JP5866986B2 - Epoxy curing agent - Google Patents

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Description

本発明は、エポキシ硬化剤、それを含有するエポキシ樹脂組成物、及びそれから得られるエポキシ樹脂硬化物に関する。   The present invention relates to an epoxy curing agent, an epoxy resin composition containing the same, and an epoxy resin cured product obtained therefrom.

エポキシ樹脂をエポキシ硬化剤によって硬化、固化又は架橋して得られるエポキシ樹脂硬化物は、金属、木材、コンクリート等の表面コーティング等に使用されている。構造物表面に均一な皮膜を形成する際、低反応性のエポキシ硬化剤が一般的に使用されている。例えば、入り組んだ構造を有する構造物表面や大型の構造物表面に皮膜を形成する場合には、作業時間を十分に確保するという観点から低反応性のエポキシ硬化剤が求められている。   A cured epoxy resin obtained by curing, solidifying, or crosslinking an epoxy resin with an epoxy curing agent is used for surface coating of metals, wood, concrete, and the like. In forming a uniform film on the structure surface, a low-reactivity epoxy curing agent is generally used. For example, in the case where a film is formed on the surface of a structure having an intricate structure or a large structure, a low-reactivity epoxy curing agent is required from the viewpoint of ensuring sufficient working time.

低反応性のエポキシ硬化剤として、ポリエーテルポリアミンが一般的に使用されている。しかしながらポリエーテルポリアミンを使用した場合でも、作業時間が十分に確保されない場合がある。   Polyether polyamines are commonly used as low-reactivity epoxy curing agents. However, even when a polyether polyamine is used, the working time may not be sufficiently secured.

そこで、ポリアルキレンポリアミンの反応性をさらに低減したジアルキルジエチレントリアミン類(例えば、特許文献1、特許文献2参照)が提案されているが、依然として反応性は高く、入り組んだ構造を有する構造物表面や大型の構造物表面のコーティング材料として使用する場合には十分でなかった。   Accordingly, dialkyldiethylenetriamines (for example, see Patent Document 1 and Patent Document 2) in which the reactivity of the polyalkylene polyamine is further reduced have been proposed, but the reactivity is still high, and the surface of a structure having a complicated structure or a large size When it was used as a coating material for the surface of a structure, it was not sufficient.

米国特許第3,280,043号明細書US Pat. No. 3,280,043 欧州特許出願公開第2157112号明細書European Patent Application No. 2157112

本発明は上記の背景技術に鑑みてなされたものであり、その目的は、エポキシ樹脂との反応性が低く、作業可能時間の長時間化が可能なエポキシ樹脂硬化剤を提供することである。   The present invention has been made in view of the above-described background art, and an object of the present invention is to provide an epoxy resin curing agent that has low reactivity with an epoxy resin and can increase the workable time.

本発明者らは、エポキシ硬化剤について、鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は以下に示すとおりのエポキシ硬化剤、それを含有するエポキシ樹脂組成物、及びそれから得られるエポキシ樹脂硬化物である。   As a result of intensive studies on the epoxy curing agent, the present inventors have completed the present invention. That is, the present invention is an epoxy curing agent as shown below, an epoxy resin composition containing the same, and an epoxy resin cured product obtained therefrom.

[1]炭素数1〜6のN−アルキル化アミノ基(R−NH−:ここでRは炭素数1〜6のアルキル基を表す。)、アミノ基(HN−)及びイミノ基(−NH−)からなる群より選択される1種又は2種の置換基を分子内に有し、かつ分子内に活性アミン水素原子を2個有するアルキル化ポリアルキレンポリアミンを含有するエポキシ硬化剤。 [1] N-alkylated amino group having 1 to 6 carbon atoms (R-NH-:. Wherein R represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms), an amino group (H 2 N-) and imino group ( An epoxy curing agent containing an alkylated polyalkylene polyamine having one or two substituents selected from the group consisting of -NH-) in the molecule and two active amine hydrogen atoms in the molecule.

[2]アルキル化ポリアルキレンポリアミンが、下記式(1)   [2] The alkylated polyalkylene polyamine is represented by the following formula (1):

Figure 0005866986
(式中、R〜Rは各々独立して水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表し、nは0〜6の範囲である。ただし、R〜Rは全て水素原子又は全てアルキル基になることはない。)
で示されるアルキル化ポリアルキレンポリアミンであることを特徴とする上記[1]に記載のエポキシ硬化剤用アミン組成物。
Figure 0005866986
(Wherein R 1 to R 5 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and n is in the range of 0 to 6. However, R 1 to R 5 are all hydrogen atoms or Not all alkyl groups.)
The amine composition for epoxy curing agents according to [1] above, wherein the amine composition is an alkylated polyalkylene polyamine represented by formula (1).

