JPH06122754A - 混合されたメチレンで橋かけされたポリ(シクロヘキシル−芳香族)アミン硬化剤によって硬化されたエポキシ樹脂 - Google Patents
混合されたメチレンで橋かけされたポリ(シクロヘキシル−芳香族)アミン硬化剤によって硬化されたエポキシ樹脂Info
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Abstract
クロヘキシル−芳香族)アミンの混合物から成る硬化剤
によってエポキシ樹脂を硬化させることによって製造さ
れるエポキシ樹脂に関する。このメチレンで橋かけされ
たポリ(シクロヘキシル−芳香族)アミン硬化剤は、粗
製メチレンジアニリンまたは粗製ジ(4−アミノ−3−
メチルシクロヘキシル)メタンの水素化によって生成さ
れるポリ(シクロヘキシル−芳香族)アミンの混合物の
蒸留から得られる残留物である。 【効果】 このエポキシ樹脂は溶媒に対する増大した耐
化学薬品性及び良好な硬化された機械的特性を有する。
Description
れたポリ(シクロヘキシル−芳香族)アミンによって硬
化されたエポキシ樹脂及びこのようなエポキシ樹脂を製
造するための方法に関する。
シ樹脂を硬化させるために過去において使用されたき
た。脂肪族アミンは、エポキシ樹脂との反応を加速しそ
して芳香族ポリアミンが反応するよりも速い速度で反応
することは良く知られている。脂肪族ポリアミンは室温
で硬化を実施されることができるが、一方芳香族ポリア
ミンは一般的にはもっと厳しい硬化条件または促進剤と
して作用する添加剤を要求する。
って、一般的に化学的に耐性であり、そしてコーティン
グ、カプセル化剤及び複合体マトリックスとしての利用
性を有する。そのようであっても、エポキシ樹脂の特性
はまた、ポリエポキシドを硬化させるために使用される
硬化剤のタイプによって影響される。脂環式硬化剤は、
急速で雰囲気に近い(subambient)または低温の硬化サ
イクルを可能にするが、また雰囲気の二酸化炭素と反応
して表面カルバメートを形成する可能性がある残留NH
官能性を硬化されたエポキシ樹脂中に残す。これらのカ
ルバメートは、水斑点(water spotting)及び乏しい面
間接着を招きそして、結果として、これらの樹脂は後続
のコーティング及び建築の用途には向かない可能性があ
る。加えて、脂環式ポリアミンによってもたらされる非
相溶性または急速な硬化のどちらかが、しばしば、最終
的なエポキシ母体中への硬化剤の不完全な取り込みを結
果としてもたらす。エポキシ樹脂のアミン浸出並びに表
面及び面間特性の劣化は、このような取り込みの欠如の
ために生じる可能性がある。一方、芳香族アミンは、そ
れらがそれらの脂環式対応物よりも塩基性及び求核性が
小さいので、二酸化炭素と反応して表面カルバメートを
形成すること無く、それ故、脂環式アミンによって与え
られる不完全さを免れる。加えて、芳香族アミンによっ
て硬化されたエポキシ樹脂の耐化学品性は、脂環式硬化
システムの耐化学品性よりも優れている。しかしなが
ら、普通の芳香族ポリアミンの使用に伴う問題がある。
このような普通の芳香族ジアミンに伴う一つの問題は、
作業場所におけるそれらの衛生上の考慮に関する。単環
及び二環ジアミンの多くは、毒性または発癌性である。
芳香族及び脂環式アミンの利用を記述している代表的な
特許は、以下の通りである:米国特許第2,817,64
4号は、ポリエポキシドを水素化された芳香族第一また
は第二アミンと反応させることによりポリエポキシドを
硬化させそして樹脂化させるための方法を開示してい
る。水素化されて脂環式対応物を形成することができる
芳香族アミンの例は、p,p′−メチレンジアニリン、
2,4−ジアミノトルエン等を含む。水素化された芳香
族アミンは、優れた硬度並びに優れた耐溶媒性及び耐水
性を有するエポキシ樹脂生成物を与える。
ェノールのポリグリシジルエーテルとエピクロロヒドリ
ンとの反応によって生成されたエポキシ樹脂のための硬
化剤としてのアミンの使用を開示している。芳香族及び
脂環式アミンの両方が代表的であり、そしてこれらは、
p,p′−ジアミノジフェニルメタン、p,p′−ジアミ
ノジフェニルプロパンを含み、そして脂環式アミンは、
ジアミノジシクロヘキシルメタン(しばしばPACMと
呼ばれる)、ジアミノジシクロヘキシルプロパン及びジ
