JPH021790A - 接着剤樹脂組成物 - Google Patents

接着剤樹脂組成物

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JPH021790A JP63325683A JP32568388A JPH021790A JP H021790 A JPH021790 A JP H021790A JP 63325683 A JP63325683 A JP 63325683A JP 32568388 A JP32568388 A JP 32568388A JP H021790 A JPH021790 A JP H021790A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は、エポキシ樹脂組成物、特に、硬化するとき、
好ましい物理的および化学的性質を示すエポキシ樹脂組
成物に関する。特に、本発明に従うエポキシ樹脂組成物
は、硬化して比較的高いがラス転移温度と、高い延性ま
たは靭性を示す。
(発明の背景) エポキシ樹脂は、エポキシ官能性環を通して、硬化剤と
反応し高性能の硬化樹脂を生じる単量体またはプレポリ
マーである。このような樹脂は、耐熱性、耐薬品性、接
着力保留性および耐李粍性のような所望の化学的および
物理的特性の組合せによる、電気絶縁材の保護被覆;複
合マ) Uツクス樹脂;および構造用接着剤として広く
用いられている。
エポキシ樹脂は、一般に、複数個のエポキシまたはオキ
シラン基を含む。エポキシ基は、反応して網状構造を形
成することができ、代表的には、単独重合またはエポキ
シ硬化剤との付加重合による。ここで、「エポキシ硬化
剤」は、オキシラン基との反応に利用できる3個または
それ以上の反応座を有する薬剤(または薬剤の混合物)
fe云う。
このような構造の結果として、エポキシ硬化剤は、網状
構造:すなわち、有意に架橋された組織を生じることが
できる。
エポキシ硬化剤は、ここに単に連鎖延長剤して言及され
る化合物とは区別されるべきである。
「連鎖延長剤」は、オキシラン基と反応しうる2個の座
のみを有する化合物を云う。重合中に、連鎖延長剤は、
代表的には、エポキシ樹脂鋼の間に入り、それを延長す
る。
しかしながら、連鎖延長剤は、第三の反応座を含まない
ので、架橋は起らない。ここでは、「触媒」は、実質的
な網状結合すなわち架橋を有してジ−エポキシ樹脂化合
物の重合を触媒することができる化合物を云う。一般に
、これは、アニオン性またはカチオン性重合反応の発生
により起り、代表的には、オキシラン部分を含む。触媒
の存在における重合中に、ジ−エポキシ化合物は、4個
の座で反応しうるので、実質的な架橋を得ることができ
る。
エポキシ硬化剤の例は、ジ第一アミンであり、それは4
個のエポキシ基と反応しうる。代表的な11Jl延長剤
は、レゾルシノールまたはビスフェノールAのようなシ
フエノールを含む。触媒は、ルイス酸、第三アミンおよ
びイミダゾールを含む。
本明細書を通じて、「触媒」および「エポキシ硬化剤」
は、集合的に、「エポキシ硬化剤」または「硬化剤」と
して言及される。
しばしば、硬化生成物は、比較的に高いがラス転移温度
(Tg)を有すのが望ましい。ガラス転移温度は、硬化
樹脂が、比較的に強力、高モジュラス、硬質、ガラス質
の状態から、低モジュラス、可撓性、弾性の状態に変化
する温度である。一般に、硬化樹脂が比較的高温で強力
であることを意図するなら、比較的に高いガラス転移温
度が必要である。
改良された、すなわち、より高いがラス転移温度を得る
一般に用いられる方法は、高濃度すなわち高度の架橋、
または、比較的に高い濃度の極性基を有する硬化樹脂の
製造による。高い一架橋を達成する方法は、高レベルの
官能価を有するエポキシ硬化剤、または、活性な単独重
合剤を用いることである。米国特許第4.331,58
2号明細書には、ビスC4−CN、N−ジグリシジルア
ミノ)フェニルコメタン(TGDDM)は、ジ(4−ア
ミノフェニル)スルホン(DD8)で硬化され、高架橋
密度を有する硬化樹脂を生じうることが教示されており
、該米国特許明細書は引用することにより本明細書の開
示の一部とする。
高架橋密度を有する樹脂は、いくつかの欠点を有する。
例えば、このような材料は、代表的には、非常に脆く、
シたがって、多くの応用に望ましくない。すなわち、そ
の材料はあまり強靭でもなく延性でもない。また、特に
、高濃度の極性基を用いて、高プラス転移温度の獲得を
助けるなら、硬化重合体は、満足な湿分安定性が得られ
ない。
一般に、比較的に強靭な硬化樹脂を得るためには、高度
の硬化を示す組成物を用い、合理的に短い期間、硬化し
、非常に高い百分比のエポキシ樹脂が反応し重合体網状
構造内に延長鎖を形成することが望ましい。一般に、高
度の硬化を達成するために、シフエノールのような連鎖
延長剤を高1度で用いることができる。米国特許第2 
j934 、521号および第3,056,762号明
細書に、その例が示されているが、その開示は、引用す
ることによって本明細書の開示とする。慣用のエポキシ
樹脂についての連鎖延長剤のこのような慣用の使用に関
する問題は、得られた樹脂が比較的高度の硬化および靭
性または延性を示すが、一般に、低架橋密度のために、
硬化生成物のガラス転移温度が比較的に低いことである
置換フルオレン、特に9,9−ビス(4,4’−ヒドロ
キシ)フルオレンは、慣用のエポキシ樹脂と反応するこ
とが矧られている。例えば、Holloway。
14頁、Master′s Thesis、 San 
Jose 5tate U。
(1984)e参照。これは引用することによって本明
細書の開示の一部とする。上記化合物名の置換フルオレ
ンを含む化合物を、下記のように、本発明の好ましい態
様に用い、樹脂組成物に利益を得た。特に、そして下記
から明らかなように、樹脂組成物中に、9,9−ビス−
(4、4’−ヒドロキシフェニル)フルオレンの残基に
和尚スル式の重合体単位を用意すると利益がある。
高いがラス転移温度と改良された靭性および延性の両方
を有する硬化樹脂を提供するために、すなわち、脆性お
よび/または水に対する不安定性の原因となりうる高架
橋密度または極性なしに、高いプラス転移温度を達成す
るために必要とされたものは、容易に硬化するエポキシ
樹脂組成物である。好ましくは、所望の特徴は、容易に
利用できる有効な薬剤により容易に硬化された樹脂組成
物において達成しつる。また、硬化樹脂複合体について
の改良された、または、より高いがラス転移温度を、靭
性の実質的損質なしに生じることができる方法、および
/または、改良されたまたはより高い靭性を、がラス転
移温度の実質的な低下なしに得ることができる方法が必
要とされていた。
(発明の要約) 本発明は、フルオレン単位を有利に含有するエポキシ樹
脂組成物の提供に関する。本発明の二つの好ましい態様
によれば、フルオレン単位は、置換フルオレンジオール
成分、置換フルオレン ジ−エポキシド成分または両者
の混合物により提供される。得られた組成物は、一般に
、がラス転移温度および延性に関し改良される。更に、
好ましい態様においては、得られる硬化された材料の性
質t−更に改良するために、強化組成物が提供される。
A第1の態様 本発明の一態様によれば、フルオレンtVビスフェノー
ルが、樹脂組成物中にポリエポキシドとともに与えられ
、硬化すると、改良されたがラス転移温度;改良された
靭性;または両方を示す硬化樹脂を形成する。一般に、
これは、慣用のエボキシ硬化剤の存在下でフルオレン含
有ビスフェノールを用いることによシ達成される。「高
いがラス転移温度」または「改良されたがラス転移温度
」は、本明細書では、一般に、Tgが本発明の適用によ
シ増大した硬化組成物を云う。「高い」または「改良さ
れた」靭性は、未改良の組成物に比較して改良された剪
断強度および/″!たけ剥離強度を示す硬化組成物に言
及することを意味する。すなわち、がラス転移温度を改
良する代表的な慣用方法は、靭性の損失を含む。本発明
により、エポキシ樹脂組成物中に、連鎖延長剤を含有さ
せることにより、靭性の実質的な損失なしに、すなわち
、周囲温度および圧力で剪断強度の約20係に過ぎない
低下で、改良されたがラス転移温度を有するエポキシ樹
脂組成物が提供されるとき、その樹脂組成物は、「改良
された」ものと理解される。代わるべき手段として、エ
ポキシ樹脂に連鎖延長剤を含有させることにより、Tg
の実質的な損失なしに(代表的には約25℃以下の低下
)、改良された靭性を有するエポキシ樹脂が提供される
とき、樹脂組成物は、また、「改良」されたものと理解
される。
本発明の好ましい適用においては、靭性付与剤を連鎖延
長剤と組合せて用い、がラス転移温度の改良とともに靭
