JP2022023303A - Diamine composition production method - Google Patents

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Mizuki Sugiura
直樹 今津
Naoki Imazu
謙一 佐藤
Kenichi Sato
智幸 小田島
Tomoyuki Odajima
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Abstract

To provide a production method of a diamine composition excellent in solubility in an epoxy resin.SOLUTION: In the diamine composition production method, a diamine composition comprising a compound represented by a specific structural formula is dissolved in a solvent (A) having a solubility parameter of 8.8 to 10.0 inclusive, and then brought into contact with a solvent (B) having a solubility parameter of 7.0 to 8.4 inclusive, so that the diamine composition is precipitated.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は主に炭素繊維強化複合材料に用いられるエポキシ樹脂組成物の硬化剤として用いられるジアミン組成物の製造方法に関する。 The present invention relates mainly to a method for producing a diamine composition used as a curing agent for an epoxy resin composition used for a carbon fiber reinforced composite material.

強化繊維とマトリックス樹脂とを組み合わせた繊維強化複合材料は、軽量で高強度な材料として広く用いられている。中でも強化繊維として炭素繊維を用いた炭素繊維強化複合材料は、高い比強度や比弾性率を有することから航空宇宙用途、スポーツ用途、一般産業用途等で幅広く活用されている。 A fiber-reinforced composite material that combines a reinforcing fiber and a matrix resin is widely used as a lightweight and high-strength material. Among them, carbon fiber reinforced composite materials using carbon fiber as reinforcing fiber are widely used in aerospace applications, sports applications, general industrial applications, etc. because they have high specific strength and specific elastic modulus.

炭素繊維強化複合材料のマトリックス樹脂には、炭素繊維との接着性や硬化物の力学特性が高いエポキシ樹脂がよく用いられている。エポキシ樹脂はエポキシ基を有する主剤と特定の官能基を有する硬化剤との化学反応により硬化する。硬化剤として用いられる化合物には、ジアミン化合物、ジシアンアミド化合物、酸無水物化合物など様々あり、用途に応じて単独もしくは複数を組み合わせて使用される。ジアミン化合物の中でも、分子内に芳香環を有する芳香族ジアミン化合物は多用途で用いられており、例えば3,3’-ジアミノジフェニルスルホンは可使時間が長く好ましく用いられている(例えば特許文献1参照)。また近年では芳香環の中でも嵩高いフルオレン基を有するフルオレンジアミン化合物が、その剛直な構造から高耐熱の樹脂硬化物をもたらす硬化剤として提案されている(例えば特許文献2参照)。 As the matrix resin of the carbon fiber reinforced composite material, an epoxy resin having high adhesiveness to carbon fibers and mechanical properties of a cured product is often used. The epoxy resin is cured by a chemical reaction between a main agent having an epoxy group and a curing agent having a specific functional group. Various compounds such as a diamine compound, a dicyanamide compound, and an acid anhydride compound are used as a curing agent, and they are used alone or in combination depending on the intended use. Among the diamine compounds, aromatic diamine compounds having an aromatic ring in the molecule are used for many purposes, and for example, 3,3'-diaminodiphenyl sulfone has a long pot life and is preferably used (for example, Patent Document 1). reference). Further, in recent years, a fluorene amine compound having a bulky fluorene group among aromatic rings has been proposed as a curing agent that brings about a highly heat-resistant resin cured product due to its rigid structure (see, for example, Patent Document 2).

国際公開第1996/21695号International Publication No. 1996/21695 国際公開第2016/089724号International Publication No. 2016/089724

上記フルオレンジアミン化合物は一般に融点が高く、エポキシ樹脂と均一に混合することが容易でないため、成形条件や用途が限定されていた(例えば特許文献2参照)。また、芳香族ジアミン化合物は、処方や成形条件により、エポキシ樹脂に完全に溶解せず樹脂硬化物内に溶け残ることがあり、それに由来した低靭性が課題であった。そこで、本発明の目的は、エポキシ樹脂への溶解性に優れたジアミン組成物の製造方法を提供することにある。 Since the above-mentioned fluorene amine compound generally has a high melting point and is not easy to be uniformly mixed with an epoxy resin, molding conditions and applications are limited (see, for example, Patent Document 2). Further, depending on the formulation and molding conditions, the aromatic diamine compound may not be completely dissolved in the epoxy resin and may remain undissolved in the cured resin, and the low toughness derived from the compound has been a problem. Therefore, an object of the present invention is to provide a method for producing a diamine composition having excellent solubility in an epoxy resin.

上記の課題を解決するための本発明は、以下の構成からなる。 The present invention for solving the above problems has the following configurations.

すなわち、本発明のジアミン組成物の製造方法の第1の態様は、一般式[1]で示される化合物を含むジアミン組成物を、溶解度パラメータが8.8以上10.0以下の溶媒(A)に溶解させた後に溶解度パラメータが7.0以上8.4以下の溶媒(B)を接触させることでジアミン組成物を析出させるジアミン組成物の製造方法である。 That is, the first aspect of the method for producing a diamine composition of the present invention is a solvent (A) in which a diamine composition containing a compound represented by the general formula [1] has a solubility parameter of 8.8 or more and 10.0 or less. This is a method for producing a diamine composition, which precipitates a diamine composition by contacting it with a solvent (B) having a solubility parameter of 7.0 or more and 8.4 or less.

Figure 2022023303000001
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(ただし、式中、R,Rは、炭素数6~16の芳香族炭化水素基であり、これらが互いに結合して環を形成してもよい。R,Rは、水素原子、炭素数1~4の脂肪族炭化水素基およびハロゲン原子からなる群から選ばれた少なくとも1つである。)。 (However, in the formula, R 1 and R 2 are aromatic hydrocarbon groups having 6 to 16 carbon atoms, and these may be bonded to each other to form a ring. R 3 and R 4 are hydrogen atoms. , At least one selected from the group consisting of aliphatic hydrocarbon groups having 1 to 4 carbon atoms and halogen atoms).

また、本発明のジアミン組成物の製造方法の第2の態様は、上記一般式[1]で示される化合物を含み、異なる二つ以上のジアミン化合物を含むジアミン組成物の製造方法であって、次の工程(I)(II)を含むジアミン組成物の製造方法である。
(I)一般式[1]で示される化合物を含む異なる二つ以上のジアミン化合物について、一つのジアミン化合物ごとに、溶解度パラメータが8.8以上10.0以下の溶媒(A)に溶解させた後に溶解度パラメータが7.0以上8.4以下の溶媒(B)を接触させることでジアミン化合物を析出させる。
(II)(I)の工程で得られたそれぞれのジアミン化合物の析出物を混合する。
The second aspect of the method for producing a diamine composition of the present invention is a method for producing a diamine composition containing a compound represented by the above general formula [1] and containing two or more different diamine compounds. A method for producing a diamine composition, which comprises the following steps (I) and (II).
(I) Two or more different diamine compounds including the compound represented by the general formula [1] were dissolved in a solvent (A) having a solubility parameter of 8.8 or more and 10.0 or less for each diamine compound. Later, the diamine compound is precipitated by contacting with the solvent (B) having a solubility parameter of 7.0 or more and 8.4 or less.
(II) The precipitates of the respective diamine compounds obtained in the steps (I) are mixed.

本発明の製造方法で得られるジアミン組成物をエポキシ樹脂硬化剤として使用することにより、靭性に優れたエポキシ樹脂硬化物が得られる。 By using the diamine composition obtained by the production method of the present invention as an epoxy resin curing agent, an epoxy resin cured product having excellent toughness can be obtained.

以下に、本発明のジアミン組成物の製造方法について説明する。 The method for producing the diamine composition of the present invention will be described below.

(1)ジアミン組成物
本発明においてジアミン組成物とは、1種のジアミン化合物もしくは2種以上のジアミン化合物の混合物を意味する。ジアミン組成物を2種以上のジアミン化合物の混合物とする場合、その混合比率に制限はなく、任意の比率で混合することができる。
(1) Diamine Composition In the present invention, the diamine composition means one kind of diamine compound or a mixture of two or more kinds of diamine compounds. When the diamine composition is a mixture of two or more kinds of diamine compounds, the mixing ratio is not limited and can be mixed at any ratio.

