JP2001288243A - Urea-modified epoxy resin compound - Google Patents

Urea-modified epoxy resin compound

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JP2001288243A
JP2001288243A JP2000100900A JP2000100900A JP2001288243A JP 2001288243 A JP2001288243 A JP 2001288243A JP 2000100900 A JP2000100900 A JP 2000100900A JP 2000100900 A JP2000100900 A JP 2000100900A JP 2001288243 A JP2001288243 A JP 2001288243A
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JP
Japan
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urea
epoxy resin
compound
modified epoxy
peroxide
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JP2000100900A
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Japanese (ja)
Inventor
Norio Tanaka
紀男 田中
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IG Technical Research Inc
Original Assignee
IG Technical Research Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive urea-modified epoxy resin compound which does not pollute the environment. SOLUTION: This compound is prepared by epoxidizing a compound represented by the formula: (B)p-Z-(A)q, wherein Z is -(CH2)m-, wherein m is 0 or a positive integer or a group represented by formula I or II; A and B are each CH2=CH-, CH2=CH-CH2-, -OCH=CH2, -O-CH2-CH=CH2, -OCH2-CH2- CH=CH2- or a group represented by formula III; and p and q are each 0 or a positive integer with a peroxide and reacting the resultant epoxy compound with urea.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は用途が限られた出発
原料を用いて、安価に、かつ、ビスフェノールAとエピ
クロロヒドリンを使用しないため、環境に優しいエコプ
ラスチィックとなる尿素変性エポキシ樹脂化合物及びそ
の発泡体に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a urea-modified epoxy resin compound which is eco-friendly because it uses low-cost starting materials, does not use bisphenol A and epichlorohydrin, and is environmentally friendly. And its foam.

【0002】[0002]

【産業上の利用分野】本発明は以下の構造式で表される
化合物に過酸化物を使用してエポキシ化した化合物と尿
素を反応させることにより形成される尿素変性エポキシ
及びこの尿素変性エポキシ樹脂に発泡剤を加えることに
より形成される尿素変性エポキシ樹脂発泡体に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a urea-modified epoxy formed by reacting a compound represented by the following structural formula with an epoxidized compound using a peroxide and urea, and this urea-modified epoxy resin. The present invention relates to a urea-modified epoxy resin foam formed by adding a blowing agent to urea.

【0003】さらに詳しくは、環境ホルモンであるビス
フェノールAや塩素化合物であるエピクロロヒデリンを
放出せず、かつ燃焼時の残炎時間が短く、しかも低発煙
量で防火性、断熱性に優れ、尿素変性エポキシ樹脂化合
物は主として接着剤、固着剤、塗料、電子部品、建築材
として、尿素変性エポキシ樹脂化合物発泡体は建材用途
や自動車産業、電気産業、種々の機会産業、包装材産業
の用途に有用な尿素変性エポキシ樹脂化合物およびその
発泡体に関するものである。
More specifically, it does not release bisphenol A, an environmental hormone, or epichlorohydrin, a chlorine compound, has a short afterflame time upon combustion, has a low smoke emission amount, has excellent fire protection and heat insulation properties, and has excellent urea properties. Modified epoxy resin compounds are mainly useful as adhesives, fixing agents, paints, electronic components, and building materials, and urea-modified epoxy resin compound foams are useful for building materials, automotive, electric, various opportunities, and packaging materials. Urea-modified epoxy resin compounds and foams thereof.

【化3】 Embedded image

【化4】 Embedded image

【0004】[0004]

【従来の技術】従来のエポキシ樹脂はビスフェノールA
及びエピクロロヒドリンを出発原料として合成されるた
めに、環境ホルモンとしてマスコミに報道されるビスフ
ェノールAを含有し、またエピクロロヒドリンは揮発性
のクロル化合物であるため廃棄されたときに、環境を破
壊する可能性があった。さらに、従来のエポキシ樹脂は
非常に良く燃焼するため、難燃性にするには難燃剤を添
加する必要があった。しかしながら現在使用される難燃
剤はクロムやブロムを有する化合物が多く、これらの難
燃剤を添加したエポキシ樹脂は火災の際に炎は出なくな
るが、クロルやブロム原子を放出して環境を破壊すると
いう欠点があった。また特開昭63−154751号公
報にはエポキシ樹脂と
2. Description of the Related Art A conventional epoxy resin is bisphenol A.
It contains bisphenol A, which is reported in the media as an environmental hormone, because it is synthesized using epichlorohydrin as a starting material, and epichlorohydrin is a volatile chloro compound. Could be destroyed. Further, since conventional epoxy resins burn very well, it is necessary to add a flame retardant to make them flame-retardant. However, most of the flame retardants currently used are compounds containing chromium and bromide.Epoxy resins containing these flame retardants will not emit flames in the event of a fire, but will release chloro and bromide atoms and destroy the environment. There were drawbacks. JP-A-63-154751 discloses an epoxy resin.

【化5】 の式で表されるモノアミン化合物を反応させることが記
載されている。さらに特開平6−184511号には、
エポキシ樹脂と
Embedded image It is described that a monoamine compound represented by the following formula is reacted. Further, JP-A-6-184511 discloses that
With epoxy resin

【化6】 の式にて表されるような第2級、第3級アミン化合物を
反応させることが記載されている。
Embedded image The reaction of a secondary or tertiary amine compound represented by the following formula is described.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来のエポキシ樹脂の
原料であるビスフェノールAは環境ホルモンとして生態
系への影響が懸念され、エピクロロヒドリンは塩素原子
を含有する揮発性の化合物であるため、大気汚染の問題
があった。また、価格が高いという問題点もあった。さ
らには、従来のエポキシ樹脂は良く燃焼するために、難
燃性にするには難燃剤を添加する必要があった。しかし
ながらこの難燃剤は塩素や臭素のようなハロゲン原子を
有するものが広く使用されている。これらの難燃剤を添
加したエポキシ樹脂は火災の際に炎は出さないが、塩素
や臭素のようなハロゲン原子を放出して環境を破壊する
という問題点があった。
Bisphenol A, which is a conventional raw material for epoxy resin, is feared to affect the ecosystem as an environmental hormone, and epichlorohydrin is a volatile compound containing a chlorine atom. There was a problem of air pollution. Another problem is that the price is high. Furthermore, since conventional epoxy resins burn well, it was necessary to add a flame retardant to make them flame-retardant. However, flame retardants having halogen atoms such as chlorine and bromine are widely used. Epoxy resins to which these flame retardants have been added do not emit flames in the event of fire, but have the problem of destructing the environment by emitting halogen atoms such as chlorine and bromine.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するために、以下の構造式で表される化合物と過
酸化物とを使用してエポキシ化することにより、
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an epoxidation method using a compound represented by the following structural formula and a peroxide.

【化7】 環境ホルモン物質及び揮発性のクロル化合物を含有しな
いエポキシ樹脂を提供するものである。さらにこのエポ
キシ樹脂を尿素
Embedded image It is an object of the present invention to provide an epoxy resin which does not contain environmental hormone substances and volatile chloro compounds. In addition, this epoxy resin

【化8】 で変性することにより、難燃剤を添加しなくとも燃焼時
の残炎時間が短くなることを鋭意見出したものである。
Embedded image It has been argued that the modification by the method reduces the after-flame time during combustion without adding a flame retardant.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る尿素変性エ
ポキシ樹脂化合物について詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the urea-modified epoxy resin compound according to the present invention will be described in detail.

【0008】[0008]

【化9】 上記の構造式(1)で表される化合物はジシクロペンタ
ジエン、エチリデンノルボルネン、ノルボルナジエン、
ブタジエン、ペンタジエン、オクタジエン、ノナジエ
ン、デカジエン、ジビニルヘプタン、ジビニルオクタ
ン、ジビニルノナンや以下の構造式
Embedded image Compounds represented by the above structural formula (1) include dicyclopentadiene, ethylidene norbornene, norbornadiene,
Butadiene, pentadiene, octadiene, nonadiene, decadiene, divinylheptane, divinyloctane, divinylnonane and the following structural formula

【化10】 で表される化合物等がある。Embedded image And the like.

