JP3230054B2 - Process for producing novolak type epoxy resin and novolak type epoxy resin composition - Google Patents
Process for producing novolak type epoxy resin and novolak type epoxy resin compositionInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、耐熱性、靱性、耐湿性に優れるノボラック
型エポキシ樹脂の製法およびこのエポキシ樹脂を用いた
ノボラック型エポキシ樹脂組成物に係るものであり、電
子部品封止用成形材料、絶縁粉体塗料、電気用積層板、
接着剤、炭素繊維強化プラスチック用マトリックスなど
の用途に極めて有用である。The present invention relates to a method for producing a novolak-type epoxy resin having excellent heat resistance, toughness, and moisture resistance, and to a novolak-type epoxy resin composition using the epoxy resin. Yes, molding materials for electronic parts encapsulation, insulating powder coatings, electrical laminates,
It is extremely useful for applications such as adhesives and carbon fiber reinforced plastic matrices.
エポキシ樹脂は、種々の硬化剤を用いて硬化させるこ
とにより、一般的に機械的性質、耐水性、耐薬品性、電
気特性などに優れた硬化物となり、接着剤、塗料、積層
板、成形材料、注型材料など、幅広い分野に利用されて
いる。Epoxy resins can be cured with various curing agents to give cured products with excellent mechanical properties, water resistance, chemical resistance, electrical properties, etc., and can be used as adhesives, paints, laminates, molding materials It is used in a wide range of fields, such as casting materials.
エポキシ樹脂のうち、最も汎用的なエポキシ樹脂とし
ては、ビスフェノールAにエピクロルヒドリンを反応さ
せて得られる液状および固形のビスフェノールA型エポ
キシ樹脂がある。Among the epoxy resins, the most general-purpose epoxy resins include liquid and solid bisphenol A type epoxy resins obtained by reacting bisphenol A with epichlorohydrin.
また、耐熱性が良好なエポキシ樹脂としては、1分子
あたり2個より多いエポキシ基を有する、いわゆる多官
能エポキシ樹脂があり、その代表的なものとしてフェノ
ールノボラック型エポキシ樹脂やクレゾールノボラック
型エポキシ樹脂などのノボラック型エポキシ樹脂;テト
ラグリシジル・ジアミノジフェニルメタンなどのポリグ
リシジルアミン型エポキシ樹脂などがあげられる。Further, as the epoxy resin having good heat resistance, there is a so-called polyfunctional epoxy resin having more than two epoxy groups per molecule, and typical examples thereof include a phenol novolak type epoxy resin and a cresol novolak type epoxy resin. Novolak type epoxy resin; polyglycidylamine type epoxy resin such as tetraglycidyl / diaminodiphenylmethane.
しかし、ビスフェノールA型エポキシ樹脂は、1分子
あたりのエポキシ基の数が2個より多くはないために、
硬化時の架橋密度が低く、耐熱性において必ずしも充分
ではないという欠点を有している。However, bisphenol A type epoxy resins have no more than two epoxy groups per molecule,
It has the disadvantage that the crosslinking density at the time of curing is low and the heat resistance is not always sufficient.
また、多官能エポキシ樹脂は、耐熱性は向上するもの
の、一般的に固くてもろいという欠点を有している。し
かも、昨今、特に電子部品用エポキシ樹脂、炭素繊維強
化プラスチック用エポキシ樹脂などの分野においては、
耐湿性を更に一段と向上させた耐熱性エポキシ樹脂の要
求が高まっている。In addition, polyfunctional epoxy resins have the disadvantage that, although heat resistance is improved, they are generally hard and brittle. And recently, especially in the fields of epoxy resin for electronic parts and epoxy resin for carbon fiber reinforced plastic,
There is an increasing demand for a heat-resistant epoxy resin having further improved moisture resistance.
本発明者らは、前記した従来のエポキシ樹脂にみられ
るような欠点や不充分な性能を改良すべく鋭意研究した
結果、1価又は多価フェノール化合物のベンゼン環にβ
−ナフトール骨格がメチレン結合を介して結合した構造
を有し、かつ1分子中に水酸基を少なくとも3個有する
特殊なノボラック化合物を含有するノボラック樹脂をエ
ピハロヒドリンにてエポキシ化することによって得られ
るノボラック型エポキシ樹脂および硬化剤からなるノボ
ラック型エポキシ樹脂組成物が良好な耐熱性を有し、か
つ靱性および耐湿性にも優れることを見出し、本発明を
完成するに到った。The present inventors have conducted intensive studies to improve the above-mentioned drawbacks and inadequate performance of the conventional epoxy resin.
A novolak epoxy obtained by epoxidizing a novolak resin having a structure in which a naphthol skeleton is linked via a methylene bond and containing a special novolak compound having at least three hydroxyl groups in one molecule with epihalohydrin; The present inventors have found that a novolak-type epoxy resin composition comprising a resin and a curing agent has good heat resistance, and also has excellent toughness and moisture resistance, and has completed the present invention.
