(57)【要約】  ａ）ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ヒドロキシル末端ポリブタジエン、およびそれらの混合物またはコポリマーからなる群から選択されるポリオール成分と、ｂ）ゴム粒子コアおよびシェル層を含むコアシェルゴムであって、０．０１μｍ〜０．５μｍの粒径を有する、コアシェルゴムと、を含む強化剤組成物が開示される。本強化剤は、複合用途のためのエポキシ樹脂組成物において使用することができる。【選択図】図１
2015532354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
組成物であって、
ａ）２０００〜１２０００の平均分子量および１．５〜６の平均官能性を有するポリオールを含むポリオール成分と、
ｂ）ゴム粒子コアおよびシェル層を含むコアシェルゴムであって、０．０１μｍ〜０．５μｍの粒径を有する、コアシェルゴムと、を含む、組成物。
【請求項２】
前記ポリオール成分が、少なくとも５重量パーセントのエチレンオキシド含量を有するポリオールを含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記コアシェルゴムが、カルボキシル基、ヒドロキシル基、炭素−炭素二重結合、無水物基、アミノ基、アミド基、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される官能基を含む、請求項１または２のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項４】
前記ポリオール成分が、エチレンオキシド−プロプリレン（ｐｒｏｐｌｙｌｅｎｅ）オキシドブロックコポリマー、エチレンオキシド−ブチレンオキシドブロックコポリマー、エチレンオキシドで末端キャップされたプロプリレンポリオール、エチレンオキシドで末端キャップされたブチレンオキシドポリオール、およびそれらの組み合わせからなる群から選択されるコポリマーである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項５】
前記ポリオール成分が、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ヒドロキシル末端ポリブタジエン、およびそれらの混合物またはコポリマーからなる群から選択されるポリオールを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の組成物を調製するためのプロセスであって、分散条件下で分散域において高せん断ミキサーを用いて、コアシェルゴムをポリオール成分中に分散させることを含み、前記分散域が、溶媒を含有せず、前記分散条件が、４０℃〜１２０℃の分散温度、１０を超えるレイノルズ数、および３０分〜４８０分の分散時間を含む、プロセス。
【請求項７】
前記分散域が、分散剤をさらに含む、請求項６に記載のプロセス。
【請求項８】
組成物であって、
ａ）エポキシ樹脂と、
ｂ）硬化剤と、
ｃ）強化剤であって、
ｉ）２０００〜１２０００の平均分子量および１．５〜６の平均官能性を有するポリオールを含むポリオール成分と、
ｉｉ）ゴム粒子コアおよびシェル層を含むコアシェルゴムであって、０．０１μｍ〜０．５μｍの粒径を有する、コアシェルゴムと、を含む、強化剤と、を含む、組成物。
【請求項９】
前記ポリオール成分が、少なくとも５重量パーセントのエチレンオキシド含量を有するポリオールを含む、請求項８に記載の組成物。
【請求項１０】
前記コアシェルゴムが、カルボキシル基、ヒドロキシル基、炭素−炭素二重結合、無水物基、アミノ基、アミド基、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される官能基を含む、請求項８または９のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項１１】
前記組成物が、前記コアシェルゴムを前記ポリオール成分中に分散して分散液を形成し、かつ前記分散液を前記エポキシ樹脂および前記硬化剤と混合することによって調製される、請求項８〜１０のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項１２】
前記組成物の総重量に基づいて、前記ポリオールが３．０重量パーセント〜３０．０重量パーセントの範囲の量で存在し、前記コアシェルゴムが３．０重量パーセント〜２０．０重量パーセントの範囲の量で存在する、請求項８〜１１のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項１３】
前記硬化剤が、芳香族アミン、脂肪族アミン、脂環式アミン、無水物、アミドアミン、ポリアミド、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項８〜１２のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項１４】
前記ポリオール成分が、エチレンオキシド−プロプリレンオキシドブロックコポリマー、エチレンオキシド−ブチレンオキシドブロックコポリマー、エチレンオキシドで末端キャップされたプロプリレンポリオール、エチレンオキシドで末端キャップされたブチレンオキシドポリオール、およびそれらの組み合わせからなる群から選択されるコポリマーである、請求項８〜１３のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の組成物から作製される複合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エポキシ熱硬化性物質に関する。より具体的には、本発明は、エポキシ熱硬化性物質のための強化剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
エポキシ熱硬化性物質は、それらの高度に架橋結合されたポリマーネットワークにより、本質的に脆性である。そのような欠点は、強靭性が必要とされる多くの要求の厳しい用途においてエポキシ樹脂の使用の制限をもたらしている。近年では、複合体、塗料、および電子機器の新たな開発に、より高い熱安定性を有するエポキシ熱硬化性物質を必要とする。エポキシポリマーネットワークの熱安定性の上昇には、しばしば、増大した架橋密度を有するポリマーネットワークのさらなる緻密化を必要とし、より一層脆性なポリマーネットワークをもたらす。
【０００３】
この問題を解決するための方法の内、ゴム状成分をエポキシ樹脂と混ぜることが試みられている。これらの方法の例には、（１）非イオン性乳化剤または同等物を使用するエマルション重合によって調製された部分的に架橋されたゴム状のランダムコポリマー粒子を、乳化剤の曇点を上回る温度に加熱し、それによりそれらを凝固させ、次いで任意に、その凝固体を水で洗浄し、それをエポキシ樹脂と混合することと、（２）ゴム状ポリマーラテックスをエポキシ樹脂と混合し、次いで、その水分含量を蒸発させ、混合物を得ることと、（３）ゴム状ポリマーラテックスをエポキシ樹脂と、有機溶媒の存在下で混合し、混合物を得ることと、を含む。
【０００４】
上述の（１）および（２）の方法は、粘性エポキシ樹脂中に、凝固により互いに接着しているポリマー粒子を分散させる方法である。ゴム状ポリマー粒子が互いに物理的に結合しているため、エポキシ樹脂との混合の際、かなり大きな機械的せん断力での粉砕または再分散操作が必要とされる。エポキシ樹脂のより高い粘度は、しばしば、ゴム状ポリマー粒子を均一に再分散させることをより難しくする。結果として、そのようなプロセスは、混合されていない部分を残す場合があり、その混合されていない部分に塊の多い凝集を形成することがある。さらに、ポリマー粒子の粘性エポキシ樹脂への添加は、しばしば、粘度のさらなる上昇を引き起こし、分散液の使用を困難にする。液体エポキシ樹脂の代わりにエポキシ反応性希釈剤を使用すると、分散液の粘度を著しく低減させることができるが、これは通常、熱安定性、機械的強度、および耐化学性等の他の特性の犠牲を伴う。
【０００５】
上述の方法（３）は、凝固操作を含まず、そのため、均一に分散されたゴム状ポリマー粒子を有するエポキシ樹脂組成物を得ることができるが、その系において有機溶媒と一緒に存在する多量の水分含量を分離させるか、または蒸発させなければならない。有機溶媒層および水層の分離には、一昼夜という長さを必要とし得る。加えて、有機溶媒層および水層は、それらが安定した乳化懸濁液を形成するため、実質的に分離することは困難である。さらに、蒸発によって水分含量を除去する場合、多量のエネルギーが必要とされ、加えて、ゴム状ポリマーラテックスの産生において通常使用される乳化剤または予備の出発材料等の水溶性不純物が組成物中に残存し、その品質を劣化させる。
【０００６】
したがって、エポキシ熱硬化性マトリックスにおいてゴム状粒子の均一な分布を提供する低粘度の強化系の必要性が存在する。
【発明の概要】
【０００７】
本発明の一実施形態において、ａ）２０００〜１２０００の平均分子量および１．５〜６の平均官能性を有するポリオールを含むポリオール成分と、ｂ）ゴム粒子コアおよびシェル層を含むコアシェルゴムであって、０．０１μｍ〜０．５μｍの粒径を有する、コアシェルゴムと、を含む、それらからなる、またはそれらから本質的になる組成物が開示される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】７．５重量パーセントのコア−シェルゴム粒子を含有するＤ．Ｅ．Ｒ．（商標）３８３およびＩＰＤＡに基づく対照である比較プラーク例１、ならびに３０重量パーセントの分散例３を含有するＤ．Ｅ．Ｒ．（商標）３８３およびＩＰＤＡの混合物の粘度曲線を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
ポリオール成分
概して、ポリオール成分は、２０００〜１２０００、別の実施形態において、３０００〜１０００００、およびさらに別の実施形態において、４０００〜８０００の平均分子量を有するポリオールまたはポリオールの混合物を含む。ポリオールの平均分子量が２０００未満である場合、エポキシ系へのそのようなポリオールの組み込みは、より低い熱性および機械的特性をもたらし得る。ポリオールの分子量が１２０００を超える場合、分散の処理特性は、負に影響され得る。