【0009】本発明に使用される過酸化物としては、過
酸化水素、過酢酸、メチルアセト酢酸パーオキサイド、
アセチルアセトンパーオキサイド、メチルシクロヘキサ
ノンパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイ
ド、シクロヘキサノンパーオキサイド、ターシャリーブ
チルヒドロパーオキサイド、キュメンヒドロパーオキサ
イド、ジターシャリーブチルパーオキサイド、アセチル
パーオキサイド、ジラウロイルパーオキサイド、ベンゾ
イルパーオキサイド、ターシャリーブチルパーオキシベ
ンゾェート、等の有機過酸化物も使用できる。
The peroxide used in the present invention includes hydrogen peroxide, peracetic acid, methyl acetoacetic acid peroxide,
Acetyl acetone peroxide, methyl cyclohexanone peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, cyclohexanone peroxide, tertiary butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, ditertiary butyl peroxide, acetyl peroxide, dilauroyl peroxide, benzoyl peroxide, tertiary Organic peroxides such as butyl peroxybenzoate can also be used.

【0010】前記の構造式(1)で表される化合物の二
重結合の部分を上記の過酸化物を用いて容易にエポキシ
樹脂化合物に合成できる。その方法は有機合成の常套手
段によって行われる。
The double bond portion of the compound represented by the structural formula (1) can be easily synthesized into an epoxy resin compound using the above-mentioned peroxide. The method is carried out by conventional means of organic synthesis.

【0011】例えば、構造式(1)のジシクロペンタジ
エンで説明すると、
For example, in the case of dicyclopentadiene of the structural formula (1),

【化11】 のようなエポキシ化合物およびエポキシ樹脂が合成され
ていると思慮される。他の化合物も同様な反応が起きて
いると思慮される。そして上記のエポキシ樹脂の分子量
は50,000以下であることが好ましい。その理由は
エポキシ樹脂の分子量を大きくすると尿素で変性したと
きに出現する難燃性の性能が悪くなるためである。次に
上記のようにして得られたエポキシ樹脂を尿素と反応さ
せるとブロック型の尿素変性エポキシ樹脂が生成してい
ると思慮される。ジシクロペンタジエンを例にとって説
明すると、
Embedded image It is considered that an epoxy compound and an epoxy resin as described above have been synthesized. It is believed that other compounds are undergoing similar reactions. The molecular weight of the epoxy resin is preferably 50,000 or less. The reason for this is that if the molecular weight of the epoxy resin is increased, the flame retardant performance that appears when modified with urea becomes worse. Next, when the epoxy resin obtained as described above is reacted with urea, it is considered that a block-type urea-modified epoxy resin is formed. Taking dicyclopentadiene as an example,

【化12】 のような構造式になっていると思慮される。他の化合物
も同様な反応が起きていると思慮される。このときエポ
キシ化した化合物に対する尿素のモル比は%で90%〜
5%であることが好ましい。その理由は尿素のモル比が
90%以上になると尿素変性エポキシ樹脂の物性が脆く
なり、5%以下では難燃性効果が非常に悪くなるためで
ある。またこのようにして得られる尿素変性エポキシ樹
脂の分子量は100〜300,000であることが好ま
しい。その理由は分子量が100以下であると、エポキ
シ樹脂の強度が極端に悪くなり、室温が高いとモノマー
臭がしたりするし、300,000以上になると使用す
るときの作業性が悪くなるためである。
Embedded image It is considered that the structural formula is as follows. It is believed that other compounds are undergoing similar reactions. At this time, the molar ratio of urea to the epoxidized compound is 90% to 90%.
Preferably, it is 5%. The reason is that when the molar ratio of urea is 90% or more, the physical properties of the urea-modified epoxy resin become brittle, and when it is 5% or less, the flame-retardant effect becomes very poor. The urea-modified epoxy resin thus obtained preferably has a molecular weight of 100 to 300,000. The reason is that if the molecular weight is 100 or less, the strength of the epoxy resin becomes extremely poor, and if the room temperature is high, the monomer smells, or if the molecular weight is 300,000 or more, the workability at the time of use deteriorates. is there.

【0012】また、上記の有機過酸化物を用いてエポキ
シ樹脂化合物を得る反応に於いて触媒を用いても良い。
好適な触媒としては、例えば苛性ソーダ、苛性カリ、酸
化カルシウム、水酸化カルシウム、水酸化リチウム、水
酸化アンモニウム、硫酸水素ナトリウム、硫酸ナトリウ
ム、水酸化バリウム、無水硫酸銅等がある。
Further, a catalyst may be used in the reaction for obtaining an epoxy resin compound using the above-mentioned organic peroxide.
Suitable catalysts include, for example, sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium oxide, calcium hydroxide, lithium hydroxide, ammonium hydroxide, sodium hydrogen sulfate, sodium sulfate, barium hydroxide, anhydrous copper sulfate, and the like.

【0013】上記の尿素変性エポキシ樹脂化合物の合成
反応において、必要に応じて溶媒中で反応させてもよ
い。溶媒として、例えば、酢酸メチルエステル、酢酸エ
チルエステル、酢酸プロピルエステル、酢酸ブチルエス
テル、酢酸イソブチルエステル、アセトン、メチルエチ
ルケトン、メチルプロピルケトン、メチルイソブチルケ
トン、ベンゼン、トルエン、キシレン、デカリン、N−
メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルス
ルホキシド、ジメチルアセトアミド、エチレングリコー
ル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレン
グリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモ
ノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエ
ーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテ
ート等の内から1種以上を任意に選択して使用すること
ができるものである。もちろん、溶媒はこれらに限定さ
れるものではない。
In the above synthesis reaction of the urea-modified epoxy resin compound, the reaction may be carried out in a solvent, if necessary. As the solvent, for example, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate, acetone, methyl ethyl ketone, methyl propyl ketone, methyl isobutyl ketone, benzene, toluene, xylene, decalin, N-
Any one or more of methylpyrrolidone, dimethylformamide, dimethylsulfoxide, dimethylacetamide, ethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, etc. It can be used selectively. Of course, the solvent is not limited to these.

【0014】構造式(1)で表される化合物の二重結合
の部分を上記の過酸化物を用いてエポキシ化させると同
時に開環重合を行わせながら尿素と反応させて尿素変性
エポキシ樹脂を得る方法を詳しく述べる。
The double bond portion of the compound represented by the structural formula (1) is epoxidized using the above-mentioned peroxide, and simultaneously reacted with urea while performing ring-opening polymerization to form a urea-modified epoxy resin. The method of obtaining is described in detail.

【化13】 Embedded image

【化14】 Embedded image

【0015】上記二重結合を有する化合物に対して、上
記過酸化物を0.5モル〜10モル、好ましくは1.5
モル〜4モル、触媒として前記した化合物を過酸化物に
対して0.01モル〜2モル、好ましくは0.05モル
〜1.2モルを加え、必要に応じて加熱しながらエポキ
シ化反応を行わせさせながら開環重合させる。加熱する
温度は10℃〜180℃、好ましくは20℃〜150
℃、より好ましくは40℃〜120℃がよい。次に上記
エポキシ化合物を尿素と反応させて尿素変性エポキシ樹
脂を得る方法を詳しく述べる。エポキシ化合物に対する
尿素の使用量は90%〜5%、好ましくは80%〜10
%がよく、残炎時間を7秒以下にするには尿素の使用量
は10%以上であることが望ましい。そしてエポキシ化
合物と尿素とを反応させる温度は20℃〜260℃、好
ましくは40℃〜180℃、より好ましくは60℃〜1
50℃がよい。上記の反応において、必要があれば触媒
としてトリエチルアミン、ピリジン、ジメチルアミノフ
ェノール、メチルエチルイミダソール等を使用してもよ
い。使用量は0.1%〜5%がよい。
With respect to the compound having a double bond, the peroxide is used in an amount of 0.5 mol to 10 mol, preferably 1.5 mol.
Mol to 4 mol of the above-mentioned compound as a catalyst with respect to the peroxide is added in an amount of 0.01 mol to 2 mol, preferably 0.05 mol to 1.2 mol. The ring-opening polymerization is performed while the reaction is being carried out. The heating temperature is 10 ° C to 180 ° C, preferably 20 ° C to 150 ° C.
C, more preferably 40C to 120C. Next, a method of obtaining the urea-modified epoxy resin by reacting the above epoxy compound with urea will be described in detail. The use amount of urea to the epoxy compound is 90% to 5%, preferably 80% to 10%.
%, And the amount of urea used is desirably 10% or more in order to keep the afterflame time to 7 seconds or less. The temperature at which the epoxy compound is reacted with urea is 20 ° C to 260 ° C, preferably 40 ° C to 180 ° C, more preferably 60 ° C to 1 ° C.
50 ° C is good. In the above reaction, if necessary, a catalyst such as triethylamine, pyridine, dimethylaminophenol or methylethylimidazole may be used. The use amount is preferably 0.1% to 5%.

