JP2001316451A - エポキシ樹脂組成物 - Google Patents
エポキシ樹脂組成物Info
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- JP2001316451A JP2001316451A JP2000134076A JP2000134076A JP2001316451A JP 2001316451 A JP2001316451 A JP 2001316451A JP 2000134076 A JP2000134076 A JP 2000134076A JP 2000134076 A JP2000134076 A JP 2000134076A JP 2001316451 A JP2001316451 A JP 2001316451A
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- epoxy resin
- curing
- resin composition
- curing agent
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Abstract
(57)【要約】
【課題】従来の一液型熱硬化性エポキシ樹脂組成物にお
いては、潜在性硬化剤を用いる場合、硬化温度が高く、
硬化時間も長い。また、マイクロカプセル化硬化剤を用
いる場合、マイクロカプセルの破壊特性に優れたものが
入手しにくく、圧力で破壊するタイプでは均一な加圧が
必要であったり、また熱で破壊するタイプでは感温特性
がシャープでない、などの課題があった。 【解決手段】エポキシ樹脂に、硬化剤としてチオプロピ
オン酸エステル及び/またはチオグリコール酸エステ
ル、硬化促進剤として3級アミンアダクト系潜在性硬化
促進剤、保存安定化剤としてホウ酸エステル及びフェノ
ール樹脂を含むことによって達成された一液化可能な低
温速硬化性のエポキシ樹脂組成物。
いては、潜在性硬化剤を用いる場合、硬化温度が高く、
硬化時間も長い。また、マイクロカプセル化硬化剤を用
いる場合、マイクロカプセルの破壊特性に優れたものが
入手しにくく、圧力で破壊するタイプでは均一な加圧が
必要であったり、また熱で破壊するタイプでは感温特性
がシャープでない、などの課題があった。 【解決手段】エポキシ樹脂に、硬化剤としてチオプロピ
オン酸エステル及び/またはチオグリコール酸エステ
ル、硬化促進剤として3級アミンアダクト系潜在性硬化
促進剤、保存安定化剤としてホウ酸エステル及びフェノ
ール樹脂を含むことによって達成された一液化可能な低
温速硬化性のエポキシ樹脂組成物。
Description
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、各種電子部品及び
産業機器分野に広く応用可能な低温速硬化性で一液化可
能な熱硬化性エポキシ樹脂組成物に関する。
産業機器分野に広く応用可能な低温速硬化性で一液化可
能な熱硬化性エポキシ樹脂組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、エポキシ樹脂はその優れた硬化物
物性のため、コーテイング剤、接着剤、注型剤などとし
て広く利用されている。従来のエポキシ樹脂組成物は、
使用時に主剤と硬化剤よりなる2成分を混合するいわゆ
る二液型のものが多く利用されている。二液型エポキシ
樹脂組成物は、主剤であるエポキシ樹脂と硬化剤の組み
合わせによって室温付近でも硬化可能な組成物にした
り、加熱硬化性にしたりして硬化温度・時間の制御が可
能であること、主剤と硬化剤が分離されているので、そ
れぞれの保存安定性(シェルフライフ)が良好であるこ
と、などの長所がある。その反面、主剤と硬化剤の計
量、混合などの精密な作業が必要なこと、一般に主剤と
硬化剤を混合したものの可使時間(ポットライフ)が短
いために速やかに作業しなければならないし、経時的に
増粘して作業性が変化したり、場合によってはゲル化し
て使用不可能になる、などの短所がある。
物性のため、コーテイング剤、接着剤、注型剤などとし
て広く利用されている。従来のエポキシ樹脂組成物は、
使用時に主剤と硬化剤よりなる2成分を混合するいわゆ
る二液型のものが多く利用されている。二液型エポキシ
樹脂組成物は、主剤であるエポキシ樹脂と硬化剤の組み
合わせによって室温付近でも硬化可能な組成物にした
り、加熱硬化性にしたりして硬化温度・時間の制御が可
能であること、主剤と硬化剤が分離されているので、そ
れぞれの保存安定性(シェルフライフ)が良好であるこ
と、などの長所がある。その反面、主剤と硬化剤の計
量、混合などの精密な作業が必要なこと、一般に主剤と
硬化剤を混合したものの可使時間(ポットライフ)が短
いために速やかに作業しなければならないし、経時的に
増粘して作業性が変化したり、場合によってはゲル化し
て使用不可能になる、などの短所がある。
【0003】そこでこれらの欠点のない硬化剤とエポキ
シ樹脂を予め混合した一液型熱硬化性エポキシ樹脂組成
物が開発されてきている。その例としては、硬化剤とし
てジシアンジアミドやメラミンやイミダゾールなどの潜
在性硬化剤や圧力、熱などで物理的に破壊されるマイク
ロカプセル中に反応性の高い硬化剤を包含させたものな
どが使用されている。
シ樹脂を予め混合した一液型熱硬化性エポキシ樹脂組成
物が開発されてきている。その例としては、硬化剤とし
てジシアンジアミドやメラミンやイミダゾールなどの潜
在性硬化剤や圧力、熱などで物理的に破壊されるマイク
ロカプセル中に反応性の高い硬化剤を包含させたものな
どが使用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の一
液型熱硬化性エポキシ樹脂組成物において、潜在性硬化