[3]アルキル化ポリアルキレンポリアミンが、N,N’−ジイソプロピルエチレンジアミン、N,N’−ジsec−ブチル−エチレンジアミン、N,N’,N”−トリイソプロピルジエチレントリアミン、N,N’,N”−トリsec−ブチル−ジエチレントリアミン、N,N’−ジイソプロピル−N,N’−ビス[2−(イソプロピルアミノ)エチル]−1,2−エタンジアミン、及びN,N’−sec−ブチル−N,N’−ビス[2−(sec−ブチルアミノ)エチル]−1,2−エタンジアミンからなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする上記[1]に記載のエポキシ硬化剤。   [3] The alkylated polyalkylene polyamine is N, N′-diisopropylethylenediamine, N, N′-disec-butyl-ethylenediamine, N, N ′, N ″ -triisopropyldiethylenetriamine, N, N ′, N ″ — Trisec-butyl-diethylenetriamine, N, N′-diisopropyl-N, N′-bis [2- (isopropylamino) ethyl] -1,2-ethanediamine, and N, N′-sec-butyl-N, N The epoxy curing agent according to [1] above, which is at least one selected from the group consisting of '-bis [2- (sec-butylamino) ethyl] -1,2-ethanediamine.

[4]上記[1]乃至[3]のいずれかに記載のエポキシ硬化剤とエポキシ樹脂とを含有することを特徴とするエポキシ樹脂組成物。   [4] An epoxy resin composition comprising the epoxy curing agent according to any one of [1] to [3] and an epoxy resin.

[5]上記[4]に記載のエポキシ樹脂組成物を反応して得られるエポキシ樹脂硬化物。   [5] A cured epoxy resin obtained by reacting the epoxy resin composition according to the above [4].

本発明のエポキシ硬化剤によれば、一般に使用されるエポキシ硬化剤用アミンより反応性が低く、作業可能時間の長時間化が可能なエポキシ硬化剤用アミン組成物を提供することが出来る。   According to the epoxy curing agent of the present invention, it is possible to provide an amine composition for an epoxy curing agent that has a lower reactivity than a commonly used amine for an epoxy curing agent and can increase the workable time.

以下、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明のエポキシ硬化剤は、炭素数1〜6のN−アルキル化アミノ基(R−NH−:ここでRは炭素数1〜6のアルキル基を表す。)、アミノ基(HN−)及びイミノ基(−NH−)からなる群より選択される1種又は2種の置換基を分子内に有し、かつ分子内に活性アミン水素原子を2個有するアルキル化ポリアルキレンポリアミンを含有することをその特徴とする。 The epoxy curing agent of the present invention comprises an N-alkylated amino group having 1 to 6 carbon atoms (R—NH—, where R represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms), an amino group (H 2 N— ) And an imino group (—NH—) containing an alkylated polyalkylene polyamine having one or two substituents in the molecule and two active amine hydrogen atoms in the molecule The feature is to do.

本発明で用いられるアルキル化ポリアルキレンポリアミンは、活性アミン水素原子を2個有するため、エポキシ樹脂との反応性が非常に遅い。したがって、エポキシ樹脂との反応速度を抑制し、作業可能時間の長時間化することができる。なお、本発明において、「活性アミン水素原子」とは、エポキシ基と反応可能な、窒素原子に付加した水素原子を意味する。   Since the alkylated polyalkylene polyamine used in the present invention has two active amine hydrogen atoms, the reactivity with the epoxy resin is very slow. Therefore, the reaction rate with the epoxy resin can be suppressed, and the workable time can be prolonged. In the present invention, the “active amine hydrogen atom” means a hydrogen atom added to a nitrogen atom that can react with an epoxy group.

本発明で用いられるアルキル化ポリアルキレンポリアミンにおいて、炭素数1〜6のN−アルキル化アミノ基(R−NH−:ここでRは炭素数1〜6のアルキル基を表す。)中のアルキル基(R)としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、tert−ブチル基、sec−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。   In the alkylated polyalkylene polyamine used in the present invention, an alkyl group in an N-alkylated amino group having 1 to 6 carbon atoms (R—NH—, where R represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms). Examples of (R) include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, a tert-butyl group, a sec-butyl group, a pentyl group, an isopentyl group, a hexyl group, and a cyclohexyl group.

本発明で用いられるアルキル化ポリアルキレンポリアミンは、ポリアルキレンポリアミン鎖の末端に1級アミノ基を有する場合、エポキシ樹脂との反応性が高くなり作業時間が短くなる。よって、アルキル化ポリアルキレンポリアミンとしては、末端に1級アミノ基を有さない化合物がより好ましい。   When the alkylated polyalkylene polyamine used in the present invention has a primary amino group at the terminal of the polyalkylene polyamine chain, the reactivity with the epoxy resin is increased and the working time is shortened. Therefore, as the alkylated polyalkylene polyamine, a compound having no primary amino group at the terminal is more preferable.

本発明で用いられるアルキル化ポリアルキレンポリアミンとしては、具体的には、炭素数1〜6のN−アルキル化アミノ基(R−NH−:ここでRは炭素数1〜6のアルキル基を表す。)、アミノ基(HN−)及びイミノ基(−NH−)からなる群より選択される2種以上の置換基を分子内に有し、かつ分子内に活性アミン水素原子を2個有する、上記式(1)で示されるアルキル化ポリアルキレンポリアミンが例示される。 Specifically, the alkylated polyalkylene polyamine used in the present invention is an N-alkylated amino group having 1 to 6 carbon atoms (R—NH—, where R represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. ), Two or more substituents selected from the group consisting of an amino group (H 2 N—) and an imino group (—NH—) in the molecule, and two active amine hydrogen atoms in the molecule The alkylated polyalkylene polyamine represented by the above formula (1) is exemplified.

