JP3165976B2 - 熱硬化性樹脂組成物 - Google Patents
熱硬化性樹脂組成物Info
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Description
安定性を有し、かつ高温下で機械的特性の低下が少ない
硬化物を与える熱硬化性樹脂組成物に関するものであ
る。この樹脂組成物は積層材料、注型材料、成形材料、
接着材料等として有用であり、またガラス繊維、炭素繊
維等を強化材とする複合材料としても有用である。
分野、自動車・車両分野等において、熱硬化性樹脂がか
なり多量に用いられてきた。しかし、最近の機器の小型
化、高性能化に伴い、これら分野で使用される材料の使
用条件が一段と過酷になり、より優れた耐熱性、機械的
性質、耐環境性を有した熱硬化性樹脂の開発が求められ
ている。
マレイミド樹脂、ナジイミド樹脂およびポリイミド樹脂
等が用いられてきた。しかし、エポキシ樹脂は機械的特
性、電気的特性に優れているものの、耐熱性が必ずしも
十分ではない。縮合型のポリイミド樹脂は耐熱性は優れ
ているものの、殆どのものは、不溶、不融であるため、
成形、加工が困難である。
たポリイミドとして、付加型のビスマレイミド樹脂、ビ
スナジイミド樹脂がある。しかしながら、マレイミド樹
脂を熱重合して得られる硬化物は、耐熱性は高いが、極
めて脆く、熱衝撃によってクラックを発生しやすく、ま
たナジイミド樹脂はその硬化物の耐熱性は高いが、成形
性が極めて悪い等、いずれも単独では実用に耐え得るも
のではない。
ドの耐熱性に優れた特性を生かし、しかも実用に十分耐
え得る樹脂として、ビスマレイミド系ではN、N′−
4、4′−ジフェニルメタンビスマレイミドと4、4′
−ジアミノジフェニルメタンのプレポリマーであるポリ
アミノビスマレイミド樹脂が実用化された。しかし、こ
の樹脂は優れた耐熱性を示すが、溶融粘度が高いため
に、注型が困難であるほか、硬化の際、ボイドが生成し
やすい。
物溶液を使用し、加熱による溶媒の除去、高温、高圧下
で重合反応を行う特殊な硬化方法を採用しなければなら
ない。
両方の優れた特性を兼ね備えた熱硬化性樹脂組成物が従
来から提案されてきた。
ポキシ樹脂を配合する方法(特公昭47−42160
号)が有効であると考えられ、幾つかの関連発明(たと
えば特開昭53−34895号)が出願されている。し
かし、これらの樹脂の組み合わせは相溶性は良好である
ものの、ポリアミノビスマレイミドは融点が比較的高い
ため、エポキシ樹脂と混合するには高温を必要とし、ま
た該イミド中の残存アミンとエポキシ樹脂が反応するた
め安定性に難があり、作業性に影響を与えるばかりでな
く、ポリアミノビスマレイミド本来の耐熱性が発揮され
ないという問題があった。
み合わせについては、両成分の相溶性が良くないため、
これらを無溶媒系で相溶させるには高温が必要であり、
また、相溶後温度の低下に伴い結晶が析出しやすいの
で、可使時間が短くなるという欠点があった。
融点が低く、しかも、より優れた耐熱性を示す硬化物を
与えるビスアルケニル置換ナジイミド樹脂が開発され
た。この樹脂はエポキシ樹脂との相溶性も極めて良好
で、イミダゾール触媒を使用する該イミド・エポキシ樹
脂組成物に関する特許(特開昭60−124619、特
開昭61−18761)が出願された。しかしイミダゾ
ール触媒はエポキシ樹脂には重合活性を示すが、該イミ
ドに対しては殆ど重合活性を示さないため、該イミドを
重合、硬化反応に関与させるには、比較的高温による熱
重合に頼らざるを得ない。しかし、このような高温に晒
すと、エポキシ樹脂硬化物の熱分解を伴うことがあり、
好ましいことではない。
的性質が良好で価格の安いエポキシ樹脂に、耐熱性、難
燃性、相溶性が良好で融点の低いアルケニル置換ナジイ
ミド樹脂を組み合わせ、更にこの混合樹脂組成物に特殊
な硬化触媒を配合することによって、貯蔵安定性が良好
で、しかも比較的低い温度で両者の硬化反応(共重合)
を促進し、両者の優れた性質を兼ね備えた熱硬化性樹脂
組成物を提供しようとするものである。
平3−192550号で提案したように、オニウム塩が
アルケニル置換ナジイミドの硬化触媒として極めて有効
であり、また、この触媒と該イミド化合物との相溶性が
良好で、かつ該組成物の貯蔵安定性が良好である等、作
業性にも優れていることを見出した。
解し、生成したカチオン種がエポキシ化合物の重合を引
き起こすことが以前から知られている{たとえばJ.
