JP5737129B2 - Epoxy resin, epoxy resin composition and cured product - Google Patents

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Description

本発明は、樹脂中に含まれる単位骨格が全てビフェニル骨格であり、フィルム成形・塗布等のプロセスに適用するのに十分な製膜性、伸び性を有し、また、熱伝導性、耐熱性、可撓性のバランスに優れたエポキシ樹脂に関する。また本発明は、当該エポキシ樹脂、および硬化剤を含むエポキシ樹脂組成物と、このエポキシ樹脂組成物を硬化させてなる硬化物に関するものである。   In the present invention, all the unit skeletons contained in the resin are biphenyl skeletons, and have sufficient film-forming properties and elongation properties to be applied to processes such as film molding and coating, and have heat conductivity and heat resistance. The present invention relates to an epoxy resin excellent in flexibility balance. The present invention also relates to an epoxy resin composition containing the epoxy resin and a curing agent, and a cured product obtained by curing the epoxy resin composition.

エポキシ樹脂は、耐熱性、接着性、耐水性、機械的強度および電気的特性に優れていることから、接着剤、塗料、土木建築用材料、電気・電子部品の絶縁材料等、様々な分野で使用されている。特に、電気・電子分野では、絶縁注型、積層材料、封止材料等において幅広く使用されている。   Epoxy resins are excellent in heat resistance, adhesiveness, water resistance, mechanical strength, and electrical properties, so they are used in various fields such as adhesives, paints, materials for civil engineering and construction, and insulating materials for electrical and electronic parts. It is used. In particular, in the electric / electronic field, it is widely used in insulating casting, laminated materials, sealing materials and the like.

近年、電気・電子機器に使用される多層回路基板は、機器の小型化、軽量化および高機能化が進んでおり、更なる多層化、高密度化、薄型化、軽量化と、信頼性および成形加工性の向上等が要求されている。   In recent years, multilayer circuit boards used in electrical and electronic equipment have been reduced in size, weight, and functionality, and further increased in number of layers, density, thickness, weight, reliability, and Improvements in molding processability are required.

これに伴い、用いられる材料の放熱性が問題になっている。この放熱性については、従来はフィラーの熱伝導性で賄っていたが、更なる高集積化に向けて、マトリクスであるエポキシ樹脂自体の熱伝導性の向上が求められるようになってきた。   In connection with this, the heat dissipation of the material used has become a problem. Conventionally, the heat dissipation has been covered by the thermal conductivity of the filler. However, for further higher integration, improvement in the thermal conductivity of the epoxy resin itself as a matrix has been demanded.

これまでにもエポキシ系の高熱伝導材料の開発は行われてきたが、マトリクスとなるエポキシ樹脂自体の熱伝導性よりも、高熱伝導性フィラーを含む組成物の配合最適化を指向したものが多かった。   Up to now, epoxy-based high thermal conductive materials have been developed, but many of them are aimed at optimizing the composition of a composition containing a high thermal conductive filler rather than the thermal conductivity of the epoxy resin itself as a matrix. It was.

例えば、特許文献1、2では、高熱伝導性フィラーとして熱伝導率の高い無機化合物の粉末または繊維を配合し、エポキシ樹脂については一般的なビスフェノールA型エポキシ樹脂で非常に分子量の高いものを用いており、エポキシ樹脂自体の熱伝導性には言及してはいない。すなわち、特許文献1,2において、熱伝導性はフィラーが担っており、エポキシ樹脂はフィルムとしての取り扱いやすさを付与しているのみである。
また、特許文献3では、フィラーの形状を特徴付けており、特許文献4では、フィラーの配合による接着性等の低下をエポキシ樹脂と相溶性の高分子量樹脂や反応性高分子量樹脂の配合で改善しており、いずれも使用されているエポキシ樹脂はごく一般的なノボラック型エポキシ樹脂やビスフェノールA型エポキシ樹脂である。
For example, in Patent Documents 1 and 2, an inorganic compound powder or fiber having high thermal conductivity is blended as a high thermal conductive filler, and an epoxy resin having a very high molecular weight is used as a general bisphenol A type epoxy resin. It does not mention the thermal conductivity of the epoxy resin itself. That is, in Patent Documents 1 and 2, the thermal conductivity is borne by the filler, and the epoxy resin only provides ease of handling as a film.
Further, Patent Document 3 characterizes the shape of the filler, and Patent Document 4 improves the decrease in adhesion and the like due to the blending of the filler by blending a high molecular weight resin compatible with the epoxy resin or a reactive high molecular weight resin. The epoxy resins that are used are very common novolac type epoxy resins and bisphenol A type epoxy resins.

一方、最近では、メソゲン骨格を導入することで、エポキシ樹脂自体の熱伝導性を改良しようとする発明がいくつか開示されている。   On the other hand, recently, several inventions have been disclosed that attempt to improve the thermal conductivity of the epoxy resin itself by introducing a mesogenic skeleton.

例えば、非特許文献1には、種々のメソゲン骨格の導入によるエポキシ樹脂の熱伝導性の向上についての記載があるが、コスト面、プロセス、耐加水分解性や熱安定性を考慮すると実用的とは言えない。   For example, Non-Patent Document 1 describes the improvement of thermal conductivity of epoxy resins by introducing various mesogenic skeletons, but it is practical in consideration of cost, process, hydrolysis resistance and thermal stability. I can't say that.

また、特許文献5には、ビフェニル骨格のみを用いた熱伝導性のよいエポキシ樹脂であって、置換されたビフェニル骨格と無置換のビフェニル骨格との両方を有するエポキシ樹脂が開示されている。   Patent Document 5 discloses an epoxy resin having a good thermal conductivity using only a biphenyl skeleton and having both a substituted biphenyl skeleton and an unsubstituted biphenyl skeleton.

特開平04−339815号公報Japanese Patent Laid-Open No. 04-339815 特開平04−339854号公報Japanese Patent Laid-Open No. 04-339854 特開平05−259312号公報Japanese Patent Laid-Open No. 05-259312 特開平10−183086号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-183086 特開2010−001427号公報JP 2010-001427 A

電子部品用エポキシ樹脂の最新技術(シーエムシー出版、2006年、第1章P24〜31、第5章P114〜121)Latest technology of epoxy resin for electronic parts (CMC Publishing, 2006, Chapter 1 P24-31, Chapter 5 P114-121)

本発明者らの詳細な検討によれば、特許文献5において実際に合成されているのはごく低分子量のエポキシ樹脂のみであり、このエポキシ樹脂では製膜性に欠けるため、薄膜として用いることが困難であった。さらにエポキシ樹脂単体での熱伝導性は測定されていないため、実施例で開示されている熱伝導率が、エポキシ樹脂によって発現したものであるかどうかは明らかにされていない。また、特許文献5において合成されたエポキシ樹脂を用いて得られた硬化物は、伸びが低く、弾性率が高く、可撓性が低いことが予想される。このために、実際の硬化物として用いる場合にはゴム成分を添加するなどの変性が必要となり、その際には変性による熱伝導率の低下が懸念される。 According to detailed examinations by the present inventors, only a very low molecular weight epoxy resin is actually synthesized in Patent Document 5, and since this epoxy resin lacks film forming properties, it can be used as a thin film. It was difficult. Furthermore, since the thermal conductivity of the epoxy resin alone has not been measured, it has not been clarified whether the thermal conductivity disclosed in the examples is expressed by the epoxy resin. Moreover, the hardened | cured material obtained using the epoxy resin synthesize | combined in patent document 5 is anticipated that elongation is low, an elasticity modulus is high, and flexibility is low. For this reason, when using as an actual hardened | cured material, modification | denaturation, such as adding a rubber component, is needed, and there exists a concern about the fall of the heat conductivity by modification | denaturation in that case.

メソゲン骨格は熱伝導性に優れることは知られているが、従来提案されているメソゲン骨格を有するエポキシ樹脂には、伸び性と熱伝導性を両立できるものがなかった。
また、実用性を考えると、特殊な材料組成や特別な硬化プロセスを必要とせず、現在実用化されているエポキシ樹脂組成物の構成成分を置き換えたり、あるいは単に添加するだけで、可撓性などの硬化物特性を維持したまま、熱伝導性を向上させる材料が求められるものと考えられる。
Although it is known that the mesogen skeleton is excellent in thermal conductivity, there has been no epoxy resin having a mesogen skeleton that has been proposed in the past that can achieve both elongation and thermal conductivity.
Also, considering practicality, it does not require a special material composition or a special curing process, and it can be replaced by simply replacing the constituent components of epoxy resin compositions that are currently in practical use, or simply adding flexibility. It is considered that a material that improves the thermal conductivity while maintaining the cured product characteristics is required.

一方で、電気積層板の絶縁層等として用いるためには、フィルムとしての取り扱い性や塗布等のプロセス適用性に優れた材料が必要とされるが、従来において、このような要求特性を満たした上で、高い熱伝導性を有するエポキシ樹脂は提供されていない。   On the other hand, in order to use it as an insulating layer of an electrical laminate, etc., a material excellent in process applicability such as handling and application as a film is required, but conventionally, such required characteristics have been satisfied. Above, no epoxy resin with high thermal conductivity is provided.

上記の諸問題点を鑑み、本発明は、フィルム成形・塗布等のプロセスに適用するのに十分な製膜性、伸び性を有し、熱伝導性、耐熱性、可撓性などの諸物性にも優れ、また、硬化物としたときの熱伝導性、耐熱性、可撓性などの硬化物特性のバランスにも優れたエポキシ樹脂およびエポキシ樹脂組成物を提供することを課題とする。   In view of the above problems, the present invention has sufficient film forming properties and stretchability to be applied to processes such as film forming and coating, and various physical properties such as thermal conductivity, heat resistance, and flexibility. It is another object of the present invention to provide an epoxy resin and an epoxy resin composition excellent in the balance of cured product properties such as thermal conductivity, heat resistance, and flexibility when cured.

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、樹脂中に含まれる単位骨格がすべて特定のビフェニル骨格であり、特定のエポキシ当量を有するエポキシ樹脂が、フィルム成形・塗布等のプロセスに適用するのに十分な製膜性、伸び性、熱伝導性、耐熱性、可撓性などの諸物性のバランスに優れ、また、熱伝導率、可撓性などの硬化物特性のバランスにも優れたものとなることを見出した。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have found that all unit skeletons contained in the resin are specific biphenyl skeletons, and epoxy resins having specific epoxy equivalents are used in processes such as film molding and coating. Excellent balance of physical properties such as film-forming properties, stretchability, thermal conductivity, heat resistance, and flexibility sufficient for application, and balance of cured product properties such as thermal conductivity and flexibility I found it to be excellent.

本発明はこのような知見に基いて達成されたものであり、以下を要旨とする。   The present invention has been achieved on the basis of such findings, and the gist thereof is as follows.

[1] 下記式(1)で表され、かつエポキシ当量が2,500g/当量以上30,000g/当量以下であるエポキシ樹脂。 [1] An epoxy resin represented by the following formula (1) and having an epoxy equivalent of 2,500 g / equivalent to 30,000 g / equivalent.

Figure 0005737129
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(上記式(1)中、Aは下記式(2)で表されるビフェニル骨格であり、Bは水素原子または下記式(3)で表される基であり(ただし、式(1)中のふたつのBがいずれも水素原子であることはない。)、nは繰り返し数であり、平均値は1<n<100である。) (In the above formula (1), A is a biphenyl skeleton represented by the following formula (2), and B is a hydrogen atom or a group represented by the following formula (3) (however, in the formula (1) N of the two Bs are not hydrogen atoms.) , N is the number of repetitions, and the average value is 1 <n <100.)

Figure 0005737129
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(上記式(2)中、Rは、水素原子、炭素数1〜10の炭化水素基、またはハロゲン元素であり、互いに同一であっても異なっていてもよいが、1分子のエポキシ樹脂において、R として水素原子と炭素数1〜10の炭化水素基の両方を含む。) (In the above formula (2), R 1 is a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or a halogen element, which may be the same or different from each other . R 1 includes both a hydrogen atom and a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms .)

Figure 0005737129
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[2] 前記式(2)におけるRが、水素原子または炭素数が1〜4のアルキル基であり、式(2)で表されるビフェニル骨格は少なくとも一つの水素原子と少なくとも一つの炭素数1〜4のアルキル基を有する[1]に記載のエポキシ樹脂。 [2] R 1 in the formula (2) is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and the biphenyl skeleton represented by the formula (2) has at least one hydrogen atom and at least one carbon number. The epoxy resin according to [1], which has 1 to 4 alkyl groups.

[3] エポキシ樹脂成分と硬化剤とを含むエポキシ樹脂組成物において、該エポキシ樹脂成分として少なくとも請求項1または2に記載のエポキシ樹脂を含み、該硬化剤を固形分としての全エポキシ樹脂成分と硬化剤の合計に対して0.1〜60重量%含むエポキシ樹脂組成物。 [3] In an epoxy resin composition containing an epoxy resin component and a curing agent, the epoxy resin component includes at least the epoxy resin according to claim 1 or 2, and the epoxy resin component as a solid component. An epoxy resin composition containing 0.1 to 60% by weight based on the total amount of curing agents.

