[发明专利]热固性环氧树脂组合物

说明书

技术领域

本发明涉及含有铝螯合剂-硅烷醇固化催化剂体系的热固性环氧树脂组合物。

背景技术

热固性环氧树脂组合物作为各种粘合材料、成型材料等广泛使用，已知其固化催化剂的一种是铝螯合剂-硅烷醇固化催化剂体系(非专利文献1和2)。已知该铝螯合剂-硅烷醇固化催化剂体系是阳离子型环氧固化催化剂，但实际上如下式所示，是阳离子种和阴离子种作为活性种共存的体系。

非专利文献1：日本化学会志，1993(1)，1-14

非专利文献2：日本化学会志，1994(7)，625-631

发明内容

环氧树脂的环氧乙烷环的开环聚合反应是阳离子种(亲电子试剂)进攻环氧乙烷环的氧，而阴离子种(亲核试剂)由环氧乙烷环的背面进攻β位的碳，使其开环而进行的。这里，铝螯合剂-硅烷醇固化催化剂体系中的阴离子种硅烷醇根(silanolate)阴离子在进攻末端环氧树脂的环氧乙烷环β位的碳时亲核性地加成，结果使聚合反应终止。因此，使用铝螯合剂-硅烷醇固化催化剂体系构成低温快速固化性的热固性环氧树脂组合物时，作为热固化性的环氧成分，不得不使用具有难以由环氧乙烷环的背面向β碳上亲核性加成硅烷醇根阴离子的结构的氧化环己烯等内部环氧化合物或内部环氧树脂，产生末端环氧树脂的应用受限的问题。

另外，人们要求提高配合有铝螯合剂-硅烷醇固化催化剂体系的热固性环氧树脂组合物的固化特性，为此尝试了(a)使用高活性的物质作为固化催化剂体系的铝螯合剂、(b)使固化催化剂的量增加，或者(c)形成微胶囊，以减弱具有潜在性的固化催化剂体系的潜在性。

但是，上述(a)的方法，高活性铝螯合剂与空气中的水分非常容易反应，因此有处理性和保存稳定性大副降低的问题。另外，可与高活性铝螯合剂结合使用的硅烷偶联剂的结构受到限制，因此难以对固化型环氧树脂组合物进行特性设计(例如利用偶联剂的官能基团形成化学键)。

上述(b)的方法中，热固性环氧树脂组合物本身的罐藏期短，硅烷偶联剂的使用量也大，结果固化催化剂体系被稀释，出现固化型环氧树脂组合物的固化物材料特性降低的问题。

上述(c)的方法中，有热固性环氧树脂组合物中的单一液体保存稳定性低，并且微胶囊的耐溶剂性也低的问题。

本发明为解决上述说明的现有技术的问题而设，其目的在于可以使用末端环氧树脂作为含有铝螯合剂-硅烷醇固化催化剂体系的低温快速固化性热固性环氧树脂组合物的环氧成分，其目的还在于没有上述(a)-(c)的情况下出现的问题，可以改善热固性环氧树脂组合物的固化特性(例如固化性的增进、固化时间缩短或DSC测定中发热峰的低温化)。

本发明人通过在热固性环氧树脂组合物中，在铝螯合剂-硅烷醇固化催化剂体系中结合使用阴离子捕获剂，发现：不会阻碍阳离子种对环氧乙烷环的氧的进攻，可以防止硅烷醇根阴离子亲核性地加成在末端环氧树脂的环氧乙烷环的β位碳上，由此可以在含有铝螯合剂-硅烷醇固化催化剂体系的低温快速固化性热固性环氧树脂组合物中使用末端环氧树脂，从而完成了本发明。本发明还发现：通过使用酸酐作为阴离子捕获剂，可以进一步改善热固性环氧树脂组合物的固化特性，从而完成了本发明的优选方案。

即，本发明提供热固性环氧树脂组合物，其特征在于：在含有铝螯合剂-硅烷醇固化催化剂体系和环氧树脂的热固性树脂组合物中含有阴离子捕获剂。本发明中，优选使用芳族酚类作为阴离子捕获剂。在需要改善热固性环氧树脂组合物的固化特性时，优选使用酸酐。

发明效果

根据本发明，在铝螯合剂-硅烷醇固化催化剂体系中结合使用阴离子捕获剂，因此不会阻碍阳离子种对环氧乙烷环的氧的进攻，可以防止硅烷醇根阴离子对末端环氧树脂的环氧乙烷环β位的碳的亲核性加成。因此，本发明可以使用末端环氧树脂作为含有铝螯合剂-硅烷醇固化催化剂体系的低温快速固化性热固性环氧树脂组合物的环氧成分。