JP6414845B2 - Phenolic resin, epoxy resin, epoxy resin composition, and cured products thereof - Google Patents

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本発明は耐熱性が要求される電気電子材料用途に好適なフェノール樹脂、エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物、およびその硬化物に関する。   The present invention relates to a phenol resin, an epoxy resin, an epoxy resin composition, and a cured product thereof suitable for electrical and electronic material applications requiring heat resistance.

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

近年、電気・電子分野においてはその発展に伴い、樹脂組成物の高純度化をはじめ耐湿性、密着性、誘電特性、フィラー(無機または有機充填剤)を高充填させるための低粘度化、成型サイクルを短くするための反応性のアップ等の諸特性の一層の向上が求められている。また、構造材としては航空宇宙材料、レジャー・スポーツ器具用途などにおいて軽量で機械物性の優れた材料が求められている。特に半導体封止用途、基板(基板自体、もしくはその周辺材料)においては、その半導体の変遷に従い、薄層化、スタック化、システム化、三次元化と複雑になっていき、非常に高いレベルの耐熱性や高流動性といった要求特性が求められる(非特許文献1)。特にプラスチックパッケージの車載用途への拡大に伴い、耐熱性の向上要求がいっそう厳しくなっている。具体的には、半導体の駆動温度の上昇により、150℃以上の耐熱性が求められるようになってきている(非特許文献2)。   In recent years, with the development in the electrical and electronic field, moisture resistance, adhesion, dielectric properties, low viscosity for high filling of filler (inorganic or organic filler), molding, etc., as well as high purity of resin composition There is a need for further improvements in various characteristics such as increased reactivity to shorten the cycle. In addition, as a structural material, a lightweight material with excellent mechanical properties is required for aerospace materials and leisure / sports equipment applications. Especially in semiconductor sealing applications and substrates (substrate itself or its peripheral materials), the process of semiconductors has become increasingly complex with thinning, stacking, systematization, and three-dimensionalization. Required characteristics such as heat resistance and high fluidity are required (Non-Patent Document 1). In particular, with the expansion of plastic packages to in-vehicle applications, demands for improving heat resistance are becoming more severe. Specifically, heat resistance of 150 ° C. or higher has been required due to an increase in semiconductor driving temperature (Non-patent Document 2).

耐熱性が良好なエポキシ樹脂として、非特許文献3に示すようなジベンゾキサンテン構造を有するエポキシ樹脂が開発されてきた。しかし、当該エポキシ樹脂は原料のフェノール化合物を得る際の合成過程にステップが多くあり、また、有害性のあるニクロム酸ナトリウムを使用する問題点がある。さらに合成途中に環状骨格が開裂する恐れなどがある問題点がある。
また、エポキシ樹脂は一般的に高耐熱化すると、難燃性が低下する。これは架橋密度が向上することによる影響である。しかしながら、難燃性が求められる半導体周辺材料への高耐熱化が要求される中、この相反する特性を有する樹脂の開発が急務である。
As an epoxy resin having good heat resistance, an epoxy resin having a dibenzoxanthene structure as shown in Non-Patent Document 3 has been developed. However, the epoxy resin has many steps in the synthesis process when obtaining a phenol compound as a raw material, and there is a problem of using harmful sodium dichromate. Furthermore, there is a problem that the cyclic skeleton may be cleaved during the synthesis.
In general, when the heat resistance of an epoxy resin is increased, the flame retardancy decreases. This is due to an increase in crosslink density. However, while high heat resistance is required for semiconductor peripheral materials that require flame retardancy, it is an urgent task to develop a resin having these contradictory characteristics.

“2008年 STRJ報告 半導体ロードマップ専門委員会 平成20年度報告”、第8章、p1−1、[online]、平成21年3月、JEITA (社)電子情報技術産業協会 半導体技術ロードマップ専門委員会、[平成24年5月30日検索]、<http://strj-jeita.elisasp.net/strj/nenjihoukoku-2008.cfm>“2008 STRJ Report Semiconductor Roadmap Technical Committee 2008 Report”, Chapter 8, p1-1, [online], March 2009, JEITA Japan Electronics and Information Technology Industries Association Semiconductor Technology Roadmap Specialist Association, [May 30, 2012 search], <http://strj-jeita.elisasp.net/strj/nenjihoukoku-2008.cfm> 高倉信之他、松下電工技報 車関連デバイス技術 車載用高温動作IC、74号、日本、2001年5月31日、35−40頁Nobuyuki Takakura et al., Matsushita Electric Engineering Technical Report Car-related device technology High-temperature operation IC for vehicles, 74, Japan, May 31, 2001, pp. 35-40 阿部恵示他、Polymer Preprints、Vol.37、No.3、773頁Ebe Abe et al., Polymer Preprints, Vol. 37, no. 3, 773 pages

そこで、耐熱性および難燃性の向上が期待できるベンゾキサンテン構造を有するフェノール樹脂、エポキシ樹脂及び簡易で安全なプロセスで収率よく製造できる製造方法を提供することを課題とする。   Therefore, it is an object to provide a phenol resin and an epoxy resin having a benzoxanthene structure that can be expected to improve heat resistance and flame retardancy, and a production method that can be produced with high yield by a simple and safe process.

本発明者らはベンゾキサンテン構造を有するフェノール樹脂において、特定の構造を有する化合物を一定量含有する場合に、耐熱性だけでなく難燃性も向上することを見出し、本発明を完成させるに到った。
すなわち本発明は、下記[1]〜[5]に関する。
[1]ジヒドロキシナフタレン類とケトン類もしくはアルデヒド類を反応させて得られるフェノール樹脂であって、下記一般式(1)で表されるフェノール化合物の含有割合がゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)面積比率で、当該フェノール樹脂に対して35面積%以下であるフェノール樹脂、

Figure 0006414845
(式中、Rはそれぞれ独立して存在し、水素原子または炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、ヒドロキシル基、メトキシ基、エトキシ基、ニトロ基、ニトリル基、アミノ基、置換または無置換のフェニル基、ナフチル基を表し、kは0〜4の整数を示す。)
[2]前項[1]に記載のフェノール樹脂にエピハロヒドリンを反応させて得られるエポキシ樹脂、
[3]前項[1]に記載のフェノール樹脂と、エポキシ樹脂及び/または硬化促進剤を含有するエポキシ樹脂組成物、
[4]前項[2]に記載のエポキシ樹脂と、硬化剤及び/または硬化促進剤を含有するエポキシ樹脂組成物、
[5]前項[3]または[4]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得られる硬化物、
を提供するものである。 The present inventors have found that, in a phenol resin having a benzoxanthene structure, when a certain amount of a compound having a specific structure is contained, not only heat resistance but also flame retardancy is improved, and the present invention is completed. It was.
That is, the present invention relates to the following [1] to [5].
[1] A phenol resin obtained by reacting dihydroxynaphthalenes with ketones or aldehydes, wherein the content ratio of the phenol compound represented by the following general formula (1) is a gel permeation chromatography (GPC) area ratio And a phenol resin that is 35 area% or less with respect to the phenol resin,
Figure 0006414845
(In the formula, each R 2 is independently present, a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxyl group, a methoxy group, an ethoxy group, a nitro group, a nitrile group, An amino group, a substituted or unsubstituted phenyl group, or a naphthyl group is represented, and k represents an integer of 0 to 4.)
[2] An epoxy resin obtained by reacting an epihalohydrin with the phenol resin described in [1] above,
[3] An epoxy resin composition containing the phenol resin according to [1] above and an epoxy resin and / or a curing accelerator,
[4] An epoxy resin composition comprising the epoxy resin according to [2] above, and a curing agent and / or a curing accelerator,
[5] A cured product obtained by curing the epoxy resin composition according to any one of [3] or [4],
Is to provide.

本発明のフェノール樹脂、エポキシ樹脂はベンゾピラン構造を含むフェノール樹脂であって、特定の構造を一定量含有するフェノール樹脂ないしエポキシ樹脂である。これらを使用したエポキシ樹脂組成物は、その硬化物が優れた耐熱性、難燃性を有する硬化物を得ることができる。そのため、電気電子部品用絶縁材料および積層板(プリント配線板、ビルドアップ基板など)やCFRPを始めとする各種複合材料、接着剤、塗料等に有用である。   The phenol resin and epoxy resin of the present invention are phenol resins containing a benzopyran structure, and are phenol resins or epoxy resins containing a specific amount of a specific structure. The epoxy resin composition using these can obtain a cured product having excellent heat resistance and flame retardancy. Therefore, it is useful for insulating materials for electrical and electronic parts, laminates (printed wiring boards, build-up boards, etc.), various composite materials including CFRP, adhesives, paints, and the like.

以下、本発明のフェノール樹脂について説明する。
本発明のフェノール樹脂はジヒドロキシナフタレン類とケトン類(b)あるいはアルデヒド類(c)を反応させることで得られる。ジヒドロキシナフタレン類は下記一般式(2)で表される化合物である。

Figure 0006414845
(式中、Rはそれぞれ独立して存在し、水素原子または炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、ヒドロキシル基、メトキシ基、エトキシ基、ニトロ基、ニトリル基、アミノ基、置換または無置換のフェニル基、ナフチル基を表し、kは0〜4の整数を示す。) Hereinafter, the phenol resin of the present invention will be described.
The phenol resin of the present invention can be obtained by reacting dihydroxynaphthalenes with ketones (b) or aldehydes (c). Dihydroxynaphthalene is a compound represented by the following general formula (2).
Figure 0006414845
(In the formula, each R 2 is independently present, a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxyl group, a methoxy group, an ethoxy group, a nitro group, a nitrile group, An amino group, a substituted or unsubstituted phenyl group, or a naphthyl group is represented, and k represents an integer of 0 to 4.)

