JPH0649179A - 改質エポキシ樹脂 - Google Patents

改質エポキシ樹脂

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JPH0649179A
JPH0649179A JP3091759A JP9175991A JPH0649179A JP H0649179 A JPH0649179 A JP H0649179A JP 3091759 A JP3091759 A JP 3091759A JP 9175991 A JP9175991 A JP 9175991A JP H0649179 A JPH0649179 A JP H0649179A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】靭性を高めたエポキシ樹脂。 【構成】a)平均して1分子当り1,2−エポキシ基を
1個より多く含む少なくとも1種のエポキシ樹脂、b)
エポキシ樹脂aのための無水物硬化剤、c)強化剤、及
びd)エポキシ樹脂aと反応することのできる2個の活
性水素原子を含む化合物;からなるエポキシ樹脂組成
物、及び該組成物から得られる硬化製品 【効果】注型用樹脂、積層用樹脂、モールディングコン
パウンド、コーティングコンパウンド又は電気・電子部
品の封入系に一層適した樹脂となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は強化剤(toughener) で改
質されたエポキシ樹脂、それを硬化して得られる製品、
エポキシ樹脂の靱性(toughness) の改良方法及びまた新
規強化剤に関する。
【0002】
【従来の技術】硬化した状態でエポキシ樹脂は、一般的
に例えば良好な耐熱性,硬度,寸法安定性、電気的特性
及び化学薬品耐性のような優れた機械的及び化学的特性
を有している。しかしながら、代表的なエポキシ熱硬化
性材料は、それらに課せられている靱性に係る要求を満
たしていず、それらは脆化する傾向がある。
【0003】エポキシ樹脂にエラストマー材料を混入す
ることによって該欠点を改良する試みは既になされてい
る。かくしてEP−A245018には、貯蔵安定性の
熱硬化性エポキシ樹脂組成物が、ゴム様軟質及び熱可塑
性相を有するポリマーを強化剤として含む接着剤として
記載されている。適当な材料は、カルボキシル末端ブタ
ジエン/アクリロニトリルゴム、グラフトポリマー例え
ばメタクリレート/ブタジエン/スチレンポリマー、及
び軟質コアと硬質シェルを有するいわゆるコア/シェル
ポリマーである。最良の靱性はカルボキシル末端ブタジ
エン/アクリロニトリルゴムとコア/シェルポリマーを
組み合わせることによって得られる。更にUS−A38
56883には、熱硬化性材料例えばエポキシ−,カル
ボキシル−又はヒドロキシル−官能性樹脂、メラミン/
ホルムアルデヒド又はフェノール/ホルムアルデヒド樹
脂における耐衝撃強さと耐疲労性を改良する方法が開示
されている。該刊行物では、軟質アクリレートコアとエ
ポキシ,カルボキシル又はヒドロキシル官能性を持つ硬
質シェルとを有するコア/シェルポリマーが樹脂プレポ
リマー中に混入され、同時に硬化される。
【0004】US−A4778851には更に、エポキ
シ樹脂相中にグラフトゴム粒子でできた不連続相を含む
良好な靱性と耐熱性を有するエポキシ樹脂組成物が開示
されている。これら粒子は、エポキシ樹脂に不溶のエラ
ストマー性コアと樹脂のエポキシ基に反応する基を持つ
シェルを伴うコア/シェル構造を有している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、改良さ
れた靱性を有するこれらエポキシ樹脂は常に、エポキシ
樹脂をベースとする注型用樹脂配合物、特に電気工学に
おけるものに今日課せられている要求に応えていない。
【0006】
【課題を解決するための手段】今になって、驚くべきこ
とに、2個の活性水素原子を含む化合物と組み合わされ
た強化剤を添加すると、エポキシ樹脂の靱性と他の機械
的特性の両方が著しく改良されることが見出された。
【0007】本発明は、 a)平均して1分子当り1,2−エポキシ基を1個より
多く含む少なくとも1種のエポキシ樹脂、 b)エポキシ樹脂a)のための無水物硬化剤、 c)強化剤、及び d)エポキシ樹脂a)と反応することのできる2個の活
性水素原子を含む化合物 からなるエポキシ樹脂組成物に関する。
【0008】本発明に使用することのできる適当なエポ
キシ樹脂は、あらゆるタイプのエポキシ樹脂,例えば酸
素原子,窒素原子又は硫黄原子に直接結合した次式
【化1】 〔式中、R′及びR′′′は各々水素原子を表す(その
場合R′′は水素原子又はメチル基を表わす)か、又は
R′及びR′′′は一緒になって−CH2 −CH2 −又
は−CH2 −CH2 −CH2 −を表す(この場合R′′
