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JPH09241353A - Epoxy hardner - Google Patents

Epoxy hardner

Info

Publication number
JPH09241353A
JPH09241353A JP8308596A JP8308596A JPH09241353A JP H09241353 A JPH09241353 A JP H09241353A JP 8308596 A JP8308596 A JP 8308596A JP 8308596 A JP8308596 A JP 8308596A JP H09241353 A JPH09241353 A JP H09241353A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polycarbodiimide
epoxy resin
diisocyanate
compound
isocyanate
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP8308596A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideetsu Fujiwara
秀悦 藤原
Masayuki Takahashi
昌之 高橋
Kazuo Kawaguchi
和雄 河口
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.)
JSR Corp
Original Assignee
Japan Synthetic Rubber Co Ltd
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 Japan Synthetic Rubber Co Ltd filed Critical Japan Synthetic Rubber Co Ltd
Priority to JP8308596A priority Critical patent/JPH09241353A/en
Publication of JPH09241353A publication Critical patent/JPH09241353A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To impart high heat resistance and toughness to a thermosetting resin based on an epoxy resin by using a specified resin as a principal component. SOLUTION: A solution prepared by dissolving 0.5-60wt.% organic polyisocyanate in a solvent is subjected to decarboxylation condensation at 20-200 deg.C in the presence of 0.001-30 pts.wt., per 100 pts.wt. organic polyisocyanate, carbodiimidation catalyst to obtain a polycarbodiimide having repeating units represented by the formula: N=C=N-R<1> (wherein R<1> is a bivalent organic group derived from the polyisocyanate compound) and having a number-average molecular weight (in terms of PS, gel permeation chromatography) of 400-100,000. This polycarbodiimide is reacted with a compound having a graft-reactive group and a carboxylic anhydride group and used in such an amount that the graft-reactive groups are present in an amount of 0.01-1mol per mol of the repeating units represented by the formula at 100 deg.C or below to obtain an epoxy hardner comprising a resin having a number- average molecular weight of 500-200,000.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、エポキシ樹脂用硬
化剤に関わり、さらに詳しくは、特定の変性ポリカルボ
ジイミドを主成分とするエポキシ樹脂用硬化剤に関す
る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a curing agent for an epoxy resin, and more particularly to a curing agent for an epoxy resin containing a specific modified polycarbodiimide as a main component.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、エポキシ樹脂は、酸無水物系硬化
剤、アミン系硬化剤等の種々の硬化剤で硬化させること
により、機械的特性、電気的特性、耐熱性、耐水性、耐
薬品性等に優れた硬化物となり、成形材料、電気絶縁材
料、接着剤、塗料等の各種の産業分野で使用されている
が、その良好な耐熱性と電気絶縁性から、特に電気・電
子部品用材料として広範に用いられている。ところで、
近年における集積回路の高集積化、実装法の高密度化に
伴い、電気絶縁材料に対して、より一層高い耐熱性が求
められるようになってきており、このような観点から、
エポキシ樹脂に対しても、耐熱性をさらに向上させる試
みが数多くなされている。例えば、硬化剤として、芳香
族系の酸無水物やアミン、あるいは高融点ジアジド等の
耐熱性の高い成分を用いることにより、最終硬化物の軟
化点、熱分解温度を高めて、半田耐熱性を有する材料が
得られている。しかしながら、一般に熱硬化性樹脂は脆
いという欠点を有し、硬化物の耐衝撃性が低く、破断伸
びが小さいという問題があり、これはエポキシ樹脂も同
様であり、靱性の向上はエポキシ樹脂の本質的な課題と
なっている。しかも、エポキシ樹脂に前記のような耐熱
性の高い硬化剤を用いて耐熱性を向上させようとする
と、一般に靱性が低下する傾向があり、現在得られてい
る高耐熱性のエポキシ樹脂は、かなり脆い材料である。
したがって、エポキシ樹脂を、電気絶縁材料用途は勿
論、特に航空機、自動車等の構造材としての用途に使用
する場合、脆さの克服が重要な課題である。一方、耐熱
性に優れた熱硬化性樹脂としてポリイミドやポリカルボ
ジイミドが知られているが、これらの樹脂は、通常の溶
剤に対する溶解性が低いため、エポキシ樹脂に比べて加
工性の面で問題があり、工業的に大きなハンディキャッ
プとなっている。また、例えば特開昭62−1714号
公報には、ポリカルボジイミドにエポキシ化合物を反応
させた熱硬化性樹脂が開示されており、該樹脂は耐熱性
と強度が比較的良好であるが、耐熱性および靱性の面で
は未だ満足できるレベルにあるとは言えない。したがっ
て、高度の耐熱性と靱性とを兼備し、かつ加工性にも優
れた樹脂の開発は、熱硬化性樹脂全般にわたる本質的な
課題であり、加工性が比較的良好なエポキシ樹脂をベー
スとする熱硬化性樹脂においても、耐熱性と靱性とを兼
備したものとすることが大きな技術課題となっている。
2. Description of the Related Art Epoxy resins have hitherto been cured by various curing agents such as acid anhydride type curing agents and amine type curing agents to obtain mechanical properties, electrical properties, heat resistance, water resistance and chemical resistance. It becomes a cured product with excellent properties and is used in various industrial fields such as molding materials, electrical insulation materials, adhesives, paints, etc., but due to its good heat resistance and electrical insulation properties, it is especially for electrical and electronic parts. Widely used as a material. by the way,
With higher integration of integrated circuits and higher densification of mounting methods in recent years, higher heat resistance has been required for electrically insulating materials. From such a viewpoint,
Many attempts have been made to further improve the heat resistance of epoxy resins. For example, by using a highly heat-resistant component such as an aromatic acid anhydride or amine, or a high-melting point diazide as a curing agent, the softening point and thermal decomposition temperature of the final cured product can be increased to improve solder heat resistance. The material has been obtained. However, thermosetting resins generally have the drawback of being brittle, and have the problem that the impact resistance of the cured product is low and the elongation at break is small. This is also the case with epoxy resins, and improvement in toughness is due to the essence of epoxy resins. Has become a problem. Moreover, when an attempt is made to improve the heat resistance of the epoxy resin by using a curing agent having high heat resistance as described above, the toughness generally tends to decrease. It is a brittle material.
Therefore, when the epoxy resin is used not only as an electric insulating material but also as a structural material for aircrafts, automobiles and the like, overcoming brittleness is an important issue. On the other hand, polyimide and polycarbodiimide are known as thermosetting resins having excellent heat resistance, but since these resins have low solubility in ordinary solvents, there is a problem in terms of processability as compared with epoxy resins. Yes, it is an industrially large handicap. Further, for example, JP-A-62-1714 discloses a thermosetting resin obtained by reacting an epoxy compound with polycarbodiimide. The resin has relatively good heat resistance and strength, And in terms of toughness, it cannot be said that it is still at a satisfactory level. Therefore, the development of a resin that has both a high degree of heat resistance and toughness and is also excellent in processability is an essential issue for all thermosetting resins. Even for the thermosetting resin to be used, it is a major technical issue to make the resin have both heat resistance and toughness.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、エポ
キシ樹脂をベースとする熱硬化性樹脂に対して、高度の
耐熱性と靱性とを付与することができるエポキシ樹脂用
硬化剤を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a curing agent for epoxy resin which can impart a high degree of heat resistance and toughness to a thermosetting resin based on epoxy resin. Especially.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は、ポリカルボジ
イミドに、グラフト反応性基とカルボン酸無水物基とを
有する化合物(以下、「反応性化合物」という。)の1
種以上をグラフトさせた樹脂(以下、「変性ポリカルボ
ジイミド」という。)を主成分とすることを特徴とする
エポキシ樹脂用硬化剤、を要旨とするものである。
The present invention relates to a polycarbodiimide having a graft-reactive group and a carboxylic acid anhydride group (hereinafter referred to as "reactive compound") 1).
A curing agent for an epoxy resin, which comprises a resin (hereinafter, referred to as "modified polycarbodiimide") grafted with at least one species as a main component.

