JP3017556B2 - Modified epoxy resin and epoxy resin composition - Google Patents

Modified epoxy resin and epoxy resin composition

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JP3017556B2 JP3106414A JP10641491A JP3017556B2 JP 3017556 B2 JP3017556 B2 JP 3017556B2 JP 3106414 A JP3106414 A JP 3106414A JP 10641491 A JP10641491 A JP 10641491A JP 3017556 B2 JP3017556 B2 JP 3017556B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、グリシジルアミン系エ
ポキシ樹脂変性体及びこれを添加することにより靱性を
改善したエポキシ樹脂組成物とその硬化物に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a modified glycidylamine-based epoxy resin, an epoxy resin composition having improved toughness by adding the same, and a cured product thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】エポキシ樹脂の改質は特に盛んに行わ
れ、その応用範囲の拡大が図られている。エポキシ樹脂
は電気的特性、接着性、熱特性等が優れているが、一般
に脆く、硬化時や使用時の応力歪み、熱や力学的衝撃に
よって容易にクラックが発生する問題がある。この問題
に対して、長鎖脂肪族基やゴム状性質を持つ硬化剤の使
用、エラストマー的性質を持つ化合物の添加、アスファ
ルト物質、グリコール類等の可塑剤の添加、ガラス繊
維、アラミド繊維、炭素繊維等の繊維の添加、エポキシ
化合物自体のゴム弾性を示す分子基の導入等により、そ
の強靱化を図ることが行われている(越智 光一、高分
子 38(3)、200(1989)。
2. Description of the Related Art Epoxy resins have been particularly actively modified, and the range of application thereof has been expanded. Epoxy resins have excellent electrical properties, adhesive properties, thermal properties, and the like, but are generally brittle and have a problem that cracks easily occur due to stress strain during curing or use, heat or mechanical impact. To solve this problem, use a curing agent having a long-chain aliphatic group or rubber-like properties, add a compound having an elastomeric property, add a plasticizer such as an asphalt substance, glycols, etc., glass fiber, aramid fiber, carbon The toughness of the epoxy compound is enhanced by the addition of fibers such as fibers and the introduction of a molecular group exhibiting rubber elasticity of the epoxy compound itself (Koichi Ochi, Polymer 38 (3), 200 (1989)).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、優れた
耐熱性、接着性及び耐化学薬品性を持つグリシジルアミ
ン系エポキシ樹脂は、主に繊維強化エポキシ樹脂として
広く使用されているが、硬くて脆いという問題がある。
この問題に対して、前記のゴム状物質を添加することで
問題の解決を図る試みがなされているが、充分な相溶性
が得られないために充分な効果が発揮できない、またエ
ポキシ樹脂の優れた耐熱性や接着性等の特性を損なう、
非常にコスト高となる等の問題を有している。本発明は
これらの問題点を鑑みてなされたもので、グリシジルア
ミン系エポキシ樹脂の耐熱性の特徴を低減させることな
く、改善された靱性を与えるグリシジルアミン系エポキ
シ樹脂組成物を提供することにある。
However, glycidylamine-based epoxy resins having excellent heat resistance, adhesiveness and chemical resistance are widely used mainly as fiber-reinforced epoxy resins, but are hard and brittle. There's a problem.
Attempts have been made to solve this problem by adding the rubber-like substance described above, but it is not possible to exert a sufficient effect because sufficient compatibility cannot be obtained, and the excellent properties of epoxy resins Impaired properties such as heat resistance and adhesiveness,
There are problems such as a very high cost. The present invention has been made in view of these problems, and it is an object of the present invention to provide a glycidylamine-based epoxy resin composition that provides improved toughness without reducing the heat resistance characteristics of the glycidylamine-based epoxy resin. .

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の問
題点を解決するために鋭意検討した結果、グリシジルア
ミン系エポキシ樹脂、硬化剤及び一般式(I)で示すフ
ェノール性水酸基含有アラミド−ポリブタジエン−アク
リロニトリルブロック共重合体とを主成分として複合化
することにより、エポキシ樹脂及びその硬化物の特性を
低減させることなく、エポキシ樹脂の強靱性を向上でき
ることを見いだし、本発明を完結した。
The present inventors have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, have found that a glycidylamine-based epoxy resin, a curing agent and a phenolic hydroxyl group-containing aramid represented by the general formula (I). -It has been found that, by compounding a polybutadiene-acrylonitrile block copolymer as a main component, the toughness of the epoxy resin can be improved without reducing the properties of the epoxy resin and its cured product, and the present invention has been completed.

【化2】 (式中、x=3〜7の整数、y=1〜4の整数、y/
(x+y)=0.1〜0.3、z=5〜15の整数、m
=1〜400の整数、n=1〜400の整数、n/(m
+n)=0.01〜0.50、1=1〜50の整数、A
1 、Ar3 は二価の芳香族基、Ar2 はフェノール性
水酸基を含有する二価の芳香族基を示す)
Embedded image (Where x is an integer of 3 to 7, y is an integer of 1 to 4, y /
(X + y) = 0.1 to 0.3, z = integer of 5 to 15, m
= An integer of 1 to 400, n = an integer of 1 to 400, n / (m
+ N) = 0.01 to 0.50, 1 = 1 to 50, A
r 1 and Ar 3 represent a divalent aromatic group, and Ar 2 represents a divalent aromatic group containing a phenolic hydroxyl group.