は水素原子を表す)かの何れかである〕で表される基を
含むようなものである。
【0009】このような樹脂の例として、1分子当り2
個以上のカルボン酸基を含む化合物とエピクロロヒドリ
ン、グリセロールジクロロヒドリン又はβ−メチルエピ
クロロヒドリンとアルカリの存在下に反応させて得られ
るポリグリシジル及びポリ(β−メチルグリシジル)エ
ステルが挙げられる。このようなポリグリシジルエステ
ルは脂肪族ポリカルボン酸、例えばシュウ酸、コハク
酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン
酸、アゼライン酸、セバシン酸又は二量体化又は三量化
されたリノール酸から;また、テトラヒドロフタル酸、
4−メチルテトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル
酸及び4−メチルヘキサヒドロフタル酸のような環式脂
肪族ポリカルボン酸から;また、フタル酸、イソフタル
酸及びテレフタル酸のような芳香族ポリカルボン酸から
誘導され得る。
【0010】別の例は、1分子当り少なくとも2個の遊
離アルコール性水酸基及び/又はフェノール性水酸基を
含む化合物と適当なエピクロロヒドリンとをアルカリ性
条件下で反応させるか、或は酸触媒の存在下で反応させ
て引き続きアルカリ処理するかによって得られるポリグ
リシジル及びポリ(β−メチルグリシジル)エーテルで
ある。これらのエーテルは、エチレングリコール、ジエ
チレングリコール及び高級ポリ(オキシエチレン)グリ
コール、プロパン−1,2−ジオール及びポリ(オキシ
プロピレン)グリコール、プロパン−1,3−ジオー
ル、ブタン−1,4−ジオール、ポリ(オキシテトラメ
チレン)グリコール、ペンタン−1,5−ジオール、ヘ
キサン−1,6−ジオール、ヘキサン−2,4,6−ト
リオール、グリセロール、1,1,1−トリメチロール
プロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、及び
エピクロロヒドリンのような非環式アルコールから;ま
た、レゾルシノール、キニトール、ビス(4−ヒドロキ
シシクロヘキシル)メタン、2,2−ビス(4−ヒドロ
キシシクロヘキシル)プロパン及び1,1−ビス(ヒド
ロキシメチル)シクロヘキセ−3−エンのような環式脂
肪族アルコールから;またN,N−ビス(2−ヒドロキ
シエチルアミノ)ジフェニルメタンのような芳香核を持
つアルコールから製造され得る。或はこれらはレゾルシ
ノール及びヒドロキシキノンのような単核フェノールか
ら、また、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、
4,4´−ジヒドロキシジフェニル、ビス(4−ヒドロ
キシフェニル)スルホン、1,1,2,2−テトラキス
(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス
(3,5−ジ部炉も−4−ヒドロキシフェニル)プロパ
ン及び、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、クロラ
ール、フルフラールのようなアルデヒドと、フェノール
自身及び4−クロロフェノール、2−メチルフェノー
ル、4−第三ブチルフェノールのような塩素原子又は炭
素原子数9までのアルキル基によって環に置換されたフ
ェノールのようなフェノールとから形成されるノボラッ
クのような多核フェノールから製造され得る。
【0011】ポリ(N−グリシジル)化合物には、例え
ば、アニリン、n−ブチルアミン、ビス(4−アミノフ
ェニル)メタン、m−キシレンジアミン及びビス(4−
メチルアミノフェニル)メタンのような少なくとも2個
のアミノ−水素原子を含むアミンとエピクロロヒドリン
との反応生成物を脱塩化水素して得られたもの:トリグ
リシジルイソシアヌレート;及びエチレン尿素及び1,
3−プロピレン尿素のような環式アルキレン尿素、及び
5,5−ジメチルヒダントインのようなヒタントインの
N,N´−ジグリシジル誘導体が含まれる。
【0012】ポリ(S−グリシジル)化合物の例は、エ
タン−1,2−ジチオール及びビス(4−メルカプトメ
チルフェニル)エーテルのようなジチオールのジ−S−
グリシジル誘導体である。
【0013】次式
【化2】 〔式中、R′及びR′′′は一緒になって−CH2 −C
2 −又は−CH2 −CH2 −CH2 −を表す〕で表さ
れる基を含むエポキシ樹脂の例は、ビス(2,3−エポ
キシシクロペンチル)エーテル、2,3−エポキシシク
ロペンチルグリシジルエーテル、1,2−ビス(2,3
−エポキシシクロペンチルオキシ)エタン及び3,4−
エポキシシクロメチル 3′,4′−エポキシシクロヘ
キサンカルボキシレートである。
【0014】1,2−エポキシ基が異なった種類のヘテ
