JPS637568B2 - - Google Patents

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JPS637568B2
JPS637568B2 JP10030181A JP10030181A JPS637568B2 JP S637568 B2 JPS637568 B2 JP S637568B2 JP 10030181 A JP10030181 A JP 10030181A JP 10030181 A JP10030181 A JP 10030181A JP S637568 B2 JPS637568 B2 JP S637568B2
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Makoto Tsunoda
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規な耐放射線材料用硬化性樹脂組成
物に関する。さらに詳しくは、放射線場で使用さ
れる機器用としてすぐれた耐放射線性材料硬化組
織を与える樹脂組成物に関する。
従来、この種の熱硬化性樹脂としては、たとえ
ばフエノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタ
ン、ポリエステルおよびシリコーン樹脂などが用
いられている。
それらのうちでもとりわけエポキシ樹脂は作業
性および硬化物の物性、たとえば熱的、機械的、
電気的および化学的性質において安定なことなど
から、放射線場で使用される機器に用いられるこ
とも多い。このばあい、エポキシ樹脂は周知のよ
うに酸、アミンなどのような硬化剤を添加し、硬
化剤との反応によつて熱硬化性樹脂となるもの
で、硬化剤の種類によつて種々の性質をもつた樹
脂になると同時に、放射線に対する安定性もいち
じるしく異なる。たとえばエポキシ樹脂としてビ
スフエノール型のものを用いたばあい、硬化剤の
種類による放射線に対する安定性は、芳香族アミ
ン類、酸無水物、脂肪族アミンおよびBF3−錯塩
の順であると考えられている(たとえば、A.D.
Aitkerら:AERE−R 3085、1960年など)。
しかしながら、電気機器に使用されるエポキシ
樹脂はとくに絶縁特性が要求され、なかんづく電
気的性質の温度特性が重要となる。したがつてエ
ポキシ樹脂の硬化剤としては、このばあい酸無水
物が用いられることが多い。前記したように硬化
エポキシ樹脂の耐放射線性は比較的すぐれている
とはいうものの、吸収線量で100Mrad程度の放
射線を浴びると、硬化樹脂の諸物性値が急激に低
下する傾向がある。この値は、原子炉などで放射
線源が正常に運転しているばあいには充分である
と考えられているが、異変が起つたばあいにそれ
を制禦する機器においては不充分となる惧れがあ
る。
本発明者は叙上の欠点を克服するべく鋭意研究
を重ねた結果、 (A) 分子中に少なくとも2個以上のエポキシ基を
有するエポキシ基1モルあたり、0.05〜0.3モ
ルに相当するα・β−不飽和カルボン酸を付加
させた変性エポキシ樹脂、 (B) 前記変性エポキシ樹脂の残存エポキシ基と共
重合可能な多官能の無水カルボン酸、 (C) ラジカル重合開始用触媒および (D) イオン重合開始用触媒 からなる耐放射線材料用硬化性樹脂組成物を用い
るときは、前記酸無水物硬化エポキシ樹脂の耐放
射線性をさらにすぐれたものとし、しかも酸無水
物硬化エポキシ樹脂の有するすぐれた諸特性も保
持することを見出し、本発明を完成するにいたつ
た。
本発明の骨子は、部分的にα・β−不飽和カル
ボン酸により変性したエポキシ樹脂を組成物とし
て用いることにあり、樹脂硬化時にはα・β−不
飽和基も重合させることが重要である。
α・β−不飽和カルボン酸としては普通アクリ
ル酸またはメタクリル酸があげられるが、これら
は一般的に放射線に対して敏感で、たとえばアク
リル基のばあいは放射線照射により「架橋」が、
メタクリル基のばあいは分子鎖の「切断」が起る
と考えられている。しかしながら本発明者は放射
