JPH1129622A - エポキシ樹脂硬化剤 - Google Patents

エポキシ樹脂硬化剤

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JPH1129622A
JPH1129622A JP18688497A JP18688497A JPH1129622A JP H1129622 A JPH1129622 A JP H1129622A JP 18688497 A JP18688497 A JP 18688497A JP 18688497 A JP18688497 A JP 18688497A JP H1129622 A JPH1129622 A JP H1129622A
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JP
Japan
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curing agent
epoxy resin
compound
aliphatic diamine
mol
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JP18688497A
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English (en)
Inventor
Tetsuo Mizuno
哲夫 水野
Tetsushi Ichikawa
哲史 市川
Kiirou Seki
喜位郎 関
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Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
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Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】フェニレン基またはシクロヘキシレン基を有す
る脂肪族ジアミンを原料とする硬化剤の欠点である、エ
ポキシ樹脂塗膜の白化現象やべたつきの発生、及び、重
ね塗りした場合の層間密着性の不良を解決した硬化剤を
提供する。 【解決手段】フェニレン基またはシクロヘキシレン基を
有する脂肪族ジアミン、ジエポキシ化合物およびモノエ
ポキシ化合物を反応させて得られるエポキシ樹脂硬化
剤。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エポキシ樹脂硬化
剤に関し、詳しくはフェニレン基またはシクロヘキシレ
ン基を有する脂肪族ポリアミノ化合物からなるエポキシ
樹脂硬化剤に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ポリアミノ化合物はエポキシ樹脂硬化剤
あるいはその原料として広く用いられており、特に脂肪
族ポリアミノ化合物はエポキシ樹脂硬化剤として塗料、
土木・建築分野等で用いられている。フェニレン基を有
する脂肪族ポリアミノ化合物の一つであるキシリレンジ
アミンと、エポキシ化合物との反応により得られた反応
生成物が、エポキシ樹脂硬化剤として用いられているこ
とが公知である。
【0003】すなわち特公昭56−23450号は、キ
シリレンジアミンをモノエポキシ化合物と反応させて得
られた反応生成物に関するものである。それらの反応生
成物は、ジアミン1モルに対しモノエポキシ化合物1.
0ないし20.0モルを使用して得られ、20℃で硬化
可能な、エポキシ樹脂硬化剤として有用である。特開昭
63−284167号は、モノエポキシ化合物と選択さ
れたジアミンの付加物に関するものである。それらの付
加物は、ジアミン1モルに対しモノエポキシ化合物0.
85ないし1.0モルを使用して得られ、−4℃ないし
10℃の低温で硬化可能なエポキシ樹脂組成物が記載さ
れている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】脂肪族ポリアミノ化合
物の中で、(I)式で示される脂肪族ジアミン(A)を
原料とする硬化剤を使用すると、低温での硬化が速く、
耐薬品性に優れる硬化物を与えるなどの特徴が得られ
る。しかしその一方で、(I)式で示される脂肪族ジア
ミンは、大気中の二酸化炭素や水蒸気を吸収してカルバ
ミン酸塩を生成し易いために、硬化剤として使用して得
たエポキシ樹脂塗膜に白化現象やべたつきを発生させた
り、重ね塗りした場合に層間密着性の不良を起こす欠点
も有している。
【化2】 H2 N−CH2 −A−CH2 −NH2 (I) (Aはフェニレン基またはシクロヘキシレン基を示
す。)
【0005】そのため(I)式で示される脂肪族ジアミ
