JPH034564B2 - - Google Patents
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- JPH034564B2 JPH034564B2 JP2592685A JP2592685A JPH034564B2 JP H034564 B2 JPH034564 B2 JP H034564B2 JP 2592685 A JP2592685 A JP 2592685A JP 2592685 A JP2592685 A JP 2592685A JP H034564 B2 JPH034564 B2 JP H034564B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- formula
- polyamine
- composition according
- hydrogen atom
- methyl group
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
- Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、優れた機械的強度を有する熱硬化性
樹脂組成物に関するものである。
〔従来の技術と問題点〕
エポキシ樹脂は機械的強度、耐熱性、電気的特
性などに優れていることから各種の電気部品や強
化プラスチツクのマトリツクス樹脂として広く用
いられてきているが、欠点として衝撃強度の低い
点があげられる。衝撃強度を改善する方法とし
て、ゴム成分を添加する方法がとられているが、
ゴム成分の添加により弾性率の低下や電気特性の
低下をもたらすことが多く、ゴム成分を添加せず
に衝撃強度の高い樹脂が望まれている。
〔問題点を解決するための手段及び作用効果〕
本発明者らは、ゴム成分の添加なしに高い弾性
率と衝撃強度を有する硬化物を与える熱硬化性樹
脂組成物について鋭意研究を重ねた結果、本発明
に到達した。
すなわち本発明は、一般式()
(式中、Arはグリシジルオキシ基を少なくと
も1つ以上有するC6〜C20の芳香族炭化水素を表
わし、Rは水素原子またはメチル基、nは1〜4
の整数である)
で表わされるグリシジル化合物とポリアミンから
なる熱硬化性樹脂組成物を要旨とする。
本発明のグリシジル化合物()は、本発明者
らが既に特許出願した方法(特開昭60−130580)
により製造することができる。
本発明に使用しうるグリシジル化合物()は
特に限定されないが、例示すれば、次の構造式
(),(),()及び()で表わされるグリ
シジル化合物があげられる。
(式中、Rは水素原子またはメチル基である)
(式中、Rは水素原子またはメチル基、nは1
または2である)
(式中、Rは水素原子又はメチル基、nは1ま
たは2、R′は1価のC6〜C10の芳香族炭化水素基
で、芳香核上にアルキルまたはハロゲンの置換基
を有していてもよい。)
(式中、Rは水素原子またはメチル基、n,
n′は0または1〜2の整数を表わし、n,n′の少
なくとも1つは1以上である)
分子量のグリシジル化合物()は、ララジカ
ル開始剤とエポキシ樹脂の硬化物を併用すること
により機械的強度にすぐれた硬化物が得られる
(特開昭60−130580、特開昭60−252624)。これら
はアクリルアミド基のラジカル重合及びグリシジ
ルオキシ基と硬化剤の反応の両方を同時に行なう
ものであり、エポキシ樹脂の硬化剤の使用量は、
グリシジルオキシ基との反応において、通常化学
量論的な量、たとえばポリアミンを使用する場合
は、グリシジルオキシ基のモル数に対して、1当
量前後使用される。(ここで、ポリアミンの1当
量とは、ポリアミンの分子量をそれに含まれるア
ミン基のN−H結合の総数で割つた値をいう。以
下同様)。この場合、ラジカル開始剤を用いない
と硬化物は得られないか、硬化物が得られたして
も機械的強度、耐熱性において極めて劣るもので
ある。
驚くべきことに、ポリアミンの使用量を前記グ
リシジル化合物()のアクリルアミド基とグリ
シジル基のモル数の和に対し1当量前後用いて、
ラジカル開始剤なしで熱硬化を行なうと非常に機
械的強度にすぐれた硬化物の得られることが見出
された。さらに、この硬化物は曲げ弾性率が通常
のエポキシ樹脂に比べて高く、また衝撃強度も極
めて高いという特徴を有している。
本発明では、ポリアミンの使用量をアクリルア
ミド基とグリシジル基のモル数の和に対し1当量
前後、詳しくは0.75〜1.5当量用いることにより、
予測をこえる極めて強靭な硬化物が得られること
である。実際、ラジカル開始剤なしでポリアミン
をグリシジル基のモル数に対して1当量前後用い
た場合、先に述べたように十分な強度を有する硬
化物が得られない。
これらの事実はラジカル開始剤を用いない場
合、ポリアミンとグリシジル基の反応とともにポ
リアミンとアクリルアミド基との反応を行なわせ
ることによりはじめて十分な強度を有する硬化物
が得られることを示しており、このような硬化物
は従来知られていなかつた新しいタイプの硬化物
といえる。ポリアミンとアクリルアミド基の反応
は、次式に示されるようなアミノ基のアクリルア
ミド基に対する付加反応であると考えられる。
本発明に用いられるポリアミンは2官能ないし
3官能以上の脂肪族及び芳香族ポリアミンであれ
ば特に限定されないが、例示すればエチレンジア
ミン、トリエチレンテトラミン、デカメチレンジ
アミン、ヘキサメチレンジアミン、m−及びp−
キシリレンジアミン、イソホロンジアミン、1,
4−シクロヘキサンジアミン、1,3−シクロヘ
キサンジアミン、N−アミノエチルピペラジン、
メンタンジアミンなどの脂肪族ポリアミン及びm
−及びp−フエニレンジアミン、4,4′−ジアミ
ノジフエニルメタン、4,4′−ジアミノジフエニ
ルエーテル、4,4′−ジアミノジフエニルスルホ