[4] [3]に記載のエポキシ樹脂組成物を硬化させてなる硬化物。 [4] A cured product obtained by curing the epoxy resin composition according to [3].

本発明によれば、フィルム成形・塗布等のプロセスに適用するのに十分な製膜性、伸び性を有し、熱伝導性、耐熱性、可撓性などの諸物性にもバランスよく優れ、硬化物としたときの熱伝導性、耐熱性、可撓性などの硬化物特性のバランスにも優れたエポキシ樹脂およびエポキシ樹脂組成物が提供される。   According to the present invention, it has sufficient film forming properties and stretchability to be applied to processes such as film forming and coating, and has excellent balance of physical properties such as thermal conductivity, heat resistance, and flexibility. Provided are an epoxy resin and an epoxy resin composition excellent in the balance of cured product characteristics such as thermal conductivity, heat resistance and flexibility when cured.

以下に本発明の実施の形態を詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施の形態の一例であり、本発明はその要旨を超えない限り、以下の記載内容に限定されるものではない。
尚、本明細書において「〜」という表現を用いる場合、その前後の数値または物性値を含む表現として用いるものとする。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described in detail below. However, the description of the constituent elements described below is an example of the embodiments of the present invention, and the present invention is described below unless the gist of the present invention is exceeded. It is not limited to.
In the present specification, when the expression “to” is used, it is used as an expression including numerical values or physical property values before and after the expression.

[エポキシ樹脂]
本発明のエポキシ樹脂は、下記式(1)で表され、かつエポキシ当量が2,500g/当量以上30,000g/当量以下であるものである。以下において、本発明のエポキシ樹脂を「エポキシ樹脂(1)」と称す場合がある。
[Epoxy resin]
The epoxy resin of the present invention is represented by the following formula (1) and has an epoxy equivalent of 2,500 g / equivalent to 30,000 g / equivalent. Hereinafter, the epoxy resin of the present invention may be referred to as “epoxy resin (1)”.

Figure 0005737129
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(上記式(1)中、Aは下記式(2)で表されるビフェニル骨格であり、Bは水素原子または下記式(3)で表される基であり(ただし、式(1)中のふたつのBがいずれも水素原子であることはない。)、nは繰り返し数であり、平均値は1<n<100である。) (In the above formula (1), A is a biphenyl skeleton represented by the following formula (2), and B is a hydrogen atom or a group represented by the following formula (3) (however, in the formula (1) N of the two Bs are not hydrogen atoms.) , N is the number of repetitions, and the average value is 1 <n <100.)

Figure 0005737129
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(上記式(2)中、Rは、水素原子、炭素数1〜10の炭化水素基、またはハロゲン元素であり、互いに同一であっても異なっていてもよいが、1分子のエポキシ樹脂において、R として水素原子と炭素数1〜10の炭化水素基の両方を含む。) (In the above formula (2), R 1 is a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or a halogen element, which may be the same or different from each other . R 1 includes both a hydrogen atom and a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms .)

Figure 0005737129
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<作用機構>
本発明のエポキシ樹脂は、フィルム成形・塗布等のプロセスに適用するのに十分な製膜性、伸び性を有し、かつ熱伝導性、耐熱性、可撓性などのバランスに優れ、また、硬化物特性のバランスに優れるものである。
<Action mechanism>
The epoxy resin of the present invention has sufficient film-forming properties and stretchability to be applied to processes such as film molding and coating, and has an excellent balance of thermal conductivity, heat resistance, flexibility, etc. Excellent balance of cured product characteristics.

(伸び性について)
本発明のエポキシ樹脂が伸び性に優れる理由の詳細は明らかではないが、引っ張りの応力がかかった際の延伸に耐えうる分子鎖長を有し、さらにその応力を緩和するために、重なり合ったビフェニル骨格同士が「滑る」ことができるためであると推測される。また、この時、結晶性が高すぎると、脆く、伸びずに破断してしまうため、適度にアモルファス部分を有していることが重要であるが、本発明のエポキシ樹脂では、ビフェニル骨格が置換基を有することにより、結晶性を適度に低下させることができ、このことが伸び性の発現に繋がっていると考えられる。従って、伸び性の観点からは、前記式(2)におけるRがすべて水素原子ではなく、1つ以上のRが炭化水素基、またはハロゲン元素であることが好ましい。
(About stretchability)
Although the details of the reason why the epoxy resin of the present invention is excellent in elongation are not clear, it has a molecular chain length that can withstand stretching when tensile stress is applied, and in order to relieve the stress, overlapping biphenyl This is presumably because the skeletons can “slide”. In addition, at this time, if the crystallinity is too high, it is brittle and breaks without elongation. Therefore, it is important to have an appropriate amorphous portion. In the epoxy resin of the present invention, the biphenyl skeleton is substituted. By having a group, the crystallinity can be reduced moderately, which is considered to lead to the expression of elongation. Therefore, from the viewpoint of extensibility, it is preferable that R 1 in the formula (2) is not all hydrogen atoms but one or more R 1 is a hydrocarbon group or a halogen element.

(熱伝導性について)
熱伝導はフォノンと伝導電子に支配され、金属のように自由電子を有する場合は伝導電子による寄与が大きいが、エポキシ樹脂は一般的に絶縁体であり、絶縁体においてはフォノンが熱伝導の主因子である。フォノンによる熱伝導は振動エネルギーの伝播であるので、振動が減衰しにくく、結晶性の高い材料であるほど熱伝導性に優れる。
本発明のエポキシ樹脂が熱伝導性に優れる理由の詳細は明確ではないが、全ての骨格がビフェニル骨格であることから構造の自由度が少なく、振動エネルギーが減衰しにくいこと、またビフェニル骨格は平面性が高いため、分子間の重なりが良く、より分子運動を拘束できることによるものであると推定される。
(About thermal conductivity)
Thermal conduction is governed by phonons and conduction electrons, and when there are free electrons like metal, the contribution of conduction electrons is large, but epoxy resin is generally an insulator, and phonons are the main heat conduction in insulators. Is a factor. Since heat conduction by phonons is propagation of vibration energy, vibrations are less likely to be attenuated, and the higher the crystallinity material, the better the heat conductivity.
The details of the reason why the epoxy resin of the present invention is excellent in thermal conductivity are not clear, but since all the skeletons are biphenyl skeletons, the degree of freedom of the structure is small, vibration energy is not easily attenuated, and the biphenyl skeleton is flat. It is presumed that this is due to the good overlap between molecules and the ability to restrain molecular motion more.

(耐熱性について)
エポキシ樹脂は、結晶性がよい方が耐熱性に優れる傾向があり、同一構造のエポキシ樹脂であれば、樹脂の分子量、あるいはエポキシ当量が大きい方が耐熱性に優れる傾向にある。本発明のエポキシ樹脂は適度な結晶性とエポキシ当量の大きさを有することにより耐熱性にも優れる。
(About heat resistance)
Epoxy resins tend to have better heat resistance when crystallinity is better. If the epoxy resin has the same structure, the resin having a larger molecular weight or epoxy equivalent tends to have better heat resistance. The epoxy resin of the present invention is excellent in heat resistance by having appropriate crystallinity and an epoxy equivalent size.

(可撓性について)
本発明のエポキシ樹脂は、エポキシ当量が大きいため、可撓性に優れている。また、硬化物としたときにもエポキシ樹脂全体に対する架橋点が少ないために架橋密度が低くなり、硬化物特性としての可撓性にも優れたものである。
(About flexibility)
Since the epoxy resin of the present invention has a large epoxy equivalent, it is excellent in flexibility. Moreover, since there are few crosslinking points with respect to the whole epoxy resin also when it is set as hardened | cured material, a crosslinking density becomes low and it is excellent also in the flexibility as hardened | cured material characteristic.

<n>
前記式(1)中、nは繰り返し数であり、平均値である。その値の範囲は1<n<100であるが、伸び性と樹脂の取り扱いの両面のバランスから、好ましくは10より大、より好ましくは15より大、更に好ましくは20より大、特に好ましくは25より大、とりわけ好ましくは35より大であり、一方、好ましくは80より小、より好ましくは60より小、特に好ましくは50より小である。例えばnは、10<n<80、特に20<n<50、とりわけ35<n<50であることが好ましい。前記式(1)のnが1以下であると伸び性が全く発現せず、100以上であるとエポキシ樹脂の粘度が高くなり、取り扱いが困難となる傾向がある。
<N>
In said Formula (1), n is a repeating number and is an average value. The range of the value is 1 <n <100, but is preferably more than 10, more preferably more than 15, still more preferably more than 20, and particularly preferably 25 from the balance of elongation and resin handling. Greater than, particularly preferably greater than 35, while preferably less than 80, more preferably less than 60, particularly preferably less than 50. For example, n is preferably 10 <n <80, particularly 20 <n <50, particularly 35 <n <50. If n in the formula (1) is 1 or less, the elongation does not appear at all, and if it is 100 or more, the viscosity of the epoxy resin tends to be high and handling tends to be difficult.

<A>
前記式(1)中、Aは前記式(2)で表されるビフェニル骨格であり、前記式(2)において、Rは、互いに同一であっても異なっていてもよく、水素原子、炭素数1〜10の炭化水素基、またはハロゲン元素を表すが、1分子のエポキシ樹脂において、Rとしては水素原子と炭素数1〜10の炭化水素基との両方を含んでいるものがエポキシ樹脂全体の結晶性とハンドリングの観点から好ましい。Rが同一であると結晶性が高くなり、熱伝導性を高めることが可能であるが、結晶性が高すぎるとエポキシ樹脂をフィルム成形したときの伸びが小さくなる傾向にある。
<A>
In the formula (1), A is a biphenyl skeleton represented by the formula (2). In the formula (2), R 1 may be the same or different from each other, and may be a hydrogen atom, carbon 1 represents a hydrocarbon group having 1 to 10 or a halogen element, but one epoxy resin includes both a hydrogen atom and a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms as R 1 It is preferable from the viewpoint of the whole crystallinity and handling. When R 1 is the same, the crystallinity becomes high and the thermal conductivity can be increased. However, when the crystallinity is too high, the elongation when the epoxy resin is formed into a film tends to be small.

前記式(2)におけるRは、炭素数1〜10の炭化水素基であるが、好ましくは1〜4のアルキル基、特に好ましくはメチル基である。
尚、Rの炭化水素基は置換基を有していてもよく、その置換基は特に限定されるものではないが、分子量で200以下のものである。
また、Rのハロゲン元素とは、フッ素元素、塩素元素、臭素元素を指し、これらは1種のみでも複数種を含んでいてもよい。
R 1 in the formula (2) is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, particularly preferably a methyl group.
The hydrocarbon group for R 1 may have a substituent, and the substituent is not particularly limited, but has a molecular weight of 200 or less.
Further, the halogen element R 1, fluorine element, elemental chlorine, refers to elemental bromine, which may include a plurality of kinds in only one kind.

Aのビフェニル骨格は、2,2’−ビフェニル骨格、2,3’−ビフェニル骨格、2,4’−ビフェニル骨格、3,3−ビフェニル骨格、3,4’−ビフェニル骨格、4,4’−ビフェニル骨格のいずれでも良いが、好ましくは4,4’−ビフェニル骨格である。
また、Rとしての水素原子は、2位および/または6位にあることが好ましく、3位および/または5位に炭化水素基があることが好ましい。
The biphenyl skeleton of A is 2,2′-biphenyl skeleton, 2,3′-biphenyl skeleton, 2,4′-biphenyl skeleton, 3,3-biphenyl skeleton, 3,4′-biphenyl skeleton, 4,4′- Any of the biphenyl skeletons may be used, but a 4,4′-biphenyl skeleton is preferred.
The hydrogen atom as R 1 is preferably in the 2-position and / or 6-position, and preferably has a hydrocarbon group in the 3-position and / or 5-position.

<エポキシ当量>
本発明のエポキシ樹脂のエポキシ当量は2,500g/当量以上30,000g/当量以下である。エポキシ当量が2,500g/当量以上であることが、エポキシ樹脂をフィルム成形したときの伸びの観点、また可撓性の観点から好ましく、本発明のエポキシ樹脂のエポキシ当量は好ましくは3,000g/当量以上、より好ましくは5,000g/当量以上である。一方、エポキシ当量が30,000g/当量以下であることが硬化時の反応性の観点から好ましく、本発明のエポキシ樹脂のエポキシ当量は好ましくは15,000g/当量以下、より好ましくは10,000g/当量以下である。エポキシ樹脂のエポキシ当量は、後述の実施例の項に記載される方法で求められる。
<Epoxy equivalent>
The epoxy equivalent of the epoxy resin of the present invention is 2,500 g / equivalent to 30,000 g / equivalent. The epoxy equivalent is preferably 2,500 g / equivalent or more from the viewpoint of elongation when the epoxy resin is film-formed and from the viewpoint of flexibility. The epoxy equivalent of the epoxy resin of the present invention is preferably 3,000 g / Equivalent or higher, more preferably 5,000 g / equivalent or higher. On the other hand, the epoxy equivalent is preferably 30,000 g / equivalent or less from the viewpoint of reactivity during curing, and the epoxy equivalent of the epoxy resin of the present invention is preferably 15,000 g / equivalent or less, more preferably 10,000 g / equivalent. It is below the equivalent. The epoxy equivalent of an epoxy resin is calculated | required by the method described in the term of the below-mentioned Example.