【００１０】
概して、ポリオール成分の平均官能性は、１．５〜６．０の範囲である。ポリオール成分の平均官能性は、別の実施形態において、１．８〜５．０の範囲であり、さらに別の実施形態において、２．０〜４．０の範囲である。ポリオールの官能性が１．５未満の場合、ポリオールのエポキシネットワークへの組み込みは、不十分な熱性および機械的特性をもたらし得る。官能性が６．０を超える場合、ポリオールのエポキシネットワークへの組み込みは、不十分な耐亀裂性を引き起こし得る。
【００１１】
一実施形態において、ポリオール成分は、少なくとも５重量パーセントのエチレンオキシドを含有するポリオールを含む。エチレンオキシドは、一実施形態において、末端キャッピングの形態であり、別の実施形態において、ブロックコポリマーのセグメントであり得る。
【００１２】
ポリオール成分の例には、Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ＣｏｍｐａｎｙからＶＯＲＡＮＯＬ（登録商標）ポリオールとして、Ａｒｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ＣｏｍｐａｎｙからＰｏｌｙ  Ｇ（登録商標）グリコールとして、ＩｎｖｉｓｔａからＴＥＲＡＴＨＡＮＥ（登録商標）として、およびＢａｙｅｒ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからＡＣＣＬＡＩＭ（登録商標）ポリオールとして入手可能な、ポリプロピレンオキシド、ポリブチレンオキシド、ポリエチレンオキシド、およびポリテトラメチレンエーテルグリコール等のポリエーテルポリオール、ＣｈｅｍｔｕｒａからＦＯＭＲＥＺ（登録商標）ポリエステルポリオールとして、およびＤｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ＣｏｍｐａｎｙからＤＩＯＲＥＺ（登録商標）ポリエステルポリオールとして入手可能なポリエチレンアジペート、ポリブチレンアジペート、ポリプロピレンアジペート、ポリエチレンプロピレンアジペート、ポリエチレンブチレンアジペート等、それらの混合物およびコポリマー等のポリエステルポリオール、ＰＥＲＳＴＲＯＰからのＣＡＰＡ（登録商標）カプロラクトンポリオールおよびＤＡＩＣＥＬからのＰＬＡＣＣＥＬ（登録商標）カプロラクトンポリオール等のポリカプロラクトンポリオール、ＳＡＲＴＯＭＥＲからのＫＲＡＳＯＬ（登録商標）等のヒドロキシル末端ポリブタジエン、ならびに上記の混合物およびコポリマーが挙げられるが、これらに限定されない。
【００１３】
一実施形態において、ポリオール成分は、疎エポキシ性ブロックおよび親エポキシ性ブロックのコポリマーである。コポリマーポリオールの例には、エチレンオキシド−プロプリレン（ｐｒｏｐｌｙｌｅｎｅ）オキシドブロックコポリマー、エチレンオキシド−ブチレンオキシドブロックコポリマー、エチレンオキシドで末端キャップされたプロプリレンポリオール、エチレンオキシドで末端キャップされたブチレンオキシドポリオール、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。一実施形態において、ブロックコポリマー中のエチレンオキシド含量は、１５重量パーセント〜７５重量パーセント、別の実施形態において、３０重量パーセント〜６０重量パーセント、およびさらに別の実施形態において、３５重量パーセント〜５０重量パーセントである。
【００１４】
コアシェルゴム
第２の成分は、ゴム粒子コアおよびシェル層を含むコアシェルゴムである。コアシェルゴムは、概して、０．０１μｍ〜０．８μｍの範囲の粒径を有する。コアシェルゴムは、別の実施形態において、０．０５μｍ〜０．５μｍの範囲、およびさらに別の実施形態において、０．０８μｍ〜０．３０μｍの範囲の粒径を有する。
【００１５】
コアシェルゴムは、主な成分としてエラストマー系またはゴム状ポリマーで形成されるゴム粒子コア、任意に、２つ以上の二重結合を有するモノマーで形成され、コア層上にコーティングされる中間層、ならびにコア上に重合されたポリマーグラフトで形成されるシェル層を含むポリマーである。シェル層は、モノマーをコアにグラフト重合することによって、ゴム粒子コアの表面を部分的または完全に覆う。
【００１６】
一実施形態において、ゴム粒子コアを構成するポリマーは架橋され、ポリオール成分に限定された可溶性を有する。一実施形態において、ゴム粒子コアは、ポリオール成分に不溶性である。さらに、ゴム粒子コア中のゴム含量は、概して、６０重量パーセント〜１００重量パーセント、別の実施形態において、８０重量パーセント〜１００重量パーセント、別の実施形態において、９０重量パーセント〜１００重量パーセント、およびさらに別の実施形態において、９５重量パーセント〜１００重量パーセントの範囲である。
【００１７】
概して、ゴム粒子コアを構成するポリマーは、０℃以下、別の実施形態においては−３０℃以下のガラス転移温度（Ｔｇ）を有する。一実施形態において、ゴム粒子コアを構成するポリマーは、５０重量パーセント〜１００重量パーセントのジエンモノマー（共役ジエンモノマー）および（メタ）アクリル酸エステルモノマーから選択される少なくとも１つのメンバー、ならびに０〜５０重量パーセントの他の共重合性ビニルモノマー、ポリシロキサン系エラストマー、またはそれらの組み合わせを含む、エラストマー系材料から作製される。「（メタ）アクリル」という用語は、アクリルおよび／またはメタクリルと定義される。
【００１８】
エラストマー系材料を構成するジエンモノマー（共役ジエンモノマー）には、例えば、ブタジエン、イソプレン、およびクロロプレンを含み得るが、これらに限定されない。一実施形態において、ブタジエンが使用される。さらに、（メタ）アクリル性エステルモノマーは、例えば、ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、およびラウリルメタクリレートを含み得る。別の実施形態において、ブチルアクリレートまたは２−エチルヘキシルアクリレートが使用され得る。それらは、単独で、または組み合わせて使用され得る。
【００１９】
さらに、ジエンモノマーまたは（メタ）アクリレートエステルモノマーの上述のエラストマー系材料はまた、それとともに共重合可能なビニルモノマーのコポリマーであり得る。ジエンモノマーまたは（メタ）アクリル酸エステルモノマーと共重合可能なビニルモノマーは、例えば、芳香族ビニルモノマーおよびビニルシアネートモノマーを含み得る。使用され得る芳香族ビニルモノマーの例には、スチレン、α−メチルスチレン、およびビニルナフタレンが挙げられるが、これらに限定されず、使用され得るビニルシアネートモノマーの例には、（メタ）アクリロニトリルおよび置換アクリロニトリルが挙げられるが、これらに限定されない。芳香族ビニルモノマーおよびビニルシアネートモノマーは、単独で、または組み合わせて使用され得る。
【００２０】
一実施形態において、使用されるジエンモノマーまたは（メタ）アクリル酸エステルモノマーの量は、エラストマー系材料の総重量に基づいて、５０重量パーセント〜１００重量パーセント、および別の実施形態において、６０重量パーセント〜１００重量パーセントの範囲である。全ゴムエラストマーに対して使用されるジエンモノマーまたは（メタ）アクリル酸エステルモノマーの量が５０重量パーセント未満の場合、硬化エポキシマトリックス等のポリマーネットワークを強化するポリマー粒子の能力は、減少する。一方では、それとともに共重合可能なモノマーの量は、エラストマー系材料の総重量に基づいて、一実施形態において、５０重量パーセント以下、および別の実施形態において、４０重量パーセント以下である。
【００２１】
さらに、エラストマー系材料を構成する成分として、多官能性モノマーがまた、架橋結合の度合いを制御するために含まれ得る。多官能性モノマーは、例えば、ジビニルベンゼン、ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、トリアリル（イソ）シアヌレート、アリル（メタ）アクリル、ジアリルイタコネート、およびジアリルフタレートを含み得る。多官能性モノマーは、エラストマー系材料の総重量に基づいて、０重量パーセント〜１０重量パーセント、別の実施形態において、０重量パーセント〜３重量パーセント、およびさらに別の実施形態において、０重量パーセント〜０．３重量パーセントの範囲の量で使用され得る。多官能性モノマーの量が１０重量パーセントを超える場合において、硬化エポキシマトリックス等のポリマー粒子のポリマーネットワークを強化する能力は、減少する。
【００２２】
任意に、連鎖移動剤は、エラストマー系材料を構成するポリマーの分子量または架橋密度を制御するために使用され得る。連鎖移動剤は、例えば、５〜２０個の炭素原子を含有するアルキルメルカプタンを含み得る。処方における連鎖移動剤の量は、概して、エラストマー系材料の総重量に基づいて、０重量パーセント〜５重量パーセント、および別の実施形態において、０重量パーセント〜３重量パーセントの範囲である。その量が５重量パーセントを超える場合、ゴム粒子コア中の非架橋部分の量は増加し、それがエポキシ樹脂組成物の組み込まれる際に、組成物の熱抵抗、強剛性等に望ましくない作用をもたらし得る。
【００２３】
ゴム粒子コアとして上述のエラストマー系材料の代わりに、またはそれと組み合わせて、ポリシロキサン系エラストマーが使用されてもよい。ポリシロキサン系エラストマーがゴム粒子コアとして使用される場合、ジアルキルまたはジアリール置換シリルオキシユニット、例えば、ジメチルシリルオキシ、メチルフェニルシリルオキシ、およびジフェニルシリルオキシからなるポリシロキサン系エラストマーが使用され得る。一実施形態において、そのようなポリシロキサン系エラストマーを使用する場合、架橋構造は、多官能性アルコキシシラン化合物を使用して、またはビニル系反応基を有するシラン化合物の放射重合によって組み込まれ得る。
【００２４】
