JPH0725989A - Heat-hardening epoxy resin composition - Google Patents

Heat-hardening epoxy resin composition

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JPH0725989A
JPH0725989A JP19510293A JP19510293A JPH0725989A JP H0725989 A JPH0725989 A JP H0725989A JP 19510293 A JP19510293 A JP 19510293A JP 19510293 A JP19510293 A JP 19510293A JP H0725989 A JPH0725989 A JP H0725989A
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epoxy resin
curing accelerator
resin composition
ion
layered inorganic
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康晴 大野
Hideki Kato
秀樹 加藤
Tomohisa Iinuma
知久 飯沼
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Abstract

PURPOSE:To obtain a heat-hardening epoxy resin composition whose curing ability and storage stability are compatible with each other on practical level. CONSTITUTION:This heat-hardening epoxy resin is obtained by compounding the components (a), (b) and (c) shown below. (a) An epoxy resin having >=2 epoxy groups in a molecule. (b) A hardener. (c) A potential cure accelerator carrying a cure accelerator and a metallic ion among layers of an inorganic laminate compound having ion-exchanging function.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、硬化性と常温での貯蔵
安定性に優れる熱硬化性エポキシ樹脂組成物に関し、本
発明の組成物は塗料、接着剤、積層材(板)、成型材及
び封止材等の従来よりエポキシ樹脂が利用される種々の
分野で利用することができるものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermosetting epoxy resin composition which is excellent in curability and storage stability at room temperature. The composition of the present invention is a coating material, an adhesive, a laminated material (board), a molding material. Also, it can be used in various fields where epoxy resin has been conventionally used such as a sealing material.

【0002】[0002]

【従来技術】エポキシ樹脂組成物は、一般に主材である
エポキシ樹脂、硬化剤及び硬化促進剤からなり、硬化剤
と主剤とを別々に保存し、使用時にこれらを混合して使
用するタイプ(2液型という)と、硬化剤と主剤とが配
合済みのタイプ(1液型という)がある。これらのタイ
プにおいて、使用時に計量・配合の労力が不用である、
配合ミスが発生しない、材料のロスが少ない等の利点が
あることから、1液型のエポキシ樹脂組成物が好まれて
いる。1液型のエポキシ樹脂組成物は、保存時間の経過
と共に、硬化反応が徐々に進行するため、使用可能な時
間に制限があり、この制限を緩和するために、種々の添
加剤又は保存方法が提案されている。エポキシ樹脂組成
物の使用可能な時間を長くするために、貯蔵安定性を高
めることは、一般にエポキシ樹脂組成物の硬化性を低下
させることにつながるため、実用的な1液型エポキシ樹
脂組成物を開発するためには、エポキシ樹脂組成物の、
硬化性と貯蔵安定性を両立させることが重要となる。現
在、硬化性と貯蔵安定性を両立させるために、1液型の
エポキシ樹脂組成物を低温で輸送する或いは低温で保管
する等の方法が採用されているが、このような低温での
輸送或いは保管は大幅なコストアップになるため、エポ
キシ樹脂組成物の硬化性を損なわず、常温での貯蔵安定
性を高めることが強く望まれている。従来より、エポキ
シ樹脂組成物の硬化性と貯蔵安定性の両立を図るため、
潜在性硬化促進剤の研究が盛んに行われ、その結果、多
くの潜在性硬化促進剤が提案されてきたが、いずれの提
案も硬化性と常温での貯蔵安定性に関する実用レベルの
要求を満たすものではなかった。また、マイクロカプセ
ル化した硬化促進剤を用いて潜在性を付与する提案も多
くなされているが、熱ロールによる予備混合時におい
て、カプセルに高い剪断応力がかかるためにカプセルが
破壊されてしまい、潜在性が損なわれてしまう等の欠点
があった。
2. Description of the Related Art Generally, an epoxy resin composition comprises an epoxy resin which is a main material, a curing agent and a curing accelerator. The curing agent and the main agent are separately stored, and when they are used, they are mixed and used. There is a liquid type) and a type in which a curing agent and a main agent are already mixed (called a one-component type). In these types, the labor of weighing and blending is unnecessary when using,
A one-pack type epoxy resin composition is preferred because it has advantages such as no mixing error and less material loss. The one-pack type epoxy resin composition has a limitation in usable time because the curing reaction gradually progresses with the lapse of storage time, and various additives or storage methods are used to alleviate this limitation. Proposed. Increasing the storage stability in order to prolong the usable time of the epoxy resin composition generally leads to a decrease in the curability of the epoxy resin composition, so that a practical one-pack type epoxy resin composition is prepared. In order to develop, of the epoxy resin composition,
It is important to achieve both curability and storage stability. Currently, in order to achieve both curability and storage stability, a method of transporting a one-pack type epoxy resin composition at low temperature or storing at low temperature is adopted. Since the cost of storage greatly increases, it is strongly desired to enhance the storage stability at room temperature without impairing the curability of the epoxy resin composition. Conventionally, in order to achieve both curability and storage stability of the epoxy resin composition,
Research on latent curing accelerators has been extensively conducted, and as a result, many latent curing accelerators have been proposed, but each proposal satisfies practical requirements regarding curability and storage stability at room temperature. It wasn't something. In addition, many proposals have been made to impart latentity by using a microencapsulated curing accelerator, but at the time of premixing with a hot roll, the capsules are destroyed because high shear stress is applied to the capsules. There were drawbacks such as loss of sex.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術で
は不十分であった硬化性と貯蔵安定性の両立を実用レベ
ルで実現する熱硬化性エポキシ樹脂組成物を提供するこ
とを課題とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a thermosetting epoxy resin composition which realizes both curability and storage stability, which were insufficient in the prior art, at a practical level. It is a thing.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決するために鋭意研究した結果、硬化促進剤及び金属
イオンをイオン交換性層状無機化合物の層間に担持させ
たものが潜在性硬化促進剤として有効であり、これをエ
ポキシ樹脂組成物中に配合することにより、エポキシ樹
脂の硬化性を損なわず貯蔵安定性を向上させることがで
きるとの新たな知見を得、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、下記成分(a)、(b)及び(c)を
含有することを特徴とする熱硬化性エポキシ樹脂組成物
である。 (a)1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキ
シ樹脂 (b)硬化剤 (c)硬化促進剤及び金属イオンをイオン交換性層状無
機化合物の層間に担持させた潜在性硬化促進剤 以下、本発明を詳細に説明する。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies for solving the above problems, the present inventors found that a curing accelerator and a metal ion supported between layers of an ion-exchangeable layered inorganic compound are latently cured. It is effective as an accelerator, and by incorporating this in an epoxy resin composition, new knowledge that the storage stability can be improved without impairing the curability of the epoxy resin is obtained, and the present invention is completed. Came to.
That is, the present invention is a thermosetting epoxy resin composition characterized by containing the following components (a), (b) and (c). (A) Epoxy resin having two or more epoxy groups in one molecule (b) Curing agent (c) Curing accelerator and latent curing accelerator having metal ions supported between layers of ion-exchangeable layered inorganic compound The present invention will be described in detail.

