JPH06157720A - エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

エポキシ樹脂組成物

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JPH06157720A
JPH06157720A JP33816092A JP33816092A JPH06157720A JP H06157720 A JPH06157720 A JP H06157720A JP 33816092 A JP33816092 A JP 33816092A JP 33816092 A JP33816092 A JP 33816092A JP H06157720 A JPH06157720 A JP H06157720A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
epoxy resin
anhydride
resin composition
acid
polycarboxylic acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP33816092A
Other languages
English (en)
Inventor
Masahiko Yamanaka
正彦 山中
Tsuratake Fujitani
貫剛 藤谷
Shoji Tani
昭二 谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
New Japan Chemical Co Ltd
Original Assignee
New Japan Chemical Co Ltd
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Publication date
Application filed by New Japan Chemical Co Ltd filed Critical New Japan Chemical Co Ltd
Priority to JP33816092A priority Critical patent/JPH06157720A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐熱性及び可撓性に優れたエポキシ樹脂組成
物を提供する。 【構成】 1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸
(無水物)と多価アルコール類から得られ、少なくとも
6個のカルボキシル基を有するポリカルボン酸を配合す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エポキシ樹脂組成物に
関し、更に詳しくは優れた耐熱性と可撓性とを併せもつ
エポキシ樹脂組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、エポキシ樹脂は、電気的特性、
機械的特性、耐薬品性等に優れることから、電気絶縁分
野、土木、接着、塗料分野に使用されてきた。中でも、
硬化剤として酸無水物を使用したエポキシ樹脂組成物
は、電気特性に優れることから、電気絶縁材料に多用さ
れている。
【0003】しかしながら、これらの電気絶縁材料は、
硬化時の収縮や熱衝撃等による歪みにより注型物にクラ
ックが発生したり、注型部品を損傷したりする、いわゆ
る可撓性の欠如が指摘されてきた。
【0004】かかる欠点を解決する手段の一つに、硬化
剤としてアルケニル無水コハク酸を使用する方法が知ら
れている(例えば、Polym. Eng. Sci.,13,(5),357(193
7))が、当該エポキシ樹脂組成物から得られる硬化物
は、可撓性が付与されるものの、熱変形温度が低くな
り、エポキシ樹脂本来の充分な性能が出せない欠点があ
った。
【0005】又、古くから、ポリアゼライン酸ポリ無水
物、ポリセバシン酸無水物等が可撓性の付与できる硬化
剤としてよく知られているが、これらの配合物も可撓性
は改善されるものの、耐熱性が不十分である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、硬化物のガ
ラス転移温度が高く、即ち、耐熱性に優れ、且つ注型物
に充分な可撓性が付与される成型物を得るための新規有
用なエポキシ樹脂組成物を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意検討の結果、特定の構造を有するポリ
カルボン酸を硬化剤成分として配合してなるエポキシ樹
脂組成物が、所定の効果を奏することを見いだし、かか
る知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【0008】本発明に係るエポキシ樹脂組成物は、1,
2,3,4−ブタンテトラカルボン酸(以下「BTC」
と略記する。)及び/又はその無水物と多価アルコール
類から得られ、少なくとも6個のカルボキシル基を有す
