JP4526840B2 - フェノール性重合体、エポキシ基含有重合体、エポキシ樹脂組成物及びその硬化物 - Google Patents
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Description
また、特許文献2には、さらなる密着性の向上を狙いとしてインデンユニットを主成分とするオリゴマーが提案されている。
また、本発明は、前記のフェノール性重合体とエピクロルヒドリンを反応させることを特徴とするエポキシ基含有重合体の製造方法である。
本発明のフェノール性重合体は、上記一般式(1)で表される構造単位を有する。一般式(1)において、Xはフェノール性水酸基を1つ以上有する芳香族基であり、フェノール、クレゾール類、カテコール、ナフトール類、ナフタレンジオール類、ビフェノール類、ビスフェノール類よりなる構造が例示される。好ましくは、フェノール又は炭素数6以下のアルキル基が置換したアルキルフェノール類である。
本発明のフェノール性重合体は、上記式(2)で表される単位を有するクロロメチル基含有重合体とフェノール類を反応させることにより製造することができるが、クロロメチル基含有重合体は、クロロメチルスチレンと上記のビニル重合可能なモノマー類とを共重合させることにより製造することができる。
本発明のエポキシ基含有重合体は、上記一般式(3)で表される単位を有するものであり、Yはグリシジルオキシ基を1つ以上有する芳香族基を示す。具体的には、上記一般式(1)で表されるフェノール性重合体の水酸基をグリシジルオキシ基に置換した構造を有するものである。したがって、本発明のフェノール性重合体は、本発明のエポキシ基含有重合体に対しては中間体と製品の関係にある。
本発明のエポキシ基含有重合体の製造方法では、本発明のフェノール性重合体とエピクロルヒドリンを反応させる。この反応は、通常のエポキシ化反応と同様に行うことができる。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂及び硬化剤を必須成分とするものであり、エポキシ樹脂成分又は硬化剤成分として本発明のエポキシ基含有重合体又は本発明のフェノール性重合体の少なくともいずれか1種を必須成分として配合したものである。すなわち、本発明のエポキシ樹脂組成物には、1)本発明のエポキシ基含有重合体と任意の硬化剤成分を含むもの、2)本発明のフェノール性重合体と任意のエポキシ樹脂成分を含むもの、3)本発明のエポキシ基含有重合体と本発明のフェノール性重合体の両者を含むもの、4)上記において、本発明のエポキシ基含有重合体又はフェノール性重合体の一部を他のエポキシ樹脂成分又は硬化剤成分に置きかえたものがある。
この樹脂組成物には、エポキシ樹脂成分全体中の本発明に関わるエポキシ基含有重合体の配合量は5〜100%の範囲であることがよい。
この樹脂組成物には、硬化剤成分全体中の本発明フェノール性重合体の配合量は5〜100%の範囲であることがよい。
インデン101g、4−クロロメチルスチレン399gをトルエン500gに溶解し、110℃に加熱した。その後、撹拌しながら三弗化ホウ素ジメチルエーテルコンプレックス5gを5分かけて滴下した。滴下後、更に2時間反応させた。その後、水酸化カルシウム15gを加え中和した。中和塩及び過剰の水酸化カルシウムをろ過により除去し、更にイオン交換水500mlにて3回洗浄を繰り返した後、170℃に昇温した後、減圧蒸留により、トルエン及び未反応モノマーを除去してクロロメチル基含有重合体434gを得た。得られた樹脂の軟化点は83℃、150℃における溶融粘度は、0.71Pa・sであった。また、GPC測定により求めた数平均分子量は920、重量平均分子量は2151であった。GPCチャートを図1、赤外吸収スペクトルを図2に示す。
ここで溶融粘度は、BROOKFIELD社製CAP2000Hを用いて、軟化点はJIS K6911に従い環球法で測定した。また、GPC測定条件は、装置:HLC−802A(東ソー(株)製)及びカラム:TSK−GEL2000H×3本及びTSK−GEL4000H× 1本(何れも東ソー(株)製)を用い、溶媒:テトラヒドロフラン、流速:1.0ml/分、温度:38℃、検出器:RIであり、検量線にはポリスチレン標準液を使用した。
インデン216g、4−クロロメチルスチレン284gをトルエン500gに溶解し、参考例1と同様に反応を行い、クロロメチル基含有重合体434gを得た。得られた樹脂の軟化点は98℃、150℃における溶融粘度は2.5Pa・sであった。また、GPC測定により求めた数平均分子量は662、重量平均分子量は1958であった。
インデン348g、4−クロロメチルスチレン152gをトルエン450gに溶解し、参考例1と同様に反応を行い、クロロメチル基含有重合体462gを得た。得られた樹脂の軟化点は117℃、150℃における溶融粘度は19.5Pa・sであった。また、GPC測定により求めた数平均分子量は677、重量平均分子量は1402であった。