本発明におけるジアミン組成物は、一般式[1]で示される化合物を含み、単独でも、一般式[1]で示される2種類以上の化合物のみで構成される組成物でも、それ以外の化合物を含んだ組成物でもよい。ジアミン組成物が一般式[1]で示される化合物以外を含む場合は、ジアミン組成物を溶解した際に一般式[1]で示される化合物と反応しない化合物との組み合わせであれば制限されない。 The diamine composition in the present invention contains a compound represented by the general formula [1], and may be a compound alone or a composition composed of only two or more kinds of compounds represented by the general formula [1], or other compounds. The composition may be contained. When the diamine composition contains a compound other than the compound represented by the general formula [1], the combination is not limited as long as it is a combination of the compound represented by the general formula [1] and a compound that does not react when the diamine composition is dissolved.

Figure 2022023303000002
Figure 2022023303000002

上記一般式[1]中のR、Rは、炭素数6~16の芳香族炭化水素基である。R、Rの具体例としては、フェニル基、フルオレン基、アントラセン基などが挙げられる。R、Rは、互いに結合して環を形成してもよい。中でも、本発明で得られたジアミン組成物をエポキシ樹脂の硬化剤として使用する場合の樹脂硬化物の耐熱性を向上させるためには、一般式[1]で示される化合物が次の一般式[2]で示される化合物であることが好ましい。 R 1 and R 2 in the above general formula [1] are aromatic hydrocarbon groups having 6 to 16 carbon atoms. Specific examples of R 1 and R 2 include a phenyl group, a fluorene group, an anthracene group and the like. R 1 and R 2 may be combined with each other to form a ring. Above all, in order to improve the heat resistance of the cured resin when the diamine composition obtained in the present invention is used as a curing agent for an epoxy resin, the compound represented by the general formula [1] is a compound represented by the following general formula [1]. It is preferably the compound shown in 2].

Figure 2022023303000003
Figure 2022023303000003

上記一般式[1]、一般式[2]中のR,Rは、水素原子、炭素数1~4の脂肪族炭化水素基およびハロゲン原子からなる群から選ばれた少なくとも1つである。R、Rの具体例としては、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子などが挙げられる。中でも、エポシ樹脂への溶解性の観点より、R、Rのいずれか一方が水素原子であることが好ましく、さらに他方がエチル基であることが好ましい。 R 3 and R 4 in the general formula [1] and the general formula [2] are at least one selected from the group consisting of a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms and a halogen atom. .. Specific examples of R 3 and R 4 include a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and the like. Above all, from the viewpoint of solubility in the Eposi resin, it is preferable that either R 3 or R 4 is a hydrogen atom, and the other is an ethyl group.

本発明で得られるジアミン組成物をエポキシ樹脂硬化剤として使用する際にエポキシ樹脂組成物の粘度を下げることができる観点から、ジアミン組成物が3,3’-ジアミノジフェニルスルホンおよび/または4,4’-ジアミノジフェニルスルホンを含むことが好ましい。 From the viewpoint that the viscosity of the epoxy resin composition can be lowered when the diamine composition obtained in the present invention is used as an epoxy resin curing agent, the diamine composition is 3,3'-diaminodiphenyl sulfone and / or 4,4. '-It is preferable to contain diaminodiphenyl sulfone.

(2)溶媒
本発明のジアミン組成物の製造方法において、溶解度パラメータ(以降、SP値と称する)が8.8以上10.0以下の溶媒(A)としては、テトラヒドロフラン(SP値9.1、文献値)、1,4-ジオキサン(SP値10.0、文献値)などのエーテル化合物、メチルエチルケトン(SP値9.3、文献値)、アセトン(SP値9.9、文献値)などのケトン化合物、酢酸エチル(SP値9.1、文献値)、酢酸メチル(SP値9.6、文献値)などのエステル化合物、p-キシレン(SP値8.8、文献値)、トルエン(SP値8.9、文献値)などの芳香族炭化水素化合物、クロロホルム(SP値9.3、文献値)などが例示できる。ジアミン組成物の溶解性の観点から、SP値の下限は8.9以上が好ましく、9.1以上がさらに好ましい。また、SP値の上限は9.9以下が好ましい。具体的な溶媒としては、テトラヒドロフラン、アセトン、酢酸エチルが特に好ましい。SP値が前記範囲から外れた溶媒はジアミン組成物を溶解しにくいことから、ジアミン組成物の製造効率が著しく低下する。
(2) Soldebrand In the method for producing the diamine composition of the present invention, the solvent (A) having a solubility parameter (hereinafter referred to as SP value) of 8.8 or more and 10.0 or less is a tetrahydrofuran (SP value 9.1, (Reference value), ether compounds such as 1,4-dioxane (SP value 10.0, literature value), methyl ethyl ketone (SP value 9.3, literature value), acetone (SP value 9.9, literature value) and the like Compound, ester compound such as ethyl acetate (SP value 9.1, literature value), methyl acetate (SP value 9.6, literature value), p-xylene (SP value 8.8, literature value), toluene (SP value) An aromatic hydrocarbon compound such as 8.9 (literature value), chloroform (SP value 9.3, literature value) and the like can be exemplified. From the viewpoint of solubility of the diamine composition, the lower limit of the SP value is preferably 8.9 or more, more preferably 9.1 or more. Further, the upper limit of the SP value is preferably 9.9 or less. Tetrahydrofuran, acetone and ethyl acetate are particularly preferable as the specific solvent. A solvent having an SP value outside the above range does not easily dissolve the diamine composition, so that the production efficiency of the diamine composition is significantly reduced.

また、SP値が8.8以上10.0以下の溶媒(A)は、単独で用いてもよく、2種以上の溶媒を混合してSP値が8.8以上10.0以下の混合溶媒として用いてもよい。 Further, the solvent (A) having an SP value of 8.8 or more and 10.0 or less may be used alone, or a mixed solvent having an SP value of 8.8 or more and 10.0 or less by mixing two or more kinds of solvents. May be used as.

本発明のジアミン組成物の製造方法において、SP値が7.0以上8.4以下の溶媒(B)としては、ペンタン(SP値7.0、文献値)、ヘキサン(SP値7.3、文献値)、ヘプタン(SP値7.4、文献値)、シクロヘキサン(SP値8.2、文献値)などの炭化水素化合物、ジエチルエーテル(SP値7.4、文献値)、メチルイソブチルケトン(SP値8.4、文献値)などが例示できる。ジアミン組成物を効率的に析出させる観点から、SP値の上限は8.2以下が好ましい。具体的な溶媒としては、シクロヘキサン、ヘキサン、ペンタンが特に好ましい。SP値が前記範囲の下限未満の溶媒を使用すると、溶媒(A)とのSP値の差が大きいため、ジアミン組成物を溶媒(A)に溶解させた溶液と溶媒(B)とを接触させる際に相溶せずに分離する可能性があり、ジアミン組成物の製造効率が著しく低下する。また、SP値が前記範囲の上限を超えた溶媒を使用すると、ジアミン組成物が析出しにくく、効率的にジアミン組成物を得ることが難しい。 In the method for producing the diamine composition of the present invention, as the solvent (B) having an SP value of 7.0 or more and 8.4 or less, pentane (SP value 7.0, literature value), hexane (SP value 7.3, (Reference value), heptane (SP value 7.4, literature value), cyclohexane (SP value 8.2, literature value) and other hydrocarbon compounds, diethyl ether (SP value 7.4, literature value), methylisobutylketone (SP value 7.4, literature value) SP value 8.4, literature value) and the like can be exemplified. From the viewpoint of efficiently precipitating the diamine composition, the upper limit of the SP value is preferably 8.2 or less. As a specific solvent, cyclohexane, hexane, and pentane are particularly preferable. If a solvent having an SP value less than the lower limit of the above range is used, the difference in SP value from the solvent (A) is large, so that the solution in which the diamine composition is dissolved in the solvent (A) is brought into contact with the solvent (B). In some cases, they may be separated without being compatible with each other, and the production efficiency of the diamine composition is significantly reduced. Further, when a solvent having an SP value exceeding the upper limit of the above range is used, the diamine composition is difficult to precipitate, and it is difficult to efficiently obtain the diamine composition.

また、SP値が7.0以上8.4以下の溶媒(B)は、単独で用いてもよく、2種以上の溶媒を混合して、SP値が7.0以上8.4以下の混合溶媒として用いてもよい。 Further, the solvent (B) having an SP value of 7.0 or more and 8.4 or less may be used alone, or a mixture of two or more kinds of solvents and a SP value of 7.0 or more and 8.4 or less. It may be used as a solvent.