<重量平均分子量>
本発明のエポキシ樹脂の重量平均分子量Mwは、10,000以上200,000以下であることが好ましい。重量平均分子量が10,000より低いものでは伸び性、可撓性が低くなる傾向にあり、200,000より高いと樹脂の取り扱いが困難となる傾向にある。エポキシ樹脂の重量平均分子量は、後述の実施例の項に記載される方法で求められる。
<Weight average molecular weight>
The weight average molecular weight Mw of the epoxy resin of the present invention is preferably 10,000 or more and 200,000 or less. If the weight average molecular weight is less than 10,000, the extensibility and flexibility tend to be low, and if it is higher than 200,000, the resin tends to be difficult to handle. The weight average molecular weight of an epoxy resin is calculated | required by the method described in the term of the below-mentioned Example.

<熱伝導率>
本発明のエポキシ樹脂の熱伝導率(硬化前の熱伝導率)は、通常0.18W/mK以上、好ましくは0.19W/mK以上、さらに好ましくは0.20W/mK以上である。尚、一般的にエポキシ樹脂の熱伝導率はエポキシ樹脂の硬化物として評価されることが多く、一般的な硬化していないビスフェノールA型エポキシ樹脂の熱伝導率は通常この値よりも低く、液状であるため伸び性を測定するサンプル作成も不可能である場合が多い。本発明のエポキシ樹脂は、硬化前の樹脂そのものの状態でも十分な製膜性と熱伝導率を有し、かつ伸び性とのバランスにも優れるものである。なお、エポキシ樹脂の熱伝導率は、後述の実施例の項に記載される方法で測定される。
<Thermal conductivity>
The thermal conductivity (thermal conductivity before curing) of the epoxy resin of the present invention is usually 0.18 W / mK or higher, preferably 0.19 W / mK or higher, more preferably 0.20 W / mK or higher. In general, the thermal conductivity of an epoxy resin is often evaluated as a cured product of an epoxy resin, and the thermal conductivity of a general uncured bisphenol A type epoxy resin is usually lower than this value and is liquid. Therefore, it is often impossible to prepare a sample for measuring elongation. The epoxy resin of the present invention has a sufficient film-forming property and thermal conductivity even in the state of the resin itself before curing, and is excellent in balance between stretchability. In addition, the heat conductivity of an epoxy resin is measured by the method described in the term of the below-mentioned Example.

<ガラス転移温度:Tg(DSC)>
本発明のエポキシ樹脂は耐熱性に優れるものであり、後掲の実施例の項で示すガラス転移温度Tg(DSC)で評価した場合、100℃以上、220℃以下を達成することができる。エポキシ樹脂のTg(DSC)は、後掲の本発明のエポキシ樹脂を用いる用途では高い方が好ましく、好ましくは105℃以上、より好ましくは115℃以上、更に好ましくは120℃以上であるが、Tg(DSC)が高過ぎると、加工プロセスで使用する加熱温度で硬化反応が十分に進行せず、品質が安定しなかったり、要求される物性が発現しない、といった問題が生じうるため、その上限は通常200℃であることが好ましい。
<Glass transition temperature: Tg (DSC)>
The epoxy resin of the present invention has excellent heat resistance, and can be 100 ° C. or higher and 220 ° C. or lower when evaluated by the glass transition temperature Tg (DSC) shown in the Examples section below. The Tg (DSC) of the epoxy resin is preferably higher in applications using the epoxy resin of the present invention described later, preferably 105 ° C. or higher, more preferably 115 ° C. or higher, still more preferably 120 ° C. or higher. If the (DSC) is too high, the curing reaction does not proceed sufficiently at the heating temperature used in the processing process, the quality may not be stable, and the required physical properties may not be exhibited. Usually, it is preferably 200 ° C.

<製造方法>
本発明のエポキシ樹脂は、例えば、ビフェニル骨格を有する2官能エポキシ樹脂(X)とビフェノール化合物(Y)を反応させる、二段法によって得ることができる。また、1種類または2種類以上のビフェノール化合物(Y)とエピクロロヒドリンを直接反応させる、一段法によっても得られる。しかし、ビフェノール化合物(Y)は溶剤溶解性が良くないため、一般的に一段法に用いられる溶剤が適用できない場合があるので、二段法を用いることが好ましい。
<Manufacturing method>
The epoxy resin of the present invention can be obtained, for example, by a two-stage method in which a bifunctional epoxy resin (X) having a biphenyl skeleton and a biphenol compound (Y) are reacted. It can also be obtained by a one-step method in which one or more biphenol compounds (Y) and epichlorohydrin are directly reacted. However, since the biphenol compound (Y) is not good in solvent solubility, a solvent generally used in the one-step method may not be applicable, and therefore, the two-step method is preferably used.

本発明のエポキシ樹脂の製造に用いられる2官能エポキシ樹脂(X)は、ビフェニル骨格を有し、分子内に2個のエポキシ基を持つ化合物であり、下記式(5)で表される。2官能エポキシ樹脂(X)としては、下記式(4)で表されるビフェノール化合物をエピハロヒドリンと反応させて得られるエポキシ樹脂等が挙げられる。   The bifunctional epoxy resin (X) used for the production of the epoxy resin of the present invention is a compound having a biphenyl skeleton and having two epoxy groups in the molecule, and is represented by the following formula (5). Examples of the bifunctional epoxy resin (X) include an epoxy resin obtained by reacting a biphenol compound represented by the following formula (4) with epihalohydrin.

Figure 0005737129
Figure 0005737129

(上記式(4)中、Rは式(2)におけるRと同義であり、また、上記式(5)中、R2’は式(2)おけるRと同義である。) (In the above formula (4), R 2 has the same meaning as R 1 in formula (2), also in the above formula (5), R 2 'has the same meaning as R 1 to definitive formula (2).)

前記式(4)で表されるビフェノール化合物としては、例えば、2,2’−ビフェノール、2,3’−ビフェノール、2,4’−ビフェノール、3,3’−ビフェノール、3,4’−ビフェノール、4,4’−ビフェノール、2−メチル−4,4’−ビフェノール、3−メチル−4,4’−ビフェノール、2,2’−ジメチル−4,4’−ビフェノール、3,3’−ジメチル−4,4’−ビフェノール、3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ビフェノール、2,2’,3,3’,5,5’−ヘキサメチル−4,4’−ビフェノール、2,2’,3,3’,5,5’,6,6’−オクタメチル−4,4’−ビフェノール等が挙げられる。これらの中で好ましいものは、4,4’−ビフェノール、3,3’−ジメチル−4,4’−ビフェノール、3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ビフェノールである。エピハロヒドリンとの縮合反応を行う際には、これらのビフェノール化合物は単独で用いてもよく、また複数種を併用してもよい。また、このようなビフェノール化合物とエピハロヒドリンとを縮合させて得られた2官能エポキシ樹脂(X)を複数種併用することもできる。   Examples of the biphenol compound represented by the formula (4) include 2,2′-biphenol, 2,3′-biphenol, 2,4′-biphenol, 3,3′-biphenol, and 3,4′-biphenol. 4,4′-biphenol, 2-methyl-4,4′-biphenol, 3-methyl-4,4′-biphenol, 2,2′-dimethyl-4,4′-biphenol, 3,3′-dimethyl -4,4'-biphenol, 3,3 ', 5,5'-tetramethyl-4,4'-biphenol, 2,2', 3,3 ', 5,5'-hexamethyl-4,4'- Biphenol, 2,2 ′, 3,3 ′, 5,5 ′, 6,6′-octamethyl-4,4′-biphenol and the like can be mentioned. Among these, 4,4′-biphenol, 3,3′-dimethyl-4,4′-biphenol, 3,3 ′, 5,5′-tetramethyl-4,4′-biphenol are preferable. . In conducting the condensation reaction with epihalohydrin, these biphenol compounds may be used alone or in combination of two or more. Moreover, bifunctional epoxy resin (X) obtained by condensing such a biphenol compound and epihalohydrin can also be used together.

2官能エポキシ樹脂(X)としては、その末端基不純物である加水分解塩素濃度が200ppm以下であり、αグリコール基濃度が100meq/kg以下である2官能エポキシ樹脂(X)を原料として使用することが好ましい。加水分解塩素濃度が200ppmより大きい場合や、αグリコール基濃度が100meq/kgより大きい場合には、十分に高分子量化しなくなり、好ましくない。   As the bifunctional epoxy resin (X), a bifunctional epoxy resin (X) having a hydrolysis chlorine concentration as an end group impurity of 200 ppm or less and an α glycol group concentration of 100 meq / kg or less is used as a raw material. Is preferred. When the hydrolyzed chlorine concentration is higher than 200 ppm or when the α glycol group concentration is higher than 100 meq / kg, it is not preferable because the molecular weight is not sufficiently increased.

一方、ビフェノール化合物(Y)は、2個の水酸基がビフェニル骨格に結合した化合物であり、前記式(4)で表される。ビフェノール化合物(Y)としては、上記と同様、例えば、2,2’−ビフェノール、2,3’−ビフェノール、2,4’−ビフェノール、3,3’−ビフェノール、3,4’−ビフェノール、4,4’−ビフェノール、2−メチル−4,4’−ビフェノール、3−メチル−4,4’−ビフェノール、2,2’−ジメチル−4,4’−ビフェノール、3,3’−ジメチル−4,4’−ビフェノール、3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ビフェノール、2,2’,3,3’,5,5’−ヘキサメチル−4,4’−ビフェノール、2,2’,3,3’,5,5’,6,6’−オクタメチル−4,4’−ビフェノール等が挙げられる。これらの中で好ましいものは、4,4’−ビフェノール、3,3’−ジメチル−4,4’−ビフェノール、3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ビフェノールである。これらのビフェノール化合物は複数種を併用することもできる。   On the other hand, the biphenol compound (Y) is a compound in which two hydroxyl groups are bonded to the biphenyl skeleton, and is represented by the formula (4). As the biphenol compound (Y), as described above, for example, 2,2′-biphenol, 2,3′-biphenol, 2,4′-biphenol, 3,3′-biphenol, 3,4′-biphenol, 4 , 4′-biphenol, 2-methyl-4,4′-biphenol, 3-methyl-4,4′-biphenol, 2,2′-dimethyl-4,4′-biphenol, 3,3′-dimethyl-4 , 4′-biphenol, 3,3 ′, 5,5′-tetramethyl-4,4′-biphenol, 2,2 ′, 3,3 ′, 5,5′-hexamethyl-4,4′-biphenol, 2,2 ′, 3,3 ′, 5,5 ′, 6,6′-octamethyl-4,4′-biphenol and the like. Among these, 4,4′-biphenol, 3,3′-dimethyl-4,4′-biphenol, 3,3 ′, 5,5′-tetramethyl-4,4′-biphenol are preferable. . These biphenol compounds can be used in combination.

なお、上記2官能エポキシ樹脂(X)とビフェノール化合物(Y)に含まれるビフェニル骨格が同時に無置換でないことが好ましく、一分子中に1つ以上の置換基を有することが好ましい。全てが無置換のビフェニル骨格であると、得られるエポキシ樹脂の結晶性が高くなり、伸び性が悪くなる傾向にある。   The biphenyl skeleton contained in the bifunctional epoxy resin (X) and the biphenol compound (Y) is preferably not unsubstituted at the same time, and preferably has one or more substituents in one molecule. When all are unsubstituted biphenyl skeletons, the resulting epoxy resin has high crystallinity and tends to have poor elongation.

本発明のエポキシ樹脂の製造において、上記の2官能エポキシ樹脂(X)とビフェノール化合物(Y)の使用量は、その配合当量比で、エポキシ基:フェノール性水酸基=1:0.90〜1.10となるようにするのが好ましい。この当量比が上記範囲であることにより十分に高分子量化を進行させることができる。   In the production of the epoxy resin of the present invention, the above-mentioned bifunctional epoxy resin (X) and biphenol compound (Y) are used in an equivalent ratio of epoxy group: phenolic hydroxyl group = 1: 0.90-1. 10 is preferable. When the equivalent ratio is in the above range, the molecular weight can be sufficiently increased.

本発明のエポキシ樹脂の合成には触媒を用いてもよく、その触媒としては、エポキシ基とフェノール性水酸基、アルコール性水酸基やカルボキシル基との反応を進めるような触媒能を持つ化合物であればどのようなものでもよい。例えば、アルカリ金属化合物、有機リン化合物、第3級アミン、第4級アンモニウム塩、環状アミン類、イミダゾール類等が挙げられる。   A catalyst may be used for the synthesis of the epoxy resin of the present invention, and any catalyst may be used as long as it has a catalytic ability to promote a reaction between an epoxy group and a phenolic hydroxyl group, an alcoholic hydroxyl group or a carboxyl group. Something like that. For example, alkali metal compounds, organic phosphorus compounds, tertiary amines, quaternary ammonium salts, cyclic amines, imidazoles and the like can be mentioned.