上記式(1)において、R〜Rは各々独立して、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表し、アルキル基は直鎖、分岐、環状のいずれでもよい。好ましくはR及びRが水素原子である。炭素数1〜6のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、tert−ブチル基、sec−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。また、nは0〜6の整数である。 In the above formula (1), R 1 to R 5 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and the alkyl group may be linear, branched or cyclic. Preferably R 1 and R 3 are hydrogen atoms. Examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, a tert-butyl group, a sec-butyl group, a pentyl group, an isopentyl group, a hexyl group, and a cyclohexyl group. Is mentioned. N is an integer of 0-6.

本発明で用いられるアルキル化ポリアルキレンポリアミンの好適な例としては、N,N’−ジイソプロピルエチレンジアミン、N,N’−ジsec−ブチル−エチレンジアミン、N,N’,N”−トリイソプロピルジエチレントリアミン、N,N’,N”−トリsec−ブチル−ジエチレントリアミン、N,N’−ジイソプロピル−N,N’−ビス[2−(イソプロピルアミノ)エチル]−1,2−エタンジアミン、N,N’−sec−ブチル−N,N’−ビス[2−(sec−ブチルアミノ)エチル]−1,2−エタンジアミン等が挙げられる。   Preferable examples of the alkylated polyalkylene polyamine used in the present invention include N, N′-diisopropylethylenediamine, N, N′-disec-butyl-ethylenediamine, N, N ′, N ″ -triisopropyldiethylenetriamine, N , N ′, N ″ -trisec-butyl-diethylenetriamine, N, N′-diisopropyl-N, N′-bis [2- (isopropylamino) ethyl] -1,2-ethanediamine, N, N′-sec -Butyl-N, N'-bis [2- (sec-butylamino) ethyl] -1,2-ethanediamine and the like.

本発明のエポキシ硬化剤において、上記したアルキル化ポリアルキレンポリアミンの含有量は、エポキシ硬化剤全体に対して、通常1重量%以上、好ましくは3重量%以上である。含有量が多いほど、エポキシ樹脂との反応性が低下し、作業可能時間が長くなる。   In the epoxy curing agent of the present invention, the content of the above-mentioned alkylated polyalkylene polyamine is usually 1% by weight or more, preferably 3% by weight or more based on the whole epoxy curing agent. The greater the content, the lower the reactivity with the epoxy resin and the longer the workable time.

本発明のエポキシ硬化剤は、上記したアルキル化ポリアルキレンポリアミンを含有するものであって、それ以外の成分を必ずしも必要とするものではないが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、その他のアミンを含有していてもよい。このようなアミンとしては、例えば、3個以上の活性アミン水素原子を有する多官能性アミンが挙げられる。このような多官能性アミンであっても、エポキシ樹脂との反応性が著しく向上させる成分については、全く使用しないか、又はエポキシ樹脂との低反応性を維持できる範囲で使用することが望ましい。   The epoxy curing agent of the present invention contains the above-mentioned alkylated polyalkylene polyamine, and does not necessarily require other components, but other amines may be used without departing from the spirit of the present invention. May be contained. Examples of such amines include polyfunctional amines having 3 or more active amine hydrogen atoms. Even if such a polyfunctional amine is used, it is desirable not to use a component that significantly improves the reactivity with the epoxy resin, or to use it within a range in which the low reactivity with the epoxy resin can be maintained.

3個以上の活性アミン水素原子を有する多官能性アミンとしては、例えば、脂肪族アミン、脂環式アミン、芳香族アミンの他、脂肪族アミン、芳香族アミン若しくは脂環式アミンのマンニッヒ塩基誘導体、脂肪族アミン、芳香族アミン若しくは脂環式アミンのポリアミド誘導体、脂肪族アミン、芳香族アミン若しくは脂環式アミンのアミン付加誘導体等が知られている。   Examples of the polyfunctional amine having 3 or more active amine hydrogen atoms include aliphatic amines, alicyclic amines, aromatic amines, and aliphatic amines, aromatic amines, or Mannich base derivatives of alicyclic amines. Also known are polyamide derivatives of aliphatic amines, aromatic amines or alicyclic amines, amine addition derivatives of aliphatic amines, aromatic amines or alicyclic amines, and the like.

