JP2012251106A - Process for producing phenolic resin - Google Patents

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Gun Ri
軍 李
Takahiro Sasaki
隆弘 佐々木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a phenolic resin having a high weight average molecular weight with the use of two or more phenolic compounds while inhibiting gel formation.SOLUTION: The process for producing a phenolic resin includes allowing a phenolic compound component composed of at least two types of phenolic compounds having different reaction activities to react with a specific polymerization component, and the at least two types of the phenolic compounds are stepwise introduced into the reaction system one by one in order of lower reaction activity and simultaneously the polymerization component is introduced into the reaction system to react with the phenolic compound in such an amount that the molar ratio of the phenolic compound to be introduced to the polymerization component to be introduced is 1:1 to 2.5:1 in introducing each phenolic compound into the reaction system to thereby consecutively react the at least two phenolic compounds one by one.

Description

本発明は、フェノール樹脂の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a phenol resin.

フェノール樹脂は、通常、フェノール類とアルデヒド類とを、蓚酸、パラトルエンスルホン酸、塩酸、及び硫酸のような、公知の有機酸及び/又は無機酸を触媒として用い、常圧下、還流温度で数時間付加縮合反応を行い、その後、脱水及び未反応モノマー類を除去する方法により得られる。   Phenol resins usually use phenols and aldehydes as catalysts for known organic acids and / or inorganic acids such as oxalic acid, paratoluenesulfonic acid, hydrochloric acid, and sulfuric acid, and at normal pressure and at reflux temperature. It is obtained by a method in which a time addition condensation reaction is performed, followed by dehydration and removal of unreacted monomers.

一方、フェノール樹脂の性能を改善するため、フェノール樹脂を合成する時に、2種類のフェノール化合物を共重合させる方法を報告されている。特許文献1には、フェノール樹脂の使用時の流動性能を改善するため、分子内にフェノール性水酸基1個を有するフェノール化合物と、分子内にフェノール性水酸基2個を有するフェノール化合物とを共に含むビフェニルジイル架橋基型重合体単位と、メチレン架橋基型の重合体単位とを共重合させ、両者の重合度の比率を特定範囲にすることで、得られたフェノール樹脂の溶融粘度を低下する方法を提案している。共重合フェノール樹脂の合成法としては、原料2段仕込み法が言及されているが、実施例中、2段目の原料としてはビフェニルジイル架橋基型重合体の添加例しか開示されていない。更に、前記の特許文献1においては、フェノール類化合物トータル使用量は、混合架橋基型重合体のトータル使用量の2.5倍モル以上であり、特許文献1に記載される方法では重量平均分子量が1,000以下のフェノール樹脂しか得られない。   On the other hand, in order to improve the performance of a phenol resin, a method of copolymerizing two types of phenol compounds when synthesizing a phenol resin has been reported. Patent Document 1 discloses biphenyl containing both a phenolic compound having one phenolic hydroxyl group in the molecule and a phenolic compound having two phenolic hydroxyl groups in the molecule in order to improve the flow performance when the phenol resin is used. A method for reducing the melt viscosity of the obtained phenolic resin by copolymerizing a diyl crosslinkable polymer unit and a methylene crosslinkable polymer unit and setting the ratio of the degree of polymerization of both to a specific range. is suggesting. As a method for synthesizing a copolymerized phenol resin, a raw material two-stage charging method is mentioned, but in the examples, only an addition example of a biphenyldiyl crosslinking group type polymer is disclosed as the second raw material. Furthermore, in the above-mentioned Patent Document 1, the total amount of phenolic compound used is at least 2.5 times the total amount of the mixed crosslinking group-type polymer. In the method described in Patent Document 1, the weight average molecular weight is Only a phenolic resin having an A of 1,000 or less can be obtained.

特開2008−156553号公報JP 2008-156553 A

例えば半導体装置及び発光装置等の表面保護膜及び層間絶縁膜等として好適に使用するために、2種類以上のフェノール化合物から高分子量の共重合フェノール樹脂を安定的に製造することが要求される。高分子量の共重合フェノール樹脂を製造する際には反応途中のゲル生成が問題となり、ゲル生成を抑制しつつ高分子量の共重合フェノール樹脂を合成できれば、機械特性に優れる共重合フェノール樹脂の提供が可能になることを本発明者らは見出した。かかる現状に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、2種類以上のフェノール化合物を用いてフェノール樹脂を合成する際に、簡便に、反応途中のゲル生成を抑制でき、かつ、高い重量平均分子量を有するフェノール樹脂を得ることができる、フェノール樹脂の製造方法を提供することである。   For example, it is required to stably produce a high molecular weight copolymer phenolic resin from two or more types of phenolic compounds in order to be suitably used as a surface protective film and an interlayer insulating film for semiconductor devices and light emitting devices. When producing a high molecular weight copolymerized phenolic resin, gel formation during the reaction becomes a problem. If a high molecular weight copolymerized phenolic resin can be synthesized while suppressing gel formation, it is possible to provide a copolymerized phenolic resin with excellent mechanical properties. We have found that this is possible. In view of the current situation, the problem to be solved by the present invention is that, when a phenol resin is synthesized using two or more types of phenol compounds, gel formation during the reaction can be easily suppressed, and a high weight average molecular weight can be obtained. It is providing the manufacturing method of a phenol resin which can obtain the phenol resin which has this.

本発明者らは、かかる課題を解決すべく鋭意検討し、実験を重ねた結果、2種類以上のフェノール化合物を用いるとともに、フェノール化合物と、該フェノール化合物と重合させるための重合成分である、アルデヒド化合物、ケトン化合物、メチロール基を分子内に2個有する化合物、アルコキシメチル基を分子内に2個有する化合物、ジエン化合物、及びハロアルキル基を分子内に2個有する化合物からなる群から選ばれる1種類以上の化合物とのモル比率を一定範囲内に制御し、かつ、用いられるフェノール化合物を、反応活性の低い順に、段階的に該重合成分と重合させることで、反応過程中のゲル化を防ぐとともに高い重量平均分子量を有するフェノール樹脂を製造できることを予想外に見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は以下の通りである。   As a result of intensive studies to solve such problems and repeated experiments, the inventors of the present invention use two or more types of phenol compounds, and phenol compounds and aldehydes that are polymerization components for polymerizing with the phenol compounds. One selected from the group consisting of a compound, a ketone compound, a compound having two methylol groups in the molecule, a compound having two alkoxymethyl groups in the molecule, a diene compound, and a compound having two haloalkyl groups in the molecule While controlling the molar ratio with the above compounds within a certain range and polymerizing the phenol compound used with the polymerization component step by step in order of low reaction activity, it prevents gelation during the reaction process. The present inventors have unexpectedly found that a phenol resin having a high weight average molecular weight can be produced, thereby completing the present invention. That is, the present invention is as follows.

[1] 反応活性が異なる少なくとも2種類のフェノール化合物からなるフェノール化合物成分と、アルデヒド化合物、ケトン化合物、メチロール基を分子内に2個有する化合物、アルコキシメチル基を分子内に2個有する化合物、ジエン化合物、及びハロアルキル基を分子内に2個有する化合物からなる群から選ばれる1種類以上の重合成分とを反応させてフェノール樹脂を製造する方法であって、以下のステップ:
該少なくとも2種類のフェノール化合物を該反応活性が低い順に1種類ずつ反応系内に段階的に導入するとともに、各導入に際して、導入されるフェノール化合物と導入される重合成分とのモル比が1:1〜2.5:1となる量で重合成分を反応系内に導入してフェノール化合物と反応させることによって、該少なくとも2種類のフェノール化合物を1種類ずつ重合成分と順次反応させること;
を含み、
該反応活性は、同一の重合成分と重合させるための最低反応温度が低いほど反応活性が高いという指標に基づき該フェノール化合物間で相対的に規定される、フェノール樹脂の製造方法。
[2] 上記少なくとも2種類のフェノール化合物のうち少なくとも1種類がピロガロールであり、かつ、上記重合成分がビフェニルジイル骨格を有する化合物である、上記[1]に記載のフェノール樹脂の製造方法。
[1] A phenol compound component comprising at least two types of phenol compounds having different reaction activities, an aldehyde compound, a ketone compound, a compound having two methylol groups in the molecule, a compound having two alkoxymethyl groups in the molecule, and a diene A method for producing a phenol resin by reacting a compound and one or more polymerization components selected from the group consisting of compounds having two haloalkyl groups in the molecule, the following steps:
The at least two types of phenol compounds are introduced stepwise into the reaction system one by one in the order of the low reaction activity, and at each introduction, the molar ratio of the phenol compound to be introduced and the polymerization component to be introduced is 1: Introducing the polymerization component into the reaction system in an amount of 1 to 2.5: 1 and reacting with the phenol compound, thereby sequentially reacting the at least two types of phenol compounds with the polymerization component one by one;
Including
The method for producing a phenol resin, wherein the reaction activity is relatively defined between the phenol compounds based on an index that the lower the minimum reaction temperature for polymerization with the same polymerization component, the higher the reaction activity.
[2] The method for producing a phenol resin according to [1], wherein at least one of the at least two phenol compounds is pyrogallol, and the polymerization component is a compound having a biphenyldiyl skeleton.