ン、2,6−ジアミノピリジン、2,4−トルエ
ンジアミンなどの芳香族ポリアミンが挙げられ
る。
本発明の組成物は、硬化促進剤なしで硬化する
が、必要に応じてフエノール、アルコール、有機
酸、無機酸、第3級アミン、ポリメルカブタン、
イミダゾール類、フツ化ホウ素−アミン錯体など
の硬化促進剤を併用してもよい。
本発明組成物の硬化反応は、常温付近ないし常
温以上の温度で行なうことができる。より好まし
くは70〜200℃の温度で硬化反応を行なうことが
できる。十分な強度を得るためには100℃以上の
温度で後硬化を行なうことが好ましい。
本発明の組成物は、そのままで使用する以外
に、他の繊維状補強材、例えばガラス繊維やカー
ボン繊維あるいは無機系の充填材、例えば炭酸カ
ルシウム、クレー、酸化アルミ等を適宜一緒に用
いることが可能である。また、市販されているエ
ポキシ樹脂を本発明の組成物に添加することもで
きる。その際には、エポキシ樹脂の添加量に応じ
て、用いるアミン量を増加させることが機械的強
度の面から好ましい。
〔実施例〕
つぎに、本発明を実施例により説明するが、本
発明はこれら実施例のみに限定されるものではな
い。なお、使用部数はいずれも重量部を表わす。
実施例 1
N−(4−グリシジルオキシ−3,5−ジメチ
ルフエニルメチル)アクリルアミド(前記構造式
()でRが水素原子であるものに相当し、エポ
キシ当量が261のもの。以下同様)
100部に対し、イソホロンジアミンを32.8部加
え、100℃で2時間、150℃で10時間硬化反応を行
なつた。得られた硬化物の機械的強度は下記の通
りであつた。
加熱変形歪温度 122℃
(荷重18.5Kg.f/cm2)
引張強度 776Kg/cm2
曲げ強度 1296Kg/cm2
曲げ弾性率 45200Kg/cm2
アイゾツト衝撃強度 4.8Kg・cm/cm
(Vノツチ付)
比較例 1
ビスフエノール−Aのジグリシジルエーテル
(油化シエルエポキシ(株)のエピコート828)100部、
イソホロンジアミン22部を混合し、実施例1と同
様の方法で硬化させて得られた硬化物の機械的強
度は下記の通りであつた。
加熱変形歪温度 125℃
(荷重18.5Kg.f/cm2)
引張強度 556Kg/cm2
曲げ強度 1270Kg/cm2
曲げ弾性率 31500Kg/cm2
アイゾツト衝撃強度 3.0Kg・cm/cm
(Vノツチ付)
比較例 2
N−(4−グリシジルオキシ−3,5−ジメチ
ルフエニルメチル)アクリルアミド100部に対し
イソホロンジアミンを16.4部加え、実施例1と同
様の方法で硬化反応を行なつたが硬化しなかつ
た。
実施例 2
ポリアミン成分として第1表に示す各種化合物
を、N−(4−グリシジルオキシ−3,5−ジメ
チルフエニルメチル)アクリルアミド100部に対
し、第1表に示す量を用いて実施例1と同様の方
法で硬化反応を行なつた。得られた硬化物の加熱
変形歪温度とアイゾツト衝撃強度の値を第1表に
示す。
【表】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a thermosetting resin composition having excellent mechanical strength. [Conventional technology and problems] Epoxy resin has been widely used as a matrix resin for various electrical parts and reinforced plastics because of its excellent mechanical strength, heat resistance, and electrical properties. The point is that the strength is low. Adding rubber components has been used as a method to improve impact strength, but
Addition of a rubber component often results in a decrease in elastic modulus and electrical properties, so a resin with high impact strength without the addition of a rubber component is desired. [Means and effects for solving the problems] The present inventors have conducted extensive research on thermosetting resin compositions that provide cured products with high elastic modulus and impact strength without the addition of rubber components. , arrived at the present invention. That is, the present invention provides general formula () (In the formula, Ar represents a C 6 to C 20 aromatic hydrocarbon having at least one glycidyloxy group, R is a hydrogen atom or a methyl group, and n is 1 to 4
