JPH062806B2 - アミノベンジルアミン組成物 - Google Patents

アミノベンジルアミン組成物

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JPH062806B2 JP10149785A JP10149785A JPH062806B2 JP H062806 B2 JPH062806 B2 JP H062806B2 JP 10149785 A JP10149785 A JP 10149785A JP 10149785 A JP10149785 A JP 10149785A JP H062806 B2 JPH062806 B2 JP H062806B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、常温で液状であるアミノベンジルアミン組成
物に関するものである。更に詳しくは、主としてm−ア
ミノベンジルアミンとp−アミノベンジルアミンとかな
る常温で液状であるアミノベンジルアミン組成物であ
り、熱硬化性組成物に用いる常温硬化型の硬化剤として
すぐれたアミノベンジルアミン組成物に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
アミノベンジルアミンは、耐熱性樹脂原料やエポキシ樹
脂硬化剤として重要な化合物である。一方、エポキシ樹
脂組成物は、塗料用、接着剤用、注型用等に常温硬化型
が広く用いられている。
しかし、従来用いられている常温硬化型のエポキシ樹脂
組成物は臭気が強かったり、硬化中に空気中の炭酸ガス
を吸収して硬化不良を起したり、また得られる硬化物の
耐熱性が悪かったりするために用途に制限されていた。
このような欠点を解決するために硬化剤の分子量を大き
くしたり、あるいは硬化剤として芳香族アミン化合物を
用いるなどが提案され、一部実用化されている。
例えば、m−アミノベンジルアミンは、エポキシ樹脂の
硬化剤として使用され、その硬化物は、耐熱性、接着性
に極めて優れた性能を有することが知られている(NR
L Report 6439,米国特許3,317,468号、米国特許3,79
4,540号)。
しかしながら、m−アミノベンジルアミンは、融点が約
40℃と常温で固体である。
したがって、これを上記のような目的でエポキシ樹脂の
硬化剤として使用すると組成物中への均一混合性が悪
く、混合が不十分であり、その結果、エポキシ樹脂との
反応が均一に速かに進行せず、接着性、塗料密着性、成
形物強度が充分に発揮されない。
このような欠点を改善するため、有機溶剤を使用するこ
とも試みられているが、硬化剤に有機溶剤を揮散させる
際、安全上の問題があるほか、樹脂部分に気泡を生じ、
接着性、塗料密着性、成形物強度を劣化させる。
また、m−アミノベンジルアミンを変性して液状アダク
トとして用いることも試みられているが、接着性の低下
する等、未だ十分に満足できるものは得られていない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の課題はm−アミノベンジルアミンのエポキシ樹
脂硬化剤としての特長を活かし、かつ常温で固体である
という短所を解消し、常温硬化型エポキシ樹脂硬化剤と
して有用な常温で液状のアミノベンジルアミン組成物を
提供することである。
〔問題点を解決するための手段〕
上記課題の達成のため、本発明者らは鋭意検討した。そ
の結果、常温で固体であるが、エポキシ樹脂硬化剤とし
ての性能の優れたm−アミノベンジルアミンに、エポキ
シ樹脂硬化剤として性能について知られておらず、常温
で液状のp−アミノベンジルアミンを混合したところ、
意外にも、この両者の混合物は常温で液状であり、一
方、m−アミノベンジルアミンのエポキシ樹脂硬化剤と
しての反応型をほとんど低下させることなく、その混合
割合によってはm−アミノベンジルアミン単独より優れ
ていることを見出した。すなわち、m−アミノベンジル
アミンとp−アミノベンジルアミンとを混合することに
より常温で液状であり、常温硬化型エポキシ樹脂硬化剤
として有用なアミノベンジルアミン組成物を見出した。
このような本発明は、10〜70重量%のm−アミノベンジ
ルアミンと30〜90重量%のp−アミノベンジルアミンか
らなる常温で液状のアミノベンジルアミン組成物、およ
びこの組成物、すなわち、m−アミノベンジルアミン:
p−アミノベンジルアミンが70〜10:30〜90の割合のア
ミノベンジルアミン混合物95重量%以上とo−アミノベ
ンジルアミン5重量%以下とからなる常温で液状のアミ
ノベンジルアミン組成物であり、エポキシ樹脂の硬化剤
として用いられる常温で液状のアミノベンジルアミン組
成物である。
本発明の組成物において、o−,m−およびp−アミノ
ベンジルアミンは、その製造法はとくに制限されず、例
えば、次のような公知の方法で製造できる。
すなわち、m−アミノベンジルアミンはm−ニトロベ
ンズアルデヒドよりm−ニトロベンズアルドキシムを
