TW201244814A - Microcapsule-type latent curing agent for epoxy resin and process for production thereof, and one-pack-type epoxy resin composition and cured product thereof - Google Patents

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201244814 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於環氧樹脂用微膠囊型潛在性硬化劑及其 製造方法，以及一液性環氧樹脂組成物及環氧樹脂硬化 物。 【先前技術】 環氧樹脂，其硬化物因在機械特性、電特性、熱特 性、耐藥品性、接著性等方面具有優越的性能，被廣泛利 用於塗料、電器電子用絕緣材料、接著劑等用途。現在一 般被使用之樹脂組成物較多在使用時將環氧樹脂與硬化劑 之二液混合，也就是所謂的二液性者。 二液性環氧樹脂組成物在室溫下可硬化，但另一方面 來看，環氧樹脂與硬化劑必須分別保管，依據需要將兩者 計量混合後使用，其保管或操作係爲煩雜。此外，因其可 使用時間有所限制，並無法預先大量混合，調製頻繁度變 多，無法免於效率降低。 以解決如此之二液性環氧樹脂組成物之問題爲目的， 至此有許多的一液性環氧樹脂組成物被提案。例如有，將 如二氰胺、bf3 -胺錯合物、胺鹽及改性咪唑化合物之潛 在性硬化劑與環氧樹脂相配合者》 又，使粉末狀胺化合物之表面與異氰酸酯反應，使胺 化合物之表面不活性化且賦予硬化劑潛在性之討論正在進 行（專利文獻1〜5)。更且，藉由使粉末狀胺化合物於環 -5- 201244814 氧樹脂中與異氛酸酯反應膠蘧化後之微膠綴型硬化劑也被 提案著（專利文獻6〜8 )。例如專利文獻6中，藉由將作 爲核心之胺系硬化劑於環氧樹脂中分散，添加異氰酸酯及 水形成威層之方法所得之母料（materbatch)型硬化劑被 揭示著。作爲其它方法，有混合環氧樹脂與胺系硬化劑， 立即冷凍使反應之進行停止之方法、將胺系硬化劑微膠逛 化之方法、使硬化劑吸附於分子篩之方法。 專利文獻1:日本特公昭58-55970號公報 專利文獻2:日本特開昭59-27914號公報 專利文獻3 :日本特開昭5 9 - 5 9 7 2 0號公報 專利文獻4 :歐洲專利申請公開第1 93068號說明書 專利文獻5:日本特開昭61-190521號公報 專利文獻6 :日本特開平1 -70523號公報 專利文獻7:日本特開2004-269721號公報 專利文獻8:日本特開2005-344046號公報 【發明內容】 [發明所欲解決之問題] 但，以往之潛在性硬化劑之場合，儲藏安定性優良者 其硬化性爲低，硬化必須爲高溫或長時間。另一方面，硬 化性優良者其儲藏安定性爲低，例必須儲藏於-20 °C低溫 下。例，配合二氰胺（dicyandiamide)之一液性環氧樹脂 組成物，雖在常溫保存下有6個月以上之儲藏安定性，但 硬化溫度必須爲1 7〇°C以上。爲使此硬化溫度降低若併用 201244814 硬化促進劑，就可在例如130°C〜150°C硬化。但，因此種 情況在室溫下之儲藏安定性爲不充分，除了不得已使用低 溫下之儲藏外，同時也縮短適用期（Pot Life )。其結 果，二氰胺的潛在性則無法充分地活用。製造膜狀成形品 或浸泡環氧樹脂組成物於基材中之製品時所用之環氧樹脂 組成物，雖使用包含溶劑或反應性稀釋劑等之配合品之情 況爲多，若使用相關配合品以往之潛在性硬化劑其儲藏安 定性則極端性下降。因此，於實質上將配合品作爲二液性 有其必要性，其改善也被要求著。 如專利文獻3般，藉由封鎖胺化合物之表面官能基之 方法中，作爲一液性環氧樹脂組成物爲之必要特性，特別 係儲藏安定性此點未必充分。又，實際去使用一液性環氧 樹脂組成物時，其均勻性也爲重要。因此，一般而言，以 輥與其他之裝置將粉末狀之硬化劑使其均勻地分散於環氧 樹脂中係爲必要。但，就算使用專利文獻1〜4中所揭示 之任一方法，伴隨著此室溫下之分散操作因機械性剪斷力 使已生成之惰性表面層被破壞，其結果爲也有著無法得到 可容忍的實際運用之充分的儲藏安定性之問題。 另一方面，若藉由上述之冷凍、微膠襄化或分子篩之 方法，雖可得到比較良好的儲藏安定性，但在性能面，特 別係硬化物特性不足，幾乎完全沒有被實用化則爲其現 狀。 如上述，可同時有高硬化性與優良儲藏安定性之一液 性環氧樹脂組成物被強烈地要求著。特別係近年來，爲提 201244814 升電子材料用途中之生產性，對於一液性樹脂組成物，其 硬化特性及儲藏安定性之更向上提升被要求著。 於此，本發明以提供使一液性環氧樹脂組成物之低溫 硬化性與優良儲藏安定性可同時倂存之硬化劑及其製造方 法爲目的。又，本發明以提供使用本發明的硬化劑之一液 性環氧樹脂組成物及其硬化物爲其目的。 [用以解決課題之手段] 以另一面來看，本發明係，有關於具有核心及將此被 覆之膠逛之微膠遜型潛在性硬化劑。有關於本發明之微膠 滋型硬化劑中，核心含有胺加成物，膠囊爲含有異氰酸酯 與具有活性氫基之化合物及/或與水之反應生成物。反應 生成物中至少一部份藉由與胺加成物反應鍵結於核心。關 於本發明之微膠綴型硬化劑，爲使環氧樹脂硬化而使用。 關於本發明之微膠缀型潛在性硬化劑亦可爲粉末狀。 藉由關於本發明之微膠漢型硬化劑，可使一液性環氧 樹脂組成物之低溫硬化性於優良安定性同時倂存。 爲使藉由本發明之效果更爲顯著，上述核心以含有以 質量比5 0〜1 0 0 %之胺加成物爲佳。 膠綴之比例爲，以該當微膠靈型潛在性硬化劑之全質 量作爲基準以5〜80質量％爲佳》經此，可使低溫安定性 及儲藏安定性於更高之程度同時倂存。 膠蘧之比例亦可爲40〜80質量％。藉此，潛在性硬化 劑可有非常良好之儲藏安定性及耐溶劑性。又，也可更進 -8- 201244814 一步達成優良之低溫硬化性。因此，例如就算將潛在性硬 化劑與溶劑混合，長時間放置時，不會有因溶劑使微膠囊 型潛在性硬化劑之核心成份溶析一事，可維持其低溫硬化 性。 膠囊之比例亦可爲1 5〜40質量％。藉此，潛在性硬化 劑有更良好之儲藏安定性及耐溶劑性，可具有更良好之低 溫硬化性，於非常高之程度下可同時持有此些特性。因 此，例如將潛在型硬化劑與環氧樹脂混合，就算係在4(TC 左右之加熱狀態下放置一星期，而不會有與環氧樹脂之反 應進行而黏度上升，導至喪失其低溫硬化特性一事，可使 其顯現良好之儲藏安定性與良好之低溫硬化性。 膠囊之比例亦可爲5〜1 5質量％。藉此，潛在性硬化 劑同時有非常良好之低溫硬化性，同時也有更良好之儲藏 安定性與耐溶劑性。 以另一面來看，本發明係關於環氧樹脂用微膠囊型潛 在性硬化劑之製造方法。本發明之製造方法係具備有藉由 被包含於核心之胺加成物與異氰酸酯與具有活性氫基之化 合物及/或與水在分散媒中反應，形成被覆該核心之膠囊 之步驟。本發明之製造方法亦可更具備有從反應後之混合 物中取出具有核心及膠囊之粉末狀之微膠囊型潛在性硬化 劑之步驟。 依據上述本發明之製造方法，將可一邊抑制使一液性 環氧樹脂組成物之低溫硬化性與優秀之儲藏安定性同時成 立之微膠囊型硬化劑之特性的偏差，一邊可得。本發明之 -9- 201244814 微膠靈型潛在性硬化劑亦可爲可藉由上述本發明之製造方 法所得者。 更可以另一面來看，本發明係關於一液性環氧樹脂組 成物。本發明之一液性環氧樹脂組成物含有上述本發明之 環氧樹脂用微膠a型潛在性硬化劑與環氧樹脂。 