JP4899479B2 - 一液性エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

Description

本発明は、硬化性に優れ、かつ保存安定性に優れた完全液状の一液性エポキシ樹脂組成物に関し、またこの組成物を使用する接着方法に関する。

エポキシ樹脂組成物は接着剤、封止剤、塗料など幅広い分野で利用されており、二液性エポキシ樹脂が一般的であるが、主剤と硬化剤の混合操作が必要である等、その作業性の悪さが指摘されていた（「総説エポキシ樹脂」エポキシ樹脂技術協会編、２００３年１１月１９日発行）。
そこで業界では主剤と硬化剤の混合操作の不要な作業性に優れた一液性エポキシ樹脂組成物が使用されるようになってきた。一液性エポキシ樹脂組成物に用いられる潜在性硬化剤の多くは数μｍの粒子状であって、液状のエポキシ樹脂に分散させて使用される。これらは常温ではエポキシ樹脂と分離した形になっているのでこれと反応せず、加熱することでエポキシ樹脂と溶け合ってこれと硬化反応を引き起こすので、固体分散型潜在性硬化剤と呼ばれる。このような潜在性硬化剤としてはジシアンジアミド、ジヒドラジド化合物、アミンアダクト化合物など各種の化合物あるいは、アミンやイミダゾールをマイクロカプセル化したものなどが知られていた（前出「総説エポキシ樹脂」エポキシ樹脂技術協会編、２００３年１１月１９日発行）。
しかし、固体分散型の潜在性硬化剤を使用した樹脂組成物の含浸接着剤では、液状のエポキシ樹脂のみが深く浸透し、硬化剤の粒子が隙間に十分染み込んでいかないため、不均一に硬化したり、甚だしいときは隙間部分が全く硬化しなかったり等の問題があった。また、固体分散型の潜在性硬化剤を使用した樹脂組成物の塗料、コーティング剤では、きわめて塗布厚みが薄い部分において、硬化剤とエポキシ樹脂が硬化時に均一に混じり合うことができないため、硬化膜が不均一になったり、部分的に未硬化の部分が生じたりするなどの不具合が発生していた。
このような問題を解決するために、硬化剤もエポキシ樹脂も溶解する完全液状の一液性エポキシ樹脂組成物が望まれていた。これまでに知られている完全液状エポキシ樹脂組成物としては、硬化剤として三フッ化ホウ素のアミン錯体を使用したものが知られているが、このものは硬化時に腐食性のフッ化水素ガスを発生するためその用途は極めて限定されていた（Ｍ．Ａｋａｔｓｕｋａら、Ｐｏｌｙｍｅｒ，Ｖｏｌ．４２，３００３ｐ（２００１））。
また、スルホニウム塩、ピリジニウム塩などのオニウム塩を硬化剤として利用した一液性エポキシ樹脂組成物も知られているが、この硬化剤はカチオン重合を起こす硬化剤であって、接着力が乏しい、あるいは組成物に添加できる添加剤に制限が多いなどの問題点があった（前出「総説エポキシ樹脂」エポキシ樹脂技術協会編、２００３年１１月１９日発行）。
また、アミンイミド化合物を硬化剤として利用した一液性エポキシ樹脂組成物の例が知られているが、硬化速度が著しく遅く、実用的な接着強度を得るには１５０℃、３時間という厳しい硬化条件が必要であるという問題があった（特開２００３−９６０１６号公報）。
一方、２官能以上のエポキシ化合物、３官能以上のポリチオール化合物、及びアミンで構成される組成物も知られており、このものは固体分散型の硬化剤または硬化促進剤を使用していないため含浸接着あるいは薄膜硬化が可能であるが、常温での保存安定性が極めて低いため実生産に耐えうるものではなかった（特公昭６０−２１６４８号公報）。
多官能エポキシ化合物、多官能チオール、アミン、及び硬化遅延剤としてメルカプト有機酸を含有する組成物も知られていたが、その硬化性は不十分であった（特開昭６１−１５９４１７号公報）。
また、硬化剤として分子内にチオール基を２個以上有するポリチオール化合物を用い、硬化促進剤として分子内に１個以上のイソシアネート基を有する化合物と分子内に少なくとも１つの１級及び／又は２級アミノ基を有する化合物との反応物を用いることにより、保存安定性を有し、かつ優れた硬化性を有するポリチオール系エポキシ樹脂組成物が得られることも知られていた（特許第３３６７５３２号明細書）。しかしながら、そこに開示の発明をトレースするも組成物中に溶け残りがあるなど、必ずしも再現性に優れた実用的な組成物と言えなかった。
このような技術的背景のもとにおいて、実用的な製造工程に耐え得て、なおかつ一般流通に耐えうる保存安定性を有する完全液状の一液性エポキシ樹脂組成物が切に望まれていた。
