(57)【要約】【課題】本発明の課題は、より低温で硬化するエポキシ樹脂用硬化剤又は硬化促進剤を提供することである。【解決手段】本発明のエポキシ樹脂用硬化剤又は硬化促進剤は、以下の（ａ１）及び（ａ２）を含有する包接化合物である。（ａ１）式（Ｉ）で表されるテトラキス（ヒドロキシフェニル）エタン化合物、（ａ２）式（ＩＩ）で表されるキシレンジアミン化合物【化１】2014185115.tif 000013【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の（ａ１）及び（ａ２）を含有する包接化合物。
（ａ１）式（Ｉ）
【化１】
2014185115.tif 000010
で表されるテトラキス（ヒドロキシフェニル）エタン化合物、
（ａ２）式（ＩＩ）
【化２】
2014185115.tif 000011
で表されるキシレンジアミン化合物
【請求項２】
（ａ２）の式（ＩＩ）で表される化合物が、式（ＩＩＩ）
【化３】
2014185115.tif 000012
で表される化合物であることを特徴とする請求項１に記載の包接化合物。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の包接化合物を含有することを特徴とするエポキシ樹脂用硬化剤又は硬化促進剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規な包接化合物及びそれを含有するエポキシ樹脂用硬化剤又は硬化促進剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
エポキシ樹脂は、優れた機械特性、熱特性を有するため様々な分野で広く用いられている。例えば樹脂特有の絶縁性や熱硬化性から、電子部品用の接着剤として利用されている。これら熱硬化性の接着剤は、使用するまでは、熱硬化性樹脂と硬化剤が未反応の状態で安定に存在し、使用時には、短時間で硬化することが要求される。そのため、各種硬化剤、硬化促進剤が開発されている。
【０００３】
特許文献１には、テトラキスフェノール系化合物及びエポキシ基と反応してエポキシ樹脂を硬化させる化合物との包接体からなることを特徴とするエポキシ樹脂用硬化剤が記載されている。しかし、エポキシ樹脂の硬化温度が高く、低い温度で硬化させるには不十分であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−０７１４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、より低温で硬化するエポキシ樹脂用硬化剤又は硬化促進剤を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、キシレンジアミン化合物とテトラキス（ヒドロキシフェニル）エタン化合物（以下「ＴＥＰ系化合物」という）を含む包接化合物がより低温で硬化反応が開始されることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明は、
（１）以下の（ａ１）及び（ａ２）を含有する包接化合物、及び、
（ａ１）式（Ｉ）
【化１】
2014185115.tif 000002
で表されるＴＥＰ系化合物、
（ａ２）式（ＩＩ）
【化２】
2014185115.tif 000003
で表されるキシレンジアミン化合物
（２）（ａ２）の式（ＩＩ）で表される化合物が、式（ＩＩＩ）
【化３】
2014185115.tif 000004
で表される化合物であることを特徴とする上記（１）に記載の包接化合物に関する。
【０００８】
また、本発明は、
（３）上記（１）又は（２）に記載の包接化合物を含有することを特徴とするエポキシ樹脂用硬化剤又は硬化促進剤に関する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の新規な包接化合物を硬化剤又は硬化促進剤として使用することにより、エポキシ樹脂をより低温で硬化させることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（包接化合物）
本発明の「包接化合物」とは、２種又は３種以上の分子が共有結合以外の弱い結合により結合した化合物をいい、より好ましくは、２種又は３種以上の分子が共有結合以外の弱い結合により結合した結晶性化合物をいう。包接する化合物をホスト化合物といい、包接される化合物をゲスト化合物という。
