JP2022053324A - Benzoxazine-based thermosetting resin, and method for producing the same - Google Patents

Benzoxazine-based thermosetting resin, and method for producing the same Download PDF

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Abstract

To provide a benzoxazine-based thermosetting resin which is excellent in stability in a solution state and mechanical properties before and after curing, and a method for producing the same.SOLUTION: (1) A thermosetting resin has a benzoxazine ring structure, and a divalent linear alkylene group that is derived from an aliphatic diamine compound and has 6 carbon atoms in a main chain. (2) A method for producing the thermosetting resin includes a step of reacting a bifunctional phenol compound, a diamine compound and an aldehyde compound, and a step of reacting a monofunctional phenol compound.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、溶液状態での安定性および硬化前・硬化後の機械物性に優れたベンゾキサジン系熱硬化性樹脂、並びにその製造方法に関する。 The present invention relates to a benzoxazine-based thermosetting resin having excellent stability in a solution state and mechanical properties before and after curing, and a method for producing the same.

ベンゾオキサジン化合物は、熱などによってベンゾオキサジン環が開環重合・反応し、揮発分の発生を伴わずに硬化することが知られている。そのため、ベンゾオキサジン構造を有する低分子化合物・重合体を主成分とする熱硬化性樹脂(以下、ベンゾオキサジン系熱硬化性樹脂と称する)は、耐熱性・耐水性・耐薬品性・機械強度・長期信頼性などといった熱硬化性樹脂が有する基本的な特徴に加え、低誘電率、低硬化収縮などの様々な利点を有するため、注目されている。ここで、ベンゾオキサジン構造を有する低分子化合物は,製造が容易な反面、硬化前の固体状態で脆いなど取り扱い性が悪いなどの特徴があり、また、ベンゾオキサジン構造を有する重合体(以下、ベンゾオキサジン重合体)は、硬化前の固体状態での取り扱い性が良い反面、製造が難しいなどの特徴があるため、その特性に応じて使い分けがなされている。 It is known that a benzoxazine compound is cured without generating volatile components by ring-opening polymerization and reaction of the benzoxazine ring by heat or the like. Therefore, a thermosetting resin containing a low molecular weight compound / polymer having a benzoxazine structure as a main component (hereinafter referred to as a benzoxazine-based thermosetting resin) has heat resistance, water resistance, chemical resistance, mechanical strength, and In addition to the basic characteristics of thermosetting resins such as long-term reliability, they have various advantages such as low dielectric constant and low curing shrinkage, and are attracting attention. Here, the low molecular weight compound having a benzoxazine structure is easy to produce, but has characteristics such as being brittle in a solid state before curing and being difficult to handle, and is also a polymer having a benzoxazine structure (hereinafter, benzo). Oxazine polymers) are easy to handle in a solid state before curing, but are difficult to manufacture, so they are used properly according to their characteristics.

ここで、ベンゾオキサジン重合体は、溶媒に溶解させた溶液状態での安定性(保存安定性)に劣り、ゲル化しやすいことも知られている。そのため、そのような熱硬化性樹脂の製造方法において、二官能フェノール化合物と、ジアミン化合物と、アルデヒド化合物と、を反応させる反応工程において、単官能フェノール化合物を添加する製造方法が、保存安定性に優れた方法として提案されている(特許文献1)。そのような方法においては、単官能フェノール化合物を添加することにより、反応性末端を封止してゲル化を防止することができる反面、分子量が成長する重合反応を阻害するため、分子量の高いベンゾオキサジンを得ることが困難であることが、本発明者らの検討により明らかとなっている。 Here, it is also known that the benzoxazine polymer is inferior in stability (storage stability) in a solution state dissolved in a solvent and easily gels. Therefore, in the method for producing such a thermosetting resin, the production method in which the monofunctional phenol compound is added in the reaction step of reacting the bifunctional phenol compound, the diamine compound, and the aldehyde compound has improved storage stability. It has been proposed as an excellent method (Patent Document 1). In such a method, by adding a monofunctional phenol compound, it is possible to seal the reactive end and prevent gelation, but on the other hand, it inhibits the polymerization reaction in which the molecular weight grows, so that the benzo having a high molecular weight is used. It has been clarified by the studies of the present inventors that it is difficult to obtain oxadin.

特開2008-291070号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-291070

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、溶液状態での安定性および硬化前・硬化後の機械物性に優れたベンゾキサジン系熱硬化性樹脂、並びにその製造方法を提供することである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a benzoxazine-based thermosetting resin having excellent stability in a solution state and mechanical properties before and after curing, and a method for producing the same. It is to be.

本発明の構成は以下の通りである。
1. 一般式(I)で示される、ベンゾオキサジン環構造を主鎖中に有する、熱硬化性樹脂。
The configuration of the present invention is as follows.
1. 1. A thermosetting resin having a benzoxazine ring structure in a main chain represented by the general formula (I).

Figure 2022053324000001
Figure 2022053324000001

〔式(I)において、
Ar1は、二官能フェノール化合物(A)由来の、4価の芳香族基を示し、
R1は、脂肪族ジアミン化合物(B)由来の、炭素数6の2価の直鎖アルキレン基を示し、
AおよびBの少なくとも一方は、単官能フェノール化合物(D)由来の、下記一般式(II)で示される基であり、AとBは同じでも異なっていても良く、
nは、2以上の整数を示し、
GPCで測定される重量平均分子量(Mw)が、10000以上である。〕
[In formula (I)
Ar1 represents a tetravalent aromatic group derived from the bifunctional phenol compound (A).
R1 represents a divalent linear alkylene group having 6 carbon atoms derived from the aliphatic diamine compound (B).
At least one of A and B is a group represented by the following general formula (II) derived from the monofunctional phenol compound (D), and A and B may be the same or different.
n represents an integer of 2 or more,
The weight average molecular weight (Mw) measured by GPC is 10,000 or more. ]

Figure 2022053324000002
Figure 2022053324000002

〔式(II)において、
Xは、水素原子、または炭素数1~20の有機基を示し、
lは、0~3の整数を表す。〕
2. 上記1の熱硬化性樹脂を含む組成物。
3. 上記1の熱硬化性樹脂、または上記2の組成物を成形してなる未硬化成形体。
4. 上記1の熱硬化性樹脂、上記2の組成物、または上記3の未硬化成形体を硬化してなる硬化成形体。
5. ベンゾオキサジン環構造を主鎖中に有する、熱硬化性樹脂の製造方法であって、
二官能フェノール化合物(A)と、ジアミン化合物(B)と、アルデヒド化合物(C)とを反応させるステップ(s1)と、
さらに、単官能フェノール化合物(D)を反応させるステップ(s2)と、を含み、
ステップ(s1)とステップ(s2)とは、同時であっても、ステップ(s1)が先でステップ(s2)が後でも良く、
ジアミン化合物(B)が、炭素数が6の直鎖脂肪族ジアミンであり、
ステップ(s1)およびステップ(s2)は、溶媒(L1)と溶媒(L2)とを含む混合溶媒におけるステップであり、
溶媒(L1)は、非ハロゲン系炭化水素溶媒であり、
溶媒(L2)は、脂肪族アルコール系溶媒である、
熱硬化性樹脂の製造方法。
6. 溶媒(L1)は、トルエンおよび/またはキシレンであり、
溶媒(L2)は、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールからなる群(構造異性体を含む)より選ばれる少なくとも1種である、
上記5に記載の、熱硬化性樹脂の製造方法。
7. 溶媒(L1)と溶媒(L2)との体積比率が、(L1)/(L2)=50/50~80/20であることを特徴とする、
上記5または6に記載の、熱硬化性樹脂の製造方法。
[In formula (II)
X represents a hydrogen atom or an organic group having 1 to 20 carbon atoms.
l represents an integer of 0 to 3. ]
2. 2. The composition containing the thermosetting resin of 1 above.
3. 3. An uncured molded product obtained by molding the thermosetting resin of 1 above or the composition of 2 above.
4. A cured molded product obtained by curing the thermosetting resin (1), the composition (2), or the uncured molded product (3).
5. A method for producing a thermosetting resin having a benzoxazine ring structure in the main chain.
The step (s1) of reacting the bifunctional phenol compound (A), the diamine compound (B), and the aldehyde compound (C),
Further, the step (s2) of reacting the monofunctional phenol compound (D) is included.
The step (s1) and the step (s2) may be simultaneous, or the step (s1) may be first and the step (s2) may be later.
The diamine compound (B) is a linear aliphatic diamine having 6 carbon atoms.
Step (s1) and step (s2) are steps in a mixed solvent containing a solvent (L1) and a solvent (L2).
The solvent (L1) is a non-halogen hydrocarbon solvent, and is
The solvent (L2) is an aliphatic alcohol-based solvent.
A method for manufacturing a thermosetting resin.
6. The solvent (L1) is toluene and / or xylene,
The solvent (L2) is at least one selected from the group consisting of methanol, ethanol, propanol and butanol (including structural isomers).
The method for producing a thermosetting resin according to 5 above.
7. The volume ratio of the solvent (L1) to the solvent (L2) is (L1) / (L2) = 50/50 to 80/20.
The method for producing a thermosetting resin according to 5 or 6 above.