すなわち本発明は、 下記一般式1 (式中、Xは、1価フェノール構造またはフェノール性
水酸基を2個以上有する縮合多環式化合物構造である。
一般式1中のメチレン基は該フェノール化合物構造又は
該多環式化合物構造中の芳香環に結合しており、また、
水酸基の置換位置は、ナフタレン環上のメチレンが置換
する芳香環と同一であっても異なっていてもよい。ま
た、nは1又は2の整数である。)で表されるノボラッ
ク化合物(a)を15重量%以上の割合で含有するノボラ
ック樹脂(A)を、エピハロヒドリン(B)と反応させ
ることを特徴とするノボラック型エポキシ樹脂の製法、
及び、 下記一般式1 (式中、Xは、1価フェノール構造またはフェノール性
水酸基を2個以上有する縮合多環式化合物構造である。
一般式1中のメチレン基は該フェノール化合物構造中又
は該多環式化合物構造の芳香環に結合しており、また、
水酸基の置換位置は、ナフタレン環上のメチレンが置換
する芳香環と同一であっても異なっていてもよい。ま
た、nは1又は2の整数である。)で表されるノボラッ
ク化合物(a)を15重量%以上の割合で含有するノボラ
ック樹脂(A)を、エピハロヒドリン(B)と反応させ
て得られるノボラック型エポキシ樹脂と、硬化剤とを必
須成分とすることを特徴とするノボラック型エポキシ樹
脂組成物を提供するものである。That is, the present invention provides: (In the formula, X is a monovalent phenol structure or a condensed polycyclic compound structure having two or more phenolic hydroxyl groups.
The methylene group in the general formula 1 is bonded to the aromatic ring in the phenol compound structure or the polycyclic compound structure,
The substitution position of the hydroxyl group may be the same as or different from the aromatic ring substituted by methylene on the naphthalene ring. Further, n is an integer of 1 or 2. A) a novolak resin (A) containing the novolak compound (a) represented by 15% by weight or more with epihalohydrin (B);
And the following general formula 1 (In the formula, X is a monovalent phenol structure or a condensed polycyclic compound structure having two or more phenolic hydroxyl groups.
The methylene group in the general formula 1 is bonded to the aromatic ring of the phenol compound structure or the polycyclic compound structure;
The substitution position of the hydroxyl group may be the same as or different from the aromatic ring substituted by methylene on the naphthalene ring. Further, n is an integer of 1 or 2. A) a novolak resin (A) containing a novolak compound (a) represented by the formula (1) in a proportion of 15% by weight or more with an epihalohydrin (B); And a novolak-type epoxy resin composition.
前記一般式1の中の1価フェノール構造またはフェノ
ール性水酸基を2個以上有する縮合多環式化合物構造を
形成する成分であり、ノボラック樹脂Aの原料成分であ
る1価フェノール化合物、2個以上有する縮合多環式化
合物としては、特に限定はないが、例えばフェノール、
クレゾール、ブチルフェノール、オクチルフェノール、
ノニルフェノール等の一価フェノール類;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、1,2,1
0−アントラセントリオール等のフェノール性水酸基を
2個以上有する縮合多縮式化合物が挙げられる。It is a component for forming a monovalent phenol structure or a condensed polycyclic compound structure having two or more phenolic hydroxyl groups in the general formula 1, and has two or more monovalent phenol compounds which are raw material components of the novolak resin A. The fused polycyclic compound is not particularly limited, for example, phenol,
Cresol, butylphenol, octylphenol,
Monohydric phenols such as nonylphenol; 1,6-dihydroxynaphthalene, 2,7-dihydroxynaphthalene, 1,2,1
Condensed polycondensed compounds having two or more phenolic hydroxyl groups, such as 0-anthracentriol, may be mentioned.
中でも、流動性に優れ作業性が向上する点から一価フ
ェノール類及びフェノール性水酸基を2個以上有する縮
合多環式化合物が好ましく、特に流動性に優れる点から
クレゾールが好ましく、また、得られる硬化物の耐熱性
に優れる点で1,6−ジヒドロキシナフタレンが特に好ま
しい。Above all, monohydric phenols and condensed polycyclic compounds having two or more phenolic hydroxyl groups are preferable from the viewpoint of excellent fluidity and workability is improved, and cresol is particularly preferable from the viewpoint of excellent fluidity, and the obtained cured 1,6-dihydroxynaphthalene is particularly preferred in that it has excellent heat resistance.
