(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一分子中に２以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂と、ポリカルボジイミドを直鎖或いは分岐鎖のアルキル基を有するジアルキルアミンで変性することにより得られるポリグアニジンとからなることを特徴とする一液型エポキシ樹脂組成物。
【請求項２】
ポリグアニジンが、式
【化１】
0003569467.tif 000006
（式中、Ｒ1及びＲ2はポリカルボジイミドを変性するために使用した直鎖或いは分岐鎖のアルキル基を有するジアルキルアミンの同一又は異なる残基を、Ｒは２価の有機基を、ｎは１以上の整数をそれぞれ表す。）で表されるものである請求項１に記載の一液型エポキシ樹脂組成物。
【請求項３】
ポリグアニジン１当量に対して、エポキシ樹脂を０．８〜１．２当量含有する請求項１に記載の一液型エポキシ樹脂組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一液型のエポキシ樹脂組成物に関するものであり、更に詳しくは、保存安定性が高く、フィルム化が可能であると共に、比較的低温で硬化処理をすることができ、しかも高い接着性を有する一液型エポキシ樹脂組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
主として接着剤や場合によっては成形材料として使用されるエポキシ樹脂組成物には、主剤であるエポキシ樹脂と、硬化剤とをそれぞれ別に調製し、使用時に混合する二液型エポキシ樹脂組成物と、主剤であるエポキシ樹脂と硬化剤とをあらかじめ混合しておく一液型エポキシ樹脂組成物がある。
【０００３】
上記エポキシ樹脂組成物の内の二液型エポキシ樹脂組成物には、使用時に主剤であるエポキシ樹脂と硬化剤とを正確に計量して混合しなければならないため、計量に伴うミスが発生しやすく、又、エポキシ樹脂と硬化剤との反応が早いために、一旦混合すると保存しておくことができず、ロスとなってしまうという問題がある。
【０００４】
一方、一液型エポキシ樹脂組成物は、主剤であるエポキシ樹脂と硬化剤とをあらかじめ混合したものであるので、上記のような問題はないが、エポキシ樹脂と硬化剤とが反応して硬化を開始し、即ち、保存安定性が低下することが予想されるので、保存状態でのエポキシ樹脂と硬化剤との反応を抑制するために様々な提案がなされている。
【０００５】
一液型エポキシ樹脂組成物の中でも保存安定性が高いものとして、硬化剤としてジシアンジアミドを使用した一液型エポキシ樹脂組成物が一般的に知られている他、イミダゾール類を使用した一液型エポキシ樹脂組成物も知られている。
【０００６】
又、保存安定性が良好とされる一液型エポキシ樹脂組成物としては、例えば、エポキシ樹脂と官能基の数が２以上のフェノールとよりなるもの（特開平８−１８３８３５号公報参照）や、エポキシ樹脂とカルボジイミドとよりなるもの（特開平５−３２０６１１号公報参照）、更には、エポキシ樹脂と、ジシアンジアミド、フェノールや酸無水物等の硬化剤とよりなり、更にグアニジン類を硬化促進剤として添加したもの（特開昭６０−２８４２４号公報参照）等が知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ジシアンジアミドは２００℃以上とその融点が高いために、エポキシ樹脂に対しては固体状で分散させることを余儀なくされ、従って硬化が不均一となってしまうという難点があり、溶剤に溶解して使用すると、硬化は均一になるものの、保存安定性が悪化してしまうという難点がある。
【０００８】
又、上記イミダゾール類は、反応性が高いため、低融点のものには保存安定性が極めて悪いという難点があり、高融点のものにも、保存安定性は現れてくるが十分ではなく、更に前記ジシアンジアミドと同様な問題がある。
【０００９】
一方、上記エポキシ樹脂とフェノールとよりなる一液型エポキシ樹脂組成物や、エポキシ樹脂とカルボジイミドとよりなる一液型エポキシ樹脂組成物は、公報記載の通りに保存安定性は良好であるが、硬化には１８０℃という比較的高い温度が必要となる。
【００１０】