【0005】以下、本発明を詳細に説明する。変性ポリカルボジイミド 〈ポリカルボジイミド〉変性ポリカルボジイミドの合成
に使用されるポリカルボジイミドは、ポリイソシアネー
ト化合物の脱炭酸縮合により得られる樹脂であり、具体
的には一般式(1) −N=C=N-R1− ・・・(1) (但し、R1はポリイソシアネート化合物に由来する2価
の有機基を示す。)で表される繰返し単位を有する樹脂
である。該ポリカルボジイミドの製造方法は、例えば、
D.J.LymanらによるDie Makromol. Chem.,67,1(1963)、
E.Deyer らによるJ. Am. Chem. Soc.,80,5495(1958) 、
L.M.AlberionらによるJ. Appl. Polym. Sci.,21,1999(1
977)、T.W.CampbellによるJ. Org. Chem.,28,2069(196
3) 、特開昭51−61599号公報、特開平4−26
1428号公報等に開示されている。本発明におけるポ
リカルボジイミドの合成法は特に限定されるものではな
いが、例えば、有機ポリイソシアネートを、イソシアネ
ート基のカルボジイミド化反応を促進する触媒(以下、
「カルボジイミド化触媒」という。)の存在下で反応さ
せることにより、ポリカルボジイミドを合成することが
できる。前記有機ポリイソシアネートとしては、有機ジ
イソシアネートが好ましく、このような有機ジイソシア
ネートとしては、例えばジフェニルメタン−2,4’−
ジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4’−ジイ
ソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、
2,6−トリレンジイソシアネート、1,3−キシリレ
ンジイソシアネート、1,4−キシリレンジイソシアネ
ート、フェニレン−1,3−ジイソシアネート、フェニ
レン−1,4−ジイソシアネート、1−メトキシフェニ
レン−2,4−ジイソシアネート、1−メチルフェニレ
ン−2,4−ジイソシアネート、ビフェニレン−4,
4’−ジイソシアネート、3,3’−ジメトキシビフェ
ニレン−4,4’−ジイソシアネート、3,3’−ジメ
チルビフェニレン−4,4’−ジイソシアネート、3,
3’−ジメトキシジフェニルメタン−4,4’−ジイソ
シアネート、3,3’−ジメチルジフェニルメタン−
4,4’−ジイソシアネート、ナフチレン−1,5−ジ
イソシアネート、シクロブチレン−1,3−ジイソシア
ネート、シクロペンチレン−1,3−ジイソシアネー
ト、シクロヘキシレン−1,3−ジイソシアネート、シ
クロヘキシレン−1,4−ジイソシアネート、1−メチ
ルシクロヘキシレン−2,4−ジイソシアネート、1−
メチルシクロヘキシレン−2,6−ジイソシアネート、
1−イソシアネート−3,3,5−トリメチル−5−イ
ソシアネートメチルシクロヘキサン、シクロヘキサン−
1,3−ビス(メチルイソシアネート)、シクロヘキサ
ン−1,4−ビス(メチルイソシアネート)、イソホロ
ンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−2,
4’−ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−
4,4’−ジイソシアネート、エチレンジイソシアネー
ト、テトラメチレン−1,4−ジイソシアネート、ヘキ
サメチレン−1,6−ジイソシアネート、ドデカメチレ
ン−1,12−ジイソシアネート、リジンジイソシアネ
ートメチルエステル等や、これらの有機ジイソシアネー
トの化学量論的過剰量と2官能性活性水素含有化合物と
の反応により得られる両末端イソシアネートプレポリマ
ー等を挙げることができる。これらの有機ジイソシアネ
ートのうち、特にジフェニルメタン−4,4’−ジイソ
シアネートが好ましい。前記有機ジイソシアネートは、
単独でまたは2種以上を混合して使用することができ
る。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. Modified polycarbodiimide <Polycarbodiimide> Polycarbodiimide used in the synthesis of modified polycarbodiimide is a resin obtained by decarboxylation condensation of a polyisocyanate compound, and specifically, is represented by the general formula (1) —N = C = NR 1 -(1) (wherein R 1 represents a divalent organic group derived from a polyisocyanate compound) is a resin having a repeating unit. The method for producing the polycarbodiimide is, for example,
Dy Makromol. Chem., 67, 1 (1963) by DJ Lyman et al.,
E. Deyer et al., J. Am. Chem. Soc., 80,5495 (1958),
LM Alberion et al. J. Appl. Polym. Sci., 21, 1999 (1
977), J. Org. Chem., 28, 2069 (196) by TW Campbell.
3), JP-A-51-61599, JP-A-4-26
It is disclosed in Japanese Patent No. 1428. The method for synthesizing the polycarbodiimide in the present invention is not particularly limited, but for example, an organic polyisocyanate is used as a catalyst for promoting a carbodiimidization reaction of an isocyanate group (hereinafter,
It is called "carbodiimidization catalyst". The polycarbodiimide can be synthesized by reacting in the presence of). The organic polyisocyanate is preferably an organic diisocyanate, and examples of such an organic diisocyanate include diphenylmethane-2,4′-
Diisocyanate, diphenylmethane-4,4'-diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate,
2,6-tolylene diisocyanate, 1,3-xylylene diisocyanate, 1,4-xylylene diisocyanate, phenylene-1,3-diisocyanate, phenylene-1,4-diisocyanate, 1-methoxyphenylene-2,4-diisocyanate , 1-methylphenylene-2,4-diisocyanate, biphenylene-4,
4'-diisocyanate, 3,3'-dimethoxybiphenylene-4,4'-diisocyanate, 3,3'-dimethylbiphenylene-4,4'-diisocyanate, 3,
3'-dimethoxydiphenylmethane-4,4'-diisocyanate, 3,3'-dimethyldiphenylmethane-
4,4′-diisocyanate, naphthylene-1,5-diisocyanate, cyclobutylene-1,3-diisocyanate, cyclopentylene-1,3-diisocyanate, cyclohexylene-1,3-diisocyanate, cyclohexylene-1,4- Diisocyanate, 1-methylcyclohexylene-2,4-diisocyanate, 1-
Methylcyclohexylene-2,6-diisocyanate,
1-isocyanate-3,3,5-trimethyl-5-isocyanate methylcyclohexane, cyclohexane-
1,3-bis (methylisocyanate), cyclohexane-1,4-bis (methylisocyanate), isophorone diisocyanate, dicyclohexylmethane-2,
4'-diisocyanate, dicyclohexylmethane-
Chemistry of 4,4'-diisocyanate, ethylene diisocyanate, tetramethylene-1,4-diisocyanate, hexamethylene-1,6-diisocyanate, dodecamethylene-1,12-diisocyanate, lysine diisocyanate methyl ester, etc., and these organic diisocyanates Mention may be made of isocyanate-terminated prepolymers having both ends obtained by reacting a stoichiometric excess with a bifunctional active hydrogen-containing compound. Of these organic diisocyanates, diphenylmethane-4,4'-diisocyanate is particularly preferable. The organic diisocyanate is
They can be used alone or in combination of two or more.

