(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）重合性２重結合を有するモノマーのラジカル重合物で分子内に３級アミノ基を有する化合物、及び
（Ｂ）（ｉ）エポキシ樹脂と（ｉｉ）アミン化合物及び多価フェノール化合物から選択された活性水素化合物の重付加反応物である分子内に水酸基を有するポリマー
の２成分を必須成分とする２５℃で固体の固溶体からなるエポキシ樹脂用潜在性硬化剤。
【請求項２】
（Ａ）重合性２重結合を有するモノマーのラジカル重合物で分子内に３級アミノ基を有する化合物が、アミド結合を有することを特徴とする請求項１に記載のエポキシ樹脂用潜在性硬化剤。
【請求項３】
（Ｂ）分子内に水酸基を有するポリマーが、２５℃で固体であることを特徴とする請求項１又は２に記載のエポキシ樹脂用潜在性硬化剤。
【請求項４】
（Ｂ）分子内に水酸基を有するポリマーが、（ｉ）エポキシ樹脂と（ｉｉ）アミン化合物及び多価フェノール化合物から選択された活性水素化合物と（ｉｉｉ）イソシアネート化合物との重付加反応物であり、分子内にウレタン結合及び／またはウレア結合を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のエポキシ樹脂用潜在性硬化剤。
【請求項５】
アミン化合物が脂肪族アミン化合物及び３級アミノ基含有脂肪族１級アミン化合物から選択されたものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のエポキシ樹脂用潜在性硬化剤。
【請求項６】
分子内に２個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物と、請求項１〜５のいずれかに記載のエポキシ樹脂用潜在性硬化剤とを必須成分として含有することを特徴とする硬化性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、エポキシ樹脂用潜在性硬化剤およびこれを配合した硬化性エポキシ樹脂組成物に関するものであり、更に詳しくは、貯蔵安定性および低温速硬化性を付与するエポキシ樹脂用硬化剤、およびこれを配合した貯蔵安定性に優れたかつ低温速硬化性を有する硬化性エポキシ樹脂組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エレクトロニクス分野の最近の著しい発展により、半導体素子の回路の集積度が急激に増大すると共に大量生産が可能となり、電子機器の小型・薄型化、高性能化が急速に進行している。また、これらの電子機器の普及に伴い、量産における作業性の向上およびコストダウンが重要な問題となってきている。これら電子機器用の接着剤として用いられてきたエポキシ樹脂組成物において用いられているエポキシ樹脂用潜在性硬化剤においても、種々の物性の高性能化がより一層求められている。ただし、エポキシ樹脂の用途は、もちろん、これに限られるものではない。
【０００３】
エポキシ樹脂組成物には、主剤のエポキシ樹脂と硬化剤とを使用直前に混合する二液タイプと、主剤のエポキシ樹脂に硬化剤を予め配合した一液タイプのものとがあるが、配合ミスの防止、機械による自動化、ライン化が可能である等の理由から一液タイプのものが好まれている。一液タイプのエポキシ樹脂組成物には、室温ではエポキシ樹脂化合物と反応しないが、加熱により反応を開始して硬化する性質を持つ硬化剤、いわゆる潜在性硬化剤が必要である。
【０００４】
エポキシ樹脂用潜在性硬化剤として、これまでいくつか提案されており、その代表的なものとしてはジシアンジアミド、二塩基酸ジヒドラジド、三フッ化ホウ素アミン錯塩、グアナミン類、メラミン、イミダゾール類などが挙げられる。しかし、ジシアンジアミド、メラミン、またはグアナミン類をエポキシ化合物と混合したエポキシ樹脂組成物は、貯蔵安定性に優れているが、１５０℃以上の高温で長時間硬化を必要とする欠点がある。また、これらと硬化促進剤を併用して硬化時間を短縮することも広く行われているが、硬化促進剤の添加により硬化性エポキシ樹脂組成物の硬化時間は短縮するが、その貯蔵安定性が著しく損なわれるという欠点が生じてしまう。二塩基酸ジヒドラジドやイミダゾール類を潜在性硬化剤として配合したエポキシ樹脂組成物は、比較的低温で硬化はするが貯蔵安定性に乏しい。三フッ化ホウ素アミン錯塩は腐食性があり、これを配合したエポキシ樹脂組成物の硬化物の諸特性に悪影響を及ぼす。このような現状に鑑み、貯蔵安定性に優れ、かつ低温速硬化性を有するエポキシ樹脂組成物を与えるエポキシ樹脂用潜在性硬化剤が強く望まれている。
【０００５】
