JPH0124165B2 - - Google Patents

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JPH0124165B2
JPH0124165B2 JP11719081A JP11719081A JPH0124165B2 JP H0124165 B2 JPH0124165 B2 JP H0124165B2 JP 11719081 A JP11719081 A JP 11719081A JP 11719081 A JP11719081 A JP 11719081A JP H0124165 B2 JPH0124165 B2 JP H0124165B2
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JP
Japan
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epoxy resin
resin
polybutadiene
aqueous dispersion
water
Prior art date
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Application number
JP11719081A
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Japanese (ja)
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JPS5819352A (en
Inventor
Yukio Yamase
Hisao Nakada
Michisuke Harada
Fumio Sato
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Nippon Soda Co Ltd
Original Assignee
Nippon Soda Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5819352A publication Critical patent/JPS5819352A/en
Publication of JPH0124165B2 publication Critical patent/JPH0124165B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明はポリブタジエン変性エポキシ樹脂水分
散体組成物に関するものである。 従来エポキシ樹脂は、一般に有機溶剤や希釈剤
を含む樹脂液の形で使用されている為、比較的高
濃度で使用する目的には樹脂液が高粘度になりす
ぎて取扱い時の作業性を極度に低下させること、
また樹脂液に含まれる有機溶剤の臭気、刺激性、
引火性などの理由から、これら弊害を避けるため
にエポキシ樹脂の水分散化が行なわれている。こ
れらのエポキシ樹脂水分散体成物は従来のエポキ
シ樹脂液と同様にアミンまたは酸などの硬化剤に
より容易に硬化され塗料、接着剤、建材、および
土木用途などの分野で広く使用されようとしてい
る。 しかしながら従来のエポキシ樹脂水分散体組成
物においては経時的、とくに低温での放置時に沈
降物を生じ易いという欠点を有しており解決を迫
られていた。 この解決策として乳化剤、または保護コロイド
などの界面活性剤を用いる方法があるが、イオン
性界面活性剤を使用した場合、乳化過程及び貯蔵
中にエポキシ基が開環してしまい硬化剤との反応
性が低下し硬化物の性能が低下することが知られ
ている。非イオン性界面活性剤を用いた場合、例
えば特開昭46−29625のごとく非イオン性界面活
性剤を保護コロイドとして使用した場合は上述の
イオン性界面活性剤を使用したような架橋点の低
下による著しい性能低下は見られないものの、こ
れら界面活性剤の添加により硬化物の諸特性は溶
剤希釈型エポキシ樹脂の硬化物と比較して明らか
に劣つていた。 この為乳化剤、保護コロイドの使用量を減じか
つ、安定なエポキシ樹脂水分散体の出現が望まれ
ていた。この試みとして最近エポキシ樹脂へのア
クリル酸誘導体のグラフト反応生成物による水分
散体が研究されているが、製造工程が複雑化する
などの問題が生じまだ充分の改善がなされていな
いのが現状であつた。 一方、エポキシ樹脂硬化物は機械的性質、接着
性に優れた特性を有するが、反面ハクリ強度、可
撓性、および衝撃強度に欠点を有していた。かか
るエポキシ樹脂の欠点を改良するために、ポリエ
チレングリコール、コールタール、ジブチルフタ
レート、ポリグリコールグリシジルエーテル、有
機脂肪酸グリシジルエステル、ポリエステル、ポ
リアミド、ポリエーテルなどを可撓性付与剤とし
て併用することが行なわれている。さらにウレタ
ン変性エポキシ樹脂、末端カルボキシニトリル変
性ポリブタジエンをエポキシ樹脂に混合して使用
することが行なわれているが、一般にこうした混
合使用では乳化過程および貯蔵中に混合組成のい
ずれかが水中に溶出または沈降してしまい水分散
体の安定性を著しく損うなどの欠点があつた。 本発明者らは上記従来の欠点を解消したポリブ
タジエン変性エポキシ樹脂水分散体組成物すなわ
ち乳化剤、保護コロイドをほとんどまたは全く使
用せずに優れた経時安定性とくに低温安定性を有
し、硬化物においては、良好なハクリ強度、可撓
性および衝撃強度をもたらすポリブタジエン変性
エポキシ樹脂水分散体組成物を見い出すべく鋭意
研究した結果本発明を完成した。すなわち、本発
明は、カルボキシル基を有するポリブタジエンホ
モポリマーおよび/またはコポリマー(A)とエポキ
シ樹脂(B)とを(A)のカルボキシル基1当量当り1.8
〜30当量のエポキシ基に相当する量の(B)を加熱反
応せしめて得られるポリブタジエン変性エポキシ
樹脂、水及び界面活性剤から成り、各成分の重量
比が、ポリブタジエン変性エポキシ樹脂/水=
90/10〜1/99、水/界面活性剤=100/15〜
100/0の範囲であることを特徴とするポリブタ
ジエン変性エポキシ樹脂水分散体組成物である。 本発明において用いられる分子中にカルボキシ
ル基を有するポリブタジエンホモポリマーおよ
び/またはコポリマーとは市販されている日本曹
達の商品名Nisso−PB−C−1000、C−2000、
グツドリツチ社の商品名Hycar−CTB、CTBX、
CTBN、ゼネラルタイア社の商品名Telogen
CT、S、フイリツプ社の商品名Butarez CTL、
HTPBがある。 また、末端に水酸基を有するポリブタジエンホ
