JPH05156002A - ポリエーテルアミン化合物及びエポキシ系接着剤組成物 - Google Patents
ポリエーテルアミン化合物及びエポキシ系接着剤組成物Info
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- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 エポキシ系接着剤組成物の硬化剤として有用
な新規ポリエーテルアミン化合物を提供する。 【構成】 ポリエーテルアミン化合物は、以下の化学
式、すなわち、 (xは1〜4であり、yは0〜3であり、そしてRは、
以下の化学式、 (上式中、mは2〜12であり、そしてnは数平均分子
量約400〜12,000を有するポリオールを提供す
るような反復単位数)か、または以下の化学式、 (Yはaに等しい原子価(官能価)を有する二価から四
価の有機基であり、aは2〜4であり、mは2〜12で
あり、そしてnは数平均分子量約400〜12,000
を有するポリオールを提供するような反復単位数)のう
ちの一つで示されるポリオールの有機残基である)、で
示される。 【効果】 エポキシ系接着剤組成物の靱性を改善する。
な新規ポリエーテルアミン化合物を提供する。 【構成】 ポリエーテルアミン化合物は、以下の化学
式、すなわち、 (xは1〜4であり、yは0〜3であり、そしてRは、
以下の化学式、 (上式中、mは2〜12であり、そしてnは数平均分子
量約400〜12,000を有するポリオールを提供す
るような反復単位数)か、または以下の化学式、 (Yはaに等しい原子価(官能価)を有する二価から四
価の有機基であり、aは2〜4であり、mは2〜12で
あり、そしてnは数平均分子量約400〜12,000
を有するポリオールを提供するような反復単位数)のう
ちの一つで示されるポリオールの有機残基である)、で
示される。 【効果】 エポキシ系接着剤組成物の靱性を改善する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、新規ポリエーテルアミ
ン化合物、及び特に有利な靱性を示すエポキシ系を提供
するエポキシ系接着剤組成物における硬化剤としてのそ
れらの使用に関する。
ン化合物、及び特に有利な靱性を示すエポキシ系を提供
するエポキシ系接着剤組成物における硬化剤としてのそ
れらの使用に関する。
【0002】
【従来の技術】エポキシ化合物は、それらがもつ様々な
望ましい特性、すなわち優れた引張強度やせん断強度、
高い圧縮特性や曲げ特性、優れた凝集強さ、耐薬品性、
及び良好な高温性能によって、接着剤としての使用を広
く受け入れられてきた。さらに、エポキシ化合物は、硬
化時に揮発性成分を発生せず、しかも重合の際に本質的
に収縮しない。エポキシ樹脂が有する各種特性、並びに
配合添加剤によりこれらの特性を変化または改質できる
性能が、エポキシ樹脂をいくつかの接着剤用途において
非常に融通性のある有用なものにする。しかしながら、
エポキシ系接着剤に欠けていることがわかっている一つ
の特性は、それらが比較的低い剥離強度を示す靱性の領
域にある。
望ましい特性、すなわち優れた引張強度やせん断強度、
高い圧縮特性や曲げ特性、優れた凝集強さ、耐薬品性、
及び良好な高温性能によって、接着剤としての使用を広
く受け入れられてきた。さらに、エポキシ化合物は、硬
化時に揮発性成分を発生せず、しかも重合の際に本質的
に収縮しない。エポキシ樹脂が有する各種特性、並びに
配合添加剤によりこれらの特性を変化または改質できる
性能が、エポキシ樹脂をいくつかの接着剤用途において
非常に融通性のある有用なものにする。しかしながら、
エポキシ系接着剤に欠けていることがわかっている一つ
の特性は、それらが比較的低い剥離強度を示す靱性の領
域にある。
【0003】触媒型及び共反応型の両方を含む各種化合
物が、エポキシ樹脂用の硬化剤として使用されている。
触媒型には、ルイス酸または塩基例えば第三アミンが含
まれる。共反応型には、ポリアミン、ポリアミノアミ
ド、ポリフェノール、高分子チオール、ポリカルボン
酸、及び環状無水物が含まれる。典型的な硬化剤は、Si
dney H.Goodman編集の「Handbook of Thermoset Plasti
cs」(Noyes Publications,pp.141-157, 1986)に見い出
すことができる。
物が、エポキシ樹脂用の硬化剤として使用されている。
触媒型には、ルイス酸または塩基例えば第三アミンが含
まれる。共反応型には、ポリアミン、ポリアミノアミ
ド、ポリフェノール、高分子チオール、ポリカルボン
酸、及び環状無水物が含まれる。典型的な硬化剤は、Si
dney H.Goodman編集の「Handbook of Thermoset Plasti
cs」(Noyes Publications,pp.141-157, 1986)に見い出
すことができる。
【0004】米国特許第4,692,272号明細書
は、脂肪族ポリアミン、アミドアミン、ポリアミド、及
び芳香族アミンを含む、可溶性ポリイミド樹脂、エポキ
シ樹脂、及び慣例のエポキシ樹脂用硬化剤を含んで成る
熱的に安定な接着剤を開示している。
は、脂肪族ポリアミン、アミドアミン、ポリアミド、及
び芳香族アミンを含む、可溶性ポリイミド樹脂、エポキ
シ樹脂、及び慣例のエポキシ樹脂用硬化剤を含んで成る
熱的に安定な接着剤を開示している。
【0005】米国特許第4,328,322号明細書
は、ポリウレタン用硬化剤としての柔軟性ジアミンエス
テル化合物の使用について開示している。この種の化合
物の一つの欠点は、エステル結合が加水分解的に不安定
であることである。
は、ポリウレタン用硬化剤としての柔軟性ジアミンエス
テル化合物の使用について開示している。この種の化合
物の一つの欠点は、エステル結合が加水分解的に不安定
であることである。
【0006】米国特許第4,312,974号明細書
は、硬化剤としてポリカルボン酸及びピペラジンから調
製されたアミン塩及びポリエポキシドを含有するエポキ
シ樹脂系を開示している。
は、硬化剤としてポリカルボン酸及びピペラジンから調
製されたアミン塩及びポリエポキシドを含有するエポキ
シ樹脂系を開示している。
【0007】米国特許第4,268,656号明細書
