JPS59170114A - Epoxy fine particles and their preparation - Google Patents

Epoxy fine particles and their preparation

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JPS59170114A
JPS59170114A JP4446583A JP4446583A JPS59170114A JP S59170114 A JPS59170114 A JP S59170114A JP 4446583 A JP4446583 A JP 4446583A JP 4446583 A JP4446583 A JP 4446583A JP S59170114 A JPS59170114 A JP S59170114A
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epoxy
emulsion
piperazine
particles
fine particles
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Koichiro Oka
紘一郎 岡
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Abstract

PURPOSE:To specific amount of piperazine or its derivative is added to an uncured epoxy emulsion as a curing agent to produce fine particles of epoxy resin with specific particle sizes, which is suitable for use as a filler, reinforcing agent or chromatography column. CONSTITUTION:An uncured epoxy compound, preferably composed of 50- 100wt% of an epoxy compound bearing 2 or more epoxy groups and 0-50wt% of an epoxy compound bearing 1 epoxy group, is mixed with an emulsifier and the resultant uncured epoxy emulsion is combined with a piperazine or its derivative of the formula (R, R' are H, residue of 1-4C hydrocarbon) as a curing agent, more than 15%, preferably less than 1,000% of the amine equivalent amount which can be calculated stoichiometrically from the epoxy value of the emulsion to give the objective epoxy fine particles of 1-50 micrometer sizes.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、エポキシエマルジョンから平均粒子径か1〜
50μmの、比較的粒子径分布の狭いエポキシ系球形微
粒子およびそ九fzf:調製するための方法に関するも
のである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention is directed to the production of epoxy emulsions with average particle diameters of 1 to 1.
The present invention relates to a method for preparing epoxy-based spherical fine particles of 50 μm and a relatively narrow particle size distribution.

発明の背景 有機高分子からなる微粒子、特に球形微粒子はゴム、プ
ラスチック類への充填剤、補強剤として。
Background of the Invention Fine particles made of organic polymers, especially spherical fine particles, are used as fillers and reinforcing agents for rubber and plastics.

またペンキ、絵具、接着剤などの飴色剤、充填剤。Also, candy coloring agents and fillers such as paints, pigments, and adhesives.

補強剤として、無機填料や無機顔料とほぼ同様の目的で
使用されているが、無機物に比べると軽量化が図れるこ
とが大きな特徴となっている。このことば、有機微粒子
を中空化あるいけ多孔質化することによって、一層特徴
付けられる。さらに。
It is used as a reinforcing agent for almost the same purpose as inorganic fillers and inorganic pigments, but its main feature is that it is lighter in weight than inorganic materials. This term is further characterized by making organic fine particles hollow or porous. moreover.

無機物と異なり、有機微粒子の場合は表面に官能基を付
与することが可能であり、これによって独自の用途を見
出している。例えば9表面に二重結合やアルデヒド基、
カルボキシル基などを付与することによつ上条官能化す
ると、単なる充填作用に加えて、架橋および補強作用が
付加され、配合効果をいっそう高められる。また、アミ
ン基、カルボキシル基など極性基の導入は、クロマトグ
ラフィー用カラム充填剤として特定の化学物質に対し著
しい分離作用を示すようになる。さらに、蛋白質に存在
する活性基と反応して共有結合できるような官能基1例
えばエポキシ基、アルデヒド基。
Unlike inorganic materials, it is possible to add functional groups to the surface of organic particles, which has led to the discovery of unique uses. For example, a double bond or an aldehyde group on the surface of 9,
When Kamijo is functionalized by adding a carboxyl group or the like, crosslinking and reinforcing effects are added in addition to a simple filling effect, thereby further enhancing the blending effect. Furthermore, the introduction of polar groups such as amine groups and carboxyl groups allows it to exhibit a remarkable separation effect on specific chemical substances as a column packing material for chromatography. Further, functional groups 1 such as epoxy groups and aldehyde groups that can react with and covalently bond to active groups present in proteins.

インシアネート基などの導入、あるいはグルタルアルデ
ヒドのような架橋剤と反応し得るアミノ基の導入は、酵
素の固定化、抗原、抗体の固定化に役立つ。そして、そ
れらはアフイニティクロマトグラフイー用カラム充填剤
として極微量の抗体。
Introduction of an incyanate group or the like or an amino group that can react with a crosslinking agent such as glutaraldehyde is useful for immobilizing enzymes, antigens, and antibodies. These antibodies are used in extremely small amounts as column packing material for affinity chromatography.

抗原の分析9分取などに、またエンザイムイムノアツセ
イとして、血液中の微量成分の迅速分析など臨床検査を
中心に多方面で利用し得るものである。
It can be used in a variety of fields, including clinical tests, such as antigen analysis and 9-fraction separation, and enzyme immunoassay, rapid analysis of trace components in blood.

これらの官能基を付与した有機微粒子は、その形状が球
形であることによって、それぞれの用途での性能9例え
ば分析精度、感度、迅速性、取扱い性などが著しく改善
されることが多い5、特に粒子径分布が狭い球形粒子で
あることがしばしば要求され1粒子の大きさと併せて重
要な管理目標になっている。
Due to the spherical shape of organic fine particles to which these functional groups have been added, their performance in various applications9, such as analytical accuracy, sensitivity, rapidity, and handleability, are often significantly improved5, especially in Spherical particles with a narrow particle size distribution are often required and, together with the size of a single particle, are important management objectives.

従来技術 上記形状の有機微粒子は9従来工マルジヨン重合法′!
、たはサスペンション重合法でつくられてきた。即ち、
これらの方法では、サクリルモノマとラジカル反応開始
剤を水中に仕込み、乳化剤の存在下または非存在下でア
クリルモノマを粒子状に重合する。アクリルモノマには
重合用の二重結合の他に、カルボナシル基、スルホス基
、アミド基。
PRIOR TECHNOLOGY Organic fine particles having the above shape can be obtained using 9 Conventional Mulsion Polymerization Methods!
It has been made using the suspension polymerization method. That is,
In these methods, an acrylic monomer and a radical reaction initiator are introduced into water, and the acrylic monomer is polymerized into particles in the presence or absence of an emulsifier. In addition to double bonds for polymerization, acrylic monomers contain carbonacyl groups, sulfos groups, and amide groups.

アルコール性水酸基などの官能基を持った微粒子も重合
することができ、目的によっては非常に有効な微粒子調
製方法であると考えられる。
Fine particles having functional groups such as alcoholic hydroxyl groups can also be polymerized, and it is considered to be a very effective method for preparing fine particles depending on the purpose.

しかし、エマルジョン重合法は一般に1μ以下の特に0
.1〜05μ程度の均一球形微粒子の製造にその利点が
あり、1μ以上の均一微粒子調製には不向きであると言
われている。その理由は1粒径が犬きくなるにつれて製
造所要時間が急激に増加することと9粒子のいびつ化2
粒径分布の増大が見られるからである。またサスペンシ
ョン重合の場合は、エマルジョン重合に比べてはるかに
大きな粒子を得るのに便利であるが、一般に粒子形状が
必ずしも球形とはならす1粒径分布も極めて広いのが通
常である。
However, the emulsion polymerization method generally uses 0
.. It is said that it is advantageous in producing uniform spherical fine particles with a size of about 1 to 0.5 μm, and is not suitable for producing uniform fine particles with a size of 1 μm or more. The reason for this is that the time required for production increases rapidly as the particle size increases, and the distortion of the 9 particles2.
This is because an increase in particle size distribution is observed. Furthermore, in the case of suspension polymerization, it is convenient to obtain much larger particles than emulsion polymerization, but in general, the particle shape is not necessarily spherical, and the particle size distribution is usually extremely wide.

アクリルモノマを出発原料とする場合のもう一つの欠点
は2重合原理から予測されるように、エチレン性二重結
合を粒子内に大量に保持した微粒子をつくれないことで
ある。二重結合は、それ自体の架橋能力と、アミン類の
付加、酸化によるオキシラン環の形成など、微粒子を使
用する目的に合せて活性化できるという点ヤ重要な活性
基である。
Another disadvantage of using an acrylic monomer as a starting material is that it is not possible to produce fine particles containing a large amount of ethylenic double bonds within the particles, as expected from the principle of double polymerization. The double bond is an important active group because of its own crosslinking ability and its ability to be activated to suit the purpose of using the microparticles, such as the addition of amines or the formation of an oxirane ring by oxidation.

