JP5517237B2 - Method for producing epoxy compound, epoxy compound, curable resin composition and cured product thereof - Google Patents
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Description
本発明は塩素量の少ない高純度なエポキシ化合物、該エポキシ化合物を含有する硬化性樹脂組成物及びその硬化物に関する。 The present invention relates to a high-purity epoxy compound having a small amount of chlorine, a curable resin composition containing the epoxy compound, and a cured product thereof.
エポキシ樹脂は種々の硬化剤で硬化させることにより、一般的に機械的性質、耐水性、耐薬品性、耐熱性、電気的性質などに優れた硬化物となり、接着剤、塗料、積層板、成形材料、注型材料、レジストなどの幅広い分野に利用されている。近年、特に半導体関連材料の分野においてはカメラ付き携帯電話、超薄型の液晶やプラズマTV、軽量ノート型パソコンなど軽・薄・短・小がキーワードとなるような電子機器があふれ、これによりエポキシ樹脂に代表されるパッケージ材料にも非常に高い特性が求められてきている。特に先端パッケージはその構造が複雑になり、液状封止でなくては封止が困難な物が増加している。例えばEnhancedBGAのようなキャビティーダウンタイプの構造になっているものは部分封止を行う必要があり、トランスファー成型では対応できない。このようなことから高機能な液状エポキシ樹脂の開発が求められている。
またコンポジット材、車の車体や船舶の構造材として、近年、その製造法の簡便さからRTMが使用されている。このような組成物においてはカーボンファイバー等への含浸のされやすさから低粘度のエポキシ樹脂が望まれている。
Epoxy resins are generally cured with various curing agents, resulting in cured products with excellent mechanical properties, water resistance, chemical resistance, heat resistance, electrical properties, etc., adhesives, paints, laminates, moldings It is used in a wide range of fields such as materials, casting materials and resists. In recent years, especially in the field of semiconductor-related materials, electronic devices such as mobile phones with cameras, ultra-thin liquid crystals, plasma TVs, and light-weight notebook computers have become key to light, thin, short, and small. Very high characteristics have been demanded for packaging materials represented by resins. In particular, the structure of the tip package is complicated, and there are an increasing number of things that are difficult to seal without liquid sealing. For example, a cavity down type structure such as Enhanced BGA needs to be partially sealed and cannot be handled by transfer molding. For these reasons, the development of highly functional liquid epoxy resins has been demanded.
In recent years, RTM has been used as a composite material, a car body or a ship structural material because of its simplicity of manufacturing method. In such a composition, a low-viscosity epoxy resin is desired because it is easily impregnated into carbon fiber or the like.
また、オプトエレクトロニクス関連分野、特に近年の高度情報化に伴い、膨大な情報を円滑に伝送、処理するために、従来の電気配線による信号伝送に変わり、光信号を生かした技術が開発されていく中で、光導波路、青色LED、および光半導体等の光学部品の分野においては透明性に優れた樹脂の開発が望まれている。これらの要求に対し、脂環式のエポキシ樹脂が注目されている。具体的にはエポキシシクロヘキサン骨格を有するエポキシ樹脂群である。 In addition, in the field of optoelectronics, especially in recent years, advanced information technology, in order to smoothly transmit and process a huge amount of information, technology that utilizes optical signals will be developed instead of conventional signal transmission using electrical wiring. In particular, in the field of optical components such as optical waveguides, blue LEDs, and optical semiconductors, development of resins having excellent transparency is desired. In response to these requirements, alicyclic epoxy resins have attracted attention. Specifically, it is an epoxy resin group having an epoxycyclohexane skeleton.
このようなエポキシ樹脂は従来、有機過酸化物を使用した製造法が一般的である。しかしながら、この製造法においては暴走等の危険が伴うこと、また生成物の高分子量化、さらには生成物に有機化酸化物の付加体、特にカルボン酸付加体が生成し、これらが電気電子材料に置ける厳しい環境下において、カルボン酸イオンが溶出する、と言う問題がある。
このようなことから、近年、過酸化水素を使用したエポキシ化が検討されている。例えばヘテロポリ酸と4級アンモニウム塩の組み合わせが多く報告されている。これらに使用される4級アンモニウム塩は一般に4級アンモニウムハライドである。4級アンモニウムハライドはその反応性に優れるものの、反応中に生成するエポキシ環にハロゲン化水素が付加してしまうという問題が生じる。これらハロゲン化物は特に電気電子材料に使用した場合、電気信頼性を低下させてしまう要因ともなり、好ましくない。また、4級アンモニウムハライドを使用した場合、その反応において反応性が良いものの、加水分解生成物が多く生成するという問題が生じ、生産性の面からも問題があった。
Conventionally, such an epoxy resin is generally produced by using an organic peroxide. However, in this production method, there is a risk of runaway, etc., and the product has a high molecular weight. Further, an adduct of an organic oxide, particularly a carboxylic acid adduct, is produced in the product, and these are electric and electronic materials. There is a problem that carboxylate ions are eluted in a severe environment.
For these reasons, in recent years, epoxidation using hydrogen peroxide has been studied. For example, many combinations of heteropolyacids and quaternary ammonium salts have been reported. The quaternary ammonium salt used in these is generally a quaternary ammonium halide. Although the quaternary ammonium halide is excellent in the reactivity, there arises a problem that hydrogen halide is added to the epoxy ring generated during the reaction. These halides are not preferable, particularly when they are used in electrical and electronic materials, which causes a decrease in electrical reliability. Further, when a quaternary ammonium halide is used, although the reactivity is good in the reaction, there is a problem that a large amount of hydrolysis products are generated, and there is a problem in terms of productivity.
本発明は過酸化水素を使用するエポキシ化合物の製造法であって、ハロゲン含有量の少ないエポキシ化合物、および、本エポキシ化合物を使用した光学用途に好適な硬化性樹脂組成物を提供する The present invention provides a method for producing an epoxy compound using hydrogen peroxide, and provides an epoxy compound having a low halogen content, and a curable resin composition suitable for optical applications using the epoxy compound.
本発明者らは前記したような実状に鑑み、鋭意検討した結果、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive studies in view of the actual situation as described above, the present inventors have completed the present invention.
すなわち本発明は
(1)
炭素-炭素二重結合を有する化合物を過酸化水素、タングステン酸類及び4級アンモニウムのカルボン酸塩の存在下に酸化することを特徴とするエポキシ化合物の製造方法、
(2)
タングステン酸類がタングステン酸、燐タングステン酸またはケイタングステン酸から選ばれる少なくとも1種の酸、あるいはその塩である前項(1)記載のエポキシ化合物の製造方法、
(3)
タングステン酸類のカウンターカチオンがプロトン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、アンモニウムイオンのいずれか1種であることを特徴とする前項(1)に記載のエポキシ化合物の製造方法、
(4)
2種類以上のタングステン酸類を使用することを特徴とする前項(1)に記載のエポキシ化合物の製造方法、
(5)
2種類以上のタングステン酸類が酸性物質と塩基性物質の組み合わせであることを特徴とする前項(4)に記載のエポキシ化合物の製造方法、
(6)
4級アンモニウムのカルボン酸塩が酢酸塩であることを特徴とする前項(1)記載のエポキシ化合物の製造法、
(7)
タングステン酸類と4級アンモニウムのカルボン酸塩の使用量の比が使用するタングステン酸類の価数倍の1.1〜10倍当量の4級アンモニウムのカルボン酸塩を使用することを特徴とする前項(1)〜(6)に記載のエポキシ化合物の製造方法、
(8)
タングステン酸類と4級アンモニウムのカルボン酸塩の使用量の比がタングステン酸類の価数倍の0.1〜0.8倍当量の4級アンモニウムのカルボン酸塩を使用することを特徴とする前項(1)〜(6)に記載のエポキシ化合物の製造方法、
(9)
炭素-炭素二重結合を有する化合物を過酸化水素を用いたエポキシ化工程により製造される多価エポキシ化合物であって、かつ、その全塩素量が1ppm以上100ppm以下、さらに、エポキシに対し、炭素数1〜5のカルボン酸付加物の量が0.5%以下(ガスクロマトグラフィー 面積%)であることを特徴とするエポキシ化合物、
(10)
前項(1)〜(8)のいずれか一項に記載の製造法により得られるエポキシ化合物または前項(9)記載のエポキシ化合物を含有する硬化性樹脂組成物、
(11)
前項(1)〜(8)のいずれか一項に記載の製造法により得られるエポキシ化合物または前項(9)記載のエポキシ化合物とリン含有酸化防止剤を含有する硬化性樹脂組成物、
(12)
硬化剤および/または硬化触媒を含有する前項(10)または(11)に記載の硬化性樹脂組成物、
(13)
硬化剤が、酸無水物構造、および/またはカルボン酸構造を有することを特徴とする前項(12)に記載の硬化性樹脂組成物、
(14)
硬化触媒が、スルホニウム塩またはヨードニウム塩であることを特徴とする前項(12)に記載の硬化性樹脂組成物、
(15)
前項(12)〜(14)のいずれか一項に記載の硬化性樹脂組成物を硬化してなる硬化物、
に関する。
That is, the present invention provides (1)
A method for producing an epoxy compound, comprising oxidizing a compound having a carbon-carbon double bond in the presence of hydrogen peroxide, tungstic acids and a quaternary ammonium carboxylate;
(2)
The method for producing an epoxy compound according to item (1), wherein the tungstic acid is at least one acid selected from tungstic acid, phosphotungstic acid or silicotungstic acid, or a salt thereof;
(3)
The method for producing an epoxy compound according to item (1), wherein the counter cation of tungstic acid is any one of proton, sodium ion, potassium ion, calcium ion, and ammonium ion,
(4)
Two or more types of tungstic acids are used, the method for producing an epoxy compound according to the above item (1),
(5)
Two or more types of tungstic acids are a combination of an acidic substance and a basic substance, The method for producing an epoxy compound as described in (4) above,
(6)
The method for producing an epoxy compound according to item (1), wherein the quaternary ammonium carboxylate is an acetate salt;
(7)
The ratio of the usage amount of tungstic acid and quaternary ammonium carboxylate is 1.1 to 10 times equivalent to the valence number of tungstic acid used, and the quaternary ammonium carboxylate is used as described above ( 1) to a method for producing an epoxy compound according to (6),
(8)
The ratio of the amount of the tungstic acid to the quaternary ammonium carboxylate used is a quaternary ammonium carboxylate equivalent to 0.1 to 0.8 times the valence of the tungstic acid. 1) to a method for producing an epoxy compound according to (6),
(9)
It is a polyvalent epoxy compound produced by an epoxidation process using hydrogen peroxide for a compound having a carbon-carbon double bond, and its total chlorine content is 1 ppm or more and 100 ppm or less. An epoxy compound characterized in that the amount of the carboxylic acid adduct of formula 1 to 5 is 0.5% or less (gas chromatography area%),
(10)
A curable resin composition containing the epoxy compound obtained by the production method according to any one of (1) to (8) or the epoxy compound according to (9),
(11)
A curable resin composition comprising the epoxy compound obtained by the production method according to any one of (1) to (8) or the epoxy compound according to (9) and a phosphorus-containing antioxidant;
(12)
The curable resin composition according to the above item (10) or (11), which contains a curing agent and / or a curing catalyst,
(13)
The curable resin composition according to item (12), wherein the curing agent has an acid anhydride structure and / or a carboxylic acid structure,
(14)
The curable resin composition according to item (12), wherein the curing catalyst is a sulfonium salt or an iodonium salt,
(15)
Hardened | cured material formed by hardening | curing curable resin composition as described in any one of said item | term (12)-(14),
About.
本発明は、特定の4級アンモニウム塩を使用することにより、ハロゲン含有量、加水分解物の少ないエポキシ化合物を得ることができる。本発明により得られるエポキシ化合物は熱安定性に優れ、これを含む本発明の硬化性脂組成物は電気・電子材料、成型材料、注型材料、積層材料、塗料、接着剤、レジスト、などの広範囲の用途、特に低着色性から光学材料にきわめて有用である。 In the present invention, an epoxy compound having a low halogen content and a hydrolyzate can be obtained by using a specific quaternary ammonium salt. The epoxy compound obtained by the present invention is excellent in thermal stability, and the curable fat composition of the present invention including the epoxy compound includes electrical / electronic materials, molding materials, casting materials, laminated materials, paints, adhesives, resists, etc. It is very useful for optical materials because of its wide range of applications, especially low colorability.
本発明は、過酸化水素を使用した炭素-炭素二重結合の酸化反応において、タングステン酸類と、4級アンモニウムのカルボン酸塩を使用することを特徴とする。 The present invention is characterized in that tungstic acids and a quaternary ammonium carboxylate are used in an oxidation reaction of a carbon-carbon double bond using hydrogen peroxide.
炭素-炭素二重結合を有する化合物としては、分子中に炭素-炭素二重結合を有する化合物であれば特に限定はされないが、本発明においては特に二重結合がシクロ環中にあることが好ましく、特に分子内にシクロヘキセン構造、さらにはシクロヘキセンカルボキシエステル構造を有するものが好ましい。具体的な化合物としてはシクロヘキセンカルボン酸とアルコール類とのエステル化反応あるいはシクロヘキセンメタノールとカルボン酸類とのエステル化反応(Tetrahedron vol.36 p.2409 (1980)、Tetrahedron Letter p.4475 (1980)等に記載の手法)、あるいはシクロヘキセンアルデヒドのティシェンコ反応(特開2003−170059号公報、特開2004−262871号公報等に記載の手法)、さらにはシクロヘキセンカルボン酸エステルのエステル交換反応(特開2006−052187号公報等に記載の手法)によって製造できる化合物を酸化した物などが挙げられる。
アルコール類としては、アルコール性水酸基を有する化合物であれば特に限定されないがエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノールなどのジオール類、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリメチロールブタン、2−ヒドロキシメチル−1,4−ブタンジオールなどのトリオール類、ペンタエリスリトールなどのテトラオール類などが挙げられる。またカルボン酸類としてはシュウ酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、シクロヘキサンジカルボン酸などが挙げられるがこれに限らない。
The compound having a carbon-carbon double bond is not particularly limited as long as it is a compound having a carbon-carbon double bond in the molecule, but in the present invention, it is particularly preferable that the double bond is in a cyclo ring. In particular, those having a cyclohexene structure and further a cyclohexene carboxyester structure in the molecule are preferred. Specific compounds include esterification reaction of cyclohexene carboxylic acid and alcohol or esterification reaction of cyclohexene methanol and carboxylic acid (Tetrahedron vol.36 p.2409 (1980), Tetrahedron Letter p.4475 (1980), etc.) Described), or Tyschenko reaction of cyclohexene aldehyde (method described in JP-A-2003-170059, JP-A-2004-262871, etc.), and further transesterification of cyclohexene carboxylic acid ester (JP-A-2006-052187). And the like, which are obtained by oxidizing a compound that can be produced by the method described in Japanese Patent Publication No.
The alcohol is not particularly limited as long as it is a compound having an alcoholic hydroxyl group, but ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentane. Diols, diols such as 1,6-hexanediol and cyclohexanedimethanol, triols such as glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, trimethylolbutane, 2-hydroxymethyl-1,4-butanediol, pentaerythritol, etc. And tetraols. Examples of carboxylic acids include, but are not limited to, oxalic acid, maleic acid, fumaric acid, phthalic acid, isophthalic acid, adipic acid, and cyclohexanedicarboxylic acid.
さらには、シクロヘキセンアルデヒド誘導体と、アルコール体とのアセタール反応によるアセタール化合物が挙げられる。反応手法としては一般のアセタール化反応を応用すれば製造でき、例えば、反応媒体にトルエン、キシレンなどの溶媒を用いて共沸脱水しながら反応を行う方法(米国特許第2945008号公報)、濃塩酸に多価アルコールを溶解した後アルデヒド類を徐々に添加しながら反応を行う方法(特開昭48−96590号公報)、反応媒体に水を用いる方法(米国特許第3092640号公報)、反応媒体に有機溶媒を用いる方法(特開平7−215979号公報)、固体酸触媒を用いる方法(特開2007−230992号公報)等が開示されている。構造の安定性から環状アセタール構造が好ましい。 Furthermore, the acetal compound by the acetal reaction of a cyclohexene aldehyde derivative and an alcohol form is mentioned. As a reaction method, it can be produced by applying a general acetalization reaction. For example, a method of carrying out the reaction while azeotropic dehydration using a solvent such as toluene or xylene as a reaction medium (US Pat. No. 2,945,008), concentrated hydrochloric acid A method in which polyhydric alcohol is dissolved in the mixture and then the reaction is carried out while gradually adding aldehydes (Japanese Patent Laid-Open No. 48-96590), a method using water as a reaction medium (US Pat. No. 3,092,640), A method using an organic solvent (Japanese Patent Laid-Open No. 7-215979), a method using a solid acid catalyst (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-230992), and the like are disclosed. A cyclic acetal structure is preferable from the viewpoint of structural stability.
