JPH0616787A - エポキシドの硬化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】エポキシドを分子当り少なくとも２個の酸塩化
物基を有するカルボン酸塩化物と反応させることよりな
る、エポキシドの硬化方法。好ましい酸塩化物は式(I)
（ｎ：２〜１８）または式(II)（Ａｒ：フェニル、ナフ
チル；ｍ：２、３）で表わされる。本反応は無触媒のと
き１２０℃を超える温度にて、またはアンモニウム塩、
ホスホニウム塩触媒を用いて７５℃を超える温度にて行
なう。 【効果】分子当り少なくとも２個のエポキシ基を含むエ
ポキシドの硬化方法が提供される。 【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エポキシドの硬化方法
に関する。

【０００２】

【課題を解決するための手段】したがって、本発明は、
エポキシドを分子当り少なくとも２個の酸塩化物基を有
するカルボン酸塩化物と反応させることよりなる、分子
当り少なくとも２個のエポキシ基を含むエポキシドの硬
化方法を提供するものである。

【０００３】該反応は、二つの反応体を混合しそしてこ
れらを反応が開始する温度を超える温度にまで加熱する
ことにより、行なうことができる。該温度は、実際の反
応体に、また触媒が使用されるかまたはされないかに依
存するものである。

【０００４】触媒の使用は、反応のために必要とされる
温度を低下せしめるが、より低いガラス転移温度（Ｔ
ｇ）を有する生成物を導く。適する触媒は、アンモニウ
ム塩およびホスホニウム塩である。

【０００５】反応は普通、触媒の存在下で約７５℃また
はこれより高い温度にて、または触媒の不存在下で約１
２０℃またはこれより高い温度にて始まるであろう。必
要とされる実際の温度は簡単な実験により容易に決定す
ることができる。

【０００６】適する触媒の例には、臭化テトラブチルア
ンミニウム、沃化テトラエチルアンモニウム、臭化テト
ラエチルホスホニウムおよび臭化テトラフェニルホスホ
ニウムが含まれる。

【０００７】触媒を使用する場合、それはエポキシド１
００重量部当り、２ないし２５重量部、より好ましくは
５ないし１５重量部の量にて使用することができる。

【０００８】適する酸塩化物は、脂肪族または芳香族の
ジ−、トリ−またはより高級のカルボン酸より誘導され
るものである。

【０００９】脂肪族酸塩化物を使用する場合、これは一
般式(I)

【化３】 （式中、ｎは２ないし１８、より好ましくは２ないし１
０の整数を表わす。）を有するものでありうる。

【００１０】適する酸塩化物の例には、アジポイルクロ
リド、スクシニルクロリド、セバコイルクロリドおよび
スベロイルクロリドが含まれる。

【００１１】芳香族酸塩化物を使用する場合、これは一
般式(II)

【化４】 （式中、Ａｒはフェニル基またはナフチル基を表わしそ
してｍは２または３を表わす。）を有するものでありう
る。適する化合物の例には、イソフタロイルクロリドお
よび１，３，５−ベンゼントリカルボニルクロリドおよ
び２，６−ナフタレンジカルボニルクロリドが含まれ
る。

【００１２】適するエポキシドには、ポリグリシジルエ
ステル、ポリグリシジルエーテル、ポリグリシジルアミ
ン、脂環式エポキシドおよび／またはエポキシノボラッ
クが含まれる。

【００１３】使用することができるエポキシドは、好ま
しくは、酸素または窒素の原子または原子団と直接結合
された少なくとも２個の式

【化５】 （式中、Ｒ¹ は水素原子またはメチル基を示す。）で表
わされる基を含むものである。

【００１４】かかるエポキシドの例としては、分子当り
２個またはそれ以上のカルボン酸基を含む化合物とエピ
クロロヒドリン、グリセロールジクロロヒドリンまたは
β−メチルエピクロロヒドリンとのアルカリ存在下での
反応により得られる、ポリグリシジルおよびポリ（β−
メチルグリシジル）エステルを挙げることができる。か
かるポリグリシジルエステルは、脂肪族ポリカルボン
酸、例えば、蓚酸、琥珀酸、グルタル酸、アジピン酸、
ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、
または二量化もしくは三量化リノレン酸から、：脂環式
ポリカルボン酸例えばテトラヒドロフタル酸、４−メチ
ルテトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、およ
び４−メチルヘキサヒドロフタル酸から、：および芳香
族ポリカルボン酸例えばフタル酸、イソフタル酸、およ
びテレフタル酸から誘導することができる。