これらの点を改善するものとして、特開昭56-155222号公報、特開昭57-100127号公報等ではジアルキルアミンにエポキシ化合物を付加した硬化剤が、そして特開昭59-53526号公報ではアミノアルコールまたはアミノフェノールにエポキシ樹脂を付加した硬化剤が提案されている。また、米国特許第406625号明細書及び同第4268656号明細書では、イミダゾール化合物やN-メチルピペラジンの２級アミノ基にエポキシ化合物を付加した硬化剤が提案されている。しかし、これらの方法で硬化剤を製造しようとした場合、その硬化剤を含有するエポキシ樹脂組成物の低温硬化性を向上させようとすると、保存安定性が犠牲となって、それを利用した接着剤や塗料の有効期限が短くなってしまうという問題があった。また、特開平３−２９６５２５には、分子内に平均一個より多くのエポキシ基を持つエポキシドと、Ｎ，Ｎ−ジアルキルアミノアルキルアミンと、分子内に活性水素を持つ窒素原子を持つ環状アミンと、ジイソシアネートを加熱反応させてなる硬化剤を含有する一液性エポキシ樹脂組成物が提案されている。これらにおいても低温硬化性と保存安定性において満足できるものではなく、特に７０℃以下の低温領域における硬化性については開示されていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、貯蔵安定性および低温硬化性に優れるエポキシ樹脂組成物を与える潜在性硬化剤を提供し、延いてはこのものをエポキシ化合物と混合してなる硬化性エポキシ樹脂組成物であって、良好な貯蔵安定性を保持し、従来のものに比べて低温で短時間に硬化可能なエポキシ樹脂組成物を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記種々の問題に鑑み鋭意検討した結果、
（Ａ）重合性２重結合を有するモノマーのラジカル重合物で分子内に３級アミノ基を有する化合物、及び
（Ｂ）分子内に水酸基を有するポリマー
の２成分を必須成分とする２５℃で固体の固溶体からなるエポキシ樹脂用潜在性硬化剤、とエポキシ化合物とを混合してなる硬化性エポキシ樹脂組成物が、貯蔵安定性および低温速硬化性に優れることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【０００８】
【発明の実態の形態】
以下に、本発明の詳細について説明する。
本発明において原料の一つである化合物（Ａ）、すなわち重合性２重結合を有するモノマーのラジカル重合物で分子内に３級アミノ基を有する化合物において、ラジカル重合物の分子内に３級アミノ基を導入する方法としては、ラジカル重合する際のモノマーの一部にアクリル酸エステル及び／またはメタクリル酸エステルモノマーを使用し、得られた重合物中のエステル基と、３級アミノ基含有アルコール化合物とでエステル交換反応により３級アミノ基を導入する方法、ラジカル重合する際のモノマーの一部にアクリル酸エステル及び／またはメタクリル酸エステルモノマーを使用し、得られたラジカル重合物中のエステル基と３級アミノ基含有アミン化合物とでエステル−アミド交換反応により３級アミノ基を導入する方法、重合性２重結合と３級アミノ基を分子内に持つモノマーをラジカル重合させる方法等が挙げられる。
【０００９】
エステル交換反応またはエステル−アミド交換反応によりラジカル重合物に３級アミノ基を導入する際に用いられるアクリル酸エステル化合物としては、メチルアクリレート、イソアミルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、ラウリルアクリレート、ベンジルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、イソボルニルアクリレート、メトキシジプロピレングリコールアクリレート等があげられ、メタクリル酸エステル化合物としては、メチルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、ｉ−ブチルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート等が挙げられる。
【００１０】
３級アミノ基としては、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基のようなジアルキルアミノ基、イミダゾイル基、イミダゾリン基などが挙げられる。
エステル交換反応の際に用いられる３級アミノ基含有アルコール化合物としては、２−ジメチルアミノエタノール、２−ジエチルアミノエタノール、１−（２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピル）−２−メチルイミダゾール、１−（２−ヒドロキシ−３−ブトキシプロピル）−２−フェニルイミダゾリンなどが挙げられる。また、エステル−アミド交換反応の際に用いられる３級アミノ基含有アミン化合物としては、ジメチルアミノプロピルアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、ジメチルアミノエチルアミン、Ｎ−アミノエチルピペラジン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルピペラジンなどの３級アミノ基含有１級または２級アミン化合物が挙げられる。
低温硬化性の観点から、特にジメチルアミノ基が好ましい。
【００１１】
重合性２重結合と３級アミノ基を分子内に持つモノマーをラジカル重合させる方法によりラジカル重合物に３級アミノ基を導入する際に用いられる、重合性２重結合と３級アミノ基を分子内に持つモノマーとしては、２−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）エチルアクリレート、２−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）エチルメタクリレート、２−（Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ）エチルメタクリレート、３−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）プロピルアクリルアミドなどが挙げられる。