【0005】○エポキシ樹脂 本発明におけるエポキシ樹脂は、1分子中に2個以上の
エポキシ基を有し、硬化可能であれば特に種類は問わな
い。好ましい具体例として、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、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、脂環式エポ
キシ樹脂等、及びこれらの樹脂の臭素化物等があり、そ
の他これらの混合物等がある。
Epoxy Resin The epoxy resin in the present invention has two or more epoxy groups in one molecule and may be of any type as long as it can be cured. Preferable specific examples include phenol / novolak type epoxy resin, orthocresol / novolak type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, alicyclic epoxy resin and the like, bromide of these resins and the like, and mixtures thereof and the like. is there.

【0006】○硬化剤 本発明における硬化剤は、エポキシ樹脂の硬化剤であ
り、従来より知られているものを何れも使用できる。例
えば、メチルブチレンテトラヒドロ無水フタル酸、メチ
ルナジック酸、無水フタル酸、無水メリット酸、無水ヘ
ット酸、無水トリメリット酸、テトラカルボン酸のピロ
メリット酸二無水物等の酸無水物;脂肪族アミン、脂環
族アミン、ベンジルメチルアミン、ジアミノジフェニル
メタン、メタフェニレンジアミン等の芳香族アミン等の
アミン系硬化剤メルカプタン系硬化剤、ジシアンジアミ
ド、及び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系硬化剤等がある。硬化剤の好
ましい配合割合は、特に制限はないが、よく知られてい
るように、エポキシ樹脂のエポキシ基と硬化剤の活性水
素とが当量近くになるように調製することが望ましい。
例えば臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂100重
量部(以下単に部と略称する)に対しては、フェノール
ノボラック樹脂10〜70部を配合するとよい。
Curing Agent The curing agent in the present invention is an epoxy resin curing agent, and any conventionally known curing agent can be used. For example, methyl butylene tetrahydrophthalic anhydride, methyl nadic acid, phthalic anhydride, mellitic acid anhydride, hettic acid anhydride, trimellitic acid anhydride, acid anhydrides such as tetracarboxylic acid pyromellitic dianhydride; aliphatic amines, Amine-based curing agents such as alicyclic amines, benzylmethylamine, diaminodiphenylmethane, and aromatic amines such as metaphenylenediamine. Mercaptan-based curing agents, dicyandiamide, and phenol-based curing agents such as phenol novolac resins and cresol novolac resins. . The preferable blending ratio of the curing agent is not particularly limited, but as is well known, it is desirable to prepare such that the epoxy groups of the epoxy resin and the active hydrogen of the curing agent are close to equivalent amounts.
For example, with respect to 100 parts by weight of a brominated bisphenol A type epoxy resin (hereinafter simply referred to as "part"), 10 to 70 parts of a phenol novolac resin may be blended.

