JP5525852B2 - Thermosetting resin composition and cured product thereof - Google Patents

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本発明は、ベンゾオキサジンを含有する熱硬化性樹脂組成物およびその硬化物に関する。   The present invention relates to a thermosetting resin composition containing benzoxazine and a cured product thereof.

ベンゾオキサジンは、アミン類とフェノール類とアルデヒド類との反応等によって得られる化合物である。このようなベンゾオキサジンは、揮発性の副生成物を発生することなく硬化するため、フェノール樹脂、エポキシ樹脂に代わる成形材として、特に電子・電気機器材料の分野で注目されている。   Benzoxazine is a compound obtained by reaction of amines, phenols and aldehydes. Since such benzoxazine is cured without generating a volatile by-product, it is attracting attention as a molding material in place of a phenol resin or an epoxy resin, particularly in the field of electronic / electric equipment materials.

また、ベンゾオキサジンの硬化物は、耐熱性、難燃性に優れることから、建築材料、構造材料としても有用である。
例えば、特許文献1には、建築材料に好適であるとして、ベンゾオキサジン成分、硬化剤等を含有する組成物が開示されている。
ここで、特許文献1の段落[0022]には、硬化剤として、アジピン酸、セバシン酸、マレイン酸、コハク酸、フマル酸などの脂肪族ジカルボン酸、安息香酸などの芳香族ジカルボン酸等が示されている。
In addition, a cured product of benzoxazine is useful as a building material or a structural material because it is excellent in heat resistance and flame retardancy.
For example, Patent Document 1 discloses a composition containing a benzoxazine component, a curing agent, and the like as being suitable for a building material.
Here, paragraph [0022] of Patent Document 1 shows aliphatic dicarboxylic acids such as adipic acid, sebacic acid, maleic acid, succinic acid, and fumaric acid, aromatic dicarboxylic acids such as benzoic acid, and the like as curing agents. Has been.

特開平11−279310号公報JP-A-11-279310

ところで、ベンゾオキサジンの硬化速度は、従来のフェノール樹脂やエポキシ樹脂等に比べて、必ずしも満足のいくものではなかった。そのため、本発明者が、特許文献1に開示された上記硬化剤をベンゾオキサジンに適用させて検討を行ったところ、やはり硬化速度が不十分であることが明らかとなった。
そこで、本発明は、硬化速度に優れた、ベンゾオキサジンを含有する熱硬化性樹脂組成物を提供することを目的とする。
By the way, the curing rate of benzoxazine is not always satisfactory as compared with conventional phenol resins and epoxy resins. For this reason, when the present inventor studied by applying the curing agent disclosed in Patent Document 1 to benzoxazine, it was found that the curing rate was still insufficient.
Then, an object of this invention is to provide the thermosetting resin composition containing the benzoxazine excellent in the cure rate.

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、ベンゾオキサジンと、フェノール樹脂と、ビフェニルテトラカルボン酸類および/またはその無水物とを含有する組成物の硬化速度が優れていることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下の(1)〜(3)を提供する。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has found that the composition containing benzoxazine, a phenol resin, and biphenyltetracarboxylic acids and / or anhydrides thereof has an excellent curing rate. The headline and the present invention were completed.
That is, the present invention provides the following (1) to (3).

ベンゾオキサジン(A)と、フェノール樹脂(B)と、ビフェニルテトラカルボ
ン酸類および/またはその無水物(C)と、を含有し、
上記ベンゾオキサジン(A)と上記フェノール樹脂(B)との質量比(A/B)が、5/95〜95/5であって、上記ベンゾオキサジン(A)および上記フェノール樹脂(B)の合計100質量部に対して、上記ビフェニルテトラカルボン酸類および/またはその無水物(C)を0.1〜10質量部含有する熱硬化性樹脂組成物。
( 1 ) benzoxazine (A), phenol resin (B), and biphenyltetracarbo
Acids and / or anhydrides thereof (C),
The mass ratio (A / B) between the benzoxazine (A) and the phenol resin (B) is 5/95 to 95/5, and the total of the benzoxazine (A) and the phenol resin (B) per 100 parts by mass, the biphenyltetracarboxylic acids and / or anhydrides (C) a thermosetting resin composition you containing 0.1-10 parts by weight.

