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JPS5845223A - 熱硬化性樹脂組成物 - Google Patents

熱硬化性樹脂組成物

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Publication number
JPS5845223A
JPS5845223A JP14297881A JP14297881A JPS5845223A JP S5845223 A JPS5845223 A JP S5845223A JP 14297881 A JP14297881 A JP 14297881A JP 14297881 A JP14297881 A JP 14297881A JP S5845223 A JPS5845223 A JP S5845223A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
butadiene
low polymer
butadiene low
epoxy resin
maleic anhydride
Prior art date
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Granted
Application number
JP14297881A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0158210B2 (ja
Inventor
Hideo Horii
堀井 英男
Yoshihiko Araki
荒木 芳彦
Hajime Hara
原 肇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eneos Corp
Original Assignee
Nippon Oil Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Oil Corp filed Critical Nippon Oil Corp
Priority to JP14297881A priority Critical patent/JPS5845223A/ja
Publication of JPS5845223A publication Critical patent/JPS5845223A/ja
Publication of JPH0158210B2 publication Critical patent/JPH0158210B2/ja
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、(4)エポキシ樹脂および(B)ブタジェン
低重合体の篩部を必須成分とする熱硬化性樹脂に関する
ものである。
一般にエポキシ樹脂は、優れた機械的性質、接着性およ
び耐薬品性を有することなどから、塗料、接着剤および
電気絶縁材料に広く使用されているが、その硬化−が可
撓性に欠けるため、衝撃強度、熱衝撃、はくり強度に弱
く用途に種々の制約があった。
これら′の欠点を補うべく、末端水酸基含有ブタジェン
低重合体を酸無水物と反応させて得たプレポリマーをエ
ポキシ樹脂の硬化剤として利用して可撓性を改善しよう
とする方法(例えば特開昭51−56299号など)、
あるいは末端カルボキシル基含有ブタジェン低重合体と
エポキシ樹脂を硬化させることにより可撓性を改善する
方法(例えば特公昭50−3800号など)が開示され
ている。
しかしながらこれら公知の方法では両末端にカルボキシ
ル基ないし水酸基を含有するブタジェン低重合体を用い
るため、−ボキシ樹脂との相溶性が悪く、真に均一に硬
化した樹脂が得られないため機械的強度および耐薬品性
などにおいて満足な性能を有する硬化物を得ることは困
難である。
本発明の目的は、前記公知の伎術の欠点を改良し、エポ
キシ樹脂との相溶性にも優れたブタジェン低重合体変性
物を使用することにより、可撓性に優れ、かつ曳好な機
械的強度および電気特性を有する熱硬化性樹脂組成物を
゛提供するととにある。
本発明者らは鋭意研究の結果、特定された分子量を有す
