JPH07103352B2 - エポキシ樹脂エマルジョン接着剤組成物 - Google Patents

エポキシ樹脂エマルジョン接着剤組成物

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JPH07103352B2
JPH07103352B2 JP22842793A JP22842793A JPH07103352B2 JP H07103352 B2 JPH07103352 B2 JP H07103352B2 JP 22842793 A JP22842793 A JP 22842793A JP 22842793 A JP22842793 A JP 22842793A JP H07103352 B2 JPH07103352 B2 JP H07103352B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、低粘度で作業性が良
く、かつ長期保存が可能であって、エポキシ樹脂本来の
優れた特性をも保持し、構造用接着剤等として優れたエ
ポキシ樹脂エマルジョン接着剤組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】水中に乳化したエマルジョン、特に水分
の多いオイル・イン・ウォーターのエポキシ樹脂エマル
ジョンは、長期保存するとエポキシ基が加水分解し変質
して効力が減退する傾向がある。これら市販のエポキシ
樹脂エマルジョンは、ホモジナイザーなどの高速撹拌機
で一般に乳化されているが、長期間保存中に層分離した
り、ゲル化することがある。また、エポキシ樹脂は、一
般に高粘度で作業性が悪く、しばしば有機溶剤で希釈さ
れて使用されるが、この場合には溶剤の公害が問題とな
っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
エポキシ樹脂エマルジョンは、高粘度で作業性が悪く、
また、長期保存により変質や層分離をおこす欠点があっ
た。本発明は、上記従来技術の問題点を解決し、低粘度
で作業性が良く、かつ長期保存が可能であって、エポキ
シ樹脂本来の優れた特性をも保持し、構造用接着剤等と
して優れたエポキシ樹脂エマルジョン接着剤組成物を提
供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記に鑑み
鋭意研究した結果、上記従来技術の問題点を解決し、本
発明のエポキシ樹脂エマルジョン接着剤組成物を完成す
るに至った。すなわち本発明のウォーター・イン・オイ
型のエポキシ樹脂エマルジョン接着剤組成物は、液状
エポキシ樹脂100重量部に、水溶性高分子ポリアミン
20〜50重量部、及び水10〜80重量部を配合して
なるものである。
【0005】また、本発明のエポキシ樹脂エマルジョン
接着剤組成物は、上記の成分に加えて、さらに水溶性高
分子0.5〜10重量部及び/又は硬化促進助剤5〜2
0重量部を配合したものであってもよい。
【0006】本発明に用いるエポキシ樹脂としては、ポ
リアミンの添加で室温又は40℃〜80℃で硬化するも
のが含まれ、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、多官能フェノー
ル型のノボラック型やレゾルシノール型のエポキシ樹
脂、これらをポリイソシアネートやポリアミンで変性し
たエポキシ樹脂が挙げられる。代表的なものとして、エ
ピコート828(油化シェルエポキシ社製商品名)、ア
ラルダイトGY250(旭チバ社製商品名)、DER3
31(ダウケミカル社製商品名)のようなビスフェノー
ルA型エポキシ樹脂やエピコート807(油化シェルエ
ポキシ社製商品名)、エピクロン830(大日本インキ
化学株式会社製商品名)のようなビスフェノールF型エ
ポキシ樹脂がある。
【0007】なお、エポキシ樹脂を低粘度化するため
に、フェニルグリシジルエーテルのような反応性希釈剤
やフタル酸ジブチル(DBP)のような非反応性希釈剤
をエポキシ樹脂100重量部当り20重量部以下添加す
ることもできる。
【0008】水溶性高分子ポリアミンとしてはトーマイ
ド#275,#290C,#290F(何れも富士化成
株式会社製商品名)やハードナーH−23,H−395
5−50W(何れもACR社製商品名)のような比較的
低分子のポリアミドポリアミン、ポリメントNK100
PM,NK200PM(株式会社日本触媒製商品名)の
ような比較的高分子のポリアクリルポリアミンが挙げら
れる。これらの水溶性高分子ポリアミンの使用量は液状
エポキシ100重量部当り20〜50重量部である。こ
こに、20重量部未満であると、硬化が不十分となり、
一方、50重量部を越えると、接着強さが低下する。
【0009】また硬化促進助剤として、必要に応じて、
サルチル酸、DMP−10(ACR社製商品名),DM
P−30(ACR社製商品名)のようなトリジメチルア
ミノメチルフェノール、Dion−3−800LC(ダ