アルカリ金属化合物の具体例としては、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化リチウム、塩化カリウム等のアルカリ金属塩、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド等のアルカリ金属アルコキシド、アルカリ金属フェノキシド、水素化ナトリウム、水素化リチウム等のアルカリ金属の水素化物、酢酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム等の有機酸のアルカリ金属塩が挙げられる。   Specific examples of the alkali metal compound include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide, lithium hydroxide and potassium hydroxide, alkali metal salts such as sodium carbonate, sodium bicarbonate, sodium chloride, lithium chloride and potassium chloride, sodium Examples include alkali metal alkoxides such as methoxide and sodium ethoxide, alkali metal phenoxides, alkali metal hydrides such as sodium hydride and lithium hydride, and alkali metal salts of organic acids such as sodium acetate and sodium stearate.

有機リン化合物の具体例としては、トリ−n−プロピルホスフィン、トリ−n−ブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、テトラメチルホスフォニウムブロマイド、テトラメチルホスフォニウムアイオダイド、テトラメチルホスフォニウムハイドロオキサイド、トリメチルシクロヘキシルホスホニウムクロライド、トリメチルシクロヘキシルホスホニウムブロマイド、トリメチルベンジルホスホニウムクロライド、トリメチルベンジルホスホニウムブロマイド、テトラフェニルホスホニウムブロマイド、トリフェニルメチルホスホニウムブロマイド、トリフェニルメチルホスホニウムアイオダイド、トリフェニルエチルホスホニウムクロライド、トリフェニルエチルホスホニウムブロマイド、トリフェニルエチルホスホニウムアイオダイド、トリフェニルベンジルホスホニウムクロライド、トリフェニルベンジルホスホニウムブロマイドなどが挙げられる。   Specific examples of the organic phosphorus compound include tri-n-propylphosphine, tri-n-butylphosphine, triphenylphosphine, tetramethylphosphonium bromide, tetramethylphosphonium iodide, tetramethylphosphonium hydroxide, Trimethylcyclohexylphosphonium chloride, trimethylcyclohexylphosphonium bromide, trimethylbenzylphosphonium chloride, trimethylbenzylphosphonium bromide, tetraphenylphosphonium bromide, triphenylmethylphosphonium bromide, triphenylmethylphosphonium iodide, triphenylethylphosphonium chloride, triphenylethylphosphonium bromide, Triphenylethylphosphonium iodai , Triphenyl benzyl phosphonium chloride, triphenyl benzyl phosphonium bromide and the like.

第3級アミンの具体例としては、トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリエタノールアミン、ベンジルジメチルアミンなどが挙げられる。   Specific examples of the tertiary amine include triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, triethanolamine, benzyldimethylamine and the like.

第4級アンモニウム塩の具体例としては、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、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、トリエチルメチルアンモニウムクロライド、テトラエチルアンモニウムクロライド、テトラエチルアンモニウムブロマイド、テトラエチルアンモニウムアイオダイド、テトラプロピルアンモニウムブロマイド、テトラプロピルアンモニウムハイドロオキサイド、テトラブチルアンモニウムクロライド、テトラブチルアンモニウムブロマイド、テトラブチルアンモニウムアイオダイド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリメチルアンモニウムブロマイド、ベンジルトリメチルアンモニウムハイドロオキサイド、ベンジルトリブチルアンモニウムクロライド、フェニルトリメチルアンモニウムクロライドなどが挙げられる。   Specific examples of the quaternary ammonium salt include tetramethylammonium chloride, tetramethylammonium bromide, tetramethylammonium hydroxide, triethylmethylammonium chloride, tetraethylammonium chloride, tetraethylammonium bromide, tetraethylammonium iodide, tetrapropylammonium bromide, Tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium chloride, tetrabutylammonium bromide, tetrabutylammonium iodide, benzyltrimethylammonium chloride, benzyltrimethylammonium bromide, benzyltrimethylammonium hydroxide, benzyltributylammonium chloride Id, and a phenyl trimethyl ammonium chloride.

環状アミン類の具体例としては、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7,1,5−ジアザビシクロ(4,3,0)ノネン−5等が挙げられる。   Specific examples of cyclic amines include 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7,1,5-diazabicyclo (4,3,0) nonene-5.

イミダゾール類の具体例としては、2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾールなどが挙げられる。   Specific examples of imidazoles include 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole and the like.

これらの触媒は1種のみを使用することも、2種以上組み合わせて使用することもできる。   These catalysts can be used alone or in combination of two or more.

触媒の使用量は反応固形分中、通常0.001〜1重量%であるが、アルカリ金属化合物を使用すると得られるエポキシ樹脂中にアルカリ金属分が残留し、それを使用したプリント配線板の絶縁特性を悪化させる傾向があるため、エポキシ樹脂中のLi,NaおよびKの含有量の合計が60ppm以下、好ましくは50ppm以下とする必要がある。   The amount of catalyst used is usually 0.001 to 1% by weight in the solid content of the reaction. However, when an alkali metal compound is used, the alkali metal component remains in the epoxy resin obtained, and insulation of the printed wiring board using it. Since the properties tend to deteriorate, the total content of Li, Na and K in the epoxy resin needs to be 60 ppm or less, preferably 50 ppm or less.

また、有機リン化合物、第3級アミン、第4級アンモニウム塩、環状アミン類、イミダゾール類等を触媒として使用した場合も、得られるエポキシ樹脂中にこれらが触媒残渣として残留し、アルカリ金属分の残留と同様にプリント配線板の絶縁特性を悪化させることがあるので、エポキシ樹脂中の窒素の含有量が300ppm以下であり、エポキシ樹脂中のリンの含有量が300ppm以下である必要がある。さらに好ましくは、エポキシ樹脂中の窒素の含有量が200ppm以下であり、エポキシ樹脂中のリンの含有量が200ppm以下である。   In addition, when organophosphorus compounds, tertiary amines, quaternary ammonium salts, cyclic amines, imidazoles, etc. are used as catalysts, these remain as catalyst residues in the resulting epoxy resin, and the alkali metal content Since the insulating properties of the printed wiring board may be deteriorated as well as the residual, the nitrogen content in the epoxy resin needs to be 300 ppm or less, and the phosphorus content in the epoxy resin needs to be 300 ppm or less. More preferably, the content of nitrogen in the epoxy resin is 200 ppm or less, and the content of phosphorus in the epoxy resin is 200 ppm or less.

本発明のエポキシ樹脂は、その製造時の合成反応の工程において、溶剤を用いてもよく、その溶剤としては、エポキシ樹脂を溶解するものであればどのようなものでもよい。例えば、芳香族系溶剤、ケトン系溶剤、アミド系溶剤、グリコールエーテル系溶剤などが挙げられる。   The epoxy resin of the present invention may use a solvent in the step of the synthesis reaction at the time of production, and any solvent may be used as long as it dissolves the epoxy resin. For example, aromatic solvents, ketone solvents, amide solvents, glycol ether solvents and the like can be mentioned.

芳香族系溶剤の具体例としては、ベンゼン、トルエン、キシレンなどが挙げられる。
ケトン系溶剤の具体例としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、2−ヘプタノン、4−ヘプタノン、2−オクタノン、シクロヘキサノン、アセチルアセトン、ジオキサンなどが挙げられる。
アミド系溶剤の具体例としては、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、アセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、2−ピロリドン、N−メチルピロリドンなどが挙げられる。
グリコールエーテル系溶剤の具体例としては、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどが挙げられる。
Specific examples of the aromatic solvent include benzene, toluene, xylene and the like.
Specific examples of the ketone solvent include acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, 2-heptanone, 4-heptanone, 2-octanone, cyclohexanone, acetylacetone, and dioxane.
Specific examples of the amide solvent include formamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, 2-pyrrolidone, N-methylpyrrolidone and the like.
Specific examples of glycol ether solvents include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol Examples include mono-n-butyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol mono-n-butyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate.

これらの溶剤は単独で用いてもよく、2種以上を併用することもできる。   These solvents may be used alone or in combination of two or more.

エポキシ樹脂の製造時の合成反応における固形分濃度は35〜95重量%が好ましい。
また、反応途中で高粘性生成物が生じたときは溶剤を追加添加して反応を続けることもできる。反応終了後、溶剤は必要に応じて、除去することもできるし、更に追加することもできる。
The solid concentration in the synthesis reaction during the production of the epoxy resin is preferably 35 to 95% by weight.
Further, when a highly viscous product is produced during the reaction, the reaction can be continued by adding an additional solvent. After completion of the reaction, the solvent can be removed or further added as necessary.

エポキシ樹脂の製造において、2官能エポキシ樹脂(X)とビフェノール化合物(Y)との重合反応は使用する触媒が分解しない程度の反応温度で実施される。反応温度が高すぎると生成するエポキシ樹脂が劣化するおそれがある。逆に温度が低すぎると十分に反応が進まないことがある。これらの理由から反応温度は、好ましくは50〜230℃、より好ましくは120〜200℃である。また、反応時間は通常1〜12時間、好ましくは3〜10時間である。アセトンやメチルエチルケトンのような低沸点溶剤を使用する場合には、オートクレーブを使用して高圧下で反応を行うことで反応温度を確保することができる。   In the production of the epoxy resin, the polymerization reaction between the bifunctional epoxy resin (X) and the biphenol compound (Y) is carried out at a reaction temperature at which the used catalyst is not decomposed. If the reaction temperature is too high, the produced epoxy resin may be deteriorated. Conversely, if the temperature is too low, the reaction may not proceed sufficiently. For these reasons, the reaction temperature is preferably 50 to 230 ° C, more preferably 120 to 200 ° C. Moreover, reaction time is 1 to 12 hours normally, Preferably it is 3 to 10 hours. When using a low boiling point solvent such as acetone or methyl ethyl ketone, the reaction temperature can be ensured by carrying out the reaction under high pressure using an autoclave.

[エポキシ樹脂組成物]
本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂成分として少なくとも上述の本発明のエポキシ樹脂、すなわちエポキシ樹脂(1)と硬化剤を含むものであり、熱伝導性に優れると共に、各種用途に要求される諸物性を十分に満たす硬化物を与える。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂成分としてエポキシ樹脂(1)のみを含むものであってもよく、エポキシ樹脂(1)と共にエポキシ樹脂(1)以外のエポキシ樹脂(以下「他のエポキシ樹脂」と称す場合がある。)を含んでいてもよい。
[Epoxy resin composition]
The epoxy resin composition of the present invention contains at least the above-described epoxy resin of the present invention as an epoxy resin component, that is, the epoxy resin (1) and a curing agent, and is excellent in thermal conductivity and required for various applications. Gives a cured product that sufficiently satisfies various physical properties.
The epoxy resin composition of the present invention may contain only the epoxy resin (1) as an epoxy resin component, and an epoxy resin other than the epoxy resin (1) together with the epoxy resin (1) (hereinafter “other epoxy resin”). May be referred to as “.”.

<作用機構>
これまでに報告されている高熱伝導性エポキシ樹脂の設計思想は、メソゲン部位間の相互作用を利用して分子(鎖)を自発的に配向させたり、外部磁場などの印可によりメソゲンを含む分子(鎖)を配向させることによりフォノン散乱を低減させて熱伝導性を向上させることを主目的としていた。そのため、従来の高熱伝導性エポキシ樹脂はほぼすべてが熱伝導性を高めるために設計されたエポキシ樹脂であり、硬化条件を含めた硬化プロセス等において制限があることが多く、その選択の自由度は低かった。このため、部材や封止剤、接着剤などの製品に従来の高熱伝導性エポキシ樹脂を適用しようとした場合、製品の要求物性と高熱伝導性を両立させることが非常に困難であった。
<Action mechanism>
The design philosophy of high thermal conductivity epoxy resin reported so far is that molecules (chains) are spontaneously oriented by utilizing the interaction between mesogenic sites, or molecules containing mesogens by applying an external magnetic field ( The main purpose was to improve thermal conductivity by reducing phonon scattering by orienting the chain. For this reason, almost all conventional high thermal conductivity epoxy resins are epoxy resins designed to increase thermal conductivity, and there are many limitations in the curing process including curing conditions, and the degree of freedom in selection is high. It was low. For this reason, when it is going to apply the conventional high heat conductive epoxy resin to products, such as a member, a sealing agent, and an adhesive agent, it was very difficult to make the required physical property of a product and high heat conductivity compatible.

これに対し、本発明のエポキシ樹脂(1)は、それ自体熱伝導性に優れ、エポキシ樹脂成分として所望の量添加することで硬化物の熱伝導性を高めることが出来ることから、製品への要求物性と高熱伝導性の両立が可能な本発明のエポキシ樹脂組成物を提供することができる。   On the other hand, since the epoxy resin (1) of the present invention is excellent in thermal conductivity itself and can add the desired amount as an epoxy resin component, the thermal conductivity of the cured product can be increased. It is possible to provide the epoxy resin composition of the present invention capable of satisfying both required physical properties and high thermal conductivity.

