JPH0471929B2 - - Google Patents

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JPH0471929B2
JPH0471929B2 JP59060715A JP6071584A JPH0471929B2 JP H0471929 B2 JPH0471929 B2 JP H0471929B2 JP 59060715 A JP59060715 A JP 59060715A JP 6071584 A JP6071584 A JP 6071584A JP H0471929 B2 JPH0471929 B2 JP H0471929B2
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JP
Japan
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epoxy resin
resin composition
anhydride
epoxy
compound
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JP59060715A
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Tooru Koyama
Shu Sugano
Shinichi Toyoda
Motoyo Wajima
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/68Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the catalysts used
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L63/00Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕 本発明は硬化性と貯蔵安定性の良好な液状のエ
ポキシ樹脂組成物に関する。 〔発明の背景〕 エポキシ樹脂組成物は硬化時の収縮が少ないた
め、内部歪みも少なく機械的強度が大で、電気絶
縁性、耐熱性、耐水性及び耐薬品性が優れた硬化
物を与えるので、含浸、注型あるいは成形材料な
どとして多方面に使用されている。しかし、エポ
キシ樹脂組成物は硬化触媒を含む状態において
は、室温で数日間放置すると粘度が上昇し、使用
不能となる。加温状態では該組成物は、より速や
かに重合を生起し、60℃で数十時間でゲル化す
る。このような性質は、多量の液状該組成物をタ
ンクに貯蔵し、特に加温下で含浸に反覆使用する
ような方法において大きな障害となつていた。そ
こで、硬化触媒の添加量を減らし、可使時間を伸
ばそうとすると、硬化性が不足してその硬化物の
特性(例えば、熱変形温度や機械的特性)が低下
する。このような硬化触媒の添加量の調節だけで
は硬化性と貯蔵安定性の両立が不可能であつた。
そこで、エポキシ樹脂組成物の硬化性と貯蔵安定
性の両立を図るため、各所で潜在性硬化促進剤の
研究が盛んに行なわれた。その結果、アミンある
いは第4級アンモニウムの有機酸塩(例えば、特
公昭49−25000号公報;特公昭37−7136号公報)、
アミンの分子間配位化合物(例えば、米国特許第
3347827号;第3395121号;第3065195号各明細
書;仏国特許第2001238号明細書)、アミンの分子
内配位化合物(例えばソ連国特許第204573号明細
書)、アミンとアルデヒド又はケトンとの反応生
成物(例えば、米国特許第3291776号;第3401146
号;第3310602号明細書;特公昭45−1756号公
報)、尿素誘導体及びジシアンジアミド(例えば、
米国特許第3294749号;第3227679号各明細書)、
ヒドラジノ基を有する化合物(特公昭48−82000
号公報;西独特開第2355121号公報)、ボレート
(例えば、米国特許第3269960号明細書;特公昭47
−26397号;特公昭47−26378号各公報)、フエロ
セン(例えば、特公昭45−37867号公報)、リン化
合物(例えば、特公昭47−26398号公報)あるい
は、アミンのマイクロカプセル化(例えば米国特
許第3395105号明細書)、アミンのモレキユラーシ
ーブによる吸着(例えば、米国特許第3417046号
明細書)などが提案された。これらはいずれも硬
化性と貯蔵安定性の両立が不十分であつた。特に
含浸、注型用の液状エポキシ樹脂組成物に対し
て、硬化性と貯蔵安定性の両立が不十分であつ
た。 そのため、液状のエポキシ樹脂組成物をコイル
含浸などに用いる場合、含浸などの操作に先だつ
て硬化触媒を含浸すべき対象物に付着させ、含浸
などを行つて硬化させる方法も提案されている。
しかし、このような方法は複雑で工程が多くなる
うえに、硬化触媒のばらつきや剥離などのために
硬化物の特性にばらつきが生じる、又、硬化触媒
が貯蔵すべき液状エポキシ樹脂組成物に溶解し、
該組成物の可使時間を短くするなどの欠点があつ
た。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、前述のような欠点を伴うこと
なしに、硬化性と貯蔵安定性の優れた40℃で液状
の含浸用のエポキシ樹脂組成物を提供することに
