JPS6043841B2 - 熱硬化性組成物 - Google Patents

熱硬化性組成物

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JPS6043841B2
JPS6043841B2 JP15461678A JP15461678A JPS6043841B2 JP S6043841 B2 JPS6043841 B2 JP S6043841B2 JP 15461678 A JP15461678 A JP 15461678A JP 15461678 A JP15461678 A JP 15461678A JP S6043841 B2 JPS6043841 B2 JP S6043841B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エポキシ樹脂のようなりチオン重合性有機化
合物および銅板、有機酸またはそれらの混合物のように
共触媒と組合わせて用いられるジアリールヨードニウム
塩の有効量からなる熱硬化J性組成物に関する。
次式のジアリールヨードニウム塩 芳香族有機基、Mは金属またはメタロイド、Qはハロゲ
ン、aは0または2に等しい整数、bはo;または1に
等しい整数でa+をは2またはIの原子価に等しく、c
=d−e′(7−eはMの元子価に等しく、かつ、2−
7の整数であり、またdはeより大で、8までの値の整
数である)。
熱硬化性のカチオン重合性物質は、エポキシ樹脂中に、
芳香族有機カルボン酸のような有機酸と組合わせて式(
1)のジアリールヨードニウム塩と混合することにより
製造され得ることが見出された。
そのうえに、エポキシ樹脂のほかに、環状エーテル、ラ
クトン、ラクタム、環状アセタールのような、その他の
重合性物質がそのような有機酸、銅塩またはそれらの混
合物と式(1)のヨードニウム塩または非求該性対イオ
ン、例えば過塩素酸イオン、CF3−SO3−およびC
6H4SO3−を有するヨードニウム塩との組合せによ
り熱的に硬化され得ることが見出された。カチオン重合
性物質がフェノ−ルーホルムアルデヒド樹脂、尿素一ホ
ルムアルデヒド樹脂またはメラミン−ホルムアルデヒド
樹脂である場合、MQdおよびその他の以前に引用した
非求該性対イオンに加えて、硝酸イオンおよび隣酸イオ
ン並びにCド、Br−、F−およびI−のような対イオ
ンを有するヨードニウム塩が使用されうる。本発明によ
り、つぎの硬化性組成物が提供される。
すなわち、(4)カチオン重合性有機物質、および (B)硬化性組成物の少なくとも0.1重量%、好まし
くは1−35重量%の、次のものからなる群から選ばれ
た触媒(1)(a)次式のジアリールヨードニウム塩(
■)〔(R)a(R1),I)+〔Y〕−および(b)
(a)の1部当り0.01−W部の銅塩の混合物(I
i)(c)式(■)のジアリールヨードニウム塩、 お
よび(d) (c)の1部当り0.1−15部の有機酸
、有機 酸無水物またはそれらの混合物 J混合
物、および(Iii)(e)式(■)のジアリールヨー
ドニウム塩、(f)(e)の1部当り0.01−W部の
(b)の銅塩、お よび(g)(e)の1部当り0.1
−15部の(c)の有機酸、有4 機酸無水物またはそ
れらの混合物の混合物 からなるものである(式中、R..Rl、A,.bおよ
びcは前に定義したとおりで、かつ、Yは上に定義した
非求核性対イオンである)。
式(1)および(■)のRに含まれるは、C(1−8)
アルコキシ基、C,l−18)アルキル基、ニトロ基、
塩基から選ばれた1−4個の1価の基で置換され得る炭
素数6−20の同一または異なれる芳香族炭素環(Ca
rbOcycllc)基であつてもよい。さらに特にR
はフェニル、クロロフェニル、ニトロフェニル、メトキ
シフェニル、ピリジル基である。式(1)および(■)
のR1に含まれる基は次式で示される化合物のような2
価の基である。(式中、Zは−0−、−s−、耳 から選ばれ、R2はC(1
−8)アルキル基またはC(6−13)アリール基で、
またnは1−8に等しい整数である)式(1)および(
■)のMに含まれる金属またはメタロイドは、Sb..
Fe..Sn..Bi..Al、GalIn..Ti.
