JP5051150B2 - Method for producing crystalline epoxy resin - Google Patents

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Description

本発明は、常温で固体であり取り扱い性に優れ、かつ溶融状態において極めて低溶融粘度を有し、硬化性に優れており、機械的強度、耐熱性及び耐湿性に優れた硬化物を与える新規エポキシ樹脂及びその製造方法に関し、さらに、電気・電子部品の封止材料、成形材料、注型材料、積層材料、複合材料、接着剤及び粉体塗料等の用途に有用である、本発明の新規結晶性エポキシ樹脂を含有してなる硬化性エポキシ樹脂組成物及びその硬化体に関する。   The present invention is a novel material that is solid at room temperature, has excellent handleability, has a very low melt viscosity in the molten state, has excellent curability, and provides a cured product having excellent mechanical strength, heat resistance, and moisture resistance. The present invention relates to an epoxy resin and a method for producing the same, and is further useful for applications such as sealing materials, molding materials, casting materials, laminated materials, composite materials, adhesives and powder coatings for electrical and electronic parts. The present invention relates to a curable epoxy resin composition containing a crystalline epoxy resin and a cured product thereof.

エポキシ化合物は種々の硬化剤で硬化させることにより、機械的性質、耐湿性、電気的性質などに優れた硬化物を与えるので電気・電子部品の封止材料、成形材料、注型材料、積層材料、複合材料、接着剤及び粉体塗料等などの幅広い分野に利用されている。しかしながら、技術の進歩に伴い、エポキシ化合物の高性能化に対する要求が高まってきており、従来のエポキシ化合物ではその要求に対応できなくなってきた。例えば、電気・電子用途の分野においては電子部品の小型化、薄型化技術の進展に伴い、低粘度のエポキシ樹脂が望まれているが、これは小型化した部品内部の狭い空隙にも十分に樹脂を送り込ませる必要があるためである。低粘度のエポキシ樹脂としてはビスフェノールAのジグリシジルエーテルやビスフェノールFのジグリシジルエーテル等が広く用いられているが、これらのエポキシ樹脂は常温で液状又は粘稠であり、用途によっては取り扱いが困難であり作業が劣る。さらに、これらのエポキシ樹脂を用いた硬化体は機械的強度や耐熱性及び耐湿性が十分でない。
これらの問題点を解決するために、常温以上で結晶性を有するエポキシ樹脂を用いる技術が提案されている。例えば、テトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂(特許文献1)、スチルベン型エポキシ樹脂(特許文献2)などである。しかし、これらのエポキシ樹脂はエポキシ基の近くに嵩高い置換基がついているので溶融粘度が高く、さらに硬化性の点で十分とはいえない。また、これらのエポキシ樹脂を用いた硬化体は耐熱性や耐湿性につき、前述のビスフェノールA型エポキシ樹脂を用いた硬化体に比べ、幾分向上するが、用途によっては不十分である。
Epoxy compounds are cured with various curing agents to give cured products with excellent mechanical properties, moisture resistance, electrical properties, etc., so sealing materials for electrical and electronic parts, molding materials, casting materials, laminate materials It is used in a wide range of fields such as composite materials, adhesives and powder coatings. However, with the advancement of technology, there is an increasing demand for higher performance of epoxy compounds, and conventional epoxy compounds can no longer meet the demands. For example, in the field of electrical and electronic applications, low-viscosity epoxy resins are desired as electronic parts become smaller and thinner, and this is sufficient for narrow gaps inside smaller parts. This is because it is necessary to feed resin. As low-viscosity epoxy resins, diglycidyl ether of bisphenol A, diglycidyl ether of bisphenol F, etc. are widely used, but these epoxy resins are liquid or viscous at room temperature and are difficult to handle depending on the application. Yes, work is inferior. Further, cured bodies using these epoxy resins are not sufficient in mechanical strength, heat resistance and moisture resistance.
In order to solve these problems, a technique using an epoxy resin having crystallinity at room temperature or higher has been proposed. For example, tetramethylbiphenyl type epoxy resin (Patent Document 1), stilbene type epoxy resin (Patent Document 2), and the like. However, these epoxy resins have a bulky substituent in the vicinity of the epoxy group and thus have a high melt viscosity and are not sufficient in terms of curability. Moreover, although the hardened | cured body using these epoxy resins improves somewhat compared with the hardened | cured material using the above-mentioned bisphenol A type epoxy resin about heat resistance and moisture resistance, it is inadequate depending on a use.

特公平7-53791号公報Japanese Patent Publication No. 7-53791 特開平9-12674号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-12474

本発明は、常温で固体であり取り扱い性に優れ、かつ溶融状態において極めて低溶融粘度を有し、硬化性に優れており、機械的強度、耐熱性及び耐湿性に優れた硬化物を与える新規エポキシ樹脂及びその製造方法に関し、さらに、電気・電子部品の封止材料、成形材料、注型材料、積層材料、複合材料、接着剤及び粉体塗料等の用途に有用である、本発明の新規エポキシ樹脂を主成分として含有してなる硬化性エポキシ樹脂組成物及びその硬化体を提供しようとするものである。 The present invention is a novel material that is solid at room temperature, has excellent handleability, has a very low melt viscosity in the molten state, has excellent curability, and provides a cured product having excellent mechanical strength, heat resistance, and moisture resistance. The present invention relates to an epoxy resin and a method for producing the same, and is further useful for applications such as sealing materials, molding materials, casting materials, laminated materials, composite materials, adhesives and powder coatings for electrical and electronic parts. An object of the present invention is to provide a curable epoxy resin composition containing an epoxy resin as a main component and a cured product thereof.

本発明者等は、前記の課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、特定の化学構造を持つエポキシ樹脂が常温で結晶であるので固体状を維持でき、融点以上では極めて低い粘度を有すること、及びその新規結晶性エポキシ樹脂を用いた硬化性エポキシ樹脂組成物は硬化性に優れ、機械的強度、耐熱性及び耐湿性に優れた硬化体を与えることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明は、以下の各発明のうち、下記一般式(I)で表される結晶性エポキシ樹脂の製造方法の発明から選択される発明に関する。
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors can maintain a solid state because an epoxy resin having a specific chemical structure is crystalline at room temperature, and has a very low viscosity above the melting point. And the curable epoxy resin composition using the novel crystalline epoxy resin is found to be excellent in curability and give a cured product excellent in mechanical strength, heat resistance and moisture resistance, and to complete the present invention. It came.
That is, this invention relates to the invention selected from invention of the manufacturing method of the crystalline epoxy resin represented by the following general formula (I) among each following invention.

(1)一般式(I)

Figure 0005051150
(I)
(式中、R〜R10は水素原子又は炭素数1〜6までのアルキル基を示す。nは0以上の整数を示す。)
で表される結晶性エポキシ樹脂。
(2)前記一般式(I)において、式中のR〜R10の全てが水素原子であるか、又はR、Rがメチル基でその他が水素原子である、(1)項に記載された結晶性エポキシ樹脂。 (1) General formula (I)
Figure 0005051150
(I)
(Wherein, R 1 to R 10 is .n represents an alkyl group of up to 1-6 hydrogen or C represents an integer of 0 or more.)
A crystalline epoxy resin represented by
(2) In the general formula (I), all of R 1 to R 10 in the formula are hydrogen atoms, or R 3 and R 4 are methyl groups and the others are hydrogen atoms, The described crystalline epoxy resin.

(3)一般式(II)

Figure 0005051150
(II)
(式中、Aはカリウム原子又はナトリウム原子を示し、R〜R10は水素原子又は炭素数1から6までのアルキル基を示す。)
で表されるジヒドロアントラハイドロキノン化合物のアルカリ金属塩をエピハロヒドリンと反応させることを特徴とする、(1)項に記載された一般式(I)で表される結晶性エポキシ樹脂の製造方法。 (3) General formula (II)
Figure 0005051150
(II)
(In the formula, A represents a potassium atom or a sodium atom, and R 1 to R 10 represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.)
A method for producing a crystalline epoxy resin represented by general formula (I) described in item (1), wherein an alkali metal salt of a dihydroanthrahydroquinone compound represented by formula (1) is reacted with epihalohydrin.

