JPS5837004A - 熱硬化性組成物 - Google Patents

熱硬化性組成物

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JPS5837004A
JPS5837004A JP13502881A JP13502881A JPS5837004A JP S5837004 A JPS5837004 A JP S5837004A JP 13502881 A JP13502881 A JP 13502881A JP 13502881 A JP13502881 A JP 13502881A JP S5837004 A JPS5837004 A JP S5837004A
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Kazuhiko Morio
和彦 森尾
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Asahi Denka Kogyo KK
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱硬化性樹脂組成物に関する0詳しくは本発明
はエポキシ樹脂などの熱硬化性絢脂を比験的低温で短時
間に硬化し、かつ型温で十分長い可使時間を有する熱硬
化性樹脂組成物に関する。
熱硬化性樹脂、たとえばエポキシ樹脂の硬化剤は数多く
知られている。かかるエポキシ樹脂の硬化剤として要望
されることは好tしい物性を有する硬化物を与えるもの
であるべきことは言うまでもないが、省エネルギー、使
い島さの観点からは、できるだ妙低温で硬化が可能であ
シ、かつ適度の可使時間を有するものであることが好オ
しい。
を九、たとえば感熱性電子・電気部品の絶縁・封入など
を短時間の柱層ないし成層時間で効率よく行うには、一
層こうした特性を有することが重要となる。
かかゐ特性を有するエポキシ樹脂硬化剤にはア建ン系の
硬化剤が知られておc、***で50分以上の可使時間
を有し、かつ100Cで5分の硬化性を有するものも知
られているが、アンンの毒性の問題、耐溶剤性、耐水性
、高温乃至高温での電気特性などの物性が不満足なばか
〕か、よシ長い可使時間、よシ速い硬化速度が要望され
ている。
一方、酸無水物を硬化剤として含有するエポキシ樹脂組
成物は、電気特性、耐熱性などの優れ走破化物を与える
ことが知られてお)、かかる組成物の硬化温度を低減化
する試みもいくつか提案されているが一満足な可使時間
と硬化性を兼備え良ものはない。潜在性の硬化触媒とし
てよく知られているア建ンーBF、錯体の中にはいくつ
か十分な可使時間と硬化時間を有するものも知られてい
るが、十分な物性を得る九めkは高−に1〜8時間保つ
ことが必要であるばかシか、WkfIi性で散扱いが困
難であつ九シ、得られ走破化物の耐水性、耐薬品性がよ
くないという欠点を有する0さらに硬化に@して十分な
注意を行なわないと硬化物の表面にしわが発生する。
本発明者らは、こうした現状を前置しつつ一満足な可使
時間と高温硬化性を兼ね備えしかも1l181性がなく
、良好な物性を与えるカチオン重合触媒を広範11に検
討すゐうちに、アニオン部分K FF、−、五e; 、
 sbp、、−等の対応するプロトン酸が非常に強い酸
であり、かつ非求核性のイオンを有し、カチオン性イオ
ウ原子KT1i接結合した1個又は2個以上の脂肪族基
で置換されたアリル基を九は三級の脂肪族基を有するス
ルホニウム塩を硬化触媒としたエポキシ樹脂等のカチオ
ン重合性有機物質組成物が有用であることを発見し本発
明を完成した0 ところで芳香族、脂肪族ないし脂環族のスルホニウム塩
は現在まで4エポキシ樹脂と酸無水物硬化剤あるいはジ
シアンジアミド硬化剤の組合せからなる系においての潜
在性のすぐれた硬化促進剤として知られているoしかし
このような場合は陰イオン部分としてOL−、Br−、
カルボキシレートなどの求核性陰イオンを有するスルホ
ニウム塩を用いるのが好ましく、酸無水物中ジシアンジ
アミド等の硬化剤を用いず、エポキシ機態とスルホニウ
ム塩だけを用いた場合にはエポキシ樹脂を硬化すること
はできない0スルホニウム塩には大別すると芳香族スル
ホ二りム塩と脂肪族あるいは脂環族スルホニウム塩があ
るが、芳香族スルホニウム塩は一般に触媒能が乏しく1
例えばトリフェニルスルホニウム塩類は陰イオン部sc