本発明によれば、2種類以上のフェノール化合物を用いてフェノール樹脂を合成する際の合成途中のゲル化を防ぐことができ、かつ、得られたフェノール樹脂は高い重量平均分子量を有することができる。よって本発明によれば機械特性に優れる共重合フェノール樹脂を得ることができる。   According to the present invention, it is possible to prevent gelation during synthesis when synthesizing a phenol resin using two or more kinds of phenol compounds, and the obtained phenol resin can have a high weight average molecular weight. . Therefore, according to the present invention, a copolymerized phenol resin having excellent mechanical properties can be obtained.

以下、本発明のフェノール樹脂の製造方法(以下、単に「製造方法」とも言う)について詳細に説明する。
本発明は、反応活性が異なる少なくとも2種類のフェノール化合物からなるフェノール化合物成分と、アルデヒド化合物、ケトン化合物、メチロール基を分子内に2個有する化合物、アルコキシメチル基を分子内に2個有する化合物、ジエン化合物、及びハロアルキル基を分子内に2個有する化合物からなる群から選ばれる1種類以上の化合物である重合成分とを反応させてフェノール樹脂を製造する方法であって、以下のステップ:該少なくとも2種類のフェノール化合物を該反応活性が低い順に1種類ずつ反応系内に段階的に導入するとともに、各導入に際して、導入されるフェノール化合物と導入される重合成分とのモル比が1:1〜2.5:1となる量で重合成分を反応系内に導入してフェノール化合物と反応させることによって、該少なくとも2種類のフェノール化合物を1種類ずつ重合成分と順次反応させること;を含み、該反応活性は、同一の重合成分と重合させるための最低反応温度が低いほど反応活性が高いという指標に基づき該フェノール化合物間で相対的に規定される、フェノール樹脂の製造方法を提供する。本発明においては、フェノール化合物を1種類ずつ段階的に反応系内に導入し、これを所定量(すなわちフェノール化合物と重合成分とのモル比が1:1〜2.5:1となる量)で導入された重合成分と反応させるという工程を繰り返す。これにより、本発明においては、反応系中のフェノール化合物の合計モル数(P)と重合成分の合計モル数(M)とのモル比率を、反応の全過程を通じて1:1〜2.5:1の範囲にすることができる。
Hereinafter, a method for producing a phenol resin of the present invention (hereinafter, also simply referred to as “manufacturing method”) will be described in detail.
The present invention includes a phenol compound component composed of at least two types of phenol compounds having different reaction activities, an aldehyde compound, a ketone compound, a compound having two methylol groups in the molecule, a compound having two alkoxymethyl groups in the molecule, A method for producing a phenol resin by reacting a diene compound and a polymerization component which is one or more compounds selected from the group consisting of compounds having two haloalkyl groups in the molecule, comprising the following steps: Two types of phenol compounds are introduced step by step into the reaction system one by one in the order of the low reaction activity, and at each introduction, the molar ratio of the phenol compound to be introduced and the polymerization component to be introduced is 1: 1 to 1. By introducing the polymerization component into the reaction system in an amount of 2.5: 1 and reacting with the phenol compound, Sequentially reacting at least two phenolic compounds one by one with the polymerization component, and the reaction activity is based on an index that the lower the minimum reaction temperature for polymerization with the same polymerization component, the higher the reaction activity. Provided is a method for producing a phenolic resin, which is relatively defined among phenolic compounds. In the present invention, one type of phenol compound is gradually introduced into the reaction system, and this is given in a predetermined amount (that is, an amount in which the molar ratio of the phenol compound to the polymerization component is 1: 1 to 2.5: 1). The process of reacting with the polymerization component introduced in step 1 is repeated. Thereby, in this invention, the molar ratio of the total number of moles (P) of the phenolic compound in a reaction system and the total number of moles (M) of a polymerization component is 1: 1-2.5: It can be in the range of 1.

<フェノール化合物成分>
フェノール化合物成分は、反応活性が異なる少なくとも2種類のフェノール化合物からなる。なお本明細書においてフェノール化合物とはフェノール性水酸基を有する化合物全般を意味する。本発明において規定する、フェノール化合物の反応活性は、同一の重合成分と重合させるための最低反応温度が低いほど反応活性が高いという指標に基づき該2種類以上のフェノール化合物の間で相対的に規定される。反応活性は具体的には以下のモデル実験によって決定される。すなわち、各フェノール化合物と、任意の同一の重合成分(本発明において規定するもの)とのそれぞれの反応を加熱下で行い、反応液をゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)により分析し、より低い加熱温度で重合成分の消失が確認されるフェノール化合物を、より反応活性が高いフェノール化合物と判定する。反応活性は、フェノール化合物のベンゼン環の電子密度が高いほど大きくなる傾向がある。よって反応活性が異なる2種類以上のフェノール化合物の組合せとしては、電子密度の高いピロガロール、フロログルシノール、レゾルシノール等の化合物と、電子密度の低いヒドロキシ安息香酸、フルオロフェノール等の化合物との組合せを例示できる。
<Phenol compound component>
The phenol compound component is composed of at least two types of phenol compounds having different reaction activities. In the present specification, the phenol compound means all compounds having a phenolic hydroxyl group. The reaction activity of the phenol compound defined in the present invention is relatively defined between the two or more types of phenol compounds based on an index that the lower the minimum reaction temperature for polymerization with the same polymerization component, the higher the reaction activity. Is done. The reaction activity is specifically determined by the following model experiment. That is, each reaction of each phenol compound and any identical polymerization component (specified in the present invention) is carried out under heating, and the reaction solution is analyzed by gel permeation chromatography (GPC). A phenol compound in which the disappearance of the polymerization component is confirmed at the heating temperature is determined as a phenol compound having a higher reaction activity. The reaction activity tends to increase as the electron density of the benzene ring of the phenol compound increases. Therefore, examples of combinations of two or more types of phenolic compounds having different reaction activities include combinations of compounds such as pyrogallol, phloroglucinol, and resorcinol with high electron density with compounds such as hydroxybenzoic acid and fluorophenol with low electron density. it can.

