JPH0237924B2 - NETSUKOKASEISOSEIBUTSU - Google Patents

NETSUKOKASEISOSEIBUTSU

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Publication number
JPH0237924B2
JPH0237924B2 JP13502781A JP13502781A JPH0237924B2 JP H0237924 B2 JPH0237924 B2 JP H0237924B2 JP 13502781 A JP13502781 A JP 13502781A JP 13502781 A JP13502781 A JP 13502781A JP H0237924 B2 JPH0237924 B2 JP H0237924B2
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JP
Japan
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groups
group
weight
curing
hexafluoroantimonate
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP13502781A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5837003A (en
Inventor
Kazuhiko Morio
Hisashi Murase
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Adeka Corp
Original Assignee
Asahi Denka Kogyo KK
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Publication date
Application filed by Asahi Denka Kogyo KK filed Critical Asahi Denka Kogyo KK
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Publication of JPS5837003A publication Critical patent/JPS5837003A/en
Publication of JPH0237924B2 publication Critical patent/JPH0237924B2/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は熱硬化性樹脂組成物に関する。詳しく
は本発明はエポキシ樹脂等の陽イオン重合性有機
物質を短時間に重合し、良好な硬化物を得るため
の滞在性に優れた熱硬化性樹脂組成物に関する。 エポキシ樹脂等の陽イオン重合性有機物質のカ
チオン重合触媒は現在まで無機酸,ルイス酸,有
機酸やある種のアルキル化剤等数多く知られてい
る。理想的な触媒は常温での貯蔵安定性が良好
で、しかも加熱すると短時間、具体的には数分以
内に硬化するものであるが、現在まで満足のいく
硬化触媒は知られておらず、多くの場合二液方式
に依るか、あるいは高温で長時間加熱して硬化し
なければならなかつた。また滞在性の硬化触媒と
してよく知られているアミン―BF3錯体(たとえ
ばモノエチルアミン―BF3)は加熱により硬化を
開始するが、十分の物性を有する硬化物を得るた
めには高温に1〜8時間保つことが必要であり、
また貯蔵安定性も十分であるとは言えない。また
アミン―BF3錯体は一般に吸湿性が高く、取扱い
が困難であるばかりか、得られた硬化物の耐水
性,耐薬品性,電気特性等の物性がよくないとい
う欠点を有する。さらに硬化に際して十分な注意
を行なわないと硬化物の表面にしわがよつてしま
う。 こうしたアミン―BF3錯体の欠点を改良したも
のとして、ホワイト(W.E.White)の米国特許第
3565861号明細書にはアミン―PE5錯体が述べら
れているが、同様に高温での硬化性は十分である
とは言えない。 ところで芳香族,脂肪族ないし脂環族のスルホ
ニウム塩は現在までもエポキシ樹脂と酸無水物硬
化剤あるいはジシアンジアミド硬化剤の組合せか
らなる系においての滞在性のすぐれた硬化促進剤
として知られている。しかしこのような場合は陰
イオン部分としてCl-,Br-,カルボキシレート
などの求核性陰イオンを有するスルホニウム塩を
用いるのが好ましく、酸無水物やジシアンアミド
等の硬化剤を用いず、エポキシ樹脂とスルホニウ
ム塩だけを用いた場合にはエポキシ樹脂を硬化す
ることはできない。 また非求核性の陰イオンとしてよく知られてい
るEF4 -塩は上記陰イオンの場合と異なり、エポ
キシ樹脂を硬化せしめることはできるが、本発明
の特殊スルホニウム塩の陰イオン構成部分として
使用した場合硬化性及び硬化物の物性の両面から
本発明の目的には好ましくない。 スルホニウム塩は大別すると芳香族スルホニウ
ム塩と脂肪族あるいは脂環式スルホニウム塩があ
る。 芳香族スルホニウム塩は一般に加熱による硬化
