JPH05117367A - 4−メチル−2−モルホリノンを硬化剤として含むエポキシ樹脂組成物 - Google Patents

4−メチル−2−モルホリノンを硬化剤として含むエポキシ樹脂組成物

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JPH05117367A
JPH05117367A JP3351734A JP35173491A JPH05117367A JP H05117367 A JPH05117367 A JP H05117367A JP 3351734 A JP3351734 A JP 3351734A JP 35173491 A JP35173491 A JP 35173491A JP H05117367 A JPH05117367 A JP H05117367A
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methyl
curing agent
morpholinone
epoxy resin
epoxy
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JP3351734A
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Harold George Waddill
ハロルド・ジヨージ・ワツデイル
Wei-Yang Su
ウエイ−ヤン・スー
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Texaco Chemical Co
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 少量の硬化剤しか必要としない新規なエポキ
シ樹脂の硬化触媒と、それを用いる硬化システムを提供
する。 【構成】 1分子当たり平均少なくとも1.8個の1,
2−エポキシ基を有するビシナルなポリエポキシドと、
4−メチル−2−モルホリノンを含む硬化剤であること
を特徴とする硬化剤とを含む硬化性エポキシ樹脂組成
物。4−メチル−2−モルホリノンは、単独で硬化剤と
して用いても、他の硬化システムと組み合わせて、促進
剤として用いてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、4−メチル−2−モル
ホリンで硬化したエポキシ樹脂組成物の製造法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】エポキシ樹脂は、幅広い高分子材料群を
なしており、それらは広範な物性をもっている。硬化前
の組成物はエポキシド類を含有し、この組成物はある種
の触媒や硬化剤と反応して硬化し、種々の望ましい特性
を有する硬化エポキシ樹脂を提供する。
【0003】最も一般的なエポキシ樹脂は、エピクロロ
ヒドリンとビスフェノールAとの縮合物である。これら
の系は、従来の硬化剤、例えばポリアミン、ポリカルボ
ン酸、酸無水物およびルイス塩により硬化させることが
できる。ビスフェノールAを出発物質とするエポキシ組
成物は、硬化の際に良好な接着性を有するが、多くは本
来、硬質で脆く、そのために硬化エポキシ樹脂の使用
は、剥離力の作用しないところに限定されている。
【0004】ある種の置換イミダゾールをエポキシ樹脂
の硬化剤として使用することは公知技術である。Chemic
al Week 95巻(1965年7月31日)には、イミダゾー
ル類は一般に、ビスフェノールAジグリシジルエーテル
(DGEBA)とともに低濃度で使用される際に、15
0℃までの熱変形温度と、芳香族アミン硬化に期待し得
る範囲の他の高温特性をもたらすと記述されている。こ
の改善された耐熱性は、4000〜8000cPの粘度を有し、か
つ長期のポットライフを有する過冷却液体によってもた
らされる。通常、イミダゾール類は固体の状態にあり、
硬化しようとする樹脂に予測可能な結果を生じさせる。
例えば、低温時において相当量の樹脂のゲル化を予測で
きる。
【0005】イミダゾール類およびアルキルイミダゾー
ル類の塩を半潜在性エポキシ硬化剤として使用すること
は公知であり、このことは「CUREZOL 2MZ-OK 2PZ-OK」 と
題されたShikodu 社のデータシートに記載されている。
そこでは、結晶性のイソシアヌル酸付加化合物からなる
硬化剤が開示されている。そうした塩は通常、比較的高
温で溶融または分解する固体である。
【0006】2−エチル−4−メチルイミダゾールは、
化学文献にエポキシ硬化剤として記載されている。Hand
book of Epoxy Resins, Lee and Nevill, Ref. 95,
Ch.10(1965)を参考されたい。