本発明によれば、溶液状態での安定性および硬化前・硬化後の機械物性に優れたベンゾキサジン系熱硬化性樹脂が提供される。 According to the present invention, there is provided a benzoxazine-based thermosetting resin which is stable in a solution state and has excellent mechanical properties before and after curing.

次に、本発明の実施の形態について説明する。以下の実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな形態で実施することができる。 Next, an embodiment of the present invention will be described. The following embodiments are examples for explaining the present invention, and the present invention is not intended to be limited to this embodiment. The present invention can be carried out in various forms as long as it does not deviate from the gist thereof.

なお、本明細書においては、あるパラメーターが値X~値Yを取るとは、そのパラメーターがX以上Y以下であることを表すものとする。 In the present specification, when a certain parameter takes a value X to a value Y, it means that the parameter is X or more and Y or less.

〔熱硬化性樹脂〕
本発明の熱硬化性樹脂は、下記一般式(I)で示される、ベンゾオキサジン構造を有する。
[Thermosetting resin]
The thermosetting resin of the present invention has a benzoxazine structure represented by the following general formula (I).

Figure 2022053324000003
Figure 2022053324000003

〔式(I)において、
Ar1は、二官能フェノール化合物(A)由来の、4価の芳香族基を示し、
R1は、脂肪族ジアミン化合物(B)由来の、炭素数6の2価の直鎖アルキレン基を示し、
AおよびBの少なくとも一方は、単官能フェノール化合物(D)由来の、下記一般式(II)で示される基であり、AとBは同じでも異なっていても良く、
nは、2以上の整数を示し、
GPCで測定される重量平均分子量(Mw)が、10000以上である。〕
[In formula (I)
Ar1 represents a tetravalent aromatic group derived from the bifunctional phenol compound (A).
R1 represents a divalent linear alkylene group having 6 carbon atoms derived from the aliphatic diamine compound (B).
At least one of A and B is a group represented by the following general formula (II) derived from the monofunctional phenol compound (D), and A and B may be the same or different.
n represents an integer of 2 or more,
The weight average molecular weight (Mw) measured by GPC is 10,000 or more. ]

Figure 2022053324000004
Figure 2022053324000004

〔式(II)において、
Xは、水素原子、または炭素数1~20の有機基を示し、
lは、0~3の整数を表す。〕
[In formula (II)
X represents a hydrogen atom or an organic group having 1 to 20 carbon atoms.
l represents an integer of 0 to 3. ]

式(I)において、Ar1は、二官能フェノール化合物(A)由来の、4価の芳香族基を示す。二官能フェノール化合物(A)としては、例えば、
4,4’-ビフェノール、2,2’-ビフェノール、などのビフェノール化合物;
4,4’-ジヒドロキシジフェニルエーテル、2,2’-ジヒドロキシジフェニルエーテル、などのジヒドロキシジフェニルエーテル化合物;
4,4’-ジヒドロキシジフェニルメタン、2,2’-ジヒドロキシジフェニルメタン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタン、などのジヒドロキシジフェニルメタン化合物(誘導体を含む、以下同じ);
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)エタン(ビスフェノールE)、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-フェニルエタン、などのジヒドロキシジフェニルエタン化合物;
2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン(ビスフェノールA)、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-2-メチルプロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、などのジヒドロキシジフェニルプロパン化合物;
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ブタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ブタン、などのジヒドロキシジフェニルブタン化合物;
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロペンタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン(ビスフェノールZ)、などのジヒドロキシジフェニルシクロアルカン化合物;
4,4’-ジヒドロキシベンゾフェノン、などのジヒドロキシジフェニルケトン化合物;
9,9-ビス(4-ヒドロキシフェニル)フルオレン、などのジヒドロキシジフェニルフルオレン化合物;
1,3-ビス(4-ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、1,4-ビス(3-ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、などのジヒドロキシジフェニルベンゼン化合物;
4,4’-[1,3-フェニレンビス(1-メチル-エチリデン)]ビスフェノール(三井化学製「ビスフェノールM」、4,4’-[1,4-フェニレンビス(1-メチル-エチリデン)]ビスフェノール(三井化学製「ビスフェノールP」、などのその他のビスフェノール化合物;
などの、二官能フェノール化合物であって、そのOH基およびオルト位がベンゾオキサジン環に組み込まれうる構造を有するものが好適である。
この中では、4,4’-ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4’-ジヒドロキシジフェニルメタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン(ビスフェノールA)などが好ましく、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパンがより好ましい。
In formula (I), Ar1 represents a tetravalent aromatic group derived from the bifunctional phenolic compound (A). Examples of the bifunctional phenol compound (A) include, for example.
Biphenol compounds such as 4,4'-biphenol, 2,2'-biphenol, etc .;
Dihydroxydiphenyl ether compounds such as 4,4'-dihydroxydiphenyl ether, 2,2'-dihydroxydiphenyl ether, etc.;
Dihydroxydiphenylmethane compounds such as 4,4'-dihydroxydiphenylmethane, 2,2'-dihydroxydiphenylmethane, bis (4-hydroxyphenyl) diphenylmethane, etc. (including derivatives, the same applies hereinafter);
Dihydroxydiphenylethane compounds such as 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) ethane (bisphenol E), 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -1-phenylethane, etc.;
2,2-Bis (4-hydroxyphenyl) propane (bisphenol A), 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) propane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -2-methylpropane, 2,2 -Dihydroxydiphenylpropane compounds such as bis (4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, etc .;
Dihydroxydiphenylbutane compounds such as 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) butane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) butane, etc.;
Dihydroxydiphenylcycloalkane compounds such as 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclopentane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane (bisphenol Z);
Dihydroxydiphenylketone compounds such as 4,4'-dihydroxybenzophenone;
Dihydroxydiphenylfluorene compounds such as 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene;
Dihydroxydiphenylbenzene compounds such as 1,3-bis (4-hydroxyphenoxy) benzene, 1,4-bis (3-hydroxyphenoxy) benzene;
4,4'-[1,3-phenylenebis (1-methyl-ethylidene)] Bisphenol (Mitsui Chemicals'"bisphenolM",4,4'-[1,4-phenylenebis (1-methyl-ethylidene)] Bisphenol (Other bisphenol compounds such as "Bisphenol P" manufactured by Mitsui Chemicals Co., Ltd .;
Such as, a bifunctional phenol compound having a structure in which the OH group and the ortho position thereof can be incorporated into the benzoxazine ring is preferable.
Among these, 4,4'-dihydroxydiphenyl ether, 4,4'-dihydroxydiphenylmethane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane (bisphenol A) and the like are preferable, and 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) is preferable. ) Propane is more preferred.

