JPH068344B2 - エポキシ樹脂、イミダゾリド及びポリスルホンを含む硬化性混合物 - Google Patents

エポキシ樹脂、イミダゾリド及びポリスルホンを含む硬化性混合物

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JPH068344B2
JPH068344B2 JP61050270A JP5027086A JPH068344B2 JP H068344 B2 JPH068344 B2 JP H068344B2 JP 61050270 A JP61050270 A JP 61050270A JP 5027086 A JP5027086 A JP 5027086A JP H068344 B2 JPH068344 B2 JP H068344B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はエポキシ樹脂、該エポキシ樹脂の硬化剤として
のイミダゾリド(N−アシルイミダゾール)及び熱可塑
性ポリスルホンを含む貯蔵安定熱硬化性混合物ならびに
成形品の、特に繊維強化複合材用プレプレグ及び接着性
フィルムの製造のための前記混合物の用途に関する。
(従来の技術) エポキシ樹脂、熱可塑性プラスチック、及びエポキシ樹
脂の硬化剤からなる混合物は特開昭58-49718号公報によ
り公知である。特に、熱可塑性プラスチックはまたポリ
スルホンであることができ、そしてまた他の化合物に加
えて、イミダゾール類が硬化剤として使用される。さら
に、日本特許第743212号明細書、西独特許公開第324607
2号及び欧州特許出願公開第124482号にはイミダゾリド
類(N−アシルイミダゾール類)がエポキシ樹脂の硬化
剤として開示されている。
(発明の構成) 本発明は、 (a)エポキシ樹脂100重量部、 (b)次式I: 〔式中、 R、R、R及びRの各々は水素原子を表わし、 Rは炭素原子数1ないし4のアルキル基またはフェニ
ル基を表わし、そして R、R及びRは互いに独立して水素原子、炭素原
子数1ないし4のアルキル基又はハロゲン原子を表わす
が、但し置換基RとRは同時に水素原子を表さな
い〕 で表わされるイミダゾリド3〜15重量部、 (c)少なくとも10000の平均分子量を有する熱可塑性ポリ
スルホン2〜50重量部を含む貯蔵安定熱硬化混合物に
関する。
本発明の混合物は成形品、プレプレグ及び接着性フィル
ムの製造に好適であり、その硬化製品は優れた熱的及び
機械的性質、特に熱老化に対する高度な安定性ならびに
良好な破壊靭性と防湿性を有している。
該混合物はまた高い均質性、長いポットライフ及び室温
で長期貯蔵された後においても保持されている好ましい
粘着力の如き優れた加工特性を有する。
本発明混合物のための好適なエポキシ樹脂(a)は、式I
で表わされるイミダゾリド類によって硬化され得るよう
なエポキシ樹脂すべてである。
好適なエポキシ樹脂の例としては、2、2−ビス(4′
−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパンのような脂環式
ポリオール類のジ−又はポリグリシジルエーテル類、レ
ゾルシノール、ビス(4′−ヒドロキシフェニル)メタ
ン(ビスフェノールF)、2、2−ビス−(4′−ヒド
ロキシフェニル)プロパン(ビスフェノールA)、2、
2−ビス(4′−ヒドロキシ−3′、5′−ジブロモフ
ェニル)プロパン、1、1、2、2−テトラキス(4′
−ヒドロキシフェニル)エタン又はフェノールノボラッ
ク及びクレゾールノボラックの如きフェノール類とホル
ムアルデヒドの縮合生成物のような多価フェノール類の
ジ−又はポリグリシジルエーテル類;及びまた上記ポリ
アルコール類及びポリフェノール類のジ−又はポリ(β
−メチルグリシジル)エーテル類:フタール酸、テレフ
タール酸、テトラヒドロフタール酸及びヘキサヒドロフ
タール酸のような多価カルボン酸類のポリグリシジルエ
ステル及びポリ(β−メチルグリシジル)エステル類;
アミン類、アミド類及び複素環式窒素塩基のN−グリシ
ジル誘導体、例えばN,N−ジグリジルアニリン、N、
N−ジグリジルトルイジン、N、N、N′、N′−テト
ラグリシジルービス(4−アミノフェニル)メタン、ト
リグリシジルイソシアヌレート、N、N−ジグリシジル
−N、N′−エチレン尿素、N、N′−ジグリシジル−
5、5−ジメチルヒダントイン−N、N′−ジグリシジ
ル−5−イソプロピルヒダントイン、N、N′−ジグリ
シジル−5、5−ジメチル−6−イソプロピル−5、6
−ジヒドロウラシルが挙げられる。
