JP2000001524A - エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物及びその硬化物 - Google Patents
エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物及びその硬化物Info
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Abstract
ポキシ樹脂を提供すること。 【解決手段】フェニルベンズアルデヒドにフェノール類
を2個縮合した構造の化合物の水酸基をジグリシジルエ
ーテル化して得られるエポキシ樹脂、及びこの樹脂を含
有することを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
Description
物を与え、しかも粘度の低いエポキシ樹脂およびエポキ
シ樹脂組成物およびその硬化物に関する。
ることにより、一般的に機械的性質、耐水性、耐薬品
性、耐熱性、電気的性質などに優れた硬化物となり、接
着剤、塗料、積層板、成形材料、注型材料などの幅広い
分野に利用されている。従来、工業的に最も使用されて
いるエポキシ樹脂としてはビスフェノールAにエピクロ
ルヒドリンを反応させて得られる液状及び固形のビスフ
ェノールA型エポキシ樹脂がある。その他液状のビスフ
ェノールA型エポキシ樹脂にテトラブロモビスフェノー
ルAを反応させて得られる難燃性固形エポキシ樹脂など
が汎用エポキシ樹脂として工業的に使用されている。ま
た、特に半導体封止材等の用途においてはオルソクレゾ
ールノボラックエポキシ樹脂とその硬化剤としてフェノ
ールノボラック樹脂との組合せが一般的に使用されてい
る。
たようなクレゾールノボラックエポキシ樹脂とフェノー
ルノボラック樹脂との組合せにおいて得られる硬化物は
耐熱性は高くなるものの、耐水性が低下するという欠点
がある。また近年半導体封止材などの用途においては、
半導体装置の実装方法が従来のピン挿入の方法から、い
わゆる表面実装法に変わりつつある。この表面実装方法
では実装時に半導体装置そのものが半田浴の高温に晒さ
れることによりパッケージにクラックが生じるなどの問
題が指摘されている。このような問題を解決するために
はフィラーなどの無機充填材の充填量を増加させること
により硬化物全体の線膨張率を低下させることが有効な
手段として提案されているが、高フィラー充填を実現さ
せるためには樹脂の粘度は十分低くなければならない。
従って、最近の半導体産業などの目ざましい発達にとも
ない、これらに使用される電気絶縁材料などに要求され
る耐水性、及び低粘性は益々厳しくなっており、これら
の特性に優れたエポキシ樹脂の出現が待ち望まれてい
る。
状に鑑み、耐水性に優れた硬化物を与え粘度の低いエポ
キシ樹脂を求めて鋭意研究した結果、特定の分子構造を
有するエポキシ樹脂が、これらの要求を満たすものであ
ることを見いだし本発明を完成させるに到った。
り、例えばゲルパーミエーションクロマトグラフィーで
測定したり、エポキシ当量から計算することができる。
Rは水素原子又はメチル、エチル、プロピル、ブチル等
の炭素数1〜4のアルキル基を表し個々のRはお互いに
同一であっても異なっていてもよい。)で表されるエポ
キシ樹脂、(2)(a)上記(1)記載のエポキシ樹脂 (b)硬化剤 を含有してなるエポキシ樹脂組成物、(3)硬化促進剤
を含有する上記(2)記載のエポキシ樹脂組成物、
(4)上記(2)又は(3)記載のエポキシ樹脂組成物
を硬化してなる硬化物を提供するものである。
ば、式(2)
味を表す。)で表される化合物とエピハロヒドリンとの
反応をアルカリ金属水酸化物の存在下で行うことにより
得ることができる。
ポキシ樹脂を得る方法としてはそれ自体公知の方法が採
用できる。例えば式(2)で表される化合物と過剰のエ
ピクロルヒドリン、エピブロムヒドリン等のエピハロヒ
ドリンの溶解混合物に水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム等のアルカリ金属水酸化物を添加し、または添加しな
がら20〜120℃で1〜10時間反応させることによ
り本発明のエポキシ樹脂を得ることが出来る。
て、アルカリ金属水酸化物はその水溶液を使用してもよ
く、その場合は該アルカリ金属水酸化物の水溶液を連続
的に反応系内に添加すると共に減圧下、または常圧下連
続的に水及びエピハロヒドリンを留出させ、更に分液し
水は除去しエピハロヒドリンは反応系内に連続的に戻す
方法でもよい。
ロヒドリンの溶解混合物にテトラメチルアンモニウムク
ロライド、テトラメチルアンモニウムブロマイド、トリ
メチルベンジルアンモニウムクロライド等の4級アンモ
ニウム塩を触媒として添加し、50〜150℃で1〜5
時間反応させて得られる式(2)の化合物のハロヒドリ
ンエーテル化物にアルカリ金属水酸化物の固体または水
溶液を加え、20〜120℃で1〜10時間反応させ脱
ハロゲン化水素(閉環)させる方法でもよい。
ハロヒドリンの量は式(2)の化合物の水酸基1当量に
対し通常1〜20モル、好ましくは2〜10モルであ
る。アルカリ金属水酸化物の使用量は式(2)で表され
る化合物中の水酸基1当量に対し0.8〜1.5モル、
好ましくは0.9〜1.1モルである。更に反応を円滑
に進行させるためにメタノール、エタノール等のアルコ
ール類の他、ジメチルスルホン、ジメチルスルホキシド
等の非プロトン性極性溶媒等を添加して反応を行うこと
が好ましい。
はエピハロヒドリンの量に対し通常2〜20重量%、好
ましくは4〜15重量%である。また非プロトン性極性
溶媒を用いる場合はエピハロヒドリンの量に対し通常5
〜100重量%、好ましくは10〜90重量%である。
後、加熱減圧下、100〜150℃、圧力10mmHg
以下でエピハロヒドリンや添加溶媒等を除去する。また
更に加水分解性ハロゲンの少ないエポキシ樹脂とするた