性の類のない改良を達成する。これは、ここに記載され
た例から更に理解されるであろう。
本発明による好ましい組成物のガラス転移温度は、少な
くとも120℃であり、破壊エネルギーは、少なくとも
約100ジユール/ m2である。
剥離強度および/または破壊エネルギーによって示され
るよ5な靭性の実質的な(代表的には約20係以上)損
失なしに、少なくとも25”CのTgの改良は、一般に
、本発明による著しく改良された組成物を定義する。代
るべき手段として、Tgの実質的な損失(代表的には約
25℃以上)なしに、周囲温度および圧力における少な
くとも約20ジユール/m2の改良も、また、一般に、
本発明による著しく改良された組成物を定義する。
「実質的な」変化を示したTgbよび破壊エネルギーの
変化の量は、未改良の組成物のTgまたは破壊エネルギ
ニの絶体値にいくぶん依存する。上記の数値は、普通に
用いられる方式であることが期待される数値を代表する
ことを意図する。
芳香族および脂肪族エポキシ樹脂を含む、種々のエポキ
シ樹脂は、本発明による改良された樹脂組成物に用いる
ことができる。また、種々のフルオレン含有ビスフェノ
ール組成物(f!#、金物を含ム)も用いることができ
、下記の式に従う化合物を含む: 式中、各々のROおよびR1は、個々に、水素およびエ
ポキシ基含有化合物の重合に実質的に不活性な他の基か
ら選ばれる;例えば、ROは、好ましくは、基:H(水
素);ノーロデン(F、C2゜Br kよび工);1〜
6個の炭素原子を有する直鎖および枝分れ鎖アルキル基
;フェニル基;ニトロ基;アセチル基;およびトリメチ
ルシリル基から選ばれ、各々のR1は、好ましくは個々
に、水素(n) ;フェニル;ハa)fン;および1〜
6個の炭素原子を有する直鎖および枝分れ鎖のアルキル
基より成る基から選ばれる。ROおよびR1は、「個々
に」選ばれるというのは、全てのROは同じであり、ま
たは全てのR1は同じであるという要件はないことを意
味する。「フルオレン含有ビスフエノール化合物j、r
)、9−ビス(ヒドロキシフェニル)フルオレン化合物
」およびその変形は、単一化合物および上記一般式1に
従う化合物の温合物を云うことを意味する。
上記化合物に対するジアミノ−相似体も、また連鎖延長
剤であることが注意される。この化合物、シよび、その
エポキシ樹脂への利用は、米国特許第4,684,67
8号の主題である。この特許は、本発明の譲受人、Mi
nnesota Mining and Manufa
−cturing Co、、 St、 Paul、 M
innesotaが所有する。
−役に、ジ−ヒドロキシ化合物は、ジアミンはどエポキ
シ化合物と反応性でないという一部の理由で、好ましい
。すなわち、ジヒドロキシ化合物が用いられるとき、樹
脂組成物は、硬化前に、貯蔵、取扱および適用が一層容
易である。また、ジヒドロキシ化合物は、一般に、樹脂
組成物混合物により良く溶ける。更に、樹脂中の得られ
たフルオレン残基が、「シーアミノ」残基よりもむしろ
「シーオキシ」であるなら、樹脂は、より安定となる。
エポキシ樹脂の分野で用いられるべき用語については、
全世界的な協定はない。「エポキシ樹脂」は、三員オキ
シラン環を有する少なくとも1個の基を含むいずれの分
子;および未硬化組成物および硬化組成物の両者を指す
のに用いられている。
すなわち、硬化樹脂は、硬化工程中にエポキシ基が反応
し、破壊されつるのに、しばしば、「エポキシ樹脂」と
して言及される。
ここに、「ポリエポキシド樹脂」は、反応前に1個より
多いオキシラン環七含み、または含んでいた分子をいう
。一般に、ここで「エポキシ樹脂組成物」は、硬化させ
ると「硬化エポキシ樹脂」に硬化する未硬化組成物をい
う。「エポキシ樹脂組成物」は、架橋前の樹脂;卦よび
最終反応および架橋前の未反応または部分的に反応した
材料をいうのに用込てよい。ここに、エポキシ樹脂組成
物が「含む」または「成る」というのは、組成物が、命
名された未反応成分を含む混合物より成るか;または、
これらの成分の重合体形成反応から形成され、その残基
を重合体中に残した、得られた重合体または重合体材料
’!il”含むか;または、組成物が両者を含むことを
意味する。
本発明による好ましい組成物には、有効量の強化剤が含
まれる。各種の強化剤が周知である。これらは、一般に
、樹脂組成物中に配合されるが、硬化工程において必ず
しも化学的に関与しないエラストマー分子および類似の
化合物を含む。すなわち、この化合物はときには、硬化
樹脂によって限定されるマ) IJラックス中独立に残
留することができる。この化合物の存在は、硬化樹脂に
一般に、脆性の減少および靭性の増加に関連する好まし
い物理的特性を付与する。ある例においては、例えばエ
ポキシ−含有成分の置換基としてエポキシ樹脂自体中に
化学的に配合することができる。
「有効」量の強化剤とは、硬化樹脂組成物に対して改良
された靭性を付与するのに有効な量の意味である。この
ことは周囲@度および圧力で剥離強さの少なくとも約2
0俤の改良によって特徴ずけられる。本明細書で使用す
る「強化剤」およびその変種の用語には、複数のかよう
な薬剤の混合物も含むものと理解されたい。
本発明の第一態様によれば、得られる硬化樹脂に改良さ
れたがラス転移温度および一改良された靭性が付与され
るエポキシ樹脂の改良方法は、エポキシ樹脂中の有効量
のエポキシフルオレン成分中に有効量の9,9〜ビス(
ヒドロキシフェニル)フルオレン成分を含む連鎖延長剤
全用意することカラ成ル。9 、9’−ビス(ヒドロキ
シフェニル)フルオレンの「有効量」とは、上記の定義
のように硬化樹脂組成物にTgの改良および(または)
靭性を付与するのに十分な量である。前記したように、
強化剤も添加することが好ましい。
前記したように、本発明のある種の用途には、エポキシ
樹脂は両者:9,9−ビス(ヒドロキシフェニル)フル
オレン;オよびエポキシ硬化剤成分を添加する。この方
法においては、二官能性フルオレン成分が、増加された
架橋を導入することなくエポキシ樹脂鎖全増加させるの
に使用できる。
これに反して、硬化剤は硬化樹脂に強度および一体性を
付与するのに十分な架橋を導入するために使用される。
典型的には、使用される9、9−ビス(ヒドロキシフェ
ニル)フルオレンの情ハ、エポキシ樹脂中の反応性オキ
シラン環の約5〜20憾、好ましくは約9〜70%が、
置換フルオレン成分によって供給される反応性ヒトミキ
シ基と反応するような債である。多くの用途に対して、
オキシラン単位の50チ未満が置換フルオレンと反応す
るのが好ましい。一般に、置換フルオレンおよびエポキ
シ樹脂の両者は、この反応に関しては二官能性であり、
従って、反応性エポキシ樹脂分子:反応性フルオレン化
合物比は約1 : 0.05〜・1 : 0.9の間、
典型的には約1 : 0.09〜1:0.7の間である
。「二官能」とは、各エポキシ樹脂分子が2個の反応性
オキシラン部分のみを含み、かつ、各9.9−ビス(ヒ
ドロキシフェニル)フルオレン分子が2個の反応性ヒr
aキシ基のミラ含むことの意味である。
使用する硬化剤の量は、その反応性の程度、および若干
の例ではフルオレン成分に関してのそれの相対的反応性
に依存するであろう。−役に、硬化剤はエポキシ樹脂中
の残留反応性オキシラン部分の実質的量、すなわち、フ
ルオレン成分上の反応性ヒドロキシ部より過剰のエポキ
シまたはオキシラン部分との反応用として十分または有
効な量を選定、かつ使用すべきである。本明細書でここ
に使用する「実質的量」とは、所望のTgおよび靭性を
有する硬化ポリマーを得るのに十分な架橋を生成するの
に十分な量の意味である。−例として、3個のオキラン
単位と反応しうる硬化剤を選んだ場合には、過剰のエポ
キシ樹脂と約2:乙の分子量比、すなわち、フルオレン
成分より過剰なエポキシ樹脂の情で使用できる。架橋に
対して踵なる反応性または利用できる反応性部位を有す
る化合物の混合物を含む硬化剤の混合物も使用できるこ
とを言及して卦〈。本明細書で使用する「硬化剤」の用
語には、硬化剤の混合物も含めていう。
上記の結果として、一般に改良された硬化樹脂が得られ
る。また、樹脂組成物を強化剤による促進作用に敏感に
することもできる。この理由は、架側間のエポキシ鎖単
位またはポリマー主鎖の長さが、ビス(フェニル置換)
フルオレン残基の存在によって、改良されない樹脂に比
較して一般に増加することである。その結果、ポリマー
は間違いなく硬化剤の周囲でゆがめられ、硬化剤と比較
的良好また増進された組合せが得られ、そのため有利な
効果が得られる。
本発明による典型的方法において、エポキシ樹脂組成物
を製造し、該組成物を実質的に完全に硬させるの(C適
