JPH04227950A - 新規なエポキシ樹脂組成物 - Google Patents

新規なエポキシ樹脂組成物

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JPH04227950A
JPH04227950A JP3159770A JP15977091A JPH04227950A JP H04227950 A JPH04227950 A JP H04227950A JP 3159770 A JP3159770 A JP 3159770A JP 15977091 A JP15977091 A JP 15977091A JP H04227950 A JPH04227950 A JP H04227950A
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    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
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    • C08L61/20Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はエポキシ樹脂、および尿
素またはメラミン及びホルムアルデヒドの固体コロイド
縮合ポリマーを含む組成物、該組成物を使用することか
らなる硬化生成物の製造方法、及び該組成物の用途に関
する。
【0002】
【従来の技術】エポキシ樹脂技術に於ける当業者にとっ
て、エポキシ樹脂組成物は、広範囲な用途および技術に
使用されることがよく知られている。しかし、特殊な用
途のため、例えば、粉末コーティングおよび圧縮成形技
術において、液体エポキシ樹脂の使用は不可能か、又は
かなり困難を伴う。固体形態で液体エポキシ樹脂を得る
試みは引続き、たくさんある。例えば、欧州特許第38
292号では、液体エポキシ樹脂は無機充填剤の助けで
、流動可能な混合物に転換される。しかし、これらの混
合物の稠度は、材料が一般にクラム(crumb)状で
得られるため、すべての点で混合物を作る際の厳しい要
求に適合しない。さらに、これらの材料は充填剤の割合
が高いため、かなり重い。
【0003】尿素またはメラミン及びホルムアルデヒド
の固体コロイド縮合ポリマーは、当業者に公知であり、
例えば、Makromol. Chem. 120,6
8(1968)及びMakromol. Chem. 
149,1(1971) からわかる。これらの縮合ポ
リマーは例えば、紙製造用の白色顔料、及びエラストマ
ー用強化剤として実用性が見い出されている。さらに、
該ポリマーは、排水の浄化および農薬での使用に適する
【0004】
【課題を解決するための手段】液体および半固体エポキ
シ樹脂は、尿素またはメラミン及びホルムアルデヒドの
コロイド状縮合ポリマーの助けで、易流動性の、凝集性
のない粉末に転換されうる。
【0005】従って本発明は、A)液体または半固体エ
ポキシ樹脂、およびB)1cm3 /g以上の孔容量、
及び5m2 /g以上の比表面積を持つ尿素またはメラ
ミン及びホルムアルデヒドの固体コロイド縮合ポリマー
、を含む易流動性の粉末状組成物に関する。好ましいエ
ポキシ樹脂は40℃以下の軟化点を持つ。
【0006】本発明の組成物に使用される液体または半
固体エポキシ樹脂は、分子中に平均して1,2−エポキ
サイド基以外も含む化合物である。”液体または半固体
エポキシ樹脂”という表現は、エポキシ樹脂業界の当業
者にそれ自身公知である。
【0007】そのようなエポキシ樹脂は、脂肪族、芳香
族、脂環式、アルアリファチックまたはヘテロ環構造を
持つことができる。それらは側鎖基として、または脂環
またはヘテロ環系の一部を形成する基としてエポキシ基
を含む。エポキシ基は好ましくは、グリシジル基として
、エーテルまたはエステル結合を通して分子の残存基に
結合されるか、またはエポキシ樹脂はヘテロ環アミン、
アミドまたはイミドのN−グリシジル誘導体である。こ
れらのタイプのエポキシ樹脂が一般に公知であり、市販
品として入手できる。
【0008】好ましいエポキシ樹脂は少なくとも2個の
次式I
【化1】 (官能基が直接、酸素、窒素または硫黄原子に結合し、
R1 及びR3 は両方とも水素原子を表わし、R2 
は水素原子またはメチル基を表わし、nが0を表わすか
、またはR2 は水素原子を表わし、nが0または1を
表わすとき、R1 及びR3 は一緒になって、−CH