アミノトリシクロヘキシルメタンを含む。
及び芳香族アミンの両方を含むポリアミド付加物によっ
て硬化されたエポキシ樹脂を開示している。このポリア
ミド付加物は、エポキシ樹脂を硬化させるために使用さ
れる時には、脂環式及び芳香族硬化剤に伴う性質のバラ
ンスを有するエポキシ生成物を与える。さらに詳細に
は、これらのエポキシ樹脂は、大きなじん性、優れた耐
衝撃性及び優れた機械加工性を示す。この付加物の揮発
性は、対応するアミンよりもずっと小さく、そして衛生
上の安全性も改善されている。特許権者らは、発明の背
景部分において、脂肪族及び芳香族ポリアミンの混合物
を単に一緒にブレンドしそしてエポキシ樹脂と反応させ
た時には、生成した生成物はひどく脆くそして貧弱な機
械特性しか持たなかったことを明確に指摘している。加
えて、脂肪族及び芳香族アミンの単なるブレンドは、こ
のブレンドの揮発性及び毒性を克服しなかった。
4,321,353号は、構造式:
は1〜4である]によって表されるメチレンで橋かけさ
れたポリ脂環式ポリアミンであるエポキシ硬化剤を開示
している。典型的には、この硬化剤は、50〜75%の
メチレンで橋かけされたトリシクロヘキシルトリアミン
及び15〜30%のテトラシクロヘキシルテトラミンか
ら本質的に成る。特許権者らは、この硬化剤は、それら
が比較的低い揮発性及び減少された毒性上の性質を有す
るという点で、先行技術のアミン硬化剤に際して遭遇す
るかなりの問題を克服すると報告している。加えて、特
許権者らは、比較的高いガラス転移温度、そしてそれ故
改善された熱的特性が、1,2−シクロヘキサンジアミ
ンに対して達成することができると報告している。
エポキシコーティング組成物のための硬化剤として、ピ
ペラジンを含む脂肪族及び脂環式アミンを開示してい
る。脂肪族アミンの例は、ジエチレントリアミン及びト
リエチレンテトラミンを含み、そして脂環式ジアミン
は、ジ(4−アミノシクロヘキシル)メタン、ジ(3−
メチル−4−アミノシクロヘキシル)メタン及びN−置
換誘導体を含む。
ポキシド樹脂系のための硬化剤として付加物を製造する
際に使用するための種々の脂環式及び脂環式−脂肪族ジ
第一アミンを開示している。代表的なアミンは、1,4
−ジアミノ−3,6−ジエチルシクロヘキサン、一般的
には水素化されたビスアニリンAと呼ばれる2,2−ジ
(4−アミノシクロヘキシル)プロパン及び一般的には
イソホロンジアミンと呼ばれる3−アミノメチル−3,
5,5−トリメチル−1−シクロヘキシルアミンを含
む。
ホウ素酸金属塩及び立体的に障害を受けた芳香族アミン
硬化剤を中に組み入れることによりポリエポキシド樹脂
を製造するための方法を開示している。立体的に障害を
受けた芳香族アミンの例は、ジエチルトルエンジアミ
ン、メチレンビス(2,6−ジイソプロピルアニリ
ン)、メチレンビス(2,6−ジエチルアニリン)及び
メチレンビス(2−メチル−6−エチルアニリン)を含
む。
として種々の橋かけされたビス(シクロヘキシルアミ
ン)誘導体を開示している。各々のシクロヘキシルアミ
ン基は、2及び5の位置にある二つのアルキル基を有
し、そしてアミン基は4の位置にある。特定の硬化剤
は、2,2′,5,5′−テトラメチルメチレンジシクロ
ヘキシルアミン及び2,2′,5,5′−テトラエチルメ
チレンジシクロヘキシルアミンを含む。橋かけされたシ
クロヘキシルアミン誘導体におけるこのテトラアルキル
置換のパターンは、硬化剤としてのアミンの活性を抑え
ることによって長期化したポットライフを与え、そして
このテトラアルキル置換はまた、エポキシ樹脂の熱的特
性を増進させる。
ンで橋かけされた芳香族アミン、例えばメチレンジアニ
リンの水素化のための方法を開示している。特許権者ら
は、混合された異性体のメチレンで橋かけされたポリシ
クロヘキシルポリアミンが隣位のエポキシドのための硬
化剤として有用であることは良く知られていると示唆し
ている。
(脂環式−芳香族)アミン(しばしば“MPCA”と呼
ぶ)の混合物によって硬化されたポリエポキシド樹脂及
びこのようなポリエポキシド樹脂を製造するための方法
に関する。MPCA混合物の製造においては、かなりの
量のオリゴマーを含む、ホルムアルデヒドとアニリンま
たはトルイジンとの縮合生成物を、部分的に水素化し、
そしてこの部分的に水素化された生成物を、蒸留によっ
て分離する。この蒸留混合物の比較的重い成分または底