切な硬化温度および十分な時間加熱する。一般に組成物
の製造にはエポキシド化合物中への任意の強化剤の予備
分散、次いで得られた硬化剤/エポキシド混合物を連鎖
延長剤〔すなわち、9.9−ビス(ヒドロキシフェニル
)フレオレン組成物〕および硬化剤との混合を含む。本
発明による好ましい組成物は、約50’〜約600℃の
間の温度で硬化させることができる。慣用方式における
硬化温度サイクルを適用して所望のように、かつ、選択
した速度で硬化できる。典型的には、約10分〜12時
間(−晩)の時間内に完全硬化させるのが望ましい。
硬化樹脂は、各種用途における接着用フ゛イルムまたは
フィルム接着剤として有効に使用できる。
典型的には、これらは第一および第二基体間の接着フィ
ルムとして使用し、フィルム7基体構造を形成できる。
例えば、接着剤はアルミニウム外皮層を航空機フレーム
構造に取付けるのに使用できるであろう。概して、この
樹脂組成物は・フィルムとして容易に適用し、欠いて硬
化できる。好ましくは接着用フィルムは約0.0005
〜0.[130インチ(0,001〜0.007(7)
)の厚さに製造できる。
典型的用途において、慣用の剥離ライナーのような基体
上の未硬化または部分硬化樹脂のフィルム(好ましくは
、0.001〜0.007cm厚さ)から成る複合体を
形成する。剥離ライナーは、接着層を形成すべき場所ま
たは部位に接着フィルムを適用するために利用できる。
次いで、剥離ライナーを剥ぎ取り、第−基体上の定位に
接着フィルムf、露出させる。第一基体に接着さすべき
第二基体を次いで、接着フィルムと接触させ、そして、
複合体全加熱して完全硬化させる。剥離ライナーとして
使用できる典型的物質には;処理した紙またはプラスチ
ックのようなシリコーン処理可撓性基体である。
本発明による組成物に使用できる典型的なポリエポキシ
rは、下記の化合物■である2、2−ビス−(t−(2
,3−エボキシブaボキシ)フェニル〕グロパンである
: H3 本発明によるフルオレン組成物の存在下で硬化させると
、下記の■のような単位を含むエポキシド樹脂になる。
式可によって、硬化樹脂が交番するエポキシ単位残基お
よびフルオレン単位残基のみから成ることを示唆するの
ではなく、この両者が硬化樹脂中に交番様式で含まれる
ことを意味する。前記したように、エポキシ樹脂オキラ
ン単位の実質的量が硬化剤によって反応して架橋を形成
する。置換フルオレンに結合するオキシラン単位の量は
、著しく変化することができる。
しかし一般に、典型的用途に対しては、オキシラン単位
の約5〜90チ、好ましくは約9〜50壬は上記の■に
示したように置換フルオレン化合物に結合している。
上記の式■を検討することによって、本発明の利点の多
くは、下記の一般式■によるポリマー単位または残基が
好ましい、かつ、有効量でエポキシド樹脂中に供給され
ている事実に起因するこシは明らかであろう。下記の■
式による単位は本明細書では時々−船釣にオキシ−末端
基置換フルオレン単位または残基と呼ぶ。所望するよう
な好ましい特性を得るためには、本発明による好ましい
エポキシド樹脂(ROおよびR1の両者がHである下記
の式■による)には、約2〜78重責%、好ましくは約
4〜60重量係のかような部分または単位が含まれる。
式■は次の通りである:(式中:各ROi−よびR1は
、水素およびエポキシド含有化合物の重合に実質的に不
活性な他の基から独立に選ばれる;例えばRoは好まし
くは、H(水素)j ハ0)f7 (F% C1,Br
および工);1〜6個の炭素原子を有する線状および分
枝状アルキル基;フェニル基;ニトロ基、アセチル基;
およびトリメチルシリル基から成る群から独立に選ばれ
;各R1は水素(H)、フェニル;ハaデン;および1
〜6個の炭素原子を有する線状および分枝状アルキル基
から成る群から好ましくは独立に選ばれる)。Roお工
びR1が「独立に」選ばれるというときは、全R0が同
じであるかまたは全R1が同じである必要がないことの
意味である。R1およびRoの全部がHでないときには
、単位の重(辻チは恐らく高く、好ましくは約2〜約9
0チの範囲内であろう。
別態様 本明細書に記載の有利な特性を有する樹脂組成物または
エポキシド樹脂中における上記の■による樹脂またはポ
リマー単位を得る別法は、樹脂形成の間に次のような一
般式Vによる物質または延長剤の反応から成る: (式中:各ROおよびR1は、水素およびエポキシF基
倉荷化合物の重合に実質的に不活性な他の基から独立に
角ばれる;例えばROはH(水素);ハOデy (F、
 Ct、  Brおよび工);1〜6個の炭素原子を有
する線状および分校状アルキル基;フェニル基:および
トリメチルシリル基から成る群から好ましくは独立に選
ばれ;そして、各R1ハ水素(H);フェニル; /N
 Ol’ンおよび1〜6個の炭素原子含有する線状およ
び分枝状アルキル基から成る群から好ましくは独立に選
ばれ;各R2はエポキシ基金介して反応してエポキシ樹
脂全形成できるエポキシ官能化アルキル基であり、好ま
しくは各R2は独立に1〜6個の炭素原子を有する末端
エポキシ官能化アルキル基である)。最も好ましい各R
2は、2,3−エボキシプαピル基である。R0R1卦
よびR2が「独立に」選ばれるというときは、全ROが
同じである。または全R1が同じであるまたは全R2が
同じである必要はないという意味である。本明細書で[
フルオレンソーエポキシ」または「フルオレンソーエポ
キシド」と−役的に呼ぶこの成分として物質の混合物も
使用できることが理解できるであろう。樹脂組成物また
はこれから製造された接着用フィルムは、好ましくは約
5〜97重t%のソーエポキシドVを含む。
かよ5に、第一態様においてはフルオレン単位■が、一
般式Iによるビスフェノール連鎖延長剤の反応を介して
樹脂中に配合されたが、別法では単位■は他のエポキシ
化合物と共重合できるおよび(または)ジオール連鎖延
長剤のような他の連鎖延長剤と重合しうるソエボキシド
化合物の反応全弁して樹脂中に配合される。好ましいか
ようなフルオレンジ−エポキシド化合物は、9,9−ビ
ス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレンのジグリシジ
ルエーテル、エポキシド、■である(例えば、5hel
l Chemical Co、からzpoNR8S 1
 [179の商標名で入手できる)。
式■は次の通りである: (式中、ROシよびR1はHである) 一般に、フルオレンジ−エポキシド化合物を使用したと
きには、フルオレンビスヒドロキシ連鎖延長物質が係わ
り、かつ、前記したのと同様な原理、方法、特長および
利点が関係する。例えば、各種のエポキシ樹脂が、芳香
族および脂肪族エポキシ樹脂を含む物質との共重合に使
用できる。また、好ましい組成物には、一般に、改良さ
れたTgおよび(または)靭性に関連する硬化樹脂の好
ましい物理的特性を発達させるだめの有効量の強化剤が
含まれる。
使用するフルオレンジ−エポキシPV(R’によびR1
がHであり R2が2,3−エボキシグロビルである)
の債は、好ましくはフルオレン残基単位ffTh含む得
られる樹脂の約2〜78重量係である。一般に、これは
反応性非−フルオレンコボリマーおよび反応性非−フル
オレン連鎖延長剤ニジエポキシフルオレの分子比’e、
約i : 0.05〜1 : 0.9の間、好ましくは
約1 : 0.09〜1:0.7の間に設定することに
よって容易に達成される。好ましい組成物においては、
フォール連鎖延長剤の実質的量が使用される。好ましく
は、反応性エポキシ分子(シエボキシドフルオレン物質
ヲ含む):フォール連鎖延長剤の比も、約170.05
〜1 : 0.9の間、好ましくは1 : 0.09〜
1:0.7の間でなければならない。
好ましい態様および別態様の説明 必要事項として、本発明の詳細な態様を説明する。しか
し、ここに示す詳細は、種々の形態で具体化される本発
明の代表例に過ぎないことを理解すべきである。従って
、本明細書に開示する特定の詳細が本発明を限定するも
のと解釈すべきでなく、むしろ、特許請求の範囲の基礎
として、および当業者が実際に、任意の系、集成装置ま
たは方法において本発明を種々に使用するときの教示の
ための代表的根拠として示すものである。
本発明の第一態様による好ましい改良されたエポキシ樹
脂には:次のようなポリエポキシドまたはその残基;連
鎖延長剤組成物またはその残基(すなわち、フルオレン
−含有ビスフェノール成分);強化剤;および硬化剤ま
たはその残基〔硬化剤および(またに)触媒〕が含まれ
る。
本発明に従った好ましい組成物に対し、エポキシr成分
は種々のポリエポキシド、およびその混合物を含む何れ
かによって構成される。樹脂組成物中のこの成分および
