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JPH01215821A - 硬化性混合物 - Google Patents

硬化性混合物

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Publication number
JPH01215821A
JPH01215821A JP63335724A JP33572488A JPH01215821A JP H01215821 A JPH01215821 A JP H01215821A JP 63335724 A JP63335724 A JP 63335724A JP 33572488 A JP33572488 A JP 33572488A JP H01215821 A JPH01215821 A JP H01215821A
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JP
Japan
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adduct
anhydride
curable mixture
mixture according
carboxylic acid
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Pending
Application number
JP63335724A
Other languages
English (en)
Inventor
Kurt Munk
クルト ムンク
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Novartis AG
Original Assignee
Ciba Geigy AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Ciba Geigy AG filed Critical Ciba Geigy AG
Publication of JPH01215821A publication Critical patent/JPH01215821A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L63/00Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ポリエポキシド、カルボン酸無水物、潜伏時
間向上剤としてのカルボン酸の亜鉛塩と第三アミンとの
付加物、並びに所望により充填剤及び/または慣用の変
性剤からなる硬化性温合物、それらの反応生成物並びに
該硬化性温合物のための潜促進剤としてのそれらの使用
法に関する。
亜鉛化合物、及び窒素原子に少なくとも一種類のステア
リル基を有するアミンの混合物は、ドイツ特許公開公報
第2321004号に、熱硬化性エボギシ樹脂/無水物
系のための触媒として記載されている。エポキシ樹脂、
酸無水物、触媒、例えばカルボン酸または第三アミンの
金属塩、並びに充填剤からなる混合物は、日本国特公昭
60−123526号に記載されている。
日本国特開昭60−190417号には、第三アミンと
カルボン酸の遷移金属塩からなる混合物のポリエポキシ
ド/ポリイソシア第一ト系の環化触媒としての使用法が
記載されている。第三アミンとカルボン酸塩との付加物
も使用できる。
硬化剤としてのアミン及びカルボン酸の金属塩を含有す
るプレプレグのためのエポキシ樹脂組成物も日本国特願
昭50−140600号に記載されている。
ヘンシルジメチルアミン及び亜鉛カプリレートの存在下
でのエポキシ樹脂のメチルテトラヒドロフタル酸無水物
による硬化は、高分子化字典(1973)、121−1
25に記載されている。
本発明は、 a)  1分子あたり平均1個より多い1.2−エポキ
シ基を含有するエポキシ樹脂少なくとも1種類、 b) 環状カルボン酸無水物少なくとも1種類、C)炭
素原子数6ないし18のカルボン酸の亜鉛塩と第三アミ
ンとの付加物、並びに d)所望により、充填剤及び/または他の慣用の添加剤
