JPH0784511B2 - 未硬化エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

未硬化エポキシ樹脂組成物

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JPH0784511B2
JPH0784511B2 JP3149230A JP14923091A JPH0784511B2 JP H0784511 B2 JPH0784511 B2 JP H0784511B2 JP 3149230 A JP3149230 A JP 3149230A JP 14923091 A JP14923091 A JP 14923091A JP H0784511 B2 JPH0784511 B2 JP H0784511B2
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昭宏 和泉
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、晶出が抑制された新規
な未硬化エポキシ樹脂組成物に関するものである。さら
に詳しくいえば、本発明は、塗料、土木建築材料、接着
剤、注型品などの用途に好適な、低粘度で使用性がよ
く、かつ硬化物の物性に優れ、しかも晶出が起りにくい
新規な未硬化エポキシ樹脂組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、エポキシ樹脂は、例えば塗装、接
着、注型、ライニング、積層などの材料として、種々の
分野において広く用いられているが、用途によっては、
使用時の流れ性、脱泡性、クロスへの含浸性などの改善
や、充填剤の添加量の増大などの目的で、エポキシ樹脂
の粘度を下げる必要性が生じる。
【0003】エポキシ樹脂の粘度を下げるために、例え
ば、ビスフェノールAとエピクロロヒドリンとから得ら
れるエポキシ樹脂の場合、これまでビスフェノールAの
純ジグリシジルエーテルの成分を多くすることにより、
低粘度化することが行われてきた。しかしながら、この
ようにして得られるエポキシ樹脂は、硬化物の物性は比
較的良いものの、晶出しやすくなり、特に平均繰り返し
単位数nが0.15以下のビスフェノールエーテル系の
エポキシ樹脂の場合、室温、特に冬期の外気温などの低
温に放置されていると晶出が起るという欠点があった。
このような晶出の傾向は、温度変化や充填剤の添加など
によって助長され、またビスフェノールAのジグリシジ
ルエーテル系の液状エポキシ樹脂の場合、晶出する物質
は平均繰り返し単位数nが0の場合のビスフェノールA
の純グリシジルエーテルであることが知られている。
【0004】このような晶出を抑制する方法としては、
例えばビスフェノールAとエピクロロヒドリンとから得
られるエポキシ樹脂中の加水分解性塩素として検出され
る未閉環クロロヒドリン基を、該エポキシ樹脂に含まれ
るエポキシ基に対して、約10重量%程度に調整するこ
とにより、晶出を抑制する方法がこれまで用いられてき
た。しかしながら、この方法においては、晶出抑制効果
はあるものの、硬化物の物性の低下を免れないという欠
点があった。
【0005】他方、エポキシ樹脂に、酸性化合物を5〜
16%反応させることにより、晶出を抑制することも提
案されているが(特公昭55−42093号公報)、こ
の場合、エポキシ樹脂の変性率を高めれば、晶出抑制効
果はある程度向上するものの、まだ十分ではない上、粘
度が著しく上昇して使用性が悪くなり、しかも硬化物の
物性が不十分であるなどの欠点がある。
【0006】また、エポキシ当量202.3(n=0.
23)のエポキシ樹脂にステアリン酸を無触媒で反応さ
せたものも知られているが、このようにして得られる樹
脂は粘度が著しく高く、取り扱いにくい上に硬化物の物
性も満足しうるものとはならないという欠点がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情のもとで、硬化物の物性に優れ、かつ低粘度で使用
性がよい上、晶出が抑制された未硬化エポキシ樹脂組成
物を提供することを目的としてなされたものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者は、晶出が抑制
され、しかも低粘度の未硬化エポキシ樹脂を開発するた
めに鋭意研究を重ねた結果、芳香族ジヒドロキシ化合物
から誘導される未硬化エポキシ樹脂に、特定炭素数の脂
肪族モノカルボン酸を所定の割合で付加させ化させる
ことにより、前記目的を達成しうることを見出し、この
知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【0009】すなわち、本発明は、エポキシ基の0.5
〜30当量%が炭素数10〜30の脂肪族モノカルボン
酸により変性された、一般式
【化2】 (式中のnは平均繰り返し単位数で0.11〜0.18
である)で表わされるエポキシ化合物の組成物から成
り、25℃における粘度が6600〜11000センチ
ポイズ、酸価が0.1以下であることを特徴とする未硬
化エポキシ樹脂組成物を提供するものである。
【0010】上記の一般式(I)で表わされるエポキシ
化合物は、例えば式
【化3】 で表わされるビスフェノールAとエピハロヒドリンとの
反応によって得られるものである。この際原料として用
いられるエピハロヒドリンは、一般式
【化4】 (式中のXは塩素原子又は臭素原子である)で表わさ
れ、このようなものの具体例としては、エピクロロヒド
リン及びエピブロモヒドリンがあるが、これらの中で、
エピクロロヒドリンが好適である。
【0011】前記ビスフェノールAとエピハロヒドリン
との反応は、従来エポキシ樹脂の製造において慣用され
ている方法によって行うことができる。このようにして
得られるエポキシ化合物の中で、特に好ましいものとし
て一般式(I)における平均繰り返し単位数nが0.1
〜0.15の低重合度のビスフェノールAのジグリシジ
ルエーテルが挙げられる。
【0012】次に本発明において用いられる炭素数10
〜30の脂肪族モノカルボン酸としては、例えばデカン
酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、トリデカン酸、ミリス
チン酸、ペンタデカン酸、パルミチン酸、ヘプタデカン
酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、エイコサン酸、ミリ
ストレイン酸、パルミトレイン酸、オレイン酸、リノー
ル酸、リノレン酸などが挙げられる。炭素数が10より
小さいものでは晶出抑制効果が十分に発揮されない。好
ましい脂肪族モノカルボン酸としては、炭素数14〜3
0のものが挙げられるが、特に安価に入手可能な点から
オレイン酸及びステアリン酸が好適である。
【0013】前記炭素数10〜30のモノカルボン酸
は、それぞれ単独で用いてもよいし、2種以上組み合わ
せて用いてもよく、また、これらのモノカルボン酸は前
記エポキシ化合物のエポキシ基の0.5〜30当量%、
好ましくは1〜10当量%、より好ましくは1〜5当量
%が変性されるような割合で使用される。この量が0.
