JPH08100051A - 貯蔵安定性の高い一成分の弾性エポキシ樹脂系 - Google Patents

貯蔵安定性の高い一成分の弾性エポキシ樹脂系

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JPH08100051A
JPH08100051A JP7166527A JP16652795A JPH08100051A JP H08100051 A JPH08100051 A JP H08100051A JP 7166527 A JP7166527 A JP 7166527A JP 16652795 A JP16652795 A JP 16652795A JP H08100051 A JPH08100051 A JP H08100051A
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epoxy
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Manfred Marten
マンフレート・マルテン
Bernhard Wehner
ベルンハルト・ウエーナー
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Hoechst AG
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 貯蔵安定性の高い一成分の弾性エポキシ樹脂
系 【構成】 この組成物は、 (A)少なくとも2つの1,2−エポキシ基を有し、且
つ(A1)1分子当たり少なくとも2つのエポキシ基を
持つポリエポキシド、(A2)ポリオキシアルキレンモ
ノアミンおよび(A3)場合によってはポリカルボン酸
を反応させることによって得ることのできる化合物、 (B)場合によっては、少なくとも2つの1,2−エポ
キシ基を有し、且つ(B1)1分子当たり少なくとも2
つの1,2−エポキシ基を持つポリエポキシドと(B
2)立体障害脂肪族モノアミンとを反応させることによ
って得ることのできる化合物、 (C)(A1)および(B1)と異なるポリエポキシド
から選択される1,2−エポキシ化合物および化合物
(A)および(B)の製造段階の化合物(A1)または
(B1)の未反応成分、 (D)ω−イミダゾリル−アルカノグアナミン、(E)
潜在的硬化剤、 (F)および場合によっては他の添加物より成る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は貯蔵安定性の高い一成分
の弾性エポキシ樹脂系に関する。
【0002】
【従来技術】エポキシ樹脂、特にビスフェノールAとエ
ピクロロヒドリンとから製造されるものは高品質の注型
加工用樹脂、塗料および接着剤を製造するための公知の
原料である。例えばポリアミン類で硬化したこれらの芳
香族エポキシ樹脂は良好な耐薬品性および耐溶剤性の他
に、多くの基体への良好な接着性を有している。しかし
ながらこれらの樹脂/硬化剤−系の有用性はしばしば架
橋した状態での不十分な弾性または塑性によって制限さ
れている。塗料の高い弾性によって温度変化による歪を
受け止めるべき用途では、未変性の標準的なエポキシ樹
脂系の弾性では不十分である。接着剤の分野では、低
温、即ち0℃以下でもなお十分な弾性のあるエポキシ樹
脂系が要求されている。例えば、自動車工業においては
硬化した状態で僅かな柔軟性しか有していないエポキシ
樹脂接着剤が使用されている。これによって得られる接
合部は確かに高い引張剪断強さを有しているけれども、
横方向の力で容易に剥離してしまう。
【0003】完全に硬化した塗膜および接合部は侵食性
の薬品や溶剤としばしば接触する。従って塗膜および接
合部はこのような条件に耐えられるべきである。それ故
に弾性エポキシ系は、出来るだけ高い耐薬品性を硬化し
た系に付与するように構成しなければならない。極めて
迅速にに加工することができ且つ同時に良好な貯蔵安定
性を有している一成分系の塗料や接着剤が多くの種々の
用途分野で求められている。
【0004】原則としてエポキシ樹脂系の弾性は外部的
には可塑剤の添加によってまたは内部的には架橋密度を
減らすことによって向上し得る。しかしながら外部的弾
性化剤は反応性を有しておらず、熱架橋網目構造中に組
込まれない。この種の変性は、多くの欠点を持っている
ので、二三の用途分野のみに制限される。例えばこれら
の添加物は熱硬化性樹脂構造の崩壊をもたらし、低温で
の可塑化効果を制限し、熱が負荷されている時およびエ
ージングの時に発汗傾向をもたらし且つ硬化した系を脆
弱にする。内部的に弾性を増す為には、エポキシ樹脂ま
たは硬化剤と反応する化合物を添加しそして架橋構造に
組み入れる。詳細には、弾性化作用は樹脂または硬化剤
成分中に長鎖脂肪族の添加物または著しく枝分かれした
添加物を組み込むことによって達成される。
【0005】Vazirani〔Adhesives
Age、1980年10月、第31〜35頁〕には、ポ
リオキシプロピレンジアミン類およびポリオキシプロピ
レントリアミン類を基本成分とする柔軟性のある一成分
−および二成分エポキシ樹脂系が説明されている。これ
らのアミンは“Jeffamine(R) の登録商標でT
exaco社から市販されている。一成分系の硬化はジ
シアンジアミドを用いて行われる。
【0006】米国特許第4,423,170号明細書に
は、ジエポキシドと900〜2500g /molの分子
量を有するポリオキシアルキレンアミン類との反応によ
って得られるジエポキシド(A)および潜在的硬化剤
(B)より成る水性エポキシ樹脂組成物が開示されてい
る。ヨーロッパ特許第109,174号明細書には、ポ
リエポキシド(A)と硬化剤(B)とのエポキシ樹脂組
成物であって、ポリエポキシドを900〜2000g /
molの分子量を有する50〜70重量% のポリオキシ
アルキレンモノアミンと反応させることを特徴とする、
上記組成物が開示されている。この文献に記載された樹
脂/硬化剤−混合物は一成分系または二成分系の状態で
柔軟性のある接着剤として使用することができ、低い粘
度に特徴があり且つそれ故に溶剤を添加する必要がな
い。
【0007】ドイツ特許出願第P4,342,721.
