JPH06316627A - エポキシ樹脂用硬化剤及びそれを用いるエポキシ樹脂の硬化法 - Google Patents

エポキシ樹脂用硬化剤及びそれを用いるエポキシ樹脂の硬化法

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JPH06316627A
JPH06316627A JP12777893A JP12777893A JPH06316627A JP H06316627 A JPH06316627 A JP H06316627A JP 12777893 A JP12777893 A JP 12777893A JP 12777893 A JP12777893 A JP 12777893A JP H06316627 A JPH06316627 A JP H06316627A
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JP
Japan
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epoxy resin
curing agent
curing
same
present
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JP12777893A
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Inventor
Sachiko Ooka
祥子 大岡
Masaki Fujimoto
昌樹 藤本
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Nippon Kayaku Co Ltd
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Nippon Kayaku Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】靭性、引っ張り強度等に優れ、繊維強化複合材
料、成形材料接着剤等に有用なエポキシ樹脂用硬化剤及
び硬化法を提供する。 【構成】Nーアルキルアニリンとホルムアルデヒドを縮
合して得られる芳香族アミンをエポキシ樹脂硬化剤とし
て用いる。

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用硬化剤及
びエポキシ樹脂の硬化法に関する。更に詳しくは作業
性、硬化性が良好であり、靭性、引っ張り強度に優れ、
繊維強化複合材料、成形材料接着剤等に有用なエポキシ
樹脂硬化剤及びそれを用いるエポキシ樹脂の硬化法に関
する。
【0002】
【従来の技術】芳香族ジアミンはエポキシ樹脂用硬化剤
として耐熱性、機械的特性、電気的特性、耐薬品性に優
れるエポキシ樹脂硬化物を与える事からその需要は増加
している。例えば4,4´−メチレンジアニリン(MD
A)、4,4´−ジアミノジフェニルスルホン(DD
S)等が使用されている。DDMは毒性、可使時間が短
い、硬化物の靭性が低い等問題があり、DDSは反応性
が低いため高い硬化温度が必要、硬化物の成形収縮率が
高い等問題がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の芳香族ジアミン
硬化剤は毒性、高い硬化温度を必要とし作業性が悪い、
硬化したエポキシ樹脂の靭性、引っ張り強度が低い、成
形収縮率が大きい等の問題点を有する。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者は前記の問題点
を解決するため鋭意研究を行なった結果、N−アルキル
アニリンとホルムアルデヒドを縮合して得られる芳香族
アミンを硬化剤として用いると前記の問題点を解決する
上で有効な事を見出し本発明を完成させた。即ち本発明
は (1)N−アルキルアニリンとホルムアルデヒドを縮合
して得られる芳香族アミンからなるエポキシ樹脂用硬化
剤 (2)前記(1)の芳香族アミンが2核体を50重量%
以上、3核体を5〜50重量%含む事を特徴とする前記
(1)記載の硬化剤用縮合混合物 (3)前記(1)又は(2)のエポキシ樹脂用硬化剤を
用いるエポキシ樹脂の硬化法 に関する。
【0005】本発明の硬化剤及び硬化法を詳細に説明す
る。本発明において芳香族アミンはN−アルキルアニリ
ンとホルマリンを脱水縮合させる事により容易に製造す
る事ができる。反応は酸性触媒の存在下にホルムアルデ
ヒド1モルに対してN−アルキルアニリン1.0〜5.
