JPS63273626A - エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は無機質充填剤を含有するエポキシ樹脂組成物に
関する。

（従来の技術） シリカ粉末、アルミナ、タルク、炭酸カルシウム等の無
機質充填剤を単独または２種以上混合したエポキシ樹脂
配合物は、特に注型・成形・含浸等の用途や接着剤・塗
料・土建用のエポキシ樹脂変性品等に使用されている。

これらの無機質充填剤を混合したエポキシ樹脂において
は、輸送中または加温貯蔵時に無機質充填剤が沈降また
は固化しやすいということが問題となっており、このた
めの対策として、石英の超微粉末（商品名：エアロジル
）またはベントンなどの揺変剤を無機質充填剤とともに
混練する方法がある。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記の石英等を混入する方法については
、石英等の添加によりエポキシ樹脂組成物の粘度が上昇
するため、作業性・生産性が悪くなるという問題がある
。

従って、無機質充填剤を含むエポキシ樹脂組成物におい
ては、粘度を増加させる石英、ベントン等を添加せずに
無機質充填剤の固化を防止する方法が必要とされる。こ
のための方法としては、界面活性剤を添加することによ
りエポキシ樹脂自体に界面活性効果を持たせ、混合した
無機質充填剤のエポキシ樹脂とのぬれ性を改質すること
により、無機質充填剤の分散性を改良して、無機質充填
剤の固化を防ぐ方法が考えられる。しかしながら、界面
活性剤を添加すると脱泡性が著しく悪化し、得られた硬
化成形品の気泡が増加して、脆弱化するという問題があ
るため、実用化には至っていない。

従って、本発明は、界面活性剤の添加により無機質充填
剤の固化は防止されるが、脱泡性が悪化することがない
エポキシ樹脂組成物を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） エポキシ樹脂に界面活性剤を配合すると、無機質充填剤
の固化を解決することができる。しかしそれだけでは、
無機質充填剤を混合したエポキシ樹脂配合物は脱泡性・
消泡性が著しく悪く、硬化物物性が悪くなり、実際に使
用できない。そこで、本発明者らは、上記配合に加え、
さらにシラン系カップリング剤を配合することにより、
脱泡性・消泡性を改善でき、無機質充填剤の固化をも解
決できることを見出し、さらにその配合割合等について
鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明のエポキシ樹脂組成物は、無機質充填剤を
含むエポキシ樹脂に、アニオン性界面活性剤及びシラン
系カップリング剤を添加してなる。

好ましくは、本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ
樹脂１００重量部に、無機質充填剤５〜７００重量部、
アニオン性界面活性剤０．０１〜５．０重量部、特に好
ましくは０．０５〜１．００重量部、シラン系カップリ
ング剤０．００１〜１Ｏ６０重量部、特に好ましくは０
．０１〜１．００重量部を添加してなる。

アニオン性界面活性剤の量は、無機質充填剤−の量にも
よるが、エポキシ樹脂１００重量部に対して０．０１重
量部未満では効果がなく、５．００重量部より高いと脱
泡性が著しく悪化し、シラン系カップリング剤の効果が
及ばないため、０．０１〜５．００重量部の範囲とした
。さらに、０．０５重量部未満では無機質充填剤の固化
状態は若干改善されるものの実用的には効果が得られず
。また、１．００〜５．００重量部の範囲では界面活性
効果は充分に得られるが、脱泡性、消泡性が悪化するた
め、シラン系カップリング剤の効果が及びに（（なり、
効果を得るために大量のシラン系カップリング剤を必要
とするため、硬化物のガラス転移温度の低下と組成物の
価格上昇をもたらし実用に合わない、従って、０．０５
〜１．００重量部の範囲が特に好ましい。

シラン系カップリング剤の量は、アニオン性界面活性剤
の量に依存して異なるが、エポキシ樹脂１００重量部に
対して０．００１重量部未満では効果がなく、１０．０
重量部より多いと添加量が多すぎ、ガラス転移温度が低
くなるため、０．００１〜１０．０重量部とした。また
、０．０１重量部未満では、脱泡性・消泡性に若干の改
善は見られるが、実際の脱気工程では時間がかかり、作
業性も悪くなり、１．００〜１０．０重量部の範囲では
脱泡性・消泡性を充分に改善できるが、添加量の多さか
ら、硬化物のガラス転移温度が低くなり耐熱性が低下し
、また、組成物の価格上昇をもたらし、実用に合わない
、従って、０．０１重量部〜　１．００重量部の範囲が
特に好ましい。

エポキシ樹脂はいずれの種類のものを用いてもよいが、
ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ビスフェノ
ールＡ型Ｆ型、脂環式等の液状エポキシ樹脂等が好まし
い。

