JPS62124110A - エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

エポキシ樹脂組成物

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JPS62124110A
JPS62124110A JP26259085A JP26259085A JPS62124110A JP S62124110 A JPS62124110 A JP S62124110A JP 26259085 A JP26259085 A JP 26259085A JP 26259085 A JP26259085 A JP 26259085A JP S62124110 A JPS62124110 A JP S62124110A
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JP
Japan
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epoxy resin
resin composition
formula
heat resistance
curing agent
Prior art date
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Pending
Application number
JP26259085A
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English (en)
Inventor
Toshiharu Ebara
江原 俊治
Mitsuru Yamamoto
充 山本
Shuji Nakamura
修二 中村
Masato Akama
赤真 正人
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DIC Corp
Original Assignee
Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は新規な、特に耐熱性にすぐれたエポキシ樹脂組
成物に関し、さらに詳細には耐熱性および機械的強度に
優れ、さらにはもろさを改良し、強靭性にも優れた積層
品樹脂材料、電気絶縁材料、繊維強化複合材料、塗装材
料、成型材料、接着材料などに極めて有用なエポキシ樹
脂組成物に関する。
(従来の技術および間頭点) 従来エポキシ樹脂は種々の硬化剤との組合せによシ一般
的に優れた機械的強度、耐水性、耐薬品性、耐熱性、電
気特性を有することから、繊維強化複合材料、塗料、接
着、積層板等の分野で広汎に用いら41ている。
最も汎用的なエポキシ樹脂はビスフェノールAにエピク
ロルヒドリンを反応させて得られる液状および固型のビ
スフェノールA型エポキシ樹脂であるが、これらは1分
子あだシのグリシジル基が2個よシ多くないために硬化
時の架橋密度が低く、耐熱性は劣る傾向にある。
同様にいわゆる2官能エポキシ樹脂であるビスフェノー
ルスルホン(ビスフェノールs>をぺ一スとしたエポキ
シ樹脂の硬化物は、極性の強いスルホン構造を有するこ
とによって分子間の凝集力が働くせいか、強靭で、耐熱
性はビスフェノールA型エポキシ樹脂よシ良好であるが
、それでもまだ十分とは言えず特に耐熱性を必要とする
用途には限界がある。
この耐熱性を更に改良するだめに、例えばタレゾールノ
ブラック型、フェノールノボラック型等の各種ノブラッ
ク型エポキシ樹脂、テトラフェニロールエタンのテトラ
グリシジルエーテル、トリス(ヒドロキシフェニル)メ
タンのトリグリシジルエール等の、いわゆる多官能エポ
キシ樹脂が使用されてお)、これらの硬化物は確実に耐
熱性は向上するものの、硬化物が脆くなるという欠点が
ある。まだ、ジアミノジフェニルメタンやm−アミンフ
ェノールを原料としたグリシジルアミン型エポキシ樹脂
が炭素繊維強化複合材料用樹脂として使用され、宇宙関
連部品や航空機部品等に実績をつけつつあるが、これら
にしても耐熱性は向上するものの、硬化物が脆くなると
いう欠点を有しているのが実情である。
(問題点を解決するだめの手段) 本発明者らはこうした実状に鑑みて、優れた耐熱性を有
し、かつ強靭で機械的強度にも優れた硬化性樹脂組成物
を得るべく鋭意検討した結果、構造式(1) で示される化合物にエピクロルヒドリンを反応させて得
られるグリシジルアミン型エポキシ樹脂を必須の成分と
し、かかるエポキシ樹脂成分に硬化剤と、さらに必要に
応じて硬化促進剤とを配合せしめてなる樹脂組成物が、
上記した如き特性を兼ね備えたものであることを見出し
て、本発明を完成させるに到った。
すなわち本発明は、エポキシ樹脂および硬化剤、さらに
必要により硬化促進剤から構成されるエポキシ樹脂組成
物において該エポキシ樹脂成分として、 構造式〔I〕 H30 (ただし、式中のXは−C−又は−8−を表わす)l 
