JP2024105744A - Thermoplastic epoxy resin, adhesive, modifier, and method for producing thermoplastic epoxy resin - Google Patents
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Abstract
【課題】比較的低温で硬化可能であり、生産性に優れる熱可塑性エポキシ樹脂、接着剤、改質剤、および、熱可塑性エポキシ樹脂の製造方法を提供すること。【解決手段】熱可塑性エポキシ樹脂は、1分子中に2つのグリシジル基を含む2官能エポキシ化合物と、1分子中に2つのメルカプト基を含む2官能チオール化合物との反応生成物を含み、2官能チオール化合物が、炭化水素系2官能チオール化合物および/またはエーテル系2官能チオール化合物を含む。【選択図】なし[Problem] To provide a thermoplastic epoxy resin, adhesive, modifier, and method for producing a thermoplastic epoxy resin that can be cured at a relatively low temperature and has excellent productivity. [Solution] The thermoplastic epoxy resin contains a reaction product of a bifunctional epoxy compound containing two glycidyl groups per molecule and a bifunctional thiol compound containing two mercapto groups per molecule, and the bifunctional thiol compound contains a hydrocarbon-based bifunctional thiol compound and/or an ether-based bifunctional thiol compound. [Selected Figure] None
Description
本発明は、熱可塑性エポキシ樹脂、接着剤、改質剤、および、熱可塑性エポキシ樹脂の製造方法に関する。 The present invention relates to a thermoplastic epoxy resin, an adhesive, a modifier, and a method for producing a thermoplastic epoxy resin.
エポキシ樹脂は、例えば、エポキシ化合物および硬化剤の反応生成物である。エポキシ樹脂は、通常、三次元架橋された熱硬化性樹脂である。そのため、エポキシ樹脂は、熱硬化性が要求される各種産業分野において、広範に使用されている。 Epoxy resins are, for example, the reaction product of an epoxy compound and a curing agent. Epoxy resins are usually three-dimensionally crosslinked thermosetting resins. Therefore, epoxy resins are widely used in various industrial fields where thermosetting properties are required.
一方、使用分野によっては、エポキシ樹脂に、熱可塑性が要求される場合がある。例えば、接着剤の分野において、熱可塑性を有するエポキシ樹脂が要求される。そのようなエポキシ樹脂として、下記の熱伝導性熱可塑性接着剤組成物が、提案されている。 On the other hand, depending on the field of use, epoxy resins may be required to have thermoplastic properties. For example, in the field of adhesives, epoxy resins with thermoplastic properties are required. The following thermally conductive thermoplastic adhesive composition has been proposed as such an epoxy resin.
すなわち、熱伝導性熱可塑性接着剤組成物は、2官能エポキシ樹脂としてのビスフェノールA型エポキシ樹脂と、硬化剤としてのエチレングリコールビスチオグリコレートと、黒鉛とを含む。熱伝導性熱可塑性接着剤組成物は、ポリエチレンテレフタレートに塗工され、130℃で硬化する。これにより、熱伝導シートが得られる(例えば、特許文献1(実施例3)参照。)。 That is, the thermally conductive thermoplastic adhesive composition contains a bisphenol A type epoxy resin as a bifunctional epoxy resin, ethylene glycol bisthioglycolate as a curing agent, and graphite. The thermally conductive thermoplastic adhesive composition is applied to polyethylene terephthalate and cured at 130°C. This results in a thermally conductive sheet (see, for example, Patent Document 1 (Example 3)).
一方、上記の熱伝導性熱可塑性接着剤組成物は、硬化温度が比較的高い。そのため、熱伝導性熱可塑性接着剤組成物を硬化させる場合、コストが比較的高く、硬化物の生産性に劣る。 On the other hand, the above-mentioned thermally conductive thermoplastic adhesive composition has a relatively high curing temperature. Therefore, when curing the thermally conductive thermoplastic adhesive composition, the cost is relatively high and the productivity of the cured product is poor.
本発明は、比較的低温で硬化可能であり、生産性に優れる熱可塑性エポキシ樹脂、接着剤、改質剤、および、熱可塑性エポキシ樹脂の製造方法である。 The present invention relates to a thermoplastic epoxy resin, adhesive, modifier, and method for producing a thermoplastic epoxy resin that can be cured at a relatively low temperature and has excellent productivity.
本発明[1]は、1分子中に2つのグリシジル基を含む2官能エポキシ化合物と、1分子中に2つのメルカプト基を含む2官能チオール化合物との反応生成物を含み、前記2官能チオール化合物が、炭化水素系2官能チオール化合物、水酸基含有2官能チオール化合物およびエーテル基含有2官能チオール化合物からなる群から選択される少なくとも1種を含む、熱可塑性エポキシ樹脂を、含んでいる。 The present invention [1] includes a thermoplastic epoxy resin that includes a reaction product of a bifunctional epoxy compound containing two glycidyl groups per molecule and a bifunctional thiol compound containing two mercapto groups per molecule, the bifunctional thiol compound including at least one selected from the group consisting of a hydrocarbon-based bifunctional thiol compound, a hydroxyl group-containing bifunctional thiol compound, and an ether group-containing bifunctional thiol compound.
本発明[2]は、上記[1]に記載の熱可塑性エポキシ樹脂を含む、接着剤を、含んでいる。 The present invention [2] includes an adhesive containing the thermoplastic epoxy resin described in [1] above.
本発明[3]は、上記[1]に記載の熱可塑性エポキシ樹脂を含む、改質剤を、含んでいる。 The present invention [3] includes a modifier containing the thermoplastic epoxy resin described in [1] above.
本発明[4]は、エポキシ化合物および硬化剤の反応により得られるエポキシ樹脂の改質剤である、上記[3]に記載の改質剤を、含んでいる。 The present invention [4] includes the modifier described in [3] above, which is an epoxy resin modifier obtained by the reaction of an epoxy compound and a curing agent.
本発明[5]は、1分子中に2つのグリシジル基を含む2官能エポキシ化合物と、1分子中に2つのメルカプト基を含む2官能チオール化合物とを反応させる反応工程を備え、2官能チオール化合物が、炭化水素系2官能チオール化合物、水酸基含有2官能チオール化合物およびエーテル基含有2官能チオール化合物からなる群から選択される少なくとも1種を含み、前記反応工程における反応温度が120℃以下である、熱可塑性エポキシ樹脂の製造方法を、含んでいる。 The present invention [5] includes a method for producing a thermoplastic epoxy resin, which includes a reaction step of reacting a bifunctional epoxy compound containing two glycidyl groups per molecule with a bifunctional thiol compound containing two mercapto groups per molecule, the bifunctional thiol compound containing at least one selected from the group consisting of a hydrocarbon-based bifunctional thiol compound, a hydroxyl group-containing bifunctional thiol compound, and an ether group-containing bifunctional thiol compound, and the reaction temperature in the reaction step is 120°C or less.