【0016】また、上記反応において、必要であれば溶
媒を使用してもよい。溶媒としては、例えば、酢酸メチ
ルエステル、酢酸エチルエステル、酢酸イソプロピルエ
ステル、酢酸ブチルエステル、酢酸イソブチルエステ
ル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルプロピルケ
トン、メチルイソブチルケトン、ベンゼン、トルエン、
キシレン、デカリン、N−メチルピロリドン、ジメチル
ホルムアミド、シメチルスルホキシド、ジメチルアセト
アミド、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエ
チレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコ
ールモノメチルエーテルアセテート等の内から1種以上
を任意に選択して使用することができるものである。勿
論溶媒はこれらに限定されるものではない。
In the above reaction, a solvent may be used if necessary. As the solvent, for example, methyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate, acetone, methyl ethyl ketone, methyl propyl ketone, methyl isobutyl ketone, benzene, toluene,
Any one or more of xylene, decalin, N-methylpyrrolidone, dimethylformamide, cimethylsulfoxide, dimethylacetamide, ethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, etc. may be arbitrarily selected and used. You can do it. Of course, the solvent is not limited to these.

【0017】また、上記の反応に際して、窒素ガス、ア
ルゴンガス、炭酸ガスのような不活性ガス雰囲気中で反
応させてもよい。
In the above reaction, the reaction may be carried out in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen gas, argon gas or carbon dioxide gas.

【0018】上記の反応において、溶媒を使用した場合
には反応終了後、減圧しながらロータリーエバポレータ
ーや蒸留装置、エステル反応装置、ポリマー重合装置、
ドラム型乾燥機、真空乾燥機、スプレードライヤーのよ
うな装置を用いて留去するものである。
In the above reaction, when a solvent is used, after completion of the reaction, the pressure is reduced while a rotary evaporator, a distillation apparatus, an ester reaction apparatus, a polymer polymerization apparatus,
Distillation is performed using a device such as a drum dryer, a vacuum dryer, or a spray dryer.

【0019】上記によって得られる尿素変性エポキシ樹
脂化合物は、硬化剤を用いて硬化させてもよい。好まし
い硬化剤としては無水フタール酸、テトラクロロ無水フ
タール酸、テトラブロモ無水フタール酸、ジヒドロ無水
フタール酸、テトラヒドロ無水フタール酸、メチル無水
フタール酸、メチルジヒドロ無水フタール酸、メチルテ
トラヒドロ無水フタール酸、トリメリット酸のような酸
無水物、以下構造式(1)〜(60)で表されるアミノ
化合物
The urea-modified epoxy resin compound obtained as described above may be cured using a curing agent. Preferred curing agents are phthalic anhydride, tetrachlorophthalic anhydride, tetrabromophthalic anhydride, dihydrophthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, methylphthalic anhydride, methyldihydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, trimellitic acid Acid anhydrides, amino compounds represented by the following structural formulas (1) to (60)

【化15】 Embedded image

【化16】 Embedded image

【化17】 Embedded image

【化18】 やフェノール樹脂が使用される。そしてフェノール樹脂
の分子量は200,000以下であることが好ましい。
その理由は分子量が200,000より大きくなってい
くとフェノール樹脂で硬化させた尿素変性エポキシ化合
物が硬くて脆くなるためである。
Embedded image And phenolic resins are used. The molecular weight of the phenol resin is preferably 200,000 or less.
The reason is that when the molecular weight becomes larger than 200,000, the urea-modified epoxy compound cured with the phenol resin becomes hard and brittle.

【0020】尿素変性エポキシ樹脂100重量部に対す
る上記硬化剤の使用量は、酸無水物の場合は30重量部
〜90重量部、アミノ化合物の場合は1重量部〜60重
量部、フェノール樹脂の場合は40重量部〜80重量部
が好ましい。好ましい硬化温度は、酸無水物の場合は7
0℃〜220℃、アミノ化合物の場合は10℃〜190
℃、フェノール樹脂の場合は、50℃〜260℃がよ
い。
With respect to 100 parts by weight of the urea-modified epoxy resin, the amount of the curing agent used is 30 parts by weight to 90 parts by weight for an acid anhydride, 1 part to 60 parts by weight for an amino compound, and 60 parts by weight for an phenol resin. Is preferably 40 to 80 parts by weight. The preferred curing temperature is 7 for acid anhydrides.
0 ° C to 220 ° C, 10 ° C to 190 ° for amino compounds
C., and in the case of a phenol resin, the temperature is preferably from 50.degree.

【0021】次に本発明に係る尿素変性エポキシ樹脂化
合物発泡体を形成させる方法について詳細に述べる。発
泡体の成型に使用される発泡体は例えば、フロン系(代
替フロン、1416等)、カルボジイミド、窒素ガス、
炭化水素系(ペンタン、シクロペンタン)等の内から1
種以上を任意に選択して使用することができるものであ
る。勿論発泡剤はこれらに限定されるものではない。
Next, a method for forming the urea-modified epoxy resin compound foam according to the present invention will be described in detail. Foams used for molding foams include, for example, chlorofluorocarbon (alternative fluorocarbon, 1416, etc.), carbodiimide, nitrogen gas,
1 out of hydrocarbons (pentane, cyclopentane), etc.
More than one species can be arbitrarily selected and used. Of course, the foaming agent is not limited to these.

【0022】さらに発泡剤の添加時期は、以下の構造式
(1)で表される化合物に過酸化物を使用してエポキシ
化した化合物と尿素との反応の前、反応の途中、反応の
後のいずれかの時点にて加えても良いが、特に反応の後
の時点で加えた方が、発泡体のコントロールがし易く、
好ましいものであるが、さらに好ましくは上記エポキシ
化した化合物と尿素との反応物に硬化剤を使用して硬化
させるときに発泡剤を加えるのが良い。
Further, the foaming agent is added before, during, or after the reaction of the compound represented by the following structural formula (1) with the epoxidized compound using a peroxide and urea. May be added at any time, but it is easier to control the foam, especially when added after the reaction,
Although it is preferable, it is more preferable to add a foaming agent when curing the reaction product of the epoxidized compound and urea using a curing agent.

【化19】 Embedded image

【0023】発泡剤の使用量は上記した尿素変性エポキ
シ樹脂を100重量部とすると1〜50重量部がよい。
また発泡させる温度としては0〜300℃の範囲であれ
ば、任意に選択できるが、反応のコントロールのし易さ
から言えば、20℃〜190℃が好ましいものである。
The amount of the foaming agent is preferably 1 to 50 parts by weight, based on 100 parts by weight of the urea-modified epoxy resin.
The foaming temperature can be arbitrarily selected as long as it is in the range of 0 to 300 ° C. However, from the viewpoint of easy control of the reaction, the temperature is preferably 20 ° C to 190 ° C.

【0024】次に本発明に係る尿素変性エポキシ樹脂化
合物およびその発泡体を得るための方法も併せて具体的
な実施例により詳細に説明する。
Next, the method for obtaining the urea-modified epoxy resin compound and the foam thereof according to the present invention will be described in detail with reference to specific examples.