<他のエポキシ樹脂>
本発明のエポキシ樹脂組成物は、本発明のエポキシ樹脂(1)に加え、他のエポキシ樹脂を含むことが出来る。
他のエポキシ樹脂としては、分子内に2個以上のエポキシ基を有するものであることが好ましく、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、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、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂等の、各種エポキシ樹脂を使用することができる。
これらは1種を単独でまたは2種以上の混合体として使用することができる。
<Other epoxy resins>
The epoxy resin composition of the present invention can contain other epoxy resins in addition to the epoxy resin (1) of the present invention.
The other epoxy resin preferably has two or more epoxy groups in the molecule. For example, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, Various epoxy resins such as a cresol novolac type epoxy resin, a phenol aralkyl type epoxy resin, a biphenyl type epoxy resin, a triphenylmethane type epoxy resin, and a dicyclopentadiene type epoxy resin can be used.
These can be used alone or as a mixture of two or more.

<硬化剤>
本発明のエポキシ樹脂組成物においては硬化剤が配合される。
本発明における硬化剤とは、エポキシ樹脂のエポキシ基間の架橋反応に寄与する物質を示す。
<Curing agent>
A curing agent is blended in the epoxy resin composition of the present invention.
The curing agent in the present invention refers to a substance that contributes to a crosslinking reaction between epoxy groups of an epoxy resin.

本発明に用いる硬化剤としては、特に制限はなく一般的にエポキシ樹脂硬化剤として知られているものはすべて使用できる。例えば、フェノール系硬化剤、脂肪族アミン、ポリエーテルアミン、脂環式アミン、芳香族アミンなどのアミン系硬化剤、酸無水物系硬化剤、アミド系硬化剤、第3級アミン、イミダゾール類、有機ホスフィン類、ホスホニウム塩、テトラフェニルボロン塩、有機酸ジヒドラジド、ハロゲン化ホウ素アミン錯体、ポリメルカプタン系硬化剤、イソシアネート系硬化剤、ブロックイソシアネート系硬化剤等が挙げられる。   There is no restriction | limiting in particular as a hardening | curing agent used for this invention, What is generally known as an epoxy resin hardening | curing agent can be used. For example, phenolic curing agents, aliphatic amines, polyether amines, alicyclic amines, aromatic amines and other amine curing agents, acid anhydride curing agents, amide curing agents, tertiary amines, imidazoles, Organic phosphines, phosphonium salts, tetraphenylboron salts, organic acid dihydrazides, boron halide amine complexes, polymercaptan curing agents, isocyanate curing agents, block isocyanate curing agents, and the like.

フェノール系の硬化剤の具体例としては、ビスフェノールA、ビスフェノールF、4,4’−ジヒドロキシジフェニルメタン、4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、1,4−ビス(4−ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、4,4’−ジヒドロキシジフェニルケトン、4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、4,4’−ジヒドロキシビフェニル、2,2’−ジヒドロキシビフェニル、10−(2,5−ジヒドロキシフェニル)−10H−9−オキサ−10−ホスファフェナンスレン−10−オキサイド、フェノールノボラック、ビスフェノールAノボラック、o−クレゾールノボラック、m−クレゾールノボラック、p−クレゾールノボラック、キシレノールノボラック、ポリ−p−ヒドロキシスチレン、ハイドロキノン、レゾルシン、カテコール、t−ブチルカテコール、t−ブチルハイドロキノン、フルオログリシノール、ピロガロール、t−ブチルピロガロール、アリル化ピロガロール、ポリアリル化ピロガロール、1,2,4−ベンゼントリオール、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン、1,2−ジヒドロキシナフタレン、1,3−ジヒドロキシナフタレン、1,4−ジヒドロキシナフタレン、1,5−ジヒドロキシナフタレン、1,6−ジヒドロキシナフタレン、1,7−ジヒドロキシナフタレン、1,8−ジヒドロキシナフタレン、2,3−ジヒドロキシナフタレン、2,4−ジヒドロキシナフタレン、2,5−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、2,7−ジヒドロキシナフタレン、2,8−ジヒドロキシナフタレン、上記ジヒドロキシナフタレンのアリル化物またはポリアリル化物、アリル化ビスフェノールA、アリル化ビスフェノールF、アリル化フェノールノボラック、アリル化ピロガロール等が例示される。   Specific examples of the phenolic curing agent include bisphenol A, bisphenol F, 4,4′-dihydroxydiphenylmethane, 4,4′-dihydroxydiphenyl ether, 1,4-bis (4-hydroxyphenoxy) benzene, 1,3- Bis (4-hydroxyphenoxy) benzene, 4,4′-dihydroxydiphenyl sulfide, 4,4′-dihydroxydiphenyl ketone, 4,4′-dihydroxydiphenyl sulfone, 4,4′-dihydroxybiphenyl, 2,2′-dihydroxy Biphenyl, 10- (2,5-dihydroxyphenyl) -10H-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide, phenol novolak, bisphenol A novolak, o-cresol novolak, m-cresol novolak, p- The Zole novolak, xylenol novolak, poly-p-hydroxystyrene, hydroquinone, resorcin, catechol, t-butylcatechol, t-butylhydroquinone, fluoroglycinol, pyrogallol, t-butyl pyrogallol, allylated pyrogallol, polyallylated pyrogallol, 1, 2,4-benzenetriol, 2,3,4-trihydroxybenzophenone, 1,2-dihydroxynaphthalene, 1,3-dihydroxynaphthalene, 1,4-dihydroxynaphthalene, 1,5-dihydroxynaphthalene, 1,6-dihydroxy Naphthalene, 1,7-dihydroxynaphthalene, 1,8-dihydroxynaphthalene, 2,3-dihydroxynaphthalene, 2,4-dihydroxynaphthalene, 2,5-dihydroxynaphthalene, 2 Examples include 6-dihydroxynaphthalene, 2,7-dihydroxynaphthalene, 2,8-dihydroxynaphthalene, allylated or polyallylated dihydroxynaphthalene, allylated bisphenol A, allylated bisphenol F, allylated phenol novolak, allylated pyrogallol, etc. Is done.

アミン系硬化剤の具体例として、脂肪族アミン類としては、エチレンジアミン、1,3−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノプロパン、ヘキサメチレンジアミン、2,5−ジメチルヘキサメチレンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、イミノビスプロピルアミン、ビス(ヘキサメチレン)トリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、N−ヒドロキシエチルエチレンジアミン、テトラ(ヒドロキシエチル)エチレンジアミン等が例示される。ポリエーテルアミン類としては、トリエチレングリコールジアミン、テトラエチレングリコールジアミン、ジエチレングリコールビス(プロピルアミン)、ポリオキシプロピレンジアミン、ポリオキシプロピレントリアミン類等が例示される。脂環式アミン類としては、イソホロンジアミン、メタセンジアミン、N−アミノエチルピペラジン、ビス(4−アミノ−3−メチルジシクロヘキシル)メタン、ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ(5,5)ウンデカン、ノルボルネンジアミン等が例示される。芳香族アミン類としては、テトラクロロ−p−キシレンジアミン、m−キシレンジアミン、p−キシレンジアミン、m−フェニレンジアミン、o−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、2,4−ジアミノアニソール、2,4−トルエンジアミン、2,4−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノ−1,2−ジフェニルエタン、2,4−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、m−アミノフェノール、m−アミノベンジルアミン、ベンジルジメチルアミン、2−ジメチルアミノメチル)フェノール、トリエタノールアミン、メチルベンジルアミン、α−(m−アミノフェニル)エチルアミン、α−(p−アミノフェニル)エチルアミン、ジアミノジエチルジメチルジフェニルメタン、α,α’−ビス(4−アミノフェニル)−p−ジイソプロピルベンゼン等が例示される。   Specific examples of the amine curing agent include aliphatic diamines such as ethylenediamine, 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminopropane, hexamethylenediamine, 2,5-dimethylhexamethylenediamine, trimethylhexamethylenediamine, Examples include diethylenetriamine, iminobispropylamine, bis (hexamethylene) triamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine, N-hydroxyethylethylenediamine, tetra (hydroxyethyl) ethylenediamine, and the like. Examples of polyether amines include triethylene glycol diamine, tetraethylene glycol diamine, diethylene glycol bis (propylamine), polyoxypropylene diamine, polyoxypropylene triamines, and the like. Cycloaliphatic amines include isophorone diamine, metacene diamine, N-aminoethylpiperazine, bis (4-amino-3-methyldicyclohexyl) methane, bis (aminomethyl) cyclohexane, 3,9-bis (3-amino). Propyl) -2,4,8,10-tetraoxaspiro (5,5) undecane, norbornenediamine and the like. Aromatic amines include tetrachloro-p-xylenediamine, m-xylenediamine, p-xylenediamine, m-phenylenediamine, o-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 2,4-diaminoanisole, 2,4 -Toluenediamine, 2,4-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diamino-1,2-diphenylethane, 2,4-diaminodiphenylsulfone, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, m-aminophenol, m-aminobenzylamine, benzyldimethylamine, 2-dimethylaminomethyl) phenol, triethanolamine, methylbenzylamine, α- (m-aminophenyl) ethylamine, α- (p-aminophenyl) ethylamine , Diaminodiethyl Examples include rudimethyldiphenylmethane, α, α'-bis (4-aminophenyl) -p-diisopropylbenzene.

酸無水物系硬化剤の具体例としては、ドデセニル無水コハク酸、ポリアジピン酸無水物、ポリアゼライン酸無水物、ポリセバシン酸無水物、ポリ(エチルオクタデカン二酸)無水物、ポリ(フェニルヘキサデカン二酸)無水物、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、無水メチルハイミック酸、テトラヒドロ無水フタル酸、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルシクロヘキセンジカルボン酸無水物、メチルシクロヘキセンテトラカルボン酸無水物、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、エチレングリコールビストリメリテート二無水物、無水ヘット酸、無水ナジック酸、無水メチルナジック酸、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロ−3−フラニル)−3−メチル−3−シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸無水物、3,4−ジカルボキシ−1,2,3,4−テトラヒドロ−1−ナフタレンコハク酸二無水物、1−メチル−ジカルボキシ−1,2,3,4−テトラヒドロ−1−ナフタレンコハク酸二無水物等が例示される。   Specific examples of acid anhydride curing agents include dodecenyl succinic anhydride, polyadipic acid anhydride, polyazeline acid anhydride, polysebacic acid anhydride, poly (ethyloctadecanedioic acid) anhydride, poly (phenylhexadecanedioic acid) Anhydride, Methyltetrahydrophthalic anhydride, Methylhexahydrophthalic anhydride, Hexahydrophthalic anhydride, Methylhymic anhydride, Tetrahydrophthalic anhydride, Trialkyltetrahydrophthalic anhydride, Methylcyclohexene dicarboxylic anhydride, Methylcyclohexene tetracarboxylic Acid anhydride, phthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, benzophenone tetracarboxylic anhydride, ethylene glycol bistrimellitic dianhydride, het anhydride, nadic anhydride, methyl nadic anhydride, 5- ( 2, -Dioxotetrahydro-3-furanyl) -3-methyl-3-cyclohexane-1,2-dicarboxylic anhydride, 3,4-dicarboxy-1,2,3,4-tetrahydro-1-naphthalene-2-succinic acid Examples of the anhydride include 1-methyl-dicarboxy-1,2,3,4-tetrahydro-1-naphthalene succinic dianhydride.

アミド系硬化剤としては、ジシアンジアミド、ポリアミド樹脂等が例示される。   Examples of the amide type curing agent include dicyandiamide and polyamide resin.

第3級アミンとしては、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7、トリエチレンジアミン、ベンジルジメチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール等が例示される。   Examples of the tertiary amine include 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7, triethylenediamine, benzyldimethylamine, triethanolamine, dimethylaminoethanol, and tris (dimethylaminomethyl) phenol. .

イミダゾール類としては、2−フェニルイミダゾール、2−エチル−4(5)−メチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾール、1−シアノ−2−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾールトリメリテイト、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2’−エチル−4’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジンイソシアヌル酸付加体、2−フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加体、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、およびエポキシ樹脂と上記イミダゾール類との付加体等が例示される。   Examples of imidazoles include 2-phenylimidazole, 2-ethyl-4 (5) -methylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-benzyl-2-phenylimidazole, 1 -Cyanoethyl-2-undecylimidazole, 1-cyano-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-undecylimidazole trimellitate, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazolium trimellitate, 2,4-diamino- 6- [2′-Methylimidazolyl- (1 ′)]-ethyl-s-triazine, 2,4-diamino-6- [2′-ethyl-4′-methylimidazolyl- (1 ′)]-ethyl-s -Triazine, 2,4-diamino-6- [2'-methylimidazolyl- (1 ')]-ethyl s-Triazine isocyanuric acid adduct, 2-phenylimidazole isocyanuric acid adduct, 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, and epoxy resin and the above imidazoles And adducts are exemplified.