2 −CH2 −または−CH2 −CH2 −CH2
 −を表わす)で表される官能基を含む。
【0009】このタイプのエポキシ樹脂の詳細な例を以
下に示す。I)分子中に少なくとも2個のカルボキシル
基を含む化合物と、エピクロロヒドリンまたはグリセロ
ールジクロロヒドリンまたはβ−メチルエピクロロヒド
リンを反応させることにより得られるポリグリシジルお
よびポリ(β−メチルグリシジル)エステル。反応は塩
基の存在下で、都合良く行われる。
【0010】分子中に少なくとも2個のカルボキシル基
を含む化合物は脂肪族ポリカルボン酸に適当である。こ
れらのポリカルボン酸の例はグルタル酸、アジピン酸、
ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、
または二量化もしくは三量化されたリノレイン酸である
【0011】脂環式ポリカルボン酸は例えば、テトラヒ
ドロフタル酸、4−メチルテトラヒドロフタル酸、ヘキ
サヒドロフタル酸または4−メチルヘキサヒドロフタル
酸を使用することができる。芳香族ポリカルボン酸は例
えば、フタル酸、イソフタル酸、トリメリット酸または
ピロメリット酸を使用することができる。
【0012】カルボキシル末端付加物は例えば、トリメ
リット酸とポリオールの付加物、代表的にはグリセロー
ルまたは2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル
)プロパンを使用することができる。
【0013】II)分子中に少なくとも2個の遊離アル
コール性ヒドロキシル基および/またはフェノール性ヒ
ドロキシル基を含む化合物を、適当な置換されたエピク
ロロヒドリンと、アルカリ条件下または酸触媒の存在下
、反応させ、続いてアルカリで処理することによって得
られるポリグリシジルまたはポリ(β−メチルグリシジ
ル)エーテル。
【0014】このタイプのエーテルは、非環式アルコー
ル、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコー
ルおよび、より高含量のポリ(オキシエチレン)グリコ
ール、1,2−プロパンジオール、またはポリ(オキシ
プロピレン)グリコール、1,3−プロパンジオール、
1,4−ブタンジオール、ポリ(オキシテトラメチレン
)グリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘ
キサンジオール、2,4,6−ヘキサントリオール、グ
リセロール、1,1,1−トリメチロールプロパン、ビ
ス(トリメチロール)プロパン、ペンタエリスリトール
、ソルビトール並びにポリエピクロロヒドリンから誘導
される。
【0015】それらは1,3−または1,4−ジヒドロ
キシシクロヘキサン、ビス(4−ヒドロキシシクロヘキ
シル)メタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘ
キシル)プロパンまたは1,1−ビス(ヒドロキシメチ
ル)シクロハキセ−3−エンのようなアルコールから誘
導されるか、または、芳香族核、例えば、N,N−ビス
(2−ヒドロキシエチル)アニリンまたはp,p’−ビ
ス(2−ヒドロキシエイルアミノ)ジフェニルメタンを
含む。
【0016】エポキシ化合物は単核フェノール、例えば
、レゾルシノールまたはヒドロキノンから誘導されるか
、または多核フェノール、例えば、ビス(4−ヒドロキ
シフェニル)メタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフ
ェニル)プロパン、2,2−ビス(3,5−ジブロモ−
4−ヒドロキシフェニル)プロパンまたは、酸条件下で
得られたフェノールとホルムアルデヒドの縮合物、例え
ば、フェノールノボラックに基づく。
【0017】III)ポリ(N−グリシジル)化合物は
例えば、エピクロロヒドリンを少なくとも2個のアミノ
基の水素原子を含むアミンと反応させた生成物を、脱塩
化水素化することによって得られる。これらのアミンの
例はアニリン、トルイジン、n−ブチルアミン、ビス(
4−アミノフェニル)メタン、m−キシレンジアミンま
たはビス(4−メチルアミノフェニル)メタンである。
【0018】しかし、ポリ(N−グリシジル)化合物は
また、シクロアルキレンウレア、例えば、エチレンウレ
アまたは1,3−プロピレンウレアのN,N’−ジグリ
シジル誘導体、及びヒダントン、例えば、5,5−ジメ
