formula (6) from the viewpoint that the obtained bifunctional epoxy resin is excellent in water solubility and excellent in storage stability when used as an aqueous epoxy resin composition. In particular, from the viewpoint of easy availability, a compound in which R 1 , R 2 and R 3 in the general formula (6) are the same or different linear alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms is used. SY-GTA80 [trade name, manufactured by Sakamoto Pharmaceutical Co., Ltd., NV = 80, wherein R is a hydrogen atom, Q is a nitrogen atom, R 1 , R 2 , R 3 are methyl groups, and X is a chlorine atom] % Aqueous solution, epoxy equivalent (solid content): 151 g / eq] is most preferred.

前記一般式(2)で表される化合物(x1)と前記四級オニウム塩含有エポキシ化合物(x2)との反応方法としては、前記化合物(x1)中のカルボキシル基と前記四級オニウム塩含有エポキシ化合物(x2)中のグリシジル基とを優先的に反応させるものであれば良く、無触媒下あるいは触媒存在下で行うことができるが、触媒を使用すると前記一般式(2)で表される化合物(x1)中のフェノール性水酸基と前記四級オニウム塩含有エポキシ化合物(x2)中のグリシジル基とが反応する副反応が起こりやすく、又、四級オニウム塩含有エポキシ化合物(x2)の重合反応が進行し易くなる点を鑑みると、無触媒下で反応させる方法が好ましい。   As a reaction method of the compound (x1) represented by the general formula (2) and the quaternary onium salt-containing epoxy compound (x2), a carboxyl group in the compound (x1) and the quaternary onium salt-containing epoxy are used. Any compound that preferentially reacts with the glycidyl group in the compound (x2) may be used, and the reaction can be carried out in the absence of a catalyst or in the presence of a catalyst. When a catalyst is used, the compound represented by the general formula (2) A side reaction in which the phenolic hydroxyl group in (x1) and the glycidyl group in the quaternary onium salt-containing epoxy compound (x2) react easily occurs, and the polymerization reaction of the quaternary onium salt-containing epoxy compound (x2) occurs. In view of the tendency to proceed, a method of reacting in the absence of a catalyst is preferable.

しかしながら、前記化合物(x1)と前記エポキシ化合物(x2)の組み合わせによっては、反応が速やかに進行しない等の問題が生じることがあり、適当な触媒を使用することも可能である。使用しうる触媒としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化カルシウム等のアルカリ(土類)金属水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属炭酸塩、ブトキシリチウム、メトキシナトリウム等の金属アルコラート、塩化リチウム、塩化アルミニウム等のルイス酸およびルイス酸とトリフェニルホスフィンオキサイド等のルイス塩基との混合物、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、ベンジルトリブチルアンモニウム等のクロライド、ブロマイド、ヨーダイド、テトラメチルホスホニウム、テトラエチルホスホニウム、テトラブチルホスホニウム、ベンジルトリブチルホスホニウム等のクロライド、ブロマイド、ヨーダイド、アセテート等の4級アンモニウム塩、トリエチルアミン、N,N−ジメチルベンジルアミン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン等の3級アミン類、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のイミダゾール類等が挙げられる。2種以上の触媒を併用しても構わない。触媒の使用量としては、通常、前記化合物(x1)に対して、5ppm(重量基準)〜2重量%の範囲で使用され、好ましくは20ppm(重量基準)〜0.5重量%である。これら触媒の形態も特に限定されず、適当な溶剤に希釈してもよいし、水溶液の形態で使用してもよいし、固形の形態で使用しても構わない。   However, depending on the combination of the compound (x1) and the epoxy compound (x2), there may be a problem that the reaction does not proceed rapidly, and an appropriate catalyst can be used. Examples of catalysts that can be used include alkali (earth) metal hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide and calcium hydroxide, alkali metal carbonates such as sodium carbonate and potassium carbonate, and butoxy lithium. Metal alcoholates such as methoxysodium, Lewis acids such as lithium chloride and aluminum chloride, and mixtures of Lewis acids and Lewis bases such as triphenylphosphine oxide, chlorides such as tetramethylammonium, tetraethylammonium, tetrabutylammonium and benzyltributylammonium , Bromide, iodide, tetramethylphosphonium, tetraethylphosphonium, tetrabutylphosphonium, benzyltributylphosphonium chloride, bromide, iodide, acetate, etc. Tertiary amines such as quaternary ammonium salts, triethylamine, N, N-dimethylbenzylamine, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane And imidazoles such as 2-ethyl-4-methylimidazole and 2-phenylimidazole. Two or more kinds of catalysts may be used in combination. The amount of the catalyst used is usually in the range of 5 ppm (weight basis) to 2 wt%, preferably 20 ppm (weight basis) to 0.5 wt%, relative to the compound (x1). The form of these catalysts is not particularly limited, and the catalyst may be diluted with an appropriate solvent, used in the form of an aqueous solution, or used in a solid form.

前記反応を行う際の反応温度としては、適度な反応速度と、副反応の抑制の点から30〜70℃の範囲であることが好ましい。   The reaction temperature for carrying out the reaction is preferably in the range of 30 to 70 ° C. from the viewpoint of an appropriate reaction rate and suppression of side reactions.

又、前記反応は無溶剤下で、あるいは溶剤の存在下で行うことができる。前記溶剤としては、前記化合物(x1)と前記エポキシ化合物(x2)とを均一に溶解し、且つ、化合物(x1)、エポキシ化合物(x2)および反応生成物である、前記一般式(5)で表される2官能性ヒドロキシ化合物(a1)に対して不活性であれば特に限定されるものではなく、例えば、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール等のアルコール類、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、デカリン等の炭化水素類、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸n−アミル、エトキシエチルプロピロネート、3−メトキシブチルアセテート、メトキシプロピルアセテート、セロソルブアセテート等のエステル類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、プロピルセロソルブ、ブチルセロソルブ、イソブチルセロソロブ、tert−ブチルセロソロブ等のセロソルブ類、モノグライム、ジグライム、トリグライム等のグライム類、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エチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノイソブチルエーテル、プロピレングリコールモノ−tert−ブチルエーテル等、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド等の非プロトン性極性溶媒等が挙げられる。これらは1種でも2種以上の混合溶剤としても使用することができる。これらの中でも得られる反応生成物の溶液をそのまま本発明の水性エポキシ樹脂組成物として用いることが可能である点から、水単独、又は、アルコール類、セロソルブ類、グライム類、非プロトン性極性溶媒、あるいはそれぞれの混合溶剤を用いることが好ましい。   The reaction can be performed in the absence of a solvent or in the presence of a solvent. As the solvent, in the general formula (5), the compound (x1) and the epoxy compound (x2) are uniformly dissolved, and the compound (x1), the epoxy compound (x2), and the reaction product are used. It is not particularly limited as long as it is inactive with respect to the difunctional hydroxy compound (a1) represented, for example, water, methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol and other alcohols, toluene, Hydrocarbons such as xylene, cyclohexane, decalin, esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, n-amyl acetate, ethoxyethyl propionate, 3-methoxybutyl acetate, methoxypropyl acetate, cellosolve acetate, Methyl cellosolve, ethyl cellosolve, propyl cellosolve, butyl Cellosolves such as rosolve, isobutyl cellosorb, tert-butyl cellosorb, glymes such as monoglyme, diglyme, triglyme, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monoisobutyl ether, propylene glycol mono Examples include aprotic polar solvents such as -tert-butyl ether, acetonitrile, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, and the like. These can be used either as a single solvent or as a mixed solvent of two or more. Among these, since the reaction product solution obtained can be used as it is as the aqueous epoxy resin composition of the present invention, water alone, alcohols, cellosolves, glymes, aprotic polar solvents, Or it is preferable to use each mixed solvent.

前記化合物(x1)と前記エポキシ化合物(x2)との反応比率としては、特に限定されないが、化合物(x1)中のカルボキシル基当量とエポキシ化合物(x2)中のエポキシ当量との比(x1)/(x2)が小さいときは、カルボキシル基が残存し、後述する、得られる2官能性ヒドロキシ化合物(a1)とエピハロヒドリン(a2)との反応時に、該カルボキシル基とエピハロヒドリン(a2)とが反応するため、3官能性のエポキシ樹脂となり、最終的にもろい分岐構造を形成しやすく、また、該比率が大きい場合は、未反応のエポキシ化合物(x2)が多くなり、後述する、得られる2官能性ヒドロキシ化合物(a1)とエピハロヒドリン(a2)との反応時に、該2官能性ヒドロキシ化合物(a1)中のフェノール性水酸基とエポキシ化合物(x2)との副反応が起こり、この結果、分子の片末端がエポキシ基で一方がオニウム塩の構造である1官能性のエポキシ樹脂や、両末端がオニウム塩の構造である無官能性の樹脂が生成され、後記するアミン系硬化剤(B)との反応で三次元架橋に寄与しないものが混入しやすくなる点を鑑みると、前記比率(x1)/(x2)としては通常0.8以上、2以下であり、好ましくは1以上1.5以下である。   The reaction ratio between the compound (x1) and the epoxy compound (x2) is not particularly limited, but the ratio of the carboxyl group equivalent in the compound (x1) to the epoxy equivalent in the epoxy compound (x2) (x1) / When (x2) is small, a carboxyl group remains, and this carboxyl group and epihalohydrin (a2) react during the reaction of the resulting bifunctional hydroxy compound (a1) and epihalohydrin (a2), which will be described later. It becomes a trifunctional epoxy resin and tends to form a fragile branched structure in the end, and when the ratio is large, the amount of unreacted epoxy compound (x2) increases, and the resulting bifunctional hydroxy compound to be described later is obtained. During the reaction of the compound (a1) with the epihalohydrin (a2), the phenolic hydroxyl group in the bifunctional hydroxy compound (a1) Side reaction with the xylene compound (x2) occurs, and as a result, a monofunctional epoxy resin in which one end of the molecule is an epoxy group and one is an onium salt structure, or a non-functional structure in which both ends are an onium salt structure The ratio (x1) / (x2) is usually 0 in view of the fact that a resin that does not contribute to three-dimensional crosslinking is likely to be mixed by reaction with the amine-based curing agent (B) described later. .8 or more and 2 or less, preferably 1 or more and 1.5 or less.

前記反応によって得られたカチオン基含有2官能性ヒドロキシ化合物(a1)は、そのまま使用しても、必要に応じて溶剤の除去や未反応のエポキシ化合物(x2)、副生成物(重合物など)の除去等の精製工程を行っても良い。   Even if the cation group-containing bifunctional hydroxy compound (a1) obtained by the reaction is used as it is, removal of the solvent, unreacted epoxy compound (x2), by-product (polymerized product, etc.) as necessary. A purification step such as removal may be performed.

