JPH0356573B2

JPH0356573B2 -

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Publication number: JPH0356573B2
Application number: JP24764283A
Authority: JP
Priority date: 1983-12-28
Filing date: 1983-12-28
Publication date: 1991-08-28
Also published as: JPS60141712A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、速硬化性でその硬化物が耐熱性、接
着性および耐衝撃性に優れた二液型のエポキシ樹
脂組成物に関するものである。エポキシ樹脂は、電気絶縁性、耐熱性、防食
性、接着性などの優れた特性を有しており、その
使用形態も液状、ペースト状、シート状、粉末状
と選べるため各種の分野で使用されている。また
各種の配合が可能であり、使用目的に応じて硬化
物特性を種々変えることが可能であることも幅広
く使用されている一つの理由となつている。このようなエポキシ樹脂の硬化剤成分として、
ジジアンジアミドを硬化剤とし３−置換フエニル
−１，１−ジメチル尿素誘導体を硬化促進剤とし
て用いたものが、速硬化性でかつ耐熱性および接
着性に好結果を与えるものとして知られている。
かかる硬化剤成分は、潜在性硬化剤として一般に
一液型つまりエポキシ樹脂からなる主剤成分と硬
化剤成分とを予め混合した一液タイプとして使用
されているが、長期間保存できないという問題が
あつた。そこでかかる主剤成分と硬化剤成分とを使用前
では分離しておき使用時に両者を混合するという
試みがなされているが、この硬化剤成分は固体で
あるため固液混合となり、均一混合性に欠け接着
力の低下やばらつきが生じるのを避けられないと
いう欠点があつた。さらに硬化物の特性として耐衝撃性が要求され
る場合があり、従来のエポキシ樹脂組成物では上
記のように速硬化性でその硬化物が耐熱性、接着
性、さらに耐衝撃性を全て満足するようなものは
ないのが現状である。本発明者らは、かかる従来技術の欠点を解決す
るために鋭意研究した結果、主剤成分としてゴム
変性エポキシ樹脂またはこれとエポキシ樹脂との
混合物を用い、さらに硬化剤成分としてジジアン
ジアミドと３−置換フエニル−１，１−ジメチル
尿素誘導体の両成分以外に特定量のポリエーテル
ポリアミンを用いることにより、上記両成分の長
所を生かしつつ硬化剤成分を液状とすることがで
き、この硬化剤成分と主剤成分とを均一に混合す
ることができるため、速硬化性でしかもその硬化
物は耐熱性、接着性、さらに耐衝撃性に優れてい
ることを見いだして本発明に至つたものである。即ち本発明は、主剤成分と硬化剤成分とからな
る二液型のエポキシ樹脂組成物であつて、主剤成
分がエポキシ樹脂とカルボキシル基含有ゴム質ポ
リマーとから得られるゴム変性エポキシ樹脂また
はこれとエポキシ樹脂との混合物を主成分(a)とす
るもので、かつ該主成分(a)中のゴム質ポリマー含
有率が３〜30重量％であり、硬化剤成分が上記主
成分(a)100重量部に対して、(b)ポリエーテルポリ
アミン５〜30重量部、(c)ジシアンジアミド２〜20
重量部及び(d)３−置換フエニル−１，１−ジメチ
ル尿素誘導体0.5〜５重量部を含有することを特
徴とするエポキシ樹脂組成物に関するものであ
る。本発明における主剤成分は、エポキシ樹脂とカ
ルボキシル基含有ゴム質ポリマーとから得られる
ゴム変性エポキシ樹脂、またはこのゴム変性エポ
キシ樹脂の一部もしくは大部分を通常のエポキシ
樹脂で置き換えてなる混合物を主成分(a)とするも
ので、かかる主成分(a)中のゴム質ポリマー含有率
は３〜30重量％、好ましくは５〜20重量％であ