【００１１】
本発明の包接化合物は、ホスト間で水素結合等の弱い結合で繋がった構造物を形成し、その構造物の空間にゲスト化合物が取り込まれた構造のものを言う。塩のような構造物であると、加熱したときの崩壊は結晶の外側から徐々に起こるため、結果として硬化剤／硬化促進剤としてのゲスト化合物の放出に時間がかかるが、包接化合物は、ある一定以上の温度になると全てのゲスト化合物が短い時間で放出され、硬化剤／硬化促進剤として機能するため、良好な硬化物を得ることができる。
【００１２】
また、本発明の包接化合物は、溶媒等の第３成分を含んでいてもよい。
【００１３】
（ゲスト化合物）
本発明におけるゲスト化合物としては以下の式（ＩＩ）で表されるキシレンジアミン化合物である。
【００１４】
【化４】
2014185115.tif 000005
【００１５】
具体的に、式（ＩＩ）で表されるキシレンジアミン化合物としては、ｏ−キシリレンジアミン、ｍ−キシリレンジアミン、ｐ−キシリレンジアミンが挙げられる。さらに好ましくは、式（III）
【００１６】
【化５】
2014185115.tif 000006
で表される化合物である。
【００１７】
上記のキシレンジアミン化合物とＴＥＰ系化合物との包接化合物は、上記の範囲のものであればその組み合わせは特に制限されない。これらのキシレンジアミン化合物は１種単独で用いても２種以上を併用してもよい。
【００１８】
（ホスト化合物）
本発明のホスト化合物は、下記式（Ｉ）
【化６】
2014185115.tif 000007
で表されるテトラキス（ヒドロキシフェニル）エタン化合物であり、好ましくは、１，１，２，２−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）エタンである。
【００１９】
（包接化合物の製造方法）
包接化合物の製造方法は、キシレンジアミン化合物とＴＥＰ系化合物とを直接混合するか、あるいは溶媒中で混合することにより得ることができる。
【００２０】
溶媒を使用する場合は、前記ホスト化合物及びゲスト化合物を溶媒に添加後、必要に応じて攪拌しながら、加熱処理又は加熱還流処理を行った後、析出させることにより得ることができる。溶媒としては特に限定はないがメタノール、アセトン、酢酸エチルを好ましく用いることができる。
【００２１】
包接化合物の形成は、熱分析（ＴＧ及びＤＴＡ）、赤外吸収スペクトル（ＩＲ）、Ｘ線回折パターン（ＸＲＤ）、固体ＮＭＲスペクトル等により確認できる。また、包接化合物の組成は、熱分析、１Ｈ−ＮＭＲスペクトル、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）、元素分析等により確認することができる。
【００２２】
キシレンジアミン化合物とＴＥＰ系化合物との割合は、包接化合物を形成しうる限り特に制限はないが、ＴＥＰ系化合物１モルに対して、キシレンジアミン化合物が、０．１〜５．０モルであることが好ましく、０．５〜４．０モルであることがより好ましい。
【００２３】
包接化合物としてさらに第３成分を含有することが可能であり、その場合には、第３成分は包接化合物全量に対して４０モル％以下であることが好ましく、さらには１０モル％以下が好ましく、特に、第３成分を含まないことが最も好ましい。
【００２４】
本発明の包接化合物はエポキシ樹脂の硬化剤又は、硬化促進剤に用いることができる。
エポキシ樹脂としては、従来公知の各種ポリエポキシ化合物が使用でき、例えば、ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンジグリシジルエーテル、ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジブロモフェニル）プロパンジグリシジルエーテル、ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタンジグリシジルエーテル、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタンジグリシジルエーテル、レゾルシノールジグリシジルエーテル、フロログリシノールトリグリシジルエーテル、トリヒドロキシビフェニルトリグリシジルエーテル、テトラグリシジルベンゾフェノン、ビスレゾルシノールテトラグリシジルエーテル、テトラメチルビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ビスフェノールＣジグリシジルエーテル、ビスフェノールヘキサフルオロプロパンジグリシジルエーテル、１，３−ビス〔１−（２，３−エポキシプロパキシ）−１−トリフルオロメチル−２，２，２−トリフルオロエチル〕ベンゼン、１，４−ビス〔１−（２，３−エポキシプロパキシ）−１−トリフルオロメチル−２，２，２−トリフルオロメチル〕ベンゼン、４，４’−ビス（２，３−エポキシプロポキシ）オクタフルオロビフェニル、フェノールノボラック型ビスエポキシ化合物等の芳香族系グリシジルエーテル化合物；