本発明の熱可塑性エポキシ樹脂、接着剤、改質剤、および、熱可塑性エポキシ樹脂の製造方法では、1分子中に2つのグリシジル基を含む2官能エポキシ化合物と、1分子中に2つのメルカプト基を含む2官能チオール化合物とを反応させる。そのため、反応生成物中において、リニア構造が形成され、三次元架橋構造の形成が抑制される。その結果、優れた熱可塑性が得られる。 In the thermoplastic epoxy resin, adhesive, modifier, and method for producing a thermoplastic epoxy resin of the present invention, a bifunctional epoxy compound containing two glycidyl groups in one molecule is reacted with a bifunctional thiol compound containing two mercapto groups in one molecule. As a result, a linear structure is formed in the reaction product, and the formation of a three-dimensional crosslinked structure is suppressed. As a result, excellent thermoplasticity is obtained.
さらに、本発明の熱可塑性エポキシ樹脂、接着剤、改質剤、および、熱可塑性エポキシ樹脂の製造方法では、2官能チオール化合物が、炭化水素系2官能チオール化合物、水酸基含有2官能チオール化合物およびエーテル基含有2官能チオール化合物からなる群から選択される少なくとも1種を含む。そのため、熱可塑性エポキシ樹脂、接着剤、改質剤、および、熱可塑性エポキシ樹脂の製造方法は、優れた低温硬化性を有し、生産性に優れる。 Furthermore, in the thermoplastic epoxy resin, adhesive, modifier, and method for producing a thermoplastic epoxy resin of the present invention, the bifunctional thiol compound includes at least one selected from the group consisting of a hydrocarbon-based bifunctional thiol compound, a hydroxyl group-containing bifunctional thiol compound, and an ether group-containing bifunctional thiol compound. Therefore, the thermoplastic epoxy resin, adhesive, modifier, and method for producing a thermoplastic epoxy resin have excellent low-temperature curing properties and excellent productivity.
本発明の熱可塑性エポキシ樹脂は、2官能エポキシ化合物と2官能チオール化合物との反応生成物を含む。好ましくは、熱可塑性エポキシ樹脂は、2官能エポキシ化合物と2官能チオール化合物との反応生成物からなる。 The thermoplastic epoxy resin of the present invention comprises a reaction product of a difunctional epoxy compound and a difunctional thiol compound. Preferably, the thermoplastic epoxy resin comprises a reaction product of a difunctional epoxy compound and a difunctional thiol compound.
2官能エポキシ化合物は、1分子中に2つのグリシジル基を含むエポキシ化合物である。2官能エポキシ化合物は、熱可塑性エポキシ樹脂における主剤である。2官能エポキシ化合物としては、例えば、芳香族2官能エポキシ化合物、芳香族2官能エポキシ化合物の水添物、グリシジルエステル型エポキシ化合物およびグリシジルエーテル型エポキシ化合物が挙げられる。 A bifunctional epoxy compound is an epoxy compound that contains two glycidyl groups in one molecule. Bifunctional epoxy compounds are the main component in thermoplastic epoxy resins. Examples of bifunctional epoxy compounds include aromatic bifunctional epoxy compounds, hydrogenated aromatic bifunctional epoxy compounds, glycidyl ester type epoxy compounds, and glycidyl ether type epoxy compounds.
芳香族2官能エポキシ化合物としては、例えば、ビスフェノール型エポキシ化合物、ビフェノール型エポキシ化合物、ベンゼンジオール型エポキシ化合物およびジフェニルジシクロペンタジエン型エポキシ化合物が挙げられる。ビスフェノール型エポキシ化合物としては、例えば、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、ビスフェノールZジグリシジルエーテル、ビスフェノールSジグリシジルエーテル、ビスフェノールフルオレンジグリシジルエーテル、および、ビスクレゾールフルオレンジグリシジルエーテルが挙げられる。ビフェノール型エポキシ化合物としては、例えば、ビフェノールジグリシジルエーテル、および、テトラメチルビフェノールジグリシジルエーテルが挙げられる。ベンゼンジオール型エポキシ化合物としては、例えば、ハイドロキノンジグリシジルエーテル、メチルハイドロキノンジグリシジルエーテル 、および、レゾルシンジグリシジルエーテルが挙げられる。ジフェニルジシクロペンタジエン型エポキシ化合物としては、例えば、ジヒドロキシアントラセンジグリシジルエーテル、ヒドロアントラハイドロキノンジグリシジルエーテル、ジヒドロキシナフタレンジグリシジルエーテル、および、ビスナフトールフルオレンジグリシジルエーテルが挙げられる。 Examples of aromatic bifunctional epoxy compounds include bisphenol type epoxy compounds, biphenol type epoxy compounds, benzenediol type epoxy compounds, and diphenyldicyclopentadiene type epoxy compounds. Examples of bisphenol type epoxy compounds include bisphenol A diglycidyl ether, bisphenol F diglycidyl ether, bisphenol Z diglycidyl ether, bisphenol S diglycidyl ether, bisphenol fluorene diglycidyl ether, and biscresol fluorene diglycidyl ether. Examples of biphenol type epoxy compounds include biphenol diglycidyl ether and tetramethylbiphenol diglycidyl ether. Examples of benzenediol type epoxy compounds include hydroquinone diglycidyl ether, methylhydroquinone diglycidyl ether, and resorcin diglycidyl ether. Examples of diphenyldicyclopentadiene type epoxy compounds include dihydroxyanthracene diglycidyl ether, hydroanthrahydroquinone diglycidyl ether, dihydroxynaphthalene diglycidyl ether, and bisnaphthol fluorene diglycidyl ether.
芳香族2官能エポキシ化合物の水添物としては、例えば、上記芳香族2官能エポキシ化合物の芳香環に水素を添加した2官能エポキシ化合物が挙げられる。 Hydrogenated aromatic difunctional epoxy compounds include, for example, difunctional epoxy compounds in which hydrogen is added to the aromatic ring of the aromatic difunctional epoxy compound.
グリシジルエステル型エポキシ化合物としては、例えば、公知のジカルボン酸と、エピクロルヒドリンとの反応生成物が挙げられる。 An example of a glycidyl ester type epoxy compound is a reaction product of a known dicarboxylic acid and epichlorohydrin.
グリシジルエーテル型エポキシ化合物としては、例えば、公知のジアルコールとエピクロルヒドリンとの反応生成物が挙げられる。 An example of a glycidyl ether type epoxy compound is a reaction product of a known dialcohol and epichlorohydrin.
2官能エポキシ化合物は、単独使用または2種類以上併用できる。2官能エポキシ化合物として、機械物性および低コスト化の観点から、好ましくは、芳香族2官能エポキシ化合物が挙げられ、より好ましくは、ビスフェノール型エポキシ化合物が挙げられ、さらに好ましくは、ビスフェノールAジグリシジルエーテルが挙げられる。 The bifunctional epoxy compounds can be used alone or in combination of two or more kinds. From the viewpoints of mechanical properties and cost reduction, the bifunctional epoxy compounds are preferably aromatic bifunctional epoxy compounds, more preferably bisphenol type epoxy compounds, and even more preferably bisphenol A diglycidyl ether.
2官能チオール化合物は、1分子中に2つのメルカプト基を含むチオール化合物である。2官能チオール化合物は、熱可塑性エポキシ樹脂における硬化剤である。 A bifunctional thiol compound is a thiol compound that contains two mercapto groups in one molecule. A bifunctional thiol compound is a curing agent in thermoplastic epoxy resins.