また一般的に、本発明の硬化性混合物においては2種又
はそれ以上のエポキシ樹脂の混合物を使用してもよい。
特に、5〜9当量/kgのエポキシド含有量を有し、そし
て脂環式化合物の、或いは好ましくは芳香族もしくは複
素環式化合物のグリシジルエーテル、グリシジルエステ
ル又はN−グリシジル誘導体であるエポキシ樹脂が好ま
しい。
好ましいエポキシ樹脂は、エポキシノボラック、ビスフ
ェノールの、芳香族ジアミン類の、芳香族もしくは脂環
式ジカルボン酸の、ヒダントインの、又はイソシアヌー
ル酸のグリシジル誘導体である。特に好ましいエポキシ
樹脂はエポキシフェノールノボラック類及び、ビスフェ
ノールA、ビスフェノールF、ヘキサヒドロナフタール
酸又は4,4′−ジアミノジフェニルメタンのグリシジ
ル誘導体並びにトリグリシジル−ビスヒダントイン類又
はそのような樹脂の混合物である。成分(a)としての特
に好適なエポキシ樹脂混合物は、エポキシフェノールノ
ボラックと、ビスフェノールA、ビスフェノールF、
4、4′−ジアミノフェニルメタンのグリシジル誘導体
との又はトリグリシジル−ビスヒダントイン類との混合
物、並びにビスフェノールFのグリシジル誘導体と四官
能性エポキシ樹脂、例えばビス(N、N−ジグリシジル
−4−アミノフェニル)スルホン、ビス(N、N−ジ−
グリシジル−4−アミノフェニル)エーテルまたは2、
2−ビス(N′、N′−ジグリシジル−4′−アミノフ
ェニル)プロパンとの混合物である。特に好ましいエポ
キシ樹脂(a)は、ビスフェノールFジグリシジルエーテ
ルとビス(N、N−ジグリシジル−4−アミノフェニ
ル)メタンとの混合物である。
本発明の混合物に用いられる式Iのイミダゾリド類は公
知であるか又はそれ自体公知の方法により製造すること
ができる。それらは式II: 〔式中、 Xは塩素原子又は臭素原子を表わし、 R、R、R、R及びRは前記の意味を表わ
す〕 で表わされる酸ハライドと、式III 〔式中、R、R及びRは前記の意味を表わす〕 で表わされるイミダゾールを反応させることによって好
適に製造される。これらイミダゾリド類の幾つか及びそ
れらの製造法は前に引用した日本特許第743212号明細
書、西独特許公開公報第3246072号、及び欧州特許出願
公開公報第124482号に記載されている。
各置換基R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7及びR8
互いに独立して分枝状の又は好ましくは直鎖状の炭素原
子数1ないし12の、好ましくは1ないし6の、及び最
も好ましくは1〜4のアルキル基を表わす。適するアル
キル基の例としてはドデシル基、デシル基、オクチル
基、ヘプチル基、ブチル基、プロピル基、及び最も好ま
しくはイソプロピル基、エチル基又はメチル基が挙げら
れる。
置換基R1、R2及びR3の1個又はそれ以上がシクロア
ルキル基である場合、それらはシクロペンチル基及びシ
クロヘキシル基であることが好ましく、そのおのおのは
1個又はそれ以上の炭素原子数1ないし3のアルキル基
で置換されていてもよい。上記基は非置換であることが
好ましい。
置換基R1、R2及びR3の1個又はそれ以上がアリール
基である場合、それらはフェニル基及びナフチル基であ
るのが好ましい。置換基R4、R5、R6、R7及びR8
ハロゲン原子としてはヨウ素原子又は臭素原子或いは好
ましくは塩素原子が挙げられる。
本発明の混合物において、用いられるイミダゾリド類
(b)の好ましいものとしては各置換基R2、R3、R5及び
7が水素原子で置換基R1が炭素原子数1ないし4のア
ルキル基又はフェニル基であり、また各置換基R4、R6
及びR8が互いに独立して水素原子、炭素原子数1ない
し4のアルキル基又はハロゲン原子を表わすものであ
る。式Iで表わされる特に好ましいイミダゾリド類は、
各置換基R2、R3、R5及びR7が水素原子を、R1がメ
チル基、エチル基又はフェニル基を、またR6が水素原
子又はメチル基を、そしてR4とR8のおのおのが塩素原
子又はメチル基を表わすものである。本発明の混合物に
用いることのできるイミダゾリド類のとりわけ好ましい
ものとしては、1−(2′、6′−ジクロロベンゾイ
ル)−2−フェニルイミダゾール、1−(2′、4′、
6′−トリメチルベンゾイル)−2−エチルイミダゾー
ル、1−(2′、6′−ジクロロベンゾイル)−2−メ
チルイミダゾール、1−(2′、4′、6′−トリメチ
ルベンゾイル)−2−メチルイミダゾール及び最も好ま
しいものとして1−(2′、4′、6′−トリメチルベ
ンゾイル)−2−フェニルイミダゾールが挙げられる。
