JP5686770B2 - Epoxy resin composition - Google Patents

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Description

本発明は高信頼性半導体封止用を始めとする電気・電子部品絶縁材料用、及び積層板(プリント配線板、ビルドアップ基板)やCFRP(炭素繊維強化プラスチック)、光学材料を始めとする各種複合材料、接着剤、塗料等に有用なエポキシ樹脂組成物に関するものである。 The present invention is used for insulating materials for electrical and electronic parts including those for high-reliability semiconductor encapsulation, as well as various types including laminated boards (printed wiring boards, build-up boards), CFRP (carbon fiber reinforced plastic), and optical materials. The present invention relates to an epoxy resin composition useful for composite materials, adhesives, paints and the like.

エポキシ樹脂組成物は作業性及びその硬化物の優れた電気特性、耐熱性、接着性、耐湿性(耐水性)等により電気・電子部品、構造用材料、接着剤、塗料等の分野で幅広く用いられている。 Epoxy resin compositions are widely used in the fields of electrical and electronic parts, structural materials, adhesives, paints, etc. due to their workability and excellent electrical properties, heat resistance, adhesion, moisture resistance (water resistance), etc. It has been.

しかし、近年電気・電子分野においてはその発展に伴い、樹脂組成物の高純度化をはじめ耐湿性、密着性、誘電特性、フィラーを高充填させるための低粘度化、成型サイクルを短くするための反応性のアップ等の諸特性の一層の向上が求められている。又、構造材としては航空宇宙材料、レジャー・スポーツ器具用途などにおいて軽量で機械物性の優れた材料が求められている。更に、近年難燃剤としてハロゲン系エポキシ樹脂と三酸化アンチモンが特に電気電子部品の難燃剤として多用されているが、これらを使用した製品はその廃棄後の不適切な処理により、ダイオキシン等の有毒物質の発生に寄与することが指摘されている。上記の問題を解決する方法の一つとして、下記式(1)で表されるフェノール樹脂やそのエポキシ化物の使用が特許文献1や特許文献2等に記載されている。しかしながら、この構造の樹脂は結晶性が強いため、製造時の樹脂の取り出し状況や保管状態によっては、結晶が析出してしまい溶融粘度が増加してしまう。また、溶剤に溶解した場合にも結晶が析出、沈殿してしまい、組成物としての使用上極めて問題があった。 However, in recent years, with the development in the electric and electronic fields, the resin composition is highly purified, moisture resistance, adhesion, dielectric properties, low viscosity for high filler filling, and short molding cycle. There is a need for further improvements in various properties such as increased reactivity. Further, as a structural material, there is a demand for a material that is lightweight and has excellent mechanical properties in applications such as aerospace materials and leisure / sports equipment. Furthermore, in recent years, halogen-based epoxy resins and antimony trioxide have been widely used as flame retardants, especially as flame retardants for electrical and electronic parts. Products that use these are toxic substances such as dioxins due to inappropriate treatment after disposal. It has been pointed out that it contributes to the occurrence of As one of the methods for solving the above problem, the use of a phenol resin represented by the following formula (1) or an epoxidized product thereof is described in Patent Document 1, Patent Document 2, and the like. However, since the resin having this structure has strong crystallinity, crystals are precipitated and the melt viscosity is increased depending on the state of taking out the resin during production and the storage state. In addition, when dissolved in a solvent, crystals were precipitated and precipitated, which was extremely problematic for use as a composition.

特開平11−140277号公報JP-A-11-140277 特開平11−140166号公報JP-A-11-140166

本発明の目的は、結晶の析出を抑え、その製造時における作業性や、品質の管理に長じる為、電気電子部品用絶縁材料(高信頼性半導体封止材料など)及び積層板(プリント配線板、ビルドアップ基板など)やCFRPを始めとする各種複合材料、接着剤、塗料等に有用なエポキシ樹脂組成物を提供することにある。 An object of the present invention is to suppress the precipitation of crystals, and to improve the workability and quality control during the manufacture thereof, so that insulating materials for electrical and electronic parts (such as highly reliable semiconductor sealing materials) and laminated boards (prints) Wiring board, build-up board, etc.) and various composite materials including CFRP, adhesives, paints, and the like.

本発明者らは前記課題を解決するため鋭意研究の結果、本発明を完成した。即ち、本発明は、
(1)
(a)4,4’−ビスクロロメチルビフェニルとフェノールとを塩基性物質の存在下に反応させ得られた式(1)

Figure 0005686770
(式中nは繰り返し数を表し、1〜20の整数を示す。)
で表されるフェノール樹脂であって、水酸基に対してo位にメチレン基が結合しているベンゼン環の総モル数(o−配位数)と水酸基に対してp位にメチレン基が結合しているベンゼン環の総モル数(p−配位数)が、o−配位数/p−配位数≧1.5×V+1.2(Vは150℃における溶融粘度で、単位はPa・sを示す)であるフェノール樹脂とエピハロヒドリンとを反応させて得られるエポキシ樹脂
(b)硬化剤
及び
(c)溶剤
を含有することを特徴とするエポキシ樹脂組成物
(2)式(1)で表されるフェノール樹脂において、下記式(2)、式(3) The present inventors have completed the present invention as a result of intensive studies in order to solve the above problems. That is, the present invention
(1)
(A) Formula (1) obtained by reacting 4,4′-bischloromethylbiphenyl and phenol in the presence of a basic substance
Figure 0005686770
(In the formula, n represents the number of repetitions and represents an integer of 1 to 20.)
Wherein the total number of moles of the benzene ring in which the methylene group is bonded to the o position with respect to the hydroxyl group (o-coordination number) and the methylene group is bonded to the p position with respect to the hydroxyl group. The total number of moles of benzene rings (p-coordination number) is o-coordination number / p-coordination number ≧ 1.5 × V + 1.2 (V is the melt viscosity at 150 ° C., the unit is Pa · s), an epoxy resin obtained by reacting a phenol resin with epihalohydrin (b), a curing agent and (c) a solvent, and an epoxy resin composition (2) represented by formula (1) In the phenol resin used, the following formula (2), formula (3)

Figure 0005686770
Figure 0005686770
で表される成分の存在割合oo/pp(ooは式(3)の化合物の総モル数、ppは式(2)の化合物の総モル数)が、−0.03×D+2.7(Dは、フェノール樹脂中のn=1の分子の含有割合(重量%)を示す)以上であるフェノール樹脂を使用する上記(1)記載のエポキシ樹脂組成物
に関する。
Figure 0005686770
Figure 0005686770
The abundance ratio of the component represented by oo / pp (oo is the total number of moles of the compound of formula (3), pp is the total number of moles of the compound of formula (2)) is -0.03 × D + 2.7 (D Relates to the epoxy resin composition according to the above (1), which uses a phenol resin which is equal to or higher than the content ratio (% by weight) of the molecule of n = 1 in the phenol resin.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂成分の結晶の析出が起こりにくいため、長期保存後の性能の低下を防止できる。 In the epoxy resin composition of the present invention, since precipitation of crystals of the epoxy resin component hardly occurs, it is possible to prevent a decrease in performance after long-term storage.