チルヒダントインのN,N’−ジグリシジル誘導体を含
む。
【0019】IV)ポリ(S−グリシジル)化合物の例
は、ジチオール、例えば、1,2−エタンジチオールま
たはビス(4−メルカプトメチルフェニル)エーテルか
ら誘導されるビス−S−グリシジル誘導体である。
【0020】式I(R1 及びR3 は一緒になって、
−CH2 −CH2 −を表わし、nが0を表わす)で
表される官能基を含むエポキシ樹脂の例は、ビス(2,
3−エポキシシクロペンチル)エーテル、2,3−エポ
キシシクロペンチルグリシジルエーテルまたは1,2−
ビス(2,3−エポキシシクロペンチルオキシ)エタン
である。式I(R1 及びR3 は一緒になって、−C
H2 −CH2 −を表わし、nが1を表わす)で表さ
れる官能基を含むエポキシ樹脂は例えば、3,4−エポ
キシ−6−メチルシクロヘキシル−3’,4’−エポキ
シ−6’−メチルシクロヘキサンカルボキシレートであ
る。
【0021】しかし、1,2−エポキシ基が異なるヘテ
ロ原子または官能基に結合するエポキシ樹脂を使用する
こともできる。これらの化合物は例えば、4−アミノフ
ェノールのN,N,O−トリグリシジル誘導体、グルシ
ジルエーテル/サリチル酸のグリシジルエステル、N−
グリシジル−N’−(2−グリシジルオキシプロピル)
−5,5−ジメチルヒダントインまたは2−グリシジル
オキシ−1,3−ビス(5,5−ジメチル−1−グリシ
ジルヒダントイン−3−イル)プロパンからなる。
【0022】そのようなエポキシ樹脂を、エポキシ樹脂
用硬化剤で反応する前の液体付加物はまた、適当である
。必要ならば、エポキシ樹脂の混合物は本発明の組成物
中で使用されうる。
【0023】特に好ましいエポキシ樹脂はビスフェノー
ル、例えば、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)
プロパンまたはビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン
、または上記脂肪族ポリオールのポリグリシジルエーテ
ル、好ましくは1,1,1−トリメチロールプロパン及
びビス(トリメチロール)プロパンである。好ましいエ
ポキシ樹脂は、上記のジカルボン酸、好ましくはヘキサ
ヒドロフタル酸のジグリシジルエステル、及びトリメリ
ト酸のトリグリシジルエステルのジグリシジルエステル
である。もっとも好ましいシクロオレフィン性エポキシ
樹脂は3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシル−
3’,4’−エポキシ−6’−メチルシクロヘキサンカ
ルボキシレートである。
【0024】本発明の組成物中で使用される1cm3 
/g以上の孔容量、及び5m2 /g以上の比表面積を
持つ尿素またはメラミン及びホルムアルデヒドの固体コ
ロイド縮合ポリマーは、Makromol. Chem
. 120,68(1968)及びMakromol.
 Chem.149,1(1971) に記載されてい
る。好ましい縮合ポリマーは2cm3 /g以上の孔容
量を持つものである。尿素/ホルムアルデヒド縮合ポリ
マーは特に好ましい。
【0025】孔容量および比表面積を決定する方法は当
業者に公知である。それゆえ、例えば、孔容量は水銀多
孔度計で決定される。比表面積は例えば、Haul及び
Dumbgen 法(Chem.−Ing.−Tech
n.35,586(1963)) による窒素の変成B
ET吸着により測定されうる。
【0026】好ましい組成物は、成分A対成分Bの重量
比が3.5−0.6:1であるものである。特に好まし
い組成物は、成分A対成分Bの重量比が1.5−0.8
:1であるものである。
【0027】本発明の組成物は、流動化または攪拌され
た成分Bに、成分Aを射出、噴霧または滴下することに
より製造される。好ましくは、成分Aは、組成物の軟化
点が100℃以上にとどまるような関係にある量で添加
される。
【0028】成分Aが上記の添加方法に対して、高過ぎ
る粘度を持つときには、成分Aは添加の間に、好ましく
は真空下で除去される適当な溶媒で希釈されうる。それ
ゆえ、例えば、10Pa.s以上の粘度を持つエポキシ
樹脂は、150℃以下の沸点を持つ脂肪族エステル、脂
肪族ケトン、芳香族炭化水素、塩素化炭化水素に、また
はエポキシ樹脂の合成で得られるエピクロロヒドリに溶
解することができる。
【0029】本発明の実施が、例えば、粉末コーティン
グおよび圧縮成形技術において、または接着剤および注