分は、式:
り、そしてyは0〜2であり、そしてx及びyの和は2
〜4である]によって表される。
それより多い脂肪族−芳香族環を含む。典型的には、3
環対4環及びそれより多い脂肪族−芳香族環成分の重量
比は、50〜90部の3環成分対10〜50部の4環及
びそれより多い成分であろう。前記MPCA中の脂環式
環対芳香族環の比は、0.5〜2:1、そして好ましく
は1.3〜1.9:1の範囲であろう。
たポリ(脂環式−芳香族)アミンのMPCA混合物の利
用は、先行技術のエポキシ硬化剤に伴う大きな問題を克
服し、そしてこれらの利点は、 - 優れた光沢及び耐水斑点性を有するエポキシコーティ
ング組成物を製造する能力、 - 芳香族アミンと比較して硬化剤の毒性が低いために環
境上の問題が低減されたエポキシ樹脂組成物を調製する
能力、 - 優れた熱的特性、耐化学品性、及び複合物のためにそ
して構造的用途のために必要とされる破壊じん性、柔軟
性、伸び、強さ等を含む機械的特性を有するエポキシ組
成物を生成する能力、 - アミン滲出に対する減少された耐性を有する、エポキ
シ樹脂を製造する能力、 - 成形操作のための部品保全性を増進しそして比較的高
い室温粘度故に樹脂ロスを最小にし、そしてそれでい
て、加熱すると、樹脂の粘性が小さくなりそして優れた
流動性を有する能力、並びに - 優れた反応速度のために成形された製品のスループッ
トを増進する能力を含む。
(シクロヘキシル−芳香族)アミンを使用して硬化する
ことができるポリエポキシドは、一分子あたり一より多
いエポキシ基を有するポリエポキシドを含み、ここでエ
ポキシ基は典型的には末端1,2−エポキシ基である。
ポリエポキシドは良く知られていて、そして代表的なポ
リエポキシドは、引用によって本明細書中に組み込まれ
る米国特許第3,351,610号、同第4,447,58
6号及び同第4,946,925号中に記述されている。
液体と固体の両方のポリエポキシドを使用することがで
きるが、液体であるポリエポキシドが好ましい。一般的
使用されるポリエポキシドの例は、フェノール及び脂肪
族ポリオールを基にしているものを含む。典型的に使用
される代表的なフェノール性ポリエポキシドは、多価フ
ェノール及びエピハロヒドリンから誘導された多価フェ
ノールのグリシジルポリエーテルを含む。生成するポリ
エポキシドは、一般的に、約100〜1,000の範囲
のエポキシド当量重量を有するであろう。ポリエポキシ
ドを製造する際に使用されるエピハロヒドリンは、エピ
クロロヒドリン及びエピブロモヒドリンを含み、そして
多価フェノールは、レソルシノール、ヒドロキノン、普
通にはビスフェノールFと呼ばれるジ(4−ジヒドロキ
シフェニル)メタン及び普通にはビスフェノールAと呼
ばれるジ(4−ヒドロキシフェニル)プロパン及びフェ
ノール性の基がメチレン基を経由して橋かけされている
ノボラックを含む。これらの多価フェノールの中でもビ
スフェノールAを基にしたものが、最も一般的でそして
本発明の実施において好ましい。
センジオキシド、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、及びポリアルコール例えば1,4−ブタンジ
オールまたはポリプロピレングリコールの液状ポリグリ
シジルエーテルもまた使用することができる。
香族)アミン及びそれらの誘導体によって硬化すること
ができるポリエポキシドのその他のタイプは、エピハロ
ヒドリンを芳香族または脂肪族ポリカルボン酸と反応さ
せることによって製造されるグリシジルポリエステルで
ある。グリシジルアミンからのグリシジル官能性を利用
するポリエポキシドもまた使用することができる。この
グリシジル官能性は、ポリアミンをエピクロロヒドリン
と反応させることによって供給される。
ために使用される混合物中のメチレンで橋かけされたポ
リ(シクロヘキシル−芳香族)アミンは、式:
そしてx及びyの和は2〜4である]によって表され
る。
シル−芳香族)アミンは知られていて、そして慣用の方
法で、例えばアニリンまたはトルイジンをホルムアルデ
ヒドと縮合させて、引き続いて水素化することによって
合成することができる。アニリンの縮合によって得られ
る粗製の反応生成物は、一般に、約15〜50重量%の
3環及びそれより大きい分子量のオリゴマーを含み、残
りはメチレンジアニリンである。