剤を用いる場合、硬化温度が高く、硬化時間も長い、と
いう欠点があった。また、マイクロカプセル化硬化剤を
用いる場合、マイクロカプセルの破壊特性に優れたもの
が入手しにくく、圧力で破壊するタイプでは均一な加圧
が必要であったり、また熱で破壊するタイプでは感温特
性がシャープでない、などの問題があった。
液型熱硬化性エポキシ樹脂組成物において、潜在性硬化
剤を用いる場合、硬化温度が高く、硬化時間も長い、と
いう欠点があった。また、マイクロカプセル化硬化剤を
用いる場合、マイクロカプセルの破壊特性に優れたもの
が入手しにくく、圧力で破壊するタイプでは均一な加圧
が必要であったり、また熱で破壊するタイプでは感温特
性がシャープでない、などの問題があった。
【0005】本発明は、上記従来例の問題点を解決する
ためになされたものであり、100℃以下好ましくは7
0〜80℃の温度で数秒〜数分で硬化し、室温で1ヶ
月、あるいは40℃で1週間以上の保存安定性を有する
低温速硬化性一液型熱硬化性エポキシ樹脂組成物を提供
することを目的とする。
ためになされたものであり、100℃以下好ましくは7
0〜80℃の温度で数秒〜数分で硬化し、室温で1ヶ
月、あるいは40℃で1週間以上の保存安定性を有する
低温速硬化性一液型熱硬化性エポキシ樹脂組成物を提供
することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】発明者らは,特定のエポ
キシ樹脂に特定の硬化剤、硬化促進剤、保存安定化剤を
組み合わせることによって課題が解決されることを見出
し、本発明を完成するに至った。本発明に用いられる特
定のエポキシ樹脂としては、ビスフェノールFジグリシ
ジルエーテル、ビスフェノールAジグリシジルエーテ
ル、水添ビスフェノールAジグリシジルエーテル、グリ
シジルアミンから選ばれた1種または2種以上の液状エポ
キシ樹脂である。液状エポキシ樹脂としては、プロピレ
ングリコールジグリシジルエーテル、シクロヘキシルジ
グリシジルエーテル、水添ジシクロペンタジエンジグリ
シジルエーテルなども市販されているが、これらは混合
後短時間にゲル化したり保存安定性が極端に悪く本発明
に適用するのは好ましくない。
キシ樹脂に特定の硬化剤、硬化促進剤、保存安定化剤を
組み合わせることによって課題が解決されることを見出
し、本発明を完成するに至った。本発明に用いられる特
定のエポキシ樹脂としては、ビスフェノールFジグリシ
ジルエーテル、ビスフェノールAジグリシジルエーテ
ル、水添ビスフェノールAジグリシジルエーテル、グリ
シジルアミンから選ばれた1種または2種以上の液状エポ
キシ樹脂である。液状エポキシ樹脂としては、プロピレ
ングリコールジグリシジルエーテル、シクロヘキシルジ
グリシジルエーテル、水添ジシクロペンタジエンジグリ
シジルエーテルなども市販されているが、これらは混合
後短時間にゲル化したり保存安定性が極端に悪く本発明
に適用するのは好ましくない。
【0007】本発明に用いられる特定の硬化剤としてチ
オプロピオン酸エステル(メルカプトプロピオン酸エス
テル)、チオグリコール酸エステル(メルカプトグリコ
ール酸エステル)などの液状ポリメルカプタンがある。
SH(チオール)基を有するポリメルカプタンとして
は、液状ポリメルカプタンとポリサルファイド樹脂があ
り、エポキシ樹脂の硬化剤として使用した場合、これら
は単独ではそれほど硬化速度が大きくないが、ルイス塩
基を促進剤に使用すると0〜−20℃でも低温硬化が可
能になること、室温ではポットライフが2〜10分程度
しかないが、10〜30分で実用的な硬化状態がえられ
るという速硬化性をしめす、ことなどが知られている。
本発明において、すべてのポリメルカプタンが使用でき
るわけではなく、特定の構造のポリメルカプタンが好ま
しい。それは、チオプロピオン酸(メルカプトプロピオ
ン酸)またはチオグリコール酸(メルカプトグリコール
酸)と2官能アルコールであるブタンジオールや3官能
のトリメチロールプロパン、トリス−(2−ヒドロキシ
エチル)イソシアヌレートあるいは4官能のペンタエリ
スリトールなどの多価アルコールとのエステル化物であ
る。これらは、単独あるいは混合して用いられる。尚、
一般的には多官能のものほど硬化性が良好で、低官能の
ものほど粘度が低い傾向があるので、本発明でも3〜4
官能のものは単独で、2官能のものは3〜4官能のもの
とブレンドして用いる。上記以外にSH(チオール)基
を有する物質として、ビスフェノールAエポキシ樹脂の
両末端にH2Sを反応させた化合物やポリサルファイド
であるチオコールがあるが、これらを用いた場合には混
合後短時間にゲル化したり保存安定性が極端に悪いもの
や硬化反応が極めて遅いものであり好ましくない。本発
明において、特定のエポキシ樹脂100重量部に対し、
特定の硬化剤の添加量は、エポキシ樹脂のエポキシ当量
と硬化剤のメルカプタン当量から算出される化学量論的
に決めることができるが、実際には化学量論的配合量に
対し若干の幅をもった値を採用することができ、一般に
は30〜100重量部の範囲で配合することが反応性、
物性面から好ましい。
オプロピオン酸エステル(メルカプトプロピオン酸エス
テル)、チオグリコール酸エステル(メルカプトグリコ
ール酸エステル)などの液状ポリメルカプタンがある。
SH(チオール)基を有するポリメルカプタンとして
は、液状ポリメルカプタンとポリサルファイド樹脂があ
り、エポキシ樹脂の硬化剤として使用した場合、これら
は単独ではそれほど硬化速度が大きくないが、ルイス塩
基を促進剤に使用すると0〜−20℃でも低温硬化が可
能になること、室温ではポットライフが2〜10分程度
しかないが、10〜30分で実用的な硬化状態がえられ
るという速硬化性をしめす、ことなどが知られている。
本発明において、すべてのポリメルカプタンが使用でき