ある。 〔発明の概要〕 本発明の特徴は、 (A) 脂環式エポキシ樹脂または脂環式エポキシ樹
脂を含む多官能エポキシ樹脂とポリカルボン酸
無水物とのベース樹脂組成物、 (B) 低級アルキルモノカルボン酸とエポキシ樹脂
との付加物またはフエノール類から選ばれる水
酸基含有化合物を該化合物のOH含有量で、前
記(A)成分に対し0.05〜0.4重量%、 (C) Na,K,Li,Baから選ばれるアルカリ金属
またはアルカリ土類金属の水酸化物またはアル
コキシ化合物を該化合物の金属量で、前記(A)成
分に対し(3−7a)×10-3〜(5−7a)×10-3
量%〔但し、aは前記(B)成分のOH含有量(重
量%)である〕、 を含む、但し、アミン系硬化剤を含まないことを
特徴とする40℃で液状の含浸用エポキシ樹脂組成
物にある。 本発明におけるエポキシ樹脂組成物に使われる
エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフエノール
Aのジグリシジルエーテル、ブタジエンジエポキ
サイド、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、ビニルシクロヘキセンジオキサイド、
4,4′−ジ(1,2−エポキシエチル)ジフエニ
ルエーテル、4,4′−(1,2−エポキシエチル)
ビフエニル、2,2−ビス(3,4−エポキシシ
クロヘキシル)プロパン、レゾルシンのジグリシ
ジルエーテル、フロログルシンのジグリシジルエ
ーテル、メチルフロログルシンのジグリシジルエ
ーテル、ビス(2,3−エポキシシクロペンチ
ル)エーテル、3−(3,4−エポキシ)シクロ
ヘキサン−5,5−スピロ(3,4−エポキシ)
−シクロヘキサン−m−ジオキサン、ビス−(3,
4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシル)アジ
ベート、N,N′−m−フエニレンビス(4,5
−エポキシ−1,2−シクロヘキサンジカルボキ
シイミドなどの2官能のエポキシ樹脂、パラアミ
ノフエノールのトリグリシジルエーテル、ポリア
リルグリシジルエーテル、1,3,5−トリ
(1,2−エポキシエチル)ベンゼン、2,2′,
4,4′−テトラグリシドキシベンゾフエノン、テ
トラグリシドキシテトラフエニルエタン、フエノ
ールホルムアルデヒドノボラツクのポリグリシジ
ルエーテル、グリセリンのトリグリシジルエーテ
ル、トリメチロールプロパンのトリグリシジエー
テルなどの3官能以上のエポキシ樹脂が用いられ
る。 上記エポキシ樹脂から、脂環式エポキシ樹脂ま
たは脂環式エポキシ樹脂を含む多官能エポキシ樹
脂を用いる。とくに、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
センカルボキシレート、ビニルシクロヘキセンジ
オキサイドなどの脂環式エポキシ樹脂や、ビスフ
エノールAのジグリシジルエーテルが有用であ
る。 又、該エポキシ樹脂には、低粘度化や耐熱性、
電気絶縁性などの向上のために、ポリカルボン酸
無水物を含む。そのような酸無水物としては、エ
ポキシ樹脂の硬化剤として周知のポリカルボン酸
無水物、例えば、無水フタル酸、無水イタコン
酸、無水コハク酸、無水シトラコン酸、無水アル
ケニル酸、無水ドデセニルコハク酸、無水トリカ
ルバリル酸、無水マレイン酸、無水ヘキサヒドロ
フタル酸、無水メチルテトラヒドロフタル酸、無
水ピロメリツト酸、無水シクロペンタンテトラカ
ルボン酸、無水ベンゾフエノンテトラカルボン
酸、エチレングリコールビストリメリテイト、グ
リセリントリストリメリテイト、メチルシクロペ
ンタジエンの無水マレイン酸付加物、無水クロレ
ンデイツク酸、無水アルキル化エンドアルキレン
テトラヒドロフタル酸、無水メチル2−置換ブテ
ニルテトラヒドロフタル酸などがある。このう
ち、メチルシクロペンタジエンの無水マレイン酸
付加物、無水メチルテトラヒドロフタル酸、無水
メチルヘキサヒドロフタル酸などのような液状を
有する酸無水物が有用である。 本発明における(C)成分の硬化触媒としては、
Na,K,Li,Baから選ばれるアルカリ金属また
はアルカリ土類金属の水酸化物またはアルコキシ
化合物で、その配合量は該化合物の金属量で、前
記(A)の樹脂成分に対し(3−7a)×10-3〜(5−
7a)×10-3重量%〔但し、aは後述の(B)成分の
OH含有量(重量%)である〕の範囲で用いる。 上記の範囲より多いと貯蔵安定性が低下し、ま
た、該範囲外では硬化性が低下して熱変形温度
100℃以上の硬化物が得られない。 本発明の(B)成分の硬化触媒である水酸基含有化
合物としては、低級アルキルモノカルボン酸とエ
ポキシ樹脂との付加物またはフエノール類であ
る。該化合物は、前記樹脂成分(A)に対してOH含
有量で0.05〜0.4重量%、とくに0.08〜0.37重量%
が好ましい。該水酸基を含む化合物の量が多すぎ
ると貯蔵安定性が不足する傾向にあり、逆に少な
すぎると硬化性が不足する傾向にある。 本発明のエポキシ樹脂組成物の硬化機構は正確
にはわからないが、下図のようなPush−Pull反
応で進行するものと思われる。 X:水酸基を含む化合物 Y:アルカリ金属または/およびアルカリ土類
金属 本発明のエポキシ樹脂組成物は、必要に応じて
公知の添加剤、充填剤、顔料、または溶剤等を加
