WO2024063019A1 - アミノ化合物及びその製造方法、エポキシ樹脂硬化剤、エポキシ樹脂組成物並びにその硬化物 - Google Patents

アミノ化合物及びその製造方法、エポキシ樹脂硬化剤、エポキシ樹脂組成物並びにその硬化物 Download PDF

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WO2024063019A1
WO2024063019A1 PCT/JP2023/033658 JP2023033658W WO2024063019A1 WO 2024063019 A1 WO2024063019 A1 WO 2024063019A1 JP 2023033658 W JP2023033658 W JP 2023033658W WO 2024063019 A1 WO2024063019 A1 WO 2024063019A1
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WO
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epoxy resin
general formula
amino
curing agent
represented
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PCT/JP2023/033658
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English (en)
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Inventor
雄磨 大野
優花 赤井
和起 河野
Original Assignee
三菱瓦斯化学株式会社
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D307/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D307/02Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
    • C07D307/34Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D307/38Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with substituted hydrocarbon radicals attached to ring carbon atoms
    • C07D307/52Radicals substituted by nitrogen atoms not forming part of a nitro radical
    • 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
    • C08G59/18Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/40Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the curing agents used
    • C08G59/50Amines

Definitions

  • the present invention relates to an amino compound, a method for producing the same, an epoxy resin curing agent, an epoxy resin composition, and a cured product thereof.
  • Epoxy resin compositions using polyamine compounds as epoxy resin curing agents are used in the paint field, such as anticorrosion paints for ships, bridges, land and sea railway structures, lining, reinforcement and repair materials for concrete structures, flooring materials for buildings, It is also used in civil engineering and construction fields, such as water and sewage linings, paving materials, and adhesives. Among these, it is important for epoxy resin compositions for paints that the resulting paint film has good appearance, water resistance, chemical resistance, and physical properties of the paint film.
  • Bis(aminomethyl)cyclohexane which is a type of aliphatic polyamine compound, is fast curing when used as an epoxy resin curing agent, and the coating film obtained by curing an epoxy resin composition containing the epoxy curing agent at room temperature is It is characterized by excellent weather resistance. However, it is known that the surface of the coating film becomes sticky due to amine brushing, resulting in a decrease in water resistance.
  • Patent Document 1 discloses that a predetermined derivative of maleic acid or fumaric acid is reacted with a predetermined polyoxyalkylene amine in a specific ratio, and further a predetermined amount of a polyamine compound such as bis(aminomethyl)cyclohexane is added.
  • a reacted epoxy resin curing agent is disclosed, and it is described that the curing agent is not easily affected by carbon dioxide gas (stickiness and whitening of the surface of the cured product).
  • Patent Document 2 describes a polyamine compound which is a reaction product of a compound having at least one glycidyl group in one molecule and a diamine such as bis(aminomethyl)cyclohexane, a predetermined polyether-modified polysiloxane, and a predetermined polysiloxane.
  • a curing agent composition for epoxy resin containing an amino group-modified polysiloxane solves the problem of whitening caused by decreased water resistance and deteriorates the appearance. It is disclosed that it is possible to provide an epoxy resin composition with excellent adhesiveness to substrates, and water resistance.
  • epoxy resin curing agents that are modified polyamines generally have a high viscosity, and further improvement is desired in terms of improving the water resistance of the resulting coating film.
  • Patent Document 3 describes that an amine is a curing agent that is mixed into an adhesive that is polymerized and cured, and is a reaction product of a polyamine having two or more primary amino groups and furfural.
  • Latent curing agents are disclosed.
  • the reaction product is an imine (aldimine) and is different from an amino compound.
  • the latent curing agent is an amine generated by hydrolysis of the aldimine, that is, the polyamine acts as a curing agent, and the reaction product itself, which is a modified product of the polyamine, acts as a curing agent. It does not act as an epoxy resin curing agent.
  • the objects of the present invention are an amino compound that has low viscosity and can form a coating film with excellent water resistance when used as an epoxy resin curing agent, a method for producing the same, an epoxy resin curing agent containing the amino compound, and an epoxy resin composition.
  • Our objective is to provide products and cured products thereof.
  • R 1 -NH-X-NH-R 2 (1) An amino compound represented by the following general formula (1).
  • R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or a monovalent group represented by the following general formula (2), and at least one of R 1 and R 2 is a monovalent group represented by the following general formula (2).
  • X is a monovalent group represented by -CH 2 -A-CH 2 - (A is a cyclohexylene group), -(CH 2 ) n -, -(CH 2 CH 2 NH) m -CH 2 CH 2 - or a divalent group represented by the following general formula (3) or (4).
  • n is 2 to 6, and m is 1 or 2.
  • R 3 to R 5 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms which may have a hydroxy group. * indicates the presence or absence of a ⁇ bond.
  • Step (1) A step of reacting a diamine represented by the following general formula (5) with an aldehyde compound represented by the following general formula (6) to obtain an imine.
  • 0.8 to 2.0 mol of the aldehyde compound represented by the general formula (6) is reacted with 1.0 mol of the diamine represented by the general formula (5).
  • an amino compound that has low viscosity and can form a coating film with excellent water resistance when used as an epoxy resin curing agent a method for producing the same, an epoxy resin curing agent containing the amino compound, and an epoxy resin composition and cured products thereof.
  • the amino compound of the present invention is an amino compound represented by the following general formula (1).
  • R 1 -NH-X-NH-R 2 (1) (In the formula, R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or a monovalent group represented by the following general formula (2), and at least one of R 1 and R 2 is a monovalent group represented by the following general formula (2).
  • X is a monovalent group represented by -CH 2 -A-CH 2 - (A is a cyclohexylene group), -(CH 2 ) n -, -(CH 2 CH 2 NH) m -CH 2 CH 2 - or a divalent group represented by the following general formula (3) or (4).
  • n is 2 to 6, and m is 1 or 2.
  • R 3 to R 5 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms which may have a hydroxy group. * indicates the presence or absence of a ⁇ bond. (Indicates a bond.) (In the formula, * indicates a bond.)
  • the epoxy resin curing agent containing the amino compound of the present invention has low viscosity, and furthermore, when an epoxy resin composition containing the epoxy resin curing agent is used, a coating film with excellent water resistance can be formed. .
  • the reason why the above effects are obtained by the amino compound of the present invention is not clear, but it is thought to be as follows.
  • the amino compound of the present invention is obtained, for example, by reducing a reaction product (imine) of a predetermined aliphatic diamine and furfural or a derivative thereof, and from this point of view, it is one of the modified products of the predetermined aliphatic diamine. You can say that.
  • a predetermined aliphatic diamine is used as a reaction raw material for an amino compound, and an aromatic substituent such as a furan ring is introduced as a substituent for the amino group in the aliphatic diamine, thereby creating a hydrophobic property.
  • an aromatic substituent such as a furan ring
  • This is thought to improve the water resistance of the coating film.
  • a diamine is modified with an epoxy compound or the like, the viscosity generally increases, but it is thought that the increase in viscosity can be suppressed by modifying the diamine with furfural or a derivative thereof.
  • the amino compound of the present invention does not require the addition of a non-reactive diluent or the like to lower the viscosity, it is possible to use the amino compound as an epoxy resin curing agent in a coating film of an epoxy resin composition. It is thought that it is also possible to suppress a decrease in water resistance due to the inclusion of .
  • R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or a monovalent group represented by the following general formula (2), and at least one of R 1 and R 2 is the following general formula. It is a monovalent group represented by formula (2).
  • the broken line indicates the presence or absence of a ⁇ bond
  • R 3 to R 5 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms which may have a hydroxy group. * indicates the presence or absence of a ⁇ bond. (Indicates a bond.)
  • the broken line indicates the presence or absence of a ⁇ bond. Although it is preferable that a ⁇ bond is present in the broken line, it may also include a line in which a ⁇ bond is partially reduced so that a ⁇ bond is absent.
  • the alkyl group in R 3 to R 5 is preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably a methyl group or an ethyl group, and still more preferably a methyl group.
  • R 3 to R 5 are preferably hydrogen atoms from the viewpoint of low viscosity, rapid curing when used as an epoxy resin curing agent, and improvement of the hardness, appearance, and water resistance of the resulting epoxy resin composition coating film.
  • a methyl group, or a hydroxymethyl group more preferably a hydrogen atom or a methyl group, and still more preferably all of R 3 to R 5 are hydrogen atoms, or R 3 is a methyl group and R 4 and R 5 is a hydrogen atom, and even more preferably all of R 3 to R 5 are hydrogen atoms.
  • X is a divalent group represented by -CH 2 -A-CH 2 - (A is a cyclohexylene group), -(CH 2 ) n -, -(CH 2 CH 2 NH) m -CH 2 CH 2 - or a divalent group represented by the following general formula (3) or (4).
  • n is 2 to 6, and m is 1 or 2.
  • * indicates a bond.
  • X in the general formula (1) is preferable from the viewpoints of low viscosity, rapid curing when used as an epoxy resin curing agent, and improvement of the hardness, appearance, and water resistance of the resulting epoxy resin composition.
  • it is a divalent group represented by -CH 2 -A-CH 2 - (A is a cyclohexylene group) or a divalent group represented by the general formula (3), More preferably, it is a divalent group represented by -CH 2 -A-CH 2 - (A is a cyclohexylene group).
  • a in -CH 2 -A-CH 2 - is specifically a 1,2-cyclohexylene group, a 1,3-cyclohexylene group, or a 1,4-cyclohexylene group, and is a low-viscosity, epoxy
  • 1,3-cyclohexylene group or 1,4-cyclohexylene group is preferable.
  • group more preferably a 1,3-cyclohexylene group.
  • the amino compound of the present invention may be in the form of an amino composition containing two or more types of amino compounds.
  • the amino composition is an amino compound ( hereinafter referred to as The compound is also referred to as a "1-adduct"), and the amino compound in which R 1 and R 2 are both monovalent groups represented by the general formula (2) (hereinafter, the compound is also referred to as a "2-adduct"). ).
  • the amino composition has the general formula In (1), it is preferable to include an amino compound (monoadduct) in which one of R 1 and R 2 is a hydrogen atom and the other is a monovalent group represented by the general formula (2).
  • the amino composition is an amino compound (monoaddition) in which, in the general formula (1), one of R 1 and R 2 is a hydrogen atom and the other is a monovalent group represented by the general formula (2). (2-adduct) and an amino compound (2-adduct) in which both R 1 and R 2 are monovalent groups represented by the above general formula (2), the 1-adduct and the 2-adduct in the amino composition
  • the molar ratio (1-adduct/2-adduct) of the epoxy resin composition is determined by the following factors: low viscosity, fast curing when used as an epoxy resin curing agent, hardness, appearance, and water resistance of the resulting epoxy resin composition.
  • the above molar ratio can be specifically determined by the method described in Examples.
  • the amino composition may contain by-products and diamines represented by the general formula (5) described below, which are unreacted raw materials. .
  • the content of the amino compound represented by 1) is preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, even more preferably 90% by mass or more, even more preferably 95% by mass or more, even more preferably 98% by mass. % or more and 100% by mass or less.
  • the content of the diamine represented by the general formula (5), which is an unreacted raw material, in the amino composition is determined from the viewpoint of improving the hardness, appearance, and water resistance of the coating film of the resulting epoxy resin composition. Preferably it is 5% by mass or less, more preferably 2% by mass or less, still more preferably 1% by mass or less.
  • the content of the amino compound in the amino composition and the content of the diamine represented by the general formula (5), which is an unreacted raw material, can be measured by gas chromatography (GC) analysis.
  • GC gas chromatography
  • the viscosity of the amino compound or amino composition at 25° C. is preferably 500 mPa ⁇ s or less, more preferably 300 mPa ⁇ s or less, still more preferably 200 mPa ⁇ s or less, from the viewpoint of obtaining a low-viscosity epoxy resin curing agent. More preferably, it is 150 mPa ⁇ s or less, even more preferably 100 mPa ⁇ s or less, even more preferably 90 mPa ⁇ s or less, and usually 10 mPa ⁇ s or more.
  • the viscosity of the amino compound or amino composition at 25° C. can be measured using an E-type viscometer, specifically by the method described in the Examples.
  • the amino compound of the present invention and the method for producing the amino composition preferably include the following steps (1) and (2) in order.
  • step (1) the diamine represented by the general formula (5) is reacted with the aldehyde compound represented by the general formula (6) to obtain an imine.
  • X is a divalent group represented by -CH 2 -A-CH 2 - (A is a cyclohexylene group), -(CH 2 ) n -, -(CH 2 CH 2 NH) m -CH 2 CH 2 - or a divalent group represented by the following general formula (3) or (4).
