JP2022016887A - Epoxy resin composition and cured product - Google Patents

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正史 梶
Masashi Kaji
浩一郎 大神
Koichiro Ogami
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Abstract

To provide an epoxy resin composition for an electric material which is excellent in low viscosity and moldability, is excellent in heat resistance, especially, thermal decomposition stability in the presence of oxygen from the viewpoint of practicability, and has excellent performances such as moisture resistance, low thermal expansibility and thermal conductivity, and a cured product of the same.SOLUTION: There are provided an epoxy resin composition that is composed of an epoxy resin, a curing agent and an inorganic filler, in which a diketone-based epoxy resin is used as the epoxy resin component, a phenol compound having the number of hydroxyl groups in one molecule of 2 or larger and melt viscosity at 150°C of 50 mPa s to 500 mPa s is used as the curing agent component, and 50-96 wt.% of the inorganic filler is contained in the composition; and a cured product of the same.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、熱分解安定性、低熱膨張性、低吸湿性等に優れた硬化物を与えるエポキシ樹脂組成物および硬化物に関するものである。 The present invention relates to an epoxy resin composition and a cured product that provide a cured product having excellent thermal decomposition stability, low thermal expansion, low hygroscopicity, and the like.

近年、電子材料分野の進歩にともない、より高性能な樹脂材料の開発が求められている。例えば、半導体封止の分野においては、車載用半導体の進展により、高耐熱性、特に熱分解安定性に優れた樹脂組成物が求められている。その一方、高密度実装化も進展していることから、無機フィラーの高充填率化が指向され、低粘度で成形性に優れた樹脂組成物が強く求められている。また、封止材料としての信頼性向上の観点から、低吸湿性、低熱膨張性、密着性等の向上も求められている。 In recent years, with the progress in the field of electronic materials, the development of higher performance resin materials is required. For example, in the field of semiconductor encapsulation, with the development of in-vehicle semiconductors, there is a demand for a resin composition having high heat resistance, particularly excellent thermal decomposition stability. On the other hand, since high-density mounting is also progressing, a resin composition having a low viscosity and excellent moldability is strongly demanded because a high filling rate of the inorganic filler is aimed at. Further, from the viewpoint of improving reliability as a sealing material, improvement of low hygroscopicity, low thermal expansion, adhesion and the like is also required.

しかしながら、これらの要求を満足するエポキシ樹脂組成物は未だ提案されていない。例えば、耐熱性、耐湿性を改善したものとして、特許文献1にはナフトールアラルキル型エポキシ樹脂組成物、特許文献2には4,4’-ジヒドロキシビフェニルをp-キシリレン基で連結したアラルキル型のエポキシ樹脂組成物、特許文献3にはビスフェノール化合物をビフェニレン基で連結した構造を持つビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂組成物が開示されているが、いずれも、熱分解安定性、低熱膨張性の観点からは十分ではなかった。 However, an epoxy resin composition satisfying these requirements has not yet been proposed. For example, Patent Document 1 describes a naphthol aralkyl type epoxy resin composition having improved heat resistance and moisture resistance, and Patent Document 2 describes an aralkyl type epoxy in which 4,4'-dihydroxybiphenyl is linked with a p-xylylene group. A resin composition and Patent Document 3 disclose a biphenylaralkyl type epoxy resin composition having a structure in which a bisphenol compound is linked by a biphenylene group, both of which are sufficient from the viewpoint of thermal decomposition stability and low thermal expansion. It wasn't.

特許文献4にジケトン構造を持つエポキシ樹脂が提案されている。しかし、実施例として開示された樹脂組成物は、硬化剤として芳香族ジアミンを用いたものであり、粘度が高く取扱性および成形性に劣るとともに、信頼性の観点から電子部品用樹脂組成物としては不向きであるとともに、硬化物の熱分解安定性も十分ではなかった。 Patent Document 4 proposes an epoxy resin having a diketone structure. However, the resin composition disclosed as an example uses an aromatic diamine as a curing agent, has a high viscosity, is inferior in handleability and moldability, and is a resin composition for electronic parts from the viewpoint of reliability. Was unsuitable, and the thermal decomposition stability of the cured product was not sufficient.

特開平1-252624号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-252624 特開平4-255714号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-255714 特開平8-239454号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-239454 特開昭60-226869号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 60-226869

従って本発明の目的は、低粘度性および成形性に優れるとともに、耐熱性、特に実用性の観点から酸素存在下での熱分解安定性に優れ、さらには、耐湿性、低熱膨張性、および熱伝導性にも優れた性能を有する電子材料用のエポキシ樹脂組成物およびその硬化物を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is excellent in low viscosity and moldability, heat resistance, particularly excellent thermal decomposition stability in the presence of oxygen from the viewpoint of practicality, and further, moisture resistance, low thermal expansion, and heat. It is an object of the present invention to provide an epoxy resin composition for an electronic material having excellent performance in conductivity and a cured product thereof.

すなわち本発明は、エポキシ樹脂および硬化剤よりなるエポキシ樹脂組成物において、エポキシ樹脂成分として、下記一般式(1)で表されるジケトン系エポキシ樹脂、硬化剤成分として一分子中のフェノール性水酸基の数が2以上のフェノール性化合物を用いることを特徴とするエポキシ樹脂組成物である。

Figure 2022016887000001

(但し、RおよびRはそれぞれ独立して水素原子、炭素数1~8の炭化水素基、炭素数1~6のアルコキシ基またはグリシジルオキシ基を表す。また、Gはグリシジル基を示し、nは0~5の数を示す。) That is, in the present invention, in an epoxy resin composition composed of an epoxy resin and a curing agent, the epoxy resin component is a diketone-based epoxy resin represented by the following general formula (1), and the curing agent component is a phenolic hydroxyl group in one molecule. The epoxy resin composition is characterized by using a phenolic compound having a number of 2 or more.
Figure 2022016887000001

(However, R 1 and R 2 independently represent a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms or a glycidyloxy group, and G represents a glycidyl group. n indicates a number from 0 to 5.)

上記のフェノール性化合物としては、150℃での溶融粘度が50mPa・sから500mPa・sであることが好ましい。 The phenolic compound preferably has a melt viscosity at 150 ° C. of 50 mPa · s to 500 mPa · s.

本発明のエポキシ樹脂組成物は無機充填材を含むことができ、この場合エポキシ樹脂組成物中に無機充填材を50~96wt%含有することが好ましい。 The epoxy resin composition of the present invention may contain an inorganic filler, and in this case, it is preferable that the epoxy resin composition contains 50 to 96 wt% of the inorganic filler.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、電子材料用、特に、後述するとおり電子部品の封止材用又は電気絶縁基板用のエポキシ樹脂組成物として適する。 The epoxy resin composition of the present invention is suitable as an epoxy resin composition for electronic materials, particularly for encapsulants for electronic components or for electrically insulating substrates as described later.