以下、本発明のエポキシ樹脂組成物が必須成分とするエポキシ樹脂及び該エポキシ樹脂(以下、本発明のエポキシ樹脂という)の原料となるフェノール樹脂(以下、本発明のフェノール樹脂という)について説明する。式(1)で表されるフェノール樹脂は、一般的に特許第3122834号や特開2001−40053に記載されているような方法で合成される。この方法で得られた式(1)の樹脂は製造時に、溶融状態から徐冷固化すると結晶が析出してしまう傾向が強く、急冷固化した樹脂状のものと比較すると溶融粘度が高くなる。溶融粘度が高くなると、例えば半導体封止材料に使用した場合、流動性の低下を招いてしまう。また、式(1)をエポキシ化したエポキシ樹脂は、溶剤に溶解した状態で保管した場合、結晶が析出してしまう。これは、特に液状のエポキシ樹脂組成物に使用された場合、製造時には組成物中で有機成分が均一状態であったものが、冷蔵保管時に結晶が析出することにより、成分の偏在化が起こってしまい、硬化不良や、設計通りの硬化物物性が得られないなどの不具合が生じる。本発明者らの検討によればこのような結晶化は、式(1)の構造において、メチレン基と水酸基の結合の位置関係が、パラである割合が多いほど顕著に発生し、特に式(2)の化合物が多い場合に顕著であることが確認された。このため、式(1)の構造において、メチレン基と水酸基の結合の位置関係が、パラである割合を低下させたり、式(2)の成分を少なくしたりすれば結晶化を防止することができる。一方フェノール樹脂の溶融粘度を上げる、すなわち式(1)においてn=1である成分を少なくすれば結晶性は低下していく傾向があるため、結晶性は溶融粘度に依存するものと言える。しかしながら使用用途によっては粘度を上げることはできないことも多いため、低溶融粘度すなわちn=1成分が多く存在するフェノール樹脂においても、式(1)の構造において、メチレン基と水酸基の結合の位置関係が、パラである割合を低下させたり、式(2)の成分を少なくしたりすることにより結晶化を防止することが必要となる。 Hereinafter, an epoxy resin as an essential component of the epoxy resin composition of the present invention and a phenol resin (hereinafter referred to as a phenol resin of the present invention) as a raw material of the epoxy resin (hereinafter referred to as an epoxy resin of the present invention) will be described. The phenol resin represented by the formula (1) is generally synthesized by a method as described in Japanese Patent No. 3122834 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-40053. When the resin of formula (1) obtained by this method is gradually cooled and solidified from the molten state at the time of production, the crystal tends to precipitate, and the melt viscosity is higher than that of the rapidly cooled and solidified resin. When melt viscosity becomes high, when used for a semiconductor sealing material, for example, fluidity is lowered. Moreover, when the epoxy resin which epoxidized Formula (1) is stored in the state melt | dissolved in the solvent, a crystal | crystallization will precipitate. In particular, when used in a liquid epoxy resin composition, the organic components in the composition were in a uniform state at the time of manufacture, but crystals were precipitated during refrigerated storage, resulting in uneven distribution of the components. Consequently, problems such as poor curing and the inability to obtain the cured physical properties as designed occur. According to the study by the present inventors, such crystallization is more prominent in the structure of the formula (1) as the positional relationship of the bond between the methylene group and the hydroxyl group increases as the ratio of para is higher. It was confirmed that this was remarkable when the amount of the compound 2) was large. For this reason, in the structure of the formula (1), if the positional relationship of the bond between the methylene group and the hydroxyl group is para, or if the component of the formula (2) is reduced, crystallization can be prevented. it can. On the other hand, if the melt viscosity of the phenol resin is increased, that is, if the component with n = 1 in formula (1) is decreased, the crystallinity tends to decrease, so that the crystallinity depends on the melt viscosity. However, the viscosity cannot often be increased depending on the intended use. Therefore, even in the case of a phenol resin having a low melt viscosity, that is, n = 1 in a large amount, the positional relationship of the bond between a methylene group and a hydroxyl group in the structure of the formula (1) However, it is necessary to prevent crystallization by reducing the proportion of para or by reducing the component of formula (2).

本発明のフェノール樹脂は、4,4’−ビスクロロメチルビフェニルとフェノールとの反応の際に、副生する塩化水素を中和するための塩基性物質を系中に存在させ得られるれ、上記式(1)で表されメチレン基と水酸基の結合の位置関係がオルソであるベンゼン環の総モル数(以下、o−配位数)とパラであるベンゼン環の総モル数(以下、p−配位数)の比がo−配位数/p−配位数≧1.5×V+1.2(Vは150℃における溶融粘度で、単位はPa・sを示す)を満たす。 The phenol resin of the present invention can be obtained by allowing a basic substance to neutralize by-product hydrogen chloride to be present in the system during the reaction of 4,4′-bischloromethylbiphenyl and phenol. The total number of moles of the benzene ring represented by the formula (1) in which the positional relationship of the bond between the methylene group and the hydroxyl group is ortho (hereinafter referred to as o-coordination number) and the total number of moles of the benzene ring as para (hereinafter referred to as p- The ratio of the coordination number) satisfies the o-coordination number / p-coordination number ≧ 1.5 × V + 1.2 (V is the melt viscosity at 150 ° C., and the unit is Pa · s).

本発明のフェノール樹脂を得る反応において、4,4’−ビスクロロメチルビフェニルの使用量は、フェノール10モルに対し、通常1〜9モル、好ましくは2〜8モルの範囲である。 In the reaction for obtaining the phenol resin of the present invention, the amount of 4,4'-bischloromethylbiphenyl used is usually in the range of 1 to 9 mol, preferably 2 to 8 mol, per 10 mol of phenol.

用いうる塩基性物質の具体例としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム等のアルカリ土類金属水酸化物、酸化マグネシウム、酸化カルシウム等のアルカリ土類金属酸化物、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、蓚酸ナトリウム、蓚酸カリウム、蟻酸ナトリウム、蟻酸カリウム、酢酸カルシウム、酢酸マグネシウム、酢酸アンモニウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素アンモニウム、クエン酸三ナトリウム、クエン酸三カリウム、酒石酸ナトリウム、酒石酸カリウム、燐酸ナトリウム、トリポリ燐酸ナトリウム、燐酸一水素ナトリウム、燐酸二水素ナトリウム、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウム−tert−ブトキシド、カリウムエトキシド等のアルカリ金属メトキシド、ナトリウムフェノキシド、カリウムフェノキシド等が挙げられるがこれらに限定されることはない。また、これらは単独で用いても、2種以上併用しても良い。これら塩基性物質の使用量は、4,4’−ビスハロゲノメチルビフェニル1モルに対し、通常0.02モル〜2.0モル、好ましくは0.05〜2.0モルの範囲である。 Specific examples of basic substances that can be used include alkali metal hydroxides such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, and potassium hydroxide, and alkaline earth metal hydroxides such as magnesium hydroxide, calcium hydroxide, and barium hydroxide. , Alkaline earth metal oxides such as magnesium oxide, calcium oxide, sodium acetate, potassium acetate, sodium oxalate, potassium oxalate, sodium formate, potassium formate, calcium acetate, magnesium acetate, ammonium acetate, sodium carbonate, potassium carbonate, calcium carbonate , Magnesium carbonate, ammonium carbonate, sodium bicarbonate, potassium bicarbonate, ammonium bicarbonate, trisodium citrate, tripotassium citrate, sodium tartrate, potassium tartrate, sodium phosphate, sodium tripolyphosphate, sodium monohydrogen phosphate Um, no sodium dihydrogen phosphate, sodium methoxide, sodium ethoxide, potassium -tert- butoxide, alkali metal methoxide or potassium ethoxide, sodium phenoxide, although potassium phenoxide and the like is not limited thereto. These may be used alone or in combination of two or more. The amount of these basic substances used is usually in the range of 0.02 to 2.0 mol, preferably 0.05 to 2.0 mol, with respect to 1 mol of 4,4'-bishalogenomethylbiphenyl.

