JPH09278885A - 熱硬化性樹脂用硬化促進剤及びこれを含有する熱硬化性樹脂組成物 - Google Patents

熱硬化性樹脂用硬化促進剤及びこれを含有する熱硬化性樹脂組成物

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JPH09278885A
JPH09278885A JP9074796A JP9074796A JPH09278885A JP H09278885 A JPH09278885 A JP H09278885A JP 9074796 A JP9074796 A JP 9074796A JP 9074796 A JP9074796 A JP 9074796A JP H09278885 A JPH09278885 A JP H09278885A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 マレイミド化合物、活性水素を有するイミダ
ゾール類をマイケル付加反応させることにより、様々な
樹脂系、特にエポキシ及びマレイミド系樹脂を硬化させ
る上で常に有用な硬化促進剤を提供すること、さらにこ
の化合物を用い硬化性に優れ且つ常温における保存性の
良い熱硬化性樹脂組成物を提供する 【解決手段】 (A)1分子内に少なくとも1個のマレ
イミド基を有するマレイミド化合物、(B)活性水素を
有するイミダゾール類、とをマイケル付加反応させるこ
とにより得られる化合物からなる熱硬化性樹脂用硬化促
進剤と、更にこの硬化促進剤を配合してなる熱硬化性樹
脂組成物 。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は熱硬化性樹脂用の硬
化促進剤に関するものである。これらの硬化促進剤は様
々な樹脂系、特にエポキシ及びマレイミド系樹脂を硬化
させる上で常に有用であり、硬化性に優れ且つ常温にお
ける保存性の良い熱硬化性樹脂組成物を与えるものであ
る。
【0002】
【従来の技術】熱硬化性樹脂組成物は、硬化時における
樹脂の硬化を速めるために硬化促進剤を用いるのが一般
的である。例えば、エポキシ樹脂組成物の場合、その硬
化促進剤としては、3級アミン類、イミダゾール系化合
物のような含窒素複素環式化合物、オルガノシリコーン
系化合物、オルガノホスフィン化合物、第4級アンモニ
ウム、ホスホニウムあるいはアルソニウム化合物など種
々の化合物が使用されている。
【0003】また、マレイミド系樹脂組成物は熱のみで
硬化させても良いが、硬化生成物の性質は同一樹脂系が
硬化促進剤で硬化された場合の性質程良くない。硬化促
進剤としては、アゾ化合物、有機過酸化物のようなラジ
カル重合開始剤、3級アミン類、イミダゾール系化合
物、オルガノホスフィン化合物、第4級アンモニウムあ
るいはホスホニウム化合物等のイオン触媒など種々の化
合物が使用されている。
【0004】一般に使用される硬化促進剤はその種類に
よって常温などの比較的低温でも硬化促進効果を示すた
め、例えば樹脂と他の成分とを混合する、またその際の
加熱あるいは発熱によって樹脂の硬化を進行させるほ
か、混合後組成物を常温で保管する間にも硬化反応を進
めるために、組成物の品質特に粘度の上昇、流動性の低
下による作業性の低下を生じ易く、従ってこのような硬
化促進剤を用いる際には、諸成分との混合時の品質管理
を厳重にし、しかも保管や運搬に当たっては低温に保
ち、更に成形条件の厳密な管理が必要等の煩雑さを避け
られなかった。またマレイミドに関しては従来の硬化促
進剤は樹脂への分散、相溶性が悪く、硬化が遅かった
り、ミクロゲルが生成し硬化が不均一になるなどの問題
があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、マレイミド
化合物、活性水素を有するイミダゾール類をマイケル付
加反応させることにより、様々な樹脂系、特にエポキシ
及びマレイミド系樹脂を硬化させる上で常に有用な硬化
促進剤を提供すること、さらにこの化合物を用い硬化性
に優れ且つ常温における保存性の良い熱硬化性樹脂組成
物を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく鋭
意検討した結果、本発明を解決するに至った。即ち本発
明は(A)1分子内に少なくとも1個のマレイミド基を
有するマレイミド化合物、(B)活性水素を有するイミ
ダゾール類、とをマイケル付加反応させることにより得
られる化合物からなる熱硬化性樹脂用硬化促進剤と、更
