JPH0892349A - エポキシ樹脂組成物およびエポキシ樹脂の製造方法 - Google Patents
エポキシ樹脂組成物およびエポキシ樹脂の製造方法Info
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Abstract
ィック酸とを、カルボキシル基/エポキシ基の当量比が
0.1以上となる割合で反応して得られ、かつ、1分子
中に1.3個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂
(A)と、引火点40℃以上の芳香族系溶剤(B)と、
硬化剤(C)とを含有。 【効果】 相溶性に優れ、塗膜の耐衝撃性良好。
Description
て、安全性並びに塗装作業性に優れ、更に可撓性、耐食
性、密着性等に優れた塗膜が得られるエポキシ樹脂組成
物に関する。
般に、固型のエポキシ樹脂を適当な溶剤に溶解した溶液
に、各種フィラー、硬化剤等を混合したものが用いられ
ている。耐食性に優れるエポキシ樹脂として一般に広く
用いられているビスフェノールA型エポキシ樹脂の溶剤
には、トルエン、キシレン等の低沸点芳香族炭化水素
類、ケトン類、アルコール類、グリコールエーテル類
が、単独又は混合物として用いられている。しかしなが
ら、これらの溶剤系はエポキシ樹脂に対し優れた溶解性
を示すが、反面、引火点が低く、これらの溶剤を用いた
エポキシ樹脂溶液は安全上、種々の規制を受ける。ま
た、塗装作業性を考慮した場合、塗料中の溶剤量は30%
以上必要であり、その樹脂溶液を用いたエポキシ樹脂塗
料は塗装環境に問題があった。
含有量が低い、安全性の高いエポキシ樹脂塗料として、
例えば特開平4−11623号公報には、エポキシ樹脂
に、2価フェノールと1価フェノールとを特定割合で反
応して得られる変性エポキシ樹脂を、高引火点溶媒に溶
解したエポキシ樹脂塗料組成物が開示されている。
−11623号公報に記載されたエポキシ樹脂塗料組成
物は、高引火点の溶剤との相溶性はある程度改善されて
いるものの未だ充分ではなく、塗料の不安定さに起因し
て塗膜の耐衝撃性が劣るという課題を有していた。
シ樹脂と高引火点溶剤との相溶性が著しく優れ、その結
果、塗料として塗膜を形成した際に該塗膜の耐衝撃性が
極めて良好となるエポキシ樹脂組成物を提供することに
ある。
現状に鑑み、鋭意検討した結果、エポキシ樹脂と1価カ
ルボン酸とを特定の割合で反応させて得られる変性エポ
キシ樹脂を用いると、安全性が高く、高引火点の芳香族
系溶剤に可溶で、かつ塗装作業性がよく、耐衝撃性、耐
食性、密着性等に優れた塗膜が得られる塗料用エポキシ
樹脂が得られることを見出し、本発明を完成するに到っ
た。
1価カルボン酸(a2)とを、(a2)のカルボキシル
基の合計の当量数と、(a1)中のエポキシ基の当量数
との比〔(カルボキシル基の当量数)/(エポキシ基の
当量数)〕が0.1以上となる割合で反応して得られ、
且つ、反応させて生成した変性エポキシ樹脂の1分子あ
たり1.3個以上のエポキシ基を持つエポキシ樹脂
(A)と、引火点が40〜200℃の芳香族系溶剤
(B)と、硬化剤(C)とを必須成分とすることを特徴
とするエポキシ樹脂組成物、及び、エポキシ樹脂(a
1)と1価カルボン酸(a2)とを、(a2)のカルボ
キシル基の合計の当量数と(a1)中のエポキシ基の当
量数との比〔(カルボキシル基の当量数)/(エポキシ
基の当量数)〕が0.1以上で、かつ、得られるエポキ
シ樹脂が1分子あたり平均1.3個以上のエポキシ基を
有する割合で用いて、塩基性触媒の存在下に反応させる
ことを特徴とするエポキシ樹脂の製造方法に関する。
用いられるエポキシ樹脂(a1)としては、特に限定さ
れるものではないが、引火点が40〜200℃の芳香族
系溶剤(B)との相溶性並びに塗膜強度の点から、分子
内に少なくとも平均1.5個のエポキシ基を有するエポ
キシ当量160〜500g/eqのエポキシ樹脂が好ま
しい。
価フェノールとエピクロルヒドリンとの縮合物、多価ア
ルコールとエピクロルヒドリンとの縮合物、多価カルボ
ン酸とエピクロルヒドリンとの縮合物等が挙げられる。
ビスフェノールA、ビスフェノールF、フェノールノボ