得、これをラネーニッケル触媒を用い、還元して製造さ
れており(J.R.Griffithら,NRL Report 6439)、 p−アミノベンジルアミンはp−アミノベンゾニトリ
ルを水素化リチウムアルミニウムで還元して製造されて
おり〔N.C.Brownら,J.MedicinalChem.,20,1189(197
7)〕、 o−アミノベンジルアミンはo−ニトロベンジルアミ
ンを赤リンとヨウ化水素酸で還元して製造されている
〔S.Gabrielら,Ber.,37,3643〜3645(1904)〕。
本発明の組成物は、m−アミノベンジルアミン10〜70重
量%とp−アミノベンジルアミン30〜90重量%、好まし
くはm−アミノベンジルアミン20〜60重量%とp−アミ
ノベンジルアミン40〜80重量%とを混合してなるアミノ
ベンジルアミン組成物、およびこの組成物95%以上とo
−アミノベンジルアミン5重量%以上とからなるアミノ
ベンジルアミン組成物である。
したがって、このような組成物を得るには、それぞれ別
個に製造されたo−,m−またはp−アミノベンジルア
ミンを上記配合組成で混合して得ることができる。
そのほか、アミノベンジルアミンを混合物として製造し
てもよい。すなわち、ベンジルアミンをニトロ化すると
ニトロベンジルアミンがo−,m−およびp−異性体の
混合物として生成するので、反応液を水に排出して、主
としてm−およびp−体を析出させ、これを単離して得
られるニトロベンジルアミンの混合物を接触還元する方
法で主としてm−アミノベンジルアミンおよびp−アミ
ノベンジルアミンからなる混合物として得られる。
したがって、このようにして得られたアミノベンジルア
ミン組成物をそのまま、あるいは、適宣、別途製造され
たm−またはp−アミノベンジルアミン、あるいはo−
アミノベンジルアミンを添加して、前記組成範囲のアミ
ノベンジルアミン組成物として調製する。
以上のようにして得られるアミノベンジルアミン組成物
は、常温、すなわち、0℃以上35℃以下、通常、10〜30
℃の温度範囲で液状である。
本発明の液状の組成物は常温で放置し長時間液状に保つ
ことができる。例えば、20℃付近で7日間保存しても液
状を保ち、全く固化することはない。
また、本発明の組成物のエポキシ樹脂硬化剤としての効
果は、p−アミノベンジルアミンを含有することにより
大きく低下することがなく、その効果はm−アミノベン
ジルアミンとp−アミノベンジルアミンの相加効果を上
廻る効果を得ることができる。
その上、常温で液状であるため、常温硬化型エポキシ樹
脂組成物に有効に適用することができる。
組成割合が前記範囲外であると、例えばp−アミノベン
ジルアミンの割合を増加させると、常温では液状である
が、これを使用した硬化物は熱安定性が劣り、長期耐熱
性に問題がある。
また、o−アミノベンジルアミンを5重量%以下含有す
る本発明の組成物においても、組成物は常温で液状であ
り、硬化剤としての性能は維持される。
しかしながら、o−アミノベンジルアミンの割合を増加
させると、硬化剤としての性能は低下し、好ましくな
い。
一方、m−アミノベンジルアミンの割合が上記範囲を超
えると、ただちに固化することはないが、保存中または
作業中に固化することがあるので好ましくない。
本発明のアミノベンジルアミン組成物を硬化剤として使
用できるエポキシ樹脂としてはアミン系エポキシ樹脂、
フェノール系エポキシ樹脂、アルコール系エポキシ樹
脂、不飽和化合物のエポキシ樹脂、グリシジルエステル
系エポキシ樹脂、ウレタン系エポキシ樹脂およびその他
のエポキシ樹脂が挙げられ、どの種類のエポキシ樹脂に
対しても良好な硬化性を与える。
〔作用〕
本発明のアミノベンジルアミン組成物は、エポキシ樹脂
硬化剤としての性能は優れているものの、常温で固体で
あるため、その適用に制限のあったm−アミノベンジル
アミンに、常温で液状のp−アミノベンジルアミン、ま
たはさらに少量のo−アミノベンジルアミンを混合した
もので、常温で液状であって、エポキシ樹脂硬化剤とし
て優れた性能を有する。
したがって、本発明のアミノベンジルアミン組成物をエ
ポキシ樹脂硬化剤として用いると、常温硬化が可能であ
り、従来、常温硬化型のエポキシ樹脂硬化剤に多用され
ていたキシリレンジアミンのような臭気の問題、毒性の
問題、空気中の炭酸ガスを吸収して炭酸塩となり、硬化
不良を起すという問題等もなく、種々のエポキシ樹脂に
対して良好な硬化性能を与え、硬化速度が早く、作業性
良好で、硬化物の熱分解性は非常に小さく、耐熱性、熱
安定性に優れている。
〔実施例〕
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。
合成例1 メタノール100 mlにp−ニトロベンズアルデヒド52.9g
(0.35モル)を溶解させ、次に温度を30℃に保ちなが
ら、塩酸ヒドロキシルアミン27.8g(0.38モル)と水35
mlの溶液を30分かけて滴下した。ひきつづき、同温度
で2時間かきまぜたのち、水300 mlで稀釈した。析出し