るブタジェン低重合体に無水マレイン酸の特定量を付加
し、さらにアミノ酸の特定量を付加して得られたブタジ
ェン低重合体の誘導体を使用することにより、上記目的
が達成されることを見出し、本発明の完成に至った。
すなわち、本発明は(4)エポキシ樹脂および(B)数
平均分子量500〜s、oooを有するブタジェン低重
合体100Fに対し無水マレイン酸0,1〜1,5モル
を付加したマレイン化ブタジェン低重合体に0,5〜1
.1尚量(無水マレイン酸を付加して生成した無水コノ
1り酸基に対して)のアミノ酸を付加したブタジェン低
重合の誘導体を必須成分とする熱硬化性樹脂組成物に関
する。
通常両組(蜀成分と(B)成分の割合(A) / (B
)が9515〜40/60の重量比であり、(6)成分
と(B)成分を硬化前あるいは硬化時に反応させること
ができる。
以下に本発明についてさらに詳しく説明す厄。
本発明の(A)成分であるエポキシ樹脂とは、従来より
公知の市販品、すなわちエポキシ基(−C,C−)を1
分子中に少なくとも2個有する分子量200へ7000
の化合物である。これらの詳細については、例えば月刊
高分子加工、別冊9「エポキシ樹脂」(昭和4B都6月
)K解説されている。具体的には。
ビスフェノールAタイプのもの、例えばエビコー)82
8.1001.1004および1007(シェル化学■
製)など、ノボラックタイプのもの、例えばエピコート
152および154(シェル化学■製)など、脂肪族ア
ルコールのグリシジルエーテルタイプのもの、例えばエ
ポ:/812(シェル化学■製)など、脂環式エポキシ
樹脂、例えばチッソノックス221 (チッソ■製)な
ど、エポキシ化油、例えばエポキシ化大豆油およびタイ
マー酸のエポキシ化物など、グリシジルメタクリレート
あるいはグリシジルアクリレートを含む共重合体などの
1分子中に2個以上のエポキシ基を有する分子量200
以上のオリゴマーまたはポリマーおよびポリエステル、
アクリル系樹脂、ポリウレタン、ポリブタジェンなどの
合成樹脂を多エポキシ化物で変性して樹脂骨格中にエポ
キシ基を導入したものなどが例示できる。これらの中で
はビスフェノールAタイプのものが特に好ましい。また
これら各種エポキシ樹脂は単独あるいは2種以上の混合
物としても使用できる。
本発明の(B)成分であるブタジェン低重合体の誘導体
はブタジェン低重合体に対して特定量の無水マレイン酸
を付加したのち特定量のアミノ酸を付加することによっ
て得られる。
出発原料であるブタジェン低重合体は、数平均分子量3
00〜5000、好ましくは一ビニルモノマーあるいは
ブタジェン−ジオレフィン共重合体などが使用でき、ブ
タジェン−スチレン類(スチレン、αメチルスチレン、
ビニルトルエン)あるいはブタジェン−インプレン共重
合体が特に好ましい。また共重合体中のブタジェン単位
が50重量−以上であることが好ましい。数平均分子量
が上記範囲に満たない場合には、硬化した樹脂や塗膜に
所要の強度が得られず、また耐熱性、耐水性あるいは耐
薬品性などの諸性能が低下する。一方、上記範囲を越え
る場合には、後述する無水マレイン酸付加反応の際にゲ
ル化を起こしやすく、またエポキシ樹脂との相溶性も低
下する。またブタジェン低重合体のミクロ構造に関して
は特に制限はなく、ビニル結合の多い重合体および1.
4−結合の多い重合体のいずれも使用可能である。
これらのブタジェン低重合体の製造法としては、従来よ
り公知の方法が使用でき、例えば炭化水素系溶媒中でリ
チウム、ナトリウムあるいはこれら有機金属化合物を触
媒として重合する゛方法、多環芳香族化合物、例えばナ
フタレンあるいはアントラセンを活性化剤として、極性
溶媒、例えばテトラヒドロフラン中で、アルカリ金属、
例えばナトリウム触媒として重合する方法、配位アニオ
ン束合触媒を用いる方法、あるいはラジカル重合触媒を
用いたテロメリゼーションなどが好ましい。
ブタジェン低重合体に無水マレイン酸を付加するには、
前記ブタジェン低重合体100Fに対し、無水マレイン
酸0,1〜15モル、好ましくは0.2〜1.0モルを
付加することにより得られる。無水マレイン酸の付加量
がこの範囲に満たない場合には、エポキシ樹脂との相溶
