JPS6144916A - 比較的高分子量のエポキシ樹脂を製造する方法 - Google Patents

比較的高分子量のエポキシ樹脂を製造する方法

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JPS6144916A
JPS6144916A JP60164242A JP16424285A JPS6144916A JP S6144916 A JPS6144916 A JP S6144916A JP 60164242 A JP60164242 A JP 60164242A JP 16424285 A JP16424285 A JP 16424285A JP S6144916 A JPS6144916 A JP S6144916A
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epoxy resin
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high molecular
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ロイ・アンソニー・アレン
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/02Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule
    • C08G59/04Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule of polyhydroxy compounds with epihalohydrins or precursors thereof

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、比較的低分子量のエポキシ樹脂から比較的高
分子量のエポキシ樹脂を製造する方法、並びにそれから
つくられた硬化性組成物に関する。
〔従来の技術〕
比較的低分子量の液状エポキシ樹脂から比較的高分子量
の樹脂を製造する方法は公知である。例えば、米国特許
第3,477.990号、米国特許第3.547,88
1号、米国特許第3.978,027号、米国特許第3
,824.212号及び米国特許第4,320,222
号参照。
簡単に述べると、これらの方法は、エーテル化触媒の存
在下で比較的低分子量のポリエポキシド(即ち、約35
00未満の分子量)を多価フェノールと反応させて比較
的高分子量の固体ポリエボキシドを生成させることから
なる。これらの固体ポリエポキシドは次いで、慣用のエ
ポキシ樹脂硬化剤例えばアミン、無水物、メルカプタン
、イミダゾール等で硬化されて被膜、接着剤、注型品等
を生成し得る。また、これらのいわゆる溶融ポリエポキ
シドは種々の化合物と反応されて付加物を生成し得、し
かしてこれらの付加物は、付加反応の相対的化学量論量
に依存してエポキシ硬化剤で硬化され得るところの他の
ポリエポキシド又は付加物用の硬化剤として有用である
上記の溶融技法は固体ポリエポキシドを製造するための
好ましい方法であるけれども、エーテル化触媒の存在下
で多価フェノール例えばビスフェノールAをエビクロロ
ヒドリンと反応させ、その後脱ハロゲン化工程を行うこ
とからなるところの比較的古い方法も依然用いられてい
る。このいわゆる慣用の樹脂は、種々のウォーターボー
ン(water−borne)プライマー配合物及び被
覆配合物に利用されている。例えば、かかる固体のエポ
キシ樹脂は、芳香族の酸例えばパラアミノ安息香酸(P
ABA)で付加されてウォーターボーンプライマー被覆
を生成する。例えば、米国特許第’4,094,844
号、米国特許第4,098,744号及び米国特許第4
.119,609号参照。
〔発明が解決しようとする問題点〕
溶融技法によって製造された固体のエポキシ樹脂がかか
るウォーターボーン組成物例えばPABA系に用いられ
る場合、得られる配合物は、多くの用途に許容され得る
粘度を示さない、ということがわかった。
〔解決手段、作用及び作用効果: 許容できる粘度範囲及び増大された第1級ヒドロキシル
官能性を有する溶融エポキシ樹脂が、改良溶融法によっ
て製造され得る、ということが今般見出された。
本発明は、(1)少なくとも1個のビシナル−エポキシ
基を有する比較的低分子量のポリエポキシド、(2)多
