JPH0625389A - アミノホスファゼン系エポキシ樹脂硬化剤 - Google Patents
アミノホスファゼン系エポキシ樹脂硬化剤Info
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Abstract
ポキシ樹脂硬化物を得ることができる新規なアミノホス
ファゼン系エポキシ樹脂硬化剤を提供する。 【構成】下記一般式(1),(2) 【化1】 〔式中、Rは -NHCH2 CH2 NH2 、 -NHCH2 CH2 CH2 N
H2 、 -NHCH2 CH2 CH2 CH2NH2 、 -NH−φ1 −NH2 、 -
NH−φ1 −O−φ1 −NH2 、 -NH−φ1 −S−φ1−NH
2 、 -NH−φ1 −CH2 −φ1 −NH2 、 -NH−φ1 −SO2
−φ1 −NH2 からなるA群および-O−φ2 、-0CH3 、-O
CH2 CH3 、-OCH2 CH2 CH3 、-OCH2 CH2 CH2CH3 、 -NH
−φ2 、 -NHCH2 CH3 、 -NHCH2 CH2 CH3 、 -NHCH2 CH
2 CH2 CH3 、-S−φ2 、-SCH2 CH3 、-SCH2 CH2 CH3 か
らなるB群の両群に属するいずれかの基であって、且
つ、少なくとも2つのRが上記A群に属するいずれかの
基である。なお、φ1 、φ2 はベンゼン環である。〕で
示されるエポキシ樹脂硬化剤。
Description
優れたエポキシ樹脂硬化物を得ることができるアミノホ
スファゼン系エポキシ樹脂硬化剤に関するものである。
電気・電子材料、自動車、船舶、缶等の塗料、接着剤、
土木・建築材料、航空・宇宙用複合材料等に広く用いら
れている。このエポキシ樹脂の硬化剤としては、従来か
ら、脂肪族アミン、芳香族アミン、ポリアミド、酸およ
び酸無水物等が知られている。〔新住正樹編、「エポキ
シ樹脂ハンドブック」(1987)日刊工業新聞社〕。
エポキシ樹脂の用途の中、特に電気・電子材料、航空・
宇宙用複合材料等においては、より高い難燃性、耐熱性
等が要求されている。そこで、比較的難燃性に優れた臭
素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂を使用したり、さ
らに、難燃化剤として三酸化アンチモンや水酸化アルミ
ニウムを添加して、より高い難燃性を得るようにしてい
る。
アーク性が低下して絶縁性が悪くなる問題があり、他
方、水酸化アルミニウムを用いると機械的物性が低下す
ると言う問題がある。また、ハロゲン化合物系難燃化剤
は燃焼時有毒ガスを発生するという問題がある。
い難燃性が得られ、耐熱性等の物性の良いエポキシ樹脂
硬化物を得ることができるアミノホスファゼン系エポキ
シ樹脂硬化剤を提供することを目的としている。
るために、この発明は、下記一般式(1)
−NHCH2 CH2 CH2 NH2 、−NHCH2 CH2
CH2 CH2 NH2 、−NH−φ1 −NH2 、−NH−
φ1 −O−φ1 −NH2 、−NH−φ1 −S−φ1 −N
H2 、−NH−φ1 −CH2 −φ1 −NH2 、−NH−
φ1 −SO2 −φ1 −NH2 、−O−φ2 、−OC
H3 、−OCH2 CH3 、−OCH2 CH2 CH3 、−
OCH2 CH2 CH2 CH3 、−NH−φ2 、−NHC
H2 CH3 、−NHCH2 CH2 CH3 、−NHCH2
CH2 CH2 CH3 、−S−φ2 、−SCH2 CH3 、
−SCH2 CH2 CH3 から選ばれたいずれかの基を示
すとともに、少なくとも2つのRが、これら基のうち−
NHCH2 CH2 NH2 、−NHCH2 CH2 CH2 N
H2 、−NHCH2 CH2 CH2 CH2 NH2 、−NH