一方、（１）分子内にエポキシ基を２個以上有するエポキシ樹脂、（２）分子内にチオール基を２個以上有するチオール化合物、（３）固体分散型潜在性硬化促進剤、および（４）ホウ酸エステル化合物を必須成分とすることを特徴とするエポキシ樹脂組成物が知られていた（特開平１１−２５６０１３号公報）。しかしながら、このエポキシ樹脂組成物において、その保存安定性をより向上させるために添加されているホウ酸エステル化合物は、「固体分散型潜在性硬化促進剤の表面と反応してこれを修飾してカプセル化すると考えられている（同文献［００２５］冒頭参照）」とあるように、硬化促進剤が固体分散型である場合に限られた極めて特殊な使用方法に限られるものであった。

本発明の目的は、エポキシ樹脂と硬化剤が均一に混ざり合っていて、大幅に改善された十分な保存安定性を有し、かつ優れた硬化性を有する一液性エポキシ樹脂組成物を提供し、延いては、この組成物によって含浸接着あるいは薄膜硬化を可能とする方法を提供することにある。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、分子内にエポキシ基を２個以上有するエポキシ樹脂（成分（１））、分子内にチオール基を２個以上有するポリチオール化合物（成分（２））、硬化温度条件で塩基性の成分を放出し、かつ上記成分（２）に溶解する化合物（成分（３））、並びにルイス酸性を有する化合物（成分（４）を含有するエポキシ樹脂組成物によって前記目的が達成されることを見いだし、このような知見に基いて本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の態様を含む。
［１］分子内にエポキシ基を２個以上有するエポキシ樹脂（成分（１））、分子内にチオール基を２個以上有するポリチオール化合物（成分（２））、硬化温度条件で塩基性の成分を放出し、かつ上記成分（２）に溶解する化合物（成分（３））、並びにルイス酸性を有する化合物（成分（４））を含有することを特徴とする一液性エポキシ樹脂組成物。
［２］該成分（３）が、尿素化合物であることを特徴とする［１］記載の一液性エポキシ樹脂組成物。
［３］該成分（３）が、アミンイミド化合物であることを特徴とする［１］記載の一液性エポキシ樹脂組成物。
［４］該成分（４）が、ホウ酸エステルであることを特徴とする［１］〜［３］のいずれかに記載の一液性エポキシ樹脂組成物。
［５］該成分（４）が、チタネート化合物であることを特徴とする［１］〜［３］のいずれかに記載の一液性エポキシ樹脂組成物。
［６］［１］〜［５］のいずれかに記載の一液性エポキシ樹脂組成物を加熱することによって得られることを特徴とするエポキシ樹脂硬化物。
［７］［１］〜［５］のいずれかに記載の一液性エポキシ組成物を含有することを特徴とする機能性製品。
［８］硬化温度条件で塩基性の成分を放出し、かつ分子内にチオール基を２個以上有するポリチオール化合物（成分（２））に溶解する化合物（成分（３））を成分（２）に加熱溶解させて、放冷後、ルイス酸性を有する化合物（成分（４））および分子内にエポキシ基を２個以上有するエポキシ樹脂（成分（１））を加えることを特徴とする［１］〜［５］のいずれかに記載の一液性エポキシ樹脂組成物の製造方法。

本発明の一液性エポキシ樹脂組成物は、十分な硬化性能と実用に耐えうる保存安定性を備えた、完全均一で透明な硬化物を提供することができる。従来二液性エポキシ樹脂組成物しか使用できなかった狭い隙間の接着も、一液型エポキシ樹脂組成物として初めて実用的なレベルで使用可能となり、大幅な作業性の改善を実現できた。また、塗料としての展開では、均一透明の薄膜を安定して実現できるようになる等、幅広い用途が期待できる。

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の樹脂組成物に使用される成分（１）の、分子内にエポキシ基を２個以上有するエポキシ樹脂は、平均して１分子当り２個以上のエポキシ基を有するものであればよい。例えば、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＡＤ、カテコール、レゾルシノール等の多価フェノール、グリセリンやポリエチレングリコール等の多価アルコールとエピクロルヒドリンとを反応させて得られるポリグリシジルエーテル；ｐ−ヒドロキシ安息香酸、β−ヒドロキシナフトエ酸のようなヒドロキシカルボン酸とエピクロルヒドリンとを反応させて得られるグリシジルエーテルエステル；フタル酸、テレフタル酸のようなポリカルボン酸とエピクロルヒドリンとを反応させて得られるポリグリシジルエステル；さらにはエポキシ化フェノールノボラック樹脂、エポキシ化クレゾールノボラック樹脂、エポキシ化ポリオレフィン、環式脂肪族エポキシ樹脂、その他ウレタン変性エポキシ樹脂等を挙げることができる。これらのエポキシ樹脂のなかでは、汎用性の観点でビスフェノールＡ型エポキシ樹脂が好ましい。