モポリマーおよびコポリマーの日本曹達の商品名
Nisso PB−G−1000、2000、3000、アーコ社の
商品名Poly−BD、フイリツプ社のButarez
HT、グツドリツチ社のHycar−HTB、ゼネラ
ルタイア社のTelogen HTなどを、常法によつ
て無水マレイン酸などの酸無水物で反応させて半
エステル化して得られる樹脂も末端にカルボキシ
ル基を有するブタジエンホモポリマーおよびコポ
リマーとして使用可能である。 さらに末端官能基を持つていないポリブタジエ
ンホモポリマーおよび/またはコポリマーに無水
マレイン酸を付加した変性樹脂も使用可能であ
る。さらにまた上記重合体の二重結合が水素添加
によつて部分的にあるいは完全に飽和されたもの
でもよい。 本発明において使用されるエポキシ樹脂(B)とし
ては、 (a) ビスフエノールA型エポキシ樹脂、 例えばシエル化学(株)の商品名 エピコート
827、同828、同834、同836、同1001、同1004、
同1007; チバガイギー(株)の商品名 アラルダイド
GY252、同GY250、同GY260、同GY280、同
6071、同6084、同6097; ダウ・ケミカル(株)の商品名 DER330、同
331、同337、同661、同664; 大日本インキ化学工業(株)の商品名 エピクロ
ン800、同1010、同1000、同3010、 (b) ノボラツク型エポキシ樹脂、例えば、 シエル化学(株)の商品名 エピコート152、同
154; ダウケミカル(株)の商品名 DEN−431、同
438、同439; チバガイギー(株)の商品名 EPN−1138、
ECN−1235; 大日本インキ化学(株)の商品名 エピクロンN
−740、同N−680、同N−695、同N−565、同
N−577、 (c) 水素添加ビスフエノールAジグリシジルエー
テル樹脂、例えば、旭電化工業(株)の商品名アデ
カレジンEP−4080、 (d) ビスフエノールA側鎖型ジグリシジルエーテ
ル樹脂、例えば、 旭電化工業(株)の商品名 アデカレジンEP−
4000、 (e) ウレタン変性エポキシ樹脂、例えば、 旭電化工業(株)の商品名 アデカレジンEPU
−4、同EPU−6、同EPU−8、 (f) レゾルシンジグリシジルエーテルエポキシ樹
脂、例えばSUMI−エポキシELR−130、同
ELR−150、 (g) グリシジルエステル型エポキシ樹脂、例え
ば、 チバガイギー(株)の商品名 アラルダイドCY
−182、 シエル化学(株)の商品名 エピコートE−190、
同E−871、 昭和電工(株)の商品名 シヨウダインS−500、
同S−508、同S−509、同S−601X、同S−
603X、同S−607X、同S−609X、同S−729、
同S−540、同S−550、 大日本インキ化学工業(株)の商品名 エピクロ
ン200、同400、同1400、 (h) p−オキシ安息香酸ジグリシジルエーテルエ
ステル樹脂、例えば、 SUMI−エポキシ樹脂ELP−160、 (i) 脂環型エポキシ樹脂 ユニオンカーバイト社の商品名 ERL−
4221、同4289、同4206、同4234、同4205、 チバガイギー(株)の商品名 アラルダイドCY
−179、同CY−177、同CY−185、同CY−175、 チツソ(株)の商品名 CX−221、同CX−289、
同CX−206、同CX−301、同CX−313、 (j) 臭素化ビスフエノールA型エポキシ樹脂 シエル化学(株)の商品名 エピコートDX−
245、同1045−B−80、 チバガイギー(株)の商品名 アラルダイド
8011、同8047、 大日本インキ化学工業(株)の商品名 エピクロ
ン152、同1120、 ダウケミカル(株)の商品名 DER−542、同
511、同580、 (k) グリシジルアミンエポキシ樹脂 例えば
SUMI−エポキシELM−120、同ELN−125 などが使用できる。 前記カルボキシル基を有するポリブタジエンホ
モポリマーおよび/またはコポリマー(A)とエポキ
シ樹脂(B)の反応は、反応温度は100〜250℃、好ま
しくは130〜190℃であり、反応時間は通常1〜8
時間が好ましく、特に2〜5時間が最適である。
この反応はエポキシ基とカルボキシル基の反応が
主たる反応であり、エステル結合が生成する。
(このエステル残基には水酸基が同時に生成す
る。)エポキシ樹脂の使用割合は、カルボキシル
基1当量に対してエポキシ基を1.8〜30当量好ま
しくは2.0〜20当量用いる。カルボキシル基に対
するエポキシ基の使用量が1.8当量未満では反応
物が高分子量化し、著しく粘度が上昇し、時には
ゲル化が起きるので好ましくない。一方上記最大
限度の30当量をこえると未反応のエポキシ樹脂の
残存する量が多くなり、硬化物のハクリ強度、可
撓性および衝撃強度が著しく低下する。 カルボキシル基に対するエポキシ基の反応を促
進し、高温にさらされる時間を短縮してポリブタ
ジエン系ポリマーの熱重合による好ましくない粘
度上昇ないしはゲル化を防止するために、反応系
に促進剤を添加することによつて反応を促進する
こともできる。この目的で使用される反応促進剤
としては、たとえば2−エチルイミダゾール、臭
化テトラエチルアンモニウム、ベンジルジメチル
アミン、トリエチレンジアミン、トリエチルアミ
ン、ジエチルアミン、ブチルアミン、塩化コリ
ン、カ性カリ、炭酸アルカリなどがあり、これら
をエポキシ基に対して0.01〜5モル%添加させ
る。また熱重合の抑制をさらに完全にするために
は、たとえばハイドロキノン、パラベンゾキノ
ン、アンスラキノンなどのラジカル重合禁止剤を
100〜1000ppm添加しておくと良い。反応系の雰
囲気は不活性ガスとしても良く、また、空気の存
在下に反応を行なわせることによつて、炭素−炭
素間の二重結合部分の熱重合の抑制を一層確実に
することができる。 また必要に応じて適当な溶剤を加えても良くこ
の場合反応物の取扱い上効果的である。 このポリブタジエン変性エポキシ樹脂を用いた
水分散体は種々の方法により製造されるが例えば
次のように製造される。 10〜80℃の水中、好ましくは20〜50℃の非イオ
ン水中に、前述のポリブタジエン変性エポキシ樹
脂を徐々に加えて高速度ミキサーあるいはホモジ
ナイザーによつて混合分散させればよい。水と樹
脂との重量比〔水〕/〔樹脂〕は99/1〜10/90
好ましくは60/40〜40/60の範囲である。 本発明中のほとんどのポリブタジエン変性エポ
キシ樹脂は上記の方法により水分散体製造が可能
であるが、特に樹脂粘度が高く、水分散体製造が
著しく困難な場合、樹脂に有機溶剤を加える事が