【0005】本発明のエポキシ樹脂変性体は、グリシジ
ルアミン系エポキシ樹脂とブロック共重合体(I)をア
ミド系溶媒中で反応させることにより得られる。アミド
系溶媒としては、N,N−ジメチルアセトアミド、N−
メチル−2−ピロリドン等が用いられる。エポキシ樹脂
の使用量は、ブロック共重合体(I)に対して、1〜2
0倍当量、好ましくは5〜15倍当量である。反応温度
は50℃以上好ましくは70℃以上である。
[0005] The modified epoxy resin of the present invention can be obtained by reacting a glycidylamine-based epoxy resin with a block copolymer (I) in an amide-based solvent. N, N-dimethylacetamide, N-
Methyl-2-pyrrolidone and the like are used. The amount of the epoxy resin used is 1 to 2 with respect to the block copolymer (I).
It is 0 equivalent, preferably 5 to 15 equivalent. The reaction temperature is 50 ° C. or higher, preferably 70 ° C. or higher.

【0006】本発明のエポキシ樹脂組成物においては、
フェノール性水酸基含有アラミド−ポリブタジエン−ア
クリロニトリルブロック共重合体(I)の使用量は、エ
ポキシ樹脂に対して0.1から15重量%が好ましい。
In the epoxy resin composition of the present invention,
The phenolic hydroxyl group-containing aramid-polybutadiene-acrylonitrile block copolymer (I) is preferably used in an amount of 0.1 to 15% by weight based on the epoxy resin.

【0007】本発明において、一般式(I)で示すフェ
ノール性水酸基含有アラミド−ポリブタジエン−アクリ
ロニトリル共重合体がグリシジルアミン系エポキシ樹脂
の靱性化を促す理由は定かではないが、これらフェノー
ル性水酸基含有アラミド−ポリブタジエン−アクリロニ
トリル共重合体の水酸基とエポキシ樹脂とを反応させる
ことにより、エポキシ樹脂への相溶化を促し、アラミド
成分がエポキシ樹脂と均一に分子分散したエポキシ樹脂
組成物が得られる。更に、このエポキシ樹脂組成物の加
熱硬化によって、ポリブタジエン−アクリロニトリル成
分がミクロ相分離を起こすと共に、アラミド成分がエポ
キシ成分中に分子分散した状態で固定化される。この機
構により、剛直性とガラス転移点が高いアラミド鎖がエ
ポキシ樹脂中に分子分散され、エポキシ樹脂の耐熱性と
靱性が改善されるばかりでなく、均一に分散したポリブ
タジエン−アクリロニトリル成分も応力暖和作用を果た
すので、エポキシ樹脂硬化物の耐熱性を低下させること
なしに強靱化が効率良く行われると推定される。このフ
ェノール性水酸基含有アラミド−ポリブタジエン−アク
リロニトリルブロック共重合体の強靱化の改質効果が、
これら共重合体の少ない添加量で達成される。その結
果、エポキシ樹脂組成物及びその硬化物が持つ優れた特
性を損なうことがなく、その耐熱性を向上させることが
できる。
In the present invention, the reason why the phenolic hydroxyl group-containing aramid-polybutadiene-acrylonitrile copolymer represented by the general formula (I) promotes the toughness of the glycidylamine epoxy resin is not clear, but these phenolic hydroxyl group-containing aramids are not known. -By reacting the hydroxyl group of the polybutadiene-acrylonitrile copolymer with the epoxy resin, compatibility with the epoxy resin is promoted, and an epoxy resin composition in which the aramid component is uniformly molecularly dispersed in the epoxy resin is obtained. Further, by heating and curing the epoxy resin composition, the polybutadiene-acrylonitrile component causes microphase separation, and the aramid component is fixed in a state of molecular dispersion in the epoxy component. By this mechanism, aramid chains with high rigidity and high glass transition point are molecularly dispersed in the epoxy resin, and not only the heat resistance and toughness of the epoxy resin are improved, but also the uniformly dispersed polybutadiene-acrylonitrile component has a stress moderating action. Therefore, it is estimated that the toughening is efficiently performed without lowering the heat resistance of the cured epoxy resin. The phenolic hydroxyl group-containing aramid-polybutadiene-acrylonitrile block copolymer has a toughening modifying effect,
This is achieved with a small amount of these copolymers. As a result, the heat resistance can be improved without impairing the excellent properties of the epoxy resin composition and the cured product thereof.

【0008】本発明に用いられるブロック共重合体
(I)は、下記の方法で合成できる。一般式(I)中の
フェノール性水酸基を含有する二価の芳香族基Ar2
持つジカルボン酸と一般式(I)中の二価の芳香族基A
1 を持つジカルボン酸に対して過剰量の一般式(I)
中の二価の芳香族基Ar3 を持つジアミンを加え、これ
らを例えば亜リン酸エステルとピリジン誘導体等の存在
でN−メチル−2−ピロリドンによって代表される有機
溶媒中で、窒素等の不活性雰囲気下にて、加熱攪拌す
る。この結果、得られる両末端がアミノアリール基とな
ったフェノール性水酸基含有ポリアラミドオリゴマー溶
液に、両末端にカルボキシル基をもつポリブタジエン−
アクリロニトリル共重合体を添加し、重縮合することに
よりブロック共重合体(I)が得られる。
[0008] The block copolymer (I) used in the present invention can be synthesized by the following method. A dicarboxylic acid having a phenolic hydroxyl group-containing divalent aromatic group Ar 2 in the general formula (I) and a divalent aromatic group A in the general formula (I)
general formula (I) in excess with respect to the dicarboxylic acid having r 1
And a diamine having a divalent aromatic group Ar 3 in the organic solvent represented by N-methyl-2-pyrrolidone in the presence of, for example, a phosphite and a pyridine derivative. Heat and stir under an active atmosphere. As a result, the resulting phenolic hydroxyl group-containing polyaramid oligomer solution in which both ends were aminoaryl groups was added to a polybutadiene-containing carboxyl group at both ends.
An acrylonitrile copolymer is added and polycondensed to obtain a block copolymer (I).