一実施形態において、ポリマー粒子は、弾性コア層とシェル層との間に中間層を有するように構成され得る。中間層は、単一分子中に２つ以上の重合性（ラジカル重合性）二重結合を有するモノマー（以下、「中間層形成のためのモノマー」と称されることがある）を使用することによって形成される。二重結合のうちの１つを通して、中間層形成のためのモノマーは、弾性コア層を形成するポリマーとグラフト重合され、中間層およびシェル層を実質的に化学結合し、同時に、残りの二重結合（複数可）を通して、弾性コア層の表面を架橋結合する。これは、多くの二重結合が弾性コア層に構成されるため、シェル層のグラフト効率を改善することができる。
【００２５】
一実施形態において、中間層は、ポリマー粒子の０．２重量パーセント〜７重量パーセントの量で存在する。モノマーは、２つ以上の二重結合を有し、（メタ）アクリレート系多官能性モノマー、イソシアヌル酸誘導体、芳香族ビニル系多官能性モノマー、および芳香族ポリカルボン酸エステルからなる群から選択され得る。ラジカル重合性二重結合は、弾性コア層の表面を覆う架橋層を形成するのにより効率的である。中間層を形成するモノマーの質量は、中間層の質量と同等であり、すべてのモノマーが、中間層を形成するための反応に関与する製剤に添加されたと想定する。
【００２６】
シェル層は、ゴム状ポリマー粒子に、ポリオール成分中に主に粒子の形態で安定して分散される粒子に対する親和性を提供することができる。
シェル層を構成するポリマーは、一実施形態において、ポリマーを構成するゴム粒子コアとグラフト重合され、コアを構成するポリマーとの化学結合を実質的に形成する。本発明の産生プロセスに従って、ポリオール成分を含有する組成物の産生を促進するために、１つの実施形態において、少なくとも７０重量パーセント、別の実施形態において、少なくとも８０重量パーセント、およびさらに別の実施形態において、少なくとも９０重量パーセントの、シェル層を構成するポリマーが、コアと結合される。
【００２７】
一実施形態において、シェル層は、樹脂中のゴム状ポリマー粒子の混合および分散を促進するための、ポリオール成分に対する限定された膨潤性、適合性、または親和性を有する。
【００２８】
別の実施形態において、シェル層は、非エポキシド−反応性官能基を有するが、任意に、エポキシ樹脂が硬化剤と反応する条件下で、アミンおよび無水物等のエポキシ硬化剤と化学結合を形成することができる反応性官能基もまた好適である。
【００２９】
一実施形態において、シェル層を構成するポリマーは、（メタ）アクリル酸エステル、芳香族ビニル化合物、ビニルシアネート化合物、不飽和酸誘導体、（メタ）アクリルアミド誘導体、およびマレイミド誘導体からなる群から選択される１つ以上の成分重合または共重合することによって得られるポリマーまたはコポリマーである。特に、エポキシ組成物の硬化中にシェル層に対する化学反応性が必要とされる実施形態において、アルキ（メタ）アクリル酸エステル、芳香族ビニル化合物、またはビニルシアネート化合物に加えて、エポキシ組成物、またはその硬化剤、またはその硬化触媒等と反応することができる、カルボキシル基、ヒドロキシル基、炭素−炭素二重結合、無水物基、アミノ基、またはアミド基から選択される反応性官能基のうちの１つ以上を含有するモノマーのうちの１つ以上を共重合することによって得られるコポリマーを使用することが好ましい。一実施形態において、官能基は、エポキシ基、カルボキシル基、アミノ基、無水物基、ヒドロキシル基、または炭素−炭素二重結合からなる群から選択される少なくとも１つの反応性官能基である。
【００３０】
使用され得る（メタ）アクリル酸エステルの例には、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、および２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート等のアルキル（メタ）アクリレートエステルが挙げられるが、これらに限定されない。芳香族ビニル化合物の例には、スチレン、α−メチルスチレン、アルキル−置換スチレン、およびブロモスチレンまたはクロロスチレン等のハロゲン−置換スチレンが挙げられるが、これらに限定されない。ビニルシアネート化合物の例には、（メタ）アクリロニトリルおよび置換アクリロニトリルが挙げられるが、これらに限定されない。反応性官能基を含有するモノマーの例には、反応性側鎖を有する２−ヒドロキシルエチル（メタ）アクリレート、２−アミノエチル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、および（メタ）アクリレートエステルが挙げられるが、これらに限定されない。反応基を含有するビニルエーテルの例には、グリシジルビニルエーテルおよびアリルビニルエーテルが挙げられるが、これらに限定されない。不飽和カルボン酸誘導体の例には、（メタ）アクリル酸、イタコン酸、クロトニック酸（ｃｈｒｏｔｏｎｉｃ  ａｃｉｄ）、およびマレイン酸無水物が挙げられるが、これらに限定されない。（メタ）アクリルアミド誘導体の例には、（メタ）アクリルアミド（Ｎ−置換生成物を含む）が挙げられるが、これらに限定されない。マレイミド誘導体の例には、マイレン酸イミド（Ｎ−置換生成物を含む）が挙げられるが、これらに限定されない。
【００３１】
好ましいゴム粒子のコア層対シェル層の重量比は、概して、４０／６０〜９５／５の範囲であり、別の実施形態において、５０／５０〜９５／５の範囲であり、およびさらに別の実施形態において、６０／４０〜８５／１５の範囲である。コア／シェル重量比が４０／６０の外であり、ゴム粒子コア層の量がシェル層のものよりも低い場合、次いで、ゴム粒子の分散を含有するエポキシ熱硬化性物質の強靭性の改善は、低くなる傾向がある。一方では、比率が９５／５の外であり、シェル層の量がコア層のものよりも低い場合、それは、凝固中の産生プロセスにおける問題を生じ得、期待される特性が得られない場合がある。
【００３２】
ゴム状ポリマー粒子は、周知の方法、例えば、エマルション重合、懸濁重合、またはマイクロ懸濁重合によって生成することができる。その内、エマルション重合による生成プロセスは、ゴム状ポリマー粒子の組成物を設計することが容易であること、ならびに工場規模で粒子を産生し、本発明のプロセスに好適なゴム状ポリマー粒子の品質を維持することが容易であるという観点から好適である。水性媒体中の乳化剤または分散薬剤として、例え、水性ラテックスのｐＨが中性である場合であっても、乳化安定性または分散安定性を維持するものを使用することが好ましい。具体的には、それらには、例えば、種々の酸、例えば、典型的には、ジオクチルスルホコハク酸もしくはドデシルベンゼンスルホン酸に代表されるアルキルまたはアリールスルホン酸、典型的には、ドデシルスルホン酸に代表されるアルキルまたはアリールスルホン酸、アルキルまたはアリールエーテルスルホン酸、アルキルまたはアリール置換リン酸、アルキルまたはアリールエーテル置換リン酸、または典型的には、ドデシルサルコシン酸に代表されるＮ−アルキルまたはアリールサルコシン酸、典型的には、オレイン酸もしくはステアリン酸に代表されるアルキルまたはアリールカルボン酸、アルキルまたはアリールエーテルカルボン酸のアルカリ金属塩もしくはアンモニウム塩、およびアルキルまたはアリール置換ポリエチレングリコール等の非イオン性乳化剤または分散剤、ならびにポリビニルアルコール、アルキル置換セルロース、ポリビニルピロリドン、またはポリアクリル酸誘導体等の分散剤が挙げられる。それらは、単独で、または２つ以上の組み合わせで使用され得る。
【００３３】
本発明の別の実施形態において、ａ）エポキシ樹脂、ｂ）硬化剤、およびｃ）上述の強化剤を含む、それらからなる、またはそれらから本質的になる組成物が開示される。
【００３４】
エポキシ樹脂
本組成物中で使用されるエポキシ樹脂は異なってもよく、例えば、特に、ノボラック樹脂およびイソシアネート修飾エポキシ樹脂を含む、単独または２つ以上の組み合わせで使用され得る従来のおよび市販のエポキシ樹脂を含む。本明細書で開示される組成物のためのエポキシ樹脂の選択において、最終生成物の特性だけではなく、粘度および樹脂組成物の処理に影響し得る他の特性も配慮されなければならない。
【００３５】
エポキシ樹脂成分は、本明細書で「エポキシ基」または「エポキシ官能性」と称される１つ以上の反応性オキシラン基を含有する任意の材料を含む、組成物の成形において有用である任意の型のエポキシ樹脂であり得る。本明細書で開示される実施形態において有用なエポキシ樹脂は、単官能性エポキシ樹脂、複官能性、または多官能性エポキシ樹脂、およびそれらの組み合わせを含み得る。単量性および重合性エポキシ樹脂は、脂肪族、脂環式、芳香族、または複素環式エポキシ樹脂であり得る。重合性エポキシは、末端エポキシ基を有する線状ポリマー（例えば、ポリオキシアルキレングリコールのジグリシジルエーテル）、ポリマー骨格オキシラン単位（例えば、ポリブタジエンポリエポキシド）、およびペンダントエポキシ基を有するポリマー（例えば、グリシジルメタクリレートポリマーまたはコポリマー等）を含む。エポキシは、純粋な化合物であってもよいが、概して、１分子当たり１つ、２つ、またはそれ以上のエポキシ基を含有する混合物または化合物である。一実施形態において、エポキシ樹脂は、ハロゲン含有化合物から調製される。典型的には、ハロゲンは、臭素である。いくつかの実施形態において、エポキシ樹脂はまた、より高温で、無水物、有機酸、アミノ樹脂、フェノール樹脂、またはエポキシ基（触媒されるとき）と反応し、さらなる架橋をもたらすことができる反応性−ＯＨ基を含んでもよい。一実施形態において、エポキシ樹脂は、グリシジルエーテルをビスフェノール化合物、例えば、ビスフェノールＡまたはテトラブロモビスフェノールＡに接触させ、エポキシ末端オリゴマーを形成することによって生成される。別の実施形態において、エポキシ樹脂は、イソシアネートとの反応によって進化し、オキサゾリジノンを形成することができる。好適なオキサゾリジノンには、トルエンジイソシアネートおよびメチレンジイソシアネート（ＭＤＩまたはメチレンビス（フェニレンイソシアネート））が挙げられる。
【００３６】