有機ホスフィン類としては、トリブチルホスフィン、メチルジフェニルホスフイン、トリフェニルホスフィン、ジフェニルホスフィン、フェニルホスフィン等が例示され、ホスホニウム塩としては、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウム・エチルトリフェニルボレート、テトラブチルホスホニウム・テトラブチルボレート等が例示され、テトラフェニルボロン塩としては、2−エチル−4−メチルイミダゾール・テトラフェニルボレート、N−メチルモルホリン・テトラフェニルボレート等が例示される。   Examples of organic phosphines include tributylphosphine, methyldiphenylphosphine, triphenylphosphine, diphenylphosphine, phenylphosphine and the like, and phosphonium salts include tetraphenylphosphonium / tetraphenylborate, tetraphenylphosphonium / ethyltriphenylborate, Examples include tetrabutylphosphonium / tetrabutylborate, and examples of the tetraphenylboron salt include 2-ethyl-4-methylimidazole / tetraphenylborate, N-methylmorpholine / tetraphenylborate, and the like.

これらの硬化剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせおよび比率で混合して用いてもよい。   These curing agents may be used alone or in a combination of two or more in any combination and ratio.

[無機充填剤]
本発明のエポキシ樹脂組成物は無機充填剤を含有していてもよく、無機充填剤を含むことにより、より一層の熱伝導性の向上を図ることができる。
[Inorganic filler]
The epoxy resin composition of the present invention may contain an inorganic filler, and by including the inorganic filler, it is possible to further improve the thermal conductivity.

本発明で用いる無機充填剤は高い熱伝導性を有するものが好ましく、当該無機充填剤の熱伝導率として1W/m・K以上、好ましくは2W/m・K以上の高熱伝導性無機フィラーが好ましい。   The inorganic filler used in the present invention preferably has high thermal conductivity, and the inorganic filler is preferably a high thermal conductive inorganic filler having a thermal conductivity of 1 W / m · K or more, preferably 2 W / m · K or more. .

無機充填剤としては、アルミナ(Al:熱伝導率30W/m・K)、窒化アルミニウム(AlN:熱伝導率260W/m・K)、窒化ホウ素(BN:熱伝導率3W/m・K(厚み方向)、275W/m・K(面内方向))、窒化ケイ素(Si:熱伝導率23W/m・K)、シリカ(SiO:熱伝導率1.4W/m・K)などが挙げられ、なかでも、Al、AlN、BN、SiOが好ましく、とりわけAl、BN、SiOが好ましい。 As the inorganic filler, alumina (Al 2 O 3 : thermal conductivity 30 W / m · K), aluminum nitride (AlN: thermal conductivity 260 W / m · K), boron nitride (BN: thermal conductivity 3 W / m · K) K (thickness direction), 275 W / m · K (in-plane direction)), silicon nitride (Si 3 N 4 : thermal conductivity 23 W / m · K), silica (SiO 2 : thermal conductivity 1.4 W / m · K) and the like. Among them, Al 2 O 3 , AlN, BN, and SiO 2 are preferable, and Al 2 O 3 , BN, and SiO 2 are particularly preferable.

無機充填剤は、その粒径が大き過ぎると硬化物中にボイドが残留しやすくなり、小さ過ぎると凝集しやすくなり分散性が悪くなることから、粒状や扁平状の無機充填剤であれば、平均粒径0.05〜1000μm程度のものを用いることが好ましい。
また、凝集状の無機充填剤であれば、平均結晶径が0.01μm〜5μmで、平均凝集径が1〜1000μmのものを用いることが好ましい。
If the inorganic filler is too granular, voids tend to remain in the cured product, and if it is too small, it tends to agglomerate and dispersibility, so if it is a granular or flat inorganic filler, It is preferable to use those having an average particle size of about 0.05 to 1000 μm.
Moreover, in the case of an agglomerated inorganic filler, it is preferable to use one having an average crystal diameter of 0.01 μm to 5 μm and an average aggregate diameter of 1 to 1000 μm.

これらの無機充填剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせおよび比率で混合して用いてもよい。   These inorganic fillers may be used alone or in a combination of two or more in any combination and ratio.

[溶剤]
本発明のエポキシ樹脂組成物は、塗膜形成時の取り扱い時に、エポキシ樹脂組成物の粘度を適度に調整するために溶剤を配合してもよい。
[solvent]
The epoxy resin composition of the present invention may be blended with a solvent in order to appropriately adjust the viscosity of the epoxy resin composition during handling during coating film formation.

本発明のエポキシ樹脂組成物が含み得る溶剤としては、例えばアセトン、メチルエチルケトン(MEK)、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル等のエステル類、エチレングリコールモノメチルエーテル等のエーテル類、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等のアミド類、メタノール、エタノール等のアルコール類、ヘキサン、シクロヘキサン等のアルカン類、トルエン、キシレン等の芳香族類などが挙げられる。   Examples of the solvent that can be contained in the epoxy resin composition of the present invention include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone (MEK), methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, esters such as ethyl acetate, ethers such as ethylene glycol monomethyl ether, N, Examples thereof include amides such as N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide, alcohols such as methanol and ethanol, alkanes such as hexane and cyclohexane, and aromatics such as toluene and xylene.

これらの溶剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせおよび比率で混合して用いてもよい。   These solvents may be used alone or in a combination of two or more in any combination and ratio.

[その他の添加剤]
本発明のエポキシ樹脂組成物には、その機能性の更なる向上を目的として、各種の添加剤を含んでいてもよい。
[Other additives]
The epoxy resin composition of the present invention may contain various additives for the purpose of further improving its functionality.

このようなその他の添加剤としては、基材との接着性やマトリックス樹脂と無機充填剤との接着性を向上させるための添加成分として、シランカップリング剤やチタネートカップリング剤等のカップリング剤、保存安定性向上のための紫外線防止剤、酸化防止剤、可塑剤、はんだの酸化皮膜除去のためのフラックス、難燃剤、着色剤、分散剤、乳化剤、低弾性化剤、希釈剤、消泡剤、イオントラップ剤等が挙げられる。   Such other additives include coupling agents such as silane coupling agents and titanate coupling agents as additive components for improving the adhesion to the substrate and the adhesion between the matrix resin and the inorganic filler. UV protection agent for improving storage stability, antioxidant, plasticizer, flux for removing oxide film of solder, flame retardant, colorant, dispersant, emulsifier, low elasticity agent, diluent, antifoam Agents, ion trapping agents and the like.

ここで、シランカップリング剤としては、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等のエポキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等のアミノシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプトシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のビニルシラン、さらに、エポキシ系、アミノ系、ビニル系の高分子タイプのシラン等が挙げられる。   Here, as the silane coupling agent, epoxy silane such as γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ, -Aminopropyltriethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-ureidopropyltri Aminosilane such as ethoxysilane, mercaptosilane such as 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, vinyltrichlorosilane, vinyltris (β-methoxyethoxy) silane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysila And vinyl silanes such as γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, and epoxy, amino and vinyl polymer type silanes.

一方、チタネートカップリング剤としては、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリ(N−アミノエチル・アミノエチル)チタネート、ジイソプロピルビス(ジオクチルホスフェート)チタネート、テトライソプロピルビス(ジオクチルホスファイト)チタネート、テトラオクチルビス(ジトリデシルホスファイト)チタネート、テトラ(2,2−ジアリルオキシメチル−1−ブチル)ビス(ジトリデシル)ホスファイトチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)オキシアセテートチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)エチレンチタネート等が挙げられる。   On the other hand, titanate coupling agents include isopropyl triisostearoyl titanate, isopropyl tri (N-aminoethyl / aminoethyl) titanate, diisopropyl bis (dioctyl phosphate) titanate, tetraisopropyl bis (dioctyl phosphite) titanate, tetraoctyl bis ( Ditridecyl phosphite) titanate, tetra (2,2-diallyloxymethyl-1-butyl) bis (ditridecyl) phosphite titanate, bis (dioctyl pyrophosphate) oxyacetate titanate, bis (dioctyl pyrophosphate) ethylene titanate It is done.

これらは、いずれも1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせおよび比率で混合して用いてもよい。   Any of these may be used alone or in a combination of two or more in any combination and ratio.

<配合組成>
本発明のエポキシ樹脂組成物において、エポキシ樹脂成分はエポキシ樹脂(1)のみよりなるものであってもよく、エポキシ樹脂(1)と他のエポキシ樹脂とからなるものであってもよい。本発明のエポキシ樹脂組成物において、固形分としての全エポキシ樹脂成分中のエポキシ樹脂(1)の割合は、通常1〜100重量%、好ましくは1〜99重量%、より好ましくは5〜95重量%である。エポキシ樹脂(1)の割合が1重量%以上であることにより、エポキシ樹脂(1)を配合することによる熱伝導性の向上効果を十分に得ることができ、所望の高熱伝導性を得ることができる。エポキシ樹脂(1)の割合が99重量%以下で他のエポキシ樹脂が1重量%以上であることにより、他のエポキシ樹脂の配合効果が発揮され、硬化性、硬化物の物性が十分なものとなる。なお、本発明において「固形分」とは、常温(20℃)で揮発する溶媒などを除いた成分を意味し、固体のみならず、半固形や粘稠な液状物をも含むものとする。
また、本発明のエポキシ樹脂組成物中の硬化剤の含有量は、固形分としての全エポキシ樹脂成分と硬化剤の合計に対して0.1〜60重量%である。
<Composition composition>
In the epoxy resin composition of the present invention, the epoxy resin component may be composed only of the epoxy resin (1), or may be composed of the epoxy resin (1) and another epoxy resin. In the epoxy resin composition of the present invention, the proportion of the epoxy resin (1) in the total epoxy resin component as a solid content is usually 1 to 100% by weight, preferably 1 to 99% by weight, more preferably 5 to 95% by weight. %. When the proportion of the epoxy resin (1) is 1% by weight or more, the effect of improving the thermal conductivity by blending the epoxy resin (1) can be sufficiently obtained, and the desired high thermal conductivity can be obtained. it can. When the proportion of the epoxy resin (1) is 99% by weight or less and the other epoxy resin is 1% by weight or more, the blending effect of the other epoxy resin is exhibited, and the curability and physical properties of the cured product are sufficient. Become. In the present invention, the “solid content” means a component excluding a solvent that volatilizes at room temperature (20 ° C.), and includes not only a solid but also a semi-solid or viscous liquid.
Moreover, content of the hardening | curing agent in the epoxy resin composition of this invention is 0.1 to 60 weight% with respect to the sum total of all the epoxy resin components and hardening | curing agents as solid content.

硬化剤がフェノール系硬化剤、アミン系硬化剤、酸無水物系硬化剤の場合は、エポキシ樹脂中のエポキシ基と硬化剤中の官能基との当量比で0.8〜1.5の範囲となるように用いることが好ましい。この範囲外であると未反応のエポキシ基や硬化剤の官能基が残留し、所望の物性が得られないことがある。
また、硬化剤がアミド系硬化剤、第3級アミン、イミダゾール類、有機ホスフィン類、ホスホニウム塩、テトラフェニルボロン塩、有機酸ジヒドラジド、ハロゲン化ホウ素アミン錯体、ポリメルカプタン系硬化剤、イソシアネート系硬化剤、ブロックイソシアネート系硬化剤等の場合は、エポキシ樹脂組成物中の固形分としての全エポキシ樹脂成分と硬化剤の合計に対して0.1〜20重量%の範囲で用いることが好ましい。
When the curing agent is a phenolic curing agent, an amine curing agent, or an acid anhydride curing agent, the equivalent ratio of the epoxy group in the epoxy resin to the functional group in the curing agent is in the range of 0.8 to 1.5. It is preferable to use so that it becomes. Outside this range, unreacted epoxy groups and functional groups of the curing agent may remain, and desired physical properties may not be obtained.
Curing agents are amide-based curing agents, tertiary amines, imidazoles, organic phosphines, phosphonium salts, tetraphenyl boron salts, organic acid dihydrazides, boron halide amine complexes, polymercaptan-based curing agents, isocyanate-based curing agents. In the case of a block isocyanate-based curing agent or the like, it is preferably used in the range of 0.1 to 20% by weight with respect to the total of all epoxy resin components and the curing agent as a solid content in the epoxy resin composition.

本発明のエポキシ樹脂組成物が無機充填剤を含む場合、無機充填剤の配合割合は、エポキシ樹脂組成物中の全固形分(通常、エポキシ樹脂組成物中の全固形分とは樹脂組成物中の溶剤を除く成分の合計をさす)に対して好ましくは5〜98重量%、より好ましくは10〜95重量%であり、このエポキシ樹脂組成物を硬化させて得られる硬化物中の体積割合として好ましくは10〜90体積%、より好ましくは15〜85体積%である。
無機充填剤の配合量が上記下限値以上であることにより、無機充填剤を配合することによる熱伝導性の向上効果が十分なものとなり、所望の高熱伝導性を得ることができ、上記上限値以下であることにより、成膜性や接着性、硬化物の物を損なうことなく、良好な特性が得られる。
When the epoxy resin composition of the present invention contains an inorganic filler, the blending ratio of the inorganic filler is the total solid content in the epoxy resin composition (usually, the total solid content in the epoxy resin composition is in the resin composition). 5 to 98% by weight, more preferably 10 to 95% by weight, and the volume ratio in the cured product obtained by curing this epoxy resin composition. Preferably it is 10-90 volume%, More preferably, it is 15-85 volume%.
When the blending amount of the inorganic filler is not less than the above lower limit value, the effect of improving the thermal conductivity by blending the inorganic filler becomes sufficient, the desired high thermal conductivity can be obtained, and the above upper limit value. By being below, favorable characteristics can be obtained without impairing the film formability, adhesiveness, and cured product.