 py、−、ム811勢の陰イオンを用いてエポキシ樹
脂と150C〜200 tl’に約1時間加熱しても硬
化はみられない〇−一方トリメチルスルホニウム塩のよ
うな単純な゛アルキル置換スルホニクム[11)リフェ
ニルスルホニウム塩のごとき芳香族スルホニウム塩と比
較すると活性は高いが中は〕硬化には150C以上の高
温を要すゐ0アリル基を1つ導入し九脂肪族スルホニク
ム塩は、活性がよ〕高くなるが中はシ硬化には通常11
SOC以上の高温を要するO ところが本発明の如く、アリル基の例えば1位にメチル
基を1個乃至2個導入したシ、あるいはt−ブチル基の
ごとき三級のアルキル基を導入するだけで硬化性は着し
く、改良され100C以下でも硬化可能な1.シかも適
度の可使時間(例えば富温で数日〜1ケ月)を有する組
成物を得ることができるのである0 本発明の熱硬化性組成物は必須の成分として、(11陽
イオン重合性有機物質と、 (2)  一般式 (式中R工、R2は同−又it異なる置換又は非置換の
炭化水素基でR2,R2#i環を形成していてもよい。
ムは少なくとも1個の脂肪族基で置換されたアリル基又
は三級脂肪族基から選択される基、Xは非求核性陰イオ
ン)で表わされるスルホニウム塩 とを含有するものである0 木兄IjjK用いられる陽イオン重合性有機物質(11
としては、酸重合性又は酸硬化性有機物質、とシわけエ
ポキシ樹脂が好壕しく用いられる。
本発明に使用されるエポキシ樹脂としては従来公知の芳
香族エポキシ樹脂、脂環族エポキシ樹脂、脂肪族エポキ
シ樹脂が挙げられる0ここで芳香族エポキシ−脂として
特に好ましいものは、少なくとも1個の芳香族核を有す
号多@フェノール又はそのアルキレンオキナイド付加体
のポリグリシジルエーテルであって1例えばビスフェノ
ールA又はそのアルキレンオキサイド付加体とエビクー
ルヒドリンとの反応によって製造されるグリシジルエー
テル、エポキシノボラック樹脂が挙げられる。を九脂環
族エポキシ絢脂として41に好ましいものとしては少な
くとも1個の脂環を有すゐ多価アルコールのポリグリシ
ジルエーテル又ハシクロヘキセン又はシクロペンテン環
含有化合物を過酸化水素1過酸勢の遣轟な酸化剤でエポ
キシ化することKよって得られるシクロヘキセンオキサ
イド又はシクロペンテンオキサイド含有化合物がある0
ポリグリシジルエーテルの代表例としては、水素添加ビ
スフェノールA又はそのアルキレンオキサイド付加体と
エビクシルヒドリンとの反応によって製造されるグリシ
ジルエーテルが挙げられる0さらに脂肪族エポキシ樹脂
として4IIIc好ましいものは脂肪族多価アルコール
又はそのアルキレンオキサイド付加物のポリグリシジル
エーテルがあシ、その代表例としては、1,6−ヘキサ
ンジオールのジグリシジルエーテル、グリセリンのトリ
グリシジルエーテル、ポリエチレングリコールのジグリ
シジルエーテル、ポリプルピレングリコールのジグリシ
ジルエーテル、エチレングリコール、プ誼ピレングリコ
ール、グリセリン等の脂肪族多価アルコールに1種又F
12種以上のアルキレンオキサイド(エチレンオキサイ
ド、プ四ピレンオキサイド)を付加することKよシ得ら
れるポリエーテルポリオールのポリグリシジルエーテル
が挙げられゐ0さらに脂肪族高級アルコールのモノグリ
7ジルエーテルや7エノール、クレゾール又はこれらに
アルキレンオキナイドを付加するととによp得られるポ
リエーテルアルコールのモノグリシジルエーテル等も希
釈剤として配合すゐ事ができる。
木兄W140陽イオン重合性有機物質としてはこれらの
芳香−族エポキシ樹脂、脂環族エポキシ檎脂文祉脂肪族
エポキシ樹脂を単独でも使用すゐことができるが、所望
の性能に応じて適!IK配合することが望ましい。かか
るエポキシ樹脂としてはエポキシ轟量40−1000の
ものが好ましい0 木兄−の陽イオン重合性有機物質として使用可能なその
他の駿重合性または酸硬化性有機物質としてはエピスル
フィド樹脂、環状エーテル1j/)ン、ビニルエーテル
、フェノール/ホルムアルデヒド檎脂勢の有機物質が挙
けられゐ0かかる陽イオン重合性有機物質は単独或いは
二程以上O混合物として使用できる0 本発1jiK用いられる特定のスルホニウム塩(21は
下記一般式[1]で表わされる。
t: R1〉、+−ム]yニー       [1]2 ここでR1,R1は同−又は相異なゐ置換又は非置換の
炭化水素基で好ましくは脂肪族又は脂環族基であり%R
□、R2t!環を形成していてもよく。