る。ここでゴム質ポリマー含有率とは、主成分(a)
中のエポキシ樹脂量をＡ部、カルボキシル基含有
ゴム質ポリマー量をＢ部としたとき、Ｂ／（Ａ＋Ｂ）×100重量％で示される値であ
る。ゴム質ポリマー含有率が小さいと本発明の組
成物から得られる硬化物の耐衝撃性が劣り本発明
の効果が得られず、またゴム質ポリマー含有率が
大きすぎると耐熱性、接着性等の特性に劣るよう
になるからである。このようなゴム変性エポキシ樹脂を製造するた
めのエポキシ樹脂、及び混合物とする際に用いる
エポキシ樹脂としては、ビスフエノールＡ型エポ
キシ樹脂が好適であるが、その他ビスフエノール
Ｆ型エポキシ樹脂、環状脂肪族エポキシ樹脂、ヒ
ダントイン型エポキシ樹脂、ノボラツク型エポキ
シ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂等を
単独もしくは２種以上混合して使用することもで
きる。これらのエポキシ樹脂は通常常温で液状の
ものが用いられるが、主剤成分を液状とできる範
囲内で固形のものを併用することもできる。かか
るエポキシ樹脂のエポキシ当量は通常100〜3500
程度のものが用いられ、１分子中に平均２個以上
のエポキシ基を有するものが好ましい。本発明で用いるカルボキシル基含有ゴム質ポリ
マーとしては、分子構造がリニアーなものが好ま
しく、通常数平均分子量が1000〜5000、好ましく
は3000〜4000、また１分子当たり含有するカルボ
キシル基の平均的な数が、通常1.5〜2.5、好まし
くは1.8〜2.4であり、分子両末端にカルボキシル
基を有するものが好ましく使用される。このよう
なカルボキシル基含有ゴム質ポリマーの好適な例
として、カルボキシル基含有アクリロニトリル−
ブタジエン共重合ゴム、カルボキシル基含有ブタ
ジエンゴム等が挙げられ、カルボキシル基含有ア
クリロニトリル−ブタジエン共重合ゴムの具体例
としてHycar−CTBN類（B.F.Goodrich
Chemical社製；アクリルニトリル含有量約10〜
30重量％、カルボキシル基含有量1.9〜2.4、数平
均分子量3400）の品番1300X8、1300X9、
1300X13、1300X15等を挙げることができ、カル
ボキシル基含有ブタジエンゴムとして日本曹達社
製のNISSO−PB Ｃ−1000およびＣ−2000等を
挙げることができる。上記エポキシ樹脂とカルボキシル基含有ゴム質
ポリマーとからゴム変性エポキシ樹脂を得るに
は、カルボキシル基１当量に対してエポキシ基
2.3当量以上となるように両成分を70〜160℃程度
で0.5〜４時間溶融混合することにより得ること
ができる。このとき得られたゴム変性エポキシ樹
脂は実質的にカルボキシル基を含有しないものと
される。しかしながら一般的に初期カルボキシル
基の10重量％以下程度の未反応のカルボキシル基
が少々残存していても本発明において使用可能で
ある。このようにして得られたゴム変性エポキシ樹脂
は、ゴム質ポリマーのカルボキシル基がすべてあ
るいは大部分エポキシ基と反応後もエポキシ樹脂
としての反応性を保持する必要がある。このゴム
変性エポキシ樹脂のエポキシ当量は200〜4000、
好ましくは250〜2000とされる。本発明における硬化剤成分は、常温で液状であ
つて、前記主成分(a)に対して特定量のポリエーテ
ルポリアミン、ジシアンジアミドおよび３−置換
フエニル−１，１−ジメチル尿素誘導体を含有す
るものである。本発明において硬化剤として用いるポリエーテ
ルポリアミンは、以下の一般式で表される。（ここでｎは１〜50の整数、ＲはＨ又はアルキル
基等の有機基である。）かかるポリエーテルポリアミンは、常温で液状
であつてジシアンジアミドおよび３−置換フエニ
ル−１，１−ジメチル尿素誘導体を溶解（もしく
は分散）させるものであり、数平均分子量が500
〜5000、好ましくは1000〜5000のものを前記主成