本發明之一液性環氧樹脂組成物，具有低溫硬化性與 優良之儲藏安定性。 環氧樹脂用微膠綴型潛在性硬化劑，亦可爲於環氧樹 脂中被加熱處理者。本發明之一液性環氧樹脂組成物，相 對於環氧樹脂及微膠綴型潛在性硬化劑之合計量100質量 份，以含有5〜70質量份之微膠璲型潛在性硬化劑爲佳。 更可以另一面來看，本發明係關於環氧樹脂組成物之 硬化物。本發明之硬化物，係藉由加熱上述本發明之一液 性環氧樹脂組成物而硬化形成。本發明之硬化物，在電特 性（絕緣性）之面極爲優秀。 [發明之效果] 藉由本發明之微膠缀型硬化劑，可使一液性環氧樹脂 組成物之低溫硬化性與優良之儲藏安定性同時成立。因 此，本發明之微膠逛型硬化劑適合用於提升電子材料用途 等中之生產性。 本發明之粉末狀微膠璲型潛在性硬化劑，在以下之面 也具有優良之作用效果。 (1 )因爲係粉末狀，從硬化特性或硬化物之物性等 -10- 201244814 方面思考，可使配合目的之環氧樹脂容易地均勻分散。 又，環氧樹脂組成物中之硬化劑配合比之自由度也爲高。 (2)因爲膠囊部分可容易控制，配合其目的，可容 易達成具有良好硬化特性或良好之儲藏安定性之潛在性硬 化劑。 (3 )因爲一液性環氧樹脂組成物可容易製造，改良 其使用時之作業性，又可得到製品的高可靠性。 本發明之微膠囊型潛在性硬化劑，就算經由於調製一 液型環氧樹脂組成物時所附加之機械性剪斷力，也具有其 性能變化爲少之作用效果。 依據上述本發明之製造方法，將一邊抑制使一液性環 氧樹脂組成物之低溫硬化性與優秀之儲藏安定性同時成立 之微膠囊型硬化劑之特性的偏差，一邊可得。在將粉末狀 胺化合物於環氧樹脂中與異氰酸酯反應之以往的製造方式 的場合中，例如爲增加提升低溫硬化性作爲其目的之微膠 囊型潛在性硬化劑之量，在環氧樹脂中添加大量之粉末狀 胺化合物係爲必要。粉末狀胺化合物之量若變多，因其黏 度會變高，均勻地進行膠囊化反應則會變爲困難。其結 果’生產單位間的特性之誤差將變大，製品之不良率提 高’膠囊形成之程度成不足將會無法取得充分之儲藏安定 性。又’爲提高硬化特性，若以與環氧樹脂之反應性爲高 之成份作爲核心材料使用，在環氧樹脂中進行硬化反應， 也有無法合成具有充分特性之潛在性硬化劑之問題。藉由 本發明之製造方法’因可抑制造成黏度上升的原因的核心 -11 - 201244814 與環氧樹脂之反應，及異氰酸酯與水與環氧樹脂之反應， 可得到高流動性之一液性環氧樹脂。從此些點可看出，本 發明之製造方法與以往之方法相比較具有有利之效果。 藉由本發明之微膠缀型潛在性硬化劑之製造方法，與 將環氧樹脂中之爲硬化劑之粉末狀胺化合物配合後形成殻 之方法相比較，因硬化反硬或黏度上升爲少，更可容易使 其均勻地進行反應。其結果，生產單位間之特性誤差變 小》又，副生成物的除去也爲容易。更進一步，也無必要 依每個所組合之環氧樹脂種類分別製造其硬化劑，作業效 率良好，環氧樹脂的選擇幅度也爲寬廣。 以往之母料型硬化劑的黏度高，達成環氧樹脂組成物 之足夠的流動性尤爲困難，藉由本發明，可得到具有充分 流動性之一液性環氧樹脂組成物。近年，特別係電子領域 中，爲提升對應電路之高密度化或連接可靠性，作爲連接 材料之一所使用之一液性環氧樹脂組成物，從進行充塡至 狹小的縫間到具有高度流動性而變的更爲重要。 於環氧樹脂中添加異氰酸酯及水於粉末狀胺系硬化劑 之表面上將殼形成之方法的場合，因容易產生經由異氛酸 酯與水之反應而生成之1級胺與環氧樹脂反應之副反應， 生成物的再現性將難以取得。又，因硬化劑可經由與特定 之環氧樹脂的配合物（母料）之狀態下取得，也有配合的 自由度遭限制等問題。本發明在解決此些問題上也爲有 利。 活用如以上之效果，本發明之微膠褒型潛在性硬化劑 -12- 201244814 及一液性環氧樹脂組成物，可利用於廣泛 如作爲黏著劑，於汽車領域中之大燈、油 罩等之反折邊緣部份之接著、車體及車頂 合，於電機領域中之喇叭磁鐵之接著、發 及接著、磁帶頭、電池箱之接著、螢光燈 於電子領域中之鋼模黏結用接著劑、1C晶 覆膜材料、晶片底座材料、印刷基材之接 劑、非等方導電性薄膜、非等方導電性漿 用本發明之一液性環氧樹脂組成物。作爲 料領域中’可舉出粉體塗料、焊阻綠漆油 等。又，電氣絕緣材料、積層構造體等！ 明。特別係近年來，於電子材料用途中爲 於一液性樹脂組成物，其硬化特性及儲藏 提升則被要求著。 【實施方式】 以下詳細說明本發明之適宜實施型態 不受以下之實施型態所限定。 本實施型態之微膠囊型潛在性硬化劑 核心及包覆此核心之膠囊。膠囊爲包覆核 部份之膜。 核心係含有胺加成物作爲主成份。更 之通常以質量比爲含有50〜100 %,以60 物爲佳。如胺加成物之質量比未滿50% , 的領域用途。例 箱之接著、引擎 部份之鋼版的結 動機線圈之浸含 安定器之接著， 片密封劑、晶片 著劑、薄膜接著 等之用途中可使 其它用途，於塗 墨、導電性塗料 并也可使用本發 提升生產性，對 安定性之更向上 。但，本發明並 ，具有粒子狀之 心表面之至少一 具體而言，核心 〜100%之胺加成 其硬化特性及儲 -13- 201244814 藏安定性則有變爲比較難以倂存之傾向。 胺加成物爲經由環氧樹脂與胺化合物反應所得，爲具 有胺基之化合物。 爲得到胺加成物所使用之環氧樹脂，可使用單環氧化 合物及多價環氧化合物任一種或彼些之混合物。作爲單環 氧化合物，例如，可舉出丁基縮水甘油醚、已基縮水甘油 醚、苯基縮水甘油醚、烯丙基縮水甘油醚、對-tert-丁基 苯基縮水甘油醚、環氧乙烷、環氧丙烷、對二甲苯基縮水 甘油醚、乙酸縮水甘油酯、丁酸縮水甘油酯、己酸縮水甘 油酯及苯甲酸縮水甘油酯。作爲多價環氧化合物可列舉， 將雙酚A、雙酚F、雙酚AD、雙酚S、四甲基雙酚A、四 甲基雙酚F、四甲基雙酚AD、四甲基雙酚S、四溴雙酚A 及四氯雙酚A、四氟雙酚A等之雙酚類縮水甘油化所得之 雙酚型環氧樹脂；雙酚、二羥基萘、9,9-bis ( 4-羥基苯 基）兼等之其它的2價酚類將其縮水甘油化所得之環氧樹 脂：1，1，1-三（4-羥基苯基）甲烷、4,4-(1-(4-(1-(4-羥基苯基）-1-甲基乙基）苯基）亞乙基）雙酚等之三酚類 將其縮水甘油化所得之環氧樹脂；將1,1，2,2，-四（4-羥基 苯基）乙烷等之四酚類縮水甘油化所得之環氧樹脂；將酚 酚醛清漆、甲酚酚醛清漆、雙酚A酚醛清漆、溴化酚酚醛 清漆溴化雙酚A酚醛清漆等之酚醛清漆類縮水甘油化所得 之S&醛清漆型環氧樹脂；多價醇類縮水甘油化所得之環氧 樹脂'將甘油或聚乙二醇等之多價醇等縮水甘油化所得之 脂肪族醚型環氧樹脂；將p-氧化安息香酸、万-氧化萘甲 -14- 201244814 酸等之氫氧羧酸縮水甘油化所得之醚酯型環氧樹脂；將如 鄰苯二甲酸、對苯二甲酸之聚羧酸縮水甘油化所得之酯型 環氧樹脂；4,4-二胺二苯甲烷或m-胺苯等之胺化合物之縮 水甘油化物或三縮水甘油異三聚氰酸酯等之胺型環氧樹脂 等之縮水甘油型環氧樹脂與3,4-環氧環己基甲基-3’，4’-環 氧環己烷羧酸酯等之脂環族環氧化物。 作爲環氧樹脂，因可提高環氧樹脂組成物之儲藏安定 性，以多價環氧化合物爲佳。因多價環氧化合物以胺化合 物之生產爲壓倒性的高，以縮水甘油型環氧樹脂爲佳。因 硬化物之接著性或耐熱性良好，多價環氧化合物以多價酚 類之縮水甘油化物爲較佳、雙酚型環氧樹脂更佳。特別係 以將雙酚A縮水甘油化後之環氧樹脂的雙酚A型環氧樹 脂及將雙酚F縮水甘油化後之環氧樹脂的雙酚F型環氧樹 脂爲佳，此些之中以雙酚A型環氧樹脂爲最佳。此些環氧 樹脂亦可單獨或合倂使用。 爲得到胺加成物所用之胺化合物，理想爲，選自一級 胺基及/或有二級胺基但無三級胺基之化合物與三級胺基 及有活性氫基之化合物。