JPS63273628A - 増強剤、硬化性エポキシ樹脂組成物および前記組成物の製造方法 - Google Patents

増強剤、硬化性エポキシ樹脂組成物および前記組成物の製造方法

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JPS63273628A
JPS63273628A JP63058129A JP5812988A JPS63273628A JP S63273628 A JPS63273628 A JP S63273628A JP 63058129 A JP63058129 A JP 63058129A JP 5812988 A JP5812988 A JP 5812988A JP S63273628 A JPS63273628 A JP S63273628A
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composition
reaction product
enhancer
carboxylic acid
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JP63058129A
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アンドリュー ガートン
ポール ダグラス マックリーン
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Canadian Patents and Development Ltd
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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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】 背景および先行技術 無水物で硬化嘔れたエポキシm脂は、エポキシ樹脂成分
〔例えばビスフェノールAのジグリシジルエーテル(D
GEBA ) )、無水物架橋剤〔例えと無水7タル酸
(FA)]および触媒(例えばベンジルジメチルアミン
(BDMA ) )から構成され、ま友、経済的あるい
は加工の理由で、希釈剤または充てん剤t−飾加するこ
とが多い。樹脂、硬化剤および触媒を混合し、次いで通
常高温において「硬化」される。このようなプラスチッ
クは、典型的には引張強さ約7 Q MPa 、引張七
ジュラス約280 Q MPa s破断点伸び1チル6
%およびガラス転移温度(Tg )約140℃を有する
。これらの値は、丁べて、混合物の化学量論および硬化
条件によって若干変わる(例えば、H,Leeおよびに
、 Nevilleの「ハンドブック・オプ・エポキシ
・レジンズ(Handbook of Epoxy B
a5ins ) 、−vグローヒル、ニューヨーク所在
、1967を参照されたい〕。無水物で硬化されたエポ
キシ樹脂は、優れた電気的性質、艮好な熱安定性および
艮好な耐薬品性を有するが、一般に脆いと考えられ、こ
れによって高い化ジュラスおよび強δならびに艮好な耐
衝撃性が必快な栴造用途におけるその使用が限られる。
これらの性質を向上させるために者しい努力が払われた
が、現在完全に満足な解決法は存在しない。なぜならは
、1つの性質の向上は、他の性質(例えば耐溶剤性、T
g、延性、モジュラス、加工性、コスト)ヲ犠牲にして
のみ得られたからである。
エポキシ樹脂組成物において、多くの無水物硬化剤(c
uring agentまたはhardener ) 
、特にナト酸メチル無水物(HMA )のような多環脂
環式無水物または無水フタル酸(PA)のような芳香族
無水物が用いられている。ある場合には、有機酸を無水
物と共に用いて、硬化時間t−減少名セ、しかも耐衝撃
性上回上1セる。phillipsらの米国特許第2,