性が乏しく、例えばトリフエニルスルホニウム塩
はアニオン部分にPF6 -,AsF6 -やSbF6 -のような
部分を有するものでも硬化に際しては200℃以上
の温度を必要とする。そこでこうした芳香族のス
ルホニウム塩を利用しエポキシ樹脂の硬化触媒と
して利用する方法として(A)特公昭52−14278号公
報には光エネルギーでルイス酸触媒を発生させた
り、また別の方法として(B)特開昭54−102394号公
報にはある種の還元剤でスルホニウムカチオンの
カチオン性を減少させルイス酸を放出させる方法
や(C)公表公報昭和56年第500218号には特殊の芳香
族スルホニウム塩と酸化剤とを組み合わせる方法
が記載されている。 スルホニウム塩が熱により分解する際は光エネ
ルギーなどの輻射エネルギーによる場合と機構が
異なり分解生成物も異なるのが通常であることは
言うまでもないが、一般の感光性スルホニウム触
媒に光エネルギーに相当するだけの熱エネルギー
を与えればルイス酸を放出することも可能ではあ
る。 しかし熱硬化性樹脂として使用する場合には、
硬化の少なくとも第1段階は150℃以下で行うの
が好ましく、また光感受性の強いスルホニウム塩
は通常の雰囲気下の光の条件下でも徐々にゲル化
が進行し可使時間を短縮する傾向がある。 また、かかる芳骨族スルホニウム塩を上記(B)乃
至(C)の方法で第3物質と並用する方法は可使時間
を短縮させることや硬化時の発泡の問題があり得
るばかりか、場合によつてはエポキシ樹脂の物性
を損なうおそれがある。 一方脂肪族スルホニウム塩は比較的光に対して
安定であり、熱に対して感受性を有する。しかし
トリメチルスルホニウム塩のごとき単純なスルホ
ニウム塩は硬化に際して150℃以上の加熱も要す
ることからかならずしも好ましいと言えない。 本発明者らはこうした現状を考慮しつつ、満足
な貯蔵安定性(例えば室温6ケ月以上)と高温で
の速硬化性(例えば150℃ゲル化時間5分以内)
を兼ね備えたしかも吸湿性がなく硬化物の耐水
性,耐薬品性,電気特性等の物性が良好なカチオ
ン重合触媒を広範囲に検討するうちに、硫黄原子
に対して脂肪族基の1つがα位に芳香族基を有
し、アニオン部分にPF6 -,AsF6 -,SbF6 -,Sb
(OH)F5 -を有するスルホニウム塩が良好な陽イ
オン重合性有機物質の滞在性カチオン重合触媒と
なり得ることを発見し、本発明を完成した。 本発明の熱硬化性樹脂組成物は、必須の成分と
して (1) エポキシ樹脂、エピスルフイド樹脂、環状エ
ーテル、ラクトン、ビニルエーテル、フエノー
ル/ホルムアルデヒド樹脂から選ばれる1種以
上の陽イオン重合性有機物質と、 (2) 一般式 (式中R1,R2は同一又は異なる置換又は非
置換の脂肪族又は脂環族基でR1,R2は環を形
成していてもよい。Aはカチオン性イオウ原子
に対してα位に6〜20の炭素原子を有する一価
の芳香族基を一ケ有する炭化水素基、Xは
PF6,AsF6,SbF6,Sb(OH)F5から選ばれる
陰イオン)で表わされるスルホニウム塩 とを含有する。 本発明に用いられる陽イオン重合性有機物質(1)
としては酸重合性又は酸硬化性有機物質、とりわ
けエポキシ樹脂が好ましく用いられる。 本発明に使用されるエポキシ樹脂とは従来公知
の芳香族エポキシ樹脂,脂環族エポキシ樹脂,脂
肪族エポキシ樹脂が挙げられる。ここで、芳香族
エポキシ樹脂として特に好ましいものは、少なく
とも1個の芳香族核を有する多価フエノール又は
そのアルキレンオキサイド付加体のポリグリシジ
ルエーテルであつて、例えばビスフエノールA又
はそのアルキレンオキサイド付加体とエピクロル
ヒドリンとの反応によつて製造されるグリシジル
エーテル,エポキシノボラツク樹脂が挙げられ
る。また脂環族エポキシ樹脂として特に好ましい
ものとしては少なくとも1個の脂環を有する多価
アルコールのポリグリシジルエーテル又はシクロ
ヘキセン又はシクロペンテン環含有化合物を過酸
化水素,過酸等の適当な酸化剤でエポキシ化する
ことによつて得られるシクロヘキセンオキサイド
又はシクロペンテンオキサイド含有化合物があ
る。ポリグリシジルエーテルの代表例としては、
水素添加ビスフエノールA又はそのアルキレンオ
キサイド付加体とエピクロルヒドリンとの反応に
よつて製造されるグリシジルエーテルが挙げられ
る。 さらに脂肪族エポキシ樹脂として特に好ましい
ものは脂肪族多価アルコール又はそのアルキレン
オキサイド付加物のポリグリシジルエーテルがあ
り、その代表例としては、1,6―ヘキサンジオ
ールのジグリシジルエーテル,グリセリンのトリ
グリシジルエーテル,ポリエチレングリコールの
ジグリシジルエーテル,ポリプロピレングリコー
ルのジグリシジルエーテル,エチレングリコー
ル,プロピレングリコール,グリセリン等の脂肪
族多価アルコールに1種又は2種以上のアルキレ
ンオキサイド(エチレンオキサイド,プロピレン
オキサイド)を付加することにより得られるポリ
エーテルポリオールのポリジグリシジルエーテル
が挙げられる。さらに脂肪族高級アルコールのモ
ノグリシジルエーテルやフエノール,クレゾール
又はこれらにアルキレンオキサイドを付加するこ
とにより得られるポリエーテルアルコールのモノ