イヤモンド・シヤムロックケミカルス社製商品名)のよ
うなポリチオールを、液状エポキシ樹脂100重量部当
り5〜20重量部添加してもよい。ここに、5重量部未
満であると、硬化促進効果が少なく、一方、20重量部
を越えると、硬化が早すぎたり、接着強さが低下する。
【0010】なおこれらの硬化促進助剤は、硬化の早い
上記のハードナーH−23などを用いたときには無添加
でもよいが、上記のポリメントNK100PM,NK2
00PMを用いたときには、必ず添加する必要がある。
【0011】水溶性高分子は粘度調節用に使用するもの
で、例えば水分が50〜80重量部のように多目のとき
には組成物が低粘度となるので、水溶性高分子を添加す
ることによって組成物の粘度を適度に調節する。水溶性
高分子としては、水溶性高分子ポリアミン水溶液と相溶
性の良い、ポリビニールアルコール、メチルセルロース
のような水溶性セルロース、イソブチレン−マレイン酸
共重合体などが挙げられる。水溶性高分子ポリアミンと
して上記のハードナーH−3955−50Wのような高
粘度品を使用するときには水溶性高分子は不要である。
代表的なポリビニールアルコールとしては、クラレポバ
ール205Sおよび217S(何れも株式会社クラレ製
商品名)のような冷水可溶のポリビニルアルコールなど
がある。かかる冷水可溶のポリビニールアルコールは、
粉末のままで使用することができるが、5〜20%水溶
液として水の代りに用いることもできる。また、イソバ
ン304(株式会社クラレ製商品名)のようなイソブチ
レン−マレイン酸共重合体を用いるときには、予めカセ
イソーダ水溶液に溶解して水の代りに系に添加して用い
てもよい。さらに、メチルセルロースのような水溶性セ
ルロースを使用するときには、2〜5%水溶液として水
の代りに用いてもよい。水溶性高分子の量は、液状エポ
キシ樹脂100重量部当り0.5〜10重量部である
が、0.5重量部未満であると、粘度が低くなりすぎ、
一方、10重量部を越えると、粘度が高くて作業性が悪
くなり、耐水性も悪くなる。
【0012】本発明のエポキシ樹脂エマルジョン接着剤
組成物においては、増量や垂れ止め(チキソトロピッ
ク)の目的で各種フィラーをさらに添加することができ
る。代表的なフィラーとしては、炭酸カルシウム粉、珪
ソウ土、カオリン、雲母粉、珪砂、コロイドシリカなど
がある。これらのフィラーの添加量は、液状エポキシ樹
脂100重量部当り0.5〜20重量部である。なお、
必要に応じて、チタン白、ベニガラ、クロムグリーンの
ような顔料をさらに組成物に添加し、着色してもよい。
【0013】本発明の組成物における水の量は、液状エ
ポキシ樹脂100重量部当り10〜80重量部である
が、10重量部未満であると、乳化不十分となり、一
方、80重量部を越えると、乳化の状態が悪く、相分離
を起す。
【0014】
【作用】本発明のエポキシ樹脂エマルジョン接着剤組成
物は、液状エポキシ樹脂、水溶性高分子ポリアミン及び
水、並びにさらに必要に応じて水溶性高分子及び/又は
硬化促進助剤を上記の配合割合で混合し、手動または簡
易撹拌機で数分間撹拌することにより、ウォーター・イ
ン・オイル型の低粘度で安定なエマルジョンとしたもの
で、長期の保存による変質のおそれのないものである。
本発明の組成物は、水溶性高分子ポリアミンが乳化剤の
役割をするノン・ソープ・エマルジョンで、しかもこの
水溶性高分子ポリアミンのアミノ基はエポキシ基と反応
して消費されるから、所謂ノン・ソープ型となり、耐水
性の硬化皮膜を与える。また、本発明のエマルジョン組
成物は、少量の水分のときにも、低粘度で作業性が良
く、砂など多量のフィラーを混合することができる。さ
らに、本発明のエマルジョン組成物の水分は、全固形分
に対し30重量%以下で、好ましくは20重量%以下で
よく、そのためエポキシ樹脂本来の低収縮性、接着性、
Gap−filling性、高強度強靭性などの特性を
保持することができる。しかも、耐クリープ性、耐熱
性、耐アルカリ性、耐候性が期待できるので、構造用集
成材、プレハブパネル、コンクリートの接着と亀裂補修
などに適用可能である。
【0015】
【実施例】
実施例1〜6および比較例1〜3 下記表1に示す液状エポキシ樹脂、水溶性高分子ポリア
ミン、水、水溶性高分子、及び硬化促進助剤を、下記表
1に示す配合量(夫々重量部にて示す)にて混合し、撹
拌して本発明のエポキシ樹脂エマルジョン接着剤組成物
を得た。得られた組成物について各種の特性を測定し、
その結果を下記表1に示した。
【0016】比較のために、下記表2に示す配合量に
て、液状エポキシ樹脂100重量部に対して水を80重
量部を越えて配合した組成物(比較例1及び2)、及び
水溶性高分子ポリアミンとして酸塩となっているポリア
クリルポリアミンを用い、かつ硬化促進助剤を配合しな
かった組成物(比較例3)について各種の特性を測定し
て、その結果を下記表2に示した。
【0017】