本発明において、ジアミン組成物を溶解するSP値が8.8以上10.0以下の溶媒(A)、およびジアミン組成物を溶解した後に接触させる、SP値が7.0以上8.4以下の溶媒(B)を適切に選択して組み合わせることにより、効率的にジアミン組成物を析出させることができる。ジアミン組成物を効率的に析出させる観点から、溶媒(A)と溶媒(B)のSP値の差は、その下限としては0.9以上であることが好ましく、上限としては2.9以下であることが好ましい。例えば、SP値が8.8以上10.0以下の溶媒(A)として、アセトン、テトラヒドロフランまたは酢酸エチル、SP値が7.0以上8.4以下の溶媒(B)として、シクロヘキサン、ヘキサン、またはヘプタンを使用する組み合わせが好ましく例示できる。 In the present invention, the solvent (A) having an SP value of 8.8 or more and 10.0 or less for dissolving the diamine composition, and the SP value of 7.0 or more and 8.4 or less to be contacted after dissolving the diamine composition. By appropriately selecting and combining the solvent (B), the diamine composition can be efficiently precipitated. From the viewpoint of efficiently precipitating the diamine composition, the difference between the SP values of the solvent (A) and the solvent (B) is preferably 0.9 or more as the lower limit and 2.9 or less as the upper limit. It is preferable to have. For example, acetone, tetrahydrofuran or ethyl acetate is used as the solvent (A) having an SP value of 8.8 or more and 10.0 or less, and cyclohexane, hexane or hexane is used as the solvent (B) having an SP value of 7.0 or more and 8.4 or less. A combination using heptan can be preferably exemplified.

なお、本発明におけるSP値(単位:(cal/cm1/2)は、POLYMER HANDBOOK FORTH EDITION(E.A.GRULKEら著、JOHN WILEY & SONS社)の688~694ページに記載の文献値を用いるものとする(上述の溶媒(A)および溶媒(B)の例示の中で「文献値」として記載したSP値も同じ。)。また、SP値の記載の無いものは、Polym.Eng.Sci.,14,2,147―154(1974)に記載のFedorsの凝集エネルギー密度とモル分子容から算出される値をSP値とする。また溶媒を2種以上使用する場合は、各々のSP値とモル分率の積を加算して算出される。 The SP value (unit: (cal / cm 3 ) 1/2 ) in the present invention is a document described on pages 688 to 694 of POLYMER HANDBOOK FORTH EDITION (written by EA GRULKE et al., JOHN WILEY & SONS). The value shall be used (the same applies to the SP value described as the “literature value” in the above-mentioned examples of the solvent (A) and the solvent (B)). In addition, if the SP value is not described, Polym. Eng. Sci. , 14, 2, 147-154 (1974), and the value calculated from the aggregation energy density of Fedors and the molar molecular weight is taken as the SP value. When two or more kinds of solvents are used, it is calculated by adding the product of each SP value and mole fraction.

(3)ジアミン組成物の溶解方法
本発明のジアミン組成物の製造方法において、一般式[1]で示される化合物を含むジアミン組成物をSP値が8.8以上10.0以下の溶媒(A)に溶解させるが、ここで溶解とは、2層以上に相分離せず、かつ固形分を含まない溶液になることを意味する。相分離の有無は、濁度(JIS K0101(1998))等を用いて分析可能であり、固形分の有無は、保持粒子径が1μmのろ紙を使用してろ過した場合にろ紙上にジアミン組成物由来の固体が実質的に残らないことで確認できる。
(3) Method for Dissolving Diamine Composition In the method for producing a diamine composition of the present invention, a solvent (A) having an SP value of 8.8 or more and 10.0 or less is used for the diamine composition containing the compound represented by the general formula [1]. ), But here, dissolution means that the solution is not phase-separated into two or more layers and does not contain solid content. The presence or absence of phase separation can be analyzed using turbidity (JIS K0101 (1998)) or the like, and the presence or absence of solid content is determined by the diamine composition on the filter paper when filtered using a filter paper having a retained particle size of 1 μm. It can be confirmed that the solid derived from the substance does not remain substantially.

ジアミン組成物を溶媒(A)に溶解させる方法としては、ジアミン組成物と溶媒(A)を混合したのち、攪拌、超音波照射、加熱する方法などが挙げられ、ジアミン化合物が溶解する限りいずれの方法を用いてもよく、複数を組み合わせてもよいが、工業的な実現性の観点から、攪拌することが好ましく、加熱しながら攪拌することがさらに好ましい。溶解させる際の溶液温度は、ジアミン組成物や溶媒(A)の種類により好ましい温度が異なるため一義的には決められないが、その下限は通常0℃以上が例示でき、好ましくは10℃以上であり、より好ましくは20℃以上である。また、その上限は、工業的な実現性の観点から、好ましくは300℃以下であり、さらに好ましくは、200℃以下であり、より好ましくは100℃以下である。加熱時は溶媒の蒸発を防ぐため、溶解槽に冷却管等を連結して還流することが好ましい。 Examples of the method for dissolving the diamine composition in the solvent (A) include a method of mixing the diamine composition and the solvent (A), followed by stirring, ultrasonic irradiation, heating, and the like, as long as the diamine compound is dissolved. A method may be used, or a plurality of methods may be combined, but from the viewpoint of industrial feasibility, stirring is preferable, and stirring while heating is more preferable. The solution temperature at the time of dissolution cannot be uniquely determined because the preferable temperature differs depending on the type of the diamine composition and the solvent (A), but the lower limit thereof is usually 0 ° C. or higher, preferably 10 ° C. or higher. Yes, more preferably 20 ° C. or higher. Further, the upper limit thereof is preferably 300 ° C. or lower, more preferably 200 ° C. or lower, and more preferably 100 ° C. or lower from the viewpoint of industrial feasibility. In order to prevent evaporation of the solvent during heating, it is preferable to connect a cooling tube or the like to the dissolution tank to reflux.

後述の通り、ジアミン組成物を効率的に析出させるためには、ジアミン組成物を溶媒(A)に溶解させる濃度をジアミン組成物の溶解度の70%以上にすることが好ましく、80%以上にすることがさらに好ましく、90%以上にすることが特に好ましく、高収率でジアミン組成物を得るためには濃度が高いほど好ましい。 As will be described later, in order to efficiently precipitate the diamine composition, the concentration at which the diamine composition is dissolved in the solvent (A) is preferably 70% or more, preferably 80% or more of the solubility of the diamine composition. It is more preferable, and it is particularly preferable that the content is 90% or more, and the higher the concentration is, the more preferable it is in order to obtain a diamine composition in a high yield.

本発明において溶解度とは、飽和溶液の濃度を意味する。溶解度は100gの溶媒に対して溶質を添加したのち10分間攪拌して飽和溶液を調製し、ろ過または遠心分離で固液分離して得られた溶液を液体クロマトグラフィーで濃度分析することで測定することができる。 In the present invention, the solubility means the concentration of the saturated solution. Solubility is measured by adding a solute to 100 g of solvent, stirring for 10 minutes to prepare a saturated solution, and analyzing the solution obtained by solid-liquid separation by filtration or centrifugation by liquid chromatography. be able to.

(4)ジアミン組成物の析出方法
本発明のジアミン組成物の製造方法では、前記(3)に記載の方法で得られたジアミン組成物の溶液にSP値が7.0以上8.4以下の溶媒(B)を接触させることにより、ジアミン組成物を析出させることができる。均一形態の析出物を得るためには、ジアミン組成物の溶液に溶媒(B)を接触させる際に槽内を攪拌することが好ましい。
(4) Precipitation Method of Diamine Composition In the method for producing a diamine composition of the present invention, the SP value of the diamine composition solution obtained by the method described in (3) above is 7.0 or more and 8.4 or less. The diamine composition can be precipitated by contacting the solvent (B). In order to obtain a precipitate having a uniform form, it is preferable to stir the inside of the tank when the solvent (B) is brought into contact with the solution of the diamine composition.

攪拌には公知の方法を用いればよい。特に、攪拌羽根による攪拌の場合、攪拌羽根の形状にもよるが、攪拌速度は、好ましくは50rpm~1,200rpmであり、より好ましくは100rpm~1,000rpmであり、さらに好ましくは200rpm~800rpmであり、特に好ましくは300~500rpmである。 A known method may be used for stirring. In particular, in the case of stirring with a stirring blade, the stirring speed is preferably 50 rpm to 1,200 rpm, more preferably 100 rpm to 1,000 rpm, and further preferably 200 rpm to 800 rpm, although it depends on the shape of the stirring blade. Yes, and particularly preferably 300 to 500 rpm.