9号明細書には、(A)少なくとも2つの1,2−エポ
キシ基を有し、且つ(A1)1分子当たり少なくとも2
つの1,2−エポキシ基を持つ化合物、(A2)130
〜900g /molの分子量を有しているポリオキシア
ルキレンモノアミン類および(A3)場合によっては9
00〜5000g /molの分子量を有しているポリオ
キシアルキレンモノアミン類および(A4)場合によっ
てはポリカルボン酸より成る反応生成物である化合物、
および(B)硬化剤および(C)場合によっては慣用の
添加剤より成るエポキシ樹脂組成物が開示されている。
ドイツ特許出願第P4,342,722.7号明細書に
は、(A)少なくとも2つの1,2−エポキシ基を有
し、且つ(A1)1分子当たり少なくとも2つの1,2
−エポキシ基を持つ化合物、(A2)900g /mol
よりも大きい分子量(数平均)を有し且つ場合によって
はオキシプロピレン−およびオキシエチレン単位の総量
を基準として20% までのモル割合でオキシエチレンを
含有しているポリオキシアルキレンモノアミン類、(A
3)場合によってはポリカルボン酸より成る反応生成物
である化合物、および(B)硬化剤および(C)場合に
よっては慣用の添加剤より成る弾性エポキシ樹脂組成物
が開示されている。両方のドイツ特許出願明細書には、
高い耐剥離性および引張剪断強を有しそして特にグリー
ス除去されてない金属製薄板上の硬化剤系の高い防食性
に特徴がある反応性接着剤が開示されている。
【0008】ドイツ特許出願第P4,410,786.
2号明細書には、(A)少なくとも2つの1,2−エポ
キシ基を有し、且つ(A1)1分子当たり少なくとも2
つの1,2−エポキシ基を持つ化合物──場合によって
はモノエポキシドとの混合物(A2)──、(A3)ポ
リオキシアルキレンアミン類および(A4)場合によっ
てはポリカルボン酸より成る反応生成物である化合物、
および(B)少なくとも2つの1,2−エポキシ基を有
し、且つ(B1)1分子当たり少なくとも2つの1,2
−エポキシ基を持つ化合物──場合によってはモノエポ
キシドとの混合物(B2)──、および(B3)立体障
害アミン類より成る反応生成物である化合物、および
(C)1,2−エポキシ化合物──ただしこのものは、
(A1)、(A2)、(B1)または(B2)と同じで
ないかまたは化合物(A)および(B)の製造段階の化
合物(A1)、(A2)、(B1)および(B2)の未
反応成分である───、(D)硬化剤および(E)場合
によっては他の添加剤より成るエポキシ基樹脂組成物で
ある。
【0009】ドイツ特許出願第P4,410,786.
2号明細書のエポキシ基樹脂組成物は、ドイツ特許出願
第P4,342,721.9号明細書およびドイツ特許
出願第P4,342,722.7号明細書に記載された
系と同等の優れた防食性およ強度値を示しながら、より
低い粘度のエポキシまたはエポキシ/硬化剤−混合物を
もたらす。
【0010】上記の従来技術の全ての文献から、潜在的
硬化剤、特にジシアンジアミドは弾性エポキシ樹脂のた
めの硬化剤として公知である。これらのドイツ出願明細
書には促進剤の併用についても説明されている。ドイツ
特許出願第P4,342,721.9号明細書、ドイツ
特許出願第P4,342,722.7号明細書およびド
イツ特許出願第P4,410,786.2号明細書によ
れば、促進剤としてはイミダゾール類が適している。
【0011】特開平5−163331号公報によれば、
100重量部のエポキシ樹脂、グリシジル基当たり0.
1〜1.2のアミノ水素原子が存在する程のジシアンジ
アミド、および何れの場合にも0.1〜10重量部の式
【0012】
【化4】
【0013】〔式中、Aはアルキル基で場合によっては
追加的に置換されていてもよい炭素原子数1〜8のアル
キレン残基でありそしてR11、R12およびR13がいずれ
の場合にも互いに無関係に水素原子または炭素原子数1
〜20のアルキル残基である。〕で表される2種類のω
−イミダゾーリル−アルカノグアナミンより成るエポキ
シ基樹脂組成物が開示されている。本発明のω−イミダ
ゾーリル−アルカノグアナミンは必ずアルキレン基が別
のアルキル基で置換されているものを意味する。
【0014】樹脂/硬化剤−系は良好な貯蔵安定性を示
しそして低い粘度でも短時間で硬化する。説明によると
フェノールのグリシジル化合物、アルコールまたは芳香
属アミンおよび非環式−およびヘテロ環式エポキシ樹脂
がエポキシ樹脂として使用される。しかしながら得られ
る系は室温および高温で脆弱である。基体、例えば金属
製薄板、合成樹脂または繊維の接着には適していない。
【0015】従来技術で挙げた全ての刊行物は、硬化時
間が樹脂/硬化剤−系および用途目的によって140℃
〜約200℃で5分〜数時間である点で共通している。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】それ故に本発明の課題
は、以下の性質の点で特徴のある弾性接着剤および−塗
料が製造できるエポキシ樹脂/硬化剤一成分組成物系を
提供することである: 1.完全に硬化した後に弾性乃至高弾性の物質が得られ
ること、 2.この樹脂/硬化剤一成分系は数週間にわたる貯蔵に
対して安定していること、 3.この樹脂/硬化剤系の完全硬化時間は極めて短くあ
るべきであこと、即ち、5分以下、例えばわずか1分し
か必要とするべきでないこと、 4.完全に硬化した物質は高い架橋密度を有し、耐薬品
性(塩溶液、薄い酸および薄い塩基に対する耐久性)お
よび耐溶剤性を有していること、および 5.この樹脂/硬化剤系はできるだけ低い粘度を有して
いること、即ち、エポキシ樹脂は25,000mPa.