その他の成分の検討においてここで使われる術語の範囲
はポリマー、(またはオIJゴマ−)構造物を形成する
だめの他の成分との反応または部分反応からの残留物を
含むこと全意味するものと理解されるであろう。ポリエ
ポキシドはよく知られている。本発明に従って使われる
好ましい芳香族ポリエポキシドには次のものを含む;多
価フェノールのポリグリシジルエーテル;芳香族カルボ
ン酸のグリシジルエーテル;N−グリシジルアミノベン
ゼン;およびグリシゾルアミノ−グリシジルオキシベン
ゼン。
本発明のエポキシ樹脂組成物中に使うのに好適なN−グ
リシジルアミノベンゼンの実例には次のもののシーおよ
びポリグリシツル誘導体を含む:ベンゼンアミン;ベン
ゼンソアミン;ナフチレンアミン;および、ナフチレン
ツアミン。そのよ5な化合物には次のもの金含む:N、
N−ゾグリシソルペンぜンアミン;U、N−ゾグリシジ
ルナフタレ/アミン;1,4−ビス(N−グリシジルア
ミノ)ベンゼン;および1,3−ビス(N 、 N−グ
リシジルアミノ)ベンゼン。芳香族アミンフェノールの
ポリグリシジル誘導体は米国特許第2,951,825
号中に開示され本願中に参照して記載する。これら化合
物の実例はN、N−ジグリシジル−4−ブリシジルオキ
シベンゼンアミンである。
脂肪族ポリエポキシドもまた使われ、そしてよく仰られ
ている。本発明に従った樹脂組成物に使われる最も好ま
しい芳香族ポリエポキシドは多価フェノールのポリグリ
シジルエーテルである。好ましい脂肪族エポキシドはシ
クロヘキサンジメタノールのジグリシジルエーテルであ
る。
ポリエポキシドは次によって例証される:ビニル シク
ロヘキセン ジオキサイド:エポキシr化モノ−ジーお
よびトリーグリセライド;プタゾエン ジオキサイド:
1,4−ビス(2,3〜エボキシプロボキシ)ベンゼン
;1,3−ビス(2,3−エポキシプロポキシ)ベンゼ
ン;4゜4′−ビス(2,3−エポキシプロポキシ)ジ
フェニル エーテル;1,8−ビス(2,3−エポキシ
プロポキシ)オクタン;1,4−ビス(2,3=エポキ
シプロポ牛シ)シクロヘキサン; 4 、4’−ビス(
2−ヒドロキシ−3,4−エポキシブトキシ)ジフェニ
ル ツメチル メタン;1.り−ビス(4,5−エポキ
シベンドキシ)−5−りa口ベンゼン;1,4−ビス(
3,4−エポキシブトキシ)−2−クロロシクロヘキサ
ン;ジグリシジル チオエーテル;ジグリシジルエーテ
ル;1゜2.5.6−ジェポキシ−ヘキシンー3;bj
び1.2.5.6−ジェポキシヘキサン。その他の使い
5るエポキシドばり−およびネビル(LeeandNe
villes )のエポキシ樹脂側Ji (Handb
ook ofFJpoxy Re5ins )、マグロ
−ヒル、ニューヨーク(MeGra、w−Hill、 
New YOrk ) (1967)中および米国特許
第3,018,262号中に見出され、本願中に参照記
載した。いくつかの化合物は米国特許第3,298,9
98号中に掲載されており参照して本願中に記載した。
これらの化合物には:ビス〔パラ−(2,3−エポキシ
プロポキシ)フェニルコシクロヘキサン;2,2−ビス
〔パラ−(2,3−エポキシプロポキシ)フェニル〕ノ
ルカンファン;5,5−ビス〔(2,3−エポキシプロ
ポキシ)フェニル〕ヘキサハイ)’Q−4.7−メタノ
インダン;2,2−げスr4−(2,3−エボキシグロ
ボキシー3−メチルフェニル〕ヘキサハイドO−4,7
−メタノインダン;および2−ビス〔パラ−2,3−エ
ポキシプロポキシ)フェニルツーメチレン−3−メチル
ノルカンファンを含む。
連鎖延長剤 本発明の第1具体化に従って使用できる連鎖延長剤U9
.9−ビス(ヒドロキシフェニル)フルオレン組成物で
ありそして好ましくは少なくとも1つの次のような一般
式■の化合物を含む:式中:各ROおよびR1は樹脂中
のエポキシ基と反応しない置換基から独立的に選ばれる
;例えば:各ROは好ましくは独立的に水素Or);/
−aデン(F、C2,Brおよび工);1−6個の炭素
原子を有する線状または分枝したアルキル基;フェニル
−;ニトロ−;アセチル−;およびトリメチルシリル〜
で構成される基から選ばれ;そして、各R1は独立的に
水素(H) ;フェニル−;ハロゲン;および1−6個
の炭素原子を有するアルキル基で構成される基から選ば
れる。9.9−ビス(ヒドロキシフェニル)フルオレン
組成物は式■に従った化合物t−iつ以上含むことがで
きる。
式■に従った連鎖延長剤(ビスフェノール フルオレン
)の実例には次のものを含む:9.9−ビス(4−ヒド
ロキシフェニル)フルオレン、 9.9−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)
フルオレン、 9.9−ビス(3−りaロー4−ヒドロキシフェニル)
フルオレン、 9.9−ビス(3−エチル−4−ヒドロキシフェニル)
フルオレン、 9.9−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェ
ニル)フルオレン、 9.9−ビス(3,5−ジクロロ−4−ヒドロキシフェ
ニル)フルオレン、 2−イオドー9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)
フルオレン、 3−7”ロモー9.9−ビス(4−ヒドロキシフェニル
)フルオレン、 1−りoa−9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)
フルオレン、 2−メチル−9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)
フルオレン、 2.6−ジメチル−9,9−ビス(4−ヒドロキシフェ
ニル)フルオレン、 1.5−ジメチル−9,9−ビス(4−ヒドロキシフェ
ニル)フルオレン、 2−フルオa−9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル
)フルオレン、 1.2,3,4.5.(S、7.8−オクタフルオa−
9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレン、 2.7−シニトロー9,9−ビス(4−ヒドロキシフェ
ニル)フルオレン、 2−クロー−4−メチル−9,9−ビス(4−ヒドロキ
シフェニル)フルオレン、 2.7−ジクロ−−9,9−ビス(4−ヒドロキシフェ
ニル)フルオレン、 2−アセチル−9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル
)フルオレン、 2−クロロ−9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)
フルオレン、および 2−t−ブチル−9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)フルオレン。
ヒドロキシフェニル フルオレン類の混合物もまた本発
明に従った組成物中に連鎖延長剤として使うことができ
る。混合物は個々のヒドロキシフェニル フルオレンの
融点よりもある場合には低い融点を有するので、そのた
め他の場合に可能である温度よりも低い温度でエポキシ
樹脂の硬化を容易にする。
本発明に従った樹脂組成物中に使われる連鎖延長剤の量
はある程度変えることができる。好ましくは使われる連
鎖延長剤の量はポリエポキシ樹脂中の反応性エポキシド
官能価の滑ヲベースにして一般に式1に従って:ポリエ
ポキシド成分中に存在するエポキシド基の当量につきビ
ス(ヒドロキシフェニル)フルオレンの反応性ヒドロキ
シ当量またはそれ以下である。本発明の適用においては
広い範囲が可能である。約[1,5から約0.9までの
範囲が、著しい量のエポキシド基を交叉結合中に反応さ
せるので好ましい。フルオレン ヒトミキシ当量対反応
性エポキシまたはオキシラン当量の割合の漬も好ましい
範囲は約0.09−0.5である。
「ヒトミキシ当量」の術語はフルオレン−含有ヒスフェ
ノールに関して使う場合は反応性ヒドロキシ基、即ち、
9−ヒドロキシ基の当量を指すことを意味する。ポリエ
ポキシド中のエポキシ基の当量への言及は反応性エポキ
シ基を示すことを意味する。
本発明に従った組成物中に使用するための好適なエポキ
シ キュレティプ、硬化剤および/または触媒にはエポ
キシ樹脂組成物を硬化しそして交叉結合したポリマー網
目構造物を形成するために慣用的に用いられるものを含
む。そのような薬剤には脂肪族および芳香族第一アミン
類、例えばニジ(4−アミノフェニル)−サルホン;ジ
ー(4−アミノフェニル)エーテル:および2,2−ビ
ス(4−アミノフェニル)プロパンヲ含ム。そのような
