JPS6131471A - エポキシ樹脂に基づく水で溶きうるコーテイング組成物 - Google Patents

エポキシ樹脂に基づく水で溶きうるコーテイング組成物

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JPS6131471A
JPS6131471A JP14688485A JP14688485A JPS6131471A JP S6131471 A JPS6131471 A JP S6131471A JP 14688485 A JP14688485 A JP 14688485A JP 14688485 A JP14688485 A JP 14688485A JP S6131471 A JPS6131471 A JP S6131471A
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water
epoxy resin
coating composition
compound
parts
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JP14688485A
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コーネリス・アドリアヌース・マリア・ヘーフス
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Akzo NV
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    • C08J3/02Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
    • C08J3/03Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C09D163/00Coating compositions based on epoxy resins; Coating compositions based on derivatives of epoxy resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
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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、エポキシ樹脂、これのためのアミノ基含有硬
化剤及び乳化補助化合物に基づく、水で溶くことができ
る( water−re4ucib1e ) =r−テ
ィング組成物に関する。水で溶くことができる組成物は
、その施与の際に有機溶剤が全く又は少ししか環境中に
放出されないという著しい利点を持つ。さらに、水の使
用は、生理的問題及び火災ならびに爆発の危険を減じる
。このタイプの組成物は英国特許第2.075.022
号明細書に記載されてお多い水性相中でのエポキシ樹脂
及び硬化剤の乳化のためにニトロアルカンが用いられて
いる。この組成物は、室温で硬化でき、船舶、航空機、
車輛及び橋の金属表面の保護のためのコーティング組成
物として有利に使用できる。これにより得られるコーテ
ィングは、たとえば有機溶剤及び水に対する極めて高い
抵抗性を示す。
驚ろくべきことに、本発明者は、組成物における別のグ
ループの有機化合物がエポキシ樹脂及びこれのための硬
化剤に対して適当な乳化作用を行うことを見い出した。
本発明に従う組成物は、乳化補助化合物が少くとも二つ
の互変異性形を持つ水溶性有機化合物であシ、互変異性
形の一つにおいて不安定な水素原子が炭素原子に結合さ
れており、該化合物カ少くとも一つのカルボニルオキシ
基又はスルホニル基を含むことを特徴とする。ここで水
溶性化合物という大葉は、20℃の水100g当シ少く
とも0,2tの溶解度を持つ化合物を意味する。
ここでエポキシ樹脂という大葉は、分子中に少くとも一
つ、好ましくは少くとも二つのエポキシ基を持つ化合物
を意味する。自体で固体又は液体であシうる適当なエポ
キシ樹脂の例として、(環状)脂肪族又は芳香族ヒドロ
キシル化合物たとえばアリルアルコール、ブタノール、
ンクロヘキサノール、フェノール、ブチルフェノール、
テカノール、エチレンクリコール、グリセロール、シク
ロヘキサンジオール、単核三官能又は三官能性フェノー
ル、ビスフェノールたl[ビスフェノールA及びビスフ
ェノールF1及び多核フェノールのモノ、ジ又はポリグ
リフジルエーテル;フェノールホルムアルデヒドノボラ
ックのポリグリシジルエーテル:エポキシ基を持つエチ
レン性不飽和化合物たとえばグリシジル(メタ)アクリ
レ−)、N−グリシジル(メタ)アクリルアミド及び/
又はアリルグリシジルエーテル及び所望により一以上の
他の共重合性のエチレン性不飽和モノマーのポリマー;
脂環式エボキ7化合物たとえばエポキシ化したかつ所望
により続けて水素化したスチレン又はジビニルベンゼン
;たとえば6〜24個の炭素原子を含む脂肪酸のグリシ
ジルエステル;グリシジル(メタ)アクリレート;イソ
シアヌレート基含有エポキシ化合物;エポキシ化ポリア
ルカジエンたとえばエボキン化ポリブタジェン;ヒダン
トインエポキン樹脂;脂肪族及び/又は脂環式アルケン
をエポキシ化して得られるエポキシ樹脂たとえばジペン
テンジオキシド、ジシクロペンタジェンジオキシド及び
ビニルシクロヘキセンジオキシド及び−分子ab−以上
のグリシジル基を含むポリエステル又はポリウレタンの
ようなグリシジル基含有樹脂及び上述のエポキシ樹脂の
混合物が挙げられる。一般に、上述のモノエポキシ化合
物は、ジ又はポリエポキシ化合物と共に用いられるが、
必ずしもその必要はない。エポキシ樹脂は当業者に周知
であシ、これ以上の説明を要しない。
用いられるエポキシ樹脂が下記の一般式を持つことが好
ましい。
とこでRは、脂肪族、脂環族又は芳香族基を示し、nけ
D〜150、好ましくは0〜60の数である。そのよう
なエポキシ樹脂の例として、エチレングリコール、ジエ
チレンクリコール、Fジエチレンクリコール、1.2−
7’ロバンジオール、1.6−プロパンジオール、1.