発明の目的 本発明の目的の一つは、上記したようにエマルジョン重
合法やサスペンション重合法では作りにくい1〜50μ
の均一な球形微粒子とその製造方法を提供するところに
ある。またアクリルモノマの重合からはつくりにくい9
粒子内に多数の二重結合を持つ微粒子とその製造方法を
提供するところにある。本発明のもう一つの目的は9粒
子内にアミノ基やエポキシ基を持ち2反応性に富む機能
性微粒子およびその製造方法を提供するところにある。
OBJECTS OF THE INVENTION One of the objects of the present invention is that, as mentioned above, it is difficult to make polymers of 1 to 50 μm using emulsion polymerization or suspension polymerization.
The present invention provides uniform spherical fine particles and a method for producing the same. Also, it is difficult to make from polymerization of acrylic monomer9.
The object of the present invention is to provide fine particles having a large number of double bonds within the particles and a method for producing the same. Another object of the present invention is to provide functional fine particles having an amino group or an epoxy group within the particles and having high 2-reactivity, and a method for producing the same.

本発明によって調製し得るエポキシ系微粒子は以上に説
明したことから容易に推察されるようにそのままあるい
はなんらかの活性化処理を受けることによって、充填剤
、補強剤、架橋剤、クロマトグラフィー用カラム、エン
ザイムイムノアッセイ用試薬など多方面において有用な
用途が期待されるのである。
As can be easily inferred from the above explanation, the epoxy-based fine particles that can be prepared according to the present invention can be used as fillers, reinforcing agents, cross-linking agents, columns for chromatography, enzyme immunoassays, etc. as is or by undergoing some kind of activation treatment. It is expected that it will find useful applications in many fields, including as a reagent for industrial use.

発明の構成 以下に本発明の詳細について順次説明する。Composition of the invention The details of the present invention will be sequentially explained below.

本発明は、未硬化エポキシエマルジョンにピベラジンま
たはその誘導体を加えて9球形粒子状に硬化し1粒子径
1〜50μmのエポキシ系微粒子を調製することを発明
の骨子とする。
The gist of the present invention is to add piperazine or a derivative thereof to an unhardened epoxy emulsion and harden it into nine spherical particles to prepare epoxy fine particles each having a particle size of 1 to 50 μm.

エポキシエマルジョンは、水性塗料、接着剤。Epoxy emulsion is a water-based paint and adhesive.

セメント保強剤などとして従来から使用され、よく知ら
れた存在である。これらの用途では、水性であることに
よる特徴が生かされて、溶剤型あるいは無溶剤型エポキ
シ樹脂に対して独自の応用が展開されている。しかし、
硬化後のエポキンエマ脂の場合と同様、一体化した樹脂
状物となり、水は硬化中あるいは硬化後に必ず除去され
ている。
It is well known and has been traditionally used as a cement stiffener. In these applications, unique applications have been developed for solvent-type or solvent-free epoxy resins, taking advantage of their water-based properties. but,
As in the case of Epokin Emma resin after curing, it becomes an integrated resin-like substance, and water is always removed during or after curing.

つまり、従来から使用されてきたエポキシエマルジョン
では、エマルジョン粒子同士が合体した状態で、最終的
に使用されているのである。このようにエポキシエマル
ジョンを合体化することは比較的簡単であり9強度等に
特に制限を設けなければ、特に意図しなくても起こり得
る変化である。
In other words, in the conventionally used epoxy emulsion, the emulsion particles are ultimately used in a state of coalescence. It is relatively easy to combine the epoxy emulsions in this manner, and unless a particular limit is set on the strength or the like, changes can occur without any particular intention.

本発明では、上記のようにエポキシエマルジョンを合体
させることなく、エマルジョンとして分散している粒子
をそのままに近い状態で硬化してエポキシ系微粒子を得
ることを最大の特徴と、する。
The main feature of the present invention is that the epoxy fine particles are obtained by curing the particles dispersed as an emulsion in a nearly intact state without combining the epoxy emulsions as described above.

得られた粒子は常温ではそれ自体接合性を示すことがな
いから、硬化後の粒子が常温で合体または他物質への接
着性を示すことはな、い。この点が本発明の最も特徴あ
る所であり、従来から知られているエポキシエマルジョ
ンの硬化とは異なる点である。
Since the obtained particles themselves do not exhibit bonding properties at room temperature, the particles after curing do not coalesce or exhibit adhesion to other substances at room temperature. This point is the most distinctive feature of the present invention, and is different from the conventionally known curing of epoxy emulsions.

エポキシ系化合物を微粒子状に硬化する技術については
、特開昭53−73249が開示されている。この方法
では硬化剤として、エポキシ系化合物の硬化剤として一
般的に認められているアミン系硬化剤も挙げられていな
い。
A technique for curing an epoxy compound into fine particles is disclosed in JP-A-53-73249. This method does not include an amine-based curing agent, which is generally recognized as a curing agent for epoxy compounds, as a curing agent.

ところが1本発明者の検討によると、エポキシエマルシ
ョンを粒子状に硬化するための最大のポイントは硬化剤
の種類にあることがわかり1種々の硬化剤について鋭意
検討した結果9本発明に到達したものである。
However, according to the inventor's studies, it was found that the most important point in curing the epoxy emulsion into particles is the type of curing agent. As a result of intensive studies on various curing agents, the present invention was arrived at. It is.

本発明には上記したピペラジン系化合物を使用する。エ
ポキシ化合物を一般に硬化し得る水溶性のN 化剤には
、ピペラジンおよげその誘導体のほかに、エタノールア
ミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミンなど多
数の化合物が考えられるが、上記のピペラジンとその誘
導体以外は、いかなる水溶性硬化剤を用いてもエポキシ
エマルジョンの粒子状硬化には成功せず9粒子の合体に
よって巨大化したり、エマルジョンが完全に破壊されて
、水とエポキシ化合物に分相した。
The above-mentioned piperazine compounds are used in the present invention. In addition to piperazine and its derivatives, many other compounds such as ethanolamine, ethylenediamine, and diethylenetriamine can be considered as water-soluble N-curing agents that can generally cure epoxy compounds. Even with the use of a curing agent, the epoxy emulsion did not succeed in curing into particles, and the nine particles coalesced into a large size, or the emulsion was completely destroyed and phase-separated into water and the epoxy compound.

本発明の未硬化エポキシエマルジョンに使用するエポキ
シ系化合物としては1分子内にエポキシ基を2個以上有
するエポキシ系化合物を主成分とすることが重要である
。このようなエポキシ系化合物の例としては次のような
化合物を挙げることができる。
It is important that the epoxy compound used in the uncured epoxy emulsion of the present invention has an epoxy compound having two or more epoxy groups in one molecule as a main component. Examples of such epoxy compounds include the following compounds.

まずエポキシ基を2個有するものとして、ビスフェノー
ルA型の両末端グリシジルエーテル化物。
First, as a product having two epoxy groups, there is a bisphenol A type glycidyl ether at both ends.

ホリエチレングリコールのジグリシジルエーテル。Diglycidyl ether of polyethylene glycol.

ポリプロピレングリコールの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や1,6−
ヘキサンシオールジグリシジルエーテルのような脂肪族
アルコールのジグリシジルエーテル類、水添ビスフェノ
ールA型の両末端グリシジルエーテル化物のような脂環
族のジグリシジルエーテル類、ビスフェノール類の両端
末にアルキレンオキサイドを付加したジグリシジルエー
テル類などが挙げられる。
Diglycidyl ether of polypropylene glycol, neopentyl glycol diglycidyl ether and 1,6-
Diglycidyl ethers of aliphatic alcohols such as hexanesiol diglycidyl ether, alicyclic diglycidyl ethers such as glycidyl ethers at both ends of hydrogenated bisphenol A, and alkylene oxide added to both terminals of bisphenols. Examples include diglycidyl ethers.

エポキシ基f3個以上有するものとして、グリセリント
リグリシジルエーテルやトリメチロールプロパントリグ
リシジルエーテルのような脂肪族多価アルコールの多価
グリシジルエーテル類、フェノールノボラック型化合物
のポリグリシジルエーテル類、・トリスエポキシプロビ
ルイソシアヌレ−ト 、   N、   N  、  
 N’、N’   −テ ト  ラ  グ リ  シ 
ジ ル m −キシレンシアミン、1.5−ビス(N、
N−ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサンなどが
挙げられる。
Those having 3 or more epoxy groups f include polyglycidyl ethers of aliphatic polyhydric alcohols such as glycerin triglycidyl ether and trimethylolpropane triglycidyl ether, polyglycidyl ethers of phenol novolac type compounds, and trisepoxypropylene. Isocyanurate, N, N,
N', N' -tetragrisi
Zyl m-xylenecyamine, 1,5-bis(N,
Examples include N-diglycidylaminomethyl) cyclohexane.

