JP2024002608A - Epoxy resin composition, and prepreg and structure using the same - Google Patents

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直輝 渡部
Naoki Watanabe
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an epoxy resin composition which achieves both weight reduction and good mechanical strength at higher levels than conventional ones.
SOLUTION: An epoxy resin composition of the present invention contains an epoxy resin and a phenol compound having a fluorene skeleton represented by the following formula (1). (In the formula (1), R1 and R2 each independently represent a C4-12 saturated hydrocarbon group; X1 and X2 each independently represent an optionally substituted aromatic group; and n and m each independently represent an integer of 0-2.)
SELECTED DRAWING: None
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Description

本発明は、エポキシ樹脂組成物、およびこれを用いたプリプレグ、構造体に関する。 The present invention relates to an epoxy resin composition, and prepregs and structures using the same.

従来、エポキシ樹脂は種々の硬化剤で硬化させることにより、機械特性、耐水性、耐薬品性、耐熱性、電気的性質などに優れた硬化物となり、構造物、接着剤、塗料、積層板、成形材料などの幅広い分野に利用されている。なかでも、エポキシ樹脂を多官能とすることで機械的強度を良好にできることが知られている。例えば、特許文献1には、機械特性等に優れたエポキシ樹脂組成物を得る点から、芳香環上に置換基を有していてもよいナフトール構造と、芳香環上の置換基として炭素原子数4~8のアルキル基を有するカテコール構造とが、置換基を有していてもよいメチレン基を介して結合してなることを特徴とする多官能フェノール樹脂をから得られた多官能エポキシ樹脂を得ることが開示されている。 Conventionally, by curing epoxy resin with various curing agents, it becomes a cured product with excellent mechanical properties, water resistance, chemical resistance, heat resistance, electrical properties, etc., and is used for structures, adhesives, paints, laminates, etc. It is used in a wide range of fields such as molding materials. Among these, it is known that mechanical strength can be improved by making the epoxy resin polyfunctional. For example, Patent Document 1 describes a naphthol structure that may have a substituent on the aromatic ring and a number of carbon atoms as the substituent on the aromatic ring, in order to obtain an epoxy resin composition with excellent mechanical properties. A polyfunctional epoxy resin obtained from a polyfunctional phenol resin characterized in that a catechol structure having 4 to 8 alkyl groups is bonded via a methylene group which may have a substituent. It is disclosed that it can be obtained.

特開2021-66832号公報JP2021-66832A

近年、エネルギー効率の観点から、輸送機械等の部品の金属代替による軽量化が盛んに行われている。エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂は、金属よりも軽量でありながらも機械的特性、耐熱性等に優れることから、金属代替部品として注目されている。
しかしながら、特許文献1に開示されるような従来の技術においては、機械的特性を良好にしつつも、エポキシ樹脂組成物自体を軽量化する点で十分ではなかった。
BACKGROUND ART In recent years, from the viewpoint of energy efficiency, there has been an active effort to reduce the weight of parts of transportation machines and the like by replacing them with metals. Thermosetting resins such as epoxy resins are attracting attention as metal substitute parts because they are lighter than metals and have excellent mechanical properties, heat resistance, etc.
However, in the conventional technique as disclosed in Patent Document 1, although the mechanical properties are improved, it is not sufficient to reduce the weight of the epoxy resin composition itself.

そこで本発明者は、機械的特性を保持しつつも、軽量化を実現できる新たなエポキシ樹脂組成物の開発に着目した。その結果、エポキシ樹脂と特定のフルオレン骨格を有するフェノール化合物を用いることで、従来公知のフェノール系硬化剤を用いたエポキシ樹脂組成物によって得られる良好な機械的強度を保持しつつも、軽量化できることを見出し、本発明を完成させた。 Therefore, the present inventor focused on the development of a new epoxy resin composition that can achieve weight reduction while maintaining mechanical properties. As a result, by using an epoxy resin and a phenol compound having a specific fluorene skeleton, it is possible to reduce the weight while maintaining the good mechanical strength obtained by an epoxy resin composition using a conventionally known phenolic curing agent. They discovered this and completed the present invention.

本発明によれば、以下のエポキシ樹脂組成物、およびこれを用いたプリプレグ、構造体が提供される。 According to the present invention, the following epoxy resin composition and prepregs and structures using the same are provided.

[1] エポキシ樹脂と、以下の式(1)で表されるフルオレン骨格を有するフェノール化合物と、を含む、エポキシ樹脂組成物。

Figure 2024002608000001
(式(1)中、R、Rは各々独立して炭素数4~12の飽和炭化水素基を表す。X、Xは各々独立して置換基を有していてもよい芳香族基を表し、n、mは各々独立して0~2の整数を表す。)
[2] [1]に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
エポキシ樹脂組成物中のエポキシ基数(EP)とフェノール性水酸基数(OH)との当量比(EP/OH)が、0.9以上1.5以下である、エポキシ樹脂組成物。
[3] [1]または[2]に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記エポキシ樹脂の含有量が、当該樹脂組成物全量に対して、1質量%以上50質量%以下である、エポキシ樹脂組成物。
[4] [1]乃至[3]いずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記エポキシ樹脂が、多官能エポキシ樹脂を含む、エポキシ樹脂組成物。
[5] [1]乃至[4]いずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物であって、
さらに硬化促進剤を含む、エポキシ樹脂組成物。
[6] [1]乃至[5]いずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物であって、
当該フェノール化合物の融点が30~200℃である、エポキシ樹脂組成物。
[7] [1]乃至[6]いずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物を基材に含浸させてなる、プリプレグ。
[8] [1]乃至[6]いずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物の硬化物を備える、構造体。 [1] An epoxy resin composition containing an epoxy resin and a phenol compound having a fluorene skeleton represented by the following formula (1).
Figure 2024002608000001
(In formula (1), R 1 and R 2 each independently represent a saturated hydrocarbon group having 4 to 12 carbon atoms. X 1 and X 2 each independently represent an aromatic group that may have a substituent. represents a group group, and n and m each independently represent an integer of 0 to 2.)
[2] The epoxy resin composition according to [1],
An epoxy resin composition in which the equivalent ratio (EP/OH) between the number of epoxy groups (EP) and the number of phenolic hydroxyl groups (OH) in the epoxy resin composition is 0.9 or more and 1.5 or less.
[3] The epoxy resin composition according to [1] or [2],
An epoxy resin composition in which the content of the epoxy resin is 1% by mass or more and 50% by mass or less based on the total amount of the resin composition.
[4] The epoxy resin composition according to any one of [1] to [3],
An epoxy resin composition, wherein the epoxy resin includes a polyfunctional epoxy resin.
[5] The epoxy resin composition according to any one of [1] to [4],
An epoxy resin composition further comprising a curing accelerator.
[6] The epoxy resin composition according to any one of [1] to [5],
An epoxy resin composition in which the phenol compound has a melting point of 30 to 200°C.
[7] A prepreg obtained by impregnating a base material with the epoxy resin composition according to any one of [1] to [6].
[8] A structure comprising a cured product of the epoxy resin composition according to any one of [1] to [6].

本発明によれば、良好な機械的強度を保持しつつも、軽量化を実現できるエポキシ樹脂組成物を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide an epoxy resin composition that can realize weight reduction while maintaining good mechanical strength.