分(a)100重量部に対して５〜30重量部の範囲で用
いる。５重量部未満では本発明の効果が得られ
ず、30重量部を越えると硬化物の耐熱性および接
着性が低下するため不適当である。またジシアンジアミドは、前記主成分(a)100重
量部に対して２〜20重量部の範囲で用いられる。
２重量部未満では硬化促進剤を用いても硬化が遅
くなると共に耐熱性が低下する。また20重量部を
越えると過剰のジシアンジアミドが未反応で残留
しやすく耐熱水性に劣るので不適当である。硬化促進剤として用いる３−置換フエニル−
１，１−ジメチル尿素誘導体は、前記主成分(a)
100重量部に対して0.5〜５重量部の範囲である。
0.5重量部未満では硬化が遅くなると共に耐熱性
が低下し、５重量部を越えると硬化時に発泡が起
こつて均一な硬化物がえられない。上記３−置換
フエニル−１，１−ジメチル尿素誘導体として
は、３−（ｐ−クロルフエニル）−１，１−ジメチ
ル尿素、３−（３，４−ジクロルフエニル）−１，
１−ジメチル尿素、３−（ｐ−ブロムフエニル）−
１，１−ジメチル尿素、３−（ｐ−アニシル）−
１，１−ジメチル尿素、３−（ｐ−ニトロフエニ
ル）−１，１−ジメチル尿素等を挙げることがで
きるが、入手しやすさや安全性の面で３−（ｐ−
クロルフエニル）−１，１−ジメチル尿素、３−
（３，４−ジクロルフエニル）−１，１−ジメチル
尿素が好ましい。なお本発明においては、シリカ、クレー、石こ
う、炭酸カルシウム、石英粉、カオリン、マイ
カ、アルミナ、水和アルミナ、タルク、ドロマイ
ド、ジルコン、チタン化合物、モリブデン化合
物、アンチモン化合物等の充填剤、シラン系カツ
プリング剤としてXSiY₃（Ｘはビニル基、メタア
クリロプロピル基、アミノアルキル基、メルカプ
トアルキル基、エポキシアルキル基等の非加水分
解型の有機基、Ｙはたとえばハロゲン、アルコキ
シ基等の加水分解基）で表わされるシラン化合
物、顔料、老化防止剤等の種々の添加剤を主剤成
分あるいは硬化剤成分に配合することも可能であ
る。このように構成してなる本発明のエポキシ樹脂
組成物は、硬化剤成分として特定量のポリエーテ
ルポリアミンを用いることによつて、ジシアンジ
アミドおよび３−置換フエニル−１，１−ジメチ
ル尿素誘導体の長所を生かしつつ二液型とするこ
とができ、保存性の向上を図れると共にこのよう
な硬化剤成分を使用時に主剤成分と混合すれば液
液混合であるため極めて均一に混合でき、速硬化
性でかつその硬化物は耐熱性、接着性にすぐれて
いるという利点がある。またポリエーテルポリア
ミンは他の成分に比して比較的分子量が大きいた
め主剤成分に対しかなり多い割合で用いることが
できるため、硬化剤成分の増量効果によつて主剤
成分との均一混合性に好結果をもたらし、さらに
可使時間が長くなるという利点もある。また主剤成分が特定量のゴム質ポリマーを含有
するゴム変性エポキシ樹脂またはこれとエポキシ
樹脂との混合物を主成分とするものであるため、
加熱硬化時に海島構造を形成して、ゴム相が硬化
時の残留応力を緩和することによりエポキシ樹脂
硬化物の欠陥を無くすると共にエネルギー吸収能
力が大きく耐衝撃性が得られるという利点があ
る。以上に述べた如く本発明のエポキシ樹脂組成物
は、二液型で保存性にすぐれ、しかも速硬化性で
かつその硬化物は耐熱性、接着性及び耐衝撃性に
優れているため、種々の成形用、注型用、含浸
用、接着用等の用途に用いることができる。以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。なお実施例中の部は重量部を示す。実施例１ビスフエノールＡ型エポキシ樹脂（油化シエル
エポキシ社製、商品名；エピコート828、エポキ
シ当量約190）50部およびカルボキシル基含有ア
クリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム（B.F.