式(I)において、R1は、脂肪族ジアミン化合物(B)由来の、炭素数6の2価の直鎖アルキレン基を示す。脂肪族ジアミン化合物(B)としては、炭素数6の主鎖骨格を有する飽和炭化水素基を持つジアミン化合物、例えば、1,6-ヘキサンジアミン(ヘキサメチレンジアミン)が好適である。 In formula (I), R1 represents a divalent linear alkylene group having 6 carbon atoms derived from the aliphatic diamine compound (B). As the aliphatic diamine compound (B), a diamine compound having a saturated hydrocarbon group having a main chain skeleton having 6 carbon atoms, for example, 1,6-hexanediamine (hexamethylenediamine) is suitable.

上記単官能フェノール化合物(D)としては、特に限定されるものではないが、好ましくはフェノール、o-クレゾール、m-クレゾール、p-クレゾール、p-tert-ブチルフェノール、p-オクチルフェノール、p-クミルフェノール、ドデシルフェノール、o-フェニルフェノール、p-フェニルフェノール、1-ナフトール、2-ナフトール、m-メトキシフェノール、p-メトキシフェノール、m-エトキシフェノール、p-エトキシフェノール、3,4-ジメチルフェノール、3,5-ジメチルフェノール等が挙げられる。この中ではフェノールが好ましい。 The monofunctional phenol compound (D) is not particularly limited, but is preferably phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, p-tert-butylphenol, p-octylphenol, p-cumyl. Phenol, dodecylphenol, o-phenylphenol, p-phenylphenol, 1-naphthol, 2-naphthol, m-methoxyphenol, p-methoxyphenol, m-ethoxyphenol, p-ethoxyphenol, 3,4-dimethylphenol, Examples thereof include 3,5-dimethylphenol. Of these, phenol is preferred.

また、本発明の熱硬化性樹脂を合成するために、アルデヒド化合物(C)を用いることが出来る。アルデヒド化合物(C)としては、特に限定されるものではないが、ホルムアルデヒドが好ましく、該ホルムアルデヒドとしては、その重合体であるパラホルムアルデヒドや、水溶液の形であるホルマリン等の形態で使用することが可能である。
式(I)において、nは重合度であり、2以上の整数を示すが、硬化前および硬化後の機械物性を向上する観点から、nは、20以上であることが好ましく、25以上であることがより好ましく、30以上であることがさらに好ましく、40以上であることが一層好ましい。また、nは、成形時の流動性を維持するため、500以下であることが好ましく、300以下であることがより好ましく、200以下であることがさらに好ましく、100以下であることが一層好ましい。
式(II)のXにおいて「炭素数1~20の有機基」としては、メチル、エチル、tert-ブチル、オクチル、ドデシル、フェニル、クミル、メトキシ、エトキシ等が挙げられる。
Further, the aldehyde compound (C) can be used for synthesizing the thermosetting resin of the present invention. The aldehyde compound (C) is not particularly limited, but formaldehyde is preferable, and the formaldehyde can be used in the form of paraformaldehyde, which is a polymer thereof, or formalin, which is in the form of an aqueous solution. Is.
In the formula (I), n is the degree of polymerization and represents an integer of 2 or more, but from the viewpoint of improving the mechanical properties before and after curing, n is preferably 20 or more, preferably 25 or more. More preferably, it is more preferably 30 or more, and even more preferably 40 or more. Further, n is preferably 500 or less, more preferably 300 or less, further preferably 200 or less, still more preferably 100 or less, in order to maintain the fluidity at the time of molding.
Examples of the "organic group having 1 to 20 carbon atoms" in X of the formula (II) include methyl, ethyl, tert-butyl, octyl, dodecyl, phenyl, cumyl, methoxy, ethoxy and the like.

本発明の熱硬化性樹脂は、GPCで測定される重量平均分子量(Mw)が、10000以上であることを要するが、硬化前および硬化後の機械物性を向上する観点から、Mwは、15000以上であることが好ましく、20000以上であることがより好ましく、25000以上であることがさらに好ましく、30000以上であることが一層好ましい。また重量平均分子量(Mw)は、500000以下であることが好ましい。 The thermosetting resin of the present invention needs to have a weight average molecular weight (Mw) of 10,000 or more as measured by GPC, but from the viewpoint of improving mechanical properties before and after curing, Mw is 15,000 or more. It is preferably 20,000 or more, more preferably 25,000 or more, and even more preferably 30,000 or more. The weight average molecular weight (Mw) is preferably 500,000 or less.


〔熱硬化性樹脂の製造方法〕
本発明の熱硬化性樹脂の製造方法は、ベンゾオキサジン環構造を主鎖中に有する、熱硬化性樹脂の製造方法であって、
二官能フェノール化合物(A)と、ジアミン化合物(B)と、アルデヒド化合物(C)とを反応させるステップ(s1)と、さらに、単官能フェノール化合物(D)を反応させるステップ(s2)と、を含み、
ステップ(s1)とステップ(s2)とは、同時であっても、ステップ(s1)が先でステップ(s2)が後でも良く、
ジアミン化合物(B)が、炭素数が6の直鎖脂肪族ジアミンであり、
ステップ(s1)およびステップ(s2)は、いずれも溶媒(L1)と溶媒(L2)とを含む混合溶媒におけるステップであり、
溶媒(L1)は、非ハロゲン系炭化水素溶媒であり、
溶媒(L2)は、脂肪族アルコール系溶媒であることを特徴とするものである。

[Manufacturing method of thermosetting resin]
The method for producing a thermosetting resin of the present invention is a method for producing a thermosetting resin having a benzoxazine ring structure in the main chain.
The step (s1) of reacting the bifunctional phenol compound (A), the diamine compound (B), and the aldehyde compound (C), and further the step (s2) of reacting the monofunctional phenol compound (D). Including,
The step (s1) and the step (s2) may be simultaneous, or the step (s1) may be first and the step (s2) may be later.
The diamine compound (B) is a linear aliphatic diamine having 6 carbon atoms.
Step (s1) and step (s2) are both steps in a mixed solvent containing a solvent (L1) and a solvent (L2).
The solvent (L1) is a non-halogen hydrocarbon solvent, and is
The solvent (L2) is characterized by being an aliphatic alcohol-based solvent.

ここで、二官能フェノール化合物(A)と、ジアミン化合物(B)とのモル数の比が、5.0/10.0~7.5/10.0であることが好ましく、また、ジアミン化合物(B)と、単官能フェノール化合物(D)とのモル数の比が、10.0/5.0~10.0/7.5であることが好ましい。 Here, the ratio of the number of moles of the bifunctional phenol compound (A) to the diamine compound (B) is preferably 5.0 / 10.0 to 7.5 / 10.0, and the diamine compound is also preferable. The ratio of the number of moles of (B) to the monofunctional phenol compound (D) is preferably 10.0 / 5.0 to 10.0 / 7.5.

このような熱硬化性樹脂の製造方法によれば、保存性に優れ、分子量が大きいベンゾキサジン構造を主鎖中に有する熱硬化性樹脂を得ることができる。 According to such a method for producing a thermosetting resin, it is possible to obtain a thermosetting resin having a benzoxazine structure having an excellent storage stability and a large molecular weight in the main chain.