を九基中に不飽和結合、アルコキシ基、ニトロ基、ハロ
ゲン基、水酸基、カルボキシル基t工ステル基、エーテ
ル基、シアノ基、カルボニル基、スルホン基、チオエー
テル基等の官能基を含むことができる0 ムは少なくとも1個の脂肪族基で置換され九アリル基を
九は三級の脂肪族基であ)、次の一般式〔I〕又は〔璽
〕で表わされる基であるOH1 HR。
1 − c −R3C曹〕 R口 (ここでR5−R6は水素原子または置I11または非
置換の脂肪族基、好ましくはアルキル基であLR5〜へ
のうち少なくとも1個は置換ま九は非置換の脂肪族基、
好ましくはアルキル基であることが必要であるotたR
7−R9は置換または非置換の脂肪族基、好ましくはア
ルキル基から選択される。) X#i非求核性陰イオンであシ、式MQm−(MはB、
P、8b、As、ν・、ムt 、 8n 、 Zn、 
Ti又は○dから選択される原子で好ましくはB、?、
ム8又は813である。Qはハロゲン原子、mは1〜6
の数である0)で示すことができるoxとして好ましい
ものとしてqBν、−、PF、−、ムsF、−。
で示される陰イオンも用いることができる0さらに他の
非求核性陰イオンとしては過塩素酸イオン(0tOs−
) b  Fリフルオμメチル亜硫酸イオン(oy、s
o、−) 、 y ルオpスルホン酸イオン(FEIO
,−)トルエンスルホン酸陰イオン、トリニトロベンゼ
ンスルホン酸陰イオン等が挙げられる。
ζうしたスルホニウム塩は比較的容易に合成され、例え
ば対応すゐスルフィドを活性の高いアルキルハライドと
反応させハロゲン陰イオンを有するスルホニウム塩を合
成し、しかる後KHMQm、MaMQmJMQm、ME
、MQm(M 、 Q 、 mは上記に同じ)等の試薬
によ〕陰イオン交換を実施しても得られるし、あるいは
直接的にスルフィドにトリエチルオキソニウムテトラフ
ルオロボレートのごときメールワイン試薬を反応させる
ことKよ〕好収率で合成することも可能であゐ0また三
級の脂肪族基をスルフィドと反応させる場合は対応する
アルコールを出発物質として酸性条件下で反応を行いス
ルホニウム塩を得ることができる0 上記一般式[1]で嵌わされるスルホニウム塩としては
、例えば次に示す化合物等が挙げられる0 鳴・−6B、 、 Asアロー 〉8 0H。
Cs+−0H2−OH=O<0H’  ・ Pv6’C
も CB” −01(、−0ドC〈0H′・ム8F−OH,
’ CB+−OR,−OH:O<   ・ム5F6−C町 C8” −OR,−0)1=O<   ・sbp:Cも CB” −0((!H,)、・PF、−CB” −0(
OB、 )、・ムθP6−OR。
“”−(ca、−oa=o<、、、) −A“1・一本
発明の熱硬化性樹脂組成物は陽イオン重合性有機物質(
11100重量部に対して前記一般式[11で表わされ
る特殊スルホニウム塩(2)を好ましくは0.05乃至
15重量部、よシ好IL<は0.1乃至10重量部含有
する0 かかる本発明の組成物は一般に25rの粘度”e 1 
乃M1s 000s 000センチボイズの譲状あるい
は高温で流動性のある粉末もしくは固体の状態であるが
、50C乃至14SOCk加熱するととによ1Bso分
以内に硬化反応が起こシ、非粘着性の硬化物を得ること
ができる。tた150口ないしそれ以上の温度では数十
秒〜数秒あるいFi1秒以下で硬化する。
さらに本発明の組成物は弱塩基性化合物を0.001〜
5重量−配合すると可使時間が飛踏的に向上する。かか
る弱塩基性化合物としてはN−メチルピロリドン、カプ
ロラクトン、ジメチルホルムアミド勢のアミド類、テト
ラメチルフレア等の尿素誘導体、スルホキサイド類、オ
キナシリン類やニトリル類勢の化合物が挙げられる。
本発明の組成物KFi、さらにカチオン重合を損なわな
い範囲で稀釈の丸めの溶剤や改質のための非反応性の樹
脂やプレポリマーを配合することができる。ま九例えば
電気特性勢の物性を改良する目的などの丸め有機カルボ
ン酸や酸無水物を使用し九勺、あるいはゴム弾性等の物
性をもたせるなどの目的でポリオールを混合するのもよ
い。
またプリプレグ勢の製造や、他の目的の丸めに本発明の
スルホニウム塩と併用して他のたとえばよ妙高−で硬化
反応を行うことの可能な硬化剤乃至硬化触媒を配合する
の4よい0本発明の組成物はさらlIcllI4料、染
料、増量剤。
―燃剤、静電防止剤、a化促進剤、密着性改良剤、流れ