るわけではなく、特定の構造のポリメルカプタンが好ま
しい。それは、チオプロピオン酸(メルカプトプロピオ
ン酸)またはチオグリコール酸(メルカプトグリコール
酸)と2官能アルコールであるブタンジオールや3官能
のトリメチロールプロパン、トリス−(2−ヒドロキシ
エチル)イソシアヌレートあるいは4官能のペンタエリ
スリトールなどの多価アルコールとのエステル化物であ
る。これらは、単独あるいは混合して用いられる。尚、
一般的には多官能のものほど硬化性が良好で、低官能の
ものほど粘度が低い傾向があるので、本発明でも3〜4
官能のものは単独で、2官能のものは3〜4官能のもの
とブレンドして用いる。上記以外にSH(チオール)基
を有する物質として、ビスフェノールAエポキシ樹脂の
両末端にH2Sを反応させた化合物やポリサルファイド
であるチオコールがあるが、これらを用いた場合には混
合後短時間にゲル化したり保存安定性が極端に悪いもの
や硬化反応が極めて遅いものであり好ましくない。本発
明において、特定のエポキシ樹脂100重量部に対し、
特定の硬化剤の添加量は、エポキシ樹脂のエポキシ当量
と硬化剤のメルカプタン当量から算出される化学量論的
に決めることができるが、実際には化学量論的配合量に
対し若干の幅をもった値を採用することができ、一般に
は30〜100重量部の範囲で配合することが反応性、
物性面から好ましい。
【0008】本発明に用いられる特定の硬化促進剤とし
て3級アミンアダクト型潜在性硬化促進剤が好ましい。
これらは、3級アミンをエポキシ樹脂、フェノール樹
脂、イソシアネート化合物などとのアダクトとしたもの
である。これらはエポキシ樹脂の潜在性硬化剤として、
あるいはエポキシ樹脂を酸無水物硬化剤で硬化する際の
硬化促進剤として広く使用されているものであるが、エ
ポキシ樹脂とポリメルカプタン硬化剤の硬化促進剤とし
ては公知ではなかった。本発明の硬化促進剤として使用
できる市販品としては、味の素社製アジキュアMYシリ
ーズ、旭電化社製アデカハードナーEH−3849S、
EH−3670S、旭化成社製ノバキュアHX−374
1、HX−3742、HX−3748、HX−3088
などがある。これらは単独あるいは混合して用いられ
る。本発明において、特定のエポキシ樹脂100重量部
に対し、特定の硬化促進剤の配合量は、用いる硬化促進
剤の種類によって異なるが、一般に5〜50重量部の範
囲で配合することが反応性、物性面から好ましい。特
に、これより配合量が少ないと保存安定性が良好になる
が硬化速度が遅くなるし、この量を超えると低温速硬化
性が顕著となるが保存安定性が低下するのでより多量の
保存安定化剤の添加が必要となり好ましくない。
て3級アミンアダクト型潜在性硬化促進剤が好ましい。
これらは、3級アミンをエポキシ樹脂、フェノール樹
脂、イソシアネート化合物などとのアダクトとしたもの
である。これらはエポキシ樹脂の潜在性硬化剤として、
あるいはエポキシ樹脂を酸無水物硬化剤で硬化する際の
硬化促進剤として広く使用されているものであるが、エ
ポキシ樹脂とポリメルカプタン硬化剤の硬化促進剤とし
ては公知ではなかった。本発明の硬化促進剤として使用
できる市販品としては、味の素社製アジキュアMYシリ
ーズ、旭電化社製アデカハードナーEH−3849S、
EH−3670S、旭化成社製ノバキュアHX−374
1、HX−3742、HX−3748、HX−3088
などがある。これらは単独あるいは混合して用いられ
る。本発明において、特定のエポキシ樹脂100重量部
に対し、特定の硬化促進剤の配合量は、用いる硬化促進
剤の種類によって異なるが、一般に5〜50重量部の範
囲で配合することが反応性、物性面から好ましい。特
に、これより配合量が少ないと保存安定性が良好になる
が硬化速度が遅くなるし、この量を超えると低温速硬化
性が顕著となるが保存安定性が低下するのでより多量の
保存安定化剤の添加が必要となり好ましくない。
【0009】本発明に用いられる特定の 保存安定化剤
としてホウ酸のアルキルまたはアリールエステルを単独
あるいはこれにフェノール樹脂を組み合わせて用いられ
る。ホウ酸エステルはホウ酸のアルキルまたはアリール
エステルであり、具体的にはホウ酸トリメチル、ホウ酸
トリエチル、ホウ酸トリブチル、ホウ酸トリフェニルな
どである。これらは試薬として入手可能である。本発明
において、特定のエポキシ樹脂100重量部に対し、ホ
ウ酸エステルの配合量は0.1〜3.0重量部の範囲と
することが反応性、物性面から好ましい。特に、これよ
り配合量が少ないと保存安定性改善効果が得られない
し、この量を超えると硬化反応性が極端に低下したり、
逆に保存安定性が悪くなることがあるので好ましくな
い。エポキシ樹脂にアダクト系硬化剤あるいは硬化促進
剤を配合した系に保存安定化剤としてホウ酸エステルを
添加することについては特開平06−172495とし
て公知であるが、ポリメルカプタンを硬化剤とする系に
これらが有効なことの示唆は全くなかった。
としてホウ酸のアルキルまたはアリールエステルを単独
あるいはこれにフェノール樹脂を組み合わせて用いられ
る。ホウ酸エステルはホウ酸のアルキルまたはアリール
エステルであり、具体的にはホウ酸トリメチル、ホウ酸
トリエチル、ホウ酸トリブチル、ホウ酸トリフェニルな
どである。これらは試薬として入手可能である。本発明
において、特定のエポキシ樹脂100重量部に対し、ホ
ウ酸エステルの配合量は0.1〜3.0重量部の範囲と
することが反応性、物性面から好ましい。特に、これよ
り配合量が少ないと保存安定性改善効果が得られない
し、この量を超えると硬化反応性が極端に低下したり、
逆に保存安定性が悪くなることがあるので好ましくな
い。エポキシ樹脂にアダクト系硬化剤あるいは硬化促進
剤を配合した系に保存安定化剤としてホウ酸エステルを
