JP4828774B2 - 強い蛍光を有するグリオキサール−フェノール縮合物 - Google Patents

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Description

【0001】
本出願は、本出願人の先行出願である2000年6月5日に出願した米国特許出願第09/587,608号および2000年6月22日に出願した米国特許出願第09/599,633号の一部継続出願である。
【0002】
本発明はグリオキサール−フェノール縮合物、そのエポキシ化誘導体、該縮合物および/またはそれらのエポキシ化誘導体を含有する組成物、該物質を含有するラミネートならびに前記の製法に関する。
背景及び先行技術
本出願は本出願人の1999年12月14日の米国特許第6,001,950号および2000年10月31日の米国特許第6,140,420号に類似する主題に関するが、本発明のポリフェノール類(縮合物)及びエポキシ誘導体は先行特許と比較して意外なほど強い蛍光の増大を示すと同時に高紫外線(UV)吸光度を示す。
【0003】
酸触媒の存在下におけるグリオキサールと、過剰モル量のフェノール自体のようなフェノール類モノマーとの縮合によって調製されるようなポリフェノール類は、他のポリフェノール類と同様に、とくに印刷回路基板の製造における接着剤およびラミネートのみならずコーティングおよび電子用途に用い得るエポキシ化ポリフェノ−ル類の調製に用途がある。
【0004】
グリオキサール−フェノール縮合物はジ−、トリ−、テトラフェノ−ル類のようなポリフェノール類およびさらに高級のポリフェノール類を含む種々の化合物を含有する。反応物がフェノール自体及びグリオキサールの場合には、ポリフェノールは混合物であり、その主なテトラフェノ−ル化合物は1,1,2,2−テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)エタンとも呼ばれるテトラキス(4−ヒドロキシフェニル)エタン(TPE)である。テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)エタンのグリシジル化はテトラキス(4−ヒドロキシフェニル)エタンのテトラグリシジルエーテルを生成する。本発明のポリフェノール類は典型的には約6%未満、好ましくは4%未満、特には約2または3%未満、たとえば1%未満のTPEを含有する。
【0005】
本発明の縮合物及びエポキシ誘導体は、ラミネートの製造時のような品質管理に自動光学検査(AOI)を用いる場合の蛍光および/またはUV吸光度の測定にとくに有用である。これらは単独で、エポキシ化後にエポキシ樹脂との付加物として、エポキシ化縮合物とフェノールノボラックとの付加物として、または通常のフェノールノボラックおよび/または本発明の高蛍光を有しない米国特許第6,001,950号のような先行技術のグリオキサールフェノール縮合物とのブレンドに用いることができる。高UV吸光度は高密度多層印刷回路基板のような電子用途に用いられるラミネートの製造に望ましい。
【0006】
本出願人はプロセス条件ならびにポリフェノール類を得るための触媒としてのシュウ酸、エポキシ誘導体、および前記を含有する比較的高UV吸光度とともに意外にも高蛍光を有する組成物の使用を見出した。その蛍光は、通常AOI品質管理に用いられる波長内では、他の方法及び触媒によって調製されるグリオキサール−フェノール縮合物よりも実質的に強い。
【0007】
本発明では、ポリフェノール類が望ましい光学的性質を得ることができ、そしてポリフェノールの製造に用いられる方法によって、下記のような1つ以上の補足的な望ましい性質を得ることができる:(a)触媒の濾過または中和及び水洗工程を用いることなく実質的に金属イオンを含まないポリフェノールの調製、この場合にはフェノール類モノマーの回収が簡単になり、触媒を金属イオンで中和しないときには反応収量が増大する;(b)有機溶剤中の溶解度を増すポリフェノール類の調製;(c)単一のグリオキサール添加及び単一の真空蒸留による縮合の性能、他方、一部の他の方法は多重のグリオキサール添加及び真空蒸留を使用し、またはテトラ(4−ヒドロキシフェニル)エタンのレベルが思いがけないほど低いことがある。
【0008】
本出願文書で使用する「アルデヒド当量」という語句は下記に述べる方法により測定するときに、反応混合物もしくは生成物中に充填または残留しているグリオキサール中のアルデヒドに関する。このような測定値は、反応混合物に充填されたアルデヒド当量と比較して反応したアルデヒド当量として記述される。したがって、反応器に充填されたグリオキサールのアルデヒド当量の測定値が総計Xアルデヒド当量を示し、そして反応後の反応混合物中の測定値がXの1/2のアルデヒド当量を示す場合には、反応したアルデヒド当量は充填したアルデヒド当量の50%である。「反応性ケトン類」と呼ばれるある種のケトン基は下記試験法によっても測定される。該ケトン基は縮合反応中に生成させることができ、これらはアルデヒド当量を測定する場合に包含され、本明細書中のアルデヒド当量の一部とみなされる。「反応性ケトン」という用語はアルデヒド当量のパーセントに影響するケトン類を述べるのに用いられる。
【0009】
アルデヒド当量を測定する方法は1.0グラムの反応混合物を取り、それを50mlのメタノールで希釈することによる。次いで稀水酸化ナトリウムでpHを3.5に調整する。次に、撹拌しながら、このpH調節試料に25mlの10%塩酸ヒドロキシルアミン水溶液を加える。試料を10分間撹拌後、0.25ノルマル(N)水酸化ナトリウムでpH3.5まで試料を逆滴定する。試料をpH3.5まで逆滴定するのに用いた水酸化ナトリウム溶液のミリリットル(mls)数(滴定数)を用いてアルデヒド当量を計算する。
【0010】
ついで次式:(2.9×0.25×(水酸化ナトリウムの滴定ml数))によって試料のアルデヒド当量を計算する。反応したアルデヒド当量パーセントを求めるために、添加または除去(たとえば蒸留により)されたかもしれない水を補正した後、この式によって得られた値を、その時点または問題の時まで使用されたグリオキサール対フェノール類モノマーの重量比におけるフェノール類モノマーとグリオキサールとの無加熱混合物1グラムを基準として前記の方法及び式によって得られたアルデヒド当量と比較する。
【0011】
前記のアルデヒド当量測定法とは別に、出発時のグリオキサールのアルデヒド基を反応混合物または生成物中のアルデヒド基および反応性ケトン基と単純に比較して、反応したアルデヒド及び反応性ケトン基の量を求めることができる。該パーセントの計算を行う際には、水の添加または除去、および未反応グリオキサールを含有する初期混合物の重量比と比べて問題の時に用いられるフェノール類モノマー対グリオキサールの重量比についてさらに調整の必要があり、グリオキサールの各1分子は2個のアルデヒド基を有することを忘れてはならない。
【0012】
特に指示しない限り、本明細書の蛍光測定値は、約450から650nmの範囲内で測定したときに、442nm(ナノメートル)の励起波長において、テトラヒドロフラン(THF)に溶解したポリフェノールまたはその誘導体の0.05%溶液の最大カウントを基準とする。450から650の範囲が測定されるけれども、本発明の生成物の最大カウントは525−535nmの範囲に生じる。本出願文書に示される測定値において比較されるのは最大カウントである。最大カウントの測定時間および「捕捉時間」ともいう励起を測定する時間は同一であって、本出願文書中の測定時の該時間は1/2秒または1秒である。
【0013】
ポリフェノールまたはその誘導体をAldrich Chemical Companyから購入したアクリジンオレンジ塩基と比べる場合には、アクリジンオレンジ塩基をメタノールに溶解し、0.31mg/リットル(1リットル当たりのミリグラム数)の濃度に希釈して測定する以外は、実験条件はすべて同じである。アクリジンオレンジ塩基のこの濃度は、本出願人の米国特許第6,001,950号中実施例7の樹脂の0.05重量%THF溶液の場合と略同量の蛍光を示す。
【0014】
アクリジンオレンジ塩基自体はAldrich Chemical Co.(Milwakee,WI.)で販売されているときの染料を約75%含有する溶液である。Aldrich Chemical Companyのアクリジンコレンジ塩基は、日付が2000−2001のAldrich Chemical Companyのカタログの33頁に記載されている。測定を行うのに用いられる器具はCM 1000計器である。CM 1000はSpectra Group Ltd.,Inc.(Maumee,Ohio)製の計器であるCure Monitor 1000のことである。捕捉時間は指定した波長における露出時間である。カウントはデータ出力に対し多数の光測定装置によって用いられる基本単位であって、累積信号の計数化法に関する。Spectra Group Limited,Inc.(Maumee,Ohio)によって用いられ、かつ本明細書に示すデ−タに使用したCCD検知器の場合には、光が検知器に電荷を生じ、次にそれを計数機で読み取る。計数機は読み取る電荷(電子)の略10単位毎に1カウントを記録するように設定される。
【0015】
本発明のUV吸光度値はTHF(テトラヒドロフラン)200ml(ミリリットル)当たり0.020g(グラム)の濃度に当該物質を溶解することによって調製したポリフェノールまたはその誘導体試料から得られ、吸光度の測定は350nm(ナノメートル)または365nmで行った。
発明の要約
1つの態様において、本発明は、本出願人の米国特許第6,001,950号の実施例7の値よりも少なくとも30%、好ましくは少なくとも50%、特には少なくとも80%強い蛍光を宥するポリフェノール類に関する。前記950特許の実施例7と同じ蛍光強度を有するように、本出願の仕事にはAldrich Chemical Co.から購入したアクリジンオレンジ塩基の濃度をメタノールで0.31mg/リットルに希釈した。
【0016】
他の態様において、本発明はフェノール類モノマーとグリオキサールとのポリフェノール類に関し、ここで該ポリフェノールは350nmにおいて少なくとも約0.400および/または365nmにおいて少なくとも約0.220の紫外線吸光度ならびに前節に示した最小蛍光を有する。好ましくは、本発明のポリフェノールは該950特許とほゞ同等の350nmにおいては少なくとも約0.500および365nmにおいては少なくとも0.300の紫外線吸光度を有する。
【0017】
さらに他の態様において、本発明は本発明のポリフェノール類、それから調製されるエポキシ化物、該ポリフェノール類またはそのエポキシ化誘導体を含有する組成物、ならびに他のフェノ−ルノボラックおよび/またはそのエポキシ化誘導体を有する組成物に関する。
【0018】
なおさらに他の態様において、本発明は新規のポリフェノール類、エポキシ化誘導体およびこれらの組成物を含むラミネートのみならず該ラミネートの製法に関する。
【0019】
別の態様においては、本発明は本発明のポリフェノール生成物の調製法に関する。