界面活性剤には、カチオン性、非イオン性、ブロック共
重合体またはアニオン性の界面活性剤があるが、カチオ
ン性、非イオン性またはブロック共重合体の界面活性剤
においてはシラン系カップリング剤を添加しても脱泡性
を改善することができず、アニオン性界面活性剤のみが
シラン系カップリング剤により脱泡性が改善されるため
、本発明においてはアニオン性界面活性剤を使用する。

アニオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンラ
ウリルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンラ
ウリルエーテル硫酸トリエタノールアミン、ポリオキシ
エチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、アルキル硫
酸ナトリウム、アルキル硫酸トリエタノールアミンなど
を使用しうる。

またシラン系カップリング剤としては、例えばＴ−グリ
シドキシプロビルトリメトキシシラン、β−（３，４−
エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシランな
どを使用しうる。

（作用） 本発明のエポキシ樹脂組成物においては、界面活性剤が
添加されているため、無機質充填剤の分散性が高くなり
、固化・沈降が防止される。

また、シラン系カップリング剤を含有するため、界面活
性剤による脱泡性の低下が解消される。

従って、無機質充填剤が固化・沈降しにくく、しかも樹
脂の脱泡性もよく、注型用または成形用エポキシ樹脂と
して使用した場合、高品質の硬化成形品を製造しうる。

（実施例） 以下、実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する
。

実施例１： エポキシ当量１８９であるビスフェノールＡ型液状エポ
キシ樹脂（ＣＩ　ＢＡ−ＧＥ　Ｉ　ＧＹ社製　アラルダ
イトＧＹ　２６０）　１００重量部、ポリオキシエチレ
ンラウリルエーテル硫酸トリエタノールアミン０．１０
重壁部、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
０．０２重量部、結晶性シリカ粉末（商品名３１１．長
瀬産業）５０重量部を配合して、樹脂組成物を得た。

実施例２： ヒスフェノールＦ型液状エポキシ樹脂（ＤＩＣ社製ｔ！
ｐｉｃｌｏｎ　８３０−３）　１００重量部、ポリオキ
シエチレンラウリルエーテル硫酸トリエタノールアミン
０．１０重量部、Ｔ−グリシドキシプロビルトリメトキ
シシラン０．０２重量部、及び上記シリカ粉末５０重量
部を配合して樹脂組成物を得た。

比較例１： ビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂（ＣＩＢＡ−ＧＥ
ＩＧＹ社製　アラルダイトＧＹ２６０）を１００重量部
、シリカ粉末を５０重量部を配合して樹脂組成物を得た
。

比較例２： ヒスフェノールＦ型液状エポキシ樹脂（ＤＩＣ社製　Ｅ
ｐｉｃｌｏｎ　８３０−Ｓ）１００重量部、上記シリカ
粉末５０重量部を配合して樹脂組成物を得た。

試験例１： 実施例１、実施例２、比較例１及び比較例２のエポキシ
樹脂組成物それぞれ３００ｇを３００　ａｌｔのマヨネ
ーズビンに入れ、宝塚−東京間（約１０００ｈ、１往復
３日〜４日間）をトラック便にて３往復（１２日間）し
、その後の固化状態を調べることにより、搬送試験を行
なった。結果を第１表に示す。

表中、Ｏ１Δ、×は下記の固化状態を表わす。

○　・・・　ロッドを差し込み、指で押すと軽く底まで
到達する。

Δ　・・・　ロッドを差し込み、力を入れて押すと底ま
で到達する。

×　・・・　全くロッドが食い込まない。

実施例１及び２のエポキシ樹脂組成物は本発明の組成の
エポキシ樹脂組成物であり、シリカが沈降しても固化す
ることなく、容易に撹拌できた。また、比較例１及び２
のエポキシ樹脂組成物は、それぞれ実施例１及び２のエ
ポキシ樹脂組成物のうちアニオン性界面活性剤及びシラ
ン系カップリング剤を含まないものであるが、いずれも
固化していた。

試験例２： 実施例１、実施例２、比較例１及び比較例２のエポキシ
樹脂組成物それぞれを、試験管（３０φＸ２００　ｍ）
に高さ１８０　ｍになるように入れ、この試験管を熱風
循環式オーブン中に垂直に立て、８０℃７２４時間およ
び１２０°Ｃ／８時間の加熱エージング試験を行なった
０本試験において、試験管内はクリアーなＡ層、フィラ
ーが分散したＢ層、フィラーが過剰な０層の３つの層に
分かれる。各層の高さくＡ層：ａｍｍ、Ｂ層＝ｂａＩＩ
ｌ、０層：ｃａｍ）を計り、沈降度を下記式に従って計
算した。沈降度は、その値が大きいほどフィラーが樹脂
中によく分散し、固化していないことを示す。