5当量%では晶出抑制効果が十分に発揮されないし、3
0当量%を超えると該エポキシ樹脂中にエポキシ基を有
しない分子種が増大し、硬化物の物性の低下をもたら
す。
【0014】前記一般式(I)のエポキシ化合物と炭素
数10〜30の脂肪族モノカルボン酸との反応において
は、所望に応じ触媒を用いることができる。この触媒と
しては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなど
のアルカリ金属水酸化物、ナトリウムメチラート、ナト
リウムエチラートなどの金属アルコラート、トリエチル
アミン、トリエタノールアミン、2,4,6‐トリス
(ジメチルアミノメチル)フェノールなどの第三級アミ
ン化合物、テトラメチルアンモニウムクロリド、テトラ
ブチルアンモニウムクロリドなどの第四級アンモニウム
塩、ベンジルトリフェニルホスホニウムクロリド、テト
ラブチルホスホニウムヒドロオキシド、ブチルトリフェ
ニルホスホニウムブロミドなどの第四級ホスホニウム
塩、トリブチルホスフィン、トリオクチルホスフィン、
トリフェニルホスフィン、スチリルジフェニルホスフィ
ンなどの第三級ホスフィンなどが挙げられる。
【0015】これらの触媒は単独で用いてもよいし、2
種以上組み合わせて用いてもよく、その使用量は、前記
エポキシ化合物に対し、通常50重量ppmないし5重
量%の範囲で、使用する触媒の種類に応じて適宜選ばれ
る。
【0016】また、前記エポキシ化合物と脂肪族モノカ
ルボン酸との反応は、通常60〜200℃、好ましくは
80〜150℃の範囲の温度において、反応が完結する
まで行うのがよい。未反応の脂肪族モノカルボン酸が残
存すると、硬化物の物性が低下するおそれがある。
【0017】このようにして得られる本発明の未硬化エ
ポキシ樹脂組成物の硬化剤については特に制限はなく、
公知のエポキシ樹脂用硬化剤、例えばポリアミン系、酸
無水物系などの中から、使用目的やエポキシ樹脂の種類
などに応じて適宜選択することができる。
【0018】本発明の未硬化エポキシ樹脂組成物を硬化
剤を用いて硬化させる際、該組成物に、必要に応じ、本
発明の目的をそこなわない範囲で、例えばアルキルグリ
シジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、カルボ
ン酸グリシジルエステルなどの反応性希釈剤、トルエ
ン、キシレン、メチルエチルケトンなどの非反応性希釈
剤、あるいは顔料などの添加剤や充填剤を添加すること
ができる。該充填剤としては、例えばガラス繊維、ホウ
素繊維、炭素繊維、セルロース、ポリエチレン粉末、石
英粉、雲母、アスベスト粉、スレート粉、カオリン、酸
化アルミニウム、水酸化アルミニウム、セッコウ、三酸
化アンチモン、シリカ、バライト、ゼオライト、二酸化
チタン、タルク、カーボンブラック、グラファイト、酸
化鉄、鉄粉、アルミニウム粉末、炭酸カルシウム、エロ
ージール、ベントナイト及びこれらに類似するものなど
が挙げられる。
【0019】
【発明の効果】本発明の未硬化エポキシ樹脂組成物は、
硬化物の物性に優れ、かつ低粘度で使用性がよい上、低
温条件下に放置しても晶出を生じることがないという利
点がある。したがって、例えば塗料、土木建築材料、接
着剤、注型品などの用途に好適に用いられる。
【0020】
【実施例】次に、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定され
るものではない。なお、例中の各特性は次のようにして
求めた。 (1)エポキシ樹脂 JIS K‐7236に準拠して測定した。
【0021】(2)加水分解性塩素量 試料1gを50mlのトルエンに溶解し、これに0.1
規定KOH‐メタノール溶液で20mlを加えて15分
間煮沸したのち、硝酸銀で滴定し求めた。
【0022】(3)粘 度 比重を測定したのち、JIS K‐7233に準拠して
求めた。
【0023】(4)酸 価 JIS K‐6901に準拠して測定した。
【0024】(5)晶出日数 晶出時間を短縮させるために、エポキシ樹脂技術協会発
行、「試験規格委員会技術報告I」、23ページ(19
85年)記載の方法に準拠し、結晶化が進行し、樹脂が
完全に固化した日数を測定した。
【0025】(6)熱変形温度(HDT) JIS K‐6911に準拠して測定した。
【0026】製造例1 ビスフェノールAとエピクロロヒドリンとを反応させ