更に、本発明は、上記のエポキシ樹脂組成物を硬化して得られる硬化物である。 Further, the present invention is a cured product obtained by curing the above epoxy resin composition.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、低粘度で成形性に優れているとともに、優れた高耐熱性、熱分解安定性、および低吸湿性に優れた硬化物を与え、電気・電子部品類の封止、回路基板材料等の電子材料用途に好適に使用することが可能である。 The epoxy resin composition of the present invention provides a cured product having excellent moldability with low viscosity, excellent heat resistance, thermal decomposition stability, and low moisture absorption, and seals electrical and electronic parts. It can be suitably used for electronic material applications such as stops and circuit board materials.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のエポキシ樹脂組成物に用いるエポキシ樹脂は、一般式(1)で表されるジケトン系エポキシ樹脂をその主たる成分として含むものである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The epoxy resin used in the epoxy resin composition of the present invention contains a diketone-based epoxy resin represented by the general formula (1) as a main component thereof.

nは繰り返し数であり、0から5の数を表すが、好ましいnの値は、適用する用途に応じて異なる。例えば、フィラーの高充填率化が要求される半導体封止材の用途には、低粘度であるものが望ましく、nの値は0~3、好ましくは0~2、さらに好ましくは、nが0のものが50wt%以上含まれるものである。本発明のエポキシ樹脂が、nの値が異なる混合物である場合は、nの数平均値として0~5.0、好ましくは0.1~2.0、更に好ましくは、nが0のものが50wt%以上含まれるものであり、nの数平均値が0.1~1.0のものである。これらの低分子量のエポキシ樹脂は、場合により結晶化され、常温で固体として使用される。また、プリント配線板等の用途には、高分子量のエポキシ樹脂が好適に使用され、この場合、nの値が5より大きい整数となる分子が含まれてもよい。 n is a repeat number, representing a number from 0 to 5, but the preferred value of n will vary depending on the application. For example, for applications of semiconductor encapsulants that require a high filling rate of fillers, those having a low viscosity are desirable, and the value of n is 0 to 3, preferably 0 to 2, and more preferably n is 0. Those containing 50 wt% or more. When the epoxy resin of the present invention is a mixture having different values of n, the number average value of n is 0 to 5.0, preferably 0.1 to 2.0, and more preferably 0. It contains 50 wt% or more, and the number average value of n is 0.1 to 1.0. These low molecular weight epoxy resins are optionally crystallized and used as solids at room temperature. Further, a high molecular weight epoxy resin is preferably used for applications such as printed wiring boards, and in this case, a molecule having a value of n larger than 5 may be contained.

およびRはそれぞれ独立に水素原子、炭素数1~8の炭化水素基、炭素数1~6のアルコキシ基またはグリシジルオキシ基を表す。低粘度性の観点からは、水素原子またはメチル基が好ましく、耐湿性、難燃性、高接着性の観点からは、フェニル基、ベンジル基、スチリル基、グリシジルオキシ基が好ましいが、取扱い性と硬化物物性のバランスからは、水素原子またはメチル基が最も好ましい。RおよびRは同一であっても、異なってもよく、複数のRまたはRは同一であっても、異なってもよい。Gはグリシジル基を示す。 R 1 and R 2 independently represent a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or a glycidyloxy group, respectively. From the viewpoint of low viscosity, a hydrogen atom or a methyl group is preferable, and from the viewpoint of moisture resistance, flame retardancy, and high adhesion, a phenyl group, a benzyl group, a styryl group, and a glycidyloxy group are preferable. From the viewpoint of the balance of the physical properties of the cured product, a hydrogen atom or a methyl group is most preferable. R 1 and R 2 may be the same or different, and a plurality of R 1 or R 2 may be the same or different. G represents a glycidyl group.

本発明のエポキシ樹脂として用いる一般式(1)で表されるジケトン系エポキシ樹脂は、結晶性であることが望ましく、融点ないし軟化点が好ましくは50~200℃、より好ましくは70~150℃である。150℃での溶融粘度が好ましくは10~500mPa・s、より好ましくは15~300mPa・s、更に好ましくは20~100mPa・sである。エポキシ当量が、好ましくは180~300g/eq程度である。 The diketone-based epoxy resin represented by the general formula (1) used as the epoxy resin of the present invention is preferably crystalline, and has a melting point or a softening point of preferably 50 to 200 ° C, more preferably 70 to 150 ° C. be. The melt viscosity at 150 ° C. is preferably 10 to 500 mPa · s, more preferably 15 to 300 mPa · s, and even more preferably 20 to 100 mPa · s. The epoxy equivalent is preferably about 180 to 300 g / eq.

本発明に用いるエポキシ樹脂の製法は、特に限定されるものではないが、下記式(2)のジケトン構造を持つフェノール性化合物とエピクロルヒドリンとを反応させることにより製造することができる。この反応は、通常のエポキシ化反応と同様に行うことができる。

Figure 2022016887000002

ここで、R3及びR4は、それぞれ独立して水素原子、炭素数1~8の炭化水素基、炭素数1~6のアルコキシ基または水酸基を表す。 The method for producing the epoxy resin used in the present invention is not particularly limited, but it can be produced by reacting a phenolic compound having a diketone structure of the following formula (2) with epichlorohydrin. This reaction can be carried out in the same manner as a normal epoxidation reaction.
Figure 2022016887000002

Here, R 3 and R 4 independently represent a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or a hydroxyl group, respectively.

フェノール性化合物とエピクロルヒドリンとの反応は、例えば、フェノール性化合物を過剰のエピクロルヒドリンに溶解した後、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物の存在下に、50~150℃、好ましくは、60~100℃の範囲で1~10時間反応させる方法が挙げられる。この際のアルカリ金属水酸化物の使用量は、フェノール性化合物中の水酸基1モルに対して、0.8~2.0モル、好ましくは、0.9~1.5モルの範囲である。エピクロルヒドリンは、フェノール性化合物中の水酸基に対して過剰量が用いられ、通常は、フェノール性化合物中の水酸基1モルに対して、1.5から15モルである。反応終了後、過剰のエピクロルヒドリンを留去し、残留物をトルエン、メチルイソブチルケトン等の溶剤に溶解し、濾過し、水洗して無機塩を除去し、次いで溶剤を留去することにより所望のエポキシ樹脂を得ることができる。 The reaction between the phenolic compound and epichlorohydrin is, for example, after dissolving the phenolic compound in excess epichlorohydrin, in the presence of an alkali metal hydroxide such as sodium hydroxide or potassium hydroxide, preferably at 50 to 150 ° C. , A method of reacting in the range of 60 to 100 ° C. for 1 to 10 hours can be mentioned. The amount of the alkali metal hydroxide used at this time is in the range of 0.8 to 2.0 mol, preferably 0.9 to 1.5 mol, with respect to 1 mol of the hydroxyl group in the phenolic compound. An excess amount of epichlorohydrin is used for the hydroxyl group in the phenolic compound, and usually 1.5 to 15 mol with respect to 1 mol of the hydroxyl group in the phenolic compound. After completion of the reaction, excess epichlorohydrin is distilled off, the residue is dissolved in a solvent such as toluene and methyl isobutyl ketone, filtered, washed with water to remove the inorganic salt, and then the solvent is distilled off to obtain the desired epoxy. Resin can be obtained.