本発明の組成物はまた、他の熱硬化性物質および熱可塑性物質を添加することによって修飾され得る。他の熱硬化性物質の例には、シアネート、トリアジン、マレイミド、ベンゾキサジン、アリル化フェノール、およびアセチレン化合物が挙げられるが、これらに限定されない。熱可塑性物質の例には、ポリフェニレンオキシド、ポリ（エーテルスルホン）、ポリ（エーテルイミド）、および関連材料等のポリ（アリールエーテル）が挙げられる。
【００３７】
一般に、エポキシ樹脂は、グリシジル化樹脂、脂環式樹脂、エポキシ化油等であり得る。グリシデート化（ｇｌｙｃｉｄａｔｅｄ）樹脂は、頻繁に、エピクロロヒドリン等のグリシジルエーテルの反応生成物、およびビスフェノールＡ等のビスフェノール化合物；Ｃ４〜Ｃ２８アルキルグリシジルエーテル；Ｃ２〜Ｃ２８アルキル−およびアルケニル−グリシジルエステル；Ｃ１〜Ｃ２８アルキル−、モノ−、およびポリ−フェノールグリシジルエーテル；ピロカテコール、レゾルシノール、ヒドロキノン、４，４’−ジヒドロキシジフェニルメタン（もしくはビスフェノールＦ）、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’−ジメチルジフェニルメタン、４，４’−ジヒドロキシジフェニルジメチルメタン（もしくはビスフェノールＡ）、４，４’−ジヒドロキシジフェニルメチルメタン、４，４’−ジヒドロキシジフェニルシクロヘキサン、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’−ジメチルジフェニルプロパン、４，４’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、およびトリス（４−ヒドロキシフィニル）メタン等の多価フェノールのポリグリシジルエーテル；上述のジフェノールの塩素処理および臭素処理生成物のポリグリシジルエーテル；ノボラックのポリグリシジルエーテル；ジハロアルカンもしくはジハロゲンジアルキルエーテルを有する芳香族ヒドロカルボン酸の塩をエステル化することによって得られるジフェノールのエーテルをエステル化することによって得られるジフェノールのポリグリシジルエーテル；フェノールおよび少なくとも２つのハロゲン原子を含有する長鎖ハロゲンパラフィンを濃縮することによって得られるポリフェノールのポリグリシジルエーテルである。本明細書で開示される実施形態において有用なエポキシ樹脂の他の例には、ビス−４，４’−（１−メチルエチリデン）フェノールジグリシジルエーテルおよび（クロロメチル）オキシランビスフェノールＡジグリシジルエーテルが挙げられる。
【００３８】
いくつかの実施形態において、エポキシ樹脂は、グリシジルエーテル型、グリシジル−エステル型、脂環式型、複素環式型、およびハロゲン化エポキシ樹脂等を含み得る。好適なエポキシ樹脂の非限定的な例は、クレゾールノボラックエポキシ樹脂、フェノールノボラックエポキシ樹脂、ビフェニルエポキシ樹脂、ヒドロキノンエポキシ樹脂、スチルベンエポキシ樹脂、ならびにそれらの混合物および組み合わせを含み得る。
【００３９】
好適なポリエポキシ化合物は、レゾルシノールジグリシジルエーテル（１，３−ビス−（２，３−エポキシプロポキシ）ベンゼン）、ビスフェノールＡ（２，２−ビス（ｐ−（２，３−エポキシプロポキシ）フェニル）プロパン）のジグリシジルエーテル、トリグリシジルｐ−アミノフェノール（４−（２，３−エポキシプロポキシ）−Ｎ，Ｎ−ビス（２，３−エポキシプロピル）アニリン）、ブロモビスフェノールＡ（２，２−ビス（４−（２，３−エポキシプロポキシ）３−ブロモ−フェニル）プロパン）のジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦ（２，２−ビス（ｐ−（２，３−エポキシプロポキシ）フェニル）メタン）のジグリジシル（ｄｉｇｌｙｄｉｃｙｌ）エーテル、メタ−および／またはパラ−アミノフェノール（３−（２，３−エポキシプロポキシ）Ｎ，Ｎ−ビス（２，３−エポキシプロピル）アニリン）のトリグリシジルエーテル、およびテトラグリシジルメチレンジアニリン（Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（２，３−エポキシプロピル）４，４’−ジアミノジフェニルメタン）、ならびに２つ以上のポリエポキシ化合物の混合物を含み得る。発見された有用なエポキシ樹脂のより完全な一覧は、Ｌｅｅ，Ｈ．ａｎｄ  Ｎｅｖｉｌｌｅ，Ｋ．，Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｅｐｏｘｙ  Ｒｅｓｉｎｓ，ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ  Ｂｏｏｋ  Ｃｏｍｐａｎｙ，１９８２  ｒｅｉｓｓｕｅにおいて見ることができる。
【００４０】
他の好適なエポキシ樹脂は、Ｎ，Ｎ’−ジグリシジル−アニリン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジグリシジル−４，４’−ジアミノジフェニルメタン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラグリシジル−４，４’−ジアミノジフェニルメタン、Ｎ−ジグリシジル−４−アミノフェニルグリシジルエーテル、およびＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラグリシジル−１，３−プロピレンビス−４−アミノベンゾエート等の芳香族アミンおよびエピクロロヒドリンに基づくポリエポキシ化合物を含む。エポキシ樹脂はまた、芳香族ジアミン、芳香族モノ一級（ｍｏｎｏｐｒｉｍａｒｙ）アミン、アミノフェノール、多価フェノール、多価アルコール、ポリカルボン酸のうちの１つ以上のグリシジル誘導体を含む。
【００４１】
有用なエポキシ樹脂は、例えば、エチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，５−ペンタンジオール、１，２，６−ヘキサントリオール、グリセロール、および２，２−ビス（４−ヒドロキシシクロヘキシル）プロパン等の多価ポリオールのポリグリシジルエーテル；例えば、シュウ酸、コハク酸、グルタル酸、テレフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、および二量体化リノール酸等の脂肪族および芳香族ポリカルボン酸のポリグリシジルエーテル；例えば、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）イソブタン、および１，５−ジヒドロキシナフタレン等のポリフェノールのポリグリシジルエーテル；アクリレートまたはウレタン部分で修飾されたエポキシ樹脂；グリシドリアミン（ｇｌｙｃｉｄｌｙａｍｉｎｅ）エポキシ樹脂；ならびにノボラック樹脂を含む。
【００４２】
エポキシ化合物は、脂環式または脂環式エポキシドであり得る。脂環式エポキシドの例には、ビス（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル）オキサラート、ビス（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル）アジペート、ビス（３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキシルメチル）アジペート、ビス（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル）ピメラート；ビニルシクロヘキセンジエポキシド；リモネンジエポキシド；ジシクロペンタジエンジエポキシド等のジカルボン酸の脂環式エステルのジエポキシドを含む。ジカルボン酸の脂環式エステルの他の好適なジエポキシドは、例えば、米国特許第２，７５０，３９５号に記載されている。
【００４３】
他の脂環式エポキシドは、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キシレート；３，４−エポキシ−１−メチルシクロヘキシル−メチル−３，４−エポキシ−１−メチルシクロヘキサンカルボキシレート；６−メチル−３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−６−メチル−３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート；３，４−エポキシ−２−メチルシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシ−２−メチルシクロヘキサンカルボキシレート；３，４−エポキシ−３−メチルシクロヘキシル−メチル−３，４−エポキシ−３−メチルシクロヘキサンカルボキシレート；３，４−エポキシ−５−メチルシクロヘキシル−メチル−３，４−エポキシ−５−メチルシクロヘキサンカルボキシレート等の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キシレートを含む。他の好適な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キシレートは、例えば、米国特許第２，８９０，１９４号に記載されている。
【００４４】
有用なさらなるエポキシ含有材料は、グリシジルエーテルモノマーに基づくものを含む。例としては、ビスフェノール化合物等の多価フェノールをエピクロロヒドリン等の過剰なクロロヒドリンと反応させることによって得られる多価フェノールのジ−またはポリグリシジルエーテルである。そのような多価フェノールは、レゾルシノール、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン（ビスフェノールＦとしても知られる）、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（ビスフェノールＡとしても知られる）、２，２−ビス（４’−ヒドロキシ−３’，５’−ジブロモフェニル）プロパン、１，１，２，２−テトラキス（４’−ヒドロキシ−フェニル）エタン、またはフェノールノボラックおよびクレゾールノボラック等の酸条件下で得られるホルムアルデヒドでのフェノールの濃縮物を含む。この型のエポキシ樹脂の例は、米国特許第３，０１８，２６２号に記載されている。他の例は、１，４−ブタンジオール等の多価アルコールのジ−もしくはポリグリシジルエーテル、またはポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール、および２，２−ビス（４−ヒドロキシシクロヘキシル）プロパン等の脂環式ポリオールのジ−もしくはポリグリシジルエーテルを含む。他の例は、クレシルグリシジルエーテルまたはブチルグリシジルエーテル等の単官能性樹脂である。