ロ原子に結合したエポキシ樹脂もまた使用可能で、例え
ば4−アミノフェノールのN,N,O−トリグリシジル
誘導体、サリチル酸又はp−ヒドロキシ安息香酸のグリ
シジルエーテル/グリシジルエステル、N−グリシジル
−N´−(2−グリシジルオキシプロピル)−5,5−
ジメチルヒダントイン及び2−グリシジルオキシ−1、
3−ビス(5,5−ジメチル−1−グリシジルヒダント
イニル)プロパンである。
【0015】望むならば、エポキシ樹脂混合物をを使用
してもよい。ビスフェノールA、ビスフェノールF又は
シクロオレフィンをベースとするエポキシ樹脂、特には
1分子当り平均2個のエポキシ基を含むものが好まし
い。液体及び低粘度エポキシ樹脂がとりわけ好ましい。
25℃での粘度が20,000mPa・sを越えないの
が好都合である。
【0016】原則的に、全ての二官能性及び高官能性カ
ルボン酸無水物、例えば、線状脂肪族ポリマー無水物例
えばポリセバシン酸ポリ無水物又はポリアゼライン酸ポ
リ無水物、或は環式カルボン酸無水物(後者が好まし
い)が無水物硬化剤として好適である。環式カルボン酸
無水物は、好ましくは環状脂肪族(alicycli
c)の単環もしくは多環式無水物、芳香族無水物又は塩
素化もしくは臭素化無水物である。
【0017】環状脂肪族の単環式無水物の例は、無水コ
ハク酸、無水シトラコン酸、無水イタコン酸、アルケニ
ル置換コハク酸無水物、ドデシルコハク酸無水物、無水
マレイン酸及び無水トリカルバリル酸である。
【0018】環状脂肪族の多環式無水物の例は、メチル
シクロペンタジエンの無水マレイン酸付加物、無水マレ
イン酸のリノール酸付加物、アルキル化エンドアルキレ
ンテトラヒドロフタル酸無水物、無水メチルテトラヒド
ロフタル酸、無水テトラヒドロフタル酸で、後二者の異
性体混合物が特に適している。無水ヘキサヒドロフタル
酸もまた好ましい。
【0019】芳香族無水物の例は、ピロメリット酸二無
水物、トリメリット酸無水物及び無水フタル酸である。
塩素化もしくは臭素化無水物の例は、無水テトラクロロ
フタル酸、無水テトラブロモフタル酸、無水ジクロロマ
レイン酸及びクロレンド酸無水物(chlorendicanhydrid
e)である。好ましくは本発明の組成物中に、液体の又は
容易に溶融するジカルボン酸無水物が使用される。
【0020】好ましいのは環状脂肪族の単環もしくは多
環式無水物、特にはメチルナド酸無水物、無水ヘキサヒ
ドロフタル酸、無水メチルテトラヒドロフタル酸及びそ
の異性体混合物を含む組成物である。望むならば、無水
物硬化剤は、無水物硬化剤のための標準的な反応促進剤
と組み合わせて使用することができる。反応促進剤は、
組成物中に無水物硬化剤と同時に混入するか、又は可使
期間を延長するため正に硬化前に組成物に加えることが
できる。好ましくは添加はできるだけ硬化直前に行なわ
れる。
【0021】無水物硬化剤は反応促進剤と組み合わせて
使用されるのが好ましい。好適な反応促進剤は例えば、
第三アミン、カルボン酸の金属塩、金属キレート又は有
機ホスフィン類である。好ましいのは第三アミン、特に
置換イミダゾール例えば1−メチルイミダゾールであ
る。
【0022】本発明組成物のための好適な強化剤は、当
業者に“ゴム強化剤(rubber tougheners) ”として知ら
れているエラストマー、又は硬化状態の本発明エポキシ
樹脂中に第二の分散相を形成するという限りでグラフト
ポリマーを含むエラストマーである。同時に、強化剤は
初期状態で液体又は固体であってよい。液体強化剤は未
硬化状態の本発明組成物中で均質相を形成する。
【0023】液体強化剤はまた、例えばエポキシ樹脂と
の予備付加物としても使用され得る。そのような液体強
化剤の例は、カルボキシル基を末端基とするブタジエン
/アクリロニトリルコポリマー例えばEP−A2450
18に記載されているようなものである。固体強化剤に
は、グラフトポリマー例えばUS−A3496250に
記載されているようなもの、そしてまたコア/シェルポ
リマー例えばEP−A45357及びUS−A4419
416に開示されているものが含まれる。
【0024】グラフトポリマーの例として、メタクリレ
ート/ブタジエン/スチレン、アクリレート/メタクリ
レート/ブタジエン/スチレン、又はアクリロニトリル
/ブタジエン/スチレンポリマーが挙げられる。コア/
シェルポリマーは一般的に、エポキシ樹脂に不溶性のエ
ラストマー物質でできた軟質コアを有している。エポキ
シ樹脂にグラフト重合するのは、エポキシ基に反応性か
非反応性である官能性を有していてよいポリマー物質の
シェルである。
【0025】コア材料として使用することのできるエラ
ストマーの例は、ポリブタジエン、ポリスルフィド、ア
クリルゴム、ブチルゴム又はイソプレンエラストマーで
ある。コア材料はブタジエンを含むのが好ましい。ポリ
マーのシェル材料の例は、ポリスチレン、ポリアクリロ