添加することについては特開平06−172495とし
て公知であるが、ポリメルカプタンを硬化剤とする系に
これらが有効なことの示唆は全くなかった。
【0010】尚、特開平06−172495には、保存
安定化剤としてホウ酸あるいはホウ酸エステル化合物及
びフェノール系化合物を共存させることが記載されてい
るが、本願でもフェノール系化合物を共存させることが
できる。共存させる場合、特開平06−172495記
載されている全てのフェノール系化合物が有効ではな
く、本発明においては特にフェノール樹脂が好ましい。
その例としては、群栄化学工業社製レヂトップPS29
80のようなフェノール樹脂、新日鉄化学社製SN−1
70のようなβ−ナフトールをベースとしたアラルキル
構造を有する樹脂や三菱ガス化学社製ニカノールHP−
100のようなアルキルフェノール変性キシレン樹脂を
あげることができる。これらはいずれも芳香環に直接水
酸基がついた構造を有する樹脂であり、本発明ではフェ
ノール樹脂と総称する。フェノール系化合物でもハイド
ロキノン、メトキノン、メチルハイドロキノン、レゾル
シノール、ターシャリーブチルフェノールなどは、保存
安定性向上効果がないので好ましくない。フェノール樹
脂を共存させる場合、その配合量は特定のエポキシ樹脂
100重量部に対し、3.0重量部以下の範囲とするこ
とが反応性、物性面から好ましい。特に、これより配合
量が多いと保存安定性が低下するので好ましくない。
安定化剤としてホウ酸あるいはホウ酸エステル化合物及
びフェノール系化合物を共存させることが記載されてい
るが、本願でもフェノール系化合物を共存させることが
できる。共存させる場合、特開平06−172495記
載されている全てのフェノール系化合物が有効ではな
く、本発明においては特にフェノール樹脂が好ましい。
その例としては、群栄化学工業社製レヂトップPS29
80のようなフェノール樹脂、新日鉄化学社製SN−1
70のようなβ−ナフトールをベースとしたアラルキル
構造を有する樹脂や三菱ガス化学社製ニカノールHP−
100のようなアルキルフェノール変性キシレン樹脂を
あげることができる。これらはいずれも芳香環に直接水
酸基がついた構造を有する樹脂であり、本発明ではフェ
ノール樹脂と総称する。フェノール系化合物でもハイド
ロキノン、メトキノン、メチルハイドロキノン、レゾル
シノール、ターシャリーブチルフェノールなどは、保存
安定性向上効果がないので好ましくない。フェノール樹
脂を共存させる場合、その配合量は特定のエポキシ樹脂
100重量部に対し、3.0重量部以下の範囲とするこ
とが反応性、物性面から好ましい。特に、これより配合
量が多いと保存安定性が低下するので好ましくない。
【0011】エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、保存
安定化剤からなる本発明の熱硬化性エポキシ樹脂組成物
を1液化するためには、各成分の添加順が非常に重要な
ポイントとなる。一般的には、(1)エポキシ樹脂中に
保存安定化剤を均一溶解後、硬化剤を添加して均一混合
し、最後に硬化促進剤を添加する方法、(2)エポキシ
樹脂に硬化剤を添加し均一に混合後、これに保存安定化
剤を均一溶解し、最後に硬化促進剤を加える方法、
(3)エポキシ樹脂に硬化剤を均一溶解したもの(A
液)、エポキシ樹脂に硬化促進剤を均一溶解したもの
(B液)、エポキシ樹脂に保存安定化剤を均一溶解した
もの(C液)をそれぞれ用意し、A液とC液を良く混合
してからB液を加える、(4)エポキシ樹脂に硬化促進
剤を混合したもの(D液)、硬化剤に保存安定化剤を混
合したもの(E液)をそれぞれ用意し、D液とE液を加
える、などの方法で調整したものは保存安定性のすぐれ
た1液型熱硬化性エポキシ樹脂組成物となる。
安定化剤からなる本発明の熱硬化性エポキシ樹脂組成物
を1液化するためには、各成分の添加順が非常に重要な
ポイントとなる。一般的には、(1)エポキシ樹脂中に
保存安定化剤を均一溶解後、硬化剤を添加して均一混合
し、最後に硬化促進剤を添加する方法、(2)エポキシ
樹脂に硬化剤を添加し均一に混合後、これに保存安定化
剤を均一溶解し、最後に硬化促進剤を加える方法、
(3)エポキシ樹脂に硬化剤を均一溶解したもの(A
液)、エポキシ樹脂に硬化促進剤を均一溶解したもの
(B液)、エポキシ樹脂に保存安定化剤を均一溶解した
もの(C液)をそれぞれ用意し、A液とC液を良く混合
してからB液を加える、(4)エポキシ樹脂に硬化促進
剤を混合したもの(D液)、硬化剤に保存安定化剤を混
合したもの(E液)をそれぞれ用意し、D液とE液を加
える、などの方法で調整したものは保存安定性のすぐれ
た1液型熱硬化性エポキシ樹脂組成物となる。
【0012】しかしながら、例えば、エポキシ樹脂中に
硬化剤と硬化促進剤を混合し、最後に保存安定化剤を添
加する方法では、時としてエポキシ樹脂中に硬化剤と硬
化促進剤を混合時点で急激な増粘やゲル化が起こるので
好ましくない。尚、本発明の熱硬化性エポキシ樹脂組成
物を2または3液に分離して保存し、使用時に混合して
用いることができることは言うまでもない。その場合、
上記A液、B液、C液を3液として保管し、A液とC液
を混合の後、B液を加えることが必要である。また、あ
らかじめA液とC液の混合液を作成して保存しておき、
使用時にB液を加える形の2液やD液とE液の2液にす
ることもできる。
硬化剤と硬化促進剤を混合し、最後に保存安定化剤を添
加する方法では、時としてエポキシ樹脂中に硬化剤と硬
化促進剤を混合時点で急激な増粘やゲル化が起こるので
好ましくない。尚、本発明の熱硬化性エポキシ樹脂組成
物を2または3液に分離して保存し、使用時に混合して
用いることができることは言うまでもない。その場合、
上記A液、B液、C液を3液として保管し、A液とC液