また、得られるカチオン基含有2官能性ヒドロキシ化合物(a1)の着色が大きい場合は、それを抑制するために、酸化防止剤や還元剤を添加しても良い。酸化防止剤としては特に限定されないが、例えば2,6−ジアルキルフェノール誘導体などのヒンダードフェノール系化合物や2価のイオウ系化合物や3価のリン原子を含む亜リン酸エステル系化合物などを挙げることができる。還元剤としては特に限定されないが、例えば次亜リン酸、亜リン酸、チオ硫酸、亜硫酸、ハイドロサルファイトまたはこれら塩などが挙げられる。   Moreover, when the coloring of the cation group containing bifunctional hydroxy compound (a1) obtained is large, in order to suppress it, you may add antioxidant and a reducing agent. Although it does not specifically limit as antioxidant, For example, a hindered phenol type compound, such as a 2, 6- dialkylphenol derivative, a bivalent sulfur type compound, a phosphite type compound containing a trivalent phosphorus atom, etc. are mentioned. Can do. The reducing agent is not particularly limited, and examples thereof include hypophosphorous acid, phosphorous acid, thiosulfuric acid, sulfurous acid, hydrosulfite, and salts thereof.

前記反応で得られる2官能性ヒドロキシ化合物(a1)は、本発明で用いる2官能性エポキシ基含有樹脂(b−2)の原料(エピハロヒドリンとの反応原料や汎用エポキシ樹脂への伸長剤)として有用である。   The bifunctional hydroxy compound (a1) obtained by the above reaction is useful as a raw material for the bifunctional epoxy group-containing resin (b-2) used in the present invention (raw raw material for reaction with epihalohydrin and an extender for general-purpose epoxy resins). It is.

本発明の2官能性エポキシ基含有樹脂(b−2)の製造方法としては、前記化合物(x1)と前記エポキシ化合物(x2)とエピハロヒドリン(a2)とを反応させて得られるものであることが好ましく、工業的生産方法として好ましい点から、前記2官能性ヒドロキシ化合物(a1)とエピハロヒドリン(a2)とを原料とする方法が好ましい。   The production method of the bifunctional epoxy group-containing resin (b-2) of the present invention is obtained by reacting the compound (x1), the epoxy compound (x2) and the epihalohydrin (a2). Preferably, a method using the bifunctional hydroxy compound (a1) and epihalohydrin (a2) as raw materials is preferable from the viewpoint of an industrial production method.

前記製造方法としては、下記に示すものを挙げることができる。
まず、前記一般式(3)で表される2官能性エポキシ樹脂を得る方法としては、
(I)前記2官能性ヒドロキシ化合物(a1)とエピハロヒドリン(a2)とを反応させる方法(いわゆる一段法)、
(II)(I)で得られた2官能性エポキシ樹脂を、更に前記2官能性ヒドロキシ化合物(a1)を用いて伸長反応させる方法(いわゆる2段法)、
が挙げられる。
Examples of the production method include the following.
First, as a method of obtaining the bifunctional epoxy resin represented by the general formula (3),
(I) a method of reacting the bifunctional hydroxy compound (a1) with an epihalohydrin (a2) (so-called one-step method),
(II) A method (so-called two-stage method) in which the bifunctional epoxy resin obtained in (I) is further subjected to an extension reaction using the bifunctional hydroxy compound (a1),
Is mentioned.

更に、前記一般式(4)で表される2官能性エポキシ基含有樹脂を得る方法としては、
(III)前記2官能性ヒドロキシ化合物(a1)と、前記(a1)以外の、1分子中に2個の水酸基又はカルボキシル基を有する化合物(a3)との混合物と、エピハロヒドリン(a2)と、を反応させる方法(共縮反応)、
(IV)(I)で得られた2官能性エポキシ樹脂を、前記(a1)以外の、1分子中に2個の水酸基又はカルボキシル基を有する化合物(a3)を用いて伸長反応させる方法、
(V)本発明の2官能性エポキシ樹脂以外の2官能性エポキシ樹脂〔カチオン基不含2官能性エポキシ樹脂(a4)〕を、前記2官能性ヒドロキシ化合物(a1)を用いて伸長反応させる方法、
が挙げられる。
Furthermore, as a method of obtaining the bifunctional epoxy group-containing resin represented by the general formula (4),
(III) A mixture of the bifunctional hydroxy compound (a1) and a compound (a3) having two hydroxyl groups or carboxyl groups in one molecule other than the (a1), and an epihalohydrin (a2). A reaction method (co-condensation reaction),
(IV) A method of subjecting the bifunctional epoxy resin obtained in (I) to an elongation reaction using a compound (a3) having two hydroxyl groups or carboxyl groups in one molecule other than the above (a1),
(V) A method in which a bifunctional epoxy resin other than the bifunctional epoxy resin of the present invention [cationic group-free bifunctional epoxy resin (a4)] is subjected to an extension reaction using the bifunctional hydroxy compound (a1). ,
Is mentioned.

(I)前記2官能性ヒドロキシ化合物(a1)とエピハロヒドリン(a2)との反応手法は、従来フェノール類とエピハロヒドリンとの反応によりエポキシ樹脂を得る反応をそのまま用いることができる。例えば、2官能性ヒドロキシ化合物(a1)中の芳香族性ヒドロキシ基1モルに対し、エピハロヒドリン(a2)0.3〜10モルを添加し、更に、該芳香族性ヒドロキシ基1モルに対し0.9〜2.0モルの塩基を一括添加または徐々に添加しながら、20〜120℃の温度で0.5〜10時間反応させる方法が挙げられる。前記塩基としては、固形でもその水溶液を使用してもよく、水溶液を使用する場合は、連続的に添加すると共に、反応混合物中から減圧下、または常圧下、連続的に水及びエピハロヒドリン(a2)を留出させ、更に分液して水は除去しエピハロヒドリン(a2)は反応混合物中に連続的に戻す方法でもよい。   (I) The reaction method of the said bifunctional hydroxy compound (a1) and epihalohydrin (a2) can use the reaction which obtains an epoxy resin by reaction of phenols and epihalohydrin conventionally. For example, 0.3 to 10 mol of epihalohydrin (a2) is added to 1 mol of the aromatic hydroxy group in the bifunctional hydroxy compound (a1), and further, 0.1 mol to 1 mol of the aromatic hydroxy group. A method of reacting at a temperature of 20 to 120 ° C. for 0.5 to 10 hours while adding or gradually adding 9 to 2.0 mol of a base can be mentioned. As the base, a solid or an aqueous solution thereof may be used. When an aqueous solution is used, it is continuously added, and water and epihalohydrin (a2) are continuously added from the reaction mixture under reduced pressure or normal pressure. The liquid may be further separated to remove water, and the epihalohydrin (a2) may be continuously returned to the reaction mixture.

後述する(II)及び(IV)の手法、即ち、得られる2官能性エポキシ樹脂を伸長反応させる場合には、前記芳香族性ヒドロキシ基1モルに対し、エピハロヒドリン(a2)を2〜10モルを使用することが好ましく、又、得られるエポキシ樹脂組成物の優れた硬化性と硬化物物性を発現するための適切な分子量を与えるためには、芳香族性ヒドロキシ基1モルに対し、エピハロヒドリン(a2)を0.3〜1モルを使用することが好ましい。   In the methods (II) and (IV) described later, that is, when the resulting bifunctional epoxy resin is subjected to an extension reaction, 2 to 10 mol of epihalohydrin (a2) is added to 1 mol of the aromatic hydroxy group. In order to give an appropriate molecular weight for expressing the excellent curability and physical properties of the cured product of the resulting epoxy resin composition, it is preferable to use an epihalohydrin (a2) with respect to 1 mol of the aromatic hydroxy group. ) Is preferably used in an amount of 0.3-1 mol.

なお、工業生産を行う際は、エポキシ樹脂生産の初バッチでは仕込みに用いるエピハロヒドリン(a2)の全てが新しいものであるが、次バッチ以降は、粗反応生成物から回収されたエピハロヒドリンと、反応で消費される分で消失する分に相当する新しいエピハロヒドリン類とを併用することが好ましい。   In addition, when industrial production is performed, all of the epihalohydrin (a2) used for preparation is new in the first batch of epoxy resin production. However, in the subsequent batch, the reaction with epihalohydrin recovered from the crude reaction product is performed. It is preferable to use in combination with new epihalohydrins corresponding to the amount consumed and consumed.

前記エピハロヒドリン(a2)としては、特に限定されるものではなく、例えば、エピクロルヒドリン、エピブロモヒドリン、β−メチルエピクロルヒドリン等が挙げられ、工業的入手が容易なことからエピクロルヒドリンを用いることが好ましい。   The epihalohydrin (a2) is not particularly limited, and examples thereof include epichlorohydrin, epibromohydrin, β-methylepichlorohydrin, and the like, and it is preferable to use epichlorohydrin because it is easily available industrially.

また、前記塩基としても特に限定されず、アルカリ土類金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩及びアルカリ金属水酸化物等が挙げられる。特にエポキシ樹脂合成反応の触媒活性に優れる点からアルカリ金属水酸化物が好ましく、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。使用に際しては、これらの塩基を10〜55重量%程度の水溶液の形態で使用してもよいし、固形の形態で使用しても構わない。   The base is not particularly limited, and examples thereof include alkaline earth metal hydroxides, alkali metal carbonates, and alkali metal hydroxides. In particular, alkali metal hydroxides are preferable from the viewpoint of excellent catalytic activity of the epoxy resin synthesis reaction, and examples thereof include sodium hydroxide and potassium hydroxide. In use, these bases may be used in the form of an aqueous solution of about 10 to 55% by weight or in a solid form.