0モル、好ましくは1.7〜4.0モル用いる。反応温
度は40〜150℃、好ましく60〜120℃で1〜1
0時間反応させる。酸性触媒としては塩酸、硫酸等を用
い、通常N−アルキルアニリン1モルに対して0.8〜
1.5モル用いる。N−アルキルアニリンとしてはN−
メチルアニリン、N−エチルアニリン、N−プロピルア
ニリン、N−イソプロピルアニリン、N−ブチルアニリ
ン、N−イソブチルアニリンが挙げられる。反応溶媒と
しては水を用いる事が好都合である。反応終了後反応液
を苛性ソーダ又は炭酸ソーダ等のアルカリ水溶液を滴下
して中和する。中和後生じた有機層を分離し、充分に水
洗した後蒸留により未反応原料及び水を留去して目的物
を得る。
【0006】本発明において芳香族アミンは一般式
(1)及び(2)
【0007】
【化1】
【0008】(RはC1 〜C4 のアルキルを表す。)で
表す事ができる化合物を含有する混合物であり、一般式
(1)の化合物を50%以上、一般式(2)の化合物を
5〜50%含有する。
【0009】本発明の硬化剤が適用できるエポキシ樹脂
の具体例としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂
(ビスフェノールあとエピクロルヒドリンの反応物)、
ビスフェノールF型エポキシ樹脂、フェノールノボラッ
ク型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポ
キシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂、ナフトールノ
ボラック型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル樹脂と
エピクロルヒドリンから得られるエポキシ樹脂、4,4
´−メチレンジアニリンとエピクロルヒドリンから得ら
れるエポキシ樹脂、アミノフェノール類とエピクロルヒ
ドリンから得られるエポキシ樹脂、メタキシリレンジア
ミンとエピクロルヒドリンから得られるエポキシ樹脂が
挙げられるがこれに限定されない。
【0010】本発明の硬化剤には必要に応じて次の成分
を添加する事ができる。 (1)他のエポキシ樹脂用硬化剤 DDM、4,4´−ジアミノジフェニルスルホン、3,
3´−ジアミノジフェニルスルホン、3,3´,5,5
´−テトラエチル−4,4´−ジアミノジフェニルメタ
ン、3,3´,5,5´−テトラメチル−4,4´−ジ
アミノジフェニルメタン、4,4´−ジアミノベンズア
ニライド、2,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキ
シ)フェニル〕プロパン、9,9−ビス(4−アミノフ
ェノキシ)フルオレン、メタフェニレンジアミンの様な
芳香族ジアミン類、フェノールノボラック、ナフトール
ノボラック、オルソクレゾールノボラックの様なノボラ
ック類が用いられる。他のエポキシ樹脂硬化剤の量は硬
化剤全量に対して0〜50重量%である。 (2)硬化促進剤 イミダゾール類、BF3・アミン錯塩、ホスフィン類が
用いられる。その配合量は硬化剤中0.1〜5重量%で
ある。 (3)イミド N,N´−4,4´−メチレンビス(フェニルマレイミ
ド)、N,N´−4,4´−メチレンビス(2−エチル
フェニルビスマレイミド)、N,N´−4,4´−メチ
レンビス(2,6−ジエチルフェニルマレイミド)等の
マレイミド類が用いられる。イミド類の量はエポキシ樹
脂に対して0〜30重量%である。 (4)補強材や充填材 酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、炭酸カルシウ
ム、シリカ粉末、マイカ粉末、カーボンブラック、二硫
化モリブデン、繊維補強材例えば炭素繊維、ガラス繊
維、アラミド繊維等である。これらの補強材や充填材の
使用量は用途によるが樹脂組成物中の0〜70重量%ま
で配合できる。 (5)着色材 無機、有機の顔料を必要に応じて配合できる。
【0011】本発明の硬化剤は、前記のエポキシ樹脂1
当量に対して(1)及び(2)式で表されるアミンの活
性水素当量の合計の比が通常は0.5〜1.5である
が、0.7〜1.2になるように配合するのが好まし
い。他の硬化剤を添加する場合は前記のエポキシ樹脂1
当量に対して硬化剤の活性水素当量の合計の比が0.7
〜1.2になるように配合するのが好ましい。ビスマレ
イミドを添加する場合はビスマレイミド1モルに対して
硬化剤のモル比が0.5〜3.0になるように硬化剤を
追加配合する。
【0012】エポキシ樹脂と本発明の硬化剤及び他の任
意成分は、加熱溶融混合又はロール、ニーダー等を用い
て混練により配合するか、又はメチルエチルケトン、エ