にこの硬化促進剤を配合してなる熱硬化性樹脂組成物に
関するものである。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の硬化促進剤に用いられる
化合物は活性水素を有するイミダゾール類をマレイミド
化合物のマレイミド基にマイケル付加反応させることに
より得られる化合物である。さらに具体的に述べればイ
ミダゾールの2つの窒素原子のうち活性水素を有する側
(通常は1位)の2級窒素がマレイミドの2重結合とマ
イケル付加反応し生成する化合物である。この化合物は
イミダゾール、マレイミドを適宜選択することにより、
融点や樹脂への相溶性を任意にコントロールし、優れた
硬化性、保存性を発現する。
【0008】本発明に用いられるマレイミド化合物
(A)は、1分子内に少なくとも1個のマレイミド基を
有するマレイミド化合物であり、例えば、N−置換モノ
マレイミドの代表例としてはN−メチルマレイミド、N
−ブチルマレイミド、N−オクチルマレイミド、N−ド
デシルマレイミド、N−ステアリルマレイミド、N−シ
クロヘキシルマレイミド、N−フェニルマレイミド、N
−(o−トリル)マレイミド、N−ドデシルフェニルマ
レイミド、N−クロロフェニルマレイミド、N−ジクロ
ロフェニルマレイミド、N−(o−またはp−ヒドロキ
シフェニル)マレイミド、N−(o−またはm−メトキ
シフェニル)マレイミド、N−(m−ヒドロキシカルボ
ニルフェニル)マレイミド、N−(m−ニトロフェニ
ル)マレイミド等が挙げられ、また1分子内に少なくと
も2個のマレイミド基を有する化合物の代表例としては
1−メチル−2,4−ビスマレイミドベンゼン、N,
N’−m−フェニレンビスマレイミド、N,N’−p−
フェニレンビスマレイミド、N,N’−m−トルイレン
ビスマレイミド、N,N’−4,4’−ビフェニレンビ
スマレイミド、N,N’−4,4’−〔3,3’−ジメ
チル−ビフェニレン〕ビスマレイミド、N,N’−4,
4’−〔3,3’−ジメチルジフェニルメタン〕ビスマ
レイミド、N,N’−4,4’−〔3,3’−ジエチル
ジフェニルメタン〕ビスマレイミド、N,N’−4,
4’−ジフェニルメタンビスマレイミド、N,N’−
4,4’−ジフェニルプロパンビスマレイミド、N,
N’−4,4’−ジフェニルエーテルビスマレイミド、
N,N’−3,3’−ジフェニルスルホンビスマレイミ
ド、N,N’−4,4’−ジフェニルスルホンビスマレ
イミド、2,2−ビス〔4−(4−マレイミドフェノキ
シ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔3−t−ブチ
ル−4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル〕プロ
パン、2,2−ビス〔3−s−ブチル−4−(4−マレ
イミドフェノキシ)フェニル〕プロパン、1,1−ビス
〔4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル〕デカ
ン、1,1−ビス〔2−メチル−4−(4−マレイミド
フェノキシ)−5−t−ブチルフェニル〕−2−メチル
プロパン、4,4’−シクロヘキシリデン−ビス〔1−
(4−マレイミドフェノキシ)−2−(1,1−ジメチ
ルエチル)ベンゼン〕、4,4’−メチレン−ビス−
〔1−(4−マレイミドフェノキシ)−2,6−ビス
(1,1−ジメチルエチル)ベンゼン〕、4,4’−メ
チレン−ビス〔1−(4−マレイミドフェノキシ)−
2,6−ジ−s−ブチルベンゼン〕、4,4’−シクロ
ヘキシリデン−ビス〔1−(4−マレイミドフェノキ
シ)−2−シクロヘキシルベンゼン〕、4,4’−メチ
レン−ビス〔1−(マレイミドフェノキシ)−2−ノニ
ルベンゼン〕、4,4’−(1−メチルエチリデン)−
ビス〔1−(マレイミドフェノキシ)−2,6−ビス
(1,1−ジメチルエチル)ベンゼン〕、4,4’−
(2−エチルへキシリデン)−ビス〔1−(マレイミド
フェノキシ)−ベンゼン〕、4,4’−(1−メチルヘ
プチリデン)−ビス〔1−(マレイミドフェノキシ)−
ベンゼン〕、4,4’−シクロヘキシリデン−ビス〔1
−(マレイミドフェノキシ)−3−メチルベンゼン〕、
2,2−ビス〔4−(4−マレイミドフェノキシ)フェ
ニル〕プロパン、2,2−ビス〔4−(4−マレイミド
フェノキシ)フェニル〕ヘキサフルオロプロパン、2,
2−ビス〔3−メチル−4−(4−マレイミドフェノキ
シ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔3−メチル−