線化学反応における「架橋」と「切断」の機構に
ついて詳細な検討を行なつたところ、放射線に敏
感な基が耐放射線性基、たとえば芳香族環、第4
級炭素またはビスフエノールA基などと混在して
いるばあいには、放射線に敏感な基の耐放射線性
がよくなるばかりでなく、特別な混在状態では系
全体の耐放射線性も上昇することが判明した。こ
の理由は現時点では推論の域を出ないが、放射線
に敏感な基と耐放射線性基の相互作用に基づくも
のではないかと考えられる。前記の特別な混在状
態は主として放射線に敏感な基と耐放射線性基と
の両者の存在割合および存在状態に依存する。
以下に前記の効果が出現するための条件を示し
ながら、本発明の内容を詳細に述べる。
本発明において用いる分子中に少なくとも2個
以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂として
は、たとえば2・2′−ビス(p−ヒドロキシフエ
ニル)プロパン、2・2′−ビス(4−ヒドロキシ
−3・5−ジブロムフエニル)プロパン、1・
1・2・2−テトラキス(p−ヒドロキシフエニ
ル)エタン、4・4−ジヒドロキシジフエニル、
レゾルシン、カテコール、ヒドロキノンなど芳香
族フエノールのグリシジルエーテル、ならびにフ
エノールノボラツク、クレゾールノボラツクなど
のグリシジルエーテル、さらにビニルシクロヘキ
センジエポキシド、リモネンジエポキシド、ジシ
クロペンタジエンジエポキシド、(3′・4′−エポ
キシシクロヘキシルメチル)−3・4−エポキシ
シクロヘキサンカルボキシレート、(3′・4′−エ
ポキシ−6′−メチルシクロヘキシルメチル)−
3・4−エポキシ−6−メチルシクロヘキサンカ
ルボキシレート、3−(3′・4′−エポキシシクロ
ヘキシル)−2・4−ジオキサスピロ(5・5)−
8・9−エポキシウンデカンおよび3−(グリシ
ジルオキシエトキシエチル)−2・4−ジオキサ
スピロ(5・5)−8・9−エポキシウンデカン
などの脂環式エポキシ樹脂、ならびにトリグリシ
ジルイソシアヌレート、5・5−ジメチルヒダン
トインのN・N′−ジグリシジル誘導体などの複
素環式エポキシ樹脂などがあげられる。これらは
いずれも単独または混合して用いることができ
る。なお、分子中にエポキシ基を1個含むエポキ
シ化合物を希釈剤として配合することもさしつか
えない。
しかしながら前記エポキシ樹脂群のうち、とく
に耐放射線性という観点からみると、ビスフエノ
ールA型エポキシ樹脂を用いるのがもつとも好ま
しく、その具体的例示としてはエピコート815、
エピコート819、エピコート827、エピコート828、
エピコート832、エピコート834、エピコート871、
エピコート872、エピコート1001、エピコート
1004(いずれもシエル化学社製)などエポキシ当
量が180〜1000程度のビスフエノールAジグリシ
ジルエーテルやエピクロン800、エピクロン1000、
エピクロン1010、エピクロン3010(いずれも大日
本インキ化学工業(株)製)などのようにエポキシ当
量190〜525のメチル置換型のものなどがあげられ
る。
前記エポキシ樹脂のエポキシ基1モルあたり、
0.05〜0.3モルに相当するα・β−不飽和カルボ
ン酸(前記したように普通アクリル酸またはメタ
クリル酸)を付加させて変性エポキシ樹脂をうる
のであるが、これには少量(0.01〜0.5部(重量
部、以下同様)程度)の重合禁止剤、たとえばヒ
ドロキノン、メトキノン、トルキノン、ベンゾキ
ノンおよびエポキシ基の開環用触媒、たとえば
N・N−ジメチルベンジルアミンなどのような第
3級アミン類、亜鉛やアルミニウムなどの金属石
ケンまたはアセチルアセトネートなどのようなキ
レート化合物の少量(0.01〜1.0部程度)を添加
し、130〜160℃の加温下で反応させてうることが
できる。ここで、α・β−不飽和カルボン酸の添
加量が0.05〜0.3モルの範囲であるのは、前記の
耐放射線効果を出現させるための必須条件であ
り、かかる範囲より多くても少なくても前記効果
はいちじるしく減少する。