発明の詳細な説明
フェノール類モノマー
フェノール類モノマーはフェノール自体または任意に該フェノールの20モル%までを7から9個の炭素原子を有する他の単環式一価フェノール類モノマーによって置換させたフェノールである。このような他のフェノール類モノマーをフェノール自体とともに用いるときには、該フェノール類モノマーは通常全フェノール類モノマー充填物の約5から約20モル%の量で用いられる。本明細書において「グリオキサール−フェノール縮合物」、「ポリフェノール類」または単に「縮合物」という用語をグリオキサール−フェノールのみならずこの場合に該フェノールの20%までを他のフェノール類モノマーで置換させたものを述べるのに用いられる。他の単環式一価フェノール類モノマーの実例として単環式一価フェノールのパラ、オルトまたはメタ位に置換された1から3個の炭素原子のアルキルまたはアルコキシ基を有するものおよびその混合物を挙げることができる。好ましい単環式一価フェノール類には3−メチルフェノール、3−エチルフェノール及び3−エトキシフェノールがある。該グリオキサール−フェノール縮合物はグリオキサールと、フェノール自体または、該フェノールの約10モル%以下を他のフェノール類モノマーで置換させたフェノールとの縮合物が好ましい。
グリオキサール反応物
グリオキサール反応物は比較的純粋なモノマーグリオキサール、ポリマーグリオキサールまたは水に溶解されたグリオキサールのような種々の形態を有することができる。実例としては、グリオキサールは通常グリオキサールの30から60重量%水溶液、とくには40%水溶液として使用される。
酸触媒
本発明で用いられるフェノール類モノマーとグリオキサールとの縮合反応の酸触媒はシュウ酸である。該触媒は、約140℃を上回る温度で反応混合物を蒸留することによって反応混合物から除くことができる。
【0020】
シュウ酸は純化合物、二水和物、またはこれらの混合物のような種々の形態で用いることができ、本明細書ではこれらすべてをシュウ酸という。シュウ酸触媒は約140℃を上回る温度で揮発性成分に分解する。
【0021】
本発明のポリフェノール類は2種類の方法によって調製することができる。
第1法によるグリオキサール−フェノール縮合物の調製
本発明のグリオキサール−フェノール縮合物(ポリフェノール類)の第1の製法において、フェノールが約110℃から約140℃の温度にある間にグリオキサールをフェノールに加えて水を留去しながら反応混合物を作る。7から9個の炭素原子を有する他の単環式一価フェノール類モノマーを20モル%までフェノールの一部と置換させることができる。反応は、フェノールまたは前記他のフェノール類モノマーを有するフェノールの総重量を基準にして、触媒として約0.5から4%のシュウ酸の存在下で行われる。フェノールまたは前記他のフェノール類モノマーならびにフェノールに対するグリオキサールの総量のモル比は約0.15から0.25にわたることができる。グリオキサールのアルデヒド当量の少なくとも約85%が反応するまで、約110℃から約140℃の温度における反応及び水の蒸留を継続する。
第1法によるグリオキサール−フェノール縮合物調製の反応条件
フェノール類モノマー、すなわちフェノールまたはフェノールならびに他のフェノール類モノマーに、該フェノール類モノマーまたはその混合物を約110℃から約140℃、好ましくは約120℃から約130℃の温度範囲に加熱しながらグリオキサールを添加する。シュウ酸触媒は、グリオキサールを加えるときには加熱されたフェノール類モノマー中に存在するのが好ましい。グリオキサールを加えながら反応混合物から水を留去する。反応混合物の温度を約110℃未満にもたらさないような速度でグリオキサールを加える。実例としては、グリコールの添加は典型的には約1から3時間を要する。
【0022】
本発明の第1法によりグリオキサール−フェノール縮合物を作る場合のグリオキサール対フェノール(フェノールまたはフェノールならびに他のフェノール類モノマー)のモル比は充填したフェノール1モル当たりグリオキサールが約0.15から0.25モル、好ましくは充填したフェノール1モル当たりグリオキサールが約0.16から0.23モルである。充填したフェノール1モル当たりグリオキサールが約0.15モル未満の総モル比はAOI品質管理の場合に先に示した範囲内の紫外線吸光度を実質的に有しないTPEのようなテトラフェノール類よりも大きいポリフェノール類を生じる。フェノール類モノマー1モル当たりグリオキサールが約0.25または0.27モルを上回る比はさらに長い反応時間をもたらし、高粘度の生成物を生じる可能性がある。
【0023】
触媒の除去または反応混合物の冷却以前のアルデヒドとフェノー性モノマーとの総縮合反応時間は典型的には約6から約14時間、好ましくは約7から約10時間にわたる。
第2法によるグリオキサール−フェノール縮合物の調製
第2法による本発明のグリオキサール−フェノール縮合物の製法において、フェノールまたはフェノールならびに他の単環式一価フェノール類モノマー1モルに対しグリオキサールが約0.15から約0.27モルのモル比でグリオキサールをフェノールと反応させ、この場合に該フェノール類モノマーは7から9個の炭素原子を有し、該方法では触媒として総量が約0.5から約4重量%のシュウ酸を用い、触媒量はフェノールまたはフェノールならびに前記他のフェノール類モノマーの重量を基準とするものであり、前記方法は:
(A)約55℃から約90℃の温度において真空中で混合物から水を加熱して留去し、この場合に混合物は反応中に充填される実質的にすべてのグリオキサール、フェノール及び少なくとも5重量%の水を含み、フェノールの量は反応中に充填される総フェノール類モノマーの約5から約20重量%であり;
(B)混合物中の水の量が混合物の約5から30重量%になるまで、好ましくは真空中で混合物からの水の加熱及び留去を続け;
(C)約0.2から約1%の量のシュウ酸を混合物に加えて反応器内に反応混合物を生じさせ、前記シュウ酸の量は反応中に充填されるフェノール類モノマーの総量を基準とするものであり、そしてアルデヒド当量またはアルデヒド基および反応性ケトン基の約15から約40%が反応するまで約80℃から約125℃の範囲内の温度に反応混合物を加熱し;
(D)シュウ酸およびフェノールの残りを加え、この場合に任意に反応器に充填されるフェノールの約20モル%までを他の単環式一価フェノール類モノマーで置換させ、前記モノマーは7から9個の炭素原子を有し、そしてアルデヒド当量またはアルデヒド基および反応性ケトン基の少なくとも総計85%が反応するまで反応混合物を約105℃から約135℃の範囲の温度に加熱する
工程を含む。
【0024】
第2法の改良法として、実質的にすべてのグリオキサールおよび反応器に充填されるフェノール類モノマーの総量の約5から約20重量%のフェノールおよび反応器に充填されるフェノール類モノマーの総量を基準にして約0.2から約1重量%のシュウ酸を加えることによって反応混合物を生じさせ、この場合に反応混合物は約10から約30重量%の水を含有し;アルデヒド当量またはアルデヒド基及び反応性ケトン基の約15から約40%が反応するまで、約80℃から125℃の範囲内の温度に反応混合物を加熱し;シュウ酸及びフェノール類モノマーの残りを加え、この場合に前記フェノール類モノマーはフェノールまたはフェノールならびに他の単環式一価フェノール類モノマーであり、前記他のフェノール類モノマーは7から9個の炭素原子を有し、前記他のフェノール類モノマーの量は反応器に充填されるフェノール類モノマーの総量の20モル%までであり;そしてアルデヒド当量またはアルデヒド基及び反応性ケトン基の少なくとも85%が反応するまで反応混合物を約105℃から約135℃の範囲の温度に加熱することによってグリオキサール−フェノール縮合物を調製する。
【0025】
第2法の初期の反応混合物中の水は通常反応混合物の少なくとも約5から約30重量%、好ましくは約10から20重量%である。しかし、水の量は実質的に多く、たとえば60%以上であり得るが、触媒を加える前に混合物から水を留去して、反応混合物の約5から約30重量%、好ましくは約10から約20重量%の濃度に低下させる必要がある。典型的には、水はグリオキサールを水溶液として用いるために存在する。
第2法の反応条件と改良法
第2法によるグリオキサール−フェノール縮合物の製造におけるグリオキサール対フェノール(フェノールまたはフェノ−ルならびに他のフェノール類モノマー)のモル比はフェノール類モノマー1モル当たりグリオキサールが約0.15から0.27モル、好ましくは反応器に充填されるフェノール類モノマー1モル当たりグリオキサールが約0.16から0.25モルである。充填されるフェノール1モル当たりグリオキサールが約0.15モル未満の総モル比は、AOI品質管理の場合に先に示した範囲内の光学的性質を実質的に有しないTPEのようなテトラフェノール類を上回るポリフェノールを生じる。フェノール類モノマー1モルに対しグリオキサールが約0.27モルを上回る比はさらに長い反応時間をもたらし、高粘度の生成物を生じる可能性がある。
【0026】
本発明のポリフェノール類を作る第2法の改良法では、始めに、実質的にすべてのグリオキサールを、反応器に充填されるフェノール類モノマーの総量を基準にして僅か約5から約20%、好ましくは約7から約15%のフェノールと混合する。とくに水溶液としての通常のグリオキサールの販売によって、反応中の水の量は30%を上回ることが多い。水を30%以下まで減すためには、真空を適用するとともにフェノール、グリオキサールおよび水の混合物を約55℃から約90℃、好ましくは約60℃から約80℃の範囲の温度に加熱して、過剰の水を混合物から留去する。しかし、混合物が約30%未満の水を含有し、混合物が約30重量%を上回る水を含有するときでさえも必要量の水に到達させるために水の蒸留中にフェノールをグリオキサールと混合させる必要がない場合には、水除去のこの工程を省くことができる。この点に関し、初期混合物の水分量を30%以下にもたらすための水の蒸留の唯一の目的は反応速度を速めるためであると思われる。フェノールとグリオキサール水溶液との混合物中のフェノールは水の蒸留に対して希釈剤として働き、グリオキサールを流体にしておくのを助ける。
【0027】
前記改良法において、混合物中の水分量が30%未満であるときにはシュウ酸触媒の一部を混合物に加える。この工程において加える触媒の一部は反応器に充填されるフェノール類モノマーの総量を基準にして約0.2から約1%、好ましくは約0.4から約1%である。このとき触媒の一部を含有する反応混合物を約80℃から約125℃、好ましくは約110℃から約120℃の温度に加熱する。アルデヒド当量またはアルデヒド基及び反応性ケトン基の約15から約40%、好ましくは約20から約30%が反応するまで加熱を継続する。
【0028】
前記改良法において、アルデヒド当量またはアルデヒド基及び反応性ケトン基の約15から40%の反応後に、触媒及びフェノール類モノマーの残りを反応混合物に加える。このフェノール類モノマーはフェノールまたはフェノール以外のフェノール類モノマーで置換して反応混合物に充填される20モル%までの該フェノール類モノマーを有するフェノールである。