からなる硬化性温合物に関する。
本発明の硬化性温合物に存在するエポキシ樹脂a)は、
好ましくはポリエポキシド化合物、さらに好ましくは1
分子あたり平均少なくとも2個の1,2−エポキシ基を
含有する脂肪族、脂環式もしくは芳香族ポリエポキシト
、またはそれらの混合物である。
適するエポキシ樹脂a)は全てのタイプのエポキシ樹脂
、例えば次式: (式中、R“及びR°″は各々水素原子を表わし、その
場合R11は水素原子またはメチル基を表すか、または
R”及びRI 11は、−緒になって次式ニーCH2C
H2−5または −CH2CI(2CH□−で表わされる基を表わし、そ
の場合RIIは水素原子を表わす)で表わされ、酸素原
子、窒素原子または硫黄原子に直接結合した基を有する
化合物である。
そのような樹脂の代表例は、1分子あたり2もしくはそ
れ以上のカルボン酸基を有する化合物とエピクロロヒド
リン、グリセロールジクロロヒドリンもしくはβ−メチ
ルエピクロロヒドリンと、アルカリの存在下で反応させ
ることにより得られるポリグリシジルエステル及びポリ
(β−メチルグリシジル)エステルである。そのような
ポリグリシジルエステルは、脂肪族ポリカルボン酸、例
えば蓚酸、コハク酸、ゲルタール酸、アジピン酸ミピメ
リン酸、スペリン酸、アゼライン酸、セパシン酸または
三量化もしくは三量化リルン酸から゛、脂環式テトラヒ
ドロフクール酸、4−メチルテトラヒドロフクール酸、
ヘキサヒドロフクール酸及び4−メチルへキサヒドロフ
クール酸のような脂環式ポリカルボン酸から、並びにフ
タール酸、イソフタール酸及びテレフタール酸のような
芳香族ポリカルボン酸から誘導されうる。
他の例は、1分子あたり少なくとも二個の遊離のアルコ
ール性及び/またはフェノール性水酸基を有する化合物
と適当なエピクロロヒドリンを、アルカリ条件下で反応
させるか、または酸触媒の存在下で反応させ、次にアル
カリで処理することにより得られるポリグリシジルエー
テル及びポリ (β−メチルグリシジル)エーテルであ
る。
これらのエーテルは、非環式アルコール、例えばエチレ
ングリコール、ジエチレングリコール及びより高分子の
ポリ(オキシエチレン)グリコール、プロパン−1,2
−ジオール及びポリ(オキシプロピレン)グリコール、
プロパンー1.3−ジオール、ブタン−1,4−ジオー
ル、ポリ (オキシテトラメチレン)グリコール、ペン
タン−1,5−ジオール、ヘキサン−1,6−ジオール
、ヘキサン−2,4,6−)ジオール、グリセロール、
LLI −)リメチロールプロパン、ペンタエリトリト
ール及びソルビトールから;脂環式アルコール、例えば
レゾルシノール、キニトール、ビス(4−ヒドロキシシ
クロヘキシル)メタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ
シクロへキシル)プロパン及び1,1〜ビス(4−ヒド
ロキシメチル)シクロヘキセ−3−エンから;並びに芳
香核を含むアルコール、例えばN、N−ビス(2−ヒド
ロキシエチル)アニリン及びp、p  ’−ビス(2−
ヒドロキシエチルアミノ)ジフェニルメタンから、ポリ
(エビクロロヒドリン)を用いて製造することができる
。エーテルは、レゾルシノール及びヒドロキノンのよう
な単核フェノール、並びにビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)メタン、4,4−ジヒドロキシジフェニル、ビス(
4−ヒドロキシフェニル)スルホン、LL、2.2−テ
トラキス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、2.2−
ヒス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(別名、ビス
フェノールAとして知られている)、及び2,2−ビス
(3,5−ジブロモ−4−ヒドロキシフェニル)プロパ
ンから、並びにホルムアルデヒド、アセトアルテヒド、
クロラール及びフルフロールのようなアルデヒドとフェ
ノール、例えばフェノールそれ自体及びフェノール環が
塩素原子または各々9個以下の炭素原子を有するアルキ
ル基で置換されたフェノール°、例えば4−クロロフェ