本発明の混合物に用いることのできる式Iで表わされる
イミダゾリド類は、高められた温度で高度に反応性の硬
化剤であるが、室温では安定的であり、長期貯蔵及び長
い加工時間を可能とする。
好適なポリスルホン樹脂(c)としては例えば次式: −A−SO2− 〔式中Aは、エーテル性酸素原子及び/又は2価の脂肪
族基で中断された二価の芳香族基を表わす〕 で表わされる反復単位を含有しているものが挙げられ
る。アメリカ材料試験協会(ASTM)規格試験D−64
8に従う測定で少なくとも150℃の加熱撓み温度を有する
ポリスルホンが好ましい。
用いられるポリスルホン類は公知の方法、例えば、式HA
1SO2X(式中、A1はエーテル性酸素原子及び/又は2価
の脂肪族基で中断された二価の芳香族基を表わし、Xは
塩素原子又は臭素原子を表わす)で表わされるスルホニ
ルライド(a)又は式XSO4A1SO2X(式中、A1及びXは前記
の意味を表わす)で表わされるジスルホニルハライドの
混合物(b)のどちらかと、式HA2H(式中、A2はエーテル
性酸素原子及び/又は2価の脂肪族基で中断された二価
の芳香族基を表わす)で表わされるハロゲン不含スルホ
ニル化合物を不活性溶媒中、ルイス酸触媒の存在下加熱
することによって得ることができる。
製法(a)により製造されたポリスルホン類は反復単位 −A−SO2− を含み、一方、製法(b)により製造されたものは反復単
位 −A1−SO2−A2−SO2− を含む。
本発明の混合物中に使用されるポリスルホン樹脂は、そ
の反復素成分中にエーテル基を含有するが側鎖中にヒド
ロキシル基をもたないようなものが好ましい。
次式: −OA3OA4SO2A4− 〔式中、A3及びA4は二価のアリール基、好ましくはフ
ェニレン基を表わし、それらは塩素原子又は炭素原子数
1ないし4のアルキル基、例えばメチル基で置換してい
てもよい〕 で表わされる反復素成分を含むポリスルホン類が好まし
い。そのようなポリスルホン類は、式HOA3OHで表わされ
る二価フェノールのジアルカリ金属塩と、式ClA4SO2A4C
lで表わされるビス(モノクロロアリール)スルホンを
ジメチルスルホキシド中で反応させることにより、それ
自体公知の方法で得ることができる。より以上に好まし
いポリスルホン樹脂類は、次式: −OA5−Y−A5OA6−SO2−A6− 〔式中、A5及びA6の各々は非置換の、或いは塩素原子
又は炭素原子数1ないし4のアルキル基、例えばメチル
基で置換したフェニル基を表わし、そして Yは炭素−炭素結合、−SO2−基又は次式: で表わされるもののような、好ましくは4より多くない
炭素原子を含む、脂肪族炭化水素基を表わす〕 で表わされる反復素成分を含んでいるものである。
次式IV: 〔式中、nは好ましくは50ないし120の平均値を表
わす〕 で表わされる反復単位を含む熱可塑性ポリスルホン樹脂
が特に好ましい。
特に都合のよいポリスルホン類としては、例えばユニオ
ン・カーバイド社(Union Carbide Corporatin)から入
手できる「ポリスルホンユーデル P1800(Polysulfon
e UdelP1800)」のようなものが挙げられ、製造業者に
よればそれは350℃ないし370℃の範囲の融点、175℃の
加熱撓み温度(ASTM規格試験D−648)を有し、そして
式IVで表わされる反復単位を平均分子あたり50ないし
80含んでおり、分子量が約22000ないし35000であるこ
とを示している。
さらに好都合なポリスルホンはユニオン・カーバイド社
から入手できる「ポリスルホンP2300(Polysulfone P2
300」という商品名の類似物質であり、製造業者によれ
ば、それは30000ないし50000の範囲の分子量を有し、該
物質は、平均分子あたり約68ないし113の式IVで表
わされる反復単位を含むことを示している。またユニオ
ン・カーバイド社から入手できる「ポリスルホンP350
0」という商品名の類似物質も好ましく、製造業者によ
ればそれは「ポリスルホン ユーデルP1800」の分子量
と「ポリスルホンP2300」の分子量の間に位置する分子
量範囲を有し、その分子量は約35000である。
本発明の硬化性混合物中の成分(c)として2種又はそれ
以上のポリスルホン類混合物も用いることができる。
本発明の混合物のエポキシ樹脂(a)とポリスルホン(c)
は、ポリスルホンがエポキシ樹脂に可溶なもの及びエポ
キシ樹脂が硬化後相互に微細に分散した二層を形成する
ものから選択するのが好ましい。そのような方式は特に
優れた性質を有する硬化製品を生みだす。