可能である。有機溶剤の代表的なものとしてはキ
シレン、トルエンなどの芳香族炭化水素、メチル
エチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケ
トン類、ブチルセロソルブ、エチルセロソルブな
どのヒドロキシエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブ
チルなどの酢酸エステル類、フエニルグリシジル
エーテル、ブチルグリシジルエーテルなどの反応
性希釈剤などが挙げられる。有機溶剤の使用量は
該樹脂に対して0〜30PHR、好ましくは0〜
10PHRである。 本発明のポリブタジエン変性エポキシ樹脂水分
散体組成物は乳化剤、保護コロイドの存在なしで
もかなり安定であるが特に長期間の貯蔵安定性を
必要とする場合乳化剤、保護コロイドなどの界面
活性剤の使用が好ましい。 界面活性剤としては非イオン系が望ましく、
H.L.B.値としては、8〜18が好ましい。代表的
な界面活性剤としてポリエチレングリコールノニ
ルフエノールエーテル、ポリエチレングリコール
ベンジルフエニルエーテル、ポリ(オキシエチレ
ン)ベンジレーテドフエニルエーテル、メチロセ
ルロース、ヒドロキシエチルセルロース ヒドロ
キシプロピルセルロース、ポリビニルアルコール
などが挙げられる。添加量としては水に対して15
重量%以下、好ましくは0.3重量%以上5重量%
以下である。 本発明のポリブタジエン変性エポキシ樹脂水分
散体組成物はその分子中に少くとも未反応のエポ
キシ基とヒドロキシル基を有するためにそれ自体
でも加熱硬化が可能であるが、従来公知のエポキ
シ硬化剤を適当量配合することによつて常温から
高温に至る所望の条件下で容易に硬化架橋反応が
進行し、可撓性と耐衝撃性に富む優れた性能を有
する硬化物を与えることができる。この場合の公
知のエポキシ硬化剤として、ジエチレントリアミ
ン、トリエチレンテトラミンなどの脂肪族アミン
類やメタフエニレンジアミン、ジアミノジフエニ
ルスルホランなどの芳香族アミンや上記の各種ア
ミンとエポキシ樹脂もしくはアクリロニトリルな
どとのアダクト又はダイマー酸との反応物である
ポリアミド類、BF3のモノエチルアミン錯体や
BF3のピリジン錯体などのBF3系錯化合物、ある
いはトリエタノールアミンポレートなどの錯化合
物、−SH基、−CONH基を分子内に1個以上有す
る化合物などが挙げられる。 添加法としては水不溶性の硬化剤についてはあ
らかじめエマルジヨン形態としたものを添加す
る。水溶性のものはそのもの自体を添加すること
ができる。 これら硬化剤の使用量としてはポリブタジエン
変性エポキシ樹脂のエポキシ当量対硬化剤の官能
基当量比0.5〜1.5相当量が使用され、好ましくは
0.8〜1.2相当量である。 本発明のポリブタジエン変性エポキシ樹脂水分
散体組成物は、エポキシ樹脂水分散体の貯蔵安定
性、とくに低温安定性を改良し、また本発明のポ
リブタジエン変性エポキシ樹脂水分散体組成物を
主成分とする硬化樹脂は、エポキシ樹脂本来の性
質である機械的性質および接着性を有し、欠点と
されていたハクリ強度、可撓性、衝撃強度が著し
く改良された硬化物を与え、塗料、接着剤、建材
および土木用途への有用な材料となる。 本発明の水分散体組成物の水系塗料としての具
体的な例としては厚塗り塗料、防蝕塗料、コンク
リート面仕上げ塗料などに対して用いられる。 接着剤としては、布、木材、パーチクルボー
ド、および紙などの接着に使用される。 土木資材としてトンネル止水材、伸縮目地材、
モルタル打ち継ぎ材などの用途が含まれる。さら
に建材として、亀裂注入材、シーリング材、壁材
などの用途にも使用される。 次に本発明の水分散体組成物を実施例、製造
例、対比例、応用例、応用比較例によつてさらに
詳細に説明するが、これは本発明を限定するもの
ではない。以下部とあるのはことわりのない限り
重量部を意味するものとする。 製造例 1 Nisso−PB−C−1000(平均分子量1560、酸価
60)100部とビスフエノールAジグリシジルエー
テル(エポキシ当量190)100部とを窒素を吹き込
みながら145℃にて3.5時間反応せしめて酸価0.1
以下の淡黄色透明の樹脂(樹脂)を得た。 製造例 2 Nisso−PB−C−1000(平均分子量1560、酸価
60)60部とビスフエノールAジグリシジルエーテ
ル(エポキシ当量190)140部に、トリエチルアミ
ン1.0gを加えて145℃にて2時間反応せしめて酸
価0.1以下の淡黄色透明の樹脂(樹脂)を得た。 製造例 3 Nisso−PB−C−2000(平均分子量1964、酸価
37.1)100部と3,4−エポキシシクロヘキシル
メチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボ
キシレート(エポキシ当量140)100部とを窒素を
吹き込みながら150℃にて2時間反応せしめ、酸
価0.1以下の褐色透明の樹脂(樹脂)を得た。 製造例 4 Nisso−PB−C−1000(平均分子量1560、酸価
60)100部と水添ビスフエノールAジグリシジル
エーテル(エポキシ当量240)100部とを窒素を吹
き込みながら150℃3.5時間反応せしめて酸価0.1
以下の無色透明樹脂(樹脂)を得た。 実施例 1 製造例1で得た樹脂 500部とキシレン50部
を混合し、水225部にポリエチレングリコールノ
ニルフエニルエーテル(重合度20)25部、及びカ
ルボキシメチルセルロース、1部を溶解した水性
媒体中で50℃にて高速撹拌機で分散させ水分散体
組成物を得た。 実施例 2 製造例2で得た樹脂500部を水250部に、ポリ
ビニルアルコール6部、ポリエチレングリコール
ベンジルフエニルエーテル2部を溶解した水性媒
体中で40℃にて高速撹拌機で分散させ水分散体組
成物を得た。 実施例 3 製造例3で得た樹脂 500部から実施例2と
同様の手法で水分散体組成物を得た。 実施例 4 製造例4で得た樹脂 500部から実施例1と
同様の手法で水分散体組成物を得た。 対比例 1 ビスフエノールAジグリシジルエーテル500部
を実施例1と同様の手法で分散し水分散体組成物
を得た。 対比例 2 ビスフエノールAジグリシジルエーテル500部
を実施例2と同様の手法で分散し、水分散体組成
物を得た。 水分散体組成物〜の5℃における貯蔵安定
性を表−1に示す。