ノール、2−メチルフェノール及び4−第三ブチルフェ
ノールから得られるノボランクから製造することができ
る。
適当なポリ(N−グリシジル)化合物は、例えばエビク
ロロヒドリンとアミン窒素原子に結合した少なくとも2
個の活性水素原子を含有するアミンとの付加物の脱塩酸
により得られる生成物を含む。適するアミンの例を下記
に示すニアニリン、n−ブチルアミン、ビス(4−アミ
ノフェニル)メタン及びビス(4−メチルアミノフェニ
ル)メタン。他の適する化合物の例を下記に示すニトリ
グリシジルイソシアネート及び環状アルキレン尿素、例
えばばエチレン尿素及びL3−プロピレン尿素のN、N
’−ジグリシジル誘導体、並びに5,5−ジメチルヒダ
ントインのようなヒダントイン。
ポリ(S−グリシジル)化合物の例は、エタノール−1
,2−ジチオール及びビス(4−メルカプトメチルフェ
ニル)エーテルのようなジチオールのシーS−グリシジ
ル誘導体である。
(式中、R“及びR″′は、−緒になって次式ニーCH
2CH2−を表わす)で表わされる基を含有するエポキ
シ樹脂の例は、ヒス(2,3−エポキシシクロペンチル
)エーテル、2,3−エポキシシクロペンチルグリシシ
ルエーテル、L2−ビス(2,3−エポキシシクロペン
チルオキシ)工タン及び3,4−エポキシシクロヘキシ
ルメチル=3° 4 +−エポキシシクロヘキサンカル
ボキシレートである。
適当なエポキシ樹脂は、1,2−エポキシ基が異なる種
類のへテロ原子に結合したもの、例えば4−アミノフェ
ノールのN、N、0− トリグリシジル誘導体、サリチ
ル酸またはp−ビトロキシ安息香酸のグリシジルエーテ
ル/グリシジルエステル、N−グリシジル−N’−(2
−グリシジルオキシプロビル)−5,5−ジメチルヒダ
ントイン及び2−グリシジルオキシ−1,3−ビス(5
゜5−ジメチル−1−グリシジルヒダントイン−3−イ
ル)プロパンでもある。
本発明の硬化性温合物の環状カルボン酸無水物b)は、
好ましくは脂環式の単環式もしくは多環式酸の無水物、
芳香族酸の無水物、または塩素化または臭素化された酸
の無水物である。
脂環式の単環式酸無水物の典型的な例を下記に示ず:無
水コハク酸、無水シトラコン酸、イタコン酸無水物、ア
ルケニル置換コハク酸無水物、ドデセニルコハク酸無水
物、無水マレイン酸及びトリカルボン酸無水物。
脂環式の多環式酸無水物の典型的な例を下記に示す:マ
レイン酸無水物とメチルシクロペンタジェンとの付加物
、リルン酸とマレイン酸無水物との付加物、アルキル化
エンl−アルキレンチトラヒドロフタール酸無水物、ヘ
キサヒドロフタル酸無水物、メチルテトラヒドロフクー
ル酸無水物、テトラヒドロフクール酸無水物、上記の最
後の2種の無水物の異性体混合物が特に適する。ヘキサ
ヒドロフタル酸無水物も好ましい。
芳香族無水物の例は、ピロメリット酸無水物、トリメリ
ット酸無水物及びフタール酸無水物である。
塩素化されたまたは臭素化された酸無水物の例は、テト
ラクロロフタル酸無水物、テトラクロロフタル酸無水物
、ジクロロマレイン酸無水物並びにクロレンド酸無水物
である。
本発明の硬化性温合物には、液体または低融点のジカル
ボン酸無水物を使用するのが好ましい。
好ましい硬化性温合物は、カルボン酸無水物が脂環式単
環式または多環式無水物、最も好ましくはへキサヒドロ
フタル酸無水物、メチルテトラヒドロフタル酸無水物及
びそれらの異性体混合物である混合物である。
興味深い硬化性温合物は、環状カルボン酸無水物が芳香
族無水物である混合物である。
他の興味深い硬化性温合物は、環状カルボン酸無水物が
塩素化された、または臭素化された無水物である混合物
である。
本発明の硬化性温合物の付加物C)の第三アミンは、好
ましくは次式■、■または■:N (R’)(R2)(
R″)          (I)(R’)(R5)N
−A−N (R6) (R7)   (II)胃0 (式中、R1、R2、R4及びR6は各々独立に炭素原
子数1ないし12のアルキル基を表わし、R3、R5及
びR7が炭素原子数1ないし12のアルキル基、未置換
もしくは置換されたフェニル基、ヘンシル基、フェニル
エチル基、シクロペンチル基またはシクロヘキシル基を