【００４５】
エポキシ化合物の別のクラスは、フタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロフタル酸、およびヘキサヒドロフタル酸等の多価カルボン酸のポリグリシジルエステルおよびポリ（ベータ−メチルグリシジル）エステルである。エポキシ化合物のさらなるクラスは、Ｎ，Ｎ−ジグリシジルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジグリシジルトルイジン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラグリシジルビス（４−アミノフェニル）メタン、トリグリシジルイソシアヌレート、Ｎ，Ｎ’−ジグリシジルエチルウレア、Ｎ，Ｎ’−ジグリシジル−５，５−ジメチルヒダントイン、およびＮ，Ｎ’−ジグリシジル−５−イソプロピルヒダントイン等のアミン、アミド、および複素環式窒素系のＮ−グリシジル誘導体である。
【００４６】
さらなる他のエポキシ含有材料は、１つ以上の共重合性ビニル化合物を有するグリシジルアクリレートおよびグリシジルメタクリレート等のグリシドールのアクリル酸エステルのコポリマーである。そのようなコポリマーの例は、１：１スチレン−グリシジルメタクリレート、１：１メチル−メタクリレートグリシジルアクリレート、および６２．５：２４：１３．５メチルメタクリレート−エチルアクリレート−グリシジルメタクリレートである。
【００４７】
容易に入手可能なエポキシ化合物には、オクタデシレンオキシド；グリシジルメタクリレート；ビスフェノールＡのジグリシジルエーテル；Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｍｉｄｌａｎｄ，Ｍｉｃｈｉｇａｎから入手可能なＤ．Ｅ．Ｒ．（商標）３３１（ビスフェノールＡ液体エポキシ樹脂）およびＤ．Ｅ．Ｒ．（商標）３３２（ビスフェノールＡのジグリシジルエーテル）；ビニルシクロヘキセンジオキシド；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キシレート；３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキシル−メチル−３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキサンカルボキシレート；ビス（３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキシルメチル）アジペート；ビス（２，３−エポキシシクロペンチル）エーテル；ポリプロピレングリコールで修飾された脂肪族エポキシ；ジペンテンジオキシド；エポキシ化ポリブタジエン；エポキシ官能性を含有するシリコーン樹脂；難燃剤エポキシ樹脂（Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭｉｃｈｉｇａｎからＤ．Ｅ．Ｒ．（商標）５３０、５３８、５３９、５６０、５９２、および５９３の商品名で入手可能なブロム化ビスフェノール型エポキシ樹脂等）；フェノールホルムアルデヒドノボラックのポリグリシジルエーテル（Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭｉｃｈｉｇａｎからＤ．Ｅ．Ｎ．（商標）４３１およびＤ．Ｅ．Ｎ．（商標）４３８の商品名で入手可能なもの等）；ならびにレゾルシノールジグリシジルエーテルが挙げられる。特に言及されないが、Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ＣｏｍｐａｎｙからＤ．Ｅ．Ｒ．（商標）およびＤ．Ｅ．Ｎ．（商標）の商品名指定で入手可能な他のエポキシ樹脂も使用され得る。
【００４８】
一実施形態において、エポキシ樹脂は、グリシジルエーテルを、ビスフェノール化合物およびトルエンジイソシアネートまたは「メチレンジイソシアネート」（メチレンジアニリンのジイソシアネート）等のポリイソシアネートと接触させることによって生成することができ、オキサゾリジノン部分を形成する。
【００４９】
硬化剤
任意の好適なエポキシ硬化剤が使用され得る。使用され得るエポキシ硬化剤の例には、脂肪族アミン、修飾脂肪族アミン、脂環式アミン、修飾脂環式アミン、アミドアミン、ポリアミド、三級アミン、芳香族アミン、無水物、メルカプタン、環状アミジン、イソシアネートシアネートエステル等が挙げられるが、これらに限定されない。好適な硬化剤には、ビス（４−アミノシクロヘキシル）メタン（ＡＭＩＣＵＲＥ（登録商標）ＰＡＣＭ）、ジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ）、トリエチレンテトラミン（ＴＥＴＡ）、アミノエチルピペラジン（ＡＥＰ）、イソホロンジアミン（ＩＰＤＡ）、１，２−ジアミノシクロヘキサン（ＤＡＣＨ）、４，４’−ジアミノジフェニルメタン（ＭＤＡ）、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン（ＤＤＳ）、ｍ−フェニレンジアミン（ＭＰＤ）、ジエチルトルエンジアミン（ＤＥＴＤＡ）、ｍｅｔｄａ−キシレンジアミン（ＭＸＤＡ）、ビス（アミノメチルシクロヘキサン）、ジシアンジアミド、フタル酸無水物（ＰＡ）、テトラヒドロフタル酸無水物（ＴＨＰＡ）、メチルテトラヒドロフタル酸無水物（ＭＴＨＰＡ）、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物（ＭＨＨＰＡ）、ヘキサヒドロフタル酸無水物（ＨＨＰＡ）、ナディックメチル無水物（ＮＭＡ）、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（ＢＴＤＡ）、テトラクロロフタル酸無水物（ＴＣＰＡ）等、およびそれらの混合物が挙げられる。
【００５０】
ポリオール成分
本組成物は、上述のポリオール成分を含む。
【００５１】
コアシェルゴム
本組成物はまた、上述のコアシェルゴムも含む。
【００５２】
任意の成分
任意に、触媒が、上述の硬化性組成物に添加されてもよい。触媒は、イミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、２−エチルイミダゾール、２−イソプロピルイミダゾール、２−フェニル−４−ベンジルイミダゾール、１−シアノエチル−２−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾール、１−シアノエチル−２−イソプロピルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、２，４−ジアミノ−６−［２’−メチルイミダゾリル−（１）’］−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２’−エチル−４−メチルイミダゾリル−（１）’］−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２’−ウンデシルイミダゾリル−（１）’］−エチル−ｓ−トリアジン、２−メチル−イミダゾ−リウム−イソシアヌル酸付加物、２−フェニルイミダゾリウム−イソシアヌル酸付加物、１−アミノエチル−２−メチルイミダゾール、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、２−フェニル−４−ベンジル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール等の１分子当たり１つのイミダゾール環を有する化合物、ならびに２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、および２−フェニル−４−ベンジル−５−ヒドロキシ−メチルイミダゾール等の上記のヒドロキシメチルを含有するイミダゾール化合物を脱水することによって、および例えば、４，４’−メチレン−ビス−（２−エチル−５−メチルイミダゾール）等のホルムアルデヒドでそれらを濃縮することによって得られる１分子当たり２つ以上のイミダゾール環を含有する化合物を含む、イミダゾール化合物を含み得るが、これらに限定されない。
【００５３】
他の実施形態において、好適な触媒は、アルキル基が、メチル、エチル、プロピル、ブチル、およびそれらの異性体形態である、Ｎ−アルキルモルホリン、Ｎ−アルキルアルカノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジアルキルシクロヘキシルアミン、およびアルキルアミン、ならびに複素環式アミン等のアミン触媒を含み得る。
【００５４】
他の任意の成分は、消泡剤および平滑剤を含み得る。
【００５５】
組成物を生成するためのプロセス
本発明の一実施形態において、コアシェルゴムをポリオール成分中に分散することを含む、それからなる、またはそれから本質的になる上述の組成物を調製するためのプロセスが開示される。一実施形態において、分散は、分散条件下で分散域において高せん断ミキサーを用いて調製され、該分散域は溶媒を含有せず、該分散条件は、４０℃〜１００℃の分散温度、１０を超えるレイノルズ数、および３０分〜３００分の分散時間を含む。
【００５６】
コアシェルゴムは、分散域において高せん断ミキサーを用いてポリオール成分中に分散される。一実施形態において、高速ミキサーは、可変速度制御、温度プローブ、およびコウレス（ｃｏｗｌｅｓ）混合刃またはコウレスの変形を備えている。最良の混合結果を達成するために、コウレス混合刃の直径（Ｄ）は、概して、槽の直径の０．２〜０．７（Ｔ）（Ｄ／Ｔ＝０．２〜０．７）、別の実施形態において、０．２５〜０．５０、およびさらに別の実施形態において、０．３〜０．４である。槽の底からの刃の隙間は、概して、０．２Ｄ〜２．０Ｄ、別の実施形態において、０．４Ｄ〜１．５Ｄ、およびさらに別の実施形態において、０．５Ｄ〜１．０Ｄである。混合物の高さ（Ｈ）は、概して、１．０Ｄ〜２．５Ｄ、別の実施形態において、１．２５Ｄ〜２．０Ｄ、およびさらに別の実施形態において、１．５Ｄ〜１．８Ｄである。分散域は、溶媒を含有しない。分散域は、概して、０℃〜１００℃の範囲の分散温度を有する。分散域は、別の実施形態において、２５℃〜９０℃の範囲の分散温度、およびさらに別の実施形態において、６０℃〜８０℃の範囲の分散温度を有する。
