JPH11152443A - 一液形エポキシ系プライマ−組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】特に低温乾燥性、耐溶剤性、付着性に優れた被
膜を形成でき、さらに貯蔵安定性に優れた一液形エポキ
シ系プライマ−組成物を提供する。 【解決手段】（Ａ）１分子中にエポキシ基を２個以上含
有するエポキシ樹脂、（Ｂ）１級アミンに（ａ）メチル
エチルケトン及び（ｂ）メチルイソブチルケトンを反応
せしめてなるケチミン化合物、及び（Ｃ）脱水剤を含有
し、且つ該ケチミン化合物（Ｂ）が、（ａ）によるケチ
ミン基と（ｂ）によるケチミン基を成分比で（ａ）／
（ｂ）＝０．０５〜４．０となるよう含有するものであ
り、エポキシ樹脂（Ａ）中のエポキシ基とケチミン化合
物（Ｂ）の活性水素基の当量比が、活性水素基／エポキ
シ基＝０．１〜２．０である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に低温乾燥性、耐溶
剤性、付着性に優れた被膜を形成でき、さらに貯蔵安定
性に優れた一液形エポキシ系プライマ−組成物に関す
る。

【０００２】

【従来技術】従来よりエポキシ樹脂組成物は、各種特
性、特に接着力に優れるため、塗料をはじめ、シ−ル
剤、接着剤等の各分野に適用されている。しかしながら
通常使用されるエポキシ樹脂組成物は、そのほとんどが
主剤と硬化剤とからなる２液形であり、混合後すぐに硬
化反応が進むため使用可能な時間が極めて短く、作業性
に問題があった。

【０００３】このため可使時間を長くする方法として、
例えばブロックイソシアネ−ト変性エポキシ樹脂などの
潜在性硬化剤を使用する方法などがあるが、該硬化剤は
本来加熱硬化形であり、常温乾燥用としては実用上満足
できるものではない。また本出願人は特公昭６２−３２
２３１号公報に示すようにエポキシ樹脂、ケチミン化合
物及び脱水剤を併用する方法を提案した。しかしながら
該方法では、可使時間は長くなったものの、乾燥性が低
下し被膜の硬化が極端に遅くなるという欠点があった。

【０００４】一方、硬化剤を使用しない常温乾燥性を有
する一液形エポキシ樹脂組成物の適用も検討されてお
り、例えばエポキシ・エステル樹脂などがあるが、該樹
脂は、空気酸化型で厚膜塗装であると膜内部が乾燥しな
いうちに膜表面が乾燥するため、残存溶剤による中うみ
が発生しやすく、さらに２液形に比べて耐溶剤性が劣り
上塗によってチジミが発生する、上塗できる樹脂に選択
性があるなど適用用途に制限があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、エポ
キシ樹脂、ケチミン化合物を含有する硬化性樹脂組成物
として貯蔵安定性、作業性に優れ、さらに低温乾燥性、
耐溶剤性、上塗適性、付着性等の優れた被膜を形成しう
る一液形エポキシ系プライマ−組成物を提供することで
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
した結果、エポキシ樹脂に特定のケトン種を組み合わせ
てなるケチミン化合物を配合することにより上記目的に
到達した。

【０００７】すなわち本発明は、（Ａ）１分子中にエポ
キシ基を２個以上含有するエポキシ樹脂、（Ｂ）１級ア
ミンに（ａ）メチルエチルケトン及び（ｂ）メチルイソ
ブチルケトンを反応せしめてなるケチミン化合物、及び
（Ｃ）脱水剤を含有し、且つ該ケチミン化合物（Ｂ）
が、（ａ）によるケチミン基と（ｂ）によるケチミン基
を成分比で（ａ）／（ｂ）＝０．０５〜４．０となるよ
う含有するものであり、エポキシ樹脂（Ａ）中のエポキ
シ基とケチミン化合物（Ｂ）の活性水素基の当量比が、
活性水素基／エポキシ基＝０．１〜２．０であることを
特徴とする一液形エポキシ系プライマ−組成物関するも
のである。