また、有機溶媒を併用することにより、エポキシ樹脂の合成における反応速度を高めることができる。このような有機溶媒としては特に限定されないが、例えば、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、水、メタノール、エタノール、1−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、1−ブタノール、セカンダリーブタノール、ターシャリーブタノール等のアルコール類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、プロピルセロソルブ、ブチルセロソルブ、イソブチルセロソロブ、tert−ブチルセロソロブ等のセロソルブ類、モノグライム、ジグライム、トリグライム等のグライム類、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキサン、ジエトキシエタン等のエーテル類、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド等の非プロトン性極性溶媒等が挙げられる。これらの有機溶媒は、単独で使用してもよいし、また、極性を調整するために適宜二種以上を併用してもよい。これらの中でも得られる反応生成物の溶液をそのまま本発明の水性エポキシ樹脂組成物として用いることが可能である点から、水単独、又は、アルコール類、セロソルブ類、グライム類、非プロトン性極性溶媒、あるいはそれぞれの混合溶剤を用いることが好ましい。   Moreover, the reaction rate in the synthesis | combination of an epoxy resin can be raised by using an organic solvent together. Examples of such organic solvents include, but are not limited to, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, and alcohols such as water, methanol, ethanol, 1-propyl alcohol, isopropyl alcohol, 1-butanol, secondary butanol, and tertiary butanol. Cellosolves such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, propyl cellosolve, butyl cellosolve, isobutyl cellosolve, tert-butyl cellosolve, glymes such as monoglyme, diglyme, triglyme, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, 1,3-dioxane, di Examples include ethers such as ethoxyethane, aprotic polar solvents such as acetonitrile, dimethyl sulfoxide, and dimethylformamide. These organic solvents may be used alone, or two or more kinds may be used in combination as appropriate in order to adjust the polarity. Among these, since the reaction product solution obtained can be used as it is as the aqueous epoxy resin composition of the present invention, water alone, alcohols, cellosolves, glymes, aprotic polar solvents, Or it is preferable to use each mixed solvent.

前述の反応で得られた反応物を水洗後、必要により、加熱減圧下、蒸留によって未反応のエピハロヒドリン(a2)や併用する有機溶媒を留去する。また更に加水分解性ハロゲンの少ないエポキシ樹脂とするために、得られたエポキシ樹脂を再びトルエン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトンなどの有機溶媒に溶解し、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物の水溶液を加えてさらに反応を行うこともできる。この際、反応速度の向上を目的として、4級アンモニウム塩やクラウンエーテル等の相関移動触媒を存在させてもよい。相関移動触媒を使用する場合のその使用量としては、用いるエポキシ樹脂に対して0.1〜3.0重量%の範囲が好ましい。反応終了後、生成した塩を濾過、水洗などにより除去し、更に、加熱減圧下トルエン、メチルイソブチルケトンなどの溶剤を留去することにより高純度のエポキシ樹脂を得ることができる。この様にして得られるエポキシ樹脂中のハロゲンイオン量は、原料として用いたエポキシ化合物(x2)中の対イオンの種類によらず、いずれも数ppm以下のレベルであることから、分子内に取り込まれている四級オニウム塩の対イオンは、触媒として用いたアルカリによって、OHとなっていることが判明している。対イオンがOHであることは、電子材料や水性化材料としても有用であり、工業的価値の高いものである。 After washing the reaction product obtained in the above reaction with water, if necessary, unreacted epihalohydrin (a2) and the organic solvent to be used in combination are distilled off by distillation under heating and reduced pressure. Further, in order to obtain an epoxy resin with less hydrolyzable halogen, the obtained epoxy resin is again dissolved in an organic solvent such as toluene, methyl isobutyl ketone, methyl ethyl ketone, and alkali metal hydroxide such as sodium hydroxide or potassium hydroxide. Further reaction can be carried out by adding an aqueous solution of the product. At this time, a phase transfer catalyst such as a quaternary ammonium salt or crown ether may be present for the purpose of improving the reaction rate. When the phase transfer catalyst is used, the amount used is preferably in the range of 0.1 to 3.0% by weight based on the epoxy resin used. After completion of the reaction, the generated salt is removed by filtration, washing with water, and a high-purity epoxy resin can be obtained by distilling off a solvent such as toluene and methyl isobutyl ketone under heating and reduced pressure. The amount of halogen ions in the epoxy resin obtained in this way is not more than a few ppm regardless of the type of counter ion in the epoxy compound (x2) used as a raw material. It has been found that the counter ion of the quaternary onium salt is OH due to the alkali used as the catalyst. That the counter ion is OH is useful as an electronic material or an aqueous material, and has high industrial value.

(II)前述の(I)の手法で得られた2官能性エポキシ樹脂を、更に前記2官能性ヒドロキシ化合物(a1)を用いて伸長反応させる方法としては、例えば、100〜220℃で加熱攪拌する方法が挙げられる。この反応時には、適切な有機溶剤の存在下に行う事もできる。この際、必要に応じて、触媒を用いてもよい。前記触媒としては、特に限定されるものではないが、例えば、オニウム塩、ホスフィン類、アルカリ金属水酸化物等が挙げられる。原料として用いる2官能性エポキシ樹脂と、前記2官能性ヒドロキシ化合物(a1)との反応比率としては特に限定されるものではなく、所望とするエポキシ当量(分子量)に応じて、適宜設定することが好ましい。   (II) As a method of subjecting the bifunctional epoxy resin obtained by the above-mentioned method (I) to an extension reaction using the bifunctional hydroxy compound (a1), for example, heating and stirring at 100 to 220 ° C. The method of doing is mentioned. In this reaction, the reaction can be carried out in the presence of an appropriate organic solvent. At this time, a catalyst may be used as necessary. The catalyst is not particularly limited, and examples thereof include onium salts, phosphines, alkali metal hydroxides, and the like. The reaction ratio between the bifunctional epoxy resin used as a raw material and the bifunctional hydroxy compound (a1) is not particularly limited, and may be appropriately set according to the desired epoxy equivalent (molecular weight). preferable.

この反応時に用いることができる有機溶剤としては、原料及び生成物を均一に溶解し、且つ不活性のものであれば特に限定されるものではないが、例えば、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、デカリン等の炭化水素類、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸n−アミル、エトキシエチルプロピロネート、3−メトキシブチルアセテート、メトキシプロピルアセテート、セロソルブアセテート等のエステル類、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール等のアルコール類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、プロピルセロソルブ、ブチルセロソルブ、イソブチルセロソロブ、tert−ブチルセロソロブ等のセロソルブ類、モノグライム、ジグライム、トリグライム等のグライム類、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エチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノイソブチルエーテル、プロピレングリコールモノtert−ブチルエーテル等のプロピレングリコールモノアルキルエーテル類、メチルエチルケトン、アセトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等の極性溶剤等が挙げられ、水も用いることができ、単独でも、2種以上を併用しても良い。   The organic solvent that can be used at the time of the reaction is not particularly limited as long as the raw materials and products are uniformly dissolved and inert, and examples thereof include toluene, xylene, cyclohexane, and decalin. Hydrocarbons, ethyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, n-amyl acetate, ethoxyethyl propionate, 3-methoxybutyl acetate, methoxypropyl acetate, cellosolve acetate and other esters, methanol, ethanol, isopropanol, n -Alcohols such as butanol and isobutanol, cellosolves such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, propyl cellosolve, butyl cellosolve, isobutyl cellosolve, tert-butyl cellosolve, and glymes such as monoglyme, diglyme and triglyme Propylene glycol monoalkyl ethers such as propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monoisobutyl ether, propylene glycol mono tert-butyl ether, polar solvents such as methyl ethyl ketone, acetone, dimethylformamide and dimethylacetamide Etc., water can also be used, and these may be used alone or in combination of two or more.

(III)前記2官能性ヒドロキシ化合物(a1)と、前記(a1)以外の、1分子中に2個の水酸基又はカルボキシル基を有する化合物(a3)との混合物と、エピハロヒドリン(a2)とを反応させる方法については、前述の(I)の手法に準じるものであり、前記化合物(a3)を併用することによって、得られる2官能性エポキシ樹脂の水への溶解性や分子量、用途に応じて必要な加工物の柔軟性・密着性・耐食性等を調整することが可能となる。特に水性エポキシ樹脂組成物としたときの保存安定性と水希釈性に優れる点から前記2官能性ヒドロキシ化合物(a1)と、分子中に2個の水酸基又はカルボキシル基を有する化合物(a3)とのモル比としては、20/80〜95/5であることが好ましく、特に30/70〜80/20であることが好ましい。   (III) A reaction of a mixture of the bifunctional hydroxy compound (a1) with a compound (a3) having two hydroxyl groups or carboxyl groups in one molecule other than the (a1), and an epihalohydrin (a2) About the method to make, it is based on the method of the above-mentioned (I), and it is required according to the solubility, molecular weight, and use of the bifunctional epoxy resin obtained by using the said compound (a3) together. It is possible to adjust the flexibility, adhesion, corrosion resistance, etc. of a simple workpiece. In particular, the bifunctional hydroxy compound (a1) and the compound (a3) having two hydroxyl groups or carboxyl groups in the molecule from the viewpoint of excellent storage stability and water dilution when used as an aqueous epoxy resin composition The molar ratio is preferably 20/80 to 95/5, particularly preferably 30/70 to 80/20.

ここで用いることができる前記化合物(a3)としては、特に限定されるものではないが、例えば、芳香環上に置換基を有していても良いレゾルシン、ハイドロキノン、カテコール等の2価フェノール類、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールAD、テトラブロモビスフェノールA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等のビフェノール類、2,7−ジヒドロキシナフタレン、1,6−ジヒドロキシナフタレン、1,5−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、前記2官能性フェノール類の芳香核を水素添加した化合物等、又、カルボン酸類としては、例えば、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、デカン酸、コハク酸、グルタル酸等の脂肪族2価カルボン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族2価カルボン酸やその水添物が挙げられ、単独でも2種以上の混合物としても使用することができる。   The compound (a3) that can be used here is not particularly limited. For example, divalent phenols such as resorcin, hydroquinone, and catechol, which may have a substituent on the aromatic ring, Bisphenols such as bisphenol A, bisphenol F, bisphenol AD, tetrabromobisphenol A, biphenols such as biphenol and tetramethylbiphenol, 2,7-dihydroxynaphthalene, 1,6-dihydroxynaphthalene, 1,5-dihydroxynaphthalene, etc. Dihydroxynaphthalenes, compounds obtained by hydrogenating aromatic nuclei of the above-mentioned bifunctional phenols, etc., and examples of carboxylic acids include aliphatic compounds such as adipic acid, sebacic acid, azelaic acid, decanoic acid, succinic acid, and glutaric acid. Divalent carboxylic acid, phthalic acid, Sofutaru acid, terephthalic acid, include aromatic dicarboxylic acids or their hydrogenated products such as naphthalene dicarboxylic acid, can also be used as a mixture of two or more in combination.