具体的なエポキシ化の手法としては原料である炭素-炭素二重結合を有する化合物とタングステン酸類及び4級アンモニウム塩を有機物、過酸化水素水のエマルジョン状態で反応を行う。 As a specific epoxidation technique, a raw material compound having a carbon-carbon double bond, tungstic acid, and quaternary ammonium salt are reacted in an emulsion of an organic substance and hydrogen peroxide solution.
タングステン酸類としては、タングステン酸;12−タングストリン酸、12−タングストホウ酸または18−タングストリン酸等の燐タングステン酸;12−タングストケイ酸等のケイタングステン酸及びその塩等が挙げられる。
これらの塩のカウンターカチオンとしては4級アンモニウムイオン、アルカリ土類金属イオン、アルカリ金属イオンなどが挙げられる。
Examples of the tungstic acid include tungstic acid; phosphotungstic acid such as 12-tungstophosphoric acid, 12-tungstoboric acid or 18-tungstophosphoric acid; silicotungstic acid such as 12-tungstosilicic acid and salts thereof.
Examples of the counter cation of these salts include quaternary ammonium ions, alkaline earth metal ions, and alkali metal ions.
具体的にはテトラメチルアンモニウムイオン、ベンジルトリエチルアンモニウムイオン、トリデカニルメチルアンモニウムイオン、ジラウリルジメチルアンモニウムイオン、トリオクチルメチルアンモニウムイオン、トリアルキルメチル(オクチル基とデカニル基の混合タイプ)アンモニウムイオン、トリヘキサデシルメチルアンモニウムイオン、トリメチルステアリルアンモニウムイオン、テトラペンチルアンモニウムイオン、セチルトリメチルアンモニウムイオン、ベンジルトリブチルアンモニウムイオン、トリカプリルメチルアンモニウムイオン、ジセチルジメチルアンモニウムイオンなどの4級アンモニウムイオン、カルシウムイオンマグネシウムイオン等のアルカリ土類金属イオン、ナトリウム、カリウム、セシウム等のアルカリ金属イオンなどが挙げられるがこれらに限定されない。
特に好ましいカウンターカチオンとしてはナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、アンモニウムイオンである。
使用量としては原料1モルに対し、タングステン元素換算で0.5〜20ミリモル、好ましくは1.0〜20ミリモル、さらに好ましくは2.5〜15ミリモルである。
タングステン酸類は2種以上を組み合わせて使用することが好ましく、例えば酸性のタングステン酸類と塩基性のタングステン酸類の組み合わせが好ましく、特に好ましくはタングステン酸、12−タングストリン酸、12−タングストホウ酸、18−タングストリン酸、12−タングストケイ酸から選ばれる1種類以上と、タングステン酸のアルカリあるいはアルカリ土類金属塩、12−タングストリン酸のアルカリあるいはアルカリ土類金属塩、12−タングストホウ酸のアルカリあるいはアルカリ土類金属塩、18−タングストリン酸のアルカリあるいはアルカリ土類金属塩、12−タングストケイ酸のアルカリあるいはアルカリ土類金属塩から選ばれる1種類以上の組み合わせが好ましく、特にタングステン酸、12−タングストリン酸、12−タングストケイ酸から選ばれる1種類以上と、タングステン酸のアルカリあるいはアルカリ土類金属塩、12−タングストリン酸のアルカリあるいはアルカリ土類金属塩から選ばれる1種類以上の組み合わせが好ましい。
Specifically, tetramethylammonium ion, benzyltriethylammonium ion, tridecanylmethylammonium ion, dilauryldimethylammonium ion, trioctylmethylammonium ion, trialkylmethyl (mixed type of octyl group and decanyl group) ammonium ion, Quaternary ammonium ions such as hexadecylmethylammonium ion, trimethylstearylammonium ion, tetrapentylammonium ion, cetyltrimethylammonium ion, benzyltributylammonium ion, tricaprylmethylammonium ion, dicetyldimethylammonium ion, calcium ion magnesium ion, etc. Alkaline earth metal ions, sodium, potassium, cesium and other alkalis Although such genera ions include, but are not limited to.
Particularly preferred counter cations are sodium ion, potassium ion, calcium ion and ammonium ion.
The amount used is 0.5 to 20 mmol, preferably 1.0 to 20 mmol, and more preferably 2.5 to 15 mmol in terms of tungsten element with respect to 1 mol of the raw material.
Tungstic acids are preferably used in combination of two or more. For example, a combination of acidic tungstic acids and basic tungstic acids is preferred, and tungstic acid, 12-tungstophosphoric acid, 12-tungstoboric acid, 18- One or more selected from tungstophosphoric acid and 12-tungstosilicic acid, alkali or alkaline earth metal salt of tungstic acid, alkali or alkaline earth metal salt of tungstophosphoric acid, alkali or alkaline earth of 12-tungstoboric acid One or more kinds of combinations selected from alkali metal salts, alkali or alkaline earth metal salts of 18-tungstophosphoric acid, and alkali or alkaline earth metal salts of 12-tungstosilicate, particularly tungstic acid, 12-tungstri Acid, 12 and one or more selected from tungstosilicic acid, alkali or alkaline earth metal salts of tungstic acid, one or more combinations selected from the group consisting of an alkali or alkaline earth metal salt of 12-tungstophosphoric acid.
4級アンモニウム塩としては、総炭素数が10以上、好ましくは25〜100、より好ましくは25〜55の4級アンモニウム塩が好ましく使用でき、特にそのアルキル鎖が全て脂肪族鎖であるものが好ましい。
具体的にはトリデカニルメチルアンモニウム塩、ジラウリルジメチルアンモニウム塩、トリオクチルメチルアンモニウム塩、トリアルキルメチル(アルキル基がオクチル基である化合物とデカニル基である化合物の混合タイプ)アンモニウム塩、トリヘキサデシルメチルアンモニウム塩、トリメチルステアリルアンモニウム塩、テトラペンチルアンモニウム塩、セチルトリメチルアンモニウム塩、ベンジルトリブチルアンモニウム塩、ジセチルジメチルアンモニウム塩、トリセチルメチルアンモニウム塩、ジ硬化牛脂アルキルジメチルアンモニウム塩などが挙げられるがこれらに限定されない。
またこれら塩のアニオン種は、カルボン酸イオンを使用する。カルボン酸イオンとしては、酢酸イオン、炭酸イオン、ギ酸イオンが好ましく、特に酢酸イオンが好ましい。ハロゲンイオンをカウンターイオンとして有する場合、そのハロゲンが生成するエポキシ基と反応し、ハロゲンイオンが残存してしまうという問題がある。さらに、硫酸イオン、メチル硫酸イオン等の硫酸系のイオンをカウンターイオンとして有する場合、エステル構造の加水分解が見られることから、好ましくない。
炭素数が100を上回ると疎水性が強くなりすぎて、4級アンモニウム塩の有機層への溶解性が悪くなる場合がある。炭素数が10以下であると親水性が強くなり、同様に4級アンモニウム塩の有機層への相溶性が悪くなる場合がある。
As the quaternary ammonium salt, a quaternary ammonium salt having a total carbon number of 10 or more, preferably 25 to 100, more preferably 25 to 55 can be preferably used, and in particular, the alkyl chain is preferably an aliphatic chain. .
Specifically, tridecanylmethylammonium salt, dilauryldimethylammonium salt, trioctylmethylammonium salt, trialkylmethyl (a mixed type of a compound in which the alkyl group is an octyl group and a compound in which the decanyl group is a compound) ammonium salt, trihexa Examples include decylmethylammonium salt, trimethylstearylammonium salt, tetrapentylammonium salt, cetyltrimethylammonium salt, benzyltributylammonium salt, dicetyldimethylammonium salt, tricetylmethylammonium salt, and di-cured tallow alkyldimethylammonium salt. It is not limited to.
The anion species of these salts use carboxylate ions. As the carboxylate ion, acetate ion, carbonate ion and formate ion are preferable, and acetate ion is particularly preferable. When a halogen ion is used as a counter ion, there is a problem that the halogen ion remains by reacting with an epoxy group generated by the halogen. Furthermore, it is not preferable to use sulfate ions such as sulfate ions and methyl sulfate ions as counter ions because hydrolysis of the ester structure is observed.
When the number of carbon atoms exceeds 100, the hydrophobicity becomes too strong, and the solubility of the quaternary ammonium salt in the organic layer may deteriorate. If the number of carbon atoms is 10 or less, the hydrophilicity becomes strong, and the compatibility of the quaternary ammonium salt with the organic layer may also deteriorate.
4級アンモニウム塩には一般にハロゲンが残存する。本発明においては特に、1重量%以下、より好ましくは1000ppm以下、さらに好ましくは700ppm以下である4級アンモニム塩を使用するのが好ましい。総ハロゲン量が1重量%を超える場合、生成物に多量にハロゲンが残存するため好ましくない。
タングステン酸類と4級アンモニウムのカルボン酸塩の使用量は使用するタングステン酸類の価数倍の0.01〜0.8倍当量、あるいは1.1〜10倍当量が好ましい。より好ましくは0.05〜0.7倍当量、あるいは1.2〜6.0倍当量であり、さらに好ましくは0.05〜0.5倍当量、あるいは1.3〜4.5倍当量である。
In general, halogen remains in the quaternary ammonium salt. In the present invention, it is particularly preferable to use a quaternary ammonium salt of 1% by weight or less, more preferably 1000 ppm or less, and still more preferably 700 ppm or less. When the total halogen content exceeds 1% by weight, a large amount of halogen remains in the product, which is not preferable.
The amount of tungstic acid and quaternary ammonium carboxylate used is preferably 0.01 to 0.8 times equivalent, or 1.1 to 10 times equivalent to the valence of the tungstic acid used. More preferably, it is 0.05 to 0.7 times equivalent, or 1.2 to 6.0 times equivalent, and more preferably 0.05 to 0.5 times equivalent, or 1.3 to 4.5 times equivalent. is there.
例えば、タングステン酸であればH2WO4で2価であるので、タングステン酸1モルに対し、4級アンモニウムのカルボン酸塩は0.02〜1.6モル、もしくは2.2〜20モルの範囲が好ましい。またタングストリン酸であれば3価であるので、同様に0.03〜2.4モル、もしくは3.3〜20モル、ケイタングステン酸であれば4価であるので0.04〜3.2モル、もしくは4.4〜40モルが好ましい。
4級アンモニウムのカルボン酸塩の量が、タングステン酸類の価数倍の1.1倍当量よりも低い場合、エポキシ化反応が進行しづらい(場合によっては反応の進行が早くなる)、また副生成物ができやすいという問題が生じる。10倍当量よりも多い場合、過剰の4級アンモニウムのカルボン酸塩の処理が大変であるばかりか、反応を抑制する働きがあり、好ましくない。
For example, since tungstic acid is divalent with H 2 WO 4 , the quaternary ammonium carboxylate is 0.02 to 1.6 mol, or 2.2 to 20 mol per mol of tungstic acid. A range is preferred. In addition, since it is trivalent in the case of tungstophosphoric acid, it is similarly 0.03 to 2.4 mol, or 3.3 to 20 mol, and in the case of silicotungstic acid, it is tetravalent, so 0.04 to 3.2. Mole or 4.4 to 40 mol is preferred.
When the amount of the quaternary ammonium carboxylate is lower than 1.1 times equivalent of the valence of tungstic acids, the epoxidation reaction is difficult to proceed (in some cases, the reaction proceeds faster), and a by-product is produced. The problem is that things are easy to make. When the amount is more than 10 times the equivalent, not only is the treatment of the excess quaternary ammonium carboxylate difficult, but it also serves to suppress the reaction, which is not preferable.
カルボン酸イオンをアニオンとする4級アンモニウム塩は、市販品を使用してもよいし、例えば、原料4級アンモニウム塩を金属水酸化物やイオン交換樹脂で処理し、4級アンモニウムハイドロオキサイドに変換し、さらに各種カルボン酸と反応させるなどの方法により製造してもよい。原料4級アンモニウム塩としては、4級アンモニウムのハロゲン化物や各種金属塩等が挙げられる。また好適な4級アンモニウムハイドロオキサイドがあればそれを用いても構わない。 A commercially available product may be used as the quaternary ammonium salt having a carboxylate ion as an anion. For example, the raw material quaternary ammonium salt is treated with a metal hydroxide or an ion exchange resin to be converted into a quaternary ammonium hydroxide. Further, it may be produced by a method of reacting with various carboxylic acids. Examples of the raw material quaternary ammonium salt include quaternary ammonium halides and various metal salts. If there is a suitable quaternary ammonium hydroxide, it may be used.
本発明における酸化反応には、好ましくは緩衝液を使用する。
緩衝液としてはいずれも用いることができるが、本反応においてはリン酸塩水溶液を用いるのが好ましい。そのpHとしてはpH4〜10の間に調整されたものが好ましく、より好ましくはpH5〜9である。pH4以下の場合、エポキシ基の加水分解反応、重合反応が進行しやすくなる。またpH10以上である場合、反応が極度に遅くなり、反応時間が長すぎるという問題が生じる。
特に本発明においては触媒であるタングステン酸類を溶解した際に、pH6〜8の間になるように調整されることが好ましい。
緩衝液の使用法は、例えば好ましい緩衝液であるリン酸−リン酸塩水溶液の場合は、過酸化水素に対し、0.1〜10モル%当量のリン酸(あるいはリン酸二水素ナトリウム等のリン酸塩)を使用し、塩基性化合物(たとえば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム等)でpH調整を行うという方法が挙げられる。また、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウムなどを用いて調整することも可能である。好ましいリン酸塩の濃度は0.1〜60重量%、好ましくは1〜45重量%である。
また、本反応においては緩衝液を使用せず、リン酸水素2ナトリウム、リン酸2水素ナトリウム、リン酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、など(またはその水和物)を、pH調整無しにリン酸塩を直接添加しても構わない。工程の簡略化、という意味合いではpH調整のわずらわしさが無く、直接の添加が特に好ましい。この場合のリン酸塩の使用量は、過酸化水素に対し、通常0.1〜5モル%当量、好ましくは0.2〜4モル%当量、より好ましくは、0.3〜3モル%当量である。この際、過酸化水素に対し、5モル%当量を超えるとpH調整が必要となり、0.1モル%当量以下の場合、できたエポキシ化合物の加水分解物が進行しやすくなる、あるいは反応が遅くなるなどの弊害が生じる。
A buffer solution is preferably used for the oxidation reaction in the present invention.
Any buffer can be used, but it is preferable to use an aqueous phosphate solution in this reaction. The pH is preferably adjusted between pH 4 and 10, more preferably pH 5-9. When the pH is 4 or less, the hydrolysis reaction and polymerization reaction of the epoxy group easily proceed. On the other hand, when the pH is 10 or more, the reaction becomes extremely slow and the reaction time is too long.
In particular, in the present invention, it is preferable to adjust the pH to be between 6 and 8 when the tungstic acid as a catalyst is dissolved.
For example, in the case of a phosphoric acid-phosphate aqueous solution which is a preferable buffer solution, the buffer solution is used in an amount of 0.1 to 10 mol% equivalent of phosphoric acid (or sodium dihydrogen phosphate, etc.) with respect to hydrogen peroxide. And a method of adjusting pH with a basic compound (for example, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium hydrogencarbonate, potassium carbonate, etc.). It is also possible to adjust using sodium dihydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, or the like. The preferred phosphate concentration is 0.1 to 60% by weight, preferably 1 to 45% by weight.
In this reaction, a buffer solution is not used, but disodium hydrogen phosphate, sodium dihydrogen phosphate, sodium phosphate, sodium tripolyphosphate, etc. (or hydrates thereof) can be converted to phosphate without adjusting pH. May be added directly. In the sense of simplifying the process, there is no troublesome pH adjustment, and direct addition is particularly preferable. The amount of phosphate used in this case is usually 0.1 to 5 mol% equivalent, preferably 0.2 to 4 mol% equivalent, more preferably 0.3 to 3 mol% equivalent to hydrogen peroxide. It is. At this time, if the amount exceeds 5 mol% equivalent to hydrogen peroxide, pH adjustment is required, and if it is less than 0.1 mol% equivalent, the resulting hydrolyzate of the epoxy compound is likely to proceed or the reaction is slow. The harmful effect of becoming.
本反応は過酸化水素を用いてエポキシ化を行う。本反応に使用する過酸化水素としては、その取扱いの簡便さから過酸化水素濃度が10〜40重量%である水溶液が好ましい。濃度が40重量%を超える場合、取扱いが難しくなる他、生成したエポキシ化合物の分解反応も進行しやすくなることから好ましくない。 This reaction is epoxidized using hydrogen peroxide. As the hydrogen peroxide used in this reaction, an aqueous solution having a hydrogen peroxide concentration of 10 to 40% by weight is preferable because of easy handling. When the concentration exceeds 40% by weight, handling becomes difficult and the decomposition reaction of the produced epoxy compound also tends to proceed.