作爲一級胺基及/或有二級胺基 但無三級胺基之化合物，例如，甲胺、乙胺、丙胺、丁 胺、乙二胺、丙二胺、六甲基二胺、二乙三胺、三乙四 胺、乙醇胺、丙醇胺、環己胺、異佛酮二胺、苯胺、甲苯 胺、二胺二苯甲烷及二胺苯颯之第一胺類、以及二甲胺、 —乙胺、二丙胺、二丁胺、二戊胺、二己胺、二甲醇胺、 二乙醇胺、二丙醇胺、二環己胺、哌啶、哌啶酮、二苯 -15- 201244814 胺、苯甲胺及苯乙胺之第二胺類可舉出。 具有三級胺基及活性氫基之化合物中，作爲活性氫基 可列舉一級胺基、二級胺基、羥基、硫醇基、羧酸及氫化 基（hydrazido)。作爲三級胺基及具有活性氫基之化合 物，例如可舉出，2-二甲胺基乙醇、1-甲基-2-二甲胺基乙 醇、1_苯氧基甲基-2-二甲胺基乙醇、2-二乙胺乙醇、1-丁 氧基甲基-2-二甲胺乙醇、甲基二乙醇胺、三乙醇胺及N-/3 -羥基甲基嗎啉等之胺醇類；2-(二甲胺甲基）酚及 2,4,6-三（二甲胺甲基）酚之胺酚類；2-甲基咪唑、2-乙 基-4-甲基咪唑、2-十一基咪唑、2-十七基咪唑、2-苯基咪 唑、1-胺乙基-2-甲基咪唑、1-(2-羥基-3-苯氧基丙基）-2-甲基咪唑、1-(2-羥基-3·苯氧基丙基）-2-乙基-4-甲基 咪唑、1-(2-羥基-3-丁氧基丙基）-2-甲基咪唑及 1-(2-羥基-3-丁氧基丙基）-2 -乙基-4-甲基咪唑之咪唑類；1-(2-羥基-3-苯氧基丙基）·2·苯基咪唑啉、1-(2-羥基- 3-丁氧基丙基）-2-甲基咪唑啉、2-甲基咪唑啉、2，4-二甲基 咪唑啉、2-乙基咪唑啉、2-乙基-4-甲基咪唑啉、2-苯甲基 咪唑啉、2 -苯基咪唑啉、2-(〇 -甲苯基）-咪唑啉、四伸甲 基-雙-咪唑啉、1，1，3-三甲基-1，4-四伸甲基-雙-咪唑啉、 1,3,3-三甲基-1，4-四伸甲基-雙-咪唑啉、1，1，3-三甲基-1,4-四伸甲基-雙-4-甲基咪唑啉、1，2-伸苯基·雙-咪唑啉、1，3-伸苯基-雙-咪唑啉、1，4-伸苯基-雙-咪唑啉、1,4-伸苯基-雙-4-甲基咪唑啉之咪唑啉類；二甲胺基丙胺、二乙胺基丙 胺、二丙胺基丙胺、二丁胺基丙胺、二甲胺基乙胺、二乙 -16- 201244814 胺基乙胺、二丙胺基乙胺、二丁胺基乙胺、N -甲基哌嗪、 N -胺乙基哌嗪及二乙胺基乙基哌嗪之三級胺基胺類；2 -二 乙胺基乙硫醇、2 -锍苯咪唑、2 -巯苯噻哇、2 -锍吡啶及4 -锍吡啶之胺基硫醇類；N，N-二甲胺基安息香酸、Ν,Ν-二甲 基甘胺酸、菸鹼酸、異菸鹼酸及甲基吡啶之胺基羧酸類； Ν，Ν-氫化二甲基甘胺酸、氫化菸鹼酸及氫化異菸鹼酸之氫 化胺類。 胺化合物，因其儲藏安定性與硬化性之平衡良好，以 具有三級胺基及活性氫基之化合物爲佳。其中，以咪唑類 爲較佳、以2-甲基咪唑及2-乙基-4-甲基咪唑爲更佳。 核心，除了胺加成物外亦可含有1種或2種以上之其 他成份。藉由加入其他成份，可賦予所希望的特性》例 如，爲可使更低溫或更短時間下的硬化，比起胺加成物， 可核心含有與環氧樹脂的反應性爲高之化合物或硬化劑 等。亦可預先在硬化物中添加必要之添加劑。 其他成份，以常溫（25°C )下爲固體狀爲滿意。40°C 下爲固體狀爲加，60t下爲固體狀則更佳。於常溫下若使 用液體成份則難以膠囊化，有一液性環氧樹脂組成物之儲 藏安定性降低等之傾向。 胺加成物與其他成份，以在核心中均勻混合爲加。作 爲實現均勻混合之方法，有胺加成物與其他成份同時加熱 熔解，充分混合後，冷卻至常溫後粉碎之方法，或將任一 方加熱熔解，接著分散於他方，形成均勻分散物，冷卻至 常溫後粉碎之方法。 -17- 201244814 核心爲具有0.1〜50#m之平均粒徑之粒子狀爲佳。 核心之平均粒徑以0 · 5〜1 0 /z m爲較佳，更佳爲0.5〜5 ym。核心平均粒徑若不滿Ο.Ι/zm，有硬化性與儲藏安定 性難以同時存在之傾向。又，核心平均粒徑若爲5〇Mm& 下，較可容易得到均質之硬化物。上述平均粒徑係指中 徑。核心平均粒徑可用雷射回繞式粒度分佈測定裝置進行 測定。 核心之形狀並無特別限制，球狀、不規則型皆可，爲 令環氧樹脂低黏度化，以球狀爲佳。在此的球狀係指，除 了正圓外，也包含不規則型之角帶有圓型。 微膠蘧型潛在性硬化劑，例如，可藉由具備以下步驟 之製造方法可得；藉由被含於核心之胺加成物與異氰酸酯 與具有活性氫基之化合物及/或水於反散媒中反應，形成 膠铤將核心包覆之步驟，與從反應後之混合物中取出具有 核心及膠靈之微膠褒型硬化劑之步驟。 異氰酸酯以具有一個以上之異氰酸酯基，較佳爲2個 以上之異氰酸酯基之化合物爲佳。作爲理想之異氰酸酯， 可舉出脂肪族二異氰酸酯、脂環式二異氰酸酯、芳香族二 異氰酸酯、低分子三異氰酸酯及聚異氰酸酯。脂肪族二異 氛酸酯之例，可舉出伸乙基二異氰酸酯、伸丙基二異氰酸 酯、伸丁基二異氰酸酯、六伸甲基二異氰酸酯及三甲基六 伸甲基二異氰酸酯。脂環式二異氰酸酯之例，可舉出異佛 酮二異氰酸酯、4-4’-二環己基甲烷二異氰酸酯、降莰烷二 異氰酸酯、1，4-異氰酸酯基環己烷、1，3-雙（異氰酸基甲 -18- 201244814 基）環己烷及1,3 -雙（2 -異氰酸基丙基-2基）-環丙烷。 芳香族二異氰酸酯之例，可舉出伸丙基二異氰酸酯、4，4’ 二苯甲烷二異氰酸酯、二甲苯二異氰酸酯及1,5-萘二異氰 酸酯。低分子三異氰酸酯，可舉例--烷三異氰 酸酯、1，8-二異氰酸酯-4-異氰酸酯甲基辛烷、1，3,6-六伸 甲基三異氰酸酯、2,6-二異氰酸基已酸-2-異氰酸基乙基、 2,6 -二異氰酸基己酸-1-甲基-2-異氰酸酯乙基之脂肪族三異 氰酸酯化合物、三環己基甲烷三異氰酸酯及雙環庚烷三異 氰酸酯等之脂環式三異氰酸酯化合物、三苯甲烷三異氰酸 酯、三（異氰酸酯苯）硫代磷酸鹽等之芳香族三異氰酸酯 化合物。聚異氰酸酯，可列舉聚伸甲基聚苯聚異氰酸酯或 上述二異氰酸酯、經低分子三異氰酸酯所衍生之聚異氰酸 酯。上述經由二異氰酸酯、三異氰酸酯所衍生之聚異氰酸 酯、有異三聚氰酸酯型聚異氰酸酯、縮二脲型聚異氰酸 酯、胺基甲酸乙酯型聚異氰酸酯 '脲基甲酸酯型聚異氰酸 酯及碳二醯胺型聚異氰酸酯等。此些異氰酸酯可單獨或2 種以上使用。 藉由具有胺加成物之活性氫基及異氰酸酯之反應，胺 加成物與異氰酸酯結合，於核心表面形成由生成物所成之 被膜。然後，於反應系中藉由具有活性氫基之化合物及/ 或水之存在，含有此些與異氰酸酯之反應生成物之被膜而 成長，形成膠囊。包含於膠囊之反應生成物中之至少一部 份，藉由與經異氰酸酯與胺加成物之反應所生成之胺基甲 酸乙酯結合而鍵結於核心。藉由使用如此般被膜成長後之 -19- 201244814 微膠囊型潛在性硬化劑，認爲可得到—液性環氧樹脂組成 物之充分之儲藏安定性。 微膠缀型潛在性硬化劑中，膠綴（惰性膜）之比爲， 以微膠綴型潛在性硬化劑之全體質量作爲基準以5〜80質 量％爲佳。膠漢之比爲依據所期望之用途及目的，40〜80 質量％、15〜40質量％或也可爲5〜15質量％。 膠綴之比爲，例如，於核心之部份選擇性溶解之溶劑 中，使質量Μ1微膠漢型潛在性硬化劑分散，測量此時之 未溶解之固形分之質量M2，可藉由下述式：膠囊之比 (質量％) = (M2/M1) xlOO可求得算出膠囊之比的方 法。作爲使核心選擇性溶解之溶劑，例如可使用甲醇。 爲使形成膠缀所使用之化合物之活性氫基，可列舉一 級胺基、二級胺基、羥基、硫醇基、羧酸及醯肼基。以於 一分子中具有一個以上之活性氫基之化合物即可，以使用 於一分子中具有二以上之活性氫基之化合物爲佳。藉由使 用具有二以上之活性氫基之化合物，可製造核心表面之被 膜可有效率地成長，且儲藏安定性爲特佳之微膠囊型潛在 性硬化劑。