実施例のフェノール化合物(A)のH-NMR測定結果を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the results of 1 H-NMR measurement of the phenol compound (A) of Example.

以下、本発明の実施形態について、詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described in detail below.

本明細書中、数値範囲の説明における「a~b」との表記は、特に断らない限り、a以上b以下のことを表す。例えば、「1~5質量%」とは「1質量%以上5質量%以下」を意味する。 In the present specification, the notation "a to b" in the description of numerical ranges represents a range from a to b, unless otherwise specified. For example, "1 to 5% by mass" means "1 to 5% by mass".

<エポキシ樹脂組成物>
本実施形態のエポキシ樹脂組成物(以下「樹脂組成物」とも称する)は、エポキシ樹脂と、以下の式(1)で表されるフルオレン骨格を有するフェノール化合物(以下「フェノール化合物(A)」とも称する)と、を含む。
<Epoxy resin composition>
The epoxy resin composition of this embodiment (hereinafter also referred to as "resin composition") comprises an epoxy resin and a phenol compound having a fluorene skeleton represented by the following formula (1) (hereinafter also referred to as "phenol compound (A)"). ).

Figure 2024002608000002
(式(1)中、R、Rは各々独立して炭素数4~12の飽和炭化水素基を表す。X、Xは各々独立して置換基を有していてもよい芳香族基を表し、n、mは各々独立して0~2の整数を表す。)
Figure 2024002608000002
(In formula (1), R 1 and R 2 each independently represent a saturated hydrocarbon group having 4 to 12 carbon atoms. X 1 and X 2 each independently represent an aromatic group that may have a substituent. represents a group group, and n and m each independently represent an integer of 0 to 2.)

本実施形態において、フェノール化合物(A)が式(1)で表されるフルオレン骨格を有することにより、本実施形態の樹脂組成物の硬化物の軽量化を実現しつつも、良好な強度を保持できる。かかる理由の詳細は明らかではないが、複数の芳香族基により剛直性・機械的強度を得つつも嵩高くなることで低比重としつつ、炭素数が比較的多い飽和炭化水素基により靭性を得つつも軽量化を図れると推測される。 In this embodiment, since the phenol compound (A) has a fluorene skeleton represented by formula (1), the cured product of the resin composition of this embodiment can be made lightweight while maintaining good strength. can. Although the details of this are not clear, the multiple aromatic groups provide rigidity and mechanical strength, while the increased bulk provides low specific gravity, while the saturated hydrocarbon group with a relatively large number of carbon atoms provides toughness. It is speculated that it will be possible to reduce the weight while doing so.

以下、本実施形態の樹脂組成物に含まれる成分について説明する。 The components contained in the resin composition of this embodiment will be explained below.

[フェノール化合物(A)]
フェノール化合物(A)は、上記式(1)で表されるフルオレン骨格を有する。
式(1)中、芳香族基としては、各々独立して、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、アントラセン基等が挙げられるが、なかでも、フェニル基、ビフェニル基であることが好ましい。すなわち、複数のフェニル基が単結合で共有結合したものが好適である。
[Phenol compound (A)]
The phenol compound (A) has a fluorene skeleton represented by the above formula (1).
In formula (1), examples of the aromatic group include a phenyl group, a biphenyl group, a naphthyl group, an anthracene group, etc., and among them, a phenyl group and a biphenyl group are preferable. That is, it is preferable that a plurality of phenyl groups are covalently bonded through a single bond.

また、式(1)中、R、Rは各々独立して炭素数4~12の飽和炭化水素基であり、好ましくは炭素数6~11の飽和炭化水素基であり、さらに好ましくは炭素数8~10の飽和炭化水素基である。また、R、Rの飽和炭化水素基は各々、直鎖または分岐のいずれかであり、軽量化しやすくする点からいずれも直鎖であることが好ましい。 Further, in formula (1), R 1 and R 2 are each independently a saturated hydrocarbon group having 4 to 12 carbon atoms, preferably a saturated hydrocarbon group having 6 to 11 carbon atoms, and more preferably a saturated hydrocarbon group having 6 to 11 carbon atoms. It is a saturated hydrocarbon group of number 8 to 10. Further, each of the saturated hydrocarbon groups R 1 and R 2 is either straight chain or branched, and from the viewpoint of facilitating weight reduction, both are preferably straight chain.

本実施形態のフェノール化合物(A)の融点は、好ましくは30~200℃であり、より好ましくは80~190℃であり、さらに好ましくは130~180℃である。 The melting point of the phenol compound (A) of this embodiment is preferably 30 to 200°C, more preferably 80 to 190°C, and even more preferably 130 to 180°C.

次に、フェノール化合物(A)の製造方法について説明する。
フェノール化合物(A)は、フェノール類(p)と、フルオレン類(f)とを、塩基性触媒(b)の存在下で反応させることによって得られる。フェノール類(p)およびフルオレン類(f)は、いずれか一方の芳香環上にボロン酸が結合し、他の一方の芳香環にハロゲンが結合している。
Next, a method for producing the phenol compound (A) will be explained.
The phenol compound (A) is obtained by reacting a phenol (p) and a fluorene (f) in the presence of a basic catalyst (b). In the phenols (p) and the fluorenes (f), a boronic acid is bonded to one of the aromatic rings, and a halogen is bonded to the other aromatic ring.

フェノール類(p)としては、フェノール;o-クレゾール、m-クレゾール、p-クレゾール等のクレゾール類;o-エチルフェノール、m-エチルフェノール、p-エチルフェノール等のエチルフェノール類;イソプロピルフェノール、ブチルフェノール、p-tert-ブチルフェノール等のブチルフェノール類;p-tert-アミルフェノール、p-オクチルフェノール、p-ノニルフェノール、p-クミルフェノール等のアルキルフェノール類;フルオロフェノール、クロロフェノール、ブロモフェノール、ヨードフェノール等のハロゲン化フェノール類;p-フェニルフェノール、アミノフェノール、ニトロフェノール、ジニトロフェノール、トリニトロフェノール等の1価フェノール置換体:1-ナフトール、2-ナフトール等の1価のフェノール類;およびレゾルシン、アルキルレゾルシン、ピロガロール、カテコール、アルキルカテコール、ハイドロキノン、アルキルハイドロキノン、フロログルシン、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、ジヒドロキシナフタリン等の多価フェノール類等が挙げられ、これらのうち芳香環上にボロン酸が結合したもの、または、芳香環にハロゲンが結合したものが用いられる。また、フェノール類(p)は、1種または2種以上を混合して使用できる。 Phenols (p) include phenol; cresols such as o-cresol, m-cresol, and p-cresol; ethylphenols such as o-ethylphenol, m-ethylphenol, and p-ethylphenol; isopropylphenol, butylphenol; , p-tert-butylphenol and other butylphenols; p-tert-amylphenol, p-octylphenol, p-nonylphenol, p-cumylphenol and other alkylphenols; fluorophenol, chlorophenol, bromophenol, iodophenol and other halogens substituted monohydric phenols such as p-phenylphenol, aminophenol, nitrophenol, dinitrophenol, and trinitrophenol; monohydric phenols such as 1-naphthol and 2-naphthol; and resorcinol, alkylresorcinol, Examples include polyhydric phenols such as pyrogallol, catechol, alkylcatechol, hydroquinone, alkylhydroquinone, phloroglucin, bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, and dihydroxynaphthalene, among which boronic acid is bonded on the aromatic ring, Alternatively, one in which a halogen is bonded to an aromatic ring is used. Furthermore, the phenols (p) can be used alone or in combination of two or more.