【0009】フェノール性水酸基を有するAr2 含有ジ
カルボン酸としては、4−ヒドロキシイソフタル酸、5
−ヒドロキシイソフタル酸、2−ヒドロキシフタル酸、
2−ヒドロキシテレフタル酸、フェノール性水酸基を有
しないAr1 含有ジカルボン酸としては、フタル酸、イ
ソフタル酸、テレフタル酸、4,4′−ビフェニルジカ
ルボン酸、3,3′−メチレン二安息香酸、4,4′−
メチレン二安息香酸、4,4′−オキシ二安息香酸、
4,4′−チオ二安息香酸、3,3′−カルボニル二安
息香酸、4,4′−カルボニル二安息香酸、4,4′−
カルボニル二安息香酸、4,4′−スルフホニル二安息
香酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、1,5−ナフ
タレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸
等があげられるが、これらに限定されるものではない。
これらの芳香族ジカルボン酸を又は混合して使用するこ
ともできる。
As the Ar 2 -containing dicarboxylic acid having a phenolic hydroxyl group, 4-hydroxyisophthalic acid, 5
-Hydroxyisophthalic acid, 2-hydroxyphthalic acid,
2-hydroxyterephthalic acid, Ar 1 -containing dicarboxylic acids having no phenolic hydroxyl group include phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, 4,4′-biphenyldicarboxylic acid, 3,3′-methylene dibenzoic acid, 4'-
Methylene dibenzoic acid, 4,4'-oxydibenzoic acid,
4,4'-thiodibenzoic acid, 3,3'-carbonyldibenzoic acid, 4,4'-carbonyldibenzoic acid, 4,4'-
Carbonyl dibenzoic acid, 4,4'-sulfonyl dibenzoic acid, 1,4-naphthalenedicarboxylic acid, 1,5-naphthalenedicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, and the like, but are not limited thereto. is not.
These aromatic dicarboxylic acids can be used alone or in combination.

【0010】前記のAr3 含有芳香族ジアミンとして
は、例えばm−フェニレンジアミン、p−フェニレンジ
アミン、3,3′−オキシジアニリン、3,4′−オキ
シジアニリン、4,4′−オキシジアニリン、3,3′
−ジアミノベンゾフェノン、ビス(4−アミノフェニ
ル)スルホン、ビス(3−アミノフェニル)スルホン、
ビス(4−アミノフェニル)スルフィド、1,4−ナフ
タレンジアミン、2,6−ナフタレンジアミン、4,
4′−ビス(4−フェノキシ)ジフェニルスルホン、
4,4′−ビス(3−フェノキシ)ジフェニルスルホ
ン、2,2′−(4−アミノフェニル)プロパン、ビス
(4−アミノフェニル)メタン、o−トリジン、o−ジ
アニリジン等があげられるが、これらに限定されるもの
ではない。これらの芳香族ジアミンは混合して使用する
こともできる。
As the above-mentioned Ar 3 -containing aromatic diamine, for example, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 3,3′-oxydianiline, 3,4′-oxydianiline, 4,4′-oxydianiline Aniline, 3,3 '
-Diaminobenzophenone, bis (4-aminophenyl) sulfone, bis (3-aminophenyl) sulfone,
Bis (4-aminophenyl) sulfide, 1,4-naphthalenediamine, 2,6-naphthalenediamine, 4,
4'-bis (4-phenoxy) diphenyl sulfone,
4,4'-bis (3-phenoxy) diphenylsulfone, 2,2 '-(4-aminophenyl) propane, bis (4-aminophenyl) methane, o-tolidine, o-dianiridine and the like can be mentioned. However, the present invention is not limited to this. These aromatic diamines can be used as a mixture.

【0011】また両末端にカルボキシル基を持つポリブ
タジエン−アクリロニトリル共重合体は、Goodrich社か
らHycar CTBNとして市販されており、これらを使用する
ことができる。
A polybutadiene-acrylonitrile copolymer having carboxyl groups at both ends is commercially available from Goodrich as Hycar CTBN, and these can be used.