脂肪族アミンとしては、例えば、ポリエチレンアミン(EDA、DETA、TETA、TEPA、PEHA等)、ポリプロピレンアミン、アミノプロピル化エチレンジアミン(Am3、Am4、Am5等)、アミノプロピル化プロピレンジアミン、1,6−ヘキサンジアミン、3,3,5−トリメチル−1,6−ヘキサンジアミン、3,5,5−トリメチル−1,6−ヘキサンジアミン、2−メチル−1,5−ペンタンジアミン[Dytek(登録商標)−Aとして市販されている]等、又はそれらの組み合わせが挙げられる。   Examples of the aliphatic amine include polyethyleneamine (EDA, DETA, TETA, TEPA, PEHA, etc.), polypropyleneamine, aminopropylated ethylenediamine (Am3, Am4, Am5, etc.), aminopropylated propylenediamine, 1,6-hexane. Diamine, 3,3,5-trimethyl-1,6-hexanediamine, 3,5,5-trimethyl-1,6-hexanediamine, 2-methyl-1,5-pentanediamine [Dytek (registered trademark) -A And the like, or a combination thereof.

また、ハンツマン(Huntsman)社からジェファーミン(Jeffamine)の商品名で入手できるポリ(アルキレンオキシド)ジアミンやトリアミンも、このような脂肪族アミンとして例示される。ジェファーミンとしては、特に限定するものではないが、例えば、ジェファーミンD−230、ジェファーミンD−400、ジェファーミンD−2000、ジェファーミン)D−4000、ジェファーミンT−403、ジェファーミンEDR−148、ジェファーミンEDR−192、ジェファーミンC−346、ジェファーミンED−600、ジェファーミンED−900、ジェファーミンED−2001等、又はそれらの組み合わせが挙げられる。   Poly (alkylene oxide) diamines and triamines available under the trade name Jeffamine from Huntsman are also exemplified as such aliphatic amines. Although it does not specifically limit as Jeffamine, For example, Jeffamine D-230, Jeffamine D-400, Jeffamine D-2000, Jeffamine) D-4000, Jeffamine T-403, Jeffamine EDR- 148, Jeffermin EDR-192, Jeffermin C-346, Jeffermin ED-600, Jeffermin ED-900, Jeffermin ED-2001, or a combination thereof.

また、脂環式アミン又は芳香族アミンとしては、特に限定するものではないが、例えば、1,2−ジアミノシクロヘキサン、1,3−ジアミノシクロヘキサン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、水素化オルトトルエンジアミン、水素化メタトルエンジアミン、メタキシリレンジアミン、水素化メタキシリレンジアミン(1,3−BACとして市販されている)、イソホロンジアミン、各種の異性体又はノルボルナンジアミン、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、2,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、メチレン架橋ポリ(シクロヘキシル−芳香族)アミンの混合物等、又はそれらの組み合わせが挙げられる。   In addition, the alicyclic amine or aromatic amine is not particularly limited. For example, 1,2-diaminocyclohexane, 1,3-diaminocyclohexane, 1,4-diaminocyclohexane, hydrogenated orthotoluenediamine, Hydrogenated metatoluenediamine, metaxylylenediamine, hydrogenated metaxylylenediamine (commercially available as 1,3-BAC), isophoronediamine, various isomers or norbornanediamine, 3,3′-dimethyl-4, Examples include 4′-diaminodicyclohexylmethane, 4,4′-diaminodicyclohexylmethane, 2,4′-diaminodicyclohexylmethane, a mixture of methylene-bridged poly (cyclohexyl-aromatic) amines, and the like, or combinations thereof.

マンニッヒ塩基誘導体は、例えば、上記した脂肪族アミン、脂環式アミン又は芳香族アミンとフェノール若しくは置換フェノール及びホルムアルデヒドとの反応により作られ得る。ポリアミド誘導体は、例えば、上記した脂肪族アミン、脂環式アミン又は芳香族アミンと、二量体脂肪酸、又は二量体脂肪酸及び脂肪酸の混合物との反応により調製され得る。アミドアミン誘導体は、例えば、脂肪族アミン、脂環式アミン又は芳香族アミンと脂肪酸との反応により調製され得る。アミン付加物は、例えば、脂肪族アミン、脂環式アミン又は芳香族アミンと、エポキシ樹脂(例えば、ビスフェノール−Aのジグリシジルエーテル、ビスフェノール−Fのジグリシジルエーテル、エポキシノボラック樹脂等)との反応により調製され得る。なお、脂肪族アミン、脂環式アミン又は芳香族アミンに、単官能エポキシ樹脂(例えば、フェニルグリシジルエーテル、クレシルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、他のアルキルグリシジルエーテル等)を付加してもよい。   Mannich base derivatives can be made, for example, by reaction of the aliphatic amines, alicyclic amines or aromatic amines described above with phenol or substituted phenols and formaldehyde. The polyamide derivative can be prepared, for example, by reacting the above-mentioned aliphatic amine, alicyclic amine or aromatic amine with a dimer fatty acid or a mixture of a dimer fatty acid and a fatty acid. Amidoamine derivatives can be prepared, for example, by reaction of aliphatic amines, alicyclic amines or aromatic amines with fatty acids. The amine adduct is, for example, a reaction between an aliphatic amine, an alicyclic amine or an aromatic amine and an epoxy resin (for example, bisphenol-A diglycidyl ether, bisphenol-F diglycidyl ether, epoxy novolac resin, etc.). Can be prepared. A monofunctional epoxy resin (for example, phenyl glycidyl ether, cresyl glycidyl ether, butyl glycidyl ether, or other alkyl glycidyl ether) may be added to the aliphatic amine, alicyclic amine, or aromatic amine.