【0006】また、場合により有機ジイソシアネートと
ともに、他の有機ポリイソシアネートを、全有機ポリイ
ソシアネート成分の20モル%を超えない量で使用する
ことができる。前記他の有機ポリイソシアネートとして
は、例えばフェニル−1,3,5−トリイソシアネー
ト、ジフェニルメタン−2,4,4’−トリイソシアネ
ート、ジフェニルメタン−2,5,4’−トリイソシア
ネート、トリフェニルメタン−2,4’,4”−トリイ
ソシアネート、トリフェニルメタン−4,4’,4”−
トリイソシアネート、ジフェニルメタン−2,4,
2’,4’−テトライソシアネート、ジフェニルメタン
−2,5,2’,5’−テトライソシアネート、シクロ
ヘキサン−1,3,5−トリイソシアネート、シクロヘ
キサン−1,3,5−トリス(メチルイソシアネー
ト)、3,5−ジメチルシクロヘキサン−1,3,5−
トリス(メチルイソシアネート)、1,3,5−トリメ
チルシクロヘキサン−1,3,5−トリス(メチルイソ
シアネート)、ジシクロヘキシルメタン−2,4,2’
−トリイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−2,
4,4’−トリイソシアネート等の3官能以上の有機ポ
リイソシアネートや、これらの3官能以上の有機ポリイ
ソシアネートの化学量論的過剰量と2官能以上の多官能
性活性水素含有化合物との反応により得られる末端イソ
シアネートプレポリマー等を挙げることができる。前記
他の有機ポリイソシアネートは、単独でまたは2種以上
を混合して使用することができる。
It is also possible to use other organic polyisocyanates, optionally together with organic diisocyanates, in amounts not exceeding 20 mol% of the total organic polyisocyanate component. Examples of the other organic polyisocyanate include phenyl-1,3,5-triisocyanate, diphenylmethane-2,4,4'-triisocyanate, diphenylmethane-2,5,4'-triisocyanate and triphenylmethane-2. , 4 ', 4 "-triisocyanate, triphenylmethane-4,4', 4"-
Triisocyanate, diphenylmethane-2,4
2 ', 4'-tetraisocyanate, diphenylmethane-2,5,2', 5'-tetraisocyanate, cyclohexane-1,3,5-triisocyanate, cyclohexane-1,3,5-tris (methylisocyanate), 3 , 5-Dimethylcyclohexane-1,3,5-
Tris (methylisocyanate), 1,3,5-trimethylcyclohexane-1,3,5-tris (methylisocyanate), dicyclohexylmethane-2,4,2 ′
-Triisocyanate, dicyclohexylmethane-2,
Trifunctional or more trifunctional organic polyisocyanates such as 4,4′-triisocyanate, or a stoichiometric excess of these trifunctional or more polyfunctional polyisocyanates with a difunctional or more polyfunctional active hydrogen-containing compound The terminal isocyanate prepolymer obtained can be mentioned. The other organic polyisocyanates may be used alone or in admixture of two or more.

【0007】さらに、ポリカルボジイミドの合成に際し
ては、必要に応じて有機モノイソシアネートを添加する
ことにより、得られるポリカルボジイミドの分子量を適
切に規制することができる。このような有機モノイソシ
アネートとしては、例えばメチルイソシアネート、エチ
ルイソシアネート、n−プロピルイソシアネート、n−
ブチルイソシアネート、ラウリルイソシアネート、ステ
アリルイソシアネート等の脂肪族モノイソシアネート
類;シクロヘキシルイソシアネート、4−メチルシクロ
ヘキシルイソシアネート、2,5−ジメチルシクロヘキ
シルイソシアネート等の脂環族モノイソシアネート類;
フェニルイソシアネート、o−トリルイソシアネート、
m−トリルイソシアネート、p−トリルイソシアネー
ト、2−メトキシフェニルイソシアネート、4−メトキ
シフェニルイソシアネート、2−クロロフェニルイソシ
アネート、4−クロロフェニルイソシアネート、2−ト
リフルオロメチルフェニルイソシアネート、4−トリフ
ルオロメチルフェニルイソシアネート、ナフタレン−1
−イソシアネート等の芳香族モノイソシアネート類を挙
げることができる。前記有機モノイソシアネートは、単
独でまたは2種以上を混合して使用することができ、そ
の使用量は、ポリカルボジイミドの所望の分子量、前記
他の有機ポリイソシアネートの有無等により変わるが、
全有機ポリイソシアネート成分100重量部当り、通
常、0〜40重量部、好ましくは0〜20重量部であ
る。
Further, in the synthesis of polycarbodiimide, the molecular weight of the polycarbodiimide obtained can be appropriately regulated by adding an organic monoisocyanate as necessary. Examples of such organic monoisocyanate include methyl isocyanate, ethyl isocyanate, n-propyl isocyanate, n-
Aliphatic monoisocyanates such as butyl isocyanate, lauryl isocyanate, stearyl isocyanate; alicyclic monoisocyanates such as cyclohexyl isocyanate, 4-methylcyclohexyl isocyanate, 2,5-dimethylcyclohexyl isocyanate;
Phenyl isocyanate, o-tolyl isocyanate,
m-tolyl isocyanate, p-tolyl isocyanate, 2-methoxyphenyl isocyanate, 4-methoxyphenyl isocyanate, 2-chlorophenyl isocyanate, 4-chlorophenyl isocyanate, 2-trifluoromethylphenyl isocyanate, 4-trifluoromethylphenyl isocyanate, naphthalene- 1
-Aromatic monoisocyanates such as isocyanates can be mentioned. The organic monoisocyanate may be used alone or in combination of two or more, and the amount thereof may vary depending on the desired molecular weight of the polycarbodiimide, the presence or absence of the other organic polyisocyanate, and the like.
It is usually 0 to 40 parts by weight, preferably 0 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total organic polyisocyanate component.

【0008】また、カルボジイミド化触媒は特に限定さ
れるものではなく、その例としては1−フェニル−2−
ホスホレン−1−オキシド、1−フェニル−3−メチル
−2−ホスホレン−1−オキシド、1−フェニル−2−
ホスホレン−1−スルフィド、1−フェニル−3−メチ
ル−2−ホスホレン−1−スルフィド、1−エチル−2
−ホスホレン−1−オキシド、1−エチル−3−メチル
−2−ホスホレン−1−オキシド、1−エチル−2−ホ
スホレン−1−スルフィド、1−エチル−3−メチル−
2−ホスホレン−1−スルフィド、1−メチル−2−ホ
スホレン−1−オキシド、1−メチル−3−メチル−2
−ホスホレン−1−オキシド、1−メチル−2−ホスホ
レン−1−スルフィド、1−メチル−3−メチル−2−
ホスホレン−1−スルフィドや、これらの3−ホスホレ
ン異性体等のホスホレン化合物;ペンタカルボニル鉄、
ノナカルボニル二鉄、テトラカルボニルニッケル、ヘキ
サカルボニルタングステン、ヘキサカルボニルクロム等
の金属カルボニル錯体;ベリリウム、アルミニウム、ジ
ルコニウム、クロム、鉄等の金属のアセチルアセトン錯
体;トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェー
ト、トリイソプロピルホスフェート、トリ−t−ブチル
ホスフェート、トリフェニルホスフェート等の燐酸エス
テルを挙げることができる。前記カルボジイミド化触媒
は、単独でまたは2種以上を混合して使用することがで
き、その使用量は、全有機イソシアネート成分100重
量部当たり、通常、0.001〜30重量部、好ましく
は0.01〜10重量部である。
The carbodiimidization catalyst is not particularly limited, and examples thereof include 1-phenyl-2-
Phosphorene-1-oxide, 1-phenyl-3-methyl-2-phosphorene-1-oxide, 1-phenyl-2-
Phosphorene-1-sulfide, 1-phenyl-3-methyl-2-phosphorene-1-sulfide, 1-ethyl-2
-Phospholen-1-oxide, 1-ethyl-3-methyl-2-phospholen-1-oxide, 1-ethyl-2-phospholen-1-sulfide, 1-ethyl-3-methyl-
2-phospholen-1-sulfide, 1-methyl-2-phosphorene-1-oxide, 1-methyl-3-methyl-2
-Phosphorene-1-oxide, 1-methyl-2-phosphorene-1-sulfide, 1-methyl-3-methyl-2-
Phosphorene-1-sulfide and phospholene compounds such as 3-phosphorene isomers thereof; iron pentacarbonyl,
Non-carbonyldiiron, tetracarbonylnickel, hexacarbonyltungsten, hexacarbonylchromium, and other metal carbonyl complexes; beryllium, aluminum, zirconium, chromium, iron, and other metals, acetylacetone complexes; trimethylphosphate, triethylphosphate, triisopropylphosphate, tri- Examples thereof include phosphoric acid esters such as t-butyl phosphate and triphenyl phosphate. The carbodiimidization catalysts may be used alone or in combination of two or more, and the amount thereof is usually 0.001 to 30 parts by weight, preferably 0.1 part by weight per 100 parts by weight of the total organic isocyanate component. It is from 01 to 10 parts by weight.

