JPH032372B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、エポキシ樹脂用硬化剤に関する。さ
らに詳しくは、加熱硬化により、耐熱性、強度
（引張、曲げ、圧縮）、硬度、可撓性にすぐれた硬
化物を与える芳香族アミン系エポキシ樹脂用硬化
剤に関するものである。 従来、芳香族アミン系硬化剤（たとえば、４，
4′−ジアミノジフエニルメタン、４，4′ジアミノ
ジフエニルスルホン、メタフエニレンジアミンな
ど）はすぐれた耐熱性、強度、硬度のエポキシ樹
脂硬化物を与えることが知られており、電気、電
子用の注型樹脂、防蝕塗料、高硬度の治工具・注
型品、構造用接着剤などの用途に使用されてい
る。しかし従来の芳香族アミン系硬化剤を使用し
たエポキシ樹脂硬化物は曲げたわみ率あるいは引
張伸び率が低い、つまり可撓性が足りず、たとえ
ば塗料では衝撃により、塗膜の亀裂が生じ易い、
接着剤では期待されるほどのはくり強度がでな
い、注型品では熱衝撃などによりクラツクが発生
しやすいなどの問題があり、可撓性の改善が強く
望まれている。一方、エポキシ樹脂硬化物の可撓
性をあげる方策として、可撓性エポキシ樹脂、可
撓性硬化剤、可撓性付与剤などを配合する方法が
知られており、可撓性エポキシ樹脂としては、ポ
リアルキレングリコールのジグリシジルエーテ
ル、ダイマー酸のジグリシジルエステルなどが、
可撓性硬化剤としてはダイマー酸とポリアミンか
らなるポリアミドアミン、無水ドデセニルコハク
酸、末端にNH₂またはCOOH基を含むポリエー
テル、末端にCOOH基を含むポリエステルなど
が、更に可撓性付与剤としては末端にOH基を有
するポリエステル、ポリアルキレンエーテル、末
端にチオール基を有するポリサルフアイドなどが
あるが、従来の芳香族アミンとエポキシ樹脂の組
み合せにこれらを配合して得た硬化物は、可撓性
は改善されるものの、本来の特長である高度の耐
熱性、強度、硬度が著しく低下する欠点があつ
た。 本発明者らは、従来の芳香族アミン系硬化剤で
得られるエポキシ樹脂硬化物のすぐれた耐熱性、
強度、硬度をほとんど損なうことなく、懸案であ
つた可撓性を向上させるエポキシ樹脂硬化剤につ
いて検討を重ねた結果、本発明に到達した。すな
わち、本発明は 一般式 （式中、ＲはＨ、炭素数１〜３のアルキル基（た
だし、Ｈは全アニリン骨格中の50モル％以下）、
ＸはＨ、炭素数１〜３のアルキル基および電子吸
引性基から選ばれる基、ｎは１〜５の任意の数を
表わす。） で示されるエポキシ樹脂用硬化剤（以下AFアミ
ンという）である。 一般式〔１〕においてＲはＨ、炭素数１〜３の
アルキル基である。ただしＨは全アニリン骨格中
の50モル％以下であり、好ましくは30モル％以下
である。ＲがＨの場合の１級アニリン骨格の量が
50モル％より大きいと、エポキシ樹脂硬化物の可
撓性が低下する欠点がある。炭素数１〜３のアル
キル基としてはメチル基、エチル基、ｎ−プロピ
ル基、ｉ−プロピル基があげられる。これらのう
ちメチル基とエチル基が特に好ましい。Ｒの炭素
数が４以上になると硬化エポキシ樹脂の硬度、耐
熱性が低くなる欠点がある。一般式〔１〕におい
てＲは１種に限定されることはなく、２種以上が
混在していてもよい。 一般式〔１〕においてＸはＨ、炭素数１〜３の
アルキル基、および電子吸引性基から選ばれる基
であり、炭素数１〜３のアルキル基としてはメチ
ル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル
基が、電子吸引性基としては、Ｆ、Cl、Brなど
のハロゲン基あるいはニトロ基、トリフロロメチ
ル基などがあげられる。これらのうち好ましいも
のは、Ｈ、メチル基、エチル基あるいはハロゲン
基である。一般式〔１〕においてＸは１種に限定