2官能チオール化合物は、炭化水素系2官能チオール化合物、水酸基含有2官能チオール化合物およびエーテル基含有2官能チオール化合物からなる群から選択される少なくとも1種を含む。好ましくは、炭化水素系2官能チオール化合物、水酸基含有2官能チオール化合物およびエーテル基含有2官能チオール化合物からなる群から選択される少なくとも1種からなる。 The bifunctional thiol compound includes at least one selected from the group consisting of a hydrocarbon-based bifunctional thiol compound, a hydroxyl group-containing bifunctional thiol compound, and an ether group-containing bifunctional thiol compound. Preferably, the bifunctional thiol compound includes at least one selected from the group consisting of a hydrocarbon-based bifunctional thiol compound, a hydroxyl group-containing bifunctional thiol compound, and an ether group-containing bifunctional thiol compound.
炭化水素系2官能チオール化合物は、1分子中に2つのメルカプト基を有し、メルカプト基以外の分子骨格が炭化水素からなる2官能チオール化合物である。すなわち、炭化水素系2官能チオール化合物は、水酸基、エーテル結合およびエステル結合を含まない。 A hydrocarbon-based bifunctional thiol compound is a bifunctional thiol compound that has two mercapto groups in one molecule and the molecular skeleton other than the mercapto groups is made of hydrocarbon. In other words, a hydrocarbon-based bifunctional thiol compound does not contain a hydroxyl group, an ether bond, or an ester bond.
炭化水素系2官能チオール化合物としては、例えば、アルカンジチオール、アルケンジチオール、アルキンジチオール、シクロアルカンジチオールおよびアリールジチオールが挙げられる。アルカンジチオールとしては、例えば、炭素数1~12のアルカンジチオールが挙げられ、より具体的には、ジメルカプトメタン、1,2-ジメルカプトエタン、1,1-ジメルカプトエタン、1,3-ジメルカプトプロパン、1,2-ジメルカプトプロパン、1,1-ジメルカプトプロパン、1,4-ジメルカプトブタン、1,5-ジメルカプトペンタン、1,6-ジメルカプトヘキサン、1,8-ジメルカプトオクタン、1,10-ジメルカプトデカン、および、1,12-ジメルカプトドデカンが挙げられる。アルケンジチオールとしては、例えば、炭素数2~12のアルケンジチオールが挙げられ、より具体的には、1,2-ジメルカプト-2-エチレン、1,3-ジメルカプト-2-プロペン、および、1,4-ジメルカプト-1-ブテンが挙げられる。アルキンジチオールとしては、例えば、炭素数2~12のアルキンジチオールが挙げられ、より具体的には、1,2-ジメルカプト-2-アセチレン、1,3-ジメルカプト-2-プロピレン、および、1,4-ジメルカプト-1-ブチンが挙げられる。シクロアルカンジチオールとしては、例えば、炭素数3~12のシクロアルカンジチオールが挙げられ、より具体的には、1,4-ジメルカプトシクロアルカンが挙げられる。アリールジチオールとしては、例えば、炭素数6~12のアリールジチオールが挙げられ、より具体的には、1,4-ジメルカプトベンゼンおよび1,5-ジメルカプトナフタレンが挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用できる。 Examples of the hydrocarbon bifunctional thiol compound include alkanedithiols, alkenedithiols, alkyneedithiols, cycloalkanedithiols, and aryldithiols. Examples of the alkanedithiols include alkanedithiols having 1 to 12 carbon atoms, more specifically, dimercaptomethane, 1,2-dimercaptoethane, 1,1-dimercaptoethane, 1,3-dimercaptopropane, 1,2-dimercaptopropane, 1,1-dimercaptopropane, 1,4-dimercaptobutane, 1,5-dimercaptopentane, 1,6-dimercaptohexane, 1,8-dimercaptooctane, 1,10-dimercaptodecane, and 1,12-dimercaptododecane. Examples of the alkene dithiol include alkene dithiol having 2 to 12 carbon atoms, more specifically, 1,2-dimercapto-2-ethylene, 1,3-dimercapto-2-propene, and 1,4-dimercapto-1-butene. Examples of the alkene dithiol include alkene dithiol having 2 to 12 carbon atoms, more specifically, 1,2-dimercapto-2-acetylene, 1,3-dimercapto-2-propylene, and 1,4-dimercapto-1-butyne. Examples of the cycloalkanedithiol include cycloalkanedithiol having 3 to 12 carbon atoms, more specifically, 1,4-dimercaptocycloalkane. Examples of the aryldithiol include aryldithiol having 6 to 12 carbon atoms, more specifically, 1,4-dimercaptobenzene and 1,5-dimercaptonaphthalene. These can be used alone or in combination of two or more types.
水酸基含有2官能チオール化合物は、1分子中に2つのメルカプト基と、1つ以上の水酸基とを有し、メルカプト基および水酸基以外の分子骨格が炭化水素からなる2官能チオール化合物である。すなわち、炭化水素系2官能チオール化合物は、エーテル結合およびエステル結合を含まない。 A hydroxyl group-containing bifunctional thiol compound is a bifunctional thiol compound that has two mercapto groups and one or more hydroxyl groups in one molecule, and the molecular skeleton other than the mercapto groups and hydroxyl groups is made of a hydrocarbon. In other words, a hydrocarbon-based bifunctional thiol compound does not contain an ether bond or an ester bond.
水酸基含有2官能チオール化合物としては、例えば、炭素数3~12のジメルカプトアルコールが挙げられ、より具体的には、1,3-ジメルカプト-2-プロパノール、1,4-ジメルカプト-2-ブタノール、および、1,4-ジメルカプト-3-ブタノールが挙げられる。 Examples of hydroxyl group-containing bifunctional thiol compounds include dimercaptoalcohols having 3 to 12 carbon atoms, more specifically 1,3-dimercapto-2-propanol, 1,4-dimercapto-2-butanol, and 1,4-dimercapto-3-butanol.
エーテル基含有2官能チオール化合物は、1分子中に2つのメルカプト基と、1つ以上のエーテル結合とを有し、メルカプト基およびエーテル結合以外の分子骨格が炭化水素からなる2官能チオール化合物である。すなわち、炭化水素系2官能チオール化合物は、水酸基およびエステル結合を含まない。エーテル結合としては、例えば、-O-および-S-(チオエーテル)が挙げられる。 An ether group-containing bifunctional thiol compound is a bifunctional thiol compound that has two mercapto groups and one or more ether bonds in one molecule, and whose molecular backbone other than the mercapto groups and ether bonds is made of hydrocarbon. In other words, a hydrocarbon-based bifunctional thiol compound does not contain a hydroxyl group or an ester bond. Examples of ether bonds include -O- and -S- (thioether).
エーテル基含有2官能チオール化合物としては、例えば、ビス(2-メルカプトエチル)エーテル、ビス(2-メルカプトエチル)チオエーテル、ビス(3-メルカプトプロピル)エーテル、および、ビス(3-メルカプトプロピル)チオエーテルが挙げられる。 Examples of ether group-containing bifunctional thiol compounds include bis(2-mercaptoethyl) ether, bis(2-mercaptoethyl) thioether, bis(3-mercaptopropyl) ether, and bis(3-mercaptopropyl) thioether.
また、2官能チオール化合物は、必要に応じて、複素環を有していてもよい。複素環としては、例えば、4~8員環のヘテロ環が挙げられる。 The bifunctional thiol compound may also have a heterocycle, if necessary. Examples of the heterocycle include 4- to 8-membered heterocycles.