アミノ−3−メチルフェニル)メタンの水素化は、水素
化触媒を使用して良く知られた方法によって実施するこ
とができる。典型的には、ルテニウム若しくはロジウム
触媒またはこれらの二つの触媒の混合物が、水素化を実
施するために使用される。粗製のメチレンジアニリンま
たはジ(4−アミノ−3−メチルフェニル)メタン中の
不純物の多くは、水素化触媒に対する毒として作用する
ので、水素化を実施するためには幾つかの注意を払わね
ばならない。水素化の条件は、500〜4000psigそ
して好ましくは700〜1500psigの水素圧力の範囲
であり、そして温度は、150〜250℃、好ましくは
170〜190℃の範囲であろう。メチレンジアニリン
またはジ(4−アミノ−3−メチルフェニル)メタンの
実質的にすべてを少なくとも部分的に水素化された生成
物に変換するためには、反応時間は、1〜4時間の期間
にわたるであろう。サンプリングによる水素化プロセス
のモニターが、所望の水素化の程度が得られる時を決定
する最善の方法である。好ましい低圧プロセス(700
〜1500psig)においては、約10〜65重量%の水
素化反応生成物(2環成分及びそれより多いオリゴマー
を含む)は、メチレンで橋かけされたポリ(脂環式−芳
香族)アミンの混合物から成る。対照的に、高圧プロセ
スは、粗製の芳香族生成物の完全な水素化をすることが
できる。その場合には、この反応は、実質的にすべての
メチレンジアニリンまたはジ(4−アミノ−3−メチル
フェニル)メタンが部分的に水素化された生成物に変換
した後でそして3環成分のすべての芳香環の完全な水素
化に先立って、停止されねばならない。メチレンジアニ
リン及び誘導体を水素化するための方法の例は第4,7
54,070号中に示されていて、そしてその中に記述
された方法は引用によって本明細書中に組み込まれる。
分を含まないそして実質的に溶出できないものを含まな
い蒸留留分を含むMPCAは、ガスクロマトグラフ分析
によって測定して、10〜37%の2,4−ジ(4−ア
ミノシクロヘキシルメチル)シクロヘキシルアミン、6
7〜85%の2,4−ジ(4−アミノシクロヘキシルメ
チル)アニリン、0〜20%の4,4′−ジ(4−シク
ロヘキシルメチル)ジシクロヘキシルアミン、並びに5
〜14%の部分的に水素化されたトリメチレンテトラア
ニリン及びそれの類似体を含む。
りの量の2環成分を含むが実質的に溶出できないものを
含まない形においては、硬化剤を含む典型的なMPCA
(本明細書中では以後時々“MPCAブレンド”と呼
ぶ)は、ガスクロマトグラフ分析によって測定して、以
下の成分:2〜10%のジ(4−アミノシクロヘキシ
ル)メタン(PACM)、0.5〜2%の4−アミノシ
クロヘキシル−4−ヒドロキシシクロヘキシルメタン、
5〜17%の4−(4′−アミノベンジル)シクロヘキ
シルアミン(ABCHA)、5〜25%の2,4−ジ
(4−アミノシクロヘキシルメチル)シクロヘキシルア
ミン、35〜55%の2,4−ジ(4−アミノシクロヘ
キシルメチル)アニリン、0〜15%の4,4′−ジ
(4−シクロヘキシルメチル)ジシクロヘキシルアミ
ン、並びに3〜8%の部分的に水素化されたトリメチレ
ンテトラアニリン及びそれの類似体から成る。
むMPCAのアミン水素当量は、典型的には50〜60
の範囲でありそして好ましくは54〜56の範囲内であ
ろう。
クロヘキシル−芳香族)アミンはまた、エポキシ付加物
に変換し、そしてその形でポリエポキシドのための硬化
剤として使用することができる。MPCAをこのような
形で使用するためには、過剰のアミンをエポキシドと反
応させる。次に未反応アミン水素を含む付加物をポリエ
ポキシドと反応させて硬化されたエポキシ樹脂生成物を
製造する。このような付加物の例は、ビスフェノールA
のジグリシジルエーテルをフルフリルアルコール中でM
PCAまたはMPCAブレンドと反応させる場合の付加
物である。
たポリ(シクロヘキシル−芳香族)アミンによる反応を
実施することによって慣用の方法で硬化させることがで
きる。典型的には、ポリエポキシドと反応させられるメ
チレンで橋かけされたポリ(シクロヘキシル−芳香族)
アミン硬化剤の量は、存在するポリエポキシド樹脂の化
学量論のまたは当量の0.6〜1.7倍の量のレベルにわ
たるであろう。好ましくは、メチレンで橋かけされたポ
リ(シクロヘキシル−芳香族)アミン対ポリエポキシド