The present invention relates to a polybutadiene-modified epoxy resin aqueous dispersion composition. Conventionally, epoxy resins are generally used in the form of resin liquids containing organic solvents and diluents, so the resin liquid becomes too viscous to be used at relatively high concentrations, making it extremely difficult to handle. to reduce to;
In addition, the odor and irritation of organic solvents contained in the resin liquid,
Due to flammability and other reasons, epoxy resins are dispersed in water to avoid these disadvantages. These epoxy resin water dispersion compositions are easily cured with curing agents such as amines or acids in the same way as conventional epoxy resin liquids, and are expected to be widely used in fields such as paints, adhesives, building materials, and civil engineering applications. . However, conventional epoxy resin aqueous dispersion compositions have the disadvantage that they tend to form sediment over time, particularly when left at low temperatures, and a solution has been sought. As a solution to this problem, there is a method of using surfactants such as emulsifiers or protective colloids, but when ionic surfactants are used, the epoxy groups open during the emulsification process and during storage, resulting in reaction with the curing agent. It is known that the properties of the cured product are reduced. When a nonionic surfactant is used as a protective colloid, for example, as in JP-A-46-29625, the crosslinking point decreases as in the case of using the ionic surfactant mentioned above. Although no significant performance deterioration was observed due to the addition of these surfactants, the properties of the cured product were clearly inferior to those of the cured product of solvent diluted epoxy resin. Therefore, it has been desired to develop a stable aqueous epoxy resin dispersion that can reduce the amount of emulsifiers and protective colloids used. As an attempt to do this, research has recently been carried out on water dispersions made from graft reaction products of acrylic acid derivatives on epoxy resins, but problems such as complicating the manufacturing process have arisen and sufficient improvements have not yet been made. It was hot. On the other hand, cured epoxy resins have excellent mechanical properties and adhesive properties, but have drawbacks in peeling strength, flexibility, and impact strength. In order to improve the drawbacks of such epoxy resins, polyethylene glycol, coal tar, dibutyl phthalate, polyglycol glycidyl ether, organic fatty acid glycidyl ester, polyester, polyamide, polyether, etc. have been used in combination as flexibility imparting agents. ing. Furthermore, urethane-modified epoxy resins and terminal-carboxynitrile-modified polybutadienes are mixed with epoxy resins, but in general, when such mixtures are used, one of the mixed components dissolves or settles in water during the emulsification process and storage. However, the