JP2010144052A - Isocyanate-modified epoxy resin - Google Patents

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JP2010144052A JP2008322899A JP2008322899A JP2010144052A JP 2010144052 A JP2010144052 A JP 2010144052A JP 2008322899 A JP2008322899 A JP 2008322899A JP 2008322899 A JP2008322899 A JP 2008322899A JP 2010144052 A JP2010144052 A JP 2010144052A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an epoxy resin having a low viscosity and being excellent in the balance of heat-resistance and toughness. <P>SOLUTION: The isocyanate-modified epoxy resin contains a structure represented by general formula (1) (wherein R<SB>1</SB>-R<SB>8</SB>are each independently hydrogen, halogen, alkyl which may have a substituent, alkoxy which may have a substituent, aryl which may have a substituent, amino, nitro or carboxyl which may have a substituent; and R<SB>9</SB>is a divalent or more of functional group which may have a substituent). <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、イソシアネート変性エポキシ樹脂、及びそれを含むエポキシ樹脂組成物に関する。   The present invention relates to an isocyanate-modified epoxy resin and an epoxy resin composition containing the same.

エポキシ樹脂は、その硬化物が、機械的特性、電気的特性、熱的特性、耐薬品性及び接着性等の点で優れた性能を有することから、塗料、電気電子用絶縁材料、接着剤等の幅広い用途に利用されている。昨今、エポキシ樹脂のさらなる強靭化・高耐熱化・軽量化等の高機能化への要請がある。   Epoxy resins have excellent performance in terms of mechanical properties, electrical properties, thermal properties, chemical resistance, adhesiveness, etc., such as paints, insulating materials for electrical and electronic devices, adhesives, etc. It is used for a wide range of applications. Recently, there is a demand for higher functionality such as further strengthening, heat resistance, and weight reduction of epoxy resins.

特許文献1には、耐熱性と可撓性を両立できるエポキシ樹脂として、ビスフェノールA型エポキシ樹脂のトリレンジイソシアネート変性エポキシ樹脂が開示されている。
トリレンジイソシアネート以外の化合物で変性した樹脂として、特許文献2には、ポリメチレンイソシアネートを用いてビスフェノールA型エポキシ樹脂を変性させたエポキシ樹脂が開示されている。
特許文献3には、耐熱性を高めた樹脂として、4,4’−ビス−3,3’,5,5’−テトラメチルビフェニルのグリシジルエーテルが開示されている。
特許文献4には、更に改良を加えた樹脂として、4,4’−ビス−3,3’,5,5’−テトラメチルビフェニルのグリシジルエーテルを多価フェノールで変性させ、軟化点を下げた樹脂が開示されている。
Patent Document 1 discloses a tolylene diisocyanate-modified epoxy resin of bisphenol A type epoxy resin as an epoxy resin that can achieve both heat resistance and flexibility.
As a resin modified with a compound other than tolylene diisocyanate, Patent Document 2 discloses an epoxy resin obtained by modifying a bisphenol A type epoxy resin using polymethylene isocyanate.
Patent Document 3 discloses glycidyl ether of 4,4′-bis-3,3 ′, 5,5′-tetramethylbiphenyl as a resin having improved heat resistance.
In Patent Document 4, as a resin with further improvements, 4,4′-bis-3,3 ′, 5,5′-tetramethylbiphenyl glycidyl ether was modified with polyhydric phenol to lower the softening point. A resin is disclosed.

特開平5−222160号公報JP-A-5-222160 特表平4−506678号公報Japanese National Patent Publication No. 4-506678 特開昭58−39677号公報JP 58-39677 A 特開平3−14816号公報JP-A-3-14816

特許文献1及び2に開示された樹脂は、耐熱性を高めようとすると、同時に高粘度化してしまい、耐熱性と低粘度を両立できない。
特許文献3に開示された樹脂は、耐熱性は高いものの、軟化点が高く、また急激な粘度低下があるため、複合材料用途には向いていない。
特許文献4に開示された樹脂は、耐熱性の向上は見られず、また得られる樹脂は脆いものである。
When the resin disclosed in Patent Documents 1 and 2 is intended to increase heat resistance, it simultaneously increases in viscosity and cannot achieve both heat resistance and low viscosity.
Although the resin disclosed in Patent Document 3 has high heat resistance, it has a high softening point and has a sharp viscosity drop, so it is not suitable for composite materials.
The resin disclosed in Patent Document 4 shows no improvement in heat resistance, and the resulting resin is brittle.

上記事情に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、低粘度、且つ、耐熱性と強靭性のバランスに優れたエポキシ樹脂を提供することである。   In view of the above circumstances, the problem to be solved by the present invention is to provide an epoxy resin having a low viscosity and an excellent balance between heat resistance and toughness.

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、ビフェニル骨格とオキサゾリドン環を有する特定の構造を含むイソシアネート変性エポキシ樹脂が、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。   As a result of intensive studies in order to solve the above problems, the present inventors have found that an isocyanate-modified epoxy resin containing a specific structure having a biphenyl skeleton and an oxazolidone ring can solve the above problems, and completed the present invention. It was.

即ち、本発明は以下の通りである。
[1]
下記一般式(1)で表される構造を含むイソシアネート変性エポキシ樹脂。
That is, the present invention is as follows.
[1]
An isocyanate-modified epoxy resin having a structure represented by the following general formula (1).

Figure 2010144052
Figure 2010144052

(式中、R〜Rは、各々独立して、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアミノ基、ニトロ基、カルボキシル基を示し、Rは置換基を有していてもよい2価以上の官能基を示す。)
[2]
ビフェニル、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールAF、ビスフェノールAC、ビスフェノールS、フェノールノボラック、クレゾールノボラックから選択される1種以上の骨格を含む、上記[1]記載のイソシアネート変性エポキシ樹脂。
[3]
上記[1]又は[2]記載のイソシアネート変性エポキシ樹脂(A)と、
前記(A)以外のエポキシ樹脂(B)と、
硬化剤(C)と、
を含むエポキシ樹脂組成物。
[4]
可塑剤(D)を更に含む、上記[3]記載のエポキシ樹脂組成物
[5]
フィラー(E)を更に含む、上記[3]又は[4]記載のエポキシ樹脂組成物。
(In the formula, each of R 1 to R 8 independently has a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an alkoxy group which may have a substituent, or a substituent. An aryl group that may be substituted, an amino group that may have a substituent, a nitro group, or a carboxyl group, and R 9 represents a divalent or higher functional group that may have a substituent.
[2]
The isocyanate-modified epoxy resin according to the above [1], comprising at least one skeleton selected from biphenyl, bisphenol A, bisphenol F, bisphenol AF, bisphenol AC, bisphenol S, phenol novolac, and cresol novolac.
[3]
The isocyanate-modified epoxy resin (A) according to the above [1] or [2],
An epoxy resin (B) other than (A),
A curing agent (C);
An epoxy resin composition comprising:
[4]
The epoxy resin composition [5] according to the above [3], further comprising a plasticizer (D).
The epoxy resin composition according to the above [3] or [4], further comprising a filler (E).

本発明によれば、低粘度、且つ、耐熱性と強靭性のバランスに優れたエポキシ樹脂を得ることができる。   According to the present invention, an epoxy resin having a low viscosity and an excellent balance between heat resistance and toughness can be obtained.