本発明では、これらのエポキシ化合物を水中で乳化して
エマルジョン化する必要がある。このため9重合度の高
いアルキレンオキサイドのジグリシジルエーテルやグリ
セリンジグリシジルエーテルなど水溶性の高いエポキシ
化合物でに、エマルジョン化が一般に困難になることか
ら、これらを多用することはあまり好ましくない。
In the present invention, it is necessary to emulsify these epoxy compounds in water to form an emulsion. For this reason, emulsification is generally difficult with highly water-soluble epoxy compounds such as diglycidyl ether of alkylene oxide with a high degree of polymerization and glycerin diglycidyl ether, so it is not very preferable to use them frequently.

分子内にエポキシ基を2個以上を有するエポキシ化合物
で、且つ分子内にエチレン性二重結合を1個以上含むも
のも本発明で好ましく使用される。
Epoxy compounds having two or more epoxy groups in the molecule and containing one or more ethylenic double bonds in the molecule are also preferably used in the present invention.

このような化合物の例として、上記したような分子内に
エポキシ基を2個以上有する化合物の部分(メタ)アク
リレートや、マレイン酸などエチレン性二重結合を有す
るジカルボン酸との部分エステル化物などが挙げられる
Examples of such compounds include partial (meth)acrylates of compounds having two or more epoxy groups in the molecule as described above, and partial esters with dicarboxylic acids having ethylenic double bonds such as maleic acid. Can be mentioned.

本発明では、未硬化エポキシエマルジョンのエポキシ化
合物として、上記したような分子内にエポキシ基を2個
以上有するエポキシ化合物を単独または混合物として4
0〜100重量係含むものが好ましく用いられる。一方
9本発明では残余のエポキシ化合物として2分子内にエ
ポキシ基を1個有するエポキシ化合物を単独または混合
物としてO〜60重量係含むものが好ましく用いられる
In the present invention, as the epoxy compound of the uncured epoxy emulsion, the above-mentioned epoxy compounds having two or more epoxy groups in the molecule are used alone or as a mixture.
Those containing 0 to 100% by weight are preferably used. On the other hand, in the present invention, the remaining epoxy compound preferably contains an epoxy compound having one epoxy group in two molecules, singly or as a mixture, in an amount of 0 to 60% by weight.

このようなエポキシ化合物の例としては1次のようなも
のが挙けられる。
Examples of such epoxy compounds include the following.

2−エチルへキシルグリシジルエーテル、2〜メチルオ
クチルグリシジルエーテルなど脂肪族炭化水素のグリシ
ジルエーテル類2分子内にエポキシ基を2個以上有する
エポキシ化合物のエポキシ基を1個残して、残余のエポ
キシ基をアミン類と反応させたり、塩酸などを付加した
ものなどがある。分子内にエポキシ基を1個有するエポ
キシ化合物が同時にエチレン性二重結合を有している化
合物である場合も本発明に好適である。このような化合
物の例として、グリシジル(メタ)アクリレートや分子
内にエポキシ基を2個以上有するエポキシ化合物のエポ
キシ基を1個残して、調余ノエボキシ基を(メタ)アク
リル酸やマレイン酸のようなエチレン性二重結合を有す
るジカルボン酸でエステル化したもの、2−ヒドロキシ
エチル(メタ)アクリレートのようなエチレン性二重結
合とアルコール性水酸基を持つ化合物とエピクロルヒド
リンとの反応物などが挙けられる。
Glycidyl ethers of aliphatic hydrocarbons such as 2-ethylhexylglycidyl ether and 2-methyloctylglycidyl ether In epoxy compounds having two or more epoxy groups in two molecules, leave one epoxy group and remove the remaining epoxy groups. There are products that are reacted with amines or added with hydrochloric acid, etc. It is also suitable for the present invention that an epoxy compound having one epoxy group in the molecule also has an ethylenic double bond. Examples of such compounds include glycidyl (meth)acrylate and epoxy compounds having two or more epoxy groups in the molecule, leaving one epoxy group and replacing the remaining noepoxy groups with compounds such as (meth)acrylic acid and maleic acid. Examples include those esterified with a dicarboxylic acid having an ethylenic double bond, and the reaction product of a compound with an ethylenic double bond and an alcoholic hydroxyl group, such as 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, and epichlorohydrin. .

本発明を達成するためには、上記したように未硬化エポ
キシエマルジョンのエポキシ化合物が分子内にエポキシ
基を2個以上有する化合物40〜100重量係、好まし
くは50〜1”OO重量係9分子内にエポキシ基を1個
有する化合物0〜60重量係、好ましくは0〜50重量
係である必要がある。分子内にエポキシ基を1個有する
エポキシ化合物が60重重量上りも多くなると、硬化剤
による硬化反応で、十分な重合または架橋を行なう゛こ
とができず、物理強度の弱いもの、あるいは粘着性のあ
るものしか得られない。一般に、エポキシ基が分子内に
1個しかないエポキシ化合物を多用すると、硬化物の物
理強度が低下するので、エポキシ基を6個以上有するエ
ポキシ化合物の割合を高くとるのが好ましい。
In order to achieve the present invention, as described above, the epoxy compound of the uncured epoxy emulsion is a compound having two or more epoxy groups in the molecule, with a weight ratio of 40 to 100, preferably 50 to 1"OO, within a molecule of 9. The weight ratio of the compound having one epoxy group in the molecule must be 0 to 60, preferably 0 to 50.If the epoxy compound having one epoxy group in the molecule exceeds 60 weight, In the curing reaction, sufficient polymerization or crosslinking cannot be achieved, resulting in products with weak physical strength or stickiness.In general, epoxy compounds with only one epoxy group in the molecule are If too much is used, the physical strength of the cured product will decrease, so it is preferable to increase the proportion of the epoxy compound having 6 or more epoxy groups.

本発明の未硬化エポキシエマルジョン粒子には本発明を
損わない範囲でその他の添加物を含むことができる。最
も代表的な添加剤は、エポキシ微粒子を着色する目的で
使用する有機および無機顔料類と染料類である。また発
泡剤も微粒子の多孔化および中空化の目的で使用できる
。帯電防止剤。
The uncured epoxy emulsion particles of the present invention may contain other additives as long as they do not impair the present invention. The most typical additives are organic and inorganic pigments and dyes used to color epoxy particles. A blowing agent can also be used to make the fine particles porous and hollow. Antistatic agent.

導電剤、紫外線吸収剤などもそれぞれの目的に合せて添
加できる。これらの添加剤は、未硬化エポキシ化合物ヲ
エマルジョン化する前に添加し、十分に混合または溶解
することで配合するのが普通である。
Conductive agents, ultraviolet absorbers, etc. can also be added depending on the purpose. These additives are usually added before emulsifying the uncured epoxy compound and are blended by thoroughly mixing or dissolving it.

本発明の未硬化エポキシ組成物は9次いで水とともにエ
マルジョン化される。エマルジョン化は一般に乳化剤の
助けを借りるのが普通である・この目的のために使用さ
れる乳化剤は特に限定するものではなく、エポキシ化合
物の乳化剤として知られているものならば、一般に好適
に使用できる。
The uncured epoxy composition of the present invention is then emulsified with water. Emulsification is generally carried out with the help of an emulsifier.The emulsifier used for this purpose is not particularly limited, and any emulsifier known as an emulsifier for epoxy compounds can generally be used suitably. .

本発明に使用し得る乳化剤の例を挙げると、ポリオキシ
エチレンフェノール置換エーテル系やポリオキシエチレ
ン、ポリオキシプロピレンブロックボリエーテル系など
エーテル型非イオン界面活性剤、ポリエチレングリコー
ルの高級脂肪酸エステルヤ多価アルコールの脂肪酸エス
テルなどエステル型の非イオン界面活性剤およびアルコ
キシル化ロジン類などがある。また、ダイマー酸とポリ
エーテルジアミンや脂肪族ポリアミンとの反応物である
ポリアミドアミン系の自己乳化性且つエポキシ化合物ゆ
硬化剤になり得るものも使用可能である。
Examples of emulsifiers that can be used in the present invention include ether-type nonionic surfactants such as polyoxyethylene phenol-substituted ethers, polyoxyethylene, and polyoxypropylene block polyethers, higher fatty acid esters of polyethylene glycol, and polyhydric alcohols. These include ester-type nonionic surfactants such as fatty acid esters, and alkoxylated rosins. Further, it is also possible to use a polyamide amine-based reaction product of dimer acid and polyether diamine or aliphatic polyamine which has self-emulsifying property and can be used as an epoxy compound hardening agent.

これらの乳化剤は9通常エポキシ化合物に対して30重
量係以下使用するが9使用量については特に限定しない
These emulsifiers are usually used in an amount of not more than 30% by weight based on the epoxy compound, but the amount used is not particularly limited.