stability of the aqueous dispersion was significantly impaired. The present inventors have developed a polybutadiene-modified epoxy resin aqueous dispersion composition that eliminates the above-mentioned conventional drawbacks, that is, it has excellent aging stability, especially low-temperature stability, with little or no use of emulsifiers or protective colloids. completed the present invention as a result of intensive research to find a polybutadiene-modified epoxy resin aqueous dispersion composition that provides good peeling strength, flexibility, and impact strength. That is, in the present invention, the polybutadiene homopolymer and/or copolymer (A) having a carboxyl group and the epoxy resin (B) are mixed in an amount of 1.8 per equivalent of the carboxyl group in (A).
It consists of a polybutadiene-modified epoxy resin obtained by heat-reacting an amount of (B) corresponding to ~30 equivalents of epoxy groups, water and a surfactant, and the weight ratio of each component is polybutadiene-modified epoxy resin/water =
90/10~1/99, water/surfactant=100/15~
This is a polybutadiene-modified epoxy resin aqueous dispersion composition characterized in that the ratio is in the range of 100/0. The polybutadiene homopolymers and/or copolymers having carboxyl groups in the molecule used in the present invention are commercially available Nippon Soda brand names Nisso-PB-C-1000, C-2000,
Gutdoritsuchi's product name: Hycar-CTB, CTBX,
CTBN, General Tire's product name Telogen
CT, S, Philips product name Butarez CTL,
There is HTPB. Also, Nippon Soda's product name for polybutadiene homopolymers and copolymers with hydroxyl groups at the ends.
Nisso PB-G-1000, 2000, 3000, Arco product name Poly-BD, Philips Butarez
Resins obtained by half-esterifying HT, Hycar-HTB from Gutduritsu, Telogen HT from General Tire, etc. with an acid anhydride such as maleic anhydride in a conventional manner are also butadiene with a carboxyl group at the end. Can be used as homopolymers and copolymers. Furthermore, a modified resin obtained by adding maleic anhydride to a polybutadiene homopolymer and/or copolymer having no terminal functional groups can also be used. Furthermore, the double bonds of the above polymer may be partially or completely saturated by hydrogenation. As the epoxy resin (B) used in the present invention, (a) Bisphenol A type epoxy resin, for example, Epicote, a trade name of Ciel Chemical Co., Ltd.
827, 828, 834, 836, 1001, 1004,
1007; Product name of Ciba Geigy Co., Ltd. Araldide
GY252, GY250, GY260, GY280,
6071, 6084, 6097; Dow Chemical Co., Ltd. product name DER330, 6097;
331, 337, 661, 664; Trade names of Dainippon Ink and Chemicals Co., Ltd. Epicron 800, 1010, 1000, 3010, (b) Novolac type epoxy resins, such as those of Ciel Chemical Co., Ltd. Product name: Epicote 152
154; Product name DEN-431 of Dow Chemical Co., Ltd.
