JP2001131254A - フェノール樹脂の製造方法 - Google Patents

フェノール樹脂の製造方法

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JP2001131254A
JP2001131254A JP31227499A JP31227499A JP2001131254A JP 2001131254 A JP2001131254 A JP 2001131254A JP 31227499 A JP31227499 A JP 31227499A JP 31227499 A JP31227499 A JP 31227499A JP 2001131254 A JP2001131254 A JP 2001131254A
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JP
Japan
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hydroxyphenylcarbonyl
compound
phenolic resin
group
phenol
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Miyoshi Shirasaki
美佳 白崎
Nobuyuki Nakajima
伸幸 中島
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Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】フェノール類とヒドロキシフェニルカルボニル
化合物とから生産性良くフェノール樹脂を製造する方法
を提供すること。 【解決手段】フェノール類とヒドロキシフェニルカルボ
ニル化合物とを、溶媒中、酸触媒存在下、縮合反応させ
てフェノール樹脂を製造する方法において、該ヒドロキ
シフェニルカルボニル化合物中のナトリウムの含有量が
2000ppm以下であることを特徴とするフェノール
樹脂の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フェノール類とヒ
ドロキシフェニルカルボニル化合物とを縮合反応させて
フェノール樹脂を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】フェノール樹脂は、成型材、接着剤、塗
料、電子部品、等の材料として、また、エポキシ樹脂、
シアネート樹脂、イオン交換樹脂、等の樹脂の原料とし
て用いられる。フェノール樹脂の中でも、フェノール類
とヒドロキシフェニルカルボニル化合物とを縮合反応さ
せて得られるフェノール樹脂は、耐熱性等の点で優れ、
また、該フェノール樹脂を原料とするエポキシ樹脂やシ
アネート樹脂も、耐熱性等の点で優れることから、特に
電気・電子分野で用いる樹脂材料またはその原料とし
て、好適に用いられる。フェノール類とヒドロキシフェ
ニルカルボニル化合物とを縮合反応させてフェノール樹
脂を製造する方法としては、原料のフェノール類とカル
ボニル化合物とを、適当な溶媒中、酸触媒存在下に脱水
縮合反応させる方法が知られている[例えば、「フェノ
ール樹脂」(Andre Knop 著 プラスチックエ
ージ社)]。しかしながら、従来のフェノール樹脂の製
造方法を用いた場合、反応速度が十分でないことがあ
り、生産性の点で満足できるものではなかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
問題点を解決して、フェノール類とヒドロキシフェニル
カルボニル化合物とから生産性良くフェノール樹脂を製
造する方法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
点を解決すべく鋭意検討の結果、原料のヒドロキシフェ
ニルカルボニル化合物中に含まれる種々の金属不純物の
内、ナトリウム含有量を特定量以下とすることにより、
上記目的を達成することができることを見出し、本発明
を完成した。すなわち、本発明は、フェノール類とヒド
ロキシフェニルカルボニル化合物とを、溶媒中、酸触媒
存在下、縮合反応させてフェノール樹脂を製造する方法
において、該ヒドロキシフェニルカルボニル化合物中の
ナトリウムの含有量が2000ppm以下であるフェノ
ール樹脂の製造方法に係るものである。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明で用いるフェノール類とし
ては、1価または2価以上のフェノール類を用いること
ができ、例えば、フェノール、クレゾール、キシレノー
ル、エチルフェノール、ブチルフェノール、t−ブチル
−メチルフェノール、フェニルフェノール、クロロフェ
ノール、ブロモフェノール、レゾルシン、カテコール、
ヒドロキノン、等が挙げられ、必要に応じてその2種以
上を用いることもできる。
【0006】本発明で用いるヒドロキシフェニルカルボ
ニル化合物としては、ヒドロキシフェニルアルデヒド類
またはヒドロキシフェニルケトン類が挙げられる。ヒド
ロキシフェニルアルデヒド類としては、4−ヒドロキシ
ベンズアルデヒド、サリチルアルデヒド、バニリン、イ
ソバニリン、等が挙げられ、ヒドロキシフェニルケトン
類としては、4−ヒドロキシフェニルメチルケトン、ビ
ス(4−ヒドロキシフェニル)ケトン等が挙げられ、必