【0007】特開昭63−308030号公報では、ア
ルキル基に1〜6個の炭素原子を含む、1−アルキル−
2−フェニルイミダゾールからなる硬化剤が記載されて
いる。
【0008】米国特許第4931528号明細書には、
1−イソプロピル−2−メチルイミダゾールが開示され
ている。さらに、特願平3−250342号において、
置換イミダゾール類をエポキシ樹脂の硬化剤として用い
ることが提案されている。
【0009】これらのエポキシ樹脂は、硬化の際に化学
量論的な量、換言すれば多量の硬化剤を必要とする。な
お、モルホリノン類をエポキシ樹脂の硬化剤として用い
ることは知られていない。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、少量
の硬化剤しか必要としないエポキシ樹脂の新規な硬化性
組成物を提供することである。本発明の他の目的は、上
記と同様の特徴を有するエポキシ樹脂の新規な硬化方法
を提供することである。本発明のもうひとつの目的は、
上記の硬化性のエポキシ樹脂組成物より得られる新規な
硬化したエポキシ樹脂組成物を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、1.8以上の
エポキシド含有量を有するビシナルなポリエポキシド
と、それを硬化させるのに必要な量の4−メチル−2−
モルホリノンとを含む硬化性エポキシ樹脂に関する。本
発明はまた、1.8以上のエポキシド含有量を有するビ
シナルなポリエポキシドを、硬化させるのに必要な量の
4−メチル−2−モルホリノンで硬化させる方法に関す
る。
【0012】4−メチル−2−モルホリノンは単独で用
いることも、反応性エポキシ樹脂の通常の硬化剤の促進
剤として用いることもできる。
【0013】耐熱、耐薬品性の向上したエポキシ処方が
開発された。該処方は、4−メチル−2−モルホリノン
で硬化したポリエポキシドを使用する。4−メチル−2
−モルホリノンはまた、酸無水物又はジシアノジアミン
(DICY)のような公知の硬化剤と組み合わせると
き、エポキシ樹脂の硬化を促進することが見出された。
【0014】4−メチル−2−モルホリノンで硬化され
るビシナルなエポキシドは、1分子当たり平均少なくと
も1.8個の反応性1,2−エポキシ基を有する芳香族
有機化合物である。これらのポリエポキシド物質は単量
体でも重合体でもよく、モノ芳香族性でもヘテロ芳香族
性でもよく、そしてもし望むならば、エポキシ基以外の
他の置換基、たとえば、水酸基、エーテル基又は芳香性
ハロゲン原子で置換していてもよい。これらのビシナル
なポリエポキシドを含有する化合物は、代表的には15
0〜250のエポキシ当量(EEW)を有する。好まし
くは175〜195のエポキシ当量を有するベース樹脂
は、エピクロロヒドリンをビスフェノールA(4,4’
−イソプロピリデンジフェノール又は2,2−ビス(p
−ヒドロキシフェニル)プロパン)と縮合して2,2−
ビス(p−2,3−エポキシプロポキシフェニル)プロ
パンを形成することによって得られる。
【0015】好ましいポリエポキシドは、対応するアリ
ルエーテルをエポキシ化するか、公知の手順によって過
剰モルのエピクロルヒドリンと、イソプロピリデンビス
フェノール、ノボラック又はレゾルシノールのような芳
香族ポリヒドロキシ化合物とを反応させて合成されたこ
れらのグリシジルエーテルである。メチレン又はイソプ
ロピリデンビスフェノールのエポキシ誘導体はとくに好
ましい。
【0016】本発明によって有用な、広く用いられる種
類のポリエポキシドは、エピクロロヒドリンのようなエ
ピハロヒドリンを、多価フェノール又は多価アルコール
と反応させて得られる樹脂状のエポキシポリエーテルを
包含する。エポキシ樹脂は1分子当たり平均少なくとも
1.8個の反応性の1,2−エポキシ基を有する。例示
的であるがけっして包括的でない好適な多価フェノール
は、4,4’−イソプロピリデンビスフェノール、2,
4’−ジヒドロキシジフェニルエチルメタン、3,3’
−ジヒドロキシジフェニルジエチルメタン、3,4’−
ジヒドロキシジフェニルメチルプロピルメタン、2,
3’−ジヒドロキシジフェニルエチルフェニルメタン、
4,4’−ジヒドキシジフェニルブチルフェニルメタ
ン、2,2’−ジヒドロキシジフェニルジトリルメタン
及び4,4’−ジヒドロキシジフェニルトリルメチルメ
タンを包含する。同様にエピハロヒドリンと共反応して
それらのエポキシポリエーテルを合成する他の多価フェ
ノールは、レゾルシノール、ヒドロキノン及び置換ヒド
ロキノン、たとえばメチルヒドロキノンのような化合物
である。
【0017】多価アルコールのうち、エピハロヒドリン
と共反応してこれらの樹脂状エポキシポリエーテルを合
成することのできるものは、エチレングリコール、プロ
