JP2016204647A - Polyfunctional epoxy resin and intermediate, epoxy resin composition, and cured product - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、新規な多官能エポキシ樹脂及びその中間体、該樹脂を含むエポキシ樹脂組成物、該エポキシ樹脂組成物を硬化反応させてなる硬化物に関する。また、特に、本発明は、低粘度で、成型性及び加工性に優れ、かつ低毒性であり、硬化させた場合に耐熱性に優れた硬化物となるエポキシ樹脂組成物に関する。 The present invention relates to a novel polyfunctional epoxy resin and an intermediate thereof, an epoxy resin composition containing the resin, and a cured product obtained by curing the epoxy resin composition. In particular, the present invention relates to an epoxy resin composition having a low viscosity, excellent moldability and processability, low toxicity, and a cured product having excellent heat resistance when cured.
エポキシ樹脂は、耐熱性、接着性、耐水性、機械的強度及び電気的特性に優れていることから、接着剤、塗料、土木建築用材料、電気・電子機器の絶縁材料等の様々な分野で使用されている。特に、電気・電子分野では、絶縁材料、積層材料、封止材料等において幅広く使用されている。
また、近年、特に多層回路基板などの電気・電子機器材料については、機器の小型化、軽量化及び高機能化が進み、更なる多層化、高密度化、薄型化、軽量化、信頼性及び成形加工性等の向上が求められている。また、これらの用途に用いられるエポキシ樹脂については耐熱性の向上が求められるようになってきている。よって、これらの要求を満たすためには溶融時に低粘度であり、かつ硬化した場合に耐熱性に優れたエポキシ樹脂が必要となる。
Epoxy resins are excellent in heat resistance, adhesiveness, water resistance, mechanical strength, and electrical properties, so they are used in various fields such as adhesives, paints, materials for civil engineering and construction, and insulation materials for electrical and electronic equipment. It is used. In particular, in the electric / electronic field, it is widely used in insulating materials, laminated materials, sealing materials and the like.
In recent years, especially for electrical and electronic equipment materials such as multilayer circuit boards, the miniaturization, weight reduction, and high functionality of equipment have progressed, and further multilayering, high density, thinning, weight reduction, reliability, and Improvements in molding processability and the like are required. In addition, improvement in heat resistance has been demanded for epoxy resins used in these applications. Therefore, in order to satisfy these requirements, an epoxy resin having a low viscosity when melted and excellent in heat resistance when cured is required.
エポキシ樹脂の耐熱性を向上させる手法として、多官能化が知られている。樹脂1分子中のエポキシ基の数を増やすことにより、エポキシ樹脂と硬化物と間の架橋点が増え、より強いネットワークを形成できるためである。多官能化の手法の一つとして、特許文献1には、2−アリルオキシ基と2−アリル基を持つベンゼン環を繰り返し架橋させ、二重結合を酸化する方法が記載されており、具体的な化合物としてはフェノールノボラックが挙げられている。また、架橋部分の具体例としては−CH2−C6H4−C6H4−CH2−基、−CH2−C6H4−CH2−基、テトラヒドロジシクロペンタジエニル基、もしくは両端にCH2が結合した無置換のテトラヒドロジシクロペンタジエニル基が挙げられている。別の方法として、特許文献2には、フルオレン基を分子内に有するビスカテコールの水酸基をグリシジル化して得られる4官能のエポキシ樹脂が挙げられている。また、特許文献3には、アダマンチル基を分子内に有するビスレゾルシノールの水酸基をグリシジル化して得られる4官能のエポキシ樹脂が挙げられている。 Multifunctionalization is known as a technique for improving the heat resistance of an epoxy resin. This is because by increasing the number of epoxy groups in one resin molecule, the number of cross-linking points between the epoxy resin and the cured product increases, and a stronger network can be formed. As one of the polyfunctionalization methods, Patent Document 1 describes a method in which a benzene ring having a 2-allyloxy group and a 2-allyl group is repeatedly crosslinked to oxidize a double bond. As the compound, phenol novolac is mentioned. Specific examples of the crosslinking moiety is -CH 2 -C 6 H 4 -C 6 H 4 -CH 2 - group, -CH 2 -C 6 H 4 -CH 2 - group, tetrahydrofuryl dicyclopentadienyl group, Alternatively, an unsubstituted tetrahydrodicyclopentadienyl group in which CH 2 is bonded to both ends is mentioned. As another method, Patent Document 2 discloses a tetrafunctional epoxy resin obtained by glycidylation of a hydroxyl group of biscatechol having a fluorene group in the molecule. Patent Document 3 includes a tetrafunctional epoxy resin obtained by glycidylating a hydroxyl group of bisresorcinol having an adamantyl group in the molecule.
しかしながら、特許文献1に記載されているグリシジルオキシ基とグリシジル基を持つベンゼン環を繰り返し架橋させて得られるフェノールノボラック型の多官能エポキシ樹脂は、耐熱性が高い一方、溶融時の粘度が高く、成型性や加工性に課題がある。また、同じく特許文献1で挙げられているビスフェノールA、ビスフェノールF型の4官能エポキシ樹脂は、繰り返し構造を持たないため粘度は低いが、エポキシ当量が小さく、作業者に対する毒性に課題があった。
また、特許文献2に記載されているフルオレンを分子内に有するビスカテコールを原料にした4官能エポキシ樹脂は、耐熱性に優れ、かつエポキシ当量が大きいため毒性も低い
が、溶融時の粘度が高いことが予想される。また、特許文献3に記載されているアダマンチル基を分子内に有するビスレゾルシノールの水酸基をグリシジル化して得られる4官能のエポキシ樹脂は、融点が高いことが予想される。よってこれらのエポキシ樹脂は成型性や加工性に課題があると考えられる。よって本発明は、低粘度で、成型性及び加工性に優れ、かつ低毒性であり、硬化させた場合に耐熱性に優れた硬化物となるエポキシ樹脂を提供することを課題とする。
However, a phenol novolac type polyfunctional epoxy resin obtained by repeatedly crosslinking a benzene ring having a glycidyloxy group and a glycidyl group described in Patent Document 1 has high heat resistance, and has a high viscosity at the time of melting. There are problems in moldability and processability. Further, the bisphenol A and bisphenol F type tetrafunctional epoxy resins also cited in Patent Document 1 have a low viscosity because they do not have a repetitive structure, but have a low epoxy equivalent and have a problem in toxicity to workers.
In addition, a tetrafunctional epoxy resin made from biscatechol having fluorene in the molecule described in Patent Document 2 is excellent in heat resistance and has a high epoxy equivalent and low toxicity, but has a high viscosity at the time of melting. It is expected that. Moreover, the tetrafunctional epoxy resin obtained by glycidylating the hydroxyl group of bisresorcinol having an adamantyl group in the molecule described in Patent Document 3 is expected to have a high melting point. Therefore, these epoxy resins are considered to have problems in moldability and processability. Accordingly, an object of the present invention is to provide an epoxy resin that has a low viscosity, excellent moldability and processability, low toxicity, and becomes a cured product having excellent heat resistance when cured.
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、部分構造として単環の脂環式炭化水素を有する特定の多官能エポキシ樹脂が本課題を解決することを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明の要旨は、以下の通りである。
[1]下記一般式(1)で表される多官能エポキシ樹脂。
As a result of intensive investigations to solve the above problems, the present inventors have found that a specific polyfunctional epoxy resin having a monocyclic alicyclic hydrocarbon as a partial structure solves this problem, and the present invention Reached.
That is, the gist of the present invention is as follows.
[1] A polyfunctional epoxy resin represented by the following general formula (1).
(式中、Aは炭素数3〜20の置換されていても良い単環の脂環式炭化水素であり、Xはそれぞれ独立してグリシジル基もしくはグリシジルオキシ基を示し、Rはそれぞれ独立して炭素数1〜4のアルキル基を示し、m1、m2は0〜2の整数を表し、n1、n2は1または2を表す。)
[2]前記一般式(1)中のAが、置換されていても良い炭素数7〜20の単環の脂環式炭化水素である、[1]に記載の多官能エポキシ樹脂。
[3]前記一般式(1)中のAが、アルキル基を置換基として持つ炭素数4〜20の単環の脂環式炭化水素である、[1]に記載の多官能エポキシ樹脂。
[4]前記一般式(1)中のXがグリシジル基である、[1]〜[3]の何れかに記載の多官能エポキシ樹脂。
[5]前記一般式(1)中のXがグリシジルオキシ基である、[1]〜[3]の何れかに記載の多官能エポキシ樹脂。
[6]下記一般式(9)で表されるアリル化合物。
(In the formula, A is an optionally substituted monocyclic alicyclic hydrocarbon having 3 to 20 carbon atoms, X is independently a glycidyl group or a glycidyloxy group, and R is independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, m 1, m 2 represents an integer of 0 to 2, n 1, n 2 is 1 or 2.)
[2] The polyfunctional epoxy resin according to [1], wherein A in the general formula (1) is an optionally substituted monocyclic alicyclic hydrocarbon having 7 to 20 carbon atoms.
[3] The polyfunctional epoxy resin according to [1], wherein A in the general formula (1) is a monocyclic alicyclic hydrocarbon having 4 to 20 carbon atoms having an alkyl group as a substituent.
[4] The polyfunctional epoxy resin according to any one of [1] to [3], wherein X in the general formula (1) is a glycidyl group.
[5] The polyfunctional epoxy resin according to any one of [1] to [3], wherein X in the general formula (1) is a glycidyloxy group.
[6] An allyl compound represented by the following general formula (9).
(式中、A及びm1、m2、n1、n2は、一般式(1)と同様である。)
[7][1]〜[5]の何れかに記載の多官能エポキシ樹脂を含むことを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
[8][7]のエポキシ樹脂組成物を硬化してなる硬化物。
(In the formula, A and m 1 , m 2 , n 1 and n 2 are the same as those in the general formula (1).)
[7] An epoxy resin composition comprising the polyfunctional epoxy resin according to any one of [1] to [5].
[8] A cured product obtained by curing the epoxy resin composition of [7].
本発明によれば、低粘度で、成型性及び加工性に優れ、かつ低毒性であり、硬化させた
場合に耐熱性に優れた硬化物となるエポキシ樹脂を提供することが可能となる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the epoxy resin used as the hardened | cured material which is low viscosity, excellent in a moldability and workability, is low toxicity, and was excellent in heat resistance when it hardened.
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明するが、以下に記載する説明は、本発明の実施の形態の一例であり、本発明はその要旨を超えない限り、以下の記載内容に限定されるものではない。
[1.エポキシ樹脂]
本発明の多官能エポキシ樹脂は、下記一般式(1)で表される。
Embodiments of the present invention will be described in detail below. However, the following description is an example of the embodiments of the present invention, and the present invention is not limited to the following descriptions unless it exceeds the gist. It is not something.
[1. Epoxy resin]
The polyfunctional epoxy resin of the present invention is represented by the following general formula (1).
(式中、Aは炭素数3〜20の置換されていても良い単環の脂環式炭化水素であり、Xはそれぞれ独立してグリシジル基もしくはグリシジルオキシ基を示し、Rはそれぞれ独立して炭素数1〜4のアルキル基を示し、m1、m2は0〜2の整数を表し、n1、n2は1または2を表す。)
一般式(1)中、Aは、炭素数3〜20の置換されていても良い単環の脂環式炭化水素を表す。本明細書中、「炭素数3〜20の置換されていても良い単環の脂環式炭化水素」は、Aを構成している単環の脂環式炭化水素及びその置換基の合計の炭素数が3〜20であることを意味する。炭素数は、毒性又は吸水率を下げる目的では多いことが好ましく、一方、低粘度化により加工性を向上させる目的では少ないほうが好ましい。よって、Aの炭素数は、5以上であることが好ましく、7以上であることがさらに好ましい。また、15以下が好ましく、10以下がさらに好ましい。
Aが単環の脂環式炭化水素であることにより、Aが鎖状の炭化水素である場合と比べて骨格が剛直となるため、硬化物とした場合の耐熱性が高くなる。またAが縮合環の炭化水素である場合と比べて結晶性が下がり、硬化時の温度で溶融しやすくなるため、取扱いが容易となる。さらにAが単環の芳香族炭化水素である場合と比べて粘度が低いため、加工性、成型性が向上する。
(In the formula, A is an optionally substituted monocyclic alicyclic hydrocarbon having 3 to 20 carbon atoms, X is independently a glycidyl group or a glycidyloxy group, and R is independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, m 1, m 2 represents an integer of 0 to 2, n 1, n 2 is 1 or 2.)
In general formula (1), A represents a monocyclic alicyclic hydrocarbon having 3 to 20 carbon atoms which may be substituted. In the present specification, the “optionally substituted monocyclic alicyclic hydrocarbon having 3 to 20 carbon atoms” means the total of the monocyclic alicyclic hydrocarbon constituting A and its substituents. It means that the carbon number is 3-20. The number of carbon atoms is preferably large for the purpose of reducing toxicity or water absorption, whereas it is preferably small for the purpose of improving processability by reducing the viscosity. Therefore, the carbon number of A is preferably 5 or more, and more preferably 7 or more. Moreover, 15 or less is preferable and 10 or less is more preferable.
When A is a monocyclic alicyclic hydrocarbon, the skeleton becomes rigid as compared with the case where A is a chain hydrocarbon, and thus the heat resistance when cured is increased. In addition, the crystallinity is lowered as compared with the case where A is a condensed ring hydrocarbon, and it is easy to melt at the temperature at the time of curing. Furthermore, since A has a lower viscosity than when A is a monocyclic aromatic hydrocarbon, processability and moldability are improved.
単環の脂環式炭化水素としては、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、シクロノナン、シクロデカン、シクロドデカン、シクロペンタデカンなどの飽和単環構造;シクロペンテン、シクロヘキセンなどの不飽和単環構造があるが、合成が容易であることから飽和単環構造が好ましい。中でも、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、シクロノナン、シクロデカン、シクロドデカン、シクロペンタデカンが好ましく、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタンがより好ましい。 Monocyclic alicyclic hydrocarbons include saturated monocyclic structures such as cyclopropane, cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, cyclononane, cyclodecane, cyclododecane, and cyclopentadecane; unsaturated groups such as cyclopentene and cyclohexene Although there is a monocyclic structure, a saturated monocyclic structure is preferable because synthesis is easy. Among these, cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, cyclononane, cyclodecane, cyclododecane, and cyclopentadecane are preferable, and cyclohexane, cycloheptane, and cyclooctane are more preferable.
単環の脂環式炭化水素が有してもよい置換基としては、用途に応じて、適宜選択可能である。エポキシ樹脂においてはエポキシ当量が大きいほど毒性が下がることが知られていることから、毒性を下げる目的ではAが置換基を持つほうが好ましい。毒性としては、皮膚感作性や眼刺激性、変異原性が挙げられる。置換基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ヘキシル基などの飽和直鎖状アルキル基;イソプロピル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基などの飽和分岐状アルキル基;ビニル基、1−プロペニル基、アリル基、1−メチルエテニル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、2−メチル−1−プロペニル基などのアルケニル基;エチニル基、1−プロピニル基、2−プロピニル基、1−ブチニル基、2−ブチニル基などの
アルキニル基;シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などの飽和環状アルキル基;シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基などの不飽和環状アルキル基;フェニル基、4−メチルフェニル基、ナフチル基等のアリール基;水酸基;アミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基等の置換または無置換アミノ基;チオール基;メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基;メチルチオ基、エチルチオ基等のチオエーテル基等;クロロ基、ブロモ基等のハロゲン基が挙げられる。硬化物の耐熱性を向上させる目的ではアルキル基、アリール基、水酸基、無置換アミノ基、チオール基が好ましく、粘度を下げる目的では、アルキル基、アルコキシ基、チオエーテル基が好ましい。よって、高耐熱かつ低粘度を両立させる観点からは、アルキル基が好ましく、炭素数1〜4のアルキル基がさらに好ましく、メチル基がさらに好ましい。また、合成が容易であることから飽和直鎖状アルキル基、飽和分岐状アルキル基が好ましく、原料入手の観点からは飽和直鎖状アルキル基がさらに好ましく、メチル基がさらに好ましい。
The substituent that the monocyclic alicyclic hydrocarbon may have can be appropriately selected depending on the application. In epoxy resins, it is known that the greater the epoxy equivalent, the lower the toxicity. Therefore, it is preferable that A has a substituent for the purpose of reducing toxicity. Toxicity includes skin sensitization, eye irritation and mutagenicity. Specific examples of the substituent include saturated linear alkyl groups such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, and an n-hexyl group; an isopropyl group, an iso-butyl group, a sec-butyl group, Saturated branched alkyl group such as tert-butyl group; alkenyl group such as vinyl group, 1-propenyl group, allyl group, 1-methylethenyl group, 1-butenyl group, 2-butenyl group, 2-methyl-1-propenyl group Alkynyl groups such as ethynyl group, 1-propynyl group, 2-propynyl group, 1-butynyl group and 2-butynyl group; saturated cyclic alkyl groups such as cyclopropyl group, cyclopentyl group and cyclohexyl group; cyclopentenyl group and cyclohexenyl An unsaturated cyclic alkyl group such as a phenyl group; an aryl group such as a phenyl group, a 4-methylphenyl group and a naphthyl group; a hydroxyl group; Group, substituted or unsubstituted amino group such as methylamino group and dimethylamino group; thiol group; alkoxy group such as methoxy group and ethoxy group; thioether group such as methylthio group and ethylthio group; chloro group and bromo group A halogen group is mentioned. For the purpose of improving the heat resistance of the cured product, an alkyl group, an aryl group, a hydroxyl group, an unsubstituted amino group, and a thiol group are preferable. For the purpose of reducing the viscosity, an alkyl group, an alkoxy group, and a thioether group are preferable. Therefore, from the viewpoint of achieving both high heat resistance and low viscosity, an alkyl group is preferable, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is more preferable, and a methyl group is more preferable. In addition, a saturated linear alkyl group and a saturated branched alkyl group are preferable because of easy synthesis, and a saturated linear alkyl group is more preferable from the viewpoint of obtaining raw materials, and a methyl group is more preferable.
Aの具体例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノナン基、シクロデカン基、シクロドデカン基、シクロペンタデカン基などの無置換飽和単環式基;2,2,4−トリメチルシクロペンチル基、2,4,4−トリメチルシクロペンチル基、2−ヘキシルシクロペンチル基、2−ヘプチルシクロペンチル基、2−シクロペンチルシクロペンチル基、2−クロロシクロペンチル基、2−アセチルペンチル基、3−メチルシクロヘキシル基、4−メチルシクロヘキシル基、5−メチルシクロヘキシル基、2,6−ジメチルシクロヘキシル基、2,5−ジメチルシクロヘキシル基、3,5−ジメチルシクロヘキシル基、3,3−ジメチルシクロヘキシル基、4,4−ジメチルシクロヘキシル基、3,3,5−トリメチルシクロヘキシル基、4−エチルシクロヘキシル基、4−プロピルシクロヘキシル基、4−sec−ブチルシクロヘキシル基、4−tert−ブチルシクロヘキシル基、2−シクロヘキシルシクロヘキシル基、2−シクロヘキセニルシクロヘキシル基、メンチル基、2−メトキシシクロヘキシル基、2−クロロシクロヘキシル基などの置換飽和単環式基;2−シクロペンテニル基、2−シクロヘキセニル基などの無置換不飽和単環式基;3−メチル−2−シクロペンテニル基、3−ペンチル−2−シクロペンテニル基、3−メチル−2−シクロヘキセニル基、イソホロニル基などの置換不飽和単環式基が挙げられる。 Specific examples of A include an unsubstituted saturated monocyclic group such as a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, a cyclononane group, a cyclodecane group, a cyclododecane group, and a cyclopentadecane group. 2,2,4-trimethylcyclopentyl group, 2,4,4-trimethylcyclopentyl group, 2-hexylcyclopentyl group, 2-heptylcyclopentyl group, 2-cyclopentylcyclopentyl group, 2-chlorocyclopentyl group, 2-acetylpentyl group; 3-methylcyclohexyl group, 4-methylcyclohexyl group, 5-methylcyclohexyl group, 2,6-dimethylcyclohexyl group, 2,5-dimethylcyclohexyl group, 3,5-dimethylcyclohexyl group, 3,3-dimethylcyclohexyl 4,4-dimethylcyclohexyl group, 3,3,5-trimethylcyclohexyl group, 4-ethylcyclohexyl group, 4-propylcyclohexyl group, 4-sec-butylcyclohexyl group, 4-tert-butylcyclohexyl group, 2-cyclohexyl Substituted saturated monocyclic groups such as cyclohexyl group, 2-cyclohexenylcyclohexyl group, menthyl group, 2-methoxycyclohexyl group, 2-chlorocyclohexyl group; unsubstituted unsaturated groups such as 2-cyclopentenyl group and 2-cyclohexenyl group Monocyclic groups; substituted unsaturated monocyclic groups such as 3-methyl-2-cyclopentenyl group, 3-pentyl-2-cyclopentenyl group, 3-methyl-2-cyclohexenyl group, and isophoronyl group.
中でも2,2,4−トリメチルシクロペンチル基、2,4,4−トリメチルシクロペンチル基、2−ヘキシルシクロペンチル基、2−ヘプチルシクロペンチル基、2−シクロペンチルシクロペンチル基、3−メチルシクロヘキシル基、4−メチルシクロヘキシル基、5−メチルシクロヘキシル基、2,6−ジメチルシクロヘキシル基、2,5−ジメチルシクロヘキシル基、3,5−ジメチルシクロヘキシル基、3,3−ジメチルシクロヘキシル基、4,4−ジメチルシクロヘキシル基、3,3,5−トリメチルシクロヘキシル基、4−エチルシクロヘキシル基、4−プロピルシクロヘキシル基、4−sec−ブチルシクロヘキシル基、4−tert−ブチルシクロヘキシル基、2−シクロヘキシルシクロヘキシル基、2−シクロヘキセニルシクロヘキシル基、メンチル基などのアルキル基置換飽和単環式基が好ましく、2,2,4−トリメチルシクロペンチル基、2,4,4−トリメチルシクロペンチル基、3−メチルシクロヘキシル基、4−メチルシクロヘキシル基、5−メチルシクロヘキシル基、2,6−ジメチルシクロヘキシル基、2,5−ジメチルシクロヘキシル基、3,5−ジメチルシクロヘキシル基、3,3−ジメチルシクロヘキシル基、4,4−ジメチルシクロヘキシル基、3,3,5−トリメチルシクロヘキシル基などのメチル基置換飽和単環式基がより好ましい。 Among them, 2,2,4-trimethylcyclopentyl group, 2,4,4-trimethylcyclopentyl group, 2-hexylcyclopentyl group, 2-heptylcyclopentyl group, 2-cyclopentylcyclopentyl group, 3-methylcyclohexyl group, 4-methylcyclohexyl group 5-methylcyclohexyl group, 2,6-dimethylcyclohexyl group, 2,5-dimethylcyclohexyl group, 3,5-dimethylcyclohexyl group, 3,3-dimethylcyclohexyl group, 4,4-dimethylcyclohexyl group, 3,3 , 5-trimethylcyclohexyl group, 4-ethylcyclohexyl group, 4-propylcyclohexyl group, 4-sec-butylcyclohexyl group, 4-tert-butylcyclohexyl group, 2-cyclohexylcyclohexyl group, 2-cyclohexenyl group Alkyl group-substituted saturated monocyclic groups such as a cyclohexyl group and a menthyl group are preferred, and 2,2,4-trimethylcyclopentyl group, 2,4,4-trimethylcyclopentyl group, 3-methylcyclohexyl group, 4-methylcyclohexyl group, 5-methylcyclohexyl group, 2,6-dimethylcyclohexyl group, 2,5-dimethylcyclohexyl group, 3,5-dimethylcyclohexyl group, 3,3-dimethylcyclohexyl group, 4,4-dimethylcyclohexyl group, 3,3, A methyl group-substituted saturated monocyclic group such as a 5-trimethylcyclohexyl group is more preferable.