sより小さい、特に10,000mPa.sより小さい
粘度を有していること。
【0017】従来技術の系では、必要とされるこれらの
性質の全てを同時に達成することはできない。
【0018】
【課題を解決するための手段】驚くべきことに、この課
題は、 (A)少なくとも2つの1,2−エポキシ基を有し且つ
(A1)1分子当たり少なくとも2つのエポキシ基を持
つポリエポキシド、(A2)ポリオキシアルキレンモノ
アミンおよび(A3)場合によってはポリカルボン酸を
反応させることによって得ることのできる化合物、 (B)場合によっては、少なくとも2つの1,2−エポ
キシ基を有し且つ(B1)1分子当たり少なくとも2つ
の1,2−エポキシ基を持つポリエポキシドと(B2)
立体障害脂肪族モノアミンとを反応させることによって
得ることのできる化合物、 (C)(A1)および(B1)と異なるポリエポキシド
から選択される1,2−エポキシ化合物および化合物
(A)および(B)の製造段階の化合物(A1)または
(B1)の未反応成分、 (D)ω−イミダゾリル−アルカノグアナミン、 (E)潜在的硬化剤、 (F)および場合によっては他の添加物 より成る弾性エポキシ樹脂組成物によって解決された。
【0019】可能なポリエポキシド成分(A1)、(B
1)および(C)は、1分子当たりに1つより多いエポ
キシ基、好ましくは2つのエポキシ基を持つこの目的で
知られた沢山の化合物がある。これらのエポキシ化合物
(エポキシ樹脂)は飽和または不飽和の脂肪族、脂環
式、芳香族またはヘテロ環式のものであり且つ水酸基を
含有していてもよい。更にこれらは混合−または反応条
件のもとであらゆる有害な副反応を起こすことのない置
換基、例えばアルキル−またはアリール置換基、エーテ
ル基等を含有していてもよい。好ましいこれらの化合物
は、多価のアルコールまたはフェノール、特にビスフェ
ノール、およびノボラックから誘導されそして、エポキ
シ基の数ME を基準とする分子量(“エポキシ当量”、
“EV値”)が150〜500g /mol、特に150
〜250g /molであるグリシジルエーテルである。
【0020】少なくとも2つの水酸基──いずれの場合
にも水酸基の少なくとも2つがグリシジル化されている
──を持つアルコールまたはフェノールのグリシジルエ
ーテル(A11)、多不飽和脂肪属−または混合された
脂肪族/芳香属化合物および多塩基性有機酸のグリシジ
ルエステル(A13)が特に有利である。挙げることの
できる多価フェノールの例には以下のものがある:レゾ
ルシノール、ハイドロキノン、2,2−ビス(4−ヒド
ロキシフェニル)プロパン(ビスフェノールA)、ジヒ
ドロキシジフェニルメタンの異性体の混合物(ビスフェ
ノールF)、4,4’−ジヒドロキシジフェニルシクロ
ヘキサン、4,4’−ジヒドロキシ−3,3’−ジメチ
ルジフェニルプロパン、4,4’−ジヒドロキシビフェ
ニル、4,4’−ジヒドロキシベンゾフェノン、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、
2,2−ビス(4’−ヒドロキシ−第三ブチルフェニ
ル)−プロパン、ビス(2−ヒドロキシナフチル)−メ
タン、1,5−ジヒドロキシナフタレン、トリス−(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)エーテル、ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)−スルホン、中でも、上記各化合物の塩素化生成物
および臭素化生成物、テトラブロモ−ビスフェノール
A。特にエポキシド化合物(A1)として好ましいのは
ビスフェノールAおよびビスフェノールFを基本成分と
する180〜190g/モルのエポキシ当量を有する液
状のジグリシジルエーテルである。
【0021】多価アルコールのポリグリシジルエーテ
ル、例えばエタンジオール、1,2−グリシジルエーテ
ル、プロパンジオール−1,2−ジグリシジルエーテ
ル、プロパンジオール−1,3−ジグリシジルエーテ
ル、ブタンジオールジグリシジルエーテル、ペンタンジ
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、ヘキサンジオール−ジグリシ
ジルエーテル、ジエチレングリコール−ジグリシジルエ
ーテル、ジプロピレングリコール−ジグリシジルエーテ
ル、高級ポリオキシアルキレングリコール−ジグリシジ
ルエーテル、例えば高級ポリオキシエチレングリコール
−ジグリシジルエーテルおよびポリオキシプロピレング
リコール−ジグリシジルエーテル、混合されたポリオキ
シエチレン−/ポリプロピレングリコール−ジグリシジ
ルエーテル、ポリオキシテトラメチレン−グリコール−
ジグリシジルエーテル、グリセロールのポリグリシジル
エーテルまたは1,2,3−ヘキサントリオール、トリ
メチロールプロパン、トリメチロールエタン、ペンタエ
リスリトールまたはソルビトールのポリグリシジルエー
テル、オキシアルキル化ポリオールのポリグリシジルエ
ーテル(例えばグリセロール、トリメチロールプロパ
ン、ペンタエリスリトール等のポリグリシジルエーテ
ル)、シクロヘキサンジメタノールのジグリシジルエー
テル、ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)メタンお
よび2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プ
ロパンのジグリシジルエーテル、ひまし油のポリグリシ
ジルエーテル、トリグリシジル−トリス(2−ヒドロキ
シエチル)イソシアヌレートを使用することも可能であ
る。150〜800g /mol、特に300〜400g
/molのエポキシ当量を有するポリオキシプロピレン
グリコールジグリシジルエーテルを特にエポキシ化合物
(B1)として用いるのが有利である。
【0022】更に可能な成分(A1)および(B1)は