Goodrich Chemical社製、商品名；Hycar
CTBN1300X8、数平均分子量3400、平均カルボ
キシル基数1.9）50部を溶解混合釜中で150℃で３
時間反応を行わせ、ゴム変性エポキシ樹脂を得
た。このゴム変性エポキシ樹脂15部、エピコート
828（前出）85部を常温で１時間混合を行い主剤成
分とした。次ぎにポリエーテルポリアミン（三井石油化学
エポキシ社製、商品名；エポミツクQ693、数平
均分子量1700）10部、ジシアンジアミド８部、３
−（３，４−ジクロルフエニル）−１，１−ジメチ
ル尿素２部を溶解混合釜中で常温で１時間混練
し、さらに３本ロールに通して硬化剤成分とし
た。上記主剤成分と硬化剤成分とを混合し、150℃
で30分間加熱硬化して得られた硬化物の特性を第
１表に示す。比較例１〜６主剤成分は実施例１と同様とし、硬化剤成分は
それぞれの成分の配合量を第１表に従つて変えて
実施例１と同様に調整した。この主剤成分と硬化
剤成分とを第１表に従つて混合し実施例１と同様
に加熱後の硬化物特性を第１表に示す。比較例７実施例１で得たゴム変性エポキシ樹脂５部、エ
ピコート828（前出）95部を用いて主剤成分を調整
する以外は実施例１と同様にして得た硬化物特性
を第１表に示す。比較例８主剤成分を実施例１で得たゴム変性エポキシ樹
脂100部のみとする以外は実施例１と同様にして
得た硬化物特性を第１表に示す。実施例２エピコート828（前出）80部およびHycar
CTBN 1300X8（前出）20部を溶解混合釜中で170
℃で1.5時間反応を行わせ、ゴム変性エポキシ樹
脂を得た。このゴム変性エポキシ樹脂100部、シ
ランカツプリング剤（信越化学社製、商品名；
KBM403）１部、タルク（朝倉粉剤社製、商品
名；Ｓ−タクル）20部を溶解混合釜中で常温で１
時間混練し、さらに３本ロールに通して主剤成分
とした。次ぎにエポミツクQ693（前出）５部、ジシアン
ジアミド15部、３−（ｐ−クロルフエニル）−１，
１−ジメチル尿素１部を溶解混合釜中で常温で１
時間混練し、さらに３本ロールに通して硬化剤成
分とした。上記主剤成分と硬化剤成分とを混合し、150℃
で30分間加熱硬化して得られた硬化物の特性を第
２表に示す。比較例９硬化剤成分としてエポミツクQ693のみを用い
て主剤成分／硬化剤成分を２／１（重量比）で混
合する以外は実施例２と同様にして得られた硬化
物の特性を第２表に示す。比較例 10 硬化剤成分としてジシアンジアミド15部と３−
（ｐ−クロルフエニル）−１，１−ジメチル尿素１
部とをドライブレンドしたものを用いて主剤成
分／硬化剤成分を６／１（重量比）で混合する以
外は実施例２と同様にして得られた硬化物の特性
を第２表に示す。実施例３エピコート828（前出）80部およびカルボキシル
基含有ブタジエンゴム（日本曹達社製、商品名；
NISSO−PB Ｃ−2000、平均カルボキシル基数
２）20部を溶解混合釜中で160℃で２時間反応を
行わせ、ゴム変性エポキシ樹脂を得た。このゴム
変性エポキシ樹脂20部、エピコート828 60部、エ
ピコート1001（油化シエルエポキシ社製）20部、
炭酸カルシウム（日東粉化社製、商品名；SS−
70）20部を溶解混合釜中で50℃で１時間混練し、
室温まで冷却後さらに３本ロールに通して主剤成
分とした。次ぎにエポミツクQ693（前出）20部、ジシアン
ジアミド５部、３−（３，４−ジクロルフエニル）
−１，１−ジメチル尿素３部を溶解混合釜中で常
温で１時間混練し、さらに３本ロールに通して硬
化剤成分とした。上記主剤成分と硬化剤成分とを混合し、150℃
で30分間加熱硬化して得られた硬化物の特性を第
２表に示す。上記実施例及び比較例から明らかなように、本
発明のエポキシ樹脂組成物は速硬化性でかつその
硬化物は耐熱性、接着性及び耐衝撃性に優れてい
ることがわかる。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】１主剤成分と硬化剤成分とからなる二液型のエ
ポキシ樹脂組成物であつて、主剤成分がエポキシ
樹脂とカルボキシル基含有ゴム質ポリマーとから
得られるゴム変性エポキシ樹脂またはこれとエポ
キシ樹脂との混合物を主成分(a)とするもので、か
つ該主成分(a)中のゴム質ポリマー含有率が３〜30
重量％であり、硬化剤成分が上記主成分(a)100重
量部に対して、(b)ポリエーテルポリアミン５〜30
重量部、(c)ジシアンジアミド２〜20重量部及び(d)
３−置換フエニル−１，１−ジメチル尿素誘導体
0.5〜５重量部を含有することを特徴とするエポ
キシ樹脂組成物。２３−置換フエニル−１，１−ジメチル尿素誘
導体が、３−（ｐ−クロルフエニル）−１，１−ジ
メチル尿素または３−（３，４−ジクロルフエニ
ル）−１，１−ジメチル尿素である特許請求の範
囲第１項記載のエポキシ樹脂組成物。