ジヒドロキシナフタレン類の具体例としては、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、1,4−ジヒドロキシ−5−アルキル−ナフタレン、1,4−ジヒドロキシ−6−アルキル−ナフタレン、1,3−ジヒドロキシ−5−アルキル−ナフタレン、1,3−ジヒドロキシ−6−アルキル−ナフタレン、1,3−ジヒドロキシ−7−アルキル−ナフタレン、1,3−ジヒドロキシ−8−アルキル−ナフタレンなどが好ましく挙げられるが、これらには限定されない。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がより好ましく、1,4ジヒドロキシナフタレンが特に好ましい。 Specific examples of the dihydroxynaphthalene include 1,3-dihydroxynaphthalene, 1,4 dihydroxynaphthalene, 1,4-dihydroxy-5-alkyl-naphthalene, 1,4-dihydroxy-6-alkyl-naphthalene, 1,3- Preferred examples include dihydroxy-5-alkyl-naphthalene, 1,3-dihydroxy-6-alkyl-naphthalene, 1,3-dihydroxy-7-alkyl-naphthalene, 1,3-dihydroxy-8-alkyl-naphthalene, It is not limited to these. 1,3-dihydroxynaphthalene and 1,4 dihydroxynaphthalene are more preferable, and 1,4 dihydroxynaphthalene is particularly preferable.

ケトン類(b)、アルデヒド類(c)は下記一般式(3)で表される化合物である。

Figure 0006414845
(式中、Rはそれぞれ独立して存在し、水素原子または炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、ヒドロキシル基、メトキシ基、エトキシ基、ニトロ基、ニトリル基、アミノ基、置換または無置換のフェニル基、ナフチル基を表す。) Ketones (b) and aldehydes (c) are compounds represented by the following general formula (3).
Figure 0006414845
(In the formula, each R 1 is independently present, a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxyl group, a methoxy group, an ethoxy group, a nitro group, a nitrile group, Represents an amino group, a substituted or unsubstituted phenyl group, or a naphthyl group.)

ケトン類(b)の具体例としては、アセトン、シクロヘキサノン、ビシクロヘキサノン、アセトフェノン、ヒドロキシアセトフェノン、フルフラール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、3−メチル−ブタノン、3−ペンタノン、2−メチル−3−ペンタノン、2,4−ジメチル−3−ペンタノンが好ましく挙げられ、アセトン、シクロヘキサノン、ビシクロヘキサノン、アセトフェノン、ヒドロキシアセトフェノン、フルフラールがより好ましく、アセトンが特に好ましい。
また、アルデヒド類(c)の具体例としては、ホルムアルデヒド、ヒドロキシベンズアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒドが好ましく挙げられ、ホルムアルデヒド、ヒドロキシベンズアルデヒドがより好ましく、ホルムアルデヒドが特に好ましい。なお、ホルムアルデヒドとはパラホルムアルデヒド、ホルマリン等といったホルムアルデヒドの合成等価体も含む概念をいう。
Specific examples of the ketones (b) include acetone, cyclohexanone, bicyclohexanone, acetophenone, hydroxyacetophenone, furfural, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, 3-methyl-butanone, 3-pentanone, 2-methyl-3-pentanone, 2 , 4-dimethyl-3-pentanone is preferred, and acetone, cyclohexanone, bicyclohexanone, acetophenone, hydroxyacetophenone, and furfural are more preferred, and acetone is particularly preferred.
Specific examples of the aldehydes (c) are preferably formaldehyde, hydroxybenzaldehyde, acetaldehyde, and benzaldehyde, more preferably formaldehyde and hydroxybenzaldehyde, and particularly preferably formaldehyde. Formaldehyde means a concept including synthetic equivalents of formaldehyde such as paraformaldehyde and formalin.

本発明のフェノール樹脂は、酸性条件下で、前記一般式(2)で表される化合物の一種以上と前記一般式(3)で表される化合物の一種以上との縮合反応によって得られる。なお、塩基性条件下で反応を行うこともできるが、酸性条件下の方がより好ましい。
前記一般式(3)で表される化合物は前記一般式(2)で表される化合物1モルに対して、通常0.25〜5.0モル使用し、好ましくは0.3〜2.5モルを使用する。
The phenol resin of the present invention is obtained by a condensation reaction between one or more compounds represented by the general formula (2) and one or more compounds represented by the general formula (3) under acidic conditions. In addition, although reaction can also be performed on basic conditions, the acidic condition is more preferable.
The compound represented by the general formula (3) is usually used in an amount of 0.25 to 5.0 moles, preferably 0.3 to 2.5 moles per 1 mole of the compound represented by the general formula (2). Use moles.

酸性条件下で縮合反応を行う場合、用いる酸性触媒は特に限定されないが、トルエンスルホン酸、キシレンスルホン酸、シュウ酸等の有機酸触媒、塩酸、硫酸等の無機酸触媒が挙げられる。これらは単独で使用してもよく、複数の種類を併用しても良い。酸性触媒の使用量は、前記一般式(2)で表される化合物1モルに対して0.001〜15モル、好ましくは0.002〜10モルである。
塩基性条件下で縮合反応を行う場合も同様に行うことができ、使用する塩基性触媒は公知のものであれば特に限定されない。
When the condensation reaction is performed under acidic conditions, the acidic catalyst to be used is not particularly limited, and examples thereof include organic acid catalysts such as toluenesulfonic acid, xylenesulfonic acid and oxalic acid, and inorganic acid catalysts such as hydrochloric acid and sulfuric acid. These may be used alone or in combination of a plurality of types. The usage-amount of an acidic catalyst is 0.001-15 mol with respect to 1 mol of compounds represented by the said General formula (2), Preferably it is 0.002-10 mol.
The condensation reaction can be performed in the same manner under basic conditions, and the basic catalyst used is not particularly limited as long as it is a known one.

本発明のフェノール樹脂を得る反応では、必要に応じて溶媒を使用してもよい。用い得る溶媒としては、特に制限はないが、原料の前記一般式(2)で表される化合物を容易に溶解させる点ではアルコール類、ケトン類を溶媒として用いるのが好ましい。
用いることができる溶媒の具体例としては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、プロピレングリコールモノメチルアセテートなどのアルコール類、ジメチルスルホン、ジメチルスルホキシド、テトラヒドロフラン、ジオキサン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等の非プロトン性極性溶媒、トルエン、キシレン、メシチレン等の芳香族炭化水素等が好ましく挙げられるがこれらに限定されるものではなく、単独でも2種以上併用してもよい。
溶媒を使用する場合の使用量は特に制限されないが、例えば、一般式(2)で表される化合物1モルに対し通常5〜500重量部であり、好ましくは10〜400重量部の範囲である。
In the reaction for obtaining the phenol resin of the present invention, a solvent may be used as necessary. Although there is no restriction | limiting in particular as a solvent which can be used, It is preferable to use alcohol and ketones as a solvent at the point which dissolves the compound represented with the said General formula (2) of a raw material easily.
Specific examples of the solvent that can be used include alcohols such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, and propylene glycol monomethyl acetate, aprotic polar solvents such as dimethyl sulfone, dimethyl sulfoxide, tetrahydrofuran, dioxane, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone. Aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, mesitylene and the like are preferably exemplified, but are not limited thereto, and may be used alone or in combination of two or more.
The amount used in the case of using a solvent is not particularly limited. For example, it is usually 5 to 500 parts by weight, preferably 10 to 400 parts by weight per 1 mol of the compound represented by the general formula (2). .

反応温度は通常10〜150℃であり、好ましくは40〜140℃である。反応時間は通常0.5〜20時間であるが、原料の種類によって反応性に差があるため、この限りではない。また、反応により副生した水を共沸等により除去することが、反応を完結させる上で好ましい。   The reaction temperature is usually 10 to 150 ° C, preferably 40 to 140 ° C. Although reaction time is 0.5 to 20 hours normally, since there is a difference in reactivity with the kind of raw material, it is not this limitation. Further, it is preferable to remove water by-produced by the reaction by azeotropic distillation or the like in order to complete the reaction.

反応終了後、必要に応じて塩基を用いて酸触媒を中和する。塩基としては特に限定されないが、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、トリポリリン酸5ナトリウム、アンモニア等が例示される。この際、塩基を均一に分散させるために、水溶液として徐々に滴下することが好ましい。   After completion of the reaction, the acid catalyst is neutralized with a base as necessary. Although it does not specifically limit as a base, Sodium hydroxide, sodium carbonate, trisodium phosphate 5 sodium, ammonia etc. are illustrated. At this time, in order to uniformly disperse the base, it is preferable to gradually drop it as an aqueous solution.

反応終了後、樹脂として取り出す場合には、反応物を水洗後または水洗無しに、加熱減圧下で反応液から未反応物や溶媒等を除去する。未反応物を効率的に除去するために、塩基性条件下、水洗を行ってもよい。結晶で取り出す場合、大量の水中に反応液を滴下することにより結晶を析出させる。 When taking out as a resin after completion | finish of reaction, an unreacted substance, a solvent, etc. are removed from a reaction liquid under heating and pressure reduction, after washing | cleaning a reaction substance without water washing. In order to efficiently remove unreacted substances, washing with water may be performed under basic conditions. When taking out with a crystal | crystallization, a crystal | crystallization is deposited by dripping a reaction liquid in a lot of water.

このようにして得られる本発明のフェノール樹脂(A)は、下記一般式(4)で表されるフェノール樹脂を含有する。

Figure 0006414845
(式中、R、R、kは前記式(2)のR、kと、式(3)のRと同じ意味を表す。) The phenol resin (A) of the present invention thus obtained contains a phenol resin represented by the following general formula (4).
Figure 0006414845
(In the formula, R 1 , R 2 and k represent the same meaning as R 2 and k in the formula (2) and R 1 in the formula (3).)