本反応は有機溶剤を使用する。使用する有機溶剤の量としては、反応基質である炭素-炭素二重結合を有する化合物1に対し、重量比で0.3〜10であり、好ましくは0.3〜5、より好ましくは0.5〜2.5である。重量比で10を超える場合、反応の進行が極度に遅くなることから好ましくない。使用できる有機溶剤の具体的な例としてはヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン等のアルカン類、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素化合物、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール等のアルコール類が使用できる。また、場合によっては、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、アノン等のケトン類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチル、蟻酸メチルなどのエステル化合物、アセトニトリル等の二トリル化合物なども使用可能である。特に好ましい溶剤としてはヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン等のアルカン類、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素化合物である。 This reaction uses an organic solvent. The amount of the organic solvent to be used is 0.3 to 10 by weight, preferably 0.3 to 5, and more preferably 0.8 to the compound 1 having a carbon-carbon double bond as a reaction substrate. 5 to 2.5. When the weight ratio exceeds 10, the progress of the reaction is extremely slow, which is not preferable. Specific examples of usable organic solvents include alkanes such as hexane, cyclohexane and heptane, aromatic hydrocarbon compounds such as toluene and xylene, and alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, butanol, hexanol and cyclohexanol. it can. In some cases, ketones such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclopentanone, and anone; ethers such as diethyl ether, tetrahydrofuran, and dioxane; ester compounds such as ethyl acetate, butyl acetate, and methyl formate; A tolyl compound can also be used. Particularly preferred solvents are alkanes such as hexane, cyclohexane and heptane, and aromatic hydrocarbon compounds such as toluene and xylene.
具体的な反応操作方法としては、例えばバッチ式の反応釜で反応を行う際は、炭素-炭素二重結合を有する化合物、過酸化水素(水溶液)、タングステン酸類、緩衝液(もしくはリン酸塩類)、4級アンモニウム塩及び有機溶剤を加え、二層で撹拌する。撹拌速度に特に指定は無い。過酸化水素の添加時に発熱する場合が多いことから、各成分を添加した後に過酸化水素を徐々に添加する方法でも構わない。 As a specific reaction operation method, for example, when the reaction is performed in a batch-type reaction kettle, a compound having a carbon-carbon double bond, hydrogen peroxide (aqueous solution), tungstic acid, buffer solution (or phosphates) Add quaternary ammonium salt and organic solvent and stir in two layers. There is no specific designation for the stirring speed. Since heat is often generated when hydrogen peroxide is added, a method of gradually adding hydrogen peroxide after each component may be added.
この際、緩衝液(もしくは水とリン酸あるいはリン酸塩)、タングステン酸類を加えpH調整を行った後、4級アンモニウム塩、及び有機溶剤、炭素-炭素二重結合を有する化合物を加え、二層で撹拌したところに、過酸化水素を滴下するという手法を用いる。
あるいは水、有機溶剤、炭素-炭素二重結合を有する化合物を撹拌している中に、タングステン酸類、リン酸(あるいはリン酸塩類)を加え、pH調整を行った後、4級アンモニウム塩を添加し、二層で撹拌したところに、過酸化水素を滴下するという手法を用いるという方法でも構わない。
At this time, a buffer solution (or water and phosphoric acid or phosphate) and tungstic acid are added to adjust the pH, and then a quaternary ammonium salt, an organic solvent, and a compound having a carbon-carbon double bond are added. A technique of dropping hydrogen peroxide is used when stirring in layers.
Alternatively, while stirring water, organic solvent, and a compound having a carbon-carbon double bond, tungstic acid and phosphoric acid (or phosphates) are added, pH is adjusted, and quaternary ammonium salt is added. However, it is possible to use a method of dropping hydrogen peroxide when stirring in two layers.
反応温度は特に限定されないが0〜90℃が好ましく、より好ましくは0〜75℃、さらに15℃〜60℃、特に30〜55℃の範囲が好ましい。反応温度が高すぎる場合、加水分解反応が進行しやすく、さらには生成物が着色しやすい、という問題が生じる。また、反応温度が低いと反応速度が極端に遅くなる。 Although reaction temperature is not specifically limited, 0-90 degreeC is preferable, More preferably, it is 0-75 degreeC, Furthermore, the range of 15-60 degreeC, Especially 30-55 degreeC is preferable. When the reaction temperature is too high, there arises a problem that the hydrolysis reaction easily proceeds, and further the product is easily colored. Further, when the reaction temperature is low, the reaction rate becomes extremely slow.
また反応時間は反応温度、触媒量等にもよるが、工業生産という観点から、長時間の反応は多大なエネルギーを消費することになるため好ましくはない。好ましい範囲としては1〜48時間、好ましくは3〜36時間、さらに好ましくは4〜24時間である。 Although the reaction time depends on the reaction temperature, the amount of catalyst, etc., from the viewpoint of industrial production, a long-time reaction is not preferable because it consumes a large amount of energy. A preferable range is 1 to 48 hours, preferably 3 to 36 hours, and more preferably 4 to 24 hours.
反応終了後、過剰な過酸化水素のクエンチ処理を行う。クエンチ処理は、塩基性化合物を使用して行なうことが好ましい。塩基性化合物によってクエンチを行なうことで、触媒であるヘテロポリ酸(塩類)の残存量を大幅に低減できる。また、還元剤と塩基性化合物を併用することも好ましい。
好ましい処理方法としては塩基性化合物でpH6〜10に調整後、還元剤を用い、残存する過酸化水素をクエンチする。pHが6以下の場合、過剰の過酸化水素を還元する際の発熱が大きく、生成しているエポキシ化合物を部分的に加水分解してしまう場合がある。またpHが10以上の場合もエポキシ化合物の加水分解、さらにはエステル結合の加水分解を引き起こしてしまう可能性がある。
After completion of the reaction, quenching of excess hydrogen peroxide is performed. The quenching treatment is preferably performed using a basic compound. By quenching with a basic compound, the residual amount of heteropolyacid (salts) as a catalyst can be greatly reduced. It is also preferable to use a reducing agent and a basic compound in combination.
As a preferred treatment method, after adjusting the pH to 6 to 10 with a basic compound, the remaining hydrogen peroxide is quenched using a reducing agent. When the pH is 6 or less, there is a large exotherm when reducing excess hydrogen peroxide, and the produced epoxy compound may be partially hydrolyzed. Further, when the pH is 10 or more, hydrolysis of the epoxy compound and further hydrolysis of the ester bond may be caused.
還元剤としては亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、ヒドラジン、シュウ酸、アスコルビン酸、グルコースなどが挙げられる。還元剤の使用量としては過剰分の過酸化水素もモル数に対し、通常0.01〜20倍モル、より好ましくは0.05〜10倍モル、さらに好ましくは0.05〜3倍モルである。
これらは水溶液として加えることが好ましく、その濃度は0.5〜30重量%である。
Examples of the reducing agent include sodium sulfite, sodium thiosulfate, hydrazine, oxalic acid, ascorbic acid, glucose and the like. As the amount of the reducing agent used, excess hydrogen peroxide is usually 0.01 to 20 times mol, more preferably 0.05 to 10 times mol, still more preferably 0.05 to 3 times mol, based on the number of moles. is there.
These are preferably added as an aqueous solution, and the concentration is 0.5 to 30% by weight.
塩基性化合物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等の金属水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等の金属炭酸塩、リン酸ナトリウム、リン酸水素ナトリウムなどのリン酸塩、イオン交換樹脂、アルミナ等の塩基性固体等が挙げられる。
これらは固形で加えても、水溶液として加えても構わないが、金属水酸化物や金属炭酸塩などは特に水溶液として加えることが好ましく、その濃度は0.5〜30重量%である。
その使用量としては水、あるいは有機溶剤(例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン等のケトン類、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン等の炭化水素、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類など、各種溶剤)に溶解するものであれば、過剰分の過酸化水素のモル数に対し、通常0.01〜20倍モル、より好ましくは0.05〜10倍モル、さらに好ましくは0.05〜3倍モルである。
水や有機溶剤に溶解しない固体塩基を使用する場合、系中に残存する過酸化水素の量に対し、重量比で1〜1000倍の量を使用することが好ましい。より好ましくは10〜500倍、さらに好ましくは10〜300倍である。水や有機溶剤に溶解しない固体塩基を使用する場合は、後に記載する水層と有機層の分離の後、処理を行っても構わない。
Basic compounds include metal hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, magnesium hydroxide and calcium hydroxide, metal carbonates such as sodium carbonate and potassium carbonate, phosphorus such as sodium phosphate and sodium hydrogen phosphate. Examples thereof include basic solids such as acid salts, ion exchange resins, and alumina.
These may be added in solid form or as an aqueous solution, but metal hydroxide, metal carbonate and the like are particularly preferably added as an aqueous solution, and the concentration thereof is 0.5 to 30% by weight.
The amount used is water or organic solvents (for example, aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, ketones such as methyl isobutyl ketone and methyl ethyl ketone, hydrocarbons such as cyclohexane, heptane and octane, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, etc. And other alcohols such as alcohols) is usually 0.01 to 20 times mol, more preferably 0.05 to 10 times mol, and still more preferably, relative to the number of moles of excess hydrogen peroxide. Is 0.05 to 3 moles.
When a solid base that does not dissolve in water or an organic solvent is used, it is preferable to use an amount of 1 to 1000 times by weight with respect to the amount of hydrogen peroxide remaining in the system. More preferably, it is 10-500 times, More preferably, it is 10-300 times. In the case of using a solid base that does not dissolve in water or an organic solvent, the treatment may be carried out after separation of an aqueous layer and an organic layer described later.
過酸化水素のクエンチ後(もしくはクエンチを行う前に)、有機層と水層を分離する。この際、有機層と水層が分離しない、もしくは有機溶剤を使用していない場合は、前述の有機溶剤を添加して操作を行い、水層より反応生成物の抽出を行う。この際使用する有機溶剤は得られる原料炭素-炭素二重結合を有する化合物に対し、重量比で0.5〜10倍、好ましくは0.5〜5倍である。この操作を必要により数回繰り返した後分離した有機層を、必要に応じて水洗して精製する。
得られた有機層は必要に応じてイオン交換樹脂や金属酸化物(特に、シリカゲル、アルミナなどが好ましい)、活性炭(中でも特に薬品賦活活性炭が好ましい)、複合金属塩(中でも特に塩基性複合金属塩が好ましい)、粘度鉱物(中でも特にモンモリロナイトなど層状粘度鉱物が好ましい)等により、不純物を除去し、さらに水洗、ろ過等を行った後、溶剤を留去し、目的とするエポキシ化合物を得る。
After hydrogen peroxide quench (or before quenching), the organic and aqueous layers are separated. At this time, when the organic layer and the aqueous layer are not separated, or the organic solvent is not used, the operation is performed by adding the above-mentioned organic solvent, and the reaction product is extracted from the aqueous layer. The organic solvent used in this case is 0.5 to 10 times, preferably 0.5 to 5 times in weight ratio with respect to the compound having a raw material carbon-carbon double bond to be obtained. This operation is repeated several times as necessary, and the separated organic layer is purified by washing with water as necessary.
The obtained organic layer may be an ion exchange resin, a metal oxide (especially, silica gel, alumina, etc. are preferred), activated carbon (especially, preferably a chemical activated carbon), a composite metal salt (especially a basic composite metal salt). Are preferably removed), a mineral with a viscosity (especially a layered viscosity mineral such as montmorillonite is preferred) and the like, and after washing with water and filtration, the solvent is distilled off to obtain the desired epoxy compound.
このようにして得られたエポキシ化合物はエポキシ基と水との反応による加水分解物、塩素等のハロゲンが導入されたもの、酢酸等のカルボン酸付加物などが不純物として含まれる。またエポキシ基同士の重合した高分子量体や、その他副反応物が反応条件によっては生成する。
本発明においては得られるエポキシ化合物は、特に、ハロゲン量、酢酸付加物等のカルボン酸付加物量が少なくなることを特徴としている。ハロゲンの導入や酢酸付加体は電気特性を著しく低下する恐れがあることから特に電子材料用途においては問題視されるものである。
本発明において得られるエポキシ化合物中に含まれるハロゲン量は1〜1000ppm、より好ましくは1〜500ppm、特に好ましくは1〜100ppmである(燃焼法で測定、加水分解法においても代替可能である)。
さらにカルボン酸付加体の量は1%以下、特に0.5%以下、より好ましくは0.3%以下が好ましい(ガスクロマトグラフィーにて測定)。
The epoxy compound thus obtained contains, as impurities, a hydrolyzate resulting from a reaction between an epoxy group and water, a product in which a halogen such as chlorine is introduced, a carboxylic acid adduct such as acetic acid, and the like. Further, polymerized high molecular weight polymer of epoxy groups and other side reaction products are generated depending on the reaction conditions.
The epoxy compound obtained in the present invention is particularly characterized in that the amount of carboxylic acid adducts such as halogen amount and acetic acid adduct is reduced. Introducing halogens and acetic acid adducts are regarded as a problem particularly in electronic materials because they may significantly reduce electrical properties.
The amount of halogen contained in the epoxy compound obtained in the present invention is 1 to 1000 ppm, more preferably 1 to 500 ppm, and particularly preferably 1 to 100 ppm (measured by a combustion method and can be replaced by a hydrolysis method).
Further, the amount of carboxylic acid adduct is preferably 1% or less, particularly 0.5% or less, more preferably 0.3% or less (measured by gas chromatography).
得られたエポキシ化合物は、例えばエポキシアクリレートおよびその誘導体、オキサゾリドン系化合物、環状カーボネート化合物等の各種樹脂原料として使用できる。 The obtained epoxy compound can be used as various resin raw materials such as epoxy acrylate and derivatives thereof, oxazolidone compounds, and cyclic carbonate compounds.
以下、上記のようにして得られたエポキシ化合物(本発明のエポキシ化合物という)を含む硬化性樹脂組成物(本発明の硬化性樹脂組成物という)について説明する。
本発明の硬化性樹脂組成物は本発明のエポキシ化合物を含有する。本発明の硬化性樹脂組成物においては、硬化剤による熱硬化(硬化性樹脂組成物A)と酸を硬化触媒とするカチオン硬化(硬化性樹脂組成物B)の二種の方法が適応できる。
Hereinafter, the curable resin composition (referred to as the curable resin composition of the present invention) containing the epoxy compound (referred to as the epoxy compound of the present invention) obtained as described above will be described.
The curable resin composition of the present invention contains the epoxy compound of the present invention. In the curable resin composition of the present invention, two methods of heat curing with a curing agent (curable resin composition A) and cationic curing with an acid as a curing catalyst (curable resin composition B) can be applied.
硬化性樹脂組成物Aと硬化性組樹脂成物Bにおいて本発明のエポキシ化合物は単独でまたは他のエポキシ樹脂と併用して使用することが出来る。併用する場合、本発明のエポキシ化合物の全エポキシ樹脂(本発明のエポキシ化合物と他のエポキシ樹脂;以下同様)中に占める割合は30重量%以上が好ましく、特に40重量%以上が好ましい。ただし、本発明のエポキシ化合物を硬化性樹脂組成物の改質剤として使用する場合は、1〜30重量%の割合で添加する。 In the curable resin composition A and the curable resin composition B, the epoxy compound of the present invention can be used alone or in combination with other epoxy resins. When used in combination, the proportion of the epoxy compound of the present invention in all epoxy resins (the epoxy compound of the present invention and other epoxy resins; the same shall apply hereinafter) is preferably 30% by weight or more, particularly preferably 40% by weight or more. However, when using the epoxy compound of this invention as a modifier of curable resin composition, it adds in the ratio of 1 to 30 weight%.