より具体的には、以下の式(a-1)~(a-3)に示される構造を有するものが挙げられる。 More specifically, those having structures shown in the following formulas (a-1) to (a-3) can be mentioned.

Figure 2024002608000003
Figure 2024002608000003

Figure 2024002608000004
Figure 2024002608000004

Figure 2024002608000005
Figure 2024002608000005

フルオレン類(f)としては、炭素数4~12のアルキル置換フルオレン類が挙げられる。例えば、9,9-ジブチルフルオレン、9,9-ジペンチルフルオレン、9,9-ヘキシルフルオレン、9,9-ジヘプチルフルオレン、9,9-ジオクチルフルオレン、9,9-ジノニルフルオレン、9,9-ジデシルフルオレン、9,9-ジウンデシルフルオレン、9,9-ジドデシルフルオレン、およびこれらの誘導体が挙げられ、これらのうち芳香環上にボロン酸が結合したもの、または、芳香環にハロゲンが結合したものが用いられる。 Examples of the fluorenes (f) include alkyl-substituted fluorenes having 4 to 12 carbon atoms. For example, 9,9-dibutylfluorene, 9,9-dipentylfluorene, 9,9-hexylfluorene, 9,9-diheptylfluorene, 9,9-dioctylfluorene, 9,9-dinonylfluorene, 9,9- Examples include didecylfluorene, 9,9-diundecylfluorene, 9,9-didodecylfluorene, and derivatives thereof, among which boronic acid is bonded to the aromatic ring, or halogen is bonded to the aromatic ring. is used.

また、フルオレン類(f)にハロゲンが結合している具体例としては、以下の式(2)で示されるものが挙げられる。 Furthermore, specific examples of fluorenes (f) having a halogen bonded to them include those represented by the following formula (2).

Figure 2024002608000006
(式(2)中、R、Rは各々独立して炭素数4~12の飽和炭化水素基を表す。Y、Yは各々独立して臭素、ヨウ素、塩素、またはフッ素のいずれかのハロゲン原子を示す。)
Figure 2024002608000006
(In formula (2), R 5 and R 6 each independently represent a saturated hydrocarbon group having 4 to 12 carbon atoms. Y 1 and Y 2 each independently represent bromine, iodine, chlorine, or fluorine. )

塩基性触媒(b)としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム等のアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の水酸化物;炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、炭酸カリウム等の炭酸塩;石灰等の酸化物;亜硫酸ナトリウム等の亜硫酸塩;リン酸ナトリウム等のリン酸塩;アンモニア、トリメチルアミン、トリエチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ヘキサメチレンテトラミン、ピリジン等のアミン類等が挙げられる。 Examples of the basic catalyst (b) include hydroxides of alkali metals or alkaline earth metals such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, and calcium hydroxide; carbonates such as sodium carbonate, calcium carbonate, and potassium carbonate; lime; Oxides such as; sulfites such as sodium sulfite; phosphates such as sodium phosphate; amines such as ammonia, trimethylamine, triethylamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, hexamethylenetetramine, pyridine, etc. .

また、カップリング反応を進行させる触媒として、さらに、パラジウム触媒を用いてもよい。パラジウム触媒としては、たとえばテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(Pd(PPh)や、パラジウム炭素等が挙げられる。
また、水と有機溶媒の混合溶媒を用いる場合、二相間での反応を促進させる目的で、さらに、相間移動触媒を用いてもよい。相間移動触媒としては、たとえばテトラブチルアンモニウムクロライド、テトラブチルアンモニウムブロマイド等が挙げられる。
Furthermore, a palladium catalyst may be used as a catalyst for advancing the coupling reaction. Examples of the palladium catalyst include tetrakis(triphenylphosphine)palladium (Pd(PPh 3 ) 4 ), palladium on carbon, and the like.
Moreover, when using a mixed solvent of water and an organic solvent, a phase transfer catalyst may be further used for the purpose of promoting the reaction between two phases. Examples of the phase transfer catalyst include tetrabutylammonium chloride and tetrabutylammonium bromide.

また、反応溶媒としては、水が一般的であるが、有機溶媒を使用してもよい。
有機溶媒としては、例えば、アルコール類、エーテル類、ケトン類、芳香族類、ジメチルスルホキシド(DMSO)、およびN,N-ジメチルホルムアミド(DMF)等が挙げられる。
アルコール類の具体例としては、メタノール、エタノール、プロピルアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、グリセリン等が挙げられる。エーテル類の具体例としては、テトラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフラン、4-メチルテトラヒドロピラン等の環状エーテルが挙げられる。ケトン類の具体例としては、アセトン、メチルエチルケトン等が挙げられる。芳香族類の具体例としては、トルエン、キシレン等が挙げられる。
これらは、単独で使用してもよいし、2種類以上組み合わせて使用してもよい。なかでも、水と、アルコール類、エーテル類の混合溶媒であることが好ましい。
Furthermore, although water is generally used as a reaction solvent, organic solvents may also be used.
Examples of the organic solvent include alcohols, ethers, ketones, aromatics, dimethyl sulfoxide (DMSO), and N,N-dimethylformamide (DMF).
Specific examples of alcohols include methanol, ethanol, propyl alcohol, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, glycerin, and the like. Specific examples of ethers include cyclic ethers such as tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, and 4-methyltetrahydropyran. Specific examples of ketones include acetone, methyl ethyl ketone, and the like. Specific examples of aromatics include toluene, xylene, and the like.
These may be used alone or in combination of two or more. Among these, mixed solvents of water, alcohols, and ethers are preferred.

フェノール類(p)とフルオレン類(f)は、モル比(p/f)で1.5~3となるように用いられることが好ましい。また、塩基性触媒(b)とフェノール類(p)は、モル比(b/p)で1.5~3となるように調製されることが好ましい。フェノール類(p)とフルオレン類(f)を、80~110℃、12~36時間反応させることで、式(1)で表されるフルオレン骨格を有するフェノール化合物(A)が得られる。
またこれらの工程は、不活性ガス雰囲気下で行われることが好ましい。
Phenols (p) and fluorenes (f) are preferably used in a molar ratio (p/f) of 1.5 to 3. Further, the basic catalyst (b) and the phenol (p) are preferably prepared so that the molar ratio (b/p) is 1.5 to 3. By reacting phenols (p) and fluorenes (f) at 80 to 110°C for 12 to 36 hours, a phenol compound (A) having a fluorene skeleton represented by formula (1) is obtained.
Further, these steps are preferably performed under an inert gas atmosphere.