4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル〕ヘキサフ
ルオロプロパン、2,2−ビス〔3,5−ジメチル−4
−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル〕プロパン、
2,2−ビス〔3,5−ジメチル−4−(4−マレイミ
ドフェノキシ)フェニル〕ヘキサフルオロプロパン、
2,2−ビス〔3−エチル−4−(4−マレイミドフェ
ノキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔3−エチ
ル−4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル〕ヘキ
サフルオロプロパン、ビス〔3−メチル−(4−マレミ
ドフェノキシ)フェニル〕メタン、ビス〔3,5−ジメ
チル−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル〕メタ
ン、ビス〔3−エチル−(4−マレイミドフェノキシ)
フェニル〕メタン、3,8−ビス〔4−(4−マレイミ
ドフェノキシ)フェニル〕−トリシクロ−〔5,2,
1,02.6〕デカン、4,8−ビス〔4−(4−マレイ
ミドフェノキシ)フェニル〕−トリシクロ−〔5,2,
1,02.6〕デカン、3,9−ビス〔4−(4−マレイ
ミドフェノキシ)フェニル〕−トリシクロ−〔5,2,
1,02.6〕デカン、4,9−ビス〔4−(4−マレイ
ミドフェノキシ)フェニル〕−トリシクロ−〔5,2,
1,02.6〕デカン、1,8−ビス〔4−(4−マレイ
ミドフェノキシ)フェニル〕メンタン、1,8−ビス
〔3−メチル−4−(4−マレイミドフェノキシ)フェ
ニル〕メンタン、1,8−ビス〔3,5−ジメチル−4
−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル〕メンタン等
が挙げられる。
【0009】本発明における活性水素を有するイミダゾ
ール類としては、2−メチルイミダゾール、2−エチル
−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾー
ル、2−メチルイミダゾール・ホルムアルデヒド縮合
物、2−(2’−フェニルイミダゾール−4’)ベンズ
イミダゾールなど例示できるがマイケル付加が可能な活
性水素を有するイミダゾールであれば特にこれらに限定
されるものではない。
【0010】本発明の硬化促進剤は、イミダゾール類が
有効であるときは常に有用であることが一般的である。
エポキシ樹脂組成物及びマレイミド系樹脂組成物以外に
も、反応性モノマーがシアネート類、イソシアネート
類、アクリレート類である樹脂、並びにアルケニル及び
アルキニル樹脂がそれらに含まれるが、これらに限定さ
れるものではない。
【0011】本発明において、”熱硬化性樹脂”とは、
本発明の硬化触媒の使用によって熱硬化が促進されうる
すべての樹脂系を意味するものと解釈されるべきであ
る。本発明で用いられるエポキシ樹脂とは、オキシラン
環を少なくとも1個分子内に有するものであり、特に限
定されるものではなく公知のエポキシ化合物を示す。本
発明で用いられるマレイミド系樹脂とは、マレイミド基
を少なくとも1個分子内に有するものであり、特に限定
されるものではなく、公知のマレイミド化合物を示す。
【0012】また、オキシラン反応性硬化剤とは、特に
限定されるものではなく、例えば有機ジ及びポリアミン
類の例としては、ジエチレントリアミン及びトリエチレ
ンテトラミンのような直鎖脂肪族アミン、メンセンジア
ミン、N−アミノエチルピペラジン及びビス(4−アミ
ノシクロヘキシル)メタンのような脂肪族アミン、m−
キシレンジアミン及びジアミノジフェニルメタンのよう
な芳香族アミン、各種ポリアミドや変性ポリアミンが挙
げられる。無水カルボン酸の例としては、無水フタル
酸、無水トリメリット酸、テトラヒドロ無水フタル酸、
無水メチルナジック酸及び無水ピロメリット酸等が挙げ
られる。フェノール類の例としてフェノールノボラッ
ク、フェノールとアルデヒド、ケトン類の共縮反応物で
あるフェノール樹脂等が挙げられる。
【0013】本発明における熱硬化性樹脂組成物は特性
の低下を伴わない限りにおいて、硬化触媒と樹脂成分以
外に無機充填材やガラスクロス等の各種補強材、難燃
剤、離型剤、着色剤、酸化防止剤、表面活性剤、カップ
リング剤などの各種添加剤を配合できる。