を混合の後、B液を加えることが必要である。また、あ
らかじめA液とC液の混合液を作成して保存しておき、
使用時にB液を加える形の2液やD液とE液の2液にす
ることもできる。
【0013】本発明のエポキシ樹脂組成物は、必要に応
じて炭酸カルシウム、タルク、硫酸バリウム、シリカ、
アルミナ、金属粉末、ガラス、セラミックスのような無
機系フィラーあるいはシリコーン樹脂、フェノール樹
脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ウレタン樹
脂、ポリオレフィン樹脂などの有機系フィラー、アエロ
ジルや有機ベントナイトのようなチクソトロピー性付与
剤、シラン系、アルミ系またはチタン系各種カップリン
グ剤のような密着性付与剤、シリコーン油やアクリル樹
脂系の消泡剤や分散剤や帯電防止剤のための非イオン系
界面活性剤、着色のための顔料などを適宜配合しても良
い。
じて炭酸カルシウム、タルク、硫酸バリウム、シリカ、
アルミナ、金属粉末、ガラス、セラミックスのような無
機系フィラーあるいはシリコーン樹脂、フェノール樹
脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ウレタン樹
脂、ポリオレフィン樹脂などの有機系フィラー、アエロ
ジルや有機ベントナイトのようなチクソトロピー性付与
剤、シラン系、アルミ系またはチタン系各種カップリン
グ剤のような密着性付与剤、シリコーン油やアクリル樹
脂系の消泡剤や分散剤や帯電防止剤のための非イオン系
界面活性剤、着色のための顔料などを適宜配合しても良
い。
【0014】
【作用】本発明によれば、これまで一般にジシアンジア
ミドを中心に構成されてきた従来の一液型エポキシ樹脂
組成物では達成しえなかった低温速硬化性が達成でき
る。具体的には、100℃以下好ましくは70〜80℃
の温度で数秒〜数分で硬化が可能である。また、保存安
定性についても室温で1ヶ月以上、あるいは40℃で1
週間以上の保存安定性を有し、作業性を著しく改善され
た一液型エポキシ樹脂組成物をえることができる。
ミドを中心に構成されてきた従来の一液型エポキシ樹脂
組成物では達成しえなかった低温速硬化性が達成でき
る。具体的には、100℃以下好ましくは70〜80℃
の温度で数秒〜数分で硬化が可能である。また、保存安
定性についても室温で1ヶ月以上、あるいは40℃で1
週間以上の保存安定性を有し、作業性を著しく改善され
た一液型エポキシ樹脂組成物をえることができる。
【0015】
【実施例】以下に、本発明を実施例によりさらに詳細に
説明する。 実施例1〜8 エポキシ樹脂エピコート807(ビスフェノールF型エ
ポキシ樹脂、油化シェルエポキシ社製)に、保存安定化
剤のTPB(トリフェニルホウ酸エステル)とフェノー
ル樹脂のレヂトップPS2980(群栄化学工業社製)
を混合し、3本ロールで均一分散した。これに硬化剤の
カップキュアQX−40(ポリメルカプタン系硬化剤、
ペンタエリスリトールトリスチオプロピオン酸エステル
と推定される、油化シェルエポキシ社製)、BDTP
(ブタンジオールビスチオプロピオン酸エステル)、T
MTP(トリメチロールプロパントリスチオプロピオン
酸エステル)、PETP(ペンタエリスリトールテトラ
キスチオプロピオン酸エステル)、THEIC−BMP
A(トリス−(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレー
トトリスチオプロピオン酸エステル)、TMTG(トリ
メチロールプロパントリスチオグリコール酸エステル)
を表1の配合に示す所定量添加して均一混合した。最後
に硬化促進剤のアジキュアMY−H(3級アミンアダク
ト型潜在性硬化促進剤、味の素ファインテクノ社製)と
チクソトロピー性付与剤の微粉末シリカ(アエロジル#
200)を加えて良く撹拌して均一なエポキシ樹脂組成
物を作成した。配合を表1に示まとめた。これらのエポ
キシ樹脂組成物について、ゲル化試験器GT−D−JI
S(日新科学社製)を用いて100℃と80℃でのゲル
化時間を測定した。また、ブルックフィールドEHD型
粘度計(3度コーン)で25℃の初期粘度を測定した。
また、これらを25℃および40℃の恒温室に保管し、
任意の時間にこれを取り出して25℃の粘度を測定し、
初期粘度と比較して保存安定性を評価した。結果を表1
に示した。
説明する。 実施例1〜8 エポキシ樹脂エピコート807(ビスフェノールF型エ
ポキシ樹脂、油化シェルエポキシ社製)に、保存安定化
剤のTPB(トリフェニルホウ酸エステル)とフェノー
ル樹脂のレヂトップPS2980(群栄化学工業社製)
を混合し、3本ロールで均一分散した。これに硬化剤の
カップキュアQX−40(ポリメルカプタン系硬化剤、
ペンタエリスリトールトリスチオプロピオン酸エステル
と推定される、油化シェルエポキシ社製)、BDTP
(ブタンジオールビスチオプロピオン酸エステル)、T
MTP(トリメチロールプロパントリスチオプロピオン
酸エステル)、PETP(ペンタエリスリトールテトラ
キスチオプロピオン酸エステル)、THEIC−BMP
A(トリス−(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレー
トトリスチオプロピオン酸エステル)、TMTG(トリ
メチロールプロパントリスチオグリコール酸エステル)
を表1の配合に示す所定量添加して均一混合した。最後
に硬化促進剤のアジキュアMY−H(3級アミンアダク
ト型潜在性硬化促進剤、味の素ファインテクノ社製)と
チクソトロピー性付与剤の微粉末シリカ(アエロジル#
200)を加えて良く撹拌して均一なエポキシ樹脂組成
物を作成した。配合を表1に示まとめた。これらのエポ
キシ樹脂組成物について、ゲル化試験器GT−D−JI
S(日新科学社製)を用いて100℃と80℃でのゲル