攪拌羽根としては、具体的には、プロペラ型、パドル型、フラットパドル型、タービン型、ダブルコーン型、シングルコーン型、シングルリボン型、ダブルリボン型、スクリュー型およびヘリカルリボン型などが例示できるが、系に対して十分に剪断力をかけられるものであれば、これらに限定されるものではない。さらに、効率的な攪拌を行うために、槽内に邪魔板等を設置することができる。 Specific examples of the stirring blade include a propeller type, a paddle type, a flat paddle type, a turbine type, a double cone type, a single cone type, a single ribbon type, a double ribbon type, a screw type, and a helical ribbon type. , The system is not limited to these as long as the shearing force can be sufficiently applied to the system. Further, in order to perform efficient stirring, a baffle plate or the like can be installed in the tank.

前記(3)に記載の条件下で得られたジアミン組成物の溶液に溶媒(B)を接触させる方法としては、ジアミン組成物の溶液に溶媒(B)を加える方法でも良いし、溶媒(B)にジアミン組成物の溶液を加える方法でも良いが、ジアミン組成物の溶液に溶媒(B)を加える方法が好ましい。 As a method of contacting the solvent (B) with the solution of the diamine composition obtained under the conditions described in (3) above, a method of adding the solvent (B) to the solution of the diamine composition may be used, or the solvent (B) may be added. ) May be added to the solution of the diamine composition, but the method of adding the solvent (B) to the solution of the diamine composition is preferable.

溶媒(B)を加える方法としては、一括で添加する方法、連続的に添加する方法、間欠的に添加する方法が挙げられる。均一な析出物を得るためには溶媒(B)を加えた後に溶液濃度が速やかに均一になることが好ましいことから、一定の速度で時間をかけて連続的もしくは間欠的に添加する方法が好ましい。具体的な操作としては、送液ポンプを使用する方法、自重送液、噴霧などが例示でき、ジアミン組成物が析出する限りいずれの方法を用いてもよい。 Examples of the method of adding the solvent (B) include a method of adding the solvent (B) all at once, a method of adding the solvent continuously, and a method of adding the solvent intermittently. In order to obtain a uniform precipitate, it is preferable that the solution concentration becomes uniform rapidly after the solvent (B) is added. Therefore, a method of continuously or intermittently adding the solvent (B) at a constant rate over a long period of time is preferable. .. Specific examples thereof include a method using a liquid feeding pump, a self-weight feeding liquid, a spray, and the like, and any method may be used as long as the diamine composition is precipitated.

溶媒(B)を一定の速度で加える際の所要時間は、溶液に含まれるジアミン組成物の種類や濃度、溶媒(A)の種類により異なるため一義的に決められないが、通常1分以上であり、好ましくは5分以上である。その上限としては特に制限はないが、50時間以内であり、好ましくは20時間以内であり、より好ましくは10時間以内であり、特に好ましくは1時間以内である。この範囲で実施すれば、塊状物が生成することなく均一な形態の析出物を得やすい。これ以上長い時間で実施する場合は、工業的な実施を考えた場合、非現実的である。 The time required to add the solvent (B) at a constant rate varies depending on the type and concentration of the diamine composition contained in the solution and the type of the solvent (A), so it cannot be uniquely determined, but it is usually 1 minute or more. Yes, preferably 5 minutes or more. The upper limit is not particularly limited, but is 50 hours or less, preferably 20 hours or less, more preferably 10 hours or less, and particularly preferably 1 hour or less. If carried out within this range, it is easy to obtain a precipitate having a uniform form without forming a lump. If it is carried out for a longer time, it is unrealistic when considering industrial implementation.

なお、(2)、(3)に記載の条件で得られたジアミン組成物の溶液に接触させる溶媒(B)の量は、溶液に含まれるジアミン組成物の種類や濃度、溶液温度、溶媒(A)の種類により異なるため一義的に決められないが、ジアミン組成物が析出するのに十分な量であればよく、ジアミン組成物の溶液の体積に対して、下限としては0.1倍以上が例示でき、好ましくは1倍以上であり、特に好ましくは3倍以上である。上限としては特に制限はないが、好ましくは50倍以下であり、より好ましくは10倍以下である。 The amount of the solvent (B) to be brought into contact with the solution of the diamine composition obtained under the conditions described in (2) and (3) is the type and concentration of the diamine composition contained in the solution, the solution temperature, and the solvent ( Although it cannot be uniquely determined because it differs depending on the type of A), the amount may be sufficient for the diamine composition to precipitate, and the lower limit is 0.1 times or more with respect to the volume of the diamine composition solution. Can be exemplified, preferably 1 time or more, and particularly preferably 3 times or more. The upper limit is not particularly limited, but is preferably 50 times or less, and more preferably 10 times or less.

なお、前記(3)に記載の条件で得られたジアミン組成物の溶液に溶媒(B)を接触させる際のジアミン組成物の溶液の温度は常温でもよく、溶液を加熱しても、冷却してもよい。溶液の温度は、溶液に含まれるジアミン組成物の種類や濃度、溶媒(A)の種類により異なるため一義的に決められないが、通常0℃以上が例示でき、好ましくは10℃以上であり、より好ましくは20℃以上である。また、その上限は、工業的な実現性の観点から、好ましくは300℃以下であり、さらに好ましくは、200℃以下であり、より好ましくは100℃以下である。加熱時は溶媒の蒸発を防ぐため、析出槽に冷却管等を連結して還流することが好ましい。 The temperature of the diamine composition solution when the solvent (B) is brought into contact with the diamine composition solution obtained under the conditions described in (3) above may be room temperature, and even if the solution is heated, it is cooled. You may. The temperature of the solution cannot be uniquely determined because it varies depending on the type and concentration of the diamine composition contained in the solution and the type of the solvent (A), but usually 0 ° C. or higher can be exemplified, and preferably 10 ° C. or higher. More preferably, it is 20 ° C. or higher. Further, the upper limit thereof is preferably 300 ° C. or lower, more preferably 200 ° C. or lower, and more preferably 100 ° C. or lower from the viewpoint of industrial feasibility. In order to prevent evaporation of the solvent during heating, it is preferable to connect a cooling tube or the like to the precipitation tank to reflux.

溶媒(B)の添加が終了した後に攪拌を継続してもよく、その攪拌時間に制限はない。 Stirring may be continued after the addition of the solvent (B) is completed, and the stirring time is not limited.

本発明のジアミン組成物の製造方法において、(3)および(4)に記載の工程は、工業的な実現性の観点から、常圧で行うことが好ましい。 In the method for producing a diamine composition of the present invention, the steps described in (3) and (4) are preferably carried out under normal pressure from the viewpoint of industrial feasibility.

また、本発明のジアミン組成物の製造方法において、(3)および(4)に記載の工程は大気中でも実施可能であるが、溶解槽は不活性ガスで充満することが好ましい。具体的には、窒素、ヘリウム、アルゴン、二酸化炭素が例示でき、好ましくは、窒素、アルゴンである。 Further, in the method for producing a diamine composition of the present invention, the steps described in (3) and (4) can be carried out in the atmosphere, but the dissolution tank is preferably filled with an inert gas. Specifically, nitrogen, helium, argon and carbon dioxide can be exemplified, and nitrogen and argon are preferable.

(5)ジアミン組成物の固液分離および乾燥
本発明のジアミン組成物の製造方法において、前記(4)に記載の方法で析出させたジアミン組成物は、公知の方法で固液分離することができる。その方法としては、重力ろ過、減圧濾過、加圧ろ過、遠心分離、および遠心ろ過などが挙げられる。重力ろ過、減圧ろ過、加圧ろ過でろ紙、ろ布、金属メッシュ、ガラスフィルター等を使用する場合は、適切な保持粒子径の物を選択することにより、効率良くジアミン組成物を得ることができる。
(5) Solid-Liquid Separation and Drying of Diamine Composition In the method for producing a diamine composition of the present invention, the diamine composition precipitated by the method according to (4) above can be solid-liquid separated by a known method. can. Examples of the method include gravity filtration, vacuum filtration, pressure filtration, centrifugation, and centrifugal filtration. When using filter paper, filter cloth, metal mesh, glass filter, etc. for gravity filtration, vacuum filtration, and pressure filtration, a diamine composition can be efficiently obtained by selecting a material having an appropriate retention particle size. ..

固液分離したジアミン組成物は、必要に応じて溶媒(B)等で洗浄を行うことにより、溶媒(A)を効率よく除去することができる。 The solid-liquid separated diamine composition can be efficiently removed from the solvent (A) by washing with the solvent (B) or the like, if necessary.