V.Crivello and J.H.W.La
m.,Macromolecules 10,1307
−1315(1977)}。
ル触媒を使用するビスアルケニル置換ナジイミド、エポ
キシ樹脂組成物の問題点である共重合反応を促進する触
媒について検討した。
びエポキシ化合物の両者に対して適度な活性を持ち、共
重合性を高めるような触媒系を開発すべく鋭意検討を重
ねた結果、上記オニウム塩または該オニウム塩に弱い還
元能を有する化合物、または安息香酸銅を添加した新規
な触媒系が有効であることを見出し本発明を完成した。
シ樹脂、(B)式
メチル基、nは1〜2の整数を表し、かつ、n=1の
時、R 3 はC 1 〜C 12 のアルキル基、C 3 〜C 6 のアルケニ
ル基、C 5 〜C 8 のシクロアルキル基、C 6 〜C 12 の芳香
族基、ベンジル基、これらの基の1〜3個の水素を水酸
基で置換した基または−{(C q H 2q O) t (C r H
2r O) U C s H 2s+1 }(ただしq、r、sはそれぞれ独立
に選ばれた2〜6の整数、tは0または1の整数、uは
1〜30の整教)で表されるポリオキシアルキル基もし
くは−C 6 H 4 −T−C 6 H 5 {ただしTは−CH 2 −、−
C(CH 3 ) 2 −、−CO−、−O−、−S−、−SO 2
−}で表される基の1〜3個の水素を水酸基で置換した
基であり、n=2のとき、R 3 は−C P H 2p −(ただしp
は2〜20の整数)で表されるアルキレン基、C 5 〜C 8
のシクロアルキレン基、−{(C q H 2q O) t (C r H 2r
O) U C s H 2s }−(ただしq、r、sはそれぞれ独立に
選ばれた2〜6の整数、tは0または1の整数、uは1
〜30の整数)で表されるポリオキシアルキレン基、C
6 〜C 12 の芳香族基、−C 6 H 4 −T−C 6 H 4 −{ただし
Tは−CH 2 −、−C(CH 3 ) 2 −、−CO−、−O
−、−OC 6 H 4 C(CH 3 ) 2 C 6 H 4 O−、−S−、−S
O 2 −}で表される基またはこれらの基の1〜3個の水
素を水酸基で置換した基である。]で表されるアルケニ
ル置換ナジイミドならびに、(C)アンモニウム化合物
[R 4 N] + X - 、ホスホニワム化合物[R 4 P] + X - 、ア
ルソニウム化合物[R 4 As] + X - 、スチボニウム化合
物[R 4 Sb] + X - 、オキソニウム化合物[R 3 O]
+ X - 、スルホニウム化合物[R 3 S] + X - 、セレノニウ
ム化合物[R 3 Se] + X - 、スタンノニウム化合物[R 3
Sn ] + X - およびヨードニウム化合物[R 2 I] + X
- (式中、Rは置換または無置換芳香族基または、直鎖
または分岐鎖アルキルまたはアルケニル基を表し、それ
らはそれぞれ独立に選ばれる。また、X - は親核性の弱
いまたは親核性のないアニオンを表す)から選ばれるオ
ニウム塩または、該オニウム塩および弱い還元剤もしく
は安息香酸銅からなる触媒を必須成分として含有するこ
とを特徴とする熱硬化性樹脂組成物にある。
性と貯蔵安定性を有し、比較的低い温度で該イミドおよ
び該エポキシ樹脂両者の硬化反応(共重合)を引き起こ
し、機械的強度、耐熱性、接着性、難燃性等に優れた硬
化物を与える。
明で用いられる(A)成分のエポキシ樹脂は、特に限定
されるものではなく、公知のすべてのエポキシ樹脂が使
用可能である。たとえばビスフェノールとエピクロルヒ
ドリンの反応によって得られるビスフェノール型エポキ
シ樹脂、フェノールノボラック樹脂やクレゾールノボラ
ック樹脂とエピクロルヒドリンの反応によって得られる
ノボラック型エポキシ樹脂、レゾルシノールあるいはハ
イドロキノンのような多価フェノールとエピクロルヒド
リンの反応によって得られるポリヒドロキシベンゼン型
エポキシ樹脂、トルイジンやアニリンなどの芳香族アミ
ンとエピクロルヒドリンの反応によって得られる含窒素
エポキシ樹脂、シクロヘキセン、ビニルシクロヘキセ
ン、シクロペンタジエン、ジシクロペンタジエンなどを
出発原料とする脂環式エポキシ樹脂、ブタンジオール、
ヘキサンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパ
ン、ペンタエリスリトールなどのジまたはポリグリシジ
ルエーテル類、エポキシ樹脂にシラノールを反応させて
得られる含ケイ素エポキシ樹脂、イソシアヌール酸から
得られる含窒素ヘテロ環を有するエポキシ樹脂などが挙
げられる。これらのエポキシ樹脂は単独また二種以上の
混合物として用いられる。
ルケニル置換ナジイミドとしては、下記の一般式[I]
チル基、nは1〜2の整数を表し、かつ、n=1の時、
R3はC1〜C12のアルキル基、C3〜C6のアルケニル
基、C5〜C8のシクロアルキル基、C6〜C12の芳香族
基、ベンジル基、これらの基の1〜3個の水素を水酸基
で置換した基または−{(CqH2qO)t(CrH2rO)u
CsH2s+1}(ただしq、r、sはそれぞれ独立に選ばれた
2〜6の整数、tは0または1の整数、uは1〜30の整
数)で表されるポリオキシアルキル基もしくは−C6H4
−T−C6H5{ただしTは−CH2−、−C(CH3)2
−、−CO−、−O−、−S−、−SO2−}で表され
る基の1〜3個の水素を水酸基で置換した基であり、n
=2のとき、R3は−CpH2p−(ただしpは2〜20の
整数)で表されるアルキレン基、C5〜C8のシクロアル
キレン基、−{(CqH2 qO)t(CrH2rO)uC
sH2s}−(ただしq、r、sはそれぞれ独立に選ばれた2
〜6の整数、tは0または1の整数、uは1〜30の整
数)で表されるポリオキシアルキレン基、C6〜C12の
芳香族基、−C6H4−T−C6H4−{ただしTは−CH
2−、−C(CH3)2−、−CO−、−O−、−OC6H
4C(CH3)2C6H4O−、−S−、−SO2−}で表さ
れる基またはこれらの基の1〜3個の水素を水酸基で置
換した基である。]で表される。
アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,
3−ジカルボキシイミド、N−メチル−アリルメチルビ
シクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカ
ルボキシイミド、N−メチル−メタリルビシクロ[2.