)上記(1)に記載の熱硬化性樹脂組成物を硬化させて得られる硬化物。
( 2 ) A cured product obtained by curing the thermosetting resin composition according to (1) above.

本発明によれば、硬化速度に優れた、ベンゾオキサジンを含有する熱硬化性樹脂組成物を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the thermosetting resin composition containing the benzoxazine excellent in the cure rate can be provided.

硬化時間と硬化率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between hardening time and a hardening rate.

<熱硬化性樹脂組成物>
本発明の熱硬化性樹脂組成物(以下、「本発明の組成物」ともいう。)は、ベンゾオキサジン(A)と、フェノール樹脂(B)と、ビフェニルテトラカルボン酸類および/またはその無水物(C)と、を含有する熱硬化性樹脂組成物である。
以下では、本発明の組成物に含有される各成分について詳述する。
<Thermosetting resin composition>
The thermosetting resin composition of the present invention (hereinafter also referred to as “the composition of the present invention”) includes benzoxazine (A), a phenol resin (B), biphenyltetracarboxylic acids and / or anhydrides thereof ( C) and a thermosetting resin composition.
Below, each component contained in the composition of this invention is explained in full detail.

(ベンゾオキサジン(A))
上記ベンゾオキサジン(A)は、ベンゾオキサジン環を1分子中に少なくとも1つ有する化合物である。
上記ベンゾオキサジン(A)は、本発明の組成物を硬化させて得られる硬化物の分子量が高くなりやすく、機械的強度や耐熱性が向上するという理由から、ベンゾオキサジン環を1分子中に少なくとも2つ有していることが好ましい。ベンゾオキサジン環を1分子中に少なくとも2つ有する上記ベンゾオキサジン(A)としては、例えば、下記式(A1)、下記式(A2)で表される化合物等が挙げられる。
(Benzoxazine (A))
The benzoxazine (A) is a compound having at least one benzoxazine ring in one molecule.
The benzoxazine (A) has a benzoxazine ring at least in one molecule because the molecular weight of the cured product obtained by curing the composition of the present invention tends to be high, and the mechanical strength and heat resistance are improved. It is preferable to have two. Examples of the benzoxazine (A) having at least two benzoxazine rings in one molecule include compounds represented by the following formula (A1) and the following formula (A2).

上記式(A1)中、Xは、アルキレン基、アラルキレン基、フェニレン基、シクロヘキシレン基、アルキル基もしくはアルコキシ基を置換基として有するフェニレン基、置換基を有するアルキレン基、または、下記式(X−1)で表される基を示す。   In the above formula (A1), X represents an alkylene group, an aralkylene group, a phenylene group, a cyclohexylene group, a phenylene group having an alkyl group or an alkoxy group as a substituent, an alkylene group having a substituent, or the following formula (X- The group represented by 1) is shown.

上記式(X−1)中、Yは、酸素、アルキレン基、または、置換基を有するアルキレン基を示す。
上記式(A1)で表され、かつ、上記式(A1)中のXが上記式(X−1)で表される上記ベンゾオキサジン(A)としては、例えば、下記式(A1−1)、(A1−2)、(A1−3)で表される化合物等が挙げられる。
In the above formula (X-1), Y represents oxygen, an alkylene group, or an alkylene group having a substituent.
Examples of the benzoxazine (A) represented by the above formula (A1) and wherein X in the above formula (A1) is represented by the above formula (X-1) include, for example, the following formula (A1-1), Examples thereof include compounds represented by (A1-2) and (A1-3).

