JP5579859B2 - 熱潜在性重合開始剤として用い得る組成物 - Google Patents
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Description
上記アミン化合物としては、下記式で表されるピペリジン構造を有するものを挙げることができる。
また、上記のピペリジン構造を有するアミン化合物としては、以下のものを例示することができる。
R1〜R5は上記と同義を示し;
XとZは、独立に−O−基、−(C=O)−基、−NR7−基(R7は水素原子またはC1-6アルキル基を示す)、−O(C=O)−基、−(C=O)O−基、−NH(C=O)−基または−(C=O)NH−基を示し;
Yは置換基を有していてもよいC1-20アルキレン基を示し;
R6は、水素原子、C1-6アルキル基または上記ピペリジン構造を示し;
C1-20アルキレン基が有していてもよい置換基は、ハロゲン原子、水酸基、C3-10シクロアルキル基、C1-6アルコキシ基および置換基を有していてもよいC6-14アリール基からなる群より選択される1以上を示し;
C6-14アリール基が有していてもよい置換基は、ハロゲン原子、水酸基、C1-6アルキル基およびC1-6アルコキシ基からなる群より選択される1以上を示す]
ポリマーであるアミン化合物。なお、本発明においてポリマーであるアミン化合物とは、2以上の繰り返し単位を有し、上記ピペリジン構造を3以上有する化合物をいうものとする。また、ポリマーであるアミン化合物においては、上記ピペリジン構造の>N−H基の水素原子がピペリジン構造同士の架橋基に置換されていてもよいものとする。
(1) 本発明に係る熱潜在性重合開始剤の調製
トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン(0.928g,1.813mmol,以下、「TPB」と略記する)をアセトン(0.301g)に溶解した。当該溶液を攪拌しながら、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン(0.301g,2.130mmol)を常温で滴下した。滴下途中から白色結晶が析出した。得られたスラリーを吸引濾過し、n−ヘキサンで洗浄した。得られたケーキを40℃で減圧乾燥した後、白色結晶である熱潜在性重合開始剤を0.533g得た。この熱潜在性重合開始剤をLCで分析した結果、TPB含有率は78.0%、TPBに対するピペリジン構造の比率は1.02であった。
1H-NMR(CDCl3)ppm:δ1.25(12H,s),1.58(4H,m),1.74(2H,m)
19F-NMR(CDCl3)ppm:δ-89.3(6F,m),-84.7(3F,m),-60.0(6F,d)
(2) 硬化試験
上記熱潜在性重合開始剤1質量部をγ−ブチロラクトン1質量部に溶解した。二官能性エポキシモノマーである水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン社製,YX−8000)99部に、当該熱潜在性重合開始剤溶液1質量部(TPB錯体としては0.5質量部)を混合した。得られた溶液(10mg)について、測定温度範囲:30〜300℃、昇温速度:10℃/minにて示差走査熱量測定を行った。その結果、79.7℃から発熱が開始され、129.2℃にて発熱ピークを迎えた。総発熱量は428mJ/mgであった。測定後、樹脂は完全に硬化していた。
(1) 本発明に係る熱潜在性重合開始剤の調製
TPB(0.1713g,0.335mmol)、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート(BASF社製,TINUVIN770DF,化学構造を表1に示す,0.0781g,0.162mmol)およびγ−ブチロラクトン(0.2427g)を攪拌混合し、TPB含有率68.7%、TPBに対するピペリジン構造の比率が0.97の熱潜在性重合開始剤を50wt%含むγ−ブチロラクトン溶液を調製した。
水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン社製,YX−8000)99部に、上記熱潜在性重合開始剤溶液1質量部(TPB錯体としては0.5質量部)を混合した。得られた溶液(10mg)について、測定温度範囲:30〜300℃、昇温速度:10℃/minにて示差走査熱量測定を行った。その結果、64.4℃から発熱が開始され、111.1℃にて発熱ピークを迎えた。総発熱量は446mJ/mgであった。測定後、樹脂は完全に硬化していた。
(1) 本発明に係る熱潜在性重合開始剤の調製