本発明の混合物はまた、上記(a)ないし(c)の成分に加
え、更に、エポキシ樹脂100重量部に対し1ないし1
2重量部、好ましくは2ないし6重量部の、その一次粒
子が2ないし100nmの、好ましくは3ないし30nmで
最も好ましくは5ないし15nmの微粒状充填剤を含むも
のが好ましい。特に適した充填剤(d)は二酸化チタンで
あり、とりわけ二酸化珪素又は酸化アルミニウムが好ま
しい。そのような充填剤はスイス国チューリッヒにある
デグサ社製(DegussaAG.)より「アエロジル(Aeros
il) 」及び「アロックスC(AloxC) 」という商品
名で入手でき、該製品によればその一次粒子は7ないし
12nmの平均サイズを有している。上記微粒子状充填剤
の添加は特に本発明混合物の動的性質を改良し、それは
例えば該混合物を用いて作られたラミネートに対する動
的交互曲げ試験によって測定することができる。
本発明の混合物は、その中の成分(b)及び(c)の配合割合
が互いに独立して、それぞれエポキシ樹脂100重量部
あたり、イミダゾリド(b)が4ないし12重量部、好ま
しくは5ないし8重量部、そしてポリスルホン(c)が5
ないし30重量部、好ましくは8ないし15重量部であ
るのが好ましい。
成分(d)として微粒状充填を付加的に含む混合物の場
合、エポキシ樹脂(a)100重量部あたり、ポリスルホ
ン(c)が10ないし40重量部、好ましくは12ないし
25重量部含むような混合物が好ましい。
本発明の混合物は、全ての成分を充分に混合することに
よって、或いはそれらを相互に溶解させることによって
製造することができる。各成分は順序を変えて加えるこ
とができる。例えばポリスルホンはエポキシ樹脂中に加
熱下で溶解させることができ、そして約120℃までその
溶液を冷却した後、イミダゾリド硬化剤及び所望により
微粒状充填剤又は添加剤を加えることができる。微粒状
充填剤を用いる場合、最初に三本ロールミルによりエポ
キシ樹脂と供にすり砕き、続いてポリスルホンをエポキ
シ樹脂中に溶解させるのが好ましい。
本発明の混合物は多くの用途を有し、例えば注型用樹
脂、積層用または含浸用樹脂、成形用樹脂、シール用組
成物、電気産業における埋封用または絶縁用組成物、及
び好ましくは接着剤として、そして複合材料、特には繊
維強化プラスチック類の製造における母材樹脂として好
適である。
特には、所望により改質材を用いる場合、本発明の混合
物は、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン又はメ
チレンクロライドのような有機溶媒中に、或は類似溶媒
またはワニス産業で慣用されている溶媒混合物中に溶解
させることができる。そのような溶液は、特には含浸剤
又はコーティング剤として好適である。
硬化前のどの段階においても、慣用の改質剤を本発明の
硬化性混合物に加えることができる。そのような改質剤
の例としては増量剤、充填剤、強化剤、顔料、染料、有
機溶媒、可塑剤、流動調節剤、チキソトロープ剤、難燃
剤、離型剤が挙げられる。本発明の混合物に用いること
のできる増量剤、強化剤、充填剤及び顔料の例は、液状
クマロンーインデン樹脂、紡織繊維、ガラス繊維、アス
ベスト繊維、ホウ素繊維、炭素繊維、ポリエチレン粉
末、ポリプロピレン粉末、石英粉末、鉱物シリケート例
えば雲母、アスネスト粉末またはスレート粉末、カオリ
ン、チョーク粉末、三酸化アンチモン。ベントン、リト
ボン、重晶石、二酸化チタン、カーボンブラック、グラ
ファイト、酸化鉄のような酸化物系顔料あるいはアルミ
ニウム粉末または鉄粉のような金属粉末が挙げられる。
本硬化性混合物を特には表面保護のために用いる時に加
えてもよい増量剤の例としては、シリコン類、液状アク
リル樹脂、セルロースアセトブチレート、ポリビニルブ
チラール、ワックス類、ステアレート類等である(その
内の幾つかは離型剤としても用いられる)。
本硬化性混合物を改質するために用いることのできる可
塑剤の例としては、ジブチルフタレート、ジオクチルフ
タレート、ジノニルフタレート、トリクレジルホスフェ
ート、トリキシレニルホスフェート及びジフェノキシエ
チルホルマールが挙げられる。
本発明の混合物は、120℃から250℃の、特には150℃か
ら200の温度範囲に加熱することによって良好に硬化さ
れる。該硬化は、最初の硬化工程を低温で行い、そして
その後の硬化を高めた温度で行う公知の方法によって、
二工程又は多工程によって行なわれる。
所望により、粘度を低下させるために活性希釈剤を本発
明混合物に加えることができる。そのような希釈剤の例