【0009】ポリカルボジイミドの合成反応は、通常、
適当な溶媒中で実施される。前記溶媒としては、合成反
応中の加熱によりポリカルボジイミドを溶解しうるもの
であればよく、例えば1,1−ジクロロエタン、1,2
−ジクロロエタン、1,1,1−トリクロロエタン、
1,1,2−トリクロロエタン、1,1,1,2−テト
ラクロロエタン、1,1,2,2−テトラクロロエタ
ン、1,1−ジクロロエチレン、1,2−ジクロロエチ
レン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、ク
ロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン、m−ジクロロベ
ンゼン、p−ジクロロベンゼン、1,2,4−トリクロ
ロベンゼン、トリクロロメチルベンゼン等のハロゲン化
炭化水素系溶媒;ジオキサン、アニソール、テトラヒド
ロフラン、テトラヒドロピラン、ジエチレングリコール
ジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエー
テル、ジエチレングリコールジプロピルエーテル、ジエ
チレングリコールジブチルエーテル等のエーテル系溶
媒;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シ
クロヘキサノン、2−アセチルシクロヘキサノン、2−
メチルシクロヘキサノン、3−メチルシクロヘキサノ
ン、4−メチルシクロヘキサノン、シクロヘプタノン等
のケトン系溶媒;ベンゼン、トルエン、キシレン、エチ
ルベンゼン、クメン等の芳香族炭化水素系溶媒;N−メ
チル−2−ピロリドン、N−アセチル−2−ピロリド
ン、N−メチル−3−ピロリドン、N−アセチル−3−
ピロリドン、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチ
ルホルムアミド、N−エチルホルムアミド、N,N−ジ
エチルホルムアミド、アセトアミド、N−メチルアセト
アミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルプ
ロピオンアミド等のアミド系溶媒;ジメチルスルホキシ
ド等の非プロトン性極性溶媒;2−メトキシエチルアセ
テート、2−エトキシエチルアセテート、2−プロポキ
シエチルアセテート、2−ブトキシエチルアセテート、
2−フェノキシエチルアセテート、ジエチレングリコー
ルモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコー
ルモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコー
ルモノプロピルエーテルアセテート、ジエチレングリコ
ールモノブチルエーテルアセテート等のアセテート系溶
媒を挙げることができる。前記溶媒は、単独でまたは2
種以上を混合して使用することができる。ポリカルボジ
イミドの合成反応において、溶媒は、全有機イソシアネ
ート成分の濃度が、通常、0.5〜60重量%、好まし
くは5〜50重量%となる割合で使用される。この場
合、全有機イソシアネート成分の濃度が高過ぎると、生
成されるポリカルボジイミドが合成反応中にゲル化する
おそれがあり、また全有機イソシアネート成分の濃度が
低すぎても、反応速度が遅くなり、生産性が低下する。
The synthesis reaction of polycarbodiimide is usually
It is carried out in a suitable solvent. As the solvent, any solvent may be used as long as it can dissolve polycarbodiimide by heating during the synthesis reaction, for example, 1,1-dichloroethane, 1,2.
-Dichloroethane, 1,1,1-trichloroethane,
1,1,2-trichloroethane, 1,1,1,2-tetrachloroethane, 1,1,2,2-tetrachloroethane, 1,1-dichloroethylene, 1,2-dichloroethylene, trichloroethylene, tetrachloroethylene, chlorobenzene, o- Halogenated hydrocarbon solvents such as dichlorobenzene, m-dichlorobenzene, p-dichlorobenzene, 1,2,4-trichlorobenzene and trichloromethylbenzene; dioxane, anisole, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, Ether-based solvents such as diethylene glycol dipropyl ether and diethylene glycol dibutyl ether; methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, 2- Cetyl cyclohexanone, 2-
Ketone solvents such as methylcyclohexanone, 3-methylcyclohexanone, 4-methylcyclohexanone, cycloheptanone; aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, cumene; N-methyl-2-pyrrolidone, N- Acetyl-2-pyrrolidone, N-methyl-3-pyrrolidone, N-acetyl-3-
Amide solvents such as pyrrolidone, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N-ethylformamide, N, N-diethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpropionamide. Aprotic polar solvent such as dimethyl sulfoxide; 2-methoxyethyl acetate, 2-ethoxyethyl acetate, 2-propoxyethyl acetate, 2-butoxyethyl acetate,
Acetate solvents such as 2-phenoxyethyl acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monopropyl ether acetate, and diethylene glycol monobutyl ether acetate can be mentioned. The solvent may be used alone or 2
A mixture of more than one species can be used. In the polycarbodiimide synthesis reaction, the solvent is used in such a proportion that the concentration of all organic isocyanate components is usually 0.5 to 60% by weight, preferably 5 to 50% by weight. In this case, if the concentration of all the organic isocyanate components is too high, the generated polycarbodiimide may gel during the synthesis reaction, and even if the concentration of all the organic isocyanate components is too low, the reaction rate becomes slow, Productivity decreases.

【0010】ポリカルボジイミドの合成反応の温度は、
有機イソシアネート成分やカルボジイミド化触媒の種類
に応じて適宜選定されるが、通常、20〜200℃であ
る。ポリカルボジイミドの合成反応に際して、有機イソ
シアネート成分は、反応前に全量を添加しても、あるい
はその一部または全部を反応中に、連続的あるいは段階
的に添加してもよい。また本発明においては、イソシア
ネート基と反応しうる化合物を、ポリカルボジイミドの
合成反応の初期から後期に至る適宜の反応段階で添加し
て、ポリカルボジイミドの末端イソシアネート基を封止
し、得られるポリカルボジイミドの分子量を調節するこ
ともでき、あるいはポリカルボジイミドの合成反応の後
期に添加して、得られるポリカルボジイミドの分子量を
所定値に規制することもできる。このようなイソシアネ
ート基と反応しうる化合物としては、例えばメタノー
ル、エタノール、イソプロパノール、シクロヘキサノー
ル等のアルコール類;ジメチルアミン、ジエチルアミ
ン、ベンジルアミン等のアミン類を挙げることができ
る。以上のようにして合成されたポリカルボジイミド
は、必要に応じて溶液から分離される。この場合、ポリ
カルボジイミドの分離法としては、例えばポリカルボジ
イミド溶液を、該ポリカルボジイミドに対して不活性な
非溶媒中に添加し、生じた沈澱物あるいは油状物をろ過
またはデカンテーションにより分離・採取する方法;噴
霧乾燥により分離・採取する方法;得られたポリカルボ
ジイミドの合成に用いた溶媒に対する温度による溶解度
変化を利用して分離・採取する方法、即ち、合成直後は
該溶媒に溶解しているポリカルボジイミドが系の温度を
下げることにより析出する場合、その混濁液からろ過等
により分離・採取する方法等を挙げることができ、さら
に、これらの分離・採取方法を適宜組合せて行うことも
できる。本発明におけるポリカルボジイミドのゲルパー
ミエーションクロマトグラフィー(GPC)により求め
たポリスチレン換算数平均分子量(以下、「Mn」とい
う。)は、通常、400〜100,000、好ましくは
1,000〜50,000、特に好ましくは1,000
〜10,000である。
The temperature of the polycarbodiimide synthesis reaction is as follows:
The temperature is usually 20 to 200 ° C., though it is appropriately selected depending on the types of the organic isocyanate component and the carbodiimidization catalyst. In the polycarbodiimide synthesis reaction, the organic isocyanate component may be added in its entirety before the reaction, or a part or all of it may be added continuously or stepwise during the reaction. Further, in the present invention, a compound capable of reacting with an isocyanate group is added at an appropriate reaction stage from the initial stage to the latter stage of the polycarbodiimide synthesis reaction to seal the terminal isocyanate group of the polycarbodiimide to obtain a polycarbodiimide obtained. The molecular weight of the polycarbodiimide can be adjusted, or the molecular weight of the resulting polycarbodiimide can be regulated to a predetermined value by adding it at a later stage of the synthesis reaction of the polycarbodiimide. Examples of the compound capable of reacting with such an isocyanate group include alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol and cyclohexanol; amines such as dimethylamine, diethylamine and benzylamine. The polycarbodiimide synthesized as described above is separated from the solution as needed. In this case, as a method for separating polycarbodiimide, for example, a polycarbodiimide solution is added to a non-solvent inert to the polycarbodiimide, and the resulting precipitate or oil is separated and collected by filtration or decantation. Method: Separation / collection by spray drying; Separation / collection using the change in solubility with temperature of the solvent used in the synthesis of the obtained polycarbodiimide, that is, a poly (vinyl chloride) dissolved in the solvent immediately after synthesis When carbodiimide is precipitated by lowering the temperature of the system, a method of separating / collecting the turbid liquid by filtration or the like can be mentioned, and further, these separating / collecting methods can be appropriately combined. The polystyrene reduced number average molecular weight (hereinafter referred to as “Mn”) of the polycarbodiimide obtained by gel permeation chromatography (GPC) of the present invention is usually 400 to 100,000, preferably 1,000 to 50,000. , Particularly preferably 1,000
〜1010,000.