438, 439; Ciba Geigy Co., Ltd. product name EPN-1138,
ECN-1235; Trade name of Dainippon Ink Chemical Co., Ltd. Epicron N
-740, N-680, N-695, N-565, N-577, (c) Hydrogenated bisphenol A diglycidyl ether resin, for example, Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.'s product name Adekal Resin EP- 4080, (d) Bisphenol A side chain type diglycidyl ether resin, for example, Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.'s trade name Adekal Resin EP-
4000, (e) Urethane-modified epoxy resin, for example, Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.'s trade name ADEKA RIN EPU
-4, EPU-6, EPU-8, (f) Resorcin diglycidyl ether epoxy resins, such as SUMI-epoxy ELR-130,
ELR-150, (g) Glycidyl ester type epoxy resin, for example, Ciba Geigy's trade name Araldide CY
-182, Ciel Chemical Co., Ltd. trade name Epicote E-190,
E-871, Showa Denko Co., Ltd.'s product name S-500,
Same S-508, Same S-509, Same S-601X, Same S-
603X, S-607X, S-609X, S-729,
Same S-540, Same S-550, Dainippon Ink & Chemicals Co., Ltd. trade name Epiclon 200, Same 400, Same 1400, (h) p-oxybenzoic acid diglycidyl ether ester resin, e.g. SUMI-epoxy resin ELP−160, (i) Alicyclic epoxy resin Union Carbide Company product name ERL−
4221, 4289, 4206, 4234, 4205, Ciba Geigy Co., Ltd. product name Araldide CY
-179, CY-177, CY-185, CY-175, Chitsuso Co., Ltd. product name CX-221, CX-289,
CX-206, CX-301, CX-313, (j) Brominated bisphenol A type epoxy resin Product name of Ciel Chemical Co., Ltd. Epicote DX-
245, 1045-B-80, Ciba Geigy Co., Ltd. product name Araldide
8011, 8047, Dainippon Ink & Chemicals Co., Ltd.'s product name Epicron 152, 1120, Dow Chemical Co., Ltd.'s product name DER-542,
511, 580, (k) Glycidylamine epoxy resin e.g.
SUMI-epoxy ELM-120, SUMI-epoxy ELN-125, etc. can be used. In the reaction of the carboxyl group-containing polybutadiene homopolymer and/or copolymer (A) with the epoxy resin (B), the reaction temperature is 100 to 250°C, preferably 130 to 190°C, and the reaction time is usually 1 to 8°C.
The time is preferred, particularly 2 to 5 hours.
This reaction is mainly a reaction between an epoxy group and a carboxyl group, and an ester bond is produced.
(A hydroxyl group is simultaneously generated in this ester residue.) The ratio of the epoxy resin used is 1.8 to 30 equivalents, preferably 2.0 to 20 equivalents, of epoxy groups per equivalent of carboxyl group. If the amount of epoxy group used relative to carboxyl group is less than 1.8 equivalents, the molecular weight of the reactant increases, the viscosity increases significantly, and gelation sometimes occurs, which is not preferable. On the other hand, if the above-mentioned maximum limit of 30 equivalents is exceeded, the amount of unreacted epoxy resin remaining increases, and the peeling strength, flexibility and impact strength of the cured product are significantly reduced. In order to accelerate the reaction of epoxy groups to carboxyl groups, shorten the time of exposure to high temperatures, and prevent undesirable increases in viscosity or gelation due to thermal polymerization of polybutadiene-based polymers, an accelerator is added to the reaction system. It is also possible to accelerate the reaction. Reaction accelerators used for this purpose include, for example, 2-ethylimidazole, tetraethylammonium bromide, benzyldimethylamine, triethylenediamine, triethylamine, diethylamine, butylamine, choline chloride, caustic potash, and alkali carbonate. is added in an amount of 0.01 to 5 mol% based on the epoxy group. In addition, in order to further suppress thermal polymerization, radical polymerization inhibitors such as hydroquinone, parabenzoquinone, and anthraquinone may be used.
It is recommended to add 100 to 1000 ppm. The atmosphere of the reaction system may be an inert gas, and by conducting the reaction in the presence of air, thermal polymerization of the carbon-carbon double bond can be more reliably suppressed. . Further, if necessary, a suitable solvent may be added, and in this case it is effective in handling the reactants. The aqueous dispersion using this polybutadiene-modified epoxy resin can be manufactured by various methods, but for example, it can be manufactured as follows. The aforementioned polybutadiene-modified epoxy resin may be gradually added to water at 10 to 80°C, preferably nonionic water at 20 to 50°C, and mixed and dispersed using a high-speed mixer or homogenizer. The weight ratio of water and resin [water]/[resin] is 99/1 to 10/90
Preferably it is in the range of 60/40 to 40/60. Most of the polybutadiene-modified epoxy resins used in the present invention can be made into a water dispersion by the above method, but if the resin has a particularly high viscosity and it is extremely difficult to make an aqueous dispersion, it is possible to add an organic solvent to the resin. It is. Typical organic solvents include aromatic hydrocarbons such as xylene and toluene, ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, hydroxy ethers such as butyl cellosolve and ethyl cellosolve, acetic esters such as ethyl acetate and butyl acetate, Examples include reactive diluents such as phenyl glycidyl ether and butyl glycidyl ether. The amount of organic solvent used is 0 to 30 PHR, preferably 0 to 30 PHR, based on the resin.