表わすか、またはR2及びR3は一緒になって次式:(
CH2)?   (式中、pは4または5を表わず)で
表わされる基、次式ニ ー(CR2)Z  O(CHz)z−または次式ニー(
CH2)2−NH−(CH2)2−で表わされる基を表
わし、そしてAは炭素原子数1ないし4のアルキレン基
を表わし、R8は水素原子、炭素原子数1ないし8のア
ルキル基またはヘンシル基を表わし、R9は水素原子、
炭素原子数1ないし18のアルキル基、ヘンシル基また
はフェニル基を表わし、R10は水素原子または炭素原
子数1ないし4のアルキル基を表わす)で表わされるア
ミンである。さらに、第三アミンは複素環式アミン、例
えばピラゾール、トリアゾール、ピリジン、ピリダジン
、ジヒドロピリダジン、ピリミジン、ジヒドロピリミジ
ン、ピラジンまたはジヒドロピラジンである。
好ましい硬化性温合物ば、第三アミンが複素環式アミン
、最も好ましくはイミダゾール、特に1−メチルイミダ
ゾールである化合物である。
本発明の硬化性温合物の成分C)、即ち炭素原子数6な
いし18のカルボン酸の亜鉛塩は、好ましくは線状アル
カン酸、例えばカブロイン酸、エナント酸、カプリル酸
、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデカン酸、ラウリン
酸、トリデカン酸、ミリスチン酸、ペンタデカン酸、パ
ルミチン酸、ヘプタデカン酸またはステアリン酸、並び
にナフテン酸の亜鉛塩である。
本発明の硬化性温合物の他の実施態様において、付加物
C)の亜鉛塩成分は好ましくは枝分かれした炭素原子数
6ないし18のアルカン酸、例えば2−エチルカプロン
酸、2−ブチルカプリル酸または2−へキシルカプリン
酸の亜鉛塩でもありうる。
本発明の硬化性温合物においては、炭素原子数8ないし
12、好ましくは8のカルボン酸の亜鉛塩を使用するの
が好ましく、最も好ましくはカプリル酸の亜鉛塩を使用
する。
本発明の硬化性温合物において、2−エチルカプロイン
酸の亜鉛塩を使用するのも特に好ましい。
本発明の硬化性温合物の特に好ましい成分C)は、亜鉛
カプリレートと1−メチルイミダゾールとの付加物であ
る。
最も好ましくは、本発明の硬化性温合物の成分C)は、
亜鉛2−エチルカプロエートと1−メチルイミダゾール
との付加物である。
イ」加物C)は新規であり、従って、本発明の目的をも
構成する。
本発明の硬化性温合物の付加物C)は、それ自体公知の
方法、例えば室温で撹拌しながらアミン成分をカルボン
酸の亜鉛塩へ添加することにより製造される。添加は、
窒素雰囲気の存在下または不存在下で行われる。
アミンのカルボン酸の亜鉛塩への添加は、化学量論量の
割合で行われるか、またはアミンを少し過量に用いて行
われるのが好都合であるが、好ましくは亜鉛塩の1モル
に対してアミンが1.05ないし2.5モルとなる割合
、最も好ましくは1.2ないし240モルとなる割合で
行われる。
硬化性温合物は通常は硬化した成形品を導く化学反応に
は関与しない成分をも含みうる。そのような充填剤とし
ては、鉱物性及び繊維性充填剤、例えば水晶粉末、融合
シリカ、アルミナ、ガラス粉末、雲母、カオリン、ドロ
マイト、グラファイト、カーボンブラック、並びに炭素
繊維、及び織物繊維が適する。好ましい充填剤は水晶粉
末、融合シリカ、アルミナまたはドロマイトである。染
料、顔料、安定剤及びプライマー並びに他の慣用の添加
剤を硬化性温合物に添加することもできる。
付加物C)は、エポキシ樹脂/カルボン酸無水物系に非
常に適する潜促進剤である。それらは、高温での短い硬
化時間を損なうことなくポットライフ(潜伏時間)を延
長し、そして反応混合物の粘度も、より低くなる。
付加物C)は、エポキシ樹脂/カルボン酸無水物系に、
エポキシ樹脂に対して0.05ないし4.0重量%、好
ましくは0.1ないし2.0重量%、最も好ましくは0
.1ないし1.0重量%の量で添加するのが好都合であ
る。
本発明の硬化性温合物は、充填剤を用いてもしくは用い
ずに、樹脂系として、特に注型樹脂及び含浸樹脂として
使用される。
下記の実施例において、部及び%は特記しない限り全て
重量による。
実尤)ロー: 撹拌しながら、1−メチルイミダゾール50部(約0.