具有活性氫基之化合物’可使用單獨—種或二 種以上之組合。 膠遜形成之反應，可在分散媒中分散有核心之反應液 中進行。反應以在構成核心之成份（特別係胺加成物）之 熔點或軟化點以下之溫度進行爲佳。 分散媒之沸點以1氣壓下1 50°c以下爲佳。若分散媒 之沸點爲150。(：以上，有從反應液中變成難以除去分散媒 -20- 201244814 之傾向。又，分散媒之黏度以25°C下l〇〇〇mPa· s以下爲 佳。若分散媒之黏度爲1000mPa· s以上，均勻之反應將 變困難，所得之微膠囊型潛在性硬化劑爲之凝結其硬化特 性則有顯著降低之可能性。從同樣的觀點來看，較佳之分 散媒之沸點爲50〜120 °C，分散媒之黏度爲0.2〜10mP a. S 0 分散媒以不具有會與活性氫基或胺加成物反應之環氧 基等之取代基爲佳。此些取代基具有阻礙膠囊形成之反應 之可能性。作爲適當之分散媒之具體例爲，可舉出環己烷 (沸點80,7°C、黏度0.898mPa. s: 25°c )及己烷（沸點 69〇C、黏度 0.299mPa · s : 2 5 °C )。 膠囊形成後，從含有微膠囊型潛在性硬化劑及分散媒 等之混合物中，去除分散媒。在分散媒中，雖有未反應之 異氰酸酯或副生成物、水及/或具有活性氫基之化合物殘 留之情況，可從分散媒中之殘留物中分離取出微膠囊型潛 在性硬化劑。若未反應物包含於微膠囊型潛在性硬化劑 中，則有儲藏安定性降低之可能性。 分散媒之去除方法並無特別限制，以可同時去除分散 媒與未反應之異氰酸酯或副生成物、水及具有活性氫基之 化合物等之殘留物爲佳。理想之方法可舉出濾過法。藉由 濾過等去除分散媒後，洗淨微膠囊型潛在性硬化劑爲佳。 洗淨之方法並無特別限制，濾過後，可使用不溶解微膠囊 型潛在性硬化劑之溶劑洗淨》作爲溶劑亦可使用與分散媒 同種之物。藉由洗淨，可去除附著於微膠漢型潛在性硬化 -21 - 201244814 劑表面上之未反應之化合物。經濾過之微膠囊型潛在性硬 化劑，經乾燥成爲粉末狀。乾燥之方法並無特別限制，以 核心之熔點或軟化點以下之溫度下進行乾燥爲佳。作爲此 種方法可舉出減壓乾燥。粉末狀之微膠缀型潛在性硬化 劑，於一液性環氧樹脂組成物中，因配合廣泛之種類，可 容易適用之。 於環氧樹脂中進行膠綴化之方法之情況，因有未反應 之異氰酸酯或副生成物、水及/或具有活性氫基之化合物 殘留於一液型環氧樹脂組成物中之結果，而儲藏安定性降 低。又，若將粉末狀之胺加成物粒子添加於高濃度環氧樹 脂中，則黏度顯著提高，無法均勻反應，生產單位間之特 性之差變大，也產生膠漢化反應本身無法進行等之問題。 爲提高反應性，添加了與環氧樹脂反應性高之化合物於核 心，或使用反應性高之環氧樹脂作爲分散媒進行膠囊化， 核心與環氧樹脂之反應會優先進行，微膠a型潛在性硬化 劑或一液性環氧樹脂組成物之製造則變爲困難。 膠缀形成之反應，如果必較亦可進行2次以上。此 時，至少一次，胺加成物與異氰酸酯與具有活性氫基之化 合物及/或與水進行反應即可，除此之外，使用選自從異 氤酸酯與具有活性氫基之化合物及/或水之任一方進行反 應亦可。從抑制製造成本之觀點，膠囊形成之反應以5次 以下爲佳，更佳爲3次以下。 本實施型態之一液性環氧樹脂組成物含有微膠缀型潛 在性硬化劑與環氧樹脂》微膠縝型潛在性硬化劑之量並無 -22- 201244814 特別限制，通常，相對於環氧樹脂及微膠襄型潛在性硬化 劑之合計量之100質量份，爲5〜70質量份左右。若此量 未滿5質量份，環氧樹脂有無法充分硬化之傾向，或硬化 時需要有長時間之傾向，若超過70質量份，有環氧樹脂 組成物之流動性降低之傾向· 作爲一液性環氧樹脂組成物所用之環氧樹脂，以具有 平均2個以上之環氧基之環氧化合物可理想地使用。具體 而言，雙酚A、雙酚F'雙酚AD、雙酚S、四甲基雙酚 A、四甲基雙酚F、四甲基雙酚AD、四甲基雙酚S、四溴 雙酚A、四氯雙酚A及四氟雙酚A等之雙酚類使其縮水甘 油化所得之雙酚型環氧樹脂；雙酚、二羥基萘及9,9-雙 (4-羥苯基）蒹等之其他之2價酚類使其縮水甘油化所得 之環氧樹脂；1,1，1-三（4-羥苯基）甲烷及4,4-(1-(4-(1-(4-羥苯基）-1-甲基乙基）苯基）亞乙基）雙酚等之 三雙酚類使其縮水甘油化所得之環氧樹脂；1，1，2,2-四（4· 羥苯基）乙烷等之四酚類使其縮水甘油化所得之環氧樹 脂：酚酚醛清漆、甲酚酚醛清漆、雙酚A酚醛清漆、溴化 酚酚醛清漆及溴化雙酚A酚醛清漆等之酚醛清漆類使其縮 水甘油化所得之酚醛型環氧樹脂等；使多價酚類縮水甘油 化所得之環氧樹脂、丙三醇或聚乙二醇等之多價醇類使其 縮水甘油化所得之脂肪族醚型環氧樹脂；p-氧化安息香 酸、A -氧化萘甲酸等之羥基羧酸使其縮水甘油化所得之 醚酯型環氧樹脂；酞酸、對酞酸之聚羧酸使其縮水甘油化 所得之酯型環氧樹脂；4,4-二胺二苯甲烷或m_胺基酚等之 -23- 201244814 胺化合物之縮水甘油北物或三縮水甘油異三聚氰酯等之胺 型環氧樹脂等之縮水甘油型環氧樹脂與，3,4 -環氧環己基 甲基-3’，4’-環氧環己烷羧酸酯等之脂環族環氧化物等可被 舉出。作爲環氧樹脂之其他例，有胺基甲酸乙酯改性環氧 樹脂、橡膠改性環氧樹脂、酸醇改性環氧樹脂等之改性環 氧樹脂。此些環氧樹脂可單獨使用或亦可2種以上倂用。 一液性環氧樹脂組成物，可加入微膠綴型潛在性硬化 劑，更亦可含有選自酸酐類、酚類、醯肼類及胍類所成群 之至少一種之硬化劑。又，一液性環氧樹脂組成物，依據 期望’亦可含有增量劑、補強材料、塡充材料、導電微粒 子、顏料、有機溶劑、反應性稀釋劑、非反應性稀釋劑、 樹脂類、結晶性醇類、偶合劑等。 作爲塡充劑之例，例如，可舉出煤焦油、玻璃纖維、 石棉纖維、硼纖維、碳纖維、纖維素、聚乙烯粉、聚丙稀 粉、石英粉、礦物性矽酸鹽、雲母、石棉粉' 板岩粉、高 嶺土、氧化鋁三水和物、氫氧化鋁、白堊粉 '石膏、碳酸 鈣、三氧化銻、聚環氧丙烷、二氧化矽、氣溶膠、鋅鋇 白、重晶石、二氧化鈦、碳黑 '石墨、碳奈米管、芙樂 烯、氧化鐵、金、銀、鋁粉、鐵粉、奈米尺寸之金屬結 晶、金屬間化合物等。此些之任一皆可依據其用途有效使 用。 作爲導電微粒子之例，可舉出，焊料粒子、鎳粒子、 奈米尺寸之金屬結晶、金屬表面上被覆其他金屬之粒子、 銅與銀之傾斜粒子等的金屬粒子、或如、苯乙烯樹脂、胺 -24- 201244814 基甲酸乙酯樹脂、三聚氰胺樹脂、環氧樹脂、丙 脂、酚樹脂、苯乙烯-丁二烯樹脂等之樹脂粒子上 覆金、鎳、銀、銅、焊料等之導電性薄膜之粒子等 作爲有機溶劑，例如，可舉出甲苯、二甲苯、 基酮、甲基異丁基酮、醋酸乙酯及醋酸丁酯。 作爲反應性稀釋劑，例如，可舉出丁基環氧丙 N，N’-環氧丙基-〇-鄰甲苯胺、苯基環氧丙基醚、氧 烯、乙二醇二環氧丙基醚、丙二醇二環氧丙基醚及 烷二醇二環氧丙基醚。作爲非反應性稀釋劑，例如 出，二辛基酞酸酯、二丁基酞酸酯、二辛基己二酸 油系溶劑。 作爲樹脂，例如，可舉出聚酯樹脂，聚胺基甲 樹脂、丙烯酸樹脂、聚醚樹脂、三聚氰胺樹脂及 脂。 作爲結晶性醇，例如，可舉出1，2-環己烷二醒 環己烷二醇' 1，4-環己烷二醇、季戊四醇、葡萄糖 糖及三羥甲基丙烷。 一液性環氧樹脂組成物，理想爲，可藉由具備 囊型潛在性硬化劑與環氧樹脂混合後之混合物中將 型潛在性硬化劑分散之步驟，與將分散後之微膠囊 性硬化劑加熱處理之步驟之製造方法所得。 藉由使用混合器或輥機將微膠囊型潛在性硬化 氧樹脂之混合物攪拌，可將微膠囊型潛在性硬化劑 環氧樹脂中。 烯酸樹 使其被 〇 甲基乙 基醚、 化苯乙 1，6-己 ，可舉 鹽及石 酸乙酯 苯氧樹 【、1,3-醇、蔗 Rw ΛΤΠ 有微膠 微膠囊 型潛在 劑與環 分散於 -25- 201244814 藉由將環氧樹脂中之微膠囊型潛在性硬化劑加熱處 理’因環氧樹脂被拉入膠囊內，更提升儲藏安定性。