のレベルは、化学量論量の約0.9〜1.1倍であり、化
学量論は、アミン水素の当量重量あたりエポキシドの1
当量重量である。
わせて使用することができ、そしてこれらは芳香族ポリ
アミン例えばジエチルトルエンジアミン及びメチレンジ
アニリン、並びに脂肪族アミン例えばジ(4−アミノシ
クロヘキシル)メタン(PACM)、イソホロンジアミ
ン、1,3−キシリレンジアミン、並びにポリアルキレ
ンポリアミン例えばジエチレントリアミン及びトリエチ
レンテトラミン、並びに混合されたメチレンで橋かけさ
れたポリ(シクロヘキシル−芳香族)アミン、4−
(4′−アミノベンジル)シクロヘキシルアミン(AB
CHA)を含む。多くの場合には、硬化のためのアミン
官能性は、脂肪族アミン例えばPACMまたはABCH
Aまたは両方の混合物によって与えられる。ポリアミン
の混合物が硬化剤として使用される時には、MPCA
は、硬化剤の5〜70重量%の範囲であろう。優れてい
ることが見い出されたポリアミン混合物は、15〜70
%のMPCA及び30〜85重量%の4−(4′−アミ
ノベンジル)シクロヘキシルアミン、ジ(4−アミノシ
クロヘキシル)メタンまたはこれらの組み合わせの量で
のMPCA及びABCHAまたはPACMまたは両方か
ら成る。
カー等を調製する際に使用される慣用の促進剤、可塑
剤、充填剤、ガラス及び炭素繊維、顔料、溶媒等を使用
することができる。これらの添加剤の選定及び量は、調
製者の選択による。ポリエポキシド樹脂のための硬化温
度及び硬化時間の調節は、調製者の裁量の範囲内であ
る。使用しても良いが必須ではない代表的な促進剤は、
三フッ化ホウ素アミン錯体並びにフルオロホウ酸金属塩
系、例えばフルオロホウ酸銅、置換されたフェノール類
(phenolics)、並びに第三アミン例えばイミダゾー
ル、2,4,6−トリ(ジメチルアミノメチル)フェノー
ル及びベンジルジメチルアミンを含む。
例示することを意図していて、そして本発明の範囲を限
定することを意図していない。
慣用の方法で製造した。調製物は、D.E.R. 383(Do
w)、Epon 826及びEpon 828(両方ともShellによる)を
含む市販のエポキシ樹脂によって製造した。これらの調
製物を、化学量論レベルの硬化剤によって硬化させた。
市販のアミン硬化剤及びMPCAポリ(シクロヘキシル
−芳香族)アミンを含むブレンドの両方を比較した。粗
製メチレンジアニリンの水素化及びそれの部分的蒸留に
よって得られたMPCAを含むブレンド(以後“MPC
Aブレンド”と呼ぶ)は以下の成分及び量から成ってい
た:5.0%のジ(4−アミノシクロヘキシル)メタン
(PACM)、0.5%の4−アミノシクロヘキシル−
4−ヒドロキシシクロヘキシルメタン、5.4%の4−
(4′−アミノベンジル)シクロヘキシルアミン(AB
CHA)、17.9%の2,4−ジ(4−アミノシクロヘ
キシルメチル)シクロヘキシルアミン、49.8%の2,
4−ジ(4−アミノシクロヘキシルメチル)アニリン、
6.5%の4,4′−ジ(4−シクロヘキシルメチル)ジ
シクロヘキルアミン、7.5%の部分的に水素化された
トリメチレンテトラアニリン及びそれの類似体、並びに
7.4%の非溶出分。
ミン硬化剤を25〜50℃の温度で混合した。伴出され
た空気を2つの方法の一つによって除去した:1)発泡
が止まり、殆どの空気が除去されてしまったことが示さ
れるまで約1〜15分間真空に引くことによって、また
は2)ポリエポキシド及び硬化剤の混合物が透明になる
まで遠心分離機中に混合物を置くことによって。伴出さ
れた空気の除去の後で、アミン硬化剤及びポリエポキシ
ドの混合物を、高温の硬化系のために80℃に予備加熱
された1/8インチの型中に注いだ。この高温の硬化系
を、80℃の循環空気オーブン中に入れ、そしてその温
度で2時間そして次に150℃で3時間硬化させた。型
を室温に冷却せしめ、そして1/8インチの注型品を取
り出した。生成した樹脂のサンプルを機械的なそして物
理的なテストのために製造した。次に機械的なそして物
理的な性質を標準的な方法によって測定した。結果を表
1中に述べる。
当量重量を有するビスフェノールAエポキシのジグリシ
ジルエーテルである。ANCAMINE 2049は、ジメチルPACM
であると確認されるAir Products and Chemicals, Inc.