上記式(A2)中、Rは、アルキル基;アラルキル基;フェニル基;シクロヘキシル基;アルキル基、アルコキシ基、または、アルケニル基を置換基として有するフェニル基;もしくは、置換基を有するアルキル基;を示し、中でも、耐熱性が高い点から、置換基を有するフェニル基、置換基を有するアルキル基が好ましい。
上記式(A2)中、Zは、単結合、酸素、アルキレン基、置換基を有するアルキレン基、または、スルホニル基を示す。
上記式(A2)で表される上記ベンゾオキサジン(A)としては、例えば、特許文献1の段落[0016]に例示された化合物が挙げられ、具体例としては、下記式(A2−1)、(A2−2)で表される化合物等が挙げられる。
In the above formula (A2), R represents an alkyl group; an aralkyl group; a phenyl group; a cyclohexyl group; a phenyl group having an alkyl group, an alkoxy group, or an alkenyl group as a substituent; or an alkyl group having a substituent; Among them, from the viewpoint of high heat resistance, a phenyl group having a substituent and an alkyl group having a substituent are preferable.
In the above formula (A2), Z represents a single bond, oxygen, an alkylene group, an alkylene group having a substituent, or a sulfonyl group.
Examples of the benzoxazine (A) represented by the formula (A2) include compounds exemplified in paragraph [0016] of Patent Document 1, and specific examples thereof include the following formula (A2-1), The compound etc. which are represented by (A2-2) are mentioned.

上記ベンゾオキサジン(A)を製造する方法は、特に限定されないが、例えば、ジアミン化合物とフェノール類とアルデヒド類とを反応させる方法、ビスフェノール類と1級アミンとアルデヒド類とを反応させる方法等が挙げられる。   The method for producing the benzoxazine (A) is not particularly limited, and examples thereof include a method of reacting a diamine compound, a phenol, and an aldehyde, a method of reacting a bisphenol, a primary amine, and an aldehyde. It is done.

上記ベンゾオキサジン(A)の製造に用いられるジアミン化合物としては、例えば、4,4’−オキシジアニリン;4,4’−メチレンジアニリン;パラジアミノベンゼン;アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン、芳香族炭化水素基などで置換されたこれらの化合物;等が挙げられる。
これらのうち、本発明の組成物を硬化させて得られる硬化物の耐熱性および難燃性が優れるという理由から、4,4’−オキシジアニリンが好ましい。
Examples of the diamine compound used in the production of the benzoxazine (A) include 4,4′-oxydianiline; 4,4′-methylenedianiline; paradiaminobenzene; alkyl group, alkoxy group, halogen, and aromatic. These compounds substituted with a hydrocarbon group or the like;
Among these, 4,4′-oxydianiline is preferable because the cured product obtained by curing the composition of the present invention is excellent in heat resistance and flame retardancy.

上記ベンゾオキサジン(A)の製造に用いられるフェノール類としては、例えば、フェノール;オルトクレゾールなどのクレゾール類;キシレノール類;ナフトール類;アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン、芳香族炭化水素基などで置換されたこれらの化合物;等が挙げられ、これらを1種単独でも用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらのうち、安価であり、粘度が低く成形加工性に優れるという理由から、フェノール、クレゾール類が好ましい。
Examples of the phenols used in the production of the benzoxazine (A) include phenol; cresols such as ortho-cresol; xylenols; naphthols; alkyl groups, alkoxy groups, halogens, aromatic hydrocarbon groups and the like. These compounds may be used, and these may be used alone or in combination of two or more.
Of these, phenol and cresol are preferred because they are inexpensive and have low viscosity and excellent moldability.

上記ベンゾオキサジン(A)の製造に用いられるアルデヒド類としては、例えば、パラホルムアルデヒド、ホルマリン(ホルムアルデヒド水溶液)等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらのうち、反応性が高いという理由から、パラホルムアルデヒドが好ましい。
Examples of aldehydes used in the production of the benzoxazine (A) include paraformaldehyde, formalin (formaldehyde aqueous solution) and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Good.
Of these, paraformaldehyde is preferred because of its high reactivity.