2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミ
ド、N−メチル−メタリルメチルビシクロ[2.2.
1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、
N−(2−エチルヘキシル)−アリルビシクロ[2.
2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミ
ド、N−(2−エチルヘキシル)−アリルメチルビシク
ロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボ
キシイミド、N−アリル−アリルビシクロ[2.2.
1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、
N−アリル−アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプ
ト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−アリ
ル−メタリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン
−2,3−ジカルボキシイミド、N−イソプロペニル−
アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,
3−ジカルボキシイミド、N−イソプロペニル−アリル
メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,
3−ジカルボキシイミド、N−イソプロペニル−メタリ
ルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−
ジカルボキシイミド、N−シクロヘキシル−アリルビシ
クロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカル
ボキシイミド、N−シクロヘキシル−アリルメチルビシ
クロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカル
ボキシイミド、N−シクロヘキシル−メタリルビシクロ
[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキ
シイミド、N−フェニル−アリルビシクロ[2.2.
1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、
N−フェニル−アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘ
プト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−ベ
ンジル−アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エ
ン−2,3−ジカルボキシイミド、N−ベンジル−アリ
ルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−
2,3−ジカルボキシイミド、N−ベンジル−メタリル
ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジ
カルボキシイミド、N−(2′−ヒドロキシエチル)−
アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,
3−ジカルボキシイミド、N−(2′−ヒドロキシエチ
ル)−アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5
−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(2′−ヒ
ドロキシエチル)−メタリルビシクロ[2.2.1]ヘ
プト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−
(2′,2′−ジメチル−3′−ヒドロキシプロピル)
−アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−
2,3−ジカルボキシイミド、N−(2′,2′−ジメ
チル−3′−ヒドロキシプロピル)−アリルメチルビシ
クロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカル
ボキシイミド、N−(2′,3′−ジヒドロキシプロピ
ル)−アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン
−2,3−ジカルボキシイミド、N−(2′,3′−ジ
ヒドロキシプロピル)−アリルメチルビシクロ[2.
2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミ
ド、N−(3′−ヒドロキシ−1′−プロペニル)−ア
リルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−
2,3−ジカルボキシイミド、N−(4′−ヒドロキシ
−シクロヘキシル)−アリルメチルビシクロ[2.2.
1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、
N−(4′−ヒドロキシフェニル)−アリルビシクロ
[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキ
シイミド、N−(4′−ヒドロキシフェニル)−アリル
メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,
3−ジカルボキシイミド、N−(4′−ヒドロキシフェ
ニル)−メタリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−
エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(4′−ヒド
ロキシフェニル)−メタリルメチルビシクロ[2.2.
1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、
N−(3′−ヒドロキシフェニル)−アリルビシクロ
[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキ
シイミド、N−(3′−ヒドロキシフェニル)−アリル
メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,
3−ジカルボキシイミド、N−(p−ヒドロキシベンジ
ル)−アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン
−2,3−ジカルボキシイミド、N−{2′−(2″−
ヒドロキシエトキシ)エチル}−アリルビシクロ[2.