前記ステップ(s2)において単官能フェノール化合物(D)を反応させることにより、反応性末端を封止してゲル化を防止することができる。
上記製造方法において、二官能フェノール化合物(A)と、ジアミン化合物(B)と、アルデヒド化合物(C)とを反応させるステップ(s1)と、単官能フェノール化合物(D)を反応させるステップ(s2)とは、同時であっても、ステップ(s1)が先でステップ(s2)が後でも良いが、操作の簡便性から、ステップ(s1)とステップ(s2)とが同時であることが好ましい。
By reacting the monofunctional phenol compound (D) in the step (s2), the reactive end can be sealed and gelation can be prevented.
In the above production method, the step (s1) of reacting the bifunctional phenol compound (A), the diamine compound (B), and the aldehyde compound (C), and the step (s2) of reacting the monofunctional phenol compound (D). The term may be simultaneous, or the step (s1) may be first and the step (s2) may be later, but it is preferable that the step (s1) and the step (s2) are simultaneously.

上記二官能フェノール化合物(A)としては、すでに(A)として例示したものと同じものが挙げられる。 Examples of the bifunctional phenol compound (A) include the same compounds already exemplified as (A).

上記製造方法において、脂肪族ジアミン化合物(B)としては、すでに(B)として例示したものと同じものが挙げられる。このような好適な構成とすることにより、機械物性に優れる熱硬化性樹脂を得ることができる。 In the above production method, examples of the aliphatic diamine compound (B) include the same compounds already exemplified as (B). With such a suitable configuration, a thermosetting resin having excellent mechanical properties can be obtained.

上記アルデヒド化合物(C)としては、すでに(C)として例示したものと同じものが挙げられる。 Examples of the aldehyde compound (C) include the same compounds already exemplified as (C).

上記単官能フェノール化合物(D)としては、すでに(D)として例示したものと同じものが挙げられる。 Examples of the monofunctional phenol compound (D) include the same compounds already exemplified as (D).

上記製造方法において、二官能フェノール化合物(A)と、ジアミン化合物(B)とのモル数の比が、5.0/10.0~7.5/10.0であることが好ましい。この範囲内であると、製造時にゲル化しにくく、高分子量の生成物が得られやすい。
上記製造方法において、ジアミン化合物(B)と、単官能フェノール化合物(D)とのモル数の比が、10.0/5.0~10.0/7.5であることが好ましい。この範囲内であると、製造時にゲル化しにくく、高分子量の生成物が得られやすい。
In the above production method, the ratio of the number of moles of the bifunctional phenol compound (A) to the diamine compound (B) is preferably 5.0 / 10.0 to 7.5 / 10.0. Within this range, gelation is unlikely to occur during production, and a high molecular weight product is likely to be obtained.
In the above production method, the ratio of the number of moles of the diamine compound (B) to the monofunctional phenol compound (D) is preferably 10.0 / 5.0 to 10.0 / 7.5. Within this range, gelation is unlikely to occur during production, and a high molecular weight product is likely to be obtained.

上記反応させるステップ(s1)においては、二官能フェノール化合物(A)と、ジアミン化合物(B)と、アルデヒド化合物(C)とを、また、上記反応させるステップ(s2)においては、さらに、単官能フェノール化合物(D)を、溶媒(L1)と溶媒(L2)とを含む混合溶媒中で加熱しながら反応させる。 In the above-mentioned reaction step (s1), the bifunctional phenol compound (A), the diamine compound (B) and the aldehyde compound (C) are further reacted, and in the above-mentioned reaction step (s2), further monofunctional. The phenol compound (D) is reacted while heating in a mixed solvent containing the solvent (L1) and the solvent (L2).

溶媒(L1)の非ハロゲン系炭化水素溶媒は、ハロゲン原子を含まず、かつ、酸素原子・窒素原子・硫黄原子などのヘテロ原子を含まない炭化水素溶媒であり、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素などであっても良い。この中では、トルエンおよび/またはキシレンであることが好ましく、トルエンであることがより好ましい。また、溶媒(L2)の脂肪族アルコール系溶媒は、脂肪族炭化水素に1個以上の水酸基が結合した化合物である。この中では、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールからなる群(構造異性体を含む)より選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、メタノール、エタノール、プロパノールからなる群より選ばれる少なくとも1種であることがより好ましい。
溶媒(L1)と溶媒(L2)との体積比率は、(L1)/(L2)=50/50~80/20であることが好ましい。
溶媒(L1)は、原料である、フェノール化合物(A)、ジアミン化合物(B)、及び単官能フェノール化合物(D)の溶解性が良好であるために必要である。クロロホルム等のハロゲン系溶媒単独、THF等のエーテル系溶媒単独では、高重合度の生成物が得られにくいとともに、クロロホルムではハロゲンに由来する環境問題、THFではゲルが生成しやすいという問題があり、必ずしも好ましいものとは言えない。また、溶媒(L2)は、ゲル化を抑止する役割があるとともに、溶媒(L1)と溶媒(L2)との混合溶媒は、生成物である重合体の溶解性のために必要である。すなわち、溶媒(L1)のみでは原料である(A)、(B)、(D)は溶解するものの、生成物がゲル化しやすくなるという問題があり、溶媒(L2)のみでは原料化合物の溶解度が低いという問題がある。
The non-halogen hydrocarbon solvent of the solvent (L1) is a hydrocarbon solvent that does not contain a halogen atom and does not contain a hetero atom such as an oxygen atom, a nitrogen atom, or a sulfur atom, and is an aliphatic hydrocarbon or an alicyclic type. It may be a hydrocarbon, an aromatic hydrocarbon, or the like. Among these, toluene and / or xylene are preferable, and toluene is more preferable. The aliphatic alcohol solvent of the solvent (L2) is a compound in which one or more hydroxyl groups are bonded to an aliphatic hydrocarbon. Among these, at least one selected from the group consisting of methanol, ethanol, propanol and butanol (including structural isomers) is preferable, and at least one selected from the group consisting of methanol, ethanol and propanol. Is more preferable.
The volume ratio of the solvent (L1) to the solvent (L2) is preferably (L1) / (L2) = 50/50 to 80/20.
The solvent (L1) is necessary because the raw materials, the phenol compound (A), the diamine compound (B), and the monofunctional phenol compound (D) have good solubility. With a halogen-based solvent such as chloroform alone or an ether-based solvent such as THF alone, it is difficult to obtain a product with a high degree of polymerization, and there is a problem that chloroform is an environmental problem derived from halogen and THF is easy to form a gel. Not always preferable. Further, the solvent (L2) has a role of suppressing gelation, and a mixed solvent of the solvent (L1) and the solvent (L2) is necessary for the solubility of the polymer as a product. That is, although the raw materials (A), (B), and (D) are dissolved only by the solvent (L1), there is a problem that the product is easily gelled, and the solubility of the raw material compound is high only by the solvent (L2). There is a problem that it is low.

反応温度、反応時間についても特に限定されないが、通常、室温から120℃程度の温度で数十分から数時間反応させればよい。本発明においては、特に30~110℃で、20分~9時間反応させれば、本発明に係る熱硬化性樹脂としての機能を発現し得る重合体へと反応は進行するため好ましい。 The reaction temperature and reaction time are not particularly limited, but usually, the reaction may be carried out at a temperature of about 120 ° C. from room temperature for several tens of minutes to several hours. In the present invention, it is particularly preferable to react at 30 to 110 ° C. for 20 minutes to 9 hours because the reaction proceeds to the polymer capable of exhibiting the function as the thermosetting resin according to the present invention.