の商標である。AMICURE PACMは、PACMであると確認され
るAir Products and Chemicals, Inc.の商標である。MD
Aは、メチレンジアニリンである。 * MPCA硬化されたD.E.R.383、その他のすべては硬化
されたEpon 828。 ** 正確な当量重量はMPCAの組成に依存する。
脂を合成した。実施例1のMPCAブレンドを、付加的
な量の他の脂肪族及び脂環式−芳香族アミン硬化剤と合
わせた。物理的なそして機械的なテストの結果を表2及
び表3中に示す。
PCAは実施例1のMPCAブレンドを指す。ABCH
Aは4−(4′−アミノベンジル)シクロヘキシルアミ
ンを指す。DETDAはジエチルトルエンジアミンを指
す。
果は、MPCAで硬化された樹脂はPACM、ANCA
MINE 2049硬化剤及びMDAで硬化された樹脂
よりも多くの慣用の有機溶媒に対して一般に顕著に優れ
た耐化学薬品性を有する。多くの場合には、耐化学薬品
性は芳香族アミン、MDAの耐化学薬品性に近付くが、
機械的性質は脂肪族アミン、即ち、PACM及びANC
AMINE 2049硬化剤の機械的性質に近付いた。
MPCAで硬化されたエポキシ樹脂に関するゲル時間
は、MDAによって得られたゲル時間よりも顕著に短
い。PACM及びMPCAの混合物は、PACM及びM
PCA単独で得られる利益の中間の利益を与えた。PA
CM及びMPCAを基にした硬化剤を調合することは、
耐化学薬品性及び機械的性質に関してMPCAによって
提供される利益の多くを保留しながら粘度及び反応性に
関する加工利益を提供する。
ACM、ABCHA及び両方を含む実施例1のMPCA
ブレンドは優れた物理的性質を提供した。
を使用する耐苛性アルカリ性 Epon 828をEpon 830樹脂によって置き換えた以外は実施
例1の手順を繰り返した。テストサンプルを75℃で7
日間10%水酸化ナトリウム溶液にさらした。特性を表
4中に述べる。
ACM単独と比較して改善された耐化学薬品性を示し、
薄い苛性アルカリへの暴露の後での弾性率及び熱的特性
の改善された保持を与えたことを示す。
ストコーティングを、実施例1のMPCAアミン硬化剤
を使用して慣用のやり方で製造した。さらに詳細には、
調製物は、90重量部の、ビスフェノールA及びビスフ
ェノールFジグリシジルエーテルのD.E.R. 351ブレン
ド、並びに10重量部の、化学量論量のテストアミン硬
化剤によって硬化されたEpodil C12-14グリシジルエー
テルから成っていた。以下の表5は、10及び25℃の
硬化温度で硬化されたフィルムに関する結果を述べる。
6%のCordura E-10、19%のベンジルアルコール及び
49%のサリチル酸の混合物である。2257は、50
%の実施例1のMPCAブレンド、45%のベンジルア
ルコール及び5%のサリチル酸の混合物である。1は、
33重量%の実施例1のMPCAブレンド、18重量%
の1,3−キシレンジアミン、5重量%のビスフェノー
ルA及び44重量%のベンジルアルコールである。
2は、41.5重量%の実施例1のMPCAブレンド、1
3.5重量%の1,3−キシレンジアミン、3.5重量%
のビスフェノールA及び41.5重量%のベンジルアル
コールである。
ンドによって周囲温度より低い温度で硬化されたエポキ
シ樹脂が表面カルバミド酸塩汚染を受けなかったことを
示す。MPCAブレンドは、単独でまたはm−キシレン
ジアミンと組み合わせて使用する時には、エポキシ樹脂
の効果的な硬化、良好な耐表面カルバミド酸塩化性、及
び良好な塗布粘度を与える。
混合物を7日間型の中で周囲温度で硬化した以外は、実
施例1の手順を繰り返した。表6はテストの結果を述べ
る。
る実施例1のMPCAブレンドである。1884は、ポ
リオキシプロピレンアミン及びベンジルアルコールによ
って改質された1,2−シクロヘキサンジアミン−エポ
キシ付加物である。1693は、ベンジルアルコールに
よって改質された1,2−シクロヘキサンジアミン付加
物である。MCAは、ベンジルアルコールによって改質
された、イソホロンジアミンのフェノール及びホルムア
ルデヒドとのマンニッヒ塩基である。
殊に炭化水素例えばキシレン及びトルエンに対して顕著
により良い耐化学薬品性を有することを示す。
及びyの和は2〜4である]によって表されるMPCA
と呼ばれるメチレンで橋かけされたポリ(シクロヘキシ
ル−芳香族)アミン混合物の組み込みを特徴とする上記
ポリエポキシド樹脂。
及びyの和は2〜4である]によって表されるMPCA