前記一般式(4)中のR、Rは炭素数1〜6のアルキル基であると吸水性に優れ、置換又は無置換のフェニル基、ナフチル基であると耐熱性に優れるため好ましい。また、kは0〜2が好ましい。 R 1 and R 2 in the general formula (4) are preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and are preferably a substituted or unsubstituted phenyl group or naphthyl group because of excellent heat resistance. K is preferably 0 to 2.

また、本発明のフェノール樹脂は下記一般式(1)で表されるフェノール化合物を含有する。

Figure 0006414845
(式中、Rはそれぞれ独立して存在し、水素原子または炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、ヒドロキシル基、メトキシ基、エトキシ基、ニトロ基、ニトリル基、アミノ基、置換または無置換のフェニル基、ナフチル基を表し、kは0〜4の整数を示す。) Moreover, the phenol resin of this invention contains the phenol compound represented by following General formula (1).
Figure 0006414845
(In the formula, each R 2 is independently present, a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxyl group, a methoxy group, an ethoxy group, a nitro group, a nitrile group, An amino group, a substituted or unsubstituted phenyl group, or a naphthyl group is represented, and k represents an integer of 0 to 4.)

本発明のフェノール樹脂においては、上記一般式(1)で表されるフェノール化合物の含有割合がゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)面積比率(GPC分析で得られたクロマトグラム中に検出された各ピークの面積の比率)で、得られたフェノール樹脂(A)に対して、35面積%以下が好ましく、より好ましくは30面積%以下、特に好ましくは25面積%以下含有する。上記一般式(1)で表されるフェノール化合物の含有量が35面積%以上である場合、得られる樹脂の難燃性が低下するため、好ましくない。 In the phenol resin of the present invention, the content ratio of the phenol compound represented by the general formula (1) is a gel permeation chromatography (GPC) area ratio (each peak detected in a chromatogram obtained by GPC analysis). The area ratio is preferably 35 area% or less, more preferably 30 area% or less, and particularly preferably 25 area% or less with respect to the obtained phenol resin (A). When the content of the phenol compound represented by the general formula (1) is 35% by area or more, the flame retardancy of the obtained resin is lowered, which is not preferable.

本発明のフェノール樹脂の水酸基当量は125〜450g/eq.が好ましく、より好ましくは150〜400である。また、本発明のフェノール樹脂の軟化点は50〜300℃が好ましく、より好ましくは80〜250℃である。 The phenolic resin of the present invention has a hydroxyl group equivalent of 125 to 450 g / eq. Is more preferable, and 150-400 is more preferable. Further, the softening point of the phenol resin of the present invention is preferably 50 to 300 ° C, more preferably 80 to 250 ° C.

本発明のフェノール樹脂は、そのままで熱可塑性プラスチック(もしくはその原料)としての使用や、後述するようなエポキシ樹脂の原料やその硬化剤として使用することもできる。   The phenol resin of the present invention can be used as it is as a thermoplastic (or its raw material), or as an epoxy resin raw material and its curing agent as described later.

次に、本発明のエポキシ樹脂について説明する。本発明のエポキシ樹脂は本発明のフェノール樹脂とエピハロヒドリンを反応させることで得られる。反応の手法としては特に限定しないが、以下に本発明のエポキシ樹脂の合成方法の一例を記載する。   Next, the epoxy resin of this invention is demonstrated. The epoxy resin of the present invention can be obtained by reacting the phenol resin of the present invention with epihalohydrin. Although it does not specifically limit as a method of reaction, An example of the synthesis | combining method of the epoxy resin of this invention is described below.

本発明のエポキシ樹脂の具体的な構造式としては下記一般式(5)

Figure 0006414845
(式中、R、R、kは前記一般式(1)に記載のR、R、kと同じ意味を表す。)
で示される構造であることを特徴とするエポキシ樹脂であって、下記一般式(6)
Figure 0006414845
(式中、Rはそれぞれ独立して存在し、水素原子または炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、ヒドロキシル基、メトキシ基、エトキシ基、ニトロ基、ニトリル基、アミノ基、置換または無置換のフェニル基、ナフチル基を表し、kは0〜4の整数を示す。)
で表されるエポキシ樹脂を含有するエポキシ樹脂である。 As a specific structural formula of the epoxy resin of the present invention, the following general formula (5)
Figure 0006414845
(Wherein, R 1, R 2, k has the same meaning as R 1, R 2, k according to the general formula (1).)
An epoxy resin having a structure represented by the following general formula (6)
Figure 0006414845
(In the formula, each R 2 is independently present, a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxyl group, a methoxy group, an ethoxy group, a nitro group, a nitrile group, An amino group, a substituted or unsubstituted phenyl group, or a naphthyl group is represented, and k represents an integer of 0 to 4.)
It is an epoxy resin containing the epoxy resin represented by these.

本発明のエポキシ樹脂を用いた硬化物は高い耐熱性と難燃性を両立する。R、Rは炭素数1〜6のアルキル基、置換又は無置換のフェニル基、ナフチル基がより好ましい。 The cured product using the epoxy resin of the present invention has both high heat resistance and flame retardancy. R 1 and R 2 are more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a substituted or unsubstituted phenyl group, and a naphthyl group.

本発明のエポキシ樹脂のエポキシ当量は150〜500g/eq.であることが好ましく、200〜400g/eq.であることが特に好ましい。エポキシ当量が上記範囲内にあるとき、硬化物の耐熱性、電気信頼性、吸水性に優れたエポキシ樹脂を得ることができる。エポキシ当量が500g/eq.を越えている場合、エポキシの環が閉環しきらず、官能基を有さない化合物が多く含まれることが予想されるため、好ましくない。またこれら閉環しきらなかった化合物の多くには塩素が含有されている場合が多く、電子材料用途としては高温多湿条件での塩素イオンの遊離、およびそれによる配線の腐食が懸念されることから好ましくない。 The epoxy equivalent of the epoxy resin of the present invention is 150 to 500 g / eq. It is preferable that it is 200-400 g / eq. It is particularly preferred that When the epoxy equivalent is in the above range, an epoxy resin excellent in heat resistance, electrical reliability and water absorption of the cured product can be obtained. Epoxy equivalent is 500 g / eq. In the case of exceeding the range, the epoxy ring is not completely closed, and it is expected that many compounds having no functional group are contained. In addition, many of these compounds that could not be ring-closed often contain chlorine, and as an electronic material application, there is concern about the release of chlorine ions under high-temperature and high-humidity conditions and the resulting corrosion of wiring. Absent.

また、エポキシ樹脂に残存している全塩素としては5000ppm以下が好ましく、より好ましくは3000ppm以下であり、特に2000ppm以下であることが好ましい。
塩素量による悪影響については前述同様である。なお、塩素イオン、ナトリウムイオンについては各々5ppm以下が好ましく、より好ましくは3ppm以下である。塩素イオンは前述したとおり、ナトリウムイオン等のカチオンも、特にパワーデバイス用途においては非常に重要なファクターとなり、高電圧がかかった際の不良モードの一因となるおそれがある。
The total chlorine remaining in the epoxy resin is preferably 5000 ppm or less, more preferably 3000 ppm or less, and particularly preferably 2000 ppm or less.
The adverse effect of the chlorine amount is the same as described above. In addition, about chlorine ion and sodium ion, 5 ppm or less is preferable respectively, More preferably, it is 3 ppm or less. As described above, cation such as sodium ion is also a very important factor for chlorine ion, particularly in power device applications, and may contribute to a defective mode when a high voltage is applied.

本発明のエポキシ樹脂は軟化点を有する樹脂状の形態を有する。ここで、軟化点としては55〜250℃が好ましく、60〜200℃であることが特に好ましい。軟化点が低すぎると保管時のブロッキングが問題となるおそれがあり、低温で取り扱いをしないといけない等のおそれがある。一方、軟化点が高すぎる場合、他の樹脂との混練の際に、ハンドリングが悪くなる等の問題が生じるおそれがある。   The epoxy resin of the present invention has a resinous form having a softening point. Here, as a softening point, 55-250 degreeC is preferable and it is especially preferable that it is 60-200 degreeC. If the softening point is too low, blocking during storage may become a problem, and there is a risk that it must be handled at a low temperature. On the other hand, if the softening point is too high, problems such as poor handling may occur during kneading with other resins.

本発明のエポキシ樹脂は本発明のフェノール樹脂と溶剤中、エピハロヒドリンとを反応させ、エポキシ化することにより得られる。ここで、フェノール樹脂に、フェノール樹脂以外のフェノール化合物を併用しても良い。併用できるフェノール樹脂以外のフェノール化合物としては、エポキシ樹脂の原料として通常用いられるフェノール化合物であれば特に制限なく用いることができる。 The epoxy resin of the present invention is obtained by reacting the phenol resin of the present invention with epihalohydrin in a solvent and epoxidizing it. Here, a phenol compound other than the phenol resin may be used in combination with the phenol resin. As a phenol compound other than the phenol resin that can be used in combination, any phenol compound that is usually used as a raw material of an epoxy resin can be used without particular limitation.

本発明のエポキシ樹脂を得る反応において、エピハロヒドリンとしてはエピクロルヒドリン、α−メチルエピクロルヒドリン、β−メチルエピクロルヒドリン、エピブロモヒドリン等を使用できるが、工業的に入手が容易なエピクロルヒドリンが好ましい。エピハロヒドリンの使用量は本発明のフェノール樹脂の水酸基1モルに対し通常1〜20モルであり、好ましくは1.2〜18モルであり、より好ましくは1.5〜15モルであり、特に好ましくは2〜15モルである。
1モルを下回るとエポキシ当量が大きくなる恐れがあり、また、できたエポキシ樹脂の作業性が悪くなる可能性が高いため好ましくなく、20モルを超えると溶剤量が多量であり、産業上好ましくない。
In the reaction for obtaining the epoxy resin of the present invention, epichlorohydrin, α-methylepichlorohydrin, β-methylepichlorohydrin, epibromohydrin and the like can be used as the epihalohydrin, and epichlorohydrin which is easily available industrially is preferable. The usage-amount of epihalohydrin is 1-20 mol normally with respect to 1 mol of hydroxyl groups of the phenol resin of this invention, Preferably it is 1.2-18 mol, More preferably, it is 1.5-15 mol, Most preferably 2 to 15 moles.
If the amount is less than 1 mol, the epoxy equivalent may be increased, and the workability of the resulting epoxy resin is likely to be poor, which is not preferable. If the amount exceeds 20 mol, the amount of solvent is large, which is not industrially preferable. .