化合物にはジメチルアミノグロビルアミンおよびピリジ
ンのよ5な脂肪族および芳香族第三アミン類を含み、こ
れらは触媒として行動して実質的に交叉結合を生じさせ
るであろう。さらに、BF3−モノエタノールアミンの
ような三弗化はう素錯化合物;2−エチルー4−メチル
イミダ・戸−ルのよ5なイミダゾール;アミノジヒドラ
ジドのようなヒドラシト;テトラメチル グアニジンの
ようなグアニジン;および、ジシアンジアミドは硬化剤
または触媒として有用である。
必要とされる硬化剤および/または触媒の量は樹脂から
樹脂へと変化しそして一般に希望する時間内に実質的完
全な硬化を引き起こすのに有効な量で与えられる。本発
明に従った典型的組成物は約1−60重11%の硬化剤
を含む。硬化した樹脂組成物の最終性質は硬化剤および
連鎖延長剤によってそれぞれ引き起こされる交叉結合お
よびエポキシ連鎖延長の相対的量によって著しく影響さ
れるであろうことが理解されるであろう。一般にこれは
連鎖延長剤としての置換したフルオレン(類)の当量の
選択および次いで選ばれる速度において硬化を達成する
適量の使用によって決定される。
強化剤 本発明の好ましい組成物中に使用するための強化剤には
一般に次のものを含む;エラストマー分子、個々のエラ
ストマー先駆体分子;エポキシ−樹脂セグメントとニジ
ストマーセグメントt−ttr結合分子;および、その
ような個々の゛および結合分子のような混合物。結合分
子はエポキシ樹脂材料をエラストマー セグメントと反
応させてつくることができ;反応は未反応エポキシ基の
ような反応性官能基金反応生成物上に残す。エポキシ樹
脂中での強化剤の一般的使用はよく知られており、そし
て化学における進歩(Advances in Che
mistry)シリーズ腐208中にC,に、リュウ(
Riew )およびJ、に、−fラム(C)illum
 )によって編集され九「ゴム状に変性した熱硬化性樹
脂(Rubbery−Modibied Thermo
set Re5ins ) J、AmericanCh
emical 5ociety+ Washingto
n、 1984中に記載され、これは参照して本願中に
記載する。使用すべき強化剤の量は部分的には希望する
硬化樹脂の最終の物理的特性によって決まり、そして一
般に実験的に決定される。典型的に好ましい具体化に対
しては、強化剤は樹脂組成物の2−40重量%そして好
ましくは約4−20重量%を構成する。
いくつかの有用な強化剤には次のものを含む:カーボキ
シル化アクリロニトリル/ブタジェン加硫可能のエラス
トマー先駆体〔・・イカ−(Hycar’JCTBNX
およびハイカー[F]1072、B、F、グツドリッチ
 ケミカル カンパニー (Goodrich Che
mi−cal Co−) ] sシタツエン ポリマー
(・・イカ−[F]CTB、  B、F、グツドリッチ
 ケミカル カンパニー):アミン官能性ポリエーテル
、例えば: Hct 101[: 10,000分子−
量、第一アミン末端化合物;ミネソタ マイニング ア
ンド マヌ7アクチュアリング カンパニー(Minn
esota Mining andManufactu
ring Co、 ) ; St、 Paul 、 M
inn、 ]、Teffamine■〔テキサコ ケミ
カル(Taxaco Che−mical ) Co、
 ] ;卦よびインシアネート−官能性ポリエーテル、
例えば、Ad1prene■〔ユニロイヤル(Unir
oyal )ケミカル カンパニー〕、Acry−1o
id” RM 330および634、OA  アンドハ
ース(Rohm & Haas )のようなアクリル 
コアー/シェル材料:およびメタクリレート−ブタジェ
ン−スチレン(MBS )コホリマーのヨウナコアー/
シェル ポリマーを含む官能性アクリル ゴムで、そし
てコアーは交叉結合したスチレン/ブタジェン ゴムで
ありそしてシェルはポリメチル7 /) IJ L/−
トである( Acryloid ” RM (553X
Acryloid■KM680 : ’  A  77
 ト/% −、X )。
上記で使用するように、アクリル コアー/シェル材料
に対し「コアー」は’I’g<00C’i有するアクリ
ル ポリマーでありそして「シェル」はTg〉25°C
を有するアクリル ポリマーであると理解されるであろ
う。強化剤はエポキシ−末端化合物を含むことができ、
これはポリマー主鎖中に配合することができる。
典型的で好ましい強化剤の一覧表には欠のものを含むニ
アクリル コアー/シェル ポリマー;スチレン/プタ
ヅエン/メタクリレート コアー/シェル、ポリエーテ
ル ポリマー;カーポギシル化アクリロニトリル/ブタ
ジェン;および、カーホキシル化ブタジェン。
上に記載したような強化剤の不存在においてさえエポキ
シ樹脂と共に組成物中の連鎖延長剤の供給から利益を得
ることができる。しかし、特別な利点は実施例2によっ
て示されるよ5に、強化剤の存在によって達成される。
ここに開示したような改良した樹脂は一般に強化剤の有
利な効果を特に受けやすく、またはそれによって高めら
れるように作られることが本発明の特徴である。
助剤 硬化した組成物の特性を変えるために本発明に従った組
成物に種々の助剤を加えることができる。
中でも有用な助剤に含まれるのは:ヒュームドシリカの
ようなチキソトロピック剤;酸化第二鉄、棟瓦粉末、カ
ーボン プラック、および酸化チタンのような顔料;シ
リカ、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、およびベリ
リウム アルミニウムシリケートのような充填剤;ベン
トナイトのよ5なりジー を含む。100部のエポキシ
樹脂組成物につき約200部までの量の助剤は有効に利
用することができる。
エポキシ樹脂組成物の形成および使用 一般に、強化剤はエポキシ化合物中に予め分散される。
強化剤含有エポキシドは次に硬化剤および連鎖延長剤と
混合されて実質的に均一な混合物をつくる。混合物は適
当な長さの時間加熱されると硬化する。硬化反応は室温
においては徐々に起きるが、好ましくは混合物を加熱に
よって適切な時間で約50℃から150°−300℃に
もたらせる。例えば、50°Cで0.25−1.0時間
、15〇−200℃で0.5−2.0時間そして175
−2500Cで1.0−5.0時間のように場合によっ
ては加熱サイクルを利用することができる。
ある場合には硬化開始前に総ての連鎖延長剤を樹脂と反
応させることが好ましいであろう。これは、部分的には
配合されるべき連鎖延長剤のパーセントによって決まる
であろう。
本発明に従った組成物は米国特許第4.684.678
号の組成物と比べて特に有利であることが観察される。
一般に、これはシアミンと比較してジーとドロキシ化合
物のより大きい安定性の結果である。
本発明の樹脂組成物は、例えば:構造用接着剤として;
電気器具のように種々の物品に対するフィルムまたは保
護被覆として;電気部品用含浸シよび埋封材料として;
および、その他の使用において、特に物品または材料の
作業温度が室温以上に実質的に上ると予想される場合に
、有用である。
第二の具体化−フルオレン ジェボキシド連鎖延長剤 上に記載したように、別法の具体化においてオギシー末
端置換フルオレン単位■がポリマー樹脂中にソヒドロキ
シ連鎖延長剤によるよりもむしろ、その中のフルオレン
残基金倉めてジェポキシ化合物(または連鎖延長剤)の
反応によって導入される。本発明のこの具体化に従った
好ましい改良したエポキシ樹脂組成物は:フルオレン 
ジ−エポキシド成分、またはそれからの残分;非−フル
オレン連鎖延長成分(例えば非−フルオレン ジェボキ
シドまたはそれからの残分、および/または非−フルオ
レン ジオール、またはそれからの残分);エポキシ硬
化剤成分;強化剤;および、硬化剤またはそれからの残
分(硬化剤および/または触媒)、tl−次のように含
む: 前に記載したように、本発明の別法の具体化に従った組
成物に対し、フルオレン ジ−エポキシ成分は下記一般
式Vの混合物を含めて種々のり−エポキシドの何れかで
構成される: 式中:各ROA−よびR1は水素およびエポキシド基−
含有化合物の重合に実質的にそして不活性のその他の基
から独立的に選ばれる;例えばRoは好ましくは:H(
水素) ; ハOl’7 (F、 C2%Brおよび工
);1−6個の炭素原子を有する線状および分枝したア
ルキル基;フェニル基;ニトロ基;アセチル基;卦よび
、トリメチルシリル基で構成される基から独立的に選ば
れ;そして、各R1は好ましくは:水素(H);フェニ
ル;ハaデン;および1−6個の炭素原子を有する線状
および分枝したアルキル基から独立的に得らばれ;そし
て、各R2は工メキシ基によって反応することができる