本発明で用いる、下記一般式1 (式中、Xは、1価フェノール構造またはフェノール性
水酸基を2個以上有する縮合多環式化合物構造である。
一般式1中のメチレン基は該フェノール化合物構造中又
は該多環式化合物構造中の芳香環に結合しており、ま
た、水酸基の置換位置は、ナフタレン環上のメチレンが
置換する芳香環と同一であっても異なっていてもよい。
また、nは1又は2の整数である。)で表されるノボラ
ック化合物(a)を含有するノボラック樹脂(A)は、
例えば1価フェノール化合物またはフェノール性水酸基
を2個以上有する縮合多環式化合物に、NaOHやKOHのよ
うな塩基性触媒の存在下、ホルムアルデヒド又はホルム
アルデヒド発生物質を加え、50℃前後で数時間反応させ
てモノメチロール化物あるいはポリメチロール化物とし
て、その後塩基性触媒を中和することにより発生した塩
を水洗で除去し、更にβ−ナフトールを添加して昇温
し、蓚酸のような酸性触媒の存在下で脱水縮合を起こさ
せ、未反応のβ−ナフトールを180〜200℃で減圧留去す
ることによって得られる。The following general formula 1 used in the present invention: (In the formula, X is a monovalent phenol structure or a condensed polycyclic compound structure having two or more phenolic hydroxyl groups.
The methylene group in the general formula 1 is bonded to the aromatic ring in the phenol compound structure or the polycyclic compound structure, and the substitution position of the hydroxyl group is the same as the aromatic ring substituted by methylene on the naphthalene ring. Or different.
Further, n is an integer of 1 or 2. The novolak resin (A) containing the novolak compound (a) represented by
For example, to a monohydric phenol compound or a condensed polycyclic compound having two or more phenolic hydroxyl groups, formaldehyde or a formaldehyde-generating substance is added in the presence of a basic catalyst such as NaOH or KOH, and reacted at about 50 ° C. for several hours. As a monomethylol compound or polymethylol compound, the salt generated by neutralizing the basic catalyst is then removed by washing with water, and β-naphthol is added to the mixture to raise the temperature, and the mixture is heated in the presence of an acidic catalyst such as oxalic acid. To give unreacted β-naphthol at 180 to 200 ° C. under reduced pressure.
この様にして得られるノボラック樹脂(A)は、1価
フェノール化合物、フェノール性水酸基を2個以上有す
る縮合多環式化合物の種類と、β−ナフトールの添加量
の選択により、そこに含まれるノボラック化合物(a)
の種類や含有率を適宜調整することができ、これにより
含有される分子の平均水酸基数、即ち官能基数をほぼ希
望する多官能の程度にコントロールできることから、こ
れをエポキシ化して得られるノボラック型エポキシ樹脂
のエポキシ基の数をコントロールすることが容易で、硬
化時の架橋密度を高くして高耐熱性とすることができ
る。また、ナフタレン骨格は、それ自身が耐熱性に優れ
た構造であり、疎水性であることから耐水性も向上す
る。更にナフタレン骨格同志の凝集力による耐熱性の向
上、強靱化の効果もある。The novolak resin (A) thus obtained can be obtained by selecting the type of the monohydric phenol compound, the condensed polycyclic compound having two or more phenolic hydroxyl groups, and the amount of β-naphthol added thereto, Compound (a)
Can be adjusted as appropriate, and the average number of hydroxyl groups of the contained molecules, that is, the number of functional groups can be controlled to a desired degree of polyfunctionality. It is easy to control the number of epoxy groups in the resin, and it is possible to increase the crosslink density during curing to achieve high heat resistance. Further, the naphthalene skeleton itself has a structure excellent in heat resistance, and since it is hydrophobic, water resistance is also improved. Further, there is an effect of improving heat resistance and toughening due to the cohesive force of the naphthalene skeletons.
ここで用いられるβ−ナフトールは、反応活性点を2
個有するα−ナフトールに比べて反応活性点が1個と少
なく、ノボラック樹脂(A)の製造に際して生成するノ
ボラック化合物a)が高分子量化しないため、水酸基数
のコントロールが容易で、しかも原料として安価である
ので特に好ましい。Β-naphthol used here has a reactive active site of 2
Since the number of reactive active sites is as small as one as compared to α-naphthol having no one and the novolak compound a) produced during the production of the novolak resin (A) does not have a high molecular weight, the number of hydroxyl groups can be easily controlled and the raw material is inexpensive. Therefore, it is particularly preferable.
上記ノボラック樹脂(A)中に含有される上記ノボラ
ック化合物(a)の含有率は、15重量%以上であるが、
なかでも耐熱性と靱性と耐湿性に優れる点で25重量%以
上が特に好ましい。尚、ノボラック化合物(a)の含有
率が100重量%であってよいが、工業的にノボラック化
合物(a)のみを製造することは困難であり、また100
重量%とすることは必ずしも必要ではない。The content of the novolak compound (a) contained in the novolak resin (A) is 15% by weight or more,
Among them, 25% by weight or more is particularly preferable in terms of excellent heat resistance, toughness, and moisture resistance. Although the content of the novolak compound (a) may be 100% by weight, it is difficult to industrially produce only the novolak compound (a).
