JP2597122B2

JP2597122B2 - エポキシ樹脂用の硬化剤

Info

Publication number: JP2597122B2
Application number: JP62332564A
Authority: JP
Inventors: 健史山崎; 政利臼井
Original assignee: Koei Chemical Co Ltd
Current assignee: Koei Chemical Co Ltd
Priority date: 1987-12-29
Filing date: 1987-12-29
Publication date: 1997-04-02
Anticipated expiration: 2012-04-02
Also published as: JPH01174520A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明はエポキシ樹脂用液状硬化剤に関するものであ
る。

＜従来の技術及び本発明が解決しようとする問題点＞２−エチル−４−メチルイミダゾールはエポキシ樹脂
の硬化剤、硬化促進剤として広範囲に使用されている有
用なイミダゾール化合物である。

２−エチル−４メチルイミダゾールは、通常室温では
過冷却状態にあり、液状を保っているが、粘度が非常に
高く取扱いが容易でなく、また本来、融点45℃の固体で
あるため、何らかの原因により容易に固化する性質を有
しており液状維持が困難である。一旦固化したものは加
熱融解し、液状となして使用しているが、それは甚だ煩
雑な作業となっている。

エポキシ樹脂が室温で液状の場合には、硬化剤、硬化
促進剤が室温で液状であれば、両者の均一混合は容易と
なり、反対に硬化剤、硬化促進剤が固体である場合に
は、両者の混合は困難となり、硬化剤、硬化促進剤は室
温で液状であることが望ましい。以上は多くの使用者の
願望である。

＜問題を解決するための手段＞本発明者等は、このような欠点を解消すべく克明な試
験研究を重ねた結果、一般式［Ｉ］（式中、R¹は炭素数２〜６のアルキル基を示す。R²は炭
素数１〜６のアルキル基、又は一般式［II］で表わされる置換基（R³は水素原子又は炭素数１〜４の
アルキル基を示す。）を示す。ただし、R¹が炭素数３〜
６のアルキル基であってR²がメチル基又はエチル基であ
る場合は除く。）で表わされる室温で液状の１−置換イ
ミダゾール化合物を２−エチル−４−メチルイミダゾー
ルに配合したものは、室温で長期間低粘度の液状を示す
ことを見出した。一方、一般式［Ｉ］で表わされる１−
置換イミダゾール化合物を通常硬化剤として良く使用さ
れ、２−エチル−４−メチルイミダゾールの同族体であ
る２−メチルイミダゾール又は２−フェニルイミダゾー
ルなどに配合したものは前記配合物とは逆に室温で均一
な液状を示しがたいことが判明した。従って、一般式
［Ｉ］で表わされる１−置換イミダゾール化合物と２−
エチル−４−メチルイミダゾールとの配合物における前
述の知見は極めて意外なものである。

又、一般式［Ｉ］で表わされるＩ−置換イミダゾール
化合物と２−エチル−４−メチルイミダゾールとの配合
物はエポキシ樹脂との相溶性、配合性に優れており、さ
らに、この配合物を含有するエポキシ樹脂組成物を硬化
させてえられる硬化生成物は、２−エチル−４−メチル
イミダゾールと同様に良好な硬化物性を示す事も見出し
本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は一般式［Ｉ］（式中、R¹は炭素数２〜６のアルキル基を示す。R²は炭
素数１〜６のアルキル基、又は一般式［II］で表わされる置換基（R³は水素原子又は炭素数１〜４の
アルキル基を示す。）を示す。ただし、R¹が炭素数３〜
６のアルキル基であってR²がメチル基又はエチル基であ
る場合は除く。）で表わされる１−置換イミダゾール化
合物（以下、１−置換イミダゾール（Ｉ）という）と２
−エチル−４−メチルイミダゾールからなるエポキシ樹
脂溶液状硬化剤に関する。

一般式［Ｉ］中、R¹は炭素数２〜６のアルキル基、例
えばエチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブ
チル、第２ブチル、第３ブチル、ペンチル、イソペンチ
ル、ネオペンチル、ヘキシル等である。