  • n is 2 to 6, and m is 1 or 2.
  • * indicates a bond.
  • X in the general formula (5) is preferable from the viewpoint of low viscosity, fast curing when used as an epoxy resin curing agent, and improving the hardness, appearance, and water resistance of the resulting epoxy resin composition.
  • it is a divalent group represented by -CH 2 -A-CH 2 - (A is a cyclohexylene group) or a divalent group represented by the general formula (3), More preferably, it is a divalent group represented by -CH 2 -A-CH 2 - (A is a cyclohexylene group).
  • a in -CH 2 -A-CH 2 - is specifically a 1,2-cyclohexylene group, a 1,3-cyclohexylene group, or a 1,4-cyclohexylene group, and is a low-viscosity, epoxy
  • 1,3-cyclohexylene group or 1,4-cyclohexylene group is preferable.
  • group more preferably a 1,3-cyclohexylene group.
  • diamine represented by the general formula (5) examples include bis(aminomethyl)cyclohexane, ethylenediamine, trimethylenediamine, tetramethylenediamine, pentamethylenediamine, hexamethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, and isophoronediamine (IPDA). ), and norbornane diamine.
  • bis(aminomethyl) is preferred from the viewpoint of low viscosity, rapid curing when used as an epoxy resin curing agent, and improvement of the hardness, appearance, and water resistance of the resulting epoxy resin composition.
  • At least one selected from the group consisting of cyclohexane, isophorone diamine (IPDA), and norbornane diamine more preferably at least one selected from the group consisting of bis(aminomethyl)cyclohexane and isophorone diamine, even more preferably Bis(aminomethyl)cyclohexane, even more preferably at least one selected from the group consisting of 1,3-bis(aminomethyl)cyclohexane and 1,4-bis(aminomethyl)cyclohexane, even more preferably 1,3-bis(aminomethyl)cyclohexane.
  • IPDA isophorone diamine
  • norbornane diamine more preferably at least one selected from the group consisting of bis(aminomethyl)cyclohexane and isophorone diamine, even more preferably Bis(aminomethyl)cyclohexane, even more preferably at least one selected from the group consisting of 1,3-bis(aminomethyl)cyclohex
  • R 3 to R 5 in the general formula (6) are each independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms which may have a hydrogen atom or a hydroxy group.
  • the alkyl group in R 3 to R 5 is preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably a methyl group or an ethyl group, and still more preferably a methyl group.
  • R 3 to R 5 are the low viscosity of the obtained amino compound and amino composition, the fast curing property when used as an epoxy resin curing agent, the hardness, appearance, and water resistance of the coating film of the obtained epoxy resin composition.
  • it is preferably a hydrogen atom, a methyl group, or a hydroxymethyl group, more preferably a hydrogen atom or a methyl group, and even more preferably, all of R 3 to R 5 are hydrogen atoms, or R 3 is a methyl group, R 4 and R 5 are hydrogen atoms, and even more preferably all of R 3 to R 5 are hydrogen atoms.
  • aldehyde compound represented by the general formula (6) examples include furfural, 3-methylfurfural, 4-methylfurfural, 5-methylfurfural, 3-hydroxymethylfurfural, 4-hydroxymethylfurfural, and 5-hydroxymethylfurfural.
  • the aldehyde compound represented by the general formula (6) is preferably furfural, 3-methylfurfural, 4-methylfurfural, 5-methylfurfural, 3-hydroxymethylfurfural, 4-hydroxymethylfurfural, 5-hydroxymethyl It is at least one selected from the group consisting of furfural and 4,5-dimethylfurfural, more preferably at least one selected from the group consisting of furfural and 5-methylfurfural, and even more preferably furfural.
  • step (1) from the viewpoint of obtaining the amino compound represented by the general formula (1) in high yield, the diamine represented by the general formula (6) is added to 1.0 mol of the diamine represented by the general formula (5). Preferably 0.8 to 2.0 mol of the indicated aldehyde compound is reacted.
  • one of R 1 and R 2 is a hydrogen atom, and the other is a monovalent group represented by the general formula (2), from the viewpoint of obtaining an amino compound in high yield.
  • the amount of the aldehyde compound represented by the general formula (6) to be reacted with respect to 1.0 mol of the diamine represented by the general formula (5) is more preferably 1.0 to 2.0 mol, and even more preferably 1 mol. .0 to 1.8 mol, more preferably 1.0 to 1.5 mol, even more preferably 1.0 to 1.3 mol.
  • the reaction between the diamine represented by the general formula (5) and the aldehyde compound represented by the general formula (6) is preferably carried out under heating and stirring conditions.
  • the reaction temperature is preferably in the range of 40 to 120°C, more preferably 50 to 95°C, from the viewpoint of improving reaction efficiency and suppressing thermal deterioration of the diamine and aldehyde compound as raw materials.
  • the reaction time can be selected as appropriate, but is usually in the range of 0.5 to 6 hours.
  • the above reaction can be carried out in a reaction solvent, but may also be carried out without a solvent.
  • the reaction in step (1) yields an imine that is a reaction product of the diamine represented by the general formula (5) and the aldehyde compound represented by the general formula (6).
  • the reaction product obtained in step (1) may be purified, or may be directly subjected to step (2) without being purified.
  • step (2) the imine obtained in step (1) is reduced and converted into an amine.
  • the reduction of the imine is preferably carried out by hydrogenation under heating and pressurizing conditions in the presence of a catalyst.
  • the catalyst used in step (2) include known hydrogenation catalysts, such as supported catalysts in which metals such as Ni, Pt, Pd, and Ru are supported on carbon, silica, alumina, diatomaceous earth, etc.
  • Homogeneous hydrogenation catalyst so-called Ziegler-type hydrogenation catalyst using an organic acid salt such as Ni, Co, Fe, Cr or a transition metal salt such as acetylacetone salt and a reducing agent such as organic aluminum; Ti, Ru, Rh, A homogeneous hydrogenation catalyst such as a so-called organometallic complex such as an organometallic compound such as Zr is used.
  • the temperature during the hydrogenation reaction is, from the viewpoint of improving the reaction efficiency and suppressing side reactions, preferably 0° C. or higher, more preferably 10° C. or higher, even more preferably 20° C. or higher, and preferably 200° C. or lower, more preferably 150° C. or lower, even more preferably 100° C. or lower.
  • the pressure during the hydrogenation reaction is, from the viewpoint of improving the reaction efficiency and suppressing side reactions, preferably 0.01 MPaG or more, more preferably 0.1 MPaG or more, even more preferably 0.3 MPaG or more, and is preferably 10 MPaG or less, more preferably 3 MPaG or less.
  • the reaction time is not particularly limited, but is preferably 3 minutes or more, more preferably 10 minutes or more, and even more preferably 30 minutes or more, and is preferably 24 hours or less, more preferably 12 hours or less, and even more preferably 8 hours or less.
  • the hydrogenation reaction may be performed in the presence of a solvent.
  • the solvent is not particularly limited as long as it does not inhibit the hydrogenation reaction, but aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, isopentane, heptane, octane, and isooctane; cyclopentane, methylcyclopentane, cyclohexane, methylcyclohexane, ethylcyclohexane, etc. Examples include alicyclic hydrocarbons; hydrocarbon solvents such as aromatic hydrocarbons such as toluene, ethylbenzene, and xylene. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the catalyst is removed from the resulting reaction solution, and if necessary, distillation purification or the like is performed to obtain the amino compound of the present invention or the amino composition.
  • the method for producing the amino compound and amino composition is not limited to the above method.
  • a method of deammonizing the diamine represented by the general formula (5) and the amine represented by the following general formula (7) in the presence of a catalyst Produced by a method of reacting an alcohol represented by 8) in the presence of a catalyst in a hydrogen atmosphere; a method of reacting a diamine represented by the above general formula (5) with a chloride represented by the following general formula (9);
  • You can also.
  • preferably 1.0 to 2.0 mol, more preferably 1.0 to 2.0 mol, each of the compounds represented by the general formulas (7) to (9) are added to 1 mol of the diamine represented by the general formula (5).
  • the reaction amount is 1.0 to 1.8 mol, more preferably 1.0 to 1.5 mol, even more preferably 1.0 to 1.3 mol.
  • R 3 to R 5 are the same as above.
  • the epoxy resin curing agent of the present invention contains the amino compound of the present invention or the above amino composition.
  • the epoxy resin curing agent has low viscosity and, when used in an epoxy resin composition, can form a coating film with excellent water resistance.
  • the content of the amino compound represented by the general formula (1) in the epoxy resin curing agent is determined from the viewpoints of low viscosity, fast curing, hardness of the coating film of the resulting epoxy resin composition, appearance, and improvement of water resistance. , preferably 30% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, still more preferably 60% by mass or more, even more preferably 70% by mass or more, even more preferably 80% by mass or more, even more preferably 90% by mass. or more, and 100% by mass or less.
  • the content of the amino composition in the epoxy resin curing agent is preferably 30% by mass from the viewpoint of low viscosity, fast curing, and improving the hardness, appearance, and water resistance of the resulting epoxy resin composition coating.
  • the above is more preferably 50% by mass or more, still more preferably 60% by mass or more, even more preferably 70% by mass or more, even more preferably 80% by mass or more, even more preferably 90% by mass or more, and 100% by mass. It is as follows.
  • the epoxy resin curing agent of the present invention can also contain other curing agent components in addition to the amino compound of the present invention or the amino composition.
  • the curing agent component refers to a component contained in an epoxy resin curing agent that has two or more active hydrogens capable of reacting with the epoxy groups in the epoxy resin.
  • the other curing agent components include amine curing agents, phenol curing agents, acid anhydride curing agents, etc., and amine curing agents are preferred from the viewpoint of rapid curing.
  • the amine curing agent include polyamine compounds or modified products thereof other than the amino compound or amino composition of the present invention.
  • the polyamine compound is not particularly limited as long as it is a compound having at least two amino groups in the molecule.
  • polyamine compound or modified product thereof examples include chain aliphatic polyamine compounds such as ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine, hexamethylenediamine, 2-methylpentamethylenediamine, and trimethylhexamethylenediamine.
  • chain aliphatic polyamine compounds such as ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine, hexamethylenediamine, 2-methylpentamethylenediamine, and trimethylhexamethylenediamine.
  • Polyamine compounds polyamine compounds having a heterocyclic structure such as N-aminomethylpiperazine and N-aminoethylpiperazine; polyether polyamine compounds; the above polyamine compounds and epoxy compounds having at least one epoxy group, unsaturated hydrocarbon compounds , carboxylic acid or a derivative thereof; Mannich reaction product obtained by reacting the above polyamine compound with a phenol compound and an aldehyde compound; Ketoimine (ketimine) obtained by reacting the above polyamine compound with a ketone compound. ); etc. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the other curing agent components in the epoxy resin curing agent is preferably 1% by mass or more, more preferably 5% by mass or more.
  • the upper limit of the content may be within a range that does not impair the effects of the present invention, and is preferably 70% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, still more preferably 40% by mass or less, even more preferably 30% by mass.
  • the content is more preferably 20% by mass or less.
  • the epoxy resin curing agent of the present invention may further contain a known curing accelerator, non-reactive diluent, and the like.
  • curing accelerators include phenolic compounds, organic acids, organic acid salts, tertiary amines, quaternary ammonium salts, imidazoles, organic phosphorus compounds, quaternary phosphonium salts, diazabicycloalkenes, and organic metal salts. compounds, boron compounds, metal halides, and the like.
  • the non-reactive diluent include benzyl alcohol, furfuryl alcohol, tetrafurfuryl alcohol, aromatic hydrocarbon formaldehyde resin, and one or more of these may be used.
  • the epoxy resin curing agent of the present invention preferably has a low content of non-reactive diluent from the viewpoint of improving the water resistance of the coating film of the resulting epoxy resin composition.
  • the content of the non-reactive diluent in the epoxy resin curing agent is preferably 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, even more preferably 5% by mass or less, even more preferably 1% by mass or less, Even more preferably, it is 0% by mass.
  • the active hydrogen equivalent of the epoxy resin curing agent is preferably 80 or more, from the viewpoint of low viscosity, fast curing, and improving the hardness, appearance, and water resistance of the coating film of the resulting epoxy resin composition, and improving the curability. From this viewpoint, it is preferably 150 or less, more preferably 120 or less.
  • the active hydrogen equivalent (hereinafter also referred to as "AHEW”) in this specification is the mass per mole of active hydrogen derived from an amino group of the epoxy resin curing agent.
  • the AHEW of the curing agent can be calculated from the amine value.
  • Epoxy resin composition contains an epoxy resin and the epoxy resin curing agent.
  • the epoxy resin composition has a fast curing speed, and the resulting coating film has excellent hardness, appearance, and water resistance.
  • the epoxy resin which is the main ingredient of the epoxy resin composition, may be any of saturated or unsaturated aliphatic compounds, alicyclic compounds, aromatic compounds, and heterocyclic compounds. From the viewpoint of improving the curing speed and forming a coating film with excellent hardness, appearance, and water resistance, epoxy resins containing an aromatic ring or an alicyclic structure in the molecule are preferred. Specific examples of the epoxy resin include epoxy resins having a glycidylamino group derived from metaxylylene diamine, epoxy resins having a glycidylamino group derived from paraxylylene diamine, and 1,3-bis(aminomethyl).
