JPS6072849A - 3官能性1級アミン - Google Patents

3官能性1級アミン

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JPS6072849A
JPS6072849A JP59184711A JP18471184A JPS6072849A JP S6072849 A JPS6072849 A JP S6072849A JP 59184711 A JP59184711 A JP 59184711A JP 18471184 A JP18471184 A JP 18471184A JP S6072849 A JPS6072849 A JP S6072849A
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    • C08K5/17Amines; Quaternary ammonium compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08F2800/20Copolymer characterised by the proportions of the comonomers expressed as weight or mass percentages

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  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は低温硬化熱可塑性樹脂に関する。更に特に本発
明はアミン反応性重合体に対する新規な架橋剤、この架
橋剤の製造法、この架橋剤を含む組成物、及びこの組成
物から製造される架橋したコーティングに関する。
マレイン酸ジエステルとある種のジアミンとの反応は、
Yu、T、 Tanchlt、k及び1.1. Ral
’chuk。
J、 Organic Chttm、、 USSR,1
4、2083〜2088 (1978)の文献に例示さ
れているように公知である。この研究において、報告さ
れている反応生成物は、マレイン酸の二重結合を保持す
るポリアミド、ジアミンの各アミン基がミカエル反応に
よってマレイン酸ジエステルの二重結合に付加した付加
生成物、及びエステル基の1つがアミド基で置換された
マレイン酸ジエステル誘導 5一 体(アミドエステル)である。
1982年2月5日付は米国特許願第346.329号
及び1982年3月12日付は米国特許願第377.5
04号に例示されている如く、アミン反応性重合体に基
づく低温硬化性コーティング組成物は公知である。これ
らのコーティング組成物は活性エステル基を含む溶媒を
用いた溶液重合体に基づく。特許願第377.504号
においては、アミン末端トリアジン樹脂を用いて重合体
を架橋し、良好な耐性を有するフィルムを製造している
しかしながら、このコーティングはしばしばかなシ脆い
。特許願第346.329号において、架橋剤は長鎖の
ジアミン例えば4,7−ジオキソ−1゜10−デカンジ
アミン(DOD4)或いは短鎖の脂肪族ジアミン例えば
1,6−ヘキサンジアミンであってよい。柔軟性は長鎖
のジアミン例えばDOD、4を用いて得ることができる
が、硬度が犠 6 − 牲となる。事実、DODイを用いる場合3以上のKno
op硬度を有するフィルムを製造すること目困難である
。一方短い脂肪族ソアミンを用いた時、許容しうる架橋
密度を得ることは困難である。1゜6−ヘキサンジアミ
ンの炭素数6は短かすぎて、活性エステル基を効果的に
利用しえない。それ故に、低温硬化性を可能にする、良
好な耐性を示す硬いが柔軟性のあるフィルムを生成する
、そして架橋しうる重合体のアミン反応性基を十分に利
用する架橋剤が早急に必要とされている。従ってそのよ
うな架橋剤及び例えばコーティング及び接着剤の適用に