加熱 處理的溫度’以比常溫（25 °C )高及比構成核心之胺加成 物之融點或軟化點以下爲佳。比常溫還低之情況，有提升 儲藏安定性效果變小之傾向。比胺加成物之融點或軟化點 高之情況，因與環氧樹脂之反應，硬化物之特性容易減 低。以生產觀點來看，處理時間以5分到72小時爲佳。 本實施形態之一液性環氧樹脂組成物係藉由加熱硬化 而形成硬化物。一液性環氧樹脂組成物，除了接著劑及/ 或接合用膠、接合用膜以外’也可有效用於導電材料、異 向性導電材料、絕緣材料、密封材料、塗層材料、塗料組 成物、預浸體、熱傳導性材料。 實施例 以下’舉出實施例更具體地說明關於本發明。但，本 發明並不限定於此些例。 (檢討1 ) 1 -1 ·胺加成物粒子之合成 胺加成物粒子1 將具備有冷卻管、等壓分液漏斗、攪拌裝置之3000 mL之二口可拆式燒瓶中加入2 -甲基咪哩288g於ι_ 丁醇 與甲苯以1/1 ( wt/wt)混合之溶液824.2g中，—邊攪 拌一邊以油浴加熱至80C使2 -甲基咪哩溶解。接著，將 -26- 201244814 雙酚A型環氧樹脂（環氧當量173 g/eq,水解性氯量 0.01重量％ ) 946g溶解於以1-丁醇與甲苯以1 i ( wt/ wt)混合之溶液1 2 3 〇〇g中，使用等壓分液漏斗將該溶液於 90分中滴下。滴完後，於80 °C加熱5小時。其後升溫至 180°C，使裝置內部之最終壓力減壓成爲l〇mmHg以下。 壓力成爲1 OmmHg以下後，進而藉由於減壓下進行2小時 加熱以餾去溶劑，得到暗紅褐色之黏稠液體。將此黏稠液 體冷卻至室溫而得到暗紅褐色之固體狀胺加成物。以氣流 式粉碎機將此胺加成物粉碎，得到平均粒子徑1.96 a m之 胺加成物粒子1。 胺加成物粒子2 除將雙酚A型環氧樹脂變更爲雙酚F型環氧樹脂（環 氧當量160g/eq，水解性氯量爲0.007重量％) 874g以 外，以與胺加成物粒1同樣之方法進行，得到平均粒徑 1 . 8 8 Ai m之胺加成物粒子2。 -27- 1 - 2.微膠囊型潛在性硬化劑之合成 微膠囊型潛在性硬化劑1 2 將具備有冷卻管、熱電對、攪拌裝置之50 OmL之三口 可拆式燒瓶中加入45.0g之胺加成物粒子1與171.0g之環 3 己烷’加熱至40°C，加入水1.2g。攪拌10分鐘後，加入 4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯3.0g，在40°C下使其反應2 小時。接著升溫至50°C使其反應6小時。反應結束後，將 201244814 分散液過濾，將回收之粉末以加熱至50 °C之環己烷洗淨。 在lOmmHg以下之壓力下進行24小時的減壓乾燥從所得 之粉末中去除溶劑，而得到微膠囊型潛在性硬化劑1。 微膠逛型潛在性硬化劑2 除了將胺加成物粒子2代替胺加成物粒子1使用外， 其他與實施例1同樣進行，得到微膠囊型潛在性硬化劑 2 ° 微膠遊型潛在性硬化劑3 (微膠漢型潛在性硬化劑1之再 膠遜化） 將具備有冷卻管、熱電對、攪拌裝置之5 OOmL之三口 可拆式燒瓶中加入146.3g之甲苯與2.5g之4，4’-二苯基甲 烷二異氛酸酯，以油浴加熱至5 0 °C。接著加入15. Og之微 膠缀型潛在性硬化劑（F ) 1，在5(TC下使其反應3小 時。反應結束後，將分散液過濾，將回收之粉末以加熱至 50t之甲苯洗淨。在lOmmHg以下之壓力下進行24小時 的減壓乾燥從所得之粉末中去除溶劑，而得到微膠囊型潛 在性硬化劑3。 微膠遜型潛在性硬化劑4 (添加乙二醇） 將具備有冷卻管、熱電對 '攪拌裝置之5 OOmL之三口 可拆式燒瓶中加入45.0g之胺加成物粒子1與171.0g之環 己烷，加熱至40°C。接著加入甲伸苯基二異氰酸酯2.0g -28- 201244814 以40°C加熱2小時。進而升溫至5(TC ’將乙二醇3.0g以 6小時均勻加入。反應結束後’將分散液過濾，將回收之 粉末以加熱至5〇°C之環己烷洗淨。在lOmmHg以下之壓力 下進行24小時的減壓乾燥從所得之粉末中去除溶劑’而 得到微膠囊型潛在性硬化劑1 2 3 4 ° 微膠囊型潛在性硬化劑6 將具備有冷卻管、熱電對、攪拌裝置之5 OOmL之三口 可拆式燒瓶中加入45. Og之胺加成物粒子1與171 .Og之環 己烷，加熱至40°C後，加水1.2g。攪拌10分鐘後，加入 3.0g之聚合 MDI (日本 Polyurethane公司製、商品名 Millionate MR-200)在40°C下反應2小時。接著升溫至 5 0°C使其反應6小時。反應結束後，將分散液過濾，將回 收之粉末以加熱至50°C之環己烷洗淨。在lOmmHg以下之 壓力下進行24小時的減壓乾燥從所得之粉末中去除溶 劑，而得到微膠囊型潛在性硬化劑6。 -29- 1 - 3. —液性環氧樹脂組成物之調製 2 實施例1〜3 3 將33g之微膠囊型潛在性硬化劑1、2或3與67g之 雙酚F型環氧樹脂（環氧當量16〇g/ eq，水解性氯量 0 · 0 0 7重量％ )配合而得到實施例1〜3之—液性環氧樹脂 4 組成物。 201244814 實施例4 將33g之微膠囊型潛在性硬化劑4與67g 環氧樹脂（環氧當量173g/eq，水解性氯量〇 配合而得到一液性環氧樹脂組成物。 之雙酚A型 ,0 1重量％ ) 實施例5 將45g之微膠璲型潛在性硬化劑3與55g 環氧樹脂（環氧當量160g/ eq，水解性氯量 %)配合而得到一液性環氧樹脂組成物。 之雙酚F型 0.007重量 實施例6 將35g之微膠綴型潛在性硬化劑3與25g 環氧樹脂（環氧當量16 0g/ eq，水解性氯量 % ) 、40g之間苯二酚二環氧丙基醚（環氧| eq，水解性氯量0.7重量％ )配合而得到一液 組成物。 之雙酚A型 0.007重量 S' 量 1 17g/ 性環氧樹脂 實施例7 將3 3 g之微膠缀型潛在性硬化劑1加入於 管、熱電對、攪拌裝置之三口可拆式燒瓶中，： 雙酚F型環氧樹脂（環氧當量160g/ eq， 0.007重量％)，在5(TC下攪拌24小時，得到 樹脂組成物。 具備有冷卻 JQ入67g之 欠解性氯量 '-液性環氧 -30- 201244814 實施例8 除使用微膠囊型潛在性硬化劑2代替微膠囊型潛在性 硬化劑1外，與實施例7同樣實施，得到一液性環氧樹脂 組成物。 1 - 4.微膠囊型潛在性硬化劑之特性評價 實施例1〜8之一液性環氧樹脂組成物之硬化特性及 儲藏安定性與胺加成物粒子1，2之平均粒徑使用以下之方 法進行評價。總結其結果示於表1。 硬化特性 關於一液性環氧樹脂組成物使用Perkin-Elmer公司製 DSC7變差式熱量表、升溫速度l〇°C / min、測定溫度範 圍30 °C〜300 °C、測定在氮氣雰圍下之效果特性。若由來 自硬化發熱之峰値之最大溫度未滿1 1 5 t則判定爲 「AA」，115°C以上不滿12〇t則判定爲「A」，120°C以 上不滿130 °C則判定爲「B」，130 t以上則判定爲 「C」。由來自硬化發熱之峰値最高點溫度越低，意指樹 脂組成物具有優良之低溫硬化性。 儲藏安定性 於一液性環氧樹脂組成物中加入同重量之雙酚A型環 氧樹脂（環氧當量1 7 3 / e q ’水解性氯量〇 · 〇 1重量％ )， 保管於40°C之恆溫槽。使用E型黏度計測定一液性環氧 -31 - 201244814 樹脂組成物在2 5 °C下初期及於3 0日後之黏度。藉由從初 期開始3 0日後之黏度增加率判定其儲藏安定性。