ンは、無変性のままでエポキシ樹脂硬化剤として使用さ
れることは少なく、種々の変性をされて使用される。代
表的な変性方法として、以下の方法が知られている。 (1)フェノール類およびアルデヒド類とのマンニッヒ
反応による変性 (2)エポキシ化合物類との反応による変性 (3)カルボン酸類との反応による変性 (4)アクリロニトリル等とのマイケル反応による変性 (5)3級アミン化合物、フェノール類等の硬化促進剤
の添加
【0006】これらの変換方法の内、特にエポキシ化合
物類との反応による変性においては、低温での硬化剤と
エポキシ樹脂との反応が遅いために、塗膜の白化現象や
べたつきの発生を抑え、層間密着性を改良するのは困難
である。この欠点を改良するため、変性割合を高める
と、変性後の硬化剤の粘度が上がりすぎて、希釈剤、充
填剤、顔料の混合やエポキシ樹脂との混合および塗装作
業、床施工作業が困難となる。本発明の目的は、(I)
式で示される脂肪族ジアミンを原料とする硬化剤の欠点
である、エポキシ樹脂塗膜の白化現象やべたつきの発
生、及び、重ね塗りした場合の層間密着性の不良を解決
した硬化剤を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
有する(I)式で示される脂肪族ジアミンを用いたエポ
キシ樹脂硬化剤について鋭意検討した結果、脂肪族ジア
ミンをジエポキシ化合物及びモノエポキシ化合物と反応
させることにより、硬化剤の粘度を低く抑え、(I)式
で示される脂肪族ジアミンを用いた硬化剤の欠点である
塗膜の白化やべたつきの発生と層間密着性の不良が同時
に解決され、優れた塗膜が得られることを見出し、本発
明に到達した。
【0008】即ち本発明は、(I)式で示される脂肪族
ジアミン(A)、ジエポキシ化合物(B)およびモノエ
ポキシ化合物(C)を反応させて得られるエポキシ樹脂
硬化剤である。
【化3】 H2 N−CH2 −A−CH2 −NH2 (I) (Aはフェニレン基またはシクロヘキシレン基を示
す。)
【0009】
【発明の実施の形態】本発明で使用される(I)式で示
される脂肪族ジアミン(A)としては、オルソキシレン
ジアミン、メタキシレンジアミン、パラキシレンジアミ
ン、1,2-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,3-ビ
ス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,4-ビス(アミノ
メチル)シクロヘキサンなどがあるが、特にメタキシレ
ンジアミンおよび1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキ
サンが好適に用いられる。この(I)式で示される脂肪
族ジアミン(A)には、1モル中0.5モルを越えない
範囲で、他のアミンを混合して用いることができる。
【0010】(I)式で示される脂肪族ジアミン(A)
に混合して用いられる他のアミノ化合物としては、エチ
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、テトラメチレンペンタミン、ヘキサメチレン
ジアミンなどの脂肪族ポリアミン、フェニレンジアミ
ン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルス
ルホンなどの芳香族ジアミン、イソホロンジアミン、メ
ンタンジアミン、ジアミノシクロヘキサン、ノルボルナ
ンジアミン、メチレンビスシクロヘキシルアミンなどの
環状脂肪族アミンを挙げることができる。
【0011】本発明で使用されるジエポキシ化合物
(B)としては、ビスフェノールAジグリシジルエーテ
ルあるいはビスフェノールFジグリシジルエーテルが挙
げられ、ジエポキシ化合物1モル中0.5モルを越えな
い範囲で他のジエポキシ化合物を混合してもよい。
【0012】ジエポキシ化合物(B)に混合して用いら
れるジエポキシ化合物としては、多価アルコール、多価
フェノール、多価カルボン酸あるいは多価アミンなどの
グリシジル化合物であるグリシジル型エポキシ樹脂を挙
げることができ、非グリシジル型エポキシ樹脂も用いる
ことができる。
【0013】ジエポキシ化合物(B)は、(I)式で示
される脂肪族ジアミン(A)1モルに対して0.18モ
ル以上、0.20モル以下が望ましい。0.18モル以
下では残留する化1で示される脂肪族ジアミン(A)の
量が多くなり有用なエポキシ樹脂硬化剤を得るためには
(I)式化1で示される脂肪族ジアミン(A)の留去な
どの工程が必要になり、0.20モル以上ではポリアミ
ノ化合物の粘度が高くなりすぎて実用上好ましくない。
【0014】本発明で使用されるモノエポキシ化合物
(C)としては炭素数5〜20のアルキル基を持つモノ
グリシジルエーテルあるいはモノグリシジルエステルが
