JP6041663B2 - Phenol resin, epoxy resin, epoxy resin composition, and cured product thereof - Google Patents
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Description
本発明は難燃性に優れたナフトール含有エポキシ樹脂に関する。 The present invention relates to a naphthol-containing epoxy resin excellent in flame retardancy.
エポキシ樹脂は種々の硬化剤で硬化させることにより、一般的に機械的性質、耐水性、耐薬品性、耐熱性、電気的性質などに優れた硬化物となり、接着剤、塗料、積層板、成形材料、注型材料などの幅広い分野に利用されている。 Epoxy resins are generally cured with various curing agents, resulting in cured products with excellent mechanical properties, water resistance, chemical resistance, heat resistance, electrical properties, etc., adhesives, paints, laminates, moldings It is used in a wide range of fields such as materials and casting materials.
特にナフトール含有樹脂は、骨格の剛直性および疎水性から高耐熱、低吸水材料として期待されており、IC封止材料、積層材料、電気絶縁材料等などの電気・電子分野への応用が検討されてきた。 In particular, naphthol-containing resins are expected to be highly heat-resistant and low-water-absorbing materials due to their rigid and hydrophobic skeletons, and their application in the electrical and electronic fields such as IC sealing materials, laminated materials, and electrical insulating materials are being studied. I came.
一方で、電気・電子分野には、難燃性が要求されており、難燃性を達成するために、電気・電子部品用に使用されるエポキシ樹脂組成物にはハロゲン含有エポキシ樹脂やアンチモン系難燃剤が多用されてきたが、欧州諸国での規制強化の影響で、ハロゲン含有エポキシ樹脂やアンチモン系難燃剤の利用は制限され、ハロゲンを含有しない難燃性樹脂およびアンチモン系難燃剤を添加しない難燃性に優れた樹脂組成物の開発が要求されている。 On the other hand, in the electric / electronic field, flame retardancy is required, and in order to achieve the flame retardancy, epoxy resin compositions used for electric / electronic parts include halogen-containing epoxy resins and antimony series. Although flame retardants have been used extensively, the use of halogen-containing epoxy resins and antimony flame retardants has been restricted due to the tightening of regulations in European countries, and no halogen-free flame retardant resins and antimony flame retardants are added. Development of a resin composition excellent in flame retardancy is required.
近年、電気・電子分野において機器の小型化、高性能化に伴い、用いられる樹脂に対しても、機械特性や耐熱性の向上のみならず、耐湿性、難燃性、電気絶縁性、低誘電性等の向上が益々強く求められるに至っており、エポキシ樹脂への要求が強くなっている。 In recent years, with the miniaturization and high performance of equipment in the electrical and electronic fields, not only improved mechanical properties and heat resistance, but also moisture resistance, flame resistance, electrical insulation, and low dielectric properties for the resins used. Improvements in properties and the like have been increasingly demanded, and the demand for epoxy resins has increased.
このような背景の中で有力な難燃性樹脂の候補として、特許文献1〜3でナフトール骨格とビフェニル骨格を含有するナフトール含有エポキシ樹脂が公開されているが、難燃性が十分では無く、またナフトール骨格の熱分解による難燃性の低下が見られ、電気・電子用部品への適用は限られている。 In such a background, as a potential flame retardant resin candidate, Patent Documents 1 to 3 disclose naphthol-containing epoxy resins containing a naphthol skeleton and a biphenyl skeleton, but the flame retardancy is not sufficient, In addition, the flame retardancy is reduced due to thermal decomposition of the naphthol skeleton, and its application to electrical and electronic parts is limited.
本発明のナフトール含有樹脂は高耐熱・低吸水であるナフトール骨格を含み、優れた難燃性を示すことから、本発明のフェノール樹脂、エポキシ樹脂を含む樹脂組成物はIC封止材料、積層材料、電気絶縁材料等の電気・電子広範囲の用途に極めて有用である。 Since the naphthol-containing resin of the present invention includes a naphthol skeleton having high heat resistance and low water absorption, and exhibits excellent flame retardancy, the resin composition containing the phenol resin and epoxy resin of the present invention is an IC sealing material, a laminate material. It is extremely useful for a wide range of electrical and electronic applications such as electrical insulation materials.
本発明者は、鋭意検討の結果、主骨格に特定の割合でナフトール骨格およびビフェニル骨格を導入することで、耐熱性・低吸水性を有しながら、優れた難燃性を示すナフトール含有エポキシ樹脂硬化物が得られることを見いだし、本発明に至った。 As a result of intensive studies, the present inventor has introduced a naphthol skeleton and a biphenyl skeleton at a specific ratio into the main skeleton, so that the naphthol-containing epoxy resin exhibits excellent flame retardancy while having heat resistance and low water absorption. It has been found that a cured product can be obtained, and has led to the present invention.
すなわち、本発明は、
(1)フェノール類、ナフトール類、および式(1)で表される化合物を縮合させて得られる式(2)で表されるフェノール樹脂のうち、ナフトール類がα―ナフトールであり、フェノール類、ナフトール類のうちナフトール導入率が5〜40モル%であるフェノール樹脂。
(2)フェノール類、ナフトール類、および式(1)で表される化合物を縮合させて得られる式(2)で表されるフェノール樹脂のうち、ナフトール類がβ―ナフトールであり、フェノール類、ナフトール類のうちナフトール導入率が5〜35モル%であるフェノール樹脂。
(式中、Xは塩素、水酸基、炭素数1〜4のアルコキシ基を表す。)
(式中、nは繰り返し数で、1〜50の整数を表す。Rは水素原子、炭素数1〜10の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基、炭素数6〜14のアリール基、あるいは炭素数2〜10のアルケニル基等を表し、個々のRは互いに同一であっても異なっていても良い。)
(3)(1)記載の式(2)で表されるフェノール樹脂のうち、ナフトール類がα―ナフトールおよびβ―ナフトールの混合物であり、フェノール類、ナフトール類のうちナフトール導入率が5〜40モル%であるフェノール樹脂。
(4)(1)に記載の式(2)で表されるフェノール樹脂のうち、α−ナフトールの導入率が5〜25モル%、または、β−ナフトールが導入されているフェノール樹脂。
(5)(1)〜(3)のいずれか一項に記載の樹脂に、エピハロヒドリンを反応させることにより得られる式(3)で表されるエポキシ樹脂。
(6)(a)エポキシ樹脂および(b)(1)〜(3)のいずれか一項に記載の式(2)で表されるフェノール樹脂を含有するエポキシ樹脂組成物。
(7)(a)(5)に記載の式(3)で表されるエポキシ樹脂および(b)硬化剤を含有するエポキシ樹脂組成物。
(8)(a)(5)に記載の式(3)で表されるエポキシ樹脂および(b)(1)〜(3)のいずれか一項に記載のフェノール樹脂を含有するエポキシ樹脂組成物。
(9)(6)〜(8)のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂組成物を硬化してなる硬化物。
フェノール類とナフトール類の混合物、
に関する。
That is, the present invention
(1) Among the phenol resins represented by the formula (2) obtained by condensing phenols, naphthols and the compound represented by the formula (1), the naphthols are α-naphthol, the phenols, A phenolic resin having a naphthol introduction rate of 5 to 40 mol% among naphthols.
(2) Of the phenol resins represented by the formula (2) obtained by condensing the phenols, naphthols, and the compound represented by the formula (1), the naphthols are β-naphthol, the phenols, A phenolic resin having a naphthol introduction rate of 5 to 35 mol% among naphthols.
(In the formula, X represents chlorine, a hydroxyl group, or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms.)
(In the formula, n is a repeating number and represents an integer of 1 to 50. R is a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, Alternatively, it represents an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, and each R may be the same as or different from each other.
(3) Of the phenol resins represented by the formula (2) described in (1), the naphthols are a mixture of α-naphthol and β-naphthol, and the naphthol introduction rate is 5 to 40 of the phenols and naphthols. Phenol resin that is mol%.
(4) Among the phenol resins represented by the formula (2) described in (1), an introduction rate of α-naphthol is 5 to 25 mol%, or a phenol resin into which β-naphthol is introduced.
(5) An epoxy resin represented by formula (3) obtained by reacting the resin according to any one of (1) to (3) with an epihalohydrin.
(6) An epoxy resin composition comprising (a) an epoxy resin and (b) a phenol resin represented by the formula (2) according to any one of (1) to (3).
(7) An epoxy resin composition comprising an epoxy resin represented by formula (3) according to (a) and (5) and (b) a curing agent.
(8) An epoxy resin composition containing the epoxy resin represented by formula (3) according to (a) (5) and the phenol resin according to any one of (b) (1) to (3) .
(9) A cured product obtained by curing the epoxy resin composition according to any one of (6) to (8).
A mixture of phenols and naphthols,
About.
本発明のフェノール樹脂は、下記式(2)
で表される構造を有する。
本発明の上記式(2)で表されるフェノール樹脂において、nは通常1〜50であり、 1〜20が好ましく、1〜10が特に好ましい。
また、Rとしては、水素原子または炭素数1〜10のアルキル基が好ましく、水素原子が特に好ましい。
The phenolic resin of the present invention has the following formula (2)
It has the structure represented by these.
In the phenol resin represented by the above formula (2) of the present invention, n is usually 1 to 50, preferably 1 to 20, and particularly preferably 1 to 10.
Moreover, as R, a hydrogen atom or a C1-C10 alkyl group is preferable, and a hydrogen atom is especially preferable.
本発明のフェノール樹脂の水酸基当量としては、150〜500g/eqが好ましく、 180〜300g/eqがより好ましく、特に好ましくは200〜280g/eqである。
また重量平均分子量としては、500〜3000が好ましい。
The hydroxyl equivalent of the phenol resin of the present invention is preferably 150 to 500 g / eq, more preferably 180 to 300 g / eq, and particularly preferably 200 to 280 g / eq.
Moreover, as a weight average molecular weight, 500-3000 are preferable.