.Zr..Scl■、Cr..Mn..Csのような遷
移金属、ランタニド、例えばGd..Pr,.Ndのよ
うな稀土類元素、N..Pa,.V..Npのようなア
クチニド、およびB..P..ASのようなメタロイド
である。
MQd?(d−0に含まれる錯アニオンは、例えばBF
4−、PF6−、AsF6−、SbF6−、FeCI4
=Sncl6=、SbCl6−、BiCl5=である。
式(1)および(■)に含まれるヨードニウム塩は、例
えば次式により示される化合物である。式(1)のヨー
ドニウム塩は米国特許第3981897号の方法により
製造されうる。
この方法においてはアリールハロニウムビサルフエート
と対応するヘキサフルオロ酸または塩の間の接触は水性
条件下に行なわれる。式(1)および(■)のヨードニ
ウム塩は、また0NA.Ptit.syr1a,.M.
E.Pudecvaeta1、DOkl.、Akad.
Nauk,.SSSRl惧?383(1964)、DO
kl.、Chem.、y?671(1965)、F.M
arshallBeringer..M.Drexle
rE.M.Gindler,setc.、J.AIne
r.Chem.SOc.、互2705(1953)に記
載された方法により製造される。用いることができる銅
塩は、例えば、銅ハライド、例えば塩化第1銅のような
Cu(1)塩、銅(■)安息香酸塩、銅(■)酢酸塩、
Cu(■)ステアリン酸塩、Cu(■)グルコン酸塩、
Cu(■)クエン酸塩のようなCu(■)塩である。式
(1)および(■)のジアリールヨードニウム塩と組合
せて有効であることが見い出された有機酸および有機酸
無水物は次式に含まれる。(式中、R3はC(1−8)
アルキル基およびC(6−13)アリール基から選ばれ
た1価の有機基、R4はC,2−8、脂肪族基、C,6
−13)アリール基から選ばれた多価有機基、xはカル
ボキシおよびスルホネートから選ばれ、JはfはO−4
に等しい整数、gは0−2に等しく、また、gが0のと
き、fは1または2である)使用し得る若干の有機酸お
よび有機酸無水物は、例えば、酢酸、2−エチルヘキサ
ン酸、ヘキサン酸、オレイン酸、ステアリン酸、パルミ
チン酸、コハク酸、アゼライン酸のような脂肪族カルボ
ン酸、芳香族カルボン酸、例えば、安息香酸、サリチル
酸、テレフタール酸、フタール酸、トリメリト酸、トリ
メリト酸無水物、ピロメリト酸ジ無水物、0−トルイル
酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、4
−ニトロベンゼンスルホン酸のようなスルホン酸である
本発明のカチオン重合性組成物の記述において用いられ
る゜“エポキシ樹脂゛なる語は単量体、二量体またはオ
リゴマーあるいは重合体のエポキシ物質であつて1また
は複数のエポキシ官能基を含むものを含む。
例えば、ビスフェノールーA(4・4″−イソプロピリ
デンジフエノール)およびエピクロロヒドリンの反応か
ら得られた、あるいは低分子量のフェノールホルムアル
デヒド樹脂(ノボラック樹脂)のエピクロロヒドリンの
反応Lにより得られたそれらの樹脂は単独で、または反
応性希釈剤としてエポキシ含有化合物と組合せて用いる
ことができる。フェニルグリシジルエーテル、4ービニ
ルシクロヘキサンジオキサイド、リモネンジオキサイド
、1●2−シクロヘキセンオキサイド、グリシジルアク
リレート、グリシジルメタアクリレート、スチレンオキ
サイド、アリルグリシジルエーテルのような希釈剤を粘
度調節剤として添加することができる。その上、これら
の化合物の範囲は末端またはペンダントのエポキシ基を
含む重合物質を包含するように拡張される。
これらの化合物の例にはコモノマーの1つとしてグリシ
ジルアクリレートまたはメタアクリレートを含むビニル
コポリマーが包含される。上記の触媒を用いて硬化しや