本発明の樹脂組成物に用いられる成分（２）のポリチオール化合物としては、例えば、トリメチロールプロパン トリス（チオグリコレート）、ペンタエリスリトール テトラキス（チオグリコレート）、エチレングリコール ジチオグリコレート、トリメチロールプロパン トリス（β−チオプロピオネート）、ペンタエリスリトール テトラキス（β−チオプロピオネート）、ジペンタエリスリトール ポリ（β−チオプロピオネート）等のポリオールとメルカプト有機酸のエステル化反応によって得られるチオール化合物のように、製造工程上塩基性物質の使用を必要としない、分子内にチオール基を２個以上有するチオール化合物を挙げることができる。
さらに、１，４−ブタンジチオール、１，６−ヘキサンジチオール、１，１０−デカンジチオール等のアルキルポリチオール化合物；末端チオール基含有ポリエーテル；末端チオール基含有ポリチオエーテル；エポキシ化合物と硫化水素との反応によって得られるチオール化合物；ポリチオール化合物とエポキシ化合物との反応によって得られる末端チオール基を有するチオール化合物等のように、その製造工程上反応触媒として、塩基性物質を使用するものにあっては、脱アルカリ処理を行いアルカリ金属イオン濃度を５０ｐｐｍ以下とした分子内にチオール基を２個以上有するチオール化合物を挙げることができる。
反応触媒として塩基性物質を使用して製造されたポリチオール化合物の脱アルカリ処理方法としては、例えば処理を行うポリチオール化合物をアセトン、メタノールなどの有機溶媒に溶解し、希塩酸、希硫酸等の酸を加えることにより中和した後、生成した塩を抽出、洗浄等により除去する方法やイオン交換樹脂を用いて吸着除去する方法、蒸留によりポリチオール化合物を分離精製する方法等が挙げられる。
本発明に於いて成分（１）と成分（２）の混合比は、ＳＨ当量数／エポキシ当量数で通常０．２〜１．２とすることができる。０．２よりも少ないと十分な速硬化性が得られず、他方、１．２より多いと耐熱性などの硬化物の物性が損なわれる。接着性が安定するという観点から０．５〜１．０が好ましい。
本発明の樹脂組成物に用いられる成分（３）は、硬化促進剤の前駆体であり、硬化温度条件で塩基性の成分を放出し、かつ上記成分（２）に溶解する化合物であれば、特に構造は問わない。ここで言う塩基性の成分とは、成分（２）のＳＨ基のＨを引き抜く能力をもつ化合物を表す。また、成分（３）は、成分（２）に溶解すれば、必ずしも成分（１）に溶けなくてもよく、成分（１）および成分（２）の混合物に対して均一に溶け合っていればよい。具体的には、尿素化合物、アミンイミド化合物、等が挙げられる。
尿素化合物は、分子内に１個以上のイソシアネート基を有する化合物と分子内に少なくとも１つの１級及び／又は２級アミノ基を有する化合物との反応によって得られる化合物であり、該イソシアネートと１級及び／又は２級アミノ基を有する化合物をトルエン、ジクロロメタン等の有機溶剤中で反応させることによって得ることができる。
上記の分子内に１個以上のイソシアネート基を有する化合物としては、例えば、ｎ−ブチルイソシアネート、イソプロピルイソシアネート、２−クロロエチルイソシアネート、フェニルイソシアネート、ｐ−ブロモフェニルイソシアネート、ｍ−クロロフェニルイソシアネート、ｏ−クロロフェニルイソシアネート、ｐ−クロロフェニルイソシアネート、２，５−ジクロロフェニルイソシアネート、３，４−ジクロロフェニルイソシアネート、２，６−ジメチルフェニルイソシアネート、ｏ−フルオロフェニルイソシアネート、ｐ−フルオロフェニルイソシアネート、ｍ−トリルイソシアネート、ｐ−トリルイソシアネート、ｏ−トリフルオロメチルフェニルイソシアネート、ｍ−トリフルオロメチルフェニルイソシアネート、ベンジルイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、２，４−トルイレンジイソシアネート、２，６−トルイレンジイソシアネート、１，５−ナフタレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−４，４′−ジイソシアネート、２，２−ジメチルジフェニルメタン−４，４′−ジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、１，３−ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサン、ｐ−フェニレンジイソシアネート、１，３，６−ヘキサメチレントリイソシアネート、ビシクロヘプタントリイソシアネート、トリス−（３−イソシアナト−４−メチルフェニル）イソシアヌレート、トリス−（６−イソシアナトヘキシル）イソシアヌレート等を挙げることができるが、分子内に少なくとも１つの１級及び／又は２級アミノ基を有する化合物との反応物が先に述べた溶解性を満足する限り、これらに限定されるものではない。