以下に本発明のフェノール樹脂の製造法の具体例を説明する。
本発明のフェノール樹脂は、フェノール類、ナフトール類、および式(1)で表される化合物を縮合させて得ることができる。
The specific example of the manufacturing method of the phenol resin of this invention is demonstrated below.
The phenol resin of the present invention can be obtained by condensing phenols, naphthols, and a compound represented by the formula (1).
本発明のフェノール樹脂の製造に用いうるフェノール類、ナフトール類としては各々下記式(4)、式(5)のものを使用することができる。
ここで、Rとしては、炭素数1〜10のアルキル基ないし水素原子のものが好適に使用できる。
As the phenols and naphthols that can be used in the production of the phenol resin of the present invention, those represented by the following formulas (4) and (5) can be used.
Here, as R, the thing of a C1-C10 alkyl group thru | or a hydrogen atom can be used conveniently.
このような、フェノール類またはナフトール類の具体例としては、フェノール、クレゾール、エチルフェノール、n−プロピルフェノール、イソブチルフェノール、t−ブチルフェノール、オクチルフェノール、ノニルフェノール、キシレノール、メチルブチルフェノール、ジ−t−ブチルフェノール等の各種o−、m−、p−異性体、またはシクロペンチルフェノール、シクロヘキシルフェノール、シクロヘキシルクレゾール等のシクロアルキルフェノール、またはフェニルフェノール等の置換フェノール、またはモノブロモフェノール、ジブロモフェノール等のハロゲン化フェノール等のフェノール類、またはα−ナフトール、β−ナフトール、メチルナフトール、エチルナフトール、モノブロムナフトール、ジブロムナフトール、アリルナフトール等のナフトール類が挙げられる。これらのフェノール類またはナフトール類は1種類のみを用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。2種以上を組み合わせて使用する場合、フェノール類とナフトール類とからそれぞれ1種類以上を選択することが、優れた硬化物性を得る上で好ましい。より好ましくは、フェノールとα−ナフトールまたは/およびβ−ナフトールの混合物を使用することが好ましい。 Specific examples of such phenols or naphthols include phenol, cresol, ethylphenol, n-propylphenol, isobutylphenol, t-butylphenol, octylphenol, nonylphenol, xylenol, methylbutylphenol, di-t-butylphenol and the like. Various o-, m-, p-isomers, cycloalkylphenols such as cyclopentylphenol, cyclohexylphenol and cyclohexylresole, substituted phenols such as phenylphenol, or phenols such as halogenated phenols such as monobromophenol and dibromophenol Or α-naphthol, β-naphthol, methyl naphthol, ethyl naphthol, monobromonaphthol, dibromonaphthol, allyl And naphthols such as naphthol. These phenols or naphthols may be used alone or in combination of two or more. When two or more types are used in combination, it is preferable to select one or more types from phenols and naphthols in order to obtain excellent cured properties. More preferably, it is preferable to use a mixture of phenol and α-naphthol or / and β-naphthol.
本発明のフェノール樹脂の製造には、下記式(1)
で表されるビフェニル化合物を使用する。
このようなビフェニル化合物の具体例としては、ビスメトキシメチルビフェニル、ビスクロロメチルビフェニル、ビスメチロールビフェニル等が挙げられる。
For the production of the phenolic resin of the present invention, the following formula (1)
The biphenyl compound represented by these is used.
Specific examples of such biphenyl compounds include bismethoxymethyl biphenyl, bischloromethyl biphenyl, bismethylol biphenyl, and the like.
フェノール類およびナフトール類の合計仕込み量は、式(1)で表される化合物1モルに対して通常0.3〜20モル、好ましくは0.4〜15モルである。フェノール類およびナフトール類の合計仕込み量が多すぎると、反応に関与しないフェノール類およびナフトール類が多くなり、廃棄物の観点からエネルギーの過剰利用となる可能性がある。フェノール類およびナフトール類の合計仕込み量が少なすぎると、分子量が大きくなり、ゲル化の恐れがある。 The total charge of phenols and naphthols is usually 0.3 to 20 mol, preferably 0.4 to 15 mol, per 1 mol of the compound represented by formula (1). If the total amount of phenols and naphthols charged is too large, the amount of phenols and naphthols that do not participate in the reaction increases, and there is a possibility of excessive use of energy from the viewpoint of waste. If the total amount of phenols and naphthols added is too small, the molecular weight increases and gelation may occur.
フェノール類とナフトール類の使用割合はフェノール類とナフトール類との合計仕込み量のうち、ナフトール類が5〜95重量%の間で任意に選定できる。ナフトール類の割合が低すぎると、骨格中のナフトール導入率が低くなり、耐熱性および低吸水性が低下する可能性がある。一方で、ナフトール類の割合が高すぎると、骨格中のナフトール導入率が高くなり、難燃性が低下する恐れがある。また用いるナフトール類の種類により、好ましい使用割合が異なる。例えばナフトール類がα−ナフトールである場合、フェノール類、ナフトール類のうち、ナフトール類が5〜15重量%、ナフトール類がβ−ナフトールである場合、フェノール類、ナフトール類のうち、ナフトール類が5〜20重量%の範囲が好ましい。より好ましくは、ナフトール類がα−ナフトールである場合、フェノール類、ナフトール類のうち、ナフトール類が10〜15重量%、ナフトール類がβ−ナフトールである場合、フェノール類、ナフトール類のうち、ナフトール類が10〜20重量%の範囲が好ましい。なお、ナフトール類は難燃性を損なわない範囲で任意の割合でα−ナフトールとβ−ナフトールとを混合することができる。 The use ratio of phenols and naphthols can be arbitrarily selected between 5 to 95% by weight of naphthols out of the total charge of phenols and naphthols. If the proportion of naphthols is too low, the naphthol introduction rate in the skeleton will be low, and heat resistance and low water absorption may be reduced. On the other hand, if the proportion of naphthols is too high, the naphthol introduction rate in the skeleton increases, and the flame retardancy may be reduced. Moreover, a preferable use rate changes with kinds of naphthol to be used. For example, when the naphthol is α-naphthol, among phenols and naphthols, 5 to 15% by weight of naphthols and when naphthol is β-naphthol, naphthols are 5 out of phenols and naphthols. A range of ˜20% by weight is preferred. More preferably, when the naphthol is α-naphthol, 10 to 15 wt% of the naphthols among phenols and naphthols, and when the naphthol is β-naphthol, naphthol among the phenols and naphthols The range of 10-20% by weight is preferred. Naphthol can be mixed with α-naphthol and β-naphthol at an arbitrary ratio within a range not impairing flame retardancy.
上記縮合反応において、必要により酸触媒を用いる。なお、式(1)の化合物の種類によっては、反応の際に酸が副生する場合があり、この場合は触媒の添加は必ずしも必要ない。酸触媒としては種々のものが使用できるが塩酸、硫酸、p−トルエンスルホン酸、シュウ酸等の無機あるいは有機酸、三弗化ホウ素、無水塩化アルミニウム、塩化亜鉛などのルイス酸が挙げられる。また、酸の種類によってはフェノール樹脂の配向性が変わるため、必要に応じて適宜選択すべきである。例えば、オルト配向性が増すと溶剤への溶解性が向上する可能性が有る。また、パラ配向性が増すとエポキシ樹脂との硬化系において耐熱性が向上する傾向がある。本発明者らの知見によれば、酸性度の高いもの(例えば、臭化水素やフッ化水素等の酸性度が塩酸以上である酸触媒)の方がよりパラ配向性が強くなる傾向がある。これら酸触媒の使用量は触媒の種類により異なるが、式(1)で表される化合物の0.0005重量%〜200重量%の範囲内で適正量を添加すれば良い。好ましくは0.1〜30重量%の範囲で選択する。 In the above condensation reaction, an acid catalyst is used if necessary. Depending on the type of the compound of formula (1), an acid may be produced as a by-product during the reaction, and in this case, the addition of a catalyst is not always necessary. Various acid catalysts can be used, and examples include inorganic or organic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, p-toluenesulfonic acid, and oxalic acid, and Lewis acids such as boron trifluoride, anhydrous aluminum chloride, and zinc chloride. Moreover, since the orientation of a phenol resin changes with kinds of acid, it should select suitably as needed. For example, if the ortho orientation is increased, the solubility in a solvent may be improved. Further, when the para-orientation is increased, heat resistance tends to be improved in a curing system with an epoxy resin. According to the knowledge of the present inventors, those with higher acidity (for example, acid catalysts such as hydrogen bromide and hydrogen fluoride whose acidity is higher than hydrochloric acid) tend to be more para-oriented. . The amount of the acid catalyst used varies depending on the type of the catalyst, but an appropriate amount may be added within the range of 0.0005% to 200% by weight of the compound represented by the formula (1). Preferably, it selects in the range of 0.1-30 weight%.
反応は無溶媒で行ってもよく、溶媒を使用してもよい。溶媒を使用する場合、溶剤の使用量は仕込んだ原料の総重量に対して50〜300重量%が好ましく、特に100〜250重量%が好ましい。使用しうる溶媒の具体例としては反応に不活性なメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、トルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等が好ましいが、これらに限定されるものではない。これらの溶剤類は単独で、あるいは数種類を混合して用いることが出来る。また、反応中に生成する水あるいはアルコール類などを系外に分留管などを用いて留去することは、反応を速やかに行う上で好ましい。 The reaction may be performed without a solvent or a solvent may be used. When the solvent is used, the amount of the solvent used is preferably 50 to 300% by weight, particularly preferably 100 to 250% by weight, based on the total weight of the charged raw materials. Specific examples of the solvent that can be used include methanol, ethanol, isopropyl alcohol, toluene, xylene, acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone, which are inert to the reaction, but are not limited thereto. These solvents can be used alone or in combination. Further, it is preferable to distill off water or alcohols generated during the reaction out of the system using a fractionating tube or the like in order to carry out the reaction quickly.