上記反応において使用しうるアルカリ金属水酸化物としては水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられ、固形物を利用してもよく、その水溶液を使用してもよいが、本発明においては特に、水分、溶解性、ハンドリングの面からフレーク状に成型された固形物の使用が好ましい。
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モルに対して通常0.90〜3.0モルであり、好ましくは0.95〜2.5モル、より好ましくは0.99〜2.0モル、特に好ましくは0.99〜1.5モルである。
Examples of the alkali metal hydroxide that can be used in the above reaction include sodium hydroxide, potassium hydroxide and the like, and a solid substance may be used, or an aqueous solution thereof may be used. From the viewpoint of moisture, solubility, and handling, it is preferable to use a solid material molded into a flake shape.
The usage-amount of an alkali metal hydroxide is 0.90-3.0 mol normally with respect to 1 mol of hydroxyl groups of the phenol resin of this invention, Preferably it is 0.95-2.5 mol, More preferably, it is 0.99. It is -2.0 mol, Most preferably, it is 0.99-1.5 mol.

反応を促進するため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てもかまわない。4級アンモニウム塩の使用量としては本発明のフェノール樹脂の水酸基1モルに対し通常0.1〜15gであり、好ましくは0.2〜10gである。   In order to accelerate the reaction, a quaternary ammonium salt such as tetramethylammonium chloride, tetramethylammonium bromide or trimethylbenzylammonium chloride may be added as a catalyst. The amount of the quaternary ammonium salt used is usually 0.1 to 15 g, preferably 0.2 to 10 g, based on 1 mol of the hydroxyl group of the phenol resin of the present invention.

本反応においては上記エピハロヒドリンに加え、非極性プロトン溶媒(ジメチルスルホキシド、ジオキサン、ジメチルイミダゾリジノン等)や、炭素数1〜5のアルコールを併用することが好ましい。炭素数1〜5のアルコールとしてはメタノール、エタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類である。非極性プロトン溶媒もしくは炭素数1〜5のアルコールの使用量はエピハロヒドリンの使用量に対し通常2〜50重量%、好ましくは4〜25重量%である。また、共沸脱水等の手法により、系内の水分をコントロールしながらエポキシ化を行ってもかまわない。
系中の水分が多い場合には、得られたエポキシ樹脂において電気信頼性が悪くなるため好ましくなく、水分は5%以下にコントロールして合成することが好ましい。また、非極性プロトン溶媒を使用してエポキシ樹脂を得た際には、電気信頼性に優れるエポキシ樹脂が得られるため、非極性プロトン溶媒は好適に使用できる。
In this reaction, it is preferable to use a nonpolar proton solvent (dimethyl sulfoxide, dioxane, dimethylimidazolidinone, etc.) or an alcohol having 1 to 5 carbon atoms in addition to the epihalohydrin. Examples of the alcohol having 1 to 5 carbon atoms include alcohols such as methanol, ethanol and isopropyl alcohol. The usage-amount of a nonpolar protic solvent or a C1-C5 alcohol is 2-50 weight% normally with respect to the usage-amount of an epihalohydrin, Preferably it is 4-25 weight%. Moreover, epoxidation may be performed while controlling the moisture in the system by a technique such as azeotropic dehydration.
When the amount of moisture in the system is large, it is not preferable because the electrical reliability of the obtained epoxy resin is deteriorated, and it is preferable to synthesize by controlling the moisture to 5% or less. Moreover, when an epoxy resin is obtained using a nonpolar proton solvent, an epoxy resin excellent in electrical reliability can be obtained, and therefore a nonpolar proton solvent can be suitably used.

反応温度は通常30〜90℃であり、好ましくは35〜80℃である。中でも、アルコール溶剤を用いた場合、50℃〜90℃が好ましく、60〜85℃がより好ましく、70〜80℃が特に好ましい。反応時間は通常0.5〜10時間であり、好ましくは1〜8時間、特に好ましくは1〜3時間である。反応時間が短いと反応が進みきらず、反応時間が長くなると副生成物ができることから好ましく無い。
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でエピハロヒドリンや溶媒等を除去する。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、回収したエポキシ樹脂を炭素数4〜7のケトン化合物(たとえば、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン等が挙げられる。)を溶剤として溶解し、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反応を行い、閉環を確実なものにすることも出来る。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フェノール樹脂の水酸基1モルに対して通常0.01〜0.3モル、好ましくは0.05〜0.2モルである。反応温度は通常50〜120℃、反応時間は通常0.5〜2時間である。
The reaction temperature is usually 30 to 90 ° C, preferably 35 to 80 ° C. Especially, when an alcohol solvent is used, 50 to 90 ° C is preferable, 60 to 85 ° C is more preferable, and 70 to 80 ° C is particularly preferable. The reaction time is usually 0.5 to 10 hours, preferably 1 to 8 hours, particularly preferably 1 to 3 hours. If the reaction time is short, the reaction does not proceed, and if the reaction time is long, a by-product is formed, which is not preferable.
After the reaction product of these epoxidation reactions is washed with water or without washing with water, the epihalohydrin, the solvent and the like are removed under heating and reduced pressure. Further, in order to obtain an epoxy resin with less hydrolyzable halogen, the recovered epoxy resin is a solvent containing a ketone compound having 4 to 7 carbon atoms (for example, methyl isobutyl ketone, methyl ethyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, etc.). It can also be dissolved, and an aqueous solution of an alkali metal hydroxide such as sodium hydroxide or potassium hydroxide can be added to react to ensure ring closure. In this case, the amount of alkali metal hydroxide used is usually 0.01 to 0.3 mol, preferably 0.05 to 0.2 mol, based on 1 mol of the hydroxyl group of the phenol resin of the present invention used for epoxidation. . The reaction temperature is usually 50 to 120 ° C., and the reaction time is usually 0.5 to 2 hours.

またエピハロヒドリンとの反応においては反応初期から窒素等の不活性ガスで置換されていることが好ましく、空腔内の酸素濃度は10%以下であることが好ましい。酸素の残留は着色に影響する。手法としては本発明のフェノール樹脂を仕込む前に窒素等不活性ガスを吹き込み(気中、もしくは液中)、もしくは、いったん減圧で真空にした後、不活性ガスで置換する方法が挙げられる。不活性ガスでの置換が無い場合、得られる樹脂に着色が生じる場合がある。不活性ガスの吹き込みを行う場合、その量はその釜の容積によっても異なるが、0.5〜10時間でその釜の容積の1〜3倍量が置換できる量の不活性ガスの吹き込みが好ましい。   In the reaction with epihalohydrin, it is preferably substituted with an inert gas such as nitrogen from the beginning of the reaction, and the oxygen concentration in the cavity is preferably 10% or less. Oxygen residue affects coloration. As a method, an inert gas such as nitrogen is blown in the atmosphere (in the air or in the liquid) before the phenol resin of the present invention is charged, or after being evacuated under reduced pressure, the inert gas is replaced. If there is no substitution with an inert gas, the resulting resin may be colored. When the inert gas is blown, the amount varies depending on the volume of the kettle, but it is preferable to blow the inert gas in an amount that can replace 1 to 3 times the volume of the kettle in 0.5 to 10 hours. .

反応終了後、生成した塩を濾過、水洗などにより除去し、更に加熱減圧下溶剤を留去することにより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 the solvent is distilled off under heating and reduced pressure to obtain the epoxy resin of the present invention.

以下、本発明のエポキシ樹脂組成物について記載する。本発明のエポキシ樹脂組成物は、本発明のエポキシ樹脂及び本発明のフェノール樹脂の少なくともどちらか1つを必須成分として含有する。   Hereinafter, the epoxy resin composition of the present invention will be described. The epoxy resin composition of the present invention contains at least one of the epoxy resin of the present invention and the phenol resin of the present invention as an essential component.

本発明のエポキシ樹脂組成物において、本発明のエポキシ樹脂は単独でまたは他のエポキシ樹脂と併用して使用することが出来る。   In the epoxy resin composition of the present invention, the epoxy resin of the present invention can be used alone or in combination with other epoxy resins.

併用できる他のエポキシ樹脂の具体例としては、ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、ビフェノール、ビスフェノールAD及びビスフェノールI等)やフェノール類(フェノール、アルキル置換フェノール、芳香族置換フェノール、ナフトール、アルキル置換ナフトール、ジヒドロキシベンゼン、アルキル置換ジヒドロキシベンゼン及びジヒドロキシナフタレン等)と各種アルデヒド(ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アルキルアルデヒド、ベンズアルデヒド、アルキル置換ベンズアルデヒド、ヒドロキシベンズアルデヒド、ナフトアルデヒド、グルタルアルデヒド、フタルアルデヒド、クロトンアルデヒド及びシンナムアルデヒド等)との重縮合物、キシレン等の芳香族化合物とホルムアルデヒドの重縮合物とフェノール類との重縮合物、フェノール類と各種ジエン化合物(ジシクロペンタジエン、テルペン類、ビニルシクロヘキセン、ノルボルナジエン、ビニルノルボルネン、テトラヒドロインデン、ジビニルベンゼン、ジビニルビフェニル、ジイソプロペニルビフェニル、ブタジエン及びイソプレン等)との重合物、フェノール類とケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトフェノン及びベンゾフェノン等)との重縮合物、フェノール類と芳香族ジメタノール類(ベンゼンジメタノール及びビフェニルジメタノール等)との重縮合物、フェノール類と芳香族ジクロロメチル類(α,α’−ジクロロキシレン及びビスクロロメチルビフェニル等)との重縮合物、フェノール類と芳香族ビスアルコキシメチル類(ビスメトキシメチルベンゼン、ビスメトキシメチルビフェニル及びビスフェノキシメチルビフェニル等)との重縮合物、ビスフェノール類と各種アルデヒドの重縮合物、並びにアルコール類等をグリシジル化したグリシジルエーテル系エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、グリシジルアミン系エポキシ樹脂、グリシジルエステル系エポキシ樹脂等が挙げられるが、通常用いられるエポキシ樹脂であればこれらに限定されるものではない。これらは、1種類のみ使用しても、2種以上を併用してもよい。
他のエポキシ樹脂を併用する場合、本発明のエポキシ樹脂組成物中の全エポキシ樹脂成分に占める本発明のエポキシ樹脂の割合は30質量%以上が好ましく、40質量%以上がより好ましく、70質量%以上が更に好ましく、特に好ましくは100質量%(他のエポキシ樹脂を併用しない場合)である。ただし、本発明のエポキシ樹脂をエポキシ樹脂組成物の改質剤として使用する場合は、全エポキシ樹脂中で1〜30質量%となる割合で添加する。
Specific examples of other epoxy resins that can be used in combination include bisphenols (bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, biphenol, bisphenol AD, bisphenol I, etc.) and phenols (phenol, alkyl-substituted phenol, aromatic-substituted phenol, naphthol, Alkyl-substituted naphthol, dihydroxybenzene, alkyl-substituted dihydroxybenzene and dihydroxynaphthalene) and various aldehydes (formaldehyde, acetaldehyde, alkylaldehyde, benzaldehyde, alkyl-substituted benzaldehyde, hydroxybenzaldehyde, naphthaldehyde, glutaraldehyde, phthalaldehyde, crotonaldehyde and cinnamaldehyde Etc.), aromatic compounds such as xylene and formal Polycondensates of hydrides and phenols, phenols and various diene compounds (dicyclopentadiene, terpenes, vinylcyclohexene, norbornadiene, vinylnorbornene, tetrahydroindene, divinylbenzene, divinylbiphenyl, diisopropenylbiphenyl, Polymers with butadiene and isoprene), polycondensates with phenols and ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, acetophenone, benzophenone, etc.), phenols and aromatic dimethanols (benzene dimethanol and biphenyldi) Polycondensates with methanol, etc., polycondensates of phenols with aromatic dichloromethyls (such as α, α'-dichloroxylene and bischloromethylbiphenyl), phenols with aromatic bisalkoxy Polycondensates with cymethyls (bismethoxymethylbenzene, bismethoxymethylbiphenyl, bisphenoxymethylbiphenyl, etc.), polycondensates of bisphenols and various aldehydes, and glycidyl ether epoxy resins obtained by glycidylation of alcohols, etc. A cyclic epoxy resin, a glycidylamine epoxy resin, a glycidyl ester epoxy resin, and the like can be mentioned, but the epoxy resin is not limited to these as long as it is a commonly used epoxy resin. These may be used alone or in combination of two or more.
When other epoxy resins are used in combination, the proportion of the epoxy resin of the present invention in the total epoxy resin component in the epoxy resin composition of the present invention is preferably 30% by mass or more, more preferably 40% by mass or more, and 70% by mass. The above is more preferable, and 100% by mass (when no other epoxy resin is used in combination) is particularly preferable. However, when using the epoxy resin of this invention as a modifier of an epoxy resin composition, it adds in the ratio used as 1-30 mass% in all the epoxy resins.

本発明のエポキシ樹脂組成物において用い得る硬化剤としては、例えばアミン系化合物、酸無水物系化合物、アミド系化合物及びフェノール系化合物等が挙げられる。これら他の硬化剤の具体例を下記(a)〜(e)に示す。
(a)アミン系化合物 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及びナフタレンジアミン等
(b)酸無水物系化合物 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、ヘキサヒドロ無水フタル酸及びメチルヘキサヒドロ無水フタル酸等
(c)アミド系化合物 ジシアンジアミド、若しくはリノレン酸の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等、
Examples of the curing agent that can be used in the epoxy resin composition of the present invention include amine compounds, acid anhydride compounds, amide compounds, and phenol compounds. Specific examples of these other curing agents are shown in the following (a) to (e).
(A) Amine-based compounds diaminodiphenylmethane, diethylenetriamine, triethylenetetramine, diaminodiphenylsulfone, isophoronediamine, naphthalenediamine, etc. (b) acid anhydride-based compounds phthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, maleic anhydride , Tetrahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, methyl nadic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, etc. (c) Amide compounds Dicyandiamide or linolenic acid dimer and ethylenediamine Polyamide resin, etc.

(d)フェノール系化合物多価フェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、フルオレンビスフェノール、テルペンジフェノール、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、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)メタン及び1,1,2,2−テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)エタン等);フェノール類(例えば、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及びジヒドロキシナフタレン等)と、アルデヒド類(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及びフルフラール等)、ケトン類(p−ヒドロキシアセトフェノン及びo−ヒドロキシアセトフェノン等)、若しくはジエン類(ジシクロペンタジエン及びトリシクロペンタジエン等)との縮合により得られるフェノール樹脂;前記フェノール類と、置換ビフェニル類(4,4’−ビス(クロルメチル)−1,1’−ビフェニル及び4,4’−ビス(メトキシメチル)−1,1’−ビフェニル等)、若しくは置換フェニル類(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)ベンゼン及び1,4−ビス(ヒドロキシメチル)ベンゼン等)等との重縮合により得られるフェノール樹脂;前記フェノール類及び/又は前記フェノール樹脂の変性物;テトラブロモビスフェノールA及び臭素化フェノール樹脂等のハロゲン化フェノール類
(e)その他イミダゾール類、BF アミン錯体、グアニジン誘導体
(D) Phenol compound polyhydric phenols (bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, fluorene bisphenol, terpene diphenol, 4,4′-dihydroxybiphenyl, 2,2′-dihydroxybiphenyl, 3,3 ′, 5, 5'-tetramethyl- (1,1'-biphenyl) -4,4'-diol, hydroquinone, resorcin, naphthalenediol, tris- (4-hydroxyphenyl) methane and 1,1,2,2-tetrakis (4 -Hydroxyphenyl) ethane and the like; phenols (eg, phenol, alkyl-substituted phenol, naphthol, alkyl-substituted naphthol, dihydroxybenzene and dihydroxynaphthalene) and aldehydes (formaldehyde, acetaldehyde, benzaldehyde, p-hydro) Phenol resins obtained by condensation with benzaldehyde, o-hydroxybenzaldehyde, furfural, etc.), ketones (p-hydroxyacetophenone, o-hydroxyacetophenone, etc.), or dienes (dicyclopentadiene, tricyclopentadiene, etc.); Phenols and substituted biphenyls (such as 4,4′-bis (chloromethyl) -1,1′-biphenyl and 4,4′-bis (methoxymethyl) -1,1′-biphenyl), or substituted phenyls ( Phenol resins obtained by polycondensation with 1,4-bis (chloromethyl) benzene, 1,4-bis (methoxymethyl) benzene, 1,4-bis (hydroxymethyl) benzene and the like; Or a modified product of the phenol resin; Lumpur A and halogenated phenols such as brominated phenol resin (e) Other imidazoles, BF 3 - amine complex, guanidine derivatives

これら他の硬化剤の中ではジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン及びナフタレンジアミンなどのアミン系化合物、並びにカテコールとアルデヒド類、ケトン類、ジエン類、置換ビフェニル類又は置換フェニル類との縮合物などの活性水素基が隣接している構造を有する硬化剤がエポキシ樹脂の配列に寄与するため好ましい。
他の硬化剤は単独で用いてもよく、複数を併用してもよい。他の硬化剤を併用する場合、本発明のエポキシ樹脂組成物中の全硬化剤成分に占める本発明のフェノール化合物の割合は20質量%以上が好ましく、30質量%以上がより好ましく、70質量%以上が更に好ましく、特に好ましくは100質量%(他の硬化剤を併用しない場合)である。
本発明のエポキシ樹脂組成物において、本発明のフェノール樹脂を含む全硬化剤の使用量は、全エポキシ樹脂のエポキシ基1当量に対して0.5〜2.0当量が好ましく、0.6〜1.5当量が特に好ましい。
Among these other curing agents, active hydrogen such as amine compounds such as diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone and naphthalenediamine, and condensates of catechol with aldehydes, ketones, dienes, substituted biphenyls or substituted phenyls. A curing agent having a structure in which groups are adjacent is preferable because it contributes to the arrangement of the epoxy resin.
Other curing agents may be used alone or in combination. When another curing agent is used in combination, the proportion of the phenolic compound of the present invention in the total curing agent component in the epoxy resin composition of the present invention is preferably 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, and 70% by mass. The above is more preferable, and 100% by mass (when no other curing agent is used in combination) is particularly preferable.
In the epoxy resin composition of the present invention, the use amount of the total curing agent containing the phenol resin of the present invention is preferably 0.5 to 2.0 equivalents relative to 1 equivalent of the epoxy groups of all epoxy resins, 0.6 to 1.5 equivalents are particularly preferred.

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。
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。
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 and the like are not particularly specified, but organic acid ions and hydroxide ions are particularly preferable.), Metal compounds such as tin octylate, etc. are exemplified.
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.