これらのうち、アミンとの反応生成物の溶解性に特に優れているという観点で、芳香族イソシアネートが好ましく、フェニルイソシアネート、２，４−トルイレンジイソシアネート、２，６−トルイレンジイソシアネートおよびジフェニルメタン−４，４′−ジイソシアネートがより好ましく、フェニルイソシアネートおよび２，４−トルイレンジイソシアネートが特に好ましい。
上記の分子内に少なくとも１つの１級及び／又は２級アミノ基を有する化合物としては、例えば、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジ−ｎ−プロピルアミン、ジ−ｎ−ブチルアミン、ジ−ｎ−ヘキシルアミン、ジ−ｎ−オクチルアミン、ジ−ｎ−エタノールアミン、ジメチルアミノプロピルアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、モルホリン、ピペリジン、２，６−ジメチルピペリジン、２，２，６，６−テトラメチルピペリジン、ピペラジン、ピロリジン、ベンジルアミン、Ｎ−メチルベンジルアミン、シクロヘキシルアミン、メタキシリレンジアミン、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、イソホロンジアミン等を挙げることができるが、これらの中で特に反応性や溶解性の点で好適なのは二級アミン類である。これらの中でも、溶解性が優れているという観点で、窒素原子に２個以上の炭素原子を含む置換基が結合した構造の二級アミン、及び環状構造を有する二級アミンが好ましく、これらの二級アミンのなかでは、ジエチルアミン、ジイソプロピルアミン、ジブチルアミン、ピペリジンおよびピロリジンがより好ましく、ピペリジンおよびピロリジンが更に好ましく、ピロリジンが特に好ましい。
アミンイミド化合物は下記一般式（１）の構造であらわされる化合物である。

式中、Ｒ^１は置換基を有していてもよいアルキル基またはアリール基、Ｒ^２、Ｒ^３およびＲ^４は、それぞれ、置換基を有していてもよいアルキル基を表す。
このようなアミンイミド化合物は、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．，２７，２３６１（１９８２）、特公昭５０−９０３５号公報、特公昭５０−９０３８号公報、特公昭５５−５００５０号公報、あるいは特開２０００−２２９９２７号公報などに開示された公知の反応によって得られる。最も代表的な方法はカルボン酸エステル類を非対称ジアルキルヒドラジンと反応させて、さらにエポキシ化合物と反応させて得る方法である。
上記のカルボン酸エステルとして、酢酸、プロピオン酸、ステアリン酸、コハク酸、アジピン酸などの脂肪族一塩基酸または多塩基酸のアルキルエステル、安息香酸、フタル酸、テレフタル酸等の芳香族一塩基酸または多塩基酸のアルキルエステルが挙げられる。これらのなかでは、反応性および溶解性の観点で２−ヒドロキシカルボン酸メチルエステルが好ましい。
非対称ヒドラジンとしては、１，１−ジメチルヒドラジン、１，１−ジエチルヒドラジンのような１，１−ジアルキルヒドラジン類や、Ｎ−アミノピロリジン、Ｎ−アミノピペリジンのような環状ヒドラジン等が挙げられる。これらのなかでは、汎用性の観点で１，１−ジメチルヒドラジンが好ましい。
エポキシ化合物としては、プロピレンオキシド、スチレンオキシドなどのアルキレンオキシド類、ブチルグリシジルエーテル、２−エチルヘキシルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル等のグリシジルエーテル類等が挙げられる。これらのなかでは、汎用性および安全性の観点でフェニルグリシジルエーテルが好ましい。