ナフトール導入率を上げるため、反応系に添加剤を併用しても差し支えない。添加剤を使用する場合、添加剤の使用量は仕込んだ原料の総重量に対して50重量%以下が好ましく、特に20重量%以下が好ましい。添加剤の量が多すぎると、水洗によって除去しにくくなる。添加剤としてはアルコール性化合物や塩基性化合物が挙げられる。具体的には、メタノール、エタノール、プロパノール、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。 In order to increase the naphthol introduction rate, an additive may be used in the reaction system. When the additive is used, the amount of the additive used is preferably 50% by weight or less, particularly preferably 20% by weight or less, based on the total weight of the charged raw materials. When there is too much quantity of an additive, it will become difficult to remove by water washing. Examples of the additive include alcoholic compounds and basic compounds. Specific examples include methanol, ethanol, propanol, sodium carbonate, calcium carbonate, sodium hydroxide, potassium hydroxide and the like.
反応温度は通常40〜200℃、好ましくは50〜150℃である。反応時間は0.5〜20時間、好ましくは1〜15時間である。反応は、全原料を一括投入して昇温しながら行っても、分割して逐次添加して行っても良い。 The reaction temperature is usually 40 to 200 ° C, preferably 50 to 150 ° C. The reaction time is 0.5 to 20 hours, preferably 1 to 15 hours. The reaction may be carried out while charging all the raw materials at once, or may be carried out by adding them in portions.
反応終了後、洗浄液のpH値が3〜7、好ましくは5〜7になるまで水洗処理を行う。水洗処理を行う場合は必要により水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウムなどのアルカリ土類金属水酸化物、アンモニア、リン酸二水素ナトリウムさらにはジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、アニリン、フェニレンジアミンなどの有機アミンなど様々な塩基性物質等を中和剤として用いてもよい。また、場合によっては、溶剤を追加しても良い。用いうる溶剤としては高分子量物を溶解し、水層との分離が良好であれば特に制限はなく、例えばメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等が挙げられる。水洗処理は常法にしたがって行えばよく、例えば反応混合物中に上記中和剤を溶解した温水を加え、分液抽出操作をくり返す。 After completion of the reaction, washing with water is carried out until the pH value of the washing liquid becomes 3 to 7, preferably 5 to 7. When washing with water, alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, alkaline earth metal hydroxides such as calcium hydroxide and magnesium hydroxide, ammonia, sodium dihydrogen phosphate and diethylenetriamine are necessary. Various basic substances such as organic amines such as triethylenetetramine, aniline, and phenylenediamine may be used as the neutralizing agent. In some cases, a solvent may be added. The solvent that can be used is not particularly limited as long as it dissolves a high molecular weight substance and is well separated from the aqueous layer, and examples thereof include methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone. Washing with water may be performed according to a conventional method. For example, warm water in which the neutralizing agent is dissolved is added to the reaction mixture, and the liquid separation extraction operation is repeated.
得られた有機層をロータリーエバポレーターにより加熱減圧下、溶剤および未反応のフェノール類を除去することで本発明のフェノール樹脂を得た。 The obtained organic layer was heated and reduced with a rotary evaporator to remove the solvent and unreacted phenols, thereby obtaining the phenol resin of the present invention.
こうして得られた本発明のフェノール樹脂におけるナフトールの導入率は、ナフトール類がα―ナフトールの場合、フェノール類、ナフトール類のうち5〜40モル%が好ましく、5〜25モル%がより好ましく、5〜20モル%が特に好ましい。ナフトール類がβ―ナフトールの場合、フェノール類、ナフトール類のうち5〜35モル%が好ましく、20〜35モル%がより好ましい。ナフトール類がα―ナフトールおよびβ―ナフトールの混合物の場合、フェノール類、ナフトール類のうち5〜40モル%が好ましく、20〜40モル%がより好ましい。
そして、β−ナフトールが導入された場合、またはα−ナフトールが導入されている場合には、導入率が5〜20モル%であることが難燃性向上の観点から好ましい。
尚、ナフトール導入率は骨格中に導入されたナフトールのモル量を、骨格中に導入されたフェノールおよびナフトールの合計モル量で割ることで算出している。骨格中に導入されたフェノールおよびナフトールのモル量はHPLCチャートの各モノマー割合から未反応モノマー量を算出し、フェノールおよびナフトール仕込みモル量から差し引くことで計算している。
When the naphthols are α-naphthol, the introduction rate of naphthol in the phenol resin of the present invention thus obtained is preferably 5 to 40 mol%, more preferably 5 to 25 mol% of the phenols and naphthols. ˜20 mol% is particularly preferred. When the naphthol is β-naphthol, 5-35 mol% is preferable among phenols and naphthols, and 20-35 mol% is more preferable. When the naphthols are a mixture of α-naphthol and β-naphthol, 5 to 40 mol% is preferable among phenols and naphthols, and 20 to 40 mol% is more preferable.
And when (beta) -naphthol is introduce | transduced or (alpha) -naphthol is introduce | transduced, it is preferable from a viewpoint of a flame retardance improvement that an introduction rate is 5-20 mol%.
The naphthol introduction rate is calculated by dividing the molar amount of naphthol introduced into the skeleton by the total molar amount of phenol and naphthol introduced into the skeleton. The molar amount of phenol and naphthol introduced into the skeleton is calculated by calculating the amount of unreacted monomer from each monomer ratio in the HPLC chart and subtracting it from the molar amount of phenol and naphthol charged.
本発明のフェノール樹脂はアルカリ金属水酸化物の存在下エピハロヒドリンと反応させエポキシ樹脂としたり、そのままでエポキシ樹脂の硬化剤として使用したりすることが可能である。 The phenol resin of the present invention can be reacted with epihalohydrin in the presence of an alkali metal hydroxide to form an epoxy resin, or it can be used as it is as a curing agent for an epoxy resin.
以下に本発明のエポキシ樹脂の製造法の具体例を説明する。 The specific example of the manufacturing method of the epoxy resin of this invention is demonstrated below.
本発明のエポキシ樹脂は前記の式(2)で表されるフェノール樹脂を、公知のエポキシ化方法でエポキシ化して得られる。例えば前記で得られたフェノール樹脂と過剰のエピクロルヒドリン、エピブロムヒドリン、a−メチルエピクロルヒドリン、g−メチルエピクロルヒドリン等のエピハロヒドリンの溶解混合物に水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物を添加し、または添加しながら20〜120℃の温度で1〜10時間反応させることにより得ることが出来る。本発明のエポキシ樹脂において、ナフトールの導入率はナフトール類がα―ナフトールの場合、フェノール類、ナフトール類のうち5〜40モル%、ナフトール類がβ―ナフトールの場合、フェノール類、ナフトール類のうち5〜35モル%、ナフトール類がα―ナフトールおよびβ―ナフトールの混合物の場合、フェノール類、ナフトール類のうち5〜40モル%である。
尚、ナフトール導入率は骨格中に導入されたナフトールのモル量を、骨格中に導入されたフェノールおよびナフトールの合計モル量で割ることで算出している。骨格中に導入されたフェノールおよびナフトールのモル量はHPLCチャートの各モノマー割合から未反応モノマー量を算出し、フェノールおよびナフトール仕込みモル量から差し引くことで計算している。
The epoxy resin of the present invention is obtained by epoxidizing the phenol resin represented by the above formula (2) by a known epoxidation method. For example, an alkali metal hydroxide such as sodium hydroxide or potassium hydroxide is added to a dissolved mixture of the phenol resin obtained above and an epihalohydrin such as excess epichlorohydrin, epibromohydrin, a-methylepichlorohydrin, g-methylepichlorohydrin, etc. Or can be obtained by reacting at a temperature of 20 to 120 ° C. for 1 to 10 hours with addition. In the epoxy resin of the present invention, when naphthol is α-naphthol, the introduction rate of naphthol is 5 to 40 mol% of phenol and naphthol, and when naphthol is β-naphthol, phenol and naphthol When the naphthols are a mixture of α-naphthol and β-naphthol, it is 5 to 40 mol% of phenols and naphthols.
The naphthol introduction rate is calculated by dividing the molar amount of naphthol introduced into the skeleton by the total molar amount of phenol and naphthol introduced into the skeleton. The molar amount of phenol and naphthol introduced into the skeleton is calculated by calculating the amount of unreacted monomer from each monomer ratio in the HPLC chart and subtracting it from the molar amount of phenol and naphthol charged.
本発明のエポキシ樹脂を得る反応において、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の水溶液を連続的に反応系内に添加すると共に減圧下、または常圧下連続的に水及びエピハロヒドリンを留出させ、更に分液し水は除去しエピハロヒドリンは反応系内に連続的に戻す方法でもよい。 In the reaction for obtaining the epoxy resin of the present invention, an aqueous solution of the alkali metal hydroxide may be used. In that case, the aqueous solution of the alkali metal hydroxide is continuously added to the reaction system and under reduced pressure. Alternatively, water and epihalohydrin may be continuously distilled off under normal pressure, followed by liquid separation, removal of water, and epihalohydrin being continuously returned to the reaction system.
また、本発明のフェノール樹脂とエピハロヒドリンの溶解混合物に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等の4級アンモニウム塩を触媒として添加し50〜150℃で1〜5時間反応させて得られるハロヒドリンエーテル化物に、アルカリ金属水酸化物の固体または水溶液を加え、20〜120℃の温度で1〜10時間反応させ脱ハロゲン化水素(閉環)させる方法でもよい。この場合使用される4級アンモニウム塩の量は、本発明のフェノール樹脂の水酸基1個に対して、通常1〜10gであり、好ましくは2〜8gである。 Further, a quaternary ammonium salt such as tetramethylammonium chloride, tetramethylammonium bromide, trimethylbenzylammonium chloride or the like is added as a catalyst to the dissolved mixture of the phenol resin and epihalohydrin of the present invention and reacted at 50 to 150 ° C. for 1 to 5 hours. A method of adding a solid or aqueous solution of an alkali metal hydroxide to the obtained halohydrin etherified product and reacting at a temperature of 20 to 120 ° C. for 1 to 10 hours to dehydrohalogenate (ring closure) may be used. The amount of the quaternary ammonium salt used in this case is usually 1 to 10 g, preferably 2 to 8 g, per one hydroxyl group of the phenol resin of the present invention.
