JP2011207966A - 多価ヒドロキシ樹脂、エポキシ樹脂、それらの製造法、それらを用いたエポキシ樹脂組成物及び硬化物 - Google Patents
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Abstract
Description
1Lの4口セパラブルフラスコに、1−ナフトール96g、フェノール251g、ジクロロメチルナフタレン(1,4−ジクロロメチル体43.5%、1,5−ジクロロメチル体55.3%、その他のジクロロメチル体1.2%)150g及びクロロベンゼン450gを量り採り、窒素気流下、攪拌しながら徐々に昇温溶解させ、約80℃でそのまま2時間反応させた。その後、クロロベンゼンを留去しながら180℃まで昇温し、そのまま1時間反応させた。反応後、減圧留去により溶媒と未反応モノマーを除去した後、褐色の樹脂235gを得た(多価ヒドロキシ樹脂A)。得られた多価ヒドロキシ樹脂の水酸基当量は230g/eq.であり、軟化点は123℃、150℃での溶融粘度は9.5Pa・sであった。回収した未反応モノマーの分析から、樹脂中に取り込まれた1−ナフトール(N)とフェノール(B)の比率(モル比)は、N/(N+B)=0.57であった。GPCチャートを図1に示す。ここで溶融粘度は、BROOKFIELD社製CAP2000Hを用い、GPC測定は、装置:MODEL151(Waters(株)製)及びカラム:TSK−GEL2000H×3本及びTSK−GEL4000H× 1本(何れも東ソー(株)製)を用い、溶媒:テトラヒドロフラン、流速:1.0ml/分、温度:38℃、検出器:RIの条件で行った。
1−ナフトールの代わりに2−ナフトールを用いて、実施例1と同様に反応させて、褐色の樹脂237gを得た(多価ヒドロキシ樹脂B)。得られた多価ヒドロキシ樹脂の水酸基当量は217g/eq.であり、軟化点は121℃、150℃での溶融粘度は6.2Pa・sであった。回収した未反応モノマーの分析から、樹脂中に取り込まれた1−ナフトール(N)とフェノール(B)の比率は、N/(N+B)=0.50であった。GPCチャートを図2に示す。
1Lの4口セパラブルフラスコに、1−ナフトール100g、フェノール437g、ジクロロメチルナフタレン(1,4−ジクロロメチル体43.5%、1,5−ジクロロメチル体55.3%、その他のジクロロメチル体1.2%)180g及びクロロベンゼン200gを量り採り、窒素気流下、攪拌しながら徐々に昇温溶解させ、約80℃でそのまま2時間反応させた。その後、クロロベンゼンを留去しながら180℃まで昇温し、そのまま1時間反応させた。反応後、減圧留去により溶媒と未反応モノマーを除去した後、褐色の樹脂275gを得た(多価ヒドロキシ樹脂C)。得られた多価ヒドロキシ樹脂の水酸基当量は206g/eq.であり、軟化点は105℃、150℃での溶融粘度は3.4Pa・sであった。回収した未反応モノマーの分析から、樹脂中に取り込まれた1−ナフトール(N)とフェノール(B)の比率は、N/(N+B)=0.29であった。GPCチャートを図3に示す。
1Lの4口セパラブルフラスコに、2−ナフトール46g、フェノール271g、ジクロロメチルナフタレン(1,4−ジクロロメチル体43.5%、1,5−ジクロロメチル体55.3%、その他のジクロロメチル体1.2%)215g及びクロロベンゼン300gを量り採り、窒素気流下、攪拌しながら徐々に昇温溶解させ、約80℃でそのまま2時間反応させた。その後、クロロベンゼンを留去しながら180℃まで昇温し、そのまま1時間反応させた。反応後、減圧留去により溶媒と未反応モノマーを除去した後、褐色の樹脂306gを得た(多価ヒドロキシ樹脂D)。得られた多価ヒドロキシ樹脂の水酸基当量は213g/eq.であり、軟化点は115℃、150℃での溶融粘度は4.9Pa・sであった。回収した未反応モノマーの分析から、樹脂中に取り込まれた2−ナフトール(N)とフェノール(B)の比率は、N/(N+B)=0.23であった。GPCチャートを図4に示す。