すい、その他の類のエポキシ基含有ポリマーはエポキシ
シロキサン樹脂、エポキシ−ポリウレタンおよびエポキ
シポリエステルである。このようなポリマーは、通常エ
ポキシ官能基をその鎖の末端にもつている。エポキシ−
シロキサン樹脂およびその製造方法はより詳細にE.P
.PlueddemannおよびG.FangerlJ
.Amer.Chem.SOc.靴632−5(195
9)に示されている。この文献に記載されているように
、エポキシ樹脂は、アミン、カルボン酸、チオール、フ
ェノール、アルコールとの反応のような多数の標準的方
法で変性される。これらの方法は米国特許第29354
88号、第323562吟、第3369055号、第3
379653号、第3398211号、第340319
9号、第3563840号、第3567797号、第3
677995号に示れている。さらに、エポキシ樹脂と
ともに用いることができる共反応物質は末端がヒドロキ
シ基のポリエステルのような末端がヒドロキシ基のフレ
キシビライザー(Flexibillzer)である。
これらについてはEncycIOpediaOfpOl
ymerScjenceandTechnOlOgyl
第6巻、1967年1ntersciencePL1b
11sher,sNewY0rk1第209−271頁
、特に第238頁に示されている。本発明の実施に用い
られるホルムアルデヒドの熱硬化性有機縮合樹脂には、
例えば〔CFI2=N−CONH2〕、●H2O〔CH
2=NCONH2〕XCH3COOH〔CH2=NCO
NHCH2NHCONHCH2OH′)xのような尿素
型樹脂、(式中、Xおよびnは1以上の値をもつ整数)
のようなフェノ−ルーホルムアルデヒド樹脂、などであ
る。
さらに、メラミンチオ尿素樹脂、メラミンもしくは尿素
アルデヒド樹脂、クレゾ−ルーホルムアルデヒド樹脂お
よびその他のカルボキシ、ヒドロキシル、アミノおよび
メルカプト含有樹脂、例えばポリエステル、アルキッド
およびポリサルファイドを用いることができる。
本発明の重合性組成物を製造するのに用いることができ
るビニル有機ポリマーの若干を例示すると、CH2=C
H−0−(CH2−CH2O)π″CH=CH2(式中
、n″は約1000以上までの値をもつ正の整数)、多
官能性ビニルエーテル、例えば1・2・3−プロパント
リビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニル
エーテル、次式で示されるプリポリマーおよび25ーC
において200−10000センチポワズの粘度を有す
る低分子量ポリブタジエンなどである。
このような組成物の硬化から得られる生成物は印刷イン
クおよび熱硬化性樹脂に典型的なその他の用途を用いる
ことができる。重合性組成物を製造するのに用いうる有
機物質のその上のカテゴリーは熱可塑性樹脂に転換され
うる環状エーテルである。
このような環状エーテルには、例えば、米国特許第36
73216号に示された3●3−ビスークロロメチルオ
キセタン、アルコキシオキセタンのようなオキセタン、
テトラヒドロフラン、オキパセン、酸素含有スピロ化合
物、トリオキサン、ジオキソランのようなオキソランが
包含される。環状エーテルに加えてβ−ラクトン、例え
ばプロビオラクトンのような環状エステル、1・3・3
−トリメチルーアゼチジンのような環状アミンおよび有
機珪素環状化合物、例えば次式の化合物がまた包含され
る。
(式中、R″″はメチルまたはフェニルのような同一ま
たは異なる1価有機基、mは3−8に等しい整数である
)有機珪素環状化合物を例示するとヘキサメチルトリシ
ロキサン、オクタメチルテトラシロキサンなどである。
本発明によつて製造される生成物は高分子量の油および
ゴム質である。本発明の熱硬化性組成物は重合性有機物
質と、少なくとも有効量(すなわち、少なくとも約0.