これら2官能チオール化合物は、単独使用または2種類以上併用できる。2官能チオール化合物は、生産性の観点から、好ましくは、炭化水素系2官能チオール化合物からなるか、水酸基含有2官能チオール化合物からなるか、エーテル基含有2官能チオール化合物からなる。2官能チオール化合物は、より好ましくは、炭化水素系2官能チオール化合物からなる。 These bifunctional thiol compounds can be used alone or in combination of two or more kinds. From the viewpoint of productivity, the bifunctional thiol compound is preferably a hydrocarbon-based bifunctional thiol compound, a hydroxyl group-containing bifunctional thiol compound, or an ether group-containing bifunctional thiol compound. More preferably, the bifunctional thiol compound is a hydrocarbon-based bifunctional thiol compound.
また、2官能チオール化合物は、芳香環(炭化水素系芳香環および/または複素芳香環)を有していてもよいが、低温硬化性の観点から、好ましくは、2官能チオール化合物は、芳香環を有していない。芳香環を有していない2官能チオール化合物は、芳香環を有している2官能チオール化合物に比べ、反応性が高い。そのため、芳香環を有していない2官能チオール化合物を用いることによって、より一層、低温硬化性の向上を図ることができる。 In addition, the bifunctional thiol compound may have an aromatic ring (a hydrocarbon aromatic ring and/or a heteroaromatic ring), but from the viewpoint of low-temperature curing properties, the bifunctional thiol compound preferably does not have an aromatic ring. Bifunctional thiol compounds that do not have an aromatic ring are more reactive than bifunctional thiol compounds that have an aromatic ring. Therefore, by using a bifunctional thiol compound that does not have an aromatic ring, it is possible to further improve low-temperature curing properties.
熱可塑性エポキシ樹脂の製造では、上記の2官能エポキシ化合物と、上記の2官能チオール化合物とを混合し、グリシジル基とメルカプト基とを硬化反応させる(反応工程)。 In the production of thermoplastic epoxy resins, the bifunctional epoxy compound and the bifunctional thiol compound are mixed together, and the glycidyl groups and mercapto groups are subjected to a curing reaction (reaction process).
硬化反応において、2官能エポキシ化合物中のグリシジル基に対する、2官能チオール化合物中のメルカプト基の当量比(メルカプト基/グリシジル基)が、例えば、0.8以上、好ましくは、0.9以上である。また、2官能エポキシ化合物中のグリシジル基に対する、2官能チオール化合物中のメルカプト基の当量比(メルカプト基/グリシジル基)が、例えば、1.2以下、好ましくは、1.1以下である。 In the curing reaction, the equivalent ratio of the mercapto group in the bifunctional thiol compound to the glycidyl group in the bifunctional epoxy compound (mercapto group/glycidyl group) is, for example, 0.8 or more, preferably 0.9 or more. Also, the equivalent ratio of the mercapto group in the bifunctional thiol compound to the glycidyl group in the bifunctional epoxy compound (mercapto group/glycidyl group) is, for example, 1.2 or less, preferably 1.1 or less.
反応における圧力条件は、常圧、加圧および減圧のいずれであってもよい。好ましくは、常圧である。 The pressure conditions for the reaction may be normal pressure, elevated pressure, or reduced pressure. Normal pressure is preferred.
また、上記の2官能エポキシ化合物と上記の2官能チオール化合物とは、比較的低温で硬化反応する。そのため、反応温度は、比較的低温であり、例えば、0℃以上、好ましくは、20℃以上、より好ましくは、50℃以上である。また、反応温度は、例えば、120℃以下、好ましくは、110℃以下、より好ましくは、105℃以下、さらに好ましくは、100℃以下である。反応温度が上記上限を下回っていれば、熱可塑性エポキシ樹脂は優れた低コスト性および生産性を有する。 The bifunctional epoxy compound and the bifunctional thiol compound undergo a curing reaction at a relatively low temperature. Therefore, the reaction temperature is relatively low, for example, 0°C or higher, preferably 20°C or higher, and more preferably 50°C or higher. The reaction temperature is, for example, 120°C or lower, preferably 110°C or lower, more preferably 105°C or lower, and even more preferably 100°C or lower. If the reaction temperature is below the above upper limit, the thermoplastic epoxy resin has excellent low cost and productivity.
反応時間は、特に制限されないが、例えば、0.5時間以上、好ましくは、1時間以上である。また、反応時間は、例えば、5時間以下、好ましくは、3時間以下である。反応時間が上記範囲であれば、熱可塑性エポキシ樹脂は優れた低コスト性および生産性を有する。 The reaction time is not particularly limited, but is, for example, 0.5 hours or more, and preferably 1 hour or more. The reaction time is, for example, 5 hours or less, and preferably 3 hours or less. If the reaction time is within the above range, the thermoplastic epoxy resin has excellent low cost and productivity.
硬化反応では、必要に応じて、公知の硬化促進剤を添加できる。硬化促進剤としては、例えば、アルカリ金属水酸化物、第3級アミン化合物、第4級アンモニウム化合物、第3級ホスフィン化合物、第4級ホスホニウム化合物およびイミダゾール化合物が挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用できる。硬化促進剤の添加量は、目的および用途に応じて、適宜設定される。 In the curing reaction, a known curing accelerator can be added as necessary. Examples of the curing accelerator include alkali metal hydroxides, tertiary amine compounds, quaternary ammonium compounds, tertiary phosphine compounds, quaternary phosphonium compounds, and imidazole compounds. These can be used alone or in combination of two or more types. The amount of the curing accelerator added is appropriately set depending on the purpose and application.
硬化反応では、必要に応じて、公知の溶剤を添加できる。溶剤としては、例えば、ケトン、エステル、エーテル、アミドおよびグリコールエーテルが挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用できる。好ましくは、ケトンおよびグリコールエーテルが挙げられる。溶剤の添加量は、目的および用途に応じて、適宜設定される。 In the curing reaction, a known solvent can be added as necessary. Examples of the solvent include ketones, esters, ethers, amides, and glycol ethers. These can be used alone or in combination of two or more. Ketones and glycol ethers are preferred. The amount of solvent added is appropriately set depending on the purpose and application.
これにより、反応生成物として、熱可塑性エポキシ樹脂が得られる。より具体的には、上記の方法では、2官能エポキシ化合物と2官能チオール化合物とが反応する。すなわち、2官能の化合物同士が反応する。そのため、反応生成物において、リニア構造が形成され、三次元架橋構造の形成が抑制される。その結果、熱可塑性を有するエポキシ樹脂が得られる。 As a result, a thermoplastic epoxy resin is obtained as the reaction product. More specifically, in the above method, a bifunctional epoxy compound reacts with a bifunctional thiol compound. In other words, bifunctional compounds react with each other. As a result, a linear structure is formed in the reaction product, and the formation of a three-dimensional crosslinked structure is suppressed. As a result, an epoxy resin having thermoplastic properties is obtained.