(4)前記一般式(II)において、式中のR〜R10が全て水素原子であるか、又はR、Rがメチル基でその他が水素原子である、ジヒドロアントラハイドロキノン化合物のアルカリ金属塩をエピハロヒドリンと反応させることを特徴とする、(3)項に記載の結晶性エポキシ樹脂の製造方法。 (4) An alkali of a dihydroanthrahydroquinone compound in which R 1 to R 10 in the formula are all hydrogen atoms, or R 3 and R 4 are methyl groups and the others are hydrogen atoms in the general formula (II) The method for producing a crystalline epoxy resin according to item (3), wherein the metal salt is reacted with epihalohydrin.

(5)一般式(II)で表される、ジヒドロアントラハイドロキノン化合物のアルカリ金属塩物をエピハロヒドリンと反応させてエポキシ化合物を製造するにあたり、ジヒドロアントラハイドロキノン化合物のアルカリ金属塩を水溶液として反応系内に供給する、(3)項又は(4)項に記載された結晶性エポキシ樹脂の製造方法。 (5) In producing an epoxy compound by reacting an alkali metal salt of a dihydroanthrahydroquinone compound represented by the general formula (II) with an epihalohydrin, the alkali metal salt of the dihydroanthrahydroquinone compound is used as an aqueous solution in the reaction system. A method for producing a crystalline epoxy resin described in (3) or (4).

(6)エピハロヒドリンと反応させるジヒドロアントラハイドロキノン化合物のアルカリ金属塩水溶液が濃度5〜50質量%水溶液である、(5)項に記載された結晶性エポキシ樹脂の製造方法。 (6) The method for producing a crystalline epoxy resin according to (5), wherein the aqueous alkali metal salt solution of the dihydroanthrahydroquinone compound to be reacted with epihalohydrin is an aqueous solution having a concentration of 5 to 50% by mass.

(7)ジヒドロアントラハイドロキノン化合物1モルに対し、エピハロヒドリンを4〜40モル使用して均一な溶液とし、これにジヒドロアントラハイドロキノン化合物1モル当たり1.8〜5モルのアルカリ金属水酸化物を加えて反応させる、(3)項〜(6)項のいずれか1項に記載されたエポキシ化合物の製造方法。 (7) To 1 mol of dihydroanthrahydroquinone compound, 4 to 40 mol of epihalohydrin is used to obtain a uniform solution, and 1.8 to 5 mol of alkali metal hydroxide is added to 1 mol of dihydroanthrahydroquinone compound. The method for producing an epoxy compound according to any one of items (3) to (6), which is reacted.

(8)一般式(III)

Figure 0005051150
(III)
(式中、R〜R10は水素原子又は炭素数1〜6までのアルキル基を示す。)
で表されるジヒドロアントラハイドロキノン化合物をエピハロヒドリンと反応させることを特徴とする、(1)項に記載された前記一般式(I)で表される結晶性エポキシ樹脂の製造方法。
(9)前記一般式(III)において、式中のR〜R10の全てが水素原子であるか、又はR、Rがメチル基で、その他が水素原子であるジヒドロアントラハイドロキノン化合物をエピハロヒドリンと反応させることを特徴とする、(8)項に記載の結晶性エポキシ樹脂の製造方法。 (8) General formula (III)
Figure 0005051150
(III)
(Wherein, R 1 to R 10 represents an alkyl group of up to 1-6 hydrogen atoms or carbon.)
A method for producing a crystalline epoxy resin represented by the general formula (I) described in the item (1), wherein the dihydroanthrahydroquinone compound represented by the formula (1) is reacted with epihalohydrin.
(9) A dihydroanthrahydroquinone compound in which, in the general formula (III), all of R 1 to R 10 in the formula are hydrogen atoms, or R 3 and R 4 are methyl groups, and the others are hydrogen atoms. The method for producing a crystalline epoxy resin according to item (8), characterized by reacting with epihalohydrin.

(10)(a)分子中2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂、(b)硬化剤、及び(c)硬化促進剤を必須成分とする硬化性エポキシ樹脂組成物であり、(a)のエポキシ樹脂中に、(1)項又は(2)項に記載された結晶性エポキシ樹脂を5〜100質量%含む、硬化性エポキシ樹脂組成物。
(11)10項に記載された硬化性エポキシ樹脂組成物を硬化させた硬化体。
(10) A curable epoxy resin composition comprising (a) an epoxy resin having two or more epoxy groups in the molecule, (b) a curing agent, and (c) a curing accelerator; A curable epoxy resin composition containing 5 to 100% by mass of the crystalline epoxy resin described in the item (1) or (2) in the epoxy resin.
(11) A cured product obtained by curing the curable epoxy resin composition described in item 10.

本発明のエポキシ樹脂は結晶性であり、常温で固形であるので取り扱い性に優れ、かっ溶融状態において極めて低溶融粘度を有する。また、そのエポキシ樹脂を用いた硬化性エポキシ樹脂組成物は硬化性に優れ、また機械的強度、耐熱性及び耐湿性に優れた硬化体を与えるので、電気・電子部品の封止材料、成形材料、注型材料、積層材料、複合材料、接着剤及び粉体塗料等の用途に有用である。   The epoxy resin of the present invention is crystalline and is excellent in handleability because it is solid at room temperature, and has an extremely low melt viscosity in a melted state. In addition, the curable epoxy resin composition using the epoxy resin is excellent in curability and gives a cured product excellent in mechanical strength, heat resistance and moisture resistance. It is useful for applications such as casting materials, laminated materials, composite materials, adhesives and powder coatings.

参考例1で得られたエポキシ樹脂のH−NMRスペクトルを示すチャートである。2 is a chart showing an H-NMR spectrum of the epoxy resin obtained in Reference Example 1. FIG. 参考例1で得られたエポキシ樹脂のIRスペクトルを示すチャートである。6 is a chart showing an IR spectrum of the epoxy resin obtained in Reference Example 1.

前記一般式(I)で表される本発明のエポキシ樹脂は、一般式(III)で表されるジヒドロアントラハイドロキノン化合物とエピハロヒドリンとをアルカリ金属水酸化物の存在下に反応させて得ることができる。例えば、不活性ガス気流下、ジヒドロアントラハイドロキノン化合物1モル当たり4〜40モルに相当する量のエピハロヒドリンに溶解させて均一な溶液とする。ついで、その溶液を攪拌しながら、これにジヒドロアントラハイドロキノン化合物1モル当たり1.8〜5モル量のアルカリ金属水酸化物を固体又は水溶液で加えて反応させる。この反応は、常圧下又は減圧下で行わせることができ、反応温度は通常、常圧下の反応の場合は30〜120℃であり、減圧下の反応の場合は30〜80℃である。反応は、必要に応じて所定の温度を保持しながら反応液を共沸させ、揮発する蒸気を冷却して得られた凝縮液を油/水分離し、水分を除いた油分を反応系へ戻す方法により脱水することができる。アルカリ金属水酸化物の添加は、急激な反応を抑えるために、1〜8時間かけて少量ずつを断続的もしくは連続的に添加する。その全反応時間は、通常、1〜10時間である。なお、反応が終了するまで系内は不活性ガス雰囲気であることが望ましい。ここでいう不活性ガスとは、例えば、窒素、アルゴンなどをいう。   The epoxy resin of the present invention represented by the general formula (I) can be obtained by reacting the dihydroanthrahydroquinone compound represented by the general formula (III) with an epihalohydrin in the presence of an alkali metal hydroxide. . For example, it is dissolved in an amount of epihalohydrin corresponding to 4 to 40 moles per mole of dihydroanthrahydroquinone compound under an inert gas stream to obtain a uniform solution. Next, while stirring the solution, an alkali metal hydroxide in an amount of 1.8 to 5 mol per mol of the dihydroanthrahydroquinone compound is added as a solid or an aqueous solution to react. This reaction can be carried out under normal pressure or reduced pressure, and the reaction temperature is usually 30 to 120 ° C. in the case of reaction under normal pressure and 30 to 80 ° C. in the case of reaction under reduced pressure. In the reaction, the reaction liquid is azeotroped while maintaining a predetermined temperature as necessary, the condensed liquid obtained by cooling the vaporized vapor is separated into oil / water, and the oil component excluding moisture is returned to the reaction system. It can be dehydrated by the method. Addition of the alkali metal hydroxide is intermittently or continuously added little by little over 1 to 8 hours in order to suppress a rapid reaction. The total reaction time is usually 1 to 10 hours. In addition, it is desirable that the inside of the system is an inert gas atmosphere until the reaction is completed. The inert gas here refers to, for example, nitrogen, argon or the like.

