JPH08269300A - エポキシ樹脂の水性エマルジョン及びその製造法 - Google Patents

エポキシ樹脂の水性エマルジョン及びその製造法

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JPH08269300A
JPH08269300A JP9981995A JP9981995A JPH08269300A JP H08269300 A JPH08269300 A JP H08269300A JP 9981995 A JP9981995 A JP 9981995A JP 9981995 A JP9981995 A JP 9981995A JP H08269300 A JPH08269300 A JP H08269300A
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JP
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epoxy resin
aqueous emulsion
emulsion
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JP9981995A
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Yoshinori Takagi
芳徳 高木
Takeshi Kondo
武 近藤
Tsukasa Ishimoto
司 石本
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Arakawa Chemical Industries Ltd
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Arakawa Chemical Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 エポキシ樹脂100重量部及びアニオン性乳
化剤5重量部以下を含有することを特徴とするエポキシ
樹脂の水性エマルジョン。 【効果】 エポキシ樹脂を水性エマルジョンの形態で提
供でき、溶剤型の問題を改善することができる。また作
業性よくエポキシ樹脂の水性エマルジョンを提供でき
る。さらには得られた水性エマルジョンは粒子系が小さ
く、使用している乳化剤量が少ないことから、従来の水
性エマルジョンに比べて貯蔵安定性および耐水性が優れ
ており、たとえば、接着剤、塗料などの耐水性が要求さ
れる分野で好適に使用できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エポキシ樹脂の水性エ
マルジョン及びその製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、エポキシ樹脂は土木建築用の
接着剤や塗料等に汎用されている。これらの用途におい
てエポキシ樹脂は、有機溶剤に溶解した溶液として用い
られてきた。しかし、近年、有機溶剤による作業環境・
衛生等の問題や火災・爆発等の危険等の理由から、かか
る問題等の無い水系への転換が図られており、エポキシ
樹脂の水性エマルジョンの開発が行われている。
【0003】エポキシ樹脂の水性エマルジョンの製造法
としては、ノニオン性乳化剤を用いて転相乳化法により
エマルジョン化する方法が一般に知られている。しか
し、かかるノニオン性乳化剤を用いた転相乳化法では、
エポキシ樹脂に対するノニオン性乳化剤の使用量が多い
(通常エポキシ樹脂100重量部に対し、ノニオン性乳
化剤3〜20重量部)ため、エマルジョン製造時の発泡
が多く作業性に問題があり、また得られるエマルジョン
の耐水性が低下する等の物性面にも問題を有していた。
一方、ノニオン性乳化剤が少ない場合には得られるエマ
ルジョンの貯蔵安定性が劣る等の欠点があり、いずれに
しても実用に十分耐え得るものは得られていない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、エポキシ樹
脂の用途における溶剤系から水系への転換に応えるもの
であり、製造時の発泡が少なく作業性に優れ、かつ貯蔵
安定性及び耐水性が良好なエポキシ樹脂の水性エマルジ
ョン及びその製造法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、乳化剤として必要
最低限のアニオン性乳化剤を用い、しかもエポキシ樹脂
を高圧乳化法により乳化することにより、貯蔵安定性を
損なうことなく、耐水性及び作業性が良好なエポキシ樹
脂の水性エマルジョンが得られることを見い出し、本発
明を完成するに至った。
【0006】即ち、本発明は、エポキシ樹脂100重量
部及びアニオン性乳化剤5重量部以下を含有することを
特徴とするエポキシ樹脂の水性エマルジョン、ならび
に、エポキシ樹脂100重量部を、アニオン性乳化剤5
重量部以下の存在下に、高圧乳化法により乳化すること
を特徴とするエポキシ樹脂の水性エマルジョンの製造法
に関わる。
【0007】エポキシ樹脂とは、分子内に2個以上のエ
ポキシ基をもつ化合物で、エピクロルヒドリンの付加と
脱塩酸による環化により得られるグリシジル化合物、又
は二重結合の酸化により得られるエポキシ化物があげら
れる。より一般的には、グリシジル型エポキシ樹脂の具
体例としては、ビスフェノールAジグリシジルエーテ
ル、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、ビスフェ
ノールSジグリシジルエーテル、レゾルシノールジグリ
