JP2023023241A - Epoxy resin mixture, epoxy resin composition and cured product thereof - Google Patents

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Abstract

To provide an epoxy resin mixture that shows excellent mechanical strength and toughness at room temperature and in a high-temperature region, an epoxy resin composition and a cured product thereof.SOLUTION: An epoxy resin mixture comprises an epoxy resin represented by the formula (1), with a sulfur content of 15 ppm-400 ppm by a combustion method. (In formula (1), n is a repeating number to denote a real number of 1-20).SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は電気電子部品用絶縁材料(高信頼性半導体封止材料など)、積層板(プリント配線板、ビルドアップ基板など)及びFRP(繊維強化プラスチック)を始めとする各種複合材料、接着剤、塗料等、中でも特に積層板等の用途に有用であり、金属箔張り積層板、ビルドアップ基板用絶縁材料、フレキシブル基板材料などに有用であるエポキシ樹脂混合物及びエポキシ樹脂組成物に関する。 The present invention includes insulating materials for electric and electronic parts (such as highly reliable semiconductor sealing materials), laminates (printed wiring boards, build-up boards, etc.) and various composite materials such as FRP (fiber reinforced plastic), adhesives, The present invention relates to epoxy resin mixtures and epoxy resin compositions which are useful for applications such as paints, especially laminates, and are useful for metal foil-clad laminates, insulating materials for build-up substrates, flexible substrate materials, and the like.

エポキシ樹脂は作業性、及びその硬化物の優れた電気特性、耐熱性、接着性、耐吸水性等により電気・電子部品、構造用材料、接着剤、塗料等の分野で幅広く用いられている。 Epoxy resins are widely used in fields such as electrical and electronic parts, structural materials, adhesives, and coatings due to their workability and the excellent electrical properties, heat resistance, adhesiveness, and water absorption resistance of their cured products.

エポキシ樹脂および硬化剤をマトリックス樹脂として強化繊維に含浸、硬化させた炭素繊維強化複合材料(CFRP)は、軽量化・高強度化といった特性を付与できることから、近年、航空機構造用部材、風車の羽根、自動車外板およびICトレイやノートパソコンの筐体(ハウジング)などのコンピュータ用途等に広く展開され、その需要は増加しつつある。 Carbon fiber reinforced composite materials (CFRP), which are made by impregnating reinforcing fibers with epoxy resin and a curing agent as a matrix resin and curing, can provide properties such as light weight and high strength. , automobile outer panels, IC trays, and computer applications such as notebook computer housings, and the demand for them is increasing.

CFRP等のマトリックスレジンに使用される樹脂として使用されるエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂硬化物は一般的にもろく、航空宇宙用や車両などの構造材料に適用する場合は室温及び高温領域で高い機械的強度が必要になる。この熱硬化性樹脂の低い曲げ強度、靭性、接着性等を補うために熱硬化性樹脂マトリックスに強靭性の高い熱可塑性樹脂を添加する方法が広く知られている(特許文献1~3)。具体的にはポリエーテルスルホンやポリエーテルイミド、ポリアミド等の熱可塑性樹脂の粒子を熱硬化性樹脂マトリックス樹脂に組み合わせることでプリプレグの曲げ強度や靭性を向上させている。 Cured products of thermosetting resins such as epoxy resins, which are used as resins for matrix resins such as CFRP, are generally brittle. Mechanical strength is required. In order to compensate for the low bending strength, toughness, adhesiveness, etc. of thermosetting resins, methods of adding thermoplastic resins with high toughness to thermosetting resin matrices are widely known (Patent Documents 1 to 3). Specifically, particles of a thermoplastic resin such as polyethersulfone, polyetherimide, or polyamide are combined with a thermosetting resin matrix resin to improve the bending strength and toughness of the prepreg.

しかし、ポリエーテルスルホンやポリエーテルイミド、ポリアミド等の熱可塑性樹脂は極性が高く、エポキシ樹脂と混錬した際やプリプレグ作製後に相分離する可能性が挙げられ、それによって目標とした強度や靭性が得られない可能性がある。 However, thermoplastic resins such as polyethersulfone, polyetherimide, and polyamide are highly polar, and may undergo phase separation when mixed with epoxy resin or after prepreg production. may not be obtained.

また、半導体関連分野では高機能化、高性能化に加えて、チップを実装するために必要なパッケージ基板の開発が行われており薄型化が進んでいる。パッケージ基板の薄型化に伴い耐熱性や誘電特性といった特性以外に靭性が重要視されている。何層も積層した積層板においては線膨張率が異なる材料が種々使用されており、従来のような強固なコア材を使用した基板ではなく、特にコア材の無い物、あるいは非常に薄くされたものなどが、近年増え続けており、層間材料に加わるさまざまな方向への力に耐えることができず、熱や機械的なショックを受けた際に、基板に亀裂が入ってしまうなどといった問題が生じてきている。 Moreover, in the semiconductor-related field, in addition to high functionality and high performance, package substrates necessary for mounting chips are being developed, and thinning is progressing. Along with the thinning of package substrates, toughness is considered important in addition to properties such as heat resistance and dielectric properties. Various materials with different coefficients of linear expansion are used in laminates that are laminated with many layers. In recent years, the number of substrates has been increasing, and problems such as cracks in the substrate when subjected to heat or mechanical shock due to the inability to withstand the forces in various directions applied to the interlayer material have arisen. It's happening.

特開昭60-243113号公報JP-A-60-243113 特開平09-100358号公報JP-A-09-100358 特開2013-155330号公報JP 2013-155330 A 特開2017-008177号公報JP 2017-008177 A

ビフェニルアラルキルタイプのエポキシ樹脂は一般に難燃性、強靭性に優れる樹脂であることが知られており、特に半導体の封止材向けで利用されている。しかしながら様々な用途への適用において、特に上述のような近年の強靭性への要望の高度化への対応が望まれている。 Biphenyl aralkyl type epoxy resins are generally known to be excellent in flame retardancy and toughness, and are particularly used as sealing materials for semiconductors. However, in applications to various uses, it is particularly desired to respond to the recent sophistication of the demand for toughness as described above.

本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、室温および高温領域で優れた機械強度と靭性を示すエポキシ樹脂混合物、エポキシ樹脂組成物およびその硬化物を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an epoxy resin mixture, an epoxy resin composition, and a cured product thereof that exhibit excellent mechanical strength and toughness at room temperature and high temperature ranges. .

すなわち本発明は、以下の[1]~[4]に示すものである。なお、本願において「(数値1)~(数値2)」は上下限値を含むことを示す。
[1]
下記式(1)で表されるエポキシ樹脂を含み、燃焼法による硫黄含有量が15ppm~400ppmであるエポキシ樹脂混合物。
That is, the present invention provides the following [1] to [4]. In the present application, "(numerical value 1) to (numerical value 2)" indicate that upper and lower limits are included.
[1]
An epoxy resin mixture containing an epoxy resin represented by the following formula (1) and having a sulfur content of 15 ppm to 400 ppm by a combustion method.

Figure 2023023241000001
Figure 2023023241000001

(式(1)中、nは繰り返し数であり1~20の実数を表す。)
[2]
下記式(2)で表されるフェノール樹脂と、エピクロロヒドリンと、含硫黄化合物と、を反応させて得られるエポキシ樹脂混合物。
(In formula (1), n is the number of repetitions and represents a real number from 1 to 20.)
[2]
An epoxy resin mixture obtained by reacting a phenol resin represented by the following formula (2), epichlorohydrin, and a sulfur-containing compound.

Figure 2023023241000002
Figure 2023023241000002

(式(2)中、nは繰り返し数であり1~20の実数を表す。)
[3]
前項[1]又は[2]に記載のエポキシ樹脂混合物と硬化剤とを含有するエポキシ樹脂組成物。
[4]
前項[3]に記載のエポキシ樹脂組成物を硬化して得られる硬化物。
(In formula (2), n is the number of repetitions and represents a real number from 1 to 20.)
[3]
An epoxy resin composition containing the epoxy resin mixture according to [1] or [2] above and a curing agent.
[4]
A cured product obtained by curing the epoxy resin composition described in [3] above.

本発明によれば、その硬化物が室温および高温領域で優れた機械強度と靭性を有するエポキシ樹脂混合物、エポキシ樹脂組成物、それを用いた硬化物を提供することができる。そのため、パッケージ基板などの回路基板やFRPなどに有用である。 According to the present invention, it is possible to provide an epoxy resin mixture, an epoxy resin composition, and a cured product using the same, the cured product of which exhibits excellent mechanical strength and toughness at room temperature and in a high temperature range. Therefore, it is useful for circuit boards such as package boards and FRP.

30℃における3点曲げ試験の応力-ひずみ図を示す。Figure 2 shows the stress-strain diagram of a 3-point bending test at 30°C. 120℃における3点曲げ試験の応力-ひずみ図を示す。Figure 2 shows the stress-strain diagram of a 3-point bending test at 120°C.

本発明のエポキシ樹脂混合物は下記式(1)で表されるエポキシ樹脂を含み、燃焼法による硫黄含有量は15ppm~400ppmである。 The epoxy resin mixture of the present invention contains an epoxy resin represented by the following formula (1), and has a sulfur content of 15 ppm to 400 ppm as measured by a combustion method.

Figure 2023023241000003
Figure 2023023241000003

(式(1)中、nは繰り返し数であり1~20の実数を表す。) (In formula (1), n is the number of repetitions and represents a real number from 1 to 20.)

本発明においては、前記式(1)中、nの値はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC、検出器:RI)の測定により求めることができる。nは通常1~20の実数であるが、1~10であることが好ましく、1~5であることがより好ましい。nが20よりも大きくなると分子量が増大して高粘度になるため加工性が劣る。
また、nの平均値はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC、検出器:RI)の測定により求められた数平均分子量、あるいは分離したピークの各々の面積比から算出することができる。
平均のnが1未満の場合、1官能のエポキシ樹脂が多いことを示し、硬化性およびその硬化物の耐熱性への影響だけでなく、架橋構造がうまく作れないため、強靭性の低下を引き起こす。一方でnが20を超える場合、エポキシ樹脂の溶剤溶解性が悪化し、粘度が増加、軟化点も大幅に上昇して取り扱いが困難となる。
本発明においては特に平均のnは1.3~3.5の範囲が好ましく、流動性、耐熱性、硬化性などの面からも好ましい。この際のn=1の面積比は15~50面積%であり、特に17~45面積%であることが好ましい。n=1の面積が小さすぎる場合流動性に課題が出てくるほか、溶剤への溶解性が悪化し取り扱いが課題となる。50面積%以上の場合は結晶性が高くなりハンドリングが課題となる場合があり、n=1の面積比は15~50面積%の場合がバランスに優れる。
In the present invention, the value of n in the formula (1) can be determined by gel permeation chromatography (GPC, detector: RI). n is usually a real number of 1-20, preferably 1-10, more preferably 1-5. When n is larger than 20, the molecular weight increases and the viscosity becomes high, resulting in poor workability.
Also, the average value of n can be calculated from the number average molecular weight determined by gel permeation chromatography (GPC, detector: RI) or from the area ratio of each separated peak.
If the average n is less than 1, it indicates that there is a large amount of monofunctional epoxy resin, which not only affects the curability and the heat resistance of the cured product, but also causes a decrease in toughness because the crosslinked structure cannot be formed well. . On the other hand, when n exceeds 20, the solvent solubility of the epoxy resin deteriorates, the viscosity increases, and the softening point also rises significantly, making handling difficult.
In the present invention, the average n is preferably in the range of 1.3 to 3.5, which is also preferable in terms of fluidity, heat resistance and curability. In this case, the area ratio of n=1 is 15 to 50 area %, preferably 17 to 45 area %. If the area of n=1 is too small, fluidity will be a problem, and the solubility in a solvent will deteriorate, resulting in a problem of handling. When the area ratio is 50 area % or more, the crystallinity becomes high and handling may become a problem.