一般式(1)中、Xはグリシジル基もしくはグリシジルオキシ基を示し、何れを選択した場合でも硬化物の耐熱性については大きく変わらないが、用途に応じて、適宜選択可能である。グリシジル基は、グリシジルオキシ基と比較して粘度が低いだけでなく、酸素官能基が少ないため硬化物の吸水率を低く抑えられるため好ましい。一方、グリシジルオキ
シ基は、グリシジル基と比較して短工程で合成可能であり、また、酸素官能基を多く有することから、金属等への接着性が高いため、好ましい。
In the general formula (1), X represents a glycidyl group or a glycidyloxy group. Regardless of which is selected, the heat resistance of the cured product does not vary greatly, but can be appropriately selected depending on the application. The glycidyl group is preferable because it not only has a lower viscosity than the glycidyloxy group, but also has a low oxygen functional group, so that the water absorption of the cured product can be kept low. On the other hand, a glycidyloxy group is preferable because it can be synthesized in a short process compared to a glycidyl group and has a large amount of oxygen functional groups, and thus has high adhesion to a metal or the like.
一般式(1)中、ベンゼン環上のグリシジルオキシ基とXの結合位置は特に問わないが、合成が容易という点からは、グリシジルオキシ基はAに結合している炭素原子のパラ位に結合するのが好ましく、Xはグリシジルオキシ基が結合している炭素原子の隣の炭素原子に結合するのが好ましい。また、硬化時の反応性を上げるためには、グリシジルオキシ基とXは、Aに結合している炭素原子のメタ位、もしくはパラ位であることが好ましい。
一般式(1)中、n1、n2はそれぞれ独立して1または2を表す。耐熱性を向上させるためには多官能であることが好ましいが、エポキシ基が多すぎると、硬化物中にエポキシ基が残存し、かえって耐熱性が下がることがあるため、n1、n2は1であることが好ましい。また、粘度や毒性を下げるためにもn1、n2は1であることが好ましい。また、n1、n2は、同一でも異なっても構わないが、合成が容易という点からはn1、n2は同一であることが好ましい。
In general formula (1), the bonding position of the glycidyloxy group and X on the benzene ring is not particularly limited. From the viewpoint of easy synthesis, the glycidyloxy group is bonded to the para position of the carbon atom bonded to A. X is preferably bonded to the carbon atom adjacent to the carbon atom to which the glycidyloxy group is bonded. Moreover, in order to raise the reactivity at the time of hardening, it is preferable that a glycidyloxy group and X are the meta position of the carbon atom couple | bonded with A, or a para position.
In general formula (1), n 1 and n 2 each independently represent 1 or 2. In order to improve heat resistance, polyfunctionality is preferable. However, if there are too many epoxy groups, epoxy groups remain in the cured product, and heat resistance may be lowered. Therefore, n 1 and n 2 are 1 is preferable. Further, n 1 and n 2 are preferably 1 in order to reduce viscosity and toxicity. N 1 and n 2 may be the same or different, but n 1 and n 2 are preferably the same from the viewpoint of easy synthesis.
一般式(1)中、Rは、それぞれ独立して炭素数1〜4のアルキル基を表し、原料入手の容易さから炭素数1〜2であることが好ましく、メチル基がより好ましい。
一般式(1)中、m1、m2は、0〜2の整数を表し、合成の容易さから0又は1が好ましく、0が最も好ましい。
本発明の多官能エポキシ樹脂の理論エポキシ当量は、毒性を下げる観点からは大きいほうが好ましく、耐熱性を向上させる目的では小さいほうが好ましい。具体的には、115以上であることが好ましく、120以上であることがさらに好ましく、130以上であることが特に好ましい。一方で、170以下であることが好ましく、150以下であることがさらに好ましく、140以下であることが特に好ましい。ここで理論エポキシ当量とは、上記一般式(1)における分子のモル質量を、一般式(1)が有するエポキシ基の数で割った値(単位はg/当量である)を表す。
以下に一般式(1)の具体例を示す。
In General Formula (1), R represents a C1-C4 alkyl group each independently, It is preferable that it is C1-C2 from the ease of raw material acquisition, and a methyl group is more preferable.
In the general formula (1), m 1 and m 2 represent integers of 0 to 2, preferably 0 or 1, and most preferably 0 for ease of synthesis.
The theoretical epoxy equivalent of the polyfunctional epoxy resin of the present invention is preferably as large as possible from the viewpoint of reducing toxicity, and is preferably as small as possible for the purpose of improving heat resistance. Specifically, it is preferably 115 or more, more preferably 120 or more, and particularly preferably 130 or more. On the other hand, it is preferably 170 or less, more preferably 150 or less, and particularly preferably 140 or less. Here, the theoretical epoxy equivalent represents a value (unit is g / equivalent) obtained by dividing the molar mass of the molecule in the general formula (1) by the number of epoxy groups in the general formula (1).
Specific examples of general formula (1) are shown below.
中でも、以下の化合物が好ましい。 Among these, the following compounds are preferable.
特に、以下の化合物が好ましい。 In particular, the following compounds are preferable.
[2.製法]
本発明の多官能エポキシ樹脂の製造方法は特に限定されず、用いる基質や所望の物性に応じて適宜製造することができる。以下、代表的な製造方法を示す。
<2.1.製法I>
一般式(1)で表される多官能エポキシ樹脂は、下記一般式(2)で表されるアリル化合物に含まれる二重結合を酸化する方法で製造できる。
[2. Manufacturing method]
The manufacturing method of the polyfunctional epoxy resin of this invention is not specifically limited, According to the substrate to be used and a desired physical property, it can manufacture suitably. Hereinafter, typical production methods will be described.
<2.1. Manufacturing method I>
The polyfunctional epoxy resin represented by the general formula (1) can be produced by a method of oxidizing the double bond contained in the allyl compound represented by the following general formula (2).
一般式(2)中、A、R、m1、m2、n1、n2は、一般式(1)と同様であり、Yはそれぞれ独立して2−アリル基もしくは2−アリルオキシ基を示す。
酸化方法は、本発明の多官能エポキシ樹脂が取得可能な方法であれば特に限定されず、公知の方法で行うことができる。例えば、具体的には塩基の存在下、ニトリルと過酸化水素水溶液を用いる方法(以下酸化法i)、タングステン酸類の存在下、4級アンモニウム塩と過酸化水素水溶液を用いる方法(以下酸化法ii)、過酢酸やm−クロロ安息香酸等の有機過酸を用いる方法(以下酸化法iii)等が挙げられ、エポキシ樹脂の性質に応じて適宜方法を選択することができる。中でも、酸化法iと酸化法iiは、酸化剤として安価な過酸化水素を用いることができる上、副生物が水であり環境面からも好ましい。さらに、酸化法iiは水層と有機層が分離した二層系で実施できるため、エポキシ基の開環反応を抑制することができる。また、酸化法iと比べて過酸化水素を過剰に使用する必要がない。よって酸化法iiがより好ましい。
In general formula (2), A, R, m 1 , m 2 , n 1 , and n 2 are the same as in general formula (1), and each Y independently represents a 2-allyl group or 2-allyloxy group. Show.
The oxidation method is not particularly limited as long as the polyfunctional epoxy resin of the present invention can be obtained, and can be performed by a known method. For example, specifically, a method using a nitrile and a hydrogen peroxide solution in the presence of a base (hereinafter referred to as oxidation method i), a method using a quaternary ammonium salt and a hydrogen peroxide solution in the presence of tungstic acids (hereinafter referred to as an oxidation method ii). ), A method using an organic peracid such as peracetic acid or m-chlorobenzoic acid (hereinafter referred to as oxidation method iii) and the like, and a method can be appropriately selected according to the properties of the epoxy resin. Among them, the oxidation method i and the oxidation method ii can use inexpensive hydrogen peroxide as an oxidizing agent, and are preferable from the environmental viewpoint because the by-product is water. Furthermore, since the oxidation method ii can be carried out in a two-layer system in which the aqueous layer and the organic layer are separated, the ring opening reaction of the epoxy group can be suppressed. Further, it is not necessary to use excessive hydrogen peroxide as compared with the oxidation method i. Therefore, the oxidation method ii is more preferable.
<2.2.製法II>
一般式(1)のうち、Xがグリシジル基である下記一般式(4)は、下記一般式(3)で表されるエポキシ樹脂中に含まれる二重結合を酸化する方法で製造できる。
<2.2. Manufacturing Method II>
Among the general formula (1), the following general formula (4) in which X is a glycidyl group can be produced by a method of oxidizing a double bond contained in the epoxy resin represented by the following general formula (3).
一般式(3)及び一般式(4)中、A、R、m1、m2、n1、n2は、一般式(1)と同様である。
酸化については製法Iと同様である。
In General Formula (3) and General Formula (4), A, R, m 1 , m 2 , n 1 , and n 2 are the same as in General Formula (1).
The oxidation is the same as in production method I.
<2.3.製法III>
一般式(1)のうち、Xがグリシジルオキシ基である一般式(6)は、下記一般式(5)で表されるフェノール化合物を、エピハロヒドリンを用いてグリシジル化することでも製造できる。
<2.3. Manufacturing Method III>
Of the general formula (1), the general formula (6) in which X is a glycidyloxy group can also be produced by glycidylating a phenol compound represented by the following general formula (5) using an epihalohydrin.
一般式(5)及び一般式(6)中のA、R、m1、m2、n1、n2は、一般式(1)と同様である。
グリシジル化の手法は特に限定されないが、従来知られている1段法もしくは2段法の何れの方法で実施しても良い。1段法では、塩基の存在下、エピハロヒドリンを反応させることにより実施できる。2段法では、酸触媒の存在下、エピハロヒドリンを付加させ、続いて塩基を用いてハロゲン化水素化することにより実施できる。エピハロヒドリンとしてはエピクロロヒドリンやエピブロモヒドリンが挙げられるが、入手容易で安価な点からはエピクロロヒドリンを使用するのが好ましい。
A, R, m 1 , m 2, n 1 , and n 2 in the general formula (5) and the general formula (6) are the same as those in the general formula (1).
The method for glycidylation is not particularly limited, but any one of the conventionally known one-stage method or two-stage method may be used. The one-step method can be carried out by reacting epihalohydrin in the presence of a base. The two-stage process can be carried out by adding an epihalohydrin in the presence of an acid catalyst, followed by hydrohalation using a base. Epihalohydrin includes epichlorohydrin and epibromohydrin, but epichlorohydrin is preferably used from the viewpoint of availability and low cost.
上記製法I〜IIIの何れかにより本発明の多官能エポキシ樹脂を製造した場合、本発明
の多官能エポキシ樹脂には未反応原料や各種の反応副生成物が含まれることがある。例えばグリシジル化においては、オリゴマーが生成し、樹脂の高粘度化が進む傾向がある。よって、粘度を低くする目的ではグリシジル化を経由しない製法Iが好ましい。
さらに、Xがグリシジルオキシ基の場合、製法IIIでは、隣り合った水酸基がエピハロ
ヒドリンを介して環状構造を形成する副反応が起こりやすい。これにより多官能化が妨げられることから、耐熱性の観点からも製法Iが好ましい。一方、Xがグリシジル基の場合、製法IIでは製法Iに比べて酸化すべき二重結合の量が少ないため、使用する酸化剤の量を減らすことができる。よって安全の観点からは製法IIが好ましい。また酸化にかかる反応時間を短縮できるため、エポキシ環の開環反応等の副反応を抑制することができる。よって収率の面からも製法IIが好ましい。
When the polyfunctional epoxy resin of the present invention is produced by any of the above production methods I to III, the polyfunctional epoxy resin of the present invention may contain unreacted raw materials and various reaction byproducts. For example, in glycidylation, oligomers are formed and the viscosity of the resin tends to increase. Therefore, for the purpose of lowering the viscosity, production method I which does not go through glycidylation is preferable.
Furthermore, when X is a glycidyloxy group, in Production Method III, a side reaction in which adjacent hydroxyl groups form a cyclic structure via an epihalohydrin tends to occur. Since this prevents the polyfunctionalization, the production method I is preferable also from the viewpoint of heat resistance. On the other hand, when X is a glycidyl group, since the amount of double bonds to be oxidized is smaller in production method II than in production method I, the amount of oxidizing agent to be used can be reduced. Therefore, production method II is preferable from the viewpoint of safety. Moreover, since the reaction time required for oxidation can be shortened, side reactions such as an epoxy ring opening reaction can be suppressed. Therefore, production method II is preferable from the viewpoint of yield.
<2.4.酸化法i>
酸化法iについて説明する。酸化法iは、塩基の存在下、ニトリルと過酸化水素水溶液で行う方法である。
反応に用いる塩基としては、例えば、アルカリ金属の水酸化物、アルカリ土類金属の水酸化物、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩等が使用されるが、これらの中でもアルカリ金属塩が好ましい。
<2.4. Oxidation method i>
The oxidation method i will be described. Oxidation method i is a method performed with a nitrile and an aqueous hydrogen peroxide solution in the presence of a base.
Examples of the base used in the reaction include alkali metal hydroxides, alkaline earth metal hydroxides, alkali metal salts, alkaline earth metal salts, and the like. Among these, alkali metal salts are preferable.
アルカリ金属塩の具体例としては、リン酸二ナトリウム、リン酸二カリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸水素二カリウム、二リン酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウム、ポリリン酸ナトリウム等のリン酸アルカリ金属塩類、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸リチウム、炭酸セシウム等の炭酸アルカリ金属塩類、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム等の有機酸アルカリ金属塩類、硫酸カリウム、硫酸ナトリウム等の硫酸アルカリ金属塩類、ケイ酸カリウム、ケイ酸ナトリウム等のケイ酸アルカリ金属塩類等が挙げられる。これらの中で、反応性の観点から炭酸アルカリ金属塩類が好ましく、特に炭酸カリウム、炭酸ナトリウムが好ましい。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組合せで併用してもよい。 Specific examples of the alkali metal salt include phosphorous such as disodium phosphate, dipotassium phosphate, disodium hydrogen phosphate, dipotassium hydrogen phosphate, sodium diphosphate, sodium tripolyphosphate, sodium hexametaphosphate, and sodium polyphosphate. Acid alkali metal salts, potassium carbonate, potassium hydrogen carbonate, sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, lithium carbonate, cesium carbonate and other alkali metal carbonates, organic acid alkali metal salts such as sodium acetate, potassium acetate, potassium sulfate, sodium sulfate, etc. And alkali metal silicates such as potassium silicate and sodium silicate. Among these, alkali metal carbonates are preferable from the viewpoint of reactivity, and potassium carbonate and sodium carbonate are particularly preferable. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations.
塩基の使用量は特に限定されないが、原料として用いるアリル化合物中の炭素−炭素二重結合1当量に対して、好ましくは0.05当量以上、より好ましくは0.1当量以上、さらに好ましくは、0.2当量以上であり、また、好ましくは5当量以下、より好ましくは2当量以下、さらに好ましくは1当量以下である。使用量が0.05当量より少ないと、反応が十分に進行せず、使用量が5当量よりも多いと、過酸化水素が分解し反応性が低下する傾向がある。 The amount of the base used is not particularly limited, but is preferably 0.05 equivalents or more, more preferably 0.1 equivalents or more, and still more preferably, with respect to 1 equivalent of the carbon-carbon double bond in the allyl compound used as a raw material. It is 0.2 equivalents or more, preferably 5 equivalents or less, more preferably 2 equivalents or less, and even more preferably 1 equivalent or less. When the amount used is less than 0.05 equivalent, the reaction does not proceed sufficiently, and when the amount used is more than 5 equivalents, hydrogen peroxide is decomposed and the reactivity tends to decrease.
ニトリルは、脂肪族ニトリル類、芳香族ニトリル類のいずれであってもよい。脂肪族ニトリル類としては、例えば、アセトニトリル、プロピオニトリル、n−ブチロニトリル、イソブチロニトリル、マロノニトリル、アジポニトリルやモノクロロアセトニトリル、ジクロロアセトニトリル、トリクロロアセトニトリル等が挙げられる。芳香族ニトリル類としては、例えば、ベンゾニトリル、トルニトリル、クロロベンゾニトリル、フルオロベンゾニトリル等が挙げられる。反応性が高く、ニトリル由来の副生成物を容易に除去することができる点からは、アセトニトリル、プロピオニトリル、及び、ベンゾニトリルが好ましく、特にアセトニトリルが好ましい。また、これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組合せで併用してもよい。 The nitrile may be either an aliphatic nitrile or an aromatic nitrile. Examples of the aliphatic nitriles include acetonitrile, propionitrile, n-butyronitrile, isobutyronitrile, malononitrile, adiponitrile, monochloroacetonitrile, dichloroacetonitrile, trichloroacetonitrile, and the like. Examples of aromatic nitriles include benzonitrile, tolunitrile, chlorobenzonitrile, and fluorobenzonitrile. Acetonitrile, propionitrile, and benzonitrile are preferable from the viewpoint that reactivity is high and by-products derived from nitrile can be easily removed, and acetonitrile is particularly preferable. Moreover, these may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations.
ニトリルの使用量は特に限定されず、原料として用いるアリル化合物や塩基の種類、反応条件等によって異なるが、原料として用いるアリル化合物中の炭素−炭素二重結合1当量に対して、好ましくは1当量以上、より好ましくは1.5当量以上であり、また、好ましくは10当量以下、より好ましくは5当量以下である。使用量が1当量より少ないと、反応が十分に進行せず、使用量が10当量よりも多いと、反応性が低下する傾向がある。なお、過酸化水素水を追加で導入する際は、過酸化水素に対して1当量〜2当量のニトリルを追加で加えることが好ましい。 The amount of nitrile used is not particularly limited and varies depending on the type of allyl compound or base used as a raw material, reaction conditions, etc., but preferably 1 equivalent per 1 equivalent of carbon-carbon double bond in the allyl compound used as a raw material. More preferably, it is 1.5 equivalents or more, preferably 10 equivalents or less, more preferably 5 equivalents or less. When the amount used is less than 1 equivalent, the reaction does not proceed sufficiently, and when the amount used is more than 10 equivalents, the reactivity tends to decrease. In addition, when introducing hydrogen peroxide water additionally, it is preferable to add 1 equivalent-2 equivalent nitrile with respect to hydrogen peroxide additionally.
反応液に導入する過酸化水素濃度は特に限定されないが、好ましくは10%以上、より好ましくは20%であり、また、好ましくは60%以下、より好ましくは50%以下である。濃度が10%より低いと、反応速度の低下及びバッチ効率の低下を招き、濃度が60%よりも高いと反応時の内温の制御が困難になったり、異常な過酸化水素の分解が起き易くなり危険性が増大したりする傾向がある。 The concentration of hydrogen peroxide introduced into the reaction solution is not particularly limited, but is preferably 10% or more, more preferably 20%, and preferably 60% or less, more preferably 50% or less. If the concentration is lower than 10%, the reaction rate and batch efficiency are reduced. If the concentration is higher than 60%, it becomes difficult to control the internal temperature during the reaction or abnormal hydrogen peroxide decomposition occurs. It tends to be easier and the risk increases.
過酸化水素の使用量は特に限定されず、原料として用いるアリル化合物や塩基の種類、反応条件等によって異なるが、原料として用いるアリル化合物中の炭素−炭素二重結合1当量に対して、過酸化水素換算で、好ましくは1当量以上、より好ましく2当量以上であり、また、好ましくは20当量以下、より好ましくは10当量以下である。使用量が1当量より少ないと、反応が十分に進行せず、使用量が20当量よりも多いと、反応の制御や安全性の確保に加え、生成したエポキシ樹脂の回収が難しくなる傾向がある。 The amount of hydrogen peroxide used is not particularly limited and varies depending on the type of allyl compound or base used as a raw material, reaction conditions, etc., but peroxidation is performed on one equivalent of the carbon-carbon double bond in the allyl compound used as a raw material. In terms of hydrogen, it is preferably 1 equivalent or more, more preferably 2 equivalents or more, and preferably 20 equivalents or less, more preferably 10 equivalents or less. When the amount used is less than 1 equivalent, the reaction does not proceed sufficiently, and when the amount used is more than 20 equivalents, in addition to controlling the reaction and ensuring safety, it tends to be difficult to recover the generated epoxy resin. .
過酸化水素は速やかにエポキシ化反応に消費されるので、必要量の過酸化水素を一度に添加しても系中の過酸化水素濃度が上昇しすぎることはないが、安全性の観点から数回に分けて添加することや、連続的に添加する方が好ましい。
反応には溶媒を使用することもできる。用いる溶媒は特に限定されないが、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトンのようなケトン類;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドのようなアミド類;1,2−ジメトキエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組合せで併用してもよい。中でも、水との混和性と安価に入手できるという点で、アルコール類、特にメタノールが好ましい。
Hydrogen peroxide is quickly consumed in the epoxidation reaction, so even if the required amount of hydrogen peroxide is added all at once, the concentration of hydrogen peroxide in the system does not increase too much. It is preferable to add in portions or continuously.
A solvent can also be used for the reaction. Although the solvent to be used is not particularly limited, for example, alcohols such as methanol, ethanol, propanol and isopropanol; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; amides such as N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide; Examples include 1,2-dimethoxyethane and diethylene glycol dimethyl ether. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations. Among these, alcohols, particularly methanol, is preferable in terms of miscibility with water and availability at low cost.
溶媒の使用量は特に限定されないが、少ないと原料が系内で混和せず反応性が低下する傾向がある。一方で、多いと系内の反応基質の濃度が低下し、反応速度が低下する傾向がある。よって原料として用いるアリル化合物1重量部に対して、好ましくは1重量部〜100重量部であり、より好ましくは2重量部〜50重量部である。
反応温度は特に限定されないが、好ましくは0℃以上、より好ましくは20℃以上であり、また、好ましくは100℃以下、よりが好ましくは80℃以下、さらに好ましくは50℃以下である。100℃を超えると、過酸化水素の分解や、生成したエポキシ樹脂の加水分解が促進される傾向がある。0℃未満であると、十分な反応速度が得られず、反応が完全に進行しない傾向がある。
The amount of the solvent used is not particularly limited, but if it is small, the raw materials are not mixed in the system and the reactivity tends to decrease. On the other hand, if the amount is large, the concentration of the reaction substrate in the system tends to decrease, and the reaction rate tends to decrease. Therefore, it is preferably 1 to 100 parts by weight, more preferably 2 to 50 parts by weight, with respect to 1 part by weight of the allyl compound used as a raw material.
Although reaction temperature is not specifically limited, Preferably it is 0 degreeC or more, More preferably, it is 20 degreeC or more, Preferably it is 100 degrees C or less, More preferably, it is 80 degrees C or less, More preferably, it is 50 degrees C or less. When it exceeds 100 ° C., decomposition of hydrogen peroxide and hydrolysis of the generated epoxy resin tend to be promoted. If it is less than 0 ° C., a sufficient reaction rate cannot be obtained, and the reaction tends not to proceed completely.
反応時間は、反応スケール等により異なるが、通常1時間以上、好ましくは2時間以上であり、また、通常72時間以下、好ましくは24時間以下の範囲から選択できる。
上記のとおり、酸化法iでは、塩基の存在下、ニトリルと過酸化水素水溶液で原料のアリル化合物を酸化してエポキシ樹脂を生成させる。これらの化合物の添加順序は特に限定されないが、通常の反応では、まず原料のアリル化合物、塩基、ニトリルを反応溶媒中で混合し、混合物の温度に注意しながら過酸化水素水を滴下し、撹拌する。その後、必要に応じて、ニトリルと過酸化水素を導入してもよい。反応後、残存した過酸化水素をチオ硫酸ナトリウム水溶液等の還元剤でクエンチし、水洗や濃縮等の通常の操作を行ってエポキシ樹脂を得る。必要に応じて晶析やカラムクロマトグラフィーによる精製を実施しても良い。
The reaction time varies depending on the reaction scale and the like, but is usually 1 hour or more, preferably 2 hours or more, and can be selected from the range of usually 72 hours or less, preferably 24 hours or less.
As described above, in the oxidation method i, an allyl compound as a raw material is oxidized with a nitrile and an aqueous hydrogen peroxide solution in the presence of a base to produce an epoxy resin. The order of addition of these compounds is not particularly limited, but in a normal reaction, first the raw material allyl compound, base, and nitrile are mixed in a reaction solvent, and hydrogen peroxide is added dropwise while paying attention to the temperature of the mixture, followed by stirring. To do. Thereafter, if necessary, nitrile and hydrogen peroxide may be introduced. After the reaction, the remaining hydrogen peroxide is quenched with a reducing agent such as an aqueous sodium thiosulfate solution, and an ordinary operation such as washing with water or concentration is performed to obtain an epoxy resin. If necessary, purification by crystallization or column chromatography may be carried out.