通常これらの反応において使用されるエピハロヒドリンの量は本発明のフェノール樹脂の水酸基1当量に対し通常1〜20モル、好ましくは2〜10モルである。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0.8〜1.5モル、好ましくは0.9〜1.1モルである。更に、反応を円滑に進行させるためにメタノール、エタノールなどのアルコール類の他、ジメチルスルホン、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶媒などを添加して反応を行うことが好ましい。 The amount of epihalohydrin usually used in these reactions is usually 1 to 20 mol, preferably 2 to 10 mol, per 1 equivalent of the hydroxyl group of the phenol resin of the present invention. The usage-amount of an alkali metal hydroxide is 0.8-1.5 mol with respect to 1 equivalent of hydroxyl groups of the phenol resin of this invention, Preferably it is 0.9-1.1 mol. Furthermore, in order to make the reaction proceed smoothly, it is preferable to carry out the reaction by adding an aprotic polar solvent such as dimethyl sulfone or dimethyl sulfoxide in addition to alcohols such as methanol and ethanol.
アルコール類を使用する場合、その使用量はエピハロヒドリンの量に対し2〜20重量%、より好ましくは4〜15重量%である。また非プロトン性極性溶媒を用いる場合はエピハロヒドリンの量に対し5〜100重量%、より好ましくは10〜90重量%である。 When alcohols are used, the amount used is 2 to 20% by weight, more preferably 4 to 15% by weight, based on the amount of epihalohydrin. Moreover, when using an aprotic polar solvent, it is 5 to 100 weight% with respect to the quantity of epihalohydrin, More preferably, it is 10 to 90 weight%.
これらのエポキシ化反応の反応物を水洗後、または水洗無しに加熱減圧下、110〜250℃、圧力10mmHg以下でエピハロヒドリンや溶媒などを除去する。また更に加水分解性ハロゲンの少ないエポキシ樹脂とするために、得られたエポキシ樹脂をトルエン、メチルイソブチルケトンなどの溶剤に溶解し、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更に反応を行い、閉環を確実なものにすることもできる。この場合アルカリ金属水酸化物の使用量はエポキシ化に使用した本発明のナフトール含有フェノール樹脂の水酸基1当量に対して好ましくは0.01〜0.3モル、特に好ましくは0.05〜0.2モルである。反応温度は50〜120℃、反応時間は通常0.5〜2時間である。 After the reaction product of these epoxidation reactions is washed with water or without washing with water, epihalohydrin, a solvent and the like are removed at 110 to 250 ° C. under a pressure of 10 mmHg or less under reduced pressure. Further, in order to make an epoxy resin with less hydrolyzable halogen, the obtained epoxy resin is dissolved in a solvent such as toluene or methyl isobutyl ketone, and an aqueous solution of an alkali metal hydroxide such as sodium hydroxide or potassium hydroxide is prepared. In addition, further reactions can be performed to ensure ring closure. In this case, the alkali metal hydroxide is preferably used in an amount of 0.01 to 0.3 mol, particularly preferably 0.05 to 0.000, based on 1 equivalent of the hydroxyl group of the naphthol-containing phenol resin of the present invention used for epoxidation. 2 moles. The reaction temperature is 50 to 120 ° C., and the reaction time is usually 0.5 to 2 hours.
反応終了後、生成した塩を濾過、水洗などにより除去し、更に、加熱減圧下トルエン、メチルイソブチルケトンなどの溶剤を留去することにより加水分解性塩素の少ない本発明のエポキシ樹脂が得られる。 After completion of the reaction, the produced salt is removed by filtration, washing with water, etc., and further, the epoxy resin of the present invention with little hydrolyzable chlorine is obtained by distilling off a solvent such as toluene and methyl isobutyl ketone under heating and reduced pressure.
このようにして得られる本発明のエポキシ樹脂は、下記式(3)
で表される構造を有する。
ここで、Rは水素原子、炭素数1〜10のアルキル基が好ましい。
nは通常1〜50であり、1〜20が好ましく、1〜10が特に好ましい。
The epoxy resin of the present invention thus obtained has the following formula (3)
It has the structure represented by these.
Here, R is preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
n is 1-50 normally, 1-20 are preferable and 1-10 are especially preferable.
こうして得られる本発明のエポキシ樹脂は、ナフトールの導入率が、ナフトール類がα―ナフトールの場合、フェノール類、ナフトール類のうち5〜40モル%、ナフトール類がβ―ナフトールの場合、フェノール類、ナフトール類のうち5〜35モル%、ナフトール類がα―ナフトールおよびβ―ナフトールの混合物の場合、フェノール類、ナフトール類のうち5〜40モル%であり、難燃性を示し、かつ耐熱性・低吸水性に優れる。
また軟化点としては、60〜80℃が好ましい。
エポキシ当量としては、200〜600g/eqが好ましく、230〜380g/eqがより好ましく、特に好ましくは250〜340g/eqである。
尚、ナフトール導入率は骨格中に導入されたナフトールのモル量を、骨格中に導入されたフェノールおよびナフトールの合計モル量で割ることで算出している。骨格中に導入されたフェノールおよびナフトールのモル量はHPLCチャートの各モノマー割合から未反応モノマー量を算出し、フェノールおよびナフトール仕込みモル量から差し引くことで計算している。
The epoxy resin of the present invention thus obtained has a naphthol introduction rate of 5-40 mol% of phenols and naphthols when the naphthols are α-naphthol, and phenols when the naphthol is β-naphthol. When naphthols are 5 to 35 mol%, and naphthols are a mixture of α-naphthol and β-naphthol, it is 5 to 40 mol% of phenols and naphthols, exhibiting flame retardancy, Excellent low water absorption.
Moreover, as a softening point, 60-80 degreeC is preferable.
The epoxy equivalent is preferably 200 to 600 g / eq, more preferably 230 to 380 g / eq, and particularly preferably 250 to 340 g / eq.
The naphthol introduction rate is calculated by dividing the molar amount of naphthol introduced into the skeleton by the total molar amount of phenol and naphthol introduced into the skeleton. The molar amount of phenol and naphthol introduced into the skeleton is calculated by calculating the amount of unreacted monomer from each monomer ratio in the HPLC chart and subtracting it from the molar amount of phenol and naphthol charged.
以下に本発明のエポキシ樹脂組成物について記載する。 The epoxy resin composition of the present invention is described below.
本発明のエポキシ樹脂組成物は、前記の式(2)のフェノール樹脂または/および前記の式(3)記載のエポキシ樹脂を含むことを特長とし、難燃性、耐熱性、低吸水性に優れた硬化物を与える。 The epoxy resin composition of the present invention is characterized by containing the phenol resin of the formula (2) or / and the epoxy resin of the formula (3), and is excellent in flame retardancy, heat resistance and low water absorption. Give a cured product.
本発明のエポキシ樹脂組成物は難燃性を損なわない限りで、電気・電子部品用に使用される他のエポキシ樹脂を併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占める割合は30重量%以上が好ましく、特に40重量%以上が好ましい。 The epoxy resin composition of the present invention can be used in combination with other epoxy resins used for electric / electronic parts as long as the flame retardancy is not impaired. When used in combination, the proportion of the epoxy resin of the present invention is preferably 30% by weight or more, particularly preferably 40% by weight or more.
本発明のエポキシ樹脂と併用し得る他のエポキシ樹脂としてはノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF
型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエンフェノール付加反応型エポキシ樹脂などが挙げられる。
具体的には、ビスフェノールA、ビスフェノールS、チオジフェノール、フルオレンビスフェノール、テルペンジフェノール、4,4’−ビフェノール、2,2’−ビフェノール、3,3’,5,5’−テトラメチル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジオール、ハイドロキノン、レゾルシン、ナフタレンジオール、トリス−(4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1,2,2−テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、フェノール類(フェノール、アルキル置換フェノール、ナフトール、アルキル置換ナフトール、ジヒドロキシベンゼン、ジヒドロキシナフタレン等)とホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド、p−ヒドロキシベンズアルデヒド、o−ヒドロキシベンズアルデヒド、p−ヒドロキシアセトフェノン、o−ヒドロキシアセトフェノン、ジシクロペンタジエン、フルフラール、4,4’−ビス(クロルメチル)−1,1’−ビフェニル、4,4’−ビス(メトキシメチル)−1,1’−ビフェニル、1,4−ビス(クロロメチル)ベンゼン、1,4−ビス(メトキシメチル)ベンゼン等との重縮合物及びこれらの変性物、テトラブロモビスフェノールA等のハロゲン化ビスフェノール類、アルコール類から誘導されるグリシジルエーテル化物、脂環式エポキシ樹脂、グリシジルアミン系エポキシ樹脂、グリシジルエステル系エポキシ樹脂、等シルセスキオキサン系のエポキシ樹脂(鎖状、環状、ラダー状、あるいはそれら少なくとも2種以上の混合構造のシロキサン構造にグリシジル基、および/またはエポキシシクロヘキサン構造を有するエポキシ樹脂)等の固形または液状エポキシ樹脂が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
Other epoxy resins that can be used in combination with the epoxy resin of the present invention include novolac type epoxy resins, bisphenol A type epoxy resins, and bisphenol F.
Type epoxy resin, triphenylmethane type epoxy resin, phenol aralkyl type epoxy resin, dicyclopentadiene phenol addition reaction type epoxy resin and the like.