このようにしてえられる変性エポキシ樹脂の残
存エポキシ基と共重合可能な多官能の無水カルボ
ン酸としては、たとえばフタル酸、テトラヒドロ
フタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、マレイン酸、
メチルナジツク酸、メチルテトラヒドロフタル
酸、コハク酸、ドデセニルコハク酸、メチルコハ
ク酸、シトラコン酸などの二塩基性酸無水物、お
よび無水トリメリト酸などの多塩基性酸無水物が
あげられ、いずれも単独または混合して用いるこ
とができる。もちろん一塩基性カルボン酸無水物
を硬化物の架橋密度調節のために配合することも
可能である。
前記無水カルボン酸は、変性エポキシ樹脂のエ
ポキシ基1モルあたりカルボキシル基0.7〜1.0モ
ルに相当する量を配合するのが好ましく、この範
囲をはずれると硬化樹脂の諸特性が低下する惧れ
がある。
本発明において用いるラジカル重合開始用触媒
としては、通常用いられるα・α′−アゾビスイソ
ブチロニトリル、過酸化ベンゾイル、t−ブチル
パーベンゾエート、t−ブチルヒドロパーオキシ
ド、ジクミルパーオキシドなどがあげられる。
本発明において用いるイオン重合開始用触媒と
しては、たとえばN・N−ジメチルベンジルアミ
ンなどのような第3級アミン類、トリエチルベン
ジルアンモニウムクロライドなどのような第4級
アンモニウム塩、亜鉛、アルミニウム、コバル
ト、マンガン、チタンなどの金属石ケンまたはア
セチルアセトネートなどのようなキレート化合物
などがあげられ、これらを単独または混合して用
いることができる。
ラジカル重合開始用触媒およびイオン重合開始
用触媒の配合量は、エポキシ樹脂と無水カルボン
酸の混合物100部に対して、前者は0.05〜2部、
後者は0.05〜5部の範囲が好ましいが、ここで使
用する触媒の種類および配合量によつて硬化物の
物性が変化することもあり、注意を要する。これ
は架橋高分子網目鎖のトポロジカルな変化に基づ
くものと考えられる。この現象についての詳細は
1980年の「高分子討論会;高分子学会」において
報告した。
前記の組成よりなる耐放射線材料用硬化性樹脂
組成物は通常の処理プロセス、たとえば注型、浸
漬、含浸などに特別な制限なく活用できるもので
ある。
また本発明の耐放射線材料用硬化性樹脂組成物
は、ラジカル重合開始剤として紫外線照射により
ラジカルを発生する化合物を用いれば、樹脂洩れ
のない処理工程(たとえば特開昭50−154703号公
報など)への応用も可能である。
つぎに実施例をあげて本発明の組成物を説明す
る。
実施例 1 撹拌機、温度計および還流冷却器を付設した四
ツ口フラスコにエピコート828(エポキシ当量
198.5)198.5g、メタクリル酸8.6g、(0.10モ
ル)、ヒドロキノン0.21g(0.10部)およびN・
N−ジメチルベンジルアミン0.10g(0.05部)を
加え、145±5℃で2〜3時間反応させ変性エポ
キシ樹脂をえた。これに無水フタル酸107.8g
(0.70モル)およびジクミルパーオキシド、N・
N−ジメチルベンジルアミンをそれぞれ1.5g
(0.5部)配合した。ついで配合樹脂をガラス板に
はさみ込んで、130℃で8時間および180℃で3時
間加熱を行なつて、硬化樹脂板をえた。えられた
各硬化樹脂板について放射線照射を行なつた。放
射線照射は 60Coγ線照射装置を用い、空気中室
温下、線量率1Mrad/hrの吸収量で、照射時間
を変えて行なつた。被照射試料について諸物性を
測定した。測定の詳細は測定例において述べる。
実施例 2 撹拌機、温度計および還流冷却器を付設した四
ツ口フラスコにエピコート828(エポキシ当量
198.5)198.5g、メタクリル酸17.2g(0.20モ
ル)、ヒドロキノン0.22g(0.10部)およびN・
N−ジメチルベンジルアミン0.11g(0.05部)を
加え、145±5℃で2〜3時間反応させて変性エ
ポキシ樹脂をえた。これに無水フタル酸100g
(0.65モル)およびジクミルパーオキシド、N・
N−ジメチルベンジルアミンをそれぞれ1.5g
