JPH0710871A - イミダゾリン環を有するジアミノ−s−トリアジン化合物及び該化合物を用いるエポキシ樹脂の硬化方法 - Google Patents

イミダゾリン環を有するジアミノ−s−トリアジン化合物及び該化合物を用いるエポキシ樹脂の硬化方法

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JPH0710871A
JPH0710871A JP17221593A JP17221593A JPH0710871A JP H0710871 A JPH0710871 A JP H0710871A JP 17221593 A JP17221593 A JP 17221593A JP 17221593 A JP17221593 A JP 17221593A JP H0710871 A JPH0710871 A JP H0710871A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 エポキシ樹脂用硬化剤及び硬化促進剤として
有用なイミダゾリン環を有するジアミノ−s−トリアジ
ン化合物を提供する。 【構成】 下記の化学式で表されるイミダゾリン環を有
するジアミノ−s−トリアジン化合物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はイミダゾリン環を有する
ジアミノ−s−トリアジン化合物に関するものであり、
本発明化合物はエポキシ樹脂の硬化剤あるいは硬化促進
剤として有用である。
【0002】
【従来の技術】従来から多くのイミダゾール化合物がエ
ポキシ樹脂の硬化剤あるいは硬化促進剤として使用され
ている。特に、4,6-ジアミノ−1,3,5-s-トリアジンと2
−メチルイミダゾールをエチレンで連結した化合物〔商
品名:2MA,四国化成工業(株)製〕は、所謂一液性
エポキシ樹脂組成物として用いた場合に保存安定性と硬
化物の性質がよいので、電気絶縁塗料等の分野に多く使
用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このように同一分子内
にトリアジン環とイミダゾ−ル環を有する化合物は、一
液性エポキシ樹脂組成物の硬化剤あるいは硬化促進剤と
して有用であると考えらている。このような観点からエ
ポキシ樹脂組成物の硬化剤あるいは硬化促進剤として有
用である同一分子内にトリアジン環とイミダゾリン環を
有する新規な化合物を提供することが、本発明の目的で
ある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、このよう
な事情に鑑み鋭意研究を重ねた結果、サクシノニトリル
とジシアンジアミドから得られる2−シアノエチル−
(4',6'-ジアミノ-1',3',5'-s-トリアジン)−(2')、イ
ソフタロニトリルとジシアンジアミドから得られるm−
シアノ−フェニル−(4',6'-ジアミノ-1',3',5'-s-トリ
アジン)−(2')及びテレフタロニトリルとジシアンジア
ミドから得られるp−シアノ−フェニル−(4',6'-ジア
ミノ-1',3',5'-s-トリアジン)−(2')化合物を出発原料
とし、これらの化合物に単体硫黄の存在下1,2−ジア
ミンを反応させることにより、化2で示されるトリアジ
ン環とイミダゾリン環をエチレンあるいはフェニレンで
連結した新規な化合物が得られ、これらの化合物が優れ
たエポキシ樹脂の硬化作用を有することを見い出し、本
発明を完遂するに至った。
【0005】
【化2】
【0006】本発明化合物の出発原料となる2−シアノ
エチル−(4',6'-ジアミノ-1',3',5'-s-トリアジン)−
(2')化合物、m−シアノ−フェニル−(4',6'-ジアミノ
-1',3',5'-s-トリアジン)−(2')あるいはp−シアノ−
フェニル−(4',6'-ジアミノ-1',3',5'-s-トリアジン)
−(2')化合物は、英国特許第642409号、有機合成
化学、第24巻、125〜126頁(1966年)及びビュ
レチン・オブ・ケミカル・ソサイアティ・ジャパン(Bu
ll. Chem. Soc. Japan)、第38巻、1820〜182
4頁(1965年)に記載の方法により得られ、その合成方
法は化3で示す反応式で表される。
【0007】
【化3】