めに、回収したエポキシ樹脂を再びトルエン、メチルイ
ソブチルケトン、メチルエチルケトンなどの溶剤に溶解
し、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ
金属水酸化物の水溶液を加えて更に反応を行い閉環を確
実なものにすることもできる。この場合アルカリ金属水
酸化物の使用量はエポキシ化に使用した式(2)の化合
物の水酸基1当量に対して通常0.01〜0.3モル、
好ましくは0.05〜0.2モルである。反応温度は通
常50〜120℃、反応時間は通常0.5〜2時間であ
る。
ン性不純物を除去した後、更に、加熱減圧下トルエン、
メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトンなどの溶
剤を留去することにより本発明のエポキシ樹脂が得られ
る。
て説明する。前記(2)及び(3)記載の本発明のエポ
キシ樹脂組成物において本発明のエポキシ樹脂は単独で
また他のエポキシ樹脂と併用して使用することが出来
る。併用する場合、本発明のエポキシ樹脂の全エポキシ
樹脂中に占める割合は10重量%以上が好ましく、特に
20重量%以上が好ましい。
ポキシ樹脂としてはノボラック型エポキシ樹脂、ビスフ
ェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキ
シ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂などが挙げられるが
これらは単独で用いてもよく、2種以上併用してもよ
い。
される硬化剤としては、例えばアミン系化合物、酸無水
物系化合物、アミド系化合物、フェノ−ル系化合物など
が使用できる。用い得る硬化剤の具体例としては、ジア
ミノジフェニルメタン、ジエチレントリアミン、トリエ
チレンテトラミン、ジアミノジフェニルスルホン、イソ
ホロンジアミン、ジシアンジアミド、リノレン酸の2量
体とエチレンジアミンとより合成されるポリアミド樹
脂、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリ
ット酸、無水マレイン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、
メチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック
酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無
水フタル酸、フェノ−ルノボラック、及びこれらの変性
物、イミダゾ−ル、BF3 −アミン錯体、グアニジン誘
導体などが挙げられるがこれらに限定されるものではな
い。これらは単独で用いてもよく、2種以上併用しても
よい。
剤の使用量は、エポキシ樹脂のエポキシ基1当量に対し
て0.7〜1.2当量が好ましい。エポキシ基1当量に
対して、0.7当量に満たない場合、あるいは1.2当
量を超える場合、いずれも硬化が不完全となり良好な硬
化物性が得られない恐れがある。
併用しても差し支えない。用いうる硬化促進剤の具体例
としては例えば2−メチルイミダゾール、2−エチルイ
ミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール等の
イミダゾ−ル類、2−(ジメチルアミノメチル)フェノ
ール、1,8−ジアザ−ビシクロ(5,4,0)ウンデ
セン−7等の第3級アミン類、トリフェニルホスフィン
等のホスフィン類、オクチル酸スズ等の金属化合物等が
挙げられる。硬化促進剤はエポキシ樹脂100重量部に
対して0.1〜5.0重量部が必要に応じ用いられる。
無機充填材を含有する。用いうる無機充填材の具体例と
してはシリカ、アルミナ、タルク等が挙げられる。無機
充填材は本発明のエポキシ樹脂組成物中において0〜9
0重量%を占める量が用いられる。更に本発明のエポキ
シ樹脂組成物には、シランカップリング剤、ステアリン
酸、パルミチン酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カ
ルシウム等の離型剤、顔料等の種々の配合剤を添加する
ことができる。
均一に混合することにより得られる。本発明のエポキシ
樹脂、硬化剤更に必要により硬化促進剤の配合された本
発明のエポキシ樹脂組成物は従来知られている方法と同
様の方法で容易に硬化物とすることができる。例えば本
発明のエポキシ樹脂と硬化剤、必要により硬化促進剤及
び充填材等の配合材とを必要に応じて押出機、ニ−ダ、
ロ−ル等を用いて均一になるまで充分に混合してエポキ
シ樹脂組成物を得、そのエポキシ樹脂組成物を溶融後注
型あるいはトランスファ−成形機などを用いて成形し、
さらに80〜200℃で2〜10時間加熱することによ
り硬化物を得ることができる。
ン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、メチル
イソブチルケトン等の溶剤に溶解させ、ガラス繊維、カ
−ボン繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アル
ミナ繊維、紙などの基材に含浸させ加熱乾燥して得たプ
リプレグを熱プレス成形して硬化物を得ることもでき
る。この際の溶剤は、本発明のエポキシ樹脂組成物と該
溶剤の混合物中で通常10〜70重量%、好ましくは1
5〜70重量%を占める量を用いる。
説明するが、以下において部は特に断わりのない限り重
量部である。
スコに窒素ガスパージを施しながら下記式(3)
ドリン370部に溶解させ、ジメチルスルホキシド18
5部及を添加した。更に50℃に加熱し撹拌しながら溶
解させた。次いでフレーク状水酸化ナトリウム40部を
100分かけて分割添加し、その後、更に50℃で2時
間、70℃で30分反応させた。反応終了後、ロータリ
ーエバポレーターを使用し、130℃で加熱減圧下で過