は、周知の硬化剤、例えばジシアンジアミド、無水カル
ボン酸、またはジヒドラジドと、ポリエポキシドをN−
置換ピペラジンまたはN−置換ホモピペラジンと反応さ
せて調製した共硬化剤とを含有するエポキシ系を開示し
ている。
は、周知の硬化剤、例えばジシアンジアミド、無水カル
ボン酸、またはジヒドラジドと、ポリエポキシドをN−
置換ピペラジンまたはN−置換ホモピペラジンと反応さ
せて調製した共硬化剤とを含有するエポキシ系を開示し
ている。
【0008】米国特許第3,645,969号明細書
は、硬化剤としてアルキレンポリアミン及びポリグリコ
ールポリアミンの混合物を含有する硬化性ポリエポキシ
ド組成物を開示している。
は、硬化剤としてアルキレンポリアミン及びポリグリコ
ールポリアミンの混合物を含有する硬化性ポリエポキシ
ド組成物を開示している。
【0009】周知の種類のエポキシ樹脂及びこのような
樹脂用の別の配合物は、それらの用途において多大な融
通性を提供してはいるが、より良好な靱性を提供するエ
ポキシ系接着剤に対する必要性が存在する。
樹脂用の別の配合物は、それらの用途において多大な融
通性を提供してはいるが、より良好な靱性を提供するエ
ポキシ系接着剤に対する必要性が存在する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、エポキシ樹
脂中の硬化剤として特に有用なポリエーテルアミン化合
物を提供して、改善された靱性及び柔軟性を示すエポキ
シ組成物を提供する。
脂中の硬化剤として特に有用なポリエーテルアミン化合
物を提供して、改善された靱性及び柔軟性を示すエポキ
シ組成物を提供する。
【0011】より詳細には、本発明は、以下の化学式、
【0012】
【化7】
【0013】(上式中、xは1〜4であり、yは0〜3
であり、そしてRは、以下の化学式、
であり、そしてRは、以下の化学式、
【0014】
【化8】
【0015】(上式中、mは2〜12であり、そしてn
は数平均分子量約400〜12,000を有するポリオ
ールを提供するような反復単位数を表す)か、または以
下の化学式、
は数平均分子量約400〜12,000を有するポリオ
ールを提供するような反復単位数を表す)か、または以
下の化学式、
【0016】
【化9】
【0017】(上式中、Yはaに等しい原子価(官能
価)を有する二価、三価、または四価の有機基であり、
aは2〜4であり、mは2〜12であり、そしてnは数
平均分子量約400〜12,000を有するポリオール
を提供するような反復単位数を表す)のうちの一つで示
されるポリオールの有機残基である)、で示されるポリ
エーテルアミン化合物に関する。
価)を有する二価、三価、または四価の有機基であり、
aは2〜4であり、mは2〜12であり、そしてnは数
平均分子量約400〜12,000を有するポリオール
を提供するような反復単位数を表す)のうちの一つで示
されるポリオールの有機残基である)、で示されるポリ
エーテルアミン化合物に関する。
【0018】本発明の別の実施態様は、ポリエポキシド
化合物と、エポキシ化合物(エポキシ樹脂)100部当
たり、以下の化学式、
化合物と、エポキシ化合物(エポキシ樹脂)100部当
たり、以下の化学式、
【0019】
【化10】
【0020】(上式中、xは1〜4であり、yは0〜3
であり、そしてRは、以下の化学式、
であり、そしてRは、以下の化学式、
【0021】
【化11】
【0022】(上式中、mは2〜12であり、そしてn
は数平均分子量約400〜12,000を有するポリオ
ールを提供するような反復単位数を表す)か、または以
下の化学式、
は数平均分子量約400〜12,000を有するポリオ
ールを提供するような反復単位数を表す)か、または以
下の化学式、
【0023】
【化12】
【0024】(上式中、Yはaに等しい原子価(官能
価)を有する二価、三価、または四価の有機基であり、
aは2〜4であり、mは2〜12であり、そしてnは数
平均分子量約400〜12,000を有するポリオール
を提供するような反復単位数を表す)のうちの一つで示
されるポリオールの有機残基である)、で示されるポリ
エーテルアミン化合物約5〜約80部とを含んで成る、
改善された靱性を示すエポキシ系接着剤組成物に関す
る。
価)を有する二価、三価、または四価の有機基であり、
aは2〜4であり、mは2〜12であり、そしてnは数
平均分子量約400〜12,000を有するポリオール
を提供するような反復単位数を表す)のうちの一つで示
されるポリオールの有機残基である)、で示されるポリ
エーテルアミン化合物約5〜約80部とを含んで成る、
改善された靱性を示すエポキシ系接着剤組成物に関す
る。
【0025】
【課題を解決するための手段、作用、及び効果】本発明
のポリエーテルアミンは、特定のポリオールをフッ素置
換ニトロベンゼンと反応させ、次いでニトロ基を還元す
ることによって製造される。典型例は、以下の化学反応
式、
のポリエーテルアミンは、特定のポリオールをフッ素置
換ニトロベンゼンと反応させ、次いでニトロ基を還元す
ることによって製造される。典型例は、以下の化学反応
式、
【0026】
【化13】
【0027】に示されるように、塩基または酸掃去剤と
しての炭酸セシウムの存在において1−フルオロ−4−
ニトロベンゼンをポリ(テトラメチレングリコール)と
反応させ、次いでニトロ基を接触水素添加するものであ
る。
しての炭酸セシウムの存在において1−フルオロ−4−
ニトロベンゼンをポリ(テトラメチレングリコール)と
反応させ、次いでニトロ基を接触水素添加するものであ
る。
【0028】所望のポリエーテルアミンを得るのに使用
されるポリオールは、よく知られているいずれのグリコ
ールまたは多価アルコールからでも選択することができ
る。より詳細には、ポリオールは、以下の化学式、
されるポリオールは、よく知られているいずれのグリコ
ールまたは多価アルコールからでも選択することができ
る。より詳細には、ポリオールは、以下の化学式、
【0029】
【化14】
【0030】(上式中、mは2〜12であり、そしてn
は数平均分子量約400〜12,000を有するポリオ
ールを提供するような反復単位数を表す)か、または以
下の化学式、
は数平均分子量約400〜12,000を有するポリオ