【０００８】以下、本発明を詳細に説明する。

【０００９】本発明において使用されるエポキシ樹脂
（Ａ）は、１分子中にエポキシ基を２個以上、好ましく
は２〜５個含有するエポキシ樹脂であり、さらにこれら
のエポキシ基を含む有機残基の炭酸鎖、又は酸素原子で
中断された炭酸鎖により結合されている、数平均分子量
が約３５０〜３０００、エポキシ当量が約８０〜１００
０のものが好適である。

【００１０】該エポキシ樹脂（Ａ）の例としては、多価
アルコ−ル、多価フェノ−ルなどと過剰のエピクロルヒ
ドリン又はアルキレンオキシドとを反応させて得られる
エポキシ樹脂を挙げることができる。多価アルコ−ルの
例としては、エチレングリコ−ル、ポリエチレングリコ
−ル、プロピレングリコ−ル、ネオペンチルグリコ−
ル、ブチレングリコ−ル、ヘキサンジオ−ル、グリセリ
ン、トリメチロ−ルエタン、トリメチロ−ルプロパン、
ペンタエリスリト−ル、ジグリセロ−ル、ソルビト−ル
等があり、多価フェノ−ルの例としては、２、２−ビス
（４−ヒドロキシフェニル）プロパン［ビスフェノ−ル
Ａ］、ハロゲン化ビスフェノ−ルＡ、４、４−ジヒドロ
キシフェニルメタン［ビスフェノ−ルＦ］、トリス（４
−ヒドロキシフェニル）プロパン、レゾルシン、テトラ
ヒドロキシフェニルエタン、ノボラック形多価フェノ−
ル、クレゾ−ル形多価フェノ−ルなどが挙げられる。こ
れら以外のエポキシ樹脂の例としては、１、２、３−ト
リス（２、３−エポキシプロポキシ）プロパン、フタル
酸ジグリシジルエステル、ヘキサヒドロフタル酸グリシ
ジルエステル、テトラヒドロフタル酸グリシジルエステ
ル、ダイマ−酸グリシジルエステル、テトラグリシジル
アミノジフェニルメタン、３，４−エポキシ−６−メチ
ルシクロヘキシルメチルカルボキシレ−ト、トリグリシ
ジルイソシアヌレ−ト、３，４−エポキシシクロヘキシ
ルメチルカルボキシレ−ト、ポリプロピレングリコ−ル
グリシジルエ−テルなどが挙げられる。

【００１１】本発明において使用されるケチミン化合物
（Ｂ）は、上記エポキシ樹脂（Ａ）の硬化剤であり、
（ａ）メチルエチルケトン及び（ｂ）メチルイソブチル
ケトンでブロックされた第１級アミノ基を有するポリア
ミン化合物である。ここで該カルボニル化合物でブロッ
クされた第１級アミノ基は、例えば水分の存在によって
容易に加水分解して遊離の第１級アミノ基に変わりうる
保護アミノ基であり、下記式

【００１２】

【化１】

【００１３】で示すことができる。

【００１４】上記ポリアミン化合物は、脂肪族系、脂環
族系及び芳香族系のいずれであってもよい。該ポリアミ
ン化合物は、エポキシ樹脂と硬化反応を行なう第１級ア
ミノ基を有することが必要であるが、一般に約２０００
以下、好ましくは約３０〜約１０００の範囲内の第１級
アミノ基当量を持つことが有利である。また、該ポリア
ミン化合物は一般に約５０００以下、好ましくは約３０
００以下の範囲内の数平均分子量を有することが好適で
ある。

【００１５】該ポリアミン化合物としては、エチレンジ
アミン、プロピレンジアミン、ブチレンジアミン、ヘキ
サメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチ
レンテトラミン、ペンタエチレンヘキサミンなどの脂肪
族ポリアミン類；キシリレンジアミン、ジアミノジフェ
ニルメタン、フェニレンジアミンなどの芳香族ポリアミ
ン類；イソホロンジアミン、シクロヘキシルプロピルア
ミンなどの脂環族ポリアミン類；分子末端に少なくとも
１個の第１級アミノ基を有するポリアミド類等が挙げら
れる。