【0029】
前記改良法において、残留する触媒およびフェノール類モノマーの添加後、アルデヒド当量またはアルデヒド基及び反応性ケトン基の少なくとも85%、好ましくは少なくとも90%、とくには少なくとも95%が反応するまで、反応混合物を、約105℃から約135℃、好ましくは約110℃から約130℃の範囲に再び加熱する。
【0030】
第2法およびその改良法において、アルデヒド当量またはアルデヒド基および反応性ケトン基の少なくとも85%を反応させる時までのアルデヒドとフェノール類モノマーとの総縮合反応時間は、典型的には約5から約15時間、好ましくは約7から約12時間にわたる。
グリオキサール−フェノール縮合物を調製する第1法及び第2法の両者において
ポリフェノール類を調製するための反応温度が約120℃未満のときは、水を除くために真空蒸留を用いることができる。また、触媒の除去中または未反応フェノール類モノマーの除去中でさえも水を留去する。
【0031】
蒸留によってシュウ酸触媒を除去する温度は通常約140℃を上回るけれども約170℃未満である。通常シュウ酸の分解に続くシュウ酸分解生成物の蒸留によって除去するために、該温度が140℃以上から約170℃、とくには約155℃から約160℃に高められる。しかし、この温度は触媒を除き、かつまた真空蒸留で、さらに未反応フェノール類モノマーをも除くために約200℃まで高めることができる。
【0032】
アルデヒド当量または総アルデヒド当量のアルデヒド単位および反応性ケトン単位または単にアルデヒド単位及び反応性ケトン単位の少なくとも約85%が反応した後、そして好ましくは該アルデヒド当量または前記単位の少なくとも約90%、とくには93%が反応したときに、反応混合物から触媒を除くのが好ましい。しかし、必要な反応後、たとえばアルデヒド基の少なくとも85%が反応した後に、たとえ反応混合物が水、触媒および遊離または未反応フェノール類モノマーを含有し得るとしても、反応混合物は冷却して貯蔵することができる。この段階において、反応混合物をグリオキサール−フェノール粗縮合物と呼ぶこともできる。ついでグリオキサール−フェノール粗縮合物を好ましくは真空中で、約200℃までの温度に加熱して、残留する水、シュウ酸触媒およびほとんど約5%未満の遊離未反応フェノール類モノマーを除くことによって、グリオキサール−フェノール縮合物を調製することができる。
【0033】
触媒を反応混合物から除くときにすべてまたは実質的にすべての水が反応混合物から除かれる。触媒除去後に反応混合物中に残留する水は未反応フェノール類モノマーを除去するための蒸留によって除くことができる。
【0034】
水及びシュウ酸触媒の除去後、未反応(遊離)フェノール類モノマーは通常、反応混合物の遊離フェノール類モノマーを反応混合物の約5重量%未満、好ましくは約2重量%未満、とくには約1重量%未満にもたらすように、反応混合物から除かれる。
【0035】
未反応フェノール類モノマーの除去はノボラック樹脂中の未反応フェノールの除去の場合のような通常の手段、たとえば反応混合物を真空中で高温に加熱することによるフラッシュ蒸留によって達成される。たとえば、該温度は水銀柱約25から30インチの真空中約195℃または200℃までであることができる。生成物から未反応フェノール類モノマーを除くために、該温度における真空中の水蒸気スパージングを用いることもできる。
【0036】
フェノール類モノマー、たとえばフェノールの除去と同時かまたは触媒除去に続く別工程で、反応混合物を任意に、好ましくは真空中で、約170℃から約200℃の温度、とくには真空中で約180℃から約195℃の温度に加熱する。該加熱は約0.25から3時間、好ましくは約0.5から2時間行われる。約170℃または175℃から約200℃の温度における約0.25から3時間の加熱は通常ポリフェノールの蛍光値を高める。該加熱のすべてまたは一部は真空中でフェノール類モノマーを除くときに行うことができる。任意に、5%以下の未反応フェノール類モノマーを有するポリフェノールは不活性ガスでスパージングして、好ましくは真空中で、約170または175℃から200℃の範囲で約0.5から3時間加熱することができる。不活性ガスの実例として窒素またはアルゴンを挙げることができる。ポリフェノール生成物は最後に冷却して通常微粉砕、たとえばフレーク状にする。
第1法によるグリオキサール−フェノール縮合物
先に述べた第1法によって生成したグリオキサール−フェノール縮合物の性質は次の通りである:
性質 広範な範囲 好適な範囲
Mw/Mn 400-700/300-450 420-600/320-400
粘度cps@175℃ 300-2000 350-1000
遊離フェノール(%) 0-5 <2% とくに <1%
テトラフェノールエタン
たとえばTPE(%) 0-2 <1%
350nmにおける
UV吸光度 少なくとも0.400 少なくとも0.500
365nmにおける
UV吸光度 少なくとも0.220 少なくとも0.300
蛍光:本発明の第1の調製法によるグリオキサール−フェノール縮合物の蛍光は、さきに述べた測定条件下でアクリジンオレンジ塩基と比較すると少なくとも約50%、好ましくは少なくとも80%強い。
本発明の第1法のグリシジル化グリオキサール−フェノール縮合物は前記の測定条件下でアクリジンオレンジ塩基よりも少なくとも30%、好ましくは少なくとも40%強い蛍光を有する。また、第1法のグリシジル化グリオキサール−フェノール縮合物は、さきに示した方法によって350nmにおいて少なくとも0.300、好ましくは少なくとも0.350という紫外線(UV)吸光度および/または365nmにおいて少なくとも0.180、好ましくは少なくとも0.200というUV吸光度を有する。
第2法によるグリオキサール−フェノール縮合物
第2法によるグリオキサール−フェノール縮合物の性質はつぎの通りである:
性質 広範な範囲 好適な範囲
Mw/Mn 450-700/300-450 480-650/350-410
粘度cps@175℃ 600-2500 700-1800
遊離フェノール(%) 0-5 <2% とくに <1%
テトラフェノールエタン
たとえばTPE(%) 1-6 1-4
350nmにおける
UV吸光度 少なくとも0.465 少なくとも0.530
365nmにおける
UV吸光度 少なくとも0.274 少なくとも0.300
第2法により生成したポリフェノール生成物の蛍光は先に述べた条件下でアクリジンオレンジ塩基よりも少なくとも約30%、好ましくは少なくとも35%強い。
【0037】
本発明の第2法により調製したグリシジル化グリオキサール−フェノール縮合物は前記の測定条件下でアクリジンオレンジ塩基と少なくとも同等、好ましくは少なくとも20%強い蛍光を有する。第2法による本発明のグリシジル化グリオキサール−フェノール縮合物は前記測定方法により350nmにおいて少なくとも0.300、好ましくは少なくとも0.350の紫外線(UV)吸光度および/または365nmにおいて少なくとも0.180、好ましくは少なくとも0.200のUV吸光度を有する。
ポリエポキシドの調製
本発明のポリフェノール類(グリオキサール−フェノール縮合物)から調製したエポキシ化物は、ポリフェノールの量、したがってその光学的性質は、エポキシ化物のポリフェノール部分の希釈によって減少するけれども、ポリフェノール類の高い蛍光およびUV値はそのまま残る。
【0038】
本発明のポリフェノール類のエポキシ化物は少なくとも2種類の通常の経路によって調製することができる。1つの経路はアルカリ金属水酸化物の存在下でグリオキサール−フェノール縮合物とハロヒドリンとの反応によるものである。該エポキシ化物は典型的には約190から230、好ましくは約205から225のエポキシ当量を有する。他の経路はグリオキサール−フェノール縮合物と過剰モル量の予備成形多官能エポキシとの反応によるものである。後者の経路によるようなエポキシ化物は典型的には約140から250、好ましくは約160から230のエポキシ当量(WPE)を有する。
【0039】
ポリエポキシドを調製するための第1経路では、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムのようなアルカリ金属水酸化物の存在下で約50℃から約80℃の範囲内の温度においてグリオキサール−フェノール縮合物を過剰のエピクロロヒドリンと接触させることによってポリエポキシドが調製される。第四級アンモニウム塩のような任意の触媒を用いることができる。反応はエタノール、イソプロパノールのようなアルコール類、メチルイソブチルケトン(MIBK)、トルエン、エーテル類、及びこれらの混合物を含む不活性溶剤の存在下で行うことができる。
【0040】
第1の経路によってポリエポキシドを調製する他の方法が1985年5月21日にCiba Geigy Corp.に付与された米国特許第4,518,762号に示されており、その全文は参照として本明細書に組み入れてある。簡単に言えば、この方法において、40℃から100℃の温度において、クロロヒドリンエーテル中間体を形成する特異の触媒無しに、反応混合物を基準にして2から25重量%の低級アルカノールまたは低級アルコキシアルカノール助溶剤を存在させ、ポリフェノール、好ましくはグリオキサール−フェノール精製物をフェノール性水酸価を基準にして過剰のエピクロロヒドリンと反応させ、反応混合物を基準にして0.5から8重量%の水を存在させ、そしてフェノール性水酸基を基準にして0.9から1.15当量の固体アルカリ金属水酸化物を用いてポリフェノールのエポキシ誘導体を生成させ、この場合に反応の全期を通じて反応混合物中に0.5から8重量%の水が存在し、直径約1mmのビーズ状の固体アルカリ金属水酸化物を用いて添加プログラムを漸次エスカレートさせながらその水酸化物を少量ずつまたは連続的に反応混合物に充填した後、エポキシノボラック樹脂を単離させる。
【0041】
過剰モル量の予備成形多官能エポキシをグリオキサール−フェノール縮合物と反応させることを含むエポキシ樹脂調製の経路において、触媒、たとえば水酸化カリウム、ベンジルジメチルアミン、水酸化ベンジルトリメチルアンモニウム、2−メチルイミダゾール、及び2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノールを用い、約100℃から約150℃において1重量部の該縮合物を約4から約8重量部のポリエポキシドと反応させる。典型的な触媒量は反応質量を基準にして約0.1から約0.6%である。本発明のポリフェノールと反応させるための典型的なポリエポキシドはジグリシジルエーテル樹脂のポリエポキシド、たとえばビスフェノールA;ビスフェノールF;レゾシノール;ネオペンチルグリコール;シクロヘキサンジメタノール;およびこれらの混合物のジグリシジルエーテル樹脂のポリエポキシドである。
【0042】
本発明のポリフェノール類は、エピクロロヒドリンとの反応に用いられるアルカリの量を減らすことによって望ましい光学的性質を犠牲にせずに部分エポキシ化させることもできる。実例として、さきに述べた第1の経路の方法におけるアルカリの約40から70%の減少は部分エポキシ化誘導体をもたらす。