グリシジルエーテル等も希釈剤として配合する事
ができる。 本発明のエポキシ樹脂としてはこれらの芳香族
エポキシ樹脂,脂環族エポキシ樹脂又は脂肪族エ
ポキシ樹脂を単独でも使用することができるが、
所望の性能に応じて適当に配合することが望まし
い。このようなエポキシ樹脂としてはエポキシ当
量が60〜1000のものが特に好ましい。 また、本発明のその他の陽イオン重合性有機物
質としては、エピスルフイド樹脂,環状エーテ
ル,ラクトン,ビニルエーテル,フエノール/ホ
ルムアルデヒド樹脂等が挙げられる。 かかる陽イオン重合性有機物質は単独あるいは
2種上の混合物として使用できる。 本発明のスルホニウム塩は次の一般式〔〕で
示されるものである。 ここでR1,R2は同一又は相異なる置換または
非置換の脂肪族又は脂環族基でR1,R2は環を形
成していてもよい。またAはカチオン性イオウ原
子に対してα位に6乃至20個の炭素原子を有する
一価の芳香族基を1ケ有する炭化水素基である。
これらの脂肪族基,脂環族基,炭化水素基は基中
に不飽和結合,アルコキシ基,ニトロ基,ハロゲ
ン基,水酸基,カルボキシル基,エステル基,エ
ーテル基,シアノ基,カルボニル基,スルホン
基,チオエーテル基等の官能置換基を含むことが
できる。また芳香族基は脂肪族基,アルコキシ
基,ニトロ基,ハロゲン基,水酸基,カルボキシ
ル基,エステル基,シアノ基,カルボニル基,ス
ルホン基,チオエーテル基等を含む基で置換され
ていてもよいがニトロ基,カルボキシル基,エス
テル基,シアノ基,カルボニル基,スルホン基の
ような電子吸引性の基は硬化速度の点からは好ま
しくない。また逆にメトキシ基やメチル基のごと
き電子供与性の基は可使時間を短縮するが、硬化
速度を高めることができるため場合によつて好ん
で使用される。芳香族基としては置換乃至非置換
のフエニル基が好ましく、芳香族基の炭素数が多
い場合や、フエニル基に置換基を3個以上有する
場合は光感受性が強くなり、通常光下での可使時
間が短縮され好ましくない。同様の理由で上記
R1,R2が感光性の強い芳香族基を含有するのも
好ましくない。X-はPF6 -,AsF6 -,SbF6 -,Sb
(OH)F5 -、より好ましくはAsF6 -,SbF6 -であ
る。BF4 -及びその他の非求核性アニオンも使用
してもよいが硬化性,物性の視点からは好ましく
ない。 こうしたスルホニウム塩は、一般の芳香族スル
ホニウム塩と異なり比較的容易に合成され、例え
ば対応するスルフイドをアルキルハライドと反応
させハロゲン陰イオンを有するスルホニウム塩も
合成し、しかる後に対応するルイス酸(塩)と陰
イオン交換を実施しても得られるし、また直接的
にスルフイドによりトリエチルオキソニウムヘキ
サフルオロホスフエートのごとき試薬を反応させ
ることにより好収率で合成することもできる。 かかるスルホニウム塩として好ましいものはベ
ンジルテトラメチレンスルホニウムヘキサフルオ
ロホスフエート、ベンジルテトラメチレンスルホ
ニウムヘキサフルオロアルセネート、ベンジルテ
トラメチレンスルホニウムヘキサフルオロアンチ
モネート、p―メトキシベンジルテトラメチレン
スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、p
―メトキシベンジルテトラメチレンスルホニウム
ヘキサフルオロアルセネート、p―ニトロベンジ
ルテトラメチレンスルホニウムヘキサフルオロア
ルセネート、o―ニトロベンジルテトラメチレン
スルホニウムヘキサフルオロアルセネート、ベン
ジルジメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチ
モネート、ベンジルジエチルスルホニウムヘキサ
フルオロアンチモネート等が挙げられる。 本発明の熱硬化性組成物は陽イオン重合性有機
物質(1)100重量部に対して前記一般式〔〕で表
わされる特殊スルホニウム塩(2)を好ましくは0.05
乃至15重量部、より好ましくは0.1乃至10重量部
含有する。 また陰イオンがSbF6 -,Sb(OH)F5 -である場
合を除き陽イオン重合性有機物質(1)はその中少な
くとも10重量部%以上の割合で脂環式エポキシ樹
脂を含有するのが好ましい。 かかる本発明の組成物は一般に25℃の粘度で1
乃至1000000センチポイズの液状あるいは高温で
流動性のある粉末もしくは固体の状態であるが、
50℃乃至130℃に加熱することにより30分以内に
硬化反応が起こり、150℃乃至それ以上では1秒
〜5分以内に非粘着性の硬化物を得ることができ
る。 本発明の組成物には、さらにカチオン重合を損
なわない範囲で稀釈のための溶剤や改質のための
非反応性の樹脂やプレポリマーを配合することが
できる。また例えば電気特性等の物性を改良する
目的などのため有機カルボン酸や酸無水物を使用
したり、あるいはゴム弾性等の物性をもたせるな
どの目的でポリオールを混合するのもよい。 またプリプレグ等の製造や、他の目的のために
本発明のスルホニウム塩と併用して他の温度で硬
化反応を行うことの可能な硬化剤乃至硬化触媒を
配合するのもよい。 本発明の組成物はさらに顔料,染料,増量剤,
難燃剤,静電気防止剤,硬化促進剤,密着性改良