この反応は、無溶剤でも溶剤を用いても良い。使用されうる溶剤の具体例としては、メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、トルエン、キシレン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、酢酸等が挙げられるがこれらに限定されることはない。また、これらは単独で用いても、2種以上併用しても良い。これらの使用量は、フェノール100重量部に対して、通常5〜200重量部、好ましくは10〜100重量部の範囲である。 This reaction may be solventless or use a solvent. Specific examples of the solvent that can be used include alcohols such as methanol, ethanol and propanol, ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, toluene, xylene, ethylene glycol, diethylene glycol, acetic acid and the like, but are not limited thereto. There is nothing. These may be used alone or in combination of two or more. These usage-amounts are 5-200 weight part normally with respect to 100 weight part of phenol, Preferably it is the range of 10-100 weight part.

反応は、通常フェノールと前記の塩基性物質を仕込み、これに徐々に4,4’−ビスクロロメチルビフェニルを添加するのが好ましい。その際の温度は、通常50℃〜150℃、好ましくは60〜120℃の範囲で、通常0.5〜10時間、好ましくは1〜4時間である。4,4’−ビスハロゲノメチルビフェニル添加終了後、前記温度で通常0.5〜10時間、好ましくは1〜5時間更に反応させる。尚、この時反応溶液のpHが酸性でないと反応の進行が妨げられ、高分子化しない場合がある。この場合、p−トルエンスルホン酸、塩酸、硫酸等の酸性物質を反応系に添加する。反応終了後、加熱減圧下において過剰のフェノールを留去する。その後、通常非水溶性の溶剤に溶解して水洗を繰り返して塩を除去し、溶剤を留去することにより本発明のフェノール樹脂が得られる。尚、本発明のエポキシ樹脂の原料として使用する際は、フェノールを留去したものをそのまま使用しても良い。 In the reaction, it is usually preferable to add phenol and the above basic substance and gradually add 4,4'-bischloromethylbiphenyl thereto. The temperature in that case is 50 to 150 degreeC normally, Preferably it is the range of 60 to 120 degreeC, and is 0.5 to 10 hours normally, Preferably it is 1 to 4 hours. After completion of the 4,4'-bishalogenomethylbiphenyl addition, the reaction is further carried out at the above temperature for usually 0.5 to 10 hours, preferably 1 to 5 hours. At this time, if the pH of the reaction solution is not acidic, the progress of the reaction is hindered and the polymer may not be polymerized. In this case, acidic substances such as p-toluenesulfonic acid, hydrochloric acid and sulfuric acid are added to the reaction system. After completion of the reaction, excess phenol is distilled off under heating and reduced pressure. Then, the phenol resin of this invention is obtained by melt | dissolving in a water-insoluble solvent normally, repeating water washing, removing a salt, and distilling a solvent off. In addition, when using as a raw material of the epoxy resin of this invention, you may use what distilled the phenol as it is.

こうして得られた本発明のフェノール樹脂は、前記した通りo−配位数/p−配位数≧1.5×V+1.2となり、通常の方法、即ち上記方法において塩基性物質を使用しないものよりもo−配位数の含有割合が高くなり、結果として結晶の析出が抑制できる。 The phenolic resin of the present invention thus obtained has an o-coordination number / p-coordination number ≧ 1.5 × V + 1.2 as described above, and does not use a basic substance in the usual method, that is, the above method. The content ratio of the o-coordination number becomes higher than that, and as a result, the precipitation of crystals can be suppressed.

本発明のフェノール樹脂において、n=1である成分が多く存在するフェノール樹脂においては、本発明の目的を達成するためには、フェノール樹脂中の式(2)と式(3)の含有割合が重要になり、oo/pp(ooは式(3)の化合物の総モル数、ppは式(2)の化合物の総モル数)が、−0.03×D+2.7(Dは、フェノール樹脂中のn=1の分子の含有割合(重量%)を示す)以上であるものが好ましい。尚、本発明のフェノール樹脂中のo−配位数/p−配位数は塩基性物質の添加量(モル比)によって制御することができる。 In the phenolic resin of the present invention, in the phenolic resin in which many components of n = 1 are present, in order to achieve the object of the present invention, the content ratio of the formula (2) and the formula (3) in the phenolic resin is Oo / pp (oo is the total number of moles of the compound of formula (3), pp is the total number of moles of the compound of formula (2)) is −0.03 × D + 2.7 (D is the phenol resin) It is preferable that the content ratio (% by weight) of the molecule of n = 1 is greater than or equal to. In addition, the o-coordination number / p-coordination number in the phenol resin of the present invention can be controlled by the addition amount (molar ratio) of the basic substance.

本発明のエポキシ樹脂は、本発明のフェノール樹脂とエピハロヒドリン類とを反応させて(エポキシ化反応)得ることができる。エポキシ化反応に使用されるエピハロヒドリン類の用いうる具体例としては、エピクロルヒドリン、β−メチルエピクロルヒドリン、エピブロムヒドリン、β−メチルエピブロムヒドリン、エピヨードヒドリン、β−エチルエピクロルヒドリン等が挙げられるが、工業的に入手し易く安価なエピクロルヒドリンもしくはエピブロムヒドリンが好ましい。 The epoxy resin of the present invention can be obtained by reacting the phenol resin of the present invention with epihalohydrins (epoxidation reaction). Specific examples of epihalohydrins that can be used in the epoxidation reaction include epichlorohydrin, β-methylepichlorohydrin, epibromhydrin, β-methylepibromhydrin, epiiodohydrin, β-ethylepichlorohydrin, and the like. However, industrially available and inexpensive epichlorohydrin or epibromohydrin is preferable.

反応は、例えば本発明のフェノール樹脂とエピハロヒドリン類の混合物に触媒として水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物の固体を一括添加または徐々に添加しながら20〜120℃で0.5〜10時間反応させる。この際アルカリ金属水酸化物はその水溶液を使用してもよく、その場合は該アルカリ金属水酸化物を連続的に添加すると共に反応混合物中から減圧下、または常圧下、連続的に水及びエピハロヒドリン類を留出せしめ更に分液し水は除去しエピハロヒドリン類は反応混合物中に連続的に戻す方法でもよい(尚、固形アルカリ金属水酸化物を使用するときも減圧脱水してもよい)。また、全ハロゲン量の低いエポキシ樹脂を得る場合は、アルカリ金属水酸化物は徐々に添加し、反応系内の温度は20〜50℃に保つことが好ましい。反応系内の水分は、エピハロヒドリンに対して0.5〜10重量%に保つことが好ましい。0.5重量%以下だと反応が進み難くなり、10重量%以上だと全ハロゲン量が多くなる傾向がある。 The reaction is carried out, for example, at 20 to 120 ° C. while adding a solid of an alkali metal hydroxide such as sodium hydroxide or potassium hydroxide as a catalyst to the mixture of the phenol resin and epihalohydrin of the present invention as a catalyst at 0.5 to 20 ° C. Let react for 10 hours. In this case, the alkali metal hydroxide may be used in the form of an aqueous solution. In this case, the alkali metal hydroxide is continuously added and water and epihalohydrin are continuously added from the reaction mixture under reduced pressure or normal pressure. The distillate may be distilled off, the liquid separated to remove water, and the epihalohydrin may be continuously returned to the reaction mixture (in addition, when a solid alkali metal hydroxide is used, it may be dehydrated under reduced pressure). When obtaining an epoxy resin having a low total halogen content, it is preferable to gradually add the alkali metal hydroxide and keep the temperature in the reaction system at 20 to 50 ° C. The moisture in the reaction system is preferably maintained at 0.5 to 10% by weight with respect to epihalohydrin. If it is 0.5% by weight or less, the reaction hardly proceeds, and if it is 10% by weight or more, the total halogen amount tends to increase.