更に、上記エポキシ樹脂とジシアンジアミド等の硬化剤とよりなり、更にグアニジン類を硬化促進剤として添加した一液型エポキシ樹脂組成物についても、上記フェノールやカルボジイミドを用いたものと同様に、硬化には比較的高い温度が必要となり、又、この一液型エポキシ樹脂組成物はフィルム形成能を有しておらず、フィルム状のものとして取り扱うことができない。
【００１１】
本発明の目的は、上記のような従来技術の難点を解消し、保存安定性が高く、フィルム化が可能であると共に、比較的低温で硬化処理をすることができ、しかも高い接着性を有する一液型エポキシ樹脂組成物を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、一分子中に２以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂と、ポリカルボジイミドを直鎖或いは分岐鎖のアルキル基を有するジアルキルアミンで変性することにより得られるポリグアニジンとからなることを特徴とする一液型エポキシ樹脂組成物を提供する。
【００１３】
【発明の実施の態様】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１４】
本発明において用いるエポキシ樹脂としては、例えばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ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等に代表されるグリシジルエーテル型エポキシ樹脂や、脂環式エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、液状ゴム変性エポキシ樹脂等の、一分子中に２以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂の１種又はそれらの混合物を挙げることができ、好ましくは、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ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を挙げることができるが、本発明で使用するエポキシ樹脂はこれらに限定されるものではなく、一般に知られているエポキシ樹脂であればよい。
【００１５】
又、本発明において用いるポリグアニジンとは、１分子中に
【化２】
0003569467.tif 000002
で表わされるグアニジン基を複数個有するポリマーである。
【００１６】
本発明において用いるポリグアニジンとしては、中でも、ポリカルボジイミドをアミンで変性することにより得られるものが好ましい。
【００１７】
上記ポリカルボジイミドをアミンで変性することにより得られるポリグアニジンとしては、例えば、式
【化３】
0003569467.tif 000003
で表されるものを挙げることができる。
【００１８】
上記式におけるＲ１及びＲ２は、ポリカルボジイミドを変性するために使用したアミンに由来するものであり、好ましくは炭素数４以上の直鎖或いは分岐鎖のアルキル基を表していて、即ち、ポリカルボジイミドを変性してポリグアニジンとするために使用するアミンは、好ましくは、炭素数４以上の直鎖或いは分岐鎖のアルキル基を有するジアルキルアミンである。尚、Ｒ１及びＲ２は同一である必要はなく、異なる前記ジアルキルアミンを使用することによって、相互に異なるものとなることもある。
【００１９】
上記炭素数４以上の直鎖或いは分岐鎖のアルキル基を有するジアルキルアミンとしては、ジブチルアミン、ジシクロヘキシルアミンやジオクチルアミン等を例示することができる。
【００２０】
尚、上記式におけるＲは、２価の有機基を表していて、これはポリカルボジイミドの骨格に由来するものである。
【００２１】
ポリグアニジンを得るために使用するポリカルボジイミドの分子量としては、５，０００〜１００，０００が好ましく、従って、ポリグアニジンの分子量は、ポリカルボジイミド基に対して付加したアミンに相当する量だけ増加する。尚、この場合の上記式におけるｎは、ポリカルボジイミドの骨格によっても変化するが、好ましくは３０以上である。
【００２２】
尚、本発明で使用するポリグアニジンの分子量が５，０００を極端に下回ると、フィルム状接着剤として使用するためにフィルム化した際のハンドリングが困難となるばかりか、溶液状態でのの安定性が低下してしまう。又、１００，０００を極端に上回ると、ポリグアニジンを製造するために使用するポリカルボジイミドの合成が困難となるため、該ポリグアニジンを得ることが困難となり、いずれの場合も好ましくない。