るポリカルボン酸(以下「本ポリカルボン酸」とい
う。)を含有することを特徴とする。
【0009】BTC無水物としては、BTCの一無水物
と二無水物があり、その何れも該当し、無水環の結合位
置は問わない。
【0010】本ポリカルボン酸を調製するに際して用い
られる多価アルコール類としては、二価のアルコール類
が適当であり、好ましいジオールとしては、ポリ(重合
度=10〜500)プロピレングリコール、ポリ(重合
度=10〜500)エチレングリコール、ポリ(重合度
=4〜500)テトラメチレングリコール、ポリ(重合
度=5〜500)ブタジエングリコール、水素化ポリ
(重合度=5〜500)ブタジエングリコール、ポリエ
ステルポリオール等が例示され、中でもポリ(重合度=
20〜200)プロピレングリコールやポリ(重合度=
10〜200)ブタジエングリコール等が推奨される。
【0011】本ポリカルボン酸は、例えば、本発明者ら
が先に提案した方法(特願平3−185208号)に準
じ、BTCと所定の多価アルコール類とを脱水縮合し、
又はBTC無水物と所定の多価アルコール類とを付加反
応せしめることにより調製される。
【0012】かくして得られる本ポリカルボン酸の構造
式として、一般式(1)が例示される。
【化1】 [式中、X、Yは同一又は異なって、一価のBTC残基
を表す。Bは二価のBTC残基を表す。AOは多価アル
コール残基を表す。nは0〜10、好ましくは0〜5の
整数を表す。]
【0013】一般式(1)において、一価のBTC残基
としては、一般式(2)又は一般式(3)で表される基
が例示される。
【化2】
【0014】
【化3】
【0015】一般式(1)において、二価のBTC残基
としては、一般式(4)乃至一般式(7)で表される基
が例示される。
【化4】
【0016】
【化5】
【0017】
【化6】
【0018】
【化7】
【0019】多価アルコール残基としては、一般式
(8)乃至一般式(13)で表される基が例示される。
【化8】 [式中、aは10〜500、好ましくは20〜200の
整数を表す。]
【0020】
【化9】 [式中、b+cは10〜500、好ましくは20〜20
0の整数を表す。]
【0021】
【化10】 [式中、dは4〜500、好ましくは10〜200の整
数を表す。]
【0022】
【化11】 [式中、eは5〜500、好ましくは10〜200の整
数を表す。]
【0023】
【化12】 [式中、fは5〜500、好ましくは10〜200の整
数を表す。]
【0024】
【化13】 [式中、gは5〜500、好ましくは10〜200の整
数を表す。R1は単結合、
【化14】
【化15】 又は
【化16】 を表す。hは1〜12、好ましくは2〜6の整数を表
す。R2
【化17】 を表す。iは2〜12、好ましくは3〜6の整数を表
す。]
【0025】一般式(1)においてnが10を越えた場
合や一般式(8)乃至一般式(13)におけるa〜iが
夫々所定の範囲を越えた場合には硬化物のガラス転移温
度が極端に低下し、又、a〜iが夫々所定の範囲未満の
場合には充分な可撓性が得られにくく、何れの場合も好
ましくない。
【0026】本発明において用いられるエポキシ樹脂
は、1分子当たり1個以上のエポキシ基を有するもので
あればよく、例えば、ビスフェノールAやビスフェノー
ルFとエピハロヒドリンとから合成されるグリシジルエ
ーテル型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、
3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3’,4’−
エポキシシクロヘキサンカルボキシレート等の脂環式エ
ポキシ樹脂、ヘキサヒドロフタル酸やテトラヒドロフタ
ル酸のジグリシジルエステル等のグリシジルエステル型
エポキシ樹脂、水素化ビスフェノールA、シクロヘキサ
ンジメタノール等から得られる脂環型エポキシ樹脂、ポ
リエステルポリオール、ポリエーテルポリオールから得
られるエポキシ樹脂、ポリブタジエンやポリイソプレン
等の不飽和重合体のエポキシ化合物が挙げられる。更
に、ビスフェノールの代わりに多価フェノールを使用し
たり、フタル酸の代わりに従来公知の他の多塩基酸を用
いることもできる。
【0027】本発明に係るエポキシ樹脂組成物におい
て、本ポリカルボン酸と共に各種のカルボン酸無水物を
硬化剤成分として用いることにより、得られる硬化物の
ガラス転移温度をより一層改善することができる。
【0028】かかるカルボン酸無水物系硬化剤として
は、テトラヒドロ無水フタル酸、無水フタル酸、ヘキサ
ヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル
酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、ナジック酸無水
物、メチルナジック酸無水物、ピロメリット酸無水物、
ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、エチレングリ
コールビス(アンヒドロトリメリテート)、グリセロー