【００１６】前記ポリアミン化合物の中でも分子中に第
２級アミノ基を含有しない、即ちケチミン化された第１
級アミノ基のみを有するポリアミン化合物が、エポキシ
樹脂と混合後の貯蔵安定性が良いことから特に好適であ
る。このため分子中に第２級アミノ基を有するケチミン
化合物を使用する場合、第２級アミノ基を前記したエポ
キシ樹脂と反応させたアダクト化合物として使用するこ
とが望ましい。

【００１７】本発明では前記ポリアミン化合物をケチミ
ン化するために使用する化合物は、（ａ）メチルエチル
ケトン及び（ｂ）メチルイソブチルケトンであるが、必
要に応じて他のケトン類、例えばアセトン、ジイソブチ
ルケトン、シクロヘキサノン等を併用してもよい。ポリ
アミン化合物とこれらケトンとの反応は、それ自体公知
の方法によって行なうことができ、その際存在する第１
級アミノ基の実質的にすべてが該ケトン類と反応するよ
うな量的割合及び反応条件を用いることが望ましい。

【００１８】上記ケチミン化合物（Ｂ）は、（ａ）によ
るケチミン基と（ｂ）によるケチミン基を成分比で
（ａ）／（ｂ）＝０．０５〜４．０となるよう含有する
ものである。該成分比が０．０５未満では低温乾燥性、
耐溶剤性が不十分となり、一方４．０を越えると製造が
困難となるので好ましくない。

【００１９】上記ケチミン化合物（Ｂ）の配合割合は、
前記エポキシ樹脂（Ａ）中のエポキシ基１当量に対して
ケチミン化合物の活性水素が０．１〜２．０当量、好ま
しくは０．５〜１．５当量になるような配合割合とす
る。０．１当量より少ない場合には硬化が不十分とな
り、２．０当量より多い場合には硬化塗膜に粘着が残
り、防食性に問題を生じることがあるので好ましくな
い。

【００２０】本発明において使用される脱水剤（Ｃ）
は、特に制限なく従来公知のものが使用可能であり、代
表例として以下のものが挙げられる。

【００２１】粉末状で多孔性に富んだ金属酸化物又は
炭化物質；例えば、合成シリカ、活性アルミナ、ゼオラ
イト及び活性炭など。

【００２２】ＣａＳＯ₄ 、ＣａＳＯ₄ ・１／２Ｈ
₂ Ｏ、ＣａＯなどの組成を有するカルシウム化合物類；
例えば、焼石膏、可溶性石膏及び生石灰など。

【００２３】金属アルコキシド類；例えば、アルミニ
ウムイソプロピレ−ト、アルミニウム−ｓｅｃブチレ−
ト、テトライソプロピルチタネ−ト、テトラ−ｎ−ブチ
ルチタネ−ト、ジルコニウム−２−プロピレ−ト、ジル
コニウム−ｎ−ブチレ−ト、エチルシリケ−トなど。

【００２４】有機アルコキシ化合物類；例えば、オル
トギ酸メチル、オルトギ酸エチル、ジメトキシプロパン
など。

【００２５】単官能イソシアネ−ト類；例えば、メチ
ルイソシアネ−ト、エチルイソシアネ−ト、プロピルイ
ソシアネ−ト、アディティブＴＩ（住友バイエルウレタ
ン社製）など。

【００２６】これら脱水剤は単独又は２種以上併用する
ことができる。該脱水剤（Ｃ）の使用量は、組成物中に
含まれる水分量及び脱水剤の吸収、吸着能、又は反応性
によって異なるが、一般的には組成物の重量を基準にし
て０．２〜２５重量％、好ましくは０．５〜１５重量％
が適当である。該使用量が０．２重量％未満の場合は十
分な貯蔵安定性が得られず、一方２５重量％を越えると
塗膜性能に悪影響を及ぼす恐れがあるので望ましくな
い。

【００２７】本発明組成物は、上記（Ａ）〜（Ｃ）成分
を含有するものであり、さらに溶剤を配合することがで
き、例えばトルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類；
アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケト
ン、ジイソブチルケトン等のケトン類；酢酸エチル、酢
酸ｎ−ブチル、酢酸イソブチル等のエステル類；エチル
アルコ−ル、プロピルアルコ−ル、ブチルアルコ−ル等
のアルコ−ル類など従来公知の溶剤が使用できる。