【００５７】
レイノルズ数は、慣性力対粘性力の比率の測定値である。概して、分散域は、１０を超えるレイノルズ数で維持される。分散域は、別の実施形態において、１００を超えるレイノルズ数で維持され、およびさらに別の実施形態において、３００を超えるレイノルズ数で維持される。
【００５８】
分散域は、均一な、単一の／別々の粒子分散を達成するために必要とされる限り、分散条件で維持される。一実施形態において、分散域は、３０分〜１８０分の範囲の時間に対する分散条件で維持される。一実施形態において、真空環境が、あらゆるエントラップトエアーを除去するために適用され得る。
【００５９】
分散域はまた、分散薬剤を含有してもよい。分散薬剤の例には、種々の酸、例えば、典型的には、ジオクチルスルホコハク酸もしくはドデシルベンゼンスルホン酸に代表されるアルキルまたはアリールスルホン酸、典型的には、ドデシルスルホン酸に代表されるアルキルまたはアリールスルホン酸、アルキルまたはアリールエーテルスルホン酸、アルキルまたはアリール置換リン酸、アルキルまたはアリールエーテル置換リン酸、または典型的には、ドデシルサルコシン酸に代表されるＮ−アルキルまたはアリールサルコシン酸、典型的には、オレイン酸もしくはステアリン酸に代表されるアルキルまたはアリールカルボン酸、アルキルまたはアリールエーテルカルボン酸のアルカリ金属塩もしくはアンモニウム塩、およびアルキルまたはアリール置換ポリエチレングリコール等の非イオン性乳化剤または分散剤、ならびにポリビニルアルコール、アルキル置換セルロース、ポリビニルピロリドン、またはポリアクリル酸誘導体等の分散剤が挙げられるが、これらに限定されない。それらは、単独で、または２つ以上の組み合わせで使用され得る。
【００６０】
概して、上述の分散薬剤は、ゴム状ポリマー粒子のラテックス調製プロセス中に必要とされるエマルションまたは分散安定性を維持するために、少量で、概して、５重量パーセント未満で使用される。一実施形態において、分散薬剤は、この産生方法に基づいて生成される分散組成物の特性に望ましくない作用を与えない残余量まで抽出され、除去される。
【００６１】
一実施形態において、このプロセスで形成される分散液は、５重量パーセント〜４５重量パーセントのポリマー粒子を含有する。形成される分散液は、別の実施形態において、１３重量パーセント〜３５重量パーセントのポリマー粒子を含有し、およびさらに別の実施形態において、２５重量パーセント〜３３重量パーセントのポリマー粒子を含有する。
【００６２】
組成物を硬化するためのプロセス
分散は、任意の典型的な室温硬化エポキシ系および高温硬化エポキシ系において使用され得る。硬化条件は、硬化条件は、使用されるエポキシ樹脂および硬化剤の種類に左右される。
【００６３】
硬化生成物特性
一実施形態において、硬化生成物は、エポキシ熱硬化性物質の改善された破壊靱性、言い換えると、改善された延性を示す。用途に応じて、改善された強靭性は、複合体におけるより優れた疲労および剥離抵抗、構造用接着剤または電子接着剤における改善された重ねせん断抵抗および衝撃抵抗、ならびに塗料における改善された損傷許容性に反映され得る。
【００６４】
最終使用用途
組成物は、高度な複合体、電子機器、塗料、および構造用接着剤のために使用され得る。高度な複合体の例には、航空宇宙用複合体および自動車用複合体が挙げられるが、これらに限定されない。典型的な電子機器用途には、電子接着剤、電子積層板、および電子カプセル封入が挙げられるが、これらに限定されない。
【実施例】
【００６５】
以下の実施例において、以下の標準的な分析機器および方法が使用される。
【００６６】
典型的なＩｎｓｔｒｏｎまたはＭＴＳ機器上で実施される破壊靱性のためのＡＳＴＭ  Ｄ５０４５
【００６７】
ガラス転移温度（Ｔｇ）は、０．１％負荷の下で３℃／分で加熱されるＴＡ  ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓからのＡＲＥＳ  Ｒｈｅｏｍｅｔｅｒによって、および１０℃／分で０℃から２５０℃に加熱されるＴＡ  ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓからのＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｃａｌｏｒｍｅｔｅｒｓ（ＤＳＣ）によって測定される。
【００６８】
粘度測定のためのＴＡ  ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔからのＡＲ  ２０００  Ｒｈｅｏｍｅｔｅｒ。粘度測定は、１０Ｈｚで、３℃／分の温度ランプ速度で、３０℃〜８０℃で行った。
【００６９】
原材料：
ＰＡＲＡＬＯＩＤ（商標）ＥＸＬ  ２３００Ｇ：ブチルアクリレートコアに基づくコアシェルゴム粒子。Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから供給される。
ＰＡＲＡＬＯＩＤ（商標）ＥＸＬ  ２３１４：ブチルアクリレートコアおよびシェル上の反応性官能性に基づくコアシェルゴム粒子。Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから供給される。
ＰＡＲＡＬＯＩＤ（商標）ＥＸＬ  ２６５０Ａ：ブタジエンコアに基づくコアシェルゴム粒子。Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから供給される。
ＰＡＲＡＬＯＩＤ（商標）ＥＸＬ  ５７６６：８５０ｎｍの粒径を有するブチルアクリレートコアに基づくコアシェルゴム粒子。Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから供給される。
Ｖｏｒａｎｏｌ  ４７０１  ４８００の分子量を有するＥＯ−キャップされたポリエーテルトリオール。Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから供給される。
Ｖｏｒａｎｏｌ  Ｐ  ４０００  ４０００の分子量を有するポリエーテルジオールに基づくプロピレンオキシド。Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから供給される。
Ｖｏｒａｎｏｌ  ２２０−０５６  ２０００の分子量を有するポリエーテルポリオールに基づくプロピレンオキシド。Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｃｏｍｐａｎｙから供給される。
ＦＯＲＴＥＧＲＡ（商標）１００  親エポキシ性および疎エポキシ性モノマーのブロックコポリマー。Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから供給される。
Ｖｏｒａｎｏｌ  ２２２−０２９  ４０００の分子量を有するＥＯ−キャップされたポリエーテルジオール。Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから供給される。
ＰｏｌｙＧ  ５５−５６  ２０００の分子量を有し、約４５重量％のＥＯを含有するＥＯ−キャップされたポリエーテルポリオール。Ａｒｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃから供給される。
ＰｏｌｙＧ  ５５−２８  ４０００の分子量を有し、約３５重量％のＥＯを含有するＥＯ−キャップされたポリエーテルポリオール。Ａｒｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃから供給される。
Ａｃｃｌａｉｍ  ６３２０  プロピレンオキシドおよびエチレンオキシドに基づく６，０００分子量のコポリマートリオール。Ｂａｙｅｒ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから供給される。
Ａｃｃｌａｉｍ  ８２００  プロピレンオキシドに基づく８，０００分子量のコポリマージオール。Ｂａｙｅｒ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから供給される。
Ｄ．Ｅ．Ｒ．（商標）３８３：ビスフェノールＡのジグリシジルエーテル、Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから供給される。
ＩＰＤＡ：イソホロンジアミン、ＢＡＳＦ  Ｃｏｍｐａｎｙから供給される。
ＭＴＨＰＡ：メチルテトラヒドロ無水フタル酸、Ｄｉｘｉｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから供給される。
ＮＭＡ：ナディックメチル無水物、Ｄｉｘｉｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから供給される。
Ｓｙｎａエポキシ２１：３，４−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キシレート、ＳＹＮＡＳＩＡから供給される。
【００７０】
分散例１
４２０グラムのＰｏｌｙＧ  ５５−５６を室温で１ＱＴのオープントップ金属容器に添加した。次いで、その容器を、直径５０ｍｍのコウレスミキサー、可変速度制御、および温度モニターを備える高せん断分散機下に配置した。コウレスミキサーを、液体中に没入するように下げた。ミキサーから容器の底までの高さを２５〜５０ｍｍで維持した。１８０グラムのＰＡＲＡＬＯＩＤ（商標）ＥＸＬ  ２３００Ｇを、ミキサーを１５００ｒｐｍで動かしながら、容器に徐々に添加した。コアシェルゴム粒子の添加後、混合速度を２０００ｒｐｍまで上昇させた。混合状態でのレイノルズ数（ＮＲＥ）を表１において報告した。ＮＲＥ＝Ｄ２Ｎρ／μ、式中、Ｄはインペラー直径であり、Ｎは１秒当たりのインペラー回転であり、ρは液体の濃度であり、μは液体の粘度である。