<2.5.酸化法ii>
酸化法iiについて説明する。酸化法iiはタングステン酸類の存在下、オニウム塩と過酸化水素水溶液で酸化する方法である。
タングステン酸類としては、タングステン化合物やその塩等が挙げられる。タングステン化合物は、タングステンを含有し、上記のエポキシ化反応の触媒としての作用を有するものであれば、特に限定されない。
<2.5. Oxidation method ii>
The oxidation method ii will be described. The oxidation method ii is a method of oxidizing with an onium salt and an aqueous hydrogen peroxide solution in the presence of tungstic acids.
Examples of tungstic acids include tungsten compounds and salts thereof. The tungsten compound is not particularly limited as long as it contains tungsten and has an action as a catalyst for the epoxidation reaction.
前記タングステン酸類としては、具体的には例えば、タングステン酸;タングステン酸ナトリウム、タングステン酸カリウム、タングステン酸カルシウム、タングステン酸アンモニウム等のタングステン酸塩類;前記タングステン酸塩類の水和物;12−タングストリン酸、18−タングストリン酸等のリンタングステン酸類;12−タングストケイ酸等
のケイタングステン酸類;12−タングストホウ酸または金属タングステン類等が挙げられ、タングステン酸、タングステン酸塩、リンタングステン酸が好ましく、入手しやすさの点で、タングステン酸、タングステン酸ナトリウム、タングステン酸カルシウム、12−タングストリン酸がより好ましい。
Specific examples of the tungstic acids include tungstic acid; tungstates such as sodium tungstate, potassium tungstate, calcium tungstate, and ammonium tungstate; hydrates of the tungstates; 12-tungstophosphoric acid Phosphotungstic acids such as 18-tungstophosphoric acid; silicotungstic acids such as 12-tungstosilicic acid; 12-tungstoboric acid or metal tungstens, and tungstic acid, tungstate and phosphotungstic acid are preferred and available. In terms of ease, tungstic acid, sodium tungstate, calcium tungstate, and 12-tungstophosphoric acid are more preferable.
タングステン酸類の使用量は特に限定されないが、原料として用いるアリル化合物の炭素−炭素二重結合1当量に対して、触媒金属原子換算で、好ましくは0.001当量以上、より好ましくは0.005当量以上、さらに好ましくは0.01当量以上であり、また、好ましくは5当量以下、より好ましくは3当量以下、より好ましくは1当量以下である。使用量が0.001当量より少ないと、反応が十分に進行せず、使用量が5当量よりも多いと、タングステン酸類の除去が困難となる傾向がある。 The amount of tungstic acid used is not particularly limited, but is preferably 0.001 equivalent or more, more preferably 0.005 equivalent, in terms of catalytic metal atom, per equivalent of carbon-carbon double bond of the allyl compound used as a raw material. More preferably, it is 0.01 equivalent or more, preferably 5 equivalent or less, more preferably 3 equivalent or less, more preferably 1 equivalent or less. When the amount used is less than 0.001 equivalent, the reaction does not proceed sufficiently, and when the amount used is more than 5 equivalents, removal of tungstic acids tends to be difficult.
反応に用いるオニウム塩としては、前記活性触媒は、エポキシ化反応の際には脂溶性となり、通常、必要に応じて用いられる溶媒に溶解するものが好ましい。そのため、より脂溶性が高いオニウム塩を使用することが好ましい。オニウム塩の脂溶性の目安の一つとしては、オニウム塩の有する炭素数が挙げられ、(炭素数/1分子中のオニウム塩の数)が通常20以上であり、より好ましくは25以上である。さらに好ましくはその構造内に炭素原子を20個以上有するカチオン種のオニウム塩がより好ましい。例えば、例えばメチルトリオクチルアンモニウム塩、テトラヘキシルアンモニウム塩、ジラウリルジメチルアンモニウム塩、ベンジルトリブチルアンモニウム塩等のアンモニウム塩類、セシルピリジニウム塩等のピリジニウム塩類、テトラヘキシルホスホニウム塩等のホスホニウム塩類が挙げられる。 As the onium salt used in the reaction, the active catalyst is preferably one that becomes fat-soluble during the epoxidation reaction and is usually dissolved in a solvent used as necessary. Therefore, it is preferable to use an onium salt having higher fat solubility. One measure of the fat solubility of the onium salt is the number of carbons of the onium salt, and (carbon number / number of onium salts in one molecule) is usually 20 or more, more preferably 25 or more. . More preferably, a cationic onium salt having 20 or more carbon atoms in its structure is more preferable. Examples thereof include ammonium salts such as methyltrioctylammonium salt, tetrahexylammonium salt, dilauryldimethylammonium salt and benzyltributylammonium salt, pyridinium salts such as cesylpyridinium salt, and phosphonium salts such as tetrahexylphosphonium salt.
またオニウム塩としては、本発明者らが発明し、WO2013/147092に記載した活性水素を含む官能基またはその塩に変換可能な置換基を1つ以上有するオニウム塩を用いることもできる。これらのオニウム塩は、酸化時には脂溶性を呈するが、反応終了後に加水分解等の簡単な後処理をすることで水溶性物質に変換することができ、タングステン等の前記タングステン化合物をより効率よく水層に溶解し、分離できる点で好ましい。 As the onium salt, an onium salt having one or more functional groups containing active hydrogen or a substituent that can be converted into a salt thereof, which has been invented by the present inventors and described in WO2013 / 147092, can also be used. These onium salts exhibit fat solubility during oxidation, but can be converted into water-soluble substances by simple post-treatment such as hydrolysis after the reaction is completed, and the tungsten compound such as tungsten can be more efficiently converted into water. It is preferable at the point which can melt | dissolve in a layer and can isolate | separate.
上記オニウム塩としては、アンモニウム塩類、ピリジニウム塩類、イミダゾリニウム塩類が挙げられ、このうちアンモニウム塩類が簡便に合成でき、また、反応条件下で安定であるため好ましい。活性水素を含む官能基またはその塩に変換可能な置換基の具体例としては、特に限定されるものではないが、好ましくは水酸基、カルボキシル基、アミノ基、メルカプト基、スルホン酸基、リン酸基、またはそれらの塩を言い、より好ましくは水酸基である。 Examples of the onium salt include ammonium salts, pyridinium salts, and imidazolinium salts. Among these, ammonium salts are preferable because they can be synthesized easily and are stable under reaction conditions. Specific examples of the substituent that can be converted into a functional group containing active hydrogen or a salt thereof are not particularly limited, but are preferably a hydroxyl group, a carboxyl group, an amino group, a mercapto group, a sulfonic acid group, or a phosphoric acid group. Or a salt thereof, more preferably a hydroxyl group.
活性水素を含む官能基またはその塩に変換可能な置換基とは、物理及び又は化学的な操作を施すことにより上記活性水素を含む官能基またはその塩に、変換可能な置換基、具体的には化学反応、加熱、光反応、酵素反応、マイクロ波照射等により変換可能な置換基をいい、好ましくは穏和な条件で変換可能な置換基であり、より好ましくは、エポキシ基とは反応しない条件で変換可能な置換基である。さらに好ましくは、具体的に例えばエステル基、カーボネート基、カーバメート基、イミド基、アミド基、エーテル基、シリルエーテル基、アセタール基、ケタール基、ヘミアセタール基、スルホン酸エステル基、チオエーテル基、チオエステル基、チオカーバメート基、チオアセタール基、リン酸エステル基、ベンジル基などが挙げられ、このうち特にエステル基が除去操作が容易なため好ましい。 A substituent that can be converted into a functional group containing active hydrogen or a salt thereof is a substituent that can be converted into a functional group containing active hydrogen or a salt thereof by physical and / or chemical manipulation, specifically, Refers to a substituent that can be converted by chemical reaction, heating, photoreaction, enzyme reaction, microwave irradiation, etc., preferably a substituent that can be converted under mild conditions, more preferably, a condition that does not react with an epoxy group The substituent is convertible with More preferably, specifically, for example, ester group, carbonate group, carbamate group, imide group, amide group, ether group, silyl ether group, acetal group, ketal group, hemiacetal group, sulfonic acid ester group, thioether group, thioester group A thiocarbamate group, a thioacetal group, a phosphate ester group, a benzyl group, and the like. Of these, an ester group is particularly preferred because it can be easily removed.
上記オニウム塩の好ましい具体的な例としては、N−メチル−N,N,N−トリ[2−(ペンチルカルボニルオキシ)エチル]アンモニウム硫酸水素塩、N−メチル−N,N,N−トリ[2−(4−t−ブチルフェニルカルボニルオキシ)エチル]アンモニウムモノ
メチル硫酸水素塩、2,3−ビス(4−t−ブチル−フェニルオキシ)−N、N、N−トリエチル−1−プロパンアンモニウムクロライド、N−ブチル−N,N−ジ[2−(4−t−ブチルベンゾイルオキシ)エチル−N−メチルアンモニウムモノメチル硫酸塩等が挙げられるが、このうち、調製および分析が簡便である観点から、N−ブチル−N,N−ジ[2−(4−t−ブチルベンゾイルオキシ)エチル−N−メチルアンモニウムモノメチル硫酸塩が挙げられる。本発明において、オニウム塩は単独でも2種以上適宜組み合わせて使用してもよい。
Preferable specific examples of the onium salt include N-methyl-N, N, N-tri [2- (pentylcarbonyloxy) ethyl] ammonium hydrogen sulfate, N-methyl-N, N, N-tri [ 2- (4-t-butylphenylcarbonyloxy) ethyl] ammonium monomethyl hydrogen sulfate, 2,3-bis (4-t-butyl-phenyloxy) -N, N, N-N-triethyl-1-propaneammonium chloride, N-butyl-N, N-di [2- (4-t-butylbenzoyloxy) ethyl-N-methylammonium monomethyl sulfate and the like can be mentioned. Among these, from the viewpoint of easy preparation and analysis, N -Butyl-N, N-di [2- (4-t-butylbenzoyloxy) ethyl-N-methylammonium monomethyl sulfate. In the present invention, onium salts may be used alone or in combination of two or more.
本発明で用いられるオニウム塩のアニオン種は、特に限定はされないが、具体的には硫酸水素イオン、モノメチル硫酸イオン、ハロゲン化物イオン、硝酸イオン、酢酸イオン、炭酸水素イオン、リン酸二水素イオン、スルホン酸イオン、カルボン酸イオン、水酸化物イオン等の1価のアニオン類、リン酸水素イオン、硫酸イオン等の2価のアニオンが挙げられ、調整が容易である点から1価のアニオン類が好ましい。このうちアニオン種が反応生成物であるエポキシ化合物のエポキシ基や、基質の炭素−炭素二重結合に付加しない点や、調製が容易である点からモノメチル硫酸イオン、硫酸水素イオン、酢酸イオン、リン酸二水素イオン又は水酸化物イオンが好ましい。なおアニオン種は単独でも2種以上適宜組み合わせて使用してもよい。 The anion species of the onium salt used in the present invention is not particularly limited, but specifically, hydrogen sulfate ion, monomethyl sulfate ion, halide ion, nitrate ion, acetate ion, hydrogen carbonate ion, dihydrogen phosphate ion, Monovalent anions such as sulfonate ion, carboxylate ion and hydroxide ion, and divalent anions such as hydrogen phosphate ion and sulfate ion can be mentioned, and monovalent anions are easy to adjust. preferable. Among them, monomethyl sulfate ion, hydrogen sulfate ion, acetate ion, phosphorus ion because the anion species is not added to the epoxy group of the epoxy compound that is the reaction product, the carbon-carbon double bond of the substrate, or the preparation is easy. Acid dihydrogen ions or hydroxide ions are preferred. The anionic species may be used alone or in combination of two or more.
前記オニウム塩の使用量は、原料として用いるアリル化合物の性質により適宜調整可能であり、特に制限はされないが、使用量が少ないと反応が十分に進行せず、使用量が多いとオニウム塩の除去が困難となる傾向がある。よって、反応時に使用する前記タングステン化合物に対して、通常0.1当量以上、好ましくは0.2当量以上、より好ましくは0.3当量以上、通常5.0当量以下であり、好ましくは2.0当量以下であり、より好ましくは1.0当量以下である。 The amount of the onium salt used can be appropriately adjusted depending on the properties of the allyl compound used as a raw material, and is not particularly limited. However, if the amount used is small, the reaction does not proceed sufficiently, and if the amount used is large, the onium salt is removed. Tend to be difficult. Therefore, with respect to the tungsten compound used in the reaction, it is usually 0.1 equivalent or more, preferably 0.2 equivalent or more, more preferably 0.3 equivalent or more, usually 5.0 equivalent or less, preferably 2. It is 0 equivalent or less, More preferably, it is 1.0 equivalent or less.
過酸化水素水の濃度は特に限定されないが、通常10重量%以上、好ましくは20質量%以上、より好ましくは30質量%以上であり、通常60質量%以下、より好ましくは45%以下である。この濃度範囲のものが、入手がしやすく、分解の危険性が低く、かつ運搬コストが安い。
さらに反応系中に水を添加したり、過酸化水素を逐次添加することにより、反応時に系内の過酸化水素量及び濃度を低く保つことが、安全性、生産性の面からさらに好ましい。過酸化水素の使用量は特に限定されず、原料のアリル化合物や触媒の種類、反応条件等によって異なるが、原料として用いるアリル化合物中の炭素−炭素二重結合1当量に対して、通常0.5当量以上、好ましくは1.0当量以上、通常10当量以下、好ましくは3.0当量以下である。
The concentration of the hydrogen peroxide solution is not particularly limited, but is usually 10% by weight or more, preferably 20% by weight or more, more preferably 30% by weight or more, and usually 60% by weight or less, more preferably 45% or less. Those in this concentration range are easily available, have a low risk of decomposition, and are low in transportation costs.
Furthermore, it is more preferable from the viewpoint of safety and productivity to keep the amount and concentration of hydrogen peroxide in the system low during the reaction by adding water to the reaction system or sequentially adding hydrogen peroxide. The amount of hydrogen peroxide to be used is not particularly limited and varies depending on the raw material allyl compound, the type of catalyst, reaction conditions, and the like, but is usually about 0.1 to 1 equivalent of the carbon-carbon double bond in the allyl compound used as the raw material. 5 equivalents or more, preferably 1.0 equivalents or more, usually 10 equivalents or less, preferably 3.0 equivalents or less.
また、酸化法iiにおいては、タングステン酸類とオニウム塩に加えてリン酸類を用いることが反応性の向上の点で好ましい。本発明におけるリン酸類としては、具体的には例えばリン酸、亜リン酸等の無機リン酸類;ポリリン酸、ピロリン酸等のリン酸重合体類;リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸アンモニウム、リン酸水素ナトリウム、リン酸水素カリウム、リン酸水素アンモニウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸二水素カルシウム等の無機リン酸塩類;モノメチルリン酸、ジメチルリン酸、トリメチルリン酸、トリエチルリン酸、トリフェニルリン酸等のリン酸エステル類;等が挙げられる。このうちリン酸が好ましい。 In addition, in the oxidation method ii, it is preferable to use phosphoric acids in addition to tungstic acids and onium salts from the viewpoint of improving the reactivity. Specific examples of the phosphoric acid in the present invention include inorganic phosphoric acids such as phosphoric acid and phosphorous acid; phosphoric acid polymers such as polyphosphoric acid and pyrophosphoric acid; sodium phosphate, potassium phosphate, ammonium phosphate, Inorganic phosphates such as sodium hydrogen phosphate, potassium hydrogen phosphate, ammonium hydrogen phosphate, sodium dihydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, calcium dihydrogen phosphate; monomethyl phosphate, dimethyl phosphate, trimethyl phosphate , Phosphoric acid esters such as triethyl phosphoric acid and triphenyl phosphoric acid; Of these, phosphoric acid is preferred.
リン酸類の使用量は、特に限定されるものではなく、その種類やタングステン化合物の種類によって適宜使用量を調整できるが、好ましくは反応系の水層のpHが適切な範囲になるように使用量を調整する。該リン酸類及びホスホン酸類のいずれかに含まれるリンの当量としては、使用する前記タングステン化合物中の金属に対して通常0.1当量以上、好ましくは0.2当量以上、より好ましくは0.3当量以上であり、通常5.0当量以下
、好ましくは2.0当量以下、より好ましくは1.0当量以下である。
The amount of phosphoric acid used is not particularly limited, and the amount used can be appropriately adjusted depending on the type of the phosphoric acid compound and the type of the tungsten compound, but preferably the amount used so that the pH of the aqueous layer in the reaction system is within an appropriate range. Adjust. The equivalent amount of phosphorus contained in any of the phosphoric acids and phosphonic acids is usually 0.1 equivalents or more, preferably 0.2 equivalents or more, more preferably 0.3 equivalents to the metal in the tungsten compound to be used. Equivalent or higher, usually 5.0 or lower, preferably 2.0 or lower, more preferably 1.0 or lower.
リン酸類の少なくとも一方は、反応液の水層のpHが適切な範囲になるように添加することができ、また必要に応じて他の酸や塩基を添加し、pHの調製を行うこともできる。
反応には溶媒を使用することもできる。用いる溶媒は特に限定されないが、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;ヘキサン、ヘプタン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類;メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール等のアルコール類;クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロベンゼン等のハロゲン系溶媒;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、アノン等のケトン類;アセトニトリル、ブチロニトリル等のニトリル類;酢酸エチル、酢酸ブチル、蟻酸メチル等のエステル化合物;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N− ジメチルアセトアミ
ド等のアミド類;N,N’−ジメチルイミダゾリジノン等のウレア類;水及びこれら溶媒の混合物が挙げられる。上述の通り、反応系中に水を添加することにより、反応時に系内の過酸化水素量及び濃度を低く保つことが、安全性、生産性の面からさらに好ましい。また、本反応を水層と有機層の分離した二層系で行うと、二層分離していることによりエポキシ樹脂は有機層に溶解するため、酸性水層の影響によりエポキシ環が開環、転位等で分解することを抑えることができる。よって非水溶性の芳香族炭化水素類、脂肪族炭化水素類、ハロゲン系溶媒またはこれら溶媒の混合物と、水の組み合わせが好ましく、これらの中でも、酸化反応に対して安定であることから、芳香族炭化水素類または脂肪族炭化水素類と水との組み合わせがより好ましく、反応温度より高い沸点を有する芳香族炭化水素類と水の組み合わせがさらに好ましく、トルエンと水の組み合わせが特に好ましい。
At least one of the phosphoric acids can be added so that the pH of the aqueous layer of the reaction solution is in an appropriate range, and other acids and bases can be added as necessary to adjust the pH. .
A solvent can also be used for the reaction. Although the solvent to be used is not particularly limited, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane and dodecane; alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, butanol, hexanol and cyclohexanol Halogenated solvents such as chloroform, dichloromethane, dichloroethane and chlorobenzene; ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; ketones such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclopentanone and anone; nitriles such as acetonitrile and butyronitrile; ethyl acetate and acetic acid Ester compounds such as butyl and methyl formate; amides such as N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide; ureas such as N, N′-dimethylimidazolidinone; water Beauty mixtures of these solvents. As described above, it is more preferable in terms of safety and productivity to keep the amount and concentration of hydrogen peroxide in the system low during the reaction by adding water to the reaction system. In addition, when this reaction is carried out in a two-layer system in which an aqueous layer and an organic layer are separated, the epoxy resin is dissolved in the organic layer due to the two-layer separation, so that the epoxy ring is opened due to the influence of the acidic aqueous layer. Decomposition due to dislocation or the like can be suppressed. Therefore, a combination of water-insoluble aromatic hydrocarbons, aliphatic hydrocarbons, halogenated solvents or a mixture of these solvents and water is preferable, and among these, aromatics are preferred because they are stable against oxidation reactions. A combination of hydrocarbons or aliphatic hydrocarbons and water is more preferable, a combination of aromatic hydrocarbons having a boiling point higher than the reaction temperature and water is more preferable, and a combination of toluene and water is particularly preferable.
有機溶媒の使用態様としては、特に限定されるものではないが、原料のアリル化合物が反応条件下で液状である場合には、溶媒を使用しなくてもよい。原料のアリル化合物が固体である場合は、溶媒に溶解していても、懸濁状態でもよいが、通常、反応温度条件下で溶媒に溶解していることが好ましい。
有機溶媒の使用量は、化合物の溶解度によるが、溶媒量の増大に従い反応速度が低下するため、原料として用いるアリル化合物1重量部に対して、通常0重量部〜10重量部、好ましくは0重量部〜5重量部、さらに好ましくは0重量部〜3重量部である。
The use mode of the organic solvent is not particularly limited, but the solvent may not be used when the starting allyl compound is liquid under the reaction conditions. When the starting allyl compound is solid, it may be dissolved in a solvent or in a suspended state, but it is usually preferable that it is dissolved in a solvent under reaction temperature conditions.
The amount of the organic solvent used depends on the solubility of the compound, but the reaction rate decreases as the amount of the solvent increases. Therefore, the amount is usually 0 to 10 parts by weight, preferably 0 parts by weight per 1 part by weight of the allyl compound used as a raw material. Part to 5 parts by weight, more preferably 0 part to 3 parts by weight.
反応温度は、反応が阻害されない限り特に限定されないが、低すぎると反応速度が遅くなる場合があり、高すぎると過酸化水素の分解や、形成されたエポキシ環の加水分解が促進される傾向があるため、通常10℃〜90℃、好ましくは35℃〜80℃、さらに好ましくは60℃〜75℃である。
反応時間は、反応スケール等により異なるが、通常1時間以上、好ましくは3時間以上、より好ましくは5時間以上であり、また、通常48時間以下、好ましくは36時間以下、より好ましくは24時間以下である。
The reaction temperature is not particularly limited as long as the reaction is not inhibited, but if it is too low, the reaction rate may be slow, and if it is too high, decomposition of hydrogen peroxide and hydrolysis of the formed epoxy ring tend to be promoted. Therefore, it is usually 10 ° C to 90 ° C, preferably 35 ° C to 80 ° C, and more preferably 60 ° C to 75 ° C.
The reaction time varies depending on the reaction scale and the like, but is usually 1 hour or more, preferably 3 hours or more, more preferably 5 hours or more, and usually 48 hours or less, preferably 36 hours or less, more preferably 24 hours or less. It is.
上記のとおり、酸化法iiでは、タングステン酸類の存在下、オニウム塩と過酸化水素水溶液で原料のアリル化合物を酸化してエポキシ樹脂を生成させる。これらの化合物の添加順序は特に限定されないが、通常の反応では、まず原料のアリル化合物、タングステン酸、オニウム塩、リン酸類等の添加物を反応溶媒中で混合し、混合物の温度を一定に保つように過酸化水素水を滴下し、撹拌すればよい。反応後、残存した過酸化水素をチオ硫酸ナトリウム水溶液等の還元剤でクエンチし、水洗や濃縮等の通常の操作を行ってエポキシ樹脂を得る。必要に応じて晶析やカラムクロマトグラフィーによる精製を実施しても良い。 As described above, in the oxidation method ii, an allyl compound as a raw material is oxidized with an onium salt and an aqueous hydrogen peroxide solution in the presence of tungstic acids to produce an epoxy resin. The order in which these compounds are added is not particularly limited, but in a normal reaction, firstly, the starting materials such as allyl compounds, tungstic acid, onium salts, and phosphoric acids are mixed in a reaction solvent to keep the temperature of the mixture constant. Then, hydrogen peroxide solution may be dropped and stirred. After the reaction, the remaining hydrogen peroxide is quenched with a reducing agent such as an aqueous sodium thiosulfate solution, and an ordinary operation such as washing with water or concentration is performed to obtain an epoxy resin. If necessary, purification by crystallization or column chromatography may be carried out.
<2.6.酸化法iii>
酸化法iiiについて説明する。酸化法iiiは有機過酸を用いて酸化する方法である
。反応に用いる有機過酸類としては、過酢酸、過プロピオン酸、m-クロロ過安息香酸、
過安息香酸、過フタル酸等が挙げられるが、このうち過酢酸、m-クロロ過安息香酸が好
ましく、工業的に安価で液体で取扱いやすいことから過酢酸がさらに好ましい。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組合せで併用してもよい。
<2.6. Oxidation method iii>
The oxidation method iii will be described. The oxidation method iii is a method of oxidizing using an organic peracid. Organic peracids used in the reaction include peracetic acid, perpropionic acid, m-chloroperbenzoic acid,
Examples thereof include perbenzoic acid and perphthalic acid. Among them, peracetic acid and m-chloroperbenzoic acid are preferable, and peracetic acid is more preferable because it is industrially inexpensive, liquid, and easy to handle. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations.