また、固液分離して得られたジアミン組成物は公知の方法で乾燥することができる。その方法としては、風乾、加熱乾燥、減圧乾燥などが例示できる。加熱する場合はジアミン組成物の融点以下で行うことが好ましい。 Further, the diamine composition obtained by solid-liquid separation can be dried by a known method. Examples of the method include air drying, heat drying, and vacuum drying. When heating, it is preferable to carry out at a temperature equal to or lower than the melting point of the diamine composition.

(6)析出物を混合する方法
本発明のジアミン組成物の製造方法では、次の工程(I)(II)を含む方法でジアミン組成物を製造することもできる。
(I)一般式[1]で示される化合物を含む異なる二つ以上のジアミン化合物について、一つのジアミン化合物ごとに、溶媒(A)に溶解させた後に溶媒(B)を接触させることでジアミン化合物を析出させる。
(II)(I)の工程で得られたそれぞれのジアミン化合物の析出物を混合する。
(6) Method of Mixing Precipitates In the method for producing a diamine composition of the present invention, a diamine composition can also be produced by a method including the following steps (I) and (II).
(I) For two or more different diamine compounds including the compound represented by the general formula [1], each diamine compound is dissolved in the solvent (A) and then contacted with the solvent (B) to bring the diamine compound. Is deposited.
(II) The precipitates of the respective diamine compounds obtained in the steps (I) are mixed.

工程(I)において、一般式[1]で示される化合物を含む異なる二つ以上のジアミン化合物とは、一般式[1]で示される2種類以上の化合物のみでも、それ以外の化合物を含んでいてもよい。 In the step (I), the two or more different diamine compounds including the compound represented by the general formula [1] include only two or more kinds of compounds represented by the general formula [1] and other compounds. You may.

工程(I)の各ジアミン化合物は前記(2)~(5)と同様の条件で製造することができる。 Each diamine compound in step (I) can be produced under the same conditions as in (2) to (5) above.

工程(II)においてジアミン化合物の析出物を混合する際は、公知の方法で行えばよく、必要に応じて粉砕しながら混合してもよい。その方法としては、容器回転型の混合機、攪拌型の混合機を用いる方法や、乳鉢を用いる方法などが例示できる。 When mixing the precipitate of the diamine compound in the step (II), a known method may be used, and if necessary, the mixture may be mixed while being pulverized. Examples of the method include a method using a container rotary type mixer, a method using a stirring type mixer, and a method using a mortar.

(7)用途
本発明で得られたジアミン組成物の用途に制限はないが、エポキシ樹脂の硬化剤や、ポリイミドのアミン原料として好ましく用いることができる。
(7) Applications There are no restrictions on the applications of the diamine composition obtained in the present invention, but it can be preferably used as a curing agent for epoxy resins or as an amine raw material for polyimide.

本発明で得られたジアミン組成物をエポキシ樹脂の硬化剤として用いる場合、公知の方法で粉砕して用いてもよい。その方法としては、乳鉢、ローラーミル、ジェットミル、ハンマーミル、振動ミルなどを使用する方法が例示できる。 When the diamine composition obtained in the present invention is used as a curing agent for an epoxy resin, it may be pulverized and used by a known method. As the method, a method using a mortar, a roller mill, a jet mill, a hammer mill, a vibration mill and the like can be exemplified.

また、本発明で得られたジアミン組成物を使用してエポキシ樹脂組成物を調製する際、使用するエポキシ樹脂の種類に制限はなく、2種類以上のエポキシ樹脂を含んでいてもよい。また、本発明で得られたジアミン組成物以外の硬化剤や反応促進剤、フィラー等を組み合わせてもよい。樹脂硬化物の強度や耐熱性の観点から、本発明で得られたジアミン組成物を含むすべての硬化剤組成物の全活性水素数(H)と、全てのエポキシ樹脂成分中のエポキシ基総数(E)との比、いわゆるH/Eが0.80以上1.10以下の範囲を満たす含有量であることが好ましい。 Further, when preparing an epoxy resin composition using the diamine composition obtained in the present invention, the type of epoxy resin used is not limited, and two or more types of epoxy resin may be contained. Further, a curing agent, a reaction accelerator, a filler and the like other than the diamine composition obtained in the present invention may be combined. From the viewpoint of the strength and heat resistance of the cured resin, the total number of active hydrogens (H) of all the curing agent compositions including the diamine composition obtained in the present invention and the total number of epoxy groups in all the epoxy resin components ( It is preferable that the content satisfies the ratio of E), that is, the so-called H / E in the range of 0.80 or more and 1.10 or less.

本発明のジアミン組成物の製造方法では、エポキシ樹脂への溶解性に優れたジアミン組成物を得ることができ、得られたジアミン組成物をエポキシ樹脂硬化剤として使用すると硬化物の高耐熱性を維持したまま靭性の向上が可能であるため、炭素繊維強化複合材料のマトリックス樹脂として使用されるエポキシ樹脂の硬化剤の製造方法として好適である。 In the method for producing a diamine composition of the present invention, a diamine composition having excellent solubility in an epoxy resin can be obtained, and when the obtained diamine composition is used as an epoxy resin curing agent, high heat resistance of the cured product can be obtained. Since it is possible to improve the toughness while maintaining it, it is suitable as a method for producing a curing agent for an epoxy resin used as a matrix resin for a carbon fiber reinforced composite material.

以下、実施例により本発明のジアミン組成物の製造方法についてより具体的に説明する。実施例で用いたジアミン化合物、樹脂原料の作製方法及び評価方法を次に示す。 Hereinafter, the method for producing the diamine composition of the present invention will be described more specifically by way of examples. The production method and evaluation method of the diamine compound and the resin raw material used in the examples are shown below.

(ジアミン化合物)
・3,3’-DAS(3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、小西化学(株)製)
・FMEA(9,9-ビス(3-エチル-4-アミノフェニル)フルオレン、以下に記載の方法で合成)
温度計、滴下漏斗、冷却管および攪拌機を取り付けた四つ口フラスコに、9-フルオレノン(東京化成工業(株)製) 14.4g(0.08モル)、2-エチルアニリン(東京化成工業(株)製) 115.6g(1.05モル)およびトルエン 57.6g(4質量倍/9-フルオレノン)を仕込んだ。窒素パージ攪拌下、溶液を15℃以下に冷却し、35%塩酸 25.0g(0.24モル)を滴下した。発熱が収まった後、液温90~110℃に昇温し、系中の水とトルエンを共沸させた。留出が収まった後、さらにトルエン 14.4g(1質量倍/9-フルオレノン)を投入し、再度系中の水とトルエンを共沸させながら、液温を130~140℃まで昇温し、66時間撹拌しながら熟成することにより縮合反応を行った。
(Diamine compound)
・ 3,3'-DAS (3,3'-diaminodiphenyl sulfone, manufactured by Konishi Chemical Industry Co., Ltd.)
FMEA (9,9-bis (3-ethyl-4-aminophenyl) fluorene, synthesized by the method described below)
9-Fluorenone (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 14.4 g (0.08 mol), 2-ethylaniline (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) in a four-necked flask equipped with a thermometer, dropping funnel, condenser and stirrer. (Manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 115.6 g (1.05 mol) and 57.6 g of toluene (4 mass times / 9-fluorenone) were charged. The solution was cooled to 15 ° C. or lower under stirring with a nitrogen purge, and 25.0 g (0.24 mol) of 35% hydrochloric acid was added dropwise. After the heat generation had subsided, the temperature was raised to 90 to 110 ° C., and the water and toluene in the system were azeotropically heated. After the distillation has subsided, 14.4 g (1 mass times / 9-fluorenone) of toluene is further added, and the liquid temperature is raised to 130 to 140 ° C. while azeotropically boiling the water and toluene in the system again. A condensation reaction was carried out by aging with stirring for 66 hours.