890.210号明細書、1959年、において、カル
ざキシル末端ポリエステルは、エポキシ樹脂用の無水物
との共硬化剤として記載されている。May (ニス・
ビー・イー・トランスアクションズ(SPE Tran
sactions ) 3.251〜259.1963
)は、DGEBA樹脂用の若干のFA硬化剤の7タル酸
による置換およびプラスチックの機械的性質および加熱
撓み温度におよぼ丁その影響を記載している。
架橋されたエポキシ樹脂組成物における反可塑化は、文
献に記載ちれている。例えば、端直明ら〔ジャーナル・
オブ・アプライド・ポリマー・サイエンス(J、App
l、polym、 sal、 )、17.2176〜2
181.1973]は、ペンタクロロビフェニルを有効
な反可塑化剤として、ジプチルフタレートおよび2,2
ビス(4−(2−ヒドロキシ−6−フニノキシループロ
ボキシ)フェニル〕プロパンtそれ程有効でない反可塑
化剤として共に記載している。これには、近年明らかピ
余り興味がない。なぜならば、多分ペンタクロロビフェ
ニルのような材料は環境的に好ましくないからであろう
。
本発明者らは、増強剤として働く反応生成物を、従来の
エポキシ樹脂および無水物硬化剤配合物に添加すること
によって無水物で硬化されたエポキシ樹脂の機械的性質
の別の向上方法を見いだした。
発明の要約 本発明には、 (1)カルボン酸 および(1)カルボン酸無水物と芳香族アミンの反応生
成物を含み、(1)対(it)のモル割合が約0.05
 / 1〜約10/1の範囲内の最終遊離無水物対酸の
モル比を与えるように選はれ、遊離無水物は、(II)
における反応後に残存しているものである無水物で硬化
δ九九エポキシ41M脂の強化用増強剤を含む。
また、本発明は、 (IL)  樹脂形成性ポリエポキシド、任意に(b)
  (al用の無水物硬化剤および架橋触媒および (0)  (1)カルボン酸 オヨヒ(ll)カルざン酸無水物および芳香族アミン(
芳香族環に結合し次アミン基會有する)の反応生成@を
含む tlL) + (tel用増強剤 會含む硬化性エポキシ樹脂組成物をも志向している。多
くの場合、カルざン酸対増強剤反応生成物のモル比は0
.1 / 1〜1.5/1の範囲内におる。
所望ならば、増強剤(0)の無水物含量は、(b)にお
ける追加の無水物硬化剤が不安であるように調整できる
。ま友、本発明は、強靭な、高モジュラスの比較的延性
の固体形態に硬化ちれ九本組成物をも含む。
さらに、本発明は、 (a)  カルざン酸無水物を芳香族アミンと予め反応
ちセて、増強剤反応生成物を形成し、(b)  前記反
応生成物上樹脂形成性ポリエポキシドと混合して、混合
物を形成し、 (C1(1)前記反応生成物が過剰の未反応無水物基上
確実に含有するおよび(Ill混合物に無水物硬化剤上
官むの1つによって、前記樹脂組成物を硬化するに十分
な無水物基の存在を前記混合物に与え、(+1)  但
し、前記混合物が未反応カルボン酸會含有し、しかも (・)架橋触媒を混入して前記硬化性組成物を形成する
ことを特徴とする、エポキシ樹脂の増強方法を含ひ。
1つの好ましい操作には、 (&)カルボン酸無水’*v芳香族アミン(芳香族環に
結合したアミン基を有する)と反応させ、+1))  
生g afIJ(IL)會カルざン酸(好ましくは脂肪
族)と混合し、 (C)  前記増強剤(a) + tb)″It無水物
硬化剤、樹脂形成性ポリエポキシドおよび架橋触媒(前
記順序で)と混合し、次いで 1(11組成物を熱硬化して強靭な、高モジュラスの比
較的延性の固体音形成すること11−甘む。
好ましくは、工程(alにおいて、カルボン無水物約1
モルを1アミン約0.1モル〜0.9モルト、約120
℃〜170℃に約1時間〜2時間加熱するCとによって
反応させる。
詳細な説明および好ましい実施態様 増強ちれる樹脂形成性ポリエポキシドは、エポキシ樹脂
マトリックス會形成することが知られている任意のもの
であり得、しかも多数の反応性1.2−ニーキシ基を有