エピクロルヒドリンとアミン類、例えばアニリン、n−
ブチルアミン、ビス−(4−アミノフェニル)メタン、
m−キシリレンジアミンまたはビス−(4−メチルアミ
ノ−フェニル)メタンとの反応生成物を脱水素化するこ
とによって得ることのできるポリ(N−グリシジル)−
化合物である。しかしながらこのポリ−(N−グリシジ
ル)−化合物にはトリグリシジル−イソシアヌレート、
トリグリシジルウラゾールおよびそれのオリゴマー、シ
クロアルキレン尿素のN,N’−ジグリシジル誘導体お
よびヒダントインのジグリシジル誘導体等も包含され
る。
【0023】更に、エピクロロヒドリンまたは類似のエ
ポキシ化合物と脂肪族−、脂環式−または芳香族ポリカ
ルボン酸、例えば蓚酸、コハク酸、アジピン酸、グルタ
ル酸、フタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロフタル
酸、ヘキサヒドロフタル酸および2,6−ナフタレンジ
カルボン酸との反応によって得られるポリカルボン酸の
ポリグリシジルエステル(A13)を使用することもで
きる。例えばジグリシジルアジペート、ジグリシジルフ
タレートおよびジグリシジルヘキサヒドロフタレートが
ある。他の適する化合物には、高級ジカルボン酸ジグリ
シジルエステル、例えば二量体化したまたは三量体化し
たリノール酸のそれがある。不飽和カルボン酸のグリシ
ジルエーテルおよび不飽和アルコールまたは不飽和カル
ボン酸のエポキシド化エステルも挙げることができる。
【0024】ポリグリシジルエーテルの他には、少量の
モノエポキシド(反応性希釈剤)、例えばメチルグリシ
ジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、アリルグリ
シジルエーテル、エチルヘキシルグリシジルエーテル、
長鎖の脂肪族グリシジルエーテル、例えばセチルグリシ
ジルエーテルおよびステアリルグリシジルエーテル、高
級アルコール異性体混合物のモノグリシジルエーテル、
12〜C13−アルコール混合物のグリシジルエーテル、
フェニルグリシジルエーテル、クレシルグリシジルエー
テル、p−第三ブチルフェニル−グリシジルエーテル、
p−オクチルフェニルグリシジルエーテル、p−フェニ
ル−フェニルグリシジルエーテル、オキシアルキル化ラ
ウリルアルコールのグリシジルエーテル、およびモノエ
ポキシド、例えばエポキシ化炭化水素(ブチレンオキシ
ド、シクロヘキセンオキシド、スチレンオキシド)、ま
たはハロゲン含有エポキシド、例えばエピクロルヒドリ
ン基はポリグリシジルエーテルを基準として30% ま
で、好ましくは10〜20%の量で使用できる。
【0025】適するエポキシ化合物の例示は、ハンドブ
ック“Epoxidverbindungen und
Epoxidharze(エポキシ化合物およびエポ
キシ樹脂)”、A.M.Paquin、Springe
r出版社、ベルリン、1958、第IV章に、およびLe
e、Neville、“Handbook of Ep
oxy Resins(エポキシ樹脂ハンドブッ
ク)”、1967、第2章に開示されている。
【0026】複数のエポキシ樹脂の混合物も使用でき
る。特に適するポリオキシアルキレン−モノアミン(A
2)はα−アルコキシ−ω−2−アミノアルキルポリオ
キシアルキレン、例えば式
【0027】
【化5】
【0028】〔式中、Xは水素原子、メチル−またはエ
チル残基であり、Zは炭素原子数1〜5の炭化水素残基
でありそしてnは2〜50の間にある平均値である。〕
で表されるポリオキシアルキレン−モノアミン類であ
る。アミノアルキル残基が2−アミノプロピル残基であ
りそしてアルキレン残基が、単独で、混合状態でまたは
ブロック構造でポリオキシアルキレン鎖を形成し得るエ
チレンおよび1,2−プロピレン残基から選択されるポ
リオキシアルキレン−モノアミンを使用するのが有利で
ある。
【0029】式 Z−(O−CH2 −CH2 y −〔O−CH2 −CH
(CH3 )〕x −NH2 〔式中、Zは炭素原子数1〜5の炭化水素残基、特にメ
チル基でありそしてyは0〜20でありそしてxは1〜
41である。〕で表されるポリオキシアルキレン−モノ
アミン類を用いるのが有利であり、中でも式 Z−O−CH2 −CH2 −〔O−CH2 −CH(C
3 )〕z NH2 〔式中、zは1〜20、特に9〜18である。〕で表さ
れるポリオキシアルキレンモノアミンを用いるのが有利
である。
【0030】オキシエチレン−およびオキシプロピレン
基を含有している上記のモノアミン−ブロックコポリマ
ーの若干の代表例が、例えばTexaco Chemi
cal Co.、Inc.によってJeffamine
(R) Mシリーズの商標で市販されている。ここでは特に
Jeffamine(R) M600およびM715を挙げ
ることができる。
【0031】場合によっては併用されるポリカルボン酸
(A3)は長鎖のジカルボン酸が有利である。例えば一
般に1〜50、好ましくは2〜44の炭素原子を持つ脂
肪族残基を持っている脂肪族ジカルボン酸、例えばコハ
ク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライ
ン酸、セバシン酸およびドデカン二酸を挙げることがで
きる。脂環式残基が一般に5〜12、好ましくは6〜8
の炭素原子を持つ適する脂環式ジカルボン酸には例えば
種々のシクロヘキサンジカルボン酸異性体、ヘキサヒド
ロフタル酸およびテトラヒドロフタル酸がある。
【0032】炭素原子数16〜22、好ましくは炭素原
子数18のモノ不飽和−またはポリ不飽和の天然または
合成の一塩基性脂肪酸から公知の方法、例えば熱−また
は接触重合によってまたは重合性化合物、例えばスチレ
ンまたはその類似物およびシクロペンタジエンの存在下
に共重合することによって製造される二量体脂肪酸を用
いるのが有利である。150〜230mg(KOH)/
gの酸価を有する二量体脂肪酸を用いるのが特に有利で
ある。