本発明のエポキシ樹脂組成物は必要に応じて無機充填材を含有させることができる。
本発明のエポキシ樹脂組成物が含有する無機充填材は、公知のものであれば何ら制限はない。無機充填材の具体例としては、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化チタン、酸化亜鉛、炭化タングステン、アルミナ、酸化マグネシウム等の無機粉末充填材、合成繊維、セラミックス繊維等の繊維質充填材、着色剤等が挙げられる。これら無機充填材の形状は、粉末(塊状、球状)、単繊維、長繊維等いずれであってもよいい。
本発明のエポキシ樹脂組成物における無機充填材の使用量は、エポキシ樹脂組成物中の樹脂成分100質量部に対して通常2〜1000質量部である。これら無機充填材は1種のみを使用しても、2種類以上を併用してもよい。
The epoxy resin composition of the present invention can contain an inorganic filler as required.
If the inorganic filler which the epoxy resin composition of this invention contains is a well-known thing, there will be no restriction | limiting at all. Specific examples of the inorganic filler include inorganic powder fillers such as boron nitride, aluminum nitride, silicon nitride, silicon carbide, titanium nitride, zinc oxide, tungsten carbide, alumina, and magnesium oxide, and fibers such as synthetic fibers and ceramic fibers. A filler, a coloring agent, etc. are mentioned. The shape of these inorganic fillers may be any of powder (lump shape, spherical shape), single fiber, long fiber and the like.
The usage-amount of the inorganic filler in the epoxy resin composition of this invention is 2-1000 mass parts normally with respect to 100 mass parts of resin components in an epoxy resin composition. These inorganic fillers may be used alone or in combination of two or more.

本発明のエポキシ樹脂組成物には、必要に応じてシランカップリング剤、離型剤及び顔料等種々の配合剤、各種熱硬化性樹脂並びに各種熱可塑性樹脂等を添加することができる。熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂の具体例としては、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、マレイミド樹脂、シアナート樹脂、イソシアナート化合物、ベンゾオキサジン化合物、ビニルベンジルエーテル化合物、ポリブタジエンおよびこの変性物、アクリロニトリル共重合体の変性物、インデン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンエーテル、ポリアセタール、ポリスチレン、ポリエチレン、ジシクロペンタジエン樹脂等が挙げられる。熱硬化性樹脂、または熱可塑性樹脂は本発明のエポキシ樹脂組成物中において60質量%以下を占める量が用いられる。   If necessary, various compounding agents such as a silane coupling agent, a release agent and a pigment, various thermosetting resins, various thermoplastic resins, and the like can be added to the epoxy resin composition of the present invention. Specific examples of thermosetting resins and thermoplastic resins include vinyl ester resins, unsaturated polyester resins, maleimide resins, cyanate resins, isocyanate compounds, benzoxazine compounds, vinyl benzyl ether compounds, polybutadiene and its modified products, and acrylonitrile. Examples include modified polymers, indene resins, fluororesins, silicone resins, polyetherimides, polyethersulfones, polyphenylene ethers, polyacetals, polystyrenes, polyethylenes, and dicyclopentadiene resins. The thermosetting resin or thermoplastic resin is used in an amount occupying 60% by mass or less in the epoxy resin composition of the present invention.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、上記各成分を均一に混合することにより得られ、その好ましい用途としては半導体封止材やプリント配線版等が挙げられる。
本発明のエポキシ樹脂組成物は従来知られているのと同様の方法で容易にその硬化物とすることが出来る。例えば、本発明のエポキシ樹脂組成物の必須成分であるエポキシ樹脂、硬化剤、並びに必要により硬化促進剤、配合剤、各種熱硬化性樹脂や各種熱可塑性樹脂等を、必要に応じて押出機、ニーダ又はロール等を用いて均一になるまで充分に混合して得られた本発明のエポキシ樹脂組成物を、溶融注型法あるいはトランスファー成型法やインジェクション成型法、圧縮成型法などによって成型し、更にその融点以上で2〜10時間加熱することにより本発明のエポキシ樹脂組成物の硬化物を得ることが出来る。前述の方法でリードフレーム等に搭載された半導体素子を封止することにより、本発明のエポキシ樹脂組成物を半導体封止用途に用いることができる。
The epoxy resin composition of the present invention can be obtained by uniformly mixing the above-mentioned components, and preferred applications thereof include semiconductor encapsulants and printed wiring boards.
The epoxy resin composition of the present invention can be easily made into a cured product by the same method as conventionally known. For example, an epoxy resin that is an essential component of the epoxy resin composition of the present invention, a curing agent, and, if necessary, a curing accelerator, a compounding agent, various thermosetting resins and various thermoplastic resins, an extruder, if necessary. The epoxy resin composition of the present invention obtained by sufficiently mixing until uniform using a kneader or a roll is molded by a melt casting method, a transfer molding method, an injection molding method, a compression molding method, etc. The cured product of the epoxy resin composition of the present invention can be obtained by heating at the melting point or higher for 2 to 10 hours. By sealing the semiconductor element mounted on the lead frame or the like by the above-described method, the epoxy resin composition of the present invention can be used for semiconductor sealing applications.

また、本発明のエポキシ樹脂組成物は溶剤を含むワニスとすることもできる。該ワニスは、例えば、エポキシ樹脂、硬化剤のうち、少なくとも一方に本発明のエポキシ樹脂、もしくは本発明のフェノール樹脂の少なくとも一方を含み、必要に応じて熱伝導率が20W/m・K以上の無機充填材などのその他の成分を含む混合物を、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、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、N,N’−ジメチルホルムアミド、N,N’−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン、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ジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル等のグリコールエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、グルタル酸ジアルキル、コハク酸ジアルキル、アジピン酸ジアルキル等のエステル類、γ−ブチロラクトン等の環状エステル類、石油エーテル、石油ナフサ、水添石油ナフサ及びソルベントナフサ等の石油系溶剤等の有機溶剤と混合することにより得ることが出来る。溶剤の量はワニス全体に対し通常10〜95質量%、好ましくは15〜85質量%である。
上記のようにして得られるワニスをガラス繊維、カーボン繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アルミナ繊維及び紙などの繊維基材に含浸させた後に加熱によって溶剤を除去すると共に、本発明のエポキシ樹脂組成物を半硬化状態とすることにより、本発明のプリプレグを得ることが出来る。尚、ここで言う「半硬化状態」とは、反応性の官能基であるエポキシ基が一部未反応で残っている状態を意味する。該プリプレグを熱プレス成型して硬化物を得ることが出来る。
Moreover, the epoxy resin composition of this invention can also be made into the varnish containing a solvent. The varnish includes, for example, at least one of the epoxy resin of the present invention or the phenol resin of the present invention in at least one of an epoxy resin and a curing agent, and if necessary, has a thermal conductivity of 20 W / m · K or more. Mixtures containing other components such as inorganic fillers, toluene, xylene, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone, N, N′-dimethylformamide, N, N′-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol diethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol diethyl ether Glycol ethers such as Tell, ethyl acetate, butyl acetate, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, carbitol acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, dialkyl glutarate, dialkyl succinate, dialkyl adipate, It can be obtained by mixing with a cyclic ester such as γ-butyrolactone, an organic solvent such as petroleum ether such as petroleum ether, petroleum naphtha, hydrogenated petroleum naphtha and solvent naphtha. The amount of the solvent is usually 10 to 95% by mass, preferably 15 to 85% by mass with respect to the whole varnish.
The varnish obtained as described above is impregnated into a fiber substrate such as glass fiber, carbon fiber, polyester fiber, polyamide fiber, alumina fiber and paper, and then the solvent is removed by heating, and the epoxy resin composition of the present invention By making a semi-cured state, the prepreg of the present invention can be obtained. Here, the “semi-cured state” means a state in which an epoxy group which is a reactive functional group partially remains unreacted. The prepreg can be hot press molded to obtain a cured product.

以下、本発明を実施例で更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。合成例、実施例、比較例において部は質量部を意味する。
なお、水酸基当量、エポキシ当量、軟化点、ICI溶融粘度は以下の条件で測定した。
・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し、単位は℃である。
・ICI溶融粘度
JIS K 7117−2に準拠した方法で測定し、単位はPa・sである。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these Examples. In the synthesis examples, examples, and comparative examples, “part” means “part by mass”.
The hydroxyl group equivalent, epoxy equivalent, softening point, and ICI melt viscosity were measured under the following conditions.
-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 It measures by the method based on JISK-7234, and a unit is (degreeC).
-ICI melt viscosity It measures by the method based on JISK7117-2, and a unit is Pa * s.

(実施例1)
撹拌機、還流冷却管、撹拌装置を備えたフラスコに、窒素パージを施しながらジヒドロキシナフタレン32部、アセトン10部、メチルイソブチルケトン50部、p−トルエンスルホン酸3.8部を加え、撹拌下で溶解し、100℃にまで昇温した。12時間加熱還流した後、洗浄水が中性になるまで水洗を行い、得られた溶液から、ロータリーエバポレーターを用いて減圧下にメチルイソブチルケトン等を留去することで本発明のフェノール樹脂(P−1)24部を得た。得られたフェノール樹脂のうち、GPCの面積%で一般式(4)で表されるフェノール樹脂の含有割合は79面積%、一般式(1)で表されるフェノール化合物の含有割合は17面積%であった。
Example 1
To a flask equipped with a stirrer, reflux condenser, and stirrer, add 32 parts of dihydroxynaphthalene, 10 parts of acetone, 50 parts of methyl isobutyl ketone, and 3.8 parts of p-toluenesulfonic acid while purging with nitrogen. It melt | dissolved and it heated up to 100 degreeC. After heating and refluxing for 12 hours, washing with water is carried out until the washing water becomes neutral, and from the resulting solution, the methyl isobutyl ketone and the like are distilled off under reduced pressure using a rotary evaporator. -1) 24 parts were obtained. Among the obtained phenol resins, the content percentage of the phenol resin represented by the general formula (4) in GPC area% is 79 area%, and the content ratio of the phenol compound represented by the general formula (1) is 17 area%. Met.

