JP5166096B2 - 多価ヒドロキシ化合物、エポキシ樹脂、それらの製造方法、エポキシ樹脂組成物及びその硬化物 - Google Patents
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で表されるエポキシ当量が250〜500g/eq.の範囲であることを特徴とするエポキシ樹脂である。
一般式(8)において、R4、R5、R7及びnは一般式(6)と同じ意味を有する。
本発明のエポキシ樹脂(PINEと略す)は一般式(3)で表される。また、多価ヒドロキシ化合物(PIN)は一般式(1)で表される。PINEは、PINをエポキシ化することにより得ることができる。
本発明のPINEは、上記一般式(1)で表されるPINと、エピクロルヒドリンを反応させることより製造することが有利であるが、この反応に限らない。
1)エポキシ樹脂の一部又は全部として前記PINEを配合した組成物。
2)硬化剤の一部又は全部として前記PINを配合した組成物。
3)エポキシ樹脂及び硬化剤の一部又は全部として前記PINEとPINを配合した組成物。
上記組成物には、これら硬化剤の1種又は2種以上を混合して用いることができる。
ここで、粘度はB型粘度計を用い、軟化点はJIS−K−2207に従い環球法で測定した。また、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定条件は、装置;MODEL151(ウォーターズ(株)製)、カラム;TSK−GEL2000×3本及びTSK−GEL4000×1本(いずれも東ソー(株)製)、溶媒;テトラヒドロフラン、流量;1 ml/min、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。
1LフラスコにビスフェノールF(本州化学製、4,4’体(31%)、2,4’体(49%)、2,2’体(20%))を200g(1.0モル)を仕込み175℃まで昇温させた。溶融後、撹拌しながらp−トルエンスルホン酸0.1gを仕込み、175℃においてインデン232g(2.0モル)を約3時間かけて滴下した。更に全還流下において3時間反応を継続した。その後、減圧下で低沸点成分を除去した。更にMIBK500gに溶解させ、80℃にて5回水洗を行った。続いて、MIBKを減圧留去した後、多価ヒドロキシ化合物413gを得た。その軟化点は78℃、150℃での溶融粘度は0.06Pa・s、水酸基当量は216g/eq.であった。この化合物をPIN−Aという。
1Lの4口フラスコに、多価ヒドロキシ化合物成分としてフェノールノボラック(GPC測定によるn=1の成分(38%)、n=2以上の成分(62%))を200g、酸触媒としてp−トルエンスルホン酸0.19gを仕込み150℃に昇温した。次に、150℃にて攪拌しながら、インデン177gを3時間かけて滴下し反応させた。さらに150℃にて1時間反応後、MIBK500gに溶解させ、80℃にて5回水洗を行った。続いて、MIBKを減圧留去した後、多価ヒドロキシ化合物365gを得た。その軟化点は93℃、150℃での溶融粘度は0.38Pa・s、水酸基当量は200g/eq.であった。この化合物をPIN−Bという。
多価ヒドロキシ化合物成分として、フェノールアラルキル樹脂(明和化成株式会社製;MEH−7800SS、水酸基当量175g/eq.、軟化点66℃、150℃での溶融粘度0.07Pa・s)を200g、酸触媒としてp−トルエンスルホン酸0.17gを仕込み150℃に昇温した。次に、150℃にて攪拌しながら、インデン133gを3時間かけて滴下し反応させた。その後、実施例1と同様な処理を行った後、多価ヒドロキシ化合物328gを得た。その軟化点は102℃、150℃での溶融粘度は1.67Pa・s、水酸基当量は291g/eq.であった。この化合物をPIN−Cという。PIN−Cの1H−NMRスペクトルを図1、赤外吸収スペクトルを図2、GPCチャートを図3に示す。
多価ヒドロキシ化合物成分として、ビフェニルアラルキル樹脂(明和化成株式会社製;MEH−7851、水酸基当量206g/eq.、軟化点78℃、150℃での溶融粘度0.11Pa・s)を250g、酸触媒としてp−トルエンスルホン酸0.16gを仕込み150℃に昇温した。次に、150℃にて攪拌しながら、インデン70gを2時間かけて滴下し反応させた。その後、実施例1と同様な処理を行った後、多価ヒドロキシ化合物312gを得た。その軟化点は95℃、150℃での溶融粘度は0.66Pa・s、水酸基当量は264g/eq.であった。この化合物をPIN−Dという。
多価ヒドロキシ化合物成分として、1−ナフトールアラルキル樹脂(東都化成株式会社製;SN−475、水酸基当量210g/eq.、軟化点77℃、150℃での溶融粘度0.04Pa・s)を250g、酸触媒としてp−トルエンスルホン酸0.16gを仕込み150℃に昇温した。次に、150℃にて攪拌しながら、インデン69gを2時間かけて滴下し反応させた。その後、実施例1と同様な処理を行った後、多価ヒドロキシ化合物311gを得た。その軟化点は97℃、150℃での溶融粘度は0.34Pa・s、水酸基当量は268g/eq.であった。この化合物をPIN−Eという。