型用樹脂として新規組成物を使用する場合に、本質的に
液状エポキシ樹脂の使用を許容し、易流動性の、粘着性
のない、及び凝集性のない粉末をもたらすことは予期で
きないことであった。硬化生成物を得るため、本発明の
組成物は、当業者に公知の適当な硬化剤で混合され、1
00−250℃の温度範囲で硬化されうる。
【0030】それゆえ、本発明はまた、新規組成物を使
用することからなる硬化生成物の製造法に関する。さら
に、本発明は表面保護に対する新規組成物の使用に関す
る。
【0031】
【実施例】幾つかの本発明の好ましい例を、以下の実施
例に記載する。 I.固体エポキシ樹脂の製造方法 実施例1: 120℃で予め乾燥された尿素/ホルムアルデヒド縮合
ポリマー(登録商標Pergopak M2;ex M
artinswerk) 30gを、Jahnke &
 Kunkel 製のIKA RW−20 研究用反応
器中、135rpmで攪拌する。次いで、34.85g
(30ml)のビス(トリメチロール)プロパンのテト
ラグリシジルエーテル(エポキシ価6.60eq/kg
;25℃で粘度590mPa.s)を、10分かけてこ
の流動化粉末に滴下し、エポキシ価3.70eq/kg
および軟化点195℃(Kofler benchによ
り測定される) を持つ易流動性の粉末64.85gを
得る。
【0032】実施例2: 実施例1と同じ装置で、30gの尿素/ホルムアルデヒ
ド縮合ポリマー(登録商標Pergopak M2 )
を34.85gのトリメチロールプロパントリグリシジ
ルエーテル(エポキシ価8.25eq/kg;25℃で
粘度55mPa.s)のトリメチロールプロパントリグ
リシジルエーテルと混合し、エポキシ価4.50eq/
kg及び軟化点185℃(Kofler benchに
より測定される) を持つ易流動性の粉末64.85g
を得る。
【0033】実施例3: 実施例1と同様に、30gの尿素/ホルムアルデヒド縮
合ポリマー(登録商標Pergopak  M)を30
gのシクロオレフィン性エポキシ樹脂(エポキシ価7.
13eq/kg;25℃で粘度365mPa.s)と混
合し、エポキシ価3.60eq/kg及び軟化点190
℃(Kofler benchにより測定される) を
持つ易流動性の粉末60gを得る。
【0034】実施例4: 実施例1と同様に、30gの尿素/ホルムアルデヒド縮
合ポリマー(登録商標Pergopak  M)を30
gの脂環式ジグリシジルエステル(エポキシ価5.91
eq/kg;25℃で粘度850mPa.s)と混合し
、エポキシ価2.93eq/kg及び軟化点190℃(
Kofler benchにより測定される) を持つ
易流動性の粉末60gを得る。
【0035】実施例5: 実施例1と同様に、30gの尿素/ホルムアルデヒド縮
合ポリマー(登録商標Pergopak  M)をソル
ビトールジグリシジルエーテルに基づいたエポキシ樹脂
30g(エポキシ価5.80eq/kg;25℃で粘度
2.0mPa.s)と混合し、エポキシ価2.62eq
/kg及び軟化点190℃(Kofler bench
により測定される) を持つ易流動性の粉末60gを得
る。
【0036】実施例6: 実施例1と同様に、30gの尿素/ホルムアルデヒド縮
合ポリマー(登録商標Pergopak  M)をエポ
キシ化大豆油に基づいたエポキシ樹脂30g(エポキシ
価4.3eq/kg;25℃で粘度600mPa.s)
と混合し、エポキシ価2.15eq/kg及び軟化点1
90℃(Kofler benchにより測定される)
 を持つ易流動性の粉末60gを得る。
【0037】実施例7: ビスフェノールAに基づいたエポキシ樹脂30g(エポ
キシ価5.33eq/kg;25℃で粘度7.5mPa
.s)を50mlの2−ブタノンに溶解する。この溶液
を、30gの尿素/ホルムアルデヒド縮合ポリマー(登
録商標PergopakM)を含んだロータリーエバポ
レーターに40℃および2400Paで送り込み、エポ
キシ価2.56eq/kg及び軟化点190℃(Kof
ler benchにより測定される) を持つ易流動
性の粉末60gを得る。
【0038】実施例8: 実施例7の手順を繰り返し、30gの尿素/ホルムアル
デヒド縮合ポリマー(登録商標Pergopak M2
 )に、50mlの2−ブタノンに溶解した2,2’,
6,6’−テトラメチロールシクロヘキサノールのテト
ラグリシジルエーテル(欧州特許第135477号の実
施例2に従って製造された)30gを添加して、エポキ