なお、2官能エポキシ化合物と2官能チオール化合物との反応では、水酸基が副生する。また、2官能チオール化合物が、水酸基を含有する場合がある。このような場合、2官能のメルカプト基に加えて、水酸基がグリシジル基と反応し、三次元架橋構造が形成される可能性がある。 In addition, in the reaction between a bifunctional epoxy compound and a bifunctional thiol compound, a hydroxyl group is produced as a by-product. In addition, the bifunctional thiol compound may contain a hydroxyl group. In such a case, in addition to the bifunctional mercapto group, the hydroxyl group may react with the glycidyl group to form a three-dimensional crosslinked structure.
しかし、水酸基のグリシジル基に対する反応性は、メルカプト基のグリシジル基に対する反応性よりも極めて低い。そのため、グリシジル基に対して、メルカプト基が優先的に反応する。その結果、リニア構造が形成され、三次元架橋構造の形成が抑制され、リニア構造が形成される。そのため、2官能エポキシ化合物と2官能チオール化合物との反応生成物として、熱可塑性エポキシ樹脂が得られる。 However, the reactivity of hydroxyl groups with glycidyl groups is much lower than that of mercapto groups with glycidyl groups. Therefore, mercapto groups react preferentially with glycidyl groups. As a result, a linear structure is formed, and the formation of a three-dimensional crosslinked structure is suppressed, resulting in the formation of a linear structure. Therefore, a thermoplastic epoxy resin is obtained as the reaction product of a bifunctional epoxy compound and a bifunctional thiol compound.
また、上記の熱可塑性エポキシ樹脂は、2官能エポキシ化合物と2官能チオール化合物との反応生成物として得られるため、溶剤に対する溶解性および/または分散性に優れる。そのため、上記の熱可塑性エポキシ樹脂は、上記溶剤の溶液および/または分散液として得ることができ、取り扱い性に優れる。 The above thermoplastic epoxy resin is obtained as a reaction product of a bifunctional epoxy compound and a bifunctional thiol compound, and therefore has excellent solubility and/or dispersibility in a solvent. Therefore, the above thermoplastic epoxy resin can be obtained as a solution and/or dispersion in the above solvent, and has excellent handleability.
熱可塑性エポキシ樹脂が、上記溶剤の溶液および/または分散液として得られる場合、必要に応じて、上記の溶剤を公知の方法で除去し、固形の熱可塑性エポキシ樹脂することができる。また、固形の熱可塑性エポキシ樹脂に、上記溶剤を添加し、熱可塑性エポキシ樹脂の溶液および/または分散液を得ることもできる。さらに、熱可塑性エポキシ樹脂の溶液および/または分散液に、上記溶剤を添加し、固形分濃度を調整することもできる。粘度を調整し、取扱性の向上を図る観点から、好ましくは、熱可塑性エポキシ樹脂は、溶液および/または分散液として調製される。 When the thermoplastic epoxy resin is obtained as a solution and/or dispersion in the above-mentioned solvent, the above-mentioned solvent can be removed by a known method as necessary to obtain a solid thermoplastic epoxy resin. The above-mentioned solvent can also be added to the solid thermoplastic epoxy resin to obtain a solution and/or dispersion of the thermoplastic epoxy resin. Furthermore, the above-mentioned solvent can also be added to the solution and/or dispersion of the thermoplastic epoxy resin to adjust the solid content concentration. From the viewpoint of adjusting the viscosity and improving the handleability, the thermoplastic epoxy resin is preferably prepared as a solution and/or dispersion.
熱可塑性エポキシ樹脂の溶液および/または分散液の固形分濃度は、例えば、1質量%以上、好ましくは、5質量%以上、より好ましくは、10質量%以上である。また、熱可塑性エポキシ樹脂の溶液および/または分散液の固形分濃度は、例えば、70質量%以下、好ましくは、60質量%以下、より好ましくは、50質量%以下である。 The solids concentration of the thermoplastic epoxy resin solution and/or dispersion is, for example, 1 mass% or more, preferably 5 mass% or more, and more preferably 10 mass% or more. The solids concentration of the thermoplastic epoxy resin solution and/or dispersion is, for example, 70 mass% or less, preferably 60 mass% or less, and more preferably 50 mass% or less.
このような熱可塑性エポキシ樹脂およびその製造方法では、1分子中に2つのグリシジル基を含む2官能エポキシ化合物と、1分子中に2つのメルカプト基を含む2官能チオール化合物とを反応させる。そのため、反応生成物中において、リニア構造が形成され、三次元架橋構造の形成が抑制される。その結果、熱可塑性エポキシ樹脂は、優れた熱可塑性を有する。 In such a thermoplastic epoxy resin and its manufacturing method, a bifunctional epoxy compound containing two glycidyl groups in one molecule is reacted with a bifunctional thiol compound containing two mercapto groups in one molecule. As a result, a linear structure is formed in the reaction product, and the formation of a three-dimensional crosslinked structure is suppressed. As a result, the thermoplastic epoxy resin has excellent thermoplasticity.
また、上記の熱可塑性エポキシ樹脂およびその製造方法ででは、2官能チオール化合物が、炭化水素系2官能チオール化合物、水酸基含有2官能チオール化合物およびエーテル基含有2官能チオール化合物からなる群から選択される少なくとも1種を含む。そのため、熱可塑性エポキシ樹脂は、優れた低温硬化性を有し、生産性に優れる。 In addition, in the above-mentioned thermoplastic epoxy resin and its manufacturing method, the bifunctional thiol compound includes at least one selected from the group consisting of a hydrocarbon-based bifunctional thiol compound, a hydroxyl group-containing bifunctional thiol compound, and an ether group-containing bifunctional thiol compound. Therefore, the thermoplastic epoxy resin has excellent low-temperature curing properties and excellent productivity.
このような熱可塑性エポキシ樹脂(硬化物)は、熱可塑性を有するため、加熱によって任意の形状に成型でき、種々の分野において好適に使用される。熱可塑性エポキシ樹が使用される分野は、特に制限されないが、例えば、接着剤分野、塗料分野、電気・電子材料分野、半導体材料分野、絶縁材料分野、コーティング分野およびフィルム分野が挙げられ、好ましくは、接着剤分野が挙げられる。 Since such thermoplastic epoxy resins (cured products) have thermoplastic properties, they can be molded into any shape by heating, and are suitable for use in a variety of fields. There are no particular limitations on the fields in which thermoplastic epoxy resins are used, but examples include the adhesives field, paint field, electrical and electronic materials field, semiconductor materials field, insulating materials field, coating field, and film field, and preferably the adhesives field.
熱可塑性エポキシ樹脂は、好ましくは、接着剤として使用される。接着剤は、上記の熱可塑性エポキシ樹脂を含み、好ましくは、上記の熱可塑性エポキシ樹脂からなる。接着剤としては、例えば、液状接着剤およびフィルム状接着剤が挙げられ、好ましくは、フィルム状接着剤が挙げられる。 The thermoplastic epoxy resin is preferably used as an adhesive. The adhesive contains the above-mentioned thermoplastic epoxy resin, and preferably consists of the above-mentioned thermoplastic epoxy resin. Examples of the adhesive include a liquid adhesive and a film adhesive, and preferably a film adhesive.