乳化剤は、エポキシ化合物に混合した状態で使用するの
が一般的であるが、水中に乳化剤を加えておき、これと
乳化剤を含むあるいは含まないエポキシ化合物を激しく
混ぜる方法も行ない得る。
An emulsifier is generally used in a state mixed with an epoxy compound, but it is also possible to add an emulsifier to water and vigorously mix it with an epoxy compound containing or not containing an emulsifier.

乳化剤とエポキシ化合物の混合は、加温下で行なうと分
散、溶解が容易である場合が多い。
When mixing an emulsifier and an epoxy compound, dispersion and dissolution are often easier when the mixture is heated.

一般に化合物の乳化の難易性は粘度の影響を受ける。エ
ポキシ化合物の粘度が高い時あるいは常温固化タイプの
エポキシ化合物の場合などでは。
Generally, the difficulty of emulsifying a compound is affected by its viscosity. When the epoxy compound has a high viscosity or is a type of epoxy compound that solidifies at room temperature.

機械力だけで十分に乳化するのが困難である。このよう
な時には、乳化剤とともにエポキシ化合物の希釈剤を使
用する。
It is difficult to emulsify sufficiently using mechanical force alone. In such cases, a diluent for the epoxy compound is used together with an emulsifier.

希釈剤には、ケトン類、アルコールatセoソルブ類、
ジオキサン、芳香族炭化水素類、酢酸エチルなどのエス
テル類などが挙けられる。
Diluents include ketones, alcohol at seosolves,
Examples include dioxane, aromatic hydrocarbons, and esters such as ethyl acetate.

以上のように、エポキシ化合物と乳化剤を基本組成にし
て調整したエポキシ系組成物は、続いて常法に従い乳化
され、未硬化エポキシエマルジョンI/1LiJねる。
As described above, the epoxy composition prepared using the epoxy compound and the emulsifier as its basic composition is then emulsified according to a conventional method to form an uncured epoxy emulsion I/1LiJ.

乳化方法は特に限定するものでないが1代表的な方法を
次に示す。
Although the emulsification method is not particularly limited, one typical method is shown below.

乳化剤を含む上記エポキシ系組成物を常温〜95°Cに
加熱し、高速攪拌しながら、これに上B己温度範囲の水
を徐々に加える。水は一般に連続的に添加するよりも断
続的な添加の方が好ましく、添加期間と攪拌のみ行なう
期間を交代して行なう方法が推奨される。この方法では
、最初の水の添加によりWlO型エマルジョンが形成さ
れるが、水の追加によりO7W型エマルジョンへ転相す
る。転相時およびO/W型エマルジョン化後は、特に高
速攪拌を行なうことが粒径微小化、均一化、エマルジョ
ンの安定化のために要求される。この方法に対して、乳
化剤を含1.むエポキシ系組成物を高速攪拌下の水中に
徐々に加えて、 o7’v型エマルジョンを直接調製す
る方法もある。
The above-mentioned epoxy composition containing an emulsifier is heated to room temperature to 95°C, and water in the upper B temperature range is gradually added thereto while stirring at high speed. It is generally preferable to add water intermittently rather than continuously, and a method in which addition periods and periods in which only stirring is performed is alternated is recommended. In this method, the initial addition of water forms a WlO type emulsion, but the addition of water causes a phase inversion to an O7W type emulsion. During phase inversion and after forming an O/W type emulsion, high-speed stirring is particularly required in order to reduce the particle size, make the particles uniform, and stabilize the emulsion. For this method, the emulsifier contains 1. There is also a method of directly preparing an o7'v type emulsion by gradually adding an epoxy-based composition to water under high-speed stirring.

エポキシエマルジョンの濃度とエマルジョン粒子径や安
定性とは密接な関係があり、濃度があまり低いと凝集を
起こしやすぐ、安定性が悪くなる。
There is a close relationship between the concentration of an epoxy emulsion and the emulsion particle size and stability, and if the concentration is too low, aggregation will occur and stability will deteriorate.

一般にエマルジョン濃度として10〜80重量係程度に
調製するのが良好なエマルジョンを得る条件として考え
られているが9本発明では特にこの範囲を限定するもの
ではない。これより低い濃度のエマルジョンを調製する
ためには、一旦上記範囲の濃度でエマルションを調製し
てから、水で所定濃度まで希釈する方法をとるのが一般
的である。
Generally, it is considered that a condition for obtaining a good emulsion is to adjust the emulsion concentration to about 10 to 80% by weight, but the present invention does not particularly limit this range. In order to prepare an emulsion with a concentration lower than this, it is common to first prepare an emulsion with a concentration within the above range and then dilute it with water to a predetermined concentration.

エポキシエマルジョンは、乳化剤の作用によって水中の
安定性を与えられているが、とドロキシエチルセルロー
ス、カルボキシメチルセルロース。
Epoxy emulsions are given stability in water by the action of emulsifiers, droxyethylcellulose, and carboxymethylcellulose.

アラビアゴム、ポリビニルアルコールのよウナ保護コロ
イド作用を示す物質を予め水に力0えておく方法モエマ
ルジョンの安定性を増すのに有効である。
A method in which a substance exhibiting protective colloidal action, such as gum arabic or polyvinyl alcohol, is added to water in advance is effective in increasing the stability of the emulsion.

本発明では、上記のととくして得た未硬化エポキシエマ
ルジョンにピペラジンまたはその誘導体を加えて、エマ
ルジョン粒子を粒子状に硬化して。
In the present invention, piperazine or a derivative thereof is added to the uncured epoxy emulsion obtained as described above, and the emulsion particles are hardened into particles.

エポキシ系微粒子を調製する。Prepare epoxy particles.

ピペラジンおよびその誘導体として本発明で用いる硬化
剤は次に示す構造である必要があるR′ (R,R′は水素原子または炭素原子数1〜4個の炭化
水素残基)。
The curing agent used in the present invention as piperazine and its derivatives must have the following structure R' (R and R' are hydrogen atoms or hydrocarbon residues having 1 to 4 carbon atoms).

本発明は、上記した構造のピペラジンまたはその誘導体
を、エポキシエマルジョ/のエポキシ価から化学量論的
に計算されるアミン1当量の15重重量板上添加するこ
とにより達成される。エポキシ化合物の硬化は、一般に
エポキシ化合物とアミン化合物が化学的におよそ当量存
在するところで行なわれているから、当量アミン量の1
5重量係のような少量でも見掛上の硬化が見られるのは
極めて興味ある現象である。
The present invention is achieved by adding piperazine or a derivative thereof of the structure described above on a 15 weight plate of 1 equivalent of amine calculated stoichiometrically from the epoxy value of the epoxy emulsion/. Curing of an epoxy compound is generally carried out in the presence of chemically equivalent amounts of the epoxy compound and the amine compound.
It is an extremely interesting phenomenon that apparent hardening can be observed even with a small amount such as 5% by weight.

未硬化エポキシエマルジョンのピペラジンまたはその誘
導体による硬化反応は1反応後の水中に残存するピペラ
ジンまたはその誘導体量を定量することで推定できる。
The curing reaction of an uncured epoxy emulsion by piperazine or its derivative can be estimated by quantifying the amount of piperazine or its derivative remaining in water after one reaction.

即ち、エポキシ基反応率Eとピペラジンおよびその誘導
体の反応率Pt次のようにして求められる。
That is, the epoxy group reaction rate E and the reaction rate Pt of piperazine and its derivatives are determined as follows.

Eeq     fp fp−rp P=      xloo fp Ic:エポキシ化合物のエポキシ価 θq Poq:ピペラジンまfCはその誘導体のアミン価fo
=エポキシ化合物の仕込量 f、:ピペラジンまたはその誘導体の仕込量rp:反応
後のピペラジンまタハその誘導体の残存量 ピペラジンまたはその誘導体の仕込量 fpが小さい時
には、Pは高くなるがEは低下する。Eが小さくなると
工、ボキシエマルジョン粒子が十分に硬化しなくなり、
P励時に粒子が相互に粘着して一体化してしまう。ピペ
ラジンまたはその誘導体の仕込量が、エポキシエマルジ
ョンのエポキシ価から化学量論的に計算されるアミン1
当量の15重重量子下ではこの現象が起こる。一方 f
pが大きくなると、一般にPは低下するが、Eは向上す
る。このため、fp  が犬きくなるほど硬化状態の良
好な粒子が得られるが、Pの低下から予想されるように
、主として経済的な理由から、ピペラジンおよびその誘
導体の仕込量はアミン1当量のioo、o重量子以下で
あることが望ましい。未硬化エポキシエマルジョンをピ
ペラジンまたはその誘導体で硬化する際のエポキシエマ
ルジョン濃度は特に限定しないが、5重量子以上である
のが。
Eeq fp fp-rp P= xloo fp Ic: Epoxy value θq of the epoxy compound Poq: Piperazine fC is the amine value fo of its derivative
= Charge amount of epoxy compound f, : Charge amount of piperazine or its derivative rp: Remaining amount of piperazine or its derivative after reaction Charge amount of piperazine or its derivative When fp is small, P increases but E decreases. . When E becomes small, the boxy emulsion particles will not harden sufficiently,
When P is excited, the particles stick to each other and become integrated. Amine 1 in which the amount of piperazine or its derivative charged is calculated stoichiometrically from the epoxy value of the epoxy emulsion.
This phenomenon occurs under an equivalent weight of 15 deuterons. On the other hand f
As p increases, P generally decreases, but E increases. For this reason, the harder fp is, the better the hardened particles can be obtained. However, as expected from the decrease in P, mainly for economic reasons, the amount of piperazine and its derivatives charged is 1 equivalent of amine, ioo, It is desirable that the amount is less than 0 weight molecules. The concentration of the epoxy emulsion when curing the uncured epoxy emulsion with piperazine or its derivative is not particularly limited, but it should be 5 weight molecules or more.