する。これらの樹脂形成性ポリエポキシドは、無水物硬
化剤によって硬化できなければならない。
これらのポリエポキシド材料は、単量体状ま九は重合体
状、飽和または不飽和、脂肪族、脂環式、芳香族または
i素環式であり得、しかも所望ならはエポキシ基以外の
他のtIIL換基、例えは水酸基、エーテル基、芳香族
ハロゲン原子などによって置換毛れてもよい。
本発明の実施によって増強できるポリエポキシドの広範
に用いられる種類としては、エビクロロヒドリンのよう
なエビハロヒドリンを多価フェノールまたは多価アルコ
ールの何れかと反応ざセることによって得られyc樹脂
状エポキシポリエーテルがおる。適当な2価フェノール
の例示的であるが決して徹底的でない列挙としては、4
 、4’−イソプロピリデンビスフェノール、2 + 
4’−9ヒ)”ロキシジフェニルエチルメタン、3 、
3’−ジヒドロキシジフェニルメタン、3.4’−ジヒ
ドロキシジ−フェニルメチルプロぎルメタン、2 、3
’−ジヒドロキシジフェニルエチル−フェニルメタン、
4.4′−ジヒドロキシジフェニルプロtルフェニルメ
タン、4 、4’−ジヒドロキシジフェニルプテルフェ
ニルメタン、2.2’−ジヒドロキシ−ジフェニルジト
リルメタン、4 、4’−ジヒドロキシジフェニルトリ
ル−メチルメタンなどがある。また、エビハロヒドリン
と共反応して、これらのエポキシポリエーテルを与える
ことができる他の多価フェノールは、レゾルシノール、
ヒドロキノン、置換ヒドロキノン、例えばp −tar
t−ブチルヒドロキノンなどの化合物である。
エビハロヒドリンと共反応して、これらの樹脂状工数キ
シポリエーテルを与えることができる多価アルコールの
中には、エチレングリコール、フロtレンゲリコール、
ブチレングリコール、ペンタンジオール、ビス(4−ヒ
ドロキシシクロヘキシル)ジメチルメタン、1.4−ジ
メチルロールベンゼン、グリセロール、1.2.6−ヘ
キサンドリオール、トリメチロールプロパン、マンニト
ール、ソルビトール、エリトリトール、ペンタエリトリ
トール、これらの二量体、三量体および一層高重合体、
例えば& リエテレングリコール、ポリフロピレンゲリ
コール、トリクリセロール、ジペンタエリトリトールな
どの化合物、ポリアリルアルコール、2.2’−16,
6′−テトラヒドロキシジプロピルスルフィドなどの多
価チオエーテル、α−モノチオグリセロール、α、α′
−ジテオ−グリセロールなどのメルカプトアルコール、
モノステアリン、ペンタエリトリトールモノアセテート
などの多価アルコール部分エステルおよびグリセロール
、ソルビトール、ペンタエリトリトールなどのモノクロ
ロヒドリ/のようなへロrン化多価アルコールである。
アミン硬化剤によって硬化および増強できる1合体状ポ
リエポキシドの他の種類としては、好ましくは、塩基性
触媒、例えは水酸化ナトリウムま几は水酸化カリウムの
存在下にエビクロロヒドリンのようなエビハロヒドリン
をアルデヒド、例えばホルムアルデヒドの樹脂状縮合物
および1価フェノール、例えばフェノール自体あるいは
多価フェノールの何れかと反応名セることによって得ら
れたエポキシノブラック樹脂がある。これらのエボキシ
ノがラック樹脂の性質および製造に関するこれ以上の詳
細は、H,Leeおよびに、1JeVillJ(前掲書
)において得ることができる。
他の適当なポリグリシジル化合物は、アジピン酸、フタ
ル酸などのポリグリシジルエステルのようなポリカルざ
ン酸のポリグリシジルエステルである。ポリカルざン酸
の辿リグリシジルエステルは、payneらに対する米
国WJFF第2,870,170号明細誓に記載されて
いる。まに1エビクロロヒドリンtアニリン、2.6−
シメチルアニリン、p−)ルイジン、m−クロロアニリ
ン、p−アミノ−ジフェニル、m−7エニレンジアミン
、p−フ二二レンジアミン、4 、4’−シアミノジフ
ェニルメタンのような芳香族アミンまたはp−アミノフ
ェノール、5−アミノ−1−n−ナフトール、4−アミ