としてはスチレンオキサイド、ブチルグリシジルエーテ
ル、2,2,4−トリメチルペンチルグリシジルエーテ
ル、フェニルグリシジルエーテル、クレジルグリシジル
エーテル、合成の高度に分枝した主に第三級脂肪族モノ
カルボン酸のグリシジルエステルが挙げられる。
また、硬化するために硬化促進剤を用いるこもできる。
そのような促進剤の例としては第三級アミン類、その塩
類もしくは第4アンモニウム化合物、例えばベンジルジ
メチルアミン、2,4,6−トリス−(ジメチルアミノ
メチル)フェノール、1−メチルイミダゾール、2−エ
チル−4−メチル−イミダゾール、4−アミノピリジ
ン、トリペンチルアンモニウムフェノレート;或いはア
ルカリ金属アルコラート、例えばナトリウムヘキサント
リオラートが挙げられる。
本発明はまた、硬化成形品を製造するための本発明混合
物の使用、並びに繊維強化複合材用プレプレグの又は接
着性フィルムの製造のためのその使用に関する。プレプ
レグ及び接着性フィルムは、それ自体公知の方法、例え
ば前記溶媒又はメチレンクロライドのようなハロゲン化
溶媒の一種の存在下、含浸法によるか又は熱溶融法によ
り製造することができる。
(発明の効果) 一般的に、本発明の成形組成物は、同時に高い機械的強
度を持つ一方で、相対的に高いガラス転移温度を著わす
という特徴を有する。特に、該組成物は、その優れた熱
老化安定性、優れた破壊靭性及び防湿性に特色をなす。
(実施例) 本発明を以下の実施例により更に詳細に説明する。
下記実施例において用いられる成分(a)ないし(d)は次の
通りである。
エポキシ樹脂1:エポキシド含量が5.7当量/kgで、5
2℃における粘度が約2.0Pa.sのエポキシフェノールノ
ボラックで、該ノボラックは室温で液状である。
エポキシ樹脂2:エポキシド含有量が7.8当量/kgで、
50℃における粘度が約1.3Pa.sの、4,4′−ジアミ
ノフェニルメタンのテトラグリシジル誘導体。
エポキシ樹脂3:エポキシド含有量が5.6当量/kgで8
0℃における粘度が1.3Pa.sである、次式V; で表わされるトリグリシジルビスヒダントイン。
エポキシ樹脂4:エポキシド含有量が5.4当量/kgで2
5℃における粘度が1.0Pa.sであるビスフェノールAジ
グリシジルエーテル。
エポキシ樹脂5:エポキシド含有量が6.4当量/kgの結
晶性ビスフェノールFジグリシジルエーテル。
エポキシ樹脂6:エポキシド含有量が5.9当量/kgで、
25℃における粘度が0.9Pa.sのヘキサヒドロフタール
酸ジグリシジルエステル。
ポリスルホン1:融点が350℃ないし370℃、加熱撓み温
度が175℃(ASTM D648による)で、分子量が約22000な
いし35000の範囲である「ポリスルホン ユーデル P1
800 」(ユニオン・カーバイド社製)。
イミダゾリド1:欧州特許出願公開第124482号に従い製
造された1−(2′,4′,6′−トリメチルベンゾイル)
−2−フェニルイミダゾール。
イミダゾリド2:西独特許公開第3246072号に従い製造
された1−(2′,6′−ジクロロベンゾイル)−2−フ
ェニルイミダゾール。
イミダゾリド3:欧州特許出願公開第124482号に従い製
造された1−(2′,4′,6′−トリメチルベンゾイル)
−2−エチルイミダゾール。
イミダゾリド4:西独特許公開第3246072号に従い製造
された1−(2′,6′−ジクロロベンゾイル)−2−メ
チルイミダゾール。
イミダゾリド5:欧州特許出願公開第124482号に従い製
造された1−(2′,4′,6′−トリメチルベンゾイル)
−2−メチルイミダゾール。
アロックスC :スイス国、チューリッヒのデグサ社か
ら入手できる微粒状酸化アルミニウム。一次粒子の平均
サイズ:10nm。
アエロジル300 :スイス国、チューリッヒのデグサ社
から入手できる微粒状二酸化珪素。一次粒子の平均サイ
ズ:7nm 実施例1 ポリスルホン1:20gをエポキシ樹脂1:160gに
200℃で溶解する。その溶液を120℃に冷却し、そ
してエポキシ樹脂2:40g及びイミダゾリド1:12
gと混合する。その混合物の一部をアンチコロダイ型
(Anticorodal mould)(200×200×4mm)に注ぎ、150
℃で2時間及び180℃で2時間加熱して硬化させる。混
合物の他の一部は、ジヤーナル オブ マテリアルズサ
イエンス(Journal of Materials Science)10巻、1
334頁(1975年)及び同14巻、776頁(19
79年)に記載されている方法に従う二重ねじり試験に