【００１２】
重合性２重結合を有するモノマーのラジカル重合は、前記のアクリル酸エステル化合物、メタクリル酸エステル化合物、２−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）エチルアクリレート、３−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）プロピルアクリルアミドなどと合わせて、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、アクリロイルモルホリン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミドなどのアクリルアミド類などを単一でまたは組み合わせて使用することができ、公知の方法、例えば過酸化物、ジアゾ化合物などのラジカル重合開始剤の存在下で加熱するなどの方法で実施できる。
【００１３】
また、必要に応じて、スチレンなどのオレフィン類、アリルアミン、ジアリルフタレートなどのアリル化合物などのラジカル重合性モノマーを共重合させてもよい。また、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレートなどの多官能性アクリレート及び／またはメタクリレートを共重合することもできる。低温硬化性の観点から、ラジカル重合物の軟化温度は１５０℃以下が好ましい。さらに好ましくは１２０℃以下である。
【００１４】
保存安定性の観点から、（Ａ）重合性２重結合を有するモノマーのラジカル重合物で分子内に３級アミノ基を有する化合物が、アミド結合を有することが好ましい。このような化合物は、３級アミノ基とアミド結合を有し、同時に重合性２重合結合を有するモノマーをラジカル重合させる方法、ラジカル重合する際のモノマーの一部にアクリル酸エステル及び／又はメタクリル酸エステルモノマーを使用し得られたラジカル重合物に３級アミノ基含有アミン化合物を用いたアミド化反応により３級アミノ基及びアミド結合を導入する方法などで得られる。３級アミノ基とアミド結合を有し、同時に重合性２重結合を有するモノマーとしては、３−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）プロピルアクリルアミドなど分子内に３級アミノ基を有するアクリルアミド化合物等が挙げられる。３級アミノ基を有するアミン化合物としては、前記の通りジメチルアミノプロピルアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、ジメチルアミノエチルアミン、Ｎ−アミノエチルピペラジン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルピペラジンなどの３級アミノ基含有１級または２級アミン化合物が挙げられるが、低温硬化性の観点からジメチルアミノプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルピペラジンなどのジメチルアミノ基含有１級または２級アミン化合物が好ましい。
【００１５】
本発明の（Ｂ）分子内に水酸基を有するポリマーとしては、分子内に水酸基を有し、（Ａ）重合性２重結合を有するモノマーのラジカル重合物で分子内に３級アミノ基を有する化合物、との混合物が２５℃で固体となるポリマーであれば特に制限されない。
【００１６】
水酸基としては、フェノール性水酸基およびアルコール性水酸基が挙げられる。低温硬化性の観点からアルコール性水酸基がより好ましい。
【００１７】
（Ｂ）分子内に水酸基を有するポリマーとしては、分子内に水酸基を有するアクリレート類及び／または分子内に水酸基を有するメタクリレート類のラジカル重合物、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラールなどのラジカル重合反応による多価アルコールポリマー、多価フェノールポリマー、多価アルコール化合物と多価カルボン酸の縮合物、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＳなどのフェノール化合物とエピクロルヒドリンの反応から得られるフェノキシ樹脂、エポキシ樹脂と活性水素化合物の重付加反応物、などが挙げられる。
分子内に水酸基を有するアクリレート類及び分子内に水酸基を有するメタクリレート類としては、２−ヒドロキシエチルアクリレート、４−ヒドロキシブチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルのメタクリル酸付加物、ペンタエリスリトールトリアクリレートなどが挙げられる。
多価フェノールポリマーとしては、ｐ−ヒドロキシスチレンの重合で得られるパラ−ビニルフェノールポリマーなどのラジカル重合反応による多価フェノールポリマー、フェノール、クレゾール、カテコール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＳ、レゾルシノール、テトラブロモビスフェノールＡ、ビフェニルなどのフェノール化合物とホルマリンとの重縮合反応で得られるフェノールノボラック樹脂、レゾール樹脂などが挙げられる。