It is not always necessary to set the weight%.
本発明では、ノボラック樹脂(A)の製造に際して、
耐熱性、靱性および耐湿性をそこなわない範囲で、β−
ナフトールと共に他のフェノール性水酸基を有する化合
物を併用することも可能で、例えばその例として、ビス
フェノールA、ビスフェノールF、テトラブロムビスフ
ェノールAなどのビスフェノール類、レゾルシン、ハイ
ドロキノンまたは1,3,5−トリヒドロキシベンゼンなど
の多価フェノール類、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、1,2,10−アントラセン
トリオール等のフェノール性水酸基を2個以上有する縮
合多環式化合物などが挙げられる。In the present invention, when producing the novolak resin (A),
Within the range not deteriorating heat resistance, toughness and moisture resistance, β-
It is also possible to use other compounds having a phenolic hydroxyl group together with naphthol, for example, bisphenols such as bisphenol A, bisphenol F, tetrabromobisphenol A, resorcin, hydroquinone or 1,3,5-trihydroxyl. Polyhydric phenols such as benzene, 1,6-dihydroxynaphthalene,
Examples thereof include condensed polycyclic compounds having two or more phenolic hydroxyl groups such as 2,7-dihydroxynaphthalene and 1,2,10-anthracentriol.
この様にして得られたノボラック樹脂(A)のエポキ
シ化は、ノボラック樹脂(A)にエピハロヒドリン
(B)を反応させればよい。この反応は、例えば従来公
知のノボラック樹脂とエピハロヒドリンとからノボラッ
ク型エポキシ樹脂を得る方法に準じて行えばよい。Epoxidation of the novolak resin (A) thus obtained may be carried out by reacting the novolak resin (A) with epihalohydrin (B). This reaction may be performed according to, for example, a conventionally known method for obtaining a novolak-type epoxy resin from a novolak resin and epihalohydrin.
ここで用いるエピハロヒドリンとしては、例えばエピ
クロルヒドリン、メチルエピクロルヒドリン、エピブロ
モヒドリン等が挙げられるが、通常はエピクロルヒドリ
ンを用いる。The epihalohydrin used here includes, for example, epichlorohydrin, methyl epichlorohydrin, epibromohydrin and the like, but usually epichlorohydrin is used.
本発明のノボラック型エポキシ樹脂組成物は、前記の
ノボラック樹脂(A)のエポキシ化物と硬化剤と、必要
に応じて硬化促進剤を混合せしめれば容易に得ることが
できる。また、必要に応じて、その他の公知慣用のエポ
キシ樹脂を本発明のノボラック型エポキシ樹脂と併用し
てもよいことは勿論である。The novolak-type epoxy resin composition of the present invention can be easily obtained by mixing the epoxidized novolak resin (A), a curing agent, and, if necessary, a curing accelerator. If necessary, other known and commonly used epoxy resins may be used in combination with the novolak type epoxy resin of the present invention.
本発明に使用される硬化剤としては、特に限定はな
く、通常エポキシ樹脂の硬化剤として常用されている化
合物はいずれも使用することができる。The curing agent used in the present invention is not particularly limited, and any compound commonly used as a curing agent for epoxy resins can be used.
代表的な硬化剤としては、トリエチレンテトラミン等
の脂肪族ポリアミン類;ビス(3−メチル−4−アミノ
シクロヘキシル)メタン等の脂環族ポリアミン類;ジア
ミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン等
の芳香族ポリアミン類;ノボラック型フェノール樹脂;
メチルヘキサハイドロフタル酸無水物、ベンゾフェノン
テトラカルボン酸二無水等の多塩基酸無水物;ポリアミ
ドアミン樹脂およびその変性物;イミダゾール、ジシア
ンジアミド、三弗化ホウ素−アミン錯体、グアニジン誘
導体等の潜在性硬化剤が例示されるが、なかでもジアミ
ノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、ノ
ボラック型フェノール樹脂、ジシアンジアミド、多塩基
酸無水物が好ましい。Representative curing agents include aliphatic polyamines such as triethylenetetramine; alicyclic polyamines such as bis (3-methyl-4-aminocyclohexyl) methane; aromatic polyamines such as diaminodiphenylmethane and diaminodiphenylsulfone. A novolak-type phenolic resin;
Polybasic anhydrides such as methylhexahydrophthalic anhydride and benzophenonetetracarboxylic dianhydride; polyamidoamine resins and modified products thereof; latent curing agents such as imidazole, dicyandiamide, boron trifluoride-amine complex, and guanidine derivatives Among them, diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone, novolak-type phenol resin, dicyandiamide, and polybasic acid anhydride are preferable.