本発明のエポキシ樹脂組成物に用いるエポキシ樹脂は、上記式(2)のジケトン構造を持つフェノール性化合物とジケトン構造を持たない他のフェノール性化合物とを混合させたものを用いて合成することもできる。この場合、式(2)のフェノール性化合物の混合比率は50wt%以上であることが好ましい。また、他のフェノール性化合物については特に制約はなく、一分子中に水酸基を2個以上有するものの中から選択される。 The epoxy resin used in the epoxy resin composition of the present invention may be synthesized by using a mixture of a phenolic compound having the diketone structure of the above formula (2) and another phenolic compound having no diketone structure. can. In this case, the mixing ratio of the phenolic compound of the formula (2) is preferably 50 wt% or more. The other phenolic compounds are not particularly limited, and are selected from those having two or more hydroxyl groups in one molecule.

エポキシ樹脂の純度、特に加水分解性塩素量は、電子部品の信頼性向上の観点から少ないものがよい。特に限定するものではないが、1000ppm以下が好ましい。なお、本発明でいう加水分解性塩素とは、以下の方法により測定された値をいう。すなわち、試料0.5gをジオキサン30mlに溶解後、1N KOH、10mlを加え30分間煮沸還流した後、室温まで冷却し、更に80%アセトン水100mlを加え、0.002N AgNO水溶液で電位差滴定を行い得られる値である。 The purity of the epoxy resin, particularly the amount of hydrolyzable chlorine, should be small from the viewpoint of improving the reliability of electronic components. Although not particularly limited, 1000 ppm or less is preferable. The hydrolyzable chlorine in the present invention means a value measured by the following method. That is, after dissolving 0.5 g of the sample in 30 ml of dioxane, adding 1N KOH and 10 ml, boiling and refluxing for 30 minutes, cooling to room temperature, further adding 100 ml of 80% acetone water, and potentiometric titration with 0.002N AgNO 3 aqueous solution. It is a value that can be done.

本発明のエポキシ樹脂組成物には、必須成分として使用されるジケトン構造を持つエポキシ樹脂以外に、エポキシ樹脂成分として分子中にエポキシ基を2個以上有する他のエポキシ樹脂を併用してもよい。例を挙げれば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、3,3’,5,5’-テトラメチル-4,4’-ジヒドロキシジフェニルメタン、4,4’-ジヒドロキシジフェニルスルホン、4,4’-ジヒドロキシジフェニルスルフィド、フルオレンビスフェノール、2,2’-ビフェノール、レゾルシン、カテコール、t‐ブチルカテコール、t‐ブチルハイドロキノン、アリル化ビスフェノールA、アリル化ビスフェノールF、アリル化フェノールノボラック等の2価のフェノール類、あるいは、フェノールノボラック、ビスフェノールAノボラック、o‐クレゾールノボラック、m‐クレゾールノボラック、p‐クレゾールノボラック、キシレノールノボラック、ポリ‐p‐ヒドロキシスチレン、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、フルオログリシノール、ピロガロール、t‐ブチルピロガロール、アリル化ピロガロール、ポリアリル化ピロガロール、1,2,4‐ベンゼントリオール、2,3,4‐トリヒドロキシベンゾフェノン、フェノールアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂、ジシクロペンタジエン系樹脂等の3価以上のフェノール類、又は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から誘導されるグリシジルエーテル化物等がある。これらのエポキシ樹脂は、1種又は2種以上を用いることができる。 In the epoxy resin composition of the present invention, in addition to the epoxy resin having a diketone structure used as an essential component, another epoxy resin having two or more epoxy groups in the molecule may be used in combination as the epoxy resin component. For example, bisphenol A, bisphenol F, 3,3', 5,5'-tetramethyl-4,4'-dihydroxydiphenylmethane, 4,4'-dihydroxydiphenylsulfone, 4,4'-dihydroxydiphenylsulfide, Divalent phenols such as fluorenbisphenol, 2,2'-biphenol, resorcin, catechol, t-butylcatechol, t-butylhydroquinone, allylated bisphenol A, allylated bisphenol F, allylated phenol novolak, or phenol novolak , Bisphenol A novolak, o-cresol novolak, m-cresol novolak, p-cresol novolak, xylenol novolak, poly-p-hydroxystyrene, tris- (4-hydroxyphenyl) methane, 1,1,2,2-tetrakis ( 4-Hydroxyphenyl) ethane, fluoroglycinol, pyrogallol, t-butylpyrogalol, allylated pyrogallol, polyallylated pyrogallol, 1,2,4-benzenetriol, 2,3,4-trihydroxybenzophenone, phenol aralkyl resin, naphthol There are trivalent or higher phenols such as aralkyl resin and dicyclopentadiene resin, and glycidyl etherified products derived from halogenated bisphenols such as tetrabromobisphenol A. One type or two or more types of these epoxy resins can be used.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂として上記式(1)のエポキシ樹脂をエポキシ樹脂成分の50wt%以上含むことが望ましい。さらに好ましくは、全エポキシ樹脂の70wt%以上、より好ましくは80wt%以上である。使用割合がこれより少ないとエポキシ樹脂組成物としての成形性が悪化するとともに、硬化物とした際の耐熱性、酸素存在下での熱分解安定性、さらには耐湿性、および低熱膨張性等の向上効果が小さい。 The epoxy resin composition of the present invention preferably contains the epoxy resin of the above formula (1) as an epoxy resin in an amount of 50 wt% or more of the epoxy resin component. More preferably, it is 70 wt% or more, and more preferably 80 wt% or more of the total epoxy resin. If the ratio of use is less than this, the moldability of the epoxy resin composition deteriorates, and the heat resistance of the cured product, the thermal decomposition stability in the presence of oxygen, the moisture resistance, the low thermal expansion property, etc. The improvement effect is small.