以下、本発明を実施するための最良の形態(以下、本実施形態)について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention (hereinafter, this embodiment) will be described in detail. In addition, this invention is not limited to the following embodiment, It can implement by changing variously within the range of the summary.

本実施形態のエポキシ樹脂は、下記一般式(1)で表される構造を含むイソシアネート変性エポキシ樹脂である。   The epoxy resin of this embodiment is an isocyanate-modified epoxy resin including a structure represented by the following general formula (1).

Figure 2010144052
Figure 2010144052

一般式(1)中、R〜Rは、各々独立して、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアミノ基、ニトロ基、カルボキシル基を示し、Rは置換基を有していてもよい2価以上の官能基を示す。 In general formula (1), R 1 to R 8 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an alkoxy group which may have a substituent, or a substituent. An aryl group which may have a group, an amino group which may have a substituent, a nitro group or a carboxyl group, and R 9 represents a bivalent or higher functional group which may have a substituent. Show.

本実施形態のエポキシ樹脂は、上記一般式(1)で表されるビフェニル骨格とオキサゾリドン環を含む構造を有する樹脂であり、該構造を有することによりエポキシ樹脂及びこれを含むエポキシ樹脂組成物の粘度が低下し、且つ、その硬化物は耐熱性や破壊靭性が非常に優れたものとなる。   The epoxy resin of the present embodiment is a resin having a structure including a biphenyl skeleton represented by the general formula (1) and an oxazolidone ring. By having the structure, the viscosity of the epoxy resin and the epoxy resin composition including the epoxy resin is included. And the cured product has excellent heat resistance and fracture toughness.

以下、本実施形態における各記号の説明を行う。
一般式(1)において、R〜Rで示されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等が挙げられる。
Hereinafter, each symbol in the present embodiment will be described.
In the general formula (1), examples of the halogen atom represented by R 1 to R 8 include a fluorine atom, a chlorine atom, and a bromine atom.

一般式(1)において、R〜Rで示される置換されていてもよいアルキル基の「アルキル基」としては、炭素数が1〜6、好ましくは1〜4の、直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基を示し、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等が挙げられる。上記の中でも、直鎖状よりも分岐鎖状の方が高耐熱性となる傾向にあるため、好ましくはイソプロピル基、イソブチル基、tert−ブチル基であり、より好ましくはtert−ブチル基である。 In the general formula (1), the “alkyl group” of the optionally substituted alkyl group represented by R 1 to R 8 is linear or branched having 1 to 6 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms. A chain alkyl group is exemplified, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, and a hexyl group. Among these, since the branched chain tends to have higher heat resistance than the straight chain, it is preferably an isopropyl group, an isobutyl group, or a tert-butyl group, and more preferably a tert-butyl group.

一般式(1)において、R〜Rで示される置換されていてもよいアルコキシ基の「アルコキシ基」としては、炭素数が1〜6、好ましくは1〜4の、直鎖状又は分岐鎖状のアルコキシ基を示し、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基等が挙げられ、好ましくはメトキシ基、エトキシ基である。 In the general formula (1), the “alkoxy group” of the optionally substituted alkoxy group represented by R 1 to R 8 is linear or branched having 1 to 6, preferably 1 to 4 carbon atoms. A chain alkoxy group, for example, methoxy group, ethoxy group, propoxy group, isopropoxy group, butoxy group, sec-butoxy group, tert-butoxy group, pentyloxy group, hexyloxy group and the like, preferably A methoxy group and an ethoxy group.

一般式(1)において、R〜Rで示される置換されていてもよいアリール基の「アリール基」としては、例えば、フェニル基、ナフチル基等が挙げられ、好ましくはフェニル基である。 In the general formula (1), examples of the “aryl group” of the optionally substituted aryl group represented by R 1 to R 8 include a phenyl group and a naphthyl group, and a phenyl group is preferable.

〜Rで示されるアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基は、置換可能な位置に、1又は2以上の置換基で置換されていてもよい。そのような置換基としては、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子)、炭素数1〜6のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基)、アリール基(例えば、フェニル基、ナフチル基)、アラルキル基(例えば、ベンジル基、フェネチル基)、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基)等が挙げられる。 The alkyl group, aryl group, alkoxy group and amino group represented by R 1 to R 8 may be substituted with one or two or more substituents at substitutable positions. Examples of such a substituent include a halogen atom (for example, fluorine atom, chlorine atom, bromine atom), an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms (for example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl). Group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group), aryl group (for example, phenyl group, naphthyl group), aralkyl group (for example, benzyl group, phenethyl group), alkoxy group (for example, methoxy group) Ethoxy group) and the like.

で示される2価以上の官能基としては、例えば、単結合、置換されていてもよいアルキレン基、置換されていてもよいアリーレン基等が挙げられる。 Examples of the divalent or higher functional group represented by R 9 include a single bond, an optionally substituted alkylene group, and an optionally substituted arylene group.

「アルキレン基」とは、前記定義「アルキル基」から任意の位置の水素原子をさらに1個除いて誘導される2価の基を意味し、例えば、メチレン基、エチレン基、メチルエチレン基、エチルエチレン基、1,1−ジメチルエチレン基、1,2−ジメチルエチレン基、トリメチレン基、1−メチルトリメチレン基、2−メチルトリメチレン基、テトラメチレン基等が挙げられ、好ましくは、メチレン基、エチレン基、メチルエチレン基、1,1−ジメチルエチレン基、トリメチレン基等が挙げられる。   “Alkylene group” means a divalent group derived by further removing one hydrogen atom at any position from the above-defined “alkyl group”. For example, methylene group, ethylene group, methylethylene group, ethyl And ethylene group, 1,1-dimethylethylene group, 1,2-dimethylethylene group, trimethylene group, 1-methyltrimethylene group, 2-methyltrimethylene group, tetramethylene group, etc., preferably methylene group, Examples include an ethylene group, a methylethylene group, a 1,1-dimethylethylene group, and a trimethylene group.

で示される置換されていてもよいアリーレン基の「アリーレン基」としては、前記「アリール基」から、任意の位置の水素原子をさらに1個除いて誘導される2価の基を意味する。 As "arylene group" of the arylene group which may be substituted represented by R 9, the from the "aryl group" means a divalent group derived one more except for a hydrogen atom at an arbitrary position .

で示される置換されていてもよいアルキレン基、アリーレン基は、置換可能な位置に、1又は2以上の置換基で置換されていてもよい。かかる置換基としては、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子)、炭素数1〜6のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基)、アリール基(例えば、フェニル基、ナフチル基)、アラルキル基(例えば、ベンジル基、フェネチル基)、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基)等が挙げられる。 Optionally substituted alkylene group represented by R 9, an arylene group, a substitutable position may be substituted with one or more substituents. Examples of the substituent include a halogen atom (for example, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom), an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms (for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group), aryl group (for example, phenyl group, naphthyl group), aralkyl group (for example, benzyl group, phenethyl group), alkoxy group (for example, methoxy group, ethoxy group) Group) and the like.