剤,流れ調整剤,界面活性剤などと混合しても用
いられる。また配合物中に弱い塩基性を有する化
合物を少量添加し可使時間をより長くすることも
場合によつては有用であろう。これらの添加剤の
量は機能と硬化性のバランスで決められるが、こ
うした組成物は金属,木材,ゴム,プラスチツク
ス,ガラス,セラミツク製品等に使用することが
できる。 本発明組成物の具体的用途としては、例えば保
護,ツヤ出しワニス,インキ,塗料,接着剤,絶
縁材料,積層板,構造材料,プリプレグ,ガラス
繊維等の強化繊維の含浸材料,成形材料,とりわ
け高速液状成形,注型材料,各種部品の封止材
料,結合材料などを挙げることができる。 本発明の組成物は常温において可使時間が長
く、150℃以下の加熱により短時間で硬化し、高
温硬化性にすぐれ、しかも吸湿性がなく、硬化物
の耐水性,耐薬品性,電気特性に優れた硬化物を
与えることができる。 以下実施例によつて本発明の有効性を更に具体
的に説明するが本発明はその要旨を越えない限り
以下の実施例に制約されるものではない。 実施例 1 ERL―4221(脂環式エポキシ樹脂:ユニオンカ
ーバイド社製)100重量部と種々のスルホニウム
塩3.0重量部からなる配合物を調製し、各々約300
mgをとり、150℃に加熱した熱板上(日新科学株
式会社製、ゲル化試験器GT―D型)でゲル化時
間を測定した。結果を表にまとめて示した。
The present invention relates to thermosetting resin compositions. Specifically, the present invention relates to a thermosetting resin composition that polymerizes a cationically polymerizable organic substance such as an epoxy resin in a short period of time and has excellent retention properties in order to obtain a good cured product. Many catalysts for cationic polymerization of cationically polymerizable organic substances such as epoxy resins are known to date, including inorganic acids, Lewis acids, organic acids, and certain alkylating agents. An ideal catalyst would have good storage stability at room temperature and would cure in a short time, specifically within a few minutes, when heated, but to date, no satisfactory curing catalyst is known. In many cases, it was necessary to use a two-component method or to cure by heating at high temperatures for long periods of time. Furthermore, amine-BF 3 complexes (for example, monoethylamine-BF 3 ), which are well known as retentive curing catalysts, start curing by heating, but in order to obtain a cured product with sufficient physical properties, it is necessary to It is necessary to keep it for 8 hours,
Moreover, the storage stability cannot be said to be sufficient. Furthermore, amine-BF 3 complexes are generally highly hygroscopic and difficult to handle, and the resulting cured product has poor physical properties such as water resistance, chemical resistance, and electrical properties. Furthermore, if sufficient care is not taken during curing, the surface of the cured product will wrinkle. As a solution to these drawbacks of the amine-BF 3 complex, WEWhite's U.S. patent no.