本発明のエポキシ化合物と併用できる他のエポキシ樹脂のとしては、ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂などが挙げられる。具体的には、ビスフェノールA、ビスフェノールS、チオジフェノール、フルオレンビスフェノール、テルペンジフェノール、4,4’−ビフェノール、2,2’−ビフェノール、3,3’,5,5’−テトラメチル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジオール、ハイドロキノン、レゾルシン、ナフタレンジオール、トリス−(4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1,2,2−テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、フェノール類(フェノール、アルキル置換フェノール、ナフトール、アルキル置換ナフトール、ジヒドロキシベンゼン、ジヒドロキシナフタレン等)とホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド、p−ヒドロキシベンズアルデヒド、o−ヒドロキシベンズアルデヒド、p−ヒドロキシアセトフェノン、o−ヒドロキシアセトフェノン、ジシクロペンタジエン、フルフラール、4,4’−ビス(クロルメチル)−1,1’−ビフェニル、4,4’−ビス(メトキシメチル)−1,1’−ビフェニル、1,4−ビス(クロロメチル)ベンゼン、1,4−ビス(メトキシメチル)ベンゼン等との重縮合物及びこれらの変性物、テトラブロモビスフェノールA等のハロゲン化ビスフェノール類またはアルコール類から誘導される、それらのグリシジルエーテル化物;脂環式エポキシ樹脂、グリシジルアミン系エポキシ樹脂、グリシジルエステル系エポキシ樹脂、シルセスキオキサン系のエポキシ樹脂(鎖状、環状、ラダー状、あるいはそれら少なくとも2種以上の混合構造のシロキサン構造にグリシジル基、および/またはエポキシシクロヘキサン構造を有するエポキシ樹脂)等の固形または液状エポキシ樹脂が挙げられるが、これらに限定されるものではない。 Examples of other epoxy resins that can be used in combination with the epoxy compound of the present invention include novolac type epoxy resins, bisphenol A type epoxy resins, biphenyl type epoxy resins, triphenylmethane type epoxy resins, phenol aralkyl type epoxy resins, and the like. Specifically, bisphenol A, bisphenol S, thiodiphenol, fluorene bisphenol, terpene diphenol, 4,4′-biphenol, 2,2′-biphenol, 3,3 ′, 5,5′-tetramethyl- [ 1,1′-biphenyl] -4,4′-diol, hydroquinone, resorcin, naphthalenediol, tris- (4-hydroxyphenyl) methane, 1,1,2,2-tetrakis (4-hydroxyphenyl) ethane, phenol (Phenol, alkyl-substituted phenol, naphthol, alkyl-substituted naphthol, dihydroxybenzene, dihydroxynaphthalene, etc.) and formaldehyde, acetaldehyde, benzaldehyde, p-hydroxybenzaldehyde, o-hydroxybenzaldehyde, p-hydroxyacetaldehyde Non, o-hydroxyacetophenone, dicyclopentadiene, furfural, 4,4′-bis (chloromethyl) -1,1′-biphenyl, 4,4′-bis (methoxymethyl) -1,1′-biphenyl, 1, Derived from polycondensates with 4-bis (chloromethyl) benzene, 1,4-bis (methoxymethyl) benzene, etc. and their modified products, halogenated bisphenols such as tetrabromobisphenol A, or alcohols Glycidyl etherified product of alicyclic epoxy resin, glycidylamine epoxy resin, glycidyl ester epoxy resin, silsesquioxane epoxy resin (chain, cyclic, ladder, or a mixture of at least two of them) Siloxane structure with glycidyl group and / or epoxycyclohexa Include solid or liquid epoxy resin having an epoxy resin) having the structure, but not limited thereto.
特に本発明の硬化性樹脂組成物を光学用途に用いる場合、脂環式エポキシ樹脂やシルセスキオキサン構造のエポキシ樹脂との併用が好ましい。特に脂環式エポキシ樹脂の場合、骨格にエポキシシクロヘキサン構造を有する化合物が好ましく、シクロヘキセン構造を有する化合物の酸化反応により得られるエポキシ樹脂が好ましい。
これらエポキシ樹脂としては、シクロヘキセンカルボン酸とアルコール類とのエステル化反応あるいはシクロヘキセンメタノールとカルボン酸類とのエステル化反応(Tetrahedron vol.36 p.2409 (1980)、Tetrahedron Letter p.4475 (1980)等に記載の手法)、あるいはシクロヘキセンアルデヒドのティシェンコ反応(特開2003−170059号公報、特開2004−262871号公報等に記載の手法)、さらにはシクロヘキセンカルボン酸エステルのエステル交換反応(特開2006−052187号公報等に記載の手法)によって製造できる化合物を酸化した物などが挙げられる。
アルコール類としては、アルコール性水酸基を有する化合物であれば特に限定されないがエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノールなどのジオール類、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリメチロールブタン、2−ヒドロキシメチル−1,4−ブタンジオールなどのトリオール類、ペンタエリスリトールなどのテトラオール類などが挙げられる。またカルボン酸類としてはシュウ酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、シクロヘキサンジカルボン酸などが挙げられるがこれに限らない。
When using especially the curable resin composition of this invention for an optical use, combined use with an alicyclic epoxy resin or an epoxy resin of a silsesquioxane structure is preferable. In particular, in the case of an alicyclic epoxy resin, a compound having an epoxycyclohexane structure in the skeleton is preferable, and an epoxy resin obtained by an oxidation reaction of a compound having a cyclohexene structure is preferable.
These epoxy resins include esterification reaction of cyclohexene carboxylic acid and alcohols or esterification reaction of cyclohexene methanol and carboxylic acids (Tetrahedron vol.36 p.2409 (1980), Tetrahedron Letter p.4475 (1980), etc.) Described), or Tyschenko reaction of cyclohexene aldehyde (method described in JP-A-2003-170059, JP-A-2004-262871, etc.), and further transesterification of cyclohexene carboxylic acid ester (JP-A-2006-052187). And the like, which are obtained by oxidizing a compound that can be produced by the method described in Japanese Patent Publication No.
The alcohol is not particularly limited as long as it is a compound having an alcoholic hydroxyl group, but ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentane. Diols, diols such as 1,6-hexanediol and cyclohexanedimethanol, triols such as glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, trimethylolbutane, 2-hydroxymethyl-1,4-butanediol, pentaerythritol, etc. And tetraols. Examples of carboxylic acids include, but are not limited to, oxalic acid, maleic acid, fumaric acid, phthalic acid, isophthalic acid, adipic acid, and cyclohexanedicarboxylic acid.
さらには、シクロヘキセンアルデヒド誘導体と、アルコール体とのアセタール反応によるアセタール化合物が挙げられる。反応手法としては一般のアセタール化反応を応用すれば製造でき、例えば、反応媒体にトルエン、キシレンなどの溶媒を用いて共沸脱水しながら反応を行う方法(米国特許第2945008号公報)、濃塩酸に多価アルコールを溶解した後アルデヒド類を徐々に添加しながら反応を行う方法(特開昭48−96590号公報)、反応媒体に水を用いる方法(米国特許第3092640号公報)、反応媒体に有機溶媒を用いる方法(特開平7−215979号公報)、固体酸触媒を用いる方法(特開2007−230992号公報)等が開示されている。構造の安定性から環状アセタール構造が好ましい。
これらエポキシ樹脂の具体例としては、ERL−4221、UVR−6105、ERL−4299(全て商品名、いずれもダウ・ケミカル製)、セロキサイド2021P、エポリードGT401、EHPE3150、EHPE3150CE(全て商品名、いずれもダイセル化学工業製)及びジシクロペンタジエンジエポキシドなどが挙げられるがこれらに限定されるものではない(参考文献:総説エポキシ樹脂 基礎編I p76−85)。
これらは単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。
Furthermore, the acetal compound by the acetal reaction of a cyclohexene aldehyde derivative and an alcohol form is mentioned. As a reaction method, it can be produced by applying a general acetalization reaction. For example, a method of carrying out a reaction while azeotropically dehydrating using a solvent such as toluene or xylene as a reaction medium (US Pat. No. 2,945,008), concentrated hydrochloric acid A method in which polyhydric alcohol is dissolved in the mixture and then the reaction is carried out while gradually adding aldehydes (Japanese Patent Laid-Open No. 48-96590), a method using water as a reaction medium (US Pat. No. 3,092,640), A method using an organic solvent (Japanese Patent Laid-Open No. 7-215979), a method using a solid acid catalyst (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-230992), and the like are disclosed. A cyclic acetal structure is preferable from the viewpoint of structural stability.
Specific examples of these epoxy resins include ERL-4221, UVR-6105, ERL-4299 (all trade names, all manufactured by Dow Chemical), Celoxide 2021P, Eporide GT401, EHPE3150, EHPE3150CE (all trade names, all Daicel). Chemical Industry) and dicyclopentadiene diepoxide, and the like, but are not limited to these (Reference: Review Epoxy Resin Basic Edition I p76-85).
These may be used alone or in combination of two or more.
以下、それぞれの硬化性樹脂組成物について説明する。
硬化剤による熱硬化(硬化性樹脂組成物A)
本発明の硬化性樹脂組成物Aが含有する硬化剤としては、例えばアミン系化合物、酸無水物系化合物、アミド系化合物、フェノール系化合物、カルボン酸系化合物などが挙げられる。用いうる硬化剤の具体例としては、ジアミノジフェニルメタン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ジアミノジフェニルスルホン、イソホロンジアミン、ジシアンジアミド、リノレン酸の2量体とエチレンジアミンより合成されるポリアミド樹脂などの含窒素化合物(アミン、アミド化合物);無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、無水マレイン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、無水ナジック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、ブタンテトラカルボン酸無水物、ビシクロ[2,2,1]ヘプタン−2,3−ジカルボン酸無水物、メチルビシクロ[2,2,1]ヘプタン−2,3−ジカルボン酸無水物、シクロヘキサン−1,3,4−トリカルボン酸−3,4−無水物、などの酸無水物;各種アルコール、カルビノール変性シリコーン、と前述の酸無水物との付加反応により得られるカルボン酸樹脂;フェノール樹脂、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、フルオレンビスフェノール、テルペンジフェノール、4,4’−ビフェノール、2,2’−ビフェノール、3,3’,5,5’−テトラメチル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジオール、ハイドロキノン、レゾルシン、ナフタレンジオール、トリス−(4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1,2,2−テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、フェノール類(フェノール、アルキル置換フェノール、ナフトール、アルキル置換ナフトール、ジヒドロキシベンゼン、ジヒドロキシナフタレン等)とホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド、p−ヒドロキシベンズアルデヒド、o−ヒドロキシベンズアルデヒド、p−ヒドロキシアセトフェノン、o−ヒドロキシアセトフェノン、ジシクロペンタジエン、フルフラール、4,4’−ビス(クロロメチル)−1,1’−ビフェニル、4,4’−ビス(メトキシメチル)−1,1’−ビフェニル、1,4’−ビス(クロロメチル)ベンゼン、1,4’−ビス(メトキシメチル)ベンゼン等との重縮合物及びこれらの変性物、テトラブロモビスフェノールA等のハロゲン化ビスフェノール類、テルペンとフェノール類の縮合物などのポリフェノール類;イミダゾール、トリフルオロボラン−アミン錯体、グアニジン誘導体などの化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらは単独で用いてもよく、2種以上を用いてもよい。
本発明においては特に前述の酸無水物、カルボン酸樹脂に代表される、酸無水物構造、及び/またはカルボン酸構造を有する化合物が好ましい。
Hereinafter, each curable resin composition will be described.
Thermal curing with a curing agent (curable resin composition A)
Examples of the curing agent contained in the curable resin composition A of the present invention include amine compounds, acid anhydride compounds, amide compounds, phenol compounds, and carboxylic acid compounds. Specific examples of the curing agent that can be used include diaminodiphenylmethane, diethylenetriamine, triethylenetetramine, diaminodiphenylsulfone, isophoronediamine, dicyandiamide, and nitrogen-containing compounds such as polyamide resins synthesized from linolenic acid and ethylenediamine (amine, Amide compounds); phthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, maleic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, methyl nadic anhydride, nadic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, methyl hexahydro Phthalic anhydride, butanetetracarboxylic anhydride, bicyclo [2,2,1] heptane-2,3-dicarboxylic anhydride, methylbicyclo [2,2,1] heptane-2,3-dicarboxylic anhydride, Cyclohe Acid anhydrides such as sun-1,3,4-tricarboxylic acid-3,4-anhydride; carboxylic acid resins obtained by addition reaction of various alcohols, carbinol-modified silicones and the above-mentioned acid anhydrides; phenol Resin, bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, fluorene bisphenol, terpene diphenol, 4,4'-biphenol, 2,2'-biphenol, 3,3 ', 5,5'-tetramethyl- [1,1' -Biphenyl] -4,4'-diol, hydroquinone, resorcin, naphthalenediol, tris- (4-hydroxyphenyl) methane, 1,1,2,2-tetrakis (4-hydroxyphenyl) ethane, phenols (phenol, Alkyl-substituted phenol, naphthol, alkyl-substituted naphthol, dihydroxybenzene, Hydroxynaphthalene and the like) and formaldehyde, acetaldehyde, benzaldehyde, p-hydroxybenzaldehyde, o-hydroxybenzaldehyde, p-hydroxyacetophenone, o-hydroxyacetophenone, dicyclopentadiene, furfural, 4,4′-bis (chloromethyl) -1, Heavy weight with 1′-biphenyl, 4,4′-bis (methoxymethyl) -1,1′-biphenyl, 1,4′-bis (chloromethyl) benzene, 1,4′-bis (methoxymethyl) benzene, etc. Condensates and modified products thereof, polyphenols such as halogenated bisphenols such as tetrabromobisphenol A, terpene and phenol condensates; compounds such as imidazole, trifluoroborane-amine complexes, and guanidine derivatives, these It is not limited to. These may be used alone or in combination of two or more.
In the present invention, a compound having an acid anhydride structure and / or a carboxylic acid structure represented by the aforementioned acid anhydride and carboxylic acid resin is particularly preferable.
本発明の硬化性樹脂組成物Aにおいて硬化剤の使用量は、全エポキシ樹脂のエポキシ基1当量に対して0.7〜1.2当量が好ましい。エポキシ基1当量に対して、0.7当量に満たない場合、あるいは1.2当量を超える場合、いずれも硬化が不完全となり良好な硬化物性が得られない恐れがある。 In the curable resin composition A of the present invention, the amount of the curing agent used is preferably 0.7 to 1.2 equivalents relative to 1 equivalent of the epoxy groups of all epoxy resins. When less than 0.7 equivalent or more than 1.2 equivalent with respect to 1 equivalent of epoxy group, curing may be incomplete and good cured properties may not be obtained.
本発明の硬化性樹脂組成物Aにおいては、硬化剤とともに硬化促進剤を併用しても差し支えない。用い得る硬化促進剤の具体例としては2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール等のイミダゾ−ル類、2−(ジメチルアミノメチル)フェノール、1,8−ジアザ−ビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7等の第3級アミン類、トリフェニルホスフィン等のホスフィン類、テトラブチルアンモニウム塩、トリイソプロピルメチルアンモニウム塩、トリメチルデカニルアンモニウム塩、セチルトリメチルアンモニウム塩などの4級アンモニウム塩、トリフェニルベンジルフォスフォニウム塩、トリフェニルエチルフォスフォニウム塩、テトラブチルフォスフォニウム塩などの4級フォスフォニウム塩が挙げられる。(4級塩のカウンターイオンはハロゲン、有機酸イオン、水酸化物イオンなど、特に指定は無いが、特に有機酸イオン、水酸化物イオンが好ましい。)、オクチル酸スズ等の金属化合物等が挙げられる。硬化促進剤を用いる場合は、エポキシ樹脂100重量部に対して0.01〜5.0重量部が必要に応じ用いられる。 In the curable resin composition A of the present invention, a curing accelerator may be used in combination with the curing agent. Specific examples of curing accelerators that can be used include imidazoles such as 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2- (dimethylaminomethyl) phenol, 1,8-diaza- Tertiary amines such as bicyclo (5,4,0) undecene-7, phosphines such as triphenylphosphine, tetrabutylammonium salt, triisopropylmethylammonium salt, trimethyldecanylammonium salt, cetyltrimethylammonium salt, etc. Quaternary ammonium salts, triphenylbenzylphosphonium salts, triphenylethylphosphonium salts, quaternary phosphonium salts such as tetrabutylphosphonium salts, and the like can be given. (The counter ion of the quaternary salt is not particularly specified, such as halogen, organic acid ion, hydroxide ion, etc., but organic acid ion and hydroxide ion are particularly preferable), metal compounds such as tin octylate, etc. It is done. When using a hardening accelerator, 0.01-5.0 weight part is used as needed with respect to 100 weight part of epoxy resins.
