JP3149609B2 - ナフトール変性フェノール樹脂の製造方法 - Google Patents
ナフトール変性フェノール樹脂の製造方法Info
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Description
エポキシ樹脂硬化剤や耐熱性、電気絶縁性に優れた成形
材料用樹脂に好適なナフトール変性フェノール樹脂に関
する。
ール樹脂とレゾール型フェノール樹脂に大別され、その
いずれもが有機又は無機基材結合材として優れた性質を
有している。近年、フェノール樹脂に対する要求性能も
より高耐熱性、高強度、低吸湿性等厳しいものになって
いる。また、フェノール樹脂はエポキシ樹脂の硬化剤と
して用いられている。特に半導体封止用としては、電気
特性、耐湿性、耐熱性、機械特性など諸特性に優れてい
る。これらの性能を向上させるために、分子量分布の狭
いフェノール樹脂の合成、あるいはナフトール等の縮環
構造を有するものを導入することが効果があると考えら
れる。また、フェノール樹脂は安定な樹脂であることが
知られているが、高温においては熱分解、強酸、強アル
カリ存在下メチレン鎖の開裂、再配列を起こすことは知
られており研究されている。
応に関する研究がなされている(大阪市工業研究所報
告、38(1964))。それによれば、p−クレゾー
ルを例にp−トルエンスルホン酸を用い分子量変化を追
跡しているが、その中で「工業的なノボラックの製造に
一般に採用されているような加熱条件では、メチレン橋
の開裂及びそれに伴う再結合反応は無視し得る程度のも
のと思われる」と記述されている。また分裂再配列を積
極的に使用している例として中本らの研究がある(第4
1回熱硬化樹脂講演討論会、講演要旨集P125(19
91)。ここでは、p-tert-butylphenolノボラック樹脂
を高温でアルカリ金属水酸化物存在下、分裂再配列する
ことによりcalixareneを得ている。
配列反応の起こる条件としては、10〜20倍と大過剰
のフェノール類と不揮発性の強酸存在下、あるいはジフ
ェニルエーテル等の高沸点の非極性溶媒を用い高温で強
アルカリを用いる等、合成反応条件としては無駄が多い
か、温和ではない条件であった。本発明はかかる状況に
鑑みてなされたもので、中分子量あるいは高分子量のフ
ェノール樹脂を分裂再配列反応を行うことにより、低分
子量で、多分散度の小さいフェノール樹脂の製造方法を
提供するものである。
ン骨格を有する化合物、すなわちナフトール類とフェノ
ール類とアルデヒド類の反応を鋭意検討した結果、本発
明に到達した。フェノール樹脂、特にノボラック樹脂合
成時には、一般的には80℃〜還流温度で初期反応を行
い、その後昇温し減圧下で濃縮反応を行うことにより所
定の分子量、軟化点の樹脂を得る。この反応において、
未反応フェノール類を除く系の平均分子量及び分子量分
布の経時変化をGPC(ゲル浸透クロマトグラフィ)等
の分析装置で分析を行うと、初期反応、還流反応、減圧
濃縮と時間の経過に伴い平均分子量は増大し分子量分布
は広くなる。すなわち、多分散度は大きくなる傾向があ
る。しかしながら、還流反応終了後、120〜180
℃、1〜12時間反応を行うことによって、低分子量化
及び狭分散化が起こることを見出した。特にナフトール
を含むフェノール樹脂においては低分子量化狭分散化が
顕著なことがわかった。
合成法は、フェノール樹脂にナフトールを含むフェノー
ル類を加え、その混合物を加熱反応させることにより分
裂再配列反応をおこさせて、元のフェノール樹脂とは分
子量、分子量分布の異なるフェノール樹脂を製造する方
法である。新しいフェノール樹脂は、元のフェノール樹
脂と比べて低分子量化され、多分散度は小さくなり、ナ
フトールを骨格構造に含むものとなる。
量部に対しナフトール類(N)とフェノール類(P)を
それぞれ20〜200重量部、またナフトール類とフェ
ノール類の重量比(N/P)を0.2以上とし、酸触媒
の存在下、120〜180℃、常圧下1〜12時間反応
させることにより、未反応ナフトール類、未反応フェノ
ール類を除く数平均分子量(Mn)が元のフェノール樹
脂の0.9倍以下、多分散度(Mw/Mn)が1.6以
下の狭分散であるナフトール樹脂を提供するものであ
る。
2−ナフトール等のナフトール、1,5−ジヒドロキシ
ナフタレン、1,6−ジヒドロキシナフタレン、2,7
−ジヒドロキシナフタレン等のナフタレンジオールが用
いられる。フェノール類は、フェノール、クレゾール、
キシレノール、ブチルフェノール、ノニルフェノール等
通常のフェノール樹脂合成に用いられるものであれば使
用できる。
(N)及びフェノール類(P)の混合割合は、フェノー
ル樹脂100重量部に対してナフトール類とフェノール
類20〜200重量部用いることが望ましい。(N+