よって破壊靭性を測定するために使用する。この試験に
おいて、クロム硫酸で処理された2枚のアルミニウム板
〔エクストルーダル(Extrudal)050AlMgSi0.5(200
×20×5mm)〕を硬化性混合物で接合し、その接合部を
僅かな加圧下にて上述したように硬化させる。その測定
手順において接合部における亀裂成長反応を、即ち亀裂
を生成させる最大荷重から計算される破壊エネルギーを
J/m単位で測定する。
以下の結果が得られる。
ISO(国際標準協会)178に従う曲げ強さ(FS)=
112MPa ISO178に従う破断モーメントでの繊維端伸び率
(EFE)=6.8% メットラー社(Mettler AG.スイス国グラィフェンジ
ー)の熱機械分析機により測定したガラス転移温度(T
g)=177℃ 二重ねじり試験による破壊靭性(FT)=212J/m 実施例2 実施例1の方法に従い、エポキシ樹脂1:200g、イ
ミダゾリド1:12g及びポリスルホン1の異なる量を
用い、さらに試験を行なった。以下の結果が得られる
(追加の曲げ試験は水中に85℃で10日間貯蔵した後
に行われる。) 実施例3 実施例1の方法に従い、ポリスルホン1:48gをエポ
キシ樹脂1:400gに溶解し、続いて該溶液をエポキ
シ樹脂3:40g及びイミダゾリド1:24gと混合す
る。該混合物の一部を実施例1で述べたように硬化させ
る。その成形品は以下の性質を有する。
Tg 174℃ FS 113MPa EFE 5.35% FT 276J/m 上記混合物256gを他の試験のためにメチレンクロラ
イド150gに溶かす。含浸法により、炭素繊維T300-
50B(Toray)で一方向プレプレグを製造する。溶媒を
留去した後に得られるプレプレグは、室温で数週間貯蔵
された後も保たれている良好な粘着性を示す。該プレプ
レグのゲル化時間は120℃で66分、または160℃で13
分である。プレプレグをラミネートに成形し、そして15
0℃で2時間及び180℃で2時間硬化させる。繊維方向に
対し1290MPa及び繊維横断方向に対し65MPaの曲
げ強さを持つラミネートが得られる(60%繊維体
積)。空気中、180℃で30日間熱成後、繊維方向に対
する曲げ強さは1360MPaで、そして繊維横断方向は7
7MPaであり、これは本発明の組成物が老化に対し高
い安定性を有していることを示している。
実施例4 a)ポリスルホン1:48gを加熱下でエポキシ樹脂
1:400gに溶解し、そしてその溶液をイミダゾリド
1:24gと混合する。
b)(a)で示される手順に従うが、さらにアロックスC
8gを三本ロールミルで混合して第二の混合物を製造
する。
c)(b)で示される手順に従うがアロックスC 16g
を用いて他の混合物を製造する。
実施例1に従い製造された成形品は次の性質を有する。
*ねじり接着強さ(TAS)を測定すべく、ツイスト−
0−メータ(Twist−0−meter)〔スイス国バッセルス
ドルフ(Bassersdorf)のエプレヒト社(The Epprecht
Company,Instruments+Controls)製〕で測定するため
の手順に従い、アルミニウム製ピボットを接合する。こ
のために、低粘度の均質溶液がえられるまで硬化性混合
物を攪拌しながら120℃に加熱する。室温まで冷却した
後、その溶液から5個の接合物を得る。それからこれら
の接合物を150℃で2時間及び180℃で2時間加熱するこ
とにより硬化させる。
熱溶融法により三種の混合物(a),(b)及び(c)から80/20
(m重量:375g/m)のガラス繊維織物を有す
るプレプレグを製造する。それらのプレプレグは良好な
粘着性を特徴としている。それらプレプレグ(12層)
をプレス(硬化:150℃で2時間+180℃で2時間)して
ラミネートを得る。それらのラミネートは主繊維方向に
対して550ないし600MPaの曲げ強さを有している。動的
交互曲げ試験(4点支持試験片100×20×4mm3)におけ
る、±200MPaの荷重下でラミネート(a)は8×105荷重変
化数の可使時間を有し(一定の残留変形を起こす最大値
の40%までの張力降下)、(b)ha25×105荷重変化数
の可使時間を有しそして(c)は同様条件下で80×105荷重
変化数の可使時間を有する。
実施例5 他の点では実施例4(b)と同一であるが、アロックスC
の代わりに、シランで処理されたアエロジル300
8g含む混合物を用いることにより、以下の性質を有す
る成形品を得る。
Tg 179℃ FS 95MPa EFE 4.2% FT 163J/m 実施例6 エポキシ樹脂1:30gを加熱下でエポキシ樹脂4:7