2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミ
ド、N−{2′−(2″−ヒドロキシエトキシ)エチ
ル}−アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5
−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−{2′−
(2″−ヒドロキシエトキシ)エチル}−メタリルビシ
クロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカル
ボキシイミド、N−{2′−(2″−ヒドロキシエトキ
シ)エチル}−メタリルメチルビシクロ[2.2.1]
ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−
〔2′−{2″−(2″′−ヒドロキシエトキシ)エト
キシ}エチル〕−アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト
−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−〔2′
−{2″−(2″′−ヒドロキシエトキシ)エトキシ}
エチル〕−アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト
−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−〔2′
−{2″−(2″′−ヒドロキシエトキシ)エトキシ}
エチル〕−メタリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5
−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−{4′−
(4″−ヒドロキシフェニルイソプロピリデン)フェニ
ル}−アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン
−2,3−ジカルボキシイミド、N−{4′−(4″−
ヒドロキシフェニルイソプロピリデン)フェニル}−ア
リルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−
2,3−ジカルボキシイミド、N−{4′−(4″−ヒ
ドロキシフェニルイソプロピリデン)フェニル}−メタ
リルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3
−ジカルボキシイミド、N,N′−エチレン−ビス(ア
リルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3
−ジカルボキシイミド)、N,N′−エチレン−ビス
(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エ
ン−2,3−ジカルボキシイミド)、N,N′−エチレ
ン−ビス(メタリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5
−エン−2,3−ジカルボキシイミド)、N,N′−ヘ
キサメチレン−ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘ
プト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)、N,
N′−ヘキサメチレン−ビス(アリルメチルビシクロ
[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキ
シイミド)、N,N′−ドデカメチレン−ビス(アリル
ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジ
カルボキシイミド)、N,N′−ドデカメチレン−ビス
(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エ
ン−2,3−ジカルボキシイミド)、N,N′−シクロ
ヘキシレン−ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプ
ト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)、N,
N′−シクロヘキシレン−ビス(アリルメチルビシクロ
[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキ
シイミド)、1,2−ビス{3′−(アリルビシクロ
[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキ
シイミド)プロポキシ}エタン、1,2−ビス{3′−
(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エ
ン−2,3−ジカルボキシイミド)プロポキシ}エタ
ン、1,2−ビス{3′−(メタリルビシクロ[2.
2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミ
ド)プロポキシ}エタン、ビス〔2′−{3″−(アリ
ルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−
ジカルボキシイミド)プロポキシ}エチル〕エーテル、
ビス〔2′−{3″−(アリルメチルビシクロ[2.
2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミ
ド)プロポキシ}エチル〕エーテル、1,4−ビス
{3′−(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−
エン−2,3−ジカルボキシイミド)プロポキシ}ブタ
ン、1,4−ビス{3′−(アリルメチルビシクロ
[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキ
シイミド)プロポキシ}ブタン、N,N′−p−フェニ
レン−ビス(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5
−エン−2,3−ジカルボキシイミド)、N,N′−p
−フェニレン−ビス(アリルメチルビシクロ[2.2.
1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミ
ド)、N,N′−m−フェニレン−ビス(アリルビシク
ロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボ
キシイミド)、N,N′−m−フェニレン−ビス(アリ
ルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−
2,3−ジカルボキシイミド)、2,2−ビス〔4′−
{4″−(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−
エン−2,3−ジカルボキシイミド)フェノキシ}フェ
ニル〕プロパン、2,2−ビス〔4′−{4″−(アリ
ルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−
2,3−ジカルボキシイミド)フェノキシ}フェニル〕
プロパン、2,2−ビス〔4′−{4″−(メタリルビ
シクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカ
ルボキシイミド)フェノキシ}フェニル〕プロパン、ビ
ス{4−(アリルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−
エン−2,3−ジカルボキシイミド)フェニル}メタ
ン、ビス{4−(アリルメチルビシクロ[2.2.1]
ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)フェ
ニル}メタン、ビス{4−(メタリルビシクロ[2.
2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミ
ド)フェニル}メタン、ビス{4−(メタリルメチルビ
シクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカ
ルボキシイミド)フェニル}メタン、ビス{4−(アリ
ルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−
ジカルボキシイミド)フェニル}エーテル、ビス{4−
(アリルメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エ
ン−2,3−ジカルボキシイミド)フェニル}エーテ
ル、ビス{4−(メタリルビシクロ[2.2.1]ヘプ
ト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)フェニ
ル}エーテル、ビス{4−(アリルビシクロ[2.2.