と呼ばれるアミン硬化剤を用いることを特徴とする上記
方法。
ヘキシルメチル)シクロヘキシルアミンを含み、そして
3環の成分及びそれより多い環の成分を基にして生成し
たブレンドが、ガスクロマトグラフ分析によって測定し
て、重量%で:10〜37%の2,4−ジ(4−アミノ
シクロヘキシルメチル)シクロヘキシルアミン、 67〜85%の2,4−ジ(4−アミノシクロヘキシル
メチル)アニリン、 0〜20%の4,4′−ジ(4−シクロヘキシルメチ
ル)シクロヘキシルアミン、及び5〜14%の部分的に
水素化されたトリメチレンテトラアニリン及びそれの類
似体から成る、請求項3記載の方法。
Claims (32)
- 【請求項1】 ポリアミン硬化剤によって硬化された、
末端1,2−エポキシ基を有する多価アルコールのポリ
グリシジルポリエーテルの反応生成物から成るポリエポ
キシド樹脂において、式: 【化1】 [式中、 Rは水素またはメチルであり、 xは1〜3であり、そしてyは0〜2であり、そしてx
及びyの和は2〜4である]によって表されるMPCA
と呼ばれるメチレンで橋かけされたポリ(シクロヘキシ
ル−芳香族)アミン混合物の組み込みを特徴とする上記
ポリエポキシド樹脂。 - 【請求項2】 MPCA硬化剤中のRが水素である、請
求項1記載のポリエポキシド樹脂。 - 【請求項3】 MPCAが3環及びそれより多い環の成
分を含み、そしてMPCA中の3環の成分対それより多
い環を含む成分の重量比が10〜50重量部のそれより
多い環の成分あたり50〜90重量部の3環の成分であ
る、請求項2記載のポリエポキシド樹脂。 - 【請求項4】 MPCA中の脂環式環対芳香環の比が
0.5〜2:1である、請求項3記載のポリエポキシド
樹脂。 - 【請求項5】 MPCA中の脂環式環対芳香環の比が
1.3〜1.9:1である、請求項4記載のポリエポキシ
ド樹脂。 - 【請求項6】 MPCAが2,4−ジ(4−アミノシク
ロヘキシルメチル)シクロヘキシルアミンを含み、そし
て3環及びそれより多い環の成分を基にして生成したブ
レンドが、ガスクロマトグラフ分析によって測定して、
重量%で:10〜37%の2,4−ジ(4−アミノシク
ロヘキシルメチル)シクロヘキシルアミン、 67〜85%の2,4−ジ(4−アミノシクロヘキシル
メチル)アニリン、 0〜20%の4,4′−ジ(4−シクロヘキシルメチ
ル)シクロヘキシルアミン、及び5〜14%の部分的に
水素化されたトリメチレンテトラアニリン及びそれの類
似体から成る、請求項3記載のポリエポキシド樹脂。 - 【請求項7】 MPCAが粗製メチレンジアニリンの水
素化からの部分的に蒸留された水素化生成物(以後“M
PCAブレンド”と呼ぶ)として存在し、そして2〜1
0%のジ(4−アミノシクロヘキシル)メタン、 0.5〜2%の4−アミノシクロヘキシル−4−ヒドロ
キシシクロヘキシルメタン、 5〜17%の4−(4′−アミノベンジル)シクロヘキ
シルアミン、 5〜25%の2,4−ジ(4−アミノシクロヘキシルメ
チル)シクロヘキシルアミン、 35〜55%の2,4−ジ(4−アミノシクロヘキシル
メチル)アニリン、 0〜15%の4,4′−ジ(4−シクロヘキシルメチ
ル)シクロヘキシルアミン、及び3〜8%の部分的に水
素化されたトリメチレンテトラアニリン及びそれの類似
体から成る、請求項6記載のポリエポキシド樹脂。 - 【請求項8】 MPCAブレンドのアミン水素当量が5
0〜60である、請求項7記載のポリエポキシド樹脂。 - 【請求項9】 アミン硬化剤対多価フェノールのポリグ
リシジルエーテルの比が多価フェノールのポリグリシジ
ルポリエーテルのエポキシド当量あたり0.6〜1.7ア
ミン水素である、請求項2記載のポリエポキシド樹脂。 - 【請求項10】 多価フェノールのポリグリシジルエー
テルがビスフェノールAのグリシジルエーテルである、
請求項9記載のポリエポキシド樹脂。 - 【請求項11】 硬化剤が5〜70重量%のMPCA及
び30〜95重量%の添加されたポリアミン硬化剤から
成る、請求項9記載のポリエポキシド樹脂。 - 【請求項12】 添加されたポリアミンがイソホロンジ
アミンである、請求項11記載のポリエポキシド樹脂。 - 【請求項13】 添加されたポリアミンがジ(4−アミ
ノシクロヘキシル)メタンである、請求項11記載のポ
リエポキシド樹脂。 - 【請求項14】 添加されたポリアミンが1,3−キシ
リレンジアミンである、請求項11記載のポリエポキシ
ド樹脂。 - 【請求項15】 添加されたポリアミンが4−(4′−
アミノベンジル)シクロヘキシルアミンである、請求項