黏度測 定係使用3° (角度）之圓錐黏度計’黏度爲3〜40Pa· s 時lOrpm、黏度爲40〜200Pa· s時2.5rpm、黏度爲200〜 lOOOPa· s時爲0.5rpm之回轉數下進行。30日後之黏度 增加率爲25%以下則判定爲「AA」、50%以下則判定爲 「A」、100%未滿則判定爲「B」、100%以上則判定爲 「C」» 平均粒徑 胺加成物之平均粒徑使用Malvern公司製之雷射回析 式粒度分佈測定裝置（MasterSiZer2000:乾式測定裝置 Scirocco2000 )進行 3次測定。將此時之 5 0%徑（中點 徑）之平均値作爲平均粒徑。 以下，準備了比較例所用之微膠囊型潛在性硬化劑及 一液性環氧樹脂組成物。 微膠缀型潛在性硬化劑5之合成 將具備有冷卻管、熱電對、攪拌裝置之三口可拆式燒 瓶中加入45.0g之胺加成物粒子1與171.Og之環己烷，加 熱至40°C後，攪拌1〇分鐘。其後，加入3.0g之4,4’-二 苯基甲烷二異氰酸酯在4(TC下使其反應2小時。接著升溫 至5 0°C使其反應6小時。反應結束後，將分散液過濾，將 回收之粉末以加熱至5 0°C之環己烷洗淨。在lOmmHg以下 -32- 201244814 之壓力下進行24小時的減壓乾燥從所得之粉 劑，而得到微膠囊型潛在性硬化劑5。 比較例1 將33g之微膠囊型潛在性硬化劑5與67g 環氧樹脂（環氧當量160g/ eq，水解性氯量 %)配合而得到一液性環氧樹脂組成物。 比較例2 將具備有冷卻管、熱電對、攪拌裝置之三 瓶中加入45g之胺加成物粒子1與55g之雙酚 脂（環氧當量173g / eq，水解性氯量〇.〇1重j 至4 0 °C後，加水〇 · 5 g。攪拌1 〇分後，加入4 二苯基甲烷二異氰酸酯在40°C下加熱2小時。 5 0 °C加熱6小時中，於燒杯中進行硬化反應， 液性環氧樹脂組成物。 比較例3 將具備有冷卻管、熱電對、攪拌裝置之三 瓶中加入33g之妝加成物粒子1與67g之雙酣 脂（環氧當量173g / eq，水解性氯量〇〇1重量 至40°C後’加水〇.5g。攪拌1〇分後，加入4 二苯基甲烷二異氰酸酯在4 0。(：下加熱2小時。 50°C加熱6小時中’得到一液性環氧樹脂組成! 末中去除溶 之雙酚F型 0.007重量 口可拆式燒 A型環氧樹 t % )，加熱 •〇g 之 4,4’- 接著升溫至 無法得到一 口可拆式燒 A型環氧樹 [% )，加熱 •〇g 之 4,4’-接著升溫至 咖〇 • 33 - 201244814 比較例1、3之一液性環氧樹脂組成物之硬化特性及 儲藏安定性與微膠缀型潛在性硬化劑5以如上述同樣之方 法進行評價。 生產單位間之特性偏差的比較 關於實施例1、3與比較例1的環氧樹脂組成物，自 微膠綴型潛在性硬化劑的合成到樹脂組成物之調製重複5 次同樣之實驗，檢討其初期黏度的偏差。實施例1的一液 型環氧樹脂組成物中，將初期黏度的最大値除以最小値其 商値爲1.3，以最小値黏度爲1時之標準偏差0.012之誤 差爲至少良好。實施例3之一液性環氧樹脂組成物中’將 初期黏度的最大値除以最小値其商値爲1.2，以最小値黏 度爲1之標準偏差0.00 7之偏差爲至少良好。另一方面’ 比較例3之一液性環氧樹脂組成物中，將初期黏度的最大 値除以最小値其商値爲3.6，以最小値黏度爲1之標準偏 差0.78之偏差爲大。 將以上之評價結果整理如表1所示。 -34- 201244814 [表i] 實方 _ 比較例 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 胺加成物粒子 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 (No.) 膠囊形成 MDI, MDI, MDI, TDI, MDI, MDI, MDI, MDI, MDI MDI, MDI, 用原料 水 水 水 EG 水 水 水 水 水 水 微膠囊型潛 1 2 3 4 3 3 1 2 5 - - 在性硬化劑 [33] [33] [33] [33] [45] [35] [33] P3] [33] [45] [33] [質量份] 環氧樹脂 BisF BisF BisF BisF BisF BisF BisF BisF BisF BisA BisA [質量份] [67] [67] [67] [67] [55] [25] [67] [67] [67] 『551 [67] Res [40] 於環氧樹脂中 Μ /\\\ te J \ s\ 並 M jw\ M j\\\ 無 有 有 M y»\\ - - 之加熱處理 硬化特性 ΑΑ AA A A AA AA A A AA 合成 B 儲藏安定性 A A AA A A AA AA AA C 不可 A 生產單位間 良好 - 良好 不良 特性偏差

BisF:雙酚F型環氧樹脂(環氧當量160g/eq.,7_R解性氯量0.007wt%) BisA:雙酚Λ型環氧樹脂(環氧當量173g/eq·,水解性氯量O.Olwt%) Res:間苯二酚二環氧丙基醚(環氧當量117g/eq.，水解性氯量0.7wt%) MDI:4,4’-二苯甲烷二異氰酸酯 TDI:二異氰酸甲苯酯 EG:乙二醇 從表1所示結果可明顯得知，藉由使用本發明之微膠 囊型潛在性硬化劑，確認可得到具有充分低溫硬化特性及 優良儲藏安定性之一液性環氧樹脂組成物。 實施例9 -35 - 201244814 將3 0g之微膠缀型潛在性硬化性！與50g之雙酣a型 環氧樹脂（環氧當量173g/eq·，水解性氯量〇.01質量 與20g之雙酚F型環氧樹脂（環氧當量160g/eq.，水解性 氯量0.007質量％ )配合’得到實施例9之一液性環氧樹 脂組成物。 實施例1 0、1 1 將30g之微膠漢型潛在性硬化性3或6與50g之雙酚 F型環氧樹脂（環氧當量160g/eq·，水解性氯量0.007質 量％)與20g之雙酚A型環氧樹脂（環氧當量l73g/eq.， 水解性氯量〇. 0 1質量％ )配合，得到實施例1 0、1 1之一 液性環氧樹脂組成物。 比較例4 將具備有冷卻管' 熱電對、攪拌裝置之三口可拆式燒 瓶中加入30g之胺加成物粒子1與50g之雙酚A型環氧樹 脂（環氧當量173g/eq，水解性氯量0.01質量％)與20g 之雙酚F型環氧樹脂（環氧當量160g/ eq，水解性氯量 0.007質量％)，加熱至4(TC後，加水0.5g。攪拌10分 後，加入3.0g之4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯在40 °C下加 熱2小時。接著升溫至50°C加熱6小時中，得到一液性環 氧樹脂組成物》 比較例5 -36- 201244814 將具備有冷卻管、熱電對、攪拌裝置之三口可拆式燒 瓶中加入30g之胺加成物粒子1與50g之雙酚F型環氧樹 脂（環氧當量160g/eq，水解性氯量0.007質量％)與 20g之雙酚A型環氧樹脂（環氧當量173g/ eq，水解性氯 量0.0 1質量％ )，加熱至4 0 °C後，加水〇 . 5 g。攪拌1 0分 後，力口入 3.0g 之 Polymeric MDI (日本 POLYURETHANE 公司製、商品名：Millionate MR-200 )在40°C下加熱2小 時。接著升溫至5 0 °C加熱6小時中，得到一液性環氧樹脂 組成物。 [表2] 實施例 比較例 9 10 11 4 5 胺加成物粒子(No.) 1 1 1 1 1 膠囊形成用原料 MDI，水 PMDI，水 MDI,水 MDI，水 PMDI 冰 微膠囊型潛在性硬化 1 6 3 - - 劑(No.)[質量份] Γ301 『301 『301 胺加成物粒子 - - - 1 1 (No.)[質量份] [301 [301 環氧樹脂 BisA BisF BisF BisA BisF [質量份] ί5〇1 [501 [501 [501 [501 BisF BisA BisA BisF BisA f2〇l [201 [201 [201 [201 於環氧樹脂中之 加熱處理 fiE Ji\\ frrr- 無 M y» \n - - 硬化特性 A AA B C B 儲藏安定性 AA A AA A B 黏度(Pa . s) 29 23 24 168 128