It is 10PHR. The polybutadiene-modified epoxy resin aqueous dispersion composition of the present invention is quite stable even without the presence of emulsifiers and protective colloids, but when long-term storage stability is required, it is recommended to use surfactants such as emulsifiers and protective colloids. preferable. Nonionic surfactants are preferable;
The HLB value is preferably 8 to 18. Typical surfactants include polyethylene glycol nonyl phenol ether, polyethylene glycol benzyl phenyl ether, poly(oxyethylene) benzylated phenyl ether, methylocellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, and polyvinyl alcohol. The amount added is 15 to water.
Weight% or less, preferably 0.3% or more and 5% by weight
It is as follows. Since the polybutadiene-modified epoxy resin aqueous dispersion composition of the present invention has at least an unreacted epoxy group and a hydroxyl group in its molecules, it can be heat-cured by itself. By blending in the appropriate amount, the curing and crosslinking reaction can easily proceed under desired conditions ranging from room temperature to high temperature, and it is possible to provide a cured product having excellent flexibility and impact resistance. Known epoxy curing agents in this case include aliphatic amines such as diethylenetriamine and triethylenetetramine, aromatic amines such as metaphenylenediamine and diaminodiphenylsulfolane, and adducts of the above various amines with epoxy resins or acrylonitrile. Or polyamides which are reactants with dimer acid, monoethylamine complexes of BF3 , etc.
Examples include BF 3 -based complex compounds such as a pyridine complex of BF 3 , complex compounds such as triethanolamine porate, and compounds having one or more -SH group or -CONH group in the molecule. As for the addition method, the water-insoluble curing agent is added in the form of an emulsion in advance. Water-soluble substances can be added themselves. The amount of these curing agents used is an amount equivalent to the epoxy equivalent of the polybutadiene-modified epoxy resin to the functional group equivalent ratio of the curing agent of 0.5 to 1.5, preferably
The amount is equivalent to 0.8 to 1.2. The polybutadiene-modified epoxy resin aqueous dispersion composition of the present invention improves the storage stability, particularly the low-temperature stability, of the epoxy resin aqueous dispersion, and also contains the polybutadiene-modified epoxy resin aqueous dispersion composition of the present invention as a main component. Cured resin has the mechanical properties and adhesive properties inherent to epoxy resin, and provides a cured product with significantly improved peeling strength, flexibility, and impact strength, which were considered disadvantageous, and is useful for paints, adhesives, It is a useful material for building materials and civil engineering applications. Specific examples of water-based paints of the aqueous dispersion composition of the present invention include thick coating paints, anticorrosion paints, concrete surface finishing paints, and the like. As an adhesive, it is used to bond cloth, wood, particle board, paper, etc. As civil engineering materials, tunnel water stop materials, expansion joint materials,
This includes uses such as mortar pouring material. It is also used as a building material, such as as a crack filler, sealant, and wall material. Next, the aqueous dispersion composition of the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, Production Examples, Comparative Examples, Applied Examples, and Applied Comparative Examples, but these are not intended to limit the present invention. The following parts shall mean parts by weight unless otherwise specified. Production example 1 Nisso-PB-C-1000 (average molecular weight 1560, acid value
60) 100 parts of bisphenol A diglycidyl ether (epoxy equivalent: 190) were reacted at 145°C for 3.5 hours while blowing nitrogen to give an acid value of 0.1.
The following pale yellow transparent resin was obtained. Production example 2 Nisso-PB-C-1000 (average molecular weight 1560, acid value
60) Add 1.0 g of triethylamine to 60 parts and 140 parts of bisphenol A diglycidyl ether (epoxy equivalent: 190) and react at 145°C for 2 hours to obtain a pale yellow transparent resin (resin) with an acid value of 0.1 or less. Ta. Production example 3 Nisso-PB-C-2000 (average molecular weight 1964, acid value
37.1) 100 parts of 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate (epoxy equivalent: 140) were reacted at 150°C for 2 hours while blowing nitrogen, resulting in a brown transparent product with an acid value of 0.1 or less. A resin (resin) was obtained. Production example 4 Nisso-PB-C-1000 (average molecular weight 1560, acid value
60) 100 parts of hydrogenated bisphenol A diglycidyl ether (epoxy equivalent: 240) were reacted at 150°C for 3.5 hours while blowing nitrogen to give an acid value of 0.1.