これらの中でも、得られる水性エポキシ樹脂組成物を用いた加工物の機械的物性(強度)や、塗料用等に用いた際の基材との密着性に優れる点から、芳香環上に置換基を有していてもよいビスフェノール類を用いることが好ましく、特にビスフェノールAを用いることが好ましい。   Among these, the substituent on the aromatic ring is excellent in terms of mechanical properties (strength) of a processed product using the obtained aqueous epoxy resin composition and excellent adhesion to a base material when used for coatings. It is preferable to use bisphenols which may have bisphenol A, and it is particularly preferable to use bisphenol A.

(IV)(I)で得られた2官能性エポキシ樹脂を、前記(a1)以外の、1分子中に2個の水酸基又はカルボキシル基を有する化合物(a3)を用いて伸長反応させる方法は、前述の(II)の手法に準じるものである。ここで用いることができる前記化合物(a3)及びその好ましいものについては、前述の(III)で述べたものと同じである。前記2官能性エポキシ樹脂と前記化合物(a3)との反応比率としても、特に限定されるものではなく、水への溶解性や分子量、用途に応じて必要な加工物の柔軟性・密着性・耐食性等に応じて、適宜選択することが好ましい。特に水性エポキシ樹脂組成物としたときの保存安定性と水希釈性に優れる点から前記2官能性エポキシ樹脂と、分子中に2個の水酸基又はカルボキシル基を有する化合物(a3)とのモル比としては、20/80〜95/5であることが好ましく、特に30/70〜80/20であることが好ましい。 (IV) A method of subjecting the bifunctional epoxy resin obtained in (I) to an extension reaction using a compound (a3) having two hydroxyl groups or carboxyl groups in one molecule other than the above (a1), This is in accordance with the method (II) described above. The compound (a3) that can be used here and preferred ones thereof are the same as those described in (III) above. The reaction ratio between the bifunctional epoxy resin and the compound (a3) is not particularly limited, and the solubility and molecular weight in water, the flexibility and adhesion of the work piece required depending on the application, It is preferable to select appropriately according to the corrosion resistance and the like. In particular, as a molar ratio of the bifunctional epoxy resin and the compound (a3) having two hydroxyl groups or carboxyl groups in the molecule from the viewpoint of excellent storage stability and water dilution when used as an aqueous epoxy resin composition. Is preferably 20/80 to 95/5, particularly preferably 30/70 to 80/20.

(V)本発明の2官能性エポキシ樹脂以外の2官能性エポキシ樹脂〔カチオン基不含2官能性エポキシ樹脂(a4)〕を、前記2官能性ヒドロキシ化合物(a1)を用いて伸長反応についても、その手法としては、前述の(II)で述べたことと同様である。   (V) A bifunctional epoxy resin other than the bifunctional epoxy resin of the present invention [cationic group-free bifunctional epoxy resin (a4)] is also subjected to an extension reaction using the bifunctional hydroxy compound (a1). The method is the same as that described in (II) above.

ここで用いることができるカチオン基不含2官能エポキシ樹脂(a4)としては、特に限定されるものではなく、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AD型エポキシ樹脂、ビスクレゾールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ジアミノジフェニルメタンとエピハロヒドリンとの縮合物等、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、トリメチロールプロパンとエピハロヒドリンとの縮合物が挙げられ、これらは1種類でも、2種類以上でも併用する事ができる。これらの中でも、反応性が良好であり、得られる水性エポキシ樹脂組成物を用いた加工物の耐食性が良好である点から、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂を用いることが好ましい。   The cation group-free bifunctional epoxy resin (a4) that can be used here is not particularly limited, and examples thereof include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol AD type epoxy resin, and biscresol. F-type epoxy resin, bisphenol S-type epoxy resin, condensate of diaminodiphenylmethane and epihalohydrin, etc., ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene Examples include condensates of ether glycol, trimethylolpropane and epihalohydrin, and these may be used alone or in combination of two or more. Among these, it is preferable to use a bisphenol A type epoxy resin or a bisphenol F type epoxy resin from the viewpoint that the reactivity is good and the processed product using the obtained aqueous epoxy resin composition has good corrosion resistance.

これらのカチオン基不含2官能エポキシ樹脂(a4)と前記2官能性ヒドロキシ化合物(a1)との反応比率としても、特に限定されるものではなく、水への溶解性や分子量、用途に応じて必要な加工物の柔軟性・密着性・耐食性等に応じて、適宜選択することが好ましい。特に水性エポキシ樹脂組成物としたときの保存安定性と水希釈性に優れる点から前記2官能性ヒドロキシ化合物(a1)とカチオン基不含2官能エポキシ樹脂(a4)とのモル比としては、20/80〜95/5であることが好ましく、特に30/70〜80/20であることが好ましい。   The reaction ratio of these cation group-free bifunctional epoxy resin (a4) and the bifunctional hydroxy compound (a1) is not particularly limited, depending on solubility in water, molecular weight, and use. It is preferable to select appropriately according to the required flexibility, adhesion, corrosion resistance, etc. of the workpiece. In particular, the molar ratio of the bifunctional hydroxy compound (a1) to the cationic functional group-free bifunctional epoxy resin (a4) is 20 from the viewpoint of excellent storage stability and water dilution when used as an aqueous epoxy resin composition. / 80 to 95/5 is preferable, and 30/70 to 80/20 is particularly preferable.

前述の反応(I)〜(V)で得られた生成物は、必要に応じて触媒の失活・溶媒や未反応原料の留去・乾燥等の精製工程を行うことによって、純度の高いものとすることが出来る。   The products obtained in the above reactions (I) to (V) have high purity by performing purification steps such as deactivation of the catalyst, distillation of the solvent and unreacted raw materials, and drying as necessary. It can be.

本発明で用いるアミン系硬化剤(B)は、前記ポリアミン化合物(b−1)と前述の2官能性エポキシ基含有樹脂(b−2)とを反応させて得られる、所謂エポキシアダクトタイプの硬化剤であるが、この反応を行う際に、本発明の効果を損なわない範囲において、従来知られているエポキシ樹脂を前記2官能性エポキシ基含有樹脂(b−2)と併用してアダクト反応を行うことも可能である。   The amine-based curing agent (B) used in the present invention is a so-called epoxy adduct type curing obtained by reacting the polyamine compound (b-1) with the bifunctional epoxy group-containing resin (b-2). Although it is an agent, when this reaction is carried out, an adduct reaction is carried out using a conventionally known epoxy resin in combination with the bifunctional epoxy group-containing resin (b-2) within a range not impairing the effects of the present invention. It is also possible to do this.

前記ポリアミン化合物(b−1)と前述の2官能性エポキシ基含有樹脂(b−2)との反応としては、従来付加反応として知られている条件によって行うことが出来る。このとき、無溶剤または適切な溶剤下に行う事ができ、使用できる溶剤としては、前記化合物(b−1)と前記2官能性エポキシ基含有樹脂(b−2)とを、更に必要に応じて併用されるその他のエポキシ樹脂を均一に溶解し、且つ、不活性であれば特に限定されるものではなく、例えば、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール等のアルコール類、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、デカリン等の炭化水素類、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸n−アミル、エトキシエチルプロピロネート、3−メトキシブチルアセテート、メトキシプロピルアセテート、セロソルブアセテート等のエステル類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、プロピルセロソルブ、ブチルセロソルブ、イソブチルセロソロブ、tert−ブチルセロソロブ等のセロソルブ類、モノグライム、ジグライム、トリグライム等のグライム類、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エチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノイソブチルエーテル、プロピレングリコールモノtert−ブチルエーテル等が挙げられ、1種でも2種以上の混合溶剤としても使用することができる。これらの中でも得られる反応生成物の溶液をそのまま本発明の水性エポキシ樹脂組成物として用いることが可能である点から、水単独、又は、水とアルコール類、セロソルブ類、グライム類との混合溶剤を用いることが好ましい。   The reaction between the polyamine compound (b-1) and the aforementioned bifunctional epoxy group-containing resin (b-2) can be carried out under conditions conventionally known as addition reactions. At this time, it can be carried out in the absence of a solvent or in an appropriate solvent, and as a solvent that can be used, the compound (b-1) and the bifunctional epoxy group-containing resin (b-2) are further added as necessary. It is not particularly limited as long as it uniformly dissolves other epoxy resins used together and is inactive. For example, alcohols such as water, methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, and isobutanol, Hydrocarbons such as toluene, xylene, cyclohexane and decalin, esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, n-amyl acetate, ethoxyethyl propionate, 3-methoxybutyl acetate, methoxypropyl acetate and cellosolve acetate , Methyl cellosolve, ethyl cellosolve, propyl cellosolve, butyl celloso Cellosolves such as butyl, isobutyl cellosolve, tert-butyl cellosorb, glymes such as monoglyme, diglyme, triglyme, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monoisobutyl ether, propylene glycol mono A tert-butyl ether etc. are mentioned, It can use also as 1 type, or 2 or more types of mixed solvents. Among these, the solution of the reaction product obtained can be used as it is as the aqueous epoxy resin composition of the present invention, so that water alone or a mixed solvent of water and alcohols, cellosolves and glymes is used. It is preferable to use it.

前記ポリアミン化合物(b−1)と前記エポキシ基含有樹脂(b−2)との反応割合としては、特に限定されるものではないが、水性エポキシ樹脂組成物としたときの水分散性と、得られる硬化塗膜の防食性とのバランスに優れる点から、ポリアミン化合物(b−1)中のアミノ基の活性水素1モルに対して、その他のエポキシ樹脂を含むエポキシ基含有樹脂(b−2)中のエポキシ基の総量が0.02〜0.30モルになるように用いて反応することが好ましく、特に0.05〜0.20モルになるように用いることが好ましい。この反応における反応条件としては特に限定されるものではないが、通常40〜130℃、好ましくは60〜120℃で、1〜6時間、好ましくは2〜4時間攪拌することによって行うことが出来る。   The reaction ratio between the polyamine compound (b-1) and the epoxy group-containing resin (b-2) is not particularly limited, but water dispersibility when obtained as an aqueous epoxy resin composition, and Epoxy group-containing resin (b-2) containing other epoxy resin with respect to 1 mol of active hydrogen of the amino group in polyamine compound (b-1) from the point which is excellent in the balance with the anticorrosion property of the cured coating film obtained It is preferable to use it so that the total amount of epoxy groups in it may be 0.02 to 0.30 mol, and it is particularly preferable to use it so as to be 0.05 to 0.20 mol. Although it does not specifically limit as reaction conditions in this reaction, Usually, 40-130 degreeC, Preferably it is 60-120 degreeC, It can carry out by stirring for 1 to 6 hours, Preferably it is 2 to 4 hours.