本発明のエポキシ樹脂混合物のエポキシ当量の好ましい範囲は260g/eq.以上400g/eq.未満であり、更に好ましくは265g/eq.以上350g/eq.未満であり、特に好ましくは270g/eq.以上320g/eq.未満であり、最も好ましくは280g/eq.以上300g/eq.未満である。エポキシ当量が260g/eq.未満の場合、エポキシ基が過剰に導入あるいは複製するエピクロロヒドリン由来の不純物が残留しているため、硬化時の架橋がうまく進めず、耐熱性や強靭性の低下を引き起こす。またエポキシ当量が400g/eq.以上の場合、エポキシ基がきれいに閉環しておらず塩素が多くなってしまい腐食に悪影響を及ぼす、あるいは、エポキシ化工程において不必要に原料と精製したエポキシ樹脂が反応してしまい、分子量が大きくつながってしまうことで、耐熱性の低下を招くため好ましくない。エポキシ当量が適正な場合、機械強度の低下を引き起こすことなく硬化物の耐熱性を向上させることができる。 A preferred range of the epoxy equivalent weight of the epoxy resin mixture of the present invention is 260 g/eq. 400 g/eq. less than, more preferably 265 g/eq. 350 g/eq. less than, particularly preferably 270 g/eq. above 320 g/eq. less than, most preferably 280 g/eq. 300 g/eq. is less than Epoxy equivalent is 260 g/eq. If it is less than 100%, epichlorohydrin-derived impurities that excessively introduce or replicate epoxy groups remain, so crosslinking during curing does not proceed well, resulting in a decrease in heat resistance and toughness. Moreover, the epoxy equivalent is 400 g/eq. In the above cases, the epoxy groups are not perfectly ring-closed and the amount of chlorine increases, which adversely affects corrosion, or the raw materials and refined epoxy resin react unnecessarily in the epoxidation process, leading to a large molecular weight. This is not preferable because it causes a decrease in heat resistance. When the epoxy equivalent is appropriate, the heat resistance of the cured product can be improved without causing a decrease in mechanical strength.

本発明において、エポキシ当量はJIS K-7236に記載された方法で測定している。 In the present invention, the epoxy equivalent is measured by the method described in JIS K-7236.

本発明のエポキシ樹脂混合物の軟化点の好ましい範囲は60~100℃であり、更に好ましくは47~90℃である。軟化点が上記の範囲であると樹脂同士が室温においてブロッキングしないため、ハンドリング性に優れる。 The softening point of the epoxy resin mixture of the present invention preferably ranges from 60 to 100°C, more preferably from 47 to 90°C. When the softening point is within the above range, the resins do not block each other at room temperature, resulting in excellent handleability.

本発明のエポキシ樹脂混合物は、燃焼法による硫黄含有量が15ppm~400ppmであり、20~250ppmであることが好ましく、30~225ppmであることが特に好ましく、40~200ppmであることが最も好ましい。硫黄の導入構造としては芳香環、あるいはエポキシへの付加の形で存在する。硫黄含有量が15ppm未満の場合、高強度・強靭性が発現できず、400ppmを超える場合、半導体の封止材などに使用した場合、金属接合部(ワイヤーボンディング部)への腐食の要因になる可能性があることから好ましくない。特開2017-008177号公報にはSO換算で0.1%(1000ppm)以下であることが好ましいとの記載がなされており、電子材料用途で適用する場合、硫黄換算で約400ppm以下であることが好ましいことが公知文献からもわかる。
すなわち、硫黄含有量が上記範囲にあるとき、本発明のエポキシ樹脂混合物の硬化物は室温および高温領域で優れた機械強度と靭性を発現することができ、電子材料用途で使用しても不具合を生じ得ない。
The epoxy resin mixture of the present invention has a sulfur content of 15 ppm to 400 ppm, preferably 20 to 250 ppm, particularly preferably 30 to 225 ppm, most preferably 40 to 200 ppm, according to the combustion method. Sulfur is introduced in the form of an aromatic ring or addition to epoxy. If the sulfur content is less than 15 ppm, high strength and toughness cannot be achieved, and if it exceeds 400 ppm, when used as a sealing material for semiconductors, etc., it causes corrosion of metal joints (wire bonding parts). I don't like it because it's possible. JP 2017-008177 describes that it is preferably 0.1% (1000 ppm) or less in terms of SO 3 , and when applied to electronic material applications, it is about 400 ppm or less in terms of sulfur. It is also known from the known literature that this is preferable.
That is, when the sulfur content is within the above range, the cured product of the epoxy resin mixture of the present invention can exhibit excellent mechanical strength and toughness at room temperature and high temperature range, and can be used for electronic materials without problems. cannot occur.

なお、本発明において、硫黄含有量は燃焼法により求めており、詳しくは以下の条件にて行った。
[熱分解工程]
装置機器 メーカー:Thermo SCIENTIFIC 燃焼イオンクロマトグラフィーシステム
(熱分解条件)
燃焼温度 1000℃、15分キープ
ガス流量 Ar 200ml/min O 400ml/min
サンプル 0.05g
(分解ガス吸収液)
リン酸イオン標準液 1000ppm 1mL
30% 0.05mL
を水で希釈し500mLに調整
[吸収液のイオンクロマグラフィー工程]
装置:Dionex Integrion HPLC
ガードカラム Dinonex Ionpac AS12A(4×50mm)
カラム:Dionex Ion Pac AS12A(4×200mm)
サプレッサ Dionex ADRS 600(4mm)
溶離液:炭酸ナトリウム/炭酸水素ナトリウム混合液
検出器:CD(電気伝導度検出器)
In addition, in the present invention, the sulfur content is obtained by the combustion method, and in detail, it was carried out under the following conditions.
[Thermal decomposition process]
Equipment Manufacturer: Thermo SCIENTIFIC Combustion ion chromatography system (thermal decomposition conditions)
Combustion temperature 1000°C, 15 minutes keep Gas flow rate Ar 200ml/min O 2 400ml/min
0.05 g of sample
(decomposition gas absorption liquid)
Phosphate ion standard solution 1000ppm 1mL
H2O2 30 % 0.05 mL
Dilute with water and adjust to 500 mL [Ion chromatography process of absorption liquid]
Equipment: Dionex Integration HPLC
Guard column Dinonex Ionpac AS12A (4 x 50mm)
Column: Dionex Ion Pac AS12A (4 x 200mm)
Suppressor Dionex ADRS 600 (4mm)
Eluent: sodium carbonate/sodium hydrogen carbonate mixed solution Detector: CD (conductivity detector)

本発明のエポキシ樹脂混合物は無機の硫黄成分(硫化物イオン)の量が10ppm以下であることが好ましい。上述のような有機硫黄分としてではなく、イオンとして残っている場合、エポキシ樹脂混合物を使用して得られる電気デバイスにおいて腐食のリスクがあり信頼性が悪化する。より好ましくは5ppm以下であり、2ppm以下が最も好ましい。
イオン分の測定としては樹脂を純水に入れ、軟化点以上の温度で20時間抽出を行い、得られた抽出液をイオンクロマトグラフィーにて測定することで確認できる。
The epoxy resin mixture of the present invention preferably has an inorganic sulfur component (sulfide ion) content of 10 ppm or less. If it remains as ions rather than as an organic sulfur content as described above, there is a risk of corrosion and poor reliability in electrical devices obtained using the epoxy resin mixture. It is more preferably 5 ppm or less, most preferably 2 ppm or less.
The ion content can be confirmed by placing the resin in pure water, extracting the resin at a temperature above the softening point for 20 hours, and measuring the resulting extract by ion chromatography.

本発明のエポキシ樹脂混合物を硬化させた硬化物は、室温及び高温領域で優れた機械強度と靭性を有する。機械強度を表す指標として3点曲げ試験における応力(MPa)があり、靭性を表す指標として同じく3点曲げ試験におけるひずみ(%)がある。室温として30℃での3点曲げ試験における応力は90MPa以上が好ましく、さらに好ましくは95MPa以上、特に好ましくは100MPa以上である。また30℃での3点曲げ試験におけるひずみは4.0%以上が好ましく、さらに好ましくは6.0%以上である。高温として120℃での3点曲げ試験における応力は60MPa以上が好ましく、さらに好ましくは65MPa以上である。また120℃での3点曲げ試験におけるひずみは5.0%以上が好ましく、さらに好ましくは6.0%以上、特に好ましくは8.0%以上である。CFRPなどのマトリックス樹脂に使用される熱硬化性樹脂硬化物を航空宇宙用や車両などの構造材料に適用する場合、室温および高温領域どちらでも高い機械強度が必要になっており、機械強度が低いと強い力が加わった際に破損する場合がある。そのため、機械強度が少しでも高いものが好ましい。また、パッケージ基板のような薄型の基板では機械的なショックが加わった場合、そのショックに耐えることができず基板破損してしまう可能性がある。そのため、靭性も少しでも高いものが好ましい。 A cured product obtained by curing the epoxy resin mixture of the present invention has excellent mechanical strength and toughness at room temperature and high temperature. An index representing mechanical strength is stress (MPa) in a three-point bending test, and an index representing toughness is strain (%) in a three-point bending test. The stress in a three-point bending test at room temperature of 30° C. is preferably 90 MPa or more, more preferably 95 MPa or more, and particularly preferably 100 MPa or more. The strain in a three-point bending test at 30°C is preferably 4.0% or more, more preferably 6.0% or more. The stress in a three-point bending test at a high temperature of 120° C. is preferably 60 MPa or more, more preferably 65 MPa or more. Also, the strain in a three-point bending test at 120° C. is preferably 5.0% or more, more preferably 6.0% or more, and particularly preferably 8.0% or more. When applying cured thermosetting resins used for matrix resins such as CFRP to structural materials for aerospace applications and vehicles, high mechanical strength is required both at room temperature and in high temperature ranges, and mechanical strength is low. It may be damaged when a strong force is applied. Therefore, it is preferable that the mechanical strength is as high as possible. Moreover, when a thin substrate such as a package substrate is subjected to a mechanical shock, the substrate may be damaged because it cannot withstand the shock. Therefore, it is preferable that the toughness is as high as possible.

本発明のエポキシ樹脂混合物の製造方法としては下記式(2)で表されるフェノール樹脂をエピクロロヒドリンでエポキシ化することで得られる。この際、後述する含硫黄化合物と同時にエポキシ化することで、分子内に硫黄原子を含有する化合物となる。 The epoxy resin mixture of the present invention can be obtained by epoxidizing a phenol resin represented by the following formula (2) with epichlorohydrin. At this time, by epoxidizing simultaneously with a sulfur-containing compound described later, a compound containing a sulfur atom in the molecule is obtained.

Figure 2023023241000004
Figure 2023023241000004

(式(2)中、nは繰り返し数であり1~20の実数を表す。) (In formula (2), n is the number of repetitions and represents a real number from 1 to 20.)

前記式(2)中、nの好ましい範囲は前記式(1)と同様である。 In formula (2), the preferred range of n is the same as in formula (1).

前記式(2)で表されるフェノール樹脂の合成法としては、限定はされないが、例えば、フェノールとビスクロロメチルビフェニル、ビスメトキシメチルビフェニル、ヒスヒドロキシメチルビフェニルなどのベンジルメチレン基を有するビフェニル化合物との反応が挙げられ、特に純度90%以上の4,4’-ビスクロロメチルビフェニル、4,4’-ビスメトキシメチルビフェニルの利用が産業上好ましい。この場合のビフェニル化合物の使用量は、フェノール10モルに対し、通常1~9モル、好ましくは1~6モルの範囲である。具体的な合成方法としては、特許3122834号、特開2003-301031号公報、特許3122834号公報、特許5686770号公報、特許3934829号公報などに記載されている方法が挙げられるが、これらに限定されるものではない The method for synthesizing the phenolic resin represented by the formula (2) is not limited. In particular, the use of 4,4'-bischloromethylbiphenyl and 4,4'-bismethoxymethylbiphenyl with a purity of 90% or more is industrially preferable. In this case, the biphenyl compound is used in an amount of generally 1 to 9 mol, preferably 1 to 6 mol, per 10 mol of phenol. Specific synthesis methods include, but are not limited to, the methods described in Japanese Patent No. 3122834, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-301031, Japanese Patent No. 3122834, Japanese Patent No. 5686770, and Japanese Patent No. 3934829. not something

つづいて、本発明のエポキシ樹脂混合物を得る反応について説明する。本発明のエポキシ樹脂混合物は前記式(2)で表されるフェノール樹脂と、エピクロロヒドリンと、含硫黄化合物とを反応させることで得られる。 Next, the reaction for obtaining the epoxy resin mixture of the present invention will be explained. The epoxy resin mixture of the present invention is obtained by reacting the phenol resin represented by the formula (2), epichlorohydrin, and a sulfur-containing compound.

