JP5366290B2 - 硬化性エポキシ樹脂組成物 - Google Patents
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式中、mおよびnは0〜3の数を表し、XおよびYは、炭素原子数1〜18のアルキル基またはアルコキシ基、炭素原子数2〜12のアルケニル基あるいはグリシジルオキシ基を表し、m+nが2以上の場合、XおよびYは各々異なってもよく、または、XとYとが−CO−を介して結合しても良い。lは1または2を表し、Zは、lが1の場合には水素原子を表し、lが2の場合には炭素原子数1〜8のアルキレン基またはアルキリデン基を表す。
式中、R1およびR2はそれぞれ独立して炭素原子数1〜8のアルキル基を表す。これらは分岐していても良い。また、R1とR2は結合して環を形成しても良く、R1とR2の結合に際しては酸素原子または窒素原子が介在していてもよい。pは1〜6の整数である。
式中、n、X、Yは式(I)の場合と同じ意味を表す。
更に、(B)変性アミン系硬化剤は、(b’1)〜(b’3)と共に、更に(b’5)成分としてエポキシ化合物を反応させて得られる変性アミン系硬化剤であることが好ましい。
上記一般式(I)における、XおよびYで表されるアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、第二ブチル、第三ブチル、アミル、イソアミル、第三アミル、ヘキシル、イソヘキシル、ヘプチル、オクチル、イソオクチル、2−エチルヘキシル、ノニル、イソノニル、デシル、イソデシル、ベンジルなどが挙げられ、アルコキシ基としては、例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、ベンジロキシなど上記アルキル基に対応するアルコキシ基が挙げられ、アルケニル基としては、例えばビニル、アリルなどが挙げられる。
上記一般式(I)中、m+nが2以上の場合、XおよびYは各々異なっても良く、または、XとYとが−CO−を介して結合しても良い。
Zで表されるアルキレン基としては、例えば、メチレン、エチレン、プロピレン、メチルエチレンなどが挙げられ、アルキリデン基としては、エチリデン、プロピリデン、イソプロピリデン、ブチリデンなどが挙げられる。
式中、R1およびR2はそれぞれ独立して炭素原子数1〜8のアルキル基を表す。これらは分岐していても良い。また、R1とR2は結合して環を形成しても良く、R1とR2の結合に際しては酸素原子または窒素原子が介在していても良い。pは1〜6の整数である。
式中のR1およびR2はそれぞれ独立して炭素原子数1〜8のアルキル基を表し、具体例としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチルなどの基が挙げられる。これらのアルキル基は分岐を有しても良い。また、R1とR2は結合して環を形成しても良く、R1とR2の結合に際しては酸素原子または窒素原子が介在していても良い。このような環を形成する例としては、モルホリン環、ピペリジン環、ピペラジン環等が挙げられる。
また、式中のpは1〜6の整数である。
また、(b’3)成分として、ブロック化剤を用いてブロックイソシアネート化合物としたものを使用することもできる。
還流装置、攪拌装置、減圧装置、滴下装置を備えたフラスコ中に、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン214重量部(1.0mol)およびエピクロルヒドリン1110重量部(12.0mol)を仕込み、滴下装置中に水酸化ナトリウム166.6重量部(2.0mol)を48重量%水溶液として入れておく。水酸化ナトリウム水溶液を、内部温度60〜80℃で100〜150Torrの還流下で2時間かけて滴下し、同時に、共沸蒸留により水を除去した。その後さらに2時間反応させた後、脱エピクロルヒドリン、水洗、脱溶剤およびろ過をして、目的のエポキシ樹脂(エポキシ当量185、可鹸化塩素0.02%、粘度50dPa・s/50℃)(EP−1)を得た。
還流装置、攪拌装置、減圧装置、滴下装置を備えたフラスコ中に、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン228重量部(1.0mol)、エピクロルヒドリン555重量部(6.0mol)を仕込み、滴下装置中に水酸化ナトリウム83.3重量部(1.0mol)を48重量%水溶液として入れておく。水酸化ナトリウム水溶液を、内部温度60〜80℃で100〜150Torrの還流下で2時間かけて滴下し、同時に、共沸蒸留により水を除去した。その後さらに2時間反応させた後、脱エピクロルヒドリン、水洗、脱溶剤、ろ過して、目的のエポキシ樹脂(エポキシ当量320、可鹸化塩素0.02%、粘度650mPa・s/50℃)(EP−2)を得た。
フラスコに、1,2−ジアミンプロパン201gを仕込んで60℃に加温し、これにアデカレジンEP−4100E(株式会社ADEKAの商品名;ビスフェノールA型エポキシ樹脂、エポキシ当量190)580gを、系内温度が100〜110℃に保たれるように少しずつ加えた。前記1,2−ジアミンプロパン1モルに対するアデカレジンEP−4100Eのエポキシ当量は1.12であった。アデカレジンEP−4100Eを添加した後、140℃に昇温し、1.5時間反応させて変性ポリアミンを得た。得られた変性ポリアミンの質量70に対し、フェノールノボラック(融点120℃)の質量が30となるように仕込み、180〜190℃、30〜40Torrで1時間かけて脱溶媒を行い、変性アミン系硬化剤(K−1)を得た。