【００２８】本発明組成物には、さらに必要に応じて着
色顔料、体質顔料、防錆顔料等の顔料類；石油系樹脂、
変性エポキシ樹脂等の添加樹脂；増粘剤、可塑剤、充填
剤、分散剤等の添加剤などを混練して使用してもよい。

【００２９】このようにして得られた本発明組成物は、
塗料、シ−リング剤などとして用いることができ、金属
（鉄、アルミ、亜鉛等）、木材、プラスチック、石材、
スレ−ト、コンクリ−ト、モルタルなどの素材面又は該
素材上の旧塗膜面その他の基材表面に塗装できる。塗装
方法としては、ハケ塗り、スプレ−塗装、各種コ−タ−
塗装等の一般的な方法を用いることができる。

【００３０】本発明組成物の塗布量は、特に限定される
ものではないが、通常、乾燥膜厚で約５〜１５０μｍ、
好ましくは約１０〜１２０μｍが適当である。

【００３１】さらに本発明においては、上記組成物を下
塗組成物として用いて基材表面に下塗後、上塗塗装する
ことができる。

【００３２】上塗塗装としては、特に制限なく通常の上
塗組成物が使用でき、例えばアルキド樹脂系、塩化ゴム
系、エポキシ樹脂系、シリコンアルキド樹脂系、ウレタ
ン樹脂系、シリコンアクリル樹脂系、フッ素樹脂系など
が使用できる。

【００３３】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
尚、「部」及び「％」は「重量部」及び「重量％」を示
す。

【００３４】ケチミン化合物の製造 製造例１ ３つ口フラスコにメチルエチルケトン（ＭＥＫ）３６
部、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）３５０部を入
れ、窒素還流下、この中にジエチレントリアミン２０６
部を約３０分間かけて滴下した。その後、徐々に４０℃
まで昇温し、約２時間反応を続けて、発生する縮合水を
取り除いた。その後、さらに７０℃まで昇温し、約６時
間反応を続けて、発生する縮合水を取り除きながら反応
を行ない、ケチミン化アミンを得た。

【００３５】温度を５０℃まで下げ、この中に「エピコ
−ト８２８」（油化シェル化学社製、エポキシ樹脂、液
状）３８０部を約３０分間かけて滴下し、その後、同温
度で約２時間反応を続けてエポキシアダクト型のケチミ
ン化合物を得た。該ケチミン化合物は（ＭＥＫ／Ｍ
ＩＢＫ）比が０．４で、ケチミン化率が８５％であっ
た。尚、ケチミン化率は下記式より算出される。

【００３６】ケチミン化率（％）＝（実際得られた縮合
水）／（理論縮合水）×１００ 製造例２ 製造例１において、ＭＥＫを１４４部及びＭＩＢＫを２
００部用いる以外は、製造例１と同様にしてエポキシア
ダクト型のケチミン化合物を得た。該ケチミン化合物
は（ＭＥＫ／ＭＩＢＫ）比が１．０で、ケチミン化率
が８２％であった。

【００３７】製造例３ 製造例１において、ＭＥＫを使用せずＭＩＢＫを４００
部用いる以外は、製造例１と同様にしてエポキシアダク
ト型のケチミン化合物を得た。該ケチミン化合物は
（ＭＥＫ／ＭＩＢＫ）比が０で、ケチミン化率が９７％
であった。

【００３８】製造例４ 製造例１において、ＭＥＫを２５２部及びＭＩＢＫを５
０部用いる以外は、製造例１と同様にしてエポキシアダ
クト型のケチミン化合物を得た。該ケチミン化合物
は（ＭＥＫ／ＭＩＢＫ）比が７．０で、ケチミン化率が
７０％であった。

【００３９】プライマ−の作成 実施例１ ２リットル容器に、エポキシ樹脂液（注１）１００部、
脱水剤としてビニルトリメトキシシラン０．５部、キシ
レン６０部、メチルイソブチルケトン３５部及びケチミ
ン化合物１３部を順次仕込みディスパ−で混合・攪拌
してプライマ−を得た。