エピクロロヒドリンは市場から容易に入手できる。エピクロロヒドリンの使用量は原料フェノール樹脂およびの水酸基1モルに対し通常3.0~10モル、好ましくは3.5~8.0モル、より好ましくは4.0~7.0モルである。 Epichlorohydrin is readily available commercially. The amount of epichlorohydrin to be used is usually 3.0 to 10 mol, preferably 3.5 to 8.0 mol, more preferably 4.0 to 7.0 mol, per 1 mol of hydroxyl group of the raw material phenolic resin. .

上記反応においては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類、ジメチルスルホン、ジメチルスルホキシド、テトラヒドロフラン、ジオキサン等の非プロトン性極性溶媒などを添加して反応を行うことが反応進行上好ましい。
アルコール類を使用する場合、その使用量はエピハロヒドリンの使用量に対し通常2~50重量%、好ましくは4~20重量%である。また非プロトン性極性溶媒を用いる場合はエピハロヒドリンの使用量に対し通常5~100重量%、好ましくは10~80重量%である。
In the above reaction, it is preferable to carry out the reaction by adding an alcohol such as methanol, ethanol or isopropyl alcohol, or an aprotic polar solvent such as dimethylsulfone, dimethylsulfoxide, tetrahydrofuran or dioxane.
When alcohols are used, the amount used is generally 2-50% by weight, preferably 4-20% by weight, based on the amount of epihalohydrin used. When an aprotic polar solvent is used, it is usually 5-100% by weight, preferably 10-80% by weight, based on the amount of epihalohydrin used.

上記反応において、エポキシ化工程を促進する触媒としてアルカリ金属水酸化物を使用することができる。使用しうるアルカリ金属水酸化物としては水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられ、固形物を利用してもよく、その水溶液を使用してもよいが、本発明においては特に、溶解性、ハンドリングの面からフレーク状に成型された固形物の使用が好ましい。アルカリ金属水酸化物の使用量は原料フェノール樹脂の水酸基1モルに対して通常0.90~1.50モルである。特に好ましくは1.01~1.35である。0.90を下回るとエポキシ化が完了しない化合物が増え、塩素量が増えることで腐食の要因になりやすい。また、1.5を超えることでできたエポキシ基に水酸化物イオンが反応し、αグリコール構造ができやすくなることから架橋密度の低下を引き起こすこととなることから上述の範囲が好ましい。 In the above reaction, an alkali metal hydroxide can be used as a catalyst to accelerate the epoxidation process. Alkali metal hydroxides that can be used include sodium hydroxide, potassium hydroxide, and the like. From the point of view of handling, it is preferable to use solids molded into flakes. The amount of the alkali metal hydroxide to be used is usually 0.90 to 1.50 mol per 1 mol of the hydroxyl group of the raw material phenol resin. Especially preferred is 1.01 to 1.35. If it is less than 0.90, the number of compounds for which epoxidation is not completed increases, and the increased amount of chlorine tends to cause corrosion. In addition, when the ratio exceeds 1.5, hydroxide ions react with epoxy groups formed to easily form an α-glycol structure, which causes a decrease in crosslink density. Therefore, the above range is preferable.

また、反応を促進するためにテトラメチルアンモニウムクロライド、テトラメチルアンモニウムブロマイド、トリメチルベンジルアンモニウムクロライド等の4級アンモニウム塩を触媒として添加してもかまわない。4級アンモニウム塩の使用量としては原料フェノール樹脂の水酸基1モルに対し通常0.0009~0.15モルが好ましい。 Moreover, in order to promote the reaction, a quaternary ammonium salt such as tetramethylammonium chloride, tetramethylammonium bromide, trimethylbenzylammonium chloride, etc. may be added as a catalyst. The amount of the quaternary ammonium salt to be used is preferably 0.0009 to 0.15 mol per 1 mol of the hydroxyl group of the raw material phenol resin.

エポキシ化反応の際に本発明においては含硫黄化合物を同時に反応させることで硫黄を分子内に導入する。含硫黄化合物はその構造中に硫黄を含んでいる化合物であれば特に限定されないが、チオエーテル化合物やジスルフィド化合物が例示される。具体的にはジメチルスルフィド、ジアリルスルフィド、ジエチルスルフィド、メチルフェニルスルフィドなどの炭素数1~10のチオエーテル化合物、ジメチルジスルフィド、二硫化アリル、ジブチルジスルフィド、ジフェニルジスルフィドなどの炭素数1~10のジスルフィド化合物、ジメチルトリスルフィド、ジプロピルトリスルフィドなどの炭素数1~10のトリスルフィド等の含硫黄化合物を添加することで、含硫黄化合物を含有したエポキシ樹脂混合物中を得ることができる。含硫黄化合物は炭素数2~4であることが好ましく、特に好ましくはジメチルスルフィド、ジメチルジスルフィドである。低分子であることで未反応のスルフィド化合物は後の工程で除去しやすいためである。これら硫黄化合物の添加量としては、原料フェノール樹脂の1000重量部に対して通常0.1~50重量部が好ましく、0.5~40重量部がさらに好ましく、1~30重量部が特に好ましい。含硫黄化合物の添加量が上記範囲よりも少ないと、反応工程終了後のエポキシ樹脂混合物中の含硫黄化合物の含有量が少なくなってしまい優れた機械強度や靭性が得られない。一方、含硫黄化合物の含有量が上記範囲よりも多いと反応工程終了後のエポキシ樹脂混合物中の含硫黄化合物の含有量が多くなりすぎてしまい、上述のように高温領域で金属配線の腐食の原因になってしまう。硫黄化合物の添加量が上記範囲内であれば、金属配線の腐食への影響が少なく、優れた機械強度や靭性を得ることができる。 In the present invention, a sulfur-containing compound is simultaneously reacted during the epoxidation reaction to introduce sulfur into the molecule. The sulfur-containing compound is not particularly limited as long as it contains sulfur in its structure, and examples thereof include thioether compounds and disulfide compounds. Specifically, thioether compounds having 1 to 10 carbon atoms such as dimethyl sulfide, diallyl sulfide, diethyl sulfide and methylphenyl sulfide; disulfide compounds having 1 to 10 carbon atoms such as dimethyl disulfide, allyl disulfide, dibutyl disulfide and diphenyl disulfide; By adding a sulfur-containing compound such as trisulfide having 1 to 10 carbon atoms such as dimethyltrisulfide and dipropyltrisulfide, an epoxy resin mixture containing a sulfur-containing compound can be obtained. The sulfur-containing compound preferably has 2 to 4 carbon atoms, and particularly preferably dimethylsulfide and dimethyldisulfide. This is because an unreacted sulfide compound can be easily removed in a later step due to its low molecular weight. The amount of these sulfur compounds to be added is preferably 0.1 to 50 parts by weight, more preferably 0.5 to 40 parts by weight, particularly preferably 1 to 30 parts by weight, per 1,000 parts by weight of the starting phenolic resin. If the amount of the sulfur-containing compound added is less than the above range, the content of the sulfur-containing compound in the epoxy resin mixture after completion of the reaction process will be too small to obtain excellent mechanical strength and toughness. On the other hand, if the content of the sulfur-containing compound is more than the above range, the content of the sulfur-containing compound in the epoxy resin mixture after the completion of the reaction process becomes too large, and as described above, corrosion of metal wiring occurs in the high temperature range. It becomes the cause. If the amount of the sulfur compound added is within the above range, the corrosion of the metal wiring is less affected, and excellent mechanical strength and toughness can be obtained.

エポキシ化の反応温度は通常30~90℃であり、好ましくは35~80℃である。反応時間は通常0.5~10時間であり、好ましくは1~8時間である。
反応終了後、反応物を水洗後、または水洗無しに加熱減圧下でエピハロヒドリンや溶媒等を除去することにより前記式(2)で表されるエポキシ樹脂が得られる。また、加水分解性ハロゲンの少ないエポキシ樹脂とするために、回収したエポキシ樹脂をトルエン、メチルイソブチルケトンなどの溶剤に溶解し、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物の水溶液を加えて反応を行い、閉環を確実なものにすることもできる。この場合アルカリ金属水酸化物の使用量はグリシジル化に使用したフェノール化合物の水酸基1モルに対して通常0.01~0.3モル、好ましくは0.05~0.2モルである。反応温度は通常50~120℃、反応時間は通常0.5~2時間である。
The reaction temperature for epoxidation is usually 30 to 90°C, preferably 35 to 80°C. The reaction time is usually 0.5 to 10 hours, preferably 1 to 8 hours.
After completion of the reaction, the epoxy resin represented by the formula (2) can be obtained by removing the epihalohydrin, solvent, etc. from the reactant under heating and reduced pressure after washing with water or without washing with water. Also, in order to obtain an epoxy resin with less hydrolyzable halogen, the recovered epoxy resin is dissolved in a solvent such as toluene or methyl isobutyl ketone, and an aqueous solution of an alkali metal hydroxide such as sodium hydroxide or potassium hydroxide is added. can also be used to ensure ring closure. In this case, the amount of alkali metal hydroxide to be used is usually 0.01 to 0.3 mol, preferably 0.05 to 0.2 mol, per 1 mol of the hydroxyl group of the phenol compound used for glycidylation. The reaction temperature is usually 50-120° C., and the reaction time is usually 0.5-2 hours.

反応終了後、生成した塩を濾過、水洗などにより除去し、更に加熱減圧下溶剤を留去することにより本発明のエポキシ樹脂混合物が得られる。 After completion of the reaction, the salt produced is removed by filtration, washing with water, etc., and the solvent is distilled off under heating and reduced pressure to obtain the epoxy resin mixture of the present invention.

本発明のエポキシ樹脂組成物は硬化剤を含有する。用い得る硬化剤としては、例えばフェノール系硬化剤、酸無水物系硬化剤、アミド系硬化剤、及びアミン系硬化剤等が挙げられる。 The epoxy resin composition of the present invention contains a curing agent. Examples of usable curing agents include phenol-based curing agents, acid anhydride-based curing agents, amide-based curing agents, and amine-based curing agents.