縮合反応後、反応液を冷却し、50℃で17質量%苛性ソーダ水 56.4gを投入し、反応液を中和した。下層から水相を払出し、取得した油相にイソプロパノール 21,6gと水 10.8gを投入し、9,9-ビス(3-エチル-4-アミノフェニル)フルオレンを晶析させた。得られたスラリーを室温まで冷却し、固液分離を行った。得られたケークに2-プロパノール 21.6gでリンスし、粗9,9-ビス(3-エチル-4-アミノフェニル)フルオレンを得た。これをトルエン 43.2gでリフラックス下、1時間、リスラリーを行い、室温に冷却後、ろ過し、得られたケークにトルエン 7.2gでリンスを行った。これを温度60℃、減圧度0.01kPa以下で一晩真空乾燥した。9,9-ビス(3-エチル-4-アミノフェニル)フルオレン 25.4g(収率 78%/9-フルオレノン)を取得した。液体クロマトグラフィー分析による化学純度は、99.2%であった。 After the condensation reaction, the reaction solution was cooled, and 56.4 g of 17% by mass caustic soda water was added at 50 ° C. to neutralize the reaction solution. The aqueous phase was discharged from the lower layer, and 21.6 g of isopropanol and 10.8 g of water were added to the obtained oil phase to crystallize 9,9-bis (3-ethyl-4-aminophenyl) fluorene. The obtained slurry was cooled to room temperature and solid-liquid separation was performed. The obtained cake was rinsed with 21.6 g of 2-propanol to obtain crude 9,9-bis (3-ethyl-4-aminophenyl) fluorene. This was refluxed with 43.2 g of toluene for 1 hour, cooled to room temperature, filtered, and the obtained cake was rinsed with 7.2 g of toluene. This was vacuum dried overnight at a temperature of 60 ° C. and a reduced pressure of 0.01 kPa or less. 25.4 g (yield 78% / 9-fluorenone) of 9,9-bis (3-ethyl-4-aminophenyl) fluorene was obtained. The chemical purity by liquid chromatography analysis was 99.2%.

(溶媒)
・テトラヒドロフラン(SP値 9.1、文献値、富士フィルム和光純薬(株)製)
・シクロヘキサン(SP値 8.2、文献値、富士フィルム和光純薬(株)製)
・アセトン(SP値 9.9、文献値、三和化学産業(株)製)
・N-メチルピロリドン(SP値 11.2、計算値、富士フィルム和光純薬(株)製)。
(solvent)
・ Tetrahydrofuran (SP value 9.1, literature value, manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
・ Cyclohexane (SP value 8.2, literature value, manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
・ Acetone (SP value 9.9, literature value, manufactured by Sanwa Chemical Industry Co., Ltd.)
-N-Methylpyrrolidone (SP value 11.2, calculated value, manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.).

(アミン型エポキシ樹脂)
・ペンタン(SP値 7.0、文献値、富士フィルム和光純薬(株)製)
・MY-721(テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、ハンツマン製)。
(Amine type epoxy resin)
・ Pentane (SP value 7.0, literature value, manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
-MY-721 (Tetraglycidyldiaminodiphenylmethane, manufactured by Huntsman).

(ジアミン組成物の製造)
(実施例1)
1000mlのナスフラスコの中に、ジアミン組成物としてFMEAを25.0g、SP値が8.8以上10.0以下の溶媒(A)としてテトラヒドロフラン68mLを加え、溶液が透明になるまで超音波照射と攪拌を行った。その後、300rpmで攪拌を継続しながら、SP値が7.0以上8.4以下の溶媒(B)としてシクロヘキサン272mLを9分間で滴下した。全量のシクロヘキサンを入れ終わった後に得られた懸濁液を減圧濾過した。得られたウェットケークを40℃の温度で2時間真空乾燥を行い、粉体状の白色固体21.1gを得た。
(Manufacturing of diamine composition)
(Example 1)
In a 1000 ml eggplant flask, add 25.0 g of FMEA as a diamine composition and 68 mL of tetrahydrofuran as a solvent (A) having an SP value of 8.8 or more and 10.0 or less, and irradiate with ultrasonic waves until the solution becomes transparent. Stirring was performed. Then, while continuing stirring at 300 rpm, 272 mL of cyclohexane was added dropwise over 9 minutes as the solvent (B) having an SP value of 7.0 or more and 8.4 or less. The suspension obtained after the total amount of cyclohexane was added was filtered under reduced pressure. The obtained wet cake was vacuum dried at a temperature of 40 ° C. for 2 hours to obtain 21.1 g of a powdery white solid.

(実施例2)
1000mlのナスフラスコの中に、ジアミン組成物としてFMEAを25.1g、3,3’-DASを14.9g、溶媒(A)としてテトラヒドロフラン90mLを加え、溶液が透明になるまで40℃の水浴中で攪拌を行った。その後、300rpmで攪拌を継続しながら、溶媒(B)としてシクロヘキサン360mLを36分間で滴下した。全量のシクロヘキサンを入れ終わった後に得られた懸濁液を減圧濾過した。得られたケークを40℃の温度で3時間真空乾燥を行い、粉体状の白色固体35.3gを得た。
(Example 2)
In a 1000 ml eggplant flask, add 25.1 g of FMEA as a diamine composition, 14.9 g of 3,3'-DAS, and 90 mL of tetrahydrofuran as a solvent (A), and in a water bath at 40 ° C. until the solution becomes transparent. Was stirred in. Then, while continuing stirring at 300 rpm, 360 mL of cyclohexane as the solvent (B) was added dropwise over 36 minutes. The suspension obtained after the total amount of cyclohexane was added was filtered under reduced pressure. The obtained cake was vacuum dried at a temperature of 40 ° C. for 3 hours to obtain 35.3 g of a powdery white solid.

(実施例3)
1000mlのナスフラスコの中に、ジアミン組成物としてFMEAを28.7g、3,3’-DASを11.3g、溶媒(A)としてテトラヒドロフラン80mLを加え、溶液が透明になるまで超音波照射と攪拌を行った。その後、300rpmで攪拌を継続しながら、溶媒(B)としてシクロヘキサン320mLを32分間で滴下した。全量のシクロヘキサンを入れ終わった後に得られた懸濁液を減圧濾過した。得られたケークを室温で3時間真空乾燥を行い、粉体状の白色固体38.0gを得た。
(Example 3)
In a 1000 ml eggplant flask, 28.7 g of FMEA as a diamine composition, 11.3 g of 3,3'-DAS, and 80 mL of tetrahydrofuran as a solvent (A) are added, and ultrasonic irradiation and stirring are performed until the solution becomes transparent. Was done. Then, while continuing stirring at 300 rpm, 320 mL of cyclohexane as the solvent (B) was added dropwise over 32 minutes. The suspension obtained after the total amount of cyclohexane was added was filtered under reduced pressure. The obtained cake was vacuum dried at room temperature for 3 hours to obtain 38.0 g of a powdery white solid.

(実施例4)
1000mlの4口フラスコの中に、ジアミン化合物としてFMEAを25.0g、溶媒(A)としてテトラヒドロフラン75mLを加え、溶液が透明になるまで超音波照射と攪拌を行った。その後、300rpmで攪拌を継続しながら、溶媒(B)としてシクロヘキサン300mLを30分間で滴下した。全量のシクロヘキサンを入れ終わった後に得られた懸濁液を減圧濾過した。得られたケークを室温で3時間真空乾燥を行い、粉体状の白色固体(C)20.2gを得た。また一方で、別の1000mlのナスフラスコの中に、ジアミン化合物として3,3’-DASを25.0g、溶媒(A)としてテトラヒドロフラン178mLを加え、ジアミン化合物が完全に溶解するまで超音波照射と攪拌を行った。その後、300rpmで攪拌を継続しながら、溶媒(B)としてシクロヘキサン712mLを35分間で滴下した。全量のシクロヘキサンを入れ終わった後に得られた懸濁液を減圧濾過した。得られたケークを室温で3時間真空乾燥を行い、粉体状の白色固体(D)19.1gを得た。白色固体(C)18.0gおよび白色固体(D)10.7gを、乳鉢を用いて混合した。
(Example 4)
In a 1000 ml 4-necked flask, 25.0 g of FMEA as a diamine compound and 75 mL of tetrahydrofuran as a solvent (A) were added, and ultrasonic irradiation and stirring were performed until the solution became transparent. Then, while continuing stirring at 300 rpm, 300 mL of cyclohexane as the solvent (B) was added dropwise over 30 minutes. The suspension obtained after the total amount of cyclohexane was added was filtered under reduced pressure. The obtained cake was vacuum dried at room temperature for 3 hours to obtain 20.2 g of a powdery white solid (C). On the other hand, 25.0 g of 3,3'-DAS as a diamine compound and 178 mL of tetrahydrofuran as a solvent (A) were added to another 1000 ml eggplant flask, and ultrasonic irradiation was performed until the diamine compound was completely dissolved. Stirring was performed. Then, 712 mL of cyclohexane as the solvent (B) was added dropwise over 35 minutes while continuing stirring at 300 rpm. The suspension obtained after the total amount of cyclohexane was added was filtered under reduced pressure. The obtained cake was vacuum dried at room temperature for 3 hours to obtain 19.1 g of a powdery white solid (D). 18.0 g of the white solid (C) and 10.7 g of the white solid (D) were mixed using a mortar.