[エポキシ樹脂]
本実施形態のエポキシ樹脂は、1分子内にエポキシ基を2個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般を用いることができ、その分子量や分子構造は特に限定されない。本実施形態において、エポキシ樹脂は、たとえばビフェニル型エポキシ樹脂;ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、テトラメチルビスフェノールF型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂;スチルベン型エポキシ樹脂;フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂;トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂等に例示されるトリスフェノール型エポキシ樹脂等の多官能エポキシ樹脂;フェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂等のアラルキル型エポキシ樹脂;ジヒドロキシナフタレン型エポキシ樹脂、ジヒドロキシナフタレンの2量体をグリシジルエーテル化して得られるエポキシ樹脂等のナフトール型エポキシ樹脂;トリグリシジルイソシアヌレート、モノアリルジグリシジルイソシアヌレート等のトリアジン核含有エポキシ樹脂;ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂等の有橋環状炭化水素化合物変性フェノール型エポキシ樹脂からなる群から選択される一種類または二種類以上を含む。これらのうち、ビフェニル型エポキシ樹脂、アラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、およびテトラメチルビスフェノールF型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、ならびにスチルベン型エポキシ樹脂は結晶性を有するものであることが好ましい。
本実施形態においては、成形性や耐熱性等を向上させる観点から、アラルキル型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、またはトリスフェノール型エポキシ樹脂等の多官能エポキシ樹脂を含むことがより好ましい。
[Epoxy resin]
For the epoxy resin of this embodiment, monomers, oligomers, and polymers in general having two or more epoxy groups in one molecule can be used, and the molecular weight and molecular structure thereof are not particularly limited. In this embodiment, the epoxy resins include, for example, biphenyl type epoxy resin; bisphenol type epoxy resin such as bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, and tetramethylbisphenol F type epoxy resin; stilbene type epoxy resin; and phenol novolac type epoxy resin. resin, novolak type epoxy resin such as cresol novolac type epoxy resin; polyfunctional epoxy resin such as trisphenol type epoxy resin, which is exemplified by triphenolmethane type epoxy resin, alkyl-modified triphenolmethane type epoxy resin, etc.; having a phenylene skeleton Aralkyl-type epoxy resins such as phenol aralkyl-type epoxy resins, phenol-aralkyl-type epoxy resins having a biphenylene skeleton, and biphenylaralkyl-type epoxy resins; dihydroxynaphthalene-type epoxy resins, epoxy resins obtained by glycidyl etherification of dihydroxynaphthalene dimers, etc. From the group consisting of naphthol-type epoxy resins; triazine nucleus-containing epoxy resins such as triglycidyl isocyanurate and monoallyl diglycidyl isocyanurate; bridged cyclic hydrocarbon compound-modified phenol-type epoxy resins such as dicyclopentadiene-modified phenol-type epoxy resins; Contains one or more selected types. Among these, bisphenol type epoxy resins such as biphenyl type epoxy resin, aralkyl type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, and tetramethylbisphenol F type epoxy resin, and stilbene type epoxy resin It is preferable that the resin has crystallinity.
In this embodiment, from the viewpoint of improving moldability, heat resistance, etc., it is more preferable to include a polyfunctional epoxy resin such as an aralkyl epoxy resin, a bisphenol epoxy resin, or a trisphenol epoxy resin.

本実施形態のエポキシ樹脂組成物中のエポキシ基数(EP)とフェノール性水酸基数(OH)との当量比(EP/OH)は、0.9以上1.5以下であることが好ましく、1.0~1.3であることがより好ましい。
これにより、硬化物の機械的強度を効果的に向上できる。
The equivalent ratio (EP/OH) between the number of epoxy groups (EP) and the number of phenolic hydroxyl groups (OH) in the epoxy resin composition of this embodiment is preferably 0.9 or more and 1.5 or less, and 1. More preferably, it is 0 to 1.3.
Thereby, the mechanical strength of the cured product can be effectively improved.

本実施形態の樹脂組成物は、さらに以下の成分を含んでもよい。 The resin composition of this embodiment may further contain the following components.

[硬化促進剤]
本実施形態の樹脂組成物は、さらに硬化促進剤を含むことができる。
上記硬化促進剤としては、エポキシ樹脂とフェノール化合物(A)との架橋反応を促進させるものであればよく、一般の樹脂組成物に使用するものを用いることができる。
[Curing accelerator]
The resin composition of this embodiment can further contain a curing accelerator.
The curing accelerator may be any one that promotes the crosslinking reaction between the epoxy resin and the phenol compound (A), and those used in general resin compositions can be used.

本実施形態において、硬化促進剤は、たとえば有機ホスフィン、テトラ置換ホスホニウム化合物、ホスホベタイン化合物、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物等のリン原子含有化合物;1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン-7、ベンジルジメチルアミン、2-メチルイミダゾール等が例示されるアミジンや3級アミン、前記アミジンやアミンの4級塩等の窒素原子含有化合物から選択される1種類または2種類以上を含むことができる。これらの中でも、硬化性を向上させる観点からはリン原子含有化合物を含むことがより好ましい。また、成形性と硬化性のバランスを向上させる観点からは、テトラ置換ホスホニウム化合物、ホスホベタイン化合物、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物等の潜伏性を有するものを含むことがより好ましい。 In this embodiment, the curing accelerator is a phosphorus atom-containing compound such as an organic phosphine, a tetra-substituted phosphonium compound, a phosphobetaine compound, an adduct of a phosphine compound and a quinone compound, an adduct of a phosphonium compound and a silane compound; , 8-diazabicyclo[5.4.0]undecene-7, benzyldimethylamine, 2-methylimidazole, etc., among nitrogen atom-containing compounds such as amidines, tertiary amines, and quaternary salts of the above-mentioned amidines and amines. One type or two or more types can be included. Among these, it is more preferable to include a phosphorus atom-containing compound from the viewpoint of improving curability. In addition, from the viewpoint of improving the balance between moldability and curability, it is desirable to have latent properties such as tetra-substituted phosphonium compounds, phosphobetaine compounds, adducts of phosphine compounds and quinone compounds, and adducts of phosphonium compounds and silane compounds. It is more preferable to include something.

本実施形態の樹脂組成物で用いることができる有機ホスフィンとしては、例えばエチルホスフィン、フェニルホスフィン等の第1ホスフィン;ジメチルホスフィン、ジフェニルホスフィン等の第2ホスフィン;トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン等の第3ホスフィンが挙げられる。 Examples of organic phosphines that can be used in the resin composition of the present embodiment include primary phosphines such as ethylphosphine and phenylphosphine; secondary phosphines such as dimethylphosphine and diphenylphosphine; trimethylphosphine, triethylphosphine, tributylphosphine, and trimethylphosphine; Examples include tertiary phosphines such as phenylphosphine.

硬化促進剤の含有量は、樹脂組成物全量に対して0.01~10質量%であることが好ましく、0.1~5質量%であることがより好ましく、0.5~2質量%であることがさらに好ましい。 The content of the curing accelerator is preferably 0.01 to 10% by mass, more preferably 0.1 to 5% by mass, and 0.5 to 2% by mass based on the total amount of the resin composition. It is even more preferable that there be.