【0008】本発明化合物は、2−シアノエチル−
(4',6'-ジアミノ-1',3',5'-s-トリアジン)−(2')化合
物、m−シアノ−フェニル−(4',6'-ジアミノ-1',3',
5'-s-トリアジン)−(2')あるいはp−シアノ−フェニ
ル−(4',6'-ジアミノ-1',3',5'-s-トリアジン)−(2')
化合物1モルに対して1,2−ジアミン化合物を3〜1
0モル加えた混合物を単体硫黄の存在下、加熱還流する
ことにより得られ、その反応式は化4に示すとおりであ
る。
【0009】
【化4】
【0010】代表的な本発明のイミダゾリン環を有する
ジアミノ−s−トリアジン化合物及びその物性は、次に
示すとおりである。
【0011】2−(イミダゾリニル-2')−エチレン−
(4",6"-ジアミノ-1",3",5"-s-トリアジン)−(2")
【0012】
【化5】
【0013】塩基性無色結晶。融点:214.5〜22
5℃ MeOH、水及びDMFに熱時可溶、DMSO及びAc
OHに冷時可溶、アセトン及びクロロホルムに不溶。 TLC(シリカ,n-BuOH/W/AcOH=4/2/1):Rf0.16〜
0.35 IR(KBr):ν 3675(22.4),3650(22.2),3083( 2.7),2938
( 7.9),2863(10.6),2361(22.4),1678( 4.6),1657( 1.
5),1599( 4.0),1555( 0.6),1453( 3.4),1406( 8.3),127
9(14.9),1186(17.9),1152(17.2),1055(27.8),1022(22.
0), 994(24.7), 961(29.2), 930(33.4),897(31.2), 820
(17.1), 766(29.4), 704(30.0), 612(16.1),600(16.6),
577(23.5), 401(38.6) cm-1(透過率 %) NMR(d6 -DMSO): δ6.57,s,4H(トリアジン環のNH2 );
3.37,s,4H(イミダゾリン環の4,5-位);2.50,br,S,4H(エ
チレン基) Mass:m/e 207( M+ ),177,163,150,138,125,97,83,
68,54,43,28
【0014】2−(4'- メチルイミダゾリニル-2')−エ
チレン−(4",6"-ジアミノ-1",3",5"-s-トリアジン)−
(2")
【0015】
【化6】
【0016】塩基性無色結晶。融点:254〜264℃ DMFに熱時可溶、MeOH、水、DMSO及びAcO
Hに冷時可溶。 TLC(シリカ,n-BuOH/W/AcOH=4/2/1):Rf0.22〜
0.40 IR(KBr):ν 3904(29.1),3854(29.0),3841(29.3),3675
(28.7),3650(28.5),3567(27.7),3403(20.3),1734(38.
1),1717(36.5),1640(15.7),1620(21.0),1545(13.0),148
7(31.0),1458(18.2),1410(28.4),1283(37.8),1157(41.
1), 926(46.2), 837(42.2), 722(44.8),592(41.1), 569
(46.8), 521(44.4), 421(48.4) cm-1 NMR(d6 -DMSO): δ6.52,s,4H(トリアジン環のNH2 );
3.93〜2.88,m,3H(イミダゾリン環の4,5-位);2.30,br,S,
4H(エチレン基);1.08と0.97,3H(メチル基) Mass:m/e 221( M+ ),206,178,165,150,138,124,11
1,96,83,82,68,67,55,54,28
【0017】m−(イミダゾリニル-2')−フェニレン−
(4",6"-ジアミノ-1",3",5"-s-トリアジン)−(2")
【0018】
【化7】
【0019】塩基性無色結晶。融点:285〜293℃ DMF及びDMSOに熱時可溶、AcOH、水及びMe
OHに熱時も難溶。 TLC(シリカ,n-BuOH/W/AcOH=4/2/1):Rf0.24〜
0.35 IR(KBr):ν 3677(27.4),3652(27.2),3436(17.2),3414
(14.8),3330(17.8),3144(15.0),2367(33.9),1636(13.