本実施形態のイソシアネート変性エポキシ樹脂は、上述した一般式(1)で表される構造の他に、ビフェニル、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールAF、ビスフェノールAC、ビスフェノールS、フェノールノボラック、クレゾールノボラックから選択される1種以上の骨格を含んでいてもよい。   The isocyanate-modified epoxy resin of the present embodiment is selected from biphenyl, bisphenol A, bisphenol F, bisphenol AF, bisphenol AC, bisphenol S, phenol novolac, and cresol novolac in addition to the structure represented by the general formula (1). One or more skeletons may be included.

本実施形態のイソシアネート変性エポキシ樹脂の重量平均分子量は、好ましくは800以上であり、より好ましくは900以上、さらに好ましくは1000以上である。重量平均分子量が800未満であると、硬化物の耐熱性が低くなると同時に、強靭性が低減し脆くなる傾向にある。ここで、重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィーを用いて、ポリスチレン換算により測定した値をいう。   The weight average molecular weight of the isocyanate-modified epoxy resin of this embodiment is preferably 800 or more, more preferably 900 or more, and still more preferably 1000 or more. When the weight average molecular weight is less than 800, the heat resistance of the cured product tends to be low, and at the same time, the toughness tends to decrease and become brittle. Here, the weight average molecular weight refers to a value measured by gel permeation chromatography in terms of polystyrene.

本実施形態のイソシアネート変性エポキシ樹脂のエポキシ当量は、好ましくは250以上であり、より好ましくは350以上、さらに好ましくは400以上である。エポキシ当量が250よりも大きいと、靭性が高くなる傾向にある。ここで、エポキシ当量は、JIS−K−7236による電位差滴定法により測定した値をいう。   The epoxy equivalent of the isocyanate-modified epoxy resin of the present embodiment is preferably 250 or more, more preferably 350 or more, and still more preferably 400 or more. When the epoxy equivalent is larger than 250, the toughness tends to increase. Here, an epoxy equivalent means the value measured by the potentiometric titration method by JIS-K-7236.

本実施形態のイソシアネート変性エポキシ樹脂の製造方法としては、特に限定されず、例えば、イソシアネート化合物とビフェニル骨格を有するグリシジル化合物とを、オキサゾリドン環形成触媒の存在下で反応させることにより、ほぼ理論量で得ることができる。イソシアネート化合物とグリシジル化合物は、当量比1:2〜1:10の範囲で反応させることが好ましく、両者の比が上記範囲である場合、エポキシ樹脂硬化物の耐熱性及び耐水性がより良好となる傾向にある。   The method for producing the isocyanate-modified epoxy resin of the present embodiment is not particularly limited. For example, by reacting an isocyanate compound and a glycidyl compound having a biphenyl skeleton in the presence of an oxazolidone ring-forming catalyst, it is almost the theoretical amount. Obtainable. The isocyanate compound and the glycidyl compound are preferably reacted in an equivalent ratio of 1: 2 to 1:10. When the ratio of the two is in the above range, the heat resistance and water resistance of the cured epoxy resin are better. There is a tendency.

本実施形態においては、イソシアネート変性エポキシ樹脂を得るための原料として、ビフェニル骨格を有するグリシジル化合物以外の他のグリシジル化合物を併用してもよい。その具体例としては、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールAD、ビスフェノールS、テトラメチルビスフェノールA、テトラメチルビスフェノールF、テトラメチルビスフェノールAD、テトラメチルビスフェノールS、テトラブロモビスフェノールA等の2価フェノール類をグリシジル化した化合物;1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1,1−(4−ヒドロキシフェニル)エタン、4,4−〔1−〔4−〔1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル〕フェニル〕エチリデン〕ビスフェノール等のトリス(グリシジルオキシフェニル)アルカン類等をグリシジル化した化合物;フェノールノボラック、クレゾールノボラック、ビスフェノールAノボラック等のノボラックをグリシジル化した化合物等が挙げられるが、これらに特に限定されるものではない。   In this embodiment, you may use together glycidyl compounds other than the glycidyl compound which has a biphenyl skeleton as a raw material for obtaining an isocyanate modified epoxy resin. Specific examples thereof include dihydric phenols such as bisphenol A, bisphenol F, bisphenol AD, bisphenol S, tetramethyl bisphenol A, tetramethyl bisphenol F, tetramethyl bisphenol AD, tetramethyl bisphenol S, and tetrabromobisphenol A. 1,1,1-tris (4-hydroxyphenyl) methane, 1,1,1- (4-hydroxyphenyl) ethane, 4,4- [1- [4- [1- (4 Compounds obtained by glycidylating tris (glycidyloxyphenyl) alkanes such as -hydroxyphenyl) -1-methylethyl] phenyl] ethylidene] bisphenol; and novolacs such as phenol novolak, cresol novolak, and bisphenol A novolak Rishijiru of the compounds, and the like, but not particularly limited thereto.