価フェノール、(3)触媒量のエーテル化触媒及び(4
)該ポリエポキシドの重量を基準として1〜5重量%の
ジメチロールプロピオン酸、を反応させることによる比
較的高分子量のポリエポキシドの製造法に関する。
普通液状であるエポキシドが本組成物におし)て好まし
いけれども、半固体状エポキシ樹脂並びに固体及び液状
の樹脂の混合物も有用である。
本発明に用いられる液状ポリエポキシドに番よ、1分子
当たり・1個よりも多いビシニル−エポキシ基を有する
化合物が含まれる。これらのポリエポキシドは飽和又は
不飽和の脂肪族、脂環式、芳香族又は複素環式のもので
あり、所望ならば、ノAロゲン原子、ヒドロキシ基、エ
ーテル基等の如きJl=干渉性置換基で置換されている
。使用ポリエポキシドはモノマー状又はポリマー状であ
る。好ましい液状ポリエポキシドには、多価フェノール
及び多価アルコールのいわゆる液状のグリシジルポリエ
ーテルが含まれる。約300ないし約900の平均分子
量及び約140ないし約500のエポキシド当量を有す
る2、2−ビス(4−ヒドロキシ。
ルフェニル)プロパンのグリシジルポリエーテルが一層
好ましい。300ないし900の平均分子量、140な
いし500のエポキシド当量を有しかつ0.1〜1.0
重量%又はそれ以上のケン化性塩素を含有する2、2−
ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンのグリシジル
ポリエーテルが特に好ましい。本明細書で用いられてい
る用語“エポキシド当量”及び“エポキシド当たりの重
量”は、ポリエポキシド分子中に存在するオキシラン基
の平均数で割ったポリエポキシドの平均分子量を指す。
適当な多価フェノール(2)には、芳香族核に結合した
ヒドロキシル基少なくとも1個を有する化合物が含まれ
る。該フェノールは、種々の異なるタイプの置換基で置
換されていてもよい。該フェノールの例にはとりわけ、
フェノール、レゾルシン、0−クレゾール、m−クレゾ
ール、p−クレゾール、クロロフェノール、ニトロフェ
ノール、ノ\イドロキノン、2,2−ビス(4−ヒドロ
キシフェニル)プロパン、2.2−ビス(4−ヒドロキ
シフェニル)ペンタン等、並びに−価又は多価フェノー
ルをホルムアルデヒドと縮合させること番こよって得ら
れるポリマータイプの多価フェノールが含まれる。
用いられるべき好ましいフェノールは、2ないし6個の
OH基及び30個までの炭素原子を含有する多価フェノ
ールである。特に考慮されるものは、下記式のフェノー
ルである: RRRR RRRR 式中、Xは二価の元素又は基であり、Rは独立的に、水
素、ハロゲン及び炭化水素基からなる群の群員である。
Xによって表わされる好ましい元素又は基は、酸素、硫
黄、−5O−15O2−110個までの炭素原子を含有
する二価の炭化水素基、及び酸素、ケイ素、硫黄又は窒
素を含有する二価の炭化水素基である。
本発明に用いられ得るポリエポキシド及びフェノールの
種々の例は米国特許第3,477.990号第5欄第1
行ないし第6@第10行に記載されており、フェノール
の例に関する該米国特許の開示のほとんどが参照される
通常のエステル化及びエーテル化の触媒のすべてが本溶
融法に用いるのに適合し、当業者に多数知られている。
適当な触媒には、米国特許第3.477.990号に開
示されている如きハロゲン化ホスホニウム塩、米国特許
第3,547,881号に開示されている如きホスフィ
ン、米国特許第3.978.027号に開示されている
如きヨウ化カリウム、米国特許第3,824.212号
に開示されている如きハロゲン化アンモニウム、及び米
国特許第4,320,222号に開示されている如き組
合せ触媒が含まれる。ハロゲン化ホスホニウム塩が最も
好ましい。
本方法に用いられるべきポリエポキシド及び多価フェノ
ールの量は、反応体のタイプ及び生成させるべき生成物
のタイプに依り、広範囲にわたって変えられる。一般に
、これらの反応体はおおよそ化学当量の量で用いられ、
即ち、フェノールの化学当量の量が、反応させるべき各
エポキシ基に対して1個のフェノール性ヒドロキシルを
供するのに充分な量であろう。例えば、ジエポキシドを
m個フエノールと反応させしかも両エポキシ基が反応さ
れるべきである場合、1モルのジエボキシドが約2モル
のm個フエノールと反応されるべきである。一方、ジエ
ボキシドを2価フェノールと反応させしかも画エポキシ
ド基を反応させることによってモノマー生成物が所望さ