上記ベンゾオキサジン(A)の製造に用いられるビスフェノール類としては、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS等が挙げられ、これらを1種単独で用いていもよく、2種以上を併用してもよい。
これらのうち、安価であり、耐熱性にも優れるという理由から、ビスフェノールAが好ましい。
Examples of the bisphenols used in the production of the benzoxazine (A) include bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, etc., and these may be used alone or in combination of two or more. Good.
Of these, bisphenol A is preferred because it is inexpensive and has excellent heat resistance.

上記ベンゾオキサジン(A)の製造に用いられる1級アミンとしては、例えば、アニリン、アニリンがアルキル基、アルコキシ基、ハロゲンなどで置換されたもの等が挙げられ、これらを1種単独で用いていもよく、2種以上を併用してもよい。
これらのうち、安価であるという理由から、アニリンが好ましい。
Examples of the primary amine used in the production of the benzoxazine (A) include aniline, aniline substituted with an alkyl group, alkoxy group, halogen, etc., and these may be used alone. In addition, two or more kinds may be used in combination.
Of these, aniline is preferred because it is inexpensive.

(フェノール樹脂(B))
上記フェノール樹脂(B)は、フェノール類とアルデヒド類とを縮合させて得られる熱硬化性樹脂である。
本発明の組成物が上記フェノール樹脂(B)を含有することにより、硬化速度が向上する。これは、フェノール樹脂中の水酸基が硬化触媒として働くからである。
なお、本発明の組成物には、上記フェノール樹脂(B)が上記ベンゾオキサジン(A)と組み合わされた化合物として存在していてもよい。
(Phenolic resin (B))
The phenol resin (B) is a thermosetting resin obtained by condensing phenols and aldehydes.
When the composition of the present invention contains the phenol resin (B), the curing rate is improved. This is because the hydroxyl group in the phenol resin functions as a curing catalyst.
In the composition of the present invention, the phenol resin (B) may be present as a compound in combination with the benzoxazine (A).

上記フェノール樹脂(B)を得る際に用いられるフェノール類としては、上記ベンゾオキサジン(A)の製造に用いられるフェノール類が挙げられ、これらを1種単独で用いていもよく、2種以上を併用してもよい。
これらのうち、成形加工性に優れるという理由から、フェノール、クレゾール類が好ましい。
Examples of the phenols used in obtaining the phenol resin (B) include phenols used in the production of the benzoxazine (A), and these may be used alone or in combination of two or more. May be.
Of these, phenol and cresols are preferable because of excellent molding processability.

上記フェノール樹脂(B)を得る際に用いられるアルデヒド類としては、上記ベンゾオキサジン(A)の製造に用いられるアルデヒド類が挙げられ、これらを1種単独で用いていもよく、2種以上を併用してもよい。
これらのうち、反応性が高いという理由から、パラホルムアルデヒドが好ましい。
Examples of aldehydes used in obtaining the phenol resin (B) include aldehydes used in the production of the benzoxazine (A), and these may be used alone or in combination of two or more. May be.
Of these, paraformaldehyde is preferred because of its high reactivity.

(ビフェニルテトラカルボン酸類および/またはその無水物(C))
上記ビフェニルテトラカルボン酸類および/またはその無水物(C)は、ビフェニルテトラカルボン酸類およびその無水物のいずれか一方または両方を含む概念である。
上記ベンゾオキサジン(A)を含有する本発明の組成物は、上記ビフェニルテトラカルボン酸類および/またはその無水物(C)を含有することにより、硬化速度が優れる。これは、含まれる水酸基、酸無水物基の触媒効果が高いからである。
(Biphenyltetracarboxylic acids and / or anhydrides thereof (C))
The said biphenyl tetracarboxylic acid and / or its anhydride (C) are the concept containing any one or both of biphenyl tetracarboxylic acid and its anhydride.
The composition of this invention containing the said benzoxazine (A) is excellent in a cure rate by containing the said biphenyl tetracarboxylic acid and / or its anhydride (C). This is because the catalytic effect of the hydroxyl group and acid anhydride group contained is high.