4−ブタンジオール、1,5−ベンタンジオール、ビス
(4−ヒドロキシシクロヘキシル) −2,2−7’ 
o ハン、4.4’−ジヒドロキシベンゾフェノン、シ
クロヘキサンジオール、ビス(4−ヒドロキシフェニル
)メタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル) −1,1
−エタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル) −1,1
−イソブタン及び1,5−ジヒドロキクナフタレンのグ
リシジルエーテルが挙げられる。所望によシ、たとえば
グリセロール、トリメチロールエタン、トリメチロール
エタン又は1.2.6−ヘキサンドリオールのような化
合物のポリグリシジルエーテルを用いることがテキル。
トくに、ビス(4−ヒドロキシフェニル) −2,2−
7’ロパンに基ツくジグリシジルエーテルが用いられる
。エポキシ樹脂のエポキシ当量は、好ましくは87〜6
000、より好ましくF:L120〜1000である。
エポキシ樹脂のための硬化剤として用いうるアミノ化合
物は一般に、一分子当り少くとも一つ、好ましくは少く
とも二つの第−又は第ニアミノ基を含む化合物である。
この化合物は、低分子量化合物でも高分子量化合物でも
よい。所望によシ、アミン化合物の混合物を用いること
ができる。適当な低分子量アミノ化合物の例としては、
モノアミンたとえば2−アミノエチルメルカプタン、ジ
アミンたとえばエチレンジアミン、イソホロンジアミン
及び/又はキシリレンジアミン、及びポリアミンたとえ
ばジエチレントリアミン、ジプロピレントリアミン及び
/又はトリエチレンテトラミン、及びそのようなポリア
ミン化合物の混合物が挙げられる。
適当な高分子量ポリアミノ化合物の例としては、ポリア
ミドアミノ樹脂;2以上のエポキシ基を持つ化合物への
第一アミンの付加生成物;第−又は第ニアミノ基を持つ
アミノ(メタ)アクリレートのポリマー、及び第−又は
第ニアミノ基を持つエチレン性不飽和化合物のアミノ基
含有ポリマーが挙げられる。これら高分子量ポリアミノ
化合物は一般に70〜475、好ましくは95〜240
のアミノ当量を持つ。ポリアミドアミノ樹脂の代表例と
して、−以上二価又は多価ポリアミンたとえばエチレン
ジアミン、ジエチレントリアミンまたはトリエチレンテ
トラミンと一以上のジカルボン酸たとえばアジピン酸、
アゼライン酸及び二量体化脂肪酸たとえば二量体化トー
ル油脂肪酸又は二量体化大豆油脂肪酸との重縮合によシ
得られる樹脂が挙げられる。重縮合は所望によシ、モノ
カルボン酸の存在下で実施できる。適当な硬化剤の例は
、少くとも一つの第−又は第ニアミノ基を持つアミンた
とえばエタノールアミン、ブチルアミン、ジエチルアミ
ン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、及びポ
リアミドアミンの、二以上のエポキシ基を持つ化合物へ
の付加生成物である。適当な出発エポキシ化合物は、た
とえば上述したエポキシ樹脂である。
適当な硬化剤の例として、アミン(メタ)アクリレート
たとえばアミノエチル(メタ)アクリレート、アミノブ
チル(メタ)アクリレート、メチルアミノエチル(メタ
)アクリレート及び/又はヒドロキシエチルアミノエチ
ル(メタ)アクリレート、及び所望により一以上の共重
合性のエチレン性不飽和化合物たとえばメチル(メタ)
アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(
メタ)アクリレート、2−エチルヘキンル(メタ)アク
リレート、(メタ)アクリロニトリル、2−ヒドロキシ
エチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アク
リレート、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトル
エン、ビニルアセテート、ビニルクロライド及び/又は