【0011】〈反応性化合物〉次に、変性ポリカルボジ
イミドの合成に使用される反応性化合物は、グラフト反
応性基とカルボン酸無水物基とを有する化合物である
が、該化合物は、芳香族化合物、脂肪族化合物あるいは
脂環族化合物であることができ、環式化合物の場合炭素
環式化合物でも複素環式化合物でもよい。ここで、グラ
フト反応性基とは、ポリカルボジイミドと反応して、カ
ルボン酸無水物基を有する残基がグラフトした変性ポリ
カルボジイミドをもたらしうる基を意味する。このよう
な反応性化合物において、グラフト反応性基は同一のあ
るいは異なる基が1個以上存在することができ、またカ
ルボン酸無水物基は1個以上存在することができる。グ
ラフト反応性基は、活性水素を有する官能基であればよ
く、その例としてはカルボキシル基または第一級もしく
は第二級のアミノ基を挙げることができる。反応性化合
物としては、例えばトリメリット酸無水物、ベンゼン−
1,2,3−トリカルボン酸無水物、ナフタレン−1,
2,4−トリカルボン酸無水物、ナフタレン−1,4,
5−トリカルボン酸無水物、ナフタレン−2,3,6−
トリカルボン酸無水物、ナフタレン−1,2,8−トリ
カルボン酸無水物、4−(4−カルボキシベンゾイル)
フタル酸無水物、4−(4−カルボキシフェニル)フタ
ル酸無水物、4−(4−カルボキシフェノキシ)フタル
酸無水物等の芳香族トリカルボン酸無水物類:3−カル
ボキシメチルグルタル酸無水物、ブタン−1,2,4−
トリカルボン酸−1,2−無水物、プロペン−1,2,
3−トリカルボン酸−1,2−無水物等の脂肪族トリカ
ルボン酸無水物類;3−アミノ−4−シアノ−5−メチ
ルフタル酸無水物、3−アミノ−4−シアノ−5,6−
ジフェニルフタル酸無水物、3−メチルアミノ−4−シ
アノ−5−メチルフタル酸無水物、3−メチルアミノ−
4−シアノ−5,6−ジフェニルフタル酸無水物等のア
ミノ芳香族ジカルボン酸無水物類;アミノコハク酸無水
物、4−アミノ−1,2−ブタンジカルボン酸無水物、
4−アミノヘキサヒドロフタル酸無水物、N−メチルア
ミノコハク酸無水物、4−メチルアミノ−1,2−ブタ
ンジカルボン酸無水物、4−メチルアミノヘキサヒドロ
フタル酸無水物等のアミノ脂肪族ジカルボン酸無水物類
を挙げることができる。これらの反応性化合物のうち、
特にトリメリット酸無水物が好ましい。前記反応性化合
物は、単独でまたは2種以上を混合して使用することが
できる。
<Reactive Compound> Next, the reactive compound used for the synthesis of the modified polycarbodiimide is a compound having a graft reactive group and a carboxylic acid anhydride group, and the compound is an aromatic compound. It may be an aliphatic compound or an alicyclic compound, and in the case of a cyclic compound, it may be a carbocyclic compound or a heterocyclic compound. Here, the graft-reactive group means a group capable of reacting with polycarbodiimide to give a modified polycarbodiimide grafted with a residue having a carboxylic acid anhydride group. In such a reactive compound, the graft reactive group may have one or more identical or different groups, and the carboxylic acid anhydride group may have one or more. The graft reactive group may be a functional group having active hydrogen, and examples thereof include a carboxyl group or a primary or secondary amino group. Examples of the reactive compound include trimellitic anhydride, benzene-
1,2,3-tricarboxylic anhydride, naphthalene-1,
2,4-tricarboxylic anhydride, naphthalene-1,4
5-tricarboxylic anhydride, naphthalene-2,3,6-
Tricarboxylic acid anhydride, naphthalene-1,2,8-tricarboxylic acid anhydride, 4- (4-carboxybenzoyl)
Aromatic tricarboxylic acid anhydrides such as phthalic anhydride, 4- (4-carboxyphenyl) phthalic anhydride, 4- (4-carboxyphenoxy) phthalic anhydride: 3-carboxymethyl glutaric anhydride, butane -1, 2, 4-
Tricarboxylic acid-1,2-anhydride, propene-1,2,
Aliphatic tricarboxylic acid anhydrides such as 3-tricarboxylic acid-1,2-anhydride; 3-amino-4-cyano-5-methylphthalic anhydride, 3-amino-4-cyano-5,6-
Diphenylphthalic anhydride, 3-methylamino-4-cyano-5-methylphthalic anhydride, 3-methylamino-
Aminoaromatic dicarboxylic acid anhydrides such as 4-cyano-5,6-diphenylphthalic acid anhydride; aminosuccinic anhydride, 4-amino-1,2-butanedicarboxylic acid anhydride,
Aminoaliphatic dicarboxylic acids such as 4-aminohexahydrophthalic anhydride, N-methylaminosuccinic anhydride, 4-methylamino-1,2-butanedicarboxylic anhydride, and 4-methylaminohexahydrophthalic anhydride Acid anhydrides can be mentioned. Of these reactive compounds,
Particularly, trimellitic anhydride is preferable. The reactive compounds can be used alone or in combination of two or more.