た白色結晶をろ過し、乾燥したところ55g(収率94.7
%)のp−ニトロベンズアルドキシムを得た。
次に、このp−ニトロベンズアルドキシムをラネーニッ
ケル触媒5gおよびメタノール500 mlとともにオートク
レーブに装入し、激しくかきまぜながら温度25〜30℃、
水素圧30〜50kg/cm2で3時間還元反応を行なった。反
応終了後、ろ過して触媒を除き、蒸留して沸点129.5〜1
30℃/5〜6mmHgの淡黄色油状の留分18.9gを得た。こ
れはp−アミノベンジルアミンであり、通算収率44.2%
である。
合成例2 原料をm−ニトロベンズアルデヒドにした以外はすべて
実施例1と同様に行ない19.1gのm−アミノベンジルア
ミンを得た。収率44.7%、融点40〜43℃。
実施例1 合成例1および2で得られたp−アミノベンジルアミン
およびm−アミノベンジルアミンを配合して、一定温度
で7日間保存した結果を表1に示した。
合成例3 温度0℃以下で、ベンジルアミン107g(1モル)を98
%硝酸643g(10モル)に、5時間かけて滴下した。滴
下終了後、温度20〜25℃で3時間かきまぜて反応を終了
した。
次に、この反応液を750gの氷水に排出し、析出した結
晶をろ過したのち食塩水で洗浄してニトロベンジルアミ
ン硝酸塩の湿結晶254g(固型分61%)を得た。
次に、このニトロベンジルアミン硝酸塩を5%Pd/C触
媒1.4gおよび水360 mlとともに還元容器に装入し、温
度25〜30℃で水素を導入しながら7時間、還元反応を行
なった。反応終了後、50℃に加熱したのちろ過して触媒
を除き、ろ液に粒状水酸化ナトリウム32gを加え中和し
た。静置すると二層に分離したので下層を抜き去り、上
層を蒸留して130〜140℃/5〜7mmHgの無色透明な油状
の留分79.4g(通算収率65%)を得た。これはアミノベ
ンジルアミン混合物であり、ガスクロマドグラフィーに
よる分析ではm−アミノベンジルアミン41.3%、p−ア
ミノベンジルアミン57.6%、o−アミノベンジルアミン
1.1%の組成であった。このものは5℃で7日間保存し
ても液体であった。
合成例4 温度を0℃以下で、ベンジルアミン107g(1モル)を9
8%硝酸77g(1.2モル)、98%硫酸300g(3モル)の
混酸中に滴下してニトロ化を行ない、合成例3と同様に
処理して218gのニトロベンジルアミンの硫酸塩の湿結
晶を得た。
このものを合成例3と同様に還元、後処理を行なって無
色透明なアミノベンジルアミン混合物70.8(通算収率5
8.0%)得た。
ガスクロマトグラフィーによる分析ではm−アミノベン
ジルアミン48.5%、p−アミノベンジルアミン50.2%、
o−アミノベンジルアミン1.3%の組成であった。この
ものは、5℃で7日間保存しても液状であった。
合成例4 ベンジルアミンのニトロ化で硝酸を硝酸カリウム121g
(1モル)に替え、溶剤として1.2−ジクロロエタン
400 mlを用いた以外は実施例3と同様に行ない無色透明
の油状のm−アミノベンジルアミン59.5%、p−アミノ
ベンジルアミン36.0%、o−アミノベンジルアミン4.5
%の組成物を得た。このものは5℃で7日間保存しても
液体であった。
実施例2〜6、比較例1、2 ジアミノフェニルメタンとエピクロルヒドリンとから作
られたアミノ系エポキシ樹脂〔商品名、エポトートYH−
434(東都化成)〕100部と実施例1、合成例1〜5で得
られた各種アミノベンジルアミン25部を混合して室温に
おける硬化時間(粘着性がなくなるまでの時間)および
硬化後1週間放置したのち、動的粘弾性テストによりガ
ラス転移温度を求めた。また、硬化物の熱分解性をDTA
−Tg(air)で求めた。
結果を表2に示す。
〔発明の効果〕 以上詳述したように、本発明のアミノベンジルアミン組
成物は、エポキシ樹脂の硬化剤として作業性および硬化
剤の特性に優れており、毒性もないので、常温硬化型の
エポキシ樹脂用硬化剤として好適である。
また、製造方法も容易であるので汎用性も極めて大き
い。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−4836(JP,A) 特開 昭59−201880(JP,A) 特開 昭59−201881(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】10〜70重量%のm−アミノベンジルアミン
    と30〜90重量%のp−アミノベンジルアミンからなる常
    温で液状のエポキシ樹脂用アミノベンジルアミン組成
    物。
  2. 【請求項2】m−アミノベンジルアミン:p−アミノベ
    ンジルアミンが70〜10:30〜90の割合のアミノベンジル
    アミン混合物95重量%以上とo−アミノベンジルアミン
    5重量%以下とからなる常温で液状のエポキシ樹脂用ア
    ミノベンジルアミン組成物。
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