前記反応によって得られたアミン系硬化剤(B)は、そのままでも使用しても、必要に応じて溶剤の除去等の精製工程を行っても良く、更には、水を加えて均一化しても良い。また、アミン系硬化剤(B)を2種以上併用して、本発明の水性エポキシ樹脂組成物に用いても良い。   The amine-based curing agent (B) obtained by the reaction may be used as it is, or may be subjected to a purification step such as removal of a solvent as necessary, and may be further homogenized by adding water. good. Two or more amine curing agents (B) may be used in combination in the aqueous epoxy resin composition of the present invention.

又、前記反応によって得られたアミン系硬化剤(B)は、そのものだけでも水分散性を示すものであるが、更に良好な水分散性を付与するために必要に応じ、酢酸等の有機酸によりアミノ基を中和して水分散を行っても良い。   The amine-based curing agent (B) obtained by the above reaction exhibits water dispersibility by itself, but an organic acid such as acetic acid may be used as necessary to give better water dispersibility. The amino group may be neutralized by water dispersion.

本発明の水性エポキシ樹脂組成物には、前記エポキシ樹脂(A)と前記アミン系硬化剤(B)を用いること以外、なんら制限されるものではなく、本発明の効果を損なわない範囲において、その他のエポキシ樹脂用硬化剤、造膜助剤、他のポリエステル系水性樹脂、アクリル系水性樹脂等、反応性希釈剤、非反応性希釈剤、充填剤、補強剤、顔料、可塑剤、チキソトロピー剤、ハジキ防止剤、ダレ止め剤、流展剤、消泡剤、硬化促進剤、紫外線吸収剤、光安定剤等の添加剤などを適宜併用して用いることも可能である。   The aqueous epoxy resin composition of the present invention is not limited in any way other than using the epoxy resin (A) and the amine-based curing agent (B), and within the range not impairing the effects of the present invention. Epoxy resin curing agents, film-forming aids, other polyester aqueous resins, acrylic aqueous resins, etc., reactive diluents, non-reactive diluents, fillers, reinforcing agents, pigments, plasticizers, thixotropic agents, Additives such as anti-repellent agents, anti-sagging agents, spreading agents, antifoaming agents, curing accelerators, ultraviolet absorbers, and light stabilizers can be used in combination as appropriate.

前記その他の硬化剤としては、特に限定されるものではなく、前記エポキシ樹脂(A)中のエポキシ基と硬化反応することができるものであれば、種々のアミン系化合物、アミド系化合物、フェノール系化合物などの硬化剤がいずれも用いることができる。例えば、アミン系化合物としてはジアミノジフェニルメタン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ジアミノジフェニルスルホン、イソホロンジアミン、イミダゾ−ル、BF−アミン錯体、グアニジン誘導体等が挙げられ、アミド系化合物としては、ジシアンジアミド、リノレン酸の2量体とエチレンジアミンとより合成されるポリアミド樹脂等が挙げられ、フェノール系化合物としては、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエンフェノール付加型樹脂、フェノールアラルキル樹脂(通称、ザイロック樹脂)、ナフトールアラルキル樹脂、トリメチロールメタン樹脂、テトラフェニロールエタン樹脂、ナフトールノボラック樹脂、ナフトール−フェノール共縮ノボラック樹脂、ナフトール−クレゾール共縮ノボラック樹脂、ビフェニル変性フェノール樹脂(ビスメチレン基でフェノール核が連結された多価フェノール化合物)、ビフェニル変性ナフトール樹脂(ビスメチレン基でフェノール核が連結された多価ナフトール化合物)、アミノトリアジン変性フェノール樹脂(メラミンやベンゾグアナミンなどでフェノール核が連結された多価フェノール化合物)等の多価フェノール化合物及びこれらの変性物が挙げられる。 The other curing agent is not particularly limited, and may be various amine compounds, amide compounds, phenolic compounds as long as they can be cured and reacted with the epoxy group in the epoxy resin (A). Any curing agent such as a compound can be used. Examples of amine compounds include diaminodiphenylmethane, diethylenetriamine, triethylenetetramine, diaminodiphenylsulfone, isophoronediamine, imidazole, BF 3 -amine complexes, guanidine derivatives, and the like. Examples of amide compounds include dicyandiamide and linolenic acid. Polyamide resins synthesized from ethylenediamine and the like, and phenolic compounds include phenol novolac resins, cresol novolac resins, aromatic hydrocarbon formaldehyde resin-modified phenol resins, dicyclopentadiene phenol addition type resins, Phenol aralkyl resin (commonly known as zylock resin), naphthol aralkyl resin, trimethylol methane resin, tetraphenylol ethane resin, naphthol novolak Fatty, naphthol-phenol co-condensed novolak resin, naphthol-cresol co-condensed novolak resin, biphenyl-modified phenol resin (polyhydric phenol compound in which phenol nucleus is linked by bismethylene group), biphenyl-modified naphthol resin (phenol nucleus is linked by bismethylene group) Polyhydric naphthol compounds), aminotriazine-modified phenol resins (polyhydric phenol compounds in which phenol nuclei are linked with melamine, benzoguanamine, etc.), and modified products thereof.

本発明の水性エポキシ樹脂組成物におけるエポキシ樹脂(A)とアミン系硬化剤(B)との配合量としては、特に制限されるものではないが、得られる硬化物の特性が良好である点から、エポキシ樹脂(A)中のエポキシ基の合計1当量に対して、アミン系硬化剤(B)を含む硬化剤中の活性基が0.7〜1.2当量になる量が好ましい。   The blending amount of the epoxy resin (A) and the amine curing agent (B) in the aqueous epoxy resin composition of the present invention is not particularly limited, but from the point that the properties of the resulting cured product are good. The amount of active groups in the curing agent containing the amine curing agent (B) is preferably 0.7 to 1.2 equivalents relative to 1 equivalent of the total epoxy groups in the epoxy resin (A).

前記造膜助剤としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール等の低級アルコール類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、n−プロピルセロソルブ、イソプロピルセロソロブ、ブチルセロソルブ、イソブチルセロソルブ、tert−ブチルセロソルブ等のセロソルブ類、モノグライム、ジグライム、トリグライム等のグライム類、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ポリプロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、ポリプロピレングリコールモノn−ブチルエーテル、ポリプロピレングリコールモノイソブチルエーテル、ポリプロピレングリコールモノ−tert−ブチルエーテル等のプロピレングリコールモノアルキルエーテル類、ダイアセトンアルコールが挙げられる。   Examples of the film-forming aid include lower alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol, cellosolves such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, n-propyl cellosolve, isopropyl cellosolve, butyl cellosolve, isobutyl cellosolve, and tert-butyl cellosolve, Glymes such as monoglyme, diglyme, triglyme, propylene glycol monomethyl ether, polypropylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, polypropylene glycol mono n-butyl ether, polypropylene glycol monoisobutyl ether, polypropylene glycol mono-tert-butyl ether, and other propylene Examples include glycol monoalkyl ethers and diacetone alcohol It is.

前記硬化促進剤としては種々のものが使用できるが、例えば、リン系化合物、第3級アミン、イミダゾール、有機酸金属塩、ルイス酸、アミン錯塩等が挙げられる。   Various curing accelerators can be used, and examples thereof include phosphorus compounds, tertiary amines, imidazoles, organic acid metal salts, Lewis acids, and amine complex salts.

本発明の水性エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂(A)、アミン系硬化剤(B)及び必要に応じて用いられる添加剤とともに、水中に乳化及び/または分散させて得ることが出来る。このとき、エポキシ樹脂(A)及びアミン系硬化剤(B)を各々乳化及び/または分散させた後に両者を混合する方法、一方を乳化及び/または分散させた中にもう一方を加えて乳化及び/または分散させる方法、あるいは、両者を同時に乳化及び/または分散させる方法の何れでも適用できる。   The aqueous epoxy resin composition of the present invention can be obtained by emulsifying and / or dispersing in water together with the epoxy resin (A), the amine-based curing agent (B) and additives used as necessary. At this time, after emulsifying and / or dispersing the epoxy resin (A) and the amine-based curing agent (B), respectively, the two are mixed, and one is emulsified and / or dispersed while the other is added to emulsify and Either a method of dispersing and / or a method of emulsifying and / or dispersing both at the same time can be applied.

上述のようにして得られた水性エポキシ樹脂組成物は、適当な方法、例えば、刷毛塗り、ローラー、スプレー、ヘラ付け、プレス塗装、ドクターブレード塗り、電着塗装、浸漬塗装等の方法により被塗物に塗布することにより、下塗りまたは中塗り塗料、充填剤、シール材、被膜材、シーリング材、モルタルコーティング材などとして用いられ、特に、防食性に優れることから金属用の防食塗料として有用である。   The aqueous epoxy resin composition obtained as described above is coated by an appropriate method such as brush coating, roller, spray, spatula coating, press coating, doctor blade coating, electrodeposition coating, dip coating, or the like. It is used as an undercoating or intermediate coating, filler, sealing material, coating material, sealing material, mortar coating material, etc. by applying to materials, and is particularly useful as an anticorrosion coating for metals because of its excellent anticorrosion properties .

本発明の水性エポキシ樹脂組成物の用途としては、特に制限されるものではないが、例えば、塗料、接着剤、繊維集束剤、コンクリートプライマー等として好適に用いることができる。   Although it does not restrict | limit especially as a use of the water-based epoxy resin composition of this invention, For example, it can use suitably as a coating material, an adhesive agent, a fiber sizing agent, a concrete primer, etc.

本発明の水性エポキシ樹脂組成物を塗料用途に用いる場合には、必要に応じて、防錆顔料、着色顔料、体質顔料等の各種フィラーや各種添加剤等を配合することが好ましい。前記防錆顔料としては亜鉛粉末、リンモリブテン酸アルミニウム、リン酸亜鉛、リン酸アルミニウム、クロム酸バリウム、クロム酸アルミニウム、グラファイト等の鱗片状顔料等が挙げられ、着色顔料としては、カーボンブラック、酸化チタン、硫化亜鉛、ベンガラが挙げられ、また体質顔料としては硫酸バリウム、炭酸カルシウム、タルク、カオリン等が挙げられる。これらフィラーの配合量としては、エポキシ樹脂(A)、アミン系硬化剤(B)及び必要に応じて配合されるその他の硬化剤の合計100重量部に対して、10〜70重量部であることが、塗膜性能、塗装作業性等の点から好ましい。   When the aqueous epoxy resin composition of the present invention is used for coating applications, it is preferable to incorporate various fillers such as rust preventive pigments, colored pigments, extender pigments, various additives, and the like as necessary. Examples of the anticorrosion pigment include zinc powder, aluminum phosphomolybdate, zinc phosphate, aluminum phosphate, barium chromate, aluminum chromate, graphite and other scaly pigments, and the coloring pigment includes carbon black, oxidation pigment, etc. Examples thereof include titanium, zinc sulfide, and bengara. Examples of extender pigments include barium sulfate, calcium carbonate, talc, and kaolin. As a compounding quantity of these fillers, it is 10-70 weight part with respect to a total of 100 weight part of an epoxy resin (A), an amine hardening | curing agent (B), and the other hardening | curing agent mix | blended as needed. Is preferable from the viewpoints of coating film performance, coating workability and the like.