ビニルイソブチルエーテルのホモ又はコポリマーが挙げ
られる。他の適当な硬化剤の例としては、上述の第−及
び/又は第二アミンとケトンたとえばメチルアミルケト
ン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン又はメチ
ルアミルケトンとのケチミンが挙げられる。
上述の硬化剤は一般に知られており、更に説明を要しな
しくたとえばり一及びネビル(Leeand Nev1
11θ)、ハンドブック オプ エポキシ レジンズ(
Handbook of EI)O12Re5ins 
)、マツフグロウ ヒ/l/ (ya Graw Hl
ll)、ニューヨーク参照)。
組成物において、アミン化合物の活性水素原子の数対エ
ポキシ樹脂のエポキシ基の数の比は、0.4〜1.5、
好ましくは0.6〜1.2である。と〈には、アミン化
合物は、活性アミノ基対エポキク基のモル比が0.95
〜1.05であるような量で存在する。
本発明に従い、水で溶きうる組成物はまた、少くとも二
つの互変異性形で生じ、その一つにおいて不安定な水素
原子が炭素原子に結合されている特別の有機化合物を含
む。簡単化のために、これら化合物は以下ではOH酸と
呼ばれることがある。適当なOH酸の例としては、フェ
ニル−スルホニル−プロパノン−2、メチル−スルホニ
ル−アセトン、及びたとえば1〜10個の炭素原子を持
つ(環状)脂肪族又は芳香族ヒドロキクル化合物たとえ
ばメタノール、エタノール、プロパツール、ブタノール
、ヘキサノール、シクロヘキサノール、フェノール、エ
チレンクリコール、グリセロール、トリメチロールエタ
ン及ヒドリメチロールプロパンとカルボン酸たとえばニ
トロ酢酸、シアノ酢酸、モノクロル酢酸、3−クロルプ
ロピオン酸、トリフルオルアセト酢酸又はアセチル酢酸
とのエステルが挙げられる。適当なエステルの例は、エ
チルニトロアセテート、シクロヘキシルニトロアルテー
ト、ベンジルシアノアセテート、メチルアセトアセテー
ト、エチルアセトアセテート、及びメチル3−クロルプ
ロピオネートである。好ましくハ、アルキルシアノアセ
テート又はアルキルモノクロルアセテート、とくにシア
ノ酢酸又はモノクロル酢酸のメチルエステル又ハエチル
エステルが用いられる。OH@は一般に、3〜12、好
ましくは4〜11、より好ましくけ&5〜9のpKaを
持つ。0■酸は一般に、アミノ基含有硬化剤の窒素原子
当り[125〜2個のOH酸の不安定な水素原子が存在
するような量で用いられる。
水で溶きうるコーティング組成物は、エポキシ樹脂、ア
ミノ化合物及びOH酸から任意の適当な方法で形成でき
る。好ましくは、エポキシ樹脂がこれのための有機溶媒
の−又は二以上中に溶解され、次に硬化剤のための溶媒
中の硬化剤の溶液と混合される。実際には、OH酸は、
ボキシ樹脂溶液に加えられるか、又はエポキシ樹脂と硬
化剤の共通溶液に加えられる。望む施与粘度を得るため
に、得た溶液に最後に水を加えることができる。この水
で溶きうる組成物は、通常の添加物たとえば顔料、充填
剤、レベリング剤、消泡剤、クルミ防止剤、腐蝕防止剤
、エポキシ化合物を硬化するための触媒、及び不活性有
機溶剤たとえば脂肪族又は芳香族炭化水素、及びグリコ
ールエーテルたとえばブチルグリコール又はプロピレン
グリコールモノメチルエーテル及びこれらのエステルの
ような溶剤を含むことができる。
使用の準備ができたコーティング組成物は一般に、少く
とも30重量係、好ましくは少くとも40重量係の水を
含むことができる。
コーティング組成物は、任意の望む形態で、タトえばロ
ーラーコーティング、スプレー、ハケ塗シ、ふりかけ、
フローコーティング又は浸漬によって基体に施与できる
基体は、金属たとえばアルミニウム、マグネ ・シウム
、鋼、鉄、チタン、又は合成物質たとえば繊維強化エポ
キシ樹脂、ポリエーテル−エーテルケトン、ポリイミド
又はポリエステルであることができる。基体は所望によ
シ、予備処理することができる。コーティング組成物は
好ましくは、航空機産業においてプライマーとして用い