【0012】〈変性ポリカルボジイミドの合成〉次に、
変性ポリカルボジイミドの合成法について説明する。変
性ポリカルボジイミドは、前記一般式(1)で表される
繰返し単位を有する少なくとも1種のポリカルボジイミ
ドに、反応性化合物の少なくとも1種を、適当な触媒の
存在下あるいは不存在下で、適宜温度でグラフト(以
下、「変性反応」という。)することによって合成する
ことができる。変性反応における反応性化合物の使用量
は、該化合物やポリカルボジイミドの種類、エポキシ樹
脂の用途等に応じて適宜調節されるが、ポリカルボジイ
ミドの一般式(1)で表される繰返し単位1モルに対
し、反応性化合物中のグラフト反応性基が、通常、0.
01〜1モル、好ましくは0.02〜0.8モルとなる
ように使用する。この場合、グラフト反応性基の割合が
0.01モル未満では、エポキシ樹脂を硬化させるのに
長時間の加熱が必要となったり、エポキシ樹脂組成物溶
液としての保存安定性が低下するおそれがあり、また1
モルを超えると、硬化物におけるポリカルボジイミド本
来の特性の寄与が小さくなる傾向がある。前記変性反応
においては、反応性化合物中のグラフト反応性基とポリ
カルボジイミドの一般式(1)で表される繰返し単位と
の反応は定量的に進行し、該反応性化合物の使用量に見
合うグラフト反応が達成される。変性反応は、無溶媒下
でも実施することができるが、適当な溶媒中で実施する
ことが好ましい。このような溶媒は、ポリカルボジイミ
ドおよび反応性化合物に対して不活性であり、かつこれ
らを溶解しうる限り、特に限定されるものではなく、そ
の例としては、ポリカルボジイミドの合成に使用される
前記エーテル系溶媒、アミド系溶媒、ケトン系溶媒、芳
香族炭化水素系溶媒、非プロトン性極性溶媒等を挙げる
ことができる。これらの溶媒は、単独でまたは2種以上
を混合して使用することができる。また変性反応に、ポ
リカルボジイミドの合成時に使用された溶媒が使用でき
るときは、その合成により得られるポリカルボジイミド
溶液をそのまま使用することもできる。変性反応におけ
る溶媒の使用量は、反応原料の合計100重量部当た
り、通常、10〜10,000重量部、好ましくは50
〜5,000重量部である。変性反応の温度は、ポリカ
ルボジイミドや反応性化合物の種類に応じて適宜選定さ
れるが、通常、100℃以下、好ましくは−10〜+8
0℃である。以上のようにして得られる変性ポリカルボ
ジイミドのMnは、通常、500〜200,000、好
ましくは1,000〜100,000、さらに好ましく
は1,000〜50,000である。以上のようにして
得られる変性ポリカルボジイミドは、溶液として使用す
ることもできるが、通常、溶液から分離して使用され
る。合成時に溶液として得られた変性ポリカルボジイミ
ドを溶媒から分離する方法としては、前述したポリカル
ボジイミドの分離法と同様の方法を挙げることができ
る。本発明における変性ポリカルボジイミドは、反応性
化合物中のグラフト反応性基がポリカルボジイミドの繰
返し単位(-N=C=N-R1-) と反応して、該化合物のカルボ
ン酸無水物基を有する残基がグラフトした構造を有する
ものであり、変性反応前のポリカルボジイミドとは本質
的に異なる構造を有するものである。そのため、変性ポ
リカルボジイミドは、変性反応前のポリカルボジイミド
とはその性状が異なっており、エポキシ樹脂と混合して
加熱することにより、変性ポリカルボジイミド中のカル
ボン酸無水物基の作用によって硬化触媒を用いなくて
も、通常、100〜350℃、好ましくは150〜30
0℃の温度で、容易にエポキシ樹脂を硬化させる特性を
有する。本発明のエポキシ樹脂用硬化剤は、上述のよう
にして合成される変性ポリカルボジイミドを主成分と
し、場合により変性ポリカルボジイミド以外の成分を含
むこともできる。ここで、主成分とは、重量基準で90
%以上であることを意味する。
<Synthesis of Modified Polycarbodiimide> Next,
A method for synthesizing the modified polycarbodiimide will be described. The modified polycarbodiimide is obtained by adding at least one reactive compound to at least one polycarbodiimide having a repeating unit represented by the general formula (1) at a suitable temperature in the presence or absence of a suitable catalyst. It can be synthesized by grafting (hereinafter, referred to as "modification reaction"). The amount of the reactive compound used in the modification reaction is appropriately adjusted depending on the type of the compound or the polycarbodiimide, the use of the epoxy resin, etc., but is 1 mol of the repeating unit represented by the general formula (1) of the polycarbodiimide. On the other hand, the graft reactive group in the reactive compound is usually 0.
It is used in an amount of from 01 to 1 mol, preferably from 0.02 to 0.8 mol. In this case, if the proportion of the graft-reactive group is less than 0.01 mol, it may be necessary to heat the epoxy resin for a long time or the storage stability as an epoxy resin composition solution may be deteriorated. , Again 1
When it exceeds the molar amount, the contribution of the original properties of polycarbodiimide in the cured product tends to be small. In the modification reaction, the reaction between the graft-reactive group in the reactive compound and the repeating unit of the polycarbodiimide represented by the general formula (1) proceeds quantitatively, and the graft corresponding to the amount of the reactive compound used. The reaction is achieved. The modification reaction can be carried out in the absence of a solvent, but it is preferably carried out in a suitable solvent. Such a solvent is not particularly limited as long as it is inactive with respect to polycarbodiimide and a reactive compound and can dissolve these, and examples thereof include the above-mentioned ones used in the synthesis of polycarbodiimide. Examples thereof include ether solvents, amide solvents, ketone solvents, aromatic hydrocarbon solvents, aprotic polar solvents and the like. These solvents can be used alone or in combination of two or more. When the solvent used in the synthesis of the polycarbodiimide can be used for the modification reaction, the polycarbodiimide solution obtained by the synthesis can be used as it is. The amount of the solvent used in the modification reaction is usually 10 to 10,000 parts by weight, preferably 50, per 100 parts by weight of the total amount of the reaction raw materials.
~ 5,000 parts by weight. The temperature of the modification reaction is appropriately selected according to the kind of polycarbodiimide or the reactive compound, but is usually 100 ° C. or lower, preferably −10 to +8.
0 ° C. Mn of the modified polycarbodiimide obtained as described above is usually 500 to 200,000, preferably 1,000 to 100,000, and more preferably 1,000 to 50,000. The modified polycarbodiimide obtained as described above can be used as a solution, but it is usually used after being separated from the solution. As a method of separating the modified polycarbodiimide obtained as a solution at the time of synthesis from the solvent, the same method as the above-mentioned separation method of polycarbodiimide can be mentioned. The modified polycarbodiimide in the present invention is a residue having a carboxylic acid anhydride group of the compound in which the grafting reactive group in the reactive compound reacts with the repeating unit of polycarbodiimide (-N = C = NR 1- ). Has a grafted structure, and has a structure essentially different from that of the polycarbodiimide before the modification reaction. Therefore, the modified polycarbodiimide has different properties from the polycarbodiimide before the modification reaction, and by mixing with an epoxy resin and heating, the curing catalyst is used by the action of the carboxylic acid anhydride group in the modified polycarbodiimide. Even if not, it is usually 100 to 350 ° C., preferably 150 to 30
It has the property of easily curing an epoxy resin at a temperature of 0 ° C. The curing agent for an epoxy resin of the present invention contains the modified polycarbodiimide synthesized as described above as a main component, and may optionally contain a component other than the modified polycarbodiimide. Here, the main component is 90 by weight.
% Or more.