また、反応時に生成する水を系外に取り除くのも反応を進行させる有効な手法である。反応後の溶液に、例えば多量のメタノール等の貧溶媒を加えることで重合体を析出させることができ、これを分離、乾燥すれば目的の重合体が得られる。 In addition, removing the water generated during the reaction to the outside of the system is also an effective method for advancing the reaction. A polymer can be precipitated by adding, for example, a large amount of a poor solvent such as methanol to the solution after the reaction, and the desired polymer can be obtained by separating and drying the polymer.

〔熱硬化性組成物〕
本発明の熱硬化性樹脂を主成分として含み、他の熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、配合剤を副成分として含む熱硬化性組成物を作成し、使用することも可能である。
[Thermosetting composition]
It is also possible to prepare and use a thermosetting composition containing the thermosetting resin of the present invention as a main component and another thermosetting resin, a thermoplastic resin, and a compounding agent as subcomponents.

他の熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ系樹脂、熱硬化型変性ポリフェニレンエーテル樹脂、熱硬化性ポリイミド樹脂、ケイ素樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アリル樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビスマレイミド系樹脂、アルキド樹脂、フラン樹脂、ポリウレタン樹脂、アニリン樹脂等が挙げられる。 Examples of other thermosetting resins include epoxy resins, thermosetting modified polyphenylene ether resins, thermosetting polyimide resins, silicon resins, melamine resins, urea resins, allyl resins, phenol resins, unsaturated polyester resins, and bis. Examples thereof include maleimide-based resin, alkyd resin, furan resin, polyurethane resin, and aniline resin.

熱可塑性樹脂としては、例えば、熱可塑性エポキシ樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、などが挙げられる。 Examples of the thermoplastic resin include a thermoplastic epoxy resin and a thermoplastic polyimide resin.

配合剤としては、必要に応じて、難燃剤、造核剤、酸化防止剤、老化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、難燃助剤、帯電防止剤、防曇剤、充填剤、軟化剤、可塑剤、着色剤等が挙げられる。これらはそれぞれ単独で用いられてもよく、2種以上を併用して用いても構わない。また、反応性あるいは非反応性の溶剤を使用することもできる。 As a compounding agent, if necessary, a flame retardant, a nucleating agent, an antioxidant, an antioxidant, a heat stabilizer, a light stabilizer, an ultraviolet absorber, a lubricant, a flame retardant, an antistatic agent, and an antifogging agent. Examples include agents, fillers, softeners, plasticizers, colorants and the like. These may be used alone or in combination of two or more. It is also possible to use a reactive or non-reactive solvent.

〔熱硬化性樹脂の成形体(未硬化成形体)〕
本発明の熱硬化性樹脂は、またはその組成物は、硬化前にも成形性を有しているため、その用途・目的に応じて、硬化させずに成形した未硬化成形体を用いることが出来る。この成形温度(徐々に昇温していく場合はそのうちの最高温度)は、特に限定されないが、室温以上、200℃未満であることが好ましく、60℃以上、180℃以下であることがより好ましく、100℃以上、160℃以下であることが最も好ましい。成形温度が200℃以上であると、硬化が進行してしまい、所望の未硬化成形体が得られないことがある。
未硬化成形体の寸法や形状は特に制限されず、例えば、フィルム状、シート状・板状、ブロック状等が挙げられ、さらに他の部位(例えば粘着層)を備えていてもよい。
この未硬化成形体は、後で述べる硬化物成形体の前駆体として使用することが出来るとともに、たとえば硬化性を有する接着性シートとして用いることが出来る。
なお未硬化成形体の特性としては、後述する実施例の方法での測定値が5%以上であることが好ましい。
[Thermosetting resin molded body (uncured molded body)]
Since the thermosetting resin of the present invention or its composition has moldability even before curing, it is possible to use an uncured molded product molded without curing according to its use and purpose. You can. This molding temperature (the maximum temperature among them when the temperature is gradually raised) is not particularly limited, but is preferably room temperature or higher and lower than 200 ° C, and more preferably 60 ° C or higher and 180 ° C or lower. , 100 ° C. or higher and 160 ° C. or lower are most preferable. If the molding temperature is 200 ° C. or higher, curing may proceed and a desired uncured molded product may not be obtained.
The size and shape of the uncured molded product are not particularly limited, and examples thereof include a film shape, a sheet shape / plate shape, a block shape, and the like, and other parts (for example, an adhesive layer) may be provided.
This uncured molded product can be used as a precursor of the cured product molded product described later, and can also be used, for example, as an adhesive sheet having curability.
As for the characteristics of the uncured molded product, it is preferable that the measured value by the method of the example described later is 5% or more.

〔硬化物の成形体(硬化成形体)〕
上述の熱硬化性樹脂の成形体(未硬化成形体)に熱をかけて硬化させると、硬化成形体を得ることが出来る。また、未硬化成形体を経ることなく、本発明の熱硬化性樹脂、またはその組成物を成形すると同時に熱をかけて硬化させることでも、硬化成形体を得ることが出来る。この硬化温度(徐々に昇温していく場合はそのうちの最高温度)は、特に限定されないが、200℃以上、300℃以下であることが好ましく、220℃以上、280℃以下であることがより好ましく、240℃以上、260℃以下であることが最も好ましい。硬化温度が200℃未満であると、硬化の不十分な成形体となることがある。また、硬化温度が300℃以上であると、熱分解が進行してしまい、所望の硬化成形体が得られないことがある。
硬化成形体の寸法や形状は特に制限されず、例えば、フィルム状、シート状・板状、ブロック状等が挙げられ、さらに他の部位(例えば粘着層)を備えていてもよい。
硬化成形体は、電子部品・機器及びその材料、特に優れた誘電特性が要求される多層基板、積層板、封止剤、接着剤等の用途に好適に用いることができ、その他、航空機部材、自動車部材、建築部材、等の用途にも使用することができる
[Molded product of cured product (cured molded product)]
A cured molded product can be obtained by applying heat to a molded product (uncured molded product) of the above-mentioned thermosetting resin to cure it. Further, a cured molded product can also be obtained by molding the thermosetting resin of the present invention or a composition thereof without passing through an uncured molded product and simultaneously applying heat to cure the resin. The curing temperature (the maximum temperature among them when the temperature is gradually increased) is not particularly limited, but is preferably 200 ° C. or higher and 300 ° C. or lower, and more preferably 220 ° C. or higher and 280 ° C. or lower. Most preferably, it is 240 ° C. or higher and 260 ° C. or lower. If the curing temperature is less than 200 ° C., the molded product may be insufficiently cured. Further, if the curing temperature is 300 ° C. or higher, thermal decomposition may proceed and a desired cured molded product may not be obtained.
The size and shape of the cured molded product are not particularly limited, and examples thereof include a film shape, a sheet shape / plate shape, a block shape, and the like, and other parts (for example, an adhesive layer) may be provided.
The cured molded body can be suitably used for electronic parts / devices and their materials, particularly multilayer substrates, laminated boards, encapsulants, adhesives, etc. that require excellent dielectric properties, and other aircraft members, etc. It can also be used for applications such as automobile parts and building parts.