【0012】グリシジルアミン系エポキシ樹脂として
は、テトラグリシジルジアミノベンジジン、テトラグリ
シジルジアミノジフェニルメタン、テトラグリシジルジ
アミノジフェニルエーテル、テトラグリシジルジアミノ
ジフェニルスルホン、テトラグリシジルジアミノジフェ
ニルスルホン、テトラグリシジルジアミノジフェニル−
2、2′−プロパン、1、4−ビス(パラジグリシジル
アミノフェノキシ)ベンゼン、2、2−ビス(パラジグ
リシジルアミノフェノキシフェニル)プロパン、ビス
(パラジグリシジルアミノフェノキシフェニル)スルホ
ン、トリグリシジル−パラアミノフェノール、トリグリ
シジル−メタアミノフェノール、テトラグリシジルビス
アミノメチルシクロヘキサン、ジグリシジルアミンナフ
トール、又これらのメチル化または臭素化したものがあ
げられる。本発明においては、これらエポキシ樹脂を単
独又は混合して使用することが出来る。
Glycidylamine epoxy resinAs
Is tetraglycidyldiaminobenzidine,
Sidyldiaminodiphenylmethane, tetraglycidyldi
Amino diphenyl ether, tetraglycidyl diamino
Diphenyl sulfone, tetraglycidyl diamino dife
Nyl sulfone, tetraglycidyldiaminodiphenyl-
2,2'-propane, 1,4-bis (paradiglycidyl
Aminophenoxy) benzene, 2,2-bis (paradig)
Risidylaminophenoxyphenyl) propane, bis
(Paradiglycidylaminophenoxyphenyl) sulfo
Triglycidyl-paraaminophenol, triglyceride
Sidyl-metaaminophenol, tetraglycidylbis
Aminomethylcyclohexane, diglycidylamine naph
Tolls or their methylated or brominated productsThere
Can be. In the present invention, these epoxy resins are simply used.
It can be used alone or as a mixture.

【0013】本発明で使用する硬化剤として、例えばビ
ス(4−アミノフェニル)スルホン、ビス(4−アミノ
フェニル)メタン、1,5−ジアミノナフタレン、p−
フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、o−フ
ェニレンジアミン、2,6−ジクロロ−1,4−ベンゼ
ンジアミン、1,3−(p−アミノフェニル)ブロパ
ン、m−キシレンジアミン等の芳香族アミン系化合物、
エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、テトラエチ
レンペンタミン、ジエチルアミノプロピルアミン、ヘキ
サメチレンジアミン、メンセンジアミン、イソフォロン
ジアミン、ビス(4−アミノ−3−メチルジシクロヘキ
シル)メタン、ポリメチレンジアミン、ポリエーテルジ
アミン等の脂肪族アミン系化合物、ポリアミノアミド系
化合物、ドデシル無水コハク酸、ポリアジピン酸無水
物、ポリアゼライン酸無水物等の脂肪族酸無水物、ヘキ
サヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル
酸等の脂環式酸無水物、無水フタル酸、無水トリメリッ
ト酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、エチレ
ングリコールビストリメリテート、グリセロールトリス
トリメリテート等の芳香族酸無水物、ジシアンジアミ
ド、有機酸ジヒドラジド等の塩基性活性水素化合物類、
イミダゾール化合物類、ルイス酸及びブレステッド酸塩
類、ポリメルカプタン化合物類、フェノール樹脂類、ユ
リア樹脂類、メラミン樹脂類、イソシアネート及びブロ
ックイソシアネート化合物類等があげられるが、これら
に限定されるものではない。
As the curing agent used in the present invention, for example, bis (4-aminophenyl) sulfone, bis (4-aminophenyl) methane, 1,5-diaminonaphthalene, p-
Aromatic amine compounds such as phenylenediamine, m-phenylenediamine, o-phenylenediamine, 2,6-dichloro-1,4-benzenediamine, 1,3- (p-aminophenyl) propane, and m-xylenediamine;
Aliphatic amines such as ethylenediamine, diethylenetriamine, tetraethylenepentamine, diethylaminopropylamine, hexamethylenediamine, mensendiamine, isophoronediamine, bis (4-amino-3-methyldicyclohexyl) methane, polymethylenediamine and polyetherdiamine -Based compounds, polyaminoamide-based compounds, aliphatic acid anhydrides such as dodecyl succinic anhydride, polyadipic anhydride, and polyazeleic anhydride; alicyclic acid anhydrides such as hexahydrophthalic anhydride and methylhexahydrophthalic anhydride Phthalic anhydride, trimellitic anhydride, benzophenone tetracarboxylic anhydride, aromatic anhydrides such as ethylene glycol bis trimellitate, glycerol tristrimellitate, dicyandiamide, organic acid dihydrazide Basic active hydrogen compounds and the like,
Examples include, but are not limited to, imidazole compounds, Lewis acids and Breasted acid salts, polymercaptan compounds, phenolic resins, urea resins, melamine resins, isocyanates and blocked isocyanate compounds.

【0014】本発明のエポキシ樹脂組成物は、必要に応
じて硬化促進剤、エポキシ樹脂用反応希釈剤、染料、酸
化安定剤、カップリング剤、他の樹脂等を配合すること
ができる。硬化促進剤としては、燐系例えばトリフェニ
ルホスフィン、3級アミン系例えばトリエタノールアミ
ン、テトラエチルアミン、1,8−ジアザ−ビシクロ
〔5,4,0〕−7−ウンデセン(DBU)、N,N−
ジメチルベンジルアミン、1,1,3,3−テトラメチ
ルグアニジン、2−エチル−4−メチルイミダゾール、
N−メチルピペラジン等、ホウ素系例えば1,8−ジア
ザ−ビシクロ〔5,4,0〕−7−ウンデセニウムテト
ラフェニルボレート等が用いられる。
The epoxy resin composition of the present invention may contain a curing accelerator, a reaction diluent for epoxy resin, a dye, an oxidation stabilizer, a coupling agent, other resins, and the like, if necessary. Examples of the curing accelerator include phosphorus-based compounds such as triphenylphosphine and tertiary amine compounds such as triethanolamine, tetraethylamine, 1,8-diaza-bicyclo [5,4,0] -7-undecene (DBU), N, N −
Dimethylbenzylamine, 1,1,3,3-tetramethylguanidine, 2-ethyl-4-methylimidazole,
Boron-based compounds such as N-methylpiperazine and the like, for example, 1,8-diaza-bicyclo [5,4,0] -7-undecenium tetraphenylborate and the like are used.