Specifically, bisphenol A, bisphenol S, thiodiphenol, fluorene bisphenol, terpene diphenol, 4,4′-biphenol, 2,2′-biphenol, 3,3 ′, 5,5′-tetramethyl- [ 1,1′-biphenyl] -4,4′-diol, hydroquinone, resorcin, naphthalenediol, tris- (4-hydroxyphenyl) methane, 1,1,2,2-tetrakis (4-hydroxyphenyl) ethane, phenol (Phenol, alkyl-substituted phenol, naphthol, alkyl-substituted naphthol, dihydroxybenzene, dihydroxynaphthalene, etc.) and formaldehyde, acetaldehyde, benzaldehyde, p-hydroxybenzaldehyde, o-hydroxybenzaldehyde, p-hydroxyacetophenone, -Hydroxyacetophenone, dicyclopentadiene, furfural, 4,4'-bis (chloromethyl) -1,1'-biphenyl, 4,4'-bis (methoxymethyl) -1,1'-biphenyl, 1,4-bis Polycondensates with (chloromethyl) benzene, 1,4-bis (methoxymethyl) benzene, etc. and their modified products, halogenated bisphenols such as tetrabromobisphenol A, glycidyl ethers derived from alcohols, fats Cyclic epoxy resin, glycidylamine epoxy resin, glycidyl ester epoxy resin, silsesquioxane epoxy resin (chain, cyclic, ladder, or mixed siloxane structure of at least two kinds of glycidyl groups) And / or an epoxy resin having an epoxycyclohexane structure ) And other solid or liquid epoxy resins, but are not limited thereto.
さらに、電気、電子部品用に使用されるため、加水分解性塩素濃度が小さいものが好ましい。即ちエポキシ樹脂をジオキサンに溶解し、1規定KOHで還流下30分処理した時の脱離塩素で規定される、加水分解性塩素が0.2重量%以下のものが好ましく、0.15重量%以下のものがより好ましい。 Furthermore, since it is used for electrical and electronic parts, those having a low hydrolyzable chlorine concentration are preferred. That is, it is preferable that hydrolyzable chlorine is 0.2% by weight or less as defined by the elimination chlorine when the epoxy resin is dissolved in dioxane and treated with 1N KOH for 30 minutes under reflux, 0.15% by weight The following are more preferable.
本発明のエポキシ樹脂組成物は、硬化剤を含有する。硬化剤の具体例としては例えばフェノール樹脂、フェノール系化合物、アミン系化合物、酸無水物系化合物、アミド系化合物、カルボン酸系化合物などが挙げられる。用いうる硬化剤の具体例としては フェノール樹脂、フェノール化合物;ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、フルオレンビスフェノール、テルペンジフェノール、4,4’−ビフェノール、2,2’−ビフェノール、3,3’,5,5’−テトラメチル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジオール、ハイドロキノン、レゾルシン、ナフタレンジオール、トリス−(4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1,2,2−テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、フェノール類(フェノール、アルキル置換フェノール、ナフトール、アルキル置換ナフトール、ジヒドロキシベンゼン、ジヒドロキシナフタレン等)とホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド、p−ヒドロキシベンズアルデヒド、o−ヒドロキシベンズアルデヒド、p−ヒドロキシアセトフェノン、o−ヒドロキシアセトフェノン、ジシクロペンタジエン、フルフラール、4,4’−ビス(クロロメチル)−1,1’−ビフェニル、4,4’−ビス(メトキシメチル)−1,1’−ビフェニル、1,4’−ビス(クロロメチル)ベンゼン、1,4’−ビス(メトキシメチル)ベンゼン等との重縮合物及びこれらの変性物、テトラブロモビスフェノールA等のハロゲン化ビスフェノール類、テルペンとフェノール類の縮合物などのポリフェノール類が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらは単独で用いてもよく、2種以上を用いてもよい。
好ましいフェノール樹脂としては、誘電率の面からフェノールアラルキル樹脂(芳香族アルキレン構造を有する樹脂)が挙げられ、特に好ましくはフェノール、ナフトール、クレゾールから選ばれる少なくとも一種を有する構造であり、そのリンカーとなるアルキレン部が、ベンゼン構造、ビフェニル構造、ナフタレン構造から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする樹脂(具体的にはザイロック、ナフトールザイロック、フェノールビフェニレンノボラック樹脂、クレゾール−ビフェニレンノボラック樹脂、フェノール−ナフタレンノボラック樹脂などが挙げられる。)である。
アミン系化合物、アミド系化合物;ジアミノジフェニルメタン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ジアミノジフェニルスルホン、イソホロンジアミン、ジシアンジアミド、リノレン酸の2量体とエチレンジアミンより合成されるポリアミド樹脂などの含窒素化合物
酸無水物系化合物、カルボン酸系化合物;無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、無水マレイン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、無水ナジック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、ブタンテトラカルボン酸無水物、ビシクロ[2,2,1]ヘプタン−2,3−ジカルボン酸無水物、メチルビシクロ[2,2,1]ヘプタン−2,3−ジカルボン酸無水物、シクロヘキサン−1,3,4−トリカルボン酸−3,4−無水物、などの酸無水物;各種アルコール、カルビノール変性シリコーン、と前述の酸無水物との付加反応により得られるカルボン酸樹脂;
その他;イミダゾール、トリフルオロボラン−アミン錯体、グアニジン誘導体の化合物などが挙げられる
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。
The epoxy resin composition of the present invention contains a curing agent. Specific examples of the curing agent include a phenol resin, a phenol compound, an amine compound, an acid anhydride compound, an amide compound, and a carboxylic acid compound. Specific examples of curing agents that can be used include phenolic resins, phenolic compounds; bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, fluorene bisphenol, terpene diphenol, 4,4'-biphenol, 2,2'-biphenol, 3,3 ', 5,5′-tetramethyl- [1,1′-biphenyl] -4,4′-diol, hydroquinone, resorcin, naphthalenediol, tris- (4-hydroxyphenyl) methane, 1,1,2,2-tetrakis (4-hydroxyphenyl) ethane, phenols (phenol, alkyl-substituted phenol, naphthol, alkyl-substituted naphthol, dihydroxybenzene, dihydroxynaphthalene, etc.) and formaldehyde, acetaldehyde, benzaldehyde, p-hydroxybenzaldehyde, o-hydride Roxybenzaldehyde, p-hydroxyacetophenone, o-hydroxyacetophenone, dicyclopentadiene, furfural, 4,4′-bis (chloromethyl) -1,1′-biphenyl, 4,4′-bis (methoxymethyl) -1, Polycondensates with 1′-biphenyl, 1,4′-bis (chloromethyl) benzene, 1,4′-bis (methoxymethyl) benzene, and their modified products, and halogenated bisphenols such as tetrabromobisphenol A And polyphenols such as terpene and phenol condensates, but are not limited thereto. These may be used alone or in combination of two or more.
Preferred phenol resins include phenol aralkyl resins (resins having an aromatic alkylene structure) in terms of dielectric constant, and particularly preferred is a structure having at least one selected from phenol, naphthol, and cresol, and serves as the linker. A resin characterized in that the alkylene part is at least one selected from a benzene structure, a biphenyl structure, and a naphthalene structure (specifically, zylock, naphthol zylock, phenol biphenylene novolak resin, cresol-biphenylene novolak resin, phenol-naphthalene) And novolak resin.).
Amine-based compounds, amide-based compounds; diaminodiphenylmethane, diethylenetriamine, triethylenetetramine, diaminodiphenylsulfone, isophoronediamine, dicyandiamide, nitrogen-containing compound anhydride compounds such as polyamide resins synthesized from linolenic acid and ethylenediamine , Carboxylic acid compounds; phthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, maleic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, methyl nadic anhydride, nadic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, methyl Hexahydrophthalic anhydride, butanetetracarboxylic anhydride, bicyclo [2,2,1] heptane-2,3-dicarboxylic anhydride, methylbicyclo [2,2,1] heptane-2,3-dicarboxylic anhydride , Cyclohexane-1,3,4-tricarboxylic acid-3,4-anhydride, acid anhydrides and the like; various alcohols, carbinol-modified silicone, a carboxylic acid resin obtained by the addition reaction of the aforementioned acid anhydride;
Others: Examples thereof include, but are not limited to, imidazole, trifluoroborane-amine complexes, guanidine derivative compounds, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
エポキシ樹脂の硬化剤としては、エポキシ樹脂のエポキシ基に対し、フェノール性水酸基が通常0.55〜1.0当量、好ましくは0.6〜0.95当量となる量使用する。硬化剤が0.55当量未満の場合、未反応のエポキシ基が多くなり、特にトランスファー成型時の作業性が低下する。1.0当量を越える場合、未反応硬化剤量が多くなり、熱的及び機械的物性が低下し好ましくない。 The epoxy resin curing agent is used in an amount such that the phenolic hydroxyl group is usually 0.55 to 1.0 equivalent, preferably 0.6 to 0.95 equivalent, relative to the epoxy group of the epoxy resin. When the curing agent is less than 0.55 equivalent, the number of unreacted epoxy groups increases, and workability particularly during transfer molding is reduced. When it exceeds 1.0 equivalent, the amount of unreacted curing agent increases, and the thermal and mechanical properties deteriorate, which is not preferable.
本発明のエポキシ樹脂組成物には、必要により硬化促進剤を添加しても良い。硬化促進剤の具体例としては、トリフェニルフォスフィン、ビス(メトキシフェニル) フェニルフォスフィン等のフォスフィン類、2―メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2―エチル,4―メチルイミダゾール等のイミダゾール類、2−(ジメチルアミノメチル)フェノール、トリスジメチルアミノメチルフェノール、ジアザビシクロウンデセン等の3級アミン類、テトラブチルアンモニウム塩、トリイソプロピルメチルアンモニウム塩、トリメチルデカニルアンモニウム塩、セチルトリメチルアンモニウム塩などの4級アンモニウム塩、トリフェニルベンジルフォスフォニウム塩、トリフェニルエチルフォスフォニウム塩、テトラブチルフォスフォニウム塩などの4級フォスフォニウム塩(4級塩のカウンターイオンはハロゲン、有機酸イオン、水酸化物イオンなど、特に指定は無いが、特に有機酸イオン、水酸化物イオンが好ましい。)、オクチル酸スズ等の金属化合物等が例示される。 If necessary, a curing accelerator may be added to the epoxy resin composition of the present invention. Specific examples of the curing accelerator include phosphines such as triphenylphosphine and bis (methoxyphenyl) phenylphosphine, imidazoles such as 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-ethylimidazole and 4-methylimidazole, Tertiary amines such as 2- (dimethylaminomethyl) phenol, trisdimethylaminomethylphenol, diazabicycloundecene, tetrabutylammonium salt, triisopropylmethylammonium salt, trimethyldecanylammonium salt, cetyltrimethylammonium salt, etc. Quaternary phosphonium salts such as quaternary ammonium salts, triphenylbenzyl phosphonium salts, triphenylethyl phosphonium salts, tetrabutyl phosphonium salts (the counter ions of quaternary salts are halogens) Organic acid ions, hydroxide ions, such as, but not particularly specified, in particular an organic acid ion, a hydroxide ion.), Metal compounds such as tin octylate and the like.