【００１５】別の例は、分子当り少なくとも２個の遊離
アルコール性ヒドロキシル基および／またはフェノール
性ヒドロキシル基を含む化合物と適当なエピクロロヒド
リンとの、アルカリ条件下での、あるいは酸性触媒およ
びこれに続くアルカリ処理を用いての反応により得られ
る、ポリグリシジルおよびポリ（β−メチルグリシジ
ル）エーテルである。これらのエーテルは、非環式アル
コール例えばエチレングリコール、ジエチレングリコー
ル、および高級ポリ（オキシエチレン）グリコール、プ
ロパン−１，２−ジオールおよびポリ（オキシプロピレ
ン）グリコール、プロパン−１，３−ジオール、ブタン
−１，４−ジオール、ポリ（オキシテトラメチレン）グ
リコール、ペンタン−１，５−ジオール、ヘキサン−
１，６−ジオール、ヘキサン−２，４，６−トリオー
ル、グリセロール、１，１，１−トリメチロール−プロ
パン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、およびポ
リエピクロロヒドリンから、：環式アルコール例えばレ
ソルシトール、キニトール、ビス（４−ヒドロキシシク
ロヘキシル）メタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシシ
クロヘキシル）プロパン、および１，１−ビス（ヒドロ
キシメチル）シクロヘキセ−３−エンから、：および芳
香核を有するアルコール、例えばＮ，Ｎ−ビス（２−ヒ
ドロキシエチル）アニリンおよびｐ，ｐ’−ビス（２−
ヒドロキシエチルアミノ）ジフェニルメタンから作るこ
とができる。それらはまた、単核フェノール、例えばレ
ソルシノールおよびヒドロキノンから、また多核フェノ
ール、例えばビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、
４，４’−ジヒドロキシジフェニル、１，１，２，２−
テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、２，２
−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−
ビス（３，５−ジブロモ−４−ヒドロキシフェニル）プ
ロパン、および、アルデヒド例えばホルムアルデヒド、
アセトアルデヒド、クロラールおよびフルフルアルデヒ
ドとフェノール例えばフェノールそれ自体および環内に
おいて塩素原子によりまたは各々９個までの炭素原子を
含むアルキル基、例えば４−クロロフェノール、２−メ
チルフェノールおよび４−第三ブチルフェノールにより
置換されたフェノールとから生成されたノボラックから
作ることができる。

【００１６】ポリ（Ｎ−グリシジル）化合物には、例え
ば、エピクロロヒドリンと少なくとも２個のアミノ−水
素原子を含むアミン、例えばアニリン、ｎ−ブチルアミ
ン、ビス（４−アミノフェニル）メタン、ｍ−キシリレ
ンジアミン、およびビス（４−メチルアミノフェニル）
メタンとの反応生成物の脱塩化水素により得られる化合
物：トリグリシジルイソシアヌレート：および環式アル
キレン尿素、例えばエチレン尿素および１，３−プロピ
レン尿素の、またヒダントイン例えば５，５−ジメチル
ヒダントインのＮ，Ｎ’−ジグリシジル誘導体が含まれ
る。

【００１７】いくつかのまたは全てのエポキシ基が末端
でないところのエポキシド、例えばビニルシクロヘキサ
ンジオキシド、リモネンジオキシド、ジシクロペンタジ
エンジオキシド、４−オキサテトラシクロ [6.2.1.
0^2.7.0^3.5]ウンデシ−９−イルグリシジルエーテル、エ
チレングリコールのビス（４−オキサテトラシクロ [6.
2.1.0^2.7.0^3.5]ウンデシ−９−イル）エーテル、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および６，６’−ジ
メチル誘導体、エチレングリコールのビス（３，４−エ
ポキシシクロヘキサン−カルボキシレート）、３−
（３，４−エポキシシクロヘキシル）−８，９−エポキ
シ−２，４−ジオキサスピレ［５，５］ウンデカン、お
よびエポキシ化ブタジエンまたはブタジエンとエチレン
性化合物例えばスチレンおよび酢酸ビニルとのコポリマ
ーは、用いることができる。