1重量%、好ましくは1−35重量%)のジアリールヨ
ードニウム塩、および前述したように、さらに銅塩、有
機酸、有機酸無水物のようなその他の触媒とを組合せて
混合することにより製造されうる。
得られた硬化性組成物は、カチオン重合しうる有機物質
の性質によつて、25℃における粘度が1−10000
0センチホワズのワニスまたは自由流動性粉末の形とな
りうる。この硬化性組成物は慣用の手段により種々の基
体に用いることができ、かつ、適用される温度によつて
0.5−2吟以内に不着性状態に硬化されうる。或る場
合には、ニトロメタン、アセトニトリルのような有機溶
媒を種々の成分の混合を容易にするのに用いることがで
きる。
ジアリールヨードニウム塩は、所望により、その場で生
成させうる。この上、この硬化性組成物は不活性成分、
例えば、シリカ、タルク、粘土、ガラスせんい、増量材
、水和アルミナ、炭素せんい加工助剤などを、カチオン
重合性有機物質1(1)部当り充填剤50娼までの量で
含有してもよい。この硬化性組成物は金属、ゴム、プラ
スチック、成型部品またはフィルム、紙、木材、ガラス
、布、コンクリート、セラミックなどのような基材に適
用される。本発明の硬化性組成物が用いられる若干の用
途は、例えば、保護、装飾および絶縁用コーティング、
穴充填コンパウンド、印刷インク、シーラント、接着剤
、成型用コンパウンド、電線絶縁、織物コーティング、
積層品、含浸テープ、ワニスなどである。
当該技術に精通した人々が本発明をよりよく実施できる
ために、以下の実施例が、本発明を限定するためでなく
、説明するために提出される。
部はすべて重量部である。実施例1 シェル 工ホン(ShellEpOn)828(ビスフ
ェノールーA−ジグリシジルエーテル)およびジアリー
ルヨードニウムーCu(■)塩触媒の種々の混合物が約
5分間加熱されそれぞれ硬化温度゜゜σ『゛が決定され
た。
式(■)の広範囲のジアリ・−ルヨードニウムMQd塩
が数種のCu(■)塩と組み合わされて用いられた。次
表に得られた結果が示されている。この表において、そ
れぞれの混合物中のジアリールヨードニウム塩およびC
u(■)塩の重量パーセントが混合物の全重量を基)準
として示されており、かつ、゛゜Ph゛はフェニルであ
る。この表において、硬化は硬化性組成物を鋼の基体上
に施用し、炉の中で、施用された混合物が非粘着性硬化
フィルムを形成するまで加熱することによつて決定され
た。
実施例2ビスフェノールーA−ジグリシジルエーテルお
よび3重量%のジフエニルヨードニウムヘキサフルオロ
ヒ酸塩の混合物が、3重量%の安息香ならびに6および
m重量%のトリメリト酸無水物とそれぞれ混合された。
得られた硬化性組成物がついで1分につき10。Cの速
度で加熱されてそのビス−エポキサイドをゲル化するに
要する最低温度が決定された。混合物が芳香族カルボン
酸を含まないとき、ビス−エポキサイドをゲル化するの
に225゜Cの温度が必要であることが見い出された。
しかしながら、3重量%の安息香酸混合物は120℃で
ゲル化し、一方6および1唾量%のトリメリト酸無水物
は、それぞれ150−160℃においてゲル化した。実
施例3 種々の硬化性組成物が3・4″一エポキシシクローヘキ
シルメチルー3″・4″一エポキシシクロヘキサンカル
ボキシレート、3重量%のジフエニルヨードニウムヘキ
サフルオロヒ酸塩および3−6重量%の範囲の種々の有
機酸を用いて調製された。
混合物は油浴中で加熱されてそれぞれのゲル化時間が決
定された。油浴の温度は170℃であつた。つぎの結果
が得られた。こ)で゜“酸゛は用いられた有機酸または
無機酸を示す。上記の結果は、有機酸をジアリールヨー
ドニウム塩と組み合せて用いる場合、ゲル化時間におけ
る有意な減少が達成されたことを示している。
実施例4w部の多官能性ヒドロキシメチル基を含むフェ
ノールとホルムアルデヒドのアリールエーテルレゾール
縮合生成物(MethylOn75lO8樹脂、ジエネ