本発明のエポキシ樹脂組成物においては特に、硬化物の耐熱性や熱安定性をバランス良く両立できるためフェノール系硬化剤においては繰り返し単位を有するフェノール樹脂が好ましい。フェノール系硬化剤としては、フェノール樹脂として、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂;多価フェノール類(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、テルペンジフェノール、4,4’-ジヒドロキシビフェニル、2,2’-ジヒドロキシビフェニル、3,3’,5,5’-テトラメチル-(1,1’-ビフェニル)-4,4’-ジオール、ハイドロキノン、レゾルシン、ナフタレンジオール、トリス-(4-ヒドロキシフェニル)メタン及び1,1,2,2-テトラキス(4-ヒドロキシフェニル)エタン等);フェノール類(例えば、フェノール、アルキル置換フェノール、ナフトール、アルキル置換ナフトール、ジヒドロキシベンゼン及びジヒドロキシナフタレン等)と、アルデヒド類(ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド、p-ヒドロキシベンズアルデヒド、o-ヒドロキシベンズアルデヒド及びフルフラール等)、ケトン類(p-ヒドロキシアセトフェノン及びo-ヒドロキシアセトフェノン等)、若しくはジエン類(ジシクロペンタジエン及びトリシクロペンタジエン等)との縮合により得られるフェノール樹脂;前記フェノール類と、置換ビフェニル類(4,4’-ビス(クロルメチル)-1,1’-ビフェニル及び4,4’-ビス(メトキシメチル)-1,1’-ビフェニル等)、若しくは置換フェニル類(1,4-ビス(クロロメチル)ベンゼン、1,4-ビス(メトキシメチル)ベンゼン及び1,4-ビス(ヒドロキシメチル)ベンゼン等)等との重縮合により得られるフェノール樹脂;また、前記フェノール類及び/又は前記フェノール樹脂の変性物;テトラブロモビスフェノールA及び臭素化フェノール樹脂等のハロゲン化フェノール類が挙げられる。 Especially in the epoxy resin composition of the present invention, a phenolic resin having a repeating unit is preferable as a phenolic curing agent because the cured product can have both heat resistance and thermal stability in a well-balanced manner. Examples of phenol-based curing agents include phenol novolac resins, cresol novolac resins, phenol aralkyl resins; biphenyl, 2,2'-dihydroxybiphenyl, 3,3',5,5'-tetramethyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diol, hydroquinone, resorcinol, naphthalenediol, tris-(4 -hydroxyphenyl)methane and 1,1,2,2-tetrakis(4-hydroxyphenyl)ethane, etc.); , aldehydes (formaldehyde, acetaldehyde, benzaldehyde, p-hydroxybenzaldehyde, o-hydroxybenzaldehyde, furfural, etc.), ketones (p-hydroxyacetophenone and o-hydroxyacetophenone, etc.), or dienes (dicyclopentadiene and tricyclopentadiene etc.); the phenols and substituted biphenyls (4,4′-bis(chloromethyl)-1,1′-biphenyl and 4,4′-bis(methoxymethyl)-1, 1'-biphenyl, etc.), or substituted phenyls (1,4-bis(chloromethyl)benzene, 1,4-bis(methoxymethyl)benzene, 1,4-bis(hydroxymethyl)benzene, etc.), etc. Phenol resins obtained by condensation; modified phenols and/or modified phenol resins; and halogenated phenols such as tetrabromobisphenol A and brominated phenol resins.

酸無水物系硬化剤としては無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、無水マレイン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸及びメチルヘキサヒドロ無水フタル酸等が挙げられる。 Acid anhydride curing agents include phthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, maleic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, methylnadic anhydride, hexahydrophthalic anhydride and methylhexahydrophthalic anhydride. Examples include phthalic anhydride and the like.

アミド系硬化剤としては、ジシアンジアミド、若しくはリノレン酸の2量体とエチレンジアミンより合成されるポリアミド樹脂等が挙げられる。 Examples of the amide-based curing agent include dicyandiamide, or a polyamide resin synthesized from a dimer of linolenic acid and ethylenediamine.

アミン系硬化剤としては、3,3’-ジアミノジフェニルスルホン(3,3’-DDS)、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン(4,4’-DDS)、ジアミノジフェニルメタン(DDM)、3,3’-ジイソプロピル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’-ジ-t-ブチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’-ジエチル-5,5’-ジメチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’-ジイソプロピル-5,5’-ジメチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’-ジ-t-ブチル-5,5’-ジメチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’,5,5’-テトラエチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’-ジイソプロピル-5,5’-ジエチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’-ジ-t-ブチル-5,5’-ジエチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’,5,5’-テトライソプロピル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’-ジ-t-ブチル-5,5’-ジイソプロピル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’,5,5’-テトラ-t-ブチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルエーテル(DADPE)、ビスアニリン、ベンジルジメチルアニリン、2-(ジメチルアミノメチル)フェノール(DMP-10)、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール(DMP-30)、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノールの2-エチルヘキサン酸エステル等を使用することができる。また、アニリンノボラック、オルソエチルアニリンノボラック、アニリンとキシリレンクロライドとの反応により得られるアニリン樹脂、アニリンと置換ビフェニル類(4,4’-ビス(クロルメチル)-1,1’-ビフェニル及び4,4’-ビス(メトキシメチル)-1,1’-ビフェニル等)、若しくは置換フェニル類(1,4-ビス(クロロメチル)ベンゼン、1,4-ビス(メトキシメチル)ベンゼン及び1,4-ビス(ヒドロキシメチル)ベンゼン等)等との重縮合により得られるアニリン樹脂等が挙げられる。 Amine curing agents include 3,3′-diaminodiphenylsulfone (3,3′-DDS), 4,4′-diaminodiphenylsulfone (4,4′-DDS), diaminodiphenylmethane (DDM), 3,3 '-diisopropyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3'-di-t-butyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3'-diethyl-5,5'-dimethyl-4,4'- Diaminodiphenylmethane, 3,3'-diisopropyl-5,5'-dimethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3'-di-t-butyl-5,5'-dimethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane , 3,3′,5,5′-tetraethyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, 3,3′-diisopropyl-5,5′-diethyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, 3,3′-di- t-butyl-5,5'-diethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3',5,5'-tetraisopropyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3'-di-t-butyl -5,5'-diisopropyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3',5,5'-tetra-t-butyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, diaminodiphenyl ether (DADPE), bisaniline, benzyldimethyl Aniline, 2-(dimethylaminomethyl)phenol (DMP-10), 2,4,6-tris(dimethylaminomethyl)phenol (DMP-30), 2 of 2,4,6-tris(dimethylaminomethyl)phenol - ethyl hexanoic acid ester and the like can be used. Also, aniline novolak, orthoethylaniline novolak, aniline resin obtained by reacting aniline with xylylene chloride, aniline and substituted biphenyls (4,4'-bis(chloromethyl)-1,1'-biphenyl and 4,4 '-bis(methoxymethyl)-1,1'-biphenyl, etc.), or substituted phenyls (1,4-bis(chloromethyl)benzene, 1,4-bis(methoxymethyl)benzene and 1,4-bis( hydroxymethyl)benzene, etc.), and aniline resins obtained by polycondensation.

本発明のエポキシ樹脂組成物において、硬化剤の使用量はエポキシ樹脂のエポキシ基1当量に対して0.7~1.2当量が好ましい。エポキシ基1当量に対して0.7当量に満たない場合、或いは1.2当量を越える場合、いずれも硬化が不完全になり、良好な硬化物性が得られない恐れがある。 In the epoxy resin composition of the present invention, the amount of the curing agent used is preferably 0.7 to 1.2 equivalents per equivalent of the epoxy group of the epoxy resin. If the amount is less than 0.7 equivalents or if the amount exceeds 1.2 equivalents with respect to 1 equivalent of epoxy groups, curing may be incomplete and good cured physical properties may not be obtained.

また本発明のエポキシ樹脂組成物においては必要に応じて、硬化促進剤を配合しても良い。硬化促進剤を使用することによりゲル化時間を調整することもできる。使用できる硬化促進剤の例としては2-メチルイミダゾール、2-エチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール等のイミダゾール類、2-(ジメチルアミノメチル)フェノール、トリエチレンジアミン、トリエタノールアミン、1,8-ジアサザビシクロ(5,4,0)ウンデセン-7等の第3級アミン類、トリフェニルホスフィン、トリ(トルイル)ホスフィン、テトラフェニルホスホニウムブロマイド、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート等のホスフィン類やホスホニウム化合物、オクチル酸スズ等の金属化合物、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ホ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が挙げられる。硬化促進剤はエポキシ樹脂100重量部に対して0.01~5.0重量部が必要に応じ用いられる。 Moreover, in the epoxy resin composition of the present invention, if necessary, a curing accelerator may be blended. The gelation time can also be adjusted by using curing accelerators. Examples of curing accelerators that can be used include imidazoles such as 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-(dimethylaminomethyl)phenol, triethylenediamine, tri Tertiary amines such as ethanolamine, 1,8-diasazabicyclo(5,4,0)undecene-7, triphenylphosphine, tri(toluyl)phosphine, tetraphenylphosphonium bromide, tetraphenylphosphonium tetraphenylborate, etc. phosphines and phosphonium compounds, metal compounds such as tin octylate, tetra-substituted phosphonium/tetra-substituted borate such as traphenylphosphonium/tetraphenylborate, tetraphenylphosphonium/ethyltriphenylborate, 2-ethyl-4-methylimidazole Tetraphenylboron salts such as tetraphenylborate and N-methylmorpholine-tetraphenylborate. 0.01 to 5.0 parts by weight of the curing accelerator is used as needed 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、他のエポキシ樹脂を配合しても良く、具体例としては、フェノール類(フェノール、アルキル置換フェノール、芳香族置換フェノール、ナフトール、アルキル置換ナフトール、ジヒドロキシベンゼン、アルキル置換ジヒドロキシベンゼン、ジヒドロキシナフタレン等)と各種アルデヒド(ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アルキルアルデヒド、ベンズアルデヒド、アルキル置換ベンズアルデヒド、ヒドロキシベンズアルデヒド、ナフトアルデヒド、グルタルアルデヒド、フタルアルデヒド、クロトンアルデヒド、シンナムアルデヒド等)との重縮合物、フェノール類と各種ジエン化合物(ジシクロペンタジエン、テルペン類、ビニルシクロヘキセン、ノルボルナジエン、ビニルノルボルネン、テトラヒドロインデン、ジビニルベンゼン、ジビニルビフェニル、ジイソプロペニルビフェニル、ブタジエン、イソプレン等)との重合物、フェノール類とケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトフェノン、ベンゾフェノン等)との重縮合物、フェノール類と置換ビフェニル類(4,4’-ビス(クロルメチル)-1,1’-ビフェニル及び4,4’-ビス(メトキシメチル)-1,1’-ビフェニル等)、若しくは置換フェニル類(1,4-ビス(クロロメチル)ベンゼン、1,4-ビス(メトキシメチル)ベンゼン及び1,4-ビス(ヒドロキシメチル)ベンゼン等)等との重縮合により得られるフェノール樹脂、ビスフェノール類と各種アルデヒドの重縮合物、アルコール類等をグリシジル化したグリシジルエーテル系エポキシ樹脂、4-ビニル-1-シクロヘキセンジエポキシドや3,4-エポキシシクロヘキシルメチル-3,4’-エポキシシクロヘキサンカルボキシラートなどを代表とする脂環式エポキシ樹脂、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン(TGDDM)やトリグリシジル-p-アミノフェノールなどを代表とするグリシジルアミン系エポキシ樹脂、グリシジルエステル系エポキシ樹脂等が挙げられるが、通常用いられるエポキシ樹脂であればこれらに限定されるものではない。 The epoxy resin composition of the present invention may contain other epoxy resins. Specific examples include phenols (phenol, alkyl-substituted phenol, aromatic-substituted phenol, naphthol, alkyl-substituted naphthol, dihydroxybenzene, alkyl polycondensates of various aldehydes (formaldehyde, acetaldehyde, alkylaldehyde, benzaldehyde, alkyl-substituted benzaldehyde, hydroxybenzaldehyde, naphthaldehyde, glutaraldehyde, phthalaldehyde, crotonaldehyde, cinnamaldehyde, etc.), Polymers of phenols and various diene compounds (dicyclopentadiene, terpenes, vinylcyclohexene, norbornadiene, vinylnorbornene, tetrahydroindene, divinylbenzene, divinylbiphenyl, diisopropenylbiphenyl, butadiene, isoprene, etc.), phenols and ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, acetophenone, benzophenone, etc.), phenols and substituted biphenyls (4,4'-bis(chloromethyl)-1,1'-biphenyl and 4,4'- bis(methoxymethyl)-1,1'-biphenyl, etc.) or substituted phenyls (1,4-bis(chloromethyl)benzene, 1,4-bis(methoxymethyl)benzene and 1,4-bis(hydroxymethyl ) phenol resins obtained by polycondensation with benzene, etc.), polycondensates of bisphenols and various aldehydes, glycidyl ether epoxy resins obtained by glycidylating alcohols, 4-vinyl-1-cyclohexene diepoxide and 3, Alicyclic epoxy resins such as 4-epoxycyclohexylmethyl-3,4'-epoxycyclohexanecarboxylate, glycidylamine-based epoxies such as tetraglycidyldiaminodiphenylmethane (TGDDM) and triglycidyl-p-aminophenol. Resins, glycidyl ester-based epoxy resins, and the like can be mentioned, but the epoxy resins are not limited to these as long as they are commonly used epoxy resins.