フェノール化合物としては、フェノール、クレゾール、エチルフェノール、プロピルフェノール、ブチルフェノール、アミルフェノール、シクロヘキシルフェノール、ヒドロキシビフェニル、ベンジルフェノール、ニトロベンジルフェノール、シアノベンジルフェノール、アダマンタンフェノール、キシレノール、ニトロフェノール、フルオロフェノール、クロロフェノール、ブロモフェノール、トリフルオロメチルフェノール、N−(ヒドロキシフェニル)−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(ヒドロキシフェニル)−5−メチル−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミド、トリフルオロメチルフェノール、ヒドロキシ安息香酸、ヒドロキシ安息香酸メチル、ヒドロキシ安息香酸エチル、ヒドロキシ安息香酸ベンジル、ヒドロキシベンズアミド、ヒドロキシベンズアルデヒド、ヒドロキシアセトフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾニトリル、カテコール、メチルカテコール、エチルカテコール、ヘキシルカテコール、ベンジルカテコール、ニトロベンジルカテコール、レゾルシノール、メチルレゾルシノール、エチルレゾルシノール、ヘキシルレゾルシノール、ベンジルレゾルシノール、ニトロベンジルレゾルシノール、ハイドロキノン、カフェイン酸、ジヒドロキシ安息香酸、ジヒドロキシ安息香酸メチル、ジヒドロキシ安息香酸エチル、ジヒドロキシ安息香酸ベンジル、ジヒドロキシベンズアミド、ジヒドロキシベンズアルデヒド、ジヒドロキシアセトフェノン、ジヒドロキシベンゾフェノン、ジヒドロキシベンゾニトリル、N−(ジヒドロキシフェニル)−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(ジヒドロキシフェニル)−5−メチル−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミド、ニトロカテコール、フルオロカテコール、クロロカテコール、ブロモカテコール、トリフルオロメチルカテコール、ニトロレゾルシノール、フルオロレゾルシノール、クロロレゾルシノール、ブロモレゾルシノール、トリフルオロメチルレゾルシノール、ピロガロール、フロログルシノール、1,2,4−トリヒドロキシベンゼン、トリヒドロキシ安息香酸、トリヒドロキシ安息香酸メチル、トリヒドロキシ安息香酸エチル、トリヒドロキシ安息香酸ベンジル、トリヒドロキシベンズアミド、トリヒドロキシベンズアルデヒド、トリヒドロキシアセトフェノン、トリヒドロキシベンゾフェノン、トリヒドロキシベンゾニトリル等が挙げられる。フェノール樹脂をアルカリ現像型の感光性組成物として用いた時のアルカリ現像液への溶解性の観点から、少なくとも2種類のフェノール化合物のうち少なくとも1種類がピロガロール又はフロログルシノールであることが好ましい。   Phenol compounds include phenol, cresol, ethylphenol, propylphenol, butylphenol, amylphenol, cyclohexylphenol, hydroxybiphenyl, benzylphenol, nitrobenzylphenol, cyanobenzylphenol, adamantanephenol, xylenol, nitrophenol, fluorophenol, chlorophenol , Bromophenol, trifluoromethylphenol, N- (hydroxyphenyl) -5-norbornene-2,3-dicarboximide, N- (hydroxyphenyl) -5-methyl-5-norbornene-2,3-dicarboximide , Trifluoromethylphenol, hydroxybenzoic acid, methyl hydroxybenzoate, ethyl hydroxybenzoate, hydroxybenzoic acid Benzyl, hydroxybenzamide, hydroxybenzaldehyde, hydroxyacetophenone, hydroxybenzophenone, hydroxybenzonitrile, catechol, methylcatechol, ethylcatechol, hexylcatechol, benzylcatechol, nitrobenzylcatechol, resorcinol, methylresorcinol, ethylresorcinol, hexylresorcinol, benzylresorcinol, Nitrobenzylresorcinol, hydroquinone, caffeic acid, dihydroxybenzoic acid, methyl dihydroxybenzoate, ethyl dihydroxybenzoate, benzyl dihydroxybenzoate, dihydroxybenzamide, dihydroxybenzaldehyde, dihydroxyacetophenone, dihydroxybenzophenone, dihydroxybenzonitri N- (dihydroxyphenyl) -5-norbornene-2,3-dicarboximide, N- (dihydroxyphenyl) -5-methyl-5-norbornene-2,3-dicarboximide, nitrocatechol, fluorocatechol, chloro Catechol, bromocatechol, trifluoromethylcatechol, nitroresorcinol, fluororesorcinol, chlororesorcinol, bromoresorcinol, trifluoromethylresorcinol, pyrogallol, phloroglucinol, 1,2,4-trihydroxybenzene, trihydroxybenzoic acid, trihydroxy Methyl benzoate, ethyl trihydroxybenzoate, benzyl trihydroxybenzoate, trihydroxybenzamide, trihydroxybenzaldehyde, trihydroxyacetopheno , Trihydroxybenzophenone, trihydroxybenzonitrile and the like. From the viewpoint of solubility in an alkaline developer when a phenol resin is used as an alkali development type photosensitive composition, at least one of the at least two phenol compounds is preferably pyrogallol or phloroglucinol.

通常、得られたフェノール樹脂の物性のバランスの観点から、フェノール性水酸基価の異なる少なくとも2種類のフェノール化合物の使用が好ましく、特に、水酸基価が1価のフェノール化合物と水酸基価が3価のフェノール化合物との組み合わせがより好ましい。水酸基価が1価のフェノール化合物の好ましい例として、例えば、フェノール、クレゾール、フルオロフェノール等が挙げられる。また、水酸基価が3価のフェノール化合物の好ましい例として、例えば、ピロガロール、フロログルシノール、1,2,4−トリヒドロキシベンゼン等が挙げられ、特に好ましくはピロガロール又はフロログルシノールである。   Usually, from the viewpoint of the balance of physical properties of the obtained phenolic resin, it is preferable to use at least two types of phenolic compounds having different phenolic hydroxyl values, and in particular, a phenolic compound having a monovalent hydroxyl value and a phenol having a trivalent hydroxyl value. A combination with a compound is more preferred. Preferable examples of the phenol compound having a monovalent hydroxyl value include, for example, phenol, cresol, fluorophenol and the like. Moreover, as a preferable example of a phenolic compound whose hydroxyl value is trivalent, pyrogallol, phloroglucinol, 1,2,4-trihydroxybenzene, etc. are mentioned, for example, pyrogallol or phloroglucinol is particularly preferable.

<重合成分>
フェノール化合物成分と重合させるための重合成分は、アルデヒド化合物、ケトン化合物、メチロール基を分子内に2個有する化合物、アルコキシメチル基を分子内に2個有する化合物、ジエン化合物、及びハロアルキル基を分子内に2個有する化合物からなる群から選ばれる1種類以上の化合物である。
<Polymerization component>
The polymerization component for polymerizing with the phenol compound component is an aldehyde compound, a ketone compound, a compound having two methylol groups in the molecule, a compound having two alkoxymethyl groups in the molecule, a diene compound, and a haloalkyl group in the molecule. And one or more compounds selected from the group consisting of two compounds.

上記アルデヒド化合物としては、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ピバルアルデヒド、ブチルアルデヒド、ペンタナール、ヘキサナール、トリオキサン、グリオキザール、シクロヘキシルアルデヒド、ジフェニルアセトアルデヒド、エチルブチルアルデヒド、ベンズアルデヒド、グリオキシル酸、5−ノルボルネンカルボキシアルデヒド、マロンジアルデヒド、スクシンジアルデヒド、グルタルアルデヒド、サリチルアルデヒド、ナフトアルデヒド、テレフタルアルデヒド等が挙げられる。   Examples of the aldehyde compound include formaldehyde, paraformaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, pivalaldehyde, butyraldehyde, pentanal, hexanal, trioxane, glyoxal, cyclohexylaldehyde, diphenylacetaldehyde, ethylbutyraldehyde, benzaldehyde, glyoxylic acid, 5-norbornenecarboxyl Examples include aldehyde, malondialdehyde, succindialdehyde, glutaraldehyde, salicylaldehyde, naphthaldehyde, terephthalaldehyde, and the like.

上記ケトン化合物としては、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジプロピルケトン、ジシクロヘキシルケトン、ジベンジルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、ビシクロヘキサノン、シクロヘキサンジオン、ブチンオン、ノルボルナノン、アダマンタノン、ビス(オキソシクロヘキシル)プロパン等が挙げられる。   Examples of the ketone compound include acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, dipropyl ketone, dicyclohexyl ketone, dibenzyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, bicyclohexanone, cyclohexanedione, butynone, norbornanone, adamantanone, and bis (oxocyclohexyl) propane. Is mentioned.