(実施例5)
1000mlのナスフラスコの中に、ジアミン組成物としてFMEAを25.0g、SP値が8.8以上10.0以下の溶媒(A)としてアセトン300mLを加え、溶液が透明になるまで超音波照射と攪拌を行った。その後、300rpmで攪拌を継続しながら、SP値が7.0以上8.4以下の溶媒(B)としてペンタン1.2Lを30分間で滴下した。全量のシクロヘキサンを入れ終わった後に得られた懸濁液を減圧濾過した。得られたウェットケークを40℃の温度で2時間真空乾燥を行い、粉体状の白色固体を得た。
(Example 5)
In a 1000 ml eggplant flask, add 25.0 g of FMEA as a diamine composition and 300 mL of acetone as a solvent (A) having an SP value of 8.8 or more and 10.0 or less, and irradiate with ultrasonic waves until the solution becomes transparent. Stirring was performed. Then, while continuing stirring at 300 rpm, 1.2 L of pentane was added dropwise over 30 minutes as the solvent (B) having an SP value of 7.0 or more and 8.4 or less. The suspension obtained after the total amount of cyclohexane was added was filtered under reduced pressure. The obtained wet cake was vacuum dried at a temperature of 40 ° C. for 2 hours to obtain a powdery white solid.

(比較例1)
3,3’-DAS14.9gおよびFMEA25.1gを、乳鉢を用いて混合した。
(Comparative Example 1)
14.9 g of 3,3'-DAS and 25.1 g of FMEA were mixed using a mortar.

(比較例2)
1000mlの4口フラスコの中に、ジアミン組成物としてFMEAを25.1g、3,3’-DASを14.9g、溶媒として水(SP値:23.4、文献値)500mLを加え攪拌を行ったが、溶解せず白濁した。
(Comparative Example 2)
In a 1000 ml 4-neck flask, 25.1 g of FMEA as a diamine composition, 14.9 g of 3,3'-DAS, and 500 mL of water (SP value: 23.4, literature value) as a solvent were added and stirred. However, it did not dissolve and became cloudy.

(比較例3)
1000mlの4口フラスコの中に、ジアミン組成物としてFMEAを25.1g、3,3’-DASを14.9g、溶媒(A)としてテトラヒドロフラン90mLを加え、溶液が透明になるまで40℃水浴中で攪拌を行った。その後、300rpmで攪拌を継続しながら、アセトン360mLを36分間で滴下した。全量のアセトンを入れ終わるまでの間に固体は析出しなかった。
(Comparative Example 3)
In a 1000 ml 4-neck flask, add 25.1 g of FMEA as a diamine composition, 14.9 g of 3,3'-DAS, and 90 mL of tetrahydrofuran as a solvent (A), and in a water bath at 40 ° C. until the solution becomes transparent. Was stirred in. Then, 360 mL of acetone was added dropwise over 36 minutes while continuing stirring at 300 rpm. No solids were deposited by the time the total amount of acetone had been added.

(比較例4)
1000mlの4口フラスコの中に、ジアミン組成物としてFMEAを15.0g、3,3’-DASを15.0g、N-メチルピロリドンを300mL加え、溶液が透明になるまで攪拌を行った。その後、300rpmで攪拌を継続しながら、シクロヘキサン300mLを10分間で滴下した。溶液が二層に分離し、ジアミン組成物は析出しなかった。
(Comparative Example 4)
In a 1000 ml 4-neck flask, 15.0 g of FMEA, 15.0 g of 3,3'-DAS and 300 mL of N-methylpyrrolidone were added as a diamine composition, and the mixture was stirred until the solution became transparent. Then, 300 mL of cyclohexane was added dropwise over 10 minutes while continuing stirring at 300 rpm. The solution separated into two layers and the diamine composition did not precipitate.

Figure 2022023303000004
Figure 2022023303000004

(エポキシ樹脂組成物の調製および樹脂硬化板の作製)
(実施例6)
80℃に設定したオーブンで加熱したMY-721に対し、実施例1で得られたジアミン組成物を添加して薬さじで混合した。MY-721とジアミン組成物の混合比は、ジアミン組成物の全活性水素数(H)と、全てのエポキシ樹脂成分中のエポキシ基総数(E)との比、すなわちH/Eが1/1なるようにした。混合物をオーブンで加熱しながら、薬さじで攪拌してエポキシ樹脂組成物を調製した。得られたエポキシ樹脂組成物を真空中で脱泡した後、2mm厚の“テフロン(登録商標)”製スペーサーにより厚み2mmになるように設定したモールド中に注入した。180℃の温度で2時間硬化させ、厚さ2mmの樹脂硬化板を得た。
(Preparation of epoxy resin composition and preparation of resin cured plate)
(Example 6)
The diamine composition obtained in Example 1 was added to MY-721 heated in an oven set at 80 ° C. and mixed with a spatula. The mixing ratio of MY-721 and the diamine composition is the ratio of the total number of active hydrogens (H) of the diamine composition to the total number of epoxy groups (E) in all the epoxy resin components, that is, H / E is 1/1. I tried to be. The epoxy resin composition was prepared by stirring the mixture with a spatula while heating it in an oven. The obtained epoxy resin composition was defoamed in vacuum and then injected into a mold set to a thickness of 2 mm by a 2 mm thick “Teflon®” spacer. It was cured at a temperature of 180 ° C. for 2 hours to obtain a resin cured plate having a thickness of 2 mm.

(実施例7~9、比較例5~7)
実施例5と同様にエポキシ樹脂組成物の調製および樹脂硬化板の作製を実施した。なお、使用したジアミン組成物(F)は表2に記載の通り(適宜表1を参照)である。
(Examples 7 to 9, Comparative Examples 5 to 7)
The epoxy resin composition was prepared and the resin cured plate was prepared in the same manner as in Example 5. The diamine composition (F) used is as shown in Table 2 (see Table 1 as appropriate).

(樹脂硬化板中のジアミン組成物の溶け残り)
得られた2mm樹脂硬化板の中央付近を黒色背景下で光学顕微鏡(VHX-5000
(株)キーエンス製)で400倍に拡大し撮影した。樹脂硬化板50mmあたりの、長径が150μm以上の粒子数を硬化樹脂板の画像上の3か所で数え、平均値を算出した。
(Undissolved diamine composition in the resin curing plate)
An optical microscope (VHX-5000) was placed near the center of the obtained 2 mm resin cured plate under a black background.
It was magnified 400 times and photographed by KEYENCE CORPORATION. The number of particles having a major axis of 150 μm or more per 50 mm 3 of the cured resin plate was counted at three places on the image of the cured resin plate, and the average value was calculated.

(エポキシ樹脂硬化板の曲げ撓み測定)
樹脂硬化板の中央付近から幅10mm、長さ60mmの試験片を切り出し、それぞれの試験片について、スパン間32mmの3点曲げを測定し、JIS K7171-1994に従い、曲げ撓み量を測定した。
(Measurement of bending and bending of epoxy resin hardened plate)
A test piece having a width of 10 mm and a length of 60 mm was cut out from the vicinity of the center of the resin cured plate, and for each test piece, a three-point bending with a span spacing of 32 mm was measured, and the bending deflection amount was measured according to JIS K7171-1994.

(エポキシ樹脂硬化板のガラス転移温度(Tg)測定)
樹脂硬化板の中央付近から幅12.7mm、長さ45mmの試験片を切り出した。試験片を200℃のオーブン内で2時間加熱したのち常温まで放冷し、昇温速度5℃/minでDMA測定(TAインスツルメンツ社製、ARES)を行った。測定で得られた貯蔵弾性率と温度のグラフにおいて、ガラス領域に引いた接線と、ガラス転移領域に引いた接線との交点における温度をガラス転移温度(Tg)とした。
(Measurement of glass transition temperature (Tg) of epoxy resin cured plate)
A test piece having a width of 12.7 mm and a length of 45 mm was cut out from the vicinity of the center of the resin cured plate. The test piece was heated in an oven at 200 ° C. for 2 hours and then allowed to cool to room temperature, and DMA measurement (ARES, manufactured by TA Instruments) was performed at a heating rate of 5 ° C./min. In the graph of storage elastic modulus and temperature obtained by the measurement, the temperature at the intersection of the tangent line drawn in the glass region and the tangent line drawn in the glass transition region was defined as the glass transition temperature (Tg).