アリサイクリックジエポキシアセタール、アリサイクリックジエポキシアジペート、アリサイクリックジエポキシカルボキシレート、ビニルシクロヘキセンジオキシド等の脂環式ポリエポキシ化合物；
ジグリシジルフタレート、ジグリシジルテトラヒドロフタレート、ジグリシジルヘキサヒドロフタレート、ジメチルグリシジルフタレート、ジメチルグリシジルヘキサヒドロフタレート、ジグリシジル−ｐ−オキシベンゾエート、ジグリシジルシクロペンタン−１，３−ジカルボキシレート、ダイマー酸グリシジルエステル等のグリシジルエステル化合物；
ジグリシジルアニリン、ジグリシジルトルイジン、トリグリシジルアミノフェノール、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、ジグリシジルトリブロモアニリン等のグリシジルアミン化合物；
ジグリシジルヒダントイン、グリシジルグリシドオキシアルキルヒダントイン、トリグリシジルイソシアヌレート等の複素環式エポキシ化合物等
及びこれらのオリゴマー化合物を挙げることができる。
【００２５】
液状のエポキシ樹脂としては、例えば（ポリ）エチレングリコールジグリシジルエーテル、（ポリ）プロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル等のポリアルキレンエーテル型エポキシ化合物；
ダイマー酸ジグリシジルエステル、フタル酸ジグリシジルエステル、テトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル等のグリシジルエステル型エポキシ化合物；
グリシジル（メタ）アクリレート、アリルグリシジルエーテル等の重合体又は該モノマーとその他の軟質不飽和モノマーとの共重合体等を挙げることができる。軟質不飽和モノマーとは、そのホモポリマーのガラス転移温度が６０℃未満のものであり、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、（メタ）アクルリ酸ブチル、（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸ラウリル等を挙げることができる。
【００２６】
（エポキシ樹脂組成物の用途）
本発明の包接化合物を含有するエポキシ樹脂組成物は、様々な用途に用いることができる。例えば、封止材等の電子部品用材料、接着剤、粉体塗料、繊維強化プラスティック（ＦＲＰ）等の一般的にエポキシ樹脂が使用できる用途であれば何にでも用いることができる。
本発明の包接化合物を含有するエポキシ樹脂は、ゲスト化合物のみを含有するエポキシ樹脂と比較して、保存安定性が向上する。また、低温で硬化反応が開始する硬化剤又は硬化促進剤を提供することができる。
【実施例】
【００２７】
以下に実施例を示すが、本発明はこの実施例になんら束縛されるものではない。
以下において、包接化合物を触媒又は硬化触媒ということもある。
（ホスト分子）
ＴＥＰ：１，１，２，２−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）エタン
（ゲスト分子）
ＭＸＤＡ：ｍ−キシリレンジアミン
２Ｅ４ＭＺ：２−エチル−４−メチルイミダゾール
２Ｐ４ＭＨＺ：２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール
また、包接化合物の表記は、ホスト化合物−ゲスト化合物の順に記し、続く括弧内にホスト化合物とゲスト化合物の包接比（モル比）を記す。例えば、「ＴＥＰ−ＭＸＤＡ（１／１）」は、ホスト化合物がＴＥＰ、ゲスト化合物がＭＸＤＡであり、包接比が１／１である包接化合物を意味する。
【００２８】
［実施例１］ＴＥＰ−ＭＸＤＡ（１／２）