有機過酸類を単独で使用する場合、使用量は特に限定されないが、原料として用いるアリル化合物中の炭素−炭素二重結合1当量に対して、好ましくは0.5当量以上、より好ましくは1当量以上、さらに好ましくは、1.1当量以上であり、また、好ましくは5当量以下、より好ましくは2当量以下、さらに好ましくは1.5当量以下である。使用量が1当量より少ないと、反応が十分に進行しない傾向があり、使用量が5当量よりも多いと、過剰の有機過酸類が分解し反応暴走を引き起こす危険性が高まる傾向がある。 When the organic peracids are used alone, the amount used is not particularly limited, but is preferably 0.5 equivalents or more, more preferably 1 equivalent, relative to 1 equivalent of the carbon-carbon double bond in the allyl compound used as a raw material. More preferably, it is 1.1 equivalents or more, preferably 5 equivalents or less, more preferably 2 equivalents or less, and even more preferably 1.5 equivalents or less. When the amount used is less than 1 equivalent, the reaction tends not to proceed sufficiently, and when the amount used is more than 5 equivalents, there is a tendency that the excess organic peracids decompose and cause a reaction runaway.
有機過酸類を過酸化水素と組み合わせて用いる場合、有機化酸類は触媒的に働くため、過酸化水素に対して少量であってもよく、好ましくは0.05当量以上、より好ましくは0.1当量以上、さらに好ましくは、0.2当量以上であり、また、好ましくは5当量以下、より好ましくは2当量以下、さらに好ましくは1.5当量以下である。
過酸化水素水の濃度は特に限定されないが、通常10重量%以上、好ましくは20質量%以上、通常60質量%以下であり、より好ましくは、入手のしやすさや分解の危険性、運搬コスト等を考慮すると、30質量%以上、45質量%以下である。また、過酸化水素の使用量は特に限定されないが、原料として用いるアリル化合物中の炭素−炭素二重結合1当量に対して、好ましくは0.5当量以上、より好ましくは1当量以上、さらに好ましくは、1.1当量以上であり、また、好ましくは5当量以下、より好ましくは2当量以下、さらに好ましくは1.5当量以下である。使用量が1当量より少ないと、反応が十分に進行しない傾向があり、使用量が5当量よりも多いと、過剰の有機過酸類が分解し反応暴走を引き起こす危険性が高まる傾向がある。
When organic peracids are used in combination with hydrogen peroxide, since the organic acid acts catalytically, it may be a small amount with respect to hydrogen peroxide, preferably 0.05 equivalent or more, more preferably 0.1 Equivalents or more, more preferably 0.2 equivalents or more, and preferably 5 equivalents or less, more preferably 2 equivalents or less, and even more preferably 1.5 equivalents or less.
The concentration of the hydrogen peroxide solution is not particularly limited, but is usually 10% by weight or more, preferably 20% by weight or more and usually 60% by weight or less, and more preferably, availability, risk of decomposition, transportation cost, etc. Is considered, it is 30 mass% or more and 45 mass% or less. The amount of hydrogen peroxide used is not particularly limited, but is preferably 0.5 equivalents or more, more preferably 1 equivalents or more, even more preferably, with respect to 1 equivalent of the carbon-carbon double bond in the allyl compound used as a raw material. Is 1.1 equivalents or more, preferably 5 equivalents or less, more preferably 2 equivalents or less, and even more preferably 1.5 equivalents or less. When the amount used is less than 1 equivalent, the reaction tends not to proceed sufficiently, and when the amount used is more than 5 equivalents, there is a tendency that the excess organic peracids decompose and cause a reaction runaway.
有機過酸類や過酸化水素は系中の濃度が高いと急激な反応や分解を引き起こす恐れがあるため、安全性の観点から数回に分けて添加することや、連続的に添加する方が好ましい。
反応には溶媒を使用することもできる。用いる溶媒は特に限定されないが、例えば、べンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;ヘキサン、ヘプタン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類;メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール等のアルコール類;クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロベンゼン等のハロゲン系溶媒;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン等のケトン類;アセトニトリル、ブチロニトリル等のニトリル類;酢酸エチル、酢酸ブチル、蟻酸メチル等のエステル化合物;酢酸、プロピオン酸等の有機酸;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N− ジメチルアセトアミド等のアミド類;N,N’−ジメチ
ルイミダゾリジノン等のウレア類;水及びこれら溶媒の混合物が挙げられる。これらの中で、芳香族炭化水素類、ハロゲン系溶媒及びこれら溶媒の混合物が、有機過酸類の溶解性及び酸化反応への耐性の観点から好ましい。
Since organic peracids and hydrogen peroxide may cause rapid reaction and decomposition when the concentration in the system is high, it is preferable to add them in several portions or continuously from the viewpoint of safety. .
A solvent can also be used for the reaction. Although the solvent to be used is not particularly limited, for example, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene; aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane, dodecane; methanol, ethanol, isopropanol, butanol, hexanol, cyclohexanol, etc. Alcohols such as chloroform, dichloromethane, dichloroethane and chlorobenzene; ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; ketones such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclopentanone and cyclohexanone; nitriles such as acetonitrile and butyronitrile; acetic acid Ester compounds such as ethyl, butyl acetate and methyl formate; organic acids such as acetic acid and propionic acid; amides such as N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide; N , N′-dimethylimidazolidinone and the like; water and mixtures of these solvents. Of these, aromatic hydrocarbons, halogenated solvents and mixtures of these solvents are preferred from the viewpoints of solubility of organic peracids and resistance to oxidation reactions.
溶媒の使用量は特に限定されないが、原料として用いるアリル化合物1重量部に対して、好ましくは1重量部〜100重量部、より好ましくは2重量部〜50重量部以上である。溶媒が少ないと、基質が上手く系内で混和せず反応性が低下する傾向がある。また、溶媒が多いと、系内の反応基質の濃度が低下し、反応速度が低下する傾向がある。
反応温度は特に限定されないが、好ましくは0℃以上、より好ましくは20℃以上であり、また、好ましくは100℃以下、よりが好ましくは80℃以下、さらに好ましくは50℃以下である。100℃を超えると、過酸化水素の分解や、形成されたエポキシ環の加水分解が促進される傾向がある。0℃未満であると、十分な反応速度が得られず、反応が
完全に進行しない傾向がある。
Although the usage-amount of a solvent is not specifically limited, Preferably it is 1 weight part-100 weight part with respect to 1 weight part of allyl compounds used as a raw material, More preferably, it is 2 weight part-50 weight part or more. When the amount of the solvent is small, the substrate does not mix well in the system and the reactivity tends to decrease. Moreover, when there are many solvents, the density | concentration of the reaction substrate in a system will fall, and there exists a tendency for reaction rate to fall.
Although reaction temperature is not specifically limited, Preferably it is 0 degreeC or more, More preferably, it is 20 degreeC or more, Preferably it is 100 degrees C or less, More preferably, it is 80 degrees C or less, More preferably, it is 50 degrees C or less. When it exceeds 100 ° C., decomposition of hydrogen peroxide and hydrolysis of the formed epoxy ring tend to be promoted. If it is less than 0 ° C., a sufficient reaction rate cannot be obtained, and the reaction tends not to proceed completely.
反応時間は、反応スケール等により異なるが、通常1時間以上、好ましくは2時間以上であり、また、通常72時間以下、好ましくは24時間以下である。
上記のとおり、酸化法iiiでは、有機過酸類を用いて原料のアリル化合物を酸化してエポキシ樹脂を生成させる。これらの化合物の添加順序は特に限定されないが、通常の反応では、まず原料のアリル化合物を反応溶媒に溶解または懸濁させ、混合物の温度に注意しながら有機過酸類を添加する。有機酸類と過酸化水素を組み合わせて用いる場合、有機酸類を加えた後、混合物の温度に注意しながら過酸化水素を添加する。反応後、残存した過酸化水素をチオ硫酸ナトリウム水溶液等の還元剤でクエンチし、水洗や濃縮等の通常の操作を行ってエポキシ樹脂を得る。必要に応じて晶析やカラムクロマトグラフィーによる精製を実施しても良い。
The reaction time varies depending on the reaction scale and the like, but is usually 1 hour or longer, preferably 2 hours or longer, and is usually 72 hours or shorter, preferably 24 hours or shorter.
As described above, in the oxidation method iii, the raw material allyl compound is oxidized using an organic peracid to produce an epoxy resin. The order of addition of these compounds is not particularly limited, but in a normal reaction, first, the starting allyl compound is dissolved or suspended in a reaction solvent, and organic peracids are added while paying attention to the temperature of the mixture. When organic acids and hydrogen peroxide are used in combination, hydrogen peroxide is added after paying attention to the temperature of the mixture after adding the organic acids. After the reaction, the remaining hydrogen peroxide is quenched with a reducing agent such as an aqueous sodium thiosulfate solution, and an ordinary operation such as washing with water or concentration is performed to obtain an epoxy resin. If necessary, purification by crystallization or column chromatography may be carried out.
[3.合成中間体]
<3.1.一般式(2)>
一般式(2)で表されるアリル化合物の合成法を説明する。
[3. Synthetic intermediates]
<3.1. General formula (2)>
A method for synthesizing the allyl compound represented by the general formula (2) will be described.
(式中、A、m1、m2、n1、n2は一般式(1)と同様であり、Yは2−アリル基もしくは2−アリルオキシ基を示す。)
一般式(2)においてYが2−アリル基の場合は、例えば下記の方法で製造できる。
(In the formula, A, m 1 , m 2 , n 1 and n 2 are the same as those in the general formula (1), and Y represents a 2-allyl group or a 2-allyloxy group.)
In the general formula (2), when Y is a 2-allyl group, it can be produced, for example, by the following method.
一般式(7−1)、一般式(7−2)、一般式(8−1)及び一般式(8−2)中、A、R、m1,m2は、一般式(1)と同様である。
出発原料となる一般式(7−1)で表されるビスアリルフェノール化合物は、例えば、特開2010−128820号公報などに記載の方法で、Aのベンゼン環との結合位置がカルボニル基で置換されたケトンとフェノール2分子を、酸触媒を用いて縮合し、特開平10−077338号公報に記載の方法でアリル化及びクライゼン転位することにより製造できる。続いて一般式(7−1)の水酸基をアリル化することで、一般式(8−1)で表されるアリル化合物が得られる。さらにクライゼン転位と水酸基のアリル化を繰り返せ
ば、で表されるアリル化合物が得られる。
Yが2−アリルオキシ基の場合一般式(9)は、例えば下記の方法で製造できる。
In general formula (7-1), general formula (7-2), general formula (8-1), and general formula (8-2), A, R, m 1 and m 2 are the same as those in general formula (1). It is the same.
The bisallylphenol compound represented by the general formula (7-1) as a starting material is substituted with a carbonyl group at the bonding position of A with the benzene ring by, for example, the method described in JP2010-128820A. The resulting ketone and two phenol molecules can be condensed using an acid catalyst, and allylated and Claisen rearranged by the method described in JP-A-10-077338. Then, the allyl compound represented by General formula (8-1) is obtained by allylating the hydroxyl group of General formula (7-1). Furthermore, if the Claisen rearrangement and the allylation of the hydroxyl group are repeated, an allyl compound represented by the following can be obtained.
When Y is a 2-allyloxy group, the general formula (9) can be produced, for example, by the following method.
一般式(5)、一般式(9)中、A、R、m1、m2、n1、n2は一般式(1)と同様である。
まず、出発原料となる一般式(5)で表されるフェノール化合物は、例えば、特開平3−291250号公報に記載の方法でAのベンゼン環との結合位置がカルボニル基で置換されたケトンと、ポリフェノール2分子を、酸触媒を用いて縮合することで製造できる。続いて、一般式(5)の水酸基をアリル化することで、一般式(9)で表されるアリル化合物が得られる。
In general formula (5) and general formula (9), A, R, m 1 , m 2, n 1 , and n 2 are the same as in general formula (1).
First, the phenol compound represented by the general formula (5) as a starting material is, for example, a ketone in which the bonding position to the benzene ring of A is substituted with a carbonyl group by the method described in JP-A-3-291250. It can be produced by condensing two molecules of polyphenol using an acid catalyst. Then, the allyl compound represented by General formula (9) is obtained by allylating the hydroxyl group of General formula (5).
水酸基のアリル化の手法は特に限定されないが、例えば特開平10−077338号公報に記載されている、臭化アリルや塩化アリルといったハロゲン化アリル類と塩基を作用させる方法が用いられる。また、特開2014−240377号公報に記載されている、酢酸アリルをパラジウム、ルテニウム等の遷移金属触媒の存在下で反応させる方法が用いられる。このうち、一般式(1)で表される本発明のエポキシ樹脂のハロゲン含有量を減らすためには、ハロゲン化アリル類の使用を避けるのが好ましい。 The method for the allylation of the hydroxyl group is not particularly limited, but for example, a method described in JP-A-10-077338 in which an allyl halide such as allyl bromide or allyl chloride is allowed to act on a base is used. Moreover, the method of making allyl acetate react in presence of transition metal catalysts, such as palladium and ruthenium, described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2014-240377 is used. Among these, in order to reduce the halogen content of the epoxy resin of the present invention represented by the general formula (1), it is preferable to avoid the use of allyl halides.
上述の通り、一般式(9)で表されるアリル化合物は、一般式(1)のうち、Xがグリシジルオキシ基である一般式(6)で表される本発明の多官能エポキシ樹脂の原料として有用であるが、架橋点としてアリル基を複数有していることから、一般式(9)自体も低粘度な硬化性樹脂材料として有用であり、硬化物は耐熱性に優れていると期待される。
以下に一般式(9)の具体例を示す。
As described above, the allyl compound represented by the general formula (9) is a raw material for the polyfunctional epoxy resin of the present invention represented by the general formula (6) in which X is a glycidyloxy group in the general formula (1). However, since it has a plurality of allyl groups as crosslinking points, the general formula (9) itself is also useful as a low-viscosity curable resin material, and the cured product is expected to have excellent heat resistance. Is done.
Specific examples of general formula (9) are shown below.
<3.2.一般式(3)>
一般式(3)で表されるジグリシジルエーテルの製造方法について説明する。
一般式(3)は、例えば、出発原料である一般式(7)で表されるビスアリルフェノー
ル化合物の水酸基をグリシジル化することにより製造できる。
<3.2. General formula (3)>
The manufacturing method of the diglycidyl ether represented by General formula (3) is demonstrated.
The general formula (3) can be produced, for example, by glycidylating the hydroxyl group of the bisallylphenol compound represented by the general formula (7) as a starting material.
(式中、A、m1、m2、n1、n2は一般式(1)と同様である。)
グリシジル化については、製法IIIの項に記載の方法と同様に実施できる。
(In the formula, A, m 1 , m 2, n 1 , and n 2 are the same as those in the general formula (1).)
About glycidylation, it can carry out similarly to the method as described in the term of manufacturing method III.
[4.エポキシ樹脂の物性]
上記一般式(1)で表される本発明の多官能エポキシ樹脂は、さらに一般式(1)で表される本発明のエポキシ樹脂が有する2+n1+n2個のエポキシ基のうち、1〜n1+n2個がエポキシ基の代わりに炭素−炭素二重結合を形成しているエポキシ樹脂を含んでいても良い。本発明の効果を損ねない範囲においてそれらの混合比率は特に限定されるものではなく、使用する目的によって適宜設定可能である。上述の酸化反応において、原料のアリル化合物は逐次的に酸化されてエポキシ樹脂が生成するため、いずれの酸化法においても、酸化剤の当量を制御することにより、エポキシ基と炭素−炭素二重結合の含有比率、及びエポキシ当量を制御することができる。混合比率は、耐熱性を向上させるためにはエポキシ基が多いほうが好ましく、一方、粘度や毒性を下げるためには少ないほうが好ましい。また、その他の不純物の含有量もエポキシ当量によって見積もることができるが、不純物が少ないほうが、本発明の多官能エポキシ樹脂を含有する組成物の加工性や本発明の硬化物の耐熱性などに優れる。よって、本発明の多官能エポキシ樹脂のエポキシ当量と、理論エポキシ当量の比(混合物のエポキシ当量/理論エポキシ当量)は、通常1.00〜1.40が好ましく、1.00〜1.20がより好ましく、1.00〜1.10がさらに好ましい。
[4. Properties of epoxy resin]
The polyfunctional epoxy resin of the present invention represented by the above general formula (1) further includes 1 to n of 2 + n 1 + n 2 epoxy groups of the epoxy resin of the present invention represented by the general formula (1). An epoxy resin in which 1 + n 2 pieces form a carbon-carbon double bond instead of an epoxy group may be included. The mixing ratio is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired, and can be appropriately set depending on the purpose of use. In the above oxidation reaction, the raw material allyl compound is sequentially oxidized to produce an epoxy resin. Therefore, in any oxidation method, the epoxy group and the carbon-carbon double bond are controlled by controlling the equivalent of the oxidizing agent. The content ratio and epoxy equivalent can be controlled. The mixing ratio is preferably higher in order to improve heat resistance, while it is preferably lower in order to reduce viscosity and toxicity. The content of other impurities can also be estimated by the epoxy equivalent, but the smaller the impurities, the better the processability of the composition containing the polyfunctional epoxy resin of the present invention and the heat resistance of the cured product of the present invention. . Therefore, the ratio of the epoxy equivalent of the polyfunctional epoxy resin of the present invention to the theoretical epoxy equivalent (epoxy equivalent of the mixture / theoretical epoxy equivalent) is usually preferably 1.00 to 1.40, and preferably 1.00 to 1.20. More preferably, 1.00 to 1.10.
本発明の多官能エポキシ樹脂の150℃でのせん断粘度は、揮発し難くなる点からは高いことが好ましく、成型性及び加工性に優れる点では低いことが好ましい。具体的には、5mPa・s以上であることが好ましく、20mPa・s以上であることがより好ましく、35mPa・s以上であることがさらに好ましい。一方で、200mPa・s以下であることが好ましく、100mPa・s以下であることがより好ましく、70mPa・s以下であることがさらに好ましい。 The shear viscosity at 150 ° C. of the polyfunctional epoxy resin of the present invention is preferably high from the viewpoint of being less likely to volatilize, and preferably low from the viewpoint of excellent moldability and processability. Specifically, it is preferably 5 mPa · s or more, more preferably 20 mPa · s or more, and further preferably 35 mPa · s or more. On the other hand, it is preferably 200 mPa · s or less, more preferably 100 mPa · s or less, and even more preferably 70 mPa · s or less.
また、本発明の多官能エポキシ樹脂が25℃で固形である場合、加工性や成型性が良いことから、融点が硬化温度以下であることが好ましい。具体的には、160℃以下であることが好ましく、150℃以下であることがより好ましく、130℃以下であることがさらに好ましい 。一方で、取り扱いの容易さの面からは30℃以上が好ましく、40℃以
上がより好ましく、60℃以上がさらに好ましい。
In addition, when the polyfunctional epoxy resin of the present invention is solid at 25 ° C., it is preferable that the melting point is not higher than the curing temperature because of good workability and moldability. Specifically, it is preferably 160 ° C. or lower, more preferably 150 ° C. or lower, and further preferably 130 ° C. or lower. On the other hand, from the viewpoint of ease of handling, 30 ° C or higher is preferable, 40 ° C or higher is more preferable, and 60 ° C or higher is more preferable.
さらに、本発明の多官能エポキシ樹脂中の塩素含有割合は、Cl換算質量で1000質量ppm以下であることが好ましく、500質量ppm以下がさらに好ましく、100質量ppm以下であることが特に好ましい。塩素成分の含有割合が多い場合、得られた硬化物中にも塩素成分が残存し、硬化物の絶縁性を低下させたり、接触する金属配線等を腐食させたりするおそれがある。 Further, the chlorine content in the polyfunctional epoxy resin of the present invention is preferably 1000 ppm by mass or less, more preferably 500 ppm by mass or less, and particularly preferably 100 ppm by mass or less in terms of Cl. When the content ratio of the chlorine component is large, the chlorine component remains in the obtained cured product, which may reduce the insulation of the cured product or corrode the metal wiring or the like that comes into contact.
[5.エポキシ樹脂組成物]
本発明の多官能エポキシ樹脂組成物は、本発明の多官能エポキシ樹脂を含有する。本発明の多官能エポキシ樹脂組成物は、毒性が低く、作業者の安全を守る点で優れている。また、本発明の多官能エポキシ樹脂を含有することにより、低粘度でフィルム成形や塗布、注入などのプロセスに適用するのに十分な加工性、成型性に優れる。さらに、硬化させた場合に耐熱性を発現しやすい。そこで、接着剤、塗料、土木建築用材料、電気・電子材料などに好適である。
[5. Epoxy resin composition]
The polyfunctional epoxy resin composition of the present invention contains the polyfunctional epoxy resin of the present invention. The polyfunctional epoxy resin composition of the present invention is excellent in that it has low toxicity and protects the safety of workers. Moreover, by containing the polyfunctional epoxy resin of this invention, it is excellent in workability and moldability sufficient for applying to processes, such as film shaping | molding, application | coating, and injection | pouring, with low viscosity. Furthermore, when cured, it tends to exhibit heat resistance. Therefore, it is suitable for adhesives, paints, civil engineering and building materials, electrical / electronic materials, and the like.
本発明の多官能エポキシ樹脂組成物は、本発明の多官能エポキシ樹脂を含有することにより発現される効果を大幅に妨げられなければ、本発明の多官能エポキシ樹脂以外のエポキシ樹脂(以下、「他のエポキシ樹脂」と言う場合がある。)、硬化剤、充填剤、その他の添加剤及び溶媒などを含んでいても良い。本発明の多官能エポキシ樹脂組成物が本発明の多官能エポキシ樹脂以外の成分を含む場合、その含有量は、本発明の多官能エポキシ樹脂を含有することにより発現される効果を大幅に妨げない範囲であれば、特に限定されるものではない。 The polyfunctional epoxy resin composition of the present invention is an epoxy resin other than the polyfunctional epoxy resin of the present invention (hereinafter, “ It may be referred to as “another epoxy resin”), a curing agent, a filler, other additives, a solvent, and the like. When the polyfunctional epoxy resin composition of the present invention contains a component other than the polyfunctional epoxy resin of the present invention, the content does not significantly hinder the effect expressed by containing the polyfunctional epoxy resin of the present invention. If it is a range, it will not specifically limit.
本発明の多官能エポキシ樹脂組成物に含まれる全固形分に対する、本発明の多官能エポキシ樹脂の含有割合は、本発明の多官能エポキシ樹脂の有する特性を十分に発現させやすい点では多いことが好ましく、本発明の多官能エポキシ樹脂以外の成分の特性を十分に発現しやすい点では少ないことが好ましい。よって通常0.1重量%以上であり、1重量%以上が好ましく、10重量%以上が特に好ましい。また、通常95重量%以下であり、90重量%以下が好ましく、80重量%以下がより好ましく、70重量%以下が特に好ましい。なお、また、本発明の多官能エポキシ樹脂組成物に本発明の多官能エポキシ樹脂が2種以上含まれていても良く、その場合は、その合計量が上記範囲であることが好ましい。 The content ratio of the polyfunctional epoxy resin of the present invention with respect to the total solid content contained in the polyfunctional epoxy resin composition of the present invention is often high in that the characteristics of the polyfunctional epoxy resin of the present invention can be sufficiently expressed. It is preferable that the number of components other than the polyfunctional epoxy resin of the present invention is small in that the characteristics of the components can be sufficiently expressed. Therefore, it is usually 0.1% by weight or more, preferably 1% by weight or more, and particularly preferably 10% by weight or more. Moreover, it is 95 weight% or less normally, 90 weight% or less is preferable, 80 weight% or less is more preferable, and 70 weight% or less is especially preferable. In addition, the polyfunctional epoxy resin composition of the present invention may contain two or more polyfunctional epoxy resins of the present invention. In that case, the total amount is preferably in the above range.