フィルム状接着剤は、例えば、ホットメルト接着剤である。すなわち、熱可塑性エポキシ樹脂を、フィルム状接着剤として使用する場合、まず、熱可塑性エポキシ樹脂をフィルム状に成型する。次いで、熱可塑性エポキシ樹脂のフィルムを、被接着物に接触させた状態で加熱溶融させる。その後、溶融した熱可塑性エポキシ樹脂を、乾燥および硬化させる。これにより、熱可塑性エポキシ樹脂によって被接着物を接着できる。 The film-like adhesive is, for example, a hot melt adhesive. That is, when using a thermoplastic epoxy resin as a film-like adhesive, the thermoplastic epoxy resin is first molded into a film. Next, the thermoplastic epoxy resin film is heated and melted while in contact with the object to be adhered. The molten thermoplastic epoxy resin is then dried and hardened. This allows the object to be adhered by the thermoplastic epoxy resin.
また、熱可塑性エポキシ樹脂は、樹脂の改質剤としても使用される。改質される樹脂(被改質樹脂)としては、例えば、原料成分として水酸基と反応可能な化合物(水酸基反応性化合物)を含む樹脂が挙げられる。 Thermoplastic epoxy resins are also used as resin modifiers. Examples of resins to be modified (resins to be modified) include resins that contain compounds capable of reacting with hydroxyl groups (hydroxyl group-reactive compounds) as raw material components.
すなわち、熱可塑性エポキシ樹脂は、上記したように、遊離の水酸基を含有する。より具体的には、上記したように、2官能エポキシ化合物と2官能チオール化合物との反応により、水酸基が副生する。また、2官能チオール化合物が、水酸基を含有する場合がある。しかし、水酸基のグリシジル基に対する反応性は、メルカプト基のグリシジル基に対する反応性よりも低い。そのため、グリシジル基に対して、メルカプト基が優先的に反応する。その結果、熱可塑性エポキシ樹脂は、グリシジル基と反応せずに残存する水酸基を、含有する。 That is, as described above, the thermoplastic epoxy resin contains free hydroxyl groups. More specifically, as described above, hydroxyl groups are by-produced by the reaction of a bifunctional epoxy compound with a bifunctional thiol compound. Also, the bifunctional thiol compound may contain hydroxyl groups. However, the reactivity of hydroxyl groups with glycidyl groups is lower than the reactivity of mercapto groups with glycidyl groups. Therefore, mercapto groups react preferentially with glycidyl groups. As a result, the thermoplastic epoxy resin contains hydroxyl groups that remain unreacted with glycidyl groups.
そのため、被改質樹脂の原料成分が水酸基反応性化合物を含有している場合、その原料成分に熱可塑性エポキシ樹脂を添加することによって、原料成分の一部と熱可塑性エポキシ樹脂とを反応させることができ、被改質樹脂を熱可塑性エポキシ樹脂により改質できる。 Therefore, when the raw material components of the resin to be modified contain a hydroxyl group-reactive compound, adding a thermoplastic epoxy resin to the raw material components allows a reaction between a portion of the raw material components and the thermoplastic epoxy resin, and the resin to be modified can be modified by the thermoplastic epoxy resin.
水酸基と反応可能な化合物としては、例えば、エポキシ化合物、アクリル酸エステル化合物、イソシアネート化合物、および、酸無水物化合物が挙げられる。 Examples of compounds that can react with hydroxyl groups include epoxy compounds, acrylic ester compounds, isocyanate compounds, and acid anhydride compounds.
被改質樹脂を熱可塑性エポキシ樹脂により改質するには、例えば、被改質樹脂の原料成分に、上記の熱可塑性エポキシ樹脂を配合し、原料成分を反応させる。熱可塑性エポキシ樹脂の配合割合および反応条件は、被改質樹脂の種類に応じて、適宜設定される。 To modify a resin to be modified with a thermoplastic epoxy resin, for example, the above-mentioned thermoplastic epoxy resin is blended with the raw material components of the resin to be modified, and the raw material components are reacted. The blending ratio of the thermoplastic epoxy resin and the reaction conditions are appropriately set according to the type of resin to be modified.
例えば、被改質樹脂100質量部に対して、熱可塑性エポキシ樹脂の配合量は、例えば、20質量部以下、好ましくは、10質量部以下である。また、下限は、特に制限されないが、被改質樹脂100質量部に対して、熱可塑性エポキシ樹脂の配合量は、例えば、0.1質量部以上である。 For example, the amount of thermoplastic epoxy resin to be mixed per 100 parts by mass of the resin to be modified is, for example, 20 parts by mass or less, preferably 10 parts by mass or less. In addition, although there is no particular lower limit, the amount of thermoplastic epoxy resin to be mixed per 100 parts by mass of the resin to be modified is, for example, 0.1 parts by mass or more.
また、例えば、被改質樹脂の原料成分が、エポキシ化合物を含む場合、反応温度は、例えば、0℃以上、好ましくは、20℃以上、より好ましくは、50℃以上である。また、反応温度は、例えば、120℃以下、好ましくは、110℃以下、より好ましくは、105℃以下、さらに好ましくは、100℃以下である。 For example, when the raw material components of the resin to be modified contain an epoxy compound, the reaction temperature is, for example, 0°C or higher, preferably 20°C or higher, and more preferably 50°C or higher. The reaction temperature is, for example, 120°C or lower, preferably 110°C or lower, more preferably 105°C or lower, and even more preferably 100°C or lower.
また、これらの反応では、必要に応じて、硬化促進剤を添加できる。硬化促進剤は、硬化性化合物の種類に応じて、適宜設定される。例えば、硬化性化合物がエポキシ化合物である場合、硬化促進剤として、上記した硬化促進剤が挙げられる。 In these reactions, a curing accelerator can be added as necessary. The curing accelerator is appropriately selected depending on the type of curable compound. For example, when the curable compound is an epoxy compound, the curing accelerator may be any of the above-mentioned curing accelerators.
熱可塑性エポキシ樹脂により改質された樹脂は、特に制限されず、各種産業分野において、好適に使用される。そのような分野としては、例えば、接着剤分野、塗料分野、電気・電子材料分野、半導体材料分野、絶縁材料分野、コーティング分野およびフィルム分野が挙げられる。 Resins modified with thermoplastic epoxy resins are suitable for use in a variety of industrial fields, without any particular limitations. Examples of such fields include adhesives, paints, electrical and electronic materials, semiconductor materials, insulating materials, coatings, and films.
次に、本発明を、実施例および比較例に基づいて説明するが、本発明は、下記の実施例によって限定されるものではない。なお、「部」および「%」は、特に言及がない限り、質量基準である。また、以下の記載において用いられる配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなど該当記載の上限値(「以下」、「未満」として定義されている数値)または下限値(「以上」、「超過」として定義されている数値)に代替することができる。 Next, the present invention will be described based on examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples. Note that "parts" and "%" are by mass unless otherwise specified. In addition, the specific numerical values of the compounding ratio (content ratio), physical property values, parameters, etc. used in the following description can be replaced with the upper limit value (a numerical value defined as "equal to or less than") or lower limit value (a numerical value defined as "equal to or more than" or "exceeding") of the corresponding compounding ratio (content ratio), physical property value, parameter, etc. described in the above "Form for carrying out the invention".