成分（３）の添加量は、成分（１）の１００重量部に対して０．５〜３０重量部が通常使用される。０．５重量部よりも少ないと十分な硬化性が得られない場合があり、３０重量部より多いと保存安定性が損なわれる。硬化性、溶解性および保存安定性が高いという観点から０．７〜２０重量部が好ましく、１．０〜１０重量部が更に好ましい。
本発明の成分（４）は、ルイス酸性を有する化合物であり、保存安定性を向上させるために添加されるものである。
具体的には、チタン酸エステル化合物、ホウ酸エステル化合物、アルミネート化合物、ジルコネート化合物などが挙げられる。
ホウ酸エステル類の代表例としては、トリメチルボレート、トリエチルボレート、トリ−ｎ−プロピルボレート、トリイソプロピルボレート、トリ−ｎ−ブチルボレート、トリペンチルボレート、トリアリルボレート、トリヘキシルボレート、トリシクロヘキシルボレート、トリオクチルボレート、トリノニルボレート、トリデシルボレート、トリドデシルボレート、トリヘキサデシルボレート、トリオクタデシルボレート、トリス（２−エチルヘキシロキシ）ボラン、ビス（１，４，７，１０−テトラオキサウンデシル）（１，４，７，１０，１３−ペンタオキサテトラデシル）（１，４，７−トリオキサウンデシル）ボラン、トリベンジルボレート、トリフェニルボレート、トリ−ｏ−トリルボレート、トリ−ｍ−トリルボレート、トリエタノールアミンボレート等が挙げられる。これらのなかでは、入手の容易さ、化合物の安全性または保存安定性の観点で、トリメチルボレート、トリエチルボレート、トリ−ｎ−プロピルボレート、トリイソプロピルボレートおよびトリ−ｎ−ブチルボレートが好ましく、トリエチルボレートおよびトリイソプロピルボレートがより好ましく、トリエチルボレートが特に好ましい。
チタン酸エステル類としては、テトラエチルチタネート、テトラプロピルチタネート、テトライソプロピルチタネート、テトラブチルチタネート、テトラオクチルチタネート等が挙げられる。これらのなかでは、保存安定性の観点で、テトラエチルチタネート、テトラプロピルチタネートおよびテトライソプロピルチタネートが好ましく、テトラエチルチタネートがより好ましい。
アルミネート化合物としては、トリエチルアルミネート、トリプロピルアルミネート、トリイソプロピルアルミネート、トリブチルアルミネート、トリオクチルアルミネート等が挙げられる。
ジルコネート化合物としては、テトラエチルジルコネート、テトラプロピルジルコネート、テトライソプロピルジルコネート、テトラブチルジルコネート等が挙げられる。
これらのうちでは、汎用性に優れ、安全性が高く、保存安定性に優れるという観点でホウ酸エステル類が好ましく、トリエチルボレートが特に好ましい。
成分（４）の添加量は、成分（１）の１００重量部に対して、０．３〜２．０重量部を通常使用することができる。０．３重量部よりも少ないと十分な保存安定性が得られない場合があり、２．０重量部より多いと硬化性の低下が大きくなる。硬化性および保存安定性が高いという観点から０．５〜１．５重量部が好ましい。
本発明の組成物の製造方法は、重合反応が進行しない程度の低温で熱履歴がかからない状態で、それぞれの成分を均一に混合することによって製造できる。混合する順序は、成分（１）は最後に添加することが好ましい。
特に、以下のような工程により、再現性のある実用的な一液性エポキシ樹脂組成物を製造することができる。
工程１．成分（２）に成分（３）を混合し、均一な溶液になるまで加熱溶解させる工程。
工程２．放冷後、成分（４）と成分（１）とを加えて混合する工程。
工程１において加熱溶解させる工程としては、成分（３）の種類により異なる。
成分（３）が尿素化合物の場合には、下限温度として通常４０℃が使用され、短時間に均一溶解を完結させるという観点で、６０℃が好ましく、７０℃がより好ましく、８０℃が特に好ましい。その上限温度としては通常１５０℃が使用され、分解温度以下であるという観点で、１２０℃が好ましく、１００℃がより好ましく、９０℃が特に好ましい。
成分（３）がアミンイミドの場合には、下限温度として通常２０℃が使用され、短時間に均一溶解を完結させるという観点で、３０℃が好ましく、５０℃がより好ましく、７０℃が特に好ましい。その上限温度としては通常１５０℃が使用され、分解温度以下であるという観点で、１２０℃が好ましく、１００℃がより好ましく、９０℃が特に好ましい。
工程１の加熱時間は、成分（３）が溶解するに足る時間であれば特に制限はなく、通常５分〜５時間の範囲で選ばれる。熱履歴がかからず製造時間が突出しないという観点から、１０分〜２時間が好ましく、１５分〜１時間がより好ましい。