エポキシ−官能性化したアルキル基であり、そして好ま
しくは各R2は、独立的に、1−6個の炭素原子を有す
る末端エポキシ−官能性化アルキル基である。最も好ま
しくは、各R2は2,3−エボキシグロビル基である。
RORIXおよびR2が「独立的に」選ばれるという場
合はそれ追認でのR2が同じである、または総てのR1
が同じである、または総てのR2が同じであることを要
求しないことを意味する。材料の混合物はこの成分とし
て利用することができ、これは一般にここでは「フルオ
レン シーエポキシ」または「フルオレン ジ−エポキ
シ)FJ酸成分して称されることが理解されるであろう
好tしくは、フルオレン ジ−ポキシドはビス(ヒドロ
キシフェニル)フルオレンのジグリシジル エーテル 
エポキシドであり、そしてより好ましくはそれは9,9
−ビス(ヒドロキシフェニル)フルオレンのジグリシジ
ル エーテル エポキシドである。最も好ましくは、そ
れは9,9−ビス(4,4’−(2,3−エポキシグロ
ボキシ)フェニル〕フルオレン: (式中:RoおよびR1はHである)、である。
連鎖伸長剤 ここに記載した第二具体例により、置換フルオレン残基
■がフルオレンジエポキシド■によって樹脂に配合され
る場合には、生成する樹脂又は重合体に特定の好適な特
性を与えために非フルオレン含有連鎖伸長剤が望ましい
。材料の混合物を含めて非フルオレン含有連鎖伸長剤と
して種々の材料全利用できる。例えば、この非フルオレ
ン含有連鎖伸長剤は通常のビスフェノール、例えばビス
フェノールA1ビスフエノールF1ビスフエノールS1
 レゾルシノール、カテコール、ハイドロキノン及びこ
れらの混合物を含む。別に、この連鎖伸長剤は連鎖を伸
長できる他の二官能性活性水素化合物、例えばソグリシ
ゾルエーテルエボキシ樹脂でもよい。これらの化合物は
ジメルカプタンジカルボン酸、アミン及びソアミンを含
む。フルオレン残基■は一部には前記のよプなジオール
連鎖伸長剤により供されることが注目される。
共重合エポキシド成分 別の具体例によるある適用では、本発明による組成物は
ポリエポキシげ又はフルオレンジエポキシドと共重合可
能なポリエポキシドの混合物’ttむことができる。(
封脂組成物中で、他の成分と同様に、この成分に関して
ここで使用する用語の範囲は重合体構造を形成する他の
成分との反応又は平行反応からの残基全意味することは
了解されよう。ポリエポキシドは周知である。本発明に
よる組成物中に、この成分として使用に適した芳香族ポ
リエポキシドは下記のものを含む:多価フェノールのポ
リグリシジルエーテル;芳香族カルざン酸のグリシツル
エステル;N−グリシゾルアミノベンゼン;及びグリシ
ジルアミノグリシジルオキシベンゼン。一般に、非フル
オレン含有、共重合可能なエポキシド成分は全体として
前記の具体例の”エポキシド成分1のために記載された
ものでよい。
硬化剤及び触媒(キュラテイプ) この具体例による組成物で使用に適したエボキシキュラ
テイゾ、硬化剤及び/又は触媒はエポキシ樹脂組成物全
硬化しそして架橋した重合体網目を形成するために従来
使用される物質を含む。この試剤は脂肪族及び芳香族第
一アミンの両方を含む第一アミン、例えば:ソ(4−ア
ミノフェニル)スルホン:ジー(4−アミノフェニル)
エーテル;及び2,2−ビス(4−アミノフェニル)プ
ロパンを含む。この化合物はまた脂肪族及び芳香族アミ
ン、例えばジメチルアミノプロピルアミン及びピリジン
を含み、これは触媒として作用して実質上の架橋を生ず
る。更に三フッ化ホウ素複合体、例えばBF3−モノエ
タノールアミン;イミダゾール、例えば2−エチル−4
−メチル−イミダゾール:ヒドラジド、例えばアミノジ
ヒドラジド;グアニジン、例えばテトラメチルグアニジ
ン;及びシシアンソアミドが硬化剤又は触媒として有用
である。一般に、硬化剤及び触媒(キュラテイプ)はビ
ス(ヒドロキシフェニル)フルオレン連鎖伸長剤を利用
する具体例に対して前記に示したもpでよく、そしてこ
のキュラテイプは同一の方式でかつ類似の重量で使用で
きる。
強化剤(The Toughening Agents
 )樹脂の中に置換フルオレン残基■の導入のための成
分としてフルオレンゾエボキシド成分を含む本発明の具
体例による組成物に使用するための強化剤は記載した第
一具体例で使用できるものと同一の強化剤でよく、ここ
ではビス(ヒドロキシフェニル)フルオレンが残基■f
fi導入するために使用された。前記のように、一般に
この強化剤はエラストマー分子、分離したエラストマー
前駆体分子;エポキシ樹脂セグメントとエラストマーセ
グメン)Th含む組合わせ分子;及びこの分離及び組合
わせ分子の混合物を含む。
助剤 第二具体例による組成物に種々の助剤を使用できる。一
般にこれら第一具体例に対して記載したものでよい。
一般に、第二具体例による成分から調製されたエポキシ
樹脂組成物は第一具体例により形成されたエポキシ南脂
組成物に対して前記に示したものに大体類似の方式で形
成されかつ使用できる。即ち、一般に強化剤はエポキシ
ド化合物(複数)に予め分散される。しかしながら、第
二具体例の場合には、エポキシド化合物(複数)はフル
オレンゾニボキシV化合物を含むことが注目される。次
にこの強化剤含有エポキシドはキュラティプ及び使用さ
れる何らかの連鎖伸長剤と混合されてかなり均一な混合
物を形成する。この第二具体例に対して連鎖伸長剤は一
般に前記のツオール連鎖伸長剤のような任意の従来の二
官能性連鎖伸長剤を含むことが注目される。すべての例
ですべての部と百分率は重量により、そして温度は特記
しない限り°Cである。この例では硬化した樹脂のオー
バラッパせん断強さと浮動ローラー引剥し強さを示す。
これは一般に特記しない限りASTM D −3167
−7b及びWA −A −132で(11定されかつ記
載される。結果は代表的にはメがパスカル(λαa)及
び/又はセンナメートル当りキログラム(kli+ /
 m)で計算される。引剥し強さと破壊エネルヤーはり
7ネスと延性に比例し、そこで引剥し強さと破壊エネル
ヤーがより高くなるにつれて、材料のタフネスがより大
きくなる。これはここでタフネスと延性が改良されたも
のと解される。
第一具体例による調合 例  1 9.9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレン連
鎖伸長剤を下記の通り調製した:500d3首フラスコ
に温度計と塩化水素導入用装置を備えた。このフラスコ
にフルオレン90.O11フェノール282.0 g及
び3−メルカプトプロピオン酸3.1.@tl−加えた
。この混合換金かきまぜながら55℃に加熱した。
別の塩化水素(9,0、F )を約30分間にわたって
反応フラスコを通してフラッシュした。この混合物を5
5°Cで約6時間反応させ、そしてメタノール3を中に
注入した。沈!Sを回収しそして12−ジクロロエタン
から再結晶させて融点224.5−225.5℃の白色
結晶130gを得た。通常の分析によるとこの結晶が9
,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレンであ
ることが示された。この物質をここでは単量体Fと称す
る。
例  2 9.9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレンと
共にエポキシ樹脂の重合。
機械的かきまぜ機と盟度計を備えた樹脂フラスコにビス
フェノールAの7グリシジルエーテル、エポキシド(当
量193−293 ) (Epon 829(商品名)
、シェルケミカル社)49F、及び前記のように調製し
た9、9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−フルニル
)−フルオレン(単量体F)12.25.9を加えた。
この混合物を連続的にかきまぜながら約121℃に加熱
し、そして均一な混合物が得られるまで、即ち15−3
0分、115127°Cに保った。約82℃で融解し、
分子量的12,000のポリテトラメチレンオキシド第
一アミy(HC,1101,3M社) 12.5gをか
きまぜながら反応フラスコに徐々に加えた。
コノ混合物を約120分間約177−204°C:c加
熱し、容器からあけてシリコーン処理クラフト紙上で約
25℃で冷却し、次にメチルエチルケトンとトルエンの
85−15混合物に溶解させた。
この混合物をここで°成分A”と称する。
ビスフェノールAのジクリシゾルエーテル、エポキシド
当量182−200(エポン828、シェルケミカル社
)s、i g、ジシアンソアミド(アエロ(商品名)ア
メリカンシアナミド社> 4.5 F及びトルエンジイ
ソシアネートとジメチルアミンの反応生成物1.8.!