性が十分でなく、一方この範囲を越える場合には、付加
反応の際にゲル化を起こしやすく、また硬化物の耐水性
、耐化学薬品性も低下するため好ましくない。付加反応
条件としては従来公知のものが採用できる。すなわち、
反応温度は100〜300℃が好ましく、マタフエニレ
ンジアζン、ピロガロールアルいはナフトールなどを少
量添加することによりゲル化反応を防止できる。
ブタジェン低重合体は誘導体(B)は前記無水マレイン
酸を付加したブタジェン低重合体に0.5〜11当量好
ましくは07〜0.g当量のアミノ酸を反応させること
Kよって得られる。
ここで当量は無水マレイン酸を付加して生成した無水コ
ハク酸基に対するものである。アミノ酸の付加量がこの
範囲に満たない場合は本発明の特徴である硬化物に十分
な可撓性を与えることができず、一方この範囲をこえる
場合は未反応のアミノ酸が残るため硬化物の耐水性、耐
薬品性などが低下するため好ましくない。付加反応条件
としては50〜300℃、好ましくは100〜200℃
の温度で実施され、反応を促進するために生成した水を
反応系外に留去する方法も採用できる。
本発明で醒5無水゛マレイン酸を付加したブタジェン低
重合体とアミノ酸との反応は、マレイン酸の付加により
生成した無水コノ1り酸基とアミノ酸のアζノ基との反
応によりイミド結合を生成する反応である。
該反応は溶剤の存在下でも、非存在下でも行うことがで
きる。好ましい溶剤としては水又はジエチレングリコー
ルジメチルエーテル、アニソール等のエーテル系溶剤を
挙げることができる。
本発明で使用するアミノ酸としてはモノアミンモノカル
ボン酸(中性アミノ酸)、モノアミンジカルボン酸(酸
性アミノ酸が好ましく、りI)シン、アラニン、バリン
、ロイシン。
インロイシン、γ−アミノカプロン酸、アスパラギン酸
、グルタミン酸などを挙げることができる。
エポキシ樹脂囚とブタジェン低重合体の誘導体(B)の
配合割合(A) / (B)は重量比で9515〜40
/6 Qとなるように調製することが好ましい。(B)
の1量比が前記範囲に満たない場合は硬化物の可撓性が
改良されず、一方この範囲を超える場合には硬化物の機
械的強度が低下する。この(4)成分と(B)成分は硬
化物の使用目的や使用方法によって硬化前にあるいは硬
化時に反応させて参会巻曲いることができる。
硬化前に反応させる場合はたとえば触媒としチドリフェ
ニルホスフィン、トリエチルアミン、N−N−ジメチル
ベンジルアミン、トリエチルアンモニウムクロライドな
どを使うと副反応なくプレポリマーを得ることができる
。反応温度は0〜300℃好ましくは50〜200℃で
あり、反応に不活性な溶剤、すなわちトルエン、キシレ
ン等の炭化水素系溶剤、ジエチv y りIJコールジ
メチルエーテル、アニソール等のエーテル系溶剤を使う
こともできる。
硬化前の反応の場合は、成分(4)と成分(B)をあら
かじめ部分的に又は多量部分反応させてプレポリマーを
生成させ、このプレポリマーも硬化性組成物として用い
ることである。
本発明の組成物である(4)成分と(8)成分は先に述
べた様に混合物とし【あるいは反応させてプレポリマー
として硬化させる。この混合物あるいはプレポリマーを
硬化させるには通常エポキシ樹脂の硬化剤として知られ
る硬化剤を配合したのち、常温〜250℃、好ましくは
50へ200℃の温度条件を用いる。硬化剤としては例
えばアミン系の硬化剤(脂肪族ポリアミン、芳香族ポリ
アミン、第 3 アミン、ポリアミド樹脂)、ポリスル
フィド樹脂、酸無水物、ジシアンジアミド、BF、−ア
ミン錯体、酸ヒドラシード、イミダゾール類などを挙げ
ることができる。
さらに必要に一応じ【顔料、充てん剤、酸化防止剤、あ
るいは紫外線吸収剤などを配合することもできる。
本発明の樹脂組成物の用途としては塗料、接着剤、電気
絶縁材などが考えられ、いずれの場合も優れた機械的強
度、電気、特性、耐薬品性を示し優れた可撓性、耐衝撃
性、ハクリ強度を゛示す。
以下合成例、実施例、比較例により本発明をより具体的
に説明する。
合成例1 べ/ジルナトリウムを開始剤、トルエンを連鎖移動剤と
し、ベンゼン溶媒中において40℃でブタジェンを重合