シジルエーテル、ヘキサヒドロビスフェノールAジグリ
シジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジ
ルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエー
テル、フタル酸ジグリシジルエステル、ダイマー酸ジグ
リシジルエステル、トリグリシジルイソシアヌレート、
テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、テトラグ
リシジルメタキシメンジアミン、クレゾールノボラック
ポリグリシジルエーテル、フェノールノボラックポリグ
リシジルエーテル、テトラブロムビスフェノールAジグ
リシジルエーテル、ビスフェノールヘキサフロロアセト
ンジグリシジルエーテル等を例示できる。本発明におい
ては、これら一般に知られているエポキシ樹脂を、特に
限定することなく使用できる。また、エポキシ樹脂の軟
化点としては、常温で液状のものから比較的高軟化点の
150℃以下のものまで幅広く使用できる。
【0008】アニオン性乳化剤としては、一般に知られ
ているアニオン性乳化剤を使用できる。例えば、アルキ
ルスルホン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、α−オレ
フィンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、ア
ルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、アルキルリ
ン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、
ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩、
ポリオキシエチレンアルキルエーテルスルホコハク酸
塩、ポリオキシエチレンスチリルフェニルエーテルスル
ホコハク酸塩、ナフタリンスルホン酸ホルマリン縮合物
等を例示でき、塩の具体例としてはアルカリ金属塩、ア
ンモニウム塩、アルキルアミン塩、アルコールアミン塩
等があげられる。本発明では、これらアニオン性乳化剤
を単独で、又は2種以上を混合して併用できる。
【0009】本発明におけるアニオン性乳化剤の使用量
は、エポキシ樹脂100重量部に対し、固形分換算で5
重量部以下の必要最小限に抑える必要がある。好ましく
は0.5〜3重量部、より好ましくは0.5〜2重量部
である。乳化剤の使用量が5重量部を越える場合には、
耐水性が悪くなる。なお、0.5重量部に満たない場合
には、乳化時の水性エマルジョンの安定性等が悪くな
る。
【0010】また、本発明の水性エマルジョン中の固形
分濃度は、当該水性エマルジョンの用途に応じて適宜に
調整すればよいが、通常は65重量%程度以下、好まし
くは30〜60重量%である。65重量%を越える場合
には、水性エマルジョンの粘度が高くなったり、貯蔵安
定性が悪くなるため好ましくない。
【0011】本発明のエポキシ樹脂の水性エマルジョン
は、エポキシ樹脂を、前記所定量のアニオン性乳化剤の
存在下に、高圧乳化法により乳化して製造する。具体的
には、まずエポキシ樹脂を水に不溶の有機溶剤に溶解し
て溶液粘度(25℃)を1000cps以下、好ましく
は500cps以下の有機溶剤溶液とする。この場合の
溶液濃度は5〜100重量%程度、好ましくは60〜9
0重量%である。有機溶剤としては、水と共沸し得るも
のが好ましく、たとえば、ベンゼン、トルエン、キシレ
ン等があげられる。次いで前記有機溶剤溶液に、アニオ
ン性乳化剤及び水を添加して予備乳化したのち、30〜
90℃程度、好ましくは60〜80℃の温度で高圧乳化
機を使用して乳化する。ここで水の添加量は、前記予備
乳化物の固形分濃度が、10〜50重量%程度となるよ
うに調整するのがよい。かくして得られたエマルジョン
は有機溶剤を含有しているため、この有機溶剤を好まし
くは減圧下に30〜90℃程度で留去し、目的とする水
性エマルジョンを得る。
【0012】こうして得られたエポキシ樹脂の水性エマ
ルジョンは、白色乃至乳白色の外観を呈し、その平均粒
子径は通常0.2〜1μm程度であり、大部分は0.5
μm以下の粒子として均一に分散している。
【0013】
【発明の効果】本発明によれば、エポキシ樹脂を水性エ
マルジョンの形態で提供でき、溶剤型の問題を改善する
ことができる。また、本発明の製造法によれば、作業性
よくエポキシ樹脂の水性エマルジョンを提供できる。さ
らには得られた水性エマルジョンは粒子系が小さく、使
用している乳化剤量が少ないことから、従来の水性エマ
ルジョンに比べて貯蔵安定性および耐水性が優れてお
り、たとえば、接着剤、塗料などの耐水性が要求される
分野で好適に使用できる。
【0014】
【実施例】以下に実施例をあげて本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるもので
はない。尚、各例中の部及び%は、特記しない限り全て
重量基準である。
【0015】実施例1 軟化点約80℃のノボラック型エポキシ樹脂(「エポト
ートYDCN−703」、東都化成(株)製)100部
を、トルエン60部に100℃にて約1時間かけて溶解
した後、80℃まで冷却して、アニオン性乳化剤として
ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸ナト
リウム(「レベノールWZ」、花王(株)製)2部(固
形分換算)及び水120部を添加し、75℃にて約30
分間強撹拌し予備乳化を行った。得られた予備乳化物を