本発明の組成物の製造するための混合装置としては、特に制限はなく、通常の攪拌装置を使用することができる。もしも溶解しきらない場合には、本発明の効果を阻害しない程度に有機溶剤や希釈剤などの他成分を加えることにより完全溶解させても構わない。
本発明の一液性エポキシ樹脂組成物を硬化させる方法は特に制限が無く、使用される分野によって適切なものが使用される。例えば、熱風循環式オーブン、赤外線ヒーター、ヒートガン、高周波誘導加熱装置、ヒートツールの圧着による加熱などが使用可能である。
本発明の一液性エポキシ樹脂組成物を硬化させる条件は、使用機種、使用目的により低温長時間硬化と高温短時間硬化に分かれ、それぞれ好ましい温度域と時間を選択することができる。例えば一液性エポキシ樹脂組成物を塗布する部品にポリ塩化ビニル、ＡＢＳ樹脂などのプラスチック素材が使用されていたり、寸法精度が要求される精密機械部品などの場合、低温で硬化させるのが良いため、６０〜１２０℃が通常使用される。６０℃よりも低温では非常に長い硬化時間が必要となり、１２０℃よりも高温では部品の変形や材料の劣化等の不具合が発生する。作業のし易さという観点から６０〜１００℃が更に好ましい。
また、比較的耐熱性の高い部品に本発明の一液性エポキシ樹脂組成物を適用する場合は、硬化時に高温に加熱することでより短時間に硬化させることができるので生産性の点で好ましくは１２０〜３５０℃が通常使用される。１２０℃よりも低温では、時間が長過ぎてしまい、３５０℃よりも高温では硬化した組成物が化学的に分解して劣化したり、硬化による熱応力が高くなって組成物と被着体の密着性が悪くなる。作業のし易さという観点から１２０〜２５０℃が好ましく、１２０〜２００℃が更に好ましい。
本発明のエポキシ樹脂組成物には、本発明の効果を阻害しない程度に充填剤、希釈剤、溶剤、顔料、可撓性付与剤、カップリング剤、酸化防止剤等の、この分野で用いられる各種添加剤を加えることができる。
本発明の一液性エポキシ樹脂組成物は、硬化性及び保存安定性に優れているため、各種機能性製品として使用することができる。主として接着剤、シーリング剤、注型剤の用途や、、塗布した時点で塗膜は完全に均一であるため、コーティング剤、塗料の用途にも有用である。特に狭い隙間に染み込んで硬化させられるという観点から、モーターやトランス部品等において、密に巻線したコイルに染み込ませて封止させる“コイル含浸封止”用途やリレー部品などに於いて部品ケースの隙間を封止したりする“リレー含浸封止”用途に特に有用である。また、従来作業性の非常に悪い二液性のエポキシ樹脂しか利用できなかった、ハードディスクドライブのスピンドルモーター部等の精密部品の組立において、セッティングした部品の隙間に本組成物を染み込ませて接着するといった用途にも利用できる。塗料、コーティング剤としてはプリント配線版の絶縁塗料や、各種電子部品の耐湿コート等にも利用できる。

以下、実施例により、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例および比較例に用いている原料の略称は以下の通りである。
（１）エポキシ樹脂：
「ＥＰ−８２８」（油化シェルエポキシ社商品名）；ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂 エポキシ当量 １８４〜１９４
（２）ポリチオール化合物：
「ＴＭＴＰ」（淀化学社商品名）；トリメチロールプロパン トリス（β−チオプロピオネート）
（３）固体分散型硬化促進剤：
「アミキュアＰＮ−２３」（味の素ファインテクノ社商品名）
製造例１
滴下ロート及びジムロートコンデンサーを備えた５００ｍＬの三口フラスコに、アミンとしてジプロピルアミンを２０．２６ｇ（０．２０ｍｏｌ）およびトルエン１００ｍＬを入れ、攪拌しながら、イソシアネートとしてフェニルイソシアネートを２４．０２ｇ（０．２０ｍｏｌ）を発熱に注意しつつゆっくり滴下した。滴下終了後そのまま３時間攪拌した後、析出した白色沈殿を吸引ろ過によりろ別した。得られたろ塊をｎ−ヘキサン１００ｍＬで洗浄した後８０℃加熱下で減圧乾燥し、Ｎ，Ｎ−プロピル−Ｎ’−フェニル尿素４３．４５ｇ（収率９９％）を得た。
製造例２
アミンとしてジアリルアミン１９．４５ｇを使用した他は、製造例１と同様にしてＮ，Ｎ−ジアリル−Ｎ’−フェニル尿素４２．１３ｇを得た。
製造例３
アミンとしてジブチルアミン６４．６０ｇを使用した他は、製造例１と同様にしてＮ，Ｎ−ジブチル−Ｎ’−フェニル尿素１１９．９７ｇを得た。
製造例４