要に応じてその2種以上を用いることもできる。ヒドロ
キシフェニルカルボニル化合物の使用量は、フェノール
類に対して、通常0.01〜2.0モル当量、好ましく
は0.01〜1.0モル当量である。
【0007】本発明の方法で好適に製造されるフェノー
ル樹脂としては、下記一般式(1)
【0008】
【化2】 [式(1)中、R1およびR2はそれぞれ独立して、ハロ
ゲン原子、炭素数1〜6の炭化水素基、または炭素数1
〜6のアルコキシ基を表し、R3はそれぞれ独立して水
素原子または炭素数1〜6の炭化水素基を表し、iおよ
びjはそれぞれ独立して0〜2の数を表し、nは1〜2
0の数を表す。同一または異なる核上の各R1は相互に
異なっていてもよい。同一または異なる核上の各R2
相互に異なっていてもよい。]で示されるフェノール樹
脂が挙げられ、フェノール類として下記一般式(2)
【0009】
【化3】 [式(2)中、R1およびiの定義は、式(1)におけ
る定義と同じである。]で示されるフェノール類を用
い、ヒドロキシフェニルカルボニル化合物として下記一
般式(3)
【0010】
【化4】 [式(3)中、R2、R3およびjの定義は、式(1)に
おける定義と同じである。]で示されるヒドロキシフェ
ニルカルボニル化合物を用いることにより、製造するこ
とができる。該フェノール樹脂は、硬化物の耐熱性の観
点から好ましい。
【0011】一般式(1)〜(3)中のR1、R2として
は、例えば、ハロゲン原子の場合、フッ素原子、塩素原
子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられ、炭素数1〜6の
炭化水素基の場合、メチル基、エチル基、プロピル基、
ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、等の直鎖または分
鎖状のアルキル基や、シクロヘキシル基、フェニル基、
等が挙げられ、炭素数1〜6のアルコキシ基の場合、メ
トキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペ
ントキシ基、ヘキソキシ基、等の直鎖または分鎖状のア
ルコキシ基等が挙げられ、また、R3としては、例え
ば、炭素数1〜6の炭化水素基の場合、メチル基、エチ
ル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル
基、等の直鎖または分鎖状のアルキル基や、シクロヘキ
シル基、フェニル基、等が挙げられる。
【0012】本発明で用いるヒドロキシフェニルカルボ
ニル化合物は、ナトリウムの含有量が2000ppm以
下であり、好ましくは1000ppm以下である。ヒド
ロキシフェニルカルボニル化合物中のナトリウムの含有
量が2000ppmを越えると、反応速度が遅く、生産
性に問題が生じることがある。
【0013】ヒドロキシフェニルカルボニル化合物中の
ナトリウムの含有量を2000ppm以下にする方法と
しては、用いるヒドロキシフェニルカルボニル化合物の
種類により異なるが、例えば、ヒドロキシフェニルカル
ボニル化合物またはヒドロキシフェニルカルボニル化合
物を有機溶媒に溶解した溶液を、水洗または濾過する方
法、蒸留、晶析、吸着、膜分離等の方法が挙げられる。
例えば、購入、製造等により入手したヒドロキシフェニ
ルカルボニル化合物中のナトリウムの含有量が2000
ppmを越えている場合は、上記方法により2000p
pm以下に調整して、本発明の反応に用いることができ
る。また、ヒドロキシフェニルカルボニル化合物の製造
の際に、最終製品中にナトリウムが存在する原因として
は、例えば、反応、後処理、精製時に反応剤、触媒、p
H調整剤として用いた水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウ
ム、炭酸水素ナトリウム;それらの中和処理により生じ
た塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、酢酸ナトリウム;
用いる原材料、溶媒、洗浄水の品質上の問題でそれらの
中に存在していたナトリウム不純物;等のナトリウム塩
類が、溶解度等の本質的な理由または装置、操作上の理
由により最終製品に混入することが考えられる。従っ
て、製造によりヒドロキシフェニルカルボニル化合物を
得る場合は、上記した水洗、濾過、蒸留、晶析、吸着、
膜分離等の方法を製造の工程に組み入れたり、装置、操
作の改良、原材料、溶媒、洗浄水の品質改善、等を行う
ことにより、最終製品中のナトリウム含有量を2000
ppm以下に調整することができる。
【0014】ヒドロキシフェニルカルボニル化合物中の
ナトリウムの含有量は、IPC発光分析、イオンクロマ
トグラフィー(IC)、炎光分析、原子吸光分析、等に
より測定することができる。具体的な測定条件は、測定
するヒドロキシフェニルカルボニル化合物の種類により
異なるが、例えば実施例で示したような条件を、種類に
応じて適宜選択すればよい。
【0015】本発明の反応において用いる溶媒として
は、水、有機溶媒、または必要に応じて水および有機溶
媒の混合溶媒が用いられる。有機溶媒としては、例え
ば、トルエン、キシレン、等の炭化水素類;クロロホル
ム、塩化メチレン、等のハロゲン化炭化水素類;ジオキ
サン、ジエチルエーテル、エチレングリコールジメチル
エーテル、等のエーテル類;プロピレングリコールモノ
メチルエーテル等のアルコキシアルコール類;メチルエ