−φ1 −NH2 、−NH−φ1 −O−φ1 −NH2 、−
NH−φ1 −S−φ1 −NH2 、−NH−φ1 −CH2
−φ1 −NH2 、−NH−φ1 −SO2 −φ1 −NH2
から選ばれたいずれかの基である。なお、φ1 はパラ位
に官能基がそれぞれ付加されたベンゼン環、φ2 はベン
ゼン環である。〕または下記一般式(2)
−NHCH2 CH2 CH2 NH2 、−NHCH2 CH2
CH2 CH2 NH2 、−NH−φ1 −NH2 、−NH−
φ1 −O−φ1 −NH2 、−NH−φ1 −S−φ1 −N
H2 、−NH−φ1 −CH2 −φ1 −NH2 、−NH−
φ1 −SO2 −φ1 −NH2 、−O−φ2 、−OC
H3 、−OCH2 CH3 、−OCH2 CH2 CH3 、−
OCH2 CH2 CH2 CH3 、−NH−φ2 、−NHC
H2 CH3 、−NHCH2 CH2 CH3 、−NHCH2
CH2 CH2 CH3 、−S−φ2 、−SCH2 CH3 、
−SCH2 CH2 CH3 から選ばれたいずれかの基を示
すとともに、少なくとも2つのRが、これら基のうち−
NHCH2 CH2 NH2 、−NHCH2 CH2 CH2 N
H2 、−NHCH2 CH2 CH2 CH2 NH2 、−NH
−φ1 −NH2 、−NH−φ1 −O−φ1 −NH2 、−
NH−φ1 −S−φ1 −NH2 、−NH−φ1 −CH2
−φ1 −NH2 、−NH−φ1 −SO2 −φ1 −NH2
から選ばれたいずれかの基である。なお、φ1 はパラ位
に官能基がそれぞれ付加されたベンゼン環、φ2 はベン
ゼン環である。〕で示されるアミノホスファゼン系エポ
キシ樹脂硬化剤を要旨としている。
ポキシ樹脂としてはビスフェノールA型樹脂、ビスフェ
ノールF型樹脂、ビスフェノールAD型樹脂、フェノー
ルノボラック型樹脂、クレゾールノボラック型樹脂、環
状脂肪族エポキシ樹脂、グリシジルエステル系樹脂、グ
リシジルアミン系樹脂、複素環式エポキシ樹脂等のどの
ようなエポキシ樹脂でも良い。
シ基の1当量に対し、当該硬化剤分子中の活性水素当量
として0.1〜1.5当量程度が好ましい。また、この
発明の硬化剤の他にジアミノジフェニルメタン等の通常
の硬化剤を併用しても構わないし、ベンジルジメチルア
ミン等の硬化促進剤を併用しても構わない。
剤、消泡剤、着色剤等を硬化させるエポキシ樹脂に含有
させるようにしても構わない。この発明の硬化剤を用い
る場合は、特に限定されないが、通常、50℃〜200
℃の温度に加熱して、エポキシ樹脂を硬化させることが
できる。
脂を硬化させれば、得られるエポキシ樹脂硬化物中のリ
ン、窒素含有量を高いものとすることができ、エポキシ
樹脂に難燃性が付与される。そして上記の硬化剤は環構
造をしているので、エポキシ樹脂の耐熱性を向上させ
る。またリンに結合していない、外側のアミノ基により
エポキシと反応し、硬化するので、硬化温度は比較的低
くて良い。
対比させつつ詳しく説明する。なお、実施例および比較
例中、「部」は「重量部」、「φ1 」は「パラ位に官能
基を有するベンゼン環」、「φ2 」は「ベンゼン環」を
それぞれ示す。 (実施例1)2リットルの四ツ口丸底フラスコに150
g(0.43モル)のヘキサクロルシクロトリホスファ
ゼンを入れ、ジエチルエーテル600ミリリットルに溶
解した後、水浴で冷却し、攪拌しながら、28%アンモ
ニア水450g(7.4モル)を滴下した。滴下終了
後、2時間リフラックスし反応させた。反応終了後、分
液ロートでジエチルエーテル層を分離し、水洗いを3回
行った後、無水塩化カルシウムで1夜乾燥した。乾燥後
ジエチルエーテルをロータリーエバポレーターで留去
し、白色粉末を得た。得られた白色粉末をn−ヘプタン
で2時間リフラックスし、その後、熱濾過、減圧乾燥