【0013】エポキシ樹脂 本発明のエポキシ樹脂用硬化剤により硬化しうるエポキ
シ樹脂は、分子中にエポキシ基を2個以上有する化合物
であり、その例としてはビスフェノール−A等の多価フ
ェノールのポリグリシジルエーテル類;1,4−ブタン
ジオール等の多価アルコールのポリグリシジルエーテル
類;フタル酸、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類;アミン、アミド等の窒
素塩基を有する化合物のN−グリシジル誘導体類;脂環
式エポキシ樹脂類;フェノールノボラックエポキシ樹
脂、オルトクレゾールノボラックエポキシ樹脂等のノボ
ラックエポキシ樹脂類等を挙げることができる。これら
のエポキシ樹脂は、単独でまたは2種以上を混合して使
用することができる。本発明のエポキシ樹脂用硬化剤
は、エポキシ樹脂中のエポキシ基1当量に対して、変性
前のポリカルボジイミド中の全カルボジイミド基が0.
05〜1.5当量となるように配合することが好まし
く、特に0.1〜1.0当量となるように配合すること
が好ましい。本発明のエポキシ樹脂用硬化剤を配合した
エポキシ樹脂組成物は、そのまま硬化させることができ
るが、場合により他のエポキシ樹脂用硬化剤と併用する
こともできる。さらに、3級アミン、3級アミン塩、4
級アンモニウム塩、イミダゾール、金属塩等の通常用い
られているエポキシ樹脂用硬化促進剤を併用することに
より、硬化時間を短縮することができる。さらに、本発
明のエポキシ樹脂用硬化剤を配合したエポキシ樹脂組成
物には、必要に応じて、例えば充填剤、補強材、酸化防
止剤、熱安定剤、帯電防止剤、難燃剤、着色剤、滑剤、
防曇剤、接着性改善剤、防カビ剤等を配合することもで
きる。本発明のエポキシ樹脂用硬化剤は、電気・電子部
品の保護材、電気絶縁材、ICやLSI等の封止材とし
て用いられるエポキシ樹脂の硬化剤として極めて好適に
使用することができるほか、接着剤、塗料、熱硬化性
膜、硬化膜、プリプレグ、硬化成形品、繊維強化樹脂用
マトリックス樹脂等に使用されるエポキシ樹脂の硬化剤
としても有用である。
Epoxy Resin The epoxy resin which can be cured by the curing agent for an epoxy resin of the present invention is a compound having two or more epoxy groups in the molecule, and examples thereof include polyglycidyl of polyhydric phenol such as bisphenol-A. Ethers; polyglycidyl ethers of polyhydric alcohols such as 1,4-butanediol; polyglycidyl esters of polycarboxylic acids such as phthalic acid and hexahydrophthalic acid; compounds of nitrogen bases such as amines and amides Examples thereof include N-glycidyl derivatives; alicyclic epoxy resins; novolac epoxy resins such as phenol novolac epoxy resin and orthocresol novolac epoxy resin. These epoxy resins may be used alone or in combination of two or more. In the curing agent for epoxy resin of the present invention, all carbodiimide groups in the polycarbodiimide before modification are 0.
It is preferable to mix it in an amount of 05 to 1.5 equivalents, and it is particularly preferable to mix it in an amount of 0.1 to 1.0 equivalents. The epoxy resin composition containing the curing agent for epoxy resin of the present invention can be cured as it is, but may be used in combination with other curing agents for epoxy resin in some cases. Furthermore, tertiary amine, tertiary amine salt, 4
The curing time can be shortened by using a commonly used curing accelerator for epoxy resin such as a quaternary ammonium salt, imidazole or a metal salt. Further, the epoxy resin composition containing the curing agent for an epoxy resin of the present invention, if necessary, for example, a filler, a reinforcing material, an antioxidant, a heat stabilizer, an antistatic agent, a flame retardant, a colorant, Lubricant,
An antifogging agent, an adhesion improver, an antifungal agent and the like can also be added. The curing agent for an epoxy resin of the present invention can be very suitably used as a curing agent for an epoxy resin used as a protective material for electric / electronic parts, an electrical insulating material, and a sealing material for IC, LSI, etc. It is also useful as a curing agent for epoxy resins used in agents, paints, thermosetting films, cured films, prepregs, cured moldings, matrix resins for fiber reinforced resins and the like.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例によりさらに具体的に説明する。但し、本発明は、そ
の要旨を越えない限り、これらの実施例に何ら制約され
るものではない。なお、実施例中の%および部は、特記
しない限り重量基準である。 合成例1 〈ポリカルボジイミドの合成〉内容積500ミリリット
ルのセパラブルフラスコの内部を窒素置換したのち、シ
クロヘキサノン277gを入れた。次いで、ジフェニル
メタン−4,4’−ジイソシアネート(MDI)60.
6gとフェニルイソシアネート(PhI)3.13gを
加え、スターラーで攪拌して全体を均一溶液とした。こ
の溶液に、触媒として1−フェニル−3−メチル−2−
ホスホレン−1−オキシド46.5mgを加え、攪拌し
つつ80℃に昇温して、反応を開始させた。6時間反応
させたのち、反応系を攪拌しつつ25℃に急冷した。得
られた反応液を、ヘキサン1.5リットル中に投入し、
析出したポリマー粉末を減圧ろ過により回収したのち、
40℃で一夜減圧乾燥して、48.8gのポリカルボジ
イミド粉末を得た。このポリカルボジイミドのMnは
7,800であった。 〈変性ポリカルボジイミドの合成〉前記ポリカルボジイ
ミド粉末30gを、加熱下でシクロヘキサノン120g
に溶解したのち、反応性化合物としてアセトン12gに
溶解したトリメリット酸無水物2.8gを、反応系の温
度を80℃に保持しつつ、30分かけて滴下した。さら
に30分間反応を継続したのち、室温に冷却し、ヘキサ
ン1リットル中に投入し、析出したポリマー粉末を減圧
ろ過により回収し、40℃で一夜減圧乾燥して、31.
1gの変性ポリカルボジイミド粉末を得た。この変性ポ
リカルボジイミドのMnは4,100であった。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The embodiments of the present invention will be described more specifically with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to these examples as long as the gist thereof is not exceeded. In the examples,% and parts are by weight unless otherwise specified. Synthesis Example 1 <Synthesis of Polycarbodiimide> After the inside of a separable flask having an inner volume of 500 ml was replaced with nitrogen, 277 g of cyclohexanone was put therein. Then diphenylmethane-4,4'-diisocyanate (MDI) 60.
6 g and 3.13 g of phenyl isocyanate (PhI) were added, and the whole was stirred by a stirrer to form a uniform solution. 1-phenyl-3-methyl-2- as a catalyst was added to this solution.
Phosphorene-1-oxide (46.5 mg) was added, and the temperature was raised to 80 ° C. with stirring to start the reaction. After reacting for 6 hours, the reaction system was rapidly cooled to 25 ° C. with stirring. The obtained reaction liquid was poured into 1.5 liters of hexane,
After collecting the precipitated polymer powder by vacuum filtration,
After vacuum drying overnight at 40 ° C., 48.8 g of polycarbodiimide powder was obtained. The Mn of this polycarbodiimide was 7,800. <Synthesis of Modified Polycarbodiimide> Cyclohexanone (120 g) was added to the polycarbodiimide powder (30 g) under heating.
Then, 2.8 g of trimellitic anhydride dissolved in 12 g of acetone as a reactive compound was added dropwise over 30 minutes while maintaining the temperature of the reaction system at 80 ° C. After continuing the reaction for another 30 minutes, the mixture was cooled to room temperature, poured into 1 liter of hexane, and the precipitated polymer powder was collected by vacuum filtration and dried under reduced pressure at 40 ° C. overnight.
1 g of modified polycarbodiimide powder was obtained. The Mn of this modified polycarbodiimide was 4,100.

【0015】合成例2 〈ポリカルボジイミドの合成〉内容積30リットルのS
US製オートクレーブの内部を窒素置換したのち、トル
エン16.6kgを入れた。次いで、ジフェニルメタン
−4,4’−ジイソシアネート(MDI)3.64kg
とフェニルイソシアネート(PhI)188gを加え、
スターラーで攪拌して全体を均一溶液とした。この溶液
に、触媒として1−フェニル−3−メチル−−2−ホス
ホレン−1−オキシド2.8gを加え、攪拌しつつ約1
10℃に昇温し、トルエンを還流させて、反応を開始さ
せた。5時間反応を継続したのち、反応系を50℃に冷
却して、アセトン8.3kgを徐々に加えて、室温に冷
却した。次いで、析出したポリマー粉末を減圧ろ過によ
り回収し、40℃で一夜減圧乾燥して、2.93kgの
ポリカルボジイミド粉末を得た。このポリカルボジイミ
ドのMnは9,200であった。 〈変性ポリカルボジイミドの合成〉内容積30リットル
のSUS製オートクレーブの内部を窒素置換したのち、
トルエン11.3kgを入れたのち、前記ポリカルボジ
イミド粉末2.0kgを投入し、攪拌しつつ110℃に
昇温して、ポリカルボジイミドを溶解させた。次いで、
反応性化合物としてアセトン744gに溶解したトリメ
リット酸無水物186gを、定量ポンプを用いて30分
間で注入し、さらに30分間反応させたのち、室温に冷
却した。その後、内容物を攪拌しつつアセトン10.6
kgを加えて、ポリマーを析出させ、析出したポリマー
粉末を減圧ろ過により回収し、40℃で一夜減圧乾燥し
て、1.98kgの変性ポリカルボジイミド粉末を得
た。この変性ポリカルボジイミドのMnは3,900で
あった。
Synthesis Example 2 <Synthesis of Polycarbodiimide> S with an internal volume of 30 liters
After replacing the inside of the US autoclave with nitrogen, 16.6 kg of toluene was added. Then, diphenylmethane-4,4'-diisocyanate (MDI) 3.64 kg
And 188 g of phenyl isocyanate (PhI) are added,
The whole was made into a uniform solution by stirring with a stirrer. To this solution, 2.8 g of 1-phenyl-3-methyl-2-phospholen-1-oxide as a catalyst was added, and about 1 was added with stirring.
The temperature was raised to 10 ° C., and toluene was refluxed to start the reaction. After continuing the reaction for 5 hours, the reaction system was cooled to 50 ° C., 8.3 kg of acetone was gradually added, and the mixture was cooled to room temperature. Then, the precipitated polymer powder was collected by vacuum filtration and dried under reduced pressure at 40 ° C. overnight to obtain 2.93 kg of polycarbodiimide powder. The Mn of this polycarbodiimide was 9,200. <Synthesis of modified polycarbodiimide> After replacing the inside of an SUS autoclave with an internal volume of 30 liters with nitrogen,
After adding 11.3 kg of toluene, 2.0 kg of the polycarbodiimide powder was added and the temperature was raised to 110 ° C. with stirring to dissolve the polycarbodiimide. Then
As a reactive compound, 186 g of trimellitic anhydride dissolved in 744 g of acetone was injected for 30 minutes using a metering pump, and the mixture was further reacted for 30 minutes and then cooled to room temperature. Then, while stirring the contents, acetone 10.6
kg was added to precipitate a polymer, and the precipitated polymer powder was collected by vacuum filtration and dried under reduced pressure at 40 ° C. overnight to obtain 1.98 kg of a modified polycarbodiimide powder. The Mn of this modified polycarbodiimide was 3,900.