6),1615(15.7),1539( 4.2),1512(13.7),1456(20.9),142
2(18.2),1387(12.8),1327(31.7),1283(29.0),1262(31.
3),1165(34.2),1084(36.2), 986(35.1),930(41.2), 830
(40.5), 812(27.7), 725(37.4), 704(36.5),617(38.8),
579(37.1), 550(38.0), 421(48.1) cm-1 NMR(d6 -DMSO): δ8.83,s,1H(フェニレン基の2位);
8.45と8.2 及び8.02と7.88,2H(フェニレン基の4,6
位);7.67,7.53 及び7.39,1H(フェニレン基の5位);6.8
2,br.S,4H( トリアジン環のNH2 );3.64,s,4H Mass:m/e 255( M+ ),227,226,214,187,170,142,12
9,102,43,28
【0020】m−(4'-メチルイミダゾリニル-2')−フ
ェニレン−(4",6"-ジアミノ-1",3",5"-s-トリアジン)
−(2")
【0021】
【化8】
【0022】塩基性無色結晶。融点:289〜299℃ DMF及びDMSOに熱時可溶、熱AcOH、水及びM
eOHに難溶。 TLC(シリカ,n-BuOH/W/AcOH=4/2/1):Rf0.26〜
0.41 IR(KBr):ν 3341( 9.7),3171( 8.2),2967(22.4),2928
(23.9),2867(26.5),1647( 5.2),1615( 7.2),1538(0.8
4),1489(12.8),1449(10.0),1412(13.0),1385( 6.9),132
0(25.9),1281(25.5),1163(33.1),1119(34.1),1076(33.
1), 986(30.0), 924(40.4), 887(41.7),828(31.9), 806
(25.0), 725(32.2), 700(27.7), 619(27.6),581(27.4)
cm-1 NMR(d6 -DMSO): δ8.78,s,1H(フェニレン基の2位);
8.38と8.25及び7.94と7.82,2H(フェニレン基の4,6
位);7.62,7.48 及び7.34,1H(フェニレン基の5位);6.7
7,br.S,4H( トリアジン環のNH2 );4.07〜3.60,m,3H(イ
ミダゾリン環の4,5 位);1.24と1.14,3H(メチル基) Mass:m/e 269( M+ ),254,226,213,186,169,144,12
9,102,85,68,43,28
【0023】p−(イミダゾリニル-2')−フェニレン−
(4",6"-ジアミノ-1",3",5"-s-トリアジン)−(2")
【0024】
【化9】
【0025】塩基性無色結晶。融点:297〜307℃ DMF及びAcOHに熱時可溶、DMSOに冷時可溶、
水及びMeOHに不溶。 TLC(シリカ,n-BuOH/W/AcOH=4/2/1):Rf0.21〜
0.38 IR(KBr):ν 3418(12.6),3202(11.8),3129(11.6),2363
(32.4),1667( 9.6),1638( 5.0),1620( 6.5),1582( 7.
5),1539( 1.1),1451(15.8),1431(14.4),1397( 6.4),134
1(20.6),1256(26.5),1192(30.3),1152(33.3),1098(26.
6),1021(31.7), 986(26.7), 949(35.4),901(31.0), 866
(34.6), 816(15.4), 702(31.0), 629(29.4),538(30.4),
498(30.8), 457(32.3), 430(35.8) cm-1 NMR(d6 -DMSO): δ8.30と8.17,d,2H(フェニレン基);
7.90と7.77,d,2H(フェニレン基);6.70,s,4H(トリアジン
環のNH2 );3.60,s,4H(イミダゾリン環の4,5 位) Mass:m/e 255( M+ ),226,170,142,129,116,102,7
6,43,28
【0026】p−(4'-メチルイミダゾリニル-2')−フ
ェニレン−(4",6"-ジアミノ-1",3",5"-s-トリアジン)
−(2")
【0027】
【化10】
【0028】塩基性無色結晶。融点:316〜325℃ DMF及びDMSOに熱時可溶、AcOHに難溶。水及
びMeOHに不溶。 TLC(シリカ,n-BuOH/W/AcOH=4/2/1):Rf0.32〜
0.44 IR(KBr):ν 3476(16.2),3422(14.7),3351(12.4),3303
(12.3),3183(13.3),2963(23.6),2924(24.9),2863(27.