<5.1.他のエポキシ樹脂>
本発明の多官能エポキシ樹脂組成物に含まれていても良い他のエポキシ樹脂としては、具体的には、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂等の各種エポキシ樹脂などを挙げることができる。具体的には、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、チオジフェノール、フルオレンビスフェノール、テルペンジフェノール、4,4’−ビフェノール、2,2’−ビフェノール、3,3’,5,5’−テトラメチル−(1,1’−ビフェニル)−4,4’−ジオール、ハイドロキノン、レゾルシン、ナフタレンジオール、トリス−(4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1,2,2−テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、フェノール類(フェノール、アルキル置換フェノール、ナフトール、アルキル置換ナフトール、ジヒドロキシベンゼン、ジヒドロキシナフタレン等)とホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド、p−ヒドロキシベンズアルデヒド、o−ヒドロキシベンズアルデヒド、p−ヒドロキシアセトフェノン、o−ヒドロキシアセトフェノン、ジシクロペンタジエン、フルフラール、4,4’−ビス(クロルメチル)−1,1’−ビフェニル、4,4’−ビス(メトキシメチル)−1,1’−ビフェニル、1,4−ビス(クロロメチル)ベンゼン、1,4−ビス(メトキシメチル)ベンゼン等との重縮合物およびこれらの変性物、テトラブロモビスフェノールA等のハロゲン化ビスフェノール類またはアルコール類から誘導される、それらのグリシジルエーテル化物;脂環式エポキシ樹脂、グリシジルアミン系エポキシ樹脂、グリシジルエステル系エポキシ樹脂、シルセスキオキサン系のエポキシ樹脂(鎖状、環状、ラダー状、あるいはそれら少なくとも2種以上の混合構造のシロキサン構造にグリシジル基、および/またはエポキシシクロヘキサン構造を有するエポキシ樹脂)等の固形または液状エポキシ樹脂が挙げられる。なお、これらは1種のみでも、2種以上を任意の組み合わせと比率で用いても良
い。
<5.1. Other epoxy resins>
Specific examples of other epoxy resins that may be contained in the polyfunctional epoxy resin composition of the present invention include bisphenol A type epoxy resins, bisphenol F type epoxy resins, naphthalene type epoxy resins, and phenol novolac type epoxy resins. And various epoxy resins such as a cresol novolac type epoxy resin, a phenol aralkyl type epoxy resin, a biphenyl type epoxy resin, a triphenylmethane type epoxy resin and a dicyclopentadiene type epoxy resin. Specifically, for example, bisphenol A, bisphenol F, thiodiphenol, fluorene bisphenol, terpene diphenol, 4,4′-biphenol, 2,2′-biphenol, 3,3 ′, 5,5′-tetramethyl -(1,1'-biphenyl) -4,4'-diol, hydroquinone, resorcin, naphthalenediol, tris- (4-hydroxyphenyl) methane, 1,1,2,2-tetrakis (4-hydroxyphenyl) ethane , Phenols (phenol, alkyl-substituted phenol, naphthol, alkyl-substituted naphthol, dihydroxybenzene, dihydroxynaphthalene, etc.) and formaldehyde, acetaldehyde, benzaldehyde, p-hydroxybenzaldehyde, o-hydroxybenzaldehyde, p-hydroxyacetate Enone, o-hydroxyacetophenone, dicyclopentadiene, furfural, 4,4′-bis (chloromethyl) -1,1′-biphenyl, 4,4′-bis (methoxymethyl) -1,1′-biphenyl, 1, Derived from polycondensates with 4-bis (chloromethyl) benzene, 1,4-bis (methoxymethyl) benzene, etc., and their modified products, halogenated bisphenols such as tetrabromobisphenol A, or alcohols Glycidyl etherified product of alicyclic epoxy resin, glycidylamine epoxy resin, glycidyl ester epoxy resin, silsesquioxane epoxy resin (chain, cyclic, ladder, or a mixture of at least two of them) Siloxane structure with glycidyl group and / or epoxycyclohexa It includes solid or liquid epoxy resin having an epoxy resin) having the structure. These may be used alone or in combination of two or more in any ratio.
本発明の多官能エポキシ樹脂組成物に他のエポキシ樹脂が含有される場合、組成物中の本発明の多官能エポキシ樹脂も含めたエポキシ樹脂の総量に対する、本発明の多官能エポキシ樹脂の含有量は、多い方が本発明の多官能エポキシ樹脂が有する優れた成型性、加工性、これを含有する組成物を硬化させた場合の耐熱性の効果を発現しやすいが、少ない方が他のエポキシ樹脂が有する加工制御性やこれを含有する組成物を硬化させた場合の物性の制御性などの効果が発現しやすい。そこで、具体的には、組成物中のエポキシ樹脂の総量に対する、本発明の多官能エポキシ樹脂の含有量は、通常0.1〜100重量%、好ましくは10〜100重量%、さらに好ましくは20〜100重量%、特に好ましくは40〜100重量%である。 When another epoxy resin is contained in the polyfunctional epoxy resin composition of the present invention, the content of the polyfunctional epoxy resin of the present invention relative to the total amount of the epoxy resin including the polyfunctional epoxy resin of the present invention in the composition Is more likely to exhibit the excellent moldability and processability of the polyfunctional epoxy resin of the present invention, and the heat resistance effect when a composition containing the same is cured, but the lesser is the other epoxy Effects such as process controllability of the resin and controllability of physical properties when a composition containing the resin is cured are easily exhibited. Therefore, specifically, the content of the polyfunctional epoxy resin of the present invention relative to the total amount of the epoxy resin in the composition is usually 0.1 to 100% by weight, preferably 10 to 100% by weight, and more preferably 20%. -100% by weight, particularly preferably 40-100% by weight.
また、本発明の多官能エポキシ樹脂組成物に含まれる全固形分に対する、本発明の多官能エポキシ樹脂も含めたエポキシ樹脂の総含有量は、エポキシ樹脂の特性を十分に発現しやすい点では多いことが好ましく、エポキシ樹脂以外の成分の有する物性を十分に発現しやすい点では少ないことが好ましい。そこで、通常1重量%以上、好ましくは3重量%以上、特に好ましくは5重量%以上であることが良く、通常95重量%以下、好ましくは80重量%以下、特に好ましくは70重量%以下であることが良い。 Moreover, the total content of the epoxy resin including the polyfunctional epoxy resin of the present invention relative to the total solid content contained in the polyfunctional epoxy resin composition of the present invention is large in that the characteristics of the epoxy resin are easily expressed sufficiently. It is preferable that the amount of the component other than the epoxy resin is small in that the physical properties of the component can be sufficiently expressed. Therefore, it is usually 1% by weight or more, preferably 3% by weight or more, particularly preferably 5% by weight or more, and usually 95% by weight or less, preferably 80% by weight or less, particularly preferably 70% by weight or less. That is good.
<5.2.硬化剤>
本発明の多官能エポキシ樹脂組成物に含まれていても良い硬化剤は、本発明の多官能エポキシ樹脂が有するエポキシ基の架橋反応に寄与する物質であれば良く、一般的にエポキシ樹脂硬化剤と言われている硬化剤の他、一般的に硬化促進剤として知られているものなども含める。すなわち、本発明に係る硬化剤は、本発明の多官能エポキシ樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂のエポキシ基間の架橋反応に寄与する物質、または本発明の多官能エポキシ樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂同士の架橋反応やエポキシ樹脂と硬化剤との付加反応を促進させる機能を発現する物質である。
<5.2. Curing agent>
The curing agent that may be contained in the polyfunctional epoxy resin composition of the present invention may be any substance that contributes to the crosslinking reaction of the epoxy group of the polyfunctional epoxy resin of the present invention, and is generally an epoxy resin curing agent. In addition to the curing agent said to be included, those generally known as curing accelerators are also included. That is, the curing agent according to the present invention is a substance that contributes to a crosslinking reaction between epoxy groups of the epoxy resin contained in the polyfunctional epoxy resin composition of the present invention, or an epoxy contained in the polyfunctional epoxy resin composition of the present invention. It is a substance that exhibits a function of promoting a crosslinking reaction between resins and an addition reaction between an epoxy resin and a curing agent.
一般的なエポキシ樹脂の硬化剤としては、例えば、フェノール系硬化剤、エステル系硬化剤、ベンゾオキサジン系硬化剤、酸無水物系硬化剤、1級及び2級アミン系硬化剤、メルカプタン系硬化剤、アミド系硬化剤、ブロックイソシアネート系硬化剤等が挙げられる。また、フェノキシ樹脂を硬化剤として用いることも可能である。
フェノール系硬化剤は、公知の各種フェノール系硬化剤を用いることができる。具体例としては、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、ビスフェノールAD、ハイドロキノン、レゾルシン、メチルレゾルシン、ビフェノール、テトラメチルビフェノール、ジヒドロキシナフタレン、ジヒドロキシジフェニルエーテル、チオジフェノール類、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ビフェニルアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂、テルペンフェノール樹脂、ジシクロペンタジエンフェノール樹脂、ビスフェノールAノボラック樹脂、ナフトールノボラック樹脂、臭素化ビスフェノールA、臭素化フェノールノボラック樹脂などの多価フェノール類;フェノール類とベンズアルデヒド、ヒドロキシベンズアルデヒド、クロトンアルデヒド、グリオキザールなどのアルデヒド類との縮合反応で得られる多価フェノール樹脂類;キシレン樹脂とフェノール類との縮合反応で得られる多価フェノール樹脂類;重質油やピッチ類とフェノール類とホルムアルデヒド類との共縮合樹脂等のフェノール樹脂類等などが挙げられる。これらのうち、フェノールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、トリスフェノールメタン樹脂、ビフェニルアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂、フェノール・ベンズアルデヒド・キシリレンジメトキサイド重縮合物、フェノール・ベンズアルデヒド・4,4’−ジメトキシビフェニル重縮合物等が好ましい。
Examples of general epoxy resin curing agents include phenolic curing agents, ester curing agents, benzoxazine curing agents, acid anhydride curing agents, primary and secondary amine curing agents, and mercaptan curing agents. Amide type curing agent, block isocyanate type curing agent and the like. It is also possible to use a phenoxy resin as a curing agent.
Various known phenolic curing agents can be used as the phenolic curing agent. Specific examples include bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, bisphenol AD, hydroquinone, resorcin, methylresorcin, biphenol, tetramethylbiphenol, dihydroxynaphthalene, dihydroxydiphenyl ether, thiodiphenols, phenol novolac resin, cresol novolac resin, phenol Polyhydric phenols such as aralkyl resins, biphenyl aralkyl resins, naphthol aralkyl resins, terpene phenol resins, dicyclopentadiene phenol resins, bisphenol A novolac resins, naphthol novolac resins, brominated bisphenol A, brominated phenol novolac resins; Benzaldehyde, hydroxybenzaldehyde, crotonaldehyde, glyoxy Polyhydric phenol resins obtained by condensation reaction with aldehydes such as alcohol; polyhydric phenol resins obtained by condensation reaction of xylene resin and phenols; heavy oils and pitches, phenols and formaldehydes And phenol resins such as co-condensation resins. Of these, phenol novolac resin, phenol aralkyl resin, trisphenol methane resin, biphenyl aralkyl resin, naphthol aralkyl resin, phenol / benzaldehyde / xylylene dimethoxide polycondensate, phenol / benzaldehyde / 4,4′-dimethoxybiphenyl polycondensation A thing etc. are preferable.
エステル系硬化剤は、通常、活性エステル硬化剤とシアネートエステル樹脂に大別され
る。
活性エステル硬化剤は、フェノールエステル化合物、チオフェノールエステル化合物、N−ヒドロキシアミンエステル化合物、複素環ヒドロキシ基がエステル化された化合物等の反応活性の高いエステル基を有し、エポキシ樹脂の硬化作用を有する物質を言う。活性エステル硬化剤は、2個以上の活性エステル基を有する化合物が好ましい。特に、本発明のエポキシ基樹脂組成物を硬化させてなる硬化物の耐熱性向上という観点から、カルボン酸化合物とヒドロキシ化合物とから得られる活性エステル化合物がより好ましく、カルボン酸化合物と、フェノール化合物又はナフトール化合物とから得られる活性エステル化合物がより好ましい。また、カルボン酸化合物とフェノール性水酸基を有する芳香族化合物とから得られる2個以上の活性エステル基を持つ芳香族化合物がさらに好ましく、少なくとも2個以上のカルボン酸を有する化合物とフェノール性水酸基を有する芳香族化合物とから得られる2個以上の活性エステル基を有する芳香族化合物が特に好ましい。活性エステル硬化剤は、直鎖状または多分岐状であっても良い。ここで、少なくとも2個以上のカルボン酸を有する化合物が脂肪族鎖を含む化合物であれば、エポキシ樹脂との相溶性を高くすることができ、芳香族環を有する化合物であれば、本発明の多官能エポキシ樹脂組成物を硬化させてなる硬化物の耐熱性を高くすることができる。カルボン酸化合物としては、具体的には、例えば、安息香酸、酢酸、コハク酸、マレイン酸、イタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ピロメリット酸等が挙げられる。これらのうち、本発明の多官能エポキシ樹脂組成物を硬化させてなる硬化物の耐熱性向上の観点からコハク酸、マレイン酸、イタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸が好ましく、イソフタル酸、テレフタル酸がより好ましい。フェノール化合物又はナフトール化合物としては、具体的には、例えば、ハイドロキノン、レゾルシン、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、フェノールフタリン、メチル化ビスフェノールA、メチル化ビスフェノールF、メチル化ビスフェノールS、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、カテコール、α−ナフトール、β−ナフトール、1,5−ジヒドロキシナフタレン、1,6−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、ジヒドロキシベンゾフェノン、トリヒドロキシベンゾフェノン、テトラヒドロキシベンゾフェノン、フロログルシン、ベンゼントリオール、ジシクロペンタジエニルジフェノール、フェノールノボラック等が挙げられる。これらのうち、溶解性向上及び本発明の多官能エポキシ樹脂組成物を硬化させてなる硬化物の耐熱性向上の観点から、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、メチル化ビスフェノールA、メチル化ビスフェノールF、メチル化ビスフェノールS、カテコール、α−ナフトール、β−ナフトール、1,5−ジヒドロキシナフタレン、1,6−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、ジヒドロキシベンゾフェノン、トリヒドロキシベンゾフェノン、テトラヒドロキシベンゾフェノン、フロログルシン、ベンゼントリオール、ジシクロペンタジエニルジフェノール、フェノールノボラックが好ましく、カテコール、α−ナフトール、β−ナフトール、1,5−ジヒドロキシナフタレン、1,6−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、ジヒドロキシベンゾフェノン、トリヒドロキシベンゾフェノン、テトラヒドロキシベンゾフェノン、フロログルシン、ベンゼントリオール、ジシクロペンタジエニルジフェノール、フェノールノボラックがより好ましく、α−ナフトール、β−ナフトール、1,5−ジヒドロキシナフタレン、1,6−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、ジヒドロキシベンゾフェノン、トリヒドロキシベンゾフェノン、テトラヒドロキシベンゾフェノン、ジシクロペンタジエニルジフェノール、フェノールノボラックがさらに好ましく、α−ナフトール、β−ナフトール、ジヒドロキシベンゾフェノン、トリヒドロキシベンゾフェノン、テトラヒドロキシベンゾフェノン、ジシクロペンタジエニルジフェノール、フェノールノボラックが特に好ましく、α−ナフトール、β−ナフトール、ジシクロペンタジエニルジフェノール、フェノールノボラックが殊更好ましく、α−ナフトール、β−ナフトール、ジシクロペンタジエニルジフェノールが最も好ましい。また、活性エステル化合物としては、特開2004−277460号公開公報に開示されている活性エステル化合物を用いても良いし、各種市販品を用いて
も良い。市販品としては、例えば、ジシクロペンタジエニルジフェノール構造を含むものとして、DIC(株)製「EXB−9451」、「EXB−9460」が、フェノールノボラックのアセチル化物として、三菱化学(株)製「DC808」、フェノールノボラックのベンゾイル化物として、三菱化学(株)製「YLH1026」などが挙げられる。
The ester curing agent is generally roughly classified into an active ester curing agent and a cyanate ester resin.
The active ester curing agent has a highly reactive ester group such as a phenol ester compound, a thiophenol ester compound, an N-hydroxyamine ester compound, a compound in which a heterocyclic hydroxy group is esterified, and has a curing action on an epoxy resin. Say the substance you have. The active ester curing agent is preferably a compound having two or more active ester groups. In particular, from the viewpoint of improving the heat resistance of a cured product obtained by curing the epoxy group resin composition of the present invention, an active ester compound obtained from a carboxylic acid compound and a hydroxy compound is more preferable, and the carboxylic acid compound and the phenol compound or An active ester compound obtained from a naphthol compound is more preferred. Further, an aromatic compound having two or more active ester groups obtained from a carboxylic acid compound and an aromatic compound having a phenolic hydroxyl group is more preferable, and has at least two compounds having a carboxylic acid and a phenolic hydroxyl group. Particularly preferred are aromatic compounds having two or more active ester groups obtained from aromatic compounds. The active ester curing agent may be linear or hyperbranched. Here, if the compound having at least two carboxylic acids is a compound containing an aliphatic chain, the compatibility with the epoxy resin can be increased, and if the compound has an aromatic ring, the compound of the present invention can be used. The heat resistance of the cured product obtained by curing the polyfunctional epoxy resin composition can be increased. Specific examples of the carboxylic acid compound include benzoic acid, acetic acid, succinic acid, maleic acid, itaconic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, and pyromellitic acid. Of these, succinic acid, maleic acid, itaconic acid, phthalic acid, isophthalic acid, and terephthalic acid are preferred from the viewpoint of improving the heat resistance of a cured product obtained by curing the polyfunctional epoxy resin composition of the present invention. Terephthalic acid is more preferred. Specific examples of the phenol compound or naphthol compound include hydroquinone, resorcin, bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, phenolphthaline, methylated bisphenol A, methylated bisphenol F, methylated bisphenol S, phenol, o -Cresol, m-cresol, p-cresol, catechol, α-naphthol, β-naphthol, 1,5-dihydroxynaphthalene, 1,6-dihydroxynaphthalene, 2,6-dihydroxynaphthalene, dihydroxybenzophenone, trihydroxybenzophenone, tetra Hydroxybenzophenone, phloroglucin, benzenetriol, dicyclopentadienyl diphenol, phenol novolac and the like. Among these, bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, methylated bisphenol A, and methylated bisphenol F from the viewpoint of improving solubility and improving heat resistance of a cured product obtained by curing the polyfunctional epoxy resin composition of the present invention. Methylated bisphenol S, catechol, α-naphthol, β-naphthol, 1,5-dihydroxynaphthalene, 1,6-dihydroxynaphthalene, 2,6-dihydroxynaphthalene, dihydroxybenzophenone, trihydroxybenzophenone, tetrahydroxybenzophenone, phloroglucin, Benzenetriol, dicyclopentadienyl diphenol, and phenol novolak are preferable, and catechol, α-naphthol, β-naphthol, 1,5-dihydroxynaphthalene, 1,6-dihydroxy More preferred are phthalene, 2,6-dihydroxynaphthalene, dihydroxybenzophenone, trihydroxybenzophenone, tetrahydroxybenzophenone, phloroglucin, benzenetriol, dicyclopentadienyldiphenol, phenol novolac, α-naphthol, β-naphthol, 1,5 -Dihydroxynaphthalene, 1,6-dihydroxynaphthalene, 2,6-dihydroxynaphthalene, dihydroxybenzophenone, trihydroxybenzophenone, tetrahydroxybenzophenone, dicyclopentadienyldiphenol, phenol novolac are more preferable, α-naphthol, β-naphthol , Dihydroxybenzophenone, trihydroxybenzophenone, tetrahydroxybenzophenone, dicyclopenta Enildiphenol and phenol novolak are particularly preferred, α-naphthol, β-naphthol, dicyclopentadienyl diphenol and phenol novolak are particularly preferred, and α-naphthol, β-naphthol and dicyclopentadienyl diphenol are most preferred. . Moreover, as an active ester compound, the active ester compound currently disclosed by Unexamined-Japanese-Patent No. 2004-277460 may be used, and various commercial items may be used. Commercially available products include, for example, “EXB-9451” and “EXB-9460” manufactured by DIC Corporation, as those containing a dicyclopentadienyl diphenol structure, as acetylated products of phenol novolac, Mitsubishi Chemical Corporation “DC808” manufactured by Mitsubishi Electric Corporation, and “YLH1026” manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd. can be cited as benzoylated products of phenol novolac.
シアネートエステル樹脂の具体例としては、例えば、ビスフェノールAジシアネート、ポリフェノールシアネート、オリゴ(3−メチレン−1,5−フェニレンシアネート)、4,4’−メチレンビス(2,6−ジメチルフェニルシアネート)、4,4’−エチリデンジフェニルジシアネート、ヘキサフルオロビスフェノールAジシアネート、2,2−ビス(4−シアネート)フェニルプロパン、1,1−ビス(4−シアネートフェニルメタン)、ビス(4−シアネート−3,5−ジメチルフェニル)メタン、1,3−ビス(4−シアネートフェニル−1−(メチルエチリデン))ベンゼン、ビス(4−シアネートフェニル)チオエーテル、ビス(4−シアネートフェニル)エーテル等の2官能シアネート樹脂;フェノールノボラック、クレゾールノボラック等から誘導される多官能シアネート樹脂;これらシアネート樹脂が一部トリアジン化したプレポリマーなどが挙げられる。市販のシアネートエステル樹脂としては、フェノールノボラック型多官能シアネートエステル樹脂(ロンザジャパン(株)製「PT30」、シアネート当量124)やビスフェノールAジシアネートの一部または全部がトリアジン化され三量体となったプレポリマー(ロンザジャパン(株)製「BA230」、シアネート当量232)等が挙げられる。 Specific examples of the cyanate ester resin include, for example, bisphenol A dicyanate, polyphenol cyanate, oligo (3-methylene-1,5-phenylene cyanate), 4,4′-methylenebis (2,6-dimethylphenyl cyanate), 4, 4'-ethylidenediphenyl dicyanate, hexafluorobisphenol A dicyanate, 2,2-bis (4-cyanate) phenylpropane, 1,1-bis (4-cyanatephenylmethane), bis (4-cyanate-3,5- Bifunctional cyanate resins such as dimethylphenyl) methane, 1,3-bis (4-cyanatephenyl-1- (methylethylidene)) benzene, bis (4-cyanatephenyl) thioether, bis (4-cyanatephenyl) ether; phenol Novolac, cle Polyfunctional cyanate resin derived from Runoborakku like; these cyanate resins and partially triazine of prepolymer. As a commercially available cyanate ester resin, a phenol novolak type polyfunctional cyanate ester resin (“PT30” manufactured by Lonza Japan Co., Ltd., cyanate equivalent 124) and a part or all of bisphenol A dicyanate were triazine to form a trimer. Prepolymers (“BA230” manufactured by Lonza Japan Co., Ltd., cyanate equivalent 232) and the like can be mentioned.