これらの硬化剤は単独でも2種類以上の併用でもかま
わない。These curing agents may be used alone or in combination of two or more.
硬化剤の使用量は、エポキシ樹脂の一分子中に含まれ
るエポキシ基の数と、硬化剤中のアミノ基またはイミノ
基、フェノール性水酸基等の活性水素の数あるいは酸無
水物基の数が当量付近となる量が一般的である。The amount of the curing agent used is equivalent to the number of epoxy groups contained in one molecule of the epoxy resin, the number of active hydrogens such as amino groups or imino groups, phenolic hydroxyl groups, or the number of acid anhydride groups in the curing agent. The amount in the vicinity is common.
また、硬化剤を用いる際には、硬化促進剤を適宜使用
することができる。When a curing agent is used, a curing accelerator can be used as appropriate.
本発明では使用できる硬化促進剤は特に限定されるも
のではなく、通常エポキシ樹脂の硬化促進剤として常用
されているものはいずれも使用できる。The curing accelerator that can be used in the present invention is not particularly limited, and any of those commonly used as curing accelerators for epoxy resins can be used.
代表的な硬化促進剤としては、ジメチルベンジンアミ
ンの様な3級アミン、2−チメルイミダゾールの様なイ
ミダゾール系化合物、トリフェニルホスフィン等の有機
リン化合物等が例示される。Typical curing accelerators include tertiary amines such as dimethylbenzine amine, imidazole-based compounds such as 2-thymerimidazole, and organic phosphorus compounds such as triphenylphosphine.
本発明のノボラック型エポキシ樹脂組成物には、さら
に必要に応じて、充填剤、着色剤、難燃剤、離型剤また
はシランカップリング剤などの如き公知慣用の各種添加
剤も添加配合せしめることができる。In the novolak type epoxy resin composition of the present invention, if necessary, various known and commonly used additives such as a filler, a colorant, a flame retardant, a release agent or a silane coupling agent may be added and blended. it can.
上記充填剤として代表的なものには、シリカ粉、珪酸
ジルコン、アルミナ、炭酸カルシウム、石英粉、酸化ジ
ルコン、タルク、クレー、硫酸バリウム、アスベスト粉
またはミルド・グラスなどが、着色剤として代表的なも
のにはカーボンブラックなどが、難燃剤として代表的な
ものには三酸化アンチモンなどが、離型剤として代表的
なものにはカルナバワックスなどがあるし、シランカッ
プリング剤として代表的なものには、アミノシランまた
はエポキシシランなどがある。Representative examples of the filler include silica powder, zircon silicate, alumina, calcium carbonate, quartz powder, zircon oxide, talc, clay, barium sulfate, asbestos powder, and milled glass. Examples include carbon black, etc., typical examples of flame retardants include antimony trioxide, and typical examples of release agents include carnauba wax, and typical examples of silane coupling agents. Is aminosilane or epoxysilane.
かくして得られる本発明のノボラック型エポキシ樹脂
組成物は、耐熱性、靱性および耐湿性に優れた硬化物を
与える。The novolak-type epoxy resin composition of the present invention thus obtained gives a cured product having excellent heat resistance, toughness and moisture resistance.
本発明のノボラック型エポキシ樹脂組成物は、電気・
電子部品封止材料、絶縁ワニス、積層板、絶縁粉体塗料
等の電気絶縁材;プリント配線基板用積層板およびプリ
ブレグ、導電性接着材およびハニカムパネルの如き構造
材料用等の接着剤;ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊
維等の各種強化繊維を用いた繊維強化プラスチックおよ
びそのプリプレグ;レジストインキ等の用途に利用でき
る。The novolak type epoxy resin composition of the present invention can
Electrical insulating materials such as electronic component sealing materials, insulating varnishes, laminates, and insulating powder coatings; laminates for printed wiring boards and adhesives for structural materials such as prepregs, conductive adhesives and honeycomb panels; glass fibers And fiber reinforced plastics using various reinforcing fibers such as carbon fibers and aramid fibers, and prepregs thereof; and resist inks.
次に本発明を合成例、実施例および比較例により具体
的に説明するが、以下において部および%すべて重量基
準であるものとする(ただし、引張り伸び率は除く)。Next, the present invention will be specifically described with reference to Synthesis Examples, Examples and Comparative Examples. In the following, all parts and percentages are based on weight (excluding tensile elongation).
合成例1(ノボラック型エポキシ樹脂の合成) オルソクレゾール108g(1モル)および36%ホルマリ
ン水溶液167g(2モル)に触媒としてNaOH2gを加え、50
℃で3時間反応させてオルソクレゾールのジメチロール
化物を合成し、次に塩酸にてNaOH触媒を中和した後、水
洗した。Synthesis Example 1 (Synthesis of novolak type epoxy resin) To 108 g (1 mol) of orthocresol and 167 g (2 mol) of a 36% formalin aqueous solution, 2 g of NaOH was added as a catalyst, and
The reaction was carried out at a temperature of 3 ° C. for 3 hours to synthesize a dimethylolated product of orthocresol, and then the NaOH catalyst was neutralized with hydrochloric acid and then washed with water.
