JPS6231734B2 - - Google Patents

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JPS6231734B2
JPS6231734B2 JP15648681A JP15648681A JPS6231734B2 JP S6231734 B2 JPS6231734 B2 JP S6231734B2 JP 15648681 A JP15648681 A JP 15648681A JP 15648681 A JP15648681 A JP 15648681A JP S6231734 B2 JPS6231734 B2 JP S6231734B2
Authority
JP
Japan
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epoxy resin
parts
weight
curing agent
curing
Prior art date
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Application number
JP15648681A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5857425A (en
Inventor
Katsumi Shimada
Takashi Ogawa
Tooru Nishimura
Kazuo Iko
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6231734B2 publication Critical patent/JPS6231734B2/ja
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  • Epoxy Resins (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はエポキシ樹脂組成物に関するものであ
る。 エポキシ樹脂は酸無水物あるいはアミン類で硬
化することにより機械的電気的および化学的性質
のすぐれた硬化物を与える為、電気絶縁材料、接
着剤、成形材料等に広く使用されている。 ところが酸無水物硬化剤を配合した場合エポキ
シ樹脂組成物は、常温では比較的安定であるが、
反面硬化に際してはかなり高温で長時間の加熱を
必要とする欠点がある。その為第3アミン、第4
アンモニウム化合物あるいは有機金属錯塩などの
硬化促進剤を併用して硬化時間を短縮することが
行われている。しかしながらこれらの硬化促進剤
を添加すると、硬化性は向上するが貯蔵安定性が
著しく損われるという欠点があつた。 そこで常温付近では、組成物が殆んど反応せず
貯蔵安定性がすぐれ、加熱時には比較的低温でも
速かに反応するいわゆる潜在性を有する硬化剤が
強く要求されている。ところで潜在性の硬化剤と
しては硼素錯化合物系硬化剤が、これまで幾種類
か市販されているが、吸湿性が大きい為、硬化物
の諸特性に悪影響を及ぼす欠点があり、又潜在性
の点でも不充分であつた。 本発明はこのような点を鑑みてなされたもの
で、その目的とする所は室温付近では硬化を促進
することなく加熱時にのみ速かに硬化反応が促進
されかつ諸特性とりわけ接着力の良好なエポキシ
樹脂組成物を提供することにある。 即ち本発明はエポキシ樹脂および硬化剤を必須
成分とするエポキシ樹脂組成物において、上記の
硬化剤が、エポキシ樹脂100重量部に対して0.5〜
10重量部のイミダゾール類のアジン誘導体と、エ
ポキシ樹脂のエポキシ基1当量に対して0.05〜
0.2当量の無水フタル酸および/または無水テト
ラヒドロフタル酸との二成分を必須とし、かつア
ミン系硬化剤を含まないことを特徴とするエポキ
シ樹脂組成物に関するものである。 本発明において用いられるエポキシ樹脂として
は、ビスフエノール型エポキシ樹脂、レゾルシン
型エポキシ樹脂、ノボラツク型エポキシ樹脂ある
いはこれらのハロゲン化エポキシ樹脂、ヒダント
イン系、トリアジン環、イソシアヌレート環等の
複素環を有するエポキシ樹脂を挙げることができ
る。 またこれらエポキシ樹脂としては、エポキシ当
量400〜1000、分子量800〜2500程度のものが一般
的に用いられる。 本発明において用いられるイミダゾール類のア
ジン誘導体は、通常次式で示されるものである。 上記一般式中R1〜R5は水素原子、アルキル
基、アルケニル基、アシル基、アリル基、アリー
ル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、
アルデヒド基、アミノ基、シアノ基等であり、そ
れらは互いに同じであつても異なつてもよい。 より具体的にはイミダゾール類、たとえばイミ
ダゾール、2―メチルイミダゾール、2―ウンデ
シルイミダゾール、2―ヘプタデシルイミダゾー
ル、2―フエニルイミダゾール、2―エチル―4
―メチルイミダゾール、1―ベンジル―2―メチ
ルイミダゾール、1―シアノエチル―2―メチル
イミダゾール、1―シアノエチル―2―エチル―
4―メチルイミダゾール、1―シアノエチル―2
―ウンデシルイミダゾール、1―シアノエチル―
2―フエニルイミダゾールなどから誘導される上
記一般式〔1〕で示される誘導体を挙げることが
できる。イミダゾール類のアジン誘導体の添加量
はエポキシ樹脂100重量部に対して前記の如く0.5
〜10重量部の範囲とすべきであり、これによつて
該誘導体の触媒硬化反応によるエポキシ樹脂の良
好な硬化性がもたらされる。すなわち、この添加
量が0.5重量部よりも少ないと上記硬化系に基づ
く硬化性が不充分となり、また10重量部より多く
なると保存性が損なわれるなどの問題が生じてく
る。 本発明において用いられる無水フタル酸およ
び/または無水テトラヒドロフタル酸の添加量を
エポキシ樹脂のエポキシ基1当量に対し0.05〜
0.2当量と限定した理由は、0.05当量以下では殆
んど保存性向上の効果がみられず、一方0.2当量
以上では完全硬化まで長時間を要する欠点を有す
るからである。 本発明の組成物は上記3成分を均一に加熱混合
し、これを冷却することによつて製造できる。 3成分の加熱混合に際しては必要により無機質
充填剤、顔料、劣化防止剤等を添加してもよい。 なお、この発明の組成物における硬化剤成分
は、既述のように、イミダゾール類のアジン誘導
体と無水フタル酸および/または無水テトラヒド
ロフタル酸との二成分を必須とし、かつアミン系
硬化剤、たとえばポリメチレンジアミン、メンタ
ンジアミン、テトラクロル―p―キシレンジアミ
ン、m―フエニレンジアミンの如き脂肪族ないし