[硬化剤]
本実施形態の樹脂組成物は、さらに、硬化剤を用いてもよい。硬化剤としては、上記フェノール化合物(A)を除くフェノール系硬化剤、アミン類、ポリパラオキシスチレン等のポリオキシスチレン、ヘキサヒドロ無水フタル酸(HHPA)、メチルテトラヒドロ無水フタル酸(MTHPA)等の脂環族酸無水物、無水トリメリット酸(TMA)、無水ピロメリット酸(PMDA)、ベンゾフェノンテトラカルボン酸(BTDA)等の芳香族酸無水物等を含む酸無水物等、ポリサルファイド、チオエステル、チオエーテル等のポリメルカプタン化合物、イソシアネートプレポリマー、ブロック化イソシアネート等のイソシアネート化合物、カルボン酸含有ポリエステル樹脂等の有機酸類が挙げられる。
[Curing agent]
The resin composition of this embodiment may further include a curing agent. Examples of the curing agent include phenolic curing agents other than the above-mentioned phenolic compound (A), amines, polyoxystyrenes such as polyparaoxystyrene, alicyclics such as hexahydrophthalic anhydride (HHPA), and methyltetrahydrophthalic anhydride (MTHPA). acid anhydrides, including aromatic acid anhydrides such as trimellitic anhydride (TMA), pyromellitic anhydride (PMDA), and benzophenone tetracarboxylic acid (BTDA); Examples include isocyanate compounds such as polymercaptan compounds, isocyanate prepolymers, and blocked isocyanates, and organic acids such as carboxylic acid-containing polyester resins.

フェノール系硬化剤は、具体的には、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ナフトールノボラック樹脂、アミノトリアジンノボラック樹脂、ノボラック樹脂、トリスフェニルメタン型のフェノールノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂;テルペン変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂等の変性フェノール樹脂;フェニレン骨格および/またはビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂、フェニレン骨格および/またはビフェニレン骨格を有するナフトールアラルキル樹脂等のアラルキル型樹脂;ビスフェノールA、ビスフェノールF等のビスフェノール化合物;レゾール型フェノール樹脂等の中から選ばれる1種または2種以上が挙げられる。また、硬化性の点から、フェノール樹脂系硬化剤の水酸基当量は、例えば90g/eq以上250g/eq以下とすることが好適である。 Specifically, the phenolic curing agent includes novolak type phenolic resins such as phenol novolak resin, cresol novolak resin, naphthol novolak resin, aminotriazine novolak resin, novolak resin, and trisphenylmethane type phenol novolac resin; terpene-modified phenolic resin , modified phenolic resins such as dicyclopentadiene-modified phenolic resins; phenol aralkyl resins having a phenylene skeleton and/or biphenylene skeleton; aralkyl type resins such as naphthol aralkyl resins having a phenylene skeleton and/or biphenylene skeleton; bisphenol A, bisphenol F, etc. bisphenol compounds; one or more selected from resol type phenol resins and the like. Further, from the viewpoint of curability, it is preferable that the hydroxyl equivalent of the phenolic resin curing agent is, for example, 90 g/eq or more and 250 g/eq or less.

当該硬化剤の含有量は、エポキシ樹脂100質量部に対して、好ましくは1~40質量部であり、より好ましくは10~30質量部である。 The content of the curing agent is preferably 1 to 40 parts by weight, more preferably 10 to 30 parts by weight, based on 100 parts by weight of the epoxy resin.

[強化繊維]
本実施形態の樹脂組成物は強化繊維を含んでもよい。本実施形態において、強化繊維は機械的強度や耐熱性を高めるために用いられる。
強化繊維としては、例えば、金属繊維、炭素繊維、ガラス繊維、セラミック繊維、ポリアミド繊維、アラミド繊維、ポリイミド繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維、ポリパラフェニレンベンズオキサゾール繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリアクリロニトリル繊維、およびエチレンビニルアルコール繊維の中から選ばれる1種または2種以上が挙げられる。なかでも、成形品の強度向上等に効果的である点から、炭素繊維、ガラス繊維が好ましい。
また、強化繊維は、表面処理が施されていてもよい。
[Reinforced fiber]
The resin composition of this embodiment may also contain reinforcing fibers. In this embodiment, reinforcing fibers are used to increase mechanical strength and heat resistance.
Examples of reinforcing fibers include metal fibers, carbon fibers, glass fibers, ceramic fibers, polyamide fibers, aramid fibers, polyimide fibers, polyvinyl alcohol fibers, polyester fibers, acrylic fibers, polyparaphenylenebenzoxazole fibers, polyethylene fibers, and polypropylene fibers. , polyacrylonitrile fiber, and ethylene vinyl alcohol fiber. Among these, carbon fibers and glass fibers are preferred because they are effective in improving the strength of molded products.
Furthermore, the reinforcing fibers may be surface-treated.

また、強化繊維の含有量は、用途に応じで適宜調整されるが、例えば、樹脂組成物全量に対して、好ましくは10~70質量%、より好ましくは20~60質量%、さらに好ましくは30~65質量%である。強化繊維の含有量を上記下限値以上とすることにより、機械的強度、耐熱性を向上できる。一方、強化繊維の含有量を上記上限値以下とすることにより、軽量化を実現でき、また、成型加工性を良好に保持できる。 Further, the content of the reinforcing fibers is adjusted appropriately depending on the use, but for example, the content of the reinforcing fibers is preferably 10 to 70% by mass, more preferably 20 to 60% by mass, and still more preferably 30% by mass, based on the total amount of the resin composition. ~65% by mass. By setting the reinforcing fiber content to the above lower limit or more, mechanical strength and heat resistance can be improved. On the other hand, by setting the content of reinforcing fibers to the above upper limit or less, weight reduction can be achieved and moldability can be maintained favorably.

[硬化助剤]
本実施形態の樹脂組成物は硬化助剤を含んでもよい。
硬化助剤としては、樹脂組成物の分野で公知の硬化助剤を挙げることができる。例えば、酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウムなどのアルカリ土類金属の酸化物又は水酸化物;サリチル酸、安息香酸などの芳香族カルボン酸などを挙げることができる。
[Curing aid]
The resin composition of this embodiment may also contain a curing aid.
Examples of the curing aid include curing aids known in the field of resin compositions. Examples include alkaline earth metal oxides or hydroxides such as magnesium oxide, calcium hydroxide, and barium hydroxide; and aromatic carboxylic acids such as salicylic acid and benzoic acid.

[無機充填材]
本実施形態の樹脂組成物は、無機充填材を用いることができる。無機充填材により、樹脂組成物に機械的特性、寸法安定性などを付与することができる。
無機充填材としては、特に限定されないが、クレー、炭酸カルシウム、タルク、および水酸化アルミニウム等の中から選ばれる1種または2種以上を用いることができる。なかでも、樹脂組成物に要求される性能(機械的特性、電気的特性、難燃性、寸法安定性、耐水性等)を考慮すると、クレーを使用することがより好ましい。
なお、水酸化アルミニウムなど一部の無機充填材は難燃助剤としての効果も有する。
[Inorganic filler]
The resin composition of this embodiment can use an inorganic filler. The inorganic filler can impart mechanical properties, dimensional stability, etc. to the resin composition.
The inorganic filler is not particularly limited, but one or more types selected from clay, calcium carbonate, talc, aluminum hydroxide, etc. can be used. Among them, it is more preferable to use clay in consideration of the performance required of the resin composition (mechanical properties, electrical properties, flame retardance, dimensional stability, water resistance, etc.).
Note that some inorganic fillers such as aluminum hydroxide also have an effect as a flame retardant aid.