TPB(1.613g,3.151mmol)をトルエン(8.74g)とn−ヘキサン(75.07g)の混合溶媒に溶解した。当該溶液を攪拌しながら、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート(BASF社製,TINUVIN770DF,化学構造を表1に示す,1.514g,3.150mmol)をn−ヘキサン(31.99g)に溶解した溶液を常温で滴下した。滴下途中から白色結晶が析出した。得られたスラリーを吸引ろ過し、n−ヘキサンで洗浄した。得られたケーキを常温で減圧乾燥した後、白色結晶である熱潜在性重合開始剤を2.244g得た。この錯体をLCで分析した結果、TPB含有率は56.2%、TPBに対するピペリジン構造の比率は1.66であった。
1H-NMR(acetone-d6)ppm:δ1.20-1.70(42H,m),2.10(4H,dd),2.31(4H,t),5.24(2H,m)
19F-NMR(acetone-d6)ppm:δ-90.9(6F,m),-87.3(3F,m),-58.9(6F,d)
(2) 硬化試験
上記熱潜在性重合開始剤1質量部をγ−ブチロラクトン1質量部に溶解した。水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン社製,YX−8000)99部に、当該熱潜在性重合開始剤溶液1質量部(TPB錯体としては0.5質量部)を混合した。得られた溶液(10mg)について、測定温度範囲:30〜300℃、昇温速度:10℃/minにて示差走査熱量測定を行った。その結果、82.5℃から発熱が開始され、124.5℃にて発熱ピークを迎えた。総発熱量は429mJ/mgであった。測定後、樹脂は完全に硬化していた。
(1) 本発明に係る熱潜在性重合開始剤の調製
TPB(0.1004g,0.196mmol)、TINUVIN765(BASF社製,化学構造を表1に示す,0.0744g,0.146mmol)およびγ−ブチロラクトン(0.1786g)を攪拌混合し、TPB含有率57.4%、TPBに対するピペリジン構造の比率が1.49の熱潜在性重合開始剤を50wt%含むγ−ブチロラクトン溶液を調製した。
水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン社製,YX−8000)99部に、上記熱潜在性重合開始剤溶液1質量部(TPB錯体としては0.5質量部)を混合した。得られた溶液(10mg)について、測定温度範囲:30〜300℃、昇温速度:10℃/minにて示差走査熱量測定を行った。その結果、74.8℃から発熱が開始され、119.0℃にて発熱ピークを迎えた。総発熱量は426mJ/mgであった。測定後、樹脂は完全に硬化していた。
(1) 本発明に係る熱潜在性重合開始剤の調製
TPB(0.0430g,0.0840mmol)、TINUVIN765(BASF社製,化学構造を表1に示す,0.0419g,0.0824mmol)およびγ−ブチロラクトン(0.0857g)を攪拌混合し、TPB含有率50.7%、TPBに対するピペリジン構造の比率が1.96の熱潜在性重合開始剤を50wt%含むγ−ブチロラクトン溶液を調製した。
水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン社製,YX−8000)99部に、上記熱潜在性重合開始剤溶液1質量部(TPB錯体としては0.5質量部)を混合した。得られた溶液(10mg)について、測定温度範囲:30〜300℃、昇温速度:10℃/minにて示差走査熱量測定を行った。その結果、85.0℃から発熱が開始され、122.9℃にて発熱ピークを迎えた。総発熱量は455mJ/mgであった。測定後、樹脂は完全に硬化していた。
(1) 本発明に係る熱潜在性重合開始剤の調製
TPB(3.242g,6.332mmol)をトルエン(47.00g)とメチルシクロヘキサン(278.24g)の混合溶媒に溶解した。当該溶液を撹拌しながら、CHIMASSORB2020FDL(BASF社製,2.898g,化学構造を表1に示す)をメチルシクロヘキサン(61.38g)に溶解した溶液を、常温で滴下した。滴下途中から白色結晶が析出した。得られたスラリーを吸引ろ過し、n−ヘキサンで洗浄した。得られたケーキを常温で減圧乾燥した後、白色結晶である熱潜在性重合開始剤を4.258g得た。この錯体をLCで分析した結果、TPB含有率は59.9%、TPBに対するピペリジン構造の比率は2.01であった。
1H-NMR(acetone-d6)ppm:δ0.80-0.96(2nH,m),1.2-2.0(22nH,m),2.8-3.8(22nH,m),5.3-5.6(nH,m)
19F-NMR(acetone-d6)ppm:δ-90.3(6F,m),-86.6(3F,dd),-58.7(6F,d)