更に、本発明のエポキシ樹脂組成物には、必要に応じて無機充填剤を添加することができる。無機充填剤としては、結晶シリカ、溶融シリカ、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、スヒピネル、チタニア、タルク等の粉体またはこれらを球形化したビーズ等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらは単独で用いてもよく、2種以上を用いてもよい。これら無機充填剤は、用途によりその使用量は異なるが、例えば半導体の封止剤用途に使用する場合はエポキシ樹脂組成物の硬化物の耐熱性、耐湿性、力学的性質、難燃などの面からエポキシ樹脂組成物中で20重量%以上占める割合で使用するのが好ましく、より好ましくは30重量%以上であり、特にリードフレームとの線膨張率を向上させるために70~95重量%を占める割合で使用することがさらに好ましい。 Furthermore, an inorganic filler can be added to the epoxy resin composition of the present invention, if necessary. Inorganic fillers include powders of crystalline silica, fused silica, alumina, zircon, calcium silicate, calcium carbonate, silicon carbide, silicon nitride, boron nitride, zirconia, fosterite, steatite, schipinel, titania, talc, etc. Beads formed by spheroidizing are included, but are not limited to these. These may be used independently and may use 2 or more types. The amount of these inorganic fillers used varies depending on the application. It is preferably used in a proportion of 20% by weight or more in the epoxy resin composition, more preferably 30% by weight or more, and in particular 70 to 95% by weight in order to improve the coefficient of linear expansion with the lead frame. It is more preferred to use proportions.

本発明のエポキシ樹脂組成物には成形時の金型との離型を良くするために離型剤を配合することができる。離型剤としては従来公知のものいずれも使用できるが、たとえばカルナバワックス、モンタンワックスなどのエステル系ワックス、ステアリン酸、パルミチン酸などの脂肪酸およびこれらの金属塩、酸化ポリエチレン、非酸化ポリエチレンなどのポリオレフィン系ワックス等が挙げられる。これらは単独で使用しても2種以上併用しても良い。これら離型剤の配合量は全有機成分に対して0.5~3重量%が好ましい。これより少なすぎると金型からの離型が悪く、多すぎるとリードフレームなどとの接着が悪くなる。 The epoxy resin composition of the present invention may contain a mold release agent to improve release from the mold during molding. As the mold release agent, any conventionally known ones can be used. system waxes and the like. These may be used alone or in combination of two or more. The blending amount of these release agents is preferably 0.5 to 3% by weight based on the total organic components. If the amount is too small, the release from the mold will be poor, and if the amount is too large, adhesion to the lead frame or the like will be poor.

本発明のエポキシ樹脂組成物には無機充填剤と樹脂成分との接着性を高めるためにカップリング剤を配合することができる。カップリング剤としては従来公知のものをいずれも使用できるが、例えばビニルアルコキシシラン、エポキシアルコキシシラン、スチリルアルコキシシラン、メタクリロキシアルコキシシラン、アクリロキシアルコキシシラン、アミノアルコキシシラン、メルカプトアルコキシシラン、イソシアナートアルコキシシランなどの各種アルコキシシラン化合物、アルコキシチタン化合物、アルミニウムキレート類などが挙げられる。これらは単独で使用しても2種以上併用しても良い。カップリング剤の添加方法は、カップリング剤であらかじめ無機充填剤表面を処理した後、樹脂と混練しても良いし、樹脂にカップリング剤を混合してから無機充填剤を混練しても良い。 A coupling agent can be added to the epoxy resin composition of the present invention in order to increase the adhesion between the inorganic filler and the resin component. Any known coupling agent can be used, for example vinylalkoxysilane, epoxyalkoxysilane, styrylalkoxysilane, methacryloxyalkoxysilane, acryloxyalkoxysilane, aminoalkoxysilane, mercaptoalkoxysilane, isocyanatoalkoxy. Examples include various alkoxysilane compounds such as silane, alkoxytitanium compounds, and aluminum chelates. These may be used alone or in combination of two or more. The coupling agent may be added by first treating the surface of the inorganic filler with the coupling agent and then kneading it with the resin, or by mixing the coupling agent with the resin and then kneading the inorganic filler. .

更に本発明のエポキシ樹脂組成物には、必要に応じて公知の添加剤を配合することができる。用いうる添加剤の具体例としては、ポリブタジエンおよびこの変性物、アクリロニトリル共重合体の変性物、ポリフェニレンエーテル、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリイミド、フッ素樹脂、マレイミド系化合物、シアネートエステル系化合物、シリコーンゲル、シリコーンオイル、並びにカーボンブラック、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン等の着色剤などがあげられる。 Further, the epoxy resin composition of the present invention may contain known additives as required. Specific examples of additives that can be used include polybutadiene and modified polybutadiene, modified acrylonitrile copolymer, polyphenylene ether, polystyrene, polyethylene, polyimide, fluorine resin, maleimide compound, cyanate ester compound, silicone gel, and silicone oil. , and coloring agents such as carbon black, phthalocyanine blue and phthalocyanine green.

本発明のエポキシ樹脂組成物には、必要に応じて公知のマレイミド系化合物を配合することができる。用いうるマレイミド化合物の具体例としては、4,4’-ジフェニルメタンビスマレイミド、ポリフェニルメタンマレイミド、m-フェニレンビスマレイミド、2,2’-ビス[4-(4-マレイミドフェノキシ)フェニル]プロパン、3,3’-ジメチル-5,5’-ジエチル-4,4’-ジフェニルメタンビスマレイミド、4-メチル-1,3-フェニレンビスマレイミド、4,4’-ジフェニルエーテルビスマレイミド、4,4’-ジフェニルスルフォンビスマレイミド、1,3-ビス(3-マレイミドフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-マレイミドフェノキシ)ベンゼンなどが挙げられるがこれらに限定されるものではない。これらは単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。マレイミド系化合物を配合する際は、必要により硬化促進剤を配合するが、前記硬化促進剤や、有機過酸化物、アゾ化合物などのラジカル重合開始剤など使用できる。 The epoxy resin composition of the present invention may optionally contain a known maleimide compound. Specific examples of usable maleimide compounds include 4,4′-diphenylmethanebismaleimide, polyphenylmethanemaleimide, m-phenylenebismaleimide, 2,2′-bis[4-(4-maleimidophenoxy)phenyl]propane, 3 ,3′-dimethyl-5,5′-diethyl-4,4′-diphenylmethanebismaleimide, 4-methyl-1,3-phenylenebismaleimide, 4,4′-diphenyletherbismaleimide, 4,4′-diphenylsulfone Examples include, but are not limited to, bismaleimide, 1,3-bis(3-maleimidophenoxy)benzene, 1,3-bis(4-maleimidophenoxy)benzene, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. When blending the maleimide-based compound, a curing accelerator is blended as necessary, and the above-mentioned curing accelerators, organic peroxides, radical polymerization initiators such as azo compounds, and the like can be used.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、上記各成分を均一に混合することにより得られる。本発明のエポキシ樹脂組成物は従来知られている方法と同様の方法で容易にその硬化物とすることができる。例えば、エポキシ樹脂と硬化剤、並びに必要により硬化促進剤、無機充填剤、離型剤、シランカップリング剤及び添加剤とを必要に応じて押出機、ニーダ、ロール等を用いて均一になるまで充分に混合することより本発明のエポキシ樹脂組成物を得て、これを溶融注型法あるいはトランスファー成型法やインジェクション成型法、圧縮成型法などによって成型し、更に80~200℃で2~10時間に加熱することにより硬化物を得ることができる。 The epoxy resin composition of the present invention is obtained by uniformly mixing the above components. The epoxy resin composition of the present invention can be easily cured by a method similar to the conventionally known method. For example, an epoxy resin and a curing agent, and if necessary, a curing accelerator, an inorganic filler, a release agent, a silane coupling agent, and an additive are mixed until uniform using an extruder, a kneader, a roll, etc. The epoxy resin composition of the present invention is obtained by thorough mixing, which is molded by a melt casting method, transfer molding method, injection molding method, compression molding method, or the like, and further at 80 to 200° C. for 2 to 10 hours. A cured product can be obtained by heating to .

また本発明のエポキシ樹脂組成物は必要に応じて溶剤を含んでいてもよい。溶剤を含むエポキシ樹脂組成物(エポキシ樹脂ワニス)はがラス繊維、カーボン繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アルミナ繊維、紙などの繊維状物質(基材)に含浸させ加熱乾燥して得たプリプレグを熱プレス成形することにより、本発明のエポキシ樹脂組成物の硬化物とすることができる。このエポキシ樹脂組成物の溶剤含量は、内割りで通常10~70重量%、好ましくは15~70重量%程度である。溶剤としては例えばγ-ブチロラクトン類、N-メチルピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルイミダゾリジノン等のアミド系溶剤;テトラメチレンスルフォン等のスルフォン類;ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルモノアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテル等のエーテル系溶剤、好ましくは低級(炭素数1~3)アルキレングリコールのモノ又はジ低級(炭素数1~3)アルキルエーテル;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤、好ましくは2つのアルキル基が同一でも異なってもよいジ低級(炭素数1~3)アルキルケトン;トルエン、キシレンなどの芳香族系溶剤等が挙げられる。これらは単独であっても、また2以上の混合溶媒であってもよい。 Moreover, the epoxy resin composition of the present invention may contain a solvent, if necessary. Epoxy resin composition containing a solvent (epoxy resin varnish) Prepreg obtained by impregnating fibrous substances (base material) such as steel fiber, carbon fiber, polyester fiber, polyamide fiber, alumina fiber, paper, etc., and heating and drying. A cured product of the epoxy resin composition of the present invention can be obtained by hot press molding. The solvent content of this epoxy resin composition is usually 10 to 70% by weight, preferably about 15 to 70% by weight. Examples of the solvent include amide solvents such as γ-butyrolactones, N-methylpyrrolidone, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide and N,N-dimethylimidazolidinone; sulfones such as tetramethylenesulfone; Ether solvents such as diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether monoacetate, propylene glycol monobutyl ether, preferably lower (1 to 3 carbon atoms) alkylene glycol mono- or di-lower (1 carbon atom) ~3) Alkyl ethers; ketone solvents such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, preferably di-lower (C1-3) alkyl ketones in which two alkyl groups may be the same or different; aromatic solvents such as toluene and xylene A solvent etc. are mentioned. These may be used alone or as a mixed solvent of two or more.

また、剥離フィルム上に前記エポキシ樹脂ワニスを塗布し加熱下で溶剤を除去、Bステージ化を行うことによりシート状の接着剤(本発明のシート)を得ることができる。このシート状接着剤は多層基板などにおける層間絶縁層として使用することができる。 Further, a sheet-like adhesive (sheet of the present invention) can be obtained by applying the epoxy resin varnish on a release film, removing the solvent under heating, and performing B-stage. This sheet-like adhesive can be used as an interlayer insulating layer in multilayer substrates and the like.

また、本発明のエポキシ樹脂組成物および/または樹脂シートを加熱溶融して低粘度化して繊維基材に含浸させることにより本発明のプリプレグを得ることもできる。 The prepreg of the present invention can also be obtained by heating and melting the epoxy resin composition and/or the resin sheet of the present invention to lower the viscosity and impregnating the fiber base material.