れる場合、1モルのジエボキシドを約2モルの多価フェ
ノールと反応させるべきである。ポリマー生成物が所望
される場合、所望に応じて例えば4モルのジエボキシド
及び5モルの多価フェノールの如く、比較的小さい比率
が用いられるべきである。エポキシド末端生成物が所望
される場合、比較的高いモル比のジエポキシドが用いら
れるべきである。
優れた結果は、比較的高分子量の樹脂が生成される場合
に得られ、この瑞合、所望分子量に依り、並びに末端基
のタイプに依り即ち生成物がエポキシドで終端されるべ
きかあるいはフェノールで終端されるべきかに依り、反
応体の比率は変えられ一般に、エポキシド化合物及びエ
ーテル化触媒、又は予備接触されたエポキシドがフェノ
ール及びジメチロールプロピオン酸(DMPA)と混合
され、そしてその混合物は90℃ないし200℃の温度
に、反応を完了させる時間即ち1〜3時藺加熱される。
反応は溶媒の存在下又は不存在下で行われ、溶媒又は希
釈剤の添加なしで容易に遂行される。しかしながら、あ
る場合には即ち一方又は両方の反応体が固体又は粘性液
体である場合には、反応の遂行を助成するために希釈剤
を添加することが望ましい。かかる物質の例には、不活
性な液体例えばキシレン、トルエン、シクロヘキサン等
の如き不活性な炭化水素が含まれる。
溶媒が反応に用いられかつ生じる生成物が被覆目的に用
いられるべきである場合には、該溶媒は典型的には反応
混合物中に残留される。そうでない場合には、蒸留等の
如き適当な方法により、溶媒は除去される。
このいわゆる溶融技法は周知であり、米国特許第3,4
77.990号及び米国特許第4,320.222号に
一層詳しく記載されており、かかる記載が参照される。
比較的低分子量の予備接触された飽和樹脂を多価フェノ
ールと反応さ笹ることによって得られる固体の溶融樹脂
は、慣用のエポキシ硬化剤と反応されて硬い、不溶性、
不溶融性の生成物を形成し得る。
適当な硬化剤の例にはとりわけ、ジー、トリー及び一層
高縁のカルボン酸の如き多塩基酸及びそれらの無水物;
硫黄、窒素、リン又はハロゲンを含有するそのような酸
素;例えばジエチレントリアミン及びピリジンの如き、
アミノ含有化合物;活性アミノ及び/又はカルボキシル
基を含有するポリアミド;及びその他が含まれる。
硬化剤の量は、所与の硬化剤に依りかなり変えられる。
アルカリ又はフェノキシトの場合、1〜4重景%が一般
に適する。リン酸及びそのエステルの場合、1〜10重
景%の添加で良好な結果が得られる。第3級アミン化合
物は好ましくは、約1〜15重量%の量で用いられる。
酸、無水物、ポリアミド、ポリアミン、ポリメルカプタ
ン等は好ましくは、少なくとも0.8当量好ましくは0
.8〜1.5当量で用いられる。当量は、エポキシ基1
個当たり活性水素化物(又は無水物基)を与えるのに必
要な量を指す。
他の物質もまた、所望に応じて組成物に添加され得る。
このものには、米国特許第3,477.990号に記載
されている如き他のタイプのポリエポキシドが含まれる
。また、溶媒、稀釈剤、充填剤例えば砂、岩、樹脂粒子
、グラファイト、アスベスト、ガラス又は金属酸化物繊
維等、可塑剤、安定剤、樹脂、殺虫剤、殺菌剤、酸化防
止剤、顔料等が含まれる。
本方法によって製造された比較的高分子量の樹脂は好ま
しくは、とりわけ米国特許第4,094,844号、米
国特許第4,098,744号及び米国特許第4.11
9,609号の方法に従いウォーターボーンプライマー
被膜を生成させるのに利用される。
〔実施例〕
本発明が実施され得る態様を説明するために、次の例を
示す。側段指摘がなければ、部は重量部である。
エポキシ樹脂Aは、平均分子量380及びエポキシ当た
りの重量(WPE)190を有する2゜2−ビス(4−
ヒドロキシフェニル)プロパンのジグリシジルエーテル
であって、0.1%のエチルトリフェニルホスホニウム
ヨーダイト及び約3%の有機溶媒(80〜85%のキシ
レン及び15〜20%のエーテルグリコール)を含有す
る。
MEKは、メチルエチルケトンである。
例1 攪拌機及び窒素ブランケットを備えた反応器中に、次の
成分を入れた: 衣−一一分        11に エポキシ樹脂A          ? 2. OOビ
スフェノールA         26゜30ジメチロ
ールプロピオン酸     1.70ioo、o。
上記の混合物を116℃に40分かけて加熱した。11
6℃に達すると、該混合物を60分かけて183℃に加
熱した(1分光たり〜1℃)。