11記載のポリエポキシド樹脂。 - 【請求項16】 硬化剤が15〜70%のMPCA、並
びに30〜85重量%のジ(4−アミノシクロヘキシ
ル)メタン、4−(4′−アミノベンジル)シクロヘキ
シルアミン及びこれらの組み合わせから成る、請求項1
1記載のポリエポキシド樹脂。 - 【請求項17】 多価フェノールのポリグリシジルエー
テル対ポリアミン硬化剤の比が多価フェノールのポリグ
リシジルポリエーテルのエポキシド当量あたり0.6〜
1.7アミン水素である、多価フェノールのポリグリシ
ジルエーテルをポリアミン硬化剤と反応させることによ
ってエポキシ樹脂を生成させるための方法において、ポ
リアミン硬化剤の少なくとも一部として式: 【化2】 [式中、 Rは水素またはメチルであり、 xは1〜3であり、そしてyは0〜2であり、そしてx
及びyの和は2〜4である]によって表されるMPCA
と呼ばれるアミン硬化剤を用いることを特徴とする上記
方法。 - 【請求項18】 MPCA硬化剤中のRが水素である、
請求項17記載の方法。 - 【請求項19】 MPCAが3環及びそれより多い環の
成分を含み、そしてこのMPCA中の3環の成分対それ
より多い環を含む成分の重量比が3環より多い環の成分
10〜50重量部あたり3環の成分50〜90重量部で
ある、請求項18記載の方法。 - 【請求項20】 MPCA中の脂環式環対芳香環の比が
0.5〜2:1である、請求項19記載の方法。 - 【請求項21】 MPCA中の脂環式環対芳香環の比が
1.3〜1.9:1である、請求項20記載の方法。 - 【請求項22】 MPCAが2,4−ジ(4−アミノシ
クロヘキシルメチル)シクロヘキシルアミンを含み、そ
して3環の成分及びそれより多い環の成分を基にして生
成したブレンドが、ガスクロマトグラフ分析によって測
定して、重量%で:10〜37%の2,4−ジ(4−ア
ミノシクロヘキシルメチル)シクロヘキシルアミン、 67〜85%の2,4−ジ(4−アミノシクロヘキシル
メチル)アニリン、 0〜20%の4,4′−ジ(4−シクロヘキシルメチ
ル)シクロヘキシルアミン、及び5〜14%の部分的に
水素化されたトリメチレンテトラアニリン及びそれの類
似体から成る、請求項20記載の方法。 - 【請求項23】 MPCAが粗製メチレンジアニリンの
水素化及びそれの蒸留によって得られた部分的に蒸留さ
れた水素化生成物(以後“MPCAブレンド”と呼ぶ)
として存在し、そして2〜10%のジ(4−アミノシク
ロヘキシル)メタン、 0.5〜2%の4−アミノシクロヘキシル−4−ヒドロ
キシシクロヘキシルメタン、 5〜17%の4−(4′−アミノベンジル)シクロヘキ
シルアミン、 5〜25%の2,4−ジ(4−アミノシクロヘキシルメ
チル)シクロヘキシルアミン、 35〜55%の2,4−ジ(4−アミノシクロヘキシル
メチル)アニリン、 0〜15%の4,4′−ジ(4−シクロヘキシルメチ
ル)シクロヘキシルアミン、及び3〜8%の部分的に水
素化されたトリメチレンテトラアニリン及びそれの類似
体から成る、請求項22記載の方法。 - 【請求項24】 MPCAブレンドのアミン水素当量が
50〜60である、請求項23記載の方法。 - 【請求項25】 アミン硬化剤対多価フェノールのポリ
グリシジルエーテルの比が多価フェノールのポリグリシ
ジルポリエーテルのエポキシド当量あたり0.6〜1.7
アミン水素である、請求項18記載の方法。 - 【請求項26】 多価フェノールのポリグリシジルエー
テルがビスフェノールAのグリシジルエーテルである、
請求項25記載の方法。 - 【請求項27】 硬化剤が5〜70重量%のMPCA及
び30〜95重量%の添加されたポリアミン硬化剤から
成る、請求項25記載の方法。 - 【請求項28】 添加されたポリアミンがイソホロンジ
アミンである、請求項27記載の方法。 - 【請求項29】 添加されたポリアミンがジ(4−アミ
ノシクロヘキシル)メタンである、請求項27記載の方
法。 - 【請求項30】 添加されたポリアミンが1,3−キシ
リレンジアミンである、請求項27記載の方法。 - 【請求項31】 添加されたポリアミンが4−(4′−
アミノベンジル)シクロヘキシルアミンである、請求項
27記載の方法。 - 【請求項32】 硬化剤が15〜70%のMPCA、及
び30〜85重量%のジ(4−アミノシクロヘキシル)
メタン、4−(4′−アミノベンジル)シクロヘキシル
アミンまたはこれらの組み合わせから成る、請求項27
記載の方法。
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