化時間を測定した。また、ブルックフィールドEHD型
粘度計(3度コーン)で25℃の初期粘度を測定した。
また、これらを25℃および40℃の恒温室に保管し、
任意の時間にこれを取り出して25℃の粘度を測定し、
初期粘度と比較して保存安定性を評価した。結果を表1
に示した。
【0016】
【表1】
【0017】表1で検討したポリメルカプタン系硬化剤
以外に、油化シェルエポキシ社から市販されているエポ
メートQX−10、エポメートQX−11、エポメート
QX−20、カップキュアWR−6、カップキュア38
00および東レ・チオコール社のチオコールLP−3に
ついても同様の評価を行ったが、チオコールLP−3配
合物は150℃600秒でも硬化せず、その他は室温数
時間以内に急激な発熱を伴って硬化してしまい本発明に
使用できなかった。これらの内、エポメートQX−1
0、エポメートQX−20、カップキュアWR−6に
は、すでに硬化促進剤が添加してあるために上記の結果
になったものと推定される。また、硬化促進剤が配合さ
れていないカップキュア3800、エポメートQX−1
1、チオコールLP−3は、その化学構造のため本発明
に利用できないものと推定される。尚、カップキュア3
800は、R−[O(C3H6O) nCH2CH(O
H)CH2SH]m、エポメートQX−11は、HS−
CH2CH(OH)O−Ph−C(CH3)2−Ph−
O−CH(OH)CH2SH(Phはフェニル基)、チ
オコールLP−3はHS−(C2H4OCH2OC2H
4−S−S)n−C2H4OCH2OC2H4−SHと
推定される。以上の結果から、本発明のようにエポキシ
樹脂に硬化剤としてチオプロピオン酸エステル及び/ま
たはチオグリコール酸エステル、硬化促進剤として3級
アミンアダクト系潜在性硬化促進剤、保存安定化剤とし
てホウ酸エステルとフェノール樹脂を組み合わせたもの
が優れた硬化性と良好な保存安定性を有することが明ら
かである。
以外に、油化シェルエポキシ社から市販されているエポ
メートQX−10、エポメートQX−11、エポメート
QX−20、カップキュアWR−6、カップキュア38
00および東レ・チオコール社のチオコールLP−3に
ついても同様の評価を行ったが、チオコールLP−3配
合物は150℃600秒でも硬化せず、その他は室温数
時間以内に急激な発熱を伴って硬化してしまい本発明に
使用できなかった。これらの内、エポメートQX−1
0、エポメートQX−20、カップキュアWR−6に
は、すでに硬化促進剤が添加してあるために上記の結果
になったものと推定される。また、硬化促進剤が配合さ
れていないカップキュア3800、エポメートQX−1
1、チオコールLP−3は、その化学構造のため本発明
に利用できないものと推定される。尚、カップキュア3
800は、R−[O(C3H6O) nCH2CH(O
H)CH2SH]m、エポメートQX−11は、HS−
CH2CH(OH)O−Ph−C(CH3)2−Ph−
O−CH(OH)CH2SH(Phはフェニル基)、チ
オコールLP−3はHS−(C2H4OCH2OC2H
4−S−S)n−C2H4OCH2OC2H4−SHと
推定される。以上の結果から、本発明のようにエポキシ
樹脂に硬化剤としてチオプロピオン酸エステル及び/ま
たはチオグリコール酸エステル、硬化促進剤として3級
アミンアダクト系潜在性硬化促進剤、保存安定化剤とし
てホウ酸エステルとフェノール樹脂を組み合わせたもの
が優れた硬化性と良好な保存安定性を有することが明ら
かである。
【0018】比較例1〜8 エポキシ樹脂エピコート806L(ビスフェノールF型
エポキシ樹脂、油化シェルエポキシ社製)に、硬化剤ア
デカハードナーEH317(ポリメルカプタン系硬化
剤、ペンタエリスリトールトリスチオプロピオン酸エス
テルと推定される、旭電化社製)のみを組み合わせてエ
ポキシ樹脂組成物をえた(比較例1)。実施例1と同様
にゲル化時間を測定した結果100℃5分ではゲル化し
なかったが、保存安定性は良好であり室温で30日後も
流動性を示した。比較例1に各種硬化促進剤の添加を試
みた結果を表2にまとめた。硬化促進剤としてはエポキ
シ樹脂硬化促進剤として市販されているDMP−30
(2−(ジメチルアミノメチル)フェノール)、エピキ
ュアD(DMP−30・トリス2−エチルヘキサン酸
塩、油化シェルエポキシ社製)、DBU(1,8−ジア
ザビシクロウンデセン、サンアプロ社製)、SA102
(DBUオクチル酸塩、サンアプロ社製)、SA810
(DBUオルソフタル酸塩、サンアプロ社製)を用い
た。表2に示した結果から明らかなように、比較例1の
配合に硬化促進剤を添加することによって顕著な硬化促
進が達成できたが、室温での保存安定性が極端に低下し
た。
エポキシ樹脂、油化シェルエポキシ社製)に、硬化剤ア
デカハードナーEH317(ポリメルカプタン系硬化
剤、ペンタエリスリトールトリスチオプロピオン酸エス
テルと推定される、旭電化社製)のみを組み合わせてエ
ポキシ樹脂組成物をえた(比較例1)。実施例1と同様
にゲル化時間を測定した結果100℃5分ではゲル化し
なかったが、保存安定性は良好であり室温で30日後も
流動性を示した。比較例1に各種硬化促進剤の添加を試
みた結果を表2にまとめた。硬化促進剤としてはエポキ
シ樹脂硬化促進剤として市販されているDMP−30
(2−(ジメチルアミノメチル)フェノール)、エピキ
ュアD(DMP−30・トリス2−エチルヘキサン酸
塩、油化シェルエポキシ社製)、DBU(1,8−ジア
ザビシクロウンデセン、サンアプロ社製)、SA102
(DBUオクチル酸塩、サンアプロ社製)、SA810
(DBUオルソフタル酸塩、サンアプロ社製)を用い
た。表2に示した結果から明らかなように、比較例1の
配合に硬化促進剤を添加することによって顕著な硬化促
進が達成できたが、室温での保存安定性が極端に低下し