【0014】
【実施例】以下、本発明を合成例、実施例により具体的
に説明するが、本発明は合成例、実施例に限定されな
い。
【0015】[合成例1]撹拌装置の付いた300mlセ
パラブルフラスコに2−メチルイミダゾール8.2g(0.1
モル)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)30g
を入れ、2−メチルイミダゾールが溶解後、氷浴につ
け、次にあらかじめDMF100gに溶解しておいたN−
フェニルマレイミド17.3g(0.1モル)をゆっくりと滴
下した。滴下終了後氷浴を外し3時間撹拌した後、内容
物をトルエン1リットルに投入し、析出物を濾過、乾燥
した。この生成物を2MZ−PMIとした。
【0016】[合成例2]イミダゾールを2−フェニル
−4−メチルイミダゾール15.8g(0.1モル)に変える
以外はすべて合成例1と同様の操作で生成物を得た。こ
の生成物を2P4MZ−PMIとした。
【0017】[合成例3]N−フェニルマレイミドを
N,N’−4,4’−ジフェニルメタンビスマレイミド
17.9g(0.05モル)に変える以外はすべて合成例1と同
様の操作で生成物を得た。この生成物を2MZ−BMI
とした。
【0018】[合成例4]イミダゾールを2−フェニル
−4−メチルイミダゾール15.8g(0.1モル)、マレイ
ミドをN,N’−4,4’−ジフェニルメタンビスマレ
イミド17.9g(0.05モル)に変える以外はすべて合成例
1と同様の操作で生成物を得た。この生成物を2P4M
Z−BMIとした。
【0019】[実施例1]ビスフェノールAのジグリシ
ジルエーテル型エポキシ樹脂(油化シェルエポキシ(株)
製エピコート828)100重量部(以下単に部と略
す)、メチルテトラヒドロ無水フタル酸(油化シェルエ
ポキシ(株)製YH−300)80部、さらに硬化促進剤
として合成例1の2MZ−PMI2部を配合し、これを
均一に混合する。この混合物の150℃におけるゲル化
時間、及び25℃で保存したときの貯蔵安定時間を測定
した。ここでいう貯蔵安定時間とは、混合物の粘度が調
製時の粘度の10倍の値に達するまでの時間である。そ
の結果ゲル化時間は110秒、貯蔵安定時間は690時
間であった。
【0020】[実施例2]実施例1の硬化促進剤である
合成例1の2MZ−PMI2部に替えて、硬化促進剤と
して合成例2の2P4MZ−PMI2部を使用する以外
は全て実施例1と同様に混合した。この混合物のゲル化
時間は130秒、貯蔵安定時間は750時間であった。
【0021】[実施例3]実施例1の硬化促進剤である
合成例1の2MZ−PMI2部に替えて、硬化促進剤と
して合成例3の2MZ−BMI2部を使用する以外は全
て実施例1と同様に混合した。この混合物のゲル化時間
は117秒、貯蔵安定時間は1000時間であった。
【0022】[実施例4]実施例1の硬化促進剤である
合成例1の2MZ−PMI2部に替えて、硬化促進剤と
して合成例4の2P4MZ−BMI2部を使用する以外
は全て実施例1と同様に混合した。この混合物のゲル化
時間は121秒、貯蔵安定時間は1200時間であっ
た。
【0023】[比較例1]実施例1の硬化促進剤である
合成例1の2MZ−PMI2部に替えて、硬化促進剤と
して2−メチルイミダゾール(2MZと略す)0.6部
を使用する以外は全て実施例1と同様に混合した。この
混合物のゲル化時間は105秒、貯蔵安定時間は45時
間であった。
【0024】[比較例2]実施例1の硬化促進剤である
合成例1の2MZ−PMI2部に替えて、硬化促進剤と
して2−フェニル−4−メチルイミダゾール(2P4M
Zと略す)1.0部を使用する以外は全て実施例1と同
様に混合した。この混合物のゲル化時間は121秒、貯
蔵安定時間は100時間であった。
【0025】[比較例3]実施例1の硬化促進剤である
合成例1の2MZ−PMI2部に替えて、硬化促進剤と
してトリフェニルホスフィン(TPPと略す)1.0部
を使用する以外は全て実施例1と同様に混合した。この
混合物のゲル化時間は230秒、貯蔵安定時間は95時
間であった
【0026】以上の結果をまとめて表1に示す。実施例
1〜4に示される本発明の硬化促進剤は貯蔵安定化時間
が長く、これは常温及びその付近の温度では組成物の粘
度変化が極めて小さいことを示している。しかもゲル化
時間は短く、加熱時には速やかに硬化することを示して
いる。
【0027】
【表1】
【0028】[実施例5]DDMのビスマレイミド樹脂
(ケイ・アイ化成 製BMI−H)100部に、硬化促