高圧乳化機(マントンガウリン社製)により300kg
/cm2 の圧力で高圧乳化し、エマルジョンを得た。更
に得られたエマルジョンを減圧蒸留装置を用いて60
℃、100mmHgの条件下に約5時間減圧蒸留を行
い、トルエン及び水の一部を留去した。得られたエポキ
シ樹脂の水性エマルジョンは、固形分濃度50%、平均
粒子径は0.4μmであった。
【0016】実施例2 実施例1において、アニオン性乳化剤の添加量を2部か
ら3部に増量した以外は実施例1と同様にしてエポキシ
樹脂の水性エマルジョンを製造した。該水性エマルジョ
ンは、固形分濃度50%、平均粒子径が0.3μmであ
った。
【0017】実施例3 実施例1において、アニオン性乳化剤の添加量を2部か
ら1.5部に減量した以外は実施例1と同様にしてエポ
キシ樹脂の水性エマルジョンを製造した。該水性エマル
ジョンは、固形分濃度50%、平均粒子径が0.5μm
であった。
【0018】実施例4 実施例1において、アニオン性乳化剤としてアルキルベ
ンゼンスルホン酸(「ネオゲンR」、花王(株)製)を
用いた以外は実施例1と同様にしてエポキシ樹脂の水性
エマルジョンを製造した。該水性エマルジョンは、固形
分濃度50%、平均粒子径が0.4μmであった。
【0019】実施例5 実施例1において、エポキシ樹脂として、軟化点約12
0℃のビスフェノールA型エポキシ樹脂(「エポトート
YD−017]、東都化成(株)製)を用い、該エポキ
シ樹脂100部をトルエン70部に100℃にて約2時
間かけて溶解した以外は実施例1と同様にしてエポキシ
樹脂の水性エマルジョンを製造した。該水性エマルジョ
ンは、固形分濃度50%、平均粒子径が0.5μmであ
った。
【0020】比較例1 実施例1において、アニオン性乳化剤に代えて、ノニオ
ン性乳化剤としてポリオキシエチレンアルキルフェニル
エーテル(「ノイゲンEA」、第一工業製薬(株)製)
を用いた以外は実施例1と同様の方法により製造を行っ
たところ、減圧蒸留中にエポキシ樹脂の一部が析出して
きた。また、得られたエポキシ樹脂の水性エマルジョン
は、平均粒子径が1μm以上であり、放置すると樹脂相
と水相の分離沈降が確認された。
【0021】比較例2 実施例1において、アニオン性乳化剤に代えて、ノニオ
ン性乳化剤としてポリオキシエチレンアルキルフェニル
エーテル(「ノイゲンEA」、第一工業製薬(株)製)
を用い、且つ該ノニオン性乳化剤の使用量を2部から1
0部に増量した以外は実施例1と同様にしてエポキシ樹
脂の水性エマルジョンを製造した。該水性エマルジョン
は、固形分濃度50%、平均粒子径が0.5μmであっ
た。但し、減圧蒸留時、発泡が多かったため減圧蒸留時
間は約8時間かかった。
【0022】比較例3 実施例1において、アニオン性乳化剤の添加量を2部か
ら10部に増量した以外は実施例1と同様にしてエポキ
シ樹脂の水性エマルジョンを製造した。該水性エマルジ
ョンは、固形分濃度50%、平均粒子径が0.3μmで
あった。
【0023】実施例1〜5及び比較例1〜3で得られた
エポキシ樹脂の水性エマルジョンを以下の試験により評
価した。評価結果を表1に示す。
【0024】<貯蔵安定性>エポキシ樹脂の水性エマル
ジョンを、試験管に深さ15cmになるように入れ、9
0日間20℃の恒温室中に静置した後、分離の状態を調
べた。評価は下記の3段階評価とした。 ○・・・分離が見られない。 △・・・やや分離が見られる。 ×・・・かなり分離が見られる。
【0025】<耐水性>エポキシ樹脂の水性エマルジョ
ンに、アミン系硬化剤(ジシアンジアミド、対樹脂固形
分1%)を加えて180℃で2時間硬化させ、厚さ50
μmの皮膜を得た。この皮膜を20℃、湿度80%の恒
温恒湿室中に24時間放置し、皮膜の白化状態を調べ
た。評価は下記の3段階で行った。 ○・・・白化が見られない。 △・・・やや白化が見られる。 ×・・・かなり白化が見られる。
【0026】<作業性>エポキシ樹脂の水性エマルジョ
ンの製造における減圧蒸留中の発泡の状態により評価し
た。評価は下記の3段階で行った。 ○・・・発泡が殆どなく作業性が良い。 △・・・やや発泡が多くやや作業性が悪い。 ×・・・発泡が多く作業性が悪い。
【0027】
【表1】

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エポキシ樹脂100重量部及びアニオン
    性乳化剤5重量部以下を含有することを特徴とするエポ
    キシ樹脂の水性エマルジョン。
  2. 【請求項2】 エポキシ樹脂の軟化点が150℃以下で
    ある請求項1記載のエポキシ樹脂の水性エマルジョン。
  3. 【請求項3】 アニオン性乳化剤の使用量が0.5〜3
    重量部である請求項1記載のエポキシ樹脂の水性エマル
    ジョン。
  4. 【請求項4】 エポキシ樹脂100重量部を、アニオン
    性乳化剤5重量部以下の存在下に、高圧乳化法により乳
    化することを特徴とするエポキシ樹脂の水性エマルジョ
    ンの製造法。
JP9981995A 1995-03-31 1995-03-31 エポキシ樹脂の水性エマルジョン及びその製造法 Pending JPH08269300A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140128507A1 (en) * 2011-08-26 2014-05-08 Sika Technology Ag Curing agent for moisture-curing compositions
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