また、ワニス状のエポキシ樹脂組成物を、繊維基材に含浸させて加熱乾燥させることにより本発明のプリプレグを得ることもできる。上記のプリプレグを所望の形に裁断、積層後、積層物にプレス成形法やオートクレーブ成形法、シートワインディング成形法などで圧力をかけながらエポキシ樹脂組成物を加熱硬化させることにより本発明のFRPを得ることができる。また、プリプレグの積層時に銅箔や有機フィルムを積層することもできる。 Alternatively, the prepreg of the present invention can be obtained by impregnating a fiber base material with a varnish-like epoxy resin composition and drying it by heating. After cutting the prepreg into a desired shape and laminating, the FRP of the present invention is obtained by heating and curing the epoxy resin composition while applying pressure to the laminate by a press molding method, an autoclave molding method, a sheet winding molding method, or the like. be able to. Also, a copper foil or an organic film can be laminated when laminating the prepreg.

さらに、本発明のFRPの成形方法は、上記の方法のほかに、公知の方法にて成形して得ることもできる。例えば、炭素繊維基材(通常、炭素繊維織物を使用)を裁断、積層、賦形してプリフォーム(樹脂を含浸する前の予備成形体)を作製、プリフォームを成形型内に配置して型を閉じ、樹脂を注入してプリフォームに含浸、硬化させた後、型を開いて成形品を取り出すレジントランスファー成形技術(RTM法)を用いることもできる。
また、RTM法の一種である、例えば、VaRTM法、SCRIMP(Seeman’s Composite Resin Infusion Molding Process)法、特表2005-527410記載の樹脂供給タンクを大気圧よりも低い圧力まで排気し、循環圧縮を用い、かつ正味の成形圧力を制御することにとよって、樹脂注入プロセス、特にVaRTM法をより適切に制御するCAPRI(Controlled Atmospheric Pressure Resin Infusion)法なども用いることができる。
Furthermore, the molding method of the FRP of the present invention can also be obtained by molding by a known method in addition to the above method. For example, a carbon fiber base material (usually carbon fiber fabric is used) is cut, laminated, and shaped to produce a preform (a preform before being impregnated with resin), and the preform is placed in a mold. A resin transfer molding technique (RTM method) can also be used in which the mold is closed, resin is injected to impregnate the preform, and the preform is cured, and then the mold is opened to take out the molded product.
In addition, a kind of RTM method, for example, VaRTM method, SCRIMP (Seeman's Composite Resin Infusion Molding Process) method, the resin supply tank described in Japanese translation of PCT publication No. 2005-527410 is evacuated to a pressure lower than atmospheric pressure, and circulating compression is performed. and control the net molding pressure to better control the resin infusion process, especially the VaRTM method, such as the CAPRI (Controlled Atmospheric Pressure Resin Infusion) method.

さらに、繊維基材を樹脂シート(フィルム)で挟み込むフィルムスタッキング法や、含浸向上のため強化繊維基材にパウダー状の樹脂を付着させる方法、繊維基材に樹脂を混ぜる過程において流動層あるいは流体スラリー法を用いる成形方法(Powder Impregnated Yarn)、繊維基材に樹脂繊維を混繊させる方法も用いることができる。 Furthermore, a film stacking method in which a fiber base material is sandwiched between resin sheets (films), a method in which powdered resin is attached to a reinforcing fiber base material to improve impregnation, a fluidized bed or a fluid slurry in the process of mixing resin with a fiber base material. A molding method using a method (Powder Impregnated Yarn) and a method of mixing resin fibers with a fiber base material can also be used.

炭素繊維としては、アクリル系、ピッチ系、レーヨン系などの炭素繊維が挙げられ、なかでも引張強度の高いアクリル系の炭素繊維が好ましく用いられる。炭素繊維の形態としては、有撚糸、解撚糸および無撚糸等を使用することができるが、繊維強化複合材料の成形性と強度特性のバランスが良いため、解撚糸または無撚糸が好ましく用いられる。 Examples of carbon fibers include acrylic, pitch, and rayon carbon fibers, among which acrylic carbon fibers having high tensile strength are preferably used. Twisted yarn, untwisted yarn, untwisted yarn, and the like can be used as the form of the carbon fibers, but untwisted yarn or untwisted yarn is preferably used because the moldability and strength characteristics of the fiber-reinforced composite material are well balanced.

本発明で得られる硬化物は上述の基板やCFRPなどの用途以外にも各種用途に使用できる。詳しくはエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が使用される一般の用途が挙げられ、例えば、接着剤、塗料、コーティング剤、成形材料(シート、フィルム、FRP等を含む)、絶縁材料(電線被覆等を含む)、封止剤の他、他樹脂等への添加剤等が挙げられる。 The cured product obtained by the present invention can be used for various uses other than the above-mentioned uses such as substrates and CFRP. More specifically, general applications where thermosetting resins such as epoxy resins are used include adhesives, paints, coating agents, molding materials (including sheets, films, FRP, etc.), insulating materials (wire coating, etc.). ), sealing agents, additives to other resins, and the like.

接着剤としては、土木用、建築用、自動車用、一般事務用、医療用の接着剤の他、電子材料用の接着剤が挙げられる。これらのうち電子材料用の接着剤としては、ヒビルドアップ基板等の多層基板の層間接着剤、ダイボンディング剤、アンダーフィル等の半導体用接着剤、BGA補強用アンダーフィル、異方性導電性フィルム(ACF)、異方性導電性ペースト(ACP)等の実装用接着剤等が挙げられる。 Adhesives include adhesives for civil engineering, construction, automobiles, general office and medical use, as well as adhesives for electronic materials. Among them, adhesives for electronic materials include interlayer adhesives for multilayer substrates such as build-up substrates, die bonding agents, adhesives for semiconductors such as underfill, underfill for BGA reinforcement, and anisotropic conductive films. (ACF), anisotropic conductive paste (ACP) and other mounting adhesives.

封止剤としては、コンでンサ、トランジスタ、ダイオード、発光ダイオード、IC、LSI用などのポッティング、ディッピング、トランスファーモールド封止、IC、LSI類のCOB、COF、TABなど用のといったポッティング封止、フリップチップ用のアンダーフィル、QFP、BGA、CSPなどのICパケージ類実装時の封止(補強用アンダーフィルを含む)などを挙げることができる。 As the encapsulant, potting, dipping, transfer mold encapsulation for capacitors, transistors, diodes, light emitting diodes, ICs, LSIs, etc., potting encapsulation for COB, COF, TAB of ICs, LSIs, etc. Examples include underfill for flip chips, and sealing (including reinforcing underfill) when IC packages such as QFP, BGA, and CSP are mounted.

以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下に示す材料、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。 EXAMPLES The present invention will be described more specifically with reference to examples below. The materials, processing details, processing procedures, etc. described below can be changed as appropriate without departing from the gist of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be construed to be limited by the specific examples shown below.

各種分析方法について以下の条件で行った。
・エポキシ当量
JIS K-7236に記載された方法で測定し、単位はg/eq.である。
・軟化点
JIS K-7234に準拠した方法で測定し、単位は℃である。
・溶融粘度
ICI溶融粘度(150℃)コーンプレート法で測定し、単位はPa・sである。
Various analysis methods were performed under the following conditions.
· Epoxy equivalent Measured by the method described in JIS K-7236, the unit is g / eq. is.
・Softening point Measured by a method conforming to JIS K-7234, and the unit is °C.
- Melt viscosity ICI melt viscosity (150°C) is measured by the cone plate method, and the unit is Pa·s.

・GPC(ゲルパーエミッションクロマトグラフィー)分析
メーカー:Waters
装置:alliance Waters e2695
カラム:ガードカラム SHODEX GPC KF-601(2本)、KF-602 KF-602.5、KF-603
流速:1.23ml/min.
カラム温度:25℃
使用溶剤:THF(テトラヒドロフラン)
検出器:RI(示差屈折検出器)
・GPC (Gel Per Emission Chromatography) Analysis Manufacturer: Waters
Equipment: Alliance Waters e2695
Column: Guard column SHODEX GPC KF-601 (2), KF-602 KF-602.5, KF-603
Flow rate: 1.23 ml/min.
Column temperature: 25°C
Solvent used: THF (tetrahydrofuran)
Detector: RI (differential refraction detector)

・硫黄含有量分析(燃焼法)
[熱分解工程]
装置機器 メーカー:Thermo SCIENTIFIC 燃焼イオンクロマトグラフィーシステム
(熱分解条件)
燃焼温度 1000℃、15分キープ
ガス流量 Ar 200ml/min O 400ml/min
サンプル 0.05g
(分解ガス吸収液)
リン酸イオン標準液 1000ppm 1mL
30% 0.05mL
を水で希釈し500mLに調整
[吸収液のイオンクロマグラフィー工程]
装置:Dionex Integrion HPLC
ガードカラム Dinonex Ionpac AS12A(4×50mm)
カラム:Dionex Ion Pac AS12A(4×200mm)
サプレッサ Dionex ADRS 600(4mm)
溶離液:炭酸ナトリウム/炭酸水素ナトリウム混合液
検出器:CD(電気伝導度検出器)
・Sulfur content analysis (combustion method)
[Thermal decomposition process]
Equipment Manufacturer: Thermo SCIENTIFIC Combustion ion chromatography system (thermal decomposition conditions)
Combustion temperature 1000°C, 15 minutes keep Gas flow rate Ar 200ml/min O 2 400ml/min
0.05 g of sample
(decomposition gas absorption liquid)
Phosphate ion standard solution 1000ppm 1mL
H2O2 30 % 0.05 mL
Dilute with water and adjust to 500 mL [Ion chromatography process of absorption liquid]
Equipment: Dionex Integration HPLC
Guard column Dinonex Ionpac AS12A (4 x 50 mm)
Column: Dionex Ion Pac AS12A (4 x 200mm)
Suppressor Dionex ADRS 600 (4mm)
Eluent: sodium carbonate/sodium hydrogen carbonate mixed solution Detector: CD (conductivity detector)

・抽出水のイオンクロマトグラフィー
試料8gを純水につけて95℃20時間抽出、その抽出水をイオンクロマトグラフィーにて測定した。
装置:Dionex Integrion HPLC
ガードカラム Dinonex Ionpac AS12A(4×50mm)
カラム:Dionex Ion Pac AS12A(4×200mm)
サプレッサ Dionex ADRS 600(4mm)
溶離液:炭酸ナトリウム/炭酸水素ナトリウム混合液
検出器:CD(電気伝導度検出器)
・Ion chromatography of extracted water 8 g of a sample was immersed in pure water and extracted for 20 hours at 95°C, and the extracted water was measured by ion chromatography.
Equipment: Dionex Integration HPLC
Guard column Dinonex Ionpac AS12A (4 x 50 mm)
Column: Dionex Ion Pac AS12A (4 x 200mm)
Suppressor Dionex ADRS 600 (4mm)
Eluent: sodium carbonate/sodium hydrogen carbonate mixed solution Detector: CD (conductivity detector)

[合成例1]
撹拌機、還流冷却管、撹拌装置を備えたフラスコに、フェノール333重量部、濃塩酸0.5部を仕込み、撹拌、溶解後、窒素を吹き込みながら加熱して温度を70℃に保ちながら4,4’-ビスクロロメチルビフェニル240重量部を4時間かけて連続的に添加した。添加終了後、同温度で更に2時間、80℃でさらに2時間反応を行った。反応終了後、加熱減圧下において過剰のフェノールを留去し、フェノール樹脂(P1)304重量部を得た。得られたフェノール樹脂の残存フェノールは0.15%、軟化点133℃、150℃におけるICI溶融粘度は0.12Pa・sであった。ゲルパーミエーションンクロマトグラフィーによる解析においてn=1は40.5面積%であることを確認した(UV-254nm)
[Synthesis Example 1]
333 parts by weight of phenol and 0.5 part of concentrated hydrochloric acid were placed in a flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, and a stirring device, stirred and dissolved, and then heated while blowing nitrogen to keep the temperature at 70°C. 240 parts by weight of 4'-bischloromethylbiphenyl was continuously added over 4 hours. After the addition was completed, the reaction was carried out at the same temperature for an additional 2 hours and at 80° C. for an additional 2 hours. After completion of the reaction, excess phenol was distilled off under heating and reduced pressure to obtain 304 parts by weight of phenol resin (P1). The resulting phenol resin had a residual phenol content of 0.15%, a softening point of 133° C., and an ICI melt viscosity at 150° C. of 0.12 Pa·s. Analysis by gel permeation chromatography confirmed that n = 1 was 40.5 area% (UV-254 nm)