原料として用いるイソシアネート化合物の具体例としては、例えば、メタンジイソシアネート、ブタン−1,1−ジイソシアネート、エタン−1,2−ジイソシアネート、ブタン−1,2−ジイソシアネート、トランスビニレンジイソシアネート、プロパン−1,3−ジイソシアネート、ブタン−1,4−ジイソシアネート、2−ブテン−1,4−ジイソシアネート、2−メチルブテン−1,4−ジイソシアネート、2−メチルブタン−1,4−ジイソシアネート、ペンタン−1,5−ジイソシアネート、2,2−ジメチルペンタン−1,5−ジイソシアネート、ヘキサン−1,6−ジイソシアネート、ヘプタン−1,7−ジイソシアネート、オクタン−1,8−ジイソシアネート、ノナン−1,9−ジイソシアネート、デカン−1,10−ジイソシアネート、ジメチルシランジイソシアネート、ジフェニルシランジイソシアネート、ω,ω’−1,3−ジメチルベンゼンジイソシアネート、ω,ω’−1,4−ジメチルベンゼンジイソシアネート、ω,ω’−1,3−ジメチルシクロヘキサンジイソシアネート、ω,ω’−1,4−ジメチルシクロヘキサンジイソシアネート、ω,ω’−1,4−ジメチルナフタレンジイソシアネート、ω,ω’−1,5−ジメチルナフタレンジイソシアネート、シクロヘキサン−1,3−ジイソシアネート、シクロヘキサン−1,4−ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート、1,3−フェニレンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、1−メチルベンゼン−2,4−ジイソシアネート、1−メチルベンゼン−2,5−ジイソシアネート、1−メチルベンゼン−2,6−ジイソシアネート、1−メチルベンゼン−3,5−ジイソシアネート、ジフェニルエーテル−4,4’−ジイソシアネート、ジフェニルエーテル−2,4’−ジイソシアネート、ナフタレン−1,4−ジイソシアネート、ナフタレン−1,5−ジイソシアネート、ビフェニル−4,4’−ジイソシアネート、3,3’−ジメチルビフェニル−4,4’−ジイソシアネート、2,3’−ジメトキシビスフェニル−4,4’−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート、3,3’−ジメトキシジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート、4,4’−ジメトキシジフェニルメタン−3,3’−ジイソシアネート、ジフェニルサルフアイト−4,4’−ジイソシアネート、ジフェニルスルフォン−4,4’−ジイソシアネート等の2官能イソシアネート化合物;
ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、トリス(4−フェニルイソシアネートチオフォスフェート)−3,3’、4,4’−ジフェニルメタンテトライソシアネート等の多官能イソシアネート化合物;
上記イソシアネート化合物の2量体や3量体等の多量体、アルコールやフェノールによりマスクされたブロックイソシアネート及びビスウレタン化合物等が挙げられるが、これらに限定されない。これらイソシアネート化合物は2種以上組み合わせて用いてもよい。
Specific examples of the isocyanate compound used as the raw material include, for example, methane diisocyanate, butane-1,1-diisocyanate, ethane-1,2-diisocyanate, butane-1,2-diisocyanate, transvinylene diisocyanate, propane-1,3- Diisocyanate, butane-1,4-diisocyanate, 2-butene-1,4-diisocyanate, 2-methylbutene-1,4-diisocyanate, 2-methylbutane-1,4-diisocyanate, pentane-1,5-diisocyanate, 2, 2-dimethylpentane-1,5-diisocyanate, hexane-1,6-diisocyanate, heptane-1,7-diisocyanate, octane-1,8-diisocyanate, nonane-1,9-diisocyanate, decane-1,10- Isocyanate, dimethylsilane diisocyanate, diphenylsilane diisocyanate, ω, ω′-1,3-dimethylbenzene diisocyanate, ω, ω′-1,4-dimethylbenzene diisocyanate, ω, ω′-1,3-dimethylcyclohexane diisocyanate, ω , Ω′-1,4-dimethylcyclohexane diisocyanate, ω, ω′-1,4-dimethylnaphthalene diisocyanate, ω, ω′-1,5-dimethylnaphthalene diisocyanate, cyclohexane-1,3-diisocyanate, cyclohexane-1, 4-diisocyanate, dicyclohexylmethane-4,4′-diisocyanate, 1,3-phenylene diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate, 1-methylbenzene-2,4-diisocyanate, 1-methylbenzene 2,5-diisocyanate, 1-methylbenzene-2,6-diisocyanate, 1-methylbenzene-3,5-diisocyanate, diphenyl ether-4,4′-diisocyanate, diphenyl ether-2,4′-diisocyanate, naphthalene-1, 4-diisocyanate, naphthalene-1,5-diisocyanate, biphenyl-4,4′-diisocyanate, 3,3′-dimethylbiphenyl-4,4′-diisocyanate, 2,3′-dimethoxybisphenyl-4,4′- Diisocyanate, diphenylmethane-4,4′-diisocyanate, 3,3′-dimethoxydiphenylmethane-4,4′-diisocyanate, 4,4′-dimethoxydiphenylmethane-3,3′-diisocyanate, diphenylsulfite-4,4′- Diisocyanate, di Bifunctional isocyanate compounds such as Enirusurufon-4,4'-diisocyanate;
Polyfunctional isocyanate compounds such as polymethylene polyphenyl isocyanate, triphenylmethane triisocyanate, tris (4-phenylisocyanate thiophosphate) -3,3 ′, 4,4′-diphenylmethane tetraisocyanate;
Examples include, but are not limited to, a multimer such as a dimer or trimer of the isocyanate compound, a blocked isocyanate masked with alcohol or phenol, and a bisurethane compound. Two or more of these isocyanate compounds may be used in combination.

上記のイソシアネート化合物の中でも、耐熱性が向上する傾向にあるため、好ましくは2又は3官能イソシアネート化合物であり、より好ましくは2官能イソシアネート化合物、さらに好ましくはイソホロン、ベンゼン、トルエン、ジフェニルメタン、ナフタレン、ポリメチレンポリフェニレンポリフェニル、ヘキサメチレンから選ばれる骨格を有する2官能イソシアネート化合物である。イソシアネート化合物の官能基数が多すぎると貯蔵安定性が低下する傾向にあり、少なすぎると耐熱性が低下する傾向にある。   Among the above isocyanate compounds, since heat resistance tends to be improved, a bifunctional or trifunctional isocyanate compound is preferable, a bifunctional isocyanate compound is more preferable, isophorone, benzene, toluene, diphenylmethane, naphthalene, poly It is a bifunctional isocyanate compound having a skeleton selected from methylene polyphenylene polyphenyl and hexamethylene. When the number of functional groups of the isocyanate compound is too large, the storage stability tends to decrease, and when it is too small, the heat resistance tends to decrease.

[触媒]
本実施形態で使用される触媒は、オキサゾリドン環形成に使用されるものであれば、特に限定されないが、グリシジル化合物とイソシアネート化合物との反応において、オキサゾリドン環を選択的に生成する触媒であることが好ましい。
[catalyst]
The catalyst used in the present embodiment is not particularly limited as long as it is used for oxazolidone ring formation, but may be a catalyst that selectively generates an oxazolidone ring in the reaction of a glycidyl compound and an isocyanate compound. preferable.

このようなオキサゾリドン環を選択的に生成する触媒としては、特に限定されず、例えば、塩化リチウム、ブトキシリチウム等のリチウム化合物、3フッ化ホウ素等の錯塩;
テトラメチルアンモニウムクロライド、テトラメチルアンモニウムブロマイド、テトラメチルアンモニウムヨーダイド、テトラブチルアンモニウムブロマイド等の4級アンモニウム塩;
ジメチルアミノエタノール、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ベンジルジメチルアミン、N−メチルモルホリン等の3級アミン;
トリフェニルホスフィン等のホスフィン類;
アリルトリフェニルホスホニウムブロマイド、ジアリルジフェニルホスホニウムブロマイド、エチルトリフェニルホスホニウムクロライド、エチルトリフェニルホスホニウムヨーダイド、テトラブチルホスホニウムアセテート・酢酸錯体、テトラブチルホスホニウムアセテート、テトラブチルホスホニウムクロライド、テトラブチルホスホニウムブロマイド、テトラブチルホスホニウムヨーダイド等のホスホニウム化合物;
トリフェニルアンチモン及びヨウ素の組み合わせ;
2−フェニルイミダゾール、2−メチルイミダゾール等のイミダゾール類;
等が挙げられる。これらの触媒は、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。
The catalyst for selectively producing such an oxazolidone ring is not particularly limited, and examples thereof include lithium compounds such as lithium chloride and butoxy lithium, and complex salts such as boron trifluoride;
Quaternary ammonium salts such as tetramethylammonium chloride, tetramethylammonium bromide, tetramethylammonium iodide, tetrabutylammonium bromide;
Tertiary amines such as dimethylaminoethanol, triethylamine, tributylamine, benzyldimethylamine, N-methylmorpholine;
Phosphines such as triphenylphosphine;
Allyltriphenylphosphonium bromide, diallyldiphenylphosphonium bromide, ethyltriphenylphosphonium chloride, ethyltriphenylphosphonium iodide, tetrabutylphosphonium acetate / acetic acid complex, tetrabutylphosphonium acetate, tetrabutylphosphonium chloride, tetrabutylphosphonium bromide, tetrabutylphosphonium Phosphonium compounds such as iodide;
A combination of triphenylantimony and iodine;
Imidazoles such as 2-phenylimidazole and 2-methylimidazole;
Etc. These catalysts can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

オキサゾリドン環形成触媒の使用量は、特に限定されるものではなく、通常は原料となるグリシジル化合物とイソシアネート化合物の総量に対して5ppm〜2質量%程度の範囲で使用され、好ましくは10ppm〜1質量%、より好ましくは20〜5000ppm、さらに好ましくは20〜1000ppmの範囲で使用される。触媒の使用量を2質量%以下とすることにより、耐湿性の低下が抑制される傾向にあり、一方、5ppm以上とすることにより、生産効率が向上する傾向にある。   The amount of the oxazolidone ring-forming catalyst is not particularly limited, and is usually used in the range of about 5 ppm to 2% by mass, preferably 10 ppm to 1% by mass with respect to the total amount of the glycidyl compound and isocyanate compound as raw materials. %, More preferably 20 to 5000 ppm, still more preferably 20 to 1000 ppm. When the amount of the catalyst used is 2% by mass or less, a decrease in moisture resistance tends to be suppressed. On the other hand, when the amount is 5 ppm or more, production efficiency tends to be improved.