有用なそれに基づく組成物を提供することは技術的に重
大な進歩となる。
従って本発明の1つの目的は、低温硬化を可能にする、
良好か耐性を有する硬いが柔軟なフィルムを生成する、
また架橋しうる重合体のアミン反応性基を効果的に利用
する架橋剤を提供するととである。
更なる目的はそのような架橋剤に基づく組成物を提供す
ることである。
更なる目的はこの組成物を硬化させることによって得ら
れる架橋したコーティングを提供することである。
更なる目的は該架橋剤の合成法を提供することである。
本発明の他の目的、利点及び新填な特徴は、以下の記述
に示され、且つ一部後述する実験に基づいて同業者には
明らかになるであろうし、或いは本発明の実施によって
知ることができる。
上述の目的を達成するだめに且つ本明細書に具体的に、
また概述的に示す本発明の目的に従って新規な架橋剤を
提供する。この架橋剤は式%式% 〔式中、n=4〜8〕 の、立体障害されてない3官能性1級アミンである。ま
た本発明は、(α)式 %式% 〔式中、Rは炭素数1〜4のアルキルである〕の不飽和
ジエステルを式 %式%) 〔式中、n=4〜8〕 のりアミンと反応させ、そして(b)3官能性アミンを
回収する、という工程を含む架橋剤の製造法を 9− 提供する。この反応は、ROH副生物を蒸留で除去する
のに十分な温度において及びジアミン/ジエステルのモ
ル比を少くとも約3:1にして行なわれる。
更に本発明はアミン反応性重合体及び上述の架橋剤を含
有する低温硬化性組成物を提供する。架橋剤は架橋され
た重合体を生成せしめるのに十分な量で存在する。組成
物中における架橋剤の存在は、硬化温度を可能とし、良
好な耐性を有する硬いが柔軟なフィルムを与え、架橋し
うる重合体のアミン反応性基を効率的に使用する。また
本発明はこの組成物を硬化させることによって得られる
架橋されたコーティングを提供する。
本発明によると、架橋は、アミン反応性基をもつ重合体
及び1級アミン基を含む架橋剤間の反応を利用する。こ
の反応は低温条件下に起こる。長鎖ポリアミンの中央に
アミド官能基を存在させる 10− と、硬いが柔軟性を保持(7たフィルムを提供すること
が予期を越えて発見された。アミン反応性基の更に完全
な転化は、1級アミン基間の架橋鎖に炭素及び/又は電
素原子少くとも12、好ましくは少くとも16の原子が
存在することによって可能になる。
本発明の新規な架橋剤は、式 %式% 〔式中、?L=4〜8〕 の立体的に障害されてない、3官能性1級アミンである
。好適な3官能性1級アミンは、上式においてnが6で
あるN、N’−ビス(6−アミノヘキシル)−2−C(
6−アミノヘキシル)アミノ〕ブタンソアミドである。
3官能性アミンはニーキシ系における如くアミン反応性
重合体に対する架橋剤として使用できる。
重合体は複数の1級アミン基を有する架橋剤との反応に
よって硬化しうる。得られる組成物の用途はコーティン
グ及び接着剤を含む。便宜上、アミン反応性重合体は式 %式% 〔式中、R1基はH及びMeから選択され、R2基は炭
素数1〜6のアルギル、炭素数5〜6のシクロアルキル
、及び炭素数2〜6の2−ヒドロキシアルキルから選択
され、そしてR8基は炭素数1〜6のアルキル、炭素数
5〜6のシクロアルキル、及び炭素数2〜6の2−ヒド
ロキシアルキルから選択される〕 の活性エステル含有のビニル単量体に由来する反復単位
を含有する。適当外ビニル単量体はメチルアクリルアミ
ドグリコレートメチルエーテル(MAGME)、エチル
アクリルアミドグリコレートエチルエーテル、ブチルア
クリルアミドグリコレートブチルエーテル、メチルアク
リルアミドグリコレートエチルエーテル及ヒエチルアク
リルアミドグリコレートメチルエーテルを含み、MAG
MEが好適である。
これらのビニル単量体は、関連部分が本明細書に参考文
献として引用されている前述した米国特許願第346.