【0025】[0025]

【実施例1】エチリデンノルボルネン120g及び水酸
化アンモニウム2gをトルエン500gに加え反応容器
に移して、窒素ガス置換して温度を80℃に加熱しなが
ら50%過酸化水素水100ccを30分間にわたり滴
下し、撹拌しながら5時間反応させた。このようにして
得られたエチリデンノルボルネンエポキシ樹脂化合物を
ゲルパーミュエイションクロマトグラヒィーにて分子量
を測定したところ6200であった。次に上記の反応物
にメチルエチルケトン300g及び尿素60gを加えて
攪拌しながら窒素雰囲気中にて温度を95℃に昇温して
8時間反応させた。次に、ロータリーエバポレーターを
使用して5mmHgに減圧しながら60℃で溶媒を留去
した。得られた反応物は粘度52,000cps(25
℃)の粘稠な淡褐色液体であった。エポキシ当量は10
3(g/eq)、分子量は82,000であった。
Example 1 120 g of ethylidene norbornene and 2 g of ammonium hydroxide were added to 500 g of toluene, transferred to a reaction vessel, and purged with nitrogen gas, and 100 cc of 50% hydrogen peroxide solution was added dropwise over 30 minutes while heating to 80 ° C. The mixture was reacted for 5 hours while stirring. The molecular weight of the thus obtained ethylidene norbornene epoxy resin compound measured by gel permeation chromatography was 6,200. Next, 300 g of methyl ethyl ketone and 60 g of urea were added to the reaction product, and the temperature was raised to 95 ° C. in a nitrogen atmosphere with stirring, and the reaction was carried out for 8 hours. Next, the solvent was distilled off at 60 ° C. while reducing the pressure to 5 mmHg using a rotary evaporator. The resulting reactant had a viscosity of 52,000 cps (25
° C). Epoxy equivalent is 10
3 (g / eq), molecular weight was 82,000.

【0026】[0026]

【実施例2】ジシクロペンタジエン80g、ジビニルベ
ンゼン10gと水酸化カリウム2g及びキシレン600
gを反応容器中に加え、アルゴンガスをガス導入管でフ
ローさせながら温度を70℃に加熱しながら、過酢酸7
0gを1時間にわたり滴下し撹拌しながら9時間反応さ
せた後、水で洗浄し、30分間静置して、分離した水相
を捨て、キシレン相を取り出す。このようにして得られ
たジシクロペンタジエン/ヘキサジエン/ジビニルベン
ゼン三元コエポキシ樹脂化合物をゲルパーミュエイショ
ンクロマトグラヒィー(GCP)にて分子量を測定した
ところ13,000であった。
Example 2 80 g of dicyclopentadiene, 10 g of divinylbenzene, 2 g of potassium hydroxide and 600 g of xylene
g was added to the reaction vessel, and peracetic acid 7 was added while heating the temperature to 70 ° C. while flowing argon gas through a gas introduction tube.
After dropping 0 g over 1 hour and reacting for 9 hours while stirring, the mixture is washed with water, left standing for 30 minutes, the separated aqueous phase is discarded, and the xylene phase is taken out. The molecular weight of the thus obtained dicyclopentadiene / hexadiene / divinylbenzene ternary coepoxy resin compound was measured by gel permeation chromatography (GCP) to be 13,000.

【0027】次に上記の反応物にメチルエチルケトン4
20g及び尿素54gを加えて攪拌しながらアルゴンガ
ス雰囲気中にて温度を98℃に昇温して12時間反応さ
せた。そして、ロータリーエバポレーターを使用して5
mmHg減圧にながら80℃で溶媒を留去した。得られ
た反応物は淡褐色の固体であった。80℃に加熱すると
メルトし、粘度は2200cps(80℃)であった。
エポキシ当量は92(g/eq)、GPC(ゲルパーミ
ュエイションクロマトグラヒィー)による分子量の測定
値は121,000であった。
Next, methyl ethyl ketone 4 was added to the above reaction product.
After adding 20 g and 54 g of urea, the temperature was raised to 98 ° C. in an argon gas atmosphere with stirring, and the reaction was carried out for 12 hours. And 5 using a rotary evaporator
The solvent was distilled off at 80 ° C. under reduced pressure of mmHg. The resulting reaction was a light brown solid. When heated to 80 ° C., it melted and had a viscosity of 2200 cps (80 ° C.).
The epoxy equivalent was 92 (g / eq), and the molecular weight measured by GPC (gel permeation chromatography) was 121,000.

【0028】[0028]

【実施例3】実施例1で得られた尿素変性エチリデンノ
ルボルネンエポキシ樹脂化合物100gに硬化剤として
分子量7200のフェノール樹脂54gを加えてよく混
合した後、型に入れて80℃に30分間、次いで145
℃に1時間加熱したところ、褐色の固体を得た。この固
体のShoreA硬度は92、最大伸び率は21%であ
った。
Example 3 To 100 g of the urea-modified ethylidene norbornene epoxy resin compound obtained in Example 1 was added 54 g of a phenol resin having a molecular weight of 7200 as a curing agent, and the mixture was mixed well.
Heating to 1 ° C. for 1 hour gave a brown solid. The Shore A hardness of this solid was 92, and the maximum elongation was 21%.

【0029】[0029]

【実施例4】実施例1で得られた尿素変性エチリデンノ
ルボルネンエポキシ樹脂化合物100g及び分子量72
00のフェノール樹脂54g及びカルボジイミド21g
をトルエン300g及びメチルエチルケトン300gの
混合溶媒に加えて80℃に40分間加熱して攪拌しなが
らプレキュアーさせ、ロータリーエバポレーターを使用
して1mmHgの減圧にて溶媒を留去した。この発泡剤
含有尿素変性エチリデンノルボルネンエポキシ樹脂化合
物フェノール樹脂プレキュアー物より発泡体を形成させ
るには型温185℃にして25分間加熱すればよい。
Example 4 100 g of urea-modified ethylidene norbornene epoxy resin compound obtained in Example 1 and a molecular weight of 72
54 g of phenolic resin and 21 g of carbodiimide
Was added to a mixed solvent of 300 g of toluene and 300 g of methyl ethyl ketone, heated to 80 ° C. for 40 minutes, pre-cured while stirring, and the solvent was distilled off under reduced pressure of 1 mmHg using a rotary evaporator. In order to form a foam from the urea-modified ethylidene norbornene epoxy resin compound phenol resin precured product containing the foaming agent, the mold temperature may be 185 ° C. and heating may be performed for 25 minutes.

【0030】[0030]

【実施例5】実施例3及び4についてJIS−A−13
21に規格されている準不燃試験(表面試験)を行った
結果を表1に示す。また参考までに上記実施例の他に参
考例1としてフェノール樹脂発泡体、参考例2としてイ
ソシアヌレート樹脂発泡体の例を示す。
Embodiment 5 For Embodiments 3 and 4, JIS-A-13
Table 1 shows the results of the quasi-nonflammability test (surface test) specified in No. 21. Further, for reference, in addition to the above examples, examples of a phenol resin foam as Reference Example 1 and examples of an isocyanurate resin foam as Reference Example 2 will be shown.

【0031】[0031]

【表1】 [Table 1]

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る尿素変
性エポキシ樹脂化合物およびその発泡体によれば、燃
焼時の残炎時間がほぼ0に近く、防火性、耐火性に優れ
る。燃焼時の発煙量が少なく、環境に配慮できる。
反応時に有害大気汚染物質であるホルマリンや塩素化合
物であるエピクロロヒドリンを発生しない。環境ホル
モンであるビスフェノールAを放出しない。
As described above, according to the urea-modified epoxy resin compound and the foam thereof according to the present invention, the after-flame time at the time of combustion is almost zero, and the fire resistance and fire resistance are excellent. The amount of smoke generated during combustion is small, and the environment can be considered.
It does not generate formalin, a harmful air pollutant, or epichlorohydrin, a chlorine compound, during the reaction. Does not release bisphenol A, an environmental hormone.

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────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成12年4月6日(2000.4.6)[Submission date] April 6, 2000 (200.4.6)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【書類名】 明細書[Document Name] Statement

【発明の名称】 尿素変性エポキシ樹脂化合物[Title of the Invention] Urea-modified epoxy resin compound

【特許請求の範囲】[Claims]

化1 [ Formula 1 ]

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は用途が限られた出発
原料を用いて、安価に、かつ、ビスフェノールAとエピ
クロロヒドリンを使用しないため、環境に優しいエコプ
ラスチィックとなる尿素変性エポキシ樹脂化合物及びそ
の発泡体に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a urea-modified epoxy resin compound which is eco-friendly because it uses low-cost starting materials, does not use bisphenol A and epichlorohydrin, and is environmentally friendly. And its foam.