        II CH,0 で示される化合物にエピクロルヒドリンを反応させて得
られるグリシジルアミン型エポキシ樹脂を含有すること
を特徴とする硬化性エポキシ樹脂組成物を提供するもの
である。
本発明で用いられるグリシジルアミン型エポキシ樹脂は
、構造式(1)の化合物である2、2′−ビス(4−ア
ミノフェノキシフェニル)プロパンあるイハヒス(4−
アミノフェノキシフェニル)スルホンにアルカリの存在
下でエピクロルヒドリンを反応させることによυ得られ
る。
この場合の反応条件は(株)昭晃堂発行の「新エポキシ
樹脂」に記載されているような方法であシ、特に制限さ
れるものではない。例えば、構造式(1)の化合物の活
性アミン水素1個に対し、エピクロルヒドリンを1〜1
0モル、好ましくは15〜4モル添加し、40〜120
℃、好ましくは60〜110℃で2〜10時間攪拌して
クロルヒドリン化を行う。次に水酸化ナトリウムのよう
なアルカリを、初期の活性アミン水素1個に対し0.9
〜1.2当量、好ましくは0.95〜1.1当邦・添加
して20〜120℃、好ましくは40〜80℃で攪拌す
ることによってクロルヒドリン基の脱塩酸、即ち閉環エ
デキシ化することによって目的とするエポキシ樹脂を得
ることができる。
本発明に用いられる硬化剤としては、通常エポキシ樹脂
の硬化剤として常用されている化合物は、すべて使用す
ることができ、例えばジエチレントリアミン、トリエチ
レンテトラミンなどの脂肪族アミン類;メタフェニレン
ジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェ
ニルスルホン、2.2′−ビス(4−アミノフェノキシ
フェニル)fロパン、ビス(4−アミノフェノキシフェ
ニル)スルホンなどの芳香族アミン類;ポリアミド樹脂
及びこれらの変性物;無水マレイン酸、無水フタル酸、
無水へキサヒドロフタル酸、無水ピロメリット酸などの
酸無水物系硬化剤;ジシアンジアミド、イミダゾール、
BF3−アミン錯体、グアニジン誘導体などの潜在性硬
化剤等があげられる。
上掲された如き各化合物を硬化剤として用いる際は、多
くの場合さらに硬化促進剤をも併用することが必要とな
るが、そうした場合には、ジメチルベンジルアミンなど
の如き三級アミン類、イミダゾール類、金属化合物など
をはじめ、公知慣用の硬化促進剤ならすべて使用できる
。本発明の組成物には、さらに必要に応じて充填剤、着
色剤などの公知慣用の各独添加剤をも添加配合せしめる
ことができ、またタール、ピッチ、アミン樹脂、アルキ
ッド樹脂、フェノール樹脂なとも併用することができる
(発明の効果) 本発明のエポキシ樹脂組成物から得られた硬化物は、耐
熱性において特に優れ、且つ機械的強度をそこなうこと
なく強靭性をも有するという特性を兼ね備えている。
従って、本発明のエポキシ樹脂組成物は、耐熱性と機械
的強度を要求する炭素繊維強化複合材料用のマトリック
ス樹脂をはじめとした積層品樹脂材料、電気絶縁材料、
塗装材料、成型材料、接着材料などの広範囲の用途に極
めて有用である。
(実施例) 次に本発明を製造例、実施例および比較例によシ具体的
に説明するが、以下において部およびチは、特に断シの
ない限シすべて重量基準とする。
製造例1(グリシジルアミン型エポキシ樹脂の製造) 2.2′−ビス(4−アミノフェノキシフェニル)プロ
パン(以下、BAPPと略称する)410y−(1モル
)ヲエピクロルヒドリン740y−(8モル)に溶解さ
せ、反応温度を60℃に保ちながら5時間攪拌した。次
に50チ水酸化ナトリウム水溶液320iP(4モル)
を反応温度を60℃に保ちながら5時間かけて滴下した
後、更に2時間攪拌を続けた。反応終了後、水480ノ
を加えて副生成塩を抽出し、有機層と水層とに分離した
。分離後、この有機層中の未反応のエピクロルヒドリン
を減圧蒸留により除去した。蒸留残渣にトルエン190
0?を加えて溶解し、10チ水酸化ナトリウム水溶液5
0y−を加えて60℃で1時間攪拌を続けた。この後、
反応液を温水で洗浄し、副生成塩および水酸化ナトリウ
ムを除去した。最後にトルエンおよび微量の水分を減圧
蒸留によシ除去し、軟化点が72℃でかつエポキシ当量
が190なるエポキシ樹脂(a) 601 ?を得た。
製造例2(同上) BAPP 410 P (1モル)の代わシにビス(4
−アミノフェノキシフェニル)スルホン(以下、BAP
Sと略称する)421.%(1モル)を原料として使用
した以外は製造例1と同様にして、軟化点が92℃でか
つエポキシ当量が193なるエポキシ樹脂(b)61F
M’を得た。
製造例3(同上) BAPP 41 op(1モル)の代わシにBAPP2
05 ? (0,5モル)およびノアミノノフェニルメ
タン(以下、DDMと略称する)99y−(0,5モル
)を原料として使用した以外は製造例1と同様にして半
固型でエポキシ当量が152なるエポキシ樹脂(c) 
506 iI−を得た。