ベンゾオキサジン系硬化剤の具体例としては、F−a、P−d(四国化成(株)製)、HFB2006M(昭和高分子(株)製)などが挙げられる。
酸無水物系硬化剤の具体例としては、ドデセニル無水コハク酸、ポリアジピン酸無水物、ポリアゼライン酸無水物、ポリセバシン酸無水物、ポリ(エチルオクタデカン二酸)無水物、ポリ(フェニルヘキサデカン二酸)無水物、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、無水メチルハイミック酸、テトラヒドロ無水フタル酸、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルシクロヘキセンジカルボン酸無水物、メチルシクロヘキセンテトラカルボン酸無水物、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、エチレングリコールビストリメリテート二無水物、無水ヘット酸、無水ナジック酸、無水メチルナジック酸、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロ−3−フラニル)−3−メチル−3−シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸無水物、3,4−ジカルボキシ−1,2,3,4−テトラヒドロ−1−ナフタレンコハク酸二無水物、1−メチル−ジカルボキシ−1,2,3,4−テトラヒドロ−1−ナフタレンコハク酸二無水物等が挙げられる。
1級及び2級アミン系硬化剤の具体例としては、脂肪族アミン類、ポリエーテルアミン類、脂環式アミン類、芳香族アミン類などが挙げられる。脂肪族アミン類としては、エチレンジアミン、1,3−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノプロパン、ヘキサメチレンジアミン、2,5−ジメチルヘキサメチレンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、イミノビスプロピルアミン、ビス(ヘキサメチレン)トリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、N−ヒドロキシエチルエチレンジアミン、テトラ(ヒドロキシエチル)エチレンジアミン等が挙げられる。ポリエーテルアミン類としては、トリエチレングリコールジアミン、テトラエチレングリコールジアミン、ジエチレングリコールビス(プロピルアミン)、ポリオキシプロピレンジアミン、ポリオキシプロピレントリアミン類等が挙げられる。脂環式アミン類としては、イソホロンジアミン、メタセンジアミン、N−アミノエチルピペラジン、ビス(4−アミノ−3−メチルジシクロヘキシル)メタン、ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ(5,5)ウンデカン、ノルボルネンジアミン等が挙げられる。芳香族アミン類としては、テトラクロロ−p−キシレンジアミン、m−キシレンジアミン、p−キシレンジアミン、m−フェニレンジアミン、o−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン
、2,4−ジアミノアニソール、2,4−トルエンジアミン、2,4−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノ−1,2−ジフェニルエタン、2,4’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、m−アミノフェノール、m−アミノベンジルアミン、ベンジルジメチルアミン、2−ジメチルアミノメチル)フェノール、トリエタノールアミン、メチルベンジルアミン、α−(m−アミノフェニル)エチルアミン、α−(p−アミノフェニル)エチルアミン、ジアミノジエチルジメチルジフェニルメタン、α,α’−ビス(4−アミノフェニル)−p−ジイソプロピルベンゼン等が挙げられる。
Specific examples of the benzoxazine-based curing agent include Fa, Pd (manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd.), HFB2006M (manufactured by Showa Polymer Co., Ltd.), and the like.
Specific examples of acid anhydride curing agents include dodecenyl succinic anhydride, polyadipic acid anhydride, polyazeline acid anhydride, polysebacic acid anhydride, poly (ethyloctadecanedioic acid) anhydride, poly (phenylhexadecanedioic acid) Anhydride, Methyltetrahydrophthalic anhydride, Methylhexahydrophthalic anhydride, Hexahydrophthalic anhydride, Methylhymic anhydride, Tetrahydrophthalic anhydride, Trialkyltetrahydrophthalic anhydride, Methylcyclohexene dicarboxylic anhydride, Methylcyclohexene tetracarboxylic Acid anhydride, phthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, benzophenone tetracarboxylic anhydride, ethylene glycol bistrimellitic dianhydride, het anhydride, nadic anhydride, methyl nadic anhydride, 5- ( 2, -Dioxotetrahydro-3-furanyl) -3-methyl-3-cyclohexane-1,2-dicarboxylic anhydride, 3,4-dicarboxy-1,2,3,4-tetrahydro-1-naphthalene-2-succinic acid Anhydride, 1-methyl-dicarboxy-1,2,3,4-tetrahydro-1-naphthalene succinic dianhydride, etc. are mentioned.
Specific examples of the primary and secondary amine curing agents include aliphatic amines, polyether amines, alicyclic amines, aromatic amines and the like. Aliphatic amines include ethylenediamine, 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminopropane, hexamethylenediamine, 2,5-dimethylhexamethylenediamine, trimethylhexamethylenediamine, diethylenetriamine, iminobispropylamine, bis ( Hexamethylene) triamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine, N-hydroxyethylethylenediamine, tetra (hydroxyethyl) ethylenediamine, and the like. Examples of polyether amines include triethylene glycol diamine, tetraethylene glycol diamine, diethylene glycol bis (propylamine), polyoxypropylene diamine, and polyoxypropylene triamines. Cycloaliphatic amines include isophorone diamine, metacene diamine, N-aminoethylpiperazine, bis (4-amino-3-methyldicyclohexyl) methane, bis (aminomethyl) cyclohexane, 3,9-bis (3-amino). Propyl) -2,4,8,10-tetraoxaspiro (5,5) undecane, norbornenediamine and the like. Aromatic amines include tetrachloro-p-xylenediamine, m-xylenediamine, p-xylenediamine, m-phenylenediamine, o-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 2,4-diaminoanisole, 2,4 -Toluenediamine, 2,4-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diamino-1,2-diphenylethane, 2,4'-diaminodiphenylsulfone, 4,4'-diaminodiphenylsulfone , M-aminophenol, m-aminobenzylamine, benzyldimethylamine, 2-dimethylaminomethyl) phenol, triethanolamine, methylbenzylamine, α- (m-aminophenyl) ethylamine, α- (p-aminophenyl) Ethylamine, diaminodiethyl Methyl diphenyl methane, alpha,. Alpha .'- bis (4-aminophenyl)-p-diisopropylbenzene and the like.
フェノキシ樹脂は、公知のフェノキシ樹脂を用いることができる。フェノキシ樹脂は、重量平均分子量が5,000以上、200,000以下で、エポキシ当量が2,000g/当量以上、100,000g/当量以下であるエポキシ樹脂が好ましい。本発明の多官能エポキシ樹脂組成物にフェノキシ樹脂が含まれることにより、本発明の多官能エポキシ樹脂組成物を硬化させてなる硬化物がフィルムである場合にその可撓性を向上させることもできる。フェノキシ樹脂の具体例としては、新日鉄住金化学(株)製「FX280」、「FX293」、三菱化学(株)製「YX8100」、「YX6954(YL6954)」、「YL6974」等が挙げられる。 A known phenoxy resin can be used as the phenoxy resin. The phenoxy resin is preferably an epoxy resin having a weight average molecular weight of 5,000 to 200,000 and an epoxy equivalent of 2,000 g / equivalent to 100,000 g / equivalent. By including the phenoxy resin in the polyfunctional epoxy resin composition of the present invention, the flexibility can be improved when the cured product obtained by curing the polyfunctional epoxy resin composition of the present invention is a film. . Specific examples of the phenoxy resin include “FX280” and “FX293” manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd., “YX8100”, “YX6954 (YL6954)” and “YL6974” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.
本発明の多官能エポキシ樹脂組成物に含まれているこれらの硬化剤の含有量は、本発明の多官能エポキシ樹脂組成物に含まれるエポキシ基が未反応のまま残留し難く、短時間で十分に硬化させやすい点では多い方が好ましい。一方、本発明の多官能エポキシ樹脂組成物を硬化させた硬化物に硬化剤のエポキシ基と反応する部位が未反応のまま残留し難い点では少ないことが好ましい。具体的には、本発明の多官能エポキシ樹脂組成物に含まれるエポキシ基と、硬化剤における反応部位(フェノール系硬化剤の水酸基、エステル系硬化剤のエステル基、ベンゾオキサジン系硬化剤のNO基、酸無水物系硬化剤の酸無水物基、アミン系硬化剤のアミノ基など)との当量比で、0.3以上となるように用いることが好ましく、0.8以上となるように用いることがさらに好ましく、0.9以上となるように用いることが特に好ましい。また、一方で、1.5以下となるように用いることが好ましく、1.2以下となるように用いることがさらに好ましい。なお、硬化剤は、1種のみ用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いても良い。2種以上の硬化剤を用いた場合におけるその含有量は、合計量が上記の好ましい範囲であることが好ましい。 The content of these curing agents contained in the polyfunctional epoxy resin composition of the present invention is sufficient in a short time because the epoxy groups contained in the polyfunctional epoxy resin composition of the present invention do not easily remain unreacted. In terms of easy curing, a larger amount is preferable. On the other hand, it is preferable that there are few in the site | part which reacts with the epoxy group of a hardening | curing agent to the hardened | cured material which hardened | cured the polyfunctional epoxy resin composition of this invention with the unreacted residue. Specifically, the epoxy group contained in the polyfunctional epoxy resin composition of the present invention and the reaction site in the curing agent (hydroxyl group of phenolic curing agent, ester group of ester curing agent, NO group of benzoxazine curing agent) The acid anhydride group of the acid anhydride-based curing agent, the amino group of the amine-based curing agent, etc.), and preferably used so as to be 0.3 or more, and 0.8 or more. More preferably, it is particularly preferably used so as to be 0.9 or more. On the other hand, it is preferably used so as to be 1.5 or less, and more preferably used so as to be 1.2 or less. Note that only one type of curing agent may be used, or two or more types may be used in any combination and ratio. As for the content in the case of using 2 or more types of hardening | curing agents, it is preferable that the total amount is said preferable range.
一般的に硬化促進剤と言われることが多い硬化剤としては、イミダゾール系硬化促進剤、3級アミン系硬化促進剤、有機ホスフィン系硬化促進剤、ホスホニウム塩系硬化促進剤、テトラフェニルボロン塩系硬化促進剤、金属系硬化促進剤、有機酸ジヒドラジド、ハロゲン化ホウ素アミン錯体などが挙げられる。
イミダゾール系硬化促進剤の具体例としては、2−メチルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾール、1−シアノエチル−2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾリウムトリメリテイト、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2’−ウンデシルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2’−エチル−4’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジンイソシアヌル酸付加物、2−フェニルイミ
ダゾールイソシアヌル酸付加物、1−ドデシル−2−メチル−3−ベンジルイミダゾリウ
ムクロライド、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5ヒドロキシメチルイミダゾール、2,3−ジヒドロ−1H−ピロロ[1,2−a]ベンゾイミダゾール、2−フェニルイミダゾリン等のイミダゾール化合物及びイミダゾール化合物とエポキシ樹脂とのアダクト体が挙げられる。
Curing agents that are often referred to as curing accelerators generally include imidazole curing accelerators, tertiary amine curing accelerators, organic phosphine curing accelerators, phosphonium salt curing accelerators, and tetraphenylboron salt salts. Examples thereof include a curing accelerator, a metal curing accelerator, an organic acid dihydrazide, and a boron halide amine complex.
Specific examples of the imidazole curing accelerator include 2-methylimidazole, 2-undecylimidazole, 2-heptadecylimidazole, 1,2-dimethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2 -Phenyl-4-methylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-benzyl-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-undecylimidazole, 1-cyanoethyl-2 -Ethyl-4-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-undecylimidazolium trimellitate, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazolium trimellitate, 2,4-diamino- 6- [2 ' -Methylimidazolyl- (1 ')]-ethyl-s-triazine, 2,4-diamino-6- [2'-undecylimidazolyl- (1')]-ethyl-s-triazine, 2,4-diamino- 6- [2′-Ethyl-4′-methylimidazolyl- (1 ′)]-ethyl-s-triazine, 2,4-diamino-6- [2′-methylimidazolyl- (1 ′)]-ethyl-s -Triazine isocyanuric acid adduct, 2-phenylimidazole isocyanuric acid adduct, 1-dodecyl-2-methyl-3-benzylimidazolium chloride, 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 2-phenyl-4-methyl Imidazoles such as -5 hydroxymethylimidazole, 2,3-dihydro-1H-pyrrolo [1,2-a] benzimidazole, 2-phenylimidazoline Compounds and imidazole compounds and adducts with epoxy resins.
3級アミン系硬化促進剤の具体例としては、としては、トリエチルアミン、トリブチルアミンなどのトリアルキルアミン類、4−ジメチルアミノピリジン、ベンジルジメチルアミン、2,4,6,−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]−7−ウンデセンなどの3級アミン化合物及びこれらの3級アミン化合物とエポキシ樹脂とのアダクト体が挙げられる。 Specific examples of the tertiary amine curing accelerator include trialkylamines such as triethylamine and tributylamine, 4-dimethylaminopyridine, benzyldimethylamine, 2,4,6, -tris (dimethylaminomethyl) Examples thereof include tertiary amine compounds such as phenol and 1,8-diazabicyclo [5,4,0] -7-undecene, and adducts of these tertiary amine compounds and epoxy resins.
本発明の多官能エポキシ樹脂組成物に含まれる上記イミダゾール系硬化促進剤及び上記アミン系硬化促進剤の含有量は、本発明の多官能エポキシ樹脂組成物を短時間で十分に硬化させやすい点では多いことが好ましい。一方、本発明の多官能エポキシ樹脂組成物の保存安定性、熱膨張率の低さ、硬化させた硬化物への硬化剤の影響が出難い点では少ないことが好ましい。具体的には、本発明の多官能エポキシ樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂100重量部に対して、0.1重量部以上となるように用いることが好ましく、0.2重量部以上となるように用いることがさらに好ましく、また、一方で、20重量部以下となるように用いることが好ましく、10重量部以下となるように用いることがさらに好ましい。 The content of the imidazole curing accelerator and the amine curing accelerator contained in the polyfunctional epoxy resin composition of the present invention is that the polyfunctional epoxy resin composition of the present invention is sufficiently cured in a short time. A large amount is preferable. On the other hand, the storage stability of the polyfunctional epoxy resin composition of the present invention, the low coefficient of thermal expansion, and the effect of the curing agent on the cured product are preferably small. Specifically, it is preferably used in an amount of 0.1 parts by weight or more, and 0.2 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the epoxy resin contained in the polyfunctional epoxy resin composition of the present invention. In addition, it is preferably used so as to be 20 parts by weight or less, more preferably 10 parts by weight or less.
有機ホスフィン系硬化促進剤としては、トリフェニルホスフィン、ジフェニル(p−トリル)ホスフィン、トリス(アルキルフェニル)ホスフィン、トリス(アルコキシフェニル)ホスフィン、トリス(アルキル・アルコキシフェニル)ホスフィン、トリス(ジアルキルフェニル)ホスフィン、トリス(トリアルキルフェニル)ホスフィン、トリス(テトラアルキルフェニル)ホスフィン、トリス(ジアルコキシフェニル)ホスフィン、トリス(トリアルコキシフェニル)ホスフィン、トリス(テトラアルコキシフェニル)ホスフィン、トリアルキルホスフィン、ジアルキルアリールホスフィン、アルキルジアリールホスフィン等の有機ホスフィン類;これらの有機ホスフィン類と有機ボロン類との錯体;、1,4−ベンゾキノン、2,5−トルキノン、1,4−ナフトキノン、2,3−ジメチルベンゾキノン、2,6−ジメチルベンゾキノン、2,3−ジメトキシ−5−メチル−1,4−ベンゾキノン、2,3−ジメトキシ−1,4−ベンゾキノン、フェニル−1,4−ベンゾキノン等のキノン類、ジアゾフェニルメタンなどの化合物が付加された化合物等が挙げられる。ホスホニウム塩系硬化促進剤としてはエチルトリフェニルホスホニウム塩、ベンジルトリフェニルホスホニウム塩、テトラフェニルホスホニウム塩、メチルトリブチルホスホニウム塩等のホスホニウム塩類と塩化物イオン、臭化物イオン、有機リン酸イオン等のカウンターアニオンの組み合わせ;これらの有機ホスホニウム塩類と有機ボロン類との錯体が挙げられる。テトラフェニルボロン塩系硬化促進剤としては、2−エチル−4−メチルイミダゾールのテトラフェニルボロン塩、N−メチルモルホリンのテトラフェニルボロン塩等が挙げられる。 Organic phosphine-based curing accelerators include triphenylphosphine, diphenyl (p-tolyl) phosphine, tris (alkylphenyl) phosphine, tris (alkoxyphenyl) phosphine, tris (alkylalkoxyphenyl) phosphine, tris (dialkylphenyl) phosphine , Tris (trialkylphenyl) phosphine, tris (tetraalkylphenyl) phosphine, tris (dialkoxyphenyl) phosphine, tris (trialkoxyphenyl) phosphine, tris (tetraalkoxyphenyl) phosphine, trialkylphosphine, dialkylarylphosphine, alkyl Organic phosphines such as diarylphosphine; complexes of these organic phosphines with organic borons; 1,4-benzoquinone, 2,5- Ruquinone, 1,4-naphthoquinone, 2,3-dimethylbenzoquinone, 2,6-dimethylbenzoquinone, 2,3-dimethoxy-5-methyl-1,4-benzoquinone, 2,3-dimethoxy-1,4-benzoquinone, Examples include quinones such as phenyl-1,4-benzoquinone and compounds to which a compound such as diazophenylmethane is added. Phosphonium salt curing accelerators include phosphonium salts such as ethyltriphenylphosphonium salt, benzyltriphenylphosphonium salt, tetraphenylphosphonium salt, methyltributylphosphonium salt and counter anions such as chloride ion, bromide ion, and organic phosphate ion. Combinations: Complexes of these organic phosphonium salts and organic borons can be mentioned. Examples of the tetraphenylboron salt-based curing accelerator include a tetraphenylboron salt of 2-ethyl-4-methylimidazole, a tetraphenylboron salt of N-methylmorpholine, and the like.
本発明の多官能エポキシ樹脂組成物に含まれるこれらの硬化促進剤の含有量は、本発明の多官能エポキシ樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂100重量部に対して、0.001重量部以上となるように用いることが好ましく、0.005重量部以上となるように用いることがさらに好ましく、また、一方で、20重量部以下となるように用いることが好ましく、10重量部以下となるように用いることがさらに好ましく、5重量部以下となるように用いることが特に好ましい。 The content of these curing accelerators contained in the polyfunctional epoxy resin composition of the present invention is 0.001 part by weight or more with respect to 100 parts by weight of the epoxy resin contained in the polyfunctional epoxy resin composition of the present invention. It is preferably used so that it becomes 0.005 parts by weight or more, and on the other hand, it is preferably used so that it becomes 20 parts by weight or less, and so that it becomes 10 parts by weight or less. It is more preferable to use it, and it is especially preferable to use it so that it may become 5 weight part or less.
金属系硬化促進剤としては、コバルト 、銅、亜鉛、鉄、ニッケル、マンガン、スズ等
の金属の有機金属錯体又は有機金属塩などが挙げられる。有機金属錯体の具体例としては
、コバルト(II)アセチルアセトナート、コバルト(III)アセチルアセトナート等の有機コ
バルト錯体、銅(II)アセチルアセトナート等の有機銅錯体、亜鉛(II)アセチルアセトナート等の有機亜鉛錯体、鉄(III)アセチルアセトナート等の有機鉄錯体、ニッケル(II)
アセチルアセトナート等の有機ニッケル錯体、マンガン(II)アセチルアセトナート等の有機マンガン錯体などが挙げられる。有機金属塩としては、オクチル酸亜鉛、オクチル酸錫、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、ステアリン酸スズ、ステアリン酸亜鉛などが挙げられる。これらのうち、溶剤溶解性、本発明の多官能エポキシ樹脂組成物の硬化性の観点から、コバルト(II)アセチルアセトナート、コバルト(III)アセチルアセトナート、亜
鉛(II)アセチルアセトナート、ナフテン酸亜鉛、鉄(III)アセチルアセトナートが好ま
しく、コバルト(III)アセチルアセトナート、ナフテン酸亜鉛が特に好ましい。本発明の
多官能エポキシ樹脂組成物に含まれる金属系硬化促進剤の含有量は、低粗度の絶縁層表面にピール強度に優れる導体層を形成しやすい点では多いことが好ましい。一方、本発明の多官能エポキシ樹脂組成物が保存安定性や絶縁性に優れる点では少ない。そこで、組成物中の不揮発分に対し、金属系硬化剤由来の金属が500ppm以下であることが好ましく、200ppm以下であることがさらに好ましく、また、一方で、20ppm以上であることが好ましく、30ppm以上であることがさらに好ましい。
Examples of the metal curing accelerator include organometallic complexes or organometallic salts of metals such as cobalt, copper, zinc, iron, nickel, manganese, and tin. Specific examples of the organometallic complex include organic cobalt complexes such as cobalt (II) acetylacetonate and cobalt (III) acetylacetonate, organic copper complexes such as copper (II) acetylacetonate, and zinc (II) acetylacetonate. Organic zinc complexes such as iron (III) acetylacetonate, nickel (II)
And organic nickel complexes such as acetylacetonate and manganese (II) acetylacetonate. Examples of the organic metal salt include zinc octylate, tin octylate, zinc naphthenate, cobalt naphthenate, tin stearate, and zinc stearate. Among these, from the viewpoint of solvent solubility and curability of the polyfunctional epoxy resin composition of the present invention, cobalt (II) acetylacetonate, cobalt (III) acetylacetonate, zinc (II) acetylacetonate, naphthenic acid Zinc and iron (III) acetylacetonate are preferred, and cobalt (III) acetylacetonate and zinc naphthenate are particularly preferred. The content of the metal-based curing accelerator contained in the polyfunctional epoxy resin composition of the present invention is preferably large in that it is easy to form a conductor layer having excellent peel strength on the surface of the low-roughness insulating layer. On the other hand, there are few points in which the polyfunctional epoxy resin composition of this invention is excellent in storage stability and insulation. Therefore, the metal-based curing agent-derived metal is preferably 500 ppm or less, more preferably 200 ppm or less, and on the other hand, preferably 20 ppm or more, and 30 ppm relative to the nonvolatile content in the composition. More preferably, it is the above.
これらのうち、特に、シアネートエステル樹脂を用いる場合は、シアネートエステル樹脂とエポキシ樹脂とを効率的に硬化させやすいことから、金属系硬化剤、イミダゾール系硬化剤、アミン系硬化剤等を併用することが好ましい。
また、「総説エポキシ樹脂 第1巻」(第1版、エポキシ樹脂技術協会、2003年)の119−209頁及び「総説エポキシ樹脂 最近の進捗i」(第1版、エポキシ樹脂技術協会、2009年)の43−84頁に記載されている硬化剤や硬化促進剤を用いても良い。
硬化剤の種類や組み合わせ及びその量は、硬化条件、硬化物の形状、硬化物の接着性や曲げ強度などの物性などのバランスに応じて選択すれば良い。
Among these, particularly when using a cyanate ester resin, it is easy to efficiently cure the cyanate ester resin and the epoxy resin, so that a metal curing agent, an imidazole curing agent, an amine curing agent, etc. are used in combination. Is preferred.
Also, "Review Epoxy Resin Vol. 1" (1st edition, Epoxy Resin Technology Association, 2003), pages 119-209 and "Review Epoxy Resin Recent Progress i" (1st edition, Epoxy Resin Technology Association, 2009). ), Pages 43-84, and curing agents and curing accelerators may be used.
The type and combination of the curing agents and the amount thereof may be selected according to the balance of the curing conditions, the shape of the cured product, the physical properties such as the adhesiveness and bending strength of the cured product.
<5.3.充填剤>
本発明の多官能エポキシ樹脂組成物に充填剤が含まれていると、本発明の多官能エポキシ樹脂組成物を硬化させることにより、低線膨張率、高熱伝導性、難燃性、導電性などの充填剤が有する物性を硬化物に付与することができる。本発明の多官能エポキシ樹脂は低粘度であることから、多くの充填剤を加えても、優れた加工性を維持しやすい。
<5.3. Filler>
When the polyfunctional epoxy resin composition of the present invention contains a filler, by curing the polyfunctional epoxy resin composition of the present invention, low linear expansion coefficient, high thermal conductivity, flame retardancy, conductivity, etc. The physical properties of the filler can be imparted to the cured product. Since the polyfunctional epoxy resin of the present invention has a low viscosity, it is easy to maintain excellent processability even if many fillers are added.
充填剤の種類は、所望の物性などに応じて選択すれば良い。例えば、安価に絶縁性の組成物を得たい場合は、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、シリカなどの絶縁性充填剤を用いることが好ましく、これらの内、特に高熱伝導率な組成物を得たい場合は、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素などが好ましい。導電性の組成物を得たい場合は、アルミニウム、銀、銅、炭素、炭化ケイ素などの電気伝導性充填剤を用いることが好ましく、これらの内、特に加工性に優れる組成物を得たい場合は、銀が好ましい。 The type of filler may be selected according to desired physical properties. For example, when it is desired to obtain an insulating composition at a low cost, it is preferable to use an insulating filler such as alumina, aluminum nitride, boron nitride, silicon nitride, and silica, and among these, a composition having particularly high thermal conductivity. In the case where it is desired to obtain, alumina, aluminum nitride, boron nitride and the like are preferable. When it is desired to obtain a conductive composition, it is preferable to use an electrically conductive filler such as aluminum, silver, copper, carbon, silicon carbide, etc. Among these, when it is desired to obtain a composition that is particularly excellent in workability. Silver is preferred.