5モル)を、軽く窒素ガスでシールしなから三筒フラス
コ中の亜鉛オクトエート100部(約0.285モル)
に、30分間かけて滴下する。
添加が完了した後、次に起こる反応は発熱性であり、反
応混合物の温度は65°Cに上がる。撹拌は、20分間
、温度がそれ以上上昇しなくなるまで続ける。
反応生成物の形成は、IRスペクトルで、出発物質には
存在しなかった950 cni−’における顕著な吸収
帯の出現によってモニタリングする。反応生成物は、中
程度の粘度の淡黄色の液体である(促進剤1)、25°
Cにおける粘度(Hopplerによる)は1400m
Pa、sである。
実施例2: 160のエポキシ当量を有し、25°Cで測定した時に
800mP’a、sの粘度を有するジグリシジルへキサ
ヒドロフタレートをヘースとする市販のエポキシ樹脂(
ARALDfT CY 184 )  237部を、1
54の硬化剤当量を有し、加熱により液化されているヘ
キサヒドロフタル酸無水物200部と混合する。494
gの水晶粉末B 300(Sihelco AG  製
品)Birsfelden、 Swi tzerlan
d)を該混合物に加熱しながら混ぜ入れ、混合物の温度
を40°Cに合わせる。充填剤含有量は66.6%であ
る。
促進剤の量は、140°Cにおりる反応混合物のゲル時
間が5ないし6分間であるように選択される。樹脂混合
物120部に要求される促進剤1の量は0.15部であ
る。
促進剤の潜伏時間(ボン1へライフ)を調べるために、
40°C及び25°Cにおける粘度の増加を調べる (
第1表及び第2表参照)。

Claims (29)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)a)1分子あたり平均1個より多い1,2−エポ
    キシ基を含有するエポキシ樹脂少なくとも1種類、 b)環状カルボン酸無水物少なくとも1種類、c)炭素
    原子数6ないし18のカルボン酸の亜鉛塩と第三アミン
    との付加物、並びに d)所望により、充填剤及び/または他の慣用の添加剤
    からなる硬化性混合物。
  2. (2)エポキシ樹脂a)が、1分子あたり平均少なくと
    も2個の1,2,−エポキシ基を含有するポリエポキシ
    ド化合物である請求項1記載の硬化性混合物。
  3. (3)ポリエポキシド化合物が脂肪族、脂環式もしくは
    芳香族ポリエポキシドである請求項1記載の硬化性温合
    物。
  4. (4)脂環式カルボン酸無水物が脂環式の単環式もしく
    は多環式酸無水物、芳香族酸無水物、または塩素化もし
    くは臭素化無水物である請求項1記載の硬化性混合物。
  5. (5)環状カルボン酸無水物が脂環式単環もしくは多環
    酸無水物である請求項4記載の硬化性混合物。
  6. (6)環状カルボン酸無水物が芳香族酸無水物である請
    求項4記載の硬化性混合物。
  7. (7)環状カルボン酸無水物が塩素化もしくは臭素化酸
    無水物である請求項4記載の硬化性混合物。
  8. (8)付加物c)中の第三アミンが複素環式アミンであ
    る請求項1記載の硬化性混合物。
  9. (9)複素環式アミンがイミダゾールである請求項8記
    載の硬化性混合物。
  10. (10)イミダゾールが1−メチルイミダゾールである
    請求項9記載の硬化性混合物。
  11. (11)付加物c)において、亜鉛塩が誘導されるカル
    ボン酸が炭素原子を8ないし12個含有する請求項1記
    載の硬化性混合物。
  12. (12)亜鉛塩が誘導されるカルボン酸が炭素原子を8
    個含有する請求項11記載の硬化性混合物。
  13. (13)亜鉛塩が誘導されるカルボン酸がカプリル酸で
    ある請求項12記載の硬化性混合物。
