エポキシ硬化(助)剤として

エポキシ系では、塩基触媒と組み合わせた低温エポキシ樹脂硬化システムに適しています。 従来の一級チオールと比較して、耐水性、組成物の安定性などの他の特性も向上させることができます。 さらに、チオールをアミン、酸無水物、フェノールなどの他の硬化剤と組み合わせて 硬化助剤として使用することができ、低温硬化性および耐久性も改善することもできます。

液安定性向上

他の1級チオールと比較してポットライフ(安定性)が向上します。

液安定性向上の図

評価条件 5℃保管
jER828/チオール/TAP=100/70/10
jER828/変性アミン=100/80

硬化系について

等量反応の場合、メルカプト基が持つ高反応性を有し、チオールの構造が寄与し柔軟な特性を示します。
一方、少量添加系では反応促進剤として従来の硬化条件の緩和や強靭性、高強度化・高Tg化等の特性を付与します。お客様のニーズにより硬化スピードや特性の調整が可能です。

  • Case-1:エポキシ基>>メルカプト基

    硬化系についての図

    ・硬化温度の低減
    ・高熱性、高Tg化
    ・密着性付与

  • Case-2:エポキシ基≒メルカプト基

    硬化系についての図2

    ・低温硬化性
    ・高柔軟性

  • Epoxy resin only

    硬化系についての図3

    ・硬化温度が高温
    ・高硬度&脆性

  • 硬化系についての図4

速硬化/低温硬化

アミン硬化剤よりも速い反応性を示します。

速硬化/低温硬化の図

基本組成: jER828/ポリアミドアミン=100/100
PE1添加: jER828/ポリアミドアミン/PE1=100/100/35
PE1のみ: jER828/ポリアミドアミン=100/70

PE1添加効果

PE1を少量添加することによって、硬化が完了(Tgが発現)するまでの時間が短縮されます。
硬化温度を下げることもできます。

硬化条件とTg①

PE1少量添加効果の図

組成 jER828_100部
PE1_10部 or なし
2E4MZ_2部
硬化条件 サンプルを所定温度で硬化
測定器 SII EXSTAR6000
TMA/SS6100
測定サンプル長 膜厚 200μm
幅 4mm
長さ 10mm
測定温度 20℃→180℃
昇温速度 5℃/min

伸び率の変曲点温度をTgとした

PE1の添加(10部)により、未添加系よりも短時間で高いTgを発現しました。また、硬化温度100℃と130℃で同等のTgを示しました。

引張特性

PE1 添加量弾性率 (MPa)破断強度 (MPa)伸び率 (%)
10部
(SH/エポキシ=0.14)
295055.62.5
なし308055.12.0
スクロールできます
組成 jER828_100部
PE1_10部 or なし
2E4MZ_2部
作成法 100℃*1hで硬化後、130℃*2hでアフターキュア
測定器 島津オートグラフAGS-Xシリーズ ロードセル:1kN
測定サンプル長 膜厚 200μm
幅 4mm
長さ 30mm
測定条件 23℃、50%
引張速度 5mm/min

JIS_K_6911に準拠

PE1を添加(10部) した硬化物は、未添加系と同等の引張特性となりました。

エポキシ/酸無水物硬化系への少量添加

エポキシ/酸無水物硬化系にPE1を少量添加することによって、硬化条件を緩和することができます。
添加量によって、強度や柔軟性が向上します。

スクロールできます
PE-添加量: エポキシ当量に対する比率 0 (blank) 0.07当量 0.14当量
A液 Karenz® MT PE1 0phr 5phr 10phr
酸無水物:
jER YH-306
(三菱化学社製)
60phr 58phr 56phr
B液 エポキシ樹脂:
jER-828
(三菱化学社製)
100phr 100phr 100phr
硬化剤:
PN-23
(味の素ファインテクノ製)
3phr 3phr 3phr
評価
結果
可使時間(day) 10 6 5
硬化条件 温度(℃) 180 150 120
時間(min) 240 30 60
ガラス
転移温度
(Tg)(DMA法)
温度(℃) 87 85 103
引張特性 弾性率(MPa) 1800 1860 1960
最大応力(MPa) 40 54 40
伸び(%) 2.3 1.9 3.1
JIS_K_6911に準拠

密着性

引張・せん断試験

カレンズMT® PE1硬化物は、アミン硬化物より接着強度が高くなります。

引張・せん断試験の図2

試験方法 JIS K6850 準拠
エポキシ樹脂 ビスフェノールAタイプ エポキシ
硬化剤 カレンズMT® PE1
1級チオール (PETMP※1)
変性アミン
促進剤 TAP
配合比 エポキシ/チオール/促進剤 = 100/70/10
エポキシ/アミン = 100/80

耐水・耐溶剤性

耐水性
硬化物を98℃温水×24時間加熱浸漬
耐酸・耐アルカリ性
室温で硬化させ、23℃×7日間浸漬
未試験 試験後 5%NaOH 5%HCl
カレンズMT®PE1

白化せず

ほぼ変化なし

変性アミン

吸水により白化・軟化

5%HClで重量増

PETMP※1

吸水により白化

5%NaOHにより溶解

透明性

PE1の添加量を増やすことで、透明性が向上します。
添加量により、硬化性も大きく変わります。

スクロールできます
PE1添加(重量部) 0 5部 10部 40部 70部
SH基/エポキシ基 0.00 0.07 0.14 0.56 1.00
エポキシ基が
完全に反応する温度
(硬化温度:1時間)
180 150 150 100 100
色味 b*(0.5mm
thickness)
79
写真1
36
写真2
18
写真3
0.5
写真4
0.2
写真5
Tg ℃(DMS) 143 163 135 45 49
引張試験 弾性率(GPa) 2.7 2.7 2.8 3.2 3.1
伸び(%) 2.1 2.6 3.3 1.4 17
破断強度(MPa) 37 41 50 31 24

JIS_K_6911に準拠

配合組成により、高透明な硬化物もできます。

配合組成の図配合組成
エポキシ樹脂/PE1/(左:アミン系触媒 , 右:リン系触媒)=100/70/3
硬化条件:40℃-30min

※ここに掲載されている情報は、現時点における真実かつ正確と考えられるデータに基づいて作成しております。しかしながら、昭和電工(株)は、カレンズMT® 使用の結果、あるいはいかなる特許の侵害に対しても責任やリスクを負うものではありません。
※1 PETMPはペンタエリトリトールテトラ(3-メルカプトプロピオナート)の略語として使用しています。