本発明において、上記したアルキル化ポリアルキレンポリアミンの製造方法は特に限定するものではないが、対応するポリアルキレンポリアミンを部分的にN−アルキル化することで得られる。例えば、少なくとも2個の窒素原子を有する少なくとも1種のポリアルキレンポリアルキレンポリアミン、少なくとも1種のアルキル化剤、及び水素を触媒の存在下で反応することで得られる。   In the present invention, the production method of the above-mentioned alkylated polyalkylene polyamine is not particularly limited, but it can be obtained by partially N-alkylating the corresponding polyalkylene polyamine. For example, it can be obtained by reacting at least one polyalkylene polyalkylene polyamine having at least two nitrogen atoms, at least one alkylating agent, and hydrogen in the presence of a catalyst.

ここで用いられるポリアルキレンポリアミンとしては、特に限定するものではないが、例えば、ポリエチレンポリアミン、ポリプロピレンポリアミン及びそれらの組合せが挙げられる。ポリエチレンポリアミンとしては、例えば、ジエチレントリアミン(DETA)、トリエチレンテトラミン(TETA)、テトラエチレンペンタミン(TEPA)、ペンタエチレンヘキサミン(PEHA)、及び他の高次ポリエチレンポリアミンが挙げられる。また、例えば、TETAは線状TETAだけでなく、トリス−アミノエチレンアミンも含んでいてもよい。   Although it does not specifically limit as a polyalkylene polyamine used here, For example, a polyethylene polyamine, a polypropylene polyamine, and those combination are mentioned. Examples of polyethylene polyamines include diethylenetriamine (DETA), triethylenetetramine (TETA), tetraethylenepentamine (TEPA), pentaethylenehexamine (PEHA), and other higher order polyethylene polyamines. For example, TETA may contain not only linear TETA but also tris-aminoethyleneamine.

ここで用いられるアルキル化剤としては、特に限定するものではないが、例えば、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、炭素数1〜6のアルデヒド、炭素数2〜6のケトン等が挙げられる。   Although it does not specifically limit as an alkylating agent used here, For example, a cyclopentanone, cyclohexanone, a C1-C6 aldehyde, a C2-C6 ketone, etc. are mentioned.

ここで用いられる触媒としては、例えば、ニッケル、ラネーニッケル、ラネーコバルト白金黒、酸化白金、パラジウム、パラジウム/活性炭(Pd/C)、等、一般に用いられる水素化触媒が挙げられ、これらのいずれを用いてもよい。触媒の添加量はポリアルキレンポリアミンに対して0.1〜10重量%の範囲が好ましい。   Examples of the catalyst used here include commonly used hydrogenation catalysts such as nickel, Raney nickel, Raney cobalt platinum black, platinum oxide, palladium, palladium / activated carbon (Pd / C), and any of these. May be. The addition amount of the catalyst is preferably in the range of 0.1 to 10% by weight with respect to the polyalkylene polyamine.

アルキル化剤とポリアルキレンポリアミンとのモル反応比(アルキル化剤/ポリアルキレンポリアミン)は、特に限定するものではないが、好ましくは2以上、さらに好ましくは2.1以上である。これは、モル反応比が2.1以上の場合、アルキル化されずに残存する未反応のポリアルキレンポリアミンが1重量%以下となるためである。   The molar reaction ratio of the alkylating agent to the polyalkylene polyamine (alkylating agent / polyalkylene polyamine) is not particularly limited, but is preferably 2 or more, more preferably 2.1 or more. This is because when the molar reaction ratio is 2.1 or more, the unreacted polyalkylene polyamine remaining without being alkylated is 1% by weight or less.

次に本発明のエポキシ樹脂組成物について説明する。   Next, the epoxy resin composition of the present invention will be described.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、上記した本発明のエポキシ硬化剤とエポキシ樹脂とを含有することをその特徴とする。   The epoxy resin composition of the present invention is characterized by containing the above-described epoxy curing agent of the present invention and an epoxy resin.

本発明において、エポキシ樹脂としては、エポキシ樹脂硬化物の製造に一般に用いられる未硬化のエポキシ樹脂でよく、特に限定するものではないが、例えば、1分子当たり2以上の1,2−エポキシ基を含有する未硬化のエポキシ樹脂が挙げられる。具体的には、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、エポキシノボラック樹脂、脂環式エポキシ樹脂、多官能性エポキシ樹脂、臭素化エポキシ樹脂等が例示される。これらのエポキシ樹脂は無溶媒のものでも、溶媒で希釈したものでも使用することができる。   In the present invention, the epoxy resin may be an uncured epoxy resin generally used in the production of a cured epoxy resin, and is not particularly limited. For example, two or more 1,2-epoxy groups per molecule are included. Examples thereof include an uncured epoxy resin. Specifically, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, epoxy novolac resin, alicyclic epoxy resin, polyfunctional epoxy resin, brominated epoxy resin and the like are exemplified. These epoxy resins can be used either without solvent or diluted with a solvent.