【００４０】（注１）「エピコ−ト１００１」：油化シ
ェル化学社製、固形状エポキシ樹脂、７０％トルエン溶
液として使用 実施例２〜４及び比較例１〜４ 実施例１と同様の操作で表１に示す組成及び配合量で各
プライマ−を得た。

【００４１】得られた各プライマ−を下記に示す性能試
験に供し評価した。結果を表１に示す。

【００４２】（＊１）低温乾燥性：各プライマ−を隙間
１００μｍのフィルムアプリケ−タ−で、０．８×７０
×１５０ｍｍのブリキ板上に塗布し各試験塗板を２枚づ
つ作成し、５℃及び２０℃で６５％ＲＨの雰囲気中にそ
れぞれ置き、塗膜表面が半硬化の状態に至るまでの時間
を指触により評価した（◎：８時間以内、○：１６時間
以内、◇：２４時間以内、△：４８時間以内、×：４８
時間を越える）。

【００４３】（＊２）付着性（耐湿性）：各プライマ−
を隙間１００μｍのフィルムアプリケ−タ−で０．８×
７０×１５０ｍｍの冷間圧延鋼板（ＪＩＳ Ｇ−３１４
１）上にそれぞれ塗布し、２０℃・６５％ＲＨの雰囲気
で７日間乾燥して各試験塗板を作成した。これらの試験
塗板を耐湿試験機（５０℃、相対湿度９５％以上）に２
４０時間入れた後、取り出した直後にＪＩＳ Ｋ−５４
００に準じてクロスカット〜セロテ−プ付着試験を行な
った（○：異常なし、△：部分的に剥がれあり、×：全
面に剥がれあり）。

【００４４】（＊３）上塗り塗装適性（耐溶剤性）：各
プライマ−をキシレンで外割りで１５％分希釈した後、
エアスプレ−でサンドブラスト処理鋼板上に乾燥膜厚が
５０μｍになるよう塗装し、２０℃・６５％ＲＨの雰囲
気で２４時間乾燥した後、「アレスレタン」（関西ペイ
ント社製、ポリウレタン樹脂系溶剤型上塗塗料）を刷毛
で乾燥膜厚で約２５μｍとなるように塗布し２０℃×６
５％ＲＨの雰囲気で２４時間乾燥後、さらにその上に同
塗料を刷毛で乾燥膜厚で約２５μｍとなるように塗布し
て各試験塗板を得た。得られた各塗板の塗膜面の状態を
目視で観察した（○：異常なし、△：部分的にチヂミ発
生、×：全面にチヂミ発生）。

【００４５】（＊４）貯蔵安定性：各プライマ−を１リ
ットルの丸缶に８００ｇ採取・密封して、４０℃、１ケ
月間放置後の状態を観察した（○：異常なし、△：増粘
又は沈降、×：ゲル化）。

【００４６】

【作用及び発明の効果】本発明の一液形エポキシ系プラ
イマ−組成物は、貯蔵安定性、作業性に優れ、低温乾燥
性、耐溶剤性、上塗適性、付着性等の優れた被膜を形成
できる。

【００４７】

【表１】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （Ａ）１分子中にエポキシ基を２個以上
   含有するエポキシ樹脂、（Ｂ）１級アミンに（ａ）メチ
   ルエチルケトン及び（ｂ）メチルイソブチルケトンを反
   応せしめてなるケチミン化合物、及び（Ｃ）脱水剤を含
   有し、且つ該ケチミン化合物（Ｂ）が、（ａ）によるケ
   チミン基と（ｂ）によるケチミン基を成分比で（ａ）／
   （ｂ）＝０．０５〜４．０となるよう含有するものであ
   り、エポキシ樹脂（Ａ）中のエポキシ基とケチミン化合
   物（Ｂ）の活性水素基の当量比が、活性水素基／エポキ
   シ基＝０．１〜２．０であることを特徴とする一液形エ
   ポキシ系プライマ−組成物。