本発明の硬化性樹脂組成物Aには、リン含有化合物を難燃性付与成分として含有させることもできる。リン含有化合物としては反応型のものでも添加型のものでもよい。リン含有化合物の具体例としては、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシリレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、クレジル−2,6−ジキシリレニルホスフェート、1,3−フェニレンビス(ジキシリレニルホスフェート)、1,4−フェニレンビス(ジキシリレニルホスフェート)、4,4'−ビフェニル(ジキシリレニルホスフェート)等のリン酸エステル類;9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキサイド、10(2,5−ジヒドロキシフェニル)−10H−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキサイド等のホスファン類;エポキシ樹脂と前記ホスファン類の活性水素とを反応させて得られるリン含有エポキシ化合物、赤リン等が挙げられるが、リン酸エステル類、ホスファン類またはリン含有エポキシ化合物が好ましく、1,3−フェニレンビス(ジキシリレニルホスフェート)、1,4−フェニレンビス(ジキシリレニルホスフェート)、4,4'−ビフェニル(ジキシリレニルホスフェート)またはリン含有エポキシ化合物が特に好ましい。リン含有化合物の含有量はリン含有化合物/全エポキシ樹脂=0.1〜0.6(重量比)が好ましい。0.1以下では難燃性が不十分であり、0.6以上では硬化物の吸湿性、誘電特性に悪影響を及ぼす懸念がある。 The curable resin composition A of the present invention may contain a phosphorus-containing compound as a flame retardant imparting component. The phosphorus-containing compound may be a reactive type or an additive type. Specific examples of phosphorus-containing compounds include trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tricresyl phosphate, trixylylenyl phosphate, cresyl diphenyl phosphate, cresyl-2,6-dixylylenyl phosphate, 1,3-phenylenebis ( Phosphoric acid esters such as dixylylenyl phosphate), 1,4-phenylenebis (dixylylenyl phosphate), 4,4′-biphenyl (dixylylenyl phosphate); 9,10-dihydro-9-oxa Phosphanes such as -10-phosphaphenanthrene-10-oxide, 10 (2,5-dihydroxyphenyl) -10H-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide; epoxy resin and active hydrogen of the phosphanes A phosphorus-containing product obtained by reacting with Poxy compounds, red phosphorus and the like can be mentioned, and phosphoric esters, phosphanes or phosphorus-containing epoxy compounds are preferable, and 1,3-phenylenebis (dixylylenyl phosphate), 1,4-phenylenebis (dixylylene). Nyl phosphate), 4,4′-biphenyl (dixylylenyl phosphate) or phosphorus-containing epoxy compounds are particularly preferred. The phosphorus-containing compound content is preferably phosphorus-containing compound / total epoxy resin = 0.1 to 0.6 (weight ratio). If it is 0.1 or less, the flame retardancy is insufficient, and if it is 0.6 or more, there is a concern that it may adversely affect the hygroscopicity and dielectric properties of the cured product.
さらに本発明の硬化性樹脂組成物Aには、必要に応じて酸化防止剤を添加しても構わない。使用できる酸化防止剤としては、フェノール系、イオウ系、リン系酸化防止剤が挙げられる。酸化防止剤は単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。酸化防止剤の使用量は、本発明の硬化性樹脂組成物中の樹脂成分に対して100重量部に対して、通常0.008〜1重量部、好ましくは0.01〜0.5重量部である。 Furthermore, you may add antioxidant to the curable resin composition A of this invention as needed. Antioxidants that can be used include phenol-based, sulfur-based, and phosphorus-based antioxidants. Antioxidants can be used alone or in combination of two or more. The usage-amount of antioxidant is 0.008-1 weight part normally with respect to 100 weight part with respect to the resin component in the curable resin composition of this invention, Preferably it is 0.01-0.5 weight part. It is.
酸化防止剤としては、例えば、フェノール系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤、リン系酸化防止剤などが挙げられる。フェノール系酸化防止剤の具体例として、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニソール、2,6−ジ−t−ブチル−p−エチルフェノール、ステアリル−β−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート等のモノフェノール類;2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、3,9−ビス[1,1−ジメチル−2−{β−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ}エチル]2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン等のビスフェノール類;1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、テトラキス−[メチレン−3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、ビス[3,3’−ビス−(4’−ヒドロキシ−3’−t−ブチルフェニル)ブチリックアシッド]グリコールエステル、1,3,5−トリス(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシベンジル)−S−トリアジンー2,4,6−(1H,3H,5H)トリオン、トコフェノール等の高分子型フェノール類が例示される。 Examples of the antioxidant include a phenol-based antioxidant, a sulfur-based antioxidant, and a phosphorus-based antioxidant. Specific examples of phenolic antioxidants include 2,6-di-t-butyl-p-cresol, butylated hydroxyanisole, 2,6-di-t-butyl-p-ethylphenol, stearyl-β- (3 , 5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate and the like; 2,2′-methylenebis (4-methyl-6-tert-butylphenol), 2,2′-methylenebis (4-ethyl- 6-t-butylphenol), 4,4′-thiobis (3-methyl-6-tert-butylphenol), 4,4′-butylidenebis (3-methyl-6-tert-butylphenol), 3,9-bis [1 , 1-Dimethyl-2- {β- (3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl) propionyloxy} ethyl] 2,4,8,10-tetraoxaspir B Bisphenols such as [5,5] undecane; 1,1,3-tris (2-methyl-4-hydroxy-5-tert-butylphenyl) butane, 1,3,5-trimethyl-2,4,6 -Tris (3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl) benzene, tetrakis- [methylene-3- (3 ', 5'-di-t-butyl-4'-hydroxyphenyl) propionate] methane, Bis [3,3′-bis- (4′-hydroxy-3′-t-butylphenyl) butyric acid] glycol ester, 1,3,5-tris (3 ′, 5′-di-t-butyl- High molecular phenols such as 4′-hydroxybenzyl) -S-triazine-2,4,6- (1H, 3H, 5H) trione and tocophenol are exemplified.
イオウ系酸化防止剤の具体例として、ジラウリル−3,3’−チオジプロピオネート、ジミリスチル−3,3’−チオジプロピオネート、ジステアリルル−3,3’−チオジプロピオネート等が例示される。 Specific examples of the sulfur-based antioxidant include dilauryl-3,3′-thiodipropionate, dimyristyl-3,3′-thiodipropionate, distearyl-3,3′-thiodipropionate, and the like. .
リン系酸化防止剤の具体例として、トリフェニルホスファイト、ジフェニルイソデシルホスファイト、フェニルジイソデシルホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、ジイソデシルペンタエリスリトールホスファイト、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビス(オクタデシル)ホスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビ(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビ(2,4−ジ−t−ブチル−4−メチルフェニル)ホスファイト、ビス[2−t−ブチル−6−メチル−4−{2−(オクタデシルオキシカルボニル)エチル}フェニル]ヒドロゲンホスファイト等のホスファイト類;9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキサイド、10−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキサイド、10−デシロキシ−9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキサイド等のオキサホスファフェナントレンオキサイド類などが例示される。 Specific examples of phosphorus antioxidants include triphenyl phosphite, diphenylisodecyl phosphite, phenyl diisodecyl phosphite, tris (nonylphenyl) phosphite, diisodecylpentaerythritol phosphite, tris (2,4-di-t- Butylphenyl) phosphite, cyclic neopentanetetrayl bis (octadecyl) phosphite, cyclic neopentanetetraylbi (2,4-di-t-butylphenyl) phosphite, cyclic neopentanetetraylbi (2,4 -Di-t-butyl-4-methylphenyl) phosphite, bis [2-t-butyl-6-methyl-4- {2- (octadecyloxycarbonyl) ethyl} phenyl] hydrogen phosphite, etc. 9,10-dihydro 9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide, 10- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl) -9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10 -Oxaphosphaphenanthrene oxides such as 10-decyloxy-9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide are exemplified.
これらの酸化防止剤はそれぞれ単独で使用できるが、2種以上を組み合わせて併用しても構わない。特に本発明においてはリン系の酸化防止剤が好ましい。 These antioxidants can be used alone, but two or more of them may be used in combination. In the present invention, a phosphorus-based antioxidant is particularly preferable.
さらに本発明の硬化性樹脂組成物Aには、必要に応じて光安定剤を添加しても構わない。
光安定剤としては、ヒンダートアミン系の光安定剤、特にHALS等が好適である。HALSとしては特に限定されるものではないが、代表的なものとしては、ジブチルアミン・1,3,5−トリアジン・N,N’―ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル−1,6−ヘキサメチレンジアミンとN−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ブチルアミンの重縮合物、ポリ〔{6−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)アミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル}{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}ヘキサメチレン{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}〕、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)〔〔3,5−ビス(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドリキシフェニル〕メチル〕ブチルマロネート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート等が挙げられる。HALSは1種のみが用いられても良いし、2種類以上が併用されても良い。
Furthermore, you may add a light stabilizer to the curable resin composition A of this invention as needed.
As the light stabilizer, hindered amine-based light stabilizers, particularly HALS and the like are suitable. HALS is not particularly limited, but representative examples include dibutylamine, 1,3,5-triazine, N, N′-bis (2,2,6,6-tetramethyl-4- A polycondensate of piperidyl-1,6-hexamethylenediamine and N- (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) butylamine, poly [{6- (1,1,3,3-tetramethyl Butyl) amino-1,3,5-triazine-2,4-diyl} {(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) imino} hexamethylene {(2,2,6,6-tetra Methyl-4-piperidyl) imino}], bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) [[3,5-bis (1,1-dimethylethyl) -4-hydroxyphenyl] Methyl] butyl malonate, bis (2,2 6,6-tetramethyl-4-piperidyl) .HALS which sebacate and the like are may be used only one kind or two or more of them may be used in combination.
さらに本発明の硬化性樹脂組成物Aには、必要に応じてバインダー樹脂を配合することも出来る。バインダー樹脂としてはブチラール系樹脂、アセタール系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ−ナイロン系樹脂、NBR−フェノール系樹脂、エポキシ−NBR系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、シリコーン系樹脂などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。バインダー樹脂の配合量は、硬化物の難燃性、耐熱性を損なわない範囲であることが好ましく、樹脂成分100重量部に対して通常0.05〜50重量部、好ましくは0.05〜20重量部が必要に応じて用いられる。 Furthermore, binder resin can also be mix | blended with the curable resin composition A of this invention as needed. Examples of the binder resin include butyral resins, acetal resins, acrylic resins, epoxy-nylon resins, NBR-phenol resins, epoxy-NBR resins, polyamide resins, polyimide resins, and silicone resins. However, it is not limited to these. The blending amount of the binder resin is preferably in a range that does not impair the flame retardancy and heat resistance of the cured product, and is usually 0.05 to 50 parts by weight, preferably 0.05 to 20 parts per 100 parts by weight of the resin component. Part by weight is used as needed.
本発明の硬化性樹脂組成物Aには、必要に応じて無機充填剤を添加することができる。無機充填剤としては、結晶シリカ、溶融シリカ、アルミナ、ジルコン、珪酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素、ジルコニア、フォステライト、ステアタイト、スピネル、チタニア、タルク等の粉体またはこれらを球形化したビーズ等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらは単独で用いてもよく、2種以上を用いてもよい。これら無機充填剤の含有量は、本発明の硬化性樹脂組成物A中において0〜95重量%を占める量が用いられる。更に本発明の硬化性樹脂組成物には、シランカップリング剤、ステアリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の離型剤、界面活性剤、染料、顔料、紫外線吸収剤等の種々の配合剤、各種熱硬化性樹脂を添加することができる。 An inorganic filler can be added to the curable resin composition A of the present invention as necessary. Examples of inorganic fillers include crystalline silica, fused silica, alumina, zircon, calcium silicate, calcium carbonate, silicon carbide, silicon nitride, boron nitride, zirconia, fosterite, steatite, spinel, titania, talc, and the like. However, the present invention is not limited to these. These may be used alone or in combination of two or more. The content of these inorganic fillers is 0 to 95% by weight in the curable resin composition A of the present invention. Furthermore, the curable resin composition of the present invention includes various agents such as silane coupling agents, mold release agents such as stearic acid, palmitic acid, zinc stearate, and calcium stearate, surfactants, dyes, pigments, and ultraviolet absorbers. A compounding agent and various thermosetting resins can be added.
本発明の硬化性樹脂組成物を光半導体封止剤に使用する場合、必要に応じて、蛍光体を添加することができる。蛍光体は、例えば、青色LED素子から発せられた青色光の一部を吸収し、波長変換された黄色光を発することにより、白色光を形成する作用を有するものである。蛍光体を、硬化性樹脂組成物に予め分散させておいてから、光半導体を封止する。蛍光体としては特に制限がなく、従来公知の蛍光体を使用することができ、例えば、希土類元素のアルミン酸塩、チオ没食子酸塩、オルトケイ酸塩等が例示される。より具体的には、YAG蛍光体、TAG蛍光体、オルトシリケート蛍光体、チオガレート蛍光体、硫化物蛍光体等の蛍光体が挙げられ、YAlO3:Ce、Y3Al5O12:Ce,Y4Al2O9:Ce、Y2O2S:Eu、Sr5(PO4)3Cl:Eu、(SrEu)O・Al2O3などが例示される。係る蛍光体の粒径としては、この分野で公知の粒径のものが使用されるが、平均粒径としては、1〜250μm、特に2〜50μmが好ましい。これらの蛍光体を使用する場合、その添加量は、その樹脂成分に対して100重量部に対して、1〜80重量部、好ましくは、5〜60重量部が好ましい。 When using the curable resin composition of this invention for an optical semiconductor sealing agent, a fluorescent substance can be added as needed. For example, the phosphor has a function of forming white light by absorbing part of blue light emitted from a blue LED element and emitting wavelength-converted yellow light. After the phosphor is dispersed in advance in the curable resin composition, the optical semiconductor is sealed. There is no restriction | limiting in particular as fluorescent substance, A conventionally well-known fluorescent substance can be used, For example, rare earth element aluminate, thio gallate, orthosilicate, etc. are illustrated. More specifically, phosphors such as a YAG phosphor, a TAG phosphor, an orthosilicate phosphor, a thiogallate phosphor, and a sulfide phosphor can be mentioned, and YAlO 3 : Ce, Y 3 Al 5 O 12 : Ce, Y 4 Al 2 O 9 : Ce, Y 2 O 2 S: Eu, Sr 5 (PO 4 ) 3 Cl: Eu, (SrEu) O.Al 2 O 3 and the like are exemplified. As the particle size of the phosphor, those having a particle size known in this field are used, and the average particle size is preferably 1 to 250 μm, particularly preferably 2 to 50 μm. When using these fluorescent substance, the addition amount is 1-80 weight part with respect to 100 weight part with respect to the resin component, Preferably, 5-60 weight part is preferable.
本発明の硬化性樹脂組成物Aは、各成分を均一に混合することにより得られる。本発明の硬化性樹脂組成物Aは従来知られている方法と同様の方法で容易にその硬化物とすることができる。例えば本発明のエポキシ化合物と硬化剤並びに必要により硬化促進剤、リン含有化合物、バインダー樹脂、無機充填材及び配合剤とを必要に応じて押出機、ニーダ、ロール等を用いて均一になるまで充分に混合して硬化性樹脂組成物を得、その硬化性樹脂組成物をポッティング、溶融後(液状の場合は溶融無しに)注型、あるいはトランスファー成型機などを用いて成型し、さらに80〜200℃で2〜10時間加熱することにより本発明の硬化物を得ることができる。 The curable resin composition A of the present invention is obtained by uniformly mixing each component. The curable resin composition A of the present invention can be easily made into a cured product by a method similar to a conventionally known method. For example, the epoxy compound of the present invention, a curing agent and, if necessary, a curing accelerator, a phosphorus-containing compound, a binder resin, an inorganic filler, and a compounding agent are sufficient until uniform using an extruder, kneader, roll, etc. as necessary. To obtain a curable resin composition, potting the curable resin composition, after melting (without melting in the case of a liquid, casting), or molding using a transfer molding machine, and further 80-200 The cured product of the present invention can be obtained by heating at a temperature of 2 to 10 hours.
また本発明の硬化性樹脂組成物Aを必要に応じてトルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等の溶剤に溶解させ、硬化性樹脂組成物ワニスとし、ガラス繊維、カ−ボン繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アルミナ繊維、紙などの基材に含浸させて加熱乾燥して得たプリプレグを熱プレス成形することにより、本発明の硬化性樹脂組成物Aの硬化物とすることができる。この際の溶剤は、本発明の硬化性樹脂組成物Aと該溶剤の混合物中で通常10〜70重量%、好ましくは15〜70重量%を占める量を用いる。また液状組成物であれば、そのまま例えば、RTM方式でカーボン繊維を含有するエポキシ樹脂硬化物を得ることもできる。 Further, the curable resin composition A of the present invention is dissolved in a solvent such as toluene, xylene, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone as necessary, and the curable resin composition varnish. The curable resin composition of the present invention is obtained by hot press-molding a prepreg obtained by impregnating a base material such as glass fiber, carbon fiber, polyester fiber, polyamide fiber, alumina fiber, or paper and drying by heating. It can be set as the hardened | cured material of the thing A. The solvent used in this case is usually 10 to 70% by weight, preferably 15 to 70% by weight in the mixture of the curable resin composition A of the present invention and the solvent. Moreover, if it is a liquid composition, the epoxy resin hardened | cured material which contains a carbon fiber by the RTM system as it is can also be obtained as it is.