また、本発明のエポキシ樹脂組成物を用いて、エポキシ樹脂硬化物を形成する際には、従来公知の可塑剤を使用することができる。このような可塑剤としては、特に限定するものではないが、ベンジルアルコール、ノニルフェノール、種々のフタル酸エステル等が好適なものとして挙げられる。   Moreover, when forming an epoxy resin hardened | cured material using the epoxy resin composition of this invention, a conventionally well-known plasticizer can be used. Such a plasticizer is not particularly limited, and examples thereof include benzyl alcohol, nonylphenol, various phthalates, and the like.

さらに、本発明のエポキシ樹脂組成物を用いて、エポキシ樹脂硬化物を形成する際には、溶媒、充填剤、顔料、顔料分散剤、レオロジー修飾剤、チキソトロピー剤、流動化及び平滑化補助剤、消泡剤等を用いてもよい。好適な溶媒としては、例えば、芳香族炭化水素化合物、脂肪族炭化水素化合物、エステル、ケトン、エーテル、アルコール等が挙げられる。   Furthermore, when forming an epoxy resin cured product using the epoxy resin composition of the present invention, a solvent, a filler, a pigment, a pigment dispersant, a rheology modifier, a thixotropic agent, a fluidization and smoothing aid, An antifoaming agent or the like may be used. Suitable solvents include, for example, aromatic hydrocarbon compounds, aliphatic hydrocarbon compounds, esters, ketones, ethers, alcohols and the like.

上記した本発明のエポキシ硬化剤用アミン組成物を反応させることで、エポキシ樹脂硬化物が得られる。   An epoxy resin cured product is obtained by reacting the amine composition for an epoxy curing agent of the present invention described above.

以下、本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるこのではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail based on an Example, this invention is not this limited to these.

<反応性の測定>
エポキシ硬化剤及びエポキシ樹脂(エピコート828、三菱化学社製)を20mlのサンプル瓶に秤量し、スパチュラで均一になるまで混合した後、25℃の一定条件において硬化し、振動式粘度計(商品名:VM−1G−MJ、山一電機社製)、データ収集システム(商品名:NR−1000、Keyence社製)を用いて粘度の経時変化を測定した。混合後、粘度値が1000cPに到達するまでの時間により反応性を評価した。1000cP到達時間が長いほど、反応性が低く、作業可能時間が長いことを意味する。
<Measurement of reactivity>
An epoxy curing agent and an epoxy resin (Epicoat 828, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) are weighed in a 20 ml sample bottle, mixed with a spatula until uniform, and then cured under a constant condition of 25 ° C., and a vibration viscometer (trade name) : VM-1G-MJ (manufactured by Yamaichi Electronics Co., Ltd.), and a data collection system (trade name: NR-1000, manufactured by Keyence) were used to measure changes with time in viscosity. After mixing, the reactivity was evaluated by the time until the viscosity value reached 1000 cP. The longer the 1000 cP arrival time, the lower the reactivity and the longer the workable time.

合成例1.
10Lオートクレーブ中にジエチレントリアミン(DETA)1500g(14.5mol)、アセトン1689g(29.1mol)、メタノール3189g、Pd/C触媒128gを仕込んだ。オートクレーブを窒素、その次に水素でパージし、オートクレーブ中の空気を除去した。オートクレーブを水素で3MPaに加圧して、120℃まで0.5時間で昇温した。オートクレーブ内圧を水素で3MPaに保ち、さらに6時間反応を行った。反応終了後、オートクレーブを冷却、減圧し、反応性生物をろ過して触媒を除去した。エバポレーターでメタノール、アセトン、生成水を除去し、イソプロピル化ジエチレントリアミン混合物を得た。
Synthesis Example 1
In a 10 L autoclave, 1500 g (14.5 mol) of diethylenetriamine (DETA), 1689 g (29.1 mol) of acetone, 3189 g of methanol, and 128 g of Pd / C catalyst were charged. The autoclave was purged with nitrogen and then with hydrogen to remove the air in the autoclave. The autoclave was pressurized to 3 MPa with hydrogen and heated to 120 ° C. in 0.5 hours. The internal pressure of the autoclave was kept at 3 MPa with hydrogen, and the reaction was further performed for 6 hours. After completion of the reaction, the autoclave was cooled and decompressed, and the reaction product was filtered to remove the catalyst. Methanol, acetone, and produced water were removed with an evaporator to obtain an isopropylated diethylenetriamine mixture.

得られたイソプロピル化ジエチレントリアミン混合物から、トリイソプロピル化ジエチレントリアミン(A)290g、ジイソプロピル化ジエチレントリアミン(B)1630g、をそれぞれ蒸留分離した。   From the resulting isopropylated diethylenetriamine mixture, 290 g of triisopropylated diethylenetriamine (A) and 1630 g of diisopropylated diethylenetriamine (B) were separated by distillation.