ールを提供するような反復単位数を表す)か、または以
下の化学式、
【0031】
【化15】
【0032】(上式中、Yはaに等しい原子価(官能
価)を有する二価、三価、または四価の有機基であり、
aは2〜4であり、mは2〜12であり、そしてnは数
平均分子量約400〜12,000を有するポリオール
を提供するような反復単位数を表す)のうちの一つで示
されるポリオールから選択される。
価)を有する二価、三価、または四価の有機基であり、
aは2〜4であり、mは2〜12であり、そしてnは数
平均分子量約400〜12,000を有するポリオール
を提供するような反復単位数を表す)のうちの一つで示
されるポリオールから選択される。
【0033】上記化学式において、Cm H2m基は二価の
線状または分岐状のアルキレン基または炭化水素基であ
る。すなわち、化学式I及びIIは、例えば1,2−プロ
ピレングリコール構造及び1,3−プロピレングリコー
ル構造のどちらかをまたは両方を内部に含有しうるポリ
プロピレングリコールのようなポリオールを含む。これ
ら化学式I及びIIのポリオールは、酸化アルキレン、例
えば酸化エチレン、酸化プロピレン、及び酸化テトラメ
チレン(テトラヒドロフラン)を、単独で重合するか、
あるいは有機基またはY基を含有する特定のポリオール
または多価アルコールの存在において重合することによ
って調製される。化学式IIのポリオールにあるY基は、
二価、三価、または四価であり、そしてヒドロキシル基
を除く有機残基であるか、あるいは特定のジオール、ト
リオール、もしくは四価アルコールのヒドロキシル基の
除去後に残存している。化学式IIに見い出され且つ有機
基Yを提供する種類のポリオールまたは多価アルコール
には、ペンタエリトリトール、グリセロール、ネオペン
チルグリコール、トリメチロールエタン、トリメチロー
ルプロパン、及びシクロヘキサンジメタノールが含まれ
る。化学式I及びIIのポリオールはまた、定義した構造
内にランダムまたはグラフトコポリマーを含むこともで
きる。さらに、化学式IIのポリオールを調製するのに使
用される多価ポリオールのヒドロキシル基が同等ではな
い活性を有する場合、例えばグリセロールの場合には、
個別の鎖についての別のn値が異なる値であることがで
き、そしてポリオールが分子量パラメーターを満たす限
り、低い数値または0であることさえも可能であること
に着目される。とりわけ好ましいポリオールは、化学式
Iにおいてxが1または2であり、yが0または1であ
り、そしてmが2〜4であるもの、例えばポリエチレン
グリコール、ポリプロピレングリコール、及びポリ(テ
トラメチレン)グリコールであり、しかも数平均分子量
約600〜10,000、より好ましくは約800〜
4,000を有するポリオールである。
線状または分岐状のアルキレン基または炭化水素基であ
る。すなわち、化学式I及びIIは、例えば1,2−プロ
ピレングリコール構造及び1,3−プロピレングリコー
ル構造のどちらかをまたは両方を内部に含有しうるポリ
プロピレングリコールのようなポリオールを含む。これ
ら化学式I及びIIのポリオールは、酸化アルキレン、例
えば酸化エチレン、酸化プロピレン、及び酸化テトラメ
チレン(テトラヒドロフラン)を、単独で重合するか、
あるいは有機基またはY基を含有する特定のポリオール
または多価アルコールの存在において重合することによ
って調製される。化学式IIのポリオールにあるY基は、
二価、三価、または四価であり、そしてヒドロキシル基
を除く有機残基であるか、あるいは特定のジオール、ト
リオール、もしくは四価アルコールのヒドロキシル基の
除去後に残存している。化学式IIに見い出され且つ有機
基Yを提供する種類のポリオールまたは多価アルコール
には、ペンタエリトリトール、グリセロール、ネオペン
チルグリコール、トリメチロールエタン、トリメチロー
ルプロパン、及びシクロヘキサンジメタノールが含まれ
る。化学式I及びIIのポリオールはまた、定義した構造
内にランダムまたはグラフトコポリマーを含むこともで
きる。さらに、化学式IIのポリオールを調製するのに使
用される多価ポリオールのヒドロキシル基が同等ではな
い活性を有する場合、例えばグリセロールの場合には、
個別の鎖についての別のn値が異なる値であることがで
き、そしてポリオールが分子量パラメーターを満たす限
り、低い数値または0であることさえも可能であること
に着目される。とりわけ好ましいポリオールは、化学式
Iにおいてxが1または2であり、yが0または1であ
り、そしてmが2〜4であるもの、例えばポリエチレン
グリコール、ポリプロピレングリコール、及びポリ(テ
トラメチレン)グリコールであり、しかも数平均分子量
約600〜10,000、より好ましくは約800〜
4,000を有するポリオールである。
【0034】本発明のポリエーテルアミンの調製では、
18−クラウン−6と結合した炭酸カリウムや炭酸セシ
ウムが、ポリオールをフッ素置換ニトロベンゼンと反応
させる有効な塩基であることがわかった。ニトロ基の還
元は、触媒として例えばパラジウム担持活性炭を使用す
る周知の接触水素添加法によるか、あるいは化学還元に
よって行うことができる。
18−クラウン−6と結合した炭酸カリウムや炭酸セシ
ウムが、ポリオールをフッ素置換ニトロベンゼンと反応
させる有効な塩基であることがわかった。ニトロ基の還
元は、触媒として例えばパラジウム担持活性炭を使用す
る周知の接触水素添加法によるか、あるいは化学還元に
よって行うことができる。
【0035】先に定義したポリエーテルアミンは、エポ
キシ化合物、ポリウレタン、及びポリウレア用の硬化剤
として使用することができる。
キシ化合物、ポリウレタン、及びポリウレア用の硬化剤
として使用することができる。
【0036】本明細書中に先に開示したポリエーテルア
ミンを使用したエポキシ系接着剤組成物が、本発明の別
の実施態様を表す。このエポキシ組成物は、接着剤に必
要な他の特性を保持する一方で、特に改善された靱性を
示す。一般に、この組成物は、ポリエポキシド化合物
と、エポキシ化合物(エポキシ樹脂)100部当たり、
以下の化学式、
ミンを使用したエポキシ系接着剤組成物が、本発明の別
の実施態様を表す。このエポキシ組成物は、接着剤に必
要な他の特性を保持する一方で、特に改善された靱性を