前記フィラー、添加剤の本発明の水性エポキシ樹脂組成物への配合方法は、特に限定されないが、例えば、フィラー及び添加剤を混合ミキサー、ボールミル等の装置を用いて十分に混練、均一に分散させた顔料ペーストを予め用意し、これと予めエマルジョン化したエポキシ樹脂とをさらに前記装置を用いて混練、分散した後、所望の濃度に水を用いて調製し、アミン系硬化剤を混合することで得ることが出来る。   The method of blending the filler and additive into the aqueous epoxy resin composition of the present invention is not particularly limited. For example, the filler and additive are sufficiently kneaded and uniformly dispersed using an apparatus such as a mixing mixer or a ball mill. Prepared in advance, kneaded and dispersed epoxy resin previously emulsified with the above-mentioned apparatus, prepared with water to a desired concentration, and mixed with an amine curing agent. Can be obtained.

本発明の水性エポキシ樹脂組成物を塗料用に使用する場合における塗装方法については、特に限定されず、ロールコート、スプレー、刷毛、ヘラ、バーコーター、浸漬塗装、電着塗装方法にて行う事ができ、その加工方法としては、常温乾燥〜加熱硬化を行うことができる。加熱する場合は50〜250℃、好ましくは60〜230℃で、2〜30分、好ましくは5〜20分反応させることにより、塗膜を得ることが出来る。   The coating method in the case of using the aqueous epoxy resin composition of the present invention for coating is not particularly limited, and may be performed by roll coating, spraying, brushing, spatula, bar coater, dip coating, electrodeposition coating method. As the processing method, room temperature drying to heat curing can be performed. In the case of heating, a coating film can be obtained by reacting at 50 to 250 ° C., preferably 60 to 230 ° C. for 2 to 30 minutes, preferably 5 to 20 minutes.

また、本発明の水性エポキシ樹脂組成物を接着剤として使用する場合は、特に限定されず、スプレー、刷毛、ヘラにて基材へ塗布後、基材の接着面を合わせることで行う事ができ、接合部は周囲の固定や圧着する事で強固な接着層を形成することができる。基材としては鋼板、コンクリート、モルタル、木材、樹脂シート、樹脂フィルムが適し、必要に応じて研磨等の物理的処理やコロナ処理等の電気処理、化成処理等の化学処理などの各種表面処理を施した後に塗布すると更に好ましい。   In addition, when the aqueous epoxy resin composition of the present invention is used as an adhesive, it is not particularly limited, and can be performed by applying the sprayed, brushed, or spatula to the base material, and then matching the adhesive surface of the base material. In addition, the bonding portion can form a strong adhesive layer by fixing or pressing the periphery. Steel plates, concrete, mortar, wood, resin sheets, resin films are suitable as the base material, and various surface treatments such as physical treatment such as polishing, electrical treatment such as corona treatment, and chemical treatment such as chemical conversion treatment are performed as necessary. More preferably, it is applied after application.

また、本発明の水性エポキシ樹脂組成物を繊維集束剤として使用する場合は、特に限定されず行う事ができ、例えば、紡糸直後の繊維にローラーコーターを用いて塗布し、繊維ストランドとして巻き取った後、乾燥を行う方法が挙げられる。用いる繊維としては、特に制限されるものではなく、例えば、ガラス繊維、セラミック繊維、石綿繊維、炭素繊維、ステンレス繊維等の無機繊維、綿、麻等の天然繊維、ポリエステル、ポリアミド、ウレタン等の合成繊維等が挙げられ、その基材の形状としては短繊維、長繊維、ヤーン、マット、シート等が挙げられる。繊維集束剤としての使用量としては繊維に対して樹脂固形分として0.1〜2重量%であることが好ましい。   Further, when the aqueous epoxy resin composition of the present invention is used as a fiber sizing agent, it can be carried out without any particular limitation. For example, it is applied to a fiber immediately after spinning using a roller coater and wound as a fiber strand. Thereafter, a method of drying is mentioned. The fiber to be used is not particularly limited. For example, inorganic fibers such as glass fiber, ceramic fiber, asbestos fiber, carbon fiber, and stainless steel fiber, natural fibers such as cotton and hemp, synthetic fibers such as polyester, polyamide, and urethane. Examples of the shape of the base material include short fibers, long fibers, yarns, mats, and sheets. The amount used as the fiber sizing agent is preferably 0.1 to 2% by weight as the resin solid content with respect to the fiber.

また、本発明の水性エポキシ樹脂組成物をコンクリートプライマーとして使用する場合は、特に限定されず、ロール、スプレー、刷毛、ヘラ、鏝にて行う事ができる。   Moreover, when using the water-based epoxy resin composition of this invention as a concrete primer, it is not specifically limited, It can carry out with a roll, a spray, a brush, a spatula, and a scissors.

以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。なお、実施例中「部」、「%」は特に断りのない限り、重量基準である。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. In the examples, “parts” and “%” are based on weight unless otherwise specified.

<エポキシ樹脂のエマルジョンの合成例>
合成例1
EPICLON 1055(大日本インキ化学工業社製、BPA型固形エポキシ樹脂)500gをベンジルアルコール47.5g、メトキシプロパノール47.5gに100℃で溶解した。溶解後、温度を下げ50〜60℃で、Newcol 780(60)(日本乳化剤株式会社製)を40g加え、十分に溶解させた。溶解後、50〜60℃において高速攪拌しながら、水を分割添加して、不揮発分55%のエマルジョンを得た。得られたエポキシ樹脂のエマルジョン(A−1)はエポキシ当量(溶液値)930g/eq、粘度(25℃)2350mPa・sであった。
<Example of epoxy resin emulsion synthesis>
Synthesis example 1
500 g of EPICLON 1055 (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, BPA type solid epoxy resin) was dissolved in 47.5 g of benzyl alcohol and 47.5 g of methoxypropanol at 100 ° C. After dissolution, the temperature was lowered to 50-60 ° C., and 40 g of Newcol 780 (60) (manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd.) was added and sufficiently dissolved. After dissolution, water was added in portions while stirring at 50-60 ° C. at high speed to obtain an emulsion having a nonvolatile content of 55%. The obtained epoxy resin emulsion (A-1) had an epoxy equivalent (solution value) of 930 g / eq and a viscosity (25 ° C.) of 2350 mPa · s.

<アダクト用エポキシ基含有樹脂の合成例>
合成例2
温度計、撹拌装置、滴下ロート、冷却管、窒素ガス導入管、下部に分液コックが装着された4つ口フラスコに、ジフェノール酸(水酸基当量143g/eq、カルボキシル当量286g/eq、大塚化学株式会社製)286部とSY−GTA80(グリシジル基含有4級オニウム塩−80%水溶液、阪本薬品工業株式会社製)227部とイソプロピルアルコール120部を仕込み、50℃まで加熱撹拌することによって、均一溶液とした。更に同温度で4時間反応させることによって、カチオン基含有2官能性ヒドロキシ化合物を得た。つづいてエピクロルヒドリン370部(4モル)を仕込み、40℃まで加熱攪拌しながら溶解させた。その後、窒素ガスパージを施しながら、49%水酸化ナトリウム水溶液8部(0.1モル)を添加し4時間反応させた。次いで50℃まで加熱し、49%水酸化ナトリウム水溶液100部(1.2モル)を5時間かけて滴下した。その後、水157部を添加し、生成した塩を溶解した後、下部の分液用コックより飽和食塩水を棄却した。未反応のエピクロロヒドリンを常圧条件下でフラスコ温度130℃まで蒸留して留去後、反応液に残った塩をろ別した。ろ液から、更に減圧条件下フラスコ温度130℃で未反応のエピクロロヒドリンを留去することによってエポキシ当量403g/eqの2官能性エポキシ基含有樹脂(b−2−1)を得た。
<Synthesis example of epoxy group-containing resin for adduct>
Synthesis example 2
A diphenolic acid (hydroxyl equivalent 143 g / eq, carboxyl equivalent 286 g / eq, Otsuka Chemical Co., Ltd.) was added to a four-necked flask equipped with a thermometer, stirring device, dropping funnel, cooling pipe, nitrogen gas introduction pipe, and separation cock at the bottom. Co., Ltd.) 286 parts, SY-GTA80 (glycidyl group-containing quaternary onium salt-80% aqueous solution, Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd.) 227 parts and isopropyl alcohol 120 parts, heated to 50 ° C. and stirred uniformly It was set as the solution. Furthermore, the cation group containing bifunctional hydroxy compound was obtained by making it react at the same temperature for 4 hours. Subsequently, 370 parts (4 moles) of epichlorohydrin were charged and dissolved while heating to 40 ° C. with stirring. Thereafter, 8 parts (0.1 mol) of a 49% aqueous sodium hydroxide solution was added and reacted for 4 hours while purging with nitrogen gas. Subsequently, it heated to 50 degreeC and 100 parts (1.2 mol) of 49% sodium hydroxide aqueous solution was dripped over 5 hours. Thereafter, 157 parts of water was added to dissolve the produced salt, and then the saturated saline was discarded from the lower separation cock. Unreacted epichlorohydrin was distilled off under atmospheric pressure to a flask temperature of 130 ° C., and then the salt remaining in the reaction solution was filtered off. Unreacted epichlorohydrin was further distilled off from the filtrate under reduced pressure at a flask temperature of 130 ° C. to obtain a bifunctional epoxy group-containing resin (b-2-1) having an epoxy equivalent of 403 g / eq.