多価カルボン酸化合物と多価アルコール化合物の重縮合反応物としては、アジピン酸とペンタエリスリトールの重縮合物などが挙げられる。
【００１８】
エポキシ樹脂と活性水素化合物の重付加反応物を製造する際に用いられるエポキシ樹脂としては、分子内に２つ以上のエポキシ基を有する化合物が挙げられる。具体的にはビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ、ヘキサヒドロビスフェノールＡ、テトラメチルビスフェノールＡ、ハイドロキノン、カテコール、レゾルシン、クレゾール、テトラブロモビスフェノールＡ、トリヒドロキシビフェニル、ベンゾフェノン、ビスレゾルシノール、ビスフェノールヘキサフルオロアセトン、テトラメチルビスフェノールＡ、テトラメチルビスフェノールＦ、トリス（ヒドロキシフェニル）メタン、ビキシレノール、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなどの多価フェノールとエピクロルヒドリンとを反応させて得られるグリシジルエーテル、またはグリセリン、ネオペンチルグリコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキシレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどの脂肪族多価アルコールとエピクロルヒドリンとを反応させて得られるポリグリシジルエーテル、あるいはｐ−オキシ安息香酸、β−オキシナフトエ酸のようなヒドロキシカルボン酸とエピクロルヒドリンとを反応させて得られるグリシジルエーテルエステル、あるいはフタル酸、メチルフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラハイドロフタル酸、ヘキサハイドロフタル酸、エンドメチレンテトラハイドロフタル酸、エンドメチレンヘキサハイドロフタル酸、トリメリット酸、重合脂肪酸のようなポリカルボン酸から得られるポリグリシジルエステル、あるいはアミノフェノール、アミノアルキルフェノールから得られるグリシジルアミノグリシジルエーテル、あるいはアミノ安息香酸から得られるグリシジルアミノグリシジルエステル、あるいはアニリン、トルイジン、トリブロムアニリン、キシリレンジアミン、ジアミノシクロヘキサン、ビスアミノメチルシクロヘキサン、４,４'−ジアミノジフェニルメタン、４,４'−ジアミノジフェニルスルホンなどから得られるグリシジルアミンなどが挙げられる。多価フェノールとエピクロルヒドリンとを反応させて得られるグリシジルエーテルが好ましい。
【００１９】
活性水素化合物とは、分子内にエポキシ基と反応し得る活性水素を２つ以上有する化合物であり、アミノ基、フェノール性水酸基、アルコール性水酸基、メルカプト基、カルボキシル基、ヒドラジド基から選ばれる官能基を有し、なおかつその活性水素を分子内に２つ以上有する化合物が挙げられる。具体的には、シクロヘキシルアミン、ピペラジン、メタキシリレンジアミン、1，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、イソホロンジアミン、ジアミノシクロヘキサン、３，９−ビス（３−アミノプロピル）−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ[５，５]ウンデカンなどの脂肪族アミン化合物、ジメチルアミノプロピルアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、ジメチルアミノエチルアミン、Ｎ−アミノエチルピペラジンなどの３級アミノ基含有脂肪族１級アミン化合物、フェニレンジアミン、トルイレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホンなどの芳香族アミン化合物などのアミン化合物；ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ、ヘキサヒドロビスフェノールＡ、テトラメチルビスフェノールＡ、ハイドロキノン、カテコール、レゾルシン、クレゾール、テトラブロモビスフェノールＡ、フェノールノボラック樹脂、レゾール樹脂などの多価フェノール化合物；トリメチロールプロパン、ペンタエリストール、トリス（ヒドロキシエチル）イソシアヌレートなどの多価アルコール化合物；２−メルカプトエチルエーテルなどの多価メルカプト化合物；アジピン酸、フタル酸などの多塩基カルボン酸化合物；フェニル酢酸ヒドラジドなどのヒドラジド化合物；アラニン、バリンなどのアミノ酸化合物；１−メルカプト−３−フェノキシ−２−プロパノール、メルカプト酢酸、Ｎ−メチルエタノールアミン、ジエタノールアミン、ヒドロキシ安息香酸、アミノ安息香酸、乳酸などの２種類以上の官能基を有する化合物などが挙げられる。
【００２０】
これらの化合物は１種を単独で用いてもよく、また、２種以上を併用しても良い。これらの活性水素化合物の内、アミン化合物、多価フェノール化合物、多価アルコール化合物が好ましい。さらに、３級アミノ基含有脂肪族１級アミン化合物および多価フェノール化合物がより好ましい。
【００２１】
エポキシ樹脂と活性水素化合物の反応の際に、必要に応じてブチルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテルなどの単官能グリシジルエーテル化合物、安息香酸グリシジルエステルなどの単官能グリシジルエステル化合物、スチレンオキサイドなどのモノエポキシ化合物などを併用しても良い。