[合成例2]
撹拌機、還流冷却管、撹拌装置を備えたフラスコに、フェノール693重量部、パラトルエンスルホン酸0.006重量部、炭酸ナトリウム75重量部を仕込み、撹拌、溶解後、窒素を吹き込みながら加熱して温度を105℃に保ちながら4,4’-ビスクロロメチルビフェニル799重量部を4時間かけて連続的に添加した。添加終了後、同温度で更に1.5時間反応を行った。反応終了後、トリポリリン酸ナトリウム11.7重量部を加えて30分撹拌した後、加熱減圧下において過剰のフェノールを留去し、フェノール樹脂(P2)1080重量部を得た。得られたフェノール樹脂の残存フェノールは0.01%、軟化点86.2℃、150℃におけるICI溶融粘度は0.53Pa・sであった。ゲルパーミエーションンクロマトグラフィーによる解析においてn=1は24.5面積%であることを確認した(UV-254nm)
[Synthesis Example 2]
693 parts by weight of phenol, 0.006 parts by weight of p-toluenesulfonic acid, and 75 parts by weight of sodium carbonate were charged into a flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, and a stirring device, stirred and dissolved, and then heated while blowing nitrogen. While maintaining the temperature at 105° C., 799 parts by weight of 4,4′-bischloromethylbiphenyl was continuously added over 4 hours. After the addition was completed, the reaction was further carried out at the same temperature for 1.5 hours. After completion of the reaction, 11.7 parts by weight of sodium tripolyphosphate was added and stirred for 30 minutes. Excess phenol was distilled off under heating and reduced pressure to obtain 1080 parts by weight of phenol resin (P2). The resulting phenol resin had a residual phenol content of 0.01%, a softening point of 86.2°C, and an ICI melt viscosity at 150°C of 0.53 Pa·s. Analysis by gel permeation chromatography confirmed that n = 1 was 24.5 area% (UV-254 nm)

[実施例1]
合成例1で得られたフェノール樹脂(P1)200重量部に対してエピクロロヒドリン475重量部、ジメチルスルホキシド143重量部、ジメチルスルフィド0.76重量部、ジメチルジスルフィド0.06部を反応容器に仕込み、窒素雰囲気下、撹拌、溶解後、温度を45℃に保持しながら、フレーク状の水酸化ナトリウム42重量部を2時間かけて連続的に添加した。水酸化ナトリウム添加完了後、45℃で2時間、70℃で1時間更に反応を行った。ついで水洗を繰り返し、副成塩などを除去した後、油層から加熱減圧下において過剰のエピクロロヒドリン等を留去し、残留物に512重量部のメチルイソブチルケトンを添加し溶解した。このメチルイソブチルケトン溶液を70℃に加熱し30%水酸化ナトリウム水溶液20重量部を添加し、1時間反応させた後、反応液の水洗を洗浄液が中性となるまで繰り返した。ついで油層から加熱減圧下においてメチルイソブチルケトンを留去することによりエポキシ樹脂混合物(EP1)を220重量部得た。得られたエポキシ樹脂混合物のエポキシ当量は276g/eq.、軟化点57.9℃、ICI溶融粘度0.09Pa・s(150℃)であった。エポキシ樹脂(EP1)中の硫黄含有量は燃焼法での定量により、24ppmであることを確認した。ゲルパーミエーションンクロマトグラフィーによる解析においてn=1は32.93面積%であることを確認した(UV-254nm)。さらに、抽出水(95℃抽出)のイオンクロマトグラフィーの結果、硫化物イオンの定量値は<1ppmであることを確認した。
[Example 1]
475 parts by weight of epichlorohydrin, 143 parts by weight of dimethyl sulfoxide, 0.76 parts by weight of dimethyl sulfide, and 0.06 parts by weight of dimethyl disulfide are added to 200 parts by weight of the phenolic resin (P1) obtained in Synthesis Example 1 in a reaction vessel. After charging, stirring and dissolution in a nitrogen atmosphere, 42 parts by weight of flaky sodium hydroxide was continuously added over 2 hours while maintaining the temperature at 45°C. After the addition of sodium hydroxide was completed, the reaction was further carried out at 45° C. for 2 hours and at 70° C. for 1 hour. After repeated washing with water to remove by-product salts and the like, excess epichlorohydrin and the like were distilled off from the oil layer under heating and reduced pressure, and 512 parts by weight of methyl isobutyl ketone was added to the residue to dissolve it. This methyl isobutyl ketone solution was heated to 70° C., 20 parts by weight of a 30% aqueous sodium hydroxide solution was added, reacted for 1 hour, and then the reaction solution was washed with water repeatedly until the washing solution became neutral. Then, methyl isobutyl ketone was distilled off from the oil layer under heating and reduced pressure to obtain 220 parts by weight of an epoxy resin mixture (EP1). The epoxy equivalent of the resulting epoxy resin mixture was 276 g/eq. , a softening point of 57.9° C., and an ICI melt viscosity of 0.09 Pa·s (150° C.). It was confirmed that the sulfur content in the epoxy resin (EP1) was 24 ppm by quantification by the combustion method. Analysis by gel permeation chromatography confirmed that n=1 was 32.93 area % (UV-254 nm). Furthermore, as a result of ion chromatography of extracted water (extracted at 95° C.), it was confirmed that the quantitative value of sulfide ions was <1 ppm.

[実施例2]
合成例2で得られたフェノール樹脂(P2)200重量部に対してエピクロロヒドリン381重量部、ジメチルスルホキシド95.3重量部、ジメチルスルフィド0.65重量部、ジメチルジスルフィド0.78重量部を反応容器に仕込み、窒素雰囲気下、撹拌、溶解後、温度を45℃に保持しながら、フレーク状の水酸化ナトリウム34.6重量部を2時間かけて連続的に添加した。水酸化ナトリウム添加完了後、45℃で2時間、70℃で1時間更に反応を行った。ついで水洗を繰り返し、副成塩などを除去した後、油層から加熱減圧下において過剰のエピクロロヒドリン等を留去し、残留物に444重量部のメチルイソブチルケトンを添加し溶解した。このメチルイソブチルケトン溶液を70℃に加熱し30%水酸化ナトリウム水溶液8.2重量部を添加し、1時間反応させた後、反応液の水洗を洗浄液が中性となるまで繰り返した。ついで油層から加熱減圧下においてメチルイソブチルケトンを留去することによりエポキシ樹脂混合物(EP2)を222重量部得た。得られたエポキシ樹脂混合物のエポキシ当量は292g/eq.、軟化点69℃、ICI溶融粘度0.31Pa・s(150℃)であった。エポキシ樹脂(EP2)中の硫黄含有量は燃焼法での定量により、52ppmであった。ゲルパーミエーションンクロマトグラフィーによる解析においてn=1は22.1面積%であることを確認した(UV-254nm)。さらに、抽出水(95℃抽出)のイオンクロマトグラフィーの結果、硫化物イオンの定量値は<1ppmであることを確認した。
[Example 2]
381 parts by weight of epichlorohydrin, 95.3 parts by weight of dimethyl sulfoxide, 0.65 parts by weight of dimethyl sulfide, and 0.78 parts by weight of dimethyl disulfide are added to 200 parts by weight of the phenolic resin (P2) obtained in Synthesis Example 2. After charging into a reaction vessel and stirring and dissolving in a nitrogen atmosphere, 34.6 parts by weight of flaky sodium hydroxide was continuously added over 2 hours while maintaining the temperature at 45°C. After the addition of sodium hydroxide was completed, the reaction was further carried out at 45° C. for 2 hours and at 70° C. for 1 hour. After repeated washing with water to remove by-product salts and the like, excess epichlorohydrin and the like were distilled off from the oil layer under heating and reduced pressure, and 444 parts by weight of methyl isobutyl ketone was added to the residue to dissolve it. This methyl isobutyl ketone solution was heated to 70° C., 8.2 parts by weight of a 30% aqueous sodium hydroxide solution was added, reacted for 1 hour, and then the reaction solution was washed with water repeatedly until the washing solution became neutral. Then, methyl isobutyl ketone was distilled off from the oil layer under heating and reduced pressure to obtain 222 parts by weight of an epoxy resin mixture (EP2). The epoxy equivalent of the resulting epoxy resin mixture was 292 g/eq. , a softening point of 69° C., and an ICI melt viscosity of 0.31 Pa·s (150° C.). The sulfur content in the epoxy resin (EP2) was 52 ppm as determined by combustion method. Analysis by gel permeation chromatography confirmed that n=1 was 22.1 area % (UV-254 nm). Furthermore, as a result of ion chromatography of extracted water (extracted at 95° C.), it was confirmed that the quantitative value of sulfide ions was <1 ppm.

[実施例3]
合成例2で得られたフェノール樹脂(P2)200重量部に対してエピクロロヒドリン381重量部、ジメチルスルホキシド95.3重量部、ジメチルスルフィド0.59重量部、ジメチルジスルフィド0.04重量部を反応容器に仕込み、窒素雰囲気下、撹拌、溶解後、温度を45℃に保持しながら、フレーク状の水酸化ナトリウム34.6重量部を2時間かけて連続的に添加した。水酸化ナトリウム添加完了後、45℃で2時間、70℃で1時間更に反応を行った。ついで水洗を繰り返し、副成塩などを除去した後、油層から加熱減圧下において過剰のエピクロロヒドリン等を留去し、残留物に444重量部のメチルイソブチルケトンを添加し溶解した。このメチルイソブチルケトン溶液を70℃に加熱し30%水酸化ナトリウム水溶液8.2重量部を添加し、1時間反応させた後、反応液の水洗を洗浄液が中性となるまで繰り返した。ついで油層から加熱減圧下においてメチルイソブチルケトンを留去することによりエポキシ樹脂(EP3)を215重量部得た。得られたエポキシ樹脂のエポキシ当量は296g/eq.、軟化点69.8℃、ICI溶融粘度0.33Pa・s(150℃)であった。エポキシ樹脂(EP3)中の硫黄含有量は燃焼法での定量により、19ppmであった。ゲルパーミエーションンクロマトグラフィーによる解析においてn=1は20.2面積%であることを確認した(UV-254nm)。さらに、抽出水(95℃抽出)のイオンクロマトグラフィーの結果、硫化物イオンの定量値は<1ppmであることを確認した。
[Example 3]
381 parts by weight of epichlorohydrin, 95.3 parts by weight of dimethyl sulfoxide, 0.59 parts by weight of dimethyl sulfide, and 0.04 parts by weight of dimethyl disulfide are added to 200 parts by weight of the phenolic resin (P2) obtained in Synthesis Example 2. After charging into a reaction vessel and stirring and dissolving in a nitrogen atmosphere, 34.6 parts by weight of flaky sodium hydroxide was continuously added over 2 hours while maintaining the temperature at 45°C. After the addition of sodium hydroxide was completed, the reaction was further carried out at 45° C. for 2 hours and at 70° C. for 1 hour. After repeated washing with water to remove by-product salts and the like, excess epichlorohydrin and the like were distilled off from the oil layer under heating and reduced pressure, and 444 parts by weight of methyl isobutyl ketone was added to the residue to dissolve it. This methyl isobutyl ketone solution was heated to 70° C., 8.2 parts by weight of a 30% aqueous sodium hydroxide solution was added, reacted for 1 hour, and then the reaction solution was washed with water repeatedly until the washing solution became neutral. Then, methyl isobutyl ketone was distilled off from the oil layer under heating and reduced pressure to obtain 215 parts by weight of epoxy resin (EP3). The epoxy equivalent of the obtained epoxy resin was 296 g/eq. , a softening point of 69.8° C., and an ICI melt viscosity of 0.33 Pa·s (150° C.). The sulfur content in the epoxy resin (EP3) was 19 ppm as determined by combustion method. Analysis by gel permeation chromatography confirmed that n=1 was 20.2 area % (UV-254 nm). Furthermore, as a result of ion chromatography of extracted water (extracted at 95° C.), it was confirmed that the quantitative value of sulfide ions was <1 ppm.