剰のエピクロルヒドリン、ジメチルスルホキシド等を留
去し、残留物に464部のメチルイソブチルケトンを加
え溶解した。
70℃に加熱し30重量%の水酸化ナトリウム水溶液1
0部を添加し1時間反応させた後、反応混合物の洗浄水
のpHが中性となるまで水洗を繰り返した。更に水層は
分離除去し、ロータリエバポレーターを使用して油層か
ら加熱減圧下メチルイソブチルケトンを留去し、下記式
(4)
14部を得た。得られたエポキシ樹脂は150℃での溶
融粘度が0.3ps、軟化点55.5℃の固形物であり
エポキシ当量は247g/eqであった。またnの値は
0.07であった。
剤としてフェノールノボラック(水酸基当量106g/
eq、軟化点83℃)を用い、硬化促進剤としてトリフ
ェニルホスフィン(TPP)を用いて表1に示す組成及
び重量比で配合し、70℃で15分ロールで混練し、1
50℃、成形圧力50kg/cm2で180秒間トラン
スファー成形してその後160℃で2時間、更に180
℃で8時間硬化せしめて試験片を作製し、下記の方法で
吸水率を測定した。測定結果を表1にあわせて示す。
を用いて100℃×24時間煮沸し、試験片を吸湿させ
その前後の重量変化より算出した。
低く、しかも表1に示されるようにその硬化物は、極め
て低い吸水率を示した。
使用されてきたエポキシ樹脂と比較して、低粘度であり
しかも耐水性に優れた硬化物を与えることができ、成形
材料、注型材料、積層材料、塗料、接着剤、レジストな
どの広範囲の用途にきわめて有用である。
Claims (4)
- 【請求項1】式(1) 【化1】 (式中、nは平均値を表し0〜5の値を取る。Rは水素
原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表し個々のRは同
一であっても、異なっていてもよい。)で表されるエポ
キシ樹脂。 - 【請求項2】(a)請求項1記載のエポキシ樹脂 (b)硬化剤 を含有してなるエポキシ樹脂組成物。
- 【請求項3】硬化促進剤を含有する請求項2記載のエポ
キシ樹脂組成物。 - 【請求項4】請求項2または3記載のエポキシ樹脂組成
物を硬化してなる硬化物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16810898A JP2000001524A (ja) | 1998-06-16 | 1998-06-16 | エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物及びその硬化物 |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP16810898A JP2000001524A (ja) | 1998-06-16 | 1998-06-16 | エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物及びその硬化物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000001524A true JP2000001524A (ja) | 2000-01-07 |
Family
ID=15862008
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16810898A Pending JP2000001524A (ja) | 1998-06-16 | 1998-06-16 | エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物及びその硬化物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000001524A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6660811B2 (en) | 2001-01-30 | 2003-12-09 | Dainippon Ink And Chemicals, Inc. | Epoxy resin composition and curing product thereof |
EP1942129A1 (en) * | 2005-10-25 | 2008-07-09 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Cyanate ester polymer |
-
1998
- 1998-06-16 JP JP16810898A patent/JP2000001524A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6660811B2 (en) | 2001-01-30 | 2003-12-09 | Dainippon Ink And Chemicals, Inc. | Epoxy resin composition and curing product thereof |
EP1942129A1 (en) * | 2005-10-25 | 2008-07-09 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Cyanate ester polymer |
EP1942129A4 (en) * | 2005-10-25 | 2010-07-21 | Mitsubishi Gas Chemical Co | cyanate ester polymer |
US9169356B2 (en) | 2005-10-25 | 2015-10-27 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Cyanate ester polymer |
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