さらにβ−ナフトール288g(2モル)を添加し、縮合
反応触媒として蓚酸2gを加えて、150℃まで常圧で蒸留
しながら昇温し、最終的に200℃、10mmHgで1時間減圧
蒸留することにより、 なる成分を30%含有するノボラック樹脂(A−1)を得
た。次に、このようにして得られたノボラック樹脂(A
−1)140gにエピクロルヒドリン463gを加え、80℃で攪
拌下、20%水酸化ナトリウム水溶液220gを5時間かけて
滴下した。その後さらに80℃で1時間攪拌した後、水層
を棄却し、過剰のエピクロルヒドリンを蒸留回収した。
こうして得られた反応生成物をメチルイソブチルケトン
200gに溶解し、水を加えて水洗した後、共沸蒸留により
水を除去してノボラック型エポキシ樹脂のメチルイソブ
チルケトン溶液を得た。次いでこの溶液を濾過して、塩
化ナトリウムの結晶を濾別し、メチルイソブチルケトン
を蒸留除去して、軟化点85℃、エポキシ当量235のノボ
ラック型エポキシ樹脂(I)を得た。Further, 288 g (2 mol) of β-naphthol is added, 2 g of oxalic acid is added as a condensation reaction catalyst, and the temperature is raised to 150 ° C. while distilling at normal pressure, and finally, vacuum distillation is performed at 200 ° C. and 10 mmHg for 1 hour. By Novolak resin (A-1) containing 30% of the following components: Next, the novolak resin (A
-1) 463 g of epichlorohydrin was added to 140 g, and 220 g of a 20% aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise over 5 hours while stirring at 80 ° C. After further stirring at 80 ° C. for 1 hour, the aqueous layer was discarded, and excess epichlorohydrin was recovered by distillation.
The reaction product thus obtained is treated with methyl isobutyl ketone.
After dissolving in 200 g, water was added and washed with water, and then water was removed by azeotropic distillation to obtain a methyl isobutyl ketone solution of a novolak type epoxy resin. Next, the solution was filtered, the sodium chloride crystals were separated by filtration, and methyl isobutyl ketone was distilled off to obtain a novolak-type epoxy resin (I) having a softening point of 85 ° C and an epoxy equivalent of 235.
合成例2(ノボラック型エポキシ樹脂の合成) ビスフェノールA228g(1モル)、36%ホルマリン水
溶液167g(2モル)に触媒としてNaHO3gを加え、50℃で
3時間反応させてビスフェノールAのジメチロール化物
を合成し、次に塩酸にてNaOH触媒を中和した後、水洗し
た。さらにβ−ナフトール288g(2モル)を添加し、縮
合触媒として蓚酸2gを加えて、150℃まで常圧で蒸留し
ながら昇温し、最終的に200℃、10mmHgで1時間減圧蒸
留することにより、 なる成分を合計で33%含有するノボラック樹脂(A−
2)を得た。次に、このようにして得られたノボラック
樹脂(A−2)135gを用いた以外は合成例1と同様にし
て、軟化点93℃エポキシ当量230のノボラック型エポキ
シ樹脂(II)を得た。Synthesis Example 2 (Synthesis of novolak-type epoxy resin) To 228 g (1 mol) of bisphenol A and 167 g (2 mol) of a 36% formalin aqueous solution, 3 g of NaHO was added as a catalyst and reacted at 50 ° C. for 3 hours to synthesize a dimethylolated bisphenol A. Then, the NaOH catalyst was neutralized with hydrochloric acid and washed with water. Further, 288 g (2 mol) of β-naphthol was added, 2 g of oxalic acid was added as a condensation catalyst, the temperature was raised to 150 ° C. while distilling at normal pressure, and finally distillation was performed at 200 ° C. and 10 mmHg for 1 hour under reduced pressure. , Resin containing 33% in total (A-
2) was obtained. Next, a novolak-type epoxy resin (II) having a softening point of 93 ° C and an epoxy equivalent of 230 was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that 135 g of the novolak resin (A-2) thus obtained was used.