上記の反応においてエピハロヒドリン類の使用量は本発明のフェノール樹脂の水酸基1当量に対して、通常1.0〜20モル、好ましくは2.0〜15モル、より好ましくは3.0〜10モルである。アルカリ金属水酸化物の使用量は式(1)のフェノール樹脂の水酸基1当量に対し通常0.5〜1.5モル、好ましくは0.7〜1.2モルである。 In the above reaction, the amount of epihalohydrin used is usually 1.0 to 20 mol, preferably 2.0 to 15 mol, more preferably 3.0 to 10 mol, per 1 equivalent of the hydroxyl group of the phenol resin of the present invention. is there. The usage-amount of an alkali metal hydroxide is 0.5-1.5 mol normally with respect to 1 equivalent of hydroxyl groups of the phenol resin of Formula (1), Preferably it is 0.7-1.2 mol.

また、反応は非プロトン性極性溶媒、アルコール類等の触媒能のある溶媒を使用して行っても良い。用いうる非プロトン性極性溶媒の具体例としては、ジメチルスルホン、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、1,4−ジオキサン等が挙げられる。非プロトン性極性溶媒の使用量はエピハロヒドリン類の重量に対し通常5〜200重量%、好ましくは10〜150重量%である。用いうるアルコール類の具体例としては、メタノール、エタノール等が挙げられる。アルコール類の使用量はエピハロヒドリン類の重量に対し通常5〜100重量%、好ましくは5〜50重量%である。アルコール類を使用することによって反応は進み易くなり、全ハロゲン量も非プロトン性極性溶媒を使用した場合よりは多いが、これら溶媒を使用しないときよりは少なくなる。特に、得られたエポキシ樹脂を半導体を始めとする電子電気部品用途に使用する場合は、全ハロゲン量が0.000023mol/g以下であることが好ましく、このようなエポキシ樹脂を得るためには非プロトン性極性溶媒を使用して製造することが好ましい。 The reaction may be carried out using a solvent having catalytic ability such as an aprotic polar solvent or alcohol. Specific examples of the aprotic polar solvent that can be used include dimethyl sulfone, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, 1,4-dioxane and the like. The amount of the aprotic polar solvent used is usually 5 to 200% by weight, preferably 10 to 150% by weight, based on the weight of the epihalohydrin. Specific examples of alcohols that can be used include methanol, ethanol, and the like. The amount of alcohol used is usually 5 to 100% by weight, preferably 5 to 50% by weight, based on the weight of the epihalohydrin. The use of alcohols facilitates the reaction and the total halogen content is greater than when aprotic polar solvents are used, but less than when these solvents are not used. In particular, when the obtained epoxy resin is used for electronic and electrical component applications such as semiconductors, the total halogen content is preferably 0.000023 mol / g or less. It is preferable to produce using a protic polar solvent.

また、反応に際してテトラメチルアンモニウムクロライド、テトラメチルアンモニウムブロマイド、トリメチルベンジルアンモニウムクロライドなどの第四級アンモニウム塩を触媒として使用することもできる。この場合の第四級アンモニウム塩の使用量は本発明のフェノール樹脂の水酸基1当量に対して通常0.001〜0.2モル、好ましくは0.05〜0.1モルである。これらは、上記の溶媒と併用してもよい。 In the reaction, a quaternary ammonium salt such as tetramethylammonium chloride, tetramethylammonium bromide, trimethylbenzylammonium chloride can also be used as a catalyst. In this case, the amount of the quaternary ammonium salt used is usually 0.001 to 0.2 mol, preferably 0.05 to 0.1 mol, relative to 1 equivalent of the hydroxyl group of the phenol resin of the present invention. These may be used in combination with the above-mentioned solvent.

通常、これらの反応生成物は水洗後、または水洗無しに加熱減圧下過剰のエピハロヒドリン類や、その他使用した溶媒等を除去した後、トルエン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン等の溶媒に溶解し、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物の水溶液を加えて再び反応を行うことにより全ハロゲン量の低いエポキシ樹脂を得ることが出来る。この場合アルカリ金属水酸化物の使用量は本発明のフェノール樹脂の水酸基1当量に対して通常0.01〜0.2モル、好ましくは0.05〜0.15モルである。反応温度は通常50〜120℃、反応時間は通常0.5〜2時間である。反応終了後副生した塩をろ過、水洗などにより除去し、さらに加熱減圧下トルエン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン等の溶媒を留去することにより本発明のエポキシ樹脂を得ることができる。 Usually, these reaction products are dissolved in a solvent such as toluene, methyl isobutyl ketone, methyl ethyl ketone, etc. after removal of excess epihalohydrins and other used solvents under water or reduced pressure without washing with water. An epoxy resin having a low total halogen content can be obtained by adding an aqueous solution of an alkali metal hydroxide such as sodium or potassium hydroxide and reacting again. In this case, the amount of alkali metal hydroxide used is usually 0.01 to 0.2 mol, preferably 0.05 to 0.15 mol, per 1 equivalent of the hydroxyl group of the phenol resin of the present invention. The reaction temperature is usually 50 to 120 ° C., and the reaction time is usually 0.5 to 2 hours. The salt formed as a by-product after completion of the reaction is removed by filtration, washing with water, and the like, and the solvent of toluene, methyl isobutyl ketone, methyl ethyl ketone, etc. is distilled off under heating and reduced pressure to obtain the epoxy resin of the present invention.

以下、本発明のエポキシ樹脂組成物について説明する。本発明のエポキシ樹脂組成物は、本発明のエポキシ樹脂、硬化剤及び溶剤を含有する。本発明のエポキシ樹脂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、本発明のエポキシ樹脂の全エポキシ樹脂中に占める割合は20重量%以上が好ましく、特に30重量%以上が好ましい。 Hereinafter, the epoxy resin composition of the present invention will be described. The epoxy resin composition of the present invention contains the epoxy resin of the present invention, a curing agent and a solvent. The epoxy resin of the present invention can be used alone or in combination with other epoxy resins. When used in combination, the proportion of the epoxy resin of the present invention in the total epoxy resin is preferably 20% by weight or more, particularly preferably 30% by weight or more.

本発明のエポキシ樹脂と併用できる他のエポキシ樹脂の具体例としては、ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、ビフェノール、ビスフェノールAD等)、フェノール類(フェノール、アルキル置換フェノール、芳香族置換フェノール、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、アルキル置換ジヒドロキシベンゼン、ジヒドロキシナフタレン等)と各種アルデヒド(ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アルキルアルデヒド、ベンズアルデヒド、アルキル置換ベンズアルデヒド、ヒドロキシベンズアルデヒド、ナフトアルデヒド、グルタルアルデヒド、フタルアルデヒド、クロトンアルデヒド、シンナムアルデヒド等)との重縮合物、フェノール類と各種ジエン化合物(ジシクロペンタジエン、テルペン類、ビニルシクロヘキセン、ノルボルナジエン、ビニルノルボルネン、テトラヒドロインデン、ジビニルベンゼン、ジビニルビフェニル、ジイソプロペニルビフェニル、ブタジエン、イソプレン等)との重合物、フェノール類とケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトフェノン、ベンゾフェノン等)との重縮合物、フェノール類と芳香族ジメタノール類(ベンゼンジメタノール、α,α,α’,α’−ベンゼンジメタノール、ビフェニルジメタノール、α,α,α’,α’−ビフェニルジメタノール等)との重縮合物、フェノール類と芳香族ジクロロメチル類(α,α’−ジクロロキシレン、ビスクロロメチルビフェニル等)との重縮合物、ビスフェノール類と各種アルデヒドの重縮合物、アルコール類等をグリシジル化したグリシジルエーテル系エポキシ樹脂、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等が挙げられるが、通常用いられるエポキシ樹脂であれば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。 Specific examples of other epoxy resins that can be used in combination with the epoxy resin of the present invention include bisphenols (bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, biphenol, bisphenol AD, etc.), phenols (phenol, alkyl-substituted phenol, aromatic-substituted phenol). , Naphthol, alkyl-substituted naphthol, dihydroxybenzene, alkyl-substituted dihydroxybenzene, dihydroxynaphthalene, etc.) and various aldehydes (formaldehyde, acetaldehyde, alkylaldehyde, benzaldehyde, alkyl-substituted benzaldehyde, hydroxybenzaldehyde, naphthaldehyde, glutaraldehyde, phthalaldehyde, crotonaldehyde , Cinnamaldehyde, etc.), polycondensates, phenols and various diene compounds (disic) Polymers with pentadiene, terpenes, vinylcyclohexene, norbornadiene, vinylnorbornene, tetrahydroindene, divinylbenzene, divinylbiphenyl, diisopropenylbiphenyl, butadiene, isoprene, etc., phenols and ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone) , Acetophenone, benzophenone, etc.), phenols and aromatic dimethanol (benzenedimethanol, α, α, α ', α'-benzenedimethanol, biphenyldimethanol, α, α, α', polycondensates with α'-biphenyldimethanol, etc., polycondensates with phenols and aromatic dichloromethyls (α, α'-dichloroxylene, bischloromethylbiphenyl, etc.), polycondensates of bisphenols and various aldehydes. Condensation Glycidyl ether epoxy resins, alicyclic epoxy resins, glycidyl amine epoxy resins, glycidyl ester epoxy resins, etc., which are glycidylated products, alcohols, etc. It is not something. These may be used alone or in combination of two or more.