(実施例2)
撹拌機、還流冷却管、撹拌装置を備えたフラスコに、窒素パージを施しながらジヒドロキシナフタレン150部、アセトン54部、メチルイソブチルケトン234部、p−トルエンスルホン酸1.8部を加え、撹拌下で溶解し、70℃で3時間、110℃で15時間加熱還流した後、洗浄水が中性になるまで水洗を行い、得られた溶液から、ロータリーエバポレーターを用いて減圧下にメチルイソブチルケトン等を留去することで本発明のフェノール樹脂(P−2)129部を得た。得られたフェノール樹脂のうち、GPCの面積%で一般式(4)で表されるフェノール樹脂の含有割合は75面積%、一般式(1)で表されるフェノール化合物の含有割合は13面積%であった。
(Example 2)
To a flask equipped with a stirrer, reflux condenser, and stirrer, add 150 parts of dihydroxynaphthalene, 54 parts of acetone, 234 parts of methyl isobutyl ketone, and 1.8 parts of p-toluenesulfonic acid while purging with nitrogen. After dissolving and heating to reflux at 70 ° C. for 3 hours and at 110 ° C. for 15 hours, washing with water until the washing water becomes neutral, and using a rotary evaporator, methyl isobutyl ketone and the like are removed from the resulting solution under reduced pressure. By distilling off, 129 parts of the phenolic resin (P-2) of the present invention was obtained. Among the obtained phenol resins, the content percentage of the phenol resin represented by the general formula (4) in terms of area% of GPC is 75 area%, and the content ratio of the phenol compound represented by the general formula (1) is 13 area%. Met.

(実施例3)
撹拌機、還流冷却管、撹拌装置を備えたフラスコに、窒素パージを施しながらジヒドロキシナフタレン50部、アセトン36部、メチルイソブチルケトン100部、p−トルエンスルホン酸0.6部を加え、撹拌下で溶解し、40℃で8時間、110℃で15時間加熱還流した後、洗浄水が中性になるまで水洗を行い、得られた溶液から、ロータリーエバポレーターを用いて減圧下にメチルイソブチルケトン等を留去することで本発明のフェノール樹脂(P−3)50部を得た。得られたフェノール樹脂のうち、GPCの面積%で一般式(4)で表されるフェノール樹脂の含有割合は65面積%、一般式(1)で表されるフェノール化合物の含有割合は28面積%であった。
(Example 3)
To a flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, and a stirrer, add 50 parts of dihydroxynaphthalene, 36 parts of acetone, 100 parts of methyl isobutyl ketone, and 0.6 parts of p-toluenesulfonic acid while purging with nitrogen. Dissolve and heat to reflux at 40 ° C. for 8 hours and 110 ° C. for 15 hours, and then wash with water until the washing water becomes neutral. From the resulting solution, use a rotary evaporator to remove methyl isobutyl ketone and the like under reduced pressure. By distilling off, 50 parts of the phenol resin (P-3) of the present invention was obtained. Among the obtained phenol resins, the content percentage of the phenol resin represented by the general formula (4) in area% of GPC is 65 area%, and the content ratio of the phenol compound represented by the general formula (1) is 28 area%. Met.

(比較例1)
撹拌機、還流冷却管、撹拌装置を備えたフラスコに、窒素パージを施しながらジヒドロキシナフタレン250部、アセトン45部、メチルイソブチルケトン500部、p−トルエンスルホン酸5.9部を加え、撹拌下で溶解し、室温で5時間、110で15時間加熱還流した後、洗浄水が中性になるまで水洗を行い、得られた溶液から、ロータリーエバポレーターを用いて減圧下にメチルイソブチルケトン等を留去することでフェノール樹脂(P−4)267部を得た。得られたフェノール樹脂のうち、GPCの面積%で一般式(4)で表されるフェノール樹脂の含有割合は57面積%、一般式(1)で表されるフェノール化合物の含有割合は37面積%であった。
(Comparative Example 1)
To a flask equipped with a stirrer, reflux condenser, and stirrer, add 250 parts of dihydroxynaphthalene, 45 parts of acetone, 500 parts of methyl isobutyl ketone, and 5.9 parts of p-toluenesulfonic acid while purging with nitrogen. Dissolve and heat to reflux for 5 hours at room temperature and 15 hours at 110, then wash with water until the wash water becomes neutral, and remove methyl isobutyl ketone and the like from the resulting solution under reduced pressure using a rotary evaporator. As a result, 267 parts of phenol resin (P-4) was obtained. Among the obtained phenol resins, the content percentage of the phenol resin represented by the general formula (4) in GPC area% is 57 area%, and the content ratio of the phenol compound represented by the general formula (1) is 37 area%. Met.

(実施例4)
撹拌機、還流冷却管、撹拌装置を備えたフラスコに、窒素パージを施しながら本発明のフェノール樹脂(P−1)24部、エピクロロヒドリン93部(7モル当量 対 フェノール樹脂)、メタノール28部を加え、撹拌下で溶解し、70〜75℃にまで昇温した。次いでフレーク状の水酸化ナトリウム6.4部を90分かけて分割添加した後、更に75℃で75分反応を行った。反応終了後,水19部で水洗を行い、油層からロータリーエバポレーターを用いて減圧下、過剰のエピクロルヒドリン等の溶剤類を留去した。残留物にメチルイソブチルケトン61部を加え溶解し、75℃にまで昇温した。撹拌下で30重量%の水酸化ナトリウム水溶液2.3部を加え、1時間反応を行った後、油層の洗浄水が中性になるまで水洗を行った。得られた溶液をロータリーエバポレーターを用いて減圧下、メチルイソブチルケトン等を留去することで本発明のエポキシ樹脂(EP−1)28部を得た。得られたエポキシ樹脂のエポキシ当量は207g/eq.、軟化点135℃であった。
Example 4
A flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, and a stirrer is purged with nitrogen while 24 parts of the phenol resin (P-1) of the present invention, 93 parts of epichlorohydrin (7 molar equivalents to phenol resin), methanol 28 Part was added and dissolved under stirring, and the temperature was raised to 70 to 75 ° C. Next, 6.4 parts of flaky sodium hydroxide was added in portions over 90 minutes, and the reaction was further carried out at 75 ° C. for 75 minutes. After completion of the reaction, the reaction mixture was washed with 19 parts of water, and excess solvents such as epichlorohydrin were distilled off from the oil layer under reduced pressure using a rotary evaporator. 61 parts of methyl isobutyl ketone was added to the residue and dissolved, and the temperature was raised to 75 ° C. Under stirring, 2.3 parts of 30% by weight sodium hydroxide aqueous solution was added and reacted for 1 hour, followed by washing with water until the washing water of the oil layer became neutral. 28 parts of epoxy resin (EP-1) of this invention was obtained by distilling off methyl isobutyl ketone etc. under reduced pressure using the rotary evaporator. The epoxy equivalent of the obtained epoxy resin was 207 g / eq. The softening point was 135 ° C.

(実施例5)
撹拌機、還流冷却管、撹拌装置を備えたフラスコに、窒素パージを施しながら本発明のフェノール樹脂(P−2)129部、エピクロロヒドリン314部(5モル当量 対 フェノール樹脂)、メタノール94部を加え、撹拌下で溶解し、70〜75℃にまで昇温した。次いでフレーク状の水酸化ナトリウム30部を90分かけて分割添加した後、更に75℃で75分反応を行った。反応終了後,水91部で水洗を行い、油層からロータリーエバポレーターを用いて減圧下、過剰のエピクロルヒドリン等の溶剤類を留去した。残留物にメチルイソブチルケトン317部を加え溶解し、75℃にまで昇温した。撹拌下で30重量%の水酸化ナトリウム水溶液11部を加え、1時間反応を行った後、油層の洗浄水が中性になるまで水洗を行った。得られた溶液をロータリーエバポレーターを用いて減圧下、メチルイソブチルケトン等を留去することで本発明のエポキシ樹脂(EP−2)144部を得た。得られたエポキシ樹脂のエポキシ当量は239g/eq.、軟化点65℃であった。
(Example 5)
129 parts of phenol resin (P-2) of the present invention, 314 parts of epichlorohydrin (5 molar equivalents to phenol resin), methanol 94 while purging nitrogen in a flask equipped with a stirrer, reflux condenser, and stirrer Part was added and dissolved under stirring, and the temperature was raised to 70 to 75 ° C. Next, 30 parts of flaky sodium hydroxide was added in portions over 90 minutes, and the reaction was further carried out at 75 ° C. for 75 minutes. After completion of the reaction, water was washed with 91 parts of water, and excess solvents such as epichlorohydrin were distilled off from the oil layer under reduced pressure using a rotary evaporator. To the residue, 317 parts of methyl isobutyl ketone was added and dissolved, and the temperature was raised to 75 ° C. Under stirring, 11 parts of a 30% by weight aqueous sodium hydroxide solution was added and reacted for 1 hour, followed by washing with water until the washing water of the oil layer became neutral. 144 parts of epoxy resins (EP-2) of this invention were obtained by distilling off methyl isobutyl ketone etc. under reduced pressure using the rotary evaporator. The epoxy equivalent of the obtained epoxy resin was 239 g / eq. The softening point was 65 ° C.