合成例3(ノボラック型エポキシ樹脂の合成) フェノール94g(1モル)、36%ホルマリン水溶液208
g(2.5モル)に触媒としてNaOH2gを加え、50℃で3時間
反応させてフェノールのメチロール化物を合成し、次に
塩酸にてNaOH触媒を中和した後水洗した。さらにβ−ナ
フトール360g(2.5モル)を添加し、縮合反応触媒とし
て蓚酸2gを加えて、150℃まで常圧で蒸留しながら昇温
し、最終的に200℃、10mmHgで1時間減圧蒸留すること
により、 なる成分を合計で35%含有するノボラック樹脂(A−
3)を得た。Synthesis Example 3 (Synthesis of novolak epoxy resin) 94 g (1 mol) of phenol, 36% formalin aqueous solution 208
g (2.5 mol) was added with 2 g of NaOH as a catalyst, and reacted at 50 ° C. for 3 hours to synthesize a methylolated phenol. Then, the NaOH catalyst was neutralized with hydrochloric acid and then washed with water. Further, 360 g (2.5 mol) of β-naphthol is added, 2 g of oxalic acid is added as a condensation reaction catalyst, the temperature is raised to 150 ° C. while distilling at normal pressure, and finally vacuum distillation is performed at 200 ° C. and 10 mmHg for 1 hour. By Resin containing 35% in total (A-
3) was obtained.
次にこのようにして得られたノボラック樹脂(A−
3)140gを用いた以外は合成例1と同様の条件で反応処
理して、軟化点90℃エポキシ当量248のノボラック型エ
ポキシ樹脂(III)を得た。Next, the novolak resin (A-
3) A novolak-type epoxy resin (III) having a softening point of 90 ° C. and an epoxy equivalent of 248 was obtained by performing a reaction treatment under the same conditions as in Synthesis Example 1 except that 140 g was used.
合成例4(ノボラック型エポキシ樹脂の合成) β−ナフトール添加量を360g(2.5モル)とし、最終
的な蒸留条件を200℃、1mmHgで1時間行った以外は合成
例1と同様にして、 なる成分を60%含有するノボラック樹脂(A−4)を得
た。次に、このようにして得られたノボラック樹脂(A
−4)150gを用いた以外は合成例1と同様にして軟化点
90℃、エポキシ当量243のノボラック型エポキシ樹脂(I
V)を得た。Synthesis Example 4 (Synthesis of novolak type epoxy resin) The same procedure as in Synthesis Example 1 was carried out except that the amount of β-naphthol added was 360 g (2.5 mol) and the final distillation conditions were 200 ° C. and 1 mmHg for 1 hour. Novolak resin (A-4) containing 60% of the following components: Next, the novolak resin (A
-4) Softening point in the same manner as in Synthesis Example 1 except that 150 g was used.
A novolak-type epoxy resin with an epoxy equivalent of 243 at 90 ° C (I
V).
合成例5(ノボラック型エポキシ樹脂の合成) 1,6−ジヒドロキシナフタレン160g(1モル)、β−
ナフトール288g(2モル)、36%ホルマリン水溶液167g
(2モル)に触媒としてNaOH3gを加え、80℃で3時間反
応させた。Synthesis Example 5 (Synthesis of novolak type epoxy resin) 1,6-dihydroxynaphthalene 160 g (1 mol), β-
Naphthol 288g (2mol), 36% formalin aqueous solution 167g
(2 mol) was added with 3 g of NaOH as a catalyst and reacted at 80 ° C. for 3 hours.
次に塩酸にてNaOH触媒を中和した後水洗することによ
り、 なる成分を50%含有するノボラック樹脂(A−5)を得
た。次にこのようにして得られたノボラック樹脂130gを
用いた以外は合成例1と同様に軟化点95℃エポキシ当量
220のノボラック型エポキシ樹脂(V)を得た。 Next, the NaOH catalyst was neutralized with hydrochloric acid and washed with water to obtain a novolak resin (A-5) containing 50% of the following components. Next, except that 130 g of the novolak resin thus obtained was used, the softening point was 95 ° C and the epoxy equivalent was the same as in Synthesis Example 1.
220 novolak type epoxy resin (V) was obtained.
実施例1〜5および比較例1〜3 合成例1〜5で得た本発明のノボラック型エポキシ樹
脂(I)〜(V)および比較のためのエポキシ樹脂であ
るフェノールノボラック型エポキシ樹脂(半固型、軟化
点52℃粘度420ポイズ、エポキシ当量180)、オルソクレ
ゾールノボラック型エポキシ樹脂(軟化点83℃、エポキ
シ当量210)および液状ビスフェノールA型エポキシ樹
脂(25℃粘度11000cps、エポキシ当量188)に各々硬化
剤としてメチルテトラヒドロフタル酸無水物を、また硬
化促進剤として2−エチル−4−メチルイミダゾールを
用い、エポキシ基1個に対して硬化剤の酸無水物基が1
個になる様に表−1に示す組成で配合した後、100℃で
2時間、次いで170℃で3時間の条件で硬化せしめて、
厚さ3mmの試験片とし、JIS K−6911に準処して熱変形温
度、曲げ強度、引張り強度および引張り伸び率を測定し
た。また、煮沸5時間後の吸水率を測定した。その結果
を各々実施例1〜5および比較例1〜3として表−1に
示す。Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 The novolak-type epoxy resins (I) to (V) of the present invention obtained in Synthesis Examples 1 to 5 and a phenol novolak-type epoxy resin which is an epoxy resin for comparison (semi-solid) Mold, softening point 52 ° C, viscosity 420 poise, epoxy equivalent 180), orthocresol novolak type epoxy resin (softening point 83 ° C, epoxy equivalent 210) and liquid bisphenol A type epoxy resin (25 ° C, viscosity 11000cps, epoxy equivalent 188) respectively Methyltetrahydrophthalic anhydride is used as a curing agent, and 2-ethyl-4-methylimidazole is used as a curing accelerator. One epoxy group has one acid anhydride group per one epoxy group.
