[发明专利]水分散性环氧树脂、水性环氧树脂组合物及其固化物

说明书

技术领域

本发明涉及对涂料、粘接剂、纤维凝集剂、混凝土底漆等有用的水性环氧树脂组合物，进一步详细而言，涉及能够在不损害操作性、清漆的保存稳定性的情况下赋予得到的加工物的耐蚀性、粘接性的水性环氧树脂组合物。

背景技术

环氧树脂组合物由于所得到的固化物的机械性质、耐蚀性、密合性等优异，所以在涂料、粘接剂、层压板、电气·电子部件用途等各领域中被广泛使用。然而，由于环氧树脂大多作为稀释在有机溶剂中的组合物来使用，所以从近年来的环境问题出发，期望水性化。

作为水性化环氧树脂，已知有例如使用表面活性剂，用均质混合机进行高速搅拌而制造的环氧树脂乳胶，但环氧树脂乳胶由于表面活性剂的原因，存在耐水性差、与基材或上涂层涂料的密合性差、机械稳定性差等问题。

作为不含表面活性剂的水性化环氧树脂，例如，在下述专利文献1中公开了使双二苯酚的二缩水甘油醚、双二苯酚和聚氧亚烷基二醇的二缩水甘油醚反应而得到的产物。此外，在下述专利文献2中公开了使双二苯酚的二缩水甘油醚、双二苯酚、聚氧亚烷基二醇的二缩水甘油醚和二异氰酸酯反应而得到的产物。进而，在下述专利文献3中公开了含有二官能以上的环氧树脂和多酚以及由脂肪族多元醇和二官能以上的环氧树脂和单及多异氰酸酯构成的缩合产物的缩合产物。

然而，这些材料均由于因聚乙二醇的伯羟基残留在部分组合物中而导致的交联密度不提高等原因，具有耐水性差、防腐蚀性差、耐碱性差、水分散性低、乳胶稳定性差的缺点。

作为改善了这些缺点的水分散性环氧树脂，在专利文献4中提出使含羧基化合物与分子内具有2个以上环氧基的环氧树脂以分子内具有2个以上环氧基的环氧树脂中的环氧基相对于该含羧基化合物的羧基的比例为0.75～1.5的范围反应而得到的水分散性环氧树脂，所述含羧基化合物是使分子量400～10000的聚氧化乙烯多元醇化合物与酸酐化合物以酸酐基/羟基的当量比为1.0～1.1的比例反应而得到的。通过这样构成，根据专利文献4，能够改善耐水性、耐蚀性、耐碱性、水分散性及乳胶稳定性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第4,315,044号说明书

专利文献2：美国专利第4,399,242号说明书

专利文献3：日本特开平2-38443号公报

专利文献4：日本特开平7-206982号公报

发明内容

然而，专利文献4中公开的水分散性环氧树脂由于聚乙二醇链被导入主链中，所以无法提高固化物的交联密度。因此，涂膜强度或耐蚀性并不充分。

本发明所要解决的课题在于，提供水分散性优异、维持相对于环氧树脂的乳胶稳定性、且进一步能够得到涂膜强度或耐蚀性更优异的固化物的水分散性环氧树脂及含有该水分散性环氧树脂的水分散性环氧树脂组合物、以及该水分散性环氧树脂组合物及含有该水分散性环氧树脂和水性溶剂的水性环氧树脂组合物、使用了它们的具有耐水性及耐碱性、且涂膜强度或耐蚀性进一步优异的固化物。

用于解决问题的方案

本发明者们为了解决上述问题进行了深入研究，结果发现，通过使用在侧链上导入了聚乙二醇链的2官能的水分散性环氧树脂，能够提高固化时的交联密度，其结果是，能够提供可以维持优异的水分散性及相对于环氧树脂的乳胶稳定性的水性环氧树脂组合物，进而能够提供耐水性、耐碱性、涂膜强度及耐蚀性优异的水性环氧树脂组合物的固化物，最终完成本发明。

即，本发明为了解决上述问题，提供一种水分散性环氧树脂，其特征在于，其是使分子中具有至少2个以上的羧基的化合物(A)与分子内具有2个以上的环氧基的环氧树脂(B)反应而得到的水分散性环氧树脂，上述化合物(A)是使数均分子量400～10000的聚乙二醇单烷基醚(A-1)与来自分子中具有3个或4个羧基的多元羧酸的酸酐(A-2)按照分子中存在至少2个以上羧基的方式进行酯化反应而得到的化合物。

此外，本发明为了解决上述问题，提供一种水分散性环氧树脂的制造方法，其特征在于，具有以下工序：使数均分子量400～10000的聚乙二醇单烷基醚(A-1)与来自分子中具有3个或4个羧基的多元羧酸的酸酐(A-2)在上述酸酐(A-2)的酸酐基(-COOCO-)相对于上述聚乙二醇单烷基醚(A-1)的羟基的比例为1～1.2的范围内进行酯化反应，而得到分子中具有至少2个以上羧基的化合物(A)的工序；使上述化合物(A)与分子内具有2个以上环氧基的环氧树脂(B)反应的工序。