No. 3,565,861 describes an amine-PE 5 complex, but it cannot be said that the curability at high temperatures is sufficient. By the way, aromatic, aliphatic or alicyclic sulfonium salts are known as curing accelerators with excellent retention properties in systems consisting of a combination of epoxy resins and acid anhydride curing agents or dicyandiamide curing agents. However, in such a case, it is preferable to use a sulfonium salt having a nucleophilic anion such as Cl - , Br - , or carboxylate as the anion moiety, and do not use a curing agent such as an acid anhydride or dicyanamide. Epoxy resins cannot be cured if only sulfonium salts and sulfonium salts are used. Furthermore, EF 4 -salt , which is well known as a non-nucleophilic anion, can cure epoxy resins, unlike the above-mentioned anions, but it is used as an anion component of the special sulfonium salt of the present invention. In this case, it is not preferable for the purpose of the present invention from both the curability and the physical properties of the cured product. Sulfonium salts can be broadly classified into aromatic sulfonium salts and aliphatic or alicyclic sulfonium salts. Aromatic sulfonium salts generally have poor curing properties when heated; for example, triphenylsulfonium salts, which have moieties such as PF 6 - , AsF 6 - and SbF 6 - in their anion moieties, must be cured at temperatures of 200°C or higher. I need. Therefore, as a method of utilizing such aromatic sulfonium salts as a curing catalyst for epoxy resin, (A) Japanese Patent Publication No. 14278/1987 describes a method of generating a Lewis acid catalyst using light energy, and another method (B ) JP-A-54-102394 describes a method for reducing the cationicity of sulfonium cations using a certain reducing agent to release Lewis acids; A method of combining a salt and an oxidizing agent is described. It goes without saying that when a sulfonium salt decomposes due to heat, the mechanism is different from when using radiant energy such as light energy, and the decomposition products are usually different, but for general photosensitive sulfonium catalysts, the decomposition product is only equivalent to light energy. It is possible to release a Lewis acid by applying thermal energy of . However, when used as a thermosetting resin,
At least the first stage of curing is preferably carried out at 150°C or lower, and sulfonium salts with strong photosensitivity tend to undergo gradual gelation even under light conditions in a normal atmosphere, shortening the pot life. . Furthermore, the method of using such an aromatic sulfonium salt together with a third substance in the methods (B) to (C) above not only shortens the pot life and may cause problems with foaming during curing, but also There is a possibility that the physical properties of the epoxy resin may be impaired. On the other hand, aliphatic sulfonium salts are relatively stable to light and sensitive to heat. However, simple sulfonium salts such as trimethylsulfonium salts require heating at 150° C. or higher during curing, and therefore cannot necessarily be said to be preferable. Taking these current circumstances into consideration, the present inventors have achieved satisfactory storage stability (for example, at room temperature for 6 months or more) and fast curing at high temperatures (for example, gelation time at 150°C within 5 minutes).
While conducting extensive research on cationic polymerization catalysts that are non-hygroscopic and have good physical properties such as water resistance, chemical resistance, and electrical properties of the cured product, we found that one of the aliphatic groups is at the α-position relative to the sulfur atom. has an aromatic group, and the anion part contains PF 6 - , AsF 6 - , SbF 6 - , Sb
The present invention was completed based on the discovery that a sulfonium salt having (OH)F 5 - can serve as a good residence cationic polymerization catalyst for cationically polymerizable organic substances. The thermosetting resin composition of the present invention includes (1) one or more cationically polymerizable organic substances selected from epoxy resins, episulfide resins, cyclic ethers, lactones, vinyl ethers, and phenol/formaldehyde resins as essential components; (2) General formula (In the formula, R 1 and R 2 are the same or different substituted or unsubstituted aliphatic or alicyclic groups, and R 1 and R 2 may form a ring. A is α to the cationic sulfur atom. A hydrocarbon group having one monovalent aromatic group having 6 to 20 carbon atoms in position, X is
PF 6 , AsF 6 , SbF 6 , Sb(OH)F 5 ). Cationic polymerizable organic substance used in the present invention (1)
As the material, acid-polymerizable or acid-curable organic substances, especially epoxy resins, are preferably used. The epoxy resins used in the present invention include conventionally known aromatic epoxy resins, alicyclic epoxy resins, and aliphatic epoxy resins. Here, particularly preferable aromatic epoxy resins are polyglycidyl ethers of polyvalent phenols having at least one aromatic nucleus or their alkylene oxide adducts, such as bisphenol A or its alkylene oxide adducts. Examples include glycidyl ether and epoxy novolac resin produced by reaction with epichlorohydrin. Particularly preferable alicyclic epoxy resins include polyglycidyl ethers of polyhydric alcohols having at least one alicyclic ring, or compounds containing cyclohexene or cyclopentene rings, which are epoxidized with an appropriate oxidizing agent such as hydrogen peroxide or peracid. There are cyclohexene oxide- or cyclopentene oxide-containing compounds obtained by. Typical examples of polyglycidyl ethers include:
Examples include glycidyl ether produced by reacting hydrogenated bisphenol A or its alkylene oxide adduct with epichlorohydrin. Particularly preferable aliphatic epoxy resins include polyglycidyl ethers of aliphatic polyhydric alcohols or their alkylene oxide adducts; typical examples include diglycidyl ether of 1,6-hexanediol and triglycidyl ether of glycerin. , diglycidyl ether of polyethylene glycol, diglycidyl ether of polypropylene glycol, addition of one or more alkylene oxides (ethylene oxide, propylene oxide) to aliphatic polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, and glycerin. Examples include polydiglycidyl ethers of polyether polyols obtained by. Furthermore, monoglycidyl ethers of aliphatic higher alcohols, phenols, cresols, or monoglycidyl ethers of polyether alcohols obtained by adding alkylene oxide to these may also be blended as diluents. As the epoxy resin of the present invention, these aromatic epoxy resins, alicyclic epoxy resins, or aliphatic epoxy resins can be used alone, but
It is desirable to mix them appropriately depending on the desired performance. As such an epoxy resin, one having an epoxy equivalent of 60 to 1000 is particularly preferable. Further, other cationically polymerizable organic substances of the present invention include episulfide resins, cyclic ethers, lactones, vinyl ethers, phenol/formaldehyde resins, and the like. Such cationically polymerizable organic substances can be used alone or as a mixture of two or more. The sulfonium salt of the present invention is represented by the following general formula []. Here, R 1 and R 2 are the same or different substituted or unsubstituted aliphatic or alicyclic groups, and R 1 and R 2 may form a ring. Further, A is a hydrocarbon group having one monovalent aromatic group having 6 to 20 carbon atoms at the alpha position to the cationic sulfur atom.