Figure 2022023303000005
Figure 2022023303000005

本発明のジアミン組成物の製造方法で得られるジアミン組成物は、エポキシ樹脂への溶解性に優れ、エポキシ樹脂硬化剤として使用すると、高耐熱かつ高靭性の硬化物を得ることができる。また本発明のジアミン組成物の製造方法で得られるジアミン組成物を使用したエポキシ樹脂組成物を繊維強化複合材料のマトリックス樹脂として使用すれば、高耐熱かつ高強度な繊維強化複合材料を提供可能となる。これにより、特に航空機、自動車用途への繊維強化複合材料の適用が進み、更なる軽量化による燃費向上、地球温暖化ガス排出削減への貢献が期待できる。また、このエポキシ樹脂組成物は、半導体封止剤等の電子材料用途に好適に用いることができる、高耐熱かつ高強度なエポキシ樹脂硬化物を得ることが可能となる。 The diamine composition obtained by the method for producing a diamine composition of the present invention has excellent solubility in an epoxy resin, and when used as an epoxy resin curing agent, a cured product having high heat resistance and high toughness can be obtained. Further, if the epoxy resin composition using the diamine composition obtained by the method for producing the diamine composition of the present invention is used as the matrix resin of the fiber reinforced composite material, it is possible to provide a fiber reinforced composite material having high heat resistance and high strength. Become. As a result, the application of fiber-reinforced composite materials to aircraft and automobile applications will progress, and it is expected that further weight reduction will contribute to improved fuel efficiency and reduction of global warming gas emissions. Further, this epoxy resin composition makes it possible to obtain a cured epoxy resin having high heat resistance and high strength, which can be suitably used for electronic materials such as semiconductor encapsulants.

本発明のジアミン組成物の製造方法で得られるジアミン組成物は、例えば芳香族ポリアミドおよびポリイミド等のジアミン原料として用いることで、高耐熱かつ高強度なフィルムや繊維等を得ることが期待できる。 The diamine composition obtained by the method for producing a diamine composition of the present invention can be expected to obtain a film or fiber having high heat resistance and high strength by using it as a diamine raw material such as aromatic polyamide and polyimide.

Claims (10)

一般式[1]で示される化合物を含むジアミン組成物を、溶解度パラメータが8.8以上10.0以下の溶媒(A)に溶解させた後に溶解度パラメータが7.0以上8.4以下の溶媒(B)を接触させることでジアミン組成物を析出させるジアミン組成物の製造方法。
Figure 2022023303000006
(ただし、式中、R,Rは、炭素数6~16の芳香族炭化水素基であり、これらが互いに結合して環を形成してもよい。R,Rは、水素原子、炭素数1~4の脂肪族炭化水素基およびハロゲン原子からなる群から選ばれた少なくとも1つである。)
A diamine composition containing a compound represented by the general formula [1] is dissolved in a solvent (A) having a solubility parameter of 8.8 or more and 10.0 or less, and then a solvent having a solubility parameter of 7.0 or more and 8.4 or less. A method for producing a diamine composition, which precipitates a diamine composition by contacting (B).
Figure 2022023303000006
(However, in the formula, R 1 and R 2 are aromatic hydrocarbon groups having 6 to 16 carbon atoms, and these may be bonded to each other to form a ring. R 3 and R 4 are hydrogen atoms. , At least one selected from the group consisting of aliphatic hydrocarbon groups having 1 to 4 carbon atoms and halogen atoms.)
ジアミン組成物が3,3’-ジアミノジフェニルスルホンおよび/または4,4’-ジアミノジフェニルスルホンを含む請求項1に記載のジアミン組成物の製造方法。 The method for producing a diamine composition according to claim 1, wherein the diamine composition comprises 3,3'-diaminodiphenyl sulfone and / or 4,4'-diaminodiphenyl sulfone. 一般式[1]で示される化合物を含み、異なる二つ以上のジアミン化合物を含むジアミン組成物の製造方法であって、次の工程(I)(II)を含むジアミン組成物の製造方法。
(I)一般式[1]で示される化合物を含む異なる二つ以上のジアミン化合物について、一つのジアミン化合物ごとに、溶解度パラメータが8.8以上10.0以下の溶媒(A)に溶解させた後に溶解度パラメータが7.0以上8.4以下の溶媒(B)を接触させることでジアミン化合物を析出させる。
(II)(I)の工程で得られたそれぞれのジアミン化合物の析出物を混合する。
Figure 2022023303000007
(ただし、式中、R,Rは、炭素数6~16の芳香族炭化水素基であり、これらが互いに結合して環を形成してもよい。R3、は、水素原子、炭素数1~4の脂肪族炭化水素基およびハロゲン原子からなる群から選ばれた少なくとも1つである。)
A method for producing a diamine composition containing a compound represented by the general formula [1] and containing two or more different diamine compounds, which comprises the following steps (I) and (II).
(I) Two or more different diamine compounds including the compound represented by the general formula [1] were dissolved in a solvent (A) having a solubility parameter of 8.8 or more and 10.0 or less for each diamine compound. Later, the diamine compound is precipitated by contacting with the solvent (B) having a solubility parameter of 7.0 or more and 8.4 or less.
(II) The precipitates of the respective diamine compounds obtained in the steps (I) are mixed.
Figure 2022023303000007
(However, in the formula, R 1 and R 2 are aromatic hydrocarbon groups having 6 to 16 carbon atoms, and these may be bonded to each other to form a ring. R 3 and R 4 are hydrogen atoms. , At least one selected from the group consisting of aliphatic hydrocarbon groups having 1 to 4 carbon atoms and halogen atoms.)
ジアミン組成物が3,3’-ジアミノジフェニルスルホンおよび/または4,4’-ジアミノジフェニルスルホンを含む請求項3に記載のジアミン組成物の製造方法。 The method for producing a diamine composition according to claim 3, wherein the diamine composition comprises 3,3'-diaminodiphenyl sulfone and / or 4,4'-diaminodiphenyl sulfone. 一般式[1]で示されるジアミン化合物が一般式[2]で示されるジアミン化合物である、請求項1~4のいずれかに記載のジアミン組成物の製造方法。
Figure 2022023303000008
(ただし、式中、R,Rは、水素原子、炭素数1~4の脂肪族炭化水素基およびハロゲン原子からなる群から選ばれた少なくとも1つである。)
The method for producing a diamine composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the diamine compound represented by the general formula [1] is the diamine compound represented by the general formula [2].
Figure 2022023303000008
(However, in the formula, R 3 and R 4 are at least one selected from the group consisting of a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and a halogen atom.)
,Rの少なくとも一方がメチル基またはエチル基である、請求項1~5のいずれかに記載のジアミン組成物の製造方法。 The method for producing a diamine composition according to any one of claims 1 to 5, wherein at least one of R 3 and R 4 is a methyl group or an ethyl group. 溶媒(A)が、溶解度パラメータが8.8以上10.0以下のエーテル化合物、ケトン化合物、カルボン酸エステル化合物、芳香族炭化水素化合物およびハロゲン化炭化水素化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物である請求項1~6のいずれかに記載のジアミン組成物の製造方法。 The solvent (A) is at least one selected from the group consisting of an ether compound having a solubility parameter of 8.8 or more and 10.0 or less, a ketone compound, a carboxylic acid ester compound, an aromatic hydrocarbon compound and a halogenated hydrocarbon compound. The method for producing a hydrocarbon composition according to any one of claims 1 to 6, which is a compound. 溶媒(A)が、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、メチルエチルケトン、アセトン、酢酸エチル、酢酸メチル、p-キシレン、トルエンおよびクロロホルムからなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物である請求項7に記載のジアミン組成物の製造方法。 The seventh aspect of claim 7, wherein the solvent (A) is at least one compound selected from the group consisting of tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, methyl ethyl ketone, acetone, ethyl acetate, methyl acetate, p-xylene, toluene and chloroform. Method for producing a diamine composition. 溶媒(B)が、溶解度パラメータが7.0以上8.4以下の脂肪族炭化水素化合物、エーテル化合物およびケトン化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物である請求項1~8のいずれかに記載のジアミン組成物の製造方法。 Any of claims 1 to 8, wherein the solvent (B) is at least one compound selected from the group consisting of an aliphatic hydrocarbon compound having a solubility parameter of 7.0 or more and 8.4 or less, an ether compound, and a ketone compound. The method for producing a diamine composition according to. 溶媒(B)が、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、ジエチルエーテルおよびメチルイソブチルケトンからなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物である請求項9に記載のジアミン組成物の製造方法。 The method for producing a diamine composition according to claim 9, wherein the solvent (B) is at least one compound selected from the group consisting of pentane, hexane, heptane, cyclohexane, diethyl ether and methyl isobutyl ketone.
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