1Lの4口セパラブルフラスコに、2−ナフトール224g、フェノール272g、ジクロロメチルナフタレン(1,4−ジクロロメチル体43.5%、1,5−ジクロロメチル体55.3%、その他のジクロロメチル体1.2%)100g及びクロロベンゼン300gを量り採り、窒素気流下、攪拌しながら徐々に昇温溶解させ、約80℃でそのまま2時間反応させた。その後、クロロベンゼンを留去しながら180℃まで昇温し、そのまま1時間反応させた。反応後、減圧留去により溶媒と未反応モノマーを除去した後、褐色の樹脂207gを得た(多価ヒドロキシ樹脂E)。得られた多価ヒドロキシ樹脂の水酸基当量は220g/eq.であり、軟化点は120℃、150℃での溶融粘度は6.2Pa・sであった。回収した未反応モノマーの分析から、樹脂中に取り込まれた1−ナフトール(N)とフェノール(B)の比率は、N/(N+B)=0.70であった。GPCチャートを図5に示す。
1Lの4口セパラブルフラスコに、1−ナフトール251g、フェノール200g、ジクロロメチルナフタレン(1,4−ジクロロメチル体43.5%、1,5−ジクロロメチル体55.3%、その他のジクロロメチル体1.2%)131g及びクロロベンゼン300gを量り採り、窒素気流下、攪拌しながら徐々に昇温溶解させ、約80℃でそのまま2時間反応させた。その後、クロロベンゼンを留去しながら180℃まで昇温し、そのまま1時間反応させた。反応後、減圧留去により溶媒と未反応モノマーを除去した後、褐色の樹脂255gを得た(多価ヒドロキシ樹脂F)。得られた多価ヒドロキシ樹脂の水酸基当量は231g/eq.であり、軟化点は130℃、150℃での溶融粘度は10.5Pa・sであった。回収した未反応モノマーの分析から、樹脂中に取り込まれた1−ナフトール(N)とフェノール(B)の比率は、N/(N+B)=0.74であった。GPCチャートを図6に示す。
1Lの4口セパラブルフラスコに、2−ナフトール57g、フェノール150g、ジクロロメチルナフタレン(1,4−ジクロロメチル体43.5%、1,5−ジクロロメチル体55.3%、その他のジクロロメチル体1.2%)180g及びクロロベンゼン400gを量り採り、窒素気流下、攪拌しながら徐々に昇温溶解させ、約80℃でそのまま2時間反応させた。その後、クロロベンゼンを留去しながら180℃まで昇温し、そのまま1時間反応させた。反応後、減圧留去により溶媒と未反応モノマーを除去した後、褐色の樹脂261gを得た(多価ヒドロキシ樹脂G)。得られた多価ヒドロキシ樹脂の水酸基当量は234g/eq.であり、軟化点は135℃、150℃での溶融粘度は14.8Pa・sであった。回収した未反応モノマーの分析から、樹脂中に取り込まれた2−ナフトール(N)とフェノール(B)の比率は、N/(N+B)=0.29であった。GPCチャートを図7に示す。
1Lの4口セパラブルフラスコに、2−ナフトール320g、ジクロロメチルナフタレン(1,4−ジクロロメチル体43.5%、1,5−ジクロロメチル体55.3%、その他のジクロロメチル体1.2%)100g及びクロロベンゼン420gを量り採り、窒素気流下、攪拌しながら徐々に昇温溶解させ、約95℃でそのまま2時間反応させた。その後、クロロベンゼンを留去しながら180℃まで昇温し、そのまま1時間反応させた。反応後、減圧留去により溶媒と未反応モノマーを除去した後、褐色の樹脂171gを得た(多価ヒドロキシ樹脂H)。得られた多価ヒドロキシ樹脂の水酸基当量は253g/eq.であり、軟化点は174℃、150℃での溶融粘度は50Pa・s以上であった。樹脂中に取り込まれた1−ナフトール(N)とフェノール(B)の比率は、N/(N+B)=1.00であった。GPCチャートを図8に示す。
実施例2で得た多価ヒドロキシ樹脂B、100gをエピクロルヒドリン298g及びジグライム45gに溶解し、減圧下(約120mmHg)、60℃にて48%水酸化ナトリウム水溶液38gを4時間かけて滴下した。この間、生成する水はエピクロルヒドリンとの共沸により系外に除き、留出したエピクロルヒドリンは系内に戻した。滴下終了後、更に1時間反応を継続した。その後、エピクロルヒドリン及びジグライムを減圧留去し、メチルイソブチルケトン295gに溶解した後、水洗により生成した塩を除いた。その後、48%水酸化ナトリウム水溶液9gを加え、80℃で2時間反応させた。反応後、水洗を行った後、溶媒であるメチルイソブチルケトンを減圧留去し、褐色のエポキシ樹脂121gを得た(エポキシ樹脂A)。得られたエポキシ樹脂Aのエポキシ当量は268g/eq.であり、軟化点は87℃、加水分解性塩素は120ppm、150℃での溶融粘度は0.40Pa・s、であった。GPCチャートを図9に示す。なお、ここで加水分解性塩素は、樹脂試料0.5gを1,4−ジオキサン30mlに溶解させたものを1N−KOH/メタノール溶液5mlで30分間煮沸還流したものを、硝酸銀溶液で電位差滴定を行うことにより求めた。