チルセロソルブ、ジメチルホルムアミド等の溶媒中に溶
解してエポキシ樹脂ワニスを調製する。エポキシ樹脂と
本発明の硬化剤及び他の任意成分からなる配合物は、通
常は100〜180℃に加熱することにより硬化し、耐
熱性、耐水性、機械的特性、特に靭性の優れたエポキシ
樹脂硬化物を与える。又調製したエポキシ樹脂ワニスを
常法に従って炭素繊維、ガラス布等の基材に含浸させ
て、これを加熱して乾燥することによってエポキシ樹脂
を半硬化させ、プリプレグを作製することも出来る。
【0013】
【実施例】以下、合成例、実施例により本発明を更に詳
細に説明する。
【0014】合成例1 撹拌機、温度計、滴下ロート、還流冷却管を備えた1リ
ットル4口フラスコに、水200ml、N−メチルアニ
リン214gを加えて撹拌した。次いで35%塩酸20
9gを40℃以下で滴下した。次いで37%ホルムアル
デヒド水溶液89gを40℃以下で滴下した。滴下終了
後、75〜80℃で5時間反応させた。反応終了後、4
8%苛性ソーダ水溶液168gを滴下し反応液をアルカ
リ性とした。よく撹拌後、静置して水層と有機層を分離
した。80℃の温水300mlで有機層を計3回水洗し
て、副生した塩化ナトリウム及び過剰の苛性ソーダを除
去した。次いで有機層を減圧下(50〜10mmHg/
100〜120℃)で水分及び未反応N−メチルアニリ
ンを留去し、淡褐色の粘稠液体220gを得た。N−メ
チルアニリン基準の理論量に対して97%の収量であっ
た。このものの組成比はGC面積%で4,4´−メチレ
ンジ(N−メチルアニリン)75%、3核体21%、そ
の他4%であった。
【0015】合成例2 37%ホルムアルデヒド水溶液の量を60gとした以外
は合成例1と同様にして反応させた。収量は213gで
あり、その組成比はGC面積%で4,4´−メチレンジ
(N−メチルアニリン)89%、3核体8%、その他3
%であった。
【0016】実施例1 エピコート828(油化シェルエポキシ社製、ビスフェ
ノールA型エポキシ樹脂)100g及び合成例1で得ら
れたアミン60gを80℃で混合し溶解した。脱泡後1
20℃に加熱した金属金型に流し込み、オーブン中で1
20℃で2時間、150℃で3時間、180℃で3時間
加熱硬化した。硬化物の物性を測定し結果を表1に示
す。
【0017】実施例2 硬化剤を合成例2で得られたアミンに代えた以外は実施
例1と同様にして硬化を行なった。硬化物物性の測定結
果を表1に示す。
【0018】比較例1 硬化剤をDDM50gに代えた以外は実施例1と同様に
して硬化を行なった。硬化物物性の測定結果を表1に示
す。
【0019】比較例2 硬化剤をDDS62gに代えエピコート828と120
℃で混合溶解した。硬化は150℃で3時間、180℃
で5時間、200℃で3時間行なった。硬化物物性の測
定結果を表1に示す。
【0020】
【表1】
【0021】*1 安田精機製 ゲルタイムテスターを
用いて測定した。 *2 セイコー電子工業製 TMA試験機を用いて測定
した。 *3〜*6 JIS K6911に準じて測定した。
【0022】
【発明の効果】本発明のエポキシ樹脂硬化剤は、作業
性、硬化性が良好で、靭性、引っ張り強度等に優れたエ
ポキシ樹脂硬化物を与え、繊維強化複合材料、成形材料
接着剤用として有用である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Nーアルキルアニリンとホルムアルデヒド
    を縮合して得られる芳香族アミンからなるエポキシ樹脂
    用硬化剤。
  2. 【請求項2】請求項1に記載のエポキシ樹脂用硬化剤が
    2核体を50重量%以上、3核体を5〜50重量%含む
    事を特徴とする請求項1記載の硬化剤用縮合混合物。
  3. 【請求項3】請求項1又は2に記載のエポキシ樹脂用硬
    化剤を用いる事を特徴とするエポキシ樹脂の硬化法。
JP12777893A 1993-05-06 1993-05-06 エポキシ樹脂用硬化剤及びそれを用いるエポキシ樹脂の硬化法 Pending JPH06316627A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109776763A (zh) * 2019-03-01 2019-05-21 廊坊金岛奇士胶业有限公司 一种新型环氧固化剂及其制备方法
WO2020027179A1 (ja) * 2018-08-01 2020-02-06 日本化薬株式会社 N-アルキル基を有する芳香族アミン樹脂、硬化性樹脂組成物及びその硬化物

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