【００１８】異なる種類のヘテロ原子に結合する１，２
−エポキシ基を有するエポキシド樹脂、例えば、４−ア
ミノフェノールのＮ，Ｎ，Ｏ−トリグリシジル誘導体、
サリチル酸のグリシジルエーテル−グリシジルエステ
ル、Ｎ−グリシジル−Ｎ’−（２−グリシジルオキシプ
ロピル）−５，５−ジメチルヒダントインおよび２−グ
リシジルオキシ−１，３−ビス（５，５−ジメチル−１
−グリシジルヒダントイニ−３−イル）プロパンは、用
いることができる。

【００１９】所望ならば、エポキシド樹脂の混合物を使
用することができる。

【００２０】より好ましいエポキシドは、２，２−ビス
（４−ヒドロキシフェニル）プロパンの、ビス（４−ヒ
ドロキシフェニル）−メタンの、またはホルムアルデヒ
ドとフェノールまたは環内において１個の塩素原子によ
りまたは１ないし９個の炭素原子を含むアルキル炭化水
素基により置換されたフェノールとから生成されそして
キログラム当り少なくとも０．５当量のエポキシ分を有
するノボラックのポリグリシジルエステルまたはポリグ
リシジルエーテル、ビス（４−（ジグリシジルアミノ）
フェニル）メタン、ｐ−（ジグリシジルアミノ）フェニ
ルグリシジルエーテルおよび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
ルボキシレートである。

【００２１】本発明はまた、分子当り少なくとも２個の
エポキシ基を含むエポキシド、分子当り少なくとも２個
の酸塩化物基を有するカルボン酸塩化物、および、所望
により、触媒よりなる、硬化性組成物を提供するもので
ある。

【００２２】硬化性組成物は、さらに、適当な可塑剤例
えばフタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル、不活性希
釈剤例えばタールおよびビチューメンおよび所謂反応性
希釈剤、とりわけモノエポキシド例えばｎ−ブチルグリ
シジルエーテル、イソオクチルグリシジルエーテル、フ
ェニルグリシジルエーテル、クレシルグリシジルエーテ
ル、混合された第三級、脂肪族モノカルボン酸のグリシ
ジルエステル、グリシジルアクリレート、およびグリシ
ジルメタアクリレートを含むことができる。これらは、
また添加剤例えば充填剤、強化材、高分子強化剤例えば
ポリエーテルスルホン、フェノキシ樹脂、およびブタジ
エン−アクリロニトリルゴム、着色剤、流れ調整剤、耐
燃剤、および型潤滑剤を含むことができる。適する増量
剤、充填剤および強化剤は、例えばガラス繊維、炭素繊
維、芳香族ポリアミド繊維、バロチーニ、雲母、石英粉
末、炭酸カルシウム、セルロース、カオリン、珪灰石、
大きい比表面積を有するコロイダルシリカ、粉末化され
たポリ塩化ビニル、および粉末化されたポリオレフィン
例えばポリエチレンおよびポリプロピレンである。

【００２３】この発明の硬化性組成物は、積層化樹脂、
含浸および注型樹脂、粉末塗料、成型組成物、パテおよ
び封止コンパウンド、電気工業用のポッティングおよび
絶縁コンパウンド、とりわけ接着剤として、および接着
剤用プライマーとして使用することができる。

【００２４】

【実施例】本発明は、以下の実施例により説明する。示
差走査熱量計により測定された、硬化が始まる温度（Ｔ
_{オンセット} ）および硬化製品のガラス転移温度（Ｔｇ）は、
表１中に与えられる。全ての実施例において硬化製品は
得られた。