本発明で使用する硬化剤としては、一分子中にフェノール性水酸基を2以上有するフェノール系化合物(樹脂を含む)が使用され、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、フルオレンビスフェノール、4,4’-ビフェノール、2,2’-ビフェノール、ハイドロキノン、レゾルシン、ナフタレンジオール等の2価のフェノール類、あるいは、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)エタン等の多価フェノール類、フェノールノボラック、o-クレゾールノボラック、ナフトールノボラック、ポリビニルフェノール等に代表される3価以上のフェノール類、更にはフェノール類、ナフトール類又は、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、フルオレンビスフェノール、4,4’-ビフェノール、2,2’-ビフェノール、ハイドロキノン、レゾルシン、ナフタレンジオール等の2価のフェノール類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、p-キシリレングリコール、p-キシリレングリコールジメチルエーテル、4,4’-ジメトキシメチルビフェニル、4,4’-ジメトキシメチルジフェニルエーテル、ジビニルベンゼン類、ジビニルビフェニル類、ジビニルナフタレン類等の架橋剤との反応により合成される多価フェノール性化合物等がある。 As the curing agent used in the present invention, a phenolic compound (including a resin) having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule is used, for example, bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, fluorene bisphenol, 4,4. Divalent phenols such as'-biphenol, 2,2'-biphenol, hydroquinone, resorcin, naphthalenediol, or tris (4-hydroxyphenyl) methane, 1,1,2,2-tetrakis (4-hydroxyphenyl). ) Polyphenols such as ethane, phenol novolac, o-cresol novolak, naphthol novolak, trivalent or higher phenols typified by polyvinylphenol, and further phenols, naphthols, or bisphenol A, bisphenol F, bisphenol. Divalent phenols such as S, fluorenebisphenol, 4,4'-biphenol, 2,2'-biphenol, hydroquinone, resorcin, naphthalenediol and formaldehyde, acetaldehyde, benzaldehyde, p-hydroxybenzaldehyde, p-xylylene glycol, Polyhydric phenol synthesized by reaction with a cross-linking agent such as p-xylylene glycol dimethyl ether, 4,4'-dimethoxymethylbiphenyl, 4,4'-dimethoxymethyldiphenyl ether, divinylbenzene, divinylbiphenyl, divinylnaphthalene, etc. There are sex compounds and the like.

フェノール化合物としては、特にその構造を限定するものではないが、下記一般式(3)で表されるアラルキル型フェノール樹脂であることが好ましい。

Figure 2022016887000003

ここで、Aはベンゼン環、ナフタレン環、又はビフェニル環を示し、mおよびpは独立に1または2の数を示す。ここで、ベンゼン環、ナフタレン環、又はビフェニル環は、置換基を有するものであってもよく、好ましい置換基はC1~6の炭化水素基である。kは繰り返し数であり1~15の数であるが、その平均は1.0~5.0の範囲であることが好ましい。 The phenol compound is not particularly limited in its structure, but is preferably an aralkyl-type phenol resin represented by the following general formula (3).
Figure 2022016887000003

Here, A represents a benzene ring, a naphthalene ring, or a biphenyl ring, and m and p independently represent numbers of 1 or 2. Here, the benzene ring, the naphthalene ring, or the biphenyl ring may have a substituent, and the preferred substituent is a hydrocarbon group of C1 to 6. k is a repetition number and is a number of 1 to 15, but the average thereof is preferably in the range of 1.0 to 5.0.

アラルキル構造を有するフェノール樹脂は、ベンゼン環又はナフタレン環を有するフェノール性水酸基含有化合物と芳香族架橋剤とを反応させることにより製造できる。 The phenol resin having an aralkyl structure can be produced by reacting a phenolic hydroxyl group-containing compound having a benzene ring or a naphthalene ring with an aromatic cross-linking agent.

フェノール性水酸基含有化合物としては、フェノール、ハイドロキノン、レゾルシン、カテコール、ピロガロール、フロログルシノール、1-ナフトール、2-ナフトール、1,5-ナフタレンジオール、1,6-ナフタレンジオール、1,7-ナフタレンジオール、2,6-ナフタレンジオール、2,7-ナフタレンジオール、2,2’-ジヒドロキシビフェニル、3,3’-ジヒドロキシビフェニル、4,4’-ジヒドロキシビフェニル等が挙げられる。 Examples of the phenolic hydroxyl group-containing compound include phenol, hydroquinone, resorcin, catechol, pyrogallol, fluoroglucolcinol, 1-naphthol, 2-naphthol, 1,5-naphthalenediol, 1,6-naphthalenediol, and 1,7-naphthalenediol. , 2,6-Naphthalenediol, 2,7-naphthalenediol, 2,2'-dihydroxybiphenyl, 3,3'-dihydroxybiphenyl, 4,4'-dihydroxybiphenyl and the like.

芳香族架橋剤としては、ベンゼン骨格を有するものとビフェニル骨格を有するものがある。ベンゼン骨格を有するものとしては、o-体、m-体、p-体のいずれでもよいが、好ましくは、m-体、p-体である。具体的には、p-キシリレングリコール、α,α’-ジメトキシ-p-キシレン、α,α’-ジエトキシ-p-キシレン、α,α’-ジイソプロピル-p-キシレン、α,α’-ジブトキシ-p-キシレン、m-キシリレングリコール、α,α’-ジメトキシ-m-キシレン、α,α’-ジエトキシ-m-キシレン、α,α’-ジイソプロポキシ-m-キシレン、α,α’-ジブトキシ-m-キシレン等が挙げられる。また、ビフェニル骨格を有するものとしては、4,4’-ジヒドロキシメチルビフェニル、2,4’-ジヒドロキシメチルビフェニル、2,2’-ジヒドロキシメチルビフェニル、4,4’-ジメトキシメチルビフェニル、2,4’-ジメトキシメチルビフェニル、2,2’-ジメトキシメチルビフェニル、4,4’-ジイソプロポキシメチルビフェニル、2,4’-ジイソプロポキシメチルビフェニル、2,2’-ジイソプロポキシメチルビフェニル、4,4’-ジブトキシメチルビフェニル、2,4’-ジブトキシメチルビフェニル、2,2’-ジブトキシメチルビフェニル等が挙げられる。メチロール基等の官能基のビフェニルに対する置換位置は、4,4’-位、2,4’-位、2,2’-位のいずれでもよいが、縮合剤として望ましい化合物は4,4’-体であり、全架橋剤中に4,4’-体が50wt%以上含まれたものが特に好ましい。これより少ないとエポキシ樹脂硬化剤としての硬化速度が低下したり、得られた硬化物が脆くなりやすい。 As the aromatic cross-linking agent, there are those having a benzene skeleton and those having a biphenyl skeleton. As the substance having a benzene skeleton, any of o-form, m-form and p-form may be used, but m-form and p-form are preferable. Specifically, p-xylene glycol, α, α'-dimethoxy-p-xylene, α, α'-diethoxy-p-xylene, α, α'-diisopropyl-p-xylene, α, α'-dibutoxy. -P-xylene, m-xylene glycol, α, α'-dimethoxy-m-xylene, α, α'-diethoxy-m-xylene, α, α'-diisopropoxy-m-xylene, α, α' -Dibutoxy-m-xylene and the like can be mentioned. Those having a biphenyl skeleton include 4,4'-dihydroxymethylbiphenyl, 2,4'-dihydroxymethylbiphenyl, 2,2'-dihydroxymethylbiphenyl, 4,4'-dimethoxymethylbiphenyl, 2,4'. -Dimethoxymethylbiphenyl, 2,2'-dimethoxymethylbiphenyl, 4,4'-diisopropoxymethylbiphenyl, 2,4'-diisopropoxymethylbiphenyl, 2,2'-diisopropoxymethylbiphenyl, 4,4 '-Dibutoxymethylbiphenyl, 2,4'-dibutoxymethylbiphenyl, 2,2'-dibutoxymethylbiphenyl and the like can be mentioned. The substitution position of the functional group such as the methylol group with respect to biphenyl may be any of the 4,4'-position, the 2,4'-position and the 2,2'-position, but the compound desirable as the condensing agent is 4,4'-. It is particularly preferable that the total cross-linking agent contains 50 wt% or more of 4,4'-form. If it is less than this, the curing speed as an epoxy resin curing agent is lowered, and the obtained cured product tends to be brittle.