ラック、クレゾールノボラック、ジヒドロキシナフタレ
ン、ビス(ヒドロキシナフチル)アルカン、フェノール
−ジシクロペンタジエン付加重合体、ヒドロキシナフタ
レン−ジシクロペンタジエン付加重合体等が挙げられ
る。
酸、ダイマー酸、アジピン酸等が挙げられる。
掲したものの他、例えば上記ビスフェノールAとエピク
ロルヒドリンとの反応物を、更にフェノールノボラック
樹脂に反応させたものも使用できる。
も、特に、ビスフェノールAとエピクロルヒドリンとの
縮合物、又はビスフェノールFとエピクロルヒドリンと
の縮合物が本発明の効果が顕著になり好ましい。
2)としては、特に限定されるものではないが炭素数4
〜30の脂肪酸若しくは動植物油脂肪酸であることが、
芳香族系溶剤との相溶性の点から好ましく、具体的には
ひまし油脂肪酸、トール油脂肪酸、ラウリル酸、パルミ
チン酸、ステアリン酸、オレイン酸等が挙げられる。特
に、加水分解しにくいという点から3級のカルボン酸、
例えばバーサティック酸、ネオデカン酸などが好まし
い。
ポキシ樹脂(a1)と1価カルボン酸(a2)とを常法
により製造できるが、本発明のエポキシ樹脂の製造方
法、即ち、エポキシ樹脂(a1)と1価カルボン酸(a
2)とを、(a2)のカルボキシル基の合計の当量数と
(a1)中のエポキシ基の当量数との比〔(カルボキシ
ル基の当量数)/(エポキシ基の当量数)〕が0.1以
上で、かつ、得られるエポキシ樹脂が1分子あたり平均
1.3個以上のエポキシ基を有する割合で用いて、塩基
性触媒の存在下に反応させることにより、容易に目的と
するエポキシ樹脂(A)が得られる。
限されるものではないが、120〜200℃で、1〜6
時間反応させることが好ましい。
ン酸(a2)との反応割合は、上記の通り、エポキシ樹
脂(a1)と、1価カルボン酸(a2)とを、(a2)
のカルボキシル基の合計の当量数と、(a1)中のエポ
キシ基の当量数との比[(カルボキシル基の当量数)/
(エポキシ基の当量数)]が0.1以上で、且つ、反応
させて生成するエポキシ樹脂1分子あたりの平均のエポ
キシ基数が1.3個以上となる範囲であるが、1価カル
ボン酸(a2)のカルボキシル基の当量数と、(a1)
中のエポキシ基の当量数との比[(カルボキシル基の当
量数)/(エポキシ基の当量数)]が0.1より小さい
と得られるエポキシ樹脂の高引火点芳香族系溶剤に対す
る溶解性が低くなり、一方、反応させて生成したエポキ
シ樹脂1分子あたりの平均のエポキシ基数が1.3モル
より小さいと溶解性はよくなるものの、得られる塗膜性
能が悪くなる。ここで平均のエポキシ基数とは、原料の
仕込み量に基づく理論値である。
く、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化
リチウム、水酸化カルシウム、テトラメチルアンモニウ
ムクロライド、テトラメチルアンモニウムブロマイド、
トリメチルベンジルアンモニムクロライド等の4級アン
モニウム塩等が挙げられる。また、その使用量は、特に
制限されないが、エポキシ樹脂(a1)と1価カルボン
酸(a2)との合計に対して10ppm〜5重量%の範
囲、好ましくは50〜500ppmの範囲で用いられ
る。
用いて行ってもよいが、本発明においては特に用いるこ
となく反応を行なうことができる。
(A)は、エポキシ当量が250〜1,000g/eq
となる範囲のものが塗膜強度並びに芳香族有機溶剤
(B)との相溶性の点から好ましく、なかでも250〜
600g/eqとなる範囲のものが特に前記の効果が顕
著となり好ましい。
詳述した変性エポキシ樹脂(A)、引火点が40〜20
0℃の芳香族系溶剤(B)及び硬化剤(C)を構成成分
として含むものである。
〜200℃のものであればよく特に限定されるものでは
ないが、例えば炭素数9〜11の混合芳香族炭化水素
類、芳香族石油ナフサ類が塗膜用途における塗工作業性
物性並びに塗膜強度の点から好ましい。また、引火点は
作業性の点から特に40〜100℃のものが好ましい。
℃のものが安全性、作業性並びに塗膜強度の点から好ま
しく、具体的には市販品として、例えばソルベッソ10
0、ソルベッソ150、ソルベッソ200(以上、エク
ソン化学(株)製)、ペガソールR−100、ペガソー