示す。一般に、この組成物は、ポリエポキシド化合物
と、エポキシ化合物(エポキシ樹脂)100部当たり、
以下の化学式、
【0037】
【化16】
【0038】(上式中、xは1〜4であり、yは0〜3
であり、そしてRは、以下の化学式、
であり、そしてRは、以下の化学式、
【0039】
【化17】
【0040】(上式中、mは2〜12であり、そしてn
は数平均分子量約400〜12,000を有するポリオ
ールを提供するような反復単位数を表す)か、または以
下の化学式、
は数平均分子量約400〜12,000を有するポリオ
ールを提供するような反復単位数を表す)か、または以
下の化学式、
【0041】
【化18】
【0042】(上式中、Yはaに等しい原子価(官能
価)を有する二価、三価、または四価の有機基であり、
aは2〜4であり、mは2〜12であり、そしてnは数
平均分子量約400〜12,000を有するポリオール
を提供するような反復単位数を表す)のうちの一つで示
されるポリオールの有機残基である)で示されるポリエ
ーテルアミン化合物約5〜約80部とを含んで成る。ポ
リオールI及びIIが、2〜4のmと、約600〜10,
000の数平均分子量とを示すことが好ましい。数平均
分子量が約800〜4,000であることがより好まし
い。本発明による好ましいエポキシ系接着剤組成物は、
ポリエーテルアミンの調製に化学式Iのポリオールを使
用したものである。
価)を有する二価、三価、または四価の有機基であり、
aは2〜4であり、mは2〜12であり、そしてnは数
平均分子量約400〜12,000を有するポリオール
を提供するような反復単位数を表す)のうちの一つで示
されるポリオールの有機残基である)で示されるポリエ
ーテルアミン化合物約5〜約80部とを含んで成る。ポ
リオールI及びIIが、2〜4のmと、約600〜10,
000の数平均分子量とを示すことが好ましい。数平均
分子量が約800〜4,000であることがより好まし
い。本発明による好ましいエポキシ系接着剤組成物は、
ポリエーテルアミンの調製に化学式Iのポリオールを使
用したものである。
【0043】エポキシ系接着剤組成物のポリエポキシド
化合物またはエポキシ樹脂は、慣例の架橋性多官能性エ
ポキシ樹脂である。本発明に有用なポリエポキシドは、
典型的には、1分子当たり1個以上の1,2−エポキシ
基を含有し、そしてこのような基は分子の末端または内
部に位置することができる。それらは、置換または未置
換の脂肪族、脂環式、芳香族、または複素環式であるこ
とができる。ポリエポキシド混合物もまた適当である。
化合物またはエポキシ樹脂は、慣例の架橋性多官能性エ
ポキシ樹脂である。本発明に有用なポリエポキシドは、
典型的には、1分子当たり1個以上の1,2−エポキシ
基を含有し、そしてこのような基は分子の末端または内
部に位置することができる。それらは、置換または未置
換の脂肪族、脂環式、芳香族、または複素環式であるこ
とができる。ポリエポキシド混合物もまた適当である。
【0044】特に有用なポリエポキシドは、多価フェノ
ールとエピハロヒドリン例えばエピクロロヒドリンとか
ら由来する多価フェノールのグリシジルエーテルであ
る。このような多価フェノールの例には、ビスフェノー
ルA(すなわち、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)プロパン)、レソルシノール、ヒドロキノン、4,
4′−ジヒドロキシベンゾフェノン、1,1−ビス(4
−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1−ビス(4−ヒ
ドロキシフェニル)イソブタン、2,2−ビス(4−ヒ
ドロキシフェニル)ブタン、フロログルシノール、及び
ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホンが含まれる。
別の多価フェノールは、二つ以上のフェノール、または
メチレン橋によって結合した置換フェノール部分を含有
するノボラック樹脂、並びにハロゲン化(例えば、臭素
化や塩素化)フェノール化合物である。
ールとエピハロヒドリン例えばエピクロロヒドリンとか
ら由来する多価フェノールのグリシジルエーテルであ
る。このような多価フェノールの例には、ビスフェノー
ルA(すなわち、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)プロパン)、レソルシノール、ヒドロキノン、4,
4′−ジヒドロキシベンゾフェノン、1,1−ビス(4
−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1−ビス(4−ヒ
ドロキシフェニル)イソブタン、2,2−ビス(4−ヒ
ドロキシフェニル)ブタン、フロログルシノール、及び
ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホンが含まれる。
別の多価フェノールは、二つ以上のフェノール、または
メチレン橋によって結合した置換フェノール部分を含有
するノボラック樹脂、並びにハロゲン化(例えば、臭素
化や塩素化)フェノール化合物である。
【0045】別のエポキシ樹脂は、ルイス酸触媒(例え
ば、三フッ化ホウ素)を使用して多価アルコールをエピ
ハロヒドリンと反応させ、続いて得られた生成物をアル
カリ性脱ハロゲン化剤で処理することによって調製し
た、多価アルコールのグリシジルエーテルである。この
ような多価アルコールには、グリセリン、エチレングリ
コール、プロピレングリコール、ジエチレングリコー
ル、ヘキサンジオール、ヘキサントリオール、トリメチ
ロールプロパン、トリメチロールエタン、及びペンタエ
リトリトールが含まれる。
ば、三フッ化ホウ素)を使用して多価アルコールをエピ
ハロヒドリンと反応させ、続いて得られた生成物をアル
カリ性脱ハロゲン化剤で処理することによって調製し
た、多価アルコールのグリシジルエーテルである。この
ような多価アルコールには、グリセリン、エチレングリ
コール、プロピレングリコール、ジエチレングリコー
ル、ヘキサンジオール、ヘキサントリオール、トリメチ
ロールプロパン、トリメチロールエタン、及びペンタエ
リトリトールが含まれる。
【0046】他の有用なエポキシ樹脂は、エピハロヒド