7),1653( 8.4),1615( 4.8),1576( 3.2),1539( 1.6),143
7( 8.5),1397( 6.7),1325(32.4),1302(36.8),1277(27.
0),1260(29.2),1167(39.8),1113(37.4),1055(41.0),101
5(42.8), 982(27.6), 899(40.5), 872(34.1),820(16.
4), 770(44.8), 704(34.2), 673(33.2), 588(32.6),502
(33.9) cm-1 NMR(d6 -DMSO): δ8.26と8.16,d,2H(フェニレン基);
7.90と7.77,d,2H(フェニレン基);6.70,br.S,4H(トリア
ジン環のNH2 );3.88〜3.74,m,3H(イミダゾリン環の4,5
位);1.21と1.10,3H(メチル基) Mass:m/e 269( M+ ),254,240,226,221,170,142,12
9,102,43,28
【0029】
【実施例】
(実施例1)サクシノニトリル12.3g(0.154モ
ル)、ジシアンジアミド15.5g(0.186 モル)、水
酸化カリウム0.86g及びn-ブタノール100mlの4
者を30分間加熱還流したのち放冷し、析出してくる結晶
を濾取し、この濾取結晶を充分な量の水と共に煮沸し、
熱時に濾過し、濾液を放冷して析出する2−シアノエチ
ル−(4',6'-ジアミノ-1',3',5'-s-トリアジン)−(2')
の第1晶を濾取した。第1晶の濾取時の濾液を濃縮して
第2晶を濾取した。第1晶と第2晶を合わせて21.9
gの2−シアノエチル−(4',6'-ジアミノ-1',3',5'-s-
トリアジン)−(2')が得られた。
【0030】得られた2−シアノエチル−(4',6'-ジア
ミノ-1',3',5'-s-トリアジン)−(2')8.0g(0.049モ
ル) 、エチレンジアミン14.6g(0.24モル)及び単
体硫黄0.08gの3者を1.5時間加熱還流したの
ち、放冷して析出してくる結晶を濾取した。この濾取結
晶に脱硫するために水酸化ナトリウム0.4gと適量の
メタノールを加えて2時間加熱還流し、この系を放冷し
て析出する結晶を濾取した。次いでこれに水酸化ナトリ
ウム除去のため水を加えて攪拌し、結晶を濾取し乾燥し
て目的物の2−(イミダゾリニル-2')−エチレン−
(4",6"-ジアミノ-1",3",5"-s-トリアジン)−(2")8.
66g(収率85.8%)を得た。
【0031】(実施例2)実施例1で用いた2−シアノ
エチル−(4',6'-ジアミノ-1',3',5'-s-トリアジン)−
(2')8.0g(0.049モル) 、プロピレンジアミン18.