329号に記述されている方法によって適当に製造され
る。更に・、本発明のこの記述においヤ後に示される2
つの例示的方法に注目することができる。
活性エステル基含有の重合体は、1つ又はそれ 13− 以上の共重合しうるエチレン性不飽和の単量体に由来す
る反復単位を含有しうる。有用な共単量体は、アクリル
酸のC5〜C18、好゛ましくけC2〜C,アルキルエ
ステル、メタクリル酸のC1〜C18、好マシクけC8
〜C8アルキルエステル、ヒドロキシ含有単量体例えば
アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシプ
ロピル、メタクリル酸ヒドロキシエチル及びメタクリル
酸ヒドロキシプロピル、スチレン、α−メチルスチレン
、アクリロニトリル、アクリルアミド、アクリル酸、メ
タクリル酸及び酢酸ビニルを含むが、これだけに限定さ
れない。
活性エステル基を含有する重合体は、通常の重合法によ
って重合でき、或いは更に好ましくはこれらの他の単量
体と共重合しうる。特別が注量は必要ない。しかしなが
ら、溶液重合における粘度の調節のために、重合溶媒混
合物には水素結合す14− る溶媒を含有せしめるべきである。溶媒を含む溶液重合
体の製造法は関連部分が本明、細書に参考文献として引
用されている前述した米国特許願第377、504号に
記述されている。更に本発明のこの記述において後に示
される例示的重合方法に注目することができる。
1級アミン反応性重合体を含む組成物に使用される3官
能性アミンの量は、広く変化させることができ、一般に
多くの因子例えば所望の架橋の程度及び用いる反応物の
種類によって決定される。
いずれの場合においても、架橋剤は架橋した重合体を生
成せしめるのに十分な量で用いられる。一般に組成物中
のアミン架橋剤の官能基は用いる重合体の1級アミン反
応性官能基pコ基づいて約05〜10当量の範囲にある
であろう。好ましくけ1級アミン基の約0.8〜1.2
尚量が使用される。
組成物が活性エステル基含有重合体に基づく場合、重合
体は活性エステル含有のビニル却景体に由来する反復単
位を約2〜35重量%含有すべきである。溶媒を含む溶
液重合体の場合、最適な性質は反復単位の約20〜35
重量%がこの嚇量体に由来する場合に得られる。
気の付いている最近の発明は、D、 A、 Ley及び
H,Bwrkhardの名で1983年に出された関連
米国特許願第 号(Docket番号29、185 )
に開示され1つ特許請求されており、活性エステル基を
もつ乳化された重合体を含む低温で架橋しうる乳化液に
関する。その活性エステル含有ビニル単量体において、
R1はH又はメチルでお沙、またR1及びRa基は炭素
数1〜4のアルキルから独立に選択される。これらの乳
化液に対して、重合体は活性エステル含有のビニル単量
体に由来する反復単位を約2〜10重量%で含有するこ
とが好適である。これらの特徴を除いて、上述した開示
はこの種の低温で架橋しうる組成物に属すものである。
本発明で使用される架橋しうるアミン反応性重合体は、
3官能性1級アミンとの反応により低温で硬化せしめら
れる。ここに「低温」とは凡そ室温から約50℃まで、
ある場合には約1oooCiでを意味する。M、40M
Eを活性エステル含有のビニル単量体として用いる場合
、架橋は室温で起とシうる。高級アルキルエステル例え
ばブチルエステルを用いる々らは、架橋したフィルムを
得るために加熱が必要である。
本発明の組成物は適当な期間適当な温度にさらすことに
よって容易に硬化する。この硬化の速度は、硬化を行な
う温度、組成物を構成する成分、そして促進剤の存在又
は不存在を含む因子に依存する。
組成物はコーティング組成物に通常使用される17− 如き他の成分を含有していてよい。そのような成分は顔
料、流動添加剤及び改変剤を含む。溶媒を含む活性エス
テル基含有の溶液重合体は、一般的な目的のコーティン
グとして並びに自動車、木材、装飾、織物及び紙におけ