させ、数平均分子11000.1.2−結合含有量60
96のブタジェン低重合体を得た。1.、。
このブタジェン低重合体1000F、無水マレイン酸1
 B 9.6 y (ブタジェン低重合体100Fに対
してα19モル)、アンチゲン3C(ゲル化防止剤、住
友化学工業社製商品名)2Fおよびキシレン10Fを還
流冷却器を備えた31セパラブルフラスコにとり、系内
な窒素置換した後、195℃で5時間マレイン化反応を
行った0反応終了後、溶媒および未反応物を減圧下で留
去し、酸価10厚01(/j’のマレイン化ブタジェン
低重合体(A−1)を得た。
このマレイン化ブタジェン低重合(A−1)200PK
rアtyカブay酸59.9 F 。
MIBKlooFを11のセパラブルフラスコ中で10
0℃で1時間反応させたあと、150℃で5 II H
jlの減圧下で生成する水およびMIBKを留去して酸
価83ダKOH/pのブタジェン低重合体の誘導体(B
−1)を得た。
合成剤2 ニッケル系触媒を用いた配位アニオン重合により得られ
た数平均分子量900を有する高(is −1* ’型
ブタジェン低重合体1000Fと無水マレイン酸356
F(ブタジェン低重合体100りに対して0.36モル
)から、合成例1と伺様の操作により酸価150#KO
Q/Pのマレイン化ブタジェン低重合体(A−2)を得
た。
コノマレイン化ブタジェン低重合体(A−2)300F
にβアラニン94.59、水509を加え11のセパラ
ブルフラスコ中で100℃で2時間反応させたあと、1
60℃で5aa)lpの減圧下で水を留去して酸価11
4■xoH/Fのブタジェン低重合体の誘導体(B−2
)を得た。
合成例3 ベンジルナトリウムを開始剤、トルエンを連鎖移動剤と
し、ベンゼン溶媒中において40℃でブタジェンを重合
させ、数平均分子このブタジェン低重合体2ooy、無
水tレイン酸325.6F(ブタジェン低重合体100
tに対し0.17モル)およびアンチゲン306Fを還
流冷却器を備えた51セノ(ツプルフラスコにとり、窒
素置換した後、195℃で6時間マレイン化反応を行っ
た。反応終了後、溶媒および未反応物を減圧下で留去し
、重合体(A −3)を得た。
このマレイン化ブタジェン低重合体(A−3)500P
K対してグリシン52.5 fを加え、120℃で1時
間反応させたあと160℃で5aHjlの減圧下に生成
する水を留去して酸価72m9KOH/pのブタジェン
低重合体の誘導体(B−3)を得た。
合成例4 ベンジルナトリウムを開始剤、トルエンを連鎖移動剤と
し、ベンゼン溶媒中において40℃でブタジェンを重合
させ数平均分子量1500.1.2−結合含有量63%
のブタジェン低重合体を得た。
このブタジェン低重合体1000y、無水マレイン酸1
87F(ブタジェン低重合体100PK対し019モル
)およびアンチゲン304Fを還流冷却器を備えた31
セパラブルフラスコにとり、窒素置換した後195℃で
6時間マレイン化反応を行なった。反応終了後、溶媒お
よび未反応物を減圧下で留去し、酸価9019KOH/
Pのマレイン化ブタジェン低重合体(A−4)を得た。
このマレイン化ブタジェン低重合体(A−4)100F
にグリシン1’L8tp、水20Fを加え500−のセ
パラブルフラスコ中で95℃で2時間反応1,150℃
で5 mH’l  の減圧下に水を留去し、酸価80の
ブタジェン低重合体の誘導体(B−4)を得た。
合成例5 合成例3で得たブタジェン低重合体2000j’。
IIA水マレイン酸551611 (ブタジェン低重合
体100jlK対し0.27モル)およびアンチゲン5
C41!を還流冷却器を備えた31セパ2プルフラスコ
にとり、窒素置換した後、195℃で6時間マレイン化
反応を行なった。
反応終了後、溶媒および未反応物を減圧下で留去し、酸
価12019KOH/Pのマレイン化ブタジェン低重合
体(A−5)を得た。
このマレイン化ブタジェン低重合体(A−5)200g
IK対してグリシン31.5 Fを加え、110℃で2
時間反応させたのち160℃で3 as HPの減圧下
に反応で生成した水を留去し、酸価104のブタジェン
低重合体の誘導体(B−5)を得た。
実施例1 合成例1で合成したブタジェン低重合体の誘導体(B−