【0043】
グリオキサール−フェノール縮合物の「残留物」または「残分」という用語は例えばエポキシ樹脂との反応における反応生成物のグリオキサール−フェノール誘導体部分を意味する。残留物の量は樹脂又は化合物のような反応生成物をつくるのに用いられる本発明のグリオキサール−フェノール縮合物の量である。実例として、10グラムのグリオキサール−フェノール縮合物を40グラムのエポキシドと反応させる場合には、該組成物のグリオキサール−フェノール縮合残留物は10グラムであろう。また、20グラムのグリオキサール−フェノール縮合物をグリシジル化させ、次いで該グリシジル化物をフェノール−ホルムアルデヒドノボラックと反応させる場合には、グリオキサール−フェノール残留物は依然として20グラムであろう。
【0044】
文脈が他を示さない限り、本発明のポリフェノール類及び種々の樹脂、たとえば(グリシジル化ポリフェノール類を含む)それらのエポキシ樹脂誘導体及びフェノールノボラックは反応性のある硬化可能な物質である。
【0045】
本発明のグリオキサール−フェノール縮合物は典型的にはナトリウムの場合には約0.005重量%未満;カルシウムの場合には0.003重量%未満;鉄の場合には0.003重量%未満;およびカリウムの場合には0.002重量%未満;該イオンの総濃度の場合には約0.013重量%未満の金属イオン濃度を有する。
【0046】
本発明の縮合物は単独でエポキシ樹脂を硬化させるのに用いることができるが、通常のフェノールノボラック樹脂のような他のエポキシ樹脂硬化剤、例えば本発明の高蛍光値を有しないエポキシ樹脂と組み合わせて用いるのが好ましい。このような他の硬化剤は約50から97重量%の該硬化組成物を含むことができ、グリオキサール−フェノール縮合物は約1から50重量%のこのような硬化組成物を含むことができる。好ましくは、他の硬化剤は約50から95重量%の該硬化組成物を含むことができ、グリオキサールーフェノール縮合物は約1から50重量%の該硬化組成物を含むことができる。約10から30部のこのような硬化組成物を用いて100部のエポキシ樹脂を硬化させることができる。
【0047】
本発明の組成物は通常のエポキシ樹脂、すなわち本発明の高蛍光値を有しないエポキシ樹脂、または単なる樹脂100部当たり、エポキシ樹脂の重量を基準にして約1から35部の本発明のグリオキサール−フェノール縮合物、そのエポキシ化誘導体、ならびに該縮合物及びエポキシ化誘導体を含有する混合物を含むことができる。
【0048】
印刷回路基板の製造用ラミネートのような電子用途に用いる場合の本発明の好ましいポリエポキシド生成物は典型的には100部のエポキシ樹脂、たとえばビスフェノールAのジグリシジルエーテルのようなエポキシ樹脂を基準にして下記組成物を含む:
(a)約10−30部のフェノール−ホルムアルデヒドノボラックのような硬化剤;
(b)約1−30部、好ましくは約2−20部の、本発明のグリシジル化ポリフェノール、エポキシ樹脂と本発明のポリフェノールとの反応生成物、本発明のポリフェノールおよびこれらの混合物からなる群から選ばれる一員;および
(c)任意に、エポキシ硬化促進剤。
【0049】
本発明に有用なエポキシ樹脂は通常のエポキシ樹脂、すなわち本発明の高蛍光性グリオキサール−フェノール残留物を含有しないエポキシ樹脂であることができる。該樹脂は約190から約10,000、好ましくは約190から約500のWPE値を有することができる。このような,通常のエポキシ樹脂、または単なるエポキシ樹脂の例示として、アルカリ金属水酸化物の存在下でジヒドロキシ化合物を過剰のエピクロロヒドリンと接触させることによって調製される前記のWPE値を有するようなジグリシジルエーテル樹脂のエポキシ樹脂を挙げることができ、この場合に、該ジヒドロキシ化合物はビスフェノールA;臭素化ビスフェノールA、とくに四臭素化ビスフェノルA;ビスフェノールF;レゾルシノール;ネオペンチルグリコール;シクロヘキサンジメタノール等;およびこれらの混合物であることができる。また、このような通常のエポキシ樹脂は該樹脂は含まれるジヒドロキシ化合物、たとえばビスフェノールAを原料とするかまたはそれから誘導されるということもできる。また、このような通常のエポキシ樹脂はエポキシフェノフェノールノボラック;エポキシクレゾールノボラック;トリグリシジル−p−アミノフェノールのような芳香族グリシジルアミン樹脂;′,′−テトラグリシジル−4,4′−ジアミノジフェニルメタン;フェノールノボラックのグリシジルエーテル類;o−クレゾール/ホルムアルデヒドノボラックのグリシジルエーテル類;グリシジルメタクリレートのポリ(グリシジル化)コポマー、ここでコモノマーはアクリレート、メタクリレートおよびスチレンのような不飽和化合物を含む;および種々の通常のエポキシ樹脂混合物のエポキシ樹脂であることができる。非グリシジル化エポキシ樹脂を使用することもできる。このような非グリシジル化エポキシ樹脂の例には、リモネンジオキシド(エポキシ当たりの重量85);ビニルシクロヘキセンジオキシド;ジビニルベンゼンジオキシド;5−ビニル−2−ノルボルネンジオキシド(エポキシ当たりの重量76);1,5−ヘプタジエンジオキシド;1,7−オクタジエンジオキシドがある。非グリシジル化エポキシ化合物はグリシジル化エポキシ樹脂と共に用いるのが好ましく、希釈剤としても有用である。
【0050】
通常のエポキシ樹脂は、ハロゲン化エポキシ樹脂、たとえば塩素化または臭素化エポキシ樹脂のような難燃性エポキシ樹脂であることができる。このような臭素化エポキシ樹脂の実例として、ビスフェノールAのジグリシジルエーテルの臭素化物、たとえば、Shell Chemical Co.のEPON 1124(CAS No.:26265−08−07)を挙げることができる。このような臭素化エポキシ樹脂を他のエポキシ樹脂と共に難燃性組成物中に用いることができる。
【0051】
本発明の好ましい非慣用的エポキシ樹脂には、フェノール及びグリオキサールのグリシジル化ポリフェノール類(この場合にグリシジル化以前のポリフェノールは本明細書に示す試験法によりアクリジンオレンジ塩基よりも少なくとも30%強い蛍光を有する)、またはさきに示した試験法によりアクリジンオレンジ塩基と少なくとも同等の蛍光を有する本発明のグリシジル化ポリフェノール類;およびさきに示した試験法によりアクリジンオレンジ塩基よりも少なくとも30%強い蛍光を有する本発明のフェノールとグリオキサールのポリフェノール1部に対して通常のグリシジルエポキシ樹脂約4から8部の反応生成物、またはさきに述べた試験法によりアクリジノレンジ塩基と少なくとも同等の蛍光を有するような本発明の反応生成物がある。
【0052】
エポキシ硬化促進剤はエポキシ樹脂の硬化を促進させるのに十分な量で用いることができる。通常、該量はエポキシ樹脂100部を基準にして約0.05から0.5部、とくには約0.1から0.2部である。このような促進剤には2−メチルイミイダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノールおよびベンジルジメチルアミンのようなアミン類、ならびにトリブチルホスフィンおよびトリフェニルホスフィンのような有機リン化合物がある。
【0053】
粘度を低下させて取扱い適性を向上させるために反応性希釈剤を存在させることもできる。反応性希釈剤の例にはネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル;ブタンジオールジグリシジルエーテル;レゾルシノールジグリシジルエーテル;及びシクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテルがある。
【0054】
エポキシ樹脂に対して当該技術分野で周知の種々の硬化剤を用いることができる。該硬化剤には芳香族アミン;ポリアミドアミン;ポリアミド;ジシアンジアミド;フェノール−ホルムアルデヒドノボラック;メラミン−ホルムアルデヒド樹脂;メラミン−フェノール−ホルムアルデヒド樹脂;およびベンゾグアナミン−フェノール−ホルムアルデヒド樹脂があるが、これらに限定されない。
【0055】
フェノールノボラックを硬化剤として使用するときには、触媒(促進剤)が通常用いられ、アルキルイミダゾール類のような第三級有機アミン;ベンジルジメチルアミン;およびトリフェニルホスフィンのようなホスフィン類ならびにこれらの混合物から選ぶことができる。
【0056】
フェノールノボラック硬化剤はフェノールとアルデヒドまたはケトンの縮合物で、この場合にフェノールはフェノール自体、クレゾール、キシレノール、レゾルシノール、ビスフェノール−A、パラフェニルフェノール、ナフトール、及びこれらの混合物から選ぶことができる。フェノール類モノマーの置換基にはヒドロキシ、炭素原子が1から4個のアルキル、炭素原子が1から4個のアルコキシならびにフェニルがある。ノボラック及びジシアンジアミドが好ましい硬化剤である。とくに好ましい硬化剤は分子量が約300から5,000、好ましくは約1,000から5,000のフェノール−ホルムアルデヒドノボラックおよびオルトクレゾール−ホルムアルデヒドノボラックである。フェノールノボラック硬化剤を調製するためのアルデヒド類の実例としてはホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒドおよびヒドロキシベンズアルデヒドを挙げることができる。フェノールノボラック硬化剤を調製するためのケトン類の実例としてはアセトン、ヒドロキシアセトフェノン、及びメチルエチルケトンを挙げることができる。
【0057】
本発明の組成物には、ハロゲン化溶剤、ケトン類、アルコール類、グリコールエーテル類、グリコールアセテート類、N,N−ジメチルホルムアミドを含む種々の溶剤を用いることができる。硬化剤としてジシアンジアミドを用いる場合には後者がとくに有用である。ケトン類にはアセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、及びメチルイソブチルケトンがある。
【0058】
本発明のラミネートは通常約20から60重量%の樹脂状マトリックス物質及び約40から80重量%のガラスクロスのような強化剤を含有する。
本発明のラミネートの構造は、ガラスクロスのような強化剤、ならびにエポキシ樹脂およびフェノール−ホルムアルデヒド樹脂のようなエポキシ樹脂硬化剤を含む樹脂状マトリックスを含有する通常のラミネートの構造と同じであるが、ただし樹脂状マトリックスは、樹脂状マトリックスの重量を基準にして約1から35重量部、好ましくは約1から15重量部のグリオキサール−フェノール縮合物、その残留物または混合物も含有する。エポキシ樹脂、硬化剤、グリオキサール−フェノール縮合物またはその残留物ならびに任意にエポキシおよび硬化剤の溶剤系は樹脂状マトリックスまたは混合物の少なくとも40重量%を占めることができる。
【0059】