【0033】更に、オキシアルキレン基、好ましくはオ
キシエチレン基を含有しそして式 HOOC−CH2 −〔OR10n −O−CH2 COOH 〔式中、R10は炭素原子数2〜5、好ましくは2の枝分
かれしたまたは直鎖状のアルキレン残基でありそしてn
が0または1〜300、好ましくは1〜50、特に好ま
しくは1〜25の整数である。〕で表されるジカルボン
酸を使用することも可能である。これらの化合物の例に
は以下のものがある:3,6−ジオキサオクタン二酸、
3,6,9−トリオキサウンデカン二酸、ポリグリコー
ル二酸、分子量400〜800g /モル、好ましくは約
600g /モルのポリグリコール二酸またはここれの酸
の混合物。これらの化合物の製法は公知であり(例えば
ドイツ特許出願公開第2,936,123号明細書参
照)、触媒の存在下にポリグリコールの酸化によって実
施される。
【0034】立体障害アミン(B2)は式
【0035】
【化6】
【0036】〔式中、R1 、R2 およびR3 はそれぞれ
互いに無関係に、炭素原子数1〜30の枝分かれしたま
たは直鎖状の脂肪族−、脂環式−、芳香脂肪族−または
芳香族炭化水素残基でありそして場合によっては水酸
基、アルコキシ基またはハロゲンで置換されており、そ
の際にR2 およびR3 は互いに無関係に水素原子でもよ
くが、ただしアミノ基が芳香族残基に直接的に結合して
おらず、そしてR2 およびR3 が水素原子である場合、
残りの残基R1 は以下の置換基の一つであることを条件
とする:
【0037】
【化7】
【0038】(上記各残基中、R4 〜R9 は互いに無関
係に、炭素原子数1〜30の枝分かれしたまたは直鎖状
の脂肪族−、脂環式−、芳香脂肪族−または芳香族炭化
水素残基でありそして該残基は場合によっては水酸基、
アルコキシ基またはハロゲンで置換されており、および
1 およびR2 は炭素原子数8までの場合によっては置
換された脂環式環を形成してもよく、その際にR3 は水
素原子である。〕で表される。
【0039】本発明の1,2−エポキシド化合物を製造
するために使用できる立体障害アミン(B2)には例え
ば第三ブチルアミン(2−メチル−2−アミノプロパ
ン)、2−メチル−2−ブチルアミン、Rohm an
d Haas Companyの第三アルキルアミン
類、例えばPrimene(R) TOA(第三オクチルア
ミン=1,1,3,3−テトラメチルブチル−アミ
ン)、Primene(R) 81R(第三アルキルアミン
12〜C14)、Primene(R) JM−T(第三アル
キルアミンC16〜C22)、2−アミノ−2−メチル−1
−プロパノール、2−アミノ−2−エチル−1,3−プ
ロパンジオール、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメ
タン、イソプロピルアミン(2−アミノプロパン)、第
二ブチルアミン(2−アミノブタン)、2−アミノ−1
−ブタノール、3−メチル−2−ブチルアミン、2−ペ
ンチルアミン、3−ペンチルアミン、シクロペンチルア
ミン、4−メチル−2−ペンチルアミン、シクロヘキシ
ルアミン、2−ヘプチルアミン、3−ヘプチルアミン、
2−メチルシクロヘキシルアミン、4−第三ブチルシク
ロヘキシルアミン、3−アミノ−2,4−ジメチルペン
タン、6−メチル−2−ヘプチルアミン、1−フェニル
エチルアミン、1−メチル−3−フェニルプロピルアミ
ン、シクロドデシルアミンがある。炭素原子数4〜22
の第三アルキルアミン類が有利であり、特に2−アミノ
ブタンおよびシクロヘキシルアミンが有利である。
【0040】他の適するアミン類には以下のものがあ
る:イソブチルミン(2−メチル−1−プロピルアミ
ン)、2−メチルブチルアミン(1−アミノ−2−メチ
ルブタン)、イソアミルアミン(イソペンチルアミン=
1−アミノ−3−メチル−ブタン)、フルフリルアミ
ン、ベンジルアミン、4−メトキシベンジルアミン、2
−エチルヘキシルアミンおよびイソノニルアミン(約9
0% の3,5,5−トリメチルヘキシルアミンを含有す
るノニルアミン異性体混合物)等。特に適するのは2−
エチルヘキシルアミンである。これらの立体障害モノア
ミンの混合物も使用できる。
【0041】本発明で使用されるω−イミダゾーリル−
アルカノグアナミンは、式
【0042】
【化8】
【0043】〔式中、Aは場合によってはアルキル基で
場合によっては追加的に置換されていてもよい炭素原子
数1〜8のアルキレン残基でありそしてR11、R12およ
びR13がいずれの場合にも互いに無関係に水素原子また
は炭素原子数1〜20のアルキル−またはアリール残基
である。〕で表される。適する化合物の例には3−
(2’−メチルイミダゾリル)−プロパノグアナミン、
3−(2’−エチルイミダゾリル)−プロパノグアナミ
ンおよび3−(2’−ウンデシルイミダゾリル)−プロ
パノグアナミンがある。少なくとも2つの異なるω−イ
ミダゾリル−アルカノグアナミンの混合物は本発明に特
に適している。成分(D)は20μm より小さい平均粒
度を有する粉末として使用するのが有利である。
【0044】使用できる潜在的硬化剤は、室温または高
温、例えば80℃においてエポキシ樹脂に対して不活性
であるが、この温度を超えるやいなや樹脂と速やかに架
橋反応するこの種の目的で知られているあらゆる化合物
である。三弗化硼素−アミン付加物を使用することがで
きる。該付加物においては特に第三脂肪族アミンが有利
である。ジシアンジアミドも適しており、細かく粉砕し
た状態で使用される。ジシアンジアミド(シアノグアニ
ジン、SKW社のDyhard(R) 100)自体は室温
では硬化剤でない。高温で分解しそして反応性の遊離生
成物によってエポキシド系を硬化させる作用をする。別
の適する潜在的硬化剤には、例えば芳香族アミン、例え
ば4,4’−または3,3’−ジアミノジフェニルスル
ホン、グアニジン類、例えば1−o−トルイルビグアニ
ド、変性されたポリアミン類、例えばAnchor(R)