上記一般式(3)において、kは1から15の数である。kの値は、上記フェノール性水酸基含有化合物と上記架橋剤を反応させる際の両者のモル比を変えることにより容易に調製できる。すなわち、フェノール性水酸基含有化合物を架橋剤に対して、過剰に用いるほどkの値は小さくコントロールできる。kの値が大きいほど得られた樹脂の軟化点及び粘度が高くなる。また、kの値が小さいほど粘度が低下するが、合成時の未反応フェノール性水酸基含有化合物が多くなり、樹脂の生産効率が低下する。両者のモル比は、実用上、フェノール性水酸基含有化合物1モルに対して架橋剤が1モル以下でなければならず、好ましくは、0.1~0.9モルの範囲である。0.1モルより少ないと未反応のフェノール性水酸基含有化合物量が多くなり、工業上好ましくない。 In the above general formula (3), k is a number from 1 to 15. The value of k can be easily prepared by changing the molar ratio of the phenolic hydroxyl group-containing compound and the cross-linking agent. That is, the value of k can be controlled to be smaller as the phenolic hydroxyl group-containing compound is used excessively with respect to the cross-linking agent. The larger the value of k, the higher the softening point and viscosity of the obtained resin. Further, the smaller the value of k, the lower the viscosity, but the number of unreacted phenolic hydroxyl group-containing compounds at the time of synthesis increases, and the production efficiency of the resin decreases. Practically, the molar ratio of both must be 1 mol or less of the cross-linking agent with respect to 1 mol of the phenolic hydroxyl group-containing compound, and is preferably in the range of 0.1 to 0.9 mol. If it is less than 0.1 mol, the amount of the unreacted phenolic hydroxyl group-containing compound increases, which is not industrially preferable.

本発明の硬化剤として用いるフェノール化合物の150℃での溶融粘度は10mPa・s~500mPa・sであるが、好ましくは15mPa・s~300mPa・sであり、更に好ましくは20mPa・s~200mPa・sである。また軟化点は、好ましくは50~110℃、より好ましくは50~90℃である。これより低いと保存時のブロッキングの問題があり、これより高いとエポキシ樹脂組成物調製時の混練性と成形性に問題がある。フェノール性水酸基当量(OH当量)については、例えば、100~250g/eqのものを好適に使用できる。これらのフェノール樹脂は単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。 The melt viscosity of the phenol compound used as the curing agent of the present invention at 150 ° C. is 10 mPa · s to 500 mPa · s, preferably 15 mPa · s to 300 mPa · s, and more preferably 20 mPa · s to 200 mPa · s. Is. The softening point is preferably 50 to 110 ° C, more preferably 50 to 90 ° C. If it is lower than this, there is a problem of blocking during storage, and if it is higher than this, there is a problem of kneadability and moldability at the time of preparing the epoxy resin composition. As the phenolic hydroxyl group equivalent (OH equivalent), for example, one having 100 to 250 g / eq can be preferably used. These phenol resins may be used alone or in combination of two or more.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、硬化剤成分として溶融粘度が上記範囲にあるフェノール化合物を硬化剤成分の50wt%以上含むことが望ましい。さらに好ましくは、全硬化剤の60wt%以上、より好ましくは70wt%以上である。使用割合がこれより少ないとエポキシ樹脂組成物としての成形性が悪化するとともに、硬化物とした際の耐熱性、酸素存在下での熱分解安定性、さらには耐湿性、および低熱膨張性等の向上効果が小さい。所定の溶融粘度を有するフェノール化合物としては、上記一般式(3)のアラルキル型フェノール樹脂であることが好ましい。 The epoxy resin composition of the present invention preferably contains, as a curing agent component, a phenol compound having a melt viscosity in the above range in an amount of 50 wt% or more of the curing agent component. More preferably, it is 60 wt% or more, and more preferably 70 wt% or more of the total curing agent. If the ratio of use is less than this, the moldability of the epoxy resin composition deteriorates, and the heat resistance of the cured product, the thermal decomposition stability in the presence of oxygen, the moisture resistance, the low thermal expansion property, etc. The improvement effect is small. The phenol compound having a predetermined melt viscosity is preferably the aralkyl-type phenol resin of the above general formula (3).

硬化剤成分は、一般式(3)のアラルキル型フェノール樹脂のみからなることが好ましいが、50wt%未満であれば、他の硬化剤を含むことができる。他の硬化剤としては、フェノール系硬化剤が好ましいが、酸無水物系、アミン系等の公知のエポキシ樹脂硬化剤であることができる。フェノール化合物が一般式(3)のアラルキル型フェノール樹脂と他のフェノール化合物を含む場合、全体として溶融粘度が上記範囲にあるとよい。硬化剤成分が、フェノール化合物の他に、酸無水物系、アミン系等の公知のエポキシ樹脂硬化剤を含む場合であっても、硬化剤成分全体として溶融粘度が上記範囲にあることが好ましい。 The curing agent component is preferably composed of only the aralkyl type phenol resin of the general formula (3), but if it is less than 50 wt%, other curing agents can be contained. As the other curing agent, a phenol-based curing agent is preferable, but a known epoxy resin curing agent such as an acid anhydride-based or amine-based curing agent can be used. When the phenol compound contains the aralkyl type phenol resin of the general formula (3) and other phenol compounds, it is preferable that the melt viscosity as a whole is within the above range. Even when the curing agent component contains a known epoxy resin curing agent such as an acid anhydride type or an amine type in addition to the phenol compound, it is preferable that the melt viscosity of the entire curing agent component is within the above range.

本発明のエポキシ樹脂組成物において、エポキシ樹脂と硬化剤としてのフェノール性化合物の配合割合は、通常採用される範囲で差し支えないが、好ましくはエポキシ基1モルに対しフェノール性の水酸基が0.8~1.2モル、好ましくは0.9~1.1モルになるように配合することがよい。他の硬化剤を含む場合であっても、硬化官能基の合計は上記モル比の範囲とすることがよい。この範囲外では硬化後も未反応のエポキシ基、又は硬化剤中の官能基が残留し、電子部品用絶縁材料に関しての電気絶縁性等の信頼性が低下する。 In the epoxy resin composition of the present invention, the blending ratio of the epoxy resin and the phenolic compound as a curing agent may be within the range usually adopted, but preferably 0.8 phenolic hydroxyl group is used for 1 mol of the epoxy group. It may be blended so as to be ~ 1.2 mol, preferably 0.9 to 1.1 mol. Even when other curing agents are included, the total curing functional groups may be in the above molar ratio range. Outside this range, unreacted epoxy groups or functional groups in the curing agent remain even after curing, and the reliability of the insulating material for electronic components such as electrical insulation is lowered.