0g(0.24モル)及び単体硫黄0.08gの3者を2時
間加熱還流したのち、実施例1と同様の方法により後処
理を行ない、目的物の2−(4'-メチルイミダゾリニル
-2')−エチレン−(4",6"-ジアミノ-1",3",5"-s-トリア
ジン)−(2")5.75g(収率53.3%)を得た。
【0032】(実施例3)イソフタロニトリル12.8
g(0.1モル)、ジシアンジアミド9.24g(0.11モ
ル)、水酸化カリウム0.86g及びn-ブタノール80
mlの4者を1時間加熱還流したのち放冷して析出してく
る結晶を濾取水洗してm−シアノ−フェニル−(4',6'-
ジアミノ-1',3',5'-s-トリアジン)−(2')20.8g
(収率98.1%)を得た。
【0033】得られたm−シアノ−フェニル−(4',6'-
ジアミノ-1',3',5'-s-トリアジン)−(2')5.3g(0.0
25モル) 、エチレンジアミン7.5g(0.125モル)及び
単体硫黄0.053gの3者を1.5時間加熱還流した
のち、実施例1と同様の方法により後処理を行い、目的
物のm−(イミダゾリニル-2')−フェニレン−(4",6"-
ジアミノ-1",3",5"-s-トリアジン)−(2")5.16g
(収率80.9%)を得た。
【0034】(実施例4)実施例3で用いたm−シアノ
−フェニル−(4',6'-ジアミノ-1',3',5'-s-トリアジ
ン)−(2')5.3g(0.025モル) 、プロピレンジアミン
9.25g(0.125モル)及び単体硫黄0.053gの3
者を1.5時間加熱還流したのち、実施例1と同様の方
法により後処理を行ない、目的物のm−(4'-メチルイ
ミダゾリニル-2')−フェニレン−(4",6"-ジアミノ-1",
3",5"-s-トリアジン)−(2")5.81g(収率86.4%)
を得た。
【0035】(実施例5)テレフタロニトリル12.8
g(0.1モル)、ジシアンジアミド9.24g(0.11モ
ル)、水酸化カリウム0.56g及びn-ブタノール10
0mlの4者を1時間加熱還流したのち、放冷して析出し
てくる結晶を濾取水洗してp−シアノ−フェニル−
(4',6'-ジアミノ-1',3',5'-s-トリアジン)−(2')2
0.14g(収率95.0%)を得た。
【0036】得られたp−シアノ−フェニル−(4',6'-
ジアミノ-1',3',5'-s-トリアジン)−(2')5.3g(0.0
25モル) 、エチレンジアミン7.5g(0.125モル)及び
単体硫黄0.053gの3者を1.5時間加熱還流した
のち、実施例1と同様の方法により後処理を行い、目的
物のp−(イミダゾリニル-2')−フェニレン−(4",6"-
ジアミノ-1",3",5"-s-トリアジン)−(2")5.88g
(収率92.2%)を得た。
【0037】(実施例6)実施例5で用いたp−シアノ
−フェニル−(4',6'-ジアミノ-1',3',5'-s-トリアジ
ン)−(2')5.3g(0.025モル) 、プロピレンジアミン
9.25g(0.125モル)及び単体硫黄0.053gの3
者を1.5時間反応させたのち、実施例1と同様の方法
により後処理を行ない、目的物のp−(4'-メチルイミ
ダゾリニル-2')−フェニレン−(4",6"-ジアミノ-1",
3",5"-s-トリアジン)−(2")6.22g(収率92.5%)
を得た。
【0038】(実施例7)実施例1で得られた2−(イ
ミダゾリニル-2')−エチレン−(4",6"-ジアミノ-1",
3",5"-s-トリアジン)−(2")(以下、硬化剤Aとい
う)、実施例2で得られた2−(4'-メチルイミダゾリ
ニル-2')−エチレン−(4",6"-ジアミノ-1",3",5"-s-ト
リアジン)−(2")(以下、硬化剤Bという)、実施例3
で得られたm−(イミダゾリニル-2')−フェニレン−
(4",6"-ジアミノ-1",3",5"-s-トリアジン)−(2")(以
下、硬化剤Cという)、実施例4で得られたm−(4'-
メチルイミダゾリニル-2')−フェニレン−(4",6"-ジア