溶剤を含有する本発明のラミネートの樹脂状マトリックスは通常重量単位で、(1)約40から80部、好ましくは50から70部のエポキシ樹脂;(2)約1から15部の本発明の縮合物または前記縮合物のエポキシ化残留物もしくはこれらの混合物;(3)約10から35部、好ましくは15から30部の溶剤;及び約7から35部のエポキシ硬化剤を含有する。エポキシ化残留物は本発明のグリシジル化縮合物(ポリフェノール)の残留物または該縮合物1部に対してエポキシ樹脂4から8部の反応の残留物であることができる。
【0060】
本発明のラミネートは下記のような通常の方法によって難燃性にすることができる:(a)主樹脂マトリックス成分としてのハロゲン化エポキシ樹脂の使用;(b)塩素化ビスフェノール−A、四臭素化ビスフェノール−Aまたはトリス(2,3−ジブロモプロピル)ホスフェートのような臭素化または塩素化難燃性添加物;、または(c)トリアジンのような窒素含有樹脂、たとえばメラミン−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン−フェノール−フォルムアミド樹脂、メラミン−ベンゾグアナミン−フェノール−ホルムアルデヒド樹脂またはベンゾクアナミン−フェノール−ホルムアルデヒド樹脂のような非ハロゲン性難燃剤の使用。窒素含有硬化剤はリン含有物質とともに用いるのが好ましい。リン含有物質の実例としては、たとえばAkzo−Nobelの商品PHOSFLEX 580のようなアリールホスフェートおよびホスフィット;トリフェニルホスフィンのようなトリアリールホスフィン類;トリフェニル酸化リンのようなトリアリール酸化リン;商品名ULTRANOX 626及びWESTON PNPG(いずれもGE Specialty Plastics製)のようなアルキルアリールホスフィット;リン酸アンモニウム類;赤リン;およびこれらの混合物のような有機及び無機リン含有物質を挙げることができる。リン含有物質は主要エポキシ樹脂100部を基準にして約2から15%のレベルで用いることができる。用語に関し、主要エポキシ樹脂とは通常のエポキシ樹脂、すなわち本発明のグリオキサール−フェノール縮合物からは調製されないエポキシ樹脂を意味する。
【0061】
本発明のラミネート組成物に用いられるエポキシ樹脂はエポキシド当たりの重量(WPE)が約190から10,000、好ましくは約190から500である。積層および被覆配合物用のエポキシ樹脂は通常溶剤ベースである。被覆配合物は充填剤を含むことができるが、積層配合物は通常ガラスクロスのような繊維マトリックスとフェノール相溶性仕上剤との多重層を含浸させる。
【0062】
ラミネートは含浸物としてエポキシ樹脂を含む少なくとも1層のプレプレグを包含する層を室温下または加圧加熱下で調製することができる。ラミネートをつくるのに用いられる圧力は積層ライニングをタンク壁に適用する接触圧から電気絶縁シートの製造に用いられる、例えば1,000psi以上の高圧までさまざまであることができる。ラミネートをつくるのに用いられる温度は略室温から210℃以上までの広範囲にわたることができる。ラミネート組成物における溶剤の使用は任意である。本発明のラミネートを作る場合に湿式又は乾式レイアップ法のような通常の積層法を用いることができる。
【0063】
ラミネートに用いるための強化繊維または強化繊維布にはガラス繊維及びマット;炭素及びグラファイト繊維、セルロース系紙、繊維状ポリアミドシート、繊維状石英シート、ガラス織布、ガラス不織マット等がある。粉末石英、マイカ、タルク、炭酸カルシウム等のような充填剤をラミネート中の樹脂状マトリックスに加えることもできる。
【0064】
本明細書中の重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)はゲル浸透クロマトグラフィーならびにフェノール化合物及びポリスチレン標準物質を用いて測定する。測定すべき試料の分子量は次のようにように準備する:試料をテトラヒドロフランに溶解して、その溶液をゲル浸透クロマトグラフに通す。試料中の遊離フェノールは分子量の計算から除外される。
【0065】
「粘度,cps@175℃」または「C&P,cps(175℃)」はNo.40コーンを用いて円錐平板溶融粘度により測定したセンチポアズ単位の粘度である。
【0066】
種々の反応混合物中のTPEの量は次の方法で求めた。
(a)使用した試薬はパラエチルフェノール、TPEおよびシリル化試薬であった。
(b)TPEを求める方法はつぎの通りであった:
シシル化試薬をつぎのように調製した:25ml(ミリリットル)の反応フラスコにシリンジで10cc(立方センチメートル)のピリジン、3ccのトリメチルクロロシラン(TMCS)、及び10ccのヘキサメチルジシラザン(HMDS)を加える。これを5から10分間放置した。
(c)TPE標準溶液は次のように調製する:
バイアル(シリル化に適切)中にTPEおよびp−エチルフェノールをそれぞれ約30mg秤取する。1ccのシリル化試薬を加える。溶解するまで振とうする(約10分間)。一夜間低温に加熱する。1ミクロリットルをガスクロマトグラフに注入する。すすぎ液としてメチルエチルケトンを使用する。この分析に用いたカラムはSupelco(Belfonte,Pa.)から供給されるDexsil 300である。
【0067】
本明細書に示す本発明を当業者がさらに十分に理解するために、下記の実施例を示す。実施例ならびに本出願文書中の他のところにあるすべての部及びパーセントは特に指示のない限り重量単位である。
【0068】
下記実施例の1−4は本発明のポリフェノール類の製造または使用に関する代表的な第1法であり、一方実施例の5−13は本発明のポリフェノール類の製造または使用に関する代表的な第2法である。
【0069】
実施例1
2リットルの多頚フラスコに1,400グラム(g)のフェノール(14.87モル)及び28gのシュウ酸二水和物(フェノールを基準にして2重量%)を充填して内容物を窒素雰囲気中で130℃に加熱した。2.25時間にわたり367.7gの40%グリオキサール水溶液(2.536モル)(グリオキサール/フェノールのモル比が0.17)を加え、この間に約200ml(ミリリットル)の留出物を捕集した。さらに2時間130℃の温度を保持して、この間に合計約43.5gのフェノール及び219.2gの水を捕集し、残留するアルデヒド当量は1.45%であった。これは83%のアルデヒド転化に相当するが、留出物を補正すると86%に相当する。さらに130℃で4時間及び135℃で1.5時間の加熱によりアルデヒド当量は0.62%に低下し、すなわちアルデヒド転化は93%になった(ただし留出物を補正すると95%)。反応混合物の半分(721g)を1リットルのフラスコに移し、それを160℃に加熱して、留出物をさらに21.3g捕集した。160℃の温度を1時間保持した。次いで反応物を水銀柱16.5から30インチの真空中で160から176℃において真空蒸留して268gの生成物及び428gのフェノール留出物を回収した。生成物の39.7gをさらに29.5インチの真空中で190℃1時間加熱して、39.2gを得た。
【0070】
実施例2
おおむね実施例1の方法に従ったが、ただしグリオキサール/フェノールのモル比は0.17ではなくて0.20(すなわち、1.48/7.44)を用いた。128−130℃において2時間53分間にわたりグリオキサールを加え、その間に182gの留出物(充填量の19.6%)を捕集した。その1分後にアルデヒド当量を求めると2.1%であることが分かり、これは78%のアルデヒド転化を示す(ただし留出物を補正すると83%)。さらに130℃3時間加熱後には、アルデヒド当量が0.58%となり、これは94%のアルデヒド転化を示す(ただし留出物を補正すると95%)。160℃1時間加熱後に、アルデヒド当量は0.36%となり、これは96%のアルデヒド転化を示す(ただし留出物を補正すると97%)。29インチの真空中で190℃に加熱した後この温度に1時間保持することによって未反応フェノールを回収した。
【0071】
前記実施例1及び2のグリオキサール−フェノール縮合物の性質を下記の表1A及び表1Bに示す。190℃に加熱した部分ならびにそのように加熱しなかった部分の反応生成物は、ノボラック樹脂をフレーキングするのに用いられる通常の方法によってフレークにすることができる。
【0072】
下記の表1A及び表1Bにおいて、表中の見出しは下記の意味を有する。
(a)「Ex」は実施例番号である。「実施例番号」名の下の「P」という文字は1999年12月14日に本発明者に付与された米国特許第6,001,950号の実施例7を意味する。EP8は前記950特許中実施例8のエポキシであって、この場合に該エポキシは本出願の実施例3に示したと実質的に同じ方法によって作ったものであり;そしてEPONは、Shell Oil Co.(Emeryville,CA.)から販売されているテトラキス(ヒドロキシフェニル)エタンのテトラグリシジルエーテルを含有するポリフェノールである商用エポキシ樹脂「EPON 1031」(CAS 7328−97−4)である。
(b)「モル比」はグリオキサールと、フェノールまたはフェノールおよび使用したフェノール性コモノマーの合計とのモル比である。
(c)「フィード,℃」はグリオキサールが付加されていた時のフェノール又は反応混合物の温度である。
(d)「Mw/MN」は重量平均分子量/数平均分子量を表す。
(e)「%TPE」はフェノール性コモノマーを用いた場合に、生成物の総重量を基準にしたテトラキス(p−ヒドロキシフェニル)エタンまたはテトラフェノールエタンの重量パーセントである。
(f)「C&P,cps(175℃)」は円錐平板溶融粘度によりNo.40コーンを用いて測定したときに175℃で測定したセンチポアズ単位の粘度である。
(g)「フェノール,%」は生成物の総重量を基準にした未反応フェノールおよび他のフェノール類モノマーの重量パーセントである。
(h)「UV 350/365nm」はTHF(テトラヒドロフラン)中に当該物質を0.020g/THF200mlの濃度に溶解させることによって調製した試料からそれぞれ350nmおよび365nmにおいて得られた紫外線吸光度の値を示す。
(i)「最大蛍光,nm」は前記の方法により、ナノメートル単位で測定して最大蛍光(最大カウント)を示した波長である。
(j)「ND」または単なるダッシュ(「−」)は測定しなかったことを意味する。
(k)「蛍光,%」は前記のようにアクリジンオレンジ塩基と比較した指示試料のポリフェノールまたはエポキシ化ポリフェノールの蛍光を表す。アクリジンオレンジ塩基はメタノール中に0.31mg/リットルの濃度に溶解して測定し、その読みは100%の値を表す。ポリフェノール類はTHF中において0.05重量パーセントの濃度で測定する。したがって、ポリフェノルの蛍光が181%である場合には、試験条件下ではポリエノールの蛍光がアクリジンオレンジ塩基の蛍光よりも81%強いことを意味する。
(l)「A」は約29.5インチの真空中における先行試料の190℃1時間の後処理を示す。
【0073】
【表1】
Figure 0004828774
【0074】
【表2】
Figure 0004828774
【0075】
前記の表1Aおよび1Bから下記のことが分かる:
(a)本発明の実施例1及び実施例2のグリオキサール−フェノール縮合物の蛍光は、該950特許中実施例7の蛍光よりも、それぞれ約80%から260%を上回るほど強い。