After blending with the composition shown in Table 1 so as to obtain individual pieces, cured at 100 ° C. for 2 hours and then at 170 ° C. for 3 hours,
A test piece having a thickness of 3 mm was used, and the heat deformation temperature, bending strength, tensile strength and tensile elongation were measured according to JIS K-6911. Further, the water absorption after 5 hours of boiling was measured. The results are shown in Table 1 as Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3, respectively.
〔発明の効果〕 本発明の製法で得られたノボラック型エポキシ樹脂と
効果剤とを含有するノボラック型エポキシ樹脂組成物
は、耐熱性が良好で、かつ靱性および耐湿性にも優れ
る。 [Effect of the Invention] The novolak-type epoxy resin composition containing the novolak-type epoxy resin and the effect agent obtained by the production method of the present invention has good heat resistance, and also has excellent toughness and moisture resistance.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 59/08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C08G 59/08
Claims (3)
水酸基を2個以上有する縮合多環式化合物構造である。
一般式1中のメチレン基は該フェノール化合物構造又は
該多環式化合物構造中の芳香環に結合しており、また、
水酸基の置換位置は、ナフタレン環上のメチレンが置換
する芳香環と同一であっても異なっていてもよい。ま
た、nは1又は2の整数である。)で表されるノボラッ
ク化合物(a)を15重量%以上の割合で含有するノボラ
ック樹脂(A)を、エピハロヒドリン(B)と反応させ
ることを特徴とするノボラック型エポキシ樹脂の製法。1. The following general formula 1. (In the formula, X is a monovalent phenol structure or a condensed polycyclic compound structure having two or more phenolic hydroxyl groups.
The methylene group in the general formula 1 is bonded to the aromatic ring in the phenol compound structure or the polycyclic compound structure,
The substitution position of the hydroxyl group may be the same as or different from the aromatic ring substituted by methylene on the naphthalene ring. Further, n is an integer of 1 or 2. A method for producing a novolak-type epoxy resin, comprising reacting a novolak resin (A) containing a novolak compound (a) represented by the formula (1) in a proportion of 15% by weight or more with epihalohydrin (B).
在下で、1価フェノール化合物またはフェノール性水酸
基を2個以上有する縮合多環式化合物とホルムアルデヒ
ドとを反応させた後、中和し、次いで酸性触媒の存在下
でβ−ナフトールと反応させて得られるものである請求
項1記載の製法。2. The novolak resin (A) is reacted with a monohydric phenol compound or a condensed polycyclic compound having two or more phenolic hydroxyl groups and formaldehyde in the presence of a basic catalyst, and then neutralized. 2. The process according to claim 1, which is obtained by reacting with β-naphthol in the presence of an acidic catalyst.
水酸基を2個以上有する縮合多環式化合物構造である。
一般式1中のメチレン基は該フェノール化合物構造中又
は該多環式化合物構造の芳香環に結合しており、また、
水酸基の置換位置は、ナフタレン環上のメチレンが置換
する芳香環と同一であっても異なっていてもよい。ま
た、nは1又は2の整数である。)で表されるノボラッ
ク化合物(a)を15重量%以上の割合で含有するノボラ
ック樹脂(A)を、エピハロヒドリン(B)と反応させ
て得られるノボラック型エポキシ樹脂と、硬化剤とを必
須成分とすることを特徴とするノボラック型エポキシ樹
脂組成物。3. The following general formula 1. (In the formula, X is a monovalent phenol structure or a condensed polycyclic compound structure having two or more phenolic hydroxyl groups.
The methylene group in the general formula 1 is bonded to the aromatic ring of the phenol compound structure or the polycyclic compound structure;
The substitution position of the hydroxyl group may be the same as or different from the aromatic ring substituted by methylene on the naphthalene ring. Further, n is an integer of 1 or 2. A) a novolak resin (A) containing the novolak compound (a) represented by the formula (1) in a proportion of 15% by weight or more with an epihalohydrin (B); A novolak-type epoxy resin composition characterized in that:
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