本実施形態のエポキシ樹脂組成物は、上述したイソシアネート変性エポキシ樹脂(A)と、(A)以外のエポキシ樹脂(B)と、硬化剤(C)と、を含む。   The epoxy resin composition of this embodiment contains the isocyanate-modified epoxy resin (A) described above, an epoxy resin (B) other than (A), and a curing agent (C).

[エポキシ樹脂(B)]
エポキシ樹脂(B)としては、特に限定されるものではなく、各種公知のものを適宜選択して用いることができる。例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ヒンダトイン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、ビスAノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン/フェノールエポキシ樹脂、脂環式アミンエポキシ樹脂、脂肪族アミンエポキシ樹脂、及び、これらをハロゲン化したエポキシ樹脂等が挙げられる。これらは1種を単独で又は2種以上を併用することができる。
[Epoxy resin (B)]
The epoxy resin (B) is not particularly limited, and various known resins can be appropriately selected and used. For example, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, hindered-in type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, alicyclic epoxy resin, triphenylmethane type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, cresol Novolak type epoxy resin, naphthol novolak type epoxy resin, bis A novolak type epoxy resin, dicyclopentadiene / phenol epoxy resin, alicyclic amine epoxy resin, aliphatic amine epoxy resin, and epoxy resins halogenated from these Can be mentioned. These can be used alone or in combination of two or more.

[硬化剤(C)]
硬化剤(C)としては、特に限定されるものではなく、各種公知のものを適宜選択して用いることができるが、硬化時の反応速度の観点から、グアニジン誘導体、芳香族アミン化合物及びノボラック型フェノール樹脂からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。これらのグアニジン誘導体、芳香族アミン化合物及びノボラック型フェノール樹脂は、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。
[Curing agent (C)]
The curing agent (C) is not particularly limited, and various known materials can be appropriately selected and used. From the viewpoint of the reaction rate at the time of curing, a guanidine derivative, an aromatic amine compound, and a novolak type. It is preferably at least one selected from the group consisting of phenol resins. These guanidine derivatives, aromatic amine compounds, and novolac type phenol resins can be used singly or in combination of two or more.

グアニジン誘導体の具体例としては、例えば、ジシアンジアミド、ジシアンジアミド−アニリン付加物、ジシアンジアミド−メチルアニリン付加物、ジシアンジアミド−ジアミノジフェニルメタン付加物、ジシアンジアミド−ジアミノジフェニルエーテル付加物等のジシアンジアミド誘導体、硝酸グアニジン、炭酸グアニジン、リン酸グアニジン、スルファミン酸グアニジン、重炭酸アミノグアニジン等のグアニジン塩、アセチルグアニジン、ジアセチルグアニジン、プロピオニルグアニジン、ジプロピオニルグアニジン、シアノアセチルグアニジン、コハク酸グアニジン、ジエチルシアノアセチルグアニジン、ジシアンジアミジン、N−オキシメチル−N’−シアノグアニジン、N、N’−ジカルボエトキシグアニジン等が挙げられるが、これらに特に限定されるものではない。   Specific examples of guanidine derivatives include dicyandiamide derivatives such as dicyandiamide, dicyandiamide-aniline adduct, dicyandiamide-methylaniline adduct, dicyandiamide-diaminodiphenylmethane adduct, dicyandiamide-diaminodiphenyl ether adduct, guanidine nitrate, guanidine carbonate, phosphorus Guanidine salts such as guanidine acid, guanidine sulfamate, aminoguanidine bicarbonate, acetylguanidine, diacetylguanidine, propionylguanidine, dipropionylguanidine, cyanoacetylguanidine, guanidine succinate, diethylcyanoacetylguanidine, dicyandiamidine, N-oxymethyl -N'-cyanoguanidine, N, N'-dicarboethoxyguanidine, etc. It is not particularly limited to these.

芳香族アミン化合物の具体例としては、例えば、メタフェニレンジアミン、パラフェニレンジアミン、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4、4’−ジアミノジフェニルエーテル等が挙げられるが、これらに特に限定されるものではない。   Specific examples of the aromatic amine compound include, for example, metaphenylene diamine, paraphenylene diamine, 3,3′-diaminodiphenyl sulfone, 4,4′-diaminodiphenyl sulfone, 4,4′-diaminodiphenyl methane, 4, 4 ′. -Diamino diphenyl ether etc. are mentioned, However, It does not specifically limit to these.

ノボラック型フェノール樹脂の具体例としては、例えば、フェノールノボラック、ビスフェノールAノボラック、クレゾールノボラック、ナフトールノボラック等が挙げられるが、これらに特に限定されるものではない。   Specific examples of the novolak type phenol resin include, but are not limited to, phenol novolak, bisphenol A novolak, cresol novolak, naphthol novolak, and the like.

硬化剤(C)の配合量は、特に制限されるものではなく、所望の設計に応じて適宜設定されるが、硬化剤(C)がグアニジン誘導体の場合は、イソシアネート変性エポキシ樹脂(A)の総量に対して1〜9質量%であることが好ましく、硬化剤(C)が芳香族アミン化合物の場合は、イソシアネート変性エポキシ樹脂(A)の総量に対して10〜50質量%であることが好ましく、硬化剤(C)がノボラック型フェノール樹脂の場合は、イソシアネート変性エポキシ樹脂(A)の総量に対して20〜60質量%であることが好ましい。硬化剤(C)の配合量を上記範囲とすることは、硬化物の架橋密度の低下及びTgの低下を抑制し、耐湿性を確保する観点から好適である。   The blending amount of the curing agent (C) is not particularly limited and is appropriately set according to the desired design. When the curing agent (C) is a guanidine derivative, the isocyanate-modified epoxy resin (A) It is preferable that it is 1-9 mass% with respect to the total amount, and when a hardening | curing agent (C) is an aromatic amine compound, it is 10-50 mass% with respect to the total amount of an isocyanate modified epoxy resin (A). Preferably, when the curing agent (C) is a novolak type phenol resin, the content is preferably 20 to 60% by mass with respect to the total amount of the isocyanate-modified epoxy resin (A). Setting the blending amount of the curing agent (C) in the above range is preferable from the viewpoint of suppressing the decrease in the crosslinking density and the decrease in Tg of the cured product and ensuring the moisture resistance.

[可塑剤(D)]
本実施形態のエポキシ樹脂組成物は、可塑剤(D)を更に含んでもよい。可塑剤(D)としては、例えば、熱可塑性エラストマーや架橋ゴム等が挙げられる。
[Plasticizer (D)]
The epoxy resin composition of this embodiment may further contain a plasticizer (D). Examples of the plasticizer (D) include thermoplastic elastomers and crosslinked rubbers.