1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド)
フェニル}スルホン、ビス{4−(アリルメチルビシク
ロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボ
キシイミド)フェニル}スルホン、ビス{4−(メタリ
ルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−
ジカルボキシイミド)フェニル}スルホン等があげられ
るが、これらに限定されない。
ドは単独で用いてもよいし、それらの混合物またはその
オリゴマーとして用いてもよい。
ニル置換ナジイミドとの相溶性が良好であるので、任意
の割合で混合できるが、組成物の作業性と硬化後の物
性、特に耐熱性とのバランスを考慮して(A)成分10
0重量部に対して(B)成分10〜500重量部、好ま
しくは20〜300重量部の範囲で用いる。
塩または、オニウム塩および弱い還元剤もしくは安息香
酸銅からなる触媒系のうち、オニウム塩としては、アン
モニウム化合物[R4N]+X-、ホスホニウム化合物
[R4P]+X-、アルソニウム化合物[R4As]+X-、
スチボニウム化合物[R4Sb]+X-、オキソニウム化
合物[R3O]+X-、スルホニウム化合物[R3S]
+X-、セレノニウム化合物[R3Se]+X-、スタンノ
ニウム化合物[R3Sn]+X-、およびヨードニウム化
合物[R2I]+X-(式中、Rは置換または無置換芳香
族基または、直鎖または分岐鎖アルキルまたはアルケニ
ル基を表し、それらはそれぞれ独立に選ばれる。また、
X-は親核性の弱いまたは親核性のないアニオンを表
す)等が挙げられ、好ましくはヨードニウム化合物[R
2I]+X-が挙げられる。ヨードニウム化合物の代表的
なものとして、たとえば、ジフェニルヨードニウムクロ
リド、ジフェニルヨードニウムブロミド、ジフェニルヨ
ードニウムパークロレート、ジフェニルヨードニウムテ
トラフルオロボレート、ジフェニルヨードニウムヘキサ
フルオロアルセネート、ジフェニルヨードニウムヘキサ
フルオロホスフェート、ジフェニルヨードニウムヘキサ
フルオロアンチモネート、(p−メトキシフェニル)フ
ェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、ジ(2−
ニトロフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロアルセネ
ート、ジ(p−トリル)ヨードニウムヘキサフルオロホ
スフェート、ジ(p−クロロフェニル)ヨードニウヘキ
サフルオロアルセネート等が挙げられるが、これらに限
定されない。
[II]で表される構造を含有するα−ヒドロキシケトン
類または、その互変異性体であるエンジオール類が挙げ
られる。
酸、ベンゾイン、アニソイン、4、4′−ジクロロベン
ゾイン、フロイン、α−ピリドイン等が挙げられるが、
これらに限定されない。また、安息香酸銅としては、1
または2価の安息香酸銅が使用される。これら弱い還元
剤または安息香酸銅の使用量は、オニウム塩1重量部に
対して0.05〜2重量部、好ましくは0.1〜1重量
部である。
量は特に規定されず広い範囲内で適宜選択すれば良い
が、通常前記(A)、(B)の合計量100重量部に対
して0.1〜8重量部、好ましくは0.2〜5重量部使
用する。
樹脂組成物を硬化する1つの方法として、この組成物を
注型成形、射出成形、圧縮成形等の成形法を用い、12
0〜240℃、好ましくは150〜230℃の温度で
0.01〜10時間、好ましくは0.05〜8時間加熱
することによって重合成形する。またもう1つの方法と
して、該熱硬化性樹脂組成物を溶媒に溶解させて溶液と
し、それを物体に塗布し、溶媒を乾燥、除去して生成し
た被膜を120〜240℃、好ましくは150〜230
℃の温度で0.01〜10時間、好ましくは0.05〜
8時間加熱することによって硬化被膜を形成させること
もできる。この場合、加熱時に紫外線を照射すると硬化
時間をより短縮することができる。上記硬化法を利用し
て、接着剤、充填材として使用することも可能である。
覆膜、接着体等は必要に応じて200〜280℃の温度
で、0.5〜30時間さらに熱処理してもよい。
充填材、たとえばガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、リ
ン酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、
水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化アンチ
モン、石膏、シリカ、アルミナ、クレー、タルク、石英
粉末、カーボンブラック等を該熱硬化性樹脂組成物10
0重量部に対し10〜500重量部混合しても差し支え
ない。
明するが、本発明は、これらの実施例によって制限され
るものではない。
−エン−2,3−ジカルボキシイミド)フェニル}メタ
ンのオリゴマー(融点108℃)およびエポキシ樹脂
(エピコート828)の重量比1:1の混合物に、触媒
としてジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート
を、添加剤として弱い還元剤または安息香酸銅(II)
を均一に混合し、その一部を200℃の空気に暴露した
ホットプレート上に乗せ、その温度を保ちながらかき混
ぜ、ゲル化時間を測定したところ、表1のような結果が
得られた。
−エン−2,3−ジカルボキシイミド)フェニル}メタ
ンのオリゴマー(融点108℃)およびエポキシ樹脂