上記メチロール基を分子内に2個有する化合物としては、ビス(ヒドロキシメチル)尿素、リビトール、アラビトール、アリトール、ビス(ヒドロキシメチル)酪酸、ベンジルオキシプロパンジオール、ジメチルプロパンジオール、ジエチルプロパンジオール、モノアセチン、メチルニトロプロパンジオール、ノルボルネンジメタノール、ペンタエリスリトール、フェニルプロパンジオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ビス(ヒドロキシメチル)デュレン、ニトロキシリレングリコール、ジヒドロキシデカン、ジヒドロキシドデカン、ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキセン、ビス(ヒドロキシメチル)アダマンタン、ベンゼンジメタノール、ベンゼンジメタノール、ビス(ヒドロキシメチル)クレゾール、ビス(ヒドロキシメチル)ジメトキシベンゼン、ビス(ヒドロキシメチル)ナフタレン、ビス(ヒドロキシメチル)アントラセン、ビス(ヒドロキシメチル)ジフェニルエーテル、ビス(ヒドロキシメチル)ジフェニルチオエーテル、ビス(ヒドロキシメチル)ベンゾフェノン、ヒドロキシメチル安息香酸ヒドロキシメチルフェニル、ヒドロキシメチル安息香酸ヒドロキシメチルアニリド、ビス(ヒドロキシメチル)フェニルウレア、ビス(ヒドロキシメチル)フェニルウレタン、ビス(ヒドロキシメチル)ビフェニル、ジメチルビス(ヒドロキシメチル)ビフェニル、ビス(ヒドロキシメチルフェニル)プロパン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラプロピレングリコール等が挙げられる。反応性及び得られたフェノール樹脂の機械物性の観点から、分子骨格にベンゼン環を有する化合物が好ましく、ビフェニルジイル骨格を有する化合物がより好ましく、4,4’−ビス(ヒドロキシメチル)ビフェニルが特に好ましい。   Compounds having two methylol groups in the molecule include bis (hydroxymethyl) urea, ribitol, arabitol, allitol, bis (hydroxymethyl) butyric acid, benzyloxypropanediol, dimethylpropanediol, diethylpropanediol, monoacetin, methyl Nitropropanediol, norbornene dimethanol, pentaerythritol, phenylpropanediol, trimethylolethane, trimethylolpropane, bis (hydroxymethyl) durene, nitroxylylene glycol, dihydroxydecane, dihydroxydodecane, bis (hydroxymethyl) cyclohexane, bis ( Hydroxymethyl) cyclohexene, bis (hydroxymethyl) adamantane, benzenedimethanol, benzenedimethanol, (Hydroxymethyl) cresol, bis (hydroxymethyl) dimethoxybenzene, bis (hydroxymethyl) naphthalene, bis (hydroxymethyl) anthracene, bis (hydroxymethyl) diphenyl ether, bis (hydroxymethyl) diphenylthioether, bis (hydroxymethyl) benzophenone, Hydroxymethylphenyl hydroxymethylbenzoate, hydroxymethylanilide hydroxymethylbenzoate, bis (hydroxymethyl) phenylurea, bis (hydroxymethyl) phenylurethane, bis (hydroxymethyl) biphenyl, dimethylbis (hydroxymethyl) biphenyl, bis (hydroxy Methylphenyl) propane, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene Glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, tetrapropylene glycol, and the like. From the viewpoint of reactivity and mechanical properties of the obtained phenol resin, a compound having a benzene ring in the molecular skeleton is preferable, a compound having a biphenyldiyl skeleton is more preferable, and 4,4′-bis (hydroxymethyl) biphenyl is particularly preferable. .

上記アルコキシメチル基を分子内に2個有する化合物としては、ビス(メトキシメチル)尿素、ビス(メトキシメチル)酪酸、ビス(メトキシメチル)ノルボルネン、ビス(メトキシメチル)シクロヘキサン、ビス(メトキシメチル)シクロヘキセン、ビス(メトキシメチル)アダマンタン、ビス(メトキシメチル)ベンゼン、ビス(メトキシメチル)クレゾール、ビス(メトキシメチル)ジメトキシベンゼン、ビス(メトキシメチル)ナフタレン、ビス(メトキシメチル)アントラセン、ビス(メトキシメチル)ジフェニルエーテル、ビス(メトキシメチル)ジフェニルチオエーテル、ビス(メトキシメチル)ベンゾフェノン、メトキシメチル安息香酸メトキシメチルフェニル、メトキシメチル安息香酸メトキシメチルアニリド、ビス(メトキシメチル)フェニルウレア、ビス(メトキシメチル)フェニルウレタン、ビス(メトキシメチル)ビフェニル、ジメチルビス(メトキシメチル)ビフェニル、ビス(メトキシメチルフェニル)プロパン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル、テトラプロピレングリコールジメチルエーテル等が挙げられる。アルコキシメチル基の炭素数は、反応活性の観点から好ましくは1〜10である。炭素数は1〜2であることがより好ましく、1であることが最も好ましい。反応性及び得られたフェノール樹脂の機械物性の観点から、分子骨格にベンゼン環を有するものが好ましく、ビフェニルジイル骨格を有する化合物がより好ましく、特に好ましくは4,4’−ビス(メトキシメチル)ビフェニルである。   Examples of the compound having two alkoxymethyl groups in the molecule include bis (methoxymethyl) urea, bis (methoxymethyl) butyric acid, bis (methoxymethyl) norbornene, bis (methoxymethyl) cyclohexane, bis (methoxymethyl) cyclohexene, Bis (methoxymethyl) adamantane, bis (methoxymethyl) benzene, bis (methoxymethyl) cresol, bis (methoxymethyl) dimethoxybenzene, bis (methoxymethyl) naphthalene, bis (methoxymethyl) anthracene, bis (methoxymethyl) diphenyl ether, Bis (methoxymethyl) diphenylthioether, bis (methoxymethyl) benzophenone, methoxymethylphenyl methoxymethylbenzoate, methoxymethylanilide methoxymethylbenzoate, bis (meth Xymethyl) phenylurea, bis (methoxymethyl) phenylurethane, bis (methoxymethyl) biphenyl, dimethylbis (methoxymethyl) biphenyl, bis (methoxymethylphenyl) propane, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, tetraethylene Examples include glycol dimethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, tripropylene glycol dimethyl ether, and tetrapropylene glycol dimethyl ether. The number of carbon atoms of the alkoxymethyl group is preferably 1 to 10 from the viewpoint of reaction activity. The number of carbon atoms is more preferably 1 to 2, and most preferably 1. From the viewpoint of reactivity and mechanical properties of the obtained phenol resin, those having a benzene ring in the molecular skeleton are preferred, compounds having a biphenyldiyl skeleton are more preferred, and 4,4′-bis (methoxymethyl) biphenyl is particularly preferred. It is.

上記ジエン化合物としては、ブタジエン、ペンタジエン、ヘキサジエン、ヘプタジエン、オクタジエン、デカジエン、メチルブタジエン、ブタンジオールジメタクリラート、ヘキサジエンオール、メチルシクロヘキサジエン、シクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、シクロヘキサジエン、シクロオクタジエン、ジシクロペンタジエン、ヒドロキシジシクロペンタジエン、メチルシクロペンタジエン、メチルジシクロペンタジエン、ジアリルエーテル、ジアリルスルフィド、アジピン酸ジアリル、ノルボルナジエン、テトラヒドロインデン、エチリデンノルボルネン、ビニルノルボルネン、シュウ酸ジアリル、グルタル酸ジアリル、アジピン酸ジアリル、シアヌル酸トリアリル、シアヌル酸ジアリル、シアヌル酸ジアリルプロピル、イソシアヌル酸トリアリル、イソシアヌル酸ジアリル、イソシアヌル酸ジアリルプロピル等が挙げられる。   Examples of the diene compound include butadiene, pentadiene, hexadiene, heptadiene, octadiene, decadiene, methylbutadiene, butanediol dimethacrylate, hexadieneol, methylcyclohexadiene, cyclopentadiene, cyclohexadiene, cyclohexadiene, cyclooctadiene, dicyclopentadiene. , Hydroxydicyclopentadiene, methylcyclopentadiene, methyldicyclopentadiene, diallyl ether, diallyl sulfide, diallyl adipate, norbornadiene, tetrahydroindene, ethylidene norbornene, vinyl norbornene, diallyl oxalate, diallyl glutarate, diallyl adipate, cyanuric acid Triallyl, diallyl cyanurate, diallylpropyl cyanurate, Null triallyl isocyanuric acid, diallyl propyl etc. isocyanuric acid.