熱可塑性エラストマーとしては、例えば、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー等が挙げられるが、後者の方が、繊維強化複合材料の圧縮強度、層間剪断強度等の物性に優れる傾向にあるため好ましい。   Examples of thermoplastic elastomers include polyester-based thermoplastic elastomers and polyamide-based thermoplastic elastomers, but the latter tends to be superior in physical properties such as compression strength and interlayer shear strength of fiber-reinforced composite materials. preferable.

架橋ゴムとしては、例えば、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体等が挙げられ、前者の方が、エポキシ樹脂との相溶性が良好となる傾向にあるため好ましい。   Examples of the crosslinked rubber include acrylonitrile-butadiene copolymer, styrene-butadiene copolymer, and the like. The former is preferable because the compatibility with the epoxy resin tends to be good.

可塑剤(D)の含有量は、エポキシ樹脂組成物全体に対して、好ましくは1〜30質量%、より好ましくは2〜20質量%である。可塑剤(D)の含有量を30質量%以下とすることは、樹脂粘度が増大してプリプレグへの樹脂の含浸性が悪くなることを防止する観点から好適である。一方、1質量%以上とすることは、プリプレグのタック性を良好に維持し、また、成型不良を抑制する観点から好適である。   Content of a plasticizer (D) becomes like this. Preferably it is 1-30 mass% with respect to the whole epoxy resin composition, More preferably, it is 2-20 mass%. Setting the content of the plasticizer (D) to 30% by mass or less is preferable from the viewpoint of preventing the resin viscosity from increasing and impairing the resin into the prepreg. On the other hand, the content of 1% by mass or more is preferable from the viewpoint of maintaining good prepreg tackiness and suppressing molding defects.

[フィラー(E)]
本実施形態のエポキシ樹脂組成物は、フィラー(E)を更に含んでもよい。フィラー(E)を含有することは、レオロジー制御すなわち増粘やチキソトロピー性付与効果があるため好ましい。
[Filler (E)]
The epoxy resin composition of this embodiment may further contain a filler (E). The inclusion of the filler (E) is preferable because of rheology control, that is, thickening and thixotropy imparting effects.

フィラー(E)としては、例えば、タルク、ケイ酸アルミニウム、微粒状シリカ、炭酸カルシウム、マイカ、アルミナ水和物、亜鉛末、カーボンブラック、炭化ケイ素等が挙げられ、チキソトロピー性付与効果の点から微粒状シリカが好ましい。   Examples of the filler (E) include talc, aluminum silicate, finely divided silica, calcium carbonate, mica, alumina hydrate, zinc powder, carbon black, silicon carbide and the like, and fine particles from the viewpoint of imparting thixotropic properties. Silica is preferred.

フィラー(E)の含有量は、エポキシ樹脂組成物全体に対して、好ましくは1〜10質量%、より好ましくは1〜5質量%である。フィラー(E)の含有量を10質量%以下とすることは、樹脂粘度が高すぎてプリプレグへの樹脂の含浸が困難となって、プリプレグ間の接着強度が低下することを防止する観点から好適である。一方、1質量%以上とすることは、成型物表面に樹脂かすれが発生することを抑制する観点から好適である。   The content of the filler (E) is preferably 1 to 10% by mass and more preferably 1 to 5% by mass with respect to the entire epoxy resin composition. Setting the filler (E) content to 10% by mass or less is preferable from the viewpoint of preventing the resin viscosity from being too high and impregnating the resin into the prepreg and preventing the adhesive strength between the prepregs from decreasing. It is. On the other hand, the content of 1% by mass or more is preferable from the viewpoint of suppressing the occurrence of resin fading on the surface of the molded product.

[硬化促進剤]
また、上記のエポキシ樹脂組成物に、硬化促進剤を更に配合して、エポキシ樹脂組成物の硬化速度の調整を行なうことも可能である。硬化促進剤としては、各種公知のものを特に制限なく用いることができ、例えば、尿素化合物、イミダゾール類、第3級アミン類、ホスフィン類、アミノトリアゾール類等が挙げられる。また、上記エポキシ樹脂と公知の硬化促進剤を組み合わせて用いてもよい。
[Curing accelerator]
It is also possible to adjust the curing rate of the epoxy resin composition by further blending a curing accelerator with the epoxy resin composition. Various known accelerators can be used without particular limitation, and examples thereof include urea compounds, imidazoles, tertiary amines, phosphines, aminotriazoles and the like. Moreover, you may use combining the said epoxy resin and a well-known hardening accelerator.

次に、実施例及び比較例を挙げて本実施の形態をより具体的に説明するが、本実施の形態はその要旨を逸脱しない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
実施例中の物性は以下の方法により測定した。
Next, the present embodiment will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. However, the present embodiment is not limited to the following examples unless departing from the gist thereof.
The physical properties in the examples were measured by the following methods.

(1)エポキシ樹脂溶融粘度(80℃)
ディスクプレート上にエポキシ樹脂サンプル約0.5gを載せ、ローターとプレートとの間隔を0.1mmとして回転させ、測定雰囲気温度が80℃で安定となる粘度を測定した。
(1) Epoxy resin melt viscosity (80 ° C)
About 0.5 g of an epoxy resin sample was placed on the disk plate, rotated with the distance between the rotor and the plate being 0.1 mm, and the viscosity at which the measurement ambient temperature was stable at 80 ° C. was measured.

(2)溶剤溶解性
エポキシ樹脂3gと各溶剤3gを混合し40℃で加熱した。その後、室温まで冷却して3日置いたときの濁りの発生を観測した。40℃に加熱しても濁りがあるものを×、40℃に加熱時に濁りは発生せず、室温3日放置後で濁りが発生したものを△、室温で3日放置しても濁りが発生しなかったものを○とした。溶剤としては、メチルエチルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGM)、アセトンを用いた。
(2) Solvent solubility 3 g of epoxy resin and 3 g of each solvent were mixed and heated at 40 ° C. Thereafter, the occurrence of turbidity was observed when cooled to room temperature and left for 3 days. No turbidity when heated to 40 ° C, turbidity does not occur when heated to 40 ° C, △ turbidity occurs after standing at room temperature for 3 days, turbidity occurs even when left at room temperature for 3 days What did not do was set as (circle). As the solvent, methyl ethyl ketone, propylene glycol monomethyl ether (PGM), and acetone were used.

(3)ガラス転移温度 エポキシ樹脂組成物の硬化物について、動的粘弾性測定装置DDV−25FP(オリエンテック(株)製)を用い、長さ20mm×幅4mm×厚さ2mmの試験片を、2℃/分で昇温させ、tanδが最大となる温度を求めた。 (3) Glass transition temperature About the hardened | cured material of an epoxy resin composition, using the dynamic viscoelasticity measuring device DDV-25FP (made by Orientec Co., Ltd.), the test piece of length 20mm x width 4mm x thickness 2mm was used. The temperature was raised at 2 ° C./min, and the temperature at which tan δ was maximized was determined.