1)78jFおよびエピコート1001(至)化シェル
エポキシ■製、エポキシ当t450へ500)100F
および2−フェニルイミタ゛ゾール1fを6117’チ
ル60ノに溶解し塗料組成物とした。これを0.8x7
QX150間の軟鋼板およびα5X50X1501のブ
リキ板上にアプリケータを用いて塗布し、180℃で5
0分焼付けた。得られた塗膜物性をJ I S K5,
400に準拠して評価したところ、その結果は表1に示
すとおりであり、後記する比較例1と比べてもきわめて
可撓性にすぐれたものであった。
比較例1 エポキシ樹脂の架橋剤として市販されているベッカミン
P−138(大日本インキ■製、尿素樹脂)80fおよ
びエピコート1001/100Fをキシレン、ブタノー
ル100j’に溶解した塗料組成物とした。この塗膜物
性を実施例1と同様にして評価した。結果を表1に示す
実施例2 合成例2で合成したブタジェン低重合体の誘導体(B、
−2)76.5Pおよびエピコート828 (油化シヱ
ルエボキシ■製、エポキシ当量184〜194)100
PをMIBK50PK溶解し、触媒にトリフェニルホス
フインo、 s IIを加えて100℃で1時間反応さ
せた。得られたフェスにインフォロンジアミン17jl
を加え室温で硬化させた。硬化物の7日後の塗膜物性を
実施例1と同様に評価した。結果は表1に示す通りであ
り、比較例1と比べてもきわめてすぐれた可撓性を示し
た。
実施例3゜ 合成例3で合成したブタジェン低重合体の誘導体(B−
1)50Fおよびエピコート1001/100yに2−
フェニルイミダゾール12を加え、メチルイソブチルケ
トン50yに溶解し塗料組成物とした。その塗膜物性を
実施例1と同様に評価した結果は表1に示す通りであり
、比較例1と比べてもきわめてすぐれた可撓性を示した
表−1 比較例2 市販のカルボキシル基含有ポリブタジェンであるニラソ
ーPBC−1000(日本1達■1li)100Fにメ
チルイソブチルケトンに溶解したエピコート1004を
2ooy加え、均一にすべく攪拌したが、−日f&に相
分離をおこし、均一な塗布が不可能であった。
実施例4 合成例4で合成したブタジェン低重合体の誘導体(B−
4)30y%無水へキサヒドロフタル酸60y、エビコ
ー)828/100FおよびN−N−ジメチルベンジル
アミン0.5Fを均一に溶解し、120℃で1時間、さ
らに150℃で4時間加熱して硬化させた。得えられた
硬化物の諸性能を表2に示す。後に示す比較例3に比べ
ると硬化物の可撓性、耐熱衝撃性が著しく改1良されて
いることがわかる。
実施例5 合成例5で合成したブタジェン低重合体の誘導体(B−
5)20F、無水ヘキサンヒドロフタル酸66F、エポ
ン82B、100F、およびN−N−ジメチルベンジル
アミンQ、5ノを均一に熔解し実施例4と同様の条件で
硬化させその諸性能を求めた。結果は表2に示す通りで
あり後に示す比較例3に比べると硬化物の可撓性、耐熱
衝撃性が著しく改曳されていることがわかる。
比較例3 無水へキサヒドロフタル酸73F、エポン828/1 
oat、N−N−ジメチルベンジルアミン0.51を均
一に溶解し、実施例と同様に硬化させその諸性能を求め
た。結果を表2に示す。
実施例6 合成例3で合成したブタジェン低重合体の誘導体(B−
3)30Pとエビコー)828/70Fを触媒にトリフ
ェニルホスフィン0.12使って100℃で1時間反応
させた。この生成物にジシアンジアミド10F、2−フ
ェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾー
ルα2F、アエロジルA−300(日本アエロジル■製
)2Fを加えJI8  K6850、JI8に6854
に準拠して180℃で50分硬化させたテストパネルの
せん断接着強さおよびTはくり接着強さを測定した。
結果は表5に示す通り、優秀なせん断接着強さとはくり
接着強さを示した。後に述べる比較例4.5に比べると
はくり接着強さが大巾に改良されていることがわかる。
比較例4 エピコート828/100Fにジシアンジアミド16y
、2−フェニル−4−メチル−熱−ヒドロキシメチルイ
ミダゾール0.2 F 。