上記ハロアルキル基を分子内に2個有する化合物としては、例えば、キシレンジクロライド、ビスクロロメチルジメトキシベンゼン、ビスクロロメチルデュレン、ビスクロロメチルビフェニル、ビスクロロメチル−ビフェニルカルボン酸、ビスクロロメチル−ビフェニルジカルボン酸、ビスクロロメチル−メチルビフェニル、ビスクロロメチル−ジメチルビフェニル、ビスクロロメチルアントラセン、エチレングリコールビス(クロロエチル)エーテル、ジエチレングリコールビス(クロロエチル)エーテル、トリエチレングリコールビス(クロロエチル)エーテル、テトラエチレングリコールビス(クロロエチル)エーテル等が挙げられる。   Examples of the compound having two haloalkyl groups in the molecule include xylene dichloride, bischloromethyldimethoxybenzene, bischloromethyldurene, bischloromethylbiphenyl, bischloromethyl-biphenylcarboxylic acid, and bischloromethyl-biphenyldicarboxylic acid. Bischloromethyl-methylbiphenyl, bischloromethyl-dimethylbiphenyl, bischloromethylanthracene, ethylene glycol bis (chloroethyl) ether, diethylene glycol bis (chloroethyl) ether, triethylene glycol bis (chloroethyl) ether, tetraethylene glycol bis (chloroethyl) ) Ether and the like.

特に好ましい例としては、反応性及び得られたフェノール樹脂の機械物性の観点、及びフェノール樹脂をアルカリ現像型の感光性組成物として用いた時のアルカリ現像液への溶解性のの観点から、少なくとも2種類のフェノール化合物のうち少なくとも1種類がピロガロール又はフロログルシノールであり、かつ、重合成分が、炭素数1〜10のアルコキシメチル基を分子内に2個有する化合物としての、ビフェニルジイル骨格を有する化合物である組合せが挙げられる。中でも、少なくとも2種類のフェノール化合物のうち少なくとも1種類がピロガロールであり、かつ、重合成分がビフェニルジイル骨格を有する化合物であることが特に好ましい。   Particularly preferable examples are at least from the viewpoint of reactivity and mechanical properties of the obtained phenolic resin, and from the viewpoint of solubility in an alkaline developer when the phenolic resin is used as an alkali development type photosensitive composition. At least one of the two phenol compounds is pyrogallol or phloroglucinol, and the polymerization component has a biphenyldiyl skeleton as a compound having two alkoxymethyl groups having 1 to 10 carbon atoms in the molecule. The combination which is a compound is mentioned. Among them, it is particularly preferable that at least one of at least two phenol compounds is pyrogallol and the polymerization component is a compound having a biphenyldiyl skeleton.

本発明においては、使用するフェノール化合物の種類の数と同じ原料仕込み回数を採用し、少なくとも2種類のフェノール化合物を反応活性が低い順に1種類ずつ反応系内に段階的に導入するとともに、各導入に際して、導入されるフェノール化合物と導入される重合成分とのモル比が1:1〜2.5:1となる量で重合成分を反応系内に導入してフェノール化合物と反応させる。重合成分は、1種類のフェノール化合物との混合物の状態で反応系内に導入してもよいし、1種類のフェノール化合物と重合成分とを各々別個に反応系内に導入してもよい。このようにして、少なくとも2種類のフェノール化合物を1種類ずつ重合成分と順次反応させる。ここで、各段階における反応はフェノール化合物を実質的に1種類ずつ反応させることを主に意図するが、例えば先の工程に由来する未反応フェノール化合物が後続の工程で反応する可能性を妨げるものではない。2種類以上のフェノール化合物と重合成分(炭素数1〜10のアルコキシメチル基又はメチロール基を分子内に2個有する化合物)とを反応させてフェノール樹脂を製造する際に、上記の段階的な工程手順を採用することにより、反応の全過程を通じて、反応系中で、フェノール化合物のトータルモル数と重合成分のトータルモル数とのモル比率を1:1〜2.5:1の範囲に保つことができる。よって、本発明によれば、フェノール樹脂合成途中のゲル化を防ぐことができ、かつ、得られたフェノール樹脂は高い重量平均分子量を有することができる。   In the present invention, the same number of raw material preparations as the number of types of phenolic compounds to be used is adopted, and at least two types of phenolic compounds are introduced step by step into the reaction system one by one in order of decreasing reaction activity. At this time, the polymerization component is introduced into the reaction system in an amount such that the molar ratio of the phenol compound to be introduced and the polymerization component to be introduced is 1: 1 to 2.5: 1, and reacted with the phenol compound. The polymerization component may be introduced into the reaction system in the form of a mixture with one type of phenol compound, or one type of phenol compound and the polymerization component may be separately introduced into the reaction system. In this manner, at least two types of phenol compounds are sequentially reacted with the polymerization component one by one. Here, the reaction at each stage is mainly intended to cause the phenol compound to react substantially one by one, but for example, it hinders the possibility that the unreacted phenol compound derived from the previous process reacts in the subsequent process. is not. When producing a phenol resin by reacting two or more types of phenolic compounds with a polymerization component (a compound having two alkoxymethyl groups or methylol groups having 1 to 10 carbon atoms in the molecule), the above stepwise process By adopting the procedure, the molar ratio of the total number of moles of the phenolic compound to the total number of moles of the polymerization components is kept in the range of 1: 1 to 2.5: 1 in the reaction system throughout the reaction. Can do. Therefore, according to the present invention, gelation during the synthesis of the phenol resin can be prevented, and the obtained phenol resin can have a high weight average molecular weight.

例えば、本発明において用いるフェノール化合物成分が2種類のフェノール化合物からなる場合、以下の(i)工程及び(ii)工程の順で反応を行うことができる。
(i)2種類のフェノール化合物のうち、より反応活性の低いフェノール化合物と、重合成分(炭素数1〜10のアルコキシメチル基又はメチロール基を分子内に2個有する化合物)とを、重合成分に対するフェノール化合物のモル比が1〜2.5となるように混合した後反応系内に導入し、フェノール化合物と重合成分とを反応させる。
(ii)上記(i)工程の後、フェノール化合物のうち、より反応活性の高いフェノール化合物と、重合成分(炭素数1〜10のアルコキシメチル基又はメチロール基を分子内に2個有する化合物)とを、重合成分に対するフェノール化合物のモル比が1〜2.5となるように混合した後反応系内に導入し、フェノール化合物と重合成分とを反応させる。
For example, when the phenol compound component used in the present invention comprises two types of phenol compounds, the reaction can be carried out in the order of the following steps (i) and (ii).
(I) Of the two types of phenol compounds, a phenol compound having a lower reaction activity and a polymerization component (a compound having two alkoxymethyl groups or methylol groups having 1 to 10 carbon atoms in the molecule) for the polymerization component After mixing so that the molar ratio of the phenol compound is 1 to 2.5, the mixture is introduced into the reaction system, and the phenol compound and the polymerization component are reacted.
(Ii) After the step (i), among the phenol compounds, a phenol compound having a higher reaction activity and a polymerization component (a compound having two alkoxymethyl groups or methylol groups having 1 to 10 carbon atoms in the molecule) Are mixed so that the molar ratio of the phenol compound to the polymerization component is 1 to 2.5, and then introduced into the reaction system to react the phenol compound and the polymerization component.

上記(i)工程、上記(ii)工程の順での反応によって共重合フェノール樹脂を合成することにより、反応の全過程を通じて、反応系中に存在する重合成分(炭素数1〜10のアルコキシメチル基又はメチロール基を分子内に2個有する化合物)の量に対するフェノール化合物の量1倍モル以上を確保できる。従って、過剰なアルコキシメチル基又はメチロール基とフェノール性水酸基との反応によるゲル化の発生を防ぐことができる。   By synthesizing a copolymerized phenol resin by the reaction in the order of the step (i) and the step (ii), a polymerization component (alkoxymethyl having 1 to 10 carbon atoms) present in the reaction system throughout the entire reaction. The amount of the phenol compound is 1 time mole or more relative to the amount of the compound having two groups or methylol groups in the molecule). Therefore, it is possible to prevent the occurrence of gelation due to the reaction between an excessive alkoxymethyl group or methylol group and a phenolic hydroxyl group.