【００７１】
７５分間の混合後、均一で低粘度の、灰白色の分散液を得た。分散液の温度を温度計で測定し、表１に報告した。分散液の品質を、Ｈｅｇｍｅｎグラインドおよび顕微鏡検査によって評価した。粒子の凝集は観察されなかった。分散液の粘度をレオメーターで測定し、表１に報告する。
【００７２】
比較分散例１
４５０グラムのＶｏｒａｎｏｌ（商標）２２０−０５６を１ＱＴのオープントップ金属容器に添加した。次いで、その容器を、直径５０ｍｍのコウレスミキサー、可変速度制御、および温度モニターを備える高せん断ミキサー下に配置した。コウレスミキサーを、液体中に没入するように下げた。ミキサーから容器の底までの高さを２５〜５０ｍｍで維持した。１５０グラムのＰＡＲＡＬＯＩＤ（商標）ＥＸＬ  ２３００Ｇを、ミキサーを１５００ｒｐｍで動かしながら、容器に徐々に添加した。コアシェルゴム粒子の添加後、混合速度を２５００ｒｐｍまで上昇させた。７５分間の混合後、高粘度の、白色ペーストが作製された。分散液の品質を、Ｈｅｇｍｅｎグラインドおよび顕微鏡検査によって評価した。ミクロン規模で、粒子の大量の凝集を観察した。
【００７３】
比較分散例２
４５０グラムのＰｏｌｙＧ  ５５−２８を１ＱＴのオープントップ金属容器に添加した。次いで、その容器を、直径５０ｍｍのコウレスミキサー、可変速度制御、および温度モニターを備える高せん断ミキサー下に配置した。コウレスミキサーを、液体中に没入するように下げた。ミキサーから容器の底までの高さを２５〜５０ｍｍで維持した。１５０グラムのＰＡＲＡＬＯＩＤ（商標）ＥＸＬ  ２３００Ｇを、ミキサーを１５００ｒｐｍで動かしながら、容器に徐々に添加した。コアシェルゴム粒子の添加後、混合速度を２５００ｒｐｍまで上昇させた。７５分間の混合後、高粘度の、白色ペーストが作製された。分散液の品質を、Ｈｅｇｍｅｎグラインドおよび顕微鏡検査によって評価した。ミクロン規模で、粒子の大量の凝集を観察した。
【００７４】
分散例２
分散例１に記載のものと同じ混合パラメータを使用して、４５０グラムのＰｏｌｙＧ  ５５−５６を１５０グラムのＰＡＲＡＬＯＩＤ（商標）ＥＸＬ  ２６５０Ａと混合した。７５分間の混合後、均一で低粘度の分散液を得た。分散液の温度を測定し、表１に報告した。Ｈｅｇｍｅｎグラインドおよび顕微鏡検査において、凝集は観察されなかった。分散液の粘度は、表１に報告されている。
【００７５】
比較分散例３
４５０グラムのＶｏｒａｎｏｌ（商標）２２０−０５６を１ＱＴのオープントップ金属容器に添加した。次いで、その容器を、直径５０ｍｍのコウレスミキサー、可変速度制御、および温度モニターを備える高せん断ミキサー下に配置した。コウレスミキサーを、液体中に没入するように下げた。ミキサーから容器の底までの高さを２５〜５０ｍｍで維持した。１５０グラムのＰＡＲＡＬＯＩＤ（商標）ＥＸＬ  ２６５０Ａを、ミキサーを１５００ｒｐｍで動かしながら、容器に徐々に添加した。コアシェルゴム粒子の添加後、混合速度を２５００ｒｐｍまで上昇させた。７５分間の混合後、高粘度の、白色ペーストが作製された。分散液の品質を、Ｈｅｇｍｅｎグラインドおよび顕微鏡検査によって評価した。ミクロン規模で、粒子の大量の凝集を観察した。
【００７６】
比較分散例４
４５０グラムのＰｏｌｙＧ  ５５−２８を１ＱＴのオープントップ金属容器に添加した。次いで、その容器を、直径５０ｍｍのコウレスミキサー、可変速度制御、および温度モニターを備える高せん断ミキサー下に配置した。コウレスミキサーを、液体中に没入するように下げた。ミキサーから容器の底までの高さを２５〜５０ｍｍで維持した。１５０グラムのＰＡＲＡＬＯＩＤ（商標）ＥＸＬ  ２６５０Ａを、ミキサーを１５００ｒｐｍで動かしながら、容器に徐々に添加した。コアシェルゴム粒子の添加後、混合速度を２５００ｒｐｍまで上昇させた。７５分間の混合後、高粘度の、白色ペーストが作製された。分散液の品質を、Ｈｅｇｍｅｎグラインドおよび顕微鏡検査によって評価した。ミクロン規模で、粒子の大量の凝集を観察した。
【００７７】
分散例３
分散例１に記載のものと同じ混合パラメータを使用して、４５０グラムのＰｏｌｙＧ  ５５−５６を１５０グラムのＰＡＲＡＬＯＩＤ（商標）ＥＸＬ  ２３１４と混合した。７５分間の混合後、均一で低粘度の分散液を得た。分散液の温度を測定し、表１に報告した。Ｈｅｇｍｅｎグラインドおよび顕微鏡検査において、凝集は観察されなかった。分散液の粘度を表１に報告した。
【００７８】
分散例４
分散例１に記載のものと同じ混合パラメータを使用して、４５０グラムのＰｏｌｙＧ  ５５−２８を１５０グラムのＰＡＲＡＬＯＩＤ（商標）ＥＸＬ  ２３１４と混合した。７５分間の混合後、均一で低粘度の分散液を得た。分散液の温度を測定し、表１に報告する。Ｈｅｇｍｅｎグラインドおよび顕微鏡検査において、凝集は観察されなかった。分散液の粘度は、表１に報告されている。
【００７９】
分散例５
分散例１に記載のものと同じ混合パラメータを使用して、４５０グラムのＦＯＲＴＥＧＲＡ（商標）１００を１５０グラムのＰＡＲＡＬＯＩＤ（商標）ＥＸＬ  ２３１４と混合した。７５分間の混合後、均一な低粘度の分散液を得た。分散液の温度を測定し、表１に報告する。Ｈｅｇｍｅｎグラインドおよび顕微鏡検査において、凝集は観察されなかった。分散液の粘度は、表１に報告されている。
【００８０】
分散例６
分散例１に記載のものと同じ混合パラメータを使用して、４５０グラムのＶｏｒａｎｏｌ（商標）Ｐ４０００を１５０グラムのＰＡＲＡＬＯＩＤ（商標）ＥＸＬ  ２３１４と混合した。７５分間の混合後、均一で低粘度の分散液を得た。分散液の温度を測定し、表１に報告する。Ｈｅｇｍｅｎグラインドおよび顕微鏡検査において、凝集は観察されなかった。分散液の粘度は、表１に報告されている。
【００８１】
分散例７
分散例１に記載のものと同じ混合パラメータを使用して、４５０グラムのＶｏｒａｎｏｌ（商標）４７０１を１５０グラムのＰＡＲＡＬＯＩＤ（商標）ＥＸＬ  ２３１４と混合した。７５分間の混合後、均一で低粘度の分散液を得た。分散液の温度を測定し、表１に報告する。Ｈｅｇｍｅｎグラインドおよび顕微鏡検査において、凝集は観察されなかった。分散液の粘度は、表１に報告されている。
【００８２】
分散例８
分散例１に記載のものと同じ混合パラメータを使用して、４５０グラムのＶｏｒａｎｏｌ（商標）２２２−０２９を１５０グラムのＰＡＲＡＬＯＩＤ（商標）ＥＸＬ  ２３１４と混合した。７５分間の混合後、均一で低粘度の分散液を得た。分散液の温度を測定し、表１に報告する。Ｈｅｇｍｅｎグラインドおよび顕微鏡検査において、凝集は観察されなかった。分散液の粘度は、表１に報告されている。
【００８３】
分散例９
分散例１に記載のものと同じ混合パラメータを使用して、４５０グラムのＡｃｃｌａｉｍ  ６３２０Ｎを１５０グラムのＰＡＲＡＬＯＩＤ（商標）ＥＸＬ  ２３１４と混合した。７５分間の混合後、均一な低粘度の分散液を得た。分散液の温度を測定し、表１に報告する。Ｈｅｇｍｅｎグラインドおよび顕微鏡検査において、凝集は観察されなかった。分散液の粘度は、表１に報告されている。
【００８４】
分散例１０
分散例１に記載のものと同じ混合パラメータを使用して、４５０グラムのＡｃｃｌａｉｍ  ８２００を１５０グラムのＰＡＲＡＬＯＩＤ（商標）ＥＸＬ  ２３１４と混合した。７５分間の混合後、均一で低粘度の分散液を得た。分散液の温度を測定し、表１に報告する。Ｈｅｇｍｅｎグラインドおよび顕微鏡検査において、凝集は観察されなかった。分散液の粘度は、表１に報告されている。
【００８５】
プラーク例１
まず２２００ｒｐｍで１分間、ＨａｕｓｃｈｉｌｄのＳｐｅｅｄｍｉｘｅｒ（商標）を用いて、１９４．４グラムのＤ．Ｅ．Ｒ．（商標）３８３および８０グラムの分散例１を混合した。次いで、４５．６グラムのＩＰＤＡを混合カップに添加した。２２００ｒｐｍで２分間の混合後、混合物を真空チャンバ内に配置し、あらゆるエントラップトエアーを除去した。混合物を完全に脱気すると、それを鋳型に注ぎ、３．２５ｍｍ厚のプラークを形成した。鋳型をすぐに強制空気対流オーブン中に配置し、９０℃で２時間、続いて１９５℃で４時間硬化し、それをゆっくりと室温まで冷却した。
【００８６】
比較プラーク例１
２５９．２グラムのＤ．Ｅ．Ｒ．（商標）３８３および６０．８グラムのＩＰＤＡを混合カップに添加した。ＨａｕｓｃｈｉｌｄのＳｐｅｅｄｍｉｘｅｒ（商標）を用いて２２００ｒｐｍで２分間混合した後、混合物を真空チャンバ内に配置し、あらゆるエントラップトエアーを除去した。混合物を完全に脱気すると、それを鋳型に注ぎ、３．２５ｍｍ厚のプラークを形成した。鋳型をすぐに強制空気対流オーブンに配置し、９０℃で２時間、続いて１９５℃で４時間硬化し、それをゆっくりと室温まで冷却した。
【００８７】
比較プラーク例２
まず２２００ｒｐｍで１分間、ＨａｕｓｃｈｉｌｄのＳｐｅｅｄｍｉｘｅｒ（商標）を用いて、２１３．８グラムのＤ．Ｅ．Ｒ．（商標）３８３および５６グラムのＰｏｌｙＧ  ５５−５６を混合した。次いで、５０．２グラムのＩＰＤＡを混合物に添加した。Ｓｐｅｅｄｍｉｘｅｒ（商標）を用いて２２００ｒｐｍで２分間混合した後、混合物を真空チャンバ内に配置し、あらゆるエントラップトエアーを除去した。混合物を完全に脱気すると、それを鋳型に注ぎ、３．２５ｍｍ厚のプラークを形成した。鋳型をすぐに強制空気対流オーブンに配置し、９０℃で２時間、続いて１９５℃で４時間硬化し、それをゆっくりと室温まで冷却した。
【００８８】
プラーク例２
まず２２００ｒｐｍで１分間、ＨａｕｓｃｈｉｌｄのＳｐｅｅｄｍｉｘｅｒ（商標）を用いて、２０７．４グラムのＤ．Ｅ．Ｒ．（商標）３８３および６４．０グラムの分散例９を混合した。次いで、４８．６４グラムのＩＰＤＡを混合カップに添加した。２２００ｒｐｍで２分間の混合後、混合物を真空チャンバ内に配置し、あらゆるエントラップトエアーを除去した。混合物を完全に脱気すると、それを鋳型に注ぎ、３．２５ｍｍ厚のプラークを形成した。鋳型をすぐに強制空気対流オーブンに配置し、９０℃で２時間、続いて１９５℃で４時間硬化し、それをゆっくりと室温まで冷却した。