【0015】本発明のエポキシ樹脂組成物は、好ましく
はグリシジルアミン系エポキシ樹脂に対して、式(I)
の共重合体を0.1〜15重量%及び硬化剤を2〜80
重量%好ましくは5〜60重量%を加え、混合すること
により得られる。本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポ
キシ樹脂変性体とグリシジルアミン系エポキシ樹脂と硬
化剤から成る組成物の加熱硬化前の状態と加熱硬化後の
硬化物を包含するものである。この場合における加熱硬
化後の組成物は各種の形成体として供給することができ
る。この加熱硬化は一般に250℃以下で数時間の条件
で行われるが、本発明においては、この条件に左右され
るものではない。
The epoxy resin composition of the present invention preferably comprises a glycidylamine-based epoxy resin of the formula (I)
0.1 to 15% by weight of a copolymer and a curing agent of 2 to 80%
% By weight, preferably 5 to 60% by weight, and mixed. The epoxy resin composition of the present invention includes a composition comprising a modified epoxy resin, a glycidylamine-based epoxy resin, and a curing agent in a state before heat curing and a cured product after heat curing. In this case, the composition after heat curing can be supplied as various formed bodies. This heat curing is generally performed at 250 ° C. or lower for several hours, but in the present invention, this condition is not affected.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明を実施例により説明するが、本
発明はこれらに限定されるものではない。 合成例1 フェノール性水酸基含有アラミド−ポリブタジエン−ア
クリロニトリルブロック共重合体(アラミド部に含有す
るフェノール性す水酸基が2モル%)の合成:イソフタ
ル酸19.60g(118mmo1)、3,4′−オキ
シジアニリン26.4g(132mmo1)、5−ヒド
キシイソフタル酸0.41g(2.3mmo1)、塩化
リチウム3.9g、塩化カルシウム12.1g、N−メ
チル−2−ピロリドン240ml、ピリジン54mlを
11の4ツロ丸底フラスコの中に入れ、攪拌溶解させた
後、亜リン酸トリフェニル74gを加えて、90℃で4
時間反応させて、フェノール性水酸基含有アラミドオリ
ゴマ一体を生成させた。これに両末端にカルボキシル基
を持つポリブタジエン−アクリロニトリル共重合体(Hy
car CTBN、BF Goodrich 社製。ポリブタジエンアクリロ
ニトリル部に含有するアクリロニトリル成分が17モル
%で、分子量が約3600)48gを240mlのピリ
ジンに溶かした液を加えて、更に4時間反応させた後、
室温に冷却、この反応液をメタノール201に投入して
本発明に使用するポリブタジエン−アクリロニトリル共
重合体部の含有量が50wt%であるフェノール性水酸
基を約2モル%含有するアラミド−ポリブタジエン−ア
クリロニトリルブロック共重合体を析出させた。この析
出ポリマーを更にメタノールで洗浄及びメタノール還流
して精製した。このポリマーの固有粘度は0.85dl
/g(ジメチルアセトアミド、30℃)であった。ポリ
マー粉末を拡散反射法により赤外スペクトルを測定した
ところ、1674cm-1にアミドカルボニル基、285
6−2975cm-1にブタジエン部分のC−H結合に基
づく吸収を、2245cm-1にニトリル基に基づく吸収
を認めた。
The present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Synthesis Example 1 Synthesis of phenolic hydroxyl group-containing aramid-polybutadiene-acrylonitrile block copolymer (phenolic hydroxyl group contained in aramid portion is 2 mol%): 19.60 g (118 mmol) of isophthalic acid, 3,4'-oxydi 26.4 g (132 mmol) of aniline, 0.41 g (2.3 mmol) of 5-hydroxyisophthalic acid, 3.9 g of lithium chloride, 12.1 g of calcium chloride, 240 ml of N-methyl-2-pyrrolidone and 54 ml of pyridine were added to 11-4. After placing it in a round-bottomed flask and stirring and dissolving, 74 g of triphenyl phosphite was added.
The reaction was carried out for a period of time to produce a phenolic hydroxyl group-containing aramid oligomer. A polybutadiene-acrylonitrile copolymer having carboxyl groups at both ends (Hy
car CTBN, manufactured by BF Goodrich. A solution prepared by dissolving 48 g of acrylonitrile component contained in polybutadiene acrylonitrile part at 17 mol% and having a molecular weight of about 3600) in 240 ml of pyridine was added, and the mixture was further reacted for 4 hours.
The reaction solution is cooled to room temperature, and the reaction solution is poured into methanol 201, and an aramid-polybutadiene-acrylonitrile block containing about 2 mol% of a phenolic hydroxyl group containing 50 wt% of a polybutadiene-acrylonitrile copolymer part used in the present invention. The copolymer was precipitated. The precipitated polymer was further purified by washing with methanol and refluxing methanol. The intrinsic viscosity of this polymer is 0.85 dl
/ G (dimethylacetamide, 30 ° C). Was measured infrared spectrum by diffusion reflection method polymer powder, the amide carbonyl group to 1674cm -1, 285
The absorption based on C-H bonds of the butadiene part in 6-2975cm -1, revealed absorption based on nitrile group in 2245 cm -1.