The gist of the invention is a thermosetting resin composition comprising a glycidyl compound and a polyamine represented by the following integer. The glycidyl compound () of the present invention is produced by a method for which the present inventors have already applied for a patent (Japanese Patent Laid-Open No. 130580/1986).
It can be manufactured by Glycidyl compounds () that can be used in the present invention are not particularly limited, but examples include glycidyl compounds represented by the following structural formulas (), (), (), and (). (In the formula, R is a hydrogen atom or a methyl group) (In the formula, R is a hydrogen atom or a methyl group, n is 1
or 2) (In the formula, R is a hydrogen atom or a methyl group, n is 1 or 2, and R' is a monovalent C 6 to C 10 aromatic hydrocarbon group, which has an alkyl or halogen substituent on the aromatic nucleus. ) (In the formula, R is a hydrogen atom or a methyl group, n,
(n' represents 0 or an integer of 1 to 2, and at least one of n and n' is 1 or more). A cured product with excellent mechanical strength can be obtained (JP-A-60-130580, JP-A-60-252624). These perform both the radical polymerization of the acrylamide group and the reaction of the glycidyloxy group and the curing agent at the same time, and the amount of curing agent used in the epoxy resin is as follows:
In the reaction with the glycidyloxy group, it is usually used in a stoichiometric amount, for example, in the case of using a polyamine, it is used in an amount of about 1 equivalent based on the number of moles of the glycidyloxy group. (Here, 1 equivalent of polyamine refers to the value obtained by dividing the molecular weight of polyamine by the total number of N--H bonds of amine groups contained therein. The same applies hereinafter). In this case, unless a radical initiator is used, a cured product cannot be obtained, or even if a cured product is obtained, it is extremely poor in mechanical strength and heat resistance. Surprisingly, the amount of polyamine used is about 1 equivalent based on the sum of the number of moles of acrylamide groups and glycidyl groups of the glycidyl compound (),
It has been found that when thermal curing is carried out without a radical initiator, a cured product with very good mechanical strength can be obtained. Furthermore, this cured product has a higher flexural modulus than ordinary epoxy resins, and also has extremely high impact strength. In the present invention, the amount of polyamine used is around 1 equivalent, more specifically 0.75 to 1.5 equivalent, based on the sum of the moles of acrylamide group and glycidyl group.