エマルジョンの安定性から好ましい。Preferred from the viewpoint of emulsion stability.

しかし、エポキシエマルジョン濃度があまり高くなシす
ぎると9粒子同士の接触の機会が高くなり、硬化反応中
に凝集しやすくなるので、硬化中のエマルジョン濃度は
80重重量板下であることが望ましい。エポキシエマル
ジョンの粒子状硬化を行なうために9本発明では硬、化
剤としてピペラジンまたはその誘導体を用いることを発
明の骨子としているが、ピペラジンまたはその誘導体に
その他の水溶性硬化剤、を共存させることも可能である
。共存可能な硬化剤の例として、イソプロピルアミンの
ような脂肪族アミン類、エチレンジアミン、ジエチレン
トリアミンのようなアルキレンポリアミン類、エタノー
ルアミン、ジェタノールアミン、トリエタノールアミン
などアルコールアミン類、トリエチルアミンなど脂肪族
三級アミン類。
However, if the epoxy emulsion concentration is too high, the chances of the 9 particles coming into contact with each other will increase, making them more likely to aggregate during the curing reaction, so it is desirable that the emulsion concentration during curing be below 80 gw. In order to perform particulate hardening of an epoxy emulsion, the gist of the present invention is to use piperazine or a derivative thereof as a hardening agent, but piperazine or a derivative thereof may coexist with another water-soluble hardening agent. is also possible. Examples of curing agents that can coexist include aliphatic amines such as isopropylamine, alkylene polyamines such as ethylene diamine and diethylene triamine, alcohol amines such as ethanolamine, jetanolamine, and triethanolamine, and aliphatic tertiary amines such as triethylamine. Amines.

ベンジルアミン、4−アミノジフェニルアミンなどの芳
香族アミン類 44/−ジアミノジシクロヘキシルメタ
ン、N(2−アミノエチル)ピペラジンなどが挙げられ
る。これらの化合物は、先に構造を示したピペラジンま
たはその誘導体が化学量論的なアミン当量の15重量%
以上存在する場合にのみ共存して、エポキシエマルジョ
ンの粒子状硬化を実現させるのである。言い換えれば、
ピペラジンtiはその誘導体以外の水溶性硬化剤をそれ
単独または混合して使用しても、エポキシエマルジョン
の粒子状硬化は実現しない。つまり9本発明を達成する
ためには、水溶性の硬化剤として。
Aromatic amines such as benzylamine and 4-aminodiphenylamine, 44/-diaminodicyclohexylmethane, N(2-aminoethyl)piperazine, and the like. These compounds contain 15% by weight of the stoichiometric amine equivalent of piperazine or its derivative, the structure of which is shown above.
Only when these are present, they coexist to realize particulate hardening of the epoxy emulsion. In other words,
Even if piperazine ti is used alone or in combination with a water-soluble curing agent other than its derivative, particulate hardening of the epoxy emulsion will not be achieved. In other words, in order to achieve the present invention, as a water-soluble curing agent.

先に示したプペラジンまたはその誘導体を、エポキシエ
マルジョンのエポキシ価から化学量論的に計算される当
量アミン量の15重重量子上を用い。
The above-mentioned puperazine or its derivative was used in an amount of 15 deuterons or more of the equivalent amine amount calculated stoichiometrically from the epoxy value of the epoxy emulsion.

要すればその他の水溶性硬化剤をそれに併用する。If necessary, other water-soluble curing agents are used in combination.

本発明で用いるピペラジンおよびその誘導体は。Piperazine and its derivatives used in the present invention.

いずれも二級アミンであるから、エポキシ基と反応する
とその部分が三級アミン化する。従って。
Since both are secondary amines, when they react with an epoxy group, that part becomes a tertiary amine. Therefore.

硬化反応後のエポキシ微粒子には、アミン基として三級
アミノ基と末端の二級アミン基が存在し得ることになる
。これらのアミノ基は、−級アミン基に比べると活性水
素が少な、〈2粒子表面を変性するのに残存アミノ基を
活用する場合には明らかに不利である。この点、上記し
たようにぎペラジンまたはその誘導体以外の水溶性アミ
ン系硬化剤たとえばジエチレントリアミンのような一級
アミン基を含む多価アミン化合物を併用することは。
A tertiary amino group and a terminal secondary amine group may exist as amine groups in the epoxy fine particles after the curing reaction. These amino groups have less active hydrogen than -grade amine groups, and are clearly disadvantageous when utilizing the remaining amino groups to modify the particle surface. In this respect, as mentioned above, water-soluble amine curing agents other than perazine or its derivatives, such as polyvalent amine compounds containing primary amine groups such as diethylenetriamine, may be used in combination.

エポキシ微粒子の表面改質を行なう上で、アミノ基数、
活性水素数いずれの面からも有利である。
In surface modification of epoxy fine particles, the number of amino groups,
It is advantageous in terms of the number of active hydrogens.

ピペラジンまたいその誘導体を含む水溶性硬化剤をエポ
キシエマルジョンに添加するには、硬化剤ヲエマルジョ
ンに直接混合するのが一般的であるが、ピペラジンのよ
うに常温で固体の化合物では予め水やアルコール、セル
ソルブ類など水溶性有機溶媒に溶解してから加える方法
が好ましい。
To add a water-soluble curing agent containing piperazine or its derivatives to an epoxy emulsion, it is common to mix the curing agent directly into the emulsion, but for compounds that are solid at room temperature like piperazine, water, alcohol, A method of adding after dissolving it in a water-soluble organic solvent such as cellosolves is preferred.

ピペラジンのように常温固体の化合物とエポキシエマル
ジョンを直接混合すると、溶解過程で硬化剤濃度が局所
的に不均一となり、エマルジョンの安定性が低下して、
均一な粒子が得られないことがしばしば経験されるので
ある。こねる回避するためには、予め溶解しておく必要
がある。
When an epoxy emulsion is directly mixed with a compound that is solid at room temperature, such as piperazine, the curing agent concentration becomes locally non-uniform during the dissolution process, reducing the stability of the emulsion.
It is often experienced that uniform particles cannot be obtained. In order to avoid kneading, it is necessary to dissolve it in advance.

また、水溶性硬化剤の添加方法として、全量を一気に加
える方法と少量ずつ連続的または断続的に加える方法と
がある。いずれの方法を用いても本発明を達成する上で
特に支障はないが、エポキシエマルジョン濃度と硬化剤
溶液濃度のいずれかまたは両方ともが高い時と大量の硬
化処理を行なう場合は9反応速度および反応熱を制御す
る目的で、少量ずつを連続的または断続的に加える方法
が推奨される。
Further, as methods for adding the water-soluble curing agent, there are two methods: adding the entire amount at once and adding the water-soluble curing agent in small amounts continuously or intermittently. There is no particular problem in achieving the present invention using either method, but when either or both of the epoxy emulsion concentration and curing agent solution concentration are high and when a large amount of curing treatment is performed, the reaction rate and For the purpose of controlling the heat of reaction, it is recommended to add small amounts continuously or intermittently.

エポキシ化合物と硬化剤の反応は一般に発熱反応である
。温度が上昇するほど反応速度が増加することから9発
熱は硬化速度を速める意味で好ましい点もあるが、エポ
キシエマルジョンの粒子状硬化を行なう場合には、エマ
ルジョン温度の上昇は往々にして硬化中のエマルジョン
の安定ちを低下させる。その理由はよくわからないが、
半硬化状態の微粒子の粘着性を増し、エマルジョン粒子
相互の凝集を助長するのではないがと推定される。
The reaction between the epoxy compound and the curing agent is generally an exothermic reaction. Since the reaction rate increases as the temperature rises, 9 exothermic heat is sometimes preferable in the sense of accelerating the curing speed, but when performing particulate curing of epoxy emulsions, the rise in emulsion temperature often increases the speed of curing. Decreases emulsion stability. I don't really know why, but
It is presumed that this increases the stickiness of the semi-hardened fine particles and promotes agglomeration of the emulsion particles.

