JP4776446B2 - エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物、およびその硬化物 - Google Patents
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(1)式(2)
で表されるエポキシ樹脂であってn≧1の化合物を5%(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー UV254nmで測定)以上含有することを特徴とするエポキシ樹脂、
(2)式(1)
で表されるジヒドロキシフルオレノン誘導体を、金属水酸化物存在下、エピハロヒドリンと反応させることにより得られる上記(1)記載のエポキシ樹脂、
(3)式(1)または式(2)におけるmが全て0である、上記(1)または(2)記載のエポキシ樹脂、
(4)エポキシ当量が170〜2000g/eq.である上記(3)記載のエポキシ樹脂、
(5)上記(1)〜(4)のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂、および硬化剤を含有してなるエポキシ樹脂組成物、
(6)無機充填剤を組成物の総重量の20重量%以上の割合で含有することを特徴とする上記(5)記載のエポキシ樹脂組成物、
(7)上記(4)または(5)に記載のエポキシ樹脂組成物を硬化してなる硬化物、
(8)式(1)
で表されるジヒドロキシフルオレノン誘導体を、金属水酸化物存在下、エピハロヒドリンと反応させることを特徴とするエポキシ樹脂の製造方法
に関する。
に表される骨格の化合物が挙げられる。前記式(1)具体的な置換基Rとしてはメチル基、エチル基、アリル基、プロピル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、フェニル基が挙げられる。
また式(1)の化合物のうち、難燃性のバランスから全てのmが0である化合物が好ましい。市場で入手可能な化合物としては2,7−ジヒドロキシフルオレノンが挙げられる。この本化合物の合成法については例えばJ.Med.Chem.17 (1974), 882.に記載されている。またこの化合物から種々の誘導体へ導くことも可能である。
本発明のエポキシ樹脂は式(1)のジヒドロキシフルオレノン誘導体を使用し、エピハロヒドリンと反応させることでグリシジル化する。
で表されるエポキシ樹脂となる。n=0の骨格を主成分とし、n≧1の化合物を5%(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー UV254nmで測定)以上含有することを特徴とし、50%以下であるものが好ましく、30%以下であるものが特に好ましい。特にm=0の場合、そのエポキシ当量は170〜2000g/eq.(m=0,n=0の場合、約162g/eq.となる。)であるものが好ましく、170〜1500g/eq.であるものがより好ましく、170〜1000g/eq.であるものが特に好ましい。また固形樹脂としてのハンドリングを良くする為には部分的に結晶性を帯びた固形とする必要があり、エポキシ当量が170〜250g/eq.の範囲内であるものが好ましい。
本発明のエポキシ樹脂組成物は本発明のエポキシ樹脂と硬化剤を含有する。本発明の硬化性樹脂組成物において、本発明のエポキシ樹脂は単独でまたは他のエポキシ樹脂と併用して使用することが出来る。併用する場合、本発明のエポキシ樹脂の全エポキシ樹脂中に占める割合は5重量%以上が好ましく、特に10重量%以上が好ましい。
撹拌機、還流冷却管、撹拌装置を備えたフラスコに、窒素パージを施しながら2,7−ジヒドロキシフルオレノン(下記式(3))