ルゾルシノール、2−メチル−4−アミノフェノール、
2−クロロ−4−アミノフェノールなどのアミノフェノ
ールと反応嘔セることによって生成てれたポリグリシジ
ル化合物も適している。特別の化合物としては、とりわ
け、N、N−ジグリシジルアニリン、N、N−ジグリシ
ジル−2,6−ジメテルアニリン、N 、 N 、 N
’ 、 N −テトラグリシジル−4,4′−シアミノ
ジフェニルメタン、アミノ水素およびoH*m原子がグ
リシジル基によって置換δれているp−アミノフェノー
ルのトリグリシジル鍔導体がある。
本発明の実施により硬化および増強できるポリエポキシ
ド組成物は、前記ポリエポキシドをも有するものに限定
嘔れないが、これらのポリエポキシドは、全体としてポ
リエポキシドの211類の代表としてのみ考えられるこ
とは、当業者に分かる。
無水物硬化剤は、当業界において既知の任意の脂肪族ま
たは芳香族無水物硬化剤である。代表的な例としては、
無水コハク酸、ポリセバシン酸ポリ無水物、無水マレイ
ン酸、ナト酸メチル無水物(NMA ) 、ヘキサヒド
ロフタル酸無水物、ドデセニルコハク酸無水物、無水フ
タル酸、テトラヒドロフタル[8水物およびピロメリト
酸二無水物、およびベンゾフェノンテトラカルボン酸二
無水物(BTDA )のような二無水物硬化剤かおる。
本発明者らは、特に加工しゃ1毛が1装である場合は、
脂塊式二魚水ll11!It好υ。
架橋触媒は、アミン製または#R塁のものであってもよ
い。適当なアミン架橋触媒としてはBDMA 。
α−メチルおよび2−ヒドロキシBDMA誘導体および
トリス(ジメチルアミノメチル)フェノールがある。適
当な酸架橋l!l1tEkとしては、BF3、カルざキ
シル−末端ポリエステルおよびアジぎン酸がある。Cれ
らの触媒は、濃度約0.1%〜0.6%で用いられる。
通常第三アミン触媒か好ましい。
増強剤の形成に用いられる無水物は、−無水物(例えば
HMAおよびメチルテトラヒドロフタル酸無水物)また
は二無水@(例えはBTDAおよびビロメIJ )酸無
水物)の何れかであってもよい。
増強剤の形成に用いられる芳香族アミン反応体は、一般
式 〔式中、A−Eは水素、低級アルキル(1個〜4個の炭
素原子)、アミド官能性まtはスルホンアミド官能性會
有する基、ニトロ、メルカプトま友はハロゲンから選ば
れる〕 を有する。適当な化合物としては、m−アミノアセトア
ニリド、スルファニルアミド、6,4−シクロロアニリ
ン、m−ニトロアニリン、2.4−ジメチルアニリンお
よび4−クロロ−2−ニトロアニリンがある。
増強剤反応生成物に添加芒れるカルボン#R成分は、無
水物アミン反応生成物に可溶性のものから選ばれる。こ
の応用に特に有効であることが分かった2′¥140)
酸は、マレイン酸およびNMAの部分加水分解によって
生成されfc酸である。後者の化合物は、m仏および水
t1例えばジエチルアミン塩酸塩触媒0.2 %の存在
下に所望のモル比(代表的には約1.5 : 1 )に
おいて約85℃に2時間加熱することによって製造され
た。得られた加水分解生成物の瞭含量は、無水滴定によ
って定量された。
丁なわち好ましい酸/無水物含量は、酸対無水物比約0
.05 : 1〜約1:1の範囲にある( S。
51gg1a 、  rクオンテイタティプ・オーガニ
ック・アナリシス・バイア・ファンクショナル・グルー
プス(quantltatlve □rgan1a A
nalysia vialPunotional Gr
Oupa ) Jジョン・ワイリー、ニューヨーク所在
、1963に参照されたい〕。tた長鎖(例えはe]a
〜C22)脂肪酸は、増強剤の酸成分としても有効であ
るが、烏いTglr要しない用途にのみ有効である。脂
肪族ジカルボン酸は好ましいが、しかしなから反応生成
物に可溶性または分散性であれは屯ノカルざン酸および
芳香族酸は作用するであろう。ちらに、例としては、ド
デカン酸(またはドデシル無水物)、ステアリン酸およ
びアセチルサリチル酸がある。カルボン酸は必要である