本発明の新規エポキシ樹脂の製造において、本発明の特長である結晶性と低粘度性を両立させるためには、例えば、ジヒドロアントラハイドロキノン化合物に対するエピハロヒドリンのモル比で制御することができる。ジヒドロアントラハイドロキノン化合物1モルに対するエピハロヒドリンのモル比は好ましくは4〜40モル、より好ましくは8〜20モルである。このモル比が4より低いとエポキシ化合物の溶融粘度が高くなり、40より高くてもエポキシ化合物の粘度はそれ以上低くならないばかりか、未反応のエピハロヒドリンの留去に手間がかかり非効率的である。
反応終了後、不溶性の副生塩を濾別して除くか、水洗により除去した後、未反応のエピハロヒドリンを減圧留去して除くと、目的のエポキシ樹脂が得られる。
この反応におけるエピハロヒドリンとしては、通常、エピクロルヒドリン又はエピブロモヒドリンが用いられる。アルカリ金属水酸化物としては通常、水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムが用いられる。
In the production of the novel epoxy resin of the present invention, in order to achieve both crystallinity and low viscosity, which are the features of the present invention, the molar ratio of epihalohydrin to dihydroanthrahydroquinone compound can be controlled, for example. The molar ratio of epihalohydrin to 1 mol of dihydroanthrahydroquinone compound is preferably 4 to 40 mol, more preferably 8 to 20 mol. If this molar ratio is lower than 4, the melt viscosity of the epoxy compound increases, and if it is higher than 40, the viscosity of the epoxy compound does not decrease any more, and it takes time to distill off the unreacted epihalohydrin, which is inefficient. .
After completion of the reaction, the insoluble by-product salt is removed by filtration or removed by washing with water, and then the unreacted epihalohydrin is removed by distillation under reduced pressure to obtain the desired epoxy resin.
As epihalohydrin in this reaction, epichlorohydrin or epibromohydrin is usually used. As the alkali metal hydroxide, sodium hydroxide or potassium hydroxide is usually used.

また、この反応においては、テトラメチルアンモニウムクロリド、テトラエチルアンモニウムブロミドなどの第4級アンモニウム塩;ベンジルジメチルアミン、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノールなどの第3級アミン;2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾールなどのイミダゾール類;エチルトリフェニルホスホニウムアイオダイドなどのホスホニウム塩;トリフェニルホスフィンなどのホスフィン類等の触媒を用いても良い。
さらに、この反応においては、エタノール、2−プロパノールなどのアルコール類;アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類;ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテルなどのエーテル類;メトキシプロパノールなどのグリコールエーテル類;ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミドなどの非プロトン性極性溶媒等の不活性な有機溶媒を単独又は2種以上組み合わせて使用しても良い。
さらに、上記のようにして得られたエポキシ樹脂の可鹸化ハロゲン量が多すぎる場合は、再処理して十分に可鹸化ハロゲン量が低下した精製エポキシ樹脂を得ることができる。つまり、その粗製エポキシ樹脂を、2−プロパノール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、キシレン、ジオキサン、メトキシプロパノール、ジメチルスルホキシドなどの不活性な有機溶媒に再溶解しアルカリ金属水酸化物を固体又は水溶液で加えて約30〜120℃の温度で0.5〜8時間再閉環反応を行った後、水洗等の方法で過剰のアルカリ金属水酸化物や副生塩を除去し、さらに有機溶媒を減圧留去して除くと、精製されたエポキシ化合物が得られる。
In this reaction, quaternary ammonium salts such as tetramethylammonium chloride and tetraethylammonium bromide; tertiary amines such as benzyldimethylamine and 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol; 2-ethyl Catalysts such as imidazoles such as -4-methylimidazole and 2-phenylimidazole; phosphonium salts such as ethyltriphenylphosphonium iodide; phosphines such as triphenylphosphine may be used.
Furthermore, in this reaction, alcohols such as ethanol and 2-propanol; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; ethers such as dioxane and ethylene glycol dimethyl ether; glycol ethers such as methoxypropanol; dimethyl sulfoxide, dimethylformamide and the like Inert organic solvents such as aprotic polar solvents may be used alone or in combination of two or more.
Furthermore, when the amount of saponifiable halogen in the epoxy resin obtained as described above is too large, a purified epoxy resin having a sufficiently reduced amount of saponifiable halogen can be obtained by reprocessing. That is, the crude epoxy resin is redissolved in an inert organic solvent such as 2-propanol, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, toluene, xylene, dioxane, methoxypropanol, dimethyl sulfoxide, and the alkali metal hydroxide is dissolved in a solid or aqueous solution. In addition, after re-ringing reaction at a temperature of about 30 to 120 ° C. for 0.5 to 8 hours, excess alkali metal hydroxide or by-product salt is removed by a method such as washing with water, and the organic solvent is distilled under reduced pressure. When removed, a purified epoxy compound is obtained.

また、本発明のエポキシ樹脂は、あらかじめ調製したジヒドロアントラハイドロキノン化合物のアルカリ金属塩をエピハロヒドリンと反応させて製造することもできる。この場合、ジヒドロアントラハイドロキノン化合物のアルカリ金属塩は、そのまま、あるいは、水溶液でエピハロヒドリン中に添加するが、急激な反応を防ぐために、少量づつ分割して系内へ添加することが望ましい。
また、水溶液として供給した場合は、閉環反応を十分に進行させるために、途中で系内の水を除去した後、アルカリ金属水酸化物を固形又は水溶液で添加してエポキシ化率をあげることが望ましい。
また、そのジヒドロアントラハイドロキノン化合物のアルカリ金属塩水溶液の濃度は5〜50質量%、望ましくは15〜30質量%である。5質量%より低濃度では、系内に持ち込む水の量が増え、エポキシ化反応の進行を阻害することがある。50質量%より多いと、水溶液の流動性が低下し、装置の配管を閉塞するなどのおそれがあるのでよくない。
また、ジヒドロアントラハイドロキノン化合物のアルカリ金属塩水溶液は、安定化のために、塩を形成させるに必要な当量以上のアルカリ金属水酸化物を含むことができる。また、この水溶液にはその安定性を損なわないのであれば、他の有機溶媒、例えばアルコール類を添加しても差し支えない。
ジヒドロアントラハイドロキノン化合物のアルカリ金属塩あるいはその水溶液を出発物質とする場合も、前記ジヒドロアントラハイドロキノン化合物のエポキシ化反応と同様な各種条件、各種反応触媒、各種有機溶剤及び操作を用いてエポキシ化合物を得ることができる。また、粗エポキシ樹脂を精製エポキシ樹脂にする場合も、前述の方法が利用できる。
Moreover, the epoxy resin of this invention can also be manufactured by making the alkali metal salt of the dihydroanthrahydroquinone compound prepared beforehand react with epihalohydrin. In this case, the alkali metal salt of the dihydroanthrahydroquinone compound is added to the epihalohydrin as it is or in an aqueous solution, but in order to prevent a rapid reaction, it is desirable to add it into the system in small portions.
In addition, when supplied as an aqueous solution, in order to sufficiently advance the cyclization reaction, after removing water in the system on the way, an alkali metal hydroxide may be added in solid or aqueous solution to increase the epoxidation rate. desirable.
Moreover, the density | concentration of the alkali metal salt aqueous solution of the dihydroanthrahydroquinone compound is 5-50 mass%, Preferably it is 15-30 mass%. When the concentration is lower than 5% by mass, the amount of water brought into the system increases, which may inhibit the progress of the epoxidation reaction. If it is more than 50% by mass, the fluidity of the aqueous solution is lowered, and there is a possibility that the piping of the apparatus may be clogged.
Moreover, the alkali metal salt aqueous solution of a dihydroanthrahydroquinone compound can contain an alkali metal hydroxide in an equivalent amount or more necessary for forming a salt for stabilization. In addition, other organic solvents such as alcohols may be added to the aqueous solution as long as the stability is not impaired.
Even when an alkali metal salt of a dihydroanthrahydroquinone compound or an aqueous solution thereof is used as a starting material, an epoxy compound is obtained using various conditions, various reaction catalysts, various organic solvents and operations similar to the epoxidation reaction of the dihydroanthrahydroquinone compound. be able to. The above-described method can also be used when a crude epoxy resin is used as a purified epoxy resin.