実施例4で得た多価ヒドロキシ樹脂D100gをエピクロルヒドリン307g及びジグライム48gに溶解し、48%水酸化ナトリウム水溶液40gを用いて実施例6と同様に反応を行い、褐色のエポキシ樹脂114gを得た(エポキシ樹脂B)。得られたエポキシ樹脂Bのエポキシ当量は261g/eq.であり、軟化点は84℃、加水分解性塩素は200ppm、150℃での溶融粘度は0.4Pa・sであった。GPCチャートを図10に示す。
実施例5で得た多価ヒドロキシ樹脂E、100gをエピクロルヒドリン300g及びジグライム45gに溶解し、48%水酸化ナトリウム水溶液38.5gを用いて実施例4と同様に反応を行い、褐色のエポキシ樹脂111gを得た(エポキシ樹脂C)。得られたエポキシ樹脂Cのエポキシ当量は262g/eq.であり、軟化点は93℃、加水分解性塩素は180ppm、150℃での溶融粘度は0.6Pa・sであった。GPCチャートを図11に示す。
比較例1で得た多価ヒドロキシ樹脂F、100gをエピクロルヒドリン280g及びジグライム42gに溶解し、48%水酸化ナトリウム水溶液36.1gを用いて実施例3と同様に反応を行い、褐色のエポキシ樹脂107gを得た(エポキシ樹脂D)。得られたエポキシ樹脂のエポキシ当量は282g/eq.であり、軟化点は102℃、加水分解性塩素は320ppm、150℃での溶融粘度は1.2Pa・sであった。GPCチャートを図12に示す。
比較例2で得た多価ヒドロキシ樹脂G、100gをエピクロルヒドリン277g及びジグライム42gに溶解し、48%水酸化ナトリウム水溶液35.6gを用いて実施例3と同様に反応を行い、褐色のエポキシ樹脂110gを得た(エポキシ樹脂E)。得られたエポキシ樹脂のエポキシ当量は285g/eq.であり、軟化点は120℃、加水分解性塩素は290ppm、150℃での溶融粘度は2.5Pa・sであった。GPCチャートを図13に示す。
実施例1〜8、比較例1〜5で合成した多価ヒドロキシ樹脂およびエポキシ樹脂、2−ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂(エポキシ当量280、軟化点84℃、150℃での溶融粘度0.38Pa・s;ESN−185、新日鐵化学製;エポキシ樹脂F)、3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ジヒドロキシビフェニルのエポキシ化物(エポキシ当量195、加水分解性塩素450ppm、融点105℃、150℃での溶融粘度11mPa・s;YX−4000HK、ジャパンエポキシレジン製;エポキシ樹脂G)、フェノールアラルキル樹脂(OH当量162、軟化点50℃、150℃での溶融粘度30mPa・s;MEH-7800−4L、明和化成製;フェノール樹脂A)、1−ナフトールアラルキル樹脂(OH当量208、軟化点74℃、150℃での溶融粘度35mPa・s;SN−475、新日鐵化学製;多価ヒドロキシ樹脂I)を用い、硬化促進剤としてトリフェニルホスフィン、シランカップリング剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを用い、表1に示す配合で樹脂組成物とした。
Claims (7)
- ナフタレン系縮合剤中の、1,4−ジ置換体と1,5−ジ置換体の合計含有率が90重量%以上である請求項2に記載の多価ヒドロキシ樹脂の製造方法。
- 請求項1に記載の多価ヒドロキシ樹脂とエピクロルヒドリンを反応させることを特徴とする請求項4に記載のエポキシ樹脂の製造法。
- エポキシ樹脂と硬化剤を含むエポキシ樹脂組成物において、請求項1に記載の多価ヒドロキシ樹脂又は請求項4に記載のエポキシ樹脂の少なくともいずれか一方を必須成分として配合してなるエポキシ樹脂組成物。
- 請求項6に記載のエポキシ樹脂組成物を硬化してなる硬化物。
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