It is possible to obtain an extremely tough cured product that exceeds expectations. In fact, if the polyamine is used in an amount of about 1 equivalent to the number of moles of glycidyl groups without a radical initiator, a cured product with sufficient strength cannot be obtained as described above. These facts show that when a radical initiator is not used, a cured product with sufficient strength can only be obtained by reacting the polyamine with the glycidyl group and the polyamine with the acrylamide group. This cured product can be said to be a new type of cured product that has not been previously known. The reaction between a polyamine and an acrylamide group is considered to be an addition reaction of an amino group to an acrylamide group as shown in the following formula. The polyamine used in the present invention is not particularly limited as long as it is a bifunctional to trifunctional or more functional aliphatic and aromatic polyamine, but examples include ethylenediamine, triethylenetetramine, decamethylene diamine, hexamethylene diamine, m- and p-
xylylene diamine, isophorone diamine, 1,
4-cyclohexanediamine, 1,3-cyclohexanediamine, N-aminoethylpiperazine,
Aliphatic polyamines such as menthanediamine and
- and p-phenylenediamine, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 2,6-diaminopyridine, 2,4-toluene Examples include aromatic polyamines such as diamines. The composition of the present invention cures without a curing accelerator, but may optionally contain phenols, alcohols, organic acids, inorganic acids, tertiary amines, polymerkabutane,
Curing accelerators such as imidazoles and boron fluoride-amine complexes may be used in combination. The curing reaction of the composition of the present invention can be carried out at temperatures around room temperature to above room temperature. More preferably, the curing reaction can be carried out at a temperature of 70 to 200°C. In order to obtain sufficient strength, it is preferable to perform post-curing at a temperature of 100°C or higher. In addition to being used as is, the composition of the present invention may be used in combination with other fibrous reinforcing materials, such as glass fibers or carbon fibers, or inorganic fillers, such as calcium carbonate, clay, aluminum oxide, etc. It is possible. It is also possible to add commercially available epoxy resins to the compositions of the invention. In this case, it is preferable from the viewpoint of mechanical strength to increase the amount of amine used in accordance with the amount of epoxy resin added. [Examples] Next, the present invention will be explained using Examples, but the present invention is not limited to these Examples. Note that all numbers of parts used represent parts by weight. Example 1 N-(4-glycidyloxy-3,5-dimethylphenylmethyl)acrylamide (corresponds to the structural formula () in which R is a hydrogen atom and has an epoxy equivalent of 261. The same applies hereinafter) 100 32.8 parts of isophorone diamine was added to each part, and a curing reaction was carried out at 100°C for 2 hours and at 150°C for 10 hours. The mechanical strength of the obtained cured product was as follows. Heating deformation strain temperature 122℃ (Load 18.5Kg.f/cm 2 ) Tensile strength 776Kg/cm 2 Bending strength 1296Kg/cm 2 Bending modulus 45200Kg/cm 2 Izot impact strength 4.8Kg・cm/cm (With V-notch) Comparison Example 1 100 parts of diglycidyl ether of bisphenol-A (Epicote 828 from Yuka Ciel Epoxy Co., Ltd.),