ビフェニルテトラカルボン酸類およびその無水物は、対称型と非対称型とに分けられ、いずれか一方を単独で用いてもよいし、両者を混合させたものを用いてもよい。
対称型の具体例としては、下記式(c−1)で表される3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸;下記式(c−3)で表される3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物;アルキル基、アルコキシ基、ハロゲンなどで置換されたこれらの化合物;等が挙げられる。
非対称型の具体例としては、下記式(c−2)で表される2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸;下記式(c−4)で表される2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物;アルキル基、アルコキシ基、ハロゲンなどで置換されたこれらの化合物;等が挙げられる。
Biphenyltetracarboxylic acids and anhydrides thereof are classified into a symmetric type and an asymmetric type, and either one may be used alone, or a mixture of both may be used.
Specific examples of the symmetric type include 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid represented by the following formula (c-1); 3,3 ′, represented by the following formula (c-3). 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride; these compounds substituted with an alkyl group, an alkoxy group, halogen, or the like;
Specific examples of the asymmetric type include 2,3,3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic acid represented by the following formula (c-2); 2,3,3 represented by the following formula (c-4) ', 4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride; these compounds substituted with an alkyl group, an alkoxy group, halogen, and the like; and the like.

(含有量)
本発明の組成物における各成分の含有量は、特に限定されないが、上記ベンゾオキサジン(A)と上記フェノール樹脂(B)との質量比(A/B)は、5/95〜95/5であるのが好ましく、10/90〜90/10であるのがより好ましい。
また、上記ベンゾオキサジン(A)および上記フェノール樹脂(B)の合計100質量部に対して、上記ビフェニルテトラカルボン酸類および/またはその無水物(C)を0.1〜10質量部含有するのが好ましく、0.2〜5.0質量部含有するのがより好ましい。
各成分の含有量がこの範囲であれば、本発明の組成物の硬化速度がより優れ、また、本発明の組成物を硬化させて得られる硬化物の耐熱性および難燃性が優れる。
(Content)
The content of each component in the composition of the present invention is not particularly limited, but the mass ratio (A / B) of the benzoxazine (A) to the phenol resin (B) is 5/95 to 95/5. It is preferable that the ratio is 10/90 to 90/10.
Moreover, it is 0.1-10 mass parts of said biphenyl tetracarboxylic acids and / or its anhydride (C) with respect to a total of 100 mass parts of said benzoxazine (A) and said phenol resin (B). Preferably, the content is 0.2 to 5.0 parts by mass.
When the content of each component is within this range, the curing rate of the composition of the present invention is more excellent, and the heat resistance and flame retardancy of the cured product obtained by curing the composition of the present invention are excellent.

(その他の添加剤)
本発明の組成物は、本発明の目的を損なわない範囲で、その他の添加剤を含有することができる。その他の添加剤としては、発泡剤、界面活性剤、充填剤、酸化防止剤、熱安定剤、帯電防止剤、可塑剤、顔料、染料、着色剤、難燃剤、カップリング剤等があげられる。
発泡剤としては、例えば、n−ペンタン、イソペンタンなどの炭化水素;クロロホルム、塩化メチレンなどの塩素化炭化水素;トリクロロフルオロメタン、1,1,2−トリクロロ−1,2,2−トリフルオロエタンなどの塩素フッ素置換炭化水素化合物;等が挙げられる。
界面活性剤としては、例えば、ノニオン系の界面活性剤、脂肪酸エステル類、シリコーン系化合物、ポリアルコール類等が挙げられる。
充填剤としては、例えば、水酸化アルミニウムなどの金属水酸化物、炭酸カルシウムなどの炭酸塩、珪酸カルシウムなどの珪酸塩、カーボンブラック、シリカ、アルミナ、チタン酸バリウム、タルク、雲母、クレー、ガラスビーズ、ガラス中空球、ガラス繊維、カーボン繊維等が挙げられる。
(Other additives)
The composition of the present invention can contain other additives as long as the object of the present invention is not impaired. Examples of other additives include foaming agents, surfactants, fillers, antioxidants, heat stabilizers, antistatic agents, plasticizers, pigments, dyes, colorants, flame retardants, and coupling agents.
Examples of the blowing agent include hydrocarbons such as n-pentane and isopentane; chlorinated hydrocarbons such as chloroform and methylene chloride; trichlorofluoromethane, 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane and the like. And the like, and the like.
Examples of the surfactant include nonionic surfactants, fatty acid esters, silicone compounds, polyalcohols, and the like.
Examples of fillers include metal hydroxides such as aluminum hydroxide, carbonates such as calcium carbonate, silicates such as calcium silicate, carbon black, silica, alumina, barium titanate, talc, mica, clay, and glass beads. , Glass hollow sphere, glass fiber, carbon fiber and the like.