【００２５】実施例１ イソフタロイルクロリド（２．０３ｇ）、エポキシ価＝
５．３７モル／ｋｇのジグリシジルエーテル（３．４
ｇ）および臭化テトラブチルアンモニウム（ＴＢＡＢ）
（０．３２ｇ）を１５０℃にて７時間の間加熱した。

【００２６】実施例２ イソフタロイルジクロリド（２．７３ｇ）、エポキシ価
＝８．９５当量／ｋｇのＮ，Ｎ’−（メチレンジ−４，
１−フェニレン）ビス［Ｎ−（オキシラニルメチル）−
オキシランメタンアミン］（３．０ｇ）およびＴＢＡＢ
（０．４２ｇ）を１５０℃にて７時間の間加熱した。

【００２７】実施例３および４ 触媒を用いないで実施例１および２を繰り返した。

【００２８】実施例５ １，３，５−ベンゼントリカルボニルトリクロリド
（２．６６ｇ）およびエポキシ価＝５．３７モル／ｋｇ
のジグリシジルエーテル（５．１ｇ）を１５０℃にて７
時間の間加熱した。

【００２９】実施例６ アジポイルクロリド（２．７６ｇ）、エポキシ価＝５．
３７モル／ｋｇのジグリシジルエーテル（５．１ｇ）お
よびＴＢＡＢ（０．４８ｇ）を１５０℃にて７時間の間
加熱した。

【００３０】実施例７ 触媒を用いないで実施例６を繰り返した。

【００３１】実施例８ イソフタロイルジクロリド（２．６７ｇ）およびエポキ
シ価＝８．７６当量／ｋｇの１，４−ブタンジオールジ
グリシジルエーテル（３．０ｇ）を１５０℃にて７時間
の間加熱した。

【００３２】実施例９ イソフタロイルジクロリド（２．１６ｇ）、エポキシ価
＝７．０９当量／ｋｇの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（３．０ｇ）およびＴＢＡＢ（０．３３ｇ）
を１５０℃にて７時間の間加熱した。

【００３３】実施例１０ 触媒を用いないで実施例９を繰り返した。

【００３４】

【表１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヘレン ローズマリー コリンス イギリス国 ，シィビー７ ４アールディ ，ケンブリッジシャー ，エリィ ，ニ ュー バーンズ アヴェニュー 105

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エポキシドを分子当り少なくとも２個の
   酸塩化物基を有するカルボン酸塩化物と反応させること
   よりなる、分子当り少なくとも２個のエポキシ基を含む
   エポキシドの硬化方法。
2. 【請求項２】 酸塩化物は脂肪族または芳香族酸塩化物
   であるところの請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 酸塩化物は一般式(I) 【化１】 （式中、ｎは２ないし１８の整数を表わす。）を有する
   ところの請求項１または請求項２記載の方法。
4. 【請求項４】 酸塩化物は一般式(II) 【化２】 （式中、Ａｒはフェニル基またはナフチル基を表わしそ
   してｍは２または３を表わす。）を有するところの請求
   項１または請求項２記載の方法。
5. 【請求項５】 １２０℃を超える温度にて行なうところ
   の請求項１ないし請求項４のうちいずれか１項記載の方
   法。
6. 【請求項６】 ７５℃を超える温度にてかつアンモニウ
   ム塩またはホスホニウム塩触媒の存在下で行なうところ
   の請求項１ないし請求項４のうちいずれか１項記載の方
   法。
7. 【請求項７】 エポキシドはポリグリシジルエステル、
   ポリグリシジルエーテル、ポリグリシジルアミン、脂環
   式エポキシドおよび／またはエポキシノボラックである
   ところの請求項１ないし請求項６のうちいずれか１項記
   載の方法。
8. 【請求項８】 分子当り少なくとも２個のエポキシ基を
   含むエポキシド、分子当り少なくとも２個の酸塩化物基
   を有するカルボン酸塩化物、および、所望により、アン
   モニウム塩またはホスホニウム塩触媒よりなる、硬化性
   組成物。
9. 【請求項９】 請求項８記載の硬化性組成物を硬化する
   ことにより得られる硬化製品。