合成例2.
10Lオートクレーブ中にエチレンジアミン(EDA)1000g(16.6mol)、アセトン2251g(38.8mol)、メタノール3251g、Pd/C触媒130.1gを仕込んだ。オートクレーブを窒素、その次に水素でパージし、オートクレーブ中の空気を除去した。オートクレーブを水素で3MPaに加圧して、120℃まで0.5時間で昇温した。オートクレーブ内圧を水素で3MPaに保ち、さらに6時間反応を行った。反応終了後、オートクレーブを冷却、減圧し、反応性生物をろ過して触媒を除去した。エバポレーターでメタノール、アセトン、生成水を除去し、イソプロピル化エチレンジアミン混合物を得た。
Synthesis Example 2
In a 10 L autoclave, 1000 g (16.6 mol) of ethylenediamine (EDA), 2251 g (38.8 mol) of acetone, 3251 g of methanol, and 130.1 g of Pd / C catalyst were charged. The autoclave was purged with nitrogen and then with hydrogen to remove the air in the autoclave. The autoclave was pressurized to 3 MPa with hydrogen and heated to 120 ° C. in 0.5 hours. The internal pressure of the autoclave was kept at 3 MPa with hydrogen, and the reaction was further performed for 6 hours. After completion of the reaction, the autoclave was cooled and decompressed, and the reaction product was filtered to remove the catalyst. Methanol, acetone, and produced water were removed with an evaporator to obtain an isopropylated ethylenediamine mixture.

得られたイソプロピル化エチレンジアミン混合物から、ジイソプロピル化エチレンジアミン2100gを蒸留分離した。   From the resulting isopropylated ethylenediamine mixture, 2100 g of diisopropylated ethylenediamine was separated by distillation.

合成例3.
10Lオートクレーブ中にトリエチレンテトラミン(TETA)1100g(7.5mol)、メチルエチルケトン2172.9g(30.1mol)、メタノール3272.9g、Pd/C触媒130gを仕込んだ。オートクレーブを窒素、その次に水素でパージし、オートクレーブ中の空気を除去した。オートクレーブを水素で3MPaに加圧して、120℃まで0.5時間で昇温した。オートクレーブ内圧を水素で3MPaに保ち、さらに6時間反応を行った。反応終了後、オートクレーブを冷却、減圧し、反応性生物をろ過して触媒を除去した。エバポレーターでメタノール、メチルエチルケトン、生成水を除去し、sec−ブチル化トリエチレンテトラミン混合物を得た。
Synthesis Example 3
In a 10 L autoclave, 1100 g (7.5 mol) of triethylenetetramine (TETA), 2172.9 g (30.1 mol) of methyl ethyl ketone, 3272.9 g of methanol, and 130 g of Pd / C catalyst were charged. The autoclave was purged with nitrogen and then with hydrogen to remove the air in the autoclave. The autoclave was pressurized to 3 MPa with hydrogen and heated to 120 ° C. in 0.5 hours. The internal pressure of the autoclave was kept at 3 MPa with hydrogen, and the reaction was further performed for 6 hours. After completion of the reaction, the autoclave was cooled and decompressed, and the reaction product was filtered to remove the catalyst. Methanol, methyl ethyl ketone, and produced water were removed with an evaporator to obtain a sec-butylated triethylenetetramine mixture.

得られたsec−ブチル化トリエチレンテトラミン混合物から、テトラsec−ブチル化トリエチレンテトラミン820gを蒸留分離した。   From the obtained sec-butylated triethylenetetramine mixture, 820 g of tetrasec-butylated triethylenetetramine was distilled and separated.

実施例1.
合成例1で得たトリイソプロピル化ジエチレントリアミン0.03g、及びジイソプロピル化ジエチレントリアミン3.35g及びエポキシ樹脂(エピコート828、三菱化学社製)10gを20mlのサンプル瓶に秤量し、スパチュラで均一になるまで混合した後、25℃の一定条件において硬化、振動式粘度計(商品名:VM−1G−MJ、山一電機社製)、データ収集システム(商品名:NR−1000、Keyence社製)を用いて粘度の経時変化を測定した。混合後、粘度値が1000cPに到達するまでの時間を測定したところ、8.6時間であった。
Example 1.
0.03 g of triisopropylated diethylenetriamine obtained in Synthesis Example 1, 3.35 g of diisopropylated diethylenetriamine and 10 g of epoxy resin (Epicoat 828, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) are weighed into a 20 ml sample bottle and mixed until uniform with a spatula. After that, using a curing, vibration viscometer (trade name: VM-1G-MJ, manufactured by Yamaichi Denki Co., Ltd.) and data collection system (trade name: NR-1000, manufactured by Keyence) at a constant condition of 25 ° C. The change in viscosity over time was measured. After mixing, the time until the viscosity value reached 1000 cP was measured and found to be 8.6 hours.

実施例2〜実施10、参考例及び比較例1〜比較例3.
表1、表2に示す種類と量のアミンを用いた以外は、実施例1と同様に実施した。その結果を表1、表2に併せて示す。
Examples 2 to 10, Reference Example and Comparative Examples 1 to 3
The same procedure as in Example 1 was performed except that the types and amounts of amines shown in Tables 1 and 2 were used. The results are also shown in Tables 1 and 2.