充填剤の形状及び粒径については、本発明の多官能エポキシ樹脂組成物の優れた物性が大幅に妨げられることなく、充填剤含有による所望の効果が発現されれば特に限定されない。但し、充填剤の形状については、加工性に優れる組成物を得たい場合は球状などの表面積が小さい充填剤が、充填剤が有する熱伝導率などの機能が発現しやすい点では繊維状などの表面積が大きい充填剤が、両者のバランスを取りやすい点では扁平状などの表面積が両者の中間の充填剤が各々好ましい。 The shape and particle size of the filler are not particularly limited as long as the desired effect due to the inclusion of the filler is exhibited without significantly impairing the excellent physical properties of the polyfunctional epoxy resin composition of the present invention. However, with regard to the shape of the filler, when it is desired to obtain a composition with excellent processability, a filler having a small surface area such as a sphere is fibrous, etc. in that the functions such as the thermal conductivity of the filler are easily exhibited. A filler having a large surface area is preferably a filler having an intermediate surface area such as a flat shape in that it is easy to balance the two.
充填剤の粒径は、本発明の多官能エポキシ樹脂組成物を硬化させてなる硬化物中に空隙が生じ難い点では小さいことが好ましい。一方、充填剤が凝集せず分散しやすい点では大
きいことが好ましい。そこで、具体的には、粒径が0.05μm以上であることが好ましく、0.1μm以上であることがさらに好ましく、0.5μm以上であることが特に好ましく、また、一方、1000μm以下であることが好ましく、200μm以下であることがさらに好ましく、100μm以下であることが特に好ましい。粒径は、レーザー回折散乱法や沈降法などの方法により測定することができる。
The particle size of the filler is preferably small in that voids are not easily generated in a cured product obtained by curing the polyfunctional epoxy resin composition of the present invention. On the other hand, it is preferable that the filler is large in that it does not aggregate and is easily dispersed. Therefore, specifically, the particle size is preferably 0.05 μm or more, more preferably 0.1 μm or more, particularly preferably 0.5 μm or more, and on the other hand, 1000 μm or less. Preferably, it is 200 micrometers or less, It is especially preferable that it is 100 micrometers or less. The particle size can be measured by a method such as a laser diffraction scattering method or a sedimentation method.
本発明の多官能エポキシ樹脂組成物が充填剤を含む場合の充填剤の含有量は、充填剤を用いたことによる効果が発揮されやすい点では多いことが好ましい。一方、本発明の多官能エポキシ樹脂組成物が加工性に優れたものとなりやすい点では少ないことが好ましい。そこで、具体的には、充填剤の含有量は、10重量%以上であることが好ましく、20重量%以上であることが好ましく、また、一方、95重量%以下であることが好ましく、90重量%以下であることがさらに好ましい。充填剤は、1種のみで用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いても良い。2種以上の充填剤を用いた場合におけるその含有量は、合計量が上記の好ましい範囲であることが好ましい。 When the polyfunctional epoxy resin composition of the present invention contains a filler, the content of the filler is preferably large in that the effect of using the filler is easily exhibited. On the other hand, it is preferable that the polyfunctional epoxy resin composition of the present invention is small in that it tends to be excellent in processability. Therefore, specifically, the filler content is preferably 10% by weight or more, preferably 20% by weight or more, and on the other hand, preferably 95% by weight or less, 90% by weight. More preferably, it is% or less. A filler may be used only by 1 type, or may use 2 or more types by arbitrary combinations and a ratio. As for the content in the case of using two or more kinds of fillers, the total amount is preferably in the above-mentioned preferable range.
<5.4.その他の添加剤>
本発明の多官能エポキシ樹脂組成物に含まれていても良いその他の添加材としては、例えば、以下の添加剤などが挙げられる。本発明の多官能エポキシ樹脂組成物及びこれを硬化させてなる硬化物と基材との接着性、及び本発明の多官能エポキシ樹脂組成物に無機充填剤が含まれる場合に本発明のグリシジルアミン化合物とこの無機充填剤との接着性を向上させるために用いるシランカップリング剤やチタネートカップリング剤等のカップリング剤;保存安定性向上のために用いる紫外線防止剤、酸化防止剤、可塑剤;はんだの酸化皮膜除去のためのフラックス;難燃剤;着色剤;分散剤;乳化剤;低弾性化剤;希釈剤;消泡剤;イオントラップ剤等が挙げられる。
<5.4. Other additives>
Examples of other additives that may be contained in the polyfunctional epoxy resin composition of the present invention include the following additives. The multifunctional epoxy resin composition of the present invention, the adhesion between a cured product obtained by curing the same and the substrate, and the glycidylamine of the present invention when an inorganic filler is contained in the multifunctional epoxy resin composition of the present invention Coupling agents such as silane coupling agents and titanate coupling agents used to improve the adhesion between the compound and this inorganic filler; UV inhibitors, antioxidants, plasticizers used to improve storage stability; Flux for removing oxide film of solder; flame retardant; colorant; dispersant; emulsifier; low elasticity agent; diluent; defoaming agent;
シランカップリング剤としては、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等のエポキシシラン類;γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等のアミノシラン類;3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプトシラン類;p−スチリルトリメトキシシラン、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリス(8−メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のビニルシラン類;エポキシ系、アミノ系、ビニル系の高分子タイプのシラン類等が挙げられる。 Examples of silane coupling agents include epoxy silanes such as γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, and β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane; γ-amino Propyltriethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-ureidopropyltriethoxysilane Aminosilanes such as 3-mercaptopropyltrimethoxysilane; p-styryltrimethoxysilane, vinyltrichlorosilane, vinyltris (8-methoxyethoxy) silane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysila , .Gamma.-methacryloxypropyl vinylsilane such as trimethoxysilane, epoxy-based, amino-based, and the like silanes polymer type vinyl system.
チタネートカップリング剤としては、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリ(N−アミノエチル・アミノエチル)チタネート、ジイソプロピルビス(ジオクチルホスフェート)チタネート、テトライソプロピルビス(ジオクチルホスファイト)チタネート、テトラオクチルビス(ジトリデシルホスファイト)チタネート、テトラ(2,2−ジアリルオキシメチル−1−ブチル)ビス(ジトリデシル)ホスファイトチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)オキシアセテートチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)エチレンチタネート等が挙げられる。 As titanate coupling agents, isopropyl triisostearoyl titanate, isopropyl tri (N-aminoethyl / aminoethyl) titanate, diisopropyl bis (dioctyl phosphate) titanate, tetraisopropyl bis (dioctyl phosphite) titanate, tetraoctyl bis (ditridecyl) Examples thereof include phosphite) titanate, tetra (2,2-diallyloxymethyl-1-butyl) bis (ditridecyl) phosphite titanate, bis (dioctylpyrophosphate) oxyacetate titanate, and bis (dioctylpyrophosphate) ethylene titanate.
本発明の多官能エポキシ樹脂組成物がカップリング剤を含む場合のカップリング剤の含有量は、カップリング剤配合による接着効果を得やすい点では多いことが好ましい。一方、カップリング剤がブリードアウトし難い点では少ないことが好ましい。そこで、具体的には、本発明の多官能エポキシ樹脂組成物中の全固形分に対するカップリング剤の含有量は、0.1重量%以上、2.0重量%以下であることが好ましい。カップリング剤は、1
種のみで用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いても良い。2種以上のカップリング剤を用いた場合におけるその含有量は、合計量が上記の好ましい範囲であることが好ましい。
It is preferable that the content of the coupling agent when the polyfunctional epoxy resin composition of the present invention contains a coupling agent is large in that it is easy to obtain an adhesive effect due to the coupling agent blending. On the other hand, it is preferable that the coupling agent is small in that it is difficult to bleed out. Therefore, specifically, the content of the coupling agent with respect to the total solid content in the polyfunctional epoxy resin composition of the present invention is preferably 0.1 wt% or more and 2.0 wt% or less. Coupling agent is 1
You may use only by seed | species or may use 2 or more types by arbitrary combinations and a ratio. As for the content in the case of using 2 or more types of coupling agents, the total amount is preferably within the above-mentioned preferable range.
<5.5.溶媒>
本発明の多官能エポキシ樹脂組成物は、加工時の粘度調整及び硬化させるときの取り扱い性などのための溶媒を含有していても良い。溶媒は、本発明の多官能エポキシ樹脂を製造するときに用いた溶媒を利用しても良い。本発明の多官能エポキシ樹脂組成物に含まれる溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン(MEK)、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;酢酸エチル等のエステル類;エチレングリコールモノメチルエーテル等のエーテル類;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等のアミド類;メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類;ヘキサン、シクロヘキサン等のアルカン類;トルエン、キシレン等の芳香族類などが挙げられる。
溶媒を用いる場合の量は、溶媒残留により硬化物中にボイドが形成されやすいことから、用いない又は少ないことが好ましい。一方、組成物の高粘度化に伴うクラックが発生し難い点では多いことが好ましい。これらの溶媒は、1種のみで用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いても良い。
<5.5. Solvent>
The polyfunctional epoxy resin composition of the present invention may contain a solvent for adjusting the viscosity at the time of processing and handling properties when curing. As the solvent, the solvent used when producing the polyfunctional epoxy resin of the present invention may be used. Examples of the solvent contained in the polyfunctional epoxy resin composition of the present invention include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone (MEK), methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone; esters such as ethyl acetate; ethers such as ethylene glycol monomethyl ether Amides such as N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide; alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol; alkanes such as hexane and cyclohexane; aromatics such as toluene and xylene;
The amount of the solvent used is preferably not used or small because voids are easily formed in the cured product due to residual solvent. On the other hand, it is preferable that the number of cracks accompanying the increase in the viscosity of the composition is less likely to occur. These solvents may be used alone or in combination of two or more in any ratio.
[6.硬化物]
本発明の多官能エポキシ樹脂組成物を硬化させることにより、本発明の硬化物を得ることができる。本発明の硬化物は、本発明の多官能エポキシ樹脂組成物を硬化させているため、耐熱性に優れる。硬化方法や条件については、本発明の多官能エポキシ樹脂組成物を硬化させることができれば特に規定されない。但し、成型が容易であることから熱硬化が好ましい。
[6. Cured product]
The cured product of the present invention can be obtained by curing the polyfunctional epoxy resin composition of the present invention. The cured product of the present invention is excellent in heat resistance because the polyfunctional epoxy resin composition of the present invention is cured. The curing method and conditions are not particularly defined as long as the polyfunctional epoxy resin composition of the present invention can be cured. However, thermosetting is preferable because it is easy to mold.
本発明の硬化物は、本発明の多官能エポキシ樹脂を含有する組成物を硬化させたものであり、ガラス転移温度が高く、耐熱性に優れている。動的粘弾性により測定される本発明の硬化物のガラス転移温度は、例えば、硬化剤としてリカシッドMH−700(新日本理化社製)と、ヒシコーリンPX−4MP(日本化学工業社製)もしくはEMI24(三菱化学社製)を硬化促進剤として併用し、100℃3時間及び140℃3時間で硬化させた場合、通常100℃以上、好ましくは150℃以上、より好ましくは200℃以上、さらに好ましくは210℃以上である。なお、ガラス転移温度の上限は通常350℃である。 The cured product of the present invention is obtained by curing the composition containing the polyfunctional epoxy resin of the present invention, and has a high glass transition temperature and excellent heat resistance. The glass transition temperature of the cured product of the present invention measured by dynamic viscoelasticity is, for example, Ricacid MH-700 (manufactured by Shin Nippon Chemical Co., Ltd.) and Hishicolin PX-4MP (manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) or EMI24 as a curing agent. (Mitsubishi Chemical Co., Ltd.) is used as a curing accelerator and cured at 100 ° C. for 3 hours and 140 ° C. for 3 hours, usually 100 ° C. or higher, preferably 150 ° C. or higher, more preferably 200 ° C. or higher, more preferably It is 210 ° C or higher. The upper limit of the glass transition temperature is usually 350 ° C.
[7.用途]
本発明の多官能エポキシ樹脂及びこれを含む組成物は、粘度が低いため、塗布、混合、フィルム成形等のプロセスに適用するのに十分な加工性を有する。また、他の樹脂の改質剤や各種アダクトや熱可塑性樹脂などの化学品の原料などの用途にも好ましく用いることができる。
[7. Application]
Since the polyfunctional epoxy resin of the present invention and the composition containing the same have a low viscosity, it has sufficient processability to be applied to processes such as coating, mixing, and film forming. Further, it can be preferably used for other resin modifiers, various raw materials for chemicals such as adducts and thermoplastic resins.
そして、この組成物を硬化させた硬化物は、耐熱性に優れる。よって、接着剤、塗料、土木建築用材料、電気・電子分野における絶縁材料などの様々な分野の材料として適用可能である。特に、電気・電子分野における絶縁注型、積層材料、封止材料等として有用である。本発明の多官能エポキシ樹脂を含む組成物及びその硬化物の用途の一例としては、多層プリント配線基板、フィルム状接着剤、液状接着剤、半導体封止材料、アンダーフィル材料、3D−LSI用インターチップフィル、絶縁シート、プリプレグ、放熱基板等が挙げられる。 And the hardened | cured material which hardened this composition is excellent in heat resistance. Therefore, it can be applied as materials in various fields such as adhesives, paints, materials for civil engineering and construction, and insulating materials in the electric / electronic field. In particular, it is useful as an insulating casting, laminate material, sealing material, etc. in the electric / electronic field. Examples of the use of the composition containing the polyfunctional epoxy resin of the present invention and the cured product thereof include multilayer printed wiring boards, film adhesives, liquid adhesives, semiconductor sealing materials, underfill materials, and 3D-LSI interfacing. A chip fill, an insulating sheet, a prepreg, a heat dissipation board, etc. are mentioned.
以下、実験例(合成例、実施例)に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発
明はその要旨を越えない限り、以下の実験例により限定されるものではない。
実施例中の資材は断りのない限り通常入手可能な市販試薬を用いた。また、実施例及び比較例における各種分析方法は以下の通りである。
(1H−NMR分析条件)
装置:BRUKER社製 AVANCE400、400MHz
溶媒:0.03体積%テトラメチルシラン含有重クロロホルム
(エポキシ当量)
JIS K7236:2001に準じて測定した。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically based on experimental examples (synthesis examples, examples), but the present invention is not limited by the following experimental examples unless it exceeds the gist.
Unless otherwise specified, commercially available reagents that are usually available were used in the examples. Moreover, the various analysis methods in an Example and a comparative example are as follows.
(1 H-NMR Analysis Conditions)
Equipment: AVANCE400, 400MHz made by BRUKER
Solvent: 0.03 vol% tetramethylsilane-containing heavy chloroform (epoxy equivalent)
It measured according to JIS K7236: 2001.
(せん断粘度測定)
150℃に調整した粘度計の熱板の上でエポキシ樹脂を溶融させ、回転速度750rpmで測定した時の粘度を測定した。
分析装置:東海八神株式会社製 コーンプレート粘度計
(融点測定)分析装置:SIIナノテクノロジー社製 DSC7020
測定温度範囲: 20℃から250℃
昇温速度:10℃/min
(ガラス転移温度(Tg))
硬化物を縦5cm、横1cm、厚さ4mmに切削して得られた試験片を用いて、以下の条件で測定し、2回目昇温時の1HzのE’’とtanδのピークトップをTgとした。
(Shear viscosity measurement)
The epoxy resin was melted on a hot plate of a viscometer adjusted to 150 ° C., and the viscosity when measured at a rotational speed of 750 rpm was measured.
Analyzer: Cone plate viscometer (melting point measurement) manufactured by Tokai Yagami Co., Ltd. Analyzer: DSC7020 manufactured by SII Nano Technology
Measurement temperature range: 20 ° C to 250 ° C
Temperature increase rate: 10 ° C / min
(Glass transition temperature (Tg))
Using a test piece obtained by cutting a cured product into a length of 5 cm, a width of 1 cm, and a thickness of 4 mm, the measurement was performed under the following conditions, and the peak top of 1 ″ E ″ and tan δ at the second temperature increase was Tg. It was.
分析装置:セイコーインスツルメント社製 EXSTAR6100
測定モード:3点曲げモード
測定温度範囲: 30℃から280℃
昇温速度:5℃/min、降温速度:5℃/min
Analyzer: EXSTAR6100 manufactured by Seiko Instruments Inc.
Measurement mode: 3-point bending mode Measurement temperature range: 30 ° C to 280 ° C
Temperature increase rate: 5 ° C / min, Temperature decrease rate: 5 ° C / min
<製造例1:1,1−ビス(3−アリル−4−ヒドロキシフェニル)シクロドデカン(化合物11)の合成> <Production Example 1: Synthesis of 1,1-bis (3-allyl-4-hydroxyphenyl) cyclododecane (Compound 11)>
10Lのオートクレーブに1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロドデカン(化合物10)353g(1.00mol)、N,N−ジメチルホルムアミド1277g、炭酸カリウム1054g(7.63mol)、アリルクロライド486g(6.35mol)を仕込み、40℃に昇温して均一に溶解させた後、65℃まで1時間かけて昇温した。65℃で6時間反応させた後、メチルイソブチルケトン2200gを加え、得られた反応液を水洗した。減圧下で過剰のアリルクロライドとメチルイソブチルケトンを留去した後、200℃まで昇温して6時間加熱し、1,1−ビス(3−アリル−4−ヒドロキシフェニル)シクロドデカン(化合物11)520g(1.20mol)を得た。 In a 10 L autoclave, 353 g (1.00 mol) of 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclododecane (compound 10), 1277 g of N, N-dimethylformamide, 1054 g (7.63 mol) of potassium carbonate, 486 g of allyl chloride (6 .35 mol) was added, and the mixture was heated to 40 ° C. and uniformly dissolved, and then heated to 65 ° C. over 1 hour. After reacting at 65 ° C. for 6 hours, 2200 g of methyl isobutyl ketone was added, and the resulting reaction solution was washed with water. After distilling off excess allyl chloride and methyl isobutyl ketone under reduced pressure, the mixture was heated to 200 ° C. and heated for 6 hours to obtain 1,1-bis (3-allyl-4-hydroxyphenyl) cyclododecane (Compound 11). 520 g (1.20 mol) were obtained.
<製造例2:1,1−ビス(3−アリル−4−グリシジルオキシフェニル)シクロドデカン(化合物12)の合成> <Production Example 2: Synthesis of 1,1-bis (3-allyl-4-glycidyloxyphenyl) cyclododecane (Compound 12)>
3Lの四口フラスコに製造例1で合成した1,1−ビス(3−アリル−4−ヒドロキシフェニル)シクロドデカン(化合物11)238g(550mmol)、エピクロルヒドリン663g(7.17mmol)、イソプロパノール258g、水92gを仕込み、40℃に昇温して均一に溶解した後48.5重量%の水酸化ナトリウム水溶液106g(1.29mmol)を90分かけて滴下しながら65℃まで昇温した。滴下終了後さらに30分間撹拌した後、反応液を水洗し、溶媒とエピクロロヒドリンを留去して、粗1,1−ビス(3−アリル−4−グリシジルオキシフェニル)シクロドデカン(化合物12)を得た。 238 g (550 mmol) of 1,1-bis (3-allyl-4-hydroxyphenyl) cyclododecane (Compound 11) synthesized in Production Example 1 in a 3 L four-necked flask, 663 g (7.17 mmol) of epichlorohydrin, 258 g of isopropanol, water After 92 g was charged and the temperature was raised to 40 ° C. and dissolved uniformly, the temperature was raised to 65 ° C. while 106 g (1.29 mmol) of a 48.5 wt% aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise over 90 minutes. After completion of the dropwise addition, the mixture was further stirred for 30 minutes, the reaction solution was washed with water, the solvent and epichlorohydrin were distilled off, and crude 1,1-bis (3-allyl-4-glycidyloxyphenyl) cyclododecane (Compound 12 )
これをメチルイソブチルケトン450gに溶解し、48.5重量%の水酸化ナトリウム水溶液6.00g(72.8mmol)を加え、65℃で1時間撹拌した。得られた反応
液にリン酸二水素ナトリウム水溶液を加えて中和した後、反応液を水洗し、続いて溶媒を留去して、1,1−ビス(3−アリル−4−グリシジルオキシフェニル)シクロドデカン(化合物12)を主成分とする薄黄色固体280gを得た。純度を100%とした場合の収率は93%であり、エポキシ当量は288g/当量であった。
This was dissolved in 450 g of methyl isobutyl ketone, 6.00 g (72.8 mmol) of 48.5 wt% sodium hydroxide aqueous solution was added, and the mixture was stirred at 65 ° C. for 1 hour. After neutralizing the reaction solution by adding an aqueous sodium dihydrogen phosphate solution, the reaction solution was washed with water, and then the solvent was distilled off to obtain 1,1-bis (3-allyl-4-glycidyloxyphenyl). ) 280 g of a pale yellow solid mainly composed of cyclododecane (compound 12) was obtained. The yield was 93% when the purity was 100%, and the epoxy equivalent was 288 g / equivalent.
<製造例3:1,1−ビス(3−グリシジル−4−グリシジルオキシフェニル)シクロドデカン(化合物13)の合成> <Production Example 3: Synthesis of 1,1-bis (3-glycidyl-4-glycidyloxyphenyl) cyclododecane (Compound 13)>
300mlの三つ口フラスコに製造例2で製造した1,1−ビス(3−アリル−4−グリシジルオキシフェニル)シクロドデカン(化合物12)20.0g(36.7mmol)、トルエン40ml、N−ブチル−N,N−ジ[2−(4−t−ブチルベンゾイルオキシ)エチル]−N−メチルアンモニウムモノメチル硫酸塩1.71g(3.67mmol)、8.1(重量/体積)%リン酸11.5mL(9.54mmol)、タングステン酸ナトリウム二水和物2.42g(7.34mmol)を加え、ジムロートを付けて、70℃で撹拌した。この混合物に42重量%過酸化水素1.03ml(4.00mmol)を8.5時間かけて加えた後、さらに1時間撹拌して分液した。水層はトルエン5mlで再抽出し、反応液のトルエン層と混合した。このトルエン溶液を45℃まで冷却し、5重量%のチオ硫酸ナトリウム水溶液を60ml加えて1時間撹拌した後、水層を抜き出した。水層はトルエン10mlで再抽出し、先のトルエン層と混合した。このトルエン層に、メタノール20mlと炭酸カリウム2.02g(14.7mmol)を加えて、1時間撹拌した後、1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液 20mlを加えて1時間撹拌し、分液
した。水層はトルエン10mlで再抽出し、先のトルエン層と混合した。得られたトルエン溶液を飽和硫酸ナトリウム水溶液20mlで洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を留去した。
In a 300 ml three-necked flask, 20.0 g (36.7 mmol) of 1,1-bis (3-allyl-4-glycidyloxyphenyl) cyclododecane (Compound 12) produced in Production Example 2, toluene 40 ml, N-butyl -N, N-di [2- (4-t-butylbenzoyloxy) ethyl] -N-methylammonium monomethyl sulfate 1.71 g (3.67 mmol), 8.1 (w / v)% phosphoric acid 11. 5 mL (9.54 mmol) and 2.42 g (7.34 mmol) of sodium tungstate dihydrate were added, a Dimroth was attached, and the mixture was stirred at 70 ° C. To this mixture, 1.03 ml (4.00 mmol) of 42% by weight hydrogen peroxide was added over 8.5 hours, and the mixture was further stirred for 1 hour for liquid separation. The aqueous layer was re-extracted with 5 ml of toluene and mixed with the toluene layer of the reaction solution. The toluene solution was cooled to 45 ° C., 60 ml of a 5 wt% aqueous sodium thiosulfate solution was added and stirred for 1 hour, and then the aqueous layer was extracted. The aqueous layer was re-extracted with 10 ml of toluene and mixed with the previous toluene layer. To this toluene layer, 20 ml of methanol and 2.02 g (14.7 mmol) of potassium carbonate were added and stirred for 1 hour, and then 20 ml of a 1 mol / L aqueous sodium hydroxide solution was added and stirred for 1 hour, followed by liquid separation. The aqueous layer was re-extracted with 10 ml of toluene and mixed with the previous toluene layer. The obtained toluene solution was washed with 20 ml of a saturated aqueous sodium sulfate solution and then dried over anhydrous sodium sulfate, and the solvent was distilled off.