These aliphatic groups, alicyclic groups, and hydrocarbon groups contain unsaturated bonds, alkoxy groups, nitro groups, halogen groups, hydroxyl groups, carboxyl groups, ester groups, ether groups, cyano groups, carbonyl groups, and sulfone groups. , thioether groups, and the like. Further, the aromatic group may be substituted with a group including an aliphatic group, an alkoxy group, a nitro group, a halogen group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an ester group, a cyano group, a carbonyl group, a sulfone group, a thioether group, etc. From the viewpoint of curing speed, electron-withdrawing groups such as A, carboxyl, ester, cyano, carbonyl, and sulfone groups are not preferred. Conversely, electron-donating groups such as methoxy and methyl groups shorten the pot life, but are sometimes preferred because they can increase the curing rate. As the aromatic group, a substituted or unsubstituted phenyl group is preferable, and when the aromatic group has a large number of carbon atoms or when the phenyl group has three or more substituents, the photosensitivity becomes strong and the resistance under normal light increases. The usage time is shortened, which is not desirable. For the same reason as above
It is also undesirable for R 1 and R 2 to contain highly photosensitive aromatic groups. X - is PF 6 - , AsF 6 - , SbF 6 - , Sb
(OH)F 5 - , more preferably AsF 6 - and SbF 6 - . BF 4 - and other non-nucleophilic anions may also be used, but are not preferred from the viewpoint of curability and physical properties. Unlike general aromatic sulfonium salts, these sulfonium salts are relatively easily synthesized; for example, a sulfonium salt having a halogen anion is synthesized by reacting the corresponding sulfide with an alkyl halide, and then the corresponding Lewis acid (salt) is synthesized. It can also be obtained by performing anion exchange with sulfide, or it can be synthesized in good yield by directly reacting a reagent such as triethyloxonium hexafluorophosphate with sulfide. Preferred examples of such sulfonium salts include benzyltetramethylenesulfonium hexafluorophosphate, benzyltetramethylenesulfonium hexafluoroarsenate, benzyltetramethylenesulfonium hexafluoroantimonate, p-methoxybenzyltetramethylenesulfonium hexafluoroantimonate, and p-methoxybenzyltetramethylenesulfonium hexafluoroantimonate.
-Methoxybenzyltetramethylenesulfonium hexafluoroarsenate, p-nitrobenzyltetramethylenesulfonium hexafluoroarsenate, o-nitrobenzyltetramethylenesulfonium hexafluoroarsenate, benzyldimethylsulfonium hexafluoroantimonate, benzyldiethylsulfonium hexafluoroantimonate etc. The thermosetting composition of the present invention preferably contains 0.05 parts by weight of the special sulfonium salt (2) represented by the above general formula [] per 100 parts by weight of the cationically polymerizable organic substance (1).
It contains from 15 parts by weight, more preferably from 0.1 to 10 parts by weight. In addition, except when the anion is SbF 6 - or Sb(OH)F 5 - , the cationic polymerizable organic substance (1) must contain at least 10 parts by weight of an alicyclic epoxy resin. is preferred. Such compositions of the invention generally have a viscosity of 1 at 25°C.
It is in a liquid state with a centipoise range of 1,000,000 centipoise, or in a powder or solid state that is fluid at high temperatures.
A curing reaction occurs within 30 minutes by heating to 50°C to 130°C, and a non-tacky cured product can be obtained within 1 second to 5 minutes at 150°C or higher. The composition of the present invention may further contain a solvent for dilution and a non-reactive resin or prepolymer for modification within a range that does not impair cationic polymerization. Furthermore, it is also possible to use organic carboxylic acids or acid anhydrides for the purpose of improving physical properties such as electrical properties, or to mix polyols for the purpose of imparting physical properties such as rubber elasticity. Furthermore, for the production of prepregs and other purposes, it is also possible to blend a curing agent or a curing catalyst that can be used in combination with the sulfonium salt of the present invention to carry out a curing reaction at other temperatures. The compositions of the present invention may further include pigments, dyes, fillers,
It can also be used in combination with flame retardants, antistatic agents, curing accelerators, adhesion improvers, flow control agents, surfactants, etc. It may also be useful in some cases to add small amounts of weakly basic compounds to the formulation to extend the pot life. Although the amount of these additives is determined by the balance between functionality and curability, these compositions can be used in metal, wood, rubber, plastics, glass, ceramic products, etc. Specific uses of the composition of the present invention include, for example, protection, gloss varnish, ink, paint, adhesive, insulating material, laminate, structural material, prepreg, impregnation material for reinforcing fibers such as glass fiber, molding material, among others. Examples include high-speed liquid molding, casting materials, sealing materials for various parts, and bonding materials. The composition of the present invention has a long pot life at room temperature, is cured in a short time by heating below 150°C, has excellent high temperature curability, is not hygroscopic, and has good water resistance, chemical resistance, and electrical properties of the cured product. can provide excellent cured products. The effectiveness of the present invention will be explained in more detail with reference to Examples below, but the present invention is not limited to the following Examples unless the gist thereof is exceeded. Example 1 A blend consisting of 100 parts by weight of ERL-4221 (cycloaliphatic epoxy resin, manufactured by Union Carbide) and 3.0 parts by weight of various sulfonium salts was prepared, and about 300 parts by weight of each sulfonium salt was prepared.