られる。コーティング組成物は一般に、環境温度で、又
はいく分高められた温度たとえば80℃までの温度で硬
化される。コーティングの厚さく硬化後)は一般に、5
〜25μm1好ましくは10〜20 pmである。
本発明はまた、エポキシ樹脂、及び少くとも二つの互変
異性形で生じ、その一つにおいて不安定な水素原子が炭
素原子に結合され、少くとも一つのカルボニルオキシ基
又はスルホニル基を含むところの水溶性有機化合物の混
合物に関する。
本発明を更に、下記の非限定的実施例において説明する
。エポキシ樹脂Aとして、230〜280のエポキシ当
量を持つビス(4−ヒドロキシフェニル) −2,2−
プロパンのジグリシジルエーテル(シェルケミカル社ヨ
リEpikotθ834(商標)として入手できる)が
用いられる。エポキシ樹月旨Bとして、172〜179
のエポキシ当量を持つフェノール−ホルムアルデヒドノ
ボラックのポリグリシジルエーテル(ダウケミカル社よ
りDθn 451 ’(商標)として入手できる)が用
いられる。エポキシ樹脂のための硬化剤Aとして、15
0のアミン当量を持つポリアミドアミノ樹脂(シエリン
グ(Bahθring)社からVersami  14
0(商標)として入手できる)の5636重量部と前述
のエポキシ樹脂Epikote 834の11.42重
量部との付加生成物が用いられる。エポキシ樹脂のため
の硬化剤Bとして、上述のポリアミドアミノ樹脂’Ve
raa−mid 140の36.36重量部と187の
エポキシ当1111つビス(4−ヒドロキシフェニル)
メタンのジグリシジルエーテル(シェルケミカル社から
Kpikote DX 23s  (商標)として入手
できる)のa72重量部の付加生成物が用いられる。ま
た、47.68重量部のクロム酸バリウム、31.71
重量部の二酸化ルチルチタン及び!io、21重量部の
ケイ酸アルミニウムの顔料混合物を用いる。総ての部及
びパーセント値は、重量に基づく。
実施例1 1a58部のブチルグリコール及び37.21部の芳香
族炭化水素(エッソ社から5OIVess。
(商標)として入手できる)中の4178部の硬化剤ム
の溶液103.57部に、109.60部の顔料混合物
を均一に加えて、サンドミルで分散させた。得た生成物
を、12.09部のメチルシアノアセテート中の4z7
8部のエポキシ樹脂入の溶液と均一に混合した。最後に
、得た混合物に脱イオン水苔100vを三回、攪拌下に
加えた。第二回目の水を加えた後に、水/オイル(ウォ
ーター イン オイル)からオイル/水への相逆転が起
きることが見られた。
実施例2 実施例1を繰返した。但し、47.78部のエポキシ樹
脂Aの代りに、34.10部のエポキシ樹脂Bを用いた
実施例3 実施例1を繰返した。但し、12.09部のメチルシア
ノアセテートの代りに、1′!L79部のエチルシアノ
アセテートを用いた。
実施例4 実施例1を繰返した。但し、1209部のメチルシアノ
アセテートの代りに、15.98部のプロピルンアノア
セテートを用いた。
実施例5 実施例1を繰返した。但し、12.09部のメチルシア
ノアセテートの代りに、lA21部のメチルクロルアセ
テートを用いた。
実施例6 実施例5を繰返した。但し、1五21部のメチルクロル
アセテートの代シに、14.92部のエチルクロルアセ
テートを用いた。
実施例7 実施例1を繰返した。但し、1209部のメチルシアノ
アセテートの代りに、14.93部のメチル3−クロル
プロピオネートを用いた。
実施例8 実施例1を繰返した。但し、45.78部の硬化剤Aの
代りに、45.06部の硬化剤Bを用いた。
実施例9 55、79部の芳香族炭化水素(エッソ社から5ofv
Lθ5eo100(商標)として入手できる)中の4Z
78部の硬化剤Aの溶液10i57部、に、109.6
0部の顔料混合物を均一に加え、サンドミルで分散させ
た。得た生成物を、12.09部のメチルシアノアセテ
ート中の4778部のエポキシ樹脂Aの溶液と均一に混
合した。