ことが分かつ友。なぜならば酸が存在しないと、引張試
験片は、−貫して脆く破損し友からでおる。
増強剤は、無水物と芳香族アミン會、先ず約50′C〜
70℃、好ましくは60℃で反応させ、次いで通常約1
20°C〜170℃の範囲内に1時間〜2時間加熱する
ことによって形成δれる。反応体か、液体または低融点
固体である場合は、溶媒は必要ないがSIM点成分成分
えはBTDA )には、アセトン、ジメチルホルムアミ
ドまたは他の適当な溶媒の存在によって加工が容易にな
る。反応混合物には、過剰の無水物(無水?211モル
対アミン0.1モル〜0.9モルま九は′p#、水物対
アミンのモル比fJ1 /1〜10/1 )が存在する
。一般に、無水物とアミンの初期反応で沈殿が形成嘔れ
、この沈殿は120℃またはそれ以上に加熱すると溶解
する。王な揮発性生成物は水であり、この水は、例えは
窒素流によって除去できる。この混合物r放冷し、この
時点で好ましくはカルざン酸(前記増強剤1.1モル〜
1.9モルに対して約0.05モル〜1.5モルの範囲
内)を添加する。反応生成物にマレイン酸を後ふ加する
場合は、酸會浴解するのに温度約90°C〜100°C
が必要でおる。反応媒質として使用できる他の溶媒は、
ジメチルアセトアミド、メチルイソブチルケトンおよび
1−メチル−2−ピロリジノンである。低沸点溶媒では
、反応の後段は、加圧下の必要がある。反応後、溶媒を
揮発によって除去する(樹脂の最終熱硬化までこれ會遅
らせることができる)。
最終反応生成物は、さらにn裂ま九は分離なしに増強剤
として使用ちれfc複合化学混合物である。
好ましい生成物は、粘稠力演または低融点固体であった
。なぜならば、これらはエポキシ樹脂組成物との混合が
谷易だからである。筒融点生成物には、濯媒注型技術?
用いて硬化δれたプラスナックを製造する必要がめる。
NMAのような液体無水Wを用いる場合、最終生成物が
取扱いの谷易な流体であるように大過剰の無水物(例え
ば無水物対アミンのモル比5;1)を有するのが特に有
利であった。増強剤の無水物官能性は、無水滴定(8゜
918g1a 、前掲書)によって定量され、しかも計
算値はエポキシ樹脂/無水物硬化剤/増強剤混合物の化
学量論バランスの定量に用いられた。  〜硬化嘔れた
プラスチック試験片の製造に好ましい操作は、下記のよ
うであった。追加無水物硬化剤の量を、樹脂のエポキシ
当量、増強剤の無水物官能性およびカルボン酸含量の知
識から計算し友。
また、カルざン酸の存在によって、無水物硬化剤の必i
tが減少しく H,Leeおよびに、 Neville
 。
前掲書)、一般に酸1当量によって、無水物の必*量は
約1.5当量だけ減少した。好ましくは、無水物硬化剤
の計算ik増強剤に溶解し、次いで混合物全脱気し友。
エポキシ樹脂を別途脱気し、次いで増強剤/硬化剤混合
物に添加して、十分に撹拌し友。最後に、架橋触媒?I
−添加し、次いで混合物上ステンレス鋼I!!型に注入
した。硬化サイクルは、初期の比較的低温硬化(代表的
には80℃において6時間)の従来の方法に従い、次い
で後硬化(代表的には150℃において6時間)した。
当業者は、任意の特別の組成物ついて適当な硬化サイク
ルを決定できる。
機械加工および機械試験操作は従来の方法に従つ友。引
張試験の結果を例の部に記載する。技術的興味のある他
の試験操作は、破壊エネルギー(臨界歪エネルギー放出
速度G工。)の測定である。
この試験は、’I’ingおよびCOttingtOn
 (シャーナル・オブ・アプライド−/リマー拳サイエ
ンス(J、 Applied Polymer 3ci
ence ) ’l 9.1406.1984]に記載
されたように、歪速度11I/m1nt用いて長方形の
圧線引張試験片について行った。
対照材料〔エポン(Epon ) 828 TM/ N
MA /BDMA )は、破壊エネルギー約150J/
rlL”k有したか、一方冷強された試料は、代表的に
破壊エネルギーの増大40チ〜120%(Bについて3