【００２２】
（Ｂ）分子内に水酸基を有するポリマーを製造する際には、分子内に水酸基を持たない化合物を共重合することもできる。また、アルコール性水酸基とフェノール性水酸基をともに含んでも構わない。
【００２３】
また、保存安定性の観点から、（Ｂ）分子内に水酸基を有するポリマーは２５℃で固体であることが好ましい。さらに硬化物の均一性の観点から、エポキシ樹脂と活性水素化合物の反応物がより好ましい。
【００２４】
さらに、保存安定性の観点から、（Ｂ）分子内に水酸基を有するポリマーが分子内にウレタン結合及び／またはウレア結合を有することがより好ましい。分子内に水酸基を有するポリマーにイソシアネート化合物を反応させる方法、エポキシ樹脂と活性水素化合物を反応させる際に同時にイソシアネート化合物を反応させる方法などで、ポリマー分子内にウレタン結合及び／またはウレア結合を導入することができる。
【００２５】
イソシアネート化合物としては、フェニルイソシアネート、オクタデシルイソシアネートなどのモノイソシアネート化合物、イソホロンジイソシアネート、メタキシリレンジイソシアネート、１，３−ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサン、２，４−トルイレンジイソシアネート、２，６−トルイレンジイソシアネート、１，６−ヘキサンジイソシアネート、１，５−ナフタレンジイソシアネート、１，４−フェニレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートの任意の異性体混合物などのジイソシアネート化合物、およびこれらのイソシアネート化合物のカルボジイミド変性体、ビュレット変性体、２，４−トルイレンジイソシアネートとトリメチロールプロパンの反応物などのイソシアネート化合物とポリオール化合物の反応物であるイソシアネートプレポリマーなどが挙げられる。好ましくは、ジイソシアネート化合物である。
【００２６】
（Ｂ）分子内に水酸基を有するポリマーは低温硬化性の観点から、軟化温度は１５０℃以下が好ましい。さらに好ましくは１２０℃以下である。軟化温度が１５０℃より高い場合、低温硬化性が著しく低下してしまう。
【００２７】
本発明では、エポキシ樹脂用潜在硬化剤を上記の（Ａ）成分と（Ｂ）成分を必須成分とする固溶体により構成する。それぞれ単独では軟化温度が低く粉砕が困難な場合でも固溶体とすることにより、粉砕できるようになり微粉砕化してエポキシ樹脂組成物中へ均一に分散する事が可能となる。（Ａ）成分だけで粉砕できたとしても、（Ａ）成分単独でエポキシ樹脂組成物に配合した場合、エポキシ樹脂との相溶性が悪く均一な硬化物ができないことが多い。（Ｂ）成分と固溶体を構成することにより、相溶性が改善されより均一な硬化物ができるようになる。また、一方（Ｂ）成分だけでは、低温硬化性と保存安定性を両立することは困難である。
【００２８】
（Ａ）成分、（Ｂ）成分の製造に際しては、反応させる化合物の特性に応じて溶剤を用いて反応させる方法、無溶剤で反応させる方法を選択して行う。溶剤としては、通常反応に用いられるものであれば特に制限はないが、溶剤が固溶体中に大量に残存してしまうと、エポキシ樹脂硬化物の物性低下の原因となるため、高沸点の溶剤は好ましくない。具体的には、水、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコール類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、酢酸エチルなどのエステル類、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類などが挙げられる。
【００２９】
本発明の固溶体の製造方法としては、予め（Ａ）成分と（Ｂ）成分をそれぞれ製造しておき、両成分を溶解する溶剤に溶解した後溶剤を除去する方法、両成分が溶融する温度まで加熱し溶融混練する方法、予めどちらか一方の成分を製造しておき、その成分の存在下で他方の成分を合成する方法などが挙げられ、各成分の性質に応じて適した製造方法が選択される。
（Ａ）成分と（Ｂ）成分の混合割合は（Ａ）：（Ｂ）が重量比で、１：２０から３：１の範囲が好ましい。これより（Ａ）成分が少ない場合、当該硬化剤を配合したエポキシ樹脂組成物の低温硬化性が悪くなって、本発明の効果を十分に発揮できない場合がある。また、これより（Ａ）成分が多い場合は、エポキシ樹脂組成物の保存安定性が悪くなる場合がある。
【００３０】
本発明の固溶体は２５℃で固体である。２５℃で固体でない場合、粉砕が非常に困難であり、たとえ粉砕できたとしても常温での保管および取扱いができずエポキシ樹脂へ配合できない。固溶体の軟化温度は、４０℃〜１５０℃が好ましい。軟化温度がこれより低温では、本硬化剤を使用したエポキシ樹脂組成物の保存安定性が悪くなり、これより高温では低温硬化性が低下してしまう場合がある。
【００３１】