0g及びポリスルホン1:10gと供に充分に混合す
る。その混合物を120℃まで冷し、イミダゾリド2:6
gと混合する。それからその混合物を実施例1の手順に
従い加工しそして硬化させる。得られた成形品は以下の
性質を有する。
FS 97MPa EFE 5.2% Tg 175℃ 実施例7 エポキシ樹脂2:50gを加熱下でエポキシ樹脂5:5
0g及びポリスルホン1:15gと供に充分に混合す
る。その混合物を120℃まで冷し、イミダゾリド3:6
gと混合する。それからその混合物を実施例1の手順に
従い加工し、そして硬化させる。得られた成形品は以下
の性質を有する。
FS 116MPa EFE 9.6% Tg 175℃ 実施例8 エポキシ樹脂2:50gをエポキシ樹脂5:50g及び
アロックスC 2gと共に充分に混合し、そしてその混
合物を三本ロールミルで約20分間すり砕く。それから
その混合物を約180℃まで加熱し、ポリスルホン1:2
0gと混合し、そしてそのポリスルホンが溶解するまで
攪拌する。その溶液を140℃まで冷し、イミダゾリド
1:6gと混合し、それから実施例1の手順に従い製造
する。次の諸性質が測定された。
FS 122MPa EFE 7.5% Tg 179℃ FT 196J/m 実施例9 実施例8と同様の手順により、エポキシ樹脂2:30
g、エポキシ樹脂5:70g、アロックスC 5g、ポ
リスルホン1:24g、及びイミダゾリド1:6gから
なるポリマーを製造する。その硬化したポリマーは以下
の性質を有する。
FS 123MPa EFE 7.3% Tg 166℃ FT 385J/m 実施例10 実施例9に従って製造された、エポキシ樹脂2及び5、
アロックスC 及びポリスルホン1からなる混合物60
gをメチレンクロライド40gに溶解し、そしてその溶
液をイミダゾリド1:2.3gと充分に混合する。塗布ナ
イフを使用して、ガラス繊維織物80/20にその溶液を含
浸させ、穏やかな空気流によってその溶媒を留去する。
良好な粘着力を有する透明のプレプレグが得られる。そ
のプレプレグは何ら粘着力を変化させることなく室温で
1カ月間貯蔵することができる。14層のプレプレグを
厚さ4mmのラミネート板に成形し、それからその板を15
0℃で2時間及び180℃で2時間加熱し硬化させる(繊維
含量:65.5%)。そのラミネート板は主繊維方向に対し
て700MPaの及び主繊維横断方向に対して200MPaの曲げ強
さを有している。71℃で64日間水中で貯蔵された
後、そのラミネートは室温で67MPaの、及び71℃で3
4.4MPaの層間剪断強さ(interlaminar shear strengt
h)を有する。水吸収は0.8%である。
実施例11 a)エポキシ樹脂2:50gを加熱下でエポキシ樹脂
5:50gと混合し、そしてその混合物をアロックスC
4gと共に、三本ロールミルで摩砕する。続いてその
樹脂中に約180℃の温度でポリスルホン1:12gを溶
解させる。その溶液を120℃まで冷し、そしてイミダゾ
リド1:6gと混合する。それからその混合物を実施例
1の手順に従い加工及び硬化させる。その成形品は以下
の性質を有する。
FS 112MPa Tg 179℃ FT 177J/m b)アロックスC の代わりにアエロジル300 を用
いた以外は、(a)においてと同様の操作を行ない、そし
て同様の組成物を用いると、以下の結果が得られる。
FS 124MPa Tg 177℃ FT 151J/m 実施例12 他のイミダゾリドを同量用いる以外は実施例11aに従っ
て成形品を製造する。以下の結果が得られる。
イミダゾリド 2 4 5 70℃における ゲル化時間 1140 670 160分 FS 126 127 100MPa Tg 174 168 184℃ FT 201 204 292J/m2 実施例13 エポキシ樹脂2:50g及びエポキシ樹脂6:50gを
用い、その他は実施例11aと同じ手順および同じ組成物
を用いて、以下の結果を得る。
70℃におけるゲル化時間 7200分 FS 146MPa EFE 7.1% Tg 149及び170℃ FT 305J/m 実施例14 エポキシ樹脂2:80g及びエポキシ樹脂6:20g及
びポリスルホン1:10gを用い、その他は実施例11a
と同じ手順および同じ組成物を用いて、以下の結果を得
る。
70℃におけるゲル化時間 2800分 FS 131MPa EFE 7.4% Tg 186℃ FT 230J/m