[比較例1]
実施例2において、ジメチルスルフィドおよびジメチルジスルフィドを0重量部とした以外は同様に合成することでエポキシ樹脂(EP4)を218重量部得た。得られたエポキシ樹脂混合物のエポキシ当量は289g/eq.、軟化点が67.1℃、ICI溶融粘度0.24Pa・s(150℃)であった。エポキシ樹脂(EP4)中の硫黄含有量は燃焼法での定量により、5ppm未満であった。ゲルパーミエーションンクロマトグラフィーによる解析においてn=1は21.5面積%であることを確認した(UV-254nm)。さらに、抽出水(95℃抽出)のイオンクロマトグラフィーの結果、硫化物イオンの定量値は<1ppmであることを確認した。
[Comparative Example 1]
218 parts by weight of epoxy resin (EP4) was obtained by synthesizing in the same manner as in Example 2 except that dimethylsulfide and dimethyldisulfide were changed to 0 parts by weight. The epoxy equivalent of the resulting epoxy resin mixture was 289 g/eq. , a softening point of 67.1° C. and an ICI melt viscosity of 0.24 Pa·s (150° C.). The sulfur content in the epoxy resin (EP4) was less than 5 ppm as determined by combustion method. Analysis by gel permeation chromatography confirmed that n=1 was 21.5 area % (UV-254 nm). Furthermore, as a result of ion chromatography of extracted water (extracted at 95° C.), it was confirmed that the quantitative value of sulfide ions was <1 ppm.

[比較例2]
合成例2で得られたフェノール樹脂(P2)200重量部に対してエピクロロヒドリン381重量部、ジメチルスルホキシド45重量部、ブタノール5部を反応容器に仕込み、窒素雰囲気下、撹拌、溶解後、温度を45℃に保持しながら、フレーク状の水酸化ナトリウム39重量部を2時間かけて連続的に添加した。水酸化ナトリウム添加完了後、45℃で2時間、70℃で1時間更に反応を行った。ついで水洗を繰り返し、副成塩などを除去した後、油層から加熱減圧下において過剰のエピクロロヒドリン等を留去し、残留物に444重量部のメチルイソブチルケトンを添加し溶解した。このメチルイソブチルケトン溶液を70℃に加熱し30%水酸化ナトリウム水溶液10重量部を添加し、1時間反応させた後、反応液の水洗を洗浄液が中性となるまで繰り返した。ついで油層から加熱減圧下においてメチルイソブチルケトンを留去することによりエポキシ樹脂(EP5)を211重量部得た。得られたエポキシ樹脂のエポキシ当量は312g/eq.、軟化点66.9℃、ICI溶融粘度0.25Pa・s(150℃)であった。エポキシ樹脂(EP5)中の硫黄含有量は燃焼法での定量により、5ppm未満であった。ゲルパーミエーションンクロマトグラフィーによる解析においてn=1は21.4面積%であることを確認した(UV-254nm)。さらに、抽出水(95℃抽出)のイオンクロマトグラフィーの結果、硫化物イオンの定量値は<1ppmであることを確認した。
[Comparative Example 2]
381 parts by weight of epichlorohydrin, 45 parts by weight of dimethyl sulfoxide, and 5 parts by weight of butanol are added to 200 parts by weight of the phenolic resin (P2) obtained in Synthesis Example 2 in a reaction vessel. While maintaining the temperature at 45° C., 39 parts by weight of flaky sodium hydroxide was continuously added over 2 hours. After the addition of sodium hydroxide was completed, the reaction was further carried out at 45° C. for 2 hours and at 70° C. for 1 hour. After repeated washing with water to remove by-product salts and the like, excess epichlorohydrin and the like were distilled off from the oil layer under heating and reduced pressure, and 444 parts by weight of methyl isobutyl ketone was added to the residue to dissolve it. This methyl isobutyl ketone solution was heated to 70° C., 10 parts by weight of a 30% aqueous sodium hydroxide solution was added, and the mixture was allowed to react for 1 hour. After that, the reaction solution was washed with water repeatedly until the washing solution became neutral. Then, methyl isobutyl ketone was distilled off from the oil layer under heating and reduced pressure to obtain 211 parts by weight of epoxy resin (EP5). The epoxy equivalent of the obtained epoxy resin was 312 g/eq. , a softening point of 66.9° C., and an ICI melt viscosity of 0.25 Pa·s (150° C.). The sulfur content in the epoxy resin (EP5) was less than 5 ppm as determined by combustion method. Analysis by gel permeation chromatography confirmed that n=1 was 21.4 area % (UV-254 nm). Furthermore, as a result of ion chromatography of extracted water (extracted at 95° C.), it was confirmed that the quantitative value of sulfide ions was <1 ppm.

[実施例4、5、6 比較例3]
エポキシ樹脂(EP1、EP2、EP3)、比較用エポキシ樹脂(EP5)をそれぞれ主剤とし、硬化剤としてフェノールノボラック(略称;PN、水酸基当量106g/eq.)、硬化促進剤としてトリフェニルホスフィン(略称;TPP)を用いて表1の配合組成に示す重量比で配合、二本ロールで混錬、タブレット化後、トランスファー成形で樹脂成形体を調製し、160℃2時間、更に180℃6時間の硬化条件で硬化させた。
[Examples 4, 5, 6 Comparative Example 3]
Epoxy resins (EP1, EP2, EP3) and a comparative epoxy resin (EP5) are used as main agents, respectively, phenol novolak (abbreviation; PN, hydroxyl equivalent 106 g / eq.) as a curing agent, and triphenylphosphine (abbreviation; TPP) was used to blend at the weight ratio shown in Table 1, kneaded with two rolls, tableted, prepared a resin molded body by transfer molding, and cured at 160 ° C. for 2 hours and further at 180 ° C. for 6 hours. Cured under conditions.

物性値の測定は以下の条件で測定した。
・3点曲げ試験
メーカー:株式会社エー・アンド・デイ
装置:RTG-1310
試験速度:3mm/min
支点間距離:64mm
測定温度 30℃
3点曲げ試験を行った際の応力-ひずみ図を図1に示す。
The physical properties were measured under the following conditions.
・3-point bending test manufacturer: A&D Co., Ltd. Equipment: RTG-1310
Test speed: 3mm/min
Distance between fulcrums: 64 mm
Measurement temperature 30℃
FIG. 1 shows the stress-strain diagram when the three-point bending test was performed.

Figure 2023023241000005
Figure 2023023241000005

[実施例7、8、9 比較例4]
エポキシ樹脂(EP1、EP2、EP3)、比較用エポキシ樹脂(EP5)をそれぞれ主剤とし、硬化剤としてフェノールノボラック(略称;PN、水酸基当量103g/eq.)、硬化促進剤としてトリフェニルホスフィン(略称;TPP)を用いて表2の配合組成に示す重量比で配合、二本ロールで混錬、タブレット化後、トランスファー成形で樹脂成形体を調製し、160℃2時間、更に180℃6時間の硬化条件で硬化させた。
[Examples 7, 8, 9 Comparative Example 4]
Epoxy resins (EP1, EP2, EP3) and comparative epoxy resin (EP5) are used as main agents, respectively, phenol novolak (abbreviation; PN, hydroxyl equivalent 103 g / eq.) as a curing agent, and triphenylphosphine (abbreviation; TPP) was used to blend at the weight ratio shown in Table 2, kneaded with two rolls, tableted, and a resin molded body was prepared by transfer molding, and cured at 160 ° C. for 2 hours and further at 180 ° C. for 6 hours. Cured under conditions.

物性値の測定は以下の条件で測定した。
・3点曲げ試験
メーカー:株式会社エー・アンド・デイ
装置:RTG-1310
試験速度:3mm/min
支点間距離:64mm
測定温度 120℃
3点曲げ試験を行った際の応力-ひずみ図を図2に示す。
The physical properties were measured under the following conditions.
・3-point bending test manufacturer: A&D Co., Ltd. Equipment: RTG-1310
Test speed: 3mm/min
Distance between fulcrums: 64 mm
Measurement temperature 120℃
FIG. 2 shows the stress-strain diagram when the three-point bending test was performed.

Figure 2023023241000006
Figure 2023023241000006

表1、図1の結果より、実施例4~6は30℃において優れた最大点応力および歪を有することが確認された。さらに表2、図2の結果より実施例7、8は120℃において優れた最大点応力および歪を有することが確認された。特に、硫黄量の多い実施例5、7は30℃、120℃いずれにおいても、特に優れた最大点応力および歪を有することが確認された。 From the results in Table 1 and Figure 1, it was confirmed that Examples 4-6 had excellent maximum point stress and strain at 30°C. Furthermore, it was confirmed from the results in Table 2 and FIG. 2 that Examples 7 and 8 had excellent maximum point stress and strain at 120.degree. In particular, it was confirmed that Examples 5 and 7, which contained a large amount of sulfur, had particularly excellent maximum point stress and strain at both 30°C and 120°C.

すなわち、本発明のエポキシ樹脂混合物は室温および高温領域で優れた機械強度と靭性を示す硬化物を与えることができるということが確認された。 That is, it was confirmed that the epoxy resin mixture of the present invention can give a cured product exhibiting excellent mechanical strength and toughness at room temperature and high temperature.

本発明は電気電子部品用絶縁材料(高信頼性半導体封止材料など)及び積層板(プリント配線板、ビルドアップ基板など)やFRPを始めとする各種複合材料、接着剤、塗料等、中でも特に積層板等の用途に有用であり、金属箔張り積層板、ビルドアップ基板用絶縁材料、フレキシブル基板材料などに有用である。

The present invention provides insulating materials for electric and electronic parts (such as highly reliable semiconductor sealing materials), laminates (printed wiring boards, build-up boards, etc.), various composite materials such as FRP, adhesives, paints, etc., among others. It is useful for applications such as laminates, metal foil-clad laminates, insulating materials for build-up substrates, flexible substrate materials, and the like.

Claims (4)

下記式(1)で表されるエポキシ樹脂を含み、燃焼法による硫黄含有量が15ppm~400ppmであるエポキシ樹脂混合物。
Figure 2023023241000007
(式(1)中、nは繰り返し数であり1~20の実数を表す。)
An epoxy resin mixture containing an epoxy resin represented by the following formula (1) and having a sulfur content of 15 ppm to 400 ppm by a combustion method.
Figure 2023023241000007
(In formula (1), n is the number of repetitions and represents a real number from 1 to 20.)
下記式(2)で表されるフェノール樹脂と、エピクロロヒドリンと、含硫黄化合物と、を反応させて得られるエポキシ樹脂混合物。
Figure 2023023241000008
(式(2)中、nは繰り返し数であり1~20の実数を表す。)
An epoxy resin mixture obtained by reacting a phenol resin represented by the following formula (2), epichlorohydrin, and a sulfur-containing compound.
Figure 2023023241000008
(In formula (2), n is the number of repetitions and represents a real number from 1 to 20.)
請求項1又は2に記載のエポキシ樹脂混合物と硬化剤とを含有するエポキシ樹脂組成物。 An epoxy resin composition comprising the epoxy resin mixture according to claim 1 or 2 and a curing agent. 請求項3に記載のエポキシ樹脂組成物を硬化して得られる硬化物。
A cured product obtained by curing the epoxy resin composition according to claim 3 .
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