一般式［Ｉ］中、R²は炭素数１〜６のアルキル基、例
えばメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチ
ル、イソブチル、第２ブチル、第３ブチル、ペンチル、
イソペンチル、ネオペンチル、ヘキシル等である。

一般式［II］中、R³は水素原子、あるいは炭素数１〜
４のアルキル基、例えばメチル、エチル、プロピル、イ
ソプロピル、ブチル、イソブチル、第２ブチル、第３ブ
チル等である。また、R³はアルキル基である場合、フェ
ニル基のオルト、メタ、バラ何れの位置にあってもよ
い。

本発明において使用される、１−置換イミダゾール
（Ｉ）の具体例としては、１−エチル−２−メチルイミ
ダゾール、１−エチル−２−フェニルイミダゾール、１
−プロピル−２−フェニルイミダゾール、１−ブチル−
２−フェニルイミダゾール、１−イソブチル−２−フェ
ニルイミダゾール、１−エチル−２−（ｐ−メチルフェ
ニル）イミダゾール、１−エチル−２−（ｐ−メチルフ
ェニル）イミダゾールなどが挙げられるが、これらに限
定されるものではない。

本発明の硬化剤を利用しうるエポキシ樹脂としては一
分子当たり平均一個以上のエポキシ基を有する化合物、
例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、フェノール
ノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エ
ポキシ樹脂、脂肪族グリシジルエーテル型エポキシ樹
脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環型エポキシ樹脂等が挙
げられるが、これらに限定されるものではない。また上
記エポキシ化合物とフェニルグリシジルエーテル、ブチ
ルグリシジルエーテル、フェノキシエーテル系モノエポ
キサイドなどのモノエポキシ化合物を適宜併用したもの
であってもさしつかえはない。

本発明の硬化剤は、１−置換イミダゾール（Ｉ）と２
−エチル−４−メチルイミダゾールとの広範囲にわたる
配合比で室温で長期間低粘度を示し、その配合比は特に
限定されるものではないが、２−エチル−４−メチルイ
ミダゾールと同等の硬化特性、硬化物性を得ようとする
場合なら１−置換イミダゾール（Ｉ）の配合比を40重量
％以下にするのが好ましい。

本発明の硬化剤の使用量は通常エポキシ樹脂100重量
部に対して0.1〜20重量部である。即ち0.1重量部以下で
は硬化に長時間を要し20重量部以上では耐湿性が低下す
るためである。本発明の硬化剤を含有するエポキシ樹脂
組成物の硬化温度は60〜200℃であり、好ましくは100〜
180℃の範囲である。

本発明の硬化剤は他の硬化成分、例えばフタル酸無水
物、テトラヒドロフタル酸無水物、メチル−3.6−エン
ドメチレン−４−テトラヒドロフタル酸無水物、ピロメ
リット酸無水物、トリメリット酸無水物などのポリカル
ボン酸無水物、メタフェニレンヂアミン、ジアミノジフ
ェニルメタンなどの芳香族アミン、ジシアンジアミド、
フェノール樹脂、ノボラック樹脂などの多価フェノー
ル、トリフェニルホスファイトフェノールメルカプタ
ン、第４級アンモニウムなどと併用しても使用できる。
この場合、本発明の硬化剤の使用量は、エポキシ樹脂10
0重量部に対して0.1〜10重量部である。

本発明の１−置換イミダゾール（Ｉ）は、特開昭59−
8487や、特願昭61−37646の明細書記載の方法により容
易にえられる。

本発明の硬化剤を含有するエポキシ樹脂組成物は顔
料、可塑剤、充填剤、あるいはモノエポキシドのごとき
稀釈剤と併用しても使用できる。

また本エポキシ樹脂組成物は抵抗器、コンデンサ、ダ
イオード、トランジスタ、などの絶縁封止用塗料、接着
剤、注型材料や、本エポキシ樹脂組成物を適当な繊維物
質に含浸させて得られる積層物（含浸エポキシ）の製造
等に使用することができる。