四つ口セパラブルフラスコに実施例1で得たPIN−A150g、エピクロルヒドリン286g、ジエチレングリコールジメチルエーテル43gを入れ撹拌溶解させた。均一に溶解後、130mmHgの減圧下65℃に保ち、48%水酸化ナトリウム水溶液43.0gを4時間かけて滴下し、この滴下中に還流留出した水とエピクロルヒドリンを分離槽で分離しエピクロルヒドリンは反応容器に戻し、水は系外に除いて反応した。反応終了後、濾過により生成した塩を除き、更に水洗したのちエピクロルヒドリンを留去し、エポキシ樹脂169gを得た(PINE−A)。得られた樹脂のエポキシ当量は278g/eq.、軟化点は58℃、150℃における溶融粘度は0.05Pa・sであった。
四つ口セパラブルフラスコに実施例2で得たPIN−B150g、エピクロルヒドリン286g、ジエチレングリコールジメチルエーテル43gを入れ撹拌溶解させた。均一に溶解後、130mmHgの減圧下65℃に保ち、48%水酸化ナトリウム水溶液43.0gを4時間かけて滴下した。その後、実施例6と同様な処理を行い、エポキシ樹脂169gを得た(PINE−B)。得られた樹脂のエポキシ当量は270g/eq.、軟化点は77℃、150℃における溶融粘度は0.16Pa・sであった。
四つ口セパラブルフラスコに実施例3で得たPIN−C150g、エピクロルヒドリン286g、ジエチレングリコールジメチルエーテル43gを入れ撹拌溶解させた。均一に溶解後、130mmHgの減圧下65℃に保ち、48%水酸化ナトリウム水溶液43.0gを4時間かけて滴下し、この滴下中に還流留出した水とエピクロルヒドリンを分離槽で分離しエピクロルヒドリンは反応容器に戻し、水は系外に除いて反応した。反応終了後、濾過により生成した塩を除き、更に水洗したのちエピクロルヒドリンを留去し、エポキシ樹脂170gを得た(PINE−C)。得られた樹脂のエポキシ当量は350g/eq.、軟化点は95℃、150℃における溶融粘度は1.45Pa・sであった。PINE−Cの1H−NMRスペクトルを図4、赤外吸収スペクトルを図5、GPCチャートを図6に示す。
実施例4で得たPIN−D150gを用い、実施例8と同様に反応させエポキシ樹脂173gを得た(PINE−D)。得られた樹脂のエポキシ当量は327g/eq.、軟化点は85℃、150℃における溶融粘度は0.55Pa・sであった。
実施例5で得たPIN−E150gを用い、実施例8と同様に反応させエポキシ樹脂170gを得た(PINE−E)。得られた樹脂のエポキシ当量は333g/eq.、軟化点は88℃、150℃における溶融粘度は0.28Pa・sであった。
エポキシ樹脂成分としてo-クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(OCNE;エポキシ当量200、軟化点65℃)を使用し、硬化剤として実施例1、2、3、4、5で得たPIN−A、PIN−B、PIN−C,PIN−D、PIN−Eの他、フェノールノボラック(硬化剤A:群栄化学製、PSM−4261;OH当量103、軟化点 82℃)又はフェノールアラルキル樹脂(硬化剤B;明和化成製、MEH−7800SS、OH当量175、軟化点67℃)を使用した。充填剤としてシリカ(平均粒径18μm)、硬化促進剤としてトリフェニルホスフィンを表1及び表3に示す配合で混練しエポキシ樹脂組成物を得た。このエポキシ樹脂組成物を用いて175℃にて成形し、175℃にて12時間ポストキュアを行い、硬化物試験片を得た後、各種物性測定に供した。
エポキシ樹脂成分として、実施例5、6、7、8で得たPINE−A、PINE−B、PINE−C,PINE−D,PINE−E又はo-クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(OCNE;エポキシ当量200、軟化点65℃)を用い、硬化剤成分として、実施例1で合成したPIN−A、フェノールノボラック(硬化剤A:群栄化学製、PSM−4261;OH当量103、軟化点 82℃)又はフェノールアラルキル樹脂(硬化剤B;明和化成製、MEH−7800SS、OH当量175、軟化点67℃)を用いた。更に、充填剤として球状シリカ(平均粒径 18μm)、硬化促進剤としてトリフェニルホスフィンを用い、表3に示す配合でエポキシ樹脂組成物を得た。表中の数値は配合における重量部を示す。
なお、実施例11、12、17及び18は参考例である。
Claims (10)
- 150℃における溶融粘度が0.02〜2.0Pa・sの範囲である請求項1に記載の多価ヒドロキシ化合物。
- 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、硬化剤の一部又は全部として、請求項1又は2に記載の多価ヒドロキシ化合物を必須成分としてなることを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
- 請求項4に記載のエポキシ樹脂組成物を硬化してなることを特徴とする難燃性のエポキシ樹脂硬化物。
- 150℃における溶融粘度が0.02〜2.0Pa・sの範囲である請求項6に記載のエポキシ樹脂。
- 請求項1に記載の多価ヒドロキシ化合物とエピクロルヒドリンを反応させて、多価ヒドロキシ化合物のヒドロキシ基をグリシジルエーテル基とすることを特徴とするエポキシ樹脂の製造方法。
- 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6又は7に記載のエポキシ樹脂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9に記載のエポキシ樹脂組成物を硬化してなる難燃性のエポキシ樹脂硬化物。
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