Figure 0005866986
Figure 0005866986

Figure 0005866986
この表から、本発明のエポキシ硬化剤を含有する実施例1〜実施例9の場合の方が、本発明のエポキシ硬化剤を含有しない比較例1〜比較例3の場合よりも、長い作業時間を達成できることが分かる。
Figure 0005866986
From this table, the working time of Examples 1 to 9 containing the epoxy curing agent of the present invention is longer than that of Comparative Examples 1 to 3 not containing the epoxy curing agent of the present invention. It can be seen that can be achieved.

また、アルキル化ポリアルキレンポリアミン以外に、3個以上の活性アミン水素原子を有する多官能性アミンを併用する場合、エポキシ樹脂との反応性に影響を与えない多官能性アミンについては好適に使用できるが(実施例10参照)、エポキシ樹脂との反応性を著しく向上させる成分を多量に使用すると、本発明の趣旨を逸脱することが理解される(参考例参照)。   In addition to the alkylated polyalkylene polyamine, when a polyfunctional amine having 3 or more active amine hydrogen atoms is used in combination, the polyfunctional amine that does not affect the reactivity with the epoxy resin can be suitably used. However (see Example 10), it is understood that the use of a large amount of a component that significantly improves the reactivity with the epoxy resin departs from the spirit of the present invention (see Reference Example).

本発明のエポキシ樹脂硬化剤は、硬化剤として反応性が低く、エポキシ樹脂と混合して使用する際に、十分な作業時間を達成することができるため、入り組んだ構造を有する構造物表面や大型構造物表面のコーティングなど、長い作業時間を必要とする用途で、好適に使用される。   The epoxy resin curing agent of the present invention has a low reactivity as a curing agent, and can achieve a sufficient working time when used in combination with an epoxy resin. It is preferably used in applications that require a long working time, such as coating the surface of a structure.

Claims (3)

N,N’−ジイソプロピルエチレンジアミン、N,N’−ジsec−ブチル−エチレンジアミン、N,N’,N”−トリイソプロピルジエチレントリアミン、N,N’,N”−トリsec−ブチル−ジエチレントリアミン、N,N’−ジイソプロピル−N,N’−ビス[2−(イソプロピルアミノ)エチル]−1,2−エタンジアミン、及びN,N’−sec−ブチル−N,N’−ビス[2−(sec−ブチルアミノ)エチル]−1,2−エタンジアミンからなる群より選ばれる少なくとも1種のアルキル化ポリアルキレンポリアミンを含有するエポキシ硬化剤(ただし、下記一般式(1):
Figure 0005866986
(式中、R 、R およびR は、同一でも異なっていてもよく、それぞれ、水素原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルケニル基、置換基を有してもよいアルキニル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいアルコキシル基、ハロゲン原子、ニトロ基、アシル基、カルボキシル基、スルホン酸基または置換基を有してもよいアミノ基を表し、n個、m個およびl個のR 、R およびR は、それぞれ、同一でも異なっていてもよい。R は、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルケニル基、置換基を有してもよいアルキニル基、置換基を有してもよいアリール基またはアシル基を表し、m個のR は、それぞれ、同一でも異なっていてもよい。nは0〜10の整数を表し、mは0〜10の整数を表し、lは0〜10の整数を表す。但し、n+m+lは4〜10の整数である。)で表されるカリックス(n+m+l)アレーンを含有する場合を除く。)
N, N′-diisopropylethylenediamine, N, N′-disec-butyl-ethylenediamine, N, N ′, N ″ -triisopropyldiethylenetriamine, N, N ′, N ″ -trisec-butyl-diethylenetriamine, N, N '-Diisopropyl-N, N'-bis [2- (isopropylamino) ethyl] -1,2-ethanediamine and N, N'-sec-butyl-N, N'-bis [2- (sec-butyl Amino) ethyl] -1,2-ethanediamine, an epoxy curing agent containing at least one alkylated polyalkylenepolyamine selected from the group consisting of the following general formula (1):
Figure 0005866986
(In formula, R < 1 >, R < 2 > and R < 3 > may be the same or different, respectively, a hydrogen atom, the alkyl group which may have a substituent, the alkenyl group which may have a substituent, substituted An alkynyl group which may have a group, an aryl group which may have a substituent, an alkoxyl group which may have a substituent, a halogen atom, a nitro group, an acyl group, a carboxyl group, a sulfonic acid group or a substituent And n, m, and 1 R 1 , R 2, and R 3 may be the same or different, and R 4 has a substituent. also alkyl group, an alkenyl group which may have a substituent, alkynyl group which may have a substituent group, an aryl group or an acyl group which may have a substituent, m-number of R 4 is, Each may be the same or different, n is 0-10. M represents an integer of 0 to 10, and l represents an integer of 0 to 10, where n + m + 1 is an integer of 4 to 10.) and contains calix (n + m + l) arenes. Except cases. )
請求項1に記載のエポキシ硬化剤とエポキシ樹脂とを含有することを特徴とするエポキシ樹脂組成物。 An epoxy resin composition comprising the epoxy curing agent according to claim 1 and an epoxy resin. 請求項2に記載のエポキシ樹脂組成物を反応して得られるエポキシ樹脂硬化物。 A cured epoxy resin obtained by reacting the epoxy resin composition according to claim 2 .
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