本発明の各段階の反応においては、重合成分の合計使用モル数に対し、フェノール化合物の使用量は1倍モル以上2.5倍モル以下であり、好ましくは、1.1倍モル以上2.3倍モル以下、最も好ましくは1.2倍モル以上2.0倍モル以下である。重合成分の合計使用モル数に対し、フェノール化合物の使用量が1倍モル以上であれば、過剰なアルコキシメチル基又はメチロール基とフェノール性水酸基との反応によるゲル化を防ぐことができ、また、2.5倍モル以下であれば、高重量平均分子量のフェノール樹脂を得ることができる。   In the reaction at each stage of the present invention, the amount of the phenol compound used is 1 to 2.5 times the mole, preferably 1.1 to 2 times the total moles of the polymerization components. It is 3 times mol or less, Most preferably, it is 1.2 times mol or more and 2.0 times mol or less. If the amount of the phenolic compound used is at least 1 mol per mol of the total number of moles of polymerization components, gelation due to the reaction between excess alkoxymethyl group or methylol group and phenolic hydroxyl group can be prevented, If it is 2.5 times mol or less, a high weight average molecular weight phenol resin can be obtained.

フェノール化合物成分と重合成分との反応は、通常触媒の存在下で行う。触媒としては、特に限定されるものではないが、酸触媒が好ましい。酸触媒としては、塩酸、硫酸、リン酸等の無機酸、メタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、シュウ酸、硫酸ジエチル等の有機酸、三弗化ホウ素、無水塩化アルミニウム、塩化亜鉛等のルイス酸、等が挙げられる。これらを単独または2種類以上組み合わせて使用することができる。触媒の使用量は、重合成分のモル数に対して、0.01〜2倍モルの範囲が好ましい。より好ましくは0.02〜1倍モルの範囲である。   The reaction between the phenol compound component and the polymerization component is usually performed in the presence of a catalyst. The catalyst is not particularly limited, but an acid catalyst is preferable. Acid catalysts include inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid and phosphoric acid, organic acids such as methanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, oxalic acid and diethyl sulfate, Lewis such as boron trifluoride, anhydrous aluminum chloride and zinc chloride. Acid, and the like. These can be used alone or in combination of two or more. The amount of the catalyst used is preferably in the range of 0.01 to 2 moles per mole of the polymerization components. More preferably, it is the range of 0.02-1 times mole.

フェノール化合物成分と重合成分との反応は、必要に応じて有機溶剤中で行うことができる。使用できる有機溶剤の具体例としては、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、トルエン、キシレン、γ―ブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリドン等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。有機溶剤の使用量としては、仕込み原料の総質量100質部に対して通常10〜1,000質量部、好ましくは20〜500質量部である。本発明の各段階での反応温度は、それぞれ通常40〜250℃であり、100〜200℃の範囲がより好ましい。本発明においては、フェノール化合物を反応活性が低い順に順次反応させる。よって、反応させるフェノール化合物毎に反応温度を段階的に低下させる等、反応過程を通じて反応温度を変動させてもよい。また、各段階におけるフェノール化合物の導入時に、反応系の温度を一旦低下(例えば室温まで)させ、その後再び所望の反応温度まで反応系を加熱してもよい。また反応時間は通常1〜10時間である。   The reaction between the phenol compound component and the polymerization component can be performed in an organic solvent as necessary. Specific examples of organic solvents that can be used include diethylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, toluene, xylene, γ-butyrolactone, and N-methyl-2-pyrrolidone. However, it is not limited to these. The amount of the organic solvent used is usually 10 to 1,000 parts by mass, preferably 20 to 500 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total mass of the charged raw materials. The reaction temperature in each stage of the present invention is usually from 40 to 250 ° C, more preferably from 100 to 200 ° C. In the present invention, phenol compounds are sequentially reacted in ascending order of reaction activity. Therefore, the reaction temperature may be changed throughout the reaction process, for example, the reaction temperature is lowered stepwise for each phenol compound to be reacted. Further, at the time of introducing the phenol compound at each stage, the temperature of the reaction system may be once lowered (for example, to room temperature) and then the reaction system may be heated again to a desired reaction temperature. The reaction time is usually 1 to 10 hours.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples, but the present invention is not limited thereto.

下記実施例では以下のようにカラム構成の異なる2種類のゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)を使用している。
GPC−1:
カラム:Shodex KF−801 2本及び KF−802 1本を直列に
移動相:THF
GPC−2:
カラム:Shodex KD−806M 直列に2本
移動相:0.1mol/l EtBr/NMP
GPC−1,2共通:
ポンプ:JASCO PU−980
検出器:JASCO RI−930
カラムオーブン:JASCO CO−965 40℃
流速:1ml/min.
また、GPC−2によりポリマーの平均分子量を測定する際は、標準ポリスチレン(昭和電工社製 有機溶媒系標準試料 STANDARD SM−105)換算で算出した。
In the following examples, two types of gel permeation chromatography (GPC) having different column configurations are used as follows.
GPC-1:
Column: Two Shodex KF-801 and one KF-802 in series Mobile phase: THF
GPC-2:
Column: Shodex KD-806M Two in series Mobile phase: 0.1 mol / l EtBr / NMP
GPC-1 and 2 common:
Pump: JASCO PU-980
Detector: JASCO RI-930
Column oven: JASCO CO-965 40 ° C
Flow rate: 1 ml / min.
Moreover, when measuring the average molecular weight of a polymer by GPC-2, it calculated in conversion of standard polystyrene (The organic solvent type | system | group standard sample STANDARD SM-105 by Showa Denko KK).

<フェノール化合物の反応活性評価>
下記のモデル実験によって反応活性を評価した。
[m−クレゾールの反応活性]
窒素パージしながら、容量0.5Lのディーン・スターク装置付きセパラブルフラスラスコ中で、m-クレゾール9.73g(以下、「mC」とも言う)(0.09mol)、4,4’−ビス(メトキシメチル)ビフェニル(以下、「BPDM」とも言う)10.90g(0.045mol)、ジエチル硫酸(以下、「DES」とも言う)1.05g(0.00675mol)、ジエチレングリコールジメチルエーテル(以下、「DMDG」とも言う)30gを50℃で混合攪拌し、固形物を溶解させた。
<Reaction activity evaluation of phenolic compounds>
The reaction activity was evaluated by the following model experiment.
[Reaction activity of m-cresol]
While purging with nitrogen, m-cresol 9.73 g (hereinafter also referred to as “mC”) (0.09 mol), 4,4′-bis (in a separable flask with 0.5 L Dean-Stark apparatus) Methoxymethyl) biphenyl (hereinafter also referred to as “BPDM”) 10.90 g (0.045 mol), diethyl sulfate (hereinafter also referred to as “DES”) 1.05 g (0.00675 mol), diethylene glycol dimethyl ether (hereinafter “DMDG”) 30 g) was mixed and stirred at 50 ° C. to dissolve the solid matter.

混合溶液を攪拌しながら、オイルバスの温度80℃で1時間加熱し、反応液をGPC−1により分析したところ重合成分であるBPDMが消失しなかったため、オイルバス温度90℃まで昇温し、更に1時間攪拌反応させ、BPDMの消失が確認できなかった。前記のような操作を繰り返してオイルバス温度設定を10℃ずつ上げ、それぞれの温度下で1時間ずつ反応させた。オイルバス温度140℃にて30分間加熱した後、BPDMの消失を確認した。   While stirring the mixed solution for 1 hour at an oil bath temperature of 80 ° C. and analyzing the reaction solution by GPC-1, the polymerization component BPDM did not disappear, so the temperature was raised to an oil bath temperature of 90 ° C., The reaction was further stirred for 1 hour, and disappearance of BPDM could not be confirmed. The above operation was repeated to increase the oil bath temperature setting by 10 ° C., and the reaction was performed for 1 hour at each temperature. After heating at an oil bath temperature of 140 ° C. for 30 minutes, disappearance of BPDM was confirmed.