ルトリス(アンヒドロトリメリテート)、無水ヘット
酸、無水テトラブロモフタル酸等の1種又は2種以上が
混合して使用され、中でもメチルテトラヒドロ無水フタ
ル酸やメチルヘキサヒドロ無水フタル酸が好ましい。
【0029】カルボン酸無水物系硬化剤と本ポリカルボ
ン酸との併用比率(重量基準)としては、カルボン酸無
水物:本ポリカルボン酸=20:80〜95:5、特に
40:60〜90:10が適当である。当該範囲を外れ
た場合には、組成物の粘度の増大による作業性の悪化や
硬化物のガラス転移温度、機械的強度等の低下を起こす
傾向にある。
【0030】本発明に係るエポキシ樹脂組成物におい
て、エポキシ樹脂に対する本ポリカルボン酸又は本ポリ
カルボン酸とカルボン酸無水物の配合比率は、所定の効
果が得られる限り特に限定されないものの、通常、エポ
キシ基1当量当たり、遊離のカルボキシル基又は遊離の
カルボキシル基と酸無水物基との合計が0.4〜1.5当
量程度であり、特に0.8〜1.3当量程度が推奨され
る。当該範囲を外れた場合には、硬化物のガラス転移温
度、機械的強度等の低下を起こす傾向にある。
【0031】又、本ポリカルボン酸とフェノールノボラ
ック樹脂、クレゾールノボラック樹脂等のフェノール樹
脂系硬化剤とを併用した場合にも当該硬化物のガラス転
移温度を改善することができる。この場合、従来公知の
希釈剤、例えば、ブタノール、オクタノール、デカノー
ル、ドデカノール等に例示される炭素数4〜18の脂肪
族アルコールのグリシジルエーテル、1,6−ヘキサン
ジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、トリ
メチロールプロパン、ネオペンチルグリコール等のポリ
オールのグリシジルエーテル、フェノール、クレゾー
ル、アルキル置換フェノール等のフェノール類のグリシ
ジルエーテル等を用いて粘度を低減し、作業性を改善す
ることが好ましい。
【0032】更に、本発明に係るエポキシ樹脂組成物に
は、第三級アミン、イミダゾール類、金属エステル系化
合物、燐系化合物、潜在性硬化促進剤等に例示される公
知の反応促進剤を使用することができる。
【0033】第三級アミンとしては、N,N−ジメチル
シクロヘキシルアミン、N,N−ジメチルアニリン、ジ
メチルベンジルアミン、N,N−ジメチルラウリルアミ
ン、1,3,5−トリスジメチルアミノメチルフェノー
ル等が例示される。
【0034】イミダゾール類としては、2−エチル−4
−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−エチル
−4−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−エチル
イミダゾール、2−フェニルイミダゾール等やこれらの
トリメリット酸、酢酸、フェノール等の塩が例示され
る。
【0035】金属エステル系化合物としては、ジオクチ
ル錫オキサイド、ジブチル錫オキサイド、オクチル酸
錫、ステアリン酸錫等の錫系化合物や、オクチル酸亜鉛
等が例示される。
【0036】燐系化合物としては、トリフェニルホスフ
ィン、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレ
ート等が例示される。
【0037】潜在性硬化促進剤としては、第4級有機ア
ルソニウム塩、有機酸ヒドラジド系化合物、脂肪族スル
ホニウム塩、金属アセチルアセトネート類、マイクロカ
プセル化促進剤等が例示される。
【0038】かかる反応促進剤は、単独で使用しても2
種以上を併用してもよく、通常、エポキシ樹脂100重
量部に対して0.01〜10重量部程度、好ましくは、
0.1〜5重量部添加される。
【0039】当該エポキシ樹脂組成物には、シリカ、ア
ルミナ、ハイドロタルサイト、水酸化アルミニウム、タ
ルク、ケイソウ土、マイカ、アスベスト、炭酸カルシウ
ム、硫酸バリウム、ガラスビーズ、ガラス繊維等の無機
充填剤、酸化アンチモン、ハロゲン化合物、燐化合物等
の難燃剤、酸化チタン、カーボンブラック、酸化鉄、フ
タロシアニン化合物等の顔料、染料、シランカップリン
グ剤、チタン系カップリング剤、沈降防止剤、希釈剤、
可塑剤、抗酸化剤、消泡剤、離型剤等の各種の添加剤や
基材を本発明の所定の効果に悪影響を及ぼさない範囲内
で適宜配合することができる。
【0040】かくして得られるエポキシ樹脂組成物は、
コイル、トランジスタ、コンデンサ、抵抗器、ダイオー
ド、集積回路等の電気機器部品や、とりわけ淡色の硬化
物が得られる組成物にあっては、発光ダイオード、太陽
電池、受光素子等のオプトエレクトロニクス部材の性能
を維持、向上させるための含浸・注型用電気絶縁材料と
して特に有用である。
【0041】
【実施例】以下に製造例、実施例及び比較例を掲げ、本
発明を詳説する。尚、各例において得られるエポキシ樹
脂硬化物の特性は、次の方法により測定し評価した。
【0042】耐熱衝撃性 実施例に従ってボルトを埋め込んだ硬化物について、第
1表に示す冷熱サイクルを実施し、クラックを生じる直
前のポイントを測定した。
【表1】