本発明のエポキシ樹脂組成物には、無機充填材が配合されることが好ましい。この場合の無機充填材の添加量は、通常、エポキシ樹脂組成物に対して50~96wt%であるが、好ましくは75~96wt%、さらに好ましくは85~96wt%である。これより少ないと低熱膨張性、高耐熱性、高熱伝導性等の効果が十分に発揮されない。一方、これより多いと粘度が高くなり、成形性が悪化する。 It is preferable that the epoxy resin composition of the present invention contains an inorganic filler. In this case, the amount of the inorganic filler added is usually 50 to 96 wt% with respect to the epoxy resin composition, preferably 75 to 96 wt%, and more preferably 85 to 96 wt%. If it is less than this, the effects of low thermal expansion, high heat resistance, high thermal conductivity and the like will not be sufficiently exhibited. On the other hand, if it is more than this, the viscosity becomes high and the moldability deteriorates.

無機充填材としては、例えばシリカ、アルミナ、ジルコン、珪酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素、ジルコニア、フォステライト、ステアタイト、スピネル、ムライト、チタニアなどの1種又は2種以上が挙げられ、その形態は粉体、球形化したビーズなどが挙げられる。これらの内、無機充填材の高充填化の観点から球状の溶融シリカが好ましい。通常、シリカは、数種類の粒径分布を持ったものを組み合わせて使用される。組み合わせるシリカの平均粒径の範囲は、0.5~100μmがよい。 Examples of the inorganic filler include one or more of silica, alumina, zircon, calcium silicate, calcium carbonate, silicon carbide, silicon nitride, boron nitride, zirconia, fosterite, steatite, spinel, mulite, titania and the like. Examples thereof include powder, spherical beads and the like. Of these, spherical fused silica is preferable from the viewpoint of increasing the filling of the inorganic filler. Usually, silica is used in combination with several kinds of particle size distributions. The range of the average particle size of the silica to be combined is preferably 0.5 to 100 μm.

本発明のエポキシ樹脂組成物には、従来より公知の硬化促進剤、例えばアミン類、イミダゾール類、有機ホスフィン類、ルイス酸などを添加してもよい。具体的には、1,8-ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン-7、トリエチレンジアミン、ベンジルジメチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール等の三級アミン類、2-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、2-へプタデシルイミダゾール等のイミダゾール類、トリブチルホスフィン、メチルジフェニルホスフイン、トリフェニルホスフィン、ジフェニルホスフィン、フェニルホスフィン等の有機ホスフィン類、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウム・エチルトリフェニルボレート、テトラブチルホスホニウム・テトラブチルボレート等のテトラ置換ホスホニウム・テトラ置換ボレート、2-エチル-4-メチルイミダゾール・テトラフェニルボレート、N-メチルモルホリン・テトラフェニルボレート等のテトラフェニルボロン塩などが挙げられる。添加量としては、通常、エポキシ樹脂100重量部に対して0.2~10重量部である。 Conventionally known curing accelerators such as amines, imidazoles, organic phosphines, and Lewis acids may be added to the epoxy resin composition of the present invention. Specifically, tertiary amines such as 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7, triethylenediamine, benzyldimethylamine, triethanolamine, dimethylaminoethanol, tris (dimethylaminomethyl) phenol, etc. Imidazoles such as 2-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, 2-heptadecylimidazole, and organics such as tributylphosphine, methyldiphenylphosphine, triphenylphosphine, diphenylphosphine, and phenylphosphine. Tetra-substituted phosphonium-tetra-substituted borates such as phosphines, tetraphenylphosphonium / tetraphenylborate, tetraphenylphosphonium / ethyltriphenylborate, tetrabutylphosphonium / tetrabutylborate, 2-ethyl-4-methylimidazole / tetraphenylborate, Examples thereof include tetraphenylboron salts such as N-methylmorpholin and tetraphenylborate. The amount to be added is usually 0.2 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the epoxy resin.

本発明のエポキシ樹脂組成物においては、上記成分の他に、離型剤、カップリング剤、熱可塑性のオリゴマー類、その他の一般的にエポキシ樹脂組成物に使用可能なものを適宜配合して用いることができる。例えば、リン系難燃剤、ブロム化合物や三酸化アンチモン等の難燃剤、及びカーボンブラックや有機染料等の着色剤等を使用することができる。 In the epoxy resin composition of the present invention, in addition to the above components, a mold release agent, a coupling agent, a thermoplastic oligomer, and other substances generally usable for the epoxy resin composition are appropriately blended and used. be able to. For example, a phosphorus-based flame retardant, a flame retardant such as a brom compound or antimony trioxide, a colorant such as carbon black or an organic dye, or the like can be used.

離型剤としては、ワックスが使用できる。ワックスとしては、例えばステアリン酸、モンタン酸、モンタン酸エステル、リン酸エステル等が使用可能である。 Wax can be used as the release agent. As the wax, for example, stearic acid, montanic acid, montanic acid ester, phosphoric acid ester and the like can be used.

カップリング剤としては、例えばエポキシシランが使用可能である。カップリング剤の添加量は、エポキシ樹脂組成物に対して、0.1~2.0wt%が好ましい。0.1wt%未満では樹脂と基材のなじみが悪く成形性が悪くなり、逆に2.0wt%を超えると連続成形性での成形品汚れが生じる。カップリング剤は無機充填材と樹脂成分の接着力を向上させるために用いられる。 As the coupling agent, for example, epoxysilane can be used. The amount of the coupling agent added is preferably 0.1 to 2.0 wt% with respect to the epoxy resin composition. If it is less than 0.1 wt%, the resin and the base material do not fit well and the moldability deteriorates. On the contrary, if it exceeds 2.0 wt%, the molded product is contaminated due to continuous moldability. Coupling agents are used to improve the adhesive strength between the inorganic filler and the resin component.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂と硬化剤を必須成分として含み、無機充填材等の成分を含む配合成分(カップリング剤を除く)をミキサー等によって均一に混合した後、カップリング剤を添加し、加熱ロール、ニーダー等によって混練して製造することができる。これらの成分の配合順序にはカップリング剤を除き特に制限はない。更に、混練後に溶融混練物の粉砕を行い、パウダー化することやタブレット化することも可能である。 The epoxy resin composition of the present invention contains an epoxy resin and a curing agent as essential components, and a compounding component (excluding the coupling agent) containing a component such as an inorganic filler is uniformly mixed by a mixer or the like, and then the coupling agent is used. Can be added and kneaded with a heating roll, kneader or the like to produce the product. The order of blending these components is not particularly limited except for the coupling agent. Further, after kneading, the melt-kneaded product can be crushed into a powder or a tablet.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、特に電子部品封止用及び実装基板用として優れるので、電子材料用のエポキシ樹脂組成物として適する。 Since the epoxy resin composition of the present invention is particularly excellent for encapsulating electronic components and mounting substrates, it is suitable as an epoxy resin composition for electronic materials.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、ガラス繊維等の繊維状基材と複合させて複合材とすることができる。例えば、エポキシ樹脂及び硬化剤を主成分としたエポキシ樹脂組成物を有機溶剤に溶解させたものを、シート状繊維基材に含浸し加熱乾燥して、エポキシ樹脂を部分反応させて、プリプレグとすることができる。 The epoxy resin composition of the present invention can be combined with a fibrous base material such as glass fiber to form a composite material. For example, an epoxy resin composition containing an epoxy resin and a curing agent as main components is dissolved in an organic solvent, impregnated into a sheet-like fiber base material, heated and dried, and the epoxy resin is partially reacted to obtain a prepreg. be able to.