  • At least one resin selected from epoxy resins having glycidyloxy groups derived from resorcinol and epoxy resins having glycidyloxy groups derived from resorcinol can be used.
  • the above epoxy resins can also be used in combination of two or more.
  • the epoxy resins include epoxy resins with glycidylamino groups derived from metaxylylene diamine, paraxylylene diamine, and paraxylylene diamine. At least one member selected from the group consisting of epoxy resins having glycidylamino groups derived from amines, epoxy resins having glycidyloxy groups derived from bisphenol A, and epoxy resins having glycidyloxy groups derived from bisphenol F.
  • glycidyloxy groups derived from bisphenol A are preferred. It is more preferable to use an epoxy resin containing as a main component.
  • the "main component” here means that other components may be included without departing from the spirit of the present invention, and is preferably 50 to 100% by mass, more preferably 70 to 100% by mass of the whole. , more preferably 90 to 100% by mass.
  • the epoxy resin as the main ingredient may contain a reactive diluent other than the above-mentioned epoxy resin from the viewpoint of improving handling properties.
  • the reactive diluent include low-molecular compounds having at least one epoxy group, such as aromatic monoglycidyl ethers such as phenyl glycidyl ether and cresyl glycidyl ether; butyl glycidyl ether, hexyl glycidyl ether, and octyl glycidyl ether.
  • alkyl monoglycidyl ethers such as decyl glycidyl ether, lauryl glycidyl ether, and tetradecyl glycidyl ether; 1,3-propanediol diglycidyl ether, 1,4-butanediol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, 1,6 - Diglycidyl ethers of aliphatic diols such as hexanediol diglycidyl ether are exemplified.
  • the above-mentioned reactive diluents can be used alone or in combination of two or more.
  • the content ratio of the epoxy resin and the epoxy resin curing agent in the epoxy resin composition of the present invention is the ratio of the number of active hydrogens derived from amino groups in the epoxy resin curing agent to the number of epoxy groups in the epoxy resin (epoxy resin).
  • the number of active hydrogens derived from amino groups in the curing agent/the number of epoxy groups in the epoxy resin is preferably 1/0.5 to 1/2, more preferably 1/0.75 to 1/1.5, and even more preferably is an amount of 1/0.8 to 1/1.2.
  • the content of the epoxy resin and epoxy resin curing agent in the epoxy resin composition is such that the ratio of the number of active hydrogens derived from amino groups in the epoxy resin curing agent to the number of epoxy groups in the epoxy resin is preferably within the above range. Although there are no limitations, the following ranges are preferred from the viewpoint of improving the curing speed and forming a coating film with excellent hardness, appearance, and water resistance.
  • the content of the epoxy resin in the epoxy resin composition is preferably 40% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, even more preferably 60% by mass or more, and preferably 80% by mass or less, more preferably 75% by mass. % or less.
  • the content of the epoxy resin curing agent in the epoxy resin composition is preferably 20% by mass or more, more preferably 25% by mass or more, and preferably 60% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, and even more preferably It is 40% by mass or less. Further, the content of the epoxy resin curing agent in the epoxy resin composition is preferably 20 to 70 parts by mass, more preferably 30 to 70 parts by mass, even more preferably 40 to 70 parts by mass, based on 100 parts by mass of the epoxy resin as the main ingredient. The amount is 65 parts by weight, more preferably 40 to 60 parts by weight.
  • the total content of the epoxy resin and epoxy resin curing agent in the epoxy resin composition is preferably 40% by mass or more, and more Preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, even more preferably 70% by mass or more, even more preferably 80% by mass or more, even more preferably 90% by mass or more and 100% by mass or less. .
  • the epoxy resin composition of the present invention may further contain other components such as fillers, modifying components such as plasticizers, flow adjusting components such as thixotropic agents, pigments, leveling agents, tackifiers, and elastomer fine particles. It may be included depending on the situation.
  • the epoxy resin composition of the present invention may contain the non-reactive diluent and a solvent other than the non-reactive diluent (water and volatile solvent), but the content thereof is determined by the composition of the epoxy resin composition. It is preferably 5% by mass or less, more preferably 2% by mass or less, even more preferably 1% by mass or less.
  • the epoxy resin composition can be produced by mixing an epoxy resin, an epoxy resin curing agent, and other components as necessary using known methods and equipment.
  • the mixing order of each component contained in the epoxy resin composition and after preparing the epoxy resin curing agent, it may be mixed with the epoxy resin, and each component constituting the epoxy resin curing agent, Alternatively, the epoxy resin may be prepared by simultaneously mixing other components with the epoxy resin.
  • the cured product of the epoxy resin composition of the present invention (hereinafter, simply referred to as "cured product of the present invention") is obtained by curing the epoxy resin composition by a known method.
  • the curing conditions of the epoxy resin composition are appropriately selected depending on the application and form, and are not particularly limited.
  • the form of the cured product of the present invention is not particularly limited and can be selected according to the application. From the viewpoint of being able to form a coating film excellent in hardness, appearance, and water resistance, the cured product of the epoxy resin composition is preferably a film-like cured product.
  • the epoxy resin composition of the present invention can form a coating film with excellent hardness, appearance, and water resistance, it can be used, for example, in marine paints, heavy-duty anticorrosion paints, tank paints, pipe interior paints, exterior paints, and flooring materials. Suitable for use in coatings such as paints.
  • GC analysis The content ratio of each component in the amino composition was measured by GC analysis.
  • the measurement conditions are as follows. Equipment: “7890B GC” manufactured by Agilent Technologies Co., Ltd. Column: “CP-Sil 8 CB for Amines” manufactured by Agilent Technologies (length 30 m, film thickness 0.25 ⁇ m, inner diameter 0.25 mm) Column temperature: 40°C 10 minutes ⁇ 20°C/min temperature increase ⁇ 250°C 10 minutes ⁇ 20°C/min temperature increase ⁇ 300°C 10 minutes Carrier gas: Helium Carrier gas flow rate: 2.2553 mL/min Inlet pressure: 22. 474psi (constant pressure mode) Detector: FID Inlet temperature: 250°C Detector temperature: 310°C
  • compositional analysis of amino composition (molar ratio of 1-adduct and 2-adduct)>
  • the molar ratio of the 1-adduct to the 2-adduct (1-adduct/2-adduct) in the amino composition was determined by determining the total amine value using an automatic potentiometric titrator "AT-710S" manufactured by Kyoto Electronics Co., Ltd. , the secondary and tertiary amine values were determined and determined from the results.
  • the total amine value was determined using 0.1 mol/L perchloric acid/acetic acid solution (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.), and the secondary/tertiary amine value was determined using 0.1 mol/L hydrochloric acid (2-propanol). It was measured.
  • the AHEW of the amino composition is determined by determining the total amine value, secondary and tertiary amine values using an automatic potentiometric titrator "AT-710S" manufactured by Kyoto Electronics Co., Ltd., and determining the AHEW from the results. Calculated.
  • the total amine value was determined using 0.1 mol/L perchloric acid/acetic acid solution (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.), and the secondary/tertiary amine value was determined using 0.1 mol/L hydrochloric acid (2-propanol). It was measured.
  • ⁇ Pencil hardness> The epoxy resin composition was applied onto the base material (zinc phosphate treated steel plate) in the same manner as described above to form a coating film (thickness immediately after application: 200 ⁇ m). This coating film was heated at 23°C and 50% R. H. The pencil hardness was measured in accordance with JIS K5600-5-4:1999 after 1 and 7 days of storage under the following conditions. The results are shown in Table 1.
  • Example 1 Manufacture of amino composition A
  • 1,3-(bisaminomethyl)cyclohexane manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd., 1,3 - BAC
  • 28.8 g (0.3 mol) of furfural manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.
  • the temperature was raised to 80°C and a reaction was carried out for 30 minutes.
  • 1 H-NMR of the reaction product was measured, and it was confirmed that the 1 H peak derived from the aldehyde group of furfural had disappeared, indicating that the reaction was complete.
  • Step (2) In an autoclave (capacity 230 mL, material: SUS 316 L) equipped with a stirrer and a heater, 32.4 g of the imine obtained in step (1), 30 g of toluene, and a 5% Pd/C catalyst (NE Chemcat) as a hydrogenation catalyst were placed. Co., Ltd.; STD type) 0.3 g was charged, and the gas phase was replaced with hydrogen.
  • the composition ratios listed in Table 1 were calculated.
  • a solution in which 0.1 g of amino composition A was dissolved in 1 g of methanol was used as a measurement sample.
  • the GC area ratio described in Table 1 means the area percentage of a component detected by gas chromatography.
  • the content of the amino compound represented by general formula (1) was 100% (1 adduct: 74%, 2 adduct: 26%) in terms of GC area ratio, and 1 adduct: 74%, 2 adduct: 26%.
  • the molar ratio between the adduct and the diadduct was 74/26.
  • the viscosity and AHEW of amino composition A at 25°C are shown in Table 1.
  • one adduct of the amino compounds represented by general formula (1) in amino composition A was a compound represented by the following structural formula (A1). It was found that the main component of the diadduct was a compound represented by the following structural formula (A2).
  • the 1-adduct contains, in addition to the compound represented by the following structural formula (A1), a small amount of a compound in which part or all of the unsaturated bonds of the furan ring in the compound have been reduced, and the 2-adduct contains:
  • the compound represented by the following structural formula (A2) the compound contained a small amount of a compound in which part or all of the unsaturated bonds of the furan ring in the compound were reduced.
  • Example 2 Manufacture of amino composition B
  • Amino composition B was produced in the same manner as in Example 1.
  • the content of the amino compound represented by general formula (1) was 100% (1 adduct: 44%, 2 adduct: 56%) in terms of GC area ratio.
  • Table 1 also shows the molar ratio of the mono-adduct and di-adduct in amino composition B, the viscosity at 25° C., and the AHEW.
  • Example 3 Manufacture of amino composition C
  • step (1) of Example 1 the amount of 1,3-BAC charged was changed to 35.6 g (0.25 mol), and 5-methylfurfural (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) was added in place of furfural.
  • Amino composition C was produced in the same manner as in Example 1, except that 27.5 g (0.25 mol) was used.
  • the content of the amino compound represented by general formula (1) was 100% (1 adduct: 75%, 2 adduct: 25%) in terms of GC area ratio.
  • Table 1 also shows the molar ratio of the mono-adduct and di-adduct in the amino composition C, the viscosity at 25° C., and the AHEW.
  • Example 1 An epoxy resin composition was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1, except that amino composition C was used in place of amino composition A. The results are shown in Table 1.
  • Example 4 Manufacture of amino composition E
  • Amino composition E was prepared in the same manner as in Example 2, except that in step (1) of Example 2, 42.6 g (0.25 mol) of isophorone diamine was used instead of 1,3-BAC. Manufactured.
  • the content of the amino compound represented by the general formula (1) was 100% in terms of GC area ratio (1 adduct represented by the following structural formula (E1): 42%, the following structural formula The mono-adduct represented by (E2): 10%, and the di-adduct represented by the following structural formula (E3): 46%).
  • Table 1 shows the molar ratio of the mono-adduct ((E1) and (E2)) and the di-adduct (E3) in amino composition E, the viscosity at 25° C., and AHEW.
  • Example 1 an epoxy resin composition was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1, except that amino composition E was used in place of amino composition A. The results are shown in Table 1.
  • one adduct of the amino compound represented by general formula (1) in amino composition E has the following structural formulas (E1) and (E2). It was found that the compound represented by the formula (E3) below was the main component, and the diadduct was found to be the main component of the compound represented by the following structural formula (E3).
  • the above-mentioned 1 adduct contains, in addition to the compound represented by the following structural formula (E1) or (E2), a trace amount of a compound in which part or all of the unsaturated bonds of the furan ring in the compound have been reduced, and the above-mentioned 2.
  • the adduct contained a trace amount of a compound in which part or all of the unsaturated bonds of the furan ring in the compound were reduced.
  • 1,3-BAC manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.
  • Example 1 An epoxy resin composition was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1, except that Comparative Amino Composition D was used in place of Amino Composition A. The results are shown in Table 1.
  • Table 1 shows that the epoxy resin curing agent containing the amino compound of the present invention has a low viscosity, and the coating film of the epoxy resin composition using the curing agent has excellent water resistance.
  • an amino compound that has low viscosity and can form a coating film with excellent water resistance when used as an epoxy resin curing agent a method for producing the same, an epoxy resin curing agent containing the amino compound, and an epoxy resin composition and cured products thereof.