進剤として合成例1の2MZ−PMI2部を配合し、こ
れを均一に混合する。この混合物の175℃におけるゲ
ル化時間を測定した。その結果、ゲル化時間は54秒で
あった。
【0029】[実施例6]実施例5の硬化促進剤である
合成例1の2MZ−PMI2部に替えて、硬化促進剤と
して合成例2の2P4MZ−PMI2部を使用する以外
は全て実施例5と同様に混合した。この混合物のゲル化
時間は61秒であった。
【0030】[実施例7]実施例5の硬化促進剤である
合成例1の2MZ−PMI2部に替えて、硬化促進剤と
して合成例3の2MZ−BMI2部を使用する以外は全
て実施例5と同様に混合した。この混合物のゲル化時間
は46秒であった。
【0031】[実施例8]実施例5の硬化促進剤である
合成例1の2MZ−PMI2部に替えて、硬化促進剤と
して合成例4の2P4MZ−BMI2部を使用する以外
は全て実施例5と同様に混合した。この混合物のゲル化
時間は50秒であった。
【0032】[比較例4]実施例5の硬化促進剤である
合成例1の2MZ−PMI2部に替えて、硬化促進剤と
して2MZ0.6部を使用する以外は全て実施例5と同
様に混合した。この混合物のゲル化時間は115秒であ
った。
【0033】[比較例5]実施例5の硬化促進剤である
合成例1の2MZ−PMI2部に替えて、硬化促進剤と
してTPPを1.0部使用する以外は全て実施例5と同
様に混合した。この混合物のゲル化時間を測定したが硬
化中にミクロゲルが多数発生し、均一な硬化物とならな
かった。
【0034】以上の結果をまとめて表2に示す。実施例
5〜8に示される本発明の硬化促進剤はマレイミド樹脂
の硬化において優れた促進力を示すことがわかった。
【0035】
【表2】
【0036】
【発明の効果】本発明の硬化促進剤は、様々な熱硬化性
樹脂系に対して、常温においては硬化促進作用を発現す
ることなく長期間にわたって樹脂組成物を安定に保存す
ることが可能であり、硬化時に加熱すると優れた硬化促
進作用を発揮する優れた硬化促進剤である。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)1分子内に少なくとも1個のマレ
    イミド基を有するマレイミド化合物、(B)活性水素を
    有するイミダゾール類、とをマイケル付加反応させるこ
    とにより得られる化合物からなる熱硬化性樹脂用硬化促
    進剤。
  2. 【請求項2】 (A)1分子内に少なくとも1個のマレ
    イミド基を有するマレイミド化合物、(B)活性水素を
    有するイミダゾール類、とをマイケル付加反応させるこ
    とからなる熱硬化性樹脂用硬化促進剤の製造方法。
  3. 【請求項3】 熱硬化性樹脂100重量部と、請求項1
    記載の熱硬化性樹脂用硬化促進剤0.4重量部以上40
    重量部以下とを含有していることを特徴とする熱硬化性
    樹脂組成物。
  4. 【請求項4】 熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂及びマレイ
    ミド系樹脂からなる群から選択される1種以上の樹脂で
    ある請求項3記載の熱硬化性樹脂組成物。
  5. 【請求項5】 熱硬化性樹脂組成物が更にオキシラン反
    応性硬化剤を含有している請求項4記載の熱硬化性樹脂
    組成物。
  6. 【請求項6】 硬化剤が有機ジ及びポリアミン類、無水
    カルボン酸類及びフェノール類よりなる群より選択され
    る、請求項5記載の熱硬化性樹脂組成物。
  7. 【請求項7】 マレイミド系樹脂がアルケニルフェノー
    ルを含有する樹脂である請求項4記載の熱硬化性樹脂組
    成物。
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JP2012140585A (ja) * 2010-12-29 2012-07-26 Industrial Technology Research Inst 準安定性窒素含有重合体
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JP2023024739A (ja) * 2017-12-15 2023-02-16 住友ベークライト株式会社 熱硬化性樹脂組成物、その硬化物、積層板、金属ベース基板およびパワーモジュール

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