【0002】[0002]

【産業上の利用分野】本発明は以下の構造式で表される
化合物に過酸化物を使用してエポキシ化した化合物と尿
素を反応させることにより形成される尿素変性エポキシ
及びこの尿素変性エポキシ樹脂に発泡剤を加えることに
より形成される尿素変性エポキシ樹脂発泡体に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a urea-modified epoxy formed by reacting a compound represented by the following structural formula with an epoxidized compound using a peroxide and urea, and this urea-modified epoxy resin. The present invention relates to a urea-modified epoxy resin foam formed by adding a blowing agent to urea.

化2 [ Formula 2 ]

【0003】さらに詳しくは、環境ホルモンであるビス
フェノールAや塩素化合物であるエピクロロヒデリンを
放出せず、かつ燃焼時の残炎時間が短く、しかも低発煙
量で防火性、断熱性に優れ、尿素変性エポキシ樹脂化合
物は主として接着剤、固着剤、塗料、電子部品、建築材
として、尿素変性エポキシ樹脂化合物発泡体は建材用途
や自動車産業、電気産業、種々の機会産業、包装材産業
の用途に有用な尿素変性エポキシ樹脂化合物およびその
発泡体に関するものである。
More specifically, it does not release bisphenol A, an environmental hormone, or epichlorohydrin, a chlorine compound, has a short afterflame time upon combustion, has a low smoke emission amount, has excellent fire protection and heat insulation properties, and has excellent urea properties. Modified epoxy resin compounds are mainly useful as adhesives, fixing agents, paints, electronic components, and building materials, and urea-modified epoxy resin compound foams are useful for building materials, automotive, electric, various opportunities, and packaging materials. Urea-modified epoxy resin compounds and foams thereof.

【0004】[0004]

【従来の技術】従来のエポキシ樹脂はビスフェノールA
及びエピクロロヒドリンを出発原料として合成されるた
めに、環境ホルモンとしてマスコミに報道されるビスフ
ェノールAを含有し、またエピクロロヒドリンは揮発性
のクロル化合物であるため廃棄されたときに、環境を破
壊する可能性があった。さらに、従来のエポキシ樹脂は
非常に良く燃焼するため、難燃性にするには難燃剤を添
加する必要があった。しかしながら現在使用される難燃
剤はクロムやブロムを有する化合物が多く、これらの難
燃剤を添加したエポキシ樹脂は火災の際に炎は出なくな
るが、クロルやブロム原子を放出して環境を破壊すると
いう欠点があった。また特開昭63−154751号公
報にはエポキシ樹脂と
2. Description of the Related Art A conventional epoxy resin is bisphenol A.
It contains bisphenol A, which is reported in the media as an environmental hormone, because it is synthesized using epichlorohydrin as a starting material, and epichlorohydrin is a volatile chloro compound. Could be destroyed. Further, since conventional epoxy resins burn very well, it is necessary to add a flame retardant to make them flame-retardant. However, most of the flame retardants currently used have compounds containing chromium and bromide.Epoxy resins containing these flame retardants will not emit flames in the event of a fire, but will release chloro and bromide atoms and destroy the environment. There were drawbacks. JP-A-63-154751 discloses an epoxy resin.

化3の式で表されるモノアミン化合物を反応させることが記
載されている。さらに特開平6−184511号には、
エポキシ樹脂と
[Formula 3] It is described that a monoamine compound represented by the following formula is reacted. Further, JP-A-6-184511 discloses that
With epoxy resin

化4の式にて表されるような第2級、第3級アミン化合物を
反応させることが記載されている。
[Of 4] The reaction of a secondary or tertiary amine compound represented by the following formula is described.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来のエポキシ樹脂の
原料であるビスフェノールAは環境ホルモンとして生態
系への影響が懸念され、エピクロロヒドリンは塩素原子
を含有する揮発性の化合物であるため、大気汚染の問題
があった。また、価格が高いという問題点もあった。さ
らには、従来のエポキシ樹脂は良く燃焼するために、難
燃性にするには難燃剤を添加する必要があった。しかし
ながらこの難燃剤は塩素や臭素のようなハロゲン原子を
有するものが広く使用されている。これらの難燃剤を添
加したエポキシ樹脂は火災の際に炎は出さないが、塩素
や臭素のようなハロゲン原子を放出して環境を破壊する
という問題点があった。
Bisphenol A, which is a conventional raw material for epoxy resin, is feared to affect the ecosystem as an environmental hormone, and epichlorohydrin is a volatile compound containing a chlorine atom. There was a problem of air pollution. Another problem is that the price is high. Furthermore, since conventional epoxy resins burn well, it was necessary to add a flame retardant to make them flame-retardant. However, flame retardants having halogen atoms such as chlorine and bromine are widely used. Epoxy resins to which these flame retardants have been added do not emit flames in the event of fire, but have the problem of destructing the environment by emitting halogen atoms such as chlorine and bromine.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するために、以下の構造式で表される化合物と過
酸化物とを使用してエポキシ化することにより、
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an epoxidation method using a compound represented by the following structural formula and a peroxide.

化5環境ホルモン物質及び揮発性のクロル化合物を含有しな
いエポキシ樹脂を提供するものである。さらにこのエポ
キシ樹脂を尿素
[Of 5] It is an object of the present invention to provide an epoxy resin which does not contain environmental hormone substances and volatile chloro compounds. In addition, this epoxy resin

化6で変性することにより、難燃剤を添加しなくとも燃焼時
の残炎時間が短くなることを鋭意見出したものである。
[Omitted] It has been argued that the modification by the method reduces the after-flame time during combustion without adding a flame retardant.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る尿素変性エ
ポキシ樹脂化合物について詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the urea-modified epoxy resin compound according to the present invention will be described in detail.

【0008】[0008]

化7上記の構造式(1)で表される化合物はジシクロペンタ
ジエン、エチリデンノルボルネン、ノルボルナジエン、
ブタジエン、ペンタジエン、オクタジエン、ノナジエ
ン、デカジエン、ジビニルヘプタン、ジビニルオクタ
ン、ジビニルノナンや以下の構造式
[Omitted] Compounds represented by the above structural formula (1) include dicyclopentadiene, ethylidene norbornene, norbornadiene,
Butadiene, pentadiene, octadiene, nonadiene, decadiene, divinylheptane, divinyloctane, divinylnonane and the following structural formula

化8で表される化合物等がある。 [Of 8] And the like.

【0009】本発明に使用される過酸化物としては、過
酸化水素、過酢酸、メチルアセト酢酸パーオキサイド、
アセチルアセトンパーオキサイド、メチルシクロヘキサ
ノンパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイ
ド、シクロヘキサノンパーオキサイド、ターシャリーブ
チルヒドロパーオキサイド、キュメンヒドロパーオキサ
イド、ジターシャリーブチルパーオキサイド、アセチル
パーオキサイド、ジラウロイルパーオキサイド、ベンゾ
イルパーオキサイド、ターシャリーブチルパーオキシベ
ンゾェート、等の有機過酸化物も使用できる。
The peroxide used in the present invention includes hydrogen peroxide, peracetic acid, methyl acetoacetic acid peroxide,
Acetyl acetone peroxide, methyl cyclohexanone peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, cyclohexanone peroxide, tertiary butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, ditertiary butyl peroxide, acetyl peroxide, dilauroyl peroxide, benzoyl peroxide, tertiary Organic peroxides such as butyl peroxybenzoate can also be used.

【0010】前記の構造式(1)で表される化合物の二
重結合の部分を上記の過酸化物を用いて容易にエポキシ
樹脂化合物に合成できる。その方法は有機合成の常套手
段によって行われる。
The double bond portion of the compound represented by the structural formula (1) can be easily synthesized into an epoxy resin compound using the above-mentioned peroxide. The method is carried out by conventional means of organic synthesis.