た。
【0019】
【表2】
【0020】実施例9〜12、比較例9〜12 エポキシ樹脂エピコート806Lまたはエピコート82
8(ビスフェノールA型エポキシ樹脂、油化シェルエポ
キシ社製)に、硬化剤アデカハードナーEH317、保
存安定化剤にTBB(トリブチルホウ酸エステル)とP
S2980を組み合わせたエポキシ樹脂組成物において
硬化促進剤の種類を変えて表3のエポキシ樹脂組成物を
実施例1と同様に作成し、ゲル化時間と室温でのゲル化
までの時間を測定した。結果を表3に示したが、硬化促
進剤として3級アミンアダクト型潜在性硬化促進剤であ
る、アジキュアMY−H、MY−D(以上、味の素ファ
インテクノ社製)、アデカハードナーEH3670S
(旭電化社製)は良好な硬化性と保存安定性を有するの
に対し、潜在性硬化促進剤でも2級アミンを含むアジキ
ュアPN−Hでは40℃の保存安定性が不十分であり、
DICY(ジシアンジアミド)、キュアゾール2MA−
OK(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・イソシアヌー
ル酸付加物)では硬化性が悪いことが明らかである。
8(ビスフェノールA型エポキシ樹脂、油化シェルエポ
キシ社製)に、硬化剤アデカハードナーEH317、保
存安定化剤にTBB(トリブチルホウ酸エステル)とP
S2980を組み合わせたエポキシ樹脂組成物において
硬化促進剤の種類を変えて表3のエポキシ樹脂組成物を
実施例1と同様に作成し、ゲル化時間と室温でのゲル化
までの時間を測定した。結果を表3に示したが、硬化促
進剤として3級アミンアダクト型潜在性硬化促進剤であ
る、アジキュアMY−H、MY−D(以上、味の素ファ
インテクノ社製)、アデカハードナーEH3670S
(旭電化社製)は良好な硬化性と保存安定性を有するの
に対し、潜在性硬化促進剤でも2級アミンを含むアジキ
ュアPN−Hでは40℃の保存安定性が不十分であり、
DICY(ジシアンジアミド)、キュアゾール2MA−
OK(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・イソシアヌー
ル酸付加物)では硬化性が悪いことが明らかである。
【0021】
【表3】
【0022】実施例13〜15、比較例13〜16 エポキシ樹脂エピコート807、硬化剤カップキュアQ
X−40、硬化促進剤アミキュアMY−H、保存安定化
剤にTBBと各種フェノール類を組み合わせた表4のエ
ポキシ樹脂組成物を実施例1と同様に作成し、ゲル化時
間と25℃及び40℃の粘度を測定した。結果を表4に
示したが、検討したフェノール類のうち、SN−170
(β−ナフトールをベースとしたアラルキル構造を有す
る樹脂、新日鉄化学社製)やニカノールHP−100
(アルキルフェノール変性キシレン樹脂、三菱ガス化学
社製)のようなフェノール樹脂を用いた場合のみ良好な
硬化性と保存安定性を示した。しかし、ハイドロキノ
ン、メトキノン、ピロガロール、p−タシャリーブチル
フェノールを用いた場合には40℃の保存安定性が非常
に悪いことが判った。
X−40、硬化促進剤アミキュアMY−H、保存安定化
剤にTBBと各種フェノール類を組み合わせた表4のエ
ポキシ樹脂組成物を実施例1と同様に作成し、ゲル化時
間と25℃及び40℃の粘度を測定した。結果を表4に
示したが、検討したフェノール類のうち、SN−170
(β−ナフトールをベースとしたアラルキル構造を有す
る樹脂、新日鉄化学社製)やニカノールHP−100
(アルキルフェノール変性キシレン樹脂、三菱ガス化学
社製)のようなフェノール樹脂を用いた場合のみ良好な
硬化性と保存安定性を示した。しかし、ハイドロキノ
ン、メトキノン、ピロガロール、p−タシャリーブチル
フェノールを用いた場合には40℃の保存安定性が非常
に悪いことが判った。
【0023】
【表4】
【0024】実施例16〜18、比較例17〜19 エポキシ樹脂エピコート807、硬化剤カップキュアQ
X−40、硬化促進剤アミキュアMY−Hで一定とし、
保存安定化剤としてのTBBとレヂトップPS2980
の添加量の影響を調べるために表5のエポキシ樹脂組成
物を実施例1と同様に作成し、ゲル化時間と25℃及び
40℃の粘度を測定した。結果を表5に示したが、保存
安定化剤の配合量によって硬化性や保存安定性が大きく
異なることが明らかである。
X−40、硬化促進剤アミキュアMY−Hで一定とし、
保存安定化剤としてのTBBとレヂトップPS2980
の添加量の影響を調べるために表5のエポキシ樹脂組成
物を実施例1と同様に作成し、ゲル化時間と25℃及び
40℃の粘度を測定した。結果を表5に示したが、保存
安定化剤の配合量によって硬化性や保存安定性が大きく
異なることが明らかである。
【0025】
【表5】
【0026】実施例19〜23 エポキシ樹脂エピコート807、硬化剤カップキュアQ
X−40、硬化促進剤アミキュアMY−Hで一定とし、
保存安定化剤としてのTPBとレヂトップPS2980
の添加量の影響を調べるために表6のエポキシ樹脂組成
物を実施例1と同様に作成し、ゲル化時間と25℃及び
40℃の粘度を測定した。結果を表6に示したが、これ
らの組成物は硬化性、保存安定性のバランスが良好であ
った。。
X−40、硬化促進剤アミキュアMY−Hで一定とし、
保存安定化剤としてのTPBとレヂトップPS2980
の添加量の影響を調べるために表6のエポキシ樹脂組成
物を実施例1と同様に作成し、ゲル化時間と25℃及び
40℃の粘度を測定した。結果を表6に示したが、これ
らの組成物は硬化性、保存安定性のバランスが良好であ
った。。
【0027】
【表6】
【0028】実施例24 エポキシ樹脂としてエピコート807を100g、保存
安定化剤としてのTPBを1gとレヂトップPS298