(b)本発明の実施例1のグリシジル化物である本発明の実施例3の縮合物の蛍光は該950特許の実施例8のエポキシ生成物よりも約52%強い。
(c)本発明の実施例3の蛍光はEPON 1031の蛍光よりも約84%強い。
(d)本発明における実施例1のエポキシ生成物の紫外線吸光度はEPON 1031の紫外線吸光度よりも実質的に強いが、該950特許の実施例8の紫外線吸光度と略同等である。
【0076】
実施例3
1リットルのフラスコに、実施例1のように調製した184g(グラム)のフレーク状反応生成物;490.4gのイソピプロピルアルコール;および128.8gの水を充填して反応混合物を作る。この反応混合物を55℃に加熱する。10分後953.1gのエピクロロヒドリンを加える。この反応混合物を55℃に再熱した後、55℃の温度を保ちながら73.6gの20%水酸化ナトリウム水溶液を加える。さらに30分間55℃の温度に保持する。ついで1時間にわたり220.8gの20%水酸化ナトリウム水溶液を加える。この反応混合物を55℃に30分間保持した後、分液漏斗に移す。上部の透明褐色有機層を330gの水および66gのドライアイスとともに撹拌する。水層を捨てて有機層を再度洗った後真空蒸留して過剰のエピクロロヒドリンおよび約205gの実施例1のエポキシ化物の暗色樹脂を回収する。このエポキシ樹脂のエポキシ当量当たりの重量は約221である。これをEPON 1031のエポキシ当量当たりの重量の210と比較する。本実施例のエポキシ樹脂はEPON 1031よりも実質的に強い紫外線吸光度及び蛍光を示す。
【0077】
実施例4
下記の樹脂状マトリックス配合物からプレプレグ及びラミネートを作った。
材料 重量パーセント
1.臭素化エポキシ樹脂 60.0
(Shell Chemical製EPON 1124 A80)
2.実施例1のグリオキサール−フェノール縮合物 3.0
3.フェノールノボラック硬化剤 14.4
(Borden Chemical製Durite SD 1711)
4.アセトン 15.05
5.メチルエチルケトン 7.45
6.2−メチルイミダゾール 0.2
2116スタイルガラス(E−ガラス)とBGF 643仕上剤を用い、ハンドディップ法によって、厚さ7−8ミル、2プライで11.5インチ平方のラミネートを作る。硬化条件はNational Electrical Manufactures′Association(NEMA)FR4規格に合致する典型的なものであり、すなわちプレプレグの場合にはオーブン内で325−350°F1.5分の条件である。ついでプレプレグを室温に冷却し、45分にわたり350°Fに加熱した後この温度に約30分保持してから室温に冷却する。ラミネートの樹脂含量は約60重量%である。
【0078】
つぎにラミネートを4インチ平方に切断して最新式自動光学検査(AOI)装置で検査する。紫外線吸光度の場合には、次の設備を用いることができる:Hewlett−Packard′s HP BV 3000、Teradyne′s 5539およびOrbitech′s VT 8000。
【0079】
この実施例4の配合は好ましい配合である。しかし、臭素化エポキシ樹脂は配合物の約40から80重量%にわたることができ、該樹脂は塩素のような異なるハロゲンで置換させることができる。また、該エポキシ樹脂はハロゲン化する必要はないが、難燃性が望ましい場合には、通常の難燃剤の添加によってそのような難燃性を得ることができる。実施例1のグリオキサール−フェノール縮合物はたとえば約1または2%から約15%のような広範囲にわたり量を変え、かつ等量のグリオキサール−フェノール縮合残留物で完全にまたは部分的に置換させることができる。フェノールノボラック硬化剤の量は約7から約35%に及ぶことができ、溶剤系の量は約10から35%にわたることができる(ただしパーセントまたは部はすべて重量単位)。
【0080】
実施例5
97.4g(グラム)のフェノールおよび300gの40%グリオキサール水溶液(2.07モル)の混合物を65℃から75℃で真空蒸留して151gの留出物を捕集する。この段階におけるアルデヒド当量は総計約49%である。シュウ酸二水和物(4.0g)を加えて反応物を115℃に加熱し、この温度に1時間保持する。この段階における総アルデヒド当量は約37.5%である。したがって、この段階において、約24%のアルデヒド当量が反応した。ついで反応混合物を105℃に冷却し、そして800gのフェノール(総計897.4gまたは9.54モル;そのときグリオキサール/フェノールのモル比は0.217)そしてアルデヒド当量%は7.24%であった。さらに14.0gのシュウ酸二水和物を加えた。1時間の間に温度を115℃に上げて、115℃に5時間保持した。この間に25ml(ミリリットル)の留出物が捕集され、そしてアルデヒド当量の約78%が反応した。ついで反応温度を10分にわたり125℃に上げ、125℃に120分間保持し、その間にさらに35gの留出物を捕集し、そして約89%のアルデヒド当量が反応し、すなわち残留するアルデヒド当量は0.8%であった。ついで反応混合物を160℃に加熱することにより常圧で蒸留して、60℃に1時間保った。ついで反応混合物を水銀柱29.75インチの真空中で175℃において真空蒸留して未反応フェノールの大半を除いた。
【0081】
実施例6および7
これらの実施例は、表2A及び表2Bに付記した以外は実施例5と同様に行った。
【0082】
実施例8
下記以外は実施例5の方法に従った:(a)初期のグリオキサールの脱水の間には4gのシュウ酸二水和物が存在し、かつ(b)800gのフェノールを添加する以前に、反応混合物を115℃ではなくて75℃に1時間加熱した。160℃の加熱工程以前および160℃1時間後のアルデヒド当量パーセントは0.54%および0.29%であった。
【0083】
実施例9
実施例5の方法に従ったが、ただし4.0gのシュウ酸二水和物の存在下において最初の115℃1時間の保持後にフェノール94.2g(1.0モル)をm−クレゾール108.1g(1.0モル)に置き換えた。160℃1時間後の反応混合物中のアルデヒド当量パーセントは0.65%であった。
【0084】
実施例10
おおむね実施例5の方法に従ったが、ただしフラスコにグリオキサールおよび97.4gのフェノールとともに4.0のシュウ酸二水和物を充填した。
【0085】
実施例11
3リットルのフラスコに、前記実施例7のように調製したフレーク状反応生成物300g(グラム);イソプロピルアルコール800g;および水210gを充填して反応混合物を生成させる。反応混合物を55℃に加熱する。10分後1554gのエピクロロヒドリンを加える。この反応混合物を55℃に再熱した後、55℃の温度を維持しながら120gの20%水酸化ナトリウム水溶液を加える。さらに30分間55℃の温度を保持する。ついで1時間にわたり360gの20%水酸化ナトリウム水溶液を加える。反応混合物をさらに30分間55℃に保持した後分液漏斗に移す。上部の透明褐色有機層を500gの水および100gのドライアイスとともに撹拌する。水層を捨てて有機層を再度洗い、125℃まで常圧蒸留した後29インチの真空中で125℃まで真空蒸留して、過剰のエピクロロヒドリン及び実施例7のエポキシ化物の暗色樹脂を回収する。このようなエポキシ化では通例のように、この実施例でも激しい撹拌を用いた。このエポキシ樹脂のエポキシ当量当たりの重量は約221であった。これを、Shell Oil Companyが販売するポリフェノールのエポキシ樹脂であるEPON 1031の210というエポキシ当量当たりの重量と比較する。本実施例のエポキシ樹脂は、下記表2Bから分かるように、EPON 1031よりも実質的に強い紫外線吸光度および蛍光を示す。
【0086】
前記実施例11の方法に従って、米国特許第6,001,950号(該950特許)中の実施例6から調製したエポキシを作った。これは約217というエポキシ当たりの重量を有し、さらに下記表1Bに特性を示す。
【0087】
実施例12
下記の樹脂状マトリックス配合物からプレプレグおよびラミネートを作った。
材料 重量パーセント
1.臭素化エポキシ樹脂 60.0
(Shell Chemical製EPON 1124 A80)
2.実施例5のグリオキサール−フェノール縮合物 3.0
ただし縮合物は190℃で1時間加熱した
3.フェノールノボラック硬化剤 14.4
(Borden Chemical製Durite SD1711)
4.アセトン 15.05
5.メチルエチルケトン 7.45
6.2−メチルイミダゾール 0.2
2116スタイルガラス(E−ガラス)およびBGF643仕上剤を用いるハンドディップ法により前記配合物を用いて厚さが7−8ミルで2プライの11.5インチ平方のラミネートを作る。硬化条件はNational Electrical Manufacturer′s Association(NEMA)FR4規格に合致する基準的なものであり、すなわちプレプレグの場合にはオーブン内で325−350°F1.5分の条件である。ついでプレプレグを室温に冷却し、45分にわたり350°Fに加熱した後この温度に約30分保ってから室温に冷却する。該ラミネートの樹脂含量は約60重量%である。
【0088】
ついでラミネートを4インチ平方に切断して最新式自動光学検査(AOI)装置で検査する。紫外線吸光度の場合には、次の装置を用いることができる:Hewlett−Packard′s HP BV3000、Teradyne′s 5539およびOrbitech′s VT 8000。
【0089】
本実施例12の配合は好ましい配合である。しかし、この臭素化エポキシ樹脂は配合物の約40から80重量%にわたることができ、該樹脂は塩素のような異なるハロゲンで置換させることができる。また、該エポキシ樹脂はハロゲン化する必要はないが、難燃性が望ましい場合には、該難燃性は通常の難燃剤の添加によって得ることができる。実施例12において、実施例5のグリオキサール−フェノール縮合物は約1または2%から約15%のように広範囲にわたりな量を変え、かつ等量のグリオキサール−フェノール縮合残留物で完全にまたは部分的に置換させることができる。フェノールノボラック硬化剤の量は約7から約35%にわたることができ、溶剤系の量は約10から35%におよぶことができる(すべてのパーセントまた部は重量単位である)。
【0090】
実施例13
下記以外は実施例5の方法に従った:(1)実施例5に列挙したようにシュウ酸の初期充填時に4gのシュウ酸を加えて115℃に1時間加熱する代わりに、本実施例13ではシュウ酸の量を8gに増大させ、20分間に温度を123−125℃に上げた後、さらに20分間115℃に下げ、その間に34gの留出物を捕集し;かつ(2)シュウ酸の第2充填時に実施例5のように14gのシュウ酸を加える代わりに、第2充填時には僅か10gのシュウ酸を加えた。115℃で20分および125℃でさらに20分の前記加熱後のアルデヒド当量パーセントは38.4%であり(ただし34gの留出物を補正すると33.4%)、そしてアルデヒド転化、すなわち初期にグリオキサールを充填した時からこの段階におけるアルデヒド単位ならびに任意の反応性ケトン単位の減少率は32%であった。アルデヒド単位ならびに反応性ケトン単位は「反応性カルボニル基」と呼ぶこともできる。800gのフェノール添加直後には、アルデヒド当量は7.24%と求められた。反応混合物からの触媒の除去直前には、アルデヒド当量パーセントは0.36%であり(ただし160℃1時間加熱後に得られた留出物66.6gを補正すると0.34%)、そして初期グリオキサール充填時からのアルデヒド転化は95%であった。