通常、反応溶剤の留去はエポキシ化合物の融点近傍かそれ以上の温度で実施されるため、溶剤留去直後のエポキシ樹脂は溶融状態である。この溶融状態のエポキシ樹脂を結晶させ固形物とする方法としては特に指定がなく公知の方法を用いることができる。例えば、高温で溶融状態のエポキシ樹脂をバット等に抜き出し自然冷却により結晶固形化する方法、抜き出した後、あらかじめ用意したそのエポキシ樹脂の結晶固形物を結晶核として少量添加し結晶化を促進する方法、溶融状態のエポキシ樹脂を攪拌したり、振動を与えるなどにより結晶化を促進する方法、ニーダーなどで強い外力を加えながら抜き出す方法、過冷却にならないように温度を管理しながら結晶化を促進させる方法などが上げられ、これらの方法を単独あるいは複数組み合わせて行うことができる。本発明の新規エポキシ樹脂についても上記のような操作を行い、結晶化を促進することが、生産性の観点から望ましい。
また、エポキシ樹脂の更なる低粘度化や高純度化のために、反応で得られた粗エポキシ樹脂ないし精製エポキシ樹脂を適当な溶剤を用いて再結晶してもよい。
Usually, the reaction solvent is distilled off at a temperature near or higher than the melting point of the epoxy compound, so that the epoxy resin immediately after the solvent is distilled off is in a molten state. A method for crystallizing the molten epoxy resin to form a solid is not particularly specified, and a known method can be used. For example, a method of extracting a molten epoxy resin at a high temperature into a vat or the like, and solidifying the crystal by natural cooling, and a method of adding a small amount of the crystalline solid of the epoxy resin prepared in advance as a crystal nucleus to promote crystallization , A method of promoting crystallization by stirring molten epoxy resin or applying vibration, a method of extracting while applying a strong external force with a kneader, etc., promoting crystallization while controlling the temperature so as not to overcool The method etc. are raised, These methods can be performed individually or in combination of two or more. It is desirable from the viewpoint of productivity that the novel epoxy resin of the present invention is also operated as described above to promote crystallization.
In order to further lower the viscosity and increase the purity of the epoxy resin, the crude epoxy resin or purified epoxy resin obtained by the reaction may be recrystallized using an appropriate solvent.

上記反応に用いるジヒドロアントラハイドロキノン化合物は、一般式(II)において、置換基R〜R10は水素原子又は炭素数1〜6までのアルキル基である。このうち、R〜R10が水素原子又はメチル基が好ましく、特に好ましくはR〜R10のすべてが水素原子の場合である(1,4一ジヒドロアントラハイドロキノン)。これより得られるエポキシ樹脂は80〜120℃を示す結晶性であり、融点以上の温度において速やかに溶融するとともに極めて低い粘度となるので、取扱性に優れる。
また、ジヒドロアントラハイドロキノン化合物のアルカリ金属塩を反応に用いる場合も上記と同様に、一般式(III)において置換基R〜R10は水素原子又は炭素数1から6までのアルキル基であり、このうち、R〜R10が水素原子又はメチル基が好ましく、特に好ましくはR〜R10のすべてが水素原子の場合である(1,4−ジヒドロアントラハイドロキノンのアルカリ金属塩)。
ここで、塩を形成するアルカリ金属としては、カリウムないしナトリウムがあげられ、一般的には水酸化物(水酸化カリウムないし水酸化ナトリウム)として、そのまま、あるいは水ないしアルコールなどの溶剤に溶解させた形態で供給される。
Dihydro anthrahydroquinone compounds used in the above reaction, in the formula (II), the substituents R 1 to R 10 is an alkyl group of up to 1-6 hydrogen atoms or carbon. Among them, R 1 to R 10 are preferably hydrogen atoms or methyl groups, and particularly preferably, all of R 1 to R 10 are hydrogen atoms (1,4 dihydroanthrahydroquinone). The epoxy resin obtained from this is crystalline having a temperature of 80 to 120 ° C., and melts rapidly at a temperature equal to or higher than the melting point and has an extremely low viscosity.
Further, when an alkali metal salt of a dihydroanthrahydroquinone compound is used for the reaction, in the same manner as described above, the substituents R 1 to R 10 in the general formula (III) are hydrogen atoms or alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms, Among these, R 1 to R 10 are preferably hydrogen atoms or methyl groups, and particularly preferably, all of R 1 to R 10 are hydrogen atoms (alkali metal salt of 1,4-dihydroanthrahydroquinone).
Here, examples of the alkali metal that forms a salt include potassium and sodium. Generally, as a hydroxide (potassium hydroxide or sodium hydroxide), it is dissolved as it is or in a solvent such as water or alcohol. Supplied in form.