本発明のエポキシ樹脂組成物を用いて硬化成形物を得るためには、例えば、トランスファー成形、プレス成形、注型成形、射出成形、押出成形等の加熱成形方法が適用されるが、量産性の観点からは、トランスファー成形が好ましい。 In order to obtain a cured molded product using the epoxy resin composition of the present invention, for example, heat molding methods such as transfer molding, press molding, casting molding, injection molding, extrusion molding, etc. are applied, but mass productivity is applicable. From the viewpoint, transfer molding is preferable.

以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。
参考例1
1,3-ビス(4-ヒドロキシベンゾイル)ベンゼン30gをエピクロルヒドリン180gに溶解し、60℃にて減圧下(約130Torr)、48%水酸化ナトリウム水溶液15.4gを3時間かけて滴下した。この間、生成する水はエピクロルヒドリンとの共沸により系外に除き、留出したエピクロルヒドリンは系内に戻した。滴下終了後、さらに1時間反応を継続して脱水後、エピクロルヒドリンを留去し、メチルイソブチルケトン250gを加えた後、水洗を行い塩を除いた。その後、80℃にて20%水酸化ナトリウムを3g添加して2時間攪拌し、温水300mLで水洗した。その後、分液により水を除去後、メチルイソブチルケトンを減圧留去し、淡黄色透明で固形のエポキシ樹脂36.5gを得た。本エポキシ樹脂は常温で放置することにより結晶化した(エポキシ樹脂A)。融点は88.4℃であった。融点の測定は、日立ハイテクサイエンス製、DSC7020型示差走査熱量分析装置を用いて行い、昇温速度10℃/分で求めた吸熱のピーク温度を融点とした。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
Reference example 1
30 g of 1,3-bis (4-hydroxybenzoyl) benzene was dissolved in 180 g of epichlorohydrin, and 15.4 g of a 48% sodium hydroxide aqueous solution was added dropwise at 60 ° C. under reduced pressure (about 130 Torr) over 3 hours. During this period, the generated water was removed from the system by azeotropic boiling with epichlorohydrin, and the distilled epichlorohydrin was returned to the system. After completion of the dropping, the reaction was continued for another 1 hour to dehydrate, epichlorohydrin was distilled off, 250 g of methyl isobutyl ketone was added, and the mixture was washed with water to remove salts. Then, 3 g of 20% sodium hydroxide was added at 80 ° C., the mixture was stirred for 2 hours, and washed with 300 mL of warm water. Then, after removing water by liquid separation, methyl isobutyl ketone was distilled off under reduced pressure to obtain 36.5 g of a pale yellow transparent solid epoxy resin. This epoxy resin was crystallized by being left at room temperature (epoxy resin A). The melting point was 88.4 ° C. The melting point was measured using a DSC7020 differential scanning calorimetry device manufactured by Hitachi High-Tech Science, and the peak temperature of endotherm obtained at a heating rate of 10 ° C./min was taken as the melting point.

エポキシ樹脂Aの150℃での粘度は36.5mPa・sであった。エポキシ当量は232g/eq.であり、加水分解性塩素は370ppm、得られた樹脂のGPC測定より求められた一般式(1)における各成分比は、n=0が91.3%、n=1が6.8%であった。ここで融点は、キャピラリー法により昇温速度2℃/分で得られる値である。粘度はBROOKFIELD製、CAP2000Hで測定した。また、GPC測定は、装置;日本ウォーターズ(株)製、515A型、カラム;TSK-GEL2000×3本およびTSK-GEL4000×1本(いずれも東ソー(株)製)、溶媒;テトラヒドロフラン、流量;1 ml/min、温度;38℃、検出器;RIの条件に従った。 The viscosity of the epoxy resin A at 150 ° C. was 36.5 mPa · s. The epoxy equivalent is 232 g / eq., The hydrolyzable chlorine is 370 ppm, and the component ratios in the general formula (1) obtained from the GPC measurement of the obtained resin are 91.3% for n = 0 and n =. 1 was 6.8%. Here, the melting point is a value obtained by the capillary method at a heating rate of 2 ° C./min. The viscosity was measured with CAP2000H manufactured by BROOKFIELD. In addition, GPC measurement is performed by equipment; 515A type manufactured by Japan Waters Corp., column; TSK-GEL2000 x 3 and TSK-GEL4000 x 1 (both manufactured by Tosoh Corporation), solvent; tetrahydrofuran, flow rate; 1 ml / min, temperature; 38 ° C., detector; RI conditions were followed.

実施例1~3、比較例1~3
エポキシ樹脂成分として、参考例1のエポキシ樹脂A、4,4’-ジヒドロキシベンゾフェノンのエポキシ化物(エポキシ樹脂B:日鉄ケミカル&マテリアル製、エポキシ当量173)、ビフェニル系エポキシ樹脂(エポキシ樹脂C:三菱化学製、YX-4000H、エポキシ当量195)を使用し、硬化剤としてフェノールノボラック(硬化剤A:群栄化学製、PSM-4261;OH当量103、軟化点 82℃、150℃での溶融粘度160mPa・s)、フェノールアラルキル樹脂(硬化剤B:明和化成製、MEH-7800-4L、OH当量162、軟化点50℃、150℃での溶融粘度30mPa・s)、1-ナフトールアラルキル樹脂(硬化剤C:日鉄ケミカル&マテリアル製、SN-475、OH当量208、軟化点74℃、150℃での溶融粘度35mPa・s)、ビス(4-アミノフェニル)メタン(硬化剤D:東京化成工業製)を使用した。また、硬化促進剤としてトリフェニルホスフィン、無機充填材として、破砕シリカ(平均粒径21.2μm)を使用した。表1に示す成分を配合し、ミキサーで十分混合した後、加熱ロールで約5分間混練し、実施例1~3、比較例1~3のエポキシ樹脂組成物を得た。このエポキシ樹脂組成物を用いて表1に示す条件で成形およびポストキュアを行い、成形物の物性を評価した。
Examples 1 to 3, Comparative Examples 1 to 3
As the epoxy resin component, the epoxy resin A of Reference Example 1, the epoxy compound of 4,4'-dihydroxybenzophenone (epoxy resin B: manufactured by Nittetsu Chemical & Materials, epoxy equivalent 173), the biphenyl-based epoxy resin (epoxy resin C: Mitsubishi). Chemical, YX-4000H, epoxy equivalent 195) is used as a curing agent, and phenol novolac (curing agent A: manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PSM-4261; OH equivalent 103, softening point 82 ° C., melt viscosity 160 mPa at 150 ° C.) -S), Phenol aralkyl resin (curing agent B: Meiwa Kasei, MEH-7800-4L, OH equivalent 162, softening point 50 ° C., melt viscosity at 150 ° C. 30 mPa · s), 1-naphthol aralkyl resin (curing agent) C: Nittetsu Chemical & Materials Co., Ltd., SN-475, OH equivalent 208, softening point 74 ° C., melt viscosity 35 mPa · s at 150 ° C.), bis (4-aminophenyl) methane (hardener D: manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) )It was used. Further, triphenylphosphine was used as a curing accelerator, and crushed silica (average particle size 21.2 μm) was used as an inorganic filler. The components shown in Table 1 were blended, sufficiently mixed with a mixer, and then kneaded with a heating roll for about 5 minutes to obtain epoxy resin compositions of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3. Using this epoxy resin composition, molding and post-cure were performed under the conditions shown in Table 1, and the physical characteristics of the molded product were evaluated.