本発明の固溶体中に、本発明の効果を阻害しない範囲で別の成分が存在しても良い。例えば、２−メチルイミダゾール、１，２−ジメチルイミダゾール、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール、１−（２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピル）−２−メチルイミダゾールなどのイミダゾール化合物、２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノールなどの３級アミン化合物、トリフェニルホルフィンなどのホスフィン化合物などのエポキシ樹脂の硬化剤もしくは硬化促進剤となり得る化合物も、本発明の効果を阻害しない範囲であれば存在しても良い。また（Ａ）成分もしくは（Ｂ）成分の製造の際に使用した溶剤、触媒や各成分の未反応の原料なども、本発明の効果を阻害しない範囲で残存しても構わない。
【００３２】
本発明の硬化剤を構成する固溶体は、通常所望の粒径になるように粉砕した後使用される。粒径は０．０３μｍ以上３００μｍ以下の範囲が好ましい。
【００３３】
本発明のエポキシ樹脂用潜在性硬化剤は、必要に応じてジシアンジアミド、ヒドラジド化合物、グアナミン化合物、フェノールノボラック樹脂などの公知の硬化剤、あるいは表面処理剤、無機フィラー、顔料などの添加剤を加えて流通に置くことができる。
【００３４】
本発明の別の態様である硬化性エポキシ樹脂組成物は、分子内に２個以上のエポキシ基を含有するエポキシ化合物と、本発明のエポキシ樹脂用潜在性硬化剤を必須成分とする樹脂組成物である。
【００３５】
エポキシ樹脂としては、分子内に２つ以上のエポキシ基を有する化合物が挙げられる。具体的には、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ、ヘキサヒドロビスフェノールＡ、テトラメチルビスフェノールＡ、ジアリールビスフェノールＡ、ハイドロキノン、カテコール、レゾルシン、クレゾール、テトラブロモビスフェノールＡ、トリヒドロキシビフェニル、ベンゾフェノン、ビスレゾルシノール、ビスフェノールヘキサフルオロアセトン、テトラメチルビスフェノールＡ、テトラメチルビスフェノールＦ、トリス（ヒドロキシフェニル）メタン、ビキシレノール、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなどの多価フェノールとエピクロルヒドリンとを反応させて得られるグリシジルエーテル、またはグリセリン、ネオペンチルグリコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキシレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどの脂肪族多価アルコールとエピクロルヒドリンとを反応させて得られるポリグリシジルエーテル、あるいはｐ−オキシ安息香酸、β−オキシナフトエ酸のようなヒドロキシカルボン酸とエピクロルヒドリンとを反応させて得られるグリシジルエーテルエステル、あるいはフタル酸、メチルフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラハイドロフタル酸、ヘキサハイドロフタル酸、エンドメチレンテトラハイドロフタル酸、エンドメチレンヘキサハイドロフタル酸、トリメリット酸、重合脂肪酸のようなポリカルボン酸から得られるポリグリシジルエステル、あるいはアミノフェノール、アミノアルキルフェノールから得られるグリシジルアミノグリシジルエーテル、あるいはアミノ安息香酸から得られるグリシジルアミノグリシジルエステル、あるいはアニリン、トルイジン、トリブロムアニリン、キシリレンジアミン、ジアミノシクロヘキサン、 ビスアミノメチルシクロヘキサン、４,４'−ジアミノジフェニルメタン、４,４'−ジアミノジフェニルスルホンなどから得られるグリシジルアミン、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシシクロヘキサンカルボン酸エステル等の脂環式エポキシ樹脂、エポキシ化ポリオレフィン等の公知のエポキシ樹脂類が広く使用される。
【００３６】
本発明のエポキシ樹脂用潜在性硬化剤の、本発明の樹脂組成物における使用量（配合量）は、エポキシ化合物１００重量部に対して０.３〜５０重量部が好ましい。硬化剤の使用量が０.３重量部未満では十分な硬化性が得られず、一方、５０重量部を超えると硬化物の性能低下を招来する場合がある。ただし、本発明のエポキシ樹脂用潜在硬化剤を公知の硬化剤の硬化促進剤として使用する際は、この限りではない。
【００３７】
本発明のエポキシ樹脂組成物においては、本発明の潜在性硬化剤の他に、フェノール化合物、酸無水物、ジシアンジアミド、ヒドラジド化合物、チオール化合物、グアナミン類、メラミン類などの公知の硬化剤やイミダゾール化合物、３級アミンなどの硬化促進剤を併用する事もできる。また、必要に応じてその他の添加物を添加することもできる。このような添加物としては、アルミナ、シリカ、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、タルク、ベントナイト、炭酸バリウム、アエロジルなどの無機充填剤やアクリルオリゴマー、シリコーンなどの流動調整剤、シランカップリング剤などのカップリング剤、リン酸エステル、リン含有エポキシ化合物、チッソ含有フェノール樹脂などの難燃剤、ナイロン微粒子、ポリスチレン微粒子、架橋ゴム粒子、アクリル系コアシェル粒子、ゴム系コアシェル粒子、シリコーン微粒子、エチレン−アクリル酸共重合微粒子などの物性改良剤、カルボキシル末端液状アクリルオリゴマーなどの樹脂変性剤、顔料などが挙げられる。