【0007】○潜在性硬化促進剤 本発明における潜在性硬化促進剤は、イオン交換性層状
無機化合物の層間にエポキシ樹脂の硬化促進剤及び金属
イオンを担持させたものである。 ・イオン交換性層状無機化合物 イオン交換性層状無機化合物は、層が電気的に中性では
ないので、層が有する電荷の反対に帯電したイオンを層
間に有し、イオン交換機能を持っているものである。好
ましいイオン交換性層状無機化合物としては、例えばケ
イ酸塩であるモンモリロナイト、バーミキュライト、バ
イデライト、カオリナイト、デイッカイト、ナクライ
ト、ハロイサイト、スメクタイト、アロフェン、ヘラク
タイト、セピオライト、ベントナイト、パイロフィライ
ト、白雲母、マーガライト、アンチゴライト、クリソタ
イル、タルク、金雲母、ザンソフィライトなどの粘土鉱
物;カネマイト、マカタイト、アイラーアイト、マガデ
ィアイト、ケニヤアイト等の含水ケイ酸ナトリウム;ト
バモライト等のケイ酸カルシウム;燐酸ジルコニウム、
燐酸チタン等の四価金属の燐酸塩;その他チタン酸カリ
ウム、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チ
タン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸コ
バルト、チタン酸ニッケル、チタン酸鉛、チタン酸亜鉛
等のチタン酸塩;その他、ウラン酸塩、バナジン酸塩、
ニオブ酸塩、タングステン酸塩、モリブデン酸塩、ハイ
ドロタルサイト類化合物、アルミン酸塩、塩基性酢酸銅
等がある。本発明におけるイオン交換性層状無機化合物
として好ましいものは、層間の交換可能なイオンがH型
のものであり、特に好ましいものは、燐酸ジルコニウ
ム、燐酸チタン、燐酸スズ等の四価金属の燐酸塩であ
る。潜在性硬化促進剤の粒子径は、エポキシ樹脂組成物
の溶融状態での分散性を維持することが非常に重要であ
り、平均粒径が5μm以下のものが好ましく、より好ま
しくは1μm以下のものが良い。
Latent Curing Accelerator The latent curing accelerator in the present invention is one in which a curing accelerator for an epoxy resin and a metal ion are supported between layers of an ion-exchange layered inorganic compound. Ion-exchangeable layered inorganic compound An ion-exchanged layered inorganic compound has an ion-exchange function because the layer is not electrically neutral and therefore has oppositely charged ions between the layers. Is. Preferred ion-exchangeable layered inorganic compounds include, for example, silicates such as montmorillonite, vermiculite, beidellite, kaolinite, dikite, nacrite, halloysite, smectite, allophane, heractite, sepiolite, bentonite, pyrophyllite, muscovite, margarite. , Clay minerals such as antigorite, chrysotile, talc, phlogopite, xanthophyllite; hydrous sodium silicates such as kanemite, macatite, ilaite, magadiite, kenyaite; calcium silicates such as tobermorite; zirconium phosphate,
Phosphates of tetravalent metals such as titanium phosphate; other titanium such as potassium titanate, barium titanate, strontium titanate, calcium titanate, magnesium titanate, cobalt titanate, nickel titanate, lead titanate and zinc titanate. Acid salt; other, uranate, vanadate,
There are niobates, tungstates, molybdates, hydrotalcite compounds, aluminates, basic copper acetate and the like. Preferred as the ion-exchangeable layered inorganic compound in the present invention are those in which the exchangeable ions between the layers are H type, and particularly preferred are tetravalent metal phosphates such as zirconium phosphate, titanium phosphate and tin phosphate. is there. Regarding the particle size of the latent curing accelerator, it is very important to maintain the dispersibility of the epoxy resin composition in a molten state, and the average particle size is preferably 5 μm or less, more preferably 1 μm or less. Is good.

【0008】・硬化促進剤 硬化促進剤は、エポキシ樹脂とは反応性を有しないが硬
化反応の活性化エネルギーを低下させる作用をもつもの
であり、本発明におけるエポキシ樹脂の硬化促進剤とし
て知られている化合物はいずれも使用できる。好ましい
具体例には、イミダゾール類、3級アミン類及び3級フ
ォスフィン類等があり、これらの中でイミダゾール類、
3級アミン類が好ましい。具体的化合物としてイミダゾ
ール、ベンゾイミダゾール、2−エチル−4−メチルイ
ミダゾール、2−メチルイミダゾール、トリジメチルア
ミノフェノール、トリジメチルアミノメチルフェノー
ル、トリエタノールアミン、ベンジルメチルアミン、ヘ
キサメチレンテトラミン、トリエチレンジアミン、キノ
リン、N−メチルモルホリン、ジメチルアニリン、ジメ
チルシクロヘキシルアミン、1,8−ジアザビシクロ
(5,4,0)ウンデセン−7(DBU)、1,4−ジ
アザ−ビシクロ(2,2,2)オクタン及びトリフェニ
ルフォスフィン等がある。
Curing accelerator The curing accelerator is not reactive with the epoxy resin, but has a function of lowering the activation energy of the curing reaction, and is known as a curing accelerator for the epoxy resin in the present invention. Any of the above compounds can be used. Preferred specific examples include imidazoles, tertiary amines, and tertiary phosphines. Among these, imidazoles,
Tertiary amines are preferred. Specific compounds include imidazole, benzimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-methylimidazole, tridimethylaminophenol, tridimethylaminomethylphenol, triethanolamine, benzylmethylamine, hexamethylenetetramine, triethylenediamine, quinoline. , N-methylmorpholine, dimethylaniline, dimethylcyclohexylamine, 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7 (DBU), 1,4-diaza-bicyclo (2,2,2) octane and triphenyl. There are phosphines.