本発明のエポキシ樹脂組成物が含有する硬化剤としては、本発明のフェノール樹脂あるいはアミン系化合物、酸無水物系化合物、アミド系化合物、フェノ−ル系化合物などが挙げられる。使用でき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とより合成されるポリアミド樹脂、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、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、ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、ビフェノール、ビスフェノールAD等)、フェノール類(フェノール、アルキル置換フェノール、芳香族置換フェノール、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、アルキル置換ジヒドロキシベンゼン、ジヒドロキシナフタレン等)と各種アルデヒド(ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アルキルアルデヒド、ベンズアルデヒド、アルキル置換ベンズアルデヒド、ヒドロキシベンズアルデヒド、ナフトアルデヒド、グルタルアルデヒド、フタルアルデヒド、クロトンアルデヒド、シンナムアルデヒド等)との重縮合物、フェノール類と各種ジエン化合物(ジシクロペンタジエン、テルペン類、ビニルシクロヘキセン、ノルボルナジエン、ビニルノルボルネン、テトラヒドロインデン、ジビニルベンゼン、ジビニルビフェニル、ジイソプロペニルビフェニル、ブタジエン、イソプレン等)との重合物、フェノール類とケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトフェノン、ベンゾフェノン等)との重縮合物、フェノール類と芳香族ジメタノール類(ベンゼンジメタノール、α,α,α’,α’−ベンゼンジメタノール、ビフェニルジメタノール、α,α,α’,α’−ビフェニルジメタノール等)との重縮合物、フェノール類と芳香族ジクロロメチル類(α,α’−ジクロロキシレン、ビスクロロメチルビフェニル等)との重縮合物、ビスフェノール類と各種アルデヒドの重縮合物、及びこれらの変性物、イミダゾ−ル、BF−アミン錯体、グアニジン誘導体などが挙げられるがこれらに限定されることはない。 Examples of the curing agent contained in the epoxy resin composition of the present invention include the phenol resin of the present invention, amine compounds, acid anhydride compounds, amide compounds, phenol compounds, and the like. Specific examples of the curing agent that can be used include diaminodiphenylmethane, diethylenetriamine, triethylenetetramine, diaminodiphenylsulfone, isophoronediamine, dicyandiamide, a polyamide resin synthesized from linolenic acid and ethylenediamine, phthalic anhydride, triethylene anhydride. Mellitic acid, pyromellitic anhydride, maleic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, methyl nadic acid anhydride, hexahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, bisphenols (bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, biphenol, bisphenol AD, etc.), phenols (phenol, alkyl substituted phenol, aromatic substituted phenol, naphthol, alkyl substituted naphthol, Hydroxybenzene, alkyl-substituted dihydroxybenzene, dihydroxynaphthalene, etc.) and various aldehydes (formaldehyde, acetaldehyde, alkylaldehyde, benzaldehyde, alkyl-substituted benzaldehyde, hydroxybenzaldehyde, naphthaldehyde, glutaraldehyde, phthalaldehyde, crotonaldehyde, cinnamaldehyde, etc.) Polycondensates, polymers of phenols and various diene compounds (dicyclopentadiene, terpenes, vinylcyclohexene, norbornadiene, vinylnorbornene, tetrahydroindene, divinylbenzene, divinylbiphenyl, diisopropenylbiphenyl, butadiene, isoprene, etc.) Phenols and ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl , Acetophenone, benzophenone, etc.), phenols and aromatic dimethanols (benzenedimethanol, α, α, α ', α'-benzenedimethanol, biphenyldimethanol, α, α, α' , Α'-biphenyldimethanol, etc.), polycondensates of phenols and aromatic dichloromethyls (α, α'-dichloroxylene, bischloromethylbiphenyl, etc.), bisphenols and various aldehydes Examples thereof include, but are not limited to, polycondensates, modified products thereof, imidazoles, BF 3 -amine complexes, and guanidine derivatives.

本発明のエポキシ樹脂組成物に使用可能な溶剤の具体例としてはトルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジオキサン、メチルセロソルブ、ジメチルホルムアミド等が挙げられる。これら溶媒は樹脂分100重量部に対して通常5〜300重量部、好ましくは10〜150重量部が用いられる。 Specific examples of the solvent that can be used in the epoxy resin composition of the present invention include toluene, xylene, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, dioxane, methyl cellosolve, dimethylformamide and the like. These solvents are usually used in an amount of 5 to 300 parts by weight, preferably 10 to 150 parts by weight, based on 100 parts by weight of the resin content.

本発明のエポキシ樹脂組成物には、必要に応じて、エポキシ樹脂の硬化促進剤として一般的に用いられるものを含有させても良い。硬化促進剤としては例えば、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール等のイミダゾール系化合物、三フッ化ホウ素錯体、トリフェニルホスフィン、トリオクチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリフェニルホスフィン・トリフェニルボラン、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレートの等のリン系化合物、三級アミン化合物などが挙げられ、その使用量はエポキシ樹脂100重量部に対して0.01〜15重量部、好ましくは0.1〜10重量部である。 The epoxy resin composition of the present invention may contain, as necessary, those generally used as an epoxy resin curing accelerator. Examples of the curing accelerator include imidazole compounds such as 2-methylimidazole and 2-ethylimidazole, boron trifluoride complex, triphenylphosphine, trioctylphosphine, tricyclohexylphosphine, triphenylphosphine / triphenylborane, and tetraphenyl. Examples thereof include phosphorus compounds such as phosphonium tetraphenylborate, tertiary amine compounds, etc., and the amount used is 0.01 to 15 parts by weight, preferably 0.1 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the epoxy resin. It is.