[2−フルオロフェノールの反応活性]
前記のmC反応活性確認実験におけるmCの代わりに、2−フルオロフェノール10.09g(以下、「2FP」とも言う)(0.09mol)を使用した以外、前記のmC反応活性確認実験と同様に反応を行った。BPDMの消失が確認されたのは、オイルバス温度140℃にて30分加熱した後であった。
[Reaction activity of 2-fluorophenol]
The reaction was performed in the same manner as in the mC reaction activity confirmation experiment, except that 10.09 g of 2-fluorophenol (hereinafter also referred to as “2FP”) (0.09 mol) was used instead of mC in the mC reaction activity confirmation experiment. Went. The disappearance of BPDM was confirmed after heating at an oil bath temperature of 140 ° C. for 30 minutes.

[ピロガロールの反応活性]
前記のmC反応活性確認実験におけるmCの代わりに、ピロガロール11.35g(以下、「PyG」とも言う)(0.09mol)を使用した以外、前記のmC反応活性確認実験と同様に反応を行った。BPDMの消失が確認されたのはオイルバス温度110℃にて35分加熱した後であった。
[Reactivity of pyrogallol]
The reaction was performed in the same manner as in the mC reaction activity confirmation experiment, except that 11.35 g of pyrogallol (hereinafter also referred to as “PyG”) (0.09 mol) was used instead of mC in the mC reaction activity confirmation experiment. . The disappearance of BPDM was confirmed after heating at an oil bath temperature of 110 ° C. for 35 minutes.

各フェノール化合物とBPDMとの反応活性についての上記の結果から導き出される、フェノール化合物の反応活性の関係は、以下の通りである:
PyG>mC=2FP
The relationship of the reaction activity of the phenol compound, which is derived from the above results on the reaction activity of each phenol compound and BPDM, is as follows:
PyG> mC = 2FP

<実施例1>
窒素パージしながら、容量0.5Lのディーン・スターク装置付きセパラブルフラスラスコ中で、mC9.73g(0.09mol)、BPDM10.90g(0.045mol)、DES1.05g(0.00675mol)、DMDG30gを50℃で混合攪拌し、固形物を溶解させた。
<Example 1>
While purging with nitrogen, mC 9.73 g (0.09 mol), BPDM 10.90 g (0.045 mol), DES 1.05 g (0.00675 mol), DMDG 30 g in a separable flask with 0.5 L Dean-Stark apparatus Were mixed and stirred at 50 ° C. to dissolve the solid matter.

混合溶液をオイルバスにより140℃に加熱し、1時間反応させた後、反応液よりメタノールの発生を確認した。そのまま140℃で反応液を4時間攪拌した。その後、反応液を室温まで冷却し、反応液中に、PyG26.48g(0.21mol)、BPDM32.71g(0.135mol)、DMDG50g、DES0.35g(0.00225mol)を加え、再び反応液をオイルバスにより120℃に加熱し、更に1.5時間攪拌反応させた。   The mixed solution was heated to 140 ° C. with an oil bath and reacted for 1 hour, and then generation of methanol was confirmed from the reaction solution. The reaction solution was stirred at 140 ° C. for 4 hours. Thereafter, the reaction solution was cooled to room temperature, 26.48 g (0.21 mol) of PyG, 32.71 g (0.135 mol) of BPDM, 50 g of DMDG, and 0.35 g (0.00225 mol) of DES were added to the reaction solution, and the reaction solution was added again. The mixture was heated to 120 ° C. with an oil bath and further stirred for 1.5 hours.

次に反応容器を大気中で冷却し、これに別途テトラヒドロフラン100gを加えて攪拌して希釈した。上記反応希釈液を8Lの水に高速攪拌下で滴下し樹脂を分散析出させ、これを回収し、適宜水洗、脱水の後に真空乾燥を施し、フェノール樹脂を収率78%で得た。得られたフェノール樹脂はゲル化しておらず、GPC−2による重量平均分子量は、ポリスチレン換算で22,698であった。   Next, the reaction vessel was cooled in the atmosphere, and 100 g of tetrahydrofuran was separately added to the reaction vessel and stirred to dilute. The reaction diluted solution was dropped into 8 L of water under high-speed stirring to disperse and precipitate the resin, and this was recovered, appropriately washed with water and dehydrated, followed by vacuum drying to obtain a phenol resin in a yield of 78%. The obtained phenol resin was not gelled, and the weight average molecular weight by GPC-2 was 22,698 in terms of polystyrene.

<実施例2>
窒素パージしながら、容量0.5Lのディーン・スターク装置付きセパラブルフラスラスコ中で、mC16.55g(0.15mol)、BPDM18.17g(0.075mol)、DES1.15g(0.0075mol)、DMDG40gを50℃で混合攪拌し、固形物を溶解させた。合成例1と同様、140℃で反応液を4時間反応させた後、次に、PyG18.92g(0.15mol)、BPDM30.29g(0.125mol)、DMDG43.6g、DES0.39g(0.0025mol)を加え、再び反応液をオイルバスにより120℃に加熱し、更に1.5時間攪拌反応させた。
<Example 2>
While purging with nitrogen, mC 16.55 g (0.15 mol), BPDM 18.17 g (0.075 mol), DES 1.15 g (0.0075 mol), DMDG 40 g in a separable flask with 0.5 L Dean-Stark apparatus Were mixed and stirred at 50 ° C. to dissolve the solid matter. Similar to Synthesis Example 1, the reaction solution was reacted at 140 ° C. for 4 hours, and then PyG 18.92 g (0.15 mol), BPDM 30.29 g (0.125 mol), DMDG 43.6 g, DES 0.39 g (0. 0025 mol) was added, and the reaction solution was heated again to 120 ° C. with an oil bath, and further stirred and reacted for 1.5 hours.

次に反応容器を大気中で冷却し、これに別途テトラヒドロフラン100gを加えて攪拌して希釈した。上記反応希釈液を8Lの水に高速攪拌下で滴下し樹脂を分散析出させ、これを回収し、適宜水洗、脱水の後に真空乾燥を施し、フェノール樹脂を収率76%で得た。得られたフェノール樹脂はゲル化しておらず、GPC−2による重量平均分子量は、ポリスチレン換算で18,800であった。   Next, the reaction vessel was cooled in the atmosphere, and 100 g of tetrahydrofuran was separately added to the reaction vessel and stirred to dilute. The reaction diluted solution was dropped into 8 L of water under high-speed stirring to disperse and precipitate the resin, and this was recovered, appropriately washed with water and dehydrated, followed by vacuum drying to obtain a phenol resin in a yield of 76%. The obtained phenol resin was not gelled, and the weight average molecular weight by GPC-2 was 18,800 in terms of polystyrene.

<実施例3>
実施例2におけるm−クレゾールの代わりに、2FP16.82g(0.15mol)を用いた以外は、実施例2と同様に合成を行い、フェノール樹脂を収率73%で得た。得られたフェノール樹脂はゲル化しておらず、GPC−2による重量平均分子量は、ポリスチレン換算で16,253であった。
<Example 3>
Synthesis was performed in the same manner as in Example 2 except that 2FP 16.82 g (0.15 mol) was used instead of m-cresol in Example 2, and a phenol resin was obtained in a yield of 73%. The obtained phenol resin was not gelled, and the weight average molecular weight by GPC-2 was 16,253 in terms of polystyrene.

<比較例1>
実施例1における、mCとBPDMとを先に縮合重合させた後、PyGの仕込み及びBPDMの追加を行うという原料2段仕込み法の代わりに、全ての原料を一括で仕込み、その後オイルバスを140℃に設定して加熱を始めた。オイルバスが133℃に到達した時点で、メタノールの発生が確認できた。更に10分間加熱を続けたところ、反応系が一気にゲル化してしまった。
<Comparative Example 1>
Instead of the raw material two-stage charging method in which mC and BPDM are first condensed and polymerized in Example 1 and then charged with PyG and BPDM are added, all the raw materials are charged all at once, and then an oil bath is added to 140 Heating was started at a temperature set to ° C. When the oil bath reached 133 ° C., generation of methanol was confirmed. When the heating was further continued for 10 minutes, the reaction system gelled at once.