BisF:雙酚F型環氧樹脂(環氧當量160g/eq.，7_K解性氯量0.007wt%)

BisA:雙酚Λ型環氧樹脂(環氧當量173g/eq.，7j^¥性氯量O.Olwt%) PMDI: Polymeric MDI(曰本 URETHANE 公司製，商品名:Millionate MR200) MDI:4,4’-二苯甲烷二異氰酸酯 -37- 201244814 如表2所示結果可明顯得知，藉由使用本發明之微膠 囊型潛在性硬化劑，確認了不只可得到充分之低溫硬化特 性及優良儲藏安定性，與同樣組成之環氧樹脂相比較時， 可達成比胺加成物粒子更低之黏度，即可達成更高之流動 性。 (檢討2) 2 - 1 .胺加成物粒子之合成 胺加成物粒子3 將具備有冷卻管' 等壓分液漏斗、攪拌裝置之3000 mL之三口可拆式燒瓶中加入2-甲基咪唑336.4g於1-丁醇 與甲苯以1/1 (wt/wt)混合之溶液824.2g中，一邊攪 拌一邊以油浴加熱至80 °C使2 -甲基咪唑溶解。接著，將 雙酚 A型環氧樹脂（環氧當量173g/eq，水解性氯量 0.01質量％) 94 5.8g溶解於以1-丁醇與甲苯以( wt/ wt )混合之溶液3 00g中，使用等壓分液漏斗將該溶液於 90分鐘滴下》滴完後，於80°C加熱5小時。其後升溫至 180C ’使裝置內部之最終壓力減壓成爲l〇mmHg以下。 壓力成爲lOmmHg以下後，進而藉由於減壓下進行2小時 加熱以飽去溶劑’得到暗紅褐色之黏稠液體。將此黏循液 體冷卻至室溫而得到暗紅褐色之固體狀胺加成物。以氣流 式粉碎機將此胺加成物粉碎，得到平均粒子徑2.5 0 ^ m之 胺加成物粒子3。 -38- 201244814 胺加成物粒子4 除將雙酚A型環氧樹脂變更爲雙酚ρ型環氧樹脂（環 氧當量160g/eq，水解性氯量爲〇〇〇7質量％) 874g以 外’以與胺加成物粒1同樣之方法進行，得到平均粒徑 3.14// m之胺加成物粒子4。 2 - 2.微膠囊型潛在性硬化劑之合成 微膠囊型潛在性硬化劑7 將具備有冷卻管、熱電對、攪拌裝置之之三口可拆式 燒瓶中加入45.0g之胺加成物粒子1與171.0g之環己烷， 加熱至4 0 °C ’加入水1 . 1 g。攪拌1 〇分鐘後，加入4，4，-二 苯基甲烷二異氰酸酯6.0g，在40 °C下使其反應2小時。 接著升溫至5 0 °C使其反應6小時。反應結束後，將分散液 過濾，將回收之粉末以加熱至 50 °C之環己烷洗淨。在 lOmmHg以下之壓力下進行24小時的減壓乾燥從所得之粉 末中去除溶劑，而得到粉末狀微膠囊型潛在性硬化劑7。 所得之微膠囊型潛在性硬化劑7之中膠囊的比例爲1 4質 量 0/〇。 微膠囊型潛在性硬化劑8 將具備有冷卻管、熱電對、攪拌裝置之5 OOmL之三口 可拆式燒瓶中加入45.0g之胺加成物粒子1與171.0g之環 己烷，加熱至40°C，加入水l.lg。接著，加入4,4’-二苯 基甲烷二異氰酸酯3 .Og，在40°C下使其反應2小時。接 -39- 201244814 著升溫至50°C使其反應6小時。反應結束後，將分散液過 濾，將回收之粉末以甲苯洗淨。在lOmmHg以下之壓力下 進行24小時的減壓乾燥從所得之粉末中去除溶劑，而得 到粉末狀微膠漢型潛在性硬化劑8。所得之微膠缀型潛在 性硬化劑8之中膠囊的比例爲9質量％。 微膠缀型潛在性硬化劑9 將具備有冷卻管、熱電對、攪拌裝置之之三口可拆式 燒瓶中加入45.0g之胺加成物粒子2與171.Og之環己烷， 加熱至40°C，加入水l.lg»攪拌10分鐘後，加入4,4’-二 苯基甲烷二異氰酸酯6.0g，在40°C下使其反應2小時。 接著升溫至50°C使其反應6小時。反應結束後，將分散液 過濾，將回收之粉末以加熱至50 t之環己烷洗淨。在 lOmmHg以下之壓力下進行24小時的減壓乾燥從所得之粉 末中去除溶劑，而得到粉末狀微膠囊型潛在性硬化劑9 » 所得之微膠缀型潛在性硬化劑9之中膠缀的比例爲1 5質 量％。 微膠綴型潛在性硬化劑1〇(微膠缀型潛在性硬化劑7之再 膠缀化） 將具備有冷卻管、熱電對、攪拌裝置之5 OOmL之三口 可拆式燒瓶中加入146.3g之甲苯與3.7g之4，4’-二苯基甲 烷二異氰酸酯.，以油浴加熱至50°C，接著加入15.0g之微 膠綴型潛在性硬化劑7，在50°C下使其反應3小時。反應 -40- 201244814 結束後，將分散液過濾，將回收之粉末以加熱至50°C之甲 苯洗淨。在lOmmHg以下之壓力下進行24小時的減壓乾 燥從所得之粉末中去除溶劑，而得到粉末狀微膠囊型潛在 性硬化劑1 〇。所得之微膠囊型潛在性硬化劑1 0之中膠缀 的比例爲45質量％。 微膠囊型潛在性硬化劑11 (微膠囊型潛在性硬化劑7之再 膠囊化） 將具備有冷卻管、熱電對、攪拌裝置之5 OOmL之三口 可拆式燒瓶中加入146.3g之甲苯與1.8g之4,4’-二苯基甲 烷二異氰酸酯，以油浴加熱至50 °C，接著加入15.Og之微 膠囊型潛在性硬化劑7，在5 0 °C下使其反應3小時。反應 結束後，將分散液過濾，將回收之粉末以加熱至50 °C之甲 苯洗淨。在lOmmHg以下之壓力下進行24小時的減壓乾 燥從所得之粉末中去除溶劑，而得到粉末狀微膠囊型潛在 性硬化劑1 1。所得之微膠囊型潛在性硬化劑1 1之中膠囊 的比例爲28質量％。 2 — 3 · —液性環氧樹脂組成物之調製 實施例1 2〜1 6 將微膠囊型潛在性硬化劑7〜11各自33g與雙酚F型 環氧樹脂（環氧當量160g/ eq，水解性氯量0.007質量 % ) 67g配合，得到實施例1 2〜1 6之一液性環氧樹脂組成 物。 -41 - 201244814 實施例1 7 將33g之微膠漢型潛在性硬化劑1〇與雙酚a型環氧 樹脂（環氧當量173g/eq’水解性氯量0.01質量％) 67g 配合，得到實施例1 7之一液性環氧樹脂組成物。 實施例1 8 將33g之微膠缀型潛在性硬化劑10與萘型環氧樹脂 (環氧當量1 42g/ eq ’水解性氯量〇·〇 1 7質量％ ) 67g配 合，得到實施例1 8之一液性環氧樹脂組成物。 實施例1 9 將35g之微膠綴型潛在性硬化劑丨0與雙酚F型環氧 樹脂（環氧當量16 0g/eq，水解性氯量0.007質量％) 25g 與間苯二酚二環氧丙基醚（環氧當量11 7g/eq，水解性氯 量0·7質量％) 40g配合，得到實施例19之一液性環氧樹 脂組成物。 2-4.爲比較用之微膠囊型潛在性硬化劑及一液性環氧樹 脂組成物 微膠遜型潛在性硬化劑12之合成 將具備有冷卻管、熱電對、攪拌裝置之三口可拆式燒 瓶中加入45.0g之胺加成物粒子1與171.0g之環己烷，加 熱至40°C，攪拌10分鐘。其後，加入4,4’-二苯基甲烷二 •42- 201244814 異氰酸酯l.Og，在40t下使其反應2小時。接著升溫至 5〇°C使其反應6小時。反應結束後，將分散液過濾，將回 收之粉末以加熱至50°C之環己烷洗淨。