【表1】 注) 1)油化シェルエポキシ社製商品名エピコート828を
使用 2)大日本インキ化学株式会社製商品名エピクロン83
0を使用 3)富士化成株式会社製商品名トーマイド290Fを使
用 4)ACR社製商品名ハードナーH−23を使用 5)株式会社日本触媒製商品名ポリメントNK100P
M(50%水溶液)を使用。したがって、ポリメントN
K100PM(ポリアクリルポリアミン)の50%水溶
液50重量部を使用の場合は、ポリアクリルポリアミン
の配合量が25重量部、水の配合量が25重量部とな
る。
【0018】6)ACR社製商品名DMP−30を使用 7)株式会社クラレ製商品名クラレポバール205Sを
使用 8)株式会社クラレ製商品名イソバン304を使用 9)JISK6802(カバ材圧縮せん断強さ,25℃
7日後テスト)により測定 10)JISK6802に準じて(カバ材圧縮せん断強
さ,25℃7日後煮沸水に4時間浸漬後冷却して後テス
ト)測定 11)乳化の状態及び層分離について、二重丸の記号は
均一に乳化されて、キメが良いこと、三角の記号は層分
離はないが、乳化不十分でキメが荒いこと、およびバツ
の記号は完全に二層に分離すること、を夫々表す。
【0019】
【表2】 注)1)〜11) :表1の注)1)〜11)に同じ 上記表1の結果から明らかのように、上記に示した所定
範囲内の配合の本発明の組成物においては、極めて高強
度の常態及び耐煮沸接着強さを示した。これに対して比
較例1及び2のように、液状エポキシ樹脂100重量部
に対して水の配合量が80重量部を越えた組成物におい
ては、乳化の状態が悪く、暫く放置すると相分離をおこ
した。また比較例3のように、水溶性高分子ポリアミン
として酸塩となっているポリアクリルポリアミンを用い
た場合に、硬化促進助剤であるトリジメチルアミノメチ
ルフェノール(DMP−30)を加えないと、十分な強
度が発現しなかった。
【0020】
【発明の効果】本発明のエポキシ樹脂エマルジョン接着
剤組成物は、低粘度で作業性、安定性に優れ、市販のエ
ポキシ樹脂エマルジョンのように長期の保存により変質
することがない。また、本発明の組成物は、従来のよう
に有機溶剤で希釈することがないので、溶剤による毒性
や公害の問題もなく、消防法規に触れるという問題もな
い。さらに、本発明の組成物は、耐水性の皮膜をつく
り、また少量の水分のときにも低粘度で塗布作業性の良
いものであり、かつエポキシ樹脂本来の、低収縮性、耐
クリープ性、接着性、強靭性、耐熱性、耐アルカリ性、
耐候性等の優れた特性をも保持することができる。した
がって、本発明のエポキシ樹脂エマルジョン接着剤組成
物は、木材やコンクリートの構造用接着剤、例えば集成
材、外壁サンドイッチパネル、コンクリートの打つぎや
補修、木質床パネルの接着、及びレジンモルタルや研磨
砂の接着バインダー等に使用することができる。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液状エポキシ樹脂100重量部に、水溶
    性高分子ポリアミン20〜50重量部、及び水10〜8
    0重量部を配合してなるウォーター・イン・オイル型の
    エポキシ樹脂エマルジョン接着剤組成物。
  2. 【請求項2】 液状エポキシ樹脂100重量部に、水溶
    性高分子ポリアミン20〜50重量部、水10〜80重
    量部、並びに水溶性高分子0.5〜10重量部及び/又
    は硬化促進助剤5〜20重量部を配合してなるウォータ
    ー・イン・オイル型のエポキシ樹脂エマルジョン接着剤
    組成物。
  3. 【請求項3】 エポキシ樹脂が、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、多官能
    フェノール型のノボラック型及びレゾルシノール型のエ
    ポキシ樹脂、並びにこれらをポリイソシアネートやポリ
    アミンで変性したエポキシ樹脂から選ばれたものである
    請求項1又は2記載のエポキシ樹脂エマルジョン接着剤
    組成物。
  4. 【請求項4】 水溶性高分子ポリアミンが、比較的に低
    分子のポリアミドポリアミン、及び比較的に高分子のポ
    リアクリルポリアミンから選ばれたものである請求項1
    又は2記載のエポキシ樹脂エマルジョン接着剤組成物。
  5. 【請求項5】 水溶性高分子がポリビニールアルコー
    ル、水溶性セルロース、及びイソブチレン・マレイン酸
    共重合体から選ばれたものである請求項2記載のエポキ
    シ樹脂エマルジョン接着剤組成物。
  6. 【請求項6】 硬化促進助剤が、サルチル酸、トリジメ
    チルアミノメチルフェノール、及びポリチオールから選
    ばれたものである請求項2記載のエポキシ樹脂エマルジ
    ョン接着剤組成物。
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