また本発明の硬化性樹脂組成物Aをフィルム型組成物の改質剤としても使用できる。具体的にはB−ステージにおけるフレキ性等を向上させる場合に用いることができる。このようなフィルム型の樹脂組成物を得る場合は、このようなフィルム型の樹脂組成物は、本発明の硬化性樹脂組成物Aを前記硬化性樹脂組成物ワニスとして剥離フィルム上に塗布し、加熱下で溶剤を除去した後、Bステージ化を行うことによりシート状の接着剤として得られる。このシート状接着剤は多層基板などにおける層間絶縁層として使用することが出来る。 Moreover, the curable resin composition A of this invention can be used also as a modifier of a film type composition. Specifically, it can be used to improve the flexibility of the B-stage. When obtaining such a film-type resin composition, such a film-type resin composition is applied onto the release film using the curable resin composition A of the present invention as the curable resin composition varnish, After removing the solvent under heating, it is obtained as a sheet-like adhesive by performing B-stage. This sheet-like adhesive can be used as an interlayer insulating layer in a multilayer substrate or the like.
更に、本発明の硬化性樹脂組成物Aは、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が使用される一般の用途に用いることができ、例えば、接着剤、塗料、コーティング剤、成形材料(シート、フィルム、FRP等を含む)、絶縁材料(プリント基板、電線被覆等を含む)、封止材の他、封止材、基板用のシアネート樹脂組成物や、レジスト用硬化剤としてアクリル酸エステル系樹脂等、他樹脂等への添加剤等が挙げられる。 Furthermore, the curable resin composition A of the present invention can be used in general applications in which a thermosetting resin such as an epoxy resin is used. For example, adhesives, paints, coating agents, molding materials (sheets, films) , FRP, etc.), insulating materials (including printed circuit boards, wire coatings, etc.), sealing materials, sealing materials, cyanate resin compositions for substrates, and acrylic ester resins as resist curing agents, etc. And additives to other resins.
接着剤としては、土木用、建築用、自動車用、一般事務用、医療用の接着剤の他、電子材料用の接着剤が挙げられる。これらのうち電子材料用の接着剤としては、ビルドアップ基板等の多層基板の層間接着剤、ダイボンディング剤、アンダーフィル等の半導体用接着剤、BGA補強用アンダーフィル、異方性導電性フィルム(ACF)、異方性導電性ペースト(ACP)等の実装用接着剤等が挙げられる。 Examples of the adhesive include civil engineering, architectural, automotive, general office, and medical adhesives, and electronic material adhesives. Among these, adhesives for electronic materials include interlayer adhesives for multilayer substrates such as build-up substrates, die bonding agents, semiconductor adhesives such as underfills, BGA reinforcing underfills, anisotropic conductive films ( ACF) and an adhesive for mounting such as anisotropic conductive paste (ACP).
封止剤としては、コンデンサ、トランジスタ、ダイオード、発光ダイオード、IC、LSIなど用のポッティング、ディッピング、トランスファーモールド封止、IC、LSI類のCOB、COF、TABなど用のといったポッティング封止、フリップチップなどの用のアンダーフィル、QFP、BGA、CSPなどのICパッケージ類実装時の封止(補強用アンダーフィルを含む)などを挙げることができる。 As sealing agents, potting, dipping, transfer mold sealing for capacitors, transistors, diodes, light-emitting diodes, ICs, LSIs, potting sealings for ICs, LSIs such as COB, COF, TAB, flip chip For example, underfill for QFP, BGA, CSP, etc., and sealing (including reinforcing underfill) can be used.
硬化性樹脂組成物B(酸性硬化触媒によるカチオン硬化)
酸性硬化触媒を用いて硬化させる本発明の硬化性樹脂組成物Bは、酸性硬化触媒として光重合開始剤あるいは熱重合開始剤を含有する。さらに、希釈剤、重合性モノマー、重合性オリゴマー、重合開始補助剤、光増感剤等の各種公知の化合物、材料等を含有していてもよい。また、所望に応じて無機充填材、着色顔料、紫外線吸収剤、酸化防止剤、安定剤等、各種公知の添加剤を含有してもよい。
Curable resin composition B (cationic curing with acidic curing catalyst)
The curable resin composition B of the present invention that is cured using an acidic curing catalyst contains a photopolymerization initiator or a thermal polymerization initiator as an acidic curing catalyst. Furthermore, you may contain various well-known compounds, materials, such as a diluent, a polymerizable monomer, a polymerizable oligomer, a polymerization start adjuvant, a photosensitizer. Moreover, you may contain various well-known additives, such as an inorganic filler, a color pigment, a ultraviolet absorber, antioxidant, a stabilizer, as needed.
酸性硬化触媒としてはカチオン重合開始剤が好ましく、光カチオン重合開始剤が特に好ましい。カチオン重合開始剤としてはヨードニウム塩もしくはスルホニウム塩、またはジアゾニウム塩等のオニウム塩を有するものが挙げられ、これらは単独または2種以上で使用することができる。
活性エネルギー線カチオン重合開始剤の例は、金属フルオロホウ素錯塩および三フッ化ホウ素錯化合物(米国特許第3379653号)、ビス(ペルフルアルキルスルホニル)メタン金属塩(米国特許第3586616号)、アリールジアゾニウム化合物(米国特許第3708296号)、VIa族元素の芳香族オニウム塩(米国特許第4058400号)、Va族元素の芳香族オニウム塩(米国特許第4069055号)、IIIa〜Va族元素のジカルボニルキレート(米国特許第4068091号)、チオピリリウム塩(米国特許第4139655号)、MF6−陰イオンの形のVIb族元素(米国特許第4161478号;Mはリン、アンチモンおよび砒素から選択される。)、アリールスルホニウム錯塩(米国特許第4231951号)、芳香族ヨードニウム錯塩および芳香族スルホニウム錯塩(米国特許第4256828号)、およびビス[4−(ジフェニルスルホニオ)フェニル]スルフィド−ビス−ヘキサフルオロ金属塩(Journal of Polymer Science, Polymer Chemistry、第2巻、1789項(1984年))である。その他、鉄化合物の混合配位子金属塩およびシラノール−アルミニウム錯体も使用することが可能である。
また、具体例としては、「アデカオプトマーSP150」、「アデカオプトマーSP170」(いずれも旭電化工業社製)、「UVE−1014」(ゼネラルエレクトロニクス社製)、「CD−1012」(サートマー社製)、「RP−2074」(ローディア社製)等が挙げられる。
該カチオン重合開始剤の使用量は、エポキシ樹脂成分100重量部に対して、好ましくは、0.01〜50重量部であり、より好ましくは、0.1〜10重量部である。
As the acidic curing catalyst, a cationic polymerization initiator is preferable, and a photocationic polymerization initiator is particularly preferable. Examples of the cationic polymerization initiator include those having an onium salt such as an iodonium salt, a sulfonium salt, or a diazonium salt, and these can be used alone or in combination of two or more.
Examples of active energy ray cationic polymerization initiators include metal fluoroboron complex salts and boron trifluoride complex compounds (US Pat. No. 3,379,653), bis (perfluoroalkylsulfonyl) methane metal salts (US Pat. No. 3,586,616), aryldiazonium Compound (US Pat. No. 3,708,296), aromatic onium salt of group VIa element (US Pat. No. 4,058,400), aromatic onium salt of group Va element (US Pat. No. 4069055), dicarbonyl chelate of group IIIa to Va element (US Pat. No. 4068091), thiopyrylium salts (US Pat. No. 4,139,655), group VIb elements in the form of MF 6 -anions (US Pat. No. 4,161,478; M is selected from phosphorus, antimony and arsenic). Arylsulfonium complex salt (US Pat. No. 4,231,951) , Aromatic iodonium and aromatic sulfonium complexes (US Pat. No. 4,256,828), and bis [4- (diphenylsulfonio) phenyl] sulfide-bis-hexafluorometal salts (Journal of Polymer Science, Polymer Chemistry, Volume 2) 1789 (1984)). In addition, mixed ligand metal salts of iron compounds and silanol-aluminum complexes can also be used.
As specific examples, “Adekaoptomer SP150”, “Adekaoptomer SP170” (all manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.), “UVE-1014” (manufactured by General Electronics Co., Ltd.), “CD-1012” (Sartomer Company) Product), “RP-2074” (manufactured by Rhodia), and the like.
The amount of the cationic polymerization initiator used is preferably 0.01 to 50 parts by weight and more preferably 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the epoxy resin component.
さらに、これらの光カチオン重合開始剤と公知の重合開始補助剤および光増感剤の1種または2種以上を同時に使用することが可能である。重合開始補助剤の例としては、例えば、ベンゾイン、ベンジル、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、アセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、1,1−ジクロロアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノールプロパン−1−オン、N,N−ジメチルアミノアセトフェノン、2−メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、2−tert−ブチルアントラキノン、1−クロロアントラキノン、2−アミルアントラキノン、2−イソプロピルチオキサトン、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン、アセトフェノンジメチルケタール、ベンゾフェノン、4−メチルベンゾフェノン、4,4’−ジクロロベンゾフェノン、4,4’−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、ミヒラーズケトン等の光ラジカル重合開始剤が挙げられる。光ラジカル重合開始剤等の重合開始補助剤の使用量は、光ラジカル可能な成分100重量部に対して、0.01〜30重量部であり、好ましくは0.1〜10重量部である。 Furthermore, it is possible to simultaneously use one or more of these photocationic polymerization initiators, known polymerization initiation assistants and photosensitizers. Examples of polymerization initiators include, for example, benzoin, benzyl, benzoin methyl ether, benzoin isopropyl ether, acetophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 1,1-dichloroacetophenone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-methyl-1- (4-methylthiophenyl) -2-morpholinolpropan-1-one, N, N-dimethylaminoacetophenone, 2-methylanthraquinone, 2-ethylanthraquinone, 2-tert-butylanthraquinone, 1- Chloroanthraquinone, 2-amylanthraquinone, 2-isopropylthioxatone, 2,4-dimethylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2,4-diisopropylthioxanthone, acetophenone di Chiruketaru, benzophenone, 4-methylbenzophenone, 4,4'-dichlorobenzophenone, 4,4'-bis-diethylamino benzophenone, and a photo-radical polymerization initiator such as Michler's ketone. The usage-amount of polymerization initiation adjuvants, such as photoradical polymerization initiator, is 0.01-30 weight part with respect to 100 weight part of components which can carry out photoradical, Preferably it is 0.1-10 weight part.
光増感剤の具体例としては、アントラセン、2−イソプロピルチオキサトン、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン、アクリジン オレンジ、アクリジン イエロー、ホスフィンR、ベンゾフラビン、セトフラビンT、ペリレン、N,N−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、N,N−ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエステル、トリエタノールアミン、トリエチルアミン等を挙げることができる。光増感剤の使用量は、全エポキシ樹脂成分100重量部に対して、0.01〜30重量部であり、好ましくは0.1〜10重量部である。 Specific examples of the photosensitizer include anthracene, 2-isopropylthioxatone, 2,4-dimethylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2,4-diisopropylthioxanthone, acridine orange, acridine yellow, phosphine R, benzo Examples include flavin, cetoflavin T, perylene, N, N-dimethylaminobenzoic acid ethyl ester, N, N-dimethylaminobenzoic acid isoamyl ester, triethanolamine, triethylamine and the like. The usage-amount of a photosensitizer is 0.01-30 weight part with respect to 100 weight part of all the epoxy resin components, Preferably it is 0.1-10 weight part.
本発明の硬化性樹脂組成物Bは、各成分を均一に混合することにより得られる。またポリエチレングリコールモノエチルエーテルやシクロヘキサノン、γブチロラクトン等の有機溶剤に溶解させ、均一とした後、乾燥により溶剤を除去して使用することも可能である。この際の溶剤は、本発明の硬化性樹脂組成物Bと該溶剤の混合物中で通常10〜70重量%、好ましくは15〜70重量%を占める量を用いる。本発明の硬化性樹脂組成物Bは紫外線照射することにより硬化できるが、その紫外線照射量については、硬化性樹脂組成物により変化するため、それぞれの硬化条件によって、決定される。光硬化型硬化性樹脂組成物が硬化する照射量であれば良く、硬化物の接着強度が良好である硬化条件を満たしていれば良い。この硬化の際、光が細部まで透過することが必要であることから本発明のエポキシ化合物、および硬化性樹脂組成物Bにおいては透明性の高いものが望まれる。また、これらエポキシ樹脂系の光硬化では光照射のみでは完全に硬化することが難しく、耐熱性が求められる用途においては光照射後に加熱により完全に硬化を終了させる必要がある。 The curable resin composition B of the present invention can be obtained by uniformly mixing each component. It is also possible to dissolve in an organic solvent such as polyethylene glycol monoethyl ether, cyclohexanone, or γ-butyrolactone and make it uniform, and then use it after removing the solvent by drying. The solvent used here is usually 10 to 70% by weight, preferably 15 to 70% by weight in the mixture of the curable resin composition B of the present invention and the solvent. The curable resin composition B of the present invention can be cured by irradiating with ultraviolet rays, but the amount of ultraviolet irradiation varies depending on the curable resin composition, and therefore is determined by the respective curing conditions. What is necessary is just the irradiation amount which a photocurable curable resin composition hardens | cures, and should just satisfy | fill the curing conditions with favorable adhesive strength of hardened | cured material. Since it is necessary for light to be transmitted through the details during the curing, the epoxy compound of the present invention and the curable resin composition B are desired to be highly transparent. Moreover, it is difficult to cure completely by light irradiation alone in these epoxy resin-based photocuring, and in applications where heat resistance is required, it is necessary to complete the curing by heating after light irradiation.
前記、光照射後の加熱は通常の硬化性樹脂組成物Bの硬化温度域で良い。例えば常温〜150℃で30分〜7日間の範囲が好適である。硬化性樹脂組成物Bの配合により変化するが、特に高い温度域であればあるほど光照射後の硬化促進に効果があり、短時間の熱処理で効果がある。このような熱アフターキュアすることで、エージング処理になるという効果も出る。 The heating after the light irradiation may be performed in the normal curing temperature range of the curable resin composition B. For example, the range of 30 minutes to 7 days at room temperature to 150 ° C. is suitable. Although it changes depending on the blending of the curable resin composition B, the higher the temperature range, the more effective the curing is after light irradiation, and the short heat treatment is effective. By performing such heat after-curing, an effect of aging treatment is obtained.
また、これら硬化性樹脂組成物Bを硬化させて得られる硬化物の形状も用途に応じて種々とりうるので特に限定されないが、例えばフィルム状、シート状、バルク状などの形状とすることもできる。成形する方法は適応する部位、部材によって異なるが、例えば、キャスト法、注型法、スクリーン印刷法、スピンコート法、スプレー法、転写法、ディスペンサー方式などの成形方法を適用することができるなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。成形型は研磨ガラス、硬質ステンレス研磨板、ポリカーボネート板、ポリエチレンテレフタレート板、ポリメチルメタクリレート板等を適用することができる。また、成形型との離型性を向上させるためポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリイミドフィルム等を適用することができる。 Moreover, since the shape of the cured product obtained by curing these curable resin compositions B can be variously selected depending on the application, it is not particularly limited. For example, it may be a film shape, a sheet shape, a bulk shape, or the like. . The molding method varies depending on the applicable part and member. For example, a casting method, a casting method, a screen printing method, a spin coating method, a spray method, a transfer method, a dispenser method, or the like can be applied. Although it is mentioned, it is not limited to these. As the mold, polishing glass, hard stainless steel polishing plate, polycarbonate plate, polyethylene terephthalate plate, polymethyl methacrylate plate, or the like can be applied. In addition, a polyethylene terephthalate film, a polycarbonate film, a polyvinyl chloride film, a polyethylene film, a polytetrafluoroethylene film, a polypropylene film, a polyimide film, or the like can be applied in order to improve releasability from the mold.
例えばカチオン硬化性のレジストに使用する際においては、まず、ポリエチレングリコールモノエチルエーテル、シクロヘキサノン、あるいはγブチロラクトン等の有機溶剤に溶解させた光カチオン硬化性樹脂組成物Bを、銅張積層板、セラミック基板またはガラス基板等の基板上に、スクリーン印刷、スピンコート法などの手法によって、5〜160μmの膜厚で本発明の組成物を塗布し、塗膜を形成する。そして、該塗膜を60〜110℃で予備乾燥させた後、所望のパターンの描かれたネガフィルムを通して紫外線(例えば低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、キセノン灯、レーザー光等)を照射し、ついで、70〜120℃で露光後ベーク処理を行う。その後ポリエチレングリコールモノエチルエーテル等の溶剤で未露光部分を溶解除去(現像)した後、さらに必要があれば紫外線の照射及び/または加熱(例えば100〜200℃で0.5〜3時間)によって十分な硬化を行い、硬化物を得る。このようにしてプリント配線板を得ることも可能である。 For example, when used for a cation curable resist, first, a photo cation curable resin composition B dissolved in an organic solvent such as polyethylene glycol monoethyl ether, cyclohexanone, or γ-butyrolactone is used as a copper-clad laminate, ceramic On the substrate such as a substrate or a glass substrate, the composition of the present invention is applied with a film thickness of 5 to 160 μm by a method such as screen printing or spin coating to form a coating film. The coating film is preliminarily dried at 60 to 110 ° C., and then irradiated with ultraviolet rays (for example, a low pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, an ultrahigh pressure mercury lamp, a xenon lamp, a laser beam, etc.) through a negative film having a desired pattern. Then, post-exposure baking is performed at 70 to 120 ° C. Thereafter, the unexposed part is dissolved and removed (developed) with a solvent such as polyethylene glycol monoethyl ether, and if necessary, sufficient by irradiation with ultraviolet rays and / or heating (for example, at 100 to 200 ° C. for 0.5 to 3 hours). Curing is performed to obtain a cured product. In this way, it is also possible to obtain a printed wiring board.