【0009】・金属イオン 金属イオンは、イオン交換性層状無機化合物から硬化促
進剤を放出することを促進するものであって、イオン交
換性層状無機化合物の層間に担持し得るものならいずれ
も使用できる。金属イオンの好ましい具体例には、ナト
リウム、リチウム、カリウム等のアルカリ金属、カルシ
ウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属がある。金属
イオンの好ましい担時量は、金属イオンの種類により多
少変動するが、硬化促進剤の放出速度が最も速くなる量
が好ましく、イオン交換性層状無機化合物の金属イオン
の飽和イオン交換容量を基準として5〜60%程度とす
るのが好ましい。例えば、全イオン交換容量が6.7m
eq/gである燐酸ジルコニウムに対して、ナトリウム
イオンの場合には、0.3〜4meq/gの担持が好ま
しい。
Metal ion A metal ion promotes release of the curing accelerator from the ion-exchangeable layered inorganic compound, and any ion can be used as long as it can be supported between the layers of the ion-exchanged layered inorganic compound. . Specific examples of preferable metal ions include alkali metals such as sodium, lithium and potassium, and alkaline earth metals such as calcium and magnesium. The preferable amount of the metal ion depends on the kind of the metal ion, but the amount that gives the fastest release rate of the curing accelerator is preferable, based on the saturated ion exchange capacity of the metal ion of the ion-exchangeable layered inorganic compound. It is preferably about 5 to 60%. For example, the total ion exchange capacity is 6.7 m
In the case of sodium ions, zirconium phosphate having an eq / g of 0.3 to 4 meq / g is preferably loaded.

【0010】・担持方法 硬化促進剤及び金属イオンをイオン交換性層状無機化合
物の層間に担持させる方法には、特に制限はなく、硬化
促進剤及び金属イオンを、イオン交換が可能な環境下で
イオン交換性層状無機化合物と接触させれば、イオン交
換性層状無機化合物のイオン交換能により、硬化促進剤
及び金属イオンをイオン交換性層状無機化合物の層間に
容易に担持させることができる。具体的な方法として例
えば以下の方法がある。即ち、層間に担持させたい硬化
促進剤及び金属イオンを有する化合物を所定量秤取し、
これが水溶性ならば水中または温水中に添加し、これが
水不溶性または水難溶性ならば、その硬化促進剤及び金
属イオンを有する化合物を溶解することが可能な有機溶
媒に添加することにより、硬化促進剤及び金属イオンを
含有する溶液を調製する。次に、この溶液にイオン交換
性層状無機化合物を添加し、数時間攪拌することによ
り、層間に硬化促進剤及び金属イオンを担持させた潜在
性硬化促進剤を得ることができる。また、硬化促進剤及
び金属イオンを担持させる順序として、先ず金属イオン
を所定量担持させた後に硬化促進剤を所定量担持させる
方法、硬化促進剤及び金属イオンを所定量同時に担持さ
せる方法、硬化促進剤を所定量担持させた後に金属イオ
ンを所定量担持させる方法等がある。なお、硬化促進剤
及び金属イオンの担持量の制御は、硬化促進剤及び金属
イオンの溶液濃度、並びに硬化促進剤及び金属イオンの
溶液に添加するイオン交換性層状無機化合物の量を変え
ることにより自由に行うことができる。
Supporting Method There is no particular limitation on the method of supporting the curing accelerator and the metal ion between the layers of the ion-exchangeable layered inorganic compound, and the curing accelerator and the metal ion can be ion-exchanged in an environment capable of ion exchange. When contacted with the exchangeable layered inorganic compound, the curing accelerator and the metal ion can be easily supported between the layers of the ion exchangeable layered inorganic compound due to the ion exchange ability of the ion exchangeable layered inorganic compound. Specific methods include, for example, the following methods. That is, a predetermined amount of a compound having a curing accelerator and metal ions to be supported between layers is weighed,
If it is water-soluble, it is added to water or warm water, and if it is water-insoluble or sparingly water-soluble, the curing accelerator is added by adding it to an organic solvent capable of dissolving the compound having a metal ion. And a solution containing metal ions are prepared. Next, an ion-exchangeable layered inorganic compound is added to this solution and stirred for several hours to obtain a curing accelerator and a latent curing accelerator having metal ions supported between the layers. Further, as the order of carrying the curing accelerator and the metal ion, first, a method of carrying a predetermined amount of the metal ion and then carrying the predetermined amount of the curing accelerator, a method of simultaneously carrying the curing accelerator and the predetermined amount of the metal ion, and hardening promotion There is a method of supporting a predetermined amount of the metal ion after supporting the predetermined amount of the agent. The amount of the curing accelerator and the metal ion supported can be freely controlled by changing the solution concentration of the curing accelerator and the metal ion, and the amount of the ion-exchangeable layered inorganic compound added to the solution of the curing accelerator and the metal ion. Can be done.

【0011】 ・潜在性硬化促進剤のエポキシ樹脂組成物への配合 潜在性硬化促進剤のエポキシ樹脂組成物への好ましい配
合量は、エポキシ樹脂の種類及びその量と、硬化剤の種
類及びその量により左右されるが、イオン交換性層状無
記化合物の層間に担持させた硬化促進剤の担持量が、エ
ポキシ樹脂組成物中へ直接添加する量と同等の量であれ
ば良い。例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂10
0部及びフェノールノボラック樹脂60部からなる組成
物に直接硬化促進剤を添加する場合には、硬化促進剤の
添加量は従来0.1〜1.0部の範囲であるが、本発明
ではこれと同等量の硬化促進剤を有する潜在性硬化促進
剤を配合することができる。
Blending of latent curing accelerator into epoxy resin composition The preferable blending amount of latent curing accelerator into the epoxy resin composition is the type and amount of epoxy resin, and the type and amount of curing agent. The amount of the curing accelerator supported between the layers of the ion-exchangeable layered anonymous compound may be the same as the amount of the curing accelerator directly added to the epoxy resin composition. For example, bisphenol A type epoxy resin 10
When a curing accelerator is directly added to a composition consisting of 0 part and 60 parts of a phenol novolac resin, the amount of the curing accelerator added is conventionally in the range of 0.1 to 1.0 part. A latent curing accelerator having the same amount of curing accelerator as the above can be blended.