2014S(Anchor Chemical UK
Limited、マンチェスター)、カルボン酸ヒドラ
ジド類、例えばアジピン酸ジヒドラジド、イソフタル酸
ジヒドラジドまたはアントラニル酸ヒドラジド、トリア
ジン誘導体、例えば2−フェニル−4,6−ジアミノ−
S−トリアジン(ベンゾグアナミン)およびメラミンが
ある。
【0045】硬化剤(E)は一般に、成分(A)、
(C)および場合によっては(B)の合計重量を基礎と
して0.01〜50重量% 、好ましくは1〜40重量%
の量で使用される。ジシアンジアミドでの硬化は、成分
(A)、(C)および場合によっては(B)の合計重量
を基準として一般に0.01〜20、好ましくは0.5
〜15重量% の量で使用して実施される。場合によって
は、促進剤(D)は成分(A)、(C)および場合によ
っては(B)の合計重量を基準として0.01〜10重
量% 、好ましくは0.1〜2重量% の量で添加する。促
進剤(D)の添加によって、ジシアンジアミドの量は一
般に促進剤不含の系に比較して著しく減らすことができ
る。
【0046】硬化剤(E)および促進剤(D)の組み入
れの間の温度は相応する樹脂/硬化剤−系の反応温度以
下でなければならない。ここでは分散処理工程の間に反
応混合物を冷却することが必要となる。他の添加物
(F)には均展剤、接着促進剤、疎水化剤、染料、顔
料、補強剤および不活性フィラーがある。
【0047】使用可能な均展剤には例えばアセタール、
例えばポリビニルホルマール、ポリビニルアセタール、
ポリビニルブチラール等、ポリエチレン−およびポリプ
ロピレングリコール、シリコーン樹脂、亜鉛石鹸の混合
物、脂肪酸と芳香族カルボン酸との混合物、ポリアクリ
レートを基礎とする特別の市販製品がある。均展剤は
0.1〜4重量% 、好ましくは0.2〜2.0重量% の
量で成分(A)に添加してもよい。
【0048】接着促進剤および疎水性化剤としては中で
もシランが使用できる。これらは無機系基体とも有機ポ
リマー(接着剤、塗料またはこれらの類似物)とも反応
して強い結合を造る。改善された接合物は特に湿気に曝
された後でも、機械的性質が改善されている。適する生
成物は、例えばDynasylan(R) という商標で、
製造元:Huels AGからまたはSilan(R)
してDeguyssa AGから販売されている。
【0049】染料および顔料は無機または有機であって
もよい。挙げることのできる例には二酸化チタン、酸化
亜鉛、カーボンブラック、伝導性カーボンブラック、例
えばPrintex(R) XE2(製造元:Deguss
a AG)がある。有機染料および−顔料は、硬化温度
で安定しておりそして色合に許容できない陰りをもたら
すことのない様に選択するべきである。
【0050】別の適するフィラーには例えば石英粉砕
物、珪酸塩、チョーク、石膏、カオリン、マイカ、重晶
石および有機系フィラー、例えば木粉、ポリアミド粉末
等がある。使用可能なチクロトロープ剤および増粘剤に
は、例えばAerosil(R) (微細粉末の二酸化珪
素、例えばDegussa社の150、200、R20
2、R805の各タイプ)、ベントナイト−タイプ(例
えばGraceのSylodex(R) )およびBent
one(R) (NL−Chemicalsの商標)があ
る。
【0051】添加物およびフィラーの混入は、一般に例
えばディソルバーおよび配合機の如き強力混合機を用い
て実施する。ここでも、本発明の調製された樹脂/硬化
剤−系を冷却することによって各成分の時期尚早の反応
を回避する必要がある。本発明のエポキシ樹脂組成物
は、多価フェノールを基本成分とするエポキシ樹脂(A
1)とポリオキシアルキレン−モノアミン(A2)を場
合によっては他のエポキシ樹脂(C)の存在下に反応さ
せそして次に潜在的硬化剤(E)および少なくとも1種
類のω−イミダゾリル−アルカノグアナミン(D)と混
合することによって製造される。ポリエポキシドの他の
エポキシ−アミン付加物(B1)および立体障害アミン
(B2)は(A1)と(A2)との反応で得られるエポ
キシ樹脂(A)に有利に添加できる。
【0052】本発明のエポキシ樹脂組成物は速やかに硬
化するので、被覆された基体があまり加熱されるべきで
ないような用途分野で使用することができる。このもの
は弾性被覆物および弾性接着剤をもたらす。例えば、熱
可塑性樹脂および加熱下で剥離する傾向のある異なる膨
張係数の材料で多層積層された物質の被覆剤および接着
剤である。
【0053】以下において“エポキシ当量”は1分子当
たりの平均エポキシ基数で割った分子量を意味する。
【0054】
【実施例】I. エポキシ成分の製造(成分A)実施例1 :攪拌機、温度計および冷却機を備えた四つ口
フラスコ中で、1260重量部のJeffamine
(R) M1000を、ビスフェノールAを基本成分としそ
して183g /モルのエポキシ当量(EV)を有する1
740重量部の液状エポキシ樹脂に窒素雰囲気で添加す
る。次にこの混合物を90℃に加熱しそしてEVが一定
のままになるまで(約5時間)この温度に保つ。続く1
時間の滞留時間の後にフラスコを冷却しそして空にす
る。エポキシ樹脂は以下の性質データを示す: エポキシ当量 417g/モル アミン価 23.5mg(KOH)/
g 25℃での粘度 7590mPa.s実施例2: 攪拌機、温度計および冷却機を備えた四つ口
フラスコ中で、210重量部のJeffamine(R)
M2005を、ビスフェノールAを基本成分としそして
183g /モルのエポキシ当量(EV)を有する580
重量部の液状エポキシ樹脂に窒素雰囲気で添加する。次
にこの混合物を90℃に加熱しそしてEVが260に一
定となるまで(約2時間)この温度に保つ。今度は21
0重量部のJeffamine(R) M600を添加しそ
してこの反応混合物を更に90℃に維持する。3時間後
に、EVは427である。続く1時間の滞留時間の後に