このため、未硬化エポキシエマルジョンにピペラジンま
たはその誘導体、要すればその他の水溶性硬化剤を加え
て粒子状に硬化する時に、硬化剤の添加後しばらくは液
温を70°C以下に保持するのが好ましい。反応操作的
には、硬化温度がこの温度以下になるように冷却し、場
合によっては硬化剤の添加を少量ずつ連続的または断続
的に行なう必要がある。しかし9反応末期においては反
応を完結させる目的で液温を70°C以上にすることも
可能である。
For this reason, when adding piperazine or its derivatives, and if necessary, other water-soluble curing agents, to an uncured epoxy emulsion and curing it into particles, it is important to maintain the liquid temperature below 70°C for a while after adding the curing agent. is preferred. In terms of reaction operation, it is necessary to cool the reaction mixture so that the curing temperature is below this temperature, and in some cases, it is necessary to add a curing agent little by little continuously or intermittently. However, at the end of the 9 reaction, the liquid temperature can be raised to 70°C or higher in order to complete the reaction.

さらに、これも本発明を限定するものではないが、上記
硬化剤を加える際、エポキシエマルジョンと硬化剤との
均一混合状態を得るための攪拌を行立つた後は、硬化条
件にもよ不が本質的な攪拌を制限するのが好ましい。過
度な攪拌は、半硬化粒子を衝突させて粒子の凝集巨大化
をもたらす。
Furthermore, although this does not limit the present invention, when adding the curing agent, after stirring is performed to obtain a uniform mixing state of the epoxy emulsion and the curing agent, the curing conditions may be affected. Preferably, substantial agitation is limited. Excessive stirring causes the semi-hardened particles to collide, resulting in agglomeration and enlargement of the particles.

ここで本質的な攪拌とは1反応熱を除去する目的で行な
うゆるやかな攪拌は含まず、エマルジョン化するための
激しい攪拌や化学反応を目的とする比較的強い攪拌のこ
とを言う。中でも最も好ましい状態は静置放置に近い反
応条件の時で、完全な粒子状硬化物を祷ることが可能で
ある。一般的に。
Essential stirring here does not include gentle stirring performed for the purpose of removing reaction heat, but refers to vigorous stirring for emulsification or relatively strong stirring for the purpose of chemical reaction. Among these, the most preferable condition is when the reaction conditions are close to those of standing still, and it is possible to obtain a completely cured particulate product. Typically.

エポキシエマルジョンに対して硬化剤が当勤50係以上
存在する時には、硬化剤添加後の上記攪拌制限を特に行
なう必要はない。しかし、エポキシエマルジョンに対し
て硬化剤が箔量の50%以下の場合は9本質的な攪拌を
行なうことは避けることを推奨する。
When the curing agent is present in the epoxy emulsion in an amount of 50% or more, there is no particular need to restrict stirring as described above after addition of the curing agent. However, it is recommended that substantial agitation be avoided for epoxy emulsions where the curing agent is less than 50% of the amount of foil.

エポキシ微粒子は2以上のようにして粒子状に硬化され
、調製される。硬化後の粒子を渥過あるいは遠心分離に
よって水から分離すると、これを粉体状で回収すること
が可能である。エポキシ微粒子は、硬化条件にもよるが
粒径1〜50μ、場合によっては1μ以下の比較的粒径
均一な球状形態に調製されるが、硬化中に若干の凝集を
起こすと非球形の多孔性粒子に成長することもある。
Epoxy fine particles are hardened and prepared into particles in two or more ways. When the hardened particles are separated from water by filtering or centrifugation, they can be recovered in powder form. Epoxy fine particles are prepared in a relatively uniform spherical form with a particle size of 1 to 50 μm, or less than 1 μm in some cases, depending on the curing conditions, but if some agglomeration occurs during curing, it becomes non-spherical and porous. It can also grow into particles.

硬化後のエポキシ微粒子は、乾燥状態で、あるいは水や
アルコールなどの媒体に分散した状態で使用したり9表
面改質のための処理に供される。
The epoxy fine particles after curing are used in a dry state or in a state dispersed in a medium such as water or alcohol, or subjected to surface modification treatment.

なお9本発明ではエポキシエマルジョンのN化剤として
、ピペラジンおよびその誘導体を硬化剤の骨格とした。
Note that in the present invention, piperazine and its derivatives are used as the skeleton of the curing agent as the N-forming agent for the epoxy emulsion.

このような分子内に二級アミンを2個有する硬化剤と分
子内にエポキシ基を2個有するエポキシ化合物との硬化
反応は、硬化条件にもよるが、往々にして鎖状ポリマ化
する傾向がある。直鎖状硬化物は耐溶剤性や耐熱性にお
いて三次元架橋構造のポリマに比べると劣るのが通例で
ある。これを防ぐには、予めエポキシ化合物に硬化剤や
架橋剤を添加しておいてエマルジョン化したものを2本
発明に従って粒子状に硬化した後。
The curing reaction between a curing agent having two secondary amines in the molecule and an epoxy compound having two epoxy groups in the molecule often tends to form a chain polymer, although it depends on the curing conditions. be. Linear cured products are generally inferior to polymers with a three-dimensional crosslinked structure in terms of solvent resistance and heat resistance. To prevent this, a curing agent or a crosslinking agent is added to the epoxy compound in advance, and the resulting emulsion is then cured into particles according to the present invention.

熱処理などにより三次元架橋する方法がある。There is a method of three-dimensional crosslinking using heat treatment or the like.

このような目的で乳化前のエポキシ化合物に添加し得る
化合物には次のものが挙げられる。特にエポキシ化合物
の硬化剤がこの目的に役立ち、その例として、多価−級
アミン、多価二級アミン。
Compounds that can be added to the epoxy compound before emulsification for this purpose include the following. Particularly epoxy compound curing agents serve this purpose, examples being polyvalent amines, polyvalent secondary amines.

酸無水物系硬化剤と三級アミン、イミダゾール。Acid anhydride curing agent, tertiary amine, and imidazole.

フォスフオニウム塩、アセチルアセトン金属錯体など硬
化促進剤との組合せ、ポリフェノール系硬化剤、ポリア
ミン系硬化剤、潜在的硬化剤のカルボン酸ヒドラジド類
、ジアミノマレオニトリル類。
Combinations with curing accelerators such as phosphonium salts and acetylacetone metal complexes, polyphenol curing agents, polyamine curing agents, latent curing agents such as carboxylic acid hydrazides, and diaminomaleonitriles.

ジシアンジアミド、イミダゾール類、ポリアミンのナイ
ロン塩およびリン酸塩、ルイス酸およびそのアミン錯体
などが挙げられる。
Examples include dicyandiamide, imidazoles, nylon salts and phosphates of polyamines, Lewis acids and their amine complexes.

これら硬化剤あるいは架橋剤を予め含むエポキシ化合*
は、ポットライフにもよるが粘度など性状が変化しやす
いので、比較的短時間の内にエマルジョン化する必要が
ある。その後9本発明に従いエマルジョンを粒子状に硬
化し9常温〜200゛Cの範囲で熱処理すれば、耐溶剤
性、耐熱性の改善された機械的強度の高いエポキシ微粒
子を得ることができる。
Epoxy compounds that already contain these curing agents or crosslinking agents *
Because properties such as viscosity change easily depending on the pot life, it is necessary to emulse it within a relatively short time. Thereafter, according to the present invention, the emulsion is hardened into particles and heat-treated in the range of room temperature to 200°C, thereby producing epoxy fine particles with improved solvent resistance and heat resistance and high mechanical strength.

以下に実施例を示し9本発明を説明する。The present invention will be explained below with reference to Examples.

実施例1 ビスフェノールAジグリシジルエーテル全65重量係含
む市販エポキシエマルジョン(レジコンELX−25.
エポキシ価290.ペトロケミカルス■製)20gと、
水15gにピペラジンをそれぞれ6g、6g、 1.5
 g、 0.6 g、 0.3 g溶解したピペラジン
水溶液を混ぜた。ピペラジン添加量ハ、エポキシエマル
ジョンのエポキシ価から化学量論的に計算されるアミン
1尚量のそれぞれ20O%、ioo%、50係、20%
、io係に相当する。スパチュラで軽く均一になるまで
攪拌した後、常温で静置放置して経時的な変化を観察し
た。
Example 1 A commercially available epoxy emulsion containing 65% by weight of bisphenol A diglycidyl ether (Recon ELX-25.
Epoxy value 290. Petrochemicals ■) 20g,
6g, 6g, 1.5 piperazine in 15g of water, respectively
g, 0.6 g, and 0.3 g of dissolved piperazine aqueous solution were mixed. The amount of piperazine added is 200%, ioo%, 50%, and 20%, respectively, of the amount of amine 1 calculated stoichiometrically from the epoxy value of the epoxy emulsion.
, corresponds to the io section. After stirring lightly with a spatula until uniform, the mixture was allowed to stand at room temperature and changes over time were observed.