【００２３】
又、本発明で使用するポリグアニジンは、例えば溶液状態のポリカルボジイミドに対しジアルキルアミンを、カルボジイミド基に対して当量となるように添加し、常温又は加熱下に撹拌して反応させることにより、容易に合成をすることができる。
【００２４】
一方、本発明の一液型エポキシ樹脂組成物は、上記のような２以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂とポリグアニジンとからなるものであり、これらの量比としては、エポキシ樹脂１当量に対して、ポリグアニジン０．８〜１．２当量という範囲を例示することができる。
【００２５】
尚、本発明で使用するポリグアニジンの量が、エポキシ樹脂１当量に対して０．８当量を極端に下回ると、架橋反応の数が少なくなるために硬化が不十分となり、更にフィルム状にした際の強度が低下し、ハンドリングに影響が生じ、又、１．２当量を極端に上回ると、やはり架橋反応の数が少なくなるために硬化が不十分となり、いずれの場合も好ましくない。
【００２６】
又、本発明の一液型エポキシ樹脂組成物を得るには、上記ポリグアニジンを溶媒に溶解し、上記エポキシ樹脂と混合、加熱すればよく、この混合、加熱手段としては、特に制限を受けることはない。
【００２７】
上記溶媒としては、例えばポリグアニジンとエポキシ樹脂を溶解させるものであれば特に制限はないが、トルエンやテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）等を例示することができ、得られた本発明の一液型エポキシ樹脂組成物は、液状或いはペースト状のものとなる。
【００２８】
そして、上記液状或いはペースト状のものとして得られた本発明の一液型エポキシ樹脂組成物を、適宜の基体上にキャストして溶媒を除去すれば、フィルム状の接着剤として、又、基材上或いは不織布等に対して、塗布したり含浸させたりすれば、シート状接着剤として、それぞれ利用することができるのである。
【００２９】
尚、本発明の一液型エポキシ樹脂組成物には、必要に応じ、一般の接着剤に添加することのできる無機充填剤、ゴム成分、着色料、可塑剤などの成分を、性能を損なわない範囲で添加することができる。
【００３０】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、これは本発明を限定するものではない。
【００３１】
ポリカルボジイミドの合成例１
２Ｌの４つ口フラスコに、パラジフェニルメタンジイソシアネート（ｐ−ＭＤＩ）８０．０ｇ、テトラヒドロフラン９８４．０ｍｌ、触媒（３−メチル−１−フェニル−２−フォスフォレン−１−オキサイド）０．１６ｇを入れ、リフラックス下で１２時間反応させることにより、赤外線吸収スペクトル（以下、ＩＲという）による測定で、イソシアネート基に起因する吸収の減少と、新たな２１２０ｃｍ−１における吸収の生成を確認し、ｐ−ＭＤＩ由来のポリカルボジイミドの溶液を得た。
【００３２】
ポリカルボジイミドの合成例２
２Ｌの４つ口フラスコに、ｐ−ＭＤＩ７８．７ｇ、フェニルイソシアネート（ＰｈＩ）０．７６ｇ、テトラヒドロフラン８０３．６ｍｌ、触媒（３−メチル−１−フェニル−２−フォスフォレン−１−オキサイド）０．１６ｇを入れ、リフラックス下で１６時間反応させることにより、ＩＲによる測定で、イソシアネート基に起因する吸収の減少と、新たな２１２０ｃｍ−１における吸収の生成を確認し、ｐ−ＭＤＩ由来で末端をＰｈＩで封止されたポリカルボジイミドの溶液を得た。
【００３３】
ポリグアニジンの合成例１
ポリカルボジイミドの合成例１で得られた溶液１００．０ｇと、ジブチルアミン｛（Ｂｕ）２ＮＨ｝４．３９ｇを混合後、６０℃で３時間反応させることにより、ＩＲでカルボジイミド基ＮＣＮの吸収が消失し、且つ、１６２０ｃｍ−１に新たなグアニジン基に帰属される吸収が観測されたことにより、ポリグアニジンの生成を確認した。
【００３４】
ポリグアニジンの合成例２
ポリカルボジイミドの合成例１で得られた溶液１００．０ｇと、ジオクチルアミン｛（Ｏｃ）２ＮＨ｝８．３０ｇを混合後、６０℃で１時間反応させることにより、ＩＲでカルボジイミド基ＮＣＮの吸収が消失し、且つ、１６２０ｃｍ−１に新たなグアニジン基に帰属される吸収が観測されたことにより、ポリグアニジンの生成を確認した。