上記無機充填材の含有量は、用途に応じて適宜調整されるが、例えば、樹脂組成物全体に対して1~10質量%であることが好ましく、2~5質量%であることがより好ましい。無機充填材の含有量を前記下限値以上とすることで良好な機械的特性、耐熱性を保持でき、また前記上限値以下とすることで樹脂組成物の加工性を良好にできる。 The content of the above-mentioned inorganic filler is appropriately adjusted depending on the application, but for example, it is preferably 1 to 10% by mass, more preferably 2 to 5% by mass based on the entire resin composition. . By setting the content of the inorganic filler to the above-mentioned lower limit or more, good mechanical properties and heat resistance can be maintained, and by setting the content of the inorganic filler to the above-mentioned upper limit or less, the processability of the resin composition can be improved.

[エラストマー]
本実施形態の樹脂組成物は、エラストマーを用いることができる。エラストマーにより、寸法安定性を保持し、成形品の靱性を高めることができる。
エラストマーとしては、アクリルニトリルブタジエンゴム、イソプレン、スチレンブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム等が挙げられる。この中でもアクリルニトリリルブタジエンゴムが好ましい。
上記エラストマーの含有量は、用途に応じて適宜調整されるが、例えば、樹脂組成物全体に対して1~10質量%であることが好ましく、2~5質量%であることがより好ましい。エラストマーの含有量を前記下限値以上とすることで良好な機械的特性を保持でき、また前記上限値以下とすることで樹脂組成物の加工性を良好にできる。
[Elastomer]
For the resin composition of this embodiment, an elastomer can be used. Elastomers can maintain dimensional stability and increase the toughness of molded products.
Examples of the elastomer include acrylonitrile butadiene rubber, isoprene, styrene butadiene rubber, and ethylene propylene rubber. Among these, acrylonitrilyl butadiene rubber is preferred.
The content of the above-mentioned elastomer is appropriately adjusted depending on the application, but for example, it is preferably 1 to 10% by mass, more preferably 2 to 5% by mass, based on the entire resin composition. By setting the content of the elastomer to the above-mentioned lower limit or more, good mechanical properties can be maintained, and by setting the content of the elastomer to below the above-mentioned upper limit, the processability of the resin composition can be improved.

[その他成分]
本実施形態の樹脂組成物は、発明の効果を損なわない限り、上述した成分以外の他の成分を含むことができる。他の成分としては、例えば、上記を除く熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂、硬化剤、離型剤、顔料、難燃剤、密着向上剤、カップリング剤等の添加剤が挙げられる。
本実施形態の樹脂組成物がこれら他の成分を含む場合、1種のみを含んでもよいし、2種以上を含んでもよい。
[Other ingredients]
The resin composition of the present embodiment may contain other components other than those described above, as long as the effects of the invention are not impaired. Examples of other components include additives such as thermosetting resins and thermoplastic resins other than those mentioned above, curing agents, mold release agents, pigments, flame retardants, adhesion improvers, and coupling agents.
When the resin composition of this embodiment contains these other components, it may contain only one type, or may contain two or more types.

上記の熱可塑性樹脂としては、ユリア(尿素)樹脂、メラミン樹脂等のトリアジン環を有する樹脂、ビスマレイミド樹脂、シリコーン樹脂、ベンゾオキサジン環を有する樹脂などが挙げられる。 Examples of the thermoplastic resin include resins having a triazine ring such as urea resin and melamine resin, bismaleimide resins, silicone resins, and resins having a benzoxazine ring.

上記の離型剤としては、例えば、ステアリン酸などの脂肪酸、ステアリン酸カルシウムやステアリン酸亜鉛などの脂肪酸塩、脂肪酸アミド、ポリエチレンなどが挙げられる。
離型剤を用いる場合、その含有量は、エポキシ樹脂100質量部に対して、例えば0.1~10質量部、好ましくは0.1~5質量部である。
Examples of the above mold release agent include fatty acids such as stearic acid, fatty acid salts such as calcium stearate and zinc stearate, fatty acid amides, and polyethylene.
When a mold release agent is used, its content is, for example, 0.1 to 10 parts by weight, preferably 0.1 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the epoxy resin.

上記の顔料として、例えば、カーボンブラックが挙げられる。その他、所望の色の成形品を得るため、各種の着色顔料なども使用可能である。
顔料を用いる場合、その含有量は、エポキシ樹脂100質量部に対して、例えば0.1~10質量部、好ましくは0.1~5質量部である。
Examples of the above pigments include carbon black. In addition, various coloring pigments can also be used to obtain molded products of desired colors.
When a pigment is used, its content is, for example, 0.1 to 10 parts by weight, preferably 0.1 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the epoxy resin.

上記のカップリング剤としては、例えば、エポキシシランカップリング剤、カチオニックシランカップリング剤、アミノシランカップリング剤等のシランカップリング剤、チタネート系カップリング剤およびシリコーンオイル型カップリング剤等が挙げられる。カップリング剤は一種類を単独で用いてもよいし、二種類以上を併用してもよい。本実施形態においては、シランカップリング剤が好ましく用いられる。カップリング剤の使用により無機充填材と他成分の相溶性が向上し、樹脂組成物の機械的特性、耐熱性を向上できると考えられる。 Examples of the above-mentioned coupling agents include epoxy silane coupling agents, cationic silane coupling agents, silane coupling agents such as aminosilane coupling agents, titanate coupling agents, and silicone oil type coupling agents. . One type of coupling agent may be used alone, or two or more types may be used in combination. In this embodiment, a silane coupling agent is preferably used. It is believed that the use of a coupling agent improves the compatibility between the inorganic filler and other components, and improves the mechanical properties and heat resistance of the resin composition.

本実施形態の樹脂組成物は、溶剤(有機溶剤等)を含んでいてもよい。ただし、樹脂組成物としての流通や取扱いの容易性、作業環境におけるVOC発生抑制などの観点から、本実施形態の樹脂組成物は、溶剤(有機溶剤等)を実質的に含まないことが好ましい。 The resin composition of this embodiment may contain a solvent (organic solvent, etc.). However, from the viewpoint of ease of distribution and handling as a resin composition, suppression of VOC generation in the working environment, etc., it is preferable that the resin composition of the present embodiment does not substantially contain a solvent (organic solvent, etc.).

[ガラス転移温度]
本実施形態の樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度は、80~180℃であることが好ましく、90~150℃であることがより好ましく、100~125℃であることがさらに好ましい。これにより、良好な成形性を保持しつつ、熱的特性を向上できる。
[Glass-transition temperature]
The glass transition temperature of the cured product of the resin composition of this embodiment is preferably 80 to 180°C, more preferably 90 to 150°C, even more preferably 100 to 125°C. Thereby, thermal properties can be improved while maintaining good moldability.

[形態]
本実施形態の樹脂組成物は、特に限定されないが、23℃で、粉粒状、顆粒状、タブレット状またはシート状のいずれかであることが好ましい。
[form]
Although the resin composition of this embodiment is not particularly limited, it is preferably in the form of powder, granules, tablets, or sheets at 23°C.

<樹脂組成物の製造方法>
本実施形態の樹脂組成物の製法方法は、特に限定されず、上記成分を公知の方法により混合することで得られる。例えば、上記成分を配合して均一に混合後、ロール、コニーダ、二軸押出し機等の混練装置単独またはロールと他の混合装置との組合せで加熱溶融混練した後、造粒または粉砕する方法が用いられる。
<Method for manufacturing resin composition>
The method for producing the resin composition of this embodiment is not particularly limited, and it can be obtained by mixing the above components by a known method. For example, after blending the above ingredients and mixing them uniformly, heat-melting and kneading them using a kneading device such as a roll, a co-kneader, or a twin-screw extruder, or a combination of a roll and other mixing device, and then granulating or pulverizing the ingredients is possible. used.