フラスコを冷却しそして空にする。エポキシ樹脂は以下
の性質データを示す: エポキシ当量 444g/モル アミン価 25.7mg(KOH)/
g 25℃での粘度 17410mPa.sII. 一成分系エポキシド混合物の製法 潜在的硬化剤(E)としてジシアンジアミド(Dyha
rd(R) 100、SKW Trostberg)をエポ
キシ樹脂成分(A)中にディソルバーにて10,000
回転/分で15分にわたって分散させる。その後に促進
剤(D)の平均粒度20μm の3−(2’−メチルイミ
ダゾリル)プロパノグアナミン──比較例では2−メチ
ルイミダゾール(Dyhard(R) MI)──を5〜1
0分にわたって10,000回転/分で同様に攪拌す
る。次いでAerosil(R) を少しずつ分けて、混合
物の粘度次第で250〜1200回転/分のもとで導入
する。
【0055】一成分エポキシ混合物II.1〜II.6はこ
の様にしてエポキシ樹脂I.1およびI.2および18
3のエポキシ当量を有する液状エポキシ樹脂から製造す
る(表1)。 III .試験方法 1. 貯蔵安定性 エポキシ樹脂/硬化剤−混合物を室温で貯蔵しそして粘
度増加について1週間毎に試験する。
【0056】2.抽出値2.1 試験用シート 品質ST 1203で大きさ30×110mm、厚さ
0.5mmの鋼鉄製薄板をアセトンで脱脂処理し、離型
剤Trikote(R) 44NCで処理しそして180℃
で30分間加熱する。
【0057】2.2 一成分エポキシ混合物の硬化 2.1に従って前処理した試験用薄板に200μm の塗
膜のエポキシ樹脂/硬化剤−混合物を塗布しそして混合
物をマチス(Mathis)炉で60秒間、240℃で
完全に硬化させる。冷却後に塗膜を剥離する。2.3 抽出 2g の硬化塗膜を三角フラスコに1mg近く秤量し、8
0mlのエタノール/水(1+1)混合物をその塗膜に
注ぎそしてフラスコを7日間、放置する。1日に一度だ
け短時間振盪する。この溶液を、ヌッチェ濾過器で濾過
して硬化物質を除き、そして濾液を丸底フラスコ中で3
0mbarのもとで70℃で回転式蒸発器により蒸発処
理する。残留物を一定重量になるまで回転式蒸発器で乾
燥する。
【0058】3. 引張剪断強さ 引張剪断強さ試験用試験体を、DIN 53,281、
第2部に従って0.75mmの厚さを有する鋼鉄製薄板
(品質ST 1405)から製造する。この鋼鉄製薄板
帯状物は、脱グリース処理をしてない状態で、400m
2 の重なり面にて接合されている。ポリテトラフルオ
ロエチレン−フィルムのスペーサーを用いて、0.2m
mの規定の接着層を得る。この接着剤を240℃で24
0〜280秒にわたって硬化させる。試験体を冷却した
後に、側にはみ出した接着剤を切除する。
【0059】3.1 引張剪断強さの測定 3.1に従って製造された試験体の引張剪断強さを、D
IN 51,221、第2部に従うZwickの引張試
験機で5回の試験値の平均としてDIN53,283に
従って測定する。4. 耐剥離性 4.1 耐剥離性を測定するための試験体の製造 試験体をDIN53,281、第2部に従って0.5m
mの厚さを有する鋼鉄製薄板(品質ST 1203)か
ら製造する。この鋼鉄製薄板帯状物をアセトンで脱グリ
ース処理しそして万力を用いて90°の角度で折り曲げ
る。塗膜延伸装置を用いて、II.に従って製造された
0.1mmの接着剤層をシャンク(shank)の外側
面に塗布する。接着剤がこうして塗布された金属製薄板
帯状物を、接着剤の塗布されていない別の金属製薄板帯
状物と貼り合わせて、接合部が対照的でありそして18
5×30mmの接合面積を有するT型の試験体を形成す
る。この試験体を240℃で240〜280秒にわたっ
て硬化させる。冷却した後に側にはみ出した接着剤を切
除する。
【0060】4.2.耐剥離性の測定 4.1に従って製造された試験体の耐剥離性を、DIN
51,221、第3部に従うZwickの引張試験機
での5回の試験値の平均としてDIN 53,283に
従って測定する。 実施例の説明 本発明の実施例II.1およびII.3は一般的性質についての
要求、即ち硬化した組成物の弾性、樹脂/硬化剤−混合
物の優れた貯蔵安定性および低い粘度、極めて短い時間
(約60秒)で硬化および得られる組成物のエタノール
/水中での最適な耐久性に合格する。
【0061】比較例6(原則として特開平5−1633
31号公報に一致する)は、工業的に要求される硬化物
質の高い弾性が達成されていない(耐剥離性が測定不
能)。比較例II.2およびII.4では、イミダゾール、
高活性2−メチルイミダゾールが従来技術の促進剤とし
て使用されており、促進剤不含の系(比較例II.5)に
比較して比較的に低い抽出値が達成されるにもかかわら
ず、液状樹脂/硬化剤−系の貯蔵安定性が不十分であ
る。

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)少なくとも2つの1,2−エポキシ
    基を有し且つ(A1)1分子当たり少なくとも2つのエ
    ポキシ基を持つポリエポキシド、(A2)ポリオキシア
    ルキレンモノアミンおよび(A3)場合によってはポリ
    カルボン酸を反応させることによって得ることのできる
    化合物、 (B)場合によっては、少なくとも2つの1,2−エポ
    キシ基を有し且つ(B1)1分子当たり少なくとも2つ
    の1,2−エポキシ基を持つポリエポキシドと(B2)
    立体障害脂肪族モノアミンとを反応させることによって
    得ることのできる化合物、 (C)(A1)および(B1)と異なるポリエポキシド
    から選択される1,2−エポキシ化合物および化合物
    (A)および(B)の製造段階の化合物(A1)または
    (B1)の未反応成分、 (D)ω−イミダゾリル−アルカノグアナミン、 (E)潜在的硬化剤、 (F)および場合によっては他の添加物 より成る弾性エポキシ樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 ポリエポキシド(A1)、(B1)およ