【0017】合成例2 フェノール性水酸基含有アラミド−ポリブタジエン−ア
クリロニトリルブロック共重合体(アラミド部に含有す
るフェノール性水酸基が14モル%)の合成:合成例1
のイソフタル酸19.60g(118mmo1)、3,
4′−オキシジアニン26.4g(132mmo1)、
5−ヒドキシイソフタル酸0.41g(2.3mmo
1)と両末端にカルボキシル基を持つポリブタジエン−
アクリロニトリル共重合体48gの仕込み量をイソフタ
ル酸19.93g(120mmo1)、3,4′−オキ
シジアニリン30.63g(153mmo1)と5−ヒ
ドキシイソフタル酸3.64(20mmo1)と両末端
にカルボキシル基を持つポリブタジエン−アクリロニト
リル共重合体(Hycar CTBN、BF Goodrich 社製。ポリブ
タジエンアクリロニトリル部に含有するアクリロニトリ
ルが17モル%で、分子量が約3600)55.5gに
変えた以外は同様の操作の重合を行い、同様の後処理を
して、本発明に使用するフェノール性水酸基を約14モ
ル%含有するアラミド−ポリブタジエン−アクリロニト
リルブロック共重合体を析出させた。このポリマーの固
有粘度は0.82dl/g(ジメチルアセトアミド、3
0℃)であった。ポリマー粉末を拡散反射法により赤外
スペクトルを測定したところ、1675cm-1にアミド
カルボニル基、2854−2971cm-1にブタジエン
部分のC−H結合に基づく吸収を、2243cm-1にニ
トリル基に基づく吸収を認めた。
Synthesis Example 2 Synthesis of phenolic hydroxyl group-containing aramid-polybutadiene-acrylonitrile block copolymer (phenolic hydroxyl group contained in aramid portion is 14 mol%): Synthesis Example 1
19.60 g (118 mmol) of isophthalic acid of 3,
26.4 g (132 mmol) of 4'-oxydianine,
0.41 g (2.3 mmol) of 5-hydroxyisophthalic acid
1) and polybutadiene having carboxyl groups at both terminals
48 g of the acrylonitrile copolymer was charged with 19.93 g (120 mmol) of isophthalic acid, 30.63 g (153 mmol) of 3,4'-oxydianiline and 3.64 (20 mmol) of 5-hydroxyisophthalic acid and carboxyl at both ends. Polymerization by the same procedure except that the polybutadiene-acrylonitrile copolymer having a group was changed to 55.5 g (Hycar CTBN, manufactured by BF Goodrich Co., Ltd .; acrylonitrile contained in the polybutadiene acrylonitrile portion was 17 mol% and the molecular weight was about 3600). After the same post-treatment, an aramid-polybutadiene-acrylonitrile block copolymer containing about 14 mol% of phenolic hydroxyl groups used in the present invention was precipitated. The intrinsic viscosity of this polymer is 0.82 dl / g (dimethylacetamide, 3
0 ° C). It was measured infrared spectrum by diffusion reflection method polymer powder, based amide carbonyl group 1675 cm -1, the absorption based on C-H bonds of the butadiene part in 2854-2971Cm -1, the nitrile group to 2243cm -1 absorption Admitted.

【0018】実施例1 ジメチルホルムアミド200g中に合成例1で得られた
フェノール性水酸基が2モル%含有したフェノール性水
酸基含有アラミド−ポリブタジエン−アクリロニトリル
ブロック共重合体24gを溶解させた後、テトラグリシ
ジルアミノフェニルメタンエポキシ樹脂(アラルダイド
MY−720、エポキシ当量:115〜135、CIBA
−GEIGY 社製)3.6g、反応促進剤であるトリフェニ
ルホスフィン0.08gを加えて、90℃で2時間反応
させた。これを水に添加して樹脂を析出させ、温水で洗
浄を繰り返し、更にテトラハイドロフランを加えて減圧
下でこれらの溶媒を共沸させた後、真空乾燥させ、アラ
ミド部にエポキシ樹脂が反応した樹脂組成物を得た。こ
の生成物1mgを約30mlのピリジンに溶解した溶液
に、フェノール性水酸基の呈色指示液(無水塩化鉄(II
I)1gをクロロホルム100mlに溶かし、更にピリジ
ン8mlを加えた後、析出物をろ過して赤色溶液を調製
して得られた)を数滴加えて攪拌したが、全く変色は認
められず、この樹脂にはフェノール性水酸基が全てグリ
シジル基と反応し、含有されていないことを確認した。
Example 1 After dissolving 24 g of a phenolic hydroxyl group-containing aramid-polybutadiene-acrylonitrile block copolymer containing 2 mol% of phenolic hydroxyl groups obtained in Synthesis Example 1 in 200 g of dimethylformamide, tetraglycidylamino Phenylmethane epoxy resin (Araldide MY-720, epoxy equivalent: 115-135, CIBA
3.6 g) and 0.08 g of triphenylphosphine as a reaction accelerator were added, and the mixture was reacted at 90 ° C. for 2 hours. This was added to water to precipitate the resin, washing with warm water was repeated, and further tetrahydrofuran was added to azeotropically evaporate these solvents under reduced pressure, followed by vacuum drying, and the epoxy resin reacted with the aramid part. A resin composition was obtained. A solution of 1 mg of this product dissolved in about 30 ml of pyridine was added to a phenolic hydroxyl group color indicator (anhydrous iron chloride (II
I) 1 g was dissolved in 100 ml of chloroform, 8 ml of pyridine was further added, and the precipitate was filtered to prepare a red solution. A few drops of the solution were added and stirred, but no discoloration was observed. It was confirmed that all phenolic hydroxyl groups in the resin reacted with the glycidyl groups and were not contained.