【００３８】
【実施例】
以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこの実施例の範囲に限定されるものではない。
【００３９】
（製造例１）
還流冷却器および撹拌装置を備えた１０００ｍｌの３つ口フラスコに、３−（N，N−ジメチルアミノ）プロピルアクリルアミド（商品名ＤＭＡＰＡＡ、株式会社興人製）１１０ｇとイソプロピルアルコール２２０ｍｌを秤り取り６０℃に加温した。撹拌しながら温度を６０℃に保ち、６ｍｌのイソプロピルアルコールで希釈したｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート（商品名：パーブチルＯ、日本油脂株式会社製）３．０ｇを加えた。徐々に加温して、２時間加熱還流させて反応を完結させた後、減圧下イソプロパノールを留去して２５℃で半固形の３−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）プロピルアクリルアミドポリマーを得た。１Ｈ−ＮＭＲにより、３−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）プロピルアクリルアミドモノマーは残存していないことを確認した。
【００４０】
（製造例２：ジメチルアミノエチルアクリレートの重合物）
還流冷却器および撹拌装置を備えた１０００ｍｌの３つ口フラスコに、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレート（商品名：ＤＭＡＥＡ、株式会社興人製）１１０ｇとトルエン２４０ｍｌを秤り取り、凍結脱気した後チッソ置換し、チッソ気流下で５５℃に加温した。撹拌しながら温度を５５℃に保ち、１，１，３，３−テトラメチルブチルパーオキシ２−エチルヘキサノエート（商品名：パーオクタＯ、日本油脂株式会社製）３．３ｇを加えた。徐々に加温し２時間かけて７０度まで昇温したのち、さらに２時間加熱還流させて反応を完結させた後、減圧下トルエンを留去して２５℃で粘稠液状のＮ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレートポリマーを得た。１Ｈ−ＮＭＲにより、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレートモノマーは残存していないことを確認した。
【００４１】
（製造例３）
本発明の潜在性硬化剤を構成する、（Ａ）成分として製造例１の３−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）プロピルアクリルアミドポリマー４０ｇと、(Ｂ)成分の原料としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（商品名：エピコート８２８、エポキシ当量１９０、ジャパンエポキシレジン）１００ｇ、およびＮ−（２−アミノエチル）ピペラジン４０ｇを室温で素早く混合した。反応による発熱をコントロールしながら６０℃で１時間反応させ、続いて１２０℃でさらに１時間反応させて室温で固形の固溶体を得た。これを微粉砕して、平均粒径１０ミクロンの粉体を得た。
【００４２】
（製造例４）
本発明の潜在性硬化剤を構成する、（Ａ）成分として製造例１の３−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）プロピルアクリルアミドポリマー４０ｇと、（Ｂ）成分の原料としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（商品名：エピコート８２８、エポキシ当量１９０、ジャパンエポキシレジン）８０ｇ、Ｎ−（２−アミノエチル）ピペラジン４０ｇおよびイソホロンジイソシアネート６ｇを用いて、製造例３と同様に反応させて室温で固形の固溶体を得た。これを微粉砕して、平均粒径１０ミクロンの粉体を得た。
【００４３】
（製造例５）
本発明の潜在性硬化剤を構成する、（Ａ）成分として製造例１の３−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）プロピルアクリルアミドポリマー４０ｇと、（Ｂ）成分の原料としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（商品名：エピコート８２８、エポキシ当量１９０、ジャパンエポキシレジン）８０ｇ、Ｎ−（２−アミノエチル）ピペラジン４０ｇおよびイソホロンジイソシアネート１１ｇを用いて、製造例３と同様に反応させて室温で固形の固溶体を得た。これを微粉砕して平均粒径１０ミクロンの粉体を得た。
【００４４】
（製造例６）
本発明の潜在性硬化剤を構成する、（Ａ）成分として製造例２のＮ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレートポリマー４０ｇと、（Ｂ）成分の原料としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（商品名：エピコート８２８、エポキシ当量１９０、ジャパンエポキシレジン）８０ｇ、Ｎ−（２−アミノエチル）ピペラジン４０ｇおよびイソホロンジイソシアネート６ｇを用いて、製造例３と同様に反応させて室温で固形の固溶体を得た。これを微粉砕して平均粒径１０ミクロンの粉体を得た。
【００４５】