【0012】○その他の成分 本発明のエポキシ樹脂組成物においては、必要に応じて
無機充填物、ハロゲン化エポキシ樹脂、三酸化アンチモ
ン等の難燃剤、カーボンブラック等の着色剤、シランカ
ップリング剤等の表面処理剤、カルバナワックス、モン
タンワックス、ステアリン酸等の離型剤、増粘剤、酸化
防止剤及びその他の添加剤を配合することができる。
Other components In the epoxy resin composition of the present invention, if necessary, an inorganic filler, a halogenated epoxy resin, a flame retardant such as antimony trioxide, a coloring agent such as carbon black, a silane coupling agent, etc. Surface treating agents, carnauba wax, montan wax, releasing agents such as stearic acid, thickeners, antioxidants and other additives.

【0013】本発明の組成物は、上記各種成分を所定の
組成比で配合し、これをミキサー等によって混合すれば
よく、常温で固体状の場合には、更に熱ロールやニーダ
等による溶融混合を行ったり、エポキシ樹脂及び硬化剤
を溶解し得る有機溶剤を配合して均一に混合することに
より容易に得ることができる。有機溶剤の具体例として
は、アセトン、メチルエチルケトン及びジメチルホルム
アミド等があり、これらの配合量は、従来より採用され
ている常法に従えばよい。なお、マイクロカプセルによ
って硬化促進剤を包んだ場合には、熱ロール等による混
合時に、高い剪断応力がかかり、低強度な複合体である
マイクロカプセルが破壊されるために潜在硬化性が損な
われるという問題があったが、本発明の組成物は、其れ
自体充分高い強度を有する化合物の層間に硬化促進剤が
担持された潜在性硬化促進剤を含有するものであるの
で、熱ロール等による混合時に潜在性硬化促進剤が物理
的に破壊されて、潜在硬化性が損なわれるという問題は
生じない。
The composition of the present invention may be prepared by blending the above-mentioned various components in a predetermined composition ratio and mixing them with a mixer or the like. When the composition is solid at room temperature, it is further melt-mixed with a hot roll or a kneader. Or by mixing an organic solvent capable of dissolving the epoxy resin and the curing agent and uniformly mixing them. Specific examples of the organic solvent include acetone, methyl ethyl ketone, dimethylformamide, and the like, and the blending amount of these may be in accordance with a conventionally used conventional method. When the curing accelerator is wrapped with microcapsules, high shear stress is applied during mixing with a heat roll or the like, and microcapsules that are low-strength composites are destroyed, resulting in impaired latent curability. Although there was a problem, the composition of the present invention itself contains a latent curing accelerator in which a curing accelerator is supported between layers of a compound having sufficiently high strength, so that it is mixed by a heat roll or the like. Occasionally, the latent curing accelerator is physically destroyed and the latent curability is not deteriorated.

【0014】○用途 本発明の組成物は、塗料、接着剤、注型品、積層板等の
積層材及び成形材等の従来よりエポキシ樹脂が利用され
る種々の分野で有用である。
Uses The composition of the present invention is useful in various fields in which an epoxy resin has been conventionally used such as a coating material, an adhesive, a cast product, a laminated material such as a laminated board, and a molding material.

【0015】本発明の組成物は、常温では硬化性を実質
的に有せず、極めて貯蔵安定性に優れており、その硬化
は加熱により行われる。加熱温度、加熱時間及び加熱装
置等の加熱条件には特に制限はなく、各種用途に応じて
常法に従えば良い。
The composition of the present invention has substantially no curability at room temperature and is extremely excellent in storage stability, and the curing is performed by heating. The heating conditions such as the heating temperature, the heating time, and the heating device are not particularly limited, and the usual method may be used according to various applications.