本発明の新規エポキシ樹脂の原料である、ジヒドロアントラハイドロキノン化合物の製造方法としては公知の方法が使用できる。例えば、1,4−ナフトキノンとブタジエンとのディールスアルダー反応により得られた1,4,4a,9a−テトラヒドロアントラキノンを、溶媒としてベンゼンやキシレンなどの芳香族炭化水素、触媒としてパラトルエンスルホン酸を用い、80〜100℃、30分〜3時間かけて異性化反応させた後、冷却して結晶として得る方法(特開昭54-122263号公報)などがある。
同様に、ジヒドロアントラハイドロキノン化合物のアルカリ金属塩の製造方法としては公知の方法が使用できる。例えば、上記の方法により得られたジヒドロアントラハイドロキノン化合物を少なくとも当量(ジヒドロアントラハイドロキノン化合物の2倍モル)のアルカリ金属水酸化物が溶解した水溶液に溶解して得る方法や、1,4−ナフトキノンとブタジエンとのディールスアルダー反応により得られた1,4,4a,9a−テトラヒドロアントラキノンを少なくとも当量(1,4,4a,9a−テトラヒドロアントラキノンの2モル倍)のアルカリ金属水酸化物を溶解した水溶液と接触させることにより、1,4,4a,9a−テトラヒドロアントラキノンが異性化し、ジヒドロアントラハイドロキノン化合物のアルカリ金属塩物の水溶液として得ることができる。また、前述の一般式(III)においてR〜R10が水素原子である、1,4−ジヒドロアントラハイドロキノンのジナトリウム塩の水溶液は、すでにパルプ蒸解助剤などの用途に世界で広く使用されているので、これをそのまま使用することもできる。
A known method can be used as a method for producing a dihydroanthrahydroquinone compound, which is a raw material for the novel epoxy resin of the present invention. For example, 1,4,4a, 9a-tetrahydroanthraquinone obtained by Diels-Alder reaction between 1,4-naphthoquinone and butadiene is used as an aromatic hydrocarbon such as benzene or xylene as a solvent, and paratoluenesulfonic acid as a catalyst. And a method of obtaining crystals by cooling after isomerization reaction at 80 to 100 ° C. for 30 minutes to 3 hours (Japanese Patent Laid-Open No. 54-122263).
Similarly, a known method can be used as a method for producing an alkali metal salt of a dihydroanthrahydroquinone compound. For example, a method obtained by dissolving the dihydroanthrahydroquinone compound obtained by the above method in an aqueous solution in which at least an equivalent amount (2 times mole of the dihydroanthrahydroquinone compound) of an alkali metal hydroxide is dissolved, and 1,4-naphthoquinone An aqueous solution in which at least an equivalent amount (1,4,4a, 9a-tetrahydroanthraquinone) of 1,4,4a, 9a-tetrahydroanthraquinone obtained by Diels-Alder reaction with butadiene is dissolved; By contacting, 1,4,4a, 9a-tetrahydroanthraquinone isomerizes and can be obtained as an aqueous solution of an alkali metal salt of a dihydroanthrahydroquinone compound. In addition, an aqueous solution of disodium salt of 1,4-dihydroanthrahydroquinone in which R 1 to R 10 are hydrogen atoms in the above general formula (III) has already been widely used in the world for applications such as pulp cooking aids. This can be used as it is.

本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物は(a)1分子中にエポキシ基を2個以上有するエポキシ樹脂、(b)硬化剤、及び(c)硬化促進剤を必須成分としてなり、(a)のエポキシ樹脂中に、本発明の新規エポキシ樹脂を含むことが特徴である。また、(a)エポキシ樹脂中には、本発明の新規エポキシ樹脂以外に1分子中にエポキシ基を2個以上有するエポキシ樹脂を併用することができ、そのエポキシ樹脂としては公知のエポキシ樹脂を用いることができる。例えば、ビスフェノールA型、ビスフェノールF型、ビフェニル型、テトラメチルビフェニル型、クレゾールノボラック型、フェノールノボラック型、ビスフェノールAノボラック型、ジシクロペンタジエンフェノール縮合型、フェノールアラルキル縮合型などのエポキシ樹脂や脂環式エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂があげられる。これらエポキシ樹脂1種或いは2種以上を混合して用いることができるが、本発明のエポキシ化合物の配合量はエポキシ樹脂全体中5〜100質量%である。配合量が5質量%より低いと本発明の効果が十分に発揮されない。   The curable epoxy resin composition of the present invention comprises (a) an epoxy resin having two or more epoxy groups in one molecule, (b) a curing agent, and (c) a curing accelerator as essential components. The epoxy resin is characterized by including the novel epoxy resin of the present invention. Moreover, in (a) epoxy resin, in addition to the novel epoxy resin of the present invention, an epoxy resin having two or more epoxy groups in one molecule can be used in combination, and a known epoxy resin is used as the epoxy resin. be able to. For example, bisphenol A type, bisphenol F type, biphenyl type, tetramethyl biphenyl type, cresol novolak type, phenol novolak type, bisphenol A novolak type, dicyclopentadiene phenol condensation type, phenol aralkyl condensation type, etc. Examples thereof include an epoxy resin and an aliphatic epoxy resin. These epoxy resins can be used alone or in combination of two or more, but the amount of the epoxy compound of the present invention is 5 to 100% by mass in the whole epoxy resin. When the blending amount is lower than 5% by mass, the effect of the present invention is not sufficiently exhibited.

(b)硬化剤としては、特に指定はなく、公知のエポキシ樹脂硬化剤を用いることができる。それらのエポキシ樹脂硬化剤としては、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、チオジフェノール、ハイドロキノン、レゾルシン、ビフェノール、テトラメチルビフェノール、ジヒドロキシナフタレン、ジヒドロキシジフェニルエーテルなどの多価フェノール類、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールAノボラック樹脂、ナフトールノボラック樹脂、種々のフェノール類とベンズアルデヒド、ヒドロキシベンズアルデヒド、クロトンアルデヒド、グリオキザールなどの種々のアルデヒド類との縮合反応で得られるフェノール樹脂等、フェノールアラルキル樹脂、フェノール変性キシレン樹脂、フェノールテルペン樹脂、ジシクロペンタジエンフェノール樹脂などの各種フェノール樹脂類、各種フェノール(樹脂)類のフェノール性水酸基の全部もしくは一部をベンゾエート化あるいはアセテート化などのエステル化により得られた活性エステル化合物、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、無水ピロメリット酸、メチルナジック酸などの酸無水物類、ジエチレントリアミン、イソホロジアミン、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、ジシアンジアミド等のアミン類があげられる.硬化剤は、1種単独でも、2種以上併用しても良い。使用される硬化剤の使用量は、(a)エポキシ樹脂全成分中のエポキシ基1モルに対して、全硬化剤中のエポキシ基と反応する基が0.5〜2.0モルになる量が好ましく、より好ましくは0.7〜1.2モルである。 (B) The curing agent is not particularly specified, and a known epoxy resin curing agent can be used. Examples of these epoxy resin curing agents include polyphenols such as bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, thiodiphenol, hydroquinone, resorcin, biphenol, tetramethylbiphenol, dihydroxynaphthalene, dihydroxydiphenyl ether, phenol novolac resins, Cresol novolak resin, bisphenol A novolak resin, naphthol novolak resin, phenol resin obtained by condensation reaction of various phenols with various aldehydes such as benzaldehyde, hydroxybenzaldehyde, crotonaldehyde, glyoxal, etc., phenol aralkyl resin, phenol modification Various phenols such as xylene resin, phenol terpene resin, dicyclopentadiene phenol resin Resin, active ester compounds obtained by esterification such as benzoate or acetate of all or part of phenolic hydroxyl groups of various phenols (resins), methyltetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, pyromellitic anhydride Acids, acid anhydrides such as methyl nadic acid, and amines such as diethylenetriamine, isophoradiamine, diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone, and dicyandiamide. The curing agent may be used alone or in combination of two or more. The amount of the curing agent used is such that (a) 1 mol of the epoxy group in all components of the epoxy resin is 0.5 to 2.0 mol of a group that reacts with the epoxy group in the entire curing agent. Is preferable, and more preferably 0.7 to 1.2 mol.