硬化促進剤の使用量は、エポキシ樹脂100重量部当たり、通常0.2〜5.0重量部、好ましくは、0.2〜4.0重量部である。 The usage-amount of a hardening accelerator is 0.2-5.0 weight part normally per 100 weight part of epoxy resins, Preferably, it is 0.2-4.0 weight part.
本発明の硬化性樹脂組成物には、リン含有化合物を難燃性付与成分として含有させることもできる。リン含有化合物としては反応型のものでも添加型のものでもよい。リン含有化合物の具体例としては、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシリレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、クレジル−2,6−ジキシリレニルホスフェート、1,3−フェニレンビス(ジキシリレニルホスフェート)、1,4−フェニレンビス(ジキシリレニルホスフェート)、4,4'−ビフェニル(ジキシリレニルホスフェート)等のリン酸エステル類;9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキサイド、10(2,5−ジヒドロキシフェニル)−10H−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキサイド等のホスファン類;エポキシ樹脂と前記ホスファン類の活性水素とを反応させて得られるリン含有エポキシ化合物、赤リン等が挙げられるが、リン酸エステル類、ホスファン類またはリン含有エポキシ化合物が好ましく、1,3−フェニレンビス(ジキシリレニルホスフェート)、1,4−フェニレンビス(ジキシリレニルホスフェート)、4,4'−ビフェニル(ジキシリレニルホスフェート)またはリン含有エポキシ化合物が特に好ましい。リン含有化合物の含有量はリン含有化合物/全エポキシ樹脂=0.1〜0.6(重量比)が好ましい。0.1以下では難燃性が不十分であり、0.6以上では硬化物の吸湿性、誘電特性に悪影響を及ぼす懸念がある。 The curable resin composition of the present invention may contain a phosphorus-containing compound as a flame retardant component. The phosphorus-containing compound may be a reactive type or an additive type. Specific examples of phosphorus-containing compounds include trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tricresyl phosphate, trixylylenyl phosphate, cresyl diphenyl phosphate, cresyl-2,6-dixylylenyl phosphate, 1,3-phenylenebis ( Phosphoric acid esters such as dixylylenyl phosphate), 1,4-phenylenebis (dixylylenyl phosphate), 4,4′-biphenyl (dixylylenyl phosphate); 9,10-dihydro-9-oxa Phosphanes such as -10-phosphaphenanthrene-10-oxide, 10 (2,5-dihydroxyphenyl) -10H-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide; epoxy resin and active hydrogen of the phosphanes A phosphorus-containing product obtained by reacting with Poxy compounds, red phosphorus and the like can be mentioned, and phosphoric esters, phosphanes or phosphorus-containing epoxy compounds are preferable, and 1,3-phenylenebis (dixylylenyl phosphate), 1,4-phenylenebis (dixylylene). Nyl phosphate), 4,4′-biphenyl (dixylylenyl phosphate) or phosphorus-containing epoxy compounds are particularly preferred. The phosphorus-containing compound content is preferably phosphorus-containing compound / total epoxy resin = 0.1 to 0.6 (weight ratio). If it is 0.1 or less, the flame retardancy is insufficient, and if it is 0.6 or more, there is a concern that it may adversely affect the hygroscopicity and dielectric properties of the cured product.
さらに本発明の硬化性樹脂組成物には、必要に応じて酸化防止剤を添加しても構わない。使用できる酸化防止剤としては、フェノール系、イオウ系、リン系酸化防止剤が挙げられる。酸化防止剤は単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。酸化防止剤の使用量は、本発明の硬化性樹脂組成物中の樹脂成分に対して100重量部に対して、通常0.008〜1重量部、好ましくは0.01〜0.5重量部である。 Furthermore, you may add antioxidant to the curable resin composition of this invention as needed. Antioxidants that can be used include phenol-based, sulfur-based, and phosphorus-based antioxidants. Antioxidants can be used alone or in combination of two or more. The usage-amount of antioxidant is 0.008-1 weight part normally with respect to 100 weight part with respect to the resin component in the curable resin composition of this invention, Preferably it is 0.01-0.5 weight part. It is.
酸化防止剤としては、例えば、フェノール系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤、リン系酸化防止剤などが挙げられる。フェノール系酸化防止剤の具体例として、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニソール、2,6−ジ−t−ブチル−p−エチルフェノール、ステアリル−β−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、イソオクチル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2,4−ビス−(n−オクチルチオ)−6−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルアニリノ)−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス[(オクチルチオ)メチル]−o−クレゾール、等のモノフェノール類;2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、トリエチレングリコール−ビス[3−(3−t−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、1,6−ヘキサンジオール−ビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、N,N’−ヘキサメチレンビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロシンナマミド)、2,2−チオ−ジエチレンビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジルフォスフォネート−ジエチルエステル、3,9−ビス[1,1−ジメチル−2−{β−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ}エチル]2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン、ビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジルスルホン酸エチル)カルシウム等のビスフェノール類;1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、テトラキス−[メチレン−3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、ビス[3,3’−ビス−(4’−ヒドロキシ−3’−t−ブチルフェニル)ブチリックアシッド]グリコールエステル、トリス−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−イソシアヌレイト、1,3,5−トリス(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシベンジル)−S−トリアジン−2,4,6−(1H,3H,5H)トリオン、トコフェノール等の高分子型フェノール類が例示される。 Examples of the antioxidant include a phenol-based antioxidant, a sulfur-based antioxidant, and a phosphorus-based antioxidant. Specific examples of phenolic antioxidants include 2,6-di-t-butyl-p-cresol, butylated hydroxyanisole, 2,6-di-t-butyl-p-ethylphenol, stearyl-β- (3 , 5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate, isooctyl-3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate, 2,4-bis- (n-octylthio)- Monophenols such as 6- (4-hydroxy-3,5-di-t-butylanilino) -1,3,5-triazine, 2,4-bis [(octylthio) methyl] -o-cresol; 2′-methylenebis (4-methyl-6-tert-butylphenol), 2,2′-methylenebis (4-ethyl-6-tert-butylphenol), 4,4′-thiobis (3- Til-6-tert-butylphenol), 4,4′-butylidenebis (3-methyl-6-tert-butylphenol), triethylene glycol-bis [3- (3-tert-butyl-5-methyl-4-hydroxyphenyl) ) Propionate], 1,6-hexanediol-bis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], N, N′-hexamethylenebis (3,5-di-t) -Butyl-4-hydroxy-hydrocinnamamide), 2,2-thio-diethylenebis [3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], 3,5-di-t -Butyl-4-hydroxybenzylphosphonate-diethyl ester, 3,9-bis [1,1-dimethyl-2- {β- (3-t-butyl-4-hydroxy-5- Bisphenols such as (tilphenyl) propionyloxy} ethyl] 2,4,8,10-tetraoxaspiro [5,5] undecane, bis (3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzylsulfonate) ethyl 1,1,3-tris (2-methyl-4-hydroxy-5-tert-butylphenyl) butane, 1,3,5-trimethyl-2,4,6-tris (3,5-di-t- Butyl-4-hydroxybenzyl) benzene, tetrakis- [methylene-3- (3 ′, 5′-di-t-butyl-4′-hydroxyphenyl) propionate] methane, bis [3,3′-bis- (4 '-Hydroxy-3'-tert-butylphenyl) butyric acid] glycol ester, tris- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl) -iso Anureate, 1,3,5-tris (3 ′, 5′-di-t-butyl-4′-hydroxybenzyl) -S-triazine-2,4,6- (1H, 3H, 5H) trione, tocophenol And the like.
イオウ系酸化防止剤の具体例として、ジラウリル−3,3’−チオジプロピオネート、ジミリスチル−3,3’−チオジプロピオネート、ジステアリルル−3,3’−チオジプロピオネート等が例示される。 Specific examples of the sulfur-based antioxidant include dilauryl-3,3′-thiodipropionate, dimyristyl-3,3′-thiodipropionate, distearyl-3,3′-thiodipropionate, and the like. .
リン系酸化防止剤の具体例として、トリフェニルホスファイト、ジフェニルイソデシルホスファイト、フェニルジイソデシルホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、ジイソデシルペンタエリスリトールホスファイト、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビス(オクタデシル)ホスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビ(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビ(2,4−ジ−t−ブチル−4−メチルフェニル)ホスファイト、ビス[2−t−ブチル−6−メチル−4−{2−(オクタデシルオキシカルボニル)エチル}フェニル]ヒドロゲンホスファイト等のホスファイト類;9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキサイド、10−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキサイド、10−デシロキシ−9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキサイド等のオキサホスファフェナントレンオキサイド類などが例示される。 Specific examples of phosphorus antioxidants include triphenyl phosphite, diphenylisodecyl phosphite, phenyl diisodecyl phosphite, tris (nonylphenyl) phosphite, diisodecylpentaerythritol phosphite, tris (2,4-di-t- Butylphenyl) phosphite, cyclic neopentanetetrayl bis (octadecyl) phosphite, cyclic neopentanetetraylbi (2,4-di-t-butylphenyl) phosphite, cyclic neopentanetetraylbi (2,4 -Di-t-butyl-4-methylphenyl) phosphite, bis [2-t-butyl-6-methyl-4- {2- (octadecyloxycarbonyl) ethyl} phenyl] hydrogen phosphite, etc. 9,10-dihydro 9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide, 10- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl) -9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10 -Oxaphosphaphenanthrene oxides such as 10-decyloxy-9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide are exemplified.