される事はなく２種以上が混在していてもよい。 一般式〔１〕においてｎは１〜５の任意の数で
あり、好ましくは１〜４の数である。ｎが１より
小であると耐熱性、硬度が低下し、ｎは５より大
きいと、耐熱性、硬度は向上するが、可撓性が悪
くなる。このｎは芳香環の縮合度と関連する数字
であり、ｎが大きいほどAFアミンの分子量が大
なることを示す。次に説明するAFアミンの製法
において、たとえばAFアミンをｘモルのＮ−メ
チルアニリンとｙモルのホルムアルデヒドから製
造する時、ｎは次式により計算される。 ｎ＝（2y−ｘ）／（ｘ−ｙ） 一般式〔１〕で示されるAFアミンを具体例で
示すと、たとえば などがあげられる。 AFアミンは公知の方法、たとえば炭素数１〜
３のＮ−アルキルアニリンまたはＮ−アルキルア
ニリンと１級アニリンの混合物を酸性条件下ホル
ムアルデヒドで縮合することにより得られるが、
この方法に限らず１級アニリンをホルムアルデヒ
ドと縮合した後、Ｎ−アルキル化してもよく、あ
るいは縮合芳香族炭化水素をニトロ化した後、還
元し、更にＮ−アルキル化してもよい。本発明の
AFアミンはｎが整数の単一化合物でもよいが、
エポキシ樹脂との相溶性の点から色々の単一化合
物の混合物のほうがよく、より好ましくはｎ＝０
の化合物が０〜30％、ｎ＝１が10〜60％、ｎ＝２
が10〜50％、ｎ＝３〜５が０〜40％、ｎ＝６以上
が０〜30％程度の混合物である。酸性条件下、Ｎ
−アルキルアニリンとホルムアルデヒドの縮合に
より得られるAFアミンは通常このような混合物
である。 AFアミンと組み合せて用いられるエポキシ樹
脂は通常のものでよく、たとえば(1)フエノールエ
ーテル系エポキシ樹脂〔ビスフエノール類とエピ
クロルヒドリンとの縮合物、ノボラツクフエノー
ル樹脂とエピクロルヒドリンとの縮合物〕、(2)エ
ーテル系エポキシ樹脂（ポリオール、ポリエーテ
ルポリオールなどとエピクロルヒドリンとの縮合
物〕、(3)エステル系エポキシ樹脂〔メタクリル酸
グリシジルエステルとエチレン性二重結合単量体
（アクリロニトリルなど）との共重合物、(4)グリ
シジルアミン系エポキシ樹脂〔アミン類とエピク
ロルヒドリンとの縮合物〕のようなグリシジル型
エポキシ樹脂および環状脂肪族エポキシ樹脂、エ
ポキシ化ポリブタジエン、エポキシ化大豆油など
の非グリシジル型エポキシ樹脂があげられる。エ
ポキシ樹脂の詳細については「基礎合成樹脂の化
学（新版）」（昭和50年度版）三羽忠広著、技報堂
発行371〜392頁に記載されている。エポキシ樹脂
のうち好ましいものはフエノールエーテル系エポ
キシ樹脂とグリシジルアミン系エポキシ樹脂であ
る。これらのエポキシ樹脂は単独で使用してもよ
く、または２種以上を混合して使用してもよい。 本発明の硬化剤は、エポキシ樹脂１当量に対し
通常活性水素当量で0.5〜1.5、好ましくは0.8〜
1.2の割合で配合される。硬化剤の活性水素当量
比が0.5未満又は1.5より大の場合はエポキシ樹脂
硬化物の耐熱性、硬度が低下して好ましくない。
硬化剤の使用に際しては、エポキシ樹脂と硬化剤
をそのままあるいは溶剤に溶解して、常温または
加温下に混合すればよい。溶剤としてはケトン類
（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブ
チルケトンなど）、セロソルブ類（メチルセロソ
ルブ、エチルセロソルブ）、アミド類（ジメチル
ホルムアミドなど）などがあげられる。硬化温度
は通常70〜220℃、好ましくは100〜200℃である。
硬化時間は0.5〜15時間、好ましくは１〜10時間
である。 本発明の硬化剤は必要に応じ他のエポキシ樹脂
用硬化剤と併用することができる。たとえばアミ
ン系硬化剤｛脂肪族アミン（トリエチレンテトラ
ミン、テトラエチレンペンタミンなど）、ポリア
ミドアミン（ダイマー酸とポリアミンの縮合物）、
芳香族アミン（４，4′−ジアミノジフエニルスル