フラスコに、プロピレンモノメチルエーテル300gおよび2−メチルイミダゾール141gを仕込み、70〜75℃に昇温し、アデカレジンEP−4100E(株式会社ADEKA製;ビスフェノールA型エポキシ樹脂、エポキシ当量190)409gを滴下した。前記2−メチルイミダゾールの活性水素当量1に対するは前記アデカレジンEP−4100Eのエポキシ当量は1.26であった。その後110〜130℃で1時間熟成し、30〜40Torr、110〜130℃で1時間、次いで175〜185℃、30〜40Torrで1時間かけて脱溶剤を行い、変性イミダゾールを得た。得られた変性イミダゾールの質量70に対し、フェノールノボラック(融点120℃)の質量が30となるように仕込み、180〜190℃、30〜40Torrで1時間かけて脱溶媒を行い、変性アミン系硬化剤(K−2)を得た。
イソブタノール162.5g、キシレン162.5g、N,N−ジメチルアミノプロピルアミン(DMAPA)408g(2モル)および1,2−プロパンジアミン(12−DAP)148g(2モル)を仕込み、60〜70℃で30分間混合攪拌した。混合液中にアデカレジンEP−4100E 380g(2モル)を滴下し、2時間還流熟成した。次いでトリレンジイソシアネート(TDI)67重量%キシレン溶液522g(2モル)を滴下した。滴下終了後昇温して140〜150℃で2時間還流熟成を行い、IRでイソシアネートの吸収である2250cm-1の吸収が消えたことを確認し、200℃まで昇温して2時間常圧脱溶剤を行い、さらに190〜200℃、50〜60mmHgで1時間減圧脱溶剤を行って、融点116℃の淡白色の固形物(K−3)を得た。
上記製造例により得られたエポキシ化合物および変性アミン系硬化剤等を使用して以下の試験を実施した。
ゲル化試験機の熱板上を所定の温度に調整し、エポキシ樹脂と硬化剤の混合物を熱板上に量り取り、撹拌を行いながら樹脂が糸を引かなくなるまでの時間(分'秒")を測定した。
Alパンにエポキシ樹脂と硬化剤の混合物を約10mg精秤し、示差走査熱量測定器(DSC)を用いて、25から10℃/分の条件で250℃まで昇温を行い、樹脂を硬化させた。室温付近まで冷却した後、再度同じ条件でDSC器による測定を行い、樹脂溶融の吸熱ピークからTgを測定した。
エポキシ樹脂と硬化剤の混合物を25℃、または40℃の雰囲気中に放置し、粘度が初期の2倍に増加するまでの日数を測定した。
下記の基材A上に底面積14.5mm2×高さ3mmの円柱形に穴のあいた型をのせ、エポキシ樹脂と硬化剤の混合物をその穴に流し込んだ後、120℃にて60分かけて硬化させた。型を硬化物からはずした後、フォースゲージを用い、基材Aに平行に押すことにより基材Aから硬化物を剥離させ、剥離時の強度を測定した。剥離は、剥離が発生した部位により以下のように区別した。
a:樹脂破壊、b:界面破壊、c:基材破壊
基材A:レジスト塗布のガラスエポキシ基板(タテ×ヨコ×厚さ=30mm×30mm×1mm)
EP-4901E:株式会社ADEKA製(アデカレジン);ビスフェノールF型エポキシ樹脂
HK:3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン
これに対して、本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物は、硬化性に優れると共に、接着性にも優れている。
Claims (8)
- 下記一般式(I)で表されるエポキシ化合物(A)を50%以上含有するエポキシ化合物、および、下記一般式(II)で表されるアミン化合物(b’1)、NH 2 基を2個以上有する鎖状ポリアミン化合物(b’2)、およびポリイソシアネート(b’3)を反応させて得られる変性アミン系硬化剤(B)を含有してなる硬化性エポキシ樹脂組成物;
式中、mおよびnは0〜3の数を表し、XおよびYは、炭素原子数1〜18のアルキル基またはアルコキシ基、炭素原子数2〜12のアルケニル基あるいはグリシジルオキシ基を表し、m+nが2以上の場合、XおよびYは各々異なってもよく、または、XとYとが−CO−を介して結合しても良い。lは1または2を表し、Zはlが1の場合には水素原子を表し、lが2の場合には炭素原子数1〜8のアルキレン基またはアルキリデン基を表す;
式中、R1およびR2はそれぞれ独立して炭素原子数1〜8のアルキル基を表す。これらは分岐していても良い。また、R1とR2は結合して環を形成しても良く、R1とR2の結合に際しては酸素原子または窒素原子が介在していてもよい。pは1〜6の整数である。 - 前記成分(A)が、下記式(I−1)で表される、2−(グリシジルオキシ)ベンゾフェノン化合物である請求項1に記載された硬化性エポキシ樹脂組成物。
式中、n、X、Yは式(I)の場合と同じ意味を表す。 - 前記成分(A)が、2,4−ビス(グリシジルオキシ)ベンゾフェノンである請求項2に記載された硬化性エポキシ樹脂組成物。
- 前記成分(A)が、2−グリシジルオキシ−4−メトキシベンゾフェノンである請求項2に記載された硬化性エポキシ樹脂組成物。
- 前記成分(b’1)が、ジメチルアミノプロピルアミンである、請求項1〜4の何れかに記載された硬化性エポキシ樹脂組成物。
- 前記成分(b’2)が、1,2−プロパンジアミンおよび/または1,3−ブタンジアミンである、請求項1〜5の何れかに記載された硬化性エポキシ樹脂組成物。
- 前記成分(b’3)がイソホロンジイソシアネートおよび/またはトリレンジイソシアネートである、請求項1〜6の何れかに記載された硬化性エポキシ樹脂組成物。
- 前記成分(B)が、(b’1)〜(b’3)と共に、さらに成分(b’5)としてエポキシ化合物を反応させて得られる変性アミン系硬化剤である、請求項1〜7の何れかに記載された硬化性エポキシ樹脂組成物。
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