ニトリル、メタクリレート/アクリル酸コポリマー、ポ
リメチル メタクリレート又はスチレン/アクリロニト
リル/グリシジルメタクリレートコポリマーである。シ
ェル材料としてポリメチル メタクリレートを使用する
のが好ましい。
【0026】コア/シェル粒子のサイズはつごうよくは
0.05〜30μm、好ましくは0.05〜15μmで
ある。エポキシ基に非反応性であるシェルを有するポリ
マーがこのましい。コア/シェルポリマーの幾つか、例
えば米国のローム アンド ハース(Rohm& Hass) 社か
ら供給されるパラロイド(Paraloid《登録商標》)EX
L2607は市販されているか、或は例えばUS−A441
9496又はEP−A45357に記載されている方法
で得ることができる。
【0027】好ましく使用されるのは、ポリブタジエ
ン、ポリブタジエン/ポリスチレン及びポリブタジエン
/アクリロニトリルからなる群より選択されるコアと、
メチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレー
ト、ブチルアクリレート、スチレン、メタクリロニトリ
ル、ビニルアセテート及びビニルアルコールをベースと
するポリマーからなる群より選択されるシェルを含むコ
ア/シェルポリマーである。本発明に従いコア/シェル
ポリマーが使用される限りは新規ポリマー組成物であ
り、それらはまた本発明の主題である。
【0028】本発明のエポキシ樹脂組成物に添加される
強化剤の量は、エポキシ樹脂a)に基づいて好ましくは
40重量%まで、特には20重量%までである。また特
に好ましい具体例では、強化剤をエポキシ樹脂中の懸濁
液として使用することもできる。
【0029】化合物d)として、2個の活性水素原子を
有し且つエポキシ樹脂a)と反応できる限りは如何なる
化合物も使用できる。好ましい化合物d)は、当業者に
エポキシ樹脂用の予備延長化合物(pre-extension compo
und)として知られているもの、例えばビフェノール,ヒ
ドロキシカルボン酸、ジカルボン酸、ジ第二アミン又は
第一アミンである。
【0030】ビフェノールの例は:単核ジフェノール
(例えばレゾルシノール)、2個のヒドロキシ基を含む
ナフタレン類例えば1,4−ジヒドロキシナフタレン、
ビフェニル類及びメチレン基、イソプロピリデン基、
O,SO2 またはS架橋を有し、芳香核に結合した2個
の水酸基を含む他の二核芳香族化合物例えば、特にビス
フェノールA、ビスフェノールF、又はビスフェノール
Sであり;テトラビスフェノールのようにベンゼン環は
ハロゲン原子を含んでいてよい。
【0031】ヒドロキシカルボン酸の例として、グリコ
ール酸又は乳酸のようなα−ヒドロキシカルボン酸、ヒ
ドロアクリル酸のようなβ−ヒドロキシカルボン酸又は
サリチル酸のようなフェノールカルボン酸が挙げられ
る。ジカルボン酸の例として脂肪族カルボン酸例えばシ
ュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタール酸、アジピン
酸、アゼライン酸、セバシン酸又は3,6,9−トリオ
キサウンデカンジオン酸;又は芳香族ジカルボン酸例え
ばフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸又はナフタレ
ン酸;又は例えば、グリコール例えばネオペンチルグリ
コールと2当量の例えばテトラヒドロフタル酸無水物の
ようなジカルボン酸無水物とを反応させて得られるジエ
ステルジカルボン酸が挙げられる。
【0032】脂肪族でも芳香族でもどちらでもよい第二
アミンの例はN,N′−ジエチルエチルアミン、ピペラ
ジン又はN,N′−ジメチルフェニレンジアミンであ
る。第一アミンの例は、n−プロピルアミン、n−ブチ
ルアミン、n−ヘキシルアミンのような脂肪族アミン、
又はアニリンもしくはナフチルアミンのような芳香族ア
ミンである。好ましいのはビフェノール、特にビスフェ
ノールAと、ジカルボン酸、特に3,6,9−トリオキ
サウンデカンジオン酸である。都合良くは、エポキシ樹
脂に基づいて50重量%までの、好ましくは25重量%
までの化合物d)が使用される。
【0033】本発明による充填エポキシ樹脂組成物のた
めに、例えば次の充填剤が好適である:鉱物及び繊維充
填剤例えば石英粉末、溶融シリカ、酸化アルミニウム、
ガラス粉末、雲母、カオリン、ドロマイト、グラファイ
ト、すす、及びまた炭素繊維及び紡織繊維。好ましい充
填剤は石英粉末、溶融シリカ、酸化アルミニウム又はド
ロマイトである。
【0034】本発明の樹脂組成物はそれ自体公知の方法
で、例えば公知混合装置(攪拌機、ニーダー、ローラー
又は固体物質もしくは粉末の場合は磨砕機又は乾燥ミキ
サー中で)を利用して製造される。これに関連して、強
化剤が化合物d)と分けて最初に混合されるか、また樹
脂/硬化剤系中に混合物として混入されるか、また、強