【0019】比較例1 テトラグリシジルアミノフェニルメタンエポキシ樹脂
(アラルダイド MY−720、エポキシ当量:115
〜135、CIBA−GEIGY 製)100g、硬化促進剤であ
るトリエタノールアミン1.0g、硬化剤である4,
4′−ジアミノジフエニルスルホン30gを加えて攪
拌、均一混合させた後、真空乾燥させ、比較用エポキシ
樹脂試料を得た。
Comparative Example 1 Tetraglycidylaminophenylmethane epoxy resin (Araldide MY-720, epoxy equivalent: 115)
To 135, manufactured by CIBA-GEIGY), 1.0 g of triethanolamine as a curing accelerator, and 4,4 as a curing agent.
30 g of 4'-diaminodiphenylsulfone was added, stirred and mixed uniformly, and then dried in vacuum to obtain a comparative epoxy resin sample.

【0020】実施例2 実施例1で得た生成物3.5g、前記エポキシ樹脂6.
5g、硬化剤である4,4′−ジアミノジフエニルスル
ホン30g、硬化促進剤であるテトラエチルアミン1g
を溶融させて加えて攪拌、均一混合させて本発明のエポ
キシ樹脂組成物を得た。
Example 2 3.5 g of the product obtained in Example 1 and the epoxy resin 6.
5 g, 30 g of 4,4'-diaminodiphenyl sulfone as a curing agent, 1 g of tetraethylamine as a curing accelerator
Was melted and added, followed by stirring and uniform mixing to obtain an epoxy resin composition of the present invention.

【0021】実施例3 実施例1で得た生成物5.8g、前記エポキシ樹脂9
4.2g、硬化剤である4,4′−ジアミノジフエニル
スルホン30g、硬化促進剤であるトリエタノールアミ
ン1gを溶融させて加えて攪拌、均一混合させて本発明
のエポキシ樹脂組成物を得た。
Example 3 5.8 g of the product obtained in Example 1 and the epoxy resin 9
4.2 g, 30 g of 4,4'-diaminodiphenylsulfone as a curing agent, and 1 g of triethanolamine as a curing accelerator were melted, added, stirred, and uniformly mixed to obtain an epoxy resin composition of the present invention. .

【0022】実施例4 合成例2で得られたフェノール性水酸基が約14モル%
含有したアラミド−ポリブタジエンアクリロニトリルブ
ロック共重合体24g、エポキシ樹脂9.1g、反応促
進剤であるトリフェニルホスフィン0.64gをジメチ
ルホルムアミド200gに溶解させて実施例1と同様な
操作を行って、アラミド−ポリブタジエンアクリロニト
リルブロック共重合体とエポキシ樹脂との反応生成物を
得た。この生成物1mgを約30mlのピリジンに溶解
した溶液に、フェノール性水酸基の呈色指示液(無水塩
化鉄(III)1gをクロロホルム100mlに溶かし、更
にピリジン8mlを加えた後、析出物をろ過して赤色溶
液を調製して得られた)を数滴加えて攪拌したが、全く
変色は認められず、この樹脂にはフェノール性水酸基が
全てグリシジル基と反応し、含有されていないことを確
認した。
Example 4 The phenolic hydroxyl group obtained in Synthesis Example 2 contained about 14 mol%
24 g of the contained aramid-polybutadiene acrylonitrile block copolymer, 9.1 g of epoxy resin, and 0.64 g of triphenylphosphine as a reaction accelerator were dissolved in 200 g of dimethylformamide, and the same operation as in Example 1 was carried out. A reaction product of a polybutadiene acrylonitrile block copolymer and an epoxy resin was obtained. To a solution obtained by dissolving 1 mg of this product in about 30 ml of pyridine, dissolve 1 g of a phenolic hydroxyl group color indicator liquid (100 g of anhydrous iron (III) chloride in 100 ml of chloroform), add 8 ml of pyridine, and filter the precipitate. Was added and stirred, but no discoloration was observed, and it was confirmed that this resin did not contain any phenolic hydroxyl groups reacted with glycidyl groups. .

【0023】実施例5 実施例4で得られた生成物4.1g、前記エポキシ樹脂
95.9g、硬化剤である4,4′−ジアミノジフエニ
ルスルホン30g、硬化促進剤であるテトラエチルアミ
ン1gを溶融させて加えて攪拌、均一混合させて本発明
のエポキシ樹脂組成物を得た。
Example 5 4.1 g of the product obtained in Example 4, 95.9 g of the epoxy resin, 30 g of 4,4'-diaminodiphenylsulfone as a curing agent, and 1 g of tetraethylamine as a curing accelerator The mixture was melted, added, stirred and uniformly mixed to obtain an epoxy resin composition of the present invention.