【００８９】
比較プラーク例３
まず２２００ｒｐｍで１分間、ＨａｕｓｃｈｉｌｄのＳｐｅｅｄｍｉｘｅｒ（商標）を用いて、２２８．１グラムのＤ．Ｅ．Ｒ．（商標）３８３および３８．４グラムのＡｃｃｌａｉｍ  ６３２０Ｎを混合した。次いで、５３．５０グラムのＩＰＤＡを混合カップに添加した。２２００ｒｐｍで２分間の混合後、混合物を真空チャンバ内に配置し、あらゆるエントラップトエアーを除去した。混合物を完全に脱気すると、それを鋳型に注ぎ、３．２５ｍｍ厚のプラークを形成した。鋳型をすぐに強制空気対流オーブンに配置し、９０℃で２時間、続いて１５０℃で４時間硬化し、それをゆっくりと室温まで冷却した。
【００９０】
プラーク例３
まず２２００ｒｐｍで１分間、ＨａｕｓｃｈｉｌｄのＳｐｅｅｄｍｉｘｅｒ（商標）を用いて、１１９．７グラムのＤ．Ｅ．Ｒ．（商標）３８３および９６グラムの分散例９を混合した。次いで、１０４．３グラムのメチルテトラヒドロ無水フタル酸および３．２グラムの１メチルイミダゾールを添加した。Ｓｐｅｅｄｍｉｘｅｒ（商標）を用いて２２００ｒｐｍで２分間混合した後、混合物を真空チャンバ内に配置し、あらゆるエントラップトエアーを除去した。混合物を完全に脱気すると、それを鋳型に注ぎ、３．２５ｍｍ厚のプラークを形成した。鋳型をすぐに強制空気対流オーブンに配置し、９０℃で２時間、続いて１５０℃で４時間硬化し、それをゆっくりと室温まで冷却した。
【００９１】
比較プラーク例４
まず２２００ｒｐｍで１分間、ＨａｕｓｃｈｉｌｄのＳｐｅｅｄｍｉｘｅｒ（商標）を用いて、１３２．５グラムのＤ．Ｅ．Ｒ．（商標）３８３および７２グラムのＡｃｃｌａｉｍ  ６３２０Ｎを混合した。次いで、１１５．５グラムのメチルテトラヒドロ無水フタル酸および３．２グラムの１−メチルイミダゾールを添加した。Ｓｐｅｅｄｍｉｘｅｒ（商標）を用いて２２００ｒｐｍで２分間混合した後、混合物を真空チャンバ内に配置し、あらゆるエントラップトエアーを除去した。混合物を完全に脱気すると、それを鋳型に注ぎ、３．２５ｍｍ厚のプラークを形成した。鋳型をすぐに強制空気対流オーブンに配置し、９０℃で２時間、続いて１５０℃で４時間硬化し、それをゆっくりと室温まで冷却した。
【００９２】
プラーク例４
まず２２００ｒｐｍで１分間、ＨａｕｓｃｈｉｌｄのＳｐｅｅｄｍｉｘｅｒ（商標）を用いて、１１９．７グラムのＤ．Ｅ．Ｒ．（商標）３８３および９６グラムの分散例７を混合した。次いで、１０４．３グラムのメチルテトラヒドロ無水フタル酸および３．２グラムの１−メチルイミダゾールを添加した。Ｓｐｅｅｄｍｉｘｅｒ（商標）を用いて２２００ｒｐｍで２分間混合した後、混合物を真空チャンバ内に配置し、あらゆるエントラップトエアーを除去した。混合物を完全に脱気すると、それを鋳型に注ぎ、３．２５ｍｍ厚のプラークを形成した。鋳型をすぐに強制空気対流オーブンに配置し、９０℃で２時間、続いて１５０℃で４時間硬化し、それをゆっくりと室温まで冷却した。
【００９３】
比較プラーク例５
まず２２００ｒｐｍで１分間、ＨａｕｓｃｈｉｌｄのＳｐｅｅｄｍｉｘｅｒ（商標）を用いて、１３２．５グラムのＤ．Ｅ．Ｒ．（商標）３８３および７２グラムのＡｃｃｌａｉｍ  ６３２０Ｎを混合した。その後、１１５．５グラムのメチルテトラヒドロ無水フタル酸および３．２グラムの１−メチルイミダゾールを添加した。Ｓｐｅｅｄｍｉｘｅｒ（商標）を用いて２２００ｒｐｍで２分間混合した後、混合物を真空チャンバ内に配置し、あらゆるエントラップトエアーを除去した。混合物を完全に脱気すると、それを鋳型に注ぎ、３．２５ｍｍ厚のプラークを形成した。鋳型をすぐに強制空気対流オーブンに配置し、９０℃で２時間、続いて１５０℃で４時間硬化し、それをゆっくりと室温まで冷却した。
【００９４】
プラーク例５
まず２２００ｒｐｍで１分間、ＨａｕｓｃｈｉｌｄのＳｐｅｅｄｍｉｘｅｒ（商標）を用いて、９９．４グラムのＳｙｎａエポキシ２１および９６グラムの分散例１０を混合した。次いで、１２４．６グラムのナディックメチル無水物および３．２グラムの１−メチルイミダゾールを添加した。Ｓｐｅｅｄｍｉｘｅｒ（商標）を用いて２２００ｒｐｍで２分間混合した後、混合物を真空チャンバ内に配置し、あらゆるエントラップトエアーを除去した。混合物を完全に脱気すると、それを鋳型に注ぎ、３．２５ｍｍ厚のプラークを形成した。鋳型をすぐに強制空気対流オーブンに配置し、９０℃で２時間、続いて１５０℃で４時間および２００℃で２時間硬化し、それをゆっくりと室温まで冷却した。
【００９５】
比較プラーク例６
まず２２００ｒｐｍで１分間、ＨａｕｓｃｈｉｌｄのＳｐｅｅｄｍｉｘｅｒ（商標）を用いて、１２０．８グラムのＳｙｎａエポキシ２１および４８グラムのＡｃｃｌａｉｍ  ８２００を混合した。次いで、１５１．２グラムのナディックメチル無水物および３．２グラムの１−メチルイミダゾールを添加した。Ｓｐｅｅｄｍｉｘｅｒ（商標）を用いて２２００ｒｐｍで２分間混合した後、混合物を真空チャンバ内に配置し、あらゆるエントラップトエアーを除去した。混合物を完全に脱気すると、それを鋳型に注ぎ、３．２５ｍｍ厚のプラークを形成した。鋳型をすぐに強制空気対流オーブンに配置し、９０℃で２時間、続いて１５０℃で４時間および２００℃で２時間硬化し、それをゆっくりと室温まで冷却した。
【００９６】
比較プラーク例７
２２００ｒｐｍで２分間、Ｓｐｅｅｄｍｉｘｅｒ（商標）を用いて、１４２．１グラムのＳｙｎａエポキシ２１および１７７．９２グラムのナディックメチル無水物および３．２グラムの１−メチルイミダゾールを混合し、混合物を真空チャンバ内に配置し、あらゆるエントラップトエアーを除去した。混合物を完全に脱気すると、それを鋳型に注ぎ、３．２５ｍｍ厚のプラークを形成した。鋳型をすぐに強制空気対流オーブンに配置し、９０℃で２時間、続いて１５０℃で４時間および２００℃で２時間硬化し、それをゆっくりと室温まで冷却した。
【００９７】
室温で約２週間調整した後、次いで、上記実施例において作製されたプラークを、破壊靱性およびガラス転移温度（Ｔｇ）を測定するために、適切な試験標本に機械加工した。ＡＳＴＭ  Ｄ５０４５に従って破壊靱性を測定し、Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ（ＤＭＡ）によってガラス転移温度を測定した。結果は、表２に報告されている。
【００９８】
【表１】
2015532354.tif 000003
【００９９】
ＰＡＲＡＬＯＩＤ（商標）ＥＸＬ  ２６５０ＡおよびＰＡＲＡＬＯＩＤ（商標）ＥＸＬ  ２３００Ｇ等のシェル層が反応性官能基で修飾されなかったコア−シェルゴム粒子に関して、エチレンオキシド等のコアシェルゴム粒子のシェル層に対する親和性基／ブロックを含有するポリオール骨格が、安定した低粘度コアシェルゴム分散を達成するために極めて重要であった。
【０１００】
コアシェルゴム粒子のシェル層に対する表面修飾は、ポリオール成分と粒子との間に限定された親和性を達成するより効率的な方法であった。グリシジルメタクリレート、エポキシ基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、無水物基、アミノ基、またはアミド基による表面修飾が好ましい。表面修飾されたＰＡＲＡＬＯＩＤ（商標）ＥＸＬ  ２３１４は、研究されたすべてのポリオール骨格と安定した分散を形成することができた。
【０１０１】
【表２】
2015532354.tif 000004
【０１０２】
ポリオール強化エポキシ系と比較して、ポリオールのコアシェルゴム分散液のアミン硬化系への組み込みは、Ｔｇの減少を最小化するが、破壊靱性をさらに改善する。
【０１０３】
無水物硬化エポキシ系の場合において、ポリオールの分子量が６０００未満であったとき、ポリオールおよびＣＳＲポリオール分散の両方で強化された系においてＴｇの減少が観察された。しかし、ＣＳＲポリオール分散強化系の破壊靱性は、ポリオール強化系のものよりも、一貫して高かった。ポリオールの分子量が６０００超であったとき、Ｔｇの著しい減少は観察されなかったが、強靭性におけるかなりの改善が達成された。ＣＳＲポリオール分散は、ポリオール単体よりもより優れて実施された。
【０１０４】
コアシェルゴム分散のエポキシ系への組み込みは、図１に示されるように、反応を調節し、熱衝撃を最小化することができる。図１は、７．５重量パーセントのコア−シェルゴム粒子を含有するＤ．Ｅ．Ｒ．（商標）３８３およびＩＰＤＡに基づく比較プラーク例１、ならびに３０重量パーセントの分散例３を含有するＤ．Ｅ．Ｒ．（商標）３８３およびＩＰＤＡの混合物の粘度曲線を示す。３０重量パーセントの分散例３の使用は、粘度の緩徐な上昇によって明白であるように、系の反応性を著しく鈍化させる。
【０１０５】
実施例Ａ
３８２．５グラムのＰｏｌｙＧ  ５５−２８を室温で１ＱＴのオープントップ金属容器に添加した。次いで、その容器を、直径５０ｍｍのコウレスミキサー、可変速度制御、および温度モニターを備える高せん断分散機下に配置した。コウレスミキサーを、液体中に没入するように下げた。ミキサーから容器の底までの高さを２５〜５０ｍｍで維持した。次いで、６７．５グラムのＰＡＲＡＬＯＩＤ（商標）ＥＸＬ  ２３００Ｇを、ミキサーを１５００ｒｐｍで動かしながら、容器に徐々に添加した。コアシェルゴム粒子の添加後、混合速度を２０００ｒｐｍまで上昇させた。混合状態でのレイノルズ数（ＮＲＥ）は、３４１であった。
【０１０６】
７５分間の混合後、均一で低粘度の、灰白色の分散液を得た。分散液の品質を、Ｈｅｇｍｅｎグラインドおよび顕微鏡検査によって評価した。粒子の凝集は観察されなかった。レオメーターを用いて、１１００ｃｐｓ、３０℃で分散液の粘度を測定した。
【０１０７】
比較例Ｂ
上記実施例における、６７．５グラムのＰＡＲＡＬＯＩＤ（商標）ＥＸＬ  ２３００Ｇを６７．５グラムのＰＡＲＡＬＯＩＤ  ＥＸＬ  ５７６６で置き換えた。７５分後、分散液は、粗い粒子のままであった。顕微鏡検査およびＨｅｇｍｅｎグラインドにおいて、粒子の凝集を観察した。
【図１】
2015532354.tif 000005
【国際調査報告】
2015532354.tif 000006
2015532354.tif 000007
2015532354.tif 000008