化剤もしくは化合物d)が個々に加えられるか、その場
合、順番は無関係かどうかは重要ではない。
【0035】このように、例えば強化剤及び化合物d)
は、液体エポキシ樹脂/無水物硬化剤系中に攪拌されて
よい。混入技術は知られているか、例えばUS−A47
78851に記載されている。
【0036】無水物硬化剤にとってはそれ自体標準的な
方法における高めた温度で、本発明のエポキシ樹脂組成
物は硬化され成形体等を形成する。硬化は一、二又はよ
り多くの段階で行うことができ、最初の硬化段階は低温
で行われ、後硬化は高温で行われる。したがって本発明
は、それ自体標準的な方法で本発明のエポキシ樹脂を硬
化して得られる硬化製品にも関する。
【0037】また本発明は、強化剤と化合物d)を組み
合わせて未充填又は充填エポキシ樹脂/無水物硬化剤系
に加え、そうして得られた系をそれ自体標準的な方法で
硬化するエポシキ樹脂の靱性の改良方法にも関する。
【0038】本発明のエポキシ樹脂は注型用樹脂、積層
用樹脂、成形用コンパウンド、コーティング用コンパウ
ンドとして及びまた電気及び電子部品用の封入系とし
て、そして特には注型用樹脂及び電気及び電子部品用の
封入系として著しく適している。
【0039】
【実施例】実施例A :ポリマーI ダブルジャケット付すり合わせジョイント(plane groun
d joint)、ガラス定着攪拌機(glass anchor stirrer)、
温度計、凝縮器、循環サーモスタット及びN2接続具を
備えた1リットルフラスコ中に、固形分59.2%のポ
リブタジエンラテックス〔バイエル社(Bayer A
G)製、BL2004K〕202.7g及び脱イオン水
397.3gを入れ、100rpm(1分当たりの回転
数)で攪拌する。混合物を80℃±1℃に加熱する。約
55分後に内部温度80℃に到達する。その時、蒸留し
たメチルメタクリレート〔純物質、スイス国,フルカ
(Fluka)社製〕90.0g及び蒸留水110ml
中のペルオキシ二硫酸カリウム4.0gとドデシルベン
ゼンスルホン酸ナトリウム3.5gの溶液の滴下添加を
開始する。3.5時間後、均質な白色エマルジョンが得
られる。全体で6時間10分後にメチルメタクリレート
及び開始剤の添加が終わる。
【0040】更に80℃で2時間、攪拌を続ける。この
時間の終わりに、該均質白色エマルジョンにn−オクタ
デシル3−(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフ
ェニル)プロピオネートの20%エマルジョン3mlを
加え、次いで全体を室温まで冷却する。室温でも該エマ
ルジョンは均質であり色は白色である。それをガラスウ
ールに通して濾過する。凝集物は存在しない。エマルジ
ョンを900gに希釈すると、それは固形分22.5%
となる。このようにして得られたエマルジョンは異なる
二通りの方法: − 現状で、即ちラテックスとして(ポリマーIa) − 凝固し微粉化して(ポリマーIb) 強化剤として使用することができる。
【0041】凝集の目的で、エマルジョン700gをス
ルホン化フラスコ中で攪拌しながら脱イオン水1000
mlと加熱する。68℃で凝固用溶液(MgSO4 ・7
2O:100g+脱イオン水850ml+氷酢酸50
ml)100mlを加え、その後90〜95℃に加熱す
る。内部温度73℃でエマルジョンは非常に細かな形態
で凝固する。内部温度が90℃に達したら、90〜95
℃で1時間攪拌を続ける。すると非常に微細な白色懸濁
液が得られる。これを続いて室温まで冷却し濾過し、水
で洗浄しそして50〜60℃で真空乾燥する。白色生成
物157.5g(理論値の96.4%)が得られる。
【0042】ガラス転移温度Tg:−81℃(TMA) ショアーD硬度(DIN53505):51 効果的にグラフト重合したポリメチル メタクリレート
(PMMA):71.5%* (CHCl3 で排出抽出(e
xhaustive extraction) により測定.ホモポリマー化し
たPMMAはこの溶媒に溶解性であり、完全に溶解し
た)。より少ない量の凝固し後処理したポリマーをボー
ルミル中で24時間磨砕する。
【0043】実施例B及びC:ポリマーII&III 更に二種類のコア/シェルポリマーを、同じポリブタジ
エンラテックスBL20004Kから出発して実施例A
と同様にして合成する。生成物はポリマーII及びIII で
ある。ポリマーII ショアーD硬度:61 グラフト重合したPMMA(効果的に):96.4%* ポリマーII I ショアーD硬度:66 グラフト重合したPMMA(効果的に):146.3%
* * 値はコアに対するシェルのPMMA量(重量)を表
す。
【0044】ポリマーIIは微粉形態(ポリマーIIa)と
スプレー乾燥形態(ポリマーIIb)の両方に単離され
る。後者の場合、スプレー乾燥は、スイス国ビュッヒ社