以下に本発明を説明するための実施例および比較例を示すが、これによって本発明を限定するものではない。まず、各物性の測定条件は次のとおりとした。
〔試験方法〕
(1)ガラス転移温度(Tg)
フィルム形状の未硬化物、硬化物について、示差走査熱量計DSC7000X(DSC、日立ハイテクサイエンス製)を用い、窒素気流下(40mL/min)、昇温速度10℃/minの条件でDSC曲線を測定した。DSC曲線の変曲点の温度をガラス転移温度とした。
(2)引張弾性率、引張破断強度、引張破断伸び
フィルム形状の硬化物について、引張試験機EZ-SX(島津製作所社製)を用いて引張試験を実施した。試験温度は室温とし、引張速度5mm/min、試験片形状は長さ50mm、幅3mmとした。
Examples and comparative examples for explaining the present invention are shown below, but the present invention is not limited thereto. First, the measurement conditions for each physical property were as follows.
〔Test method〕
(1) Glass transition temperature (Tg)
For uncured and cured products in film shape, measure the DSC curve under the condition of a differential scanning calorimeter DSC7000X (DSC, manufactured by Hitachi High-Tech Science) under a nitrogen stream (40 mL / min) and a temperature rise rate of 10 ° C / min. did. The temperature of the inflection point of the DSC curve was defined as the glass transition temperature.
(2) Tensile elastic modulus, tensile breaking strength, tensile breaking elongation A cured product in the form of a film was subjected to a tensile test using a tensile tester EZ-SX (manufactured by Shimadzu Corporation). The test temperature was room temperature, the tensile speed was 5 mm / min, and the shape of the test piece was 50 mm in length and 3 mm in width.

〔実施例1〕
トルエン(30mL)、エタノール(15mL)の混合溶媒中に、ビスフェノールA(東京化成工業(TCI)社製)3.1956g(0.014mol)、ヘキサメチレンジアミン(東京化成工業(TCI)社製)2.3260g(0.020mol)、パラホルムアルデヒド(Merch社製)2.5826g(0.086mol)、フェノール(東京化成工業(TCI)社製)1.1280g(0.012mol)を投入し、60℃で反応させた。5時間経過後に反応を止めた。反応液を室温まで冷却した後、0.1N炭酸水素ナトリウム溶液100mLで分液を3回行った。硫酸ナトリウムで洗浄後の反応液を脱水、ろ過を行った。溶媒をエバポレーターで加熱減圧下で除去し、真空オーブンで50℃減圧乾燥することで目的化合物が得られた。GPCによる分子量の測定では、標準ポリスチレン換算で数平均分子量(Mn)は3970、重量平均分子量(Mw)は38829であった。
このベンゾオキサジンの粉末を、ホットプレスを用いて120℃で40分加熱し、160℃まで昇温させ、フィルム状の未硬化物を得た。またオーブンで、200℃1時間、240℃1時間、260℃30分加熱硬化させ、フィルム状の硬化物を得た。そのフィルム形状の未硬化物、硬化物の特性を表1に示す。
[Example 1]
Bisphenol A (manufactured by Tokyo Chemical Industry (TCI)) 3.1956 g (0.014 mol), hexamethylenediamine (manufactured by Tokyo Chemical Industry (TCI)) in a mixed solvent of toluene (30 mL) and ethanol (15 mL) 2. 3260 g (0.020 mol), paraformaldehyde (Merch) 2.5826 g (0.086 mol), phenol (Tokyo Chemical Industry (TCI)) 1.1280 g (0.012 mol) were added and reacted at 60 ° C. I let you. The reaction was stopped after 5 hours. After cooling the reaction solution to room temperature, the solution was separated three times with 100 mL of 0.1N sodium hydrogen carbonate solution. The reaction solution after washing with sodium sulfate was dehydrated and filtered. The solvent was removed by heating with an evaporator under reduced pressure, and the mixture was dried under reduced pressure at 50 ° C. in a vacuum oven to obtain the desired compound. In the measurement of the molecular weight by GPC, the number average molecular weight (Mn) was 3970 and the weight average molecular weight (Mw) was 38829 in terms of standard polystyrene.
This benzoxazine powder was heated at 120 ° C. for 40 minutes using a hot press and heated to 160 ° C. to obtain a film-like uncured product. Further, the film was cured by heating in an oven at 200 ° C. for 1 hour, 240 ° C. for 1 hour, and 260 ° C. for 30 minutes to obtain a cured product in the form of a film. Table 1 shows the characteristics of the uncured and cured products of the film shape.

〔比較例1〕
トルエン(38.6mL)、イソブタノール(6.8mL)の混合溶媒中に、ビスフェノールA(東京化成工業(TCI)社製)4.1505g(0.018mol)、ヘキサメチレンジアミン(東京化成工業(TCI)製)2.3243g(0.020mol)、パラホルムアルデヒド(Merch社製)3.6053g(0.120mol)、フェノール(東京化成工業(TCI)社製)0.5149g(0.005mol)を投入し、90℃で反応させた。5時間経過後に反応を止めた。反応液を800mLのメタノールに投じて目的化合物を析出させた。その後ろ別により目的化合物を分離し、真空オーブンで45℃減圧乾燥することで目的化合物が得られた。GPCによる分子量の測定では、標準ポリスチレン換算で数平均分子量(Mn)は2733、重量平均分子量(Mw)は7146であった。
このベンゾオキサジンの粉末を、ホットプレスを用いて120℃で40分加熱し、160℃まで昇温させ、フィルム状の未硬化物を得た。またオーブンで、200℃1時間、240℃1時間、260℃30分加熱硬化させ、フィルム状の硬化物を得た。そのフィルム形状の未硬化物、硬化物の特性を表1に示す。
[Comparative Example 1]
Bisphenol A (manufactured by Tokyo Chemical Industry (TCI)) 4.1505 g (0.018 mol), hexamethylenediamine (Tokyo Chemical Industry (TCI)) in a mixed solvent of toluene (38.6 mL) and isobutanol (6.8 mL). ) 2.3243g (0.020mol), Paraformaldehyde (Merch) 3.6053g (0.120mol), Phenol (Tokyo Chemical Industry (TCI)) 0.5149g (0.005mol) , 90 ° C. The reaction was stopped after 5 hours. The reaction solution was poured into 800 mL of methanol to precipitate the target compound. The target compound was separated by the subsequent separation and dried under reduced pressure at 45 ° C. in a vacuum oven to obtain the target compound. In the measurement of the molecular weight by GPC, the number average molecular weight (Mn) was 2733 and the weight average molecular weight (Mw) was 7146 in terms of standard polystyrene.
This benzoxazine powder was heated at 120 ° C. for 40 minutes using a hot press and heated to 160 ° C. to obtain a film-like uncured product. Further, the film was cured by heating in an oven at 200 ° C. for 1 hour, 240 ° C. for 1 hour, and 260 ° C. for 30 minutes to obtain a cured product in the form of a film. Table 1 shows the characteristics of the uncured and cured products of the film shape.

〔比較例2〕
クロロホルム(50mL)中に、ビスフェノールA(東京化成工業(TCI)社製)4.6045g(0.020mol)、ヘキサメチレンジアミン(東京化成工業(TCI)製)2.3430g(0.020mol)、パラホルムアルデヒド(Merch社製)2.6072g(0.087mol)を投入し、60℃で反応させた。5時間経過後に反応を止めた。反応液を室温まで冷却した後、1N炭酸水素ナトリウム溶液100mLで分液を3回行った。硫酸ナトリウムで洗浄後の反応液を脱水、ろ過を行った。溶媒をエバポレーターで加熱減圧下で除去し、真空オーブンで50℃減圧乾燥することで目的化合物が得られた。GPCによる分子量の測定では、標準ポリスチレン換算で数平均分子量(Mn)は4502、重量平均分子量(Mw)は22329であった。
このベンゾオキサジンの粉末を、ホットプレスを用いて120℃で40分加熱し、160℃まで昇温させ、フィルム状の未硬化物を得た。またオーブンで、200℃1時間、240℃1時間、260℃30分加熱硬化させ、フィルム状の硬化物を得た。そのフィルム形状の未硬化物、硬化物の特性を表1に示す。
[Comparative Example 2]
In chloroform (50 mL), bisphenol A (manufactured by Tokyo Chemical Industry (TCI)) 4.6045 g (0.020 mol), hexamethylenediamine (manufactured by Tokyo Chemical Industry (TCI)) 2.3430 g (0.020 mol), para. 2.6072 g (0.087 mol) of formaldehyde (manufactured by Merch) was added and reacted at 60 ° C. The reaction was stopped after 5 hours. After cooling the reaction solution to room temperature, the solution was separated three times with 100 mL of 1N sodium hydrogen carbonate solution. The reaction solution after washing with sodium sulfate was dehydrated and filtered. The solvent was removed by heating with an evaporator under reduced pressure, and the mixture was dried under reduced pressure at 50 ° C. in a vacuum oven to obtain the desired compound. In the measurement of the molecular weight by GPC, the number average molecular weight (Mn) was 4502 and the weight average molecular weight (Mw) was 22329 in terms of standard polystyrene.
This benzoxazine powder was heated at 120 ° C. for 40 minutes using a hot press and heated to 160 ° C. to obtain a film-like uncured product. Further, the film was cured by heating in an oven at 200 ° C. for 1 hour, 240 ° C. for 1 hour, and 260 ° C. for 30 minutes to obtain a cured product in the form of a film. Table 1 shows the characteristics of the uncured and cured products of the film shape.

