[发明专利]潜固化剂

说明书

技术领域

本发明涉及可以在较低温度下引发热固化型组合物固化的铝螯合物系潜固化剂、其制备方法、含有该潜固化剂并具有良好储存稳定性的热固化型组合物。

背景技术

环氧树脂等热固化型树脂组合物广泛用作各种粘合材料、成型材料等，常使用咪唑系潜固化剂作为其固化剂的一种。该咪唑系潜固化剂在通常的保存状态下不显示固化性能，因此可以将热固化性环氧树脂组合物制成具有良好的处理性和良好的保存稳定性的单液型固化组合物，从而得到广泛应用。已知上述咪唑潜固化剂的代表性例子有微囊型潜固化剂，该微囊型潜固化剂是将具有使环氧树脂固化的能力的咪唑化合物粒子的表面用环氧树脂固化物覆盖所得。

但是，对于上述微囊型的咪唑潜固化剂，其覆盖使得机械或热学性能比较稳定，因此为了引发固化反应，必须加热加压至180℃或以上。为此出现了无法适应近年来发展的低温固化型环氧树脂组合物的问题。

因此，人们提出了一种微囊型的铝螯合物系潜固化剂(专利文献1)，该潜固化剂即使不使用锑等有毒的助催化剂也可以显示低温快速固化活性，该潜固化剂是通过杂化法，在铝螯合物粒子(母粒)的表面熔融附着聚乙烯醇微粒(子粒)，在母粒表面形成聚乙烯醇被覆层而成的。其中所述铝螯合物粒子可以与作为助催化剂的硅烷醇(硅烷偶联剂等)共同作用，生成质子酸，使环状醚类(环氧化合物或氧杂环丁烷化合物)进行阳离子开环聚合；所述聚乙烯醇微粒(子粒)具有与铝螯合物反应的羟基。还有人提出了另一种微囊型铝螯合物系潜固化剂(专利文献2)，该潜固化剂是使不具有可与铝螯合物反应的官能团的氟树脂系微粒(子粒)静电附着，然后通过杂化法将该氟树脂系微粒熔融一体化，在母粒表面形成被覆层所得。

铝螯合物系潜固化剂的固化步骤的详细内容如上述专利文献1的段落0007-0010所述。

专利文献1：日本特开2002-368047号公报

专利文献2：日本特开2002-363255号公报

发明内容

但是，如专利文献1或2所述，利用杂化法制备微囊化的铝螯合物系潜固化剂时，使子粒在母粒上碰撞熔融，或者使静电附着的子粒互相摩擦熔融，形成微囊壁，因此表面容易产生凹凸或不均匀，无法获得稳定的固化特性，难以控制固化条件。另外，配合了上述固化剂的热固化性环氧树脂组合物的聚合引发温度相对于DSC(差示热分析)的发热峰过低，因此难以说潜在性足够。

本发明的目的在于解决上述以往的技术课题，提供可在较低温下、短时间条件下使热固化性树脂进行阳离子聚合固化的铝螯合物系潜固化剂；还提供可以使固化条件比较容易控制的铝螯合物系潜固化剂的制备方法；以及含有该潜固化剂的热固化型树脂组合物。

本发明人发现：在不溶于水或难溶于水的纤维素醚的存在下、在非水溶剂中，将铝螯合物(aluminum chelate agent)和硅倍半氧烷(silsesquioxane)型氧杂环丁烷衍生物加热使之反应，以沉淀物的形式获得的物质可以实现上述目的，从而完成了本发明。

即，本发明提供铝螯合物系潜固化剂，该潜固化剂通过在不溶于水或难溶于水的纤维素醚的存在下使硅倍半氧烷型氧杂环丁烷衍生物与铝螯合物反应而被赋予了潜在性。具体来说，提供具有含不溶于水或难溶于水的纤维素醚的被覆层的铝螯合物系潜固化剂。

本发明还提供上述潜固化剂的制备方法，其特征在于，在不溶于水或难溶于水的纤维素醚的存在下、在非水溶剂中，加热铝螯合物和硅倍半氧烷型氧杂环丁烷衍生物使之反应，以沉淀物的形式获得该潜固化剂。

本发明又提供热固化型组合物，其特征在于，该组合物含有上述潜固化剂和硅烷偶联剂以及热固化型化合物。

本发明的潜固化剂通过在不溶于水或难溶于水的纤维素醚的存在下使硅倍半氧烷型氧杂环丁烷衍生物与铝螯合物反应而赋予了潜在性。认为赋予潜在性是基于以下所说明的理由而实现的。即，硅倍半氧烷型氧杂环丁烷衍生物的氧杂环丁烷环与环氧乙烷相比，醚氧的亲核性高，具有优异的阳离子聚合性，因此通过铝螯合物的作用进行开环聚合。另外，聚合物的一部分烷氧基甲硅烷基由于聚合体系中微量的水分而水解，可能产生硅烷醇基，或者硅倍半氧烷型氧杂环丁烷衍生物中最初即存在硅烷醇基，这些硅烷醇基与铝螯合物相互作用，使铝螯合物与聚合物复合一体化。接着，中止聚合反应、降低聚合物溶液的温度，则乙基纤维素无法溶解于溶液中，在聚合物的周围形成微囊壁。由此，非水型的铝螯合物系固化剂被赋予潜在性。因此，常温下为液态的铝螯合物也可以用作潜固化剂。