【0043】ガラス転移温度 硬化物から切りだした試料について、示差走査熱量分析
装置((株)島津製作所製、DSC−30)を用いて測定
する。
【0044】製造例1 回転式攪拌装置、デカンタ及び温度計を備えた反応器に
ポリプロピレングリコール(分子量1000、以下「P
PG1000」と略記する。)1モルとBTC2モルを
仕込み、減圧下、200℃に加熱して攪拌しつつ、2モ
ルの生成水を留去した。その結果、酸価235、鹸化価
313のガラス状の固体状物(以下「本ポリカルボン酸
1」という。)が得られた。
【0045】製造例2 回転式攪拌装置及び温度計を備えた反応器にポリプロピ
レングリコール(分子量2000)1モルとBTC一無
水物2モルを仕込み、120℃に加熱して混合溶解し
た。その結果、酸価138、鹸化価184の粘稠液状物
(以下「本ポリカルボン酸2」という。)が得られた。
【0046】製造例3 2モルのPPG1000と3モルのBTCを原料とした
他は実施例1に準じて操作した。その結果、酸価17
0、鹸化価255のガラス状の固体状物(以下「本ポリ
カルボン酸3」という。)が得られた。
【0047】製造例4 1モルのポリテトラメチレングリコール(分子量100
0)と2モルのBTCを原料とした他は実施例1に準じ
て操作した。その結果、酸価235、鹸化価313の粘
稠液状物(以下「本ポリカルボン酸4」という。)が得
られた。
【0048】実施例1 ビスフェノールAジグリシジルエーテル(以下「DGE
BA」と略記する。商品名:エピコート828、油化シ
ェルエポキシ(株)、エポキシ当量190)100重量
部、メチルテトラヒドロ無水フタル酸(以下「Me−T
HPA」と略記する。)83重量部、「本ポリカルボン
酸1」30重量部及びベンジルジメチルアミン(以下
「BDMA」と略記する。)1.0重量部を混合して得
られたエポキシ樹脂組成物5.0gを、内径13mm、深
さ65mmのポリプロピレン製試験管に入れ、ボルト(M
6×70mm、ユニクロメッキ仕上げ)を挿入し、室温
下、5mmHgの条件で脱泡後、100℃×2時間+130
℃×15時間の硬化条件で硬化させ、得られた硬化物の
耐熱衝撃性とガラス転移温度を測定した。得られた結果
を第2表に示す。
【0049】実施例2〜5 本ポリカルボン酸の種類及び配合組成を変化させた他は
実施例1に準じて硬化物を作成し、このものの耐熱衝撃
性とガラス転移温度を測定した。得られた結果を第2表
に示す。
【0050】実施例6 本ポリカルボン酸2を単独で使用した樹脂組成物の硬化
物を実施例1に準じて作成し、このものの耐熱衝撃性と
ガラス転移温度を測定した。得られた結果を第2表に示
す。
【0051】比較例1 DGEBA100重量部、Me−THPA87重量部及
びBDMA1.0重量部の配合混合物を実施例1に示し
た条件で硬化させ、得られた硬化物の耐熱衝撃性とガラ
ス転移温度を測定した。その結果を第2表に示す。
【0052】比較例2 DGEBA100重量部、ドデセニル無水コハク酸(以
下「DDSA」と略記する。)135重量部、BDMA
1.0重量部の配合混合物を実施例1に示した条件で硬
化させて得られた硬化物の耐熱衝撃性とガラス転移温度
を測定した。その結果を第2表に示す。
【0053】
【発明の効果】本発明に係るエポキシ樹脂組成物は、硬
化時の収縮や熱衝撃による注型物のクラックの発生を抑
制し得る結果、硬化物の耐熱性を損なうことなく、可撓
性の著しい改良を図ることが可能となる。
【0054】
【表2】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1,2,3,4−ブタンテトラカルボン
    酸及び/又はその無水物と多価アルコール類から得ら
    れ、少なくとも6個のカルボキシル基を有するポリカル
    ボン酸を含有することを特徴とするエポキシ樹脂組成
    物。
  2. 【請求項2】 カルボン酸無水物系硬化剤を併用してな
    る請求項1に記載のエポキシ樹脂組成物。
JP33816092A 1992-11-24 1992-11-24 エポキシ樹脂組成物 Pending JPH06157720A (ja)

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JP33816092A JPH06157720A (ja) 1992-11-24 1992-11-24 エポキシ樹脂組成物

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JP33816092A JPH06157720A (ja) 1992-11-24 1992-11-24 エポキシ樹脂組成物

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007277469A (ja) * 2006-04-11 2007-10-25 Kyocera Chemical Corp 注形用エポキシ樹脂組成物及び電気・電子部品装置

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