本発明のエポキシ樹脂組成物において、溶剤は、前述の如く、エポキシ樹脂組成物の成形における取り扱い性、作業性を確保するために用いられ、その使用量には特に制限がない。   In the epoxy resin composition of the present invention, as described above, the solvent is used in order to ensure the handleability and workability in the molding of the epoxy resin composition, and the amount used is not particularly limited.

また、その他の添加剤の配合量には特に制限はなく、必要な機能性が得られる程度に、通常の樹脂組成物の配合量で用いられる。   Moreover, there is no restriction | limiting in particular in the compounding quantity of another additive, It is used with the compounding quantity of a normal resin composition to such an extent that required functionality is obtained.

なお、その他の添加剤のうち、カップリング剤の添加量は、エポキシ樹脂組成物中の全固形分に対して0.1〜2.0重量%程度とするのが好ましい。カップリング剤の配合量が少ないと、カップリング剤を配合したことによるマトリックス樹脂と無機充填剤との密着性の向上効果を十分に得ることができず、多過ぎると得られる硬化物からカップリング剤がブリードアウトするおそれがある。   In addition, it is preferable that the addition amount of a coupling agent shall be about 0.1 to 2.0 weight% with respect to the total solid in an epoxy resin composition among other additives. If the amount of the coupling agent is small, the effect of improving the adhesion between the matrix resin and the inorganic filler due to the incorporation of the coupling agent cannot be obtained sufficiently. The agent may bleed out.

[硬化物]
本発明の硬化物は、前述の本発明のエポキシ樹脂組成物を硬化させてなるものであり、伸び性、熱伝導性、耐熱性のバランスに優れ、良好な硬化物特性を示すものである。本発明の硬化物は上記の優れた硬化物特性を有するため、以下に記載する各種用途に有用である。
[Cured product]
The cured product of the present invention is obtained by curing the above-described epoxy resin composition of the present invention, and has an excellent balance of extensibility, thermal conductivity, and heat resistance, and exhibits excellent cured product characteristics. Since the hardened | cured material of this invention has said outstanding hardened | cured material characteristic, it is useful for the various uses described below.

[用途]
本発明のエポキシ樹脂およびエポキシ樹脂組成物は、フィルム成形・塗布等のプロセスに適用するのに十分な伸び性を有し、かつ熱伝導性、耐熱性とのバランスに優れ、硬化物特性にも優れるものであり、接着剤、塗料、土木建築用材料、電気・電子部品の絶縁材料等、様々な分野に適用可能であり、特に、電気・電子分野における絶縁注型、積層材料、封止材料等として有用である。
本発明のエポキシ樹脂およびエポキシ樹脂組成物の用途の一例としては、多層プリント配線基板、フィルム状接着剤、液状接着剤、半導体封止材料、アンダーフィル材料、3D−LSI用インターチップフィル、絶縁シート、プリプレグ、放熱基板等が挙げられるが、何らこれらに限定されるものではない。
[Usage]
The epoxy resin and the epoxy resin composition of the present invention have sufficient elongation to be applied to processes such as film molding and coating, and are excellent in balance between thermal conductivity and heat resistance, and also have cured product characteristics. It is excellent and can be applied to various fields such as adhesives, paints, materials for civil engineering and construction, insulating materials for electrical and electronic parts, especially insulating casting, laminating materials and sealing materials in the electrical and electronic fields. Useful as such.
Examples of uses of the epoxy resin and the epoxy resin composition of the present invention include multilayer printed wiring boards, film adhesives, liquid adhesives, semiconductor sealing materials, underfill materials, 3D-LSI interchip fills, and insulating sheets. , Prepreg, heat dissipation substrate, etc. are mentioned, but it is not limited to these.

以下、本発明を実施例に基づいてより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例により何ら限定されるものではない。なお、以下の実施例における各種の製造条件や評価結果の値は、本発明の実施形態における上限又は下限の好ましい値として意味をもつものであり、好ましい範囲は前記した上限又は下限の値と、下記実施例の値又は実施例同士の値との組み合わせで規定される範囲であってもよい。
以下において、「部」は全て「重量部」を示す。
また、以下における各種特性の測定方法は次の通りである。
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated more concretely based on an Example, this invention is not limited at all by the following example. In addition, the values of various production conditions and evaluation results in the following examples are meaningful as preferred values of the upper limit or lower limit in the embodiment of the present invention, and the preferred range is the above-described upper limit or lower limit value, It may be a range defined by a combination of values of the following examples or values of the examples.
In the following, all “parts” indicate “parts by weight”.
Moreover, the measuring method of the various characteristics below is as follows.

[特性の測定方法]
<分子量>
高速ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)装置(東ソー(株)製 HLC−8320GPC EcoSEC(登録商標))を使用し、以下の測定条件で、標準ポリスチレンとして、TSK Standard Polystyrene:F−128(Mw1,090,000、Mn1,030,000)、F−10(Mw106,000、Mn103,000)、F−4(Mw43,000、Mn42,700)、F−2(Mw17,200、Mn16,900)、A−5000(Mw6,400、Mn6,100)、A−2500(Mw2,800、Mn2,700)、A−300(Mw453、Mn387)を使用した検量線を作成し、重量平均分子量および数平均分子量をポリスチレン換算値として測定した。
カラム:東ソー(株)製「TSKGEL SuperHM−H+H5000+H4000+H3000+H2000」
溶離液:テトラヒドロフラン
流速:0.5ml/分
検出:UV(波長254nm)
温度:40℃
試料濃度:0.1重量%
インジェクション量:10μl
[Measurement method of characteristics]
<Molecular weight>
Using a high-speed gel permeation chromatography (GPC) apparatus (HLC-8320GPC EcoSEC (registered trademark) manufactured by Tosoh Corporation), TSK Standard Polystyrene: F-128 (Mw1,090) as standard polystyrene under the following measurement conditions , 000, Mn 1,030,000), F-10 (Mw 106,000, Mn 103,000), F-4 (Mw 43,000, Mn 42,700), F-2 (Mw 17,200, Mn 16,900), A A calibration curve using −5000 (Mw 6,400, Mn 6,100), A-2500 (Mw 2,800, Mn 2,700), A-300 (Mw 453, Mn 387) was prepared, and the weight average molecular weight and number average molecular weight were determined. It measured as a polystyrene conversion value.
Column: “TSKGEL SuperHM-H + H5000 + H4000 + H3000 + H2000” manufactured by Tosoh Corporation
Eluent: Tetrahydrofuran Flow rate: 0.5 ml / min Detection: UV (wavelength 254 nm)
Temperature: 40 ° C
Sample concentration: 0.1% by weight
Injection volume: 10 μl

<n数>
前記式(1)におけるnの値およびその平均値は、上記で求められた数平均分子量より算出した。
<N number>
The value of n and the average value in the formula (1) were calculated from the number average molecular weight determined above.

<エポキシ当量>
JIS K 7236に準じて測定し、固形分換算値として表記した。
<Epoxy equivalent>
Measured according to JIS K 7236 and expressed as a solid content converted value.

<エポキシ樹脂のガラス転移温度:Tg(DSC)>
溶剤を乾燥除去したエポキシ樹脂で、SIIナノテクノロジー(株)製 示差走査熱量計「DSC7020」を使用し、30〜200℃まで10℃/分で昇温して測定した。
<Glass transition temperature of epoxy resin: Tg (DSC)>
The epoxy resin from which the solvent was removed by drying was measured using a differential scanning calorimeter “DSC7020” manufactured by SII NanoTechnology Co., Ltd., heated to 30 to 200 ° C. at 10 ° C./min.

<伸び>
エポキシ樹脂の溶液をセパレータ(シリコーン処理したポリエチレンテレフタレートフィルム、厚み:100μm)にアプリケーターで塗布し、以下のaまたはbの条件で乾燥させ、厚さ約50μmのエポキシ樹脂フィルムを得た。
a:60℃で1時間、その後150℃で1時間、更に200℃で1時間乾燥
b:150℃で2時間、その後200℃で1時間乾燥
これを幅1cmに切り出し、精密万能試験機(インストロン社製 INSTRON 5582型)を使用して5mm/分で3回測定した平均値を示した。
<Elongation>
The epoxy resin solution was applied to a separator (silicone-treated polyethylene terephthalate film, thickness: 100 μm) with an applicator and dried under the following conditions a or b to obtain an epoxy resin film having a thickness of about 50 μm.
a: 1 hour at 60 ° C., then 1 hour at 150 ° C., then 1 hour at 200 ° C. b: 2 hours at 150 ° C., then 1 hour at 200 ° C. The average value measured three times at 5 mm / min using Ron's INSTRON 5582 type) is shown.

<熱伝導率>
エポキシ樹脂の溶液(実施例1−1〜1−3及び比較例1−1)またはエポキシ樹脂組成物(実施例2−1〜2−5、比較例2−1、実施例3−1〜3−3及び比較例3−1)を、セパレータ(シリコーン処理したポリエチレンテレフタレートフィルム、厚み:100μm)にドクターブレードで塗布した。
エポキシ樹脂の溶液については、以下のaまたはbの条件で加熱乾燥させ、厚さ約50μmのエポキシ樹脂のフィルムを得た(実施例1−1〜1−3及び比較例1−1)。
a:60℃で1時間、その後150℃で1時間、更に200℃で1時間加熱
b:150℃で2時間、その後、200℃で1時間加熱
また、エポキシ樹脂組成物については、上記のaまたはbの条件で加熱することにより硬化させ、厚さ約50μmの硬化物のフィルムを得た(実施例2−1〜2−5、比較例2−1、実施例3−1〜3−3及び比較例3−1)。
これらのフィルムについて、以下の装置にて、熱拡散率、比重、比熱を測定し、この3つの測定値を乗じることで熱伝導率を求めた。
熱拡散率:(株)アイフェイズ「アイフェイズ・モバイル 1u」
比重:メトラー・トレド(株)「天秤 XS−204」(「固体比重測定キット」使用)
比熱:セイコーインスツル(株)「DSC320/6200」
<Thermal conductivity>
Epoxy resin solutions (Examples 1-1 to 1-3 and Comparative Example 1-1) or epoxy resin compositions (Examples 2-1 to 2-5, Comparative Example 2-1, Examples 3-1 to 3) -3 and Comparative Example 3-1) were applied to a separator (silicone-treated polyethylene terephthalate film, thickness: 100 μm) with a doctor blade.
The epoxy resin solution was heat-dried under the following conditions a or b to obtain an epoxy resin film having a thickness of about 50 μm (Examples 1-1 to 1-3 and Comparative Example 1-1).
a: 1 hour at 60 ° C., then 1 hour at 150 ° C., and further 1 hour at 200 ° C. b: 2 hours at 150 ° C., then 1 hour at 200 ° C. For the epoxy resin composition, Or it hardened by heating on the conditions of b, and obtained the film of the hardened | cured material of thickness about 50 micrometers (Example 2-1 to 2-5, Comparative example 2-1, Examples 3-1 to 3-3. And Comparative Example 3-1).
About these films, the thermal diffusivity, specific gravity, and specific heat were measured with the following apparatus, and the thermal conductivity was calculated | required by multiplying these three measured values.
Thermal diffusivity: Eye phase "eye phase mobile 1u"
Specific gravity: METTLER TOLEDO Co., Ltd. “Balance XS-204” (using “Solid Specific Gravity Measurement Kit”)
Specific heat: Seiko Instruments Inc. "DSC320 / 6200"

<硬化物のガラス転移温度:Tg(DMA)及び貯蔵弾性率E’>
得られた硬化物のフィルムのガラス転移温度Tg(DMA)、並びに30℃及び200℃における弾性率を動的粘弾性測定装置(DMA)により測定した。動的粘弾性測定により、貯蔵弾性率E’、損失弾性率E''の値が得られる。ガラス転移温度Tg(DMA)は、損失正接tanδ(=E''/E’)の最大値より求めた。また、30℃及び200℃における弾性率は、貯蔵弾性率E’の値を用いた。
ガラス転移温度Tg(DMA)が高いほど耐熱性に優れるものと評価し、また、弾性率(貯蔵弾性率E’)の値が低いほど可撓性に優れるものと評価した。
なお、動的粘弾性測定の測定条件は下記の通りである。
装置:TAインスツルメント社製 RSAIII
測定温度範囲:30℃〜200℃
引張荷重:100mN(初期静荷重)
周波数:1Hz
昇温速度:2℃/分
サンプル幅:3mm
スパン間距離:20mm
<Glass transition temperature of cured product: Tg (DMA) and storage elastic modulus E ′>
The glass transition temperature Tg (DMA) and the elastic modulus at 30 ° C. and 200 ° C. of the obtained cured film were measured with a dynamic viscoelasticity measuring device (DMA). The values of storage elastic modulus E ′ and loss elastic modulus E ″ are obtained by dynamic viscoelasticity measurement. The glass transition temperature Tg (DMA) was determined from the maximum value of the loss tangent tan δ (= E ″ / E ′). Moreover, the value of the storage elastic modulus E ′ was used for the elastic modulus at 30 ° C. and 200 ° C.
The higher the glass transition temperature Tg (DMA), the better the heat resistance, and the lower the elastic modulus (storage elastic modulus E ′), the better the flexibility.
The measurement conditions for the dynamic viscoelasticity measurement are as follows.
Apparatus: TASA Corporation RSAIII
Measurement temperature range: 30 ° C to 200 ° C
Tensile load: 100 mN (initial static load)
Frequency: 1Hz
Temperature increase rate: 2 ° C / min Sample width: 3mm
Distance between spans: 20mm

[エポキシ樹脂の製造と評価]
<実施例1−1〜1−3及び比較例1−1>
表−1に示した配合で化合物(X)、化合物(Y)、触媒および反応用溶剤を撹拌機付き耐圧反応容器に入れ、窒素ガス雰囲気下、180℃で5時間反応を行った後、希釈用溶剤を加えて固形分濃度を調整した。反応生成物から定法により溶剤を除去した後、得られた樹脂について分析を行った。結果を表−1に示す。
[Production and evaluation of epoxy resin]
<Examples 1-1 to 1-3 and Comparative Example 1-1>
The compound (X), the compound (Y), the catalyst and the reaction solvent were put in a pressure-resistant reaction vessel equipped with a stirrer with the formulation shown in Table 1 and reacted at 180 ° C. for 5 hours in a nitrogen gas atmosphere. Solvent was added to adjust the solid content concentration. After removing the solvent from the reaction product by a conventional method, the obtained resin was analyzed. The results are shown in Table-1.