ルR−150(以上、モービル石油(株)製)、イプゾ
ール#100〔出光石油化学(株)製〕、スワゾール#
100〔丸善石油化学(株)製〕、スーパーゾール#1
500(三菱石油(株)製)等が挙げられる。
表されるアミノ基(イミノ基)含有化合物またはそれら
の誘導体が使用できるが、そのうち代表的なものには、
トリエチレンテトラミンなどの脂肪族アミン類;ジアミ
ノフェニルメタン等の芳香族アミン類;「ラミロンC−
260」(ドイツBASF社製のビス(4−アミノ−3
−メチルシクロヘキシル)−メタン)などの脂環式アミ
ン類をはじめ、イソホロンジアミンまたはキシリレンジ
アミンなどのアミン系化合物と脂肪酸もしくは二量体脂
肪酸とから得られるアミド系化合物ないしはポリアミド
アミン系化合物、あるいはアミン系化合物とエポキシ樹
脂との予備縮合たるアミド・アダクトアミン系化合物ま
たはアミン・アダクト系化合物など、例えば昭晃堂発行
の「新・エポキシ樹脂」に記載されているような公知慣
用のアミン系硬化剤がある。
加えて行う強制乾燥硬化を遂行せしめるにさいしては、
上述したようなアミン系硬化剤のほか、ジシアンジアミ
ド、変性ジシアンジアミド類またはアジピン酸ジヒドラ
ジドなどの各種ジヒドラジド類のごとき常温ではエポキ
シ基との反応が緩慢なアミン類;無水フタル酸、テトラ
ヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸もしく
はそれらのアルキル化物、無水トリメリット酸または無
水ピロメリット酸のごとき酸無水物類、あるいはレゾー
ル型ないしはノボラック型フェノール樹脂、酸過剰ポリ
エステルまたはメラミン樹脂などのごとき公知慣用の硬
化剤が利用できる。
樹脂(A)と硬化剤(C)の配合割合は、特に制限され
るものではなく、当量比(エポキシ当量/アミン当量)
が(1/1.0〜0.75)となるような割合が好まし
く、この範囲に設定することにより塗膜性能がより優れ
たものとなる。
の混合物の量は塗料組成物中約10〜70重量%配合す
るのが塗膜強度の点から好ましい。
限されないが塗料組成物中約10〜50重量%配合する
のが適当である。なお、溶剤は芳香族系溶剤(B)単独
でもよいが、塗装作業性、指触乾燥性等を考慮して、前
記低引火点溶剤やセロソルブ系溶剤等の他の高引火点溶
剤を併用することも可能である。
説明した構成成分からなり、更に無機充填剤(C)を配
合することにより、塗料用組成物として前述した種々の
塗膜物性に優れるものとなる。
顔料、着色顔料、体質顔料などが挙げられる。具体的に
は、前記防錆顔料としては亜鉛粉末、リンモリブデン酸
アルミニウム、リン酸亜鉛、リン酸アルミニウム、クロ
ム酸バリウム、ジンククロメートあるいはアルミニウ
ム、グラファイト等の鱗片状顔料;着色顔料としてはカ
ーボンブラック、酸化チタン、硫化亜鉛、ベンガラ、酸
化鉄;体質顔料としては硫酸バリウム、炭酸カルシウ
ム、タルク、カオリン等が代表的なものとして挙げられ
る。
物中約20〜70重量%であることが好ましい。
剤、ダレ止め剤、流展剤、消泡剤、硬化促進剤、紫外
線、吸収剤等が代表的なものとして挙げられる。
ば硬化剤(C)を含む硬化剤成分を除く前記成分の混合
物を、三本ロール、ボールミル、サンドグラインドミル
等の分散装置にて練合・分散することにより塗料(主剤
成分)を調製することが出来、使用(塗装)直前に硬化
剤(C)成分と混合し、吹付塗り、ローラー塗り、刷毛
塗り等の通常の塗装手段により塗装し、自然乾燥もしく
は強制乾燥により硬化塗膜が形成される。
塗物としては、各種プラントのタンク、パイプ類、鉄
塔、橋梁、船舶等の鋼材が好適であるが、その他各種被
塗物にも適用可能である。
細に説明する。なお、各例中「部」、「%」は重量基準
で示す。
るエポキシ当量187の2官能性エポキシ樹脂561g
(1.5モル)を、撹拌装置、温度計を設置してある1
リットルのガラス製フラスコに仕込んだ。更に、ビスフ
ェノールA68.4g(0.3モル)、を仕込んだ。触
媒として20%水酸化ナトリウム水溶液0.4gを加え
撹拌を行ないながら170℃まで昇温し反応を開始さ
せ、ビスフェノールAが完全に消費されるのを確認した
後、170℃に保持したままバーサティック酸127.