    び(C)が少なくとも2つの水酸基を持つアルコールお
    よびフェノールのグリシジルエーテル(A11)の群か
    ら選択されており、その際にいずれの場合にも少なくと
    も2つの水酸基がグリシジル化されており、多不飽和脂
    肪族または混合脂肪族−芳香族化合物のポリエポキシド
    (A12)の群および多価有機酸のグリシジルエステル
    (A13)の群から選択されているる請求項1に記載の
    エポキシ樹脂組成物。
  3. 【請求項3】 ポリオキシアルキレンモノアミン(A
    2)がα−アルコキシ−ω−2−アミノアルキル−ポリ
    オキシアルキレンから選択されている請求項1に記載の
    組成物。
  4. 【請求項4】 2−アミノアルキル残基が2−アミノプ
    ロピル残基でありそしてα−アルコキシ−ω−2−アミ
    ノアルキル−ポリオキシアルキレン中のアルキレン残基
    がエチレン−および1,2−プロピレン残基から選択さ
    れ、その何れもそのものだけで、混合状態でまたはブロ
    ック構造でポリオキシアルキレンン鎖を形成していても
    よい、請求項3に記載のエポキシ樹脂組成物。
  5. 【請求項5】 立体障害アミン(B2)が式 【化1】 〔式中、R1 、R2 およびR3 はそれぞれ互いに無関係
    に、炭素原子数1〜30の枝分かれしたまたは直鎖状の
    脂肪族−、脂環式−、芳香脂肪族−または芳香族炭化水
    素残基でありそして場合によっては水酸基、アルコキシ
    基またはハロゲンで置換されており、その際にR2 およ
    びR3 は互いに無関係に水素原子でもよいが、 ただしアミノ基が芳香族残基に直接的に結合しておら
    ず、そしてR2 およびR3 が水素原子である場合、残り
    の残基R1 は以下の置換基の一つであることを条件とす
    る: 【化2】 (上記各残基中、R4 〜R9 は互いに無関係に、炭素原
    子数1〜30の枝分かれしたまたは直鎖状の脂肪族−、
    脂環式−、芳香脂肪族−または芳香族炭化水素残基であ
    りそして該残基は場合によっては水酸基、アルコキシ基
    またはハロゲンで置換されており、およびR1 およびR
    2 は炭素原子数8までの場合によっては置換された脂環
    式環を形成してもよく、その際にR3 は水素原子であ
    る。〕で表される、請求項1に記載のエポキシ樹脂組成
    物。
  6. 【請求項6】 ポリカルボン酸(A3)が総炭素原子数
    3〜52の脂肪族−または脂環式ジカルボン酸である請
    求項1に記載のエポキシ樹脂組成物。
  7. 【請求項7】 ポリカルボン酸(A3)が式 HOOC−CH2 −〔OR10n −O−CH2 −COOH (1) 〔式中、R10は炭素原子数2〜5のアルキレン残基であ
    りそしてnは0または1〜300の整数である。〕で表
    されるジカルボン酸から、および150〜230mg
    (KOH)/gの酸価を有する二量体脂肪族酸から選択
    されている請求項1に記載のエポキシ樹脂組成物。
  8. 【請求項8】 ω−イミダゾリル−アルカノグアナミン
    が式 【化3】 〔式中、Aは場合によってはアルキル基で場合によって
    は追加的に置換されていてもよい炭素原子数1〜8のア
    ルキレン残基でありそしてR11、R12およびR13がいず
    れの場合にも互いに無関係に水素原子または炭素原子数
    1〜20のアルキル−またはアリール残基である。〕で
    表される化合物より成る群から選択されている請求項1
    に記載のエポキシ樹脂組成物。
  9. 【請求項9】 少なくとも2つの異なるω−イミダゾリ
    ル−アルカノグアナミンの混合物が使用されている請求
    項1に記載のエポキシ樹脂組成物。
  10. 【請求項10】 潜在的硬化剤(E)が三弗化硼素とア
    ミンとの付加物並びにジシアンジアミドより成る群から
    選択されている請求項1に記載のエポキシ樹脂組成物。
  11. 【請求項11】 エポキシ化合物(B)が成分(A)と
    (C)との総重量を基準として1〜40% の量で使用さ
    れている請求項 1に記載のエポキシ樹脂組成物。
  12. 【請求項12】 請求項1に記載の弾性エポキシ樹脂組
    成物を製造する方法において、多価フェノールを基礎成
    分とするエポキシ樹脂とポリオキシアルキレンモノアミ
    ンとを反応させてエポキシアミン付加物を得、これを次
    に潜在的硬化剤および少なくとも1種類のω−イミダゾ
    リル−アルカノグアナミンと混合することを特徴とす
    る、上記方法。
  13. 【請求項13】 請求項1に記載の弾性エポキシ樹脂組
    成物を製造する方法において、多価フェノールを基本成
    分とするエポキシ樹脂をポリオキシアルキレン−モノア
    ミンと反応させてエポキシ−アミン付加物を得、これを
    次いで、エポキシ樹脂と立体障害アミンとより成る別の
    エポキシ−アミン付加物並びに潜在的硬化剤および少な
    くとも1種類のω−イミダゾリル−アルカノグアナンと
    混合することを特徴とする、上記方法。
  14. 【請求項14】 請求項1に記載のエポキシ樹脂組成物
    を弾性塗料として用いる方法。
  15. 【請求項15】 請求項1に記載のエポキシ樹脂組成物
    を弾性接着剤として用いる方法。
JP7166527A 1994-07-01 1995-06-30 貯蔵安定性の高い一成分の弾性エポキシ樹脂系 Withdrawn JPH08100051A (ja)

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