製のビュッヒ190スプレー乾燥機(Buechi《登録商
標》190 spray dryer )を用い、内部温度を104℃そ
して外部温度を69℃とし、エルジョンから直接行われ
る。ポリマーIII はスプレー乾燥形態でのみ単離される
(内部温度104℃、外部温度67℃)。
【0045】実施例D:ポリマーIV 攪拌機、凝縮器及び温度計を有する350mlスルホン
化フラスコ中に、イソシアヌレートをベースとするエポ
キシ分9.44eq/kgの固体結晶質エポキシ樹脂1
00gを入れ、120℃で溶融させる。内部温度122
℃で、H+ 当量/1944gのカルボキシ末端ブタジエ
ン/アクリロニトリルコポリマー〔米国、グッドリッチ
(Goodrich)社製、Hycar《登録商標》1300×13〕1
00gを計量し、フラスコに直接加える。内部温度13
1℃で、褐色の実質的に透明な溶融物が得られる。反応
の進行は混合物のエポキシ分を測定することによりモニ
ターする。140℃の内部温度で、エポキシ分が4.4
1eq/kgと測定されるまで攪拌しながら反応を続け
る。混合物の出発エポキシ値が4.72なので、これは
0.31eq/kg減少したことになる(理論値0.2
6)。生成物を140℃の温度で注ぎ出す。次いで生成
物を室温まで冷却すると、その過程でそれは固化する。
【0046】実施例E:ポリマーV〜XV 下記表10に示すコア/シェルポリマーを、実施例Aと
同様に同じポリブタジエンラテックスBL2004Kか
ら出発して合成する。
【表10】
【0047】実施例F:エポキシ樹脂中の実施例Aから
得たグラフトポリマーの懸濁物 ガラス定着攪拌機とバキューム接続具を有するすり合わ
せジョイントを備えた2lフラスコ中に、ビスフェノー
ルAをベースとするエポキシ分5.35eq/kgの液
体エポキシ樹脂500gを入れ、攪拌しながらメチルエ
チルケトン100mlを加える。そうして得られた透明
な溶液に、実施例Aで得られた固形分22.5%のグラ
フトポリマーエマルジョン(=ポリマーI50.0g、
グラフト化100%)222.2gを加え、15分間攪
拌する。その均質な混合物を約60℃に加熱し、そして
150〜200mbarで減圧し、その操作で最初にメ
チルエチルケトン/水混合物、次いで水を蒸留除去す
る。蒸留を終えるにつれて温度を80℃まで上昇させ、
圧を40〜50mbarまで低下させると、残留水は3
0分で除去される。80℃で容易に攪拌可能な均質白色
懸濁液が得られ、50℃まで冷却した後に注ぎ出す。 収量:546.2g エポキシ分:4.86eq/kg 水分含量:0.16%〔フィッシャー法(K.Fischer Met
hod)で測定〕 強化剤含量:10phr(エポキシ樹脂に基づいて)。
【0048】実施例G:実施例Aと同様にして、固形分
35.0%のポリブタジエン/アクリロニトリルラテッ
クス〔ヨーロプレン2620(Europrene《登録商標》2620)
〕(アクリロニトリル分35%)342.9gに、メ
チル メタクリレート120g(100%)をグラフト
重合させる。 収量:ラテックス967g ラテックスのグラフトポリマー分:24.6% ショアーD硬度(グラフトポリマー):62 得られたラテックスは、実施例Fと同様にエポキシ分
5.35eq/kgのビスフェノールAをベースとする
液体エポキシ樹脂で処理され懸濁液を生じる。 収量:547g エポキシ分:4.86eq/kg 水分含量:0.11%〔フィッシャー法(K.Fischer Met
hod)で測定〕 強化剤含量:10phr(エポキシ樹脂に基づいて)。
【0049】実施例H:実施例Aと同様にして、固形分
40.0%のポリブタジエン/スチレンラテックス〔イ
ンテックス(Intex《登録商標》) 084〕(スチレン分
24%)300gに、メチルメタクリレート120g
(100%)をグラフト重合させる。 収量:ラテックス961g ラテックスのグラフトポリマー分:24.7% ショアーD硬度(グラフトポリマー):62 得られたラテックスは、実施例Fと同様にエポキシ分
5.35eq/kgのビスフェノールAをベースとする
液体エポキシ樹脂で処理され懸濁液を生じる。 収量:549g エポキシ分:4.86eq/kg 水分含量:0.07%〔フィッシャー法(K.Fischer Met
hod)で測定〕 強化剤含量:10phr(エポキシ樹脂に基づいて)。
【0050】実施例I:ダブルジャケット、ガラスアン
カー攪拌機、温度計及び凝縮器を有するすり合わせジョ
イント(plane ground joint)を備えた1.5リットルの
フラスコ中で、ポリブタジエンラテックス Bayst
al《登録商標》2004K(固形分59.2%)20
2.7gと脱イオン水397.2gを混合し、攪拌(1
000rpm)しながら80℃±1℃に加熱する。80
℃で、ヘキサンジオール ジメタクリレート(0.15
eqC−C二重結合/ポリブタジエン100g)23.