(c)硬化促進剤としては、特に指定はなく、公知の硬化促進剤を用いることができる。その硬化促進剤としては、例えば、トリブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリス(ジメトキシフェニル)ホスフィン、トリス(ヒドロキシプロピル)ホスフィン、トリス(シアノエチル)ホスフィンなどのホスフィン化合物、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、メチルトリブチルホスホニウムテトラフェニルボレート、メチルトリシアノエチルホスホニウムテトラフェニルボレートなどのホスホニウム塩、2−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、1−シアノエチル−2−メチルイミダゾール、2,4−ジシアノ−6−[2−メチルイミダゾリル−(1)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジシアノ−6−[2−ウンデシルイミダゾリル−(1)]−エチル−s−トリアジンなどのイミダゾール類、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾリウムトリメリテート、2−メチルイミダゾリウムイソシアヌレート、2−エチル−4−メチルイミダゾリウムテトラフェニルボレート、2−エチル−1,4−ジメチルイミダゾリウムテトラフェニルボレートなどのイミダゾリウム塩、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、ベンジルジメチルアミン、テトラメチルブチルグアニジン、N−メチルピペラジン、2−ジメチルアミノ−1−ピロリンなどのアミン類、トリエチルアンモニウムテトラフェニルボレートなどのアンモニウム塩、11,5−ジアザビシクロ〔5,4,0〕−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ〔4,3,0〕−5−ノネン、1,4−ジアザビシクロ〔2,2,2〕−オクタンなどのジアザビシクロ化合物、それらジアザビシクロ化合物のテトラフェニルボレート、フェノール塩、フェノールノボラック塩、2−エチルヘキサン酸塩などがあげられる。それらの硬化促進剤となる化合物の中では、ホスフィン化合物、イミダゾール化合物、ジアザビシクロ化合物、及びそれらの塩が好ましい。それらの硬化促進剤は、単独で、又は、2種以上混合して用いられ、その使用量は、全エポキシ化合物に対して、0.1〜7質量%である. (C) There is no designation | designated as a hardening accelerator in particular, A well-known hardening accelerator can be used. Examples of the curing accelerator include phosphine compounds such as tributylphosphine, triphenylphosphine, tris (dimethoxyphenyl) phosphine, tris (hydroxypropyl) phosphine, tris (cyanoethyl) phosphine, tetraphenylphosphonium tetraphenylborate, methyltributylphosphonium. Phosphonium salts such as tetraphenylborate, methyltricyanoethylphosphonium tetraphenylborate, 2-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-undecylimidazole, 1-cyanoethyl-2-methylimidazole, 2,4-dicyano-6- [2-methylimidazolyl- (1)]-ethyl-s-triazine, 2,4-dicyano-6- [2-unde Imidazoles such as loumidazolyl- (1)]-ethyl-s-triazine, 1-cyanoethyl-2-undecylimidazolium trimellitate, 2-methylimidazolium isocyanurate, 2-ethyl-4-methylimidazolium tetra Phenylborate, imidazolium salts such as 2-ethyl-1,4-dimethylimidazolium tetraphenylborate, 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol, benzyldimethylamine, tetramethylbutylguanidine, N-methylpiperazine , Amines such as 2-dimethylamino-1-pyrroline, ammonium salts such as triethylammonium tetraphenylborate, 11,5-diazabicyclo [5,4,0] -7-undecene, 1,5-diazabicyclo [4,3 , 0] -5 Nene, 1,4-diazabicyclo [2,2,2] - diazabicyclo compounds such as octane, tetraphenylborate thereof diazabicyclo compounds, phenol salts, phenol novolak salts and 2-ethyl hexanoate and the like. Among these compounds serving as curing accelerators, phosphine compounds, imidazole compounds, diazabicyclo compounds, and salts thereof are preferable. These curing accelerators are used alone or in combination of two or more, and the amount used is 0.1 to 7% by mass relative to the total epoxy compound.

また、本発明のエポキシ化合物の硬化性樹脂組成物には、必要に応じて充填材、カップリング剤、難燃剤、難燃助剤、可塑剤、溶剤、反応性希釈剤、顔料等を適宜に配合することができる。
本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤など、全配合成分が均一に混合されていれば良く、従来より知られている方法と同様の方法を用いて組成物とすることができる。その方法としては、例えば、ニーダー、ロールやエクストルーダーを用いた溶融混練や粉体状の成分を混合するドライブレンドがあげられる。このようにして得られた組成物は必要に応じて粉砕、分級などを行っても良い。
また、本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物をアセトン、メチルエチルケトン、メチルセロソルブ、ジメチルホルムアミド、トルエン、キシレンなどの溶剤に溶解させ、ワニス状組成物とすることもできる。ガラス繊維、カーボン繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、紙などの基材に含浸させ加熱乾燥してできたプリプレグを熱プレス成形して硬化体を得ることができる。
本発明の硬化体は、本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物を熱硬化させることで得ることができ、成型物、積層物、注型物、接着剤、塗膜、フィルムなどの形態になる。例えば、形態が成型物の場合は、その組成物を注型あるいはトランスファー成形機、射出成形機などを用い30〜250℃で30秒〜10時間加熱することにより硬化体を得ることができ、形態がワニス状の場合は、ガラス繊維、カーボン繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、紙などの基材に含浸させ加熱乾燥してできたプリプレグを熱プレス成形して硬化体を得ることができる。
In addition, the epoxy compound curable resin composition of the present invention appropriately includes a filler, a coupling agent, a flame retardant, a flame retardant aid, a plasticizer, a solvent, a reactive diluent, a pigment, and the like. Can be blended.
The curable epoxy resin composition of the present invention may be prepared by using a method similar to a conventionally known method, as long as all compounding components such as an epoxy resin, a curing agent, and a curing accelerator are uniformly mixed. It can be a thing. Examples of the method include melt kneading using a kneader, roll or extruder, and dry blending in which powdery components are mixed. The composition thus obtained may be pulverized or classified as necessary.
Also, the curable epoxy resin composition of the present invention can be dissolved in a solvent such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl cellosolve, dimethylformamide, toluene, xylene, etc. to obtain a varnish-like composition. A cured product can be obtained by hot press-molding a prepreg obtained by impregnating a base material such as glass fiber, carbon fiber, polyester fiber, polyamide fiber, paper, and the like, followed by heating and drying.
The cured product of the present invention can be obtained by thermally curing the curable epoxy resin composition of the present invention, and is in the form of a molded product, a laminate, a cast product, an adhesive, a coating film, a film and the like. For example, when the form is a molded product, the cured product can be obtained by heating the composition at 30 to 250 ° C. for 30 seconds to 10 hours using a casting, transfer molding machine, injection molding machine, etc. In the case of varnish, a cured product can be obtained by hot press-molding a prepreg obtained by impregnating a base material such as glass fiber, carbon fiber, polyester fiber, polyamide fiber, paper and the like, followed by heating and drying.

以上述べたように、本発明の新規エポキシ樹脂は、常温で固体であり、取り扱い性に優れ、かつ溶融状態において極めて低溶融粘度を有し、硬化性に優れており、この樹脂を用いた硬化性エポキシ樹脂組成物は、機械的強度、耐熱性及び耐湿性に優れた硬化体を与えることができるので、電気・電子部品の封止材料、成形材料、注型材料、積層材料、複合材料、接着剤及び粉体塗料等の用途に有用である。   As described above, the novel epoxy resin of the present invention is solid at room temperature, has excellent handleability, has an extremely low melt viscosity in the molten state, and has excellent curability, and is cured using this resin. Since the epoxy resin composition can provide a cured product having excellent mechanical strength, heat resistance and moisture resistance, it is a sealing material for electrical and electronic parts, a molding material, a casting material, a laminated material, a composite material, Useful in applications such as adhesives and powder coatings.