【0024】実施例6 実施例4で得た生成物6.9g、前記エポキシ樹脂9
3.1g、硬化剤である4,4′−ジアミノジフエニル
スルホン30g硬化促進剤であるテトラエチルアミン1
gを溶融させて加えて攪拌、均一混合させて本発明のエ
ポキシ樹脂組成物を得た。
Example 6 6.9 g of the product obtained in Example 4 and the epoxy resin 9
3.1 g, curing agent 4,4'-diaminodiphenylsulfone 30 g curing accelerator tetraethylamine 1
g was melted and added, followed by stirring and uniform mixing to obtain an epoxy resin composition of the present invention.

【0025】比較例1と実施例2、3、5、6のエポキ
シ樹脂組成物を成形後、80℃で3時間及び120℃で
6時間加熱し、試験片を作成した。この試験片を用いて
衝撃靱性を下記の方法で測定し、得られた結果を表1に
まとめた。 衝撃強度の測定 :ダインシュタッド(Dynestst Feinm
echanic Ralf Kogel)を使用して、DIN−53453
に準じて行った。試験片は15×10×2(mm)とし
た。
After the epoxy resin compositions of Comparative Example 1 and Examples 2, 3, 5, and 6 were molded, they were heated at 80 ° C. for 3 hours and at 120 ° C. for 6 hours to prepare test pieces. Using this test piece, impact toughness was measured by the following method, and the obtained results are summarized in Table 1. Measurement of impact strength: Dynestst Feinm
echanic Ralf Kogel) using DIN-53453.
It went according to. The test piece was 15 × 10 × 2 (mm).

【0026】[0026]

【表1】 a)ブロック共重合体のエポキシ樹脂に対する添加量 b)ブロック共重合体において、アラミド部分に含有す
る水酸基のモル%を示す。
[Table 1] a) Addition amount of block copolymer to epoxy resin b) In block copolymer, indicates mol% of hydroxyl group contained in aramid portion.

【0027】[0027]

【発明の効果】 本発明のエポキシ樹脂組成物は、グリシ
ジルアミン系エポキシ樹脂硬化物の耐熱性を損なうこと
なしに、改善された強靱性を有する成形体を製造でき
る。
The epoxy resin composition of the present invention exhibits, without impairing the heat resistance of the glycidyl amine-based epoxy resin cured product can be produced a molded body with improved toughness.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−222444(JP,A) 特開 平2−133422(JP,A) 特開 平2−135217(JP,A) 特開 平1−188521(JP,A) 特開 平1−174519(JP,A) 特開 昭63−230725(JP,A) 特開 昭63−37116(JP,A) 特開 昭62−273224(JP,A) 特開 平4−311718(JP,A) 特開 平4−314722(JP,A) 特開 平4−311716(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 59/14 C08G 59/50 - 59/62 C08L 63/00 - 63/10 C08L 53/00 C08L 87/00 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-2-222444 (JP, A) JP-A-2-133422 (JP, A) JP-A-2-135217 (JP, A) JP-A-1- 188521 (JP, A) JP-A-1-174519 (JP, A) JP-A-63-230725 (JP, A) JP-A-63-37116 (JP, A) JP-A-62-273224 (JP, A) JP-A-4-31718 (JP, A) JP-A-4-314722 (JP, A) JP-A-4-31716 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C08G 59/14 C08G 59/50-59/62 C08L 63/00-63/10 C08L 53/00 C08L 87/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 グリシジルアミン系エポキシ樹脂と一般
式(I)で示すフェノール性水酸基含有アラミド−ポリ
ブタジエン−アクリロニトリルブロック共重合体とを反
応させることにより得られるエポキシ樹脂変性体。 【化1】 (式中、x=3〜7の整数、y=1〜4の整数、y/
(x+y)=0.1〜0.3、z=5〜15の整数、m
=1〜400の整数、n=1〜400の整数、n/(m
+n)=0.01〜0.50、1=1〜50の整数、A
1 、Ar3 は二価の芳香族基、Ar2 はフェノール性
水酸基を含有する二価の芳香族基を示す)
1. A modified epoxy resin obtained by reacting a glycidylamine-based epoxy resin with a phenolic hydroxyl group-containing aramid-polybutadiene-acrylonitrile block copolymer represented by the general formula (I). Embedded image (Where x is an integer of 3 to 7, y is an integer of 1 to 4, y /
(X + y) = 0.1 to 0.3, z = integer of 5 to 15, m
= An integer of 1 to 400, n = an integer of 1 to 400, n / (m
+ N) = 0.01 to 0.50, 1 = 1 to 50, A
r 1 and Ar 3 represent a divalent aromatic group, and Ar 2 represents a divalent aromatic group containing a phenolic hydroxyl group.
【請求項2】 請求項1記載のエポキシ樹脂変性体、グ
リシジルアミン系エポキシ樹脂及び硬化剤を含有するエ
ポキシ樹脂組成物。
2. An epoxy resin composition comprising the modified epoxy resin according to claim 1, a glycidylamine-based epoxy resin, and a curing agent.
【請求項3】 一般式(I)で示すフェノール性水酸基
含有アラミド−ポリブタジエン−アクリロニトリルブロ
ック共重合体を、グリシジルアミン系エポキシ樹脂に対
して0.1から15重量%含有していることを特徴とす
る請求項2のエポキシ樹脂組成物。
3. The phenolic hydroxyl group-containing aramid-polybutadiene-acrylonitrile block copolymer represented by the general formula (I) is contained in an amount of 0.1 to 15% by weight based on a glycidylamine epoxy resin. The epoxy resin composition according to claim 2, wherein
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