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Abstract

下記一般式(1)で示されるアミノ化合物及びその製造方法、該アミノ化合物を含有するエポキシ樹脂硬化剤、エポキシ樹脂組成物及びその硬化物である。 R-NH-X-NH-R (1) (式中、R及びRはそれぞれ独立に、水素原子、又は下記一般式(2)で示される1価の基であり、R及びRのうち少なくとも一方は下記一般式(2)で示される1価の基である。Xは-CH-A-CH-(Aはシクロヘキシレン基である)で示される2価の基、-(CH-、-(CHCHNH)-CHCH-、又は、下記一般式(3)又は(4)で示される2価の基である。nは2~6であり、mは1又は2である。) (式中、破線はπ結合の存在又は不存在を示し、R~Rはそれぞれ独立に水素原子又はヒドロキシ基を有していてもよい炭素数1~4のアルキル基を示す。*は結合手を示す。) (式中、*は結合手を示す。)

Description

アミノ化合物及びその製造方法、エポキシ樹脂硬化剤、エポキシ樹脂組成物並びにその硬化物
 本発明は、アミノ化合物及びその製造方法、エポキシ樹脂硬化剤、エポキシ樹脂組成物並びにその硬化物に関する。
 エポキシ樹脂硬化剤の一種としてポリアミン化合物が知られている。ポリアミン化合物をエポキシ樹脂硬化剤として用いたエポキシ樹脂組成物は、船舶・橋梁・陸海上鉄構築物用の防食塗料等の塗料分野、コンクリート構造物のライニング・補強・補修材、建築物の床材、上下水道のライニング、舗装材、接着剤等の土木・建築分野にも利用されている。
 これらの中でも塗料用のエポキシ樹脂組成物は、得られる塗膜の外観、耐水性、耐薬品性、塗膜物性等が良好であることが重要である。
 脂肪族ポリアミン化合物の一種であるビス(アミノメチル)シクロヘキサンは、エポキシ樹脂硬化剤として用いると速硬化性であり、該エポキシ硬化剤を含むエポキシ樹脂組成物を室温硬化させて得られた塗膜は耐候性に優れるという特徴を有している。しかしながら、該塗膜はアミンブラッシングにより表面がべたつき、耐水性の低下を引き起こすことが知られている。
 上記のようなアミンブラッシングによる耐水性低下等を改善する方法として、ビス(アミノメチル)シクロヘキサンの変性物をエポキシ樹脂硬化剤として用いることが検討されている。
 例えば特許文献1には、所定のマレイン酸またはフマル酸の誘導体と、所定のポリオキシアルキレンアミン類を特定の割合で反応させ、さらにビス(アミノメチル)シクロヘキサン等のポリアミン化合物を所定量添加して反応させたエポキシ樹脂硬化剤が開示され、該硬化剤が、炭酸ガスの影響(硬化物の表面のべたつき、白化)を受け難いことが記載されている。
 特許文献2には、1分子に少なくとも1つ以上のグリシジル基を有する化合物と、ビス(アミノメチル)シクロヘキサン等のジアミンとの反応生成物であるポリアミン化合物、所定のポリエーテル変性ポリシロキサン、及び所定のアミノ基変性ポリシロキサンを含有するエポキシ樹脂用硬化剤組成物が、耐水性が低下することによる白化が生じ外観が悪化するという問題を解決し、透明性等の表面外観、乾燥性(乾燥しやすい)、基材への密着性、及び耐水性に優れるエポキシ樹脂組成物を与え得ることが開示されている。
 しかしながら一般に、ポリアミンの変性物であるエポキシ樹脂硬化剤は粘度が高く、得られる塗膜の耐水性向上についてもさらなる改善が望まれている。
 ここで、特許文献3には、アミンが硬化剤となり重合硬化する接着剤に混入するものであって、2個又はそれ以上の第1級アミノ基を有するポリアミンとフルフラールとの反応生成物である潜在性硬化剤が開示されている。しかしながら該反応生成物はイミン(アルジミン)であり、アミノ化合物とは異なる。また該潜在性硬化剤は、該アルジミンが加水分解して発生するアミン、すなわち前記ポリアミンが硬化剤として作用するものであることが記載されており、ポリアミンの変性物である反応生成物それ自体がエポキシ樹脂硬化剤として作用するものではない。
特開平11-35661号公報 特開2007-186693号公報 特開平10-139849号公報
 本発明の課題は、低粘度性を有し、エポキシ樹脂硬化剤として用いると耐水性に優れる塗膜を形成できるアミノ化合物及びその製造方法、該アミノ化合物を含有するエポキシ樹脂硬化剤、エポキシ樹脂組成物及びその硬化物を提供することにある。
 本発明者らは、所定の脂肪族ジアミンの変性物である所定構造のアミノ化合物が、上記課題を解決できることを見出した。
 すなわち本発明は、下記に関する。
[1]下記一般式(1)で示されるアミノ化合物。
  R-NH-X-NH-R   (1)
(式中、R及びRはそれぞれ独立に、水素原子、又は下記一般式(2)で示される1価の基であり、R及びRのうち少なくとも一方は下記一般式(2)で示される1価の基である。Xは-CH-A-CH-(Aはシクロヘキシレン基である)で示される2価の基、-(CH-、-(CHCHNH)-CHCH-、又は、下記一般式(3)又は(4)で示される2価の基である。nは2~6であり、mは1又は2である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005

(式中、破線はπ結合の存在又は不存在を示し、R~Rはそれぞれ独立に水素原子又はヒドロキシ基を有していてもよい炭素数1~4のアルキル基を示す。*は結合手を示す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007

(式中、*は結合手を示す。)
[2]前記一般式(1)におけるXが、-CH-A-CH-(Aはシクロヘキシレン基である)で示される2価の基である、上記[1]に記載のアミノ化合物。
[3]上記[1]又は[2]に記載のアミノ化合物を含有するエポキシ樹脂硬化剤。
[4]エポキシ樹脂と、上記[3]に記載のエポキシ樹脂硬化剤とを含有するエポキシ樹脂組成物。
[5]上記[4]に記載のエポキシ樹脂組成物の硬化物。
[6]下記工程(1)及び工程(2)を順に有する、上記[1]又は[2]に記載のアミノ化合物の製造方法。
工程(1):下記一般式(5)で示されるジアミンと、下記一般式(6)で示されるアルデヒド化合物とを反応させてイミンを得る工程
工程(2):前記工程(1)で得られたイミンを還元する工程
  NH-X-NH   (5)
(式中、Xは前記と同じである。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008

(式中、R~Rは前記と同じである。)
[7]前記工程(1)において、前記一般式(5)で示されるジアミン1.0モルに対し、前記一般式(6)で示されるアルデヒド化合物を0.8~2.0モル反応させる、上記[6]に記載のアミノ化合物の製造方法。
 本発明によれば、低粘度性を有し、エポキシ樹脂硬化剤として用いると耐水性に優れる塗膜を形成できるアミノ化合物及びその製造方法、該アミノ化合物を含有するエポキシ樹脂硬化剤、エポキシ樹脂組成物及びその硬化物を提供できる。
[アミノ化合物]
 本発明のアミノ化合物は、下記一般式(1)で示されるアミノ化合物である。
  R-NH-X-NH-R   (1)
(式中、R及びRはそれぞれ独立に、水素原子、又は下記一般式(2)で示される1価の基であり、R及びRのうち少なくとも一方は下記一般式(2)で示される1価の基である。Xは-CH-A-CH-(Aはシクロヘキシレン基である)で示される2価の基、-(CH-、-(CHCHNH)-CHCH-、又は、下記一般式(3)又は(4)で示される2価の基である。nは2~6であり、mは1又は2である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009

(式中、破線はπ結合の存在又は不存在を示し、R~Rはそれぞれ独立に水素原子又はヒドロキシ基を有していてもよい炭素数1~4のアルキル基を示す。*は結合手を示す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011

(式中、*は結合手を示す。)
 本発明のアミノ化合物を含有するエポキシ樹脂硬化剤は低粘度性を有し、さらに、該エポキシ樹脂硬化剤を含有するエポキシ樹脂組成物を用いると、耐水性に優れる塗膜を形成することができる。
 本発明のアミノ化合物により上記効果が得られる理由については定かではないが、次のように考えられる。
 本発明のアミノ化合物は、例えば、所定の脂肪族ジアミンと、フルフラール又はその誘導体との反応物(イミン)を還元して得られ、この観点からは、所定の脂肪族ジアミンの変性物の1種であるといえる。上記製造方法において、アミノ化合物の反応原料として所定の脂肪族ジアミンを用い、さらに、該脂肪族ジアミン中のアミノ基の置換基としてフラン環のような芳香族置換基が導入されることで疎水性が向上し、塗膜の耐水性が向上すると考えられる。また、一般にジアミンをエポキシ化合物等で変性すると高粘度化するが、該ジアミンをフルフラール又はその誘導体により変性することで、粘度上昇を抑えることができると考えられる。本発明のアミノ化合物は非反応性希釈剤等を添加して低粘度化する必要がないため、該アミノ化合物をエポキシ樹脂硬化剤として用いたエポキシ樹脂組成物の塗膜において、非反応性希釈剤の含有に由来する耐水性の低下も抑えることができると考えられる。
 前記一般式(1)において、R及びRはそれぞれ独立に、水素原子、又は下記一般式(2)で示される1価の基であり、R及びRのうち少なくとも一方は下記一般式(2)で示される1価の基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012

(式中、破線はπ結合の存在又は不存在を示し、R~Rはそれぞれ独立に水素原子又はヒドロキシ基を有していてもよい炭素数1~4のアルキル基を示す。*は結合手を示す。)
 前記一般式(2)において、破線はπ結合の存在又は不存在を示す。破線はπ結合が存在していることが好ましいが、π結合の一部が還元されてπ結合が不存在となっているものを含んでもよい。
 前記一般式(2)において、R~Rにおけるアルキル基は、好ましくは炭素数1~3のアルキル基、より好ましくはメチル基又はエチル基、さらに好ましくはメチル基である。
 R~Rは、低粘度性、エポキシ樹脂硬化剤として用いた際の速硬化性、得られるエポキシ樹脂組成物の塗膜の硬度、外観、及び耐水性向上の観点から、好ましくは水素原子、メチル基、又はヒドロキシメチル基であり、より好ましくは水素原子又はメチル基であり、さらに好ましくは、R~Rのすべてが水素原子であるか、Rがメチル基でR及びRが水素原子であり、よりさらに好ましくはR~Rのすべてが水素原子である。
 前記一般式(1)において、Xは-CH-A-CH-(Aはシクロヘキシレン基である)で示される2価の基、-(CH-、-(CHCHNH)-CHCH-、又は、下記一般式(3)又は(4)で示される2価の基である。nは2~6であり、mは1又は2である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014