30J/ffi”、Dについて230 J / m2、
Hに’:)イ”C310J / rn2 、増強剤の名
称については例の部分を参照名れたい)上水した。プラ
スチックの吸湿特性(50℃、95%湿度、5日)はl
fc配合物によって変わり1増強剤Bについては対照よ
り25%犬から増強剤Fについて対照より45チ小まで
変化した。
下記の例は例示である。
例  1 ナト酸メチル無水物(NMA、1モル)およびm−アミ
ノ−アセトアニリド(MAA 、 0.33モル)を混
合し、次いで流通窒素下に125℃に90分加熱した。
別のフラスコに、HMAおよび水をモル比1.5:1で
、ジエチルアミン塩酸塩触媒0.2 %と共に85°C
に2時間加熱して、この増強剤のカルボン酸成分を形成
する加水分解重れ7′cNMA ’(生成し友。カルざ
ン[0,45当jl f NMA / MAA反応生y
:I@に添加して、「A」で示す増強剤を生成した。A
67PHR(樹脂100部当たり都)葡NMA硬化剤4
7 PHRと混合し、脱気し、次いでエポン82 F3
 (DGEBA型エポキシ樹脂の商標)100部および
ベンジルジメチルアミン(BDMA )触t#:1部に
添加した。この混合?!I’r80℃において4時間お
よび150°Cにおいて6時間硬化して、引張強−g1
12MPa、引張上ジュラス6300 MPa 。
伸び4.0%およびTg 125°Ck有するプラスチ
ックを得た。比較に、未増強エポン828/NMA/ 
BDMAは代表的に引張強−a 80 MPIL 、引
張モジュラス3000 MPIL 、伸び2.4チおよ
び’I’g138°Ct有する。
例  2 NMA (1モル)およびMAA (0,35モル)を
混合し、次いで約160℃に2時間加熱した。生成物が
100℃に冷却し九時にマレイン酸0.24モルを添加
し、次いでマレイン酸が溶解するまで混合@を撹拌して
、「B」で示す増強剤を得九。
’NMA f ’l Q PHRで、B 95 PHR
に加え、脱気し、次いで工?7828 100部および
BDMA触媒1PHRに添加した。この混合物’に80
℃において5時間および160°Cにおいて6時間硬化
して、引張強嘔118MPaおよび伸び4.1%を有す
るプラスチックを得た。
例  6 ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA、
1モル)kメチルエテルケトン中のスラリーとしてm−
アミノアセトアニリド(MAA )のアセトン溶液と混
合した。得られた沈殿t1熱アセトンで洗浄し、次いで
NWA (3,2モル)に添加し、次に混合物を流通窒
素下に160℃に40分加熱した。生成物が100℃に
冷却し九時に、マレイン酸(1,1モル)VS加し、次
いで溶解するまで撹拌して、「C」で示す増強剤會得た
。増強剤rcJの高無水物官能性の故に、追加無水物硬
化剤は必要なく、しかも増強剤k 100 PHRでエ
ポン828およびBDMA触媒I触媒HRと混合した。
80℃において5時間および150℃において6時間の
硬化サイクル後、引張強1100 MPaおよび伸び3
.4 % k、ガラス転移温度140℃と共に有するプ
ラスチックを生成しに0 例  4 HMA (1モル)および2,4−ジメチルアニリン(
DMA SO,25モル)を混合し、次いで160℃に
2.5時間加熱した。生M、′@が90℃に冷却した時
に、マレイン酸0.18モルを加え、次いでマレイン酸
が溶解するまで混合物音撹拌して、「D」で示す増強剤
を得た。増強剤りの高い無水物官能性の故に、追加の無
水物硬化剤は必要なく、シかも増強剤@ 105 PH
Rで、エポン828およびBDMA触aIPHRと混合
した。80℃において6時間および150℃において6
時間の硬化サイクル後、引張強さ114 MPaおよび
伸び6.5 % k有するプラスチック′t−午成し友
。
例  5 NMA (1モル)およびm−ニトロアニリン(NMA
 、 0.28モル)を混合し、次いで160℃に2.