ミノ-1",3",5"-s-トリアジン)−(2")(以下、硬化剤D
という)、実施例5で得られたp−(イミダゾリニル-
2')−フェニレン−(4",6"-ジアミノ-1",3",5"-s-トリ
アジン)−(2")(以下、硬化剤Eという)及び実施例6
で得られたp−(4'-メチルイミダゾリニル-2')−フェ
ニレン−(4",6"-ジアミノ-1",3",5"-s-トリアジン)−
(2")(以下、硬化剤Fという)を用い、JIS C−2
105 16.2の熱板法ゲル化時間試験方法により、本発
明化合物のエポキシ樹脂硬化性を調べた。エポキシ樹脂
〔商品名:AER−331、ビスフェノールAグリシジ
ルエーテル、旭化成工業(株)製〕100重量部及びコ
ロイダルシリカ〔商品名:アエロジル300、日本アエ
ロジル(株)製〕2重量部に、本発明化合物を10重量
部の配合割合で添加し、攪拌混合したのち、3本ロール
機を用いて混練してエポキシ樹脂組成物を調製した。
【0039】前記のエポキシ樹脂組成物を用いた180
℃の温度におけるゲル化時間及び室温におけるポットラ
イフの測定結果は表1に示すとおりである。なお、ポッ
トライフは25℃において初期粘度が10倍値を超える
までに要する日数とした。
【0040】
【表1】
【0041】(実施例8)実施例7においてエポキシ樹
脂100重量部、コロイダルシリカ2重量部及び硬化剤
A、硬化剤B、硬化剤Cあるいは硬化剤Fを各々10重
量部配合し、混練して調製したエポキシ樹脂組成物を3
mm×100mm×150mmの鋳型に流し込み、100℃の
温度において4時間、さらに150℃の温度で4時間熱
硬化したのち、所定の寸法に切り出し、硬化樹脂性能を
調べた。その結果は表2に示すとおりであり、各評価試
験は次に示す試験規格及び条件により行った。
【0042】 熱変形温度 :JIS K-7207 昇温速度:2℃/分 ガラス転移温度 :ASTM D696 昇温速度:5℃/分、
但しTMA法 熱膨張係数 :ASTM D696 室温からガラス転移温
度まで、但しTMA法 体積抵抗率 :JIS K-6911 測定温度:25℃ 煮沸後体積抵抗率:JIS K-6911 1時間煮沸後、測定温
度:25℃ 沸騰水吸水率 :JIS K-7209 1時間煮沸後 誘電率 :JIS K-6911 1KHz、測定温度:
25℃ 誘電正接 :JIS K-6911 1KHz、測定温度:
25℃ 曲げ強度 :JIS K-7203 測定温度:25℃ 曲げ弾性率 :JIS K-7203 測定温度:25℃ 硬度 :ASTM D2240 測定温度:25℃ 絶縁破壊電圧 :JIS K-6911 測定温度:20℃
【0043】
【表2】
【0044】
【発明の効果】本発明化合物を硬化剤として用いる一液
性エポキシ樹脂組成物は、室温における保存安定性に優
れる上に、高温領域において短時間硬化を発現しうるも
のであり、硬化後のエポキシ樹脂は高いガラス転移温度
を示すなど耐熱性に優れた有用な材料として使用でき
る。また本発明化合物は近年実用化されたエポキシ−ア
ダクト型の一液エポキシ用硬化剤と異なり、エポキシ樹
脂に対して相溶が良く均一で透明な硬化樹脂が得られる
ので、塗料、電気絶縁材料及び印刷材料などの用途に好
適である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 化1の一般式で示されるイミダゾリン環
    を有するジアミノ−s−トリアジン化合物。 【化1】
  2. 【請求項2】 化1の一般式で示されるイミダゾリン環
    を有するジアミノ−s−トリアジン化合物を用いること
    を特徴とするエポキシ樹脂の硬化方法。
JP5172215A 1993-06-19 1993-06-19 イミダゾリン環を有するジアミノ−s−トリアジン化合物及び該化合物を有効成分とするエポキシ樹脂硬化剤 Expired - Lifetime JP2952135B2 (ja)

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