更に本発明のエポキシ樹脂組成物には、必要に応じて公知の添加剤を配合することが出来る。用いうる添加剤の具体例としては、ポリブタジエン及びこの変性物、アクリロニトリル共重合体の変性物、ポリフェニレンエーテル、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリイミド、フッ素樹脂、マレイミド系化合物、シアネートエステル系化合物、シリコーンゲル、シリコーンオイル、並びにシリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、石英粉、アルミニウム粉末、グラファイト、タルク、クレー、酸化鉄、酸化チタン、窒化アルミニウム、アスベスト、マイカ、ガラス粉末、ガラス繊維、ガラス不織布または、カーボン繊維等の無機充填材、シランカップリング剤のような充填材の表面処理剤、離型剤、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン等の着色剤が挙げられる。 Furthermore, a known additive can be blended in the epoxy resin composition of the present invention as necessary. Specific examples of additives that can be used include polybutadiene and modified products thereof, modified products of acrylonitrile copolymer, polyphenylene ether, polystyrene, polyethylene, polyimide, fluororesin, maleimide compounds, cyanate ester compounds, silicone gel, and silicone oil. As well as silica, alumina, calcium carbonate, quartz powder, aluminum powder, graphite, talc, clay, iron oxide, titanium oxide, aluminum nitride, asbestos, mica, glass powder, glass fiber, glass nonwoven fabric or carbon fiber, etc. Coloring agents such as materials, surface treatment agents for fillers such as silane coupling agents, mold release agents, carbon black, phthalocyanine blue, and phthalocyanine green.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、上記各成分を所定の割合で均一に混合することにより得られる。本発明のエポキシ樹脂組成物は、溶媒を除去した後に、通常室温〜250℃で30秒〜50時間で処理することにより硬化物とすることができる。
以上のようにして得られた硬化物は、特に本発明のフェノール樹脂とエポキシ樹脂を併用した場合には難燃性に優れている。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、プリント配線板やフレキシブルプリント配線板を構成する材料の接着剤や絶縁材料としても使用可能である。
The epoxy resin composition of the present invention can be obtained by uniformly mixing the above components at a predetermined ratio. After removing the solvent, the epoxy resin composition of the present invention can be made into a cured product by treating at room temperature to 250 ° C. for 30 seconds to 50 hours.
The cured product obtained as described above is excellent in flame retardancy particularly when the phenol resin and the epoxy resin of the present invention are used in combination.
The epoxy resin composition of the present invention can also be used as an adhesive or insulating material for materials constituting printed wiring boards and flexible printed wiring boards.

以下本発明を合成例、実施例により更に詳細に説明する。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、溶融粘度、軟化点は以下の条件で測定した。
1)エポキシ当量:JIS K−7236に準じた方法で測定した。
2)溶融粘度:150℃におけるコーンプレート法における溶融粘度測定機械 コーンプレート(ICI)高温粘度計(RESEARCH EQUIPMENT(LONDON)LTD. 製)
コーンNo.3(測定範囲0〜20ポイズ)
試料量:0.15±0.005(g)
3)軟化点:JIS K−7234に準じた方法で測定
4)o−配位数/p−配位数(o/p):13C−NMRの測定により、水酸基に対するメチレン基の結合位置のo,p比をo位への配位数をp位への配位数で割った値(以下o/p)として算出した
5)oo,pp比(oo/pp):高速液体クロマトグラフィーにより測定検出
UV(274nm)
6)n=1である分子の含有割合(n=1体の割合):GPC分析装置により測定した
分析条件
カラム;Shodex KF−803(2本)+KF−802.5(2本)
温度;40℃
溶剤;テトラヒドロフラン
検出;UV(254nm)
流量;1ml/min
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to synthesis examples and examples. The present invention is not limited to these examples. In the examples, the epoxy equivalent, melt viscosity, and softening point were measured under the following conditions.
1) Epoxy equivalent: Measured by a method according to JIS K-7236.
2) Melt viscosity: Melt viscosity measuring machine in cone plate method at 150 ° C Corn plate (ICI) high temperature viscometer (manufactured by RESEARCH EQUIPMENT (LONDON) LTD.)
Corn No. 3 (measuring range 0-20 poise)
Sample amount: 0.15 ± 0.005 (g)
3) Softening point: measured by a method according to JIS K-7234 4) o-coordination number / p-coordination number (o / p): The position of the methylene group bonded to the hydroxyl group by 13 C-NMR measurement. Calculated as a value obtained by dividing the o, p ratio by the coordination number at the o position by the coordination number at the p position (hereinafter referred to as o / p) 5) oo, pp ratio (oo / pp): by high performance liquid chromatography Measurement detection UV (274nm)
6) Content ratio of molecules where n = 1 (ratio of n = 1 body): analytical condition column measured by GPC analyzer; Shodex KF-803 (2) + KF-802.5 (2)
Temperature: 40 ° C
Solvent; Tetrahydrofuran detection; UV (254 nm)
Flow rate: 1 ml / min

合成例1
撹拌機、還流冷却管、撹拌装置を備えたフラスコに、フェノール195重量部、フレーク状の水酸化ナトリウム50重量部、メタノール20重量部を仕込、撹拌、溶解後、加熱して温度を100℃に保ちながら4,4’−ビスクロロメチルビフェニル151重量部を4時間かけて連続的に添加した。添加終了後、p−トルエンスルホン酸を11重量部添加し、同温度で更に3時間反応を行った。反応終了後、水洗により副生する塩化ナトリウムを除去し、油層から加熱減圧下において過剰のフェノールを留去し、残留物に400重量部のメチルイソブチルケトンを添加して溶解した。この樹脂溶液を洗浄液が中性になるまで水洗を繰り返した後、油層から加熱減圧下においてメチルイソブチルケトンを留去することにより本発明のフェノール樹脂(P1)180重量部を得た。得られたフェノール樹脂(P1)の溶融粘度は0.09Pa・s、軟化点は68℃、o/pは2.50、oo/ppは6.1、n=1体の割合は35.6重量%であった。
Synthesis example 1
A flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, and a stirrer was charged with 195 parts by weight of phenol, 50 parts by weight of flaky sodium hydroxide, and 20 parts by weight of methanol, stirred, dissolved, and heated to a temperature of 100 ° C. While being maintained, 151 parts by weight of 4,4′-bischloromethylbiphenyl was continuously added over 4 hours. After the addition was completed, 11 parts by weight of p-toluenesulfonic acid was added, and the reaction was further performed at the same temperature for 3 hours. After completion of the reaction, by-product sodium chloride was removed by washing with water, excess phenol was distilled off from the oil layer under heating and reduced pressure, and 400 parts by weight of methyl isobutyl ketone was added to the residue and dissolved. This resin solution was washed repeatedly with water until the washing solution became neutral, and then methyl isobutyl ketone was distilled off from the oil layer under heating and reduced pressure to obtain 180 parts by weight of the phenol resin (P1) of the present invention. The obtained phenol resin (P1) has a melt viscosity of 0.09 Pa · s, a softening point of 68 ° C., o / p of 2.50, oo / pp of 6.1, and a ratio of n = 1 body of 35.6. % By weight.