ホン、４，4′−ジアミノジフエニルメタン、Ｎ，
N′−ジメチル−４，4′−ジアミノジフエニルメタ
ン、Ｎ，N′−ジエチル−４，4′−ジアミノジフエ
ニルメタン、Ｎ，N′−ジメチル３，3′−ジアミノ
ジフエニルメタン）｝、フエノール系硬化剤｛ビス
フエノール類（ビスフエノールＡ、ビスフエノー
ルＦ、ビスフエノールＳなど）フエノール樹脂類
（ノボラツクフエノール樹脂、ノボラツククレゾ
ール樹脂）、ビニルフエノールの重合物（ポリ−
Ｐ−ビニルフエノールなど）｝などがあげられる。
他のエポキシ樹脂用硬化剤の量は、耐熱性、強
度、硬度、可撓性から、全硬化剤に対し０〜50重
量％、好ましくは０〜30重量％である。 本発明の硬化剤の使用に際しては、必要に応じ
オレフインオキサイド、グリシジルメタクリエー
ト、スチレンオキサイド、フエニルグリシジルエ
ーテルなどの反応性希釈剤、フエノール類、第３
級アミン類、イミダゾール類、三弗化ホウ素の錯
塩、ピラゾール類、アミノトリアゾール類などの
硬化促進剤を加えてもよい。またシリカ粉末、ア
ルミ粉末、マイカ、炭酸カルシウム等の充填剤を
加えてもよい。これらの使用量は通常、硬化剤と
エポキシ樹脂の配合物に対し、反応性希釈剤の場
合０〜15重量％、硬化促進剤の場合０〜５重量
％、充填剤の場合０〜70重量％である。 本発明の硬化剤を使用して得たエポキシ樹脂硬
化物は、従来の芳香族アミン系硬化剤を使用して
得たそれに比べて可撓性がすぐれているととも
に、これらに匹適する耐熱性、強度、硬度を有し
ているため、電気、電子用封止剤、防蝕塗料、構
造用接着剤、治工具、注型品その他の特に高度の
機械的物性を要求される用途に有用である。 以下実施例により、本発明をさらに説明する
が、これに限定されるものではない。 本発明の硬化剤（AFアミン、ａ〜ｉ）の製造例 還流冷却器、温度計、滴下ロート、撹拌機を装
着した４つ口１フラスコに、Ｎ−メチルアニリ
ン321ｇ（３モル）、36％塩酸319.4ｇ（3.15モル）
を仕込み、液温を30〜40℃に保ちながら、37％ホ
ルムアルデヒド水溶液162.2ｇ（２モル）を滴下
ロートより１時間で滴下した。30〜40℃で２時間
撹拌した後、90〜95℃に昇温し、更に２時間撹拌
した。反応液を常温に冷却し、48％水酸化ナトリ
ウム溶液262.5ｇ（3.15モル）で中和した後、ト
ルエン300c.c.で縮合物を抽出し、トルエン層を100
c.c.の水で４回洗浄した。減圧下（13mmHg）、160
℃でトルエンを留去して、50℃での粘度33ポイ
ズ、アミン価477のAFアミンａを得た。同様にし
て第１表記載のｂ〜ｉを得た。

【表】 実施例 １ 第１表記載の硬化剤を第２表記載の割合でスミ
エポキシELM434（住友化学社製、エポキシ当量
124）と混合し、100℃で均一に溶解した後、これ
を120℃×2hr＋160℃×2hrの条件下で２mm層のシ
ートに成型した。これら硬化物の物性を４，4′−
ジアミノジフエニルスルホン、アニリンのホルム
アルデヒド縮合物（ｎ＝１）、Ｎ，N′−ジメチル
−４，4′−ジアミノジフエニルメタンを硬化剤と
して同様な操作で得たエポキシ樹脂硬化物のそれ
と比較した。この結果を第２表に示す。

【表】 第２表より、本発明の硬化剤は従来の芳香族ア
ミン系硬化剤に比べて、同等レベルの耐熱性、強
度、硬度を有し、かつはるかにすぐれた可撓性を
示すエポキシ樹脂硬化物を与えることがわかる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一般式 （式中、ＲはＨ、炭素数１〜３のアルキル基（た
   だし、Ｈは全アニリン骨格中の50モル％以下）、
   ＸはＨ、炭素数１〜３のアルキル基および電子吸
   引性基から選ばれる基、ｎは１〜５の任意の数を
   表わす。） で示されるエポキシ樹脂用硬化剤。