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ミカエル フイツシヤー スイス国,1712 ターフエルス,アールメ ントストラーセ(番地表示なし) (56)参考文献 特開 昭58−49718(JP,A) 特開 昭52−53973(JP,A) 欧州特許出願公開124482(EP,A) 欧州特許出願公開139110(EP,A)

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(a)エポキシ樹脂100重量部、 (b)次式I: 〔式中、 R、R、R及びRの各々は水素原子を表わし、 Rは炭素原子数1ないし4のアルキル基またはフェニ
    ル基を表わし、そして R、R及びRは互いに独立して水素原子、炭素原
    子数1ないし4のアルキル基又はハロゲン原子を表わす
    が、但し置換基RとRは同時に水素原子を表さな
    い〕 で表わされるイミダゾリド3〜15重量部、及び (c)少なくとも10000の平均分子量を有する熱可塑
    性ポリスルホン2〜50重量部を含む貯蔵安定熱硬化性
    混合物。
  2. 【請求項2】エポキシ樹脂が、5〜9当量/kgのエポキ
    シド含有量を有し、脂環式化合物の或いは好ましくは芳
    香族もしくは複素環式化合物のグリシジルエーテル、グ
    リシジルエステル又はN−グリシジル誘導体である特許
    請求の範囲第1項記載の混合物。
  3. 【請求項3】エポキシ樹脂がエポキシノボラック、又は
    ビスフェノールの、芳香族もしくは脂環式ジカルボン酸
    の、芳香族ジアミンの、ヒダントインの又はイソシアヌ
    ール酸のグリシジル誘導体である特許請求の範囲第1項
    記載の混合物。
  4. 【請求項4】エポキシ樹脂がエポキシフェノールノボラ
    ック、ビスフェノールAの、ビスフェノールFの、ヘキ
    サヒドロフタール酸の又は4,4′−ジアミノジフェニ
    ルメタンのグリシジル誘導体、又はトリグリシジルビス
    ヒダントイン、或いはこれらの樹脂の混合物である特許
    請求の範囲第1項記載の混合物。
  5. 【請求項5】エポキシ樹脂がビスフェノールFジグリシ
    ジルエーテル及びビス(N,N−ジグリシジル−4−ア
    ミノフェニル)メタンの混合物である特許請求の範囲第
    1項記載の混合物。
  6. 【請求項6】Rがメチル基、エチル基又はフェニル基
    を表わし、Rが水素原子又はメチル基を表わし、そし
    てR及びRの各々が塩素原子又はメチル基を表わす
    特許請求の範囲第5項記載の混合物。
  7. 【請求項7】ポリスルホンが少なくとも150℃の加熱
    撓み温度を有する特許請求の範囲第1項記載の混合物。
  8. 【請求項8】ポリスルホンが次式IV: (式中、nは好ましくは平均値で50〜120を表わ
    す) で表わされる反復単位を含む特許請求の範囲第7項記載
    の混合物。
  9. 【請求項9】ポリスルホンが、350〜370℃の範囲
    の融点、175℃の加熱撓み温度及び50〜80の平均
    n値を有する特許請求の範囲第8項記載の混合物。
  10. 【請求項10】さらに成分(d)として、一次粒子の平均
    サイズが2〜100nm、好ましくは3ないし30nm
    の微粒状充填剤1ないし12重量部を含む特許請求の範
    囲第1項記載の混合物。
  11. 【請求項11】充填剤が二酸化チタン、二酸化珪素又は
    酸化アルミニウムである特許請求の範囲第10項記載の
    混合物。
  12. 【請求項12】成分(b)および(c)の配合割合が、互いに
    独立して、エポキシ樹脂(a)100重量部当り、イミダ
    ゾリド(b)が4〜12重量部、好ましくは5〜8重量
    部、及びポリスルホン(c)が5〜30重量部、好ましく
    は8〜15重量部である特許請求の範囲第1項記載の混
    合物。
  13. 【請求項13】ポリスルホン(c)の配合割合が、エポキ
    シ樹脂(a)100重量部に対して10〜40重量部、好
    ましくは12〜25重量部である特許請求の範囲第10
    項記載の混合物。
  14. 【請求項14】成形物を製造する為の特許請求の範囲第
    1項記載の混合物。
  15. 【請求項15】繊維強化複合材用プレプレグを製造する
    為の特許請求の範囲第1項記載の混合物。
  16. 【請求項16】接着性フィルムを製造する為の特許請求
    の範囲第1項記載の混合物。
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