挙げられ、モノエポキシ化合物1モル中0.5モルを越
えない範囲で他のモノエポキシ化合物を混合してもよ
い。
【0015】モノエポキシ化合物(C)に混合して用い
られるモノエポキシ化合物としては、アリルグリシジル
エーテル、ブチルグリシジルエーテル、フェニルグリシ
ジルエーテル、クレジルグリシジルエーテルなどのグリ
ジルエーテル類、グリシジルブチレート、グリシジルメ
タクリレートなどのグリシジルエステル類、エチレンオ
キサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド
などのアルキレンオキサイド類、スチレンオキサイドな
どの芳香環を持つモノエポキシ化合物、エピクロルヒド
リンなどのエピハロヒドリン類、シクロヘキセンオキサ
イド、ビニルシクロヘキセンオキサイドなどの脂環族エ
ポキシ化合物を挙げることができる。
【0016】モノエポキシ化合物(C)は、(I)式で
示される脂肪族ジアミン(A)1モルに対して0.01
モル以上、0.06モル以下が望ましい。0.01モル
以下では変性割合が低すぎてエポキシ樹脂硬化塗膜にべ
たつきが残り、0.06モル以上では層間密着性の不良
を引き起こす。
【0017】本発明の硬化剤は、通常、ジアミン類を所
定の温度に保ち、撹拌下にエポキシ化合物を滴下して反
応させることにより製造される。この反応の条件は、従
来のポリアミノ化合物とエポキシ化合物との付加物の製
造条件と実質的に同じでよく、具体的には反応温度は、
50〜150℃、反応時間は1〜5時間の範囲で適宜選
ばれる。
【0018】本発明の硬化剤の製造は、エポキシ化合物
を滴下する際にジエポキシ化合物(B)とモノエポキシ
化合物(C)の混合物を同時に滴下して反応させる方法
で行うことができる。または、ジアミン類にジエポキシ
化合物(B)を単独で滴下して得られた付加物と、ジア
ミン類にモノエポキシ化合物(C)を単独で滴下して得
られた付加物を混合して硬化剤として使用してもよい。
【0019】本発明の硬化剤を用いて硬化させる対象の
エポキシ樹脂は、公知のものが用いられる。これらのエ
ポキシ樹脂は、1分子当たり少なくとも2個のエポキシ
基を有し、多価アルコール、多価フェノール、多価カル
ボン酸あるいは多価アミンなどのグリシジル化合物であ
るグリシジル型エポキシ樹脂や非グリシジル型エポキシ
樹脂である。これらのエポキシ化合物1モル中0.5モ
ルを越えない範囲でモノエポキシ化合物を混合してもよ
い。
【0020】エポキシ化合物に混合して用いられるモノ
エポキシ化合物としては、アリルグリシジルエーテル、
ブチルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテ
ル、クレジルグリシジルエーテルなどのグリジルエーテ
ル類、グリシジルブチレート、グリシジルメタクリレー
トなどのグリシジルエステル類、エチレンオキサイド、
プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなどのアル
キレンオキサイド類、スチレンオキサイドなどの芳香環
を持つモノエポキシ化合物、エピクロルヒドリンなどの
エピハロヒドリン類、シクロヘキセンオキサイド、ビニ
ルシクロヘキセンオキサイドなどの脂環族エポキシ化合
物を挙げることができる。
【0021】本発明の硬化剤とエポキシ樹脂の配合比
は、本発明の硬化剤の活性水素当量とエポキシ樹脂のエ
ポキシ当量との比率で配合するのが通常であるが、多少
当量比がくずれても所期の性能は十分発揮されるので、
特に配合比を限定する必要はない。硬化に際し、その用
途に応じて、希釈剤、硬化促進剤、充填剤、顔料などの
種々の添加剤を加えて使用することも可能である。以下
に、本発明の実施例を説明する。
【0022】
【実施例】
実施例1 撹拌機、滴下漏斗、温度計、窒素導入管およびコンデン
サーを備えた4ツ口フラスコ中に、表1に示すメタキシ
リレンジアミンを所定量仕込み、窒素気流下で撹拌しな
がら80℃に昇温し、80〜110℃を保ちながら、表
1に示すエポキシ化合物の所定量を滴下し、滴下終
了後、100℃で1時間反応させた。次いで、ベンジル
アルコール、ジフェニルフォスファイトを所定量添加
し、30分撹拌し、80℃まで冷却して硬化剤A、Bを
得た。次いで硬化剤A、Bを混合して硬化剤を得た。得
られた硬化剤の性状を表1に示す。
【0023】得られた硬化剤を用いて、エポキシ樹脂の
硬化物物性を測定した。エポキシ樹脂として「エピコー
ト801」(商品名、油化シェルエポキシ株式会社製)
を用い、硬化剤を表2に示す量で配合し、これを冷間圧
延鋼板に200μの膜厚に塗布し、5℃、80%RHで
7日間をかけて硬化したものについて硬化物物性を測定
し、下層を塗装(膜厚150μ)1日後、上層を塗装
(膜厚150μ)7日後の層間密着性(碁盤目試験)を