(4)破壊靭性試験(KIC) エポキシ樹脂組成物の硬化物について、弾塑性破壊靭性試験方法(JSME S 001−1981)に準拠し測定した。試験方法としては、試験片中央に約2.5mmのクラックを入れた長さ20mm×幅4mm×厚さ2mmの試験片を、圧子移動速度0.5mm/分、支点間距離17.6mmでの3点曲げ試験にて測定した。 (4) The cured product of the fracture toughness test (K IC) epoxy resin composition was compliant with the elastic-plastic fracture toughness testing method (JSME S 001-1981) measurement. As a test method, a test piece of length 20 mm × width 4 mm × thickness 2 mm with a crack of about 2.5 mm in the center of the test piece was measured at an indenter moving speed of 0.5 mm / min and a distance between fulcrums of 17.6 mm. Measurement was performed by a three-point bending test.

(5)赤外線吸収スペクトル(IR)
日本分光株式会社製 FT/IR6100を用いて600〜4000cm−1の範囲で測定を行った。
(5) Infrared absorption spectrum (IR)
Measurement was performed in the range of 600 to 4000 cm −1 using FT / IR6100 manufactured by JASCO Corporation.

[実施例1]
反応器内に、原料グリシジル化合物としてビフェノール型エポキシ樹脂(商品名:YX4000、ジャパンエポキシレジン(株)製、エポキシ当量185g/eq)100質量部、及び、テトラブチルアンモニウムブロマイド(商品名:臭化テトラ−n−ブチルアンモニウム、和光純薬工業(株)製)0.04質量部を投入し、撹拌加熱し、内温を175℃にした。さらに、原料イソシアネート化合物としてトリレンジイソシアネート(商品名:コロネートT80(商標)、日本ポリウレタン(株)製)11.8質量部を90分かけて反応器内に投入した。投入終了後、反応温度を175℃に保ち、8時間撹拌し、イソシアネート変性エポキシ樹脂Iを得た。得られた樹脂をIR測定したところ、1750cm−1と910cm−1にピークが観測され、オキサゾリドン環とエポキシ基を含むことを確認した。
[Example 1]
In the reactor, 100 parts by mass of a biphenol type epoxy resin (trade name: YX4000, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., epoxy equivalent 185 g / eq) as a raw material glycidyl compound, and tetrabutylammonium bromide (trade name: tetrabromide bromide) 0.04 parts by mass of -n-butylammonium (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added, and the mixture was stirred and heated to adjust the internal temperature to 175 ° C. Furthermore, 11.8 parts by mass of tolylene diisocyanate (trade name: Coronate T80 (trademark), manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd.) as a raw material isocyanate compound was charged into the reactor over 90 minutes. After completion of the addition, the reaction temperature was kept at 175 ° C. and the mixture was stirred for 8 hours to obtain an isocyanate-modified epoxy resin I. The resulting resin was IR measurement, a peak was observed at 1750 cm -1 and 910 cm -1, it was confirmed to contain oxazolidone ring and an epoxy group.

[実施例2]
原料グリシジル化合物を、ビフェノール型エポキシ樹脂(商品名:YX4000H、ジャパンエポキシレジン(株)製、エポキシ当量185g/eq)80質量部とビスフェノールA型エポキシ(商品名:AER260、旭化成ケミカルズ(株)製)20質量部に変更したこと以外は実施例1と同様の方法で反応を行い、イソシアネート変性エポキシ樹脂IIを得た。得られた樹脂をIR測定したところ、1750cm−1と910cm−1にピークが観測され、オキサゾリドン環とエポキシ基を含むことを確認した。
[Example 2]
The raw material glycidyl compound was mixed with biphenol type epoxy resin (trade name: YX4000H, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., epoxy equivalent 185 g / eq) and bisphenol A type epoxy (trade name: AER260, manufactured by Asahi Kasei Chemicals Co., Ltd.). Except having changed to 20 mass parts, it reacted by the method similar to Example 1, and obtained the isocyanate modified epoxy resin II. When the obtained resin was subjected to IR measurement, peaks were observed at 1750 cm −1 and 910 cm −1 , and it was confirmed that the resin contained an oxazolidone ring and an epoxy group.

[実施例3]
ビスフェノールA型エポキシ(商品名:AER260、旭化成ケミカルズ(株)製)をビスフェノールF型エポキシ(商品名:エピコート830、DIC(株)製)に変更したこと以外は実施例2と同様の方法で反応を行い、イソシアネート変性エポキシ樹脂IIIを得た。得られた樹脂をIR測定したところ、1750cm−1と910cm−1にピークが観測され、オキサゾリドン環とエポキシ基を含むことを確認した。
[Example 3]
Reaction was performed in the same manner as in Example 2 except that bisphenol A type epoxy (trade name: AER260, manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation) was changed to bisphenol F type epoxy (trade name: Epicoat 830, manufactured by DIC Corporation). To obtain an isocyanate-modified epoxy resin III. When the obtained resin was subjected to IR measurement, peaks were observed at 1750 cm −1 and 910 cm −1 , and it was confirmed that the resin contained an oxazolidone ring and an epoxy group.

[実施例4]
ビスフェノールA型エポキシをエポキシフェノールノボラック(商品名:EPN1182、旭化成ケミカルズ(株)製)に変更したこと以外は実施例2と同様の方法で反応を行い、イソシアネート変性エポキシ樹脂IVを得た。得られた樹脂をIR測定したところ、1750cm−1と910cm−1にピークが観測され、オキサゾリドン環とエポキシ基を含むことを確認した。
[Example 4]
A reaction was carried out in the same manner as in Example 2 except that the bisphenol A type epoxy was changed to epoxy phenol novolak (trade name: EPN1182, manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation) to obtain an isocyanate-modified epoxy resin IV. When the obtained resin was subjected to IR measurement, peaks were observed at 1750 cm −1 and 910 cm −1 , and it was confirmed that the resin contained an oxazolidone ring and an epoxy group.

[実施例5]
ビスフェノールA型エポキシをエポキシクレゾールノボラック(商品名:ECN1299、旭化成ケミカルズ(株)製)に変更したこと以外は実施例2と同様の方法により反応を行い、イソシアネート変性エポキシ樹脂Vを得た。得られた樹脂をIR測定したところ、1750cm−1と910cm−1にピークが観測され、オキサゾリドン環とエポキシ基を含むことを確認した。
[Example 5]
An isocyanate-modified epoxy resin V was obtained by reacting in the same manner as in Example 2 except that the bisphenol A type epoxy was changed to epoxy cresol novolak (trade name: ECN1299, manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation). When the obtained resin was subjected to IR measurement, peaks were observed at 1750 cm −1 and 910 cm −1 , and it was confirmed that the resin contained an oxazolidone ring and an epoxy group.

[実施例6]
ビスフェノールA型エポキシをビスフェノールS(商品名:BS−PN、小西化学(株)製)をグリシジル化したビスフェノールS型エポキシに変更したこと以外は実施例2と同様の方法により反応を行い、イソシアネート変性エポキシ樹脂VIを得た。得られた樹脂をIR測定したところ、1750cm−1と910cm−1にピークが観測され、オキサゾリドン環とエポキシ基を含むことを確認した。
[Example 6]
Except that bisphenol A type epoxy was changed to bisphenol S type epoxy obtained by glycidylation of bisphenol S (trade name: BS-PN, manufactured by Konishi Chemical Co., Ltd.), the reaction was conducted in the same manner as in Example 2 to modify the isocyanate. Epoxy resin VI was obtained. When the obtained resin was subjected to IR measurement, peaks were observed at 1750 cm −1 and 910 cm −1 , and it was confirmed that the resin contained an oxazolidone ring and an epoxy group.