アミンとしてピロリジン１４．２４ｇを使用した他は、製造例１と同様にしてＮ，Ｎ−１，４−ブタンジイル−Ｎ’−フェニル尿素３８．００ｇを得た。
製造例５
アミンとしてピペリジン１７．０７ｇを使用した他は、製造例１と同様にしてＮ，Ｎ−１，５−ペンタンジイル−Ｎ’−フェニル尿素３８．１３ｇを得た。
製造例６
アミンとしてピロリジン１４．２５ｇ、イソシアネートとして２，４−トルイレンジイソシアネートを使用した他は、製造例１と同様にしてＮ，Ｎ−（４−メチル−１，３−フェニレン）ビス（ピロリジン−１−カルボキサミド）３０．４９ｇを得た。
製造例７
滴下ロート及びジムロートコンデンサーを備えた５００ｍＬの三口フラスコに、２−ヒドロキシイソ酪酸メチル２３．６４ｇ（０．２０ｍｏｌ）、フェニルグリシジルエーテル３０．０３ｇ（０．３０ｍｏｌ）および２−プロパノール２００ｍＬを入れ、室温にて攪拌しながら、１，１−ジメチルヒドラジン１２．０４ｇ（０．２０ｍｏｌ）をゆっくり滴下した。滴下終了後そのまま２４時間攪拌した後、溶媒を留去、減圧乾燥し、アミンイミド５９．２７ｇを得た。
（評価方法）
［保存安定性試験］
調製したエポキシ樹脂組成物を５０ｃｃ容のガラス製サンプル瓶に２０ｇ入れ、２５℃に設定した恒温槽に入れて流動性を失うまでの日数を測定した。３５日以上を◎、２０〜３４日を○、１０〜１９日を△、４〜９日を▲、そして３日以内を×とした。
［接着剤の外観試験］
エポキシ樹脂組成物を５０ｃｃ容のガラス製サンプル瓶に２０ｇ入れ、目視により確認した。透明を○、そして不透明を×とした。
［含浸接着性試験］
軟鋼板（ＪＩＳＧ３１４１、ＳＰＣＣＤ）の試験片の表面をエンドレスベルト（ＪＩＳ＃１２０）で研磨した。研磨面の凹凸を三次元干渉型顕微鏡（Ｖｅｅｃｏ Ｍｅｔｏｒｏｌｏｇｙ製「ＷｙｋｏＮＴ３３００」）で測定したところ、研磨の深さは片面で３〜８μｍであった。研磨面を１２ｍｍのオーバーラップでクリップ２個で貼り合せ、圧締した。試験片の重ね合わされた片方の端部に実施例および比較例の各組成物を約３ｍｍ厚に塗布し、オーブン内に斜めに立て、貼り合せ部に接着剤が含浸し易い状態で１５０℃で３０分加熱硬化し接着させた。硬化後の鋼板を引き剥がし、接着面を観察した。接着面にタックが無く、均一に硬化しているものを○、硬化部と未硬化部があり硬化ムラがあるものを△、そして未硬化でタックが残っているものを×とした。
［薄膜硬化性試験］
上記含浸接着性試験と同様に研磨した鋼板に、バーコーターを厚さ２０μｍに設定し、組成物を塗布した。塗布した塗膜を１５０℃で３０分加熱し硬化させた。硬化後の塗膜厚みは１０〜２０μｍであった。硬化した塗膜が均一なものを○、塗膜にムラがあるものを△そして不均一でざらつきがあるものを×とした。
［実施例１］
ポリ容器に「ＴＭＴＰ」７４重量部、製造例１に示した尿素化合物５重量部を入れ、熱風循環式オーブン中、８０℃で３０分加熱し、透明な溶液を得た。これを室温まで放冷後、「ＥＰ−８２８」１００重量部およびトリエチルボレート０．７重量部を加え、混合し透明で均一なエポキシ樹脂組成物を得た。
［実施例２〜８、比較例１〜７］
後掲表１および２に示す配合に従って、実施例１と同様にして、実施例２〜７及び比較例１〜７のエポキシ樹脂組成物を得た。但し、表１および２中の原料の配合量を示す数値は重量部を表す。
比較例８
ポリ容器に「ＴＭＴＰ」７４重量部、「アミキュア ＰＮ−２３」（味の素ファインテクノ社商品名）２重量部、「ＥＰ−８２８」１００重量部およびトリエチルボレート０．７重量を入れ、予備混合の後ロールミキサーにて混練し、乳白色不透明のエポキシ樹脂組成物を得た。
得られたエポキシ樹脂組成物について、上記の方法により、保存安定性、接着剤の外観、含浸接着性および薄膜硬化性の４種の試験をし評価を行った。その結果を表２に示す。
その結果、比較例１〜６の組成物は、接着性はあるものの、保存安定性は△〜×を示した。また、比較例８の組成物は、典型的な固体分散型の一液性エポキシ樹脂の組成であるが、接着剤の外観は透明にはならず、固体が分散した状態であることが観察された。含浸接着性試験に於いては、染み込んだ部分が未硬化で、タックが残っており狭い隙間では、硬化しないことが確認された。また、薄膜硬化性試験でも同様に塗膜にざらつきがあることが確認された。
一方、実施例１〜６の組成物は、全て接着剤の外観は透明均一であり、保存安定性は対応する比較例よりも格段に延長されて○〜◎を示す等、極めて良好な保存安定性を示した。また、含浸接着性試験に於いて接着面にタックも無く均一に硬化していることが確認され、薄膜硬化性試験でも塗膜が均一であることが確認された。すなわち、良好な保存安定性と硬化性を兼ね備えた、完全液状の一液性エポキシ樹脂組成物であることがわかった。