(製造方法)
本発明の組成物を製造する方法は、特に限定されないが、例えば、所定量のジアミン化合物と、フェノール類と、アルデヒド類と、上記ビフェニルテトラカルボン酸類および/またはその無水物(C)とを不活性溶媒中で100〜150℃で反応させ、さらに加熱して溶媒を蒸留させる方法等が挙げられる。この製造方法を用いると、上記ベンゾオキサジン(A)とともに上記フェノール樹脂(B)も生成するので、好ましい。
(Production method)
The method for producing the composition of the present invention is not particularly limited. For example, a predetermined amount of a diamine compound, a phenol, an aldehyde, and the biphenyltetracarboxylic acid and / or its anhydride (C) are not used. Examples include a method of reacting at 100 to 150 ° C. in an active solvent and further heating to distill the solvent. Use of this production method is preferable because the phenol resin (B) is produced together with the benzoxazine (A).

<熱硬化性樹脂組成物の硬化物>
本発明の熱硬化性樹脂組成物の硬化物(以下「本発明の硬化物」ともいう。)は、上述した本発明の組成物を硬化させて得られる硬化物である。
本発明の組成物を硬化する際の硬化温度は、150〜350℃が好ましく、180〜300℃がより好ましい。また、その際の硬化時間は、10分〜5時間であることが好ましく、30分〜2時間であることがより好ましい。
硬化温度および硬化時間がこの範囲であれば、本発明の硬化物は、耐熱性および難燃性がより優れる。
<Hardened product of thermosetting resin composition>
The cured product of the thermosetting resin composition of the present invention (hereinafter also referred to as “cured product of the present invention”) is a cured product obtained by curing the above-described composition of the present invention.
150-350 degreeC is preferable and the curing temperature at the time of hardening the composition of this invention has more preferable 180-300 degreeC. Further, the curing time at that time is preferably 10 minutes to 5 hours, and more preferably 30 minutes to 2 hours.
When the curing temperature and the curing time are within this range, the cured product of the present invention is more excellent in heat resistance and flame retardancy.

本発明の組成物および本発明の硬化物は、建築材料、構造材料、自動車用部品、機構部品、電子・電気機器材料等の用途に好適に用いられる。   The composition of the present invention and the cured product of the present invention are suitably used for applications such as building materials, structural materials, automotive parts, mechanical parts, and electronic / electric equipment materials.

以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

<実施例1〜7、比較例1〜3>
(実施例1)
4,4’−オキシジアニリン105g、パラホルムアルデヒド69g、対称型である3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸2.73g、および、溶媒としてのトルエン100gを、2リットルのセパラブルフラスコに添加して、90℃に加熱した。加熱終了後、あらかじめ90℃に加熱したフェノール99gを添加し、さらに110℃に加熱して3時間反応させた。その後、170℃に昇温して溶媒のトルエンを減圧蒸留し、熱硬化性樹脂組成物(以下、単に「組成物」ともいう。)220gを得た。
また、得られた組成物について、200℃で1時間加熱して硬化させ、さらに250℃で1時間加熱して硬化させ、約1mm厚シート状の硬化物を得た。
<Examples 1-7, Comparative Examples 1-3>
Example 1
105 g of 4,4′-oxydianiline, 69 g of paraformaldehyde, 2.73 g of symmetric 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid, and 100 g of toluene as a solvent were separated into 2 liters of separable liquid. Added to flask and heated to 90 ° C. After the heating, 99 g of phenol heated to 90 ° C. in advance was added, and further heated to 110 ° C. for 3 hours. Thereafter, the temperature was raised to 170 ° C. and toluene as a solvent was distilled under reduced pressure to obtain 220 g of a thermosetting resin composition (hereinafter also simply referred to as “composition”).
The obtained composition was cured by heating at 200 ° C. for 1 hour, and further cured by heating at 250 ° C. for 1 hour to obtain a cured product having a thickness of about 1 mm.