0g及び開始剤溶液30mlを1時間にわたって加え
る。次いで、その均質なエマルジョンの攪拌を80℃で
1時間続ける。ショアー硬度を測定するために、エマル
ジョンのサンプルを凝固させ乾燥する。 ポリブタジエンラテックス2004K:ショアーA硬度
=41 更に架橋したポリブタジエンラテックス2004K:シ
ョアーA硬度=67
【0051】次いで実施例Aと同様にして改質(更に架
橋化)ポリブタジエンにメチルメタクリレートをグラフ
ト重合させる。 収量:ラテックス937g ラテックスのグラフトポリマー分:26.9% ショアーD硬度(グラフトポリマー):64 得られたラテックスは、実施例Fと同様にエポキシ分
5.31eq/kgのビスフェノールAをベースとする
液体エポキシ樹脂で処理され懸濁液を生じる。 収量:549g エポキシ分:4.83eq/kg 水分含量:0.13%〔フィッシャー法(K.Fischer Met
hod)で測定〕 強化剤含量:10phr(エポキシ樹脂に基づいて)。
【0052】実施例1:ビスフェノールAをベースとす
るエポキシ分5.0〜5.25eq/kg及び25℃で
の粘度9000〜14000mPa・sを有するエポキ
シ樹脂100重量部に、無水メチルテトラヒドロフタル
酸、ビスフェノールA、PMMA/ポリブタジエン/ス
チレンのコアとPMMAのシェルを有する粒子サイズ
0.1〜0.3μmのコア/シェル強化剤〔パラロイド
(Paraloid《登録商標》)EXL2607、米国ローム
&ハース社製〕及びまた1−メチルイミダゾールを下記
表1に示されている量で加え、その混合物を攪拌により
充分混合し、終わりにイミダゾール成分のみを該混合物
に加える。
【0053】80℃で6時間次いで140℃で10時間
硬化される該混合物で成形体を製造し、次いで破壊靱性
を測定する。
【表1】
【0054】実施例2:実施例1と同様にして、表2に
示されている充填エポキシ樹脂系が使用される。硬化は
100℃で2時間、次いで140℃で10時間行われ
る。
【表2】
【0055】実施例3:実施例2と同様にして充填エポ
キシ樹脂系が使用され、エポキシ樹脂はビスフェノール
Aとシクロオレフィン(ビスフェノールAジグリシジル
エーテル69.9重量%、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29.9重量%及びベンジルトリエチルアンモ
ニウムクロライド0.2重量%)をベースとする、エポ
キシ分が5.6〜6.0eq/kgで25℃の粘度が4
200−6500mPa・sのエポキシ樹脂である。使
用量を表3に示す。硬化は100℃で2時間、次いで1
40℃で10時間行う。
【表3】
【0056】実施例4:実施例DからのポリマーIV55
重量部、ビスフェノールA25重量部、メチルナド酸無
水物80.1重量部及び1−メチルイミダゾール0.5
重量部を、イソシアヌレートをベースとするエポキシ分
9.3〜10.0eq/kgの固体エポキシ樹脂45重
量部に加え、混合する。硬化は80℃で10時間、続い
て180℃で4時間そして220℃で8時間行う。靱性
試験の結果を表4に示す。
【表4】
【0057】実施例5:無水メチルテトラヒドロフタル
酸及びビスフェノールAを、実施例Fからのエポキシ樹
脂/グラフトポリマー懸濁液110重量部に60℃で加
え、混合する。激しく攪拌しながら、140℃に予備加
熱した石英粉末を加える。約80℃に加熱されたその混
合物に1−メチルイミダゾールを加え、混合物を充分に
攪拌する。その注型用コンパウンドを5mbarの減圧
下に10分間おいてから注型する。硬化は100℃で2
時間、次いで140℃で10時間行う。使用量及び靱性
試験の結果を表5に示す。
【表5】
【0058】実施例6:成分d)としてビスフェノール
の代わりに3,6,9−トリオキサウンデカンジオン酸
を実施例5と同様にして用いる。使用量及び靱性試験の
結果を表6に示す。
【表6】
【0059】実施例7:実施例3と同様に、ビスフェノ
ールAとシクロオレフィンをベースとする同じエポキシ
樹脂を含む未充填エポキシ樹脂系を使用する。使用量及
び靱性試験の結果を表7に示す。
【表7】
【0060】実施例8〜11:無水メチルテトラヒドロ
フタル酸及び3,6,9−トリオキサウンデカンジオン
酸を、実施例Hのエポキシ樹脂/グラフトポリマー懸濁
液110重量部に60℃で加え、混合する。使用量及び
靱性試験の結果を表8に示す。
【表8】
【0061】実施例12:無水メチルヘキサヒドロフタ
ル酸85重量部、2モルの無水テトラヒドロフタル酸と
1モルのネオペンチルグリコールとを反応させて製造さ
れるジカルボン酸5重量部、及び1−メチルイミダゾー