これらの酸化防止剤はそれぞれ単独で使用できるが、2種以上を組み合わせて併用しても構わない。特に本発明においてはリン系の酸化防止剤が好ましい。 These antioxidants can be used alone, but two or more of them may be used in combination. In the present invention, a phosphorus-based antioxidant is particularly preferable.
さらに本発明の硬化性樹脂組成物には、必要に応じて光安定剤を添加しても構わない。
光安定剤としては、ヒンダートアミン系の光安定剤、特にHALS等が好適である。HALSとしては特に限定されるものではないが、代表的なものとしては、ジブチルアミン・1,3,5−トリアジン・N,N’―ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル−1,6−ヘキサメチレンジアミンとN−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ブチルアミンの重縮合物、コハク酸ジメチル−1−(2−ヒドロキシエチル)−4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン重縮合物、ポリ〔{6−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)アミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル}{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}ヘキサメチレン{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}〕、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)〔〔3,5−ビス(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドリキシフェニル〕メチル〕ブチルマロネート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1−オクチロキシ−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、2−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−2−n−ブチルマロン酸ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)、等が挙げられる。HALSは1種のみが用いられても良いし、2種類以上が併用されても良い。
Furthermore, you may add a light stabilizer to the curable resin composition of this invention as needed.
As the light stabilizer, hindered amine-based light stabilizers, particularly HALS and the like are suitable. HALS is not particularly limited, but representative examples include dibutylamine, 1,3,5-triazine, N, N′-bis (2,2,6,6-tetramethyl-4- Polycondensate of piperidyl-1,6-hexamethylenediamine and N- (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) butylamine, dimethyl-1- (2-hydroxyethyl) -4-hydroxy succinate -2,2,6,6-tetramethylpiperidine polycondensate, poly [{6- (1,1,3,3-tetramethylbutyl) amino-1,3,5-triazine-2,4-diyl} {(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) imino} hexamethylene {(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) imino}], bis (1,2,2, 6,6-pentamethyl-4-pi Peridyl) [[3,5-bis (1,1-dimethylethyl) -4-hydroxyphenyl] methyl] butyl malonate, bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) sebacate, bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebacate, bis (1-octyloxy-2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) sebacate, 2- (3,5-di -T-butyl-4-hydroxybenzyl) -2-n-butylmalonate bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl), etc. Only one HALS is used. Two or more types may be used in combination.
さらに本発明の硬化性樹脂組成物には、必要に応じてバインダー樹脂を配合することも出来る。バインダー樹脂としてはブチラール系樹脂、アセタール系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ−ナイロン系樹脂、NBR−フェノール系樹脂、エポキシ−NBR系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、シリコーン系樹脂などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。バインダー樹脂の配合量は、硬化物の難燃性、耐熱性を損なわない範囲であることが好ましく、樹脂成分100重量部に対して通常0.05〜50重量部、好ましくは0.05〜20重量部が必要に応じて用いられる。 Furthermore, binder resin can also be mix | blended with the curable resin composition of this invention as needed. Examples of the binder resin include butyral resins, acetal resins, acrylic resins, epoxy-nylon resins, NBR-phenol resins, epoxy-NBR resins, polyamide resins, polyimide resins, and silicone resins. However, it is not limited to these. The blending amount of the binder resin is preferably in a range that does not impair the flame retardancy and heat resistance of the cured product, and is usually 0.05 to 50 parts by weight, preferably 0.05 to 20 parts per 100 parts by weight of the resin component. Part by weight is used as needed.
更に、本発明のエポキシ樹脂組成物は、必要に応じ、無機充填材、顔料、離型剤、シランカップリング剤、柔軟剤等を添加することができる。特に、不燃性無機充填材の添加は、さらに本組成物の難燃性を向上させる効果があり、作業性、硬化後の物性に支障がない限り、難燃性の点では、多く添加することが望ましい。不燃性無機充填材としては、水酸化アルミ、水酸化マグネシウム、水酸化鉄等の水酸化物。錫酸亜鉛、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、窒化アルミ、窒化珪素等が例示される。 Furthermore, the epoxy resin composition of this invention can add an inorganic filler, a pigment, a mold release agent, a silane coupling agent, a softening agent, etc. as needed. In particular, the addition of non-flammable inorganic fillers has the effect of further improving the flame retardancy of the composition, and in terms of flame retardancy, it should be added in a large amount as long as there is no problem with workability and physical properties after curing. Is desirable. Non-combustible inorganic fillers include hydroxides such as aluminum hydroxide, magnesium hydroxide and iron hydroxide. Examples include zinc stannate, silica, alumina, calcium carbonate, aluminum nitride, and silicon nitride.
本発明のエポキシ樹脂組成物は、各成分を所定の割合で均一に混合することにより得ることができる。本発明のエポキシ樹脂組成物は従来知られている方法と同様の方法で容易にその硬化物とすることができる。本発明のエポキシ樹脂組成物は、例えばエポキシ樹脂と硬化剤を予め、100〜200℃
に加温し、少なくともエポキシ樹脂または硬化剤のどちらか一方を溶融させ、この溶融液に他方を溶解させた後、押出機、ロール、ニーダー等で必要により無機充填材、顔料、離型剤、難燃剤、シランカップリング剤等及び硬化促進剤を添加、混合することにより得ることが出来る。また、場合により溶融工程を経ずに上記各成分を押出機、ロール、ニーダー等で混合しても良い。得られたエポキシ樹脂組成物は通常トランスファー成型機等を用いて成型し、硬化させるが、更に80〜200℃で2〜10時間後硬化を行うと性能が向上する。また、液状封止材とする場合には液状エポキシ樹脂を用い、本発明のエポキシ樹脂組成物を室温で混合し製造できる。
The epoxy resin composition of the present invention can be obtained by uniformly mixing each component at a predetermined ratio. The epoxy resin composition of the present invention can be easily made into a cured product by a method similar to a conventionally known method. In the epoxy resin composition of the present invention, for example, an epoxy resin and a curing agent are previously added at 100 to 200 ° C.
After melting at least one of the epoxy resin or the curing agent and dissolving the other in this melt, an inorganic filler, a pigment, a release agent, if necessary with an extruder, roll, kneader, It can be obtained by adding and mixing a flame retardant, a silane coupling agent and the like and a curing accelerator. Moreover, you may mix said each component with an extruder, a roll, a kneader, etc. without passing through a melting process depending on the case. The obtained epoxy resin composition is usually molded and cured using a transfer molding machine or the like, and further performance is improved by post-curing at 80 to 200 ° C. for 2 to 10 hours. Moreover, when setting it as a liquid sealing material, a liquid epoxy resin is used and it can mix and manufacture the epoxy resin composition of this invention at room temperature.
また、溶剤に溶解した形で使用することもできる。本発明の硬化性樹脂組成物を必要に応じてトルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等の溶剤に溶解させ、硬化性樹脂組成物ワニスとし、ガラス繊維、カ−ボン繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アルミナ繊維、紙などの基材に含浸させて加熱乾燥して得たプリプレグを熱プレス成形することにより、本発明の硬化性樹脂組成物Aの硬化物とすることができる。この際の溶剤は、本発明の硬化性樹脂組成物と該溶剤の混合物中で通常10〜70重量%、好ましくは15〜70重量%を占める量を用いる。また液状組成物であれば、そのまま例えば、RTM方式でカーボン繊維を含有するエポキシ樹脂硬化物を得ることもできる。 It can also be used in a form dissolved in a solvent. The curable resin composition of the present invention is dissolved in a solvent such as toluene, xylene, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone as necessary to obtain a curable resin composition varnish, A prepreg obtained by impregnating a base material such as glass fiber, carbon fiber, polyester fiber, polyamide fiber, alumina fiber, paper, etc. and drying by heating is subjected to hot press molding, whereby the curable resin composition A of the present invention. It can be set as a cured product. The solvent used here is usually 10 to 70% by weight, preferably 15 to 70% by weight in the mixture of the curable resin composition of the present invention and the solvent. Moreover, if it is a liquid composition, the epoxy resin hardened | cured material which contains a carbon fiber by the RTM system as it is can also be obtained as it is.
また本発明の硬化性樹脂組成物をフィルム型組成物の改質剤としても使用できる。具体的にはB−ステージにおけるフレキ性等を向上させる場合に用いることができる。このようなフィルム型の樹脂組成物は、本発明の硬化性樹脂組成物を前記硬化性樹脂組成物ワニスとして剥離フィルム上に塗布し、加熱下で溶剤を除去した後、Bステージ化を行うことによりシート状の接着剤として得られる。このシート状接着剤は多層基板などにおける層間絶縁層として使用することが出来る。 Moreover, the curable resin composition of this invention can be used also as a modifier of a film type composition. Specifically, it can be used to improve the flexibility of the B-stage. Such a film-type resin composition is formed by applying the curable resin composition of the present invention on the release film as the curable resin composition varnish, removing the solvent under heating, and then performing B-stage. To obtain a sheet-like adhesive. This sheet-like adhesive can be used as an interlayer insulating layer in a multilayer substrate or the like.
本発明の硬化物は成型材料、接着剤、複合材料、塗料など各種用途に使用できる。特に本発明のエポキシ樹脂硬化物は優れた難燃性を示すため、IC封止材料、積層材料、電気絶縁材料等などの電気・電子分野に有用である。 The hardened | cured material of this invention can be used for various uses, such as a molding material, an adhesive agent, a composite material, and a coating material. In particular, since the cured epoxy resin of the present invention exhibits excellent flame retardancy, it is useful in the electrical and electronic fields such as IC sealing materials, laminated materials, and electrical insulating materials.