  14. (14)亜鉛塩が誘導されるカルボン酸が2−エチルカ
    プロン酸である請求項12記載の硬化性混合物。
  15. (15)成分c)が亜鉛カプリレートと1−メチルイミ
    ダゾールとの付加物である請求項1記載の硬化性混合物
  16. (16)成分c)が亜鉛2−エチルカプロエートと2−
    メチルイミダゾールとの付加物である請求項1記載の硬
    化性混合物。
  17. (17)成分d)が鉱物性及び/または繊維性充填剤で
    ある請求項1記載の硬化性混合物。
  18. (18)充填剤が水晶粉末、融合シリカ、アルミナまた
    はドロマイトである請求項17記載の硬化性混合物。
  19. (19)慣用の変性剤が染料、顔料、安定剤及び/また
    はプライマーから選ばれる請求項1記載の硬化性混合物
  20. (20)炭素原子数6ないし18のカルボン酸の亜鉛塩
    と第三アミンとの付加物。
  21. (21)第三アミンが次式 I 、IIまたはIII:N(R^
    1)(R^2)(R^3)( I ) (R^4)(R^5)N−A−N(R^6)(R^7)
    (II)▲数式、化学式、表等があります▼(III) (式中、R^1、R^2、R^4及びR^6は各々独立
    に炭素原子数1ないし12のアルキル基を表わし、R^
    3、R^5及びR^7が炭素原子数1ないし12のアル
    キル基、未置換もしくは置換されたフェニル基、ベンジ
    ル基、フェニルエチル基、シクロペンチル基またはシク
    ロヘキシル基を表わすか、またはR^2及びR^3は一
    緒になって次式:−(CH_2)_p−(式中、pは4
    または5を表わす)で表わされる基、次式: −(CH_2)_2−O−(CH_2)_2−または次
    式:−(CH_2)_2−NH−(CH_2)_2−で
    表わされる基を表わし、そしてAは炭素原子数1ないし
    4のアルキレン基を表わし、R^8は水素原子、炭素原
    子数1ないし8のアルキル基またはベンジル基を表わし
    、R^9は水素原子、炭素原子数1ないし18のアルキ
    ル基、ベンジル基またはフェニル基を表わし、R^1^
    0は水素原子または炭素原子数1ないし4のアルキル基
    を表わす)で表わされるアミンであるか、または第三ア
    ミンが複素環式アミン、ピラゾール、トリアゾール、ピ
    リジン、ピリダジン、ジヒドロピリダジン、ピリミジン
    、ジヒドロピリミジン、ピラジンまたはジヒドロピラジ
    ンである請求項20記載の付加物。
  22. (22)第三アミンが複素環式アミンである請求項20
    記載の付加物。
  23. (23)第三アミンがイミダゾールである請求項21記
    載の付加物。
  24. (24)第三アミンが1−メチルイミダゾールである請
    求項23記載の付加物。
  25. (25)亜鉛塩が誘導されるカルボン酸が8ないし12
    個の炭素原子を含有する請求項20記載の付加物。
  26. (26)亜鉛塩が誘導されるカルボン酸が8個の炭素原
    子を含有する請求項25記載の付加物。
  27. (27)亜鉛カプリレートと1−メチルイミダゾールと
    の付加物である請求項20記載の付加物。
  28. (28)2−エチルカプロエートと1−メチルイミダゾ
    ールとの付加物である請求項20記載の付加物。
  29. (29)請求項20記載のカルボン酸の亜鉛塩と第三ア
    ミンとの付加物を、エポキシ樹脂/カルボン酸無水物系
    に混入することにより、エポキシ樹脂/カルボン酸無水
    物系の潜伏時間を向上するための方法。
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