（製造例７）
１−（２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピル）−２−メチルイミダゾール１２５ｇと２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール６５ｇとビスフェノールＡ１０５ｇを混合、１１０℃で溶解した。そこに、予め６０℃に加熱しておいたビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（商品名：エピコート８２８、エポキシ当量１９０、ジャパンエポキシレジン）２１０ｇを加えて素早く混合した。反応による発熱をコントロールし、１１０℃〜１３０℃で２時間反応させて淡黄色固体を得た。
【００４６】
（製造例８）
本発明の潜在性硬化剤を構成する、（Ａ）成分として製造例１の３−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）プロピルアクリルアミドポリマー８０ｇを用い、（Ｂ）成分として製造例７で得られた反応物１２０ｇを用いて、両者を１５０℃で溶融混合することにより室温で固形の固溶体を得た。これを微粉砕して平均粒径１０ミクロンの粉体を得た。
【００４７】
（比較製造例１）
製造例４の３−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）プロピルアクリルアミドポリマーの代わりにＮ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン４０ｇを用いた他は、製造例４と全く同様に反応を行った。得られた反応物は室温で粘着性があり微粉砕することはできなかった。
【００４８】
（比較製造例２）
製造例４で（Ａ）成分として用いた３−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）プロピルアクリルアミドポリマーを全く使用しなかったこと以外は、製造例４と全く同様に反応を行った。すなわち、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（商品名：エピコート８２８、エポキシ当量１９０、ジャパンエポキシレジン）８０ｇ、Ｎ−（２−アミノエチル）ピペラジン４０ｇおよびイソホロンジイソシアネート６ｇを室温で素早く混合し、反応による発熱をコントロールしながら６０℃で１時間反応させ、続いて１２０℃でさらに１時間反応させて室温で固形の固溶体を得た。これを微粉砕して、平均粒径１０ミクロンの粉体を得た。
【００４９】
（実施例１〜４）
硬化剤成分として、製造例３、４、６および８で得られた平均粒径１０ミクロンの粉体を２０重量部、エポキシ樹脂（エピコート８２８）１００重量部、微粒子状シリカ（アエロジル＃２００、日本アエロジル株式会社製）１重量部を、真空らいかい機（株式会社石川工場製）を用いて減圧脱泡混合し、エポキシ樹脂組成物を得た。
【００５０】
（実施例５）
硬化剤成分として、製造例５で得られた平均粒径１０ミクロンの粉体を２０重量部、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（商品名：エピコート８０７、エポキシ当量１６７、ジャパンエポキシレジン）１００重量部、微粒子状シリカ（アエロジル＃２００、日本アエロジル株式会社製）１重量部を、真空らいかい機（株式会社石川工場製）を用いて減圧脱泡混合し、エポキシ樹脂組成物を得た。
【００５１】
（比較例１、２）
硬化剤成分として、製造例７、比較製造例２で得られたものを用い、実施例１〜４と全く同様にしてエポキシ樹脂組成物を得た。
【００５２】
（評価）
実施例１〜５および比較例１、２で得られたエポキシ樹脂組成物の硬化性、保存安定性を以下の方法で測定、評価した。得られた結果を表１に示す。
（硬化性の評価）
７０℃におけるゲル化時間と、６０℃で２時間硬化した際の鋼板の剪断接着力を測定した。ゲル化時間は安田精機産業株式会社製ゲルタイムテスターＮｏ．１５３を使用して測定した。剪断接着力測定は、アセトンにて脱脂した鋼板を用いＪＩＳ  Ｋ−６８５０（１９９９）に準じて行った。
（保存安定性の評価）
エポキシ樹脂組成物を２５℃の恒温室で保存し、Ｅ型粘度計で測定した粘度が初期粘度の２倍になるまでの日数を測定した。
【００５３】
【表１】
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【００５４】
【発明の効果】
表１に示されたとおり、本発明のエポキシ樹脂組成物は従来のものと比較して、低温硬化性、保存安定性に優れているため、接着剤、塗料、封止剤、成形材料、各種コンポジェットなどに利用した場合、大幅な作業性の改善ができる。また６０℃から７０℃という極めて低温領域における速硬化性に優れていることから、従来の一液性エポキシ樹脂組成物では適用の困難であった、耐熱性の低い材料、例えばプラスチック類を使用した部材の接着に好適である。また、従来の一液性エポキシ樹脂が適用困難であった、高い寸法精度が要求される精密機器類の接着や、加熱に敏感な各種エレクトロニクス部品の接着においても、利用が可能となる。また、低温速硬化を実現したことで、接着剤を硬化する工程のエネルギーを削減できる。このように、本発明の硬化剤を含有するエポキシ樹脂組成物を使用することによって、産業上多大なメリットが得られる。