製造例4(同上) BAPP 410 ? (1モル)の代わυにBAP 
S210、5 P (0,5モル)およびDDM 99
 t (0,5モル)を原料として使用した以外は製造
例1と同様にして、軟化点が60℃でかつエポキシ当量
が156なるエポキシ樹脂(d) 510 y−を得た
実施例1〜4および比較例1〜2 エポキシ樹脂として製造例1〜4で得られたエポキシ樹
脂(a)〜(d)、比較としてフェノールノボラック型
エポキシ樹脂:エビクロンN −738(犬日本インキ
化学工業(株)製、エポキシ当量175、半固型)およ
びテトラグリシジルジアミノ ノフエニルメタン′エピ
クロン430 (同社[、エポキシ当[120,半固型
)を用い、また硬化剤としてエピクロ/B−570(同
社製、メチルテトラヒドロフタル酸無水物)を、更に硬
化促進剤として2−エチル−4−メチルイミダゾール(
以下、2E4MZと略称する)を用い、エポキシ樹脂の
エポキシ基1個に対して硬化剤の酸無水物基が1個にな
る様に表−1に示す組成で配合して、本発明および比較
対照用のエポキシ樹脂組成物を得た。
これらのエポキシ樹脂組成物を100℃で2時間、次い
で160℃で2時間、更に180℃で2時間の条件で硬
化せしめて試験片とし、JISK−6911に準拠して
熱変形温度、曲げ強度、曲げ弾性率、引張シ強度および
引張シ伸び率を測定し、またサーマルメカニカルアナリ
シス法(TMA 法)に準拠してガラス転移点を測定し
た。結果を表−1に示す。
実施例1〜4の試験片は、いずれも良好な測定結果を示
したが、比較例1の試験片は熱変形温度、ガラス転移点
が低く、耐熱性に劣シ、また比較例2の試験片は引張シ
伸び率が低く、強靭性に劣るものであった。
実施例5〜8および比較例3〜4 製造例1〜4で得られたエポキシ樹脂(、)〜(d)、
比較としてフェノールノボラック型エポキシ樹脂;エピ
クロンN−738およびテトラグリシジルジアミノジフ
ェニルメタン;エピクロン430を用い、更に硬化剤と
してDDMを用い、エポキシ樹脂のエポキシ樹脂1個に
対して硬化剤の活性水素が1個になる様に表−2に示す
組成で配合して、本発明および比較対照用のエポキシ樹
脂組成物を得た。
これらのエポキシ樹脂組成物を80℃で5時間、更に1
60℃で4時間の条件で硬化せしめて試験片とし、JI
SK−6911に準拠して、熱変形温度、曲げ強度、引
張シ強度、引張シ伸び率および圧縮強度を測定した。結
果を表−2に示す。
実施例5〜8の試験片はいずれも良好な測定結果を示し
たが、比較例3の試験片は熱変形温度および引張シ伸び
率が低く、耐熱性、強靭性に劣シ、また比較例4の試験
片は引張り伸び率が低く、強靭性に劣るものであった。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 エポキシ樹脂および硬化剤、さらに必要により硬化促進
    剤から構成されるエポキシ樹脂組成物において、該エポ
    キシ樹脂成分として、 構造式〔 I 〕 ▲数式、化学式、表等があります▼…〔 I 〕 (ただし、式中のXは▲数式、化学式、表等があります
    ▼又は▲数式、化学式、表等があります▼を表わす)で
    示される化合物にエピクロルヒドリンを反応させて得ら
    れるグリシジルアミン型エポキシ樹脂を含有することを
    特徴とする硬化性エポキシ樹脂組成物。
JP26259085A 1985-11-25 1985-11-25 エポキシ樹脂組成物 Pending JPS62124110A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62265277A (ja) * 1986-03-03 1987-11-18 アモコ・コーポレイション テトラグリシジルジアミンを基剤とするエポキシ樹脂
US20130005855A1 (en) * 2010-03-23 2013-01-03 Atsuhito Arai Epoxy resin composition for use in a carbon-fiber-reinforced composite material, prepreg, and carbon-fiber-reinforced composite material

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US9434811B2 (en) * 2010-03-23 2016-09-06 Toray Industries, Inc. Epoxy resin composition for use in a carbon-fiber-reinforced composite material, prepreg, and carbon-fiber-reinforced composite material

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