芳香族の各種アミン類やジシアンジアミドなどを
含まないものである。これらのアミン系硬化剤
は、前記のイミダゾール類のアジン誘導体による
触媒硬化反応に比して硬化性に劣るアミン硬化反
応を行うため、かかるアミン系硬化剤を前記二成
分と併用した場合、硬化性が低下して低温短時間
の硬化が行えなくなるので、不適当である。 以上説明した本発明の組成物は、室温での保存
性にすぐれると共に硬化時には比較的短時間で硬
化する。 以下本発明を実施例により具体的に説明する。 なお例中の部は重量部である。 実施例 1 エポキシ樹脂(シエル社製エピコート1002)
100部、イミダゾール類のアジン誘導体(四国化
成社製キユアゾール2MZ―AZINE)2.0部、無水
フタル酸3.0部を70℃の熱ロールで5分間混練し
て後冷却し塊状物を得、このものを粉砕して30メ
ツシユパスのエポキシ樹脂組成物粉末を得た。 その特性を下記第1表に示す。 実施例 2 エピコート1002(前出)100部、キユアゾール
2MZ―AZINE(前出)5部、無水テトラヒドロ
フタル酸10部を実施例1と同様の要領で処理して
30メツシユパスのエポキシ樹脂組成物粉末を得
た。 その特性を下記第1表に示す。 比較例 エピコート#1002(前出)100部とキユアゾー
ル2MZ―AZINE2部を実施例1と同様の要領で処
理して200メツシユパスのエポキシ樹脂組成物粉
末を得た。 その特性を下記第1表に記載する。 保存性は、得られた各組成物粉末より直径10
mm、重量300mgのタブレツトをつくり、これを45
度の傾斜板上にのせて120℃の雰囲気中で硬化さ
せ、硬化に至るまでに流れた距離を測定し、初期
に対し50%の値(距離)となるまでの保存日数を
調べたものである。また、接着力は、得られた組
成物粉末を用いて清浄なアルミニユーム板相互を
接着し(120℃、30分、1Kg/cm2の条件)、得られ
た試験片の剪断接着力で示している。 【表】
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to epoxy resin compositions. Epoxy resins are widely used in electrical insulation materials, adhesives, molding materials, etc. because they provide cured products with excellent mechanical, electrical, and chemical properties when cured with acid anhydrides or amines. However, when an acid anhydride curing agent is added, the epoxy resin composition is relatively stable at room temperature;
On the other hand, it has the disadvantage that it requires heating at a fairly high temperature for a long time during curing. Therefore, tertiary amine, quaternary amine
Curing time has been shortened by using a curing accelerator such as an ammonium compound or an organic metal complex salt. However, the addition of these curing accelerators improves curability but has the disadvantage that storage stability is significantly impaired. Therefore, there is a strong demand for a curing agent having so-called latent properties, which exhibits excellent storage stability as the composition hardly reacts at around room temperature, and which reacts rapidly even at relatively low temperatures when heated. By the way, several kinds of boron complex compound-based curing agents have been commercially available as latent curing agents, but they have the disadvantage of having a negative effect on the properties of cured products due to their high hygroscopicity. It was also insufficient in some respects. The present invention was made in view of the above points, and its purpose is to rapidly accelerate the curing reaction only when heated without accelerating curing near room temperature, and to improve various properties, especially good adhesive strength. An object of the present invention is to provide an epoxy resin composition. That is, the present invention provides an epoxy resin composition containing an epoxy resin and a curing agent as essential components, in which the curing agent is contained in an amount of 0.5 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the epoxy resin.