【0016】○作用 本発明の組成物が諸謂潜在性硬化反応を呈する理由につ
いては詳細には明かではないが、本発明者らは以下のよ
うに考えている。即ち、硬化促進剤はイオン交換性層状
無機化合物の層間に担持されているために、熱硬化性エ
ポキシ樹脂組成物を調製するために通常採用される溶融
温度以下においては、硬化促進剤は層間から解放され
ず、硬化促進剤と硬化剤との接触は、層状無機化合物の
層端面のみに限られ、硬化反応は実質的に停止されてお
り、一方エポキシ樹脂組成物を硬化温度に加熱すると、
層状無機化合物の層間に担持されていた硬化促進剤が層
間から解放され、硬化剤との接触が可能となるため、硬
化反応が進行するものと推定される。また、硬化促進剤
と金属イオンをイオン交換性層状無機化合物の層間に共
存させると、金属イオンが共存することによってイオン
交換性層状無機化合物の層内の電荷が変化し、硬化促進
剤を担持する力が減少し、担持させた硬化促進剤をエポ
キシ樹脂組成物中に放出させ易くなるため、硬化性が向
上するものと推定される。
○ Action The reason why the composition of the present invention exhibits so-called latent curing reaction is not clear in detail, but the present inventors consider as follows. That is, since the curing accelerator is supported between the layers of the ion-exchangeable layered inorganic compound, at a melting temperature or lower that is usually adopted for preparing a thermosetting epoxy resin composition, the curing accelerator is removed from the layers. Not released, the contact between the curing accelerator and the curing agent is limited only to the layer end surface of the layered inorganic compound, the curing reaction is substantially stopped, while heating the epoxy resin composition to the curing temperature,
It is presumed that the curing reaction is promoted because the curing accelerator supported between the layers of the layered inorganic compound is released from the layers to allow contact with the curing agent. When a curing accelerator and a metal ion are allowed to coexist between the layers of the ion-exchangeable layered inorganic compound, the coexistence of the metal ion changes the charge in the layer of the ion-exchangeable layered inorganic compound and carries the curing accelerator. It is presumed that the curability is improved because the force is reduced and the supported curing accelerator is easily released into the epoxy resin composition.

【0017】[0017]

【実施例】【Example】

参考例1〜4(潜在性硬化促進剤の調製) 1.0g又は3.0gの水酸化ナトリウムを、それぞれ
500mlの純水に溶解して、ナトリウムイオン濃度が
異なる二種類の水溶液を調製した。これらの水溶液中
に、リン酸ジルコニウム[Zr(HPO4 2 ・H
2 O]25.0gを添加し、40℃で15時間振とう攪
拌した後、吸引濾過を行い、残渣を90℃で24時間乾
燥させることにより、層間にナトリウムイオンを担持さ
せた二種のイオン交換性層状無機化合物を得た。硬化促
進剤であるイミダゾール又は2−メチルイミダゾールを
用いて、前者の3.4g又は後者の4.1gを、それぞ
れ300mlの純水に溶解して、二種の水溶液を調製し
た。これらの溶液の各々に、上記のようにしてナトリウ
ムイオンを担持させた二種のイオン交換性層状無機化合
物を各々単独で5.0g添加し、40℃で15時間振と
う攪拌した後、吸引濾過を行い、残渣を90℃で24時
間乾燥させることにより、四種の潜在性硬化促進剤を得
た。このようにして得た潜在性硬化促進剤の調製条件を
下記表1に示した。なお、以下において引用する潜在性
硬化促進剤のNo.は、各々を調製した参考例のNo.
と同じである。
Reference Examples 1 to 4 (Preparation of latent curing accelerator) 1.0 g or 3.0 g of sodium hydroxide was dissolved in 500 ml of pure water to prepare two kinds of aqueous solutions having different sodium ion concentrations. In these aqueous solutions, zirconium phosphate [Zr (HPO 4 ) 2 · H
2 O] 25.0 g was added, and the mixture was shaken and agitated at 40 ° C. for 15 hours, suction filtered, and the residue was dried at 90 ° C. for 24 hours to give two kinds of ions having sodium ions supported between layers. An exchangeable layered inorganic compound was obtained. Using the curing accelerator imidazole or 2-methylimidazole, the former 3.4 g or the latter 4.1 g was dissolved in 300 ml of pure water to prepare two kinds of aqueous solutions. To each of these solutions, 5.0 g of each of the two types of ion-exchangeable layered inorganic compounds supporting sodium ions as described above was added, and the mixture was shaken and stirred at 40 ° C. for 15 hours, and then suction-filtered. Was carried out and the residue was dried at 90 ° C. for 24 hours to obtain four latent curing accelerators. The conditions for preparing the latent curing accelerator thus obtained are shown in Table 1 below. In addition, the latent curing accelerator No. No. of the reference example which prepared each.
Is the same as.

【0018】[0018]

【表1】 注)担持量の単位:meq/g (括弧内の数は潜在性硬化促
進剤に対する重量百分率を示す。)
[Table 1] Note) Unit of supported amount: meq / g (The number in parentheses indicates the weight percentage with respect to the latent curing accelerator.)

【0019】比較参考例1及び2 3.4gのイミダゾール及び4.1gの2−メチルイミ
ダゾールを、各々別々に300mlの純水に溶解して、
二種の水溶液を調製した。これらの水溶液中にリン酸ジ
ルコニウム[Zr(HPO4 2 ・H2 O]を5.0g
添加し、40℃で15時間振とう攪拌した後、吸引濾過
を行い、残渣を90℃で24時間乾燥させることによ
り、金属イオンを担持させず、硬化促進剤のみを担持さ
せた潜在性硬化促進剤を得た。このようにして得た潜在
性硬化促進剤の調製条件を下記表2に示した。
Comparative Reference Examples 1 and 2 3.4 g of imidazole and 4.1 g of 2-methylimidazole were separately dissolved in 300 ml of pure water,
Two aqueous solutions were prepared. 5.0 g of zirconium phosphate [Zr (HPO 4 ) 2 · H 2 O] was added to these aqueous solutions.
After adding and shaking and stirring at 40 ° C for 15 hours, suction filtration is performed, and the residue is dried at 90 ° C for 24 hours to promote latent curing promotion by supporting only a curing accelerator without supporting metal ions. I got an agent. The preparation conditions of the latent curing accelerator thus obtained are shown in Table 2 below.