本発明の硬化性樹脂組成物Aおよび硬化性樹脂組成物Bを硬化してなる硬化物は光学部品材料をはじめ各種用途に使用できる。光学用材料とは、可視光、赤外線、紫外線、X線、レーザーなどの光をその材料中を通過させる用途に用いる材料一般を示す。より具体的には、ランプタイプ、SMDタイプ等のLED用封止材の他、以下のようなものが挙げられる。液晶ディスプレイ分野における基板材料、導光板、プリズムシート、偏光板、位相差板、視野角補正フィルム、接着剤、偏光子保護フィルムなどの液晶用フィルムなどの液晶表示装置周辺材料である。また、次世代フラットパネルディスプレイとして期待されるカラーPDP(プラズマディスプレイ)の封止材、反射防止フィルム、光学補正フィルム、ハウジング材、前面ガラスの保護フィルム、前面ガラス代替材料、接着剤、またLED表示装置に使用されるLEDのモールド材、LEDの封止材、前面ガラスの保護フィルム、前面ガラス代替材料、接着剤、またプラズマアドレス液晶(PALC)ディスプレイにおける基板材料、導光板、プリズムシート、偏向板、位相差板、視野角補正フィルム、接着剤、偏光子保護フィルム、また有機EL(エレクトロルミネッセンス)ディスプレイにおける前面ガラスの保護フィルム、前面ガラス代替材料、接着剤、またフィールドエミッションディスプレイ(FED)における各種フィルム基板、前面ガラスの保護フィルム、前面ガラス代替材料、接着剤である。光記録分野では、VD(ビデオディスク)、CD/CD−ROM、CD−R/RW、DVD−R/DVD−RAM、MO/MD、PD(相変化ディスク)、光カード用のディスク基板材料、ピックアップレンズ、保護フィルム、封止材、接着剤などである。 The cured product obtained by curing the curable resin composition A and the curable resin composition B of the present invention can be used for various applications including optical component materials. The optical material refers to general materials used for applications that allow light such as visible light, infrared light, ultraviolet light, X-rays, and lasers to pass through the material. More specifically, in addition to LED sealing materials such as lamp type and SMD type, the following may be mentioned. It is a peripheral material for liquid crystal display devices such as a substrate material, a light guide plate, a prism sheet, a polarizing plate, a retardation plate, a viewing angle correction film, an adhesive, and a film for a liquid crystal such as a polarizer protective film in the liquid crystal display field. In addition, color PDP (plasma display) sealing materials, antireflection films, optical correction films, housing materials, front glass protective films, front glass replacement materials, adhesives, and LED displays that are expected as next-generation flat panel displays LED molding materials, LED sealing materials, front glass protective films, front glass substitute materials, adhesives, and substrate materials for plasma addressed liquid crystal (PALC) displays, light guide plates, prism sheets, deflection plates , Phase difference plate, viewing angle correction film, adhesive, polarizer protective film, front glass protective film in organic EL (electroluminescence) display, front glass substitute material, adhesive, and various in field emission display (FED) Film substrate Front glass protective films, front glass substitute material, an adhesive. In the optical recording field, VD (video disc), CD / CD-ROM, CD-R / RW, DVD-R / DVD-RAM, MO / MD, PD (phase change disc), disc substrate material for optical cards, Pickup lenses, protective films, sealing materials, adhesives and the like.
光学機器分野では、スチールカメラのレンズ用材料、ファインダプリズム、ターゲットプリズム、ファインダーカバー、受光センサー部である。また、ビデオカメラの撮影レンズ、ファインダーである。またプロジェクションテレビの投射レンズ、保護フィルム、封止材、接着剤などである。光センシング機器のレンズ用材料、封止材、接着剤、フィルムなどである。光部品分野では、光通信システムでの光スイッチ周辺のファイバー材料、レンズ、導波路、素子の封止材、接着剤などである。光コネクタ周辺の光ファイバー材料、フェルール、封止材、接着剤などである。光受動部品、光回路部品ではレンズ、導波路、LEDの封止材、CCDの封止材、接着剤などである。光電子集積回路(OEIC)周辺の基板材料、ファイバー材料、素子の封止材、接着剤などである。光ファイバー分野では、装飾ディスプレイ用照明・ライトガイドなど、工業用途のセンサー類、表示・標識類など、また通信インフラ用および家庭内のデジタル機器接続用の光ファイバーである。半導体集積回路周辺材料では、LSI、超LSI材料用のマイクロリソグラフィー用のレジスト材料である。自動車・輸送機分野では、自動車用のランプリフレクタ、ベアリングリテーナー、ギア部分、耐蝕コート、スイッチ部分、ヘッドランプ、エンジン内部品、電装部品、各種内外装品、駆動エンジン、ブレーキオイルタンク、自動車用防錆鋼板、インテリアパネル、内装材、保護・結束用ワイヤーネス、燃料ホース、自動車ランプ、ガラス代替品である。また、鉄道車輌用の複層ガラスである。また、航空機の構造材の靭性付与剤、エンジン周辺部材、保護・結束用ワイヤーネス、耐蝕コートである。建築分野では、内装・加工用材料、電気カバー、シート、ガラス中間膜、ガラス代替品、太陽電池周辺材料である。農業用では、ハウス被覆用フィルムである。次世代の光・電子機能有機材料としては、有機EL素子周辺材料、有機フォトリフラクティブ素子、光−光変換デバイスである光増幅素子、光演算素子、有機太陽電池周辺の基板材料、ファイバー材料、素子の封止材、接着剤などである。 In the optical equipment field, they are still camera lens materials, finder prisms, target prisms, finder covers, and light receiving sensor sections. It is also a photographic lens and viewfinder for video cameras. Projection lenses for projection televisions, protective films, sealing materials, adhesives, and the like. These include lens materials, sealing materials, adhesives, and films for optical sensing devices. In the field of optical components, they are fiber materials, lenses, waveguides, element sealing materials, adhesives and the like around optical switches in optical communication systems. Optical fiber materials, ferrules, sealing materials, adhesives, etc. around the optical connector. For optical passive components and optical circuit components, there are lenses, waveguides, LED sealing materials, CCD sealing materials, adhesives, and the like. These are substrate materials, fiber materials, device sealing materials, adhesives, etc. around an optoelectronic integrated circuit (OEIC). In the field of optical fiber, it is an optical fiber for lighting, light guides for decorative displays, sensors for industrial use, displays / signs, etc., and for communication infrastructure and home digital equipment connection. As the semiconductor integrated circuit peripheral material, it is a resist material for microlithography for LSI and VLSI material. In the field of automobiles and transport equipment, automotive lamp reflectors, bearing retainers, gear parts, anti-corrosion coatings, switch parts, headlamps, engine internal parts, electrical parts, various interior and exterior parts, drive engines, brake oil tanks, automobile protection Rusted steel plates, interior panels, interior materials, protective / bundling wireness, fuel hoses, automobile lamps, glass replacements. In addition, it is a multilayer glass for railway vehicles. Further, they are toughness imparting agents for aircraft structural materials, engine peripheral members, protective / bundling wireness, and corrosion-resistant coatings. In the construction field, it is interior / processing materials, electrical covers, sheets, glass interlayers, glass substitutes, and solar cell peripheral materials. For agriculture, it is a house covering film. Next-generation optical / electronic functional organic materials include organic EL element peripheral materials, organic photorefractive elements, optical amplification elements that are light-to-light conversion devices, optical arithmetic elements, substrate materials around organic solar cells, fiber materials, elements Sealing material, adhesive and the like.
光学用材料の他の用途としては、硬化性樹脂組成物Aが使用される一般の用途が挙げられ、例えば、接着剤、塗料、コーティング剤、成形材料(シート、フィルム、FRP等を含む)、絶縁材料(プリント基板、電線被覆等を含む)、封止剤の他、他樹脂等への添加剤等が挙げられる。 Other uses of the optical material include general uses in which the curable resin composition A is used. For example, adhesives, paints, coating agents, molding materials (including sheets, films, FRP, etc.), In addition to insulating materials (including printed circuit boards and wire coatings), sealants, additives to other resins and the like can be mentioned.
接着剤としては、土木用、建築用、自動車用、一般事務用、医療用の接着剤の他、電子材料用の接着剤が挙げられる。これらのうち電子材料用の接着剤としては、ビルドアップ基板等の多層基板の層間接着剤、ダイボンディング剤、アンダーフィル等の半導体用接着剤、BGA補強用アンダーフィル、異方性導電性フィルム(ACF)、異方性導電性ペースト(ACP)等の実装用接着剤等が挙げられる。 Examples of the adhesive include civil engineering, architectural, automotive, general office, and medical adhesives, and electronic material adhesives. Among these, adhesives for electronic materials include interlayer adhesives for multilayer substrates such as build-up substrates, die bonding agents, semiconductor adhesives such as underfills, BGA reinforcing underfills, anisotropic conductive films ( ACF) and an adhesive for mounting such as anisotropic conductive paste (ACP).
封止剤としては、コンデンサ、トランジスタ、ダイオード、発光ダイオード、IC、LSIなど用のポッティング、ディッピング、トランスファーモールド封止、IC、LSI類のCOB、COF、TABなど用のといったポッティング封止、フリップチップなどの用のアンダーフィル、BGA、CSPなどのICパッケージ類実装時の封止(補強用アンダーフィル)などを挙げることができる。 As sealing agents, potting, dipping, transfer mold sealing for capacitors, transistors, diodes, light-emitting diodes, ICs, LSIs, potting sealings for ICs, LSIs such as COB, COF, TAB, flip chip For example, underfill for sealing, and sealing (reinforcing underfill) when mounting IC packages such as BGA and CSP.
本発明の硬化性樹脂組成物Aおよび硬化性樹脂組成物Bは、光半導体装置にも適用することが可能である。かかる光半導体装置は、本発明の硬化性樹脂組成物で光半導体素子(光半導体チップ)を封止することによって製造することができる。その封止法としてはキャスティングやポッティングあるいは印刷等の方法で光半導体素子を封止する封止樹脂を成形(注型及び硬化)する方法が採用できる。成形条件は従来から行われている硬化性樹脂組成物による半導体素子の封止成形における成形条件をそのまま採用することができ、光半導体封止用硬化性樹脂組成物の組成等により適宜設定すればよい。 The curable resin composition A and the curable resin composition B of the present invention can also be applied to an optical semiconductor device. Such an optical semiconductor device can be manufactured by sealing an optical semiconductor element (optical semiconductor chip) with the curable resin composition of the present invention. As the sealing method, a method of molding (casting and curing) a sealing resin for sealing the optical semiconductor element by a method such as casting, potting or printing can be employed. The molding conditions can be adopted as they are as the molding conditions in the sealing molding of a semiconductor element with a curable resin composition that has been conventionally performed, and if appropriately set according to the composition of the curable resin composition for optical semiconductor encapsulation, etc. Good.
次に本発明を実施例により更に具体的に説明するが、以下において「部」は特に断わりのない限り重量部である。尚、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。また実施例において、エポキシ当量はJIS K−7236、粘度は25℃においてE型粘度計を使用して測定を行った。 EXAMPLES Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples. In the following, “parts” is parts by weight unless otherwise specified. The present invention is not limited to these examples. In the examples, the epoxy equivalent was measured using JIS K-7236, and the viscosity was measured using an E-type viscometer at 25 ° C.
実施例1
撹拌機、還流冷却管、撹拌装置を備えたフラスコに、窒素パージを施しながら10重量%リン酸2水素ナトリウム水溶液30部、12−タングストリン酸1.9部を仕込み、10重量%リン酸水素2ナトリウム水溶液でpHを5.0に調整した。更にトリオクチルメチルアンモニウムアセテート6部(TOMAA−50 ライオン・アクゾ製 濃度50重量% キシレン溶液)を加え、タングステン酸系触媒を精製させた後、トルエン150部を加え溶解、2層系溶液とし、激しく室温で1時間攪拌をした。
ここで、式(1)
Example 1
A flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, and a stirrer was charged with 30 parts of a 10% by weight sodium dihydrogen phosphate aqueous solution and 1.9 parts of 12-tungstophosphoric acid while purging with nitrogen, and 10% by weight hydrogen phosphate. The pH was adjusted to 5.0 with a disodium aqueous solution. Furthermore, after adding 6 parts of trioctylmethylammonium acetate (TOMAA-50 Lion Akzo concentration 50% by weight xylene solution) and purifying the tungstic acid catalyst, 150 parts of toluene was added and dissolved to form a two-layer solution. Stir at room temperature for 1 hour.
Here, the formula (1)
で表される化合物110部を加えた後、この溶液を50℃に昇温し、攪拌しながら、35重量%過酸化水素水106部を加え、後反応として50℃でさらに10時間攪拌した。室温まで冷却後、1重量%水酸化ナトリウム水溶液100部でpH7.5に調整した後、水層を廃棄、さらに20重量%チオ硫酸ナトリウム水溶液50部を加え1時間攪拌を行った後、静置した。その後、2層に分離した有機層を取り出した。
得られた有機層にシリカゲルを30部、活性炭(NORIT製 CAP SUPER)30部を加え、室温で2時間撹拌した後、減圧濾過を行い、ろ過残をトルエン100部でさらに洗浄し、先のろ液と混ぜ合わせた。得られた溶液について水洗を水100部で3回行い、ロータリーエバポレータを用い、有機溶剤を留去することで、目的とするエポキシ化合物(EP1)110部を得た。得られたエポキシ化合物は淡黄色であり、エポキシ当量は130g/eq.、粘度は227mPa・sであった。また全塩素量は110ppmであった。
After adding 110 parts of the compound represented by formula (1), the temperature of the solution was raised to 50 ° C., while stirring, 106 parts of 35 wt% aqueous hydrogen peroxide was added, and the mixture was further stirred at 50 ° C. for 10 hours. After cooling to room temperature, the pH was adjusted to 7.5 with 100 parts of a 1% by weight aqueous sodium hydroxide solution, the aqueous layer was discarded, and 50 parts of a 20% by weight aqueous sodium thiosulfate solution was added and stirred for 1 hour, and then allowed to stand. did. Thereafter, the organic layer separated into two layers was taken out.
To the obtained organic layer, 30 parts of silica gel and 30 parts of activated carbon (CAP SUPER made by NORIT) were added and stirred at room temperature for 2 hours, followed by filtration under reduced pressure. The residue after filtration was further washed with 100 parts of toluene. Mixed with liquid. The obtained solution was washed with 100 parts of water three times, and the organic solvent was distilled off using a rotary evaporator to obtain 110 parts of the target epoxy compound (EP1). The resulting epoxy compound was light yellow and the epoxy equivalent was 130 g / eq. The viscosity was 227 mPa · s. The total chlorine content was 110 ppm.
比較例1
実施例1において、トリオクチルメチルアンモニウムアセテート代わりにトリオクチルメチルアンモニウムクロライド(ライオン・アクゾ製 濃度75重量%のイソプロピルアルコール溶液)を使用した以外は同様の操作を行った。
得られたエポキシ化合物(EP2)は淡黄色の液体であり、エポキシ当量は132g/eq.、粘度は233mPa・sであった。また、全塩素量は2510ppm、アセチル体は0.1%(GC(ガスクロマトグラフィー;以下同様) 面積%)以下であった。
Comparative Example 1
In Example 1, the same operation was performed except that trioctylmethylammonium chloride (manufactured by Lion Akzo, isopropyl alcohol solution having a concentration of 75% by weight) was used instead of trioctylmethylammonium acetate.
The obtained epoxy compound (EP2) was a pale yellow liquid, and the epoxy equivalent was 132 g / eq. The viscosity was 233 mPa · s. The total chlorine content was 2510 ppm, and the acetyl content was 0.1% (GC (gas chromatography; hereinafter the same) area%) or less.
実施例2
実施例1において、トリオクチルメチルアンモニウムアセテート代わりにジ牛脂アルキルジメチルアンモニウムアセテート(ライオン・アクゾ製 濃度50重量%のヘキサン溶液もしくはスラリー)を使用した以外は同様の操作を行った。
得られたエポキシ化合物(EP3)は淡黄色の液体であり、エポキシ当量は130g/eq.、粘度は230mPa・sであった。また全塩素量は79ppm、アセチル体は0.1%(GC 面積%)以下であった。
Example 2
In Example 1, the same operation was performed except that di-tallow alkyldimethylammonium acetate (a hexane solution or slurry having a concentration of 50% by weight made by Lion Akzo) was used instead of trioctylmethylammonium acetate.
