JP6465706B2 - 多官能酸無水物、それを用いた熱硬化性樹脂組成物、及びその硬化物 - Google Patents
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Description
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この酸無水物を用いて得られる硬化物は、透明性、耐熱性に優れた特性を発揮するもの脆弱であり、とくにガラスクロスと複合化するなどして得られるシート・フイルム状の形態の硬化物を得るためには、硬化物の割れや硬化物を裁断加工する際の発塵などの課題が生じていた。
特にエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等の室温付近で気体化する化合物の場合には、耐圧容器中で反応させることが好ましい。
気体導入部を有する耐圧容器中に、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートを21.6g(0.1mol)、反応触媒として水酸化ナトリウム40mg、アルキレンオキサイドガスを表中記載量導入し、温度150℃、3時間加熱した。室温に冷却後、反応物を取り出し、濾過法により触媒を除去した。
EO:エチレンオキサイド
PO:プロピレンオキサイド
撹拌機、還流冷却管、撹拌装置を備えた耐圧反応容器に、窒素パージを施しながら、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート 21.6g(0.1mmol)にジメチルオキセタン25.8g(0.3mol)、触媒としてトリアリールスルホニウムPF6塩0.1gを加え、120℃12時間撹拌し、ジメチルオキセタン付加物43g(略称THI3OX)を得た。
撹拌機、還流冷却管、撹拌装置を備えたフラスコに、窒素パージを施しながら、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート 21.6g(0.1mmol)にカプロラクトン34.3g(0.3mol)、触媒としてトリアリールスルホニウムPF6塩0.1gを加え、180℃12時間撹拌し、カプロラクトン付加物53g(略称THI3CL)を得た。
撹拌機、還流冷却管、撹拌装置を備えたフラスコに、窒素パージを施しながら、表中記載の無水物クロリド(b)を表中記載量((a)の水酸基に対して1.1当量)、にテトラヒドロフランを45g加えて均一溶液にした。この溶液を攪拌しながら5℃まで冷却後、表中記載の(a)を表中記載量(0.05mol)、ピリジン((a)の水酸基に対して1.2当量)とテトラヒドロフラン54gを加えて均一にした溶液を、液温を10℃以下に保ちながら徐々に滴下した。滴下終了後、室温で1時間攪拌し、次いで50℃まで昇温し、反応を8時間継続した。続いて、反応液を20℃まで冷却し、不溶解分であるピリジン塩酸塩をろ去した後、ろ液を濃縮した。濃縮物を酢酸エチル120mlに溶解させ、30mlの水で3回洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。無水硫酸マグネシウムをろ去した後、ろ液を濃縮し、得られた濃縮物を15mlの酢酸エチルに溶かし、トルエンで再結晶し生成物を得た。
合成例1に準じて、三官能酸無水物を合成した。結果を合成例1と併せて下記表に示した。
HTAC:核水添トリメリット酸無水物クロリド
TMAC:トリメリット酸無水物クロリド
HTAC/TMAC:HTAC50mol%、TMAC50mol%混合物
THI:トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート
*:HTAC/TMAC(モル比)=1/1
実施例1で得た多官能酸無水物を表中記載量、脂肪族型エポキシ樹脂EHPE−3150((株)ダイセル製、エポキシ当量181)を7g、芳香族型エポキシ樹脂として(4(4(1,1−ビス(p−ヒドロキシフェニル)−エチル)α,α−ジメチルベンジル)フェノール)型エポキシ樹脂(エポキシ当量206、全塩素量550ppm)を23g、同じくRE−310S(日本化薬(株)製:液状ビスフェノールAエポキシ樹脂、エポキシ当量185、全塩素量500ppm)を15g、その他の成分としてオクタン酸亜鉛を0.3g、粒子(C−1)としてコロイダルシリカメチルエチル分散液(日産化学オルガノシリカゾルMEK−ST、固形分30重量%)を41g、あわせたものを70℃に加温、混合し、固形分が70質量%である本発明の樹脂組成物の希釈組成物を得た。
実施例2同様の方法により熱硬化性組成物を調製した。
実施例2で得られた本発明の硬化性樹脂組成物および比較例で得られた硬化性樹脂組成物にメチルエチルケトンを添加して固形分50質量%に調整し、(C−2)として市販のガラスクロス(Eガラスクロス:約30μm厚、平織)を入れ、含浸させた。ガラスクロスを引き上げた後、120℃で7分乾燥した。乾燥後のシートは固形のフィルムであった。それをさらに離型処理したPETフィルムにはさんでプレスしながら150℃にて10分処理し、半硬化させてプリプレグを得た。その後150℃乾燥機にて3時間硬化し、本発明の硬化物を得た。得られた硬化物についてそれぞれ耐熱性、強靭性、耐着色性、寸法安定性を測定した。
(1)耐熱性:硬化した樹脂組成物のTg点を粘弾性測定システム(DMS−6000:セイコー電子工業(株)製)において、引っ張りモード、周波数1Hzにて測定した。判定基準は以下の通りである。
◎:Tgが200℃以上
○:Tgが190℃以上199℃以下
△:Tgが185℃以上189℃以下
×:Tgが184℃以下
(2)柔軟性:硬化した樹脂組成物の硬化シートを幅1cm程度の短冊状に裁断し、指で直径5mmの金属棒に巻きつけたのちそれをもとの状態に戻し、その表面およびシート内部の状態を光学顕微鏡を用いて確認した。
○:ひび、亀裂は観察されず変化なし。
△:樹脂内部に亀裂が観察される
×:明確な樹脂割れが観察される
(3)強靭性:硬化した樹脂組成物の硬化膜をカッターナイフを用いて裁断し、その端面を光学顕微鏡で観察し、割れ、発塵を評価した。
◎:端面はきれいに裁断され、発塵なく裁断できた
○:ごくわずかに端面が荒れているものの、発塵なく裁断できた
△: 端面に荒れ、わずかに発塵が観察されている。
×:明確な樹脂割れが観察される
Claims (8)
- トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートに、炭素数は2〜8のアルキレンオキサイド、オキセタン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、アセトラクトン、プロピオラクトン、ブチロラクトン、バレロラクトン、及びカプロラクトンからなる群より選ばれる1 以上を反応させて得られる多価アルコール(a)に、核水添無水トリメリット酸ハライド(b−1)または核水添無水トリメリット酸ハライド(b−1)及び無水トリメリット酸ハライド(b−2)の混合物を反応させて得られる多官能酸無水物(A)。
- 請求項1記載の多官能酸無水物(A)及び一分子中に少なくとも1つ以上のエポキシ基を有する化合物(B)を含む熱硬化性組成物。
- 粒子(C−1)または繊維(C−2)をさらに含む請求項2に記載の熱硬化性樹脂組成物。
- 粒子(C−1)が無機粒子である請求項3に記載の熱硬化性樹脂組成物。
- 繊維(C−2)がガラス繊維である請求項3に記載の熱硬化性樹脂組成物。
- 繊維(C−2)がガラス繊維を紡糸し、さらに織製してなるガラスクロスである請求項3に記載の熱硬化性樹脂組成物。
- 半硬化状態で形状を付与したことを特徴とする請求項2乃至6のいずれか一項に記載の熱硬化性樹脂組成物。
- 請求項2乃至7のいずれか一項に記載の熱硬化性樹脂組成物を硬化して得られる硬化物。
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