〔比較例3〕
クロロホルム(150mL)中に、ビスフェノールA(東京化成工業(TCI)社製)9.5889g(0.042mol)、ヘキサメチレンジアミン(東京化成工業(TCI)社製)6.9718g(0.060mol)、パラホルムアルデヒド(Merch社製)7.7485g(0.258mol)、フェノール(東京化成工業(TCI)社製)3.3887g(0.036mol)を投入し、60℃で反応させた。5時間経過後に反応を止めた。反応液を室温まで冷却した後、0.1N炭酸水素ナトリウム溶液300mLで分液を3回行った。硫酸ナトリウムで洗浄後の反応液を脱水、ろ過を行った。溶媒をエバポレーターで加熱減圧下で除去し、真空オーブンで40℃減圧乾燥することで目的化合物が得られた。GPCによる分子量の測定では、標準ポリスチレン換算で数平均分子量(Mn)は1884、重量平均分子量(Mw)は3847であった。
このベンゾオキサジンの粉末を、ホットプレスを用いて120℃で40分加熱し、160℃まで昇温させ、フィルム状の未硬化物を得た。またオーブンで、200℃1時間、240℃1時間、260℃30分加熱硬化させ、フィルム状の硬化物を得た。そのフィルム形状の未硬化物、硬化物の特性を表1に示す。
[Comparative Example 3]
In chloroform (150 mL), bisphenol A (manufactured by Tokyo Chemical Industry (TCI)) 9.5889 g (0.042 mol), hexamethylenediamine (manufactured by Tokyo Chemical Industry (TCI)) 6.9718 g (0.060 mol), 7.7485 g (0.258 mol) of paraformaldehyde (manufactured by Merch) and 3.3887 g (0.036 mol) of phenol (manufactured by Tokyo Chemical Industry (TCI)) were added and reacted at 60 ° C. The reaction was stopped after 5 hours. After cooling the reaction solution to room temperature, the solution was separated three times with 300 mL of 0.1N sodium hydrogen carbonate solution. The reaction solution after washing with sodium sulfate was dehydrated and filtered. The solvent was removed by heating with an evaporator under reduced pressure, and the mixture was dried under reduced pressure at 40 ° C. in a vacuum oven to obtain the desired compound. In the measurement of the molecular weight by GPC, the number average molecular weight (Mn) was 1884 and the weight average molecular weight (Mw) was 3847 in terms of standard polystyrene.
This benzoxazine powder was heated at 120 ° C. for 40 minutes using a hot press and heated to 160 ° C. to obtain a film-like uncured product. Further, the film was cured by heating in an oven at 200 ° C. for 1 hour, 240 ° C. for 1 hour, and 260 ° C. for 30 minutes to obtain a cured product in the form of a film. Table 1 shows the characteristics of the uncured and cured products of the film shape.

〔比較例4〕
THF(50mL)中に、ビスフェノールA(東京化成工業(TCI)社製)3.1961g(0.014mol)、ヘキサメチレンジアミン(東京化成工業(TCI)社製)2.3242g(0.020mol)、パラホルムアルデヒド(Merch社製)2.5826g(0.086mol)、フェノール(東京化成工業(TCI)社製)1.1293g(0.012mol)を投入し、65℃で反応させた。6時間経過後に反応を止めた。溶液中に不溶のゲルが生じていた。反応液を室温まで冷却した後、ゲルをろ過し、ろ液を200mLのヘキサンに投じて目的化合物を析出させた。その後ろ別により目的化合物を分離し、真空オーブンで50℃減圧乾燥することで固体粉末が得られた。しかし、この固体粉末は不溶のゲルであった。可溶部のGPCによる分子量の測定では、標準ポリスチレン換算で数平均分子量(Mn)は2631、重量平均分子量(Mw)は9064であった。
[Comparative Example 4]
In THF (50 mL), bisphenol A (manufactured by Tokyo Chemical Industry (TCI)) 3.1961 g (0.014 mol), hexamethylenediamine (manufactured by Tokyo Chemical Industry (TCI)) 2.3242 g (0.020 mol), 2.5826 g (0.086 mol) of paraformaldehyde (manufactured by Merch) and 1.1293 g (0.012 mol) of phenol (manufactured by Tokyo Chemical Industry (TCI)) were added and reacted at 65 ° C. The reaction was stopped after 6 hours. An insoluble gel was formed in the solution. After cooling the reaction solution to room temperature, the gel was filtered, and the filtrate was poured into 200 mL of hexane to precipitate the target compound. The target compound was separated by the subsequent separation and dried under reduced pressure at 50 ° C. in a vacuum oven to obtain a solid powder. However, this solid powder was an insoluble gel. In the measurement of the molecular weight of the soluble part by GPC, the number average molecular weight (Mn) was 2631 and the weight average molecular weight (Mw) was 9064 in terms of standard polystyrene.

Figure 2022053324000005
Figure 2022053324000005

比較例2は、フェノールによる末端キャップを行わないベンゾオキサジンである。分子量(Mw)の高いベンゾオキサジンが得られているが、末端キャップがないことにより、溶媒に溶解させた溶液状態での安定性(保存安定性)に劣ることが考えられる。 Comparative Example 2 is a benzoxazine that is not end-capped with phenol. Although benzoxazine having a high molecular weight (Mw) is obtained, it is considered that the stability (storage stability) in a solution state dissolved in a solvent is inferior due to the absence of the terminal cap.

比較例3は、比較例2のビスフェノールAのうち一部を、2倍のモル量のフェノールで置き換えて末端封止をさせたものである。比較例3と比較例2とでは、アミンの官能基量と総フェノール性官能基量との比率が等しくなっている。しかしながら比較例3では、末端封止の副作用により分子量(Mw)の低いベンゾオキサジンしか得られなかったため、比較例2と比べて、引張弾性率(GPa)、引張破断強度(MPa)、引張破断伸び(%)の全てで劣っている。 In Comparative Example 3, a part of the bisphenol A of Comparative Example 2 was replaced with a double molar amount of phenol to cause terminal encapsulation. In Comparative Example 3 and Comparative Example 2, the ratio of the amount of functional groups of amine to the total amount of phenolic functional groups is the same. However, in Comparative Example 3, since only benzoxazine having a low molecular weight (Mw) was obtained due to the side effect of end sealing, the tensile elastic modulus (GPa), tensile breaking strength (MPa), and tensile breaking elongation were compared with Comparative Example 2. All of (%) are inferior.

比較例4は、比較例3の溶媒をTHFに変更したものである。しかし、反応終了後にゲルが生じており反応安定性に劣るとともに、得られたベンゾオキサジンの分子量も低いものであった。 In Comparative Example 4, the solvent of Comparative Example 3 was changed to THF. However, gel was formed after the reaction was completed, and the reaction stability was inferior, and the molecular weight of the obtained benzoxazine was also low.