(実施例6)
撹拌機、還流冷却管、撹拌装置を備えたフラスコに、窒素パージを施しながら本発明のフェノール樹脂(P−3)100部、エピクロロヒドリン434部(7モル当量 対 フェノール樹脂)、メタノール130部を加え、撹拌下で溶解し、70〜75℃にまで昇温した。次いでフレーク状の水酸化ナトリウム30部を90分かけて分割添加した後、更に75℃で75分反応を行った。反応終了後,水90部で水洗を行い、油層からロータリーエバポレーターを用いて減圧下、過剰のエピクロルヒドリン等の溶剤類を留去した。残留物にメチルイソブチルケトン261部を加え溶解し、75℃にまで昇温した。撹拌下で30重量%の水酸化ナトリウム水溶液10部を加え、1時間反応を行った後、油層の洗浄水が中性になるまで水洗を行った。得られた溶液をロータリーエバポレーターを用いて減圧下、メチルイソブチルケトン等を留去することで本発明のエポキシ樹脂(EP−3)121部を得た。得られたエポキシ樹脂のエポキシ当量は227g/eq.であった。
(Example 6)
A flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, and a stirrer is purged with nitrogen while 100 parts of the phenol resin (P-3) of the present invention, 434 parts of epichlorohydrin (7 molar equivalents to phenol resin), methanol 130 Part was added and dissolved under stirring, and the temperature was raised to 70 to 75 ° C. Next, 30 parts of flaky sodium hydroxide was added in portions over 90 minutes, and the reaction was further carried out at 75 ° C. for 75 minutes. After completion of the reaction, water was washed with 90 parts of water, and excess solvents such as epichlorohydrin were distilled off from the oil layer under reduced pressure using a rotary evaporator. To the residue, 261 parts of methyl isobutyl ketone was added and dissolved, and the temperature was raised to 75 ° C. Under stirring, 10 parts of a 30% by weight aqueous sodium hydroxide solution was added and reacted for 1 hour, followed by washing with water until the washing water of the oil layer became neutral. 121 parts of epoxy resins (EP-3) of this invention were obtained by distilling off methyl isobutyl ketone etc. under pressure reduction using the rotary evaporator. The epoxy equivalent of the obtained epoxy resin is 227 g / eq. Met.

(比較例2)
撹拌機、還流冷却管、撹拌装置を備えたフラスコに、窒素パージを施しながら比較用のフェノール樹脂(P−4)106部、エピクロロヒドリン362部(7モル当量 対 フェノール樹脂)、メタノール109部を加え、撹拌下で溶解し、70〜75℃にまで昇温した。次いでフレーク状の水酸化ナトリウム25部を90分かけて分割添加した後、更に75℃で75分反応を行った。反応終了後,水75部で水洗を行い、油層からロータリーエバポレーターを用いて減圧下、過剰のエピクロルヒドリン等の溶剤類を留去した。残留物にメチルイソブチルケトン261部を加え溶解し、75℃にまで昇温した。撹拌下で30重量%の水酸化ナトリウム水溶液9部を加え、1時間反応を行った後、油層の洗浄水が中性になるまで水洗を行った。得られた溶液をロータリーエバポレーターを用いて減圧下、メチルイソブチルケトン等を留去することで比較用のエポキシ樹脂(EP−4)110部を得た。得られたエポキシ樹脂のエポキシ当量は256g/eq.であった。
(Comparative Example 2)
A flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, and a stirrer was purged with nitrogen, and 106 parts of phenol resin (P-4) for comparison, 362 parts of epichlorohydrin (7 molar equivalents to phenol resin), methanol 109 Part was added and dissolved under stirring, and the temperature was raised to 70 to 75 ° C. Next, 25 parts of flaky sodium hydroxide was added in portions over 90 minutes, and the reaction was further carried out at 75 ° C. for 75 minutes. After completion of the reaction, water was washed with 75 parts of water, and excess solvents such as epichlorohydrin were distilled off from the oil layer under reduced pressure using a rotary evaporator. To the residue, 261 parts of methyl isobutyl ketone was added and dissolved, and the temperature was raised to 75 ° C. Under stirring, 9 parts of a 30% by weight aqueous sodium hydroxide solution was added and the reaction was performed for 1 hour, followed by washing with water until the washing water of the oil layer became neutral. 110 parts of epoxy resins (EP-4) for comparison were obtained by distilling off methyl isobutyl ketone and the like under reduced pressure using a rotary evaporator. The epoxy equivalent of the obtained epoxy resin is 256 g / eq. Met.

(実施例7〜9、比較例3)
前記で得られたエポキシ樹脂(EP−1、EP−2、EP−3、EP−4)を硬化剤(P−5)、フィラー、ワックス、カップリング剤、硬化促進剤を表1の割合(当量)で配合し、ミキシングロールを用いて均一に混合・混練し、エポキシ樹脂組成物を得た。このエポキシ樹脂組成物をミキサーにて粉砕し、更にタブレットマシーンにてタブレット化した。このタブレット化されたエポキシ樹脂組成物をトランスファー成型(175℃×60秒)し、更に脱型後160℃×2時間+180℃×6時間の条件で硬化し、評価用試験片を得た。試験結果も表1に示す。なお、物性値の測定は以下の方法で行った。
<耐熱性試験>
・ガラス転移温度(DMA):JIS K−7244に準拠
動的粘弾性測定器:TA−instruments製、DMA−2980
測定温度範囲:−30℃〜280℃
温速度:2℃/分
試験片サイズ:5mm×50mmに切り出した物を使用した(厚みは約800μm)。
解析条件Tg:DMA測定に於けるTanδのピーク点(tanδMAX)をTgとした。
<難燃性試験>
・難燃性の判定:UL94に準拠。サンプルサイズは幅12.5mm×長さ150mmとし、厚さは0.8mmで試験を行った。
・残炎時間:0.8mmの試験片(硬化物)のトータル残炎時間
(Examples 7 to 9, Comparative Example 3)
The epoxy resins (EP-1, EP-2, EP-3, EP-4) obtained above were used as curing agents (P-5), fillers, waxes, coupling agents, and curing accelerators in the proportions shown in Table 1 ( Equivalent) and uniformly mixed and kneaded using a mixing roll to obtain an epoxy resin composition. This epoxy resin composition was pulverized with a mixer and further tableted with a tablet machine. The tableted epoxy resin composition was transfer molded (175 ° C. × 60 seconds), and after demolding, was cured under the conditions of 160 ° C. × 2 hours + 180 ° C. × 6 hours to obtain a test piece for evaluation. The test results are also shown in Table 1. The physical property values were measured by the following methods.
<Heat resistance test>
Glass transition temperature (DMA): Conforms to JIS K-7244 Dynamic viscoelasticity measuring instrument: DMA-2980, manufactured by TA-instruments
Measurement temperature range: -30 ° C to 280 ° C
Temperature rate: 2 ° C./min Test piece size: 5 mm × 50 mm cut out (thickness is about 800 μm).
Analysis condition Tg: Tanδ peak point (tanδMAX) in DMA measurement was defined as Tg.
<Flame retardance test>
・ Flame retardancy: Conforms to UL94. The sample size was 12.5 mm wide × 150 mm long, and the thickness was 0.8 mm.
・ Afterflame time: Total afterflame time of 0.8mm test piece (cured product)

Figure 0006414845
P−5:三井化学社製 ミレックスXLC−3L
C1:トリフェニルフォスフィン(北興化学株式会社製 TPP)
溶融シリカ:瀧森工業社製 MSR−2212
硬化促進剤使用量:1phr対エポキシ樹脂
エポキシ樹脂・硬化剤比率:1.0等当量
Figure 0006414845
P-5: Millex XLC-3L manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.
C1: Triphenylphosphine (TPP manufactured by Hokuko Chemical Co., Ltd.)
Fused silica: MSR-2212 manufactured by Kashimori Kogyo Co., Ltd.
Curing accelerator usage: 1 phr to epoxy resin epoxy resin / curing agent ratio: 1.0 equivalent

本発明のエポキシ樹脂は、高い耐熱性を有する硬化物を与えることができることがわかる。 It turns out that the epoxy resin of this invention can give the hardened | cured material which has high heat resistance.

また、前記一般式(1)で表されるフェノール化合物の含有量によって難燃レベルが変わることがわかる。よって、前記一般式(1)で表されるフェノール化合物の含有量を抑えることで高い耐熱性と高い難燃性を両立した硬化物を与えることができる。


Moreover, it turns out that a flame retardance level changes with content of the phenolic compound represented by the said General formula (1). Therefore, the hardened | cured material which made high heat resistance and high flame retardance compatible can be given by restraining content of the phenolic compound represented by the said General formula (1).


Claims (5)

1,4−ジヒドロキシナフタレンとケトン類もしくはアルデヒド類を反応させて得られるフェノール樹脂であって、下記一般式(1)で表されるフェノール化合物の含有割合がゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)面積比率で、当該フェノール樹脂に対して13面積%以上35面積%以下であるフェノール樹脂。
Figure 0006414845
A phenol resin obtained by reacting 1,4-dihydroxy-naphthalenyl emissions and ketones or aldehydes, the content is gel permeation chromatography of the phenol compound represented by the following general formula (1) (GPC) A phenol resin having an area ratio of 13 area% to 35 area% with respect to the phenol resin.
Figure 0006414845
請求項1に記載のフェノール樹脂にエピハロヒドリンを反応させて得られるエポキシ樹脂。 An epoxy resin obtained by reacting the phenol resin according to claim 1 with an epihalohydrin. 請求項1に記載のフェノール樹脂と、エポキシ樹脂及び/または硬化促進剤を含有するエポキシ樹脂組成物。 The epoxy resin composition containing the phenol resin of Claim 1, and an epoxy resin and / or a hardening accelerator. 請求項2に記載のエポキシ樹脂と、硬化剤及び/または硬化促進剤を含有するエポキシ樹脂組成物。 An epoxy resin composition comprising the epoxy resin according to claim 2 and a curing agent and / or a curing accelerator. 請求項3及至請求項4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得られる硬化物。 Hardened | cured material obtained by hardening | curing the epoxy resin composition as described in any one of Claim 3 to Claim 4.
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