The following colorless transparent resin (resin) was obtained. Example 1 500 parts of the resin obtained in Production Example 1 and 50 parts of xylene were mixed, and 25 parts of polyethylene glycol nonyl phenyl ether (degree of polymerization 20) and 1 part of carboxymethyl cellulose were dissolved in 225 parts of water in an aqueous medium. The mixture was dispersed using a high-speed stirrer at 50°C to obtain an aqueous dispersion composition. Example 2 500 parts of the resin obtained in Production Example 2 was dispersed in an aqueous medium prepared by dissolving 6 parts of polyvinyl alcohol and 2 parts of polyethylene glycol benzyl phenyl ether in 250 parts of water at 40°C using a high-speed stirrer. Body composition was obtained. Example 3 An aqueous dispersion composition was obtained from 500 parts of the resin obtained in Production Example 3 in the same manner as in Example 2. Example 4 An aqueous dispersion composition was obtained from 500 parts of the resin obtained in Production Example 4 in the same manner as in Example 1. Comparison 1 500 parts of bisphenol A diglycidyl ether was dispersed in the same manner as in Example 1 to obtain an aqueous dispersion composition. Comparison 2 500 parts of bisphenol A diglycidyl ether was dispersed in the same manner as in Example 2 to obtain an aqueous dispersion composition. Table 1 shows the storage stability of the aqueous dispersion compositions at 5°C.

【表】 本発明のポリブタジエン変性エポキシ樹脂水分
散体組成物の貯蔵安定性、特に低温における貯蔵
安定性は変性を加えないエポキシ樹脂の水分散体
と比較して明らかに良好である。 応用例 実施例1で得た水分散体を常温で15日、貯蔵
したもの100部に、ダイマー酸ポリアミド樹脂
(富士化成 商品名 トーマイドT−2500)17.6
部を添加し流し込み成形及び、ドクターブレード
塗布し、20℃で7日間硬化反応した。(硬化物
)。硬化物は、淡黄色透明で表−2の性質を
示した。 応用対比例 対比例1で得た水分散体を常温で15日貯蔵し
たもの100部に、ダイマー酸ポリアミド樹脂(富
士化成 商品名 トーマイドT−2500)72.4部を
添加し、流し込み成形及びドクターブレード塗布
し、20℃で7日間硬化反応した(硬化物−)。
硬化物は淡黄色透明で表−2の性質を示した。
[Table] The storage stability of the polybutadiene-modified epoxy resin aqueous dispersion composition of the present invention, especially the storage stability at low temperatures, is clearly better than that of an unmodified epoxy resin aqueous dispersion. Application example: 100 parts of the aqueous dispersion obtained in Example 1 stored at room temperature for 15 days was added with 17.6 parts of dimer acid polyamide resin (Fuji Kasei, trade name: Tomide T-2500).
The mixture was cast, coated with a doctor blade, and cured at 20°C for 7 days. (cured product). The cured product was pale yellow and transparent and exhibited the properties shown in Table 2. Application comparison example To 100 parts of the aqueous dispersion obtained in Comparison 1 stored at room temperature for 15 days, 72.4 parts of dimer acid polyamide resin (Fuji Kasei product name: Tomide T-2500) was added, followed by pour molding and doctor blade coating. Then, a curing reaction was carried out at 20°C for 7 days (cured product-).
The cured product was pale yellow and transparent and exhibited the properties shown in Table 2.

【表】【table】

【表】【table】

【表】 なお、注1〜注3はJISK−5400(塗料一般試験
方法)に準拠した。
[Table] Notes 1 to 3 were based on JISK-5400 (General Test Methods for Paints).

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 カルボキシル基を有するポリブタジエンホモ
ポリマーおよび/またはコポリマー(A)とエポキシ
樹脂(B)とを(A)のカルボキシル基1当量当り1.8〜
30当量のエポキシ基に相当する量の(B)を加熱反応
せしめて得られるポリブタジエン変性エポキシ樹
脂、水及び界面活性剤から成り、各成分の重量比
がポリブタジエン変性エポキシ樹脂/水=90/10
〜1/99、水/界面活性剤=100/15〜100/0の
範囲であることを特徴とするポリブタジエン変性
エポキシ樹脂水分散体組成物。
1 Polybutadiene homopolymer and/or copolymer (A) having a carboxyl group and epoxy resin (B) in an amount of 1.8 to 1 per equivalent of carboxyl group in (A)
Consists of a polybutadiene-modified epoxy resin obtained by heat-reacting an amount of (B) equivalent to 30 equivalents of epoxy groups, water and a surfactant, and the weight ratio of each component is polybutadiene-modified epoxy resin/water = 90/10.
1/99, water/surfactant = 100/15 to 100/0.
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