シ価3.34eq/kg及び軟化点180℃(Kofl
erbenchにより測定される) を持つ易流動性の
粉末60gを得る。
【0039】実施例9: 実施例1と同様の装置で、25.7gのコロイド状メラ
ミン/ホルムアルデヒドポリマー(比表面積253m2
 /g)を34.4gのシクロオレフィン性エポキシ樹
脂(エポキシ価7.13eq/kg;25℃で粘度36
5mPa.s)と混合し、エポキシ価4.8eq/kg
及び軟化点190℃(Kofler benchにより
測定される) を持つ易流動性の粉末60gを得る。
【0040】実施例10: 実施例7の手順を繰り返し、30gの尿素/ホルムアル
デヒド縮合ポリマー(登録商標Pergopak M2
 )に、1000mlの酢酸エチルに溶解したトリメリ
ト酸のトリグリシジルエステル(西ドイツ特許第164
3777号の実施例15に従って製造された)98gを
添加して、エポキシ価4.42eq/kg及び軟化点2
00℃(Kofler benchにより測定される)
を持つ易流動性の粉末128gを得る。
【0041】II.1.粉末コーティング組成物の製造
方法 組成物:−実施例1,3,5,7,8及び10により製
造された粉末 −固体、飽和された、カルボキシル末端化ポリエステル
(登録商標Ural ac P2400,ex Scado 、酸価:0.6
eq/kg;登録商標Uralac P3400,ex
 Scado 、酸価:0.6eq/kg;登録商標A
rakote,ex Ciba−Geigy 、酸価:
1.34eq/kg) −促進剤:アルキルトリメチルアンモニウムブロマイド
(登録商標Morpan CHSA,ex ABN C
hemicals) 12.5重量部および固体、飽和
されたカルボキシル末端化ポリエステル(登録商標Ne
oxit TPC 83,ex Savid)87.5
重量部の混合物。 成分(表1参照)を自由落下ミキサーで30秒間、一緒
に粉砕する。次いで、粉末組成物を洗浄されたアルミニ
ウムシートに適用し、180℃で30−60分間硬化さ
せた。そのように得られたフィルムは40−60μmの
厚さを持つ。
【0042】II.2.注型用樹脂の製造方法実施例4
で製造された粉末52g、シクロオレフィン性エポキシ
樹脂(エポキシ価7.13eq/kg;25℃で粘度3
65mPa.s)66.1g、無水メチルナジン酸に基
づく硬化剤81.9g、及び1−メチルイミダゾールに
基づいた促進剤0.2gを混合し、その混合物を鋼型〔
(150x150x4)mm〕に注ぎ、120℃で2時
間、150℃で2時間および180℃で2時間硬化する
。白色シートを得る。
【0043】III.3.結合の製造 アンチコロイダールシートはII.2.で記載され、I
I.2.で硬化された注型用樹脂と結合する。
【0044】III.技術的特性の試験粉末コーティン
グ組成物の技術的な特性を表2に列挙する。注型品の技
術的な特性を表3に列挙する。結合の重ね剪断強さをD
IN53282に従って決定する。平均値12.6N/
mm2 を5個のサンプルから得る。
【0045】
【表1】第1表:
【0046】
【表2】第2表:
【0047】
【表3】第3表:

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  A)液体または半固体エポキシ樹脂、
    および B)1cm3 /g以上の孔容量、及び5m2 /g以
    上の比表面積を持つ尿素またはメラミン及びホルムアル
    デヒドの固体コロイド縮合ポリマー、を含む易流動性の
    粉末状組成物。
  2. 【請求項2】  成分Aが40℃以下の軟化点を持つエ
    ポキシ樹脂である請求項1記載の組成物。
  3. 【請求項3】  成分Bが2cm3 /g以上の孔容量
    を持つ請求項1記載の組成物。
  4. 【請求項4】  成分Bが尿素/ホルムアルデヒドポリ
    マーである請求項1記載の組成物。
  5. 【請求項5】  成分A対成分Bの重量比が3.5−0
    .6:1である請求項1記載の組成物。
  6. 【請求項6】  成分A対成分Bの重量比が1.5−0
    .8:1である請求項1記載の組成物。
  7. 【請求項7】  請求項1記載の組成物を使用すること
    からなる硬化生成物を製造する方法。
  8. 【請求項8】  表面保護のため請求項1記載の組成物
    を使用する方法。
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