し、白色粉末53.7g(収率40.4%)の1,1−
ジアミノテトラクロルシクロトリホスファゼンを得た。
m.p.は164〜165℃であった。
に、5g(0.0162モル)の上記方法で合成した
1,1−ジアミノテトラクロルシクロトリホスファゼン
を入れ、ジオキサン50ミリリットルに溶解した後、フ
ェノール3.05g(0.0324モル)、トリエチル
アミン4.92g(0.0486モル)をジオキサン5
0ミリリットルに溶解し、このジオキサン溶液を、フラ
スコ中に、攪拌しながら滴下した。滴下終了後、70℃
で2時間攪拌し反応させた。反応後、生成したトリエチ
ルアミン塩酸塩を濾過し、無色透明の反応溶液(ジオキ
サン溶液)を得た。
に3.89g(0.0668モル)のエチレンジアミン
を入れ、ジオキサン50ミリリットルに溶解した後、上
記のようにして得た反応溶液を滴下した。そして滴下
後、70℃で2時間攪拌し反応させた。反応後、生成し
たエチレンジアミン塩酸塩を濾過し、ロータリーエバポ
レーターによって濾液からジオキサンを留去し、淡黄色
粘稠液体状のN3 P3 (NH2 )2 (O−φ2 )2 (N
HCH2 CH2 NH2 )2 を2.46g(収率32.2
%)得た。
エポキシプレポリマー(油化シェルエポキシ(株)製エ
ピコート828)10部、上記方法で得たN3 P3 (N
H2)2 (O−φ2 )2 (NHCH2 CH2 NH2 )2
6.27部を混合し、脱気後、80℃×4時間プレキュ
ア、150℃×4時間ポストキュアしてエポキシ樹脂硬
化物を得た。得られたエポキシ樹脂硬化物の限界酸素指
数は28.2と難燃性を示した。また、動的粘弾性測定
結果は損失弾性率(E″)のピーク温度が170℃、損
失正接(tanδ)のピーク温度が182℃であった。
挙動をレオメーター((株)レオロジ製MR−300ソ
ルキッドメーター)により、昇温速度3℃/分で測定し
た。その結果、133℃で硬化が始まり、141℃で貯
蔵弾性率(G′)が106 のオーダーに達した。 (実施例2)攪拌機、冷却器、滴下ロートを付けた1リ
ットルの四ツ口丸底フラスコ中へ68.52g(0.3
456モル)のジアミノジフェニルメタン、20.98
g(0.2074モル)のトリエチルアミンを入れ、ジ
オキサン500ミリリットルに溶解する。10g(0.
0288モル)のヘキサクロルシクロトリホスファゼン
を100ミリリットルのジオキサンに溶解した溶液を、
攪拌しながら、滴下した後、9時間リフラックスして、
攪拌反応させた。反応後、生成したトリエチルアミン塩
酸塩を濾過し、ロータリーエバポレーターで得られた濾
液からジオキサンを留去して50ミリリットルの溶液に
濃縮した。そしてこの濃縮溶液をベンゼン500ミリリ
ットル中に投入し、生成物を沈澱させて淡黄色のヘキサ
(4−(4′−アミノベンジル)フェニルアミノ)シク
ロトリホスファゼン35.38g(収率96.7%)を
得た。
エポキシプレポリマー(エピコート828)10部、と
上記の方法で得たヘキサ(4−(4′−アミノベンジ
ル)フェニルアミノ)シクロトリホスファゼン,N3 P
3 (NH−φ1 −CH2 −φ1−NH2 )6 5.63部
を混合し、脱気後、80℃×4時間プレキュア、150
℃×4時間ポストキュアしてエポキシ樹脂硬化物を得
た。
数は26.3であった。また動的粘弾性測定結果は損失
弾性率(E″)のピーク温度が170℃、損失正接(t
anδ)のピーク温度が184℃であった。なお上記硬
化物の硬化に到るまでの硬化挙動をレオメーターによ
り、昇温速度3℃/分で測定した。その結果132℃で
硬化が始まり、145℃で貯蔵弾性率(G′)が106
のオーダーに達した。 (実施例3)攪拌機、冷却器、滴下ロートを付けた50
0ミリリットルの三ツ口丸底フラスコ中に10g(0.