結果をまとめて表1に示す。なお、表1中の各配合物の数字は重量部を表す。また、評価は次により行った。 The results are summarized in Table 1. The numbers of each formulation in Table 1 represent parts by weight. The evaluation was performed as follows.

(1)スパイラルフロー:規格(EMMI-1-66)に準拠したスパイラルフロー測定用金型でエポキシ樹脂組成物をスパイラルフローの注入圧力(150kgf/cm)、硬化温度175℃、硬化時間3分の条件で成形して流動長を調べた。
(2)ゲルタイム:予め175℃に加熱しておいたゲル化試験機(日新科学(株)製)の凹部にエポキシ樹脂組成物を流し込み、PTFE製の攪拌棒を用いて一秒間に2回転の速度で攪拌し、エポキシ樹脂組成物が硬化するまでに要したゲル化時間を調べた。
(3)熱時硬度:175℃で成形直後の試験片を、デュロメータタイプDにより測定した。
(4)ガラス転移温度、線膨張係数:日立ハイテクサイエンス製TMA7100型熱機械測定装置を用いて、昇温速度10℃/分にて測定した。
(5)曲げ強度、曲げ弾性率:幅10mm、厚さ4mmの試験片を成形し、ポストキュア後、3点曲げ法により求めた。
(6)加熱分解温度:日立ハイテクサイエンス製TG/DTA7300型を用いて、空気気流下、昇温速度10℃/分にて測定した際の樹脂成分のみの5重量%減量時の温度とした。
(7)残炭率:日立ハイテクサイエンス製TG/DTA7300型を用いて、窒素気流下、昇温速度10℃/分にて測定した際の700℃における樹脂成分中の残渣割合とした。
(8)吸水率:直径50mm、厚さ3mmの円盤を成形し、ポストキュア後、85℃、相対湿度85%の条件で100時間吸湿させた後の重量変化率とした。
(1) Spiral flow: An epoxy resin composition is injected into a spiral flow measuring mold conforming to the standard (EMMI-1-66) with a spiral flow injection pressure (150 kgf / cm 2 ), a curing temperature of 175 ° C., and a curing time of 3 minutes. The flow length was examined by molding under the conditions of.
(2) Gel time: The epoxy resin composition is poured into the recess of a gelling tester (manufactured by Nissin Kagaku Co., Ltd.) that has been preheated to 175 ° C., and two rotations per second are performed using a stirring rod made of PTFE. The gelation time required for the epoxy resin composition to cure was examined by stirring at the speed of.
(3) The test piece immediately after molding at a hardness at heat of 175 ° C. was measured by a durometer type D.
(4) Glass transition temperature, linear expansion coefficient: Measured at a heating rate of 10 ° C./min using a TMA7100 type thermomechanical measuring device manufactured by Hitachi High-Tech Science.
(5) Bending strength and flexural modulus: A test piece having a width of 10 mm and a thickness of 4 mm was formed, post-cured, and then determined by a three-point bending method.
(6) Thermal decomposition temperature: Using a TG / DTA7300 type manufactured by Hitachi High-Tech Science, the temperature was set to the temperature at which only the resin component was reduced by 5% by weight when measured at a temperature rise rate of 10 ° C./min under an air flow.
(7) Residual coal ratio: Using a TG / DTA7300 type manufactured by Hitachi High-Tech Science, the residual ratio in the resin component at 700 ° C. when measured at a heating rate of 10 ° C./min under a nitrogen stream.
(8) Water absorption rate: A disk having a diameter of 50 mm and a thickness of 3 mm was formed, and the weight change rate was determined after post-curing and then absorbing moisture at 85 ° C. and a relative humidity of 85% for 100 hours.

Figure 2022016887000004
Figure 2022016887000004

Claims (6)

エポキシ樹脂および硬化剤よりなるエポキシ樹脂組成物において、エポキシ樹脂として、下記一般式(1)で表されるジケトン系エポキシ樹脂を、硬化剤として一分子中のフェノール性水酸基の数が2以上のフェノール性化合物を用いることを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
Figure 2022016887000005

(但し、RおよびRはそれぞれ独立して水素原子、炭素数1~8の炭化水素基、炭素数1~6のアルコキシ基またはグリシジルオキシ基を表す。また、Gはグリシジル基を示し、nは0~5の数を示す。)
In an epoxy resin composition composed of an epoxy resin and a curing agent, a diketone-based epoxy resin represented by the following general formula (1) is used as the epoxy resin, and phenol having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule is used as the curing agent. An epoxy resin composition characterized by using a sex compound.
Figure 2022016887000005

(However, R 1 and R 2 independently represent a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms or a glycidyloxy group, and G represents a glycidyl group. n indicates a number from 0 to 5.)
フェノール性化合物の150℃での溶融粘度が50mPa・sから500mPa・sであることを特徴とする請求項1に記載のエポキシ樹脂組成物。 The epoxy resin composition according to claim 1, wherein the phenolic compound has a melt viscosity at 150 ° C. of 50 mPa · s to 500 mPa · s. フェノール性化合物がアラルキル型フェノール樹脂であることを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。 The epoxy resin composition according to claim 1 or 2, wherein the phenolic compound is an aralkyl-type phenol resin. 無機充填材を50~96wt%含有することを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。 The epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the epoxy resin composition contains 50 to 96 wt% of an inorganic filler. 電子材料用であることを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。 The epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the epoxy resin composition is for an electronic material. 請求項1~5のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物を硬化させて得られる硬化物。 A cured product obtained by curing the epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 5.
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