合成例2
合成例1で得られたフェノール樹脂(P1)107重量部に対してエピクロルヒドリン(ECH、以下同様)230重量部、ジメチルスルホキシド(DMSO、以下同様)60重量部を反応容器に仕込、加熱、撹拌、溶解後、温度を45℃に保持しながら、フレーク状の水酸化ナトリウム21重量部を2時間かけて連続的に添加した。水酸化ナトリウム添加完了後、45℃で2時間、70℃で1時間更に反応を行った。ついで水洗を繰り返し、副成塩とジメチルスルホキシドを除去した後、油層から加熱減圧下において過剰のエピクロルヒドリンを留去し、残留物に300重量部のメチルイソブチルケトンを添加し溶解した。このメチルイソブチルケトン溶液を70℃に加熱し30%水酸化ナトリウム水溶液10重量部を添加し、1時間反応させた後、反応液の水洗を洗浄液が中性となるまで繰り返した。ついで油層から加熱減圧下においてメチルイソブチルケトンを留去することにより本発明のエポキシ樹脂(E1)130重量部を得た。エポキシ樹脂(E1)のエポキシ当量は278g/eq、溶融粘度は0.1Pa・s、軟化点は58℃であった。
Synthesis example 2
The reaction vessel was charged with 230 parts by weight of epichlorohydrin (ECH, the same shall apply hereinafter) and 60 parts by weight of dimethyl sulfoxide (DMSO, the same shall apply hereinafter) to 107 parts by weight of the phenol resin (P1) obtained in Synthesis Example 1, and heated, stirred, After dissolution, 21 parts by weight of flaky sodium hydroxide was continuously added over 2 hours while maintaining the temperature at 45 ° C. After completion of the sodium hydroxide addition, the reaction was further carried out at 45 ° C. for 2 hours and at 70 ° C. for 1 hour. Subsequently, washing with water was repeated to remove the by-product salt and dimethyl sulfoxide, and then excess epichlorohydrin was distilled off from the oil layer under heating and reduced pressure, and 300 parts by weight of methyl isobutyl ketone was added to the residue and dissolved. This methyl isobutyl ketone solution was heated to 70 ° C., 10 parts by weight of a 30% aqueous sodium hydroxide solution was added and reacted for 1 hour, and then the reaction solution was washed with water until the washing solution became neutral. Subsequently, 130 parts by weight of the epoxy resin (E1) of the present invention was obtained by distilling off methyl isobutyl ketone from the oil layer under heating and reduced pressure. The epoxy equivalent of the epoxy resin (E1) was 278 g / eq, the melt viscosity was 0.1 Pa · s, and the softening point was 58 ° C.

合成例3
合成例1において、フェノールを98重量部に、水酸化ナトリウムを33重量部に、4,4’−ビスクロロメチルビフェニルを110重量部に変えた以外は同様の操作を行ったところ、本発明のフェノール樹脂(P2)135重量部を得た。得られたフェノール樹脂(P2)の溶融粘度は0.32Pa・s、軟化点は79℃、o/pは2.33、oo/ppは7.8、n=1体の割合は23.9重量%であった。
Synthesis example 3
In Synthesis Example 1, the same operation was performed except that phenol was changed to 98 parts by weight, sodium hydroxide to 33 parts by weight, and 4,4′-bischloromethylbiphenyl to 110 parts by weight. 135 parts by weight of phenol resin (P2) was obtained. The obtained phenol resin (P2) has a melt viscosity of 0.32 Pa · s, a softening point of 79 ° C., o / p of 2.33, oo / pp of 7.8, and the ratio of n = 1 body is 23.9. % By weight.

合成例4
合成例2において、フェノール樹脂(P1)をフェノール樹脂(P2)87重量部に、ECHを190重量部に、DMSOを50重量部に、MIBKを170重量部に、30%水酸化ナトリウム水溶液を5重量部に変えた以外は同様の操作を行ったところ、本発明のエポキシ樹脂(E2)105重量部を得た。エポキシ樹脂(E2)のエポキシ当量は288g/eq、溶融粘度は0.33Pa・s、軟化点は70℃であった。
Synthesis example 4
In Synthesis Example 2, phenol resin (P1) was added to 87 parts by weight of phenol resin (P2), ECH to 190 parts by weight, DMSO to 50 parts by weight, MIBK to 170 parts by weight, and 30% aqueous sodium hydroxide solution to 5 parts. When the same operation was performed except having changed into the weight part, 105 weight part of epoxy resins (E2) of this invention were obtained. The epoxy equivalent of the epoxy resin (E2) was 288 g / eq, the melt viscosity was 0.33 Pa · s, and the softening point was 70 ° C.

合成例5
合成例1において、フェノールを94重量部に、水酸化ナトリウムを炭酸ソーダ8重量部に、4,4’−ビスクロロメチルビフェニルを100重量部に変え、p−トルエンスルホン酸とメタノールを使用しなかった以外は同様の操作を行ったところ、本発明のフェノール樹脂(P3)123重量部を得た。得られたフェノール樹脂(P3)の溶融粘度は0.32Pa・s、軟化点は80℃、oo/ppは2.1、n=1体の割合は25.3重量%であった。
Synthesis example 5
In Synthesis Example 1, phenol was changed to 94 parts by weight, sodium hydroxide to 8 parts by weight of sodium carbonate, and 4,4'-bischloromethylbiphenyl to 100 parts by weight, and p-toluenesulfonic acid and methanol were not used. Except for the above, the same operation was performed to obtain 123 parts by weight of the phenol resin (P3) of the present invention. The obtained phenol resin (P3) had a melt viscosity of 0.32 Pa · s, a softening point of 80 ° C., an oo / pp of 2.1, and a ratio of n = 1 body of 25.3 wt%.

合成例6
合成例1において、フェノールを127重量部に、水酸化ナトリウムを5重量部に、4,4’−ビスクロロメチルビフェニルを76重量部に変えた以外は同様の操作を行ったところ、本発明のフェノール樹脂(P4)135重量部を得た。得られたフェノール樹脂(P4)の溶融粘度は0.08Pa・s、軟化点は67℃、oo/ppは1.5、n=1体の割合は44.1重量%であった。
Synthesis Example 6
In Synthesis Example 1, the same operation was performed except that phenol was changed to 127 parts by weight, sodium hydroxide to 5 parts by weight, and 4,4′-bischloromethylbiphenyl to 76 parts by weight. 135 parts by weight of phenol resin (P4) was obtained. The obtained phenol resin (P4) had a melt viscosity of 0.08 Pa · s, a softening point of 67 ° C., an oo / pp of 1.5, and a ratio of n = 1 body of 44.1% by weight.

比較合成例1
撹拌機、還流冷却管、撹拌装置を備えたフラスコに、フェノール195重量部、4,4’−ビス(メトキシメチル)ビフェニル146重量部を仕込み、硫酸ジエチル5.3重量部を添加し、温度を160℃に保ちながら4時間反応をおこなった。反応終了後冷却し,水洗水が中性になるまで水洗を繰り返し、油層から加熱減圧下において未反応のフェノールを留去することによりフェノール樹脂(PC1)170重量部を得た。得られたフェノール樹脂(PC1)の溶融粘度は1.4Pa・s、軟化点は73℃、o/pは1.2、oo/ppは1.4、n=1体の割合は35.8重量%であった。
Comparative Synthesis Example 1
A flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, and a stirrer was charged with 195 parts by weight of phenol and 146 parts by weight of 4,4′-bis (methoxymethyl) biphenyl, and 5.3 parts by weight of diethyl sulfate was added, and the temperature was adjusted. The reaction was carried out for 4 hours while maintaining the temperature at 160 ° C. After completion of the reaction, the reaction mixture was cooled, washed with water until the washing water became neutral, and unreacted phenol was distilled off from the oil layer under heating and reduced pressure to obtain 170 parts by weight of a phenol resin (PC1). The obtained phenol resin (PC1) has a melt viscosity of 1.4 Pa · s, a softening point of 73 ° C., o / p of 1.2, oo / pp of 1.4, and a ratio of n = 1 body of 35.8. % By weight.

比較合成例2
合成例2において、フェノール樹脂(P1)をフェノール樹脂(PC1)107重量部に変えた以外は同様の操作を行い、エポキシ樹脂(EC1)128重量部を得た。エポキシ樹脂(EC1)のエポキシ当量は278g/eq、溶融粘度は0.07Pa・s、軟化点は57℃であった。
Comparative Synthesis Example 2
The same operation as in Synthesis Example 2 was performed except that the phenol resin (P1) was changed to 107 parts by weight of the phenol resin (PC1) to obtain 128 parts by weight of the epoxy resin (EC1). Epoxy resin (EC1) had an epoxy equivalent of 278 g / eq, a melt viscosity of 0.07 Pa · s, and a softening point of 57 ° C.