5g(0.75モル)を加えた。反応時間は2時間とし
た。得られた変性エポキシ樹脂のエポキシ当量は460
であった。
芳香族系溶剤「ソルベッソ100」(エクソン化学株
製)への溶解性をテストした。テスト結果を<表−1>
に示す。
7.5gの代わりに、ビスフェノールA63.8g
(0.28モル)とひまし油脂肪酸256.5g(0.
83モル)を用いた以外は、実施例1と同様にして変性
エポキシ樹脂を得た。得られた変性エポキシ樹脂のエポ
キシ当量は、551であった。
(エクソン化学株製)への溶解性をテストした。テスト
結果を表−1に示す。
7.5gの代わりに、ビスフェノールA63.8g
(0.28モル)とひまし油脂肪酸131.1g(0.
42モル)を用いた以外は、実施例1と同様にして変性
エポキシ樹脂を得た。得られた変性エポキシ樹脂のエポ
キシ当量は、551であった。
(エクソン化学株製)への溶解性をテストした。テスト
結果を表−1に示す。
ェノールA68.4g(0.65モル)とバーサティッ
ク酸163.0g(0.96モル)に変更した以外は、
実施例1と同様にして変性エポキシ樹脂を得た。得られ
た変性エポキシ樹脂のエポキシ当量は、553であっ
た。
(エクソン化学株製)への溶解性をテストした。テスト
結果を表−1に示す。
ェノールA148.2g(0.43モル)とバーサティ
ック酸17.0g(0.1モル)に変更した以外は、実
施例1と同様にして変性エポキシ樹脂を得た。得られた
変性エポキシ樹脂のエポキシ当量は、458であった。
(エクソン化学株製)への溶解性をテストした。テスト
結果を表−1に示す。
とバーサティック酸をパラ第2ブチルフェノール11
2.5(0.75モル)に変更した以外は、実施例1と
同様にして変性エポキシ樹脂を得た。得られた変性エポ
キシ樹脂のエポキシ当量は、450であった。
(エクソン化学株製)への溶解性をテストした。テスト
結果を表−1に示す。
のそれぞれ70部に「ソルベッソ100 」を30部加
えて溶解した樹脂溶液を、5℃で24時間静置し、分離
の有無を判定。
のそれぞれ70部に「ソルベッソ100 」を30部加
えて溶解した樹脂溶液に、更に「ソルベッソ100」を
加えて白濁するのに要する「ソルベッソ100」の重量
を求め、次式により算出した。
00」の部数)]/70×100%
樹脂の70%「ソルベッソ100」溶液(以下、エポキ
シ樹脂ワニスという)に、それぞれ<表−3>に示す成
分を配合(但し硬化剤成分は使用直前に混合)し、塗料
を調製した。
撃性、塗膜外観、光沢、密着性、耐塩水噴霧性、耐湿
性、耐酸性、耐アルカリ性、耐揮発油性)を行ない、そ
の結果を<表−3>示した。
なった。尚、塗膜外観、耐衝撃性、光沢、密着性は上記
実施例および比較例で得られた塗料を軟鋼板にエアース
プレーにて乾燥膜厚100μmになるよう塗布し、20
℃、7日間乾燥させ塗膜を形成して評価した。 [塗膜形成並びに塗膜外観]塗膜形成後、得られた塗膜
外観を目視判定した。
400−8.3.2に準拠して耐衝撃性試験した。 50:1kg×50cmで異常無し 40:1kg×40cmで異常無し 30:1kg×30cmで異常無し
た。
剥離試験(2mm間隔、25目)〔残存目数/25〕をし
た。
性、耐酸性、耐アルカリ性、耐揮発油性は、サンドブラ
スト板にエアースプレーにて乾燥膜厚100μmになる
よう塗布し、20℃、7日間乾燥させ塗膜を形成して評
価した。 [塩水噴霧試験]得られた塗膜をJIS K5400−
7、8に準拠して300時間塩水噴霧試験をした。
17に準拠して、7日間耐湿試験をした。
64−5、13に準拠して、5%硫酸に7日間浸漬試験