(エピコート1001)の重量比3:7の混合物に、触
媒としてジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレー
トを、添加剤として弱い還元剤を均一に混合し、その一
部を200℃の空気に暴露したホットプレート上に乗
せ、その温度を保ちながらかき混ぜ、ゲル化時間を測定
したところ、表2のような結果が得られた。
−エン−2,3−ジカルボキシイミド)フェニル}メタ
ンのオリゴマー(融点108℃)およびエポキシ樹脂
(エピコート828)の重量比1:1の混合物に、触媒
としてジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアルセネ
ートを、添加剤として弱い還元剤または安息香酸銅 (I
I) を均一に混合し、その一部を200℃の空気に暴露
したホットプレート上に乗せ、その温度を保ちながらか
き混ぜ、ゲル化時間を測定したところ、表3のような結
果が得られた。
−エン−2,3−ジカルボキシイミド)フェニル}メタ
ンのオリゴマー(融点108℃)およびエポキシ樹脂
(エピコート828)の重量比1:1の混合物に、触媒
としてジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェ
ートを、添加剤として安息香酸銅 (II) を均一に混合
し、その一部を200℃の空気に暴露したホットプレー
ト上に乗せ、その温度を保ちながらかき混ぜ、ゲル化時
間を測定したところ、表4のような結果が得られた。
−エン−2,3−ジカルボキシイミド)フェニル}メタ
ンのオリゴマー(融点108℃)およびエポキシ樹脂
(エピコート828)の重量比4:6の混合物に、触媒
として2.0wt%のジフェニルヨードニウムヘキサフ
ルオロホスフェートを、添加剤として0.25wt%の
安息香酸銅 (II) を均一に混合し、その一部を200℃
の空気に暴露したホットプレート上に乗せ、その温度を
保ちながらかき混ぜ、ゲル化時間を測定したところ、ゲ
ル化時間は3分40秒であった。
−エン−2,3−ジカルボキシイミド)フェニル}メタ
ンのオリゴマー(融点108℃)およびエポキシ樹脂
(エピコート828)の重量比1:1の混合物に、触媒
としてジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェ
ート(触媒A)およびジフェニルヨードニウムテトラフ
ルオロボレート(触媒B)を、添加剤としてベンゾイン
を表5に示す割合で均一に混合し、その一部を200℃
の空気に暴露したホットプレート上に乗せ、その温度を
保ちながらかき混ぜ、ゲル化時間を測定したところ、表
5のような結果が得られた。
−エン−2,3−ジカルボキシイミド)フェニル}メタ
ンのオリゴマー(融点108℃)およびエポキシ樹脂
(エピコート1001)の重量比3:7の混合物に、触
媒として0.8wt%のジフェニルヨードニウムヘキサ
フルオロホスフェートおよび0.8wt%のジフェニル
ヨードニウムテトラフルオロボレートを、添加剤として
0.4wt%のベンゾインを均一に混合し、その一部を
200℃の空気に暴露したホットプレート上に乗せ、そ
の温度を保ちながらかき混ぜ、ゲル化時間を測定したと
ころ、ゲル化時間は2分00秒であった。
−エン−2,3−ジカルボキシイミド)フェニル}メタ
ンのオリゴマー(融点108℃)およびエポキシ樹脂
(エピコート1001)の重量比3:7の混合物に、触
媒として0.8wt%のジフェニルヨードニウムパーク
ロレートおよび0.8wt%のジフェニルヨードニウム
テトラフルオロボレートを、添加剤として0.4wt%
のベンゾインを均一に混合し、その一部を200℃の空
気に暴露したホットプレート上に乗せ、その温度を保ち
ながらかき混ぜ、ゲル化時間を測定したところ、ゲル化
時間は1分50秒であった。
[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキ
シイミド)およびエポキシ樹脂(エピコート828)の
重量比1:1の混合物に、触媒としてジフェニルヨード
ニウムヘキサフルオロアルセネートを、添加剤として弱
い還元剤または安息香酸銅 (II) を均一に混合し、その
一部を200℃の空気に暴露したホットプレート上に乗
せ、その温度を保ちながらかき混ぜ、ゲル化時間を測定
したところ、表6のような結果が得られた。
−エン−2,3−ジカルボキシイミド)フェニル}メタ
ンのオリゴマー(融点108℃)およびエポキシ樹脂
(エピコート828)の重量比1:1の混合物に、1−
(2,6−ジクロロベンゾイル)−2−エチルイミダゾ
ール触媒を2wt%混合し、その一部を200℃の空気
に暴露したホットプレート上に乗せ、その温度を保ちな
がらかき混ぜ、ゲル化時間を測定したところ、ゲル化時
間は30分以上であった。
t%にした以外は、参考例1と全く同様な方法で実験し
たところ、ゲル化時間は30分以上であった。
−エン−2,3−ジカルボキシイミド)フェニル}メタ
ンのオリゴマー(融点108℃)およびエポキシ樹脂
(エピコート1001)の重量比1:1混合物に、1−
(2,6−ジクロロベンゾイル)−2−エチルイミダゾ
ール触媒を2wt%混合し、その一部を200℃の空気
に暴露したホットプレート上に乗せ、その温度を保ちな
がらかき混ぜ、ゲル化時間を測定したところ、ゲル化時
間は15分以上であった。
−エン−2,3−ジカルボキシイミド)フェニル}メタ
ン(融点75℃)30重量部およびエポキシ樹脂(エピ
コート828)70重量部を150℃のオイルバス中で
加熱熔融し、それに2重量部の触媒(組成:ジフェニル