【0091】
本発明のグリオキサール−フェノール縮合物ならびにエポキシ化物、または本発明と比較するように実施したものの特性を表2A及び表2Bに記載するが、表中の見出しは次の通りである:
「実施例番号」、「P」、「モル比」、「フェノール%」、「TPE%」、「UV」、「最大蛍光」、「蛍光%」、「ND」、「UV」、「Mw/Mn」、「EPON」、C&P、cps(175℃)、星印「★」、「(h)」上付き文字、および「A」という用語は前記表1Aおよび1Bの場合と同じ意味を有する。EUS6は米国特許第6,001,950号中の実施例6のエポキシ化物であり、この場合に該エポキシは本明細書の実施例11に示したと実質的に同じ方法で作った)。
【0092】
【表3】
Figure 0004828774
【0093】
【表4】
Figure 0004828774
【0094】
前記の表2A及び2Bから下記のことが分かる:
(a)本発明の実施例5のグリオキサール−フェノール縮合物の蛍光は、該950特許中の実施例7の蛍光よりも約40%強い。
(b)本発明の実施例7のグリシジル化物である本発明の実施例11の縮合物の蛍光は、該950特許中の実施例6の生成物から調製したグリシジルエポキシよりも約30%強い。
(c)本発明の実施例11の蛍光はEPON 1031の蛍光よりも約69%強い。
(d)実施例9に用いられるメタクレゾールは完全に反応して、光学的性質(紫外線吸光度ならびに蛍光)は本出願文書の前記実施例1の光学的性質と実質的に同等であり、とくに蛍光は米国特許第6,001,950号中実施例7の生成物の蛍光よりも著しく強い。
(e)本発明における実施例11のエポキシ生成物の紫外線吸光度はEPON 1031の紫外線吸光度よりも著しく強いが、該950特許の実施例6の紫外線吸光度とは略同等である。

Claims (20)

  1. (a)グリオキサールをフェノールおよびシュウ酸に加え、ここで該フェノールは110℃から140℃の範囲内の温度にあり、そして任意に該フェノールの20モル%までを7から9個の炭素原子を有する他の単環式一価フェノール類モノマーで置換させ、フェノールとグリオキサールとの反応混合物から水を蒸留し、この場合に該グリオキサールの添加によって生じた反応混合物の温度は110℃から140℃の範囲にあり、グリオキサールと、任意の前記他のフェノール類モノマー並びに該フェノールとのモル比は該フェノールおよび任意の添加フェノール類モノマー1モル当たりグリオキサールが0.15から0.25モルであり、該シュウ酸の量は該フェノールおよび前記他のフェノール類モノマーの重量を基準にして0.5%から4%であり、そして
    (b)充填された該グリオキサールのアルデヒド当量の少なくとも85%が反応するまで110℃から140℃の温度で加熱及び水の蒸留を続ける
    ことを含むグリオキサール−フェノール縮合物の製造法であって、グリオキサール−フェノール縮合物が、アクリジンオレンジ塩基をメタノール中に0.31mg/リットルの濃度で使用し、グリオキサール−フェノール縮合物をテトラヒドロフラン中に0.05重量%の濃度で使用するときに、442nmの励起波長において450nmから650nmの範囲内の最大カウントとして測定した場合にアクリジンオレンジ塩基よりも少なくとも30%強い蛍光を有するグリオキサール−フェノ−ル縮合物であり、前記縮合物がグリオキサールと、(a)フェノール;(b)フェノールおよび7から9個の炭素原子を有する他の単環式一価フェノール類モノマーの混合物(ここで該他のモノマーは該混合物の20モル%までを占める);および(c)これらの混合物からなる群から選ばれる一員との縮合物である、前記製造法。
  2. 実質的にすべての該フェノール性化合物がフェノール自体であり、該フェノールに加えるグリオキサールはグリオキサールの30から60重量%水溶液であり、そして前記粗縮合物を真空中で200℃までの温度に加熱して、該縮合物中に5%以下まで遊離フェノールを残しながらシュウ酸、水および遊離フェノールを除くことによって該グリオキサール−フェノール縮合物を調製する請求項1記載の製造法。
  3. グリオキサール−フェノール縮合物の製造法であって、0.15から0.27モルのグリオキサールを各1モルのフェノール類モノマーと反応させ、触媒として総量が0.5から4重量%のシュウ酸を反応器に充填し、シュウ酸の量はフェノール類モノマーの重量を基準にし、そして前記方法が、
    (A)真空中で55℃から90℃の温度で混合物から水を加熱して留去し、ここで該混合物はグリオキサール、フェノールおよび少なくとも5重量%の水を含み、ここでフェノールの量は該反応器中に充填すべき総フェノール類モノマーの5から20重量%であり;
    (B)水の量が該混合物の5から30重量%になるまで該混合物からの加熱及び水の蒸留を継続し;
    (C)0.2から1%の量のシュウ酸を該混合物に加えて反応器内に反応混合物を生じさせ、シュウ酸の前記量は該反応器に充填されるフェノール類モノマーの総量に基づくものであり、そして該混合物に充填されるグリオキサールのアルデヒド基および任意の反応性ケトン基の15から40%が反応するまで該反応混合物を80から125℃の範囲内の温度に加熱し;
    (D)該シュウ酸およびフェノールの残りを加え、この場合に任意に該反応器に充填すべき総フェノールの20モル%までを他の単環式一価フェノール類モノマーで置き換えることができ、前記モノマーは7から9個の炭素原子を有し、そして該反応混合物を105℃から135℃の範囲の温度に加熱して、該混合物に充填される該グリオキサールのアルデヒド基および任意の反応性ケトン基の少なくとも85%を反応させ、そして
    (E)該反応混合物からシュウ酸、水およびフェノール類モノマーを除き、その結果該縮合物は5%以下の遊離フェノール類モノマーを含有する
    ことを含むグリオキサール−フェノール縮合物の製造法であって、グリオキサール−フェノール縮合物が、アクリジンオレンジ塩基をメタノール中に0.31mg/リットルの濃度で使用し、グリオキサール−フェノール縮合物をテトラヒドロフラン中に0.05重量%の濃度で使用するときに、442nmの励起波長において450nmから650nmの範囲内の最大カウントとして測定した場合にアクリジンオレンジ塩基よりも少なくとも30%強い蛍光を有するグリオキサール−フェノ−ル縮合物であり、前記縮合物がグリオキサールと、(a)フェノール;(b)フェノールおよび7から9個の炭素原子を有する他の単環式一価フェノール類モノマーの混合物(ここで該他のモノマーは該混合物の20モル%までを占める);および(c)これらの混合物からなる群から選ばれる一員との縮合物である、前記製造法。
  4. グリオキサール−フェノール縮合物の製造法であって、グリオキサール対フェノール類モノマーのモル比が0.15から0.27であり、総計0.5から4%のシュウ酸を触媒として用い、触媒の量は該反応器に充填されるフェノール類モノマーの総重量を基準にし、そして前記方法が、
    (A)下記:(1)該反応器充填すべき実質的に全てのグリオキサール;(2)該反応器に充填すべき総フェノール類モノマーのうち、5から20重量%のフェノール類モノマー;(3)該反応器に充填すべきフェノール類モノマーの重量を基準にして0.2から1%の触媒;の充填により反応器中に反応混合物を生じさせ(この場合に、該反応混合物は5から30重量%の水を含有する);
    (B)反応混合物を80から125℃の範囲内の温度に加熱して、該アルデヒド当量の15から40%を反応させ;
    (C)該触媒及びフェノール類モノマーの残りを加え、この場合に該フェノール類モノマーはフェノールであり、そして任意に該反応器に充填されるフェノール類モノマーの総量を基準にして該フェノールの20モル%までを他の単環式一価フェノール類モノマーで置き換えることができ、この場合にこのような他のフェノール類モノマーは7から9個の炭素原子を有し;そして
    (D)該反応混合物を105℃から135℃の範囲の温度に加熱して、該アルデヒド当量の少なくとも85%を反応させ;そして
    (E)該反応混合物からシュウ酸、水およびフェノール類モノマーを除き、その結果該縮合物は5%以下の遊離フェノール類モノマーを含有する
    ことを含むフェノール−グリオキサール縮合物の製造法であって、グリオキサール−フェノール縮合物が、アクリジンオレンジ塩基をメタノール中に0.31mg/リットルの濃度で使用し、グリオキサール−フェノール縮合物をテトラヒドロフラン中に0.05重量%の濃度で使用するときに、442nmの励起波長において450nmから650nmの範囲内の最大カウントとして測定した場合にアクリジンオレンジ塩基よりも少なくとも30%強い蛍光を有するグリオキサール−フェノ−ル縮合物であり、前記縮合物がグリオキサールと、(a)フェノール;(b)フェノールおよび7から9個の炭素原子を有する他の単環式一価フェノール類モノマーの混合物(ここで該他のモノマーは該混合物の20モル%までを占める);および(c)これらの混合物からなる群から選ばれる一員との縮合物である、前記製造法。
  5. 請求項1〜4のいずれかに記載の方法で製造されるグリオキサール−フェノール縮合物であって、前記グリオキサール−フェノール縮合物が、アクリジンオレンジ塩基をメタノール中に0.31mg/リットルの濃度で使用し、グリオキサール−フェノール縮合物をテトラヒドロフラン中に0.05重量%の濃度で使用するときに、442nmの励起波長において450nmから650nmの範囲内の最大カウントとして測定した場合にアクリジンオレンジ塩基よりも少なくとも30%強い蛍光を有するグリオキサール−フェノ−ル縮合物であり、前記縮合物がグリオキサールと、(a)フェノール;(b)フェノールおよび7から9個の炭素原子を有する他の単環式一価フェノール類モノマーの混合物(ここで該他のモノマーは該混合物の20モル%までを占める);および(c)これらの混合物からなる群から選ばれる一員との縮合物である、前記グリオキサール−フェノール縮合物。
  6. 請求項5に記載のグリオキサール−フェノール縮合物であって、該グリオキサール−フェノール縮合物が、グリオキサール−フェノール縮合物を200mlのテトラヒドロフラン中に20mgの濃度で溶解するときに、365nmの紫外線吸光度が少なくとも0.268〜0.351であり及び/又は350nmの紫外線吸光度が少なくとも0.441〜0.598である、前記グリオキサール−フェノール縮合物。
  7. 該縮合物が2%以下の遊離フェノールを含有する請求項5又は6記載の縮合物。
  8. 該混合物が2%以下の遊離フェノール類モノマーを含有する請求項5又は6に記載の縮合物。