(式中、*は結合手を示す。)
 前記一般式(1)におけるXは、低粘度性、エポキシ樹脂硬化剤として用いた際の速硬化性、得られるエポキシ樹脂組成物の塗膜の硬度、外観、及び耐水性向上の観点から、好ましくは-CH-A-CH-(Aはシクロヘキシレン基である)で示される2価の基、又は、前記一般式(3)又は(4)で示される2価の基であることが好ましく、-CH-A-CH-(Aはシクロヘキシレン基である)で示される2価の基、又は、前記一般式(3)で示される2価の基であることがより好ましく、-CH-A-CH-(Aはシクロヘキシレン基である)で示される2価の基であることがさらに好ましい。
 -CH-A-CH-におけるAは、具体的には、1,2-シクロヘキシレン基、1,3-シクロヘキシレン基、又は1,4-シクロヘキシレン基であり、低粘度性、エポキシ樹脂硬化剤として用いた際の速硬化性、得られるエポキシ樹脂組成物の塗膜の硬度、外観、及び耐水性向上の観点から、好ましくは1,3-シクロヘキシレン基又は1,4-シクロヘキシレン基であり、より好ましくは1,3-シクロヘキシレン基である。
[アミノ組成物]
 本発明のアミノ化合物は、2種以上のアミノ化合物を含むアミノ組成物の形態であってもよい。例えばアミノ組成物は、前記一般式(1)において、R及びRのうち一方が水素原子であり、他方が前記一般式(2)で示される1価の基であるアミノ化合物(以下、該化合物を「1付加体」ともいう)と、R及びRが共に前記一般式(2)で示される1価の基であるアミノ化合物(以下、該化合物を「2付加体」ともいう)との混合物を含むことができる。但し、低粘度性、エポキシ樹脂硬化剤として用いた際の速硬化性、得られるエポキシ樹脂組成物の塗膜の硬度、外観、及び耐水性向上の観点から、前記アミノ組成物は、前記一般式(1)において、R及びRのうち一方が水素原子であり、他方が前記一般式(2)で示される1価の基であるアミノ化合物(1付加体)を含むことが好ましい。
 前記アミノ組成物が、前記一般式(1)において、R及びRのうち一方が水素原子であり、他方が前記一般式(2)で示される1価の基であるアミノ化合物(1付加体)と、R及びRが共に前記一般式(2)で示される1価の基であるアミノ化合物(2付加体)とを含む場合、該アミノ組成物中の1付加体と2付加体とのモル比(1付加体/2付加体)は、低粘度性、エポキシ樹脂硬化剤として用いた際の速硬化性、得られるエポキシ樹脂組成物の塗膜の硬度、外観、及び耐水性向上の観点から、好ましくは1/99~99.9/0.1、より好ましくは5/95~99/1、さらに好ましくは10/90~99/1、よりさらに好ましくは20/80~99/1、よりさらに好ましくは30/70~99/1、よりさらに好ましくは40/60~99/1、よりさらに好ましくは50/50~99/1である。
 上記モル比は、具体的には実施例に記載の方法により求めることができる。
 前記アミノ組成物は、前記一般式(1)で示されるアミノ化合物以外に、副生成物や、未反応原料である、後述する一般式(5)で示されるジアミン等を含有していてもよい。但し、低粘度性、エポキシ樹脂硬化剤として用いた際の速硬化性、得られるエポキシ樹脂組成物の塗膜の硬度、外観、及び耐水性向上の観点から、アミノ組成物中の前記一般式(1)で示されるアミノ化合物の含有量は、好ましくは70質量%以上、より好ましくは80質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上、よりさらに好ましくは95質量%以上、よりさらに好ましくは98質量%以上であり、100質量%以下である。
 また、アミノ組成物中の、未反応原料である前記一般式(5)で示されるジアミンの含有量は、得られるエポキシ樹脂組成物の塗膜の硬度、外観、及び耐水性向上の観点から、好ましくは5質量%以下、より好ましくは2質量%以下、さらに好ましくは1質量%以下である。
 前記アミノ組成物中のアミノ化合物の含有量、及び、未反応原料である前記一般式(5)で示されるジアミンの含有量は、ガスクロマトグラフィー(GC)分析法により測定することができる。
 前記アミノ化合物又はアミノ組成物の25℃における粘度は、低粘度のエポキシ樹脂硬化剤を得る観点から、好ましくは500mPa・s以下、より好ましくは300mPa・s以下、さらに好ましくは200mPa・s以下、よりさらに好ましくは150mPa・s以下、よりさらに好ましくは100mPa・s以下、よりさらに好ましくは90mPa・s以下であり、通常、10mPa・s以上である。
 アミノ化合物又はアミノ組成物の25℃における粘度は、E型粘度計を用いて、具体的には実施例に記載の方法により測定することができる。
[アミノ化合物及びアミノ組成物の製造方法]
 本発明のアミノ化合物、及び前記アミノ組成物の製造方法(以下、「本発明の製造方法」ともいう)は、下記工程(1)及び工程(2)を順に有することが好ましい。
工程(1):下記一般式(5)で示されるジアミンと、下記一般式(6)で示されるアルデヒド化合物とを反応させてイミンを得る工程
工程(2):前記工程(1)で得られたイミンを還元する工程
  NH-X-NH   (5)
(式中、Xは前記と同じである。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015

(式中、R~Rは前記と同じである。)
<工程(1)>
 工程(1)では、前記一般式(5)で示されるジアミンと、前記一般式(6)で示されるアルデヒド化合物とを反応させてイミンを得る。
 前記一般式(5)において、Xは-CH-A-CH-(Aはシクロヘキシレン基である)で示される2価の基、-(CH-、-(CHCHNH)-CHCH-、又は、下記一般式(3)又は(4)で示される2価の基である。nは2~6であり、mは1又は2である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017

(式中、*は結合手を示す。)
 前記一般式(5)におけるXは、低粘度性、エポキシ樹脂硬化剤として用いた際の速硬化性、得られるエポキシ樹脂組成物の塗膜の硬度、外観、及び耐水性向上の観点から、好ましくは-CH-A-CH-(Aはシクロヘキシレン基である)で示される2価の基、又は、前記一般式(3)又は(4)で示される2価の基であることが好ましく、-CH-A-CH-(Aはシクロヘキシレン基である)で示される2価の基、又は、前記一般式(3)で示される2価の基であることがより好ましく、-CH-A-CH-(Aはシクロヘキシレン基である)で示される2価の基であることがさらに好ましい。
 -CH-A-CH-におけるAは、具体的には、1,2-シクロヘキシレン基、1,3-シクロヘキシレン基、又は1,4-シクロヘキシレン基であり、低粘度性、エポキシ樹脂硬化剤として用いた際の速硬化性、得られるエポキシ樹脂組成物の塗膜の硬度、外観、及び耐水性向上の観点から、好ましくは1,3-シクロヘキシレン基又は1,4-シクロヘキシレン基であり、より好ましくは1,3-シクロヘキシレン基である。
 前記一般式(5)で示されるジアミンの具体例は、ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、イソホロンジアミン(IPDA)、及びノルボルナンジアミンからなる群から選ばれる少なくとも1種である。これらの中でも、低粘度性、エポキシ樹脂硬化剤として用いた際の速硬化性、得られるエポキシ樹脂組成物の塗膜の硬度、外観、及び耐水性向上の観点から、好ましくはビス(アミノメチル)シクロヘキサン、イソホロンジアミン(IPDA)、及びノルボルナンジアミンからなる群から選ばれる少なくとも1種であり、より好ましくはビス(アミノメチル)シクロヘキサン及びイソホロンジアミンからなる群から選ばれる少なくとも1種であり、さらに好ましくはビス(アミノメチル)シクロヘキサンであり、よりさらに好ましくは1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン及び1,4-ビス(アミノメチル)シクロヘキサンからなる群から選ばれる少なくとも1種であり、よりさらに好ましくは1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサンである。
 前記一般式(6)におけるR~Rは、それぞれ独立に水素原子又はヒドロキシ基を有していてもよい炭素数1~4のアルキル基である。R~Rにおけるアルキル基は、好ましくは炭素数1~3のアルキル基、より好ましくはメチル基又はエチル基、さらに好ましくはメチル基である。
 R~Rは、得られるアミノ化合物及びアミノ組成物の低粘度性、エポキシ樹脂硬化剤として用いた際の速硬化性、得られるエポキシ樹脂組成物の塗膜の硬度、外観、及び耐水性向上の観点から、好ましくは水素原子、メチル基、又はヒドロキシメチル基であり、より好ましくは水素原子又はメチル基であり、さらに好ましくは、R~Rのすべてが水素原子であるか、Rがメチル基でR及びRが水素原子であり、よりさらに好ましくはR~Rのすべてが水素原子である。
 前記一般式(6)で示されるアルデヒド化合物の具体例は、フルフラール、3-メチルフルフラール、4-メチルフルフラール、5-メチルフルフラール、3-ヒドロキシメチルフルフラール、4-ヒドロキシメチルフルフラール、5-ヒドロキシメチルフルフラール、4,5-ジメチルフルフラール、3-エチルフルフラール、4-エチルフルフラール、5-エチルフルフラール、3-プロピルフルフラール、4-プロピルフルフラール、5-プロピルフルフラール、3-ブチルフルフラール、4-ブチルフルフラール、5-ブチルフルフラール等が挙げられ、これらのうち1種又は2種以上を用いることができる。
 上記の中でも、得られるアミノ化合物及びアミノ組成物の低粘度性、エポキシ樹脂硬化剤として用いた際の速硬化性、得られるエポキシ樹脂組成物の塗膜の硬度、外観、及び耐水性向上の観点から、前記一般式(6)で示されるアルデヒド化合物は、好ましくはフルフラール、3-メチルフルフラール、4-メチルフルフラール、5-メチルフルフラール、3-ヒドロキシメチルフルフラール、4-ヒドロキシメチルフルフラール、5-ヒドロキシメチルフルフラール、及び4,5-ジメチルフルフラールからなる群から選ばれる少なくとも1種であり、より好ましくはフルフラール及び5-メチルフルフラールからなる群から選ばれる少なくとも1種であり、さらに好ましくはフルフラールである。
 工程(1)において、前記一般式(1)で示されるアミノ化合物を高収率で得る観点から、前記一般式(5)で示されるジアミン1.0モルに対し、前記一般式(6)で示されるアルデヒド化合物を、好ましくは0.8~2.0モル反応させる。前記一般式(1)において、R及びRのうち一方が水素原子であり、他方が前記一般式(2)で示される1価の基であるアミノ化合物を高収率で得る観点からは、前記一般式(5)で示されるジアミン1.0モルに対する、前記一般式(6)で示されるアルデヒド化合物を反応させる量は、より好ましくは1.0~2.0モル、さらに好ましくは1.0~1.8モル、よりさらに好ましくは1.0~1.5モル、よりさらに好ましくは1.0~1.3モルである。
 前記一般式(5)で示されるジアミンと、前記一般式(6)で示されるアルデヒド化合物との反応は、好ましくは加熱攪拌条件下で行われる。反応温度は、反応効率向上の観点、及び、原料であるジアミン並びにアルデヒド化合物の熱劣化抑制の観点から、好ましくは40~120℃、より好ましくは50~95℃の範囲である。反応時間は適宜選択できるが、通常、0.5~6時間の範囲である。
 上記反応は、反応溶媒中で行うこともできるが、無溶媒で行ってもよい。
 工程(1)での上記反応により、前記一般式(5)で示されるジアミンと、前記一般式(6)で示されるアルデヒド化合物との反応物であるイミンが得られる。工程(1)で得られた反応物は精製を行ってもよく、精製を行わずにそのまま工程(2)に供することもできる。
<工程(2)>
 工程(2)では、前記工程(1)で得られたイミンを還元し、アミンに変換する。該イミンの還元は、好ましくは触媒の存在下、加熱加圧条件で水素添加(水添)することにより行われる。
 工程(2)で用いられる触媒としては、公知の水素添加触媒が挙げられ、例えば、Ni、Pt、Pd、Ru等の金属を、カーボン、シリカ、アルミナ、ケイソウ土等に担持させた担持型不均一系水素添加触媒;Ni、Co、Fe、Cr等の有機酸塩又はアセチルアセトン塩等の遷移金属塩と有機アルミニウム等の還元剤とを用いる、いわゆるチーグラー型水素添加触媒;Ti、Ru、Rh、Zr等の有機金属化合物等のいわゆる有機金属錯体等の均一系水素添加触媒が用いられる。
 水素添加反応時の温度は、反応効率向上の観点、及び副反応を抑制する観点から、好ましくは0℃以上、より好ましくは10℃以上、さらに好ましくは20℃以上であり、そして、好ましくは200℃以下、より好ましくは150℃以下、さらに好ましくは100℃以下である。
 水素添加反応時の圧力は、反応効率向上の観点、及び副反応を抑制する観点から、好ましくは0.01MPaG以上、より好ましくは0.1MPaG以上、さらに好ましくは0.3MPaG以上であり、そして、好ましくは10MPaG以下、より好ましくは3MPaG以下である。
 反応時間は特に限定されないが、好ましくは3分以上、より好ましくは10分以上、さらに好ましくは30分以上であり、そして、好ましくは24時間以下、より好ましくは12時間以下、さらに好ましくは8時間以下である。
 水素添加反応は、溶媒の存在下で行ってもよい。該溶媒としては、水素添加反応を阻害しない限り特に限定されないが、ペンタン、ヘキサン、イソペンタン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン等の脂肪族炭化水素;シクロペンタン、メチルシクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素;トルエン、エチルベンゼン、キシレン等の芳香族炭化水素等の炭化水素溶媒が例示される。これらは1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
 水素添加反応後、得られた反応液から触媒を除去し、必要に応じ蒸留精製等を行って、本発明のアミノ化合物又は前記アミノ組成物を得ることができる。
 なお、前記アミノ化合物及びアミノ組成物の製造方法は上記方法に限られない。例えば、前記一般式(5)で示されるジアミンと下記一般式(7)で示されるアミンとを触媒存在下、脱アンモニア反応させる方法;前記一般式(5)で示されるジアミンと下記一般式(8)で示されるアルコールとを触媒存在下、水素雰囲気下で反応させる方法;前記一般式(5)で示されるジアミンと下記一般式(9)で示される塩化物とを反応させる方法;により製造することもできる。その際、前記一般式(5)で示されるジアミン1モルに対し、前記一般式(7)~(9)で示される化合物を、それぞれ、好ましくは1.0~2.0モル、より好ましくは1.0~1.8モル、さらに好ましくは1.0~1.5モル、よりさらに好ましくは1.0~1.3モル反応させる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020