The obtained epoxy compound (EP3) was a pale yellow liquid, and the epoxy equivalent was 130 g / eq. The viscosity was 230 mPa · s. The total chlorine content was 79 ppm, and the acetyl content was 0.1% (GC area%) or less.
比較例2
実施例1において、トリオクチルメチルアンモニウムアセテート代わりにジ牛脂アルキルジメチルアンモニウムクロライド(ライオン・アクゾ製 濃度90重量%のイソプロピルアルコール含有フレーク)を使用した以外は同様の操作を行った。
得られたエポキシ化合物(EP4)は淡黄色の液体であり、エポキシ当量は132g/eq.、粘度は230mPa・sであった。また全塩素量は1790ppm、アセチル体は0.1%(GC 面積%)以下であった。
Comparative Example 2
In Example 1, the same operation was performed except that di-tallow alkyldimethylammonium chloride (manufactured by Lion Akzo, isopropyl alcohol-containing flakes having a concentration of 90% by weight) was used instead of trioctylmethylammonium acetate.
The obtained epoxy compound (EP4) was a pale yellow liquid, and the epoxy equivalent was 132 g / eq. The viscosity was 230 mPa · s. The total chlorine content was 1790 ppm, and the acetyl content was 0.1% (GC area%) or less.
実施例1〜2及び比較例1〜2で得られたエポキシ化合物の物性値を下表に示す。なお、表中、GCデータは、下記条件で測定したガスクロマトグラフィーの測定の結果である。
カラム : HP-5MS 15m-0.25mm-0.25μm
キャリアガス : ヘリウム 1.0mL/min. (constant flow mode)
オーブン : 100℃−15℃/min.−300℃(15min.保持)
インジェクション : 1μL,split比 50:1,300℃
イオン化方法 : EI(EIイオン源)
測定サンプル : 有機層、水層のエマルジョン溶液より0.2mLのサンプルをとり、5mLのアセトンで希釈。
また、全塩素量は試料約0.1gを精秤し、燃焼装置で燃焼後、ガスを吸収液(吸収液:0.1%過酸化水素水20mL)に吸収させ、吸収液をイオンクラマトにて測定した結果である。
The physical properties of the epoxy compounds obtained in Examples 1-2 and Comparative Examples 1-2 are shown in the following table. In the table, GC data is the result of gas chromatography measurement under the following conditions.
Column: HP-5MS 15m-0.25mm-0.25μm
Carrier gas: Helium 1.0mL / min. (Constant flow mode)
Oven: 100 ° C-15 ° C / min.-300 ° C (15min. Hold)
Injection: 1μL, split ratio 50: 1, 300 ℃
Ionization method: EI (EI ion source)
Measurement sample: Take a 0.2mL sample from the emulsion solution of the organic and aqueous layers and dilute with 5mL of acetone.
The total amount of chlorine is precisely weighed about 0.1 g of the sample, burned with a combustion device, and then the gas is absorbed in an absorption liquid (absorption liquid: 20 mL of 0.1% hydrogen peroxide solution). It is the result of measuring.
本発明の製造方法により、全塩素量の少ないエポキシ化合物ができることを確認できた。したがって、本発明によって得られるエポキシ化合物は、電気電子材料用途に有用であることがわかる。 It has been confirmed that the production method of the present invention can produce an epoxy compound with a small total amount of chlorine. Therefore, it turns out that the epoxy compound obtained by this invention is useful for an electrical and electronic material use.
実施例3
実施例1で得られたEP1 26部、硬化剤としてH−TMAn(三菱瓦斯化学株式会社製 酸無水物)、MH−700G(新日本理化製 酸無水物)の1:1混合物 18.3部を均一に混合し、120℃で1時間、150℃で3時間かけて硬化させた。
(硬化物 C−1)
Example 3
26 parts of EP1 obtained in Example 1, a 1: 1 mixture of H-TMAn (an acid anhydride made by Mitsubishi Gas Chemical Co., Inc.) and MH-700G (an acid anhydride made by Shin Nippon Chemical Co., Ltd.) as a curing agent 18.3 parts Were uniformly mixed and cured at 120 ° C. for 1 hour and 150 ° C. for 3 hours.
(Hardened product C-1)
比較例3
実施例3においてEP1 26部の代わりに、EP2 26.2部に変えた以外は同様に硬化させた。
(硬化物;C−2)
Comparative Example 3
In Example 3, it was cured in the same manner except that 26 parts of EP1 was changed to 26.2 parts of EP2.
(Curing product; C-2)
実施例4、比較例4
実施例3及び比較例3において得られた硬化物(C−1)、(C−2)について150℃で96時間加熱したときのYI(イエローインデックス JIS K7105−6.3に準拠)を確認した。結果を下記表2に示す。
Example 4 and Comparative Example 4
The cured products (C-1) and (C-2) obtained in Example 3 and Comparative Example 3 were confirmed to have YI (based on Yellow Index JIS K7105-6.3) when heated at 150 ° C. for 96 hours. . The results are shown in Table 2 below.
表2
硬化物 加熱前 加熱後 Tg(DMA)
(YI) (YI) (℃)
実施例4 C−1 2.5 2.9 274
比較例4 C−2 2.3 6.8 272
Table 2
Cured product Before heating After heating Tg (DMA)
(YI) (YI) (° C)
Example 4 C-1 2.5 2.9 274
Comparative Example 4 C-2 2.3 6.8 272
この結果より、本発明のエポキシ化合物を使用して得られる硬化性樹脂組成物は耐熱着色に良好な硬化物を与えることが明瞭である。 From this result, it is clear that the curable resin composition obtained by using the epoxy compound of the present invention gives a cured product excellent in heat-resistant coloring.
実施例5
撹拌機、還流冷却管、撹拌装置を備えたフラスコに、窒素パージを施しながら水20部、トルエン150部、前記式(1)の化合物の分散溶液にタングステン酸ナトリウム・2水和物1.0部、12−タングストリン酸1.9部を仕込み、リン酸2水素ナトリウム・2水和物1.6部を加え、水層のpHを6.5になるに調整した。更にトリオクチルメチルアンモニウムアセテート6部(TOMAA−50 ライオン・アクゾ製 濃度50% キシレン溶液)を加え、48℃に昇温し、攪拌しながら、35重量%過酸化水素水106部を加え、後反応として48℃でさらに6時間攪拌した。30℃まで冷却後、5%水酸化ナトリウム水溶液でpH8.5に調整し、さらに10重量%チオ硫酸ナトリウム水溶液100部を加え1時間攪拌を行った後、静置した。その後、2層に分離した有機層を取り出した。
得られた有機層ベンゲルSH(ホージュン製 ベントナイト)を30部、活性炭(味の素ファインテクノ製 CP2)30部を加え、室温で4時間撹拌した後、減圧濾過を行い、ろ過残をトルエン120部でさらに洗浄し、先のろ液と混ぜ合わせた。得られた溶液について水洗を水100部で3回行い、ロータリーエバポレータを用い、有機溶剤を留去することで、目的とするエポキシ化合物(EP5)108部を得た。得られたエポキシ化合物は無色であり、エポキシ当量は130g/eq.の液状のエポキシ化合物であった。また全塩素量は25ppm、アセチル体は0.1%(GC 面積%)以下であった。
Example 5
In a flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, and a stirrer, while purging with nitrogen, 20 parts of water, 150 parts of toluene, and a dispersion of the compound of the above formula (1) were mixed with sodium tungstate dihydrate 1.0. Part, 1.9 parts of 12-tungstophosphoric acid, 1.6 parts of sodium dihydrogen phosphate dihydrate were added, and the pH of the aqueous layer was adjusted to 6.5. Further, 6 parts of trioctylmethylammonium acetate (TOMAA-50, Lion, Akzo, concentration 50% xylene solution) was added, the temperature was raised to 48 ° C., and with stirring, 106 parts of 35% by weight hydrogen peroxide water was added, followed by post reaction. The mixture was further stirred at 48 ° C for 6 hours. After cooling to 30 ° C., the pH was adjusted to 8.5 with a 5% aqueous sodium hydroxide solution, and further 100 parts of a 10% by weight aqueous sodium thiosulfate solution were added and stirred for 1 hour, and then allowed to stand. Thereafter, the organic layer separated into two layers was taken out.
30 parts of the obtained organic layer Wengel SH (Hojoon bentonite) and 30 parts of activated carbon (CP2 made by Ajinomoto Fine Techno) were added and stirred at room temperature for 4 hours, followed by filtration under reduced pressure. Wash and mix with the previous filtrate. The obtained solution was washed with 100 parts of water three times, and the organic solvent was distilled off using a rotary evaporator to obtain 108 parts of the target epoxy compound (EP5). The obtained epoxy compound was colorless and the epoxy equivalent was 130 g / eq. This was a liquid epoxy compound. The total chlorine content was 25 ppm, and the acetyl content was 0.1% (GC area%) or less.
実施例6
撹拌機、還流冷却管、撹拌装置を備えたフラスコに、窒素パージを施しながら水20部、タングステン酸ナトリウム・2水和物1.0部、12−タングストリン酸1.9部を仕込み、リン酸2水素ナトリウム・2水和物1.0部を加え、水層のpHを6.0になるに調整した。更にトリオクチルメチルアンモニウムアセテート6部(TOMAA−50 ライオン・アクゾ製 濃度50% キシレン溶液)、トルエン150部、前記式(1)の化合物110部を加え、48℃に昇温した。これを攪拌しながら、35重量%過酸化水素水106部を加え、後反応として48℃でさらに6時間攪拌した。30℃まで冷却後、5%水酸化ナトリウム水溶液でpH8.5に調整し、分液後、得られた有機層にさらに10重量%チオ硫酸ナトリウム水溶液100部を加え1時間攪拌を行った後、分液し、有機層を取り出した。
得られた有機層ベンゲルSH(ホージュン製 ベントナイト)を30部、活性炭(味の素ファインテクノ製 ZN2)30部を加え、室温で4時間撹拌した後、減圧濾過を行い、ろ過残をトルエン120部でさらに洗浄し、先のろ液と混ぜ合わせた。得られた溶液について水洗を水100部で3回行い、ロータリーエバポレータを用い、有機溶剤を留去することで、目的とするエポキシ化合物(EP6)108部を得た。得られたエポキシ化合物は無色であり、エポキシ当量は131g/eq.の液状のエポキシ化合物であった。また全塩素量は18ppm、アセチル体は0.1%(GC 面積%)以下であった。
Example 6
A flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, and a stirrer was charged with 20 parts of water, 1.0 part of sodium tungstate dihydrate and 1.9 parts of 12-tungstophosphoric acid while purging with nitrogen. Sodium dihydrogen acid dihydrate (1.0 part) was added to adjust the pH of the aqueous layer to 6.0. Further, 6 parts of trioctylmethylammonium acetate (TOMAA-50, manufactured by Lion Akzo, 50% concentration xylene solution), 150 parts of toluene and 110 parts of the compound of formula (1) were added, and the temperature was raised to 48 ° C. While stirring this, 106 parts of 35% by weight hydrogen peroxide water was added, and the mixture was further stirred at 48 ° C. for 6 hours as a post reaction. After cooling to 30 ° C., the pH was adjusted to 8.5 with a 5% aqueous sodium hydroxide solution, and after liquid separation, 100 parts of a 10% by weight aqueous sodium thiosulfate solution was added to the obtained organic layer, and the mixture was stirred for 1 hour. Liquid separation was performed, and the organic layer was taken out.
30 parts of the obtained organic layer Wengel SH (Bonnite manufactured by Hojun) and 30 parts of activated carbon (ZN2 manufactured by Ajinomoto Fine-Techno) were added and stirred at room temperature for 4 hours, followed by filtration under reduced pressure. Wash and mix with the previous filtrate. The obtained solution was washed with 100 parts of water three times, and the organic solvent was distilled off using a rotary evaporator to obtain 108 parts of the target epoxy compound (EP6). The obtained epoxy compound was colorless, and the epoxy equivalent was 131 g / eq. This was a liquid epoxy compound. The total chlorine content was 18 ppm, and the acetyl content was 0.1% (GC area%) or less.
実施例7
実施例5において、前記式(1)を110部、であったところを、特開平7−17917号公報に記載の手法により、製造した下記式(2)
Example 7
In Example 5, the formula (1) was 110 parts, and the following formula (2) was produced by the method described in JP-A-7-17917.
実施例8
実施例5において、式(1)を110部を1,4−シクロヘキサンジメタノールと3−シクロヘキセンカルボン酸との脱水エステル化により合成した下記式(3)
Example 8
In Example 5, 110 parts of the formula (1) were synthesized by dehydration esterification of 1,4-cyclohexanedimethanol and 3-cyclohexenecarboxylic acid.
に示される構造のオレフィン樹脂を180部、トルエンを180部、反応時間を14時間に変えた以外は同様に合成を行い、本発明のエポキシ化合物(EP8)を169部得た。エポキシ当量は207g/eq.の液状のエポキシ化合物であった。また全塩素21ppm、アセチル体は0.1%(GC 面積%)以下であった。
Synthesis was carried out in the same manner except that 180 parts of the olefin resin having the structure shown in the above, 180 parts of toluene, and 14 hours of reaction time were changed to obtain 169 parts of the epoxy compound (EP8) of the present invention. Epoxy equivalent is 207 g / eq. This was a liquid epoxy compound. The total chlorine was 21 ppm, and the acetyl content was 0.1% (GC area%) or less.
実施例9
実施例5において、前記式(1)を110部、であったところを1,4-シクロヘキサンジカルボン酸と3−シクロヘキセンメタノールとの脱水エステル化により合成した下記式(4)
Example 9
In Example 5, 110 parts of the formula (1) were synthesized by dehydration esterification of 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid and 3-cyclohexenemethanol.
実施例10
実施例5において、前記式(1)を110部、であったところをトリメチロールプロパンと3−シクロヘキセンカルボン酸との脱水エステル化により合成した下記式(5)
Example 10
In Example 5, 110 parts of the formula (1) were synthesized by dehydration esterification of trimethylolpropane and 3-cyclohexenecarboxylic acid, and the following formula (5)
実施例11
実施例5において、前記式(1)を110部、であったところを、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸とシクロヘキセンメタノールとの脱水縮合で合成した下記式(6)
Example 11
In Example 5, 110 parts of the formula (1) were synthesized by dehydration condensation of 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid and cyclohexenemethanol.
実施例12
実施例5において、前記式(1)を110部、であったところを、アジピン酸とシクロヘキセンメタノールとの脱水縮合で合成した下記式(7)
Example 12
In Example 5, 110 parts of the formula (1) were synthesized by dehydration condensation of adipic acid and cyclohexene methanol.
実施例13、14、比較例5
実施例として、実施例5、6で得られた本発明のエポキシ化合物EP5、EP6、比較例として市販のエポキシ化合物EP13(ダウ・ケミカル製 ERL−4221 EP5,EP6と同骨格)を用い、硬化剤としてH−TMAn(三菱瓦斯化学株式会社製 酸無水物)、MH−700G(新日本理化製 酸無水物)の1:1混合物、硬化触媒としてテトラフェニルフォスフォニウムブロマイドを均一に混合し、120℃で1時間、150℃で3時間かけて硬化させた。得られた硬化物について電気伝導度試験を行った。
使用したエポキシ化合物の樹脂特性を表3に、その配合組成および電気伝導度の測定結果を表4に示す。なお、以下の電気伝導度とはプレッシャクッカーテスト(121℃ 20時間)による抽出水の電気伝導度の測定結果である。
Examples 13 and 14 and Comparative Example 5
As an example, the epoxy compounds EP5 and EP6 of the present invention obtained in Examples 5 and 6 and a commercially available epoxy compound EP13 (same structure as ERL-4221 EP5 and EP6 manufactured by Dow Chemical) as a comparative example were used, and a curing agent was used. H-TMAn (an acid anhydride made by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.), MH-700G (an acid anhydride made by Shin Nippon Chemical Co., Ltd.), 1: 1 mixture, tetraphenylphosphonium bromide as a curing catalyst, uniformly mixed, 120 Curing was performed for 1 hour at 150C and 3 hours at 150C. The obtained cured product was subjected to an electrical conductivity test.
Table 3 shows the resin characteristics of the epoxy compound used, and Table 4 shows the results of measurement of the composition and electrical conductivity. In addition, the following electrical conductivity is a measurement result of the electrical conductivity of the extraction water by a pressure cooker test (121 degreeC 20 hours).
以上の結果から酢酸付加体がほとんど存在しない本発明のエポキシ化合物は、電気特性に優れることが明らかである。 From the above results, it is clear that the epoxy compound of the present invention having almost no acetic acid adduct is excellent in electrical characteristics.
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