  9. アクリジンオレンジ塩基よりも少なくとも50%強い蛍光を有する請求項5又は6に記載の縮合物。
  10. アクリジンオレンジ塩基よりも少なくとも70%強い蛍光を有し、かつ1%以下の遊離フェノール類モノマーを含有する請求項5又は6に記載の縮合物。
  11. エポキシ樹脂であって、アクリジンオレンジ塩基をメタノール中に0.31mg/リットルの濃度で用い、該エポキシ樹脂をテトラヒドロフラン中に0.05重量%の濃度で用いるときに、442nmの励起波長において450nmから650nmの範囲内の最大カウントとして測定した場合に、アクリジンオレンジ塩基と少なくとも同等の蛍光を有するエポキシ樹脂であって、前記エポキシ樹脂が
    (a)請求項5〜10のいずれかに記載のグリオキサール−フェノール縮合物のグリシジル化物;
    (b)請求項5〜10のいずれかに記載の、グリオキサールと、7から9個の炭素原子を有する他の単環式一価フェノール類モノマーと混合されたフェノールとの縮合物(ここで該他のモノマーは該混合物の20重量%までを占める)のグリシジル化物;
    (c)請求項5〜10のいずれかに記載のグリオキサール−フェノール縮合物1部とグリシジルエポキシ樹脂4から8部との反応生成物;
    (d)請求項5〜10のいずれかに記載の、グリオキサールと、7から9個の炭素原子を有する他の単環式一価フェノール類モノマーと混合されたフェノールとの縮合物1部とグリシジルエポキシ樹脂4から8部との反応生成物(ここで該他のモノマーは該混合物の20モル%までを占める);および
    (e)前記の混合物からなる群から選ばれる一員の樹脂である、前記エポキシ樹脂。
  12. 該樹脂が、グリオキサール−フェノール縮合物のグリシジル化物の樹脂である、請求項11記載のエポキシ樹脂。
  13. 該グリオキサール−フェノール縮合物のグリシジル化物が、グリオキサール−フェノール縮合物をグリシジル化した化合物である、請求項12記載のエポキシ樹脂。
  14. 該グリオキサール−フェノール縮合物が、フェノールと7から9個の炭素原子を有する他の単環式一価フェノール類モノマーとの混合物(ここで該他のモノマーは該混合物の20モル%までを占める)であるグリオキサール−フェノール縮合物1部とグリシジルエポキシ樹脂4から8部との反応生成物の樹脂である、請求項11記載のエポキシ樹脂。
  15. アクリジンオレンジ塩基よりも少なくとも30%強い蛍光を有する請求項11記載の樹脂。
  16. (a)100部のエポキシ樹脂;および
    (b)該エポキシ樹脂の重量を基準にして、
    (i)請求項5〜10のいずれかに記載のグリオキサール−フェノール縮合物;
    (ii)請求項5〜10のいずれかに記載のグリオキサール−フェノール縮合物のグリシジル化物;
    (iii)請求項5〜10のいずれかに記載のグリオキサール−フェノール縮合物1部とグリシジルエポキシ樹脂4から8部との反応生成物;および
    (iv)これらの混合物
    からなる群から選ばれる1から35部の1員
    を含む組成物であって、前記の部はすべて重量単位であり、ここでアクリジンオレンジ塩基をメタノール中に0.31mg/リットルの濃度で使用し、一方該グリオキサール−フェノール縮合物、および該グリオキサール−フェノール縮合物のグリシジル化物およびグリオキサール−フェノール縮合物1部とグリシジルエポキシ樹脂4から8部との反応生成物をそれぞれテトラヒドロフラン中に0.05重量%の濃度で使用するときに、442nmの励起波長において450nmから650nmの範囲内の最大カウントとして測定した場合に、該グリオキサール−フェノール縮合物のグリシジル化物のみならずグリオキサール−フェノール縮合物1部とグリシジルエポキシ樹脂4から8部との反応生成物がそれぞれアクリジンオレンジ塩基と少なくと同等の蛍光を有し、そして該グリオキサール−フェノール縮合物がアクリジンオレンジ塩基よりも少なくとも30%強い蛍光を有する、前記組成物。
  17. 該グリオキサール−フェノール縮合物のグリシジル化物がアクリジンオレンジ塩基よりも少なくとも20%強い蛍光を有し、そして該グリオキサール−フェノール縮合物がアクリジンオレンジ塩基よりも少なくとも50%強い蛍光を有する、請求項16に記載の組成物。
  18. 該グリオキサール−フェノール縮合物のグリシジル化物のみならず該グリオキサール−フェノール縮合物が、グリオキサールとフェノールとの縮合物である、請求項16に記載の組成物。
  19. 請求項16に記載の組成物を硬化した、硬化組成物。
  20. 樹脂状マトリックス中の強化繊維ラミネートであって、前記樹脂状マトリックスが、請求項16〜18のいずれかに記載の組成物を含有する、前記樹脂マトリックス中の強化繊維ラミネート。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004085506A1 (de) * 2003-03-26 2004-10-07 Ami Agrolinz Melamine International Gmbh Aminotriazin-kondensationsprodukt, verwendung eines aminotriazin-kondensationsproduktes und verfahren zur herstellung des aminotriazin-kondensationsproduktes
US20070155944A1 (en) * 2005-12-30 2007-07-05 Shooshtari Kiarash A Fiberglass binder comprising cured benzohydro-benzofurane
JP5937431B2 (ja) * 2012-06-12 2016-06-22 Jfeケミカル株式会社 樹脂組成物およびその硬化物
WO2014010559A1 (ja) * 2012-07-09 2014-01-16 新日鉄住金化学株式会社 エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物、その硬化方法及び硬化物
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Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2305254B2 (de) 1973-02-02 1977-03-10 Ferrozell-Gesellschaft Sachs & Co Mbh, 8900 Augsburg Schichtpresstoffe
GB1544249A (en) 1975-06-05 1979-04-19 Shell Int Research Process for preparing epoxy resin composite materials
JPS56159219A (en) 1980-05-13 1981-12-08 Dainippon Ink & Chem Inc Curing agent composition for flame-retardant epoxy resin
EP0077758B1 (de) 1981-10-19 1986-04-02 Ciba-Geigy Ag Feste Epoxidharzsysteme
US4501787A (en) 1983-04-29 1985-02-26 Westinghouse Electric Corp. Flame retardant B-staged epoxy resin prepregs and laminates made therefrom
US4604317A (en) 1984-10-05 1986-08-05 The Dow Chemical Company Curable compositions containing a polyepoxide and a halogenated bisphenol
US4895755A (en) 1986-09-15 1990-01-23 The Dow Chemical Company Halogenated advanced epoxy resins
DE3901930A1 (de) 1989-01-24 1990-07-26 Hoechst Ag Verfahren zur herstellung von novolaken und deren verwendung
KR0180034B1 (ko) 1989-05-05 1999-05-15 오노 알버어스 반도체 캡슐화용 에폭시 수지조성물
JPH03139519A (ja) 1989-10-25 1991-06-13 Sumitomo Chem Co Ltd エポキシ樹脂用硬化剤
US5185388A (en) 1990-02-23 1993-02-09 Yasuyuki Murata Epoxy resin electrical encapsulation composition
US5012016A (en) 1990-03-20 1991-04-30 Shell Oil Company Process for preparing tetraphenolic compounds
MY105477A (en) 1990-03-29 1994-10-31 Sumitomo Chemical Co Thermosetting resin composition and use thereof for an electronic part.
US5146006A (en) 1991-06-28 1992-09-08 Shell Oil Company Process for preparing tetraphenoic compounds
MY108461A (en) 1991-10-11 1996-09-30 Sumitomo Chemical Co Polyhydric phenol from naphthaldehyde and epoxy resin obtained using the same.
US5191128A (en) 1992-03-12 1993-03-02 Shell Oil Company Process for preparing tetraphenolic compounds
JPH05323604A (ja) 1992-05-27 1993-12-07 Sumitomo Chem Co Ltd ポジ型レジスト組成物
JP3466218B2 (ja) 1992-06-04 2003-11-10 住友化学工業株式会社 ポジ型レジスト組成物
JPH09142031A (ja) 1995-11-22 1997-06-03 Fujicopian Co Ltd 熱転写記録材料
US6239248B1 (en) * 1998-09-22 2001-05-29 Borden Chemical, Inc. Phenol-novolacs with improved optical properties
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