えて用いることもできる。 〔発明の実施例〕 次に本発明を実施例により具体的に説明する。 実施例 1 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
〔〕258g(1.0モル)、メチルシクロペンタジエ
ンの無水マレイン酸付加物〔〕267g(1.5モ
ル)を混合し、エポキシ樹脂組成物〔〕を得
た。 次に、エポキシ樹脂組成物〔〕に、〔〕
25.8g(0.10モル)と酢酸12.0g(0.20モル)の
付加物〔〕およびナトリウムメチラート〔〕
を所定の配合割合で混合し、エポキシ樹脂組成物
〔〕を得た。この〔〕を40℃に保管したとき
の粘度経時変化を測定し、シエルフライフを求
め、その結果を第1図に記載した。なお、シエル
フライフは粘度が初期の10倍に達する迄の時間
(日数)とした。第1図の曲線1はOH含有量が
0.37重量%、曲線2は0.28重量%、曲線3は0.20
重量%、曲線4は0.14重量%、曲線5は0.08重量
%である。 次に、エポキシ樹脂組成物〔〕を160℃に5
時間、170℃に5時間加熱し、硬化物を得た。こ
の硬化物の熱変形温度をJISK−6911に準拠して
測定した。その結果を第2図に示す。なお、第2
図の記号は第1図と同じである。 第1図と第2図から、Na+含有量及び水酸基含
有量が少なくなると、シエルフライフが延びるが
硬化性が不足し、熱変形温度が低下する傾向にあ
ることが分かる。又、逆にNa+含有量と水酸基含
有量が増えると、シエルフライフが短くなること
が明らかである。 実施例 2 エポキシ樹脂としてビスフエノールAのジグリ
シジルエーテル172g(0.5モル)、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129g(0.5モ
ル)を用いた以外、全く実施例1と同一にし、第
3図および第4図を得た。 実施例 3〜9 実施例1のエポキシ樹脂組成物〔〕に、酢酸
付加物〔〕またはフエノール、およびアルカリ
金属または/およびアルカリ土類金属を第1表の
割合で混合し、シエルフライフと熱変形温度を測
定した。その結果を第1表に示す。
【表】 実施例10〜11、比較例1〜3 第2表記載の配合割合のエポキシ樹脂組成物を
作製し、シエルフライフと熱変形温度を測定し
た。その結果を第2表に示す。 第2表において、〔〕は無水物メチルテロラ
ヒドロフタル酸を、また、〔〕は無水物メチル
ヘキサヒドロフタル酸を示す。第2表から、本発
明のエポキシ樹脂組成物は比較例と比べ、貯蔵安
定性と硬化性のバランスがとれていることが分か
る。なお、実施例1において、酢酸(CH3
COOH)をCH3(CH2)COOH,CH3(CH23
COOH,またはCH3(CH25COOHに変えた以外
は、実施例1と同様にして調製した本発明のエポ
キシ樹脂組成物のシエルフライフおよび熱変形温
度も、第1図及び第2図とほぼ同じ結果が得られ
た。また、実施例10において、ナトリウムメチラ
ートをナトリウムフエノラートに変えた以外は、
実施例10と同様に調製したエポキシ樹脂組成物の
シエルフライフおよび熱変形温度も実施例10とほ
ぼ同じ結果が得られた。 比較例 4 ジアミノフエニルメタン54.8gを添加した以外
は、実施例9と同様に調製したエポキシ樹脂組成
物のシエルフライフは40℃で1時間であつた。
〔発明の効果〕
以上実施例から明らかなように、水酸基を含む
化合物とアルカリ金属または/およびアルカリ土
類金属を含有するエポキシ樹脂組成物は、貯蔵安
定性、硬化性が両立している。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第3図は本発明の実施例に係るエポ
キシ樹脂組成物のNa+含有量に対するシエルフラ
イフ特性図、第2図及び第4図は同じくNa+含有
量に対する熱変形特性図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1(A) 脂環式エポキシ樹脂または脂環式エポキシ
    樹脂を含む多官能エポキシ樹脂とポリカルボン
    酸無水物とのベース樹脂組成物、 (B) 低級アルキルモノカルボン酸とエポキシ樹脂
    との付加物またはフエノール類から選ばれる水
    酸基含有化合物を該化合物のOH含有量で、前
    記(A)成分に対し0.05〜0.4重量%、 (C) Na,K,Li,Baから選ばれるアルカリ金属
    またはアルカリ土類金属の水酸化物またはアル
    コキシ化合物を該化合物の金属量で、前記(A)成
    分に対し(3−7a)×10-3〜(5−7a)×10-3
    量%〔但し、aは前記(B)成分のOH含有量(重
    量%)である〕、 を含む、但し、アミン系硬化剤を含まないことを
    特徴とする40℃で液状の含浸用エポキシ樹脂組成
    物。
JP59060715A 1984-03-30 1984-03-30 エポキシ樹脂組成物 Granted JPS60206825A (ja)

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JPS60206825A JPS60206825A (ja) 1985-10-18
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