【0011】例えば、構造式(1)のジシクロペンタジ
エンで説明すると、
For example, in the case of dicyclopentadiene of the structural formula (1),

化9のようなエポキシ化合物およびエポキシ樹脂が合成され
ていると思慮される。他の化合物も同様な反応が起きて
いると思慮される。そして上記のエポキシ樹脂の分子量
は50,000以下であることが好ましい。その理由は
エポキシ樹脂の分子量を大きくすると尿素で変性したと
きに出現する難燃性の性能が悪くなるためである。次に
上記のようにして得られたエポキシ樹脂を尿素と反応さ
せるとブロック型の尿素変性エポキシ樹脂が生成してい
ると思慮される。ジシクロペンタジエンを例にとって説
明すると、
[Omitted] It is considered that an epoxy compound and an epoxy resin as described above have been synthesized. It is believed that other compounds are undergoing similar reactions. The molecular weight of the epoxy resin is preferably 50,000 or less. The reason for this is that if the molecular weight of the epoxy resin is increased, the flame retardant performance that appears when modified with urea becomes worse. Next, when the epoxy resin obtained as described above is reacted with urea, it is considered that a block-type urea-modified epoxy resin is formed. Taking dicyclopentadiene as an example,

化10のような構造式になっていると思慮される。他の化合物
も同様な反応が起きていると思慮される。このときエポ
キシ化した化合物に対する尿素のモル比は%で90%〜
5%であることが好ましい。その理由は尿素のモル比が
90%以上になると尿素変性エポキシ樹脂の物性が脆く
なり、5%以下では難燃性効果が非常に悪くなるためで
ある。またこのようにして得られる尿素変性エポキシ樹
脂の分子量は100〜300,000であることが好ま
しい。その理由は分子量が100以下であると、エポキ
シ樹脂の強度が極端に悪くなり、室温が高いとモノマー
臭がしたりするし、300,000以上になると使用す
るときの作業性が悪くなるためである。
[Of 10] It is considered that the structural formula is as follows. It is believed that other compounds are undergoing similar reactions. At this time, the molar ratio of urea to the epoxidized compound is 90% to 90%.
Preferably, it is 5%. The reason is that when the molar ratio of urea is 90% or more, the physical properties of the urea-modified epoxy resin become brittle, and when it is 5% or less, the flame-retardant effect becomes very poor. The urea-modified epoxy resin thus obtained preferably has a molecular weight of 100 to 300,000. The reason is that if the molecular weight is 100 or less, the strength of the epoxy resin becomes extremely poor, and if the room temperature is high, the monomer smells, or if the molecular weight is 300,000 or more, the workability at the time of use deteriorates. is there.

【0012】また、上記の有機過酸化物を用いてエポキ
シ樹脂化合物を得る反応に於いて触媒を用いても良い。
好適な触媒としては、例えば苛性ソーダ、苛性カリ、酸
化カルシウム、水酸化カルシウム、水酸化リチウム、水
酸化アンモニウム、硫酸水素ナトリウム、硫酸ナトリウ
ム、水酸化バリウム、無水硫酸銅等がある。
Further, a catalyst may be used in the reaction for obtaining an epoxy resin compound using the above-mentioned organic peroxide.
Suitable catalysts include, for example, sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium oxide, calcium hydroxide, lithium hydroxide, ammonium hydroxide, sodium hydrogen sulfate, sodium sulfate, barium hydroxide, anhydrous copper sulfate, and the like.

【0013】上記の尿素変性エポキシ樹脂化合物の合成
反応において、必要に応じて溶媒中で反応させてもよ
い。溶媒として、例えば、酢酸メチルエステル、酢酸エ
チルエステル、酢酸プロピルエステル、酢酸ブチルエス
テル、酢酸イソブチルエステル、アセトン、メチルエチ
ルケトン、メチルプロピルケトン、メチルイソブチルケ
トン、ベンゼン、トルエン、キシレン、デカリン、N−
メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルス
ルホキシド、ジメチルアセトアミド、エチレングリコー
ル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレン
グリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモ
ノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエ
ーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテ
ート等の内から1種以上を任意に選択して使用すること
ができるものである。もちろん、溶媒はこれらに限定さ
れるものではない。
In the above synthesis reaction of the urea-modified epoxy resin compound, the reaction may be carried out in a solvent, if necessary. As the solvent, for example, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate, acetone, methyl ethyl ketone, methyl propyl ketone, methyl isobutyl ketone, benzene, toluene, xylene, decalin, N-
Any one or more of methylpyrrolidone, dimethylformamide, dimethylsulfoxide, dimethylacetamide, ethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, etc. It can be used selectively. Of course, the solvent is not limited to these.

【0014】構造式(1)で表される化合物の二重結合
の部分を上記の過酸化物を用いてエポキシ化させると同
時に開環重合を行わせながら尿素と反応させて尿素変性
エポキシ樹脂を得る方法を詳しく述べる。
The double bond portion of the compound represented by the structural formula (1) is epoxidized using the above-mentioned peroxide, and simultaneously reacted with urea while performing ring-opening polymerization to form a urea-modified epoxy resin. The method of obtaining is described in detail.

【0015】[0015]

化11上記二重結合を有する化合物に対して、上記過酸化物を
0.5モル〜10モル、好ましくは1.5モル〜4モ
ル、触媒として前記した化合物を過酸化物に対して0.
01モル〜2モル、好ましくは0.05モル〜1.2モ
ルを加え、必要に応じて加熱しながらエポキシ化反応を
行わせさせながら開環重合させる。加熱する温度は10
℃〜180℃、好ましくは20℃〜150℃、より好ま
しくは40℃〜120℃がよい。次に上記エポキシ化合
物を尿素と反応させて尿素変性エポキシ樹脂を得る方法
を詳しく述べる。エポキシ化合物に対する尿素の使用量
は90%〜5%、好ましくは80%〜10%がよく、残
炎時間を7秒以下にするには尿素の使用量は10%以上
であることが望ましい。そしてエポキシ化合物と尿素と
を反応させる温度は20℃〜260℃、好ましくは40
℃〜180℃、より好ましくは60℃〜150℃がよ
い。上記の反応において、必要があれば触媒としてトリ
エチルアミン、ピリジン、ジメチルアミノフェノール、
メチルエチルイミダソール等を使用してもよい。使用量
は0.1%〜5%がよい。
[Of 11] 0.5 to 10 moles, preferably 1.5 to 4 moles, of the above-mentioned peroxide is added to the compound having a double bond.
The reaction is carried out in an amount of from 01 mol to 2 mol, preferably from 0.05 mol to 1.2 mol. Heating temperature is 10
C. to 180C, preferably 20C to 150C, more preferably 40C to 120C. Next, a method of obtaining the urea-modified epoxy resin by reacting the above epoxy compound with urea will be described in detail. The amount of urea used for the epoxy compound is preferably 90% to 5%, and more preferably 80% to 10%, and the amount of urea is desirably 10% or more in order to reduce the afterflame time to 7 seconds or less. The temperature at which the epoxy compound is reacted with urea is 20 ° C. to 260 ° C., preferably 40 ° C.
C. to 180C, more preferably 60C to 150C. In the above reaction, if necessary, a catalyst such as triethylamine, pyridine, dimethylaminophenol,
Methyl ethyl imidasol or the like may be used. The use amount is preferably 0.1% to 5%.

【0016】また、上記反応において、必要であれば溶
媒を使用してもよい。溶媒としては、例えば、酢酸メチ
ルエステル、酢酸エチルエステル、酢酸イソプロピルエ
ステル、酢酸ブチルエステル、酢酸イソブチルエステ
ル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルプロピルケ
トン、メチルイソブチルケトン、ベンゼン、トルエン、
キシレン、デカリン、N−メチルピロリドン、ジメチル
ホルムアミド、シメチルスルホキシド、ジメチルアセト
アミド、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエ
チレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコ
ールモノメチルエーテルアセテート等の内から1種以上
を任意に選択して使用することができるものである。勿
論溶媒はこれらに限定されるものではない。
In the above reaction, a solvent may be used if necessary. As the solvent, for example, methyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate, acetone, methyl ethyl ketone, methyl propyl ketone, methyl isobutyl ketone, benzene, toluene,
Any one or more of xylene, decalin, N-methylpyrrolidone, dimethylformamide, cimethylsulfoxide, dimethylacetamide, ethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate and the like can be arbitrarily selected and used. You can do it. Of course, the solvent is not limited to these.