0を0.5gとを混合してロール分散を行った。この樹
脂液10.15gに、硬化剤としてTMTPを6g添加
して良く混合した後、これに硬化促進剤としてアミキュ
アMY−Hを2g添加・混合し、さらに真空撹拌で脱泡
して本発明のエポキシ樹脂組成物を作成した。このエポ
キシ樹脂組成物10gに対し、平均粒径9μmの球状銀
粉40gと鱗片状銀粉15gを自・公転式撹拌装置で混
合して銀ペーストを作成した。従来のクリームはんだに
代えて、この導電接着剤をプリント基板に印刷し、チッ
プ抵抗(サイズ 2125)を搭載後、80℃30分熱
処理して固定した。チップ抵抗の接続抵抗は平均25m
Ωで、接着強度は3kg以上であり、この導電性接着剤
がはんだ接合の代替として使用できた。
安定化剤としてのTPBを1gとレヂトップPS298
0を0.5gとを混合してロール分散を行った。この樹
脂液10.15gに、硬化剤としてTMTPを6g添加
して良く混合した後、これに硬化促進剤としてアミキュ
アMY−Hを2g添加・混合し、さらに真空撹拌で脱泡
して本発明のエポキシ樹脂組成物を作成した。このエポ
キシ樹脂組成物10gに対し、平均粒径9μmの球状銀
粉40gと鱗片状銀粉15gを自・公転式撹拌装置で混
合して銀ペーストを作成した。従来のクリームはんだに
代えて、この導電接着剤をプリント基板に印刷し、チッ
プ抵抗(サイズ 2125)を搭載後、80℃30分熱
処理して固定した。チップ抵抗の接続抵抗は平均25m
Ωで、接着強度は3kg以上であり、この導電性接着剤
がはんだ接合の代替として使用できた。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、これまで一般にジシア
ンジアミドを中心に構成されてきた従来の一液型エポキ
シ樹脂組成物では達成しえなかった低温速硬化性が達成
できる。具体的には、100℃以下好ましくは70〜8
0℃の温度で数秒〜数分で硬化が可能となる。また、保
存安定性についても室温で1ヶ月以上、あるいは40℃
で1週間以上の保存安定性を有し、作業性を著しく改善
された一液型エポキシ樹脂組成物をえることができる。
ンジアミドを中心に構成されてきた従来の一液型エポキ
シ樹脂組成物では達成しえなかった低温速硬化性が達成
できる。具体的には、100℃以下好ましくは70〜8
0℃の温度で数秒〜数分で硬化が可能となる。また、保
存安定性についても室温で1ヶ月以上、あるいは40℃
で1週間以上の保存安定性を有し、作業性を著しく改善
された一液型エポキシ樹脂組成物をえることができる。
Claims (5)
- 【請求項1】エポキシ樹脂に、硬化剤としてチオプロピ
オン酸エステル及び/またはチオグリコール酸エステ
ル、硬化促進剤として3級アミンアダクト系潜在性硬化
促進剤、保存安定化剤としてホウ酸エステル及びフェノ
ール樹脂を含むことを特徴とする熱硬化性エポキシ樹脂
組成物。 - 【請求項2】請求項1のエポキシ樹脂がビスフェノール
Fジグリシジルエーテル、ビスフェノールAジグリシジル
エーテル、水添ビスフェノールAジグリシジルエーテ
ル、グリシジルアミンから選ばれた1種または2種以上の
液状エポキシ樹脂を用いることを特徴とする特許請求項
1記載の熱硬化性エポキシ樹脂組成物。 - 【請求項3】請求項1のエポキシ樹脂硬化剤がチオプロ
ピオン酸またはチオグリコール酸とブタンジオール、ト
リメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、トリス
−(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートなどの多
価アルコールとのエステル化物であることを特徴とする
熱硬化性エキシ樹脂組成物。 - 【請求項4】請求項1の硬化促進剤が3級アミンとエポ
キシ樹脂、フェノール樹脂、イソシアネート化合物など
とのアダクトである潜在性硬化促進剤であることを特徴
とする熱硬化性エポキシ樹脂組成物。 - 【請求項5】請求項1の保存安定化剤がホウ酸のアルキ
ルまたはアリールエステルを単独あるいはこれにフェノ
ール樹脂を組み合わせたことを特徴とする熱硬化性エポ
キシ樹脂組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000134076A JP2001316451A (ja) | 2000-05-08 | 2000-05-08 | エポキシ樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000134076A JP2001316451A (ja) | 2000-05-08 | 2000-05-08 | エポキシ樹脂組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001316451A true JP2001316451A (ja) | 2001-11-13 |
Family
ID=18642421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000134076A Pending JP2001316451A (ja) | 2000-05-08 | 2000-05-08 | エポキシ樹脂組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001316451A (ja) |
Cited By (15)
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2000
- 2000-05-08 JP JP2000134076A patent/JP2001316451A/ja active Pending
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