ヨードニウムヘキサフルオロホスフェート2重量部/ジ
フェニルヨードニウムテトラフルオロボレート2重量部
/ベンゾイン1重量部)を加えて均一にかき混ぜた。次
にそれを減圧脱気した後、型に流し込み、200℃で1
2時間加熱硬化した。
脂の反応率が、ほぼ100%で、かつイミドのそれが8
7%である(すなわち、イミドおよびエポキシ樹脂の合
計に対する反応率96%)硬化成形体であることが判っ
た。
度11(Kg/mm2)、曲げ弾性率360(Kg/m
m2)、熱線膨張係数5.9×10-5(1/℃)であっ
た。
に250℃で2時間にした以外は、実施例23と同様な
方法で硬化させたところ、反応率99.9%(イミドお
よびエポキシ樹脂の合計に対する)、Tg144℃、曲
げ強度12(Kg/mm2)、曲げ弾性率380(Kg
/mm2)、熱線膨張係数5.8×10-5(1/℃)の
成形体が得られた。
−エン−2,3−ジカルボキシイミド)フェニル}メタ
ン(融点75℃)30重量部およびエポキシ樹脂(エピ
コート828)70重量部を150℃のオイルバス中で
加熱熔融し、それに2重量部の触媒(組成:ジフェニル
ヨードニウムテトラフルオロボレート4重量部/ベンゾ
イン1重量部)を加えて均一にかき混ぜた。次にそれを
減圧脱気した後、型に流し込み、200℃で2時間、さ
らに続いて250℃で2時間加熱硬化したところ、反応
率99.8%(イミドおよびエポキシ樹脂の合計に対す
る)、Tg152℃の成形体が得られた。
−エン−2,3−ジカルボキシイミド)フェニル}メタ
ン(融点75℃)50重量部およびエポキシ樹脂(エピ
コート828)50重量部を150℃のオイルバス中で
加熱熔融し、それに2重量部のジフェニルヨードニウム
テトラフルオロボレート触媒を加えて均一にかき混ぜ
た。次にそれを減圧脱気した後、型に流し込み、200
℃で2時間、さらに続いて250℃で2時間加熱硬化し
たところ、反応率99%(イミドおよびエポキシ樹脂の
合計に対する)、Tg217℃の成形体が得られた。
−エン−2,3−ジカルボキシイミド)フェニル}メタ
ンのオリゴマー(融点98℃)30重量部およびエポキ
シ樹脂(エピコート828)70重量部を150℃のオ
イルバス中で加熱熔融し、それに2重量部のジフェニル
ヨードニウムテトラフルオロボレート触媒を加えて均一
にかき混ぜた。次にそれを減圧脱気した後、型に流し込
み、200℃で2時間加熱硬化したところ、反応率93
%(イミドおよびエポキシ樹脂の合計に対する)、Tg
153℃の成形体が得られた。
−エン−2,3−ジカルボキシイミド)フェニル}メタ
ンのオリゴマー(融点98℃)30重量部およびエポキ
シ樹脂(エピコート828)70重量部を150℃のオ
イルバス中で加熱熔融し、それに2重量部の触媒(組
成:ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェー
ト2重量部/ジフェニルヨードニウムテトラフルオロボ
レート2重量部/ベンゾイン1重量部)を加えて均一に
かき混ぜた。次にそれを減圧脱気した後、型に流し込
み、200℃で2時間加熱硬化したところ、反応率93
%(イミドおよびエポキシ樹脂の合計に対する)、Tg
126℃、曲げ強度10(Kg/mm2)、曲げ弾性率
330(Kg/mm2)の成形体が得られた。
−エン−2,3−ジカルボキシイミド)フェニル}メタ
ン(融点75℃)30重量部およびエポキシ樹脂(エピ
コート1001)70重量部を150℃のオイルバス中
で加熱熔融し、それに2重量部の触媒(組成:ジフェニ
ルヨードニウムテトラフルオロボレート4重量部/ベン
ゾイン1重量部)を加えて均一にかき混ぜた。次にそれ
を減圧脱気した後、型に流し込み、200℃で2時間加
熱硬化したところ、反応率99.4%(イミドおよびエ
ポキシ樹脂の合計に対する)、Tg142℃の成形体が
得られた。
−エン−2,3−ジカルボキシイミド)フェニル}メタ
ン(融点75℃)30重量部およびエポキシ樹脂(エピ
コート1001)70重量部を150℃のオイルバス中
で加熱熔融し、それに2重量部の触媒(組成:ジフェニ
ルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート2重量部/
ジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート2重量
部/ベンゾイン1重量部)を加えて均一にかき混ぜた。
次にそれを減圧脱気した後、型に流し込み、220℃で
2時間加熱硬化したところ、反応率96%(イミドおよ
びエポキシ樹脂の合計に対する)、Tg126℃の成形
体が得られた。
−エン−2,3−ジカルボキシイミド)フェニル}メタ
ン(融点75℃)30重量部およびエポキシ樹脂(エピ
コート1001)70重量部を150℃のオイルバス中
で加熱熔融し、それに2重量部の1−(2,6−ジクロ
ロベンゾイル)−2−エチルイミダゾールを加えて均一
にかき混ぜた。次にそれを減圧脱気した後、型に流し込
み、200℃で2時間加熱硬化したところ、エポキシ樹
脂に対する反応率100%、イミドに対する反応率45
%で、Tg112℃の成形体が得られた。
プト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド5g、エ
ポキシ樹脂(エピコート828)5g、ジフェニルヨー
ドニウムテトラフルオロボレート0.08gおよび安息
香酸銅(II)0.02gを均一に混合し、その一部を1
80℃の空気に暴露したホットプレート上に乗せ、その
温度を保ちながらかき混ぜ、ゲル化時間を測定したとこ
ろ、10分00秒であった。
[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキ
シイミド粉末5g、エポキシ樹脂(エピコート828)
5g、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアルセネ
ート0.08gおよび安息香酸銅(II)0.02gを均
一に混合し、その一部を200℃の空気に暴露したホッ
トプレート上に乗せ、その温度を保ちながらかき混ぜ、
ゲル化時間を測定したところ、1分30秒であった。
−エン−2,3−ジカルボキシイミド)フェニル}メタ
ンのオリゴマー(融点108℃)5g、エポキシ樹脂
(エピコート828)5g、ジフェニルヨードニウムテ
トラフルオロボレート0.08gおよびアスコルビン酸
0.02gを20mlのMEKに溶解し、その溶液の一
部を銅板上に均一に塗布し、MEKを蒸発させて約30
ミクロンの塗膜を形成させた。次に該銅板を200℃の
ホットプレート上に乗せ、ゲル化時間を測定したとこ
ろ、5分20秒であった。
0cmのところから400Wの高圧水銀燈で紫外線照射
したところ、1分50秒でゲル化した。
−エン−2,3−ジカルボキシイミド)フェニル}メタ
ン(融点75℃)50g、エポキシ樹脂(エピコート8
28)50gおよび1gの混合触媒(組成:ジフェニル
ヨードニウムヘキサフルオロホスフェート2重量部/ジ
フェニルヨードニウムテトラフルオロボレート2重量部
/ベンゾイン1重量部)を90℃に加熱熔融してよく混
合した後、70℃の恒温槽に入れゲル化開始時間を測定
してポットライフ(可使時間)を求めたところ、40時
間以上であった。
低い温度で硬化するので、エポキシ樹脂とアルケニル置
換ナジイミド樹脂の重合が効率よく進行し、両樹脂の優
れた性質を兼ね備えた耐熱性、難燃性および機械的性質
の優れた硬化物を得ることができる。また、該熱硬化性
組成物は貯蔵安定性がよく、重合の都度原料イミドと触
媒を混合する手間を省くことができ、また、同一品質の
ものを少量ずつ製造する場合でも安定した品質の製品を
製造することができるという効果を有する。さらに、紫
外線照射により重合、硬化反応が加速されるので、紫外
線照射の併用によって、より一層重合、硬化時間を短縮
できるという効果も有する。
Claims (4)
- 【請求項1】 (A)エポキシ樹脂、(B)式 【化1】 [ここでR 1 、R 2 はそれぞれ独立に選ばれた水素または
メチル基、nは1〜2の整数を表し、かつ、n=1の
時、R 3 はC 1 〜C 12 のアルキル基、C 3 〜C 6 のアルケニ
ル基、C 5 〜C 8 のシクロアルキル基、C 6 〜C 12 の芳香
族基、ベンジル基、これらの基の1〜3個の水素を水酸
基で置換した基または−{(C q H 2q O) t (C r H
2r O) U C s H 2s+1 }(ただしq、r、sはそれぞれ独立
に選ばれた2〜6の整数、tは0または1の整数、uは
1〜30の整教)で表されるポリオキシアルキル基もし
くは−C 6 H 4 −T−C 6 H 5 {ただしTは−CH 2 −、−
C(CH 3 ) 2 −、−CO−、−O−、−S−、−SO 2
−}で表される基の1〜3個の水素を水酸基で置換した
基であり、n=2のとき、R 3 は−C P H 2p −(ただしp
は2〜20の整数)で表されるアルキレン基、C 5 〜C 8
のシクロアルキレン基、−{(C q H 2q O) t (C r H 2r
O) U C s H 2s }−(ただしq、r、sはそれぞれ独立に
選ばれた2〜6の整数、tは0または1の整数、uは1
〜30の整数)で表されるポリオキシアルキレン基、C
6 〜C 12 の芳香族基、−C 6 H 4 −T−C 6 H 4 −{ただし
Tは−CH 2 −、−C(CH 3 ) 2 −、−CO−、−O
−、−OC 6 H 4 C(CH 3 ) 2 C 6 H 4 O−、−S−、−S
O 2 −}で表される基またはこれらの基の1〜3個の水
素を水酸基で置換した基である。]で表されるアルケニ
ル置換ナジイミドならびに、(C)アンモニウム化合物
[R 4 N] + X - 、ホスホニワム化合物[R 4 P] + X - 、ア
ルソニウム化合物[R 4 As] + X - 、スチボニウム化合
物[R 4 Sb] + X - 、オキソニウム化合物[R 3 O]
+ X - 、スルホニウム化合物[R 3 S] + X - 、セレノニウ
ム化合物[R 3 Se] + X - 、スタンノニウム化合物[R 3
Sn ] + X - およびヨードニウム化合物[R 2 I] + X
- (式中、Rは置換または無置換芳香族基または、直鎖
または分岐鎖アルキルまたはアルケニル基を表し、それ
らはそれぞれ独立に選ばれる。また、X - は親核性の弱
いまたは親核性のないアニオンを表す)から選ばれるオ
ニウム塩または、該オニウム塩および弱い還元剤もしく
は安息香酸銅からなる触媒を必須成分として含有するこ
とを特徴とする熱硬化性樹脂組成物。 - 【請求項2】 オニウム塩がジフェニルヨードニウム塩
である請求項1記載の熱硬化性樹脂組成物。 - 【請求項3】 (A)エポキシ樹脂100重量部に対し
て、(B)アルケニル置換ナジイミド10〜500重量
部を配合することを特徴とする請求項1または2記載の
熱硬化性樹脂組成物。 - 【請求項4】 弱い還元剤がα−ヒドロキシケトン類ま
たは、その互変異性体であるエンジオール類であること
を特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の熱硬
化性樹脂組成物。
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