次に本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。以下において部は特に断わりのない限り重量部である。なお、水酸基当量、エポキシ当量、軟化点、ICI粘度は以下の条件で測定した。尚、ナフトール導入率は骨格中に導入されたナフトールのモル量を、骨格中に導入されたフェノールおよびナフトールの合計モル量で割ることで算出している。骨格中に導入されたフェノールおよびナフトールのモル量はHPLCチャートの各モノマー割合から未反応モノマー量を算出し、フェノールおよびナフトール仕込みモル量から差し引くことで計算している。
・水酸基当量
JIS K−7236に記載された方法で測定し、単位はg/eq.である。
・エポキシ当量
JIS K−7236に記載された方法で測定し、単位はg/eq.である。
・軟化点
JIS K−7234に準拠した方法で測定。
・ICI粘度 JIS K−7117−2に準拠した方法で測定
・HPLC
カラム;Inertsil ODS−2(4.6mm×150mm)
(ジーエル サイエンス(株)製)
カラム温度;40℃
溶離液:水/アセトニトリル
グラジエント:30%(アセトニトリル)→100%(28分/グラジエント)
流速:1ml/min.
検出:UV(274nm)
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further more concretely, this invention is not limited to these Examples. Below, a part is a weight part unless there is particular notice. The hydroxyl equivalent, epoxy equivalent, softening point, and ICI viscosity were measured under the following conditions. The naphthol introduction rate is calculated by dividing the molar amount of naphthol introduced into the skeleton by the total molar amount of phenol and naphthol introduced into the skeleton. The molar amount of phenol and naphthol introduced into the skeleton is calculated by calculating the amount of unreacted monomer from each monomer ratio in the HPLC chart and subtracting it from the molar amount of phenol and naphthol charged.
-Hydroxyl equivalent: Measured by the method described in JIS K-7236, the unit is g / eq. It is.
-Epoxy equivalent Measured by the method described in JIS K-7236, the unit is g / eq. It is.
-Softening point Measured by a method based on JIS K-7234.
-ICI viscosity Measured by a method based on JIS K-7117-2-HPLC
Column; Inertsil ODS-2 (4.6 mm × 150 mm)
(Manufactured by GL Sciences)
Column temperature: 40 ° C
Eluent: Water / acetonitrile gradient: 30% (acetonitrile) → 100% (28 minutes / gradient)
Flow rate: 1 ml / min.
Detection: UV (274 nm)
実施例1
温度計、滴下ロート、冷却管、撹拌器を取り付けたフラスコに窒素ガスパージを施しながらフェノール207
部、α−ナフトール28.8部、パラトルエンスルホン酸(PTS)0.3部を仕込み撹拌下で8 0 ℃ まで昇温し、溶解させた。ビスクロロメチルビフェニル(BCMB)201部を2時間かけて添加し、さらに6時間撹拌した。撹拌中結晶が析出し始めたがそのまま撹拌を続けた。反応終了後、リン酸水素二ナトリウム0.2部加えてクエンチした。メチルエチルケトン200部と温水100部を加え廃水が中性になるまで水洗を行った。得られた有機層をロータリーエバポレーターを使用して加熱減圧下、溶剤および未反応のフェノール類を除去することでフェノール樹脂を得た。得られたフェノール樹脂中、ナフトール導入率は16モル%、軟化点は86℃、ICI粘度は0.43Pa・s、水酸基当量は223g/eq.であった。
Example 1
While applying a nitrogen gas purge to a flask equipped with a thermometer, dropping funnel, condenser and stirrer, phenol 207
Part, 28.8 parts of α-naphthol and 0.3 part of paratoluenesulfonic acid (PTS) were added and heated to 80 ° C. with stirring to dissolve. 201 parts of bischloromethylbiphenyl (BCMB) was added over 2 hours and further stirred for 6 hours. While stirring, crystals started to precipitate, but stirring was continued as it was. After completion of the reaction, the reaction was quenched by adding 0.2 parts of disodium hydrogen phosphate. 200 parts of methyl ethyl ketone and 100 parts of warm water were added and washed with water until the wastewater became neutral. The obtained organic layer was heated under reduced pressure using a rotary evaporator to remove the solvent and unreacted phenols to obtain a phenol resin. In the obtained phenol resin, the naphthol introduction rate was 16 mol%, the softening point was 86 ° C., the ICI viscosity was 0.43 Pa · s, and the hydroxyl group equivalent was 223 g / eq. Met.
実施例2〜5、比較例1、2
以下の表に記載の通り、原料仕込み量を変えた以外は実施例1と同様のフローによりフェノール樹脂の調製を行った。
As described in the following table, a phenol resin was prepared by the same flow as in Example 1 except that the raw material charge was changed.
調製したフェノール樹脂の樹脂物性は以下の表に記載の通りであった。
実施例6
攪拌機、還流冷却管、攪拌装置を備えたフラスコに、窒素パージを施しながら実施例1で調整したフェノール樹脂100部、エピクロロヒドリン(ECH)249部、ジメチルスルホキシド(DMSO)58部、水2.5部を加え、55℃にまで昇温した。次いでフレーク状の水酸化ナトリウム19部を90分かけて分割添加した後、さらに55℃で90分間、70℃で30分間反応を行った。反応終了後水洗を行い、有機層からロータリーエバポレーターを用いて130℃で減圧下、過剰のエピクロロヒドリン等の溶剤を留去した。残留物にメチルイソブチルケトン230部を加え溶解し、75℃にまで昇温した。攪拌下で30%水酸化ナトリウム水溶液6部を加え、1時間反応を行った後、洗浄水が中性になるまで有機層を水洗し、得られた有機層からロータリーエバポレーターを用いて180℃で減圧下にメチルイソブチルケトン等の溶剤を留去することで本発明のエポキシ樹脂を98部得た。得られたエポキシ樹脂の軟化点は70℃、ICI粘度は0.33Pa・s、エポキシ当量は296g/eq.であった。
Example 6
A flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, and a stirrer was purged with nitrogen, and 100 parts of phenol resin prepared in Example 1 while being purged with nitrogen, 249 parts of epichlorohydrin (ECH), 58 parts of dimethyl sulfoxide (DMSO), water 2 .5 parts was added and the temperature was raised to 55 ° C. Next, 19 parts of flaky sodium hydroxide was added in portions over 90 minutes, and the reaction was further carried out at 55 ° C. for 90 minutes and at 70 ° C. for 30 minutes. After completion of the reaction, washing with water was performed, and excess solvent such as epichlorohydrin was distilled off from the organic layer under reduced pressure at 130 ° C. using a rotary evaporator. To the residue, 230 parts of methyl isobutyl ketone was added and dissolved, and the temperature was raised to 75 ° C. Under stirring, 6 parts of a 30% aqueous sodium hydroxide solution was added and the reaction was carried out for 1 hour. Then, the organic layer was washed with water until the washing water became neutral, and the resulting organic layer was washed at 180 ° C. using a rotary evaporator. 98 parts of the epoxy resin of the present invention was obtained by distilling off a solvent such as methyl isobutyl ketone under reduced pressure. The resulting epoxy resin had a softening point of 70 ° C., an ICI viscosity of 0.33 Pa · s, and an epoxy equivalent of 296 g / eq. Met.
実施例7〜10、比較例3、4
実施例2〜5、比較例1、2で調整したフェノール樹脂を用いた以外は実施例1と同様のフローにより、それぞれエポキシ樹脂の調製を行った。
Examples 7 to 10, Comparative Examples 3 and 4
Epoxy resins were prepared by the same flow as in Example 1 except that the phenol resins prepared in Examples 2 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 were used.
調製したエポキシ樹脂の樹脂物性は以下の表に記載の通りであった。
実施例11〜15、比較例5、6
表1の配合物の組成の欄に示す配合物を、ミキシングロールにて均一に混合し、エポキシ樹脂組成物を得た。この組成物を粉砕し、タブレットマシンでタブレットを得た。得られたタブレットをトランスファー成型機で成形し、10×4×90mmの試験片を成形した。この試験片を180℃×6時間、後硬化を行った。この試験片をクランプに垂直に保持し、バーナーの炎を19mmの青色炎に調節し、試験片の下端中央部に炎の9.5mmを10秒接炎する。接炎後バーナーを離して、燃焼継続時間を測定する。消炎後、直ちに10秒接炎した後、バーナーを離し、燃焼継続時間を測定する。各サンプル10回分の燃焼時間合計値を表4にあわせて示す。
The compound shown in the column of the composition of the compound of Table 1 was uniformly mixed with the mixing roll, and the epoxy resin composition was obtained. This composition was pulverized and a tablet was obtained using a tablet machine. The obtained tablet was shape | molded with the transfer molding machine, and the test piece of 10x4x90mm was shape | molded. This test piece was post-cured at 180 ° C. for 6 hours. This test piece is held perpendicularly to the clamp, the flame of the burner is adjusted to a blue flame of 19 mm, and 9.5 mm of the flame is contacted to the center of the lower end of the test piece for 10 seconds. Release the burner after flame contact and measure the combustion duration. Immediately after flame extinction, contact the flame for 10 seconds, release the burner, and measure the combustion duration. Table 4 shows the total combustion time for 10 samples.
使用したエポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤を下記に示す。
1.エポキシ樹脂
実施例11〜15:本発明の実施例6〜10にそれぞれ対応
比較例5、6:比較例3、4のエポキシ樹脂にそれぞれ対応
2.硬化剤
ビフェニルフェノールアラルキル樹脂(GPH−65、水酸基当量199g/eq.日本化薬株式会社製)
3.硬化促進剤
TPP:トリフェニルホスフィン(純正化学株式会社製)
4.フィラー
高純度真球状シリカ(MSR−2102、株式会社龍森製)
The epoxy resin, curing agent, and curing accelerator used are shown below.
1. Epoxy resin examples 11 to 15: corresponding to the examples 6 to 10 of the present invention, respectively Comparative examples 5 and 6: corresponding to the epoxy resins of the comparative examples 3 and 4, respectively. Hardener biphenylphenol aralkyl resin (GPH-65, hydroxyl group equivalent 199 g / eq. Manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.)
3. Curing accelerator TPP: Triphenylphosphine (manufactured by Junsei Co., Ltd.)
4). Filler high purity spherical silica (MSR-2102, manufactured by Tatsumori Co., Ltd.)
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