るコーティングとして有用である。
本発明の新規な架橋剤は、式 〔式中、Rは炭素数1〜4のアルキルである〕の不飽和
ジエステルを式 %式% 〔式中、n=4〜8〕 ノシアミンと共に加熱し、そしてアルコール、例えばR
がメチルの場合にはメタノールを副生物トして回収する
ことにより合成される。ジエステルはマレイン酸又はフ
マル酸のエステルであす、簡18− 便なジエステルは71ツイン酸ジメチルである。好適な
ソアミンは1.6−ヘキサンジアミンである。
反応器に適用される熱の量は、アルコール副生物の留出
が起こる釜温度を与えるように選択される。反応物を少
くとも3:1(ソアミン:ジエステル)のモル比で一緒
にする。約3:】のモル比は有利である。約3:1以上
のモル比を用いる場合、モル比は典型的には、未反応の
過剰のソアミンを除去するのに難点があるから3:1よ
り僅かにだけ大きく、約5:1は実際上の上限である。
簡便には反応は無溶媒であり、即ち溶媒を反応物に添加
せず、反応物を反応中攪拌しながら混合し、反応を大気
雰囲気下に行なう。反応は最早やアルコール副生物が発
生しなくなるまで#続される。
所望の生成物は例えば反応混合物を大過剰のトルエン中
に注ぎ、トルエンに不溶であるトルエンよシも濃密な物
質を生成物として分離することによ砂回収される。
D、 A、 Ley及びH,Burkhard ノ名で
出された1983年付けの関連米国將許願第 号(Docket番号29433)に開示され旧つ特許
請求されている気のついた最近の特許は、3官能性アミ
ンの改良された製造法に関する。この方法は次のように
例示されるニ ア5〜80°Cノ)ルエy (360f )中1,6−
ヘキサンジアミン(x74r、1.sモル)の溶液に、
マレイン酸ジメチル(72t、o、5モル)を2〜3時
間に亘って添加する。この反応温度は還流条件下に80
°から110℃まで上昇する。
添加の完了後、メタノールを120〜125℃の反応温
度で留去する。この時反応液の容量を維持するために更
にトルエン(a2or)を添加する。
この反応はアミンの滴定により吠いはIH−NuRスペ
クトルでのメチルエステルの消失により追跡することが
できる。反応の完結後、トルエンを真空下(50〜70
℃、15〜2(IgmH17)に除去して、N、Ml−
ビス(6−アミノヘキシル)−2−((6−アミンヘキ
シル)アミンコブタンシアミドを、放置した時に固化す
る粘稠な液体として得る。
次の実施例において、すべての部及びパーセントは断ら
ない限シ重量によるものとする。
実施例1 マレイン酸ジメチル(4a、 2 y 、 o、 sモ
ル)及びヘキサメチレンシアミン(t75r*tsモル
)を含有する反応器を、大気雰囲気下に攪拌し彦から加
熱して、副生物のメタノールを蒸留によって除去した。
90分後、釜の温度は170℃に上昇した。最早やメタ
ノール副生物が発生しなくなった時反応を終了した。反
応混合物を大過剰のトルエン中に注ぎ、トルエンに不溶
で且つトルエンよ21− シ濃密カ生成物を分離した。このIR及びN M Rス
ペクトルは所望のN、N’−ビス(6−アミノヘキシル
)−2−1m(6−アミンヘキシル)アミノ〕ブタンソ
アミド構造と一致した。生成物の収量は50. Ofで
あった。生成物はトルエン、クロルベンゼン及び四塩化
炭素に不溶で、塩化メチレン、セロソルブ、メタノール
、クロロホルム及ヒ水に可溶であった。
実施例2 マレイン酸ツメチル(72r、o、sモル)及ヒヘキサ
メチレンジアミン(197f、1.7モル)を含有する
反応容器を大気雰囲気下に加熱し、メタノールを反応の
副生物として集めた。反応を3時間35分継続した。こ
の時間までに釜の温度は170℃まで上昇した。この反
応混合物を、トルエン約i o o o7!で、約20
07!ずつ用いることによって抽出した。トルエンを分
離し、残存する22− 生成物を塩化メチlノンに溶解し、中和度のガラスフィ