ピレングリコール、ブチレングリコール、ペンタンジオ
ール、2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)
プロパン、1,4−ジメチロールベンゼン、グリセリ
ン、1,2,6−ヘキサントリオール、トリメチロール
プロパン、マンニトール、ソルビトール、エリトリトー
ル、ペンタントリオール;それらの二量体、三量体及び
より高度の重合体(たとえばポリエチレングリコール、
ポリプロピレングリコール、トリグリセロール又はジペ
ンタエリトリトール;ポリアリルアルコール;2,
2’,3,3’−テトラヒドロキシジプロピルスルフィ
ドのような多価チオエーテル;モノチオグリセリン又は
ジチオグリセリンのようなメルカプトアルコール;モノ
ステアリン又はペンタエリトリトールのような多価アル
コール部分エーテル;グリセリン、ソルビトール、又は
ペンタエリトリトールのモノクロロヒドリンのようなハ
ロゲン化多価アルコールのような化合物である。
【0018】本発明にとって有用な他の種類のポリエポ
キシドは、好ましくは塩基性触媒、たとえば水酸化ナト
リウム又は水酸化カリウムの存在下に、エピクロロヒド
リンのようなエピハロヒドリンを、アルデヒド、たとえ
ばホルアルデヒドの樹脂状縮合物及び1価のフェノー
ル、たとえばフェノール自身か、多価フェノールと反応
させて得られるエポキシノボラック樹脂を包含する。こ
れらのエポキシノボラック樹脂の性質と合成に関するこ
れ以上の詳細は、H.Lee 及びK.Neville のHandbook of
Epoxy Resins, McGraw Hill Book Co., New York(1967)
から得ることができる。
【0019】本発明の実施にとって有用なビシナルなポ
リエポキシ化合物は、これまでに記載されたものに限定
されるのではなく、これらのポリエポキシドは、単にビ
シナルなポリエポキシド全体の代表的な種類として考え
るべきであることは、当業者には容易に理解されるであ
ろう。
【0020】4−メチル−2−モルホリノンが、本発明
に有用であることが見出された。4−メチル−2−モル
ホリノンは単独で硬化剤として用いることができる。酸
無水物又はジシアノジアミン(DICY)のような他の
公知の硬化システムや硬化剤と組み合わせられるとき、
後述の実施例に示されるように、4−メチル−2−モル
ホリノンは促進効果をもたらす。
【0021】既存の硬化剤は、通常、処方に化学量論的
な量、すなわちエポキシ樹脂の成分における各エポキシ
基に対して、硬化剤成分に1個の反応性水素原子が存在
するような量が添加される。しかし本発明の硬化剤は、
それが反応性水素原子を所有せず、むしろ触媒的な硬化
剤のように働く。反応性は、完全に置換された窒化原子
の非分割電子対に由来する。活性は本質において触媒的
なので、ほんの少量の硬化剤しか必要としない。最適の
性質を発現するために要する硬化剤の量は、それぞれの
第3級アミンの構造が、その反応性や、したがって硬化
性を決定するので、当業者に公知の方法による型どおり
の実験法のみによって決めることができる。本発明の生
成物にとって、性質を発現するために必要とする量は、
エポキシ樹脂をベースにして約9%であって、硬化剤の
量がより少なくても、より多くても、硬化した樹脂の性
質に悪影響がある。
【0022】
【発明の効果】本発明によって、4−メチル−2−モル
ホリノンを単独で硬化剤として用い、又は他の公知の硬
化系に促進剤として用いることによって、少量の硬化剤
しか必要としない硬化性エポキシ樹脂組成物、ならびに
エポキシ樹脂を硬化する方法を得ることが可能になる。
【0023】
【実施例】下記の表1〜表3は、4−メチル−2−モル
ホリノンそれ自身によって(表1)又は酸無水物(表
2)もしくはジシアノジアミン(表3)とともに用いて
硬化したエポキシ樹脂の性質を説明するものである。
【0024】
【表1】
【0025】
【表2】
【0026】
【表3】
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年3月4日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項1
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項4
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項7
【補正方法】変更
【補正内容】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウエイ−ヤン・スー アメリカ合衆国、テキサス 78759、オー スチン、ナイツ・ブリツジ 11814