(実施例2)
対称型である3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸の代わりに非対称型である2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸を用いた以外は、実施例1と同様にして組成物および硬化物を得た。
(実施例3)
対称型である3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸の代わりにその無水物である3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を用いた以外は、実施例1と同様にして組成物および硬化物を得た。
(実施例4)
対称型である3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸の代わりに非対称型である2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を用いた以外は、実施例1と同様にして組成物および硬化物を得た。
(実施例5)
4,4’−オキシジアニリンの代わりに4,4’−メチレンジアニリンを用いた以外は、実施例1と同様にして組成物および硬化物を得た。
(実施例6)
フェノールの代わりにオルトクレゾールを用いた以外は、実施例1と同様にして組成物および硬化物を得た。
(Example 2)
The same as Example 1 except that an asymmetrical 2,3,3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic acid was used instead of the symmetric 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid. Thus, a composition and a cured product were obtained.
(Example 3)
Except for using 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride instead of symmetric 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid A composition and a cured product were obtained in the same manner as in Example 1.
Example 4
Examples were used except that an asymmetrical 2,3,3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride was used instead of the symmetrical 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid. In the same manner as in No. 1, a composition and a cured product were obtained.
(Example 5)
A composition and a cured product were obtained in the same manner as in Example 1 except that 4,4′-methylenedianiline was used instead of 4,4′-oxydianiline.
(Example 6)
A composition and a cured product were obtained in the same manner as in Example 1 except that ortho-cresol was used instead of phenol.

(実施例7)
フェノール99gの代わりにフェノール5.3gを用いた以外は、実施例1と同様にして組成物および硬化物を得た。
(Example 7)
A composition and a cured product were obtained in the same manner as in Example 1 except that 5.3 g of phenol was used instead of 99 g of phenol.

(比較例1)
3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸を用いなかった以外は、実施例1と同様にして組成物および硬化物を得た。
(比較例2)
3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸の代わりに安息香酸を用いた以外は、実施例1と同様にして組成物および硬化物を得た。
(比較例3)
3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸の代わりに無水マレイン酸を用いた以外は、実施例1と同様にして組成物および硬化物を得た。
(Comparative Example 1)
A composition and a cured product were obtained in the same manner as in Example 1 except that 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid was not used.
(Comparative Example 2)
A composition and a cured product were obtained in the same manner as in Example 1 except that benzoic acid was used instead of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid.
(Comparative Example 3)
A composition and a cured product were obtained in the same manner as in Example 1 except that maleic anhydride was used in place of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid.