5時間加熱した。生成物が90゛Cに冷却した時に、マ
レイン酸0.18モルを添加し、次いでマレイン酸がm
解するまで混合物を撹拌して、「E」で示す増強剤を得
た。増強剤Ef)iQlい無水物官能性の故に、追加無
水物硬化剤は必要なく、シかも増強剤を1[35PHH
においてエポン828およびBDMA触媒1PHRと混
合し九。80°Cにおいて6時間および150℃におい
て6時間の硬化サイクル後、引張強−g 112 MP
aおよび伸び6.5%を有するプラスチックを生成した
。
例  6 NMk (1モル)および6,4−ジクロロアニリン(
DCA、 0.23モル)を混合し、次いで160℃に
1.5時間加熱した。生成物が90℃に冷却し九時に、
マレイン酸0.18モルk 飽加し、次いでマレイン酸
が溶解するまで混合物を撹拌して、「F」で示す増強剤
ケ得友。増強剤rFJの高い無水物官能性の故に、追加
の無水物硬化剤は8費なく、しかも増強剤k 105 
PHRにおいてエポン828およびBDMA触媒I P
HRと混合した。80℃におりて6時間および150℃
において6時間の硬化サイクル後、引張強δ108MP
aおよび伸び4.011するプラスチックを生成した。
例  7 NM、A (1モル)および4−クロロ−2−ニトロア
ニリン(CNA、 0.23モル)會混合し、次いで1
60°Cに1.5時間加熱した。生成物が90℃に冷却
した時に、マレインl!1jlI]、18モル’に龜加
L、次いでマレイン酸が溶解するまで混合物を撹拌して
、「G」で示す増強剤を得た。増強剤Gの尚い無水物官
能性の故に、追加の無水物硬化剤は必要なく、シかも増
強剤に105PHRにおいてエポン828およびBDM
A触媒I PHRと混合し几。80℃において6時間お
よび150℃において6時間の硬化サイクルの後、引張
強さ108 MPILおよび伸び5.0%を有するプラ
スチックを生成した。
例  8 NMA (1モル)およびp−アミノアセトアニリド(
FAA、 0.23 モル) km合し、次イテ160
°Cに2時間加熱し九。生成物が90’Cに冷却した時
に、マレイン酸0.18モルを冷加し、次いでマレイン
酸が溶解するまで混合物に撹拌して、「H」で示す増強
剤II−得た。増強剤Hの高い無水物官能性の故に、追
加の無水物硬化剤は必要なく、シかも増強剤y1Q5a
PRにおいてエポン828およびBDMA # fl 
I PI(Rトm合し*o80℃ニオイテ6時間および
150℃において6時間の硬化サイクル後、引張強さ1
11 MPaおよび伸び6.8%會有するプラスチック
を生成した。
図は、例2、例6および例7の増強剤?f−it有する
硬化され九エポン828樹脂組成物の破断点伸ひを、増
強剤を有しない対照と比較して示す。試験結果から、増
強剤の存在は硬化された11脂の割石、強さ、伸びおよ
び延性の増大に寄与し几ことが分かる。
【図面の簡単な説明】
図面は、無水物で硬化されたエポキシ樹脂の植種の増強
剤についての荷重対伸び(%で聚わし九虫または伸び)
七示すグラフである。増強剤の成分は前記例に記載しで
ある。

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)(i)カルボン酸 および(ii)カルボン酸無水物と芳香族アミンの反応
    生成物を含み、(i)対(ii)のモル割合が約0.0
    5/1〜約10/1の範囲内の最終遊離無水物対酸のモ
    ル比を与えるように選ばれていることを特徴とする、無
    水物で硬化されたエポキシ樹脂強化用増強剤。
  2. (2)無水物硬化剤および架橋触媒の両者で硬化できる
    樹脂形成性ポリエポキシドおよび樹脂組成物強化用増強
    剤として (i)カルボン酸 および(ii)カルボン酸無水物と芳香族アミンの反応