mg was taken and the gelation time was measured on a hot plate heated to 150°C (Nissin Scientific Co., Ltd., gelation tester model GT-D). The results are summarized in a table.

【表】 実施例 2 Ep―4100(旭電化製ビスフエノールA型エポキ
シ樹脂)100重量部とベンジルテトラメチレンス
ルホニウム塩3重量部からなる組成物を少量ガラ
スピンにとり150℃の油浴中で加熱したところ、
その陰イオン構成部分がハロゲン(Cl-,Br-
の場合には1時間後もさらさらした液体のままで
あつた。また陰イオンがBF4 -の場合は1時間後
増粘は見られたがまだ未硬化のままであつた。し
かし陰イオンがSbF6 -の場合は約2分でゲル化し
強固な固体が得られた。 実施例 3 ベンジルテトラメチレンスルホニウムヘキサフ
ルオロアンチモネート1重量部とERL―4221100
重量部からなる組成物は150℃でゲル化時間19秒
という優れた熱硬化性を示すがガラスビン中に保
存し、通常光の雰囲気下室温に3ケ月以上放置し
てもたいした増粘は見られなかつた。ところがト
リフエニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモ
ネート乃至は特開昭54−151936号公報記載の感光
性芳香族スルホニウム塩を1重量部含む同様の組
成物は通常光の雰囲気下室温で数日後にはつきり
した増粘が見られ、場合によつては完全にゲル化
することがあつた。 実施例 4 ベンジルテトラメチレンスルホニウムヘキサフ
ルオロアンチモネート1重量部とERL―4221100
重量部を含む組成物を100℃で2時間硬化せしめ
たところ強固な硬化物が得られた。さらに160℃
で後硬化を2時間以上行つた硬化物は熱変形温度
160℃以上で耐水性,耐薬品性,電気特性に優れ
たものであつた。ところが一方ベンジルテトラメ
チレンスルホニウムテトラフルオロボレート3重
量部とERL―4221100重量部とからなる同様の組
成物は硬化性が乏しく硬化により高温(140℃)
を要したが、得られた硬化物の物性は160℃で数
時間後硬化を行つた後でも耐熱性,耐薬品性,耐
水性,機械強度,高温電気特性において良好では
なかつた。 実施例 5 ベンジルテトラメチレンスルホニウムヘキサフ
ルオロアルセネート3重量部とERL―422170重
量部とEPPN―201(日本化薬製エポキシ化フエノ
ールノボラツク)30重量部からなる組成物を105
℃2時間硬化し、さらに160℃で4時間硬化せし
めたところ、熱変形温度190℃の強固な電気特性
に優れた硬化物が得られた。この組成物の室温で
の貯蔵安定性は3ケ月以上であつた。 実施例 6 ベンジルテトラメチレンスルホニウムヘキサフ
ルオロアンチモネート1重量部を含む実施例4の
組成物を軟鋼板に塗布し同様に硬化した時の引張
りせん断接着強さを測定したところ220Kg/cm2
あつた。 以上のように本発明の組成物はすぐれた硬化性
と貯蔵安定性を示し、硬化物の物性も優れたもの
が得られる。 実施例 7 表に示した通りの陽イオン重合性有機物質
100重量部及び表に示した通りの量の各種スル
ホニウム塩を使用して実施例1と同様にゲル化時
間を測定した。結果を表に示す。
[Table] Example 2 A small amount of a composition consisting of 100 parts by weight of Ep-4100 (bisphenol A type epoxy resin manufactured by Asahi Denka) and 3 parts by weight of benzyltetramethylenesulfonium salt was placed in a glass pin and heated in an oil bath at 150°C. However,
The anion component is halogen (Cl - , Br - )
In this case, it remained a free-flowing liquid even after 1 hour. When the anion was BF 4 -, thickening was observed after 1 hour, but the film remained uncured. However, when the anion was SbF 6 -, gelation occurred in about 2 minutes and a strong solid was obtained. Example 3 1 part by weight of benzyltetramethylenesulfonium hexafluoroantimonate and ERL-4221100
The composition consisting of parts by weight shows excellent thermosetting properties with a gelation time of 19 seconds at 150°C, but no significant increase in viscosity is observed even when stored in a glass bottle and left at room temperature in an atmosphere of normal light for more than 3 months. Nakatsuta. However, a similar composition containing 1 part by weight of triphenylsulfonium hexafluoroantimonate or the photosensitive aromatic sulfonium salt described in JP-A-54-151936 was completely cured after a few days at room temperature under an atmosphere of normal light. Thickening was observed and in some cases complete gelation occurred. Example 4 1 part by weight of benzyltetramethylenesulfonium hexafluoroantimonate and ERL-4221100
When the composition containing this part by weight was cured at 100°C for 2 hours, a strong cured product was obtained. Further 160℃
Cured products that have been post-cured for more than 2 hours at
It had excellent water resistance, chemical resistance, and electrical properties at temperatures above 160°C. However, a similar composition consisting of 3 parts by weight of benzyltetramethylenesulfonium tetrafluoroborate and 100 parts by weight of ERL-4221 had poor curability and was cured at high temperatures (140°C).
