JP4584913B2 - 1−イミダゾリルメチル置換−2−ナフトールおよび低温硬化用促進剤としてのそれらの使用 - Google Patents
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Description
本発明は、1−イミダゾリルメチル置換2−ナフトール化合物に基づく新規なマンニッヒ塩基、ならびに積層品において高ILS値を可能にする、特に樹脂注入法、湿式レイアップ法および他の含浸法による含浸に用いるエポキシ樹脂系のための促進剤としてのそれらの使用に関する。本発明の促進剤は、さらに焼結用粉末、キャスチング樹脂および圧縮成形用配合物の用途に適切である。
しかし、慣用されるイミダゾール類、たとえばイミダゾール、1−メチルイミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾールまたは2−フェニルイミダゾール類は、それらをプレプレグ配合物に用いた場合、多くのエポキシ樹脂配合物において室温でのプレプレグの貯蔵安定性が不適切となる。
R1、R2およびR3は、それぞれ互いに独立して、H;C1−17アルキル;
C1−4アルキル基により置換されていてもよいC3−12シクロアルキル;
C1−4アルキル基により置換されていてもよいC4−20シクロアルキル−アルキル;
1〜3個のC1−4アルキル基、−CN、ハロ、OH、もしくはC1−10アルコキシにより置換されていてもよいC6−10アリール;
1〜3個のC1−4アルキル基により置換されていてもよいC7−15フェニルアルキル;
C3−12アルケニル;C3−12アルキニル;または芳香族もしくは脂肪族C3−12アシルであり;
R4、R5、R6、R7、R8およびR9は、それぞれ互いに独立して、H;C1−17アルキル;
C1−4アルキル基により置換されていてもよいC3−12シクロアルキル;
C1−4アルキル基により置換されていてもよいC4−20シクロアルキル−アルキル;
1〜3個のC1−4アルキル基により置換されていてもよいC6−10アリール;
1〜3個のC1−4アルキル基により置換されていてもよいC7−15フェニルアルキル;
C3−17アルケニル;C3−12アルキニル;C1−12アルコキシ;またはOHであり;
式(I)について
Rは、C1−12アルキル;
C1−4アルキル基により置換されていてもよいC3−12シクロアルキル;
C1−4アルキル基により置換されていてもよいC4−20シクロアルキル−アルキル;
1〜3個のC1−4アルキル基により置換されていてもよいC6−10アリール;
1〜3個のC1−4アルキル基により置換されていてもよいC7−15フェニルアルキル;
C3−12アルケニル;またはC3−12アルキニルであり;
式(II)について、n=2〜12である。
一般式(I)および(II)の化合物の基R1、R2およびR3;基R4〜R9;一般式(I)の化合物の基R;ならびに一般式(II)の化合物に関する係数nに関して好ましい条件は、目的とするいずれの組合わせにも適用される。
本発明の化合物は、それ自体既知の方法により製造できる。この目的のためには、まず1−イミダゾリルメチル置換2−ナフトールを、たとえばEP 0 761 709Aの記載に従って製造する。次いでこのナフトールのヒドロキシル基を常法により、好ましくはアルカリ性媒質中でエーテル化する。式(II)の化合物の場合、それぞれ同一の環系を脂肪族の非置換炭化水素鎖で架橋する。
本発明はさらに、
a)エポキシド含量が0.1〜11、好ましくは0.1〜2.2エポキシド当量/kgであるエポキシ樹脂、
b)式(I)または(II)の化合物、
c)エポキシ樹脂のための硬化剤、および場合により
d)エポキシ樹脂技術において慣用される添加剤
を含む、硬化性エポキシ樹脂組成物を提供する。
適切な例には下記のものが含まれる:脂環式ポリオール、たとえば2,2−ビス(4’−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパンのジグリシジルまたはポリグリシジルエーテル、多価フェノール、たとえばレソルシノール、ビス(4’−ヒドロキシフェニル)メタン(ビスフェノールF)、2,2−ビス(4’−ヒドロキシフェニル)プロパン(ビスフェノールA)、2,2−ビス(4’−ヒドロキシ−3’,5’−ジブロモフェニル)プロパン、1,1,2,2−テトラキス(4’−ヒドロキシフェニル)エタン、またはフェノール類とホルムアルデヒドの縮合物、たとえばフェノールノボラック樹脂およびクレゾールノボラック樹脂のジグリシジルまたはポリグリシジルエーテル;さらに前記のポリアルコールおよびポリフェノールのジ−またはポリ(β−メチルグリシジル)エーテル;多塩基性カルボン酸、たとえばフタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロフタル酸およびヘキサヒドロフタル酸のポリグリシジルエステルおよびポリ(β−メチルグリシジル)エステル;アミノフェノール類のグリシジル誘導体、たとえばトリグリシジル−p−アミノフェノール;アミン、アミドおよび複素環式窒素塩基のN−グリシジル誘導体、たとえばN,N−ジリグリシジルアニリン、N,N−ジリグリシジルトルエン、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−ビス(4−アミノフェニル)メタン、イソシアヌル酸トリグリシジル、N,N−ジリグリシジル−N,N’−エチレン尿素、N,N’−ジリグリシジル−5,5−ジメチルヒダントイン、N,N’−ジリグリシジル−5−イソプロピルヒダントイン、N,N’−ジリグリシジル−5,5−ジメチル−6−イソプロピル−5,6−ジヒドロウラシル;多官能性エポキシ樹脂、たとえば2,6−ジ置換4−エポキシプロピルフェニルグリシジルエーテルおよびその付加物:EP−A 205 409およびEP−A 204 659に記載;それぞれ2個のグリシジルオキシ基および2,3−エポキシプロピル基で置換されたビスフェノール類、たとえば2,2−ビス(3’−エポキシプロピル−4’−エポキシプロピルフェニル)プロパン:GB828364に記載;テトラメチロール置換されたシクロヘキサノール、シクロヘキサノン、シクロペンタノールおよびシクロペンタノンのグリシジル誘導体、たとえばUS4,549,008に記載;グリシジルオキシ置換ベンゾフェノン;ならびにグリシジルオキシジケトン類、たとえばUS4,649,181に記載の化合物。
適切なエポキシ樹脂には、好ましくはたとえばビスフェノールAまたはFのグリシジルエーテル、グリシジルエステル、芳香族複素環式化合物のN−グリシジルおよびN,O−グリシジル誘導体、ならびに脂環式グリシジル化合物が含まれる。それらは、好ましくは0.1〜2.2エポキシド当量/kgの官能価をもつ。
a)マンニッヒ塩基の製造.DMSO中でアルカリ変異型1−イミダゾリルメチル−2−ナフトールを例として使用するナフトールのエーテル化の一般的記載
還流冷却器、内部温度計、滴下ろうとおよびKPG撹拌機を備えたスルホン化用フラスコ(300〜400ml)に、ジメチルスルホキシドを装入し、次いで選択したナフトール類を撹拌下で添加する。これによりベージュ色の懸濁液が得られる。粉末状KOHを撹拌溶液に添加する。溶液の色はベージュ色から緑色に変化し、約15分間の経過中に透明になり、深緑色の溶液を形成する。これはなお、わずかな固体画分を含有する。フラスコの内部温度は約22℃である。この温度でアルキルハロゲンまたはアルキルジハロゲンをそれぞれ滴加する。混合物を15分間かけて30℃に加温する。次いで残りのハロアルキルまたはジハロアルキルをさらに9分間かけて添加する。フラスコ内容物をまず50℃より少し高く、次いで約70℃に加熱する。フラスコをこの温度で2〜3時間撹拌する。次いで反応溶液を150gの氷に注ぐ。ベージュ−褐色固体および乳濁水相が得られる。有機相を水相から分離し、後者をそれぞれ50mlずつのトルエンと共に5回振とうすることにより抽出する。有機相を合わせて無水硫酸ナトリウムで乾燥させる。一夜放置し、吸引フィルターで乾燥剤を除去した後、溶媒をロータリーエバポレーターで除去する。この粗生成物を20mlのイソプロパノールに装入し、約65℃で加熱還流する。ドライアイスにより生成物を溶液から凍結させ、イソプロパノールを吸引フィルターで除去する。最後にこの固体を約40℃/0.3ミリバールで約2時間乾燥させる。使用した各成分の量は下記の表1から分かる。
2)Comp.=成分、量g(mmol);成分1=1−イミダゾリルメチル−2−ナフトール;成分2、E1=臭化ノニル、E2=臭化アリル、E3=臭化ドデシル、E4=塩化ブチル、E5=1,10−ジブロモドデカン;成分3=KOH;
3)Solv.=溶媒、ml、上記実験の溶媒はそれぞれの場合ジメチルスルホキシド(DMSO)である;
4)Yld.=収率、%;
5)m.p.=融点(DSC)℃。さらに生成物の特性解明を1Hおよび13C NMR(d6−DMSO)ならびにC、H、N、O分析により行った。