以下、実施例を上げて本発明を詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限りこれらの実施例に限定されるものではない。
(参考例1)
攪拌装置、環流冷却管及び温度計を備えた容量3Lの4つ口フラスコにエピクロルヒドリン1050g、2−プロパノール410gを仕込み、系内を減圧窒素置換した。これに、窒素雰囲気下、1,4−ジヒドロアントラハイドロキノン200gを加え40℃に昇温して均一に溶解させた後、48.5質量%の水酸化ナトリウム水溶液180gを90分かけて滴下した。その間に徐々に昇温し、滴下終了後には系内が65℃になるようにした。
その後、65℃で30分保持し反応を完了させ、水洗により副生塩及び過剰の水酸化ナトリウムを除去した。ついで、生成物から減圧下で過剰のエピクロルヒドリンと2−プロパノールを留去して、粗製エポキシ樹脂混合物を得た。
この粗製エポキシ樹脂混合物をメチルイソブチルケトン460gに溶解させ、48.5質量%の水酸化ナトリウム水溶液7gを加え、65℃の温度で1時間反応させた。その後、反応液に第一リン酸水素ナトリウム水溶液を加えて、過剰の水酸化ナトリウムを中和し、水洗して副生塩を除去した。なお、水洗時は液温が65〜90℃になるように温度制御した。次いで、加温減圧下でメチルイソブチルケトンを完全に除去したのち、溶融状態の樹脂状物をバットに抜き出し、ガラス棒で十数回攪拌したのち、室温下にて自然冷却させた。約2時間後には全体が結晶固化しており、これをとりだし、黄色結晶状エポキシ樹脂285gを得た。得られたエポキシ樹脂のエポキシ当量176g/eq、加水分解性塩素450ppm、150℃における溶融粘度は16mPa・s、DSC測定による融点は104℃であった。室温において固形であり取扱性は良好であった。得られたエポキシ樹脂のH-NMRスペクトルを図1−1に示し、式(V)に示す各ピークの帰属を表1に示した。また、得られたエポキシ樹脂のIRスペクトルを図2に示した。以上より、下記化学式(IV)で表され、n=0.1(GPCより)であるエポキシ樹脂が得られたことを確認した。
図1は、参考例1で得られた樹脂のH−NMRスペクトルを示す。
図2は、参考例1で得られたエポキシ樹脂のIRスペクトルを示す。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is raised and this invention is demonstrated in detail, this invention is not limited to these Examples, unless the summary is exceeded.
(Reference Example 1)
1050 g of epichlorohydrin and 410 g of 2-propanol were charged into a 3 L four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser and a thermometer, and the system was purged with nitrogen under reduced pressure. To this, 200 g of 1,4-dihydroanthrahydroquinone was added in a nitrogen atmosphere, and the mixture was heated to 40 ° C. and dissolved uniformly. Then, 180 g of a 48.5 mass% sodium hydroxide aqueous solution was added dropwise over 90 minutes. During this time, the temperature was gradually raised, and the temperature inside the system was adjusted to 65 ° C. after the dropping was completed.
Thereafter, the reaction was completed by maintaining at 65 ° C. for 30 minutes, and by-product salt and excess sodium hydroxide were removed by washing with water. Subsequently, excess epichlorohydrin and 2-propanol were distilled off from the product under reduced pressure to obtain a crude epoxy resin mixture.
This crude epoxy resin mixture was dissolved in 460 g of methyl isobutyl ketone, 7 g of a 48.5 mass% sodium hydroxide aqueous solution was added, and the mixture was reacted at a temperature of 65 ° C. for 1 hour. Thereafter, an aqueous sodium hydrogen phosphate solution was added to the reaction solution to neutralize excess sodium hydroxide, followed by washing with water to remove by-product salts. The temperature was controlled so that the liquid temperature was 65 to 90 ° C. during washing with water. Subsequently, after methyl isobutyl ketone was completely removed under heating and reduced pressure, the resinous material in a molten state was taken out into a vat, stirred for 10 times with a glass rod, and then naturally cooled at room temperature. About 2 hours later, the whole crystallized and was taken out to obtain 285 g of a yellow crystalline epoxy resin. The obtained epoxy resin had an epoxy equivalent of 176 g / eq, hydrolyzable chlorine of 450 ppm, a melt viscosity at 150 ° C. of 16 mPa · s, and a melting point of 104 ° C. by DSC measurement. It was solid at room temperature and the handleability was good. H-NMR spectrum of the obtained epoxy resin is shown in FIG. 1-1, and attribution of each peak shown in Formula (V) is shown in Table 1. The IR spectrum of the obtained epoxy resin is shown in FIG. From the above, it was confirmed that an epoxy resin represented by the following chemical formula (IV) and n = 0.1 (from GPC) was obtained.
FIG. 1 shows the H-NMR spectrum of the resin obtained in Reference Example 1.
FIG. 2 shows the IR spectrum of the epoxy resin obtained in Reference Example 1.

Figure 0005051150
(IV)
Figure 0005051150
(IV)

Figure 0005051150
Figure 0005051150

Figure 0005051150
(V)
Figure 0005051150
(V)

(参考例2)
参考例1において1,4−ジヒドロアントラハイドロキノン200gのかわりに1,4−ジヒドロ−2,3−ジメチルアントラハイドロキノン225gを用い、実施例1と同様の操作を行い、化学式(VI)で表されるエポキシ樹脂306gを得た。得られたエポキシ樹脂のエポキシ当量194g/eq、加水分解性塩素435ppm、150℃における溶融粘度は17mPa・s、DSC測定による融点は94℃であった。GPCより化学式(VI)中、n=0.1であった。室温において黄色結晶性の固形であり取扱性は良好であった。
(Reference Example 2)
In Reference Example 1, 225 g of 1,4-dihydro-2,3-dimethylanthrahydroquinone is used in place of 200 g of 1,4-dihydroanthrahydroquinone, and the same operation as in Example 1 is performed, which is represented by the chemical formula (VI). An epoxy resin 306 g was obtained. The obtained epoxy resin had an epoxy equivalent of 194 g / eq, hydrolyzable chlorine of 435 ppm, a melt viscosity at 150 ° C. of 17 mPa · s, and a melting point of 94 ° C. by DSC measurement. From GPC, n = 0.1 in the chemical formula (VI). At room temperature, it was a yellow crystalline solid and handleability was good.

Figure 0005051150
(VI)
Figure 0005051150
(VI)

(実施例1)
攪拌装置、環流冷却管及び温度計を備えた容量3Lの4つ口フラスコにエピクロルヒドリン1050g、2−プロパノール410gを仕込み、系内を減圧窒素置換し、温度を40℃に維持した。これに、窒素雰囲気下、1,4−ジヒドロアントラハイドロキノンナトリウム塩の28質量%水溶液900gを90分かけて滴下した。その間に徐々に昇温し、滴下終了後には系内が65℃になるよう温度制御した。その後、65℃で30分保持した後、液液分離により副性塩を含む水を排出した。次に、系内を65℃に保持したまま、48.5質量%水酸化ナトリウム水溶液32gを15分かけて滴下し、続いて30分かけて反応を完了させた。この後水洗により副性塩を除去し、さらに生成物から減圧下で過剰のエピクロルヒドリンと2−プロパノールを留去して、粗製エポキシ樹脂混合物を得た。
この粗製エポキシ樹脂混合物をメチルイソブチルケトン460gに溶解させ、48.5質量%の水酸化ナトリウム水溶液7gを加え、65℃の温度で1時間反応させた。その後、反応液に第一リン酸水素ナトリウム水溶液を加えて、過剰の水酸化ナトリウムを中和し、水洗して副生塩を除去した。次いで、加温減圧下でメチルイソブチルケトンを完全に除去したのち、溶融状態の樹脂状物をバットに抜き出し、ガラス棒で十数回攪拌したのち、室温下にて自然冷却させた。約2時間後には全体が結晶固化しており、これをとりだし、黄色結晶状エポキシ化合物290gを得た。得られたエポキシ化合物のエポキシ当量174g/eq、加水分解性塩素390ppm、150℃における溶融粘度は15mPa・s、DSC測定による融点は106℃であり、室温において固形であり取扱性は良好であった。得られたエポキシ樹脂のH−NMR及びIRスペクトルは参考例1で得られたエポキシ樹脂とほぼ同一であり、これらより化学式(IV)で表され、n=0.08(GPCより)であるエポキシ樹脂が得られたことを確認した。
Example 1
Epichlorohydrin (1050 g) and 2-propanol (410 g) were charged into a 3 L four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser and a thermometer, and the system was purged with nitrogen under reduced pressure, and the temperature was maintained at 40 ° C. Under a nitrogen atmosphere, 900 g of a 28% by mass aqueous solution of 1,4-dihydroanthrahydroquinone sodium salt was added dropwise thereto over 90 minutes. During this period, the temperature was gradually raised, and the temperature was controlled so that the temperature inside the system was 65 ° C. after the completion of the dropping. Thereafter, after holding at 65 ° C. for 30 minutes, water containing secondary salts was discharged by liquid-liquid separation. Next, while maintaining the system at 65 ° C., 32 g of a 48.5 mass% sodium hydroxide aqueous solution was dropped over 15 minutes, and then the reaction was completed over 30 minutes. Thereafter, secondary salts were removed by washing with water, and excess epichlorohydrin and 2-propanol were distilled off from the product under reduced pressure to obtain a crude epoxy resin mixture.
This crude epoxy resin mixture was dissolved in 460 g of methyl isobutyl ketone, 7 g of a 48.5 mass% sodium hydroxide aqueous solution was added, and the mixture was reacted at a temperature of 65 ° C. for 1 hour. Thereafter, an aqueous sodium hydrogen phosphate solution was added to the reaction solution to neutralize excess sodium hydroxide, followed by washing with water to remove by-product salts. Subsequently, after methyl isobutyl ketone was completely removed under heating and reduced pressure, the resinous material in a molten state was taken out into a vat, stirred for 10 times with a glass rod, and then naturally cooled at room temperature. About 2 hours later, the whole crystallized and was taken out to obtain 290 g of a yellow crystalline epoxy compound. The epoxy compound thus obtained had an epoxy equivalent of 174 g / eq, hydrolyzable chlorine of 390 ppm, a melt viscosity at 150 ° C. of 15 mPa · s, a melting point by DSC measurement of 106 ° C., a solid at room temperature and good handleability. . The obtained epoxy resin has almost the same H-NMR and IR spectrum as the epoxy resin obtained in Reference Example 1, and is represented by the chemical formula (IV), and n = 0.08 (from GPC). It was confirmed that a resin was obtained.