以下、本発明を実施例及び比較例に基づいて説明す
る。

実施例１、２及び比較例１（粘度及び液状の保存安定性）比較例１としての２−エチル−４−メチルイミダゾー
ル（以下2E4MImと略す）そのもの、実施例１としての2E
4MImに１−エチル−２−メチルイミダゾール（以下1E2M
Imと略す）を配合してなる硬化剤、実施例２としての2E
4MImに１−エチル−２−フェニルイミダゾール（以下1E
2PhImと略す）を配合してなる硬化剤について、25℃に
おける粘度を測定し、さらに０℃における保存安定性テ
ストを行なった。その結果を表−１に示した。

表−１から明らかなように実施例１、２の硬化剤の粘
度は、比較例１の2E4MImより大幅に低下している。又、
液状の安定性は、実施例１、２の硬化剤は、０℃で３か
月以上液状を示した。

比較例１の2E4MImは０℃で１か月後には融点45℃の結
晶となった。

実施例３、４及び比較例２（配合性）エピコート828（２、２−ビス（４−オキシフェニ
ル）プロパンのジグリシジルエーテル）10重量部と各種
硬化剤0.5重量部を室温で３分間撹拌混合し、エポキシ
樹脂との配合の容易さを検討した。

硬化剤としては、比較例２に2E4MIm、実施例３に2E4M
Imに1E2MImを配合してなる硬化剤、実施例４に2E4MImに
1E2PhImを配合してなる硬化剤を用いた。

その結果を表−２に示した。表−２から明らかなよう
に、実施例３の2E4MImに1E2MImを配合してなる硬化剤、
実施例４の2E4MImに1E2PhImを配合してなる硬化剤は、
比較例２の2E4MImに比べ、速やかに溶解し配合が容易で
あった。

実施例５、６及び比較例３（硬化特性及び硬化物性）エポキシ樹脂としてエピコート828の100重量部、各種
硬化剤の４重量部を室温で30分間撹拌混合して得られた
エポキシ樹脂組成物の可使時間、発熱特性を評価し、更
に該組成物を60℃で６時間、150℃で２時間硬化させて
得られた硬化物の熱変形温度、曲げ特性、煮沸吸水率を
評価した。

実施例５は2E4MImに１−置換イミダゾール（１）とし
て1E2MImを配合したもの、実施例６は1E2PhImを配合し
たもの、比較例３は2E4MImを硬化剤として使用した。

その結果を表−３に示した。表−３から明らかなよう
に、実施例５の硬化剤は比較例３の2E4MImと比較すると
ほぼ同様な硬化物性であるが、1E2MImの配合比が増える
と硬化が速くなる。即ち、硬化物性を変えずに硬化をは
やめることができる。

実施例６の硬化剤は比較例３の2E4MImと比較して、1E
2PhImの配合比を増やすことにより硬化を遅らせること
ができる。又、硬化物性は比較例３の2E4MImと比較する
と、熱変形温度、曲げ特性はほぼ同等ないし、同等以上
であった。

＜発明の効果＞本発明のエポキシ樹脂硬化剤は、室温で長期間低粘度
の液状を示し、またエポキシ樹脂との配合が非常に容易
である。

又、本発明の硬化剤は、配合する１−置換イミダゾー
ル（Ｉ）の種類により、本硬化剤を含有するエポキシ樹
脂組成物の硬化速度の増減、硬化物性の向上など、種々
の特性を付与することができる。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】一般式［Ｉ］（式中、R¹は炭素数２〜６のアルキル基を示す。R²は炭
素数１〜６のアルキル基、又は一般式［II］で表わされる置換基（R³は水素原子又は炭素数１〜４の
アルキル基を示す。）を示す。ただし、R¹が炭素数３〜
６のアルキル基であってR²がメチル基又はエチル基であ
る場合は除く。）で表わされる１−置換イミダゾール化
合物と２−エチル−４−メチルイミダゾールからなるエ
ポキシ樹脂用液状硬化剤。