ラル エレクトリツク カンパニー製)に0.2部のジ
フエニルヨードニウムヘキサフロオロヒ酸塩、0.1部
の安息香酸および0.5部の安息香酸銅が添加された。
混合物は油浴中で120℃において加熱された。混合物
は120℃において、5分以内に固い架橋結合物にゲル
化され、かつ硬化された。この組成物は電気的構成部品
用のポツテイング材料として有用である。実施例5 w部のカプロラクトンに0.1部の安息香酸銅および0
.2部のジフエニルヨードニウムヘキサフルオロヒ酸塩
が添加された。
混合物は120℃において2分間加熱された。得られた
非常に粘稠な反応混合物がメタノール中に注がれた。メ
チレンクロライド中の固有粘度が0.4dt1yのポリ
カプロラクトン9.5部が得られた。実施例6 w部の3重量%のジフエニルヨードニウムヘキサフルオ
ロヒ酸塩、6重量%の安息香酸銅、51重量%のシクロ
アリフアテイツクビスエポキサイド(CY−179、チ
バ ガイギー カンパニー製)および4呼量%の末端が
ヒドロキシル基であるポリエステル(R−101−11
0、フーカーケミカル カンパニー製)の混合物がアル
ミニウムカップ中に−装入された。
混合物は130′Cにおいて、1吟間加熱された。冷却
して、180℃において破断されることなしに屈曲され
うるゴム状物質が得られた。実施例7グラファイト布(
カリフォルニア、コスタメ.サ、ウイテイカー コーポ
レーション製のモーガナイトI)をつぎの混合物で含浸
した。
エポキシ クレゾール ノボラック (ECNl299)チバーガイギーCO.製 2娼
ジフエニルヨードニウムヘキサフルオロヒ酸塩
3部ビスフェノールーAの
ジグリシジルエーテル(Epn828)シェル ケミカ
ル カンパニー製 8娼
トリメリト酸無水物 w部安息香酸
銅 1部布はついで1片4
″×6″(10(71×15礪)の大きさに切断された
この布片から4層の積層物が製造された。積層物は50
pSi(3.5k91c1i)、165−170℃にお
いて3分間ブレスされた。固い、耐溶媒性”の、グラフ
ァイト繊維で強化された硬化積層物が得られ、この積層
物は優れた機械的性質を有していた。実施例8 394部の粒状化された充填剤ーエポキシプリブレンド
、18.75部のトリメリト酸無水物3.75部のジフ
エニルヨードニウムヘキサフルオロヒ酸塩、0.15部
のステアリン酸銅、9部のカルナウバろう、6部の粉末
コルネリウムろう、および75部の114I(6.47
077りに切られたガラスせんいを混合して成型用組成
物が製造された。
充填剤ーエポキシプリブレンドは8.365部の水和ア
ルミナおよび10印部の二酸化チタニウム、35(1)
部の粉砕されたEpi−RezSU−8(セラニーズ
ケミカル カンパニー製エポキシノボラック樹脂)およ
び875部の粉砕されたEpOnlOOλBPAエポキ
シ樹脂(シェル ケミカル カンパニー製)からなつて
いた。充填剤ーエポキシプリブレンドは先ず半融され、
ついでスターリング押出機で混合された。成型用製成物
はロールミルでシートにされたのち、評価のために粉状
化された。粒状化された、20メッシュよりも細かい粒
子を含まない成型材料はASTMD955にしたがつて
、350゜F(17TC)、2000−3000piS
(約140−210k91c!l)において3−5分間
で成型された。つぎに特性をもつたASTMのディスク
およびドツグボーン試料が得られた。
実施例9 33.5部の板状タルク、33.5部の水和アルミナ、
13部のトリメリト酸無水物、3刃部のジフエニルヨー
ドニウムヘキサフルオロヒ酸塩、3.6部の粉末のパラ
フィンワックスおよび0.6部のステアリン酸を268
部の水和アルミナ、板状タルクおよびエポキシ樹脂の粒
状化されたプリブレンド、および145部のエポキシ被
覆ガラスせんいと製剤化した。
粒状化された、板状タルクおよび水和アルミナのプリブ
レンドは、先ず140部の板状タルク、1(代)部の水
和アルミナ、45.75部のEpOnlOOlBPAエ