0.05 to 10 parts by weight of azine derivatives of imidazoles and 1 equivalent of epoxy group of epoxy resin
The present invention relates to an epoxy resin composition that essentially contains two components, 0.2 equivalents of phthalic anhydride and/or tetrahydrophthalic anhydride, and does not contain an amine curing agent. The epoxy resins used in the present invention include bisphenol type epoxy resins, resorcin type epoxy resins, novolac type epoxy resins, halogenated epoxy resins thereof, hydantoin type, epoxy resins having a heterocycle such as a triazine ring, and an isocyanurate ring. can be mentioned. Moreover, as these epoxy resins, those having an epoxy equivalent of 400 to 1000 and a molecular weight of about 800 to 2500 are generally used. The azine derivative of imidazole used in the present invention is generally represented by the following formula. In the above general formula, R1 to R5 are hydrogen atoms, alkyl groups, alkenyl groups, acyl groups, allyl groups, aryl groups, cycloalkyl groups, cycloalkenyl groups,
These include aldehyde groups, amino groups, cyano groups, etc., and they may be the same or different. More specifically, imidazoles, such as imidazole, 2-methylimidazole, 2-undecylimidazole, 2-heptadecyl imidazole, 2-phenylimidazole, 2-ethyl-4
-Methylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-ethyl-
4-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2
-Undecylimidazole, 1-cyanoethyl-
Examples include derivatives represented by the above general formula [1] derived from 2-phenylimidazole and the like. The amount of the azine derivative of imidazoles added is 0.5 as described above per 100 parts by weight of the epoxy resin.
~10 parts by weight, which provides good curing of the epoxy resin by catalytic curing reaction of the derivative. That is, if the amount added is less than 0.5 parts by weight, the curability based on the above-mentioned curing system will be insufficient, and if it is more than 10 parts by weight, problems such as poor storage stability will occur. The amount of phthalic anhydride and/or tetrahydrophthalic anhydride used in the present invention ranges from 0.05 to 1 equivalent of epoxy group in the epoxy resin.
The reason why the amount is limited to 0.2 equivalent is that if the amount is less than 0.05 equivalent, there is hardly any effect of improving storage stability, whereas if it is more than 0.2 equivalent, it has the disadvantage that it takes a long time to completely cure. The composition of the present invention can be produced by uniformly heating and mixing the above three components and cooling the mixture. When heating and mixing the three components, inorganic fillers, pigments, deterioration inhibitors, etc. may be added as necessary. As mentioned above, the curing agent component in the composition of the present invention essentially includes two components: an azine derivative of imidazoles and phthalic anhydride and/or tetrahydrophthalic anhydride, and an amine curing agent, e.g. It does not contain various aliphatic or aromatic amines such as polymethylene diamine, menthanediamine, tetrachloro-p-xylene diamine, m-phenylene diamine, or dicyandiamide. These amine curing agents perform an amine curing reaction that is inferior in curability to the catalytic curing reaction using the azine derivatives of imidazoles, so when such amine curing agents are used in combination with the above two components, the curability decreases. It is unsuitable because it lowers the temperature and makes it impossible to cure at low temperature and in a short time. The composition of the present invention described above has excellent storage stability at room temperature and cures in a relatively short time. The present invention will be specifically explained below using examples. Note that parts in the examples are parts by weight. Example 1 Epoxy resin (Epicoat 1002 manufactured by Ciel)
100 parts, 2.0 parts of an azine derivative of imidazoles (Kyuazol 2MZ-AZINE manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd.), and 3.0 parts of phthalic anhydride were kneaded for 5 minutes with a heated roll at 70°C, then cooled to obtain a lump, which was crushed. Then, 30 mesh passes of epoxy resin composition powder was obtained. Its properties are shown in Table 1 below. Example 2 100 parts of Epicote 1002 (mentioned above), Cyuazol
5 parts of 2MZ-AZINE (mentioned above) and 10 parts of tetrahydrophthalic anhydride were treated in the same manner as in Example 1.
A 30 mesh pass of epoxy resin composition powder was obtained. Its properties are shown in Table 1 below. Comparative Example 100 parts of Epicote #1002 (described above) and 2 parts of Kyuazol 2MZ-AZINE were treated in the same manner as in Example 1 to obtain 200 mesh passes of epoxy resin composition powder. Its properties are listed in Table 1 below. The shelf life of each composition powder is 10 mm in diameter.
mm, weight 300 mg, and this is 45
The material was placed on a slanted plate and cured in an atmosphere of 120°C, the distance it traveled until it cured was measured, and the number of storage days until the value (distance) reached 50% of the initial value was determined. be. In addition, the adhesive strength is shown by the shear adhesive strength of the test piece obtained by bonding clean aluminum plates together using the obtained composition powder (120°C, 30 minutes, 1 Kg/cm 2 conditions). There is. 【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 エポキシ樹脂および硬化剤を必須成分とする
エポキシ樹脂組成物において、上記の硬化剤が、
エポキシ樹脂100重量部に対して0.5〜10重量部の
イミダゾール類のアジン誘導体と、エポキシ樹脂
のエポキシ基1当量に対して0.05〜0.2当量の無
水フタル酸および/または無水テトラヒドロフタ
ル酸との二成分を必須とし、かつアミン系硬化剤
を含まないことを特徴とするエポキシ樹脂組成
物。
1. In an epoxy resin composition containing an epoxy resin and a curing agent as essential components, the curing agent is
Two components: 0.5 to 10 parts by weight of an azine derivative of imidazole based on 100 parts by weight of epoxy resin, and 0.05 to 0.2 equivalents of phthalic anhydride and/or tetrahydrophthalic anhydride based on 1 equivalent of epoxy group in the epoxy resin. An epoxy resin composition characterized in that it essentially contains the following and does not contain an amine-based curing agent.
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