b)本発明のマンニッヒ塩基の使用例
前記の実験セクションa)からの生成物を60〜80℃の温度でアミン系硬化剤に溶解する。これによりオレンジ色ないし濃褐色の透明な溶液が得られる。室温に冷却した後、この溶液を計算量のエポキシ樹脂と混合する。詳細については下記の表2を参照されたい。
Claims (12)
- 一般式(I)および(II)の化合物:
R1、R2およびR3は、それぞれ互いに独立して、H;C1−17アルキル;
C1−4アルキル基により置換されていてもよいC3−12シクロアルキル;
C1−4アルキル基により置換されていてもよいC4−20シクロアルキル−アルキル;
1〜3個のC1−4アルキル基、−CN、ハロ、OH、もしくはC1−10アルコキシにより置換されていてもよいC6−10アリール;
1〜3個のC1−4アルキル基により置換されていてもよいC7−15フェニルアルキル;
C3−12アルケニル;C3−12アルキニル;または芳香族もしくは脂肪族C3−12アシルであり;
R4、R5、R6、R7、R8およびR9は、それぞれ互いに独立して、H;C1−17アルキル;
C1−4アルキル基により置換されていてもよいC3−12シクロアルキル;
C1−4アルキル基により置換されていてもよいC4−20シクロアルキル−アルキル;
1〜3個のC1−4アルキル基により置換されていてもよいC6−10アリール;
1〜3個のC1−4アルキル基により置換されていてもよいC7−15フェニルアルキル;
C3−17アルケニル;C3−12アルキニル;C1−12アルコキシ;またはOHであり;
式(I)について
Rは、C1−12アルキル;
C1−4アルキル基により置換されていてもよいC3−12シクロアルキル;
C1−4アルキル基により置換されていてもよいC4−20シクロアルキル−アルキル;
1〜3個のC1−4アルキル基により置換されていてもよいC6−10アリール;
1〜3個のC1−4アルキル基により置換されていてもよいC7−15フェニルアルキル;
C3−12アルケニル;またはC3−12アルキニルであり;
式(II)について、n=2〜12である。 - R1、R2およびR3が、それぞれ互いに独立して、H;C1−12アルキル;フェニル;または1〜3個のC1−4アルキル基により置換されていてもよいC7−15フェニルアルキルである、請求項1に記載の化合物。
- R2およびR3が、それぞれHであり;かつR1が、C1−12アルキル;フェニル;または1〜3個のC1−4アルキル基により置換されていてもよいC7−15フェニルアルキルである、請求項2に記載の化合物。
- 式(I)について、RがC1−12アルキルであるか;またはC3−12アルケニルであり;かつ式(II)について、n=6〜12である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の化合物。
- 基R4〜R9が水素原子である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の化合物。
- R1がメチルであり、R2−9がそれぞれ水素原子であり、Rがn−ブチル、n−ノニル、n−ドデシル、またはアリルであり、かつn=8である、請求項1に記載の化合物。
- エポキシ樹脂組成物中における促進剤としての、請求項1に記載の化合物の使用。
- a)エポキシド含量が0.1〜11エポキシド当量/kgであるエポキシ樹脂、
b)成分a)〜d)の全組成物を基準として1〜10重量部の、請求項1に記載の化合物、
c)エポキシド基当たり硬化剤の官能基が0.5〜1.5個あるように計算された、エポキシ樹脂のための硬化剤、および場合により
d)エポキシ樹脂技術において慣用される添加剤
を含む、硬化性組成物。 - 硬化剤がアミングループから選択されることを特徴とする、請求項8に記載の組成物。
- 硬化剤がポリオキシプロピレンジアミンであることを特徴とする、請求項9に記載の組成物。
- エポキシ樹脂が、芳香族もしくは複素環式化合物のグリシジルエーテル、グリシジルエステル、N−グリシジルもしくはN,O−グリシジル誘導体、または脂環式グリシジル化合物であることを特徴とする、請求項8に記載の組成物。
- 圧縮成形用配合物、焼結用粉末、封入系、キャスチング樹脂としての、樹脂注入法、湿式レイアップ法および射出法を用いるプレプレグおよび積層品の製造のための、請求項8に記載の硬化性組成物の使用。
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