i’をNS+4の粉末度まで30−ルペイントミルで共
に粉砕することによって“成分B”eM製した。NS+
4は≦0.[] 05 cmの粒径を示す。材料のフィ
ルムがかすめた(grazi■)入射で見られる時に3
朋幅以内に5−10粒子が表面全通して現われるまでこ
の摩砕を行なう。
下記のものをダブルタイトチン(doublle ti
tetin )に加えた:エポン(商品名)828.2
.5g1エビクaルヒドリンとビスフェノールAの縮合
重合体、エポキシド当量的230−280(エポン83
4、シェルケミカル社) 10.0 g、9゜9−ビス
(4−ヒドロキシフェニル)フルオレン12.25g、
成分A1及び成分B0ダブルタイトチンは内側及び外側
の縁の両方に対して密封する摩擦トップを有するからで
あり、例えば代表的なペイントかんである。混合物をロ
ーラーミルで混和する。試験目的のために、約0−25
mmの湿性厚さでシリコーン処理ポリエチレン611紙
バッキングの上に混合物をコートし、約24°Cで約6
0分間このフィルムを乾燥し、続いて新鮮空気循環炉に
66°Cで約60分間処理することによって乾燥したフ
ィルムを調製した。この材料を1フイルムA”とここで
称する。
せん断強さを7工デラルスペシイフイケーシヨンm A
 −132Aにより測定しそして最初に約15−20分
間パークロロエチレンの熱い(約138℃)の蒸気にア
ルミニウムパネルをさらして脱脂し、空気で乾燥し、約
10分間約82°Cでアルカリ性油とり(1オ一カイト
アルミニウムクリーナー1641オーカイドブalクツ
社、パークレーハイド、N、J、 )に浸漬し、未処理
水で水洗し、次に約10分間濃硫酸、ゾクロム酸す) 
1ウム及び水の71℃浴(これはフオレストレークプロ
ダクツエッチ システム又はFPLエッチシステムとし
て知られる)に浸漬することによって脱酸素し、続いて
脱イオン水で水洗し、最後に22°Cでリン酸に浸漬す
ることによって陽極処理して22°Cで10分間そして
71°Cで10分間乾燥を加えた、2Q24Tiアルミ
ニウムパネルを使用してASTM A −132Aによ
り引剥し強さを測定した。両パネル上の結合されるべき
全面にアルミニウムのための腐食抑制プライマー(3M
EC−39248)t−下塗りした。フィルムの単一層
を使用して試験結合を組立て、そしてこの組立体を約1
32−138℃で90分間約20.7 N /cm2の
圧力でオートクレーブで硬化させた。
示差走査比色計(DSC)を使用してがラス遷移温度を
測定した。試験結果を下記の第1表に示す。
比較例のために、単量体Fの代りにビスフェノールAを
使用して接着フィルムを類似的に調製した。特に、前記
のものに類似の工種を使用し、下記のものを使用して″
フィルムB’を調製した:成分 成分A:エボン(商品名) ビスフェノールA HC−1101 成分B:エボン(商品名) ジシアンジアミド TDI尿素 エポン(商品名) エポン(商品名) ビスフェノールA 量 829    44.3 、!i’ 8.0 12.4 828     8、I  N 4.5 1.8 828    7・2 834   10.0 8.0 前記のようにフィルムBを試験し、そしてまた結果を下
記の第1表に示す。
第  ■ 表 性質結果 硬化温度 試験温度 試験 BTg(C) 109.7 引剥しくゆ/cm) 12.9 オーバラップせん断 64.5 127.5 13.0 38.5 (MPa) 26.1 18.8 21.2 11.6 13.7 3.0 3.1 1.7 第1表のデータは単量体FとビスフェールAの置換えは
ガラス遷8温度(Tg)にかなり増加を生じ、従って引
剥し及びせん断強さから減損なしにより高い(改良した
)温度性能を示す。即ち、単量体Fは何らかの高密度架
橋なしにより高いがラス遷移@度を生ずる。より高温で
は、せん断強さ(即ち、延性)の改良が見られることが
注目される。
例  3 比較調合品 下記の例は調合品間の比較に関しそして本発明のエポキ
シ組成物を使用して得られる増加したTgと延性を示す
下記の第■表に略述する調合品を使用し、容器中で組合
わせた成分全混合し、約30分間150°Cに炉で加熱
し、続いて約240分間177°Cに加熱することによ
って6エボキシ樹脂を調製した。
この6組成物’iA、B、C,D、g及びFLx 2’
と指定する。硬化した樹脂を25℃で冷却するにまかせ
、適当な試料寸法に切断しそして破壊エネルフーニ対シ
テ試験し、ASTM E −399−831Cよりコン
パクト引張りを測定した。示差走査比色計で測定したよ
うにこれらもがラス遷移温度に対して試験した。結果は
下記の通りであった:第  ■  表 エポキシ(1)キュラティブ(2)単量体ビスフェノー
ル重fT%(51Tg立、A60.5  0.5 Ex、860.5  0−25 EX、C6[1,50,25 gx、o60−5   [1,5 Ex、2’   0.5  0.25 Ex、E60−5  0.25 0.25         185 1900.25 
   137 180 0.25       5 183 1600(112
,2−ビス(4(2,3−エポキシプロポキシ)フェニ
ル〕プロパン (2)ジアミノジフェニルスルホン (319,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ンルオ
レン、OH轟量175 (41OH債114 (51KM653、a−ムアンげハス社、フィラデルフ
ィア、Pa1 この物質は架橋したスチレン/ブタツエ
ンのエラストマー性コアとポリメタクリレート剛性シェ
ルのコア/シェル共重合体である。
(6)  比較例A、B、C,D及びEとしてテキ各ト
に記載される。
第H表は本発明の幾つかの具体例を示す。BとCVcb
けるソフェノールの添加は比較例Aで使用したキュラテ
ィブの一部の代りに連鎖伸長剤(単量体F又はビスフェ
ノールA)の使用が硬化した樹脂のタフネスを著しく増
加することを示す0比較例BとCk見よ。しかしながら
、ビスフェノールAが連鎖伸長剤として使用される時に
は(比較例C)、がラス遷移温度において急激かつ望ま
しくな−減少が生ずる。フルオレンビスフェノール、単
量体Fを使用する時には、ビスフェノールAに対する種
度に大きくタフネスが増大する:しかじずつとより高い
ガラス遷移温度が生ずる。
このデータはまたエポキシ組成物にゴム強化剤の添加の
有益な効果も示す。強化剤を高度に架橋した組成物に添
加した時には(比較例D)、タフネスにおける改良は最
小である。しかしながら1強化剤を連鎖伸長した組成物
に加えた時には、り7ネスに対する効果はずっとより著
しく、例2′及び比較例Eを見よ。更に、連鎖伸長剤と
して単量体Fを使用した時には、がラス遷移温度はビス
フェノールAを使用した時よりずっと高い。
別の態様による配合物 実施例4 この実症例は、上記実施例2又は実施例2′のフィルム
Aと同様な硬化接着剤樹脂組成物を得るための別な化学
的経路を示す。実施例2の組成物は、有利に釣り合った
比較的高いがラス転移温度と大きな靭性とを有すること
を示していた。上で詳述した本発明の第二の態様に一般
的に相当する別の化学的経路は、ビス(ヒドロキシフェ
ニル)フルオレンQ 伸長剤の代わりにフルオレン ジ
ェポキシげを用いることを含んでいる。
機械的攪拌器及び温度計を取りつけた樹脂フラスコに2
1.8f!の1エポン″829及び22.5.9の9.