ＴＥＰ７．９７ｇに酢酸エチル５０ｍＬを加えて撹拌し、そこにＭＸＤＡ５．４５ｇを酢酸エチル１０ｍＬで希釈させた溶液を滴下し、添加後加熱還流を３時間行った。冷却後、ろ過・真空乾燥を行い、包接化合物ＴＥＰ−ＭＸＤＡ（１／２）を得た。得量１３．１３ｇ。得られた包接化合物は１Ｈ−ＮＭＲ、ＴＧ−ＤＴＡおよびＸＲＤにて包接化を確認した。また、分解点は１７８−１８３℃であった。
【００２９】
（液状硬化性エポキシ樹脂の硬化開始温度）
［測定例１］
エポキシ樹脂エポトートＹＤ−１２８（登録商標：新日鉄住金化学株式会社製  エポキシ当量１８４−１９４ｇ／ｅｑ）５ｇにＭＸＤＡ０．２ｇを混合し、硬化性エポキシ樹脂組成物を得た。組成物をＤＳＣ（TA instruments社製、Ｑ２０００型）によって測定し、エポキシ樹脂硬化開始温度（ピークの外挿開始温度）を測定した。結果を第１表に示した。
【００３０】
［測定例２］
エポキシ樹脂エポトートＹＤ−１２８（登録商標：新日鉄住金化学株式会社製  エポキシ当量１８４−１９４ｇ／ｅｑ）５ｇにＴＥＰ−ＭＸＤＡ（１／２）（実施例１）０．４９ｇを混合し、硬化性エポキシ樹脂組成物を得た。組成物をＤＳＣ（TA instruments社製、Ｑ２０００型）によって測定し、エポキシ樹脂硬化開始温度（ピークの外挿開始温度）を測定した。結果を第１表に示した。
【００３１】
［測定例３］
エポキシ樹脂エポトートＹＤ−１２８（登録商標：新日鉄住金化学株式会社製  エポキシ当量１８４−１９４ｇ／ｅｑ）５ｇにＴＥＰ−２Ｅ４ＭＺ（１／２）０．５６ｇを混合し、硬化性エポキシ樹脂組成物を得た。組成物をＤＳＣ（TA instruments社製、Ｑ２０００型）によって測定し、エポキシ樹脂硬化開始温度（ピークの外挿開始温度）を測定した。結果を第１表に示した。
【００３２】
［測定例４］
エポキシ樹脂エポトートＹＤ−１２８（登録商標：新日鉄住金化学株式会社製  エポキシ当量１８４−１９４ｇ／ｅｑ）５ｇにＴＥＰ−２Ｐ４ＭＨＺ（１／２）０．４１ｇを混合し、硬化性エポキシ樹脂組成物を得た。組成物をＤＳＣ（TA instruments社製、Ｑ２０００型）によって測定し、エポキシ樹脂硬化開始温度（ピークの外挿開始温度）を測定した。結果を第１表に示した。
【００３３】
【表１】
2014185115.tif 000008
【００３４】
（液状硬化性エポキシ樹脂の保存安定性）
［測定例５］
エポキシ樹脂エポトートＹＤ−１２８（登録商標：新日鉄住金化学株式会社製  エポキシ当量１８４−１９４ｇ／ｅｑ）１０ｇにＭＸＤＡ０．４ｇを混合し、硬化性エポキシ樹脂組成物を得た。組成物を３０℃で保存、目視観察を行い、固化した時点で測定終了とし、保存安定性を評価した。結果を第２表に示した。
【００３５】
［測定例６］
エポキシ樹脂エポトートＹＤ−１２８（登録商標：新日鉄住金化学株式会社製  エポキシ当量１８４−１９４ｇ／ｅｑ）１０ｇにＴＥＰ−ＭＸＤＡ（１／２）０．９９ｇを混合し、硬化性エポキシ樹脂組成物を得た。組成物を３０℃で保存、目視観察を行い、固化した時点で測定終了とし、保存安定性を評価した。結果を第２表に示した。
【００３６】
【表２】
2014185115.tif 000009
【００３７】
測定例１と測定例２を比較すると、ゲスト化合物のみを硬化剤に用いた方が低温で硬化できるが、測定例５と測定例６を比較するとゲスト化合物のみを硬化剤に用いたエポキシ樹脂組成物は３０℃で硬化反応が起こり、２日で固化してしまい、工業的には問題が生じる。これは、１０℃／分で昇温すると７６℃で硬化反応が開始しているが、実際は３０℃でも硬化反応が起こるため、ゲスト化合物を硬化剤に用いる時はエポキシ樹脂と混合したら、直ぐに使用する必要がある。しかし、本発明の包接化合物は固化するまで十分な時間があるため、工業的に問題は生じない。
【００３８】
また、公知の包接化合物（測定例３、測定例４）と比較すると、同じＴＥＰをホスト化合物にしているのにも関らず、本発明の包接化合物（測定例２）を硬化剤に用いたエポキシ樹脂組成物の硬化開始温度は低くなることが判明した。本発明の包接化合物を硬化剤に用いると、エポキシ樹脂をより低温で硬化できるため、エポキシ樹脂に熱的なダメージを最小限にすることができ、それにより熱に弱いエポキシ樹脂に使用するのに好適である。また、エポキシ樹脂の被着体として耐熱性の低い材料も使用できる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明の新規な包接化合物は、エポキシ樹脂の硬化剤や硬化促進剤等に用いることができる。