【0016】[0016]

【実施例】【Example】

実施例1 合成例1で得た変性ポリカルボジイミド100部と液状
エポキシ樹脂(商品名:エピコート828、油化シェル
エポキシ社製)100部を60℃で混練して、成形用エ
ポキシ樹脂組成物を調製した。この組成物を、オーブン
中120℃で30分間予備加熱して、Bステージ状態の
組成物としたのち、100kg/cm2、170℃の条
件で30分間プレス成形し、さらにオーブン中200℃
で2時間後硬化させて、硬化成形物を得た。この硬化成
形物の熱変形温度をJIS K6911に準拠して測定
したところ、221℃であった。また、この硬化成形物
の曲げ強度、曲げ弾性率、アイゾット衝撃強度、吸水率
および体積固有抵抗を測定した。測定結果を、試験規格
とともに表1に示す。
Example 1 100 parts of the modified polycarbodiimide obtained in Synthesis Example 1 and 100 parts of a liquid epoxy resin (trade name: Epicoat 828, manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.) were kneaded at 60 ° C. to prepare a molding epoxy resin composition. did. This composition was preheated in an oven at 120 ° C. for 30 minutes to prepare a composition in a B stage state, then press-molded under conditions of 100 kg / cm 2 and 170 ° C. for 30 minutes, and further in an oven at 200 ° C.
After curing for 2 hours, a cured molded product was obtained. When the heat distortion temperature of this cured molded product was measured according to JIS K6911, it was 221 ° C. Further, the flexural strength, flexural modulus, Izod impact strength, water absorption and volume resistivity of this cured molded article were measured. The measurement results are shown in Table 1 together with the test standards.

【0017】実施例2 変性ポリカルボジイミドとして、合成例2で得たものを
用いた以外は、実施例1と同様にして、硬化成形物を得
た。この硬化成形物の測定結果を表1に示す。
Example 2 A cured molded article was obtained in the same manner as in Example 1 except that the modified polycarbodiimide used in Synthesis Example 2 was used. The measurement results of this cured molded product are shown in Table 1.

【0018】実施例3 使用したエポキシ樹脂を、固体状エポキシ樹脂(商品
名:YX−4000、油化シェルエポキシ社製)とし、
プレス成形後のオーブン加熱温度を220℃とした以外
は、実施例1と同様にして、硬化成形物を得た。この硬
化成形物の測定結果を表1に示す。
Example 3 The epoxy resin used was a solid epoxy resin (trade name: YX-4000, manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.),
A cured molded product was obtained in the same manner as in Example 1 except that the oven heating temperature after press molding was 220 ° C. The measurement results of this cured molded product are shown in Table 1.

【0019】実施例4 合成例1で得た変性ポリカルボジイミド20部をシクロ
ヘキサン60部に加え、130℃に加熱して溶解させ
た。この溶液を室温に冷却したのち、液状エポキシ樹脂
(商品名エピコート828、油化シェルエポキシ社製)
20部を加えたのち、攪拌して均一なワニスを得た。こ
のワニスを、銅箔をラミネートしたポリイミドフィルム
(商品名:IFI−RM10、ニッカン工業(株)製)
のポリイミド面上に、ギャップ200μmのドクターブ
レードを用いて塗布したのち、ホットプレート上にて、
80℃で20分間、続いて120℃で60分間加熱し
て、溶媒を蒸発除去し、エポキシ樹脂組成物膜を形成し
た。次いで、この膜上に、銅張りガラスエポキシ基板
(商品名:R−1705SX、松下電工(株)製)のエ
ポキシ面が接着面となるように貼り合わせたのち、10
0g/cm2 の荷重をかけ、150℃で30分間、続い
て200℃で60分間加熱した。その後、ポリイミドフ
ィルムとガラスエポキシ基板との剥離強度を、JIS
H8630およびJIS C6481に準拠し、密着強
度試験器(山本鍍金試験器(株)製)を用いて測定した
ところ、1.8kgf/cmであった。
Example 4 20 parts of the modified polycarbodiimide obtained in Synthesis Example 1 was added to 60 parts of cyclohexane and heated to 130 ° C. to dissolve it. After cooling this solution to room temperature, liquid epoxy resin (trade name Epicoat 828, Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.)
After adding 20 parts, the mixture was stirred to obtain a uniform varnish. This varnish is a polyimide film laminated with copper foil (trade name: IFI-RM10, manufactured by Nikan Kogyo Co., Ltd.)
After coating with a doctor blade with a gap of 200 μm on the polyimide surface of, on a hot plate,
The solvent was evaporated and removed by heating at 80 ° C. for 20 minutes and subsequently at 120 ° C. for 60 minutes to form an epoxy resin composition film. Then, a copper-clad glass epoxy substrate (trade name: R-1705SX, manufactured by Matsushita Electric Works, Ltd.) was bonded onto this film so that the epoxy surface became an adhesive surface, and then 10
A load of 0 g / cm 2 was applied, and heating was performed at 150 ° C. for 30 minutes, and then at 200 ° C. for 60 minutes. After that, the peel strength between the polyimide film and the glass epoxy substrate was measured according to JIS
According to H8630 and JIS C6481, the adhesion strength tester (manufactured by Yamamoto Plating Tester Co., Ltd.) measured 1.8 kgf / cm.

【0020】実施例5 変性ポリカルボジイミドとして、合成例2で得たものを
用いた以外は、実施例4と同様にして、剥離強度を測定
した。測定結果を表2に示す。
Example 5 The peel strength was measured in the same manner as in Example 4 except that the modified polycarbodiimide used in Synthesis Example 2 was used. The measurement results are shown in Table 2.

【0021】実施例6 使用したエポキシ樹脂を、固体エポキシ樹脂(商品名:
YX−4000、油化シェルエポキシ社製)とした以外
は、実施例4と同様にして、剥離強度を測定した。測定
結果を表2に示す。
Example 6 A solid epoxy resin (trade name:
Peel strength was measured in the same manner as in Example 4 except that YX-4000, manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.) was used. The measurement results are shown in Table 2.

【0022】[0022]

【表1】 [Table 1]

【0023】[0023]

【表2】 [Table 2]

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明のエポキシ樹脂用硬化剤は、温和
な条件でエポキシ樹脂を硬化させることができ、耐熱性
に優れたエポキシ樹脂硬化物をもたらすことができ、か
つ従来のエポキシ樹脂の課題であった耐熱性と靱性との
両立を可能とした硬化物を得ることができる。しかも、
本発明のエポキシ樹脂用硬化剤を用いて硬化したエポキ
シ樹脂硬化物は、電気絶縁性、耐湿性、各種溶媒に対す
る化学的安定性、各種基体に対する密着性等にも優れて
いる。
EFFECT OF THE INVENTION The curing agent for epoxy resin of the present invention can cure the epoxy resin under mild conditions, can give an epoxy resin cured product having excellent heat resistance, and has problems of conventional epoxy resins. It is possible to obtain a cured product that is compatible with both heat resistance and toughness. Moreover,
The epoxy resin cured product cured using the epoxy resin curing agent of the present invention is also excellent in electrical insulation, moisture resistance, chemical stability to various solvents, adhesion to various substrates, and the like.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ポリカルボジイミドに、グラフト反応性
基とカルボン酸無水物基とを有する化合物の1種以上を
グラフトさせた樹脂を主成分とすることを特徴とするエ
ポキシ樹脂用硬化剤。
1. A curing agent for an epoxy resin, which comprises, as a main component, a resin obtained by grafting polycarbodiimide with at least one compound having a graft reactive group and a carboxylic acid anhydride group.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0957122A2 (en) * 1998-05-15 1999-11-17 Nisshinbo Industries, Inc. Epoxy resin composition
JP2001216976A (en) * 2000-02-03 2001-08-10 Nisshinbo Ind Inc Fuel cell separator and its production method
EP1357576A3 (en) * 2002-04-22 2006-04-26 Nisshinbo Industries, Inc. Highly heat-resistant plasma etching electrode and dry etching device including the same

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