調整剤、界面活性剤などと混合しても用いられる0これ
らの添加剤の量は機能と硬化性のバランスで決められる
が、こうし九組成物は金属、木材、ゴム、プラスtツク
ス、ガラス。
セランツク製品IIIK使用すゐことができる0本発明
組成物の具体的用途としては、例えば保li1 ツヤ出
しワニス、インキ、塗料、接着剤、絶縁材料、積層板、
構造材料、プリプレグ、ガラス繊維勢の強化線−の含浸
材料、成形材料と如わけ高速液状成形、注m材料、各種
部品の封止材料、結合材料などを挙けることがで龜る0
本発明の組成物は常温において可使時間が長く、100
C以下の加熱によシ短時間で硬化し、高il硬化性にす
ぐれ、しかも微温性がなく、硬化物の耐水性、耐薬品性
、電気特性に優れ圧破化物を与える仁とができる。
以下実施例によって本発明の有効性を更VCA体的Kw
Q明するが本発明はその要旨を越えない限り以下の実施
91C制約されるものではない0実−例1 xRt −4221(脂環式エポキシ樹脂:ユニオーン
カーバイド社製)100重量部と種々のスルホニウム塩
3.0重量部からなる配合物を胸製し、各々約500雫
をとシ、150rK加熱し良熱板上(日新科学株式会社
製ゲル化試#器GT−Dll)でゲル化時間を測定しえ
。結果を表1Kまとめて示した。
実施例2 プレニルテトラメチレンスルホニウムへキナフルオロア
ル竜ネート5重量部を1p−4100(旭電化製ビスフ
ェノールム履エポキシ絢脂)及び11JRL−4221
100重量部K11m1せしめ九試料をそれぞれ調整し
、下記の温度でゲル化時間を一定し良。結果を濠1に示
す。
表    ! 実jI例墨 プレ二ルテトラメチレンスルホニクムヘキナフルオロア
ンチ毫ネートO,31重量部とBILL−422110
0重量部からなる組成IIIIは1$OCでのゲルタイ
ムは1秒以下という速硬化性を示す0この組成物を75
Cで2時間加熱し良ところ強固な透明な固履物が得られ
た・さら41(140tl’で*a化を行うと熱変形−
[160C以上のm製物が得られる。硬化物は耐水性、
耐薬品性、電気絶縁性に優れていた。
実施例4 プレエルテトラメチレンスルホニウムヘキサフルオロア
ンチ上ネート1重量部とKp−4100100重量部か
らなる組成物を実施例5と同様に硬化せしめ圧破化物は
熱変形ILf14oc。
煮沸微水(5時間)0.5慢、体積抵抗率> 1g 1
5Ω・鋼、誘電率(室温〜150C,5011冨〜IM
HIg)5.5〜S、・奢示し九〇 実施例5 プレニルテトラメチレンスルホニウムへキナフルオロア
ル竜ネート2重量部とIURL−4221100重量部
からなる親戚物を70Cで1時間硬化せしめゐととkよ
って得た硬化物は十分強−固なものであつ九′tiX1
40Cでさらに4時間後硬化し圧破化物は熱変形一度1
70C以上を示しえ。會九電気特性も良好であつ九。
実施例6 実施例5.4.50鳳成物の可使時間はそれぞれ室温で
およそ1ケ月、1ヶ力、1週間であった。実施例5の組
成物[11#1基性化合物としてN−メチルピロリドン
を0.05重量部添加した組成物は可使時間が4倍以上
に砥長した0以上の例から本発明の組成物は可使時間が
長く、しかも高温硬化性に優れ、100C以下でも硬化
可能でありことが明白であゐ0 出願人代理人 古  谷    馨

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 必須の成分として。 (1)  陽イオン重合性有機物質と、(2)  一般
    式 (式中、R□*R21d同−又は異なる置換又は非置換
    の炭化水素基でR工、R2は環を形成していてもよい。 ムは少なくとも1個の脂肪族基で置換され九アリル基又
    は三級脂肪族基から選択される基、Xは非求核性陰イオ
    ン) で表わされるスルホニウム塩 とを含有することを**とする熱硬化性組成物0 2 スルホニウム塩が 一般式 %式%) で表わされゐ化合物である特許請求の範囲第1項記載の
    熱硬化性組成物。 5 スルホニウム塩が 一般式 (式中、R1,R2,Xは上記に同じ)で表わされる化
    合物であるII#軒請求の範囲第1項記載の熱硬化性組
    成物。 4R,、R,が置換又は非置換の脂肪族又は脂環族基で
    ある特許請求の範囲第1,2又は5項記載の熱硬化性組
    成物。
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