(式(7)~(9)中、R~Rは前記と同じである。)
[エポキシ樹脂硬化剤]
 本発明のエポキシ樹脂硬化剤は、本発明のアミノ化合物又は前記アミノ組成物を含有する。該エポキシ樹脂硬化剤は低粘度性を有し、エポキシ樹脂組成物に用いると耐水性に優れる塗膜を形成できる。
 エポキシ樹脂硬化剤中の前記一般式(1)で示されるアミノ化合物の含有量は、低粘度性、速硬化性、得られるエポキシ樹脂組成物の塗膜の硬度、外観、及び耐水性向上の観点から、好ましくは30質量%以上、より好ましくは50質量%以上、さらに好ましくは60質量%以上、よりさらに好ましくは70質量%以上、よりさらに好ましくは80質量%以上、よりさらに好ましくは90質量%以上であり、100質量%以下である。
 エポキシ樹脂硬化剤中の前記アミノ組成物の含有量は、低粘度性、速硬化性、得られるエポキシ樹脂組成物の塗膜の硬度、外観、及び耐水性向上の観点から、好ましくは30質量%以上、より好ましくは50質量%以上、さらに好ましくは60質量%以上、よりさらに好ましくは70質量%以上、よりさらに好ましくは80質量%以上、よりさらに好ましくは90質量%以上であり、100質量%以下である。
 本発明のエポキシ樹脂硬化剤は、本発明のアミノ化合物又は前記アミノ組成物以外に、他の硬化剤成分を含有することもできる。本明細書において硬化剤成分とは、エポキシ樹脂硬化剤中に含まれる、エポキシ樹脂中のエポキシ基と反応し得る活性水素を2つ以上有する成分を意味する。
 当該他の硬化剤成分としては、アミン系硬化剤、フェノール系硬化剤、酸無水物系硬化剤等が挙げられ、速硬化性の観点からはアミン系硬化剤が好ましい。
 アミン系硬化剤としては、前記本発明のアミノ化合物又はアミノ組成物以外の、ポリアミン化合物又はその変性体が挙げられる。該ポリアミン化合物としては、分子中に少なくとも2つのアミノ基を有する化合物であれば特に制限されない。
 該ポリアミン化合物又はその変性体としては、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、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ヘキサメチレンジアミン、2-メチルペンタメチレンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン等の鎖状脂肪族ポリアミン化合物;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、メンセンジアミン、イソホロンジアミン、ノルボルナンジアミン、トリシクロデカンジアミン、アダマンタンジアミン、ジアミノシクロヘキサン、1,4-ジアミノ-2-メチルシクロヘキサン、1,4-ジアミノ-3,6-ジエチルシクロヘキサン、ジアミノジエチルメチルシクロヘキサン、3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノジシクロヘキシルメタン、4,4’-ジアミノジシクロヘキシルメタン等の脂環式構造を有するポリアミン化合物;オルトキシリレンジアミン、メタキシリレンジアミン、及びパラキシリレンジアミン、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等の芳香環を有するポリアミン化合物;N-アミノメチルピペラジン、N-アミノエチルピペラジン等の複素環式構造を有するポリアミン化合物;ポリエーテルポリアミン化合物;上記ポリアミン化合物と、少なくとも1つのエポキシ基を有するエポキシ化合物、不飽和炭化水素化合物、カルボン酸又はその誘導体等とを反応させた反応生成物;上記ポリアミン化合物と、フェノール化合物及びアルデヒド化合物とを反応させたマンニッヒ反応物;上記ポリアミン化合物と、ケトン化合物とを反応させたケトイミン(ケチミン);等が挙げられる。これらは1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
 他の硬化剤成分を用いる場合、エポキシ樹脂硬化剤中の当該他の硬化剤成分の含有量は、好ましくは1質量%以上、より好ましくは5質量%以上である。当該含有量の上限は、本発明の効果を損なわない範囲であればよく、好ましくは70質量%以下、より好ましくは50質量%以下、さらに好ましくは40質量%以下、よりさらに好ましくは30質量%以下、よりさらに好ましくは20質量%以下である。
 本発明のエポキシ樹脂硬化剤は、さらに、公知の硬化促進剤、非反応性希釈剤等を含有することもできる。
 硬化促進剤としては、例えば、フェノール化合物、有機酸類、有機酸塩類、3級アミン類、4級アンモニウム塩類、イミダゾール類、有機リン系化合物、4級ホスホニウム塩類、ジアザビシクロアルケン類、有機金属塩化合物、ホウ素化合物、及び金属ハロゲン化物等が挙げられる。
 非反応性希釈剤としては、ベンジルアルコール、フルフリルアルコール、テトラフルフリルアルコール、芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂等が挙げられ、これらのうち1種又は2種以上を用いることができる。
 但し、本発明のエポキシ樹脂硬化剤は、得られるエポキシ樹脂組成物の塗膜の耐水性向上の観点から、非反応性希釈剤の含有量が少ないことが好ましい。エポキシ樹脂硬化剤中の非反応性希釈剤の含有量は、好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下、さらに好ましくは5質量%以下、よりさらに好ましくは1質量%以下であり、よりさらに好ましくは0質量%である。
 エポキシ樹脂硬化剤の活性水素当量は、低粘度性、速硬化性、得られるエポキシ樹脂組成物の塗膜の硬度、外観、及び耐水性向上の観点から、好ましくは80以上であり、硬化性向上の観点から、好ましくは150以下、より好ましくは120以下である。本明細書における活性水素当量(以下「AHEW」ともいう)とは、エポキシ樹脂硬化剤の、アミノ基由来の活性水素1モルあたりの質量である。硬化剤のAHEWは、アミン価より算出することができる。
[エポキシ樹脂組成物]
 本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂と、前記エポキシ樹脂硬化剤とを含有する。該エポキシ樹脂組成物は硬化速度が速く、得られる塗膜は、硬度、外観及び耐水性に優れる。
<エポキシ樹脂>
 エポキシ樹脂組成物の主剤であるエポキシ樹脂は、飽和又は不飽和の脂肪族化合物や脂環式化合物、芳香族化合物、複素環式化合物のいずれであってもよい。硬化速度向上の観点、硬度、外観、及び耐水性に優れる塗膜を形成する観点からは、芳香環又は脂環式構造を分子内に含むエポキシ樹脂が好ましい。
 当該エポキシ樹脂の具体例としては、メタキシリレンジアミンから誘導されたグリシジルアミノ基を有するエポキシ樹脂、パラキシリレンジアミンから誘導されたグリシジルアミノ基を有するエポキシ樹脂、1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサンから誘導されたグリシジルアミノ基を有するエポキシ樹脂、1,4-ビス(アミノメチル)シクロヘキサンから誘導されたグリシジルアミノ基を有するエポキシ樹脂、ジアミノジフェニルメタンから誘導されたグリシジルアミノ基を有するエポキシ樹脂、パラアミノフェノールから誘導されたグリシジルアミノ基及び/又はグリシジルオキシ基を有するエポキシ樹脂、ビスフェノールAから誘導されたグリシジルオキシ基を有するエポキシ樹脂、ビスフェノールFから誘導されたグリシジルオキシ基を有するエポキシ樹脂、フェノールノボラックから誘導されたグリシジルオキシ基を有するエポキシ樹脂及びレゾルシノールから誘導されたグリシジルオキシ基を有するエポキシ樹脂から選ばれる少なくとも1種の樹脂が挙げられる。上記のエポキシ樹脂は、2種以上混合して用いることもできる。
 上記の中でも、硬化速度向上の観点、硬度、外観、及び耐水性に優れる塗膜を形成する観点から、エポキシ樹脂としてはメタキシリレンジアミンから誘導されたグリシジルアミノ基を有するエポキシ樹脂、パラキシリレンジアミンから誘導されたグリシジルアミノ基を有するエポキシ樹脂、ビスフェノールAから誘導されたグリシジルオキシ基を有するエポキシ樹脂、及びビスフェノールFから誘導されたグリシジルオキシ基を有するエポキシ樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種を主成分とするものが好ましく、硬化速度向上の観点、硬度、外観、及び耐水性に優れる塗膜を形成する観点、入手性及び経済性の観点から、ビスフェノールAから誘導されたグリシジルオキシ基を有するエポキシ樹脂を主成分とするものがより好ましい。
 なお、ここでいう「主成分」とは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で他の成分を含みうることを意味し、好ましくは全体の50~100質量%、より好ましくは70~100質量%、さらに好ましくは90~100質量%を意味する。
 主剤であるエポキシ樹脂は、取り扱い性向上の観点から、上記エポキシ樹脂以外の反応性希釈剤を含有していてもよい。該反応性希釈剤としては、少なくとも1つのエポキシ基を有する低分子化合物が挙げられ、例えば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等の芳香族モノグリシジルエーテル;ブチルグリシジルエーテル、ヘキシルグリシジルエーテル、オクチルグリシジルエーテル、デシルグリシジルエーテル、ラウリルグリシジルエーテル、テトラデシルグリシジルエーテル等のアルキルモノグリシジルエーテル;1,3-プロパンジオールジグリシジルエーテル、1,4-ブタンジオール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、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル等の、脂肪族ジオールのジグリシジルエーテルが例示される。
 上記反応性希釈剤は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
 本発明のエポキシ樹脂組成物中のエポキシ樹脂とエポキシ樹脂硬化剤との含有量比は、エポキシ樹脂中のエポキシ基の数に対するエポキシ樹脂硬化剤中のアミノ基由来の活性水素数の比(エポキシ樹脂硬化剤中のアミノ基由来の活性水素数/エポキシ樹脂中のエポキシ基数)が、好ましくは1/0.5~1/2、より好ましくは1/0.75~1/1.5、さらに好ましくは1/0.8~1/1.2となる量である。
 エポキシ樹脂組成物中のエポキシ樹脂及びエポキシ樹脂硬化剤の含有量は、エポキシ樹脂中のエポキシ基の数に対するエポキシ樹脂硬化剤中のアミノ基由来の活性水素数の比が好ましくは前記範囲になる量であれば制限されないが、硬化速度向上の観点、硬度、外観、及び耐水性に優れる塗膜を形成する観点から、好ましくは以下の範囲である。
 エポキシ樹脂組成物中のエポキシ樹脂の含有量は、好ましくは40質量%以上、より好ましくは50質量%以上、さらに好ましくは60質量%以上であり、好ましくは80質量%以下、より好ましくは75質量%以下である。