リン及びポリカルボン酸から由来するポリカルボン酸の
グリシジルエステルである。このような酸の例には、フ
タル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロフ
タル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、アジピン酸、脂肪
酸二量体、アクリル酸及び不飽和脂肪酸からできた二塩
基酸が含まれる。
リン及びポリカルボン酸から由来するポリカルボン酸の
グリシジルエステルである。このような酸の例には、フ
タル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロフ
タル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、アジピン酸、脂肪
酸二量体、アクリル酸及び不飽和脂肪酸からできた二塩
基酸が含まれる。
【0047】最も好ましいエポキシ樹脂は、多価フェノ
ールのグリシジルエーテル、とりわけビスフェノールA
のジグリシジルエーテル及びフェノールまたはクレゾー
ルノボラック樹脂のグリシジルエーテルである。
ールのグリシジルエーテル、とりわけビスフェノールA
のジグリシジルエーテル及びフェノールまたはクレゾー
ルノボラック樹脂のグリシジルエーテルである。
【0048】上記は、使用可能なポリエポキシドまたは
エポキシ樹脂の部分的記載であり、Sidney H.Goodman編
集の「Handbook of Thermoset Plastics」(pp.132-141,
1986)や、米国特許第4,608,404号及び同第
4,692,272号明細書に記載されているものを含
む当該技術分野に周知の他のものを使用することも可能
である。
エポキシ樹脂の部分的記載であり、Sidney H.Goodman編
集の「Handbook of Thermoset Plastics」(pp.132-141,
1986)や、米国特許第4,608,404号及び同第
4,692,272号明細書に記載されているものを含
む当該技術分野に周知の他のものを使用することも可能
である。
【0049】本発明のエポキシ系接着剤組成物は、上述
のポリエポキシド及びポリエーテルアミン化合物を含有
する。ポリエーテルアミン化合物はエポキシ樹脂用の共
反応性硬化剤であり、そして一般に硬化剤及び共反応性
硬化剤の全体が前記樹脂との化学量論量で使用される。
より詳細には、エポキシ系接着剤組成物中のポリエーテ
ルアミン化合物量は、エポキシ化合物(エポキシ樹脂)
100部当たり約5〜80部、好ましくは約10〜60
部である。本発明のエポキシ樹脂系には、各種の添加剤
や改質材料及び他の硬化剤を含ませることができる。こ
れらには、充填剤、補強剤、着色剤、粘度調節剤、希釈
剤、柔軟剤、及び可塑剤が含まれる。
のポリエポキシド及びポリエーテルアミン化合物を含有
する。ポリエーテルアミン化合物はエポキシ樹脂用の共
反応性硬化剤であり、そして一般に硬化剤及び共反応性
硬化剤の全体が前記樹脂との化学量論量で使用される。
より詳細には、エポキシ系接着剤組成物中のポリエーテ
ルアミン化合物量は、エポキシ化合物(エポキシ樹脂)
100部当たり約5〜80部、好ましくは約10〜60
部である。本発明のエポキシ樹脂系には、各種の添加剤
や改質材料及び他の硬化剤を含ませることができる。こ
れらには、充填剤、補強剤、着色剤、粘度調節剤、希釈
剤、柔軟剤、及び可塑剤が含まれる。
【0050】充填剤を使用して、密度、電気伝導性、及
び熱伝導性を改質したり、収縮性を低減したり、耐熱性
を改善したり、表面硬度を改変したり、接着特性を改善
したりする。充填剤は、有機系、無機系、金属系、また
は非金属系であることができる。通常使用されている充
填剤として、カーボンブラック;金属粉末、例えばアル
ミニウム、銅、銀、金、及び鉄;金属酸化物、例えばシ
リカ、チタニア、及びアルミナ;粘土、例えばカオリ
ン;シリケート、例えばマグネシウムシリケート及びア
ルミニウムシリケート;アスベスト;並びにフェノール
樹脂が挙げられる。
び熱伝導性を改質したり、収縮性を低減したり、耐熱性
を改善したり、表面硬度を改変したり、接着特性を改善
したりする。充填剤は、有機系、無機系、金属系、また
は非金属系であることができる。通常使用されている充
填剤として、カーボンブラック;金属粉末、例えばアル
ミニウム、銅、銀、金、及び鉄;金属酸化物、例えばシ
リカ、チタニア、及びアルミナ;粘土、例えばカオリ
ン;シリケート、例えばマグネシウムシリケート及びア
ルミニウムシリケート;アスベスト;並びにフェノール
樹脂が挙げられる。
【0051】補強剤を使用して、引張強度、圧縮強度、
曲げ強度、及び衝撃強度を増強したり、耐熱性を改善し
たり、収縮性や熱膨張性を低減したりする。それらは、
布状、マット状、またはチョップトストランド状の繊
維、例えばガラス、金属、炭素、及びナイロンである。
曲げ強度、及び衝撃強度を増強したり、耐熱性を改善し
たり、収縮性や熱膨張性を低減したりする。それらは、
布状、マット状、またはチョップトストランド状の繊
維、例えばガラス、金属、炭素、及びナイロンである。
【0052】着色剤、例えば無機顔料または有機色素を
添加して、美感目的または識別目的で色を変える。これ
らには、二酸化チタン、カーボンブラック、ナショナル
ファーストレッド(National Fast Re
d)、またはビスマルクブラウンが含まれる。
添加して、美感目的または識別目的で色を変える。これ
らには、二酸化チタン、カーボンブラック、ナショナル
ファーストレッド(National Fast Re
d)、またはビスマルクブラウンが含まれる。
【0053】粘土調節剤を添加して、系の取扱い性を改
善する。それらには、チキソトロープ剤、例えばシリ
カ、ポリブタジエン、ブタジエン−アクリロニトリルコ
ポリマー、及びスチレン−ブタジエンコポリマー;希釈
剤、例えばトルエン、キシレン、及びジブチルフタレー
ト;並びに反応性希釈剤、例えばモノ−及びジーエポキ
シド(例、ブチル、ヘキシル、フェニル、p−キシリ
ル、及び/またはp−キシリルフェニルグリシジルエー
テル)が含まれる。
善する。それらには、チキソトロープ剤、例えばシリ
カ、ポリブタジエン、ブタジエン−アクリロニトリルコ