合成例3
温度計、撹拌装置、滴下ロート、冷却管、窒素ガス導入管、下部に分液コックが装着された4つ口フラスコに、ジフェノール酸(水酸基当量143g/eq、カルボキシル当量286g/eq、大塚化学株式会社製)286部とSY−GTA80(グリシジル基含有4級オニウム塩−80%水溶液、阪本薬品工業株式会社製)227部とイソプロピルアルコール120部を仕込み、50℃まで加熱撹拌することによって、均一溶液とした。更に同温度で4時間反応させることによって、カチオン基含有2官能性ヒドロキシ化合物を得た。次に、ビスフェノールA 228部、エピクロルヒドリン 1480部(4モル)を仕込み、40℃まで加熱攪拌しながら溶解させた。その後、窒素ガスパージを施しながら、49%水酸化ナトリウム水溶液 33部(0.1モル)を添加し4時間反応させた。次いで50℃まで加熱し、49%水酸化ナトリウム水溶液 400部(1.2モル)を5時間かけて滴下した。その後、水 564部を添加し、生成した塩を溶解した後、下部の分液用コックより飽和食塩水を棄却した。未反応のエピクロロヒドリンを常圧条件下でフラスコ温度130℃まで蒸留して留去後、反応液に残った塩をろ別した。ろ液から、更に減圧条件下フラスコ温度130℃で未反応のエピクロロヒドリンを留去することによりエポキシ当量277g/eqの2官能性エポキシ樹脂(b−2−2)を得た。
Synthesis example 3
A diphenolic acid (hydroxyl equivalent 143 g / eq, carboxyl equivalent 286 g / eq, Otsuka Chemical Co., Ltd.) was added to a four-necked flask equipped with a thermometer, stirring device, dropping funnel, cooling pipe, nitrogen gas introduction pipe, and separation cock at the bottom. Co., Ltd.) 286 parts, SY-GTA80 (glycidyl group-containing quaternary onium salt-80% aqueous solution, Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd.) 227 parts and isopropyl alcohol 120 parts, heated to 50 ° C. and stirred uniformly It was set as the solution. Furthermore, the cation group containing bifunctional hydroxy compound was obtained by making it react at the same temperature for 4 hours. Next, 228 parts of bisphenol A and 1480 parts (4 mol) of epichlorohydrin were charged and dissolved while heating and stirring to 40 ° C. Thereafter, 33 parts (0.1 mol) of a 49% aqueous sodium hydroxide solution was added with nitrogen gas purge, and the reaction was allowed to proceed for 4 hours. Subsequently, it heated to 50 degreeC and 400 parts (1.2 mol) of 49% sodium hydroxide aqueous solution was dripped over 5 hours. Thereafter, 564 parts of water was added to dissolve the produced salt, and then the saturated saline was discarded from the lower separation cock. Unreacted epichlorohydrin was distilled off under atmospheric pressure to a flask temperature of 130 ° C., and then the salt remaining in the reaction solution was filtered off. Unreacted epichlorohydrin was further distilled off from the filtrate at a flask temperature of 130 ° C. under reduced pressure to obtain a bifunctional epoxy resin (b-2-2) having an epoxy equivalent of 277 g / eq.

<アミン系硬化剤の合成例>
合成例4
温度計、撹拌装置、冷却管、窒素導入口を備えた4つ口フラスコにトリエチレンテトラミン146g、プロピルセロソルブ259gを仕込み40℃まで昇温し、EPICLON 520(大日本インキ化学工業株式会社製、アルキルフェノールグリシジルエーテル)を発熱に注意しながら四分割で317g仕込み、90℃で3時間攪拌した。その後、合成例2で得られたエポキシ基含有樹脂(b−2−1)(アミンアダクトの活性水素1モルに対して0.166モル)314gを発熱に注意しながら徐々に仕込み、100℃で2時間攪拌した。次に、水を259g仕込んだ後、酢酸を19g添加し、均一に溶解し、固形分60%のアミン系硬化剤(B−1)を得た。
<Synthesis example of amine curing agent>
Synthesis example 4
A four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a condenser, and a nitrogen inlet was charged with 146 g of triethylenetetramine and 259 g of propyl cellosolve, and the temperature was raised to 40 ° C., and EPICLON 520 (produced by Dainippon Ink & Chemicals, Inc., alkylphenol) Glycidyl ether) was charged in 317 g in 4 portions while paying attention to heat generation, and stirred at 90 ° C. for 3 hours. Thereafter, 314 g of the epoxy group-containing resin (b-2-1) obtained in Synthesis Example 2 (0.166 mol with respect to 1 mol of active hydrogen of the amine adduct) was gradually charged while paying attention to heat generation, at 100 ° C. Stir for 2 hours. Next, after adding 259 g of water, 19 g of acetic acid was added and dissolved uniformly to obtain an amine curing agent (B-1) having a solid content of 60%.

合成例5
温度計、撹拌装置、冷却管、窒素導入口を備えた4つ口フラスコにトリエチレンテトラミン146g、プロピルセロソルブ226gを仕込み40℃まで昇温し、EPICLON 520を発熱に注意しながら四分割で317g仕込み、90℃で3時間攪拌した。その後、合成例3で得られたエポキシ基含有樹脂(b−2−2)(アミンアダクトの活性水素1モルに対して0.166モル)216gを発熱に注意しながら徐々に仕込み、100℃で2時間攪拌した。次に、水を227g仕込んだ後、酢酸を17g添加し、均一に溶解し、固形分60%のアミン系硬化剤(B−2)を得た。
Synthesis example 5
A four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a condenser, and a nitrogen inlet was charged with 146 g of triethylenetetramine and 226 g of propyl cellosolve, heated to 40 ° C., and 317 g of EPICLON 520 was charged in four portions while paying attention to heat generation. , And stirred at 90 ° C. for 3 hours. Thereafter, 216 g of the epoxy group-containing resin (b-2-2) obtained in Synthesis Example 3 (0.166 mol with respect to 1 mol of active hydrogen of the amine adduct) was gradually charged while paying attention to heat generation, at 100 ° C. Stir for 2 hours. Next, after adding 227 g of water, 17 g of acetic acid was added and dissolved uniformly to obtain an amine curing agent (B-2) having a solid content of 60%.

合成例6
温度計、撹拌装置、冷却管、窒素導入口を備えた4つ口フラスコにメタキシレンジアミン136g、プロピルセロソルブ164gを仕込み40℃まで昇温し、EPICLON520を発熱に注意しながら四分割で211g仕込み、90℃で3時間攪拌した。その後、エポキシ基含有樹脂(b−2−2)(アミンアダクトの活性水素1モルに対して0.166モル)144gを発熱に注意しながら徐々に仕込み、100℃で2時間攪拌した。次に、水を164g仕込んだ後、酢酸を12g添加し、均一に溶解し、固形分60%のアミン系硬化剤(B−3)を得た。
Synthesis Example 6
A four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a condenser, and a nitrogen inlet was charged with 136 g of metaxylenediamine and 164 g of propyl cellosolve, heated to 40 ° C., and 211 g of EPICLON 520 was charged in four portions while paying attention to heat generation. The mixture was stirred at 90 ° C. for 3 hours. Thereafter, 144 g of an epoxy group-containing resin (b-2-2) (0.166 mol with respect to 1 mol of active hydrogen of the amine adduct) was gradually charged while being careful of heat generation, and stirred at 100 ° C. for 2 hours. Next, after adding 164 g of water, 12 g of acetic acid was added and dissolved uniformly to obtain an amine curing agent (B-3) having a solid content of 60%.

合成例7
温度計、撹拌装置、冷却管、窒素導入口を備えた4つ口フラスコにイソホロンジアミン170g、プロピルセロソルブ175gを仕込み40℃まで昇温し、EPICLON 520を発熱に注意しながら四分割で211g仕込み、90℃で3時間攪拌した。その後、エポキシ基含有樹脂(b−2−2)(アミンアダクトの活性水素1モルに対して0.167モル)144gを発熱に注意しながら徐々に仕込み、100℃で2時間攪拌した。次に、水を175g仕込んだ後、酢酸を13g添加し、均一に溶解し、固形分60%のアミン系硬化剤(B−4)を得た。
Synthesis example 7
A four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a condenser, and a nitrogen inlet was charged with 170 g of isophoronediamine and 175 g of propyl cellosolve, heated to 40 ° C., and 211 g of EPICLON 520 was charged in four portions while paying attention to heat generation. The mixture was stirred at 90 ° C. for 3 hours. Thereafter, 144 g of an epoxy group-containing resin (b-2-2) (0.167 mol with respect to 1 mol of active hydrogen of the amine adduct) was gradually charged while being careful of heat generation, and stirred at 100 ° C. for 2 hours. Next, after adding 175 g of water, 13 g of acetic acid was added and dissolved uniformly to obtain an amine curing agent (B-4) having a solid content of 60%.

合成例8
温度計、撹拌装置、冷却管、窒素導入口を備えた4つ口フラスコにトリエチレンテトラミン146g、プロピルセロソルブ205gを仕込み40℃まで昇温し、EPICLON 520を発熱に注意しながら四分割で288g仕込み、90℃で3時間攪拌した。その後、EPICLON 850(BPA型液状エポキシ樹脂、大日本インキ化学工業株式会社製)(アミンアダクトの活性水素1モルに対して0.2モル)180.5gを発熱に注意しながら徐々に仕込み、100℃で2時間攪拌した。次に、水を205g仕込んだ後、酢酸を15g添加し、均一に溶解し、固形分60%のアミン系硬化剤(B’−1)を得た。
Synthesis Example 8
A four-necked flask equipped with a thermometer, stirrer, condenser, and nitrogen inlet was charged with 146 g of triethylenetetramine and 205 g of propyl cellosolve, heated to 40 ° C., and 288 g of EPICLON 520 was charged in four portions while paying attention to heat generation. , And stirred at 90 ° C. for 3 hours. Thereafter, 180.5 g of EPICLON 850 (BPA type liquid epoxy resin, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) (0.2 mol with respect to 1 mol of active hydrogen of amine adduct) was gradually charged while paying attention to heat generation. Stir for 2 hours at ° C. Next, after adding 205 g of water, 15 g of acetic acid was added and dissolved uniformly to obtain an amine curing agent (B′-1) having a solid content of 60%.

合成例9<アミン系硬化剤(B’−2)の合成、前記特許文献1記載の硬化剤>
温度計、撹拌装置、冷却管、窒素導入口を備えた4つ口フラスコにポリプロピレングリコールジアミン化合物(HN−(C0)−C−NH)124g及びエポキシ当量315のビスフェノールAプロピレンオキシド5モル付加物のジグリシジルエーテル79gを四分割で仕込み、80℃で2時間攪拌した。次に、水51gを加え、十分に攪拌を行い、固形分80%のアミン系硬化剤(B’−2)を得た。
Synthesis Example 9 <Synthesis of amine curing agent (B′-2), curing agent described in Patent Document 1>
Polypropylene glycol diamine compound (H 2 N— (C 3 H 60 ) 3 —C 3 H 6 —NH 2 ) 124 g and epoxy equivalent in a four-necked flask equipped with a thermometer, stirrer, condenser, and nitrogen inlet 79 g of diglycidyl ether of 315 bisphenol A propylene oxide 5 mol adduct was charged in four portions and stirred at 80 ° C. for 2 hours. Next, 51 g of water was added and sufficiently stirred to obtain an amine-based curing agent (B′-2) having a solid content of 80%.