 エポキシ樹脂組成物中のエポキシ樹脂硬化剤の含有量は、好ましくは20質量%以上、より好ましくは25質量%以上であり、好ましくは60質量%以下、より好ましくは50質量%以下、さらに好ましくは40質量%以下である。
 またエポキシ樹脂組成物中のエポキシ樹脂硬化剤の含有量は、主剤であるエポキシ樹脂100質量部に対して、好ましくは20~70質量部、より好ましくは30~70質量部、さらに好ましくは40~65質量部、よりさらに好ましくは40~60質量部である。
 エポキシ樹脂組成物中のエポキシ樹脂及びエポキシ樹脂硬化剤の合計含有量は、低粘度性、速硬化性、塗膜の硬度、外観、及び耐水性向上の観点から、好ましくは40質量%以上、より好ましくは50質量%以上、さらに好ましくは60質量%以上、よりさらに好ましくは70質量%以上、よりさらに好ましくは80質量%以上、よりさらに好ましくは90質量%以上であり、100質量%以下である。
 本発明のエポキシ樹脂組成物には、さらに、充填材、可塑剤などの改質成分、揺変剤などの流動調整成分、顔料、レベリング剤、粘着付与剤、エラストマー微粒子等のその他の成分を用途に応じて含有させてもよい。
 また本発明のエポキシ樹脂組成物は、前記非反応性希釈剤、並びに、非反応性希釈剤以外の溶媒(水及び揮発性溶剤)を含有してもよいが、その含有量は、エポキシ樹脂組成物中、好ましくは5質量%以下、より好ましくは2質量%以下、さらに好ましくは1質量%以下である。
<エポキシ樹脂組成物の製造方法>
 本発明のエポキシ樹脂組成物の製造方法には特に制限はなく、エポキシ樹脂、エポキシ樹脂硬化剤、及び必要に応じ他の成分を公知の方法及び装置を用いて混合し、製造することができる。エポキシ樹脂組成物に含まれる各成分の混合順序にも特に制限はなく、前記エポキシ樹脂硬化剤を調製した後、これをエポキシ樹脂と混合してもよく、エポキシ樹脂硬化剤を構成する各成分、並びにその他の成分と、エポキシ樹脂とを同時に混合して調製してもよい。
[硬化物]
 本発明のエポキシ樹脂組成物の硬化物(以下、単に「本発明の硬化物」ともいう)は、前記エポキシ樹脂組成物を公知の方法で硬化させたものである。エポキシ樹脂組成物の硬化条件は用途、形態に応じて適宜選択され、特に限定されない。
 本発明の硬化物の形態も特に限定されず、用途に応じて選択することができる。硬度、外観、及び耐水性に優れる塗膜を形成できる観点からは、当該エポキシ樹脂組成物の硬化物は膜状の硬化物であることが好ましい。
<用途>
 本発明のエポキシ樹脂組成物は、硬度、外観、及び耐水性に優れる塗膜を形成できることから、例えば、船舶塗料、重防食塗料、タンク用塗料、パイプ内装用塗料、外装用塗料、床材用塗料等の塗料用途に好適に用いられる。
 以下に実施例及び比較例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。なお、アミノ化合物又はアミノ組成物の分析及び評価は以下の方法により行った。
<ガスクロマトグラフィー(GC)分析>
 アミノ組成物中の各成分の含有量比の測定は、GC分析により行った。測定条件は下記のとおりである。
 装置;アジレント・テクノロジー(株)製「7890B GC」
 カラム;アジレント・テクノロジー(株)製「CP-Sil 8 CB for Amines」(長さ30m、膜厚0.25μm、内径0.25mm)
 カラム温度;40℃10分→20℃/分昇温→250℃10分→20℃/分昇温→300℃10分
 キャリアーガス:ヘリウム
 キャリアーガス流速:2.2553mL/分
 注入口圧力:22.474psi (定圧力モード)
 検出器:FID
 注入口温度:250℃
 検出器温度:310℃
<アミノ組成物の組成分析(1付加体と2付加体とのモル比)>
 アミノ組成物中の1付加体と2付加体とのモル比(1付加体/2付加体)は、京都電子工業(株)製の電位差自動滴定装置「AT-710S」を用いて全アミン価、2級・3級アミン価を求め、その結果から求めた。全アミン価は0.1mol/L過塩素酸・酢酸溶液(関東化学(株)製)を用いて、2級・3級アミン価は0.1mol/L塩酸(2-プロパノール性)を用いて測定した。
1H-NMR分析>
 得られたアミノ組成物中に含まれる各成分の構造同定は、1H-NMR分析により行った。測定条件は下記のとおりである。
 核磁気共鳴分光計;ブルカー・バイオスピン(株)製 AVANCEIII-500
 プローブ;5mmφ二重共鳴多核種プローブ(BBFO Plus Smart プローブ)
 重溶媒;重クロロホルム
 測定核;1H
 測定温度;室温
<粘度の測定>
 アミノ組成物(硬化剤)の25℃における粘度は、東機産業(株)製のE型粘度計「TVE-35H型粘度計 コーンプレートタイプ」を用いて測定した。
<活性水素当量(AHEW)の測定>
 アミノ組成物(硬化剤)のAHEWは、京都電子工業(株)製の電位差自動滴定装置「AT-710S」を用いて全アミン価、2級・3級アミン価を求め、その結果からAHEWを算出した。全アミン価は0.1mol/L過塩素酸・酢酸溶液(関東化学(株)製)を用いて、2級・3級アミン価は0.1mol/L塩酸(2-プロパノール性)を用いて測定した。
<指触乾燥>
 基材としてリン酸亜鉛処理鋼板(パルテック(株)製;SPCC-SD PB-N144 0.8×70×150mm)を用いた。23℃、50%R.H.条件下で、基材上に各例のエポキシ樹脂組成物をアプリケーターを用いて塗布し、塗膜を形成した(塗布直後の塗膜厚み:200μm)。この塗膜を23℃、50%R.H.条件下で保存し、1日、及び7日経過後に指触により以下の基準で評価した。結果を表1に示す。
 Ex:優秀(約50Nの力で親指を押し付けた際も塗膜のべたつきがなく、指紋の残存もなし)
 G:良好(約50Nの力で親指を押し付けた際に塗膜のべたつきはないが、指触後の指紋の残存あり)
 F:可(約50Nの力で親指を押し付けた際に塗膜のべたつきあり)
 P:不良(未硬化)
<鉛筆硬度>
 前記と同様の方法で基材(リン酸亜鉛処理鋼板)上にエポキシ樹脂組成物を塗布して塗膜を形成した(塗布直後の厚み:200μm)。この塗膜を23℃、50%R.H.条件下で保存し、1日、及び7日経過後にJIS K5600-5-4:1999に準拠して鉛筆硬度を測定した。結果を表1に示す。
<耐水スポット試験>
 前記と同様の方法で基材(リン酸亜鉛処理鋼板)上にエポキシ樹脂組成物を塗布して塗膜を形成した(塗布直後の厚み:200μm)。この塗膜を23℃、50%R.H.条件下で保存し、1日、及び7日経過後に塗膜表面にスポイトで純水を2~3滴滴下し、その箇所を50mLスクリュー管瓶で蓋をした。24時間経過後に水を拭き取り、外観を目視観察して、以下の基準で評価した。結果を表1に示す。
 Ex:全く変化なし
 G:わずかに変化はあるが、使用上問題なし
 F:やや白化あり
 P:著しい白化あり
<外観(透明性/光沢)>
 前記と同様の方法で、基材(リン酸亜鉛処理鋼板)上に各例のエポキシ樹脂組成物をアプリケーターを用いて塗布し、塗膜を形成した(塗布直後の塗膜厚み:200μm)。この塗膜を23℃、50%R.H.条件下で保存し、1日経過後の外観を目視観察して、透明性及び光沢を以下の基準で評価した。結果を表1に示す。
(透明性)
 Ex:濁りがない
 G:わずかに濁りがあるが、使用上問題ない
 F:やや白濁あり
 P:白濁
(光沢)
 Ex:光沢あり
 G:やや光沢が劣るが、使用上問題ない
 F:光沢が少ない
 P:光沢なし
<RCI乾燥時間(半乾燥)>
 ガラス板(太佑機材(株)製 25×348×2.0mm)上に、23℃、50%R.H.条件下、各例のエポキシ樹脂組成物を76μmのアプリケーターを用いて塗布し、塗膜を形成した。塗膜を形成したガラス板を塗料乾燥時間測定器(太佑機材(株)製)にセットし、測定器の針が塗膜表面を引っかいた際の条痕を観察して、半乾燥への到達時間(針の跡が塗膜の中から塗膜表面上に浮き出てくる時間)を測定した。結果を表1に示す。時間が短い方が、硬化速度が速いことを示す。
実施例1
(アミノ組成物Aの製造)
〔工程(1)〕
 撹拌装置、温度計、窒素導入管、滴下漏斗及び冷却管を備えた内容積1リットルのセパラブルフラスコに、1,3-(ビスアミノメチル)シクロヘキサン(三菱瓦斯化学(株)製、1,3-BAC)42.7g(0.3モル)を仕込み、窒素気流下、撹拌しながら、フルフラール(東京化成工業(株)製)28.8g(0.3モル)を15~20分かけて滴下した。滴下終了後、80℃に昇温して30分間反応を行った。反応生成物のH-NMRを測定し、フルフラールのアルデヒド基由来のHのピークが消失していることを確認し、反応終了とした。その後、反応生成物にトルエンを加え、共沸脱水により系内の水分を除去し、1,3-BACとフルフラールとのモル比1/1の反応物であるイミンを得た。
〔工程(2)〕
 撹拌機及びヒーターを備えたオートクレーブ(容量230mL、材質:SUS316L)に、工程(1)で得られたイミンを32.4g、トルエン30g、水素添加触媒として5%Pd/C触媒(エヌ・イーケムキャット(株)製;STDタイプ)0.3gを仕込み、気相部を水素置換した。その後、撹拌しながら昇温を開始し、1時間で液温を80℃にした後、水素で1MPaGに加圧した。その後、液温80℃の条件下、圧力を1MPaGに保つように水素供給を随時行いながら反応を1.5時間継続させた。得られた反応液を濾過し、水素添加触媒を除去した後、真空下で完全に濃縮し、工程(1)で得られたイミンの還元物であるアミノ組成物a 32.0gを得た。得られたアミノ組成物aから減圧蒸留によって、残存する1,3-BACを留去し、アミノ組成物A 26.2gを得た。得られたアミノ組成物Aを用いて、前記条件によりGC分析及びH-NMR分析を行い、表1に記載の組成比を算出した。GC分析においては、アミノ組成物A 0.1gをメタノール1gに溶解させた溶液を測定試料として用いた。なお、表1に記載のGC面積比とは、ガスクロマトグラフィーで検出された成分の面積百分率を意味する。
 得られたアミノ組成物A中、一般式(1)で示されるアミノ化合物の含有量は、GC面積比で100%(1付加体:74%、2付加体:26%)であり、1付加体と2付加体とのモル比(1付加体/2付加体)は74/26であった。また、アミノ組成物Aの25℃における粘度及びAHEWを表1に示した。
 アミノ組成物Aを前記条件にて1H-NMR分析した結果、アミノ組成物A中の、一般式(1)で示されるアミノ化合物のうち1付加体は下記構造式(A1)で示される化合物が主成分であり、2付加体は下記構造式(A2)で示される化合物が主成分であることが判った。なお、前記1付加体は、下記構造式(A1)で示される化合物以外に、該化合物におけるフラン環の不飽和結合の一部又は全部が還元された化合物を微量含み、前記2付加体は、下記構造式(A2)で示される化合物以外に、該化合物におけるフラン環の不飽和結合の一部又は全部が還元された化合物を微量含んでいた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021