Ｃ また、固化状態を試験例１と同じ基準に従って評価した
。結果を第２表に示す。

第２表 表より、実施例１，２のエポキシ樹脂組成物は、加熱エ
ージング試験の際にシリカが沈降しても固化することな
く、容易に再撹拌でき、比較例のエポキシ樹脂組成物は
沈降度からみても、固化状態からみても、実施例のエポ
キシ樹脂組成物に比べて無機質充填剤の沈降・固化が著
しいことが明らかである。

試験例３ニ シラン系カップリング剤を含まないことと、アニオン性
界面活性剤の量がそれぞれ異なることのほかは上記実施
例１と同じ組成のエポキシ樹脂組成物について、上記試
験例２と同様にして、８０°Ｃ／２４ｈで加熱エージン
グ試験を行った。

それぞれのエポキシ樹脂組成物のアニオン性界面活性剤
の量及び試験の結果を下記の第３表に示す。

第３ｉ １）　ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸トリエ
タノールアミン ２）　脱泡性 ○：通常の脱泡性及び消泡性を示す。（標準）パ Δ：Ｏより脱泡性及び消泡性において時間がかかるが時
間をかけて減圧すれば消 泡する。

×：減圧していっても脱泡性及び消泡性においてＯより
時間がかかり、完全には 消泡しない。

××：×よりさらに脱泡時間がかかり、時間°をかけて
減圧しても消泡しない。

×××：脱泡性、消泡性において、××よりさらに時間
をかけて減圧しても消泡しな い。

表より明らかなように、シラン系カップリング剤を添加
しない場合、アニオン性界面活性剤を添加すると脱泡性
が悪くなる。消泡性はアニオン性界面活性剤の量が増加
するほど悪くなり、０．５０重量部以上になると全（消
泡しなくなる。

なお、沈降度については、いずれの場合も良好である。

試験例４ニ シラン系カップリング剤の量がそれぞれ異なるほかは上
記実施例１と同じ組成のエポキシ樹脂組成物について、
上記試験例２と同様にして、８０℃／２４ｈで加熱エー
ジング試験を行った。それぞれのエポキシ樹脂組成物の
シラン系カップリング剤の量及び試験の結果を下記の第
４表に示す。

第４表 ■ 表より、シラン系カップリング剤の量は、０．０１５重
量部以上で有効であることが明らかである。また、沈降
度についてはシラン系カップリング剤の量にかかわらず
良好であるが、界面活性剤を含有せず、シラン系カップ
リング剤のみ含有するものについては、沈降度が低く、
固化状態にあることが明らかである。

試験例５： アニオン性界面活性剤の代わりにカチオン性界面活性剤
、非イオン性界面活性剤またはブロック共重合体界面活
性剤を用いること、及びシラン系カップリング剤の添加
の有無または添加量がそれぞれ異なることのほかは、実
施例１と同じ組成を有するエポキシ樹脂組成物について
。

脱泡性、沈降度及び固化状態を試験した。各試験はそれ
ぞれ試験例１ないし３の方法に従って行なった。（ただ
し、沈降度については８Ｑ’Ｃ／２／についてのみ行な
った。）結果を下記の第５表に示す。

第５表 本試験により、界面活性剤としてカチオン性界面活性剤
または非イオン性界面活性剤を使用した場合、脱泡性が
悪く、しかも固化状態についても改善されないことが明
らかである。なお、これらの界面活性剤についてはシラ
ン系カップリング剤を添加してもその量にかかわらず脱
泡性は改善されないことが別途に行った試験により明ら
かとなっている。さらに、ブロック共重合体界面活性剤
については、固化状態及び沈降度については改善される
が、脱泡性についてはシラン系カップリング剤を添加し
ても改善されないことが本試験により明らかである。

（発明の効果） 本発明のエポキシ樹脂組成物は、輸送中、または加熱貯
蔵中に無機質充填剤が沈澱・固化することが殆どな（、
また沈澱・固化しても容易に再撹拌することができる。

しかも、エポキシ樹脂組成物の粘度が高くなることもな
く、また脱泡性が増して硬化成形品が脆弱化することも
ない。従って、注型用または成形用樹脂として使用した
場合、良好な作業性及び良好な生産性で、高品質の硬化
成形品が得られる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 無機質充填剤を含むエポキシ樹脂に、アニオン性界面活
   性剤及びシラン系カップリング剤を添加してなるエポキ
   シ樹脂組成物。