ルターを通してF遇した。収率は76%であった。
メチルアクリルアミドグリコレートメチルエーテ攪拌機
及びモレキュラーシーブ乾燥剤を充填した抽出器を備え
た3ツロフラスコに、アクリルアミドグリコール酸30
0部、メタノール3000部、フェノチアジン0.05
部、98%a酸4.5 部及びクロロホルム200部を
添加した。混合物を還流するまで加熱し、留出物を6+
時間抽出器中を通過させた。混合物を冷却し、混合物が
約40°Cに暖まる時点まで16時間放置し、炭酸す)
 IJウム191を添加し、溶液を24一時間攪拌した
混合物を涙過し、溶媒を真空留去した。固体残渣をクロ
ロホルムで抽出した。抽出物にソエチルエーテルを添加
し、沈殿した重合体物質を捨てた。
残りの抽出物から溶媒を除去して粗M A G M E
264、2部を得た。
ブチルアクリルアミドグリコレートブチルエーテDeα
n 5tark水w隼器及び攪拌機を備えたフラスコ中
において、アクリルアミドグリコール酸100部、ブタ
ノール517部、濃硫酸1部及びハイドロキノンのモノ
メチルエーテルo、 1 部を混合した。5〜10分後
、トルエン100rnlを添加し、理論量の水が共沸で
象められるまで5時間還流状態に保った。トルエンと過
剰のブタノールを真空下に除去して粗生成物173部を
得た。
重合体lの製造 メチルアクリルアミドグリコレートメチルエーテル(3
3,2部)を、無水エタノール59.8部及びトルエン
896部に溶解した。これにアクリル酸ブチル66.4
部、メタクリル酸メチル42.6部、スチレン16.6
部、アクリル酸4.2部、n−ドデシルメルカプタン1
,7部、及びt−ブチルパーオキシイソブチレート3.
3部を添加した。トルエン(10部)及びエタノール6
.6部をフラスコ中に入れ、N、パージ下に82℃に加
熱した。単量体混合物を6.5時間に亘ってゆつくp添
加した。反応混合物を更に扶、′2時間82℃に保った
この重合体は次の特注を有した:明黄色、ディツシュ固
体(dish 5olid ) (105°Cで2時間
)52.9に、非揮発性、重合体の理論的Tg16℃。
重合体Bの製造 反応物が次の通りである以外、重合体イに対して用いた
方法に従っだ: メチルアクリルアミドグリコレ− トメチルエーテル 34.0部 アクリル酸ブチル 53.1部 メタクリル酸メチル 49,7部 25− スチレン 28.9部 アクリル酸 4.3部 n−ドデシルメルカプタン 1.7 部t−プチルパー
オキシイソプチレー) 3.4m無水エタノール 68
.0部 トルエン 1ozO部 得られる重合体は明黄色の液体であり、ディツシュ固体
52.5%及び理論的T(730℃であった。
高及び低rg重合体画分のその場での生成によって重合
体Cを製造した。
26− へ 1ト Δ ト λ ■ ムム 仕込み物1をフラスコ中に入れ、N2パーツ下に82℃
まで加熱した。僅かな発熱が観察された。
この溶液を82°Cに4時間保った。仕込み物2を3時
間に亘ってゆっくり添加した。反応混合物を更に12時
間82°Cに保った。重合体は次の特性を有しだ:明黄
色の溶液、ディツシュ固体52.0%、Brookft
eld粘度1700センチポイズ。
実施例3 トルエン1.2部中A’、#’−ビス(6−アミノヘキ
シル)−2−[:(6−アミノヘキシル)アミンコブタ
ンジアミド166部を重合体420部と混合し、エタノ
ール1.0部中2−ヒドロキシピリジン0.2部を触媒
として添加した。この混合物を、予備処理したアルミニ
ウムツクネル上でフィルムにキャストし、表に示す温度
で硬化した。100℃に対しては20分間の硬化時間、
室温では14日間の硬化時間を用いた。性質を表に示す
実施例4 重合体Bを用いる以外実施例3の方法に従った。
性質を表に示す。
実施例5 アミン架橋剤3.4部を重合体C20部に添加する以外
実施例3の方法に従った。性質を表に示す。
対照例1〜3 メチルセロソルブ■中アミン末端トリアジン樹脂(当量