9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレンのジグ
リシジルエーテル、エポキシド(等量的242)(エポ
ンR8S 1079、シェル・ケミカル社)を入れた。
混合物を連続的に攪拌しながら約121℃へ加熱し、均
一な混合物が得られるまで115〜127℃に維持した
(15〜60分間)。次に11.8gの2,2−ビス(
p−ヒ)′aキシフェニル)プロパン(BPA−154
、シェル・ケミカル社)全添加し、溶解するまで混合し
念。約82℃で溶融したT(C1101,11,Ogを
そ、の反応フラスコへ攪拌しながら徐々に部用した。混
合物を約135〜約163°Cで約120分間加熱し、
シリコーン処理クラフト紙の上にあけ、22°Gに冷却
し、次にメチルエチルケトン(MEK )とトルエンと
の80:20a合物中に、二重錫容器(double 
tite tin )中に入れて混合物fo−ラーミル
で混ぜることにより溶解した。
溶解したとき、次の成分を混合物に添加した=12.0
 gの“エポン@R8S 1079 ; 4.2 gの
BPA−154;18.8gのビスフェノールAのジグ
リシジルエーテル、エポキシド(等量的174)(DE
R332、ダウ・ケミカル社) ; 3.OFの1゜4
−シクロヘキサン ジメタツール(等量的165)(M
K107、ウイルミントン・ケミカル社);2、Ogの
アクリロニトリル・デタソエン カルボキシ官能液体共
重合体〔ハイカー(T(year )1300×31、
B、F、グツドリッチ社) ; 4.5 gの約10μ
の平均粒径まで予め粉砕したシシアンソアミド;1.4
gの約10μの平均粒径まで予め粉砕したTDI尿素;
及びテトラヒげロフラン(THF )。機械的攪拌によ
り混合すると約69.54の固形物含有量金持ち、ME
K : トルエン: THFが約3.9:1.0 : 
3.8の樹脂溶液が形成された。
試験する目的で、混合物をシリコーン処理ポリエチレン
被覆紙裏打上に約肌25間の湿潤厚さに被覆し、約60
分〜約90分間約22℃でその7ィルムを乾燥し、次に
新鮮な空気が循環する炉中で約66℃で約60分間処理
することにより乾燥フィルムを形成した。ここでその材
料を「フィルム5AJと呼ぶ。
米国連邦規格鴇mA−132A(参考のためここに入れ
である)に従って、ブリスター(bltstar)検出
剪断強度を決定し、上記実施例2記載したアルミニウム
板を用いてASTM D −3167−7b(参考のた
めここに入れである)に従い、剥離強度を決定した。板
は上記実施例2の場合の如く調製した。但しそれらは、
燐酸中に浸漬して陽極酸化し、欠に流水ですすぐ工程に
はかけなかった。
両方の板上の結合すべき全領域に、アルミニウムの為の
腐食防止用下塗り(3M  EC−3960)を塗布し
た。
試験結合部は一枚の[フィルム5AJ’t−用いて接合
し、それら複合体をオートクレーブ中20.7N/(7
)2の圧力で約1626C〜168℃で90分間硬化し
た。試験結果を下の表■に示す。
表   ■ 性 質      硬化温度  試験温度   試験結
果剥* (kg/an )   135   22  
 16.2ブリスター検出 重複剪断(MPa)   135    22    
 り9.4121    28.8 149    18.8 表■のデーターは、ジェポキシP成分として(ジオール
鎖伸長剤としての代わりに)フルオレン含有部分の導入
も、剥離強度を低下することなく高い(改良された)温
度での剪断性能を生ずることを示している。ガラス転移
温度(Tg)は測定されていないが、上記実施例2のフ
ィルムAの場合と同様であろうと予想される。
比較配合物 実施例5 次の実施例は、フルオレン含有成分(フルオレンジェポ
キシによって与えられる)を含む配合物と含まないもの
との比較に関し、靭性(硬化接着剤の剥離強度によって
測定される)を低下することなく増大した高温強度が得
られることを例示する。
下の表■に概略示した配合物を用い、次のようにして三
つの靭性化エポキシ組成物を調製した。
最初に、記載した量のエポキシド成分を機械的攪拌器の
ついた樹脂フラスコ中で溶融する。約82”Cで溶融し
たI(C1101を反応フラスコ中へ攪拌しなからゆつ
くり添加した。混合物を約115〜135°Cに約60
分間加熱し、約25℃へ冷却し、次に酢酸エチルを攪拌
しながら均一な混合物が得られるまで添加した。
約5〜10μの粒径へジェット粉砕したヅアミノジフェ
ニルスルホンを、混合物へ攪拌しながら添加し、約83
〜87チの固形物含有量を持つ最終的被覆溶液を形成し
た。
試験する目的で、混合物をシリコーン処理ポリエチレン
被覆紙裏打上に約0−23mmの湿潤厚さに被覆し、約
60分〜約90分間約22℃でそのフィルムを乾燥し、
次は新鮮な空気が循環する炉中で約60℃で約60分間
処理することにより乾燥フィルムを調製した。
ブリスター検出剪断強度を実施例4の場合の如く決定し
た。但し剪断強度を決定するための板は、3M  gc
−3960の代わりに3M  FC−6917を下塗り
した。
試験結合部は、上で調製した一枚のフィルムを用いて接
合し、オートクレーブ巾約13.8 N /cm2の圧
力で約177°C(174℃〜180°C)で約120
分間硬化した。試験結果を下の表Vに示す1、表   
■ 成分 量 実施例  実施例 実施例 エポン1828 ビスフェノールAの グリシジルエーテル、 エポキシげ(1) ” :t、 ホy ” R8S 1079c1101 ソアミノジフェニルー スルホン(2) 14.4 29.5 15.4 15.1 38.9 35.9 (1)  等惜2250、 エポン“1007、シェル
・ケミカル社 (11エボラル(Eporal )、チバ・が(−f−
社表 ■ 性 質     硬化 試験  試験結果温度 温度 ’C’C4A  4B  4C 剥離(N/25皿)  177  22 56.9 6
1.3 96.3ブリスター検出 重複剪断(MPa)  177 149 6.2 13
.2 15−0177 4.0 10.5 14.3 204 1.9 3.5 7.8 232 1.4 2.4 4.1 表Vのデーターは、フルオレン含有組成物の情を増大す
ると、それに対応して高い試験温度での剪断強度及び剥
離強度(靭性)の増大を生ずることを示している。がラ
ス転移温度は測定されていないが、高温剪断性能に基づ
き、実施例2との類似性から40は最も高いTgを持つ
と予想され、4Aは最も低いTgを持つものと予想され
る。
本発明の更に一般的な記述 前の実施例から、一般的に本発明に従い、エポキシ樹脂
の硬化生成物の改良が、硬化又は架橋すぺきエポキシ樹
脂組成物中の鎖伸長剤として、選択されたフルオレン残
基■を含む薬剤を与えることによって達成されることが
分かるであろう。その薬剤はジオール鎖伸長剤又は鎖伸
長ソエボキシドとして与えられてもよい。特に、9,9
−ビス(ヒvaキシフェニル)フルオレン化合物、又は
そのシエボキシド誘導体(グリシジルエーテル、エポキ
シドの如きもの)、又はそれらの物質の混合物を伸長剤
として用いることによって改良が得られる。改良は一般
に、靭性又は展性を実質的に低下することなくガラス転
移温度を改良する(即ち、がラス転移温度を上昇させる
)、或は実質的に靭性を低下することなくTgt改良す
る、又は高いTg 1に低下させることなく靭性及び(
又は)展性を改良することに関する。成る場合には、T
gと靭性の両方を改良することができる。
本発明が伸長剤の外に樹脂組成物中に靭性化剤を与える
ことによる改良も含んでいることは重要である。実施例
に例示した如<、9.9−フルオレン残基及び靭性化剤
の両方が存在すると顕著な全改良が得られる。
エポキシ樹脂組成物又は硬化エポキシ樹脂組成物の物理
的特性を改良する方法の外に、本発明は、上記一般的な
態様に従う特定の好ましいエポキシ樹脂組成物にも関す
る。
本発明の成る具体例全例示し且つ記述してき念が、本発
明は、ここに記述し且つ(又は)例示した特定の形態、
組成物系又は手順に限定されるものではないことを理解
すべきである。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)(a)一般式: ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、各R^0は水素、及びエポキシド基を有する化
    合物の重合に対し実質的に不活性な他の基から独立に選
    択され、各R^1は水素、及びエポキシド基を有する化
    合物の重合に対し実質的に不活性な他の基から独立に選
    択される) で表される単位約2〜約90重量%、 を含む樹脂組成物。
  2. (2)(a)一般式: ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、各R^0及びR^1は水素、及びエポキシド基
    を有する化合物の重合に対し実質的に不活性な他の基か
    ら独立に選択され、各R^2はエポキシ基による反応で
    エポキシ樹脂を形成することができるエポキシ官能化ア
    ルキル基である) で表されるフルオレンジエポキシド組成物約5〜97重
    量%、 (b)有効な量の靭性化剤、及び (c)有効な量の硬化剤、 を含む請求項1に記載の前駆組成物から形成された硬化
    樹脂からなる結合用フィルム。
  3. (3)(a)ポリエポキシド樹脂、及び (b)9,9−ビス(ヒドロキシフエニル)フルオレン
    組成物約0.05〜0.9ヒドロキシ等量、からなる請
    求項1に記載の樹脂組成物。
  4. (4)9,9−ビス(ヒドロキシフエニル)フルオレン
    組成物が、式: ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、各R^0は水素、及びエポキシド基を有する化
    合物の重合に対し実質的に不活性な他の基から独立に選
    択され、各R^1は水素、及びエポキシド基を有する化
    合物の重合に対し実質的に不活性な他の基から独立に選
    択される) で表される少なくとも一種類の化合物を含む請求項3に
    記載の樹脂組成物。
  5. (5)請求項2に記載の組成物を硬化することからなる
    改良された硬化樹脂の製造方法。(6)請求項4に記載
    の組成物を硬化することからなる改良された硬化樹脂の
    製造方法。
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