P)が上記範囲よりも小さいと、低分子量化狭分散化が
十分でなく、上記範囲よりも大きいと低分子量化狭分散
化は十分起こるが、添加したナフトール類及びフェノー
ルの除去の効率が悪い。
0.2以上が好ましい。重量比がこれ以下の場合、反応
温度を高く、使用する酸の量を多くする必要がある。酸
触媒は、塩酸、硫酸、p−トルエンスルホン酸、蓚酸、
ギ酸、クエン酸等が用いられる。
℃の条件で1〜12時間行う。反応系からは、水分等が
留去し平衡状態に達する。この間にメチレン鎖の開裂反
応と再結合反応が起こり、低分子量化と狭分散化が起こ
る。
反応生成物を230℃以下の温度で減圧蒸留及び/又は
水蒸気蒸留を用いて行われる。未反応物が所定の量にな
った時に、生成樹脂を反応容器から取り出し冷却するこ
とにより、所望のナフトール変性フェノール樹脂が得ら
れる。以上のようにして得られたナフトール変性フェノ
ール樹脂は、エポキシ樹脂硬化剤及びフェノール成形材
料等に好適に利用できる。
るが、本発明はこれに限定されるものではない。
ナフトール481g、o−クレゾール449g、37%
ホルマリン243g、2規定塩酸2mlを入れ、オイル
バス中、還流反応を4時間続けた。還流反応終了後、減
圧度700mmHgで180℃、3時間濃縮を行い、数平均
分子量(Mn)570、未反応ナフトール1%、多分散
度(Mw/Mn)2.19、軟化点134℃の樹脂
(1)を得た。本実施例で数平均分子量(Mn)及び多
分散度(M/Mn)の測定に用いたGPC装置は、日立
製作所製高速液体クロマトグラフィL6000及び島津
製作所製データ解析装置C−R4Aであった。GPCカ
ラムとしては東ソー(株)製G2000HXL+G300
0HXLを使用した。試料濃度は0.2%、移動相テトラ
ヒドロフラン、流量1.0ml/minで測定を行っ
た。数平均分子量はポリスチレン標準サンプルを用いて
検量線を作成し、それを用いて計算した。
行った。樹脂(1)を100gと1−ナフトールを1
6.7gとo−クレゾールを50gと2規定塩酸を0.
5mlを500mlのフラスコに投入し、140℃で4
時間反応を行い、その後180℃で減圧濃縮し樹脂を得
た。数平均分子量は320、多分散度(Mw/Mn)は
1.36、軟化点は87℃、収量は105gであった。
実施例1の仕込み量(樹脂(1)100g、1−ナフト
ール16.7g、o−クレゾール50g、2規定塩酸
0.5ml)で分裂再配列反応を行い、反応生成物、分
子量及び多分散度の経時変化をGPCで追跡した。その
結果を図1〜3に示した。図2及び図3に見られるよう
に短時間に低分子量化及び狭分散化が起きている。これ
は反応生成物の経時変化の図1に見られるように4核体
以上が分裂し2核体3核体が生成したためと考えられ
る。
(1)を100gとo−クレゾール66.7gと2規定
塩酸を0.5mlを500mlのフラスコに投入し、1
40℃で4時間反応を行った。その後180℃で減圧濃
縮し樹脂を得た。数平均分子量は550、未反応フェノ
ール類1%、多分散度2.10と分子量及び多分散度に
変化はなかった。
化/狭分散化のナフトールを含むフェノール樹脂を得る
ことができ工業的価値は大である。
Claims (3)
- 【請求項1】フェノール類とアルデヒドとの反応により
得られたフェノール樹脂にナフトール類及びフェノール
類を加え、常圧下120〜180℃の条件で1〜12時
間分裂再配列反応を行い、その後230℃以下で減圧蒸
留及び/又は水蒸気蒸留を行うことを特徴とする、ナフ
トール変性フェノール樹脂の製造方法。 - 【請求項2】ナフトール類が、1−ナフトール、2−ナ
フトール又はこれらの混合物である請求項1記載のナフ
トール変性フェノール樹脂の製造方法。 - 【請求項3】フェノール樹脂が、クレゾールノボラック
樹脂又はクレゾールナフトール共縮合樹脂である請求項
1又は請求項2記載のナフトール変性フェノール樹脂の
製造方法。
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EP94101993A EP0610920B1 (en) | 1993-02-12 | 1994-02-09 | Method of preparing naphthol-modified phenolic resin and epoxy resin molding material for sealing electronic parts |
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- 1993-03-23 JP JP06238193A patent/JP3149609B2/ja not_active Expired - Fee Related
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