最後に各1009の脱イオン水を三回、得た混合物に攪
拌下に加えた。第二回の水を加えた後に、水/オイルか
らオイル/水の相逆転が起るが見られた。
水性組成物のテスト 基準M’1L−0−5541に従い予備処理されたアル
ミニラムパネルに、実施例1〜Bで得た水性組成物の各
々を施与した。組成物をパネルに16μmの厚さく乾燥
後)にスプレーし、21℃に180分間保った。アルミ
ニウムへのこのプライマーの接着を測定しなければなら
ない場合の他は、ポリウレタンコーティングをこのプラ
イマー上に30μmの厚さく乾燥後〕にスプレーした。
ポリウレタンコーティングの組成及び特性は、基準MI
L−0−83286に従う。
八つの水性組成物の総てが、航空機のための水性プライ
マーとしての使用のだめの米国国防省によシ制定された
MIL−P−85582基準に完全に従う。この基準は
なかんずく、ASTM−D−2197に従い行われるプ
ライマーの接着テストにおいて接着の損失がないこと:
 ASTM−B−117に従う1000時間の塩スプレ
ーテストにおいて、ひっかき傷からさらにO,S wm
を越える位置で腐蝕の形成がないとと: AEITM−
D−2803に従う500時間の糸状テストにおいて、
ひっかき傷からさらに12−を越える位置で伺らの腐蝕
が起きないこと;米国連邦基準141、メソッド630
1に従ういわゆる湿式接着の測定において、接着の損失
がないこと:英国基準DEN 1053、Nn14に従
い50℃の水中にパネルを4日間浸漬して測定されると
き、水(1200fより多い)に対して優れた抵抗性を
示すとと: MIL−L−23699、MIL−H−5
605及びMIL−H−83282に従い、各々121
℃、66℃及び66℃で24時間、三つの異るオイルに
曝したとき、接着の損失がないこと、スプレの形成がな
いこと及び軟化がないとと;を含んでいる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、エポキシ樹脂、エポキシ樹脂のためのアミノ基含有
    硬化剤及び乳化補助化合物を含む、水で溶くことができ
    るコーティング組成物において、乳化補助化合物が、少
    くとも二つの互変異性形を持ち、その一つにおいて不安
    定な水素原子が炭素原子に結合されており、かつ化合物
    が少くとも一つのカルボニルオキシ基又はスルホニル基
    を含むところの水溶性有機化合物であることを特徴とす
    るコーティング組成物。 2、乳化補助化合物がアルキルシアノアセテート又はア
    ルキルモノクロルアセテートである特許請求の範囲第1
    項記載のコーティング組成物。 3、乳化補助化合物がシアノ酢酸又はモノクロル酢酸の
    メチル又はエチルエステルである特許請求の範囲第1項
    記載のコーティング組成物。 4、少くとも二つの互変異性形を持つ水溶性有機化合物
    が、アミノ基含有硬化剤の窒素原子当り0.25〜2個
    の不安定な水素原子が存在するような量で含まれる特許
    請求の範囲第1項記載のコーティング組成物。 5、エポキシ樹脂、及び少くとも二つの互変異性形を持
    ち、その一つにおいて不安定な水素原子が炭素原子に結
    合されており、かつ化合物が少くとも一つのカルボニル
    オキシ基又はスルホニル基を含むところの水溶性有機化
    合物より成る組成物。 6、エポキシ樹脂のための有機溶媒をさらに含む特許請
    求の範囲第5項記載の組成物。
JP14688485A 1984-07-06 1985-07-05 エポキシ樹脂に基づく水で溶きうるコーテイング組成物 Pending JPS6131471A (ja)

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NL8402166 1984-07-06
NL8402166 1984-07-06

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