<物性測定>
(含有量)
得られた組成物について、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)を用いて、RI検出器のピーク面積から、ベンゾオキサジン(A)およびフェノール樹脂(B)の含有量[質量%]を求めた。結果を第1表に示す。
(残炭率)
得られた組成物について、空気中にて室温から800℃まで昇温させた際の残炭率[%]をTGA(熱重量減少)曲線から求めた。残炭率が高いほど難燃性に優れる。結果を第1表に示す。
(ガラス転移温度)
得られたシート状の硬化物について、5mm×30mmの大きさに切断した後、TMA(熱機械分析)を行い、線膨張率の変極点からガラス転移温度[℃]を求めた。ガラス転移温度が高いほど耐熱性に優れる。結果を第1表に示す。
(硬化率)
得られた組成物(未硬化サンプル)について、硬化温度を250℃として、硬化時間を様々に変えて硬化させたサンプル(硬化サンプル)を作成し、DSC測定を行って、発熱ピークの面積から発熱量を測定した。所定硬化時間における硬化率[%]は、下記式より算出した。硬化時間と硬化率との関係を図1に示す。
硬化率[%]={(未硬化サンプルの発熱量−硬化サンプルの発熱量)/未硬化サンプルの発熱量}×100
<Measurement of physical properties>
(Content)
About the obtained composition, content [mass%] of the benzoxazine (A) and the phenol resin (B) was calculated | required from the peak area of RI detector using GPC (gel permeation chromatography). The results are shown in Table 1.
(Remaining charcoal rate)
About the obtained composition, the residual carbon ratio [%] at the time of heating up from room temperature to 800 degreeC in the air was calculated | required from the TGA (thermal weight loss) curve. The higher the residual carbon ratio, the better the flame retardancy. The results are shown in Table 1.
(Glass-transition temperature)
The obtained sheet-like cured product was cut into a size of 5 mm × 30 mm and then subjected to TMA (thermomechanical analysis), and the glass transition temperature [° C.] was determined from the inflection point of the linear expansion coefficient. The higher the glass transition temperature, the better the heat resistance. The results are shown in Table 1.
(Curing rate)
About the obtained composition (uncured sample), the curing temperature was set to 250 ° C., and a cured sample (cured sample) was prepared by changing the curing time in various ways, and DSC measurement was performed to generate heat from the area of the exothermic peak. The amount was measured. The curing rate [%] at a predetermined curing time was calculated from the following formula. The relationship between the curing time and the curing rate is shown in FIG.
Curing rate [%] = {(calorific value of uncured sample−calorific value of cured sample) / calorific value of uncured sample} × 100

図1のグラフから、実施例1〜7の組成物の硬化速度は、比較例1〜3の組成物の硬化速度に比べて、著しく速いことが分かった。
また、第1表に示す結果から、実施例1〜7は、比較例1〜3に比べて、残炭率が高く難燃性に優れ、また、ガラス転移温度が高く耐熱性にも優れていることが分かった。
From the graph of FIG. 1, it was found that the curing rates of the compositions of Examples 1 to 7 were significantly faster than the curing rates of the compositions of Comparative Examples 1 to 3.
In addition, from the results shown in Table 1, Examples 1 to 7 have a high residual carbon ratio and excellent flame retardancy as compared with Comparative Examples 1 to 3, and also have a high glass transition temperature and excellent heat resistance. I found out.

さらに、実施例1〜6は、実施例7と比較して、組成物の硬化速度がより優れ、また、硬化物の耐熱性および難燃性もより優れることが分かった。   Furthermore, it turned out that Examples 1-6 are more excellent in the cure rate of a composition compared with Example 7, and are also excellent in the heat resistance and flame retardance of hardened | cured material.

Claims (2)

ベンゾオキサジン(A)と、
フェノール樹脂(B)と、
ビフェニルテトラカルボン酸類および/またはその無水物(C)と、
を含有し、
前記ベンゾオキサジン(A)と前記フェノール樹脂(B)との質量比(A/B)が、5/95〜95/5であって、
前記ベンゾオキサジン(A)および前記フェノール樹脂(B)の合計100質量部に対して、前記ビフェニルテトラカルボン酸類および/またはその無水物(C)を0.1〜10質量部含有する熱硬化性樹脂組成物。
Benzoxazine (A),
Phenolic resin (B),
Biphenyltetracarboxylic acids and / or anhydrides thereof (C);
Containing
The mass ratio (A / B) of the benzoxazine (A) and the phenol resin (B) is 5/95 to 95/5,
Per 100 parts by weight of the benzoxazine (A) and the phenolic resin (B), wherein the biphenyltetracarboxylic acid and / or anhydride thereof (C) a thermosetting you contain 0.1 to 10 parts by weight Resin composition.
請求項1に記載の熱硬化性樹脂組成物を硬化させて得られる硬化物。 A cured product obtained by curing the thermosetting resin composition according to claim 1 .
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