ポリマー、及びスチレン−ブタジエンコポリマー;希釈
剤、例えばトルエン、キシレン、及びジブチルフタレー
ト;並びに反応性希釈剤、例えばモノ−及びジーエポキ
シド(例、ブチル、ヘキシル、フェニル、p−キシリ
ル、及び/またはp−キシリルフェニルグリシジルエー
テル)が含まれる。
【0054】
【実施例】以下の実施例は、本発明のさらなる実施態様
を例示する手助けとなるが、本発明を限定するものとし
て理解されることを意図しているものではない。実施例
においては、特に断わらない限り、すべての部及びパー
セントは重量を基準とし、すべての温度はセ氏で記述し
てある。
を例示する手助けとなるが、本発明を限定するものとし
て理解されることを意図しているものではない。実施例
においては、特に断わらない限り、すべての部及びパー
セントは重量を基準とし、すべての温度はセ氏で記述し
てある。
【0055】以下の実施例では、次の試験手順を採用し
た:剥離強度及び引張せん断強度の決定 接着剤におけるこれらの強度特性は、剥離強度について
はASTM標準試験法 名称D 1876−72に従い、そして引張せん断強度
については同D 1000−72に従い決定した。
た:剥離強度及び引張せん断強度の決定 接着剤におけるこれらの強度特性は、剥離強度について
はASTM標準試験法 名称D 1876−72に従い、そして引張せん断強度
については同D 1000−72に従い決定した。
【0056】実施例1 この実施例は、本発明のポリエーテルアミン化合物の一
つであるポリ(テトラメチレングリコール)ビス(4−
アミノフェニル)エーテルの調製について記述するもの
である。
つであるポリ(テトラメチレングリコール)ビス(4−
アミノフェニル)エーテルの調製について記述するもの
である。
【0057】機械的スターラーと、温度計と、還流凝縮
器と、及び窒素導入口を具備した四口丸底フラスコに、
DuPont社よりTerathane(商標)1000とし
て市販されているポリ(テトラメチレングリコール)1
95.0gと、1−フルオロ−4−ニトロベンゼン8
4.0gと、及び炭酸セシウム65.2gを装填した。
その反応混合物を24時間加熱還流した。室温へ冷却し
た後、トルエン800mlを加えて、その溶液を濾過し
た。濾液を水で3回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥さ
せ、そして再度濾過した。
器と、及び窒素導入口を具備した四口丸底フラスコに、
DuPont社よりTerathane(商標)1000とし
て市販されているポリ(テトラメチレングリコール)1
95.0gと、1−フルオロ−4−ニトロベンゼン8
4.0gと、及び炭酸セシウム65.2gを装填した。
その反応混合物を24時間加熱還流した。室温へ冷却し
た後、トルエン800mlを加えて、その溶液を濾過し
た。濾液を水で3回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥さ
せ、そして再度濾過した。
【0058】こうして得られたトルエン溶液に、パラジ
ウム担持活性炭(パラジウム含有量5%)15gを装填
した。その混合物を圧力反応器中で封止し、そして40
0psi の水素を装填した。温和な発熱が観測され、そし
てその発熱が停止するまで反応系を400psi で維持し
た。理論量の水素が消費された。生成物混合物を濾過
し、そして溶剤を蒸留により除去した。琥珀色の樹脂の
収量は169g(73%)であり、そしてこの生成物の
アミン当量は665を示した。このTerathane
1000(MW=1000)由来の生成物を改質剤1
000またはM−1000と称することとした。
ウム担持活性炭(パラジウム含有量5%)15gを装填
した。その混合物を圧力反応器中で封止し、そして40
0psi の水素を装填した。温和な発熱が観測され、そし
てその発熱が停止するまで反応系を400psi で維持し
た。理論量の水素が消費された。生成物混合物を濾過
し、そして溶剤を蒸留により除去した。琥珀色の樹脂の
収量は169g(73%)であり、そしてこの生成物の
アミン当量は665を示した。このTerathane
1000(MW=1000)由来の生成物を改質剤1
000またはM−1000と称することとした。
【0059】実施例2 実施例1のポリ(テトラメチレングリコール)ビス(4
−アミノフェニル)エーテル、すなわちM−1000
を、Shell Chemical社よりEpon 828の名称で市販されて
いるジグリシジルエーテルを使用するエポキシ系に配合
した。該エーテルは、エピクロロヒドリンをビスフェノ
ールAと反応させることによって得られたジグリシジル
エーテルであり、エポキシド当量185〜192を示
す。NH基の総数がエポキシ基の数とほぼ等しくなるよ
うに、共硬化剤、すなわち4,4′−ジアミノジフェニ
ルスルホンをも該系に含有させた。エポキシ系における
実施例1のポリエーテルアミンの量を、表1にエポキシ
樹脂100部当たりの部として示す。比較目的で、二種
類の対照試料を用いた。対照1は改質をしない純粋なエ
ポキシ樹脂であり、そして対照2はEpon 828と、エポキ
シ樹脂100部当たり40部のトリエチレングリコール
ビス(4−アミノフェニル)エーテルとの配合物であ
る。剥離強度及び引張せん断強度を、インストロン引張
試験機を使用して測定し、その結果を表1に示した。
−アミノフェニル)エーテル、すなわちM−1000
を、Shell Chemical社よりEpon 828の名称で市販されて
いるジグリシジルエーテルを使用するエポキシ系に配合
した。該エーテルは、エピクロロヒドリンをビスフェノ
ールAと反応させることによって得られたジグリシジル
エーテルであり、エポキシド当量185〜192を示
す。NH基の総数がエポキシ基の数とほぼ等しくなるよ
うに、共硬化剤、すなわち4,4′−ジアミノジフェニ
ルスルホンをも該系に含有させた。エポキシ系における
実施例1のポリエーテルアミンの量を、表1にエポキシ
樹脂100部当たりの部として示す。比較目的で、二種
類の対照試料を用いた。対照1は改質をしない純粋なエ
ポキシ樹脂であり、そして対照2はEpon 828と、エポキ
シ樹脂100部当たり40部のトリエチレングリコール
ビス(4−アミノフェニル)エーテルとの配合物であ