<硬化物/成形品>
本実施形態の樹脂組成物は、例えば、160~220℃、5~240分の条件で硬化させることにより、硬化物とすることができる。
本実施形態の樹脂組成物を用いた成形品としては、特に限定されないが、例えば、樹脂組成物を基材に含浸させてなるプリプレグ、および樹脂組成物の硬化物を備える構造体等が挙げられる。
<Cured product/molded product>
The resin composition of the present embodiment can be made into a cured product by curing, for example, at 160 to 220° C. for 5 to 240 minutes.
Molded products using the resin composition of the present embodiment are not particularly limited, but include, for example, prepregs formed by impregnating a base material with the resin composition, and structures comprising a cured product of the resin composition. .

[比重]
本実施形態の樹脂組成物の硬化物(硬化条件:180℃、120分)の比重は、好ましくは1.00~1.20であり、より好ましくは1.05~1.15である。
樹脂組成物の硬化物の比重を、上記下限値以上とすることにより、良好な強度が得られ、耐熱性、寸法安定性を保持できる。一方、樹脂組成物の硬化物の比重を、上記上限値以下とすることにより、軽量化を実現できる。
[specific gravity]
The specific gravity of the cured product of the resin composition of this embodiment (curing conditions: 180° C., 120 minutes) is preferably 1.00 to 1.20, more preferably 1.05 to 1.15.
By setting the specific gravity of the cured product of the resin composition to be equal to or higher than the above lower limit, good strength can be obtained and heat resistance and dimensional stability can be maintained. On the other hand, weight reduction can be achieved by controlling the specific gravity of the cured product of the resin composition to be equal to or less than the above upper limit.

本実施形態の成形品は、公知の方法で得ることができるが、例えば、本実施形態の樹脂組成物を溶融またはエタノール等の溶媒に溶解させて液状とし、そこに強化繊維を浸漬し、本実施形態の樹脂組成物を強化繊維内に含浸させる。その後、乾燥し、所望の形状となるように加熱プレスすることで、樹脂を硬化させ、成形品とすることができる。成形条件としては成形品の厚みにもよるが、例えば、金型温度170~190℃、成形圧力0.01~1MPa、硬化時間2~10分間で成形することができる。その後、さらに、加熱して、追硬化してもよい。 The molded article of this embodiment can be obtained by a known method, but for example, the resin composition of this embodiment is melted or dissolved in a solvent such as ethanol to form a liquid, and reinforcing fibers are immersed therein. The resin composition of the embodiment is impregnated into reinforcing fibers. Thereafter, the resin is dried and heated and pressed into a desired shape, thereby curing the resin and producing a molded product. Although the molding conditions depend on the thickness of the molded article, for example, molding can be carried out at a mold temperature of 170 to 190° C., a molding pressure of 0.01 to 1 MPa, and a curing time of 2 to 10 minutes. Thereafter, additional curing may be performed by further heating.

[用途]
硬化物および成形品の用途は特に限定されない。用途としては、例えば、自動車、航空機、鉄道車両、船舶、事務機器、汎用機械、家庭用電化製品、電機機器等の各種の構造部材などを挙げることができる。また、有機繊維、金属、ガラスなどさまざまな基材に含浸して用いられる含浸用途、バインダー用途に適用することもできる。もちろん、これら以外の用途も排除されない。
[Application]
The use of the cured product and molded product is not particularly limited. Examples of applications include various structural members such as automobiles, aircraft, railway vehicles, ships, office equipment, general-purpose machines, household appliances, and electrical equipment. It can also be applied to impregnation applications and binder applications in which various base materials such as organic fibers, metals, and glass are impregnated. Of course, uses other than these are not excluded.

以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することができる。また、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, these are merely examples of the present invention, and various configurations other than those described above can be adopted. Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the present invention includes modifications, improvements, etc. within a range that can achieve the purpose of the present invention.

本発明の実施態様を、実施例および比較例に基づき詳細に説明する。なお、本発明は実施例に限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described in detail based on Examples and Comparative Examples. Note that the present invention is not limited to the examples.

(1)フェノール化合物(A)の合成
4-ヒドロキシフェニルボロン酸(東京化成工業社製)19.0g、2,7-ジブロモ-9,9-ジ-n-オクチルフルオレン(東京化成工業社製)25.3g、炭酸カリウム(東京化成工業社製)25.4g、テトラブチルアンモニウムクロライド(東京化成工業社製)2.5gに、水83.8g、テトラヒドロフラン155.0g、エタノール31.0gを加えて溶解させた。この溶液に、窒素雰囲気化でテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(東京化成工業社製)2.1gを加え、オイルバスで90℃に加熱し24時間反応させた。その後有機層を取り出して有機溶媒を除去し、得られた固体をシリカゲルカラム(溶媒:ジクロロメタン)で精製することで、以下の式(3)で表されるフェノール化合物(A)(融点160℃)を16.8g得た。
(1) Synthesis of phenol compound (A) 4-hydroxyphenylboronic acid (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) 19.0 g, 2,7-dibromo-9,9-di-n-octylfluorene (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) To 25.3 g of potassium carbonate (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.), 25.4 g of tetrabutylammonium chloride (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.), 83.8 g of water, 155.0 g of tetrahydrofuran, and 31.0 g of ethanol were added. Dissolved. To this solution, 2.1 g of tetrakis(triphenylphosphine)palladium (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) was added under a nitrogen atmosphere, heated to 90° C. in an oil bath, and reacted for 24 hours. After that, the organic layer is taken out and the organic solvent is removed, and the obtained solid is purified with a silica gel column (solvent: dichloromethane) to produce a phenol compound (A) represented by the following formula (3) (melting point 160 ° C.) 16.8g of was obtained.

Figure 2024002608000007
Figure 2024002608000007

(2)分析・測定
得られたフェノール化合物(A)について、以下の条件でH-NMRを測定した。結果を図1に示す。
H-NMR測定条件>
装置:日本電子株式会社製 JNM-ECA400
溶媒:DMSO(ジメチルスルホキシド)-d6
パルス角度:45°
試料濃度:3wt%
積算回数:16回
(2) Analysis/Measurement 1 H-NMR was measured for the obtained phenol compound (A) under the following conditions. The results are shown in Figure 1.
< 1H -NMR measurement conditions>
Equipment: JNM-ECA400 manufactured by JEOL Ltd.
Solvent: DMSO (dimethyl sulfoxide)-d6
Pulse angle: 45°
Sample concentration: 3wt%
Accumulated number of times: 16 times

H-NMR測定より、フェノール化合物(A)はフルオレン構造を有していることが確認された。なお、図1中のa~dは、以下の式で表した構造に対応する。 1 H-NMR measurement confirmed that the phenol compound (A) had a fluorene structure. Note that a to d in FIG. 1 correspond to the structure expressed by the following formula.