ポキシ樹脂(シェル ケミカル カンパニー製)および
48.75部のECNl299(チバ・ガイギーケミカ
ルカンパニーのエポキシクレゾール ノボラック樹脂)
から製造された。エポキシ被覆ガラスせんいは75部の
細断ガラスせんい、32.5部のEpOnlOOlおよ
び32.5部のECNl299の混合物から製造された
。上述の製剤は、ついで乾物混合され、30N−90℃
において数分間、ロールミルにかけられた。
得られた混合物は、ついで、粒状化されたのち、追加の
ステアリン酸と転動混合された。数個のASTM試料が
実施例8の方法で調製された。
得られた試料はつぎの性質をもつていた。本発明の実施
様態はつぎのとおりである。(1)カチオン重合しうる
物質がフエノールホルアルデヒド樹脂である特許請求の
範囲第1項載の硬化性組成物。
(2)銅塩およびジアリールヨードニウム塩の混物が用
いられる特許請求の範囲第1項記載の化性組成物。
(3)有機酸、有機酸無水物およびジアリールヨドニウ
ム塩が用いられる特許請の範囲第1項5載の硬化性組成
物。
(4)有機酸、ジアリールヨードニウム塩および:塩が
用いられる特許請求の範囲第1項記載のイ化性組成物。
(5) 有機酸がトリメリト酸である上記(4)記載の
・化性組成物。ク(6)ジアリールヨードニウム塩がジ
フエニルモードニウムヘキサフルオロヒ酸塩で、銅塩が
安息香酸である特許請求の範囲第1項記載の硬化性組成
物。
(7)(4)板状タルク、水和アルミナ、ガラスせんい
5 充填エポキシ樹脂、および(B)1−35重量%の
トリメリト酸無水物、ジフエニルヨードニウムヘキサフ
ルオロヒ酸塩およびステアリン酸銅の混合物とを含有す
る特許請求の範囲第1項記載の硬化性組成物。
ノ(8)水和アルミナ、二酸化チタニウム充填エポキシ
樹脂と(B)1−35重量%のトリメリト酸無水物、ジ
フエニルヨードニウムヘキサフルオロヒ酸塩およびステ
アリン酸混合物とを含有する特許請求の範囲第1項記載
の硬化性組成物。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 (A)カチオン重合性有機物質と、 (B)硬化性組成物の少なくとも0.1重量%の(i)
    (a)下記の式のジアリールヨードニウム塩と〔(R)
    _a〔R′〕_bI〕^+〔Y〕^−(b)(a)の1
    部当り0.01−10部の銅塩との混合物(ii)(c
    )(a)のヨードニウム塩と(d)(c)の1部当り0
    .1−15部の有機酸、有機無水物またはこれらの混合
    物との混合物、および (iii)(e)(a)のジアリールヨードニウム塩、
    (f)(e)の1部当り0.01−15部の(b)の銅
    塩、および(g)(e)の1部当り0.1−15部の(
    c)の有機酸、有機酸無水物またはそれらの混合物の混
    合物 からなる群より選ばれた触媒とからなる硬化性組成物(
    式中、Rは1価の芳香族有機基、R^1は2価の芳香族
    有機基、aは0または2、bは0または1であつてa+
    bは2またはIの原子価に等しく、またYは非求該性対
    イオンである)。 2 カチオン重合性有機物質がエポキシ樹脂である特許
    請求の範囲第1項に記載の硬化性組成物。 3 ジアリールヨードニウム塩が式 〔(R)_a(R^1)_bI〕_c^+〔MQ_d〕
    ^−^(^d^−^e^)(式中、Rは1価の芳香族有
    機基、R^1は2価の芳香族有機基、Mは金属またはメ
    タロイド、Qはハロゲン、aは0または2、bは0また
    は1でa+bは2または1の原子価に等しく、c=d−
    e、eはMの原子価に等しく、かつ、2−7に等しい整
    数で、またd>eでdは8までの値の整数である)によ
    り表わされるものである特許請求の範囲第1項または第
    2項に記載の硬化性組成物。
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