【0017】また、上記の反応に際して、窒素ガス、ア
ルゴンガス、炭酸ガスのような不活性ガス雰囲気中で反
応させてもよい。
In the above reaction, the reaction may be carried out in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen gas, argon gas or carbon dioxide gas.

【0018】上記の反応において、溶媒を使用した場合
には反応終了後、減圧しながらロータリーエバポレータ
ーや蒸留装置、エステル反応装置、ポリマー重合装置、
ドラム型乾燥機、真空乾燥機、スプレードライヤーのよ
うな装置を用いて留去するものである。
In the above reaction, when a solvent is used, after completion of the reaction, the pressure is reduced while a rotary evaporator, a distillation apparatus, an ester reaction apparatus, a polymer polymerization apparatus,
Distillation is performed using a device such as a drum dryer, a vacuum dryer, or a spray dryer.

【0019】上記によって得られる尿素変性エポキシ樹
脂化合物は、硬化剤を用いて硬化させてもよい。好まし
い硬化剤としては無水フタール酸、テトラクロロ無水フ
タール酸、テトラブロモ無水フタール酸、ジヒドロ無水
フタール酸、テトラヒドロ無水フタール酸、メチル無水
フタール酸、メチルジヒドロ無水フタール酸、メチルテ
トラヒドロ無水フタール酸、トリメリット酸のような酸
無水物、以下構造式(1)〜(60)で表されるアミノ
化合物
The urea-modified epoxy resin compound obtained as described above may be cured using a curing agent. Preferred curing agents are phthalic anhydride, tetrachlorophthalic anhydride, tetrabromophthalic anhydride, dihydrophthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, methylphthalic anhydride, methyldihydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, trimellitic acid Acid anhydrides, amino compounds represented by the following structural formulas (1) to (60)

化12 [Of 12]

化13 [Of 13]

化14 [Of 14]

化15やフェノール樹脂が使用される。そしてフェノール樹脂
の分子量は200,000以下であることが好ましい。
その理由は分子量が200,000より大きくなってい
くとフェノール樹脂で硬化させた尿素変性エポキシ化合
物が硬くて脆くなるためである。
[Of 15] And phenolic resins are used. The molecular weight of the phenol resin is preferably 200,000 or less.
The reason is that when the molecular weight becomes larger than 200,000, the urea-modified epoxy compound cured with the phenol resin becomes hard and brittle.

【0020】尿素変性エポキシ樹脂100重量部に対す
る上記硬化剤の使用量は、酸無水物の場合は30重量部
〜90重量部、アミノ化合物の場合は1重量部〜60重
量部、フェノール樹脂の場合は40重量部〜80重量部
が好ましい。好ましい硬化温度は、酸無水物の場合は7
0℃〜220℃、アミノ化合物の場合は10℃〜190
℃、フェノール樹脂の場合は、50℃〜260℃がよ
い。
With respect to 100 parts by weight of the urea-modified epoxy resin, the amount of the curing agent used is 30 parts by weight to 90 parts by weight for an acid anhydride, 1 part to 60 parts by weight for an amino compound, and 60 parts by weight for an phenol resin. Is preferably 40 to 80 parts by weight. The preferred curing temperature is 7 for acid anhydrides.
0 ° C to 220 ° C, 10 ° C to 190 ° for amino compounds
C., and in the case of a phenol resin, the temperature is preferably from 50.degree.

【0021】次に本発明に係る尿素変性エポキシ樹脂化
合物発泡体を形成させる方法について詳細に述べる。発
泡体の成型に使用される発泡体は例えば、フロン系(代
替フロン、1416等)、カルボジイミド、窒素ガス、
炭化水素系(ペンタン、シクロペンタン)等の内から1
種以上を任意に選択して使用することができるものであ
る。勿論発泡剤はこれらに限定されるものではない。
Next, a method for forming the urea-modified epoxy resin compound foam according to the present invention will be described in detail. Foams used for molding foams include, for example, chlorofluorocarbon (alternative fluorocarbon, 1416, etc.), carbodiimide, nitrogen gas,
1 out of hydrocarbons (pentane, cyclopentane), etc.
More than one species can be arbitrarily selected and used. Of course, the foaming agent is not limited to these.

【0022】さらに発泡剤の添加時期は、以下の構造式
(1)で表される化合物に過酸化物を使用してエポキシ
化した化合物と尿素との反応の前、反応の途中、反応の
後のいずれかの時点にて加えても良いが、特に反応の後
の時点で加えた方が、発泡体のコントロールがし易く、
好ましいものであるが、さらに好ましくは上記エポキシ
化した化合物と尿素との反応物に硬化剤を使用して硬化
させるときに発泡剤を加えるのが良い。
Further, the foaming agent is added before, during, or after the reaction of the compound represented by the following structural formula (1) with the epoxidized compound using a peroxide and urea. May be added at any time, but it is easier to control the foam, especially when added after the reaction,
Although it is preferable, it is more preferable to add a foaming agent when curing the reaction product of the epoxidized compound and urea using a curing agent.

化16 [Of 16]

【0023】発泡剤の使用量は上記した尿素変性エポキ
シ樹脂を100重量部とすると1〜50重量部がよい。
また発泡させる温度としては0〜300℃の範囲であれ
ば、任意に選択できるが、反応のコントロールのし易さ
から言えば、20℃〜190℃が好ましいものである。
The amount of the foaming agent is preferably 1 to 50 parts by weight, based on 100 parts by weight of the urea-modified epoxy resin.
The foaming temperature can be arbitrarily selected as long as it is in the range of 0 to 300 ° C. However, from the viewpoint of easy control of the reaction, the temperature is preferably 20 ° C to 190 ° C.

【0024】次に本発明に係る尿素変性エポキシ樹脂化
合物およびその発泡体を得るための方法も併せて具体的
な実施例により詳細に説明する。
Next, the method for obtaining the urea-modified epoxy resin compound and the foam thereof according to the present invention will be described in detail with reference to specific examples.

【0025】[0025]

【実施例1】エチリデンノルボルネン120g及び水酸
化アンモニウム2gをトルエン500gに加え反応容器
に移して、窒素ガス置換して温度を80℃に加熱しなが
ら50%過酸化水素水100ccを30分間にわたり滴
下し、撹拌しながら5時間反応させた。このようにして
得られたエチリデンノルボルネンエポキシ樹脂化合物を
ゲルパーミュエイションクロマトグラヒィーにて分子量
を測定したところ6200であった。次に上記の反応物
にメチルエチルケトン300g及び尿素60gを加えて
攪拌しながら窒素雰囲気中にて温度を95℃に昇温して
8時間反応させた。次に、ロータリーエバポレーターを
使用して5mmHgに減圧しながら60℃で溶媒を留去
した。得られた反応物は粘度52,000cps(25
℃)の粘稠な淡褐色液体であった。エポキシ当量は10
3(g/eq)、分子量は82,000であった。
Example 1 120 g of ethylidene norbornene and 2 g of ammonium hydroxide were added to 500 g of toluene, transferred to a reaction vessel, and purged with nitrogen gas, and 100 cc of 50% hydrogen peroxide solution was added dropwise over 30 minutes while heating to 80 ° C. The mixture was reacted for 5 hours while stirring. The molecular weight of the thus obtained ethylidene norbornene epoxy resin compound measured by gel permeation chromatography was 6,200. Next, 300 g of methyl ethyl ketone and 60 g of urea were added to the reaction product, and the temperature was raised to 95 ° C. in a nitrogen atmosphere with stirring, and the reaction was carried out for 8 hours. Next, the solvent was distilled off at 60 ° C. while reducing the pressure to 5 mmHg using a rotary evaporator. The resulting reactant had a viscosity of 52,000 cps (25
° C). Epoxy equivalent is 10
3 (g / eq), molecular weight was 82,000.