0288モル)のヘキサクロルシクロトリホスファゼン
を入れ、トルエン100ミリリットルに溶解し、80℃
に加温する。そして8.05g(0.0864モル)の
アニリンと、11.95g(0.1181モル)のトリ
エチルアミンを、攪拌しながら滴下した。滴下後、4時
間リフラックスして、攪拌し反応させた。反応後、生成
トリエチルアミン塩酸塩を濾過し、ロータリーエバポレ
ーターでトルエンを留去し、20ミリリットルのトルエ
ン溶液に濃縮した。そして一夜放置し、淡桃色結晶のト
リアニリノトリクロルシクロトリホスファゼン7.05
g(収率47.3%)を得た。m. p. は180〜18
5℃であった。
中にジアミノジフェニルメタン3.13g(0.029
0モル)、トリエチルアミン3.03g(0.0299
モル)を入れ、ジオキサン100ミリリットルに溶解し
た。そして上記のように合成したトリアニリノトリクロ
ルシクロトリホスファゼン5g(0.0097モル)を
ジオキサン100ミリリットルに溶解し、滴下した。滴
下後、6時間リフラックスして、攪拌し、反応させた。
反応後、生成したトリエチルアミン塩酸塩を濾過し、得
られた濾液からロータリーエバポレーターでジオキサン
を留去し、淡黄色固体のN3 P3 (NHφ2 )3 (NH
−φ1 −CH2 −φ1 −NH2 )3 トリアニリノトリ
(4−(4′−アミノベンジル)フェニルアミノ)シク
ロトリホスファゼン9.18g(収率94.7)%を得
た。
エポキシプレポリマー(エピコート828)10部と上
記の方法で得たトリアニリノトリ(4−(4′−アミノ
ベンジル)フェニルアミノ)シクロトリホスファゼンN
3 P3 (NH−φ)3 (NH−φ−CH2 −φ−N
H2 )3 8.89部を混合し、脱気後、80℃×4時間
プレキュア、150℃×4時間ポストキュアしてエポキ
シ樹脂硬化物を得た。得られたエポキシ樹脂硬化物の限
界酸素指数は27.2であった。また、動的粘弾性測定
結果は損失弾性率(E″)のピーク温度が168℃、損
失正接(tanδ)のピーク温度が180℃であった。 (比較例1)ビスフェノールA−エピクロルヒドリン型
エポキシプレポリマー(エピコート828)10部、ジ
アミノジフェニルメタン2.64部を混合し、脱気後、
80℃×4時間プレキュア、150℃×4時間ポストキ
ュアしてエポキシ樹脂硬化物を得た。得られたエポキシ
樹脂硬化物の限界酸素指数は25.0であった。また、
動的粘弾性測定結果は損失弾性率(E″)のピーク温度
が162℃、損失正接(tanδ)のピーク温度が17
4℃であった。
挙動をレオメーターにより、昇温速度3℃/分で測定し
た。その結果133℃で硬化が始まり、147℃で貯蔵
弾性率(G′)が106 のオーダーに達した。 (比較例2)ビスフェノールA−エピクロルヒドリン型
エポキシプレポリマー(エピコート828)10部、ト
リエチレンテトラミン1.30部を混合し、脱気後、8
0℃×4時間プレキュア、150℃×4時間ポストキュ
アしてエポキシ樹脂硬化物を得た。得られたエポキシ樹
脂硬化物の限界酸素指数は21.1であった。また、動
的粘弾性測定結果は損失弾性率(E″)のピーク温度が
107℃、損失正接(tanδ)のピーク温度が128
℃であった。
たエポキシ樹脂硬化物は、比較例のものに比べて、難燃
性および耐熱性に優れていることがよくわかる。
は、以上のように構成されているので、高い難燃性、耐
熱性等優れた物性のエポキシ樹脂硬化物を得ることがで
きる。また、ハロゲンを含まないので、燃焼時に有毒ガ
スが発生しない。したがって、電気・電子材料、塗料、
接着剤、複合材料等の用途に有効なエポキシ樹脂硬化物
を提供することができる。
Claims (1)
- 【請求項1】下記一般式(1) 【化1】 〔式中、Rは−NHCH2 CH2 NH2 、−NHCH2
CH2 CH2 NH2 、−NHCH2 CH2 CH2 CH2
NH2 、−NH−φ1 −NH2 、−NH−φ1 −O−φ
1 −NH2 、−NH−φ1 −S−φ1 −NH2 、−NH
−φ1 −CH2 −φ1 −NH2 、−NH−φ1 −SO2
−φ1 −NH2 、−O−φ2 、−OCH3 、−OCH2
CH3 、−OCH2 CH2 CH3 、−OCH2 CH2 C
H2 CH3 、−NH−φ2 、−NHCH2 CH3 、−N
HCH2 CH2 CH3 、−NHCH2 CH2 CH2 CH
3 、−S−φ2 、−SCH2 CH3 、−SCH2 CH2
CH3 から選ばれたいずれかの基を示すとともに、少な
くとも2つのRが、これら基のうち−NHCH2 CH2
NH2 、−NHCH2 CH2 CH2 NH2 、−NHCH