<比較例2>
実施例3における、2FPとBPDMとを先に縮合重合させた後、PyGの仕込み及びBPDMの追加を行うという原料2段仕込み法の代わりに、全ての原料を一括で仕込み、その後オイルバスを140℃に設定して加熱を始めた。オイルバスが140℃に到達した時点で、メタノールの発生が確認できた。更に16分間加熱を続けたところ、反応系が一気にゲル化してしまった。
<Comparative example 2>
Instead of the raw material two-stage charging method in which 2FP and BPDM are first condensation polymerized in Example 3 and PyG and BPDM are added, all the raw materials are charged in a lump, and then the oil bath is added to 140 Heating was started at a temperature set to ° C. When the oil bath reached 140 ° C., generation of methanol was confirmed. When heating was continued for another 16 minutes, the reaction system gelled at once.

<比較例3>
実施例2におけるmC、PyGの順の仕込みに代えてPyG、mCの順の仕込みで反応を行った。先にPyG18.92g(0.15mol)、BPDM30.29g(0.125mol)、DMDG43.6g、DES0.39g(0.0025mol)を、オイルバスにより120℃に加熱し、1.5時間攪拌反応させ、反応液を室温まで冷却した後、mC16.55g(0.15mol)、BPDM18.17g(0.075mol)、DES1.15g(0.0075mol)、DMDG40gを加え、オイルバスを140℃まで昇温し始めた。オイルバス温度が130℃に到達した時点で、反応系の粘度が急激に上昇し、2分間でゲル化してしまった。
<Comparative Example 3>
The reaction was carried out in the order of PyG and mC instead of the order of mC and PyG in Example 2. First, 18.92 g (0.15 mol) of PyG, 30.29 g (0.125 mol) of BPDM, 43.6 g of DMDG, and 0.39 g (0.0025 mol) of DES were heated to 120 ° C. with an oil bath and stirred for 1.5 hours. After cooling the reaction solution to room temperature, mC 16.55 g (0.15 mol), BPDM 18.17 g (0.075 mol), DES 1.15 g (0.0075 mol), DMDG 40 g were added, and the oil bath was heated to 140 ° C. I started. When the oil bath temperature reached 130 ° C., the viscosity of the reaction system suddenly increased and gelled in 2 minutes.

実施例1〜3及び比較例1〜3の結果を表1に纏める。なお、表中のフェノール化合物の反応活性については上記モデル実験で確認された通りであり、以下のように表される。
PyG>mC=2FP
The results of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 are summarized in Table 1. In addition, about the reaction activity of the phenolic compound in a table | surface, it is as having been confirmed by the said model experiment, and is represented as follows.
PyG> mC = 2FP

Figure 2012251106
Figure 2012251106

上記表中、P/M モル比は、合成に使用されたフェノール化合物の合計モル数の、合成に使用されたBPDMの合計モル数に対する比率である。   In the above table, the P / M molar ratio is the ratio of the total number of moles of phenolic compounds used in the synthesis to the total number of moles of BPDM used in the synthesis.

上記表1から、実施例1〜3においては、各段階の仕込み量においてフェノール化合物の重合成分に対するモル比を1〜2.5の範囲としたため、反応の全過程を通じた、フェノール化合物の合計モル数の、BPDMの合計モル数に対する比率が1〜2.5の範囲にあり、かつ、BPDMとの反応活性が低いフェノール化合物をBPDMと先に反応させたため、反応途中ゲル化が起きず、かつ、高い重量平均分子量のフェノール樹脂が得られた。一方、比較例1〜2においては、反応活性が異なる2種類のフェノール化合物とBPDMとを一括に仕込んだ。また、比較例3においては、2種類のフェノール化合物の分割仕込み法を採用したが、反応活性の高いフェノール化合物を先にBPDMとを反応させた。よって、比較例1〜3のいずれにおいても、反応途中にゲル化してしまった。   From Table 1 above, in Examples 1 to 3, the molar ratio of the phenolic compound to the polymerization component in each stage charge amount was in the range of 1 to 2.5, so the total moles of phenolic compound throughout the entire reaction process. The ratio of the number of BPDM to the total number of moles of BPDM is in the range of 1 to 2.5, and the phenol compound having a low reaction activity with BPDM was reacted with BPDM first, so that no gelation occurred during the reaction, and A high weight average molecular weight phenolic resin was obtained. On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, two types of phenolic compounds having different reaction activities and BPDM were charged together. Further, in Comparative Example 3, a split preparation method of two types of phenol compounds was adopted, but a phenol compound having a high reaction activity was reacted with BPDM first. Therefore, in any of Comparative Examples 1 to 3, gelation occurred during the reaction.

本発明の製造方法によって得られるフェノール樹脂は、半導体装置及び発光装置の表面保護膜、フリップチップ装置用保護膜、バンプ構造を有する装置の保護膜等を形成するための感光性樹脂組成物に、また、層間絶縁膜用としては、再配線用絶縁膜、多層回路の層間絶縁膜等を形成するための感光性樹脂組成物に、好適に利用できる。   The phenol resin obtained by the production method of the present invention is a photosensitive resin composition for forming a surface protective film of a semiconductor device and a light emitting device, a protective film for a flip chip device, a protective film of a device having a bump structure, and the like. Moreover, as an interlayer insulating film, it can be suitably used for a photosensitive resin composition for forming a rewiring insulating film, an interlayer insulating film of a multilayer circuit, and the like.

Claims (2)

反応活性が異なる少なくとも2種類のフェノール化合物からなるフェノール化合物成分と、アルデヒド化合物、ケトン化合物、メチロール基を分子内に2個有する化合物、アルコキシメチル基を分子内に2個有する化合物、ジエン化合物、及びハロアルキル基を分子内に2個有する化合物からなる群から選ばれる1種類以上の重合成分とを反応させてフェノール樹脂を製造する方法であって、以下のステップ:
該少なくとも2種類のフェノール化合物を該反応活性が低い順に1種類ずつ反応系内に段階的に導入するとともに、各導入に際して、導入されるフェノール化合物と導入される重合成分とのモル比が1:1〜2.5:1となる量で重合成分を反応系内に導入してフェノール化合物と反応させることによって、該少なくとも2種類のフェノール化合物を1種類ずつ重合成分と順次反応させること;
を含み、
該反応活性は、同一の重合成分と重合させるための最低反応温度が低いほど反応活性が高いという指標に基づき該フェノール化合物間で相対的に規定される、フェノール樹脂の製造方法。
A phenol compound component comprising at least two types of phenol compounds having different reaction activities, an aldehyde compound, a ketone compound, a compound having two methylol groups in the molecule, a compound having two alkoxymethyl groups in the molecule, a diene compound, and A method for producing a phenol resin by reacting with one or more polymerization components selected from the group consisting of compounds having two haloalkyl groups in the molecule, comprising the following steps:
The at least two types of phenol compounds are introduced stepwise into the reaction system one by one in the order of the low reaction activity, and at each introduction, the molar ratio of the phenol compound to be introduced and the polymerization component to be introduced is 1: Introducing the polymerization component into the reaction system in an amount of 1 to 2.5: 1 and reacting with the phenol compound, thereby sequentially reacting the at least two types of phenol compounds with the polymerization component one by one;
Including
The method for producing a phenol resin, wherein the reaction activity is relatively defined between the phenol compounds based on an index that the lower the minimum reaction temperature for polymerization with the same polymerization component, the higher the reaction activity.
前記少なくとも2種類のフェノール化合物のうち少なくとも1種類がピロガロールであり、かつ、前記重合成分がビフェニルジイル骨格を有する化合物である、請求項1に記載のフェノール樹脂の製造方法。   The method for producing a phenol resin according to claim 1, wherein at least one of the at least two phenolic compounds is pyrogallol and the polymerization component is a compound having a biphenyldiyl skeleton.
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