【0020】[0020]

【表2】 注)担持量の単位:meq/g (括弧内の数は潜在性硬化促
進剤に対する重量百分率を示す。)
[Table 2] Note) Unit of supported amount: meq / g (The number in parentheses indicates the weight percentage with respect to the latent curing accelerator.)

【0021】なお、このようにして得た潜在性硬化促進
剤を引用するNo.は、以下のように比較参考例のN
o.と対応させたものである。
The latent curing accelerator thus obtained is referred to as No. Is the N of the comparative reference example as follows.
o. It corresponds to.

【0022】実施例1〜4 No.1〜4の潜在性硬化促進剤のそれぞれについて、
これを下記表3に示した組成物に3.3部添加し、これ
らを混合器を用いて均一に混合後、30℃、2時間エバ
ポレーターで脱溶媒し、4種類の熱硬化性エポキシ樹脂
組成物を得た。No.1の潜在性硬化促進剤を配合した
熱硬化性エポキシ樹脂組成物を実施例1、同No.2の
潜在性硬化促進剤を配合した熱硬化性エポキシ樹脂組成
物を実施例2とし、以下順次同様にして、No.4の潜
在性硬化促進剤を配合した熱硬化性エポキシ樹脂組成物
を実施例4とする。
Examples 1 to 4 No. For each of 1 to 4 latent curing accelerators,
3.3 parts of this was added to the composition shown in Table 3 below, and these were uniformly mixed using a mixer and then desolvated with an evaporator at 30 ° C. for 2 hours to obtain 4 kinds of thermosetting epoxy resin compositions. I got a thing. No. A thermosetting epoxy resin composition containing the latent curing accelerator of Example 1 was used in Example 1, No. The thermosetting epoxy resin composition containing the latent curing accelerator of No. 2 was designated as Example 2, and thereafter, in the same manner as above, No. A thermosetting epoxy resin composition containing the latent curing accelerator of No. 4 is set as Example 4.

【0023】[0023]

【表3】 *1:油化シェル社製商品名 828 *2:日本化薬株式会社製商品名 PN−100[Table 3] * 1: Yuka Shell Co., Ltd. product name 828 * 2: Nippon Kayaku Co., Ltd. product name PN-100

【0024】比較例1 実施例1において、3.3部の潜在性硬化促進剤No.
1を配合する代わりに0.46部(潜在性硬化促進剤N
o.1に担持させた硬化促進剤と同等量)のイミダゾー
ルを、上記表3の組成物に添加し、同様な方法に従って
高粘度液体状の熱硬化性エポキシ樹脂組成物を得た。
Comparative Example 1 In Example 1, 3.3 parts of latent curing accelerator No.
0.46 parts (latent curing accelerator N instead of 1)
o. The same amount of imidazole as the curing accelerator supported on 1) was added to the compositions in Table 3 above, and a high-viscosity liquid thermosetting epoxy resin composition was obtained by the same method.

【0025】比較例2 実施例1において、金属イオンと硬化促進剤を担持させ
た潜在性硬化促進剤No.1を配合する代わりに、硬化
促進剤のみを担持させた潜在性硬化促進剤No.5を、
上記表3の組成物に添加し、同様な方法に従って高粘度
液体状の熱硬化性エポキシ樹脂組成物を得た。
COMPARATIVE EXAMPLE 2 In Example 1, the latent curing accelerator No. 3 carrying a metal ion and a curing accelerator was carried out. Instead of blending 1, the latent curing accelerator No. 1 supporting only the curing accelerator. 5
A thermosetting epoxy resin composition in the form of a highly viscous liquid was obtained by adding it to the composition shown in Table 3 and following the same procedure.

【0026】比較例3 実施例3において、3.3部の潜在性硬化促進剤No.
3を配合する代わりに0.66部(潜在性硬化促進剤N
o.3に担持させた硬化促進剤と同等量)の2−メチル
イミダゾールを、上記表3の組成物に添加し、同様な方
法に従って高粘度液体状の熱硬化性エポキシ樹脂組成物
を得た。
Comparative Example 3 In Example 3, 3.3 parts of latent curing accelerator No.
0.66 parts (latent curing accelerator N instead of 3)
o. 2-methylimidazole (the same amount as the curing accelerator supported on 3) was added to the composition in Table 3 above, and a high-viscosity liquid thermosetting epoxy resin composition was obtained by the same method.

【0027】比較例4 実施例3において、金属イオンと硬化促進剤を担持させ
た潜在性硬化促進剤No.3を配合する代わりに、硬化
促進剤のみを担持させた潜在性硬化促進剤No.6を、
上記表3の組成物に添加し、同様な方法に従って高粘度
液体状の熱硬化性エポキシ樹脂組成物を得た。
COMPARATIVE EXAMPLE 4 In Example 3, the latent curing accelerator No. 3 carrying a metal ion and a curing accelerator was used. Instead of blending 3, the latent curing accelerator No. 3 supporting only the curing accelerator was used. 6
A thermosetting epoxy resin composition in the form of a highly viscous liquid was obtained by adding it to the composition shown in Table 3 and following the same procedure.