次表に結果を示す通り、アミン当量の10%以外は平均
粒子径がろμ前後のエポキシ微粒子が調製できた。しか
し、アミン当量の10%では、10日後でも粒子の硬化
が不十分で、濾過して分離した粒子は相互に接合して再
分散が不可能であった。
As shown in the table below, fine epoxy particles having an average particle diameter of around 10 μm were prepared except for 10% of the amine equivalent. However, at 10% of the amine equivalent, the particles were not sufficiently cured even after 10 days, and the particles separated by filtration were bonded to each other, making redispersion impossible.

*20 粒子状硬化 × 粒子が接合しやすぐ、十分に硬化していない。*20 Particulate hardening × Particles are not sufficiently cured immediately after joining.

実施例2 実施例1で使用したエポキシエマルジョンのレジコンF
!LX’−2520gと、ピペラジン6gを水5g、1
5g、50g、100g、2’00gに溶解したピペラ
ジン水溶液を混ぜた。混合後のエポキシエマルジョン濃
度は、それぞれ重量で52%。
Example 2 Resincon F of the epoxy emulsion used in Example 1
! LX'-2520g, piperazine 6g, water 5g, 1
Aqueous solutions of piperazine dissolved in 5 g, 50 g, 100 g, and 2'00 g were mixed. The epoxy emulsion concentration after mixing was 52% by weight.

37%、26係、11%、5.9%になり(ピペラジン
は計算から除外しである)、ピペラジンはいずれもアミ
ン当量の10口%である。マグ坏ティック・スタンで軽
く均一に攪拌してから、常温で6日間静置放置した。結
果を次表に示す通り、硬化時のエポキシエマルジョン濃
度が低くなるにつれて、エマルジョン粒子の凝集傾向が
見られたが。
They are 37%, 26%, 11%, and 5.9% (piperazine is excluded from the calculation), and each piperazine is 10% of the amine equivalent. After stirring the mixture lightly and uniformly using a magnetic stun, the mixture was allowed to stand at room temperature for 6 days. As the results are shown in the table below, as the epoxy emulsion concentration during curing decreased, the emulsion particles tended to agglomerate.

いずれもきれいな球形粒子状硬化物が得られた。In all cases, cured products with beautiful spherical particles were obtained.

実施例6 ビスフェノールAのジグリシジルエーテル型エポキシ化
合物を65重量係含む市販エポキシエマルジョン(レジ
コンKLX−30.エポキシ価340、ベトロケミカル
ス■製)20g(!:、水15gにピペラジン1.5g
溶解したピペラジン水溶液を温度を変えて混ぜた。マグ
ネティック・スタンで軽く均一に攪拌した後、それぞれ
の温度で1時間、6時間、6時間静置放置した。続いて
各液を90 ’aに昇温し、2日後に硬化状態を観察し
た。
Example 6 Commercially available epoxy emulsion containing 65% by weight of diglycidyl ether type epoxy compound of bisphenol A (Recon KLX-30, epoxy value 340, manufactured by Vetrochemicals ■) 20g (!:, 1.5g of piperazine in 15g of water)
The dissolved aqueous piperazine solution was mixed at different temperatures. After stirring lightly and uniformly with a magnetic stun, the mixture was left standing at each temperature for 1 hour, 6 hours, and 6 hours. Subsequently, each solution was heated to 90'a, and the cured state was observed after 2 days.

結果を次表に示す通り、初期の硬化温度が高いほど、加
温時間が長いほどエマルジョン粒子が凝集を起こす傾向
が見られたが、いずれも微細な球形粒子が得られた。
As shown in the table below, the higher the initial curing temperature and the longer the heating time, the more the emulsion particles tended to aggregate, but fine spherical particles were obtained in both cases.

実施例4 実施例ろで使用した市販エポキシエマルジョン。Example 4 Commercially available epoxy emulsion used in Examples.

レジコンELX−4020gと、水5gにピペラジン2
.58,1.5g、1.0g溶解[1,たピペラジン水
溶液を常温で混ぜた。硬化中のエホキシエマルジョン濃
厩はいずれも52重量%(ピペラジンを除いて計算)、
アミン当量はそれぞ1100%。
Resicon ELX-4020g, 5g of water and 2 piperazine
.. 58, 1.5g, 1.0g dissolved [1, piperazine aqueous solution were mixed at room temperature. The epoxy emulsion concentrate during curing was 52% by weight (calculated excluding piperazine),
The amine equivalent is 1100%.

60%、40優になる。両液を加えてから、マグネティ
ック・スタンで6時間激しく攪拌した。その後、攪拌を
停止し常温で5日間静置放置して硬化させた。
60%, 40 Yu. After both solutions were added, they were vigorously stirred using a magnetic stun for 6 hours. Thereafter, stirring was stopped and the mixture was allowed to stand at room temperature for 5 days to be cured.

次表に結果を示すように、ピペラジンが少なくなると、
初期攪拌を激しく行なわない方が均一微粒子になったが
、いずれも微細な球形粒子として調製きれた。
As shown in the results in the table below, when piperazine decreases,
Although the particles were more uniform when the initial stirring was not performed vigorously, fine spherical particles were prepared in all cases.

実施例5 市販ビスフェノールA型エポキシ樹脂(−エピコート8
28.エポキシ価190.油化シェルエポキシ■製)1
[10gに市販ノニオン系界面活性剤M S −230
’(日本油脂■製)5gをよく混ぜた。
Example 5 Commercially available bisphenol A epoxy resin (-Epicote 8
28. Epoxy value 190. Made of oil-based shell epoxy) 1
[10g of commercially available nonionic surfactant M S-230
' (manufactured by NOF ■) was mixed well.

これに水25gを5gずつ、激しく攪拌しながら加えて
、約77係のエポキシエマルジョンをlluした。エポ
キシエマルジョン20gに、ピペラジンと1.+ (2
−アミノエチル)ピペラジンの組成比の異なる硬化剤水
溶液を加えて、40°Cで2日間ゆるやかに攪拌して粒
子状に硬化をさせた。
To this, 25 g of water was added in 5 g portions with vigorous stirring to form an epoxy emulsion of about 77 parts. Add piperazine to 20g of epoxy emulsion and 1. + (2
-Aminoethyl)piperazine aqueous curing agent solutions having different composition ratios were added and gently stirred at 40°C for 2 days to harden into particles.

次表に結果を示すように、ピペラジンが少すくなると粒
子の凝集硬化がみられたが、それ以外は微細な球形粒子
が得られた。
As shown in the following table, when the amount of piperazine was reduced, agglomeration and hardening of the particles was observed, but other than that, fine spherical particles were obtained.

実施例6 実施例5で調製したエポキシエマルジョン20gに、ピ
ペラジンとモノエタノールアミンの組成比の異なる硬化
剤水溶液を加えて、均−液になるように攪拌した後、5
0℃で静置放置した。2日後の硬“化状態を次表に示し
た。ピペラジンが少なくなると粒子状硬化が起こシに〈
〈なったが、それ以外では微細な球形粒子が得られた。
Example 6 Aqueous curing agent solutions having different composition ratios of piperazine and monoethanolamine were added to 20 g of the epoxy emulsion prepared in Example 5, and the mixture was stirred to become a homogeneous solution.
It was left standing at 0°C. The hardening state after 2 days is shown in the table below. When the amount of piperazine decreases, particulate hardening occurs.
However, other than that, fine spherical particles were obtained.

実施例7 実施例5で調整したエポキシエマル−ジョン2゜gに、
ピペラジンとトリエチルアミンの組成比の異なる硬化剤
水溶液を加えて、均−液になるように攪拌した後、常温
で6日間静置放置して粒子状硬化させた。結果を次表に
示す通り、ピペラジンが少なく々ると粒子状硬化しなか
ったが、それ以外の条件では微aな粒子状に硬化した。
Example 7 To 2°g of the epoxy emulsion prepared in Example 5,
Aqueous curing agent solutions having different composition ratios of piperazine and triethylamine were added, stirred to form a homogeneous solution, and then allowed to stand at room temperature for 6 days to harden the particles. As shown in the table below, if piperazine was used too little, the product did not harden into particles, but under other conditions, it hardened into fine particles.