チルケトン、メチルイソブチルケトン、等のケトン類;
等が挙げられ、必要に応じその2種以上を用いることも
できる。溶媒の使用量は、フェノール類とヒドロキシフ
ェニルカルボニル化合物との和100重量部に対して、
通常10〜2000重量部、好ましくは100〜100
0重量部である。
【0016】本発明で用いる酸触媒としては、公知のフ
ェノール樹脂合成用の酸触媒を用いることができ、例え
ば、塩酸、硫酸、リン酸、等の鉱酸;しゅう酸、トルエ
ンスルホン酸、等の有機酸;等が使用される。酸触媒の
使用量は、ヒドロキシフェニルカルボニル化合物に対し
て、通常0.001〜1モル当量、好ましくは0.00
1〜0.1モル当量である。
【0017】本発明の反応において、フェノール類、ヒ
ドロキシフェニルカルボニル化合物、溶媒、および酸触
媒の添加順序としては、例えば、予め全ての原料を仕込
んだ後、所定反応温度にしてもよいし、フェノール類、
溶媒および酸触媒を仕込んだ後、所定反応温度にしてヒ
ドロキシフェニルカルボニル化合物を添加してもよい
し、ヒドロキシフェニルカルボニル化合物、溶媒および
酸触媒を仕込んだ後、所定反応温度にしてフェノール類
を添加してもよい。反応温度は、通常20〜300℃、
好ましくは50〜200℃の範囲である。反応時間は、
通常1〜20時間、好ましくは2〜10時間である。
【0018】本発明の反応の後処理方法としては、例え
ば、必要に応じて水洗等により触媒を除去した後、濃縮
によりフェノール樹脂を取出してもよいし、得られるフ
ェノール樹脂が固形の場合には、晶析等の方法により取
出してもよい。
【0019】本発明の製造方法により得られるフェノー
ル樹脂の用途としては、例えば、成型材、接着剤、塗
料、電子部品、等の材料や、エポキシ樹脂、シアネート
樹脂、イオン交換樹脂、等の樹脂の原料が挙げられる。
【0020】
【実施例】以下、実施例を示すが、本発明はこれらに限
定されるものではない。なお、実施例中、ICP発光分
析、GPC分析の条件は以下の通りである。 ・ICP発光分析 試料溶液:試料2gを採取し、濃硫酸0.2mlを加え
て炭化させた後、600℃にて灰化した。該灰化物を2
0%塩酸10mlで溶解後、純水にて50mlに定容し
た。 装置:セイコー電子工業、SPS1200VR ・GPC分析条件 試料溶液:試料50mgを採取し、THF10mlに溶
解した。 装置:島津LC−10A型 カラム:TSK−GEL G3000HXL、G2000
HXL、G1000HXL(東ソー製) カラム温度:40℃ 移動相:THF 流量:1.0ml/分 検出波長:UV254nm 注入量:試料溶液30μl
【0021】実施例1〜5、比較例1 攪拌機、温度計、分離管および冷却器を装着した1L4
つ口フラスコに、2−t−ブチル−5−メチルフェノー
ル78.0g、ICP発光分析により求めたナトリウム
の含有量が表1に示す値である4−ヒドロキシベンズア
ルデヒド30.5g、p−トルエンスルホン酸0.31
gおよびトルエン76.0gを入れ、112〜114℃
の範囲で、反応により副次生成した水をトルエンと留出
させ、該留出物の有機層を反応系内へ戻しながら、反応
させた。反応中、1時間毎に反応液をサンプリングし、
これをGPC分析して反応追跡を行った。4−ヒドロキ
シベンズアルデヒドの残存率を表1に示す。なお、実施
例5で用いた4−ヒドロキシベンズアルデヒドは、比較
例1で用いた4−ヒドロキシベンズアルデヒド250g
にイオン交換水750gを加えて室温で30分間攪拌
後、濾過し、濾残を乾燥したもの(得量241.5g)
である。
【0022】
【表1】
【0023】
【発明の効果】本発明の方法によれば、フェノール類と
ヒドロキシフェニルカルボニル化合物とから、生産性良
くフェノール樹脂を製造することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4H006 AA02 AC25 AC42 BA28 BA32 BA35 BA36 BA37 BA52 BB10 BB11 BB12 BB16 BB31 BC10 BC19 BN30 FE13 4J033 CA01 CA05 CA11 CA12 CC03 CC08 CC09 HB01

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】フェノール類とヒドロキシフェニルカルボ
    ニル化合物とを、溶媒中、酸触媒存在下、縮合反応させ
    てフェノール樹脂を製造する方法において、該ヒドロキ
    シフェニルカルボニル化合物中のナトリウムの含有量が
    2000ppm以下であることを特徴とするフェノール
    樹脂の製造方法。
  2. 【請求項2】フェノール樹脂が下記一般式(1) 【化1】 [式(1)中、R1およびR2はそれぞれ独立して、ハロ
    ゲン原子、炭素数1〜6の炭化水素基、または炭素数1
    〜6のアルコキシ基を表し、R3はそれぞれ独立して水
    素原子または炭素数1〜6の炭化水素基を表し、iおよ
    びjはそれぞれ独立して0〜2の数を表し、nは1〜2
    0の数を表す。同一または異なる核上の各R1は相互に
    異なっていてもよい。同一または異なる核上の各R2
    相互に異なっていてもよい。]で示されるフェノール樹
    脂である請求項1記載のフェノール樹脂の製造方法。
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