【0028】 ○エポキシ樹脂組成物の硬化性と貯蔵安定性の評価方法 ・硬化性の評価 実施例1〜4及び比較例1〜4で調製した高粘度液体状
の熱硬化性エポキシ樹脂組成物について、ゲル化試験器
を用いて硬化性を評価した。その評価条件は、以下のよ
うである。 温度:170℃ ゲルタイム:加熱開始からゲル化するまでの時間(単
位:分)
Evaluation Method of Curability and Storage Stability of Epoxy Resin Composition-Evaluation of Curability About thermosetting epoxy resin compositions in high viscosity liquid state prepared in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 The curability was evaluated using a gelation tester. The evaluation conditions are as follows. Temperature: 170 ° C Gel time: Time from the start of heating to gelation (unit: minutes)

【0029】・貯蔵安定性の評価 実施例1〜4及び、比較例1〜4で調製した高粘度液体
状の熱硬化性エポキシ樹脂組成物について、40℃で保
管したときに、ゲルタイムが50%になるまでの日数で
評価した。
Evaluation of Storage Stability The thermosetting epoxy resin compositions in the form of high viscosity liquid prepared in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 had a gel time of 50% when stored at 40 ° C. It was evaluated by the number of days until.

【0030】硬化性及び貯蔵安定性の評価結果を下記表
4に示した。なお、下記表4における貯蔵安定性及び、
評価の項は以下の基準で示した。 (貯蔵安定性の表示) A:10日以上 B:4日以下 (総合評価の表示) ◎:総合評価として特に優れている ○:総合評価として優れている ×:貯蔵安定性または硬化性が劣る
The evaluation results of curability and storage stability are shown in Table 4 below. The storage stability shown in Table 4 below and
The evaluation criteria are shown below. (Display of storage stability) A: 10 days or more B: 4 days or less (Display of comprehensive evaluation) ◎: Particularly excellent as overall evaluation ○: Excellent as overall evaluation ×: Poor storage stability or curability

【0031】[0031]

【表4】 [Table 4]

【0032】表4の実施例1、2と比較例1及び実施例
3、4と比較例3の結果を比較するとわかるように、エ
ポキシ樹脂組成物中に硬化促進剤を含有させるに際し
て、硬化促進剤を直接配合した場合と比較すると、硬化
促進剤をイオン交換性層状無機化合物に担持させた潜在
性硬化促進剤を配合すると、エポキシ樹脂組成物は実用
的な硬化性を有すると同時に、貯蔵安定性が格段に優れ
ている。また、表4の実施例1、2と比較例2及び実施
例3、4と比較例4の結果を比較するとわかるように、
潜在性硬化促進剤に硬化促進剤のみを担持させた場合に
比較して、更に金属イオンを担持させた場合には、エポ
キシ樹脂組成物は優れた貯蔵安定性を有すると同時に、
硬化性が更に高められる。
As can be seen by comparing the results of Examples 1 and 2 in Table 4 and Comparative Example 1 and Examples 3 and 4 and Comparative Example 3, when the curing accelerator is contained in the epoxy resin composition, curing acceleration is promoted. Compared with the case where the curing agent is directly compounded, when the latent curing accelerator in which the curing accelerator is supported on the ion-exchangeable layered inorganic compound is compounded, the epoxy resin composition has practical curability and at the same time storage stability. The character is remarkably excellent. Further, as can be seen by comparing the results of Examples 1 and 2 in Table 4 with Comparative Example 2 and Examples 3 and 4, and Comparative Example 4,
Compared with the case where only the latent curing accelerator is loaded with the curing accelerator, when the metal ion is further loaded, the epoxy resin composition has excellent storage stability, and at the same time,
The curability is further enhanced.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明の組成物は、常温における貯蔵安
定性と硬化性の両特性において実用レベルの要求に充分
応え得る優れた熱硬化性エポキシ樹脂組成物であり、塗
料、接着剤、積層板等の積層材、成形材及び封止材等の
従来よりエポキシ樹脂が利用される種々の分野で有用で
ある。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The composition of the present invention is an excellent thermosetting epoxy resin composition capable of sufficiently satisfying the requirements of a practical level in terms of both storage stability and curability at room temperature. It is useful in various fields where epoxy resins have been conventionally used such as laminated materials such as plates, molding materials and sealing materials.

フロントページの続き (72)発明者 飯沼 知久 愛知県名古屋市港区船見町1番地の1 東 亞合成化学工業株式会社名古屋総合研究所 内Continued Front Page (72) Inventor Tomohisa Iinuma 1-1 Funami-cho, Minato-ku, Nagoya, Aichi Prefecture Toagosei Chemical Industry Co., Ltd. Nagoya Research Institute

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】下記成分(a)、(b)及び(c)を含有
することを特徴とする熱硬化性エポキシ樹脂組成物。 (a)1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキ
シ樹脂 (b)硬化剤 (c)硬化促進剤及び金属イオンをイオン交換性層状無
機化合物の層間に担持させた潜在性硬化促進剤
1. A thermosetting epoxy resin composition comprising the following components (a), (b) and (c). (A) Epoxy resin having two or more epoxy groups in one molecule (b) Curing agent (c) Curing accelerator and latent curing accelerator having metal ions supported between layers of ion-exchangeable layered inorganic compound
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CN1087751C (en) * 1998-04-09 2002-07-17 中国科学院化学研究所 Epoxy resin composition
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