However, the physical properties of the obtained cured product were not good in terms of heat resistance, chemical resistance, water resistance, mechanical strength, and high-temperature electrical properties even after post-curing at 160°C for several hours. Example 5 A composition consisting of 3 parts by weight of benzyltetramethylene sulfonium hexafluoroarsenate, 170 parts by weight of ERL-422, and 30 parts by weight of EPPN-201 (epoxidized phenol novolak manufactured by Nippon Kayaku) was prepared by 105 parts by weight.
C. for 2 hours and then at 160.degree. C. for 4 hours, a hardened product with a heat distortion temperature of 190.degree. C. and excellent electrical properties was obtained. The storage stability of this composition at room temperature was over 3 months. Example 6 The composition of Example 4 containing 1 part by weight of benzyltetramethylene sulfonium hexafluoroantimonate was applied to a mild steel plate and cured in the same manner. The tensile shear adhesive strength was measured and found to be 220 Kg/cm 2 . As described above, the composition of the present invention exhibits excellent curability and storage stability, and a cured product having excellent physical properties can be obtained. Example 7 Cationically polymerizable organic substances as shown in the table
The gelation time was measured in the same manner as in Example 1 using 100 parts by weight and the amounts of various sulfonium salts shown in the table. The results are shown in the table.

【表】【table】

【表】【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 必須の成分として (1) エポキシ樹脂、エピスルフイド樹脂、環状エ
ーテル、ラクトン、ビニルエーテル、フエノー
ル/ホルムアルデヒド樹脂から選ばれる1種以
上の陽イオン重合性有機物質と、 (2) 一般式 (式中、R1,R2は同一又は異なる置換又は
非置換の脂肪族又は脂環族基で、R1,R2は環
を形成していてもよい。Aはカチオン性イオウ
原子に対してα位に6〜20の炭素原子を有する
一価の芳香族基を一ケ有する炭化水素基、Xは
PF6,AsF6,SbF6,Sb(OH)F5から選ばれる
陰イオン)で表されるスルホニウム塩 とを含有することを特徴とする熱硬化性樹脂組成
物。 2 スルホニウム塩がジアルキルベンジルスルホ
ニウムヘキサフルオロアンチモネート(2ケのア
ルキル基は環を形成していてもよい)である特許
請求の範囲第1項記載の熱硬化性樹脂組成物。 3 スルホニウム塩が、ベンジル基に電子供与性
の置換基を有するジアルキル置換ベンジルスルホ
ニウムヘキサフルオロアンチモネート(2ケのア
ルキル基は環を形成していてもよい)である特許
請求の範囲第2項記載の熱硬化性樹脂組成物。
[Claims] 1. As essential components: (1) one or more cationically polymerizable organic substances selected from epoxy resins, episulfide resins, cyclic ethers, lactones, vinyl ethers, and phenol/formaldehyde resins; (2) general formula (In the formula, R 1 and R 2 are the same or different substituted or unsubstituted aliphatic or alicyclic groups, and R 1 and R 2 may form a ring. A is a cationic sulfur atom. a hydrocarbon group having one monovalent aromatic group having 6 to 20 carbon atoms in the α position,
PF 6 , AsF 6 , SbF 6 , Sb(OH)F 5 , an anion selected from Sb(OH)F 5 ). 2. The thermosetting resin composition according to claim 1, wherein the sulfonium salt is dialkylbenzylsulfonium hexafluoroantimonate (the two alkyl groups may form a ring). 3. Claim 2, wherein the sulfonium salt is a dialkyl-substituted benzylsulfonium hexafluoroantimonate having an electron-donating substituent on the benzyl group (the two alkyl groups may form a ring) thermosetting resin composition.
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