得られた白色固体をシリカゲルカラムで精製し、1,1−ビス(3−グリシジル−4−グリシジルオキシフェニル)シクロドデカン(化合物13)10.7g(18.6mmol)を収率51%で取得した。
1H−NMR(400MHz,CDCl3)δ6.98(2H,dd,J=2.3,8.4Hz),6.93(2H,s),6.70(2H,dd,J=0.7,8.4Hz),4.20(2H,dd,J=3.0,11.1Hz),3.92(2H,ddd,J=5.6,9.4,11.1Hz),3.35−3.32(2H,m),3.16−3.11(2H,m),2.93−2.86(4H,m),2.81−2.70(6H,m),2.54−2.49(2H,m),1.99(4H,br.s),1.36(10H,br.s),1.30(4H,br.s),0.91(4H,br.s).
このエポキシ樹脂のエポキシ当量は145g/当量、融点は142℃、150℃におけるせん断粘度は170mPa・sであった。
The obtained white solid was purified with a silica gel column to obtain 10.7 g (18.6 mmol) of 1,1-bis (3-glycidyl-4-glycidyloxyphenyl) cyclododecane (Compound 13) at a yield of 51%. .
1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3) δ 6.98 (2H, dd, J = 2.3, 8.4 Hz), 6.93 (2H, s), 6.70 (2H, dd, J = 0.7 , 8.4 Hz), 4.20 (2H, dd, J = 3.0, 11.1 Hz), 3.92 (2H, ddd, J = 5.6, 9.4, 11.1 Hz), 3. 35-3.32 (2H, m), 3.16-3.11 (2H, m), 2.93-2.86 (4H, m), 2.81-2.70 (6H, m), 2.54-2.49 (2H, m), 1.99 (4H, br. S), 1.36 (10H, br. S), 1.30 (4H, br. S), 0.91 ( 4H, br.s).
The epoxy equivalent of this epoxy resin was 145 g / equivalent, the melting point was 142 ° C., and the shear viscosity at 150 ° C. was 170 mPa · s.
<製造例4:1,1−ビス(3−アリル−4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン(化合物15)の合成> <Production Example 4: Synthesis of 1,1-bis (3-allyl-4-hydroxyphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexane (Compound 15)>
10Lのオートクレーブに1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン(化合物14)317g(1.02mol)、N,N−ジメチルホルムアミド901g、炭酸カリウム849g(6.15mol)、アリルクロライド391g(5.11mol)を仕込み、40℃に昇温して均一に溶解させた後、65℃まで1時間かけて昇温した。65℃で6時間反応させた後、メチルイソブチルケトン600gを加え、得られた反応液を水洗した。減圧下で過剰のアリルクロライドとメチルイソブチルケトンを留去した後、200℃まで昇温して6時間加熱し、1,1−ビス(3−アリル−4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン(化合物15)350g(896mmol)を収率88%で得た。 In a 10 L autoclave, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexane (compound 14) 317 g (1.02 mol), N, N-dimethylformamide 901 g, potassium carbonate 849 g (6.15 mol) ), 391 g (5.11 mol) of allyl chloride were charged, heated to 40 ° C. and uniformly dissolved, and then heated to 65 ° C. over 1 hour. After reacting at 65 ° C. for 6 hours, 600 g of methyl isobutyl ketone was added, and the resulting reaction solution was washed with water. After distilling off excess allyl chloride and methyl isobutyl ketone under reduced pressure, the temperature was raised to 200 ° C. and heated for 6 hours to obtain 1,1-bis (3-allyl-4-hydroxyphenyl) -3, 3, 5 -350 g (896 mmol) of trimethylcyclohexane (compound 15) was obtained with a yield of 88%.
<製造例5:1,1−ビス(3−アリル−4−グリシジルオキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン(化合物16)の合成> <Production Example 5: Synthesis of 1,1-bis (3-allyl-4-glycidyloxyphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexane (Compound 16)>
3Lの四口フラスコに製造例1で合成した1,1−ビス(3−アリル−4−ヒドロキシ
フェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン(化合物15)194g(497mmol)、エピクロルヒドリン552g(5.97mol)、イソプロパノール215g、水77gを仕込み、40℃に昇温して均一に溶解した後、48.5重量%の水酸化ナトリウム水溶液95g(1.15mol)を90分かけて滴下しながら65℃まで昇温した。滴下終了後、さらに撹拌した後、反応液を水洗し、溶媒とエピクロロヒドリンを留去して、粗1,1−ビス(3−アリル−4−グリシジルオキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン(化合物16)を得た。
In a 3 L four-necked flask, 194 g (497 mmol) of 1,1-bis (3-allyl-4-hydroxyphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexane (Compound 15) synthesized in Production Example 1 and 552 g of epichlorohydrin (5. 97 mol), 215 g of isopropanol, and 77 g of water were added, and the mixture was heated to 40 ° C. and dissolved uniformly. Then, 95 g (1.15 mol) of 48.5 wt% sodium hydroxide aqueous solution was added dropwise over 90 minutes at 65 ° C. The temperature was raised to. After completion of the dropwise addition, the mixture was further stirred, the reaction solution was washed with water, the solvent and epichlorohydrin were distilled off, and crude 1,1-bis (3-allyl-4-glycidyloxyphenyl) -3, 3, 5 -Trimethylcyclohexane (compound 16) was obtained.
これをメチルイソブチルケトン375gに溶解し、48.5重量%の水酸化ナトリウム水溶液5.3g(64.3mmol)を加え、65℃で1時間撹拌した。得られた反応液にリン酸二水素ナトリウム水溶液を加えて中和した後、反応液を水洗し、続いて溶媒を留去して、1,1−ビス(3−アリル−4−グリシジルオキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン(化合物16)230g得た。純度を100%とした場合の収率は92%であり、エポキシ当量は269g/当量であった。 This was dissolved in 375 g of methyl isobutyl ketone, 5.3 g (64.3 mmol) of 48.5 wt% aqueous sodium hydroxide solution was added, and the mixture was stirred at 65 ° C. for 1 hour. After neutralizing the reaction solution by adding an aqueous sodium dihydrogen phosphate solution, the reaction solution was washed with water, and then the solvent was distilled off to obtain 1,1-bis (3-allyl-4-glycidyloxyphenyl). ) -3,3,5-trimethylcyclohexane (compound 16) 230 g was obtained. The yield was 92% when the purity was 100%, and the epoxy equivalent was 269 g / equivalent.
<製造例6:1,1−ビス(3−グリシジル−4−グリシジルオキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン(化合物17)の合成> <Production Example 6: Synthesis of 1,1-bis (3-glycidyl-4-glycidyloxyphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexane (Compound 17)>
300mlの三つ口フラスコに製造例4で製造した1,1−ビス(3−アリル−4−グリシジルオキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン(化合物16)20.1g(39.8mmol)、トルエン40ml、水1.8ml、N−ブチル−N,N−ジ[2−(4−t−ブチルベンゾイルオキシ)エチル]−N−メチルアンモニウムモノメチル硫酸塩1.85g(3.98mmol)、11(重量/体積)%リン酸9.22mL(10.3mmol)、タングステン酸ナトリウム二水和物2.61g(7.96mmol)を加え、ジムロートを付けて、70℃で撹拌した。この混合物に42重量%過酸化水素7.70ml(109mmol)を6時間かけて加えた後、さらに1.5時間撹拌して分液した。水層はトルエン10mlで再抽出し、反応液のトルエン層と混合した。このトルエン溶液を40℃まで冷却し、5重量%のチオ硫酸ナトリウム水溶液を20ml加えて1時間撹拌した後、水層を抜き出した。水層はトルエン10mlで再抽出し、先のトルエン層と混合した。このトルエン層に、メタノール20mlと炭酸カリウム2.22g(15.9mmol)を加えて、1時間撹拌した後、1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液20mlを加えて1時間撹拌し、分液した。水層はトルエン10mlで再抽出し、先のトルエン層と混合した。得られたトルエン溶液を飽和硫酸ナトリウム水溶液20mlで洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を留去した。 20.1 g (39.8 mmol) of 1,1-bis (3-allyl-4-glycidyloxyphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexane (Compound 16) prepared in Preparation Example 4 in a 300 ml three-necked flask , Toluene 40 ml, water 1.8 ml, N-butyl-N, N-di [2- (4-t-butylbenzoyloxy) ethyl] -N-methylammonium monomethyl sulfate 1.85 g (3.98 mmol), 11 (Weight / volume)% phosphoric acid 9.22 mL (10.3 mmol) and sodium tungstate dihydrate 2.61 g (7.96 mmol) were added, a Dimroth was attached, and the mixture was stirred at 70 ° C. To this mixture, 7.70 ml (109 mmol) of 42 wt% hydrogen peroxide was added over 6 hours, and the mixture was further stirred for 1.5 hours to separate the layers. The aqueous layer was re-extracted with 10 ml of toluene and mixed with the toluene layer of the reaction solution. The toluene solution was cooled to 40 ° C., 20 ml of a 5 wt% aqueous sodium thiosulfate solution was added and stirred for 1 hour, and then the aqueous layer was extracted. The aqueous layer was re-extracted with 10 ml of toluene and mixed with the previous toluene layer. To this toluene layer, 20 ml of methanol and 2.22 g (15.9 mmol) of potassium carbonate were added and stirred for 1 hour. Then, 20 ml of a 1 mol / L aqueous sodium hydroxide solution was added and stirred for 1 hour, followed by liquid separation. The aqueous layer was re-extracted with 10 ml of toluene and mixed with the previous toluene layer. The obtained toluene solution was washed with 20 ml of a saturated aqueous sodium sulfate solution and then dried over anhydrous sodium sulfate, and the solvent was distilled off.
得られた赤褐色油状物をシリカゲルカラムで精製し、1,1−ビス(3−グリシジル−4−グリシジルオキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン(化合物17)10.3g(19.3mmol)を収率48%で取得した。
1H−NMR(400MHz,CDCl3)δ7.15(1H,d,J=8.6Hz),7.13(1H,d,J=8.6Hz),7.06−7.03(1H,m),6.98(1H,ddt,J=2.5,2.8,10.9Hz),6.72(1H,d,J=8.1Hz),6.66(1H,d,J=8.8Hz),4.25−4.15(2H,m),3
.96−3.85(2H,m),3.36−3.29(2H,m),3.17−3.11(2H,m),3.11−2.70(10H,m),2.63(1H,d,J=12.9Hz),2.55−2.46(2H,m),2.44−2.39(1H,m),2.02−1.89(1H,m),1.87(1H,d,J=13.4Hz),1.36(1H,d,J=12.9Hz),1.13(1H,dd,J=12.6,13.4Hz),0.97−0.95(6H,m),0.86(1H,dd,J=12.4,12.6Hz),0.35(3H,d,J=3.6Hz).
このエポキシ樹脂のエポキシ当量は136g/当量、150℃におけるせん断粘度は45mPa・sであった。
The obtained reddish brown oily substance was purified with a silica gel column, and 10.1-g (19.3 mmol) of 1,1-bis (3-glycidyl-4-glycidyloxyphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexane (Compound 17) was obtained. Was obtained in a yield of 48%.
1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3) δ 7.15 (1H, d, J = 8.6 Hz), 7.13 (1H, d, J = 8.6 Hz), 7.06-7.03 (1H, m ), 6.98 (1H, ddt, J = 2.5, 2.8, 10.9 Hz), 6.72 (1H, d, J = 8.1 Hz), 6.66 (1H, d, J = 8.8 Hz), 4.25-4.15 (2H, m), 3
. 96-3.85 (2H, m), 3.36-3.29 (2H, m), 3.17-3.11 (2H, m), 3.11-2.70 (10H, m), 2.63 (1H, d, J = 12.9 Hz), 2.55-2.46 (2H, m), 2.44-2.39 (1H, m), 2.02-1.89 (1H) M), 1.87 (1H, d, J = 13.4 Hz), 1.36 (1H, d, J = 12.9 Hz), 1.13 (1H, dd, J = 12.6, 13. 4 Hz), 0.97-0.95 (6 H, m), 0.86 (1 H, dd, J = 12.4, 12.6 Hz), 0.35 (3 H, d, J = 3.6 Hz).
The epoxy equivalent of this epoxy resin was 136 g / equivalent, and the shear viscosity at 150 ° C. was 45 mPa · s.
<製造例7:2,2−ビス(3−グリシジル−4−グリシジルオキシフェニル)プロパン(化合物19)の合成> <Production Example 7: Synthesis of 2,2-bis (3-glycidyl-4-glycidyloxyphenyl) propane (Compound 19)>
100mlの反応容器に、2,2−ビス(3−アリル−4-アリルオキシフェニル)プ
ロパン(化合物18)4.00g(10.3mmol)、トルエン16ml、水2ml、N−ブチル−N,N−ジ[2−(4−t−ブチルベンゾイルオキシ)エチル]−N−メチルアンモニウムモノメチル硫酸塩417mg(0.62mmol)、85(重量/体積)%リン酸水溶液154mg(130mmol)、タングステン酸ナトリウム二水和物410mg(1.24mol)を加え、ジムロートを付けて、70℃で撹拌した。この混合物に、42重量%過酸化水素水44.84ml(68.2mmol)を6時間かけて添加し、さらに3時間撹拌して分液した。
In a 100 ml reaction vessel, 4.00 g (10.3 mmol) of 2,2-bis (3-allyl-4-allyloxyphenyl) propane (Compound 18), toluene 16 ml, water 2 ml, N-butyl-N, N- 417 mg (0.62 mmol) of di [2- (4-t-butylbenzoyloxy) ethyl] -N-methylammonium monomethyl sulfate, 154 mg (130 mmol) of 85% (w / v) aqueous phosphoric acid solution, sodium tungstate dihydrate 410 mg (1.24 mol) of the Japanese product was added, and a Dimroth was attached, followed by stirring at 70 ° C. To this mixture, 44.84 ml (68.2 mmol) of 42 wt% aqueous hydrogen peroxide was added over 6 hours, and the mixture was further stirred for 3 hours for liquid separation.
得られたトルエン層にトルエン8mlを加え、水4ml、5重量%チオ硫酸ナトリウム水溶液8mlで洗浄した。メタノール4ml、炭酸カリウム1.42g(10.2mmol)を加え、内温40℃にて1時間処理し、さらに1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液4mlを加えて内温40℃にて1時間撹拌した後、分液した。得られたトルエン溶液を水4mlで洗浄した後、溶媒を留去した。 To the obtained toluene layer, 8 ml of toluene was added, and washed with 4 ml of water and 8 ml of a 5 wt% aqueous sodium thiosulfate solution. 4 ml of methanol and 1.42 g (10.2 mmol) of potassium carbonate were added, and the mixture was treated at an internal temperature of 40 ° C. for 1 hour. Further, 4 ml of a 1 mol / L sodium hydroxide aqueous solution was added and stirred at an internal temperature of 40 ° C. for 1 hour. Thereafter, liquid separation was performed. The obtained toluene solution was washed with 4 ml of water, and then the solvent was distilled off.
得られた赤褐色油状物をシリカゲルカラムで精製し、2,2−ビス(3−グリシジル−4−グリシジルオキシフェニル)プロパン(化合物19)9.34gを収率44%で取得した。
1H−NMR(400MHz,CDCl3)δ7.00−7.08(4H,m),6.72−6.76(2H,m),4.19−4.26(2H,m),3.90−3.98(2H,m),3.32−3.38(2H,m),3.13−3.20(2H,m),2.86−2.94(4H,m),2.72−2.83(6H,m),2.52−2.56(2H,m),1.63(6H、s).
このエポキシ樹脂のエポキシ当量は115g/当量、150℃におけるせん断粘度は30mPa・sであった。
The obtained reddish brown oily substance was purified with a silica gel column to obtain 9.34 g of 2,2-bis (3-glycidyl-4-glycidyloxyphenyl) propane (Compound 19) in a yield of 44%.
1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3) δ 7.00-7.08 (4H, m), 6.72-6.76 (2H, m), 4.19-4.26 (2H, m), 3. 90-3.98 (2H, m), 3.32-3.38 (2H, m), 3.13-3.20 (2H, m), 2.86-2.94 (4H, m), 2.72-2.83 (6H, m), 2.52-2.56 (2H, m), 1.63 (6H, s).
The epoxy equivalent of this epoxy resin was 115 g / equivalent, and the shear viscosity at 150 ° C. was 30 mPa · s.
<製造例8:2,2−ビス(3、4−ジアリルオキシフェニル)シクロヘキサン(化合物21)の合成> <Production Example 8: Synthesis of 2,2-bis (3,4-diallyloxyphenyl) cyclohexane (Compound 21)>
反応容器中、2,2−ビス(3、4−ジヒドロキシフェニル)シクロヘキサン(化合物20)9.4g(31mmol)をエタノール120mlに溶解した。ここにアリルブロミド16.7g(138mmol)、炭酸カリウム19.0g(138mmol)を加え、12時間加熱還流させた。反応液を室温に戻した後、ろ過し、ろ液の溶媒を留去した。 In a reaction vessel, 9.4 g (31 mmol) of 2,2-bis (3,4-dihydroxyphenyl) cyclohexane (Compound 20) was dissolved in 120 ml of ethanol. To this were added 16.7 g (138 mmol) of allyl bromide and 19.0 g (138 mmol) of potassium carbonate, and the mixture was heated to reflux for 12 hours. The reaction solution was returned to room temperature and then filtered, and the solvent of the filtrate was distilled off.
得られた油状物をシリカゲルカラムで精製し、2,2−ビス(3、4−アリルオキシフェニル)シクロヘキサン(化合物21)13.0gを収率91%で取得した。
1H−NMR(400MHz,CDCl3)δ6.79(4H,s),5.97−6.12(4H,m),5.40(2H,dd,J=1.5,17.3Hz),5.34(2H,dd,J=1.5,17.3Hz),5.25(2H,dd,J=1.5,10.5Hz),5.22(2H,dd,J=1.5,10.5Hz),4.57(4H,d,J=5.3),4.52(4H,d,J=5.3Hz),2.12−2.22(4H,m),1.42−1.61(6H,m).
The obtained oil was purified with a silica gel column to obtain 13.0 g of 2,2-bis (3,4-allyloxyphenyl) cyclohexane (Compound 21) in a yield of 91%.
1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3) δ 6.79 (4H, s), 5.97-6.12 (4H, m), 5.40 (2H, dd, J = 1.5, 17.3 Hz), 5.34 (2H, dd, J = 1.5, 17.3 Hz), 5.25 (2H, dd, J = 1.5, 10.5 Hz), 5.22 (2H, dd, J = 1. 5, 10.5 Hz), 4.57 (4H, d, J = 5.3), 4.52 (4H, d, J = 5.3 Hz), 2.12-2.22 (4H, m), 1.42-1.61 (6H, m).
<製造例9:2,2−ビス(3、4−ジグリシジルオキシフェニル)シクロヘキサン(化合物22)の合成> <Production Example 9: Synthesis of 2,2-bis (3,4-diglycidyloxyphenyl) cyclohexane (Compound 22)>
反応容器中、2,2−ビス(3、4−ジアリルフェニル)シクロヘキサン(化合物21)1.0g(2.2mmol)をトルエン1.5mlに溶解した後、タングステン酸ナトリウム二水和物72.6mg(2.2mmol)メチルトリオクチルアンモニウム硫酸水素塩(2.2mmol)、85%リン酸10.6mg(929μmol)、98%硫酸10.6mg(1.06mmol)、トルエン0.5mlを加えた。さらに、室温で30%の過酸化水素2.49g(22.0mmol)を5分かけて滴下した。この反応液を50℃で4時間、70℃で3時間撹拌した後、室温まで冷却し、酢酸エチルを加えた。有機層を10%の亜硫酸水素ナトリウム水溶液と水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させた後、溶媒を留去した。 In a reaction container, 1.0 g (2.2 mmol) of 2,2-bis (3,4-diallylphenyl) cyclohexane (Compound 21) was dissolved in 1.5 ml of toluene, and then 72.6 mg of sodium tungstate dihydrate. (2.2 mmol) Methyl trioctyl ammonium hydrogen sulfate (2.2 mmol), 85% phosphoric acid 10.6 mg (929 μmol), 98% sulfuric acid 10.6 mg (1.06 mmol), and toluene 0.5 ml were added. Further, 2.49 g (22.0 mmol) of 30% hydrogen peroxide was added dropwise at room temperature over 5 minutes. The reaction mixture was stirred at 50 ° C. for 4 hours and at 70 ° C. for 3 hours, cooled to room temperature, and ethyl acetate was added. The organic layer was washed with 10% aqueous sodium bisulfite solution and water, dried over sodium sulfate, and then the solvent was distilled off.
得られた赤褐色油状物をシリカゲルカラムで精製し、2,2−ビス(3、4−ジグリシジルオキシフェニル)シクロヘキサン(化合物22)0.28gを収率25%で取得した。
1H−NMR(500MHz,CDCl3)δ6.82−6.85(6H,m),4.16−4.23(4H,m),3.91−3.98(4H,m),3.32−3.36(2H,m),3.28−3.32(2H,m),2.83−2.87(4H,m),2.72−2.73(2H,m),2.71−2.69(2H,m),2.12−2.21(4
H,m),1.43−1.55(6H,m).
The obtained reddish brown oily substance was purified with a silica gel column to obtain 0.28 g of 2,2-bis (3,4-diglycidyloxyphenyl) cyclohexane (Compound 22) in a yield of 25%.
1 H-NMR (500 MHz, CDCl 3) δ 6.82-6.85 (6H, m), 4.16-4.23 (4H, m), 3.91-3.98 (4H, m), 3. 32-3.36 (2H, m), 3.28-3.32 (2H, m), 2.83-2.87 (4H, m), 2.72-2.73 (2H, m), 2.71-2.69 (2H, m), 2.12-2.21 (4
H, m), 1.43-1.55 (6H, m).
<実施例1〜3、比較例1:硬化物の作製及び評価>
下記表1の割合で、各エポキシ樹脂に硬化剤として4-メチルヘキサヒドロ無水フタル
酸/ヘキサヒドロ無水フタル酸=70/30(新日本理化社製 リカシッドMH−700
)を、60℃で均一になるまで混合し、続いて硬化促進剤としてメチルトリブチルホスホニウムジメチルホスフェート(日本化学工業社製ヒシコーリン(登録商標)PX−4MP)、もしくは2−エチル−4(5)−メチルイミダゾール(EMI24 三菱化学社製)を添加し、均一になるまで撹拌し、エポキシ樹脂組成物を得た。内側に離型PETフィルムを引いたガラス板2枚を用いて厚さ2mmに調整した注型板を作成し、注型板に組成液を注型して100℃で3時間、140℃で3時間加温して硬化物を得た。得られた硬化物のTgを表1に示す。
<Examples 1-3, Comparative Example 1: Production and evaluation of cured product>
4-Methylhexahydrophthalic anhydride / hexahydrophthalic anhydride = 70/30 as a curing agent for each epoxy resin at the ratio shown in Table 1 below (Rikacid MH-700 manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd.)
) At 60 ° C. until uniform, followed by methyltributylphosphonium dimethyl phosphate (Hishicolin (registered trademark) PX-4MP manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) or 2-ethyl-4 (5)- Methylimidazole (EMI24, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was added and stirred until uniform to obtain an epoxy resin composition. A casting plate adjusted to a thickness of 2 mm was prepared using two glass plates with a release PET film on the inside, and the composition liquid was cast on the casting plate for 3 hours at 100 ° C. and at 140 ° C. for 3 hours. Heated for hours to obtain a cured product. The Tg of the obtained cured product is shown in Table 1.
以上の結果から、本発明の多官能エポキシ樹脂は、エポキシ樹脂1分子が有するエポキシ基の数が比較例1と同じ4つであり同等のTgを示しているが、比較例1と比べてエポキシ当量が大きいことから毒性が小さく、また、加工性や成型性に影響のない粘度を保つことができていることが示された。よって、本発明の多官能エポキシ樹脂は、毒性の小ささと、低粘度及び高耐熱という一般的に相反しやすい物性をバランス良く両立したエポキシ樹脂であると言える。 From the above results, in the polyfunctional epoxy resin of the present invention, the number of epoxy groups contained in one molecule of epoxy resin is the same four as in Comparative Example 1 and shows the same Tg. It was shown that since the equivalent weight is large, the toxicity is small and the viscosity that does not affect the processability and moldability can be maintained. Therefore, it can be said that the polyfunctional epoxy resin of the present invention is an epoxy resin that balances the low toxicity and the physical properties that are generally easy to conflict with each other, such as low viscosity and high heat resistance.
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