重量=262)(50%固体)を架橋剤として用いる以
外実施例3〜5の方法に従った。
この樹脂は、関連部分が本明細書に参考文献として引用
される1982年5月12日付は米国関連特許出願第3
77.504号に記述されている方法に従って得られる
。この点に関し、アミノトリアソン化合物の、酸触媒の
存在下、120〜2500Cの温度におけるアミンとの
溶融縮合により、吹いはクロライド(例えばシアヌル酸
クロライド)29− の、酸捕捉剤の存在下におけるアミンとの反応によって
樹脂を得た。例は米国特許第2.393.755号に、
またA、 Wetsberger編、The Che−
mistry of E’eteroCycltc C
ompounds、 aseries of Mo%o
graphs”、 IntersciencePubl
ishers社、 New York、 1959年の
E。
kf、 Smo l in及びり、 Rapport著
’+ ” s −Tria−zine and Der
ivatives”に示されている。得られた3つのフ
ィルムの性質を表に示す。
 30− 上記実施例は本発明の例示である。これらの実施例はい
ずれの具合でも本発明の範囲を制限するものと解釈され
ないことを理解すべきである。むしろ本発明の範囲は特
許請求の範囲によって規定されるものである。
本発明の低温硬化組成物が活性エステル基含有重合体に
基づくとき、本発明の新規な3官能性アミンによって与
えられる硬化の速度は、ある場合には1.6−−、キサ
ンジアミンのようなジアミンの硬化の速度よりも実質的
に速いであろう。更に、この低温硬化性組成物の具体例
において、溶液重合体は活性エステル基含有のビニル単
量体に由来する反復単位を約1〜100重量%で含有す
る。
特許出願人 アメリカン・サイアナミド・カンパニー3
2− 441−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、式 %式% 〔式中、n−4〜8〕 の3官能性1級アミン。 2、n=6の特許請求の範囲第1項記載の3官能性1級
    アミン。 RO−C−CH=CH−C−OR 〔式中、Rは炭素数1〜4のアルキルである〕の不飽和
    ジエステルを、ROH副生物の蒸留による除去に十分力
    温度において、まだジアミン/ジエステルのモル比を少
    くとも約3:1にして式%式% 〔式中、n=4〜8〕 のジアミンと反応させ;そして(b)3官能性1級アミ
    ンを回収する、 ことを含んでなる式 〔式中、nは上述と同一である〕 の3官能性1級アミンの製造法。 4、 ジエステルがマレイン酸ツメチルである特許請求
    の範囲第3項記載の方法。 5、 ジエステルがマレイン酸ソエチルである特許請求
    の範囲第3項記載の方法。 6、 ジアミンが1,6−ヘキサンジアミンである特許
    請求の範囲第3項記載の方法。 7.3官能性1級アミン生成物において、n=6である
    特許請求の範囲第3項記載の方法。 8 ジアミン/ジエステルのモル比が約3:1である特
    許請求の範囲第3項記載の方法。 9、 アミン反応性重合体及び式 〔式中、n=4〜8〕 の架橋剤を含んでなり、但し架橋剤が架橋された重合体
    を生成するのに十分な量で存在する低温硬化性組成物。 10、重合体が式 %式% 〔式中、R1基はH及びMeから選択され、R2基は炭
    素数1〜6のアルキル、炭素数5〜6のシクロアルキル
    、及び炭素数2〜6の2−ヒドロキシアルキルから選択
    され、そしてR3基は炭素数1〜6のアルキル、炭素数
    5〜6のシクロアルキル、及び炭素数2〜6の2−ヒド
    ロキシアルキルから選択される〕 の活性エステル含有のビニル単量体に由来する反復単位
    を含有する特許請求の範囲第9項記載の組成物。
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