在lOmmHg以下之 壓力下進行24小時的減壓乾燥從所得之粉末中去除溶 劑’而得到微膠囊型潛在性硬化劑1 2。所得之微膠囊型潛 在性硬化劑1 2之中膠囊的比例爲3質量％。 比較例6 將3 3 g之微膠囊型潛在性硬化劑1 2與雙酚F型環氧 樹脂（環氧當量160g/eq，水解性氯量0.007質量％) 67g 配合，得到比較例6之一液性環氧樹脂組成物。 比較例7 將具備有冷卻管、熱電對、攪拌裝置之三口可拆式燒 瓶中加入45.0g之胺加成物粒子1與55g之雙酚A型環氧 樹脂（環氧當量eq，水解性氯量〇.〇1質量％ )，加 熱至4〇°C後’加水〇.5g。攪拌1〇分後，加入4.〇g之 4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯在40 °C下加熱2小時。接著 升溫至50°C加熱6小時中’於燒杯中進行硬化反應’無法 得到一液性環氧樹脂組成物。 比較例8 將具備有冷卻管、熱電對、攪拌裝置之三口可拆式燒 瓶中加入45g之胺加成物粒子1與55g之雙酚F型環氧樹 -43- 201244814 脂（環氧當量160g/eq，水解性氯量0.007質量％)，於 燒杯中進行硬化反應’無法得到一液性環氧樹脂組成物。 2-5.微膠缀型潛在性硬化劑之特性評價 實施例及比較例之一液性環氧樹脂之硬化特性及儲藏 安定性與胺加成物粒子3、4之平均粒徑用以下之方法進 行評價。整合其結果如表3所示。 硬化特性 對於一液性環氧樹脂組成物，使用Perkin-Elmer公司 製DSC7示差熱量計在昇溫速度l〇°C/min，測定溫度範 圍3 0°C〜3 00 °C，氮雰圍下測定其硬化特性。若源自硬化 發熱之峰値最大點溫度爲未滿1 1 0 °C則判定爲「A A」， ll〇°C以上125°C未滿則判定爲「A」，125°C以上130°C未 滿則判定爲「B」，1 3 5 °C以上則判定爲「C」。 儲藏安定性 依照與檢討1的場合相同之測定條件及基準，測定環 氧樹脂組成物之儲藏安定性與安加成物之平均粒徑。 膠綴之比例 將充分量之甲醇加於微膠囊型潛在性硬化劑所調製之 分散液藉由在室溫下攪拌6小時，使微膠漢型潛在性硬化 劑之中之源自胺加成物粒子之部份溶解於甲醇。將分散液 -44 - 201244814 濾過，將濾過物以50°C以下之溫度乾燥，完全去除甲醇。 計量乾燥後之濾過物重量。將相對於濾過物之重量之微膠 囊型環氧樹脂用硬化劑全體重量比例看作爲膠囊之比例。 耐溶劑性 使用以甲苯/醋酸乙酯=1/1 ( Wt/ wt )作爲溶劑， 使一液性環氧樹脂組成物/溶劑=1 5 g / 3.5 g之混合物保持 於40°C之水浴中，觀察此時之混合物之黏度變化>若到無 流動性之時間爲〇〜3小時則判定爲「C」，3〜6小時則 判定爲「B」，6〜1 0小時則判定爲「A」、1 〇小時以上則 判定爲「AA」。 2 — 6.結果 將實施例及比較例之評價結果整合如下述表3所示。 表中括弧內之樹値爲一液性環氧樹脂組成物之配合比（重 量份）。表中之縮寫記號之內容如以下所示。

BisA :雙酚A型環氧樹脂（環氧當量173g/eq,水解 性氯量0.01質量％ )

BisF:雙酚F型環氧樹脂（環氧當量160g/eq，水解 性氯量0 · 0 0 7質量％ )

Nap :萘型環氧樹脂（環氧當量142g/eq，水解性氛量 0.0 1 7 質量 ％ )

Res:間苯二酚二環氧丙基醚（環氧當量117 g/eq,水 解性氯量0.7質量％) -45- 201244814 [表3]

實方 _ 比較例 12 13 14 15 16 17 18 19 6 7 8 胺加成物粒子 (No.) 3 3 4 3 3 3 3 3 3 3 3 微膠诞型潛在性 硬化劑(No.) [質量份] 7 [33] 8 [33] 9 P3] 10 [33] 11 [33] 10 [33] 10 P3] 10 [35] 12 P3] [45] [45] 膠缀之比例 [質量％] 14 9 15 45 28 45 45 45 3 - - 環氧樹脂 [質量份] BisF [671 BisF [671 BisF [671 BisF [671 BisF [67] BisA [67] Nap [67] BisF P5] BisF [67] BisA [55] BisF [55] Res [40] - - - 硬化特性 AA AA AA A AA B AA AA AA 合成 不可 合成 不可 儲藏安定性 A A A AA AA AA AA AA C 耐溶劑性 B - - AA A - - - C 從上述實驗結果也可確認，藉由本發明，可得到同時 具有低溫硬化特性及儲藏安定性之環氧樹脂用粉末狀微膠 缀型潛在性硬化劑及製造方法以及一液性環氧樹脂組成物 -46 -

Claims (1)

1. 201244814 七、申請專利範圍： 1. 一種粉末狀之環氧樹脂用微膠囊型潛在性硬化劑， 其特徵爲， 具有核心及將此被覆之膠囊， 該核心包含胺加成物， 該膠囊包含異氰酸酯與具有活性氫基之化合物及/或 與水的反應生成物，該反應生成物中至少一部份係經由與 該胺加成物之反應鍵結於該核心。 2. 如申請專利範圍第1項記載之環氧樹脂用微膠囊型 潛在性硬化劑，其中該核心包含以質量比5 0〜1 00%之該 胺加成物。 3 .如申請專利範圍第1項記載之環氧樹脂用微膠囊型 潛在性硬化劑，其係爲粉末狀。 4.如申請專利範圍第1項記載之環氧樹脂用微膠囊型 潛在性硬化劑，其中該膠礙之比例，以該微膠囊型潛在性 硬化劑之全質量爲基準係爲5〜8 0質量°/。。 5 .如申請專利範圍第1項記載之環氧樹脂用微膠囊型 潛在性硬化劑，其中該膠之比例，以該微膠囊型潛在性 硬化劑之全質量爲基準係爲4 0〜8 0質量％。 6. 如申請專利範圍第1項記載之環氧樹脂用微膠囊型 潛在性硬化劑’其中該膠囊之比例，以該微膠囊型潛在性 硬化劑之全質量爲基準係爲1 5〜40質量％。 7. 如申請專利範圍第1項記載之環氧樹脂用微膠囊型 潛在性硬化劑’其中該膠褽之比例，以該微膠囊型潛在性 -47- 201244814 硬化劑之全質量爲基準係爲5〜1 5質量％。 8·—種粉末狀之環氧樹脂用微膠缀型潛在性硬化劑之 製造方法，其特徵爲，具備藉由使被包含於核心中之胺加 成物與異氰酸酯與具有活性氫基之化合物及/或水在分散 媒中反應，形成被覆該核心之膠囊之步驟。 9. 如申請專利範圍第8項記載之製造方法，更具備有 從反應後之混合物中取出具有核心及膠褒之粉末狀之微膠 缀型潛在性硬化劑之步驟。 10. —種環氧樹脂用微膠漢型潛在性硬化劑，其特徵 爲可經由申請專利範圍第8項記載之製造方法而得。 11· —種一液性環氧樹脂組成物，其特徵爲含有如申 請專利範圍第丨〜7項及第1 〇項中任一項記載之環氧樹脂 用微膠逛型潛在性硬化劑及環氧樹脂。 1 2 .如申請專利範圍第1 1項記載之一液性環氧樹脂組 成物’其中該環氧樹脂用微膠漢型潛在性硬化劑係於該環 氧樹脂中經加熱處理者。 1 3如申請專利範圍第11項記載之一液性環氧樹脂組 成物’其中爲’相對於該環氧樹脂及該微膠囊型潛在性硬 化劑之合計量1 00質量份含有該微膠囊型潛在性硬化劑5 〜70質量份。 I4.—種硬化物，其特徵爲使申請專利範圍第！〗項記 載之一液性環氧樹脂組成物加熱而硬化所形成。 -48- 201244814 四 指定代表圖： (一） 本案指定代表圖為：無 (二） 本代表圖之元件符號簡單說明：無 201244814 五 本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學 式：無