[比較例1]
原料グリシジル化合物としてビスフェノールA型エポキシ樹脂(商品名:AER260、旭化成ケミカルズ(株)製、エポキシ当量186g/eq)90質量部を150℃に加熱し、窒素を充填した。そこに2−メチルイミダゾール(和光純薬工業(株)製)0.03質量部を投入し、撹拌加熱し、内温を160℃にした。さらに、原料イソシアネート化合物として4,4’−メチレンビス(フェニルイソシアネート)(商品名:ミリオネートMT(商標)、日本ポリウレタン(株)製)10質量部を30分かけて反応器内に投入した。投入終了後、反応温度を160℃に保ち、15分間撹拌し、イソシアネート変性エポキシ樹脂VIIを得た。得られた樹脂をIR測定したところ、1750cm−1と910cm−1にピークが観測され、オキサゾリドン環とエポキシ基を含むことを確認した。
[Comparative Example 1]
As a raw material glycidyl compound, 90 parts by mass of a bisphenol A type epoxy resin (trade name: AER260, manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation, epoxy equivalent 186 g / eq) was heated to 150 ° C. and filled with nitrogen. Thereto was added 0.03 part by mass of 2-methylimidazole (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and the mixture was stirred and heated to an internal temperature of 160 ° C. Furthermore, 10 parts by mass of 4,4′-methylenebis (phenylisocyanate) (trade name: Millionate MT (trademark), manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd.) as a raw material isocyanate compound was charged into the reactor over 30 minutes. After completion of the addition, the reaction temperature was kept at 160 ° C. and the mixture was stirred for 15 minutes to obtain an isocyanate-modified epoxy resin VII. When the obtained resin was subjected to IR measurement, peaks were observed at 1750 cm −1 and 910 cm −1 , and it was confirmed that the resin contained an oxazolidone ring and an epoxy group.

[比較例2]
原料グリシジル化合物として、ビスフェノールF型エポキシ樹脂を使用したこと以外は実施例1と同様の方法により反応を行い、イソシアネート変性エポキシ樹脂VIIIを得た。得られた樹脂をIR測定したところ、1750cm−1と910cm−1にピークが観測され、オキサゾリドン環とエポキシ基を含むことを確認した。
[Comparative Example 2]
The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that a bisphenol F type epoxy resin was used as the raw material glycidyl compound to obtain an isocyanate-modified epoxy resin VIII. When the obtained resin was subjected to IR measurement, peaks were observed at 1750 cm −1 and 910 cm −1 , and it was confirmed that the resin contained an oxazolidone ring and an epoxy group.

[比較例3]
原料グリシジル化合物として、エポキシフェノールノボラック樹脂を使用したこと以外は実施例1と同様の方法により反応を行ったが、反応途中でゲル化を起こし、イソシアネート変性エポキシ樹脂を得ることは出来なかった。
[Comparative Example 3]
The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that an epoxyphenol novolak resin was used as the raw material glycidyl compound, but gelation occurred during the reaction, and an isocyanate-modified epoxy resin could not be obtained.

[比較例4]
原料グリシジル化合物として、エポキシクレゾールノボラック樹脂を使用したこと以外は実施例1と同様の方法により反応を行ったが、反応途中でゲル化を起こし、イソシアネート変性エポキシ樹脂を得ることは出来なかった。
[Comparative Example 4]
The reaction was conducted in the same manner as in Example 1 except that an epoxy cresol novolak resin was used as the raw material glycidyl compound, but gelation occurred during the reaction, and an isocyanate-modified epoxy resin could not be obtained.

[測定結果]
得られたイソシアネート変性エポキシ樹脂I〜VIII及びYX4000(比較例5)の物性を表1に示す。比較例1のエポキシ樹脂VIIと比較例5のYX4000は80℃で溶融しなかったため、80℃の溶融粘度は測定不可であった。
[Measurement result]
Table 1 shows the physical properties of the resulting isocyanate-modified epoxy resins I to VIII and YX4000 (Comparative Example 5). Since the epoxy resin VII of Comparative Example 1 and YX4000 of Comparative Example 5 did not melt at 80 ° C., the melt viscosity at 80 ° C. could not be measured.

Figure 2010144052
Figure 2010144052

表1の結果から明らかなように、本実施形態のイソシアネート変性エポキシ樹脂(実施例1〜6)は、低粘度であり、且つ、耐熱性と強靭性のバランスに優れたものであった。   As is clear from the results in Table 1, the isocyanate-modified epoxy resins (Examples 1 to 6) of this embodiment had a low viscosity and an excellent balance between heat resistance and toughness.

本発明のイソシアネート変性エポキシ樹脂は、低粘度、且つ、耐熱性と強靭性のバランスに優れており、それを硬化して得られる硬化物は、塗料、電気電子用絶縁材料、接着剤等の幅広い用途への産業上利用可能性を有する。   The isocyanate-modified epoxy resin of the present invention has a low viscosity and an excellent balance between heat resistance and toughness, and a cured product obtained by curing it has a wide range of coating materials, insulating materials for electrical and electronic use, adhesives, and the like. Has industrial applicability to applications.

Claims (5)

下記一般式(1)で表される構造を含むイソシアネート変性エポキシ樹脂。
Figure 2010144052

(式中、R〜Rは、各々独立して、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアミノ基、ニトロ基、カルボキシル基を示し、Rは置換基を有していてもよい2価以上の官能基を示す。)
An isocyanate-modified epoxy resin having a structure represented by the following general formula (1).
Figure 2010144052

(In the formula, each of R 1 to R 8 independently has a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an alkoxy group which may have a substituent, or a substituent. An aryl group that may be substituted, an amino group that may have a substituent, a nitro group, or a carboxyl group, and R 9 represents a divalent or higher functional group that may have a substituent.
ビフェニル、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールAF、ビスフェノールAC、ビスフェノールS、フェノールノボラック、クレゾールノボラックから選択される1種以上の骨格を含む、請求項1記載のイソシアネート変性エポキシ樹脂。   The isocyanate-modified epoxy resin according to claim 1, comprising at least one skeleton selected from biphenyl, bisphenol A, bisphenol F, bisphenol AF, bisphenol AC, bisphenol S, phenol novolac, and cresol novolac. 請求項1又は2記載のイソシアネート変性エポキシ樹脂(A)と、
前記(A)以外のエポキシ樹脂(B)と、
硬化剤(C)と、
を含むエポキシ樹脂組成物。
The isocyanate-modified epoxy resin (A) according to claim 1 or 2,
An epoxy resin (B) other than (A),
A curing agent (C);
An epoxy resin composition comprising:
可塑剤(D)を更に含む、請求項3記載のエポキシ樹脂組成物。   The epoxy resin composition according to claim 3, further comprising a plasticizer (D). フィラー(E)を更に含む、請求項3又は4記載のエポキシ樹脂組成物。   The epoxy resin composition according to claim 3 or 4, further comprising a filler (E).
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