なお、反応に用いた化合物、触媒および溶剤は以下の通りである。   The compounds, catalysts and solvents used for the reaction are as follows.

<化合物(X)>
(X−A):三菱化学(株)製 商品名「YL6121H」(4,4’−ビフェノール型エポキシ樹脂と3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ビフェノール型エポキシ樹脂の1:1混合物、エポキシ当量171g/当量)
(X−B):三菱化学(株)製 商品名「YX4000」(3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ビフェノールジグリシジルエーテル、エポキシ当量186g/当量)
<Compound (X)>
(X-A): Mitsubishi Chemical Corporation product name “YL6121H” (4,4′-biphenol type epoxy resin and 3,3 ′, 5,5′-tetramethyl-4,4′-biphenol type epoxy resin) 1: 1 mixture, epoxy equivalent 171 g / equivalent)
(X-B): Mitsubishi Chemical Corporation product name “YX4000” (3,3 ′, 5,5′-tetramethyl-4,4′-biphenoldiglycidyl ether, epoxy equivalent 186 g / equivalent)

<化合物(Y)>
(Y−A):3,3’−ジメチル−4,4’−ビフェノール(OH当量107g/当量、本州化学(株)製)
(Y−B):3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ビフェノール(OH当量121g/当量)
(Y−C):4,4’−ビフェノール(OH当量93g/当量)
<Compound (Y)>
(YA): 3,3′-dimethyl-4,4′-biphenol (OH equivalent 107 g / equivalent, Honshu Chemical Co., Ltd.)
(YB): 3,3 ′, 5,5′-tetramethyl-4,4′-biphenol (OH equivalent 121 g / equivalent)
(Y-C): 4,4′-biphenol (OH equivalent 93 g / equivalent)

<触媒>
(C−1):27重量%テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液
(C−2):50重量%テトラメチルアンモニウムクロライド水溶液
<Catalyst>
(C-1): 27 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution (C-2): 50 wt% tetramethylammonium chloride aqueous solution

<溶剤>
(S−1):シクロヘキサノン
(S−2):メチルエチルケトン
<Solvent>
(S-1): Cyclohexanone (S-2): Methyl ethyl ketone

Figure 0005737129
Figure 0005737129

[エポキシ樹脂組成物の製造と評価]
<実施例2−1>
実施例1−1で得られたエポキシ樹脂(Mw59,741)2.5g(樹脂の固形分0.75g;60重量部)と、ビスフェノールAノボラック型多官能エポキシ樹脂80重量%MEK溶液(三菱化学(株)製 商品名「157S65B80)」)0.625g(樹脂の固形分0.5g;40重量部)と、硬化剤として2−エチル−4(5)−メチルイミダゾール(三菱化学(株)製 商品名「EMI24」)の20重量%溶液(溶剤MEK)0.032g(硬化剤重量0.00625g;0.5重量部)をはかり取り、自転公転ミキサーにて撹拌混合・脱泡を行った。このエポキシ樹脂組成物について前述の方法により硬化フィルムを作製し、その熱伝導率を求めた。結果を表−2に示す。
[Production and evaluation of epoxy resin composition]
<Example 2-1>
2.5 g of epoxy resin (Mw59,741) obtained in Example 1-1 (resin solid content: 0.75 g; 60 parts by weight) and bisphenol A novolac type polyfunctional epoxy resin 80% by weight MEK solution (Mitsubishi Chemical) (Trade name "157S65B80)") 0.625 g (resin solid content 0.5 g; 40 parts by weight) and 2-ethyl-4 (5) -methylimidazole (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) as a curing agent 0.032 g (curing agent weight 0.00625 g; 0.5 parts by weight) of a 20 wt% solution (trade name “EMI24”) (solvent MEK) was weighed and stirred and mixed and defoamed with a rotating and rotating mixer. About this epoxy resin composition, the cured film was produced by the above-mentioned method, and the heat conductivity was calculated | required. The results are shown in Table-2.

<実施例2−2〜2−5、比較例2−1、実施例3−1〜3−3及び比較例3−1>
表−2または表−3に示したようにエポキシ樹脂組成物の配合を変更した以外は実施例2−1と同様にエポキシ樹脂組成物を製造し、表−2または表−3に示した硬化条件にて硬化フィルムを得た。実施例2−1と同様に前述の方法にて熱伝導率を測定し、実施例3−1〜3−3及び比較例3−1については、更に、前述の方法にてガラス転移温度Tg(TMA)、及び30℃と200℃とのそれぞれにおける貯蔵弾性率E’を測定した。
<Examples 2-2 to 2-5, Comparative Example 2-1, Examples 3-1 to 3-3, and Comparative Example 3-1>
An epoxy resin composition was produced in the same manner as in Example 2-1, except that the composition of the epoxy resin composition was changed as shown in Table-2 or Table-3, and the curing shown in Table-2 or Table-3. A cured film was obtained under the conditions. In the same manner as in Example 2-1, the thermal conductivity was measured by the above-described method. Examples 3-1 to 3-3 and Comparative Example 3-1 were further subjected to the glass transition temperature Tg ( TMA), and storage elastic modulus E ′ at 30 ° C. and 200 ° C., respectively.

なお、表−2及び表−3の「その他のエポキシ樹脂」、「硬化剤」における略号の意味は下記の通りである。
・その他のエポキシ樹脂
「1256B40」:三菱化学(株)製 ビスフェノールA型エポキシ樹脂40重量%MEK溶液
「157S65B80」:三菱化学(株)製 ビスフェノールAノボラック型多官能エポキシ樹脂80重量%MEK溶液
「NC−3000−H」:日本化薬(株)製 ビフェニル型多官能エポキシ樹脂
「NC−3000」:日本化薬(株)製 ビフェニル型多官能エポキシ樹脂
・硬化剤
「EMI24」:三菱化学(株)製 2−エチル−4(5)−メチルイミダゾール
In addition, the meanings of the abbreviations in “Other Epoxy Resins” and “Curing Agents” in Table-2 and Table-3 are as follows.
-Other epoxy resin "1256B40": Mitsubishi Chemical Corporation bisphenol A type epoxy resin 40 wt% MEK solution "157S65B80": Mitsubishi Chemical Corporation bisphenol A novolak type polyfunctional epoxy resin 80 wt% MEK solution "NC -3000-H ": Nippon Kayaku Co., Ltd. biphenyl type polyfunctional epoxy resin" NC-3000 ": Nippon Kayaku Co., Ltd. biphenyl type polyfunctional epoxy resin and curing agent" EMI24 ": Mitsubishi Chemical Corporation 2-Ethyl-4 (5) -methylimidazole

Figure 0005737129
Figure 0005737129

Figure 0005737129
Figure 0005737129

表−1の結果より、実施例1−1〜1−3のエポキシ樹脂は、比較例1−1のエポキシ樹脂(特開2010−001427号公報の実施例1に類似するエポキシ樹脂)と比較してフィルム製膜性、伸び性、耐熱性のそれぞれが優れていることがわかる。
また、表−2の結果より、実施例2−1〜2−5のエポキシ樹脂は、比較例2−1よりも熱伝導性に優れていることがわかる。
更に、表−3の結果より、実施例3−1〜3−3のエポキシ樹脂は、比較例3−1のエポキシ樹脂よりも剛直な骨格を有しているにも関わらず、その硬化物は同等の可撓性を有し、かつ熱伝導性は比較例3−1よりも優れたものであることがわかる。
From the results shown in Table 1, the epoxy resins of Examples 1-1 to 1-3 were compared with the epoxy resin of Comparative Example 1-1 (epoxy resin similar to Example 1 of JP 2010-001427 A). It can be seen that the film-forming property, elongation property, and heat resistance are excellent.
Moreover, it turns out from the result of Table-2 that the epoxy resin of Examples 2-1 to 2-5 is more excellent in thermal conductivity than Comparative Example 2-1.
Furthermore, from the result of Table-3, although the epoxy resins of Examples 3-1 to 3-3 have a rigid skeleton than the epoxy resin of Comparative Example 3-1, the cured product is It turns out that it has the same flexibility and thermal conductivity is superior to that of Comparative Example 3-1.

以上の結果より、本発明のエポキシ樹脂は、フィルム成形・塗布等のプロセスに適用するのに十分な製膜性、伸び性を有し、熱伝導性、耐熱性のバランスにも優れることがわかる。また、本発明のエポキシ樹脂から得られる硬化物の弾性率は比較例と同等であり、可撓性を維持したまま、特別な材料組成や硬化プロセスを必要とせずに既存の材料に置き換えるだけで熱伝導性を向上させることが出来るものであることがわかる。   From the above results, it can be seen that the epoxy resin of the present invention has sufficient film formability and stretchability to be applied to processes such as film molding and coating, and is excellent in balance between thermal conductivity and heat resistance. . Moreover, the elastic modulus of the cured product obtained from the epoxy resin of the present invention is equivalent to that of the comparative example, and while maintaining flexibility, it is only necessary to replace existing materials without requiring a special material composition or curing process. It can be seen that the thermal conductivity can be improved.

Claims (4)

下記式(1)で表され、かつエポキシ当量が2,500g/当量以上30,000g/当量以下であるエポキシ樹脂。
Figure 0005737129
(上記式(1)中、Aは下記式(2)で表されるビフェニル骨格であり、Bは水素原子または下記式(3)で表される基であり(ただし、式(1)中のふたつのBがいずれも水素原子であることはない。)、nは繰り返し数であり、平均値は1<n<100である。)
Figure 0005737129
(上記式(2)中、Rは、水素原子、炭素数1〜10の炭化水素基、またはハロゲン元素であり、互いに同一であっても異なっていてもよいが、1分子のエポキシ樹脂において、R として水素原子と炭素数1〜10の炭化水素基の両方を含む。)
Figure 0005737129
An epoxy resin represented by the following formula (1) and having an epoxy equivalent of 2,500 g / equivalent to 30,000 g / equivalent.
Figure 0005737129
(In the above formula (1), A is a biphenyl skeleton represented by the following formula (2), and B is a hydrogen atom or a group represented by the following formula (3) (however, in the formula (1) N of the two Bs are not hydrogen atoms.) , N is the number of repetitions, and the average value is 1 <n <100.)
Figure 0005737129
(In the above formula (2), R 1 is a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or a halogen element, which may be the same or different from each other . R 1 includes both a hydrogen atom and a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms .)
Figure 0005737129
前記式(2)におけるRが、水素原子または炭素数が1〜4のアルキル基であり、式(2)で表されるビフェニル骨格は少なくとも一つの水素原子と少なくとも一つの炭素数1〜4のアルキル基を有する請求項1に記載のエポキシ樹脂。 R 1 in the formula (2) is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and the biphenyl skeleton represented by the formula (2) has at least one hydrogen atom and at least one carbon atom having 1 to 4 carbon atoms. The epoxy resin of Claim 1 which has the alkyl group of these. エポキシ樹脂成分と硬化剤とを含むエポキシ樹脂組成物において、該エポキシ樹脂成分として少なくとも請求項1または2に記載のエポキシ樹脂を含み、該硬化剤を固形分としての全エポキシ樹脂成分と硬化剤の合計に対して0.1〜60重量%含むエポキシ樹脂組成物。   In the epoxy resin composition containing an epoxy resin component and a curing agent, the epoxy resin component includes at least the epoxy resin according to claim 1 or 2, and the curing agent comprises all the epoxy resin components and the curing agent as solid components. An epoxy resin composition containing 0.1 to 60% by weight based on the total. 請求項3に記載のエポキシ樹脂組成物を硬化させてなる硬化物。   Hardened | cured material formed by hardening | curing the epoxy resin composition of Claim 3.
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