実施例1は、比較例3・比較例4の溶媒を、本発明の混合溶媒に変更したものである。本発明の効果により、分子量(Mw)の高いベンゾオキサジンが得られていることが分かる。また、ガラス転移点が低く、硬化前フィルムの引張破断伸びも優れていることが分かる。このことから、硬化前のフィルムの取り扱い性が良いことが考えられる。 In Example 1, the solvents of Comparative Example 3 and Comparative Example 4 are changed to the mixed solvent of the present invention. It can be seen that benzoxazine having a high molecular weight (Mw) is obtained by the effect of the present invention. In addition, it can be seen that the glass transition point is low and the tensile elongation at break of the pre-cured film is also excellent. From this, it is considered that the film is easy to handle before curing.

比較例1のベンゾオキサジンは分子量(Mw)が低いため、実施例1と比べて、引張弾性率(GPa)、引張破断強度(MPa)、引張破断伸び(%)の全てで劣っている。硬化前のフィルムの取り扱い性が劣ることが考えられる。 Since the benzoxazine of Comparative Example 1 has a low molecular weight (Mw), it is inferior in all of the tensile elastic modulus (GPa), the tensile breaking strength (MPa), and the tensile breaking elongation (%) as compared with Example 1. It is considered that the handleability of the film before curing is inferior.

Claims (7)

一般式(I)で示される、ベンゾオキサジン環構造を主鎖中に有する、熱硬化性樹脂。
Figure 2022053324000006
〔式(I)において、
Ar1は、二官能フェノール化合物(A)由来の、4価の芳香族基を示し、
R1は、脂肪族ジアミン化合物(B)由来の、炭素数6の2価の直鎖アルキレン基を示し、
AおよびBの少なくとも一方は、単官能フェノール化合物(D)由来の、下記一般式(II)で示される基であり、AとBは同じでも異なっていても良く、
nは、2以上の整数を示し、
GPCで測定される重量平均分子量(Mw)が、10000以上である。〕
Figure 2022053324000007
〔式(II)において、
Xは、水素原子、または炭素数1~20の有機基を示し、
lは、0~3の整数を表す。〕
A thermosetting resin having a benzoxazine ring structure in a main chain represented by the general formula (I).
Figure 2022053324000006
[In formula (I)
Ar1 represents a tetravalent aromatic group derived from the bifunctional phenol compound (A).
R1 represents a divalent linear alkylene group having 6 carbon atoms derived from the aliphatic diamine compound (B).
At least one of A and B is a group represented by the following general formula (II) derived from the monofunctional phenol compound (D), and A and B may be the same or different.
n represents an integer of 2 or more,
The weight average molecular weight (Mw) measured by GPC is 10,000 or more. ]
Figure 2022053324000007
[In formula (II)
X represents a hydrogen atom or an organic group having 1 to 20 carbon atoms.
l represents an integer of 0 to 3. ]
請求項1の熱硬化性樹脂を含む組成物。 A composition comprising the thermosetting resin according to claim 1. 請求項1の熱硬化性樹脂、または請求項2の組成物を成形してなる未硬化成形体。 An uncured molded product obtained by molding the thermosetting resin of claim 1 or the composition of claim 2. 請求項1の熱硬化性樹脂、請求項2の組成物、または請求項3の未硬化成形体を硬化してなる硬化成形体。 A cured molded product obtained by curing the thermosetting resin according to claim 1, the composition according to claim 2, or the uncured molded product according to claim 3. ベンゾオキサジン環構造を主鎖中に有する、熱硬化性樹脂の製造方法であって、
二官能フェノール化合物(A)と、ジアミン化合物(B)と、アルデヒド化合物(C)とを反応させるステップ(s1)と、
さらに、単官能フェノール化合物(D)を反応させるステップ(s2)と、を含み、
ステップ(s1)とステップ(s2)とは、同時であっても、ステップ(s1)が先でステップ(s2)が後でも良く、
ジアミン化合物(B)が、炭素数が6の直鎖脂肪族ジアミンであり、
ステップ(s1)およびステップ(s2)は、溶媒(L1)と溶媒(L2)とを含む混合溶媒におけるステップであり、
溶媒(L1)は、非ハロゲン系炭化水素溶媒であり、
溶媒(L2)は、脂肪族アルコール系溶媒である、
熱硬化性樹脂の製造方法。
A method for producing a thermosetting resin having a benzoxazine ring structure in the main chain.
The step (s1) of reacting the bifunctional phenol compound (A), the diamine compound (B), and the aldehyde compound (C),
Further, the step (s2) of reacting the monofunctional phenol compound (D) is included.
The step (s1) and the step (s2) may be simultaneous, or the step (s1) may be first and the step (s2) may be later.
The diamine compound (B) is a linear aliphatic diamine having 6 carbon atoms.
Step (s1) and step (s2) are steps in a mixed solvent containing a solvent (L1) and a solvent (L2).
The solvent (L1) is a non-halogen hydrocarbon solvent, and is
The solvent (L2) is an aliphatic alcohol-based solvent.
A method for manufacturing a thermosetting resin.
溶媒(L1)は、トルエンおよび/またはキシレンであり、
溶媒(L2)は、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールからなる群(構造異性体を含む)より選ばれる少なくとも1種である、
請求項5に記載の、熱硬化性樹脂の製造方法。
The solvent (L1) is toluene and / or xylene,
The solvent (L2) is at least one selected from the group consisting of methanol, ethanol, propanol and butanol (including structural isomers).
The method for producing a thermosetting resin according to claim 5.
溶媒(L1)と溶媒(L2)との体積比率が、(L1)/(L2)=50/50~80/20であることを特徴とする、
請求項5または6に記載の、熱硬化性樹脂の製造方法。

The volume ratio of the solvent (L1) to the solvent (L2) is (L1) / (L2) = 50/50 to 80/20.
The method for producing a thermosetting resin according to claim 5 or 6.

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023063334A1 (en) * 2021-10-12 2023-04-20 株式会社カネカ Heat-curable resin, composition, uncured molded object, partly cured molded object, cured molded object, and method for producing heat-curable resin
WO2024050891A1 (en) * 2022-09-05 2024-03-14 瑞声科技(南京)有限公司 Benzoxazine resin, preparation method, and adhesive

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008291070A (en) 2007-05-22 2008-12-04 Sekisui Chem Co Ltd Manufacturing method for thermosetting resin, and thermosetting resin
KR100985625B1 (en) 2007-08-02 2010-10-05 세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤 Method for producing thermosetting resin having benzoxazine ring
JP2009084439A (en) 2007-09-28 2009-04-23 Sekisui Chem Co Ltd Method for producing thermosetting resin having benzoxazine ring structure
JP5224978B2 (en) 2008-08-29 2013-07-03 積水化学工業株式会社 Thermosetting resin comprising a copolymer having a benzoxazine ring
JP2011207995A (en) 2010-03-29 2011-10-20 Sekisui Chem Co Ltd Thermosetting resin and method for producing the same, thermosetting resin composition, molding, cured product, and electronic equipment
JP2012036319A (en) 2010-08-10 2012-02-23 Gun Ei Chem Ind Co Ltd Thermosetting resin and cured product of the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023063334A1 (en) * 2021-10-12 2023-04-20 株式会社カネカ Heat-curable resin, composition, uncured molded object, partly cured molded object, cured molded object, and method for producing heat-curable resin
WO2024050891A1 (en) * 2022-09-05 2024-03-14 瑞声科技(南京)有限公司 Benzoxazine resin, preparation method, and adhesive

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