を106部、エピクロロヒドリン370部、ジメチルスルホキシド92部を加え、撹拌下で40℃にまで昇温し、フレーク状の水酸化ナトリウム41部を90分かけて分割添加した後、更に40℃で2時間、70℃で1時間後反応を行った。反応終了後、水洗を行い、油層からロータリーエバポレーターを用いて減圧下、過剰のエピクロルヒドリン等の溶剤を留去した。残留物にメチルイソブチルケトン350部を加え溶解し、70℃にまで昇温した。撹拌下で30重量%の水酸化ナトリウム水溶液10部を加え、1時間反応を行った後、洗浄水が中性になるまで水洗を行い、得られた溶液を、ロータリーエバポレーターを用いて減圧下にメチルイソブチルケトン等を留去することで目的とするエポキシ樹脂(EP1)156部を得た。得られたエポキシ樹脂は下記式(4)で表される、赤〜茶色液状エポキシ樹脂であり、室温で静置することで結晶性を帯びた樹脂状固体として得られた。のエポキシ当量は192g/eq.、150℃における粘度は0.01Pa・s(ICI粘度計)、軟化点は119℃であった。またGPCによる測定において式(4)で表される骨格のうちn≧1体は17%であった。
撹拌機、還流冷却管、撹拌装置を備えたフラスコに、窒素パージを施しながら2,7−ジヒドロキシフルオレノン(式(3))を106部、エピクロロヒドリン370部、メタノール40部を加え、撹拌下で70℃にまで昇温し、フレーク状の水酸化ナトリウム43部を90分かけて分割添加した後、更に40℃で2時間、70℃で1時間後反応を行った。反応終了後、水洗を行い、油層からロータリーエバポレーターを用いて減圧下、過剰のエピクロルヒドリン等の溶剤を留去した。残留物にメチルイソブチルケトン350部を加え溶解し、70℃にまで昇温した。撹拌下で30重量%の水酸化ナトリウム水溶液10部を加え、1時間反応を行った後、洗浄水が中性になるまで水洗を行い、得られた溶液を、ロータリーエバポレーターを用いて減圧下にメチルイソブチルケトン等を留去することで目的とするエポキシ樹脂(EP2)150部を得た。得られたエポキシ樹脂は前記式(4)で表される、赤〜茶色液状エポキシ樹脂であり、室温で静置することで結晶性を帯びた樹脂状固体として得られた。この樹脂状固体のエポキシ当量は210g/eq.、150℃における粘度は0.02Pa・s(ICI粘度計)、軟化点は117℃であった。またGPCによる測定において前記式(4)で表される骨格のうちn≧1体は24%であった。
実施例2で得られた本発明のエポキシ樹脂(EP2)、比較例として市販のビフェノール型エポキシ樹脂(EP3)(ジャパンエポキシレジン製 YX−4000H エポキシ当量186g/eq.)についてKAYAHARD GPH−65(日本化薬株式会社製 フェノールアラルキル樹脂 水酸基当量199g/eq.)を硬化剤とし、硬化促進剤としてトリフェニルホスフィン(TPP)、フィラーとしてMSR−2212、ワックスとしてカルナバ1号、カップリング剤としてKBM−303を下記表1に示す配合比(重量部)で配合した。またそれ以外の成分としては以下の成分を添加し、組成物を調製後、トランスファー成型(175℃ 60秒)により樹脂成形体を得、これをさらに160℃で2時間、更に180℃で8時間かけて硬化させた。
実施例3 比較例1
エポキシ樹脂 EP2 21.0
EP3 18.6
硬化剤 HD1 19.9 19.9
硬化促進剤 TPP 0.21 0.19
フィラー
MSR−2212 201 189
ワックス
カルナバ1号 0.60 0.57
カップリング剤
KBM−303 0.80 0.76
ガラス転移点:
TMA 熱機械測定装置:真空理工(株)製 TM−7000
昇温速度:2℃/min.
難燃性 : UL−94に準拠
(評価値はトータル燃焼時間(消火までに必要な時間)で記載 50秒以下でV−0)
実施例3 比較例1
ガラス転移温度(℃)
TMA 119 110
難燃性(厚み0.8mm)
UL−94 V−0 V−0
トータル燃焼時間(秒) 34 39
(厚み1.6mm)
UL−94 V−0 V−0
トータル燃焼時間(秒) 33 45
Claims (8)
- 式(1)または式(2)におけるmが全て0である、請求項1または2記載のエポキシ樹脂。
- エポキシ当量が170〜2000g/eq.である請求項3記載のエポキシ樹脂。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂、および硬化剤を含有してなるエポキシ樹脂組成物。
- 無機充填剤を組成物の総重量の20重量%以上の割合で含有することを特徴とする請求項5記載のエポキシ樹脂組成物。
- 請求項4または5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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