測定した。結果を表2に示す。
【0024】実施例2 撹拌機、滴下漏斗、温度計、窒素導入管及びコンデンサ
ーを備えた4ツ口フラスコ中に、表1に示すメタキシリ
レンジアミンを所定量仕込み、窒素気流下で撹拌しなが
ら80℃に昇温し、80〜110℃を保ちながら、表1
に示すエポキシ化合物の所定量を滴下し、滴下終了
後、100℃で1時間反応させた。次いでベンジルアル
コール、ジフェニルフォスファイトを所定量添加し、3
0分撹拌し、80℃まで冷却して硬化剤を得た。得られ
た硬化剤の性状を表1に示す。得られた硬化剤を用い
て、実施例1と同様の方法によりエポキシ樹脂の硬化物
物性を測定した。結果を表2に示す。
【0025】
【表1】 実施例1 硬化剤A 硬化剤B 実施例2 硬化剤A/B重量比 95/5 100/0 0/100 原料組成(重量部) メタキシリレンジアミン 42.5 43.2 31.7 42.5 ジエポキシ化合物 21.9 23.5 21.9 モノエポキシ化合物 2.3 35.0 2.3//モル比 1/0.19/0.03 1/0.2/0 1/0/0.6 1/0.19/0.03 ベンジルアルコール 28.6 28.6 28.6 28.6ジフェニルフォスファイト 4.8 4.8 4.8 4.8 硬化剤の性状 アミン価 351 356 262 351 粘度(ポイズ、25℃) 11 12 3 12粘度(ポイズ、5℃) 92 101 17 90 メタキシリレンジアミン(三菱ガス化学株式会社製) ビスフェノールAジグリシジルエーテル (油化シェルエポキシ株式会社製、エピコート828) ネオデカン酸のモノグリシジルエステル (油化シェルエポキシ株式会社製、カージュラE10)
【0026】
【表2】 実施例1 硬化剤A 硬化剤B 実施例2 硬化剤配合量(phr) 41 40 58 41 塗膜の光沢 良好 やや不良 良好 良好 塗膜のべたつき(1日後) なし あり なし なし 鉛筆硬度試験(JIS K 5400) HB B <6B HB 碁盤目試験(JIS K 5400) 25/25 25/25 25/25 25/25 層間密着性 下層/上層間残存 25/25 25/25 0/25 25/25 phrはエポキシ樹脂 100重量部に対して配合する重量部を示す。
【0027】
【発明の効果】以上の実施例からも明らかなように、本
発明により(I)式で示される脂肪族ジアミンと、ジエ
ポキシ化合物およびモノエポキシ化合物とを反応させる
ことによって、(I)式で示される脂肪族ジアミンを用
いて得た硬化剤の欠点である塗膜の白化やべたつきの発
生と層間密着性の不良が同時に解決され、優れた塗膜が
得られる。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(I)式で示される脂肪族ジアミン
    (A)、ジエポキシ化合物(B)及びモノエポキシ化合
    物(C)を反応させて得られるエポキシ樹脂硬化剤。 【化1】 H2 N−CH2 −A−CH2 −NH2 (I) (Aはフェニレン基またはシクロヘキシレン基を示
    す。)
  2. 【請求項2】ジエポキシ化合物(B)が、ビスフェノー
    ルAジグリシジルエーテルおよび/またはビスフェノー
    ルFジグリシジルエーテルである請求項1に記載のエポ
    キシ樹脂硬化剤。
  3. 【請求項3】モノエポキシ化合物(C)が、炭素数5〜
    20のアルキル基を持つモノグリシジルエーテルおよび
    /またはモノグリシジルエステルである請求項1に記載
    のエポキシ樹脂硬化剤。
  4. 【請求項4】(I)式で示される脂肪族ジアミン(A)
    1モルに対し、ジエポキシ化合物(B)を0.18〜
    0.20モル、モノエポキシ化合物(C)を0.01〜
    0.06モル反応させて得られる請求項1に記載のエポ
    キシ樹脂硬化剤。
  5. 【請求項5】請求項1〜4の何れかに記載のエポキシ樹
    脂硬化剤とエポキシ樹脂からなるエポキシ樹脂組成物。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2014516117A (ja) * 2011-06-08 2014-07-07 ハンツマン・アドバンスド・マテリアルズ・アメリカズ・エルエルシー 硬化性樹脂系のための水性アミン硬化剤
CN104151528A (zh) * 2014-08-19 2014-11-19 湖南神力实业有限公司 一种新型环氧非活性稀释剂及其合成方法
WO2023135890A1 (ja) * 2022-01-14 2023-07-20 三菱瓦斯化学株式会社 エポキシ樹脂組成物、目地用装飾材料、及びこれらの使用方法

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