    生成物を含む 混合物を含み、 (i)対(ii)のモル割合が約0.05/1〜10/
    1の範囲内の最終遊離無水物対酸のモル比を与えるよう
    に選ばれていることを特徴とする、硬化性エポキシ樹脂
    組成物。
  3. (3)添加された無水物硬化剤なしに組成物を硬化する
    に十分過剰の無水物基が増強剤に存在し、しかも架橋触
    媒を含む、特許請求の範囲第2項の硬化性エポキシ樹脂
    組成物。
  4. (4)無水物硬化剤および架橋触媒の両者を含む、特許
    請求の範囲第2項の硬化性エポキシ樹脂組成物。
  5. (5)増強剤のカルボン酸成分(i)が反応生成物(i
    i)に可溶である、特許請求の範囲第1項の組成物。
  6. (6)増強剤のカルボン酸成分(i)がジカルボン酸で
    ある、特許請求の範囲第1項の組成物。
  7. (7)反応生成物を形成するに用いる無水物反応体が一
    無水物または二無水物である、特許請求の範囲第1項の
    組成物。
  8. (8)反応生成物を形成するに用いる芳香族アミン反応
    体が、式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、A〜Eは水素、低級アルキル、ニトロ、ハロゲ
    ン、メルカプトおよびアミドまたはスルホンアミド官能
    性を有する基から選ばれる) を有する、特許請求の範囲第1項の組成物。
  9. (9)(ii)の反応体が、約1/1〜約10/1の範
    囲内の無水物対アミンのモル比で反応された、特許請求
    の範囲第1項の組成物。
  10. (10)(i)の割合が(ii)1モル当たり約0.1
    モル〜1.5モルの範囲にある、特許請求の範囲第1項
    の組成物。
  11. (11)強靭な高モジュラス形態に硬化された、特許請
    求の範囲第3項の組成物。
  12. (12)強靭な高モジュラス形態に硬化された、特許請
    求の範囲第4項の組成物。
  13. (13)(a)カルボン酸無水物を芳香族アミンと予め
    反応させて、増強剤反応生成物を形成し、 (b)前記反応生成物を樹脂形成性ポリエポキシドと混
    合して、混合物を形成し、 (c)(i)前記反応生成物に過剰の未反応無水物基を
    確実に含有せしめることおよび(ii)混合物に無水物
    硬化剤を含有せしめることの1 つによって、樹脂組成物を硬化するに十分 な無水物基の存在を前記混合物に与え、 (d)但し、前記混合物に未反応カルボン酸を含有せし
    め、 (e)架橋触媒を混入して硬化性組成物を形成すること
    を特徴とする、高強度および高モジュラス固体に硬化で
    きるエポキシ樹脂組成物の製造方法。
  14. (14)前記予備反応が、後に除去される相互溶媒中で
    行われる、特許請求の範囲第13項の方法。
  15. (15)無水物硬化剤が前記反応生成物と配合される、
    特許請求の範囲第13項の方法。
  16. (16)前記カルボン酸を前記反応生成物と配合し、前
    記カルボン酸が前記反応生成物に可溶性であるように選
    ばれる、特許請求の範囲第13項の方法。
  17. (17)硬化性組成物を熱硬化して、強靭な高モジュラ
    ス固体を形成することを含む、特許請求の範囲第13項
    の方法。
JP63058129A 1987-03-12 1988-03-11 増強剤、硬化性エポキシ樹脂組成物および前記組成物の製造方法 Pending JPS63273628A (ja)

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