The mechanical strength of the cured product obtained by mixing 22 parts of isophoronediamine and curing in the same manner as in Example 1 was as follows. Heating deformation strain temperature 125℃ (Load 18.5Kg.f/cm 2 ) Tensile strength 556Kg/cm 2 Bending strength 1270Kg/cm 2 Bending modulus 31500Kg/cm 2 Izot impact strength 3.0Kg・cm/cm (With V-notch) Comparison Example 2 16.4 parts of isophorone diamine was added to 100 parts of N-(4-glycidyloxy-3,5-dimethylphenylmethyl)acrylamide and a curing reaction was carried out in the same manner as in Example 1, but no curing occurred. . Example 2 Various compounds shown in Table 1 were used as polyamine components in the amounts shown in Table 1, based on 100 parts of N-(4-glycidyloxy-3,5-dimethylphenylmethyl)acrylamide. The curing reaction was carried out in the same manner. Table 1 shows the heating deformation strain temperature and Izod impact strength of the obtained cured product. 【table】
Claims (1)
とも1つ以上有するC6〜C20の芳香族炭化水素
を表わし、Rは水素原子又はメチル基、nは1
〜4の整数である) で表わされるグリシジル化合物、および (b) ポリアミン からなる熱硬化性樹脂組成物。 2 ポリアミンbの量が、グリシジル化合物aの
アクリルアミド基及びグリシジルオキシ基のモル
数の和に対して、0.7〜1.5当量である特昨求の範
囲第1項記載の組成物。 3 グリシジル化合物aが、構造式() (式中、Rは水素原子またはメチル基である) で表われる化合物である特許請求の範囲第1項ま
たは第2項記載の組成物。 4 グリシジル化合物aが、構造式() (式中、Rは水素原子またはメチル基、nは1
または2である) で表わされる化合物である特許請求の範囲第1項
または第2項記載の組成物。 5 グリシジル化合物aが、構造式() (式中、Rは水素原子またはメチル基、R′は
1価のC6〜C10の芳香族炭化水素基で、芳香核上
にアルキルまたはハロゲンの置換基を有していて
もよい。nは1または2の整数を示す) で表わされる化合物である特許請求の範囲第1項
または第2項記載の組成物。 6 グリシジル化合物aが、構造式() (式中、Rは水素原子またはメチル基、n,
n′は0または1〜2の整数を表わし、n,n′の少
なくとも1つは1以上である) で表わされる化合物である特許請求の範囲第1項
または第2項記載の組成物。 7 ポリアミンbが脂肪族ジアミンである特許請
求の範囲第1項または第2項記載の組成物。 8 ポリアミンbが芳香族ジアミンである特許請
求の範囲第1項または第2項記載の組成物。[Claims] 1 (a) General formula () (In the formula, Ar represents a C 6 to C 20 aromatic hydrocarbon having at least one glycidyloxy group, R is a hydrogen atom or a methyl group, and n is 1
A thermosetting resin composition comprising a glycidyl compound represented by (an integer of ~4) and (b) a polyamine. 2. The composition according to item 1, wherein the amount of polyamine b is 0.7 to 1.5 equivalents based on the sum of the moles of acrylamide groups and glycidyloxy groups of glycidyl compound a. 3 Glycidyl compound a has the structural formula () (wherein R is a hydrogen atom or a methyl group) The composition according to claim 1 or 2, which is a compound represented by the following formula. 4 Glycidyl compound a has the structural formula () (In the formula, R is a hydrogen atom or a methyl group, n is 1
or 2) The composition according to claim 1 or 2, which is a compound represented by: 5 Glycidyl compound a has the structural formula () (In the formula, R is a hydrogen atom or a methyl group, and R' is a monovalent C 6 to C 10 aromatic hydrocarbon group, which may have an alkyl or halogen substituent on the aromatic nucleus. n represents an integer of 1 or 2) The composition according to claim 1 or 2, which is a compound represented by the following. 6 Glycidyl compound a has the structural formula () (In the formula, R is a hydrogen atom or a methyl group, n,
The composition according to claim 1 or 2, wherein n' represents 0 or an integer of 1 to 2, and at least one of n and n' is 1 or more. 7. The composition according to claim 1 or 2, wherein polyamine b is an aliphatic diamine. 8. The composition according to claim 1 or 2, wherein polyamine b is an aromatic diamine.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2592685A JPS61185529A (en) | 1985-02-12 | 1985-02-12 | Thermosetting resin composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2592685A JPS61185529A (en) | 1985-02-12 | 1985-02-12 | Thermosetting resin composition |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61185529A JPS61185529A (en) | 1986-08-19 |
| JPH034564B2 true JPH034564B2 (en) | 1991-01-23 |
Family
ID=12179377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2592685A Granted JPS61185529A (en) | 1985-02-12 | 1985-02-12 | Thermosetting resin composition |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61185529A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6438849B2 (en) * | 2015-06-09 | 2018-12-19 | 富士フイルム株式会社 | Curable composition, cured film |
-
1985
- 1985-02-12 JP JP2592685A patent/JPS61185529A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61185529A (en) | 1986-08-19 |
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