【0026】[0026]

【実施例2】ジシクロペンタジエン80g、ジビニルベ
ンゼン10gと水酸化カリウム2g及びキシレン600
gを反応容器中に加え、アルゴンガスをガス導入管でフ
ローさせながら温度を70℃に加熱しながら、過酢酸7
0gを1時間にわたり滴下し撹拌しながら9時間反応さ
せた後、水で洗浄し、30分間静置して、分離した水相
を捨て、キシレン相を取り出す。このようにして得られ
たジシクロペンタジエン/ヘキサジエン/ジビニルベン
ゼンコエポキシ樹脂化合物をゲルパーミュエイションク
ロマトグラヒィー(GCP)にて分子量を測定したとこ
ろ13,000であった。
Example 2 80 g of dicyclopentadiene, 10 g of divinylbenzene, 2 g of potassium hydroxide and 600 g of xylene
g was added to the reaction vessel, and the peracetic acid 7
After dropping 0 g over 1 hour and reacting for 9 hours while stirring, the mixture is washed with water, left standing for 30 minutes, the separated aqueous phase is discarded, and the xylene phase is taken out. Dicyclopentadiene / hexadiene / divinylbenne thus obtained
The molecular weight of the Zenko epoxy resin compound measured by gel permeation chromatography (GCP) was 13,000.

【0027】次に上記の反応物にメチルエチルケトン4
20g及び尿素54gを加えて攪拌しながらアルゴンガ
ス雰囲気中にて温度を98℃に昇温して12時間反応さ
せた。そして、ロータリーエバポレーターを使用して5
mmHg減圧にながら80℃で溶媒を留去した。得られ
た反応物は淡褐色の固体であった。80℃に加熱すると
メルトし、粘度は2200cps(80℃)であった。
エポキシ当量は92(g/eq)、GPC(ゲルパーミ
ュエイションクロマトグラヒィー)による分子量の測定
値は121,000であった。
Next, methyl ethyl ketone 4 was added to the above reaction product.
After adding 20 g and 54 g of urea, the temperature was raised to 98 ° C. in an argon gas atmosphere with stirring, and the reaction was carried out for 12 hours. And 5 using a rotary evaporator
The solvent was distilled off at 80 ° C. under reduced pressure of mmHg. The resulting reaction was a light brown solid. When heated to 80 ° C., it melted and had a viscosity of 2200 cps (80 ° C.).
The epoxy equivalent was 92 (g / eq), and the molecular weight measured by GPC (gel permeation chromatography) was 121,000.

【0028】[0028]

【実施例3】実施例1で得られた尿素変性エチリデンノ
ルボルネンエポキシ樹脂化合物100gに硬化剤として
分子量7200のフェノール樹脂54gを加えてよく混
合した後、型に入れて80℃に30分間、次いで145
℃に1時間加熱したところ、褐色の固体を得た。この固
体のShoreA硬度は92、最大伸び率は21%であ
った。
Example 3 To 100 g of the urea-modified ethylidene norbornene epoxy resin compound obtained in Example 1 was added 54 g of a phenol resin having a molecular weight of 7,200 as a curing agent, and the mixture was mixed well.
Heating to 1 ° C. for 1 hour gave a brown solid. The Shore A hardness of this solid was 92, and the maximum elongation was 21%.

【0029】[0029]

【実施例4】実施例1で得られた尿素変性エチリデンノ
ルボルネンエポキシ樹脂化合物100g及び分子量72
00のフェノール樹脂54g及びカルボジイミド21g
をトルエン300g及びメチルエチルケトン300gの
混合溶媒に加えて80℃に40分間加熱して攪拌しなが
らプレキュアーさせ、ロータリーエバポレーターを使用
して1mmHgの減圧にて溶媒を留去した。この発泡剤
含有尿素変性エチリデンノルボルネンエポキシ樹脂化合
物フェノール樹脂プレキュアー物より発泡体を形成させ
るには型温185℃にして25分間加熱すればよい。
Example 4 100 g of urea-modified ethylidene norbornene epoxy resin compound obtained in Example 1 and a molecular weight of 72
54 g of phenolic resin and 21 g of carbodiimide
Was added to a mixed solvent of 300 g of toluene and 300 g of methyl ethyl ketone, heated to 80 ° C. for 40 minutes, pre-cured while stirring, and the solvent was distilled off under reduced pressure of 1 mmHg using a rotary evaporator. In order to form a foam from the urea-modified ethylidene norbornene epoxy resin compound phenol resin precured product containing the foaming agent, the mold temperature may be 185 ° C. and heating may be performed for 25 minutes.

【0030】[0030]

【実施例5】実施例3及び4についてJIS−A−13
21に規格されている準不燃試験(表面試験)を行った
結果を表1に示す。また参考までに上記実施例の他に参
考例1としてフェノール樹脂発泡体、参考例2としてイ
ソシアヌレート樹脂発泡体の例を示す。
Embodiment 5 For Embodiments 3 and 4, JIS-A-13
Table 1 shows the results of the quasi-nonflammability test (surface test) specified in No. 21. Further, for reference, in addition to the above examples, examples of a phenol resin foam as Reference Example 1 and examples of an isocyanurate resin foam as Reference Example 2 will be shown.

【表1】 [Table 1]

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る尿素変
性エポキシ樹脂化合物およびその発泡体によれば、燃
焼時の残炎時間がほぼ0に近く、防火性、耐火性に優れ
る。燃焼時の発煙量が少なく、環境に配慮できる。
反応時に有害大気汚染物質であるホルマリンや塩素化合
物であるエピクロロヒドリンを発生しない。環境ホル
モンであるビスフェノールAを放出しない。
As described above, according to the urea-modified epoxy resin compound and the foam thereof according to the present invention, the after-flame time at the time of combustion is almost zero, and the fire resistance and fire resistance are excellent. The amount of smoke generated during combustion is small, and the environment can be considered.
It does not generate formalin, a harmful air pollutant, or epichlorohydrin, a chlorine compound, during the reaction. Does not release bisphenol A, an environmental hormone.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 以下の構造式で表される化合物に過酸化
物を使用してエポキシ化した化合物と尿素を反応させる
ことを特徴とする尿素変性エポキシ樹脂化合物。 【化1】 【化2】
1. A urea-modified epoxy resin compound characterized by reacting a compound represented by the following structural formula with a compound epoxidized using a peroxide and urea. Embedded image Embedded image
【請求項2】 エポキシ化した化合物に対する尿素のモ
ル%は90%〜5%であることを特徴とする請求項1記
載の尿素変性エポキシ樹脂化合物。
2. The urea-modified epoxy resin compound according to claim 1, wherein the mole% of urea relative to the epoxidized compound is 90% to 5%.
【請求項3】 エポキシ化した化合物の分子量は50,
000以下であることを特徴とする請求項1記載のエポ
キシ化した化合物。
3. The epoxidized compound has a molecular weight of 50,
2. The epoxidized compound according to claim 1, which has a molecular weight of 000 or less.
【請求項4】 分子量が100〜300,000である
ことを特徴とする請求項1記載の尿素変性エポキシ樹脂
化合物。
4. The urea-modified epoxy resin compound according to claim 1, wherein the molecular weight is from 100 to 300,000.
【請求項5】 ブロック型コポリマーであることを特徴
とする請求項1に記載の尿素変性エポキシ樹脂化合物。
5. The urea-modified epoxy resin compound according to claim 1, which is a block copolymer.
【請求項6】 硬化剤としてフェノール樹脂を使用する
ことを特徴とする請求項1に記載の尿素変性エポキシ樹
脂化合物
6. The urea-modified epoxy resin compound according to claim 1, wherein a phenol resin is used as a curing agent.
【請求項7】 分子量が200,000以下であること
を特徴とする請求項6記載のフェノール樹脂
7. The phenolic resin according to claim 6, having a molecular weight of 200,000 or less.
【請求項8】 残炎時間は7秒以下であることを特徴と
する請求項1記載の尿素変性エポキシ樹脂化合物
8. The urea-modified epoxy resin compound according to claim 1, wherein the after-flame time is 7 seconds or less.
【請求項9】 請求項1に記載の構造式で表される化合
物に過酸化物を使用してエポキシ化した化合物と尿素を
反応させると共に、発泡材をこの反応の前、反応の途
中、反応の後のいずれかの時点にて加えて発泡させるこ
とにより形成されたことを特徴とする尿素変性エポキシ
樹脂化合物発泡体。
9. The compound represented by the structural formula according to claim 1 is reacted with an epoxidized compound using a peroxide and urea, and the foaming material is reacted before, during or after the reaction. A urea-modified epoxy resin compound foam formed by adding and foaming at any time after the step (a).
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