(0.5部)配合した。ついで配合樹脂に実施例1と
同様にして放射線照射した。被照射試料について
諸物性を測定した。測定の詳細は測定例において
述べる。
比較例 1 エピコート828(エポキシ当量198.5)198.5gに
無水フタル酸123g(0.80モル)およびN・N−
ジメチルベンジルアミン1.6g(0.5部)を配合し
た。ついで配合樹脂に実施例1と同様にして放射
線照射した。被照射試料について諸物性を測定し
た。測定の詳細は測定例において述べる。
測定例 1 実施例1〜2および比較例1でえられた放射線
照射樹脂板(厚さ約300μ)を4mm×30mmの大き
さに切断し、動的粘弾性測定を行なつた。測定は
レオバイブロンDDV −C型測定機(東洋ボ
ールドウイン(株)製)を用い、周波数11Hz、温度域
は室温〜250℃にわたつて行なつた。測定結果を
第1図に示す。第1図は動的粘弾性測定における
tanδ(力学的損失率)極大温度位置の放射線照射
による変化(ΔT)を、未照射試料を0として示
したグラフである。第1図から明らかなように実
施例1および2の放射線照射板についての曲線1
および曲線2は比較例1の放射線照射板について
の曲線3に比べ、ΔTの変化量が少ないこと、す
なわち放射線安定性にすぐれていることがわか
る。
測定例 2 実施例1〜2および比較例1でえられた放射線
照射樹脂板(厚さ約300μ)に金電極を蒸着し、
誘電測定を行なつた。測定は通常の交流ブリツジ
を用い、商用周波数(60Hz)で温度160℃におい
て行なつた。測定結果を第2図に示す。第2図は
誘電測定におけるε(誘電率)の値の放射線照射
による変化(Δε)を、未照射試料を0として示
したグラフである。第2図から明らかなように実
施例1および2の放射線照射板についての曲線
1′および曲線2′は比較例1の放射線照射板につ
いての曲線3′に比べ、Δεの変化量が少ないこ
と、すなわち放射線安定性にすぐれていることが
わかる。
【図面の簡単な説明】
第1図は動的粘弾性測定における力学的損失率
極大温度位置の放射線照射による変化を示した
図、第2図は誘電測定における誘電率の値の放射
線照射による変化を示した図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 (A) 分子中に少なくとも2個以上のエポキシ
    基を有するエポキシ樹脂のエポキシ基1モルあ
    たり0.05〜0.3モルに相当するα・β−不飽和
    カルボン酸を付加させた変性エポキシ樹脂、 (B) 前記変性エポキシ樹脂の残存エポキシ基と共
    重合可能な多官能の無水カルボン酸、 (C) ラジカル重合開始用触媒および (D) イオン重合開始用触媒 からなることを特徴とする耐放射線材料用硬化性
    樹脂組成物。 2 変性エポキシ樹脂のエポキシ基1モルあたり
    カルボキシル基0.7〜1.0モルに相当する無水カル
    ボン酸を含有し、かつ変性エポキシ樹脂と無水カ
    ルボン酸の混合物100重量部に対し、ラジカル重
    合開始用触媒0.05〜2重量部およびイオン重合開
    始用触媒0.05〜5重量部をそれぞれ含有してなる
    特許請求の範囲第1項記載の組成物。 3 前記変性エポキシ樹脂がビスフエノールA型
    エポキシ樹脂より変性されたものである特許請求
    の範囲第1項記載の組成物。
JP10030181A 1981-06-25 1981-06-25 耐放射線材料用硬化性樹脂組成物 Granted JPS581716A (ja)

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JPH0623233B2 (ja) * 1989-06-13 1994-03-30 昭和高分子株式会社 酸ペンダント型エポキシアクリレート樹脂の製造法
JPH0621153B2 (ja) * 1990-04-06 1994-03-23 昭和高分子株式会社 感光性樹脂組成物

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