 構造式(A1)で示される化合物の1H-NMR化学シフト:δ7.35ppm(dd、1H、-O-C=)、δ6.30ppm(m、1H、-O-CH=C-)、δ6.16ppm(m、1H、-O-CH=CH-C=)、δ3.76ppm(d、2H、-NH-C -CO)、δ2.60~2.44ppm(m、4H、-C10-C -NH-、-C10-C -NH)、δ1.96~0.52ppm(m、13H、-C 10 -、-C10-CH-N-、-C10-CH-N
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022

 構造式(A2)で示される化合物の1H-NMR化学シフト:δ7.34ppm(dd、2H、-O-C=)、δ6.30ppm(m、2H、-O-CH=C-)、δ6.15ppm(m、2H、-O-CH=CH-C=)、δ3.75ppm(d、4H、-NH-C -CO)、δ2.52~2.44ppm(m、4H、-C10-C -NH-)、δ1.96~0.52ppm(m、12H、-C 10 -、-C10-CH-N-)
(エポキシ樹脂組成物の調製及び評価)
 主剤であるエポキシ樹脂として、ビスフェノールAから誘導されたグリシジルオキシ基を有する液状エポキシ樹脂(三菱ケミカル(株)製「jER828」、エポキシ当量186g/当量)を使用し、エポキシ樹脂硬化剤として、上記アミノ組成物Aを使用した。
 エポキシ樹脂及びエポキシ樹脂硬化剤を表1に示す配合量となるよう配合して23℃にて撹拌、混合し、エポキシ樹脂組成物を調製した。主剤エポキシ樹脂中のエポキシ基数に対するエポキシ樹脂硬化剤中の活性水素数の比(エポキシ樹脂硬化剤中の活性水素数/主剤エポキシ樹脂中のエポキシ基数)は1/1となるようにした。
 得られたエポキシ樹脂組成物を用いて、前述の方法で各種評価を行った。結果を表1に示す。
実施例2
(アミノ組成物Bの製造)
 実施例1の工程(1)において、1,3-BACの仕込み量を35.6g(0.25モル)、フルフラールの仕込み量を36.0g(0.38モル)に変更したこと以外は、実施例1と同様の方法によりアミノ組成物Bを製造した。得られたアミノ組成物B中、一般式(1)で示されるアミノ化合物の含有量は、GC面積比で100%(1付加体:44%、2付加体:56%)であった。また、アミノ組成物B中の1付加体と2付加体とのモル比、25℃における粘度及びAHEWを表1に示した。
(エポキシ樹脂組成物の調製及び評価)
 実施例1において、アミノ組成物Aに替えてアミノ組成物Bを用いたこと以外は、実施例1と同様の方法でエポキシ樹脂組成物の調製及び評価を行った。結果を表1に示す。
実施例3
(アミノ組成物Cの製造)
 実施例1の工程(1)において、1,3-BACの仕込み量を35.6g(0.25モル)に変更し、フルフラールに替えて、5-メチルフルフラール(東京化成工業(株)製)27.5g(0.25モル)を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法によりアミノ組成物Cを製造した。得られたアミノ組成物C中、一般式(1)で示されるアミノ化合物の含有量は、GC面積比で100%(1付加体:75%、2付加体:25%)であった。また、アミノ組成物C中の1付加体と2付加体とのモル比、25℃における粘度及びAHEWを表1に示した。
(エポキシ樹脂組成物の調製及び評価)
 実施例1において、アミノ組成物Aに替えてアミノ組成物Cを用いたこと以外は、実施例1と同様の方法でエポキシ樹脂組成物の調製及び評価を行った。結果を表1に示す。
 アミノ組成物Cを前記条件にて1H-NMR分析した結果、アミノ組成物C中の、一般式(1)で示されるアミノ化合物のうち1付加体は下記構造式(C1)で示される化合物であり、2付加体は下記構造式(C2)で示される化合物であることが判った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023

 構造式(C1)で示される化合物の1H-NMR化学シフト:δ6.02ppm(m、1H、-O-C(CH)=C-)、δ5.87ppm(m、1H、-O-C(CH)=CH-C=)、δ3.70ppm(d、2H、-NH-C -CO-CH)、δ2.59~2.43ppm(m、4H、-C10-C -NH-、-C10-C -NH)、δ2.27ppm(s、3H、-C )、δ1.85~0.53ppm(m、13H、-C 10 -、-C10-CH-N-、-C10-CH-N
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024

 構造式(C2)で示される化合物の1H-NMR化学シフト:δ6.02ppm(m、2H、-O-C(CH)=C-)、δ5.87ppm(m、2H、-O-C(CH)=CH-C=)、δ3.69ppm(d、4H、-NH-C -CO-CH)、δ2.52~2.43ppm(m、4H、-C10-C -NH-)、δ2.27ppm(s、6H、-C )、δ1.85~0.53ppm(m、12H、-C 10 -、-C10-CH-N-)
実施例4
(アミノ組成物Eの製造)
 実施例2の工程(1)において、1,3-BACに替えて、イソホロンジアミン42.6g(0.25モル)を用いたこと以外は、実施例2と同様の方法によりアミノ組成物Eを製造した。得られたアミノ組成物E中、一般式(1)で示されるアミノ化合物の含有量は、GC面積比で100%(下記構造式(E1)で示される1付加体:42%、下記構造式(E2)で示される1付加体:10%、下記構造式(E3)で示される2付加体:46%)であった。また、アミノ組成物E中の1付加体((E1)及び(E2))と2付加体(E3)とのモル比、25℃における粘度及びAHEWを表1に示した。
(エポキシ樹脂組成物の調製及び評価)
 実施例1において、アミノ組成物Aに替えてアミノ組成物Eを用いたこと以外は、実施例1と同様の方法でエポキシ樹脂組成物の調製及び評価を行った。結果を表1に示す。
 アミノ組成物Eを前記条件にて1H-NMR分析した結果、アミノ組成物E中の、一般式(1)で示されるアミノ化合物のうち1付加体は下記構造式(E1)及び(E2)で示される化合物が主成分であり、2付加体は下記構造式(E3)で示される化合物が主成分であることが判った。なお、前記1付加体は、下記構造式(E1)又は(E2)で示される化合物以外に、該化合物におけるフラン環の不飽和結合の一部又は全部が還元された化合物を微量含み、前記2付加体は、下記構造式(E3)で示される化合物以外に、該化合物におけるフラン環の不飽和結合の一部又は全部が還元された化合物を微量含んでいた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025

 構造式(E1)で示される化合物の1H-NMR化学シフト:δ7.35ppm(dd、1H、-O-C=)、δ6.30ppm(m、1H、-O-CH=C-)、δ6.15ppm(m、1H、-O-CH=CH-C=)、δ3.75ppm(d、2H、-NH-C -C(O)=)、δ2.97~0.80ppm(m、21H、-C -、-C 、-NH-C -C-、-N-、-N
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026

 構造式(E2)で示される化合物の1H-NMR化学シフト:δ7.35ppm(dd、1H、-O-C=)、δ6.30ppm(m、1H、-O-CH=C-)、δ6.15ppm(m、1H、-O-CH=CH-C=)、δ3.81ppm(d、2H、-NH-C -C(O)=)、δ2.97~0.80ppm(m、21H、-C -、-C 、-NH-C -C-、-N-、-N
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027

 構造式(E3)で示される化合物の1H-NMR化学シフト:δ7.35ppm(dd、2H、-O-C=)、δ6.30ppm(m、2H、-O-CH=C-)、δ6.15ppm(m、2H、-O-CH=CH-C=)、δ3.81ppm(d、2H、-C-NH-C -C(O)=)、δ3.75ppm(d、2H、-CH-NH-C -C(O)=)、δ2.97~0.80ppm(m、20H、-C -、-C 、-NH-C -C-、-N-)
比較例1
(比較アミノ組成物Dの製造)
 撹拌装置、温度計、窒素導入管、滴下漏斗及び冷却管を備えた内容積300ミリリットルのセパラブルフラスコに、1,3-BAC(三菱瓦斯化学(株)製)42.7gを仕込み、窒素気流下、撹拌しながら、エポキシ化合物として、ビスフェノールAから誘導されたグリシジルオキシ基を有する多官能エポキシ樹脂(三菱ケミカル(株)製「jER828」、エポキシ当量:186g/当量)22.3g(1,3-BAC中の活性水素数/エポキシ化合物中のエポキシ基数=10/1となる量)を1時間かけて滴下した。滴下終了後、80℃に昇温して2時間反応を行い、1,3-BAC-jER828反応組成物を得た。ここにベンジルアルコールを、全体量の40質量%となる量を添加して希釈し、前記反応組成物の濃度が60質量%溶液である、比較アミノ組成物Dを得た。比較アミノ組成物D(ベンジルアルコールを含む全量)のAHEWは100であった。また、比較アミノ組成物D(ベンジルアルコールを含む全量)の25℃における粘度を表1に示した。
(エポキシ樹脂組成物の調製及び評価)
 実施例1において、アミノ組成物Aに替えて比較アミノ組成物Dを用いたこと以外は、実施例1と同様の方法でエポキシ樹脂組成物の調製及び評価を行った。結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000028
 表1より、本発明のアミノ化合物を含むエポキシ樹脂硬化剤は低粘度であり、該硬化剤を用いたエポキシ樹脂組成物の塗膜は、耐水性に優れることがわかる。
 本発明によれば、低粘度性を有し、エポキシ樹脂硬化剤として用いると耐水性に優れる塗膜を形成できるアミノ化合物及びその製造方法、該アミノ化合物を含有するエポキシ樹脂硬化剤、エポキシ樹脂組成物及びその硬化物を提供できる。

 

Claims (7)

  1.  下記一般式(1)で示されるアミノ化合物。
      R-NH-X-NH-R   (1)
    (式中、R及びRはそれぞれ独立に、水素原子、又は下記一般式(2)で示される1価の基であり、R及びRのうち少なくとも一方は下記一般式(2)で示される1価の基である。Xは-CH-A-CH-(Aはシクロヘキシレン基である)で示される2価の基、-(CH-、-(CHCHNH)-CHCH-、又は、下記一般式(3)又は(4)で示される2価の基である。nは2~6であり、mは1又は2である。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001

    (式中、破線はπ結合の存在又は不存在を示し、R~Rはそれぞれ独立に水素原子又はヒドロキシ基を有していてもよい炭素数1~4のアルキル基を示す。*は結合手を示す。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002

    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003

    (式中、*は結合手を示す。)
  2.  前記一般式(1)におけるXが、-CH-A-CH-(Aはシクロヘキシレン基である)で示される2価の基である、請求項1に記載のアミノ化合物。
  3.  請求項1又は2に記載のアミノ化合物を含有するエポキシ樹脂硬化剤。
  4.  エポキシ樹脂と、請求項3に記載のエポキシ樹脂硬化剤とを含有するエポキシ樹脂組成物。
  5.  請求項4に記載のエポキシ樹脂組成物の硬化物。
  6.  下記工程(1)及び工程(2)を順に有する、請求項1又は2に記載のアミノ化合物の製造方法。
    工程(1):下記一般式(5)で示されるジアミンと、下記一般式(6)で示されるアルデヒド化合物とを反応させてイミンを得る工程
    工程(2):前記工程(1)で得られたイミンを還元する工程
      NH-X-NH   (5)
    (式中、Xは前記と同じである。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004

    (式中、R~Rは前記と同じである。)
  7.  前記工程(1)において、前記一般式(5)で示されるジアミン1.0モルに対し、前記一般式(6)で示されるアルデヒド化合物を0.8~2.0モル反応させる、請求項6に記載のアミノ化合物の製造方法。

     
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