(2) 硬化試験
上記熱潜在性重合開始剤1質量部をγ−ブチロラクトン1質量部に溶解した。水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン社製,YX−8000)99部に、当該熱潜在性重合開始剤溶液1質量部(TPB錯体としては0.5質量部)を混合した。得られた溶液(10mg)について、測定温度範囲:30〜300℃、昇温速度:10℃/minにて示差走査熱量測定を行った。その結果、69.5℃から発熱が開始され、110.5℃にて発熱ピークを迎えた。総発熱量は437mJ/mgであった。測定後、樹脂は完全に硬化していた。
(1) 本発明に係る熱潜在性重合開始剤の調製
TPB(0.0881g,0.172mmol)、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸の2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジンエステル(アデカ社製,アデカスタブLA57,化学構造を表1に示す,0.0438g,0.055mmol)およびγ−ブチロラクトン(0.1368g)を攪拌混合し、TPB含有率66.8%、TPBに対するピペリジン構造の比率が1.29の熱潜在性重合開始剤を50wt%含むγ−ブチロラクトン溶液を調製した。
水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン社製,YX−8000)99部に、上記熱潜在性重合開始剤溶液1質量部(TPB錯体としては0.5質量部)を混合した。得られた溶液(10mg)について、測定温度範囲:30〜300℃、昇温速度:10℃/minにて示差走査熱量測定を行った。その結果、76.8℃から発熱が開始され、115.5℃にて発熱ピークを迎えた。総発熱量は438mJ/mgであった。測定後、樹脂は完全に硬化していた。
(1) TPB−DBU混合物の調製
TPB(1.63g)をトルエン(8.88g)とn−ヘキサン(76.31g)の混合溶液に溶解した。当該溶液を攪拌しながら、ジアザビシクロウンデセン(0.530g,DBU)を滴下すると白色固体が析出した。得られた固体を濾別し、n−ヘキサンで洗浄した。これを乾燥することにより、白色固体であるTPB−DBU混合物を0.61g得た。この混合物のTPB含有率は42.9%、TPBに対する窒素原子の比率は8.95であった。
上記TPB−DBU混合物1質量部をγ−ブチロラクトン1質量部に溶解した。水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン社製,YX−8000)99部に、当該混合物溶液1質量部(TPB−DBU混合物としては0.5質量部)を混合した。得られた溶液(10mg)について、測定温度範囲:30〜300℃、昇温速度:10℃/minにて示差走査熱量測定を行ったが、発熱反応を示すピークは得られなかった。測定後においても、樹脂は硬化していなかった。
(1) 本発明に係る熱潜在性重合開始剤の調製
TPB(0.1709g,0.334mmol)、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸の2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジンエステル(アデカ社製,アデカスタブLA57,化学構造を表2に示す,0.0671g,0.085mmol)およびγ−ブチロラクトン(0.2352g)を攪拌混合し、TPB含有率71.8%、TPBに対するピペリジン構造の比率が1.02の熱潜在性重合開始剤を50wt%含むγ−ブチロラクトン溶液を調製した。
水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン社製,YX−8000)99部に、上記熱潜在性重合開始剤溶液1質量部(TPB錯体としては0.5質量部)を混合した。得られた溶液(10mg)について、測定温度範囲:30〜300℃、昇温速度:10℃/minにて示差走査熱量測定を行った。その結果、68.3℃から発熱が開始され、113.6℃にて発熱ピークを迎えた。総発熱量は426mJ/mgであった。測定後、樹脂は完全に硬化していた。
脂肪族環状エポキシ樹脂(ダイセル社製,セロキサイド2021P)99部に、実施例8(1)の熱潜在性重合開始剤溶液1質量部(TPB錯体としては0.5質量部)を混合した。得られた溶液(10mg)について、測定温度範囲:30〜300℃、昇温速度:10℃/minにて示差走査熱量測定を行った。その結果、69.2℃から発熱が開始され、123.1℃にて発熱ピークを迎えた。総発熱量は565mJ/mgであった。測定後、樹脂は完全に硬化していた。