2 CH2 CH2 CH2 NH2 、−NH−φ1 −NH2 、
−NH−φ1 −O−φ1 −NH2 、−NH−φ1 −S−
φ1 −NH2 、−NH−φ1 −CH2 −φ1 −NH2 、
−NH−φ1 −SO2 −φ1 −NH2 から選ばれたいず
れかの基である。なお、φ1 はパラ位に官能基がそれぞ
れ付加されたベンゼン環、φ2 はベンゼン環である。〕
または下記一般式(2) 【化2】 〔式中、Rは−NHCH2 CH2 NH2 、−NHCH2
CH2 CH2 NH2 、−NHCH2 CH2 CH2 CH2
NH2 、−NH−φ1 −NH2 、−NH−φ1 −O−φ
1 −NH2 、−NH−φ1 −S−φ1 −NH2 、−NH
−φ1 −CH2 −φ1 −NH2 、−NH−φ1 −SO2
−φ1 −NH2 、−O−φ2 、−OCH3 、−OCH2
CH3 、−OCH2 CH2 CH3 、−OCH2 CH2 C
H2 CH3 、−NH−φ2 、−NHCH2 CH3 、−N
HCH2 CH2 CH3 、−NHCH2 CH2 CH2 CH
3 、−S−φ2 、−SCH2 CH3 、−SCH2 CH2
CH3 から選ばれたいずれかの基を示すとともに、少な
くとも2つのRが、これら基のうち−NHCH2 CH2
NH2 、−NHCH2 CH2 CH2 NH2 、−NHCH
2 CH2 CH2 CH2 NH2 、−NH−φ1 −NH2 、
−NH−φ1 −O−φ1 −NH2 、−NH−φ1 −S−
φ1 −NH2 、−NH−φ1 −CH2 −φ1 −NH2 、
−NH−φ1 −SO2 −φ1 −NH2 から選ばれたいず
れかの基である。なお、φ1 はパラ位に官能基がそれぞ
れ付加されたベンゼン環、φ2 はベンゼン環である。〕
で示されるアミノホスファゼン系エポキシ樹脂硬化剤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17829692A JP3354594B2 (ja) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | アミノホスファゼン系エポキシ樹脂硬化剤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17829692A JP3354594B2 (ja) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | アミノホスファゼン系エポキシ樹脂硬化剤 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0625389A true JPH0625389A (ja) | 1994-02-01 |
| JP3354594B2 JP3354594B2 (ja) | 2002-12-09 |
Family
ID=16045995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17829692A Expired - Lifetime JP3354594B2 (ja) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | アミノホスファゼン系エポキシ樹脂硬化剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3354594B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0849030A (ja) * | 1985-12-09 | 1996-02-20 | Hitachi Ltd | 高耐食低水素吸収性ジルコニウム基合金及びその製造法 |
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| WO2022130080A1 (en) * | 2020-12-18 | 2022-06-23 | 3M Innovative Properties Company | Electrets comprising a substituted cyclotriphosphazene compound and articles therefrom |
-
1992
- 1992-07-06 JP JP17829692A patent/JP3354594B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3354594B2 (ja) | 2002-12-09 |
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