て、平均繰り返し単位数n=0.14、エポキシ当量1
89g/eq、粘度14,000センチポイズ、加水分
解性塩素量0.05重量%のエポキシ樹脂Aを得た。
【0027】製造例2 ビスフェノールAとエピクロロヒドリンとを反応させ
て、平均繰り返し単位数n=0.11、エポキシ当量1
85g/eq、粘度9,900センチポイズ、加水分解
性塩素量0.05重量%のエポキシ樹脂Bを得た。
【0028】実施例1〜5、比較例1〜5 製造例1で得たエポキシ樹脂Aに対し、トリフェニルホ
スフィン500重量ppmを加え、表1に示す種類と量
の脂肪族モノカルボン酸又は塩酸を添加し、100℃で
酸価が0.01以下になるまで反応させたのち、真空乾
燥して各種変性エポキシ樹脂を得た。これらの変性エポ
キシ樹脂及びこのような変性を行わないエポキシ樹脂A
について、粘度及び晶出日数を求めた。また、これらの
エポキシ樹脂を、そのエポキシ基に対して等当量のトリ
エチレンテトラミンを用いて80℃、2時間で硬化さ
せ、硬化物の熱変形温度を測定した。これらの結果を表
1に示す。
【0029】
【表1】
【0030】この表から分かるように、実施例1〜5は
比較例1に比べて晶出日数は4倍以上となっており、そ
の晶出抑制効果は著しい。特に実施例5はその晶出抑制
効果が比較例1の10倍である。実施例1〜5で得られ
た変性エポキシ樹脂の粘度は、比較例1に比べて3,0
00センチポイズ以上低く、使用性が著しく改善されて
おり、さらに、硬化物の物性も満足しうる結果が得られ
ている。比較例2及び4は晶出抑制効果はあるものの、
粘度はいずれも高い上に、硬化物の物性も悪い。比較例
3及び5は、晶出抑制及び低粘度化の効果は実施例と比
べて悪い。
【0031】実施例6、比較例6〜9 製造例2で得たエポキシ樹脂Bに対し、トリフェニルホ
スフィン300重量ppmを加え、表2に示す種類と量
の脂肪族モノカルボン酸を添加し、100℃で10時間
反応させることにより、酸価0.1以下の各種変性エポ
キシ樹脂を得た。このようにして得た変性エポキシ樹脂
のエポキシ当量と、該カルボン酸とエポキシ基がすべて
反応したと仮定した場合のエポキシ当量(理論値)との
差は1以下の範囲であった。
【0032】比較例10 ビスフェノールAとエピクロロヒドリンを反応させて、
平均繰り返し単位n=0.22、エポキシ当量が、20
1g/eq、粘度29,800センチポイズ、加水分解
性塩素量0.05重量%のエポキシ樹脂を得た。このエ
ポキシ樹脂に対し、ステアリン酸を表2に示す量で添加
し、180℃で0.5時間反応させて、酸価0.1の変
性エポキシ樹脂を得た。これらの変性エポキシ樹脂及び
このような変性を行わないエポキシ樹脂Bについて、粘
度及び晶出日数を求めた。また、これらのエポキシ樹脂
を、そのエポキシ基に対して等当量のトリエチレンテト
ラミンを用いて80℃、2時間で硬化させ、硬化物の熱
変形温度を測定した。これらの結果を表2に示す。
【0033】
【表2】
【0034】この表から分かるように、実施例6で得ら
れた変性エポキシ樹脂について、その粘度は、比較例6
のものに比べて3,000センチポイズ以上低く、さら
に晶出抑制効果は、比較例6のものと比較し8倍であ
る。また、その硬化物の物性も良い。比較例7〜9は粘
度低下の効果は、比較例6と比較して、数100センチ
ポイズ程度しかなく、かつ晶出抑制効果も顕著な差は認
められなかった。比較例10の粘度は実施例6と比較し
著しく高く、硬化物の物性も劣っている。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エポキシ基の0.5〜30当量%が炭素
    数10〜30の脂肪族モノカルボン酸により変性され
    た、一般式 【化1】 (式中のnは平均繰り返し単位数で0.11〜0.18
    である)で表わされるエポキシ化合物の組成物から成
    り、25℃における粘度が6600〜11000センチ
    ポイズ、酸価が0.1以下であることを特徴とする未硬
    化エポキシ樹脂組成物。
JP3149230A 1991-05-27 1991-05-27 未硬化エポキシ樹脂組成物 Expired - Lifetime JPH0784511B2 (ja)

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