アエロジルA−3002Fを加えた組成物を実施例6と
同様に硬化させそのせん断接着強さ、Tはくり接着強さ
を求めた結果を表3に示す。
比較例5 エピコート828/709.ニツン−P R−C−10
00(比較例2と同じ)50Fを触媒K)IJフェニル
ホスフィン0.2Fを使って100℃で1時間反応させ
そのあと実施例6にならって硬化剤等を配合し、せん断
接着強さ、Tはくり接着強さを求めた。結果を表5に示
す。
実施例6あるいはあとに述べる実施例7に比べるとTは
くり接着強さが劣ることがわかる。
実施例7 合成例5で合成したブタジェン低重合体の誘導体(B−
5)30F、エピコート828/709を実施例6にな
らって反応させた。そのあとアジピン酸ジヒドラジド8
F、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチル
インダゾール0.21F、アエロジルA−300を配合
し、実施例6と同様にそのせん断接着強さ、T゛はくり
接着強さを求めた◎結果を表3に示す。
表−5 1・事件の表示    特願昭56−142978号2
、発1yP$j@=の名称  熱硬化性樹脂組成物3、
補正をする者 事件との関係        出願人 名称 (444)日本石油株式会社 4、代理人 〒104 6、補11により増加する発明の数 8、補正の内容 fi+  明細書中、15頁17行r 189.6利を
、「2121幻と補正する。
(2)同、16頁11行[59,9yJを、r4&9.
Jと補正する。
(3)同、16責15行r 85 m9xoH/yjを
、r89゛vxou/yJと補正する。
(4)同、17@11行「94.5 f Jを、「7α
2S’Jと補正する・ (5)同、17jj14行「114ダKOH/ノ」を、
[122ダKOH/PJ  と補正する。
(6)同、18真6行「200F」を、「200 Of
と補正する。
(7)同、22頁7行、23頁9〜10行[エピコート
1001/jを、「実施例1で用いたエピコート(エピ
コート1001 )Jと補正する。
(8)同、25頁5行、28員3行、29頁1行、29
頁9行、50頁4行「エピコート828/Jを、[実施
例2で用いたエピコート(エピコート828)Jと補正
する。
(9)同、25頁15行「エポン828、」を、[実施
例2で用いたエピコート(エビコー)828)Jと補正
する。
01 同、26頁4〜5行[エポン828/Jを、[実
施例2で用いたエピコート(エピコート828月と補正
する〇 (11)  同、29頁4行「アエロジルA−100J
」  を、「実施例6で用いたアエロジル(アエロジル
A−soO)Jと補正する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 tt+(A)  エポキシ樹脂 および (B)  数千・均分子葉′500〜5.000を有す
    るブタジェン低重合体100yに対し無水マレイン酸を
    0.1〜15モル付加した後、さらにアミノ酸を0.5
    〜1.1当量(無水マレイン酸を付加して生成した無水
    コノ1り酸基に対して)付加反応させて得たブタジェン
    低重合体の誘導体を必須成分として含有する熱硬化性樹
    脂組成物。 +21  (A)エポキシ樹脂と(B)ブタジェン低重
    合体の鋳導体含有割合(A) / (B)が9515〜
    40/60  (重量比)であることを特徴とする特f
    If時求の範囲第1項記載の熱硬化性樹脂組成物。 (3)(萄 エポキシ樹脂 および (B)  数平均分子量300〜5,000を有するブ
    タジェン低重合体100Fに対し無水マレイン酸を0.
    1−15モル附加した後、さらにアミノ酸をα5〜11
    当量(無水マレイン酸を付加して生成した無水コハク酸
    基に対して)付加反応させて得たブタジェン低重合体の
    誘導体を(4)/(鴫が重量比で9515〜40/60
    の割合で、0S300℃で反応させて得たプレポリマー
    を必須成分として含有する熱硬化性樹脂組成物。
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