ル0.2重量部の混合物を60℃で均質化し、ビスフェ
ノールをベースとするエポキシ分5.25〜5.40e
q/kgのエポキシ樹脂100重量部を同一温度にて加
える。その混合物に激しく撹拌しながら、強化剤 Pa
raloid《登録商標》EXL2600(ローム&ハ
ース社、米国、粒子サイズ:0.1〜0.3μm)10
重量部と石英粉末W12:300重量部を少しづつ加え
る。添加完了後、温度を10分間にわたって80℃まで
上昇させ、反応混合物を約40〜50mbarまで10
分間減圧する。次いで該混合物を注型し試験片を製造す
る。硬化は100℃で2時間、次いで140℃で16時
間行う。試験結果を表9に示す。
【表9】

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 a)平均して1分子当り1,2−エポキ
    シ基を1個より多く含む少なくとも1種のエポキシ樹
    脂、 b)エポキシ樹脂a)のための無水物硬化剤、 c)強化剤、及び d)エポキシ樹脂a)と反応することのできる2個の活
    性水素原子を含む化合物 からなるエポキシ樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 更に充填剤を含む請求項1記載のエポキ
    シ樹脂組成物。
  3. 【請求項3】 エポキシ樹脂a)がビスフェノールA、
    ビスフェノールF又はシクロオレフィンをベースとする
    樹脂である請求項1記載のエポキシ樹脂組成物。
  4. 【請求項4】 エポキシ樹脂a)が1分子当り平均2個
    のエポキシ基を含む請求項1記載のエポキシ樹脂組成
    物。
  5. 【請求項5】 エポキシ樹脂a)が液体で低粘度である
    請求項1記載のエポキシ樹脂組成物。
  6. 【請求項6】 無水物硬化剤b)が線状脂肪族ポリマー
    無水物又は環式カルボン酸無水物である請求項1記載の
    エポキシ樹脂組成物。
  7. 【請求項7】 無水物硬化剤b)が環式カルボン酸無水
    物である請求項6記載のエポキシ樹脂組成物。
  8. 【請求項8】 更に無水物硬化剤b)のための促進剤を
    含む請求項1記載のエポキシ樹脂組成物。
  9. 【請求項9】 強化剤がコア/シェルポリマーである請
    求項1記載のエポキシ樹脂組成物。
  10. 【請求項10】 ポリマーのシェル部分がエポキシ基と
    反応する基を含まない請求項9記載のエポキシ樹脂組成
    物。
  11. 【請求項11】 強化剤c)の量がエポキシ樹脂a)に
    基づいて40重量%までである請求項1記載のエポキシ
    樹脂組成物。
  12. 【請求項12】 コア/シェルポリマー粒子のサイズが
    0.05〜30μmである請求項9記載のエポキシ樹脂
    組成物。
  13. 【請求項13】 コア/シェルポリマーのコアがポリブ
    タジエンを含む請求項9記載のエポキシ樹脂組成物。
  14. 【請求項14】 化合物d)がビフェノール、ヒドロキ
    シカルボン酸、ジカルボン酸、ジ第二アミン又は第一ア
    ミンである請求項1記載のエポキシ樹脂組成物。
  15. 【請求項15】 化合物d)が2個のフェノール性OH
    基を含む請求項14記載のエポキシ樹脂組成物。
  16. 【請求項16】 化合物d)がビスフェノールAである
    請求項15記載のエポキシ樹脂組成物。
  17. 【請求項17】 化合物d)の量がエポキシ樹脂a)に
    基づいて50重量%までである請求項1記載のエポキシ
    樹脂組成物。
  18. 【請求項18】 充填剤が鉱物又は繊維充填剤である請
    求項2記載のエポキシ樹脂組成物。
  19. 【請求項19】 充填剤が石英粉末、溶融シリカ、酸化
    アルミニウム又はドロマイトである請求項18記載のエ
    ポキシ樹脂組成物。
  20. 【請求項20】 それ自体標準的な方法で請求項1記載
    のエポキシ樹脂組成物を硬化して得ることのできる硬化
    製品。
  21. 【請求項21】 強化剤と請求項1記載の化合物d)と
    の配合物を、未充填又は充填エポキシ樹脂/無水物硬化
    剤系に加えるエポキシ樹脂の靭性の改良方法。
  22. 【請求項22】 注型用樹脂、積層用樹脂、モールディ
    ングコンパウンド、コーティングコンパウンド又は電気
    もしくは電子部品の封入系として請求項1記載のエポキ
    シ樹脂組成物を使用する方法。
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