水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン社製,YX−8000)75部と、高分子水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン社製,YX−8040)25部を予め混合しておいたエポキシ樹脂に、実施例8(1)の熱潜在性重合開始剤溶液1質量部(TPB錯体としては0.5質量部)を混合した。得られた溶液(10mg)について、測定温度範囲:30〜300℃、昇温速度:10℃/minにて示差走査熱量測定を行った。その結果、75.2℃から発熱が開始され、120.6℃にて発熱ピークを迎えた。総発熱量は356mJ/mgであった。測定後、樹脂は完全に硬化していた。
水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン社製,YX−8000)60部とオキセタン樹脂(東亞合成社製、アロンオキセタン OXT−221)40部に、実施例8(1)の熱潜在性重合開始剤溶液1質量部(TPB錯体としては0.5質量部)を混合した。得られた溶液(10mg)について、測定温度範囲:30〜300℃、昇温速度:10℃/minにて示差走査熱量測定を行った。その結果、51.6℃から発熱が開始され、102.5℃にて発熱ピークを迎えた。総発熱量は415mJ/mgであった。測定後、樹脂は完全に硬化していた。
TPB(0.1714g,0.335mmol)、N−メチルイミダゾール(0.0282g,0.343mmol)およびγ−ブチロラクトン(0.2032g)を攪拌混合し、TPB含有率85.9%、TPBに対する窒素原子の比率が2.05の熱潜在性重合開始剤を50wt%含むγ−ブチロラクトン溶液を調製した。
TPB(0.1709g,0.334mmol)、N−メチルイミダゾール(0.0154g,0.188mmol)およびγ−ブチロラクトン(0.1898g)を攪拌混合し、TPB含有率91.7%、TPBに対する窒素原子の比率が1.12の熱潜在性重合開始剤を50wt%含むγ−ブチロラクトン溶液を調製した。
Claims (8)
- 下記式で表されるピペリジン構造を有するアミン化合物、およびトリス(ペンタフルオロフェニル)ボランからなり、
上記トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランに対する上記アミン化合物中の上記ピペリジン構造のモル比が0.9以上、5以下であることを特徴とする熱潜在性重合開始剤。
- 上記アミン化合物が下記式で表されるピペリジン構造を有する請求項1に記載の熱潜在性重合開始剤。
- 上記アミン化合物が、下記式(Ia)で表されるものである請求項1に記載の熱潜在性重合開始剤。
R1〜R5は上記と同義を示し;
XとZは、独立に−O−基、−(C=O)−基、−NR7−基(R7は水素原子またはC1-6アルキル基を示す)、−O(C=O)−基、−(C=O)O−基、−NH(C=O)−基または−(C=O)NH−基を示し;
Yは置換基を有していてもよいC1-20アルキレン基を示し;
R6は、水素原子、C1-6アルキル基または上記ピペリジン構造を示し;
C1-20アルキレン基が有していてもよい置換基は、ハロゲン原子、水酸基、C3-10シクロアルキル基、C1-6アルコキシ基および置換基を有していてもよいC6-14アリール基からなる群より選択される1以上を示し;
C6-14アリール基が有していてもよい置換基は、ハロゲン原子、水酸基、C1-6アルキル基およびC1-6アルコキシ基からなる群より選択される1以上を示す] - 上記アミン化合物が、下記式(Ib)で表されるものである請求項1に記載の熱潜在性重合開始剤。
- 上記アミン化合物がポリマーである請求項1に記載の熱潜在性重合開始剤。
- 上記アミン化合物が、下記式(Ic)で表されるものである請求項1に記載の熱潜在性重合開始剤。
- 重合体を製造するための方法であって、
請求項1〜6の何れかに記載の熱潜在性重合開始剤と、エポキシモノマー、カチオン重合性モノマー、並びにエポキシモノマーおよび/またはカチオン重合性モノマーのオリゴマーを一種または二種以上とを混合する工程;および
上記混合物を50℃以上に加熱する工程
を含むことを特徴とする方法。 - 請求項1〜6の何れかに記載の熱潜在性重合開始剤と、エポキシモノマー、カチオン重合性モノマー、並びにエポキシモノマーおよび/またはカチオン重合性モノマーのオリゴマーを一種または二種以上とを含むことを特徴とする硬化性組成物。
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