成分（３）としてアミンイミドを使用した場合の代表例である実施例７の組成物は、保存安定性は▲ながらも、比較例７と比較して、成分（４）の効果により保存安定性の著しい向上が達成された。また、成分（４）としてチタネートを使用した場合の代表例である実施例８の組成物は、比較例１と比較して、保存安定性の向上が達成された。いずれの接着剤も外観は透明均一であり、また、含浸接着性試験に於いて接着面にタックも無く均一に硬化していることが確認され、薄膜硬化性試験でも塗膜が均一であることが確認された。すなわち、成分（３）としてアミンイミドを使用した場合（実施例７）、また、成分（４）としてトリエチルチタネートを使用した場合（実施例８）にも、ほぼ良好な保存安定性と硬化性を兼ね備えた、完全液状の一液性エポキシ樹脂組成物が得られることが初めて示された。
比較例９（特許第３３６７５３２号明細書記載の実施例１（ａ）相当）
ポリ容器に「ＴＭＴＰ」７４重量部、製造例３に示した尿素化合物５重量部を入れ、室温で１０分攪拌した後、「ＥＰ−８２８」１００重量部を加えさらに室温で５分攪拌したところ、尿素化合物の溶け残りが確認された。含浸接着性試験および薄膜硬化性試験とも硬化は不十分であった。
以上実施例１〜８および比較例１〜９の組成物の組成および評価試験結果を下記表１および表２にまとめて示す。

配合例１（接着剤）
エポキシ樹脂組成物（実施例１） １７９重量部
シランカップリング剤「ＫＢＭ−４０３」（信越シリコーン社製） １重量部
上記配合量で接着剤を製造したところ、狭所でさえも十分な接着強度を有し、しかも良好な硬化性と保存安定性を兼ね備えた接着剤であることが分かった。
配合例２（塗料）
エポキシ樹脂組成物（実施例２） １００重量部
カーボンブラック「ＦＷ２００」（デグッサ社製） ５重量部
分散剤「アジスパーＰＢ８２１」（味の素ファインテクノ製） ２重量部
上記配合量で塗料を製造したところ、滑らかな表面状態であり、１ミクロン以上の固形粒子のない、狭部への浸透性に優れた塗料であることが分かった。

本発明の一液性エポキシ樹脂組成物は、分子レベルで硬化剤とエポキシ樹脂が完全混合しており、液状の組成物が浸透できるかぎり、どんなに狭い隙間であっても均一に含浸して硬化させることができ、保存安定性も実用に耐えうる特性を持っているため、接着剤、注型剤、シーリング剤、封止剤、コーティング剤または塗料等の各種機能性製品として幅広い用途で利用可能である。使用領域は電気、電子部品、自動車部品などの多岐に渡る。

Claims (9)

1. 分子内にエポキシ基を２個以上有するエポキシ樹脂（成分（１））、分子内にチオール基を２個以上有するポリチオール化合物（成分（２））、硬化温度条件で塩基性の成分を放出し、かつ上記成分（２）に溶解する化合物（成分（３））、並びにルイス酸性を有する化合物（成分（４））を含有することを特徴とする完全液状の一液性エポキシ樹脂組成物の製造方法であって、
   成分（３）を成分（２）に加熱溶解させて、放冷後、成分（４）および成分（１）を加えることを特徴とする製造方法。
2. 成分（３）が、成分（１）１００重量部に対して０．５〜３０重量部存在する請求項１記載の方法。
3. 成分（１）と成分（２）の混合比が、ＳＨ当量数／エポキシ当量数で０．２〜１．２である請求項１および請求項２のいずれか一項に記載の方法。
4. 成分（３）が、尿素化合物である請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 尿素化合物を成分（２）に４０℃〜１５０℃で溶解させることを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 成分（３）が、アミンイミド化合物である請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
7. アミンイミド化合物を成分（２）に３０℃〜１５０℃で溶解させることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 成分（４）が、ホウ酸エステルであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. 成分（４）が、チタネート化合物であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。