4口セパラブルフラスコにフェノール442.5gを仕込み、窒素気流下、40℃にて攪拌しながら溶解させた後、トルエン150gに合成例1で合成した重合体200gを溶解させた樹脂溶液を30分間かけて滴下した。滴下後、徐々に昇温してトルエン還流下でそのまま2時間反応させた。反応後、トルエンを留去しながら180℃まで昇温し、そのまま更に1時間反応させた。反応後、減圧留去により未反応フェノール及び溶媒を除去した後、フェノール性重合体(フェノール樹脂A)、245gを得た。水酸基当量は303g/eq.であり、軟化点は127℃、180℃での溶融粘度は8.66Pa・sであった。GPCチャートを図3、赤外吸収スペクトルを図4に示す。
フェノール420.2g、合成例1の重合体の代わりに合成例2で合成した重合体を200gを用いて実施例1と同様に反応を行い、フェノール性重合体(フェノール樹脂B)、230gを得た。水酸基当量は432g/eq.であり、軟化点は139℃、170℃での溶融粘度は27.3Pa・sであった。GPCチャートを図5に示す。
フェノール225g、合成例1の重合体の代わりに合成例3で合成した重合体を200gを用いて実施例1と同様に反応を行い、フェノール性重合体(フェノール樹脂C)、210gを得た。水酸基当量は633g/eq.であり、軟化点は141℃、170℃での溶融粘度は11.7Pa・sであった。GPCチャートを図6に示す。
4口セパラブルフラスコに、実施例1で合成した重合体(フェノール樹脂A)100gをエピクロルヒドリン183g及びジグライム36.6gに溶解し、減圧下(約100mmHg)、60℃にて48%水酸化ナトリウム水溶液26.7gを4時間かけて滴下した。この間、生成する水はエピクロルヒドリンとの共沸により系外に除き、留出したエピクロルヒドリンは系内に戻した。滴下終了後、更に1時間反応を継続した。その後、エピクロルヒドリン及びジグライムを減圧留去し、メチルイソブチルケトン435.2gに溶解した後、濾過により生成した塩を除いた。その後、48%水酸化ナトリウム水溶液5.1gを加え、80℃で2時間反応させた。反応後、濾過、水洗を行った後、溶媒であるメチルイソブチルケトンを減圧留去し、エポキシ基含有重合体(エポキシ樹脂A)、98gを得た。エポキシ当量は314g/eq.であり、加水分解性塩素は430ppm、軟化点は108℃、150℃での溶融粘度は14.1Pa・sであった。GPCチャートを図7、赤外吸収スペクトルを図8に示す。
ここで、加水分解性塩素とは、試料0.5gをジオキサン30mlに溶解後、1N-KOHを10mlを加え30分間煮沸還流した後、室温まで冷却し、更に80%アセトン水100mlを加えたものを、0.002N-AgNO3水溶液で電位差滴定を行うことにより測定された値である。
実施例2で合成した重合体(フェノール樹脂B)100gを、エピクロルヒドリン128.5g及びジグライム25.7gに溶解し、48%水酸化ナトリウム水溶液18.7gを用いて実施例4と同様に反応を行い、エポキシ基含有重合体(エポキシ樹脂B)、96gを得た。エポキシ当量は456g/eq.であり、加水分解性塩素は146ppm、軟化点は110℃、150℃での溶融粘度は9.62Pa・sであった。GPCチャートを図9に示す。
実施例3で合成した重合体(フェノール樹脂C)100gを、エピクロルヒドリン175.3g及びジグライム35.1gに溶解し、48%水酸化ナトリウム水溶液12.8gを用いて実施例4と同様に反応を行い、エポキシ基含有重合体(エポキシ樹脂C)、98gを得た。エポキシ当量は684g/eq.であり、加水分解性塩素は201ppm、軟化点は131℃、180℃での溶融粘度は14.8Pa・sであった。GPCチャートを図10に示す。
エポキシ樹脂成分として実施例4〜5で得られたエポキシ基含有重合体(エポキシ樹脂A〜C)、o−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(軟化点 70℃;エポキシ樹脂D)、及びビスフェノールA型液状エポキシ樹脂(エポキシ当量 189;エポキシ樹脂E)を用い、硬化剤成分として実施例1〜3で得られたフェノール性重合体(フェノール樹脂A〜C)、フェノールノボラック(OH当量104、軟化点 82℃;フェノール樹脂D)、フェノールアラルキル樹脂(OH当量162、軟化点 73℃;フェノール樹脂E)を用い、充填剤として球状シリカ(平均粒径18μm)を用い、硬化促進剤としてトリフェニルホスフィンを用い、表1〜2に示す配合で混練しエポキシ樹脂組成物を得た。
Claims (7)
- アルケニルベンゼン類、インデン類、アセナフチレン類、ベンゾフラン類及びベンゾチオフェン類から選ばれる少なくとも1種の芳香族オレフィンから生じる構造単位10〜90モル%、一般式(1)で表される構造単位10〜90モル%からなり、数平均分子量が400〜40000である請求項1に記載のフェノール性重合体。
- 請求項1又は2記載のフェノール性重合体とエピクロルヒドリンを反応させることを特徴とするエポキシ基含有重合体の製造方法。
- エポキシ樹脂及び硬化剤よりなるエポキシ樹脂組成物において、請求項4に記載のエポキシ基含有重合体及び請求項1又は2に記載のフェノール性重合体の少なくとも1種を必須成分として配合してなるエポキシ樹脂組成物。
- 請求項6に記載のエポキシ樹脂組成物を硬化してなる硬化物。
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