Figure 2024002608000008
Figure 2024002608000008

(3)実施例および比較例
以下の原料成分を用いて、表1に示す組成(質量%)となるようにそれぞれ混合し、150℃の熱板上で30秒間混練した後取り出し、顆粒状に粉砕して各エポキシ樹脂組成物を得た。
[原料]
・エポキシ樹脂1:4-(2,3-エポキシプロパン-1-イルオキシ)-N,N-ビス(2,3-エポキシプロパン-1-イル)-2-メチルアニリン(EMA)、株式会社大阪ソーダ社製
・エポキシ樹脂2:ビフェニル型エポキシ樹脂、YL6677、三菱ケミカル社製
・フェノール化合物1:ビスフェノールF、DIC-BPF、融点90℃、DIC株式会社製
・フェノール化合物2:上記で合成した式(3)で表されるフェノール化合物(A)
・硬化促進剤:トリフェニルホスフィン(TPP)、東京化成工業株式会社製
(3) Examples and Comparative Examples The following raw material components were mixed to give the composition (mass%) shown in Table 1, kneaded for 30 seconds on a hot plate at 150°C, taken out, and granulated. Each epoxy resin composition was obtained by pulverization.
[material]
・Epoxy resin 1: 4-(2,3-epoxypropan-1-yloxy)-N,N-bis(2,3-epoxypropan-1-yl)-2-methylaniline (EMA), Osaka Soda Co., Ltd.・Epoxy resin 2: Biphenyl type epoxy resin, YL6677, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation ・Phenol compound 1: Bisphenol F, DIC-BPF, melting point 90°C, manufactured by DIC Corporation ・Phenol compound 2: Formula (3) synthesized above ) Phenol compound (A) represented by
・Curing accelerator: Triphenylphosphine (TPP), manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.

(4)評価
得られた各エポキシ樹脂組成物成形品について、以下の評価・測定を行った。結果を表1に示す。
・比重:各エポキシ樹脂組成物を油圧プレス装置にて0.1MPa、200℃、5分間プレス硬化させ、次いで、得られた試験片を180℃、2時間の条件で後硬化させたのち、水中置換法より各成形材料の比重を求めた。
(4) Evaluation The following evaluations and measurements were performed on each of the obtained epoxy resin composition molded products. The results are shown in Table 1.
・Specific gravity: Each epoxy resin composition was press-cured at 0.1 MPa and 200°C for 5 minutes using a hydraulic press, and the resulting test piece was then post-cured at 180°C for 2 hours, and then cured in water. The specific gravity of each molding material was determined by the substitution method.

・曲げ強度および曲げ弾性率:各エポキシ樹脂組成物を油圧プレス装置にて0.1MPa、200℃、5分間プレス硬化させ、幅10mm、厚み1mm、長さ100mmの試験片を作成した。次いで、得られた試験片を180℃、2時間の条件で後硬化させたのち、25℃における曲げ強度(MPa)と曲げ弾性率(GPa)を測定した。 - Bending strength and flexural modulus: Each epoxy resin composition was press-cured at 0.1 MPa and 200° C. for 5 minutes using a hydraulic press to create a test piece with a width of 10 mm, a thickness of 1 mm, and a length of 100 mm. Next, the obtained test piece was post-cured at 180°C for 2 hours, and then the bending strength (MPa) and bending elastic modulus (GPa) at 25°C were measured.

・破断エネルギー:上記曲げ試験時における応力(stress)と歪み(strein)との関係を、グラフ化した曲線(応力-歪曲線)を作成した。次に、歪みを変数とし、曲げ試験の開始点から破断点までの応力の積分値を算出した。 - Breaking energy: A curve (stress-strain curve) was created that graphed the relationship between stress and strain during the bending test. Next, using strain as a variable, the integral value of stress from the starting point of the bending test to the breaking point was calculated.

・ガラス転移点:各エポキシ樹脂組成物を油圧プレス装置にて0.1MPa、200℃、5分間プレス硬化させ、幅4mm、厚み0.5mm、長さ50mmの試験片を作成し、次いで、得られた試験片を180℃、2時間の条件で後硬化させてサンプルとした。得られたサンプルを0-350℃、昇温速度10℃/分の条件で引張モードの熱機械解析を行い、位置変化量グラフの変曲点からガラス転移点を求めた。 ・Glass transition point: Each epoxy resin composition was press-cured at 0.1 MPa and 200°C for 5 minutes using a hydraulic press to create a test piece with a width of 4 mm, a thickness of 0.5 mm, and a length of 50 mm. The obtained test piece was post-cured at 180° C. for 2 hours to prepare a sample. The obtained sample was subjected to tensile mode thermomechanical analysis under the conditions of 0-350°C and a heating rate of 10°C/min, and the glass transition point was determined from the inflection point of the position change graph.

Figure 2024002608000009
Figure 2024002608000009

Claims (8)

エポキシ樹脂と、以下の式(1)で表されるフルオレン骨格を有するフェノール化合物と、を含む、エポキシ樹脂組成物。
Figure 2024002608000010
(式(1)中、R、Rは各々独立して炭素数4~12の飽和炭化水素基を表す。X、Xは各々独立して置換基を有していてもよい芳香族基を表し、n、mは各々独立して0~2の整数を表す。)
An epoxy resin composition comprising an epoxy resin and a phenol compound having a fluorene skeleton represented by the following formula (1).
Figure 2024002608000010
(In formula (1), R 1 and R 2 each independently represent a saturated hydrocarbon group having 4 to 12 carbon atoms. X 1 and X 2 each independently represent an aromatic group that may have a substituent. represents a group group, and n and m each independently represent an integer of 0 to 2.)
請求項1に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
エポキシ樹脂組成物中のエポキシ基数(EP)とフェノール性水酸基数(OH)との当量比(EP/OH)が、0.9以上1.5以下である、エポキシ樹脂組成物。
The epoxy resin composition according to claim 1,
An epoxy resin composition in which the equivalent ratio (EP/OH) between the number of epoxy groups (EP) and the number of phenolic hydroxyl groups (OH) in the epoxy resin composition is 0.9 or more and 1.5 or less.
請求項1または2に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記エポキシ樹脂の含有量が、当該樹脂組成物全量に対して、1質量%以上50質量%以下である、エポキシ樹脂組成物。
The epoxy resin composition according to claim 1 or 2,
An epoxy resin composition in which the content of the epoxy resin is 1% by mass or more and 50% by mass or less based on the total amount of the resin composition.
請求項1または2に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
前記エポキシ樹脂が、多官能エポキシ樹脂を含む、エポキシ樹脂組成物。
The epoxy resin composition according to claim 1 or 2,
An epoxy resin composition, wherein the epoxy resin includes a polyfunctional epoxy resin.
請求項1または2に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
さらに硬化促進剤を含む、エポキシ樹脂組成物。
The epoxy resin composition according to claim 1 or 2,
An epoxy resin composition further comprising a curing accelerator.
請求項1または2に記載のエポキシ樹脂組成物であって、
当該フェノール化合物の融点が30~200℃である、エポキシ樹脂組成物。
The epoxy resin composition according to claim 1 or 2,
An epoxy resin composition in which the phenol compound has a melting point of 30 to 200°C.
請求項1または2に記載のエポキシ樹脂組成物を基材に含浸させてなる、プリプレグ。 A prepreg obtained by impregnating a base material with the epoxy resin composition according to claim 1 or 2. 請求項1または2に記載のエポキシ樹脂組成物の硬化物を備える、構造体。 A structure comprising a cured product of the epoxy resin composition according to claim 1 or 2.
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