比較合成例3
比較合成例1において、フェノールを98重量部に変えた以外は同様の操作を行い、フェノール樹脂(PC2)132重量部を得た。得られたフェノール樹脂(PC2)の溶融粘度は0.36Pa・s、軟化点は80℃、o/pは1.6、oo/ppは1.9、n=1体の割合は24.6重量%であった。
Comparative Synthesis Example 3
In Comparative Synthesis Example 1, the same operation was performed except that phenol was changed to 98 parts by weight, and 132 parts by weight of phenol resin (PC2) was obtained. The obtained phenol resin (PC2) has a melt viscosity of 0.36 Pa · s, a softening point of 80 ° C., o / p of 1.6, oo / pp of 1.9, and a ratio of n = 1 body of 24.6. % By weight.

比較合成例4
合成例4において、フェノール樹脂(P2)をフェノール樹脂(PC2)87重量部に変えた以外は同様の操作を行い、エポキシ樹脂(EC2)105重量部を得た。エポキシ樹脂(EC2)のエポキシ当量は288g/eq、溶融粘度は0.33Pa・s、軟化点は70℃であった。
Comparative Synthesis Example 4
The same operation as in Synthesis Example 4 was performed except that the phenol resin (P2) was changed to 87 parts by weight of the phenol resin (PC2) to obtain 105 parts by weight of the epoxy resin (EC2). The epoxy equivalent of the epoxy resin (EC2) was 288 g / eq, the melt viscosity was 0.33 Pa · s, and the softening point was 70 ° C.

試験例
合成例2、4、比較合成例2、4で得られたエポキシ樹脂を、樹脂濃度が70重量%になるようにメチルエチルケトンに溶解し、5℃で保管して結晶の析出の有無を観測した。観測結果を表1に示す。
Test Example The epoxy resins obtained in Synthesis Examples 2 and 4 and Comparative Synthesis Examples 2 and 4 were dissolved in methyl ethyl ketone so that the resin concentration would be 70% by weight and stored at 5 ° C. to observe the presence or absence of crystal precipitation. did. The observation results are shown in Table 1.

Figure 0005686770
Figure 0005686770

実施例1、2、比較例1、2
下記、表2示した割合で、合成例及び比較合成例で得られたエポキシ樹脂、硬化剤(ジシアンジアミド)、硬化促進剤(2−エチルー4−メチルイミダゾール)を25重量部のメチルエチルケトンと20重量部のジメチルホルムアミドに溶解して本発明及び比較用のエポキシ樹脂組成物を得た。これらの組成物を、5℃で2週間保存後、ガラスクロスに含浸させ、150℃で5分間乾燥してBステージ状のプリプレグを得た。このプリプレグを3枚と、銅箔1枚を重ね、180℃で2時間加圧加熱して硬化物とした。この硬化物について、下記のようにして吸湿率と耐溶剤(ジメチルホルムアミド)性を測定した。
・吸湿率:85℃/85%/100時間後の重量増加率
・耐溶剤性:ジメチルホルムアミドに10日間浸漬後の重量増加率
Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2
In the proportions shown below in Table 2, 25 parts by weight of methyl ethyl ketone and 20 parts by weight of the epoxy resin, curing agent (dicyandiamide), and curing accelerator (2-ethyl-4-methylimidazole) obtained in Synthesis Example and Comparative Synthesis Example Of the present invention and comparative epoxy resin compositions were obtained. These compositions were stored at 5 ° C. for 2 weeks, then impregnated into glass cloth, and dried at 150 ° C. for 5 minutes to obtain a B-stage prepreg. Three prepregs and one copper foil were stacked and heated at 180 ° C. for 2 hours to obtain a cured product. The cured product was measured for moisture absorption and solvent resistance (dimethylformamide) as follows.
・ Hygroscopic rate: 85 ° C./85%/weight increase after 100 hours ・ Solvent resistance: weight increase after immersion in dimethylformamide for 10 days

Figure 0005686770
Figure 0005686770

以上の結果より、比較用のエポキシ樹脂は、結晶の析出により成分の偏在化が起こり、微小な未硬化部分が硬化物中に存在し、そこに水分などが入り込みやすいことが推測され、半田リフロー時に膨れなどの不良を起こす可能性が増加する原因となる。   From the above results, it is speculated that the comparative epoxy resin is unevenly distributed due to the precipitation of crystals, and there are minute uncured parts in the cured product, where moisture etc. can easily enter. It sometimes increases the possibility of causing defects such as blisters.

Claims (2)

( a ) フェノール1 0 モルに対して4 , 4 ’ − ビスクロロメチルビフェニルを1 〜 9 モルの範囲で反応させて下記式( 1 ) で表されるフェノール樹脂を得る反応であって、4 , 4’ − ビスクロロメチルビフェニルを、フェノールと塩基性物質の存在下に添加した後、酸性条件下で反応させることにより得られた式( 1 )
Figure 0005686770
(式中n は繰り返し数を表し、1 〜 2 0 の整数を示す。)
で表されるフェノール樹脂であって、水酸基に対してo 位にメチレン基が結合しているベンゼン環の総モル数( o − 配位数) と水酸基に対してp 位にメチレン基が結合しているベンゼン環の総モル数( p − 配位数) が、o − 配位数/ p − 配位数≧ 1 . 5 × V + 1 . 2 (V は1 5 0 ℃ における溶融粘度で、単位はP a ・s を示す。) であるフェノール樹脂であって、前記樹脂中のn=1の分子の含有割合が44.1重量%以下であるフェノール樹脂とエピハロヒドリンとを反応させて得られるエポキシ樹脂
( b ) 硬化剤
及び
( c ) 溶剤
を含有することを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
(A) A reaction in which 4,4′-bischloromethylbiphenyl is reacted in the range of 1 to 9 mol with respect to 10 mol of phenol to obtain a phenol resin represented by the following formula (1), Formula (1) obtained by reacting under acidic conditions after adding 4'-bischloromethylbiphenyl in the presence of phenol and a basic substance
Figure 0005686770
(In the formula, n represents the number of repetitions and represents an integer of 1 to 20).
The total number of moles of the benzene ring in which the methylene group is bonded to the o position with respect to the hydroxyl group (o-coordination number) and the methylene group bonded to the p position with respect to the hydroxyl group. The total number of moles of benzene rings (p-coordination number) is o-coordination number / p-coordination number ≧ 1. 5 × V + 1. 2 (V is a melt viscosity at 1550C, and the unit is P a · s), and the content ratio of the n = 1 molecule in the resin is 44.1% by weight or less An epoxy resin composition comprising an epoxy resin (b) curing agent obtained by reacting a phenolic resin with epihalohydrin and a solvent (c).
式(1)で表されるフェノール樹脂において、下記式(2)、式(3)
Figure 0005686770
Figure 0005686770
で表される成分の存在割合oo/pp(ooは式(3)の化合物の総モル数、ppは式(2)
の化合物の総モル数)が、−0.03×D+2.7(Dは、フェノール樹脂中のn=1の
分子の含有割合(重量%)を示す)以上であるフェノール樹脂を使用する請求項1に記載のエポキシ樹脂組成物。
In the phenol resin represented by the formula (1), the following formula (2), formula (3)
Figure 0005686770
Figure 0005686770
Oo / pp (oo is the total number of moles of the compound of formula (3), pp is the formula (2)
The total number of moles of the compound is equal to or greater than −0.03 × D + 2.7 (where D represents the content ratio (% by weight) of n = 1 molecules in the phenol resin). 2. The epoxy resin composition according to 1.
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