(実施例2〜4)
参考例1,2及び実施例1で得られたエポキシ樹脂と、硬化剤としてフェノールノボラック樹脂(軟化点84℃、水酸基当量103g/eq)及びフェノールアラルキル樹脂(軟化点83℃、水酸基当量175g/eq)を用い所定量をガラスビーカー内で120℃にて溶融混合し、さらに硬化促進剤としてトリフェニルホスフィンを所定量添加してよく混合して得られた組成物を、注型し、175℃、7時間アフターキュアさせ硬化物を得た。得られた硬化物の諸物性を表2に示した。
(Examples 2 to 4)
The epoxy resins obtained in Reference Examples 1 and 2 and Example 1, a phenol novolak resin (softening point 84 ° C., hydroxyl group equivalent 103 g / eq) and a phenol aralkyl resin (softening point 83 ° C., hydroxyl group equivalent 175 g / eq) as a curing agent. ) Is melt-mixed at 120 ° C. in a glass beaker, and a composition obtained by adding and mixing a predetermined amount of triphenylphosphine as a curing accelerator is cast, 175 ° C., After curing for 7 hours, a cured product was obtained. Various physical properties of the obtained cured product are shown in Table 2.

(比較例1及び2)
実施例2において参考例1で得られたエポキシ樹脂の代わりに、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(常温で液状、150℃における粘度は10mPa・s)、テトラメチルビフェノール型エポキシ樹脂(融点105℃、150℃における粘度は15mPa・s)をそれぞれ用い、実施例4と同様に硬化体を得、硬化物性を測定した結果を表2に示す。
以上より、本発明のエポキシ化合物は結晶性樹脂であり、常温で固形であるので取り扱い性に優れ、溶融状態で極めて低粘度であった。また、そのエポキシ樹脂を用いた硬化性エポキシ樹脂組成物は硬化性、機械的強度、耐熱性及び耐湿性に優れた硬化体を与えるという結果が得られた。
(Comparative Examples 1 and 2)
In Example 2, instead of the epoxy resin obtained in Reference Example 1, bisphenol A type epoxy resin (liquid at normal temperature, viscosity at 150 ° C. is 10 mPa · s), tetramethyl biphenol type epoxy resin (melting point 105 ° C., 150 ° C. Table 2 shows the results of measuring the cured properties by obtaining a cured product in the same manner as in Example 4 using a viscosity of 15 mPa · s).
As described above, the epoxy compound of the present invention is a crystalline resin and is excellent in handleability because it is solid at room temperature, and has a very low viscosity in a molten state. Moreover, the result that the curable epoxy resin composition using the epoxy resin gave the hardened | cured material excellent in sclerosis | hardenability, mechanical strength, heat resistance, and moisture resistance was obtained.

Figure 0005051150

(*1)熱板法,175℃
(*2)TMAを用いて測定した.
(*3)JISK6911に従ってテストを行った.
(*4)85℃、85%RH72hr後の吸湿率.
Figure 0005051150

(* 1) Hot plate method, 175 ° C
(* 2) Measured using TMA.
(* 3) The test was conducted according to JISK6911.
(* 4) Moisture absorption after 85 ° C. and 85% RH 72 hr.

本発明のエポキシ化合物は、結晶性を有し、常温で固体であるので取り扱い性に優れ、低溶融粘度を有し、これを用いた組成物は硬化性に優れ、機械強度と耐熱性、耐湿性に優れた硬化体を与えるので、封止材料、成形材料、接着剤、塗料等に有用である。






































The epoxy compound of the present invention has crystallinity and is excellent in handleability because it is solid at room temperature, and has a low melt viscosity. A composition using this has excellent curability, mechanical strength, heat resistance, and moisture resistance. Since it provides a cured product having excellent properties, it is useful for sealing materials, molding materials, adhesives, paints, and the like.






































Claims (4)

一般式(I)
Figure 0005051150
(I)
(式中、R〜R10は水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を示す。nは0以上の整数を示す。)
で表されるエポキシ樹脂の製造方法であって、
一般式(II)
Figure 0005051150
(II)
(式中、R〜R10は水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を示す。Aはカリウム原子又はナトリウム原子を示す。)
で表されるジヒドロアントラハイドロキノン化合物のアルカリ金属塩をエピハロヒドリンと反応させることを特徴とする、結晶性エポキシ樹脂の製造方法。
Formula (I)
Figure 0005051150
(I)
(Wherein, R 1 to R 10 is .n represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is an integer of 0 or more.)
A method for producing an epoxy resin represented by
Formula (II)
Figure 0005051150
(II)
(Wherein, R 1 to R 10 is .A represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms represents a potassium atom or a sodium atom.)
A method for producing a crystalline epoxy resin, comprising reacting an alkali metal salt of a dihydroanthrahydroquinone compound represented by formula (II) with epihalohydrin.
前記一般式(II)及び一般式(I)におけるR〜R10の全てが水素原子であるか、又はR〜R10のうちR及びRがメチル基で、その他が水素原子であることを特徴とする、請求項1記載の結晶性エポキシ樹脂の製造方法。 In the general formula (II) and general formula (I), all of R 1 to R 10 are hydrogen atoms, or, among R 1 to R 10 , R 3 and R 4 are methyl groups, and the others are hydrogen atoms. The method for producing a crystalline epoxy resin according to claim 1, wherein: 前記一般式(II)で表されるジヒドロアントラハイドロキノン化合物のアルカリ金属塩は、水溶液として反応系に供給してエピハロヒドリンと反応させることを特徴とする、請求項1又は2に記載の結晶性エポキシ樹脂の製造方法。 The crystalline epoxy resin according to claim 1 or 2, wherein the alkali metal salt of the dihydroanthrahydroquinone compound represented by the general formula (II) is supplied to the reaction system as an aqueous solution and reacted with epihalohydrin. Manufacturing method. 前記ジヒドロアントラハイドロキノン化合物のアルカリ金属塩の水溶液は、濃度5〜50重量%の水溶液であることを特徴とする、請求項3に記載の結晶性エポキシ樹脂の製造方法。
The method for producing a crystalline epoxy resin according to claim 3, wherein the aqueous solution of the alkali metal salt of the dihydroanthrahydroquinone compound is an aqueous solution having a concentration of 5 to 50% by weight.
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