をした。
K5664−5、12に準拠して、5%苛性ソーダに7
日間浸漬試験した。
5664−5、14に準拠して耐揮発油性試験した。 ○:異常なし、 ×:著しいフクレ、錆発生。
ルブの1:1(重量比)の混合物 注4)「EPICLON B-3150」(大日本インキ化学工業(株)
製) 注5)キシレン、セロソルブ、イソブタノールの2:
1:1(重量比の混合物)
点溶剤との相溶性が著しく良好であり、その結果、塗料
として塗膜を形成した際に該塗膜の耐衝撃性が極めて良
好となり、更に安定性が高く、また貯蔵安定性、塗装作
業性がよいエポキシ樹脂組成物を提供できる。
Claims (8)
- 【請求項1】 エポキシ樹脂(a1)と1価カルボン酸
(a2)とを、(a2)のカルボキシル基の合計の当量
数と(a1)中のエポキシ基の当量数との比〔(カルボ
キシル基の当量数)/(エポキシ基の当量数)〕が0.
1以上となる割合で反応して得られ、かつ、得られるエ
ポキシ樹脂1分子あたり平均1.3個以上のエポキシ基
を持つエポキシ樹脂(A)と、引火点が40〜200℃
の芳香族系溶剤(B)と、硬化剤(C)とを必須成分と
することを特徴とするエポキシ樹脂組成物。 - 【請求項2】 1価カルボン酸が、炭素原子数4〜30
の脂肪族カルボン酸である、請求項1記載の組成物。 - 【請求項3】 1価カルボン酸が、3級カルボン酸であ
る請求項2に記載の組成物。 - 【請求項4】 エポキシ樹脂(a1)が、ビスフェノー
ル型エポキシ樹脂である請求項2または3記載の組成
物。 - 【請求項5】 芳香族系溶剤(B)が、組成物中の固形
分含有率10〜50重量%となる割合で用いられる請求
項1、2、3又は4記載の組成物。 - 【請求項6】 更に、無機充填剤(C)を含有する請求
項5記載の組成物。 - 【請求項7】 エポキシ樹脂(a1)と1価カルボン酸
(a2)とを、(a2)のカルボキシル基の合計の当量
数と(a1)中のエポキシ基の当量数との比〔(カルボ
キシル基の当量数)/(エポキシ基の当量数)〕が0.
1以上で、かつ、得られるエポキシ樹脂が1分子あたり
平均1.3個以上のエポキシ基を有する割合で用いて、
塩基性触媒の存在下に反応させることを特徴とするエポ
キシ樹脂の製造方法。 - 【請求項8】 エポキシ樹脂(a1)が、ビスフェノー
ル型エポキシ樹脂である請求項7記載の製造方法。
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---|---|---|---|
JP19039595A JP3627301B2 (ja) | 1994-07-26 | 1995-07-26 | エポキシ樹脂組成物およびエポキシ樹脂の製造方法 |
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JP6-174170 | 1994-07-26 | ||
JP19039595A JP3627301B2 (ja) | 1994-07-26 | 1995-07-26 | エポキシ樹脂組成物およびエポキシ樹脂の製造方法 |
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JP3627301B2 JP3627301B2 (ja) | 2005-03-09 |
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JP (1) | JP3627301B2 (ja) |
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