る。剥離強度及び引張せん断強度を、インストロン引張
試験機を使用して測定し、その結果を表1に示した。
【0060】 表 1 試 料 改質レベル*(a) 剥離強度(b) 引張せん断強度(c) 対照1 なし 1 pli 4200 psi 対照2 40 phr(d) 1 pli 4507 psi A 50 phr(M-1000) 10 pli 4333 psi B 40 phr(M-1000) 9 pli 4280 psi C 20 phr(M-1000) 5 pli 4547 psi *(ポリエーテルアミン改質剤タイプ) (a)phr はエポキシ樹脂100部当たりの部 (b)pli はポンド/インチ (c)psi はポンド/平方インチ (d)トリエチレングリコール(MW=150)由来の
ポリエーテルアミン
ポリエーテルアミン
【0061】上記結果から、添加剤を含まない対照1、
またはトリエチレングリコール(MW=150)由来の
ポリエーテルアミンを添加した対照2では、得られた配
合物が、剥離強度1pli より明かなように、かなり乏し
い靱性を示した。反対に、本発明の代表的ポリエーテル
アミンを各種濃度レベルで使用したエポキシ配合物A,
B、及びCは、引張せん断強度を実質的に保持する一方
で、剥離強度の著しい改善(10,9、及び5pli )を
例示した。
またはトリエチレングリコール(MW=150)由来の
ポリエーテルアミンを添加した対照2では、得られた配
合物が、剥離強度1pli より明かなように、かなり乏し
い靱性を示した。反対に、本発明の代表的ポリエーテル
アミンを各種濃度レベルで使用したエポキシ配合物A,
B、及びCは、引張せん断強度を実質的に保持する一方
で、剥離強度の著しい改善(10,9、及び5pli )を
例示した。
【0062】実施例3 実施例1と同じ手順によって、異なる分子量を有する二
種類の別のポリエーテルアミン改質剤化合物をTera
thane 650(MW=650)とTeratha
ne 2000(MW=2000)とから調製した。そ
れらをそれぞれM−650及びM−2000と称した。
種類の別のポリエーテルアミン改質剤化合物をTera
thane 650(MW=650)とTeratha
ne 2000(MW=2000)とから調製した。そ
れらをそれぞれM−650及びM−2000と称した。
【0063】実施例4 実施例3のポリエーテルアミン改質剤化合物、すなわち
M−650及びM−2000を、ジグリシジルエーテル
Epon 828(Shell) 及び共硬化剤(すなわち、4,4′−
ジアミノジフェニルスルホン)を使用する実施例2に記
載したエポキシ系に配合した。エポキシ系に使用された
実施例3のポリエーテルアミン改質剤化合物の量を、ph
r(すなわち、エポキシ樹脂100部当たりの部)で表2
に示す。
M−650及びM−2000を、ジグリシジルエーテル
Epon 828(Shell) 及び共硬化剤(すなわち、4,4′−
ジアミノジフェニルスルホン)を使用する実施例2に記
載したエポキシ系に配合した。エポキシ系に使用された
実施例3のポリエーテルアミン改質剤化合物の量を、ph
r(すなわち、エポキシ樹脂100部当たりの部)で表2
に示す。
【0064】
【0065】上記結果は、向上した剥離強度から明かな
ように、どちらのポリエーテルアミン改質剤もエポキシ
系の靱性を改善したことを示している。低い分子量の改
質剤(すなわち、M−650)よりも、高い分子量の改
質剤(すなわち、M−2000)の方が性能がよかっ
た。
ように、どちらのポリエーテルアミン改質剤もエポキシ
系の靱性を改善したことを示している。低い分子量の改
質剤(すなわち、M−650)よりも、高い分子量の改
質剤(すなわち、M−2000)の方が性能がよかっ
た。
【0066】実施例5 この実施例は、ショアD硬度で示されるように、ポリエ
ーテルアミン改質剤がエポキシ系を軟化することを例示
したものである。
ーテルアミン改質剤がエポキシ系を軟化することを例示
したものである。
【0067】
【0068】試料は、175℃で2時間硬化し、そして
硬度はショア押込硬度計D型によって測定した。
硬度はショア押込硬度計D型によって測定した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジャレス ショエンバーグ アメリカ合衆国,ニュージャージー 07076,スコッチ プレインズ,ライド プレイス 2079
Claims (10)
- 【請求項1】 以下の化学式、すなわち、 【化1】 (上式中、xは1〜4であり、yは0〜3であり、そし
てRは、以下の化学式、 【化2】 (上式中、mは2〜12であり、そしてnは数平均分子
量約400〜12,000を有するポリオールを提供す
るような反復単位数を表す)か、または以下の化学式、 【化3】 (上式中、Yはaに等しい原子価(官能価)を有する二
価、三価、または四価の有機基であり、aは2〜4であ
り、mは2〜12であり、そしてnは数平均分子量約4
00〜12,000を有するポリオールを提供するよう
な反復単位数を表す)のうちの一つで示されるポリオー
ルの有機残基である)、で示されるポリエーテルアミン
化合物。 - 【請求項2】 前記ポリオールが数平均分子量約600
〜10,000を有する、請求項1記載の化合物。 - 【請求項3】 前記Rが前記化学式(I)のポリオール
の有機残基であり、前記xが1または2であり、前記y
が0または1であり、そして前記ポリオールが数平均分
子量約600〜10,000を有する、請求項1記載の
化合物。 - 【請求項4】 前記mが2〜4であり、前記xが2であ
り、前記yが0であり、そして前記ポリオールが数平均
分子量約800〜4,000を有する、請求項3記載の
化合物。 - 【請求項5】 ポリエポキシド化合物と、エポキシ化合
物100部当たり、以下の化学式、すなわち、 【化4】 (上式中、xは1〜4であり、yは0〜3であり、そし
てRは、以下の化学式、 【化5】 (上式中、mは2〜12であり、そしてnは数平均分子
量約400〜12,000を有するポリオールを提供す
るような反復単位数を表す)か、または以下の化学式、 【化6】 (上式中、Yはaに等しい原子価(官能価)を有する二
価、三価、または四価の有機基であり、aは2〜4であ