1.原料
(A成分)主剤
ビスフェノールA型エポキシ化合物(製品名jER828、三菱ケミカル社製、エポキシ化合物、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、官能基数2)
1. Raw materials (Component A) Main component: Bisphenol A type epoxy compound (product name jER828, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, epoxy compound, bisphenol A diglycidyl ether, functional group number 2)
(B成分)硬化剤
(1)1,3-ジメルカプト-2-プロパノール(旭化学工業社製、DMP、チオール化合物、水酸基含有2官能チオール化合物、官能基数2)
(2)1,4-ジメルカプトベンゼン(旭化学工業社製、1,4-DMB、チオール化合物、炭化水素系2官能チオール化合物、官能基数2)
(3)ビス(2-メルカプトエチル)エーテル(東京化成社製、BMEE、チオール化合物、エーテル基含有2官能チオール化合物、官能基数2)
(4)ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)(東京化成社製、PE-TMPA、チオール化合物、官能基数4)
(5)ビスフェノールA(ナカライテスク社製、Bis-A、ポリオール化合物、官能基数2)
(Component B) Curing agent (1) 1,3-dimercapto-2-propanol (manufactured by Asahi Chemical Industry Co., Ltd., DMP, thiol compound, hydroxyl group-containing bifunctional thiol compound, functional group number 2)
(2) 1,4-Dimercaptobenzene (manufactured by Asahi Chemical Industry Co., Ltd., 1,4-DMB, thiol compound, hydrocarbon-based bifunctional thiol compound, number of functional groups: 2)
(3) Bis(2-mercaptoethyl)ether (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., BMEE, thiol compound, ether group-containing bifunctional thiol compound, number of functional groups: 2)
(4) Pentaerythritol tetrakis(3-mercaptopropionate) (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., PE-TMPA, thiol compound, number of functional groups: 4)
(5) Bisphenol A (Nacalai Tesque, Bis-A, polyol compound, functional group number 2)
(C成分)硬化促進剤
(1)アミンアダクト型硬化促進剤(製品名アミキュアPN-23、味の素ファインテクノ社製、PN-23)
(2)トリフェニルホスフィン(和光純薬社製、TPP)
(Component C) Curing accelerator (1) Amine adduct type curing accelerator (product name Amicure PN-23, manufactured by Ajinomoto Fine-Techno Co., Ltd., PN-23)
(2) Triphenylphosphine (TPP, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
2.熱可塑性エポキシ樹脂
実施例1、実施例3および比較例1
表1に記載の処方に基づいて、A成分、B成分およびC成分を混合した。なお、2官能エポキシ化合物中のグリシジル基に対する、2官能チオール化合物中のメルカプト基の当量比(メルカプト基/グリシジル基)は、1.0であった。
2. Thermoplastic epoxy resin Example 1, Example 3 and Comparative Example 1
Components A, B, and C were mixed according to the recipe shown in Table 1. The equivalent ratio of the mercapto group in the bifunctional thiol compound to the glycidyl group in the bifunctional epoxy compound (mercapto group/glycidyl group) was 1.0.
次いで、得られた混合物を金型(厚み3mm)に流し込み、50℃で1時間加熱し、その後、80℃で1時間加熱した。これにより、熱可塑性エポキシ樹脂(厚み3mm)を得た。 The resulting mixture was then poured into a mold (thickness 3 mm) and heated at 50°C for 1 hour, and then heated at 80°C for 1 hour. This resulted in a thermoplastic epoxy resin (thickness 3 mm).
なお、後述するように、比較例1では、熱可塑性エポキシ樹脂が得られず、熱硬化性エポキシ樹脂が得られた。 As described below, in Comparative Example 1, a thermosetting epoxy resin was obtained instead of a thermoplastic epoxy resin.
実施例2
表1に記載の処方に基づいて、A成分、B成分およびC成分を混合した。なお、2官能エポキシ化合物中のグリシジル基に対する、2官能チオール化合物中のメルカプト基の当量比(メルカプト基/グリシジル基)は、1.0であった。
Example 2
Components A, B, and C were mixed according to the recipe shown in Table 1. The equivalent ratio of the mercapto group in the bifunctional thiol compound to the glycidyl group in the bifunctional epoxy compound (mercapto group/glycidyl group) was 1.0.
次いで、得られた混合物を金型(厚み3mm)に流し込み、80℃で1時間加熱し、その後、120℃で2時間加熱した。これにより、熱可塑性エポキシ樹脂(厚み3mm)を得た。 The resulting mixture was then poured into a mold (thickness 3 mm) and heated at 80°C for 1 hour, and then heated at 120°C for 2 hours. This resulted in a thermoplastic epoxy resin (thickness 3 mm).
比較例2
表1に記載の処方に基づいて、A成分、B成分およびC成分を混合した。次いで、得られた混合物を金型(厚み3mm)に流し込み、120℃で30分加熱し、その後、150℃で5時間加熱した。これにより、熱可塑性エポキシ樹脂(厚み3mm)を得た。なお、比較例1では、実施例1と同じ温度条件では、A成分、B成分およびC成分が反応しなかった。
Comparative Example 2
Components A, B, and C were mixed based on the recipe in Table 1. The resulting mixture was then poured into a mold (thickness 3 mm) and heated at 120°C for 30 minutes, and then heated at 150°C for 5 hours. This resulted in a thermoplastic epoxy resin (thickness 3 mm). In Comparative Example 1, components A, B, and C did not react under the same temperature conditions as in Example 1.
<評価>
(1)溶解性
エポキシ樹脂の試験片(30mm×10mm×3mm)に対して、固形分30%質量となるように、シクロヘキサノンまたはエチレングリコールモノメチルを添加し、常温でエポキシ樹脂を溶解させた。その後、エポキシ樹脂の溶け残り具合を目視観察した。評価基準を下記する。
○:溶け残りが確認されなかった。
△:溶け残りが僅かに確認された。
×:ほとんど溶解しなかった。
<Evaluation>
(1) Solubility Cyclohexanone or ethylene glycol monomethyl was added to an epoxy resin test piece (30 mm x 10 mm x 3 mm) so that the solid content was 30% by mass, and the epoxy resin was dissolved at room temperature. After that, the degree of undissolved epoxy resin was visually observed. The evaluation criteria are as follows.
○: No residual dissolution was observed.
△: A small amount of undissolved material was observed.
×: Almost no dissolution.
3.接着剤
2枚のアルミニウム板に、各実施例および各比較例で得られた熱可塑性エポキシ樹脂を挟み込んだ。次いで、アルミニウム板の隙間を、スペーサーにより1mmに調整した。次いで、アルミニウム板および熱可塑性エポキシ樹脂を固定し、これらを熱風乾燥炉により150℃で60分加熱した。その後、熱可塑性エポキシ樹脂の温度が室温に戻ったことを確認した。これにより、熱可塑性エポキシ樹脂からなるフィルム状接着剤(厚み1mm)を得た。
3. Adhesive The thermoplastic epoxy resin obtained in each Example and Comparative Example was sandwiched between two aluminum plates. The gap between the aluminum plates was then adjusted to 1 mm using a spacer. The aluminum plate and the thermoplastic epoxy resin were then fixed together and heated in a hot air drying oven at 150°C for 60 minutes. It was then confirmed that the temperature of the thermoplastic epoxy resin had returned to room temperature. This resulted in a film-like adhesive (thickness 1 mm) made of thermoplastic epoxy resin.