実施例1〜4、及び比較例1〜2
合成例1及び合成例4〜9で得られたエマルジョン及びアミン系硬化剤に表1に示す成分を配合し、水性塗料を調整した。これらの水性塗料に対して塗膜の鉛筆硬度、耐衝撃性(デュポン式衝撃試験)、耐食性(塩水噴霧、5%水酸化ナトリウム浸漬試験、5%塩酸浸漬試験)の試験をした。その結果を表2に示す。
Examples 1-4 and Comparative Examples 1-2
The components shown in Table 1 were blended in the emulsions and amine curing agents obtained in Synthesis Example 1 and Synthesis Examples 4 to 9 to prepare water-based paints. These aqueous paints were tested for pencil hardness, impact resistance (DuPont impact test), and corrosion resistance (salt spray, 5% sodium hydroxide immersion test, 5% hydrochloric acid immersion test). The results are shown in Table 2.

<試験片の作製方法>
調整した水性塗料を冷間熱延鋼板(JIS,G,3141 SPCC.SB、0.8×70×150mmにサンドペーパー#240表面処理を施したもの)にバーコーターにて乾燥膜厚60μmになるように塗布し、25℃で7日間乾燥させ試験片を作製した。
<Method for preparing specimen>
The adjusted water-based paint is applied to a cold hot-rolled steel sheet (JIS, G, 3141 SPCC.SB, 0.8 × 70 × 150 mm, sandpaper # 240 surface treated) with a bar coater to a dry film thickness of 60 μm. Then, the test piece was prepared by drying at 25 ° C. for 7 days.

なお、各評価項目試験は以下の方法に従って行った。   Each evaluation item test was performed according to the following method.

鉛筆硬度
JIS K5400−6.14に準拠して実施した。
Pencil hardness It implemented based on JISK5400-6.14.

耐衝撃性
JIS K5400−7.8に準拠してデュポン衝撃試験(300g)を実施した。
○:50cmまで異常なし
△:45cmまで異常なし
×:40cmまで異常なし
Impact resistance A DuPont impact test (300 g) was performed in accordance with JIS K5400-7.8.
○: No abnormality up to 50 cm Δ: No abnormality up to 45 cm x: No abnormality up to 40 cm

耐食性
JIS K5400−7.8に準拠して塩水噴霧試験(300時間)を行った。また、前記試験片を5%水酸化ナトリウム水溶液、5%塩酸の薬液に25℃で7日間浸漬した。
○:異常なし、錆なし
△:フクレ発生、錆なし
×:著しいフクレ、錆発生
Corrosion resistance A salt spray test (300 hours) was conducted in accordance with JIS K5400-7.8. The test piece was immersed in a 5% aqueous solution of sodium hydroxide and 5% hydrochloric acid at 25 ° C. for 7 days.
○: No abnormality, no rust △: Dandruff, no rust ×: Significant blister, rust

Figure 0005099402
Figure 0005099402

表1の脚注
酸化チタン:CR−97 石原産業株式会社製
タルク:タルク1号 竹原化学工業社製
炭酸カルシウム:Brilliant 1500 白石工業株式会社製
Footnotes in Table 1 Titanium oxide: CR-97 Ishihara Sangyo Co., Ltd. Talc: Talc No. 1 Takehara Chemical Industry Co., Ltd. Calcium carbonate: Brilliant 1500 Shiraishi Kogyo Co., Ltd.

Figure 0005099402
Figure 0005099402


Claims (11)

エポキシ樹脂(A)とアミン系硬化剤(B)とを含有する水性エポキシ樹脂組成物であり、該アミン系硬化剤(B)が、ポリアミン化合物(b−1)と、下記一般式(1)で表される構造を有し、且つ分子両末端がエポキシ基である2官能性エポキシ基含有樹脂(b−2)とを反応させて得られる化合物であることを特徴とする水性エポキシ樹脂組成物。
Figure 0005099402
〔式(1)中、R、R、R、R、R、はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基であり、R、R、R、はそれぞれ独立に炭素数1〜4のアルキル基であり、Rは水素原子又はメチル基であり、Xは単結合又は炭素数1〜4のアルキレン鎖であり、Qは窒素原子又はリン原子であり、Yは塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子又は水酸基である。〕
An aqueous epoxy resin composition containing an epoxy resin (A) and an amine curing agent (B), the amine curing agent (B) comprising a polyamine compound (b-1) and the following general formula (1) An aqueous epoxy resin composition characterized in that it is a compound obtained by reacting a bifunctional epoxy group-containing resin (b-2) having a structure represented by .
Figure 0005099402
[In Formula (1), R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 6 , R 7 , R 8 , Each independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R is a hydrogen atom or a methyl group, X is a single bond or an alkylene chain having 1 to 4 carbon atoms, Q is a nitrogen atom or a phosphorus atom, Y is a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom or a hydroxyl group. ]
前記アミン系硬化剤(B)が、ポリアミン化合物(b−1)中のアミノ基の活性水素1モルに対して、2官能性エポキシ基含有樹脂(b−2)中のエポキシ基が0.02〜0.30モルになるように用いて反応させたものである請求項1記載の水性エポキシ樹脂組成物。 The amine-based curing agent (B) has 0.02 epoxy group in the bifunctional epoxy group-containing resin (b-2) with respect to 1 mol of active hydrogen of the amino group in the polyamine compound (b-1). The aqueous epoxy resin composition according to claim 1, wherein the aqueous epoxy resin composition is reacted by being used so as to have a concentration of ˜0.30 mol. 前記2官能性エポキシ樹脂(b−2)が、下記一般式(2)
Figure 0005099402
〔式(2)中、R、R、R、R、R及びXは前記と同じである。〕
で表される、水酸基とカルボキシル基とを有する化合物(x1)と、四級オニウム塩含有エポキシ化合物(x2)と、エピハロヒドリン(a2)と、を反応させて得られるエポキシ樹脂である請求項1記載の水性エポキシ樹脂組成物。
The bifunctional epoxy resin (b-2) is represented by the following general formula (2)
Figure 0005099402
[In the formula (2), R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and X are the same as described above. ]
2. An epoxy resin obtained by reacting a compound (x1) having a hydroxyl group and a carboxyl group, a quaternary onium salt-containing epoxy compound (x2), and an epihalohydrin (a2) represented by formula (1): An aqueous epoxy resin composition.
2官能性エポキシ樹脂(b−2)が、下記一般式(3)
Figure 0005099402
〔式(3)中、R〜R、R、X、Q、Yは前記と同じであり、pは繰り返し数の平均値であって0〜50である。〕
で表される化合物である請求項1記載の水性エポキシ樹脂組成物。
The bifunctional epoxy resin (b-2) is represented by the following general formula (3)
Figure 0005099402
[In Formula (3), R < 1 > -R < 8 >, R, X, Q, and Y are the same as the above, p is an average value of the number of repetitions, and is 0-50. ]
The aqueous epoxy resin composition according to claim 1, which is a compound represented by the formula:
2官能性エポキシ樹脂(b−2)が、下記一般式(4)
Figure 0005099402

〔式(4)中、R〜R、R、X、Q、Yは前記と同じであり、Aは前記一般式(1)で表される構造とは異なる、1分子中に2個の水酸基又はカルボキシル基を有する化合物の残基であり、q及びrは繰り返し数の平均値であって、それぞれ独立にq=0〜45、r=0〜55である。尚、それぞれの繰り返し単位はランダムに結合していることを示す。〕
で表される化合物である請求項1記載の水性エポキシ樹脂組成物。
The bifunctional epoxy resin (b-2) is represented by the following general formula (4)
Figure 0005099402

[In the formula (4), R 1 to R 8 , R, X, Q, and Y are the same as described above, and A is different from the structure represented by the general formula (1). of a residue of a compound having a hydroxyl group or a carboxyl group, q and r is an average number of repetitions, their respective independently q = 0 to 45, a r = 0 to 55. In addition, it shows that each repeating unit has couple | bonded at random. ]
The aqueous epoxy resin composition according to claim 1, which is a compound represented by the formula:
前記一般式(4)中のqとrとの比q/rが、20/80〜95/5である請求項5記載の水性エポキシ樹脂組成物。 The aqueous epoxy resin composition according to claim 5, wherein a ratio q / r between q and r in the general formula (4) is 20/80 to 95/5. 前記一般式(4)中のAがビスフェノール類の残基である請求項5記載の水性エポキシ樹脂組成物。 The aqueous epoxy resin composition according to claim 5, wherein A in the general formula (4) is a residue of bisphenols. 前記四級オニウム塩含有エポキシ化合物(x2)が下記一般式(5)
Figure 0005099402
(式中、Rは水素原子又はメチル基であり、Qは窒素原子又はリン原子であり、は塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子であり、 、R 、R はそれぞれ独立に炭素数1〜4のアルキル基である。)
で表される化合物である請求項3記載の水性エポキシ樹脂組成物。
The quaternary onium salt-containing epoxy compound (x2) is represented by the following general formula (5)
Figure 0005099402
(In the formula, R is a hydrogen atom or a methyl group, Q is a nitrogen atom or a phosphorus atom, Y is a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom, and R 6 , R 7 and R 8 are each independently carbon. (It is an alkyl group of formulas 1 to 4. )
The aqueous epoxy resin composition according to claim 3, which is a compound represented by the formula:
前記一般式(5)中の 、R 、R がそれぞれ同一または異なる炭素原子数1〜4の直鎖状のアルキル基である請求項8記載の水性エポキシ樹脂組成物。 The aqueous epoxy resin composition according to claim 8, wherein R 6 , R 7 , and R 8 in the general formula (5) are the same or different linear alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms. ポリアミン化合物(b−1)が、脂肪族ポリアミン化合物である請求項1〜7の何れか1項記載の水性エポキシ樹脂組成物。 The aqueous epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 7, wherein the polyamine compound (b-1) is an aliphatic polyamine compound. エポキシ樹脂(A)がビスフェノール型エポキシ樹脂である請求項10記載の水性エポキシ樹脂組成物。 The aqueous epoxy resin composition according to claim 10, wherein the epoxy resin (A) is a bisphenol type epoxy resin.
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