【００３５】
ポリグアニジンの合成例３
ポリカルボジイミドの合成例２で得られた溶液１００．０ｇと、ジオクチルアミン｛（Ｏｃ）２ＮＨ｝２．９０ｇ、ジブチルアミン｛（Ｂｕ）２ＮＨ｝１．６０ｇを混合後、７０℃で３時間反応させることにより、赤外線吸収スペクトル（ＩＲ）でカルボジイミド基ＮＣＮの吸収が消失し、且つ、１６２０ｃｍ−１に新たなグアニジン基に帰属される吸収が観測されたことにより、ポリグアニジンの生成を確認した。
【００３６】
実施例１
ポリグアニジンの合成例１の溶液１００．０ｇに対し、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂６．００ｇを加え、実施例１の一液型エポキシ樹脂組成物を得た。
【００３７】
実施例２
ポリグアニジンの合成例２の溶液１００．０ｇに対し、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂５．８０ｇを加え、実施例２の一液型エポキシ樹脂組成物を得た。
【００３８】
実施例３
ポリグアニジンの合成例３の溶液１００．０ｇに対し、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂６．００ｇを加え、実施例３の一液型エポキシ樹脂組成物を得た。
【００３９】
実施例４
ポリグアニジンの合成例３の溶液１００．０ｇに対し、フェノールノボラック型エポキシ樹脂５．９０ｇを加え、実施例４の一液型エポキシ樹脂組成物を得た。
【００４０】
比較例１
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂１０．０ｇに対し、ジシアンジアミド０．８ｇ，変性脂肪酸ポリアミン０．８ｇ、トルエン１５．０ｇを入れ、比較例１の溶液を得た。
【００４１】
比較例２
ポリカルボジイミドの合成例１で得られた溶液１００ｇに対し、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂５．０ｇを混合し、比較例２の溶液を得た。
【００４２】
以上のようにして得られた実施例の一液型エポキシ樹脂組成物、及び、比較例の溶液に関し、以下のような試験を行い、結果を表１に示した。
【００４３】
フィルム形成能
各々の一液型エポキシ樹脂組成物及び溶液を離型フィルム上にキャストし、減圧下で乾燥を行い、樹脂分を取り出した。フィルムとして扱えるものを○、否を×で判定した。
【００４４】
低温硬化性
上記取り出した樹脂分を１００℃で３時間処理し、硬化物の得られるものを○、そうでないものを×とした。又、同時に硬化物の着色について観察した。
【００４５】
保存安定性
各々の一液型エポキシ樹脂組成物及び溶液の室温下で６週間放置する前と後との接着力を比較し、変化のないものを○、１０％以下の低下のみられるものを×をして判定した。尚、比較例２の硬化物の着色の欄における「−」は、低温硬化性がないので着色について観察できなかったことを示している。
【００４６】
【表１】
0003569467.tif 000004
【００４７】
接着強度
幅２５ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの被着体（アルミ箔）を使用し、各々の一液型エポキシ樹脂組成物及び溶液を被着体上に塗布し、被着体で樹脂組成物或いは溶液を挟み込むようにして張り合わせ、それらを以下に示す所定の加熱硬化条件下で接着し、試験片を作成した。作成した試験片につき、ＪＩＳ  Ｋ−６８５４に準拠した方法によりＴ型剥離接着強度をオートグラフ測定により求めた。結果を表２に示した。
硬化条件ａ  温度：１３０℃  時間：  ５分間  加圧圧力：５Ｋｇ／ｃｍ２
硬化条件ｂ  温度：  ８０℃  時間：  ６時間  加圧圧力：５Ｋｇ／ｃｍ２
硬化条件ｃ  温度：１８０℃  時間：２０分間  加圧圧力：５Ｋｇ／ｃｍ２
【００４８】
【表２】
0003569467.tif 000005
【００４９】
【発明の効果】
以上の実施例及び比較例から明らかなように、本発明の一液型エポキシ樹脂組成物は、保存安定性が高く、フィルム化が可能であると共に、１００℃という比較的低温で硬化処理をすることができ、しかも高い接着性を有する優れたものである。