183℃に達すると、温度を10〜20分かけて193
℃に上げ、そして温度を198℃に30分間維持した。
生じたエポキシ樹脂は、次の典型的な最終定数を有した
: 粘度(MEK中    エポキシ当た     #4フ
ォード40%NV)、  −(7)重1i (WPE)
   カッ7m   秒実験1  12.3     
   834         54実験2  13.
0        852         69ST
D淫融…脂 CrM’AfLし)21.5          87
4           23許容可能なウォーターボ
ーン被覆を生成させるためにp−アミノ安息香酸と引き
続いて反応させるのに要求されるフォードカップ粘度の
規定範囲は、50〜70秒である。従って、実験1及び
2からの樹脂のp−アミノ安息香酸付加物は商業的配合
物に許容され得たが、慣用の?容融樹月旨力・らの付加
物は許容され得なかった。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)比較的低分子量のポリエポキシドから比較的高分
    子量のポリエポキシドを製造する方法において、(i)
    1分子当たり少なくとも1個のビシナル−エポキシ基を
    有する比較的低分子量のエポキシ樹脂、(ii)多価化
    合物、(iii)触媒量のエーテル化触媒及び(iv)
    1〜5重量%のジメチロールプロピオン酸、を反応させ
    ることを特徴とする方法。
  2. (2)エポキシ樹脂が2,2−ビス(4−ヒドロキシフ
    ェニル)プロパンのグリシジルポリエーテルであり、多
    価フェノールが2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル
    )プロパンである、特許請求の範囲第1項の方法。
  3. (3)エポキシ樹脂が140〜500のエポキシド当量
    を有する、特許請求の範囲第1項の方法。
  4. (4)特許請求の範囲第1〜3項のいずれかの方法で得
    られた比較的高分子量のポリエポキシドにp−アミノ安
    息香酸を付加させることによって製造された、ウォータ
    ーボーン(water−borne)プライマー被膜。
JP60164242A 1984-07-26 1985-07-26 比較的高分子量のエポキシ樹脂を製造する方法 Expired - Lifetime JPH0610241B2 (ja)

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US06/634,831 US4528356A (en) 1984-07-26 1984-07-26 Process for preparing higher molecular weight epoxy resins
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JPS6144916A true JPS6144916A (ja) 1986-03-04
JPH0610241B2 JPH0610241B2 (ja) 1994-02-09

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AU (1) AU580791B2 (ja)
CA (1) CA1252940A (ja)
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ES (1) ES8609394A1 (ja)
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ZA855605B (en) 1986-03-26
ES8609394A1 (es) 1986-07-16
EP0173373A1 (en) 1986-03-05
DE3564812D1 (en) 1988-10-13
US4528356A (en) 1985-07-09
JPH0610241B2 (ja) 1994-02-09
EP0173373B1 (en) 1988-09-07
AU580791B2 (en) 1989-02-02
CA1252940A (en) 1989-04-18
AU4532485A (en) 1986-01-30
ES545546A0 (es) 1986-07-16

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