<評価> <Evaluation>
(1)熱可塑性
実施例1~3および比較例2のエポキシ樹脂は、上記の方法によりフィルム状に成形できたため、熱可塑性を有していると判断された。一方、比較例1のエポキシ樹脂は、上記の方法によりフィルム状に成形できなかったため、熱可塑性を有していないと判断された。
(2)接着性
アルミニウム板(厚さ1.5mm×幅25mm×長さ100mm、A1050P)を2枚準備した。次いで、各アルミニウム板の接着部分(幅25mm×長さ12.5mm)を、ブラスト処理した。次いで、一方のアルミニウム板の接着部分に、熱可塑性エポキシ樹脂からなるフィルムを乗せ、他方のアルミニウム板と貼り合わせた。その後、アルミニウム板およびフィルムを固定し、これらを熱風乾燥炉により150℃で60分加熱し、室温まで放冷した。これにより、テストピースを得た。
(1) Thermoplasticity The epoxy resins of Examples 1 to 3 and Comparative Example 2 were judged to have thermoplasticity because they could be molded into a film by the above method. On the other hand, the epoxy resin of Comparative Example 1 was judged not to have thermoplasticity because it could not be molded into a film by the above method.
(2) Adhesion Two aluminum plates (thickness 1.5 mm x width 25 mm x length 100 mm, A1050P) were prepared. Next, the adhesive portion of each aluminum plate (width 25 mm x length 12.5 mm) was blasted. Next, a film made of a thermoplastic epoxy resin was placed on the adhesive portion of one of the aluminum plates, and the aluminum plate was bonded to the other aluminum plate. After that, the aluminum plate and the film were fixed, heated at 150°C for 60 minutes in a hot air drying oven, and allowed to cool to room temperature. This resulted in a test piece.
テストピースを、万能材料試験機(島津製作所製 AGS-X)により引張方向(180°)に引張速度5mm/minで引っ張り、最大荷重を測定した。その後、最大荷重と接着面積とに基づいて、接着強度(MPa)を計算した。なお、この試験は、JIS K 6850(1999年)に準拠した。 The test pieces were pulled in the tensile direction (180°) at a tensile speed of 5 mm/min using a universal material testing machine (Shimadzu Corporation AGS-X) to measure the maximum load. The adhesive strength (MPa) was then calculated based on the maximum load and the adhesive area. This test was conducted in accordance with JIS K 6850 (1999).
4.改質剤
(D成分)水酸基反応性化合物
(1)ビスフェノールA型エポキシ化合物(製品名jER828、三菱ケミカル社製、エポキシ化合物、官能基数2)
(2)4-メチルシクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸無水物(酸無水物、MCDA)
4. Modifier (Component D) Hydroxyl group reactive compound (1) Bisphenol A type epoxy compound (product name jER828, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, epoxy compound, functional group number 2)
(2) 4-Methylcyclohexane-1,2-dicarboxylic anhydride (acid anhydride, MCDA)
(E成分)改質剤
(1)実施例3の熱可塑性エポキシ樹脂(BMEE828)
(Component E) Modifier (1) Thermoplastic epoxy resin of Example 3 (BMEE828)
(F成分)硬化促進剤
(1)N,N’-ジメチルベンジルアミン(DMBA)
(Component F) Curing Accelerator (1) N,N'-Dimethylbenzylamine (DMBA)
実施例4~5および比較例3
表2に記載の処方に基づいて、D成分、E成分およびF成分を混合した。次いで、得られた混合物を金型(厚み3mm)に流し込み、50℃で1時間加熱し、その後、80℃で1時間加熱した。これにより、熱可塑性エポキシ樹脂により改質された樹脂(厚み3mm)を得た。なお、比較例3では、E成分を配合しなかった。
Examples 4 to 5 and Comparative Example 3
Components D, E, and F were mixed based on the recipe in Table 2. The mixture obtained was then poured into a mold (thickness 3 mm) and heated at 50°C for 1 hour, and then heated at 80°C for 1 hour. This resulted in a resin (thickness 3 mm) modified with a thermoplastic epoxy resin. In Comparative Example 3, component E was not blended.
<評価>
(1)破壊靭性値
各実施例および各比較例で得られた樹脂の試験片(60mm×10mm×3mm)の破壊靭性値を、万能材料試験機(島津製作所製 AGS-X)を用いて測定した。なお、測定は、ASTM D5043-93の3点曲げ法に準拠した。また、測定条件は、支点間距離40mm、荷重速度1mm/minとした。破壊靭性値としては、破壊靭性試験により算出される臨界応力拡大係数(K1C)を採用した。
<Evaluation>
(1) Fracture toughness value The fracture toughness value of the resin test piece (60 mm x 10 mm x 3 mm) obtained in each Example and Comparative Example was measured using a universal material testing machine (AGS-X manufactured by Shimadzu Corporation). The measurement was performed in accordance with the three-point bending method of ASTM D5043-93. The measurement conditions were a support distance of 40 mm and a loading rate of 1 mm/min. The critical stress intensity factor (K 1C ) calculated by the fracture toughness test was used as the fracture toughness value.
(2)曲げ強さおよび曲げ弾性率
各実施例および各比較例で得られた樹脂の試験片(60mm×10mm×3mm)の曲げ強さおよび曲げ弾性率を、万能材料試験機(島津製作所製 AGS-X)を用いて測定した。なお、測定は、JIS K-6911(2006年)の3点曲げ試験に準拠した。また、測定条件は、支点間距離48mm、荷重速度1.5mm/minとした。
(2) Flexural strength and flexural modulus The flexural strength and flexural modulus of the resin test pieces (60 mm x 10 mm x 3 mm) obtained in each Example and Comparative Example were measured using a universal material testing machine (AGS-X manufactured by Shimadzu Corporation). The measurements were performed in accordance with the three-point bending test of JIS K-6911 (2006). The measurement conditions were a support distance of 48 mm and a loading speed of 1.5 mm/min.
Claims (5)
1分子中に2つのメルカプト基を含む2官能チオール化合物との反応生成物を含み、
前記2官能チオール化合物が、炭化水素系2官能チオール化合物、水酸基含有2官能チオール化合物およびエーテル基含有2官能チオール化合物からなる群から選択される少なくとも1種を含む、熱可塑性エポキシ樹脂。 a bifunctional epoxy compound containing two glycidyl groups in one molecule;
It includes a reaction product with a bifunctional thiol compound containing two mercapto groups in one molecule,
The thermoplastic epoxy resin, wherein the bifunctional thiol compound includes at least one selected from the group consisting of a hydrocarbon-based bifunctional thiol compound, a hydroxyl group-containing bifunctional thiol compound, and an ether group-containing bifunctional thiol compound.
前記2官能チオール化合物が、炭化水素系2官能チオール化合物、水酸基含有2官能チオール化合物およびエーテル基含有2官能チオール化合物からなる群から選択される少なくとも1種を含み、
前記反応工程における反応温度が120℃以下である、熱可塑性エポキシ樹脂の製造方法。
The method includes a reaction step of reacting a bifunctional epoxy compound containing two glycidyl groups in one molecule with a bifunctional thiol compound containing two mercapto groups in one molecule,
the bifunctional thiol compound includes at least one selected from the group consisting of a hydrocarbon-based bifunctional thiol compound, a hydroxyl group-containing bifunctional thiol compound, and an ether group-containing bifunctional thiol compound;
The method for producing a thermoplastic epoxy resin, wherein the reaction temperature in the reaction step is 120° C. or lower.
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