*2 エポキシ化合物重量に対する重量係実施例8 分子内にエポキシ基を4個持つN、 N、’N’、N’
 −テトラグリシジルm−キシレンジアミン(商品名T
ETRAD−’X、エポキシ価100.三菱瓦斯化学■
製)100gに2−エチルへキシルグリシジルエーテル
(商品名エポライトM−8110.エポキシ価200.
共栄社油脂■製)25g加えたものに、ノニオン界面活
性剤ノイゲン、KA−137(第一工業製薬■゛)を1
5g添加してよく混練した。これに激しく攪拌しながら
、水50gを10gず1つ5回にわけて加え、約73係
のエマルジョンを得た。このエポキシエマルジョン20
gに。
*2 Weight ratio to epoxy compound weight Example 8 N, N, 'N', N' having four epoxy groups in the molecule
-Tetraglycidyl m-xylene diamine (trade name T
ETRAD-'X, epoxy value 100. Mitsubishi Gas Chemical■
2-ethylhexyl glycidyl ether (trade name: Epolite M-8110. Epoxy value: 200.
To 25 g of Kyoeisha Yushi ■) was added, 1 portion of the nonionic surfactant Neugen, KA-137 (Daiichi Kogyo Seiyaku ■゛) was added.
5g was added and kneaded well. While vigorously stirring, 50 g of water was added in five 10 g portions to obtain an emulsion of about 73 parts. This epoxy emulsion 20
to g.

ピペラジンとエチレンジアミンの組成比の異なる硬化剤
水溶液を加えて、均一になるまで攪拌した後、常温で6
日間静置硬化させた。
Add curing agent aqueous solutions with different composition ratios of piperazine and ethylenediamine, stir until homogeneous, and then
It was allowed to stand and harden for several days.

次表に示すように、ピペラジンが少なくなるほど、均一
な粒子状硬化が起こりにくかったが、それ以外では微細
な球形粒子が得られた。
As shown in the following table, as the amount of piperazine decreased, uniform particulate curing was less likely to occur, but otherwise fine spherical particles were obtained.

水子エマルジョン粒子 実施例9 実施例8で使用した4官能工ポキシ化合物、TBTRA
D−X  1004と1,6−ヘキサンシオールジグリ
シジルエーテル(商品名エボライト1’600.エポキ
シ価150.共栄社油脂■製)100gと、ノらオン界
面活性剤MS−25010gをよく混練したものに、水
100gを20gずつ激しく攪拌しながら加えて、約6
8係のエポキシエマルジョンを調整した。このエマルジ
ョン100gに、ピペラジンとベンジルアミンの組成比
の異なる水/エチルアルコール、=so15o溶液を加
えて、均一になるまで攪拌した後、常温で4日間静置放
置した。
Mizuko emulsion particles Example 9 Tetrafunctional poxy compound used in Example 8, TBTRA
D-X 1004, 100 g of 1,6-hexanesiol diglycidyl ether (trade name Evolite 1'600, epoxy value 150, manufactured by Kyoeisha Yushi ■), and 10 g of Noraon surfactant MS-250 were thoroughly kneaded. Add 100g of water 20g at a time while stirring vigorously, about 6
Adjusted the epoxy emulsion in Section 8. To 100 g of this emulsion were added water/ethyl alcohol = SO15O solutions with different composition ratios of piperazine and benzylamine, stirred until uniform, and then allowed to stand at room temperature for 4 days.

結果を次表に示すように、ピペラジンが少なくなると粒
子状硬化が起こりにくくなったが、それ以外の条件では
微細な粒子状硬化が見られた。
As shown in the table below, as the amount of piperazine decreased, particulate hardening became less likely to occur, but fine particulate hardening was observed under other conditions.

実施例10 実施例1で用いた市販エポキシエマルジョンKLX−2
5100gに、ピペラジンとジエチレントリアミンの組
成比の異なる硬化剤水溶液を加えて、均一になるまで攪
拌した後、常温で6日間静置放置した。次表に示すよう
に、ピペラジンが少なくなる程均−な粒子状硬化が起こ
シに〈〈なったが、それ以外では微細な球形粒子が得ら
れた。
Example 10 Commercially available epoxy emulsion KLX-2 used in Example 1
Aqueous curing agent solutions having different composition ratios of piperazine and diethylenetriamine were added to 5,100 g, stirred until uniform, and then allowed to stand at room temperature for 6 days. As shown in the following table, as the amount of piperazine decreased, uniform particle curing occurred, but otherwise fine spherical particles were obtained.

実施例11゛ 分子内にエポキシ基を4〜5個有すると言われているフ
ェノール、ノボラック型エポキシ樹脂(商品名エピコー
ト152.エポキシ価175.油化シェルエポキシ■製
)と分子内にエポキシ基ヲ1個有するグリシジル・メタ
クリレート(エポキシ価145)の混合比を変えて、ノ
ニオン系界面活性剤ノイゲンEA−137−iエポキシ
化合物の5重量係加えた。激しく攪拌しながら水を徐々
に添加して、65重量係のエマルションを調整した。
Example 11 ``Phenol, which is said to have 4 to 5 epoxy groups in the molecule, and a novolak type epoxy resin (trade name Epicoat 152, epoxy value 175, manufactured by Yuka Shell Epoxy ■) and epoxy groups in the molecule. The mixing ratio of glycidyl methacrylate (epoxy value: 145) was changed, and 5 parts by weight of the nonionic surfactant Neugen EA-137-i epoxy compound was added. Water was gradually added with vigorous stirring to prepare an emulsion weighing 65% by weight.

このエマルジョンに、アミン当量のる倍のピペラジン水
溶液を加えて、常温で6日間静置放置した。
To this emulsion was added an aqueous piperazine solution in an amount twice the amine equivalent, and the emulsion was left standing at room temperature for 6 days.

結果を次表に示す通り、微細な粒子状硬化物が得られた
As the results are shown in the following table, a fine particulate cured product was obtained.

水子エポキシ化合物 実施例12 分子内にエポキシ基を22個持つ、実施例5で用いたエ
ピコート828とグリシジル・メタクリレ−トの混合比
を変えたものに、ノニオン系界面活性剤N5=230i
エポキシ化合物の7重量係加えて、70重量係のエポキ
シエマルションヲ調整シタ。このエマルジョンに、それ
ぞれアミン当量のピペラジンとN(2−アミンエチル)
ピペラジンを含む混合アミン水溶液を加えて、常温で1
0日間静置硬化させた。
Mizuko epoxy compound Example 12 Nonionic surfactant N5 = 230i was used with a different mixing ratio of Epicote 828 used in Example 5 and glycidyl methacrylate, which has 22 epoxy groups in the molecule.
Add 7 parts by weight of the epoxy compound and adjust the epoxy emulsion by 70 parts by weight. To this emulsion were added amine equivalents of piperazine and N(2-amineethyl).
Add a mixed amine aqueous solution containing piperazine to 1 ml at room temperature.
It was allowed to stand and cure for 0 days.

結果を次表に示す通り、グリシジル・メタクリレートを
含む微細な粒子状硬化物が得られた。
As the results are shown in the table below, a fine particulate cured product containing glycidyl methacrylate was obtained.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)  下肥一般式で示されるピペラジンまたはピペ
ラジン誘導体がエポキシ基と反応したエポキシ系樹脂か
ら成り、かづ粒子径が1〜50μmの球形であることを
特徴とするエポキシ系微粒子。 R′ (R,R’は水素原子まfcは炭素数1〜4の炭化水素
残基)
(1) Epoxy-based fine particles made of an epoxy-based resin in which piperazine or a piperazine derivative represented by the general formula of Shimane has reacted with an epoxy group, and are spherical with a particle size of 1 to 50 μm. R' (R, R' are hydrogen atoms, fc is a hydrocarbon residue having 1 to 4 carbon atoms)
(2)未硬化エポキシ系樹脂エマルジョンに水溶性硬化
剤を加えて微粒子状に硬化する際、下記一般式で示され
るピペラジンまたはピペラジン誘導体ヲ、エポキシ系樹
脂エマルジョンのエポキシ価から化学量論的に計算され
るアミン当量の15係以上含む水溶性硬化剤を用いるこ
とを特徴とするエポキシ系微粒子の製造方法。 R′ (R,R’は水素原子または炭素数1〜4の炭化水素残
基)
(2) When adding a water-soluble curing agent to an uncured epoxy resin emulsion and curing it into fine particles, piperazine or a piperazine derivative represented by the following general formula is calculated stoichiometrically from the epoxy value of the epoxy resin emulsion. A method for producing epoxy-based fine particles, characterized by using a water-soluble curing agent having a coefficient of 15 or more of the amine equivalent. R' (R, R' are hydrogen atoms or hydrocarbon residues having 1 to 4 carbon atoms)
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