り、mは2〜12であり、そしてnは数平均分子量約4
00〜12,000を有するポリオールを提供するよう
な反復単位数を表す)のうちの一つで示されるポリオー
ルの有機残基である)、で示されるポリエーテルアミン
化合物約5〜約80部とを含んで成る、改善された靱性
を示すエポキシ系接着剤組成物。 - 【請求項6】 前記ポリオールが数平均分子量約600
〜10,000を有する、請求項5記載の組成物。 - 【請求項7】 前記mが2〜4であり、前記Rが前記化
学式(I)のポリオールの有機残基であり、前記xが1
または2であり、そして前記yが0または1である、請
求項6記載の組成物。 - 【請求項8】 前記ポリオールが数平均分子量約800
〜4,000を有する、請求項7記載の組成物。 - 【請求項9】 エポキシ化合物100部当たり前記ポリ
エーテルアミン化合物が約10〜60部存在する、請求
項7記載の組成物。 - 【請求項10】 前記xが2であり、前記yが0であ
り、そして前記ポリエポキシド化合物がビスフェノール
Aのジグリシジルエーテルである、請求項9記載の組成
物。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US71026991A | 1991-06-04 | 1991-06-04 | |
| US710269 | 1991-06-04 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05156002A true JPH05156002A (ja) | 1993-06-22 |
Family
ID=24853309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4140206A Pending JPH05156002A (ja) | 1991-06-04 | 1992-06-01 | ポリエーテルアミン化合物及びエポキシ系接着剤組成物 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0517167A3 (ja) |
| JP (1) | JPH05156002A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008081686A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 液状エポキシ樹脂組成物およびそれを用いた半導体装置 |
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| WO2000047524A1 (en) | 1999-02-11 | 2000-08-17 | Huntsman Petrochemical Corporation | Method for treatment of waste water |
| CN102482548B (zh) | 2009-09-11 | 2014-03-12 | 3M创新有限公司 | 固化性和固化的粘合剂组合物 |
| JP5752126B2 (ja) | 2009-09-11 | 2015-07-22 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 硬化性及び硬化済み接着剤組成物 |
| KR101794389B1 (ko) | 2010-11-12 | 2017-11-06 | 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 | 경화성 조성물 및 경화된 조성물 |
| KR101794388B1 (ko) | 2010-11-12 | 2017-11-06 | 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 | 경화성 조성물 |
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| US20160208042A1 (en) * | 2013-10-01 | 2016-07-21 | Basf Se | Multi-component epoxy resin composition |
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| JPH02169614A (ja) * | 1988-10-12 | 1990-06-29 | Bayer Ag | 芳香族ポリヒドロキシポリアミン、それらの製造方法並びにポリウレタンプラスチツクの製造のためのそれらの使用 |
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|---|---|---|---|---|
| EP0133281A3 (en) * | 1983-08-01 | 1988-11-30 | American Cyanamid Company | Curable fibre reinforced epoxy resin composition |
| IT1207998B (it) * | 1986-05-14 | 1989-06-01 | Ausimont Spa | Reticolazione di resine epossidiche mediante perfluoropolieteri polifunzionali. |
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-
1992
- 1992-06-01 JP JP4140206A patent/JPH05156002A/ja active Pending
- 1992-06-02 EP EP19920109305 patent/EP0517167A3/en not_active Withdrawn
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0517167A2 (en) | 1992-12-09 |
| EP0517167A3 (en) | 1993-01-13 |
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