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1分子当たり平均少なくとも1.8個の
    1,2−エポキシ基を有するビシナルなポリエポキシド
    と、4−メチル−2−モルホリノンを含む硬化剤である
    ことを特徴とする硬化剤とを含む硬化性エポキシ樹脂組
    成物。
  2. 【請求項2】 硬化剤が4−メチル−2−モルホリノン
    からなる請求項1記載の組成物。
  3. 【請求項3】 硬化剤が4−メチル−2−モルホリノン
    及び酸無水剤又はジシアノジアミドを含む請求項1記載
    の組成物。
  4. 【請求項4】 1分子当たり平均少なくとも1.8個の
    1,2−エポキシ基を有するビシナルなポリエポキシド
    を、4−メチル−2−モルホリノンを含む硬化剤である
    ことを特徴とする硬化剤と混合することを含むエポキシ
    樹脂を硬化する方法。
  5. 【請求項5】 硬化剤が4−メチル−2−モルホリノン
    からなる請求項4記載の方法。
  6. 【請求項6】 硬化剤が4−メチル−2−モルホリノン
    及び酸無水物又はジシアノジアミドを含む請求項4記載
    の方法。
  7. 【請求項7】 1分子当たり平均少なくとも1.8個の
    1,2−エポキシ基を有するビシナルなポリエポキシド
    と、4−メチル−2−ピロリドンを含む硬化剤であるこ
    とを特徴とする硬化剤との反応生成物を含む硬化したエ
    ポキシ樹脂組成物。
  8. 【請求項8】 硬化剤が4−メチル−2−モルホリンか
    らなる請求項7記載の組成物。
  9. 【請求項9】 硬化剤が4−メチル−2−モルホリン及
    び酸無水物又はジシアノジアミドを含む請求項7記載の
    組成物。
  10. 【請求項10】 単独又は酸無水物もしくはジシアノジ
    アミドとの組合せにおける、4−メチル−2−モルホリ
    ンを含むエポキシ樹脂硬化剤。
JP3351734A 1990-12-17 1991-12-16 4−メチル−2−モルホリノンを硬化剤として含むエポキシ樹脂組成物 Pending JPH05117367A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US628558 1984-07-06
US07/628,558 US5093458A (en) 1990-12-17 1990-12-17 4-methyl-2-morpholinone as a curative for epoxy resin compositions

Publications (1)

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JPH05117367A true JPH05117367A (ja) 1993-05-14

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JP3351734A Pending JPH05117367A (ja) 1990-12-17 1991-12-16 4−メチル−2−モルホリノンを硬化剤として含むエポキシ樹脂組成物

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EP (1) EP0491462A3 (ja)
JP (1) JPH05117367A (ja)
CA (1) CA2056815A1 (ja)

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Also Published As

Publication number Publication date
EP0491462A3 (en) 1992-11-25
CA2056815A1 (en) 1992-06-18
EP0491462A2 (en) 1992-06-24
US5093458A (en) 1992-03-03

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